李 照,賈棟麗
(陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院,陜西 西安 710062)
2018年6 月,教育部開展了改革開放以來第一次高等學校本科教育大會,會議中提出高等學校的根本任務就是培養(yǎng)一流教育、一流人才.同年8月,教育部發(fā)布了關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知[1],首次將“金課”的概念寫入文件,所謂“金課”是指具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的好課.同時,該會議還具體闡述了如何在政策、組織、機制、評價和經(jīng)費五大保障下,打造線下、線上、線上線下混合式、虛擬仿真和社會實踐五大金課,為各高等學校的“金課”建設指明了方向,提供了寶貴經(jīng)驗[2].如:李希和龔湘兵[3]提出打造“金課”需要積極開展第二課堂的建設,利用信息平臺消除教育時間和空間的限制,提高學生學習興趣,不斷提高學生想象力和創(chuàng)造力;江雪情[4]指出實現(xiàn)“金課”建設必須動態(tài)地看待金課,避免用同一尺度衡量課程的好壞,要時刻以多種角度、多方思維擴大課程寬度,持續(xù)更新課程內(nèi)容,加深課程的廣度和深度,實現(xiàn)“金課”的橫縱向多樣性發(fā)展;李孟軍等[5]強調(diào)要想實現(xiàn)“金課”兩性一度的質(zhì)量要求,需實行開放的課程建設機制和穩(wěn)定的課堂運行機制,構(gòu)建“金課”的開放性和閉環(huán)運行機制;陳雋[6]通過對教師、教育管理團隊和成績考核方式的改革,實現(xiàn)了思政“金課”的混合課堂建設,使學生逐漸實現(xiàn)了從“要我學”到“我要學”的轉(zhuǎn)變.
無機及分析化學是食品、生命和環(huán)境科學等專業(yè)的重要必修課程[7],涉及多學科的基礎內(nèi)容,該課程存在教學內(nèi)容繁雜、教學方式老套和教學評價單一等現(xiàn)狀,使該課程一度成為學生和老師眼中的“難課”,淪為大學教育的“水課”.基于無機及分析化學的教學目標,如:培養(yǎng)學生獨立的化學思維方式、良好的實驗習慣、嚴謹?shù)膶嶒炞黠L、解決實際問題的能力以及與本學科交叉應用的能力,本課程在“金課”建設方面也有一定的研究進展.代虹鏡等[8]從提高教學質(zhì)量、注重發(fā)展課程育人和結(jié)合德育理念,將大思政理念注入無機及分析化學課堂中進行“金課”改革嘗試;黃自知等[9]采用線上線下混合式教學,結(jié)合多種教學方式,打造了混合式教學的“金課”模式;姜健等[10]通過對教學內(nèi)容、教學方式及評價模式的改革,實現(xiàn)“金課”建設的兩性一度.現(xiàn)有教學改革大多只針對“金課”某一方面進行改革,沒有形成完整的教學改革體系.本文以陜西師范大學食品專業(yè)為例,就無機及分析化學課程的教學現(xiàn)狀進行分析,根據(jù)前人的教學改革經(jīng)驗,以“金課”為導向,提出完整的切實可行的教學發(fā)展方略并應用于教學的全過程,化“水課”為“金課”,增強教師“教”和學生“學”的興趣,提高教學效率.
無機及分析化學是化學基礎學科,其內(nèi)容主要以理論知識為主,包括原理、方法、公式和方程式等,其具有晦澀難懂和記憶內(nèi)容較多的特點,給學生造成了一定的學習壓力,易引發(fā)學生的“畏難”心理,不利于教學的展開[11].如:物質(zhì)結(jié)構(gòu)和電解質(zhì)部分,涉及較多的原理內(nèi)容;化學動力學和化學熱力學部分,涉及較多計算公式;氧化還原反應和電化學部分,涉及方程式書寫等,這些均是學生難以掌握的內(nèi)容.此外,本課程是許多非化學專業(yè)的必修科目,在面向不同專業(yè)學生授課時,未能切實結(jié)合該專業(yè)的實際應用展開教學.如以本校食品科學專業(yè)為例,現(xiàn)有教學過多地強調(diào)了化學的專業(yè)知識,在教學內(nèi)容和實驗操作部分并未與食品工業(yè)與工藝相結(jié)合,易使學生忽略該學科學習的重要性,降低其學習的興趣,不利于學生“學以致用”的發(fā)展,無法實現(xiàn)真正的產(chǎn)教結(jié)合.
本課程主要采用講授法和實驗法進行教學,教學方式單一,無法調(diào)動學生學習的主動性和積極性,學生的“主體”地位沒有得到體現(xiàn).唐小蘭和劉英菊[12]的問卷調(diào)查結(jié)果顯示,華南農(nóng)業(yè)大學無機及分析化學以PPT講授為主,偶爾提問方式的授課情況高達48%,46%的學生希望教材可以與時俱進,69%的學生希望實行小班授課;熱娜古麗·阿不都熱合曼等[13]指出部分教師缺乏經(jīng)驗,傳授化學知識中忽視學生主體需求,導致學生學習主動性不強.本校食品工程與營養(yǎng)科學學院的無機及分析化學教學也存在著教學方式死板、教學內(nèi)容滯后、實驗知識陳舊和學生課堂表現(xiàn)欲低等問題,導致現(xiàn)有教學方式限制了學生主動性的發(fā)揮.
本課程分為理論與實驗教學2部分.隨著課程改革的進行,各高校有關本課程的課時都在不斷縮減[14].以本校食品專業(yè)為例,無機及分析化學總共有90學時,其中理論課占54學時,實驗課占36學時.相較于16章的理論學習和9個實驗來說,學時較為不足,同時有部分學生反映課程進度過快,知識點較多,實驗過程匆忙.除了課時較少外,理論與實驗課程相互獨立,實驗設計沒有針對性等現(xiàn)象普遍存在,使得學生無法將理論課上學到的知識靈活地應用于實驗中,不利于學生知識遷移能力的培養(yǎng).
本校食品專業(yè)的無機及分析化學課程目前的評價方式單一.教師教學評價由學生以匿名的方式進行評價,此方法雖然調(diào)查范圍廣,但學生評價存在結(jié)果片面化和準確性低的現(xiàn)象,不利于教師進行教學改革.學生學習效果評價一般采取理論課成績(70%)和實驗課成績(30%)綜合評價,該評價結(jié)果絕大程度上取決于期末卷面的成績,無法對學生的整個學習過程進行監(jiān)測考核,不能全面評價學生的學習現(xiàn)狀,不利于學生的素質(zhì)教育和身心發(fā)展.
基于在教學現(xiàn)狀中存在的各種問題,本文將結(jié)合教學內(nèi)容、教學方式、教學結(jié)構(gòu)和教學評價方式,構(gòu)建高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度課堂,實現(xiàn)知識與技能,過程與方法,情感、態(tài)度和價值觀三維教學目標的培養(yǎng).
高階性是指課程的知識、能力和素質(zhì)相結(jié)合,實現(xiàn)學生基礎知識、應用能力和思維方式的共同發(fā)展.通過基礎化學知識的教學,提高學生的實驗操作和分析能力,培養(yǎng)學生歸納與演繹、分析與綜合、抽象與概括、質(zhì)量互變規(guī)律、現(xiàn)象與本質(zhì)、偶然與必然等思維能力,為更深入的專業(yè)學習奠定良好的基礎.以食品專業(yè)為例,教師在建設無機及分析化學高階性課堂時,可以在教學過程中穿插應用化學知識解決本專業(yè)相關問題的事例及思路,培養(yǎng)學生的知識遷移能力,增強學生對專業(yè)的“歸屬感”,進而提高了學生的應用能力.同時教師也可以在引入新內(nèi)容時,簡要講述知識中蘊含的思維方式,引導學生對其中包含的思維與邏輯關系進行思考,強化學生的思維能力.以此實現(xiàn)學生在無機及分析化學課程中知識、能力和素質(zhì)的共同提升,具體構(gòu)建內(nèi)容如表1所示.如在溶液與膠體章節(jié),通過溶液和膠體的比較學習,加深學生對溶液與膠體的理解,培養(yǎng)學生的比較思維能力.
表1 無機及分析化學高階性課堂構(gòu)建
創(chuàng)新性是指教學內(nèi)容、形式和結(jié)果的個性化、時代化,對學生進行因材施教,使學生最大限度地發(fā)揮自身潛力.本文從教學內(nèi)容、教學形式和教學評價3方面進行創(chuàng)新性課堂的構(gòu)建.
2.2.1 教學內(nèi)容創(chuàng)新
(1)簡化或刪除部分課程內(nèi)容,提高教學效率.邱雅等[15]指出本科專業(yè)必修課的“金課”建設必須整合內(nèi)容,減少教學的交叉和重復.本課程的學生大多為理科生,在高中就接觸了較多的化學知識,其中有不少在無機及分析化學的課程中重復出現(xiàn),如化學平衡、化學熱力學、解離平衡、電化學、氧化還原反應和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)等.基于無機及分析化學課時的縮減,可以對比高中課程適當?shù)貏h減重復內(nèi)容,避免重復教學,提高教學效率,保證學生學習的“新鮮感”.(2)加入思政元素,實現(xiàn)立德樹人的雙重目標.在課堂上引入化學史的內(nèi)容,既營造了有趣的課堂氛圍,同時也培養(yǎng)了學生的科研精神、倫理道德和辯證思維.如在物質(zhì)結(jié)構(gòu)的教學中,教師可以從物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學史出發(fā),向?qū)W生講述科學家一步步探究出物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘,及其堅定不移的探究精神和為科學犧牲的奉獻精神,實現(xiàn)學生專業(yè)與思政教育在知識、能力與價值方面的統(tǒng)一.(3)引入最新研究成果,激發(fā)學生對該課程的興趣.在無機及分析化學的教學中,教師可以引導學生通過課外搜集資料、課上PPT展示的方式,進行無機及分析化學最新領域的匯報,形成以學生為中心的創(chuàng)新性課堂,使學生積極主動地投入到學習中.(4)理論教學與科研實踐相結(jié)合.在實際教學中,學生首先在教師的指導下,組隊進行科研項目的申報,接著根據(jù)課堂學習和文獻查找內(nèi)容進行項目實施,實驗期間學生定期在課堂上對科研項目的進展及實驗中出現(xiàn)的專業(yè)問題進行匯報和討論,使課堂不僅局限于理論知識的學習,提高學生的實踐能力與科研熱情,同時提升學生學習的主動性和創(chuàng)新性.(5)緊跟時代潮流,教學內(nèi)容時代化.近年來由于人們對海鮮消費需求的增多,很多商家非法向海鮮中加入甲醛,以確保食品的新鮮度.在分光光度分析章節(jié),教師就可以結(jié)合現(xiàn)階段出現(xiàn)的食品安全問題,引導學生應用所學知識進行甲醛含量的測定,提高學生的知識遷移能力.
2.2.2 教學形式創(chuàng)新
創(chuàng)新性課堂構(gòu)建見圖1.(1)線下與線上結(jié)合.將課前預習、課后復習和課程作業(yè)模塊轉(zhuǎn)移到線上平臺,并創(chuàng)設不同的板塊,積極引導學生進行課程內(nèi)容、作業(yè)內(nèi)容的討論,打通生生互助、師生互助的障礙,提高教學效率.(2)課堂中創(chuàng)造學生自我表現(xiàn)的機會.將課堂交予學生,加深學生對知識的整體把握.學生以小組的形式,進行部分知識點的講解,組間互評,提高學生的學習興趣.(3)正確使用多媒體.增加實驗課堂演示,打破了理論課和實驗課分離的弊端,如制作實驗視頻進行課堂演示[16],提高學生對知識的理解能力和實驗操作能力.教學中增加必要的動畫演示.如在講解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學平衡、化學動力學、配位化學、電化學與氧化還原反應等內(nèi)容時,可以通過展示具體物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)式、化學反應的動態(tài)平衡過程、氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)量,將復雜、抽象的問題直觀化、具體化,更易于學生的理解認識.(4)制作微課激發(fā)學生的學習熱情.本課程常見的微課形式包括講授知識型、啟發(fā)學習型和實驗展示型.如:以理論知識為主的內(nèi)容學習可采用講授知識型,讓學生對知識點的理解更加深入;學生新接觸、較難知識的學習,可采用啟發(fā)學習型,讓學生提前接觸學習,消減學生的“畏難”心理;以實驗為主的內(nèi)容學習,可采用實驗展示型,讓學生加深對實驗操作、原理的理解.
圖1 無機及分析化學創(chuàng)新性課堂構(gòu)建
2.2.3 教學評價創(chuàng)新
學生學習效果評價:(1)弱化考試成績.在教學中通過線上平臺發(fā)布單元測試、期中測試和期末測試,采用后臺自動評卷的形式自動生成學生考試成績.考試成績占總成績40%,其中單元測試占10%,期中測試占10%,期末測試占20%,對學生進行發(fā)展性評價.(2)實驗成績具體化.將實驗成績分為幾部分,分別對學生實驗前的準備情況、實驗中認真程度、實驗后的反思結(jié)果進行考察,杜絕學生只注重實驗結(jié)果的錯誤科學思想.實驗成績占總成績40%,其中實驗準備情況、實驗結(jié)果分析和實驗過程反思分別占10%、15%和15%,最終得分由學生線上互相打分生成.(3)合理分配平時成績.對學生的課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)和線上討論等情況,通過學生間相互評價方式給予評分,占總成績比例分別為5%、10%、5%,以此來增強學生的主動性和表現(xiàn)欲.(4)完善教師評價制度.建立綜合性評價平臺,采用學生、同行、專家評價和教師自評的方式,對教師的教學進行全面評價,促進教師教學的優(yōu)化.
教學評價的創(chuàng)新使學生不再僅僅強調(diào)學習成績的好壞,而是在教學過程的每個環(huán)節(jié)中積極表現(xiàn),實現(xiàn)了教學效果的“正循環(huán)”,同時該創(chuàng)新還增強了教師對自身身份的認可及榮譽感和幸福感,對老師的教學水平有很大的提升.
挑戰(zhàn)度是指對課程難度應適當增加,使老師和學生“跳一跳才能摘到桃子”,提高教學的主動性.在實際教學中,通過拔高理論教學的深度,增強實驗教學的開放性,加大課后作業(yè)的難度等方式創(chuàng)造具有挑戰(zhàn)度的無機及分析化學課堂.(1)提高課堂內(nèi)容的深度.在電解質(zhì)章節(jié),教師深入講解緩沖溶液的作用機制,進而引導學生自主選擇緩沖對,進行緩沖液的配置,加深學生對電解質(zhì)概念的理解.(2)利用思維導圖軟件進行單元知識的總結(jié)與復習.在電化學與氧化還原反應章節(jié),要求學生應用軟件進行知識思維導圖的建立,通過從屬、并列等關系的構(gòu)建,理清各知識點之間的邏輯關系,并通過添加圖片及文字,進一步強化氧化和還原記憶.這種方式不僅訓練了學生的邏輯思維能力,同時也可作為電子筆記供學生復習,不易丟失和遺忘.(3)使用高階數(shù)據(jù)處理軟件.教師應多鼓勵學生用如Origin、AutoCAD等科研過程中常用的軟件處理實驗數(shù)據(jù).如在分光光度法中制作標準曲線時,教師應盡量引導學生用Origin作圖,而非用手繪或Excel等簡單的軟件進行繪制.這樣不僅能增強學生的數(shù)據(jù)處理能力,而且可以使學生走出舒適圈,增強挑戰(zhàn)意識,有利于培養(yǎng)科研能力.(4)發(fā)布挑戰(zhàn)性任務,設置獎勵機制.在講述化學平衡章節(jié)時,教師可以通過在線上發(fā)布挑戰(zhàn)性任務,如工業(yè)生產(chǎn)中如何提高反應速率和轉(zhuǎn)化率供學生挑戰(zhàn),學生采取自愿的形式將自己的答案以文字或語音的形式發(fā)布于線上平臺,教師根據(jù)學生的回答情況進行線上評分,最終得出最后得分.得分的累計可通過獎勵機制兌換不同的獎勵,以此來激發(fā)學生的興趣和自我挑戰(zhàn)的熱情.(5)課后開展實驗制定項目.以3~5人為一組,以小組為單位制定各知識點的實驗計劃書,將基礎知識應用于實踐中.實驗計劃書內(nèi)容包括實驗名稱、實驗目的、實驗材料、實驗方法步驟、實驗預期結(jié)果、實驗其他備注及說明.如在滴定分析章節(jié),教師鼓勵學生開展課后實驗制定項目,如制定相關滴定分析實驗,學生通過自行選擇實驗材料,撰寫實驗步驟等過程加深對滴定分析的理解.
本文通過對無機及分析化學教學內(nèi)容、教學方式、教學結(jié)構(gòu)和教學評價的現(xiàn)狀進行分析,指出了該課程在目前教學過程中存在的不足,并對無機及分析化學課程在高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度3個方面進行改革,構(gòu)建出無機及分析化學的“金課”課堂,實現(xiàn)了學生知識、能力和素質(zhì)的共同提高,增強了學生學習的積極性和主動性,對食品專業(yè)無機及分析化學課程的教學改革有一定的借鑒意義.