張建英,張延琪,劉學立
(滁州學院,安徽 滁州 239000)
“有機化學”是化學、化工、生物、制藥、食品等專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程,是有機化學工業(yè)、食品科學、環(huán)境科學、藥物學、遺傳學、染料化學、生物化學等學科的重要理論基礎(chǔ)。近年來,日常生活和工業(yè)上越來越多的合成材料都來自于有機化學工業(yè)?!坝袡C化學”和有機化學工業(yè)的發(fā)展,不僅為人們創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)財富,對于人們認識復雜的生命現(xiàn)象、控制遺傳、征服頑癥等更有著舉足輕重的作用,它與我們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)等都有著密切的關(guān)系。
新冠疫情以來,為配合國家疫情防控,響應教育部“停課不停學”的要求,各地學校開展了大規(guī)模在線教學,釘釘、騰訊課堂、QQ網(wǎng)絡(luò)課堂、超星學習通、騰訊會議等直播和錄播線上教學紛紛興起。后疫情時代,在線教育的發(fā)展和應用已成趨勢,在此背景下,如何為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的應用型人才,對“有機化學”課程進行教學改革及實踐迫在眉睫。
傳統(tǒng)“有機化學”教學內(nèi)容比較復雜、分散,同時教學內(nèi)容涉及面廣,各章節(jié)間缺乏有效的聯(lián)系性和邏輯性,缺乏與現(xiàn)實生活生產(chǎn)的聯(lián)系,對學生的實踐能力要求比較高。此外,“有機化學”課程教材內(nèi)容更新速度較慢,缺少現(xiàn)代的新知識和新理論。
傳統(tǒng)“有機化學”教學中,片面注重教師的主導作用,強調(diào)教師的“教”,忽視了學生的“學”。教師作為教學的主體,采用傳統(tǒng)“滿堂灌”傳授課本中的知識,學生只能被動灌輸,機械接受,主體能動作用不能充分發(fā)揮,久而久之,學生會缺乏學習的積極性和主動性,影響學習效果。
長期以來,提問是教學過程中師生互動和相互交流的主要形式。傳統(tǒng)的課堂教學,師生互動表現(xiàn)為師生“一問一答”,“師問生答”實際上是教師主導的師生互動。如教師說出上半句,讓學生來接下半句,或者教師以“對不對?是不是?”等發(fā)問,學生機械地用“是、對”等來應付。這種互動枯燥乏味,課堂氛圍缺乏活力,降低了學生學習的積極性和主動性。
考核評價是教學工作中的重要內(nèi)容,直接影響學生的發(fā)展和教師自我價值的實現(xiàn)。從目前情況來看,考核評價雖然較之前有了一定改進[1-5],但評價形式還不夠豐富,評價手段也比較單一,這使得學生在學習過程中只注重最終的學習結(jié)果,忽視學習過程。這種以考試為終極目標的考核評價,無法對學生的學習效果進行全面而準確的衡量。
2.1.1 以促進學生全面發(fā)展為目標,樹立“以學生為中心”的教學理念
“以學生為中心”的教育理念首先由美國心理學家羅杰斯提出,在這一理念的引領(lǐng)下,美國的本科教育在教育教學方法和教育制度上進行了一系列的改革[6]。聯(lián)合國教科文組織明確提出高等教育要向“以學生為中心”的新視角和新模式轉(zhuǎn)變[7-8]。
學習的主體是學生,學生的自主學習才是重點。強調(diào)學生的自主學習,把學習主動權(quán)還給學生,才是真正的“以學生為中心”。但是,在大部分學生被動學習的現(xiàn)實狀況下,如何讓學生自主學習,這就要求教師首先要樹立“以學生為中心”的教學理念,持續(xù)提高教學技能,不斷創(chuàng)新教學方法,引導學生進行自主學習。
2.1.2 以培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)為目標,精選整合教學內(nèi)容
教學內(nèi)容直接反映教學目的和人才培養(yǎng)目標?!坝袡C化學”具有內(nèi)容豐富、理論深刻、實踐性強等特點,因此,必須結(jié)合專業(yè)特點,認真挑選教材及教學內(nèi)容。我們在查閱大量參考書的基礎(chǔ)上,按照科學邏輯和學生的認知特點,精心組織教學內(nèi)容,如不斷用國內(nèi)外最新成果和教師自己的科學研究作為實例充實教學內(nèi)容,積極創(chuàng)設(shè)開放的教學情境,引導學生探索研究動機;將教學內(nèi)容生活化,穿插日常生活中與“有機化學”相關(guān)的問題和實例,拉近學生和“有機化學”的距離,激發(fā)學生學習“有機化學”的興趣。
2.1.3 以引導學生自主學習為中心,開展線上線下教學活動
“以學生為中心”的自主學習就是要站在學生的角度,從學生的學習收獲出發(fā),幫助學生設(shè)計一條持續(xù)有效的學習路徑。在學習過程中,學生不再被動聽講,而是要主動參與,增加學生主動參與的搶答、主題討論、問題答疑等活動時間。我們已經(jīng)在泛雅平臺建立了“有機化學”網(wǎng)絡(luò)課程,內(nèi)容豐富,數(shù)據(jù)充實,包括課程介紹、教學隊伍介紹、教學大綱、教學進度表、課件ppt、學習指導提綱、練習題、自測題及答案、有機化學實驗講義等,可滿足學生在不同時間、不同地域進行學習,給學生提供了自主學習的有效路徑。
該模式的構(gòu)建主要通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與課堂教學活動及實驗教學的拓展,促進學生對知識進行內(nèi)化。課程教學可以分為課前、課中和課后三個階段,具體流程如圖1所示。
圖1 “以學生為中心”的線上線下互動式教學示意圖
2.2.1 課前采用線上教學
以學生學習目標為導向,教師將每節(jié)課的學習指導提綱、學習重難點和任務(wù)清單發(fā)布到線上教學平臺(學習通)。學生可以先行預習,在預習完成后可以在線討論,有疑問的地方先行記錄下來,等待課堂上聽教師詳細講解。這種模式不僅有助于促使學生養(yǎng)成自主學習的好習慣,而且與現(xiàn)代人利用零散時間隨時隨地學習的習慣相適應。
比如針對“親電加成反應”教學內(nèi)容,學生可以通過線上學習了解到“什么是親電試劑”“什么是親電加成反應”“哪些化合物可以作為親核試劑”“烯烴和炔烴的親電加成有什么異同”等。
2.2.2 課中采用線上結(jié)合線下的教學模式
學生通過課前預習對教學重難點有了大致的了解后,在課堂上可以結(jié)合預習的內(nèi)容提出疑問,跟同學、老師進行討論與交流,然后進行小組匯報,教師結(jié)合學生的討論情況進行針對性地答疑解惑,此外,教師針對重難點,精心設(shè)計題目,通過線上平臺(學習通)的搶答、測驗、問卷、主題討論、分組任務(wù)等模塊發(fā)布問題,積極引導學生參與到學習中來,這樣不僅可以將學習情況反饋給教師,又能鞏固課堂所學知識,還能讓學生體會到自主學習的樂趣,提升教學效果。
比如針對“親電加成反應”教學內(nèi)容,學生在課堂上聽教師詳細講解后,理解了親電試劑、親電加成反應等概念,在此基礎(chǔ)上,教師可以有針對性地設(shè)置題目,如“烯烴和炔烴哪個更容易進行親電加成反應?”“不同結(jié)構(gòu)的烯烴發(fā)生親電反應的活性相同嗎?”等,檢查學生是否已經(jīng)真正掌握重點難點,還可以有針對性地進行答疑,深化學習效果。
2.2.3 課后采用線上學習方式
這個階段,學生不僅要全面掌握課堂知識,還要舉一反三,獨立完成作業(yè)題。學生通過在線學習的方式對課堂內(nèi)容進行梳理、復習,同時完成線上作業(yè)如練習題,還可以通過自測題進行自我檢查,進一步拓寬學習的深度和廣度。這樣充分調(diào)動并體現(xiàn)了學生學習的積極性和主動性,實現(xiàn)了“以學生為主體”的自主學習過程。
2.3.1 確定課程教學目標
本課程根據(jù)有機化學工業(yè)的市場需求和專業(yè)培養(yǎng)目標的要求,制定了如下教學目標:
教學目標1,構(gòu)建“有機化學”理論知識框架,使學生掌握各類有機化合物的命名、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及制備,相互轉(zhuǎn)化的條件和規(guī)律。
教學目標2,訓練學生掌握有機化學實驗的基本操作和技能,能根據(jù)實驗內(nèi)容獨立完成實驗并書寫實驗報告。通過實驗中存在的問題和現(xiàn)象培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學生實事求是和踏實嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。
教學目標3,培養(yǎng)學生樹立環(huán)保意識和綠色理念,培養(yǎng)學生交流溝通和團隊協(xié)作、崇尚科學、探究科學的學習態(tài)度。
教學目標1主要采用課堂講授方式,其預期學習成果分別是培養(yǎng)學生掌握各類有機化合物的命名、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及制備、相互轉(zhuǎn)化的條件和規(guī)律,并通過作業(yè)/測驗/考試進行評價;教學目標2~3采用課堂講授和分組實驗方式,其預期學習成果主要是培養(yǎng)學生實事求是、踏實嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和團隊協(xié)作、探究科學的學習精神,并通過預習報告/實驗操作/實驗報告進行評價。
2.3.2 設(shè)計教學活動
“有機化學”課程的主要目的是使學生系統(tǒng)地掌握有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備及應用等基礎(chǔ)知識、基本理論和基本實驗技能,使同學們在“有機化學”學習中受到科學思維的良好訓練,樹立環(huán)保意識和綠色理念,掌握正確的方法論,提高分析問題、解決問題的能力。根據(jù)課程目標,就我校高分子材料與工程專業(yè)的“有機化學”課程內(nèi)容,我們進行如下設(shè)計(見表1)。
表1 “有機化學”課程內(nèi)容設(shè)計
5 6 7 8 9 10 11醛酮醌 羧酸及其衍生物 同分異構(gòu)現(xiàn)象 有機含氮化合物 雜環(huán)化合物 有機合成基礎(chǔ) 綠色有機合成醛酮醌羧酸羥基酸和羰基酸羧酸衍生物順反異構(gòu)對映異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)硝基化合物胺重氮和偶氮化合物分類和命名結(jié)構(gòu)和性質(zhì)碳骨架的建立選擇性控制有機合成路線設(shè)計綠色化學1.掌握醛酮的結(jié)構(gòu)、分類及命名2.掌握醛酮的化學性質(zhì)及其差異,親核加成反應3.了解醌的結(jié)構(gòu)、命名和性質(zhì)活動一:多媒體教學通過多媒體學習醛、酮、醌的結(jié)構(gòu)、分類、命名、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、制備及應用活動二:課程思政培養(yǎng)愛國主義精神與民族自豪感、文化自信活動三:課堂練習經(jīng)典習題練習,學生互評,教師點評活動四:調(diào)查報告完成一份“室內(nèi)裝修空氣污染”的調(diào)查報告,學生分組完成,教師點評1.掌握羧酸及取代酸的結(jié)構(gòu)、分類、命名和化學性質(zhì),羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)、命名和化學性質(zhì),掌握乙酰二酸乙酯和丙二酸二乙酯在有機合成中的應用2.熟悉重要的羧酸化合物3.熟悉誘導效應和共軛效應對羧酸酸性的影響活動一:多媒體教學通過多媒體學習羧酸及取代酸的結(jié)構(gòu)、分類、命名和化學性質(zhì),羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)、命名和化學性質(zhì)活動二:課程思政理論指導實踐的科學方法活動三:課堂練習經(jīng)典習題練習,學生互評,教師點評活動四:實驗實訓1.乙酸乙酯的制備;2.叔丁基氯的制備3.無水乙醇的制備;4.重結(jié)晶1.理解有機化合物的碳鏈、官能團位置、官能團異構(gòu)和互變異構(gòu)等構(gòu)造異構(gòu)現(xiàn)象2.熟悉順反異構(gòu)、對映異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)等基本概念3.掌握順式和反式、Z式和E式及手性分子的R、S標記方法活動一:多媒體教學通過多媒體學習順反異構(gòu)、對映異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)活動二:模具教學利用原子模型做教具,討論立體化學知識,師生互動活動三:課程思政認識化學結(jié)構(gòu)與美學活動四:課堂練習經(jīng)典習題練習,學生互評,教師點評活動五:實驗實訓1.熔點和折光率的測定;2.薄層色譜法1.掌握硝基化合物、胺類、重氮化合物的命名、結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)2.掌握胺類的堿性規(guī)律;掌握重氮鹽的生成及其在有機合成中的應用活動一:多媒體教學通過多媒體學習硝基化合物、胺、腈的命名、結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)及其應用活動二:案例分析蘇丹紅染料,學生討論,教師點評活動三:課程拓展硝酸甘油與諾貝爾,多巴胺,學生討論,教師點評1.掌握雜環(huán)化合物的定義、分類和命名,五元和六元雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)及親電取代反應2.熟悉苯稠雜環(huán)化合物1.了解有機合成的意義和要求,掌握碳骨架的建立2.理解逆合成法分析和合成路線的選擇,理解選擇性控制1.了解倡導綠色化學的意義2.了解綠色有機合成的具體體現(xiàn)活動一:多媒體教學通過多媒體學習硝基化合物、胺、腈的命名、結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)及其應用活動二:課程思政運用專業(yè)知識分析社會生活現(xiàn)象,培養(yǎng)職業(yè)判斷力活動三:課程拓展完成一份科技小論文,選題為“青霉素或葉綠素或血紅素的發(fā)現(xiàn)”“褪黑素與腦白金”,學生分組完成,教師點評活動一:多媒體教學通過多媒體學習各類官能團有機化合物的制備方法,掌握常見的保護基和導向基的應用活動二:課程思政運用專業(yè)知識分析社會生活現(xiàn)象,培養(yǎng)職業(yè)判斷力活動三:課程拓展完成一份科技小論文,選題為“青霉素或葉綠素或血紅素的發(fā)現(xiàn)”“褪黑素與腦白金”,學生分組完成,教師點評活動一:多媒體教學通過多媒體學習各類官能團有機化合物的制備方法,掌握常見的保護基和導向基的應用活動二:課程思政培養(yǎng)學生樹立綠色理念和環(huán)保意識活動三:課程拓展完成一份科技小論文,選題為“布洛芬—鎮(zhèn)靜、止痛藥的綠色生產(chǎn)”,學生分組完成,教師點評7 6 4 3 2 5 4
2.3.3更新教學方法
教學過程中體現(xiàn)“以學生為中心”,要從“教師教了什么?”向“學生學了什么?”“教師教學效果”向“學生預期學習效果”進行轉(zhuǎn)變。為了充分調(diào)動學生學習的主動性,教師要不斷更新教學方法,將講授法、討論法、案例教學法、翻轉(zhuǎn)課堂教學法、課外閱讀等多種教學方法在“有機化學”教學過程中進行有機結(jié)合。
講授法重在講解“有機化學”的基本原理和有機化合物的命名、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及制備等,出發(fā)點在于幫助學生構(gòu)建有機化學理論知識框架,教會學生學習具體有機化合物的方法;而案例教學法則精選案例,如原子經(jīng)濟法,讓學生通過閱讀、思考和討論,將“有機化學”基本原理和知識進行綜合應用;討論法是教師拋出一個中心問題,激發(fā)學生參與的積極性,從而實現(xiàn)以學生為主體,活躍課堂氣氛和深化學習效果的目的。
2.3.4 建立多元考核評價體系
傳統(tǒng)的評價方法“重結(jié)果、輕過程,重知識、輕能力”,強調(diào)通過“考試”評價學生的學習效果,不利于學生全面發(fā)展。事實上,“有機化學”課程除了考查學生對“有機化學”基本理論和基本知識的掌握和運用能力之外,還重在培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。因此“有機化學”課程考核應該是多元化的。
除了考試成績以外,平時的課前預習、課堂討論、隨堂測試、課后作業(yè)、撰寫科技小論文、參與課外科技活動等都可以計入“有機化學”課程成績考核范圍。例如撰寫科技小論文,可以訓練學生掌握文獻查閱、科技論文書寫的基本方法,參加課外科技活動可以加深學生理論知識和實驗實訓之間的聯(lián)系,鍛煉學生的實驗操作能力等。多元化的考核方式能較真實地反映學生的水平和綜合能力,避免了期末考前突擊,考后忘得快的弊端,既擴展了學生自主學習的空間,又提高了學生的思維能力、動手能力和創(chuàng)造能力,有利于學生全面發(fā)展。
“以學生為中心”不是一句口號,需要每一位教師認真去關(guān)注、了解、傾聽學生的內(nèi)心和學習心理,同時結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程目標,精心挑選教學內(nèi)容,設(shè)計教學活動,更新教學方法及建立多元考核評價體系,建立良好的師生“線上線下互動”模式,引導學生自主學習,實現(xiàn)師生共同提升,提高教學質(zhì)量的目標。