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如何改進(jìn)大學(xué)無(wú)機化學(xué)的教學(xué)論文
無(wú)機化學(xué)是化學(xué)學(xué)科中古老的分支學(xué)科之一,同時(shí)又是發(fā)展迅速、充滿(mǎn)活力的科學(xué)[1].從發(fā)展歷史來(lái)看,化學(xué)一開(kāi)始實(shí)際上就是無(wú)機化學(xué),化學(xué)中一些最重要的基本概念和規律(如元素、分子、化合、分解等),大多數是在無(wú)機化學(xué)早期的發(fā)展過(guò)程中形成和發(fā)現的[2].近年來(lái),無(wú)機化學(xué)出現許多新的理論、新的研究方法。并與其他學(xué)科相互交叉融合、發(fā)展出一系列邊緣學(xué)科,有了大量的新成果和性能優(yōu)異的無(wú)機材料,而當前的無(wú)機化學(xué)課程很少涉及到這些新的進(jìn)展,教學(xué)方式和內容顯得陳舊。即不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣,又不利于學(xué)生開(kāi)闊化學(xué)視野和了解科學(xué)前沿。
隨著(zhù)社會(huì )對高素質(zhì)、創(chuàng )新型人才的迫切需求,要求學(xué)生不僅要掌握無(wú)機化學(xué)的基本理論和元素化學(xué)等內容,還要具備創(chuàng )新意識、團隊意識、發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題和語(yǔ)言表達等能力。無(wú)機化學(xué)作為化學(xué)、化工、冶金、制藥、材料、生物、醫學(xué)等多學(xué)科多專(zhuān)業(yè)高等教育的第一門(mén)化學(xué)課程,又是大一學(xué)生的必修課,可以認為是其本科階段學(xué)習的基礎課程,其重要性毋庸置疑。目前各個(gè)高校都在進(jìn)行教學(xué)改革,提高教學(xué)質(zhì)量。由于高考壓力,高中階段教師往往重視傳授化學(xué)知識,忽視培養學(xué)生的其他素質(zhì)。教學(xué)改革在使新生能夠盡快的適應由高中教學(xué)模式到大學(xué)教學(xué)方式的轉變,以及引導培養學(xué)生自我學(xué)習能力等方面起著(zhù)重要的作用。因此,關(guān)于無(wú)機化學(xué)教學(xué)改革一直是國內外很多教育工作者討論的熱點(diǎn)。早在上世紀五六十年代,俄亥俄州立大學(xué) Harry H. Sisler教授探討了無(wú)機化學(xué)是一門(mén)尚未開(kāi)發(fā)的課堂資源[3],隨后德國L. F.Audrieth 和 R. J. A. Ono 教授分析探討了德國大學(xué)中的無(wú)機化學(xué)教學(xué)問(wèn)題[4].近年來(lái)國內不少專(zhuān)家學(xué)者在教學(xué)改革理論方面做了大量工作,如 2014 年山西師大高昆提出可視化教改的新舉措,即學(xué)生通過(guò)云存儲、微信及 QQ 群等方式分享教師課件資源的一種新型教學(xué)形式[5].2015 年廣西大學(xué)周艷玲教授在“無(wú)機化學(xué)課堂教學(xué)藝術(shù)”中提到教師必須提高課堂教學(xué)藝術(shù),使得學(xué)生在接受藝術(shù)美的環(huán)境中獲得知識[6].然而,近些年高校教學(xué)的改革增加了許多新興的學(xué)科,卻也使得大部分學(xué)校的基礎主干課程的課時(shí)量明顯減少。再加無(wú)機化學(xué)的課程內容多而復雜,既涉及到化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分,又包涵了原子、分子、固體及配合物的結構部分,還有大量的元素化學(xué)和無(wú)機化合物性質(zhì)的相關(guān)內容。這些內容和后續的物理化學(xué)、分析化學(xué)、結構化學(xué)等課程有很多交叉部分。教學(xué)過(guò)程中,每節課講述的信息量非常大,內容博而廣,大一新生很難適應,感覺(jué)知識點(diǎn)凌亂而繁瑣、內容“雜、亂、多”,無(wú)法抓住學(xué)習重點(diǎn),教學(xué)效果很不理想。因此,完善無(wú)機化學(xué)的教學(xué)內容、突出教學(xué)重點(diǎn)、改進(jìn)教學(xué)方法勢在必行。
本文結合高校大一新生的特點(diǎn),通過(guò)作者多年的教學(xué)經(jīng)驗和近年來(lái)無(wú)機化學(xué)教研室的教學(xué)改革探索和教學(xué)實(shí)踐,闡述了作者在培養學(xué)生創(chuàng )新思維、培養學(xué)生團隊意識、加強理論聯(lián)系實(shí)踐和注重學(xué)生學(xué)習方法等方面的嘗試和效果,及增強課堂教學(xué)的藝術(shù)性等一些列教學(xué)改革方面的見(jiàn)解。以期調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性和對化學(xué)的興趣,全面提高無(wú)機化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
1 培養學(xué)生創(chuàng )新思維
隨著(zhù)社會(huì )的快速發(fā)展,競爭日益加劇,創(chuàng )新對于各行各業(yè)的發(fā)展尤為重要。高等學(xué)校應與時(shí)俱進(jìn),進(jìn)行教學(xué)改革,培養出具有創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力的人才,為國家的發(fā)展、民族的復興做出貢獻。在課堂教學(xué)中,改進(jìn)教學(xué)方式重視設計有關(guān)創(chuàng )新的教學(xué)內容,圍繞教學(xué)目標,精心準備問(wèn)題,創(chuàng )設刺激學(xué)生積極思維的情境,開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新潛能。對于課堂創(chuàng )設的“問(wèn)題”要注意其導向性、可行性和新穎性,即要提得具體明確,并建立在基礎理論、現代儀器設備和科技應用的交叉點(diǎn)上。每一門(mén)學(xué)科都有獨特的發(fā)展歷史,蘊含著(zhù)大量創(chuàng )新發(fā)展的故事,同樣在無(wú)機化學(xué)中也有很多有趣的事例?梢郧擅畹拇┎逶谡麄(gè)教學(xué)過(guò)程中,例如氫原子核外電子運動(dòng)理論的發(fā)展,首先波爾提出“行星模型”對其進(jìn)行了解釋?zhuān)髞?lái)被量子力學(xué)模型取代,并被實(shí)驗驗證。但是,波爾的“行星模型”中的定態(tài)、激發(fā)態(tài)、電子躍遷等概念被量子力學(xué)模型繼承發(fā)展。在課堂教學(xué)中借助微視頻進(jìn)行可視化教學(xué)描述這個(gè)關(guān)于創(chuàng )新的例子,引導學(xué)生逐漸明白:科學(xué)理論的發(fā)展是一個(gè)不斷創(chuàng )新的歷程。然后鼓勵學(xué)生在學(xué)習和生活中去質(zhì)疑,突破陳舊觀(guān)念的束縛,創(chuàng )造出新的理論和方法。更有趣更有意義的是1869 年,俄國化學(xué)家門(mén)捷列夫把當時(shí)已知的 60 多種元素有規律性地排列起來(lái),第一張元素周期表誕生了。隨著(zhù)新元素的探索發(fā)現和理論模型的發(fā)展,至今周期表仍經(jīng)歷著(zhù)外觀(guān)改變及內容擴張,2010 年杜布納聯(lián)合核研究所成功合成了 117 號元素,并于 2014年被聲明利用新實(shí)驗成功證實(shí)了該新元素的存在,這一成果使得該超重元素向正式加入元素周期表更近了一步。
“學(xué)起于思,思源于疑”,創(chuàng )新能力恰寓于問(wèn)題的解決過(guò)程中。在教學(xué)過(guò)程中,這些精心設計的創(chuàng )新事例,開(kāi)展話(huà)題討論,為學(xué)生提供思考的機會(huì ),潛移默化地培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力。
2 培養學(xué)生團隊意識
現代社會(huì )是一個(gè)競爭和合作并存的社會(huì )。在教學(xué)過(guò)程中,我們可以根據教材內容設計出各種活動(dòng),培養學(xué)生的團隊合作意識,使他們在以后的工作中能夠更快更好地適應社會(huì )。在無(wú)機化學(xué)課堂教學(xué)中,探討完某一章節內容后,可以安排學(xué)生分組進(jìn)行化學(xué)工藝設計比賽。教師精心設計討論課題和組織探討活動(dòng),鼓勵每一位學(xué)生積極參與團隊活動(dòng),扮演不同的角色,完成相應的任務(wù)。
例如講解 f 區元素后,利用當地稀土資源豐富的優(yōu)勢,組織一次專(zhuān)題探討活動(dòng),加強學(xué)生對稀土行業(yè)的了解。全班學(xué)生分成四個(gè)小組設計提取稀土的新工藝。各小組內進(jìn)行分工,包括查閱資料、到稀土公司實(shí)地考察,調查稀土資源的分布情況等,接著(zhù)進(jìn)行組內匯總、探討、研究并設計出提取稀土的新工藝。然后四個(gè)小組采用 PPT、微視頻等方式,分別展示自己設計的稀土工藝,并進(jìn)行提問(wèn)論辯環(huán)節。最后匯總各個(gè)小組生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)和有待改進(jìn)的地方。在此過(guò)程中,既有分工又有合作,又有組間的競爭,充分調動(dòng)了學(xué)生學(xué)習研究的積極性,很好地培養了學(xué)生的安全意識和團隊合作意識,同時(shí)鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言表達能力,提高了學(xué)生發(fā)現問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3 加強理論聯(lián)系實(shí)踐
化學(xué)知識來(lái)源于生活,又具有比較抽象的理論知識。學(xué)生時(shí)刻在觀(guān)察社會(huì ),體驗生活,積累了大量的生活知識,這些都是很好的教學(xué)素材,可以把這些內容與課堂教學(xué)有機結合起來(lái)。我們可以充分利用學(xué)生日常生活中使用或接觸的東西進(jìn)行引入和分析,使得學(xué)生感受到學(xué)到的知識很有用。在課堂教學(xué)中,我們可以將有關(guān)的理論和概念與生活中的事例聯(lián)系起來(lái),使之更加通俗易懂。例如我們講解 d 區元素時(shí),可以通過(guò)物理現象解釋抽象化學(xué)理論。如徇麗多彩的禮花是由金屬的焰色反應所形成,很好的展示了金屬原子中的電子吸收能量后,從低能軌道躍遷到高能軌道,由于高能軌道上的電子不穩定,很快躍遷回低能軌道,這時(shí)就將多余的能量以光的形式放出,而放出的光的波長(cháng)在可見(jiàn)光范圍內(波長(cháng)為 400~760 nm),因而能使火焰呈現顏色。通過(guò)可視化教學(xué)方式講解這樣的生活實(shí)例中的原理,能夠使理論和實(shí)際密切聯(lián)系起來(lái),使得枯燥的理論教學(xué)變得具體和有趣起來(lái)。還可以中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)錢(qián)逸泰教授等的研究被科學(xué)家們高度評價(jià)為“稻草變黃金”的事例激發(fā)學(xué)生的興趣等。
4 注重學(xué)生學(xué)習方法
“授之以魚(yú)不如授之以漁”,幫助學(xué)生養成科學(xué)的學(xué)習方法刻不容緩。在課堂教學(xué)中,教師要結合自身學(xué)習和教學(xué)經(jīng)驗,有意識地培養學(xué)生良好的學(xué)習方法,輕松提高學(xué)習效率。課前,指導學(xué)生預習相關(guān)教學(xué)內容,發(fā)現問(wèn)題,找出難點(diǎn),查閱相關(guān)文獻,嘗試解決。課中,系統講解,共同探討,活躍課堂氣氛,提高授課效率。課后,耐心輔導,及時(shí)答疑,增加學(xué)生自信心。同時(shí)結合無(wú)機化學(xué)課程內容,緊密與無(wú)機化學(xué)實(shí)驗聯(lián)系起來(lái)。實(shí)驗操作前,提交預習報告,包括實(shí)驗內容、相關(guān)理論、注意事項及預期目的,提高自主學(xué)習研究的能動(dòng)性,通過(guò)實(shí)驗結果,驗證獲得直觀(guān)印象,從而加深對無(wú)機化學(xué)內容的理解。解疑答惑的過(guò)程中,引導學(xué)生逐漸探索和形成適合自己的學(xué)習方法,如嘗試“點(diǎn)-線(xiàn)-面”式將無(wú)機化學(xué)中零散的知識點(diǎn)穿成線(xiàn)、連成面、結成網(wǎng),歸納異同點(diǎn),尋找規律,提高自己分析和歸納的能力及掌握的準確性?傊,以教師教學(xué)引導為輔、學(xué)生自學(xué)探索為主。
5 結語(yǔ)
通過(guò)對無(wú)機化學(xué)教學(xué)改革的探索,我們在課堂教學(xué)中重視培養學(xué)生的各種素質(zhì)和加強學(xué)習方法的指導,教學(xué)效果顯著(zhù)提高。講課是一門(mén)藝術(shù),根植于教師的本職,它匯集教師的知識、口才、經(jīng)驗于一體的創(chuàng )造性工作。興趣才是學(xué)習最大的動(dòng)力,提高學(xué)習興趣歸結于課堂教學(xué)效果和課堂教學(xué)氣氛,其最核心的就是教師的講授學(xué)生愿意聽(tīng)、樂(lè )意聽(tīng)、想多聽(tīng)?傊,無(wú)機化學(xué)老師不僅要勤奮鉆研教材基礎理論知識,還要時(shí)刻關(guān)注相關(guān)的最新研究成果,豐富教學(xué)內容,并不斷探索各種理論和有效的教學(xué)方法,追求教學(xué)藝術(shù),能提高教學(xué)效果,從而達到培養出大批符合社會(huì )需要的高素質(zhì)人才。
參考文獻
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