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0 引言
隨著時代的發展,對化學方面的不斷研究,其知識點越來越繁雜,無機化學科目對于大學新生來說是學習的重大難題,且在教學過程中也存在一些問題,本文對化工專業中無機化學的學習改革進行了深入探討,以對化工專業人才的培養獻出微薄之力。
1 新時代對化工專業學生學習無機化學的意義
1.1 科技的飛速發展對無機化學的目標要求
隨著當今時代不斷的發展,物質資源區間的逐步增大,科技的迅速發展,其都離不開化工類產品的支撐。無機化學作為培養化工專業型人才不可缺少的重要教育課程,也是化學、生物制藥、環境等專業學生的必修課程,作為化工專業的學生,無機化學是專業課程基礎中的基礎。不僅為我們在本專業的學科上打好基礎,同時也培養我們在其他專業的基礎知識學習能力,更廣泛地完善自我,具有很大的理論性和實際應用性能,甚至可以影響一個學生一生的學習。
1.2 新興的教育體制對無機化學的教育要求
新興的教育方法將無機化學作為高中和大學化學課程的對接點,但在信息技術的發展過程中,中國的教育模式逐漸轉變為大眾式教育,而且,獲取知識的渠道也有很多,學生的基礎跟素質也同步趨于大眾化,因此,無機化學的教學內容不應該只著重于教學知識的傳授,更應該注重學生本身能力與實踐的培養。而現在仍然采用灌輸式教學方法對無機化學知識進行傳授,這種教學方法太過單一,不能提起學生對無機化學的興趣,同時教師采用照本宣科的方式來教育學生,導致其主觀創造能力不強,嚴重缺乏主動性,這樣的一節課下來,學生學到的知識太多,但卻無法實際應用到生活當中去,很難滿足新的教育模式。因此,對無機化學的教育改革至關重要[1]。
2 分析無機化學的現狀
迄今為止,無機化學的教學仍然存在諸多問題,這很大強度上阻礙了學生的綜合能力與素質的提升,具體有以下幾個方面:
2.1 化學信息庫的龐大與無機化學有限的課時
隨著時代的發展與進步,化學的科學研究在不斷深入,無機化學知識越來越豐富,無機化學相應的教科書也越來越豐富,其中不僅包含了化學最基本的元素周期知識與化學平衡,更是增添了許多熱力學、動力學電化學及結構化學等物理化學知識。例如新疆師范大學無機化學課本有500多頁,但是只設有50多課時,但是,想要在短時間內透徹的學習并掌握這些內容,顯然很難做到。因此,大學教師在傳授知識的過程當中對授課方式選擇、課程講解的方式以及對學生的引導是非常重要的。
2.2 學生本身條件的短缺
無機化學針對的是剛剛步入大學課堂的新生,學生們剛剛走進大學的校門,學習方式還停留在死記硬背的傳統方式上,相比于高中時期的題海戰術,面對課時少且涉及的知識面廣、思維跳躍性強的大學課堂,會有很強烈的抵觸心理,在學習的初期,他們很容易輕視這門學科、眼高手低,隨著課堂速度的加快,對知識的積攢越來越多,待課程進行到中后期,其所面臨的信息量大,并且只涉及少量的練習題,心理準備不充分,逐漸發現學習起來很費力,時間久了就會茫然不知所措,慢慢導致產生焦躁不安、厭煩等一些負面情緒,甚至到后來直接放棄,這樣會更加影響他們在本學科以后的學習。另外,他們剛剛走進大學的校門,對新鮮事物都充滿好奇,同時也是由高中向大學,由依賴向獨立自主轉化的過程。在高中時期,他們可以依賴父母與教師,但是現在,學生們往往會不知所措,多數學生都會反映,走進大學之后教師所講的課程知識繁多,并且速度很快,大多數學生根本不懂教師講的內容是什么,而且課后看不懂教科書,從而致使教師講的速度快,學生理解不了的現象。其最根本的原因就是教師缺少了對學生積極性的引導以及對學生自我學習能力的啟?l,忽略了學生的在學習過程中的主導地位,相對于大學的授課模式,這一點是尤為重要的。
2.3 教學內容老套,局限性很強
在近30幾年的授課過程中,無機化學的主要內容一致都是以化學元素周期、物質的結構變化以及化學反應的作用原理作為最基礎的教學內容,知識點并沒有多大的改變,并且偶爾還會體現一些高中課堂上所學的內容。比如無機化學中的元素部分,只是內容雜亂無章,但在教材中通常只寫出材料,很大強度上缺少了理論對化合物的指導作用,學生聽課的時候會感覺平淡無味,大大減少了學生對無機化學課程學習的積極性,不利于學生的理解與掌握。
2.4 模式趨于傳統化
以教師、課堂、教材三點結合成為傳統的教學模式,使學生對無機化學科目的學習感到枯燥乏味,學生主觀感覺無機化學在課程中所涉及的化學反應等無非是英文字母的存在以及一些數字的計算,在很大程度上打消了學生整體對無機化學課程學習的積極性,進而阻礙了學校為社會培育出創新型人才,做不到新興的教育模式對無機化學課程的教學目標。
2.5 師生之間的陌生,溝通阻礙
從教師的角度而言,學生對教師有一種膽怯的因素阻礙著師生之間的溝通。大學教師普遍出現的特點是極少會與學生溝通交流,甚至大多數學生每個星期只與教師見面的次數只在一次到兩次。相比之下,高中時期教師則無時無刻不出現在身邊,師生之間相處也非常融洽。師生之間面對面的交流機會在逐步減少,并且大部分的學生與教師之間整年都無溝通。對學生來說,只有在可見才會有機會與教師互動,盡管多數的學生都愿意與教師進行溝通,但是卻缺少了溝通途徑。
3 改革內容、目標以及解決問題的關鍵
無機化學課程改革的效果根據教學內容的改進來提高,在進行教學改革時,
要充分運用最先進的教學方法,在原有的基礎上提高無機化學的整體教學水平,從而大大提高學生的綜合能力素質。
3.1 精簡教材,抓住重點,突出難點
無機化學主要講述的是元素周期、物質結構以及化學反應原理,在傳授課程的過程當中,既要結合與高中課堂上無極化學之間的聯系,同時還要完美的協調其與分析化學課程、物理化學課程、有機化學課程等之間的聯系,把握好同一知識點在不同學科當中的聯系,盡量防止出現重復的部分出現,盡可能的精簡課程,從而有效提高學習效率。
3.2 加強無機化學對本專業的針對性
以本專業的企業發展、就業方向為前提,有選擇性的對課程知識進行傳授,抓住重點,形成化學、工程以及應用等相結合的全方位培養模式。化工專業的教學改革應該主要體現在教學課程整體性能的基礎上,在原有的教材當中選取最適當的教學內容,將主要部分知識點講清楚,讓化學原理與專業知識巧妙的相結合[2]。
3.3 在學生與教師之間建立相應的溝通交流平臺
針對學生與教師之間溝通少的問題,可以建立網絡交流平臺等,讓學生能在發現難題的第一時間與教師進行溝通,包括課程問題以及生活問題等,引導學生利用課余時間拓展知識面,調動學習積極性,從而也加深了師生之間的距離。
3.4 考核方式的改革
考核是檢驗一個學生對本門學科的掌握情況以及教師教學方法的檢查,很多學生在平時不學?,在考試之前突擊,為了避免這種現象的發生應該建立多元化的考試方式,比如根據學生的平時表現做出打分,結合期末考試得分,分別占據總分的不同比例來對總成績做出打分。從而實現學生智力因素和非智力因素和諧發展,達到通過考試來檢查教學效果的目的。
關鍵詞:無機化學實驗 教學改革 綠色化學
無機化學實驗作為化學專業學生學習的第一門大學化學實驗課,將綠色化學理念融入其中,實現無機化學實驗綠色化,使學生一開始就在潛移默化中受到綠色化學的教育,這對培養學生科學的環境觀、資源觀,提高他們的環保緊迫感和責任感,樹立綠色化學的意識都有相當大的意義。
綠色化學是維護生態環境的化學,從長遠的發展觀點看,放棄有污染的傳統化學實驗,探索傳統化學實驗的綠色化,是化學實驗工作的必然趨勢。本文依據綠色化學在使用化學藥品時遵循的5R原則,即:拒用危險品(Reject);減量使用( Reduce) ;循環使用(Recycle);重新使用(Reuse);再生(Regenerate),就如何實現無機化學實驗的綠色化進行了初步的探討。
1、尋找替代品
綠色化學的理念在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,從而也就不再需要考慮廢物的處理。遵照綠色化學的理念,從源頭上阻止污染,可以根據實驗目的,在能夠達到同樣教學效果的前提條件下,尋找替代品, 盡量用低毒或無毒化學試劑替代有毒化學試劑。比如無機化學實驗中多相離子平衡這個實驗,實驗的目的是根據溶度積規則及平衡移動原理驗證沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的轉化。為了既保留傳統實驗的精華,又減少實驗廢棄物對環境的污染,我們根據綠色化學的理念以及多相離子平衡的實驗原理重新選擇沉淀離子及沉淀劑,并對傳統實驗和改進后的實驗進行了對比。結果表明,改進后的實驗效果也非常好,現象很明顯,同樣達到了實驗目的,而且減少了有毒物質的使用和排放,實現了無機化學實驗的綠色化。
2、推行微型實驗
微型化學實驗是綠色化學的一項實驗方法,它是在微小型的儀器裝置中,在可能的實驗條件下,采用盡可能少的試劑來進行的實驗。與傳統實驗相比,它具有節約開支、減少污染等優點。微型化學實驗不是常規實驗的簡單縮微,也不是對常規實驗的補充,更不是與常規實驗的對立,它是在綠色化學理念下,用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規實驗進行改革和發展的必然結果,是化學實驗方法的創新性的變革。
由于微型化學實驗的成套儀器較貴,要完全實現無機化學實驗的微型化,還有一些困難;但可以在能夠達到實驗目的的前提下,在可能的實驗條件下,通過改造實驗裝置,使之趨于微型化。比如無機化學實驗中的一些性質實驗,傳統的做法都是在試管中進行,試劑使用量一般為1~2mL,我們采用點滴板操作,試劑用量減少為幾滴,同樣可以達到實驗效果,減小了化學藥品對環境的污染,使這部分實驗趨于綠色化。
3、發展封閉式實驗
對于一些有有毒氣體產生的實驗,傳統的做法是在通風櫥中進行,這樣只能避免實驗室小環境的污染,有毒氣體排放到空氣中還是造成了環境污染。應用綠色化學的理念,可將這部分實驗設計成封閉式實驗,讓反應在封閉體系內進行,而且能在反應系統內將尾氣吸收掉, 實現零排放。
比如硫酸亞鐵銨的制備,該實驗通常選用機械行業產生的廢棄物――鐵屑為原料。從環境保護的角度來說,屬于變廢為寶的環保型實驗;然而由于傳統實驗裝置為敞開式,廢鐵屑中含有的硫、磷等雜質和硫酸反應時生成H2S、H3P等有毒氣體,導致實驗室彌漫著強烈的刺激性氣體,直接危害師生的身體健康,不符合綠色化學的要求。我們改進實驗的第一步,將硫酸亞鐵的制備改為閉路回收式,借鑒文獻[3]的實驗裝置采用堿性吸收液吸收第一步反應產生的H2S、H3P等有毒氣體,實現零排放,大大改善了實驗環境。
4、發展串聯實驗
串聯實驗是指通過調整實驗教學計劃,巧妙地安排實驗項目和次序,充分利用相關反應,盡可能地使第一個反應的產物轉變成下一個實驗的反應物,實現實驗的連續性。這也是實現無機化學實驗綠色化的一個重要途徑,它在一定程度上減輕了對環境的污染,有利于環境保護。根據綠色化學的理念,我們重新安排實驗內容,有效地利用同一元素物質之間的轉化關系,設計成串聯實驗,以鐵的化合物的性質為例說明如下。
用煮沸過的去離子水配制(NH4)2 Fe(SO4)2溶液,酸化后,把裝有煮沸過的NaOH溶液的滴管插入(NH4)2 Fe(SO4)2溶液底部,慢慢放出NaOH溶液,觀察Fe(OH)2沉淀的生成, 靜置一段時間,觀察沉淀顏色的變化,了解Fe(Ⅱ)的還原性;滴加少許稀鹽酸,觀察沉淀的溶解,了解Fe(OH)3在稀鹽酸中的溶解性;將溶液分成兩份,一份滴加KSCN溶液,觀察溶液顏色的變化,了解Fe3+的定性檢驗,接著滴加NH4 F溶液,觀察溶液血紅色的褪去,了解Fe3+與F 的配位反應;另一份滴加K4[Fe(CN)6]溶液,觀察藍色沉淀的析出,了解Prussian藍的生成。
實踐證明,改進實驗后,不但可以大大減少實驗廢棄物的排放量,實現無機化學實驗的綠色化,而且可以促進學生對物質轉化關系的了解。
5、結束語
通過開展無機化學實驗綠色化的研究,我們認為,要實現無機化學實驗的綠色化,需在綠色化學理念的指導下,實行污染預防全過程控制。從教學管理角度出發,在制定教學計劃、教學內容、教學方式等每個環節都要考慮保護生態環境,都要符合綠色化學的要求;而且,在實際教學過程中,要在保證實驗教學效果的前提下,積極、合理地應用綠色化的措施,實現無機化學實驗的綠色化。
參考文獻:
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關鍵詞:教學理念;教學內容;教學方法和手段;實驗教學。
無機化學是高職高專化工類專業新生入學后的第一門專業基礎課,也是培養化工類應用性人才必不可少的素質教育課。開設無機化學課程的目的,一方面是為今后的專業課學習奠定化學基礎,另一方面是幫助學生提高獨立思考的能力、為其將來從事專業工作提供更多的思路和方法,培養學生的創新意識和創新能力[1]。因此,它的教學質量的提高對于提高化工類專業學生的綜合素質和良好的專業素養具有重要意義。幾年來,在全體教師的共同努力下,經過反復的探索與實踐,以培養應用型人才為目標,在不斷的努力與充實中,取得了一些頗有成效的成果和經驗。
1、堅持與時俱進,更新教學理念
教學理念是課程目標與課程結構、課程內容及課程實施之間的鏈接點。根據新時期培養目標和教學基本要求,為適應新時期課程改革,我們積極吸收先進的教學理念,以學生發展為本位,以教學質量為中心,本著以應用為目的,以"必須、夠用"為度的原則,以課程體系、教學內容、教學方法改革為重點,以考試改革為手段強化學生基本素質、實踐能力和職業技能的培養,實施"厚基礎、寬口徑、適應廣、能力強、素質高"為基本內容的人才培養模式。構建有高職高專特色的、理論與實踐并重、以崗位群技術應用能力為主線的教學體系。打破學科型模式界限,使教學內容既相互銜接又避免重復,注重理論聯系實際、突出實踐技能訓練效果。為此,無機化學教研室從培養素質、提高能力出發,以培養素質型的合格人才為目的,堅持進行無機化學教學的改革探索。
2、創新教學體系,優化教學內容
在課程體系改革上,不斷創新教學體系,優化教學內容,適時更新和精選教材,并編寫與本校實際教學與時具進的新教材。同時主講教師結合國內外同類先進教材進行教學內容的精選與重組,并依據本學科發展的最新成就,隨時對教學內容進行更新和補充,注意介紹無機化學的進展與前沿,保證了教學內容的科學性、系統性、先進性和適用性。例如,以學生熟悉的生活信息情景(如"身邊的化學物質","物質構成的奧秘","物質的化學變化"、"化學與社會發展")為教學的契入點,立足從自然、社會、人文、科學、技術緊密聯系的角度,開發和利用化學課程資源。引導學生認識和探究材料、能源、環境、營養、健康與無機化學的關系的同時,培養和強化開發和利用化學教學活動信息資源和學習情景資源的意識及能力,使本課程的教學模式符合當前素質教育的要求,有利于培養學生的科學素質和探索精神。
3、教學方法多樣,教學手段先進
以往,較多的教師由于受到各種主、客觀因素的影響和制約,只是埋頭教"書",照本宣科,把教學大綱視為金科玉律,把教科書作為唯一的課程資源,卻忽略了書本外,學校外博大精深,絢麗多彩的化學自然世界和化學人文世界。缺乏對化學課程資源的識別、開發和運用的意識及能力,不能及時地經過充分挖掘,加工篩選和轉化后運用到無機化學教學過程中,造成許許多多有價值的化學課程資源的閑置和浪費[2]。我們在無機化學的課改中,堅持教為主導,學為主體。積極創新和靈活運用多種先進的教學方式方法,引導學生主動、創造性地學習,掌握獲取知識的途徑和方法。課堂教學采用"啟發式"、"研究式"、"引導式"、"討論式"、"互動交流式"、"綜合目標式"等多種靈活教學方式,堅持理論聯系實際,精講多練,既注重面向全體學生,又注重學生個性發展。并根據學科特點,靈活采用現代化的教學手段,根據不同的教學內容,實現傳統教學手段與現代化多媒體教學手段有機結合[2]。自行開發了教學多媒體課件和獨具特色的電子教案,教學中做到了重難點突出,信息量增大,變枯燥為趣味,化抽象為具體,教學效率大為提高。
4、進行考試制度與考試方法的改革,加強了無機化學試題庫建設
考試改革作為教學改革總過程中的一部分,既是對學生學習和教師授課方向,方式的引導,又是對教學改革的檢驗,因此也是我們在摸索適合高職高專院校發展的教改路程中花大力氣探索和嘗試的[3],經過兩年的實踐檢驗,效果比較理想。我們本著加強學生知識、素質和能力的培養這三個方面為主要內容,考核方法的改革,具體作法是:一是實行教考分離。每位教師每學期都針對所帶課程出兩套試卷(附答案),所以每門課程都有試題庫,學期末考試時從中抽題,可以加強學生學習和教師教授知識對重點的把握,又不會影響學習點的范圍;二是實驗成績,平時成績與學期末考試成績相結合。實驗成績包括實驗過程情況和實驗報告完成情況;平時成績則包括作業成績,考勤,課堂表現,課后任務完成情況;期末卷面成績,三項在總評成績中所占比例目前我采用的是3:3:4。通過學生的總評成績考評在校學習情況,既肯定了學生的學習過程又注重學生的學習效果,培養了學生良好的學習習慣和持之以恒的學習態度。增設的實驗考核逐步實現了人才培養目標中注重學生實踐操作能力,把培養應用型,技能型人才作為高職高專院校培養重點來抓。
5、創新實驗教學體系,強化實踐環節
化學是一門實踐性和應用性很強的科學,實踐教學環節對學生的能力培養至關重要。因此,我們強化了實踐環節,注重學生嚴謹的科學態度、積極的創造性思維能力與扎實的化學實驗技能培養。主要措施如下:①創新實驗教學體系,優化實驗項目內容,②增大設計性、綜合性、研究性實驗的比例,將"研究式"學習和創新教育引入實踐性教學。讓學生通過查閱分析文獻,自行設計實驗方案,經指導教師審閱后,在教師的指導下進行實驗、觀察實驗現象,發現問題并分析原因,提出相應對策,適時調整完成實驗,最后撰寫實驗報告。使學生獨立思考、分析問題解決問題的能力和基本實驗操作技能有較大提高。③定期舉辦實驗技能大賽,化學趣味實驗晚會。取得了良好教學效果。
6、積極進行無機化學實驗的綠色化研究,培養學生正確的科學態度
綠色化學是最高層次的化學,由傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從"粗放型"向"集約型"的轉變[4]。如何在無機化學的教學中加入綠色化學的內容,是擺在每一位無機化學工作者面前的首要課題,也是學習和研究的首要領域。《全日制義務教育化學課程標準》(實驗稿)指出:"化學實驗是進行科學探究的主要方式,它的功能是其他教學手段無法替代的"。在無機化學的教學中積極進行綠色化學實驗的研究,就是把綠色化學的思想貫穿在化學教學的全過程中,這一方面可以培養學生強烈的環保意識,另一方面綠色化學實驗本身就是化學教育中實施創新教育的重要內容[4]。課改中我們用實際生動的綠色化學的范例充實無機化學實驗的教學內容,按照范例所涉及的知識點,自然地、生動地滲透到無機化學教學之中。實踐證明,綠色化學實驗方法在激發學生學習化學興趣、強化動手能力的訓練,培養創新思維,樹立環保觀念上有獨特的地位與功效。
7、積極開展多種形式的科學研究活動,培養學生創新能力和科研能力
作為高等學校的教師,不但要給學生傳授知識,更重要的是培養學生的創造能力;培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力[5]。為此,我們積極進行科學研究,以期通過科研帶動教學質量的進一步提高。教師們一方面將科研成果反映到教學中,豐富和革新教學內容,另一方面不斷提高自身的學術水平,促進教學改革。與此同時,我們還積極支持并帶動學生參與教師的科研課題,在專科生中要求畢業論文,并認真指導完成。這些措施有力地帶動了學生進行科學研究的熱情,促進了學生創新能力和科研能力的提高。
同時營造濃厚的學術氛圍,組織各種學術報告會、科研講座,讓學生及時了解化學發展前沿及發展動態,開拓學生的眼界,啟迪學生的創新思維。激發學生在教學中的主動參與性,充分發揮其學習主體性,轉變其被動的學習方式為科學的探究性學習方式。
通過近幾年的創新教育實踐,使學生的創新能力和全面素質不斷提高。根據我們的追蹤調查,學生畢業分配到工作崗位后大都工作嚴謹,踏實肯干,工作能力強,并都具有一定的科學探究能力和嚴謹的科學態度及團結協作精神。
總之,基礎教育課程改革的全面推行已經對高職高專院校現行的化學教育教學提出了挑戰。作為主干專業基礎課程的《無機化學》,選擇以科學探究為主的多樣化教學方式,加大基礎實驗的綜合性和探究性。充分開發利用《無機化學》課程資源,培養和強化學生充分開發利用化學課程資源的意識和能力。鼓勵合作交流,促進學生自主開放、科學探究學習。加強實踐活動,提高學生的科學探究能力和創新能力,是高職高專院校《無機化學》課程教學改革的當務之急。
參考文獻:
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[3]寇軍:無機化學教學方法與培養創新人才之我見 [J];中國科技信息; 2005年03期; 142-143。
【關鍵詞】無機化學;教學體會;教學探索
無機化學是四大基礎化學之一,而《無機化學》課程是我校功能材料和材料專業學生進入大學的第一門重要的專業基礎課,在知識上將為分析化學、物理化學等后續專業課打下基礎。因此其地位和重要性,不言而喻。那么講課老師要如何教好《無機化學》這門課程,對于大一新生又應該如何學好這門必須課,本人在多年的無機化學教學課程中,用心揣摩一些前輩的教學策略及教學效果,認真學習其他高校名師的教學課件和教學視頻,通過反復教學實踐及與學生的頻繁交流接觸,產生了一些心得體會,撰寫本文和各位同仁交流探討。
1 將化學史教育及“名人效應”適當穿插于無機化學教學中
我國著名的化學家傅鷹先生曾說過“化學給人以知識,化學史則給人以智慧”。化學史是化學學科孕育,形成和發展及其演變規律的歷史。在無機化學教學中適當穿插介紹化學史知識的教學方式,不僅能夠活躍課堂氣氛,引起學生的好奇心,加深學生對所學知識的理解,更能使W生獲得科學研究和探索的興趣。例如,在講授“稀有氣體”一章時,介紹氬氣的發現過程又稱為“第三位小數”的勝利,讓學生感受到科學的嚴謹與精確。再如,在講授“原子結構”一章時,可穿插介紹人類對原子結構探索的化學史過程,包括從湯姆遜的西瓜式原子模型盧瑟福的行星式模型波爾的舊量子化原子模型原子結構的現代量子力學模型。
名人因為在某一領域有過人之處,容易引起人們對其崇拜和敬仰。在無機化學課堂教學中適當嘗試利用“名人效應”,引入著名化學家的典型事跡,不僅可激發學生的學習熱情,還可以提高學生的科學素養。例如,在講授“化學鍵理論”時介紹偉大理論化學家鮑林如何勤工儉學來維持學習和生活,及攻克一個又一個科學難關,并提出了著名的雜化軌道理論和共振論,以及許多新的概念,如電負性標度等,這對現代化學的發展有著巨大的意義。并借此機會鼓勵學生去閱讀鮑林所撰寫的《化學鍵的本質》一書,加深學生對相關化學知識的認知,拓展學生的知識視野。
2 將“結構決定性質”的思想貫穿于無機化學教學始終
元素無機化學課程,一直被認為是講授的難點,因為在許多學生看來,這部分內容知識點多、瑣碎,學起來相當枯燥乏味。如果能夠以“結構決定性質,性質反饋結構”的主線貫穿整個無機化學的教學始終,讓學生從結構的角度分析探討物質的穩定性及反應性質,將有助于提高學生的學習興趣。例如,在講授“硼族元素”一章時,引導學生從結構角度(即離域π鍵)分析缺電子分子BX3(X = F、Cl、Br),本身沒達到8電子構型,卻為何可以穩定存在;進一步從結構角度(氫鍵協同效應)對比分析同樣未達到8電子穩定構型的B(OH)3,并沒有類似BX3的離域π鍵來穩定結構,如何解釋其穩定性及一些物理化學性質。在講授“碳族元素”一章時,引導學生借助所學的雜化軌道理論,分析關于CCl4及SiCl4能否發生水解反應、水解產物及水解反應方程式,從而避免學生硬生生的去記憶一些反應方程式。
3 將無機化學前沿領域的研究適時適量滲透到無機化學教學中
目前我校學生所使用的無機化學教材為華東理工大學出版的《工科無機化學》,該教材里面明顯缺少一些化學科研前沿研究領域的介紹。如果能在無機化學教學中適當滲透一些無機化學的前沿研究領域,這能讓學生對化學的一些前沿研究領域有更為直接和感性的認識,引發學生的好奇心和求知欲,變被動接受為主動學習,從而對無機化學產生更濃厚的興趣,提高教學效果。例如,在講授“分子結構”一章時,介紹過去科學家都只能間接推斷或猜測分子的結構,而最近在該領域中,美國科學家在頂級刊物Science雜志上發表文章,稱首次借用非接觸式原子力顯微鏡,以原子級的分辨率清楚看到分子中各個原子之間的原子鍵的圖像(圖像中分子的原子鍵看起來與化學課本中的棒狀圖幾乎一摸一樣),讓化學鍵首次肉眼可見。再如,在“晶體結構”一章時,當講解到原子晶體金剛石結構時,可以適當向學生介紹被評價為“稻草變黃金”的研究(即中國科技大學錢逸泰等人利用CCl4和金屬Na反應獲得人造金剛石),當學生明白里面所涉及到的反應僅僅是簡單的無機反應(CCl4+4Na=4NaCl+C金剛石),將更加激發他們的對《無機化學》課程的學習積極性和學以致用的想法。
4 將3D化學圖形軟件應用于無機化學教學中
當前3D化學軟件,如Gaussian、DS ViewPro、Chemoffice等軟件具有強大的計算和圖形演示功能,將其運用到無機化學課程的教學中,使得教學活動變得生動有趣,能夠達到使淺嘗者不覺深、深思者不嫌淺的教學效果。例如,在講授“分子軌道理論”時,學生往往不知道為什么第二周期的N2和O2外層分子軌道排布方式不一樣,B2和O2為什么一樣顯順磁性,通常只能生記硬背。而借助Gaussian軟件及附屬Gaussview可用來演示分子軌道實際填充情況,就使學生易于理解分子軌道理論。Gaussian軟件還可以計算電離能和電子親合能等,通過比較同一周期或族的變化趨勢,幫助我們學習元素周期律。再如,當講到“氧族元素”中H2O2的結構和性質時,可以借助Chemoffice軟件來分析查詢H2O2的二面角及能量大小等參數,這樣將有助學生更加深入學習到H2O2的結構與性質關系。
【參考文獻】
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關鍵詞:無機化學;實驗教學;教學改革;實驗考核方法
0引言
高等職業教育醫學檢驗技術培養的是具有較系統的醫學檢驗基礎理論,熟練地檢驗操作技能,具有較強的臨床檢驗和實驗室診斷思維及分析問題的能力,具有對各種檢驗結果進行初步評價的能力,了解常用檢驗儀器的基本構件和性能,具有良好的職業態度,能從事醫學檢驗和實驗室診斷工作的基本能力,在各級各類醫院檢驗科、醫學檢驗中心等相關部門醫學檢驗崗位一線的高素質技術技能人才。無機化學是醫學檢驗專業的文化基礎課,它要為學生學習后續的有機化學、分析化學、生理學、生物化學、分子生物學以及臨床檢驗基礎、臨床生物化學檢驗,微生物檢驗等基礎課程和專業課程打下堅實的化學基礎[1-3]。而實驗課又是化學的靈魂所在[4-6],是高等學校實踐教學的重要環節之一,具有很強的直觀性和操作性,是對理論教學的驗證和拓展,是學生將課本知識轉化為實踐能力的重要手段[7]。很多的規律和定律都來源于實驗,而實驗課又可以幫助我們驗證所學知識,并使所學的知識得到很好地鞏固的一種方式,所以實驗課在我們無機化學的教學中間占有很重要的地位。本人根據多年來的教學經驗和實踐,針對無機化學實驗課中間存在的問題,提出了幾點改進和探索。
1改進實驗課教學方法,提高學生對無機化學的興趣
化學是一門以實驗為基礎的學科,很多實驗的定律和結論都是來源于實驗,并可以通過實驗進行驗證的。但是我們傳統的無機化學實驗課都是以老師為主,學生為輔的講授、演示、練習為主的教學方法。這種方法已經比較陳舊,對于學生來說已經沒有新鮮感,無法喚起學生對無機化學實驗課的興趣。而且經常是理論課已經學習一段時間后,才安排實驗課的學習,很多同學在做實驗課的時候,已經不記得之前學習的理論知識,這樣無法真正做到理論和實驗相結合。針對以上情況,我們采取角色互換法來進行實驗課程的教學。該方法大大增強了學生對于課堂的參與度,將整個課堂交給學生來掌握,老師只指出不足和需要注意和指導的地方[8]。具體方法如下:在實驗課開始之前,先將學生進行分組,每個小組在本學期必須負責一個實驗的講授,包括實驗目的、實驗要求、實驗原理、實驗步驟以及注意事項等。其他小組必須討論并提出自己對于本實驗的看法及不同。在實驗的搭建和演示階段,主要由學生來完成,老師給予一定的指導和幫助。這樣既提高了學生對實驗課程的參與程度增加了學生對無機化學的興趣,又鍛煉了學生語言組織能力。
2合理安排實驗,提高學生對知識的掌握程度
無機化學是一門專業基礎課,設置在大一第一學年并且在一個學期內完成,共72個課時,其中實驗課的課時有限共14個課時。所以只能夠開設比較典型的具有代表意義的課。所以合理安排實驗課,提高學生對該門課程知識的掌握程度至關重要。我們該門實驗課程的安排是整個教研室團隊根據專業的特點及多年的教學經驗和后續課程的相關性,選取具有典型意義的無機化學實驗課程。這些實驗課程的難易程度、實驗的精準度、實驗條件的成熟性以及實驗的周期性都是經過我們精挑細選之后,并且符合我們的專業特色而開設的課程。這些課程的安排對于學生對我們書本知識點的掌握具有很好地作用。課程安排如表1。
3注重實驗數據分析,提高教學效果
在實驗教學中間,對實驗數據的處理和分析在整個實驗教學中占有很重要的作用,它不僅是我們對所學知識的驗證,更重要的是可以培養我們分析和解決問題的能力。我們知道一個實驗的結果,往往存在不同程度的差異,這些差異有的是儀器的使用不當造成的,有的是沒有遵守實驗操作準則,有的是沒有正確地進行實驗操作和記錄實驗數據。所以這就要求我們在做完實驗之后,一定要對實驗所得的數據進行分析和處理,得出實驗結果的出現差異的原因所在。例如:我們在做溶液的配置和稀釋的實驗時,要我們配置9g/LNaCL溶液100ml。我們在做實驗之前必須根據已知求出配置質量濃度為9g/LNaCL溶液100ml所需要的NaCL的質量,才能進行后面的實驗。如果所需NaCL的質量求錯的話,那么實驗結果必定有出入。又或者是在NaCL的質量的稱取時,沒有很好地把握天平的精確度的話,也會造成實驗結果的偏差等等。所以我們在記錄完實驗結果與數據后,一定要對實驗結果進行分析,找出偏差的原因所在,及時糾正,提高我們對無機化學知識點的掌握程度。在實驗結束后,我們通過小組匯報的形式對整個實驗進行分析和匯報,包括實驗目的、實驗要求、實驗步驟、實驗結果以及實驗數據的分析等。
4優化實驗課的考核方式,促進學生的全面發展
在傳統的實驗教學中間,一個實驗結束之后,老師是根據學生所撰寫的實驗報告進行評分的。有些成績差或是比較懶散的同學,他就可能在做實驗的時候沒有認真做,或是只是在一旁觀看并沒有真正做。而在撰寫實習報告的時候呢,就可能會抄襲那些成績比較好,或是實驗做得比較好的同學的實習報告。老師呢又是根據實驗報告來評定實驗成績的,這就導致了有些懶散或沒做實驗的同學也可能達到比較高的成績,造成了成績評定的不公平性。所以,我們把實驗課的考核也納入了學生期末成績的一部分。具體如下:期末成績=期考成績(60%)+平時成績(20%)+實驗課成績(20%)。實驗課的成績又由實驗課簽到5分、實驗課儀容儀表5分、實驗課的預習10分、實驗動手能力30分、實驗數據分析與匯報20分、實驗態度(包括實驗結束后的試驗工作臺的整理)10分、實驗報告20分共同構成。通過優化實驗課的考核方式,能夠很好地反應一個學生真實的水平,激發學生對學習的興趣,提高學生分析問題的能力,促進學生的全面發展。
關鍵詞: 無機化學課程 教學改革 教學實踐
無機化學課程是大學化學化工專業的一門重要基礎專業課。無機化學課程一般開設在大學一年級,其授課對象為只具有中學化學知識基礎的學生,一方面,當前教學內容與中學化學脫節現象比較嚴重,另一方面,跟不上現代無機化學的發展,因而遠不適應創新型化學化工人才的培養。如何使無機化學課程緊跟時代要求,如何使學生對現代無機化學學科內容有真正的認識和了解,是大學無機化學課程面臨的難題和挑戰。我根據自己近幾年來無機化學的講授經驗并結合現代無機化學的發展趨勢,對無機化學課程的教學內容和教學方法進行了一定的探索和實踐,具體做法如下。
一、更新教學體系,豐富課程內容
在以往的無機化學教學中,化學教育專業、化學專業、化學工程專業和應用化學專業基本上都采用同樣的無機化學教材,并沒有區分出各個化學化工類專業的特點和培養目標。在充分調查研究的基礎之上,我們對不同專業的無機化學教材內容進行了重新選擇,例如化學教育專業主要采用師范類大學編撰的教材,注重基礎知識的教學,為學生以后走上教師崗位打下良好的基礎;工科類化學專業要面向技術、面向應用和鍛煉實踐能力。同時注重各個專業的共性和共同的技能訓練[1―4]。
國內的無機化學教材多為20世紀80年代出版,內容略顯陳舊,多為傳統無機化學的內容,而近年來新興起的無機化學新的分支學科和領域,如生物無機化學、無機材料、納米材料等的發展在教材中涉及較少,已不能反映當今無機化學學科的全貌。因此,我們適應新形勢的需要,改革無機化學課程的教學內容,對一些傳統的內容進行合并,同時在授課中加強無機化學中新理論、新知識的介紹,例如具有特殊物理、化學性質的納米材料和在生物醫學領域有廣泛應用的仿生合成無機材料,等等。
二、改革講授方法,提高教學質量
無機化學研究范圍較廣,因而教學內容龐雜分散,特別是元素部分知識的講授,章節之間缺乏聯系和系統性,內容枯燥無味,不便于學生對知識的掌握。因此在教學中要突出重點,尋找規律,例如可將原子結構部分的元素性質(原子半徑、電離能、親和能和電負性)周期性變化及分子結構部分的價鍵理論和分子軌道理論與元素部分知識的講解聯系起來,用理論來闡明具體的化學問題,通過具體事例將原本抽象、晦澀的知識變得更加形象生動,便于學生理解掌握。在化學平衡部分的學習應注意不同的平衡之間的聯系和共性,酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡和配位平衡雖然類型不同,都可用化學平衡的基本原理來研究,只是化學反應平衡常數應用于不同類型的平衡時表現形式不一樣,如解離常數、溶度積常數、穩定常數等。
利用傳統的課堂板書講授原子結構和分子結構等內容時,學生不能直觀、形象地理解相關概念,比如,在原子結構部分中關于原子軌道的角度部分概率分布圖和分子結構部分中的分子軌道圖很難在黑板平面上表現出來。利用多媒體教學手段可以很好地解決這個問題,通過課件可以將抽象難懂的原子結構和分子結構以直觀、形象的三維立體圖展現出來,圖文并茂的講解可以調動學生學習的積極性,增加課堂傳授的知識量,增強課堂教學效果[5]。此外,我們還通過校精品課程的建設建立無機化學課程的網站,提供大量的教案、課件和化合物性質的數據庫等資料,便于學生在課外瀏覽學習。除了新的教學技術的應用外,還要重視傳統教學方法的作用,例如,對一些重要的理論性較強的公式,采用板書進行詳細的推導。將現代的和傳統的教育技術相結合,可達到較好的教學效果。
三、重視習題課,增強掌握知識的能力
習題課并非用來應付考試,主要目的是加強學生對知識點的掌握和理解。習題內容應與理論知識相呼應,并可對不同的知識點進行對比和歸納總結,有利于學生回顧和復習學習過的內容。傳統的習題課主要采用教師講授的方式,學生主要為被動地“填鴨式”接受。我們認為應該改這種習題課的模式為討論的方式。對一些知識的難點,由教師提出疑問,讓學生對具體的內容進行分組討論,發表自己的意見,最后由教師對討論內容進行總結,在討論過程中他們的思路會更加清晰,對知識的掌握也會更加透徹。在習題課的整個過程中,讓學生充分參與,有疑問、有爭論、有討論,使學生的分析問題和解決問題的能力得到了提高和鍛煉。
四、改革考試方法,提高綜合素質
考試是人才培養的一個重要環節,也是檢驗學習效果和教師教學效果的一個手段。以往評價一個學生的成績好與差,一般只看期末考試的卷面成績的好與差。我們認為此種考核方法有一定的弊端,從適應素質教育和創新能力培養的高度來看,這種形式還是遠遠不夠的。一方面,很多學生只注重書面知識的學習,而忽略了綜合能力的提高,另一方面,一些學生平時學習不努力,考前突擊復習,甚至還有作弊等投機行為。為此,我們改革了單一的考查考試方法,采用課后練習、平時測試與科研小論文相結合;筆試與口試相結合;閉卷考試與開卷考試相結合;老師評分和學生評分相結合等多種形式的考核方式。采用這種全面、豐富的考試內容和全程性、多種形式的考核方式,可對學生的知識水平、能力進行全面考查,同時能對學生綜合素質的提高起到促進作用。
總之,對大學無機化學教學內容、教學方法和課程體系進行改革,既豐富了學生無機化學知識,又充分體現了現代無機化學學科的發展趨勢,課程教學改革有利于提高學生的實踐能力和創新能力,也有利于實現化學化工各專業的培養目標。
參考文獻:
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[3]張祖德編.無機化學[M].合肥:中國科學技術出版社,2008.
作者:詹秀環 單位:周口師范高等專科學校
選取高中化學未曾涉及的典型元素及化合物,注重宏觀化學原理和微觀結構理論在描述性化學中的應用.強化基本化學能力的訓練,廣泛觸及能源、材料、信息、環境、生命中的化學知識,提高描述性化學的理論層次,將描述性化學內容置身于開放的社會經濟生活和新科技發展的背景中,使其煥燃一新,培養學生的興趣.進行了無機化學與分析化學、有機化學、物理化學有關內容的調整(1)在元素化學中加強了個別離子的鑒定反應,這樣使元素知識的學習更加系統性,也為分析化學理論和實驗課的改革提供了課時保證.(2)有機化學中涉及到的無機化學理論的加強.無機化學理論的理解和運用對有機化學的學習極其重要.其中價鍵理論、雜化軌道理論、分子間力和氫鍵、分子的極性與變形性路易斯酸堿理論,原子結構中電子密度、電子云、原子軌道及圖形在有機化學中都有較多的應用.這些內容在教學中都進行了加強,以減輕有機化學課程的負擔,對有機化學課程的改革分擔任務.(3)無機化學中有所涉及又無法深入討論的某些內容則調整移至物理化學課程中.為了保證無機化學的系統性和完整性而編入教材的某些內容,如水的相圖、膠體、金屬腐蝕和防腐等內容由于學時限制一帶而過,容易使學生一知半解,這些內容在無機化學中不再涉及.這樣的協調有利于教學質量的提高.引入化學史教育任何一門科學都有其形成和發展的過程,并形成自身的規律,化學史就是化學科學形成產生和發展及其演變規律的反映,在化學教學中進行化學史教育可使化學教學不是局限于現成知識的靜態結論、還可追溯到它的來源和動態演變,不是局限于書本知識,還可揭示出其中的科學思想和科學方法,使學生受到多方面教育,同時培養學生獨立工作能力和創造精神.適當介紹一些化學家的主要事跡,特別是化學家青年時代的重大研究成果的宣傳,可激發學生奮發向上的學習熱情.化學史教育可加深對化學知識的理解,化學知識包括教科書中的化學理論和定律,只把結論告拆學生,而沒有介紹這些理論的發展.一部分學生進入師專學習無機化學時認為中學化學講過的概念、觀點是錯誤的,重要的原因是中學化學死摳化學概念,沒有將這些化學概念、定律產生的歷史、背景及來龍去脈交待清楚.知道了它的發展過程、知道它的過去和現狀進而考慮如何補充和發展培養創造思維能力,化學史教育也有助于我們從化學知識中汲取思想啟示,使思想教育寓于教學中,對學生思想品德起著潛移默化的作用也有助于培養學生掌握科學方法.科學方法是人類發現真理,改造自然的橋梁和手段.在現代科學技術迅速發展、資訊急劇增長的時代,在教學中進行科學方法的培養越來越重要,在教學過程中進行化學史教育不僅可學知識、而且可學到科學方法,使學生更好地理解和掌握化學知識、使知識系統化.可以說,學生掌握化學史的多少是衡量化學專業學生素質的一個重要參數.本課題改革的一個重要方面是采取集中或分散的形式在授課過程中穿插化學史知識,取得了良好的效果.
加強學生環保意識的培養,增強他們的社會責任感,保護我們共同的家園在全球保護環境的呼聲日益高漲的情況下,化學家和化學工程師常常成為抱怨的對象,似乎是他們污染了地球,這當然是一個誤會,但環境污染中85%來自于化學污染是個不爭的事實,所以化學工作者就有更多的責任去保護環境,減少污染,為此在元素部分教學中每種有毒元素都增添了它們的危害性和防治方法,對學生進行環境、資源、國情教育.如水是一種生命必不可少的重要資源,海水和污水由于混進其它物質使得它無法實現純凈水的生理功能,目前已成為困擾人類社會的重大問題之一.海水中的水應該是取之不盡用之不竭的,可看作是水的一種無窮的礦藏,但由于海水不能直接飲用或用于灌溉,而且海水或污水的凈化工藝因為成本過高難以實現大規模生產,地球上雖存在大面積海洋,但生活用水卻嚴重短缺,若有限淡水資源遭到污染,人類的生存就會受到威協,通過這些內容增強學生社會責任感.增添元素生物學效應的有關內容六十年代三項諾貝爾化學獎的頒發把生物無機化學急速推到熱門前沿的地位,從70年代開始已成為一門學科分支而活躍起來,生物無機化學以無機化學知識為基礎,用無機化學的方法研究生物體內無機元素與蛋白質、酶、核酸等生物大分子的結合方法及它們在重要生命過程中的作用機制,并將研究結果應用于實踐的科學.無機化學的生物學效應是生物無機研究的重要方面,周期表中有90多種穩定元素,它們以各種形態、方式存在于地殼中與生物界有著十分密切的聯系.基于目前人們的認識水平和科學發展水平,只發現約30余種元素與生物界有著十分密切的關系,稱生物元素.隨著人們認識水平和儀器測試水平的提高,生物元素的概念不斷修正和發展,許多元素在適當范圍對人類有益,但超過一定濃度就有害了.21世紀的化學教學應注重貼近生活,貼近社會,以保持人類與自然的合諧、也符合課程改革的形勢.
無機化學實驗課無機化學實驗是師專化學專業一門基礎實驗課,其目的是培養學生掌握無機化學的實驗方法和基本操作技能,養成嚴謹的科學態度和良好的習慣,加深對無機化學基本概念、基本理論、元素及化合物性質的理解,逐步學會準確地觀察和分析化學反應現象及數據處理方法.為了培養學生的儀器使用技能、實驗室工作技能,實驗操作技能,獨立工作能力和指導中學生開展課外科技活動的能力,針對當前化學實驗教學內容上,驗證性實驗多,研究性實驗偏少,單元性操作多綜合性實驗少對教學內容和教學方法進行了改革,有計劃有步驟地為學生成才創造成才的氛圍,讓學生在實驗室中受到科學熏陶.為此在實驗教學中進行了以下的改革嘗試:(1)學生參與課前實驗準備工作和課后的整理工作.逐步培養他們獨立工作能力.(2)注意體現實驗學科對理論學科的基礎作用和實驗環節對課堂理論的深化作用,選擇實驗內容上注意調整基本操作實驗、驗證性實驗、綜合設計性實驗與探索性實驗這幾個層次的實驗比例,糾正無機化學實驗教學中的兩頭弱中間強(驗證性實驗強)的現象.具體課時分配為基本操作48學時,驗證性實驗27學時,綜合性與探索性實驗21學時共96學時,機動6學時.(3)加強了無機化學與分析化學實驗的交叉和滲透.將試管反應和定性分析實驗相結合.元素化學是大學化學整體知識結構中的重要部分,通過試管反應與定性分析相結合,讓學生在較有興趣的實驗中學習元素性質,通過感性認識加深對元素及化合物性質的理解和掌握.(4)在實驗教學中培養學生的環保意識,目前人們面臨的環境越來越惡劣,這與化工、輕工企業不加處理排放“三廢”有關,但就是在實驗室進行的研制工作也往往對環境問題不加考慮.其根源是學習期間環保意識淡薄.要讓學生在實驗中認識到,某些有害物質不處理就排放是不允許的,應改變大學實驗室中任意傾倒廢渣廢液的習慣.在學生學習期間,通過實驗室的工作實踐進行環境、資源、國情教育.總之,教學改革是一項復雜的系統工程,在實踐中需要不斷完善,還有待于學習成功的經驗,彌補我們的不足.
關鍵詞:無機化學;元素化學;教學
無機化學是學生進入大學以來所接觸到的第一大類專業課,這就表明了無機化學在整個教學過程中的重要性,作為后續知識的基礎,這一部分的基礎知識必須要求學生掌握并學會運用,而無機化學中的元素化學又是在整個無機化學教學中的核心要點,正因為是核心要點,元素化學的知識系統十分繁雜,知識的散亂、繁多、涵蓋面廣等它本身自有的特點讓教學變的困難,學生無法理解和接受吸收。如何有效改變這種現狀,筆者從以下幾個方面展開了研究與探討。
1理論知識不可少
1.1基礎理論的掌握
其實化學科目的知識對于學生們來講已經是不陌生的一個范疇了,從初中的一些基本入門知識到高中的對于知識的一些升華,再到現在大學對于知識的打散再拼湊,這些過程對于學生的基礎知識的掌握都有著非常高的要求。如何系統化的掌握并消化運用從前的知識對于學習無機化學也是一門學問。到了大學所涉及的無機化學,其實它與元素化學之間的聯系并不是很緊密,但卻息息相關。因此,掌握必要的基礎知識對于學習后面的課程都有著很大的幫助。
1.2理論知識的歸納
無機化學是基礎,元素化學是核心。那么元素化學它本身的知識理論就沒有系統化的結構,所以想要在課堂上有規律、有節奏、有系統的講授本身就是一件很難的事情。元素化學基本上都是一些敘述性的材料,在課堂上整個就是講述——接受的過程,死板且難,很多學生聽著聽著就睡著了,趣味性的減少,難度的增加都是一些不可抗的因素。因此,教師在講授時,可以自己先歸納一部分進行簡單講解,注意結構與性質相聯系的教學方法,因為物質的結構決定了它的性質,依據它的結構來推之它的物理化學性質,又由性質去看結構,二者相互聯系,加深理解。上下冊知識的結合有助于學生們更好的記憶和理解,并有效的幫助他們梳理歸納總結一些特殊的規律和性質變化。
2創新創意效率高
2.1豐富教學教材
其實學生們在接受學習知識時,最直接和直觀接觸到的就是他們的教材,教材的排版、知識的涵蓋等都對他們的學習造成一定的影響。本身來講,無機化學和元素化學就很枯燥,理論知識很長很多很雜,所以說如果在原有教材做出一些合理的改變,對于教學和學生們自己自主學習都有幫助。例如,我們可以在課本上設計一些色彩鮮明地注釋講解或者說是穿插一些圖片什么的,提高學生們的閱讀興趣;再者,可以在教材上適當地添加一些思維導圖,串連一下這一部分的相關知識,再細致點的話,還可以標明頁碼方便同學們可以快速的找到;或者,可以在書本上用鮮艷的顏色將重點劃出,分成幾個板塊,重點、次重點、非重點等。或者可以分成規律性總結和了解記憶知識這兩大板塊,讓學生們更好的總結掌握。
2.2多媒體器材的使用
時代在日新月異的改變,課堂上也出現了許多先進的器材供我們教學使用,合理把握應用這些器材也可以事半功倍。多媒體可以通過圖畫、文字、聲音、視頻、動畫等一些在黑板上無法展現出來的功能更好地進行教學,因為它強大的功能性讓我們的教學內容更加的直觀、生動和形象,從而能激發出學生更多的學習興趣和積極性,提高課堂的互動性,而且多媒體的投入使用還可以讓老師們打破原有的教學方式,以一種更加新穎的方式進行上課教學,順應時代的潮流。元素化學課程側重于介紹各種各樣的元素和化合物的存在、制備、結構、性質及其變化規律,內容繁雜,但上課時間有限。這種情況就要求老師們既要在規定的課時內完成教學目標不打亂以后的課程安排,又要趕上現代化教學的步伐,同時保證和提高教學質量,這是對一個老師很大的考驗。所以說,這就需要老師們在課堂上將現代化的教學手段與傳統的教學方法相結合,盡可能多的使用多媒體這些圖文并茂的講解,將一些難以理解的元素化學緊密聯系的新原理、新技術、新材料以及相關化學史等以圖片、動漫、影視等形式展示給學生;將講解費力而又難以展開的內容制成動畫,以易于接受的形式展現給學生,比如通過三維動畫模擬顯示一些元素化合物的分子結構或晶體結構;對于缺乏實驗條件或比較復雜、難度較大、對身體有危害的化學反應,可以通過視頻材料及其他方式生動、逼真地模擬;另外,還可以組織學生觀看視頻,直觀地了解和掌握某些實驗儀器的結構和操作。
2.3新潮化的語言
如今的網絡流行語越來越多,學生們關注這些熱點也越來越頻繁,年齡的差距讓學生們平常不敢靠近老師,因此在課堂上也是莊嚴肅穆的氣氛,課堂的活躍度低,學生投入的激情就少,知識的傳授就更加的困難。所以,老師在課堂上適當地運用一些笑話或者是合適的健康的段子有利于增加活躍度和師生之間的互動性。師者,傳道授業解惑也。互動性的增加可以更好地處理解決一些學生平常不好意思問出口的問題或者是疑慮。而我們的元素化學課程不可能只通過一種教學方法來完成,教師可以適當優化教學方法,加強師生雙向互動,啟發學生的思維和求知的欲望,拉近彼此之間的距離。在課堂輕松的氛圍里大家的思維就會越活躍,可能會營造出一種暢所欲言的感覺,老師和學生走得更近了,一些新奇的點子、想法和一些困難的問題就在這樣不經意間的談話和討論中解決了。
3了解歷史聚精神
3.1化學史的穿插
學習一門學科其前提就是應該要了解它的歷史來源,但是我們在教學過程中往往總是忽略了這一部分的內容,但是其實每一種元素的發現或者是合成物的發現都是有來源的。適當在課堂上穿插一些關于他們的故事,說不定哪一些故事就進入到了學生的心里給了他們一些啟發,然后他們就能更好地理解掌握這一部分的內容。故事往往有著吸引力,講述的過程中不僅拉近了師生之間的距離,而且調動了學生的積極性,引起了他們的注意,提高了教材的趣味性。在這樣輕松的氛圍下,一方面打破了沉寂,另一方面還將哲學思想和一些理論知識講授給了他們。元素化學其實也和生活中的一些現象有著聯系,學生們在自己好奇心的驅使下就會更加的投入,從這些現象著手教學,不僅能讓他們認真聽課,還能讓他們發揮自己的主觀能動性,他們也會感受到這門課程的魅力。
3.2化學動態的追蹤
在興趣的驅使下,學生們就會慢慢的主動去關注化學方面的新聞動態,在看到越來越進步的新聞時,他們就會生出自豪感,自己慢慢的收集相關知識,把握實時動態,培養了他們獲取信息的能力。其實在目前的信息時代,化學學科已經獲得了突飛猛進的進展,無機化學在社會中也越來越發揮了重要的作用,其應用已經非常廣泛的運用到了新型材料的開發、環境保護、生命科學等領域,而且也多多少少的涉及到了一些新技術、新能源、新材料、新學科等方面。
4動手實踐相促進
任何一門學科都離不開動手實踐,理論掌握得再好也只能是紙上談兵,沒有實際的操作就相當是一張白紙。元素化學亦是如此,元素化學中的實驗是元素課程中的重要組成部分,不論是簡單的實驗還是復雜的的分離合成實驗都是考驗學生的基本操作。在實驗過程中,都可以讓學生自己感悟出實驗的不易,從而培養他們一絲不茍的態度,操作試驗或者是學習時抱著認真的態度,細致觀察的能力、分析解決問題的能力、開拓創新、求真務實的專研精神。因此,在元素化學的教學中,需要加強實踐環節以促進理論教學,使整個教學體系更加趨于科學合理。當學生們自主完成某一項實驗時,他們會獲得巨大的成就感,從而自主學習的興趣和潛能就更好地被激發了出來,在學習元素化學的過程中你不可能全程都是靠老師的講解,沒有自己私下的理解和探討是不可能完全理解和掌握串聯起來自己所學的知識,因此擁有自主學習的意識對于教學也是一項很重要的目的。
5結束語
通過無機化學的基本學習,掌握一些基本的理念知識,能夠認真的學會歸納總結,從而更好地來接受元素化學的知識,在對元素化學的教育上,懂得開拓創新、豐富視野、了解歷史發展、把握時代潮流、實踐理論相結合等這些特點和方法,會更好的促進無機化學中的元素化學的教學,使學生能夠全面的掌握知識結構,為進一步后續的學習做好準備。
參考文獻:
[1]朱賢東,張琴.無機化學中元素化學的教學研究與探討[J].廣東化工,2010,37(8):238-239.
關鍵詞:教學與科研融合;高等無機化學;應用型人才
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)13-0135-02
應用型人才培養是社會經濟發展的客觀要求[1],是高等教育大眾化的結果。隨著地方經濟和行業經濟快速發展,對應用型人才的需求大量增加,鞍山師范學院人才培養的目標也轉型為應用型人才培養。改變傳統教學格局,適應新時期社會、經濟和建設的發展需要,培養創造型人才、應用型人才的教學改革勢在必行[2]。基于化學專業高等無機化學課程實施研究性教學,以“教學與科學研究融合[3,4]”為切入點,積極探索如何發揮專業自身優勢,著眼于培養具有多元知識結構和創新能力的高素質應用型人才,正是為實現提高高等化學基礎教育質量,提高師范生的教師從業技能,增強本專業學生的就業競爭力,全面促進應用型人才培養的核心目標而進行的探索和實踐。
一、應用型人才培養下課程科教融合教學改革的意義
人才培養目標的定位是大學教學改革的起點。應用型人才培養的重要特征就是應用能力,即學生的實踐能力和職業素養。傳統的本科人才培養體系偏重于基礎知識教學和理論體系的完整,忽視應用能力的構建。學生是教學的對象,圍繞學生能力拓展和知識結構開展實踐教學,積極探索教學內容和方法的改革,系統構建、整體優化,以學科為支撐、以專業為基礎、以崗位為核心,在人才培養中強調的是知識的集成和實踐的應用能力。
在本科學習階段開設的高等無機化學課程,是基礎無機化學的后續課程,其知識體系的視點和深度要較無機化學有所提高,目前我院在化學(師范)專業第5學期開設。由于專業科研創新的深入和研究熱點的涌現,對這些專業本科生的化學知識與高等無機化學教學不斷提出新的挑戰和要求。
從科學技術的發展看,知識的爆炸增長導致科技創新,更多地依靠學科的交叉,而人才培養則更多地依靠科學、教育的融合,用高水平的科學研究支撐高質量的高等教育。當然,學生參與科研是極有效的教學方式,但中國絕大多數高校并不具備讓本科生實際投入真實的科研項目和資源環境的條件。因此,科研育人除了可以開發一些替代的模仿真實情景的虛擬科研項目外,更多地是借助教學,將教師的科研或者將最新的科技前沿問題通過知識和學術轉化變成教學的資源,將科學研究的宗旨、方法和手段及成果體現于教學過程的各個環節,實現科研才能遷移的同時達到育人的效果。大學三年級的學生即將面對繼續深造或就業的抉擇,立足于學生發展的需要,幫助學生掌握專門知識、形成專門技能和態度,是高等無機化學教學改革的宗旨。
二、高等無機化學教學體系的改革
(一)教學內容的基礎性和前沿性建設
鞍山師范學院作為師范院校,其化學專業要培養服務于地方、能在中等學校從事化學教學、研究、教學管理工作的教師及在企事業單位從事與化學相關工作的專業人才。高等無機化學教學內容必須針對本校學生的課程和科研特點進行取舍和優化,要研究課程的基礎知識和前沿學術動態,把現代化的科學、技術、文化成果完整地、及時地反映在學科結構之中,更好地解決“社會需求”、“知識體系”、“學生發展”三者之間的關系,既保證課程內容的完整性的同時,確保教學效率及學生能力培養等因素。首先是基本理論的內容。剔除那些與其他課程內容重復、陳舊過時的教學內容,保留與學科特點、研究方向相關的基本理論。比如理論內容部分中離子極化理論的內容,雖然較無機化學中的理論有所加深,但知識難度不大,可以由學生自行學習完成,故從講授部分去除掉;分子對稱性與群論部分知識與物質結構有內容重復,重點討論分子對稱性在無機中的應用,由6學時刪減為4學時;而其他部分則保留。增加化學元素的周期性和周期反常性的內容,選自關魯雄的主編《高等無機化學》,介紹周期表中元素性質的規律性以及對無機化合物性質的影響。其次,對現代無機應用領域的內容進行很多的補充和優化。教師密切追蹤學科、專業發展的前沿動態,收集相關文獻資料,客觀總結介紹生物無機化學、無機納米材料、無機固體材料、稀土元素化學等領域的最近研究進展及化學各學科之間相互滲透的關系,增加部分與校研究方向相關的新內容,主要是研究進展中的新理論、新方法的評述和介紹,不斷把科研成果、教研成果及時轉化為教學內容,以“科學性、系統性、先進性”的目標,構建理論知識(X)+科研動態(Y)的高等無機化學教學內容,注重本科教育與研究生教育、就業實踐的銜接。
(二)教學方式的互動式實踐
和諧的教學具有動態性,是教師和學生互動交流的過程。在教學中,教師應以知識傳授為依托、以能力培養為主要任務,引導學生高度參與,并充分發揮主觀能動性,在討論交流及實踐中學習。
1.案例教學和多維討論。現行的高等無機化學課程體系是典型的學科結構模式,理論部分有深度,系統性強,課堂理論講授起來枯燥無味,對于無機化學基礎相對薄弱的學生,學習難度大,不易激發學習興趣。我們在教學中注意理論聯系實際,增加了“案例教學”,將所學的知識與自己周圍的生活環境、當今社會的熱點問題聯系起來,提高運用知識的水平和解決實際問題的能力。比如在講授傳統的配合物的異構現象時,我們列舉了如順鉑等一系列抗癌藥物。通過案例分析,說明配合物的順反異構、面式、經式等異構現象對物質的性質有非常重要的影響,引導學生進一步討論如何應用配體的反位效應在實際中可控合成順反異構體,延伸出與配位化學聯系密切的生物無機化學的發展。通過這樣一個簡單的案例分析和深入淺出的介紹,把最基礎的理論知識與科研方向聯系起來,緊緊抓住前沿與基礎相關聯這條主線,通過事實既能滿足青年人的好奇心,又能拓寬知識面,收到了良好效果。
2.企業調研和實踐。作為應用型人才教育,其培養過程離不開企業,企業要從學校尋找到合適的人才,學校則借助企業資源服務于人才培養。鞍山師范學院由于地處鞍山市,有鞍山鋼鐵公司這樣的大型鋼鐵聯合企業為依托,其以鋼鐵為主,還涵蓋冶金、石油、化工等領域。例如無機材料領域,課堂的講授和介紹,學生只能聯想,缺少生機和實例,把學生帶出課堂,走進企業,通過企業內的實際運作模式,讓學生把課堂上學到的知識轉化為生產實踐,沉悶的制備、原理變得生機勃勃。在“高等學校大學生實踐創新訓練計劃”支持下,我院的一大批優秀學生在大學第二年就開始學習并參與科學研究、技術開發和社會實踐等創新活動中,這為發掘和培養大學生的創新精神,提高大學生的實踐能力提供了較好的平臺。高等無機化學課程中既有科研動態,又有當前的社會熱點問題,非常適合作為大學生進行科研訓練的選題。例如“含鐵污水的凈化與鐵含量的測定”源于配合物的應用,鞍山作為鋼都,工業廢水的有效去污和利用一直是社會研究的熱點。大學生將自己在課堂和書本上學到的知識與社會服務工作相結合,通過課程理論學習的推進訓練,提高了實踐能力。
3.滲入式的雙語教學。當今世界最為通用的語言是英語,科技交流語言更是英語。科研的進步與發展,化學學科可以通過文獻見識其日新月異的程度。通過雙語教學能使中國學生更有效地檢索科技文獻、掌握最新信息和科技,對提升應用人才的層次具有重大的意義。若全部采用外語教學,由于學生化學基礎和外語基礎不同,不利于本專業學生牢固掌握專業基礎知識,因此在授課過程中對高等無機化學中專業詞匯采用中英文對照的方式,以增加學生的專業詞匯量,同時結合科研方向讓學生搜集和閱讀一些相關的英文文獻,既有助于學生理解教學內容,又提高了學生的專業外語應用水平,為以后學習專業外語和研究生學習提供基礎。
(三)評價體系的多元化探索
高等無機化學在我院是一門考查類課程。考核學生對知識掌握的情況,其成績由四部分構成,出勤考核(10%)+筆記成績(10%)+專題報告成績(30%)+期末筆試成績(50%)。課程知識體系中的核心部分通過筆試成績進行檢查考核,其余部分均為過程考核。筆試采用開卷考試,以考核學生運用知識解決實際問題的能力,題目是開放性、綜合性、應用性的。基礎知識、基本原理類題目約占70%,分析推理型題目約占30%。專題報告的內容,由教師根據學科發展,指定參考方向,由學生通過自己所參與的科研項目或由圖書館、網絡收集文獻進行整理,寫講義,自制幻燈片和板書相結合,在課堂上進行10分鐘的專題報告。讓學生在繼承傳統、掌握原有知識的基礎上學會遷移,學會運用,這種考核方式淡化了單一知識點的考察,從“考知識”向“考能力”轉變,注重知識獲取和問題的解決,以達培養能適應未來社會競爭的人才。
三、改革成效
在高等無機化學的課程改革中,教師獲得了更大的教學自,樂于將承擔科研課題的有關內容和實驗驗證融入到教學內容中教給學生,加深對本專業本學科的理解和認識;而學生在這個平臺上,也有更大的學習自,只要他們具備了一定的基礎知識,就可以在這樣一個平臺中學到他們感興趣的最新的科學知識,做到學生化學知識的系統完整和熟練運用,調動培養了學生學習的主動性、積極性和創造性,實現了師生共同發展。
參考文獻: