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摘要:创新教育是以培养研究性思维、创新思维、创新能力和创新精神等为核心价值和理念导向的教育,本文期望将研究性教学融入到有机化学基础课程教学当中,将培养大学生在基础理论课程学习中的创新思维、能力和精神作为基本目标,实现科学有素养的教学。通过引入探索性教学、自主构建知识和导向教学等丰富的教学模式提升大学生对基础理论知识的理解,结合结构-性质相互作用机制的推导,实现对有机化学基本理论与方法的掌握与应用程度,最终实现提升学生自我更新知识、主动获取知识、灵活运用知识能力的目的。
关键词:有机化学;研究性教学;创新能力;教学改革
本文引用格式:刘先斌,等.新形势下有机化学课程中研究性教学与创新能力培养的探讨[J].教育现代化,2019,6(44):30-31.
有机化学是一门研究有机物的组成、结构、性质、合成、应用及相关问题的基础学科,是理论与实验相结合的课程,是化学学科中极重要的一个分支[1,2]。单一的传统教学模式无法满足学生对于当前科技、信息的高速发展的掌握。此外在当前社会、科技、信息等快速发展的背景下,培养创新人才成为我国高等学校共识性的教育教学目标,而如何在基础理论学科教学过程中培养学生的创新思维、创新能力和创新精神,成为高等教育的重要难题[3,4]。因此,通过改变传统教学模式,将研究性学与教融入到有机化学课程中显得尤为重要。创新是在理论与实践的升华,是建立在丰富的基础知识储备、过硬的基本素养、完善的理论体系之上的。伴随全球教育信息化的不断推进以及科技的日益更新,研究能力与创新能力起着至关重要的作用,能够为社会、科技的发展提供强有力的保证。因此如何在有机化学课程中培养学生的研究性思维和创新能力就显得尤为重要。我们尝试对有机化学专业课进行教学改革,从教学内容、教学目标与教学模式等多个方面,探索工科背景大学生的创新思维、能力与精神的培养模式。
一 教学内容以单一的书本内容向学生参与建构知识的过渡
传统教学的内容主要是以书本为主,当前知识日益更新,教材内容无法及时更新,存在滞后性。此外传统教学主要以老师教为主,忽略学生的掌握程度。因此需确立以课本知识为基础,拓展前沿科技成果、科技知识,学生参与构建知识网络,来丰富教学内容。让大学生认识到原来有机化学领域离生活如此近,产生切身体会,同时开阔大学生的眼界,进而激发大学生的创新欲望,最终树立良好的创新思维、创新能力和创新精神。当前新型纳米碳材料爆炸式的发展,如一维碳纳米管、二维石墨烯及其杂化材料。教材中讲到碳材料的基本结构特点存在三种形式:sp1;sp2;sp3杂化。课堂中可以通过将碳纳米管和石墨烯的结构特点进行解析,其也是典型的sp2杂化形式,让大学生更深入理解碳材料的基本杂化形式,更为重要的能够让他们学习到最新材料的基本结构特点,激发他们的兴趣,让他们对理论知识、前沿科技更全面的掌握,从而产生研究兴趣和创新思维、能力及精神。此外,教师也可以结合自己的研究领域,把自己的研究方向涉及的材料拓展中课堂之中,通过成果展示、交流互动等多形式进行教学,让学生切实感受到课程内容的有趣,调动学生的思考积极性,让学生进入实验室课题组开展学习、科研,丰富理论知识网络,从而激发其创新思路与能力。
二 教学目标从单纯的记忆到理解与推导的转变
有机化学课程知识点多且分散,传统教学以单纯的死记硬背为主。为了有效地让学生对有机化合物的物理和化学性质的真实掌握,教学中应该强调从构-性关系对有机化合物的物理和化学性质的影响机制来进行学习[6,7],使学生从根本上认识此类化合物,理解其化学性质,掌握化学原理,以达到知其所以然的目的,从而在根本上掌握创新时所需要的基本知识要素,即创新思维的工具。而为实现这一以理解和推导为导向的教学理念,课件和授课方式都采用基本原理预先铺垫的编排方式和对反应历程中电子转移的详细追踪描述,学生在学习化合物的基本原理和反应历程中电子转移的情况下,就不必死记化学反应,可灵活运用基本原理并预期电子转移方向,为形成创新思维能力打下基础,进而能够掌握此类化学反应的机理并由此拓展到类似的化学反应中。
三教学模式从传统灌输式单点教学向新时代探索性启发教学的渐进过渡
传统的课堂教学模式往往形成老师单向灌输、学生被动接受的教学模式,当年大多数学科课程内容多,知识点深浅不一以及课程多等特点,传统教学模式已经无法满足教育的需求。因此针对有机化学内容多学时少、知识点零碎且前后关联性强等特点,按照由浅到深的教学思路来进行课程内容安排[5]。首先,从有机化合物基础结构入手,包括电子结构特点,价键特性以及原子分子特性,理解有机化合物的基本结构特点;其次,学习有机化合物的物理与化学特性,包括电子理论、诱导效应、共轭效应和场效应,和空间效应。透过表面性质认清其基本结构特点,为学习化学反应及其实际应用奠定基础。随后根据化学性质,全面学习相关化学反应,并结合具体实际应用案例介绍其化学反应特性。最后,结合新的学科生长点介绍学科前沿知识,将有关学术前沿知识如石墨烯、碳纳米管等新型碳材料的结构特点与研究历程融入到课程中,以提高学生学习兴趣和热情。兴趣是学习与创新的基础和原动力,有机化学课程内容较理论,基本都是结构、化学反应机理等,因此避免枯燥乏味的教学,激发大学生对于反应机理的热情显得尤为关键。通过动画演示,具体应用案例分析等丰富手段,形象深入解析透彻,让学生能够理解到位并加以应用。
四 深化基础课程改革,建立创新机制
相比于专业课程的开放性,理论课程存在诸多约束,因此更应该加强实践性教学,扩大创新空间,而创新人才的培养需要有创新机制的建立,创新氛围能够提升创新能力的培养,促进创新教学的健康发展。创新机制可以从以下几个方面着手:(一)响应国家创新创业号召,积极参与国、省、市、校级创新创业比赛,特别是互联网+创新创业大赛,推动大学生创新创业理念。同时学院也可针对有机化学课程举办特色科技大赛,让大学生积极参与、自己动手,培养其主动创新能力。同时对创新程度较好的作品进行不同程度的表彰。以此鼓励调动学生积极性。(二)开放教师实验室以及校、院测试平台,特别是重点实验室,让大学深入实验室开展实验,同时可以依照国家重点实验室开放课题也可以设立本科生开放课题组,让大学生积极参与一线科研,体验真正的创新科研,培养创新思维、创新能力和创新精神。(三)当年网络发展迅速,网络平台信息丰富,因此同样可以建立独立网络教学、网络信息分享的数字网络创新平台。教师、学生可以上传自己阅读到、最新前沿科技、创新创业信息等各项有价值的信息,随时随地拓宽大学生视野,真正做到将创新落到实处,拓宽了学生的知识面。
通过上述分析,教师在教学过程中应加强引导学生创新思维,充分调动起学生的主动性和积极性,掌握基础理论知识,同时也可以看到将新型教学模式运用到有机化学的教学环节中,学生参与探讨、研讨相互式教学等方式呈现出一些研究性学习的特征。教师在教学中灵活多变,要创设出适合有机化学教学规律和学生创新能力提升的有效的策略。在教学过程中,教师可以根据有机化学课程中具体内容,采用从传统的教学方式逐步向研究性教学和学生参与探讨与研讨的教学方式过渡的策略,就可以提高学习的积极性,打破死记硬背无法理解的困境,减轻由于教学方式的转换造成的学生在建构知识过程中出现的困难,提高大学生对课程的理解以及更为重要的创新能力。在理论教学的基础上加强创新实践教学,以基础理论支撑应用创新,反之以应用创新升华基础理论,真正做到能够培养有研究与创新能力的大学生。
参考文献
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