新中国成立后,1952年我国高等教育在党和政府的领导下,有过一次大规模的全面教育体制改革——学习苏联教育经验,推翻半封建半殖民地的旧教育,取得了一定的进步成果。后来“文革”爆发,教育受到了多方摧残和严重破坏,遭受很大损失。在党的十一届三中全会后,拨乱反正、改革开放,教育事业得到恢复和发展,但是改革进步迟缓,滞后于国际和国内经济建设改革发展的形势。
20世纪末,申泮文总结了我国过去50多年教学改革的经验和教训,调研了美国多所世界知名大学的化学教学计划和课程设置,在重视和保留我国优良传统的基础上,结合我国高校的实际情况,构建了高等化学教育科学发展观的理念,创先设计了有前瞻性的“高校化学本科基础课程体系”新课程设置方案,力图以编撰先进、新颖的高等化学教科书来推动我国高等化学教育的深度改革,提高教学质量,培养创新型人才。于是,申泮文广泛邀请校内外专家学者参加新教材的编撰工作,由校内外3位院士、19位教授组成筹建了“南开大学近代化学教材丛书编委会”(详见后文附件,以下简称“编委会”),得到天津市教委和学校教务部门的教材建设经费支持,组编教材工作得以顺利进行。
申泮文[1]是南开大学无机化学国家级教学团队带头人、南开大学近代化学教材系列丛书编委会主编,是该项成果的总负责人。
申泮文组织校内外力量组建了编委会,积10年努力,编写和出版化学教科书、教学参考书和电子课件等27部32卷册,总字数近1800万(详见附件表格)。编撰教材指导思想明确,以百年诺贝尔化学奖为编撰新教材的背景,展示化学未来发展趋势,实践高等化学教育的科学发展观;重视我国科学家的科学成就,以注重培养学生自主学习能力和发展创新思维为编撰原则;以收录文献的新颖水平达到当今化学学科前沿为编撰的基本要求。其中有以改革创新观点编撰的大一化学教科书《近代化学导论》为排头兵的8部骨干课程教材《近代物理化学》《近代分析化学教程》《近代高分子科学》《无机化学》《化学生物学与生物技术》《基础量子化学与应用》和《简明计算机化学教程》,此外还有在教学中已经应用多年并多次印刷的优秀教材《有机化学》和新兴交叉学科教材《能源化学》《化学电源》等也一并纳入新课程设置方案的教材系列中。
主要解决的教学问题是:(1)正确定位大一化学课程的教学内容、教学理念与教材内容的现代化;(2)编撰有前瞻性的系列基础课和专业课新教材;(3)编写与新教材配套的教学参考书和电子课件;(4)将新教材用于教学实践和推广应用,逐步推开改革步伐。
1.解放思想,破除迷信,纠正历史失误,正确建设大一化学教材
大一化学课程,在国际高校普遍是General Chemistry,引入我国已有约一百年的历史,当初引入时,把课程名称错误翻译为“普通化学”。新中国成立后,又错误地把此课程内容和名称定为“无机化学”(实际上只是元素化学),与国际高校化学教育要求有很大差距。按照国际标准,General Chemistry课程的内容和教学目的,应该在“General”字义上作文章,也就是说这门课程是给新生的启蒙课,是向新生全面介绍化学科学总括内容的绪论课。名不正、言不顺,造成了我国这门课程的教学长期处于历史性失误之中。申泮文力排众议,在教学实践和教材建设上,对这项失误进行了矫正,把这门课程正名为“化学概论”(即General Chemistry),把相应的教材定名为《近代化学导论》(Introduction to Modem Chemistry),以示与国际高等教育并轨。在教材内容上把溶液中的化学平衡理论与定量化学分析的四大滴定合并,减少了教学内容的重复并节省了学时。适应时代发展,教材内容现代化,与时俱进,在教材中增加了“化学的科学发展观和支持人类社会的可持续发展”等教学内容。
经过10余年的努力,《近代化学导论》这部教材先后纳入“面向21世纪课程教材”(第一版,高等教育出版社,2002)和“十一五”国家级规划教材(第二版,2008)。使用这部教材的课程“化学概论”,2004年被评为国家级精品课程,建立了远程教学网,受到兄弟院校的欢迎。
2.无机化学
为端正无机化学课程在高校化学教学计划中的确定地位,申泮文组织国内10位专家编撰了一部有我国特色的高年级教材《无机化学》(面向21世纪课程教材,化学工业出版社,2002)专著。
3.分析化学
由于仪器分析化学的发展,过去手工操作的“化学分析”进入淘汰期,国外高校于20世纪50年代就淘汰了“定性分析化学”课程,80年代基本取消了“定量化学分析”课程,但把它作为基础理论保留在大一General Chemistry课程中作为溶液化学的组成部分。按照国际现行办法,把原来的定量化学分析内容经过精简,并入大一化学课程“化学概论”和相应教材《近代化学导论》中,与国际习惯取得一致。
另外,组织国内有丰富实践经验的专家集体编撰了一部仪器分析专著《近代分析化学教程》(高等教育出版社,2005),这也是申泮文课程改革和教材建设的亮点之一。
4.有机化学
“有机化学”课程教材《有机化学》(南开大学出版社,2003年第二版),是我校已故王积涛教授的名著教科书,在我国化学教育中享有盛名,不仅被大陆多所大专院校选为教材或参考书,甚至为台湾的高校选用,并成为许多自学者首选的畅销书籍,至今已经19次印刷达到52000册。由王永梅教授主持修订的该教材第三版列入“十一五”国家级规划教材。第三版不仅继承了这部教材优秀的传统,还增加了许多与时俱进的新有机化学反应和绿色化学的知识,在每一章的后面增加了许多从文献中精选出的英文文献题目,与实际紧密结合,提高了学生灵活应用所学知识的能力。
与该教材配套的还有《有机化学学习辅导》和《有机化学习题解》等教学参考书,也十分畅销,深受教师和学生的欢迎,为教师教学和学生学习带来方便。
5.物理化学
南开大学朱志昂教授编撰《近代物理化学》,由科学出版社出版,2004年第三版,2008年第四版,列入“十一五”国家级教材规划。该教材以百年有关物理化学诺贝尔奖获奖项目为相关部分的讲述背景,融汇了近代物理化学学科前沿知识以及作者多年科学研究的成果和教学经验,注重宏观与微观的结合,具有鲜明的创新特色,反映了学科的新进展。
与该教材配套的还有《物理化学学习指导》和《物理化学多媒体网络课件》,是一套一流的立体化教材。该教材长期在南开大学及部分兄弟院校使用,是我国一部享有盛名的畅销教材。
6.化学生物学
化学生物学是国际上刚刚发展起来的新兴交叉学科,国际上尚未见到有关教材著作,申泮文与华中科技大学徐辉碧教授和武汉大学庞代文教授合作,组编了我国第一部化学生物学专著《化学生物学与生物技术》,中国科学院科学出版基金提供资助,科学出版社2005年出版,这是一部有创新特色的教材。
7.高分子科学专著
高分子科学在人类社会的可持续发展中,将起到极其重要的作用。为给化学专业学生提供一部全面论述高分子化学、高分子物理学和高分子工程学的综合性教材,申泮文组织张邦华教授主编《近代高分子科学》专著,由化学工业出版社2005年出版。该教材将高分子化学、高分子物理学、高分子工程学与本学科的基础理论融汇成一体,具有较高的学术水平。内容新颖,实用性强,是一部难得的高校本科教科书和科学研究参考书,2007年该教材获得中国石油与化工协会优秀教材二等奖。
8.双语化学教材
为响应教育部关于加强双语教学的指示,申泮文为本科一年级开设了2学分的双语化学入门课,每年选课学生近300人。同时他还编撰了专用教材《英汉双语化学入门》,由清华大学出版社出版,2005年第一版。2008年第二版,被列入“十一五”国家级教材规划,该教材受到兄弟院校的欢迎和使用。
另外,申泮文自编自印自用的英汉对照双语化学教材3部《基本化学原理》《溶液化学初步》《元素化学教程》,校内已经印刷3次达3300册,供本校学生自用和与兄弟院校之间内部交流使用。
9.重点建设量子化学与计算机化学教材
在1998年诺贝尔化学奖颁奖公报的启发下,申泮文选定量子化学和计算机化学新教材为重点建设教材。2004年编撰出版了刘靖疆教授的《基础量子化学与应用》(高等教育出版社),该书在国内量子化学教材中首次讲授了量子化学在分子工程学中的应用,是一本前瞻性很强的教科书;2005年编撰出版了乔园园副研究员的《简明计算机化学教程》(南开大学出版社),该教材是国内外罕见的在篇幅内容与难度上适合本科教学的一部简明教科书。
这两部教材的出版是系列丛书编委会的创新亮点,具有极高的前瞻性和创新性,反映了当代化学科学发展的水平,为推进化学科学进入“严密科学”新时代、逐步进行高校化学课程体制的深度改革在全国率先做出贡献。
10.有关能源材料化学教材与教学参考书
结合我校创办的材料化学系和新能源材料化学研究所的教学与科学研究的需要,申泮文、陈军教授等编撰了《氢与氢能》《能源化学》《化学电源》《新能源材料》等教材和教学参考书共5部。其中有关清洁和可再生能源内容的《氢与氢能》于2007年获得天津市科技进步三等奖。
11.数字化教学资源与电子课件
申泮文在研制和编写数字化教学资源与电子课件方面的一些早期工作已经获得过2001年和2005年国家级教学成果奖,在此不再赘述。近年出版的4套电子教材多是为骨干课程配套的电子教案。
12.接受委托翻译引入教材
编委会接受出版社委托,已翻译英语教材两部:
(1)[美]《现代磁性材料原理和应用》,化学工业出版社,2002。
(2)[英]《胶体科学——原理、方法与应用》,化学工业出版社,2008。
南开大学近代化学教材系列丛书
这些翻译教材作为相关课程的主要参考书发挥了重要作用。
该成果主要创新点及社会经济效益体现为:
(1)成果工程巨大,教学效果显著
该成果以编撰先进、新颖的高等化学教科书来实践新课程设置改革方案,推动我国高校化学课程体制的深度改革。尽十年之功,编撰化学基础课程和部分专业课程教材27部32卷册,总字数近1800万。成果工程巨大,教学效果显著,这些教材为提高教学质量和培养创新型人才创造了良好条件,为全国高校化学教学改革作出了显著的贡献。(www.xing528.com)
(2)教材来自课堂教学和教学改革实践的凝练
该成果以《近代化学导论》为代表的《近代物理化学》《有机化学》和《英汉双语化学入门》《简明计算机化学教程》等骨干课程教材,都是南开大学长期应用于课堂教学和教学改革实践的结晶,经过多次印刷和再版凝练而成。
(3)教材成果有前瞻性,居国内领先水平
该教材成果有前瞻性,如《基础量子化学与应用》《近代高分子科学》《化学生物学与生物技术》等每部教材内容都独具创新特色,反映了当代化学科学发展的水平,体现了化学科学的“核心科学”作用。该教材系列成果居国内领先水平。
具体成果影响表现为:
(1)三门基础课程被评为精品课程
使用《近代化学导论》教材的课程“化学概论”2004年被评为国家级精品课程;使用《近代物理化学》教材的课程“物理化学”2008年被评为天津市级精品课程;使用《有机化学》教材的课程2006年被评为校级示范精品课程。这些精品课程开设网站,向全国兄弟院校提供远程教学资源共享。
(2)举办多种形式的教师培训班,教材应用推广、示范辐射作用强
《近代化学导论》《近代物理化学》《有机化学》《无机化学》《英汉双语化学入门》等教材都是国家级规划教材,其中《近代化学导论》《近代物理化学》和《无机化学》教材,在全国高校已经举办了7次教师培训班,共有280多所高校500多人次参加。培训班请来专家作者上课,宣讲教材的新内容、新观点,讲解教学难点等。不少青年教师反映,培训班的学习不仅提高了他们的知识水平,还学习了新的教学方法,对提高他们的授课水平很有帮助。教师培训班的举办使得南开大学的教材和教学改革成果对全国许多高校起到了很好的示范辐射和推广作用。
(3)教材系列中大部分都是国内畅销教材
如2008年统计《有机化学》已经印刷19次,印数达52000册,与之配套的《有机化学习题解》和《有机化学学习辅导》也已经印刷5次,印数达24000册。《近代化学导论》已经印刷2次,印数达11000册。《近代物理化学》已经印刷3次,印数达9000册,与之配套的《物理化学学习指导》已经印刷2次,印数达7000册。《英汉双语化学入门》印数达7000册,《无机化学》印数达5000册,《基础量子化学与应用》印刷2次,印数达4000册;等等。
这些教材对全国高校化学学科系列课程的教学改革提供了有力的支持和帮助,在全国高校有着较大和深远的影响。
(4)专家评价
著名化学家徐光宪院士对《基础量子化学与应用》一书写信给申泮文院士说:“昨天刘靖疆同志寄给我他编著的《基础量子化学与应用》,大致翻阅一遍,觉得内容选择很好,既有基础又有应用。因此看到南开大学的教育课程设置方案,反映了21世纪化学的迅速发展,体现了与时俱进的精神,对我国化学教育作出了卓越贡献。”
天津大学王静康院士:《近代化学导论》确实具有创新性,概括了化学发展的脉络,内容从基础到科技发展前沿,和国际接轨,让学生能够找到自己的兴趣点,为将来从事某一方面的专门研究奠定基础。
北京大学苏勉增教授:《近代化学导论》是一部好教材,它可以激发学生学习的主动性和兴趣,解决了多年来元素化学的教学难题。这部教材的另一个特点是对青年学子进行科学世界观和正确人生观的教育,启发了学生的学习热情和创新意识。
西北大学史启祯教授:南开大学的课程设置和近代化学教材系列建设是一项重大的改革,过去一年级的化学叫“无机化学”,讲化学基本原理和元素化学,这种设置严重影响了无机化学50多年的发展。先开“近代化学导论”课,后开“无机化学”课,这种知识结构的定位是十分正确的,所以这项改革是非常有意义的。
复旦大学范康年教授:在盛行只重视SCI论文,不重视教学的风气下,能组织编写出这么多教材是一件很不容易的事情。
北京大学、复旦大学、天津大学、西北大学、湖南大学、大连理工大学等高校的同行专家一致认为:“南开大学近代化学教材系列”成果工程巨大,为我国高校化学课程体系的深度改革、提高教学质量和培养创新型人才创造了良好条件,对全国高校化学教学的改革产生了较深远的影响。该项成果具有创新性、科学性、适用性和示范性,是我国化学本科课程及教学改革的一项重大研究成果,达到国内领先水平。该项成果获得2009年国家级教学成果一等奖。
成果完成人:申泮文、刘靖疆、乔园园、朱志昂、何锡文、张邦华、王永梅、陈军、车云霞、李姝
2009年国家教学成果奖证书
附件:“南开大学近代化学教材丛书编委会”教材编写和出版目录
南开大学近代化学教材丛书编委会
主 编 申泮文院士
副主编 王积涛教授
编 委 何锡文教授 朱志昂教授
袁满雪教授 程鹏教授
刘靖疆教授 林少凡教授
张邦华教授 左育民教授
高如瑜教授 车云霞教授
王永梅教授 邱晓航教授
宋俊峰教授(西北大学) 徐辉碧教授(华中科技大学)
庞代文教授(武汉大学) 陈亮教授(山西大学)
李玉生高级研究员 (航空航天工业部)
王华正高级研究员 (航空航天工业部)
表Ⅰ 高校化学基础课程和部分专业课程教材15部共19卷册
续表
表Ⅱ 与教材配套的教学参考书8部
表Ⅲ 与主课教材配套的数字化教学资源与电子课件4部,总计容量1000多兆
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