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無機化學教學改革實施方案
無機化學教學改革實施方案是:理清知識體系,整合教學內容,壓縮教學時數,實行模塊化分層次推進教學,提高教學效率。無機化學教學的模塊化分解和教學時數分配的框架(表略)。無機化學教學整合原則如下:(1)刪掉部分內容(稀有氣體、鑭系、錒系、核化學、金屬晶體和無機化學發展前沿),不再講解,讓學生自學。(2)壓縮部分內容(溶液、熱力學、動力學和晶體學),在后續課程中精講。(3)合并部分內容(化學平衡、解離平衡和溶解平衡)。(4)補充部分內容(教學研究成果)。
無機化學教學改革方案的特色
(1)“三學二素一論”的兩部分六模塊改革。兩部分為理論部分(48學時)和元素部分(42學時)。六模塊為“三學二素一論”:“三學”為微觀學、熱力學和動力學;“二素”為主族元素和副族元素;“一論”為元素通論。(2)“三位一體”的教學模式。微觀學Ⅰ為無機化學一,熱力學Ⅱ和動力學Ⅲ為無機化學二,元素部分為無機化學三,由3個主講教師完成不同模塊,學完就考,學分加和。(3)根據“學生學習認知過程”設計教學順序如下: ①由抽象到具體,先理論部分后元素部分;②由簡單到復雜,微觀學為“原子—分子—離子”;③由理論到應用,熱力學為“熱力學能—化學平衡和電化學—氧化還原反應”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素; s區元素和ds區元素進行對比教學。(4)利用規律性的“教學研究成果”促進教學。六模塊中有關規律的教學內容詳見表1。在這部分教學中展示教師教學研究成果,既可以理清學生思路,解決疑點難點;又可以指導學生進行教學研究,以研助教,以教促研。(5)明確重點。溶液的有關理論重點在分析化學課程中講解,而在無機化學課程中只學簡單應用;熱力學和動力學的有關理論重點在物理化學課程中講解,而在無機化學課程中只學簡單應用。
關鍵詞:無機化學;環境工程;教學改革;教學實踐
無機化學是研究無機物質組成、結構、性質和變化規律的科學,其研究對象包括了除有機化合物以外的所有元素及其化合物,是化學學科中發展最早的一個分支學科,因此各個方向的理工科專業領域均將無機化學作為基礎課程之一列入教學計劃和培養方案中[1]。隨著行業戰略方針的調整和學科發展的推進,無機化學教學也在面臨不斷的改革與新發展,尤其是現代物理方法和各種波譜技術在無機物結構研究中的廣泛應用,使無機化學的研究范圍打破了原有的界限,其研究內容和研究領域無論在深度還是在廣度上都發生了前所未有的變化。面向本科生一年級的無機化學是我校化學工程、礦物加工工程和環境工程專業的必修課和基礎課,也是學生從高中進入大學階段深入拓展化學知識的首要系列課程之一,對于環境工程專業來說,大氣、水、土壤等環境介質中物質的特性、存在狀態及其變化規律等等,均離不開無機化學的核心知識體系。與此同時,我國高等院校的無機化學教學也在不斷地發展與更新中,既要配合與時俱進的科技發展,又要滿足現代大學生對于創新能力培養的需求與任務,因此,這就對我們現在大學課堂的無機化學教學內容、教學方法等提出了更加明確更加高標準的要求。當然,鑒于現代大學生的特點與需求,在教學實踐中自然而然地出現一些新問題,比如,學生獲取信息、收獲知識及交流溝通的方式等都發生了翻天覆地的變化,不再單純地依靠教師的講解和課堂上手抄筆記,相反地,甚至很少有學生上課記筆記,這必然影響到現在大學生聽課的認真與投入程度[2];再比如越來越多的學生因家庭條件的允許其目標是出國,這些學生則把更多的精力用于外語的學習,以及還有一部分學生急功近利的思想意識,總是想依賴于教師的課件及希望教師所劃出的考試重點,只求考試通過,而對于真正知識的渴求與自身知識水平的提高并不是特別地強烈,甚至對于課堂講授的基本原理不去理解透徹甚至不理解,等等這些系列問題值得深入研究探索與研究,并找出改革方法與措施并進行實踐。本文結合環境工程專業特點及對無機化學知識體系的要求,從教學目標、教學方法和教學內容等方面對無機化學教學進行了初步的改革、探索與實踐,建立了一套適合于工科特別是環境工程專業的無機化學教學模式,增強了學生對無機化學的學習興趣。
1對教學目標的定位與強化
大學古今中外的教育歷史中承擔著鏈接校園與社會的職能,而隨著現代社會突飛猛進的發展和異常激烈的競爭,社會對人才的需求越來越趨向于國際化、綜合型、創新型人才[3],其中學生的創新能力培養與訓練已經作為基礎課程教學中最為突出的教學目標呈現出來。在大學教書育人“寬口徑、厚基礎、重能力、求創新”的大背景下,特別是結合我校建設研究型大學目標的確立,我們在無機化學的教學中將如何引導學生課本知識與實踐相結合、如何從基礎知識中尋求突破與科技創新相結合作為教學目標的重中之重。為此,我們在制定教學計劃和制作教案的過程中,特別強調理論教學內容與環境工程學科的相關聯課題或現象,以與學生切身緊密相關的生活問題或生產實際作為課堂教學的切入點和學生的興趣點,即將基礎知識、理論與原理,在教師的講解下與生產或生活實際相結合,才能引起學生的興趣,激發學生的好奇心與求知欲,并為學生創新能力培養提供素材與源泉,這是研究型大學發展的必然趨勢和要求,也是為培養多層次人才所必備的教書育人模式。如此,將環境工程專業無機化學的教學目標定位明確,學生能夠很清楚地理解和正確把握學習此課程的目的和意義所在,同時強化了無機化學在環境領域方面的教學目標,以本課程的第一部分“化學反應原理”篇為例,每一章節的教學內容均與環境工程學科中的某一方面或某個應用相聯系,并設立了明確的教學目標,如表1所示。因此,在現有的高等教育體制與教學模式下,學生的創新能力是在學習基礎知識的基礎上,通過教師在教學過程中進行理論結合實踐的引導與啟發而培養起來的。
2對教學內容的精選與擴展
無機化學是我校環境工程專業本科生的一門重要基礎課,雖然幾十年來其教學內容框架基本沒變,但由于學科間的相互滲透形成了許多跨學科的新研究領域,因此無機化學學科的面貌也發生了很大的改觀,出現了許多新概念、新理論、新反應、新方法和新型結構的化合物,同理要求我們的無機化學教學也要與時俱進,推陳出新[4]。目前,我校環境工程專業無機化學課程采用的是大連理工大學無機化學教研室主編、高等教育出版社的《無機化學》作為本科生教材,并且將前十一章即從第一章“氣體”到第十一章"配合物結構"作為第一期無機部分的教學內容。為滿足現代無機化學教學緊跟學科發展進度的要求,同時由于新教學大綱對于課時的壓縮,我們在實際教學過程中采取精簡教學內容、適當刪減部分過時內容和適量補充最新發展動態中無機化學相關知識的措施,既保障了教學基本思路和框架結構完整,又實現了對教學目標的定位與強化,同時達到了調動學生的學習興趣和積極性的目的,提高了教學質量。從我校研究型工科大學的本質要求出發,要做到“研究與教學相結合”,就要在基礎課程教學別強調“寬基礎”,尤其是針對剛剛進入大學校門的一年級學生,專業方向的概念尚未形成,所謂“萬丈高樓平地起”,對于大多數學生來說專業的培養才剛剛是打地基的階段,因此對于無機化學這種基礎課教學內容的精選與擴展方面,除了講授基本原理外,適當引入或擴展一些與專業方向相結合的實例與學科研究進展,將會讓提前對專業領域的研究范疇和學科動態有一定的認識與感悟,對于學生的學業發展來說將會是受益匪淺。為此,我們將無機化學教材課后化學視野的部分內容作為引例或本章內容的切入點,即是對教學重點內容的補充,又是基礎教學內容在應用方面的擴展。如第二篇“物質結構基礎”部分,目前世界范圍內對環保意識的增強和對環保材料需求的急速增長,而新型環保材料的開發、合成與結構鑒定分析等相關知識與理論均與本章內容息息相關,以新型環保材料有研究動態及最新研究成果為本章講解的切入點,對于學生理解和掌握較為抽象的化學鍵類型與價鍵理論將大有幫助和啟發;再如將前兩章“氣體”與“熱化學”串聯到一起,先提出當前的能源過剩、綠色能源市場不足與社會可持續發展相矛盾的現狀,從能源的合理利用、解決能源危機和快速發展綠色能源的必要性與緊迫性講起,以此來理解本章教學內容中的反應熱、焓變與熱力學第一定律等系列基礎理論,進一步深入把握不同形式能源之間熱值的對比問題,并讓學生從中思考能源發展的新動向與新思路。從學生的反饋來看,通過這些與基礎理論相結合的具體實例的引入,學生們對課堂上教師提出的精選與擴展內容相當感興趣,作為連接理論知識的橋梁,它使得理論知識變得通俗易懂而且生動,讓學生們覺得無機化學知識體系在未來學有所用,自己也具備廣闊的用武之地和發展空間,同時也為學生將來從事創新訓練活動提供了素材和思考空間,學生們表示非常歡迎,因此保證和提高了教學效果。
3對教學方法的轉變與探索
如前所述,無機化學是一門學科大類基礎課程,其在整個大學培養體系中的基礎性、銜接性與過渡性的地位,授課對象則是剛剛從高中畢業初入大學課堂的新生,這就決定了無機化學的教學模式中需要增加課堂教學的機動性、靈活性與趣味性,讓學生們有一個適應期和過渡期,教學內容的難點重點等方面也是循序漸進地展開,以幫助學生們完成從高中時期的偏固定化思維方式向大學時代開放型思維方式的轉變[5]。在此過程中,引導學生們從全方位、多視角去看待問題,而不再僅僅局限于課本上固有的知識點,并逐漸確立專業概念與對專業領域的感悟,讓學生意識到甚至是某些科學問題也還是有很多地方或存在諸多疑惑的,是需要探討和爭論的,并不完全是真理似的存在,還需要學生們用一點點積累的知識去解決和探索,比如無機化學便是其中之一。因此,我們在無機化學的教學中采用了問題探究式教學法,即:圍繞教學目標,對教學內容進行分類、歸類和總結之后,從每一章的切入點教學內容中提出一到兩個問題,當然問題是與本章內容相關且緊密聯系科學發展動態和生產生活實際的,讓學生頭腦中帶著這些極為實用和感興趣的問題,層層講解基礎理論,逐步提出解決這些問題的途徑、方法與相關理論。比如:講解第三章“化學動力學基礎”和第四章“化學平衡”時,兩章之間有相互關聯的基礎理論原理,即化學反應的兩方面穩定性問題,一個是熱力學穩定性理論,一個是動力學穩定性理論;如果單純枯燥地講解純理論內容,盡管教師講解得已經很透徹,但學生對此仍然是懵懵懂懂、模棱兩可的狀態,這說明對學生們來說理論知識的學習缺乏具體實例的輔助,缺乏將理論應用于實際中的理解。為此,我們改變了教學方法,從一開始便拋出問題,讓學生們在聽課過程中隨時從中找到答案,帶著問題去探究基礎理論原理。如以汽車尾氣無害化處理的化學反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)為例,分別用到化學反應熱力學穩定性原理與動力學穩定性原理,熱力學原理上這個反應是客觀存在、完全可行的,也就是說汽車尾氣是可以實現自然狀態下無害化轉化的,但現實卻為何并非如此呢?同時安排適當的課時供學生相互交流,帶著興趣性問題的分析與探究,逐層次展開課堂教學內容,也讓學生在聽課過程中參與和進行實際問題的討論、推論與拓展,加深對基礎知識的理解與應用推廣。通過這種帶著問題探究理論知識基本原理和機理的教學模式,使得教學目標更加明確,教學內容脈絡清晰、主次分明,能讓學生對每一部分知識點都一目了然,有助于學生快速地從切入點處入手逐級掌握各層次知識點,既提高了學生的學習效率,做到了課堂上有效學習,又培養了學生主動拓展知識的能力,完全有助于實現我校研究型大學培養創新型人才的教學目標。
4結語
科學技術特別是計算機技術和現代物理方法在無機化學領域的應用與擴展,使得無機化學教學在各個學科中的基礎性和重要性都不言而喻。通過多年的無機化學教學經驗體會,我們在教學目標方面進行專業方向定位與強化、在教學內容方面進行精選與適當擴展、在教學方法方面采用問題探究式方法的改革、探索與實踐中,很好地結合了我校研究型大學培養工科技術型、創新型人才的需求,優化了教學內容,改善了課堂教學效果,提高了無機化學的教學質量。
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關鍵詞:無機化學;教學內容;銜接;教學方法
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A ?搖文章編號:1674-9324(2013)19-0212-03
無機化學是化學、化工、材料、生物、制藥等化學相關專業的主干基礎課,一般于第一學期開設,無機化學對化學相關專業大學教學計劃的順利實施及培養目標的實現有著重要影響。無機化學既是銜接大學與中學化學教育的橋梁,又是橫貫分析化學、物理化學、有機化學及諸多專業課的紐帶,良好的無機化學知識是進一步學習后續課程和分析解決一般化學問題的重要理論基礎。無機化學的內容繁多,既有化學基本理論知識,又有抽象的物質結構,還有知識點分散、內容繁雜的元素化學,對于不熟悉大學高信息量教學方式的大一新生,如何保證在較短的教學時間內,讓學生能理清無機化學的知識脈絡,掌握重點知識內容,對無機化學教學來說無疑是一個挑戰。
我國中學均開設有化學課程,大一新生已具備一定的化學基礎,在無機化學教學中,如何實現與中學知識及大學后續課程的銜接,以及無機化學自身基礎化學反應理論、物質結構、元素化學各部分內部及相互間的有機銜接,對于無機化學教學效果將有著非常重要的影響,本文將從無機化學教學特點、教學內容銜接及教學方法上提出幾點拙見,與同行們探討交流。
一、無機化學教學特點
1.學時及教學內容差異大。由于近年教學學時的大量縮減,目前不同學校針對不同專業開設的無機化學課程學時差異明顯,大部分學校針對化學、應用化學等專業開設的無機化學在100學時左右,也有部分約70學時;對化工及制藥專業學時一般50~80學時;對于非化學化工專業,學時普遍較短,多為32~60學時。對于100學時的專業,一般具有較充足的時間對理論知識、物質結構、元素化學均進行較深入的講解,學生可以掌握全面的無機化學知識;對70學時左右的專業,一般大約45學時用于理論及物質結構講解,元素部分約25學時,元素部分教學內容不能完全覆蓋;對于50學時以下的專業,許多專業只講解理論知識和物質結構,元素部分基本不涉及。從目前現狀看,對于短學時的無機化學課程,往往以犧牲元素化學教學為代價,把在分析、物化等課程中還會涉及的理論內容講得較深入,這導致許多學生缺乏元素化學知識、化學知識整體結構不完整、學習內容不健全。
2.教材種類多,內容編排結構多樣。目前出版的無機化學教材種類繁多,每年都不斷有新出或修訂版無機化學教材出版。為了無機化學書有更廣的應用范圍,大部分教材都完全包含了傳統無機化學的基本化學反應原理、物質結構及元素化學三大模塊,針對短學時的無機化學教材目前相對較為缺乏。無機化學教材內容編排不同教材差異較大,有的按化學原理、物質結構及元素化學排版,有的按物質結構、化學反應原理、元素化學介紹,教材中各模塊間基本相互獨立、銜接較少。在有限的教學時間里,要達到良好教學效果,教學內容的合理取舍與組織對教師無疑是一個挑戰。
3.與其他課程存在交叉與銜接。無機化學是大學化學第一課,其教學內容與后續分析化學、物理化學、有機化學及諸多專業課都有內容的交叉與銜接。無機化學的酸堿平衡、配位解離平衡、沉淀溶解平衡和氧化還原反應是分析化學的理論基礎。無機化學基本化學原理與物理化學中的動力學熱力學存在明顯的遞進。原子結構、分子結構理論對解釋有機化學結構依然實用。應用化學、材料等專業的多門課程都涉及無機化學知識,有的甚至就是元素化學的內容,如無機材料的制備等課程。良好的無機化學基礎是后續化學及專業課程學習的重要基礎,也是提高學生大學學習興趣和自信心的有力保障。
4.學生個體差異顯著。我們知道,按照中國現行高考制度,許多化學及相關專業的學生所就讀的專業并非其自愿選擇,而是通過調劑錄取,對化學的學習興趣各有不同。按照中學化學“必修2+選修6”模塊式教學,不同省份及不同學校對中學化學教學的深度及廣度不同,導致不同學生的化學基礎存在一定差異。而且,隨著高等教育大擴招,高考錄取率達70%,學生個體生理差異也較大。由于學生學習興趣、主觀能動性、中學化學知識基礎等多種原因,在無機化學教學中,能明顯感受到一個班的學生在學習自覺性、領悟力等方面分為幾個不同層次。要保證絕大部分同學都能達到教學要求,學生個體差異也是大學教學必須充分考慮的因素,教學內容和教學方法的設置上應盡可能做到因材施教。
二、無機化學教學內容的銜接
鑒于無機化學在教學時間、課程內容、教學對象等方面的特點,在教學過程中有效組織編排教學內容,注重中學教育與大學教育的良好銜接,引導學生順利過渡到大學學習,融會貫通前后知識,對達到理想教學效果可起到重要促進作用。
1.與中學化學教學的銜接。目前高中化學三個版本教材均采用模塊式教學,將化學教學內容分為兩個必修模塊(《化學1》和《化學2》)和六個選修模塊(《物質結構與性質》、《化學反應原理》和《有機化學基礎》、《化學與生活》、《化學與技術》、《實驗化學》)。必修模塊涉及了化學物質分類及離子反應、氧化還原反應;元素周期表、化學鍵;化學能與熱能、電能、化學反應的速率和限度;重要的金屬及其化合物;硫、氮、氧及其化合物。《物質結構與性質》模塊涉及了原子結構及性質、分子結構及性質、共價鍵、晶體結構及性質;《化學反應原理》涉及了化學反應與能量、化學反應速率與化學平衡、水溶液中的離子平衡等內容。從中學教學內容看,無機化學中的基本化學反應原理、物質結構及元素化學都有涉及,但是其教學程度較淺,多處于對概念的了解,且不同省區學習內容可能存在很大差異,無機化學中對各部分內容均有很大程度的提升,如化學平衡中引入了標準平衡常數、焓、熵、Gibbs函數等熱力學函數。在無機化學教學內容的設置上,應根據中學化學教學內容,在對全班同學進行充分調研的基礎上,為學生設計構建科學的教學大綱,安排合適的教學內容,幫助學生在現有基礎上循序漸進,不斷深入。
2.前后章節內容的銜接。無機化學教學一般都會涉及化學反應基本原理、物質結構與元素化學三部分內容,化學反應基本原理和物質結構通常安排在元素化學之前,各教材在化學反應基本原理和物質結構間有的將物質結構先行講解,有的則先介紹化學反應基本原理。物質結構決定其化學性質,作者認為先介紹分子結構、化學鍵等物質結構知識有利于學生理解化學反應原理部分的知識(如熱學函數、鍵能、碰撞理論、反應機理等),而且高中物理以及化學中均涉及有原子結構、化學鍵等相關內容,學生也容易理解接受。原子結構、分子結構、化學熱力學及動力學、氧化還原、配位化學等無機化學基本理論知識很多在元素化學中將得到具體體現,并指導著元素化學的教學與研究,因此,元素化學放在最后講解比較科學。化學反應基本原理、物質結構與元素化學三大模塊除了相互存在銜接外,各模塊內部各章節也存在很密切的關聯,如化學反應原理部分中化學反應熱力學、化學平衡知識、四大平衡反應是一脈相承的關系;物質結構部分里,原子結構、分子結構、晶體結構、配合物結構則是物質結構的逐漸深入;元素化學同區內各族之間有相似結構和相似性能但又存在變化規律。因此,注意前后章節內容的有機銜接將有助幫助學生理解掌握。
3.必修與選修內容的銜接。由于教學學時的壓縮,無機化學教材涵蓋的內容通常無法完全在課堂上給學生進行詳細講解,一般教材通常將教學內容分為必修和選修兩部分,選修內容采用不同排版方式標注出來。延伸基礎知識、難度較深的內容,如化學動力學中對化學反應機理的講解,一般無機化學教材都設為選修內容。另外,為了擴寬學生視野,無機化學教材中也對該章節內容涉及的學科前沿知識進行補充介紹,如大連理工大學版無機化學分別在化學反應動力學和氧化還原章節補充介紹了化學動力學在考古中的應用、化學電源實例等知識,幫助學生了解理論知識的實際應用,提高學生學習興趣和應用知識的能力。在為某些學科專門編寫的、針對性較強的教材中,學科背景知識以及無機化學在該學科的應用等內容常設為選修。除了書本中明確建議的選修內容,教師也可根據學時、學生學習情況,靈活調節教學內容,將學生基礎好、容易自學完成的內容設定為自學或選修內容,以節約出更多時間用于重點難點知識的講解和實踐教學。
4.理論教學與實驗教學的銜接。化學是一門實驗科學,讓學生學習掌握基本化學實驗技術,提高學生發現問題與解決問題的能力,培養學生科學嚴謹的工作態度和良好的實驗習慣,是化學教學的一項重要任務。許多同學在中學沒有條件進行化學實驗教學,無機化學是他們接觸的第一門化學實驗課,第一門實驗課的教學效果對提高學生實驗課程學習興趣、端正學習態度、養成良好實驗習慣意義重大。實驗教學是對理論教學的一種宏觀展示,可以讓學生更直觀了解化學反應本質。我們需要注意的是,實驗教學是建立在理論教學基礎上的,因此在無機化學中必須注重理論教學與實驗教學的銜接,實驗教學需要將時間安排在相應理論教學之后,切不可將理論與實驗教學完全獨立開來。一些簡單的驗證性實驗可以考慮以視頻的方式在理論教學中直接演示給學生,節約部分實驗教學時間以開設更多的實驗內容。在實驗教學內容設置中,需要考慮每個實驗對學生實驗技能的培養目的,應盡可能在不同實驗中培養學生不同實驗技能,讓學生在有限的時間掌握更多實驗技術,提高其實踐動手能力。
三、無機化學教學實現銜接的教學方法
無機化學在較多層面存在教學內容的銜接,為了實現相關知識間的有效銜接,教師在授課過程中除了在教學內容的安排上要合理設置外,在教學過程中教師還需在不同環節采用不同教學方法,以達到理想的教學效果。
1.課前預習作業。無機化學教學內容多,課程任務重,每節課的信息量大,適當的課前預習有助于學生在課堂教學中集中注意力,跟隨主講老師的教學思路。老師可以為學生提供適當的預習作業幫助學生有重點的預習,預習作業最好能注重將學內容與中學知識、前面章節內容間的聯系與差異,讓學生覺得熟悉而新鮮,激發學生好奇心和探索熱情,為課堂教學奠定良好基礎。對課堂中可一帶而過的教學內容,亦可在預習中引導學生自學,節約課堂時間。
2.課堂設問式教學。課堂教學是無機化學理論課最重要的環節,在課堂教學中教師更需要采用巧妙的教學方法,將各種內容有機銜接起來。在課堂中向學生提出相關問題,是調動學生思維、促使學生主動將相關知識銜接起來的好方法。例如,涉及到中學知識的,可以請學生回答中學學習內容是什么,老師再順勢介紹中學與大學知識的異同。再次出現的前面章節的內容,老師可以通過提問學生來幫助學生復習鞏固,并找出前后知識的關聯。
3.課后作業知識點的兼顧。課后作業也是將各種知識有效銜接的好辦法,除了前后緊密相聯的知識外,老師也可故意設計一些復合習題,在同一個題目中涉及前后章節知識以及多個知識點,訓練學生綜合分析問題的思維,教會學生解決綜合問題的方法,提高其對綜合知識的掌握與應用能力。如在氧化還原反應里可以將化學平衡常數、熱力學函數、Hess定律、電動勢、能斯特方程式等知識點關聯在一起,根據具體情況可進一步計算求解酸堿平衡常數、溶解度、配合物穩定常數等物理量。
4.復習理清脈絡結構。無機化學教學內容間存在不同的銜接方式,按不同章節或模塊進行知識疏理,理清知識脈絡結構,將有助于學生對無機化學知識整體內容有全面的了解。因此,在每章以及化學原理、物質結構、元素化學不同模塊授課完畢,教師應和學生一起來疏理所學知識的脈絡框架,將所學內容精簡成若干標題,再讓學生將標題里的內容豐滿還原,鞏固學習知識。能將書本中的知識濃縮為框架圖、并再充實成“大樓”的學生應該是達到了本門課程的教學要求。
無機化學是大學化學最重要的課程之一,其學習效果不僅對無機化學知識的掌握程度是一種考量,更會對后續化學課程甚至整個大學期間學習方法、學習態度產生潛在重要影響,因此教師在教學過程中,充分利用無機化學承前啟后的特點,結合課程特色,在教學內容設計、教學方法上注重知識的銜接與遞進,不但可望得到理想的無機化學教學效果,對大一新生順利完成中學到大學的蛻變,開啟愉快輕松的大學學習生活也具有極其重要的意義。
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【關鍵詞】無機化學 微觀理論 教學
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)12-0183-01
對于無機化學中的微觀理論來說,由于其內容比較抽象,對于學生來說看不到、摸不著,影響了學生對知識的理解。對中職學生來說,由于其想象力還不夠豐富,學習方法不夠完善,所以在學習的時候存在一定的困難,老師在教學的過程中也存在不少的難度。如何把如此重要而又比較復雜的知識通過一定的方法傳授給學生,讓學生能夠在學習中得到提高對于老師和學生來說都非常的重要。
對于宏觀世界來說,由于物質的結構和構成不同,所以出現了多姿多彩的豐富的客觀世界。大部分物質都是由分子和原子構成,而分子又可能有成千上萬的原子構成。如果要研究物質的化學和物理性質就要對其原子結構和分子結構,也就是對其微觀理論進行認真的研究。因此,無機化學中的微觀理論知識是無機化學理論教學中的重要組成部分,老師要想方設法不斷的提高教學效率,使學生能夠熟練的掌握這部分知識。同時無機化學中的微觀理論對于學生進一步學習有機化學知識起到了鋪墊作用,要在教學和學習中給予特別的重視。為了有效的提高中職院校無機化學微觀理論知識的教學效果,可以考慮采取以下幾種措施:
1.重視微觀理論科學研究和發現的過程。
對于無機化學中微觀理論部分,由于新概念比較多,而且理論性比較強,學生容易產生厭煩情緒。在這種情況下,老師要注意引導學生對于原子、分子等的認識和模型建立的過程的學習,通過對微觀知識和理論研究發現的過程[1]。從學習的過程中讓學生能夠感受到人類如何是發現和研究自然的,從而能夠從更深的層次來領悟微觀原子的結構知識在自然科學研究發現中的重要性。原子的結構模型是科學家在前人研究的基礎上根據自己的想象和認識,從自己的推測和實驗中總結出來的。不同的微觀結構模型體現出了人們對于原子結構的不同認識,人類對原子的結構認識經歷漫長的歷史階段,特別是在近代獲得了巨大的進步。這種過程使人類在認識世界和戰勝自我方面取得了一次又一次的進步,因為每種理論的和建立都體現了人類的努力。在微觀理論中的每個發現都凝聚了無數科學家的心血,在教學的過程中應當向學生強調不怕困難,實事求是的科學態度。鼓勵學生向前輩科學家學習,讓學生能夠對所學的知識充滿信心。通過在課堂中講述科學家研究發現微觀世界的過程,培養學生正確的學習態度和方法,鼓勵學生戰勝困難,對無機化學中的微觀理論的學習充滿信心[2]。在科學家研究發現的過程中,讓學生感受到他們的一絲不茍的奉獻精神,和對科學知識的執著追求。從思想上讓學生對微觀理論知識的學習建立足夠的信心,使學生能夠相信可以學習好這部分知識。
2.重視多媒體工具在無機化學微觀理論教學中的應用。
在我國中職院校傳統的教學中,常常是用粉筆在黑板上板書。這種方式往往需要花費比較多的時間,特別是在作圖的過程中,一些結構比較復雜的圖形占用的時間更多,而且教學效果也不夠好,不能夠引起學生學習的熱情。對于這部分知識來說,由于其內容的特殊性,學生在理解方面存在很大的困難,如果僅僅依靠傳統的教學方式,學生就容易感到枯燥無味,也在一定程度上影響了學生學習的積極性[3]。隨著信息技術的快速發展,多媒體教學也逐漸在中職院校得到了普及。多媒體可以在課堂教學中展現出形象而真實的教學環境,可以為學生展現出真實的微觀環境和圖像,使學生在教學的過程中對微觀粒子產生立體感,能夠認真的學習到物體中的原子是如何組合在一起的。通過多媒體的方式使學生能夠對所學習的微觀知識產生形象和直觀的印象,而且通過聲覺和視覺的刺激作用,大大的提高了課堂的教學效率[4]。通過多媒體教學工具在微觀理論教學中的應用,不僅使課堂變的活潑有趣,而且也有效的吸引了學生的注意力,提高了學生學習的熱情和積極性。
3.在教學中重視類別的方法。
類別作為語文教學中常用的一種教學方法,在無機化學描述微觀世界時也可以使用。例如為了讓學生對原子結構有比較直觀的認識,可以把原子結構中原子核比喻為放在一個足球場中的蘋果,這樣學生就會很容易明白原子的內部結構和其中不同物質之間的大小比例。又如在講解氣體分子之間的相互碰撞對器壁所產生壓力的知識時,學生往往對這一結論很難理解和接受。老師可以舉例就像大量比較密集的雨滴不斷的落在的傘面上時對雨傘所產生的壓力,這些壓力就比較形象直觀了[5]。這種現象可以和社會生活緊密的聯系在一起,使學生很容易過渡和遷移到分子運動的知識上。在微觀理論的教學過程中要使用一些恰當的類別方法,可以達到事倍功半的教學效果。
無機化學作為中職院校化學教學中的重要課程,其學習結果對于后續的化學課程具有重要的影響。微觀理論知識作為無機化學中承上啟下,和現實宏觀世界緊密聯系的重要內容,對于學生正確的理解化學的研究方法和化學理論具有重要的幫助作用。老師在教學的過程中要主動的尋找有效的教學策略和方法,不斷的提高課堂教學的效果。幫助學生正確的理解化學知識,對化學學習樹立正確的學習態度。
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[3]呂繼紅.中職《無機化學》教學有效策略芻議[J].家教世界,2013,(04):228-229.
作為普通高等學校無機化學課教師,在教學活動中一定要把教學研究和人才培養緊密結合,注重教學內容和教學方法的改革,以提高本門課程的教學質量。
一、強調學習方法,建立化學思維
無機化學是我校藥學專業的第一門重要專業基礎課,課程的學習具有“承前啟后”的特點,有幫助學生鞏固專業學習思想的重要作用。但是由于中學化學教學內容本身的問題或中學生認知水平的原因,學生在進入大學時有些化學問題還比較模糊,對于大學的授課方式和學習方法還很不適應,這樣勢必影響大一無機化學教學的質量,更有可能影響學生們今后對有機化學、分析化學、物理化學等相關化學課程的學習。從學生自身的發展來看,大學生們已初步形成了自身的興趣、愛好和特長,且已具有一定的概括能力,但大部分人抽象思維困難,學的較死,難于舉一反三,不會靈活應用所學知識。在學習方法上,往往習慣于死記硬背,缺少對知識的理解記憶和獨立思考。因此在大一無機化學教學中,教師必須付出更多努力,在中學化學的基礎上對學生進行專業思想教育。結合化學發展史介紹化學對人類生存及人類文明的影響,并結合當今的社會熱點問題的講解,讓學生認識到化學與人類、社會、科學、技術等的密切聯系以及化學的重要應用,從強調無機化學的學習方法出發,激發學生的學習興趣,培養和提高學生獨立獲取知識及分析和解決問題的能力,培養創新精神,使學生在知識、技能、態度和學習方法方面得到全面提高。
二、突出重點,及時總結教學規律
無機化學的研究范圍極其廣泛,因而內容龐雜、分散,特別是元素化學部分,缺乏系統性。在教學中要突出重點、尋找規律,及時總結教學內容。例如,酸堿平衡、沉淀―溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡等均屬于化學平衡,這樣化學平衡就是重點講解內容,從平衡的基本特征到標準平衡常數的表達、應用和化學平衡的移動,多舉例、多練習,使學生較好地掌握課程內容,能夠舉一反三,為后續課程的學習打下良好基礎。
在無機化學各論部分教學中,各章內容之間的關系不大,但都離不開元素周期表。因此,在教學時要緊密聯系元素周期表,強調同族元素的共性和特性,抓住同周期、同主族元素的單質和化合物性質遞變規律,及時總結規律。如堿金屬和堿土金屬氫氧化物酸堿性遞變規律、碳酸鹽熱穩定性等。還要堅持運用基礎理論貫穿到元素學習之中,使元素部分的學習變得不必死記硬背其性質。根據具體章節內容,教師還可講授一些無機化學在現代科學中的發展和化學在生活中應用的例子,它不僅擴大了學生視野,而且對增強學生學習興趣也非常必要,從而使學生可以比較容易地掌握教學內容。
三、聯系實際應用,豐富課堂內容
無機化學在18世紀后半葉到19世紀初期就形成了一門獨立的化學分支學科,歷史悠久。教師在教學過程中可以相應地引入一些科學家小傳、化學重要發現的介紹,來豐富課堂內容。如雜化軌道理論的奠基人――鮑林等,我國著名無機化學家和教育家戴安邦在無機化學和配位化學研究方面的貢獻等。
教師在授課時,應緊密聯系實際,恰當反映化學在醫學、藥學、能源、信息、材料等方面的作用。如介紹元素的自然資源時,讓學生了解我國的豐富稀土資源和稀土功能材料;講解配位化合物時,以抗癌藥物順鉑的發現歷程為起點,介紹人體微量元素與健康,結合大環類配合物(如葉琳環等),介紹Fe、Mg等金屬離子在生物酶大分子中的作用等。實踐證明,這樣有利于激發學生學習化學的興趣和求知欲,加深其對無機化合物相關性質和化學一些基本原理的理解,使無機化學課程更好地為學習后續化學課程打下基礎。
教學中還要及時更新內容,跟上時代。將無機化學的前沿領域知識如納米技術、水熱合成法等滲入到基礎教學之中,調動學生學習興趣;在講授過渡金屬元素時,對磁性納米粒子的研究進展進行介紹,并展示我們在某些藥物為配體與過渡金屬形成配合物的設計合成及性質研究進展,增強學生獻身科學事業的主觀能動性。
四、加強與后續化學課程的聯系和交叉
無機化學是藥學專業學生一年級的專業基礎課程,也是后續專業基礎課程的基礎,它的教學內容直接影響到有機化學、分析化學、物理化學三大基礎化學課程的教學效果。在無機化學教學中面對課時減少的情況,首先應認真選取教學內容,舍去一些次要的內容,提煉每章重點,對重要的內容進行精講。無機化學化學原理部分包括化學熱力學、化學動力學和四大平衡、原子結構、分子結構等,我們首先把與中學教學重復的部分刪除,精簡了化學熱力學和化學動力學這兩部分內容,這些內容相對獨立,而且在以后的物理化學課程中還會學到。各種酸堿理論要清晰介紹,尤其是酸堿質子理論,是后續分析化學課程中酸堿滴定的基礎;在分子結構部分,加強雜化軌道理論和分子軌道理論的內容,此部分與有機化學課程理論相關,而且也是學習元素知識的理論基礎。
五、多媒體課件與板書相結合,提高教學效率
近年來,隨著高等教育改革的不斷深入,在教學中引進多媒體技術是一種全新的教學方法,它可以有效提高課堂教學效率。在無機化學教學上,除了教學內容和教學方法上的調整,教學手段也在不斷更新,課堂教學采用多媒體CAI課件,教師在傳統教學方法的基礎上,可以通過電腦,將文字、圖片、影像、聲音和動畫等有機結合,應用于課堂教學,使得每次授課的信息量更加豐富,進一步提高教學效率,實現教育效果最優化,具有以下價值:
一是增強直觀性、生動性,激發學生的求知欲,提高學生的學習興趣。如軌道雜化理論,通過動畫的形式使抽象枯燥的理論變得形象生動,使教學內容豐富多彩,開闊了學生的視野,充分調動了學生的注意力。并且在多媒體課件中,引入了科學家小傳,學生聽后改善了課堂氣氛,收到了較好的課堂效果。
二是有利于突出重點、難點,提高教學效率。多媒體能達到化繁為簡、化難為易、化抽象為具體、化艱澀為通俗的效果,徹底解決教材重點、難點的學習困難問題。在元素部分教學中,講述的內容多而課時少,網絡與多媒體提供豐富的素材資源,給我們的教學帶來了極大的便利,傳授的信息量大,節約了板書的時間。配以各種模型、實物照片和動畫,圖文并茂,動靜結合,尤其是能生動地反映微觀結構的圖像,如涉及原子軌道、雜化軌道和分子的空間結構等,可以通過Flas的形式展示各種軌道的形狀以及成鍵方式,將微觀、抽象的行為形象化,有利于學生對知識的學習和掌握。
三是有利于提高教學質量,實現素質教育。解決了教學時數少與教學信息量不斷加大的矛盾,有利于培養適應21世紀的新型人才。
四是有利于發揮學生潛能。使學生積極主動地認真聽講,課堂氣氛活躍,激勵他們以積極的態度去學習、去探索,有利于學生對新知識的獲取和理解,從而得到更好的學習效果,使學習成績顯著提高。
五是適合大班教學。
六是具有可重復性。目前,知識更新日新月異,我們編制的教學課件,可以在網上閱覽,能隨時修改更新,不需要專門的軟件編程工程師,特別適合廣大高等院校的教師、學生應用,還能實現資源共享。
此外,為了提高學生在課堂中的參與程度,在一些講解中適當的進行一些提問,帶動學生的思維。針對學生為大一新生樂于解習題的特點,在一些知識點選取一定的填空體和選擇題,讓學生即學即用,提高他們的學習興趣。
無機化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科,在無機化學的教學過程中,教師應合理選取教學內容,注意課程間內容的交叉、專業的結合,并應做適當的拓展;合理運用現代高科技手段,重在培養學生的創新意識、創新能力、實踐能力和思維方法。在面向21世紀的教學改革實踐中,不斷進取、探索與總結,以新的教學理念探索出適應新時期無機化學教育的教學體系。
關鍵詞:無機化學實驗;教學;創新
化學是一門理論與實踐相結合的學科,通過理論基礎的指導,加上化學實驗的探究,更進一步地深化對化合物的組成、性質、結構等方面的了解。化學學科的學習是離不開實驗探究的,實驗教學是化學教學的重要基本環節和手段,尤其在培養學生發現問題、分析問題、解決問題能力等方面具有重大意義[1]。在高等教育化學專業的學習中,無機化學實驗教學是化學實驗教學和化學基礎知識學習的基奠[2-3]。無機化學實驗主要面向的是剛剛步入大學的大學一年級新生,他們對化學學科的了解還只在高中的書本知識上,對于化學實驗的操作知之甚少。面對不同的學生、不同的時代,無機化學實驗這門學科也應與時俱進,及時總結以往的教學和管理方面的經驗,適時調整,以適應新形勢下的大學生對知識的需求。
1了解學生學習情況,創新無機化學實驗教學
新時代的大學生具有思想政治意識薄弱、特立獨行、缺少思想獨立性、功利心重和合作意識弱等特點。在學科教學開展前,首先要了解學生的基本狀況,結合以往的教學經驗,適時調整教學安排。大一新生剛剛接觸化學實驗會有許多新奇感,教師們就可抓住這個心理,在無機實驗的安排上加入一些操作簡單、現象明顯、與無機化學知識結合較為緊密的課程,如堿式碳酸銅的制備、過氧化鈣的制備等實驗內容。由于大一新生對化學實驗的了解還停留在高中所學,所以在教學過程中,要應材施教,對實驗藥品的原理、用量、操作等方面要詳細講述,把學生的化學基礎打扎實。在無機化學實驗教學中,可安排一至兩個創新實驗,由學生提出實驗方案,教師把關調整實驗內容,指導學生操作,以此作為學生學業成績的評定標準之一。這樣不僅可以豐富無機化學實驗的內容,還可提高學生對無機化學實驗的興趣,為培養創新型人才做好鋪墊。
2及時調整實驗教學內容,創新無機化學實驗教學
教學崗位本身就是一門“以學為主,以教為輔”的崗位,在教學開展過程中要實時跟進學科知識,及時完善和豐富自身所學。在無機化學實驗的教學中,不僅要掌握學生對知識的接受程度和心理動向,還應根據往年實驗開展的情況,調整實驗內容。我院無機化學實驗課程會根據以往授課情況及學生接受程度做相應的調整,例如:(1)《硫酸亞鐵銨的制備》實驗,書本上要求的實驗原料為鐵屑、碳酸鈉、3mol/L硫酸、硫酸銨等。通過以往的教學經驗,我們將原料中的碳酸鈉改為2mol/L氫氧化鈉,這樣的改變在一定程度上提高了實驗的效率。(2)《硫代硫酸鈉的制備》實驗,書本上要求的是用硝酸銀作現象檢驗,通過對產物硫代硫酸鈉做鑒定,檢驗硫代硫酸根離子。我們要求學生分別用兩支試管,一支加入硫代硫酸鈉溶液,一支加入亞硫酸鈉溶液,然后分別滴入過量硝酸銀,觀察實驗現象。這樣的改變可以加深學生對各化學物質性質的了解,并更為深刻地熟悉實驗內容。(3)在一些污染度較高的實驗中,如不是經典實驗,可做刪減或做好廢液處理工作,減少對環境的污染。
3考試以平時講授為主,研究型課題為加分項,創新無機化學實驗教學
無機化學實驗課程是向大一新生開設的一門基礎實驗課,學生的實驗基礎較薄弱,所以在無機化學實驗考試中仍要以平時講授課程內容為主,對學生進行手把手地教授實驗內容,幫助學生盡快掌握無機實驗的基礎知識,增進學生對無機化學實驗的了解,加強學生的動手能力。此外,為了推進創新型科研人才的培養,加強學生的自主動手能力的提升,我院不僅為學生開設了微課,讓學生自己上一堂實驗課,并自查自糾,及時發現實驗和教學中的問題,還為學生的自主創新提供了發展的平臺。我們鼓勵學生提供創新實驗的方案,學院為學生提供實驗原料和用具,這些內容都作為學生考試成績的評估標準。通過這樣一個開放式的教學平臺,學生們的積極性和主動性被充分調動起來,為促進學生掌握無機化學實驗打下了堅實的基礎。
關鍵詞:大學無機化學;教學改革;探索和實踐
中圖分類號:G640 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)030-000-01
引言
無機化學是化學學科核心課之一。作為材料和化學專業大一新生必修基礎課,無機化學起到了中學與大學化學知識的橋梁作用,無機化學課程為大學生今后繼續學習其他化學基礎課和有關專業課,為培養有具有高素質人才打下良好的基礎,因此我們對無機化學課程進行重點建設,從教學內容、教學方法、實踐相結合培養學生學習興趣。
一、教學內容與方法
培養學生的科學素質與創新意識是本科教育的出發點。教師教學需要對教材和教學內容去粗取精,以體現教學的基礎理論性和科學創新性。在課堂教學中需要以學生為主體,教師為引導,培養學生的動手能力和科學素養,形成“以科研促進教學,突出實踐能力培養”的專業特色。
改革教學內容需要以實驗基礎技能來培養和訓練學生。作為大一新生,無機化學實驗其第一門實驗課,因此不可避免會感到手忙腳亂。在實際教學時,我們需要按照教學大綱對教學內容作適當整合。比如在基礎實驗課增加一些感性認識:儀器的認領、洗滌和干燥等內容;并以講解實驗安全注意事項和吸濾瓶、布氏漏斗和移液管儀器等化學儀器的使用方法,加強學生的安全意識和加深實驗技能的感性認識。
二、教學內容與學科實踐相結合
由于無機化學的新知識和理論教多,新生對這些知識的認識有一定的困難,導致很難專心并產生學習興趣。如果將空洞抽象的理論與科技研究成果相結合講解,能生動和深入淺出拓寬學生的知識面和激發學生學習的興趣。
化學與生產緊密相連,化學知識已經廣泛滲透到社會生活方方面面。在講石墨烯性質實驗時,我們列出了石墨烯的產生,與諾貝爾獎的關聯故事,石墨烯的優缺點及在光電等領域的應用。使學生在學習石墨烯制備的同時,對光電領域也有了初步了解。
基礎理論和元素化學兩部分是貫穿無機化學整個教學內容的主線。這兩部分相互穿插,需要在教學上進行精巧設計。比如在基礎理論中,需要教授學生充分理解概念和原理。而元素化學部分的內容由于繁瑣需要進行教學變通。因此在元素部分可以先觀察實驗現象,再誘導出元素性質;而基礎理論部分則反過來,先講述結論,再通過實驗去驗證理論。有的知識點需要采用推理式教學法來提高學生的邏輯思維;而有的知識點則需要采用歸納式,對比式等教學法。
教學內容要與時俱進。隨著新知識、新成果和新技術的不斷引入,需要采用現代化教學手段來充分提高課堂時間的有效利用率。大一新生雖然對宏觀概念有一定的理解能力,但對微觀結構卻缺乏足夠的想象力。面對這些情況,我們在課堂教學時可以借助模型、掛圖、多媒w、網絡課堂等現代化和立體化的教學方式。這些教學模式的引入,都將極大提高教學效果和教學質量。
三、改革教學內容
教學內容的改革是能否教授好無機化學的關鍵因素。第一,在無機化學教學中,內容的選取上需要考慮中學已經學過的知識點和后面要學的復雜知識。刪去化學反應速度、化學平衡等在中學已經學過的基本原理,避免重復教學。第二,對于化學熱力學、動力學基礎等內容應適當降低教學難度,做好介紹和鋪墊為后面深入學習打好基礎。總之,講授內容時要避免重復,抓住教學重點,簡化內容,闡明結構與性質、應用等的內在聯系。當然,傳統教學方式中那些已經被驗證了具有強大生命力的正確有效的做法還應保留,作為新的教學手段的有益補充。
四、結束語
在提高教學質量的核心基礎上,無機化學教學內容和教學方法改革,打破了傳統的教學模式,使課堂教學變得活躍,不僅激發了學生學習的興趣,調動學生學習的主動性,還培養了學生自主學習的能力。
參考文獻:
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關鍵詞:無機化學;實驗教學;實踐探討
【中圖分類號】O61-4
化學實驗是化學學習過程中必須要采用的手段,但是一些學校基于自身條件的限制和其他原因,在化學教學中采用的教學方式往往都是重理論而輕實踐。這種教學方式對于化學學習非常不利。無機物化學相較于有機物化學而言,其難度要相對較大,對于無機物化學教學來講,實驗教學要比理論教學更重要。
一、教材創新與實踐積累
(一)注重平時實踐積累
在無機物化學的學習過程中,注重平時的積累非常重要。在化學學習中,無機物的存在隨處可見,但是只有在系統的學習無機物化學的時候,老師們才會重點強調。為了加強學生們對無機化學的認識與了解,化學老師在平時的教學過程中,對于出現的無機物化學,應當對學生加以提醒和引導,使其認識到無機物化學的存在,然后進行有意向的積累。任何一門學科的知識都是由少到多積攢起來,注重平時的積累,在無機物化學的專章學習中,就不會出現力不從心的感覺,老師教起來輕松,學生學起來也不累。
(二)教材創新
就目前的化學教材而言,對于無機物化學以及理論教學多過于實踐教學。老師按照這樣的授課方式進行教學,造成的結果就是學生們重理論而輕實踐。由于缺少實踐,所以學生們對于繁瑣的實驗過程只有進行死記硬背,這樣的知識學習方式不僅效率不高,而且學生的理解和感受也會不到位,所以在實際教學中,學校根據自身的教學特點,應該配備專門的實驗教材,從理論和實驗兩方面入手來加深學生的理解。
二、打造以學生為主體的實驗教學
(一)提前進行實驗報告的預習
課堂教學本來就應以學生為主,對于無機物的實驗教學更應該如此,加強學生的自主能力,使其在學習中發揮主體作用,老師再從旁輔助,方能達到預期的學習效果。在實驗教學中,對于實驗的認知很重要,所以在實驗前,老師進行提前通知,W生們對于實驗原理、實驗步驟以及實驗方法要按照實驗報告做好相應的預習工作,只有預習工作做到位,實驗效果才有可能達到。沒有預習的實驗,會造成實驗現場混亂,對于實驗安全來講非常不利。
(二)重視實驗過程的基本操作
實驗有基本的規章制度。在試驗中,必然會使用到化學儀器,也會接觸到化學試劑,所以在實驗中一定要重視實驗的基本操作。化學實驗的安全就在于化學試劑的使用和化學儀器的基本操作,操作不熟練或者是方法不得當,很容易發生實驗安全問題,所以在實驗過程中,老師必須要強調實驗的基本流程和相應的規章制度。
(三)記錄實驗過程,規范實驗報告的填寫
對于實驗而言,記錄是必不可少的內容。讓學生們在實驗過程中就自己使用采取的步驟和方法進行記錄,然后將產生的反應或者現象也進行詳細的記錄,這是實驗的基本要求。一般在實驗的時候,都會有一份規范的實驗報告,為了保證實驗的有效性,學生們在實驗過程中,就實驗報告涉及的內容要進行細致的填寫,一方面是加深學生們對基礎知識的記憶,另一方面是加深學生們對實驗規范的掌握。實驗是學生們對學習內容的切身感受和體驗,而實驗報告就是學生們對自身體驗和所學內容的一個再回顧,這對于知識的牢固掌握意義重大。
三、改變考核方式
在以往的教學活動中,由于重理論輕實踐,所以在學生的考核方面,對于實驗的考核比重非常少,這也就造成學生們對實踐的不重視。所以為了改變重理論輕實踐的教學模式,達到理論和實踐并重的效果,應該制定相應的考核制度。圖一為考核表的主要內容。
四、采用機計算機技術進行實驗模擬
在無機化學的實際教學中,學校或者是實驗本身的原因是沒有辦法讓學生進行實際動手操作,面對這樣的情況,化學老師可以積極引進計算機教學,利用化學實驗課件來對學生進行整個實驗過程和理論的教授。除去化學實驗課件以外,在化學課堂中還可以利用計算機進行模擬實驗,雖然學生們無法切實感受實驗內容,但是通過計算機模擬實驗,學生可以直觀的觀看到整個實驗的過程以及實驗現象和結果,對學生而言,也是一種加深記憶的實驗教學法。
結束語:
無機化學一直是化學教學中的難點,也是化學學習中不可避免的重點,所以積極做好無機化學的教學工作,對于化學的學習來說非常關鍵。通過實驗的手段來加強化學學習的質量在實際教學中非常可行,所以在面對全新的教學要求,無機化學的教學,一定要理論和實踐并重,加強實驗教學在實際教學過程中的比重。
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1無機化學實驗室綠色化的必要性及意義
無機化學實驗是無機化學賴以形成和發展的基礎,是檢驗無機化學知識真理性的標準,是化學教學中學生獲得化學經驗知識和檢驗化學知識的重要媒體和手段,是提高學生科學素質的重要內容和途徑。近年來由于學校招生規模不斷擴大,做實驗的學生也相應增加,實驗室產生的廢棄液也隨之增加。無機化學實驗為我校中藥學、藥學、制藥學專業大一新生開設的基礎實驗課,將綠色化學理念融入其中,實現無機化學實驗室的綠色化,不僅能使教師在良好的環境中工作、學習,而且使學生從大一開始就在潛移默化中受到綠色化學的教育,這對培養學生保護環境及資源的觀念,提高他們環境保護的緊迫感和責任感具有非常重要的意義。
2藥學無機化學實驗室的綠色化途徑
2.1將綠色化教育融于無機實驗教學中
無機化學實驗為大一新生第一學期的一門化學實驗課。教學過程中,應充分將與環境化學有關的知識與藥學無機化學實驗教學聯系起來,使學生明白無機化學元素及其化合物在環境中的分布及行為,充分認識環境保護對人類未來的重要性。并同時在實驗室進行安全、環保教育,加強廢棄物處理方法、技術教育,使學生能夠掌握一些無機物造成的常見污染及治理方法和防范措施,并通過規范化的實驗操作、流程,節約藥品并減少環境污染,引導學生自己尋求治理污染的新途徑。使學生認識到化學工業在國民經濟中的重要地位的同時,也認識到一些化學藥品的危險性以及它們給環境帶來的危害,從而培養學生良好的實驗習慣和環保意識。
2.2以實驗室綠色化建設為指導思想對實驗進行統籌設計
無機化學實驗室綠色化建設必須從源頭抓起:即從源頭上減少有毒有害廢棄物的數量。具體方法可以從以下幾個方面做起:科學、合理、統籌地設計學生實驗方案,減少現象重復和藥品資源的浪費,減少藥品的用量。對所要開設的所有藥學無機實驗整體統籌,合理安排次序,盡量能將一些實驗串聯起來,可以實現某些產物或副產物回收、或再利用。每一次實驗安排都要進行優化考慮,盡可能達到:實驗材料廉價易得,實驗過程中無副反應或副反應產物較少。無機實驗反應過程中使用的試劑、溶劑、催化劑等盡可能無毒無害,反應產出物盡量無毒或毒害性小并易處理,反應條件盡可能溫和等。
2.3積極采用微型無機化學實驗
所謂微型化學實驗[1],就是通過使用盡可能少的化學試劑來獲得盡可能多的所需化學信息的實驗方法與技術。微型化實驗具有降低污染、減少教學經費,并能縮短教學實驗時間的優點。無機化學實驗微型化對環境保護來說是非常必要的,主要表現在:無機化學實驗內容主要是一些無機化合物的性質檢驗實驗,所需試劑品種及用量都較多,對實驗室及周邊環境污染較大。如果采用微型化實驗,既降低了水、電等能源的消耗,又可以減少“三廢”的排量。而且雖然化學試劑用量少,但實驗現象及結果仍可以達到準確、明顯的效果。
2.4采用先進的技術、儀器,減少環境污染
目前,使用計算機技術的CAI教學已成為全國各高校教學改革的主要方向之一[2],此法具有教學和輔助教學的雙重功能。在藥學無機化學實驗中,對那些化學試劑、溶劑用量比較大且在整個實驗中廢棄物排放量比較大、處理廢棄物存在困難的實驗,或對于必須做但又需要用到有毒有害的藥品,以及藥品昂貴或易揮發、易引起燃燒、爆炸等危險,會對環境造成較大污染的實驗,可改為CAI教學,以模擬仿真的方法來完成,或采用比較先進的、可減少污染的儀器進行實驗[3]。
2.5科學、合理地處理實驗廢棄物
藥學無機化學實驗室的廢棄物種類相對較多,學生實驗結束后,必須對其廢棄物進行區別處理,根據廢棄物的不同狀態及性質,采取不同的處理方法[4]。對于固體實驗藥品,無論剩余多少一律回收,可留作下次實驗使用。對于那些無毒、無污染的雜物,教師應要求放入指定的垃圾桶,不要隨便丟放,集中后倒入指定的處理地點。對于實驗過程中的固體生成物,能綜合利用的盡量回收后利用,不能綜合利用的,就需要在回收后進行處理。對于那些有毒廢渣、廢液等藥品,應該放入藥品回收缸中,積累到一定量后集中處理。
2.6建立有效的規章制度
建設綠色化的藥學無機實驗室,單靠教師對學生的道德教育顯然是不夠的,還應該建立一套行之有效的規章制度。大一新生中,有多數學生在中學化學學習過程中根本沒機會自己動手做實驗,有的甚至沒進過化學實驗室,所以安全、環保意識比較薄弱,只靠老師在實驗課上的強調不能達到實驗室綠色化的目標。有了學校制定的實驗室規章制度,就有了教育學生的標準,會更有利于實驗室綠色化建設[5]。