1.建设背景
有机化学是研究有机化合物的来源、结构、性能、机理、制备、应用以及相关理论和方法的一门科学。近几十年来,有机化学学科有长足发展,一方面其自身发展很快,另一方面与生命科学、材料、环境、现代医学等学科密切交叉融合发展。我校“国家生命科学与技术人才培养基地”建设是培养现代生物科学与技术类学研产相结合的创新人才,为促进化学与生命学科交叉融合和提高学生国际化竞争力,自2016年开始,与春季学期有机化学(全英文)课程相衔接,有机化学全英文教学团队于暑假期间尝试开展了创新与实验学院生物基地班学生自愿参加,外教担任主讲的能力与素质拓展全英文课程——生命与有机化学(Life and Organic Chemistry)分子研讨课。
2. 课程内容与目标设计
(1)选课学生:
创新实验学院生物基地班选修《有机化学》全英文课程的学生,在课程结束后自愿报名,限选40名。
(2)授课教师:
主讲教师为境外大学高水平教师;辅讲教师为本校2名骨干教师。
(3)教学目标:
①提升参与学生对化学与生命科学学科交叉领域生命现象研究的逻辑思维能力以及对生命现象和科学问题的敏锐洞察力;
②获得对交叉科学前沿问题的研究性学习策略、批判性思维以及解决问题的能力。
(4)教学内容:
课程以探讨生命有趣现象背后的化学本质为主要核心,教学内容以化学与生命科学交叉领域发展实际为主,教学素材全部选自近年Nature、Science、JACS、Nature Chemistry等原刊上与生命现象密切相关的化学生物学领域高水平系列论文。教学素材每年更新近1/3。讲解主题包括烷烃稳定构象索源、分子自噬、C-H键活化、昆虫生化武器、动物毒液进化、甲烷生物合成、深海烷烃代谢、生物催化、荧光激发等。课堂平均研讨15-20篇原文,课后拓展阅读15-20篇论文,课堂讨论10个话题左右。
(5)教学方法和手段:
①以小班研讨的方式进行主题教学,并辅助以案例教学。以重要的科学问题为导向进行小组即时阅读和研讨,重点关注焦点问题、解决思路、研究逻辑、表达策略和技巧、研究方法和技术;
②与信息技术结合,教学手段以多媒体和板书为主,辅助以微视频、动画等教学手段。课堂即时在线调查反馈并在后续调整;通过QQ学习群等发布新拓展材料和基本要求;
③以兴趣研学为导向,自愿报名参加,立足于跨学科研讨。
3. 实施过程与教学效果反馈
(1)教学实施过程:
课程基本安排为课内讲授20学时,课外拓展材料辅导阅读20学时。开课时间为6月下旬-7月中旬,每周2-6小时。在每年春季学期有机化学(全英文)课程结束后,学生根据自身学业状况和课程安排自愿报名,每年限选40人,分2-3小组进行小班教学。
具体教学过程一般如下:每节课开始先安排学生即时阅读,要求学生从文献中凝练核心内容和要点。主讲教师依据材料中的多学科知识背景展开分析,重点引导学生关注论文所涉及的生物学及化学生物学交叉学科焦点问题、研究逻辑和解决思路、解决方法和技术、表达策略与技巧,其间穿插小组讨论、提问等环节。并就同一主题的相关延伸论文进行提示性研讲,每节课中要求学生对研学主题提出自己的观点并总结。
图1 课堂实施过程记录
(2)课程考核:
考核方式包括平时考核和结课考试。平时考核和反馈考评成绩占总成绩40%,由课程负责人给出;结课考试由外教负责,通过书面试卷并结合课堂提问情况给出成绩,占60%。学分认定根据课堂讨论表现、反馈考评以及结课考试综合考核,综合考核合格,获得课程结业证书,最终成绩录入教务系统。
(3)教学效果:
通过外教每节课进行课堂即时在线调查、结课后每位学生提交电子版材料以及集体座谈会收集意见等多种方式,及时反馈教学意见和教学效果。《生命与有机化学》分子研讨课共实施了5期13个小班,反馈调查显示,94%的学生认为课程对自己非常有用,92%的学生享受这种教学过程,认为小组互动讨论加深对跨学科知识点理解,通过这种学习,英语表达自信心大为提高。在2018年的结课座谈会上,所有的学生用英文反馈意见。在一次回访座谈会上,学过的高年级学生反映,研讨课教学有利于大学生科创实验更早开展,开展课题研究英文文献阅读能力大大提升。从学生培养后效来看,近4年创新基地班学生深造,选分子研讨课学生深造率比总深造率均高20%以上。
图 2 教学效果反馈
4. 课程后续发展思路
(1)加强与有机化学教学内容的紧密衔接。在后续教学中,从分子化学认识出发,紧扣生物学现象、作用机制,再到控制机理等全程进行研讨,提升教学目标和水平。
(2)课程内容丰富和知识水平提升。立足化学与生物学、材料科学、智慧医学等多学科的交叉融合,选取包含多学科综合研究的高水平论文和研究主题,进一步丰富内容,提高学生知识水平。
(3)通过资源建设、课程组骨干建设、课程教学过程控制以及课程反馈调整措施等,力争把本课程建设成为省级创新课程。