發布時間:2023-04-21 18:30:25
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的大學無機化學論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
1化學知識體系的龐大與無機化學教學時數的限制
隨著學科的發展和知識的豐富,無機化學的教學內容越來越多,書越編越厚,除了化學平衡和元素化學的知識外,還有物理化學的熱力學,反應動力學,電化學及“結構化學”的原子結構等內容,知識點密集且理論性強。以我校化學工程與工藝專業為例,所用教材為天津大學楊宏孝等主編,高等教育出版社出版的無機化學第四版,550頁,教學時間為54學時,在如此短的時間內學完全部內容,顯然是很費力的。因此大學老師的授課方式和對學生的引導就顯得至關重要。
2學生自身條件的局限
無機化學的授課對象是剛剛考入大學的大一新生,一方面他們在高中早已習慣了題海戰術,習慣了中學那種死記硬背的學習方法,面對課時少,知識面廣,思維跳躍性強的大學有著強烈的不適應。在實際學習過程中,他們在學習初期很容易產生眼高手低的感覺,輕視學習,隨著課堂進度加快,中后期面臨著信息量大﹑重復少﹑練習少,心理準備不足,普遍感到學習起來很吃力,茫然不知所措,很容易產生焦躁和厭煩的情緒,甚至越來越不喜歡學習,這樣直接影響到他們后期的學習。另一個方面他們正處在由中學角色到大學角色的轉型期,他們中大都是缺少鍛煉的獨生子女,以前在生活和學習上極大程度地依賴老師和父母,現在突然失去監督和管理,茫然不知所措。很多學生都反映大學老師上課內容多,講課速度快,很多時候都聽不懂老師講的是什么,課后自己看書也不太明白,導致出現“教師忙于講解,學生難以理解”的尷尬局面。其根本原因是忽視對學生學習積極性和自主學習能力的培養,不能突出學生的主體地位。面對大學授課時間少,授課內容多的情況,培養學生的自學能力,突出學生的主體地位顯得尤為重要。
3課程教學內容知識陳舊,缺少靈活性
在長達三十多年的時間里,無機化學一直以化學反應原理,物質結構基礎,元素化學為課程教學基礎內容,知識點更新不大,而且還含有中學的內容。以元素部分為例,元素部分的知識瑣碎,系統性不強,而教材中往往只是羅列材料,削弱了理論對學習元素化合物知識的指導作用,講起來平淡乏味,不利于學生理解和掌握,難以激發學生的興趣。
4落后的傳統教學模式的限制
“以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心”的單一傳統教學模式,使學生對無機化學的學習感到很枯燥,認為是一大堆的英文符號和沒完沒了的數據以及無窮無盡的計算,嚴重地影響了學生學習無機化學知識的積極性,從而難以為社會提供創造性人材,達不到新的教育機制對“無機化學”教學目標的要求。
5師生之間缺乏及時的溝通交流
從老師的角度來看,學生有點太怯于與老師溝通了。大學的老師有一個共同的特點就是與學生溝通較少,很多學生每周只能和老師見上一兩面。相對于高中時同老師的見面頻率而言,明顯少了很多。師生間面對面交流的機會隨之也就大大減少,三成大學生整年“師生零交流”。從學生的角度來看,學生們通常只有在課上或是課間時才會和老師有互動,盡管大多數學生和老師愿意相互交流,但有時候似乎缺乏有效的溝通途徑。
6理論教學與實驗教學的不同步性
化學工程與工藝專業理論課進度相對實驗課有些滯后,導致實驗環節時學生對基礎理論知識不理解,對實驗步驟懵懵懂懂,多數學生完全按照實驗書所給的步驟來做,不加以任何思考,這樣就導致實驗做完原理步驟忘完,完全達不到通過實驗課的學習培養學生的科研能力和科學素養的目的,還會讓學生認為這是一種負擔。針對以上問題,優化無機化學課程的結構和內容,改革教學方式,貫徹新的教學理念,正確引導學生建立正確的學習方法,提高學習興趣和自學能力,培養學生的創新意識和創新能力,并使學生在有限的教學時間內,盡可能多地掌握無機化學基礎知識是擺在我們面前的一項重要任務,勢在必行。
二、具體改革內容、改革目標和擬解決的關鍵問題。
1教學內容的改革
課堂教學內容的變革決定了課程改革的效果,在教學改革過程中要探索先進的教學理念,不斷提高無機化學課程教學水平,使該課程在提高學生素質和能力方面發揮更大的作用。具體內容如下:
1.1精選教材內容,突出重點,分散難點
無機化學課程以“二結構、三原理、四平衡”的基本理論和元素化合物知識為主線,主要講述化學的基本原理和元素的性質以及相關化學反應。在教學過程中既要加強與中學化學教學內容的聯系,又要協調好無機化學與物理化學、有機化學和分析化學中的部分內容的關系,把握好同一知識點在不同學科之間的銜接,避免重復,更好地精簡課時,提高效率。現有的無機化學教材有很多與中學化學,基礎化學,分析化學重復的內容,四大化學反應,原子分子結構是工科無機化學的重要基礎理論,也是教學的難點和重點。
1.2加強無機化學教學內容的針對性
以本專業企業生產、學生就業、考研的實用性為出發點選擇擬講授的內容,形成化學與工程專業,乃至應用化學,材料和環境等專業的全方位的培養模式。工科基礎化學的教學改革應在注重課程整體性的基礎上,選取教學內容,在以突出知識主線的前提下,把握好知識的深度與廣度的平衡,就是在講清楚重要知識的基礎上,讓化學原理與專業知識有機結合。
1.3理論教學與實驗同步,開放性實驗輔助理論教學
對化學工程與工藝專業的學生來說,實驗課的學習也在教學過程中也有著重要的作用,通過對實驗課的學習能夠培養學生的科研能力和科學素養,為成為高素質化工類應用人才打下堅實的基礎。基礎理論知識的理解對學生的實驗技能有著指導性的意義,所以要保證理論教學與實驗教學的同步性,這樣既能保證學生掌握基礎的實驗技能,又能促進其對基礎理論知識的理解。對于理論課進度相對滯后的實驗課,在實驗課環節,教師要在實驗前將實驗知識與理論知識相結合并給予學生系統化,詳細化的講解,不能就實驗講實驗,能為學生引申的盡可能引申,這樣可以使學生做到心中有數,有的放矢,這樣既保證了學生掌握基本的實驗技能,也有利于其對后續基礎理論知識的理解和掌握,理論教學與實驗教學相輔相成,更好地培養了學生的動手能力,思考問題分析問題解決問題的能力以及理論聯系實際的能力,進而培養了學生的科研能力和科學素養。
1.4引入多媒體演示教學
針對工科學生結構化學基礎薄弱的情況,為避免教材中單純羅列抽象概念的情況,引入多媒體輔助課堂演示教學,制作三維多媒體課件,通過計算機直觀地向學生描述原子的結構,原子軌道圖形,雜化軌道形狀與空間取向,化學鍵的形成及空間圖像等,以動畫形式生動逼真地模擬雜化形成的全過程,充分地利用了多媒體教學的圖、形、聲等特點,使課堂教學形象生動,易懂易記。教師也可以在備課過程中對多媒體課件不斷地進行修改和完善,使教學內容更加完整、充實。
1.5建立一定的平臺及時與學生進行溝通交流
針對師生之間缺乏及時溝通交流的情況,可以建立面對面的平臺或群平臺等,能夠讓學生遇到不懂的問題,包括學術問題題和個人煩惱等等,進行及時的溝通交流,引導學生充分利用業余時間,查閱無機化學相關的文獻,拓寬其知識面,調動其學習積極性,培養其自學能力。今年我帶的化工班特地建了一個群,對實驗中存在的問題及時進行溝通交流,對于好的素材師生共享,加深了師生之間的互相了解,拉近了師生之間的距離,從而提高了學生學習的主動性和積極性。有時候學生會因為一個老師,而喜歡上一門課。
2教學方法的改革
教學方法的改革是課程改革的重要環節,教師應該從教和學兩個方面改善教學方法,將化學基礎知識融于生活,科研和生產,從而培養學生的學習興趣。具體做法如下:
2.1做好新舊知識的銜接,引導學生利用已有的知識解決新問題
培養學生養成課前預習課后復習的習慣,在講授過程中,教師通過設問,提問等方式,引導學生對以前所學的知識進行回憶,引導學生積極思考,用已有的知識解決新問題,這樣就使得學生在學習新知識點的同時,復習鞏固舊知識,從而增強學生學習的成就感和學習無機化學的信心。
2.2引入學生參與的制度,充分調動學生的積極性
對于深度不高的教學內容,鑒于學時所限,可以引入學生參與的制度,提前讓學生查資料,鼓勵學生用PPT形式,做幾分鐘的演講,這樣就由原來的只有教師講授轉為師生通講,充分調動學生課余時間學習的積極性,課后采用互評的形式,這樣不僅鍛煉了學生敢于發言的勇氣,也讓學生更好地積累經驗,為下一次的成功打好基礎。
2.3以科研促進教學,讓專業知識與實際生活緊密結合
無機化學知識點多,理論性很強,學生學起來普遍感到枯燥,很難產生學習興趣。在教學過程中,教師要將課本上的理論與有關的科技研究成果和生活中的具體事例相結合,既有利于避免教學內容的空洞抽象、枯燥乏味,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能更好地激發學生學習的興趣。同時也可以安排不同的學術講座,就科學領域前沿的熱點問題展開交流和討論,例如,非金屬材料科學,稀土金屬在人類生產生活的作用,生態環境保護等課題,以豐富學生的第二課堂,讓他們覺得自己所學的知識與社會的發展息息相關,從而增強了學生對本專業學習的信心。
2.4以提高教學質量為核心,培養學生的學習興趣和自主學習能力
針對大一學生要完成從高中到大學過渡的特點,實現從以教師講授為主向以學生自學為主的轉變,教師在課堂教學中要采取有效方法(例如,把化學基礎知識融入生活,將化學基礎知識融入生產,將化學基礎知識融入科研等),激發學生的學習興趣,保證學生的主體性和創造性的發揮,以實現學生智力和非智力因素和諧發展,使學生由“不想學、不會學”轉變為”我要學、我會學”。這對于培養學生終生的學習習慣,促進學生學習能力的發展,幫助學生積極思考等具有非常重要的意義。
3考核方式的改革
考核是檢查教師教學效果和評價學生學習成效的必要方法,也是教學的重要環節。能夠督促學生平日的學習和客觀的評價學生的學習情況,調整如下:
3.1多元化考核評價體系的構建是檢查教學效果的重要舉措
在高校中普遍存在部分學生平時不學習,考前臨時突擊的現象。為了避免這種不良學習風氣的滋生,應構建多元化的考核體系,以學生的平時考核(占30%)和期末考核(占70%)進行綜合評定。考試進行的載體是試卷,試卷要以能力測試為主導,考查學生對所學基礎知識、基本技能的掌握程度和綜合運用所學知識分析、解決實際問題的能力作為命題的指導思想。在考試題型多樣化的前提下,要將基礎知識與綜合能力相結合,注重對分析問題和解決問題能力的考查。因此命題教師應在期末考試中增加一定比例的綜合素質題,以考察學生綜合運用所學知識、原理來分析和解決實際問題的能力,從而實現通過考試來檢查教學效果的目的。
3.2嚴格平時考核是鞏固課堂教學效果的一個重要環節
在構建的多元化考核評價體系中,學生的平時考核(共計30分)共分為三個部分:出勤情況和課堂表現(占5分);作業及隨堂階段性考試(占10分);專業小論文或小報告(占15分)。布置每個學生根據所學的知識點及試題規范化要求出一份自己認為有質量的試題及答案上交,老師從學生所出的題中擇優選取,考試結束后指導學生互相批改并作出評價,這樣不僅提高了學生的學習興趣同時有力地促進了學生解題能力及綜合運用知識的能力。通過大量閱讀文獻,撰寫小論文,做小報告,從而拓寬學生的知識面,也把平時成績真正的落到實處。最后一次課,我對三個班的學生做了一個調查,在講臺上做報告,撰寫論文,出一套試卷,讓學生任選一樣去做,會怎么選?最后參與的學生65人,做報告,46%,論文:35%,出試卷,19%。選擇做報告的主要原因是具有挑戰性,可以很好鍛煉自己的語言表達能力,并在此過程中體會到了老師工作的不易,培養其在以后的學習和工作中學會尊重別人的勞動;撰寫論文有利于拓寬自己的知識面,發現有很多東西值得進一步學習;通過出試卷發現了自己在學習中存在的問題,加深了對書本知識的理解和掌握。
3.3明確的考核制度可以促進學生端正學習態度
明確的考核制度可以促進學生端正學習態度,促使學生養成一個良好的學習習慣。而且這種針對學習過程的每個環節的量化記錄,有利于教師掌握學生的學習動態,根據平時記錄反饋的信息,及時調整教學方法、優化教學管理,使教學效果進一步提高。
三、結語
1要把教學研究當作科學研究那樣去搞
實施本科教學目標,就要突出人本教育,實施差異教育,以學生為中心,把學生培養成具有扎實的專業理論知識和實驗技能、具有合作精神(即團隊精神)、具有社會交際能力的創新型人才。為此,我們提出大學教師“一定要把教學研究當做科學研究那樣去搞”,提倡“讓教學和科研兩只翅膀都硬起來”。首屆國家級教學名師史啟禎教授曾形象比喻說:“對一個教師而言,教學和科研就像兩只翅膀,像鳥一樣,一只翅膀是飛不起來的[1]。”我們不僅要為人師表,而且要提倡教學名師風范。忽視教學的教師不是一名好教師,不搞科研的教師,不會是一名優秀教師。如果沒有較強的學術功底,就談不上對教學的深層次認識,不會有教學理念和教學方法的改變,不會有教學內容的更新,也就不能把課講“活”。總之,教學和科研是相輔相成、相互促進的。突出創新精神,培養學生研究能力,就是要完成從“知識繼承為主”到“以創新為主”的轉變。教師兩手硬和教育理念的改變是做好這一轉變的前提。為此,我們將每一項精品課程建設內容都當做科學研究那樣去搞,申請立項了多個國家級、省級和校級教學項目,力求建立一個教學研究平臺,扎扎實實做一些事情。迄今已在《中國大學教學》、《大學化學》、《高等理科教育》等教學研究期刊上發表了20多篇教學論文,從而提高了我們對國家級精品課程建設工程是教學質量提高的基石的認識。
2創建適應創新型人才培養和專業發展需要的課程內容體系
無機化學與化學分析是我校化學與材料科學學院的核心課程。針對國內高校應用化學專業數量的迅速增長與其課程和教材建設相對滯后的矛盾,課題組強調應用化學專業人才既要具有基礎化學人才的一般特點,又應具有鮮明的知識、技術創新特色。因此,如何凸顯基礎扎實、知識面寬和科學思維活躍就成為本課程創新改革的指導思想:(1)將基礎無機化學和化學分析內容有機結合組成新的課程,既較好解決了原有課程知識點相互交叉、重復多的問題,又便于在無機元素教學中滲入定性分析,在實驗中引入“量”的概念,擴展了對學生科學精神的培養。(2)在個性化理念指導下,將教學內容劃分為主篇和副篇。主篇包括以下3個知識模塊:①基本化學原理部分,②化學分析部分,③元素化學部分。(3)副篇內容大量吸收了國外一流教材的精彩內容,寫法上則顧及中國學生的閱讀習慣,條目精短,文字活潑。大部分條目反映化學在現代科技和國民經濟中的重要應用實例,一部分則介紹化學發展中的標志性事件,以凸顯化學新概念、新知識、新發現和新技術。(4)用英文編寫詞匯和習題,使之成為學生必讀的英文閱讀材料,以培養學生適應雙語教學的能力。新的課程內容體系以及相應的正、副篇內容層次具有如下教學特點和人才培養特色:(1)正篇是基礎,是綱,也是核心。原理部分要做到內容選擇必要、能深度滿足后續課程要求;講授時要力求科學而簡明,不越俎代庖,真正起到導論的作用。(2)正篇將無機化學原理和化學分析有機結合,強化了化學理論的統一性。同時將化學分析技術單列章節,合并但不弱化。(3)元素化學是無機化學的本體,既要重視周期律和反應規律,同時又要特別注意對新反應和新化合物的介紹。(4)副篇是國內同類課程的一項首創,目的是讓學生洞察無機化學新發展,體會無機化學研究的興趣,延伸正篇的深度和廣度。
3致力于有特色的立體化教材體系建設
教材建設是提高教育質量和實施素質教育的基礎,要求具有創新性、個性化,與國際接軌[3]。書不在厚而在精,在框架、內涵、內容上要給講課教師留有余地。印永嘉教授等編寫的《物理化學簡明教程》[4]就由于簡明扼要而精彩。史啟禎教授主編的《無機化學與化學分析》[5]先后入選2001年國家“面向21世紀課程教材”,2004年國家高等教育“百門精品課程教材建設計劃”選題研究項目,2006年國家“十一五”教材規劃項目,2006年國家自然科學基金委“國家基礎科學人才培養基金教材建設項目”;它是第一屆化學學科教學指導委員會于1991年為應化專業立項編寫的第一本也是唯一的一本專業基礎課教材,當年就被列入國家“八五”規劃重點教材。近些年來,課程組在教學實踐的基礎上對該書進行了幾次修訂,出版了3個新版本[6-8]。2005年出版的《無機化學與化學分析》(第2版)已經發展成為包括紙質輔助教材《無機化學與化學分析:學習指導》[9]、工具書《化學元素周期表》[10]和電子輔助教材《無機化學與化學分析:電子教案》[11]在內的立體化教材,完成了應用化學專業首個基礎課課程建設的硬件工程,成為專業發展的支柱。上述的立體化教材現已成為國內應化專業的主流教材之一,受到鄭蘭蓀院士的撰文好評[12]:“教材不僅給學生帶來知識,而且帶來科學的思維方式,使教師和學生雙方受益,不愧為一部精品教材。”新編《化學元素周期表》被徐光憲院士認為“是我見到的最新、最好的周期表”。該立體化教材還曾被評為2007年陜西普通高等學校優秀教材一等獎,并于2011年由高等教育出版社出版了第3版;工具書《化學元素周期表》于2007年由科學出版社出版了第2版。
4努力改革教學方法教學工作的主要任務就是課堂教學與實踐教學[13],學生最初的創新意識應該從課堂開始[14]。由于教學計劃中的大部分學分和學生的大部分學習任務都需要通過課堂教學去實現,因此,提高課堂教學質量是提高教育質量、培養學生創新能力的關鍵。在第一屆大學化學化工課程報告論壇上,中國高等教育學會會長周遠清教授說道:“如果教學方法不來一次大的改革,我覺得中國的高等教育想培養出高素質的人才、創新思維的人才是比較困難的。”因此,我們將改革教學方法放在首位來抓。
4.1提倡大綱式教學方法我們認為,講基礎課的教師授課要有自己的觀點、見解,并事先寫成提綱發給學生,讓學生課前預先了解講授的內容,知道怎么預習,要聽什么,要問什么,將來準備研究什么。這樣學生就能掌握學習的主動權。這是一種易于學生自學的方法,可以激發學生學習的積極性,增強學習的自覺性,多讀書、多思考、多提問,使學生獲得較高的學習興趣,營造出和諧寬松的教學氣氛。同時,把大綱交給學生,也能督促教師從備課開始就不能敷衍,要以一種搞科研的態度去講課,講思路、講方法、講體會,介紹本學科的前沿趣聞。這種方法已獲得了良好的教學效果[15]。
4.2科學合理地安排教學內容每堂課的教學內容安排,既要符合教學基本要求,又要重點突出、難易適度。基本內容要明確主線、易于理解;重點內容要簡明扼要、易于掌握;難點內容要深入淺出,與學生已有的知識基礎聯系起來;前瞻性內容要有可持續性,能夠引發學生探索的欲望。要努力通過對知識點的講授和探討,使學生掌握學習方法,能夠舉一反三,從而提高課堂教學效果。要達到上述效果,課堂教學的內容和課本上的內容不應該完全一樣,更不能照本宣科,要學會將經典內容現代化[16],將相關文獻中的內容融合、歸納并加以提煉。
關鍵詞:高校教學改革;無機化學;探索實踐
中圖分類號:G642.4文獻標識碼:A
1前言
高校工科教學注重對學習興趣和解決問題能力的培養,高校化工類專業學生第一門專業課就是無機化學,主要是采用課堂與實驗兩種教學方法,使學生對有關理論知識加深了解,為日后學習奠定良好基礎。無機化學課教學效果對學生的大學學習具有直接關系,更能對學生專業及學業態度產生影響。所以,作為一名高校化學教師,應結合學生實際情況及培養人才目標,在教學中對教學內容和方法不斷改進,才能獲得明顯的教學效果。
2課程改革措施
2.1重組教學內容
隨著科技的進步,高校無機化學課程與生產生活中的相關內容也逐漸增多,但目前教學課時不斷減少,課時少、教材厚的矛盾普遍存在,這需教師結合專業特點取舍教學內容,重新規劃教學內容。無機化學教材版本較多,但主要內容可分為三方面內容,一是化學動力學和熱力學、四大平衡等化學反應原理;二是固體、原子及分子結構性質等物質結構基礎;三是元素及其化合物性質用途等元素化學。結合各知識體系之間關系重組各章節內容,并針對專業特點及與后續課程之間關系對內容進行相應刪減。所以,可根據授課方式分為自學內容、略講內容及精講內容三部分授課內容。
2.2改進教學方法
無機化學盡管重要但要上好較難,這與客觀及主觀原因都存在一定關系。客觀原因一是課程具有較多內容,多樣化的知識體系。如化學反應原理、物質基礎和元素性質等內容具有較強的跳躍性,很多內容需理解記憶。二是若按教師抱著書本講的傳統形式教學,學生被動接受灌輸知識,學生難以長時間集中注意力,而無法獲得良好教學效果,學生普遍無法達到較高的滿意度。三是教材通常包括文字或公式,集中在原理等內容,與實際應用無法達到緊密聯系,學生不具有較大的興趣。為培養理論基礎扎實,具有較強動手能力的應用型人才,可改進教學方法,主要方法為:一是引導學生掌握科學的學習方法,在授課過程中時常向學生講授學習方法。教師采用不同方式講授不同的知識體系,并引導學生采用不同的學習方法。二是積極調動學生學習自主性,引導學生根據有關知識,及一些文獻資料完成一些小論文。三是加強課堂實驗演示,盡管實驗課無法與理論課做到同步,在課堂中可采用現場或插放動畫方式演示沉淀溶解平衡、緩沖溶液等一些具有明顯現象的簡單實驗,及時采用有關知識講解發生的問題和現象,使學生增強對有關知識的理解。四是傳統板書結合多媒體技術,利用圖片、視頻、動畫等將板書難以表達的電子云分布圖等進行圖文并茂地展示。但因多媒體具有較快的翻頁速度,有時學生難以跟上,因此一定要采取板書形式對重點難點內容及習題進行詳細講解。五是加強督促學生課后學習。及時向學生布置課后作業,并及時進行批閱,在課上要及時講解具有較高錯誤共性的題目,不積累問題,使學生提高學習信心。六是組織學生討論,使書面知識口語化,向可理解的表述形式進行轉化。
2.3培養學習興趣
很多學生認為大學無需像高中那樣努力學習,沒有認識到課程學習將影響后續專業課程,由于基礎化學課程與本專業聯系不夠密切,因而對學習不夠重視。這將在一定程度上對無機化學教學效果產生影響,解決的主要方法就是使學生對無機化學提高學習興趣。一是可采取“理論聯系實際”方法。二是將該領域發展史穿插在講授過程中,講授人名定律、公式或有關理論時可介紹其個人經歷及對后續課程的影響。三是向學生灌輸科學家的探索精神、科學思維方式及自然哲學理念,培養學生創新意識。
2.4加強實驗環節
化學是基于實驗的科學,實驗課不只能使學生加深理解理論知識,也是能培養學生動手能力及科研精神的重要教學環節。為有效提高實驗效果,要求上課前撰寫預習報告,對實驗目的原理及步驟加深了解;實驗后計算處理數據,對現象和結果進行總結分析,實驗報告應按格式完成。很多學生在這過程中照抄書本撰寫預習報告,實驗、數握處理及實驗報告都沒有認真養成良好習慣。為此可采取以下改進方法:一是不能照抄書本撰寫預習報告,要求對實驗路線進行直觀簡明的設計,不許參考課本進行實驗,嚴格按照預習報告執行。二是教師在實驗中加強巡視,不僅要糾正學生不正確的實驗操作,還要對學生實驗環節進行抽查,督促學生詳實準確地記錄實驗現象和結果。三是完成實驗后標記在學生記錄本上,以免學生對實驗記錄更改,培養學生養成嚴謹的科研精神。四是課后要求學生分析數據,實驗現象及結果,按要求提交實驗報告。為避免學生參考其它同學報告,增加適當的提問內容,考查學生實驗中的鍛煉情況,進而培養學生務實精神。五是實驗能夠對學生興趣進行培養,因此應對學生主動性進行調動。前期實驗主體是教師,講解后學生完成實驗;后期主體是學生,教師在上課前提問實驗過程等內容,使學生提高自主能力。
3結語
綜上所述,高校無機化學課程結合了理論實踐,學好無機化學不只能使學生提高學習興趣,還能使解決實際化學反應的問題提高,基于學生特點,按照人才培養目標,對高校工科無機化學課程提高教學效果都具有十分重要的意義。
參考文獻:
[1]仲榮,謝志剛.無機化學教學改革探索[J],重慶師專學報,2012.11
[2]王寧,陳靜,萬東錦等.無機化學教學改革心得[J],廣州化工,2013.15
關鍵詞:高職;無機化學;教學改革
無機化學是高等職業院校化工、環境和醫藥等專業中的一門重要的專業基礎課,也是這些專業學生所要接觸的第一門專業基礎課和專業必修課,無機化學的教學將為后續的專業基礎課和專業課的教學和學習奠定基礎。因此無機化學在相關專業的整個教學中占有舉足輕重的地位,對于培養符合社會發展需要的高級技術人才具有重要的意義。但是長期以來,由于種種原因在高職無機化學的教學中一直延續著一些比較傳統的教學模式,這些教學模式使得教學呆板、學生缺乏學習的主動性和積極性。要想改變這一現狀就必須對高職的無機化學教學進行改革。本文作者結合自己的教學實踐,探討了無機化學教學改革的幾點思考和做法。
1、對教材內容刪繁就簡,增添新知,構建符合高職學生職業發展的教學內容。
無機化學發展到今天,其內容面廣點深,決不是在短時間內就可以掌握的,也不可能在有限的學時內完成這一任務,這就要求我們在教學內容上采取少而精的原則,突出重點難點。高職教育的特點也決定了高職院校化學教學要根據職業發展需要選擇教學內容,以培養學生能力為根本出發點,以有利于學生應用能力的培養,適應職業崗位的要求為最終目的。因此,精選教學內容就顯得尤為重要。如可以刪去理論性較強但以后其他課程還會重點講解的“化學熱力學”內容,刪去重復中學教材的內容如“化學反應速度和化學平衡”中的有關內容,對于簡單而又必須了解和掌握的知識,留給學生自學;同時增加無機物在環境、材料、能源和信息等領域中的應用,以拓寬學生的知識面。對于化學基本原理中的一些較復雜、難于理解的問題,如對稱性、晶胞、鍵能、活化能、教師在教學中可以采取“點到為止”的處理方法,即以滿足講授元素化學的需要為原則,更深層次的內容留給后續課程去解決,而不把難于講授、難于接受的注釋和說明推給課堂。
2、注重加強學生的能力培養,增強學生學習的積極性和主動性,培養學生的創新精神。
高等職業院校是以培養符合社會發展需要的高級技術人才為目的,隨著社會的發展,社會對高級技術人才的要求也越來越高,要在具有一定的專業知識的基礎上,具有多方面的能力,如動手能力、思維能力、創造能力、觀察能力和發展能力等,尤其要具有創新精神,因此在整個教學中必須始終注重加強學生的能力培養,加強學生學習的積極性主動性,教會學生如何學習,培養學生的創新精神和創新能力。
如在無機化學教學中,有相當一部分內容缺乏趣味性,學起來枯燥,對這些內容就要求我們有意識的創設懸念,使學生產生一種探求問題奧妙所在的神秘感,從而引起學生的興趣。例如,在講原電池時,引入一個有趣的故事:格林太太有兩顆假牙,一顆是金牙,象征著她的財富;另一顆是銅牙,是后來一次車禍中撞掉的。但是自從鑲上銅牙,格林太太就覺得頭暈,不舒服。去醫院檢查又查不出來病因。同學們,你們知道是什么原因嗎?繼而用動畫的形式引出原電池裝置。原來是金牙和銅牙組成了原電池,形成電流使得格林太太不舒服。而后引出電極電勢的概念。又如在計算化學反應標準摩爾焓變、標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變時,都利用了黑斯定律,求解的方法也相同,因此教師在講授時重點講解標準摩爾焓變的計算,讓學生自我完成并講解標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變計算的內容,加深學生對黑斯定律、狀態函數的理解,教師則重點強調計算過程中的一些注意事項。通過這一方法,不僅使學生加深了對所學知識的理解、運用能力,同時也培養了學生的語言表達能力和分析、思維能力。另外,教師可將最新的本領域的研究成果以論文報告的形式給同學作介紹或者對于一些章節給學生布置一些相關的題目,學生可以根據自己的興趣和愛好查閱文獻資料,進行小專題實驗研究和小論文的設計。這樣可以既可以擴大學生的視野,也有助于學生分析問題、解決問題能力的提高,培養應用能力。而應用能力的培養是實現創新能力與實踐能力的重要途徑。
3、多媒體教學方法與傳統方法相結合,提高教學質量。
運用現代教育技術、多媒體課件進行教學,由于具有文字、圖表、動畫、聲音可以刺激學生感觀系統,調動學生學習積極性和主動性,可以拓寬教學內容,增大教學容量,提高教學進度。如在講授晶體結構時,我們利用晶體結構教具模型,使學生更容易理解各晶型結構的特點,再如在講授雜化軌道、原子軌道空間伸展方向等時,我們利用多媒體課件進行講解,直觀簡潔,學生容易理解,取得了較好的教學效果。同時,我們建設了無機化學教學網站,吸引了學生進行網上無機化學學習,使網絡上的在線學習、在線測試與在線答疑成了學生的第二課堂,極大地調動了學生學習的積極性和主動性。
但是,考慮到使用多媒體課件授課速度過快,部分學生的思維速度跟不上、某些無機化學內容單純用課件講課效果較差等問題,我們在使用現代教育技術的同時輔助于傳統教學手段。對于內容比較簡單的章節,如氫和稀有氣體、金屬通論、p區金屬等內容,采用“學生自學,教師概括總結”或“討論課”的形式進行。對公式推導,計算舉例仍然應用板書、講解的傳統的方式進行教學,獲得了良好的收效。因此,在無機化學教學過程中,注重多媒體教學方法與傳統方法相結合,會收到事半功倍的教學效果。
4、加強自學指導,培養學生的自學能力。
二十一世紀,科技飛速發展,給知識更新提出了更高的要求,“掌握探求真理的方法比獲得真理更加重要”已成共識。為此,在教學過程中一定要加強對學生學習能力的培養。無機化學的教學,由于在教材上涉及面較廣,而在課時分配上又不可能像中學一樣做到面面俱到,這樣就容易出現教不勝教的局面。指導學生自學,不僅是無機化學教學活動的必要手段,而且對高職學生在大學階段甚至將來整個的學習過程,都有著積極的作用。因此,教學生自學的方法,使他們嘗試到“發現”的樂趣,體會到自己學習能力上質的飛躍就顯得尤為重要。
1.對教材內容刪繁就簡,增添新知,構建符合高職學生職業發展的教學內容
無機化學發展到今天,其內容面廣點深,絕不是在短時間內就可以掌握的,也不可能在有限的學時內完成這一任務,這就要求我們在教學內容上采取少而精的原則,突出重點難點。高職教育的特點也決定了高職院校化學教學要根據職業發展需要選擇教學內容,以培養學生能力為根本出發點,以有利于學生應用能力的培養,適應職業崗位的要求為最終目的。因此,精選教學內容就顯得尤為重要。如可以刪去理論性較強但以后其他課程還會重點講解的“化學熱力學”內容,刪去重復中學教材的內容如“化學反應速度和化學平衡”中的相關內容,對于簡單而又必須了解和掌握的知識,留給學生自學;同時增加無機物在環境、材料、能源和信息等領域中的應用,以拓寬學生的知識面。對于化學基本原理中的一些較復雜、難于理解的問題,如對稱性、晶胞、鍵能、活化能,教師在教學中可以采取“點到為止”的處理方法,即以滿足講授元素化學的需要為原則,更深層次的內容留給后續課程去解決,而不把難于講授、難于接受的注釋和說明推給課堂。
2.注重加強學生的能力培養,增強學生學習的積極性和主動性,培養學生的創新精神
高等職業院校是以培養符合社會發展需要的高級技術人才為目的,隨著社會的發展,社會對高級技術人才的要求也越來越高,要在具有一定的專業知識的基礎上,具有多方面的能力,如動手能力、思維能力、創造能力、觀察能力和發展能力等,尤其要具有創新精神,因此在整個教學中必須始終注重加強學生的能力培養,加強學生學習的積極性主動性,教會學生如何學習,培養學生的創新精神和創新能力。
如在無機化學教學中,有相當一部分內容缺乏趣味性,學起來枯燥,對這些內容就要求我們有意識的創設懸念,使學習產生一種探求問題奧妙所在的神秘感,從而引起學生的興趣。例如,在講原電池時,引入一個有趣的故事:格林太太有兩顆假牙,一顆是金牙,象征著她的財富;另一顆是銅牙,是后來一次車禍中撞掉的。但是自從鑲上銅牙,格林太太就覺得頭暈,不舒服。去醫院檢查又查不出病因。同學們,你們知道是什么原因嗎?繼而用動畫的形式引出原電池裝置。原來是金牙和銅牙組成了原電池,形成電流使得格林太太不舒服,而后引出電極電勢的概念。又如在計算化學反應標準摩爾焓變、標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變時,都利用了黑斯定律,求解的方法也相同,因此教師在講授時重點講解標準摩爾焓變的計算,讓學生自我完成并將講解標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變計算的內容,加深學生對黑斯定律、狀態函數的理解,教師則重點強調計算過程中的一些注意事項。通過這一方法,不僅使學生加深了對所學知識的理解、運用能力,同時也培養了學生的語言表達能力和分析、思維能力。另外,教師可將最新的本領域的研究成果以論文報告的形式給同學作介紹或者對于一些章節給學生布置一些相關的題目,學生可以根據自己的興趣和愛好查閱文獻資料,進行小專題實驗研究和小論文的設計。這樣既可以擴大學生的視野,也有助于學生分析問題、解決問題能力的提高,培養應用能力。而應用能力的培養是實現創新能力與實踐能力的重要途徑。
3.多媒體教學方法與傳統方法相結合,提高教學質量
運用現代教育技術、多媒體課件進行教學,由于多媒體集文字、圖表、動畫、聲音于一體,可以刺激學生感官系統,調動學生學習積極性和主動性,可以拓寬教學內容,增大教學容量,提高教學進度。如在講授晶體結構時,我們利用晶體結構教具模型,使學生更容易理解各晶型結構的特點。再如在講授雜化軌道、原子軌道空間伸展方向等時,我們利用多媒體課件進行講解,直觀簡潔,學生容易理解,取得了較好的教學效果。同時,我們建設了無機化學教學網站,吸引了學生進行網上無機化學學習,使網絡上的在線學習、在線測試與在線答疑成了學生的第二課堂,極大地調動了學生學習的積極性和主動性。
但是,考慮到使用多媒體課件授課速度過快,部分學生的思維速度跟不上,某些無機化學內容單純用課件講課效果較差等問題,我們在使用現代教育技術的同時輔助于傳統教學手段。對于內容比較簡單的章節,如氫和稀有氣體、金屬通論、p區金屬等內容,采用“學生自學,教師概括總結”或“討論課”的形式進行。對公式推導、計算舉例仍然應用板書、講解的傳統方式進行教學,獲得了良好的收效。因此,在無機化學教學過程中,注重多媒體教學方法與傳統方法相結合,會收到事半功倍的教學效果。
4.加強自學指導,培養學生的自學能力
二十一世紀,科技飛速發展,給知識更新提出了更高的要求,“掌握探求真理的方法比獲得真理更加重要”已成共識。為此,在教學過程中一定要加強對學生學習能力的培養。無機化學的教學,由于在教材上涉及面較廣,而在課時分配上又不可能像中學一樣做到面面俱到,這樣就容易出現教不勝教的局面。指導學生自學,不僅是無機化學教學活動的必要手段,而且對高職學生在大學階段甚至將來整個的學習過程,都有著積極的作用。因此,教學生自學的方法,使他們嘗試到“發現”的樂趣,體會到自己學習能力上質的飛躍就顯得尤為重要。
關鍵詞:無機化學實驗;創新發展理念;教學改革;教學模式;實踐能力
高等院校是新時代下培養創造型人才的主要基地,本科生是高素質創造型人才培養的最大群體,其中實驗教學則是造就創造型人才的搖籃。無機化學實驗是我校化學、材料、生命科學、食品科學與工程、食品質量與安全等相關專業學生進入大學后開設的第一門專業基礎實踐性課程,在本科生培養方案中占據基礎地位。《國家中長期教育改革和發展規劃綱(2010-2020年)》著重強調:“深化教學改革,支持學生參與科學研究,強化實踐教學環節。”無機化學實驗是一門實踐課程,在學生鞏固提升專業理論知識和培養獨立分析、發現并解決問題的能力等方面具有獨特的地位和作用。該課程的學習為培養學生的創新精神、創新意識、創新思維、創新能力提供重要途徑和突破口。而且在培養學生嚴謹治學的科學態度、主動求知能力和融入思政教育等方面都起著非常重要的作用。目前,本校的無機化學實驗在培養學生綜合實踐能力方面取得了一定的成績,但與國家、地方對人才的需求仍存在一定的差距。因此,深入對我校的無機化學實驗教學進行改革是非常必要的。為達到更好的教學效果,不僅需要激發學生的興趣,調動學生學習的主動性,更需要規范學生實驗操作技能和實驗設計反思能力的提高,在當前無機化學教學改革中,先進的教學模式、合理的教學內容和實驗考核模式的規范等方面顯得尤為重要。
1當前無機化學實驗教學中存在的問題
1.1學生學習現狀和需求分析
無機化學實驗是化學專業和相關專業學生剛進入大學最先學習的實驗課程,由于學生在中學很少進行實驗操作,甚至未做過實驗,大多數學生對實驗課程的學習興趣雖濃厚,但實驗目的卻略顯初淺,對實驗內容也差理解,大多是將理論課堂上學到的理論知識進行驗證,對實驗欠缺主動思考、理解和發散,對實踐環節不夠重視。在思想認知上并沒有將實驗課與理論考試課地位等同,在實驗報告中出現與實驗記錄不同的實驗數據、復制別人的實驗結果等情況。
1.2實驗教學模式單一
我校仍采用傳統的實驗教學模式,即課前預習、“先講后做”、實驗操作和實驗報告,學生多數是按照教材中描述的實驗步驟逐步完成實驗,對于實驗的設計缺少思考,為了實驗而實驗。雖然能夠完成培養計劃中大綱設置的教學任務,但教學效果并不理想。教學實踐別注重對學生主觀能動性和創造性思維和能力的培養,在調研學生的后期學習和發展中雖然看到了一定的成效,比如一些就讀于其他高校的碩士研究生受到導師的好評,但仍存在教學模式較為單一的問題,在一定程度上不能適應學生的個性發展。因此,我們需要從教學方法上進行革新。
1.3實驗課考核制度不合理
現行的考核制度基本是實驗報告和其他(實驗操作、記錄等)分別占70%和30%。實驗報告質量不高,存在“抄襲”現象。因此,為了更加全面、公平合理的評估每個學生的綜合實驗能力,建立合理的考核制度也是尤為重要的。綜上所述,需對我校的無機化學實驗教學進行深入改革,使其邁入創新無機化學實驗新教學階段,進一步提升我校本科教學質量和人才培養質量。如何提高新時代學生學習的投入性和創造性,以及如何使實驗教學適應新時期人才培養的要求,實現知識傳授、能力培養和素質提高的緊密結合,是我校實驗教學改革的核心問題。我們在教學改革中秉持以“學生的學習和發展為中心”的教育理念[1-2],優化教學過程。在實驗教學模式改革過程中,充分引導學生主動思考,提高學生實驗學習能力,加強學生參與實驗和反思實驗能力的訓練,這些對于學生的科學素養、創新思維的培養都十分關鍵。因此,本論文針對原實驗教學過程中出現的問題和不足,根據本課程的特點,反思改革思路,以學生成長為核心,嘗試改進教學模式和教學手段,以提高教學質量和學生的實踐創新能力,并在無機化學實驗教學實踐中探索出一套新方法和新對策。
2無機化學實驗教學的具體改革內容
2.1精選整合實驗內容,合理安排實驗進度
我校無機化學實驗教學內容進行了整改,引入綜合性和設計性實驗,但在基礎無機化學實驗中合成和制備實驗還相對較少,不利于培養學生的獨立能力和創新能力。在現有實驗教學內容的基礎上,更新和整合驗證性實驗。加強教學與科研的結合,增加一些相對成熟的本校最新的無機化學領域實驗成果。
2.2改革實驗教學模式
學生雖然能夠按照老師教授的實驗步驟完成整個實驗,但對于實驗目的和能力培養欠缺思考,把無機化學實驗課程當成一門實驗操作訓練課。究其原因與教學目標不明確、教學模式都有一定的關系,因此改進教學模式才能適應當前形勢下人才培養的總體目標。更新實驗教學方法和手段,采用混合式教學模式,即線下和線上相結合教學模式,引入多媒體輔助實驗教學,網絡資源共享課教學。教師收集一些演示實驗視頻和實驗現象視頻,采用PBL方法引導學生思考,培養學生自主探究能力,提高學生的學習效率[3]。2.2.1重視學生預習環節,注重提升學生自主設計能力,細化實驗預習報告考核機制實驗課前預習是學生做好實驗的前提和保障。在多年教學經驗的基礎上,梳理了實驗教學內容,將實驗中涉及的基本操作以微視頻講解的形式提供給學生,例如,量取液體、溶液的配制、固體的溶解、減壓過濾等基本操作,通過學校網絡教學平臺提供學生課前理解和掌握,為實驗課上學生的規范操作提供保障。學生可以根據自己實際情況自行控制進度,實現自主學習。教師將實驗知識完整地制作為多媒體課件,突出重點和難點,將實驗的注意事項以圖片或視頻形式進行總結。學生在預習時,結合教師提出的問題進行思考,同學們可提前通過互聯網查找相關資料,初步獲得理論上的指導[4]。不懂的部分和疑點可以課堂重點攻克。通過規范實驗預習環節,學生在實驗過程中就可以做到心中有數,實驗效果也會明顯提高。學生是實驗課的主體,教師在課上只需輔助學生解決實驗難點,學生通過動手操作各個實驗,觀察、記錄和分析實驗現象,特別是實驗中遇到不理解的問題,及時通過互聯網,或課堂師生討論得出結果。2.2.2把優質視頻資源引入無機化學實驗課教學由于中學時學生做實驗的機會較少,學生對實驗課充滿期待,卻又有幾分擔心。期待自己親自操作并看到化學實驗的神秘性,擔心做不好實驗和實驗的危險性。對于初做實驗的大學低年級學生來說,基本操作技能訓練和良好規范的實驗習慣養成,是實驗教學的基本指導思想和重點內容。因為規范的操作和良好的實驗室習慣是實驗室安全最重要的保障。實驗指導老師無法一對一、面對面指導完成每個實驗。近年來以微視頻手段進行“翻轉課堂”,利用微視頻來完成教學過程,教學效果顯著[5-7]。我們引入慕課資源。組織學生觀看實驗室安全教育視頻,實驗室事故處理方法視頻等。同時我們也制作了部分實驗的實驗原理及基本操作微課視頻。原因是微視頻具有以下幾個特征:①內容明確。每一個微視頻針對性強,集中解決特定問題;②篇幅短小。用于課堂教學的微視頻長度控制10分鐘左右,克服了部分學生看不到老師演示操作的問題,效率更高;③進度可控[8]。微視頻引入實驗教學后,學生參與實驗的積極性與操作的規范性有了明顯提高。學生可以根據自己的掌握情況,充分發揮主觀能動性,對不清楚的環節反復觀摩,胸有成竹地完成實踐操作。教師在實驗課堂中主要承擔協作者的角色,讓學生真正成為課堂主體。這種方式切實解決了原實驗課堂上學生不明白、不愿問、胡亂做的難題,大大提高了實驗效率。教師課堂教學的針對性更加明確,只需講解示教少數共性問題。這種以問題為導向的學習方式極大地促進了學生創新思維的開拓和實踐動手能力的提高。另外,微視頻將教學內容永久存檔于學校網絡學習平臺,學生如需要復習、補漏等,只需點擊網絡課程即可。2.2.3微量實驗探索,創建環保實驗新理念無機化學實驗中“三廢”的污染與利用問題,一直備受關注[9]。對“三廢”進行綠色無害化處理和減少有毒產物的產生是實驗改進的關鍵,也是對大學生進行綠色環保教育、創新教育和思政教育的有效途徑。具體解決方法為:①進行微量實驗的探索;②針對有毒有害氣體的實驗,盡可能放在密閉的容器中進行,設計出合理的氣體收集和處理方案,主要采用三種方法:轉化、吸收和吸附。例如對于元素部分實驗會有Cl2、H2S、NO2等氣體,可以將氣體產物直接通入NaOH溶液或用浸有NaOH溶液的棉花球吸收。對于有重金屬離子及其化合物的液體和固體化合物產生的實驗,一是要控制反應量減少,二是對其必須科學處理,盡可能環保綠色處理,才能使我們的生活環境得到有效保護。這樣的做法不僅創新了教學內容與教學模式,而且提升了師生的綜合實驗能力、創新能力和自覺環保意識。2.2.4引入仿真實驗教學手段對一些產生污染嚴重、毒害大,實驗現象不明顯,反應時間太長的實驗,利用仿真實驗呈現出來,如氯氣的制備,鎘、汞的相關實驗。仿真實驗具有零污染、零排放的特點[10],利用我校仿真實驗室,開展部分仿真實驗教學。2.2.5建設實驗試題題庫通過網絡教學平臺,建立無機化學網上課程,建立并逐步完善實驗試題題庫。通過題庫,加強學生對基礎操作理論性知識的掌握,可以從中抽調試題對學生進行期末筆試。
2.3改革無機化學實驗考核評價方式
我校無機化學實驗的考核方式是以實驗報告和實驗操作、課堂表現、預習報告、出勤等來確定學生的最終成績。實驗成績百分制為:實驗報告成績(70分)、實驗操作成績(20分)和其他成績(10分)。這種考核方式雖然看似公平合理,但有部分同學存在抄襲數據現象,造成用心做實驗的同學未必能得到高分,而敷衍做實驗的同學可能會有較高的分值。不能真實反映每位同學的實驗綜合能力和實驗態度。因此,改革實驗課期末成績的百分制組成,探索精細合理的考核內容,具體包含五部分:預習成績(20%)、實驗成績(50%)、學期實驗總結(10%)、筆試成績(10%)、其他(10%)。每個實驗結束后,立刻上交本次實驗結果,老師詳細記錄或存檔保存,避免相互抄襲。增加學期實驗總結的目的是促進學生對所做實驗進行整體梳理,對基本操作加深印象,提高綜合應用的能力。選用多元化考核方法,加強過程性考核已被廣泛推廣[11-12]。此外,我們在教學改革中,為普遍提高學生學習效果和多元化選拔培養優秀學生,探索建立了互動答疑和課程競賽等環節。
3結語
1.1實驗結構的改革
無機化學實驗與化學分析實驗內容有較大程度的重復,如果將定性分析實驗融入到無機實驗中,將滴定分析實驗與無機實驗綜合,實驗結構重疊問題就能得到較好的解決。還可根據無機、分析化學教學內容的特點,保留一些經典的實驗內容。如“反應速率與活化能的測定”、“無機鹽的制備”、“酸堿溶液濃度的標定”和容量分析中具代表性的測定等。強化各個實驗的基本原理和操作,在原有基礎上,深化教學內容,增設一些具有先進性、典型化的實驗,例如酸堿反應實驗。原無機化學實驗設有“醋酸電離常數的測定”,而在分析化學實驗中有“混合堿的測定”和“銨鹽中含氮量的測定”,根據學生反映,酸堿滴定操作重復過多,感到枯燥,為此我們可以將“混合堿的測定”和“銨鹽中含氮量的測定”這兩個實驗刪除,而在“醋酸電離常數的測定”實驗中增加了醋酸溶液濃度的標定,這樣不僅充實了實驗內容,而且實驗內容選擇上具有典型性,酸堿滴定既有強酸、強堿之間的滴定,也有強堿滴定弱酸,以拓寬學生的眼界,同時根據醋酸電離常數測定值的準確度直接檢驗學生標定酸堿濃度的準確性。實驗課程的整合給實驗課的教學提出了新的要求,原有的教材已不能滿足實驗的要求,特別需要與之相配套的符合學生實際情況的實驗教材。為此首先在保持無機化學實驗與分析化學實驗教材自身的獨立性和系統性的基礎上,盡可能覆蓋無機及分析化學實驗基本操作技能,把那些對學生基本技能訓練有重大作用的典型實驗作為必做實驗。精簡兩門實驗中重復的部分,使其簡而不漏。
1.2綜合性實驗的設立
無機及分析化學實驗結構的改革使得綜合性實驗的設立成為必然。綜合設計性實驗的開設可有效提高學生綜合設計能力和分析測試能力,培養學生解決實際問題的能力和綜合實踐能力。綜合設計性實驗需要綜合各門學科的基礎知識,必須具備各門實驗課程的基礎操作能力。如果整合兩個實驗課程,則可以設立無機與分析綜合實驗,提高學生的綜合素質和能力。例如:在開設的綜合實驗中,可以同時包含有無機化合物制備、原料與產品定量分析等多項內容。教師可提出項目,指導學生查閱相關資料,由學生自己設計實驗方案并完成實驗,最后要求學生以小論文形式寫出實驗報告。這類實驗不僅能提高學生的邏輯思維能力,自學能力和綜合能力,而且也增強了學生的學習主動性。如可將無機化學實驗中“由銅為原料制備硫酸銅”與分析化學實驗中采用碘量法測定銅鹽中的銅含量有機地結合成為設計性綜合實驗,由銅和工業硫酸為原料制備硫酸銅,再將粗產品重結晶制得純品硫酸銅CuSO4•5H2O,然后進行銅含量測定。本實驗要求學生獨立設計合理的實驗方案,選擇實驗儀器并計算主原料用量及確定最佳的實驗條件,通過該過程不僅消除了學生以往為追求產品數量而忽視產品質量問題,而且使學生鞏固了基本操作,學會解決實際問題的方法。
1.3教學方法的調整
無機與分析實驗操作及其教材整合后,其教學方法也應作相應調整。根據綜合性大學教學對象的差異性和教學組織的靈活多樣性等特點,針對不同教學階段、不同教學對象采用不同教學方法。如:第一周,在進行基本技能訓練時,為保證學生操作的規范性,采用教師示范———學生實踐———教師指導的教學方法;第二周進行定量分析實驗時,為了培養學生思考問題、解決問題的能力,采用學生預習———教師講解———學生實踐———教師指導的教學方法,為下一步綜合實驗打下基礎;第三、四周綜合實驗、設計實驗時,采用教師命題———學生設計———師生討論———學生實踐———教師講評的教學方法,以更好的培養學生的綜合能力和創新能力。在教學方式上,采用多媒體教學為補充。根據綜合性大學教育必須夠用性原則,實驗課時不能一味增加,無機元素性質、重量分析法等實驗可以考慮在理論教學時一并完成。具體實施辦法是:有任課教師在實驗室錄制相關實驗教學錄像,授課時采用多媒體教學。這樣可以節省實驗室資源,為學生自主實驗提供條件。
1.4開放式實驗室的設立
無機及分析化學實驗的實驗結構和教材的整合有助于我們設立綜合性實驗,從而培養學生勤動手勤動腦的習慣,培養學生學習興趣,激發學生創新思維。對學生進行化學實驗設計培養及實驗技術和知識的綜合應用能力訓練,已成為學生創新能力培養過程中必不可少的重要環節,因此必須對化學實驗、實訓教學模式進行改革,挖掘實驗教學與工作過程的結合點。所以建立開放式實驗室無疑是解決這一問題的較好方法。開放式實驗室的設立將以學生為中學,注重從驗證式教學模式向研究式教學模式過渡,由灌輸式教學法向誘導式再到自主式教學法轉變,從學生被動的被灌輸到誘導學生學習,再到學生能自主學習相關知識和技能。通過各種形式和層次的實驗教學,以及實驗室的開放,極大地調動廣大學生對實驗課的學習積極性,體現因材施教的教學理念。在開放式實驗室里,學生可以一改過去“照方抓藥”的實驗工作方式,在教師及時、正確的引導下根據自己的實際情況選擇實驗內容,將實驗主體從教師轉變為學生,使學生的主動性和創造性得到充分發揮,并逐步培養學生完成既定工作的能力和毅力。開放式實驗室是培養綜合性大學學生工作能力和素質的有效手段。但值得注意的是,由于教學對象存在較大差異性,實驗的難度和要求應遵循梯度原則,學生可以根據自己的實際情況選擇教學題目。
2無機及分析化學改革與整合的特點
2.1增進學科間的融合,提高學習的時效性
隨著化學學科在現代化工農業生產中應用的不斷提高,化學各科之間的融合與滲透不斷增強,工業分析中往往要綜合運用無機化學、分析化學等領域的知識。將無機與分析化學實驗內容整合,恰能避免學校知識與實踐需要脫節的弊端。另外,大學的實驗操作課程一般在新生入學第二學期開始,而此時大學的理論課程繁重,學生可能不能投入百分之百的精力與時間于實驗中,所以課程的優化可以較好的解決這一問題。改革原有教學內容劃分過細、各門課程過分強調各自的系統性完整性的狀況,推進教學改革,為學生節省因重復操作而浪費的寶貴時間,提高學生學習的效率,從而達到增強學生獲取和綜合知識的能力,培養運用化學知識進行科學研究和解決工程問題的創新能力的目的。具體做法如:在實驗內容的安排中,把化學常數測定的實驗與儀器分析實驗相結合,如,用pH法測定醋酸電離度、電離常數,由已知醋酸濃度改為學生自己配置標準醋酸溶液,從而激發學生的學習熱情,同時又學習了pH計的運用,提高了實驗效果;在水中鐵含量的測定實驗中,運用分光光度法,既可以使學生學會分光光度計的使用,又復習了分光光度計的原理及計算知識。這樣做可使基本操作更加規范化,建立正確的概念,實驗效果更好。
2.2減少重復性,突出整體性
傳統的無機化學實驗和分析化學實驗是彼此獨立的,兩門實驗課程各自安排實驗,在一定程度上會造成內容上的重復。如,傳統的實驗安排中,在分析化學試驗中會做酸堿滴定分析實驗,在無機化學實驗中同樣會做這項實驗;又如,在無機化學實驗中稱量微量試劑時要用到分析天平,而在分析化學實驗中分析天平的使用率更高,兩門實驗課程中都要講解分析天平的使用方法未免太過重復。當實驗中出現重復時,回使學生對實驗的興趣降低,影響教學效果,而且用兩次實驗課的時間做同一個實驗,在一定程度上也浪費了學生的學習時間。當把兩門實驗課程整合成一門課程后,這類實驗內容重復的問題就會避免。將兩門課程聯系在一起,可以發展學生的思維,拓寬學生的眼界,促進學科間的融合,使學生自主學會聯系各學科之間的關系,學會多方面對待生活中的化學問題。因此,避免實驗內容的重復在安排實驗項目工作中非常重要。
2.3符合夠用性原則
現在的教育體制,不善于培養學生獨立思考的意識。在當今的高考體制下,學生很難有時間去積極的投入到自身的興趣愛好當中。在學校里只是一味的去接受知識,不是通過自己的思考來獲得。這樣的一些死知識使得學生沒有了學習的熱情,同時也失去了自己探索知識的興趣。進入大學以后高校的教育體制又過度放任,這樣的一上一下使學生的思維轉變過大,學生很難適應,獨立思考與創新意識更難以激發出來。并且重復的實驗使得實驗儀器使用率增大,學校很難安排出空余的儀器供學生自主學習與創新。學生自制力不強,加之實驗室資源的短缺,學生很難全面而精準的學習課業內容。將兩門實驗課程整合起來,可以空余出實驗室資源,供學生操作興趣實驗。解決了當今高校實驗室資源短缺的難題,讓學生在有限的時間內學到更多的實驗技能。針對教學對象的差異性,讓領悟稍慢的學生有更多的機會操作實驗內容,讓興趣濃厚的學生在教師的幫助下完成各項探索及創新實驗,做到因材施教。
3結語
[關鍵詞]無機及分析化學;能源化學工程;模塊化;教學改革
當前,大多數工科專業將無機化學和分析化學的課程內容進行重新組合,形成無機及分析化學。通過系統地學習和掌握化學的基本概念、基本理論以及化學基礎知識,培養學生對化學的興趣和解決化學問題的能力。無機及分析化學中的化學熱力學、化學動力學、物質結構、四大平衡理論是要求必須掌握的。這些基本理論和知識在能源化學中的應用是很基礎的東西,能為后續專業課程的學習奠定良好的化學基礎。[1]我們所開設的新專業能源化學工程,主要研究方向為:能源清潔轉化、煤化工、環境催化、綠色合成、環境化工。它以化工的理論與技術為應用基礎,圍繞新能源利用與化學轉化,實現能源利用和可持續發展。重視與提高課堂教學質量和推動無機及分析化學實驗在培養學生動手能力與實驗創新能力方面起著重要作用,是無機及分析化學課程改革必須直面的棘手問題。因此,進行模塊化優化無機及分析化學教學內容、多方面激發學生學習無機化學的興趣、充分利用現代多媒體技術革新教學方法、培養學生的知識運用能力、有效提高無機及分析化學課程教學質量,可以滿足社會及區域經濟的發展對人才的需求和素質教育的要求。
一、模塊化優化無機及分析化學教學內容
所謂課程模塊,描述的是圍繞特定主題或內容的教學活動的組合,或是一個內容上及時間上自成一體、帶學分、可檢測、具有限定內容的教學單元,它可以由不同的教學活動組合而成。模塊化教學強調理論教學、實踐、練習、研討的同步式一體化的教與學,強調在專業教學過程中,把理論、實踐等環節緊密結合。基于以上課程模塊化的考慮,將無機化學和分析化學兩門課程的教學內容進行模塊化教學(見表1)。由于將無機化學和分析化學的課程內容打亂后進行重新組合,導致概念和知識點多,各章節之間存在較強的獨立性。[2]因此,要合理安排大一第一學期的教學內容,這樣有助于學生轉變思維方式和學習方法。
二、多方面激發學生學習無機及分析化學的興趣
興趣是最好的老師,良好的學習興趣是主動學習的原動力。要學好無機及分析化學,激發學生的興趣至關重要。[3]在緒論教學過程中,要做好本課程的介紹及發展前景和學生學習心理方面的工作,在無機化學教學中建立好教師、學生和教材三者之間的相互關系。第一,在緒論課上介紹無機和分析化學發展過程及發展前景,讓學生認識到學習本課程的重要性,以達到激發學生學習興趣的目的;接著主要介紹無機及分析化學的作用及學習方法和相關考核辦法。第二,闡明化學與人類生活密切相關的環境、能源、材料以及人類社會生活中的熱點問題,以此為載體深入淺出地介紹化學與人類生活、社會發展的關系。第三,在專業導論課上強調無機及分析化學是能源化工類相關專業的基礎課,能為以后的專業課學習和將來從事工作奠定基礎。第四,通過新生認知見習,讓學生在參觀相關無機化工企業中獲得感性認識;在平時的課堂教學中,利用一些貼近生活的例子解答知識疑惑,激發學生的學習興趣。第五,建立合作學習小組,布置課后課題作業,利用網絡資源學習無機及分析化學,查找相關資料完成課程論文作業。
三、充分利用現代多媒體技術革新教學方法
在無機及分析化學教學中,利用現代多媒體技術革新教學方法能提高教學效果。要面對的教學問題有:課前制作精美的多媒體課件,發揮多媒體課件的優勢;主講教師課堂講授“動”與“靜”結合,活躍課堂氣氛;不可徹底忽略傳統的板書;進行多媒體技術與傳統教學技術相結合,有效提高課堂教學效果。[4]第一,使用多媒體技術教學可以模擬化學反應歷程,讓學生清晰地看到原子或分子的拆分及重新組合的過程,化抽象概念變為具體事物,這樣可以加深學生對化學概念的理解。如,Flas制作了各種類型分子雜化軌道(sp,sp2,sp3,dsp2等)的形成過程。第二,采用多媒體教學手段展示教學重點、難點,實現人機對話,有助于學生理解和記憶課本內容。第三,進行多媒體教學時,應以學生為主體,但教師依然是教學活動的組織者和引導者。
四、培養學生知識的運用能力
通過學校組織學生參加各類化工學科競賽活動是調動能源化學工程專業學生對無機及分析化學基礎課程興趣的重要舉措。[5]第一,積極組織學生參加廣西各類化學實驗技能競賽,堅持開展國家級、省部級大學生創新創業實驗項目。第二,為了鼓勵和培養大學生創新能力,學院組織學生參加化工年會化工論文競賽。第三,開放實驗室,鼓勵學生積極參與到開放實驗室的研究課題;設立創新實驗基金,由學生自由申請,對實驗取得階段性成果的學生給予創新基金資助。此外,改革無機化學教學方法,必須將傳統的驗證性實驗轉變為新型的探究性實驗,通過探究性實驗培養學生的創新能力。在導師的指導下,學生在設計實驗方案中能夠開發智力、培養良好的實驗素養,鍛煉自學能力。
五、適應能源化工專業要求方面的改革
能源化學工程專業是一個綜合性、實踐性很強的專業,在理論教學上要求學生掌握能源化學工程基礎理論和相關技能。在實踐教學上,應明確教學過程中的內容重點和難點,尤其是熱力學方面的內容應該重點詳細講解,使學生更好地理解能源轉化及利用過程中的一般規律,為低碳環保使用能源奠定基礎。我們針對實踐性很強的能源化學工程專業,依據其專業的特點實施校內實訓和校外實習相結合,使課程實驗、課程設計、畢業設計、社會實踐活動等環節能為培養具備高素質的能源化學工程專業人才服務。此外,我們還完善校內實驗實訓和校外實習基地的建設,向企業提供人才培養方案,共同建設與加強人才培養方案中的實踐性教學環節。在實踐評價體系的建設中,收集專家評價、教師評價、實習接收單位評價、系(分院)自評、學生評價等信息,做到以評促建。
六、結論
本文針對我校能源化學工程專業開設的無機及分析化學課程,在優化教學內容、激發學生興趣、利用各種教學方法、培養學生能力以及適應專業要求方面對教學環節進行了總結和探究。加強基礎理論知識教學使學生具備扎實的實踐技能,進一步培養學生的創新能力,提高教學質量,能為培養能源化學工程專業創新型人才奠定基礎。
[參考文獻]
[1]韓洪晶,楊金保,劉淑,等.能源化學工程專業本科生創新能力培養體系的建立與實踐[J].教育教學論壇,2013(15):228-229.
[2]孟廣波,畢孝國,付洪亮.能源化學工程專業優化實踐教學體系研究[J].中國電力教育,2014(3):145-146.
[3]朱清,李成勝,張征林.無機及分析化學教學改革初探[J].化工時刊,2013(4):49-50.
[4]芮光偉,蔣珍菊,岳松.無機及分析化學課程教學改革與實踐[J].高等教育研究,2007(3):75-76.