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无机化学是我校药学专业开设的第一门专业基础课。为使学生通过本课程的学习掌握必要的无机化学基础理论和基本技能,培养学生分析和解决化学实际问题的能力,逐步认识化学与医药学的密切关系,在教学中我们结合药学专业特点作了一些探索,取得了较好的效果。现报告如下。
1 与元素的生物活性相结合
目前地球上发现的90多种稳定元素,绝大多数都已在人体内发现。人体必需微量元素参与调节人体正常生理功能,例如,含碘的甲状腺素、含钴的维生素B12等。
铬是人体必需微量元素,三价铬能抑制脂肪酸和胆固醇的合成,还能改善心肌低氧,纠正心律不齐。冠心病发病率高的北美人心脏和主动脉中铬含量均低于发病率低的非洲人。由此推测铬对防治动脉硬化有良好作用。三价铬为营养元素,但六价铬为有害物质,六价铬具有强氧化性,与体内有机物反应,干扰酶的活性,可诱发肺癌。可见同一元素不同氧化态生物性能不同。我国的一些地方病如克山病、大骨节病、白内障等则与缺硒有关,可服用亚硒酸钠治疗。分区元素部分的内容琐碎,学起来有些枯燥乏味,但教学中如与医药学知识结合,会激发学生的学习兴趣。
2 与人体的生理、病理现象相结合
在讲授缓冲溶液时,可结合血液的缓冲机制讲解。H2CO3是人体内产生的最多和最主要的酸性物质,而对H2CO3直接起缓冲作用的是血液中的血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)缓冲体系。当血液流经组织时,HbO2释放O2转变为Hb,碱性相对增强,增加了对H2CO3的缓冲能力;而当血液流经肺泡时,Hb结合O2转变为HbO2,酸性相对增强,正好抵消了由于CO2的排出造成血液酸性降低的影响,使血液pH精确地维持在7.35~7.45范围内。
又如讲化学平衡移动时可结合龋齿的形成进行讲解。牙齿釉质的主要成分为羟基磷灰石,当食物残渣在口腔内酸败使pH
Ca10(PO4)6(OH)2+8H+10Ca2++6HPO2-4+2H2O
若酸根又能与Ca2+结合,则更有利于上述平衡向右移动,导致牙齿组织崩溃而形成龋洞[1]。
3 与药物的药理作用相结合
多数药物是通过化学反应而发挥药理作用的,而药理作用又取决于药物的化学结构。在讲授配合物的异构现象时,可结合抗癌药物顺式二氯二氨合铂简单介绍这种构效关系。顺式二氯二氨合铂有抗癌作用,而它的反式结构却没有。原因在于顺式化合物是与肿瘤细胞DNA分子上的两个邻位碱基相结合,仍然保持DNA的双螺旋结构;而反式二氯二氨合铂是与DNA上的两个间位碱基相结合,使DNA的双螺旋结构严重变形,很容易被DNA修复酶识别辨认并进行修复,因而丧失了它对肿瘤细胞的毒性作用。 4 与环保知识相结合
为了增强学生保护环境的责任感,在有关章节介绍了二氧化碳温室效应、大气臭氧层的破坏等环境污染的起因和危害,再结合有关的化学原理和性质,引导学生探讨治理污染的可能性。通过这样的学习,增强了同学们保护环境的意识和紧迫感。
5 与卫生常识相结合
在讨论亚硝酸盐的性质时,介绍了媒体报道的某食堂集体中毒事件[2],中毒原因是由于将工业用盐亚硝酸钠误作食盐而造成的。中毒机制是由于亚硝酸盐有氧化性和水溶性,通过胃肠道进入血液后将Hb氧化,使其失去了载氧及交换二氧化碳的功能,造成组织低氧从而引起一系列中毒反应。解毒方法可采用具有还原性的药物亚甲蓝或维生素C。此外,重新烧开的水或储水时间过长的水中亚硝酸根含量明显增高,而亚硝酸根在胃酸作用下可与体内仲胺形成亚硝胺,后者已被证实为致癌物质。新鲜水果和蔬菜中含有大量维生素C,其还原性可阻断亚硝胺在胃内合成,所以应多吃新鲜蔬菜和水果。这样的讨论既结合物质的性质,又增加了卫生常识,可使学生印象深刻。
综上所述,药学专业的无机化学教学只有专业特点与其他知识的结合才有生命力。但这种结合不能喧宾夺主,只有这样才会收到好的效果。
【参考文献】
关键词:无机化学;教学内容;教学方法
无机化学是工科院校大多数专业的基础课,也是其他三门(分析、有机和物化)化学基础课的基础。处于这种地位的无机化学其内容不仅要体现无机化学课程的基本理论知识,作为大学化学教育的主要内容,还应该体现能力培养和素质教育,即要提供一种科学的思维方式。但是,目前的无机化学只有50学时,学时少、内容多、任务重,而教学对象又是刚步入大学一年级的学生,这些学生在学习方法上还没有摆脱中学的学习模式。基于此,探讨这一课程的教学模式,使学生能够轻松愉快地学习,并能领会此课程的精髓,就成为一名无机化学教师最起码的责任。
一、更新教学理念
在工科院校中,现行的无机化学教学方法以传统讲授为主。这种教学方法有其合理因素,学生通过听课,可以比较“经济”地花费时间,吸收积累很多有用的知识。但是,单向地灌输以及教师的绝对权威,会使学生一直处于被动学习的状态,不仅影响了教学质量,而且对培养学生的学习能力和创造性思维不利。根据当今社会和时代对人才的要求,高校教学应该不仅仅是单纯地传授知识,更重要的是培养复合型、能力型、创新型的人才,所以必须对传统的单一的教学模式加以改革,转变教学观念,更新教学思想,精心选择教学内容,改革教学方法。
二、精选教学内容,注重“重点讲够,难点讲透,指导自学”的原则
工科无机化学是大一新生的一门基础必修课,也是其它后续课程的基础,要求学生既要打好基础,又要拓宽知识面。而无机化学内容增加了,学时减少了,所以对于这个矛盾的处理,首先我们要根据基本要求,认真领会“掌握”、“理解”、“了解”这三个不同层次,精选材料,进一步明确精讲、略讲、自学的内容,并对学时进行合理的分配。有些内容,例如化学热力学基础和物质结构部分应着重于讲清概念,为我所用,不深究其原理和推导过程,重点在于应用。如化学热力学基础知识的基本要求中提到“能用计算化学反应的热效应,初步学会用和来判断反应进行的方向和限度”。引入这些内容有助于定量讨论和理解物质的某些性质,不对结论进行系统的推理和论证,只能作为热力学基础初步介绍。原子结构部分有不少属于“了解”甚至是“初步了解”这一层次,我们着重讲思路,从最简单的核原子光谱入手,讨论核外电子的运动规律,理解原子能级波函数原子轨道几率密度和电子云四个量子数等基本概念。重点讲清如何用四个量子数描述核外电子运动状态,掌握电子排布一般规律和元素原子结构特征,揭示元素周期律的实质和元素原子性质变化的规律性。这样经过精选,适当减少学时,为拓宽新内容腾出时间。有了这样一个思路,学生听课时就比较主动,知道教师该讲什么问题以及为什么讲这些问题。课前课后自学时,也会做到心中有数,目的明确,抓住要点。
三、优化课堂教学方法
在课堂教学中,根据学生的认知规律,不同的教学内容,设计不同的结构,采取不同的教学法。在教学过程中具体采用如下方法:
1.创设问题情境,激发学生的兴趣
无机化学理论知识,“以板书教学为主,多媒体教学为辅”。针对无机化学理论知识比较抽象,难以理解的特征,在课堂教学中,教师要注重问题情境的设计,以日常生活、生产实际为背景,把学生引入问题之中,激发兴趣,激起动机,让学生去发现问题、提出问题、解决问题。例如,在引入化学热力学的研究内容之前,提出常温下可否利用水蒸气与碳反应制造水煤气,答案是否定的,要使该反应发生,必须升高温度,那么温度达到什么程度反应才发生?该反应将有多少能量发生变化?在该反应过程中碳能否完全转化为CO?这些均能用化学热力学知识来解决。
2.改变例题的讲授方式
传统教学中例题的讲授采用老师讲学生听的方式,这样师生都觉得累,学生也没有太多的兴趣。笔者尝试采用先由学生看,并思考例题告诉我们什么,有必要的再讲,然后激发学生思考一题多解与变换已知、结论后的解法,总结解题本质与规律,最后鼓励学生自己编题,这种方法调动了学生参与的积极性与学习兴趣,实现了学生的主体地位,培养了学生的自学能力和创新意识。
3.引导学生归纳和总结当天学习的重点内容
归纳、综合是学习中的重要组成部分。针对大一学生知识基础不够深广、自学能力不强、学习上依赖心理较重的特点,理论知识部分着重于课堂讲授。每次课堂讲授结束之前,预留10分钟的时间,由教师根据课堂讲授内容提出问题,引导学生思考和讨论,并总结当天学习的重点和难点,学生可以提出课堂上他们没有听懂、没有理解的问题大家共同解决。对于元素部分,结合前面学习的原子结构的电子排布,理解元素应有的性质,并根据“族”或者“区”的不同,引导学生总结归纳同族元素的规律性、特殊性和反常性,从而系统地学习和掌握元素化学的知识。
4.培养学生科学的学习方法
教学过程是教师和学生双方的主体性活动,是师生之间相互依赖,相互促进的。教师在精心备课,根据教学内容、教学对象灵活运用讲授、讨论等多种教法的同时,应该注意对学生学习方法的传授和指导,形成一套适合学生自身特点的学习思路,变授人以“鱼”为授人以“渔”,引导学生独立思考,会学善思。教师的教是为了不教,学生的学是为了会学,在化学教学中,要以教会学生学习为中心,通过对学生的学习指导、引导、诱导,让学生“学会生存,学会学习,学会创造”,以适应现代社会的需要。
总之,一切教学方法和手段的改革,目的都是采取学生乐于接受的逻辑和形式,按教学大纲要求,把内容传授给学生,学生把知识转化为能力。先进的教学手段,多样化的教学方法,会收到良好的教学效果。为此,在课堂上我们注意适时启发,讲授与讨论相结合,增加习题课和讨论课。同时,根据课程的内容和特点,充分发挥现代教育技术的优势,尽量使用多媒体授课,这样既活跃了课堂气氛,教学效果也良好。
参考文献:
[1] 沙洪成.构建大学生创新能力培养模式的探索[J].中国高教研究,2004,(8):76-77.
[2] 天津大学无机化学教研室.无机化学[M].北京:高等教育出版社,2000.
1.1自我展示
无机化学教学共两个学期,在每学期的期初组织一次自我展示演讲。演讲题目自拟,以感人为最终目的;要求团队所有成员参加,时间限制在3分钟以内。在自我展示的教学环节中,学生演讲最多的题材是对就业的困惑、对人生的感悟、对未来的向往、自己最喜欢的人或最近最热点的话题等。演讲时间虽短,但是本环节给学生提供了一个展示自己的平台,锻炼了学生的表达能力,增进了同学之间的了解。由于演讲成绩取团队成员演讲成绩的平均值,所以在演讲前每个团队成员之间都会积极准备,彼此之间互相讨论和帮助,争取本团队成员都能在比赛中完美展示,共同获得好成绩,从而可最大限度的激发学生的进取精神和团队合作精神。
1.2学生授课
每学期选出部分无机化学理论课程和实验课程分配给各个教学团队,队长组织本队成员对分配的教学内容进行教学设计。教学设计的内容包括:课堂导入、主要教学内容、课后小节等。课堂要求互动和质疑,还需要进行合理的扩展,授课时间要求在45分钟之内。教学形式不限,以生动并能激发学生的学习兴趣为目的。教学过程中,教师必须全程参与,监督和辅助学生在教学过程中对知识点准确性的把握。我们以学生主讲的无机化学理论课程设计为例:课前需要进行如下准备:①研读教材掌握教学的基本理论;②利用各种网络资源对教学内容进行深入学习,以便在教学中进行合理的知识扩展;③进行课堂教学设计,设计内容包括教学内容和教学环节的分工,以及教学互动环节等。④正式上课前,进行模拟教学,教师在模拟教学中进行质疑,提出与本节课相关的知识点,指出学生在教学中的不足、不准确和不正确的地方。在正式的课堂教学中,教师要辅助课堂教学,回答“小老师”不能准确回答的学生的质疑,在教学小结中总结本节的知识要点,并对学生的授课情况做简要的短评,让学生了解自己的优缺点,以便在以后的学习和生活中不断的提升自己。此环节中,团队成员的成绩依旧相同,因此可有效的提高学生的综合素质:首先,提高积极向上的进取精神和团队合作精神;其次,通过课外预习和资料的检索可以培养学生良好的学习习惯,增强学习能力;再次,在课堂教学过程中锻炼了自己的表达能力、应变能力、组织能力、以及发现及解决问题的能力。此外,同学的质疑过程对授课学生知识准备的充分与否、快速反应能力和学以致用能力也是考验和锻炼。
1.3撰写科研小论文
鼓励学生实时检索无机化学领域的最新研究成果,选择自己感兴趣的相关研究方向自学并撰写专业小论文。目前学生撰写的论文报告有“纳米材料”、“最新分离技术”、“石墨烯的应用”、“单壁碳纳米管的制备及应用”等。每个团队选拔出最优秀的论文,制作演示文稿,在第二课堂时间(每学期选择一个休息日)进行论文汇报。本环节中,学生的团队精神不仅得到了培养,在文献检索、阅读过程中还拓展了专业视野。另外,通过学习了解了自己感兴趣的领域,从而明确未来学习和工作领域的选择,显著提高市场竞争力。
2培养创新能力及操作性
2.1知识扩展
化学教育专业最大的特点是具有师范性,大学生的专业水平和知识视野的大小直接决定其在未来中学教育中的教学水平。因此,在教学过程中注重知识的扩展,激励学生主动学习,引导学生探究的科研思维也是教学改革的重要目标。因此,本教研室教师会在教学的相关理论中引入本领域最新的研究成果,包括教师自己课题组的相关科研成果。例如:在学习第五和第六副族元素时,教师把自己课题组最新制备的官能化杂多酸成果介绍给学生,重点介绍科研思想。因为科研成果为自己的老师研究所得,所以在进行教学过程中可以让学生感觉到创新过程和创新成果离自己没有那么遥远,从而可以激励他们的学习兴趣、提高参与意识,培养科研思维,将被动学习变成主动学习。
2.2开放实验室
此环节主要是利用学生的课余时间进行,学生可根据自己的兴趣自愿参加。
2.2.1开放本科实验室
每学期本科实验室开放两次,开放时间在期中,因为此时,大学生的实验技能和无机化学理论知识体系已相对完善,能够独立或合作设计完成实验活动。参与开放实验室活动的同学要先递交“申请书”,申请中写明实验内容、所需仪器和设备、相关药品及材料。学生可在实验教师指导下反复实验,直至成功达到设计目的。每学期活动的内容主要围绕如下几个方面:①鼓励学生对做过的无机化学实验设计大胆质疑,提出改进方案,并指明改造后的优势;②对做过的无机化学实验,学生在保证实验结果准确、实验现象明显的前提下,可对某个实验或某个实验步骤进行微型化设计;③在教师的介绍下与合作中学的一线化学教师共同探讨中学化学实验的教学改革,参与中学化学实验的设计及教学对学生来说是提高未来就业竞争力,搞好中学教学的重要实践渠道。此环节可以培养学生良好的思维习惯、创造性和实践操作性。同时还间接的培养了学生的学习兴趣和进取精神。
2.2.2开放研究生实验室
在20世纪90年代,美国首先提出了整合教育培养创新型人才的新思路[5]。以此为鉴,在无机化学课程教学的后期,允许部分实验技能较强、勤思考、爱提问的同学参与到研究生的创新性科研工作中。对于刚进入实验室本科生的培养主要包括两个层次。一是科研基本技能培训,包括学习国内外科研文献的检索方法、熟读科研文献、了解无机化学领域的理论和最新研究热点、掌握无机合成技术、掌握无机化合物制备及性质研究方法、掌握实验数据处理方法、参加研究生的科研组会并适当进行文献汇报。二是科研探索,在经历了基本的学习训练后,对于学习能力强的本科生,在保证不耽误本科课程学习的前提下,在导师的指导下和研究生的监督下完成一些可行性较强的科研项目。目前每年都有部分本科生在国内外学术期刊上公开发表科研论文,这些学生是校大学生创新和创业项目的主要申报者,也是未来攻读硕士研究生的主要生源。和其他学生相比,他们都会较早的制定人生规划,有目标、有理想、能吃苦、善于思考且动手能力强,而且在未来选择研究生报考专业时的目标更明确。
3结语
关键词:无机及分析化学课程 思考与改革 分析化学 无机化学 物理化学 有机化学
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(a)-0128-01
从20世纪开始,我国的化学课程从传统的物理化学、有机化学、分析化学和无机化学四大分支体系上,延伸出无机及分析化学、高分子化学等课程。随着科学的迅速发展、人们对高科技的综合要求水平不断增加,导致现在的部分课程体系不能完全满足人们对培养化学类专业人才的要求,课程内容重复、顺序不尽合理、知识面过窄等突出现象让学生的学习积极性得不到充分发挥。因此,我们需要改变目前的现状,针对性地优化课程体系、更新教学内容、建立符合时代要求的课程,打破学科间的隔膜。
1 无机及分析化学课程的发展历史
最早在20世纪80年代建立了无机化学与分析化学的课程,在发展、教学过程中,发现了这两门课之间存在一定的内在联系,经过多年的实践探索,最后在1992年出版了无机及分析化学的教材。从此各大院校对其课程体系进行了优化、改革。南京大学把原本分散的基础知识和化学理论进行合并,构建了一门较新的课程体系,使整个课程更加系统化、结构化。这种课程结构的改革也是经过漫长的摸索,形成今天的课程体系的,如1989年将试行的“定量分析化学”和“无机”合并,1991年便得到推广。合并以后,教学内容方面得到了扩充,课程结构体系也有所优化,如何在已取得的成绩基础上,进一步改革改善是我们要思考的问题。
2 无机及分析化学课程的思考
教学安排中,对教学课时和教学内容都需要达到一定的标准,从而保证教学效果。两者相辅相成、互相制约,只有合理恰当的处理好两者的关系,材料使教学内容在规定的课时内完成,使学生能够较广泛地、深刻地接受必要的知识,为将来的相关课程和实践工作奠定扎实的基础。但是,学生的在校时间是固定的,所学的科目相对较多,考虑为学生留出部分自由空间的前提下,就要求对相关课程进行改革,以满足现实需要。对于无机及分析化学课程来说,也需要进行相应的调整分配,目前开设该课程的多数为工科专业,且所设的课时数普遍较多,任课老师在进行授课讲解的时候,有时间对重要章节进行细致的分析讲解。但是纵观目前高中所涉及的化学知识、以及后期所学习的物理化学、有机化学等课程时,往往会发现与现行无机及分析化学课程内容具有部分的重复性,且被设置为重点必讲部分,针对诸如此类的情况,对无机及分析化学课程的改革将必须进行下去,以适应现代的知识体系和教育方式需求。
3 无机及分析化学课程进一步改革的要点
3.1 结合高中化学教材、物理化学教材进行教学内容的有机调整
目前,义务教育、高中教育的知识内容比以往有较大的改变,学习的深度、广度得到了进一步延伸,部分初高中学校对化学课程的学习也加深了很多,如有关于吉布斯自由能、酸碱滴定、配位滴定等的内容,在高中已进行了相关的介绍。这样就需要高等教育阶段,对相关内容进行删减和弱化,以避免无谓的精力投入,避免学生的厌学情况出现,提高教学的效果,有效发挥教育资源。
3.2 恰当结合现代无机化学、分析化学的研究成果
无机及分析化学课程自形成以来,所设计的内容主要包括四大化学平衡和动力学、化学热力学与定量分析、分析结构、原子结构、元素化学等知识。这些知识体系属于比较传统的教学内容,对其理解掌握,有助于专业基础知识的积淀,为将来专业研究、实践做准备。但从另一方面来看,其内容多枯燥乏味、机械死板,学生对其掌握有一定困难,何谈以后的灵活运用。如若能够将目前所取得的相关无机化学、分析化学研究成果,有机结合到教学内容当中,使教学过程更加形象具体,体现其知识的实用性,这样则更能激发学生的求学心理,更有利于知识的灵活运用。特别是形象可观的图片、谱图现象等内容,对激发内心的探索兴趣,具有重要的作用。
3.3 根据面对学生的专业特色进行细分,以满足专业人才的培养需要
无机及分析化学教材主要有南京大学、浙江大学等编写的版本,其基本内容相似。这就要求教师在选择教材的时候,充分考虑所面向学生的专业需要进行选择;在规划教学大纲、授课内容的时候,更需要考虑学生将来的基础知识需求,从而将合理恰当的知识传授给学生,学以致用才是教育的最终目的。对应学生将来不相关、以后不会用到的知识,授课教师可以做适当删减。
3.4 采用形象生动的辅助教学手段
理工科学生所要学习的专业知识普遍存在抽象、枯燥的特征,如何能够让学生更深刻、形象的掌握必要知识点,使之成为自身知识体系的一部分,这需要运用除课本外的其他教学手段。授课教师如何能够结合多媒体设备、以动画图片对抽象的知识进行辅助讲解,将会起到积极的推动作用。当然,板书部分也需要根据实际情况进行处理,板书对学生最大的帮助是可以让学生跟上教师的思维步伐、把握所授课程的重点、难点。如何处理多媒体与板书的关系,有待授课教师根据实际情况进行处理。
4 结语
无机及分析化学的教学内容将根据学生的专业特征,结合其相关知识基础、现代化的多媒体设施进行整合优化,以满足更深专业学习、工作实践的需求,这需要对相关教材内容进行调整,以及授课教师的规划安排。相关工作的进行将为无机及分析化学课程的有效发挥起到积极的影响作用。
参考文献
[1] 董灵光.无机及分析化学课程改革的思考[J].广东化工,2012(12):199-200.
[2] 张启焕,齐志涛,严新.无机及分析化学课程教学改革探索与思考[J].安徽农学通报,2011(13):206-207,220.
[3] 钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育,2007(5):11-13,77.
[4] 丁淑娟,王学英.《无机及分析化学》课程教学改革的几点意见[J].科技信息,2011(12):511.
[关键词] 互联网+;微格精品视频:O2O;无机化学
[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549(2016) 12-0097-03
随着现代科学技术的飞速发展,信息技术环境下高等教育教学方式不断发展和创新,先进的教学手段得以充分利用,具有辐射范围广的优势,摆脱了时间空间的局限[1],从而成就了课堂教学改革的逻辑新起点,就是将“以教为中心”的课堂转变为“以学为中心”的课堂,让课堂真正成为学生学习的场所,让学生成为课堂教学活动的主体。在“互联网+”时代,更要关注人才素养的综合型、创造性和个性化,因此,老师唯有不断提高自身专业素养,不断加强对现代化教学手段的运用,才能不落后于时代对高等教育者的要求。
无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质和变化规律的科学,是化工学院材料化学专业学生的第一门重要基础专业课,对学生从中学进入大学所学的各门专业化学课程的学习起桥梁作用,同时又是与中学化学教学内容关系最密切的专业课。在教学内容方面起到承前启后作用。无机化学课程的纽带作用,要求课程教学由浅入深,详略得当。但是,由于课时有限,只有64学时的课程要涵盖大量的知识要点,所以在课堂上很多重点难点课程只能略讲,甚至是自学,由于缺乏一定的引导,使学生自学效率和效果不佳;大量经典例题不能在课堂上体现,完全没有讲解习题和作业题的时间,只能通过批改作业的方式给学生反馈,但是限于时间,不能做到每位学生都面批,影响反馈效果;尤其单元测验没有时间完成,无法真正体现学生的平时状态和个性问题。因此,开发建设可供学生自主完成教学设计、协作活动的开放的网络课程,尤其是精品视频课程,不论是对于材化专业的学生,还是教学一线的教师来说,都有很重要的现实意义。借助于精品网络课程,使学生能够利用微格教学实验室进行模拟课堂教学场景或是参照优秀的教学视频寻找差距,修正和完善自己的教学活动过程;利用资源库提供的教学设计案例和背景知识创设问题情境;个性化的答疑系统和论坛相互交流有助于专家和用户及时沟通;小组合作完成探究活动设计弥补网络虚拟环境对人的情感、态度、价值观发展的限制;利用网上试题系统完成作业和测试;同时网上的电子教案方便学生复习,也为教师提供方便。随着网络资源的发展,无机化学课的课件、素材、案例等都可以借助网络以数字形式传播到每个手里。因此,无机化学课程教师应该将现代科技手段,融入到日常教学当中。从教学内容的效果来看,微信、QQ在学生群体中的盛行,使得原本抽象、枯燥的理论知识,能够以图片、音频、视频等学生的形式展示出来,增加课程趣味性。本文介绍了针对工科院校的大一学生的无机化学课程,在“互联网+”的背景下,建设微格精品视频课程的基础上,充分运用现代多媒体教学手段,采用文本、声音、图片、动画等多种表现形式表述教学内容;力求使整个课程动静相宜、声像结合、图文并茂、问答及时、现实和虚拟相交叉;多种导航手段同时应用,调动学生的学习积极性,激发学生的学习动机和创造激情,促进形象思维和抽象思维的综合发展,以达到培养学生科学教学技能的教学目的。
一 课程建设目标
教学模式是影响人才培养质量的关键因素,而化学本身理论性与实践性并重、知识性与技术型巨强,课程容量大与课时短的特点使得其教学模式的创新成为当前必学解决的问题。
在过去十多年的无机化学教学实践中,教育实践者已经形成问题导向型、案例教学型、模拟教学型、互动教学型、研究教学型等多种教学模式。这些教学模式在一定程度上实现了无机化学培养的目标,但还远远不能满足实践中对人才培养的需求,尤其是在面对教学中理论讲授实践教学的关系、知识讲授与技能培养的关系、过程考核与目标达成的关系、理念渗透与素质养成的关系等方面问题时,很难给出圆满的答卷。经过多年的无机化学课程教学实践,基于“互联网+”背景下网络平台的视角,提出了无机化学的O2O教学模式,试图能更好地解决这些问题。通过使用互联网有效传递信息,将网络与课堂有效协同,从事实现教学效果的突破。无机化学O2O教学模式旨在经过课堂学习,回归网络学习、讨论的教学模式。该模式打破了传统教学奖课堂限制于“课堂”之内的格局,突破时间、空间的阻隔,实现线上线下教学系统的有机协同。
O2O这个概念最早起源于美国, Alex Rampell将该模式定义为Online to Offline ,即O2O。O2O模式原意是指电子商务中在线与离线的协同,是将线下的商务机会与线上交易平台相结合,以互联网为线下交易前台,线上揽客,线下服务。广义的O2O不再局限于从“线上到线下”,只要同时涉及到线上和线下的都可以统称为O2O[2]。在移动互联网、物联网、云计算、大数据等信息技术的推动下,尤其是二维码和定位技术使得线上、线下业务整合更为顺畅。电子商务关系如此,教育领域同样如此,随着在线教育的发展,在线教育与线下教育的交错融合形成了教育O2O模式。尝试给出教育O2O的如下定义:教育O2O就是指在移动互联网、云计算、物联网、大数据环境中,传统的课堂教学(线下)与现代网络教育(线上)优势互补、深度融合,将网络的丰富资源与学习工具和课堂的有效控制结合起来,将课堂教学时空延伸到网络的新型混合教学模式。这种模式下的无机化学将学生理论知识与实践相结合,使得学生的主动学习性加强。学生在上完课程后也具有较高的技能和实际应用能力。
二 课程建设方案
无机化学O2O教学模式将现在科学技术及先进的教学理论和平台纳入到教学体系当中,充分发挥其中各子系统的优势,通过系统的自组织,实现教学目标的最大化的过程。其基本结构见图1。在线教育O2O的教学模式是将传统课堂分成线上网络部分和线下课堂两部分进行。线上网络部分主要完成知识点的讲解,而线下实践教学主要完成学生实践能力的提高。
线上网络教学包含知识点讲解和练习两部分。对于面向无计化学这门课而言,传统的上课方式受到时间限制不可能将一次课程时间全部花在重点、难点上讲解,这部分知识的在线教育的优势在于不受课堂时间限制,对于教学内容可以精心准备。课程知识内容中的重点、难点部分可以进行深入详细的解析,帮助学生更好的理解和掌握。学生在学习过程中可以根据自己的理解程度暂停或者回放视频,也可以在网上查找相关资料帮助自己更好的理解。而在传统高校的课堂上,很难兼顾那么全面。任课老师还可以将练习搬到网上来进行,利用学校的教学系统可以组建课程题库。针对课程章节建立相应的题目,帮助学生对理论部分更好的理解。同时也可以将学生做的习题情况进行收集分析,找出学生容易出错的部分,在线下的课程教学的时候可以有针对的进行讲解。
吸收就考验学生的理解力。线下课堂将课堂搬到机房,自习室,图书馆等,既可以进行主题讨论,又可以马上开始作业习题或项目实践。主题讨论的目的就是带动学生,激发学生的主动学习。目前,在教学模式上,中国大学与西方大学的差异就是这种互动性。探究式、讨论式、互动式,才能使学生处于高度兴奋之中,这样学生抓住知识、思考知识的效率才最高。在线下课程上组建小组,布置课程主题讨论案例,以小组为单位共同讨论解决案例,让学生在讨论中解决问题,激发学生的主动学习兴趣。主题讨论可以由基础到复杂的一个个课程案例组成,学生在讨论过程中可以利用身边的电脑、手机进行应用实践。对于学生在讨论过程中不容易理解的部分,老师可以进行引导和启发。帮助学生建立如何分析问题,如何查阅相关资料,如何最终解决问题的能力。在学生完成后,可以让学生对答案进行总结和优化,提高学生的创新意识和创新能力。课程学习到一定阶段还可以开展项目案例,利用小组方式共同协作解决项目。每位学生分工完成项目案例中的一部分,让学生在课程学习中培养团队合作能力。
1 一个中心:课程资源网
由图1可见,教学关系系统由教师、学生、SNS平台、课堂、课程资源网等各要素组成。在该设计中,课程资源网是整个教学体系的中心,主要开设课程介绍、主讲教师、课程通知、教学大纲、教学资料、作业提交、互动平台入口等功能,其中最重要的是微格课程。微格课程视频,需要查阅现有的资源课程,了解时展和学生的需求,适时适当地选择题目,不但要有“科技含量”,而且需要充分考虑“普及”要求,进而确定教学内容和选择创新教学方法是至关重要的。微格课程视频更注重的是前沿性、专题性,主要是以能激发在校学生及学习兴趣,启迪智慧,传播前沿科学知识的内容为主,在教学中注重经典理论与现代科学前沿相结合,使学生能自觉地将经典的内容与当今化学发展的前沿领域串联起来,以培养学生运用所学理论来指导科学实践的能力。微格课程和普通课堂教学不一样,教师通过一些语言技巧吸引观众,比如幽默的语言,交互式的对话风格,在教学中通过开放而思辨问题促进学生思考,对知识内容形成深层次的理解。
通过该课程资源网将教师与学生两大教学关系主体,SNS和课堂两大教学互动平台进行整合,实现教学系统的一体化、系统化,为教学工作的开展打下基础。
2 两大平台:SNS平台和传统课堂教学平台
所谓SNS,即Social Network Software,是伴随信息技术的发展产生的基于网络社交应用软件,当前使用较为普遍的包括QQ、微信、微博等。O2O教学模式州立构建两大教学平台,将SNS平台与传统课堂教学平台至于同等地位,通过使两大平台充分融合,重构基于网络和现实的新型教学流程,实现师生互动、信息共享、问题讨论等环节的便捷性、高效性,从而在根本上突破传统教学时间和空间的局限性。线上线下学时分配为:线下64学时,线上保证至少64学时。
3 三个子系统:教师、教学和教学
“互联网+”背景下的O2O教学模式构建三个动态的子系统,教师系统、学生系统和教学系统,这三个子系统共同构成一个完整的大系统。教师系统指教师基于课程资源网和两个教学平台进行课前备课、课中讲解、课后反思的循环回路;学生系统指学生基于课程资源网和两个教学平台进行的课前预习、课中学习、课程复习的循环回路;教学系统指教师和学生两大主题基于课程资源网和两个教学平台进行的课前辅导、课中教学、课后研讨的循环回路。三个子系统之间既相对独立,又相互融合,构成了整个过程的信息流动系统,确定了O2O教学模式的基本流程。
4 线上资源建设
“互联网+”背景下的O2O教学模式基于协同学的视角将各教学要素置于系统的环境之中,任何一个组成要素都是一个变量,都会成为影响系统效能的一个因素。因此在教学过程当中,首先要在师生之间建立起系统观念,明确自身在系统当中充当的角色和定位,并积极参与系统目标的实现。其次,对教学系统中的各要素进行充分整合。要合理定位传统课堂教学与网络互动平台的功能,做到既能有效利用传统课堂教学的丰富经验,又能发挥网络教学平台的积极优势,从而使二者进行优势互补,互相促进。第三,教学流程的设置注重系统性。课程资源网既是教学流程的起点也是终点,教师备课、授课、教学反思、学生预习、学习、复习都要基于课程网,而同时整个流程又进一步完善了课程网资源。
线上资源会将无机化学划分为几十个乃至上百个单元,录制精品微格课程视频,供线下教学前后使用(1个学时使用若干个单元),将整节课分割成若干重点难点单元,有利于随时查看、学习。
教师通过教学平台课程相关教学视频资料,组建习题库。学生可以用自己的学号登录观看视频或者做题,平台收集学生的做题情况提供给老师进行分析。网络教学平台还提供网络讨论区,学生可以问题,回答他人的问题或者对某部分知识点进行讨论等。
5 线下教学方法改革
传统教学模式中教学各要素都处于教师的“设计”之中,学生处于被动的接受地位,虽然一再强调学生主体,但在既定教学模式之下很难实现。“互联网+”背景下的O2O教学模式摒弃传统教学改革中学生主体的理念,强调两个主体、两个积极性,即教师和学生在整个教学过程中协同互动,共同参与教学的设计和实施,充分发挥各自的积极性,实现各子系统目标的基础之上,争取教学系统总目标的最优化。整个过程中,既强调教师与学生的充分协同,也注重系统其他各要素之间的协同,消除系统中的“短板”,将互联网和实体教学有机结合起来,实现系统目标最大化。
三 考核方法
考核评价是反映学习质量、检验效果的主要手段,这有利于应用型、技能型人才培养模式的实施与人才质量检测。采用新的课程教学模式后,考核评价体系也应从3个方面进行:学生的课堂出勤率、线上课时数以及完成作业(测验)情况是其参加考试获得课程成绩的必要条件,所以可以将课堂表现按20%计,线上课时数按20%,作业(测验)按30%,期末考试按30%计。
四 实验教学改革
对无机化学的理论课程和实验课程进行优化,选用先进教材、科学取舍内容,使教学内容不失科学性和系统性而更具针对性;教学手段多元化,教学方法适宜,并做到理论与实验课程相辅相成、相互促进,理论指导实验,在实验中验证理论的真实有效性,同时利用实验课培养学生的动手能力、科研能力、创新能力。
总之,在“互联网+”时期,大数据、云计算、移动通信技术等逐渐与教育结合,进而出现了微课、慕课、翻转课堂等新名词,互联网正在从教育的“边缘”侵入教育的“核心”,“以学生为中心”的理念得到了较为彻底的落实,教师由教学主导者转变为学生学习的服务者。 “互联网+”时代,由传统的教师集体授课、学生接受学习,转变为学生自主学习、合作学习和深度学习,授课形式除了教师授课外,还包括远程学习、网络学习,实现线上与线下、校园与企业、本校与他校学习的有机融合。
在“互联网+”背景下,建设精品微格教学视频,将在线教育O2O与传统课堂相结合,利用各自的优势应用在教学模式改革中,对于提高课程教学质量和效率具有重要的作用。学生从新的模式出发,既能从网络高效的吸收理论知识,也能从实践教学中获得较强的动手能力。还在主题讨论、项目实践等教学环境中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力,从而为学生成为应用型、技能型的人才奠定了坚实的基础。
参考文献