左婷婷

摘 要：針對生物類專業(yè)學(xué)生在化學(xué)課程學(xué)習(xí)中存在的問題，以“無機及分析化學(xué)”課程為例，開展對地方高校生物類專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)的研究與探討，期望通過對“無機及分析化學(xué)”這門課程的教學(xué)改革，秉承因材施教的思想，對化學(xué)課程進行有針對性的教學(xué)優(yōu)化，找到一條打破學(xué)科隔膜、將化學(xué)與生物緊密結(jié)合的道路，培養(yǎng)具有扎實的化學(xué)基礎(chǔ)以及科學(xué)素養(yǎng)的生物專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞：生物類專業(yè)；改革與探索；“無機及分析化學(xué)”

近年來，化學(xué)與其他學(xué)科尤其是生命科學(xué)交叉發(fā)展，“有機化學(xué)”“物理化學(xué)”“無機化學(xué)”“分析化學(xué)”等成為生物類專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課程。然而，生物類專業(yè)學(xué)生在這些化學(xué)課程的學(xué)習(xí)中普遍存在知識掌握程度不高、學(xué)習(xí)效果不佳等問題，這一情況無疑會給學(xué)生對本專業(yè)的深入學(xué)習(xí)和個人發(fā)展造成一定的困難[1]。當然，造成這一現(xiàn)象的原因是多方面的，例如面向生物類專業(yè)的化學(xué)課程未緊扣本專業(yè)特點、學(xué)生原有基礎(chǔ)不均衡以及對課程的重視度不夠等。本研究以“無機及分析化學(xué)”課程為例，研究與探討地方高校的生物類專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)，旨在通過合適的教學(xué)改革措施，使生物類專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)本門課程后可以初步掌握無機與分析化學(xué)的基礎(chǔ)知識以及規(guī)范化實驗操作，同時認識到專業(yè)知識的綜合性和跨學(xué)科性，尤其是化學(xué)學(xué)科知識在生物領(lǐng)域研究中的重要性，激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)學(xué)習(xí)和從業(yè)的興趣。對生物類專業(yè)化學(xué)課程教學(xué)的改革與探索能為學(xué)生后續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，有助于培養(yǎng)高水平的生物專業(yè)人才。

1?問題分析

1.1? 與本專業(yè)的聯(lián)系不夠，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高

生物類專業(yè)的“無機及分析化學(xué)”課程教學(xué)通常是統(tǒng)一授課，教師在根據(jù)生物類專業(yè)學(xué)生的需求合理刪減或補充教學(xué)內(nèi)容方面存在困難。這種授課內(nèi)容與本專業(yè)聯(lián)系不夠的情況往往容易導(dǎo)致生物類專業(yè)學(xué)生對化學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情和動力不足，在以往的課堂中，通常表現(xiàn)出學(xué)生參與度不高、課后提問少等問題，學(xué)生缺乏對重難點的鉆研，導(dǎo)致作業(yè)正確率不高、考試結(jié)果不理想。

1.2? 課堂教學(xué)形式單一，內(nèi)容不能凸顯學(xué)科前沿動態(tài)

在化學(xué)學(xué)科以及生物技術(shù)高速發(fā)展的背景下，許多任課教師制作的PPT及教案仍然主要參照《無機及分析化學(xué)》教材，按部就班地完成對教材知識點、現(xiàn)象及結(jié)論的講授。一方面，授課內(nèi)容不能充分反映該學(xué)科的新知識、新技術(shù)以及研究熱點，學(xué)生也無法充分了解現(xiàn)階段該領(lǐng)域的研究進展，難以真正理解這門課程的重要性。另一方面，本課程的理論性較強，課程知識點繁多。根據(jù)以往的授課經(jīng)驗，采取單一的教學(xué)形式，即全程沿用傳統(tǒng)授課模式并不能有效吸引學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)。

1.3? 學(xué)生原有知識基礎(chǔ)不均衡，教師授課難度增大

生物類專業(yè)學(xué)生的知識基礎(chǔ)參差不齊，部分學(xué)生在中學(xué)時未能深入研修化學(xué)學(xué)科，知識基礎(chǔ)薄弱，因此，在大學(xué)階段學(xué)習(xí)化學(xué)課程時力不從心。授課教師面臨如何兼顧不同學(xué)習(xí)進度和基礎(chǔ)的學(xué)生、把握授課進度和難度的難題，這無疑對教師的授課提出了挑戰(zhàn)。

2?課程教學(xué)目標

2.1? 夯實理論根基，延伸學(xué)科前沿

“無機及分析化學(xué)”課程涵蓋了無機化學(xué)和分析化學(xué)的基本內(nèi)容，主要是對基本概念和應(yīng)用性知識進行綜合教學(xué)。授課教師在規(guī)劃生物類專業(yè)“無機及分析化學(xué)”課程教學(xué)大綱和授課內(nèi)容時，需要立足于本專業(yè)學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的需求，結(jié)合《生物無機化學(xué)》和《生物分析化學(xué)》等教材，精選和編排授課內(nèi)容，有效利用有限的教學(xué)課時將知識傳授給學(xué)生，培養(yǎng)生物專業(yè)人才。授課內(nèi)容不應(yīng)局限于書本，教師在講授時應(yīng)融入學(xué)科前沿、國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)，拓展學(xué)生的專業(yè)視野。此外，教師還可以在課堂中融入課程思政元素，講好科學(xué)家故事，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，積極引導(dǎo)學(xué)生樹立為國效力的偉大人生目標。

2.2? 規(guī)范實驗操作，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

生物類專業(yè)學(xué)生的實習(xí)需要運用“無機及分析化學(xué)”實驗技能，例如標準溶液的配制、化學(xué)儀器和設(shè)備的使用和操作等?！盁o機及分析化學(xué)”實驗技能水平直接關(guān)系到學(xué)生的發(fā)展，規(guī)范化的實驗操作有助于為生物類專業(yè)學(xué)生的實際操作奠定堅實的基礎(chǔ)。因此，在學(xué)生進入實驗室時，教師要強調(diào)實驗室各項規(guī)定，包括實驗室安全、衛(wèi)生等。學(xué)生實驗報告主要包括實驗過程的如實記錄與實驗結(jié)果總結(jié)分析，可以培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的嚴謹、求真態(tài)度，提高學(xué)生的觀察能力、分析能力和問題解決能力[2-3]。

3?教學(xué)改革建議措施

3.1? 授課內(nèi)容與專業(yè)銜接

生物類專業(yè)學(xué)生往往對非生物課程學(xué)習(xí)的積極性不夠，這是因為他們未能看到課程對個人發(fā)展高度和走向的重要性。21世紀的生物學(xué)研究各種生物分子的化學(xué)反應(yīng)和物理效應(yīng)等更加微觀的科學(xué)，因此，生物類專業(yè)課程涉及化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、計算機等學(xué)科。為了充分激發(fā)學(xué)生的求知欲，建議教師在授課內(nèi)容安排中加強知識的綜合性和跨學(xué)科性，結(jié)合近期生物化學(xué)領(lǐng)域的研究成果，甚至將自身的科研成果及時補充到教學(xué)內(nèi)容中，充分體現(xiàn)所學(xué)知識對生物類專業(yè)的實用性。

（1）在“無機及分析化學(xué)”課程初期即緒論部分教學(xué)過程中，需要對其與生物學(xué)的相互關(guān)系進行初步闡述。教師要利用化學(xué)合成藥物或?qū)ΜF(xiàn)有藥物進行改性等案例，讓學(xué)生充分了解化學(xué)在生物等學(xué)科中的滲透，意識到生物科學(xué)領(lǐng)域研究人員必須掌握基礎(chǔ)的化學(xué)理論知識和相關(guān)實驗技能。

（2）在“化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)—熵”的教學(xué)中，教師可以引入熵驅(qū)動的脫氧核糖核酸（Deoxyribo Nucleic Acid，DNA）鏈置換反應(yīng)。從化學(xué)的角度解釋與生命密切相關(guān)的鏈置換反應(yīng)，DNA分子在雜交系統(tǒng)中的熵不斷增加、自由能趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，實現(xiàn)長互補鏈置換出短互補鏈，甚至可以延伸到最新研究方向，如DNA分子計算以及DNA自組裝。

（3）在“配位化合物”教學(xué)中，教師要注意展示配位化合物在生物、醫(yī)藥等方面的應(yīng)用，例如配體作為解毒劑治療機體的重金屬中毒，含有鐵、鉑等金屬元素的配位化合物用于缺鐵性貧血、癌癥等疾病的治療。

3.2? 課堂教學(xué)多樣化

傳統(tǒng)的“無機及分析化學(xué)”教學(xué)過于強調(diào)基礎(chǔ)理論，學(xué)生通過記憶的方式掌握現(xiàn)成的知識和答案而不重視知識的產(chǎn)生和應(yīng)用過程。這一進程中缺乏學(xué)習(xí)者對學(xué)科問題的探索和批判性思考，長期承受式學(xué)習(xí)導(dǎo)致學(xué)生喪失對專業(yè)學(xué)習(xí)的動力與興趣。教師可以根據(jù)實際教學(xué)內(nèi)容豐富教學(xué)手段，比如探索-討論、翻轉(zhuǎn)課堂等形式，有效改變傳統(tǒng)化學(xué)課堂教學(xué)形式單一化的現(xiàn)狀。

3.2.1? 用“思維導(dǎo)圖”開展基礎(chǔ)理論教學(xué)

思維導(dǎo)圖是一種有效的認知輔助工具，通過對所思、所想、所見進行圖文形象化的層級結(jié)構(gòu)梳理[4-5]。面對“無機及分析化學(xué)”課程存在的內(nèi)容多、信息量大等難點，這種簡明清晰的知識梳理方式能訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維、幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識框架，便于學(xué)生對知識點的理解和記憶。在這一創(chuàng)造性過程中，學(xué)生自主學(xué)“薄”教材、學(xué)“精”教材，后續(xù)依托思維導(dǎo)圖也方便開展復(fù)習(xí)。

3.2.2? 選擇部分內(nèi)容讓學(xué)生以小組形式展開自學(xué)以及匯報

在匯報準備過程中，學(xué)生需要自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識、查找資料，提升學(xué)習(xí)主動性，鍛煉資料查詢能力以及匯報表達能力。教師再針對學(xué)生的匯報情況進行系統(tǒng)點評，對章節(jié)的重點、難點進行梳理、概括與補充，展開更深刻的研討與回顧。這種研討式學(xué)習(xí)可以使學(xué)生對本章節(jié)的內(nèi)容形成更深刻的認知與理解。

3.2.3? 在課程中充分融入課程思政元素

教師要在課程的第一節(jié)課—“緒論”章節(jié)“化學(xué)發(fā)展史”的授課中講好中國故事，增強學(xué)生的中華文化自信心和民族自豪感。教師可以青銅器、瓷器和火藥的制造為例，講解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化并介紹其對化學(xué)發(fā)展乃至社會發(fā)展的影響。此外，要講好科學(xué)家故事，不僅要講外國科學(xué)家的故事，還要講好中國科學(xué)家的故事，讓學(xué)生感受到當代科學(xué)家濃烈而深厚的愛國之情，幫助學(xué)生樹立學(xué)好專業(yè)理論知識并投身相關(guān)行業(yè)、為祖國建設(shè)貢獻力量的愛國理想，例如從事陶瓷基復(fù)合材料和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料研究的郭景坤院士以及畢生致力于配位化合物的合成、結(jié)構(gòu)、成鍵、性質(zhì)和光電功能分子材料研究并在我國開拓光電功能配合物領(lǐng)域的游效曾院士。

3.2.4? 現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于實驗課教學(xué)

教師可以在“無機及分析化學(xué)”的實驗教學(xué)中利用微課，提前演示實驗注意事項以及實驗步驟等實驗操作并錄制視頻上傳，打破實驗教學(xué)的時間性和地域性約束。課前，學(xué)生通過線上平臺自主學(xué)習(xí)，了解操作步驟與具體細節(jié)。此外，師生要利用班級微信群、QQ群、釘釘群等網(wǎng)絡(luò)交流工具討論實驗中遇到的問題，學(xué)生開展實驗時按照規(guī)范流程，充分利用實驗課程時間。

3.3? 構(gòu)建多元化考核評價體系

3.3.1? 平時考核

平時考核主要由出勤情況和作業(yè)完成情況的評價組成。出勤情況是完整課堂教學(xué)的基礎(chǔ)，而作業(yè)完成情況直接反映了學(xué)生對課堂知識的掌握情況，合理布置作業(yè)有利于督促學(xué)生鞏固所學(xué)知識。此外，教師可以嘗試在部分“無機及分析化學(xué)”的作業(yè)中應(yīng)用思維導(dǎo)圖，要求學(xué)生在章節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束后根據(jù)課堂內(nèi)容所涉主旨和知識點繪制完整的思維導(dǎo)圖作為作業(yè)。作業(yè)評分采用投票打分的方式，讓每位學(xué)生都能了解到其他同學(xué)的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果，從而充分激發(fā)個人的學(xué)習(xí)動力。

3.3.2? 考試

期末考試是對教師教學(xué)成果和學(xué)生學(xué)習(xí)成果最直接的檢測，所以課程結(jié)束后仍需要進行傳統(tǒng)的筆試。此外，還要以課程論文為中期考核進行補充，學(xué)生選取本門課程與生物科學(xué)交叉的某個研究主題，通過查閱相關(guān)文獻資料撰寫一篇小論文。通過這種形式打破教學(xué)的地域性和時間性約束，使學(xué)生主動了解課程內(nèi)容相關(guān)發(fā)展動態(tài)和熱門話題，及時了解學(xué)科領(lǐng)域的前沿知識，這也有利于學(xué)生查閱資料、論文撰寫和分析總結(jié)等能力的鍛煉。

3.3.3? 實驗技能考核

規(guī)范化的“無機及分析化學(xué)”實驗技能為生物類專業(yè)學(xué)生的實際操作奠定了良好的基礎(chǔ)，實驗技能的考核是成績評定的重要組成部分。除了評定學(xué)生操作的規(guī)范性、結(jié)果的準確性，還要結(jié)合實驗結(jié)果記錄規(guī)范程度和分析總結(jié)表現(xiàn)進行綜合評定。

4?結(jié)語

近年來，化學(xué)與生命科學(xué)交叉發(fā)展，生物類專業(yè)學(xué)生需要進行化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，教師要秉承因材施教的思想有針對性地優(yōu)化化學(xué)課程教學(xué)，培養(yǎng)具有高學(xué)科素養(yǎng)的生物類專業(yè)人才。面對生物類專業(yè)化學(xué)課程學(xué)習(xí)中存在的問題，通過對“無機及分析化學(xué)”課程內(nèi)容體系和教學(xué)方法的改革，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標，在課程教學(xué)中將知識點重新整合、優(yōu)化，打破了原有知識體系，使其更利于學(xué)生對知識的理解和掌握，同時在教學(xué)上應(yīng)用了一些現(xiàn)代技術(shù)手段使教學(xué)過程更完整。這一系列舉措取得了一定的效果，但是教學(xué)改革是一個長期且艱難的過程，必須在實踐中不斷摸索和完善。地方本科院校要真正立足于服務(wù)地方經(jīng)濟，培養(yǎng)出具有較高生物專業(yè)素質(zhì)和技能、滿足地方經(jīng)濟發(fā)展需要的應(yīng)用型人才。

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Reform and exploration of chemistry course for biology majors： taking “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course as an example

Zuo Tingting

（1.Colloge of Biology and Geography Sciences， Yili Normal University， Yili 835000， China；

2.Institute of Resources and Ecology， Yili Normal University， Yining 835000， China）

Abstract：In view of the problems existing in the learning of chemistry courses for students majoring in biology， the “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course is taken as an example to carry out research and discussion on the teaching of basic chemistry courses for biology majors in local colleges and universities. It is expected that through the teaching reform of the “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course， adhering to the idea of teaching students in accordance with their aptitude， targeted teaching optimization of chemistry courses will be carried out to find a way to break the disciplinary barrier and combine chemistry and biology closely to cultivate biological professionals with solid chemical foundation and scientific literacy.

Key words： biology majors; reform and exploration; “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry”