基础化学课程实施研究型教学

作者： 陈亚光

摘　要：本文对三届学生的基础化学课程考试成绩进行了分析，从中找出存在的问题，分析了产生问题的原因，并提出了解决的办法：实施研究型教学方法。针对大学一年级学生的知识量积累少以及本课程知识点密集、理论性强的特点，本课程的研究型教学主要应采取专题讨论，还原科学探究过程，深化习题环节，利用网络资源自主学习等方法。
关键词：基础化学　考试　成绩分析　研究型教学

考试是督促学生学习、测验学生学习效果、检查与评价教师教学效果的一种重要手段。在几种考试形式中，闭卷考试是目前我国高等院校大部分课程所采用的考试方法。闭卷考试着重检验学生记忆知识的数量和理解知识的程度。

对一些知识点密集、理论性强的基础课程，闭卷考试是一种有效的考试方法。为实现考试的目的，在期末考试结束后，通过对试卷的分析，了解学生的学习效果，并从中发现学生在学习知识过程中存在的问题以及教师应加强的教学方法与手段。本文以三届学生基础化学试卷为素材，对以上问题进行分析统计和研究。
研究型教学是指教师以课程内容和学生的知识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式。研究型教学包括许多方法，如逆向思维方法，专题讨论方法（互动性），还原科学探究过程，鼓励学生参加教师的研究课题，改革考试方式（课程论文），广泛利用网络资源开阔视野（开放性），集成教学等等。有针对性地采取一些研究性教学方法对培养学生的能力、提高教学质量是十分必要的。
一、学生成绩的统计分析
1、成绩分布情况分析
学生成绩分析的第一步是给出成绩列频分布表。列频分布表不但反映各成绩组相对应的人数及各人数所占的比例，还可以据此研究平均成绩及其变动规律。
2、学生成绩集中程度分析——成绩的算术平均值
学生成绩的算术平均值反映整个班级学生成绩的一般水平和学生成绩分布的集中趋势。计算平均值使同类科目在不同年(班)级之间进行比较。
3、学生成绩的变异程度分析——标准差
标准差是测定学生差异程度最常用、最科学的指标。标准差是指学生总体中各个成绩与平均成绩之差的平方的算术平均数的平方根（σ= (√∑(x - x)2）。标准差综合反映了学生总体中各个学生之间成绩的差异程度。标准差越大，学生之间的成绩差异越大。通常认为，在学生的成绩呈正态分布时，标准差在10-15之间时成绩的差异程度较为合理。表1中的数据略小于上述范围，基本上是合理的。也就是说这三次考试成功地检测出学生知识水平的差异。
4、学生成绩的知识层次分析
试题可以分为三个层次：知识记忆、知识理解和综合运用。对07年试卷中的70分题进行分析统计的结果见表2。
表2 知识层次分析表
从表2的数据可以看出，正确回答率最大的试题是知识记忆型的题目，而知识理解型的题目的正确回答率最低。
二、试卷所反映的问题
从以上分析可以看出，学生普遍对知识的记忆比较牢固，但理解和掌握的程度不足，以至于不能综合运用学过的理论知识解释实际问题。具体可以从三个方面进行说明。
1、对抽象知识点的理解和掌握方面的欠缺
基础化学是化学专业、生物专业、医学专业学生的必修课，一般在大学一年级第一学期开课。原子结构知识是本课程中的知识重点也是难点。在目前科技发展水平，电子、原子仍是不可见的，因此原子结构知识具有较强的抽象性。由于电子的波粒二象性，电子在原子核外的运动只能用统计的方法（电子云）或波函数（原子轨道）来描述。然而原子仍可用具体的物理量来描述其大小，即原子结构理论给出了原子半径的概念和数值。从学生答题的情况可以看出，学生在理解这些概念时遇到了困难，以至于与之相关的4个知识理解性题目的正确回答率均低于50%。同样，共价键理论也具有较强的抽象性，相应的知识理解性题目的正确回答率也低于50%。类似的情况也出现在化学热力学、反应速率等知识点的掌握上。相反地，在四个量子数的取值、计算电子数目、原子轨道排布式等的记忆性知识方面有很高的正确回答率。
2、对概念理解的准确性不足
对试卷的分析也发现学生对概念的理解不够准确。在化学理论中的任何概念、定理都是建立在一定的条件上的。要正确地理解这些概念和定理就必须首先了解这些条件。例如，rGm和rGm都表示一个反应的自由能改变量，前者是标准状态下的自由能变，后者是非标准态下的自由能变。要正确地使用两个物理量，就必须了解热力学标准态的含义。实际使用中学生常常忽略这一点。同样地，溶度积规则是通过比较溶度积和离子积的大小，判断沉淀的生成、溶解或体系处于平衡态。溶度积是沉淀溶解达到平衡状态时的离子浓度幂的乘积，而离子积则是在任意状态下离子浓度幂的乘积。要正确运用溶度积规则，也首先要清楚两个概念的含义，进而计算离子积。解离度和解离常数也是常常容易发生混淆的两个概念。
3、对知识运用的能力不够
在这方面的问题表现在多方面，如在处理涉及两个以上平衡的体系（配位解离平衡和沉淀溶解平衡，配位解离平衡和氧化还原平衡，酸碱解离平衡和沉淀溶解平衡，多元弱酸体系等），能斯特方程的运用以及对生活中化学现象的解释等等。
三、解决问题的方法——实施研究型教学方法
对前面的问题进行分析可以归结出以下几个原因：1、大一学生刚刚进入大学，不能适应大学的学习方式（单次授课的知识量大，集中练习的时间少，习题少），基本上还习惯于通过大量的习题来掌握知识的方法以及机械性记忆的学习方法。2、长期的应试教育使学生只对书本的知识感兴趣，因而忽略了对现实生活中的化学现象的观察，不能用已学习的知识解释这些现象。3、教学方式方面也存在问题。由于计划学时少，按教学大纲要求要讲授的内容多，教师往往采取满堂灌的教学方式。要解决这些问题，必须从根本上进行改革，即变填鸭式教学为研究性教学。
针对大学一年级学生的知识量积累少以及本课程知识点密集、理论性强的特点，本课程的研究型教学主要应采取专题讨论，还原科学探究过程，深化习题环节，利用网络资源自主学习等方法。在实施上述各种方法的过程中，课堂教学仍然是主要渠道，教师还是要起到主导作用。因此，提高讲课质量是提高教学质量最重要和最有效的措施。这要求教师有坚实的理论基础和开阔的知识面，对教学内容有深刻的理解和妥善的组织。在讲授过程中要捉住问题的本质，揭示本质；要讲化学思想，在罗列事实和结论的同时要讲事物发展的思想脉络。同时要使用合适的教学手段，准确地、生动地表达教学内容。
研究型教学的要点在于极大地引起学生对学科的兴趣，拓宽学生的视野，提高学生的学习积极性，从而对学科进行比较深入的探究、研究，最终使得学生能够有所发现、发明和创造。其中关键的问题也是前提条件是引起学生对学科的兴趣。课堂教学是引起学生对学科的兴趣的重要途径，这也就更突显教师及课堂教学的重要性。引起学生对学科的兴趣的其它途径还包括专题讨论利用和网络资源自主学习。这也是拓宽学生的视野，提高学生的学习积极性的有效措施。
深化习题环节对学生知识的掌握和积累起着重要作用。任何理论（定理、公式）都需要经过运用才能达到真正掌握。 习题课就是在教师的引导下对所学的理论进行运用的过程。在习题课中可以增加应用知识的例题，引导学生灵活运用知识；增加对现实生活中化学现象的介绍和解释，唤起学生对化学知识实际运用的兴趣；增加论述题和辨析题，使学生能深刻地理解知识，进而用自己的语言表述知识，达到真正掌握知识的目的。由此可见，深化习题环节是教学改革中重要的一环。
充分利用网络资源。在网络如此发达的时代，学生使用网络的能力很强。妥善地引导学生就与课程内容相关的前沿问题收集资料，进而进行整理和介绍，会调动学生的学习的积极性，开阔学生的视野，扩大知识面，同时也培养了学生的评价能力、批评精神和获取知识的能力。
人才培养是高等教育的重要功能，质量保证是高等教育的永恒主题。高等学校的每一门课程都应在人才培养过程中发挥其作用。实施研究型教学将会起到事半功倍的效果。
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