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关键词:无机及分析化学;教材;编写;课程建设;教学
对于近化学专业如生命科学、材料、环境、农学、医学及药学等专业的学生而言,学习无机及分析化学课程对他们学习基础知识和专业知识都是不可或缺的。将无机化学和分析化学两门课程合并为无机及分析化学一门课,经过二十多年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可。由南京大学陈荣三教授主编的《无机及分析化学》是我国最早正式出版的教材,2006年本书的第四版作为普通高等教育“十五”国家级规划教材正式出版。本文对该教材第四版的编写进行简要介绍,提出一些肤浅的体会和大家交流,以期起到抛砖引玉的作用。
一、《无机及分析化学》教材编写的回顾
由陈荣三教授主编、黄孟健教授等人参编的《无机及分析化学》一书,从1975年由南京大学自编讲义,到1978年人民教育出版社作为全国高等学校生物系通用教材正式出版至今已有三十年的历史了,这是1977年恢复高考后国内第一本《无机及分析化学》教材,最初主要供生物系及农医等院校相近专业使用。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。由于生物及相关学科发展的需要,以及全国读者对这本书的厚爱,在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,全国许多综合大学和师范院校,如北京大学、南开大学、复旦大学、厦门大学、兰州大学、四川大学、武汉大学、山东大学、暨南大学、西北大学、华东师范大学、南京师范大学、华中师范大学、福建师范大学、河北师范大学等数十所高校任课教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”。研讨会先后举办过五次。第一次于1983年6月由南京大学承办,第二次于1984年6月由云南大学承办。这两次研讨会对此书的编排和内容的选取进行了积极的讨论,并提出将化学热力学和化学动力学内容加入到教材中的必要性和可行性,认为用简明扼要的阐述,适度地引入化学热力学和化学动力学的基本概念和基本理论,有利于学生更好地学习物质结构和掌握元素化学的知识。于是在1985年出版的第二版中,首次将热力学引入无机及分析化学教材,同时为适应当时高等学校的实际情况(无机化学和分析化学分属两个不同的教研室),又将无机化学和分析化学分开编写。其后,于1986年10月,1989年10月及1993年10月分别由南开大学、武汉大学和厦门大学承办了第三、四和五次研讨会,会议对这本教材的第二版提出了不少中肯和有益的意见,同时也为修订第二版酝酿第三版做了大量的准备工作。1998年,南京大学为了博采众长,分别邀请南开大学和复旦大学教学一线的袁婉清及杜岱春两位教授参加第三版的写作。迄今该书已为全国许多高等院校生物系以及农、林、医等院校有关专业所选用,受到全国广大师生的欢迎。
历次“‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”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,对提高无机及分析化学课程的教学质量及《无机及分析化学》教材的编写起了十分重要的推动作用。
2006年8月,为了深入贯彻落实教育部第二次全国普通高等学校本科教学工作会议精神,大力推进校、省、国家三级精品课程建设,及时总结国内高等学校无机及分析化学课程的教学改革经验,在浙江大学召开了“无机及分析化学”课程建设与教学研讨会。此次会议通过广泛、深入的讨论和交流,与会者普遍认为“无机及分析化学”是为实现课程结构和教学内容整合、优化而由原来的无机化学和分析化学两大基础课程合并而成的一门重要的基础理论课程,是教学体系改革的结果。它又是近化学类专业一门重要的必修基础课程,是建立相关技术人才整体知识结构、能力结构的重要组成部分,同时也是后续化学课程的基础。
“无机及分析化学”课程建设与教学研讨会是一种很好的教学研讨形式,它能集思广益,有效促进无机及分析化学课程的建设,提高高校基础课程教学的质量,建议在现有的基础上可以采取民办公助,企业资助的形式把研讨会延续举办下去。
“无机及分析化学”对高等学校近化学类专业学生而言是一门重要的基础课程。无机化学和分析化学原本是两门独立的课程,定性分析“合”在无机化学的元素化学中已为多数人所接受。可是无机化学和定量化学分析是“合”是“分”,化学分析和仪器分析的比例和安排等问题,一直是教学改革中的争论点。“无机及分析化学”顾名思义,应和分立的无机化学和分析化学有所不同,可是在课程设置、教学安排、教材内容等方面一直存在着“合”与“分”的问题。经过近三十年的摸索与实践,这一问题亦日趋明显,已达成初步共识。因为,为了解决内容和学时的矛盾,“合”是必要的手段;无机化学和分析化学原本就是两门相近的学科,“合”也顺理成章;以“合”为上,“合”是进步,是学科发展的需要和方向,实践中已显示出“合”的优点。这方面浙江大学主编的《无机及分析化学》教材就做得较好。
二、《无机及分析化学》(第四版)的编写和体会
当前,生命科学及近化学类学科的发展一日千里,化学在这些学科中的重要性更为突出。为适应当前教学改革的形势,编者在第四版的修订过程中努力遵循“加强基础,趋向前沿,反映现代,注意交叉”的现代课程建设理念。“加强基础”就是注重基本理论和基本概念,教学中让学生在学时较为紧张的情况下很好地掌握化学的基本知识和基本实验方法,为他们日后的专业学习和科研工作打下良好基础。“趋向前沿”则是在教材的编写中增加最新的科学研究的成果,引导学生在学习知识的同时了解当前科技发展的最新动态,为进行创新型思维奠定基础。“反映现代”:在生命科学步入分子水平的今天,其重要标志就是分子生物学、分子医学、遗传组学、蛋白组学、代谢组学和纳米材料科学等学科的相继出现。如何不失时机地将化学学科作为一个整体介绍给学生,与时俱进,并在此基础上,搭建一个现代化学的教育平台,以此“反映现代”,这是我们追求的一个目标。“注意交叉”:新兴交叉学科的出现,是当今科技发展一大趋势,适应这一发展的需要,则是高校从事化学教学的教师们的一项重要任务,同时也是一个具有共性的教学研究的新课题,这需要根据各自学校的具体情况,对整个教学体系和教材建设进行必要的改革和调整。第四版的
编写中,我们也只是做了初步的尝试,有待听取大家更多的意见和建议。现将第四版中课程建设十六字理念的体现作进一步说明。
加强基础:较全面地介绍化学基本原理。在第一次介绍化学原理时是具有化学总论性质的,要使学生对化学有一个系统全面、较中学化学有更深入一步的了解。具体地说就是要较全面地介绍化学原理三个主要部分:化学变化方向和限度问题(化学热力学);化学反应速度和机理问题(化学动力学):物质结构和性能之间的关系,使学生能把握和初步利用这些基本观点处理化学问题。
趋向前沿:第四版中将“环境污染和环境化学”以及“核反应和放射性同位素的应用”增加进来,而我们在课程教学中,结合可持续发展及最新的生物技术的研究手段包括同位素技术的应用等,已在课堂教学中作为实例介绍给学生,这也是在教学中体现“趋向前沿”这一理念。这既培养了学生的学习兴趣,也引导学生进一步认识到所学知识的实际应用,从而起到一个培养兴趣及探索创新精神的作用。
反映现代:虽然第四版教材中增加了“拓展知识”这一部分内容,实际在我们的课堂教学中就已经或多或少地在相关的章节中把一些与课程内容有关的最新知识和进展增补进去,除此之外还有针对性地邀请有关专家作报告,介绍与所学基础知识有联系的新知识、新理论、新进展以开拓视野,明确方向。为更好地“反映现代”,如对物质结构部分的学习则按历史进程来讲授,不仅使内容更为生动,也可使学生领会科学家的思维方法和他们解决问题的正确途径。
注意交叉:本教材名为“无机及分析化学”,但不少学校在实际的教学中则是分为“无机化学”和“分析化学”两部分来讲授,这两者之间就有许多交叉和重复之处,如何更好衔接这两部分,是很多教师关心和需要研究的问题,如“元素化学与定性分析”、“四大平衡”与“化学滴定”处理得当,就会取得减少课时、相得益彰的效果。各校教师也可根据各自不同的见解采取行之有效的做法,我们亦愿意得到大家的指点。交叉学科的出现,是当代科技发展一大标志,徐光宪先生2006年4月在大学化学化工基础课程建设论坛的致词中就曾指出,以化学为一级学科,再到无机、分析、有机、物化、高分子、化工等二级学科,最后细分下来可分出六、七级学科,如最新的“大环化学”、“纳米材料化学”、“组合化学”等,这些都是学科交叉的结果,传统的化学分类已完全不再适用。注意到化学学科发展的这一趋势就可以同步培养学生自学和独立解决问题的能力,也只有这样才能适应社会发展的需要。
启发式教学历来是老一辈教育家所推崇的教学模式,从南京大学戴安邦院士开始就是一直崇尚启发式教学,并在当时的条件下进行了许多实践,形成了一整套完整的理念。例如在第一次研讨会上,戴先生就讲了《启发式教学八则》,后来陈荣三教授、黄孟健教授秉承了这一理念,在实际教学中又做了许多尝试。例如:注意理论化学与描述化学相互沟通,使理论化学的知识在描述化学的学习中得到运用和巩固;注意结合生物、医学及相关学科的知识来介绍化学基础知识;课后习题与课堂学习的紧密结合,使习题能起到巩固、消化和运用课文内容的作用等。
《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,为了使第四版适应目前教学的需要,编者进行了下列改进:
1.淡化化学“数学化”倾向,如省略或减少复杂体系化学平衡的计算。
2.创新内容,为现代科学前沿预留“接口”。
3.理论联系实际,加强化学理论知识在相关专业和生产实际中的应用。
4.改革分析化学部分的编写,完善化学分析的内容,缩减较复杂而应用较少的计算。由于仪器分析已独立成一门课程,故删去第三版仪器分析部分内容,但仍保留比色法等最常见方法,为学生今后学习仪器分析打下一定基础。
第四版教材的编写,我们采取了以下步骤:
1.广泛调研国内外有关教材,选择国内外其他无机化学及分析化学教材,汲取其所长为我所用,特别关注了近年有特色的国外教材。
2.编写伊始先编写了第四版的《编写大纲》,向全国若干所大学寄发并征求意见、交流、补充第三版之不足,听取各方教师的意见。
3.先期完成了部分书稿,在2003年中南大学举办的教育部非化学化工类化学基础课程教学指导委员会的生物医药类化学教材建设研讨会上进行交流,进一步听取大家的意见和建议。
在其后的反馈中,我们陆续收了许多教师的信件,特别是武汉大学的潘祖亭教授、陕西师范大学的韩维和教授、海南师范大学的黄闻新教授等同仁的来信,这些都对第四版教材的编写起了一定的作用。
在《无机及分析化学》(第四版)的编写中,我们编写组的教师相互协作,取长补短,群策群力,围绕着编写基本要求,力争达到一个新的高度。
这本教材从自编讲义开始就有一个重要的特色,即力求与生物化学、生物医学、生产实践密切联系和结合,当初的讲义就是“开门办学”的结果,成书出版后这一特色仍然保留,编写的内容都围绕这一特色来展开。结合实际、贴近生活是第四版遵循的一个基本要求,新增的拓展知识也都是近期化学学科的一些热点,以此作为素材提供给学有余力的同学以更多的施展空间。
关键词:无机及分析化学 动态需求 耦合式教学 模式研究
近年来,部分高等院校进行课程改革,把无机化学和分析化学合并成为一门课程。这种改革,一方面能够将交叉学科中的重复内容进行整合,减轻学生的负担,避免课程的重复。另一方面,将理论课程和实验课程相结合,做到了理论和实践的统一。但是在看到改革的正影响的同时,也不能忽视其对教学工作带来的不便。在实际的教学中,无机及分析化学教学内容的增多,理论教学和实验教学不能同期开展等一系列问题随之呈现。如何根据学生的需求和课程的需要,更好的开展无机及分析化学的教学成为教学工作者关注的一个课题。结合一线教学工作的实际经验,笔者认为,无机及分析化学应该从教学方式、专业需求、学科进步、学习反馈、学校实际等五个方面加以“耦合”,从而形成一个动态发展的“耦合”式化学教学模式。
一、传统教学方式和现代教学手段的耦合
随着信息技术的不断发展,多媒体教学、在线开放教学等新的教学方式得以在实际中运用,传统的化学教学方式必须要与现代教学手段充分结合,才能进一步增强课堂的有效性。将多媒体技术应用在化学课堂中就能够将抽象的化学知识转化为形象的理论系统,能够吸引学生的注意,也可以让化学课堂变得更加生动、丰富,这样即可达到提升教学质量的目的。对于无机及分析化学这门课程而言,其中涉及到很多抽象的化学原理和化学过程,如果只是用传统的教学方式,就不能将这些理论生动的展示出来,借助多媒体教学的手段,这些化学理论和化学过程,可以通过动画、影像、视频等生动形象的表现出来,方便学生的理解。无机及分析化学包括溶液和胶体、化学动力学、化学热力学、物质结构以及化学分析等多项重点内容,这些重点内容大都比较艰涩难懂,在教学过程中,老师往往在重点、难点相关方面耗费较多时间,由于这些内容大多过于空洞,即使教师一再讲解,学生仍然一知半解,容易产生疲劳感,紧扣教材中的重点难点问题有效教学是课堂教学的轴心问题,而运用多媒体课件就可以很好地突破重点、难点问题,达到优化教学的目的。
在运用现代教学手段的同时,也不能对传统的教学手段进行彻底的否定和放弃。由于化学学科的特殊性,很多公示、符号都需要老师在黑板上进行板书,学生才能更好的理解。因此,在运用现代教学手段的同时,也要充分发挥传统教学方式的优势,在传统的教学方式融入多媒体等现代教学手段,将传统教学方式和现代教学手段相结合,通过二者的“耦合”起来,充分发挥二者的优势特点,相互补充,更好的丰富无机及分析化学课堂教学活动。
二、教学内容与学生专业之间的耦合
无机及分析化学是一门基础的化学课程,是很多专业的学生都要学习到的公共课程,其教学目标在于为学生的专业学习奠定基础,使学生掌握无机和分析化学的基础知识,并掌握一定的实验技能。因此,在无机与分析化学的教学中,要充分考虑到教学内容与学生专业之间的耦合。
基础课程对专业课程起到支撑作用,无机及分析化学的学习,能够奠定学生专业课程的根基,便于学生更好的学习和理解专业课程。在实际的教学中,无机及分析化学学生涉及到各个不同的专业,各个专业的学生,对学习内容的需求也不尽相同。因此在实际的教学中,教师应该充分考虑教学内容和学生专业之间的耦合。针对不同的教学对象,采取不同的教学内容,使授课内容更能贴近学生的专业需要。教师要充分研究各个专业对无机及分析化学相关知识和技能的要求,在实际的教学中,根据要求的不同,选择不同的知识点,并据此设计教学内容,选择教学方式,让无机及分析化学的基础学科作用能够充分发挥。
三、课程设置与化学新知识之间的耦合
随着科学的发展,化学知识也在不断的更新和进步,但是在大学课程中,无机及分析化学的基础知识则相对固化。从化学反应的基本原理、物质结构基础理论到溶液化学平衡、滴定分析、常用仪器分析、重要的生命元素等知识内容都是不变的。社会的发展和化学知识的发展,需要在传统的教学内容中,加入新的知识,以满足社会的需要和专业学习的需要。
在高中阶段,学生就已经接触到一些无机和分析化学的知识,如果到大学阶段,再重复这些课程,学生容易丧失对学习的兴趣。因此,在无机及分析化学的教学中,要将教学内容与化学的新知识互相融合,将一些化学的前沿知识以及一些新的研究和发现告诉给学生,以进一步激发学生的学习兴趣,使这门课程在给学生专业学习奠定坚实基础的同时,也能够让学生获取新的知识、增长见识。
四、教学任务与学生反馈之间的耦合
作为一门公共基础学科,无机及分析化学的教学任务是让学生掌握化学学科的基础知识,并掌握一定的实验技能,以为学生专业课程的学习奠定基础。在明确这一任务的同时,要重视学生对课堂学习的反馈,将教学的任务与学生的反馈相耦合,并根据学生的反馈情况不断调整教学内容、教学方式,以实现课堂教学的有效性。
无机及分析化学是一门兼具理论和实践特征的课程,要求学生掌握理论知识的同时,也兼具一些实际的实验技巧。因此在实际的教学中,教师要将这两个教学任务兼顾,通过科学的设定教学任务,促进学生两方面的提高。在学生的反馈上,可以采取课堂测验、学习反馈、学生意见表等多种方式,与学生形成良性互动,根据学生的学习要求以及具体的学习情况,对课堂教学内容的设置及教学目标的设定做出及时的调整,以促进教学目标更好的实现。
五、教学目标与学校的实际情况相耦合
在无机及分析化学的教学中,教学目标的设定还需要考虑学校的实际情况。如师资队伍情况、专业建设情况、学生发展情况等,将这些情况考虑到实际的教学中,在设定教学目标的时候,能够更加有针对性,实现教学目标与学校实际情况的耦合。
一些学校以农林专业为主,在无机与分析化学的学习中,就要重视其对农林专业的基础部分,在课堂的实践中,就重点考虑应用于农林专业的部分。一些学校以医学专业为主,在无机化学的学习中,就要充分考虑其在医学中的应用,通过这种有针对性的教学目标的设定,让这一学科的基础作用更加充分的发挥。
六、结论
在无机及分析化学的教学中,必须实现教学方式与现代教学手段、教学内容与学生的专业需求、课程设置与与化学新知识、教学任务与学生反馈、教学目标与学校实际五方面的充分耦合,为学生专业学习奠定基础。并在实际的教学中,要注重这五种耦合模式的动态性,要根据教学的实际需要随时做出调整,使无机与分析化学在专业学习中的基础作用充分发挥。
参考文献
[1]宁粉英.分析化学课程中几个问题的反思与探讨[J].化工职业技术教育2007年03期
关键词:高职;食品加工技术;无机与分析化学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)02-0098-03
高职院校食品加工技术专业的培养目标是具有必备的基础理论知识和专门知识,在此基础上掌握从事食品生产加工、设备操作、技术管理与品质控制等第一线工作所需的高级技术,并具有良好的职业道德和敬业精神的应用型专门人才。《无机与分析化学》课程是高职院校食品加工技术专业的一门重要基础课,作为学生入学后接触到的第一门化学课程,其对学生后续课程的学习有着极其重要的意义。该课程教学的目的是使学生在高中化学基础上,复习巩固无机化学基本知识、基本理论,并在介绍定量分析化学的基础上,重点介绍主要的化学分析方法的原理、测定条件、实验操作方法。通过这门课学习,学生应掌握有关理论、学习科学的验证和研究方法,提高分析问题、解决问题的能力。在培养学生严谨的科学态度、正确规范的操作技能、一丝不苟的工作作风等方面,该课程起着重要作用。因此,加强《无机与分析化学》教学改革,不断提高教学质量和教学效果,对提高学生素质,培养高素质的应用型人才具有十分重要的作用。
教学面临的挑战
当前,在高职院校食品加工技术专业,《无机与分析化学》教学主要面临的挑战有以下方面。
(一)来自新时代新需要的挑战
当前,“以能力为本位,以就业为导向”已经成为职业教育改革与发展的时代特征。高职院校培养的毕业生必须具有适应社会岗位需求的能力,具有较强的就业竞争力,这就要求学校和教师必须在教育教学的各个环节注重学生实践能力、创新能力的培养,《无机与分析化学》课程作为一门典型的理论与实践紧密联系的课程,在教学中,尤其要将学生能力的培养渗透于教学的全过程,不断完善教学改革,以适应新形势下培养高素质技术应用型人才的重任。
(二)来自学生的挑战
学生对课程认识不足 高职学生普遍学习基础较差,偏科严重,不少学生对专业认识不清,仅从字面上理解食品加工技术专业,以为所学知识仅涉及食品的制作和加工。有些学生高中理科基础极差,却选择了该专业,在入学后接触到化学课程并了解到分析化学课程仅仅是化学相关课程的基础后出现迷茫、畏难甚至排斥等情绪。这种情绪的蔓延对课程教学的开展是极其不利的。
学生基础薄弱 不少学生在入学前化学基础很差,实验基础几乎为零,特别是一部分来自农村中学的学生,由于高中教学条件所限,仅在课堂上见过教师演示实验甚至完全没有见过演示实验,对化学实验的认识一片空白。
学生学习主动性差 在接触本门课程之后,有部分学生依然存在考试蒙混过关、及格即可的心态,未意识到分析化学基础课程对其掌握实验操作技能乃至就业技能的重要意义,思想上松懈,有的学生对课程提不起兴趣,更有些学生在一两次实验失败或者发现理论课内容较难理解后产生了逃避和放弃的心态。
面对时代提出的需要,面对高职院校特殊的学生群体,面对《无机与分析化学》独特的课程体系,分析其传统的教学模式并有针对性地进行改革,是摆在教师面前刻不容缓的艰巨任务。
传统教学模式分析
以往的《无机与分析化学》教学主要存在以下问题,制约着教学质量的提高:第一,以教师为核心,忽视学生在教学中的积极主导作用。第二,教学内容死板、教学手段单一。教学内容过于刻板依照教材,教学手段多采用讲授、示范实验等方法,没有充分运用多媒体技术辅助教学。第三,课程断层化。由于理论课的考核较容易量化,所以,在以往的教学中,容易出现偏重理论教学、忽视实验操作技能训练的现象。理论课和实验课之间容易出现断层和衔接不上的情况,本课程和后续课程间更难以建立联系。第四,考核手段不完善。理论考核较容易量化,但实验考核没有建立一个比较完善的机制,导致考核成绩不能完全体现学生对本课程尤其是实践技能的掌握情况。
《无机与分析化学》课程教学的目的不仅是要求学生掌握无机化学、分析化学的基本理论知识以及验证和掌握实验技能,更重要的是培养学生严谨认真、一丝不苟的工作作风,提高学生动手、观察、思考的能力,从而使学生能灵活运用所学知识解决实际问题。为了适应新时代高速发展的《无机与分析化学》学科对人才的需求,我们进行了一系列的教学改革,取得了较好的效果。
教学改革的新措施
《无机与分析化学》教学改革以提高学生综合素质和实践技能为指导思想,从充分调动学生积极性、教学内容和教学手段的改革、加强课程衔接、考核手段的完善等方面入手,着力构建一种比较科学系统的教学模式。
(一)充分调动学生积极性
思想动员 首先,在课程开始时,即将本课程涉及的相关课程一并进行介绍,告知学生分析化学基础的扎实掌握对后续有机化学、食品生物化学、食品检验分析技术、食品检验工考证的重要意义。其次,要重点强调该课程与学生考证、就业之间的关系,以学生的切身利益为切入点,使学生在思想上重视起来。同时,给学生展示往届学生在考证、实习、就业等方面的心得体会,利用过来人的现身说法让学生深刻体会到学好基础化学课的重要意义。对于学生出现的一些困惑和迷茫情绪,必要时应采用单独谈话等形式对其进行及时疏导,鼓励学生意识到《无机与分析化学》课程并不难学,只要用心,肯学,一定可以将本课程学好。
调动学生兴趣 兴趣是最好的老师。分析化学课程较为枯燥,学生普遍觉得这门课程毫无趣味可言。教师应在枯燥中发掘出趣味来。首先,在授课时,多采用实例教学,尤其是结合食品专业相关实例。例如,在讲解样品的前处理时举奶粉、糖果、面包等学生喜闻乐见的食品为例子,在讲解酸碱滴定法的时候结合饮料酸度测定,讲解分光光度法测定时介绍肉制品中亚硝酸盐测定等。尽一切可能在课程中加入生动的例子,能有效调动学生的积极性,并为后续《食品检验分析技术》课程打下基础。另外,在多媒体课件制作时,在不影响课程教学的前提下,应尽量让课件丰富多彩,教师在授课时也应特别注意语言的组织和课堂气氛的调动,并多管齐下,采用提问、学生上台讲解等方法,让学生真正参与到课堂中来。实验课教学由于其直观、形象的特点往往较理论课更能吸引学生。所以,充分利用好实验课,是调动学生积极性的重要措施。教师应善于引导学生。首先,让学生充分预习实验。学生对“今天的实验是什么,能产生什么结果”做到心中有数,才有可能对实验产生兴趣。在教学中,每次实验课开始前应提问和检查学生的预习情况。不少学生觉得实验就是按部就班地照书做,对预习的重视程度不够,导致实验开始时手忙脚乱。因此,应严格要求学生写好预习报告。其次,在实验时,应重视创设良好的实验环境,应有整洁、有序、丰富的实验室文化,让学生感觉进实验室不是进到一个死板的空间中,而是到一个让人愉悦的环境中学习新的知识。再次,重视演示实验。分析化学实验课教学离不开演示环节,教师只有做好演示和手把手的指导才能让学生真正掌握实验技能。在演示实验环节,教师的用语应简洁、扼要、准确,同时,应生动不死板。例如,在演示滴定管的操作时,可以先提问学生在高中有无接触过滴定管的使用,若有,“你印象中的滴定管应如何使用?”通过这样简单一问,学生能立即展开积极思考。尽管学生对滴定管的使用的了解往往是模糊的,但思考的过程能使学生被深深地吸引到后续的教学中。在学生回答后,教师应明确告诉学生:“从今开始,大家必须摒弃高中对滴定管使用的模糊概念,把今天课程上教师所讲的每一个字都细细体会,因为每个字都包含着操作细节!”学生的课堂反馈显示,绝大多数学生对这样的教学过程印象深刻,教学效果较好。
(二)教学内容和教学手段的改革
改革教学内容,狠抓基本功训练 高职的教学特点和就业导向决定了高职教学不能向深度拓展,应以“必需、够用”为原则,在有限的课时内尽可能多地给学生提供有利于就业和技能提高的知识。因此,在理论课教学中,应删减或弱化一些与实际结合不大密切的章节,比如“物质结构”,而在与实验或技能关系紧密的章节中应增加课时,如“分析化学概论”。这样有的放矢地进行教学,能较好地保证教学效果。在实验环节,如何利用有限的课时多对学生进行基本功训练,也是教师应该考虑的。同样,在教学实践中可删减一些较简单或者对食品加工技术专业学生而言实用性不太强的实验,如性质鉴定实验,而加大对滴定、定容、移液等分析化学基础实验的练习,通过反复的操练提高学生的实验技能。在教学过程中,以学生能力的培养为教学重点,转化教师的角色,把教师的角色由教学中心转为教学的组织者和辅导者,要求学生熟练掌握基本操作,独立完成实验内容,学会分析和处理实验数据并得出实验结论,对实验过程中出现的问题应独立思考力求解决,在此基础上与教师探讨并得出相应结果。
教学手段的改革 传统教学主要以教师讲授和示范为主。当前,多媒体技术的普遍应用给教学带来了极大的便利。多媒体课件以其内容丰富、信息量大、展示直观等特点得到了广泛的应用。在教学中应注意传统教学方式与多媒体教学的有机结合,融二者之长为教学所用。在理论课教学中,采用多媒体教学能使学生在有限的45分钟内获取更多的信息。但由于《无机与分析化学》课程的特点,在教学中也不能忽略传统的板书。一些解题过程可以用多媒体来展现,能节约课堂时间。但也有一部分须以板书的形式展现,在板书的过程中,解题或推导过程逐步展现,使学生紧跟教师思路,能起到较好的效果。在实验课教学中,可组织学生观看有关幻灯片和录像带以开阔学生视野,一些细小的操作动作可以特写镜头的方式来展示。仪器的内部结构和原理也可以动画的形式展现。但同时也应注意,实验教学不能完全依赖多媒体课件,不能用操作视频完全替代教师演示,应以教师的演示配合详细的讲解为主,学生亲眼所见的实际演示结合多媒体演示,才能印象深刻。对于操作中的重点细节,为了强化学生印象,仍然可以大字板书写出来。教学实践表明,这样教学学生反映普遍较好。
(三)注重课程的衔接
注重课程的衔接,主要体现在两个方面,一是理论课与实验课的衔接,二是本课程与后续课程的衔接。
为了更好地达到高职的培养目标,使学生进一步提高实践技能,《无机与分析化学》可与《无机与分析化学实验》课合并为一门课,分为理论和实验两大块。理论和实验课同步,并相互关联。这样的课程设置使得原有的课程体系变为不可分割的一个整体。无论是在教学大纲、进度的编写上,还是在课时安排上都应从整体出发。而在课程教授过程中,更应注意理论与实验的紧密衔接,做到理论指导实验,实验验证和提升理论。首先,在教学大纲的设置上,应注意理论内容和实验内容的安排尽量做到同步,这样学生在学习时不会产生断层之感。其次,理论课上涉及实验的部分应重点指出,要求学生重视。有些与实验结合紧密的部分,可以移到实验课中,在实验课之前讲授。
分析化学课程是食品加工技术专业的一门基础课,与后续课程关系极其紧密。明确与后续课程的衔接不但能使学生在思想上更加重视本课程的学习,对后续课程也能起到铺垫作用。这就要求教师不但要精通本课程,还应对后续课程有比较深刻的了解。例如,应了解食品生物化学的内容、食品检验分析的内容,这样在讲授相关章节时能学生就能做到举一反三,也能更好地激发学生的学习兴趣和热情。例如,讲授样品前处理时可以举食品中蛋白质测定的例子,讲授滴定分析基本操作时可以告知学生分析化学基本操作在食品检验分析实验中及食品检验工考证中的应用。
(四)完善课程考核办法
在课程考核上,应完善原有的课程考核办法,把理论和实验成绩同步纳入总成绩中。理论和实验考核应根据其特点确定不同的考核方式。实验成绩的考量中可加大平时实验课表现、实验操作能力所占的比例,期末考核为实验操作考核。实验操作考核的方法是对每一名学生进行单独的操作考核,考核的目的主要是检查学生对所学基本技能掌握的熟练程度。教师根据学生的操作过程、熟练程度、实验结果以及每个考试项目的评分点当场打出分数,并要求学生当场计算、处理实验数据并提交实验报告,最终操作考核的分数由实验操作分和实验报告分组成。采用这种全面的考核方法,既可解决实验考核只考虑平时表现,而忽视期末成绩的普遍问题,又可避免以期末成绩一锤定音的局限性,克服单凭实验报告打分所产生的偏差,可以比较全面客观地反映学生的综合实验水平,学生的实验技能可得到充分体现,综合素质和创新能力也可得到锻炼。而理论成绩则以平时作业、课堂表现,并综合期末考试成绩进行评定,在最终的总成绩中理论成绩和实验成绩各占50%。这样,把理论和实验同步纳入总成绩中,可以有效避免学生重理论而轻实践的现象,也能更科学地评价学生对课程的掌握程度。
综上所述,在高职食品加工技术专业《无机与分析化学》教学中,应紧紧围绕培养学生的素质强化技能训练,从思想动员、充分调动学生兴趣入手,注重教学内容、教学手段的改革,注重课程衔接、完善考核方法,从而有效提高学生综合素质,为后续课程和学生未来就业打下坚实的基础。
参考文献:
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关键词:无机及分析化学 理论教学 教学方法
无机及分析化学是化学工程、生物工程、医药、食品工程等非化学专业的学生在大学一年级时必修的一门专业基础课,也是学生从中学进入到大学后所学的第一门专业课程,学生对于该门课程的学习和掌握程度,对后续相关专业课程的学习起着尤为关键的作用。如何圆满的完成教学任务,获得良好的教学效果,让学生在初始阶段就打下坚实的专业基础,值得我们深思和探索。
无机及分析化学有机融合了无机化学和分析化学两门基础化学课程,主要内容包括四大平衡、物质结构、元素化学、物质分离等基础知识[1],具有教学内容多,教学时数少的教育教学特点。每位教师都很关心如何在有效的教学时间内取得良好的教学效果,下面结合个人的教学实践谈几点心得体会。
一、做好课前准备工作
备课是课堂教学的首要环节[2],备好课是上好课的前提。作为教学活动的主体,教师应在课前对上课内容做好精心的准备。备课首先需要钻研教学大纲和教材,弄清楚该门课程的教学目的和具体章节的具体要求,了解基本内容、结构、重点章节及各章节的重点、难点。同时要精读教材,大量参阅同类参考书,大量搜集与授课内容相关的资料,做好充分的知识储备。因为无机及分析化学的内容包括了无机化学,分析化学的内容,还有部分物质结构和物理化学的知识,备课前我一般都会把无机化学,物质结构,物理化学,分析化学等各参考书的相关内容弄明白。在此基础上精心设计授课内容,这需要花费很多时间和精力,尤其是对新教师来讲,更需要在这一环节下大功夫。另外,还需要考虑学生的年龄特征,了解他们的知识基础,从现实情况出发,设计教学内容和教学方法。
二、抓住第一堂绪论课
第一堂绪论课是整个课程的序幕,“良好的开始时成功的一半”,教师必须抓住该堂课的时机,激发学生的学习兴趣。“兴趣是最好的老师”,激发学生的学习兴趣是提高学生求知欲和提高教学质量的最有效途径之一。为了一开始就能够让学生对本课程产生学习兴趣,在绪论课上要结合实例强调无机及分析化学在社会发展中的重要性。例如可给学生介绍无机化学中最活跃的领域之一——无机材料化学,通过图文并茂的方式,给学生介绍一些重要的无机材料,如纳米材料、超导材料、电池材料等。在强调分析化学的重要性时,可列举与我们现实生活中学生比较熟悉的实例,如奥运会时兴奋剂的检测、牛奶中三聚氰胺的检测、食品的安全检测等,这样既可以开拓学生的视野,又可以激发学生对知识的渴求。对第一堂绪论课进行精心的设计和处理,往往会在第一节课就能成功激发学生的学习热情,为后续教学的顺利开展奠定良好的基础。
三、凝练教学内容 突出教学重点[3]
无机及分析化学的教学时数一般在80学时左右,有限的教学时数和日益严格的教学要求是授课教师面临的挑战。教师在授课过程中应凝练教学内容,找出教学内容的精髓,把精髓部分给学生讲透彻、明白,然后再讲相关内容的时候就会达到事半功倍的效果。例如化学平衡的相关内容(化学平衡的定义、化学平衡的移动,化学平衡的相关计算等)是后面四大平衡内容的基础,因为解离常数、溶度积常熟、稳定常数等都是特殊的平衡常数,所以化学平衡部分内容和后面四大平衡部分内容的关系类似于辩证法中普遍与具体的关系,教师应该在化学平衡这部分内容上多花时间给学生讲透,学生掌握好这部分内容,再学习后面的四大平衡就会容易理解。
四、 恰当利用多媒体辅助教学
多媒体教学的优点是:节省板书的时间,提高课堂教学容量;增强教学内容的生动性、形象性和趣味性,活跃课程气氛,提高学生的学习兴趣;还可以在很大程度上减轻教师在课堂上的劳动强度。但是板书比多媒体更具灵活性,所以在教学过程中应该将二者有机结合起来,充分发挥二者的优越性。例如在介绍原子结构、分子结构等内容时,可充分利用多媒体技术,让学生对原子轨道和电子云的角度分布图,分子的结构等有更加直观和形象的理解。而在讲授习题时,可将题干利用多媒体显示,以节省板书时间,而解答推导过程则可用板书的形式呈现,这样就可以更好的分析解题思路,使学生更容易理解解题思路和过程。
五、 培养学生的自学能力
学生也是教学活动过程主体,要充分发挥学生的自学能力。他们刚从中学进入到大学生活,中学阶段他们是在老师和家长的监督下学习,这使得他们普遍习惯于被动学习,而在大学生活中,学习环境相对宽松,学生很容易缺乏学习主动性。而无机及分析化学课程的内容多,教学时数少,课堂容量较大,需要学生(尤其是化学知识比较薄弱的学生)做好课前预习。因此可以再在每次课结束前给学生留下几个关于下节课内容的问题,让学生带着问题对新课进行预习,这比学生盲目看书的预习效果要好的多。新课开始之前,对预习问题进行提问,一方面可以了解学生通过预习对学习内容的掌握程度,以便在新课授课过程中把握侧重点,另一方面,可以对学生的自主学习起到有效的督促作用,有利于培养他们的自学能力。此外,应注重在教学过程中积极引导学生独立思考,培养学生的学习能力。在某些章节的教学中采用讨论式教学方法,可以提出问题,先由学生讨论,然后由教师补充、归纳、总结, 这样即提高了学生学习的兴趣和效果, 又提高了学生独立思考的能力。
总之,根据无机及分析化学课程的特点,采取合理的教学方法, 做好引导工作,不仅能调动学生的学习积极性和兴趣,提高学习效果, 而且有利于学生学习能力的培养。随着教育教学的改革及全面素质教育的推进[4] , 对无机及分析化学的教学必然会提出更高要求, 需要我们在教学工作实践中不断探索和总结。
【参考文献】
[1] 南京大学无机及分析化学编写组,《无机及分析化学》(第四版),高等教育出版社
[2] 教育部人事司组编,高等教育学,高等教育出版社
[关键词]无机及分析化学;能源化学工程;模块化;教学改革
当前,大多数工科专业将无机化学和分析化学的课程内容进行重新组合,形成无机及分析化学。通过系统地学习和掌握化学的基本概念、基本理论以及化学基础知识,培养学生对化学的兴趣和解决化学问题的能力。无机及分析化学中的化学热力学、化学动力学、物质结构、四大平衡理论是要求必须掌握的。这些基本理论和知识在能源化学中的应用是很基础的东西,能为后续专业课程的学习奠定良好的化学基础。[1]我们所开设的新专业能源化学工程,主要研究方向为:能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、环境化工。它以化工的理论与技术为应用基础,围绕新能源利用与化学转化,实现能源利用和可持续发展。重视与提高课堂教学质量和推动无机及分析化学实验在培养学生动手能力与实验创新能力方面起着重要作用,是无机及分析化学课程改革必须直面的棘手问题。因此,进行模块化优化无机及分析化学教学内容、多方面激发学生学习无机化学的兴趣、充分利用现代多媒体技术革新教学方法、培养学生的知识运用能力、有效提高无机及分析化学课程教学质量,可以满足社会及区域经济的发展对人才的需求和素质教育的要求。
一、模块化优化无机及分析化学教学内容
所谓课程模块,描述的是围绕特定主题或内容的教学活动的组合,或是一个内容上及时间上自成一体、带学分、可检测、具有限定内容的教学单元,它可以由不同的教学活动组合而成。模块化教学强调理论教学、实践、练习、研讨的同步式一体化的教与学,强调在专业教学过程中,把理论、实践等环节紧密结合。基于以上课程模块化的考虑,将无机化学和分析化学两门课程的教学内容进行模块化教学(见表1)。由于将无机化学和分析化学的课程内容打乱后进行重新组合,导致概念和知识点多,各章节之间存在较强的独立性。[2]因此,要合理安排大一第一学期的教学内容,这样有助于学生转变思维方式和学习方法。
二、多方面激发学生学习无机及分析化学的兴趣
兴趣是最好的老师,良好的学习兴趣是主动学习的原动力。要学好无机及分析化学,激发学生的兴趣至关重要。[3]在绪论教学过程中,要做好本课程的介绍及发展前景和学生学习心理方面的工作,在无机化学教学中建立好教师、学生和教材三者之间的相互关系。第一,在绪论课上介绍无机和分析化学发展过程及发展前景,让学生认识到学习本课程的重要性,以达到激发学生学习兴趣的目的;接着主要介绍无机及分析化学的作用及学习方法和相关考核办法。第二,阐明化学与人类生活密切相关的环境、能源、材料以及人类社会生活中的热点问题,以此为载体深入浅出地介绍化学与人类生活、社会发展的关系。第三,在专业导论课上强调无机及分析化学是能源化工类相关专业的基础课,能为以后的专业课学习和将来从事工作奠定基础。第四,通过新生认知见习,让学生在参观相关无机化工企业中获得感性认识;在平时的课堂教学中,利用一些贴近生活的例子解答知识疑惑,激发学生的学习兴趣。第五,建立合作学习小组,布置课后课题作业,利用网络资源学习无机及分析化学,查找相关资料完成课程论文作业。
三、充分利用现代多媒体技术革新教学方法
在无机及分析化学教学中,利用现代多媒体技术革新教学方法能提高教学效果。要面对的教学问题有:课前制作精美的多媒体课件,发挥多媒体课件的优势;主讲教师课堂讲授“动”与“静”结合,活跃课堂气氛;不可彻底忽略传统的板书;进行多媒体技术与传统教学技术相结合,有效提高课堂教学效果。[4]第一,使用多媒体技术教学可以模拟化学反应历程,让学生清晰地看到原子或分子的拆分及重新组合的过程,化抽象概念变为具体事物,这样可以加深学生对化学概念的理解。如,Flas制作了各种类型分子杂化轨道(sp,sp2,sp3,dsp2等)的形成过程。第二,采用多媒体教学手段展示教学重点、难点,实现人机对话,有助于学生理解和记忆课本内容。第三,进行多媒体教学时,应以学生为主体,但教师依然是教学活动的组织者和引导者。
四、培养学生知识的运用能力
通过学校组织学生参加各类化工学科竞赛活动是调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程兴趣的重要举措。[5]第一,积极组织学生参加广西各类化学实验技能竞赛,坚持开展国家级、省部级大学生创新创业实验项目。第二,为了鼓励和培养大学生创新能力,学院组织学生参加化工年会化工论文竞赛。第三,开放实验室,鼓励学生积极参与到开放实验室的研究课题;设立创新实验基金,由学生自由申请,对实验取得阶段性成果的学生给予创新基金资助。此外,改革无机化学教学方法,必须将传统的验证性实验转变为新型的探究性实验,通过探究性实验培养学生的创新能力。在导师的指导下,学生在设计实验方案中能够开发智力、培养良好的实验素养,锻炼自学能力。
五、适应能源化工专业要求方面的改革
能源化学工程专业是一个综合性、实践性很强的专业,在理论教学上要求学生掌握能源化学工程基础理论和相关技能。在实践教学上,应明确教学过程中的内容重点和难点,尤其是热力学方面的内容应该重点详细讲解,使学生更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为低碳环保使用能源奠定基础。我们针对实践性很强的能源化学工程专业,依据其专业的特点实施校内实训和校外实习相结合,使课程实验、课程设计、毕业设计、社会实践活动等环节能为培养具备高素质的能源化学工程专业人才服务。此外,我们还完善校内实验实训和校外实习基地的建设,向企业提供人才培养方案,共同建设与加强人才培养方案中的实践性教学环节。在实践评价体系的建设中,收集专家评价、教师评价、实习接收单位评价、系(分院)自评、学生评价等信息,做到以评促建。
六、结论
本文针对我校能源化学工程专业开设的无机及分析化学课程,在优化教学内容、激发学生兴趣、利用各种教学方法、培养学生能力以及适应专业要求方面对教学环节进行了总结和探究。加强基础理论知识教学使学生具备扎实的实践技能,进一步培养学生的创新能力,提高教学质量,能为培养能源化学工程专业创新型人才奠定基础。
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【关键词】无机及分析化学;有效数字;运算规则;修约规则
【Abstract】Based on the importance of significant digit in inorganic and analytical chemistry, This paper introduces the concept of significant digit and the correct method of analyzing the data record, rule of operation and rules for rounding about the significant digit.
【Key words】Inorganic and analytical chemistry; Significant digit; Rule of operation;Rules for rounding
无机及分析化学是我校化工、制药、应化、环境、海洋、食品、环工、生物、高分子及材料类等专业大一学生必修的重要基础课程之一。它是一门实践性很强的学科。在国民经济的许多部门如资源勘探、生产控制、产品检验、环境监测等方面应用非常广泛。在分析工作的理论研究和实验测定中,如何正确地运用有效数字对分析数据作正确记录、处理、计算及结果表示等具有十分重要的意义。
1 有效数字定义
在科学实验中,需要记录很多测量数据,一般允许最后一位是估计的,虽不太准确,但不是随意的,它们全是有效的,所以称为有效数字。有效数字即指实际工作中能够测量到的数字,包括最后一位估计的不确定的数字[1-2]。记录数据和计算结果时,究竟应该保留几位数字,应根据所用的测定方法和所用仪器的准确程度来决定,并且在记录数据和计算实验结果时,所保留的有效数字中,只允许最后一位是可疑的数字。有效数字保留几位是根据测量仪器的准确度来确定的,因此对于各种分析仪器的准确度应十分清楚, 比如滴定分析中消耗滴定剂的体积由终读数减初读数得到:24.05-0.02=24.03(mL)为4位有效数字。又如台秤称量某称量瓶为20.8g,因为台秤只能准确地称到0.1g,所以该称量瓶质量可表示为20.8g,它的有效数字是3位。如果将该称量瓶在分析天平上称量,得到结果是20.8126g,由于分析天平能准确地称量到0.0001g,所以它的有效数字是6位。100 mL容量瓶表示为100.0mL;250mL容量瓶表示为250.0mL;25 mL移液管表示为25.00mL。
对于数字“0”来说, 可以是有效数字,也可以不是有效数字。当用其表示与测量精度有关的数值大小时,为有效数据, 而仅仅用来指示小数点位置时, 则是非有效数字。在一个数中, 确定数字“0”是否是有效数字的方法是, 左边第一个非零数字之前的所有“0”都是非有效数字, 仅仅作为标定小数点位置而已;而位于右边的最后一个非零数字之后的那些“0”都是有效数字。有效数字末尾的“0”表示可疑数字的位置,随意增减会人为地夸大测量的准确度或测量误差! 不得在测量数据的末尾随意添加或删减数字。
2 有效数字的修约规则
记录和表示计算结果时要按照确定了的有效数字将多余的数字予以修约。弃去多余的或无意义的数字一律按“四舍六入五考虑”原则取舍。其取舍方法是:凡末位有效数字的后面第一位数字(即尾数)大于等于“6”(指 6、7、8或9)以及“5”后面还有任何非零数字时,则在末位有效数字上增加1。尾数小于等于“4”(指4、3、2、1或0)时,则舍去不计。尾数恰为“5”时(“5”后没有数字或全为0时), 这时要看“5”之前的数字即末位有效数字是奇数还是偶数而定,若为奇数,则在末位有效数字位上增加1;是偶数,则舍去不计。尾数为“5”(“5”后面还有任何非零数字时),则在末位有效数字上增加1。不论舍去多少位,必须一次修完毕。
例如,将下列测量数据修约为四位有效数字时:
尾数≤4时舍:0.726535- - - - - - - 0.7265
尾数≥6时入:12.1585- - - - - - - 12.16
尾数=5 时, 若后面数为0或没数时,舍5成偶:15.51500- - 15.52,415.45- -415.4
若尾数5后面还有不为0的任何数全进:512.0500100- - - - - - - 512.1
3 有效数字的运算规则
实验中不仅要正确记录数据,而且还要进行数据的计算。由于任何测量都存在误差,只能是近似值,所以数据记录和计算结果反映了近似值的大小,这在某种程度上表明了误差。因此,数据处理运算也是重要环节。
3.1 加减运算
结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数(计算结果的小数点后面的位数与各数中小数点后面位数最少者一致)。一般计算方法:先计算, 后修约。
例如:5.0416+57.45+0.756=63.247563.25
3.2 乘除运算
结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应。(即与有效数字位数最少的一致。当有效数字位数最少的那个因数首位有效数字是8或9,则积或商的有效数字的位数可以比这个因数多取一位。)
例如:1.0256×7.566×0.21567=16.73532216.74
例如:6.23863×0.8964 +0.30=5 .5923 +0.30=5.89
3.3 乘方或开方运算
乘方与开方相似于有效数字位数相同的数乘除,可用乘除运算法则进行运算,故结果的有效数字与其底或被开方数有效数字位数一致。
例如:6.542=42.8
3.4 对数和反对数运算
计算时,所取对数的小数点后的位数(不包括首数)应与真数的有效位数一致。最常用的是pH与氢离子浓度的换算。
例如:[H+]=6.3×10-12 mol・L-1,pH=11.20
尾数0.20与真数都为二位有效数字,而不是四位有效数字。
3.5 计算过程中其它注意点
遇到倍数、分数关系,因其不是测量所得,可视为无限多位有效数字;常数亦可看成具有无限多位数,如π、e 。
误差和偏差一般只需保留1~2位。
4 结束语
有效数字是无机及分析化学基础课的教学内容之一,使学生理解有效数字的本质含义,掌握有效数字修约规则和运算规则,使其树立准确的“量”的概念,在实际测量和计算中具有重要的现实意义。
【参考文献】
关键词:无机化学;网络;辅助教学
当今,计算机的普及和网络技术的飞速发展促进了教育教学的现代化。现代化网络技术渗透到教学的各个环节,改变了传统的教学模式,使知识的传播方式和传播速度发生重大变化。而且在改善学习途径、更新知识结构、促进师生交流和提高教学效果方面都发挥着重要作用。[1] 无机化学是药学各专业学生学习的第一门专业基础课。对该课程的实施通常都是以大班授课方式进行。大班授课制的主要缺点是在课堂上教学双方缺乏沟通、缺乏个性化交流、缺乏情感交流、缺乏对问题的深入探讨、缺乏因材施教的机会等。要对这些问题进行改进,有效提高教学质量,需要新的教学策略。为此,我们在发扬优秀传统教学模式的基础上,构建网络辅助教学模式,借此来提高教学效率。
一、网络辅助教学模式的建立
为了能够将课堂教学有效延伸,我们参考相关文献[2],在无机化学教学过程中通过QQ网络工具设置与教学有关的专题区域进行网络辅助教学,主要包括以下几大区域:
(一)理论课学习指导区
该区包括理论课的课时计划,每一课时的重点内容,预习目标,课程难点,课后复习重点及应该延伸学习的内容等。
另外,上传一些课堂上使用的多媒体课件。由于课堂讲授速度相对较快,有一些很难理解的微观立体结构内容,学生可能会在短时间理解不了,所以就将这些课件传到空间上让学生复习。比如离子结构理论中晶胞的立体空间结构,分子结构理论中杂化轨道的三维空间立体构型及分子模型等。将这些难于理解的课件上传到QQ空间里,学生在课下有机会在家里、宿舍或电子阅览室里随时上网或下载播放观看,使得在课堂上没弄清楚的问题得以解决。
(二)实验课学习指导区
包括每次实验课的预习内容,实验原理,操作技能要点,相关专业内容,实验报告格式,实验报告书写注意事项,开放性实验的方法及技术指导等。
对有些涉及贵重仪器的实验我们已经利用3D-MAX软件制作成虚拟实验,将这些虚拟实验上传到QQ空间里,供学生预习操作训练。如开放性实验“松花江水中重金属离子的检测”,学生会用到紫外——可见光谱仪和高效液相色谱仪等贵重仪器,为防止因操作不当将仪器损坏的可能,学生可以在网上虚拟实验室里先进行多次操作,正确和熟练掌握操作要点后,再进行实际实验操作。
(三)作业及自测系统区
传统的作业和测试方包括人工出题、学生在纸介上测试、人工评阅、成绩分析。整个过程会花费教师大量的时间和精力,效率却不高。而且,因为学生数量多,对学生的考试成绩或作业水平进行统计是一种繁琐且易出错的事情。所以说传统的测试或作业方式不能适应现代化特点。因此,我们将许多代表性的无机化学习题上传到QQ空间里形成网络作业和测试题。随时随地的对学生进行测试,不受时空限制,大大地简化了过程。学生们自觉在网上定期测验能够帮助他们在整个学期中更好地分配自己的学习时间。
(四)前沿知识延伸阅读区
老师在QQ博客上传一些在期刊网或互联网上找到的中英文资料,内容以无机化学为主,又与专业知识紧密相关。如与人类某些疑难病症的药物学与药理学有密切关系的生物无机化学前沿知识中抗癌金属配合物是现代前沿领域,我们在讲到配合物一章时,就上传这些相关资料供学生课下阅读。即扩大学生知识面,又让学生充分将基础课内容与将来要学的专业课知识融合。
(五)主题探讨区
在每一章内容教学过程中,精选一些能够联系实际生活及后期课程内容,且值得探索的问题在QQ群里供学生思考和探讨。这还会激发一些感兴趣的同学进一步进行实验操作探索。如2009年,学到难溶电解质的沉淀溶解平衡时,老师设计一个题目为“如何设计测定美白化妆品中重金属的存在与含量”的课题。学生通过查找资料,设计一些理论上可行的实验方法进行探讨。最后有好多同学用自己使用的化妆品作为实验原材料,进入实验室检测,发现有些化妆品能够检测到重金属,感觉有很大的危险性,于是在我们的QQ群里倡议同学们谨慎使用美白化妆品,这是非常有意义的活动。当然在这个区域里,并不是每个同学都能得到预期的结论,但这个过程大大增强了学生的科研意识和科研方法。
(六)提问、留言区
这一区域即包括化学知识的提问,也包括其他问题的提问,如学生所关心的国事、校事及个人事。进行提问和留言,教师可以从学生的一些想法中洞察当代大学生的心理特点,从而间接指导教学。比如2008级有学生留言说“老师讲课层次清晰,环环相扣,而且一丝不苟,但是缺乏幽默感,希望老师改进”。这对我有很大的激励作用,所以在以后教学中尽量以幽默的方式活跃课堂气氛,学生听课效果明显提高。学生也有很多拿不定主意的问题,会通过QQ流言希望老师帮助解决,比如2010级有一学生留言问“老师,都说入党好,我也想入党,入党的话平时对班级各种事物都得积极参与,可是我又想考研,想把更多的时间放在课程学习上,所以很矛盾,我该怎么办?”于是我以我自己的看法分析了各方面利弊,帮助学生做出最后选择。
二、应用QQ网络辅助教学的收效
几年来借助QQ通讯工具进行无机化学网络辅助教学,受益匪浅。目前,QQ网络通讯工具已经成为我们教学中不可缺少的网络助手,具体体现如下:
(一)突破时空界限,增加师生交流频率
弥补了大班课堂上由于学生人数多,师生之间很难面对面交流探讨问题的缺陷。不受时空限制,学生利用身边已上网的计算机,可以随时向老师、同学请教,还可以发表自己的见解等等。另外,教师和学生的角色不再那么清晰明确,彼此相互学习请教,创造出一个平等、自由的交流空间。学生敢于在这个平台上给老师提一些教学上的建议或意见。同时教师可以更快的获得各种教学反馈信息,对自己的行为、决策以及由此产生的效果进行及时地审视。而且老师和学生都可以将有意义的作品和资料传到QQ空间上,很大程度上拓宽了师生的信息来源。
(二)突破心理顾及,增强了交流真实性
利用QQ上的留言功能,学生可以不必使用真名,通过书面语言的交流,反映出他们的真实想法,解决了面对面交流时不好意思直白的意见或建议。通过QQ问问题的时候他们都变得直率,避免了因问问题的不确切而产生的害羞,促进了学习。另外,也避免了面对面交流时某些学生常问及一些高难或钻牛角尖的问题,老师短时间做不出全面的回答所产生的尴尬局面,是一个两全其美的方法。
(三)加深师生感情交流,增强师生间的理解与信任,拉近师生心灵距离
大学里,很多任课教师到上课时就讲课,下课就离开。师生之间有一种陌生感,学生即使有疑问也不愿意问老师,久而久之,问题积累多了,兴趣也无存了。所以大学里许多学生因为缺乏与老师沟通而导致对该课程的厌学。
我们借助QQ交谈,学生觉得老师像朋友,愿意跟老师交流,不仅学习上敢于提问了,生活中遇到的困难和困惑也愿意与老师交谈。融洽的交流缩短了师生间的心理距离,师生关系和谐了,增强了了解和信任,一切问题便会迎刃而解。学生常表现出“爱屋及乌”的情感,亲其师而重其课,使教与学易走进一个良性循环。
(四)促进隐性知识向显性知识转化
在面授和自主学习中,由于课程进度快,学生人数多,学生的个性和能力各有差异,对于教师提出的问题,每个学生不可能有充分的时间思考并做出令人满意的回答。我们利用QQ博客一些需要学生经过思考进行解答的研究性问题,然后通过不断的交流来解决。这种交流形式调动了不同性格、能力和自信心的学习者的积极性。学生通过对现实问题的认真思考,表达个人看法和感想,能提高解决实际问题的能力,促进知识向应用的转化。
(五)有利于创新能力培养
创新是人类生存和发展的基石。培养创新型人才,是教育教学的目标。QQ应用于教学,为培养学生的创新能力提供了便利的网上资源,为教学创设良好的环境,对学生兴趣的激发、品格的形成、视野的拓展有极大的影响。让学生主动探求知识,主动发现问题,创造性地解决问题,这是传统教育方式无法比拟的。比如在我们的主题探讨区里,当学生看到别人对某个主题发表的见解时,会积极主动地进行批判性思考,激发自己的灵感,从而使学生的思维更加敏锐,创新能力有所增强。
三、使用QQ进行网络辅助教学时应注意的问题
QQ通讯工具应用于教学是随着教育技术和计算机网络的发展而产生的,应用的好可以给我们的教学带来便利,使我们更容易实现教学目标,反之会影响教学。我们必须明确,它仅是缓解“教”与“学”矛盾的工具,最根本的目的是激发学生的求知欲和探索欲,鼓励学生积极与教师交流,促进学生对知识的直接获取。在使用QQ时,应该注意以下问题:
第一,师生都要明确这是一个学习交流平台,切勿当成聊天平台而弱化辅助教学的功能。
第二,师生应约定一些固定的时间上线答疑交流,无法通过QQ说明的问题再预约时间和地点,面对面的交流。不要长时间挂线,上网需要有节制,勿成瘾。
第三,教师对于学生的留言要及时回复,且不应遗漏,否则会打消学生提问的积极性。
第四,应注意QQ上的文章要及时更新整理,否则这个教学平台会逐渐陈旧而失去吸引力。
总之,网络辅助教学是现代教育发展的必然趋势,可以使教学从封闭式向开放式转化,使教师从灌输型向指导型转化,使学生从应试型向素质型转化。克服了传统教学模式的局限性,使教学手段更加丰富多彩,拓展教师和学生的知识视野,激发学生的学习兴趣和积极性。
参考文献
关键词:无机及分析化学 实验室 绿色 建设
环境问题是当今世界各国所面临的最重要的问题之一。针对人类所面临的化学污染(如酸雨、农药、粉尘、尾气、致癌物、温室效应等)的环境问题,科学家们提出了绿色化学的概念。绿色化学是指在生产、使用化学品时,最大限度地利用原料,尽量避免使用危险、有毒的化学试剂和药品,消除废弃物的产生,建立环境友好的生产方法和工艺,最大限度地减少了废气、废液、废渣的排放,达到从源头防止污染、根治环境污染问题的目的,实现化学工业的可持续发展。
近年来,随着高校招生规模的扩大、学生人数的增多,化学实验教学过程中产生的废气、废液、废渣亦随之增加。绿色化学是现代化学发展的必然趋势。在这一趋势下,将绿色化学的理念融入实验教学的整个过程中,实现无机及分析化学实验室的绿色化建设,既能使学生和实验教学人员有一个良好的学习、工作环境;又能使高校的新生一开始就在脑海中植入绿色化学的理念,并通过实验教学过程中的潜移默化,形成绿色化学实验的习惯。这对培养学生的环保意识和节俭美德,树立学生科学的环境观和资源观具有相当重要的意义。
一、将绿色化学教育融入无机及分析化学实验教学过程中
无机及分析化学实验是我校生物化工、食品工程、制药工程、纺织工程专业大学一年级新生开设的基础实验课,是学生检验无机及分析化学理论知识、获得和累积化学经验知识的重要手段, 是提高学生科学素质和化学实验操作技能的重要途径[1]。在无机及分析化学实验的教学过程中,应充分将环保意识、环境化学知识与实验教学联系起来,在实验室进行环保、安全和节能减排教育,加强化学实验废弃物处理技术教育,使得学生对一些常见的环境污染治理方法及防范措施有所了解,通过规范化的实验操作,节省试剂和药品用量,减少实验环境污染,引导学生探索治理环境污染的途径。加深学生对一些化学品的毒性、危险性以及给环境带来的危害的认识,培养学生良好的化学实验习惯及绿色环保意识。
二、结合绿色化学理念,优化实验安排
无机及分析化学实验室绿色化建设必须从源头上减少有毒、有害废弃物的产生[2]。具体实施方案如下:A. 整体统筹实验项目,合理安排实验顺序,将相互关联的实验项目串连起来,实现产物、副产物的循环使用和剩余试剂的回收再利用;B. 合理设计实验教学方案,减少重复和浪费,减少试剂的用量; C. 优化每一个实验项目,尽可能达到:原材料廉价易得、副反应少、使用的试剂无毒无害、生成物无毒或毒害性小且易处理、节约能源、对环境无污染等。
此外,对于一些较时间长、毒性强、危险大的化学实验,可以采用仿真实验(计算机辅助教学模拟化学实验)的方式进行实验教学。仿真实验是指利用多媒体技术对实验过程进行仿真的特殊实验方式,其最大的优点是实现了化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”。仿真实验将那些毒性大、危险性较大的实验变成了不会对人体和环境造成污染的绿色化学实验。
三、控制药品数量、保证药品质量、使用无污染药品
在无机及分析化学实验教学过程中,为避免不必要的浪费,实验教师应加强对学生实验的指导和监督,严格控制实验试剂的用量。同时,根据最少污染的原则,实验员应结合学生实验人数、实验试剂用量, 精确计算出药品使用量。在保证实验效果的前提下, 溶液浓度就低不宜高,易挥发的试剂每次实验后必须回收密封保存,固体试剂用量宜少不宜多,严格控制贵重药品的用量并回收再利用,易氧化、易分解的固体药品随用随购。
同时,根据实验目的,遵循从源头上阻止污染的原则,在取得同样教学效果的前提条件下,尽量用低毒或无毒化学试剂替代有毒化学试剂[3]。如: 用硫代乙酞胺代替有毒的硫化氢做阳离子沉淀实验;用煤油代替四氯化碳消除四氯化碳逸散到空气中生成剧毒的光气;五水硫酸铜的制备,用过氧化氢代替浓硝酸作氧化剂, 避免产物中有毒的氮氧化物产生等。研究表明:选择替代品后的实验效果非常好,现象很明显,在达到了实验目的的同时,而且减少了有毒物质的使用和排放。
四、妥善处理三废, 达到绿色排放
在无机及分析化学实验教学过程中,会产生一定量的废气(如Cl2、NH3、 H2S、SO2、NO、NO2、CO等气体)、废液(如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾等酸、碱废液)和废渣(如固体产物、剩余的固体原料、破碎的玻璃仪器、废纸等固体废弃物)。实验室产生的废气、废液、废渣,如处理不及时、不合理,将对实验室人员、居民的身体健康与环境直接造成影响[4]。如:若将酸、碱废液直接倒入水槽,会腐蚀、损坏排水管道;若将重金属废液直接排入水体,不但是一种浪费,还会污染实验室周边的水体,而且重金属一般不能被微生物所分解,甚至某些重金属能通过微生物作用产生毒性更大的金属有机物,经过食物链的传递,最终进入人体[5]。因此,在实验教学过程中,三废一旦产生,应及时处理,如实验过程中产生的一些有毒废气,学生可以通过自制的除尾气装置进行处理。而对于一些难处理的三废,由实验室管理员按照三废处理标准进行处理。在实验教学过程中,我们应始终用绿色化学的理念来准备实验和指导实验,从源头上阻止污染,使传统化学实验变为清洁、无害、环境友好的绿色化学实验。
五、倡导节约、清洁实验行为
5 R 原则(即reduce,reuse,rejection,recycling,regeneration)是绿色化学实验的基本原则。绿色化学实验要求我们主动地减少和消除化学实验室对环境的污染,而不是被动地治理环境污染。因此,在无机及分析化学实验教学过程中,实验教师和学生应依据绿色化学、节省成本、循环利用、回收利用的整体思维方式, 结合所学的化学知识, 物尽其用、以废治废, 尽可能地减少实验室三废的直接排放。在保证实验效果的前提下,充分利用日常生活中常见的废弃材料和用品, 就地取材、变废为宝, 尽量节省资金。如利用青霉素药瓶制作试剂瓶、集气瓶,利用废电池制备碳电极,利用废弃的玻璃电极改造为银电极等。从5R 层面上积极开展绿色清洁的无机及分析化学实验的教学准备工作[6]。
六、结论
将绿色化学的理念渗透到无机及分析化学实验教学及实验室建设中,对实验教学过程进行优化设计、统筹安排;控制药品数量、保证药品质量、使用无污染药品;合理地处理废弃物等。这不仅可以节省实验经费、减少环境污染,还可以提高实验安全,改善实验环境。建设绿色化无机及分析实验室,需要教师及学生共同努力来完成。要做到实验室的全面的绿色化,任重而道远。在实验室的绿色化建设进程中,教师、实验室管理人员及学生都要提高绿色化学实验的思想认识,增强环境保护的责任心和紧迫感,切实负起保护环境的责任,绿色化学实验室将不再遥远。
参考文献
[1]南京大学《无机及分析化学实验》编写组.无机及分析化学实验[M].北京:高等教育出版社, 2006.1
[2]张秀云. 无机化学实验室绿色化建设探究[J]. 科技信息, 2010, 7: 355.
[3]张秀芹. 基于绿色环保理念的无机化学实验[J]. 内江科技,2008,8: 79.
[4]何丽君, 王永红, 李生英, 徐飞. 浅议无机化学实验室的绿色化[J]. 甘肃高师学报, 2011, 16(5): 83-84.
关键词:高职高专教育 无机及分析化学 教学质量
【分类号】O6-4
《无机及分析化学》是丽江师专生科系高职高专生物教育专业、园艺技术专业、食品生物技术和食品营养与检测专业的专业基础课,主要培养学生掌握无机及分析化学的基本知识,以及操作、观察、分析的能力,它具有很强的实践性,对专业的其他课程具有承上启下的作用,影响着许多后续课程的学习。但目前在《无机及分析化学》的教学过程中存在许多问题,为了进一步提高教学质量,教学改革迫在眉睫。本文结合丽江师专生科系开设的《无机及分析化学》的具体情况,对其改革进行初步探讨。
1.教学现状和存在的问题
1.1 生源广、基础差
三个专业学生的来源广泛,有普通高中生、有职业高中生、有中等专科生,不同学生,中学化学基础差别很大,并且总体水平很低,加之学习方法不当,学习的积极性不高,主动性不强,好的学习习惯没有养成,导致学习效果不佳。
1.2内容多、学时少
《无机及分析化学》是在传统的《无机化学》和《分析化学》两门课的基础上压缩整合而成,虽然删除了独立设课时的重复内容,但仍涉及到溶液和胶体、定量分析基础、四大平衡与滴定法、吸光光度法和原子结构等内容,而理论课时数却只有72学时。在教学过程中,为了完成教学任务必须加快教学进度,从而可能存在学生听不懂、记不住等情况。
1.3重理论,轻实践
化学是一门以实验为基础的学科,实验技能的培养必不可少。但目前化学实验教学从属于理论教学,能够开设实验的实验内容设置上又不够科学和系统,验证性实验过多,综合性和设计性实验偏少,加之学生基础较差,实验教学在培养学生基本操作能力、仪器使用能力、实验现象和数据的分析处理能力、实验创新能力等方面作用不够明显。
1.4考核形式单一
考试是教学中的重要环节,不但可以检查学生掌握知识的程度,提高学生学习的积极性,还能反映出教学中存在的问题,客观地评价教学效果。但目前只是通过期末考试成绩考查学生的学习情况,并不能真实地反映大多数学生的学习水平和学习能力,也很难调动他们的学习积极性和创造性。
2.教学改革
2.1分层教学
新生入W后以问卷调查的形式对学生的化学基础情况、学习态度、学习心理、学习方法、接受能力、学习独立性等做出综合评价,通过综合评价成绩将学生分为三类:A类,有较扎实的高中化学基础知识及自学能力,对课程有较浓厚的兴趣;B类,高中化学基础知识一般,对课程较有兴趣;C类,基础化学知识较差,对课程全无兴趣,甚至产生厌学等逆反心理。根据各层次的学生制定不同的教学方法、教学目标和考核标准。
通过分层教学A类学生除了能够较好的完成课程的学习外,其分析解决问题的综合能力也得到了较大提高;B类学生在完成课程学习外,能够主动对教学内容进行归纳总结;C类学生则在学习中发现了自己的长处,增强了自信,激发了学习兴趣。
2.2优化内容,改进教学方法和手段
根据各专业的特点、后续专业课的需要以及“专升本”,考试的要求,我们将授课内容进行挑选,并划分为溶液与胶体、电解质溶液与电离平衡、氧化还原平衡和氧化还原滴定、配位平衡与配位滴定、定量分析概述、物质结构、吸光光度法和元素及其化合物七大部分的内容,其中元素部分安排学生自学完成。在课堂教学中,针对不同教学内容的特点采用灵活多样教学方法,例如案例法、分组讨论法等。同时适当引进多媒体辅助教学,以使抽象的教学内容具体化、形象化、生动化,不但激发了学生的学习兴趣,增进学生的理解能力,还能增大教学容量,提高课堂教学效率,增强课堂教学效果。
2.3加强实践教学环节
实践教学应突出基础、综合和创新的三位一体,目的是为了培养学生的专业技能,强化学生的岗位职业技能。为此我们将《无机及分析化学》涉及到的实践内容独立开课、独立考核。
首先,将基本实验仪器的使用和基本操作作为重要部分,以加强基础技能的培训,培养学生的实验动手能力,规范学生的基本操作,形成严谨的科学态度和良好的实验习惯。其次,结合专业特点开设综合性实验,以突出学生对基础知识的综合运用能力。最后,开设设计性实验,要求学生通过查阅资料、设计实验方案、独立完成实验,以培养学生的创新能力。
另外,在实践教学的方法上,我们要求学生提交预习报告。预习报告要求学生写清实验原理、实验目的、实验中涉及到药品的物理参数等,旨在让学生清楚实验的过程,以及学生查阅工具书的能力等。实验过程中要求学生操作规范、仪器装置组装合理、实验记录完整规范、有良好的实验习惯等。
实践教学考核要求学生通过随机地抽取题库中的试题,在规定时间内完成题目中的各项要求,教师在进行考试时及时指出学生的不足,使学生对成绩的形成做到心中有数,这种考核方法能较为全面、客观、真实地反映学生对知识的掌握情况,促使他们重视实验操作技能的训练。
2.4改革考核方式
为了改变传统的“考试成败定英雄”的现状,全面、系统、科学、动态的反映教学效果,我们将学生上课考勤、平时表现和期末成绩综合评定后给出最后成绩。其中上课考勤占10%,平时表现占20%,主要以课堂提问或活动的参与状况、课程论文与课余作业为主,主要是检测学生分析与解决化学问题的能力,以助于教师今后有针对性地讲授知识;期末考试成绩占70%,目的是促使学生将所学知识进行系统化复习,实现有效吸收。通过上述考核方式的改革,可以将学生的学习压力均匀化,激发学生学习的动力。
3.结语
总之,通过上述教学的改革,我系《无机及分析化学》的教学质量明显提高,学生学习主观能动性和实验技能也有了大幅提升,并能更好的为后续专业课的开设打下良好基础,更好的培养出符合社会发展需要的高技能人才。
参考文献:
[1]冯丽莎.高职化学教学方法的改革.新课程研究,2012(1):190-191.
[2]钟国清.无机及分析化学省级精品课程的建设实践.中现代教育装备,2010(12):20-23.
[3]周本华,张怀红.《无机及分析化学》课程教学与改革的探索.广东化工,2009(9):226-227.