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關鍵詞:教學模式 教學大綱 過程考核 信息技術輔助教學
教學模式可以定義為在一定教學思想或教學理論指導下建立起來的較為穩定的教學活動結構框架和活動程序。作為結構框架,突出了教學模式從宏觀上把握教學活動整體及各要素之間內部的關系和功能;作為活動程序則突出了教學模式的有序性和可操作性。
傳統教學模式的結構是教師灌輸知識,學生被動機械地接受知識,忽視了學生在學習中的主體性,片面強調灌輸方式,不同程度上壓抑和阻礙了學生的個性發展。近年來,部分錄取到江西冶金職業技術學院的高職學生在中學階段沒能養成良好的學習習慣,對學習缺乏興趣。如果在無機化學教學中還按傳統的教學模式進行教學,學生較難接受新知識,教學效果就可想而知了。我國高職教育的人才培養目標是培養高級應用型人才。冶金技術專業是學院的品牌專業,而無機化學作為冶金技術的專業基礎課,學生對這門功課的掌握程度直接影響到后續專業課的學習。因此,在高職無機化學教學中要采取多種教學模式,激發學生的學習興趣,提高高職學生的學習積極性。
一、制定符合高職學生實際的教學大綱
課程教學大綱是依據專業培養計劃制定的指導教師課堂教學的法規性文件,是教學計劃的具體表現形式。它以綱要的形式規定了教學計劃課程的教學內容以及教學目的、任務等等方面的內容,是教學計劃的具體表現形式,為教學工作順利開展提供了基本保證。制定教學大綱時,結合學院實際,準確定位培養目標為冶金類高級應用型人才,充分發揮學院與新余鋼鐵公司校企合作的優勢,明確無機化學在冶金技術專業中的地位和作用,注意無機化學與其他專業課程在內容上的相互銜接。同時又要符合學生實際,讓學生既能接受所學內容,又能發展學生個性。傳統高職無機化學考核模式以筆試為主要形式,以卷面成績為主要依據,它脫離了高職教育能力本位的本質特征,在一定程度上阻礙了改革的深入發展。現階段這種方式已經不能滿足高職教育培養人才的目標,并直接影響了教學改革的效果。為此無機化學教學應建立科學合理的考核評價模式,把過程考核與期末考核相結合,強調過程考評的重要性,把總評分數與學生的到課率、作業、實驗能力等有機結合起來,從而充分發揮每一個學生的優勢和特長。
二、靈活運用各種教具、電教手段
靈活運用各種教具、電教手段能為學生主動積極地參與、積極思維創設最佳情境。使用動態的直觀教具或將一些直觀教具設計成運動的教具呈現在學生面前。使用直觀教具可以帶動多種神經的聯系,深化對信息的處理機能,形成一個完整的信息體系。因此在無機化學教學和實驗中使用直觀教具時要注意形成氛圍,避免平平淡淡地使用,教師可借助于語言、動作、表情配合使用直觀教具。
電化教學中常用的儀器設備有電影、錄像、錄音、多媒體計算機等等。用這些儀器進行教學,有著極其突出的優點和作用,可以提高學生對化學學習的興趣,幫助學生理解和掌握化學知識;可以快速突破化學教學中的難點,提高教學效率;它還可以擴大課堂教學容量,進一步充實課堂教學內容,幫助學生開闊眼界,擴大知識面,更好地進行觀察和現場教學等等。
無機化學是一門以實驗為基礎的自然學科,通過實驗不僅可以幫助學生形成化學概念,理解和鞏固所學知識,而且可以培養學生的各種能力,激發學習興趣。無機化學實驗是無機化學教學的重要組成部分,在教學中,教師應該針對不同教學內容,設置豐富的實驗,利用信息技術輔助,變驗證性實驗為探究性無機化學實驗。在實驗過程中,學生常常會遇到同一反應在不同濃度、不同時間加入介質現象不同的問題,教師講授時要引導學生觀察,這樣可以使學生在做實驗的過程中少走彎路,極大提高了實驗的成功率。對于一些有毒、有害、有污染的實驗,可以借助計算機多媒體技術模擬演示來實現。
三、加強與企業合作,組織學生進入企業實驗室參觀學習
學生在校所學的無機化學知識有時與企業實際存在一定差距。為了讓學生了解所學知識和企業實際的不同,每個學期系里都抽出一定時間組織學生進入校企合作單位新余鋼鐵公司中心實驗室、煉鐵廠、煉鋼廠等二級單位參觀實習。實習時,學生發現企業測定鐵礦石的鐵含量和在無機化學實驗中常用紫外分光法和碘量法來測定鐵礦石中鐵的含量方法不同,回來后學生通過查找資料和所學知識來比較不同測試方法的特點,這樣既達到了鞏固所學知識的目的又拓寬了知識面。
(1)傳統的教學觀念存在重理論而輕實驗的問題在以往的高職高專教育中,化學理論課程的教學任務一般是由高職稱的專門教師來擔任,由于其教學經驗比較豐富,化學理論課程取得了相應的教學效果。對于那些實驗課一般是由助教承擔,普遍把化學的實驗教學放在了從屬地位,進而導致化學教師對于實驗教學存在誤區且重視程度不夠。于是學校就不愿意投人大量資金用在儀器設備的購置和維護上面。對于教師的職稱及待遇方面,承擔實驗教學的教師沒有得到足夠的重視,因此在實驗方面的師資隊伍更多的是由助教組成,而且每年都有較大的變動,嚴重影響了實驗教學所應有的效果。此外,鑒于以上的師資不足,使得每次實驗課程只能配備一名教師而學生一般卻有30人左右,學生在實驗課程中存在的大量問題,教師難以給予即時指出和糾正。
(2)實驗教學的內容仍然以理論的驗證或性質的驗證亦或是儀器使用等為主就現在高職高專的化學實驗中,在有關無機及分析化學的實驗里驗證性的實驗已經占據了近60%的部分,剩下40%卻是對于儀器使用及操作方法的訓練所占據,這些實驗中部分實驗內容僅僅是為了實驗而做實驗,使得一些內容具有重復性,導致了實驗課落遠遠后于時代的要求和科技的發展,更不能激起學生對化學實驗課程的興趣,嚴重的制約了教學水平的進步以及學生的實驗能力和其素質的培養。
(3)教師的實驗教學態度在驗證性的實驗上均是“照方抓藥”的模式在無機及分析化學實驗課上,教師先介紹其實驗原理和操作要領,學生在這之后按照老師所講的進行實驗。他們一般都是對著相應的實驗書來取用試劑,卻不假思索每一步操作為什么要這樣做以及實驗有可能導致的現象,更不知道所記錄的實驗結果和現象是否正確。
(4)教師評定實驗的成績大多是依據實驗報告以及期末考試,這會導致實驗成績的評定不能反映學生真正的實驗能力。
2無機及分析化學實驗課程所要發展的方向
(1)教師要建立綠色化學的理念無機及分析化學實驗教學,應貫徹綠色化學理念。要根據實驗的目的,以達到同樣的教學效果前提之下,盡量的用那些低毒的或者無毒的化學試劑來代替那些有毒的化學試劑,從而減少了使用和排放有毒物質。對于那些要產生有毒的氣體實驗,一般的是在通風的環境中進行操作,根據此理念要把這種實驗設計改變成封閉式的實驗,且要把有毒的尾氣吸收并處理掉,另外還應注意回收和利用實驗所產生的廢液。眾所周知,無機及分析化學實驗所產生的廢液一般是堿、酸以及含鉛、汞、鎘、氰、砷等的化合物。以前的實驗課程結束后,都是將實驗產生的廢倒入廢液池中,對生態環境造成了嚴重的污染,鑒于此理念應該用酸堿中和的方法,盡量避免重金屬的生成或是沉淀,還可以采用加氧化劑或配合劑,來將CN-離子轉化。對于鉻廢液,采用鐵氧化還原的方法來處理會取得較好的效果。通過這些方式可有效的回收和利用實驗所產生的氣體和廢液。這些方式都是實現綠色化化學實驗的有效途徑。微型的化學實驗也是綠化化學實驗的方法之一。因為它具有減少環境污染、節約試劑等特點。但是,鑒于微型化的實驗所需要的成套儀器比較貴,所以對部分高職高專的院校來說,想要該形式的實驗,還存在一些困難。在可能的改變實驗條件之下,可以通過實驗裝置的改造,從而使實驗趨向微型化。對有些需要合成品的實驗,因為用量太少,僅用此方法會使它無法順利地進行后續的實驗,可以采用常規的實驗方法并串聯上該方式。也就是說,通過調整化學實驗的教學計劃,合理的安排實驗項目及其次序,充分的利用其相關反應,盡最大可能來使第一反應所產生的物質轉化成下個實驗中的反應物,進而達到實驗的連續性。所以,它可以減輕污染環境的程度,從而實現無機化學綠色化。
(2)教師要樹立探究學習的教學理念探究學習是學生從學科或生活的問題(或任務)出發,通過形式多樣的探究性活動,以獲得知識技能、培養實際能力、獲得情感體驗為目的的學習方式。當前的中小學教材已增加探究式教學的內容,但因為升學考試的壓力,中小學的探究式教學是在教師的導演下進行,很少是學生發現問題,提出問題然后進行相關的探究。而高職高專的學生缺乏發現問題、提出問題的能力和自信心。通過探究教學培養學生發現問題的能力和提出問題的能力,同時通過探究教學充分相信學生,相信學生在一定程度上有能力去主動地探索世界、揭示世界的奧秘,發現并創造出知識。因此,學生可以選擇學習內容,確定學習方法,安排并實施學習計劃,評價學習結果,對學生能力的信任毫無疑問能夠鼓勵學生在探究的道路上前進。
3素質教育背景下高職高專無機及分析化學實驗教學的初探
3.1改革實驗內容體系
實驗內容體系的改革可以說是無機及分析化學實驗教學改革之核心部分,通過精心選擇并較好的確定實驗的內容,按知識層次、教學規律來科學組織,這是做好實驗教學之基礎。但是單純性的驗證知識是無機及分析化學實驗教學的立足點是基礎,教師傳授專業技能并將其轉化成學生所掌握的技能和素質,同時鼓勵學生自主創新,促進他們全面的發展。所以,高職高專無機及分析化學實驗教學要努力構建學生能自主學習、多元化、探究式、開放式四個層面的化學實驗教學體系。
(1)對于較為基礎的化學實驗課程,教師要著重的傳授化學實驗的基本知識,力求學生能掌握基本的技能并且加強訓練學生的基本操作能力。這就要求教師細心研究并從無機及分析化學的基礎實驗課題中精心選出一些最具有代表的實驗內容,通過細心的安排實驗課程讓學生學會實驗操作的規范化、標準化以及熟練化,最終達到培養學生求準、求真、求實的實驗素質的效果。
(2)對于那些要合成并分析的實驗,因為它是由制備并合成以及分析測試和其性質表征等幾個部分組成的,所以它能使學生比較扎實的掌握一些無機物合成的原理,以及實驗技術和相關設備、儀器的安裝和操作方法,另外還加強了學生對于樣品的分析能力和所需數據的處理方法及能力,從而突出了教學對象的獨立性和主動性,實現了大力提倡的教學過程個性化及多樣化的效果。
(3)對于綜合性的實驗,由于它是讓學生在熟練的掌握無機及分析化學實驗的基本技能和操作的基礎之上,把學生的智能作為其培養的主要目標,所以它能比較突出其綜合性和先進性。此種實驗集合了應用性、技能性、研究性、多學科相互交叉融合為一體,即混合物質的合成和制備,比較復雜的樣品分離,提純和分析測試,結構的鑒定以及其性質的表征和其應用的研究為一體。它比較注重實驗的研究性,主張減少“按方配藥式”的操作方法和步驟,增加了實驗的設計性和思考性,從而實現積極的引導學生把所學的知識和技能轉化成為科研能力。
(4)對于設計研究性的實驗,由于這種實驗是通過讓學生應用各種各樣的實驗技能和操作能力,實驗路線和方法的設計能力以及實驗結果的處理、分析和表達等能力,來突出和體現培養學生的創新能力。所以該階段課程的的主要內容應該是針對畢業設計和論文的寫作,教師更應該選擇那些具有代表的實驗課題,并提供給學生一些資料,抽出一些課題,讓學生自己查閱相關的文獻資料并要其提交實驗設計報告,從而達到綜合、全面的訓練學生,真正使教和學,學和做融合為一體。
3.2改革實驗課程的教學內容
無機及分析化學實驗內容的選擇應該遵循,保持其課程獨立性及系統性,盡可能讓其覆蓋到無機及分析化學實驗和相關的專業實驗課的實驗操作技能;要把對技能訓練較大作用的實驗內容作為必須要學生做的實驗,及時刪除陳舊的實驗內容,不斷更新實驗選題。
(1)不斷地整合無機化學與分析化學實驗的內容,由于無機化學和分析化學存在比較復雜的內在聯系,比如分析化學中的定量分析法可以成為無機化學相關理論延伸及具體應用,根據兩者的一些教學內容的特點,保留比較典型的實驗內容,不斷地強化實驗基本原理及操作,在原來的實驗基礎之上深化實驗的教學內容。由于兩者實驗對結果的準確度有不同的要求,所以完成無機化學實驗后做分析化學實驗的時候,實驗操作的熟練程度和規范化將影響到結果的準確度,要將兩種合并從分析化學實驗的要求出發,去建立“量化”概念,讓學生能更好的掌握住無機化學和分析化學實驗的操作技能及其方法,進而達到培養學生對待科學要有嚴謹態度以及比較好的實驗習慣。
(2)要及時的更新無機及分析化學實驗內容,在刪除一部分驗證性的實驗內容同時,增加一些綜合性實驗內容,達到推動學生學習動力的效果,另外也可在比較具體的實驗內容之上適當地給學生安排一部分小型的自我設計型的實驗內容,讓學生自己設計實驗,進而激發學生的求知、探索熱情,達到了提高學生獨立思考問題及解決問題的能力。
3.3改革實驗課程的教學方法
無機及分析化學實驗課教學經常是教師在上課之前準備實驗所需的試劑和儀器,并在上課時詳細的講解實驗的原理,步驟以及要注意的事項,然后才是學生按照老師所講的去做實驗,使學生一直處于被動地位和狀態,進而失去了培養學生自主的學習和探索創新能力的教學目標,隨著新教學工具及實驗方法的涌現,會打破此種學生處于被動局面的狀況,將有利于培養社會所需的知識深厚及動手能力強的高素質人才。
(1)要把學生放在教學的主體地位,先讓學生掌握無機及分析化學實驗的基本操作步驟和技能,再傳授給他們學習的方法,以求培養學生各種能力,這里面著重培養學生的查閱相關文獻資料能力,思考并設計實驗能力,及實驗操作能力,真正讓學生自己設計實驗,自己在做實驗中發現問題并解決問題來達到完善自我的效果。
(2)把教師由主導教學變成輔導教學,在這里老師起指導和督促作用,讓學生能夠嚴格的規范實驗操作步驟和方法,熟練的掌握各項操作技能,使他們重視“量化”的概念,協助學生能加深對基本的概念和理論的理解,嚴格明確實驗的過程,以減少試驗中事故的發生率。學生在做實驗的時候,教師要深入到每組中,即時指導其操作方法及規范程度,對于錯誤的方式要做出示范。在實驗完成以后,用學生上交的實驗報告反饋他們對知識和操作的掌握程度,教師不能對此懈怠要認真細心的批閱及時糾正其存在的錯誤,讓學生的實驗綜合能力得到提高。
(3)教學中要用考試的方式作為指導,因為檢驗教學成效的手段之一是考試,而考試信息的及時反饋又是由教學調控的,在教學過程中完善教學方法和內容,健全的考核評價體能保障實驗教學質量的提高。在無機及分析化學課程考試中,我們可以將此分為平時性和段性的考核兩個部分,但是鑒于無機及分析化學實驗課程的教學是一個過程性的教學,因而成績的考核重點應該放在平時實驗中,也就是說,放在學生每一次實驗中的所表現出的操作能力,儀器設備的安裝和使用的能力,查閱相關的文獻資料能力,分析和解決問題能力,記錄表達實驗結果的能力和課程預習情況,廢棄物回收的情況,化學實驗報告完成情況等平時表現,再加上期末考試成績,來得出該學生的實驗總成績。
(4)在無機及分析化學實驗教學中要采用現代化的教學手段,及時優化化學實驗室的教學資源的配置,更新使用現代化的教學手段,讓學生在多媒體的教學內容專題的中深刻理解比較枯燥的實驗操作步驟和方法,以此來提高實驗教學課堂的容量,進而突出了教學的重點,激發了學生學習無機及分析化學的興趣,同時也提高教育教學的質量,實現實驗教學向多媒體化的跨越以及綠色化無機化學實驗。
(5)高職高專院校要建立開放性的實驗室及資料室,創造條件建立“兩開”型的教學設施,改變以往實驗室和資料室僅供相關教師使用的形式,讓學生也能隨時亦或是定時的使用,真正讓學生把課堂實驗的學習延伸到課外,進而拓展了實驗教學的領域。要不斷的尋找相關信息的來源并開展具有創造性的活動,要給予基礎比較差的同學能從失敗中取得學習的機會,并給予基礎較好的學生在完成基本的實驗內容之后,能自主地選擇實驗,并按照老師提出的相關要求,獨立完成實驗的機會。這樣做的結果會更加的提高了學生的學習主動性,深入的挖掘了學生所具有的潛能,與此同時也培養了其學習無機化學的積極態度,自主學習能力,探索創新能力,全面的提高了學生的素質。
4總結
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】高職高專 應用化工專業 實踐性教學 教學改革
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)07C-0153-02
無機化學實驗是高職高專應用化工技術專業新生入學后接觸到的第一門實踐性課程,為應用化工技術專業后續實踐課程奠定基礎的重要課程。目前高職高專使用的實驗教材仍存在以下一些問題:一是普遍性較高,無針對性。凡是與化學有關的專業如工業分析、冶煉、化工、藥學、生物等都適用。雖然在一定程度上使學生能掌握化學實驗的基本操作技能,提高學生對知識的運用,但實驗內容跟后續的實踐課程缺乏緊密的連貫性。二是實驗類型單一。實驗過程過度依賴教材機械性操作,缺少充分想象環節,實驗過程一般都是老師根據實驗內容給學生講解一遍后就由學生參照教材步驟按部就班的操作。雖然實驗過程能在一定程度上培養學生的觀察能力和操作技能,但卻忽略了化學實驗所包含的科學性、思想性、探究性和發展性的功能,達不到真正意義的實驗目的。因此,要使實驗實踐達到預期的目標,實驗過程的開設就必須對應用化工技術專業所有專業課程進行探討和研究,仔細分析無機化學實驗與后續實踐課程的之間關聯環節,充分利用有限的實踐課時,提高實踐教學效率。為了適應高職高專應用化工專業教育的發展需要,本文以培養本專業人才目的為背景,結合筆者多年來自身實踐教學經驗及未來的發展形勢,從實驗內容、實驗教學方法和手段以及培養目標等幾個方面來思考應用化工專業無機化學實驗課程改革的措施和辦法。
一、優化實驗項目的內容
優化的目的是提高教學效率,強化實踐環節。一是堅持“必需”原則來開設實驗項目。化工類專業很多,傳統的無機化學實驗課程是針對化工類所有專業開設的。而無機化學實驗實踐課程一般為一至兩周,如何在有限的課時內不僅達到使學生掌握基本操作技能,培養學生創新能力和開發學生潛力,而且又要保證實驗項目的開設跟后續實踐有所關聯的教學目的。因此,優化實驗內容首先考慮哪些實驗是“必須”開設的,刪減那些與未來本專業其他課程無關或者關聯很少的實驗項目,增加一些與其他課程有連貫性的實驗項目,對實驗課程教學方案進行優化設計,以達到實驗教學方法的最優化。二是堅持“可實行”原則來遴選實驗項目。實驗項目必須根據本校所提供實驗設備和條件來設定,根據實驗條件對實驗課程進行優化整合。確保學生在實踐過程中能夠掌握相關的理論知識和實踐知識,又能使教學資源利用率最大化。
二、增大設計性、綜合性實驗的比例
無機化學實驗的教學過程中雖然通過驗證性實驗培養學生的觀察能力和操作技能,但學生通過驗證性實驗所學到知識是被動的,思維往往被教師課堂上所講的東西束縛,因為驗證性實驗整個實驗原理、藥品和儀器的使用,以及實驗過程中出現的問題和注意事項都是由教師詳細講解。而設計性、綜合性實驗則是學生根據教師提供的實驗任務,通過查閱相關的文獻,收集各種相關知識根據現有的實驗條件和實驗要求,自行設計出合理是實驗方案,準備實驗儀器和藥品,撰寫實驗報告,整個實驗過程基本都是學生獨立完成的。教師在設計性、綜合性實驗中只對學生做一些輔助工作比如對實驗方案審閱,幫助學生分析出現問題并原因,提出相應對策。通過設計性、綜合性實驗使學生擺脫對實驗講義的依賴,培養自主研究、分析、解決問題的意識,對于提高學生分析問題和解決問題的能力、學生綜合素質方面的提高具有重要的作用。增大設計性、綜合性實驗的比例不僅能使學生掌握一定的操作技能知識上,進一步加強了他們的動手能力和實際應用能力。從而達到學生培養創新意識和創新精神,提高創新能力的目的。
三、多媒體輔助教學
隨著科學技術的發展,電化教學的引入使教師的教學方法和手段得以完善,教師利用多媒體技術對文本、圖像、聲音、視頻、動畫等多種素材結合起來編輯出來的課件進行實踐性教學,使整個教學過程更加圖文并茂、有聲有色。在無機化學實驗教學過程引入多媒體輔助教學的優勢可從以下方面體現出來:第一,很形象地模擬出整個實驗過程,更利于提高學生的觀察能力。比起教師在課堂上的演示,投影視頻對實驗過程的擴大化更能方便學生觀察,更能集中學生注意力和激發學習興趣,提高學生學習效率。第二,更能有效地對學生進行安全教育。在實驗過程中可能出現危險性操作和某些注意事項,教師不能做演示,只能通過在實驗前反復強調來加強學生的安全意識。舉一個簡單的例子,比如濃硫酸的稀釋操作,為什么只能濃硫酸倒入水中稀釋而不能反過來操作?反過來操作后果會怎樣?會出現什么危險?通過利用多媒體動作制作來演示反過來操作出現危險后果整個模擬過程,更能讓學生理解和認知水倒入濃硫酸中的危險性和危害性,從而增強學生安全操作意識。第三,能提高教學過程的教學效率。教師在講解一個復雜或反應時間長的驗證性實驗中,那些比較抽象理論知識用語言形式來描述的教學方式對空間思維較差的學生很難接受和理解。另外,反應時間長的實驗由于實踐課時的限制,做一個演示實驗室不現實的;利用多媒體進行模擬仿真教學讓學生在短時間內通過視覺和聽覺來感受和認知整個實驗過程,讓學生更容易接受和理解實驗過程中抽象的知識,從而提高學習效率。科學實驗已經證實:人類通過聽覺獲取信息只有11%,而通過視覺獲取信息則高達83%。由此可見利用多媒體對于提高教學效率是很有幫助的。
四、加強環保教育、增強學生環保意識
環境問題是當今人類面臨的三大問題之一,保護人類的生存環境已成為人們的共同呼聲。環境的污染、治理和保護已列入我國的基本國策。在環境污染中很多情況下是由化學污染造成的,化學污染主要來源于以下方面:一是實驗室在實驗過程中產生的廢氣以及實驗結束后的液體、固體廢棄物;二是化工生產及冶金行業的廢氣、廢液、廢渣;三是城市垃圾中比如廢舊電池、熒光燈等物質;四是礦山選廠的廢液。這些物質的排放和處理將對環境產生負面影響。作為向化工生產部門培養第一線技術應用型人才高職高專應用化工技術專業,加強環保教育、增強學生環保意識是整個實踐教學中很重要的一部分。在教學過程中首先讓學生充分認識化學與環境的關系,從工廠“三廢”的排放、城市垃圾、日常生活用品、實驗室藥品和廢液等各方面分析了解造成污染的原因,來增強學生的環境憂患意識。其次培養學生在實驗過程中通過節約使用藥品,利用最少藥品達到減少廢棄物的良好習慣,引導學生正確處理實驗完畢后的廢棄物,使學生形成自覺保護環境的意識。
五、培養學生創新能力和科研能力
高職教育自創辦以來,一直以培養高素質技能型人才為宗旨,以服務區域經濟發展為目標。隨著社會的飛速發展,生產設備和工藝不斷更新,高職高專培養的學生畢業后將會或多或少地接觸新型儀器設備的使用和參與到新的工藝流程改良活動中,這就要求他們必須具有一定的分析問題和解決問題以及創新的能力;高職教育既然肩負著培養高素質高級技能型專門人才的重要使命,培養培養學生創新和科研能力也就變得很重要。教師在傳授學生基本技能和操作技能過程中,應該適當培養學生的創造和創新能力;培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。在開設無機化學實驗課程中一至兩個由教師給出課題讓學生自主通過查閱文獻,收集相關的知識和材料并結合已學過的知識獨立對某個實驗的實驗條件或實驗方法進行改良,設計出可行的實驗過程;并通過實踐總結出最佳實驗條件。以培養學生如何把在課堂上所學習的知識運用于實踐,并在實踐中學會分析問題和解決問題的能力,為學生畢業時畢業論文的撰寫以及畢業后迅速適應崗位打下扎實的基礎。
六、實行無機化學實驗考核評價機制
實驗考核總成績由三部分組成即平時考核占40%、期末考核占60%和實驗報告占20%相結合來進行的辦法。實驗考核目的使教師能全面了解學生的操作熟練程度、基本知識和關鍵知識的掌握程度。對實驗考核評價除了看實驗結果外,還應該從實驗素養、操作能力、實驗過程、儀器使用、問題處理能力、環保意識等各方面進行統一的評價方法,使考核成績能全面反映學生整體綜合素質。
總之,高等職業教育目標是培養以適應區域經濟社會發展需要,結構合理的高素質技能型專門人才。因此每個專業必須根據自身專業的特點準確把握定位和發展方向,才能培養出適應生產、社會、服務第一線需要的全面發展的高等技術應用性專門人才。
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【基金項目】新世紀廣西高等教育教學改革工程項目課題(2012JGA403)
1無紙化考試的優越性
1.1安全、公正、準確
傳統考試模式中試卷的制作及保管涉及的環節較多,故而考試內容的安全性就有所降低。而基于計算機網絡的無紙化考試參與的人相對較少,系統也有自動組卷功能,可以有很好的保密性和安全性。而且,所有考生的試卷內容雖然相同,但是他們的試題順序也完全不同,因為系統在抽取試卷時隨機打亂了試題的順序,所以相鄰的兩個考生之間也難以作弊。另外,考生提交答案后,系統會自動根據教師設定的正確答案評分,從而避免了錯判和漏判的發生,更體現了公正性與準確性。
1.2及時、方便、經濟
由于無紙化考試的題庫和答案已保存到指定計算機中,考試時只需要從題庫中調用,避免了傳統考試需要出卷、印刷、分發試卷等諸多環節,過程得以簡化。由于減少了紙質化環節,可大大節省打印、制版和印刷等費用及紙張資源。考試系統自動批改試卷,又節省了閱卷人的時間,而且考試完成后考生即可查詢相關考試成績。同時,無紙化考試系統還可快速分析全部考生各題型的得分情況,及時統計出及格率、優秀率等數據。這樣,相關教師對每個學生掌握知識的情況一目了然,有利于教師針對學生知識的薄弱章節做出相應復習等措施。而且,無紙化考試系統不但可以應用于正式考試,在平時教學過程也可用于各章節內容的學習效果檢查,從而提高學生的學習效率及學習興趣。
1.3靈活、隨機、全面
傳統的紙質考試試卷內容是固定的,每個考生面對的題目都是相同的。盡管教師在出題時會盡量考慮到重要知識點,但一份試卷難以囊括整本書的全部重要知識點,另外,試題庫可隨時更新,而考試系統可以通過自動組卷來形成考卷,那么學生的試卷就可以靈活機動,這樣便于教師全面了解學生的掌握情況,同時也避免了考試作弊等情況的發生。
2生物化學課程無紙化考試的設計
生物化學是一門專業基礎課程,其內容龐雜,抽象深奧,重點難點較多。由于主觀題比較難以應用于無紙化考試系統,在設計試題庫時,我們將一些習慣用主觀題,如簡答題,計算題等呈現的知識點改為多選題,且合理設計多選題選項,名詞解釋可以用匹配題呈現。而對于一些復雜的代謝過程,可以用直觀明了的圖片題呈現,比如對于三羧酸循環過程,出題時可以直接將各步反應的代謝物分別做成圖片,然后學生用拼圖的方式拼出完整的循環代謝圖,這樣既考察了學生掌握相關知識的熟練程度,又增加了答題的趣味性。
3無紙化考試系統仍有待完善
雖然無紙化考試有諸多優點,但是其仍有待完善。首先,無紙化考試難以實現主觀題的自動批閱,需要另外組織筆試。其次,在考試系統應用過程中可能會出現網絡故障,如服務器速度慢、學生無法登陸系統進行答卷等,要順利的實現無紙化考試,學校需要加大教育設施的經費投入和相關計算機技術的普及,進一步提高教師和學生對計算機及考試系統的了解和掌握。最后,要更好的實行無紙化考試,最關鍵的還是科學合理的建設試題庫,特別是教材更換,專業知識點的更新以后考試題庫的及時更新,以及考試資源和數據的積累總結等。
4結論
總之,隨著計算機技術在各個領域的深入應用,考試形式也逐步邁向信息化,尤其是一些遠程教學模式的課程更需要改變傳統的考試方式,取而代之的無紙化考試將凸顯其獨有的優越性,并且各種考試系統軟件的推出也使得考試變得越來越輕松。
作者:虞菊萍 韓果紅 單位:中國藥科大學高等職業技術學院
參考文獻
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無機化學是我校化工類專業的本科生進入大學后面臨的第一門專業基礎課,總授課時為72學時。本課程既是銜接大學與中學化學知識的橋梁,又是貫穿物理化學、分析化學、有機化學等后續專業課的紐帶。因此,無機化學課程學習效果的好壞會直接影響其他相關課程的學習和學生化學能力的培養。本文將從無機化學教學特點及方法上分析,得出教學方法改革的幾點淺見。
一、無機化學教學特點
1.內容龐雜,學習難度大。無機化學的知識覆蓋無機化學、物理化學、分析化學、結構化學和有機化學等方面,既有基本的化學反應原理,又有抽象的物質結構知識,還有知識點分散、內容繁雜的元素化學。對于不熟悉大學高信息量教學方式的大一新生,如何保證在較短的教學時間內,讓學生能理清無機化學的知識脈絡,掌握重點知識內容,這無疑是無機化學教學的一個難題。
2.知識更新較慢。無機化學課程的教材種類較多,內容編排也具多樣性。雖然幾乎每年都有新出或修訂版的教材出版,但總體來說知識點更新不多,內容較為陳舊,其中還包括高中化學的知識。所以學習初期有的學生容易產生輕視的情緒,聽課和練習的投入較少。而中后期課程知識量顯著增大,學生心理準備不足,對于新的學習模式適應不佳,導致不能達到很好的學習效果。
3.與后續相關課程知識存在交叉。物理化學的動力學與熱力學知識是無機化學相關內容的進一步深入和擴展,無機化學的平衡原理和氧化還原反應是分析化學的理論基礎,而物質結構的基礎知識對后續學習有機化學及結構化學也進行了扎實的準備。此外,很多化工類專業的專業課程也涉及無機化學知識。所以,無機化學知識學習效果的好壞直接影響后續課程以及相關專業課的學習,同時,也對學生的學習心態和興趣有著重要的影響。
二、無機化學教學方法的改革
1.優化課程內容,突出重點。無機化學課程的授課學時較為緊張,在課堂上通常無法詳細講解教材的全部內容,這就需要授課教師有計劃的刪減知識點,優化課程內容。比如,氧族元素和鹵素的相關知識在高中接觸較多,知識理解起來也比較容易,其中和高中知識銜接比較緊密的部分就可以通過自學的形式讓學生學習。另外,無機化學教材中一般也穿插該章節相關背景知識及實際應用的內容。如大連理工大學版無機化學分別在化學反應動力學和氧化還原章節補充介紹了化學動力學在考古中的應用、化學電源實例等知識,通常此類知識也應歸為自學內容。這樣既能使學生將理論知識應用在實際、提高學生學習興趣,又能節約出更多時間用于重點難點知識的講解和實踐教學。
2.采取互動式教學,引發興趣。課堂教學中學生是主體,無機化學課程也不例外。因此,教師在教學中要充分發揮學生的主觀能動性,產生良性互動。其中,在課堂上向學生設置問題就是很好的一種方式。比如,講到電化學電池這一節時,先向學生提出一個問題:電池為什么能發電?電池發出的電能是由什么能量轉化而來的?這時,學生便會思考電池發電的原理是什么?就是由化學能轉化為電能。從而,便可自然的引出原電池的概念。再如,涉及到高中知識,教師可以先請學生回答高中時所學內容是什么?再詳細講解大學將要學習的新知識以及它們之間的異同點。總之,教師在課堂教學中應采用多種教學方法,充分發揮互動式教學的優勢,提高學生的學習興趣。
3.理論聯系實際,提高能力。無機化學是進入大學的第一門化學基礎課,也是一門實驗科學。因此,在教學中就需要教師緊密結合實驗實踐來講述相關知識點。比如,講述某一具體化學反應時,應講解其反應現象及反應機理等,便于深入理解反應事實;反過來說,對于一些簡單的驗證性實驗就可以以視頻的方式給學生直接演示,以加深印象。當然,實驗實踐教學環節也是十分重要的。在學生掌握一定理論知識的基礎上,要求他們要自己動手正確進行實驗操作。這既更利于學生理解理論知識,也能掌握化學基本實驗技術,提高實際解決問題的能力。除此之外,教學中也可聯系生活中的實例進行講解。比如,講到“緩沖溶液”,可以探討人體自身血液中緩沖溶液的作用機理以及土壤中緩沖物質的重要作用,提高學生學習興趣的同時,也擴大了知識面。
生物無機化學是由無機化學、生物化學、臨床化學和醫學交叉融合而發展起來的一門新型邊緣學科,在分子水平甚至量子水平上,研究和闡明生物體內生物大分子配體與無機元素有關的各種相互作用的學科[1]。它包括兩個主要部分:一是研究生物體中天然存在的無機元素,二是把金屬引入生物體系中作為探針和藥物。
1 藥學專業無機化學教學中滲透生物無機化學的重要性
在我國很多醫藥院校的藥學專業中,藥學教育的模式一直是化學模式。由于,無機化學的理論學習中要求記憶的東西很多,較枯燥,導致了很大一部分同學在學不到一半的時候就放松了學習,明顯影響學習效果。如果能夠在教學過程中有意識地引進一些生物無機化學的新知識、研究的前沿和熱點問題,及相關的人文科學知識,將大大提高藥學專業學生的學習無機化學的興趣,為提高其綜合素質和培養其創新能力提供堅實的基礎。在我國的一些院校的化學系開設了生物無機化學的選修課程。但是對于藥學專業進行生物無機化學教學受到學制短、化學課課時少及化學和生物化學基礎知識差等客觀條件的限制。為解決這個問題,可以在學習無機化學的過程中有意識地滲透一些生物無機化學方面的知識,以達到提高學生的學習興趣等的效果。
2 在藥學專業無機化學教學中滲透生物無機化學的內容
在藥學專業使用的無機化學教材中,隱含著豐富的生物無機化學教育內容[2](圖1),教師要有計劃地把這些知識滲透到教學過程中去,使學生在學習無機化學知識的同時,獲得更多與藥學相關的知識。因此在備課時,教師需要熟讀教材,找準無機學化各章節中滲透生物無機化學知識的結合點。
2.1 緒論部分
無機化學是一門理論性較強、較抽象的課程。在緒論課時,教師適當的滲透一些無機藥物方面的知識(表1),將對提本文由收集整理高學生學習無機化學的興趣起到事半功倍的效果。
2.2常見非金屬元素及其化合物
非金屬元素的生物無機化學的內容相對偏少,但也還是存在足夠的可講的知識點。如,三位科學家由于發現一氧化氮作為人體中一種重要的信號分子而于1998年獲得諾貝爾醫學獎。一氧化氮是第一個被發現的參與細胞信號轉導的氣體信號分子。一氧化氮是隨血液存在于人體各處,只要有血液的地方就有一氧化氮的存在。一氧化氮參與的生命活動非常廣泛,在神經、免疫、呼吸等系統中發揮著重要作用。人的機體內有很多信號系統,它們可以調節全身的血管網絡,一氧化氮可以使微循環暢通,保證含氧血運送到人體各組織和器官當中,讓人體血壓保持在適當水平。人體內生成的一氧化氮自由基,可以穿透任何細胞,到達任何組織,使信息從人體某一部分,傳至其他部分,行使著傳輸信號的功能。這樣使血管擴張,幫助控制血液流向人體的各個部位,以起到保持血管清潔、預防中風、維持正常血壓的作用,有效減輕心臟負擔,從而達到預防心臟病的效果。這就是一氧化氮作為信號分子的作用。
2.3 常見金屬及其化合物
人們對于微量元素的作用遠不如對維生素那樣熟悉。然而,微量元素對于生命的作用要比維生素重要得多,生物體本身無法制造出它所需要的微量元素。所以,缺乏微量元素就成為一個十分嚴重的問題。現代研究表明,生物體內必需的微量化元素至少有十六七種。而人體內有1/4~1/3的酶需要金屬離子參與才能發揮催功能,這些金屬離子包括fe2+、zn2+、mn2+、cu2+、co2+、mg2+、ca2+等。人們逐漸認識到生命活動無不與金屬離子有著千絲萬縷的關系,即沒有金屬離子就沒有生命。缺乏這些元素,生物體就要發生各種病變。人體的許多疾病,包括一些地方流行病,往往與微量元素的缺乏或過量有關(表2)。
2.4 配位化合物
在現代醫學中無機藥物的使用已經非常普遍。從生物必需元素到有益元素甚至放射元素都在醫學上占有一席之地,而且涉及多種疾病的診斷和治療。有些具有治療作用的金屬因其毒性大、刺激性強、難吸收等特點而不能直接在臨床上應用,若把它們變成配合物就能在一定程度上增強藥效同時降低其毒性[3-5]。由于形成金屬有機絡合物提高了化合物的脂溶性,有利于提高其吸收效率,有利于藥物分子選擇性地進入體內的一定位置。
本部分可以重點地介紹治療藥物如鉑類抗腫瘤藥物和鉍類抗潰瘍藥物[6-7],診斷藥物如核磁共振造影劑、放射診斷藥物以及中藥研發方面遇到的實際問題。
2.4.1 鉑類配合物作為抗癌藥物的應用 20世紀70年代以來,鉑配合物抗癌功能的研究在國內外引起了極大的重視[8-10]。鉑配合物的抗癌活性是基于其對癌細胞的毒性[8]。現已確定具有順式結構的均顯示抑瘤活性,其中順式二氯·二胺合鉑,簡稱順鉑抗癌活性最高。它不僅能強烈抑制實驗動物腫瘤,而且對人體生殖泌尿系統、頭頸部及其他軟組織的惡性腫瘤有顯著療效,與其他抗癌藥聯合使用時具有明顯的協同作用。目前,我國已生產“順鉑”供應市場。由于“順鉑”尚有緩解期短、毒性較大、水溶性較小等缺點,經過化學家們的不懈努力,現已制出了與順鉑抗癌活性相近而毒副作用較小的第二代、第三代抗癌金屬配合物藥物[11]。
2.4.2 釓類配合物作為核磁共振造景劑的應用 核磁共振造影技術已成為當今臨床診斷中最為有力和安全的檢測手段之一。它對疾病的診斷是通過使用外來的順磁試劑或造影劑而使得正常組織和疾病組織的1h(主要是水)的共振信號產生差別。核磁共振造影劑使得質子的弛豫時間縮短,從而達到改善組織成像的效果。多數的核磁造影劑均為gd(ⅲ)、mn(ⅱ)和fe(ⅲ)離子,因為它們具有最多的未成對電子和較長的電子自旋弛豫時間。目前臨床診斷使用的化合物主要有四種,全部是三價釓的配合物。據統計,世界上大約每年要進行500萬次核磁共振診斷,而其中20%必須使用造影劑,造影劑研究及應用的重要性不言而喻。
2.4.3 絡合作用與中藥的研發 在天然藥物研究開發過程中,往往藥物的粗提物具有明顯的生理活性,但是隨著純度的提高,其藥理活性逐漸下降,甚至消失。究其原因,可能是由于除去了微量元素等無機成分。由于中藥中含有微量金屬元素和氨基酸、皂苷類、黃酮類、多糖類、生物堿等有機組分。而這些有機組分含有多個配位原子,能與微量金屬元素通過多種鍵合作用形成各種復雜的配合物。它們具有較高的穩定性,這對于藥物在體內的生物化學作用具有重要的意義,使之表現出長效、低毒和藥性溫和。
實際上,中藥的藥理作用是中藥中的有機組分和無機組分的共同表現,它們的絡合物往往表現出較強的藥理活性。例如,博來霉素最早由鏈霉屬真菌中以銅配合物的形式提取出來,只有人們改變了發酵條件得到了一系列類似物。博來霉素作為抗生素類抗腫瘤藥物在頭頸癌、卵巢癌等的臨床治療中廣泛應用。研究發現,博來霉素需要有金屬離子才能產生活性,鐵、鈷、錳、銅等離子的存在使得博來霉素能夠對dna進行裂解。目前較公認的機制是:博來霉素首先與金屬離子如fe3+結合,金屬離子結合的博來霉素發生構型的變化,然后與活化分子氧生成活化態,后者對dna進行切割并阻止其復制。
3 在藥學專業無機化學教學中滲透生物無機化學的途徑
3.1 制訂計劃
在無機化學教學中滲透生物無機化學教育,必須有周密的計劃,這一方面是為了在有限的時間內完成教學任務,另一方面也避免了盲目性和隨意性。制訂計劃力求全、準確、具體、可行。
3.2 注重滲透方法
擯棄“滿堂灌”的教學方法,開展啟發式、自學式和討論式教學。在課堂上注重以多媒體授課的優勢,充分發揮學生在教學中的主體作用和教師的主導作用,講重點、難點,給出一些專題,課后學生廣泛查閱文獻,根據自己的興趣,寫出相關小綜述,課程結束時,在課堂上做專題發言,互相交流,共同提高。這樣,在學生不僅學到了知識,更重要的是培養了他們自己獲取知識、分析問題與綜合問題及表達能力。
3.2.1 講授法 講授法是目前教師采取的主要方法之一,也是最傳統的教學方法。在化學教學過程中,滲透生物無機化學教育就是在講授無機化學基本知識的同時,把與之相關的藥學及生物學相關的知識傳授給學生。
3.2.2多媒體課件展示法 利用多媒體課件,向學生展示生物無機化學相關的知識。在課件的制作上,采用圖、文、表并茂的方式并盡可能地增加動畫效果,以增強教學內容的趣味性,更好地激發學生學習生物無機化學課程的積極性。如,講解葉綠素的結構及其在生物的光合作用中的作用時。通過生動形象的動畫效果,讓學生形象地感受生命中的化學過程。
摘要:本文主要針對不同專業如何結合專業實際需求開展無機化學課程教學進行了探討,從不同專業的教學內容、學時、案例、生源背景的差異性等方面進行了綜合分析。
關鍵詞:無機化學課程;化學專業;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0206-02
無機化學課程是高等院校化學、化學工程與工藝、應用化學、藥學、環境科學、臨床醫學等化學和近化學專業本科生的第一門專業基礎課程,同時也是理工科專業如物理專業的必修課程。該課程講授的內容是立足于學生在已掌握的高中化學知識基礎上,使學生了解或掌握化學熱力學、化學平衡、化學動力學、近代物質結構理論、原子結構、元素周期律、分子結構和四大化學反應及平衡、元素化學等基本原理和基礎知識,具備對一般無機化學問題進行理論分析和計算的能力,使學生在科學思維能力上得到良好訓練和培養,為他們今后各門后繼課程的學習準備必要的基礎理論。近年來隨著我國高等教育的迅速發展,無機化學課程群除了傳統的無機化學[1,2]外,還包括基礎化學[3]、無機及分析化學[4]、普通化學[5]、大學化學[6]等不同名稱的課程和相應的教材。盡管課程名稱不同,但核心內容都為傳統的無機化學課程基本內容。與此同時,課程名稱的變化和教學內容的差異也體現了課程教學過程中具體專業具體對待的必要性,只有這樣才能更好地踐行人才培養分作。本文以紹興文理學院無機化學課程群授課情況為例,對不同專業無機化學課程授課的差異化教學模式進行了分析和探討,希望通過本研究,對老師在授課過程中如何切合專業特點、因材施教提供一些經驗和建議。
一、結果與思考
1.不同專業無機化學課程教學內容和學時的差異性分析。隨著高校教學改革的不斷深化,培養社會需求的應用型人才是地方普通高校人才培養的主要目標。在不斷優化和修訂人才培養方案以及教學大綱過程中,許多老師不可避免地會遇到教學內容與學時的矛盾,如何看待不同課程對所授課專業的支撐作用,按照有限的學時精心選擇授課內容,是每個老師需要認真思考的問題。表1概括了紹興文理學院本科教學中涉及無機化學課程的專業、學時和主要教學內容。由表1可知不同專業的無機化學課程設置在學時和教學內容上都具有很大差異,例如化學專業無機化學課程設置的學時數是臨床醫學專業學時數的4倍,其教學內容不論從光度上還是深度上都要遠遠高于臨床醫學專業。從不同專業的教學內容來看,在差異性存在的同時也有共同性,即所有專業的無機化學(包括基礎化學、普通化學、無機及分析化學等)課程教學內容都包含酸堿、氧化還原、沉淀與溶解和配位四大化學反應理論、化學熱力學、化學動力學這些核心的基本知識。上述這些差異性也正是客觀反映了不同專業對化學知識結構的不同需求,是人才培養的客觀需要。
2.教學案例的差異性分析。本科教學是基礎教學,著重培養知識面寬、適應性強、素質好的后備人才。但這種基礎教學不同于中學的基礎教學,它帶有專業性和研究性的特點[7]。在對不同專業學生授課過程中,老師不僅要熟悉自己的教材,更要了解不同專業對同一授課知識點的不同需求,結合專業實際,開展生動活潑的案例教學。例如對于溶液依數性教學內容的講解,在滲透壓這一知識點,除了共同的基本理論原理外,針對不同專業可以開展不同的理論與實際相結合的案例探討,如表2所示列出了針對化學、化工、醫學、藥學以及生物科學等不同專業滲透壓知識點的不同例題。通過上述講解,不僅讓學生學到了基本原理,而且將基礎理論與自己的專業知識有機地聯系在一起,使得學生能夠感覺到學有所用,提升學生學習的興趣。
3.高中化學基礎的差異性問題。在大多數高校中,無機化學課程是面向大一新生授課。我國地域遼闊,經濟發達地區與邊遠地區間的教育水平有一定差異,同時不同地區高考模式不同,導致高中課程教學體系也存在一定差異,甚至有的學生在高中階段沒有學過化學。因此老師在授課時應該及時了解和掌握大一新生的高中化學知識背景,使大學化學知識與高中知識既不脫節,又不大量重復。在教學中根據不同學生的認知水平、學習能力以及自身素質,教師選擇適合每個學生特點的學習方法來有針對性地教學,發揮學生的長處,彌補學生的不足,激發學生學習的興趣,樹立學生學習的信心,使每個學生都能揚長避短,獲得最佳發展。
二、思考
從以上對不同專業無機化學課程教材差異性的分析比較,不難看出課堂教學中學生之間專業背景、個人能力等方面存在的差異是一種合理性存在。我們不可能也不應該讓所有的學生用同樣的方式,在相同的時間內學習相同的內容。美國學者湯姆林森曾經說過差異教學的核心思想是將學生個別差異視為教學的組成要素,教學要從學生不同的準備水平、興趣和風格出發來設計差異化的教學內容、過程與結果,最終促進所有學生在原有水平上得到應有的發展。我國21世紀的高等教育已經從精英教育發展到大眾教育,更加著重于培養學生的科學素質與創新意識。如何在課堂教學中真正做到以學生為主體、以教師為主導,在傳授基本理論、基本知識和基本技能的同時,努力培養學生的科學素質和創新能力,促進每個學生在原有基礎上得到充分發展的“差異教學”必然成為課程改革的新增長點。
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關鍵詞:有機化學;無機化學;應用
隨著人們認識的水平的提高,科學技術的發展,無機化學和有機化學的界限已經越來越模糊,二者之間的聯系也慢慢被開發出來。
1無機化學與有機化學的基本內容
無機化學是對所有化學元素及化合物的性質和反應進行研究。近代的無機化學的發展主要分三個步驟,一是搜集科學知識,化學最注重的就是實驗,搜集事實就是為實踐做驗證,自然界的現象變化復雜,通過直接的觀察不能夠得到事物的本質,而且兩個事物之間在一定的條件作用下有可能發生反應,這些現象都必須通過更可靠的實驗進行驗證。只有獲得了正確的事物事實,然后根據熟練的技術和科學的儀器來對這些進行檢驗。二是確定定律,定律是通過歸納相似的事實而成,而相似的事實是大量科學的所在,并將這些科學的知識進行比較分析,取其精華。三是學說的建立,化學定律中是互相聯系的,只有建立一個學說才能夠將其中的聯系進行總結。有機化學是研究碳元素的結構和性能,有機化學中都具有碳原子,其中有機化合物的結構是共價鍵,這也是有機化學和無機化學聯系的關鍵。通過對有機化學的研究,可以了解到生物的呼吸作用和整個新陳代謝的過程。有機化學的合理應用可以對疾病的預防、控制等起到中間的作用。
2無機化學在有機化學中的應用
無機化學中的分子化合物是通過共價鍵聯合起來的,無機化學中的分子結構不但包括共價鍵,還離不開離子鍵和金屬鍵的發展。共價鍵也稱電子配對,或者分子軌道,是在分子內進行運動。對于無機化學的共價鍵講述的是無機物的形成和發展的本質,在充分利用好模型的同時,建立了軌道的空間形象,并對簡單的有機分子構成進行了更為科學的描述,為有機化學的分子結構形成和發展打下堅實的基礎。分子的軌道理論是從分子的運動出發,去研究每個電子的運動狀態。無機化學中對分子的應用主要是通過分子軌道理論進行的,但是卻通過共價鍵的理論解釋的,這些都建立起了有機化學和無機化學間的聯系。通過對共價鍵的研究,將無機化學中的內容進行總結和整理,再運用到有機化學的分子中去,這兩種理論互為補充,二者共同作用到有機分子中去。比如兩種有機分子是平面結構的共同體系,在定域鍵的作用下,通過共價鍵理論,就構成了分子的骨架,有機化學中的碳元素加入到平面結構中構成一個垂直的軌道,通過各種平面的組合重疊構成一個中心鍵,并在整個骨架中進行反復的運動,最后可以形成離域鍵。離域鍵的性質與有機化合物的性質相關性很大,在一個酸性的離域中加入一些有機化合物可以減輕堿性物質,穩定離域,這樣才能夠將無機化學合理的應用到有機化學中。無機化學中無論是共價鍵還是其他鍵都有固定的參數,這個參數結合了無機物可以更好的描述分子的空間,參數的強弱代表著電極的正負,在有機化學中這就是共價鍵的基本屬性。有機物中即使是相同性質的鍵也存在著不同的分子變化,因為有機物組成的復雜性,原子間還會相互影響,這就會導致不同鍵之間的變化。有機分子的應用就是通過不同鍵的功能實現的,具體的正負極性是通過鍵來衡量的,而無機化學的分子的正負極性擁有更為詳細的描述,然后再通過空間模型的構建消除或者抵消之間的排斥性,為有機化學的發展打下基礎。共振理論是無機化學應用到有機化學中的重要理論基礎。這一理論的發現和發展證明了離域鍵的存在,而且一些化合物的性質和結構并不相符,這劇需要利用共振來重新定位。共振理論對有機化學的分子結構和性質的解釋有著重大的作用,在現代的化學體系中也是較為先進的。在無機化學中的分子結構也得到了相關的應用。不同的化學符號結構中的長度不盡相同,通過共振理論能夠將分子結構進行合理的安排。在一些含氧酸的元素中酸性較強,這可以通過共振來進行研究,通過共振理論,可以對無機化學和有機化學進行更多的解釋。
3結語
無機化學和有機化學都是化學界的基礎,構成了化學的重要理論,只有將無機化學和有機化學進行良好的結合,并將無機化學有效的運用到有機化學之中,無論是有機化學還是無機化學,只有將二者結合起來研究才能夠創造出更好的化學理論和技術,完成更高的目標,只是單一的發展無機化學或是有機化學,都無法對化學界的發展進行有效的質變。
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