張培志,周孝瑞,呂守茂
(浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院,杭州310023)
自2009年秋第一批新一輪高中基礎(chǔ)教育課程改革(以下簡稱新課改)后的浙江考生,進(jìn)入高校就讀至今已有兩年多了。新課改選修模塊的設(shè)立和新高考選考模塊的推出,在一定程度上反映在他們進(jìn)入高校后表現(xiàn)出的知識結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和知識水平的差異性。高校近化類系列專業(yè)課程(如有機(jī)合成設(shè)計(jì)、藥物化學(xué)、生物化學(xué)及精細(xì)化工工藝學(xué)等)對有機(jī)化學(xué)知識都有較高的要求。浙江科技學(xué)院的生物與化學(xué)工程學(xué)院、輕工學(xué)院、中德學(xué)院3個二級學(xué)院的7個專業(yè)均開設(shè)了“有機(jī)化學(xué)”課程。為此,筆者就新課改后有機(jī)化學(xué)的教學(xué)做一探索。
高中化學(xué)新課改后的教材由8個模塊組成,除2個必修模塊外,還有6個選修模塊。有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容分別設(shè)置在“化學(xué)2”必修模塊和“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”“化學(xué)與生活”“化學(xué)與技術(shù)”等選修模塊中。根據(jù)陳穎等[1]對3個版本教材中各模塊所包含有機(jī)化學(xué)知識點(diǎn)的統(tǒng)計(jì),“化學(xué)2”中有近70個,而“化學(xué)與生活”中有55個,“化學(xué)與技術(shù)”中達(dá)45個以上。6個選修模塊中有許多學(xué)習(xí)內(nèi)容是不重復(fù)的。
近年來,浙江省頒布的新課程化學(xué)高考大綱將“化學(xué)1”“化學(xué)2”和選修模塊“化學(xué)反應(yīng)原理”“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”定為必考模塊,將“化學(xué)與生活”“化學(xué)與技術(shù)”作為選考模塊[2-3]。高考僅對一本院校有加考自選模塊的要求。如果報考一本院校的考生不選考“化學(xué)與生活”“化學(xué)與技術(shù)”模塊,或考生本身目標(biāo)僅限于二本院校,這類學(xué)生的有機(jī)化學(xué)知識將比較有限。另外,全國的高考考試大綱必考內(nèi)容較之浙江省的又減少后面兩個模塊[4],將“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”等降為選考模塊,并且刪掉了“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”模塊對考試的要求。各模塊知識點(diǎn)分布的不同,學(xué)生對選修模塊的學(xué)習(xí)興趣和考試選擇的不一致,以及不同地區(qū)選用教材的不統(tǒng)一,導(dǎo)致大學(xué)新生有機(jī)化學(xué)知識存在較大的差異。
有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性的科學(xué),新課改盡管強(qiáng)調(diào)探究性學(xué)習(xí),但由于受高考指揮棒的制約,有教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)人員和實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等的限制,尤其是在農(nóng)村學(xué)校。因此,不可能有太多的機(jī)會讓學(xué)生自己探究。有些學(xué)校即便開出一些實(shí)驗(yàn),但大多也是以無機(jī)化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)為主,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及甚少?;谥鳌⒖陀^條件等多種因素的考慮,直到2011年,全國新課改高考考試大綱仍沒有將“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”模塊作為學(xué)生的考試內(nèi)容[4]。顯然,進(jìn)入高校的新生動手能力的差異還是十分明顯的。
有機(jī)化學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在打好基礎(chǔ)的同時,也要考慮不同學(xué)科對有機(jī)化學(xué)知識的需求,這就要求任課教師要了解授課對象,在教學(xué)內(nèi)容安排上盡可能“貼近”專業(yè),有效地選擇授課內(nèi)容,既要銜接高中化學(xué)內(nèi)容,又要輻射后續(xù)專業(yè)課程,并加強(qiáng)各課程間的相互滲透和聯(lián)系。比如,對制藥專業(yè)學(xué)生講解有機(jī)反應(yīng)時,應(yīng)多舉藥物合成的實(shí)例,重視反應(yīng)機(jī)理及立體化學(xué)內(nèi)容的講授,為后續(xù)的“藥物合成反應(yīng)”做好鋪墊;而對食品、生物工程的學(xué)生,反應(yīng)機(jī)理的講授就可以“點(diǎn)到為止”。
由于大一新生剛開始時對大學(xué)的授課進(jìn)度不適應(yīng),有機(jī)化學(xué)教學(xué)應(yīng)在前幾個章節(jié)適當(dāng)放慢進(jìn)度,讓學(xué)生有個適應(yīng)的過程,此后逐步加快。中學(xué)化學(xué)所涉及內(nèi)容,略講或不講;有一定難度的內(nèi)容,像反應(yīng)機(jī)理、立體化學(xué)等則應(yīng)詳細(xì)講解。比如烷烴、烯烴化學(xué)性質(zhì)中的有些內(nèi)容,高中已講得很透徹了,可一筆帶過,而一些如構(gòu)象問題、典型反應(yīng)的機(jī)理等內(nèi)容,相對大一學(xué)生而言是全新的內(nèi)容,就要放慢授課進(jìn)度。
隨著計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的日益普及,Chem Office2004軟件的使用[5],對有機(jī)化學(xué)立體結(jié)構(gòu)的教學(xué)提供了幫助[6]。比如,在環(huán)己烷的椅式構(gòu)象的教學(xué)中,除了借助于教學(xué)模型外,還可利用該軟件中的Chem3D模塊,顯示有機(jī)分子的三維立體圖像;在學(xué)習(xí)核磁共振譜內(nèi)容時,教會學(xué)生利用該軟件預(yù)測化合物中質(zhì)子的化學(xué)位移、共振峰的裂分等情況。學(xué)生的學(xué)習(xí)視野開闊,學(xué)習(xí)積極性提高,對新知識學(xué)得快,記得牢。
相對于中學(xué)化學(xué)而言,大學(xué)化學(xué)無論是深度還是廣度都發(fā)生了很大的變化。筆者在多年的教學(xué)中體會到,第一堂有機(jī)化學(xué)課是比較關(guān)鍵的。首先應(yīng)向?qū)W生指出大學(xué)的學(xué)習(xí)與中學(xué)的差異,結(jié)合相關(guān)專業(yè)發(fā)展,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的必要性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使其對該課程的學(xué)習(xí)充滿期待。
在課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)上,盡可能多地讓學(xué)生出演“主角”,比如在講授“烯烴”這章時,先用幾分鐘以討論的形式讓學(xué)生談?wù)勏N的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象,再由他們對反應(yīng)進(jìn)行歸納總結(jié),然后教師舉出烯烴與溴反式加成的實(shí)例,請他們考慮反應(yīng)的歷程,最后推出烯烴親電加成反應(yīng)機(jī)理,并用動畫形式描述反應(yīng)全過程。這樣做使學(xué)生能積極參與課堂教學(xué),將枯燥的反應(yīng)機(jī)理通過鮮活的反應(yīng)現(xiàn)象獲得較深的記憶,學(xué)會用機(jī)理解釋一些具體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,達(dá)到學(xué)以致用的目的。
新課改高中化學(xué)選修模塊、選考模塊的推出,在不同教學(xué)模塊的教學(xué)中對不同興趣、不同程度的學(xué)生造成知識水平參差不齊。根據(jù)對生物與化學(xué)工程學(xué)院2009級248名、2010級190名新生的問卷調(diào)查,學(xué)過“化學(xué)與生活”和“化學(xué)與技術(shù)”兩本教材的學(xué)生分別占58.1%和64.2%,其中選考的科目和內(nèi)容各有不同,難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)。由于各種因素,在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中不能實(shí)施嚴(yán)格意義上的“分班”教學(xué),而是采用“同班分層教學(xué)”,對不同專業(yè)、不同奮斗目標(biāo)、不同知識水準(zhǔn)的學(xué)生,以不同的要求實(shí)施分層教學(xué)、分層練習(xí)、分層輔導(dǎo)。具體的做法是,根據(jù)不同專業(yè)要求制訂不同的教學(xué)大綱;對有專門要求的化工專業(yè)學(xué)生開設(shè)提高課;在知識要求的程度上分了解、掌握、應(yīng)用,作業(yè)的類型分必做題、思考題、難度題;在自學(xué)能力要求上有課程小論文、基本反應(yīng)關(guān)聯(lián)、Chem Office2004軟件使用;在實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練上,除了有基本的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),還有開放性實(shí)驗(yàn),大學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能競賽、“春萌”和“新苗”等學(xué)生科技項(xiàng)目。另外,學(xué)生還可以利用網(wǎng)絡(luò)在線測試,了解自己掌握知識點(diǎn)的情況,通過面對面答疑、網(wǎng)絡(luò)平臺交流,解決學(xué)習(xí)中的問題。這樣做對有考研需求的學(xué)生能學(xué)得深、理解得透,對學(xué)習(xí)一般的學(xué)生也能學(xué)得扎實(shí)、掌握得好,滿足后續(xù)課程的要求。這種不強(qiáng)求所有學(xué)生在同一時間段達(dá)到同一目標(biāo)的“分層教學(xué)”法,避免了一部分學(xué)生“吃不飽”而另一部分學(xué)生“吃不了”的現(xiàn)象,使所有的學(xué)生都能獲得最大程度的進(jìn)步。
大一學(xué)生經(jīng)歷了新課改,有“探究式”學(xué)習(xí)的沖動和要求,大部分學(xué)生具備了初步的科學(xué)探究能力和素質(zhì),如果再讓他們回到以前實(shí)驗(yàn)中照方抓藥,依樣畫葫蘆,就會丟棄了好不容易培養(yǎng)起來的科學(xué)探究精神。為此,有機(jī)化學(xué)課程組從精品課程建設(shè)經(jīng)費(fèi)中抽出一筆費(fèi)用,制作實(shí)驗(yàn)視頻。2009年“《有機(jī)化學(xué)》流媒體實(shí)驗(yàn)視頻教材開發(fā)”在學(xué)校獲得立項(xiàng),2011年上半年制作完成。現(xiàn)在學(xué)生通過課前實(shí)驗(yàn)視頻預(yù)習(xí),對實(shí)驗(yàn)原理、基本操作、實(shí)驗(yàn)過程及注意事項(xiàng)等做到“心中有數(shù)”。這樣大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法是影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的重要因素。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的新穎性和綜合性,方法的創(chuàng)新,以及綠色、環(huán)保的理念,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時,深感化學(xué)工作者的任務(wù)不僅是創(chuàng)造物質(zhì)財富,同時還有保護(hù)環(huán)境的責(zé)任[7]。開放性實(shí)驗(yàn)“鎢磷酸催化下吡唑的綠色合成”就是在這一教學(xué)思想指導(dǎo)下,基于教師的科研工作編寫的[8]。它以水為溶劑,以可循環(huán)使用的鎢磷酸為催化劑,在室溫下合成具有生物活性的吡唑類化合物。實(shí)驗(yàn)利用薄層層析技術(shù)控制反應(yīng)時間,通過重結(jié)晶提純樣品,用液相色譜了解化合物含量,經(jīng)熔點(diǎn)、紅外光譜、核磁共振等測定,表征化合物結(jié)構(gòu)。整個實(shí)驗(yàn)過程以學(xué)生獨(dú)立研究學(xué)習(xí)為主,綜合訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,增加學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、獨(dú)立獲取知識的機(jī)會。
實(shí)驗(yàn)成績的評判要注重過程,變“終端控制”為“全程控制”。將以實(shí)驗(yàn)考試成績?yōu)橹鞲淖優(yōu)橐云綍r實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)際動手操作的實(shí)驗(yàn)過程為主,每次實(shí)驗(yàn)課都有成績記錄。如對于乙酰苯胺、苯甲酸和肉桂酸等這類固體化合物的制備,在強(qiáng)調(diào)基本操作的前提下,將學(xué)生實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量作為成績考核的內(nèi)容,同時允許實(shí)驗(yàn)失敗或?qū)?shí)驗(yàn)成績不滿意的學(xué)生利用周末或課余重做實(shí)驗(yàn),盡可能使動手能力參差不齊的現(xiàn)象通過有機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)得到改善。另外,學(xué)生參與教師的科研及“春萌”和“新苗”等學(xué)生科技項(xiàng)目等“第二課堂”的設(shè)立,為學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高和自主探究能力的提升,提供了更廣闊的平臺。
教學(xué)工作是個“良心工程”。高校教師沒有中學(xué)教師那樣的高考壓力,而且現(xiàn)在高校對教師的評價更多的是關(guān)注科研項(xiàng)目、課題經(jīng)費(fèi)、論文水平及成果產(chǎn)出,這無形之中使教師在教學(xué)上的精力投入全憑“良心”和“責(zé)任心”。一些教師認(rèn)為憑已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)只要完成教學(xué)任務(wù)即可,對課程改革持一種漠視的態(tài)度;甚至個別教師致力于個人的發(fā)展,對教學(xué)工作得過且過,更談不上對課程的改革。英國教育學(xué)者埃利奧特說過:“課程的變革實(shí)際上是教師的變革。沒有教師自身的主動適應(yīng)與變革過程,課程變革是不可能實(shí)施和成功的”[9]。教師是課程的重構(gòu)者,其課程意識的強(qiáng)弱、教學(xué)態(tài)度的好壞、精力投入的多少及個人能力的大小,是課程改革成功的關(guān)鍵所在。這固然有教師個體的因素,然而學(xué)校的重視也是相當(dāng)重要的。
教師應(yīng)創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)貼近實(shí)際的課堂教學(xué)活動,有機(jī)化學(xué)知識的學(xué)習(xí)離不開實(shí)際應(yīng)用。“茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?yàn)裝置的改進(jìn)”就是學(xué)生積極參與有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個很好的例子。通過反復(fù)試驗(yàn),不僅改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置,而且發(fā)現(xiàn)咖啡因的收率紅茶是綠茶的1.6~2.4倍,提出用紅茶作為提取咖啡因原料的建議[10]。由學(xué)生切身體會寫就的有機(jī)小論文獲得了學(xué)校大學(xué)生論文競賽一等獎。這一教學(xué)與研究的結(jié)合,無論對課程教學(xué)內(nèi)容的充實(shí)還是學(xué)生探究意識的強(qiáng)化、動手能力的提高,都具有積極的意義。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)在強(qiáng)調(diào)掌握基本技能的同時,可適當(dāng)考慮綜合性,解決實(shí)際問題。華東理工大學(xué)這方面的經(jīng)驗(yàn)值得一學(xué)[7]。如“薄層色譜”技術(shù)的訓(xùn)練,可安排在有機(jī)物的合成實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生用該技術(shù)掌控反應(yīng)進(jìn)行的時間,通過展開劑選擇,了解化合物極性,這遠(yuǎn)比單純用圓珠筆油去“爬板”更有實(shí)際意義。
知識不等于能力,一個學(xué)生知識的多少并不一定能代表他(她)的能力發(fā)展的高低。前期筆者對課程評價體系做了改革[6],增加了自主學(xué)習(xí)能力及知識拓展方面的比例,但其比重仍偏少(僅占10%),期末成績評定仍按卷面為主(占70%)。究其原因既有學(xué)校的規(guī)定限制,也有教師的擔(dān)心。因?yàn)橐坏┢谀┚砻姹壤抡{(diào),學(xué)生對考試重視程度下降,而學(xué)校又有卷面不及格達(dá)35%以上判為“異常試卷”的規(guī)定,任課教師須寫書面說明。假如學(xué)校只對課程的最后成績作分析,或者僅要求做“卷面分析”,取消“異常試卷”,在適當(dāng)調(diào)低期末卷面比例的同時加大對學(xué)生實(shí)際能力的要求,將成績評定從“終端控制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭瘫O(jiān)控”,使學(xué)生不僅關(guān)注學(xué)習(xí)的結(jié)果,還注重學(xué)習(xí)的過程,成績評價才會更加真實(shí)地體現(xiàn)學(xué)生的水平。
有機(jī)化學(xué)是高中化學(xué)知識的延伸,又是高?;瘜W(xué)、化工、制藥、材料、生物工程、食品和輕化等相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,承載著“承前啟后”的重任。如何讓高中新課改下的大學(xué)新生真正學(xué)好這門課程,提高自主學(xué)習(xí)能力、合作探究能力、實(shí)驗(yàn)動手能力、分析問題和解決問題的能力,以適應(yīng)高校的學(xué)科發(fā)展,需要教師們做更多的探索與努力。
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