专业基础课程是公安院校人才培养方案的重要组成部分,刑事技术专业普遍开设了高等数学、大学物理、基础化学等专业基础课程。这些基础课程的开设是提升学生基本科学素质,培养严谨治学的科学态度,为后续课程奠定知识基础所必须的,是公安院校培养高素质应用型公安专门人才所必须的。在当代社会,大学本科教育属于奠定专业学习和终身学习基石的阶段,对于学生之后进行专业学习、拓展和创新尤为重要。如果学生基础知识缺乏系统,且过早专业化,必然会导致工作后出现创新性不足,发展潜力缺乏的问题。现代社会,很多的科技创新是以交叉学科出现,很多工作都是一个系统工程,开展工作需要多学科的合作,社会需要的是具有综合能力的工作者。基础课程是各种学科知识的奠基石,基础学科的学习就显得更加重要。从长远来看,要培养“卓越警务人才”,首先要搞好基础课程的教学[1-3]。
《基础化学》是公安院校设立的一门传统的必修课,课程性质为专业基础课,是为学生学习刑事技术打基础的,教学内容应服务于刑事技术专业的需要。在新的刑诉法颁布之后,审判制度有了新的转变,工作要求从“以侦查为导向”向“以诉讼为导向”逐渐转变,对刑事技术工作的要求越来越高,而刑事技术工作需要运用大量化学知识,许多重大社会问题也是与化学密切相关。刑事科学技术经常需要利用化学方法解决具体问题,例如,利用化学试剂显现某些客体上肉眼无法辨认的潜在手印,用化学试剂显现某些金属表面的冲刻字迹被损毁后的潜在字痕显现,采用化学或仪器分析的方法鉴别文字色料、印油、纸张等文件材料的种类,进行比对鉴定;对油脂、涂料、爆炸和射击残留物等微量物证的理化检验,更需要综合运用化学和仪器分析方法;以毒物、毒品及微量物证作为主要检验对象的刑事化验工作,是刑事科学技术中不可或缺的重要内容。近年来,共安全领域中的化学问题越来越受到业内和社会的关注,人们在对“化学毒剂”、“化学恐怖事件”、“化学事故灾难”等谈虎色变的同时,也在为满足维护和平、应对恐怖活动、制止暴乱、打击走私、贩毒和各种刑事犯罪、维护社会治安等目的而应用各种化学技术。①
一、《基础化学》课程的教学特点及现状
《基础化学》是理论性较强的课程,涉及的概念多。化学属经典的自然学科之一,包括的分支学科多,有无机化学、有机化学、高分子化学、分析化学等,有系统的内容体系和教学规律。公安院校缺乏自编的化学教材,大多是选用普通高等院校教材,对于基本理论和原理的介绍较抽象,且教学内容多,与公安工作缺乏联系,缺少与公安专业学科间的知识渗透。课上,由于学时有限,教师往往遵从传统的教学观念,希望传授尽可能多的完整的教学体系给学生,所以教学任务重,课堂多以纯理论讲授为主,且几乎是“满课堂”,难以有时间介绍一些生动鲜活的例子,使得课堂缺乏生动性,导致一些学生以为本课程可能与公安工作无关或者关联不大,学了无用,甚至出现厌学情绪,产生轻基础课,重专业课的倾向,这非常不利于实现培养复合型、实用型人才的教学目标[4-6]。学生在中学期间所学化学基础参差不齐,若是大班上课,势必师生交流更少,调动学生的学习热情更是难上加难。基础课成绩评定方式以期末考核为主,重在知识点的掌握,方式陈旧,往往导致学生疲于应付考试,甚至于有的同学由于中学基础差,无法深入理解、消化、领会所学知识,直接放弃学习。在教学中,有的学生感觉化学抽象理论多、复杂结构多、涉及的内容多,计算多,实在难学。而且往往是一节没学懂,后面就怕了,认为自己学不好,甚至放弃学习。究其原因,这说明学生不了解化学学科的内在规律,还没掌握学习方法,所以很难在后续教学中培养学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力。由此可见,基础课程的教学必须进行改革,为提高警校生的科学素养,培养高素质的应用型人才做准备。
二、《基础化学》教学改革探索
(一)明确课程作用,重视素质教育。
公安教育的本质在于教育、人才的培养,而非公安。切不可只关注于公安教育的“特殊性”,只重视专业课,而忽视了教育的“普遍性”,而轻基础。基础是“根”,根牢固则“树”壮。公安高等教育兼具普通教育和职业教育的是国民教育的重要组成部分之一,同时具有职业教育和普通教育的双重属性,二者兼顾,且合理安排,才可使学生既增长了专业能力,又具备了发展其他综合素质的潜能。 面对“以智慧新警务为引领”背景下,社会对人才的要求更高,对综合素质的需求更高,更重视人才的整体素质,特别是创新能力。对于理论基础扎实、专业能力强、知识上有宽度的人,通常更具后劲、可持续发展能力强,这样的人才将更加受到社会的欢迎[7]。
当然,基础课的教学效果或者说应用效果不明显,特别是相对于专业课,效果显现的延时性更长,但它对于学生提高综合素质却是至关重要的。学生通过基础课的学习,打好知识基础,在此过程中,把基础知识、科学素养潜移默化地溶入自身综合素质,形成解决问题的能力,这种能力在走向工作岗位后会慢慢凸显,而且因为自身的素养,会不断从实践中继续学习并凸显,也即发展有“后劲”。
基础化学的教学的目的:一是要为后续课程打下牢固的化学基础,或者说是为了学好诸如刑事化验、手印学、痕迹检验学等各门刑技术专业课程所必需。二是通过化学教学,传授科学的学习方法,完善学生的知识结构,锻炼学生运用所学知识的能力。基础化学的学习从化学学科的角度对学生进行科学思维和科学研究技能的综合训练,是知识、能力和素养的协同提升,对形成严谨的科学思维具有前瞻性的指导性意义,保障学生具有“可持续发展”的学习能力。三是在化学教学中适当穿插化学史的内容,加强对学生人文素质的培养,使学生在智力发展与心理发展上达到和谐统一。
如某位著名哲人曾说过的,教育的最高境界是在学生忘记了所有知识后,但依然拥有使他们受用终生的东西,这才是最高尚的教育。科学素养就是这种使人终身受益的东西。接受过系统的化学思想教育,拥有扎实的基础知识,不管将来从事何种工作,化学思维终将铭记于心且随时随地地发生着作用。因此,以智慧新警务为引领,立足于化学的教学目的,着眼于学生未来的发展,把化学素质教育融合在教学过程中,就需要教师精心组织教学,采用科学的教学方法开展教学[8-11]。
(二)选择教学内容,联系刑技特色。
基础化学课程内容多、体系庞大、理论性强,因此在教材编排上,应重点突出,化学原理的深度要合适、广度要有针对性,既要满足大学化学基本知识的传授,又要突出刑技特色,从而实现与其他专业课程的拓展性衔接。
笔者所在教学团队结合刑事技术专业特点,整合了基础化学和现代仪器分析的教学内容,编写了教材《公安化学基本原理》,力求使教材内容的广度和深度切合教学实际,使学生在有限的教学时数内掌握必要的化学基本原理。教材分为上、下两篇。上篇为基础化学,是从无机化学、分析化学和物理化学等内容中选编的,主要讲授大学化学的基本概念,原理和技术,包括微观角度的原子和分子结构,从宏观角度的化学热力学、化学动力模块,应用角度的水溶液中的四大离子平衡等传统内容,其中穿插了刑事技术经常涉及的部分元素及化合物的特点。下篇为仪器分析基础,是根据物证鉴定过程中的常用仪器分析方法,从光谱分析、色谱分析、波谱分析和材料分析等内容中选编的,主要讲授了分子光谱、原子光谱、色谱和质谱分析的基本原理,以及相关仪器的基本构造和工作原理。简单介绍了热分析、电子探针微区分析和核磁共振波谱分析等相关内容。公安化学基础教程的任务是为后续课程的学习打下基础,培养学生用化学知识分析问题和解决问题的科学素养。
(三)改进教学模式,丰富教学方法。
多种教学方法在课堂上得以运用,比如“自主学习式”、 “翻转课堂式”、“问题式”、“讨论式”、“案例式”,目的都是激发学生学习兴趣、锻炼自我学习能力、培养创新思维,各种教学方法各有优点和适用情境,教师根据自身情况选择合适的教学方法可达到理想的教学效果。
比如于启发引导,教师在课堂上介绍了基本原理时,可适时提出一些或联系实际或有跳跃性的问题,并对学生思路给予正确引导,引领学生其感受知识的递进。例如,在讲解稀溶液的依数性相关理论时,就可以适时联系生活中的现象,为什么冬天路面除冰要撒盐;在东北的严寒的冬天里,如何防止汽车的水箱因水结冰而断裂;在医院生病输液时为什么是把药水溶入生理盐水中再注射,而不是直接溶解在水里。让学生带着问题进行学习,发现问题是起点,解决问题是目标,所学知识是交通工具,学习过程就是运用“交通工具”到达终点的“旅途”,在此“涂”中 学生的提出问题、分析问题和解决问题的能力都“得以运用”。
又如,组织有效课堂讨论,不但可以巩固理论知识,而且可以培养学生钻研精神。在一个章节教学内容结束后,教师可组织进行课堂讨论。例如,在学完溶液和离子平衡内容后,重点讨论两个问题:(1) 实际工作中,何时会用到缓冲溶液?请一瓶配置pH=6.0 的缓冲溶液;(2)如何实现Fe2+和Fe2+的离子分离?讨论时,教师是“主持人”,可分组进行讨论,学生是主角,可先小组讨论,由组长汇总见解并陈述,最后教师进行总结评价。这对教师的专业知识和组织能力有较高要求,需做课前准备,教师是“幕后的主角”。
再比如课外拓展,在每一章课程内容中可贯穿一些科学前沿的课外知识。例如,学习分子结构和分子间作用力时可以介绍下神奇的富勒烯,学习原子结构是可以了解下现代分析技术——原子吸收光谱和原子发射光谱,并引导学生对感兴趣的问题进行“自主式学习”,以激发学生的学习兴趣,培养学生的创新精神。
“案例教学法”可引导学生从不同的角度、用不同的方法去分析问题和解决问题。爱因斯坦曾说“兴趣是最好的老师”。在课堂教学中,介绍一个案例,就会把学生的兴趣调动起来。比如介绍“酒驾”中乙醇的检测,早期的检测是利用橙色的K2Cr2O7在酸性水溶液中遇乙醇迅速被还原为蓝绿色Cr3+,这里K2Cr2O7是氧化剂,乙醇是还原剂,具有还原性,发生的是氧化还原反应。再利用光度计测量其颜色变化,其变化量与酒精含量成正比,就可以测定被测者血中乙醇含量了,利用此原理可设计成用于现场的便携式检测仪。另一方面,还可利用乙醇的挥发性,利用分析仪器顶空气相色谱仪进行检测。从数据分析的角度,提出问题:为保证数据结果的科学性,需进行几次平行实验?如何评价数据结果?这样就可将氧化还原、仪器分析和数据处理三个章节的内容联系起来,锻炼学生综合运用知识的能力。
另外,随着信息化技术的发展,现代教学手段更加多元化,比如微课、微视频、百度脑图等,例如,在讲解分子轨道章节时,学生普遍反映抽象难懂,难以想象杂化过程是如何在三维空间的立体分子结构上进行的,1条S轨道如何与1条P轨道杂化形杂化,又形成了怎样的2条立体的等价SP杂化轨道,还有SP2杂化SP3杂化,以及等性和不等性杂化的问题,用语言实在是难以描述,学生想象上实在有困难,而利用三维图像来演示原子轨道的杂化过程,问题立马就变得易于理解,生动形象了,当然也可以就个别难点问题制作成微课给同学予以分享,使学生获取动态图像信息,从而形成鲜明的感性认识。
(四)加强实验教学,提高操作能力。
化学是以实验为基础的学科,实验课是其重要的组成部分。通过实验不仅可以加深理解和巩固所学的基本理论和知识,而且还能训练有关的实验技能,学习科学的实验方法,增强动手能力。实验课前必须认真预习实验内容,做到原理清楚、步骤明确;实验过程中严格按照规范动作操作,认真观察实验现象,如实、准确地记录实验数据;实验操作结束后,认真处理实验数据,分析实验现象和问题,完成实验报告。通过实验,养成严谨、求实的科学作风,培养科学研究的能力。本院现将化学实验与物理实验单独作为一门刑事技术专业基础实验课程开设。
(五)正视考核目的,完善考核体系。
考试是检验学生学习效果的有效手段,是教学工作的重要环节之一[12],但不是唯一手段。公安基础化学课程考核的目的主要有三个:一是检验学生是否掌握了基础知识、基本理论;二是检验学生是否能够良好运用所学知识,分析、解决化学问题;三是检验学生经过学习和锻炼是否具备创新意识和创新能力。基于以上思路和要求,为了更加科学全面评价学生学习效果,引导学生全面发展,在考核办法上也做出一些改革。一般课程的成绩评定是平时成绩30%,卷面成绩占70%,但是,如此标准中显然期末成绩比重偏大,有的学生往往是平时不认真学,考试前临时“抱佛脚”突击复习,无法实现学习该课程的目标。基础化学课程现调整为平时成绩占40%,包括课后作业10分,课堂讨论20分,课堂综合表现10分,课上适当增加课前测课后测内容。期末考试成绩占60%,闭卷考试,考试内容涉及基础知识(包括基本概念、基本理论)和综合应用题,体型包括了选择、填空、判断、简答和计算题,尽量减少客观记忆性的题目,增加主观性、综合性的问题。以期调动学习积极性,培养解决问题的能力,引导学生全面发展。
现代公安基础化学教学,重在培养学生能力,为后续专业课程学习起到“铺路石”的作用,为培养具有科学智慧的“卓越警务人才”打基础。公安院校应以智慧新警务为引领,全面反思基础课的教学,改革课程体系,确保为公安人才培养的高起点,打造卓越公安专门人才,与公安事业同步迈入智慧新时代。
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