二、目前学生状况和教学状况
近几年来,随着高校招生规模的不断扩大,很多教师抱怨:从总体上看学生一届不如一届,学生中无故旷课、迟到早退、不认真听课、抄作业等现象严重;即使考题非常简单,不及格率也在30%左右,有的高达40%以上,而且两极分化现象非常严重,差的学生大多在40分以下,有的甚至得0分。在某些重点院校,也存在程度不同的类似现象。反思这些表面现象,固然有社会的原因,有学生的原因,即扩招后学生总体入学水准和综合素质(包括业务基础、学习能力和学习自觉性等)下移,差距增大,学风下降方面的问题,也有学校的管理、教学、教师的原因。社会的不断进步,价值取向的多元化,使学生更成熟、更实际、更进步了。他们更关心自己的前途、将来的出路。教师一味地讲课本内容,脱离现实实际,学生学习没有兴趣,尤其是数学,在数学教材中,注重体系的严谨,忽视数学思想的形成,重理论,轻直观,使学生望数学而兴叹,感到数学是高不可攀的神只。严重打击学生的兴趣和自信。使学生在学习数学的过程中成为一个袖手旁观者,而不是一个数学发展的见证人和参与者。使学生不知数学思想的产生是经过由粗到细,由直观逐步严谨、严密。
三、改革方向
通过几年的教学和改革实践,我们认为改革要全方位、多层次地展开。为了使改革顺利进行,学校要投入更多的财力,教师要投入更多的精力,同时要有相关的激励政策。培养具有创新精神的大学生。
(一)教学内容,教学体系
首先,我们需要好的教材。通过教改实践我们认识到,好的理念、好的教材是教改的基础,没有与好的教学理念相匹配的教材会影响教学理念的贯彻。例如,我们前面所讲的2001年我们的改革实践,想法是好的,但因为没有一套与之配套的教材,使教师在教学过程中对理念的贯彻,学生在学习的过程中对理念的体会和理解,对相应知识点的理解和掌握都有一定程度的影响,尤其是对大学一年级学生来讲,他们的学习能力和获取资料的能力都还不能适应这种教学。目前,教改的教材也是百花齐放,百家争鸣,应该总结经验教训,写出一套适合的教材。其次,数学教学可以试行多层次教学要求,前面讲了扩招后学生总体入学水准和综合素质下降,我们还按扩招前的标准要求全体学生,势必导致目前学生考试后所呈现的成绩状况,即无论教师出多么容易的题总有学生不及格。像前面所述的分级教学的改革,只是分层次教学是不能解决问题的。我们应该因材施教,对数学内容分出基本层次、较高层次、更高层次,同时加强数学在实际中应用的教学比重。让学生根据自己今后的发展方向和自己的水平选相应的课程,成绩册上标明相应数学内容等级。这要求相应学院专家和数学教师一起根据学科特点和今后学生的出口给出相应层次的教学范围。这样做的好处是与其让他们终生带着对数学的恐惧,还不如让他们根据基本要求学会一点数学,并在今后的工作中尝试用数学。
(二)评价体系,考试方式改革
建立一套科学合理的完整的评价体系。
(1)加强平时考查。
以往的数学课程往往是一次考试定成绩,学生平时不学习考前临时抱佛脚。学生说:考前复习时每天只睡23个小时,为了对付困倦,天天喝咖啡。为了学生的身体健康,为引导学生平时学习,应加强平时作业的权重,同时加强平时测验的次数,平时作业和平时测验占总评成绩的百分比也应合理。平时测验可采取一班分两批考试,具体做法是:一次课的第一个50分钟考一半的学生,后50分钟考另一半学生。
(2)考试方式改革创新。
考试方式无外乎闭卷、开卷两种,闭卷方式对于考核人的记忆力和掌握基础知识、基本原理的熟练程度是有效的,便于规范化、格式化、标准化,考试成绩也易于精确量化。开卷方式重点考核人的理解力、想像力、思辨力、创造力、模仿能力,发散思维能力,解决实际问题能力,查阅资料能力。目前数学基础课的考试方式都是闭卷,重点考查学生对基本概念、基本理论、基本技能的理解,掌握及运用,以及学生综合运用所学知识解决具体问题的能力,知识与能力并重,体现课程教学大纲。改革创新重点在开卷考试的比重应该加强,开卷考试可用于平时考核,也可作为期末考试的一部分。试卷的题目是开放性的,可由教师给出,同时鼓励学生自己发现问题,自己出题目自己解决。我们一定要让学生敢于提问题,善于提问题,勤于提问题。鼓励学生用所学知识解决实际问题,鼓励学生找身边的问题,哪怕是最简单的问题。例如,商场促销满200元减80元现金,减后现金满200元再返100元礼券,问如何消费最划算?这种身边的数学问题来源于生活,让学生养成随时随处用数学的习惯。
(三)教学方法改革多种模式教学体现以人为本
以“一切从学生实际出发,一切为了学生个性发展,一切围绕人才培养”为指导思想,认真研究社会经济发展对人才的多样化要求及学生个性发展的需要,采用多种形式的教学模式。
(1)问题式教学。
讲授相应数学知识之前,先把有相应知识点并与实际结合的例子给学生,让他们为解决问题而自己查找相应的知识点,这对提高学生学习的兴趣,对他们今后的终身学习、自学及搞科研都是有好处的。王梓坤院士曾说过:“从书本中迅速获得效果的好办法是有的放矢地读书,带着问题去读,或偏重于一方面去读。这是我们的思维处于主动寻找的地位,就像猎人追找猎物一样主动,很快就能找到答案或发现书中的问题。”
例如,“微积分”中在有关偏导数的教学内容讲授之前让学生解决如下实际问题:大气污染指数的影响因素问题。
一个城市的大气污染指数P 取决于两个因素,空气中固体废物的数量x 和空气中有害气体的数量y,在某种情况下:
P=x2+2xy +4xy2
问题:在(10,5)点,当x增长10%或y增长10%时,P的改变量哪个大?
例如,“随机数学”在学习正态分布之前让学生分析解决的实际问题:从甲地飞往乙地的航班,每天上午10:10起飞,飞行时间服从均值是4h,标准差是20min 的正态分布。
①该飞机在下午2:30以后到达乙地的概率是多少?
②该飞机在下午2:20以前到达乙地的概率是多少?
③该飞机在下午1:50至2:30之间到达乙地的概率是多少?
这种模式要求学生带着问题学习相应的知识,在学生有较高的学习热情和较好的学习方法的前提下,能够收到好的学习效果。
(2)用数学实验作为培养学生学习兴趣的方法和手段,教学方式上可把数学学时一分为二,一部分学时用于课堂教学,另外一部分学时用于上机学习,对这种方式感兴趣的学生可以选择这种教学模式。
(3)课堂讲授的方式仍然保留,要以启发式教学为根本指导思想,采用讨论式、互动式的教学方法启发、引导学生思维,将教师的主导作用和学生学习的主动性有机结合起来,将以知识理解为重点的教学过程与学生对问题的思考、分析、解决结合起来。具体体现在教学过程中,要转变授课方式,改变传统的“注入式”教学为“启发式”教学,使学生处于学习的主体地位。国外有一种教学方式称为Just in Time Teaching(JiTT),其核心是基于Web的反馈环。即教师在教授新课程以前,提示学生思考有关即将讲授内容的一些问题。
学生根据自己理解回答问题,答案可以是较简单的,甚至不一定正确,教师根据学生的反馈调整教学以满足学生的需要。增加了教学的互动性。随着网络的普及与发展,随着教学经费的增加,我们也可尝试一下这种教学方法。
以上讨论的改革都不是一个人所能做的,需要领导、教师达成共识,需要学生的配合,缺少任何一方面都会影响效果。上述观点希望各位专家、教师批评指正。
有机化学课程实施研究性教学和培养创新人才的研究
江红
(北京交通大学理学院化学系,100044)
摘要:有机化学是材料化学专业、环境工程专业的一门专业基础课、主干课。为了加强本专业本科生创新意识和能力的培养,我们对本专业的主干课程教学进行了研究性教学模式的探索和实施。通过课时调整、内容整合与拓展、组织开放学习、科研论文习作、研究性的课堂演讲与讨论等教学模式,培养和提高本科生的科学研究能力和创新意识。同时我们也对教学改革的效果进行了调查、总结与研究。
关键词:有机化学 研究性教学 创新人才 培养
一、研究性教学模式是培养创新人才的需要
我国传统教学模式的主导方面始终是接受式教学模式,即以教师讲授为中心,知识的传授方法基本是灌输式的方法。这种教学模式的优点是,能充分发挥教师在教学中的主导作用,便于教师组织、监控整个教学过程,教学效率较高。但在实际应用中也存在许多弊端。
第一,忽视学生在教学中的主体作用,教师用大量时间进行知识的系统讲授和图表数据的引用,学生没有思考问题、发现问题和提出问题的时间和空间。
第二,忽视学生创造个性的发展,因为教学内容偏重于知识的传承,围绕着考试和教学大纲的重点,这就从效果和导向上都降低对探求和获取知识能力的培养,不利于创新精神和创新能力的养成。
第三,缺乏科学精神的培养,因为传统教学模式要求学生所做的作业、实验和课堂问题讨论都是预先已知确定答案,教师已经把各个步骤规划好,学生要做的仅仅是验证自己的思路和印证这个答案的正确性。
总之,传统教学模式以思维定式的方式达到强化训练学生的逻辑思维能力、掌握和运用定理定律的能力、分析和论证问题的能力、归纳和归类复杂事物的能力。这都是教学的重要目的,但对于创新人才的培养是不够的,上述缺憾恰是问题所在。
二、研究性教学模式在有机化学课中的实施
有机化学是材料化学专业和环境工程专业的一门重要的专业基础课程。也是四大化学的主干课程。讲好这门课不仅为学生学习专业夯实基础,而且开发学生丰富的想像力和思维空间,很好地理解材料性质与结构的辩证关系,为今后在材料领域的创新研究、应用与改进深深地埋下伏笔。由于课程肩负的使命,在有限的学时中总觉得知识的传授信息量永远不够。
虽然注重了权衡“授之以鱼”还是“授之以渔”,但物质材料的多样性和多变性、普遍与特例的内在联系,是需要给予越丰富、越多的经验才能达到“量变到质变的飞跃。因此,教学中教师总在尝试解决这类问题的教学改革方案。近年来提倡的研究性教学模式恰是与我们的努力不谋而合。总结我们在这方面的经验,大致在理论教学中有如下的一些做法。
(1)整合原有教学内容,留出适当的内容作为研究性开放型选题,并给出与本课程相关的前瞻性、发散性问题,留给学生自学。
(2)调整教学日历,仅整合出期末的2次课,留给学生对开放选题进行演讲。研究活动在平时课余时间完成。
(3)对学生提出要求,明确规定每个同学可以在所给出的开放型选题中任选,也可以自己提出与本课程相关的题目进行调查研究。但每人必须对所选题目写一篇科学论文。
(4)建议学生根据兴趣自由组合,分工合作,把选题完成到大家满意为止。
(5)每组选派代表就本组课题进行课堂公开演讲。
(6)演讲课由全体学生当评审和提问,本组学生回答提问,最后由教师对该课题研究进行讲评和指导。
(7)教师对每个学生的科学论文评阅,针对学生对选题的拓展性和创新性工作给出成绩。
上述教学环节不是机械地引入课堂,不能流于形式,要想真正达到理想的教学效果,关键还是在教师的备课工作。要为每个学生备好这节内容不同的课,就要从教室走到社会,从教材走到科研,从实验室走到生产,甚至从学科走到交叉应用领域的前沿;因为学生的兴趣要走多远,教师就要走得更远。所以,表面上教师少讲了2次课,实际上为了引导学生的发散思维,教师首先要“设计”问题,然后是激励、呼唤学生的知识探究热情,引导学生去思考、设计、查询、总结和报告。
基础课的特点不同于专业课,不完全能用课后的一个综合设计来解决研究性教学的问题。基础课是发散的,所有教学内容都可能发散到前沿和社会热点问题。为了引导学生上好开放课,教师重新审视各个知识点,尽可能透视出能引导学生走出教材和教室的话题,由他们去发挥和拓展。
三、研究性教学模式对创新人才的培养价值
创新离不开知识的积累,但知识的积累是创新的基本条件,创新是在知识基础上的一种飞跃。重要的是将知识当作载体,在学到知识的基础上得到进一步获取和创造新知识的能力。劳厄曾说:“教育无非是一切已学过的东西都被遗忘掉的时候所剩下的东西。”剩下什么东西呢?那自然是所培养的创造性思维能力和想像力,而这些又都是创新能力和创业精神的前提。爱因斯坦说:“想像力比知识更重要,因为知识是有限的,而想像力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉,严格地说,想像力是科学研究中的实在因素。”