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無機化學是我校化工類專業的本科生進入大學后面臨的第一門專業基礎課,總授課時為72學時。本課程既是銜接大學與中學化學知識的橋梁,又是貫穿物理化學、分析化學、有機化學等后續專業課的紐帶。因此,無機化學課程學習效果的好壞會直接影響其他相關課程的學習和學生化學能力的培養。本文將從無機化學教學特點及方法上分析,得出教學方法改革的幾點淺見。
一、無機化學教學特點
1.內容龐雜,學習難度大。無機化學的知識覆蓋無機化學、物理化學、分析化學、結構化學和有機化學等方面,既有基本的化學反應原理,又有抽象的物質結構知識,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,這無疑是無機化學教學的一個難題。
2.知識更新較慢。無機化學課程的教材種類較多,內容編排也具多樣性。雖然幾乎每年都有新出或修訂版的教材出版,但總體來說知識點更新不多,內容較為陳舊,其中還包括高中化學的知識。所以學習初期有的學生容易產生輕視的情緒,聽課和練習的投入較少。而中后期課程知識量顯著增大,學生心理準備不足,對于新的學習模式適應不佳,導致不能達到很好的學習效果。
3.與后續相關課程知識存在交叉。物理化學的動力學與熱力學知識是無機化學相關內容的進一步深入和擴展,無機化學的平衡原理和氧化還原反應是分析化學的理論基礎,而物質結構的基礎知識對后續學習有機化學及結構化學也進行了扎實的準備。此外,很多化工類專業的專業課程也涉及無機化學知識。所以,無機化學知識學習效果的好壞直接影響后續課程以及相關專業課的學習,同時,也對學生的學習心態和興趣有著重要的影響。
二、無機化學教學方法的改革
1.優化課程內容,突出重點。無機化學課程的授課學時較為緊張,在課堂上通常無法詳細講解教材的全部內容,這就需要授課教師有計劃的刪減知識點,優化課程內容。比如,氧族元素和鹵素的相關知識在高中接觸較多,知識理解起來也比較容易,其中和高中知識銜接比較緊密的部分就可以通過自學的形式讓學生學習。另外,無機化學教材中一般也穿插該章節相關背景知識及實際應用的內容。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,通常此類知識也應歸為自學內容。這樣既能使學生將理論知識應用在實際、提高學生學習興趣,又能節約出更多時間用于重點難點知識的講解和實踐教學。
2.采取互動式教學,引發興趣。課堂教學中學生是主體,無機化學課程也不例外。因此,教師在教學中要充分發揮學生的主觀能動性,產生良性互動。其中,在課堂上向學生設置問題就是很好的一種方式。比如,講到電化學電池這一節時,先向學生提出一個問題:電池為什么能發電?電池發出的電能是由什么能量轉化而來的?這時,學生便會思考電池發電的原理是什么?就是由化學能轉化為電能。從而,便可自然的引出原電池的概念。再如,涉及到高中知識,教師可以先請學生回答高中時所學內容是什么?再詳細講解大學將要學習的新知識以及它們之間的異同點。總之,教師在課堂教學中應采用多種教學方法,充分發揮互動式教學的優勢,提高學生的學習興趣。
3.理論聯系實際,提高能力。無機化學是進入大學的第一門化學基礎課,也是一門實驗科學。因此,在教學中就需要教師緊密結合實驗實踐來講述相關知識點。比如,講述某一具體化學反應時,應講解其反應現象及反應機理等,便于深入理解反應事實;反過來說,對于一些簡單的驗證性實驗就可以以視頻的方式給學生直接演示,以加深印象。當然,實驗實踐教學環節也是十分重要的。在學生掌握一定理論知識的基礎上,要求他們要自己動手正確進行實驗操作。這既更利于學生理解理論知識,也能掌握化學基本實驗技術,提高實際解決問題的能力。除此之外,教學中也可聯系生活中的實例進行講解。比如,講到“緩沖溶液”,可以探討人體自身血液中緩沖溶液的作用機理以及土壤中緩沖物質的重要作用,提高學生學習興趣的同時,也擴大了知識面。
關鍵詞:無機化學;高等中醫藥院校;立體化教材
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2014)01-0006-02
一、無機化學精品課程建設與立體化教材體
系建立的意義
無機化學是高等中醫藥院校開設的一門重要基礎課,開設范圍涵蓋中藥學、藥學、藥物制劑、制藥工程、中藥資源與開發以及生物技術制藥等專業。由于其授課對象是大學新生,因此在幫助新生盡快完成從中學到大學的角色轉換方面起著十分重要的作用,對幫助學生養成良好的學習習慣以及科學高效的學習方法具有重要的影響。由于中醫藥院校學生的培養目標、教學內容以及要求均不同于普通高校化學系學生,他們需要在有限的課時內接受和掌握大量的無機化學知識及實驗技能,學生面臨的壓力是所學內容多、跨度大、時間短,很難抓住重點,造成學習效率低下。此外,近年來伴隨著高校擴招學生數量劇增,使得學校在教師、教室、教學資源等方面空前緊張,學生獲得教師指導的機會大大減少。因此以紙版教材為核心的普通教材建設已經不能滿足新形勢下教育教學的要求,必須對傳統的教學方法和手段進行改革,以幫助學生盡快適應大學的學習,激發學習興趣,更好地掌握無機化學知識,逐步形成系統的專業知識結構。
無機化學為黑龍江中醫藥大學首批校級精品課程。為了降低學習難度,提高學習和教學效率,全面提升無機化學的教學質量,保證無機化學精品課程的可持續發展,在立足于現代教育理念和現代信息網絡技術平臺的基礎上,努力開發和建立一套適合實際需要的,具有可操作性的和可持續發展的無機化學立體化教材體系是十分必要的。
二、無機化學立體化教材體系建設的實踐
立體化教材又叫一體化教材,是近年來提出的教材建設新理論。“九五”以來,我國高校教材建設工作的內容、形式和手段發生了巨大的變化,過去僅為高校教學提供一本平面紙版教材和CAI課件的模式,顯然無法滿足和適應當前我國高校創新人才培養的需要。我國教育部領導對教育技術工作極為重視,并提出把教學改革建立在教育技術的平臺上。現代教育技術的發展給教育和教學帶來了新氣象和新格局。在諸多改革中,教材改革是其中的重要環節。因為教材是教學信息的主要載體,是教師教與學生學的主要依據。
立體化教材是充分利用現代教育技術來完善教材建設工作的一個新理念。將各種相互作用、相互聯系的媒體和資源有機地整合,形成立體化教材,形成紙質(主教材、教學參考書等)、電子和網絡出版物(電子教案、CAI課件、試題庫、電子書、資料庫等)、學科網站相互配套,有利于提高大學生的自主學習能力與創新能力[1]。
目前全國理工科院校的化學類課程的立體化教材都已經進行了研究與實踐,取得了很好的效果[2=3]。但中醫藥類高校化學類課程立體化教材的建設工作還很薄弱。中醫藥院校藥學類及其相關專業本科人才對無機化學知識素養及能力要求與理工類院校的要求不同,因此立體化教材體系的建設和改革也應有所區別。充分考慮到中醫藥院校無機化學課程學時少以及與藥學、生物科學聯系緊密的特點,在兩項省級教改課題和多項校級教改課題的資助下,黑龍江中醫藥大學藥學院無機化學教研室致力于無機化學立體化教材的建設,在重點建設紙版教材的過程中,以課程教學輔助網站的建設為補充,經過幾年的教學實踐,基本構建了一種相互聯系、相互促進的具有中醫藥院校特色的無機化學立體化教材體系。
(一)紙版教材的建設
紙版教材包括主教材和學習指導書。紙版教材是教學的核心,是教學中最重要的教具,是保證課堂教學質量的重要因素。我們的主教材采用中國中醫藥出版社出版,由黑龍江中醫藥大學無機化學教研室賈桂芝教授擔任主編的普通高等教育“十一五”國家規劃教材《無機化學》。該教材的編寫理念是突出中醫藥院校學科專業的特點,強調其應用性以及與中藥學相關專業的關系,力求做到既向學生傳授專業知識,又給學生展現中藥知識的背景,體現出中醫藥學科的特色,以激發學生學習的積極性。經過5年的教學實踐,教師們積累了豐富的教學經驗,該教材在使用中根據學生和教師的建議和意見,進行過多次修改,重新出版后已經進入“十二五”國家規劃教材的遴選行列。
為使學生在學時少、教學進度快的情況下仍可達到“知識面寬,信息量大”的教學要求,我們配合主教材專門編寫了《無機化學學習指導與習題集》,為學生剖析知識點和典型問題,并結合課程的難點和重點為學生提供相應的習題來加深理解。
(二)網絡輔助教材的建設
隨著計算機和網絡的日益普及,各高校幾乎都建立了自己的校園網絡,計算機中心、網絡中心可以隨時向學生提供上網服務。此外在教學樓、圖書館以及學生宿舍內部都有網絡接口,這些條件使無機化學課程網絡教材建設成為可能。因此我們借助校園網絡,運用數據庫、媒體制作工具、網頁制作工具建立了黑龍江中醫藥大學無機化學精品課程網站[4],全面實施了網絡輔助教學。網站主要設立了以下四個板塊。
1.教學文件。包括授課教師簡介、課程簡介、教學大綱、教學日歷,介紹課程基本要求、考試方法、教學計劃及進度安排、學習重點內容、學習方法等,方便學生隨時了解授課教師、教學要求和進程,促進學生提前制訂學習計劃,建立正確的方法和計劃,有的放矢,促進學習效率的提高。
2.教學資源。為學生提供必要的學習資源。主要介紹為學生指定的課程參考書,教師自行研制的電子課件,無機實驗基本操作錄像、同步習題練習、教學內容背景知識介紹等。在學校教改資金的資助下及專業人員的幫助下,課程組制作了實用、內容豐富的電子課件。課件內容在教學重點和難點內容上盡量采用動畫、視聽、圖片等內容,學生可以隨時下載電子課件,有利于學生對課堂教學內容提前預習、課后復習,為學生提供了主動學習的條件。課堂教學內容背景知識介紹可以拓展學生的視野,使學生充分了解知識的來龍去脈。教學資源板塊可以充分調動學生的積極性,讓學生主動參與教學活動,使學生由被動灌輸式的學習轉變為主動學習。
3.交流論壇和留言板(無機化學BBS):我們利用目前非常成熟的論壇架設技術[5],建立了師生交流論壇。交流論壇可以使師生交流突破時間和空間的限制,教師既可以同步與學生在線答疑,也可以異步(留言答疑)為學生解惑。當學生遇到問題,可以首先在論壇上尋找相關的答疑過程帖子,如果沒有相關問題的解答,即可新的問題與教師交流互動,大大提高了答疑的效率,減輕了教師的負擔。與此同時,學生可以通過論壇對教師的教學過程提出意見,教師可以通過交流論壇及時得到學生對教學效果的反饋,及時調整和改進教學。我們在輔助教學網站的應用過程中驚喜地發現,交流論壇不僅是師生之間交流,同時也是學生之間進行交流的網站。一些問題通過學生之間的探討就得以解決,促進了學生自主學習的能力,也營造了學生自主學習的氛圍。
4.學科前沿。該板塊將本學科一些最前沿的知識介紹給學生,利于培養學生對前沿知識的敏感性,拓寬學生的視野,關注技術進步和技術前沿對實際生活的影響,從而增強學生對無機化學的學習興趣,激發學生的創新熱情。
網絡技術的迅猛發展使網絡教學得到越來越廣泛的應用。網絡教學模式突破了傳統教學中人數及地點的限制,將傳統課堂教學的以教師的“教”為中心, 轉變為以學生的“學”為重點,促使了學生內因作用的發揮, 使他們從被動地接受知識轉變為主動地獲取知識, 符合人類認知的發展規律。我們的網絡輔助教學實踐表明,教學網站是一項十分受學生歡迎的第二課堂活動,是紙板教材的補充與延伸。既能使學生全面了解無機化學的教學,也能使部分學有余力的學生掌握更多的知識,教學網站為教師和學生提供一個資料豐富、方便快捷、無時空限制的互動窗口。
在建設無機化學精品課的過程中,課程組在立體化教材體系的建設上進行了有益的嘗試,并取得了一定的成效。在立體化教材體系建設的實踐中我們充分體會到,立體化教材體系可為師生提供一個綜合性的教學環境,促進教學由以教為中心向以學為中心轉變,促進學生由被動接受向自主探究學習轉變,可以大大提升教學水平。立體化教材的建設是教學改革的必然趨勢,也是現代教育技術發展的必然結果。立體化教材的建設工作已成為教學改革和精品課建設深入發展的強大推動力。
參考文獻:
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機化學》為例[J].河北師范大學學報:教育科學版,
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科技信息,2011,(3).
關鍵詞:無機化學實驗;創新發展理念;教學改革;教學模式;實踐能力
高等院校是新時代下培養創造型人才的主要基地,本科生是高素質創造型人才培養的最大群體,其中實驗教學則是造就創造型人才的搖籃。無機化學實驗是我校化學、材料、生命科學、食品科學與工程、食品質量與安全等相關專業學生進入大學后開設的第一門專業基礎實踐性課程,在本科生培養方案中占據基礎地位。《國家中長期教育改革和發展規劃綱(2010-2020年)》著重強調:“深化教學改革,支持學生參與科學研究,強化實踐教學環節。”無機化學實驗是一門實踐課程,在學生鞏固提升專業理論知識和培養獨立分析、發現并解決問題的能力等方面具有獨特的地位和作用。該課程的學習為培養學生的創新精神、創新意識、創新思維、創新能力提供重要途徑和突破口。而且在培養學生嚴謹治學的科學態度、主動求知能力和融入思政教育等方面都起著非常重要的作用。目前,本校的無機化學實驗在培養學生綜合實踐能力方面取得了一定的成績,但與國家、地方對人才的需求仍存在一定的差距。因此,深入對我校的無機化學實驗教學進行改革是非常必要的。為達到更好的教學效果,不僅需要激發學生的興趣,調動學生學習的主動性,更需要規范學生實驗操作技能和實驗設計反思能力的提高,在當前無機化學教學改革中,先進的教學模式、合理的教學內容和實驗考核模式的規范等方面顯得尤為重要。
1當前無機化學實驗教學中存在的問題
1.1學生學習現狀和需求分析
無機化學實驗是化學專業和相關專業學生剛進入大學最先學習的實驗課程,由于學生在中學很少進行實驗操作,甚至未做過實驗,大多數學生對實驗課程的學習興趣雖濃厚,但實驗目的卻略顯初淺,對實驗內容也差理解,大多是將理論課堂上學到的理論知識進行驗證,對實驗欠缺主動思考、理解和發散,對實踐環節不夠重視。在思想認知上并沒有將實驗課與理論考試課地位等同,在實驗報告中出現與實驗記錄不同的實驗數據、復制別人的實驗結果等情況。
1.2實驗教學模式單一
我校仍采用傳統的實驗教學模式,即課前預習、“先講后做”、實驗操作和實驗報告,學生多數是按照教材中描述的實驗步驟逐步完成實驗,對于實驗的設計缺少思考,為了實驗而實驗。雖然能夠完成培養計劃中大綱設置的教學任務,但教學效果并不理想。教學實踐別注重對學生主觀能動性和創造性思維和能力的培養,在調研學生的后期學習和發展中雖然看到了一定的成效,比如一些就讀于其他高校的碩士研究生受到導師的好評,但仍存在教學模式較為單一的問題,在一定程度上不能適應學生的個性發展。因此,我們需要從教學方法上進行革新。
1.3實驗課考核制度不合理
現行的考核制度基本是實驗報告和其他(實驗操作、記錄等)分別占70%和30%。實驗報告質量不高,存在“抄襲”現象。因此,為了更加全面、公平合理的評估每個學生的綜合實驗能力,建立合理的考核制度也是尤為重要的。綜上所述,需對我校的無機化學實驗教學進行深入改革,使其邁入創新無機化學實驗新教學階段,進一步提升我校本科教學質量和人才培養質量。如何提高新時代學生學習的投入性和創造性,以及如何使實驗教學適應新時期人才培養的要求,實現知識傳授、能力培養和素質提高的緊密結合,是我校實驗教學改革的核心問題。我們在教學改革中秉持以“學生的學習和發展為中心”的教育理念[1-2],優化教學過程。在實驗教學模式改革過程中,充分引導學生主動思考,提高學生實驗學習能力,加強學生參與實驗和反思實驗能力的訓練,這些對于學生的科學素養、創新思維的培養都十分關鍵。因此,本論文針對原實驗教學過程中出現的問題和不足,根據本課程的特點,反思改革思路,以學生成長為核心,嘗試改進教學模式和教學手段,以提高教學質量和學生的實踐創新能力,并在無機化學實驗教學實踐中探索出一套新方法和新對策。
2無機化學實驗教學的具體改革內容
2.1精選整合實驗內容,合理安排實驗進度
我校無機化學實驗教學內容進行了整改,引入綜合性和設計性實驗,但在基礎無機化學實驗中合成和制備實驗還相對較少,不利于培養學生的獨立能力和創新能力。在現有實驗教學內容的基礎上,更新和整合驗證性實驗。加強教學與科研的結合,增加一些相對成熟的本校最新的無機化學領域實驗成果。
2.2改革實驗教學模式
學生雖然能夠按照老師教授的實驗步驟完成整個實驗,但對于實驗目的和能力培養欠缺思考,把無機化學實驗課程當成一門實驗操作訓練課。究其原因與教學目標不明確、教學模式都有一定的關系,因此改進教學模式才能適應當前形勢下人才培養的總體目標。更新實驗教學方法和手段,采用混合式教學模式,即線下和線上相結合教學模式,引入多媒體輔助實驗教學,網絡資源共享課教學。教師收集一些演示實驗視頻和實驗現象視頻,采用PBL方法引導學生思考,培養學生自主探究能力,提高學生的學習效率[3]。2.2.1重視學生預習環節,注重提升學生自主設計能力,細化實驗預習報告考核機制實驗課前預習是學生做好實驗的前提和保障。在多年教學經驗的基礎上,梳理了實驗教學內容,將實驗中涉及的基本操作以微視頻講解的形式提供給學生,例如,量取液體、溶液的配制、固體的溶解、減壓過濾等基本操作,通過學校網絡教學平臺提供學生課前理解和掌握,為實驗課上學生的規范操作提供保障。學生可以根據自己實際情況自行控制進度,實現自主學習。教師將實驗知識完整地制作為多媒體課件,突出重點和難點,將實驗的注意事項以圖片或視頻形式進行總結。學生在預習時,結合教師提出的問題進行思考,同學們可提前通過互聯網查找相關資料,初步獲得理論上的指導[4]。不懂的部分和疑點可以課堂重點攻克。通過規范實驗預習環節,學生在實驗過程中就可以做到心中有數,實驗效果也會明顯提高。學生是實驗課的主體,教師在課上只需輔助學生解決實驗難點,學生通過動手操作各個實驗,觀察、記錄和分析實驗現象,特別是實驗中遇到不理解的問題,及時通過互聯網,或課堂師生討論得出結果。2.2.2把優質視頻資源引入無機化學實驗課教學由于中學時學生做實驗的機會較少,學生對實驗課充滿期待,卻又有幾分擔心。期待自己親自操作并看到化學實驗的神秘性,擔心做不好實驗和實驗的危險性。對于初做實驗的大學低年級學生來說,基本操作技能訓練和良好規范的實驗習慣養成,是實驗教學的基本指導思想和重點內容。因為規范的操作和良好的實驗室習慣是實驗室安全最重要的保障。實驗指導老師無法一對一、面對面指導完成每個實驗。近年來以微視頻手段進行“翻轉課堂”,利用微視頻來完成教學過程,教學效果顯著[5-7]。我們引入慕課資源。組織學生觀看實驗室安全教育視頻,實驗室事故處理方法視頻等。同時我們也制作了部分實驗的實驗原理及基本操作微課視頻。原因是微視頻具有以下幾個特征:①內容明確。每一個微視頻針對性強,集中解決特定問題;②篇幅短小。用于課堂教學的微視頻長度控制10分鐘左右,克服了部分學生看不到老師演示操作的問題,效率更高;③進度可控[8]。微視頻引入實驗教學后,學生參與實驗的積極性與操作的規范性有了明顯提高。學生可以根據自己的掌握情況,充分發揮主觀能動性,對不清楚的環節反復觀摩,胸有成竹地完成實踐操作。教師在實驗課堂中主要承擔協作者的角色,讓學生真正成為課堂主體。這種方式切實解決了原實驗課堂上學生不明白、不愿問、胡亂做的難題,大大提高了實驗效率。教師課堂教學的針對性更加明確,只需講解示教少數共性問題。這種以問題為導向的學習方式極大地促進了學生創新思維的開拓和實踐動手能力的提高。另外,微視頻將教學內容永久存檔于學校網絡學習平臺,學生如需要復習、補漏等,只需點擊網絡課程即可。2.2.3微量實驗探索,創建環保實驗新理念無機化學實驗中“三廢”的污染與利用問題,一直備受關注[9]。對“三廢”進行綠色無害化處理和減少有毒產物的產生是實驗改進的關鍵,也是對大學生進行綠色環保教育、創新教育和思政教育的有效途徑。具體解決方法為:①進行微量實驗的探索;②針對有毒有害氣體的實驗,盡可能放在密閉的容器中進行,設計出合理的氣體收集和處理方案,主要采用三種方法:轉化、吸收和吸附。例如對于元素部分實驗會有Cl2、H2S、NO2等氣體,可以將氣體產物直接通入NaOH溶液或用浸有NaOH溶液的棉花球吸收。對于有重金屬離子及其化合物的液體和固體化合物產生的實驗,一是要控制反應量減少,二是對其必須科學處理,盡可能環保綠色處理,才能使我們的生活環境得到有效保護。這樣的做法不僅創新了教學內容與教學模式,而且提升了師生的綜合實驗能力、創新能力和自覺環保意識。2.2.4引入仿真實驗教學手段對一些產生污染嚴重、毒害大,實驗現象不明顯,反應時間太長的實驗,利用仿真實驗呈現出來,如氯氣的制備,鎘、汞的相關實驗。仿真實驗具有零污染、零排放的特點[10],利用我校仿真實驗室,開展部分仿真實驗教學。2.2.5建設實驗試題題庫通過網絡教學平臺,建立無機化學網上課程,建立并逐步完善實驗試題題庫。通過題庫,加強學生對基礎操作理論性知識的掌握,可以從中抽調試題對學生進行期末筆試。
2.3改革無機化學實驗考核評價方式
我校無機化學實驗的考核方式是以實驗報告和實驗操作、課堂表現、預習報告、出勤等來確定學生的最終成績。實驗成績百分制為:實驗報告成績(70分)、實驗操作成績(20分)和其他成績(10分)。這種考核方式雖然看似公平合理,但有部分同學存在抄襲數據現象,造成用心做實驗的同學未必能得到高分,而敷衍做實驗的同學可能會有較高的分值。不能真實反映每位同學的實驗綜合能力和實驗態度。因此,改革實驗課期末成績的百分制組成,探索精細合理的考核內容,具體包含五部分:預習成績(20%)、實驗成績(50%)、學期實驗總結(10%)、筆試成績(10%)、其他(10%)。每個實驗結束后,立刻上交本次實驗結果,老師詳細記錄或存檔保存,避免相互抄襲。增加學期實驗總結的目的是促進學生對所做實驗進行整體梳理,對基本操作加深印象,提高綜合應用的能力。選用多元化考核方法,加強過程性考核已被廣泛推廣[11-12]。此外,我們在教學改革中,為普遍提高學生學習效果和多元化選拔培養優秀學生,探索建立了互動答疑和課程競賽等環節。
3結語
關鍵詞:無機化學實驗;實驗教學;教學研究
化學是一門以實驗為基礎的學科,在化學教學中化學實驗尤為重要。無機化學實驗是化學相關專業學生進入大學后接觸的第一門實驗課程,但長期以來師生對這門課程的認識存在一定的偏差。由于無機化學實驗中與高中化學聯系較多,還存在實驗理論簡單、藥品常見、器材普通、操作簡單等特點,很容易忽視無機化學實驗。在具體的教學的過程中,實驗指導教師的講解大多流于形式,學生也存在“按方抓藥”完成實驗,沒有多大難度,作為一門考查課幾乎所有學生都可以順利通過。長此以往,學生不重視無機化學實驗,把完成實驗當成任務,教學效果可想而知,開展無機化學實驗教學改革刻不容緩。筆者結合自己七年的教學實踐,對地方性本科師范院校無機化學實驗教學進行了探討。
一、教學內容的合理優化
隨著社會的發展,知識全面和專業技術能量強的人才更加受用人單位的青睞,而傳統的高等教育注重知識傳授,對學生綜合素質的培養稍顯不足[1]。綜合素質就是學生獲得的知識和技能,并且內化于心,再逐漸形成穩定的個人能力和科學素養[2]。培養學生的素質,不是簡單的直接從書本上獲得,而是要把新學習的知識運用到實際中,從而提升自己。結合七年的無機化學實驗教學,發現北京師范大學無機化學教研室等編寫的《無機化學實驗》(第四版)較為適用于我校化學專業學生。在在制定《無機化學實驗》教學大綱時,在借鑒省內外同類高校的經驗的基礎上,也考慮到所招學生的知識水平情況,制定除了合理的可行的方案。教學內容中要注重體現下列能力的培養,觀察能力、實驗操作能力、思維能力、自學能力和創新能力。無機化學實驗主要分為兩部分,化學原理部分和元素部分。上學期開設的化學原理實驗多數可以在規定的學時內完成,下學期開設的元素性質實驗內容一般較多,在有限的學時內很難完成,且有的與高中化學實驗內容重復,有必要對實驗內容進行優化。在選擇實驗內容時也要考慮到環保問題,盡量做到廢物的無害化排放,如存在有害物質的產生要讓學生思考如何解決,做到實驗的綠色化[3]。在實驗教學經驗積累的基礎上,結合實際情況編制實驗指導書或實驗講義其實是個很好的辦法。實驗指導書的內容可以包含:實驗安全知識、化學實驗基本操作、化學反應原理的證明和測定、元素及化合物的化學性質、化合物的制備等。學生在高中階段的實踐機會不多,動手能力不強,要給學生盡可能多的機會訓練。作為未來的化學教師,實驗操作的規范化是重中之重,在教學中要體現出來。實驗指導書的內容不用太多,只列出要求和注意事項,即使實驗步驟也要簡單化,要求學生在實驗前查閱資料做好準備,盡可能把更多的時間交給學生,讓學生有更多的時間思考解決問題,把教學重點從老師“教”轉移到學生“做”上。除了參考書上的實驗,實驗教師也可以結合無機化學理論和自己的科研實際情況,在第二學期開展創新型實驗,給定幾個題目,讓學生查閱文獻資料,自己設計方案,老師在全程起到“導”的作用。實驗技術和實驗設備的改進也要融入到平時的實驗教學中,教師在講授時可以結合自己的經驗積累和無機化學實驗方面的實用新型發明拋磚引玉,鼓勵學生大膽創新,培養有想法的化學教師。
二、教學方法的多樣化
傳統的實驗教學是實驗教師講授實驗理論、操作步驟和注意事項,學生在下邊被動的聽,這種模式和理論課程的形式非常相似,教學效果一般,學生的參與課堂較少,學習興趣一般,教學效果不顯著[4]。實驗課程的教學和理論教學一樣,同樣需要加強師生之間的互動。教師要關注學生的學習,在每次實驗課結束前留足夠的時間提出問題,可以采用啟發式、討論式等教學方法。指導教師可以引導學生進行討論,最后再給出答案和建議。這樣可以檢查學生之前預習的情況,以及學生對本次實驗的掌握情況,可以有效的提升學生的學習動力,有利于促進教學。要改進傳統的教學模式,化學專業培養的是未來有高素養的化學教師,應該給學生一定的發揮空間,給學生一個機會當老師。在第二學期可以選擇個別簡單實驗,讓學生準備實驗儀器、藥品,備課,講解實驗,課堂演示,之后其他同學發表看法,指導教師再進行總結。這種教學方式的實施,有利于提高學生學習的積極性主動性,鍛煉學生提升學生的綜合素質,也培養了學生的師范技能。在開展無機化學實驗教學時,多媒體教學的教學比傳統的方式有更好的效果[5]。一直以來,課堂板書和課堂演示是實驗教師常采用的兩種教學形式,存在一定的不足。課堂板書有限,內容有限并且大多數以文字的形式呈現出來,略顯枯燥。在課堂上,學生與指導教師有一定的距離,有的實驗顏色較淺或顏色變化不明顯,課堂演示效果不突出。如把多媒體引入課堂,動畫演示實驗操作顏色鮮艷,可以呈現更豐富的內容,學生更容易觀察理解。我校在每年的第二個學期舉辦化學實驗技能大賽,已經舉辦了兩屆。參加競賽的學生先通過理論測試選拔,然后再參加實踐測試。理論知識測試主要有無機化學、分析化學、有機化學的基本實驗知識,參加選手主要化學、化學工程與工藝、環境工程、礦物加工工程、冶金工程、生物等專業大學二年級以上的學生。實踐測試主要是無機化學、有機化學、分析化學的綜合實驗,主要關注學生的實驗設計能力、實驗操作的規范性。實驗技能大賽已的開展取得了良好的效果,提高了學生學習化學實驗課程的興趣,也促進了實驗教學。
三、多元化的考核方式
無機化學實驗雖然是必修課程,但傳統的考核方式為考查,側重于學生對實驗理論的理解或實驗操作情況。多數學校的實驗課程的考核包括以下幾個方面:考勤、預習實驗報告、課堂實驗表現、實驗報告、期末考核(理論考試或實驗操作考試)。對于這種考核方式,看似全面,但要真的全面考核一個學生還在執行上有一些問題值得商榷。對于出勤問題,筆者認為正常的實驗課程就應該參加,沒有按時參加的可以通過做來解決。對于出勤,在總成績中可以體現,但比例應控制在較小范圍內。對于預習實驗報告的去留問題很多老師觀點不一,預習實驗報告的書寫,可以讓學生對實驗內容有一定的認識,對實驗的開展有一定作用,但如果不思考、不認真查閱資料,預習實驗報告的作用就微乎其微了。預習實驗報告的內容和實驗報告的內容有很多是重復的,有無必要再次書寫?本人覺得預習實驗報告和實驗報告可以合二為一,可以給學生更多的時間查閱文獻資料做好實驗課前的準備,在實驗結束后學生有足夠的時間反思總結。二者統一的關鍵的是要檢查學生的實驗預習情況,讓學生養成良好的習慣。課堂表現是檢驗一個學生學習情況的重要標準,在實驗總成績中應該占較大比例。由于最近幾年擴招等問題,學生分組后,每組的人數在20人左右,每小組1人,獨立完成實驗,僅靠一個實驗教師來觀察指導學生實驗可以想象。類似的問題許多西部地方本科師范院校都存在,可否減少小組學生數或增加實驗指導教師,這也是以后實驗教學改革的方向。實驗報告反應了學生對實驗的掌握情況,要鼓勵學生多反思多總結,在總成績中應占一定比例。對于最后的測試,在學生的實驗成績中可以占一定的比例。筆者根據多年的教學經驗,建議同時開展實驗理論考試和實踐考試,才能全面反映學生對這門課程的掌握情況。實踐課程的考核和課堂表現考核存在同樣的問題,就是考核的工作量大,直接影響考核的準確性[5]。無機化學實驗的考核改革還需要不斷的實踐探索,更一步完善合理可行。
四、結語
當下,素質教育和創新教育已全面展開,時代對化學教師也有了更高的要求。扎實的理論知識和過硬專業技能是化學專業學生人才,是培養方案的要求,對于高校化學教師來說責無旁貸。要培養優秀的學生,對教師也是提出了要求,教師也要不斷提升自己的。高校教師經長期的實驗教學,積累了豐富的經驗掌握了很多實驗技巧,在平時的教學過程中要滲透給學生。經過幾年的教學實踐改革,學生的學習積極性有了一定程度的提高,分析和解決問題的能力也得到了提高,學生的綜合能力也在不斷進步。無機化學實驗的教學改革任重道遠,不斷總結教學,開拓實踐課程教學的新思路,才能培養出更多能力強、素養高、合格的化學教師。
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[5]寶金榮,朱曉偉,李文先.無機化學實驗教學改革初探[J].實驗室科學,2013,16(2):49-51.
【關鍵詞】無機及分析化學 教學質量 策略
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)07C-
0136-02
無機及分析化學是我校于2004年實施基礎化學教學改革后,將無機化學和分析化學的課程內容進行整合形成的一門新的課程,是化學工程、高分子材料工程、生物工程、環境工程等工科專業學生在大學階段學習的第一門化學課,對培養基礎扎實、創新能力強、適應經濟社會發展需要的應用型人才起著十分重要的作用。這門課程的學習效果直接關系到后續課程如有機化學、物理化學及相關專業課程的學習。整合以后的無機及分析化學課程內容更緊湊、合理、連貫,并且大大減少學科間知識點的重復,從而建立起更有利于學生系統地學習和創新思維培養的課程體系。針對目前該課程教學內容較多、課時數較少的情況,為了使學生掌握更多的知識,有效地提高課堂教學質量,我們在改進教學內容、教學方法等方面進行了探索和嘗試,收到了明顯的效果。
一、教師提高教學科研水平
課堂是教師傳道授業的大舞臺,教師要在這個舞臺上面充分展示自身學識、能力、魅力。教師在課堂中若能旁征博引,引經據典,妙語連珠,必然能提高學生的學習注意力和興趣,從而達到優化課堂教學效果和提高教學質量的目的。要做到這一點,單純地在課堂上照本宣科講授知識是不夠的。素質教育對現代教師提出了更新、更高的要求,老師不僅需要有淵博、深厚的學科知識,還需要勇于反思,不斷提高自己的科研業務能力。專任教師特別是青年教師必須不斷地提高自身的綜合素質和教學技能,并且時刻關注學科前沿信息及發展動態,注重教學內容的更新和拓展,避免過多地講授陳舊過時的知識。教師的業務素質是提高教學質量的保證,而教學與科研相結合是提高高校教師素質的一個重要途徑,因為科研過程也是學習過程,教師在科研過程中可以發現和彌補自身知識、技能的缺陷,促進自身對于科研方法的掌握、運用與科研能力的提高。
二、合理安排教學內容
我校采用的教材是林培喜、朱玲主編的《無機化學與分析化學》(第一版),全書共十九章,主要分為化學熱力學與動力學、四大化學平衡與定量分析、原子結構與分子結構、元素化學和現代分析方法四大部分,教學大綱要求是一個學期教完,70個課時。學生普遍覺得教學內容繁多,上課進度太快,對知識點的消化理解周期短,上一節課的內容還沒有掌握好,下一節課又有新的知識點,如此下去就進入一個惡性循環,也就談不上對教學內容學透、學深了。因此,在教學內容的組織、教學設計的布局等方面,都要充分考慮到學生的接受能力。要在有限的學時內按質按量地完成教學任務,就要對教學內容進行取舍,適當安排學生自學的內容。為此我們選擇了化學熱力學與動力學及元素化學這兩部分內容進行處理。由于熱力學和動力學方面的內容學生會在后面的物理化學課程中重點學習,所以在課堂上只是重點介紹了化學反應的吉布斯自由能及其與化學平衡的關系這一內容,因為這一內容對后面四大化學平衡的掌握非常重要;而元素化學部分的內容繁多且沒有規律,由于學生在高中化學也學過相關的知識,要掌握起來也不算難,所以在教學這一部分時,重點把各族元素的通性向學生介紹,學生通過自學掌握其它的知識點。如此就可以把教學重點放在其余部分的教學上,在有限的時間內完成教學任務。
另外,我們還要根據學生的專業特點來制定教學內容。例如,對于環境專業的學生,除了基礎概念的講解之外,在涉及具體的分析方法和儀器分析時,可以和環境污染方面的內容聯系起來,如自來水硬度的測定可用EDTA滴定法、環境中甲醛的測定可用分光光度法等;而對于食品及生物專業的學生,可以把“如何分析奶粉中的蛋白質含量”“如何檢測三聚氰胺的存在”“如何鑒別及檢測地溝油”等相關的熱點問題和教學聯系起來。這些內容不僅和我們的生活息息相關,還跟學生的專業緊密相連,讓學生在思考問題的過程中既能體會到分析科學在實踐中的具體過程,也能將抽象概念與實際問題相結合,即加深了學生的印象,又幫助其掌握了相關知識點,達到學以致用。
三、講解做到深入淺出
一個知識點,闡述方法不同,難易程度可能大大不同。針對教學過程中的一些疑點、重點、難點,應該做到深入淺出,講明講透,盡量讓學生在課堂上就能掌握。對于教材中的原子結構、分子結構這一類空間結構的內容,很多學生感到抽象難懂。如果我們單純地照本宣科,只是把其中的條條框框講出來,很多學生是聽不懂的,而且也會因此對這個內容產生厭惡的情緒,也不會主動再學習,不利于今后其他專業課程的學習和深造。比如,“原子核外電子排布”規律要遵循的三大原則中的“洪特規則:電子在簡并軌道上排布時,應優先分占盡可能多的軌道,且自旋方向相同”這一內容,如果以公共汽車上的座位為例,將原子核外的各個電子比做乘客,將原子核外的各個軌道比做座位,學生覺得有趣,通俗易懂,普遍反映比較好理解。諸如此類問題,在課堂上要隨時發現并用通俗的實例化抽象為具體,深入淺出,提高教學質量。
四、善于綜合利用教學法
教無定法,貴在得法。教學方法直接影響課堂教學質量和效果,在人才培養中處于十分重要的地位。雖然廣大教育工作者普遍都認識到“滿堂灌”“填鴨式”的教學方法的弊端,也一直在探索新的教學方法,但由于很大程度上受到傳統思維習慣的影響,課堂教學方法的改革在很大程度上難以實施。在課堂教學上一方面要繼承和借鑒傳統教學的經驗和長處,使其不斷發揚光大;另一方面也要在認真調查、深入研究的基礎上,大膽改革那些陳舊的、落后的教學內容、教學方法和教學手段,敢于打破常規,不斷推進課堂教學理念及課堂教學工作的更新、豐富和發展。要根據教學內容及特點選用合適的教學方法,將各種教學方法綜合起來利用,如在以教師講授為主的教學過程當中,可以采用啟發式、設問式、提問式、自問自答式等方法;在以研究探討為主的師生互動的教學過程中,采用以學生為主體的探究式、開放式、研究式、創造式等教學方法。
五、傳統教學與現代教學手段有機結合
隨著教育教學研究的日益豐富、教育技術的日益提高,多媒體教學逐漸成為目前教學技術的主流之一。因為多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影像這樣的特點,具有許多對于教育、教學過程來說特別寶貴的特性與功能,這些特性與功能是其他媒體(例如幻燈、投影、電影、錄音、錄像、電視等)所不具備或是不完全具備的。利用多媒體可以在有限的時間內提供大量的教學信息,對教學任務繁重的無機及分析化學課程來說是大大提高了教學的效率。而且這種教育技術具有強大的表現力和渲染力,增強了教學的趣味性和直觀性,在教學重點和難點的講解上起到很好的輔助作用,這是傳統教學無法比擬的。
將現代教學手段和教育技術引入課堂教學,無疑將大大提高課堂教學質量和教學效果。但是課堂信息過多過濫只能使學生被動地接受授課內容,缺乏思維的過程;甚至造成教師只是播音員和解說員,失去了對教學應有的控制。科學的教學手段和教育技術不僅僅是現代教學手段和教育技術,同時也包括傳統的教學手段,如粉筆和黑板等。課堂教學不應該單純依賴于教學課件,而應該根據教學內容選擇適當的教學手段,為教學內容服務,不能喧賓奪主、本末倒置。比如對于教材中的公式推導,應該通過板書的邊講邊推理來引導學生理解公式,如此學生才可以清楚地理解公式的來源及推導過程,對于公式的應用及理解可以達到很好的效果。在教學中應避免盲目使用和濫用多媒體教學課件的現象,要正確把握其中的度。只有將多媒體與其他教學手段有機地結合起來,才能使教學效果得到最大程度的提高。
六、注重課后輔導和答疑
課后輔導和答疑一直是教學過程中的一個重要環節,是檢驗教學效果的一種手段,同時也是促進教師教學能力提高的一種途徑,是課堂教學的補充和延伸。一方面,教師通過輔導答疑可及時了解教學效果和學生的學習情況,有助于“因材施教”,提高教學質量;另一方面,輔導答疑也能促進教師自身的成長,學生咨詢的問題包羅萬象,無疑會給教師造成一種壓力,進而轉化為教師積極學習、不斷提高的內在動力。由于無機及分析化學的課時有限,僅僅通過課堂上的時間來解決學生的疑難問題是遠遠不夠的,因此,教師除了每周應安排固定的答疑時間,還可以充分利用網絡資源進行課后輔導。如可以利用我校的網絡教學平臺,在網上解答問題,上傳一些教學心得、無機化學課后習題答案、教學安排、實驗安排、考試成績和優秀的化學課程網站等,學生通過課外時間上網查閱各種無機化學的資料,擴展了知識,彌補了課堂教學和課堂討論的不足,進一步加深理解和鞏固無機化學的基本理論及基礎知識。
總之,無機及分析化學課程教學面臨的問題是多方面的,而教學方法是沒有固定模式的,我們要始終堅持不懈地探索、實踐,努力提高教學水平,才能適應培養應用型人才的目標,為培養高素質的人才貢獻力量。
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