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[关键词]:无机化学;发展前沿
化学是一种广泛运用于人们生活与工作中的自然科学,是一种基于原子、分子层次,进而对物质的结构、组成、性质变化规律的科学。而无机化学作为化学领域的一个重要二级学科及分支,细致研究了无机物质的结构、组成、性质和相关化学。例如:碳氧化物、硫化物、碳酸及碳酸盐都属于无机化学的研究范围。
由于当前科研工作的复杂性与不确定性,多个领域的研究都出现相互渗透并且相辅相成的现象。目前,无机化学的主要发展趋势是偏向新型的无机化合物的合成和应用,以及对新研究领域的不断探索,并对其进行持之以恒的开辟和建立。
例如,生物无机化学是生物学和无机化学相互渗透的边缘学科;固体无机化学是21世纪大热的新型研究方向。
1、无机化学的发展进程
早期的人类在发展中逐渐学会了使用闪电击打木头致燃烧而产生的火到后来的“钻木取火”也就是使用一定的技术使化学元素充分地为人类所用,当然那时的技术还是较为低级的,不够成熟的。再到后来的古代中国煅烧陶瓷,锻造青铜器,直到这时,人类才真正地开始使用“高级”的技术,运用化学原理和知识技术将某些元素转变为性质不同,用法不同的物质。由于最初的化学研究多为无机物,所以近代无机化学的开始也标志着近代化学的开端。
近代化学始于英国的玻意耳、法国的拉瓦锡以及英国的道尔顿。玻意耳对化学基础做了许多基本研究,比如氢气、磷的制备,金属酸的反应以及燃烧反应等。他着重强调了元素和与合物间差别所在,为化学的建立做出了巨大的贡献。拉瓦锡再使用天平测量之后提出了质量守恒定律,这也是化学学科最重要的定律之一。同时,他确定了物质燃烧是基于氧化作用,了持续百年之久的“燃素说”,以此促进了化学的发展。而英国的道尔顿则提出了原子学说,说明一切元素都是由不能再分割的原子所组成。由此,化学这门科学正式宣告成立。
19世纪30年代时,化学领域已知的元素已达60多种,俄国化学家门捷列夫对这些元素进行了较为细致的研究,从而发现了元素周期律。随后,他将已知的元素按性质进行分类,并绘出了世界上第一张元素周期表。周期律对以后化学的人工合成新元素以及各元素之间的性质类比、寻找替代元素等具有重要作用,因此,元素周期表也对无机化学的现展起到了不可或缺理论支柱。无机化学的研究重点在于解决材料、能源、生命、信息和环境等领域中的科学问题。在1945年核弹,计算机等相关技术的成熟后,原子能技术、计算机、通信等技术大大地推动了无机化学的发展。
现代无机化学的发展同样运用到了大量物理方法和数学定量计算,正在由一个单一学科向边缘学科、交叉学科迅猛发展。例如:二茂铁的合成是这一时代的重要特征,二茂铁是最早被发现的夹心配合物,二茂铁的合成打破了无机化学和有机化学的界限从而开始复兴无机化学。由此,无机化学进入了高速发展时期,同其他化学学科分支一样,从描述性科学向推理性科学过渡、从定性向定量过渡、从宏观向微观深人。
2、无机化学的研究及运用方向
2.1生物无机化学
生物无机化学是现今无机化学学科中一门运用较广泛的分支学科,它是生物学与无机化学的交叉产物。其研究对象多为生物体内的金属(和少数非金属)元素及其化合物。生物无机化学的研究对象范围之广,从分子颗粒大小来说,其涵盖了从生物小分子到生物大分子;从研究的系统来看,它又囊括了从单独的生物分子到整体生物体系。而近年来,研究者们又开始了对细胞层次的研究,并且逐年扩大对其的研究规模与研究力度。
而我国对生物无机化学的研究主要体现在:稀土元素生物无机化学、药物中的金属及抗癌活性配合物的作用机理、金属离子与细胞的作用、生物矿化,环境保护等方面。其中,在研究金属蛋白的结构与功能作用、生物大分子与金属配合物的相互作用、生物矿化、金属离子生物效应的化学基础以及无机药物化学等方面都具有了相对成熟的研究团队与相对固定的研究方向,并且,研究队伍也趋于年轻化。
对生命过程的研究是生物无机化学中最重要的研究之一。生命过程的核心之一是能量的转换,而能量转换的中心过程是电子的传递,因而生物电传递成为近年来生物无机化学研究的热门课题,包括以微生物培养基为电解液的生物原电池研究以及对生物电的利用。
我国的生物无机化学是在国际学术潮流引领之下,初步发展起来的一门新兴学科。在短短的几十年的时光中,在研究人员的共同努力下,不仅得到了令人瞩目的成果,并且涌现一大批愿为科学献身的年轻人才。而从长远来看,我国生物无机化学学科的发展将趋向于生物大分子更深层次的研究,并且逐步在国际无机化学领域展露头角。
2.2绿色化学
绿色化学的核心是使用一定的化学技术从源头彻底治理或减少现代工业和化学实验中产生的对人体有害,对大自然有明显危害作用的副产物,而不是先污染再治理。
近年来,研究开发无毒、无害的原料代替有毒、有害的原料来生产所需要的化工产品等等已经成为绿色化学的研究热点之一。比如对新型制冷剂的研究,当人们已经意识到价格低廉,使用方便,效果明显的氟利昂对环境有着极大的伤害,例如,氟利昂会破坏生物赖以生存的臭氧层,加剧温室效应等等。就开始了对新型制冷剂的研究。比如碳氢化合物特别是丙烷已经在石化工业大型制冷装置中应用多年。因为丙烷具有优良的热力性能,相对分子质量比氨大,但不及氟利昂中的CFC、HCFC、HCF的效果显著。除此之外,还有能够防止白色污染的生物降解塑料的研究开发及应用等。因此,绿色化学越来越受到人们的欢迎。
2.3固体无机化学
固体无机化学是一门由固体物理、无机化学、材料科学等学科的相互渗透、交叉形成的一门边缘学科。固体无机化学趋向于研究无机化学材料的性质、组成、结构、制备、功能等一系列相关领域,属于现今无机化学领域中研究较为热门,运用较为广泛的学科。
在该领域,研究人员们不断发现了许多具有特殊功能的化合物,如:C60 、纳米材料、火箭助燃剂N2H4等等。同时,研究人员们也在原电池,电解池等方面广泛应用了固体无机化学方面的知识,并获得了较为重大突破,可以使化学物质在电流的作用下所产生的能量以及物质充分地为人类所用。而在对盐类水解的相关研究中,研究人员们发现便于找到元素内在的性质和微观数据的方法,从而引导人们制造出更加精密的测量仪器和材料,在无机化学中起到了不容小视的作用。在固态物体中,有着比液态和气态更复杂的结构,所以对固体无机化学研究的发展前景也是非常广阔的。
3.结束语
面对不断加快的生活脚步、面对不断提高到人民生活需求与对自然改造的要求、面对环境科学、材料科学、信息技术科学等众多学科的高速崛起、快速发展的挑战,化学作为“前辈”学科也在不断地进步出新,努力设计出新型品种来满足国民物质文化生活需求,使人类的生活方式更加简单。当然,对化学的研究最终的目的是造福国家,造福人类,尽管人们也已经发现了许多,但是,大自然是无穷无尽的,还有更多的未知世界等待我们的探索。虽然这很困难,但是我相信,我们在国家和党的领导下,一定能克服种种困难完成我们的任务,推动国家的发展,从而实现中华民族的伟大复兴!
[参考文献]:
[1]杨频,我国生物无机化学的发展,化学通报,1999,12
关键词:材料化学专业;课程体系;优化策略
为社会培养合格的“高级材料化学专业人才”是材料化学专业教育的本质[1]。目前,各高等院校不断优化材料化学课程体系,使其更加科学化和合理化。科学完备的课程体系是知识结构和能力培养的优化组合,材料化学专业课程体系是材料化学人才培养方案的核心,对材料化学专业人才培养起着至关重要的作用。材料化学专业课程体系的优化首先是课程体系和教学内容的整体优化。
一、优化材料化学专业课程体系的必要性
1.高等教育改革的需要。
目前,优化课程体系,改革教学内容,构建合理的知识结构,注重理论联系实际,更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体,而且要充分体现培养目标和培养规格。
2.现代科学技术发展的需要。
近年来,随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展,我们根据材料科学发展规律,对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整(分别为2008年下半年和2012年上半年)。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色,完善材料化学专业课程体系,加强材料化学专业的学科方法论教育。
3.市场经济发展的需要。
优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学,实现在校内与企业的对接,强化学生的就业意识,提高学生的专业技能。
二、现行课程体系存在的问题及其成因
1.办学特色不明确。
专业建设存在一些薄弱环节,如材料化学课程体系的基础课平台不够规范,课程设置不够科学,教学进程安排不够合理,等等。此外,由于材料化学专业办学时间短,存在专业学科定位不准,专业人才培养目标不够明确,课程体系不够科学等问题。近年来,为提高教学质量,适应社会对人才的需求,很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此,有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。
2.课程设置理念滞后。
在材料化学专业课程设置中,我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制,不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时,在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练,而且受到广泛的通识教育,把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。
3.实验教学条件欠缺。
优化实践教学应该体现以下三个方面内容:一是毕业实习、毕业论文(设计)实行“分类指导,分流培养”。学生可根据个人从业需要,撰写高水平的实习报告,获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要,科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动,获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节,因人力资源和物质资源等原因,欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。
4.师资队伍建设力度不够。
师资队伍是优化课程体系的执行者,也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师,后有优秀的学生,再有品牌专业[2]。材料化学专业成立以来,我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名,充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师,加强材料化学专业的师资队伍建设。
三、课程体系的优化策略
课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现,是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。
课程体系是构建人才培养方案的核心内容,其是否科学合理,对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。
1.调整教学计划,优化专业基础课内容。
(1)优化材料化学专业的无机化学课程内容
材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心,课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此,随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化,有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯,这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力,为学生将来的学习工作打下良好的基础。
无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分,元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届(2007、2008、2009级学生)90名同学进行问卷调查,结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容,而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。
对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论,引导学生掌握学习元素化学知识的方法;通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素;逐步了解结构—性能—功能之间的关系;初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。
(2)优化材料化学专业的高等数学课程内容
高等数学作为高等院校的基础学科,承担着培养学生数学能力,提高学生逻辑思维能力,为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深,定性定量分析发展迅速,材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识,所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容,以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。
(3)材料结构分析方法课程的教学形式的优化
测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求日益广发和苛刻,对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣,因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化,实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理,然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下,利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程,有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
(4)以专业前沿知识讲座充实课程内容
课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年,甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以,任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识,优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法:一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中,用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容,并处理好知识的继承和发展的关系,使其有机地融合在一起;二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动,激发学生的兴趣,提高他们的动手能力;三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。
2.加强实践教学,优化课程类型。
根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求,材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容[3]。
多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段,通过实验来研究物质及其变化规律,使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力,一定的科学研究能力和创新能力[4]。在材料化学专业实验教学上,充分考虑实验内容的科学性和系统性,选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容,着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室,给学生创造开展专业综合技能训练的场所,提高学生的专业素质。
目前,在各级有关部门的支持下,按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今,大型企业自动化程度很高,实习生很难进入车间进行实地实践学习,微小企业又没有能力接收大量实习生,加上专业实习经费的缺乏等原因,材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以,我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合,保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。
改变材料化学专业现行毕业论文模式,允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题,可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题,也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。
3.增设自学选修课程,优化课程结构。
目前我院材料化学专业的课程体系中没有设置自学性选修课程。材料化学专业教育不仅仅是传授材料科学相关的知识,更重要的是传授获取知识的方法,以便学生顺应社会需求选择性地学习新领域的新知识而提高生存能力。社会需求多元化的当今时代,需要的人才不是单一性人才,而是综合能力较强的复合人才。所以,在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课程是社会和科学发展的必然要求。
培养学生的自学能力是丰富学生知识面的重要措施,是教师的基本职责,是素质教育的必然要求,是终身学习的客观需要。优化教学理念和教学观点是培养学生自学能力的前提条件,激发学生的学习兴趣是培养学生自学能力的关键所在,营造学生自主主动学习的舆论氛围是培养学生自学能力的重要环节,科学指导学生自学是培养学生自学能力的基本内容,科学的评价标准是促使学生自学的原动力[5]。在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课是提高学生自学能力的一种措施。
目前,材料化学专业课程体系中的化学与社会、化学史等课程完全可以设置为自学性选修课程。优化的材料化学课程体系中应有无机化学元素部分的一些内容,还应有自学性选修课程。只有这样才能给学生创建重视自学,提高自学能力的学习环境。
总之,优化材料化学专业课程体系是材料科学发展的客观需求,是培养合格的材料化学专业人才的要求。优化材料化学专业课程体系是我们办学条件改善和教学理念提升的产物。我们主张在课程体系设置中遵循学生的认知规律,留给学生足够的空间,让学生独立思考自己有兴趣的材料科学问题。同时,我们给学生创造进行独立或在老师指导下的半独立实践活动的条件。采取上述无机化学课程、高等数学课程、实践教学课程和自学性选修课程的优化措施,可培养具有独立思考材料化学专业问题、具有一定自学能力和动手能力的符合社会需求的专业人才。
参考文献:
[1]王燕露.论高等教育的本质[J].科技信息(高校讲坛),2011,(33):216-220.
[2]张婧,孙建三.麻省理工学院培养创造创新型人才论析[J].黑龙江社会科学,2004,(4):130-132.
[3]高等院校材料化学规范讨论稿[EB/OL].高等院校理工科教学指导委员会通讯,2006,9.
关键词:高职院校;无机化学;教学改革
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.002
无机化学是高职院校化工专业的基础课程与必修课程,由于无机化学课程内容繁多,因此基于社会应用型人才培养的要求,高职院校要改变存在的以知识传授为主,忽视学生实践能力培养的教材模式,积极探索具有创新性的无机化学教学体系,体现职业教育的特色,为社会培养高素质的应用型人才。
多媒体能以图文并茂的形式刺激和调动学生多种感官,使抽象性的化学符号和化学图式更加乍动和形象化,能并客现地演示错综复杂的化学变化,使学生对整个化学变化过程有一个上感官的认识,从湎增强学生学习的积极性。同时多媒体教学也同时改变了过去教师讲,学生听的灌输式教学方法,并能够实现课堂教学手段的多样化,因此高职教师在教学中要结合教学需要尽可能的多选择多媒体教学。比如化学计算部分,酸碱曲线的形成等需要进行分析和推演的过程最好采用板书形式。教师在黑板上一步一步板演,并引导学生跟随老师的节奏进行思考,既能培养学生思维的方法,又能提高学生分析问题和解决问题的能力。
1 明确教学目标,构建合理的课程体系
(1)按照“必需、够用”的原则设置无机化学课程。无机化学是化工类专业学生学习的基础课程,由于无机化学课程繁多,而高职院校有不同普通本科院校,其主要是以培养社会实用型专业人才为主的,因此在无机化学课程设置过程中要体现出职业动手能力、职业素养的特点,围绕社会实际岗位要求对课程进行设置:首先课程的理论知识体系要完整性,将无机化学的基础知识融入到教学中,让学生系统的掌握基础理论知识,从而为实践能力培养奠定基础。例如可以按照模块化模式,对课程知识进行优化设计,以此实现课程基础知识的系统性;其次将社会应用融入到课程理论知识教学设计中。在理论知识教学过程中要将社会生活应用技能等融入到理论教学中,以此提高学生对理论知识的掌握。
(2)课程内容要与职业岗位相符合。高职院校是以培养学生实践能力为主的,因此在无机化学课程设计中要保证课程内容与职业岗位的相符:首先高职院校要将社会中最新的技术引入到教学中,将最新的学术成果等传递给学生,让学生不断地接触新知识,以此提高理论与实践的结合性。例如在化学反应平衡知识点设计上,可以将人工模拟固氮等融入到课本中;其次优化实践教学,增加实践教学内容的时效性。及时跟新实践教学的内容,体现出职业素质教育的特点。
2 创新教学手段,激发学生学习积极性
(1)创新教学手段,构建“互联网+教学”模式。“教学有法、但无定法,贵在得法”,在无机化学教学中高职院校要改变以往的以“粉笔+黑板”的教学手段,基于以学生为本的教学理念不断创新教学手段:首先教师要树立先进的教学理念,充分认识到教学手段对教学效果的重要促进作用,及时根据时代的发展不断创新教学理念;其次遵循互联网+战略,积极构建“互联网+教学”模式。例如基于当前高职学生的特点,根据他们喜欢上网的特点,无机化学教师可以通过互联网平台开展教学活动。例如高职院校学生存在不愿学、不想学的特点,对此利用网络学习平台,可以发挥学生的网络情感因素,吸引学生的学习注意力。
(2)以学生为中心,激发学生学习积极性。无机化学学习是非常枯燥的,尤其是高职院校的学生更不愿意学习无机化学,因此如何调动学生的学习积极性是无机化学教学改革重点与难点:首先要了解学生的学习需求,只有清晰的认识到学生的学习目的才能调动学生的学习积极性。例如针对化学元素较多学生学习积极性不高的问题,笔者通过实践调查,找到了问题的根源,为此笔者选择改进教学方法,加强了趣闻性和新旧内容的联系性,以此提高学生的学习性;其次围绕学生的兴趣点开展教学。高职院校普遍存在职业意识,因此教师可以从学生认为自己未来从事岗位的技能要求入手,开展教学。例如学生会对自己未来岗位要求的知识学习比较感兴趣,所以教师可以从此方面入手,提高学生的学习积极性。
3 紧扣教学大纲,设计合理的教学过程
(1)根据教学大纲的要求,明确教学目标。
(2)授课过程中及时归纳总结课堂内容,做到线索清楚,重点突出,难点突破。对于高职院校的学生而言非常重要,尤其是对刚进入高职院校的一年级学生更为重要,因为高职院校的学习、上课方式完全不同子高中,高中上一节课往往围绕某个知识点反复评讲,而高职课程的信息量非常大,知识博而广,不像高中的课精而深。因此,给高职一年级的学生授课要特别注意观察学生能否跟上教师的思路,掌握情况如何,切忌只顾自己上课,不管学生能否听懂、能否消化。
(3)教学过程中要融入多种学科知识。例如在无机化学的教学过程中适当引入一些化学史,可以使教学不只局限于现成知识的静态结论,还可以追溯到它的来源和动态演变。
4 改革教学评价体系
评价是促进教学的重要手段,也是检验学生知识储备的重要依据,基于高职院校所存在的“一张试卷看成绩”的弊端,高职院校必须要清晰的认识到应试教育对职业教育的负面影响,为此高职院校要深化教学评价体系:一是构建多元化的教学评价体系,尤其在“校企合作”背景下,要增加合作企业在教学评价主体中的比重,重视企业的意见,围绕企业要求调整人才培养策略;二是侧重学生学习过程的考核。改变传统的以笔试成绩为主的模式,将学生的学习过程纳入到教学评价过程中。例如我院校就实现了试卷成绩+实验技能的考核评价模式,侧重对学生实践技能的考核评价;三是将职业大赛等社会实践融入到评价过程中,突出职业教育的特点。
总之,随着社会应用型人才需求的不断增加,高职院校必须要紧紧围绕化工类职业岗位技能的要求,通过多方面的教学改革,遵循高职无机化学教学目的,实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等职业素养的综合提升和协调发展。
参考文献:
[1]容英霖.试论无机及分析化学教学中学生能力的培养策略[J].教育与职业,2013(36).
1.办学特色不明确。自我校材料化学专业招生以来,在办学过程中发现在专业建设上存在一些薄弱环节,如专业学科定位不确定,专业人才培养目标不够明确、课程体系中基础课平台不够规范,课程设置不够科学、合理等。究其原因,主要由于材料化学专业建立时间短,办学经验不足。
2.课程设置理念滞后。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到严格的专业训练,而且还应受到广泛的通识教育,把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心、有雄心的智者。在材料化学专业课程设置中,由于受传统观念的影响,侠义专业概念的限制,只要求知识的传授,对学生独立思考能力、自学能力、动手能力和生存能力方面的培养没有足够的重视。同时,在课程设置中存在对社会需求、学生就业、市场前景等考虑不周等问题。
3.实践、实验教学条件欠缺。实践、实验课程是培养学生的动手能力、分析问题和解决问题能力必不可少的教学环节。起初,我们以三、四十人组成的实习队伍进入企业、经济实体实习。而今,大型企业自动化程度很高,实习生很难进入车间进行实践操作,另外,经济欠发达地区的大型企业为数不多,小型企业又没有能力接收大量的实习生,加上实习经费的短缺等原因,无法实现“大部队”形式的实习。在实验教学方面,由于条件所限,只能开出部分专业课的实验。
4.专业教师缺乏。师资队伍是优化课程体系的执行者,也是人才培养的主导者。先有优秀的教师,后有优秀的学生,再有品牌专业[2]。我校材料化学专业建立以来,虽然引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的数名博士研究生充实本专业的教师队伍,但是由于地域和待遇的局限,专业教师数量有限,还是不能完全满足教学的需求,目前正在通过各方努力引进高水平的教师,以加强本专业的师资队伍建设。
二、课程体系的优化策略
课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现,是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。课程体系是否科学合理,对培养高质量人才目标具有决定性的意义。今年,为提高教学质量,适应社会对人才的需求,学校开展了人才培养和教学体系改革研究,重新制定“2012版本科人才培养方案”,借此契机,化学与环境科学学院对材料化学专业课程体系作了重新修订,通过选择、整合与调适等措施进行了材料化学专业课程体系的优化。
(一)调整教学计划,优化专业基础课内容
教学计划是一门课程授课的整体规划,随着社会经济和科学技术的发展,教育结构不断发生变革,教学计划也必须不断改革。在本次修订人才培养方案的同时,材料化学专业也调整了教学计划,对各门课程的教学内容进行了优化。
1.无机化学课程。现行的材料化学专业课程体系中,无机化学是大学一年级学生的必修课程。本课程的教学直接影响大学一年级的学生的学习思维方式和学习习惯。也是他们从中学的学习方式转变为大学学习方式的关键时期。在本阶段,我们有意识地培养学生的独立思考能力和自学能力。无机化学课程内容包括理论部分和元素部分,对于材料化学专业的学生来说,无机化学课程的理论部分是课程的核心,元素部分是辅助内容。在调整教学计划前,我们就无机化学课程的讲授内容对本专业三届(90人)学生进行了问卷调查,结果显示,89%的学生不赞成讲解课程的全部内容,认为无机化学元素部分可在教师指导下进行自学。
在元素部分的教学中,教师以典型元素的性质进行讲解,然后同学生一起讨论,通过实例指导学生去认识一种元素、一族元素以及一类元素,逐步了解元素的结构—性质—功能之间的关系,使学生掌握学习元素化学知识的方法。另外,我们在化合物的性质教学中,教会学生如何查阅相关工具书、参考书和手册等,这样,其余元素部分设置为自学内容。
2.高等数学课程。高等数学是材料化学专业的一门必修课程。目前我院材料化学专业使用的教材为“生化类”《高等数学》。随着材料化学学科的知识量迅速增加,对材料的定性定量分析、材料结构分析、材料物理性能测试等技术的要求,需要高深的高等数学知识。因此,我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学。同时,在高等数学课程中增加了线性代数的内容,以达到材料结构测试和性能计算知识的要求。
3.材料结构分析方法课程。测试方法在材料化学专业的发展中有着非常重要的作用。随着对材料的性能、组成和微观结构的深入研究,新的研究方法、实验方法和测试手段越来越多样化。因此,我们把材料结构分析方法课程的教学分为理论讲授和仪器操作。首先,教师在课堂上讲解测定材料结构和性能的仪器,然后学生到仪器实验室进行观摩,在教师的指导下学生自己动手测定样品学习操作。另外,还可借助内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的部分高档仪器进行学习。
4.专业前沿知识讲座。课程内容应随着社会、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容往往是数年、甚至数十年的科学知识总结。为及时补充材料科学领域的新知识,我们将现代材料科技成果融入到教学中,用前沿的材料科学研究内容去充实陈旧的教学内容,在人才培养方案中增加了专业前沿知识专题讲座课程,及时传授本学科的前沿知识和最新研究成果、动态。
(二)加强实践教学,优化课程类型
多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效的手段,通过实验来研究物质及其变化规律,使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力、一定的科学研究能力和一般的创新能力[3]。根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求,材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等等内容[4]。在材料化学专业实验教学中,充分考虑实验内容的科学性和系统性,选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容,以培养学生的创新能力。学院全面开放所有实验室,给学生创造开展专业综合技能训练的场所,提高学生的实验能力。目前,在各级有关部门的支持下,按材料化学人才培养方案的要求,材料化学实验室基本具备完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学条件。学院倡导请相关的知名企业家、工程师指导部分实践教学,实现学校与地方大中小型企业的对接。
根据各企业的实际,按照学生意愿分成由五至八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行多元化的实习。材料化学专业对学生完成毕业论文(设计)实行分类指导和分流培养的方式,改变以往的毕业论文撰写模式,允许学生在教师的指导下根据自已的兴趣、爱好以及个人的从业需求选择毕业论文课题,可以在本学院教师的指导下,也可以在科研院所、企业、经济实体中科技人员的指导下完成毕业论文(设计)。
(三)增设自学选修课程,优化课程结构
当今,是社会需求多元化的时代,需要的人才不是单一性人才,而是综合能力较强的复合型人才。材料化学专业教育不仅要传授材料科学相关的知识,更重要的是传授获取知识的方法,使学生学习相关领域的新知识,适应社会的需求。因此,在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课程是社会和科学发展的必然要求。培养学生自学能力是丰富学生知识面的重要措施,是教师的基本职责,也是素质教育的必然要求。
教学理念和观念的提升是培养学生自学能力的前提条件,激发学生的学习兴趣是培养学生自学能力的关键所在,创建学生自主学习的氛围是培养学生自学能力的重要环节,科学指导学生自学是培养学生学习能力的基本内容,科学的评价标准是促进学生自学的原动力[5]。为了培养学生的自学能力,在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课是一重要措施。如“化学与社会”、“化学史”等课程我们设置为自学性选修课程。这样给学生创造自学的机会和环境。
关键词:高中化学;元素及其化合物;有效教学
元素及其化合物知识是化学学科的重要组成部分,它与理论知识相互配合,相辅相成,是学生在中学阶段形成化学的元素观、物质观、变化观等科学观点的关键所在,同时也是学习化学基本概念、基本理论的重要载体。然而,元素及其化合物知识内容多,涉及的化学现象和化学反应不容易记忆,学生在学习中感到知识杂乱,思维潜力没有得到发挥,导致在综合运用所学知识解决实际问题时感到束手无策。甚至有的学生死记硬背、孤立记忆化学反应,学习一段时间后,遗忘得多,又降低了学习兴趣,学习效果很差。本文主要针对这一现状,提出高中化学元素及其化合物教学的一些策略,以提高这部分知识教学的有效性。
一、设置合理的教学目标,准确把握知识的深广度
按照新课程标准对元素化合物知识的要求,新课程必修教材编排了相关元素及其化合物的知识,但教材并没有全面、系统编排元素化合物的知识,而是侧重于与生产、生活和科研相关的常见物质及其重要性质,且在教学课时数上减少了近一半。这就要求教师熟悉《普通高中化学课程标准》,在此基础上把握教材的难度和深广度。
例如,必修1的元素及其化合物的教学目标是知识的教学认知性,层次较低,在组织教学时,应从学校和学生的实际情况出发,设置合理且易于实现的教学目标,使学生明确学习目标,减少学习的盲目性,也便于教师评价学生的学习效果,适时调整教学过程和策略。在教学中让学生体会学习元素化合物知识的一般方法和思路,不必加深扩大教学内容,教学要求中没有列举教材中有的物质或性质,可作为知识性介绍,但不作考试要求。
二、充分利用实验探究活动,培养科学素养和方法
在元素及其化合物知识的教学中,要使学生形成物质的概念,必须从揭示物质的性质入手。而物质的性质,特别是化学性质,只有借助一定的化学实验才能被学生所感知。新课程理念要求在教学中,改变以课堂为中心、以教师为中心、以课本为中心的现状,帮助学生改变被动接受、机械训练的学习方式,形成一种对学习主动探求,能互相交流讨论、重视实际问题解决的积极学习方式。
实验探究无疑是元素及其化合物知识学习的一种有效策略。新课程设置了许多探究实验、活动实验,实验没有给出现象、解释、结论,而是以表格或问题的形式呈现。在教学设计时,可以通过整合实验教学资源,充分利用教材中“活动与探究”“观察与思考”等栏目,通过创设问题情境、设计学生探究实验等探究性学习活动,开展有序、高效的探究学习活动,让学生在“发现问题―提出假设―设计实验―实验验证―分析现象―形成结论”的过程中,获取对元素及其化合物知识的认识,体验科学的探究方法,培养学生的科学方法和科学素养。
例如,在探究氯水的成分时,通过以下问题引导:(1)新制的氯水什么颜色,说明有什么物质存在?(2)氯气溶于水,是否存在化学变化,如果存在,那么氯气与水发生反应,预测产物会是什么?(3)如何验证氯水中可能存在H+、Cl-?(4)做氯水与紫色石蕊试液实验时,是否发现什么不一般的现象?(5)氯水中具有漂白作用的成分是Cl2吗?还是其他的成分?如何验证?整个教学过程从提出问题、形成猜想、设计方案,在实验验证,实验中发现新问题,围绕新问题再形成猜想,设计方案,实验验证,最终得出结论,学生的学习兴趣浓厚,积极参与到科学探究活动中,对氯气的性质、氯水的成分都有很明确的认识。在实验中培养了学生仔细观察的能力和发现问题、提出问题的能力,在问题的思考过程中培养了学生的思维能力,在问题解决过程中,学生感受到了科学探究的一般方法,提高了科学素养和方法。
三、联系社会生活实际,设计真实情境
旧课程中物质性质的教学是直接介绍物质的性质,顺带介绍一些物质的用途,学生学习时感到枯燥无趣。新课程引导学生从已有的生活经验出发,学习身边的常见物质,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,体现其社会应用价值。
教学设计时要有意识地将教材知识与学生的生活实际、社会生产、民生问题联系起来,激发学生产生积极的学习情感,形成把化学知识应用于实际生活、解决实际问题中,促进知识的有效迁移。例如“二氧化硫”的教学设计中可以从酸雨谈起,通过资料卡片让学生产生疑问:酸雨中的硫酸是如何通过二氧化硫形成的?从而认识SO2的还原性。又如“氮氧化物的产生及转化”的教学设计中可以从谚语“雷雨发庄稼”入手,很快就能激发学生浓厚的学习兴趣。
四、整合元素及其化合物知识,实现知识的系统化、网络化。
在元素及其化合物知识的学习中,有些学生的畏难情绪主要源于知识的“零乱分散”,不能找出它们之间的内在联系和变化规律。教学设计过程中要重视化学概念、理论对元素及其化合物知识学习的指导作用,必修内容的学习主要突出在物质分类思想、氧化还原反应、离子反应、电离理论的指导下,实现由感性到理性、由具体到抽象的认识,从本质上把握各种物质之间的相互转化关系。在学习元素及其化合物知识的每一专题以后,要引导学生将知识按照一定的关系进行归类、整理,使零散、孤立的知识变为彼此间相互联系的整体,形成一个系统化、结构化的知识网络,这样有利于学生清楚地把握知识之间的内在联系,减轻记忆负担,提高学习效率。
一、在童话情境中体验计算的需要
单纯的计算学起来比较枯燥,学生很难提起兴趣,没有兴趣,学生就不可能去主动学习。因此,教学中,教师要利用各种手段,点燃学生的思维火花,谱写丰富多彩、生动有趣的童话篇章,激发学生的学习兴趣和求知欲望,使学生保持良好的心态,从而使他们主动参与探究新知。
例如:教学20以内的进位加法时,如果让学生直接探讨19+8=?,学生的反应肯定很平淡,但如果我们把它放置到一定的童话情境中,赋予19+8丰富的内涵,效果可就大不一样了!记得我是这样处理的:看!猫姐姐和猫弟弟正在河边钓鱼呢!同学们看到这富于童话情趣的场景,个个兴奋异常,教室里的气氛顿时热烈起来,他们的注意力一下子集中到课堂上来。我接着问:“想不想知道它们钓鱼的情况?”学生大声喊:“想!”然后出示:猫姐姐钓了19条鱼,猫弟弟钓了8条鱼。此时,学生心情处于非常愉悦的状态,在这种愉悦的情形下我话锋一转:“你能帮他们算算一共钓了多少条鱼吗?”顿时,激起了学生算的欲望,在这种欲望的驱使下,学生的学习热情高涨起来,从而很自然地进入学习状态。
可见,当教师把单调、枯燥、无趣的算式演绎成鲜活的童话情境时,学生就能在享受精彩纷呈的童话数学的同时,生成更多的智慧,促进思维的发展。
二、在童话形象中点拨计算的算理
有时在讲解计算算理的难点时,赋予一定的童话形象,学生更易懂、更易接受而且印象深刻。
如在教学“被减数中间有0的连续退位减法”时,教师把所有的数字都看成有生命力的童话主人公,从“0”寻找朋友的情景导入,“0”在数字一条街东寻西找,终于找到了数字“1”和“2”做朋友,然后请同学们帮它们三个数字朋友手拉手,组成三位数。再由学生组成的数字编成减法算式。在讲解例题笔算201-98时,教师更是把每一个数位上的数字都演绎成一个活生生的童话人物,让“0”当了一位慷慨的“穷光蛋”,这一诙谐幽默的情景却让学生深深地烙下了“被减数中间有“0”的连续退位减法‘的算理。数字朋友得知了“0”很慷慨之后,都愿意和它一起做游戏,于是由学生自己编制了许多被减数中间有“0”的减法算式,学生愉快而熟练地完成了练习。整堂课由于老师语言生动形象,把每一个孩子带进了一个有声有色的童话世界,把一节枯燥的计算课上得栩栩如生、
惟妙惟肖。
三、在童话游戏中提高计算的技能
数学计算教学还有一个重要组成部分是巩固练习。这是学生对所学知识的巩固,是形成技能、技巧的重要途径,而且可以发展学生的思维能力和创造能力,也是检查学生掌握新知识情况的有力措施,同时使学生及时了解自己练习的结果,品尝成功的喜悦,提高练习的兴趣,并且及时发现错误,纠正错误,提高练习的效果。
但巩固练习部分不能只追求量而不考虑形式,我作了一种尝试,就是将童话游戏与计算练习融合起来。一道道计算练习就是一个个童话游戏,学生的情绪、情感始终处于蓬勃状态,在这种氛围中练习、比较,发现错误,教师及时指导,查缺补漏,从而提高学生计算正确率和计算速度。
如在巩固“两位数加两位数的笔算”的练习时,我将单一、枯燥的列竖式练习演变成小鲤鱼找泡泡的游戏。过程是这样的:课件出示小鲤鱼,这是谁?学生一下子欢呼起来:“小鲤鱼!”小鲤鱼吹了很多泡泡,可一不小心弄丢了,我就以商量的语气问:“你们愿意帮它找泡泡吗?”学生激情四射:“愿意!”“那拿出你们的圆形卡片,用列竖式的方法算出这四道题,那么你就把小鲤鱼找回了泡泡。”学生的注意力一下子吸引到计算上来,这就巧妙地激起了学生热心助人的欲望,在这种欲望的驱使下,学生的学习热情高涨起来。这样原本枯燥无味地计算变成了朋友式的帮助,学生不但没有反感的情绪,反而为自己帮助别人而感到快乐,不知不觉中就进入了计算状态。
四、在解决童话问题中体会计算的价值
计算课不能纯粹为了计算而教,更不能让计算教学与现实生活脱节。而应把枯燥的计算学习与解决一个个有趣的现实任务结合起来,借助于童话般的生活情景激发学生的热情,让学生体验数学与生活之间的关系,进而让学生体会到计算的价值所在。
如在教学“两位数加减一位数的口算”时,在最后一环节,我创设了果园的场景,并听牛伯伯的介绍:果园里有27棵苹果树,9棵桃树,8棵梨树。你能提出一些数学问题吗?由于学生对具有童话情境的问题非常感兴趣,并主动参与,积极思维和努力探索。他们的参与热情一下子高涨起来,提出了许多数学问题。我的这一设计旨在让学生运用所学的知识,来解决一系列的数学问题,这一数学问题融现实性、开放性与探索性为一体,让学生在解决实际问题的过程中,充分体会、体验、体悟计算的价值,感受数学与现实生活的密切联系,从而饱含热情地去留意和观察身边的数学问题,使学生的数学应用意识、问题意识等数学素养得到实实在在的发展。
总之,童话给枯燥的计算课裹上了一层“糖衣”,使学生乐于接受,他们在动中学,玩中算,游戏中练,巩固了新知,形成了技能,为计算课带来了春的暖流,带来了无限的活力。
你们好!
首先,我谨代表全院教职员工,请97级的新朋友们——猜个谜语。谜底嘛,是一件大家非常熟悉、一辈子都离不开的东西。再穷的人家也至少“拥有一个它”,每天少不得几十次上百 次地同它打交道。但是,人们往往对它漠然置之,熟视无睹。请问:这是什么?很遗憾,大家都没有猜中,我只好由我自己亮谜底,这就是我今天演说的题目——门!不是吗,再穷的人家至少拥有一扇门。世界上最有名的门是法国的凯旋门,中国最有名的门是天安门。我们今天不讲凯旋门,不讲 天安门,只说一说咱湘潭师范学院的大门。这幢门线条流畅,姿态优雅,造型别致新颖,号 称湖南高校第一门。那么它的造型有何深刻的寓意?我院十个教学系的教授都有不同的看法 ,请为诸位指点——
中文系:汉语教授——这个造型代表“湘潭师范学院”第一个字“湘”的汉语拼音第一个字 “x”。它表示,当你踏进这座大门,你就成为湘潭师范学院的一员,成为一名光荣的大学 生。在此,我代表全院1015名教职员工对97级1200名新同学表示最热烈的欢迎!文学教授— —校门的上半部分是浪温主义的诗歌,下半部份是现实主义的散文,因此它是革命的浪漫 主义与现实主义结合的产物!
数学系:代数教授——字母“x”。在数学王国里x代表未知数,昭示着我们要不断探索,对 社会、对科学、对人生各种各样的方程式去求解求根,但永远不能生成。它告诉我们,科学 与真理没有终点,因此要不断地攀登,不懈地追求!
物理系:力学教授——这是一条抛物线。它的寓意是:学如逆水行舟,不进则退。声学教授 ——声波震动示意图。它的寓意是:人生如波如潮,有起有落,胜不骄败不馁才算真英雄。
一、概括、归纳、对比,建立联系和规律
元素及其化合物知识特点是多而杂,但知识点之间并不彼此孤立,而是存在着规律性的联系,这就要求教师在教学过程中,必须把有关的知识通过归纳、对比加以综合概括,将学生学到的各部分知识贯串起来,形成一个完整的系统的知识体系,巩固记忆,促进学生的智力发展,发展学生的创新思维。在元素及其化合物教学中,将其重点内容按其特点归纳成以下可供学生接受的结构模式:(一)各族元素的原子结构特点及其递变规律。(二)代表元素的单质或化合物的物理性质、化学性质(化学性质难记),但可从以下几个方面来考察某物质的化学性质:1.能否与金属或非金属单质反应,2.能否与水反应,3.能否与碱性氧化物或酸性氧化物反应,4.能否与酸或碱反应,5.其它特殊性质。(三)代表元素单质或化合物的制法(包括反应原理、反应装置及注意事项、气体收集和检验方法三方面)。(四)同族元素的其它单质或同类物质的性质递变及比较。不管你学到哪一族元素的哪一单质或化合物,可根据以上模式去探索你所掌握的知识,使原来零碎、繁杂的知识转变为有规律易记忆,便于复习知识块,激发了学生的学习兴趣和积极性。例如:当学习卤素中氯气、氯化氢时,不仅用此模式能记住所要掌握的知识,而且可类推地了解到F2、Br2、I2和HBr、HI的性质及它们之间的性质比较。在我多年的教学中得到证明,采取此法教学,学生学习兴趣大增,效果良好。同时,在教学中还应注意挖掘不同族物质的联系,并进行比较、推理、贯串新旧知识,使元素化合物知识由“点”连成“网”,使学生在理解的基础上系统的掌握和记住知识,而且也形成分析比较的思维方法,有利于学生思维能力的培养。
二、加强理论指导,力求全面、系统地理解
加强理论知识在元素化合物教学中的指导作用,能使学生在理解的基础上掌握知识,是改进元素化合物教学的重要一环。
一般都认为掌握元素化合物知识非死记硬背不可。当然,任何知识的掌握离不开记忆,即使建立在逻辑推理上的几何学的学习,也得记住其定义,定理等。但多数学生认为化学这一学科的记忆太繁琐,这主要是他们对化学知识缺乏深刻理解。理解是记忆的钥匙,也是运用的基础,没有理解的知识很难形成深刻的印象,即使强记住,也是短渐而不会运用的。在教学中如果注意理论知识的应用,因势利导,做到整个化学知识以元素化合物知识为基础,以理论知识为指导。将元素化合物知识从罗列的、机械的描述,转变为理解推理的描述方法,化呆板为灵活;化繁琐为集中,收到更好的教学效果。我们知道,用原子结构理论来认识化合价和物质性质。用电离理论来认识复分解反应;用化学反应规律来推导物质制法等都能取得事半功倍的效果,且能发挥学生的主观能动性,发展了学生的逻辑思维和自学能力。
三、熟透课本,注意知识迁移
目前,我国教育改革的动向就是从应试教育转向素质教育,为国家和社会培养高素质的创新型人才,因此,培养具有独立地、创造性地解决问题的能力型学生,是中学化学教学的重要目标。为此,中学化学教学中应加强知识迁移,这在元素及其化合物教学中显得尤为重要,它能使繁杂而枯燥的元素化合物知识,转化为推理性较强的知识,对培养学生学习兴趣和良好的思维习惯、发展能力、提高教学效果,起到不可低估的作用,要加强知识迁移教学,必须熟透教材,理清脉络达到熟能生巧。所谓知识迁移,是指在不超过中学化学课本范围的条件下,对所学知识的延伸和应用。它是检查学生创造能力的最佳方法。下面举例加以说明。例如:在熟悉卤素知识后,从C12具有氧化性,可与Nal、NaBr反应的事实中,应将其迁移到C12(或新制氯水)与还原性强的物质或离子,如Hl、HBr、H2S、SO2(H2SO3、亚硫酸盐)、Fe2+等反应,并能解释有关实验现象,从而也推知了H1、HBr不能用浓H2S04制取的原因,进一步又可延伸到H1、HBr、H2S、S02、H2S03及含有l-、S2-、Fe2+等的溶液能使具有强氧化性的酸性KMn04溶液褪色,从而起到举一反三的作用。在学习氧族元素时,从H2S的强还原性,应注意两方面知识迁移,(一)H2S可与强氧化性质如卤素单质,KMn04、H202等强氧化剂和氧化性酸、Fe3+等反应,因而它可使溴、水、碘水、KMn04溶液、FeCl3溶液褪色;不能用浓H2S04干燥H2S等,(二)可溶性硫化物也具有还原性如Na2S可被C12等强氧化性物质氧化。
关键词:元素化合物;化学观;观念建构
化学课程标准指出,化学学习的重要目标之一是要使学生形成一些基本的学科观念。这些基本观念不是具体的化学知识,而是在具体的化学知识基础上,经过不断的内化、概括、提升而形成的,对相关具体知识的学习具有统率和指导作用,对促进学生学习方式和行为方式的转变,以及学生终身学习和发展都将发挥重要的作用。
化学基本观念的培养需要让学生在循序渐进的学习中慢慢体会和感悟,需要教师在课堂教学中尊重学生、了解学生、与学生分享知识,以“自主、合作、探究”为课堂的主题。课堂上“不怕学生胡说,就怕学生不说。”教师不能当园丁,按自己的思路把学生进行“修剪”。教师千万不能扼杀学生的“求异”思维,只有教师的学术权威越来越少,学生的问题才会越来越多,才有利于学生基本观念的形成。教师除认真研究课程标准及新教材外,更要及时更新观念,把观念转化为具体的行动,围绕某一化学基本观念的形成,深入挖掘和提炼化学基本观念,创造性地运用教材,为学生的就业或继续学习打下坚实的基础。
元素化合物知识的学习需要理论指导,不然学生会觉得易学难记,一听就会,过后就忘,用时易乱。过去的基本理论主要是元素周期表和元素周期律,但课程体系中,是先学元素化合物知识,后学元素周期表和元素周期律,因此元素周期表和元素周期律对学习元素化合物主要起到归纳和整合的作用。那么,如何构建学生的化学基本观念,笔者谈谈自己的体会。
一、从教材中提炼化学基本观念
要想使学生形成一些化学基本观念,老师首先要清楚需要培养学生形成哪些化学基本观念以及培养的基本途径和方式。因此,在日常教学实践中,我们依据课程标准的要求,潜心研究课标和教材,通过备课组说课活动,对教材内容或事实材料进行加工处理。比如:在学鲁教版必修一第三章第四节《海水中的化学元素》时,以镁和溴为例研究它们的提取方法,探究它们的单质及其化合物的性质。此前我们学习了金属铁、铜、钠,非金属氯、碳、氮、硫等单质及其化合物的性质,引导学生讨论从海水中提取镁的方法时,可以启发学生应用物质分类,镁是较活泼的金属,在海水里以Mg2+形式存在,根据镁的化合物的溶解性,氢氧化镁难溶,故在海水中加碱。活泼金属的冶炼要用电解法,且氯化镁的熔点较低,故要把氢氧化镁转化为氯化镁,再引导学生用物质转化观,结合反应类型要加哪一种物质实现该转化。在此工业流程的探讨过程中,渗入了物质的分类观及用元素观实现物质的转化。接着提出两个问题继续讨论:1.海水提镁用到了贝壳,它在生产流程中起什么作用?2.应用贝壳做原料,对经济效益的提高有促进吗?这对你有何提示?这些问题的讨论显然对学生培养绿色化学思想的提升,应用化学知识为国家建设做贡献,提高自身价值。
所以教会学生学习方法能让他们受益终生。教师课堂上不再是演员,而应是导演。让学生动起来,课堂教学才会活起来。让学生在参与中体验化学的神奇,提炼化学基本观念,体会参与的乐趣。
二、在教学中提升化学基本观念
观念的培养,不论在复习课还是新授课中,我们都应该“悄悄”渗透,贯穿教学的始终,并运用教学智慧,处理好教学的预设性与生成性,善于利用学生学习过程发表的意见、提出的问题作为教学资源和启发引导的契机,使课堂教学具有生成性、开放性,提升学生的化学基本观念。
1.以元素为中心,从物质类别和元素价态两个纬度构建非金属元素的知识主线,认识物质转化有同价态物质间转化和不同价态物质间转化两种类型。
2.从分类观和转化观认识常见物质化学性质。
根据以上探讨,由学生演练写出硫及其常见化合物间转化的化学方程式。
例如:某兴趣小组探究SO2的性质,他们使用的药品和装置如下图所示。
(1)SO2从物质类别和价态上有什么特征?
(2)A、B装置中分别有什么现象?体现了SO2哪些化学性质?写出A中反应的化学方程式,B、C装置中反应的离子方程式。
通过这样的材料分析,让学生进一步提升物质的分类观,价态观,转化观等基本的化学观念。树立基本观念的作用在于能实现具体知识的触类旁通,而基本观念的提升要与社会生活情景相融合,只有源于生动鲜活的真实问题,基本观念的提升才呈现充盈的生命力。鉴于此,我们的课堂教学应该坚持以观念为本,精心选择一些深层次的具有迁移价值的概念和事实,用真实具体的社会生活情景和基于问题的探究活动来代替静态事实、结论的传授,给学生提供超越事实的高水平思维空间。