在我国参加世界贸易组织并进入新的21世纪之际,在教育部2001年《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量》的4号文件和科技部、教育部2002年联合发布的《关于发挥高等学校科技创新作用》的202号文件的指导下,申泮文总结了过去50多年教学改革的经验和教训,对百年诺贝尔化学奖的历史作了分析、统计和归纳,得出重要启示,编撰出一篇《回顾百年诺贝尔化学奖,展望中国高等化学教学改革的发展趋势》的报告,指出我们应该学习西方特别是美国著名大学的先进办学经验,他山之石可以攻玉。为此,申泮文调研了美国多所世界知名大学的化学教育计划,结合我国高等教育的优良传统,取长补短,修订了化学专业的原教学计划和课程设置,设计出“高校化学本科基础课程体系”的火箭示意图,改革课程体系和教学内容,提出新的教学改革方案。
新的教学改革方案说明,高校化学本科的课程设置应以“化学概论”为先导,“实验化学”和“物理化学”为主体,“无机化学”“近代分析化学”和“有机化学”并列作为课程体系的比翼助推器。在这个思想指导下,在大一年级开设“化学概论”课,在三年级开设“无机化学”课,使其内容与国际水平接轨,并以这两门课程为定盘星,合理安排其他必修课程。
“高校化学本科基础课程体系”火箭示意图
“化学概论”课程是化学等专业学生入学后学习的第一门专业基础课,是为具体落实申泮文教学改革思想和化学课程体系改革方案,在化学学院进行教学改革的试点。经过7年的建设,该课程的部分改革内容之一,元素化学部分的教学,即《化学元素周期系》多媒体教科书软件及教学成果获得2001年国家级教学成果一等奖。2005年的教学成果奖是在原工作的基础上,进一步深化对“化学概论”课程教学内容的改革、立体化教材建设、注重人才培养等方面工作的成果,具体体现在创建了“化学概论”国家级精品课程。
申泮文[2]是新教学改革思想的提出者和新教学改革方案的设计者,在“化学概论”课程的具体改革中担任指导工作,是该项成果总负责人。
1.设计化学课程体系改革新方案,教改指导思想具有科学性和前瞻性
申泮文设计出“高校化学本科基础课程体系”新教学改革方案,在一年级开设的“化学概论”课,是化学学科概貌的引论课,它相当于化学的一个总纲,其内容囊括化学的各个领域,学生通过对化学学科在科学体系中的位置及与其他相关学科的关系,特别是它的分支学科与边缘交叉学科在进入新世纪的发展趋势等的认识与了解,对学生进行化学学科的广泛通才教育,有利于提高学生对化学的兴趣。另外,由于化学科学的迅猛发展,无机化学现在已经发展成为包揽多种方向的丰富多彩的学科了,不能简单地用元素化学代替无机化学,“无机化学”应该是一门高年级课程,不能是一年级的课程。
2.推动课程体系全面改革的教材编写计划
申泮文组织了“南开大学近代化学教材丛书编辑委员会”,投入巨大人力物力,组织编撰课程体系改革新方案需要的全套新教材,如为“化学概论”课程编写的2部教材《近代化学导论》(上下册)、《化学元素周期系》,和为三年级“无机化学”课程编写的《无机化学》等。
为“化学概论”和“无机化学”课程编写的部分教材
3.化学课程体系改革新方案在“化学概论”课程中的具体实施
(1)大力度改革教学内容,与国际水平接轨
参考国外最新和最畅销的化学基础课教材,对“化学概论”课程的教学内容进行了大力度改革,教学内容与国际水平接轨,将该课程教学内容分为4个部分:
①化学基本原理,这部分内容未做大的改动。
②溶液平衡和定量化学分析,把溶液平衡和定量化学分析内容相结合,合并授课,在讲授溶液平衡理论的同时,定量化学分析作为理论的实际应用,理论与实践密切结合,增强了课程与课程之间的有机联系,既减少了教学内容上的重复,又节省了学时,学习的针对性更强,这部分内容的改革在国内高校理科化学专业尚不多见。
③元素化学部分,这部分教学内容和教学方法的改革,及配套的多媒体课件《化学元素周期系》,获得2001年国家级教学成果一等奖,这些成功的经验已经在整个课程中使用、发展和进一步深化。
④近代化学热点专题,结合我国高科技的最新发展,增加编写6篇近代化学热点专题内容,它们是“原子核化学”“能源化学”“环境化学”“材料化学”“生命化学”和“回顾百年诺贝尔化学奖,展望21世纪化学科学的发展趋势”专题,这些专题体现了当今化学科学是近代科学技术的中心学科,给学生以巨大鼓舞,提高学生的学习兴趣和树立毕生追求的志向。
(2)教材建设立体化,成果丰硕,达到国内领先水平
教学改革,教材建设是根本,多年来申泮文课题组以极大的工作量从事“化学概论”课程教材的建设工作,编写了与课程改革方案相适应的、具有南开特色的新教科书、参考书,以及配套的多媒体教学课件,形成多种媒体有机结合的立体化教材,为教师教学、学生自学提供服务,全面推进了素质教育。
纸质教材中2部(《近代化学导论》和《无机化学》)被列为“面向21世纪课程教材”;编著英汉对照双语化学教材丛书1套(供校际交流、学生自学);出版音像多媒体课件5部;编制近代化学热点资料集锦VCD光盘6部(供校际交流);课程网络资源丰富。
为课程服务的多种媒体结合的立体化教材
“化学概论”精品课程网站
(3)教学方法和手段现代化,缩减学时,提高教学质量和教学效率(www.xing528.com)
使用大屏幕课堂讲授与学生上机自学相结合的教学方式,既缩减学时,又增大知识信息量,提高教学质量和教学效率,还锻炼和培养了学生自主学习的能力。在旧教学计划中“化学概论”课程为120学时,其中“定量化学分析”内容36学时,改革后,全课程授课仅需96学时。
(4)院士、教授主讲基础课程
“化学概论”课程教学内容第4部分的近代化学热点专题,不占学时,由富有声望的申泮文院士给学生作高级科普报告,边专题报告边VCD演示,图文并茂,寓教于乐,开辟了专业教育的新模式,提高了学生的学习兴趣,开阔了学生的眼界。
配合课程的双语教学,除自行编写英汉对照双语化学教材丛书外,申泮文院士给一年级学生开设了“英汉双语化学入门”1学分的课程,指导学生学习化学英语自学成才的方法,深受学生欢迎。
1997年由有丰富教学经验的申泮文院士主讲第一届“化学概论”课程后,即由车云霞教授接任主讲该课程。
(5)教学改革中的人才培养
教学改革的关键在于教师的质量,申泮文提出“培养高层次人才立足于国内”的主张,恢复助教制度,同时在职培养直接攻博,寓工作与培养于同时,既提高教育学生的质量,又同步培养优秀的教学主讲人才,这是培养高层次人才最快捷的人才成长途径。申泮文说:“我几十年来一直坚持教学岗位,体会到教学工作绝非一日之功,高等学校应该有一条培养优秀主讲教师的途径,南开大学往昔培养吴大猷等名教授的途径,是培养懂得教学规律的名师的正确途径。”
另外,在培养学生成为创新型人才方面也有独特之处,申泮文组织的师生课外社团“南开大学化软学会”(Nankai Chemisoft Society),组织学有余力的优秀学生,利用课余时间在教师指导下研制多媒体课件,大家互教互学,以具体课件为靶子,集体攻关。学生的工作成果是有偿服务,给以一定报酬。集课余休闲、教学改革、学习培养、勤工俭学、创造成果于一体,在出成果、出人才两个方面达到双赢效果。从化软学会毕业的学生,既是化学方面的专业人才,又是有熟练计算机技术的人才,许多学生考取了高级程序员或微软工程师的资格,深受用人单位的青睐,为交叉学科人才的培养独辟蹊径。
1.教学改革指导思想具有科学性和前瞻性,反映了当代科学发展的水平,提出的化学课程体系改革新方案设计合理。
2.对“化学概论”课程内容进行了大力度的改革:把溶液平衡和定量化学分析内容相结合,合并授课,并增加6篇近代化学热点内容,教学内容与国际水平接轨。
3.“化学概论”课程教材建设立体化,教学方法和手段现代化,成果丰硕。
4.注重高层次、创新型人才培养立足国内,恢复助教制度,成立师生课外社团“化软学会”,为交叉学科人才培养独辟蹊径。
5.教学成果有特色,有创新,在教学改革方面迈出重大步伐,是我国化学本科基础课程体系教学改革的一项重大研究成果,达到国内领先水平。
校内外同行专家认为,申泮文多年奋战在教学改革一线,提出的改革新方案设计合理,反映了当代科学发展的水平,改革的深度和广度大。编撰改革需要的新教材有特色,有创新,为提高教学质量和培养创新型人才创造了良好条件,此项工程巨大,对化学课程体系的改革有深远的影响。
“化学概论”课程在有丰富教学经验的申泮文指导下,在教学内容、教学方法和手段等方面进行了大胆的改革,该课程在全国最早开展多媒体教学,取得了丰硕的教学成果和可以向外推广的经验,在教育部和高等教育出版社主持下,举办了4次全国高校教师培训班,共有200多所高校300多名教师参加,该课程的教改模式普遍受到兄弟院校同行们的赞赏和支持。
申泮文课题组还多次向天津市兄弟院校赠送教学研究和改革的成果,如多媒体教学光盘和新编教材等。与全国20多所高校建立了协作,多次在各层次教学工作会议上和兄弟高校作报告,在兄弟院校有较大的影响。如广西师范大学在《大学化学》2004年第19卷第4期刊登文章《通过校际协作促进化学教育改革》,详细介绍了他们在大一年级开设“化学概论”课程,促进教育改革的经验。再如延边大学说,在使用了“化学概论”的教材和教学改革的方案后,推动了他们学校的教学改革,他们已有3门基础课程被评为吉林省优秀课程等等。
2002年(北京)在第17届国际化学教育大会和2003年(桂林)第七届全国大学化学教学研讨会暨第二届海峡两岸化学教学研讨会上,申泮文被大会邀请作主题报告,他的教学改革思想、化学本科课程体系的改革方案、在“化学概论”课程中的具体改革措施,以及培养高层次人才立足于国内的主张,受到国内外与会代表的热烈欢迎和一致赞同,在国内外产生很大的影响,起到很好的示范推广作用。
申泮文课题组承担多项教育部、天津市和学校的教学改革项目,获得与“化学概论”课程改革相关的经费达60多万元,发表教学研究论文30余篇。
“化学概论”课程2003年被评为教育部国家理科基地名牌课程,在教育部“新世纪网络课程建设工程”项目中被评为“优秀项目”;2004年被评为天津市级精品课程和国家级精品课程;2005年获得国家级教学成果二等奖。
成果完成人:申泮文、车云霞、李姝、阎晓琦、刘双喜
2005年国家教学成果奖证书
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