前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的无机化学方向主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:高等无机化学;教学资源库;研究生;应用
随着人类社会进入信息时代,信息传播技术的革命对高等教育产生了前所未有的冲击。计算机、多媒体和网络技术的飞速发展,使得教学资源无论从内容数量、媒体种类还是从存储、传递和提取信息的方式等多方面都较之以前发生了重大变化。尤其是学习资源的可获得性和交互性的急速增长已经打破了传统的教学方式,为知识和信息的获取注入了无限的活力。现在人们一般将电子化的教学资源称为数字教学资源,如果按课程知识体系将数字教学资源整合处理后形成的一个互动化、多媒体化的共享式资源仓库就是数字教学资源库。
高等无机化学是我国现行高等教育体系中理、工科化学与化工类专业高年级学生和相应研究生教育的必修课程之一,是学生进一步从事高层次科学研究的理论基础。近年来,虽然国内少数重点院校开始尝试编撰适合本校特色的高等无机化学纸质教材,但是目前适合我国高等教育教学体系的高等无机化学立体化数字教学资源依然相当匮乏。由于缺乏有效的富含大量信息、形式活泼、内容生动的高等无机化学数字教学资源,从而对教育质量的进一步提高产生了一定程度的制约作用。因此,建立一个方便实用、资料丰富的高等无机化学数字资源库,解决目前高等无机化学教学实践中所面临的问题已经势在必行。有鉴于此,我们在大连理工大学研究生院教改基金的支持下,在充分挖掘和利用国内外高等无机化学教育和科研成果基础上,构建了“高等无机化学数字教学资源库”,并将其初步应用于高等无机化学教学,收到了良好的效果。
一、高等无机化学数字教学资源库的构建目的和原则
1.资源库的构建目的
作为化学、化工专业高年级学生和研究生教育的必修课程,高等无机化学与基础无机化学相比具有教学难度大、学时有限、内容抽象、理论性强的特点。高等无机化学中这些抽象的理论内容往往又是课程的精髓部分,为学生进一步深造和从事科学研究工作所必需,因此往往成为教学中的难点和重点问题。为使学生在有限的学时内对高等无机化学课程体系有全面的认识和掌握,我们构建了高等无机化学数字教学资源库,将大量图片、动画以及视频教学资源汇集、整合在资源库中,使得原本抽象而枯燥的教学内容形象化和具体化。在数字教学资源库辅助下,整个高等无机化学的教学过程可以做到图、文、声、影并茂,极大激发了学生的兴趣,使学生更加容易理解和掌握课堂教学内容,提高了教学效果,深受学生的欢迎。
2.资源库的构建原则
高等无机化学数字教学资源库的构建是在采取探索、研究型教学和学习模式基础上,将现代教育技术与优秀教学资源有机结合,满足教学内容和体系、教学方法和手段以及学生学习方式的要求,使学生充分理解高等无机化学课程的本质,激发学生的求知欲望和科学研究兴趣,有效地提高研究生教育的质量,以利于创新人才的培养。高等无机化学教学资源库并不是各种资料和信息的无序杂凑,它所承载的内容在经过认真的筛选、研究、整理以及加工制作基础上,进行了科学合理的分类,各部分内容之间既相互区分又有内在的逻辑联系,整合为一个立体化、系统化的教与学的新体系,最大限度地满足科学性、艺术性、交互性、开放性和发展性的构建原则和要求。
二、高等无机化学数字教学资源库的构建方式和资源整合
1.资源库的构建方式
高等无机化学数字教学资源库的构建采用“内容分类化、资源模块化”的构建方式。“内容分类化”就是按照内容不同将资源库分为教材库、试题库、素材库、电子实验室。教材库包括各种电子图书、多媒体课件、教学和科研论文等,试题库主要含各章节的练习与考试题目,素材库包括各种视频、动画、图片和文本等,电子实验室包括一些实验装置和作图模板、虚拟实验室等内容。“资源模块化”是指按照模块化的思想开发资源库,以各领域的知识点为基础,按照一定的检索和分类原则,针对不同层次的需求,使之具有可重组性的特点。“模块化”的建设思想,可以使不同的任课教师根据自己的教学特点和需要有针对性地从资源库中选择基本单元,通过具有个性化的重组生成适用于不同教学环境的课件,有效避免千人一面。这样的资源库构建方式不但使建设者有明确的目标,而且能满足具有不同教学风格教师的使用需求,调动教师的参与积极性,使资源库能随着教师教学的进展而自然地积累和更新。
在构建好资源库的框架结构后,我们对相关的教学资源进行了构建。本科基础无机化学教改经验为高等无机化学课程建设提供了借鉴。在本科教育中,我校化学系坚持将现代教育技术引入教学之中,取得了备受瞩目的教学改革成果。步入21世纪,教育部启动了“新世纪网络课程”建设项目,高等教育出版社启动了“高等化学教学资源库”建设项目,我校化学系承担了这些建设项目,并已经取得了一些成功的经验,体现了化学系在教学方法与教学手段的改革领域中的优势地位。无疑,本科教育改革的经验奠定了高等无机化学数字教学资源库建设的基础。
2.入库资源的整合
高等无机化学数字教学资源库的资源形式主要有以下几种:(1)文本:含电子教案、教材、参考文献、论文等,电子教材及教案以DOC格式为主,其他内容格式包括PDF、TXT等。(2)视频:包括与教学内容有关的理论授课录像、实验教学录像、专题资料片、科教片等。搜集国内外优秀教学名师的经典授课录像的视频文件,以AVI格式储存。(3)图形图像:包含原子核化学、价键理论、酸碱理论、群论、配位场理论、簇合物以及金属有机化合物结构、组成、性质相关的各种图像和照片,图像以jpg格式为主,也包括bmp、gif等格式,满足使用者不同的需要。(4)动画:包括Mossbauer效应原理、不同分子点群对称操作等,用Adobe Flash MX制作成swf格式。(5)多媒体教学课件:包括自主开发的高等无机化学多媒体课件,课件主要以ppt格式储存于资源库中。
三、高等无机化学数字教学资源库的作用和功能
高等无机化学数字教学资源库的构建对于“教”与“学”两方面所起的作用是显而易见的,下面对高等无机化学数字教学资源库的作用和功能做一简单介绍。
首先,高等无机化学数字教学资源库可以更好地服务学生的学习活动。资源库中涵盖所有和高等无机化学教学内容相关的图片、多媒体课件、动画等,使得教学过程中抽象晦涩的理论知识变得形象生动、全面直观且易于接受,可以满足学生学习的要求。在研究生教学过程中,学生来源不同,针对不同层次的学生,由于接受、理解能力和本科阶段学习基础不同,在进行课堂讲解时教师有时难以把握授课进度和重点。在教学资源库辅助的情况下,学生不需要在课堂上忙于抄笔记,课下利用拷贝下载的多媒体课件可以自由复习,极大提高了教学效果和学生的学习兴趣。同时,学生通过反馈在学习中遇到的问题,可以从另一方面对资源库的内容进行有益的补充和完善,从而达到教学相长的目的。
其次,资源库的建设也是推动高等无机化学教学质量提高的重要手段。数字教学资源库的构建,极大的丰富了任课教师教学资源的来源与扩充,使多媒体课件的制作更加完善,授课内容更加丰富灵活。教师不仅能够对书本上的基础知识详尽的解释,更能随时在课件制作中增加最新最前沿的进展介绍。经过对教师授课思路的整理,更可能给研究生教育带来新的活力和学习的主动性。同时,任课教师备课时,可以根据教学内容和教学目标需要,利用教学资源库中多媒体资源中的原始素材,如文字、动画或是录像等形成具有鲜明个性特点的教案和课件。
最后,教学资源库的构建也可以成为科研工作的有益补充。在科研工作中,无论教师还是学生都可以依托数字教学资源库,方便地获得与高等无机化学课程相关的教材、资料、多媒体读物、教学软件,可以查阅有关的所有文档,了解学科的发展和前沿动态,拓展知识面。
四、高等无机化学数字教学资源库的完善和发展
(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。
二、改革成效
[关键词]药学专业 无机化学 校本教材 编写 规则
[作者简介]孙敬(1964- ),女,辽宁朝阳人,通辽职业学院化工学院,副教授,研究方向为药学无机化学教学法。(内蒙古 通辽 028000)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)05-0150-02
我国高职教育的发展与发达国家相比起步较晚,但近几年由于国家和社会的高度重视和大力支持,其发展速度迅猛,应运而生的高职教材建设也得到了快速发展,几年内出版了大量高职教材,其中不乏高质量的好教材。职业技术教育主要是为区域经济的发展培养人才,但由于各地区经济发展方向的差异,对人才的专业需求不同,技能侧重不同,要求掌握程度也不同,因此在教学中很难做到统一标准。为更好地服务于本地区医药企业的发展,通辽职业学院化工学院无机教研室根据教学实践探索,编写出对外服务于企业的需求与发展、对内适应于学生具体情况的高职药学专业的无机化学校本教材。
一、药学专业无机化学校本教材编写的思路
教育部曾就高职教材的建设问题明确提出,高职理论课应该“以应用为目的,以必需、够用为度”。因此,在校本教材的编写过程中,应该注重理论与实践的联系,突出职业能力的培养,弱化其理论性,教材内容的知识点应明确具体,充分体现高职教育教学的特点,体现以学生为主体的教学理念。从本质上讲,所有课程的体系都是对教材内容的筛选、组织、实施的体系。无机化学是药学专业的基础课,任务是为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,为学生的后续教育打基础。因此,在无机化学校本教材的编写过程中,教专业课需要的基础知识,教就业岗位需要从业者掌握的知识和能力。从专业角度出发,以相应的职业资格标准为导向,吸纳新知识、新技术、新方法,打破传统学科体系的束缚,围绕必需的知识点组织、编排教学内容。从学生客观实际情况出发,根据学生的知识基础和接受能力,以科学有效的方法和手段实施教学。
二、成立长期相对稳定的校本教材编写组
药学无机化学为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,在成立校本教材编写组时,吸纳专业课教师和医药企业专家参与,编写组成员以承担药学无机化学课程教学的教师为主,由承担药物化学、药物分析、药剂学、药理学等课程教学的教师和药厂的行家共同组成。编写组成员在教材编写过程中,负责教材内容的制定、编写、试用、跟踪、反馈、修正直至定稿。
三、药学专业无机化学校本教材编写的细则
1.依据岗位和专业课的需要筛选教材的知识点。高职药学无机化学教材内容的确定程序是由药企的专家提供其需要的岗位培养目标,根据培养目标制定课程设置、专业课的教学内容,最后由承担药学无机化学课程教学的教师决定无机化学课程的教学知识点。药学专业课包括药物化学、药物分析、药剂学、药理学等,无机化学是专业课的基础,为其他专业课打基础,其知识点决定于专业课。根据专业课内容的具体需要,确定无机化学课程必须包括原子、分子结构;溶液、胶体溶液及表面现象、化学反应速率和化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化和还原和配位化合物等内容。这是进行专业课教学的前提和基础,必须坚持“实用为准”的原则,在编写过程中要弱化理论,打破传统学科体系的束缚,注重专业课的实用性,即根据专业课的需要,在教材内容的取舍上做到所选知识点是必需的、实用的。
2.知识点明确具体、重点突出、够用为度。围绕所选择的每一个知识点组织、编排教学内容,突出重点,目标明确、具体。重点就是专业课所需要的具体内容,目标就是专业课要求学生掌握的水准。这是一章中的核心内容,也是最终教学目标,其余内容均为其服务。核心内容是一章的教学重点,要精讲细讲,深入剖析,使学生牢固掌握,并达到灵活运用的目的,其深度以专业课够用为准,其广度以专业课及学生将来的继续教育够用为度。如酸碱平衡一章,其核心内容是缓冲溶液,包括缓冲溶液的作用原理、配制,属重点剖析的范围,要使学生在学习中运用自如。其中关于弱电解质溶液的pH计算,只推导出一元弱酸、弱碱pH的计算公式,在后续课程及后续教育中即已够用,对教材中出现的公式,如缓冲溶液的pH计算、稀溶液的依数性中的P=KbB 、Tb=KbbB 、Tf=KfbB 等,只要求学生掌握公式的使用,对其理论推导不做要求。根据专业课的需要在教材的深度和广度方面,力争做到深浅适中、宽广适度、简明适用。
3.调整难易梯度,符合学生认知规律。在每一章的知识体系中,内容均以核心内容为中心主线进行展开,包括的内容均为核心内容必须用到的,为最终教学目标做铺垫、做准备,并完成最终教学目标的任务。整章内容的安排、组织,要自成体系,每课节之间形成有机整体,并呈现出先易后难的自然梯度,符合学生的认知规律。如酸碱平衡一章教材的先后顺序是酸碱质子理论、水的离解平衡、溶液的酸碱性和pH、一元弱酸、弱碱溶液pH近似计算、酸碱指示剂、缓冲溶液,教材内容从前到后,难度呈逐渐上升趋势。每一章的教学内容均以高中化学教材内容为起点,甚至以初中化学的内容为起点,使教学起点尽可能低,内容简单扼要,便于学生接受。
4.增加应用性、激发学生学习化学的兴趣。教材的每一章知识体系,要根据其内容适当补充医药学方面的应用或意义,如在渗透压部分增加了与医药有关的渗透浓度、等渗、高渗和低渗溶液、晶体渗透压、胶体渗透压及其应用。在缓冲溶液的选择和配制及缓冲溶液在医药学上的意义中增加了实验室配制缓冲溶液的常用简便方法,介绍了人体血液中的主要缓冲系等。通过对实际应用的学习和了解,使学生充分认识到无机化学在医药学中是有的放矢的,激发学生学习化学的兴趣。
5.以人才的可持续发展为原则,培养学生的自学能力。考虑到现代产业结构的变化和生产者流动性的增强,要求就业者不断继续学习和回归教育,具备扎实的基础素质、较大的可塑性和较强的适应性;同时,还要兼顾到专业技术发展变化对理论知识的需求,以及毕业生职业岗位转换的客观要求,在教材的处理上要注重对学生学习能力和学习方法的培养。如元素知识在药学的专业课中很少用到,类似这样的内容,要进行筛选、整理,并作为选学或自学内容,保证学生在知识上不存在缺陷,又培养了学生的自学能力。如此,全部元素知识在教材中只用了两个专题:金属元素和非金属元素,使教材既突出了无机化学在药学中的实用性,又为学生在技能培养方面具有可持续发展打下了基础。
四、校本教材编写的注意事项及特点
1.教材的内容准确、规范、具有时代性。从教材总体来讲,其内容大致分为两部分:一部分是理论基础,侧重于化学专业;另一部分是药学专业和岗位应用,两部分内容是紧密联系不可分割的;但其各自的倾向不同,侧重点不同,如在溶液的组成方面,常用物质的量浓度用cB表示,但在渗透内容中又引入了渗透浓度cos,二者的表示方式、计算方法、常用单位类似,甚至有时得出的数值也相同,但却是意义不同的两个概念。因此,在教材的编写中应遵循双重规则,即化学专业的规则和药学专业和岗位工作中的常用规则。但无论哪一部分内容都应确保语言文字使用的正确、流畅,名词概念的准确和严密,专业术语的规范;还要吸纳一些与药学有关的最新发展成果,在继承传统的基础上反映前沿,确保教材内容的严谨、规范、准确,又赋予时代气息。
2.灵活性和实用性。以“必需、够用”为原则组织编写的校本教材,其内容相对来讲较少,但针对性较强,编写是针对在校学生毕业后的就业方向,主要是为区域性经济服务。当地方产业布局发生变化,或学校服务区域发生变化时,可根据学生就业方向的改变,及时调整校本教材的内容,因此校本教材每次印刷量都不是很大,以便随情况的变化和需要的不同及时调整。可以说校本教材的最大特点就是灵活、实用。
[参考文献]
[1]黄南珍.无机化学[M].北京:人民卫生出版社,2003.
[2]高职高专化学教材编写组.无机化学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[3]人民教育出版社化学室.化学[M].北京:人民教育出版社,2003.
[4]耿金岭.对当前高等职业教育中的几个热点问题的冷思考[J].中国职业技术教育,2008(4).
在物理学发展史中,理想化方法在物理学的形成和发展过程中起到了十分重要的作用。理想模型、理想实验和理想过程是物理学中常用的理想化方法。在科学研究和教育教学过程中,理想化方法是一种具有重要意义的方法论 [1]。
大学物理学课程是各大中院校理工科学生学习科学技术知识的公共必修课,同时也是一门培养学生科学素质,科学思维能力的重要课程。大学物理教学的目的不仅只是传播物理知识和技术的教育,而且也是培养人的思辨能力和理性思维品格的教育,是开发潜在创造性的教育 [2]。
在物理教学的整个过程之中,理想化方法的认识和应用是非常重要的。在物理教学过程中,通过正确认识和应用理想化方法来可以提高物理教学质量, 能培养具有创新素质和创造能力的人才[3]。
1 物理学中的理想化方法
理想模型,是以抓住事物问题的本质为目的,通过对事物进行取支去叶,力求真实的描写各种物理现象的一种方法。虽然理想模型是不能为人直接感知的,但是在实验中能近似地接近。由于理想模型是以客观存在为原型的,所以其原型在客观世界中可以可找到的。大学物理课程中的主要理想模型有质点、刚体、理想气体、点电荷、电力线和光线等。
理想实验同时也称为思想实验,是指根据某种理想化的条件和规律在思维主体中进行的推理活动。建立理想模型是进行理想实验的前提条件,以运用理想化的创造思维方法来建立理想模型。与在客观世界中进行的实际实验活动相比,理想实验是一种创造性的思维,是进行在主观世界中的创造性想象。伽利略指出亚里士多德理论的错误就用到了理想实验。大学物理课程中的主要理想实验有理惯性定律实验和卡诺循环等等。
理想过程,自然界存在的运动过程是很复杂的,为了达到突出物体运动的主要特征和规律和方便地研究问题的目的,其次要因素忽略掉,把其想象为一种实际上不存在但经得起实践验证的、简单化的运动过程。大学物理课程中的主要理想过程有匀速直线运动、完全弹性碰撞、绝热过程,绝热压缩与绝热膨胀、光的偏振、电磁振荡和电磁感应等。
2 理想化方法在物理学中的作用
从新的思维角度出发,运用新的思维方法和程序来解决问题和认识客体的活动被看成是创造性思维活动。物理学的发展史可以看成为一部创新史,同时也是一部自然科学方法史。物理中具有非常丰富的创造性思维,其在物理学发展过程中起到了非常重要的关键作用。自亚里斯多德、阿基米德到伽利略、牛顿,再到普朗克、爱因斯坦等都是运用创造性思维来突破思维定势[4]。
作为一种近似反映客观事物及其变化过程的方法,理想模型具有使问题认识和处理简化的特点。虽然理想模型是对客观存在的一种近似的方法,但是描述客观事物时不会产生很大的偏差。为了突出物质结构原型的本征特性,理想模型具有发挥想象力和对其进行逻辑思维非常方便等特点。充分发挥想象力和综合运用多种逻辑方法是在理想模型的建立过程中非常必要的。通过对所建立的理想模型和实际事物及其变化进行进一步的仔细分析来,可以找到理想模型与实际结果之间所产生的矛盾之因。在分析和解决问题的过程之中可以获得启发,并可提出新的科学预见。
以具有可超越现有研究环境和科学条件之约的特点,运用理想实验方法能够提出新的科学研究方向。对于先进的实验设备也做不到的一些尖端科学难题,在特定假设之下进行的理想实验中,为突出所研究对象的主要特性,充分利用思维的灵活作用,经过纯化和简化的过程,能创建发现自然规律的新途径。
物理学所研究的很多物理过程是比较复杂的,这些复杂过程与很多因素有关。在研究过程中,这些因素及其之间的联系是不能忽略的。对这些复杂的过程进行理想过程的处理会产生通过理想过程方法概括和总结的规律和特性与所研究对象本身实际所存在的规律和特性之间的微小的差别。在对精度要求不是很高的情况下,在具体复杂过程的应用中,这种差别导致的误差可以忽略不计。从这种意义上讲,在深入研究物理过程的各种内部过程中,理想过程通过有条件地撇开一些客观实际过程中存在的不能排除的次要因素来,充分暴露出所研究的复杂过程中主要的和基本的内在联系以及其规律。
3 大学物理教学中理想化方法的作用
自然界中物质的运动是形式多样、非常复杂的。在这些复杂、多样的物质运动中,对所研究对象的条件和范围近似满足理想化状态的进行理想化,抓住其主要因素,忽略次要的环节和因素,使复杂、丰富的现象和过程变成为简单和纯粹。在研究过程中,要发现和掌握形式多样、非常复杂的物质运动的规律,就要从其中找到其相对稳定的、内在的实质关系。物理学中的每一个定律、定理只反映同一种性质的物理现象的规律并不是物理现象中的一切联系。描述形式多样、非常复杂的物质运动时,每一个定律、定理只包括某些方面起主要、决定性作用的因素之间的联系。
论文关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学
生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。
一、研究生物体本身微量元素的作用
(一)含有微量元素的蛋白的研究
含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。
现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。
另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。
(二)酶的模拟
酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。
如硒酶的研究。通过对硒酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与硒酶相关的药物。对于硒酶的合成主要有三种方法,一是对硒酶进行化学模拟,二是对硒酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含硒酶。对硒酶化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的硒酶模拟物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对硒酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含硒酶;2、设计含硒生物印迹酶;3、设计含硒抗体酶。硒蛋白模拟物在理解硒酶的生化作用中起着非常重要的作用。硒蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。
又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共轭电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。
对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。
二、研究外界微量元素对机体的影响
(一)无机药物化学
无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中,顺铂药物目前仍在临床上使用,主要有四种铂配合物:顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来,人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物,与卡铂结构类似的有机锡化合物,以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面,从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来,人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手,所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大的发展前景。除了合成新的药物外,在原有的药物基础上对原有的药物进行改良也是未来的科研方向,因为原有的药物具有较高的毒副作用,且抗癌范围较小。所以在无机抗癌药物这一方面,合成具有广谱高效抗癌活性且有较低的毒副作用和较长的持续时候的抗癌药物是主要发展方向;另外,对于无机金属药物的抗癌机理尚没有统一的理论,因此研究无机抗癌药物的作用机理也是主要研究方向。
无机药物在其他方面也有重要的应用。如金配合物在抗类风湿方面的应用,应用治疗类风湿关节炎有金Au的硫醇盐。在治疗胃病的过程中,铝盐也是主要依赖的药物,含铋的化合物是治疗胃溃疡的的主要药物。在无机药物的研究中,尚不清楚各种药物对机体疾病的治疗机理,所以研究无机药物的作用机理具有较大的前景。
放射照影药物的发展也是无机药物的发展方向。由于放射示踪、核磁共振在医学上的应用,使得各种造影剂的成为医生临床应用不可或缺的一个方面,如钡的造影剂。
(二)金属元素中毒的治疗
在外界的金属元素超过机体所需的浓度后,该元素就会对机体产生负面效应,引起疾病。元素的毒性主要因为它与机体基团的强配合性。对金属元素中毒的治疗主要是研究具有更强螯合能力的的螯合剂,使其跟有毒的金属离子结合形成更加稳定配合物,然后排出体外。理想的螯合剂须满足以下的条件:1、水溶性,且在生理的pH条件下有足够的螯合能力;2、分子大小和结构必须合适;3、必须专一迅速结合金属元素;4、很容易从体内排出;5、没有明显的毒性。如用EDTA来排出多余的离子,EDTA螯合性虽然很强,却选择性不强,在排出有害的金属离子的同时,同时也会损失一些有益的离子。如用去铁草胺B去除多余的铁,但是它不能去除血红素或运铁蛋白中的铁。现在的医用螯合物的研究方向主要是研究新的药剂,因为现在的螯合剂无论是在种类还是排出金属中毒的效率都不能满足医学的需要。
三、生物无机化学的发展趋势
生物无机化学以后的发展趋势是生命科学与技术进行有机紧密的融合。
[关键词]无机化学实验;考核制度;改革
化学作为以实验为基础的学科,实验教学是化学专业本科教学中极为重要的环节。无机化学实验既与无机化学专业课相辅相成,又是对专业知识的一种检验[1]。无机化学实验是本科学习有关实验的入门课程,对学生的实验观察能力和动手能力、归纳分析的能力、综合表达的能力进行强化训练,对培养学生善于思考求证的习惯、严谨的科学作风和敢于创新的精神具有指导意义[2]。而传统化学实验教学和考察模式已不适应于高等化学教育的新形式,以往的无机化学实验课程大多是“照葫芦画瓢”,学生按照课本内容亦步亦趋的做实验,既不能提高学生做实验的积极性也不能调动主动性,更不利于培养学生独立思考解决实际问题的能力[3-6]。为此我们对本科化学专业的无机化学实验课进行了改革实验。改良传统实验内容,增加开放式实验内容,给学生发挥的自由空间,并对最终的实验考核采取全新方式,以此充分调动学生的积极性和学习兴趣。
1无机化学实验中存在的问题
1.1学生不主动思考,做实验积极性不够
做实验的过程中,不明确实验目的和要求,一味机械性的按照实验课本安装实验仪器、配制或滴加试剂药品、重复实验操作、记录实验现象、数据等。
1.2理论与实验操作脱节,对不正确操作重视不够
无机化学理论课课时进度与实验课程衔接上出现脱节,导致学生上完理论部分没有及时进行实验动手强化,很快遗忘。其次,由于中学阶段,教师过于强调理论知识,实际实验操作没有足够重视,学生在实验过程中存在各种问题,操作不够规范。
1.3实验教学考核制度太过死板
导致学生做实验敷衍了事,没有起到督促和监管的作用,学生实验技能水平很难得到整体性的提高。
2无机化学实验改革的具体措施
2.1改变学生课前预习方式,使学生实验课前积极准备
实验课存在学生不主动预习实验内容的问题,由于课前没有充分预习,老师讲解实验时学生听得一头雾水,做实验时手忙脚乱,最后实验结果是否正确,更是无从知晓。这样的实验课效率极为地下。对于这个问题,我们采取学生进行课前预习准备。在实验课开始之前,学生将实验所需药品仪器列出清单,在老师的指导下配制溶液调试仪器,这样对于试验中需要哪些药品仪器,让学生做到心中有数。其次,实验课以往都是由老师讲解实验内容,学生被动接受的形式,大部分学生对于老师讲授的内容,吸收消化的效果较差。对于这种情况,我们采取以学生上台讲解为主,老师进行引导拓展为辅的方式。在准备讲解和讲解的过程中,学生能够主动预习实验内容并思考,查阅资料、梳理知识和归纳总结。讲解中的问题,师生之间可以及时讨论解决,并引导学生深入思考。
2.2设置合理课程体系,真正做到理论与实验相辅相成
以往设置课程,经常会出现无机化学理论课内容早已结束,而实验部分还没有开始,甚至出现无机化学上学期的理论知识出现在下学期的实验内容当中。以湖南城市学院为例,“银氨配离子配位数的测定”这一实验的理论部分是无机化学上册配伍化合物这一章节的内容,却安排到下学期开设。理论知识与实验操作脱节十分严重,造成学生理论部分学完就忘,做实验时又不明所以,事倍功半。对于这种情况,我们将实验的开设时间与理论课相匹配,做到上完理论课,立即就进行实验课巩固。让学生能够直观的感受到理论知识的现实具象,进而更深刻的理解理论部分,同时在理论的指导下明确实验的目的和要求,实验过程中积极思考,与老师、同学之间交流讨论,还有思维活跃的学生以新角度和新思路来重新设计实验,进行深入的研究和拓展。在开设无机化学实验第一学期的课程中,以基础制备和验证实验为主,针对新生基础薄弱,对实验缺乏认识的情况,内容上以基本实验知识、训练基本实验操作为目标。以湖南城市学院为例,我们使用的教材是中山大学出版的无机化学实验,在实验课安排上,如“置换法测定气体常数R”“酸碱滴定”“化学反应速度,反应级数和活化能的测定”。基础操作包括称量、溶解、减压抽滤、加热、重结晶、溶液配制、移液管移液和滴定操作等。学生经过大量的基本实验技能训练后,培养学生发现问题、分析解决并拓展探究则是无机化学实验第二学期课程的重心,因此,较为复杂的综合型实验的比例增大。如“三氯化六氨合钴(Ⅲ)的合成和组成的测定”。强化学生的基础操作技能,训练学生实验过程中分析解决问题的能力,提高学生对实验过程中突况的反应和处理的速度。
2.3激发学生实验兴趣,化被动为主动
对无机化学实验不够重视,实验原理复杂,实验步骤繁琐,加之实验预习工作不到位,传统的实验教学模式,导致学生对无机实验有畏难情绪,实验操作敷衍了事。针对这些问题,我们一改以往的方式,多媒体、板书、学生讲演实验原理、教师实验演示进行结合,激发学生的实验兴趣,让学生主动做实验,喜欢上做实验。此外,实验课之外,我们定时开放实验室,鼓励学生进行开放性实验,参与老师的科研项目,与老师共同进行课题研究,为学生今后走上科研道路做好铺垫。改变实验课预习不充分的情况,使原本枯燥的教学模式生动起来,使课堂教学更活泼更开放更具思考力和创造力,从而达到让学习从被动到主动的转变,提高学生学习的主动性。
2.4科学实验考核制度的建立,利用网络平台进行交流互动
由于实验课的特殊性,不能像无机化学理论用一张试卷即可测试,传统模式只是简单的将学生的实验报告作为期末成绩的评定标准,这样就容易造成某些学生实验报告写得好但实验做不好也能得高分。为了得高分,因此也出现部分学生抄袭实验报告的情况。鉴于这些缺陷,我们对最终的实验考核采取“平时表现+理论考察+实验操作能力”的全新方式,例如对制备实验的评分标准:预习10分;提问5分;纪律3分;卫生2分;操作50分;结果25分;报告处理5分,其中操作项又根据实验操作项目切割,最后成绩根据各项加和决定。研究式实验中,方案与能力分占30%,理论考察分占10%,而在专题实验中能力40%。考核成绩分为“三段式”,由平时每一个实验的评分,中期阶段考核、期末考核组成,三者比例为5︰2︰3,中期阶段考核是有目的地将本阶段的基本操作编排成一个实验进行考核,期末考核通过完成一个研究式实验进行。如“硫酸铝钾大晶体的制备”,除了对实验原理、实验现象和思考题等进行笔试考核外,老师对操作细节,最后产品的形貌、大小、透明度、规整性等均有考核,而且综合考察学生对该实验所涉及基本操作的掌握情况。如今互联网的快速发展,与传统行业的渗透也越来越深入,对于大学教育也不例外。QQ、微信等聊天平台极大方便了师生的课下交流,但也存在问题解答不够完全和学生只在聊天的情况。除了以上的聊天平台外,目前也有移动教学助手,如蓝墨云班课这样的APP,学生可以留言也可以在线交流,老师也可以在上面出试题让学生在线答题并及时纠正学生的错误。
3结语
以上改革措施有些已经实施,有些还在积极摸索探究中。总体来说,我们的实验改革初步得到教学效果的正面反馈,学生的评价也体现了改革的有效性。在强调素质教育和专业人才的培养的时代要求下,如何进一步优化教育资源,提高学生的专业动手能力仍是我们探讨和努力的方向。
参考文献
[1]屈学俭.探索无机化学实验改革的新思路[A].——第十二届全国大学化学教学研讨会论文集[C].重庆:中国化学会,2013:70-71.
[2]唐婧.无机化学实验改革初探[J].广东化工,2010,37(2):156.
[3]李荣芳.无机化学实验课程的优化改革尝试[J].大学化学,2015,30(2):31-32.
[4]苑壮东.基于应用型人才培养的无机化学实验改革探索[J].吉林省教育学院学报,2014,30(12):60-61.
[5]潘春阳.基于创新人才培养的微型无机化学实验改革刍议[J].教育教学论坛,2016(46):273-274.
无机化学是学生入学后的首门专业基础课,其内容覆盖面较广,且内容的绝大部分与中学化学内容相关,它的开设是为了更好地实现中学化学与较高级专业化学的衔接,为后续课程的学习打下基础,依据高职教育“必需、够用”的原则,笔者认为其主要培养目标应使学生着重掌握有关化学的基本知识和基本理论,注重理论联系实际,提高其实践技能以及独立思考、探索、创新的能力.我校现采用的全国高职“十一五”国家级规划教材《无机化学》在内容上可分为两大部分,一是基本原理和基础知识部分,内容主要有化学反应速率和化学平衡、电解质溶液和离子平衡、原子结构和元素周期律、分子结构和晶体结构、氧化和还原反应等知识;二是元素化合物部分,主要介绍常见元素及其化合物的性质.这些教学内容对于不同的高职专业要有不同的要求和侧重,合理的高职无机化学课程教学体系在内容上应以“必需、够用、实用”为原则,着重突出基础理论知识的应用和学生实践、创新能力的培养.结合考虑高职课程要求的有限学时,这就要求教学内容贯彻少而精的原则,突出重点、难点.
如针对我校的应用化工技术专业,我们通过教学研究和大讨论对基础理论教学内容进行了整合,去掉一些单纯理论推导,保留了最基本的、基础的、原则的内容.对于无机化学中“原子结构和元素周期律”、“分子结构和晶体结构”这些难度较大,而在工厂、企业等实际应用中用途不大的内容知识,适度减少了其部分教学内容,着重讲授了化学反应速率和化学平衡及其应用.在教学中笔者十分重视本学科的研究现状、发展方向、研究方法和研究成果等,会在学习有关内容时,及时将最新研究成果和最新技术吸收进来,使教学内容具有前瞻性和启迪性,如在讲解配合物相关知识时,会向学生介绍配合物在光、电、磁学以及吸附分离等方面的应用及发展前景,在讲解“元素及化合物”的相关内容时,会向学生介绍有关重金属污染、微量元素与人体健康的相关知识,这样既可以增加课堂的新颖性、趣味性,又有利于培养学生对化学的学习和探究兴趣.
2更新教学方法和教学手段,提高教学效果
教学方法和手段的更新是课程改革的难点.要积极开展教学研究,探索教学规律,重视学生的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性.教学过程中我们采用了多种教学方法,如启发式、讨论式、探究式等教学方法,用以不断激发学生的学习兴趣,同时有效地避免了“满堂灌”,给学生留有一定思维的空间、自学的空间.如在讲解完杂化轨道理论和价层电子对互斥理论时,采用了讨论式教学,在将两种理论的主要内容学习完后,以相关习题作为依据,让学生分组讨论两种理论的联系与区别、二者的优点与不足,学生们发言后,教师再作总结,这样做不但有利于帮助学生更好地理解教学内容,也充分调动了学生学习的主观能动性和学习效率.将优秀的、传统的教学方法与现代化的教学方法相结合,积极推进多媒体辅助教学.无机化学的教学内容既涉及晦涩、难懂的理论知识,又涉及琐碎、繁多的元素化合物知识,开发计算机辅助教学,制作相应CAI课件,可将教学内容形象化、直观化,增加教学容量,大大提高教学效率.如在无机化学课程课堂教学中,经常涉及分子和原子模型平面和立体图形等,可通过FLASH动画的形式进行展示,可使微观的现象得以生动地描述,图文并茂,动静结合,将抽象的行为形象化,便于学生轻松掌握原本非常抽象的理论.为便于学生自主学习,我们还可以充分利用网络技术,将课程的教学大纲、教案、课件、习题、参考书籍等教学资料上网,实现优质教学资源共享,为学生创造一个好的、开放性的学习环境.
3注重实验教学,理论联系实际
无机化学是一门实验科学,通过直观的实验现象能帮助学生很好地理解和掌握无机化学的基本理论和基础知识,有助于学生理论与实践相结合.因此,我们在讲授理论的同时开设实验课,加强实践内容,强化实践环节,注重实践操作与综合能力的培养.在实验内容的选择方面,强调实验的基本操作,如选择溶解、蒸发、结晶、溶液的配制、试剂的取用等实验,不断强化学生的基本操作训练;同时,减少验证性实验,增加制备性、综合性实验.如删减了实验教材中元素锡、铅、锑、铋、银和汞等的性质实验,增加了硝酸钾的制备与提纯、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备等制备性、综合性实验,特别是三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备实验是以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并进行草酸根离子及铁离子含量测定实验的(该综合性实验含3个实验,共时),这样就逐步形成了一套由浅入深、循序渐进、重在应用的实验教学模式,进一步强化培养了学生独立思考、解决问题的能力,以及动手能力,启迪了他们的创造思维.结果表明,具有较好的教学效果.
4科学设定考核方法
考核是教学过程的一个重要环节,其目的是为了检验学生学习的成效,评估教师教学水平与教学效果.科学、有效的考核方法有助于教师更好地做出正确评估.目前我校无机化学理论课和实验课考试成绩均由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,平时成绩占30%,期末考试成绩占70%.对于无机化学理论课,平时成绩可通过课堂提问、平时作业、撰写小论文、无机化学知识竞赛成绩、章节测试成绩、出勤等几方面的考查给出成绩;对于实验课,则可通过对预习报告、出勤情况、实验纪律、实验操作、实验报告等方面的考查,综合求出平时成绩.理论课的期末考试以笔试为主,内容强调无机化学的基础理论知识;而实验课的考试以实际操作为主.实验课考试前,我们将考试所需的仪器和试剂置于实验台上,由学生随机抽取内容不同的考题,要求学生根据不同考题,运用所学知识在已有的仪器和试剂中选择所需仪器和试剂,在规定时间内设计出相应的实验方案,并根据方案进行现场操作.监考老师根据实际操作现场打分,这样的考核可更科学、真实地反映学生的知识应用能力和实验动手能力.
5总结
关键词:无机化学实验;创新
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1671-1602(2016)10-0278-01
化学是我校化工、食品检测、生化等专业中最为重要的一门基础课程,而无机化学又是这门以实验为根基的自然科学的基础,因此,无机实验在无机化学的教学过程中起着举足轻重的作用。通过实验实操训练,不仅能让学生更加直观地了解理论知识,还能培养学生观察、思考、分析、创新的能力。然而在教学过程中却存在很多问题,本文就对这些问题和解决方案进行探讨。
1存在的问题
由于高职院校重理论轻实践的原因,导致了实验课成为理论课的附属变成了以验证理论为主忽视学生自主能动性培养的课程,也从而使学生缺乏独立思考、独立分析、独立解决问题的能力[1]。另外,本校无机实验的课程比重仅占无机化学的30%,这让一部分学生更加不重视实验课,敷衍了事,并且出现随意更改实验数据,科学态度不严谨的现象。尽管近几年无机实验课程不断改革,使得课程由基础到专业,由简单到复杂,渐进深入,已经有了很大的效果,但是课程的设计还是重复性大,开放性小,缺乏创新,缺乏调动学生积极性的能力。所以在目前存在的问题下,我们摸索出了一些方法。
2解决方法
2.1调整实验课程比重,强化实操训练
我校是高职院校,应以实际应用作为主打。化学是一门以实验为根基的科学,无机实验又是后续实验课的基础,因此打牢基础是重中之重。首先要做的就是提高实验课的重要性。如果能将每门实验课从理论课中抽提出来成为一门独立的课程,并且实验成绩也独立出来,加大实验课程的比重,那么学生就会更加重视实验课,将其作为一门课程来对待。而随着地位的提高,学生在课堂上就很少的出现完成任务交了实验报告走人的现象。
2.2改革教学内容,培养学生兴趣
由于高职院校学生的基础性较差,所以在实验设计上,首先要将准确规范的基本操作和良好的实验习惯作为开篇,使学生的操作规范化、熟练化、标准化。其次要减少重复性实验。重复的实验过程不仅提高不了教学水平,也让学生的兴趣大减,造成学生敷衍了事的态度,同时也制约了他们独立思考分析的能力。最后可以开设一些设计性实验。抛开教材,老师根据实验室现有的条件给出实验题目,5-6个同学组成一个小组,通过已经掌握的知识和技能,小组成员协同合作查阅资料,翻看文献,了解实验原理,讨论制定实验步骤,之后老师进行审查给出意见,最后确定最终的实验方案。设计性实验完全依靠学生自己,老师给出指导,这样不仅能激发学生的积极性,还能培养学生的创造力和解决问题的能力[2]。
2.3创新教学模式,发挥教师能动性
传统的教学都是以老师为主学生为辅,老师一味讲学生一味接受,实验课也是如此。这样的教学模式使得学生成为知识的被动接收器,大大降低了学生想要学习的能力。就算课上老师有提问,回答的也仅仅是小部分做好预习的同学,大部分还是默默接受的状态。如果老师能发挥能动性,大胆改变教学模式,老师引导,让学生自己讲述实验的原理,先在脑子里过一遍实验过程,提出可能会遇到的问题,然后依靠自己的知识和能力解决问题,那么这样不仅能提高课堂的活跃性,还能增强学生学习的能力,大大有利于实验的进行。但是这样开放式的教学会出现课堂秩序较乱,老师不容易控制的局面,让本来就开放的实验课变得更不易被老师掌握。因此,这就要求老师也要不断的提高自身能力,在实践的过程中慢慢找到一个度,使得实验课活跃而有条不紊的进行。
2.4建立实验考核机制
目前的无机化学实验课考核方法是根据预习占10%,出勤占10%,操作占50%,实验报告占30%的比例来给出最终的实验课成绩。而每位老师也应该在每堂课上对每个学生进行打分,到课程结束再对每个学生的分数进行统计平均。这样重视平时的实验操作,使得学生重视每一个实验项目并认真完成实验过程,有利于学生操作规范性和熟练性的锻炼,也能养成良好的实验习惯,同时实验报告的小比例也能减少学生之间实验报告抄袭的情况。
3结语
高职院校招生的目的是为了培养合格的技术应用型人才,而实验课程是学生从学校走向社会之前必须打牢的基石,所以无机化学实验课程地改革是势在必行。但是这并不是一个简单的过程,而是一个长期、循序渐进的过程。如何能更好地提高学生的学习兴趣,在扎实基础操作的前提下提高实践和创新能力仍是我们需要关注的方向。
参考文献:
[1]徐增香,李嘉陵,范成杰.无机化学实验课改革的探索[J].成都中医药大学学报,2009.11(1):25.
摘要: 无机化学是高等职业院校化工、环境和医药等专业中的一门重要的专业基础课,因此无机化学的教学在整个专业教学中占有举足轻重的地位,对于培养符合社会发展需要的高级技术人才具有重要的意义。本文作者结合自己的教学实践,从教学内容、教学方法、教学手段等几个方面探讨了职业院校无机化学教学改革的几点做法。
关键词:职业院校 无机化学 教学改革
无机化学是高等职业院校化工、环境和医药等专业中的一门重要的专业基础课,也是这些专业学生所要接触的第一门专业基础课和专业必修课,无机化学的教学将为后续的专业基础课和专业课的教学和学习奠定基础。因此无机化学在相关专业的整个教学中占有举足轻重的地位,对于培养符合社会发展需要的高级技术人才具有重要的意义。但是长期以来,由于种种原因在职业院校无机化学的教学中一直延续着一些比较传统的教学模式,这些教学模式使得教学呆板、学生缺乏学习的主动性和积极性。要想改变这一现状就必须对职业院校的无机化学教学进行改革。本文作者结合自己的教学实践,探讨了无机化学教学改革的几点思考和做法。
一、增添新知,构建符合职业院校学生职业发展的教学内容
无机化学发展到今天,其内容面广点深,决不是在短时间内就可以掌握的,也不可能在有限的学时内完成这一任务,这就要求我们在教学内容上采取少而精的原则,突出重点难点。职业院校教育的特点也决定了职业院校化学教学要根据职业发展需要选择教学内容,以培养学生能力为根本出发点,以有利于学生应用能力的培养,适应职业岗位的要求为最终目的。因此,精选教学内容就显得尤为重要。如可以删去理论性较强但以后其他课程还会重点讲解的“化学热力学”内容,删去重复中学教材的内容如“化学反应速度和化学平衡”中的有关内容,对于简单而又必须了解和掌握的知识,留给学生自学;同时增加无机物在环境、材料、能源和信息等领域中的应用,以拓宽学生的知识面。对于化学基本原理中的一些较复杂、难于理解的问题,如对称性、晶胞、键能、活化能、教师在教学中可以采取“点到为止”的处理方法,即以满足讲授元素化学的需要为原则,更深层次的内容留给后续课程去解决,而不把难于讲授、难于接受的注释和说明推给课堂。
二、注重加强学生的能力培养,增强学生学习的积极性和主动性
高等职业院校是以培养符合社会发展需要的高级技术人才为目的,随着社会的发展,社会对高级技术人才的要求也越来越高,要在具有一定的专业知识的基础上,具有多方面的能力,如动手能力、思维能力、创造能力、观察能力和发展能力等,尤其要具有创新精神,因此在整个教学中必须始终注重加强学生的能力培养,加强学生学习的积极性主动性,教会学生如何学习,培养学生的创新精神和创新能力。如在无机化学教学中,有相当一部分内容缺乏趣味性,学起来枯燥,对这些内容就要求我们有意识的创设悬念,使学生产生一种探求问题奥妙所在的神秘感,从而引起学生的兴趣。例如,在讲原电池时,引入一个有趣的故事:格林太太有两颗假牙,一颗是金牙,象征着她的财富;另一颗是铜牙,是后来一次车祸中撞掉的。但是自从镶上铜牙,格林太太就觉得头晕,不舒服。去医院检查又查不出来病因。同学们,你们知道是什么原因吗?继而用动画的形式引出原电池装置。原来是金牙和铜牙组成了原电池,形成电流使得格林太太不舒服。而后引出电极电势的概念。又如在计算化学反应标准摩尔焓变、标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变时,都利用了黑斯定律,求解的方法也相同,因此教师在讲授时重点讲解标准摩尔焓变的计算,让学生自我完成并讲解标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变计算的内容,加深学生对黑斯定律、状态函数的理解,教师则重点强调计算过程中的一些注意事项。通过这一方法,不仅使学生加深了对所学知识的理解、运用能力,同时也培养了学生的语言表达能力和分析、思维能力。另外,教师可将最新的本领域的研究成果以论文报告的形式给同学作介绍或者对于一些章节给学生布置一些相关的题目,学生可以根据自己的兴趣和爱好查阅文献资料,进行小专题实验研究和小论文的设计。这样可以既可以扩大学生的视野,也有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,培养应用能力。而应用能力的培养是实现创新能力与实践能力的重要途径。
三、多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量
运用现代教育技术、多媒体课件进行教学,由于具有文字、图表、动画、声音可以刺激学生感观系统,调动学生学习积极性和主动性,可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。如在讲授晶体结构时,我们利用晶体结构教具模型,使学生更容易理解各晶型结构的特点,再如在讲授杂化轨道、原子轨道空间伸展方向等时,我们利用多媒体课件进行讲解,直观简洁,学生容易理解,取得了较好的教学效果。同时,我们建设了无机化学教学网站,吸引了学生进行网上无机化学学习,使网络上的在线学习、在线测试与在线答疑成了学生的第二课堂,极大地调动了学生学习的积极性和主动性。但是,考虑到使用多媒体课件授课速度过快,部分学生的思维速度跟不上、某些无机化学内容单纯用课件讲课效果较差等问题,我们在使用现代教育技术的同时辅助于传统教学手段。对于内容比较简单的章节,如氢和稀有气体、金属通论、p区金属等内容,采用“学生自学,教师概括总结”或“讨论课”的形式进行。对公式推导,计算举例仍然应用板书、讲解的传统的方式进行教学,获得了良好的收效。因此,在无机化学教学过程中,注重多媒体教学方法与传统方法相结合,会收到事半功倍的教学效果。
四、加强自学指导,培养学生的自学能力