材料专业的无机化学范文

时间:2023-12-28 17:58:04

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材料专业的无机化学

篇1

关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)37-0128-02

物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题:

1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。

2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。

3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。

因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。

一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系

对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。

我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学核心教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。

针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。

二、掌握专业知识框架,改革教学方法

通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。

物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。

除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。

三、强化配套实验教学

实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。

为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。

经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。

参考文献:

[1]王彬.冶金与材料专业物理化学课程教学方法的探讨[J].教学研究,2013,(7):60-61.

[2]孙春艳.化工专业物理化学课程教学改革与实践[J].广州化工,2013,41(18):180-181.

[3]王党生,李国宝.讲座式教学法在物理化学课程中应用[J].山东化工,2013,42(11):157-158.

篇2

关键词:无机化学;教学内容;衔接;教学方法

中图分类号:G642.3 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2013)19-0212-03

无机化学是化学、化工、材料、生物、制药等化学相关专业的主干基础课,一般于第一学期开设,无机化学对化学相关专业大学教学计划的顺利实施及培养目标的实现有着重要影响。无机化学既是衔接大学与中学化学教育的桥梁,又是横贯分析化学、物理化学、有机化学及诸多专业课的纽带,良好的无机化学知识是进一步学习后续课程和分析解决一般化学问题的重要理论基础。无机化学的内容繁多,既有化学基本理论知识,又有抽象的物质结构,还有知识点分散、内容繁杂的元素化学,对于不熟悉大学高信息量教学方式的大一新生,如何保证在较短的教学时间内,让学生能理清无机化学的知识脉络,掌握重点知识内容,对无机化学教学来说无疑是一个挑战。

我国中学均开设有化学课程,大一新生已具备一定的化学基础,在无机化学教学中,如何实现与中学知识及大学后续课程的衔接,以及无机化学自身基础化学反应理论、物质结构、元素化学各部分内部及相互间的有机衔接,对于无机化学教学效果将有着非常重要的影响,本文将从无机化学教学特点、教学内容衔接及教学方法上提出几点拙见,与同行们探讨交流。

一、无机化学教学特点

1.学时及教学内容差异大。由于近年教学学时的大量缩减,目前不同学校针对不同专业开设的无机化学课程学时差异明显,大部分学校针对化学、应用化学等专业开设的无机化学在100学时左右,也有部分约70学时;对化工及制药专业学时一般50~80学时;对于非化学化工专业,学时普遍较短,多为32~60学时。对于100学时的专业,一般具有较充足的时间对理论知识、物质结构、元素化学均进行较深入的讲解,学生可以掌握全面的无机化学知识;对70学时左右的专业,一般大约45学时用于理论及物质结构讲解,元素部分约25学时,元素部分教学内容不能完全覆盖;对于50学时以下的专业,许多专业只讲解理论知识和物质结构,元素部分基本不涉及。从目前现状看,对于短学时的无机化学课程,往往以牺牲元素化学教学为代价,把在分析、物化等课程中还会涉及的理论内容讲得较深入,这导致许多学生缺乏元素化学知识、化学知识整体结构不完整、学习内容不健全。

2.教材种类多,内容编排结构多样。目前出版的无机化学教材种类繁多,每年都不断有新出或修订版无机化学教材出版。为了无机化学书有更广的应用范围,大部分教材都完全包含了传统无机化学的基本化学反应原理、物质结构及元素化学三大模块,针对短学时的无机化学教材目前相对较为缺乏。无机化学教材内容编排不同教材差异较大,有的按化学原理、物质结构及元素化学排版,有的按物质结构、化学反应原理、元素化学介绍,教材中各模块间基本相互独立、衔接较少。在有限的教学时间里,要达到良好教学效果,教学内容的合理取舍与组织对教师无疑是一个挑战。

3.与其他课程存在交叉与衔接。无机化学是大学化学第一课,其教学内容与后续分析化学、物理化学、有机化学及诸多专业课都有内容的交叉与衔接。无机化学的酸碱平衡、配位解离平衡、沉淀溶解平衡和氧化还原反应是分析化学的理论基础。无机化学基本化学原理与物理化学中的动力学热力学存在明显的递进。原子结构、分子结构理论对解释有机化学结构依然实用。应用化学、材料等专业的多门课程都涉及无机化学知识,有的甚至就是元素化学的内容,如无机材料的制备等课程。良好的无机化学基础是后续化学及专业课程学习的重要基础,也是提高学生大学学习兴趣和自信心的有力保障。

4.学生个体差异显著。我们知道,按照中国现行高考制度,许多化学及相关专业的学生所就读的专业并非其自愿选择,而是通过调剂录取,对化学的学习兴趣各有不同。按照中学化学“必修2+选修6”模块式教学,不同省份及不同学校对中学化学教学的深度及广度不同,导致不同学生的化学基础存在一定差异。而且,随着高等教育大扩招,高考录取率达70%,学生个体生理差异也较大。由于学生学习兴趣、主观能动性、中学化学知识基础等多种原因,在无机化学教学中,能明显感受到一个班的学生在学习自觉性、领悟力等方面分为几个不同层次。要保证绝大部分同学都能达到教学要求,学生个体差异也是大学教学必须充分考虑的因素,教学内容和教学方法的设置上应尽可能做到因材施教。

二、无机化学教学内容的衔接

鉴于无机化学在教学时间、课程内容、教学对象等方面的特点,在教学过程中有效组织编排教学内容,注重中学教育与大学教育的良好衔接,引导学生顺利过渡到大学学习,融会贯通前后知识,对达到理想教学效果可起到重要促进作用。

1.与中学化学教学的衔接。目前高中化学三个版本教材均采用模块式教学,将化学教学内容分为两个必修模块(《化学1》和《化学2》)和六个选修模块(《物质结构与性质》、《化学反应原理》和《有机化学基础》、《化学与生活》、《化学与技术》、《实验化学》)。必修模块涉及了化学物质分类及离子反应、氧化还原反应;元素周期表、化学键;化学能与热能、电能、化学反应的速率和限度;重要的金属及其化合物;硫、氮、氧及其化合物。《物质结构与性质》模块涉及了原子结构及性质、分子结构及性质、共价键、晶体结构及性质;《化学反应原理》涉及了化学反应与能量、化学反应速率与化学平衡、水溶液中的离子平衡等内容。从中学教学内容看,无机化学中的基本化学反应原理、物质结构及元素化学都有涉及,但是其教学程度较浅,多处于对概念的了解,且不同省区学习内容可能存在很大差异,无机化学中对各部分内容均有很大程度的提升,如化学平衡中引入了标准平衡常数、焓、熵、Gibbs函数等热力学函数。在无机化学教学内容的设置上,应根据中学化学教学内容,在对全班同学进行充分调研的基础上,为学生设计构建科学的教学大纲,安排合适的教学内容,帮助学生在现有基础上循序渐进,不断深入。

2.前后章节内容的衔接。无机化学教学一般都会涉及化学反应基本原理、物质结构与元素化学三部分内容,化学反应基本原理和物质结构通常安排在元素化学之前,各教材在化学反应基本原理和物质结构间有的将物质结构先行讲解,有的则先介绍化学反应基本原理。物质结构决定其化学性质,作者认为先介绍分子结构、化学键等物质结构知识有利于学生理解化学反应原理部分的知识(如热学函数、键能、碰撞理论、反应机理等),而且高中物理以及化学中均涉及有原子结构、化学键等相关内容,学生也容易理解接受。原子结构、分子结构、化学热力学及动力学、氧化还原、配位化学等无机化学基本理论知识很多在元素化学中将得到具体体现,并指导着元素化学的教学与研究,因此,元素化学放在最后讲解比较科学。化学反应基本原理、物质结构与元素化学三大模块除了相互存在衔接外,各模块内部各章节也存在很密切的关联,如化学反应原理部分中化学反应热力学、化学平衡知识、四大平衡反应是一脉相承的关系;物质结构部分里,原子结构、分子结构、晶体结构、配合物结构则是物质结构的逐渐深入;元素化学同区内各族之间有相似结构和相似性能但又存在变化规律。因此,注意前后章节内容的有机衔接将有助帮助学生理解掌握。

3.必修与选修内容的衔接。由于教学学时的压缩,无机化学教材涵盖的内容通常无法完全在课堂上给学生进行详细讲解,一般教材通常将教学内容分为必修和选修两部分,选修内容采用不同排版方式标注出来。延伸基础知识、难度较深的内容,如化学动力学中对化学反应机理的讲解,一般无机化学教材都设为选修内容。另外,为了扩宽学生视野,无机化学教材中也对该章节内容涉及的学科前沿知识进行补充介绍,如大连理工大学版无机化学分别在化学反应动力学和氧化还原章节补充介绍了化学动力学在考古中的应用、化学电源实例等知识,帮助学生了解理论知识的实际应用,提高学生学习兴趣和应用知识的能力。在为某些学科专门编写的、针对性较强的教材中,学科背景知识以及无机化学在该学科的应用等内容常设为选修。除了书本中明确建议的选修内容,教师也可根据学时、学生学习情况,灵活调节教学内容,将学生基础好、容易自学完成的内容设定为自学或选修内容,以节约出更多时间用于重点难点知识的讲解和实践教学。

4.理论教学与实验教学的衔接。化学是一门实验科学,让学生学习掌握基本化学实验技术,提高学生发现问题与解决问题的能力,培养学生科学严谨的工作态度和良好的实验习惯,是化学教学的一项重要任务。许多同学在中学没有条件进行化学实验教学,无机化学是他们接触的第一门化学实验课,第一门实验课的教学效果对提高学生实验课程学习兴趣、端正学习态度、养成良好实验习惯意义重大。实验教学是对理论教学的一种宏观展示,可以让学生更直观了解化学反应本质。我们需要注意的是,实验教学是建立在理论教学基础上的,因此在无机化学中必须注重理论教学与实验教学的衔接,实验教学需要将时间安排在相应理论教学之后,切不可将理论与实验教学完全独立开来。一些简单的验证性实验可以考虑以视频的方式在理论教学中直接演示给学生,节约部分实验教学时间以开设更多的实验内容。在实验教学内容设置中,需要考虑每个实验对学生实验技能的培养目的,应尽可能在不同实验中培养学生不同实验技能,让学生在有限的时间掌握更多实验技术,提高其实践动手能力。

三、无机化学教学实现衔接的教学方法

无机化学在较多层面存在教学内容的衔接,为了实现相关知识间的有效衔接,教师在授课过程中除了在教学内容的安排上要合理设置外,在教学过程中教师还需在不同环节采用不同教学方法,以达到理想的教学效果。

1.课前预习作业。无机化学教学内容多,课程任务重,每节课的信息量大,适当的课前预习有助于学生在课堂教学中集中注意力,跟随主讲老师的教学思路。老师可以为学生提供适当的预习作业帮助学生有重点的预习,预习作业最好能注重将学内容与中学知识、前面章节内容间的联系与差异,让学生觉得熟悉而新鲜,激发学生好奇心和探索热情,为课堂教学奠定良好基础。对课堂中可一带而过的教学内容,亦可在预习中引导学生自学,节约课堂时间。

2.课堂设问式教学。课堂教学是无机化学理论课最重要的环节,在课堂教学中教师更需要采用巧妙的教学方法,将各种内容有机衔接起来。在课堂中向学生提出相关问题,是调动学生思维、促使学生主动将相关知识衔接起来的好方法。例如,涉及到中学知识的,可以请学生回答中学学习内容是什么,老师再顺势介绍中学与大学知识的异同。再次出现的前面章节的内容,老师可以通过提问学生来帮助学生复习巩固,并找出前后知识的关联。

3.课后作业知识点的兼顾。课后作业也是将各种知识有效衔接的好办法,除了前后紧密相联的知识外,老师也可故意设计一些复合习题,在同一个题目中涉及前后章节知识以及多个知识点,训练学生综合分析问题的思维,教会学生解决综合问题的方法,提高其对综合知识的掌握与应用能力。如在氧化还原反应里可以将化学平衡常数、热力学函数、Hess定律、电动势、能斯特方程式等知识点关联在一起,根据具体情况可进一步计算求解酸碱平衡常数、溶解度、配合物稳定常数等物理量。

4.复习理清脉络结构。无机化学教学内容间存在不同的衔接方式,按不同章节或模块进行知识疏理,理清知识脉络结构,将有助于学生对无机化学知识整体内容有全面的了解。因此,在每章以及化学原理、物质结构、元素化学不同模块授课完毕,教师应和学生一起来疏理所学知识的脉络框架,将所学内容精简成若干标题,再让学生将标题里的内容丰满还原,巩固学习知识。能将书本中的知识浓缩为框架图、并再充实成“大楼”的学生应该是达到了本门课程的教学要求。

无机化学是大学化学最重要的课程之一,其学习效果不仅对无机化学知识的掌握程度是一种考量,更会对后续化学课程甚至整个大学期间学习方法、学习态度产生潜在重要影响,因此教师在教学过程中,充分利用无机化学承前启后的特点,结合课程特色,在教学内容设计、教学方法上注重知识的衔接与递进,不但可望得到理想的无机化学教学效果,对大一新生顺利完成中学到大学的蜕变,开启愉快轻松的大学学习生活也具有极其重要的意义。

参考文献:

[1]苟如虎,王亚玲,卢新生,刘伯渠,丁志忠,丁耀光,闫兰,杨汝栋.模块化分层次推进无机化学理论教学[J].大学化学,2011,26(1):26-28.

[2]付靖雯.三套高中化学新教材(必修模块)内容属性的比较[D].西南大学,2011.

[3]张丽荣,徐家宁,史苏华,宋天佑.多层次、立体化、系统性无机化学教材新体系的建设[J].大学化学,2010,25(10):9-11.

[4]宋天佑,徐家宁,程功臻,史苏华.无机化学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2010.

[5]杨宏孝,颜秀茹.无机化学(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2010.

[6]龚孟濂.无机化学[M].北京:科学出版社,2010.

[7]大连理工大学无机化学教研室.无机化学(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

篇3

关键词:农业院校;无机化学;创新;绿色化学

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)03-04-117-03

Research of Inorganic Chemistry Teaching in Agricultural University Based on the Green Chemistry and Innovation Training

Ke Fei et al.

(Department of Chemistry,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)

Abstract:The idea of green chemistry and innovation training has attracted increasing attention by the international higher education. This paper analyzed the disadvantages existed in the teaching process of inorganic chemistry in agricultural university. Further the significance to infiltrate the idea of green chemistry and innovation training in inorganic chemistry teaching was introduced,and some constructive opinions and suggestions were also put forward.Sequentially,the students desire for knowledge can be inflamed and the effective teaching can also be raised.

Key words:Agricultural university;Inorganic chemistry;Innovation;Green chemistry

无机化学是一门内容既丰富又抽象的课程,其不仅是化学专业学生的4大基础化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)之首,也是高等农业院校一些非化学专业学生的基础课程,甚至是必修的入门课程之一[1-2]。该课程内容体系庞杂,理论性较强,尤其该课程面临的授课对象是大学一年级新生。因此,无机化学课程的教学成功与否对学生们今后的学习思维模式的培养起着一定的指导作用。然而,对于农业院校的无机化学课程的教学过程,大部分的传授者只重视课本上化学知识的传授,而忽略了相关知识点国际最新的研究进展的介绍,忽视了对学生绿色思维能力和创新能力的培养,从而造成学生上课没有积极主动的心态,缺少朝气蓬勃的求知欲望,进而造成这种模式下培养的学生整体素质偏下,没有绿色创新的概念,更没有保护世界和改造世界的科学精神[3]。

化合物的绿色合成以及清洁能源的使用将是无机化学发展必然趋势,同时各学科之间的互相渗透,形成了众多的新兴特色研究领域,所以无机化学是一门活跃有趣的特色学科。本文中作者结合自己的教学经历,对如何在高等农业院校无机化学教学中注入绿色创新思维的培养,进而激发大学生的学习热情进行了初步探讨。

1 绿色创新思维理念

绿色化学理念最早产生于美国,其颁布的《Pollution Prevention Act of 1990》法令中第一次明确提出了绿色化学概念[4]。这一概念的提出,迅速得到了国际各国的支持。英国皇家化学会在1999年创办了国际第一个绿色化学综合期刊《Green Chemistry》,随后,该杂志在国际影响力逐年增加,2015年其影响因子已达到了8.02。由此可见,绿色化学理念深受科学工作者们的推崇。所谓绿色化学就是在实际生产中使用清洁的能源和使用环境友好的试剂和溶剂,最大程度的利用原材料,尽可能的避免污染。然而随着科学技术的快速发展,工业化程度的飞快推进,当今教育理念仅仅有绿色化学还不够,还得注重学生创新能力的培养,这就要求学生具备绿色创新思维理念,这样培养的人才在未来的国际竞争中才具有优势。

2 无机化学教学中绿色创新理念的重要性

化学一方面创造了一个美丽的人造世界,另一方面也改变了这个美丽世界。甚至一些非化学专业的人们,一听到化学这个词,就联想到危险、污染、有毒等等。因此,如果要彻底改变这一现状,改变人们对化学的认识,这就需要发展绿色创新化学理念。

目前,随着工农业的不断发展,新的化合物也不断的被发现和合成出来。与此同时,人类所面临的环境危机也越来越重,而这些发展和危机在一定程度上都与化学关联,化学在创造物质文明的同时,也带来了大量的有害物质,危害到人们的健康,所以环境问题已成为国际关注的热点问题之一。我们现在所面临的环境问题主要有:雾霾、酸雨等大气污染,水体富营养化、生活工业废水等污染,农药残留、固体废弃物等土壤污染等[5-6]。因此,发展绿色创新思想,推广绿色创新教学是教育发展的大趋势。

大学生是未来社会发展的希望,是创造物质文明主力军,所以教师要尽自己最大努力向学生们传授绿色创新方面的知识,然后通过大学生群体去影响周围的人群,逐渐使大家都能有这个意识,促进整个社会的和谐健康发展。无机化学是新生入学第一门开设的大学化学课程,这是他们对大学化学认识的开始,同时也是他们学习生活习惯养成以及社会责任意识形成的关键阶段。因此,大学老师要充分利用课堂这个重要教学阵地,认真挖掘无机化学教材中的知识点与最新研究报道成果的联系,向学生们传授最新的绿色创新知识,培养学生们绿色创新意识,进而按照绿色化学的原则来处理生活中的问题。因此,在高等农业院校无机化学教学中培养学生们绿色创新思维,以适应当前国际科技的高速发展非常重要。

3 无机化学教学中绿色创新理念融入的策略

目前,国内部分综合高校化学专业已经开设了绿色化学这门新兴课程,但仍然处于开始阶段,对绿色创新思想的传授相对较少,而对于农业院校来说,绿色创新研究的就更少。农业院校无机化学由过去56学时调到现在为48学时,这就要根据农业院校自身的特点和培养目标,对无机化学授课内容进行调整,那么在这有限的课时中,如何将绿色创新理念融入到课堂之中就格外重要。笔者认为,可以从以下几个方面着手实施绿色创新教育:

3.1 加强师生的绿色创新理念的培养 随着科技的发展,创新应用型人才对农业的发展越来越重要,高等农业院校无机化学必须把绿色创新理念作为重要的指导思想渗透到教学中。绿色创新理念的培养是对传统的无机化学教育模式的发展,该培养理念不仅能为社会培养出高层次专业素质人才,而且还注重培养学生们可持续发展意识。这就要求传授者自己要有绿色可持续的发展观念,在教学工作中将绿色创新思想渗透到课堂之中。化学教育者要不断的更新自己的知识框架,及时了解国际最新的相关领域研究进展,将课本上知识点与最新的相关绿色创新研究结合起来,课堂上以生动形象的图片或动画方式给学生们呈现,让学生们在大学一年级就养成好习惯,让绿色创新理念真正的树立在他们的脑海中,为培养具有可持续发展理念的未来化学工作者奠定基础。

3.2 无机化学理论课中绿色创新理念的渗透 课堂教学是学生们的接受知识的重要途径,教师要紧跟国内外最新的绿色化学研究成果,充分挖掘课本中的理论知识,将二者结合起来,在理论教学中将最新的绿色创新思想进行渗透,并修正与该思想不相符的课本内容。引导学生们重新设计新的路线、工艺等,使整个合成绿色化,能源绿色化,避免传统的反应方法给环境带来的负面影响。

无机化学理论课中很多基础知识都与创新的绿色化学有关。例如,(1)在化学动力学基础章节中,除了介绍动力学常数的定义外,还可以介绍目前国际研究最热的新型多孔材料对水体中有机污染物(如,有机染料、苯、农药等)的吸附率随时间的变化关系,进而计算其吸附动力学常数,这样学生既了解动力学常数概念又清楚的知道怎么通过实验得到这个动力学常数;(2)在介绍化学热力学部分的时候,除了介绍熵、焓、吉布斯自由能的概念外,还可以介绍吸附剂吸附有害物质的吸附量随温度的变化关系实验,通过该实验可以让学生了解吸附剂在该条件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的,加深吉布斯自由能与化学反应自发进行方向的关系,进而知道怎么学以致用。为了方便吸附剂的回收循环使用,还可以介绍新型磁性多孔材料,既可以达到去除水体中的污染物,又可以通过简单的外界磁场,方便的将吸附剂从水体中分离出来,达到循环使用效果;(3)介绍碳族元素的时候,除了介绍温室效应导致全球变暖之外,还可以介绍目前利用CO2制甲烷等最新研究成果;(4)在介绍硫化合物的时候,介绍硫化镉等等量子点光催化剂,可以利用该光催化剂在取之不竭、用之不尽的太阳光条件下进行光催化反应。此外,教师还要根据高等农业院校自身发展的特点和优势,课堂教学中将无机化学基础知识与农业院校的茶与食品科学、环境与能源、生物工程以及农药等优势学科结合起来,达到学科间的优势互补。例如,无机化学教学中可以补充最新的制氢和储氢材料、可见光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、农药降解材料、重金属去除材料等等。总之,教师可以根据当前国际研究的热点,有目的、有计划的将无机化学基础知识与这些最新的绿色创新研究有机地串联起来,既提高了教学质量,又使学生们知道农业科技人员的研究动态,潜移默化中增强学生们的绿色创新意识。

3.3 无机化学实验课绿色创新化 化学是以实验为基础的科学,实验课是运用理论知识和验证理论知识的渠道,也是最容易产生污染的主要场所之一。因此,实现实验课的绿色创新是非常必要的,这是培养学生发现问题、分析问题以及解决问题能力的重要途径,也为培养他们良好的科研素养打下基础。

(1)加强安全教育,树立绿色创新理念。无机化学实验课是大学一年级开设的第一门化学实验课程,学生没有自己动手实验的经验。因此,老师在这个过程中作用至关重要。第一节实验课,授课老师讲解实验内容之前应该对学生们进行安全教育,宣传绿色创新理念,给学生们讲解《化学实验室安全手册》,进行实验室安全培训,培训合格的同学方可进入实验室进行后续的实验操作。同时在实验室醒目位置张贴安全标志,强化学生们安全意识、绿色创新意识以及环保意识。

(2)优化实验内容,提高绿色创新程度。使用无毒无污染的绿色原料和溶剂代替传统的有害试剂。尽量使用蒸馏水、乙醇等绿色无毒试剂,避免使用氯仿、苯胺等毒性较大试剂。合成条件避免时间长、高温高压等条件,可以采用快速的超声或微波辅助合成新方法,节约时间,增加转化率、减少污染,实现实验的绿色化创新。另外可以开设一些学生自主性比较大的实验,开展一些利用可见光为能源的催化或降解实验,让学生们自主设计实验原料、条件、方法等,充分开发学生们创新能力。

(3)重视实验室废弃物的回收,开发循环实验。实验室废弃物的妥善处理这个过程非常重要,目前大部分高校实验课都存在这种普遍的现象,实验结束后学生们就直接将反应后的试剂和药品直接倒入水池中,甚至包括一些毒性较大的试剂。这不仅危害自己也会危害到他人,增加后续无害化处理的负担。实验老师一定要指导学生将实验废弃物进行分类回收处理,严禁乱扔乱倒,这样像乙醇这类常用溶剂我们就可以回收起来,进行重新集中蒸馏制得干净的无水乙醇,从而可以循环使用。教师可以把实验的后处理作为成绩考核的一部分,督促学生养成好的习惯,为自己、为社会负责。

4 结语

无机化学是一门实践性较强的课程,授课教师不仅要传授学生们基础的理论知识,更重要的是培养学生们具有在改造世界的同时更要保护好世界的能力。通过上述改革措施,本人自己课堂上取得了很好的教学效果,改变了以往无机化学课堂上沉闷的现象,大家积极思考、课堂气氛活跃、年终评教获得优秀。当然,结合最新的研究热点,宣传绿色创新理念是一项系统的工程,也是社会发展的趋势,这项工作现在还是处于起点阶段,每位化学教师都要不断的探索,提升绿色创新的教学方法,为社会培养合格的化学科技者而不懈努力。

参考文献

[1]张欢,王伟,杨定明,等.从大学生能力培养视角谈无机元素化学教学[J].广州化工,2015,43(21):203-205.

[2]杨昱,徐雅琴,杨玉玲,等.高等农业院校“无机化学”教学改革与实践[J].中国电力教育,2013(23):89-90.

[3]周红波,朱国兴,沈小平,等.高校无机化学教学中大学生科研潜质的培养[J].教育教学论坛,2014,8(8):68.

[4]茹晶晶.基于绿色化学习惯养成的绿色化学实验教学研究[J].广州化工,2015,4(43):227-240.

[5]瞿云龙,梁学正.绿色化学对环境与生活的影响[J].化工时刊,2015,29(7):46-49.

篇4

关键词:农业院校;无机化学;创新;绿色化学

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1007-7731(2016)03-04-117-03

作者简介:柯飞(1985-),男,安徽庐江人,博士,讲师,从事教学科研工作。

无机化学是一门内容既丰富又抽象的课程,其不仅是化学专业学生的4大基础化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)之首,也是高等农业院校一些非化学专业学生的基础课程,甚至是必修的入门课程之一[1-2]。该课程内容体系庞杂,理论性较强,尤其该课程面临的授课对象是大学一年级新生。因此,无机化学课程的教学成功与否对学生们今后的学习思维模式的培养起着一定的指导作用。然而,对于农业院校的无机化学课程的教学过程,大部分的传授者只重视课本上化学知识的传授,而忽略了相关知识点国际最新的研究进展的介绍,忽视了对学生绿色思维能力和创新能力的培养,从而造成学生上课没有积极主动的心态,缺少朝气蓬勃的求知欲望,进而造成这种模式下培养的学生整体素质偏下,没有绿色创新的概念,更没有保护世界和改造世界的科学精神[3]。

化合物的绿色合成以及清洁能源的使用将是无机化学发展必然趋势,同时各学科之间的互相渗透,形成了众多的新兴特色研究领域,所以无机化学是一门活跃有趣的特色学科。本文中作者结合自己的教学经历,对如何在高等农业院校无机化学教学中注入绿色创新思维的培养,进而激发大学生的学习热情进行了初步探讨。

1绿色创新思维理念

绿色化学理念最早产生于美国,其颁布的《PollutionPreventionActof1990》法令中第一次明确提出了绿色化学概念[4]。这一概念的提出,迅速得到了国际各国的支持。英国皇家化学会在1999年创办了国际第一个绿色化学综合期刊《GreenChemistry》,随后,该杂志在国际影响力逐年增加,2015年其影响因子已达到了8.02。由此可见,绿色化学理念深受科学工作者们的推崇。所谓绿色化学就是在实际生产中使用清洁的能源和使用环境友好的试剂和溶剂,最大程度的利用原材料,尽可能的避免污染。然而随着科学技术的快速发展,工业化程度的飞快推进,当今教育理念仅仅有绿色化学还不够,还得注重学生创新能力的培养,这就要求学生具备绿色创新思维理念,这样培养的人才在未来的国际竞争中才具有优势。

2无机化学教学中绿色创新理念的重要性

化学一方面创造了一个美丽的人造世界,另一方面也改变了这个美丽世界。甚至一些非化学专业的人们,一听到化学这个词,就联想到危险、污染、有毒等等。因此,如果要彻底改变这一现状,改变人们对化学的认识,这就需要发展绿色创新化学理念。目前,随着工农业的不断发展,新的化合物也不断的被发现和合成出来。与此同时,人类所面临的环境危机也越来越重,而这些发展和危机在一定程度上都与化学关联,化学在创造物质文明的同时,也带来了大量的有害物质,危害到人们的健康,所以环境问题已成为国际关注的热点问题之一。我们现在所面临的环境问题主要有:雾霾、酸雨等大气污染,水体富营养化、生活工业废水等污染,农药残留、固体废弃物等土壤污染等[5-6]。

因此,发展绿色创新思想,推广绿色创新教学是教育发展的大趋势。大学生是未来社会发展的希望,是创造物质文明主力军,所以教师要尽自己最大努力向学生们传授绿色创新方面的知识,然后通过大学生群体去影响周围的人群,逐渐使大家都能有这个意识,促进整个社会的和谐健康发展。无机化学是新生入学第一门开设的大学化学课程,这是他们对大学化学认识的开始,同时也是他们学习生活习惯养成以及社会责任意识形成的关键阶段。因此,大学老师要充分利用课堂这个重要教学阵地,认真挖掘无机化学教材中的知识点与最新研究报道成果的联系,向学生们传授最新的绿色创新知识,培养学生们绿色创新意识,进而按照绿色化学的原则来处理生活中的问题。因此,在高等农业院校无机化学教学中培养学生们绿色创新思维,以适应当前国际科技的高速发展非常重要。

3无机化学教学中绿色创新理念融入的策略

目前,国内部分综合高校化学专业已经开设了绿色化学这门新兴课程,但仍然处于开始阶段,对绿色创新思想的传授相对较少,而对于农业院校来说,绿色创新研究的就更少。农业院校无机化学由过去56学时调到现在为48学时,这就要根据农业院校自身的特点和培养目标,对无机化学授课内容进行调整,那么在这有限的课时中,如何将绿色创新理念融入到课堂之中就格外重要。笔者认为,可以从以下几个方面着手实施绿色创新教育:

3.1加强师生的绿色创新理念的培养

随着科技的发展,创新应用型人才对农业的发展越来越重要,高等农业院校无机化学必须把绿色创新理念作为重要的指导思想渗透到教学中。绿色创新理念的培养是对传统的无机化学教育模式的发展,该培养理念不仅能为社会培养出高层次专业素质人才,而且还注重培养学生们可持续发展意识。这就要求传授者自己要有绿色可持续的发展观念,在教学工作中将绿色创新思想渗透到课堂之中。化学教育者要不断的更新自己的知识框架,及时了解国际最新的相关领域研究进展,将课本上知识点与最新的相关绿色创新研究结合起来,课堂上以生动形象的图片或动画方式给学生们呈现,让学生们在大学一年级就养成好习惯,让绿色创新理念真正的树立在他们的脑海中,为培养具有可持续发展理念的未来化学工作者奠定基础。

3.2无机化学理论课中绿色创新理念的渗透

课堂教学是学生们的接受知识的重要途径,教师要紧跟国内外最新的绿色化学研究成果,充分挖掘课本中的理论知识,将二者结合起来,在理论教学中将最新的绿色创新思想进行渗透,并修正与该思想不相符的课本内容。引导学生们重新设计新的路线、工艺等,使整个合成绿色化,能源绿色化,避免传统的反应方法给环境带来的负面影响。无机化学理论课中很多基础知识都与创新的绿色化学有关。例如,

(1)在化学动力学基础章节中,除了介绍动力学常数的定义外,还可以介绍目前国际研究最热的新型多孔材料对水体中有机污染物(如,有机染料、苯、农药等)的吸附率随时间的变化关系,进而计算其吸附动力学常数,这样学生既了解动力学常数概念又清楚的知道怎么通过实验得到这个动力学常数;

(2)在介绍化学热力学部分的时候,除了介绍熵、焓、吉布斯自由能的概念外,还可以介绍吸附剂吸附有害物质的吸附量随温度的变化关系实验,通过该实验可以让学生了解吸附剂在该条件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的,加深吉布斯自由能与化学反应自发进行方向的关系,进而知道怎么学以致用。为了方便吸附剂的回收循环使用,还可以介绍新型磁性多孔材料,既可以达到去除水体中的污染物,又可以通过简单的外界磁场,方便的将吸附剂从水体中分离出来,达到循环使用效果;

(3)介绍碳族元素的时候,除了介绍温室效应导致全球变暖之外,还可以介绍目前利用CO2制甲烷等最新研究成果;

(4)在介绍硫化合物的时候,介绍硫化镉等等量子点光催化剂,可以利用该光催化剂在取之不竭、用之不尽的太阳光条件下进行光催化反应。此外,教师还要根据高等农业院校自身发展的特点和优势,课堂教学中将无机化学基础知识与农业院校的茶与食品科学、环境与能源、生物工程以及农药等优势学科结合起来,达到学科间的优势互补。例如,无机化学教学中可以补充最新的制氢和储氢材料、可见光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、农药降解材料、重金属去除材料等等。总之,教师可以根据当前国际研究的热点,有目的、有计划的将无机化学基础知识与这些最新的绿色创新研究有机地串联起来,既提高了教学质量,又使学生们知道农业科技人员的研究动态,潜移默化中增强学生们的绿色创新意识。

3.3无机化学实验课绿色创新化

化学是以实验为基础的科学,实验课是运用理论知识和验证理论知识的渠道,也是最容易产生污染的主要场所之一。因此,实现实验课的绿色创新是非常必要的,这是培养学生发现问题、分析问题以及解决问题能力的重要途径,也为培养他们良好的科研素养打下基础。

(1)加强安全教育,树立绿色创新理念。无机化学实验课是大学一年级开设的第一门化学实验课程,学生没有自己动手实验的经验。因此,老师在这个过程中作用至关重要。第一节实验课,授课老师讲解实验内容之前应该对学生们进行安全教育,宣传绿色创新理念,给学生们讲解《化学实验室安全手册》,进行实验室安全培训,培训合格的同学方可进入实验室进行后续的实验操作。同时在实验室醒目位置张贴安全标志,强化学生们安全意识、绿色创新意识以及环保意识。

(2)优化实验内容,提高绿色创新程度。使用无毒无污染的绿色原料和溶剂代替传统的有害试剂。尽量使用蒸馏水、乙醇等绿色无毒试剂,避免使用氯仿、苯胺等毒性较大试剂。合成条件避免时间长、高温高压等条件,可以采用快速的超声或微波辅助合成新方法,节约时间,增加转化率、减少污染,实现实验的绿色化创新。另外可以开设一些学生自主性比较大的实验,开展一些利用可见光为能源的催化或降解实验,让学生们自主设计实验原料、条件、方法等,充分开发学生们创新能力。

(3)重视实验室废弃物的回收,开发循环实验。实验室废弃物的妥善处理这个过程非常重要,目前大部分高校实验课都存在这种普遍的现象,实验结束后学生们就直接将反应后的试剂和药品直接倒入水池中,甚至包括一些毒性较大的试剂。这不仅危害自己也会危害到他人,增加后续无害化处理的负担。实验老师一定要指导学生将实验废弃物进行分类回收处理,严禁乱扔乱倒,这样像乙醇这类常用溶剂我们就可以回收起来,进行重新集中蒸馏制得干净的无水乙醇,从而可以循环使用。教师可以把实验的后处理作为成绩考核的一部分,督促学生养成好的习惯,为自己、为社会负责。

4结语

无机化学是一门实践性较强的课程,授课教师不仅要传授学生们基础的理论知识,更重要的是培养学生们具有在改造世界的同时更要保护好世界的能力。通过上述改革措施,本人自己课堂上取得了很好的教学效果,改变了以往无机化学课堂上沉闷的现象,大家积极思考、课堂气氛活跃、年终评教获得优秀。当然,结合最新的研究热点,宣传绿色创新理念是一项系统的工程,也是社会发展的趋势,这项工作现在还是处于起点阶段,每位化学教师都要不断的探索,提升绿色创新的教学方法,为社会培养合格的化学科技者而不懈努力。

参考文献

[1]张欢,王伟,杨定明,等.从大学生能力培养视角谈无机元素化学教学[J].广州化工,2015,43(21):203-205.

[2]杨昱,徐雅琴,杨玉玲,等.高等农业院校“无机化学”教学改革与实践[J].中国电力教育,2013(23):89-90.

[3]周红波,朱国兴,沈小平,等.高校无机化学教学中大学生科研潜质的培养[J].教育教学论坛,2014,8(8):68.

[4]茹晶晶.基于绿色化学习惯养成的绿色化学实验教学研究[J].广州化工,2015,4(43):227-240.

[5]瞿云龙,梁学正.绿色化学对环境与生活的影响[J].化工时刊,2015,29(7):46-49.

篇5

关键词:无机化学实验;实验教学;教学研究

化学是一门以实验为基础的学科,在化学教学中化学实验尤为重要。无机化学实验是化学相关专业学生进入大学后接触的第一门实验课程,但长期以来师生对这门课程的认识存在一定的偏差。由于无机化学实验中与高中化学联系较多,还存在实验理论简单、药品常见、器材普通、操作简单等特点,很容易忽视无机化学实验。在具体的教学的过程中,实验指导教师的讲解大多流于形式,学生也存在“按方抓药”完成实验,没有多大难度,作为一门考查课几乎所有学生都可以顺利通过。长此以往,学生不重视无机化学实验,把完成实验当成任务,教学效果可想而知,开展无机化学实验教学改革刻不容缓。笔者结合自己七年的教学实践,对地方性本科师范院校无机化学实验教学进行了探讨。

一、教学内容的合理优化

随着社会的发展,知识全面和专业技术能量强的人才更加受用人单位的青睐,而传统的高等教育注重知识传授,对学生综合素质的培养稍显不足[1]。综合素质就是学生获得的知识和技能,并且内化于心,再逐渐形成稳定的个人能力和科学素养[2]。培养学生的素质,不是简单的直接从书本上获得,而是要把新学习的知识运用到实际中,从而提升自己。结合七年的无机化学实验教学,发现北京师范大学无机化学教研室等编写的《无机化学实验》(第四版)较为适用于我校化学专业学生。在在制定《无机化学实验》教学大纲时,在借鉴省内外同类高校的经验的基础上,也考虑到所招学生的知识水平情况,制定除了合理的可行的方案。教学内容中要注重体现下列能力的培养,观察能力、实验操作能力、思维能力、自学能力和创新能力。无机化学实验主要分为两部分,化学原理部分和元素部分。上学期开设的化学原理实验多数可以在规定的学时内完成,下学期开设的元素性质实验内容一般较多,在有限的学时内很难完成,且有的与高中化学实验内容重复,有必要对实验内容进行优化。在选择实验内容时也要考虑到环保问题,尽量做到废物的无害化排放,如存在有害物质的产生要让学生思考如何解决,做到实验的绿色化[3]。在实验教学经验积累的基础上,结合实际情况编制实验指导书或实验讲义其实是个很好的办法。实验指导书的内容可以包含:实验安全知识、化学实验基本操作、化学反应原理的证明和测定、元素及化合物的化学性质、化合物的制备等。学生在高中阶段的实践机会不多,动手能力不强,要给学生尽可能多的机会训练。作为未来的化学教师,实验操作的规范化是重中之重,在教学中要体现出来。实验指导书的内容不用太多,只列出要求和注意事项,即使实验步骤也要简单化,要求学生在实验前查阅资料做好准备,尽可能把更多的时间交给学生,让学生有更多的时间思考解决问题,把教学重点从老师“教”转移到学生“做”上。除了参考书上的实验,实验教师也可以结合无机化学理论和自己的科研实际情况,在第二学期开展创新型实验,给定几个题目,让学生查阅文献资料,自己设计方案,老师在全程起到“导”的作用。实验技术和实验设备的改进也要融入到平时的实验教学中,教师在讲授时可以结合自己的经验积累和无机化学实验方面的实用新型发明抛砖引玉,鼓励学生大胆创新,培养有想法的化学教师。

二、教学方法的多样化

传统的实验教学是实验教师讲授实验理论、操作步骤和注意事项,学生在下边被动的听,这种模式和理论课程的形式非常相似,教学效果一般,学生的参与课堂较少,学习兴趣一般,教学效果不显著[4]。实验课程的教学和理论教学一样,同样需要加强师生之间的互动。教师要关注学生的学习,在每次实验课结束前留足够的时间提出问题,可以采用启发式、讨论式等教学方法。指导教师可以引导学生进行讨论,最后再给出答案和建议。这样可以检查学生之前预习的情况,以及学生对本次实验的掌握情况,可以有效的提升学生的学习动力,有利于促进教学。要改进传统的教学模式,化学专业培养的是未来有高素养的化学教师,应该给学生一定的发挥空间,给学生一个机会当老师。在第二学期可以选择个别简单实验,让学生准备实验仪器、药品,备课,讲解实验,课堂演示,之后其他同学发表看法,指导教师再进行总结。这种教学方式的实施,有利于提高学生学习的积极性主动性,锻炼学生提升学生的综合素质,也培养了学生的师范技能。在开展无机化学实验教学时,多媒体教学的教学比传统的方式有更好的效果[5]。一直以来,课堂板书和课堂演示是实验教师常采用的两种教学形式,存在一定的不足。课堂板书有限,内容有限并且大多数以文字的形式呈现出来,略显枯燥。在课堂上,学生与指导教师有一定的距离,有的实验颜色较浅或颜色变化不明显,课堂演示效果不突出。如把多媒体引入课堂,动画演示实验操作颜色鲜艳,可以呈现更丰富的内容,学生更容易观察理解。我校在每年的第二个学期举办化学实验技能大赛,已经举办了两届。参加竞赛的学生先通过理论测试选拔,然后再参加实践测试。理论知识测试主要有无机化学、分析化学、有机化学的基本实验知识,参加选手主要化学、化学工程与工艺、环境工程、矿物加工工程、冶金工程、生物等专业大学二年级以上的学生。实践测试主要是无机化学、有机化学、分析化学的综合实验,主要关注学生的实验设计能力、实验操作的规范性。实验技能大赛已的开展取得了良好的效果,提高了学生学习化学实验课程的兴趣,也促进了实验教学。

三、多元化的考核方式

无机化学实验虽然是必修课程,但传统的考核方式为考查,侧重于学生对实验理论的理解或实验操作情况。多数学校的实验课程的考核包括以下几个方面:考勤、预习实验报告、课堂实验表现、实验报告、期末考核(理论考试或实验操作考试)。对于这种考核方式,看似全面,但要真的全面考核一个学生还在执行上有一些问题值得商榷。对于出勤问题,笔者认为正常的实验课程就应该参加,没有按时参加的可以通过做来解决。对于出勤,在总成绩中可以体现,但比例应控制在较小范围内。对于预习实验报告的去留问题很多老师观点不一,预习实验报告的书写,可以让学生对实验内容有一定的认识,对实验的开展有一定作用,但如果不思考、不认真查阅资料,预习实验报告的作用就微乎其微了。预习实验报告的内容和实验报告的内容有很多是重复的,有无必要再次书写?本人觉得预习实验报告和实验报告可以合二为一,可以给学生更多的时间查阅文献资料做好实验课前的准备,在实验结束后学生有足够的时间反思总结。二者统一的关键的是要检查学生的实验预习情况,让学生养成良好的习惯。课堂表现是检验一个学生学习情况的重要标准,在实验总成绩中应该占较大比例。由于最近几年扩招等问题,学生分组后,每组的人数在20人左右,每小组1人,独立完成实验,仅靠一个实验教师来观察指导学生实验可以想象。类似的问题许多西部地方本科师范院校都存在,可否减少小组学生数或增加实验指导教师,这也是以后实验教学改革的方向。实验报告反应了学生对实验的掌握情况,要鼓励学生多反思多总结,在总成绩中应占一定比例。对于最后的测试,在学生的实验成绩中可以占一定的比例。笔者根据多年的教学经验,建议同时开展实验理论考试和实践考试,才能全面反映学生对这门课程的掌握情况。实践课程的考核和课堂表现考核存在同样的问题,就是考核的工作量大,直接影响考核的准确性[5]。无机化学实验的考核改革还需要不断的实践探索,更一步完善合理可行。

四、结语

当下,素质教育和创新教育已全面展开,时代对化学教师也有了更高的要求。扎实的理论知识和过硬专业技能是化学专业学生人才,是培养方案的要求,对于高校化学教师来说责无旁贷。要培养优秀的学生,对教师也是提出了要求,教师也要不断提升自己的。高校教师经长期的实验教学,积累了丰富的经验掌握了很多实验技巧,在平时的教学过程中要渗透给学生。经过几年的教学实践改革,学生的学习积极性有了一定程度的提高,分析和解决问题的能力也得到了提高,学生的综合能力也在不断进步。无机化学实验的教学改革任重道远,不断总结教学,开拓实践课程教学的新思路,才能培养出更多能力强、素养高、合格的化学教师。

参考文献:

[1]宋仲容,何家洪,徐强.高师无机化学实验教学改革探讨[J].重庆文理学院学报:自然科学版,2010,29(1):96-98.

[2]王佩华.改革“无机化学实验”课教学加强学生实验能力和综合素质培养[J].陕西师范大学学报:哲学社会科学版,2003,32(s1):231-233.

[3]李向清,康诗钊,穆劲.大学无机化学实验教学改革探讨[J].化工高等教育,2011(5):24-26.

[4]王利勇,韩媛媛,丁士文,王静,丁哲.大学无机化学实验教学改革的思考[J].实验室科学,2008(3):28-29.

[5]宝金荣,朱晓伟,李文先.无机化学实验教学改革初探[J].实验室科学,2013,16(2):49-51.

篇6

关键词:无机化学;教学模式;教学改革;教学方法

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)31-0045-02

无机化学(工科)是北京科技大学冶金、材料、环境、生态等有关专业的一门基础课。它是培养上述各专业工程技术人才整体知识结构、能力结构及素质教育的重要组成部分,也是学习有关专业课程的重要基础,每年约有900名本科生学习该课程。无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学[1],通过本课程的学习,使学生掌握化学反应的原理、物质结构的基础理论及元素化学的基本知识,了解与化学密切相关的社会热点、科技发展、学科渗透交叉等方面的知识,使学生具有较高化学素质和知识水平,培养用化学的思想和观点解决实际问题的综合能力。根据无机化学课程教学的基本要求,我们从课程体系和课程内容的优化与改革,师资队伍整体素质的培养建设,以及教学模式、教学手段、教学方法等方面进行了全面建设,取得了可喜的成果和良好的效果。

一、理论与实践结合,基础与前沿并重,开拓学生们的化学视野

无机化学是一门传统的化学基础课程,在该课程中介绍的知识都是非常经典的,许多学生在学习过程中感觉较为枯燥,为了提高学生的积极性,开拓学生的视野,我们做了以下一些工作:

1.理论和实际相联系。在相应章节的学习中将该内容在生产、科研中的应用进行简单介绍,理论和实际相联系,使讲课内容不显得空泛和枯燥,学生也会觉得自己学习的知识大有用处,学有所用本身就是学生学习的动力。如我们在讲到原电池部分时,适当介绍干电池、铅酸蓄电池、锂电池等的原理及应用;讲到晶体缺陷时介绍掺杂在材料合成中的应用;讲授沉淀-溶解平衡时介绍水热合成法的原理;碳族元素的学习中,加入纳米材料的研究等。

2.诺贝尔化学奖的编辑。在课堂教学中,我们将教学内容与相应的诺贝尔奖有机地联系在一起,编辑了相关的诺贝尔化学奖简介,链接在课件中。一方面,使学生了解我们现在学习内容的发现历史和发展历史,有助于他们对化学学科的实验性、理论性有一个整体的认识;另一方面,通过对诺贝尔化学奖得主的生平、研究过程的介绍,使他们了解化学学科的研究方法、基础课程学习的意义,激发学生的探索、创新精神。例如,当讲到杂化轨道理论时,我们介绍了杂化轨道理论的创建人,著名的美国化学家,1954年诺贝尔化学奖、1962年诺贝尔和平奖得主——L.Pauling,指出Pauling之所以取得这么巨大的成绩,与他独特的研究方法是密切相关的。L.Pauling作为化学家,他具有比一般化学家更多的数学和物理方面的知识,这使他在研究中能更好地将其他学科的发展与化学相结合,采用移植方法,开拓边缘学科,不断地在物质结构理论方面取得突破性成就。通过这类例子的介绍,引导学生理解在学习中广泛涉猎各种知识的必要性,作为非化学专业学生学好化学及其他学科的意义,重视学习方法、研究方法的运用。

通过这些措施,丰富了课堂内容,提高了学生们的学习兴趣,进一步激发了学生学习的积极性,使他们变被动学习为主动学习,教学质量也随之得到了提高。

二、教学方法的交流是提高教学质量的关键

无机化学是北京科技大学的基础必修课,每年约有900名本科生学习该课程,因此开设了多个讲台。随着教师新老交替的进行,如何尽快地提高新教师的授课水平,成为亟待解决的问题之一。而且无机化学课程的教学内容较多,如果不能在教学内容、教学重点、教学要求等问题上统一认识,则讲台间差异会很大。为了尽快提高新教师的授课质量,使教学更符合课堂要求,同时也为了促进教师之间的互相交流和学习,课程组每周开展一次集体备课活动。主要内容有:请老教师传授教学经验;讨论教学要求;交流教学体会。每次活动,我们都邀请经验丰富,甚至已退休的老教师参加活动。针对某一章节的重点、难点内容,请老教师传授教学经验,然后根据这门课的教学大纲,各位教师各抒己见,针对某一具体章节内容的教学方法、教学要求进行讨论,最后再做总结归纳。同时各位教师就自己上课的体会或碰到的问题一起进行交流讨论,并不断地发现问题、解决问题。例如,在讨论到氧化还原反应一章时,沉淀、配合物的生成对电极电势的影响一直是讲授的难点,大多数教科书都是直接从Nernst方程导出结果。在集体讨论时,有的教师就提出均从化学热力学出发,利用ΔG与电极电势的关系来讲授,关系简单,学生应该容易接受。但通过课堂上的实践后,发现从化学热力学出发,道理简单,但计算繁琐。最终认为,两种方法都可以教给学生,让学生根据自己的特点去选择理解的出发点,会收到异曲同工之效。通过这样的集体备课活动,使大家明确了教学要求、教学目标和如何进行教学,对多媒体课件有一个较详细的了解。

三、教学手段的先进性、多样性

无机化学课程采用大课讲授,辅之以答疑、网上课件、网上习题等方式进行。

1.多媒体教学。教学手段的改革与创新,是课程建设中最富于时代气息的一个环节。在信息时代和网络时代的今天,多媒体教学的应用是课程建设现代化的标志,各高校已充分意识到多媒体教学的重要性,并进行了大量的多媒体制作工作[2,3]。自2002年起,在无机化学课堂教学中开始采用自主研发的多媒体教学课件。经过多年的教学实践,课件不断地修改完善,得到了学生们的认可和好评。课堂教学证明,应用多媒体教学彻底改变了传统的教学模式,从教和学两个方面都有重要的改善。

2.视频演示实验。传统的课堂实物演示实验,需要教师提前准备实验用品和试剂;在演示过程中,特别是对于大班课堂,总有许多学生会看不清楚或根本看不到;此外实验的安全性是传统演示实验必须考虑的关键问题,为了保证万无一失,有些实验就受到了限制而不能搬到课堂上。为了克服传统演示实验的这些问题,教师根据课堂教学内容,将重要化合物的性质、反应现象拍摄成32个视频演示实验,在课堂教学中穿插使用。利用演示实验辅助课堂教学,不仅大大方便了教师,而且因为现象清楚,很受学生们的欢迎,也提高了教学质量。教学实践证明,演示实验可避免枯燥的理论讲解,极大地活跃了课堂气氛,让学生更加直观地感受知识、掌握知识,激发了学生对学习无机化学的兴趣。

3.教学课件网上播出。多媒体教学,一般来说,教学内容设计量大、知识点多,单位时间内传授给学生的信息量大,从视觉上讲前后衔接不是很理想,有时会使学生思维不能高度集中,课堂笔记不能及时跟上,导致少数学生对教学内容掌握得不扎实。为了方便学生的课后学习、复习,我们安排教学课件在网上播出,使学生对课程的重点、难点一目了然,这样学生可上网复习、查阅,使他们能紧跟教师讲课的节奏,随时了解课堂教学要求,有利于学生的学习和整个教学质量的提高。

4.网上习题。对于刚从中学题海式的学习方式中走出来进入大学学习的一年级学生,他们在应用知识、分析问题、解决问题等能力方面存在严重不足[4]。如果没有合适的课后练习题做,他们往往会觉得复习无从下手,不知所措。通过与学生们的交流,了解到他们中很多人认为只有课后教师布置的习题对他们来说要达到掌握所学知识的目的是不够的。而从图书馆找来的无机化学复习指导书,由于年代、对象不同,不一定适合工科学生,所以编写一些符合现行大纲要求、适合本校学生的练习题十分必要。我们积极搜取素材,对每一章内容都仔细斟酌,共编写了2千多道练习题。该习题集按全国高校现行无机化学的考试模式,分为:是非题、选择题、填空题、配平题、问答题和计算题六种类型。习题集的完成,方便了学生的学习,使学生通过习题集练习,可以检验自己的学习情况,找出掌握知识的不足,使他们不断地发现问题、思考问题、解决问题,从而达到巩固课堂学习知识、活学活用的目的。作为对学生学习的补充,习题内容充实,既围绕对基本概念、基本知识的理解,又紧密联系实际应用,使学生达到学而会用、学而有用的目的。有余力的同学可以用以巩固知识和检验学习效果,是学生根据自身情况,拓展学习的场所。

下一阶段,我们将制作《无机化学》视频课程,争取早日在网上投入使用,使无机化学教学更加丰富多彩。

参考文献:

[1]大连理工大学无机化学教研室.无机化学[M].第五版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]阎雁,史苏华,徐家宁,等.无机化学采用多媒体教学的实践与思考[J].大学化学,2002,(4):33.

[3]张霞,,李光禄.工科无机化学多媒体课件的制作与课堂实践[J].大学化学,2008,(4):31.

[4]李雪华,赖泽锋,黄燕军.以培养学生自主学习能力为导向的药学本科《无机化学》的教学研究与实践[J].高教论坛,2011,(6):9.

[5]任玲,胡长文,吴侠.无机化学的教学创新探索[J].大学化学,2011,(1):23.

篇7

关键词:CDIO;无机化学实验;教学范式改革

DOI:10.3969/j.issn.1671-6396.2016.01.029

无机化学实验是我校化学、化工、环科、材料等专业进校后接触的第一门专业基础实验课,是老师与学生在教学、学习及科研相结合的第一个阶段,在无机化学实验中学习的一些基本操作也是后续实验课程的基础。[1]通过无机化学实验的教学不仅可使学生正确和熟练地掌握无机化学实验的基本操作,增强对所学理论知识的感性认识,还可以培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生的综合素质,为后续课程的学习和将来从事化学教学工作打下坚实的基础。[2]无机化学实验课程在继续加强基本操作训练的同时,更应注重综合能力、全面素质的培养。社会越来越需要大量综合能力强、具有创新精神的化学人才。大学生就业难几乎是世界上所有实现高等教育大众化及普及化的国家和地区所面临的共同课题,我国高等教育进入大众化之后,大学生就业难已成为一个十分突出的社会问题。因此,为适应社会发展的需要,实验教育在教学目标、教学内容和教学方法等方面都必须进行深入的改革。2004年,麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学探索研究,提出了一种新教学模式——CDIO工程教育理念。[3,4]CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate),它以产品从研发到运行的生命周期为载体,为学生提供真实的工程情景,让其以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中体现。根据此教育理念和目前社会发展的需要,在实验教学中引入CDIO模式,是提高化学化工类专业毕业生工程素质,增强其就业竞争所应采取的非常重要的措施。CDIO这一新的教学理念是对我国高校传统的实验教学理念的继承和发展,它明确提出了以人为本,即在实验教学中要以学生为主体,教师为主导,从实际或已有知识中发现和提出问题,引导学生思考,应用所学知识探究规律和致力创新,教学中安排丰富的设计性和综合性实验,要求学生亲自动手和全身心投入,引导学生主动学习,提供更多的动手实践机会。这种教学理念有利于学生个性和潜力的发扬,有利于学生创新能力的培养。实验教师积极营造学生发现问题、提出问题、解决问题、充分展示自己的创新环境,鼓励学生勇于思考,勇于发现,勇于创新。为此,本课程组运用CDIO教育理念,通过对本校化学专业的2012级,2013级,2014级的无机化学实验教学模式进行改革,现将体会报道如下。

1提高学生的主体地位,体现教学的互动性

在教学过程中,把学生置于教学活动的主体和中心地位,充分发挥学生的主体作用,采用互动式教学,可以拓展学生的创造性思维,提高教学效果。让学生积极参与实验准备正是以学生为主体和采用互动式教学方法的体现。以往在实验教学中,实验准备工作只是由实验员和实验老师完成,学生在一切准备就绪的基础上进入实验室完成规定的实验操作,操作结束后即离开实验室,无论是老师还是学生都把课堂实验前和后的实验室工作看成和学生毫无关系,课堂上,由于课时有限,学生只是机械地忙于过多的实验操作,很少把精力和注意力放在师生之间的交流和互动上,由于学生缺乏对实验的准备和了解,很多同学甚至设法回避老师的主动交流和提问。对于大多数学生来说,化学实验完全是一种被动式的机械操作,学生学习的积极性差,马虎了事、不求甚解、操作不规范、不善于思考问题,教学效果很不理想。让学生参与到实验的准备工作中,可以提高师生的互动性和学生的主体地位,把“教”与“学”及“师”和“生”融于了一体,师生通过共同准备实验,拉近了师生间的距离,增加了师生间的情感沟通,提供了师生间及学生间交流的机会,在准备实验的过程中,双方能在彼此平等、彼此坦诚和彼此倾听的基础上进行交流、沟通和探讨,共同思考、解决和应对整个实验过程中出现或可能出现的问题,共同探索新思路和改进实验新方法,极大地激发教与学的互动性,调动学生参与实验教学的积极性,实验教学效果能得到很大的提高。

2激发学生的实验兴趣,发挥学习的主动性

孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,体现了兴趣对学习效果的重要。兴趣能有效地激发学生学习的积极性,使其主动地、全神贯注地去学习,自觉地集中注意力,主动地去思考和探究问题、创造性地运用知识。培养学生的兴趣对于实验教学来说尤为重要,兴趣能使学生自主学习,启发创新思维、培养创新精神。让学生积极参与实验准备是培养学生对化学实验兴趣的重要教学策略之一,对培养学生的兴趣,使学生积极主动地做好化学实验起到了重要作用。(1)让学生自己准备实验仪器、试剂、材料甚至设计新的实验方案本身就体现了老师对学生的信任和认可,对于学生来说,老师的认可本身就是一种鼓励,这种鼓励能无可限量地提高学生学习的动力,培养其自信心,激发其内在的潜力和对该学科的持久兴趣。(2)学生自己准备实验可以自我设置教学悬念,诱发学习兴趣,调动学习积极性,提高教学效果。为了达到预期的实验目的,对许多实验准备工作都有特殊的要求,比如,配制试剂的浓度和精确度、试剂的纯度、试剂的用量、试剂的配制方法等,以及实验方法都会对实验的结果产生很大的影响,甚至导致实验的失败,到底影响如何?会产生什么样的结果?为什么会有这样的影响?自己在实验中会出现什么样的现象和结果?如何运用学过的理论对现象进行解释?在自己准备实验的过程中,学生的脑海中就会产生一系列的悬念,进而就会对接下来的实验产生兴趣,激发他们的探究欲,提高实验的主动性,引导他们积极地思考,进而提高他们的观察能力和分析问题、解决问题的能力,还能培养他们理论联系实际的学风和实事求是、严肃认真的科学态度,达到提高实验教学效果的目的。

3提高实验预习效果,避免了实验的盲目性

做好实验预习是做好化学实验的前提和基础。在预习中做到明确实验目的,弄清实验内容,理解基本原理、操作步骤、实验装置和注意事项。只有做了充分的预习,学生才能自觉地、有目的地、独立地进行实验和自如地应对实验中出现的各种问题,实验动手的能力才能得到充分的锻炼,避免了实验的盲目性和实验操作“照方抓药”。然而,学生对化学实验预习缺乏充分的认识、了解和端正的态度,使得实验预习不充分,甚至不做预习,写预习报告只是抄抄书本,应付了事。实验时手忙脚乱或者束手无策,造成实验紊乱、拖延时间、误差大等,化学实验课的教学效果与预期目标相差较远。让学生参与实验准备后,他们会认为做化学实验完全变成了他们自己的事情,必须靠自己来完成所有的实验内容,解决实验中的问题,减少了对老师的依赖心理,要想顺利完成实验,或者为自己准备好实验都必须要做到心中有数,因此,他们会从最初的“被动预习”变为现在的“主动预习”,端正实验的态度,提高预习的主动性。此外,学生准备实验的过程同时又是再次预习的过程。由于预习充分,学生实验时“心中有数”,实验的教学效果得到了明显的提高。

4培养学生严谨的实验作风,提高综合素质

严谨的实验作风包括:正确使用仪器、操作规范、细心观察并记录和分析实验现象、尊重实验事实、实事求是地完成实验报告、遵守实验室规则、节约药品和注意安全、保持环境清洁等。严谨的实验作风有助于培养学生独立实验、独立分析问题和创新能力,使学生在实验操作中能更自觉地严格要求自己,可确保实验的可靠性和准确性。在实验教学中要重视对学生实验作风的培养。让学生参与实验准备工作是培养其严谨实验作风、提高其综合素质的最有效的方法,这是由实验准备工作的特点决定的。化学实验准备工作主要包括试剂的配制与分装、仪器的准备与调试、药品的上架与下架、安全问题等,对实验所需的仪器、药品的名称、规格、用量、浓度及配制方法等均要有详细了解,做到心中有数,才能准备充分,从而确保实验的顺利进行。特别是无机元素性质实验,试剂种类多,用量大,有的实验多达几十种试剂,并且需分装,实验完毕,三废要安全处理,所有滴瓶下架后还要及时清洗并归类整齐存放,还要保持实验室的良好卫生环境。因此,工作量大而繁杂,要完成实验准备工作,准备者就必须具有很严谨的实验作风、很熟练的实验技能和很强的责任心,通过参与实验准备,学生的实验作风得到了培养,综合素质得到了很大的提高。无机化学实验是化学专业本科生第一门很重要的必修基础课程,它除了具有各门化学实验课的普遍重要性外,还在学生了解并重视大学化学实验、启迪学生的学习方法、训练学生的基本操作、培养学生的学习兴趣和良好作风、为后续实验课的学习打下扎实的基础方面具有独特的意义。通过对本校化学专业的2012级,2013级,2014级的无机化学实验教学模式改革,提高了学生在教学中的主体地位和教学的互动性,也激发了学生学习的兴趣、调动学生实验的积极性和主动性、提高了实验预习效果,同时培养了学生优良的实验作风,提高了学生的综合素质。学生参与实验准备这一过程,培养了学生独立思考的能力,提高了学生自主学习和自主解决问题的能力,有利于学生的个性发展,为以后的毕业设计和将来从事科研工作打下了良好的基础。

参考文献

[1]赵新华主编.无机化学实验(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2014

[2]史锐,成冰.浅谈无机化学实验教学改革与实践[J].辽宁中医药大学学报,2007,9(4):206

[3]赵朝晖.CDIO工程教育模式下化工原理实验教学改革初探[J].化工高等教育,2011,6

篇8

关键词:无机及分析化学;非化学专业;公共基础课程;教学过程;教学方法

“无机及分析化学”课程是化学专业开设的传统课程,主要面向非化学专业本科生。现在已成为与化学密切相关且必需开设化学课的非化学专业如药学、生物学、医学等专业的本科生重要公共基础化学课程。该课程是上述专业所有化学课程的基础,对于化学基础知识的掌握和化学知识的深入了解及专业课程的学习都起到基石的作用,即“无机及分析化学”是基础的基础。

在武汉大学,自从设置生物专业以来就有此课程,目前是药学、生物学、环境科学及医学等专业的本科生公共基础课。而目前的实际情况是上述专业的院系安排化学课程学时逐年减少,比如药学专业,开始是108学时(包括化学实验),后减为90学时,目前再减为72学时(不包括化学实验课)。学时少或学时逐渐减少,而专业所需化学基础知识内容很多,再加上由于高中课程或高考科目的不断改革,除个别参加过化学奥赛的学生外,这些专业本科新生大多数化学知识基础薄弱。由于“无机及分析化学”课程是化学基础课的基础,所以上述专业的各院系多年来都是放在第一学期开设“无机及分析化学”课程。由于专业科研创新的深入和研究热点的涌现,对这些专业本科生的化学知识与化学教学不断提出新的挑战和要求。除化学基础理论知识必须扎实外,还要有熟练的实验操作技术。如果基础知识不扎实和不系统,学生创造能力就成为无本之木和无源之水。所以教好和学好这门课程对新生的学习兴趣、知识积累和科研素质培养至关重要。

本课程的教学不仅是完成教学任务,最重要的是要为学生打下良好的化学基础,为其他化学课和专业课的学习奠定基石。该课程教学时间紧,任务重,责任大,还要效果好。我们根据学生的现状和专业特点对化学知识的要求,提出我们的教学目标:打下扎实化学基础,掌握化学实验技能,强调效果和分数的统一。

下面根据我们多年来教授“无机及分析化学”课程的亲身经历,谈谈非化学专业本科生“无机及分析化学”这一基础课的教学过程、教学方法与体会,与兄弟院校同类课程交流,以期抛砖引玉。

一、教学过程

该课程以教师讲授为主,辅以课堂提问与练习,师生互动,结合化学实验课,进行教学。

课程排在第一学期,现总学时72学时,每周6学时。要求学生掌握很好的化学知识特别是作为基础化学知识的无机化学和分析化学知识,要预先了解新生高中阶段化学知识状况:大多数学生没有初步系统学过化学,约1/10没有学过化学,个别人是通过化学奥赛班学习较系统的化学知识。所以说,整体化学知识底子薄。根据新生情况,无机化学内容比例要大,占42个学时,分析化学30学时。

1.教学目的

“无机及分析化学”是药学等专业本科生的重要基础课程之一。该课程不但授予学生必需的理论知识,还要根据该课程实用性较强的特点,培养学生严谨、精细、科学的学习态度和独立分析问题与解决问题的能力,让学生掌握了解该课程内容以及与其他课程和科学知识的关联,积淀夯实学生的基础知识,特别打好无机化学基础。分析化学要求树立起一个严格“量”的概念和如何实现它。使学生全面系统地掌握该课程的基本知识、基础理论、基本反应、基本公式、基本计算和基本实验(“六基”)。

2.教学目标

要求学生对课程中知识点、难点、重点明确掌握,思考题和习题都会独立正确完成;如果有学生不听课保证可以获得修课通过,教师可以同意其直接参加考试。考试成绩绝大多数为优良。按照这样的要求精心组织教学、进行教学和检查教学。具体到课程内容,要求学生熟悉无机化学和分析化学的基本理论、基本概念和定义。重点掌握原子结构、分子结构、元素与化合物的基本性质、酸碱反应、络合反应、氧化还原反应和沉淀反应与平衡以及基于四种化学反应的容量分析方法的有关理论、概念和计算。熟悉酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定和重量法、吸光光度法的方法及原理,熟悉分析化学中的试样分解和数据处理。

二、课程建设

“无机及分析化学”课程建设主要在教师队伍及教学指导思想、教材建设、教学内容和教学方法等方面。

1.教师队伍及教学指导思想

该课程历史上就由分析化学专业教师开设。化学分析方法原理建立在无机化学反应的基础上,因此要求任课教师不但有熟练的分析化学知识,还要有更扎实的无机化学知识,因而教师队伍建设也成为该课程建设的根本。需要不断提升教师队伍素质和知识水平,注重教师队伍的知识结构、梯队层次和年龄结构等,将打好学生的化学基础作为教学指导思想。我们选择高水平的教师和老教授负责主讲“无机及分析化学”课程,在该课程教学过程中注重主讲教师的培养和传承,坚持老、中、青传帮带机制。课程讲授分A、B角,采用课程教学组负责制,前者为课程负责人。

2.教材建设

该课程的教材初版于1994年。教材建设是提高教师专业知识水平和教学能力的最重要工作,能使教师专业基础知识系统和熟练,有利于教学效果提升。讲授该课程的教师先后合作编写了多版《无机及分析化学》教材。在教材修订中,在保留上一版教材特色的基础上,坚持精选教学内容,强化无机化学和分析化学的紧密联系及其在化学教学中的基础作用。更新教育观念,注重素质、能力和思维方法培养,拓宽知识范畴,适当反映学科发展新成果。第三版除了系统的无机及分析化学知识外,编入了许多在无机化学方面出现的新研究成果,如锂离子电池和超导材料等。按课程建设要求,每过几年都要编写无机及分析化学教材,编写人员是该课程的主讲教师,他们都有一定的教学经验和丰硕的科研成果,能使教材具备良好的系统性和先进性。

3.教学方法

我们多次对上述专业(如药学专业)的新生展开调查,结果表明,地区不同化学课程或有或无,即使有化学课开设时间也不同,较好开设化学课的不到10%,没有开设过化学课的有20%,所有新生基本没有做过化学实验,总的情况非常不乐观。由于该课程内容多、学时相对少、学生基础化学知识薄弱等因素,需要从教学方法上着手提高教学效果,调动学生学习该课程的主动性和积极性,让学生既打下扎实的化学理论基础和实验技能基础,也尝试培养学生的创新思维和创新能力。具体做法如下:

(1)加强基础,突出重点与解决难点相结合。结合课程特点,加强“六基”(基本知识、基础理论、基本反应、基本公式、基本计算和基本实验)的系统学习,要求所有学生会背元素周期表和知道变价元素的所有价态。所有学生基本做到“六基”优良。实行学习课程知识与提高综合素质相结合的教学方法,将教学重点化为学生思考的问题,启迪学生思维。课堂强化训练,随时布置题目,让学生独立完成,可以看书,不可讨论,当堂交卷。也专门进行课堂教学讨论,随时提出问题,进行讨论解答,比如分析化学内容中的络合反应与络合滴定中的副反应系数。加大课堂提问和练习力度。从严要求,加强课堂管理,坚持课堂提问和课堂强化练习,多用时间每课必问,多问少讲,边问边讲。巩固所学知识,牢固掌握,针对不肯记忆的学生,重点加强记忆并考查其化学知识熟练程度。

(2)组合兼并和协调相关无机化学与分析化学教学内容。无机及分析化学课程内容多,要突出重点,还要保持连贯性和系统性,所以要对内容进行整合和调整,避免重复。比如,把无机化学和分析化学涉及的四大反应类型和化学反应平衡内容整合在一起讲授;分析化学的滴定分析原理和具体技术操作与分析化学实验课放在一起介绍,让学生了解滴定分析原理和多次练习掌握分析操作技术,包括阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定(酸碱滴定实验),胃舒平中Al3+、Mg2+含量的测定(络合滴定实验),高锰酸钾法测定医用双氧水中过氧化氢含量(氧化还原滴定实验);元素及其化合物性质与分析化学中沉淀滴定原理、氧化还原滴定方法和试样分解结合在一起讲授,如卤素、氧族、氮族变价元素及化合物与碘量法、高锰酸钾法、重量法和有机试样的消化分解可以结合在一起,这些内容涉及许多反应,如通过控制pH值进行氢氧化物沉淀,氨水-铵盐和氧化锌缓冲法,硫酸盐沉淀,卤化物沉淀,硫化物沉淀和磷酸盐沉淀等,略举反应方程式例子如下:

这样既能表达元素和化合物性质,也能说明它们的应用原理和用途,能够实现用较少的学时讲授较多的内容,同时避免重复。在“无机及分析化学”课程中,这样的可结合点非常之多。

(3)有针对性地认真备课和讲授,将传统教学方法与现代教学手段有机结合,采用理论与实际相结合,进行启发式、探究式、讨论式和参与式教学。根据授课对象讲授由浅入深,由简单到复杂,由具体到抽象,有快有慢,循序渐进。先讲基本知识和基础理论,运用好教材,基本按教学大纲和教学日历进行教学,穿插能帮助学生理解和掌握化学知识的例子,但要灵活掌握,以学生学到知识、效果好为目的。

(4)理论课主讲教师一定要指导学生的实验课。注重化学实验,便于发现问题、解决问题。使理论课生动、有趣。理论课教师不能脱离实验课,同时要和其他教师沟通,除了培养学生的实验操作技能外,还要通过实验加深学生对无机化学和分析化学理论知识的理解和掌握。鼓励学生参加开放实验,结合开放实验弥补理论课的遗漏和巩固重要知识点,如无机离子鉴别和络合滴定副反应系数及能否准确滴定判别式应用。通过实验、实践加深对理论课的理解和记忆,提高操作技能和技术。

(5)充分利用课余时间,坚持定期进行答疑和习题课。新生第一学期相对课程较少,可把更多时间用于化学课程学习,针对作业中出现的问题分类辅导讲解,如概念类、原理类、反应类、方法类、浓度类和计算类等。比如,提出难题供学生练习,去开放实验室做化学实验,多布置完成课后作业。注意课后搜集课程意见和辅导。

(6)课程教学管理与学生管理相结合。多与管理新学生的院教学干事和学工部人员联络,查找对学习该课程不重视的学生(如缺课,经常迟到和作业完成不好的),对他们还要补漏和加强课程重点知识的学习。

(7)建立符合课程特点的有公信力的课程质量评价标准。学生课程成绩由课后作业、课堂练习、期中考试与阶段考核和期末考试构成,期末考试比例最大(50%~60%)。从严要求进行教学和评价教学效果与质量,是该课程建设的宗旨。从不向学生划定课程考试重点,哪怕占课程成绩比重较大的期末考试,提醒和告诉学生课程知识重点随时贯穿在课堂教学过程中,按照“六基”从严要求和练习,每次课堂练习就是相当于一次考试。多年来不及格比例1%左右,超过80分的达50%以上。不及格者确实是不够给及格分数,坚持“给分有据”。

(8)教学效果应注意知识的系统性与重点及难点的关系。基础知识有许多是重点,重点也包括难点,有些难点不是重点。首先要学生掌握好课程基本知识和基础理论,牢牢记住重点,能够理解难点。考试和考核内容就是重点知识和基础理论,如化学键和分子间的力、化学反应类型与化学反应平衡、变价元素及化合物性质、分析化学基本知识、分析数据统计处理、滴定分析原理和方法等。

三、体会与思考

公共基础课程教学以学生学好基础知识为第一中心,做到学生化学知识的系统完整和熟练运用。通过课堂提问和课堂强化,提高学生分析问题和解决问题的能力。

虽然非化学专业新本科生化学基础薄弱,但他们都是高分考入大学,天资聪颖,具有宽厚的知识基础,再加上作为新生,求知心切,渴望在大学课程学习方面再有新绩,只要善于引导,教学方法得当,完全可以把无机及分析化学课程学好,并具备丰厚的化学基础知识。开课时间为第一学期,对于新生,开头开好了就等于成功了一半。事实上,新生(药学等专业)学习非常努力,绝大多数学生听课非常认真,课堂纪律很好,使人欣慰。讲课时教师心情愉快,有问必答,师生互动相得益彰。由此联想,课堂教学管理和课后学工管理要注意新生的渴求和心态变化,所以要加强新生的微观管理,让他们短时间从思想上真正成为成年人。

该课程能取得满意的教学效果还得益于以下几个方面:

(1)注重课堂教学管理。从严要求,不准迟到,有事请假,抓住班干部和学习委员示范配合课堂教学效果,多年到课率基本100%。

(2)针对课程部分章节内容,如元素和化合物性质,开展学生互动。充分利用学生的课余时间和开放实验,让学生课下准备、课堂表达、互相提问、老师检查,尽可能全面掌握该部分的教学内容。

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    1.对教材内容删繁就简,增添新知,构建符合高职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,绝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。高职教育的特点也决定了高职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”中的相关内容,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。

    2.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,培养学生的创新精神

    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,使学习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,让学生自我完成并将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。

    3.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,由于多媒体集文字、图表、动画、声音于一体,可以刺激学生感官系统,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。

    4.加强自学指导,培养学生的自学能力

    二十一世纪,科技飞速发展,给知识更新提出了更高的要求,“掌握探求真理的方法比获得真理更加重要”已成共识。为此,在教学过程中一定要加强对学生学习能力的培养。无机化学的教学,由于在教材上涉及面较广,而在课

    时分配上又不可能像中学一样做到面面俱到,这样就容易出现教不胜教的局面。指导学生自学,不仅是无机化学教学活动的必要手段,而且对高职学生在大学阶段甚至将来整个的学习过程,都有着积极的作用。因此,教学生自学的方法,使他们尝试到“发现”的乐趣,体会到自己学习能力上质的飞跃就显得尤为重要。

篇10

一般来说,各个学校的考古系主要分为四个方向:考古、文物保护、博物馆和古代建筑。普通大众所认知的考古专业其实指的仅仅是考古学一个方向。现在无论是科教节目还是报纸书籍,都有意无意地忽视了其他几个学科方向,却不知其实那里也包含着无限的乐趣和挑战。我就是因为特别喜欢考古而选择了文物保护专业。

很多人以为文物保护专业是文科专业,实际上本专业高考时只录取理科生。这是因为本专业对物理化学要求较高,大一大二的时候需要学量的物理化学知识。但是这门专业又不是纯理科专业,需要深厚的文科知识,所以,作为一个文物保护学专业的学生,在本科期间所需要做的,是学习更广博的知识,因此这个专业比其他专业更需要研究生和博士阶段的深造。

文物保护专业在入学的前两年,基本为学科基础课程,其中包括文科理科两部分。文科内容包括所有考古系学生都要学习的考古学导论、古代建筑导论、文物保护学概论、博物馆学概论、中国古代物质文化史、中国古代史等几门基础课程:理科内容包括高等数学、普通物理及实验、无机化学及实验、无机化学实验、有机化学及实验、分析化学及实验。接下来进行的就是更为专业的课程。比如无机质文物保护和实验课、有机质文物保护和实验课,以及不可移动文物保护、文化遗产概论等等,与此同时,还需要选修诸如中国古代青铜器、古代陶瓷、佛教石窟、动物骨骼学、人体骨骼学、农业考古、科技考古等课程。如果有精力的话,还可以选择旁听考古专业的新旧石器、三代、秦汉、隋唐考古课程来充实自己。

文保专业最有意思的课程,应该是保护修复类的专业课,这门课包括无机质文物保护和实验课、有机质文物保护和实验课。以及不可移动文物保护。这些课程包括课堂部分和实践两部分:课堂部分包括文物保护理念、法规、各种保护方法,保护材料以及实际案例:而实践部分,主要包括对各种材质文物的修复操作,比如修复陶器。从对出土陶片的清理开始,到拼接粘贴成整器,再到撰写修复报告,也就是在课堂上完成一个完整的考古修复过程。在完成陶器修复训练之后,会有专门修复瓷器的老师进行讲座和亲自示范,并有亲身实践环节。陶瓷部分的实验课完成后。会有铁器和青铜器的修复保护练习,对于铁器和青铜器,修复实践仅仅是整个保护过程的一部分,更多的,是对青铜器和铁器的缓蚀和封护处理。因为文物保护专业所培养的,并不仅仅是文物修复技师,而是文物保护的全才。同样的,有机质文物保护的实践课主要包括对丝织品的清洗、修补以及对古代纸张的清洗和装裱等最基本的保护修复操作。而由于条件限制,不可移动文物保护的实践课程。更多的倾向于参观已有的遗址的现状和保护措施。