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0 引言
随着时代的发展,对化学方面的不断研究,其知识点越来越繁杂,无机化学科目对于大学新生来说是学习的重大难题,且在教学过程中也存在一些问题,本文对化工专业中无机化学的学习改革进行了深入探讨,以对化工专业人才的培养献出微薄之力。
1 新时代对化工专业学生学习无机化学的意义
1.1 科技的飞速发展对无机化学的目标要求
随着当今时代不断的发展,物质资源区间的逐步增大,科技的迅速发展,其都离不开化工类产品的支撑。无机化学作为培养化工专业型人才不可缺少的重要教育课程,也是化学、生物制药、环境等专业学生的必修课程,作为化工专业的学生,无机化学是专业课程基础中的基础。不仅为我们在本专业的学科上打好基础,同时也培养我们在其他专业的基础知识学习能力,更广泛地完善自我,具有很大的理论性和实际应用性能,甚至可以影响一个学生一生的学习。
1.2 新兴的教育体制对无机化学的教育要求
新兴的教育方法将无机化学作为高中和大学化学课程的对接点,但在信息技术的发展过程中,中国的教育模式逐渐转变为大众式教育,而且,获取知识的渠道也有很多,学生的基础跟素质也同步趋于大众化,因此,无机化学的教学内容不应该只着重于教学知识的传授,更应该注重学生本身能力与实践的培养。而现在仍然采用灌输式教学方法对无机化学知识进行传授,这种教学方法太过单一,不能提起学生对无机化学的兴趣,同时教师采用照本宣科的方式来教育学生,导致其主观创造能力不强,严重缺乏主动性,这样的一节课下来,学生学到的知识太多,但却无法实际应用到生活当中去,很难满足新的教育模式。因此,对无机化学的教育改革至关重要[1]。
2 分析无机化学的现状
迄今为止,无机化学的教学仍然存在诸多问题,这很大强度上阻碍了学生的综合能力与素质的提升,具体有以下几个方面:
2.1 化学信息库的庞大与无机化学有限的课时
随着时代的发展与进步,化学的科学研究在不断深入,无机化学知识越来越丰富,无机化学相应的教科书也越来越丰富,其中不仅包含了化学最基本的元素周期知识与化学平衡,更是增添了许多热力学、动力学电化学及结构化学等物理化学知识。例如新疆师范大学无机化学课本有500多页,但是只设有50多课时,但是,想要在短时间内透彻的学习并掌握这些内容,显然很难做到。因此,大学教师在传授知识的过程当中对授课方式选择、课程讲解的方式以及对学生的引导是非常重要的。
2.2 学生本身条件的短缺
无机化学针对的是刚刚步入大学课堂的新生,学生们刚刚走进大学的校门,学习方式还停留在死记硬背的传统方式上,相比于高中时期的题海战术,面对课时少且涉及的知识面广、思维跳跃性强的大学课堂,会有很强烈的抵触心理,在学习的初期,他们很容易轻视这门学科、眼高手低,随着课堂速度的加快,对知识的积攒越来越多,待课程进行到中后期,其所面临的信息量大,并且只涉及少量的练习题,心理准备不充分,逐渐发现学习起来很费力,时间久了就会茫然不知所措,慢慢导致产生焦躁不安、厌烦等一些负面情绪,甚至到后来直接放弃,这样会更加影响他们在本学科以后的学习。另外,他们刚刚走进大学的校门,对新鲜事物都充满好奇,同时也是由高中向大学,由依赖向独立自主转化的过程。在高中时期,他们可以依赖父母与教师,但是现在,学生们往往会不知所措,多数学生都会反映,走进大学之后教师所讲的课程知识繁多,并且速度很快,大多数学生根本不懂教师讲的内容是什么,而且课后看不懂教科书,从而致使教师讲的速度快,学生理解不了的现象。其最根本的原因就是教师缺少了对学生积极性的引导以及对学生自我学习能力的启?l,忽略了学生的在学习过程中的主导地位,相对于大学的授课模式,这一点是尤为重要的。
2.3 教学内容老套,局限性很强
在近30几年的授课过程中,无机化学的主要内容一致都是以化学元素周期、物质的结构变化以及化学反应的作用原理作为最基础的教学内容,知识点并没有多大的改变,并且偶尔还会体现一些高中课堂上所学的内容。比如无机化学中的元素部分,只是内容杂乱无章,但在教材中通常只写出材料,很大强度上缺少了理论对化合物的指导作用,学生听课的时候会感觉平淡无味,大大减少了学生对无机化学课程学习的积极性,不利于学生的理解与掌握。
2.4 模式趋于传统化
以教师、课堂、教材三点结合成为传统的教学模式,使学生对无机化学科目的学习感到枯燥乏味,学生主观感觉无机化学在课程中所涉及的化学反应等无非是英文字母的存在以及一些数字的计算,在很大程度上打消了学生整体对无机化学课程学习的积极性,进而阻碍了学校为社会培育出创新型人才,做不到新兴的教育模式对无机化学课程的教学目标。
2.5 师生之间的陌生,沟通阻碍
从教师的角度而言,学生对教师有一种胆怯的因素阻碍着师生之间的沟通。大学教师普遍出现的特点是极少会与学生沟通交流,甚至大多数学生每个星期只与教师见面的次数只在一次到两次。相比之下,高中时期教师则无时无刻不出现在身边,师生之间相处也非常融洽。师生之间面对面的交流机会在逐步减少,并且大部分的学生与教师之间整年都无沟通。对学生来说,只有在可见才会有机会与教师互动,尽管多数的学生都愿意与教师进行沟通,但是却缺少了沟通途径。
3 改革内容、目标以及解决问题的关键
无机化学课程改革的效果根据教学内容的改进来提高,在进行教学改革时,
要充分运用最先进的教学方法,在原有的基础上提高无机化学的整体教学水平,从而大大提高学生的综合能力素质。
3.1 精简教材,抓住重点,突出难点
无机化学主要讲述的是元素周期、物质结构以及化学反应原理,在传授课程的过程当中,既要结合与高中课堂上无极化学之间的联系,同时还要完美的协调其与分析化学课程、物理化学课程、有机化学课程等之间的联系,把握好同一知识点在不同学科当中的联系,尽量防止出现重复的部分出现,尽可能的精简课程,从而有效提高学习效率。
3.2 加强无机化学对本专业的针对性
以本专业的企业发展、就业方向为前提,有选择性的对课程知识进行传授,抓住重点,形成化学、工程以及应用等相结合的全方位培养模式。化工专业的教学改革应该主要体现在教学课程整体性能的基础上,在原有的教材当中选取最适当的教学内容,将主要部分知识点讲清楚,让化学原理与专业知识巧妙的相结合[2]。
3.3 在学生与教师之间建立相应的沟通交流平台
针对学生与教师之间沟通少的问题,可以建立网络交流平台等,让学生能在发现难题的第一时间与教师进行沟通,包括课程问题以及生活问题等,引导学生利用课余时间拓展知识面,调动学习积极性,从而也加深了师生之间的距离。
3.4 考核方式的改革
考核是检验一个学生对本门学科的掌握情况以及教师教学方法的检查,很多学生在平时不学?,在考试之前突击,为了避免这种现象的发生应该建立多元化的考试方式,比如根据学生的平时表现做出打分,结合期末考试得分,分别占据总分的不同比例来对总成绩做出打分。从而实现学生智力因素和非智力因素和谐发展,达到通过考试来检查教学效果的目的。
关键词:无机化学实验 教学改革 绿色化学
无机化学实验作为化学专业学生学习的第一门大学化学实验课,将绿色化学理念融入其中,实现无机化学实验绿色化,使学生一开始就在潜移默化中受到绿色化学的教育,这对培养学生科学的环境观、资源观,提高他们的环保紧迫感和责任感,树立绿色化学的意识都有相当大的意义。
绿色化学是维护生态环境的化学,从长远的发展观点看,放弃有污染的传统化学实验,探索传统化学实验的绿色化,是化学实验工作的必然趋势。本文依据绿色化学在使用化学药品时遵循的5R原则,即:拒用危险品(Reject);减量使用( Reduce) ;循环使用(Recycle);重新使用(Reuse);再生(Regenerate),就如何实现无机化学实验的绿色化进行了初步的探讨。
1、寻找替代品
绿色化学的理念在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,从而也就不再需要考虑废物的处理。遵照绿色化学的理念,从源头上阻止污染,可以根据实验目的,在能够达到同样教学效果的前提条件下,寻找替代品, 尽量用低毒或无毒化学试剂替代有毒化学试剂。比如无机化学实验中多相离子平衡这个实验,实验的目的是根据溶度积规则及平衡移动原理验证沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的转化。为了既保留传统实验的精华,又减少实验废弃物对环境的污染,我们根据绿色化学的理念以及多相离子平衡的实验原理重新选择沉淀离子及沉淀剂,并对传统实验和改进后的实验进行了对比。结果表明,改进后的实验效果也非常好,现象很明显,同样达到了实验目的,而且减少了有毒物质的使用和排放,实现了无机化学实验的绿色化。
2、推行微型实验
微型化学实验是绿色化学的一项实验方法,它是在微小型的仪器装置中,在可能的实验条件下,采用尽可能少的试剂来进行的实验。与传统实验相比,它具有节约开支、减少污染等优点。微型化学实验不是常规实验的简单缩微,也不是对常规实验的补充,更不是与常规实验的对立,它是在绿色化学理念下,用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果,是化学实验方法的创新性的变革。
由于微型化学实验的成套仪器较贵,要完全实现无机化学实验的微型化,还有一些困难;但可以在能够达到实验目的的前提下,在可能的实验条件下,通过改造实验装置,使之趋于微型化。比如无机化学实验中的一些性质实验,传统的做法都是在试管中进行,试剂使用量一般为1~2mL,我们采用点滴板操作,试剂用量减少为几滴,同样可以达到实验效果,减小了化学药品对环境的污染,使这部分实验趋于绿色化。
3、发展封闭式实验
对于一些有有毒气体产生的实验,传统的做法是在通风橱中进行,这样只能避免实验室小环境的污染,有毒气体排放到空气中还是造成了环境污染。应用绿色化学的理念,可将这部分实验设计成封闭式实验,让反应在封闭体系内进行,而且能在反应系统内将尾气吸收掉, 实现零排放。
比如硫酸亚铁铵的制备,该实验通常选用机械行业产生的废弃物――铁屑为原料。从环境保护的角度来说,属于变废为宝的环保型实验;然而由于传统实验装置为敞开式,废铁屑中含有的硫、磷等杂质和硫酸反应时生成H2S、H3P等有毒气体,导致实验室弥漫着强烈的刺激性气体,直接危害师生的身体健康,不符合绿色化学的要求。我们改进实验的第一步,将硫酸亚铁的制备改为闭路回收式,借鉴文献[3]的实验装置采用碱性吸收液吸收第一步反应产生的H2S、H3P等有毒气体,实现零排放,大大改善了实验环境。
4、发展串联实验
串联实验是指通过调整实验教学计划,巧妙地安排实验项目和次序,充分利用相关反应,尽可能地使第一个反应的产物转变成下一个实验的反应物,实现实验的连续性。这也是实现无机化学实验绿色化的一个重要途径,它在一定程度上减轻了对环境的污染,有利于环境保护。根据绿色化学的理念,我们重新安排实验内容,有效地利用同一元素物质之间的转化关系,设计成串联实验,以铁的化合物的性质为例说明如下。
用煮沸过的去离子水配制(NH4)2 Fe(SO4)2溶液,酸化后,把装有煮沸过的NaOH溶液的滴管插入(NH4)2 Fe(SO4)2溶液底部,慢慢放出NaOH溶液,观察Fe(OH)2沉淀的生成, 静置一段时间,观察沉淀颜色的变化,了解Fe(Ⅱ)的还原性;滴加少许稀盐酸,观察沉淀的溶解,了解Fe(OH)3在稀盐酸中的溶解性;将溶液分成两份,一份滴加KSCN溶液,观察溶液颜色的变化,了解Fe3+的定性检验,接着滴加NH4 F溶液,观察溶液血红色的褪去,了解Fe3+与F 的配位反应;另一份滴加K4[Fe(CN)6]溶液,观察蓝色沉淀的析出,了解Prussian蓝的生成。
实践证明,改进实验后,不但可以大大减少实验废弃物的排放量,实现无机化学实验的绿色化,而且可以促进学生对物质转化关系的了解。
5、结束语
通过开展无机化学实验绿色化的研究,我们认为,要实现无机化学实验的绿色化,需在绿色化学理念的指导下,实行污染预防全过程控制。从教学管理角度出发,在制定教学计划、教学内容、教学方式等每个环节都要考虑保护生态环境,都要符合绿色化学的要求;而且,在实际教学过程中,要在保证实验教学效果的前提下,积极、合理地应用绿色化的措施,实现无机化学实验的绿色化。
参考文献:
[1]闵恩泽.绿色化学技术[M].南昌: 江西科学技术出版社,2001.
[2]孟平安,万平,何国强,等.结合实际工作推广微型实验[J].化工高等教育.
[3]梁起,黄华珍,唐建锋,等.“绿色化学”实验的探索[J].实验技术与管理,2004.
关键词:教学理念;教学内容;教学方法和手段;实验教学。
无机化学是高职高专化工类专业新生入学后的第一门专业基础课,也是培养化工类应用性人才必不可少的素质教育课。开设无机化学课程的目的,一方面是为今后的专业课学习奠定化学基础,另一方面是帮助学生提高独立思考的能力、为其将来从事专业工作提供更多的思路和方法,培养学生的创新意识和创新能力[1]。因此,它的教学质量的提高对于提高化工类专业学生的综合素质和良好的专业素养具有重要意义。几年来,在全体教师的共同努力下,经过反复的探索与实践,以培养应用型人才为目标,在不断的努力与充实中,取得了一些颇有成效的成果和经验。
1、坚持与时俱进,更新教学理念
教学理念是课程目标与课程结构、课程内容及课程实施之间的链接点。根据新时期培养目标和教学基本要求,为适应新时期课程改革,我们积极吸收先进的教学理念,以学生发展为本位,以教学质量为中心,本着以应用为目的,以"必须、够用"为度的原则,以课程体系、教学内容、教学方法改革为重点,以考试改革为手段强化学生基本素质、实践能力和职业技能的培养,实施"厚基础、宽口径、适应广、能力强、素质高"为基本内容的人才培养模式。构建有高职高专特色的、理论与实践并重、以岗位群技术应用能力为主线的教学体系。打破学科型模式界限,使教学内容既相互衔接又避免重复,注重理论联系实际、突出实践技能训练效果。为此,无机化学教研室从培养素质、提高能力出发,以培养素质型的合格人才为目的,坚持进行无机化学教学的改革探索。
2、创新教学体系,优化教学内容
在课程体系改革上,不断创新教学体系,优化教学内容,适时更新和精选教材,并编写与本校实际教学与时具进的新教材。同时主讲教师结合国内外同类先进教材进行教学内容的精选与重组,并依据本学科发展的最新成就,随时对教学内容进行更新和补充,注意介绍无机化学的进展与前沿,保证了教学内容的科学性、系统性、先进性和适用性。例如,以学生熟悉的生活信息情景(如"身边的化学物质","物质构成的奥秘","物质的化学变化"、"化学与社会发展")为教学的契入点,立足从自然、社会、人文、科学、技术紧密联系的角度,开发和利用化学课程资源。引导学生认识和探究材料、能源、环境、营养、健康与无机化学的关系的同时,培养和强化开发和利用化学教学活动信息资源和学习情景资源的意识及能力,使本课程的教学模式符合当前素质教育的要求,有利于培养学生的科学素质和探索精神。
3、教学方法多样,教学手段先进
以往,较多的教师由于受到各种主、客观因素的影响和制约,只是埋头教"书",照本宣科,把教学大纲视为金科玉律,把教科书作为唯一的课程资源,却忽略了书本外,学校外博大精深,绚丽多彩的化学自然世界和化学人文世界。缺乏对化学课程资源的识别、开发和运用的意识及能力,不能及时地经过充分挖掘,加工筛选和转化后运用到无机化学教学过程中,造成许许多多有价值的化学课程资源的闲置和浪费[2]。我们在无机化学的课改中,坚持教为主导,学为主体。积极创新和灵活运用多种先进的教学方式方法,引导学生主动、创造性地学习,掌握获取知识的途径和方法。课堂教学采用"启发式"、"研究式"、"引导式"、"讨论式"、"互动交流式"、"综合目标式"等多种灵活教学方式,坚持理论联系实际,精讲多练,既注重面向全体学生,又注重学生个性发展。并根据学科特点,灵活采用现代化的教学手段,根据不同的教学内容,实现传统教学手段与现代化多媒体教学手段有机结合[2]。自行开发了教学多媒体课件和独具特色的电子教案,教学中做到了重难点突出,信息量增大,变枯燥为趣味,化抽象为具体,教学效率大为提高。
4、进行考试制度与考试方法的改革,加强了无机化学试题库建设
考试改革作为教学改革总过程中的一部分,既是对学生学习和教师授课方向,方式的引导,又是对教学改革的检验,因此也是我们在摸索适合高职高专院校发展的教改路程中花大力气探索和尝试的[3],经过两年的实践检验,效果比较理想。我们本着加强学生知识、素质和能力的培养这三个方面为主要内容,考核方法的改革,具体作法是:一是实行教考分离。每位教师每学期都针对所带课程出两套试卷(附答案),所以每门课程都有试题库,学期末考试时从中抽题,可以加强学生学习和教师教授知识对重点的把握,又不会影响学习点的范围;二是实验成绩,平时成绩与学期末考试成绩相结合。实验成绩包括实验过程情况和实验报告完成情况;平时成绩则包括作业成绩,考勤,课堂表现,课后任务完成情况;期末卷面成绩,三项在总评成绩中所占比例目前我采用的是3:3:4。通过学生的总评成绩考评在校学习情况,既肯定了学生的学习过程又注重学生的学习效果,培养了学生良好的学习习惯和持之以恒的学习态度。增设的实验考核逐步实现了人才培养目标中注重学生实践操作能力,把培养应用型,技能型人才作为高职高专院校培养重点来抓。
5、创新实验教学体系,强化实践环节
化学是一门实践性和应用性很强的科学,实践教学环节对学生的能力培养至关重要。因此,我们强化了实践环节,注重学生严谨的科学态度、积极的创造性思维能力与扎实的化学实验技能培养。主要措施如下:①创新实验教学体系,优化实验项目内容,②增大设计性、综合性、研究性实验的比例,将"研究式"学习和创新教育引入实践性教学。让学生通过查阅分析文献,自行设计实验方案,经指导教师审阅后,在教师的指导下进行实验、观察实验现象,发现问题并分析原因,提出相应对策,适时调整完成实验,最后撰写实验报告。使学生独立思考、分析问题解决问题的能力和基本实验操作技能有较大提高。③定期举办实验技能大赛,化学趣味实验晚会。取得了良好教学效果。
6、积极进行无机化学实验的绿色化研究,培养学生正确的科学态度
绿色化学是最高层次的化学,由传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从"粗放型"向"集约型"的转变[4]。如何在无机化学的教学中加入绿色化学的内容,是摆在每一位无机化学工作者面前的首要课题,也是学习和研究的首要领域。《全日制义务教育化学课程标准》(实验稿)指出:"化学实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法替代的"。在无机化学的教学中积极进行绿色化学实验的研究,就是把绿色化学的思想贯穿在化学教学的全过程中,这一方面可以培养学生强烈的环保意识,另一方面绿色化学实验本身就是化学教育中实施创新教育的重要内容[4]。课改中我们用实际生动的绿色化学的范例充实无机化学实验的教学内容,按照范例所涉及的知识点,自然地、生动地渗透到无机化学教学之中。实践证明,绿色化学实验方法在激发学生学习化学兴趣、强化动手能力的训练,培养创新思维,树立环保观念上有独特的地位与功效。
7、积极开展多种形式的科学研究活动,培养学生创新能力和科研能力
作为高等学校的教师,不但要给学生传授知识,更重要的是培养学生的创造能力;培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力[5]。为此,我们积极进行科学研究,以期通过科研带动教学质量的进一步提高。教师们一方面将科研成果反映到教学中,丰富和革新教学内容,另一方面不断提高自身的学术水平,促进教学改革。与此同时,我们还积极支持并带动学生参与教师的科研课题,在专科生中要求毕业论文,并认真指导完成。这些措施有力地带动了学生进行科学研究的热情,促进了学生创新能力和科研能力的提高。
同时营造浓厚的学术氛围,组织各种学术报告会、科研讲座,让学生及时了解化学发展前沿及发展动态,开拓学生的眼界,启迪学生的创新思维。激发学生在教学中的主动参与性,充分发挥其学习主体性,转变其被动的学习方式为科学的探究性学习方式。
通过近几年的创新教育实践,使学生的创新能力和全面素质不断提高。根据我们的追踪调查,学生毕业分配到工作岗位后大都工作严谨,踏实肯干,工作能力强,并都具有一定的科学探究能力和严谨的科学态度及团结协作精神。
总之,基础教育课程改革的全面推行已经对高职高专院校现行的化学教育教学提出了挑战。作为主干专业基础课程的《无机化学》,选择以科学探究为主的多样化教学方式,加大基础实验的综合性和探究性。充分开发利用《无机化学》课程资源,培养和强化学生充分开发利用化学课程资源的意识和能力。鼓励合作交流,促进学生自主开放、科学探究学习。加强实践活动,提高学生的科学探究能力和创新能力,是高职高专院校《无机化学》课程教学改革的当务之急。
参考文献:
[1]周双生、程俊、贾勇、张国升: 高等医药院校《无机化学》课程改革与实践 [J];安徽中医学院学报; 2006年02期; 47-49。
[2]贾陆、王学如: 谈无机化学教学的改革 [J];药学教育; 1998年01期; 27。
[3]寇军:无机化学教学方法与培养创新人才之我见 [J];中国科技信息; 2005年03期; 142-143。
【关键词】无机化学;教学体会;教学探索
无机化学是四大基础化学之一,而《无机化学》课程是我校功能材料和材料专业学生进入大学的第一门重要的专业基础课,在知识上将为分析化学、物理化学等后续专业课打下基础。因此其地位和重要性,不言而喻。那么讲课老师要如何教好《无机化学》这门课程,对于大一新生又应该如何学好这门必须课,本人在多年的无机化学教学课程中,用心揣摩一些前辈的教学策略及教学效果,认真学习其他高校名师的教学课件和教学视频,通过反复教学实践及与学生的频繁交流接触,产生了一些心得体会,撰写本文和各位同仁交流探讨。
1 将化学史教育及“名人效应”适当穿插于无机化学教学中
我国著名的化学家傅鹰先生曾说过“化学给人以知识,化学史则给人以智慧”。化学史是化学学科孕育,形成和发展及其演变规律的历史。在无机化学教学中适当穿插介绍化学史知识的教学方式,不仅能够活跃课堂气氛,引起学生的好奇心,加深学生对所学知识的理解,更能使W生获得科学研究和探索的兴趣。例如,在讲授“稀有气体”一章时,介绍氩气的发现过程又称为“第三位小数”的胜利,让学生感受到科学的严谨与精确。再如,在讲授“原子结构”一章时,可穿插介绍人类对原子结构探索的化学史过程,包括从汤姆逊的西瓜式原子模型卢瑟福的行星式模型波尔的旧量子化原子模型原子结构的现代量子力学模型。
名人因为在某一领域有过人之处,容易引起人们对其崇拜和敬仰。在无机化学课堂教学中适当尝试利用“名人效应”,引入著名化学家的典型事迹,不仅可激发学生的学习热情,还可以提高学生的科学素养。例如,在讲授“化学键理论”时介绍伟大理论化学家鲍林如何勤工俭学来维持学习和生活,及攻克一个又一个科学难关,并提出了著名的杂化轨道理论和共振论,以及许多新的概念,如电负性标度等,这对现代化学的发展有着巨大的意义。并借此机会鼓励学生去阅读鲍林所撰写的《化学键的本质》一书,加深学生对相关化学知识的认知,拓展学生的知识视野。
2 将“结构决定性质”的思想贯穿于无机化学教学始终
元素无机化学课程,一直被认为是讲授的难点,因为在许多学生看来,这部分内容知识点多、琐碎,学起来相当枯燥乏味。如果能够以“结构决定性质,性质反馈结构”的主线贯穿整个无机化学的教学始终,让学生从结构的角度分析探讨物质的稳定性及反应性质,将有助于提高学生的学习兴趣。例如,在讲授“硼族元素”一章时,引导学生从结构角度(即离域π键)分析缺电子分子BX3(X = F、Cl、Br),本身没达到8电子构型,却为何可以稳定存在;进一步从结构角度(氢键协同效应)对比分析同样未达到8电子稳定构型的B(OH)3,并没有类似BX3的离域π键来稳定结构,如何解释其稳定性及一些物理化学性质。在讲授“碳族元素”一章时,引导学生借助所学的杂化轨道理论,分析关于CCl4及SiCl4能否发生水解反应、水解产物及水解反应方程式,从而避免学生硬生生的去记忆一些反应方程式。
3 将无机化学前沿领域的研究适时适量渗透到无机化学教学中
目前我校学生所使用的无机化学教材为华东理工大学出版的《工科无机化学》,该教材里面明显缺少一些化学科研前沿研究领域的介绍。如果能在无机化学教学中适当渗透一些无机化学的前沿研究领域,这能让学生对化学的一些前沿研究领域有更为直接和感性的认识,引发学生的好奇心和求知欲,变被动接受为主动学习,从而对无机化学产生更浓厚的兴趣,提高教学效果。例如,在讲授“分子结构”一章时,介绍过去科学家都只能间接推断或猜测分子的结构,而最近在该领域中,美国科学家在顶级刊物Science杂志上发表文章,称首次借用非接触式原子力显微镜,以原子级的分辨率清楚看到分子中各个原子之间的原子键的图像(图像中分子的原子键看起来与化学课本中的棒状图几乎一摸一样),让化学键首次肉眼可见。再如,在“晶体结构”一章时,当讲解到原子晶体金刚石结构时,可以适当向学生介绍被评价为“稻草变黄金”的研究(即中国科技大学钱逸泰等人利用CCl4和金属Na反应获得人造金刚石),当学生明白里面所涉及到的反应仅仅是简单的无机反应(CCl4+4Na=4NaCl+C金刚石),将更加激发他们的对《无机化学》课程的学习积极性和学以致用的想法。
4 将3D化学图形软件应用于无机化学教学中
当前3D化学软件,如Gaussian、DS ViewPro、Chemoffice等软件具有强大的计算和图形演示功能,将其运用到无机化学课程的教学中,使得教学活动变得生动有趣,能够达到使浅尝者不觉深、深思者不嫌浅的教学效果。例如,在讲授“分子轨道理论”时,学生往往不知道为什么第二周期的N2和O2外层分子轨道排布方式不一样,B2和O2为什么一样显顺磁性,通常只能生记硬背。而借助Gaussian软件及附属Gaussview可用来演示分子轨道实际填充情况,就使学生易于理解分子轨道理论。Gaussian软件还可以计算电离能和电子亲合能等,通过比较同一周期或族的变化趋势,帮助我们学习元素周期律。再如,当讲到“氧族元素”中H2O2的结构和性质时,可以借助Chemoffice软件来分析查询H2O2的二面角及能量大小等参数,这样将有助学生更加深入学习到H2O2的结构与性质关系。
【参考文献】
[1]苏小云,臧祥生.工科无机化学[M].3版.华东理工大学出版社,2004.
关键词:无机化学;实验教学;教学改革;实验考核方法
0引言
高等职业教育医学检验技术培养的是具有较系统的医学检验基础理论,熟练地检验操作技能,具有较强的临床检验和实验室诊断思维及分析问题的能力,具有对各种检验结果进行初步评价的能力,了解常用检验仪器的基本构件和性能,具有良好的职业态度,能从事医学检验和实验室诊断工作的基本能力,在各级各类医院检验科、医学检验中心等相关部门医学检验岗位一线的高素质技术技能人才。无机化学是医学检验专业的文化基础课,它要为学生学习后续的有机化学、分析化学、生理学、生物化学、分子生物学以及临床检验基础、临床生物化学检验,微生物检验等基础课程和专业课程打下坚实的化学基础[1-3]。而实验课又是化学的灵魂所在[4-6],是高等学校实践教学的重要环节之一,具有很强的直观性和操作性,是对理论教学的验证和拓展,是学生将课本知识转化为实践能力的重要手段[7]。很多的规律和定律都来源于实验,而实验课又可以帮助我们验证所学知识,并使所学的知识得到很好地巩固的一种方式,所以实验课在我们无机化学的教学中间占有很重要的地位。本人根据多年来的教学经验和实践,针对无机化学实验课中间存在的问题,提出了几点改进和探索。
1改进实验课教学方法,提高学生对无机化学的兴趣
化学是一门以实验为基础的学科,很多实验的定律和结论都是来源于实验,并可以通过实验进行验证的。但是我们传统的无机化学实验课都是以老师为主,学生为辅的讲授、演示、练习为主的教学方法。这种方法已经比较陈旧,对于学生来说已经没有新鲜感,无法唤起学生对无机化学实验课的兴趣。而且经常是理论课已经学习一段时间后,才安排实验课的学习,很多同学在做实验课的时候,已经不记得之前学习的理论知识,这样无法真正做到理论和实验相结合。针对以上情况,我们采取角色互换法来进行实验课程的教学。该方法大大增强了学生对于课堂的参与度,将整个课堂交给学生来掌握,老师只指出不足和需要注意和指导的地方[8]。具体方法如下:在实验课开始之前,先将学生进行分组,每个小组在本学期必须负责一个实验的讲授,包括实验目的、实验要求、实验原理、实验步骤以及注意事项等。其他小组必须讨论并提出自己对于本实验的看法及不同。在实验的搭建和演示阶段,主要由学生来完成,老师给予一定的指导和帮助。这样既提高了学生对实验课程的参与程度增加了学生对无机化学的兴趣,又锻炼了学生语言组织能力。
2合理安排实验,提高学生对知识的掌握程度
无机化学是一门专业基础课,设置在大一第一学年并且在一个学期内完成,共72个课时,其中实验课的课时有限共14个课时。所以只能够开设比较典型的具有代表意义的课。所以合理安排实验课,提高学生对该门课程知识的掌握程度至关重要。我们该门实验课程的安排是整个教研室团队根据专业的特点及多年的教学经验和后续课程的相关性,选取具有典型意义的无机化学实验课程。这些实验课程的难易程度、实验的精准度、实验条件的成熟性以及实验的周期性都是经过我们精挑细选之后,并且符合我们的专业特色而开设的课程。这些课程的安排对于学生对我们书本知识点的掌握具有很好地作用。课程安排如表1。
3注重实验数据分析,提高教学效果
在实验教学中间,对实验数据的处理和分析在整个实验教学中占有很重要的作用,它不仅是我们对所学知识的验证,更重要的是可以培养我们分析和解决问题的能力。我们知道一个实验的结果,往往存在不同程度的差异,这些差异有的是仪器的使用不当造成的,有的是没有遵守实验操作准则,有的是没有正确地进行实验操作和记录实验数据。所以这就要求我们在做完实验之后,一定要对实验所得的数据进行分析和处理,得出实验结果的出现差异的原因所在。例如:我们在做溶液的配置和稀释的实验时,要我们配置9g/LNaCL溶液100ml。我们在做实验之前必须根据已知求出配置质量浓度为9g/LNaCL溶液100ml所需要的NaCL的质量,才能进行后面的实验。如果所需NaCL的质量求错的话,那么实验结果必定有出入。又或者是在NaCL的质量的称取时,没有很好地把握天平的精确度的话,也会造成实验结果的偏差等等。所以我们在记录完实验结果与数据后,一定要对实验结果进行分析,找出偏差的原因所在,及时纠正,提高我们对无机化学知识点的掌握程度。在实验结束后,我们通过小组汇报的形式对整个实验进行分析和汇报,包括实验目的、实验要求、实验步骤、实验结果以及实验数据的分析等。
4优化实验课的考核方式,促进学生的全面发展
在传统的实验教学中间,一个实验结束之后,老师是根据学生所撰写的实验报告进行评分的。有些成绩差或是比较懒散的同学,他就可能在做实验的时候没有认真做,或是只是在一旁观看并没有真正做。而在撰写实习报告的时候呢,就可能会抄袭那些成绩比较好,或是实验做得比较好的同学的实习报告。老师呢又是根据实验报告来评定实验成绩的,这就导致了有些懒散或没做实验的同学也可能达到比较高的成绩,造成了成绩评定的不公平性。所以,我们把实验课的考核也纳入了学生期末成绩的一部分。具体如下:期末成绩=期考成绩(60%)+平时成绩(20%)+实验课成绩(20%)。实验课的成绩又由实验课签到5分、实验课仪容仪表5分、实验课的预习10分、实验动手能力30分、实验数据分析与汇报20分、实验态度(包括实验结束后的试验工作台的整理)10分、实验报告20分共同构成。通过优化实验课的考核方式,能够很好地反应一个学生真实的水平,激发学生对学习的兴趣,提高学生分析问题的能力,促进学生的全面发展。
关键词: 无机化学课程 教学改革 教学实践
无机化学课程是大学化学化工专业的一门重要基础专业课。无机化学课程一般开设在大学一年级,其授课对象为只具有中学化学知识基础的学生,一方面,当前教学内容与中学化学脱节现象比较严重,另一方面,跟不上现代无机化学的发展,因而远不适应创新型化学化工人才的培养。如何使无机化学课程紧跟时代要求,如何使学生对现代无机化学学科内容有真正的认识和了解,是大学无机化学课程面临的难题和挑战。我根据自己近几年来无机化学的讲授经验并结合现代无机化学的发展趋势,对无机化学课程的教学内容和教学方法进行了一定的探索和实践,具体做法如下。
一、更新教学体系,丰富课程内容
在以往的无机化学教学中,化学教育专业、化学专业、化学工程专业和应用化学专业基本上都采用同样的无机化学教材,并没有区分出各个化学化工类专业的特点和培养目标。在充分调查研究的基础之上,我们对不同专业的无机化学教材内容进行了重新选择,例如化学教育专业主要采用师范类大学编撰的教材,注重基础知识的教学,为学生以后走上教师岗位打下良好的基础;工科类化学专业要面向技术、面向应用和锻炼实践能力。同时注重各个专业的共性和共同的技能训练[1―4]。
国内的无机化学教材多为20世纪80年代出版,内容略显陈旧,多为传统无机化学的内容,而近年来新兴起的无机化学新的分支学科和领域,如生物无机化学、无机材料、纳米材料等的发展在教材中涉及较少,已不能反映当今无机化学学科的全貌。因此,我们适应新形势的需要,改革无机化学课程的教学内容,对一些传统的内容进行合并,同时在授课中加强无机化学中新理论、新知识的介绍,例如具有特殊物理、化学性质的纳米材料和在生物医学领域有广泛应用的仿生合成无机材料,等等。
二、改革讲授方法,提高教学质量
无机化学研究范围较广,因而教学内容庞杂分散,特别是元素部分知识的讲授,章节之间缺乏联系和系统性,内容枯燥无味,不便于学生对知识的掌握。因此在教学中要突出重点,寻找规律,例如可将原子结构部分的元素性质(原子半径、电离能、亲和能和电负性)周期性变化及分子结构部分的价键理论和分子轨道理论与元素部分知识的讲解联系起来,用理论来阐明具体的化学问题,通过具体事例将原本抽象、晦涩的知识变得更加形象生动,便于学生理解掌握。在化学平衡部分的学习应注意不同的平衡之间的联系和共性,酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡和配位平衡虽然类型不同,都可用化学平衡的基本原理来研究,只是化学反应平衡常数应用于不同类型的平衡时表现形式不一样,如解离常数、溶度积常数、稳定常数等。
利用传统的课堂板书讲授原子结构和分子结构等内容时,学生不能直观、形象地理解相关概念,比如,在原子结构部分中关于原子轨道的角度部分概率分布图和分子结构部分中的分子轨道图很难在黑板平面上表现出来。利用多媒体教学手段可以很好地解决这个问题,通过课件可以将抽象难懂的原子结构和分子结构以直观、形象的三维立体图展现出来,图文并茂的讲解可以调动学生学习的积极性,增加课堂传授的知识量,增强课堂教学效果[5]。此外,我们还通过校精品课程的建设建立无机化学课程的网站,提供大量的教案、课件和化合物性质的数据库等资料,便于学生在课外浏览学习。除了新的教学技术的应用外,还要重视传统教学方法的作用,例如,对一些重要的理论性较强的公式,采用板书进行详细的推导。将现代的和传统的教育技术相结合,可达到较好的教学效果。
三、重视习题课,增强掌握知识的能力
习题课并非用来应付考试,主要目的是加强学生对知识点的掌握和理解。习题内容应与理论知识相呼应,并可对不同的知识点进行对比和归纳总结,有利于学生回顾和复习学习过的内容。传统的习题课主要采用教师讲授的方式,学生主要为被动地“填鸭式”接受。我们认为应该改这种习题课的模式为讨论的方式。对一些知识的难点,由教师提出疑问,让学生对具体的内容进行分组讨论,发表自己的意见,最后由教师对讨论内容进行总结,在讨论过程中他们的思路会更加清晰,对知识的掌握也会更加透彻。在习题课的整个过程中,让学生充分参与,有疑问、有争论、有讨论,使学生的分析问题和解决问题的能力得到了提高和锻炼。
四、改革考试方法,提高综合素质
考试是人才培养的一个重要环节,也是检验学习效果和教师教学效果的一个手段。以往评价一个学生的成绩好与差,一般只看期末考试的卷面成绩的好与差。我们认为此种考核方法有一定的弊端,从适应素质教育和创新能力培养的高度来看,这种形式还是远远不够的。一方面,很多学生只注重书面知识的学习,而忽略了综合能力的提高,另一方面,一些学生平时学习不努力,考前突击复习,甚至还有作弊等投机行为。为此,我们改革了单一的考查考试方法,采用课后练习、平时测试与科研小论文相结合;笔试与口试相结合;闭卷考试与开卷考试相结合;老师评分和学生评分相结合等多种形式的考核方式。采用这种全面、丰富的考试内容和全程性、多种形式的考核方式,可对学生的知识水平、能力进行全面考查,同时能对学生综合素质的提高起到促进作用。
总之,对大学无机化学教学内容、教学方法和课程体系进行改革,既丰富了学生无机化学知识,又充分体现了现代无机化学学科的发展趋势,课程教学改革有利于提高学生的实践能力和创新能力,也有利于实现化学化工各专业的培养目标。
参考文献:
[1]大连理工大学无机化学教研室编.无机化学[M].北京:高等教育出版社,1990.
[2]北京师范大学无机化学教研室等编.无机化学[M].北京:高等教育出版社,1981.
[3]张祖德编.无机化学[M].合肥:中国科学技术出版社,2008.
作者:詹秀环 单位:周口师范高等专科学校
选取高中化学未曾涉及的典型元素及化合物,注重宏观化学原理和微观结构理论在描述性化学中的应用.强化基本化学能力的训练,广泛触及能源、材料、信息、环境、生命中的化学知识,提高描述性化学的理论层次,将描述性化学内容置身于开放的社会经济生活和新科技发展的背景中,使其焕燃一新,培养学生的兴趣.进行了无机化学与分析化学、有机化学、物理化学有关内容的调整(1)在元素化学中加强了个别离子的鉴定反应,这样使元素知识的学习更加系统性,也为分析化学理论和实验课的改革提供了课时保证.(2)有机化学中涉及到的无机化学理论的加强.无机化学理论的理解和运用对有机化学的学习极其重要.其中价键理论、杂化轨道理论、分子间力和氢键、分子的极性与变形性路易斯酸碱理论,原子结构中电子密度、电子云、原子轨道及图形在有机化学中都有较多的应用.这些内容在教学中都进行了加强,以减轻有机化学课程的负担,对有机化学课程的改革分担任务.(3)无机化学中有所涉及又无法深入讨论的某些内容则调整移至物理化学课程中.为了保证无机化学的系统性和完整性而编入教材的某些内容,如水的相图、胶体、金属腐蚀和防腐等内容由于学时限制一带而过,容易使学生一知半解,这些内容在无机化学中不再涉及.这样的协调有利于教学质量的提高.引入化学史教育任何一门科学都有其形成和发展的过程,并形成自身的规律,化学史就是化学科学形成产生和发展及其演变规律的反映,在化学教学中进行化学史教育可使化学教学不是局限于现成知识的静态结论、还可追溯到它的来源和动态演变,不是局限于书本知识,还可揭示出其中的科学思想和科学方法,使学生受到多方面教育,同时培养学生独立工作能力和创造精神.适当介绍一些化学家的主要事迹,特别是化学家青年时代的重大研究成果的宣传,可激发学生奋发向上的学习热情.化学史教育可加深对化学知识的理解,化学知识包括教科书中的化学理论和定律,只把结论告拆学生,而没有介绍这些理论的发展.一部分学生进入师专学习无机化学时认为中学化学讲过的概念、观点是错误的,重要的原因是中学化学死抠化学概念,没有将这些化学概念、定律产生的历史、背景及来龙去脉交待清楚.知道了它的发展过程、知道它的过去和现状进而考虑如何补充和发展培养创造思维能力,化学史教育也有助于我们从化学知识中汲取思想启示,使思想教育寓于教学中,对学生思想品德起着潜移默化的作用也有助于培养学生掌握科学方法.科学方法是人类发现真理,改造自然的桥梁和手段.在现代科学技术迅速发展、资讯急剧增长的时代,在教学中进行科学方法的培养越来越重要,在教学过程中进行化学史教育不仅可学知识、而且可学到科学方法,使学生更好地理解和掌握化学知识、使知识系统化.可以说,学生掌握化学史的多少是衡量化学专业学生素质的一个重要参数.本课题改革的一个重要方面是采取集中或分散的形式在授课过程中穿插化学史知识,取得了良好的效果.
加强学生环保意识的培养,增强他们的社会责任感,保护我们共同的家园在全球保护环境的呼声日益高涨的情况下,化学家和化学工程师常常成为抱怨的对象,似乎是他们污染了地球,这当然是一个误会,但环境污染中85%来自于化学污染是个不争的事实,所以化学工作者就有更多的责任去保护环境,减少污染,为此在元素部分教学中每种有毒元素都增添了它们的危害性和防治方法,对学生进行环境、资源、国情教育.如水是一种生命必不可少的重要资源,海水和污水由于混进其它物质使得它无法实现纯净水的生理功能,目前已成为困扰人类社会的重大问题之一.海水中的水应该是取之不尽用之不竭的,可看作是水的一种无穷的矿藏,但由于海水不能直接饮用或用于灌溉,而且海水或污水的净化工艺因为成本过高难以实现大规模生产,地球上虽存在大面积海洋,但生活用水却严重短缺,若有限淡水资源遭到污染,人类的生存就会受到威协,通过这些内容增强学生社会责任感.增添元素生物学效应的有关内容六十年代三项诺贝尔化学奖的颁发把生物无机化学急速推到热门前沿的地位,从70年代开始已成为一门学科分支而活跃起来,生物无机化学以无机化学知识为基础,用无机化学的方法研究生物体内无机元素与蛋白质、酶、核酸等生物大分子的结合方法及它们在重要生命过程中的作用机制,并将研究结果应用于实践的科学.无机化学的生物学效应是生物无机研究的重要方面,周期表中有90多种稳定元素,它们以各种形态、方式存在于地壳中与生物界有着十分密切的联系.基于目前人们的认识水平和科学发展水平,只发现约30余种元素与生物界有着十分密切的关系,称生物元素.随着人们认识水平和仪器测试水平的提高,生物元素的概念不断修正和发展,许多元素在适当范围对人类有益,但超过一定浓度就有害了.21世纪的化学教学应注重贴近生活,贴近社会,以保持人类与自然的合谐、也符合课程改革的形势.
无机化学实验课无机化学实验是师专化学专业一门基础实验课,其目的是培养学生掌握无机化学的实验方法和基本操作技能,养成严谨的科学态度和良好的习惯,加深对无机化学基本概念、基本理论、元素及化合物性质的理解,逐步学会准确地观察和分析化学反应现象及数据处理方法.为了培养学生的仪器使用技能、实验室工作技能,实验操作技能,独立工作能力和指导中学生开展课外科技活动的能力,针对当前化学实验教学内容上,验证性实验多,研究性实验偏少,单元性操作多综合性实验少对教学内容和教学方法进行了改革,有计划有步骤地为学生成才创造成才的氛围,让学生在实验室中受到科学熏陶.为此在实验教学中进行了以下的改革尝试:(1)学生参与课前实验准备工作和课后的整理工作.逐步培养他们独立工作能力.(2)注意体现实验学科对理论学科的基础作用和实验环节对课堂理论的深化作用,选择实验内容上注意调整基本操作实验、验证性实验、综合设计性实验与探索性实验这几个层次的实验比例,纠正无机化学实验教学中的两头弱中间强(验证性实验强)的现象.具体课时分配为基本操作48学时,验证性实验27学时,综合性与探索性实验21学时共96学时,机动6学时.(3)加强了无机化学与分析化学实验的交叉和渗透.将试管反应和定性分析实验相结合.元素化学是大学化学整体知识结构中的重要部分,通过试管反应与定性分析相结合,让学生在较有兴趣的实验中学习元素性质,通过感性认识加深对元素及化合物性质的理解和掌握.(4)在实验教学中培养学生的环保意识,目前人们面临的环境越来越恶劣,这与化工、轻工企业不加处理排放“三废”有关,但就是在实验室进行的研制工作也往往对环境问题不加考虑.其根源是学习期间环保意识淡薄.要让学生在实验中认识到,某些有害物质不处理就排放是不允许的,应改变大学实验室中任意倾倒废渣废液的习惯.在学生学习期间,通过实验室的工作实践进行环境、资源、国情教育.总之,教学改革是一项复杂的系统工程,在实践中需要不断完善,还有待于学习成功的经验,弥补我们的不足.
关键词:无机化学;元素化学;教学
无机化学是学生进入大学以来所接触到的第一大类专业课,这就表明了无机化学在整个教学过程中的重要性,作为后续知识的基础,这一部分的基础知识必须要求学生掌握并学会运用,而无机化学中的元素化学又是在整个无机化学教学中的核心要点,正因为是核心要点,元素化学的知识系统十分繁杂,知识的散乱、繁多、涵盖面广等它本身自有的特点让教学变的困难,学生无法理解和接受吸收。如何有效改变这种现状,笔者从以下几个方面展开了研究与探讨。
1理论知识不可少
1.1基础理论的掌握
其实化学科目的知识对于学生们来讲已经是不陌生的一个范畴了,从初中的一些基本入门知识到高中的对于知识的一些升华,再到现在大学对于知识的打散再拼凑,这些过程对于学生的基础知识的掌握都有着非常高的要求。如何系统化的掌握并消化运用从前的知识对于学习无机化学也是一门学问。到了大学所涉及的无机化学,其实它与元素化学之间的联系并不是很紧密,但却息息相关。因此,掌握必要的基础知识对于学习后面的课程都有着很大的帮助。
1.2理论知识的归纳
无机化学是基础,元素化学是核心。那么元素化学它本身的知识理论就没有系统化的结构,所以想要在课堂上有规律、有节奏、有系统的讲授本身就是一件很难的事情。元素化学基本上都是一些叙述性的材料,在课堂上整个就是讲述——接受的过程,死板且难,很多学生听着听着就睡着了,趣味性的减少,难度的增加都是一些不可抗的因素。因此,教师在讲授时,可以自己先归纳一部分进行简单讲解,注意结构与性质相联系的教学方法,因为物质的结构决定了它的性质,依据它的结构来推之它的物理化学性质,又由性质去看结构,二者相互联系,加深理解。上下册知识的结合有助于学生们更好的记忆和理解,并有效的帮助他们梳理归纳总结一些特殊的规律和性质变化。
2创新创意效率高
2.1丰富教学教材
其实学生们在接受学习知识时,最直接和直观接触到的就是他们的教材,教材的排版、知识的涵盖等都对他们的学习造成一定的影响。本身来讲,无机化学和元素化学就很枯燥,理论知识很长很多很杂,所以说如果在原有教材做出一些合理的改变,对于教学和学生们自己自主学习都有帮助。例如,我们可以在课本上设计一些色彩鲜明地注释讲解或者说是穿插一些图片什么的,提高学生们的阅读兴趣;再者,可以在教材上适当地添加一些思维导图,串连一下这一部分的相关知识,再细致点的话,还可以标明页码方便同学们可以快速的找到;或者,可以在书本上用鲜艳的颜色将重点划出,分成几个板块,重点、次重点、非重点等。或者可以分成规律性总结和了解记忆知识这两大板块,让学生们更好的总结掌握。
2.2多媒体器材的使用
时代在日新月异的改变,课堂上也出现了许多先进的器材供我们教学使用,合理把握应用这些器材也可以事半功倍。多媒体可以通过图画、文字、声音、视频、动画等一些在黑板上无法展现出来的功能更好地进行教学,因为它强大的功能性让我们的教学内容更加的直观、生动和形象,从而能激发出学生更多的学习兴趣和积极性,提高课堂的互动性,而且多媒体的投入使用还可以让老师们打破原有的教学方式,以一种更加新颖的方式进行上课教学,顺应时代的潮流。元素化学课程侧重于介绍各种各样的元素和化合物的存在、制备、结构、性质及其变化规律,内容繁杂,但上课时间有限。这种情况就要求老师们既要在规定的课时内完成教学目标不打乱以后的课程安排,又要赶上现代化教学的步伐,同时保证和提高教学质量,这是对一个老师很大的考验。所以说,这就需要老师们在课堂上将现代化的教学手段与传统的教学方法相结合,尽可能多的使用多媒体这些图文并茂的讲解,将一些难以理解的元素化学紧密联系的新原理、新技术、新材料以及相关化学史等以图片、动漫、影视等形式展示给学生;将讲解费力而又难以展开的内容制成动画,以易于接受的形式展现给学生,比如通过三维动画模拟显示一些元素化合物的分子结构或晶体结构;对于缺乏实验条件或比较复杂、难度较大、对身体有危害的化学反应,可以通过视频材料及其他方式生动、逼真地模拟;另外,还可以组织学生观看视频,直观地了解和掌握某些实验仪器的结构和操作。
2.3新潮化的语言
如今的网络流行语越来越多,学生们关注这些热点也越来越频繁,年龄的差距让学生们平常不敢靠近老师,因此在课堂上也是庄严肃穆的气氛,课堂的活跃度低,学生投入的激情就少,知识的传授就更加的困难。所以,老师在课堂上适当地运用一些笑话或者是合适的健康的段子有利于增加活跃度和师生之间的互动性。师者,传道授业解惑也。互动性的增加可以更好地处理解决一些学生平常不好意思问出口的问题或者是疑虑。而我们的元素化学课程不可能只通过一种教学方法来完成,教师可以适当优化教学方法,加强师生双向互动,启发学生的思维和求知的欲望,拉近彼此之间的距离。在课堂轻松的氛围里大家的思维就会越活跃,可能会营造出一种畅所欲言的感觉,老师和学生走得更近了,一些新奇的点子、想法和一些困难的问题就在这样不经意间的谈话和讨论中解决了。
3了解历史聚精神
3.1化学史的穿插
学习一门学科其前提就是应该要了解它的历史来源,但是我们在教学过程中往往总是忽略了这一部分的内容,但是其实每一种元素的发现或者是合成物的发现都是有来源的。适当在课堂上穿插一些关于他们的故事,说不定哪一些故事就进入到了学生的心里给了他们一些启发,然后他们就能更好地理解掌握这一部分的内容。故事往往有着吸引力,讲述的过程中不仅拉近了师生之间的距离,而且调动了学生的积极性,引起了他们的注意,提高了教材的趣味性。在这样轻松的氛围下,一方面打破了沉寂,另一方面还将哲学思想和一些理论知识讲授给了他们。元素化学其实也和生活中的一些现象有着联系,学生们在自己好奇心的驱使下就会更加的投入,从这些现象着手教学,不仅能让他们认真听课,还能让他们发挥自己的主观能动性,他们也会感受到这门课程的魅力。
3.2化学动态的追踪
在兴趣的驱使下,学生们就会慢慢的主动去关注化学方面的新闻动态,在看到越来越进步的新闻时,他们就会生出自豪感,自己慢慢的收集相关知识,把握实时动态,培养了他们获取信息的能力。其实在目前的信息时代,化学学科已经获得了突飞猛进的进展,无机化学在社会中也越来越发挥了重要的作用,其应用已经非常广泛的运用到了新型材料的开发、环境保护、生命科学等领域,而且也多多少少的涉及到了一些新技术、新能源、新材料、新学科等方面。
4动手实践相促进
任何一门学科都离不开动手实践,理论掌握得再好也只能是纸上谈兵,没有实际的操作就相当是一张白纸。元素化学亦是如此,元素化学中的实验是元素课程中的重要组成部分,不论是简单的实验还是复杂的的分离合成实验都是考验学生的基本操作。在实验过程中,都可以让学生自己感悟出实验的不易,从而培养他们一丝不苟的态度,操作试验或者是学习时抱着认真的态度,细致观察的能力、分析解决问题的能力、开拓创新、求真务实的专研精神。因此,在元素化学的教学中,需要加强实践环节以促进理论教学,使整个教学体系更加趋于科学合理。当学生们自主完成某一项实验时,他们会获得巨大的成就感,从而自主学习的兴趣和潜能就更好地被激发了出来,在学习元素化学的过程中你不可能全程都是靠老师的讲解,没有自己私下的理解和探讨是不可能完全理解和掌握串联起来自己所学的知识,因此拥有自主学习的意识对于教学也是一项很重要的目的。
5结束语
通过无机化学的基本学习,掌握一些基本的理念知识,能够认真的学会归纳总结,从而更好地来接受元素化学的知识,在对元素化学的教育上,懂得开拓创新、丰富视野、了解历史发展、把握时代潮流、实践理论相结合等这些特点和方法,会更好的促进无机化学中的元素化学的教学,使学生能够全面的掌握知识结构,为进一步后续的学习做好准备。
参考文献:
[1]朱贤东,张琴.无机化学中元素化学的教学研究与探讨[J].广东化工,2010,37(8):238-239.
关键词:教学与科研融合;高等无机化学;应用型人才
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)13-0135-02
应用型人才培养是社会经济发展的客观要求[1],是高等教育大众化的结果。随着地方经济和行业经济快速发展,对应用型人才的需求大量增加,鞍山师范学院人才培养的目标也转型为应用型人才培养。改变传统教学格局,适应新时期社会、经济和建设的发展需要,培养创造型人才、应用型人才的教学改革势在必行[2]。基于化学专业高等无机化学课程实施研究性教学,以“教学与科学研究融合[3,4]”为切入点,积极探索如何发挥专业自身优势,着眼于培养具有多元知识结构和创新能力的高素质应用型人才,正是为实现提高高等化学基础教育质量,提高师范生的教师从业技能,增强本专业学生的就业竞争力,全面促进应用型人才培养的核心目标而进行的探索和实践。
一、应用型人才培养下课程科教融合教学改革的意义
人才培养目标的定位是大学教学改革的起点。应用型人才培养的重要特征就是应用能力,即学生的实践能力和职业素养。传统的本科人才培养体系偏重于基础知识教学和理论体系的完整,忽视应用能力的构建。学生是教学的对象,围绕学生能力拓展和知识结构开展实践教学,积极探索教学内容和方法的改革,系统构建、整体优化,以学科为支撑、以专业为基础、以岗位为核心,在人才培养中强调的是知识的集成和实践的应用能力。
在本科学习阶段开设的高等无机化学课程,是基础无机化学的后续课程,其知识体系的视点和深度要较无机化学有所提高,目前我院在化学(师范)专业第5学期开设。由于专业科研创新的深入和研究热点的涌现,对这些专业本科生的化学知识与高等无机化学教学不断提出新的挑战和要求。
从科学技术的发展看,知识的爆炸增长导致科技创新,更多地依靠学科的交叉,而人才培养则更多地依靠科学、教育的融合,用高水平的科学研究支撑高质量的高等教育。当然,学生参与科研是极有效的教学方式,但中国绝大多数高校并不具备让本科生实际投入真实的科研项目和资源环境的条件。因此,科研育人除了可以开发一些替代的模仿真实情景的虚拟科研项目外,更多地是借助教学,将教师的科研或者将最新的科技前沿问题通过知识和学术转化变成教学的资源,将科学研究的宗旨、方法和手段及成果体现于教学过程的各个环节,实现科研才能迁移的同时达到育人的效果。大学三年级的学生即将面对继续深造或就业的抉择,立足于学生发展的需要,帮助学生掌握专门知识、形成专门技能和态度,是高等无机化学教学改革的宗旨。
二、高等无机化学教学体系的改革
(一)教学内容的基础性和前沿性建设
鞍山师范学院作为师范院校,其化学专业要培养服务于地方、能在中等学校从事化学教学、研究、教学管理工作的教师及在企事业单位从事与化学相关工作的专业人才。高等无机化学教学内容必须针对本校学生的课程和科研特点进行取舍和优化,要研究课程的基础知识和前沿学术动态,把现代化的科学、技术、文化成果完整地、及时地反映在学科结构之中,更好地解决“社会需求”、“知识体系”、“学生发展”三者之间的关系,既保证课程内容的完整性的同时,确保教学效率及学生能力培养等因素。首先是基本理论的内容。剔除那些与其他课程内容重复、陈旧过时的教学内容,保留与学科特点、研究方向相关的基本理论。比如理论内容部分中离子极化理论的内容,虽然较无机化学中的理论有所加深,但知识难度不大,可以由学生自行学习完成,故从讲授部分去除掉;分子对称性与群论部分知识与物质结构有内容重复,重点讨论分子对称性在无机中的应用,由6学时删减为4学时;而其他部分则保留。增加化学元素的周期性和周期反常性的内容,选自关鲁雄的主编《高等无机化学》,介绍周期表中元素性质的规律性以及对无机化合物性质的影响。其次,对现代无机应用领域的内容进行很多的补充和优化。教师密切追踪学科、专业发展的前沿动态,收集相关文献资料,客观总结介绍生物无机化学、无机纳米材料、无机固体材料、稀土元素化学等领域的最近研究进展及化学各学科之间相互渗透的关系,增加部分与校研究方向相关的新内容,主要是研究进展中的新理论、新方法的评述和介绍,不断把科研成果、教研成果及时转化为教学内容,以“科学性、系统性、先进性”的目标,构建理论知识(X)+科研动态(Y)的高等无机化学教学内容,注重本科教育与研究生教育、就业实践的衔接。
(二)教学方式的互动式实践
和谐的教学具有动态性,是教师和学生互动交流的过程。在教学中,教师应以知识传授为依托、以能力培养为主要任务,引导学生高度参与,并充分发挥主观能动性,在讨论交流及实践中学习。
1.案例教学和多维讨论。现行的高等无机化学课程体系是典型的学科结构模式,理论部分有深度,系统性强,课堂理论讲授起来枯燥无味,对于无机化学基础相对薄弱的学生,学习难度大,不易激发学习兴趣。我们在教学中注意理论联系实际,增加了“案例教学”,将所学的知识与自己周围的生活环境、当今社会的热点问题联系起来,提高运用知识的水平和解决实际问题的能力。比如在讲授传统的配合物的异构现象时,我们列举了如顺铂等一系列抗癌药物。通过案例分析,说明配合物的顺反异构、面式、经式等异构现象对物质的性质有非常重要的影响,引导学生进一步讨论如何应用配体的反位效应在实际中可控合成顺反异构体,延伸出与配位化学联系密切的生物无机化学的发展。通过这样一个简单的案例分析和深入浅出的介绍,把最基础的理论知识与科研方向联系起来,紧紧抓住前沿与基础相关联这条主线,通过事实既能满足青年人的好奇心,又能拓宽知识面,收到了良好效果。
2.企业调研和实践。作为应用型人才教育,其培养过程离不开企业,企业要从学校寻找到合适的人才,学校则借助企业资源服务于人才培养。鞍山师范学院由于地处鞍山市,有鞍山钢铁公司这样的大型钢铁联合企业为依托,其以钢铁为主,还涵盖冶金、石油、化工等领域。例如无机材料领域,课堂的讲授和介绍,学生只能联想,缺少生机和实例,把学生带出课堂,走进企业,通过企业内的实际运作模式,让学生把课堂上学到的知识转化为生产实践,沉闷的制备、原理变得生机勃勃。在“高等学校大学生实践创新训练计划”支持下,我院的一大批优秀学生在大学第二年就开始学习并参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动中,这为发掘和培养大学生的创新精神,提高大学生的实践能力提供了较好的平台。高等无机化学课程中既有科研动态,又有当前的社会热点问题,非常适合作为大学生进行科研训练的选题。例如“含铁污水的净化与铁含量的测定”源于配合物的应用,鞍山作为钢都,工业废水的有效去污和利用一直是社会研究的热点。大学生将自己在课堂和书本上学到的知识与社会服务工作相结合,通过课程理论学习的推进训练,提高了实践能力。
3.渗入式的双语教学。当今世界最为通用的语言是英语,科技交流语言更是英语。科研的进步与发展,化学学科可以通过文献见识其日新月异的程度。通过双语教学能使中国学生更有效地检索科技文献、掌握最新信息和科技,对提升应用人才的层次具有重大的意义。若全部采用外语教学,由于学生化学基础和外语基础不同,不利于本专业学生牢固掌握专业基础知识,因此在授课过程中对高等无机化学中专业词汇采用中英文对照的方式,以增加学生的专业词汇量,同时结合科研方向让学生搜集和阅读一些相关的英文文献,既有助于学生理解教学内容,又提高了学生的专业外语应用水平,为以后学习专业外语和研究生学习提供基础。
(三)评价体系的多元化探索
高等无机化学在我院是一门考查类课程。考核学生对知识掌握的情况,其成绩由四部分构成,出勤考核(10%)+笔记成绩(10%)+专题报告成绩(30%)+期末笔试成绩(50%)。课程知识体系中的核心部分通过笔试成绩进行检查考核,其余部分均为过程考核。笔试采用开卷考试,以考核学生运用知识解决实际问题的能力,题目是开放性、综合性、应用性的。基础知识、基本原理类题目约占70%,分析推理型题目约占30%。专题报告的内容,由教师根据学科发展,指定参考方向,由学生通过自己所参与的科研项目或由图书馆、网络收集文献进行整理,写讲义,自制幻灯片和板书相结合,在课堂上进行10分钟的专题报告。让学生在继承传统、掌握原有知识的基础上学会迁移,学会运用,这种考核方式淡化了单一知识点的考察,从“考知识”向“考能力”转变,注重知识获取和问题的解决,以达培养能适应未来社会竞争的人才。
三、改革成效
在高等无机化学的课程改革中,教师获得了更大的教学自,乐于将承担科研课题的有关内容和实验验证融入到教学内容中教给学生,加深对本专业本学科的理解和认识;而学生在这个平台上,也有更大的学习自,只要他们具备了一定的基础知识,就可以在这样一个平台中学到他们感兴趣的最新的科学知识,做到学生化学知识的系统完整和熟练运用,调动培养了学生学习的主动性、积极性和创造性,实现了师生共同发展。
参考文献: