時間:2023-09-22 17:04:36
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大學化學的基礎知識,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
隨著我國高等教育改革的不斷深入,復合型、創新型人才培養越來越受到重視,本科教學已經不再是單純的專業知識傳輸,而是對知識、素質、能力等方面的綜合培養。化學學科作為一門中心科學與應用型科學,與物理學、材料學、生命科學等多種學科相互交叉、相互滲透,已成為許多高校非化學專業學生的一門重要的基礎課程。通過《大學化學》課程的學習可以幫助學生掌握必需的化學基本理論和基本技能,能運用化學的理論、觀點、方法審視公眾關注的材料、能源、環境保護、生命科學、國防、醫藥衛生、資源利用等熱點問題。在知識經濟快速發展的今天,加強大學化學課程教育,培養具有一定化學基礎知識和應用能力的學生是非常必要的。它順應了教學改革的要求,有助于提高學生的綜合素質,增強學生在就業市場上的競爭力,拓寬學生的人生發展道路。而《大學化學》課程教學模式改革是一個系統而漫長的過程,如何盡可能的調動所有有益教學的因素,充分利用教學資源,為培養創新型、復合型人才服務是許多教育工作者關心的問題。在此背景下,許多高校針對《大學化學》課程進行了諸多有益的嘗試,包括從教學內容、考試模式、活力課堂建設和實驗教學等方面進行的教學改革,這些對培養學生的創新意識、探究能力和動手能力,提高教學效果等方面都提供了有益的經驗。本文將針對我校材料專業的《大學化學》對人才培養的要求等特點,結合多年的高校一線教師的授課經驗,就大學化學課程設計、教學理念、教學方法等方面的教學思考,淺談如何以學生為主體,提高《大學化學》課程教學質量。
二、前沿問題
大學化學是一門中心性和實用性的學科,作為一門自然科學基礎課,是培養大學生的基本素質課程。國內各高校根據不同的非化學專業的需要開設的基礎化學課程也各不相同。主要有大學化學(或普通化學、應用化學)、無機化學、有機化學、物理化學、分析化學及相關實驗課程等。因此《大學化學》這類課程的開設目的,并不是培養化學家,而是旨在使相關專業的學生對化學學科有較為全面的了解并初步掌握化學領域內必需的基礎知識,為后續課程和各自專業課程的學習打下堅實的基礎,這與化學專業的化學教育有很大的不同。因此,在進行教學時應根據授課對象的專業背景對教學內容進行合理取舍和調整,使其能與學生的專業結合起來,使學生了解到所學內容能為其所用,從而調動其學習積極性和主動性。對于非化學專業的學生來說,他們既要掌握豐富的化學科學知識,涉獵有關化學的前沿領域和歷史動態,掌握與化學基礎知識和基本能力有關的各專業學科的相關知識,學習任務相對教重。那么如何激發學生的學習動力、提高大學化學課程的教學效果,在有限的教學時間把學生教好,是每位大學化學老師要面對的一個亟待解決的問題。另外現有的該課程設置在各大高校中主要是理論課,而無配套實驗。實驗教學是化學教學的重要組成部分,是非化學化工專業學生將化學理論與實際相結合的為數不多的途徑之一,在學生能力培養方面具有不可替代的作用。但實際情況是,大學化學課程學時通常較少,根本無法開展實驗教學。這些問題的存在,一定程度上會挫傷學生的學習積極性和主動性。以上諸多問題都是現在化學課程開展中的不利方面,因此大學化學課程的改革是十分必要的。
三、教學過程的思考
非化學專業與化學專業的化學教育有很大的不同,因此任課教師在進行課堂實踐教學時應十分明確教學目的和任務,在進行教學時應根據授課對象的培養目標及專業背景等特點對教學內容進行合理取舍和調整。既能有利于學生科學素養的綜合提高,又能為后續專業課程學習提供一定基礎。因此面向非化學專業的大學化學課程重點在拓寬學生們的知識面,注重對整體化學體系的把握和觀察,而不是僅局限于某個理論的詳盡解釋或某一復雜化學問題的計算等,在給學生們提供基礎理論知識之時要注重學科交叉融合及前沿動態。本文認為:“突出重點”、“改進教學方法”、“注重實踐”為達到非化學專業的《大學化學》教學模式改革目標的有效途徑。具體內容如下:
1.突出重點,適當把握及精選《大學化學》教學內容大學化學課程的內容選自四大化學(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學),內容多、滲透性強,這對學生的知識結構及對學習提出了較高的要求。此外該課程理論性和實踐性都很強,可以說它既是一門基本理論學科,又是一門以實驗為基礎的學科。在教學內容上,如果試圖全面詳盡給學生提供化學各學科基礎知識及嚴謹理論計算,很容易使非化學專業的學生進入一種“云深不知處”的學習狀態,對于并非立志從事化學的學生來說,他們可能還沒領略到化學之美就只被鋪天蓋地的化學知識給掩埋了,給學生的印象也就成了知識的堆砌。這時何談學習的樂趣及動力呢?因此應結合學生專業特點及人才培養的目標,對教學計劃、教學內容作相應的調整。筆者所處的化學教學是面向無機非金屬材料專業學生開設,因此在教學過程中對大學化學的基本教學內容進行適當取舍,包括調整后的內容能使得學生可以整體把握大學化學的學科脈絡,但對某些復雜的化學計算部分,比如化學平衡的各種計算,進行了淡化處理,引入前沿科技或應用領域時加強與后續課程的銜接和聯系,介紹一些現代化學的前沿領域或教師本人的科研課題,并適當圍繞智能材料、納米材料、液晶材料、新型陶瓷材料、光電轉換材料等新材料的結構性能及應用進行闡述。以此開闊學生眼界,激發學生的學習興趣。
2.改進教學方法,培養學生的自主學習能力教學方法是促使教學內容內化為學生素質的手段,起著導向、中介和內化的作用,不同的課程內容要和相應的教學方法匹配對應,才能相得益彰。近年來各高校通過開展討論,推行多媒體教學和啟發式、講座式教學,教學效果有所提高。在本人的教學過程中,通常針對不同的教學內容,采取不同的形式組織課堂教學。例如物質結構基礎這部分內容較抽象,往往多引用模型和多媒體技術等現代教學手段為主。例如元素和化合物性質這部分,因為大多學生高中時學過相關知識,因此可以由學生自學,組織課堂討論,教師引導答疑。例如表征體系混亂度的“狀態函數—熵”時,多延伸舉例各種體系從有序到無序的傾向性案例,利用認知心理中用已知經驗去理解未知事件的心理行為,幫助學生們快速拉近與新知識的陌生感和距離感,從而深刻理解該部分概念。在教學的同時不要拘泥于原有框架,應鼓勵學生有新思想和新見解,培養學生開拓未知領域的興趣,也有利于課堂氣氛,提高課堂的教學效率。
3.注重實踐,加強實驗教學,提高創新技能化學是以實驗為基礎的學科,化學學科的魅力在于其生動及復雜多變,具有強烈的視覺效果及生動感。通過實驗可以把書本學習中的復雜科學理論和嚴謹的化學語言進行生動再現及驗證,同時實驗過程也是培養學生嚴謹求實的科學作風、動手能力和創新精神的重要手段,所以我們應為學生提供更多的實驗動手機會。具體實施中,應增加該類課程中的實驗學時,利用各自學校的化學實驗室為學生們提供實驗條件。相應設計配套實驗內容,包括基礎實驗、綜合實驗、開放性實驗。基礎實驗和綜合實驗面向全體學生開放,主要是對學生進行基本實驗技能訓練和綜合能力的培養,加深對理論教學的理解。開放性試驗面向部分學生開放,主要形式以學生自學和獨立實驗為主、教師輔導為輔,鼓勵他們勇于探索與創新,主要是對學生的動手能力和創新精神的培養。對于非化學專業學生們來說,受條件制約,這方面還有很多工作可做。但實驗教學對于提高教學效果,改變教學模式,帶動學生學習化學的積極性,改變傳統教學內容中封閉被動的模式,向開放型、主動性模式轉變,都具有極大的作用。
四、小結
一、目前教學存在的問題
1.學生學習目的不明確。包裝工程專業大學化學課程安排在大學第一學期開課,學生剛剛獨立外出學習,心理上仍處于不完全成熟階段,對未來工作學習目標不明確[3],對自己的專業沒有很多的了解,有的甚至對于包裝工程專業所具有的學科綜合性更是一無所知,因此,有很多學生認為大學化學與自己的專業離得太遠,認為學習化學用處不大,學習的積極性不高,學習效果自然也不理想。這就提醒我們,在化學教學過程中不僅要傳授知識,還要告知學生學學化學的必要性和重要性,提高學生學習的效果和學習的積極性。
2.教學重點不突出。培養應用型人才是地方工科院校打造特色教育的著眼點。化學與材料、生物、金屬、能源、機電、電子技術等學科相互滲透[4]。包裝工程是一個綜合性的科學與技術,數學、物理學、化學、材料科學與工程、計算機科學與技術、生命科學等學科對包裝工程學科的發展具有重要影響。而目前大學化學的教學內容還是遵循非化學研究類、非化學生產類的學生普遍的教學內容進行授課,并沒有很好的跟包裝工程專業要求掛鉤。
3.教學方法陳舊。傳統的教學方法不能提高學生學習的積極性,學生的主觀能動性得不到充分發揮。根據現在大學生的培養目標,要求教學內容涉及面要廣,而且教學內容要新,要能解決一些實際生產生活中的問題,這就要求教師突破傳統,建立現代教學理念,應用現代教育手段實現人才培養目標。
4.成績考核方式單一,考后總結不到位。考試是教學中經常采用的一種手段,各類各級考試的目的都是為了對學生所學知識和能力進行評價,考試應對學生的學習起到積極的推動作用。對于大學化學課程,考核方法還沒有發生根本性變化,現在很多高校的考核方法還是采取期末卷面考試的傳統考核方式,這種考試方法雖然能夠檢查學生對所學知識的掌握情況,但是也導致學生為應付考試而對相關的理論知識死記硬背,出現“高分低能”現象,不利于提高學生學習興趣、發展學生創造能力,這與培養應用型人才的目標是相悖的。同時,學生考試完后,教師只根據卷面成績對考試結果進行分析,考試情況分析顯示學生的成績符合正態分布,就說明該方式能夠有效地考察學生的學習情況[5]。而考后并沒有根據考試情況具體分析為什么會出現這樣的考試結果,考試只是為了考試,分析只是為了分析,并沒有對下次的教學起指導作用。
二、教學新方法探索
1.從專業學習角度讓學生意識到課程學習的重要性。大學化學課程是包裝工程專業一門重要的專業基礎課程,教師必須在第一堂課就跟學生強調大學化學課程與包裝工程后續專業課的聯系。例如,大學化學課程與包裝材料學、包裝防護原理、涂料學等專業必修課有密切聯系。讓學生在明白大學化學在該專業中的重要性的同時也讓大一新生了解了一些自己專業的相關信息(部分學生對于包裝工程到底學些什么并不太清楚,高考填志愿也是比較盲目的)。這樣會提高學生學習的主動性。
2.立足本專業,突出教學重點。我校包裝工程專業大學化學課程是在2007年培養方案調整時,將無機及分析化學和有機化學合并而成的。但因為國家教委對大學生四年的總學時有嚴格的規定,包裝工程專業大學化學課程的課時并不是以前兩門化學課課時的總和,而是相當于以前一門課的課時量。大學化學理論教學40學時,實驗課16學時。針對大學化學存在內容多學時少的問題,根據包裝工程專業特點、培養目標和為后續課程服務的原則,我們在《大學化學》課程的教學內容上做了相應調整。
3.教學方法改進。(1)了解學生知識背景,突出以學生為中心的教學。由于包裝工程專業的學生來自五湖四海,高中階段化學教育背景存在較大差異,學生的知識水平參差不齊,因此有必要在開課前對學生的知識背景進行摸底調查。就此,我們以問卷的形式調查學生對化學基礎知識的認知程度、對化學學習的興趣、對本課程學習后獲得知識能力的期望等。通過分析總結調查問卷的結果,從而對學生的化學基礎知識和學習心理有了明確清晰的認識,將教學設計和學生實際情況與需求結合進行課程教學。以充分利用有限的課堂教學時間引導學生有效學習、掌握教學內容。(2)充分調動學生學習興趣。愛因斯坦說過:“我自己并沒有特別的天賦,只有強烈的好奇心。”興趣才是學習的本質動機。講課時注意理論聯系實際,這樣學生就由原來的被動學習變為主動要求學習。(3)理論與實驗相互促進的教學方式。大學化學是實踐性很強的一門課程,教學中不僅需要注重學生對理論知識的掌握,還注重學生理論聯系實際能力的培養。例如,理論課上講述沉淀平衡時可要求學生根據所學的理論知識解答下面的問題:某溶液中含有0.01mol•L-1的Cl-和CrO42-,當逐滴加入Ag+時哪種離子先沉淀?同時,可以安排類似的實驗,通過動手操作,讓同學們對沉淀平衡理論有更深刻的認識。在金屬防腐部分,理論學習后,可以安排綜合型實驗,自己選擇一種金屬防護方法處理金屬表面,測定其耐腐蝕性。該實驗的安排既加強了學生對理論知識的掌握,提高了學生的動手能力,同時也跟包裝工程專業后續的學習密切相關。
4.多種考核方式相結合,并形成一定的考后信息反饋體系。大學化學是包裝工程專業一門重要的基礎課程,基本理論的考核是必要的,但是還要注重實際應用所學知識能力的考核。采用多元化考核的方法對學生成績進行綜合評定,具體的方法可以是:期末進行閉卷考試,考核對理論知識的掌握程度,所占比率為60%;平時動態考核占20%,動態考核包括學生平時出勤和課堂互動、平時的作業評價和專題討論、課程進行中的章節測驗等;知識應用能力考核,這個也占20%。能力考核方法是提出一些他們所學專業中涉及到化學的比較前沿的實際問題,例如,能否利用反應:NO+CO=1/2N2+CO2來消除大氣污染物NO和CO呢?能源危機日益嚴重,那么水變油是否可行呢?讓他們通過查找資料提出解決問題的方法,并且以思考題或論文的方式提交給老師,這種考核方式讓學生既學習了基本理論知識,又學會靈活應用所學化學理論知識的能力。考試完成后,找部分有代表性的學生進行考后交流是十分必要的,這有利于收集學生對大學化學教師教學情況和學生學習情況的信息。通過對信息的分析和總結,進一步指導今后教學的方向。例如,在考后找這3類人談話,一是考試成績優異者(卷面成績超過90分),通過跟他們交流,了解他們考的好的原因,是教師課上得好還是對該課程有濃厚的興趣,還是考前進行的復習很到位。二是考試不及格者,通過跟他們交流,了解他們考不好的原因,是教師課上得不好還是化學基礎差,還是考前進行的復習不到位。三是平時表現很好而考試成績不很理想者,這類學生平時表現很活躍,給人的感覺是完全能跟上教師的節奏,但考試成績并未達到預期結果。通過考后跟學生的交流,更好地掌握教學和情況學生心理狀態,為進一步提高教學質量打下基礎。包裝工程專業開設《大學化學》課程為學生建立現代化學的觀點、完善知識體系提供途徑,同時為后續課程的學習打下基礎。在課程教學實踐中緊扣專業特色對教學內容、教學方式和成績考核進行改革嘗試能促進大學化學的教學工作,同時能增強學生對專業的了解和學習的積極性。
作者:鄧靖 李文 馬靚 薛瓊 單位:湖南工業大學
關鍵詞:大學化學;教學效果;教學模式;知識拓展
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:
工科大學化學是非化學化工類專業的一門重要基礎課程,是非化學化工專業學生大學階段系統學習和掌握化學基本原理和方法的重要機會,是理工科大學生素質教育中不可缺少的一部分[1]。然而在實際的教學過程中,大多學生沒有意識到化學的重要性,再加上功利主義和實用主義的影響,學生被動學習、交差應付的現象非常普遍[2]。這就要求教師充分引導和調動學生的學習興趣和主觀能動性,從而端正學習態度,真正想學、愿學,只有這樣,才能在將來的工作中學以致用。筆者根據工科大學化學的課程特點, 對如何增強教學效果,從以下幾個方面進行了教學實踐。
一、精選教材和教學內容
教材是無聲的教師,好的教材可以激發學生的學習熱情,最大限度地挖掘學習潛力。目前大學化學教材很多,知識內容、編排結構和邏輯層次都有很大的差別,在眾多的教材中精選出合乎時展和知識結構要求的教材,讓學生在學習理論知識的同時,又能充分聯系實際和社會熱點,從而學以致用,這是每位教師和學生所希望的[3-4]。針對以往教材知識點羅列、生澀難懂、缺乏鋪墊和拓展,新入學的大一學生很難接受的現實,我們在眾多大學化學教材中經過反復比較篩選,最終確定科學出版社出版的《新大學化學》作為教材,這本教材通俗易懂, 并且與高中的知識銜接比較好,既能讓學生在有限的時間內掌握大學化學的基本知識,又能把公眾關注的社會熱點論題―――能源、環境、材料、生命等與化學結合起來研討、審視,突出本課程的社會性、應用性。更為重要的是該教材在每章的結尾處,都選擇與本章知識密切相關的重要知識點以科普的形式加以拓展,增強了學生的學習興趣。
二、創新教學模式
教學模式是在一定的教學理論或教學思想指導下,通過教學實踐抽象概括而形成的一種教學策略體系。近幾年來,我在大學化學教學實踐中從以下幾個層次進行了啟發式教學模式的嘗試,取得了較好的效果。首先,在學習新知識之前,我會選擇與教學內容相關的一些應用案例,揭示所學知識的社會實踐意義,喚起學生的求知欲望,充分發展學生探索問題的能力。接下來,通過精要、生動的講解,讓學生從實際應用回到基礎理論,引導學生逐步接近知識結構,在此過程中要能夠讓學生充分意識到知識向應用轉變的過程。通過設置一些問題,由淺入深,由具體到抽象,先感知后概括,從實驗事實入手,去歸納概括某種結論或道理,以實現學生由“學會”到“會學”的轉變。最后在前面啟發、設疑的基礎上,歸納、推導出正確的結論,具體、準確、系統地講述知識內涵和構成。通過這種啟發、設疑和講解三步跟蹤式教學模式,可以使培養學生思維能力和概括能力。
三、注重知識傳承和拓展
當今社會信息量巨大、知識更新極快。教師在教學中要有先進的教學理念、要抓知識更新,所傳授的知識要與社會需要接軌,要使學生能夠學以致用。在大學化學課程教學實踐中, 在教材知識之外我會經常穿插一些與具體知識相關的化學故事,讓學生了解當時的歷史背景和科學家對這一理論的艱辛探索,如在物質結構基礎和元素性質周期性的講解中,提及了門捷列夫和元素周期表的歷史貢獻和對整個化學學科的重要貢獻,門捷列夫在1908年提名諾貝爾化學獎,卻由于人造金剛石的“歷史轟動”錯失了當年的諾貝爾化學獎,成為諾貝爾化學獎的一大歷史遺憾。除此我還經常將自己科研工作中的創新意識和前沿知識帶入課堂,讓同學們去感受科學的魅力和創新的力量。比如納米材料和納米技術,從1985年美國科學家Smalley研究零維C60開始,到一維碳納米管的發現,再到二維石墨烯的發現,將世界范圍內納米材料和技術研發推向了,在此過程中碳納米材料在新能源電池領域、高端復合材料制備和生物醫藥等領域得到了廣泛的應用,并因此成就了兩個諾貝爾獎(1996年諾貝爾化學獎和2010年諾貝爾物理獎)。通過知識的傳承和更新,可以充分調動學生的學習興趣和熱情,增強教學效果。
四、加強實驗教學
“Chem-is-try”,化學就是實驗,從化學的英文名字可以看出實驗在化學中的重要地位。同理論課相比,實驗更直觀、更形象,是培養學生理論聯系實際的重要實踐環節[5-7]。在具體工作中,我們從以下幾個方面入手,對實驗教學進行了改進和創新,取得了較好的效果。第一,在實驗初期階段,加強基礎技能訓練型實驗。如分析天平、分光光度計、電導儀、酸度計等中學沒有接觸過的儀器,讓學生自己去體驗,增進感性認識。 第二,在每個實驗之前都要求學生必須深刻理解所做實驗的目的和要求,弄清實驗原理和方法,了解實驗中的注意事項。讓學生帶著問題去做,這不僅有利于化學教學質量的提高,也有意識地培養了學生的自學能力。在學生完成一些必做實驗之后,我們還增設一些研究設計型實驗, 讓學生自己查閱文獻、制定實驗方案, 分析相關實驗結果, 并對結果進行討論。通過這樣的實踐,可以不斷提高學生的動手和創新能力,增強科研興趣。第三,建立科學合理的考核內容和考察模式。在設置考核內容和模式時,我們從學生的基礎知識、自學和創新能力、綜合素質等方面綜合考慮, 既要考察實驗基本操作、實驗技能和實驗報告預習和記錄, 又要采用試卷和口試等方式全面考察學生對基礎理論知識的掌握程度,引導學生重視理論知識學習的同時,又要能夠理論聯系實際,培養學生綜合運用知識的能力和創新能力。
[參考文獻]
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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
關鍵詞:醫學化學;人才培養;改革與實踐
作者簡介:李保慶(1962-),男,山東泰安人,泰山醫學院化工學院,講師。(山東 泰安 271016)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)31-0119-02
化學是理工類專業的重要基礎學科之一。特別是近年來隨著信息科學、材料科學、新能源和分子生物學等先進學科的迅速發展,為國民經濟和科技水平提升提供了廣闊的發展空間,化學在這些學科中的重要性更加突出。化學學科作為一個基礎學科,如何既給理工類相關專業的學生作出整體介紹,又能在教學中介紹化學與不同專業的緊密聯系,從而構建出一套對理工類不同專業適用的醫學化學基礎課程體系,以適應目前科技﹑經濟發展對人才培養模式的需要是非常重要和刻不容緩的。筆者在多年的醫學化學教學中對于理工類不同專業的學生都進行過座談,就目前醫學化學教學的授課內容、學生的滿意和認可等方面做了調查,對醫學化學的教學內容進行了改革實踐。
一、醫學化學課程在泰山醫學院的現狀
泰山醫學院(以下簡稱“我校”)前身是單學科的醫學院校,醫學化學是普通基礎課,醫學各專業的要求和授課內容都是一樣的。學校現在已發展為多學科的醫學院校,雖然醫學化學是普通基礎課,但醫學和理工等專業差別大、跨度大,專業人才培養要求也不同,應該進行相應的改革。目前,我校在醫學和理工類等專業都采用醫學化學同一本教材,在應用物理學、醫學影像學、生物工程等專業開設了醫學化學課程,學時在30~80學時不等,占3~4學分,理論和實驗課的比例約為3∶1,課程基本都在大學一年級進行。
從歷年學生學習的情況看,生物類專業大部分學生能認真對待學習,但不知怎樣去學;非生物類專業部分學生認為醫學化學對自己的專業沒什么用處;更有一些學生僅僅是應付學習,能通過考試拿到學分就行。近年來,隨高校規模和新上專業的增加,怎樣培養適應社會發展需要的人才,怎樣讓學生成材,也是各專業教師應有的責任和使命。筆者近年來在理工類專業的醫學化學教學中進行了一些教學內容的改革探索,取得了積極的效果。
二、醫學化學課程應包含的主要內容
醫學化學課程的內容包括物理化學、無機化學、有機化學和分析化學。近年來,隨著各新興交叉學科發展的需要,新的分支學科正不斷涌現,化學各分支學科的研究內容也在不斷擴充。如何在醫學化學教學中,做到從化學學科內在知識結構的要求出發,將化學學科系統而又不失重點地傳授給理工類專業的學生,確實是一個值得重視的首要問題。
在幾代化學教育家和廣大教師多年的教學實踐中,在各綜合性大學目前的化學教學中,教師普遍認為,將化學學科以理論化學(結構化學與物理化學)、化合物的合成制備與性質(無機與有機化學)及化合物的測量與表征(分析化學)為主要線索來介紹化學知識是符合目前科技發展和經濟發展的趨勢和要求的。因此,大學醫學化學的教學也應遵循這樣的原則,也就是以化學原理、制備與性質、測量與表征為醫學化學教學的主要內容。
三、醫學化學的教學如何適應理工類等相關專業
醫學化學在我校授課的專業主要有應用物理學、醫學影像學、生物工程等專業。這些專業的醫學化學教學與一般大學理工科的化學教學,無論內容和難度及要求都是不同的。如何做到既能系統地將化學學科的基礎知識介紹給學生,又能考慮到各專業學生的培養目標和特殊要求,這應是大學醫學化學教學的基本思路。不同專業人才培養要求不同,教學內容應因專業不同而在難度和重點方面有所不同。如結構化學、化學熱力學和化學動力學是物理化學的主要內容,也是化學學科的理論基礎和知識框架。過去在原先醫學化學的教學中,一直都屬于略講或不講的部分。也正是由于這種狀態,使上述專業的學生對化學不感興趣,實際上起了削弱化學學科重要性的作用。
1.應用物理學(醫學物理學方向)
應用物理學(醫學物理學方向)本科專業是以培養面向醫學為主的應用型人才,對于該專業的醫學化學理論教學內容,應遵循理論夠用,應用為主的原則。在參照教學大綱的前提下,在《氧化還原反應與電極電勢》一章增加了化學傳感器的內容,這在醫學診斷和環境檢測中都有重要的應用;在《滴定分析法》一章中,增加部分儀器分析的內容,這部分內容涉及儀器的正常使用維護,是物理學的主要應用,對保證儀器靈敏度、準確度、選擇性等指標非常重要,例如電化學分析與光譜分析中如何降低信噪比等等。《有機化學的對映異構》一章涉及物理學光學的應用,要重點講解,其它內容一般了解即可。以下是本專業修訂后的醫學化學理論授課內容,見表1。
2.醫學影像學專業
醫學影像學專業是以培養面向醫學理論與應用并重的理、工、醫多學科結合的專業人才為目標,除了按醫學化學的教學要求教學外,還涉及較多的物理學的理論知識,實際應用中又要使用各種現代先進診斷儀器。因此在教學中,第一要突出物理化學中動力學的內容。因影像專業要接觸放射性同位素,要熟悉其物理化學變化規律。第二,無機化學教學內容中要突出配合物的內容,因涉及腫瘤病人的化療使用的配合物類藥物,如順鉑和卡鉑類化療藥物。第三,影像診斷經常使用的造影劑大多是有機化合物,所以有機化學的內容重點應講基本有機物的性質,主要是藥物性和毒性方面的知識。第四,要增加分析化學的儀器分析內容。因為醫學影像專業是以診斷為主的專業,常用磁共振、CT等大型先進儀器,因此學生應對現代分析手段有所了解﹑熟悉,才能更好地掌握儀器的正常使用和維護。以下是本專業修訂后的醫學化學理論授課內容,見表2。
四、結束語
總之,在理工類不同專業醫學化學的教學中,在內容多學時少的情況下,應首先選擇具有廣泛應用價值的基礎知識、基本技能和基本原理來介紹,然后再根據不同專業的需求有所側重,使醫學化學的教學更貼近專業,更有利于提高學生學習的興趣。幾年來,在上述幾個不同專業的理論教學中都作了嘗試,效果明顯。通過學生網上課程評價,得分96.6分(百分制),學生絕大部分是滿意的。通過新修訂的醫學化學的理論授課內容的學習,學生更加清楚了醫學化學哪些內容與自己專業更密切,不再是僅僅為完成學分而學習,學生主動學習本課程的積極性也明顯提高,使醫學化學的學習突出了與學生就業、專業成才緊密結合的教學理念,適應了現代社會科技﹑經濟發展對專業人才的需求。
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無機化學是藥學專業課程體系中的一門專業基礎課,該課程主要任務是一直是為有機化學、分析化學、物理化學以及藥學專業課程準備必須的基礎知識,也是對高中化學知識的深化,同時還要結合藥學專業特點,所以也是藥學的啟蒙課程,因此在課程體系中無機化學起著承前啟后的重要作用,其教學質量優劣直接影響整個培養目標的實現。正是這種特殊的地位使得其教學內容涵蓋面非常廣泛,主要包括基本化學規律、基本的結構理論、元素性質和常見無機藥物,這些內容都是后續課程的重要基礎,盡管在教學計劃中將教學內容劃分為掌握、熟悉和了解三個層次,但是在實際教學過程中很難突出教學重點,一直以來教學效果很不理想。因此,從新認識無機化學的地位、突出教學重點、改進教學方法勢在必行。
1 教學中存在的問題
1.1 教學內容多而且陳舊
盡管無機化學是化學學科中最古老的分支之一,但是在教學中無機化學被普遍認為是分析化學和物理化學等課程的簡化版,導致了該課程的教學內容非常多,主要包括化學平衡部分、原子與分子結構理論部分和元素性質三部分。化學平衡涵蓋了基本的化學概念和化學原理,是要求重點掌握的內容;原子和分子結構部分是該課程的重點和難點,其教學效果直接影響學生對有機藥物結構的認識。另外醫藥院校所有的化學課程一般被看作藥學專業課的基礎課,因此學時安排較少,教學中化學平衡和結構理論部分幾乎占用了90%的學時,導致沒有時間介紹當前無機化學的最新發展動態,使得該課程長期以來教學內容更新緩慢[1]。
1.2 教學互動困難
良好的師生互動可以激發學生的學習興趣,營造愉悅的學習氛圍,是提高教學質量的重要手段,然而無機化學課程的教學對象是一年級新生,在當今應試教育背景下培養的學生,學習一般缺乏主動性而且自學能力較差[2]。缺乏主動性是應試教育的結果,自學能力不強應該歸因于長期被動的“填鴨式”教學模式。為了提高學習主動性和自學能力,我們安排了許多與課堂教學內容有密切關系的課外學習內容,然后以課堂提問的方式進行檢查,結果發現效果較差;另外盡管我們在課堂教學過程中有意去設計一些教學互動環節,但是效果不佳,教師課前的提問環節幾乎是教師自問自答;教學互動方法中的重要一環是課后作業,然而在教學中發現隨著課程的延續課后作業質量越來越差,而且到課程后期抄襲現象嚴重,教師已經不能從作業中了解學生真正的學習效果。
2 對無機化學課程的認識
國際上大學化學教育的第一門課程是General Chemistry,此課程在最初引入我國時, 把這門課程翻譯成“普通化學”, 這種錯誤的譯名掩蓋了課程的真實教學目的,也就弄錯了它的教育任務與教學內容。1952年,教育部化學課程改革小組把大學化學教育的第一門專業課程定名為“無機化學”,并一致延續至今,而在國外高校教學體系中,無機化學是一門高年級理論課,因此國內這種錯誤導致該課程教學內容陳舊,無法反映無機化學中的最新發展成果。我國高等醫藥院校同樣采用了這種課程設置模式,盡管部分專業將其定名為“基礎化學”,但是其教學內容仍然是無機、有機和物理化學的濃縮與簡化。無機化學課程的實質應該是化學和藥學教育的緒論課和啟蒙課,因此應該定名為“化學概論”,具體內容除了講授化學科學的基本原理、定量分析和元素概論以外,還應該概括講授與藥學密切相關的交叉學科,比如環境化學、藥用材料學、生命科學等[3]。但是由于歷史原因和學時的限制,使得本應該推陳出新的教學內容長期不變,因此必須對教學內容和教學方法適當優化和改進。
3 教學改革探討
3.1 精選教學內容
近年來針對無機化學課程的特點以及對該課程認識的加深,我們對教學大綱進行了修訂,首先是把學生可以看懂改為自學內容;其次把原理和規律相似的內容整合在一起集中講授,比如化學平衡部分,重點講酸堿平衡,突出平衡移動的規律的應用、強化分析解決問題的能力,在此基礎上講授其它化學平衡時,弱化平衡移動部分,將重點放在較難理解的基本概念上;第三是降低結構理論部分的難度,針對結構理論部分難度較大的狀況,在與后續課程教師充分交流的基礎上,只要求掌握基本概念和重要結論,弱化理論本身而注重鍛煉學生運用結論的能力[1]。最后留出一定的課時介紹本學科的最新研究進展,同時積極介紹無機藥物的研究成果,如少量砒霜可以治療白血病和血癌、釕和鋨制成的化合物用于治療結腸癌和卵巢癌等癌癥等等,這些最新的研究成果更加突出了無機化學的重要性以及和藥學的密切聯系。
3.2 發揮網絡教學資源的優勢
我國互聯網已經基本普及,課堂教學中的知識點在其上幾乎都可以檢索到,而且其提供了大量的課本以外的知識,這些都是對課堂教學的有益補充。我們在教學中積極引導學生正確的利用互聯網以擴大知識面,結合無機化學的教學內容,我們注意引導學生瀏覽一些科普網站,如科學網、中國科普網和中國科普博覽等;同時建議學生適當關注一些專業網站,如美國化學會、Nature和Science等網站,了解國際科學研究的熱點和重要進展,既激發學生的學習和研究興趣,又鍛煉了英文的閱讀能力。
化學實驗是培養合格化學教師的重要方法和手段。本文分析了目前高等師范院校有機化學實驗教學中存在的問題,提出了開設自主設計實驗的必要性,并闡述了開展自主設計實驗過程和方法。希望通過有機自主設計實驗的教學,激發學生的學習興趣,培養和提高化學教育專業學生綜合實驗素質。
關鍵詞:
化學教育;實驗技能;有機化學實驗;自主設計
化學是一門以實驗為基礎的學科,在培養學生的綜合素質上起著重要的作用[1,2]。基礎教育課程改革綱要(試行)中強調學生應通過實踐,增強探究和創新意識,學習科學研究的方法,發展綜合運用知識的能力[3]。新課改的實施對教師的教學能力提出了更高的要求,尤其是化學教師,要求不僅要有堅實理論基礎知識和過硬的基本操作技能,還要有優秀的實驗教學組織能力。才能在教學過程中起到言傳身教的作用[4]。但是受多種因素影響,高等師范院校特別是地方高師對學生實驗技能的培訓重視不夠,因此許多化學教育專業的學生實驗能力令人擔憂,如何加強學生實驗能力的培養已經迫在眉睫。有機化學實驗作為化學教育專業學生的必修課程在對學生的實驗技能培養上起著重要的作用,本文就如何在有機化學實驗教學中開設有機自主設計實驗以提高學生實驗技能提出自己的思考和建議。
一、有機化學實驗教學中存在的問題
目前,我國實驗教學的目標多數仍停留在“三基層面”,即要求學生掌握實驗基本原理、基本知識和基本操作,規范操作得出正確的數據和結論[2],師范院校為了達到基本教學要求,只強調實驗技能的訓練而忽視了學生綜合科學素質的培養,導致所開設的實驗內容刻板、枯燥。而且在教學過程中,教師為保證實驗過程的安全及學生完成實驗的成功率,將實驗過程中的每一個細節和現象都告訴學生,并反復強調,學生只需像機器人一樣由教師輸入程序就準確無誤的完成實驗。這種不動腦、機械的操作很難激發學生學習有機化學實驗的積極性,也無法發揮學生的主動性和創造性[5]。
二、有機化學實驗開設自主設計實驗的必要性
有機化學實驗作為基礎化學實驗之一,其教學目的除掌握基礎有機實驗技能和對課本知識的驗證之外,對高師化學教育學生而言,其更重要的功能應該是如何激發學生的學習熱情,調動學生學習的主動性和積極性[6],培養學生的科研意識,切實提高學生的動手能力及獨立組織和完成實驗的能力。這些素質和能力是一個中學化學教師能否進行探究性實驗教學的基本要求。但按現有的有機實驗教學模式很難達到上述培養目的,因此如何改變高師化學教學的實驗教學培養模式是高師化學教學工作者的教學研究的重要內容。自主設計實驗是以學生為主體,通過查閱文獻,立足現有實驗條件,自主設計實驗項目、單獨或以團隊合作方式完成實驗的一種新的教學模式。這種教學模式有別于“研究性實驗”,提倡學生為主體,強調的是自主性和團隊合作。這種教學模式對于有機實驗教學來說優勢十分明顯,它既能改變過去實驗教學“照方抓藥”所帶來的種種弊端,還能極大的提高學生綜合科研素質。因此該教學模式對于高師培養“研究型教師”意義非常重大。
三、自主設計實驗的設計與實施
自主設計實驗的實施是一個系統工程,對實驗時間、場地、學生實驗技能基礎、教師的引導及評價等都要有一定的要求。自主設計實驗能否能順利實施和實驗指導教師的經驗密不可分,以下是筆者開設自主設計實驗過程中的一些體會,希望能對高師有機化學實驗教學的同行有一定的幫助。
1.進行自主設計實驗的前提條件
自主設計實驗的設計及開設前提條件為安全、經濟、高效、科學、直觀。因此要滿足以上五點要求必須要有與之配套的實驗時間、實驗場地、實驗耗材、實驗設備及實驗者基礎技能等要求。安全是首要前提,要充分考慮整個實驗過程中會出現的安全問題,一定要在設計之初盡可能的將一切不安全的因素考慮詳細,保證過程的安全、可控。要提倡實驗的綠色化。經濟是必要因素,自主設計實驗是教學實驗不能等同科研實驗,必須要考慮實驗成本,要給學生提出“原子經濟性”這一觀點,要提倡實驗小量化、微量化。高效就是要求實驗的效率要高,反應速度要快,不能讓實驗的時間過長。科學就是實驗項目設計要具有科學性、實用性、創造性,能夠緊密聯系日常生活為佳,可實施性要強。直觀就是要求實驗過程直觀、實驗結果直觀,并要求立足地方高師的實驗室條件進行實驗結果的驗證。
2.自主設計實驗的實施
開設有機自主設計實驗是一個循序漸進的過程,通過長期的教學摸索,筆者認為分為四個階段比較合適。基礎技能訓練階段:該階段一般在大二上學期前半段完成,該階段十分重要,要求教師耐心、細心的完成對學生的實驗指導工作。學生必須在個人防護、實驗危險預防、實驗危險處理等方面做到熟悉、熟練,能夠臨危不亂、從容應對任何突發事件。此外還要做到實驗操作規范、數據處理精確,為后期的實驗開展打下扎實的基礎。綜合訓練階段:該階段以有機合成實驗為主,通過教師的引導,如布置課前文獻查閱任務,讓學生以小組討論的形式探討教材中給出的實驗項目其發展趨勢、注意事項,實驗成功的關鍵點等。并通過教師講解,介紹該實驗課本的設計思想以及單個實驗項目中設計者的基本思路,教會學生學會實驗研究的一般方法,從而切實提高分析問題、解決問題的能力。給定項目的自主設計實驗階段:該階段是完全自主設計實驗的過渡階段,一般安排在大二下學期中段,由教師給定2-3個非課本中實驗項目。項目的指導原則是可實施性要強,能夠通過文獻檢索查到實驗方法。實驗項目的設計可以是兩步以上的有機合成實驗或植物中活性成分的提取實驗。開設給定項目的自主設計實驗的目的是讓學生逐步適應并學會如何自主設計實驗。因為通過文獻檢索得到的實驗方案要比課本中實驗方案更簡練,所以學生在設計實驗方案過程中必須要學會思考和處理文獻中的方法和數據,找出實驗的關鍵點和注意事項,并根據現有實驗條件科學合理的設計實驗方案和安全、高效的完成實驗過程。全自主設計實驗階段:該階段一般安排在大二下學期末實施,關于實驗項目教師可以通過與學生交流,引導學生完成一些難度適中的小課題,如合成熒光小分子、合成一系列不同香味的酯等。要求以團隊的形式完成,團隊要有明確分工。實驗時間為兩周,第一周為設計時間,團隊成員通過文獻檢索,以小組討論的形式完成實驗項目的設計,第二周的時間為實驗時間,學生通過實驗反復修改設計思路并確定實驗方案,最后以實驗報告的形式提交完整的實驗方案和實驗數據。
3.教師的作用
教師是自主設計實驗的引導者和指導者,教師的科研素質和個人魅力對學生的影響非常大。從基礎訓練開始,教師就要從嚴要求,規范學生的實驗操作,養成學生嚴謹認真的科研素質,為后期實驗打好基礎。綜合實驗階段教師的作用是,進一步鞏固和規范學生的操作技能,通過揣摩課本中實驗項目的設計思路,教會學生如何去確定反應條件、選擇適量的實驗試劑,最終制定實驗方案。還要在課堂中引入綠色化學和微型化學的概念,在實驗過程中有意識的教導學生科學處理實驗污染物排放,培養學生綠色環保意識和可持續發展意識[7]。設計實驗階段需要全程引導,從實驗項目的確定、實驗設計過程的審核、實驗過程的監控、實驗結果的考核教師必須全程參與,通過教師的學識和經驗,讓學生能夠安全、順利的完成其設計的實驗項目。由上可見,教師是決定自主設計實驗成敗的靈魂人物。
四、有機自主設計實驗實施過程中要注意的問題
有機自主設計實驗的教學目的是培養高師學生綜合科研素質,對學生而言不僅要培養其實驗設計能力,更要培養其實驗組織能力及嚴謹的實驗作風。自主設計實驗的實施是一個系統的過程,不能一味強調自主而盲目的設計,好的設計思路固然重要,但是如果沒有扎實的基本實驗技能,學生在實驗實施過程中就會出現操作不當、方法錯誤、對問題處理不合理等問題。其最終結果是,教師反復糾正指導,效率低下,學生逐漸在實施過程中喪失耐心和積極性。最終自主設計實驗流于形式,難以達到預期目的。所以在有機自主設計實驗中,學生是實施自主設計實驗的關鍵因素。
五、結語
在開設有機自主設計實驗過程中會遇到過各種困難,但是這些困難都不能阻擋學生求知的欲望。而且在攻克難關的過程中,既鍛煉了學生的團隊協作能力,還能讓學生獲得更多成功的喜悅。通過三年的自主設計實驗教學發現,自主設計實驗的開設對學生的創新能力、文件檢索能力、組織及團隊協作能力等綜合科研素質的提高有著積極的作用。相信學生也會將自主設計實驗中所學到的知識,應用于未來的中學化學教學中,用探究性的實驗教學方法激發中學生學習化學的熱情,為國家培養出更多的綜合性人才。
作者:高濤 周彩新 劉顯明 楊緒紅 曾志剛 孫紹發 單位:湖北科技學院核技術與化學生物學院
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關鍵詞:膠體與界面化學;教學改革;實踐
引言
我校應用化學專業在專業設置上屬于應用研究型的理學專業,主要培養從事化學、化工領域新技術、新產品開發和生產管理等理工結合的應用型高級專門人才,同時還為研究生教育輸送合格新生.這要求應用化學專業畢業生具備扎實的專業基礎知識、優良的科學素養、較強的創新意識和能力.由此改革傳統的“填鴨式”教學模式,逐步轉變學生被動學習為主動學習,因材施教,培養其創新意識及能力,加強學生獨立思考和創新能力,是急需應用化學專業教師解決的首要問題.膠體與界面化學是我校應用化學專業開設的一門專業方向課,在整個課程體系中具有十分重要的作用.一方面,膠體與界面化學的課程內容與生產和生活實際聯系非常緊密[1],是學生理解今后生產和科研工作的理論基礎,并承擔著培養學生專業素養及技能的重任.學生學好該課程對今后生產和科研工作具有極大影響.另一方面,膠體與界面化學是物理化學的后繼課程[2],是在界面現象的基礎上產生和發展起來的,其中楊氏方程、拉普拉斯方程、開爾文公式、Langmuir吸附等溫式以及BET吸附等溫式等內容在物理化學課程中已有所介紹,學生往往誤以為這就是膠體與界面化學課程教學的全部內容,已經學過了,無需再學.實際上,這幾個公式只涉及部分界面現象,無法與整個膠體與界面化學課程內容相提并論,學生對其他膠體與界面知識及實際應用一無所知,更談不上利用膠體與界面化學理論知識指導實際生產和科研工作.如何讓學生學好膠體與界面化學這門課程是教師非常關心的問題.筆者針對膠體與界面化學課程教學過程中遇到的問題,從教學內容、教學方法和手段以及課程考核方式等方面對本課程教學改革提出自己的一些看法.
1明確培養目標,采取層次化教學
在當前嚴峻就業形式下,我們不能夠采取以往的一刀切模式進行教學活動,必須明確培養目標,根據學生的不同需求合理安排教學內容.通過對本校應用化學專業2010-2012級學生的就業狀況進行調查分析,在大三結束時,約45%的學生選擇直接就業,其余學生打算繼續讀研并著手復習準備,其中有近30%的學生最終會考取化學相關專業的研究生.針對這一情況,將膠體與界面化學課程分為兩個教學層次:基礎知識與應用提高.基礎知識:以課本教材為主,講授膠體與界面化學的基本概論、理論和研究方法,主要內容涉及各種界面現象、多種分散體系的形成與性質、表面層結構與性質等知識.這部分內容簡單,學生容易理解,應用化學專業所有學生都應該掌握.通過這部分內容的學習使學生理解膠體與界面化學的課程基本內容,滿足今后生產和科研工作對膠體與界面化學知識的基本需求.應用提高:應用部分的教學內容主要分布在表面熱力學、膠體體系及其性質、膠體與界面化學、表面活性劑化學、膜化學、固體表面性質等章節,在講授膠體與界面化學基礎知識的同時,引入實際應用實例,并關注膠體與界面化學理論與應用的最新進展,培養學生運用膠體與界面化學知識解決實際生產和科研工作能力.例如:在講解膠體粒子的制備和性質時,筆者介紹了各種納米粒子的制備方法,并著重介紹了如何運用膠體與界面化學的理論知識設計制備方案,同時還結合膠體的穩定性分析了由黏土形成的泥漿在石油鉆井過程中的重要作用,以及如何利用膠體穩定性改善油墨、涂料等精細化學品性能.應用提高層次教學需要針對直接就業和立志考研的同學分別開設,內容既有膠體與界面化學的最新進展,又有早已普及的工業化生產實例,要做到“雅俗共賞”,充分展示膠體與界面化學的課程魅力,讓學生深刻體會到所學知識的實用性和重要性,提高學生的學習興趣,在課堂上留住學生的“心”.
2改革教學的方法和手段,提升課堂教學效果
2.1基礎理論教學中引進科技前沿
膠體與界面化學的教學中理論教學是基礎,但是所學教材跟日新月異的科研發展存在脫鉤的現象,教師如果只局限于課本知識,教學效果必然會大打折扣,這對教師也提出了更高的要求.高校教師大多站在科研前線,具備較高的科研水平,教師要把掌握的科技前沿滲透給學生,讓他們緊跟前沿,升華所學知識,提高學生綜合素質,培養工程院校畢業生的應用能力.在新能源、新材料、新醫藥等新興產業被大力提倡的背景下,應用化學專業畢業生面臨著新的挑戰和機遇.因此,筆者在膠體與界面化學課程教學中及時補充了與化學、化工密切相關的知識,如光催化制氫、鋰離子電池、鋁離子電池、藥物緩釋與運輸等科學研究的最新進展.
2.2開展專題學術報告
在課程教學中,開展教學活動的主體是承擔該課程的授課教師,但所有教師都是“術業有專攻”.由于膠體與界面化學課程涉及基礎知識范圍廣,跨學科的基本原理較多,所以單獨一位授課老師無法充分領會該課程的所有知識點.課程組的集體智慧可以很好地彌補這種不足,課程組的教學資源共享模式,有利于提高相關課程的教學質量.本人在膠體與界面化學課程教學中采取邀請物理化學課程組的授課教師開展專題學術報告,介紹膠體化學、膜化學、固體表面性質和新能源材料領域最新的科技成果及動向,開闊了學生眼界,提高學生學習本課程興趣,并提高化學相關專業研究生的報考率.
2.3引入實踐性教學環節
膠體與界面化學是門應用性非常強的學科,其內容涉及化學、材料學、生物學、環境科學、食品科學等諸多學科中的理論知識與實際問題[3-5],傳統的教學模式只講解課本知識,缺乏直觀的實踐性教學環節,教學內容往往是“假、大、空”,導致學生缺乏學習興趣,學習效果大打折扣.本人在膠體與界面化學課程教學中采取理論聯系實際,選取一些可行的實踐辦法,如:首先,利用課余時間分批帶領有興趣的學生參觀學校分析測試中心,讓學生認識膠體與界面化學課程提及的現代測試儀器.其次,選取一些易操作的實踐性課題,并與前沿科學相結合,再將不同興趣點的學生分組共同完成實踐性課題,教師引導學生大膽創新,將所學知識與實踐性課題相結合,激發學生無限潛能,形成探索式教學模式.再次,將參觀企業生產過程設置為認識實習教學活動,帶領學生參觀相關企業,讓學生了解企業實際生產過程,拓寬學生視野,提高學生創新能力.
2.4營造輕松愉快的課堂氣氛
當今的大學生是95后獨生子女,受過良好的家庭和學校教育,視野開闊,思想獨立,加之發達的網絡、快速發展的社會經濟,學生接受的信息量已經今非昔比,刻板的說教和毫無感情的語言已經不能滿足現在學生的需求.膠體與界面化學是一門綜合性、實用性強,發展迅速,內容更新頻繁的學科,教學過程涉及大量公式推導,相比文科或藝術專業略顯枯燥.這對任課教師提出了更高的要求,首先要求教師將教學內容與實際應用相結合,化抽象為形象,提高課程教學效果.其次營造輕松愉快的課堂氣氛,沉悶的課堂氣氛讓教學效果大打折扣,教師要注意語調的抑揚頓挫,可以運用形象、詼諧、幽默的語言吸引學生的注意力,也可以適當的引用流行網絡語,讓學生樂學.最后構建良師益友的新型師生關系,“親其師,信其言”,師生關系不能僅止于課堂之上,教師要關心學生的學習效果,根據其反饋結果調整教學方法,在課后的拓展研究過程中,要關心學生的生活和心理變化,與其構建良師益友型新型師生關系.
3改革成績評價體系,優化課程考核方式
課程考核是評價教學效果的重要手段,通過考核可反映學生對所學知識的掌握情況,也可使教師對教學效果有深入的了解.建立科學合理的成績評價體系對于保證教學質量、教學效果和激發學生的學習主體意識具有非常重要的作用.傳統的課程考核方式一般是采取試卷考核和平時成績疊加組成模式,該考核方式明顯存在以下不足:閉卷考試內容陳舊,平時成績基本以點名來控制學生的出勤率,考核基本以出勤率來體現平時成績,學生缺乏學習的積極性和主動性,從而導致被動學習,與現代教育理念相違背,改革課程考核方式勢在必行.課程考核方式不能單一化,需要將多種形式相互結合,既要考核學生對基本理論知識的掌握,也要挖掘學生的創新能力,讓學生學有所成,學有所用.課程考試方式要結合教師教學過程,采取多種形式結合,做好各種考核方式分值設計.本人將膠體與界面化學課程考核總分設置為100分,其中課程考試50分,課堂表現及出勤10分,課程作業10分,實踐性課題30分.增加了實踐性課題份額,引導學生用所學知識解決實際問題,提高了學生學習興趣及實踐能力,為其今后的就業及深造夯實基礎.此外,期末考試試卷題型采取多樣化,涵蓋名詞解釋、簡答題、計算題、綜合題等題型,且主客觀試題合理搭配,并適當增加主觀題的比例,尤其是應充分體現答案的多樣性,鼓勵不同見解.
4結語
提高人才培養質量,造就一批創新型人才是實現創新型國家建設的重要前提.膠體與界面化學課程對培養應用化學專業學生的創新思維和科研能力,促進創新型人才的培養起到重要的推動作用.本文對膠體與界面化學課程教學內容、教學方法和手段以及考核方式等方面進行改革探索,并提供了在教學實踐中積累的一些具體的有益的經驗.
參考文獻:
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關鍵詞:澳門;高等教育;化學通識課程;課程發展;課程實施;課程特點
澳門地區高等院校大都以開設商業課程為重,自然科學課程所占比重較少;而課程以專業及應用為取向,沒有自然科學(理科)本科學位課程。至2011—2012學年,在眾多澳門高等院校中,只有澳門大學、澳門理工學院、澳門保安部隊高等學校、澳門鏡湖護理學院和澳門科技大學五所院校為大學本科或高等專科學位提供自然科學教育。理科教育是為專科和專業的學生而設,對象僅局限于工科學生、醫藥范疇學生、未來保安官員和以科學教育為副修的數學專業學生。
內地高等院校為文科學生所開設的理科通識教育日漸普及,而以化學為主題的通識課程,在教學與研究層面持續發展[1, 2, 3]。基于化學通識教育在人才培養和社會發展的重要性,本文分享化學通識教育的課程設計和課程實施經驗,并探討通識化學課程的特點。
一、自然科學的通識課程
通識教育源于博雅教育,是為全體學生而設的全人教育。通識課程有別于專業課程和職業課程,通識教育是從人的角度進行設計和實施,讓學生得到全面發展。澳門地區高等院校是以專業教育為重,通識教育課程含量極微,部分院校是以第二課堂形式實施。
自2009年澳門大學推行全面的課程改革,在2011~2012學年開始實施新的教育模式,教育模式是以四位元一體的通識教育。教育模式包括專業教育、通識教育、研習教育和社群教育四個維度,通過跨學科知識的訓練,著眼于所有學生共享的學習經驗,培育學生的核心能力和價值觀。
因應新的教育模式,澳門大學為本科生開設以自然科學為取向的通識課程,規定每一位學生必須修讀自然科學學科。自然科學課程包括電與生活、物理、自然地理和化學為主題的四門通識學科,學生必須修讀以上主題的其中一門。自然科學的通識課程,除教授學生基礎知識和科學方法以外,亦引導學生掌握邏輯思維,培訓學生的綜合思考能力,讓學生能在態度、價值觀、生命意義等方面作出道德的思考和科學的抉擇。
二、通識教育中的化學課程設計
通識化學學科是以“化學與現代社會”(Chemistry and Modern Society) 為課程名稱而定位。“化學與現代社會”是以通識化為取向的化學課程,旨在跟上全球化時代的發展和博雅教育的要求,結合澳門本地教學環境,提高學生的科學素養,使學生得到全面發展。
1. 課程目標
化學課程以培養學生的科學素質為重點,通過化學基礎知識的學習,使學生能正確認識自然、人和環境的關系,培養學生批判性思考能力、分析問題和解決問題的能力,運用科學知識、方法、價值和態度適應社會變化,承擔社會義務。
2. 課程編排
課程編排的原則在社會生活情境下,擴寬學生的視野,先為學生建立知識和技能的化學基礎,以社會議題聯系化學教育,以培養學生的能力和態度及價值觀,為深化學生的社會參與作準備。
3. 課程內容
從化學基礎知識和基礎技能著手,在課程選擇方面,涵蓋化學學科的四大基本內涵:物質科學、實驗科學、變化科學和中心科學。化學課程的教學內容和教學主題見表1。
三、通識教育中的化學課程實施
“化學與現代社會”是以通識化的方式推行教學評,讓學生了解或從新角度重新認識化學,以化學結合澳門社會環境為中介,提升學生的化學素養,使學生在參與社會活動中加強對化學的認識,促進整體素質的發展和對社會的認識。
1. 課程計劃
化學課程是以一學期學制實施,一個學期共修課14星期,每星期上課3小時。學生修畢并合格完成課程,可獲3個學分。課堂教學包括講課、工作坊和小組討論。除了正規課堂教學以外,導師亦為學生安排非正規的第二課堂教學活動,實施化學和社會相融合的教育設置和安排。
2. 課程政策
化學課程大綱(syllabus)是類似合約性質的教育條文,教師和學生的教與學都在課程大綱規范之中。為了推動學生的社會意識,制定政策時將化學教育與公民教育相配合,實施通識教育。
在課程大綱的范圍內,教師在化學教學計劃和教學內容實施方面,可因應教學需要而作出合乎情理的修訂;學生在教學內容、教學主題和教學材料等方面,負有自我學習的責任;課程內的所有學術工作,學生必須具備專注的態度,嚴格地執行學校所規范的學術誠信要求。
3. 教學方法
化學課程包括導論課、理論課、課堂活動課、社會活動課和總結課五個具體分類。教學方法是以課堂教學類別和教學主題實例兩個層次展開教學。
4. 通識化學教學方案的實例
導論課的教學方案是從認識自然界開始,然后導入化學概念,再與社會應用相結合。在化學教學的基礎上,讓學生從宏觀認識自然、社會和化學,再從微觀理解化學和生活。
四、澳門地區通識化學教育的展望
化學為你而存在(Chemistry for all) 和化學為生命而存在(Chemistry for life)是國際化學年(International Chemical Year, ICY2011)的兩句口號。Chemistry for all可理解為:化學是大眾的化學,化學是為了所有人,化學就是全部…;Chemistry for life可解讀為:化學是生活的科學,化學是生命科學,化學是人類的科學,化學著眼于生命…
盡管各地通識化學教育的課程名稱、課程計劃、課程教學評等各有不同,但通識化學教育的理念是一致的,它是基于化學的內涵,在社會中、生活中呈現化學精神的外延。總結而言:通識化學教育是所有學生的教育,亦是追求生命價值和意義的教育。
本通識化學課程的特色是,在塑造社會化教學情境下,建立學生對化學核心價值和內容的認識,繼而推動化學對社會可持續發展的貢獻。
自1999年后,為了適應社會多元化發展和未來全球化的需要,特區政府高度重視高等教育,確立了為澳門培養全面性、多元性和靈活性的人才的教育目標。“化學與現代社會”是澳門高等教育史上第一次開設的化學通識課程,它是通識教育和化學教育的交匯和融合。通識化學教育是以化學教育為本,而化學教育將通識教育的使命充分彰顯出來。
參考文獻:
[1] 侯文華. 大力推進通識教育 實施全面化學教育與人才培養[J]. 大學化學,2012(3).
Abstract:Inorganic chemistry is an important professional course in the pharmacy majors’students of medical college.With the continuous deepening reform of the teaching method and its related technologies,how to cultivate pharmaceutical students creative ability and scientific ability has emerged as a problem.This paper was focused on the importance of teaching method in inorganic chemistry.The author combining with the experience of teaching inorganic chemistry in recent years,the related teaching contents,teaching methods and so on were discussed,to cultivate the innovation ability of students in the learning process.
Key Words:Pharmacy majors;Inorganic Chemistry;Teaching reform
無機化學是研究無機化合物的組成、結構、性質、反應規律的一門學科,是藥學類專業很重要的一門專業基礎課程,是中藥學、藥物資源、藥物制劑、藥物分析等專業課程的必修課程之一[1]。通過學習無機化學課程,不但可以鞏固和深化藥學等相關專業學生的理論知識,還可以培養他們自主學習能力、創新能力、發現問題和解決實際問題的能力等。無機化學基本概念多、知識點零碎,在學習過程中易使學生產生難學、厭倦等情緒。因此,積極探索研究無機化學的教學方法和教學重點,提高學生的學習效率和學習質量,為其他專業課程打下基礎,是一個重要的課題。
1 激發學習興趣,提高學習積極性
無機化學作為通識教育的一門重要課程,在學習過程中還要培養學生的科學思維能力,使學生能夠自主地、科學地分析問題、解決問題,增強學生獲取知識的獨立性與主動性[2]。 藥學專業是培育具有藥學學科基本理論知識和實驗技能,能在藥品生產、檢驗、流通、使用和研究等領域從事藥物研究、藥物制劑、藥物鑒定以及臨床用藥等方面人才的一門學科。因此,藥學專業無機化學的學習需要注重化學與生命科學各學科相結合,培養學生的專業興趣。
無機化學課程知識點比較多、元素性質多樣、理論較為抽象難懂(如:原子結構、分子結構)等,這些因素通常會讓學生在學習過程中感覺枯燥而喪失耐心和信心,產生厭學情緒。另外,有些學生在高中階段,由于實驗條件限制,無法學習相關實驗操作,平時學習化學以死記硬背為主,對無機化學學習興趣不高。偉大的物理學家愛因斯坦曾說過:“興趣是最好的老師。”這句話說明培養學生的學習興趣,激發其主動求知、探索、實踐,并體會此過程中的愉快情緒和體驗至關重要。將學習過程中的知識點與日常生活中的“衣食住行”關聯起來,是提高學生學習興趣的一個途徑。可以將現在媒體報道較多的環境污染、食品安全等相關問題,與化學聯系起來。如講解相關元素章節時,可以舉例廢水、廢氣、廢渣的亂排放,未經處理的廢水、廢氣、廢渣中含有大量的鉛、汞、砷、鎘、銻、鎳、鈷、錫、氟、鉻、硒等,可使水源和土壤遭到嚴重污染,如日本的“水俁病”與汞污染、鉛污染與神經系統疾病、鎘的污染與骨質疏松癥等、食品中的硝酸鹽污染與化肥之間的關系等;當然,還可以結合化學元素對人體健康的重要性,如:鈣廣泛存在于人體的骨骼、牙齒中,它還參與血壓的調解、心臟的收縮、血液的凝固等;鋅是人體合成生長激素的原料,兒童缺鋅會限制生長發育等;鉀元素以磷酸鹽形式存在,能調節血壓和使心臟正常工作;這些日常生活知識的引入可以讓學生充分認識在生活中無機化學的重要性,使學生從內心感受到學習無機化學的重要性。其次,將知識點與相關的科學家勵志故事結合起來,從人文思想上陶冶學生情操,提高其學習化學知識的興趣,如:鐳元素與居里夫人、青霉素與弗萊明、元素周期表與門捷列夫、我國著名結構化學家盧嘉錫與低溫相偏硼酸鋇的發現等。
2 改革教學內容,綜合利用多種教學手段
化學是醫藥院校藥學專業學生必學的專業基礎課,而無機化學的教學通常是在大學一年級進行,因此,引導學生學習好無機化學、夯實基礎知識,對于學習其他的專業知識也是十分必要的。目前,無機化學教學存在內容稍顯陳舊、知識點更新慢、理論與實際生產生活偏離較多,這就要求在教學過程中結合實際情況對教學內容進行改革,適應時代的發展和培養新型藥學人才的需要。為了使無機化學教學適應中醫藥院校的具體要求和實際需要,應該對無機化學課程進行適當和必要的調整。如教學過程中要結合藥學的實際需要,著重講解無機化學相關的基礎知識反應速率、氧化還原反應、沉淀溶解平衡、酸堿平衡等,再簡單介紹相關的原子、分子結構、化學鍵理論等;與高中重復的教學內容要留給學生自學等。這樣會使教學內容簡潔、銜接較好,有利于學生學習和掌握。而對于學科知識點較為陳舊且更新慢的問題,授課教師應該在教學過程中結合課程內容,引入并介紹自己的科研工作、經歷和感受,不用局限于教學大綱的要求,積極推介相關前沿學科的新思維、新觀點,適當地介紹交叉學科的相關研究進展。這樣不僅可以開闊學生的眼界、提高了學生學習興趣,對于培養主動學習知識、應用知識、解決問題等研究性工作能力也有很大幫助。
教學方法是教師為了完成教學任務,完成教學目標,在教學過程中運用的方式與手段的總稱。當教學目的和教學內容確定以后,必須輔以富有成效的教學方法,才能達到較好的教學效果[2]。因此,教學過程的成功與失敗,在很大程度上取決于教學方法的選擇合適與否。探索研究并積極推進一種或幾種行之有效的教學方法,能夠節省時間和精力,提高教學質量和效果。在教學過程中,可以根據學習章節安排,綜合利用案例教學法、PBL教學法、多媒體教學法和歸納比較法等教學方法,改變在教學過程中過度依賴PPT,只是把陳舊的教學內容放到PPT上,導致學生興趣不高等現象,提倡啟發式教學、探究式的教學,提高吸引力和感染力,讓學生勤于思考、主動參與。
3 培養學生自主學習能力
由于長期的教學模式影響下,課堂教學以教師為主,自主學習能力弱是大學各專業普遍存在的現象;而對于無機化學的學習,由于本科階段化學教學與初、高中化學教學有明顯不同,學科知識更加深化,而課時減少、這就加劇了本科階段化學學習的難度,同時,由于本科階段化學專業實驗較多,很多實驗學生甚至只是單純從課本以及學術研究得來,在實際操作過程中經驗不足,加之使用新型大型化學設備更加劇了學習化學的難度。這些因素導致藥學專業學生在學習無機化學過程中自主學習能力不高,甚至無法適應大學化學的學習。因此,提高學習自主學習能力對于提高他們的學習興趣,培養其自主探索、創新的能力至關重要[3]。
培養學生自主學習能力,首先要激發其學習動力,開拓視野。激發學習動力是培養學生自主學習能力的基石,轉換為學習的動力,進而激發對學習知識的熱情,從而達到自主探索與創新的目的。授課老師要針對在課堂教學過程中,要提高學生學習知識動力和學科認知情況,可以介紹學科發展愿景,未來就業前景與專業發展方向等;根據學校現實情況,讓學生參與到大型化學實驗設備的學習和實際操作,激發他們的學習興趣;帶領學生去相關就業實習單位,如藥品生產企業等參觀實習,擴展他們就業知識和操作欲望,激發學生的學習主動性。其次,優化課堂結構。課堂教學教師與學生教學主體的變化要求在學習過程中,教師要從知識的灌輸者,評價的主體轉變為課堂教學內容的提供者、服務者,真正發揮學生作為教學主體的作用。在教學過程中,教師要鼓勵學生積極思考,主動發言,甚至在有些情況下,提高學生課堂教學參與度;優化師生關系,教師要增加與學生課上課下的互動,特別是在課下,要打破等級觀念,積極與學生溝通,取得學生信任。最后,提高預習重要性。化學教師要鼓勵學生自主預習,明確預習的目的和意義,同時,要明確預習的要求,明確下一課時學習的知識點與教材知識的銜接,特別是化學實驗,要及時做好化學實驗筆記。另一方面,結合適當的評價機制,提高預習重要性。檢測課堂學習效果是激發學生學習主動性,培育學生成就感的有效手段。
4 重視無機化學實驗教學
【關鍵詞】中學化學教學 化學史 隱形功能 基本原則
一、引言
化學史是站在歷史的角度去分析和看待化學的。從宏觀角度來看,了解化學史的發展對于化學知識的學習具有十分重要的幫助。通過學習化學史,了解化學家的生平、獲獎情況等內容,對于化學教學有著很大的幫助。學生要想學好化學知識,就應該更多地了解化學史。只有這樣,才會更好地推動我國化學體系的長期發展,為實現中學化學的高效性教學奠定堅實的基礎。早在2006年,教育部門就已經加大了對中學化學史的重視程度,在教材改革的時候對化學史部分重新進行了編制。現在,化學史在中學化學教學中已經占據有很大的比例。
二、將化學史的隱形功能引入中學化學教學
化學史在化學教學中具有隱形功能。對于初中化學而言,很多化學內容都是建立在化學史基礎之上的。有關學者曾經指出,隱形功能實際上潛在非常巨大的能力,對于中學化學教學而言,化學史具有一定的隱形功能,不僅可以激發學生對于知識的理解和認知,還能夠讓學生在潛移默化中更好地學習化學。化學史的隱形功能主要表現在一些非預期性作用和影響等方面。如果將隱形功能引入到實際的中學化學教學中,必將會為中學化學體系的發展帶來更多的幫助。
三、深度挖掘化學史的隱形功能
(一)培養嚴謹的科學態度
化學是一門非常嚴謹的學科,培養學生的嚴謹的科學態度對于提升學生的化學成績具有很大的幫助。有一些中學生在學習化學知識的時候存在一些問題,教師如果能夠運用正確的方式和方法對學生進行教學,從根本上培養學生嚴謹的科學態度,就必將會為中學生學習化學知識奠定堅實的基礎。在講解化學史的時候,教師也應該進行知識性的教學,使學生掌握一定的化學基礎知識。
(二)促進感性知識學習
促進感性知識的學習是中學化學教學中的一項重要內容。很多時候,中學化學教學更加側重于理論知識教學。為了更好地實現中學化學教學的高效性,化學教師應該努力拓寬自身的知識面,提升自己的科學素養,打造有趣味的課堂,讓學生不對化學學習感到枯燥乏味,激發學生學習化學的興趣。對于中學生來說,學習化學史是豐富其情感內容的途徑之一。將化學史融入中學化學課堂中,能夠促進學生進行感性知識學習。
(三)推動化學教學發展
在實際教學中,化學史的合理引入能夠促進中學化學教學體系的發展。化學史與化學理論知識之間有著十分密切的聯系,一些精密儀器發明的背后可能隱藏著一段鮮為人知的化學故事。在教學過程中,教師如果能夠為學生講解這些化學故事,便可以激發學生的學習積極性,在一定程度上能夠推動中學化學的教學。
四、化學史隱形功能開發遵循的基本原則
(一)因勢利導原則
在新課程標準的全新理念下,提高學生的人文素養,提高課堂教學質量,充分發揮教師的課堂教學藝術,需要堅持一定的教學原則,其中一個非常重要的原則就是因勢利導。堅持因勢利導教學原則的目的是培養學生正確的價值觀和思想觀,促進學生的個性化發展。例如在教學“氯元素”的時候,教師可以為學生講解氯氣應用的歷史。在第一次世界大戰中,德軍最先使用的毒氣彈就是用氯氣制成的,給戰爭雙方造成了巨大的傷亡。教師將這一故事講給學生聽,必將會引起學生的興趣。學生感覺到化學學習充滿趣味,就會積極主動地探尋各種化學知識,這對其今后的發展極其有利。
(二)把握尺度原則
化學史教育在實際的化學教學中扮演著調味劑的角色。如果教師在課堂上僅講授化學理論知識,學生必定會感到枯燥乏味,甚至產生厭煩情緒;而教師為學生講解一些化學史知識,則能夠活躍課堂氛圍,讓學生覺得化學知識實際上并不枯燥。但是教師在介紹化學史的時候一定要把握好度。如果化學史介紹過多,就會出現喧賓奪主的情況;而介紹的過少,又會令化學課堂顯得單調。因此,在實際的化學教學中,教師一定要注重化學史的引入,采用正確的方式和方法進行教學,充分發揮化學史的隱形功能,努力提升化學教學效率。
五、結束語
本文簡單論述了中學化學教學中化學史的隱形功能及其開發應遵循的基本原則。中學化學教師應該認識到化學史的重要性,將化學史融入化學課堂中,發掘化學史的隱形功能,培養學生的人文內涵,提升學生的人文素養,促進學生的全面與個性發展。
【參考文獻】
[1]葉建立.新版高中化學教材化學史內容要素分析[D].武漢:華中師范大學,2007.
[關鍵詞]生物;有機化學;教學改革
有機化學是研究有機化合物的組成、結構、性質、反應以及制備的學科;有機化學課程是我校為生命科學與技術學院生物科學、生物技術、生物工程以及食品專業本科生開設的一門重要的基礎課之一,我校使用的是高等教育出版社出版汪小蘭編著的第四版《有機化學》。隨著如今高考擴招的盛行,入學學生的化學專業知識水平相對較低,而且我校的有機化學教學時數的進一步壓縮(理論64學時,實驗32學時),如何為生物類專業本科生教授好這門課程成為每位任課教師面臨的難題,如何進行科學的教學改革是我們需要承擔的一項長期而艱巨的任務。我們需要不斷的進行探索、研究、總結,為學生能更好地掌握這門課程的核心內容做到“量體裁衣”。下面從以下幾個方面進行介紹。
1鉆研教材,認真備課
教材是知識的主要載體,也是師生完成教與學雙邊活動不可缺少的媒體。但是由于受篇幅的限制,教材在內容的系統性和前沿性等方面存在一定的局限性。如果在教學中僅僅對教材內容做簡單陳述,無意會對學生造成照本宣科的印象,這樣勢必會影響最終的教學效果。“給別人一碗水,自己得有一桶水”,教師在在備課時不僅要參考大量的有機化學教材,還應融入一點有機化學前沿領域的研究熱點。教師應對教材的內容進行分析、比較、歸納和總結,使知識更加調理清晰、淺顯易懂和生動形象。同時從多角度、多層次、綜合、全面理解和詮釋每一個知識點,這樣更有助于學生加深對所學知識點的理解和記憶。例如對于親核取代反應兩種歷程SN1和SN2的影響因素的講解,我們可以以圖表的形式列出不同烴基、離去基團、試劑的親核性以及溶劑對兩種反應歷程的不同影響。教師在講解時逐個比較,使不同之處得以彰顯。備課時要要盡量做到重點和難點突出,學生要掌握的重點和難點要精講細講,可以按照自己編排的順序,不必按照教材的章節順序來講,盡量使用學生容易接受的方式來進行講授。
2培養學生的學習興趣
培養學生的學習興趣是教授一門課程的重要環節。教師在教學中應努力激發并培養學生學習有機化學的興趣,使學生在學習過程中感受到這門課程的樂趣[1]。我們日常生活中的許多方面都與有機化學有千絲萬縷的聯系,如藥物、材料、能源和染料等都與有機化學密不可分。在課程的導入和講解過程中,適當地穿插一些有機化學小故事、小趣聞。不但能起到活躍課堂氣氛的作用,而且能增強學生對這門課程的求知欲,同時也能提高教學效果。例如在緒論中講述藥物和有機化學的關系時,先向學生介紹臨床上用的一些藥物,如奎寧、可卡應、阿托品和嗎啡等藥物都是從天然的植物中發現的,但是這些藥物分子結構的確證都是通過有機化學的分析方法實現的,而且有機合成化學的發展最終使這些藥物分子實現人工合成。從而讓學生認識到,一種天然藥物的發現,要經歷分離提取、結構確證和人工合成等步驟,所有這些步驟的進行有需要有機化學的知識作為基礎。在講解烯烴的化學性質之前,我向學生介紹乙烯能作為植物生長調節劑以及乙烯的產量是世界上衡量一個國家石油化工發展水平的重要標志之一,我們新疆就有能夠年生產百萬噸乙烯的工廠,它就是中國石油獨山子石化分公司乙烯廠。這些能夠結合專業特點的豐富的課堂教學內容、聯系與生命現象及人類日常生活緊密相關的化學知識,能夠激發學生對有機化學的學習興趣,從而調動學生學習有機化學知識的主觀能動性,最終加深理解并增強記憶。此外,我校設立了大學生創新實驗,教研室的部分老師承擔了一些創新實驗計劃項目,將一些對有機化學有研究興趣的學生吸納到課題組開展一些創新實驗的研究也能夠提高學生對于這門課程的學習興趣。
3發揮多媒體教學的優勢
采用多媒體教學使在傳統教學中難以描述的教學內容和無法觀察的現象以圖象和動畫進行動態模擬,生動直觀地展示出來,克服了傳統教學無法用語言和板書的形式體現以及難以理解的弊端,從而能夠解決傳統教學模式下的一些教學難點。例如:在講到鹵代烴的雙分子親核取代反應機理時,在經歷過渡態之后會出現產物的構型翻轉,因為產物的立體結構發生了變化[2],在平面上很難描繪清楚,很難讓學生直觀的去體會這一構型翻轉的過程,增加了學生的理解難度。此時,可以利用多媒體課件做出鹵代烷的立體結構以及反應過程的動畫演示,形象直觀地展示在屏幕上,讓學生一目了然,更深刻的理解為什么這是一個雙分子取代的過程,同時也調動了學生的學習興趣。另外,多媒體技術可以用形象的聲音和畫面把課堂演示實驗中有毒的、有危險性的實驗通過過程模擬,使學生很快地理解并接受。例如:講解醇與金屬鈉的反應時,應用此反應與醇和水的反應作比較來說明醇比水的酸性弱些,可以用演示實驗,但是控制不好用量的話,會有一定危險,則可以用flas將整個過程形象的展示出來,大大降低了學生理解的難度。多媒體教學作為一種新型的教學手段,極大地激發了學生的學習興趣。它使靜止的化學問題動態化、復雜的化學問題簡單化、枯燥的知識趣味化,有助于培養學生的創造性思維。
4加強實驗課的教學
有機化學是一門以實驗為基礎的學科。有機化學基礎理論和有機化學實驗是相輔相成的,理論的學習為實驗的順利進行奠定一定的基礎,而學生通過做實驗又會加深對于有機化學理論的認識,任何重理論輕實驗的教學都是錯誤的[3]。因此,在有機化學教學中要加強實驗課的管理。在實驗教學中,我們提前通知學生下一周將要進行的實驗,要求學生做出充分的準備,書寫出合格的預習報告(包括實驗目的、實驗原理、需要的試劑藥品及其重要的物理常數、實驗裝置圖、詳細的實驗步驟等)。在實驗開始前,逐一檢預習報告并指出存在的問題,經簽字同意后,學生才開始做實驗。實驗裝置由學生自己裝配,自己由原料合成指定產物,并分離提純,要求學生仔細觀察實驗過程,如實記錄實驗現象,在實驗記錄本上叫學生編號,不得任意涂改、撕毀原始記錄。在實驗過程中出現的問題,我們只進行啟發性的引導,由學生自己找出原因并解決問題,絕不讓學生養成在實驗中過度依賴指導老師的習慣。實驗完成后檢查實驗記錄本,最后簽字認可,方可離開實驗室。并要求學生課后獨立完成實驗報告,堅決杜絕相互抄襲的現象,要求學生將重點放在討論部分,要求他們對該實驗的成敗以及產率高低的原因進行分析,寫出自己對該實驗的意見和體會。實驗課的教學不僅培養了學生的實際動手能力,還使學生加深了對理論知識的理解與掌握,掌握了研究有機化合物的實驗方法和技術。同時,也培養了學生實事求是與積極探索的精神,善于思考和敢于創新的能力,全面提高了學生的綜合素質,從而使學生具備一定的科研能力。
5改革考試考核辦法
改革考試考核形式,糾正應試型學習習慣是教學過程的重要一環,是對教與學兩個方面效果的檢驗。通過考試,不僅可以全面評價學生對基礎知識、基本技能以及應用能力的掌握程度,還可以獲取進一步教學改革的信息。我校之前的有機化學考試都以期末考試為單一形式,這樣“一考定輸贏”的考核辦法造成學生忽略平時的學習,考試前兩周加班突擊的學習狀況,其分析問題和解決問題的能力并沒有在學習中得以提高。這種傳統的考試辦法已經不能適應當今知識信息化的時代。我們改革了這門課程的考試辦法,全面評定學生的成績,采取考核與考試相結合,平時與期末相結合的策略。在這門課程的最終總評成績中,平時成績占10%,實驗成績占20%,期末考試占70%。其中,平時成績由考勤、作業和課堂提問組成。這樣全面評定成績的方法調動了學生在平時學習有機化學基礎知識的主動性,也促使學生不能忽視有機化學實驗的教學,同時也避免了學生期末考試前加班突擊的局面。有機化學知識的獲得源自于對有機化學基礎理論的認知以及科學地進行有機化學實驗,對培養學生的創新能力以及綜合素質的提高十分必要,為學生后續專業課的學習奠定一定的基礎。在教與學的過程中,勇于嘗試并加強教學改革,在改革中不斷完善和發展,不但能提高學生學習有機化學的主觀能動性,而且在全面提高學生的科學素養方面發揮出應有的功能。
參考文獻
[1]李炳奇,廉宜君,馬彥梅.多學科綜合性大學有機化學教學改革的研究與實踐[J].廣東化工,2007,34(1):95-97.
[2]汪小蘭.有機化學(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2005.