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[关键词]有机化学教学;电子理论;化学史;安全意识
有机化学是高等教育中非常重要的一门专业基础课[1],是化学、化工、药学[2-4]、医学、食品[5]等众多专业的专业基础课,涉及的专业面和学生面都很广。如何上好有机化学课,如何在有限的时间内提高学生的有机化学素养是有机化学教师面临的一个重要问题。有机化学是一门博大精深的课程,涉及众多有机化合物的性质和大量的有机反应,并且有机反应的变化非常丰富、应用及其灵活。在有限的课程时间内,如何通过学习有机化学这门课程使学生具有较好的有机化学的思维和素养,对有机化学教师而言是极具挑战的。通过多年的有机化学教学实践,笔者认为在有机化学课程中必须抓住主线,利用有机反应中的电子理论[6,7]把众多复杂的有机反应进行整合,如亲电加成、亲电取代、亲核取代、亲核加成等。反复利用电子理论对这些反应进行系统的讲解,使学生在本质上理解反应的为什么发生、如何发生及其反应结果。同时在课堂教学中引入相关化学史的知识提高学生的学习兴趣和他们的全面素质,以及在课程中加强安全意识的教育都不容忽视。
1在有机反应中引入电子理论进行教学
在讲解有机反应过程和反应活性等知识内容时,引入电子理论教学,引入较为合理的逻辑概念,有利于学生对有机反应本质的理解和反应活性之间的差别。有机电子理论是用正负电荷吸引的性质,来说明化学反应的发生方式,即发生的位置和顺序,发生的难易程度。因此,它把分子中电子携带的电荷分布情况,也就是以电子密度作为基础概念来思考化学反应。电子密度的大小、增量已被量子中的理论计算和物理测定所证实,并获得化学界的承认。化学家中把这种电子密度当做类推的基本概念,广泛用于说明和理解各种化学现象。电子理论认为,分子中,电子(携带负电荷聚集的位置,即电子密度大的位置),容易与携带正电荷的试剂(亲电试剂具有吸引电子的性质)发生化学反应。反之,电子密度小的位置容易与携带负电荷的试剂(亲核试剂,具有排斥电子性质的一方)发生化学反应。利用电子理论能够轻而易举的解释有机反应中的离子型反应,而我们大学有机化学的教学当中,大部分反应是离子型反应,如亲电加成反应、亲核取代反应、亲电取代反应、亲核加成反应等。当然电子理论的理解有一个过程,学生在刚开始接触的时候很难理解电子密度的概念。在教学过程中需要逐步为学生打下一定的物理基础,如电子-电子云-电子密度等概念,使学生能够从微观的角度、物理的角度去理解有机分子、有机原子,同时强化电负性、诱导效应、立体效应、共轭效应等概念,让学生从高中学习化学的思维中转变过来,使用一种全新的有机化学微观思维方式来理解反应为什么发生、为什么在这个位点最容易发生、反应活性变化等现象。从而从本质上理解反应,在以后的学习和工作中能够举一反山,真正达到学习有机化学的目的。
2在课堂中引入化学史教学
在有机化学中有大量的人名反应,每个重要反应的发现过程都是一个传奇,里面闪耀着人性的光辉,科学家对真理的孜孜不倦的追求。比如第一堂绪论课中讲解有机化学的发展史,介绍维勒伟大的工作-尿素的人工合成,以及维勒和伯者里之间的故事,他们的书信往来-关于尿素人工合成的探讨,展现了维勒治学严谨、坚持科学真理的品质。在讲解卤代烃这一章时,一定会介绍格式试剂,介绍法国化学家格利雅的生平,向学生介绍他突然发奋图强,并在几年后在科学界做出了巨大的贡献,因此一个人无论什么时候努力都不晚。鼓励学生,特别是高考发挥失常的学生,一定要振作,调整心态,大学不是人生的结束,而是人生的开始,只要在大学期间认真为了自己的理想,不断努力,一定会取得很好的成绩。在学习芳烃这一章节中,讲解F-K反应时,引入法国化学家傅里德里和美国化学家克拉夫次之间国际合作研究以及科研工作无穷的魅力,激发学生对科学的热爱,对真理的崇敬和追求。在讲解硝基化合物这一章节时,可介绍诺贝尔的事迹,他那种无畏的追求真理的精神和崇高的人格。总之,在有机化学各个章节中,传插介绍有机化学史的内容有助于提高学生的综合素质,鼓励、激发学生对科学知识的学习热情,对真理的追求,学习化学家们各方面的优秀品质。
3在课堂中引入安全概念
很多有机化合物性质活泼,在处理它们的时候需要特别注意。安全在有机化学课堂中非常重要。很多学生听说有机化学具有一定的危险性,但是理解的不深刻。对于学完一门有机化学课程的学生来说,他必须建立一定的安全意识,知道它们的危险性并能够正确的处理,这是有机化学素质的一个重要表现。因此,笔者认为有机化学教师在有机化学课程上,要不失时机地介绍化合物安全性方面的知识,使学生能够建立安全意识,也有助于他们以后走上工作岗位之后能够正确合理的处理一些突况。比如,在讲解正丁基和叔丁基的性质不同时,可介绍两种化合物,正丁基锂(n-BuLi)和叔丁基锂(t-BuLi),介绍它们的性质差别,正丁基锂很活泼,不能接触空气,需要惰性气体保存,在使用的时候也有特殊的要求;但是叔丁基锂更加活泼,它遇到空气直接燃烧,处理时要非常小心。在讲解醇时,醇能够与金属钠发生反应生成氢气,反应温和,但金属钠与水的反应非常剧烈,因此可以提问,如果实验室当中有过量的金属钠需要处理,我们该怎么办?可以用水处理吗?可以倒入垃圾桶吗?该怎么办呢?最后给出合理的方案,可以在空旷的水泥地上,让金属钠与过量乙醇发生反应,反应温和。大多数有机化合物容易燃烧,易燃易爆,因此要避免火源,在学生的头脑中不断的灌输这样的理念。
4板书与计算机教学相结合
使用计算机(ppt)进行教学的时候,信息量大,对教师来说比较方便,但是也存在一定弊端。比如反应方程式放的太快,并不适合有机反应方程的学习,以及有机化学机理的讲解,反应过程的讲解。在我们有机化学教学实践中发现对反应过程、反应机理的讲解还是使用传统的板书教学较为合适,板书教学灵活,细致,可以把教师需要讲解给学生的每一个细节步骤都表现出来,板书的过程就是教师教学的思路过程,速度相对缓慢,学生通过看教师板书,记笔记等方式跟上老师的思路和教师步骤,相对而言更容易掌握复杂的化学过程和反应机理,教学效果较好。
5结束语
在有机化学课程上,通过这样的课程设计和教学方法改革,学生通过理解而不是死记硬背掌握众多的有机反应,从本质上理解反应,从而在以后的学习工作中能够举一反三,达到真正学习的目的。同时化学史有助于提高学生的学习兴趣,并从化学家们的身上学到更多宝贵的品质,引导他们去阅读更多化学家的传记,拓展学习内容,提高综合素质。安全意识教育在有机化学中非常重要,在有机化学课程中不可忽视。
参考文献
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【关键词】 教学实践; 有机化学; 教学效果
培养具有创新能力、知识面广、动手能力强的全面发展的医学复合型人才,是当前高等医学教育面临的一项紧迫任务。医用有机化学教学是医学基础课程的重要组成部分,它对于培养学生获取化学知识和实验技能,培养科学的观察能力、实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法具有重要的作用,并且也是提高学生综合素质、培养创新能力的重要途径。
医用有机化学所涉及的内容广泛,概念比较抽象,分子结构复杂,化学反应多,但是由于课时的限制,不能深人展开讲解,学生普遍感到难于理解,难于掌握。因此,作为授课教师,如何达到预期教学目的,取得良好的教学效果是教师经常思索的问题。笔者近年来在承担该门课的教学工作中,积累了一些经验,认为如果能根据学生的实际水平,把握医用有机课程的特点,处理好教学中的几个重要环节,灵活运用各种教学手段,将会取得事半功倍的效果。
1 精心设计绪论课教学.激发学生学习兴趣
在高等医学院校,一般将《医用有机化学》放在大学一年级第二学期,与《医用有机化学》同时开设的还有《解剖学》专业基础课程。许多学生只重视专业课,对学习化学兴趣不大。针对这种现状,必须重视绪论课的教学,要认真钻研教材,精心备课,用心安排好绪论课的内容,要使学生充分认识到医学离不开化学,激发学生学习有机化学的热情。为此,我认为在绪论课上除了介绍有机化学的发展简史外,还要讲授以下两个方面内容:一是有机化学新的成就和贡献以及有机化学与生命科学的关系。这就要求我们不能局限于教材,备课时应该查阅文献,了解有机化学的前沿,激发学生学习兴趣。例如,可以通过列举上世纪80年代以来诺贝尔化学奖的主要工作来分析化学的发展方向。因为通常诺贝尔化学奖所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的.但是这一评选则是以现代科学发展的眼光来进行的,一定程度上反映了对化学发展趋势和方向的看法[1]。值得注意的是直接与生命科学有关的化学诺贝尔奖至少有10项之多。这些实例能够激发学生科学地认识到化学在生理过程、疾病的防治、诊断、治疗中的重要作用。人类全面揭开遗传、变异繁殖、疾病、死亡等生命的奥秘必须依靠化学、医学、分子生物学家们共同努力..。二是有机化学学科的特点、自己对学生的具体要求,以及授课计划等。使学生对教材知识结构有一个大概的了解,并且让学生明白应如何学习该课程。有机化学教材一般是按有机化合物的官能团体系划分章节,在每一章节,先学习命名,然后对其中一种或几种典型物质进行结构、性质、应用等内容的学习,并掌握它们同系物的相似性和规律性,有很强的系统性。医学专业学生要通过学习简单有机分子的反应,掌握有机化学的普遍原理,并初步具备联等系体内复杂反应的能力。例如,醛与醇的亲核加成反应是糖的环状结构形成以及成苷反应的基础,含氮化台物的性质是蛋白质和核酸中涉及的一些反应的基础。这就要求我们要授予学生有机反应历程的理论知识,而不是孤立地陈述一个个具体的反应。因此绪论课上有必要介绍有机化学反应几大类型,使学生初步接触自由基、亲核试剂、亲电试剂等概念,对有机化学反应过程形成初步认识。
2 传统和现代教学手段相结合,有效提高教学效果
传统的教学手段主要是课堂讲授、板书和实物、模型的展示等。随着多媒体技术的普及,多媒体在教学中也得到了越来越广泛的应用。传统教学手段与多媒体教学的结合,丰富了教学手段,提高了学生学习化学的兴趣。有机化学结构、反应机制、电子效应等教学,因学生缺乏空间结构意识和空间想象力,故而在板书难以引起学生的共鸣。在教学实践中,在一些内容的讲解上采用多媒体教学方法,收到了良好的效果[2]。如卤代烃的亲核取代反应,按SNl历程进行时,碳原子由SP3杂化的四面体构型到SP2杂化的平面构型,亲核试剂有机会从这个平面两边与碳结合,理想状况下得到一个外消旋产物。若按SN2历程进行,则化合物经历一次瓦尔登转化,发生构型翻转。我们用多媒体的三维动画功能直观地表现了这两种不同的历程,使学生很好地理解了反应的详细过程和立体化学变化,学生对内容掌握较好。但是,同其他新技术的应用都具有两面性一样,多媒体教学手段也有其局限性,如果过多地使用,学生会感觉速度过快,来不及深入思考和做笔记等。所以,我们在讲解化合物的基本性质时,仍主要采用板书形式,使师生间保持良好的互动。这样将传统和现代教学手段结合应用,有效地提高了教学效果。
3 以“性质一结构”作为教学主线,提高学生学习效率
在历年的教学中发现学生在学习有机化学时觉得有机化学内容太多,头绪太乱,难记难学。其实有机化学课程的中心内容就是有机化台物的结构和性质,因此学习有机化学的重点应放在认识化学结构上。结构决定性质,性质反映结构,“结构性质”就是掌握有机化学的“金钥匙”。 在各章的教学中,讲解化学性质之前,以“结构决定性质”为出发点,对各类官能团的结构特征,反应特性作全面的剖析,使学生在接触具体性质之前,对结构这一内因对化学性质的决定性影响先有一个轮廓认识。有了这种理论对实际的指导作用,学生就会摆脱“不知其所以然”、“规律难寻”的状况。
4 理论教学与实验教学紧密结合
有机化学课程属于实验性较强的基础课。特别是在目前理论课学时减少的情况下,实验与理论课内容充分结合具有深刻的意义,教学中应高度重视。实验教学是理论教学的重要补充,可验证和巩固有机化学的基本理论和化学性质,而理论又可作为实验的依据。如果某些理论内容也安排了相应的实验,则在理论教学中着重强调基本理论、反应机理,具体的反应条件及影响因素等可以在实验课上结合相应的实验进行详细的讲解。实验课上教师通过提问或与学生讨论将所学的基本理论与相应的实验结合起来,督促学生仔细观察实验现象,并用所学的理论解释实验中每一步操作的目的及出现的问题和实验现象,通过实验达到对理论内容的强化理解,加深印象,同时,也提高了学生做实验的热情,避免只单纯地做实验、敷衍了事、简单应付的现象。另一方面,有机化学实验与其他学科实验一样,对培养学生缜密思考、仔细观察、主动探索问题、操作技能、严谨的科学作风、搞科研的能力等方面有着不可低估的作用,同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。
5 建立多种考核方法
即使课堂讲授,大部分学生可以理解,基本内容都能掌握,但往往是期末考试效果并不理想。主要是有机化学的内容多,前后各章联系密切,学习后面忘记前面,难以做到融会贯通,不能综合运用所学的知识解决问题。为改变一考定乾坤的局面,可以设想采用多种考核的方法,综合、公正、客观地给出成绩:①加强平时成绩的管理。书后习题作业、自学报告等都要进行量化考核,考核成绩按一定比例计入到总成绩中。②分散考核。把整个有机化学分成几个模块,如烷烃、烯烃、炔烃、共轭二烯烃、环烷烃作为一个模块学习后,进行一次小范围的考核,期末考试时,有关内容可以少考或不考,以减轻学生期末复习的负担。这样的模块可以分成几个,如含有苯环的、具有相似性质的化合物等,最后将期末考试与几种考核方法结合起来,综合分析,得出学生的最后成绩。这样能使学生抓紧平时学习的时间,全面地反映出学生的实际水平,避免考试前突击学习,考试后印象不深的局面,为提高学生的素质做出有益的尝试。
有机化学实验教学改革是一项复杂、艰苦、难度大的系列工程。在此只进行了初步探讨,但还不够深入和完善,我们会将此项工程伴随整个化学实验体系教学改革继续开展下去。医学有机化学的课程体系、教学内容、教材建设是一项长期的系统工程,只有不断跟踪科技发展、与时俱进,才能满足高等医学教育不断发展的要求。
【参考文献】
1 钟益宁.21世纪医学有机化学教学与科研的改革设想.广西中医学院学报,2005,8(2):137~139.
关键词:大学生;实验技能;培养方法
化学是一门以实验为基础的学科,通过不断实践发现问题、研究问题、解决问题的过程中建立起来的一门学科。学生则主要通过亲自动手实验,熟练掌握操作技能、技巧,及时记录、整理获取的实验现象及数据,撰写实验报告,把书本知识由微观变成宏观,抽象变成具体,无形变成有形,加深对所学知识的理解[1]。目前,大学生一味强调书本理论知识的汲取,不太注重实验操作技能的提高,表现出实验动手能力较差,操作流程不够规范,安全意识不强等现象。笔者长期深入实验教学、科研一线,不断总结教学经验,在培养大学生化学实验技能方面着重抓好以下几个环节,取得明显成效,得到师生好评[2-5]。
1认真预习实验,做到心中有数
为了使大学生在每次实验课上能取得良好效果,教师应指导学生在实验前认真预习实验内容。要求学生仔细研读实验涉及到的内容,明确本次实验的目的,掌握实验操作步骤,记住实验操作过程和注意事项,写好预习笔记,做到心中有数,有效避免安全事故发生。预习的优点主要表现在以下几个方面:一是学生通过提前预习实验内容,避免在实验正式操作过程中表现出盲目性,效果不佳;二是参照预习报告使学生在实验过程中克服边看书边实验的陋习,使之集中精力做好实验,实验课堂节省时间,确保安全;三是检验对课本理论知识的理解程度,对似懂非懂的知识重新学习,若仍有不懂的知识,带到实验课堂请教老师,及时消化、吸收;四是对有毒、有腐蚀性及易爆炸等实验做到胸有成竹,稳妥、慎重处理实验中可能出现的事故,将隐患遏制在萌芽状态中,确保学生安全及实验的顺利进行。
2仔细观察实验现象,规范实验操作流程
在实验课上,合理选择实验所使用的仪器、设备,规范实验操作流程,正确洗涤仪器干净是保证本次实验能否顺利完成的必备环节。规范实验操作流程,有效进行课堂实验,培养学生实验动手能力,启发学生逻辑思维,培养学生观察、分析、解决问题的能力,从而更好地揭示知识内在联系,使掌握的书本知识更加系统化。
2.1明确实验原则,正确选用实验仪器
在无机化学实验中,反应条件很多,常温、加热、加压、催化剂、光和电等。反应条件不同、反应物的性质各异,制取新物质时所选仪器就完全不同。诸如氧气的制备实验课上应着重向学生阐明以下两个知识点:一是所有对固体物质进行加热制取气体时,均可采用制取氧气的这套反应装置;二是集气的方法与操作,应根据气体的溶解性、与空气的相对密度、常温能否与空气中任一成分反应等因素来确定。另外,可根据控制化学反应速度快慢来选择不同仪器设备。在实验中,为了达到安全、迅速地制取某种物质,有些反应需加快反应速度,有些则要控制生成物的量,有些则反之。为此,在不同的实验中,要采用适应这些各自要求的装置,在制取氧气实验中就要着重向学生讲明教材中选用分液漏斗而不是长颈漏斗的理由。
2.2掌握化学反应规律,规范操作行为
无机化学实验具有很大地危险性,这并不是耸人听闻,笔者从事无机化学实验多年,耳闻目睹了不少实验的危险情景。诸如,在锌和盐酸的反应制氢气的实验过程中,当锌粒反应完后,打开反应器的塞子又装上锌粒,塞上塞子就会引起爆炸,这是由于实验过程中打开塞装锌粒跟实验开始装锌粒不同,反应器里进入了空气,氢气和氧气混合,气体不纯,达到爆炸极限,点燃就会发生爆炸;制乙烯时,在大试管里倒入酒精和浓硫酸,在加热时为了防止液体喷出造成事故发生,要求应该加入瓷片;做红磷在氧气中燃烧实验时,放入药品要适量,否则会发生意外;在对氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气实验中,错把木炭粉当成二氧化锰加入试管,容易造成爆炸等。
2.3弄清化学常见术语,仔细观察实验现象
在做无机化学实验的过程中,大学生不仅要勤动手、动口、动眼,而且还要善于用脑去分析、判断问题。对于容易混淆的化学概念、化学术语要搞清它们之间的区别与联系。否则,在描述实验现象过程中易出现张冠李戴的错误,表述不清。如“光”与“火焰”,“烟”与“雾”,“浑浊”与“沉淀”,“溶解”与“熔化”等概念。观察实验现象时不能只一味关注突出的现象,而忽略了不太显著的现象,务必仔细、认真,否则,影响学生判断力。如观察到铁丝在氧气中燃烧的现象时,只看到有“火星四射”,而忽略“有黑色固体产生”。特别是对相似的实验,更应细心观察。如硫在空气中燃烧发出“淡蓝色”火焰,而在纯氧中燃烧为明亮的“蓝紫色”火焰。另外,还要防止学生用结论代替现象。现象是事物的表面特征,而结论是通过现象的分析得出事物的本质特征,二者有联系但不等同。如镁条在氧气中燃烧的现象是“有白色粉末产生”,而不是描述为“有氧化镁产生”,因白色粉末并不是只有氧化镁一种物质。
2.4实验完毕后应及时洗涤实验仪器,确保实验效果
学生在日常实验完毕,往往在仪器内壁上有残留物附着,一些经过高温加热或放置反应物质时间较长的玻璃器皿更不易洗净。使用不干净的仪器不仅会影响实验效果,甚至让实验者观察到错误现象。因此,化学实验使用的玻璃器皿必须及时洗涤干净。对于容量瓶、移液管等一些构造比较精细、复杂的玻璃仪器,无法用毛刷进行简单刷洗,只能用配置或购买的特殊洗涤液浸洗;对于试管、烧杯及烧瓶等附有易除物质的简单仪器,可用试管刷蘸取合成洗涤剂进行必要的刷洗。对于特殊的附着物,可选用不同的试剂处理,若为碱性物质,可用稀盐酸或稀硫酸使其溶解;若为酸性物质,可用氢氧化钠溶液使其溶解;若为有机物质,根据相似相溶原理,可选用有机溶剂清洗。诸如选用稀硫酸洗涤久盛石灰水的容器内壁;用碘化钾溶液或者酒精清洗碘升华试验后附着紫黑色的碘;用浓盐酸洗涤久盛高锰酸钾溶液的仪器壁上附有黑褐色附着物;用硝酸来洗涤做银镜实验时仪器壁上附有的水银;用纯碱来冲洗仪器上的油污。经过特殊试剂洗涤后,再用自来水冲洗,当倒置仪器,器壁形成一层均匀水膜,既不聚成水滴,又不成股流下,证明使用后的玻璃仪器已经洗涤干净。在转动或上下移动试管刷时,需注意用力适当,避免由于用力不当导致损伤仪器或学生受伤。
3及时整理实验数据,认真撰写实验报告
学生每次实验完毕应及时分析实验数据、撰写实验报告,通过撰写实验报告,不仅可以使学生加深基础知识和实验操作技能,而且可以培养学生分析问题、解决问题能力。教师平时应要求学生从客观实际情况出发,实事求是地观察、分析、记录实验现象及数据,做出合理科学的解释,归纳出结论,切不可不经过实践操作环节,学生凭胡主观臆断编造数据,或抄袭他人实验数据。实验报告主要包括:实验目的、使用仪器、实验步骤、实验现象、实验结论或数据处理、实验讨论等内容。只要我们严格遵循实验客观规律,认真掌握实验原理,规范实验操作流程,严把预习、操作、整理报告等环节,就会很快提高自身实验技能,同时提高大学生判断是非能力。
4结论
本文从抓好学生日常实验预习、规范实验操作、及时整理实验数据三个方面进行深入浅出地剖析,事前、事中、事后层层夯实,提出作者独到的见解。只要我们严格遵循实验客观规律,认真掌握实验原理,规范实验操作流程,严把预习、操作、整理报告等环节,就会很快提高自身实验技能,对提高大学生实验动手操作能力大有裨益,同时提高大学生判断是非能力。
参考文献
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课程设置与产业行业技术进步、与企业岗位要求相衔接,体现为后续课程服务、为行业、企业服务的宗旨,积极打通产学合作的培养途径,拓展技术与技能培养的教育资源,突出理论与实践相结合的职业教育特色,保证教学质量。组织来自教学一线的教师和生产管理一线的专家、领导、技术人员组成的专业(课程)建设指导委员会共同开发、设计和决策课程体系,切实地将职业岗位的人才需求转化为专业培养目标,并将此要求在课程设计中体现出来。课程中所涉及的专业理论的内容和深度以理论在指导实践工作中能达到“必需、够用、能发展”为总要求,突出专业理论在生产实践中的有效性。在课程安排中加大实践教学比重,合理安排实践教学内容,做到理论与实践有机结合。将课程内容进行整合,形成模块,注意课程教学内容内在属性的连续性和相关性以及与前导后续课程的合理衔接,实现课程体系的整体优化,便于不同专业根据人才培养方案的需要,适当选择增减相关内容。随着科学技术的进步和职业岗位需求的变化,根据客观需要及时、准确、有效地予以调整。
2课程设置依据
课程是培养食品专业技术领域职业素质和基本职业能力的专业核心课程,对食品职业综合能力的培养起重要支撑作用。课程以食品的基本成分知识为主线,以食品加工过程常见的生化变化为引伸,以各种类型的食品特性为拓展组建教学模块。对食品基本组成、特性及其变化等食品基础知识的介绍为本课程设计的主要依据。课程设计充分体现专业性、实践性和开放性,紧贴食品专业技术领域职业岗位(群)任职要求,坚持专业理论和生产实践相结合,理论知识与日常生活应用相结合。课程充分利用校内外实习实训基地安排学生实践技能训练,将不同类别食品作为单元项目设计教学,在了解各类食品原料组成基础上,以典型产品的加工特性为主要实践训练项目,结合企业真实工作任务、顶岗实习等的反复训练,使学生熟练掌握食品成分的定性测定技术、离心沉淀技术、层析分离技术等各种基本职业技能。改革传统的以理论考核为主的考核方式,注重过程考核、技能考核、形成性考核,根据学生任务完成、项目实施、实践完成情况以及职业素养等方面来综合评定学生成绩。
3明确课程目标
3.1知识目标
(1)要求学生掌握食品营养成分(蛋白质、糖类、脂肪、维生素、水分、矿物质)的分类、化学性质及其在加工贮藏过程中的变化;(2)掌握酶相关知识;(3)掌握食品中呈色物质、呈香物质和呈味物质的组成和性质;(4)掌握食品添加剂和嫌忌成分的化学组成和性质;(5)掌握食品中的其它功能成分的组成、性质。
3.2能力目标
掌握实验室的规范化操作技能;了解食品组成物质的重要化学反应,并掌握各种食品成分的含量测定和化学变化以及功能性质的测定方法。
3.3素质目标
(1)培养学生良好的学习习惯与独立思考的能力;(2)培养学生从实际出发分析问题和解决问题的能力;(3)培养学生互助合作的团队精神与创新精神;(4)培养学生严谨求实的科学态度;(4)培养学生爱岗敬业的职业素养。
4确定课程内容结构
课程教学内容的选取以“必须、够用、能发展”为原则,强调理论在实际工作中的应用,突出专业理论在生产实践中的直效性。理论与实践同比,内容结构与学时分配见表1。
5选用合适教材
依据培养目标,按照课程标准要求,选用我院教师主编的江苏省高等教育精品教材食品生物化学,该教材章节编排合理,内容新颖,信息量适度[2],由于食品生物化学是理论性和实践性很强的课程,而科技发展及教学改革新的成果不断涌现,课程团队在教学过程中,对理论和实验教学的内容及时进行更新、调整,自编了新的校本教材,经过一段时间的试用,形成了理实一体的食品生物化学新教材,目前已由大连理工大学出版社正式出版。
6改革教学方法与手段
现代职业教育教学应该根据人的学习和认知规律,以学生为中心,重视学生独立思考自主学习能力的培养,以训练学生的专业能力、社会能力和方法能力为目标,学的不单是知识,更是一种学习方法,针对不同的教学内容,充分发掘适合学生学习方式的教学方法,灵活运用任务驱动教学法、案例教学法、PBL教学法、角色扮演法、启发式教学法等多种教学方法,注重运用现代信息技术,改革以往的老师一个优盘、一个屏幕、一支粉笔、一块黑板满堂灌,学生课堂记笔记、考前背笔记、考完全忘记的教学现状,把理论和实践相结合作为一个整体传授,灵活运用各种教学方法以达到适应学生学习的目的。教学的核心是“学”,而不是“教”,能力是练出来的,而不是教出来的,在课堂上,老师的角色不再是一个知识的讲说者,而是一个组织者、引导者、咨询师,教师不代替学生思考。通过课程设计和课堂教学计划,引导学生积极主动、独立自主的学习,老师相信学生的能力和潜力,调动学生参与到课堂教学的过程中来,帮助学生热爱自己所学的内容是每位老师要做的事情,犯错也是一种很好的学习提高方法。教学过程中时刻注意学生的课堂学习状态和效果(精神状态、参与度、理解的准确性),并做好记录,给学生布置任务,让其自主学习并完成任务,事后给与评价、分析和指导。比起传统的老师在台上讲学生在下面听的教学方法,其教学质量和效果有了很大的提高。这些方法的应用不但起到了传授知识的作用,并且极大程度的培养了学生的学习能力、表达能力、沟通能力、协调能力、组织能力、团队合作精神。对于学生的综合能力的养成提供了重要的机会和环境。
7改革考核评价体系
课程的考核方式由传统重结果考核向重过程考核转变,加强实践性技能的考核,采用过程评价和综合评价相结合的方法,实施评价主体的多元化[3],学生总评成绩由平时考核30%、实验项目考核40%、理论考核30%组成。期末试卷从试卷库中在考前随机抽取,这样就避免了教师有针对性的复习,学生有针对性的学习。教师在上课之前提前告知学生考核办法,以督促调动学生学习的积极性和主动性。
8建设课程网站
坚守魅力教师的信念
1997年,22岁的魏建颖大学毕业,走进向往已久的神圣课堂,成为名副其实的初中化学教师。初为人师,她坚信一名好教师等于一批好学生,但也深深地知道,一名高素质教师的专业成长之路是漫长的,不能急功近利,没有捷径可走,需要脚踏实地和勤学苦练,要不断地前进,不断地奋斗。做一名魅力教师是她一直坚守的信念。
参加工作初期,魏建颖没有授课经验。为了尽快地适应教育教学的需要,化学组里每位教师的课她都去听。夜晚,繁星点点,魏建颖于灯下认真整理听课笔记,为自己的课堂教学打好基础。魏建颖不是简单地照搬,而是听后仿、仿中改,力争由“模仿”转化为个人特色。她珍惜每一次外出学习的机会,只要得到有市级、区级化学公开课的消息,都坚持去听课,长途跋涉、风雨无阻。记得有一年冬天去大港听课,途中突降大雪,公交车路边抛锚,急得她团团转,很长时间等不到车,寒风中的魏建颖冻得瑟瑟发抖。虽然回到家后就高烧不退,但她却因为听到了精彩的好课而感到快乐。魏建颖知道这些辛苦的付出正是充电和磨砺的过程,她自信地说:“正因为这些积累,我现在做到了课堂上不翻动有形的教案、不动用教科书就能上好每一堂课。”
在不断探索、实践的过程中,魏建颖感悟到:教育是事业,事业的关键在于献身;教育是科学,科学的核心在于求真;教育是艺术,艺术的生命在于创新。有领导、专家指导的公开课是提高教师教学水平的快车道。作为年轻教师,要有勇气挑战自我,于是,魏建颖找教研员和校长主动请缨上教学公开课。然后,用摄像机录下自己的教学过程细听细看、严谨推敲,把发现的问题记在心里,争取下次课改进。几年中,她做校、区、市级公开课、指导课达30多节。2009年,魏建颖迎来了教学生涯中的第一次飞跃。她承担了做一节天津市新课改指导课的任务。她一次次进行教学设计,一次次试讲,经常有较大的改变。不满意的地方再重新设计,每一个细节、每一句话都反复推敲,课件也是一改再改。每天下班后,她都一个人留下来试讲。指导课这天,200多位教师听课,由于精心准备,魏建颖镇定自若。巧妙的情境创设,生动的语言点拨,和谐的师生交流,恰到好处的精美课件,打动了学生和听课的教师。教师生涯的重要一阶,魏建颖迈得铿锵有力。
正确的信念和追求就是进步的不竭动力。在前进的道路上,魏建颖永不停步。2004年,她成为学校中最年轻的学科组组长,开展了一系列活动,使化学学科成为学校的强势学科,多次、多人奥赛获奖,化学学科组被评为2010年优秀学科组。魏建颖带的徒弟快速成长,多次在全国优质课大赛、市双优课比赛、区百节课评比中获一等奖。作为指导教师,在“265农村骨干教师培养工程”中,魏建颖和学员们一起大胆实践,勇于尝试,每一次听课后都进行收获和思考的交流,努力做到优点说透、缺点不漏、策略给够。2010年,她为天津市的初中化学教师和“265”的学员们做了一节市级指导课,这节课改变了以往的授课模式,获得了极大的成功,也迎来了她教育生涯中的第二次飞跃——以优异的成绩被评为河北区第三届名教师。
营造教师的特色课堂
魏建颖说:“教师仅有专业追求是不够的,还要在行动上拥有专业探索精神。风格是教学的境界也是教师成熟和成功的标志。永远跟在别人后面,没有值得自己回味和骄傲的地方,是一种遗憾。我成了一个‘不安分’的人,不喜欢做教参的‘奴隶’,而以公开课的标准要求每节课,‘人无我有,人有我新,人新我变’。我努力让课堂成为自己的名片,彰显独特风采。”
在课堂教学中,魏建颖注重多种教学手段的应用,旨在激发学生的学习兴趣。托尔斯泰曾经说过:“成功的教学,所需的不是强制,而是激发学生的学习兴趣。”每节课中,魏建颖都渴望让每一个学生能够以轻松愉快的心情去认识这个多彩的化学世界。为了让学生对一节课的重点和难点印象深刻,她设计了多种授课方式。如,在讲授《爱护水资源》一课时,为了加深学生的印象,她搜集了大量资料,从介绍全世界的储水量到我国的解决措施,再到节水意识的建立,使学生在这节课中吸纳了大量的信息,自主建立了知识体系和环保意识。
化学是一门以实验为基础的学科,初中学生的抽象思维能力还在发展,因此,许多化学反应单靠教师的讲解学生无法应用,所以,实验教学在化学课堂教学中就起到了至关重要的作用,具有不可替代的地位。“实践是检验真理的唯一标准。”生动的化学实验可以让学生更加信服,而且对化学反应现象、原理、过程印象深刻。
《二氧化碳》这节课是单元教学的核心和纽带,学生对二氧化碳的性质和获取已有一定的生活经验和知识积累。基于学生“有基础、难深入、有兴趣、少方法”的学情,魏建颖充分利用经验创设情境,确定教学目标。通过学生自主探究、合作学习,培养学生分析问题的能力,并树立强烈的环保意识。在授课过程中,她利用了视频播放、学生实验探究、自制汽水等多种授课方式,在培养学生实验操作能力的同时也让学生们感受到化学就在身边,化学源于生活。她还通过电影片段、公益广告形式介绍温室效应的危害。这样,魏建颖在这节课上为学生带来的不只是视觉上的冲击,更多的是精神上的震撼,并且倡导了当今社会的主旋律——低碳生活。这节课,魏建颖最深的感受就是:“要让学生成为课堂的主人,为学生留有探究的时间和空间,让他们思考和感悟,并获得成功的成就感,在学习中不仅获得了知识,而且培养了责任感,更重要的是拥有了学习的快乐!”
魏建颖还努力将化学知识引向自然,引进社会,引领生活,着眼化学和生活的密切联系,拓展学生的生活阅历,拓展学生的视野。每年,在带领学生参观天津科技馆、北京科技馆时,她都会向学生发调查问卷,让他们带着问题去参观。参观海河、新开河改造的过程中,培养学生的爱护环境、珍惜水资源的环保意识。“亲其师、信其道”,教师的专业发展离不开教师的敬业、爱生和务本。走进学生的心中,做他们青少年时代最亲爱的人是魏建颖老师一直的追求。每天批改作业是她和学生最惬意的交流。在作业后面她都会写上评语,及时点评学生在学习中出现的困惑。天道酬勤,魏建颖登上了教育事业的一个又一个新台阶。“水本无华,相荡而生涟漪,石本无火,相击而发灵光”,教学就是师生交往,积极互动,共同发展的过程。
【关键词】动物生物化学;多媒体;应用
动物生物化学是农业院校动物医学、动物科学、动物药学、水产养殖等专业必修的一门重要的专业基础课程,也是后继一系列课程的基础课,具有举足轻重的重要地位。动物生物生物化学主要讨论生物大分子结构与功能、有机分子的代谢及其调节,以及遗传信息的传递与表达等内容;其涉及的内容庞杂抽象,代谢反应错综复杂,又加之该学科发展更新速度快,学生要想在传统课堂教学中全面的、系统的掌握动物生物化学知识困难重重。适当运用多媒体教学,对于学生扩大拓宽知识面,加强学科间的横向联系,调动学生学习的积极性和主动性具有重要现实意义。动物生物化学的课程特点决定了采用多媒体教学具有诸多优势,笔者最近几年一直坚持使用多媒体课件教学,积累了一定的经验,对多媒体教学的作用和影响有了更深的认识。
1 多媒体技术在动物生物化学教学中的优势
1.1 图文并茂, 形象直观, 提高学生学习兴趣
动物生物化学抽象概念多、信息量大、重点和难点多、教学难度大。把单一的文字变成图文并茂的生动的语言,对学生予以感官刺激,可以激发学习兴趣和热情;如绪论讲解生物化学发展史时, 插入科学家的画像或照片;讲解各种维生素时,插入蔬菜、水果、鸡蛋、肝脏等其所存在的食物图片;讲解基因工程时,插入克隆羊“多利”的照片等,会极大地提高学生的学习兴趣。同时通过多媒体教学,可使原本抽象、枯燥的数据和学习内容转化成形象的、有趣的、可视的、可听的动感内容,能有效地克服生物化学课教学手段落后、直观性不强、生物化学理论和概念抽象难于理解等难题,大大提高教学效率和质量,确保教学质量达到预期效果。例如,以往在讲解DNA 分子的双螺旋立体空间结构时最多有一个模型,而应用计算机特有的三维显示技术就可以很清晰地向学生反映出此空间结构的特点。又如脂肪酸氧化分解过程所包括的脱氢、水化、再脱氢、硫解,以往很多学生难以理解这四步反应是如何进行的。我们在制作多媒体时, 让反应步骤动态显示,使其脱氢、水化、再脱氢分子部位以鲜艳的颜色着重闪烁三遍,硫解时随着动画箭头标明部位,并配以清脆的铃声,使反应直观,便于比较、理解与记忆,较以往的传统教学更为生动、有趣。从而极大地促进了学生学习主观能动性的提高。
1.2 增加教学容量增加,优化教学内容优化,提高教学效果
动物生物化学主要讲解蛋白质、核酸、糖、脂肪等生物大分子的结构和功能、物质代谢和能量代谢以及遗传信息的传递和调控等,教学中理论授课一般在40~80学时之间,青岛农业大学动物生物化学课程是54学时,教学内容多,教学任务重,时间紧。传统教学中课堂知识的传播主要来源于教师的口授与黑板板书,这二者的速度大大限制了课堂信息容量,使之具有一定的局限性。例如糖的有氧氧化部分,需要向学生讲解全部的分解代谢过程,包括每一步反应步骤的催化酶和涉及到的能量变化,这些内容仅在一次课(2学时)内完成,教师讲课难度非常大,学生接受起来也很困难。而通过多媒体教学,应用图片、动画等媒体素材就可以轻易得展现这一代谢过程,教师节约了大量的板书时间,留给学生充足的记忆和理解时间,教学效果自然大大提高。又如蛋白质的生物合成过程,在传统的教学中,教师配以图示逐步文字讲解,耗时较多,而学生需要借助于想象才能似懂非懂。利用多媒体教学,可插入一段蛋白质生物合成的光盘动画,短短几分钟就可让学生对整个过程有一个动态、连续的认识。在同等的时间内,多媒体传授的内容比传统教学方法传授的内容可增加三分之一以上的信息量,大大提高了教学效率和教学效果。
1.3 促进教师的自我提高,减轻教师的劳动强度
随着科学技术的飞速发展,知识与信息的日新月异,动物生物化学这门课所要讲述的内容和深度都在增加。基因工程、蛋白质工程、克隆等高科技技术都属于生物化学的内容,如何生动地将生物化学反应、基因转录、蛋白质表达等微观世界的生命活动展现在学生面前是每个生化教师的目标。这促使教师掌握更多的知识,对教师素质提高起到良好的促进作用。同时,多媒体教学改变了原先单一的描述性文字和补充说明性的图形、图表,成为一种集文字、声音、图像、动画、视频于一体的多媒体信息,使教学组织形式与教学内容均发生了深刻的变化,这要求教师在提高专业知识水平的同时,还要提高自己的计算机水平。近年来,本教研室各位教师在多媒体教学实践中,均感到理论及实际教学水平都得到了提高。另外,多媒体课件修改、充实、操作方便,因此可减轻教师教学的劳动强度,有助于教师授课时讲授得更清楚、更有条理、更生动。而且多媒体课件的使用,可以减少粉笔的使用。因此,可以减少粉尘给师生健康带来的损害。
2 多媒体教学中存在的问题
毫无疑问,与传统的教学方法相比,多媒体教学可以准确、直观、形象地演示教学过程,它集文字、声音、图像、静与动于一身,为师生打开了一个充满活力的生物世界,增强了教与学的主动性,提高了学生学习生物的兴趣和参与热情,有效地促进了教学质量的提高。但是,在多媒体教学实践中也暴露了一些问题,这些问题值得我们思考。
2.1 多媒体课件制作的水平有待提高
好的多媒体课件制作要求教师具备较高的计算机水平,能真正集图形、图像、动画、音频及视频等多种媒体信息于一体,并具有信息载体的多样性、媒体形式和媒体设备的集成性、信息表现的交互性等重要特征。目前,许多院校教师使用的课件多是网上下载而非自己制作的,不可能代表任课教师的教学思路、表达方式。况且不同院校学生层次不同,教学方法存在差异,因此使用时常会出现许多不尽人意的地方。同时,在多媒体课件制作中容易出现的另一个问题是片面追求课件漂亮的外观,过多的使用不必要的视频、音频材料,对课件界面作过分的渲染,其结果是形式掩盖了内容、而不是表现了内容,喧宾夺主,分散了学生的注意力。采用此种多媒体课件进行教学,会把学生的注意力吸引到新奇的表现形式上,而忽略他们真正应该掌握的内容。还有许多教师在制作多媒体课件时,只是将课本的内容大段大段的照搬到了屏幕上,把屏幕当成电子黑板,多媒体课件的超文本功能、交互功能的优势得不到体现。
2.2 过分依赖多媒体,影响教师自身素质提高
在多媒体课堂教学中,老师不用板书,只需讲解,教学时很容易出现讲解速度过快,忽略与学生交流等问题。教师在课堂上成为多媒体的放映员、播音员,讲课只是照屏幕宣科,缺乏恰当、生动、形象的讲解,而学生则成为记录员的现象,对所学内容印象不深,单纯的记笔记。个别教师过分依赖预先制作好的多媒体课件,不注重教学基本功训练,课前不充分备课,很少引入课外知识,且授课中经常出现错误,一旦计算机出现故障或停电等,就无法采用传统方式教学。传统教学对教师语言的清晰准确,逻辑的明白无误,板书的长短缓舒等都有明确的要求。但多媒体在很大程度上代替了我们对复杂事物的表述、对内容的梳理,创造性的再现变成了平面式的解释,形式的创新代替了对内容本身的研究,时间长了,这种代替会慢慢地积累起来,钝化我们的思维,降低我们的教学能力,削弱我们的教学效果。多媒体辅助教学手段不能排斥或替代传统的课堂教学模式,过分强调多媒体教学的优点,而忽视了课堂教学中的学生的主体地位、教师的主导作用、师生之间课堂上的情感交流,削弱了教师的授课艺术和临场发挥能力,最终不是分散了学生的注意力就是把学生搞得顾此失彼,反而降低了课堂效率。
2.3 教师运用多媒体不当,影响学生创造性思维能力培养
学生学习新的课程,需要一个思考、理解的过程。好的课堂教学应给学生足够的时间使之能得到一定的消化。以前用黑板上课时,教学节奏较慢,学生相对比较适应,采用投影片时,部分学生就不适应了,而使用powerpoint信息量更大,如控制不好,会造成学生眼花缭乱。故教学内容必须少而精,重点难点突出,不必面面俱到。每一张都有足够的停留时间,使文字和图片都有时间看清,以便学生能记下标题和关键词。在教学活动中,教师虽起主导作用,但学生是认知活动的主体。众所周知,课堂上教师与学生的相互交流非常重要,是课堂教学的精髓。利用电子教案授课时,切忌使教师变为单纯的电脑操作员,不可忽视动作语言对教学的作用。根据课堂反映及时调整自己的语言、表情、手势等,调动整个课堂气氛。同时,学生也能从教师旺盛的精力、饱满的情绪、富有表现力的眼神、手势中受到感染。所以,我们在教学中一直采用教师站在屏幕旁边,面向学生的方式教学,使学生在看大屏幕的同时也能看到教师的活动,增进师生的直接交流。使自己的语言、动作、表情与课件的图文声像相结合,达到和谐统一,充分发挥教师在多媒体教学中得主导地位。
3 解决的办法
3.1 加强教师综合素质培养,提高课件制作水平
在素质教育的大前提下,提高教师自身的业务素质,适应时展的要求,是每位教师刻不容缓的任务。随着现代教学手段的更新,教师在教学活动不再是简单的讲解者,而成为教学活动的组织者和设计者。这就要求教师不仅要精通专业业务,更要掌握现代化的教学手段,设计和开发适应要求的精品课件。在制作多媒体课件时应根据教学目的,教学大纲,不同专业和不同层次学生的要求,合理安排不同的教学内容和教学方法。另外采用多媒体教学可将大量的信息带给学生,但由于信息多、节奏快,难免重点不突出。同时,由于学生忙于记笔记,跟不上老师讲课进度,所以只能被动接受,缺乏思维。所以要求教师一定要注意字数适当,内容简洁,重点突出,且字体颜色与背景颜色反差要大,避免因视觉疲劳影响听课效果。评价一个多媒体课件的优劣,不仅在于它是否采用了多媒体的外在形式,还要考虑到其在制作和应用上是否最大限度地发挥多媒体的内在特性。所以只有培养较强的现代多媒体教学意识,才能以改革创新的精神进行多媒体教学的实践,从而使教师教学效果和学生学习质量、智能发展得到最大程度的提高。
3.2 充分备课, 把握好课件的播放速度
利用多媒体教学系统,教师应做好充分的准备。进行多媒体教学要求整个教学过程应该自然流畅、紧张有序、生动活泼。要想达到这样的效果,教师课前必须对课件进行充分的熟悉, 反复备课, 使教学内容进度与多媒体充分结合, 做到课堂节奏紧凑,课件播放的速度不要太快。据调查,在实际的应用中,许多学生反馈的信息表明,对教学媒体输出的信息,往往没有充分的时间去感知、理解和消化,这样就造成了事倍功半的效果。再次,克服多媒体教学系统应用中的形式主义色彩,要把现代教育技术,多媒体的内在特性、教学内容三者很好地联合起来。要明白不是因为为了用多媒体教学系统而用多媒体教学系统,而是要树立现代教育理念、需要使用多媒体教学系统更好讲解教学内容、提高教育效果而使用多媒体。
3.3 以有效教学为原则,多媒体与传统教学相得益彰
多媒体只能在必要时作为一种补充,而不能用多媒体课件完全替代传统教学。教学过程中教师过分依赖多媒体,完全放弃板书的使用会大大缩减多媒体教学的效果。这主要是由于多媒体使用时每一页显示的内容不多,一般每一页显示的都是对某个具体知识点的讲解,往往都是一次性、较短时间出现,不能进行保留,因此部分学生认为多媒体教学不如利用黑板教学紧凑、连贯。其实黑板教学和多媒体教学各有相互无法取代的优缺点,只有将多媒体教学与黑板教学相结合,两者才可优势互补,达到互相提高效果的作用。多媒体教学时,教师需结合应用板书,把各章节中每个部分的主要内容保留在黑板上,以便学生更好地把握每次授课的进度和总体内容,也更易体现教学内容的连贯性。
综上所述,无论是过去的传统教学还是现在的多媒体教学,都只是在教学的形式上有所改变, 教学的核心思想仍是以提高教学效果为主,我们既要与时俱进,做好、用好多媒体,同时也不必生搬硬套,完全依赖。将传统的教学方法和现代的多媒体技术结合起来,在教学中相互补充、取长补短,达到教的好,学的也好,取得最佳的教学效果,是动物生物化学教学的最终目的。
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关键词:工科专业;无机及分析化学;教学改革;教学实践;网络教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0191-02
无机及分析化学是如化工工艺、食品科学与工程、环境工程等工科相关专业的必修基础课,对学生科学素质、专业素质和综合素质的培养起着重要作用。长期以来,我国高等院校对大学化学基础课程的教学,一直按照无机化学、分析化学、有机化学及物理化学这一顺序进行教学,这种传统的课程体系过于强调教学内容完整性,且自成体系,但使得各课程间内容重复度大,不利于目前学生的学习。因此,更新教学内容、优化课程体系、打破学科间的壁垒、建立新课程体系势在必行。无机及分析化学是将原来的无机化学(或普通化学)和分析化学进行改革整合而来,目前已有多种版本教材可供选择。各校在教学过程中积累了许多宝贵的改革经验,取得了一定的成果。现结合多年理论课教学经历,谈谈这方面体会。
一、目前存在的问题与发展概况
目前存在的问题有:(1)课时与教学内容的矛盾;(2)教材编写纯理论化;(3)大班教学忽视学生的主体性;(4)生源高中化学基础参差不齐。
无机化学与分析化学整合的课程改革始于20世纪80年代,首先在国家一些重点院校中进行,经过近30年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可,取得了一定成果,相继出版了多本教材。如1978年人民教育出版社出版的陈荣三教授主编的《无机及分析化学》一书是我国最早正式出版的《无机及分析化学》教材,是在1975年南京大学自编讲义基础上编写而成的。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。再如华东理工大学1992年出版的《无机及分析化学》教材,随后,在1995年,由华东理工大学组织的“面向21世纪理科应用化学专业教学内容和课程体系改革研究”项目被国家教委高教司批准为首批教学立项课题。在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,北京大学、南开大学等数十所高校教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”,历次研讨会对无机及分析化学教材建设和教学中存在的问题都进行了广泛深入的讨论,实现了课程结构和教学内容整合、优化和教学体系改革,《无机及分析化学》 (第四版)于2002年初被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材。
针对无机及分析化学的教学现状,我校对《无机及分析化学》课程进行了调整,并将实验单列为一门课程,建立了相应的考核方式和办法。同时,随着全校新专业的增加,开设《无机及分析化学》课程的专业增多,课程建设力度加大,为了提高《无机及分析化学》课程组的整体素质,满足课程建设的需要,加强相关人才的引入力度,逐步建立了一个完整的《无机及分析化学》课程组,《无机及分析化学》课程在2005年获得了学院首批精品课程建设的立项资助,在2008年成为兰州理工大学的校级重点课程,建立了精品课程网站。经过几年的教学改革,已建立了科学、系统的无机及分析化学课程体系,并于2008年在华中科技大学出版社的大力协助下,与五校合作正式出版了《无机及分析化学》。
二、无机及分析化学理论课教学改革探索
(一)潜心研究,整合内容,构建教学新体系
原无机化学教学中包括四大化学平衡,即酸碱、沉淀、配位及氧化还原平衡,而在分析化学中也涉及相应的四大平衡体系,这样的教学安排,既浪费时间,又让学生感到枯燥。在无机及分析化学课程的教学中,将原理和应用知识有机地结合起来。将原无机化学和分析化学两门课程中内容联系最紧密和重叠最多的“四大平衡和四大滴定分析方法”两个部分有机结合起来。浓缩精简后的课程安排,体现少而精的原则,使得必须掌握的理论重点突出。
由于无机及分析化学内容广泛,涉及现代物质结构理论基础、化学反应原理、溶液平衡、化学分析、元素化学和仪器分析6大部分,这教师必须熟悉教学要求,认真钻研教材,潜心研究教学内容,在吃透教材的基础上,合理安排教学内容。同时,课程内容还引入了无机与分析化学学科近年来所取得的最新成果,注意了知识面的补充和延伸,以满足现代无机及分析化学对各专业人才的基本要求。
(二)多平台教学层次满足不同专业要求
对于不同专业,教学大纲、教学内容和教学计划的安排要有所区别,为了保证基本的教学要求和整体教学水平,不同专业开设无机及分析课程要统一界定基本教学内容和教学环节(约占整体的75%)。以多平台教学层次编写教学大纲,提出各专业教学内容的基本点与侧重点,以及相应的教学方式与教学环节的要求。
(三)结合实际,改革教学方法
根据讲授与自学相结合的原则,采取了灵活多样的教学方法,抓好课堂教学,确保教学质量;采用多媒体教学,在课件中配以大量图片,一些较难的公式推导通过课件可以一目了然,使学生更易理解和掌握;培养学生自学能力,在部分适合自学的教学内容学习中引入自学模式,课前给出自学提纲,并将提纲中的相关部分以提问的方式予以检查,了解学生完成的情况,通过辅导答疑方式,及时了解自学的效果,使学生由被动向主动学习方式逐步过渡。为进一步调动学习积极性,在教学中课开展“部分双语教学”,对章节标题及专业术语标注英文并配以中英文讲解,收到良好的教学效果。
(四)介绍学科发展的前沿知识和发展动向,激发学生的学习热情
我们的新教材中编写了部分前沿知识内容,例如稀土元素化学简论、生物无机化学简论、无机高分子物质简论和化学分离方法,这有助于教师在教学中,结合该领域的前沿研究动态,将新方法、新成果融入教学相关部分,激发学生获取新知识、新成果的热情,也有助于改变以教师为中心,学生上课记笔记、考前背笔记的“授业传道”定式,充分调动了学生的学习积极性。
经过近7年的理论课内容和教学方法的改革实践,已初步建立了一套适合我校实际情况的无机及分析化学理论课教学体系,实践证明该体系能激发学生学习兴趣,提高教学质量。 今后,还需进一步使之完善,使课程教学质量有更大提高。
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【关键词】培养 观察 思维 记忆 创造
Brief talk on the cultivation of students’ ability in the junior chemistry teaching
Li Mingchong
【Abstract】With the education reform going deep, the traditional examination-oriented education system has been changed into the improvement of students’ scientific culture and the old chemistry teaching idea and teaching mode has also been replaced by the modern teaching idea. Then, teachers should accept the new teaching idea in the teaching activity and cultivate students’ ability through new teaching style. In this paper, the writer has introduced how to cultivate students’ ability to observe, to think, to remember, to create and to learn independently in the high-school chemistry teaching course.
【Keywords】Cultivation Observation Thought Memory Creation
科学技术作为第一生产力。在带动社会发展的同时,也在教育学术领域引发了新的变革。特别是在化学科学领域,短短几十年内新的知识层出不穷,作为一名中学化学教师,如何在有限的时间内,不仅使学生学到尽可能多的化学知识,而且还要教会他们掌握一把开启化学知识宝库的“钥匙”,使他们在化学知识宝库中获取更多的新知识和技能?如何培养学生的能力?是当前中学化学教学应关注的主要问题。瑞士著名的教育心理学家琼•皮亚杰认为:“教育的主要目的是培养能创新的而不是简单地重复前人已做过的事的人”。
化学教学中培养学生能力是一项复杂的系统工程,必须运用科学的方法,为培养学生能力寻找高效率的途径和方法。面对新的挑战,我孜孜不倦的探索着,以下是本人在中学化学教学中培养学生能力所做的粗略的探讨:
1.以实验为基础,培养学生的观察能力。观察能力是人类智力的窗口,是人们顺利地掌握知识,完成某种活动的基本能力。著名的电化学家法拉第说过:“没有观察就没有科学,科学的发现诞生于仔细的观察之中。”可见观察与发现新知识有着密切的联系。对于以实验为基础的化学教学过程,培养学生观察能力更具有重要意义。
因此,在化学教学时,做化学实验前,要引导学生明确观察目的和重点,这是非常必要的;实验时,指导学生观察化学反应;试验后,还需要指导学生制订周密的观察计划。若没有周密的计划,就可能错过观察到现象的机会。例如,铁丝在氧气中燃烧的观察计划要点如下:
①反应物的状态和颜色。
②铁丝与氧气燃烧产生的现象。
③生成物的颜色和状态。
④在燃烧铁的集气瓶底为什么要铺一层细沙或少量的水?
同时还要组织学生进行分组实验,带着问题进行观察实验现象,激发学生的学习兴趣,培养学生观察能力和动手能力。
在化学教学中,也有一些教师怕麻烦,少做或不做实验,只是在黑板上画实验,要学生硬背实验,这种做法是完全错误的,它会导致学生对学习化学失去兴趣,严重影响学生观察能力的培养。
2.以理论为依据,培养学生的思维能力。中学生喜欢以不寻常的眼光观看世界,喜欢对传统观念挑战。他们的内心永远充满问号,就是“是什么”和“为什么”,这种心理特征,正是培养学生思维能力的内在动力,我们教师必须充分激发它。
思维常是疑难问题产生的开始。因此,我们教师应该精心设计问题,提出质疑,为学生创造思维提供条件。例如:在实验室制取二氧化碳的教学中,可以提出以下问题,让学生思考:
①实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的反应的原理,药品与反应条件是否相同?
②能否用制取氢气或氧气的发生装置来制取二氧化碳?
③采用收集氢气或者氧气的方法,能否用来收集二氧化碳,为什么?
④检验氧气或者氢气的方法,能否运用来检验二氧化碳?
然后让学生进行分组讨论,并产生疑难问题。还有在教学时要充分发挥学生的主体作用,也就是在教学思路中,必须以学生思路为基础,以教材思路为轴心,以教师思路为导向,做到“三思”相互结合,这才是培养学生思维能力的有效方法。
3.引发联想,培养学生的记忆能力。中学教学大纲中,虽然没有明确规定在教学中要培养学生的记忆能力,但是初中化学课本中有不少内容是必须要记的,如,化学用语,基本概念,原理和元素符号等等。如果记不住,将会影响教学目标的实现。正如宋代学者张载所说:“不记则思不起。”因此,化学教学培养学生记忆能力也是很有必要的。
记忆能力的培养,一定要有科学的方法,才能使学生的记忆得到发展。下面简单的介绍一种以联想培养记忆的方法,就是在教学中,教师要充分引导学生归纳所学过的知识之间的联系,构织形成网络系统,使零散的记忆变为联想记忆,使机械记忆变为理解记忆。这样不仅培养了学生的记忆能力,也培养了学生的分析能力。例如,归纳物质的分类时可以用下图表示。
物质的分类:
联想,在记忆能力培养中具有重要的作用,记忆能力培养还有不少的科学方法,但是教师在化学教学中一定要根据实际情况,指导学生运用科学方法,才能促进学生的记忆能力。
4.探究问题,培养学生的创造能力。创造发明是科学技术发展的根本途径,而科学技术发展与教育是相辅相成。因此,世界各国都非常重视教育。当前,国内外都进行教育改革,把原来教师的责任是给学生“传道授业,释疑解惑”改革为培养人的素质教育,使学生掌握基础知识的同时,培养他们成为创造型的人才。日本著名的教育家川上正先教授指出:“独创能力是国家兴旺发达的关键所在。”所以,培养学生创造能力是重要的工作,也是中学化学教研和实践的一个重要课题。那我们教师如何开展这个课题呢?这必须从学生的心理特征出发。
好奇心、求知欲,都是学生的共同心理,而它们是创新的动力。那我们就必须培养学生的好奇心和求知欲。著名的美国哈佛大学校长曾说过:“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力,就不可能产生那些对社会和人类具有大价值的发明创造。”可见一切发明创造都是来源于对事物不满足的好奇心和求知欲望产生的,而不断地创造疑问情景,引导学生质疑思辨是激发学生好奇心和求知欲的重要途径。例如,在探究实验室制取氢气的实验中,用药品锌粒和稀硫酸(或者稀盐酸)制取氢气,同时,介绍如果用铁或者镁代替锌,也可以产生氢气,并且进行实验演示。但此时,有不少同学提出疑问说:“老师,假如我们用其它金属代替锌粒,能否产生氢气?”我没有立即回答,因为这个问题以后在第八章中的第三节会出现,而是让他们首先回去探研这个问题。等到讲这一节时,我重新提这个问题,并再次进行实验演示分析,这使学生质疑兴趣大增,从而有效地激发了他们积极思维,探索新知识的欲望。
为了培养学生的创造能力,教师要鼓励学生勇于质疑。同时,教师必须爱护勇于质疑的学生自尊心。不要因为学生想法怪异或答案错得离谱而感到惊讶;也不要因为学生问题肤浅而不屑一顾,以这种态度对待学生是教师的不称职,我们应该满腔热情对待,还要引导学生给予支持,这对培养学生创造能力具有重要作用。
5.提倡阅读,培养学生自学能力。自学能力是学生独立探求新知识和新技能的能力。培养学生的自学能力,无论对学生在学校的学习还是走出社会,都具有重要的意义。
阅读是学生自学教材知识的主要途径。中学化学教科书是学生获取化学知识的主要来源,也是培养学生阅读能力的主要材料。因此,加强学生阅读能力的培养,对学生自学能力形成大有裨益。而培养阅读要有计划有步骤,要采取有效的方法和措施,例如:
5.1 帮助学生选择课外读物,提高兴趣。除了要重视教材的阅读之外,还要帮助学生选择有关的课外读物,以扩大学生的视野。
5.2 要有明确的目的和计划。漫无目的的自学,到最后也没有什么收获,所以,要有明确的目的和周密计划,才能取得成功。
5.3 应该配合教学进度,循序渐进。自学要深入浅出,由易到难,这是学习的共同规律。教师要以辅导学生学习教材中的基础知识为主,切忌急于求成,例如,建筑大厦的地基建不牢固,就急于建摩天大厦,这样会导致怎样的后果?那是可想而知的。所以,自学一定要循序渐进。
5.4 要手脑并用。阅读时要手脑共用,一是要做笔记、注释、习题;二是要勤于思考。
5.5 要善于总结知识点。在阅读时,每读完一个内容之后,要进行小结,把知识形成有条理的,这便于日后使用。
掌握了科学的阅读方法,就可以少走弯路,起到事半功倍的效果,如果没有教师的辅导,把自学变为放任自流,自学取得成功的机会也就很小。因此,教师应发挥主导作用,对于学生在自学中出现的疑难,要进行辅导,也要正确的引导学生的学习方向。
总之,教师在教学中要重视学生能力的培养。只有提高学生的化学能力,才能促进学生化学素质的提高。
参考文献
最易忽视的天气因素
智能手机是打发碎片化时间的最佳“武器”,因此无论严寒酷热、街头巷尾,到处都可看到边玩手机边走路的用户。问题是,智能手机所用的锂电池大都设置了低温保护机制,比如在冬季我们刚从室外回到家中,或在室外直接用移动电源和手机相连,会经常出现无法充电的问题(图1)。而这就是因气温过低导致锂电池中的金属锂沉积,不再和物质发生化学反应,进而导致电池内部短路。
碰到此类情况,我们只需在稍暖的环境等待片刻,等锂电池温度超过低温保护的阀值之后就可正常充电了。需要注意的是,不同数码产品对锂电池的低温保护阀值设置不尽相同,比如kindle fire HD、iPad和绝大多数笔记本的阀值在5℃左右,而手机则通常设在0℃左右。
总之,手机在刚刚经历严寒的“考验”出现短时间无法充电的现象是正常的,这是对锂电池寿命的一种保护机制。同理,在温度过高的环境下,也会出现无法充电等异常现象。因此在适当的环境下给手机充电,是我们应该养成的良好习惯。
注意充电器的电流规格
除了iPhone,Android和WP8平台的智能手机都采用了Micro USB充电接口,而且不同品牌手机标配的充电器都是标准的5V,因此很多用户习惯于充电器的“混搭”。比如新买手机的原装充电器从不开封,而是用家里另一部手机的充电器给新机充电,而手机充电速度变慢,普遍就是这种非官方的充电器所导致的。
Android手机根据电池容量,厂商普遍会为其配备5V/1A~5V/2.5A(输出电压/电流)不等的充电器。理论上一块3000mAh的锂电池,用5V/2.5A充电器只需1.8小时即可充满(图2)。但如果错拿了5V/1A的充电器,虽然也可正常充电,但充满电力所需的时间就延长了2.5倍。因此,在给手机充电时,尽量选择原装充电器或输出电流不低于原装标准的其它品牌充电器。
隐藏于数据线内的秘密
除了充电器本身,连接它与手机之间的数据线也可能是减缓充电时间的“凶手”。一根品牌数据线三四十元一根,而在街边或天桥上可能只需3元就能买来,你能指望它们能拥有一样的品质?很多低价数据线看着挺粗,但其内部的线芯却很细,或者由纯铜换成了铝线。此外,劣质数据线接头的触点材质和焊接可能都存在隐患,上述问题都会导致电阻增大,进而影响充电时间。
笔者就曾买过一根仿诺基亚手机的数据线,结果睡了10小时才给手机充了50%左右的电,差点以为是手机本身出现了故障。标准的数据线电阻应该为0.5欧姆,而劣质线可能达到3~6欧姆,充电效率自然下降6倍到12倍!
如果你的手机出现了充电速度过慢的问题,可以利用Galaxy Charging Current这款APP检测手机的实时、平均和最大充电电流,如果最大电流数值太低(图3、图4),就可证明连接的数据线电阻太高,需要更换。
系统电量记录捣鬼