独立学院环境与生物工程类化学类基础课程教学体系的优化
摘 要 基础化学作为独立学院环境与生物工程专业开设的第一专业基础课程，是专业课的前奏和基础,根据独立学院的特点及培养目标，概述环境与生物工程专业化学类基础课的现状及改革的必要性，并对独立学院基础化学教学内容和教学手段等课程体系进行优化。
关键词 独立学院；基础化学；教学体系；优化
中图分类号 G4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0197-02
环境与生物专业基础课是一个综合性很强的教学体系，是专业课的前奏和基础，基础化学作为独立学院环境与生物工程专业开设的第一专业基础课程，不仅肩负着完成学生从中学学习向大学学习过渡的任务，而且对后继的专业课的学习具有承前启后的作用，教学质量优劣，直接影响学生学习品质的培养和后续课程的学习。但是，目前独立学院的基础化学课程还是沿用传统本科教育的模式，存在诸多问题。要想适应独立学院需要，必须进行教学改革。近几年来，我们针对独立学院的生源特点、培养目标，结合我校的实际情况，在基础化学教学改革方面进行了一些探索，收到了良好的效果。
1 独立学院环境与生物工程专业化学类课程体系现状
目前化学类课程的设置一般是按照“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”和“物理化学”的体系设置多门课程，在选择性开设化学类课程时，各专业都面临着一个问题，课程是按照四大化学的体系进行设置和安排的，并没有考虑各专业自身的性质和需要，经常会出现讲授的部分内容学生不需要，而需要的部分内容课程又没讲授的现象，课程内容不能很好地适应各专业自身的需求。为此，近年来各相关专业对化学类课程体系进行改革的研究不断涌现。
1）化学类专业基础课与专业课的地位混淆。由于环境与生物专业的学生，几乎所有的化学类课程都要学到，大一或大二的时候主要是开化学类基础课，而学生对后续的课程也没有太多的了解，总认为自己就是学化学专业的。有些学校没有对课程类别及课时没有做很好的规划，教师在制定与执行教学计划的时候很随意。对教学内容取舍不当，没有突出的专业基础课的特色。环境与生物工程是两门综合性很强的专业，涉及的知识面广，领域宽，这就要求教师在讲授过程中要把握好教学的深度和广度。近些年来由于环境与生命科学专业的课程体系的调整，为贯彻“少而精、精而新”的原则，避免部分教学内容重复，将化学类课程教学学时数不断减少，因而重新整合教学体系、教学内容势在必行。结合化学在环境与生物科学人才培养计划中所占的地位和作用，对教学内容进行整合与更新，以便更好为专业课的学习服务，不仅如此还要结合不同专业，突出专业基础课的在专业学习的专业特色。
2）化学类专业基础课与专业课程的教学脱节。目前，环境与生物工程类专业所开设的化学类基础课程与专业课程是有些孤立的。在教学中，没有注意基础课和专业课之间的关联，在学生看来总会得基础课程只是打打基础，千篇一律，他们不知道怎样用所学的基础知识去为今后的专业课程服务。事实上，专业基础课对于专业设计课来说作用是毋庸置疑的，这就要对专业基础课的教学目的进行重新认识。笔者认为，专业基础课教学的目的是为专业课的学习打下一个基本理论与基本技能的基础。专业基础课教师要掌握专业基本面和专业方向，并实时地在教学中给学生以好的牵引作用。
3）化学类专业基础课教学太偏重基础，淡化专业素质综合能力的培养。对于环境与生物工程专业而言，其专业基础课程教学是有别于其他基础课的，这类基础课不仅是一门应用工具，更是专业课思维的基础。淡化专业素质综合能力的培养，对更多层次的思维训练重视不够。同时，在专业基础课教学中，还缺乏针对专业特点的创意表现课程项目训练。以上这些，都说明我们在教学理念和教学方法上存在问题，在某种程度上扼杀了学生的创新与开拓精神，淡化专业索质综合能力的培养。为此，迫切需要对独立学院环境与生物工程专业的化学类课程体系进行改革。
2 独立学院化学类专业基础课程教学体系的优化方式
针对以上的弊病，我们对学校的化学类基础课程体系进行了优化。
2.1 化学类专业基础课程设置的调整
从专业自身的特点和要求出发，有选择性地将无机化学、有机化学、分析化学和物理化学等课程的相关内容进行编排，整合后的化学类课程可以以一门主导化学课程和一门综合性化学的形式出现，解决“少学时”与“宽基础”的矛盾。重点突出基础理论知识的应用和实践能力的培养，应该以阐明基本概念、基本原理和基本方法为主旨[3]。在选材上要突出与生物工程、环境工程学等相联系的知识，突出与后续课程的衔接，适当淡化和删减理论性偏深或实用性不强的内容，以利于独立学院学生对知识的掌握和理解。要注重根据专业经常补充、更新和拓展教学内容，适时渗入当今学科前沿领域或重大发现等，以拓宽学生的知识面，启迪学生的思维，培养他们的参与意识及创新思维能力。在教学内容和体系调整过程中，应遵守几个方面的原则：
1）主导化学课程紧扣专业课。在四大化学类的基础课中，对于环境与生物工程专业而言，又各有侧重点。环境监测是程是环境科学与工程专业的一门主干课程，其与分析化学联系很紧密；而环境化学作为专业课中的基础课，其与无机化学课程联系很紧密，因此将无机及分析化学作为其主导化学课程。在理论学时定为72。而有机化学与物理化学与环境工程的专业课的联系相对较小，因此理论学时定为54。对于生物工程而言，由于有机化学与其两门重要的主导课程生物化学与分子生物学的联系很紧密，所以在生物工程专业中有机化学单独作为一门主导化学课程，理论学时定为54。而其他三门化学合并为一门综合化学课程，学时为72。
2）综合化学课程应删除与专业联系不紧的内容，整合重复性的内容。在化学类课程体系中，部分知识的理论性非常强，对于环境与生物工程专业的学生来讲并不要求深入的掌握，因此，对于在课程体系调整过程中可以适当的对这些内容进行删节。如，隶属于有机化学课程体系的“立体化学”、“碳水化合物”、“氨基酸、多肽、蛋白质”、“周环反应”等内容在环境工程专业相关的生产实践中应用的不多，因此可以不将其编入环境工程的综合化学的课程体系中。对于物理化学体系中的的“统计热力学基础”、“相平蘅”、“结构化学基础”等，可以不将其编入生物工程的综合化学的课程体系中。再如一般的无机化学课程都会包含“化学热力学初步”和“化学动力学初步”这样两个章节的内容以为其下一步内容作为理论基础，而物理化学课程中又会对这两部分内容进行详细和深入的讨论。调整为综合化学基础的课程体系以后，改变课程内容的编排顺序，很容易解决这一重复问题。再如，在原来分析化学的课程中，为了讲述酸碱、配位、氧化还原等三种滴定分析方法，需分别介绍三类反应的基本原理，而在无机化学的课程中详细介绍了上述三类反应的原理，在有机化学物结构的讲解中，对于分子轨道、杂化轨道等知识可以不再重复，因为无机化学中“化学键与分子结构”已讲。因此在调整后的课程体系中可以整合编排，从而大大缩减课时。
3）内容体现专业特色。不仅主导化学课程内容的选取体现了其与专业的紧密联系，突显专业特色。综合化学在课程内容的安排、讲述重点及实例分析等方面，也应该体现出鲜明的专业特色，真正做到有的放矢，切实为后续的专业课学习打好基础搭好桥梁。比如在环境工程中，有机化学内容则应多讲讲各类有机物质的理化性质和化学反应性，尤其是腐蚀性、毒性等与环境密切相关的性质与反应等，而在生物工程中，则应多讲讲主要的有机化学及反应机理，立体化学以及糖类、氨基酸等与生命科学联系紧密的有机化合物的结构及性质。
4）强化实验教学，培养综合运用能力。实验是科学研究的重要手段，学生可以通过实验手段观察自然现象的运动变化，获得感性知识，从而加深对所学知识的理解，也可以通过实验的切身操作和体会，真正掌握操作技术，培养学生的动手能力。化学类课程离不开实验，而课程体系改革以后，四大化学实验仍然保持相应的独立性和综合性。主导化学课独立开实验，不仅训练其基本技能还要将技术应用到专业之中。例如，在有机化学实验中我们选取了“茶叶里提取咖啡因”的实验。综合化学的实验设置既要体现各学科自身的特色，又要体现综合的魅力。在实验内容设置上除了经典的验证性实验，还可以综合运用化学基础知识，大幅增加综合性、实用性实验内容的比例。有些在理论课上没有讲到的知识，还可以在实验课上做一个很好的补充。还可以在做大实验的同时，还可以利用空余的时间选做一些微型实验、趣味实验增强学生的感性认识和学习的兴趣。
2.2 转变教学观念，改进教学方法
1）采取分层次教学，大面积的提高教学质量。独立学院学生的知识水平与学习能力参差不齐现象特别严重，如果让所有学生接受同一教学目标的教学，难免会出现基础好、能力强的学生“吃不饱”，基础差、能力欠佳的学生“吃不消”的局面，在这种情况下，分层次教学无疑是大面积提高教学质量的有效途径。实施“适应性分层次教学”，就是根据学生的化学基础和学习能力，针对不同状况的学生，把学生分成若干层次，教师依据各种层次学生学习特点制定各层的教学目标，设置不同的教学过程，采取相应的教学方法。教学过程中，教师要“面向全体、兼顾两头，逐步缩小差距”，加强个别指导和分层辅导，对基础好的同学，尽可能鼓励他们考研深造，并为他们提供指导；对成绩一般的学生，帮助他们掌握就业后所必需的基础知识和基本技能，达到因材施教、因人而异、共同提高的目的。分层次教学的实施，即能增强学生的学习信心和学习兴趣，又能大面积提高教学质量。
2）密切联系实际，激发学生的学习兴趣。在教学中教师要紧密联系实际，适当地插入一些形象、有趣的日常生活、工农业生产常识或小故事来丰富讲课内容，使学生在轻松愉悦中获得知识并得到思想教育。比如，向两根漂在水面上的火材棍中间上滴加几滴肥皂水，观察两火材棍的距离是怎样变化的？从而让学生了解表面张力的性质。在有机化学中让学生从平时喝的茶叶里提取咖啡因，让学生了解生物碱类化合物的制备，并了解有关毒品的有关知识。从卷烟里提出尼古丁，让学生深刻地体会吸烟有害健康。再如，在学习了氧化和还原的相关内容后，要求学生根据所学知识自行设计一种简单的电池，这样既培养学生的理论与实践相结合的能力也培养了学生的动手能力和创新能力。
３）采用多样化的教学方法，让学生从知识的被动接受者成为主动参与者。在明确教学目标，把握教学内容和学生特点的基础上，形成新的教学方法，包括理论与实践相结合的教学方法，讲授与自学相结合的教学方法，运用多媒体教学方法。理论与实践相结合的教学方法，就是课堂理论讲授与做实验交错进行。根据所授内容特点，先讲后做或先做后讲，对于必须在理论指导下才能做的部分，先进行理论讲授，紧接着做实验，及时地促进理论知识的消化。把理论和实验有机结合起来，学生学习既扎实又灵活，不仅提高了动手能力，也提高了教学质量。另外，实验仪器的组成和原理从理论上来讲比较晦涩难懂，但采用直观教学方法，根据实物来讲解可以达到事半功倍的效果。
讲授与自学相结合的教学方法，就是区分学习内容的重要性、难易程度，决定以讲授为主，还是以自学为主的教学方式。将重要的概念、原理、基本知识、关键性的操作技能通过教师的讲授、演示进行教学。对于简单易学和相对次要的内容，由教师提出要求，让学生自学，抽查自学笔记，提出有关问题，再作必要的概括总结。
运用多媒体教学方法，就是采用课件方式进行课堂直观教学，采用课程网站进行课外教学。一方面多媒体技术使课堂教学更加感性直观，在实际教学中限于经费等诸多因素，实验室仪器设备的更新速度远远跟不上新型仪器的开发和发展，成为学生掌握基础理论知识和探究前沿技术的障碍。通过计算机辅助教学，进行虚拟仿真实验，可将仪器工作原理、过程动态演示，形象直观，有助于学生的理解和掌握，能取得较好的教学效果。另一方面运用多媒体技术进行教学，可以节省板书、绘图的时间，使教师得以从大量板书中解脱出来，集中时间和精力突出重点内容的讲解。同时学生可以充分利用课程网站进行课后查缺补漏和拓展知识面。
总之，通过近两年的教学改革实践，与过去相比，课堂教学气氛活跃，学生参与程度高，师生互动效果好，学生的学习兴趣和各种能力都得到了较大的提高。然而，这项工作还需不断探索，不断完善。力争培养出具有较强综合素质的高级应用型、复合型技术人才。
参考文献
[1]黄锁义,程金生,陆海峰.高等医学院校临床医学专业基础化学课程建设的实践与研究.高教论坛,2008,6:120-122.
[2]杨春龙,杨红,兰叶青等.农科院校基础化学系列课程教学新模式的研究与实践.高等农业教育,2008,08:54-56.
[3]裴伟伟.基础有机化学课程的历史沿革和现状(1952—2007).大学化学化工课程报告论坛,2007.
作者简介
蔡丽华（1979-），女，讲师，现从事有机教学与有机合成应用研究。
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