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摘要 面对新时代高等教育深化改革和首都城市战略定位的新要求，结合北京农学院“立足首都、服务三农、辐射全国”的办学定位，基于复合应用型卓越农林人才的培养要求，探索了农科特色普通化学课程的教学改革，着重在教材和实验平台建设、教学过程管理、课堂教学模式及评价体系等方面进行探讨，以期为教学工作者提供借鉴。
关键词 普通化学；农科院校；教学改革；平台建设
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）20-0273-02
新时代下，新农村建设开启新征程，在建设美丽乡村、实现乡村振兴战略的背景下，农业人才的教育至关重要。农业院校在农业人才培养、科研和技术推广方面具有举足轻重的作用。普通化学是高等农科院校的重要公共基础课程，涉及农学、林学、食品、生物、环境等诸多专业。作为大一新生进入高校后的第一门化学课程，普通化学承前启后，是许多专业课和基础课（环境化学、生物化学、分析化学、植物保护、食品化学等）的前导课程。因此，如何提高普通化学课程教学质量是农科高校教学改革的热点和难点。
以北京农学院为例，普通化学课程每年秋季面向全校14个专业、25个班级、近千名学生开设。在普通化学教学中，不仅需要让学生掌握化学反应基本原理（物质的状态、热力学、动力学、四大平衡）和物质结构基础等化学理论，也需要通过实验教学培养学生的实驗操作技能、分析观察能力以及严谨求实的科学态度，同时要引导学生学会运用化学理论和方法解决农科专业课中的化学问题[1-3]。但是，普通化学课程的知识点分散、内容多、理论知识抽象、学时较短，学生掌握和理解的难度较大，如果仅采用传统的教学方式，很难获得良好的教学效果。
北京农学院普通化学教学团队以“夯实基础、培养能力、注重创新”为教学指导思想，结合高等农科院校普通化学课程的教学目标以及学生基础和特点，通过完善教学内容与教材建设、与网络课程结合改进教学模式、丰富实验教学方法和教学评价体系等提高了普通化学课程的教学质量，获得了良好的教学成果。
1 普通化学教材与多媒体课件建设
教材是教学内容的基础，直接影响教学效果和学生的学习兴趣。结合北京农学院学生的基础和农科特色，编写出版了《普通化学》《普通化学学习指导》《普通化学实验》系列教材。经过近10年的摸索，不断精炼教材内容，重视化学理论和农林科技知识的结合，注重衔接高中化学内容，突出重点，分散难点。例如，在农学方面应用较多的“四大平衡”、物质的状态（溶液与胶体）等，适当增加教材内容。在物质的状态章节中，讲解“稀溶液依数性”的应用，帮助学生理解在农业生产中通过提前给农作物施肥，使细胞液溶液蒸气压下降和凝固点降低，以增强植物的抗旱性和耐寒性等现象。此外，教材中的例题、习题尽可能联系农学实际，实现化学与农学的结合。这套系列教材作为全国高等农林院校“十一五”和“十二五”规划教材，经过中国农业大学、北京林业大学、新疆农业大学、内蒙古农业大学、天津农学院、西藏农牧学院、吉林农业大学、东北农业大学等逾10所院校多年的使用，反馈良好，并获得农业部中华农业科教基金会颁发的“全国高等农业院校优秀教材奖”。
2 普通化学课堂教学与网络教学平台建设
2.1 结合农科专业特点优化教学内容
课堂教学是教学工作的核心，是保证教学质量的关键。基于B-Learning思想，结合传统教学和网络教学，构建了普通化学混合式教学方式[4-5]。在传统的课堂教学中，结合专业特点开展有针对性的教学，让学生感到学有所用，增强学习动力。例如，食品安全、食品工程、食品包装专业学生的授课内容中增加与食品化学相关的教学内容（如乳浊液、表面活性剂等）。对于园艺、林学、农学、植物保护、种子等专业的学生，增加植物学、土壤学的相关内容。例如，讲解不同金属的配合物可作为提高果树产量的植物营养物质。针对生物技术、生物工程、动物医学专业的学生，增加了与生物化学相关的知识点。例如，电泳技术在生物科学领域中应用广泛，故补充了溶胶电泳相关的基础知识。此外，还尝试将符合教学规律的前沿科技文献引入普通化学的课堂教学，不仅激发了学生的学习兴趣，并且通过展示科学研究的规律，培养了学生的科学素养和创新意识。
2.2 构建网络教学平台辅助传统课堂
在学校的网络教学平台上利用优慕课网络教学系统创建了普通化学网络课程，覆盖了课程建设、课程学习、学习社区、学习分析和课程管理等整个教学过程。教师可以根据教学进度，结合实际课堂授课情况，随时进行课程滚动建设，查看每位学生的学习记录，包括学习网络教学资料的频率、时长、效果等。学生可以利用电脑、平板电脑、手机等客户端登录，随时随地学习课程内容，包括教学视频、授课教案、教学PPT、习题、思考题等，还可以在讨论区留言提问、参与讨论答疑、提交作业和测试、进入学习社区分享交流，通过网络实现教师和学生之间跨时间、空间的广泛交流。这种移动交互的学习新模式提高了学生的自主学习能力，学生可以根据各自的兴趣、学习基础，选择性地学习教学资源，随时反馈学习情况。教师可以利用网络平台批改作业、辅导答疑，提高教学效率，掌握学生的学习效果，弥补大班教学中由于学生人数多而教学互动不足的问题[5]。此外，利用网络教学平台，普通化学的考核方式也改变了“一考定成绩”的惯性思维，采取多次、多样化的考核方式，随时评估学生的学业成绩[6]。
3 普通化学实验教学平台建设
化学是以实验为基础的科学，实验教学在普通化学教学改革中占有重要地位。设计微型化、绿色化的普化实验，尽量用低毒或无毒试剂代替有毒试剂，用半微量或微量代替常量使用，培养学生节约资源、保护环境的绿色化学理念。在部分实验教学中，利用点滴板代替试管或烧杯作为微型反应器，观察反应过程中的颜色变化，不仅实验现象清晰直观，而且充分体现了绿色化学中减量的原则。此外，在教学中，结合实验中使用到的某些有毒、有害药品，引导学生明白有毒害药品对环境、人类健康的影响，掌握化学药品的使用规范以及污染防治方法。严格要求学生不能随意倾倒废液、废渣等，及时妥善处理实验废弃物。实验教学过程中通过对学生进行环保教育，增强学生的安全意识，培养其良好的实验习惯。 实验教学中始终贯彻“以学生为本”的教学理念，采取小班教学方式。在实验课前，学生通过阅读实验教材、观看网络教学平台上的实验视频，提前预习实验内容，并撰写预习报告。教师在上课时通过提问学生相关问题及安排学生现场演示的方式检验学生的自主学习效果。对于操作和知识点相对简单的实验，采取“学生讲解—学生互评—教师点评”的教学方法[7-8]。完成实验内容后，教师引导学生针对重要的实验现象和异常现象进行集中讨论与总结，以使学生加深印象[9]。
在教学中发现学生对实验的重视程度要低于理论课，因而为促进学生重视平时实验，提高动手能力，普通化学实验采取平时成绩占40%、操作考试占30%、实验理论考试占30%的考核方法。操作考试选取普通化学实验中的重要实验操作进行考核，学生现场随机抽题并在一定时间内完成，例如溶解、过滤、蒸发、重结晶、称量、移液、滴定等。实验理论考试通过化学教学团队自主建立的实验题库设置考题，主要围绕化学实验室安全、实验基本原理、基本概念、实验操作要领、实验设备仪器使用方法、数据处理等方面进行考察。科学的实验考核体系提高了学生实验的积极性和上课的主动性，获得了良好的教学效果[10]。
由于实验必修课中综合型实验较少，为培养高素质农科人才，提高学生实践技能和创新能力，将实验教学与学校的科技节、北京市大学生化学竞赛相结合，在小学期和暑假增加选修实验。首先，与各院系合作组织全校学生报名，然后结合化学课成績和实验考核进一步筛选。在选修实验中秉持研究性教学理念，由教师提供选题，学生根据兴趣自主选择，每组2～3人在教师指导下进行探究性实验。选题内容兼顾农科特色和趣味性，例如植物精油的提取、手工皂的制备、农药的快速检测、植物源杀螨剂的合成、水中污染物的修复、纳米灭菌剂的研发、有机污染物的降解等。实验成果在学校的科技节上展示，并择优参加大学生化学竞赛、挑战杯比赛等。这种分层次教学显著提高了学生的积极性，获得了良好的教学成果。2013—2017年，组织学生参加北京市大学生化学竞赛，共获得市级奖项逾40项[11-15]。
4 结语
近年来，普通化学教学团队秉持高等农科院校培养复合应用型人才的目标，坚持以学生为核心、以素质教育为主、以提高学生能力为宗旨的教学改革。通过对普通化学课程的教学内容、课堂教学、网络教学、实验教学和考核方式的改革，构建了基于农科特色鲜明的普通化学课程体系，发挥了学生的主体作用和教师的主导作用。普通化学课程有农科特色的教学内容、灵活的教学方法、多样的授课方式、合理的评价体系，充分调动了学生的积极性，获得了良好的教学效果。课程教学反馈调查显示，学生对普通化学课有良好的积极性和自觉性，提高了学生的自学能力、分析及解决问题的能力。在教学改革探索中，教师的教学和科研水平不断提高，实现了教学相长。新形势下的高等院校基础课程教学改革是一项复杂的系统工程，需要不断创新与完善。教学工作者们将继续探索教学实践改革，提高专业技术水平，提高普通化学课程教学质量，以培养复合应用型现代农林人才[16-19]。
5 参考文献
[1] 衡利苹，王祖彬.普通化学教学改革与探索[J].大学化学，2017，32（2）：29-32.
[2] 陈长水，徐胜臻，曹秀芳，等.农科院校有机化学课程教学改革研究[J].安徽农业科学，2013，41（6）：2784-2785.
[3] 张秀芳，贺文英，敖特根，等.普通化学实验教学改革探索与实践[J].陕西师范大学学报（自然科学版），2007（增刊2）：195-197.
[4] 聂明，何璧，郑仓晟.《普通化学》课程的建设与教学改革[J].西南师范大学学报（自然科学版），2013，38（4）：159-161.
[5] 张秀清，刘峥，孔翔飞.普通化学国家精品资源共享课建设的改革与实践[J].教育教学论坛，2014（32）：243-244.
[6] 梁丹，赵建庄，于宝义，等.都市型农林院校普通化学实验绿色微型化探讨[J].现代农业科技，2017（16）：280-281.
[7] 潘永贵，黎寿英.慕课混合教学法在“食品生物化学”课程中的实践与探索[J].高等农业教育，2016（5）：58-61.
[8] 张莉，李庆章，高学军，等.国家精品资源共享课程动物生物化学转型建设的实践与探索[J].高等农业教育，2015（10）：51-54.
[9] 邓维萍，马俊蓉，黄红苹，等.高等院校农业类专业普通化学教学改革探讨[J].广州化工，2015，43（10）：196-198.
[10] 文利柏，陈长水，王运.农林高校化学系列课程考试改革的研究与实践[J].高等农业教育，2010（6）：39-41.
[11] 梁杰珍，陈小鹏，王琳琳，等.“化学工程与工艺专业实验”课程教学创新体系建设与实践[J].实验室研究与探索，2014，33（2）：166-169.
[12] 李凡修，孙首臣，邓仕英，等.浅谈应用化学专业实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2014，33（4）：198-202.
[13] 周爱梅，刘欣，赵力超，等.基于CDIO理念的食品化学课程教学改革[J].食品与机械，2015，31（2）：277-280.
[14] 姜翠玉，吕志凤，王芳珠，等.研究型化学实验教学体系的构建与实践[J].实验室研究与探索，2015，34（4）：174-178.
[15] 翟怡，胡涛.MOOC与我国高校化学类课程教学改革[J].中国大学教学，2015（6）：44-47.
[16] 强根荣，孙莉，王海滨，等.理论与实践贯通专题式有机化学实验教学改革[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：180-182.
[17] 王艳君，陈盛.生物化学教学改革的实践探索[J].生物学杂志，2012，29（5）：100-103.
[18] 章文伟，李育佳，张剑荣，等.从拔尖创新人才培养探讨化学实验教学改革[J].中国大学教学，2012（10）：77-80.
[19] 李欣，赵玉红，周浩，等.基础生物化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2016，35（3）：161-164.
关键词 普通化学；农科院校；教学改革；平台建设
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）20-0273-02
新时代下，新农村建设开启新征程，在建设美丽乡村、实现乡村振兴战略的背景下，农业人才的教育至关重要。农业院校在农业人才培养、科研和技术推广方面具有举足轻重的作用。普通化学是高等农科院校的重要公共基础课程，涉及农学、林学、食品、生物、环境等诸多专业。作为大一新生进入高校后的第一门化学课程，普通化学承前启后，是许多专业课和基础课（环境化学、生物化学、分析化学、植物保护、食品化学等）的前导课程。因此，如何提高普通化学课程教学质量是农科高校教学改革的热点和难点。
以北京农学院为例，普通化学课程每年秋季面向全校14个专业、25个班级、近千名学生开设。在普通化学教学中，不仅需要让学生掌握化学反应基本原理（物质的状态、热力学、动力学、四大平衡）和物质结构基础等化学理论，也需要通过实验教学培养学生的实驗操作技能、分析观察能力以及严谨求实的科学态度，同时要引导学生学会运用化学理论和方法解决农科专业课中的化学问题[1-3]。但是，普通化学课程的知识点分散、内容多、理论知识抽象、学时较短，学生掌握和理解的难度较大，如果仅采用传统的教学方式，很难获得良好的教学效果。
北京农学院普通化学教学团队以“夯实基础、培养能力、注重创新”为教学指导思想，结合高等农科院校普通化学课程的教学目标以及学生基础和特点，通过完善教学内容与教材建设、与网络课程结合改进教学模式、丰富实验教学方法和教学评价体系等提高了普通化学课程的教学质量，获得了良好的教学成果。
1 普通化学教材与多媒体课件建设
教材是教学内容的基础，直接影响教学效果和学生的学习兴趣。结合北京农学院学生的基础和农科特色，编写出版了《普通化学》《普通化学学习指导》《普通化学实验》系列教材。经过近10年的摸索，不断精炼教材内容，重视化学理论和农林科技知识的结合，注重衔接高中化学内容，突出重点，分散难点。例如，在农学方面应用较多的“四大平衡”、物质的状态（溶液与胶体）等，适当增加教材内容。在物质的状态章节中，讲解“稀溶液依数性”的应用，帮助学生理解在农业生产中通过提前给农作物施肥，使细胞液溶液蒸气压下降和凝固点降低，以增强植物的抗旱性和耐寒性等现象。此外，教材中的例题、习题尽可能联系农学实际，实现化学与农学的结合。这套系列教材作为全国高等农林院校“十一五”和“十二五”规划教材，经过中国农业大学、北京林业大学、新疆农业大学、内蒙古农业大学、天津农学院、西藏农牧学院、吉林农业大学、东北农业大学等逾10所院校多年的使用，反馈良好，并获得农业部中华农业科教基金会颁发的“全国高等农业院校优秀教材奖”。
2 普通化学课堂教学与网络教学平台建设
2.1 结合农科专业特点优化教学内容
课堂教学是教学工作的核心，是保证教学质量的关键。基于B-Learning思想，结合传统教学和网络教学，构建了普通化学混合式教学方式[4-5]。在传统的课堂教学中，结合专业特点开展有针对性的教学，让学生感到学有所用，增强学习动力。例如，食品安全、食品工程、食品包装专业学生的授课内容中增加与食品化学相关的教学内容（如乳浊液、表面活性剂等）。对于园艺、林学、农学、植物保护、种子等专业的学生，增加植物学、土壤学的相关内容。例如，讲解不同金属的配合物可作为提高果树产量的植物营养物质。针对生物技术、生物工程、动物医学专业的学生，增加了与生物化学相关的知识点。例如，电泳技术在生物科学领域中应用广泛，故补充了溶胶电泳相关的基础知识。此外，还尝试将符合教学规律的前沿科技文献引入普通化学的课堂教学，不仅激发了学生的学习兴趣，并且通过展示科学研究的规律，培养了学生的科学素养和创新意识。
2.2 构建网络教学平台辅助传统课堂
在学校的网络教学平台上利用优慕课网络教学系统创建了普通化学网络课程，覆盖了课程建设、课程学习、学习社区、学习分析和课程管理等整个教学过程。教师可以根据教学进度，结合实际课堂授课情况，随时进行课程滚动建设，查看每位学生的学习记录，包括学习网络教学资料的频率、时长、效果等。学生可以利用电脑、平板电脑、手机等客户端登录，随时随地学习课程内容，包括教学视频、授课教案、教学PPT、习题、思考题等，还可以在讨论区留言提问、参与讨论答疑、提交作业和测试、进入学习社区分享交流，通过网络实现教师和学生之间跨时间、空间的广泛交流。这种移动交互的学习新模式提高了学生的自主学习能力，学生可以根据各自的兴趣、学习基础，选择性地学习教学资源，随时反馈学习情况。教师可以利用网络平台批改作业、辅导答疑，提高教学效率，掌握学生的学习效果，弥补大班教学中由于学生人数多而教学互动不足的问题[5]。此外，利用网络教学平台，普通化学的考核方式也改变了“一考定成绩”的惯性思维，采取多次、多样化的考核方式，随时评估学生的学业成绩[6]。
3 普通化学实验教学平台建设
化学是以实验为基础的科学，实验教学在普通化学教学改革中占有重要地位。设计微型化、绿色化的普化实验，尽量用低毒或无毒试剂代替有毒试剂，用半微量或微量代替常量使用，培养学生节约资源、保护环境的绿色化学理念。在部分实验教学中，利用点滴板代替试管或烧杯作为微型反应器，观察反应过程中的颜色变化，不仅实验现象清晰直观，而且充分体现了绿色化学中减量的原则。此外，在教学中，结合实验中使用到的某些有毒、有害药品，引导学生明白有毒害药品对环境、人类健康的影响，掌握化学药品的使用规范以及污染防治方法。严格要求学生不能随意倾倒废液、废渣等，及时妥善处理实验废弃物。实验教学过程中通过对学生进行环保教育，增强学生的安全意识，培养其良好的实验习惯。 实验教学中始终贯彻“以学生为本”的教学理念，采取小班教学方式。在实验课前，学生通过阅读实验教材、观看网络教学平台上的实验视频，提前预习实验内容，并撰写预习报告。教师在上课时通过提问学生相关问题及安排学生现场演示的方式检验学生的自主学习效果。对于操作和知识点相对简单的实验，采取“学生讲解—学生互评—教师点评”的教学方法[7-8]。完成实验内容后，教师引导学生针对重要的实验现象和异常现象进行集中讨论与总结，以使学生加深印象[9]。
在教学中发现学生对实验的重视程度要低于理论课，因而为促进学生重视平时实验，提高动手能力，普通化学实验采取平时成绩占40%、操作考试占30%、实验理论考试占30%的考核方法。操作考试选取普通化学实验中的重要实验操作进行考核，学生现场随机抽题并在一定时间内完成，例如溶解、过滤、蒸发、重结晶、称量、移液、滴定等。实验理论考试通过化学教学团队自主建立的实验题库设置考题，主要围绕化学实验室安全、实验基本原理、基本概念、实验操作要领、实验设备仪器使用方法、数据处理等方面进行考察。科学的实验考核体系提高了学生实验的积极性和上课的主动性，获得了良好的教学效果[10]。
由于实验必修课中综合型实验较少，为培养高素质农科人才，提高学生实践技能和创新能力，将实验教学与学校的科技节、北京市大学生化学竞赛相结合，在小学期和暑假增加选修实验。首先，与各院系合作组织全校学生报名，然后结合化学课成績和实验考核进一步筛选。在选修实验中秉持研究性教学理念，由教师提供选题，学生根据兴趣自主选择，每组2～3人在教师指导下进行探究性实验。选题内容兼顾农科特色和趣味性，例如植物精油的提取、手工皂的制备、农药的快速检测、植物源杀螨剂的合成、水中污染物的修复、纳米灭菌剂的研发、有机污染物的降解等。实验成果在学校的科技节上展示，并择优参加大学生化学竞赛、挑战杯比赛等。这种分层次教学显著提高了学生的积极性，获得了良好的教学成果。2013—2017年，组织学生参加北京市大学生化学竞赛，共获得市级奖项逾40项[11-15]。
4 结语
近年来，普通化学教学团队秉持高等农科院校培养复合应用型人才的目标，坚持以学生为核心、以素质教育为主、以提高学生能力为宗旨的教学改革。通过对普通化学课程的教学内容、课堂教学、网络教学、实验教学和考核方式的改革，构建了基于农科特色鲜明的普通化学课程体系，发挥了学生的主体作用和教师的主导作用。普通化学课程有农科特色的教学内容、灵活的教学方法、多样的授课方式、合理的评价体系，充分调动了学生的积极性，获得了良好的教学效果。课程教学反馈调查显示，学生对普通化学课有良好的积极性和自觉性，提高了学生的自学能力、分析及解决问题的能力。在教学改革探索中，教师的教学和科研水平不断提高，实现了教学相长。新形势下的高等院校基础课程教学改革是一项复杂的系统工程，需要不断创新与完善。教学工作者们将继续探索教学实践改革，提高专业技术水平，提高普通化学课程教学质量，以培养复合应用型现代农林人才[16-19]。
5 参考文献
[1] 衡利苹，王祖彬.普通化学教学改革与探索[J].大学化学，2017，32（2）：29-32.
[2] 陈长水，徐胜臻，曹秀芳，等.农科院校有机化学课程教学改革研究[J].安徽农业科学，2013，41（6）：2784-2785.
[3] 张秀芳，贺文英，敖特根，等.普通化学实验教学改革探索与实践[J].陕西师范大学学报（自然科学版），2007（增刊2）：195-197.
[4] 聂明，何璧，郑仓晟.《普通化学》课程的建设与教学改革[J].西南师范大学学报（自然科学版），2013，38（4）：159-161.
[5] 张秀清，刘峥，孔翔飞.普通化学国家精品资源共享课建设的改革与实践[J].教育教学论坛，2014（32）：243-244.
[6] 梁丹，赵建庄，于宝义，等.都市型农林院校普通化学实验绿色微型化探讨[J].现代农业科技，2017（16）：280-281.
[7] 潘永贵，黎寿英.慕课混合教学法在“食品生物化学”课程中的实践与探索[J].高等农业教育，2016（5）：58-61.
[8] 张莉，李庆章，高学军，等.国家精品资源共享课程动物生物化学转型建设的实践与探索[J].高等农业教育，2015（10）：51-54.
[9] 邓维萍，马俊蓉，黄红苹，等.高等院校农业类专业普通化学教学改革探讨[J].广州化工，2015，43（10）：196-198.
[10] 文利柏，陈长水，王运.农林高校化学系列课程考试改革的研究与实践[J].高等农业教育，2010（6）：39-41.
[11] 梁杰珍，陈小鹏，王琳琳，等.“化学工程与工艺专业实验”课程教学创新体系建设与实践[J].实验室研究与探索，2014，33（2）：166-169.
[12] 李凡修，孙首臣，邓仕英，等.浅谈应用化学专业实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2014，33（4）：198-202.
[13] 周爱梅，刘欣，赵力超，等.基于CDIO理念的食品化学课程教学改革[J].食品与机械，2015，31（2）：277-280.
[14] 姜翠玉，吕志凤，王芳珠，等.研究型化学实验教学体系的构建与实践[J].实验室研究与探索，2015，34（4）：174-178.
[15] 翟怡，胡涛.MOOC与我国高校化学类课程教学改革[J].中国大学教学，2015（6）：44-47.
[16] 强根荣，孙莉，王海滨，等.理论与实践贯通专题式有机化学实验教学改革[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：180-182.
[17] 王艳君，陈盛.生物化学教学改革的实践探索[J].生物学杂志，2012，29（5）：100-103.
[18] 章文伟，李育佳，张剑荣，等.从拔尖创新人才培养探讨化学实验教学改革[J].中国大学教学，2012（10）：77-80.
[19] 李欣，赵玉红，周浩，等.基础生物化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2016，35（3）：161-164.