新能源材料与化学教学的实践与探索

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一、结合新能源材料与器件专业特点，合理优化教学内容

目前，有关工科化学课程的教材很多，如江棂主编的《工科化学》、强亮生主编的《工科大学化学》、徐瑛等主编的《工科化学概论》、唐和清主编的《工科基础化学》、高发明等主编的《简明工科基础化学》等，针对不同学科、专业和适用对象，教材知识体系的设置和侧重点各不相同。根据该课程的专业基础课性质，按照突出物质的结构-性能与定量分析并重的原则，三峡大学选用了史启祯主编的《无机化学与化学分析》作为该门课程的主要教材。该教材的特色是包含主篇和副篇两大块。主篇主要是铺就一个基础知识平台，为后续专业基础课程做铺垫，副篇主要是引用化学的应用实例及趣事培养学生的专业学习兴趣。[1]它吸取了国内外同类教材的精华，教学内容难度适中，语言形象生动，适用性强，较适合作为三峡大学新能源材料与器件专业的专业基础课教材，该教材内容可以很好地为目前新能源材料与器件专业的学生提供相应的智力储备。同时，为帮助学生进一步加深对工科化学的认识和了解，还将曹锡章等主编的《无机化学》、武汉大学主编的《分析化学》等教材作为教学参考书。此外，鉴于新能源材料与器件专业的学生特点及工科化学教学内容较多大，有关的价键理论等知识抽象难懂，因此，在实际的课堂教学中，笔者注重学科知识的拓展及实用化，除讲授教材内容外，还穿插介绍当前新能源材料方面的科技发展动态、工科化学方面最新的科研成果以及自身的科研工作进行讲解，不断优化和充实教学内容。例如，在讲授金属有机配合物材料时，笔者介绍了目前比较热门功能配合物材料当前的研究热点，并以自己在多功能金属配合物材料方面研究的成果介绍给学生。这些相关教学内容拓宽与延伸不仅提高了学生对该课程的学习兴趣，也激发了学生的科研兴趣，达到了较好的教学效果。

二、改革教学模式，探索新的教学方法和手段

在实际的教学过程中，专业基础课的特点决定了它的教学方法不同于选修课，它不仅强调教学内容的系统性、学习方法的引导，而且更需要调动学生学习的主动性，激发学生的学习兴趣。[2]针对“工科化学”课程的专业必修课性质及其教学内容众多，需要理解和识记的知识点较难的特点，笔者坚持“教师正确引导，学生积极参与”的教学原则，采用了多媒体教学与传统教学相结合的教学模式，结合课堂讨论、课外辅导、学生自主学习等多变的教学方法和手段，以增强教学效果。

1.采用传统教学与多媒体教学相结合的教学模式

在传统的教学过程中，教师可以通过讲解、板书、提问、讨论等方式组织课堂教学。然而，一些形象化、具体化的影音视频资料很难展现给学生。而多媒体作为一种新生的现代化教学手段，可以很好地弥补传统教学的不足。它能将抽象的概念直观化、具体化，并容纳较多的信息量，使课堂教学变得形象丰富有新意，教学效率高。[3]“工科化学”课程涉及无机化学中的基本概念和理论、元素化学和基础分析三大块内容。知识面广，内容枯燥，为尽可能调动学生的主动性，引导学生更好地理解和记忆，笔者结合新能源材料与器件专业培养方案，对所选用的教材中的教学内容进行了调整和压缩，制作多媒体课件，在实际的教学活动中，采用了传统教学与多媒体教学相结合的教学模式。通过浅显易懂的课堂讲授和内容丰富的课件展示，增加了学生对工科化学基础知识的认识，加深了学生对教材中的核心知识的理解，取得了较好的教学效果。

2.积极开展互动教学，活跃课堂气氛

根据工科化学专业基础课的性质，在实际的课堂教学中采用引导式讲授和学生讨论相结合的互动教学方法，可以很好地调动学生的学习主动性，营造良好的课堂氛围，提高教学质量，增强教学效果。[4]因此，在教学过程中，笔者既重视发挥教师的引导作用，又充分调动学生学习的主动性和兴趣。课堂上，笔者会针对教材上相关的知识，常常向学生设定问题，留给学生课后查资料，下次课展开讨论。这种教学方法不仅能激发学生学习的主动性和兴趣，而且可以活跃课堂气氛。例如，在讲授绪论中物质的状态时，笔者提出“物质按其存在状态可以分为几类”；讲到新材料的分类时，提出“什么是等离子体”和“什么是液晶材料”等许多在生活中涉及到的化学类新名词、新概念，让学生进行思考和讨论，然后教师再进行讲解，这样一来课堂气氛十分活跃。这种互动教学方式使学生对工科化学的兴趣大增，学习的积极性和主动性也随之增强，对教材中的基本知识点理解更透彻，记忆更深刻，收到了理想的教学效果。

3.及时进行课外答疑，解决学生课后学习遇到的问题

考虑到要在48个学时内完成工科化学教学大纲的教学任务，而且知识点庞杂，难以让学生在短时间内消化和掌握，笔者只能在实际的课堂教学过程中很紧凑地按照教学计划安排好教学内容，课堂上没有充足的时间解决学生课后学习或完成作业过程中遇到的问题。为了能让学生及时解决学习教材内容中遇到的问题，笔者每周专门安排一次课后答疑。通过实践发现，学生很珍惜与代课老师交流的机会，会把自己在学习教材、完成课后作业过程中遇到的困惑整理出来让老师做答。通过这种方式，学生对教材中知识点的理解和掌握就更为透彻，极大地提高了学生学习工科化学的积极性。

4.选择部分章节让学生主讲，提高学生语言表达能力

在传统教学模式中，教师的主要任务是站在讲台上“讲授”，学生的主要任务是“听讲”，在讲课过程中，教师设置一些教学活动，与学生进行互动，调节课堂气氛。然而，这种以课堂为中心、死板灌输的教学模式严重制约了学生课堂学习积极性。学生只能按照教师设计好的课程教学内容被动学习，在课堂上基本没有表达自己想法的机会，即使偶尔被提问，也会因缺乏足够的准备，发言效果不佳，导致缺乏自信心。大学的三尺讲台，不仅仅属于教师，还属于学生，学生也可以借助这个讲台得到必要的锻练。如果能够给学生提供上台讲解的机会，学生就能够深刻体会站在讲台上的责任，就必须按照教师的要求将自己准备的内容用简洁明了的语言展现给其他学生。另外，学生在走上讲台之前，课前会做充分的准备，然后把自己准备好的知识传递给其他学生，无形中提高了学生学习的主动性。例如，工科化学中，其中一章为《氢》，这一章主要讲解氢、制备、用途、同位素、氢化物分类、氢能源等，没有较难的理论。因此，笔者提前两周安排学生课后查资料和素材，做多媒体课件，课堂抽出一个学时让准备好的学生上讲台讲解。从4~5名同学上讲台讲解的情况来看，学生课前都做了精心的准备，而且最大限度地利用了网络等媒体资料。学生的多媒体课件制作简洁，图文并茂，讲解结束后，其他学生可以提问，共同参与问题的讨论。这样一来，不仅锻炼了学生的语言表达能力以及沟通能力，而且为学生将来毕业时能够更好地在应聘中表现自己提供了锻炼机会。

三、探索新型考核方式，提高教学效果

在整个教学活动中，考核环节是一个必不可少的重要环节。专业基础课的考核不同于专业选修课灵活多样的方式，一般采取传统的闭卷考试，需要学生记忆的知识点多，容易使学生思想负担过重，给学生学习带来压力。而新能源材料与器件专业的“工科化学”课程作为专业基础课，其主要任务是简明地介绍化学中的部分原理，在中学化学的基础上，重点掌握元素及化合物的物质本性及变化规律，建立一个化学意识，在以后遇到相关问题时能够从化学的角度去解决。鉴于该课程的专业基础课性质和内容多、知识面广、学生掌握知识点难度大等情况，为提高学生的学习主动性和教学效果，笔者对该课程的考核方式也进行了相应的改革，采取了中期课程小论文与期末闭卷考试相结合的方式。具体的成绩考核核算方法为：课堂表现、出勤情况和课后作业完成情况占成绩的10%，课程小论文成绩占10%，实验成绩占10%，期末试卷卷面成绩占成绩的70%。这种考核方式不同于以往的“1+2”模式（总评成绩=卷面+平时+实验），既可客观地反映学生对课堂所学知识的理解和掌握情况，同时可以真实地反映学生课后学习这门课程的积极性和主动性，最终期望能够全面反馈出这门课程的教学效果。

四、结语

“工科化学”课程作为新能源材料与器件专业学生的专业基础课，其内容繁多、涉及无机化学、分析化学两个二级学科的部分基础知识。该门课程的教学效果为学生学习后续材料物理化学、材料化学、电化学基础等课程提供重要的基础。因此，合理优化教学内容，探索行之有效的教学方法及考核方式对于调动学生学习的主动性和兴趣，提高教学质量和教学效果起到至关重要的积极作用。

本文作者:吴亚盘赵君李东升工作单位:三峡大学机械与材料学院