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一、研究课程标准、教材,整体把握模块间联系
结合课程标准和省新课程研修专家的视频讲座精神通读化学将要选修的《有机化学基础》模块教材的内容,进一步了解教材结构、栏目的设置、课标在教材的具体体现形式、选修模块与必修模块《化学2》之间的联系,使自己在选修模块的教学中能够承前启后、得心应手地利用好教材、驾驭好课堂,这就需要在备课时,要“眼观六路”,“耳听八方”,只有这样才能优化我们的教学,跳出教材,驾驭教材,进一步落实新课标精神。
二、准确领悟新课程理念,精确把握内容深广度
在如何把握好教学内容的深广度方面,我的感受是正确领悟新课程的理念,严格按课标要求,不越位,不拔高。在实施具体的教学时把教学侧重点从对知识点的深挖、迁移和拓展层面,转移到通过化学基本知识的学习使学生体验科学研究的过程,激发学生学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变,在实践中培养学生的创新精神和实践能力。
三、充分利用好教材中的“活动与探究”栏目
课程标准倡导探究式学习方式,教材中设置了不少的“活动与探究”栏目,这些栏目的设置无疑在最大程度上帮助教师准备了一个进行探究性教学的最佳切入点,而且这些“活动与探究”大多都与仪器的使用、操作、实验的设计等结合在一起。因此,结合实际扎实地搞好这些“活动与探究”栏目的教学,是非常有利于增进学生在科学探究中对实验技能和实验探究能力的培养。
四、重视教材中具有探究价值的知识点的挖掘,并注意帮助学生形成系统的知识体系
例如:在学习卤代烃的性质时,通过实验研究溴乙烷在NaOH水溶液中的水解反应。在实验开始之前,给学生提了这样一个问题:“假如不加别的试剂,你能从实验现象上判断溴乙烷在加热条件下在NaOH水溶液中发生了化学反应吗?为什么?”要回答这一问题,则须引导学生从刚学完的卤代烃的物理性质(不溶于水,在碱液中有分层现象)以及在预习了卤代烃水解反应方程式(产物皆溶于水,不再分层)的基础上去探究这个问题。这样无疑给学生多了一个机会,或者说多了一个角度去思考卤代烃的水解反应。
五、重视直观教学,训练空间思维能力
[关键词]有机化学 综合能力 教学方法 教学手段
有机化学是化学类以及与化学相关专业的重要基础课之一,也是学生后续专业课的基础课程。多年来很多高校教师都致力于有机化学教学改革探索[1-5]。为了适应教育部“卓越工程师”的培养目标,如何在有限的学时内提高学生的学习兴趣、提高他们对概念和方法的理解能力,是我们在教学过程中一直致力要解决的问题。有机化学的教学内容主要是有机化合物的结构和性质的关系及其相互转化的方法,而其中的有机反应的基本规律、机理及影响因素等则是让学生掌握这种关系之间的联系是如何建立起来的。在有机化学的教学中,不仅要讲清基本概念和基本理论,而且还要让学生懂得如何来建立这些概念和理论的化学方法、思维方法。本文主要阐述了作者在多年的有机化学教学中,采用多种手段来提高学生的学习兴趣、提升教学效果。
一、知识点的融会贯通
提到有机化学大多数同学都会说:内容好多,好难学!这主要是同学们在学习的过程中往往是单一地去记知识点,而不是去找到其中的规律。数学、物理有规律可循,对于有机化学的学习同样是这样。我们会从某类化合物的结构出发,推导出它所具有的性质,然后再讲解具体反应。另外有机化学对于知识点的掌握,很大程度上取决于应用,多用,自然就熟记了,就不会觉得难,那么在有限的学时内,要达到这一要求,就需要在授课过程中频繁运用知识点。
1.结构决定性质
在讲授某一类化合物的性质前,我们会从它的结构出发,推测它可能具有的性质,这样同学对这一类化合物的总体性质有一个大概的理解。例如:我们再讲到醛酮这一章时,我们会从最基本的电负性开始,由于氧的电负性比碳大,必然导致碳氧双键的电子云偏向于氧,那么使得氧显电负性,而羰基碳显电正性。这样同学们就能理解羰基碳容易与亲核试剂发生加成反应。接下来吸电子诱导效应可沿着碳链传递,那么就导致α碳上的氢具有弱酸性,容易被强碱夺去。一旦被强碱夺去,那么α碳上则带有负电荷,这个负电荷会与旁边的碳氧双键形成p-π共轭体系,形成了烯醇式负离子,就形成了烯醇氧负离子和α碳负离子两个共振式。这样同学们就可以理解除了α碳具有亲核性之外,羰基氧可以作为亲核试剂进行反应。这样同学们就能记住对于羰基化合物,发生反应的位点可以是羰基的亲核加成反应,或者是α碳的烯醇负离子作为亲核试剂的反应。
接下来再讲亲核加成和α氢的反应,就容易多了。
2.最大限度地将知识点融合在一起
大家都知道有机化学各类化合物之间都有着或多或少的关联,往往我们在学习一种化合物的性质和反应时经常用到其他类化合物的性质和反应。比如我们讲到醇,醇的制备就要用到了卤代烃的碱性条件下水解反应、烯烃的水合等等。以往这些知识都是老师总结好的,或者有的教材上直接给出的,但是同学们仅仅是学过、看过,没有真正去理解这些制备跟前面化合物或者后面要讲的化合物之间的联系。在讲课过程中我们就要同学们自己来总结,醇的制备方法有哪些?在给同学们复习以前学过的知识的同时,又让他们知道了这几类化合物之间的联系。再有讲到醇的亲核取代反应时,我们会将卤代的亲核取代反应与之进行对比,这样同学们会觉得:醇的反应跟卤代很像啊,那么卤代的亲核取代反应和消除反应掌握后,那么醇的反应就迎刃而解了。再如我们讲卤代烃会讲到有机金属试剂―格氏试剂的应用,这个问题会提到格氏试剂与醛酮的反应,那么我们就把醛酮的亲核加成反应在这里做了讲述。当讲到醛酮部分内容时,再进行讲解并加入例题进行巩固,那么这部分内容就很容易掌握。
3.潜移默化讲授知识点
有些知识点我们可以进行单独讲解,但收效不好,因此我们将这样的知识点融入到平时章节的教学当中,这个知识点就会反复被提及并使用,学生学起来就非常轻松。例如对于有机化合物的合成设计这一部分内容,几乎所有的教材都是放在了二羰基化合物这一章的后面来讲的。我们曾经按照教材上进行讲授,发现学生对着一块的内容很难掌握,于是我们将这一部分内容融合在每一章里面,我们在讲到这一类化合物的合成时,会给出很多例子或者以课后题目为例进行巩固练习,我们就利用合成设计这章的方法―反合成分析进行讲解。刚开始学生不理解为什么会这么做?让他们自己做题目的时候也无从下手,但我们从第二章烯烃开始,就让同学们接触到这一方法,那么到了课程结束,几乎所有的同学都可以利用反合成分析的方法来解决合成题目了。
二、教学手段的多样化
1.多媒体与板书同时应用。
多媒体教学已经是目前主要的教学手段,它极大地节约了板书时间,使得上课内容信息量大增,就可以将大量的例题运用其中,起到巩固知识点的作用。但它也有不足之处就是多媒体演示速度快,往往有些同学不能很好地理解。而板书刚好弥补了这一不足,对于重要知识点,我们通常板书和多媒体同时应用。在板书地书写过程中也是同学们认真思考的过程,只有经过思考才能提出问题,这样老师在讲解过程中同学们就能很好地理解知识点了。
2.分子模型的应用。
这一手段在讲述立体化学这一章起到了重要的作用。环己烷的椅式构象,利用分子模型可以很直观地看出a键、e键,以及a键、e键之间的相互转化,同时在环上的取代基的顺反异构现象就迎刃而解;在手性碳的命名中,利用模型来解释如何确定手性碳的构型是R型还是S型[6];在写Fisher投影式时,如何解释竖直方向的两个基团是朝黑板面里面的,横向两个基团是指向黑板面外的,有了模型同学们会觉得这个问题很简单。
3.充分利用网络资源。
网络的存在可以将教学拓展到课堂之外,多媒体教学的利用使得课堂信息量大增,有些内容同学们并没有很好的理解、掌握、消化和吸收,我们将多媒体课件上传至网络,同时开展了网络答疑交流。建立网络交流最初的目的是教师利用课外时间帮助同学,帮他们解决学习过程中出现的问题。在进行网络交流过程中,我们发现不单单我们授课教师在帮助同学解答疑问,对于有些问题同学们自己会讨论交流,老师只是起到了一个引导作用。在他们讨论的过程中我们发现同学们思考的问题,有部分是我们在教学过程中很少能考虑到的问题,同时达到了教学相长的作用。
4.课后作业找出弱点,强化练习
大学教学很大程度依赖于同学们的自学能力,除了网络交流答疑外,课外作业有利于授课教师了解学生对于知识点的掌握情况。我们会根据大纲要求给学生布置一定量的课后作业,教师会及时批改,可以发现哪些知识点同学们掌握的比较好;哪些知识点掌握的不好,可以针对性地进行讲解,针对性给出相应的练习,让学生巩固学习。
三、教学方法的多样化
兴趣是最好的老师,但大多数同学在学习《有机化学》课程时都有一种畏难心理。如何帮助同学们克服这一心理,提高他们对这门课程的兴趣,在教学过程中至关重要。
1.利用生活中的实例来激发他们的兴趣
食品安全问题是当前比较热门的一个话题,我们在讲解有机化学这门课程的重要性时,会将食品添加剂内容引入进来。将同学们平时经常吃的零食的包装袋给同学们看看它们的配料表,给他们讲解相关的食品添加剂的作用,比如苯甲酸钠是防腐剂、BHT是抗氧化剂等等。当然我们会告诉同学们在食品安全级别内添加这些添加剂对于人们对身体健康是无害的,只是为了增加食物的色香味,让吃食物的人有一种愉悦感。了解了有机化学在日常生活中的用途,学习过程中就不是单单为了学分而学习了。
在讲到烯烃时,我们会给同学们讲吃大蒜后,很多人觉得嘴巴里的大蒜味道很难闻,为什么呢?因为大蒜素是一种含硫的烯烃,它是让我们嘴巴里留有气味的罪魁祸首!那么如何出去这个味道呢?这个问题可以留在后面讲醇醚的时候解答,留一个悬念;也可以直接讲有机硫化物的只是简单介绍,并告知最简单的方法就是喝点牛奶,就可以消除这个味道。
日常生活中这样的例子有很多很多,我们可以充分利用它们来为我们的教学服务。
2.启发式、提问式教学
启发式教学方法我们需要在基础理论知识讲解之后采用的,掌握了基础理论知识,在讲授化合物的性质的时候,我们就可以采用启发式教学,让同学们自己来分析这一类化合物可能具有哪些性质?例如在讲醇的化学性质的时候,我们会引导同学们根据电负性差异,来分析醇可能具有的化学性质:氧原子的电负性比碳的大,那么就可能导致氧和碳共用的一对电子的电子云偏向于氧原子,这就导致碳原子略显电正性,那么它就可以和显电负性的基团发生反应。这样启发学生,让他们自己分析出化合物的性质,比我们直接讲授结论更有利于同学们记忆。
在教学过程中始终使用提问式教学,化合物之间都是相关联的,在讲授过程中也是前后密切相关的,因此在讲课过程中,经常使用提问式教学方法来帮助同学们巩固前面讲过的相关知识,这样既巩固了前面的知识,又达到了知识点的交叉关联,有利于学期末知识点的总体融合,起到了事半功倍的效果。
3.课堂练习巩固知识点
有机化学的学习,要想很好地掌握知识点,还要有相应的练习跟上。课后的习题是为了课后同学们自己复习巩固来用的,那么如何知道同学们上课是否已经掌握了相应的知识点呢?我们在课堂上,对于重要的知识点内容,都配有一定量的课堂小练习,通过这个小练习,教师可以很好地知道班级里大概有多少同学已经很好地掌握了,有多少同学还没有掌握,那么就可以根据情况对相应的知识点在进行详细讲解;同时教师可以根据上课同学们掌握的情况,将课后的相应部分的习题留给同学们自己做,达到进一步巩固的目的。
在当前综合能力培养的前提下,通过以上方法和手段我们不但提高了学生对于有机化学的兴趣,使得看似很难的问题,让同学们学会了如何去学习它、攻克它,同时也培养了他们利用学过的基础理论来分析问题、解决问题的能力。当然还有其他资源有待提高他们的利用率,尤其是网络资源,我们现在正着手建设我们的有机化学教学网站,希望能通过网络进一步提升我们的教学效果,使学生们的综合能力得到进一步提高。
[参考文献]
[1]徐雅琴,邢志勇,白靖文.基于应用型人才培养,有机化学教学模式改革的研究,化工高等教育,2013,5,43
[2]张红,何建玲.“有机化学”课程教学改革的探索,科技创新导报,2011,11,145
[3]吴玉芹,李立冬.工科有机化学教学方法探索与实践,中国电力教育,2011,32,116
[4]刘春叶,苗延青,尤静.浅谈医学有机化学教学的几点体会,西北医学教育,2011,9(3)569
[5]王洪恩.创新教育背景下议医用有机化学教学改革,济宁医学院学报,2012,35(3)224
A. 与葡萄糖互为同分异构体
B. 可以与银氨溶液作用形成银镜
C. 可以跟氯化铁溶液作用显色
D. 可以使紫色石蕊试液变红
2. 褪黑素是一种内源性生物钟调节剂,在人体内由食物中的色氨酸转化得到。
下列说法不正确的是( )
A. 色氨酸分子中存在氨基和羧基,可形成内盐,具有较高的熔点
B. 在色氨酸水溶液中,可通过调节溶液的pH使其形成晶体析出
C. 在一定条件下,色氨酸可发生缩聚反应
D. 褪黑素与色氨酸结构相似,也具有两性化合物的特性
3. 核黄素分子的结构为: [NH][N][O][O][OH][OH] [N][N][OH][OH],已知:[―C―N― + H2O][―][―][―][O][H+
] [―C―OH + ―NH][―][―][―][O]。有关核黄素的下列说法中,不正确的是( )
A. 该化合物的分子式为C17H22N4O6
B. 酸性条件下加热水解,有CO2生成
C. 酸性条件下加热水解,所得溶液加碱有NH3生成
D. 能发生酯化反应
4. 得重感冒之后,常吃一种抗生素――头孢氨苄,分子式:C16H17N3O4S・H2O,其化学结构式为:。有关说法正确的是( )
A. 在一定条件下,能发生水解反应生成氨基酸
B. 1 mol该分子最多能与7 mol H2反应
C. 该分子能与碳酸钠反应,不能与盐酸反应
D. 头孢氨苄易溶于水,能使溴水褪色
5. 下列说法不正确的是( )
A. 淀粉和纤维素均可用(C6H10O5)n表示,因此它们互为同分异构体
B. 淀粉水解的最终产物能发生银镜反应
C. 蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液后产生的沉淀能重新溶于水
D. 脂肪能发生皂化反应,生成甘油和高级脂肪酸钠
6. 三聚氰胺(结构式如图所示)是一种重要的化工原料,可用于阻燃剂、水泥减水剂和高分子合成等领域。下列说法正确的是( )
A. 三聚氰胺是一种蛋白质
B. 三聚氰胺是高分子化合物
C. 三聚氰胺分子中含有碳碳双键
D. 三聚氰胺的分子式为C3H6N6
7. 物质的提纯是化学实验中的一项重要操作,也是化工生产及物质制备中的主要环节。下列有关叙述中,不正确的是( )
A. 乙酸乙酯中混有乙酸,可选用饱和Na2CO3溶液洗涤,然后将两层液体分开
B. 在提纯鸡蛋中的蛋白质时,可向鸡蛋清溶液中加入浓(NH4)2SO4溶液,然后将所得沉淀滤出,即得较纯的蛋白质
C. 油脂的提纯中,可将油脂加入浓NaOH溶液中加热,然后过滤,滤出的溶液即为较纯的油脂
D. 甘蔗是制备蔗糖的主要原料,榨出的甘蔗汁因含色素而呈棕黄色,在制取蔗糖前应先加入适量的活性炭,搅拌、过滤、蒸发结晶,即得较纯的蔗糖
8. 玉米芯、甘蔗渣等在稀H2SO4的作用下水解所得的木糖(C5H10O5)属于多羟基醛,它是一种重要的工业原料。木糖在H2SO4的作用下,加热又可生成糠醛:。
(1)糠醛的分子式为 ;
(2)由木糖生成糠醛的反应类型是 (填下列选项);
A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 脱水反应 D. 酯化反应 E. 消去反应
(3)写出由木糖生成糠醛的化学方程式: 。
9. 已知β-氨基酸受热,分子内失氨而形成α、β不饱和酸,例如:
摘 要:为探索高中生初学有机化学困难的原因,笔者对进行了有关学习情况的调查,了解到学生初学有机化学的困难根本在于有机知识结构的变化和不当的学习方法,并建议教师改进教学方法帮助学生尽快克服学习有机的心理障碍,提高高一有机化学教学质量。
关键词:有机化学;高一学生;学习困难
一、问题的提出
新课改实施后,原本高二学习的全部化学内容中的一些简单的内容被提到高一下学期来学习,这一部分内容包括甲烷和烷烃、乙烯和苯、乙醇和乙酸,糖类油脂和蛋白质。教材的编排十分合理,充分考虑到高一学生的化学知识并不是特别扎实,所选择的内容都是与生活息息相关,学生易于入手学习的,并且避开了一些复杂的化学反应方程式,只要求知道现象,因此其认知能力已经足以完成这一部分简单有机化合物内容的学习。
虽然有机化合物知识教材编排合理,充分考虑学生的认知特点,但在教学中发现,高中学生初学有机时,都不同程度的感到学习困难,个别学生甚至持续整个有机化学学习阶段一直难以适应,以至于对自己的学习能力产生怀疑,失去学习化学的兴趣,影响他们继续学习化学的信心。在与教师探讨时发现,这一现象非常普遍,而且历届如此。
笔者于某校的调研过程中发现学生在学习高一化学必修2第三章《有机化合物》时出现了从未有过的困难表现。学生在学习了前两节课后很难继续下去,经过几堂课的复习和练习后,才进行了后两节课的学习。好不容易学完了新课,学生基本完成了新课标的要求,但在进行单元检测时,成绩却不尽如人意。
为了深入了解其中缘由,笔者进行了有关学生学习情况和教师教学情况的调查,分析、探讨了如何帮助学生尽快克服学习有机化学的困难,为其高二具体学习有机化学打下坚实的基础和提供有力的方法,希望能够对初学有机化学的高一学生提供一些学法上的指导,更加希望能给高一有机化学的教学提供一些新鲜元素供老师参考。
二、 调查结果分析
调查对象选取在校高一年级的理科学生,调查时间安排在学生学习完人教版化学必修2第三章《有机化学基础》并完成章节考试之后。调查完毕后与几位任课老师交换看法,分析学生的作业、试卷,并与参加调查的部分学生座谈。经过调查研究和讨论,造成高中生初学有机化学困难的主要原因有以下几个方面:
(1)有机化学内容的新特点是造成学习困难的客观因素
有机化学与无机化学相比,除了物质种类繁多、有机反应复杂等新特点外,还要求利用分子的空间结构思考问题,对形象思维能力提出了更高要求。能否对分子的空间结构有明确的认识,直接影响到对结构式、同系物、同分异构现象、有机物种类、有机物之间的转化等一系列基础知识的理解和运用。此前的无机化学学习中对形象思维不作过高的要求,因此学生认知方式、思维模式停留在无机化学的学习上。缺乏对分子三维结构的想象力是初学有机化学最大的思维障碍[1]。
(2)不良的学习习惯和学习方法
学生在各学习环节上方法不当,偏重机械记忆而缺乏深入思考,学习主动性不强,自我调控能力差,对老师的依赖性很强,很少主动采取改进措施,甚至听之任之,知难而退。尤其在学习有坡度、有难度的内容时,不良的学习习惯和学习方法的消极影响,表现得更为突出。在调查中发现,有些学生因为听不懂、记忆的东西多而拒绝听课,这种消极的心理及影响都是极不乐观的,应该及时加以控制,让积极的学习方法盛行起来。
(3)习题偏多、难度偏大
与老师的交流中发现,为了应付考试,几乎每个学生都有几种课外学习参考书和一至二套章节练习题来加强对知识的理解和训练,这些资料来源,质量参差不齐。这些教辅资料不但题量大,而且常掺入难度偏大的习题,超出了初学者当时的能力水平,无疑加大了学习难度,转移了师生教与学的注意力,易使学生脱离课本,没时间深入思考搞清知识的本质和内在联系,把大部分的时间和精力放在对付习题的纠缠上,没有时间认真研究教材,学习基础知识。
(4)教师重视不够,教学过于程式化
教师一般都会发现学生初学有机普遍困难的现象,历届学生都是如此,司空见惯,反倒认为这是一种正常现象。在教学过程中,没有好好地利用有机化学与生活的紧密联系进行教学,复杂的反应和零散的知识点让理科学生有些头大。老师没有针对这些给予学生记忆的规律和技巧,对学生的指导也没有具体的针对某些具体的知识点或习题,未将尽快克服学习困难作为一个明确的教学目标,而采取具体、有效、系统的措施。
三、 解决策略和建议
第一,充分发挥教师的主导作用,帮助学生克服心理障碍。
教材的内容是造成困难的客观因素,学生是学习活动的主体,教师是学习活动的直接组控者,对学习活动提供引导、指导、调整、编排、选择、设计等帮助。初学有机,学生学习兴趣和热情很高,教师就要抓住这个有利契机,未雨绸缪,一开始就要把克服学习困难作为一个整体教学目标,铺设台阶,降低知识难度,优化教学方法,突破思维障碍,使学生尽快适应有机化学学习的新特点、新要求,掌握学习有机化学的方法。
第二,加强学习方法指导,培养学生良好的学习习惯。
在有机化学的教学中,除了掌握好各类有机化合物的结构、性质、用途外,更重要的是要理清有机物之间的相互转化关系,形成结构化的知识网络,从而对有机化学知识有一个整体的认识,有助于知识的融会贯通[2]。教师应该充分利用和发挥有机化学的自身魅力,强调有机化学与生活的紧密联系,激发学习兴趣,充分调动学生的主动性。巩固并强化自觉性、坚持性、自我调控能力的培养。分散知识目标、能力目标,使学生不断获得成功感而树立信心。学习有机,需要记忆的东西很多,也很杂,教师需要引导学生找出学习有机化合物的规律和方法,从规律出发去学习去记忆,会收获好的效果。
第三,精选练习题。
布置作业时,应适当控制习题的数量和难度,以新课标的要求为基准,精心摘选,大胆删除,以符合学生的认知规律,适合当前学生的能力水平,跳出题海,使学生的认知能力顺利发展[3]。
第四,采用先进的教学媒体和教学理念,激发学生学习有机化学的兴趣。
有机化学与生活息息相关,而且高一所学习的内容更是与生活密不可分。在教学时,可以以生活中的应用来建构情境,让学生融入情境,探究式的,解决问题式的学习新内容。可以展示课本插图、球棍模型、投影幻灯、三维动画软件等,充分提供和利用上述多方面的感性材料,与某些实际问题相结合,使学生获得形象的感知、储存、识别,直至建立模型等形象思维活动。笔者发现,在动手制作模型的同时,进行观察、联想、想象,建立起烷烃结构的模型,改变了许多模糊认识。条件允许时,把有机分子及其化学反应制成三维动画,应用于教学中,直观形象,信息量大,效果会更好。
四、结语
笔者旨在通过此次调查研究找出该校高一理科学生在初学有机化学时的困难,并且找出困难原因并一一做了讨论和分析,最后给出了一些解决建议和方法,希望对该届学生及以后的学生学习及教师的教学有一定的帮助。
参考文献
[1] 李忠杰.高中生有机化学学习的思维障碍及其解决策略研究[D];辽宁师范大学:2001.
基础化学类课程是高职药学类各专业重要的专业基础课,主要包括《无机化学》、《有机化学》和《分析化学》。在实际教学中,各课程自成体系,一方面占用较多学时,另一方面化学类课程之间,某些内容同一水平重复多次,或对同一问题提出不同看法,既浪费时间,也影响教学质量的提高。近年来,国内一些高职院校对基础化学类课程做了相应的调整,优化整合了教学内容。石家庄职业技术学院对化学课程教学内容进行压缩、精简、整合,并在实践中不断完善建立了《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》三位一体的学科新体系,整合后的课程体系和教学内容,缩短了学时,提高了学生学习高度。[1]浙江医药职业技术学院对传统的《无机化学》、《分析化学》和《物理化学》三门化学课程进行重组,根据医药专业的需要进行优化组合,初步建立了一个以整个自然科学为基础,以化学原理为主导,以分析方法为手段,以无机药物及有关物质的性质和反应为研究对象的新体系。[2]盘锦职业技术学院对化工类基础化学课教学体系进行了改革与探索,将教学内容重新调整优化达到精简化学理论着重实际应用的目的。[3]我们在化学教学中本着必需、够用的原则也对《无机化学》、《分析化学》的教学基本内容进行精选,优化整合,突出重点,加强基础,整合为《无机及分析化学》。尽管这些院校做了相应调整,但是依然存在《无机及分析化学》与《有机化学》教学内容的简单重复,存在该两门课程与高中化学知识、与后学课程的简单重复,以及前后知识衔接不当等问题。为更好地优化课程内容,我们开展了基础化学类课程优化的研究。
二、研究方法
1.研究对象
(1)山东药品食品职业学院药物分析专业学生,这些学生全部为通过普通高考,国家统一招生录取的学生,82%为山东籍学生,18%的学生来自山西、内蒙、辽宁、吉林等省份。
(2)威海地区化学教师、山东药品食品职业学院药物分析专业相关任课教师和基础化学教师。
2.调查方法
为了能够比较全面、真实地反映化学类课程的情况,我们采取了问卷调研和座谈两种方式。
(1)药物分析专业学生问卷调研。了解高中化学的选修情况,了解学生入校时化学知识水平,主要调研哪些化学知识高中学习较多、掌握较好的学生,为的是大学期间可略讲或不讲,哪些理解困难,需要详讲。
(2)高中化学教师访谈。了解目前高中化学的知识传授情况,从而更全面地了解高职学生入学时的化学知识水平。
(3)基础化学教师座谈。了解山东药品食品职业学院院两门基础化学课程――《无机及分析化学》和《有机化学》之间的重复内容和前后衔接内容。
(4)后续专业课教师访谈。了解化学类基础课与后续课程之间的重复内容、前后衔接的内容和联系不紧密的内容。
三、调查结果与分析
1.为了解学生进入大学时的化学知识水平,我们开展了新生入校时化学知识水平的调研
通过调研我院各生源地的学生了解到,目前各地高中,理科生化学课程方面主要学习《必修一》、《必修二》、《化学反应原理》和《有机化学基础》四个模块。其中前三个模块是高考必考内容,《有机化学基础》是选修模块。
通过与威海地区高中化学教师的访谈了解到,目前高中化学与大学基础化学课程重复内容及学生在高中的学习程度如下:
物质结构和元素周期表方面的知识,只了解原子内部组成和周期表的排布及元素性质的周期性变化;元素性质方面的知识,主要学习了各族代表元素的典型物理和化学性质、本族元素性质的递变规律;化学反应原理方面,学习了化学平衡,化学反应速率,水溶液中的离子平衡,氧化还原反应及原电池等知识;化学键方面,主要学习了离子键、共价键,但是未涉及极性和非极性键;学习了物质的量、浓度的概念及有关计算和溶液的配制;有机化学方面的知识,主要学习了烷烃、烯烃、炔烃、苯、醇、卤代烃、酚、醛、羧酸等代表化合物的性质及同系物的性质,性质方面只简单介绍典型的性质,未对有机化合物的性质做深入学习;在实验教学方面,以教师演示实验为主,学生动手操作机会偏少。
2.为对化学类课程内容进行合理的整合,开展了面向药物分析专业学生的问卷调研
通过调研发现,经过一年基础化学类课程的学习,60%以上的学生认为在大学化学课程中,原子核外电子的运动状态、元素性质的周期性变化、化学键、化学反应速率和化学平衡、重要元素及其化合物、氧化还原反应、烃类、卤代烃等8个方面的知识在高中学习较多,建议大学时可略讲。这与开展的高中教师调研情况基本相符,说明高中化学知识面较宽,为基础化学课程的教学打下良好基础。
同时调研发现,50%以上的学生认为标准滴定溶液制备、定量分析相关计算、EDTA及配合物、醇酚醚、醛酮醌、有机含氮化合物等5个方面的知识理解相对困难,建议详讲。经过分析发现,上述知识点主要涉及基础化学类课程的计算、公式推导、性质复杂的有机化合物和高中未接触的知识。
通过调研发现,82%的学生认为基础实验(基本操作和基本技能)非常重要,超过60%的学生认为基础化学类课程应注重培养学生良好的实验习惯,46%的学生认为加强实验安全知识的学习非常重要。由此可以看出学生对基础实验、基本能力和安全知识的渴求。
纵观上述两个调研,我们可以看出:(1)目前高中化学知识面较宽,但因高考的改革,高中化学课时缩短,加之高中学生接受能力的限制,大部分知识只能讲表面而无法深入,需要在大学时期继续深化。同时也有部分知识完全可以满足本专业学生今后学习和工作的需要,因此大学期间可以采取略讲或不讲,例如:重要元素及其化合物。(2)因高职学生整体基础较差,加之缺乏学习主动性和自学能力,对于理论性较强、内容复杂的知识理解较困难,因此教师在教学过程中,应耐心引导,详细讲解。(3)因高中化学课时缩短,加之“应试教育”的影响,化学实验以演示实验为主,学生动手操作少。
3.为对化学类课程教学内容进行优化,我们开展了《无机及分析化学》和《有机化学》教学内容优化整合的座谈和访谈调研
在与本教研室化学教师座谈中,我们对《无机及分析化学》和《有机化学》的教学内容进行了分析,找出了重复的内容,进行合理安排,避免简单重复。通过座谈,发现两门课中杂化轨道理论、共价键的基本属性、勃朗斯得酸碱质子理论、路易斯酸碱理论等属于重复内容。这部分知识可以在《无机及分析化学》中详细讲授,而在《有机化学》课程中,可采取复习的方式回顾。
药物分析专业化学类课程的后续课程主要有《药物分析》、《药物化学》、《仪器分析》、《生物化学》等,为使前后课程衔接得当,避免简单重复,我们通过访谈的形式进行了调研。
通过与《生物化学》课程负责人的访谈了解到,基础化学课程与《生物化学》衔接最多的是糖、氨基酸、多肽、蛋白质、核酸、脂等方面的知识。但是,《生物化学》课程中主要侧重物质结构和物质在体内的代谢。因此,《有机化学》可主要从命名、结构(一级结构,构型)、典型理化性质三个方面讲解。
通过与《药物分析》课程负责人的访谈了解到:(1)基础化学课程与《药物分析》重复内容主要是旋光度和旋光仪。因此,可整合这部分重复内容,在基础化学课程中详讲,《药物分析》课程中,则可采取复习的方式回顾。(2)衔接内容主要是定量分析化学(包括标准滴定溶液的配制、标定及相关计算,有效数字保留、误差处理,四大滴定及其应用和相关计算等)和有机化合物的结构、官能团的典型理化性质(主要用于药物的鉴别、分离和定量分析)等方面的知识。通过讨论,在定量分析化学方面,基础化学课程应强化基础,注重应用,可融合《药物分析》课程对分析的要求,避免因药物分析和化学分析要求不同,而产生不一致;在有机化学知识方面,可增加《有机化合物的分离和鉴别》章节,安排在《有机化学》最后一章讲授。(3)联系不紧密的知识主要是复杂的有机化学反应机理和合成设计。因此,可以将这部分知识删除,或作为自学内容。
通过与《药物化学》课程负责人的访谈了解到:(1)基础化学课程与《药物化学》衔接内容主要是有机化合物的命名、结构及结构与理化性质间的关系。这与《药物分析》对有机化学方面的知识的要求相似。因此,在知识的传授过程中,化学基础课应注重培养学生通过结构分析理化性质的能力。(2)因《药物化学》课程中只涉及部分药物合成路线,学生掌握有机化合物的化学性质即可满足该课程的学习要求。因此,可将基础化学课程中复杂的有机化学反应机理和合成设计方面的知识删除或作为自学内容。
通过与《仪器分析》课程负责人的访谈了解到:(1)化学类课程与《仪器分析》重复内容主要是化学分离方法,化学原电池。因化学分离方法方面的知识涉及原理和仪器,讲解需大量课时,因此可整合这部分内容,安排在《仪器分析》中系统讲授;化学原电池可整合到基础化学课程中讲授,《仪器分析》则可采取复习的方式进行回顾。(2)衔接内容主要是原子结构(光分析法)、分子间作用力(色谱法)、定量分析等方面的知识。原子结构方面的知识,因高职学生的基础较差,基础化学课程应主要介绍基础方面的知识,关于电子跃迁等知识可在《仪器分析》中循序渐进的向同学们介绍。对于分子间作用力、定量分析方面的知识,应加强基础、注重应用,可将《仪器分析》中的相关内容整合到基础化学课中,避免因两门课的要求不同,而产生不一致。
通过上述调研,我们可以看出,化学类课程之间,化学类课程与后续课程之间存在大量的重复内容和前后衔接内容。通过优化整合,可以避免同一水平的简单重复,节约课时,同时可以使前后知识衔接更为得当。
四、结论及建议
通过本次研究的广泛调研,我们可以看出,药物分析专业基础化学各课程之间,基础化学课程与高中化学知识,基础化学课程与后续课程都存在大量的重复内容和前后衔接内容。因此,应对高中化学知识、基础化学课程及后续课程的知识认真分析、梳理,对基础化学类课程教学内容采取重排、整合、压缩、删减等优化措施,使前后知识衔接得当,避免简单重复,从而更好的为后续课程服务。为使课程优化开展的科学、合理,在此提出化学类课程内容优化建议,以期为其他专业基础化学课程教学内容的优化,或其他基础课程教学内容的改革提供借鉴。建议如下:
1.注重化学知识与高中化学知识的衔接。应充分考虑学生进入大学时的化学知识水平,对于高中学习过,但没有深入探索的知识,我们应从高中的知识入手,循序渐进地引导学生学习新知识;对于高中阶段已经掌握较全面的知识,我们应缩短课时,以复习的方式进行回顾或删除该部分知识;对于高中没有接触的新知识或学生理解困难的知识,我们应适当增加课时,从基础讲起,注重知识的应用。