绿色化学课程教学资源建设
摘要 绿色化学教育的理念已经深入人心,为了进一步提高教学质量及教学水平,加强绿色化学课程教学资源建设具有重要意义。从开放教育资源建设的重要性出发,对绿色化学选修课的教学资源建设进行了探讨,包括绿色化学教材建设、课件建设、论文报告建设、期刊建设及网络资源建设等几个方面。
关键词 绿色化学 教学资源 课程
绿色化学关注在现今科技手段和条件下对人类健康和环境有负面影响的各个方面和各种类型的化学过程。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子,具有原子经济性,因此它既能够充分利用资源,又能够实现防止污染。
1995年,清华大学宋心琦教授在《大学化学》上撰文,介绍“绿色化学工艺”,最早提出应加强绿色化学教育。1998年,清华大学又提出了建设“绿色大学”的倡议,全面实施绿色科技、绿色教育和绿色校园。但是,绿色化学教育真正引起高校的重视是从1997年开始的。1998年“绿色化学”作为一门独立的新课,在中国科技大学由中科院院士、中国科技大学校长朱清时顺利实施,《大学化学》期刊为此专门作了报道。1998年底,北京香山科学大会的主题涉及绿色化学,重视绿色化学教育问题同时被研讨。目前,开展绿色化学教学的高校正在日益增多,设置化学化工专业的学校一般都开设“绿色化学”这门课程,其中四川大学胡常伟教授已经把“绿色化学”这门课程建设成了省级精品课[1]。
绿色化学教育的理念已经深入人心,为了进一步提高教学质量及教学效果,加强绿色化学课程教学资源建设具有重要的意义。要从课程改革入手,用发展的眼光,建立充实而完善的课程教学资源和教育资源库,促进教育资源共建共享,提高教学质量和水平。课程资源指有利于实现课程目标的各种因素[2],它的概念是非常丰富的,本文对绿色化学选修课的教学资源建设进行了探讨,包括绿色化学教材建设、教学课件建设、论文报告建设、期刊建设及网络资源建设等几个方面。
1 绿色化学教材建设多样化
教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,是进行教学的基本工具,也是深化教育教学改革,全面推进素质教育,培养创新人才的重要保证。教材一直是我国学校教育的主要课程资源。随着科技的高速发展,知识换代速度加剧,要求教材多样化,教材水平要跟上科技发展水平的脚步。另外,为适应多样化的教学需要,也要求教材多样化。因此,教材多样化是课程教材改革的重要任务[3,4]。
为适应全面推进素质教育的需要,必须扩大教材品种,实现教材系列配套。同一门课程的基本教材、辅助教材、教学参考书也要系列配套。有条件的应做到文字教材与电子教材同时规划、协调发展。同时,为了提高教学质量,也要注意适当安排教学指导书等教师用书的编写与出版。各高校要建立教材评介制度和教材选用管理制度,保证高质量教材进入课堂,提高优质教材的使用效益。
近年来出版的绿色化学著作如表1所示,分为国内著作、译著及部分国外著作两大部分,是按出版时间进行排序。可以看到绿色化学的教材做到了多样化,那么,在这么多选择面前怎样做到教材及配套教学参考书的选择呢?首先,要注重因材施教,对于不同专业、不同层次的学生要有不同的配套教材。研究生、本科生、专科生的培养有各自的要求,要各自构成自己的教学体系,为人才的培养发挥不同的作用。比如,对化学化工专业的学生,教学内容应涉及绿色化学的专业知识,具有一定的深度,授课应能反应当前绿色工艺和技术的最新发展水平。因此应该选择原理、应用并重的《绿色化学原理与应用》作为基本教材,《绿色有机催化》、《绿色氧化与还原》、《石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学》、《绿色化工技术与产品开发》等作为配套教材,讲课内容应该根据专业特点有不同的侧重点,朝深度发展。对于与化学化工相关的专业,主要介绍绿色化学的基本概念,灌输绿色化学思想,培养绿色化学意识,内容不宜太全、太深。可选择《环境与绿色化学》、《绿色化工与绿色环保》、《绿色化学导论》作为基本教材及配套教材。教师在充分理解教材的基础上,可以根据实际需要对教材进行增减、调整、置换,使教材发挥更大的效用。讲课的同时注重让绿色化学的理念深入人心。
其次,选用教材必须以质量为标准。鼓励优先选用获省部级以上奖励的优秀教材、教育部各专业教学指导委员会推荐的教材、国家级规划教材、北京市精品教材建设立项教材;鼓励使用优秀的外国原版教材。再者,提倡选用近三年出版的新教材或修订版教材(特别是理工类),注重培养学生的创造新知识、探索新领域的能力。此外,绿色化学教材的使用不应该是一成不变的。因为绿色化学毕竟是一门新兴学科,正处于发展和完善阶段,所以教材的选用也应该及时更新,使得绿色化学的教学能够反映当前绿色化学的最新发展水平。
每学期课程排定后,课程组任课教师在对现有教材进行比较的基础上提出拟选用教材。所选教材能科学系统地表达本学科的理论和概念,并反映本学科国内外科学研究和教学研究的先进成果,注意理论联系实际;符合教学规律和认知规律,富有启发性,有利于激发学生学习兴趣,便于自学。学校应加强对所选教材的全面质量管理,建立教材质量信息反馈制度,大力开展教材评估工作。
2 绿色化学课件资源建设开放化
现代教育手段对教材建设工作提出了新的要求。课程体系、教学内容的改革必将促使教学方法向着“电子化、网络化”发展。充分、恰当使用现代化的教学手段,使用多媒体教学并根据不同的教学内容采用不同的教学手段,黑板、展台、多媒体大屏幕交替使用。利用多媒体教学软件、电子教材资源,把过去很难描述的分子结构、设备流程等利用动画和录像的形式清晰形象地展现在学生面前,图文并茂,教学过程直观明了,使教学内容实感性增强,留给学生以深刻的印象,激发学生学习兴趣和学习主动性。大量信息通过视觉系统传授给学生,在精简授课学时的同时提高了教学效果。黑板和展台的辅助使用增加了教师的形体语言,方便了师生交流、活跃了课堂气氛。
怎样制作生动的电子课件呢?在教学理论的指导下,以分析教学的需要为基础,以确立解决教学问题的步骤为目的,按照教学目标和教学对象的特点,合理选择媒体,确定教学信息的呈现方式,以确保电子教材和课件的教学性和科学性。首先确定教学课题,然后分析教材找到新的知识点,并把总的教学目的转化为具体的教学目标。在新知识点和教学目标明确的基础上进行教学目标分析,以找到教学重点。此外,还要根据学生的特点,因材施教,并注重创新思维和批判性思维的培养[5]。
电子教材和课件与传统教材和其他教学媒介一样除采用文字和插图作为教材载体外,还更多地采用图、文、声、像等媒体作为媒介。在组织结构上,电子教材和课件还采用超文本和超媒体等多媒体计算机技术。给课件加入优美的声音、引人入胜的动画,让学生在轻松的氛围中学到知识。有专家指出人们通过阅读可以记住百分之十左右的内容,加以声音能记住百分之二十左右的内容,同时配有声音和画面能记住百分之四十至五十左右的内容,而亲身经历的事情则很难忘记[6]。
现在网络上公开发布的绿色化学课件有四川大学化学学院的“绿色化学”精品课课件和中山大学化学与化学工程学院的绿色化学课件。四川大学的电子课件制作简洁流畅,所授内容紧密结合可持续发展的需要,着重讲述绿色化学的基本原理、新的化学反应原料与新的化学转化方法的设计及使用。采用部分英语课件并逐步采用双语教学,介绍并要求学生阅读部分相关原始科研文献。讲课内容比较专业,具有一定的深度,面向化学化工专业的学生。通过学习,学生应学会如何通过化学基本原理、基本方法和基本技术的创新,实现现有资源的合理、有效和循环利用;学会如何开发新的资源,发展新资源有效利用的新的原理、新方法和新技术,以实现人类社会的可持续发展。中山大学的绿色化学课件内容丰富、画面生动,除绿色化学的基本原理和应用之外,还涉及了与绿色化学相关的绿色材料、环境治理等内容,教学内容比较广,深入浅出,让学生在轻松的氛围中接受绿色化学的知识。面向全校本科生,主要目的是让绿色化学的理念深入人心。
现在设置化学化工专业的学校大部分都开设了绿色化学课程。但除了四川大学和中山大学在网上公开发布的绿色化学课件之外,绿色化学网上电子课件资源匮乏,很难寻找。绿色化学为人类最终从化学的角度解决环境和能源问题带来了新希望,对人类社会的进步和发展有着举足轻重的作用。绿色化学作为适应可持续发展而诞生的一门新兴交叉学科,其新的研究结果将不断出现,教学内容的更新是永恒的课题。因此,如果能够建设绿色化学电子课件网上资源共享库,实现资源共享,就能够取长补短,做到教学内容的及时更新、及时传达给学生。
3 绿色化学论文资源建设创新化
科研论文是科学研究工作的一份书面总结,它是以一定的科学理论为指导,将研究中所得到的第一手资料经过归纳、分析等思维活动,最后撰写而成的文章,公开发表,描述新的研究结果。通过阅读科研论文可以了解绿色化学的最新发展方向,改变学生单纯以“接受式”为主的学习方式,扩大视野、激发创新思维,促进学生的个性健全发展。因此加大绿色化学论文资源建设意义重大。
期刊是科研论文的主要来源。英国化学会办的“Green Chemistry”杂志1999年创刊,集中报道绿色化学领域的最新原创性研究成果和评论性文章。“Journal of Supercritical Fluids”则主要报道绿色化学的重要研究方向——超临界流体领域的各个方面。“Clean Production and Processes”1998年创刊,讨论的主题是与清洁技术相关的科学与工程、数学和计算机方法、设计和分析模型、产品、过程。该期刊是了解国际绿色化学动态的重要来源之一。“Journal of Cleaner Production”和“Journal of Industrial Ecology”对绿色化学有大篇幅的报道。我国的《化学进展》杂志也在1998 年出版了“绿色化学与技术”专辑,《过程工程学报》还设有“绿色化学与技术”专栏,是获取国内绿色化学最新研究信息的主要来源之一。《化学通报》、《现代化工》、《化学教育》等化学化工类期刊也不定期刊登有关绿色化学的相关研究论文[7~10]。
在讲课过程中教师应该密切关注期刊中有关绿色化学的最新研究进展,及时把科研新信息、新发现、新成果引入教学,保证教学内容的基础性、科学性、新颖性和先进性。同时也要建议和鼓励学生自己在业余时间多看、多读,师生互动,教学相长。
4 绿色化学网站资源丰富化
国际互联网已经构成了目前最大的信息资源,从网上获取绿色化学的知识是一个重要而且方便的手段。绿色化学网上资源较多,现介绍如下。
英国皇家学会绿色化学网站:/gcc/index.htm。
除了这些绿色化学网站之外,上述的一些绿色化学期刊也都建立了相关的Internet资源。例如, http://www.rsc.org/Publishing/Journals/gc/index.asp是“Green Chemistry”杂志的网址;“Journal of Industrial Ecology”的网址是: http://mitpress.mit.edu/JIE。
绿色化学对人类社会的进步和发展有着举足轻重的作用,希望涌现更多的绿色化学网站,介绍更多的绿色化学相关的研究、教育、资源、会议、新闻、出版物、奖励、国际协作新亮点,使绿色化学网站资源更丰富,绿色化学的理念深入人心。科研和教学人员应该有效地利用这些Internet资源,定期地上网查阅,及时下载网上的最新资料,方便快捷地获得Internet网上绿色化学的信息资源。
5 小结
在资源建设中我们应该随着教育水平的提高和需求的不断增加,不断的完善和更新教学资源的功能和内容,既要做好资源开发建设,又要做好对现有教学资源的重组、整合和改造工作。面对新世纪科学技术发展的需求,希望有更多的高学历人才从事绿色化学的基础教学和科研活动,积极开展绿色化学研究,发展新的方法、理论、实例来丰富教学内容,加强绿色化学课程教学资源建设,提高教学质量和教学水平。
参考文献
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