2016—2017化学学科工作总结

2024-04-10

2016—2017化学学科工作总结(通用6篇)

篇1:2016—2017化学学科工作总结

四年级下品社教学工作总结本学期我承担了小四年级的《品德与社会》的教育教学工作。按照课程特点制定实施了教育教学工作,对学生进行了一系列的教育。品德与社会课程旨在促进学生良好品德形成和社会性发展,为学生认识社会、参与社会、适应社会,成为具有爱心、责任心、良好的行为习惯和个性品质的社会主义合格公民奠定基础。现将本学期的工作总结如下:

一、教学措施:注重学生的特点在教学中从他们常见的社会事物和现象入手由远及近由浅入深由具体到抽象。堂上让学生联系自己、班级、自然社会多讲、多讨论,提高学生的观察能力,锻炼学生的语言表达能力。

二、目标达成、初步形成了民主、法制观念和规则意识。学习了利用规则调整关系。养成遵守交通法规的习惯。加强学生的安全意识。、能够初步认识自我,形成健康文明的生活方式。养成良好的生活习惯。二培养学生珍爱生命,热爱生活的态度,热爱大自然,初步形成保护生态环境的意识,初步学会了看交通图;学会了乘坐一般性的交通工具;能发现交通中的问题并有不同解决问题方法。

三、互动的动态式讨论。

在现实生活中,学生已经形成了一定的品德和行为习惯,积累了一些社会生活经验,形成了相应的态度和能力。因此,在教学时要善于调动和利用学生已有的经验,结合学生现实生活中实际存在的问题,共同探究学习主题,不断丰富和发展学生的生活经验,使学生在获得内心体验的过程中,形成符合社会规范的价值观。

开放的动态式讨论、小组合作形式,使学生的主体得到了充分发挥,学生得到了全身心的投入上,有利于培养他们的兴趣和注意力,特别是在解决问题的过程中,学生在有了更为真切的情感体验,同时也培养了合作意识,增强了可持续发展的能力。

四、引导学生自主学习儿童是学习的主体,学生的品德形成和社会性发展,是在各种活动中通过自身与外界的相互作用来实现的。灵活多样地选用教学组织形式,为学生的自主学习和生动活泼的发展提供充分的空间。引导学生从自己的世界出发,用多种感官去观察、体验、感悟社会,获得对世界的真实感受,让学生在活动中探究,在探究中发现和解决问题,及时鼓励学生的各种尝试和有创造性的思考,引导学生得出有价值的观点或结论。

五、运用开放式的评价考核。

评价的根本目的在于获得反馈信息,促进儿童发展。实施品德与社会教育课开放化,将引起教学结构、教学形式、教学方法的变化。

篇2:2016—2017化学学科工作总结

一、什么是学科代表, 合作学习

学科代表指的是教师指定的或者全体学生认可的, 能够在该门学科方面代表全班全体学生的代表, 是在该科学习上能够成功学习的全体学生的带头人;他应该协调教师与学生之间的关系, 在该学科学习中起到模范带头作用, 他是教师与学生之间联系的纽带, 应该及时将学生对该学科学习的想法与教师进行交流.这个工作做得好与坏, 影响整个班级的教学效果.所以, 学科代表的选拔和培养对整个班级的学科水平的提升有着不可或缺的重要作用.

合作学习指的是为了达成学习目标由两个或者多个学生而互相配合互相帮助学习的过程.小组合作学习改变了在传统集体教学师生单维交流中, 教师垄断了整体课堂的信息源而学生处于十分被动的局面, 从而学生的主动性、创造性也因此得以充分的发挥.

二、学科代表对促进化学合作学习的重要性

合作学习是20世纪70年代初兴起于美国, 由于它改变了传统教育方式, 使学生成为课堂的主人, 改变了学生在课程学习中被动的压抑心理气氛, 调动了学生的学习主动性, 从而大面积的提高学生的学习成绩, 促进了学生形成良好非认知品质, 所以很快引起了世界各国教育界的关注, 并逐渐成为当代主流教学理论与策略之一.自改革开放后, 随着国外各种教育理念的引入, 我国教育界也开始关注合作学习的实践与研究, 并取得了较好的效果, 在全国大面积推广.

化学学科是一门与社会、生活实际紧密相结合的学科, 同时又是一门以实验为基础的自然科学.在实际教学中, 有很多可以辅助教学的实践活动, 家庭实验, 学生调查等.这些都需要学生自己组织起来进行合作实践.

学生的主体地位更为突出, 如何培养学生主动探究意识, 如何调动全体学生的学习主动性, 这时候教师的简单说教远远弱于他们群体中伙伴的榜样的力量.所以, 新形势下的学科代表是全体学生在该学科学习方面的全面代表, 并且能够协助甚至直接组织、引导学生的合作学习.

三、学科代表促进化学学科合作学习的实际案例分析

案例1:空气的组成探究实验课.

空气中氧气的含量的测定是初中化学教学中的一个重点.以往的教学中, 教师常常将书本实验讲一遍, 做一遍就结束了, 学生只是一个简单的受体, 看过了, 还不知道怎么回事.现在, 我在教学中充分调动化学学科代表的作用, 由他组织对学生进行分组 (6个人一组) , 每个组选出一名组长, 共同策划这节课.

学生集思广益, 在学科代表中心的策划组的精心准备下, 合作出了一节精彩的实验探究课.

首先, 打破常规.学生以情景剧的形式穿越到200多年前, 模拟拉瓦锡对空气中氧气含量的测定的思考, 及实验器材、实验药品的选择.分析实验的原理, 过度到我们今天在课堂教学过程中如何简化实验, 达到良好的实验效果.紧接着, 学生分组讨论了书本上的利用红磷燃烧测定空气组成的装置注意事项, 操作注意哪些方面, 操作步骤等.然后由各组选派代表合作完成了实验.最后, 在课代表的提议下, 学生又积极思考, 用生活中的用品替代实验室用品, 完成实验.最终选择用蜡烛替代红磷, 饮料瓶, 小瓷碗替代实验仪器, 人人动手, 完成了一节高质量的实验探究课.

案例2:爱护水资源综合实践课

爱护水资源这节内容简单易学, 传统课堂教师讲一遍, 学生读读书就过去了.而我将它设计成了一节综合实践课, 由学科代表和各个小组的组长们合作设计, 我加以点拨.最后分配任务, 每个组必须抓住一个有关爱护水资源的主题, 呈现一个作品.作品的形式可以以小品、情景剧、歌唱、社会调查等多方位展示.

经过一周的准备工作, 学生展示了一节丰富多彩的综合实践课.有的小组以水污染为线索, 小品展示了水资源保护的迫切性;有小组以拍卖世界上的最后一瓶水为桥梁, 敲响了节约水资源的警钟;有的小组以串烧歌唱形式, 唱出了水对生活的重要性, 保护珍惜水资源刻不容缓;还有小组走进乡村, 采访了父辈, 对家乡的水资源进行调查, 出具了调查报告等.这个呈现是让我感到无比震惊的一节课, 在欣赏学生展示的同时, 我由衷的感觉到了一个优秀学科代表及引领团队的重要性, 他真正的将学生的合作学习做到了实处.整个一节课, 学生人人参与, 既是表演者又是观众, 还是点评者, 大大激发了学生学习的激情.

摘要:结合化学学科的特点, 充分调动学科代表这一特殊学生群体, 从而促进学生合作学习, 本文从相关概念的定义, 学科代表对促进化学合作学习的重要性, 以及学科代表促进化学学科合作学习的实际案例分析进行了阐述.

篇3:化学学科高考备考心得与总结

一、研究高考信息,捕捉方向

课改在我省实行的年头并不多,所以从高考这几年出题的角度来看,试题的外在表现形式灵活度比较大,必须对一些信息进行研究,从中领悟出潜在的导向作用,把握复习方向。因此,我们做了如下工作:

1.研究高考题。

我们组结合多年教学经验发现,高考试题相连两年题型变化或许会明显一些,但自身还具有很强的连续性,往年考得不好的知识点后续还会渗透考察。所以在年级组的要求下,在本学科组的需求下,第一学期每周两次的备课组活动都会一次用来集体备课,一次用来做或者是研讨一套大家做的高考题。这一做一研究把各省市试卷的区别、试卷的结构、试题类型、考查方式、能力要求等基本理顺,把握命题方向和命题特点。这样,对于一些重点题型和知识的讲解深度及外延扩展目的性就很明确了。当大家心里对高考题相关信息有了明确的理解和把握以后,课堂上就会明确复习知识点的深度和广度,以及对作业题挖掘的尺度。课堂上融合高考信息再进行讲解,学生会更感兴趣,课堂教学效果自然而然也就增强了。

2.换位思考,查找不足。

在研究高考题时我们除了关注试题自身外还留意考查学生哪些非知识性错误,如化学方程式或离子方程式的书写、化学用语用字的错误、无机物化学式有机物结构式的规范书写、审题不清答非所问、实验用语如“少量多量、加水溶解、取少量原溶液于试管中”的准确表述,等等。这样,在复习过程中既考虑了知识的深度和广度,又揣摩了命题人的意图,在学生会却容易处错的这些点上提示学生如何注意和把握答题技巧。慢慢的,学生在跟着老师复习的过程中,化学素养得到提高。

3.科学利用身边资源。

获得信息的途径有很多,除考纲和教材外,还有高考题、复习资料、网络资源、外出学习等,我们的工作经验是,在高三整个一轮复习过程中精选一本复习资料为基础,再由学科组长利用身边的其他资源平行再组一套练习题。这样既保证知识复习具有连续性,又避免一本资料覆盖面可能不够全的现象,二者相得益彰。而且在使用这些资料时都是考虑了学生的实际能力的,保证下发到学生手里的篇子都会得到充分利用,不会出现浪费的现象。

高考复习不是闭门造车,出而合辙。所以,有合适机会时学校都会给我们创造一些合适的外出学习机会,时刻关注高考信息和高考动态,吸收一些经验回来后与本组成员分享。

二、落实工作细节,抓纲务本

1.精读教材,把握深度。

课改换了教材后,在基础年级授课时,就已经重点关心和区分新旧教材的不同之处,如内容有所变化、实验比重增加、研究性学习增加等。很显然,熟悉这些变化才会把自己的理解和感受渗透到日常的教学中,才有利于把握复习的方向和深度,增强复习的目的性。事实上,在复习过程中,本组成员确实一直是在边复习边研究教材内容。其实,越是到了后期复习阶段就越会发现,很多模拟题万变不离其宗,看似觉得新颖灵活的题型不太好把握时就越能从教材中找到它的身影。所以,必须对教材中的关键性知识进行反复阅读深刻理解。

2.落实教学中的各个环节,注重工作的实效性。

正常的备课、上课、看自习、批改作业等这些常规工作是每个学校的常规教学过程中必不可少的环节,但是能做到怎样的精细程度则每个人不尽相同。每个教学班都要求学生有一個错题整理本,将老师讲过的值得注意引起重视的题收集起来,整理在一个本子上。这个本子我们都会阶段性地收齐,检查学生的完成情况,有整理不好的同学,教师单独找出来加以提醒以引起学生的重视,日积月累,学生就学会了归纳总结,发现了自己的不足并加以弥补。

3.课堂教学效率和学习效率双提高。

全组成员在整个复习过程中,严格统一教学内容和教学进度,这样既能保证全组完成统一的教学进度和内容,又能让不同教师教的所有学生所获得的知识没有偏差。老师们都有着丰富的备考经验,不难发现,现在的高考试题对学生的能力要求越来越高,而复习时间是有限的,所以利用好课堂和学科自习提高其利用率是至关重要的。如何充分利用好这两节课确实需要花心思去做。一个组的成员在一个办公室,基本上每天成员们都要简单说说下一节课所要复习的内容及策略,集全组的智慧上好每一节课,准备好每一份作业,精心出好每套试卷。

4.利用每次考试,逐步提高学生能力。

高三整个一年的学习生活,学生是在课堂上积累沉淀自己的知识的,在每一次考试过程中提高应试能力,并发现不足修正完善自我。所以,我们必须精心准备每一次考试,每一次考试结束后的第二天下午下班前必须上交成绩等。给大家的感觉就是高三第二学期的生活主要就是考试讲卷再考试再讲卷,这么说也不无道理。所以,从年级和各学科教师的层面来讲,考试这项工作是很重要的。只有精心准备每次考试的各个环节,自身重视起来了,学生才会将每次的常态化考试当回事。只有引起他们的重视,才能更好地达到考试练兵的目的。

二、存在的问题与不足

其实在整个三年的教学过程中也有一些不足和遗憾,但在实际教学过程中却很难改变,比如说知识范围,例如:分子的极性讲不讲,考纲不要求题里能见到影子,到底该如何处理;考纲解读没有能力研究只能看看上面的典型例题,从复习资料的题头处看看知识点要求;授课时及实际教学条件限制,学生动手实验机会少,实验素养差,对于实验题尤其是高三复习常见的实验探究题处理起来没有日常的感性认识做基础很吃力,这方面还达不到课改要求,尽管老师们很努力,但仍留有遗憾。

篇4:2016—2017化学学科工作总结

关键词:高考化学 复习方法 备考策略

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)10(b)-0203-01

1 分析问题,探索方向

对于刚迈入高三年级的学生来说,学习目的和任务及如何进行化学复习,是首要解决的问题。同样对老师来说,高考的新政策也促使他们急需解决这一问题。所以,老师必须认真研究教学标准,结合学生实际基础水平和学校现有条件,探索复习方向,为学生顺利完成复习任务打下坚实的基础。

(1)分析和研究历年的高考试题。对往年的化学高考试题进行分析后,我们发现化学出题是有一定的规律可循的,即遵循文中有变的原则,而且具有一定的联系性和稳定性。因此综合先前的课改教学标准来对近年的化学高考试题进行分析研究就可以总结出这些试题的共性,包括卷面构成、题型、考试重点、能力要求等,这样就可以有针对性的制定相应的复习计划。

(2)重视对新教材及新课标的研究。经过分析可以发现,新教材和新课标都进行了很大的调整,如:新教材中加入了更多的实验内容,探究性的内容所占的比重越来越大,对于学生动手和独立思考能力的要求越来越高,同时新教材在实施的过程中除了要求教师对基础知识进行传授,更重要的是能够传授学生一些科学的方法并为学生树立正确的科学思想。可以肯定的是,新教材和新课标的变化一定会在新的高考试题中得以体现。因此对新教材和新课改进行研究可以帮助学生确定正确的复习方向,使得复习更有针对性和目的性。

(3)熟悉考试说明。化学复习要严格按照考纲要求来进行,对于考纲一定要深入研究,从而明确高考的命题思想、能力要求、考查方式、题型、知识构成及比例等。此外,为了能适时调修复习计划,还应注重形成性评价方式,始终贯穿复习过程。

2 强化“双基”,突出主干知识的教学

主干知识:这一部分是学科知识的重点内容。包含核心概念、基本技能、主要规律和原理四个部分,是学科的骨干支柱。

核心知识:考试大纲中要求理解(掌握)的知识。《考试大纲》通过归纳、总结、类比、联想,不仅增强了学生知识的条理性和系统性,还从思维的灵活性和综合能力方面培养了学生。

3 基础与综合同步,切实抓好三轮复习

首轮复习的任务就是打好并落实基础。此时学生对前两年的知识遗忘量较大,所以第一轮复习所耗费的时间也是最多的,差不多需要半年左右的时间。

第一轮:夯实基础,构建知识结构。

内容目标:依据教材内容,系统的复习。在这一过程中,既要让学生了解教材教学标准体系,总结知识重点,又要让学生手脑并用,进行系统地练习。

实施方法:还原到教材内容上,凸显内容的“全、联、活”,并采用以下四个环节加以实施,即“查、讲、练、考”。

第二轮:综合训练,提高综合能力。

内容目标:这一环节主要是对知识的一个系统化,并对知识进行梳理,使其结构化和网络化,也就是将零散的内容点连接成线,从而形成网的过程。培养并使得学生对化学知识的各方面能力有所提升。

实施方法:归纳划分,专项讲解、强化练习。对于这一板块的重点,体现在掌握并运用分析、解答问题的方法和技巧上。

第三轮:综合性练习,提高高考适应性。

4 抓落实,向规范化训练要质量

(1)要规范学生的学习行为,首先规范教师教学行为。教师要明确自己的言行会对学生产生重要的影响。

(2)加强规范训练。提出“糊里糊涂做十题,不如明明白白做一题”等标语口号,时刻警示告诫学生。

(3)创设条件,让学生暴露思维缺陷,对症下药,讲清错因,并进行针对性练习。

(4)对学生实施审题指导。有些学生在审题时会出现看错、写错、看漏等现象,最常见的是:题目所给的直接材料审不全;隐含的信息提取不出来等。造成会的题目得分不全,甚至不得分,造成这一现象70%以上都是审题所致。建议采取四字审题训练法,即“读、划、联、挖”,坚持训练一段时间后,将会有显著成效的。

(5)及时反思,查漏补缺。每一次练习或考试后,都要求学生及时反思,及时纠正,深入分析出错的题目,归纳总结原因根本所在,并将其整理到改错本上,周期性的进行翻阅、复习,努力使学生在复习的过程中达到“会做的保证对、错过的不再错”。

5 加强实验设计教学

化学实验设计能力要一种综合性和创造性的能力,可以帮助学生运用已知化学知识解决实际问题,而实验设计也是学生最感头疼、最难得分的领域。在复习备考时,可先易后难,先熟练后创新。可以考虑让学生先对一些能够熟练掌握的实验进行创新设计,然后再进行陌生化学实验的设计,进行化学实验设计训练一定要遵循先简单后复杂的原则。进行实验讲评时,老师应将实验设计思路作为重点讲评对象,对学生的大胆假设给予肯定和鼓励,发挥其自主创造能力,激发学生创新意识;启发学生多角度、多方面思考问题,寻求多种可行的方案。化学实验教学是不可以脱离课本内容的,必须以课本中的实验为准。

参考文献

[1]宋卫华.浅谈高考化学实验的复习[J].中学生数理化:学研版,2012(9).

[2]王鸿宇.高考备考中如何做好化学实验复习[J].延边教育学院学报,2013(4).

篇5:化学学科特点与化学三重表征教学

关键词: 宏观 微观 符号 化学教学

一、化学学科的发展与特点

1.古代宏观水平

人类从用火开始,由野蛮进入文明,用火烧制熟食、制作陶瓷、冶炼金属,并逐渐学会酿造、染色等。人们通过生产和生活实践,了解物质之间能互相作用、发生变化,开始用化学方法认识和改造物质世界,古代化学科学发展处于宏观水平与经验水平、定性水平。

2.近代过渡时期

19世纪初,近代原子论建立,随后分子假说提出,使原子分子学说得以确立,为研究物质的微观结构奠定了基础,门捷列夫于1869年发现元素周期律,使化学学科具有了严密体系,在此阶段,化学科学研究从宏观水平向微观水平过渡。

3.现代微观水平

进入20世纪以后,化学科学得到巨大发展,在认识物质组成、结构、合成、测试等方面都有很大进展,人们通过可见光谱、紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱等谱学方法研究物质结构,通过电子显微镜观察微观结构,量子化学理论的发展,人们对化学微观世界的研究日益深入。

4.化学符号语言

化学符号的思想萌芽于古代希腊和中国,在几千年的漫长岁月里,化学符号随着化学科学的发展不断变化与完善,1813年瑞典化学家贝采里乌斯(J.Berzelius)在《哲学年鉴》发表了他定义的化学符号,这是化学符号演变过程中的一次巨大变化,这套符号为现代化学语言的形成奠定了基础,今天所用的化学符号已经是全世界通用的化学语言。

归纳化学科学的发展,可以看到化学科学是在宏观水平、微观水平、符号语言水平不断向前发展的,宏观—微观—符号是化学学科独具的特点。

二、化学三重表征理论

1.约翰斯顿的思想理论

英国格拉斯哥大学科学教育中心的约翰斯顿(A.H.Johnstone)教授于1982年在“宏观与微观的化学”(Macro and micro chemistry)文章中,首次提出化学教学要在宏观水平和微观水平进行,1991年约翰斯顿教授在“为什么科学那么难学,事情不是它看起来那样”(Why is science difficult to learn Things are seldom what they seem)文章中,倡导化学教学要在宏观—微观—符号认知水平同时进行,从而使化学教学变得清晰明了。

约翰斯顿教授认为,化学专业人员和化学教师能不假思索地在宏观—微观—符号三种水平之间自由转换,为什么学生感觉学习化学困难,因为传统化学教学通常在宏观和符号水平进行,造成学生的认知停留在这两个水平,难以对化学微观世界建构科学的认知,因此不能在三种水平之间自由转换。约翰斯顿教授指出,化学教学应该在宏观—微观—符号水平同时进行,这样才是有意义的、真正的化学教学。

由于约翰斯顿教教授对基础化学教育的突出贡献,他于2009年获得了美国化学会在这个领域的最高荣誉,约翰斯顿是位非常热心的教授,2013年笔者对谁是化学宏观—微观—符号教学理论的首倡者提出疑问,于是发邮件给约翰斯顿教授对此事进行询问,很快得到他肯定的回复,约翰斯顿教授现年已是84岁高龄,他现在的研究工作是如何使学生的化学学习更加容易。

2.化学三重表征教学

化学宏观—微观—符号教学成为国际化学教育领域中最具影响且最有效的教学理论之一,指导着世界各地的化学课程与教学,约翰斯顿的化学教学理论引起了国内众多学者的关注,我国化学教育研究者将其思想理论编译为化学三重表征教学理论,化学三重表征教学理论在化学教育研究中具有巨大的指导作用。

从微观结构解释宏观现象是化学学科特有的思维方式,化学学科的特点决定了在化学学习中,学习者必然从宏观、微观和符号水平对物质及其变化进行认知,宏观水平的认知主要是物质的状态、颜色、气味及化学变化中可观察的宏观现象,微观水平的认知主要是原子、分子、离子等微观粒子构成的微观世界,符号水平的认知主要是元素符号、化学式、化学方程式、化学计量单位构成的化学语言系统。

三、加强化学三重表征教学

1.以化学实验强化宏观水平

化学是一门以实验为基础的自然科学,通过化学实验的宏观现象测试物质的性质,进而了解物质的组成与微观结构,宏观水平的认知是微观水平认知的基础,离开宏观水平学习,微观水平学习将变得机械与无意义,实际化学教学中,为学生提供尽可能多的化学实验宏观表征,强化宏观水平的化学教学。

2.以微观模拟强化微观水平

化学在原子、分子水平上研究物质组成、结构与性质,作为研究对象的原子、分子等微观粒子用肉眼是观测不到的,学生对化学微观世界的认知往往停留在文字水平,为解决这个问题,利用微观模拟是行之有效的方法,利用多媒体技术手段进行微观模拟,增强微观世界的可视化,相当于为学生提供可以看到微观世界的“眼睛”,强化微观水平的化学教学。

3.发挥化学符号的桥梁作用

化学符号是连接化学宏观现象与微观世界的桥梁,化学教学中为了使化学符号学习变得有意义,需要将化学符号的学习运用于描述化学宏观现象与微观世界,充分发挥化学符号的中介作用,强化符号水平的化学教学。

综上所述,依据化学学科特点,强化宏观—微观—符号教学,让学生学会从微观水平分析宏观现象,依据宏观现象揭示微观本质,并用化学符号语言进行表述,实现宏观—微观—符号认知水平的自由转换,培养学生自主学习化学的能力,形成化学学科特有的思维方式,从而实现提高学生科学素养的课程宗旨。

参考文献:

[1]徐光宪.今日化学何去何从 [J].大学化学,2003(1).

[2]周公度.化学是什么[M].北京:北京大学出版社,2011.

[3]A.H.Johnstone.You Can’t Get There from Here [J].Journal of Chemical Education,2010,87(1).

[4]陈琦,刘儒德.当代教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社,2007.

篇6:2016—2017化学学科工作总结

摘要:在简要介绍化学学科发展的基础上,本文从化学学科的地位和作用,化学学科发展面临的主要问题,化学教育的责任与变革机遇,以及化学课程结构与化学课程内容构建等四个方面论述了传统化学教育面临的挑战和进行历史变革的机遇。

关键词:化学教育;课程结构;课程内容

2008年12月31日第63届联大通过决议,将2011年确定为“国际化学年”,以纪念化学学科所取得的成就以及对人类文明作出的贡献。同时,也以此增进公众对化学的了解,提高年轻人对化学的兴趣,培养年轻人对化学未来发展的热情。事实上,当今化学学科发展已经到了从定性到定量,从宏观到微观,从静态到动态,从描述到推理的阶段。除了传统的新反应、新方法、新化学物质研究之外,化学工作者的研究兴趣极大拓展,研究内容极大丰富,研究手段日益多样。

近二十年来,化学工作者以更大的注意力关注分子间的相互作用和分子群的协同作用,关注分子的有序聚集规律和有序聚集体的性质,以及有序聚集体的可控制备和应用等。另一方面,前所未闻的单分子行为、单分子器件的实验研究已经成为现实。与之相应,化学表征的内涵也日益丰富,传统的用于确定组成与结构的化学分析、有机分析和晶体结构分析方法已经难以满足当今化学研究的需要,用于构象、形貌、分子间弱相互作用和单分子行为研究的新的表征手段不断涌现,理论模拟的辅助作用更加突出。就创造新物质而言,当今的化学工作者不仅仅可以合成新物质,还可以“组装”新物质。可以说,化学学科发展呈现出一派活力四射、欣欣向荣的景象。

一、化学学科的地位和作用

关于化学学科的地位和作用,欧洲化学与科学技术联盟(ALLChemE)认为化学品的制造和销售是欧洲经济的最主要支撑之一。美国国家自然科学基金委员会和美国政府能源局资助形成的研究报告“The Future of U.S.Chemistry Research:Benchmarks and Challenges”则认为:在疾病控制、能源问题解决、环境治理,乃至孕育新工业的发明创造和发展加强国防、增强国内安全的新材料、新技术方面,化学都发挥着关键作用。报告特别强调:美国的化学人才培养面临危险,美国在化学学科的一些关键领域的国际领先地位正在销蚀。人们已经逐渐认识到,制约人类经济和现代文明可持续发展的新能源开发、环境污染治理等重大问题的解决都有赖于化学工作者的努力和化学学科的发展。化学对生物和新材料等学科或领域发展的支撑和推动作用日益凸显,化学与生物、环境、能源等学科的关系从未像今天这么密切过。

关于化学学科的地位和作用,化学大师们有精辟的描述。例如,超分子化学之父、诺贝尔奖获得者法国化学家Jehan-Marie Lehn就认为:“生物体和非生物体,有生命的和无生命的物质都是由分子和分子有序聚集体所构成,化学扮演着将组成无生命物体的分子与组成有生命物体的复杂分子聚集体和分子体系联系在一起的桥梁作用。”当今物质世界的产生和发展是一个长期的化学进化的过程。伴随着化学进化,物质世界由无序走向有序,由无意识走向有意识。而且,可以预期,化学进化还将继续下去,人类文明绝对不是物质世界化学进化的终极。同样,国际著名的化学战略家、美国化学家George M.Whitesides认为:“化学处在革命性变革的前夜,化学就是未来,没有化学就没有未来,化学不能代表一切,但没有化学肯定没有一切。”这些论述都表明了化学学科对人类社会发展的重要支撑作用。

根据自然科学发展的历史和现实不难做出判断,在自然科学中,化学居于基础核心地位,没有化学学科的支撑,要创制新材料、发现新药物、理解生命过程、解决环境问题、开发利用新能源也是几乎不可能的。由此可见,化学学科在整个自然科学学科体系中的基础地位是不容怀疑的。当然,事物发展都是一分为二的,化学学科在为人类社会发展作出不可替代贡献的同时,自身存在的问题也不容忽视,这就是为什么以高效能、无污染化学过程实现为目标的绿色化学备受重视的原因。

二、化学学科发展面临的主要问题

然而,令人遗憾乃至不可思议的是,化学学科发展却面临学科声誉不佳、吸引力不强、后继相对乏人的窘境。人们总是将化学与化学灾难、环境污染、恐怖威胁等负面的东西或事件联系在一起,化学被冷落了,被边缘化了。作为化学工作者,我们可以说:化学无处不在。但是对于非化学工作者,他们可以说:根本就没有化学。有人甚至忧虑,化学有被临近和相关学科逐步消解的可能,百年之后化学这个学科可能就不存在了,物理化学、无机化学会加入物理学阵营,分析化学、有机化学会加入到生命科学阵营,环境化学可能会加入到环境科学去。化学不受欢迎、不被重视、被边缘化几乎表现在日常生活的方方面面。最近,Whitesides在美国麻州大学Amherst分校作了一场化学家要“Reinventing Chemistry(重建化学)”的报告,提出:“除了周期表之外,化学家要提出真正属于自己的中心理论,就像物理学有量子力学,生物学有DNA结构一样”。

造成这种局面的原因是多方面的,但化学工作者不会也不去宣传自己的学科,不注意培养后来者绝对是最主要的原因。对此,Whitesides教授、我国国家最高科学技术奖获得者徐光宪教授等都深有感受。他们在多种场合发表演说,撰写文章为化学学科正名。公众对化学的不公,不仅仅为化学工作者所感受,其他学科工作者也有感受。例如,几年前《自然》杂志就发表了一篇社论,认为:“化学的形象被其交叉学科的成功所埋没,化学这门原本是重要的中心科学(Central science)反而被社会看做是伴娘科学(Bridesmaid science)而不受重视,化学家居然不喊不叫也不抱怨。化学家的谦虚本是美德,但因此而在社会上造成化学是落日科学(sunset science)的印象,吸引不到优秀的年轻学生,这个问题就大了。”

作为化学教育工作者,职业决定了我们对学科不仅仅承担着培养学科后来者的责任,而且也承担着让社会客观了解化学、认识化学、支持化学的责任。而通过面向不同群体开展的化学教育无疑是我们宣传化学,让公众了解化学的主要渠道,因此,根据化学学科发展面临的问题和化学学科的发展现实,集思广益,做好化学课程体系和课程内容的顶层设计显得特别重要。

三、化学教育的责任与变革机遇

众所周知,我国化学专业的课程结构和非化学专业的化学基础课程的课程体系和内容虽经多次调整和修订,但基本上还是20世纪50年代初从前苏联引进的模式,在课程体系上还是无机、分析、有机、物化、结构等,与当今化学学科发展的要求很不适应。以这样的体系和内容,难以担当起宣传化学、普及化学,让社会认识化学的责任。

这一体系和依附于这一体系的教材,过分强调各门课程自身的系统性、完整性。课程内容之间,既存在互不联系、彼此脱节的现象,也存在相互重复的现象。此外,课程内容相对陈旧,与现代化学脱节。真正反映现代化学内容的半导体化学、新能源化学、分子材料、分子电子学、软物质等没有得到应有的介绍。现代化学不可或缺的形貌表征技术、分子之间弱相互作用表征技术也没有得到应有的介绍。类似地,在现代化学发展中扮演重要角色,发挥重要作用的分子模拟原理和技术迟迟进不了教材,而一些应该精简或压缩的内容没有压缩或压缩的很不够。可以想象,以这样的课程体系和课程内容很难吸引优秀青年学习化学、献身化学。当今的化学教育与教学已经严重滞后于化学学科发展已经是不争的事实。可以说,化学学科发展面临的诸多问题无不与化学教育有关。因此,以全新的思路,构建新的具有我国自己特色的化学课程体系和课程内容已经成为现实要求,也是我们面临的一个超越过去、超越他人的历史机遇。基于这些考虑,笔者认为,当今我国化学教育的改革与发展首先是要做好化学课程体系的顶层设计,然后才是化学课程内容的选定。

众所周知,一个课程体系是由课程理念、课程目标、课程结构、课程内容、课程标准、课程评价等组成的一个系统。要解决当今化学教育面临的学科吸引力不强、学科内容陈旧、学科教育不利于创新人才培养等问题就必须在课程体系设计,特别是课程理念、课程标准、课程结构以及课程内容等方面下工夫。考虑到化学学科的重要性、化学学科对自然科学中众多实验学科的支撑作用,以及国外在化学教育方面已有的成功实践。笔者就如何建构我国高等教育化学课程结构,如何组织实施化学课程教育,如何把握化学课程内容提出一些不成熟的意见和建议,供有关方面和化学同行参考。

四、化学课程结构与化学课程内容

化学课程体系的建构要着重于解决:(1)对非化学专业学生和人员,化学需要记忆的内容偏多,课程美誉度不够,课程缺乏足够的吸引力;(2)对化学专业的学生,课程内容过于陈旧,与化学学科的现实发展严重脱节;(3)实验教学游离于理论教学,教学条件建设游离于科学研究条件建设;(4)不同学校,化学专业课程结构雷同、内容相似,缺乏特色等问题。

基于同样的认识,近年来,南开大学申泮文院士所带领的团队,提出以化学概论为前导,以物理化学和实验化学为主体,以无机化学、有机化学和分析化学为基础的化学基础课程体系。申泮文院士特别强调化学概论课程的作用,认为化学概论是化学科学的一门启蒙课程。该课程主要承担介绍化学学科的科学属性,化学学科在科学体系中的地位,化学学科与其他相关学科的关系,化学学科对人类社会生活与生产的作用,以及化学学科的发展前景等内容。通过化学概论课程开设,主要解决通才教育、素质教育和基础知识教育三大任务,为化学专业学生的持续学习奠定宽厚的基础。应该说,申泮文院士团队的设想和实践是符合化学学科特点和学生的学习规律的。也是国外,特别是欧美等发达国家的通用做法。例如,美国的哈佛大学、麻省理工学院、康奈尔大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校等世界著名大学的化学专业必修课程体系就是由“化学概论”、“物理化学”、“有机化学”、“无机化学”和“实验化学”等课程所组成。而随后的专业选修课程则因学校的不同而不同。这些化学专业课程可以划分为:入门课程(Introductory or General Chemistry),基础课程(Foundation Coupe Wok),提高课程(In-Depth Course Wok)和实践课程(Laboratory Experience)。而在以英国为代表的英联邦国家,化学专业必修课程更是以分层次开设为特点。包括牛津大学、伯明翰大学、谢菲尔德大学、拉夫堡大学在内的英国大学将化学专业的普通化学、无机化学、有机化学、物理化学,乃至化学实验等都分成两个甚至三个层次开设。这种课程结构有利于专业分流,有利于学生的个性化培养。

在课程内容和教学组织上,我们与这些国家和地区的做法也有很大的差异。在发达国家,一门化学专业课程往往是由多个课程模块构成的,相应于每一个课程模块有一个教学小组。例如:在伦敦帝国理工学院化学系,物理化学课程被分为三个层次,分别为物理化学I,物理化学Ⅱ(A和B),物理化学(高等理论化学)Ⅲ(A和B)。2009年,这个学校的物理化学I(30学时)由一位教授,三位博士共同承担;物理化学ⅡA(20学时)由一位教授、一位博士共同承担;物理化学ⅡB(30学时)则是由一位教授和两位博士联合承担;物理化学ⅢA(32学时)由一位教授和两位博士联合承担;课时数达40学时的物理化学ⅢB则是由2位教授和5位博士联合承担。这种安排不仅仅存在于帝国理工这样的高水平大学,其他学校也采取类似的安排。

这种课程结构和教学安排的最大优点在于教学不再是教师的负担,每位教师承担的教学任务就是他的专长所在,教学质量因此可以得到切实保证。当然,以这种方式组织教学也存在教学内容不再那么系统,前后不再那么照应。但这些可以通过加强讨论课、学生自我学习和“化学导论”课的教学得到补偿。需要特别指出的是,不同于化学专业课程和选修课程,在化学教育中,化学导论课程扮演着十分特殊的角色,因此,无论是否是化学专业,只要学习化学,就必须首先学好化学导论。至于其他化学课程,则可以根据学生的专业和志趣,以内容模块为基础组织教学。很显然,这样组织教学有助于淡化二级学科壁垒,避免各成系统、简单重复,方便加强现代化学内容。也有利于根据学生兴趣差异、基础差异,安排课程,组织教学。同时,以这种方式组织教学,还有利于教师的专业成长,促进教师在相关领域纵深发展。由此可见,化学教育改革与发展的关键在于做好课程体系和课程内容的顶层设计,组织好教材,特别是《化学导论》教材的编写,以及根据课程模块组建教学小组,开展教学活动。

总之,“化学导论+分层次开设的各门化学课程(由若干内容模块组成)+专业选修课程”是一种相对合理,符合化学专业特点,便于组织教学的现代化学课程体系。特别是以课程模块为基础,组织教师开展教学活动可以最大限度地满足不同专业、不同层次学校对化学专业教育的需要,也为废除教研室建制后,探索新的基层教学组织形式提供了思路。

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