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面向北部湾经济区开发的化学基础课程结构体系的设计

时间:2022-04-02 08:23:09 浏览次数:

摘要:根据广西北部湾经济区开发对实用型人才的需求,提出了转变教育教学思想、调整化学专业课程设置的学科发展思路。以“精练内容、突出基础、减少重复、重视实验”为目标,对化学理论课程和实验课结构进行重新设计,对化学基础课程的改革进行了有益的探讨。

关键词:化学专业 基础课程 发展思路

自2008年国务院批准实施《广西北部湾经济区发展规划》以来,北部湾经济区的化学化工行业已经从以前的大宗化工产品加工转向以石油、海洋等特色资源的开发,新技术、新工艺不断出现,与东盟国家的交流与合作增加,社会对毕业生的实用性要求越来越高,不仅要具备扎实的理论基础,还要具有解决实际问题的能力和创新能力。

化学基础课程包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、结构化学等,这些课程无论是教材的编写还是大纲要求,基本存在着重理论轻实践、重独立轻相关等问题,结果是教材越编越厚,内容繁多重复与不断减少的课时数之间产生的尖锐矛盾日益凸显,此外,与之配套的实验也是依附于理论课程且绝大多数是验证实验,探讨型实验很少。在这样教学环境下,老师忙于灌输,学生被动接受,师生互动少,新知识难以进入课堂,学生把大量的时间用在背知识而不是用知识上,没有更多的时间主动学习,更没有时间和精力进行与化学相关的课外考察活动。虽然从1992年国家教委颁布的“高等学校理科化学类专业基本培养规格和教学基本本培养要求”规定本科化学专业各类课程的课内总学时为2500~2800,各高校的本科化学专业课程都纷纷做了改革和调整[1],但传统教学模式根深蒂固,化学基础课程宏观存在形式和微观结构仍然有增无减,学时数基本维持在500~600,实验学时数则是350~450,无法再根据新形式发展开设新课程,其他的专业课程没有从根本上解决问题,因此,为了培养广西急需的实用型人才,重新设计化学基础课程结构刻不容缓。

一、国内外高校的化学基础课程改革情况

早在上世纪末,国外化学教育[2]就已基本打破了四大化学的框框,美国的哈佛大学、无机化学和有机化学两条主线,将物理化学及仪器分析融入其中,去掉原来分析化学内容。日本则将四大化学融为一体,组合成一门新的基础化学,大胆地删除了一些陈旧、重复的内容,例如四大平衡,在国外的教材中仅用一章的内容叙述,把化学发展的新理论和新成果引入教学中。在这方面国内一些高校[3]也早已先行一步,改革思路分两类,一类是以南京大学为首的高校,对化学专业基础课程进行全面的改革,把原来分散于无机、分析和物化中的化学原理和基础知识合并为一,把原来仪器分析和有机波谱分析合并为谱学基础,先上化学原理和谱学知识,再上无机和有机,精简了100个学时数。华东理工大学将原分析理论部分内容归入化学原理,将实验方法作为理论的应用,建立无机与分析化学课程的新体系,华东师大也提出了一套化学专业基础课程分层次推进的构想:第一层次为一级学科的通识课程,即开设“现代化学基础”和“现代化学实验基础”两门课程,第二层次为专业必修课和选修课;其中专业必修课包括:无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、仪器分析和物质结构等六门基础课;第三层次为综合提高课。另一类是非化学专业类院校[4]提出将无机化学、分析化学、物理化学和结构化学的内容综合在一起作为新生入门化学课程。多年来,这些高等院校的改革经实践证明,尽管这些改革还存在一些不足之处,但成绩是肯定的,与之前的课程体系相比,利大于弊。

二、化学基础课程结构的改革思路

基于化学化工的专业特点以及北部湾经济开发对化学化工人才的要求,确立“以广西为重点,面向东盟,服务广西、服务东盟”的办学理念,我们提出以下化学人才培养模式的整体改革思路:第一,转变教学理念,要摆脱教师授课是单一的传授知识、学科专业教学是单纯的化学教育等观念,减少老师的灌输式教学,让学生有时间主动学习和创造性学习。第二,准确定位,办出特色。根据广西北部湾经济区开发的要求,结合广西的区域优势和学校的办学特色,开设课程,比如广西的石油资源、有色金属资源以及海洋资源等的开发和深加工,是近年自治区重点建设方向,在基础课程内容或专业课程设置方面应向这些方向重点倾斜,让学生具备相关的知识,今后更好地参与行业建设。第三,调整教学计划和课程体系,重新设计基础化学课程结构,完善学科专业配置。借鉴国外改革模式,参照国内兄弟院校的经验,根据广西的特点,合理减少化学基础课程的理论课学时数,增加新专业课程的开设,改革实验教学模式。

三、化学基础课程结构设计

大学基础化学课程结构必须进行微观和宏观优化才能实现由统一形式教学向差异性教学转变、由重视教学结果向重视教学过程转变,否则改革将停留在表象而不彻底,最终以流产告终。因此,化学基础课程改革必须下大决心,大刀阔斧修订教学计划,通过合理设计把理论总课时降下来,让学生有更多的时间从事自己喜欢的、有创造性的活动。下面以我校化学基础课程为例,与原有体系做对比,将新设计的课程列在表1中。

首先,将无机化学的化学原理部分和物理化学相同内容合并成“化学基础原理”课程,放在大一年级分上下两学期开设。无机化学的化学原理部分主要包括:化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配位离解平衡、电化学、反应动力学、化学热力学等,这些内容虽然没有物理化学课程那样系统和透彻,但大部分内容重复,有关平衡知识还出现在分析化学中,将这些内容合并起来。“仪器分析”课主要以光谱学为基础知识,以学习红外光谱仪、质谱仪、液相色谱仪等大型仪器的操作为目标,光谱学知识除了专门的课程外,还分散在其他课程中,将结构化学的原子分子光谱、光电子能谱、X射线分析,物理和物理化学中质谱原理,分析化学中的极谱仪等知识与有机化学中的红外光谱以及仪器分析中的原子吸收光谱、色谱等合并成“光谱学基础”,54学时,并通过实验加深认识,安排在一年级下学期。无机化学将只讲授元素及其化合物的性质,课时压缩到54,安排到二年级在《光谱学基础》之后开设。先讲光谱学,后讲无机和有机等课程,避免了同层次低水平重复,同时将各种光谱仪器作为工具,利于开设综合设计型实验。将定量分析和部分仪器分析内容合并组成新的分析化学,除了传统方法外,重点放在用大型仪器进行分析,增加工业分析、结构与材料的实验学时,实验内容涉及无机、有机、生化、食品等样品,尽量与实际贴近,如矿石、淀粉、中草药等产品或深加工产品都是符合北部湾开发的资源。保留物理化学课程,但与化学原理重复部分应删去,即减少热力学和电化学部分,着重热力学在多组分体系中的应用、相平衡、胶体和表面现象等。将有机化学中的红外光谱、高分子部分从有机化学中删去。将物质结构中的谱学部分删去,与无机化学的原子分子结构、材料化学合并组成“结构与材料”,把理论与新材料结构结合起来。无机化学实验大幅度减少性质实验,增加与有色金属加工有关的综合设计实验,比如从锡石出发制备系列锡基化合物、铝土矿制备氢氧化铝和氧化铝等,既符合无机内容又与广西的有色金属联系起来了。有机化学和物理化学实验则以合成和表征手段类实验为主,与广西特色材料的加工与过程分析相联系。与原有课程体系相比,新体系的理论课减少140学时,实验总学时不变,这样,老师授课少了,但内容没有减少,特别是与石油、海洋等北部湾资源相关的理论基础和方法手段增加了,学生有更多的时间主动学习,比如学1~2门东盟国家语言、学一门相关的法律课程,参与老师科研课题或者到企业调研等,学生可以根据东盟需求完善自己,增加知识面和自己动脑动手机会,提高综合素质和能力。

四、人才培养效果展望

培养社会实用型人才必须提高动手能力和创新水平,通过完善化学基础课程改革,把老师和学生从繁重的理论课程教学中解放出来,共同参与创新人才培养的模式,让学生了解广西和东盟国际化学工程建设知识,熟悉东盟各国的化学工程建设规则和法律规范,掌握1~2门东盟国家语言,服务于中国—东盟自由贸易区的化学工程建设。

参考文献:

[1]李涛,何海滨,蔡向阳,黄明增.高等学校基础化学课程的体系重构与改革[J].安徽工业大学学报,2009,26(5).

[2]魏冰,Salter"s.高级化学课程一英国大学前化学教育的重要变革[J].化学教育,1996,(3):46-47.

[3]忻新泉,姚天扬,生志林.面向2l世纪的化学专业课程结构改革[J].大学化学,1999,14(2).

[4]赵凤林,戴乐蓉,高月英,程虎民.非化学专业类学科的基础化学课程的改革[J].广西师范大学学报,2003,21(2).

基金项目:新世纪教改工程“十一五”项目(2009B028),广西民族大学《无机化学》精品课程建设项目,《分析化学》精品课程建设项目(桂教高教[2008]133号),分析化学精品课程建设与配套教学资源的开发研究(桂高教[2008]151)

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