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關鍵詞:環境工程;無機化學;教學改革;教學方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)07-0095-02
當前,世界科學技術發展迅速,知識更新日益加快,教育發展應與科學的迅速崛起相對應,這樣才能夠將知識傳給下一代,而又能夠促使科學更快速地發展?;瘜W是教育的一門基礎學科,經典基礎化學更應該與現代科學相互滲透、交融,實現共同發展,所以無機化學教學中有關的化學特點應有所反映。無機化學課程通過課堂理論知識講授與實驗的密切配合,使學生在獲得無機化學基礎理論、基本知識的同時,掌握無機化學實驗的基本操作技能,獨立分析和處理無機化學的問題,初步培養學生應用所學知識分析和解決問題的能力。無機化學是后續化學學科其他課程及化學化工等相關專業課程的基礎,也是環境工程專業的一門必修基礎課。我校環境工程專業培養的是具備環境工程領域內大氣、水、噪聲、固體廢棄物等污染防治及環境監測等方面基本理論和知識的應用型高級工程技術人才,因此環境科學專業無機化學課程的教學不可能與化學化工類具有相同的教學模式。
要想改變僵硬的“滿堂灌”授課模式,采用靈活多樣的教學模式,激發學生對無機化學的學習興趣和積極性,培養具有創新意識、創新精神、創新能力和實踐能力的人才,在大學基礎化學教學中發揮教師的主導作用,培養學生的自主學習能力,這是非常重要的。
一、教師積極備課
師生雙方是教學中的合作伙伴,教師是主導,學生是主體,師生要為學好無機化學而共同努力。教師應在授課前充分備課,包括備教材、備學生、備方法。備教材是指教師應該對無機化學了如指掌,學生需要掌握哪些章節內容,哪些是重點,哪些是難點。備學生是指要了解學生對無機化學的掌握程度。我校環境科學專業為文理兼收專業,文科學生的化學基礎薄弱,因此必須考慮他們的化學基礎。新生化學基礎的差異會導致其接受新知識和理解新知識的能力不一樣。高校教師在教授無機化學這門課程時,可以對部分高中化學知識進行復習。備方法是指如何講好無機化學的每一節課。在講環境專業和無機化學的聯系時,如在講解解離平衡相關理論知識時,可以選取使含鎘廢水達到排放標準時溶液的pH是多少來計算。鎘離子是毒性很高的重金屬,講課時可以日本富士縣的“骨痛病”作為典型案例,以營造良好的教學氛圍,增強教學效果。
二、指導學生適應大學學習
從中學到大學,教師的教學方法也有很大變化。中學學習有指定的教材,教師會反復講解,重復練習。到大學后,課堂教學進度比中學快得多,講授的知識量也會遠遠大于中學,導致很多學生不知道該如何學習。教師的課堂教學時間很少,知識要通過學生自主學習才能真正理解和掌握。因此,教師要指導學生適應大學的教學方法。教學中,教師可以把典型的課后習題作為作業,檢驗學生的理解程度。無機化學中的很多公式都是直接給出的,沒有推導過程,這會讓學生感覺生硬,而且難以記住公式。教師有必要告訴學生這些公式將會在物理化學中推導出來,打消他們的抵觸情緒。同時,要讓學生了解每章的學習要求、教學計劃和成績評定方法,明確學生要掌握的內容,提高他們的學習效率。大學學習中,學生要把握的學習環節有:預習、聽課、復習、總結、記筆記、做作業、考試等,這些環節把握得好,能夠為進一步地獲取知識打下堅固的基礎。
1.預習課本。預習是聽課主動權的首要方法。預習時,要把不明白的問題記錄下來,聽課時可以增加求知的針對性。這既節省學習的時間,又可以提高聽課的效率,是學習的十分重要的環節。做好聽課筆記。上課要集中精力認真聽講,對教師反復強調的要點、難點以及獨到的見解,認真記好筆記,課堂上爭取弄明白所講內容,經過認真思考、消化和吸收,使之變成自己的東西。
2.復習和總結課堂內容。課后復習,可以鞏固上課所學的知識。復習時,仔細整理課堂筆記,對照課本與參考書,進行補充和歸納,把多余的內容刪掉,并經過反復思考,寫出自己的心得體會。每過一段時間要進行一次總結,這可以把知識融會貫通,溫故而知新,從而形成自己的學習思路,清楚所學知識的來龍去脈,使知識更加系統、完整。
3.做好作業和考試。做作業可以鞏固、消化所學知識,考試可以檢驗所學知識的掌握程度,兩者都可以幫助學生找出薄弱環節,及時加以彌補。做作業時要舉一反三,養成良好的學習習慣,對考試要有正確態度,不應單純地追求高分,不作弊,要把考試當作檢驗自己學習效果和培養獨立解決問題能力的演練。在學習中,要能夠抓住這幾個基本環節,反復思考,不斷消化,加深理解,這樣得到的知識和能力才是最扎實的。
三、提高課堂的趣味性
創設激發學生學習興趣的問題情境,激發學生的聽課興趣。如從實驗現象、生產和生活實際、化學史等入手,創設問題情境。比如,物質結構基礎的教學設計中,教師可以讓學生通過對德布羅意發現微觀粒子波粒二象性的大膽假設,到薛定諤方程的推導,以及電子衍射證明物質微觀粒子波粒二象性的歷史,為枯燥的無機化學增加趣味性,同時也講授了知識。在溶液的通性教學中,教師可先提問:為了防止冬天水箱結冰,應采取哪些措施。然后,學生會通過比較水中加入酒精后凝固點的變化,得出水中加入溶劑后溶液凝固點下降的結論。元素化學教學中,教師可讓學生自己學習,提出問題,讓其他學生回答的方式講解。教師在講授無機化學課程時,要時刻關注學生的學習情況,對他們的課堂接受情況進行了解,以便更好地把握教學進度。教學過程是師生雙向互動的過程。因此,教師在教學過程中不能只注重自己講而忽視學生的掌握情況,要應用多種教學方式,加強與學生之間的溝通和交流,從而更好地了解學生的知識理解情況,提高教學質量和教學效果。
教師可以在進行無機化學教學中通過利用無機化學教學軟件拓展學生的知識面,提高他們的能力,培養他們的素質,鞏固知識基礎。還可以利用多媒體平臺和校園網絡,在網上回答并解決問題,讓學生下課時間通過上網查詢各類無機化學的數據、資料和文獻,更加理解無機化學的基礎知識以及基本理論。
四、注重實驗教學
無機化學是一門實驗性學科,通過實驗教學,可以使學生認識物質的化學性質,揭示化學變化規律,檢驗化學理論,進而更好地掌握化學理論知識。因此,無機化學實驗是培養學生動手能力、觀察能力的重要途徑,在整個無機化學的教學中占有很重要的作用。實驗教學可以提高學生的動手能力和實踐操作能力,因此,教師要對實驗內容進行合理的安排,使學生掌握無機化學的基本操作技能,培養他們的動手能力與實踐創新能力,激發對無機化學的學習興趣。同時,考慮到中學階段進行實驗的機會較少,教師可利用課余時間組織學生參加大學生創新實踐,掌握無機化學的基本操作技能。對學生無法參與的實驗,教師可采取錄播的方式,供學生學習。通過實驗,可以讓學生體會成功的樂趣,對學習無機化學起到輔助效果。
五、嘗試綠色化學教育,增強環保意識
近年來,全球生態平衡破壞程度加劇,作為環境專業的學生,要在無機化學教學過程中提高自己的環保意識。例如,硫酸亞鐵銨的制備實驗中,包含加熱、減壓過濾、溶解、蒸發、濃縮、結晶等許多化學實驗的基本操作技術,同時硫酸亞鐵在許多工廠(如汽車廠、鐵塔廠等以鋼板、鐵板為原料的工廠)的廢棄物中會存在,以前都是被直接排放掉,既污染環境又會使土壤酸化,這時可以利用其生產出聚合硫酸鐵。聚合硫酸鐵是一種性能優越的無機高分子絮凝劑,廣泛應用于飲用水、工業用水、各種工業廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理方面。通過這個實驗,不但可以鍛煉學生已掌握的很多基本操作技術,還能使他們學到的知識得到應用,極大地提高他們的學習興趣及學習主動性,使學生從大一開始就在潛移默化中受到綠色化學的教育,這對增強他們的環保意識、提高自身責任感有相當大的意義。
六、明確教育目標,培養創新型人才
教育目標不僅是教育活動的指南,還是教育評價的依據。高等教育的教育目標是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。培養創新型人才,應確立學生的主體地位,讓他們以獨特的態度和方法把教師傳授的內容變為知識。教師的教學水平直接影響著學生對知識的理解和掌握程度。環境工程專業教師的教學研究和環境發展密切相關,大一入學時,就應讓學生參與教師的課題研究,既可以鍛煉他們的動手能力,了解基礎化學知識與環境的密切聯系,又會培養他們的創新能力。
環境專業無機化學的課程改革,在某種程度上提高了學生的學習興趣,鍛煉了他們的動手能力,也使學生感覺到學到了大量的知識,凸顯出環境專業的無機化學特色,取得明顯效果。然而,由于各種原因,目前還存在很多不足,將會在今后的教學中繼續改進。
參考文獻:
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[關鍵詞]無機化學;教學改革;大學新生;教學質量
無機化學作為“四大化學”之一,在化學與相關領域的學科教學中具有舉足輕重的地位,是我校化學、化工、材料、環境、能源、食品等專業的主干課程,也是學生進入大學后的第一門化學課程。我國普通高中新課程改革將化學由理科單科卷調整為理科綜合卷(含物理、化學、生物)的一部分,中學化學的教學內容和學時大幅下降,導致學生的化學基礎出現一定程度的下滑。但是,大學階段無機化學課程的信息量基本沒變,內容包括化學反應基本原理、物質結構基礎理論和元素化學基礎知識。大一新生學習無機化學的效果和質量直接影響后續各基礎課程和專業課程的學習,也影響其對大學學習的態度和興趣。因此,面向處在由中學到大學過渡期的大一新生,如何有效銜接高中和大學階段的學習方法和化學知識,提高教學質量,已成為無機化學授課教師面臨的迫切需要解決的問題。
一、多管齊下了解新生化學基礎,引導新生盡快適應大學學習方法
(一)新生高中階段化學學習內容和標準降低
新課標高中化學《普通高中化學課程標準》指出,著眼于提高21世紀公民的科學素養,構建“知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”相融合的高中化學課程標準體系。新課標高中化學以常見無機物及其應用、物質結構基礎、化學反應與能量、化學實驗基礎、化學與可持續性發展為必修內容,將物質結構與性質、化學反應原理和實驗化學等教學內容放入選修課程,大幅改變了學生對這些內容的學習和掌握要求。同時,理科綜合高考試卷中高中化學分值為100分,占高考總分數的13.3%,比150分的化學單科卷在高考總分中的比重減少6.7%。而且,由于化學試題多為容易和中等難度,導致近年來高中化學教學課時、學生投入學習時間顯著下降,大部分新生的高中化學基礎變差,底子變薄,他們進入大學后學習無機化學感到困難。
(二)通過調查問卷了解學生基礎,使學生初步建立改變學習方法的意識和預期
大學新生來自全國各地,不同省對高中化學選修課程有不同要求,學生個體的化學基礎也參差不齊。為了更好地了解新生的化學基礎、學習無機化學的興趣與困難、對教學方式的期望和建議,引導大學新生盡快改變依賴教師教學內容和計劃的被動學習模式,積極適應大學自主性學習方法,教研組老師在正式上課前對大一新生進行了不記名方式的問卷調查。問卷內容包括高中化學基礎、新生喜歡的大學教學方法和教學方式、自主學習的頻率等8道選擇題及對大學階段學習方式的思考和對無機化學課堂教學的期望等2道開放題。我們期望通過調查問卷活動調整大一新生的學習心態,引導大一新生初步建立一種意識,即大學階段和高中階段有不同的學習方法和教學方式。
(三)從緒論課開始,著力實現高中化學與無機化學學習的無縫銜接
無機化學是大學的第一門專業基礎課,既傳授基礎知識,又教授專業性理論。該課程具有比高中化學更為擴展的深度和廣度,要求大學生除了掌握書本知識,還要具備研究和解決問題的能力。但大一新生處在由中學到大學的過渡期,對校園生活和學習模式尚不適應。教師需要從緒論課開始,通過各種途徑培養新生的學習態度和學習方法,著力實現高中化學與無機化學學習的無縫銜接。在教學實踐中,我們教研組通過在緒論課上與新生討論、分析問卷調查結果,指出大學階段和中學階段不同的教學目標和學習模式。與中學階段相比,大學教育方式有很大不同:一是大學課表沒有中學時排得滿,學生在課外有許多自由支配的時間;二是大學課堂教學節奏快,信息量大,大學一節課的內容是中學的幾倍甚至幾十倍,授課時往往只講授重點、難點和疑點,很多知識需要學生利用課外時間去學習、消化和掌握;三是大學學習中沒有大量的習題、頻繁的考試、老師和家長的督促,大學生不能像中學生那樣完全依賴任課教師的教學計劃和安排,以課堂教學內容為基礎開展學習,而是需要在課外進行自主性學習,掌握課堂內容,實現多層次學習目標。通過教師在緒論課和后續課堂上的引導,大一新生認識到了自主性學習和改變以往填鴨式教育模式的重要性和必要性,這時我們再引導大一新生重視學習的三大環節(預習、聽課和復習),重視知識點的歸納和整合及前后所學知識的關聯,促使其實現高中化學與無機化學學習的無縫銜接。
(四)以典型應用案列強化學生的學習興趣
目前無機化學課程內容幾乎全部屬于基礎無機化學的范疇,特別是基礎理論部分很少涉及無機化學的實際應用,不能反映無機化學在現代科技發展和當代生活中的重要地位和作用,導致有些學生片面地認為學習無機化學沒有意思,因此對其缺乏興趣。我們在講授基礎理論時注重引用科技前沿和生活實際應用的案例,或無機化學與物理學、材料學、生物學等學科交叉的典型案例,這樣做不僅開闊了學生的眼界,而且使學生認識到無機化學在科學和應用領域中的重要地位,激發了學生掌握知識、思考問題的興趣和動力。例如我們講解熵變、焓變和自由能變時介紹天然蛋白質的G298大小與穩定性的關系。G298若太大即穩定性太強,則蛋白質不易降解或難以發揮生理功能;G298太小對穩定性又是有害的,會使得蛋白質對微小變化過于敏感;天然蛋白質的G298位于-30~30kJ/mol之間,其穩定性既不強也不弱。我們講授沉淀-溶解平衡時結合幼兒吃太多糖容易產生蛀牙的原因及用含氟牙膏可防止蛀牙的現象,引導學生理解和掌握沉淀-溶解平衡。這些典型應用案例不僅拓展了學生對無機化學學科前沿和交叉學科知識的認識,而且促使學生將學過的理論知識與實踐應用結合起來,深入思考并理解其中蘊含的化學原理和結構知識。案例教學極大地調動了新生主動學習無機化學的興趣,有力地培養了學生的科研興趣和創新意識。
二、教學內容與教學方法改革探索
元素化學部分是無機化學的主要組成部分,也是與高中化學內容聯系比較多的一部分,包括s區、p區、d區、ds區和f區元素,幾乎涵蓋了周期表中的所有元素及其化合物。其中鹵素、氧、硫、氮、磷、堿金屬和堿土金屬、鐵等重要元素和無機物的性質與應用是高中化學的必修內容,大學階段可根據元素化學教學內容和教學目標,實行分層次教學。第一,課堂講授。理論性較強的重要結構、化合物性質可重點講授,以點帶面,使學生舉一反三,如大π鍵和極化對碳酸鹽分解的影響。第二,實施“問題教學法”。教學采用預先布置問題課前自學課上討論與講授相結合的模式,讓學生帶著問題自學熟悉、易懂的內容,從而有耐心、信心、能力去思考問題,在課堂上積極發表自己的見解。第三,學生完全自學。一些簡單易學的教學內容(如氫、稀有氣體等)可安排學生課后自學。教學中將講授、學生自主學習、討論進行合理分配,既節約了課時,又提高了元素化學的教學效率和學生自主學習無機化學的積極性,并將學生從死記硬背中解放出來,培養學生綜合分析、歸納總結和口頭表達的能力。教師在講授元素及化合物重要內容時,應突出微觀結構決定或影響性質與性能這一內部規律,引導學生將元素核外電子結構、價鍵結構、分子結構和分子間作用力等前半部分學到的化學理論貫穿元素及其重要化合物的性質學習,培養學生由物質的微觀結構推知其宏觀物理及化學性質的能力。同時教師可讓學生根據宏觀性質及其應用再反過來理解化合物結構,把微觀與宏觀結合起來,將相關理論知識與枯燥繁多的化合物性質前后呼應起來,使元素及化合物的知識變得較容易理解和記憶,以此培養學生在遇到實際問題時自主應用化學理論尋找解決方案的科學意識。
三、創新考核方式,注重能力培養
目前我國高校的課程考核基本上沿用以考試為導向的應試教育模式。大學生為考而學,沒有將學習目標和重心放在掌握知識、培養應用知識解決實際問題能力的方向上。無機化學中的不同教學內容有著不同層次的教學目標,考核也應采取適應教學目標的多層次、多樣化的方式,以引導學生將學習重心和關注點放在掌握基礎知識和基本理論上,自覺提升分析問題、解決問題的能力,培養學習能力、實踐能力和創新意識。在教學改革實踐中,我們根據不同層次的教學內容和教學目標靈活采用不同形式的考核方式,如期末考試、專題小作業、課堂提問與討論、平時作業等。元素化學部分以課堂提問與討論、專題小作業為主,期末考試為輔;基礎理論以期末考試為主,課堂提問與討論、專題小作業為輔。期末卷面成績、平時作業成績、課堂提問與討論+專題小作業在總評成績中所占比例為6∶2∶2。創新考核方式不僅能對教學起到良好的促進、評價和導向調節作用,還能調動學生主動學習的興趣和積極性,促使其將精力主要用在綜合理解、靈活運用各種基礎理論知識和應用創新上。通過教學改革,大多數新生學習無機化學的自主性和積極性顯著提高,課堂教學氣氛也更加活躍,教學效果顯著提升。我們培養學生自主學習、靈活運用基礎知識和基礎理論的能力,努力把學生培養成為高素質的應用人才。(文字編輯:李麗妍)
參考文獻:
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(一)注重系統性知識整理和了解
很多學生比較重視課本上非常具有條理的知識,但是卻忽視了對一些系統性知識的整理和了解。這樣的做法是不可取的。因為教科書往往是將最簡單、初級的知識整理起來,而缺乏系統性的知識有條理的整理,但是這一部分知識卻往往代表著更高級的知識形態。系統性的知識是根據經驗總結出來的知識,可能并未總結到課本上,但是在實際應用過程中卻起到了更大的作用。所以學生不能埋頭鉆研課本,而是應該將目光放寬放遠,注重系統性知識的了解、整理和總結。
(二)不要忽視一些貌似凌亂的知識
化學這一學科本身研究對象就比較復雜,如果只是處于學科的前沿,會覺得知識井然有序。隨著學習的深入,就會發現越多的雜亂的知識。而這些雜亂的知識也是組成整個知識系統的重要組成部分,所以不能夠忽視那些貌似凌亂的知識。要關注一些專家學者的研究工作等??赡苁且恍W者根據經驗總結出來的知識,來不及整理等,而這部分知識卻能對整個知識結構的認識起到關鍵的作用。
二、從教師的角度探討無機化學教學中的問題
(一)培養學生科學的思維方法和能力
對于學生而言,其獨立思考能力和判斷能力是非常重要的。所以教師在教學過程中,應該注意培養學生的思維,而并非將知識的傳授放在首要位置。在教學過程中,教師們就可以將重心稍移向培養學生思維,訓練學生發現問題和解決問題的能力。在無機化學的教學過程中,可以在教學初期引入化學史,使得同學們對化學的理解更加立體化。這樣,學生可以更深層次地理解無機化學的科學思想,體會科學方法。以制氫氣為例。使用活潑金屬和酸反應,可以放出氫氣。這個講解過程,教師們就可以引入一些歷史典故。在19世紀初期,受認識水平限制,很多化學家都認為這一反應能夠產生氫氣是由于活潑金屬中含有氫氣,即認為活潑金屬是含氫化合物。然而一個化學家為了證明活潑金屬是含氫化合物,就使之與氧氣發生反應,希望能夠產生水。然而卻并不能夠得到水這一產物。由此證明活潑金屬中并不含氫。這樣的講解過程很容易將同學們帶入到課堂氣氛中,增加了同學們對課程的興趣,同時,也可以使得同學們記住這一反應的原理,并且懂得可以通過實驗來驗證自己心中的猜想。
(二)培養學生的科研意識和創新意識
在教學中教師需要培養學生的科研意識和創新意識,使得學生能夠在教師們的引導下,自己去研究發現的問題,也可以通過自己研究來驗證課本的知識。在無機化學的教學中,教師可以指出,教科書中對于氫鍵的介紹不夠全面,一些教科書只介紹了氫鍵由N、O、F三種元素組成,但是卻沒有介紹氫鍵的擴展含義。因為Cl、S、C等元素也是可以形成氫鍵的。這樣一來,同學們就會明白,不能夠單一地依賴于課本的知識,還應該通過自己的探索來發現知識的多樣性和復雜性,激發同學們進行科研的積極性,增強其科研意識和創新意識。
(三)密切聯系實際,提高學生的學習興趣
首先,藥學專業的后續課程————中藥化學、藥物分析、藥理學、生理學、藥劑學等多門課程都與化學基礎類課程的知識緊密相連。無機化學是基礎,分析化學是前者的補充、應用和提高,無機化學和分析化學兩者之間有密不可分的關系。其次這兩門課程在內容上存在著交叉、重復之處,這就造成了在教學實施過程中的重復和資源的浪費?;瘜W類課程具有共同的高中化學基礎知識,無機化學起到承下啟上的作用,有很多知識是可以放在一塊介紹的。
2基于專業基礎課服務于專業課的化學類課程整合途徑及方法
課程整合不是簡單地把相關課程放在一起,而是對課程設置、課程教育教學的目標、教學內容的設計、評價等要素作系統考慮與操作,用整體的、聯系的、辯證的觀點認識要素及其各成分,形成有機聯系并成為整體的過程。
2.1重新調整課程設置需對專業課程設置重新調整,把無機化學跟分析化學兩門課程整合為無機化學及分析化學一門課程,放到第一學期開設。全面、系統地介紹無機化學、分析化學的基礎理論、基本知識和基本操作技能。其目的是更好地為后續基礎課,特別是為藥物分析、藥劑學等專業課程的學習奠定基礎。
2.2整合、優化教學內容高職基礎課教學要緊緊圍繞服務于專業的高職教育特色。把專業課程中所需的,與兩門課程有關的基礎理論和操作技能作為主要內容,合理地、有機地與專業課程銜接。為使教師方便教學,建議編制校本教材整合無機化學、分析化學的內容,教材內容經整合后,刪除了原化學分析的原理重復部分,使內容更加緊湊,內容安排符合學生的認知規律?;瘜W分析課程內容重點放到分析方法和分析方案制定等實際應用上,更加貼近化學分析的特點,增強學生解決實際問題的能力。在校本教材中對原子結構和分子結構進行了精簡,減少了過于深奧的理論部分,較好地解決教學內容繁雜與教學學時少的矛盾,體現了課程之間的聯系和基礎化學的整體思想。整合后的新課程由于內容緊湊、合理、連貫、執教時教師更容易加深理解、學生學起來也感到容易接受。有效地提高了教學效果。整合后的課程避免了無機化學與分析化學之間相同內容的重復,節約了理論學時(無機化學72學時、分析化學72學時合計144學時,整合后總學時為108學時),理論學時減少36學時,而實踐學時相應增加12學時。整合前后教學內容及學時對比見表1。
2.3教學資源整合(含教師和教學設備)藥學類專業教師應統一思想,認識到課程整合的重要性,在教師安排上把基礎課和專業課教師放到同一教研組,方便課改。另外需把化學基礎實驗室與專業實驗室整合,設計為“教、學、做”做一體化教室。加大實驗室建設與改革力度,更新設備改善條件,調整無機及分析化學實驗內容,增加綜合性和設計性實驗;鼓勵學生參加老師的科研工作,提高學生分析問題與解決問題的能力,加強教師團隊的建設,構建由化學類教師與專業課教師互相滲透,交叉教學的多學科教學團隊。整合課程對師資素質的要求相對較高,分科教學只需教師掌握本門學科的系統知識就可以承擔教學任務。整合課程的教學卻要求教師必須具有多學科的知識結構,還要有綜合思維和綜合解決問題的能力。
2.4教師需轉變教學思想相關教師一定要統一思想,充分認識兩門課程整合的重要性和緊迫性。傳授知識方面要強化知識的實用性及技能性,打破學科體系,以工作任務為導向,構建以職業能力為主線的教學體系。在教學中應突出以專業知識密切聯系的知識,而不是一味的強調學科體系的完整性,這就要求化學教師應從自我學習做起,加強自身的知識的儲備,積極主動地了解后續相關學課的研究進展。抽時間聽后續專業課教師的課。以便授課內容不至于脫離專業需求。
2.5在教學組織上應以崗位技能需要為依據,在學時及內容上拓展本專業相關崗位訓練在實際教學中著重操作技能點的訓練,為專業課的綜合技能的訓練打下堅實的基礎。可將后續課程藥物分析的重點內容,如藥物的質量和標準、各種藥物的分析方法以實例的形式前置在校本教材中。充分體現化學課程為專業服務的原則。整合后實訓學時增加(實訓課時占總學時的40%以上,見表1),專業還可以拓展藥學類與本專業相關的其他崗位,如:藥物檢驗工、合成藥固液分理工、制劑工等。
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:
[1]大連理工大學無機化學教研室編.無機化學[M].北京:高等教育出版社,1990.
[2]北京師范大學無機化學教研室等編.無機化學[M].北京:高等教育出版社,1981.
[3]張祖德編.無機化學[M].合肥:中國科學技術出版社,2008.
1、無機化學的研究范圍廣,涉及許多領域。但作為化學專業的基礎課程,無機化學首先是對基礎的化學原理進行比較系統的學習,使同學們掌握有關化學方面的基本概念、定律和理論;然后對各種元素及其化合物的組成、結構、性質及其應用等知識進行研究,使學生對自然界的物質從本質上有一個清晰的認識;最后對無機化學的學科前沿和發展趨勢進行一個簡介,使我們對該學科的最新發展有一個初步了解,激發求知欲。
2、元素和化合物的性質是無機化學的重要組成部分,要把每種化合物的性質和結構的關系聯系起來,并從理論上加以理解是困難的,有的目前也是不可能的。如H2O2具有熱不穩定性、氧化還原性和催化分解等性質,這些性質從H2O2的結構是可以解釋的,而I2與Na2S2O3反應為什么生成Na2S4O6,雖然老師告訴我們這個從理論上其實難以說明……但該反應極為重要,應加以記憶。
3、我堅信:一分耕耘一分收獲。*個月的時間在公司領導和車間師傅的關心和指導下,通過系統的學習合實踐各方面得到了很大提高,對鋼結構有了一定的了解:鋼結構是一個新興的產業,與傳統混凝土結構相比較,具有重量輕、強度高、抗震性能好等優點。適合于活荷載比例較小的結構,更適合于大跨度空間結構、高層建筑物并適合在軟土地基上建造。
4、經過半年的實習在各方面我都有了量的積累質的飛躍,學到了許多書本中學不到的東西既學習了知識又培養了能力,實現個人素質的提高,同時也認識到從理論知識到實踐經驗運用的過程中還有一定的距離,我深知以現有的知識水平還不能趕上鋼結構事業發展的速度,我將以充沛的精力全身心的投入到工作中去努力提高自己全方面的素質。
5、作為一名工科學生,本科期間建立的基本知識體系相當重要,尤其是將來確定從事本專業的同學,這個知識體系將決定我們在材料學領域能做多遠。下面介紹的幾門課是材料學的核心課程,其中工科高等數學是深入學習所有課程的基本工具,一定要掌握好;而無機化學、有機化學、物理化學、材料物理性能、材料力學性能,是專業基礎課程,這是材料專業的理論基礎,是學習專業方向課的基礎;而電化學、高分子物理、高分子化學、物理冶金原理等課程是專業課,分別引導大家進入材料學不同分支的學習,是將來選擇研究生方向的基礎。可見我們所學的課程是構成我們知識體系的基石,是環環緊扣、層層深入的,那么如何才能學好這些課程呢?下面我逐個介紹一下。
6、物理化學作為專業基礎課,也是將來的考研課,重要性不言而喻。這門課開設在大二上學期,無機化學、有機化學和材料科學與工程基礎3門課程之后。物理化學研究的范疇主要分以下三個:化學熱力學——研究化學平衡規律;化學動力學(以及傳輸過程)——研究化學反應速率規律;物質結構——研究物質結構及其性質的關系。與從前的學習對比較為顯著的一點是對很多問題的探討都上升到了定量的角度。材料專業的課程設置環環相扣,到這時我們已經對自己在學什么、將來要做什么有了一定的了解,知識也更加系統化了。
7、有機化學這門課,說好學也好學,說難也挺難。說它好學,是因為這門課從某種程度來說,是高中化學的延伸,對于高中化學基礎好的同學來說,接受比較快,上手也比較容易。與高中時的學習相比,我們在這門課上學到的知識,更加系統和深入了。例如烷、烯、炔、芳環化合物、鹵代烷、醇和醚、醛和酮、羧酸、硝基化合物等方面的內容,高中階段皆有涉及,因此新增的內容除了一些略微復雜的人名反應,更重要的是對反應機理的探討,即從分子、電子的角度,對化學反應進行分析。如路易斯酸堿是怎樣的概念?該反應是親核反應,還是親電反應?有機化合物分子中原子的排列順序、立置,化學鍵的接合狀態,分子中電子的分布狀態,以及他們是如何影響該有機化合物的物理與化學性質的。
8、讀萬卷書,行萬里路,這些還需要在以后的實踐工作和學習中不斷提高。生活充滿陽光,在今后的日子里我要本著“敬業、誠實、創新、拼搏”“清清白白做人,踏踏實實做事”的企業精神努力的工作,我將以飽滿的熱情和嚴謹的態度高度的責任感去迎接新的挑戰。我相信自己的努力會讓我的未來更加輝煌!
9、在專業方面,能汲取新知識,對自己不懂的問題積極向老師和車間的師傅請教,精益求精,與此同時我不僅僅囿與專業知識的圈子,學然后知不足,在不斷的學習與進步之中,我覺得學的越是深入就越感到所知甚少,也正是這種強烈的求知欲,促使我不斷的學習進步在實習過程中能將在校期間所學內容和生產實踐有機的結合起來用所學的理論知識指導實踐并從實踐中加深對理論知識的認識,理解和掌握使之形成一個相輔相成的知識網。
10、這門課開設于大一下學期,為我們授課的鄧元副教授畢業于清華大學,專業基礎非常扎實,講起課來,非常得心應手、生動有趣。老師的講解將我們帶進了豐富多樣的有機化學的世界,從高深繁復的科研領域前沿到切實發生在我們身邊的日常生活,有機化學無處不在。近來鬧得沸沸揚揚的三鹿奶粉事件中,致病元兇三聚氰胺的名字以及其化學分子式因反復出現于各大媒體而廣為大家熟知。那么三聚氰胺為什么會對人體造成如此危害?是由于自身的化學性質還是與人體內的其他物質發生了什么有害的反應?你可知三聚氰胺其實是工業上一種相當重要的原料?還有,獲得08年諾貝爾化學獎的研究課題“熒光蛋白”可以與三鹿事件聯系起來,用于制作便于隨時隨地檢測牛奶中各種有毒物質的試紙,這些你又可曾了解?別急,有機化學會幫助你由淺入深的了解這一切。()
11、材料物理性能這門課,結合了一定固體物理的知識,對表征材料的各個物理性能及其依賴環境的變化情況進行了探討。記得上第一節課時,雖然我們以前在無機化學、大學物理等課程上對量子力學有一點的了解,但還是覺得接受起來比較困難。然而,固體物理這一部分的內容是所有后面學習的基礎,十分重要。在當今材料科學的發展中,具有功能性的材料逐漸成為研究的熱點。所謂功能性,一方面是指材料起能量傳輸的作用時表現出來的“一次功能”,如吸隔音性、傳熱性、導電性、介電性等等;另外一種,是材料輸入和輸出的能量為不同的形式時,材料對能量進行轉換的“二次性能”,如熱電效應、光電效應、壓電效應、化學反應等等。在這門課上,我們弄明白了金屬和非金屬分別是怎樣導熱和導電的;半導體微觀的工作原理;在平行板電容器中增加電容電介質材料極化的機制;晴朗的天空為什么是湛藍色的;材料為什么是透明的和它是怎樣染色的;紅外技術是怎么回事;磁盤、磁帶等信息存儲材料是如何工作的。有很多現象,其實從我們小的時候就已經注意到了,然而隨著成長,我們是否越來越對此習以為常,而不去注意它們的神奇和美麗了?到課程結束的時候,回過頭來想一想,就會發現我們所學的知識是那么緊密地與生活結合在一起。
12、符合環保與資源再利用的國策,其綜合經濟效益越來越為各方投資者所認同,有很好的發展潛力。掌握熟悉了公司內部相關的規章制度和管理規程,在腳踏實地銳意進取的人生態度忠實肯干的準則下一方面拓寬自己的知識面另一方面注意在學習工作生活中有意識的科學的鍛煉自己的思維方式和思維的深廣度,學習和生活的積累中,我儲備了充分的知識鍛煉了自身的能力,也培養了廣泛的愛好提高了綜合素質。
13、物理化學用到的概念、符號、公式很多,公式使用條件也嚴格,而且邏輯性強。比如從特殊的現象中總結出一般的規律,研究理想的模型、平衡態推廣到真實的情況,由宏觀世界深入到微觀世界的研究等等。學的多了,才會發現,原來我們的人類世界、社會發展竟然也符合其中的許多規律。“熵”是描述化學體系不穩定性的概念,可以叫做“混亂度”。每當化學反應發生要產生新的物質時,體系的熵值增大,即所謂的“熵增原理”。這種變化人類歷史規律十分相似。新的朝代總是誕生于上一個朝代末期的亂世紛紜,好比時代這個大體系的熵值猛然增加,于是舊時代消失,新時代開始。又如“勒-沙特列原理”——如果改變影響平衡的條件之一(如溫度,壓強,以及參加反應的化學物質的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。這個趨勢是不是比較眼熟?對了,這不正是革命者們所說的“哪里有壓迫,哪里就有反抗”么?先人稱理科知識為“格致”——格物致知:“格,至也。物,猶事也。致,推極也,知,猶識也。”研究一門學科而能即物窮理,凡事都能弄明白,探究竟,這就是物理化學的魅力所在。
14、無機化學體現了一點論和多種處理方法的關系。所謂一點論是指物質的客觀屬性,但客觀屬性可以用不同的觀點解釋,或不同的方法加以處理,如同學們很快會接觸到的近代共價鍵理論就有價鍵理論和分子軌道理論,而這兩種理論中又有多種處理方法,如價鍵理論中的雜化軌道、共振等??傊瑹o機化學是化學專業重要的基礎課,具有承前啟后的作用,大家如果要學習材料專業就一定要先學好它!
關鍵詞:觀察;實驗;理解
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2013)03-123-01
無機化學實驗課程教學內容存在的問題教學內容陳舊,經典實驗多,現代實驗少實驗教學一般只安排一些經典的實驗,重復性好,簡單操作。無機化學實驗只是培養學生的基本操作技能。無機化學實驗教學改革提高了化學實驗教學效果,激發了學生對化學實驗的興趣,增強了學生的實驗基本操作能力,為進一步培養學生的創新能力打下了良好的基礎。
化學是一門以實驗為基礎的自然科學。通過實驗,可以使學生獲得直觀的感性知識,從而把難以理解的化學知識或現象更好地理解、鞏固,促進學生觀察、分析和解決問題等各方面能力的提高,也可以激發學生學習化學的興趣。
教學觀念陳舊,方法單一無機化學實驗是化學專業開設的第一門實驗課,考慮到學生在中學階段,親自動手操作的機會不多,怕學生不能獨立操作來完成實驗,所以實驗之前,教師將實驗的原理、要求、難點、實驗現象以及注意事項等進行了詳細的講解,以確保實驗成功。
一、教學過程中,教師最好把每節新課改為先預習、再實驗、后總結的做法。
即每次實驗結束后,將下一次實驗的內容和相應有針對性的思考題布置給學生,通過思考題把下一次實驗教學的重點、難點和關鍵點變成學生學習的目標,在此基礎上寫出預習報告。經過這樣的環節,學生在課前預習時就有較強的目的性和針對性,上課討論時會感到目的明確,心中有數,積極思考。在課堂教學和討論的過程中,教師要鼓勵同學積極參與,營造出一種民主的氣氛。
二、學會搜集事實 搜集的方法有觀察和實驗。
實驗是控制條件下的觀察?;瘜W研究特別重視實驗,因為自然界的化學變化現象都很復雜,直接觀察不易得到事物的本質。例如,鐵生銹是常見的化學變化,若不控制發生作用的條件,如水氣、氧、二氧化碳、空氣中的雜質和溫度等就不易了解所起的反應和所形成的產物。無論觀察或實驗,所搜集的事實必須切實準確?;瘜W實驗中的各種操作,如沉淀、過濾、灼燒、稱重、蒸餾、滴定、結晶、萃取等等,都是在控制條件下獲得正確可靠事實知識的實驗手段。正確知識的獲得,既要靠熟練的技術,也要靠精密的儀器,近代化學是由天平的應用開始的。通過對每一現象的測量,并用數字表示,才算對此現象有了確切知識。
三、無機化學是重要的基礎學科,研究物質的組成、結構、性質、及其變化規律?;瘜W是為適應醫學各專業的特點和需要而開設的一門化學基礎課。
學好化學的方法:
1、課前預習:在學習新課以前要先自學一遍,這樣能對教師本節課要講授的內容有所了解,聽課時特別要注意預習時未理解的部分。
2、課堂認真聽講:課堂聽講十分關鍵。聽講時要緊跟老師的思路,積極思考,產生共鳴。聽課時適當做些筆記,有利于課后復習,也有利于在課堂集中注意力。
3、課后復習:課后的復習是消化和掌握所學知識的重要過程。本門課程的特點是理論性較強,有些概念比較抽象,不能企圖一聽就懂,一看就會。一定要通過反復自學和思考,才能逐漸加深理解并掌握其實質。
4、課后作業:課后完成一定量的習題有助于深入理解課堂內部。也有助于培養獨立思考和自學能力的極好方法。每次課后,老師會布置一些習題。大學要認真解答。獨立完成,按時交作業。
5、查閱參考書:除預習、復習、做練習外,閱讀參考書是一個重要環節。也是培養獨立思考和自學能力的極好方法。
除了學好課本的內容,還必須重視無機化學實驗,實驗不僅能驗證課本中的內容,有助于加深對所學知識的理解。而且還能鍛煉大家的動手能力和實際操作能力。
四、自我歸納總結
1.1學生無機化學基礎差,缺乏學好無機化學的信心
隨著高中畢業生的減少和本科院校的擴招,使得大專院校的招生錄取線一降再降,如湖南高職高專錄取總分由2008年文史330分,理工270分,到2013年的文、理皆200分,只要是從事過高中教育或大學教育的人都知道,高考200分學生的基礎是怎樣的薄;加上大專院校招生的學生中,大多數來自文科畢業生,如我校藥學專業的文科生比例為69%,無機化學的知識基礎可想而之。這一點,學生自己也有自知之明,52%認為自己的化學非常差,根本沒入門。在2012年和2013年新生的入學無機化學基礎知識考查中也證實,有11%的學生不能完整地寫出原子序數1~20號的元素名稱、符號,約78%的學生不會計算常見化合物中元素的化合價,約43%的學生不能完整地寫出常見的物質名稱或化學式。由于學生高中化學底子非常薄弱,30%的學生對學好無機化學沒有信心,特別是部分來自文科畢業的學生,認為自己本來就因為化學不好才選擇讀了文科,加上高三沒有學化學,存在畏難的先入為主的心理;另有10%的學生有觀望的心理,沒有十足的信心學好無機化學。
1.2沒有養成良好的學習習慣,學習缺乏主動性
由于受傳統教育影響,多數教師及學生缺乏對自主學習能力培養的意識,或者由于在中小學期間沒有養成良好的學習習慣,學習方法不恰當,從而對學習失去興趣,缺乏意志力,在日常艱苦的學習過程中,學習缺乏信心,遇到難題容易退縮,對老師布置的任務存在敷衍應付現象。就學生來說,普遍缺乏自主學習的主動性,學習上的事情習慣讓老師包辦,23%的學生上課依賴教師的講解,希望老師多講練習,課后被動應付老師布置的作業,在自主學習課外知識、發展興趣、培養能力、進行科學研究等方面自主性差,意識淡?。?]。
1.3學生對課堂教學提出了更高的要求
近幾年來為了適應高等教育的發展,人才培養方案中加大了實踐技能課程和課時的比重,相應的理論課學時數有所減少。如何在規定的學時內將課程內容完成,是理論課老師遇到的新問題。然而在調查問卷中顯示,大部分學生希望老師授課時以專業相關的知識為基礎,多理論聯系實際,拓展知識面,復習基礎知識的同時加深內容的講解及課后習題的分析講解;學生也希望老師教學語言幽默、課堂氣氛帶有“娛樂性”。如果真按學生所要求的那樣授課,授課的課時數要增加很多,這樣與基礎課時減少存在矛盾,同時也要求授課老師本人的知識面更廣、授課技能的更高。
2、困境中看到的希望
挖掘學生的潛力、發現學生的閃光點、尋找成功的希望,是我們每一位從事教育的人必需思考的問題。從調查問卷得知,99%的學生認為無機化學對以后的專業課有幫助,也就說明學生能正確認識無機化學這門課程的重要性。對有明確學習目標的學生,可以根據學生的自身的特點,采取一定的方式,有目的培養和提高他們的學習能力,使其在學習過程中對新知識的掌握來提高完成任務的能力。通過高中三年的學習,大專學生已經具備一定的自學能力、概括能力、語言表達能力及文字表達能力,并且96%的學生表示愿意利用課余時間相互學習、取長補短、共同進步。大一新生都有一定化學基礎,如能夠辨認一些最基本的化學符號及名稱,也了解部分化學概念及生活化學知識,學生能夠看懂化學知識應用的文字介紹。對于簡單的基礎知識的練習部分,學生可以單獨自學完成。網絡為學生提供了拓展視野的平臺。在信息時代,網絡已成為人們獲取知識、信息和培養能力的一個重要途徑。目前網絡教育得到了迅速發展,出現了大量的電子教材及各種形式的網校和許多專業網站、網絡課程。網絡具有傳遞信息快、容量大的功能,可以給學生提供大量的感性材料。學生可以不再受到時間和空間的限制,通過網絡搜索,快速找到自己所需要的內容或資料,不僅可以培養學生的自主學習能力,還可為“終身學習”打好基礎[2]。
3、對策研究
隨著我國高等教育的跨越式發展,高等教育規模的迅速擴大,大專新生素質不斷下降已成為不爭的事實,改變教學觀念、改進教學方法、提高教學質量、培養出順應時代的發展所需要的人才,既是社會快速發展的需要、學生自身發展的內在要求,也是每一位大專院校的教育工作者一直探尋的主題。
3.1建立課外學習小組,相互學習與自主學習相結合,取長補短
擁有自學能力,不僅是學生在校順利完成學業的重要保證,而且更是學生將來入身社會的自立之本,他們能夠面對日趨復雜和競爭激烈的社會形勢,不斷汲取日益膨脹的科學文化知識,以適應職業更高的要求和生存更好的需要。采取建立課外學習小組的形式,其具體組織形式如下:以課代表為中心,7~8人為一組,根據自愿原則,選一位工作熱心的、化學基礎相對較好的為組長,組長負責組員平時作業的收發和批閱,將作業情況、存在的問題及需要老師回答的問題集中到課代表處,課代表在每次課上課前傳達給授課老師。對于典型及普遍存在的問題,老師在上課時集中回答。對于個別的、簡單的問題,利用課余時間,以組為單位,組內相互討論、相互學習、自行解決。如常見物質的命名、化學式的書寫、化合價的標定、溶解性、電離方程式的書寫等必需掌握的、最基本的、化學知識。建立課外學習小組,將相互學習與自主學習相結合的方式是大專學生培養自主學習能力、填補基礎知識空缺的一種有效方式。這種方式可在一定程度上減少上課復習基礎知識的時間,給學生創造了更多交流和相互學習的機會,有利于增強學生之間的感情和班級凝聚力,提高學生發現問題和處理問題的能力。
3.2課外化學知識的查找,編寫化學小論文,提高學生學習無機化學的興趣
課堂的時間是有限的,老師教給學生的知識也是有限。作為大學教育,除了專業知識的傳授以外,另外一個任務就是教會學生利用現代科學手段,在海量的知識中收集所需要的知識,將知識消化后為己所用。這種有目的收集知識、整理知識、運用知識的能力需在老師的引領下,學生在親身實踐中慢慢獲得。老師給定一定的范圍或方向,學生通過網絡搜索或查看相關書籍,然后將獲得的化學知識進行歸納,編寫化學小論文?;瘜W小論文的題材有很多,如環保方向的“綠色食品”、“環保冰箱”、“綠色涂料”,“污水處理”、“潔凈煤技術”,能源方向的“太陽能電池”、“風力發電”、“鋰電池”,又如材料方面的“納米材料”、“防水材料”等。通過化學化學小論文的編寫,不僅提高了學生搜尋知識的能力、開闊了學生的視野、充實了學生的課余生活,還可提高學生學習化學的興趣。
3.3精心安排教學內容,采用多種教學方法,靈活運用教學手段,提高課堂教學效率和教學質量
從教學內容上,教師本著提高學生興趣,提高教與學的效率的原則,采取基礎知識過關抽查、重點細講、難點精講、知識點歸納,簡單易懂的知識放到專題自學和無機化學小論文的編寫中。比如氧化還原反應與電極電勢一章中,課前給出自學提綱,學生通過自學后完成指定的練習,上課開始時通過隨機抽查的方式了解學生掌握情況,上課主要講授化學方程式的配平、電極電勢的計算及應用。課后引導學生查閱相關資料,了解生活中的氧化還原反應的現象,如充電電池、鐵生銹、塑料老化等。從教學方法上,增加誘導式、探究式、問題式、討論式、娛導式教學的比例,盡可能把教學內容與生活相關知識貫穿在由問題組成的、相互關聯的知識框架中,師生在不斷發現問題、解決問題過程中回顧舊知識,接觸新知識,從而學生的問題意識和解決問題的能力得到提高[3]。如在講反應熱時,可由生活中的“暖寶寶”引入,誘導學生思考產生熱的原因,然后引出反應熱的相關概念、熱化學方程式的書寫及計算等。從教學手段上,根據教學內容,將多媒體教學與適當板書有效結合,提高教學效率。多媒體教學能使一些在傳統教學手段下很難表達的內容形象、生動、直觀地顯示出來;能節約板書時間,提供圖文聲像并茂的多種感官綜合刺激,激發學生的學習興趣,從而提高教學效率[4]。如雜化軌道的形成過程及空間形狀,堿金屬的焰色反應等。遇到有關計算公式的推導和知識的歸納時,運用邊講解邊板書更有利于學生的思維。如緩沖溶液pH值的計算公式的推導、電極電勢的計算等。
4、結語
大學畢業后,筆者一直在從事高師院校無機化學課程的教學。無機化學是小學自然、中學化學及日常生活化學所涉及化學知識最多的一門課程,也是大學各化學專業第一門專業必修(或專業基礎)課,也稱化學奠基課。因此針對剛進校的新生,在教學中如何“以生為本”,通過高質量教學來闡釋高等教育的教育觀和育人理念應該是教師時常思考的問題。
一、深化無機化學教學中的育人理念
1 學習精神與奮斗目標的定位
教書育人是每個教師的職責,應落實到每個教學環節中。作為大學一年級課程的無機化學,其教學對象是從高中進入大學的新生,因此,在教學中不僅要求學生掌握無機化學及相關科學知識,而幫助學生提高學習能力,培養科學精神和創新意識,形成良好的情感與做人品質以及明確人生的奮斗目標就尤為重要了。近十多年來,在每屆新生進校后,都要結合專業介紹,給他們進行專題講座,如《走進化學世界,從無機化學開始》《成材從無機化學開始》《認識神奇的大學的生活》《大學生與人才素質》等。
2 注重化學發展史的教育作用
化學發展史上拉瓦錫、門捷列夫、諾貝爾、玻爾、居里夫人等許多科學大師名垂千古,他們的功績如一座座燈塔矗立于化學學科的海洋中,指引一代代求知青年追尋真理之島。他們為人類留下的不僅僅是某個原理的發現或某個新物質的合成,還包括他們不畏任何艱難險阻的頑強意志、嚴謹求真務實的科學態度、聰明機智的研究藝術和深邃辨證的思想方法,以及光明磊落、無私奉獻的崇高品質,為后代展現了一幅幅科學不斷完善并促進社會進步的精神畫卷,成為人類最寶貴的精神財富和文明社會發展的象征。因此,通過化學發展史教育,使學生受到科學家們治學態度、科學思想和人生觀的熏陶,指導同學們正確的規劃自己的人生之路。
3 強調化學與人類社會發展及自然的聯系
化學與人類的進步、社會的發展息息相關。遠古的人們,由于火的使用,才結束了茹毛飲血的歲月。從陶器的出現到銅鐵的冶金、紙的發明、火藥的使用,乃至石油和核能的開發、新材料的合成,衣食住行到重大的社會課題,諸如糧食、能源、環境、醫藥、計算機、信息高速公路等,一直到生命的過程包括出生、生長、生殖、衰老、死亡和記憶、思維、情感等都與化學密切相關。但不可否認的是,化學的發展也給人類社會帶來諸如環境惡化、核戰爭等許多副作用。因此,在無機化學專業課教學中,教師應努力使學生了解人類進步歷程,激發他們對人類歷史文明的熱愛,對人的生命的珍惜,對和諧大自然的鑒賞,以及人道主義和社會責任感。為了配合教學,還組織學生進行周邊環境狀況和市民環境意識調查,通過網絡收集有關資料,大大增強了學生的生存和環保意識以及熱愛大自然、熱愛地球、熱愛生活、熱愛人自身的和諧人格。
二、培養學生的綜合能力
1 透析無機化學的學習思路
在專業教學過程中加強對學生的學習能力、思維方法、創新意識和科學素質的培養不僅有利于學生后續課程的學習,而且將使學生終生受益,尤其是當這些師范專業學生畢業后走上中小學講臺時,這就是新教育理念帶來的教育效益的延續性。因此,教室既要研究教法改革也要探討學生的學法,使學生能發揮學習的主動性和積極性以及主動構建自己知識與能力結構的自主性,培養學生有效學習的能力和方法,是“學為主體”的具體體現。
例如在無機化學理論以及實驗課程的教材中,種類繁多的化合物千變萬化,反應現象和反應式十分復雜,化學原理模型也多種多樣,表面上看毫無頭緒,一直是剛進大學的學生學習很為頭痛的事情。因此,教學中教師不僅要告訴學生化學反應和實驗現象是什么,更重要的是以科學的思維分析方法引導學生透過化學反應的實驗現象去揭示聯系、尋找原因、總結規律,領悟無機化學乃至整個化學、自然科學的本質,這就是高質量教學內涵的深化。
(1)學會邏輯推導方法。通過“物質的性質是由物質的多層次結構所決定(電子組態原子結構分子結構、晶體結構物質的物理及化學性質物質在自然界的存在方式、制備方式及其應用)”這一理念的教學與分析,讓學生學會用類似于數學邏輯推導的方法,明晰過程的脈絡,理解物質存在形式和物質性質的多樣性與物質結構的獨特性之間的哲學關系。學生會驚嘆宏觀世界與微觀世界的秩序奧秘,下定決心投身于對化學學科的終身追求。
(2)學會舉一反三的學習方法。用不同的方法、通過不同的思路去分析同一個問題,如用結構理論、化學平衡、酸堿理論、氧化還原的原理分別討論一個化學反應進行的原因以及反應的程度與結果。學生對問題的理解會隨著視角的每一次轉換而加強,從而有利于培養學生全面而深刻地觀察問題、分析問題的能力,使學生視角開闊,思維敏捷。這一方法尤其適用于無機化學下冊部分的教學,針對某些重點內容的教學與討論,會幫助學生學會由點到面,舉一反三的學習方法,提高學習效率。
(3)理解普遍聯系變化的規律。無機化學原理部分中,許多概念、理論和公式存在著內在的聯系和一致性。如從熱力學的能量角度(宏觀)與化學鍵的結構角度(微觀)分別分析質子酸堿反應、配位離解反應、氧化還原反應的本質和共同點,最后得到任何化學變化都符合自然界能量最低原理的普遍變化規律的認識,使學生能理解和掌握無機化學原理及其應用的精髓。這就要求教師既能鉆研教材深入進去,又要跳出教材引導學生上升到方法論的高度理解問題,使學生在化學知識、科學素養和學習能力方面達到較高的深度和廣度。
2 教師職業能力的培養
對師范專業而言,最能體現其特色的就是教師職業素質與能力。一方面無機化學課程一直嘗試課程結業論文寫作的教學環節。同學們根據論文題目,有的反復鉆研教材,有的到圖書館或上網查閱資料,有的自己擬訂實驗方案,利用雙休日去實驗室反復實驗,有的去校外進行信息調查和獲取數據,最后按照正規格式撰寫出研究論文,舉行論文報告會,最后編輯出封面設計優美、內容豐富的課程結業論文集。在此過程中涌現出的優秀學生吸收到老師的課題組,直接參與教師的教研與科研。在這種創造性教學過程中,學生在學習中的主體作用得到發揮,也打下從事教科研工作的基礎。另一方面,在下學期教學中,無機化學側重于元素制備、性質、應用,學生有了上學期的理論知識和一定的化學基礎知識,每周固定一個單位時
間,在老師的指導下,讓學生參與作業的研究、批改、評價。每章作業批改完后,老師組織學生一起討論,再選出學生代表在課堂上進行作業的評價與講解。這種讓學生參與教學過程的教學模式,學生才有可能對教材作出有“意義的發現”,產生特有的學習動機。同時也可以培養學生的參與意識和合作精神,強化他們“我是教師”的觀念,提高教師技能水平,同時激發學生的興趣和求知欲望,使他們在成功與失敗中完善自我,品嘗“臺上一分鐘,臺下十年功”的艱辛。學生利用課余時間和教師一起檢查作業、批改作業,講解作業。同學們不但理解了問題,提高了學習成績,而且組織能力得到增強,綜合素質得到提高。這種教學方法也與新課改的“自主、合作、探究”的理念是相一致的。
3 建立網絡學習平臺
《無機化學》課程建立了精品課程網絡系統,系統包括首頁、申報頁面、課程簡介、教學隊伍、教學大綱、教學內容、視頻教學、練習與測試、實踐教學、考試大綱、參考文獻、教學資源等欄目,內容豐富而充實。申報頁面里的精品課程申請報告是整個《無機化學》精品課程前期建設的濃縮;課程簡介介紹了無機化學課程30年發展的歷史過程;教學內容和視頻教學中給出了主要任課教師完整的課件教案(PP,r形式);練習與測試中,有思考題及解答,習題及解答;教學資源欄目中有課程建設規劃、教師的教學研究項目與教研論文、學生的研究性學習方案與課程論文、學生對本課程的評價以及學習體會等,大量的文字與照片是多年教學過程的真實寫照。通過網絡平臺,不僅有利于培養學生利用多種教學資源自學、自評的能力,而且豐富的材料也是最好的育人資源,使學生能夠形成良好的情感與做人品質,這就是教書育人的外延,尤其對師范教育學生就更為重要了,這也是評價課程建設和教師教學的一個重要關節點,是精品課程建設所追求的一種意識、精神與境界。
三、無機化學教學育人的升華
1 化學與其他學科的聯系
早在20世紀70年代的人本主義教育運動,就強調學術性課程應與社會實驗課程和情意課程和諧平衡。其實自然科學發展的一個明顯趨勢就是許多學科的相互關聯與相互滲透,甚至是與社會科學、人文科學的交融。因此,教師如果在教學中利用發散性、遷移性思維方法強調化學與其他學科的聯系,并利用這種聯系進行深層次的育人,會取得意想不到的效果。例如在圍繞19世紀末到20世紀初原子結構模型演變內容的教學討論中,老師進一步問:總結這個演變過程你能得到什么啟示?同學們的討論涉及創新科學實驗的重要性、理論對實驗探索的指導作用、學生要敢于突破老師的思維模式、對客觀事物認識的哲學思考、科學思想與審美的關系等許多方面,這種討論遠遠突破了教材中化學知識的局限,達到的教學效果是不言而喻的。又如在化學平衡的應用的教學討論中,同學們討論的話題十分廣泛,從環境保護、生態平衡、文化意識、人口問題、經濟發展到飲食結構、情緒與健康、個人與集體、和諧社會構建、民族性與國際性等許多領域和敏感話題。各種因素構成一種相互關聯、相互制約的鏈。這樣同學們的思維空間很自然的從化學遷移到整個自然科學和人文社會學科中,而且學會如何發現不同事物的共性與個性,尋找相互之間聯系的橋梁與和諧,即不同知識的節點,并能夠對當前化學熱點問題和新的社會問題作出積極而友好的反應。無形之中,學生增強了對生命、社會、大自然的熱愛和責任感。
2 塑造學生和諧的人生觀和世界觀
無機化學教學的另一個特點就是在科學、哲學、美的和諧思想指導下指導學生學習。哲學是自然科學的最高境界,美的思想無處不在,無機化學學科也不例外。優秀的教師在富有魅力的化學教學中不僅能夠體現顯著的科學性和思想性。而且還要讓學生領悟化學中的哲理性、藝術性以及對稱性、統一性和奇異性的美。例如,元素單質和化合物中有物質形態和成鍵方式的特殊性和多樣性;物質由等離子態變為氣態、液態、同態的定型過程體現變化的漸進性;化學鍵理論、氧化還原理論、酸堿理論、配位理論等無機化學基本原理中,充分體現了矛盾的對立統一和能量守恒與轉化規律,以及許多概念、理論和公式存在著內在的聯系和一致性;“點石成金”的否定之否定過程;大量無機物的形態、結構表現出簡明、和諧、對稱、均勻、節奏、新奇等美感。富勒烯、納米管、分子開關等,看似深奧,其實它們都是由碳元素通過完美和諧精密地組裝而形成的具有對稱美感的特殊物質,是美與創新的完美結合。無機化學實驗中也有實驗儀器的精美,各種化合物的色彩美,在晶體的生成與結構實驗中,顯微鏡中展現了無機物的另一個美好世界。無機化學辨證思維的哲學思想和審美意識也是與創新精神緊密相聯的,歷史上許多化合物的合成,定律的發現,理論的提出,化學家在創造性思維過程中都充滿著對美的追求。2l世紀,綠色化學與綠色化學教育日趨受到教育界的重視,這既是人類關注自身安全的結果,又是世人追求真、善、美意識提高的反映。通過這種多視角的教學,學生會逐步領悟自然科學中所隱含的深刻哲學思想和豐富的美學內涵,認識事物的內在美的規律,運用這種規律性的東西塑造學生和諧的人生觀和世界觀,逐步認識到社會的進步(社會科學和自然科學的發展)就是人類對美的追求的結晶。在這種將無機化學教學與哲學與審美相結合的指導思想下,學生對無機化學(或者說對自然科學)的理解與認識就會升華到一個新的層次。
3 培育良好的育人氛圍
21世紀的高等教育更注重情感教育和團隊精神培養。在教學實踐中意識到,我們所追求的高質量教學的目的是將化學的教學過程和學習過程變成師生共同度過的美好時光,愉悅的人生體驗。因此,教師應不斷追求教學的科學性和藝術性的和諧結合,用自己的人格魅力感染學生。首先教師應該表現出對知識和真理的執著、對自己的事業的敬業,這是一種美德、一種涵養、一種修煉、一種境界;同時教學中教師要尊重、關心、愛護學生,用真摯的情感去激勵愉悅學生,平時應盡可能抽時間參與學生的春游、文藝晚會、體育比賽等活動,指導學生的課外學習,回答學生的各種學習和生活疑問,使師生間有正常的情感交流,達到關系融恰。這樣學生對教師的敬重與愛戴會遷移為對化學的學習產生濃厚的興趣,進而學習會變得更加自覺,會在高效率中完成學習任務,在提高智能水平的同時,在情感上得到美的熏陶;當教師在教學中由職業的需要上升到職業情感時,當學生的認知需要上升為情感需要時,教學就會超脫“有用”的功利觀念,轉向“移情”和“無我”的超功利意境,從而進入教學育人的和諧美境界。為了更好地營造育人微環境,結合精品課程建設(無機化學是省級精品課程),無機化學課程還建立了宣傳櫥窗,開辦了學習園地,建立了課程建設展室等等。同時也舉辦優秀教師、優秀高年級學生與低年級學生之間對話與經驗交流會,形成一種和諧的“成長生物鏈”“和諧學習氛”。
四、教書育人對教師的要求
教學是教與學之間的相互作用,高質量的教學就是教師與學生之間的和諧作用。雖說現階段教學理念強調教師是主導,學生是主體,但要通過高質量的教學完成教書育人的目標關鍵在教師。古人把教師的職責歸納為“傳道、授業、解惑”,作為2l世紀的教師的職責,則賦予了新的內涵,提出的標準要求更高,應該是知識、素養、能力、情感、境界的高度和諧。這種集合給學生展現的就是教師的人格魅力,它對學生的成長所產生的終身激勵作用是不可估量的。