科学教育专业《大学化学》课程教学的现状与教学策略*

吕艳红

(湖南第一师范学院 物理与化学学院,湖南 长沙 410000)

科学教育专业是一门普通高等学校本科专业，属教育学类专业，基本修业年限为四年，授予教育学学位，培养具有良好思想道德品质、扎实的自然科学知识和较强的科学教育能力，能在中小学从事“科学”或“综合实践活动”课程教学与研究工作，以及在教育科研部门、公共事业单位从事基础科学教学研究和科学普及教育与管理的复合型人才[1]。该专业学生主要学习自然科学的基本理论、基本知识，按受科学实验等方面的基本训练，掌握科学教育和科学普及等方面的基本能力。科学教育课程既包含教育类课程、实践类课程，还包括传统的理科类课程。《大学化学》是科学教育专业一门必修的基础课程，掌握基本的化学知识及其在专业中的应用，是该专业学生未来成为优秀科学教育工作者的基础。

以湖南第一师范学院为例，科学教育专业《大学化学》课程面向大二学生，指定教材为高等教育出版社第七版的《普通化学》，该教材涉及了无机化学、分析化学、物理化学以及有机化学四大化学学科的基本理论。该教材知识点较多，理论性较强，对于科教专业的大二学生而言是一个巨大的挑战，同时对教师的教学质量和课程建设也提出了更高的要求。因此，立足于提升科教专业学生的化学素养和化学思维，《大学化学》课程改革势在必行。

1 《大学化学》课程教学面临的问题

1.1 学生化学基础薄弱

科教专业学生化学基础良莠不齐，有些学生甚至高考时未选择化学作为考试科目。在《大学化学》课程学习中，学生主要存在问题有以下几点：第一，《普通化学》的教材内容虽然面向非化学专业的学生，内容和难度都已降到最低。但是对于化学基础薄弱的学生而言依然是理论性较强，学习难度较大。因此，该部分学生上课时由于思路无法紧跟课堂进度而导致注意力不集中，出现上课睡觉、看课外书等违反课堂纪律的现象，从而造成课上知识听不懂，不想听，课下作业不完成、完成质量低的恶性循环。第二，学生自主学习能力较差，尤其是查阅文献的能力需要加强。根据《大学化学》教学大纲课程目标，要求学生具备一定的化学思维，具有化学应用的能力，知识迁移的能力以及具有化学表达和化学交流的能力。然而，大部分学生习惯了填鸭式被动教育，缺乏主动学习的动力和能力，在自主学习过程中依赖性较强。第三，学生对化学学习的动力不足。对于大部分科教专业的学生，毕业后从事小学科学教育者居多，相比较于小学科学教育中所涵盖的化学内容，大学化学中知识显得尤为生涩难懂，与日后工作生活脱节，因此学生学习的动力不足，对于化学学习的态度不端正，抱有平时不努力，临考报佛脚的幻想。

1.2 《大学化学》教学内容多，课时少

《大学化学》课程所用教材《普通化学》涉及内容包括绪论、热化学、化学反应的基本原理、水溶液化学、电化学与金属腐蚀、物质结构基础、无机化合物、高分子化合物、生物大分子基础、仪器分析基础共9个章节的内容[2]，涵盖了四大化学的重要的基础知识。然而《大学化学》课时仅为64课时，导致教师上课节奏较快，容易忽略教学与生活实践的结合，导致课堂更加枯燥乏味，缺乏趣味性。此外，教师在有限的课时中难以教授学生查阅文献等自主学习的方法，难以达到培养学生化学应用能力的课程目标。

1.3 教学模式和手段单一

现阶段《大学化学》教学采用的是多媒体和板书教学相结合的方式。多媒体教学虽然引入视频、动画等教学方式，在一定程度上可以提高学生的学习兴趣，但是多媒体教学节奏较快，不利于学生对重点难点知识的掌握。板书教学方式便于引导学生，留给学生思考的空间，有利于师生之间的课堂互动，提高课堂效率，但是板书教学比较枯燥，可能会引起学生的厌学等负面情绪。将多媒体教学和板书教学相结合的教学方式，有利于优势互补。然而，在有限的课时内，教师和学生要完成既定理论知识的教授和学习，很难做到以学生为主体的教学模式，大部分还是以“授课”方式为主要教学模式。此外，随着科技发展日新月益，传统的理论与陈旧的科研生活实例很难激发学生的学习兴趣。现阶段，虽然采用多媒体教学和板书教学相结合的教学方式，但是时间和空间依然局限在教室内，不能充分培养学生自主学习的能力。

2 《大学化学》教学改革策略

2.1 因材施教，适当调整教学内容

由于科教专业学生化学基础较为薄弱，《普通化学》教材虽然面向非化学专业学生编纂，但是理论知识仍然较多，涉及面较广，因此，很多学生失去了学习化学的积极性。基于此，教师需要结合科教专业特点精选教学内容。科教专业学生需要扎实的自然科学知识和科学普及教育能力，因此与此相关的可持续发展、大气污染现象、水污染现象以及电能等与生活密切相关的知识原理需要了解，由此涉及的教学内容有热力学第一定律，化学反应原理，水溶液化学以及电化学，该部分内容需要学生重点掌握并能够与生活实际相结合，灵活应用所学的化学知识。使学生感受到化学学习是日后应用的基础，提高对化学课程的重视。教材中其他章节的内容，例如物质结构基础、配位化学、高分子化合物等章节学习可以结合最前沿的科学研究，有针对性地讲解，重视科普教育，使学生认识到化学已经渗透到每一个科研领域和部门，与生活科研密切相关，认识到化学学习的重要性，进而提高学习化学的兴趣和积极性。

2.2 将科学前沿引入教学

随着当今世界信息传播的高速发展，传统陈旧的科研生活实例已不能满足学生将所学理论知识与现实生活联系起来的需要，因此，在《大学化学》课堂中引入最新的科研成果，了解当前航空、航天、海洋、能源、信息、生物等高新技术领域最新的发展趋势，有利于提高科教专业学生科学素养，促进他们成为更为合格的科学教育工作者。根据教学内容，通过了解化学发展史中一些里程碑式的研究成果，尤其是最近几年极具代表性、热门的科技前沿成果，则有利于进一步加深学生理解化学知识在学习生活中的重要性[3]。例如，在进行《电化学》一章的讲解时，很多同学认为超电势这一知识点难以理解，此时可结合目前科研热点纳米电催化剂加深学生对超电势的理解。以电解水反应为例，电解材料和结构不同，氢气和氧气的析出电位不同，即超电势有较大的差异。传统商用的电解材料是贵金属和贵金属氧化物，这二者具有较低的析氢析氧超电势，可以降低生产成本。为了进一步降低电解水成本以及提高电解效率，最新的科学研究表明，层状双金属氢氧化物纳米材料(LDHs)可以媲美铂、氧化钌等贵金属电极。[4]将不同纳米形貌的LDHs电子显微镜图片展示给学生，使学生感受到显微世界中科学之美，同时将LDHs的电解水性能数据图结合超电势知识点向学生讲解，从而加强学生对这一知识点的理解和掌握。

2.3 采用混合式教学方式，增强学生自主学习能力

《大学化学》课程课时少，但是理论内容较多，在有限的课时完成教学任务和课程目标对教师和学生提出了更高的要求。研究表明，将线上和线下教学模式有机结合起来，能够突破教与学在时间和空间上的局限，达到更好的教学效果[5-7]。对于一些晦涩难懂的知识点、课堂上无法进行的教学实验，以及一些化学领域的科学前沿研究，教师可以提前将以上相关的课程资源整合上传至网络终端，以供学生课前预习和课后自主学习。线上以学生自主学习为主，培养学生独立思考的能力，带着疑问进行线下学习。而在线下学习中，仍要以学生为中心，教师仅需讲解重点内容，并以小组为单位，让学生根据所学知识互相讨论解答自主学习中发现的问题。与此同时，教师引导学生将所学知识与生活实际联系起来，有利于加深学生对所学知识点的掌握。例如，以《水溶液化学》中表面活性剂这一知识点为例，对于科教专业学生，应着重了解表面活性剂的作用原理，为日后科普工作奠定理论基础。教师提前将表面活性剂的基本理论以及表面活性剂分子作用模拟实验等相关课程资源发至线上，学生通过线上自主学习，了解表面活性剂的分类以及作用原理，并能举一反三，在线下课堂上举例表面活性剂在小学科学实验中的应用。线上线下混合式教学模式既克服了《大学化学》课时少，内容多的问题，又真正做到以学生为中心，提高了学生的学习效果和独立思考的能力。

2.4 采用多维评价方式

目前，学校对《大学化学》课程采用过程性评价和终结性评价的综合评价方式，其中，过程性评价和终结性评价分别占综合成绩的40%和60%。在评价中突出小组学习、课堂表现、阶段性考核以及计分作业等学习过程的评价，目前，该评价方法已取得了一定的成果。然而，该评价方式还是有一定的弊端，学生自主学习过程的评价不足，期末考试的评价比例依然过高。因此，过程性评价的比例仍需提高，具体建议如下：第一，需合理增加文献调研、线上学习完成情况的过程性评价部分。第二，对于科教专业学生，还需考察其对理论知识与生活实际的联系能力，并能对社会中涉及的化学问题做出正确判断。因此在过程评价中，还应灵活设置生活小实验、科普小论文等过程性评价。第三，弱化期末考试成绩所占比例，减轻学生考前突击，死记硬背，不能将知识融会贯通，甚至考后将所学全部忘掉的现象。总之，增加过程性多种方式的评价，弱化结果导向的评价方式，更有利于促进学生平时知识的积累，提高学生的自主学习和对化学知识的灵活运用能力。

3 结论

《大学化学》课程作为科教专业的一门重要基础课程，提高教学质量和学生学习效果是教学改革的重要任务，同时对教师提出了更高的要求。教师应发挥科教专业的专业特点，科学制定好每节课的教学目标和教学内容，灵活运用多种教学模式和考核评价方式，真正做到以学生为中心，激发学生的学习兴趣，提高其独立思考的能力，养成自主探究和相互交流合作的学习习惯，并能更好地将理论运用于实践，为将来的科教工作打下一定的理论基础。