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《分析化學實驗》是化工類專業的重要的專業基礎課之一,實驗教學的教學質量和學習效果在課程教學中尤為重要。本文以《分析化學實驗》課程的實際教學為基礎,分析了當前我校的分析化學實驗現狀。分別從教學內容,教學方式和考核方式等方面總結了一些實驗教學改革和探索并被有效地應用到實際的教學中。
關鍵詞:
實驗教學;分析化學;教學改革
分析化學是一門實踐性很強的學科,在工農業生產、科學研究及國民經濟各部門中起著重要的作用。因此,分析化學實驗單獨設課以強化分析化學實驗在教學中的地位,它與分析化學理論教學緊密結合,是高等師范院?;瘜W教育、化學工程與工藝、環境科學、食品和醫藥等專業學生必修的一門專業基礎課[1]。分析化學實驗課的基本目的是使學生具有科學技術工作者應具備的基本素質。當今世界,化學與其他相關科交叉越來越密切,又因為計算機科學發展迅速發展,這就要求分析化學的教學內容和教學方法也要進行調整[2]。所以構建適應當代科技發展適應學科特點,以培養學生的動手能力、創新能力及綜合運用知識的能力為主要教學目的的方案、有助于培養具有扎實的操作技能的高素質人才的實驗教學體系。為了達到提升化學與化工畢業生的基本素質及適應工作環境的能力,我們不斷進行實驗教學的改革。
1.分析化學實驗課的現狀
因為榆林學院是2003年從??圃盒I秊楸究圃盒?,為適應社會對人才需求和我院人才培養方案的轉變,分析化學實驗教學不斷地進行改善,并取得了一定的發展。
1.1教學中存在的問題
1.1.1“封閉式”教學模式,“壟斷性”的教學方法?,F在分析化學實驗課程的教學方法延續著傳統方式,課前學生預習并完成預習筆記,課上老師詳盡地講解原理、步驟、數據處理以及可能出現的實驗現象,然后學生進行驗證實驗,課下用實驗得到的數據完成實驗報告。固化的教學模式中,教師一直為主體,學生一直處于“封閉式”傳統教學模式,使實驗教學失去了應有的生機。在規定的時間內學生按照課本上的內容機械地操作著,在沒有嚴格的管理下經常捏造、涂改實驗數據。這樣被迫地學習狀態,必定導致學生失去學習興趣,失去設課的初衷。
1.1.2實驗課時安排不夠合理。根據教學計劃和培養方案,分析化學實驗(1)和有機化學實驗同時開課,每門課就兩課時,學生們一天完成兩個實驗,從精力,體力和準備上都是力不從心的。在實驗的過程中不能全心全意投入,總是在趕時間,導致學生失去興趣,只能應付了事,匆匆地結束實驗,去完成有機實驗。
1.1.3學生“照葫蘆畫瓢”現象嚴重。實驗課的內容一般都是比較成熟的實驗內容,學生通過教材、網絡、文獻都可以搜集到成熟的實驗方案。這往往是導致部分學生失去實驗興趣,照葫蘆畫瓢的現象比較多,對實驗課的重視程度不夠,沒有嚴格的紀律性。由于主觀上的不重視,部分學生在課前不進行預習,上課不認真聽講,實驗過程中依賴于同組成員,常此以往,學生幾乎失去了實驗的興趣,做實驗只是為了完成一項任務,而不是為了學習一項技能。這樣的現象和我們設課的目的背道而馳,完全漠視了本次實驗課的重要性。
1.1.4考核標準不夠嚴格。分析化學實驗的考核標準是考查,即平時成績占60﹪,理論考試成績占40﹪。其中平時成績反映了學生的平時的學習習慣的效果,包括:考勤25﹪,課堂表現25﹪,實驗報告50﹪。由于考核標準的籠統和教師考核的寬松,以致學生會出現相互抄襲或改寫實驗數據等實驗不認真的現象。
1.2精選教材內容由于分析化學實驗內容廣泛,涉及定性分析、定量分析和儀器分析3大部分,定性部分實驗與部分無機實驗重復,該課程只注意培養學生“量”的概念,實驗的整個過程:試劑的準備、方案的設計、實驗的操作以及實驗數據的記錄與處理等環節都要時刻注意“量”的概念。定量分析中的四大滴定分析內容是分析化學實驗(1)重要培養方向,為學生今后學習儀器分析打下一定基礎。分析化學實驗(2)重要培養學生操作大型儀器的技能,根據我院的大型分析儀器的情況,開設了光學、電化學、色譜等8個大型實驗,為學生的就業和深造奠定良好的基礎。
2.分析化學實驗教學改革
教學內容是教學改革的重要環節,改革教學內容能充分體現分析化學實驗的課程特點并有效提高教學效果。
2.1強化實驗操作技能訓練實踐性和應用型是分析化學實驗課的兩大特點。設課的目的是通過專門的訓練使該專業的學生掌握分析化學的基本原理和操作方法,初步培養嚴謹的科學態度,培養實際問題的科學素質[3]。為了達到這樣的教學目的,實驗課中加強了配制標準溶液的操作、誤差分析計算、滴定操作和分析儀器的操作使用等內容的教學訓練。在分析化學滴定實驗課中強化規范化實驗操作技能訓練。如常規的電子分析天平、滴定管、移液管、容量瓶等使用方法,通過演示、示范等手段加強基本操作技能。其次通過成熟的實驗案例分析化學理論,正確樹立“量”的概念,培養實事求是的科學態度,實事求是的工作態度。如:NaOH、HCl、EDTA、KMnO4等標準溶液的配制與濃度標定,“量”的概念貫穿整個驗證實驗過程中。綜合實驗階段能夠提高學生的分析和解決問題的能力。如水的硬度的測定,銨鹽中氮含量的測定,鉛、鉍混合液中鉛、鉍含量的連續測定,高錳酸鉀法測定過氧化氫的含量等。后續部分為一學期的儀器綜合實驗階段,這階段在具備基本的實驗技能基礎上,通過使學生理解各種儀器的原理、結構和操作方法,初步達到培養應用型人才和具有科研能力的人才。
2.2整合實驗內容分析化學實驗設課目的是為了培養學生基本操作技術,經過課題組不斷探索和調整,在不改變總學時的情況下,整合實驗內容,力求通過一個完整的實驗內容訓練多種實驗操作技能。例如基礎滴定分析實驗中,從標準溶液的配制、保存,標準溶液濃度的計算或標定,未知溶液濃度的標定等一系列過程的完成,為學生提供更多的動手機會。根據實驗室儀器設備的不斷增加,我們有能力開展光學、電化學、色譜等大型的儀器實驗來充實分析化學實驗的教學內容。經過一學年的訓練,參加課程的學生能夠扎實地掌握基本實驗技能的操作,大型分析儀器(如分光光度計、紫外分光光度計、分子熒光光度計、原子吸收、離子選擇性電極、氣相色譜)等構造原理和使用方法,收到良好的教學效果。
2.3優化教學方法改革實驗教學的最終目標是為了提高學生的創新能力,把理論學到的內容在實踐中得以應用。為了激勵學生的學習興趣,避免填鴨式教學效果,要求學生課前預習并把預習的內容寫在專用的筆記本上。通過實驗題目闡明實驗課原理、實驗目的,為了達到所需的實驗的結果實驗需要一些輔助儀器和試劑。然后把儀器的使用原理和方法講解透徹,了解化學試劑的在實驗過程的作用。避免學生“照葫蘆畫瓢”現象發生,在理解的基礎上,學生會心胸有成竹地開展實驗。最后也是最關鍵的一個環節就是分析實驗結果,通過實驗數據科學地解釋實驗結果。使學生善于思考問題、提高分析問題和解決問題的能力[4]。
2.4強化訓練、抓好思考題環節由于一些理論概念的認識必須經過一個反復的過程,作為教學的重要補充,課后思考題討論是非常重要的一個環節。通過做思考題,學生可以加深對實驗目的、原理、步驟理解和掌握,抓好習題課環節有利于促進教師和學生間的互動,最后達到全面提高教學質量的目的。
2.5強化考核方式考核的目的是為了檢驗教師的教和學生的學的效果[5],科學合理的考核體系不僅能夠反映學生對基礎知識的掌握水平,還能夠提高學生端正學習態度、提高在實際應用中技能,是一個非常重要的教學體系。為了能夠真實、客觀地反應學生的學習情況,我們改革了考試的方式和學生成績評定方法。采用平時成績和考試成績相結合的評價手段,平時成績占總成績的60%,平時成績包括考勤、課堂表現、作業成績、隨堂實驗報告成績。平時成績總分(百分制)=考勤成績(25%)+課堂表現(25%)+實驗成績比例50%。期末考試成績權重為40%,同時期末考試的題型要靈活多樣,既能考查學生掌握基礎知識,基本原理情況,又能綜合考查學生對所學的知識、基本原理的掌握情況以及他們用所學的知識來解決實際問題的綜合能力。
3.結語
對于化學專業、化學工程與工藝、生命科學等專業的本科生來說,設立分析化學實驗課程對這些專業學習專業基礎知識是不可缺少的。通過實驗教學改革,學生對分析化學實驗課有很高的積極性,改革后的實驗教學體系提高了理論和技能相互促進和統一的作用。在以后的教學中將在教學方式和教學內容方面需要經過不斷的探索和實踐,來滿足分析化學實驗對各專業人才的基本要求。
參考文獻:
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一直以來,我校分析化學理論課程考核以閉卷為主,通過卷面成績評估學生對課程的掌握程度以及教師的教學質量。這種考試成績評價規范公平、尺度相對統一;操作簡便、易于管理和實施、成本較低,教師工作量不會因此增加太多,同時有助于督促學生掌握基本概念、理論、公式,為將來的應用打下堅實的基礎。但單純的閉卷考試缺乏差異性,較難科學合理地評價學生對學科的掌握程度;考題具有一定的局限性,難以較為全面地考查出學生對該課程掌握的廣度和深度;評價效果相對單一,因而對學生的知識、能力、素質作出綜合評價有失偏頗。圍繞我校培養應用型高素質人才的目標,2010年藥科學院開創性地設立了藥學專業創新實驗班,重點結合學校辦學實際和學科專業特色形成“強化基礎,加強實驗,因材施教,重視創新”的人才培養模式。通過對第一屆(2010級)藥學創新實驗班(以下稱為本班)的調查,本班教學目前僅實現了小班單獨授課,但是在課程考核和評價體系方面尚未見改革與創新。
2分析化學課程考核改革的具體方案
根據國內外知名學者的教學經驗,針對藥學實驗班的分析化學考試目標一般設定為:(1)記憶、理解基本概念、原理、公式、術語與實驗基本操作技能;(2)正確進行相關的計算;(3)聯系已學知識解釋分析化學的特定操作和相關應用;(4)運用所學原理與概念描述、解釋或者說明現象和結果,清晰、有邏輯地表達思想,正確使用專有名詞;(5)將所學的概念與原理運用于新問題情境中;(6)正確使用相關圖表所呈現的數據信息;(7)設計實驗、制定實驗計劃、選擇適當的實驗技術;(8)處理、解釋、評估實驗,以恰當的形式(文字、表格、圖形)展現,用恰當的專業詞匯清晰、有條理地交流?;谏鲜瞿繕耍鸵蟛粌H對學生的基本概念、原理、公式的記憶進行考核,而且應凸顯對學生的邏輯思維能力、分析能力和創造能力的評估。單純的閉卷考試無疑利于實現考試目標的(1)~(4),但對其余目標頗難企及。故此,創新考核模式極為必要,而在傳統的閉卷考試中整合開卷考試以及靈活互動的口試不失為一條有效、可行的途徑。筆者對本班的分析化學課程考核按照此思路進行了重新設計并付諸實施,該體系主要由以下部分組成。具體言之,基本概念、原理和公式是掌握分析化學的基礎,也是學生將來運用所學知識進行創新的基石,對這部分內容的考查用閉卷的形式最為合適,而若采用開卷的形式,可能使學生忽視對這部分內容的掌握和記憶。本次化學分析部分閉卷組成為單項選擇題10分,填空題10分,計算題30分,問答題10分。試卷由出題小組依照教學大綱擬定,避免過多強調死記硬背,同時也兼顧授課的內容防止應該考的沒有考到而誤導學生學習。此部分試題主要考查大綱要求掌握或熟悉的教學要點,記憶方面的內容約30分,一般應用的內容約30分??疾閼玫膬热葜饕菍W生對記憶的知識進行總結,上升到一定理論水平再指導解題,可實現考試目標的(1)~(4)。
開卷考試的題目面廣量大,覆蓋盡可能多的教學內容,檢查學生能否正確運用參考材料,以及對多個章節涉及的基本概念全面理解和貫通運用,促進學生積極主動歸納、演繹所學知識,利于今后的自學。本次化學分析部分開卷組成為綜合題1題5問20分,設計題1題5問20分。出題小組在B卷開卷采用了《間接碘量法測定銅合金中的銅含量》這個實驗作為綜合題,系統描述了實驗過程,要求學生參考所帶資料回答以下問題:結合實驗條件解釋Cu2+可以氧化I-的理由;解釋調節溶液pH在3.5左右以及加入NH4HF2的原因;解釋指示劑為何臨近終點加入以及加入KSCN的作用(此問有提示,從沉淀溶解度考慮);給出Cu含量的計算式;最后提出本滴定終點變色較難觀察(懸濁液),要求學生考試后查閱文獻,看有無此類測定使得終點敏銳的改進方法。由此可見,該綜合題可實現考試目標的(2)~(6),內容涵蓋滴定分析概論、配位滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定等相關內容,學生必須對教材和理論課內容熟練掌握方能進行解答。設計題為蛋殼中Ca、Mg離子的配位滴定設計,要求學生按照方法原理、儀器試劑、實驗步驟、計算公式、結果表格等幾部分完成,實現考試目標的(5)~(8)。設計題最后一問要求學生考試后查閱文獻,看是否可以設計其他化學分析方法測定其中的Ca。開卷考試中的綜合題、設計題最后一問旨在培養學生搜集整理資料進行自學的能力??己藭r閉卷開卷題目同時下發,總時間控制為2小時,學生只有上交閉卷的試題和答題紙后方可取回自帶的參考資料再進行開卷部分的答題,這樣不再限定某種類型考試時間,增加學生掌控時間的自由程度;不再限定參考資料,隨便帶什么書都可以,但是限定只能帶一本,增加學生掌控教材或者參考書目的自由程度。由此學生所看的書目得以擴展,理論授課時將更多的精力放到“重要知識點”的講解和討論上,學生也不會出現我學的人民衛生出版社《分析化學》就不看科學出版社《分析化學》的情況,本班學生一般都有不同出版社的分析化學對照參考,而且通過讀書筆記能比較教材各自的特點。在口試方面,本學期采用了自行擬題/答辯的形式。學生學習貫穿于課程教學過程中,但學生看書自學容易迷失重點,同時不理解教學大綱在教學活動中的重要指導作用。為解決這個問題,將本班學生分為五組,每組指定一個章節,要求該章節結束后本組學生按照教學大綱的掌握、熟悉、了解三個層次合作擬出選擇題、填空題、計算題、問答題,并給出正確答案。學期結束前,制作PPT介紹所擬題目,并明確考點,分析化學課程組三位老師現場評判,根據所擬題目的質量、與大綱的契合程度、PPT講解者的表達和回答問題的準確程度,對該組學生評分,該評分占平時成績的70%。這個環節的引入,一方面提升學生的專業問題意識,利于教師掌握學生學習的個體差異;另一方面也適當培養了他們的交流、表達能力,并促進其團隊合作精神。
3分析化學課程考核改革的效能估測
關鍵詞: 試卷分析化學考試以學生為主體
1.試卷分析由學生寫的原因
學習是循序漸進的過程,階段測試對學生的考查特別重要。通過測試,學生可以了解自身對知識的掌握程度,以便查漏補缺;教師可以了解學生在該階段學習過程中遇到的困難和疑惑,及時改進教學方法和策略,以達到師生共同進步的目的。
階段測試之后,教師要針對試卷進行分析,主要的操作程序是:了解試卷中各個題目的得分情況,分析學生出錯的原因,綜合試卷上出錯多的問題,在講評試卷時作重點分析。教師通過這樣的方法,在講解試卷的時候可以針對錯題作出重點強調,卻無法知道學生的真實掌握情況。通過學生對試卷的自主分析,教師可以了解學生的解題過程,知道他們心中的疑難點,了解學生對試卷的整體把握,可以更加深入地了解學生階段學習的情況。
2.試卷分析的內容提要
結合新課程改革所倡導的“教學過程中適時進行反思與評價”的理念,借鑒教師在教案中書寫教學反思的做法,在每次考試之后,我都要求學生自己寫試卷分析,以此來幫助學生進行反思與自我評價,提高學生自主分析學習、自我反思與評價的能力。要求學生書寫的試卷分析內容,一般包括下面幾個要點。
(1)錯題糾正。學生在改錯本上將錯題全部寫出來,在旁邊寫出當時的錯誤答案,然后自己進行糾正,如果依然沒有思路,就需要求助同學,在該條題目旁邊寫出全部的解題過程。
(2)失分分析。學生分析自己卷面的得失分情況,對自己在階段學習中的知識掌握情況進行分析。
(3)自我反思和評價。對本次考試情況作總體分析,試題難度、考查結果滿意度,以及對自身本階段的學習情況進行反思和評價,提出下一階段的學習目標或計劃。
(4)提出意見。對任課教師本階段教學的意見或建議。
3.試卷分析的步驟
如何真實地反映學生的學習情況,試卷分析是一個很好的手段。改錯是試卷分析的核心,是學生必須完成的部分。教師可從中了解學生對知識點的真實掌握情況。因為在考試的過程中,可能有其他因素(如:心理素質差,時間不足等)影響學生答題效果;這些非智力因素也會影響學生成績。學生在完成試卷分析,改錯題的過程中,有充足的時間進行思考,可以通過查閱課本和筆記自主解決部分題目;部分題目稍有難度,學生可通過討論、交流合作的方式解決。學生在試卷分析中明確提出“不懂”的難題,教師應認真對待,可將重要的解題步驟、思路寫在試卷分析的作業中,讓學生自己慢慢領會;或者在評價試卷的過程中,重點對待這些試題,使學生能理解并且掌握。
試卷分析中的其他幾個要點內容,不一定全部涉及,由學生自主決定。一般來說,絕大多數學生通過完成試卷分析,都能發現自身在前一階段的學習上存在的不足,或者在理解和運用一些知識點方面存在的問題;還有一些學生,在化學科目的學習方法上存在著問題和困惑,比如基礎知識掌握不到位等問題,教師應該給出好的建議和方法。
特別強調的是學生在試卷分析中所反映的問題或意見,教師并不一定需要據此作出種種改革,而應根據實際情況作相應的處理。教師要求學生寫試卷分析,目的在于讓學生通過完成這樣的作業,反思且評價自己的學習情況和方法,總結自己在學習上的收獲,了解自己的實際情況,發現自身優勢或認清自身不足,及時地反思與總結。這種階段性的自我總結,促使學生了解自身情況,在下一階段的學習中,自我調節、有針對性地學習或改進學習方法,以達到最佳學習效果。
4.讓學生寫試卷分析進行反思
通過這種方式,首先,可近距離地了解學生在學習過程中遇到的問題,補充教師自身的教學經驗;其次,了解學生在聽課過程中存在的問題或者對教師的意見、建議,由此對教學方法可作出相應的調整,補充課外知識、介紹學習方法,等等,促進教師提高教學能力,達到教與學和諧統一。
很多學生已經接受了這種教學方式,他們認為寫試卷分析有利于幫助自己反思和分析化學學習上的問題。在試卷分析中,他們可以暢所欲言,提出自己在化學學習中的不解和困惑,也可以向教師提出要求或者意見,咨詢有效的化學學習方法。特別是在試卷分析的改錯過程中,學生能發現問題,通過自主研究解決問題,從中得到樂趣,找到信心。學生還可以在改錯中了解到自身在化學知識掌握上存在的問題,可能并不是因為不理解化學知識,不會做而失分,而是因為復習不全面,知識不能熟練運用而造成失分。學生在自我分析的過程中,大多數都能發現自身存在的問題,提出較有針對性的學習計劃和學習方法的改進措施。
值得一提的是:由于高中化學在內容和難度上有了很大變化,有的學生初中化學成績不錯,在高中的化學考試中卻總無法發揮優勢,在試卷分析中,他們把自己焦慮、失望的心情寫了下來。這時,我能夠及時了解,并給予他們鼓勵和信心,幫助他們發現、分析問題,幫助他們正確認識初、高中化學學習的不同,幫助他們設置合理的學習目標,引導他們更好地學習。當他們通過努力實現目標時,及時給予贊賞,使他們能在學習過程中鞏固成果,逐步樹立學習高中化學的信心,實現學習良性發展。一般來說,這些影響學生學習化學的主觀因素,在試卷分數上是難以顯示出來的;當要求學生對某次考試作出評價的時候,學生很自然地會將一些關于學習的心里話說出來,教師了解這些實際情況后,就可以積極地作出相應的處理措施,實現教學工作的順利開展。
5.新課程評價觀指導下的試卷分析
化學課堂上,為了使物質之間的變化過程更直觀、形象生動,老師往往會用演示實驗或補充實驗來激發學生的興趣,下面給大家分享一些關于高二化學的學習方法指導,希望對大家有所幫助。
一.化學學科特征和課程目標:化學是一門基礎性、創造性和實用性的學科,是一門研究物質組成、結構性質和變化規律的科學,是研制新物質的科學,是信息科學、材料科學、能源科學、環境科學、海洋科學、生命科學和空間技術等研究的重要基礎。
1.知識與技能:認識幾種常見物質的性質、制法,掌握化學的基本概念和基本理論,理解物質的多角度分類,認識化學變化的多樣性和規律性,能分析簡單化學問題,并用化學語言表達。
能分析化學問題中量的關系,學會簡單的化學計算。認識常用化學問題的方案設計、操作和完成實驗報告。
3、落實課后復習鞏固課堂所學
課后復習是鞏固知識的需要。常有同學這樣說:課內基本上聽懂了,可是做起作業時總不能得心應手。原因在于對知識的內涵和外延還沒有真正或全部理解。
這正是課后復習的意義所在。
課后復習的方法如下:
(1)再閱讀:上完新課再次閱讀教材,能夠“學新悟舊”,自我提高。
(2)“后”作業:閱讀教材之后才做作業事半功倍。有些同學做作業之前沒有閱讀教材,于是生搬硬套公式或例題來做作業,事倍功半。
(3)?;貞洠撼S没貞浄绞?,讓頭腦再現教材的知識主線,發現遺忘的知識點,及時翻閱教材相關內容,針對性強,效果很好。
(4)多質疑:對知識的重點和難點多問些為什么?能夠引起再學習、再思考,不斷提高對知識的認識水平。
(5)有計劃:把每天的課外時間加以安排;把前一段學習的內容加以復習;能夠提高學習的效率。
4、有心有意識記系統掌握知識
有意識記的方法:深刻理解,自然識記;歸納口訣,有利識記;比較異同,簡化識記;讀寫結合,加深識記。
有意識記是系統掌握科學知識的途徑。有意識記的方法因人而異、不拘一格。形成適合自己的有意識記方法,從而系統掌握科學知識。
5、增加課外閱讀適應信息時代
課外閱讀是了解外面世界的窗口!外面的世界真精彩,同學們應該增加課外閱讀,不斷拓寬知識領域,以適應當今的信息時代。
課外閱讀的方法:選擇閱讀;上網查找;注意摘錄。
6、科學歸納
知識學習過程的完整分為三個階段,即知識的獲得、保持和再現。
歸納方法之一是點線網絡法。這個方法在總結元素的單質和化合物相互轉換關系法最常使用。如“硫”的一章就以H2SSSO2SO3H2SO4為統領。
歸納方法之二是列表對比法.對比的方法常用于辨析相近的概念,對比的方法也最常用于元素化合物性質的學習.通過對比,找到了新舊知識的共性與聯系。
歸納方法之三是鍵線遞進法.高中化學基本概念多,一些重要概念又是根據學生認識規律分散在各個章節之中.這就要求我們學生及時集中整理相關概念,按照一定的理論體系,弄清基本概念之間的從屬或平行關系.在歸納整理中,可以犧牲一些具體細節,突出主要內容?!扒凇焙汀扒伞笔堑竭_知識彼岸的一葉方舟。這個“巧”字就是善于總結。
在高三總復習階段,更需要學生作類似聯想和歸納總結。
五、教學中的幾點體會:
教學過程是教師和學生的雙邊過程。作為起主導作用的教師,引導學生的方法,對學生的發展至關重要。下面我提出一些個人的看法。
1.循序漸進,注意初、高中知識的相互銜接。
注重高一化學的起始復習是搞好初、高中接軌教學的必要前提。有必要在摸清學生底細的前提下,采用集中與分散相結合的復習方法,對學生存在的漏洞"對癥下藥地進行修補整理,通過對知識的再理解、再挖掘、再提高,使學生作好學高中化學的知識與心理準備。
2.注重在課堂教學中培養學生能力
充分運用啟發式教學,給學生更多的時間和空間去思考消化。教學活動中堅持學生為主體,教師為主導的教學原則,讓大多數學生積極參與,保證課堂教學的時效性。
3.加強對學生學習策略、學法的指導,培養良好的學習習慣。
幫助學生掌握基本的學習方法,是一項重要的常規性工作。我們可以根據教學的各個環節,研究學生掌握基本學習方法的訓練途徑,比如:預習、聽課、記筆記、做實驗、做作業和復習小結等,針對每個環節的特點,加以指導,讓學生形成良好的學習習慣,這方面的訓練,要有一定的計劃性和約束性,要在“嚴”字上下功夫,真正做到落實,使學生終身受益。
4.加強實驗、深化概念
高中化學安排了一定數量的演示實驗和學生 實驗,同時還有相當數量可利用實物、圖片、模型,通過觀察培養和教給學生從大量感性認識中加深對概念和原理的理解。加強直觀性教學,不僅能給學生以啟示,激發他們的興趣,調動他們的學習積極性,而且還可使抽象要領具體化加深對概念的理解和記憶。
5.抓住關鍵,精講多練
在課堂教學中充分發揮教師的主導作用,既不搞面面俱到,處處設防,講得過細過全,也不能盲目讓學生泛泛做題,以做代講,而應抓住關鍵,應用啟發式,講其當講,練其當練。講則是講清概念、原理、公式的來龍去脈,使學生透過表面現象,抓住本質屬性,弄清內在聯系。練則是對概念、定律的鞏固和應用,培養學生應用所學知識的能力。如摩爾濃度一節,一是講清定義、導出數學表達式;二是做好演示實驗,獲得感性認識,加深對概念的理解;三是引導啟發學生掌握有關摩爾濃度計算的幾種基本類型,精選習題,通過練習加深對摩爾濃度概念及有關的理解和掌握。
6.抓住典型,探索規律
要使學生學好高中化學,不再于教師講得多,學生做得多,重要一環是要引導學生抓住典型,總結歸納,這能使學生在點多、面廣的化學學習中自己去獲取和掌握知識。如通過一題多解或多題一法總結規律,把思考問題的方法和步驟教給學生,使學生的思維逐漸發散開來,能舉一反三,觸類旁通,取得事半功倍的效果。
總之,高中化學教學不僅要做好初中到高中的順利過渡,使學生躍過初中到高中這個知識臺階,而且要讓學生盡快適應高中進度快、難度大的化學教學,增強學生學好化學的信心,盡快提高學生觀察能力、實驗能力、思維能力、自學能力,從而提高化學教學質量。
2.過程與方法:了解科學探究的一般過程,初步學會科學研究的一般方法。
認識結構決定性質,性質決定用途的規律,了解現代化學肩負的使命。具有為解決化學問題進行專題信息收集、加工和輸出的能力。學會通過獨立學習和合作學習相結合來提高學習和實踐活動的效率,培養團隊合作的能力。
3.情感態度與價值觀:了解現代化學和化工的發展,了解化學知識在解決生活、生產和社會問題中的重要作用,提高學習化學的自覺性,具有參與化學科學實踐的積極性,養成良好的學習態度。
了解科學方法在化學研究中的重要性,養成實事求是的科學態度和勇于創新的科學精神。認識化學與生活改善、生產發展、社會進步和自然生態保護的關系,形成合理使用自然資源和保護環境的意識和責任感。
二.高中化學與初中化學相比有下述幾方面的特點:⒈概念抽象
初中化學是化學教育的啟蒙,注重定性分析,以形象思維為主,從具體、直觀的自然現象入手和實驗入手建立化學概念和規律,使學生掌握一些最基礎的化學知識和技能,很大程度上是記憶型,欠缺獨立思考能力的培養,習慣于被動接受的方式獲取知識。而高中除定性分析外,還有定量分析,除形象思維側重抽象思維,在抽象思維基礎上建立化學概念和規律,使學生主動地接受和自覺獲取知識,發展智能。如氧化――還原反應有關概念既抽象,理論性又較強,第二章摩爾概念一個接一個,學生一時不適應,這是學生進入高中所面臨的挑戰,給教與學帶來一個十分尖銳的矛盾。
⒉進度快,反應方程式復雜
初中進度相對高中較慢,要領定律學習鞏固時間較長,在往后的學習中有較充裕的時間加以消化,而進入高中以后,教學內容的深度、廣度、難度顯著增加,進度加快,化學方程式增多,多數反應失去了初中掌握的反應規律,這在理解和掌握上都增大了難度,如果不及時消化,就會在以后的學習中相當被動,如高一Cl2的實驗室制法,Cl2與水、堿的反應,NaCl與濃硫酸微熱與強熱制氯化氫反應的不同情況等,學生一時難以理解,深感難掌握、難記憶,不太適應。
3.內涵深,聯系廣
如摩爾使微觀與宏觀聯系起來,滲透在高中教材的各個章節,對整個中學化學計算起著奠基的作用。再如物質結構、元素周期律是整個中學化學的重點,學得好可促使學生對以前學過的知識進行概括、綜合,實現由感性認識上升到理性認識的飛躍,并能使學生以物質結構、元素周期律為理論指導,探索、研究后面的化學知識,培養分析推理能力,為今后進一步學好化學打下堅實的基礎。
⒋抓典型,帶一族
初中化學只是具體介紹某一元素及化合物的性質,了解在生產和生活中的重要用途,而高一教材以氯、鈉、硫、氮為重點,詳細介紹它們的物質及重要化合物,通過分析同族元素原子結構的相同點和不同研究它們在性質上的相似性和遞變性;運用歸納、對比培養學生科學研究的方法,這是學習元素化合物知識與初中不同的一個特點。
三.學生學習困難的原因:1.教材的原因
初中教材涉及到的基礎知識,理論性不強,抽象程度不高。高中教材與初中教材相比,深廣度明顯加深,由描述向推理發展的特點日趨明顯,知識的橫向聯系和綜合程度有所提高,研究問題常常涉及到本質,在能力要求上也出現了形象思維向抽象思維的飛躍。有的內容如:“摩爾”、“元素周期律”、“氧化還原反應”等知識理論性強,抽象程度高,這些內容歷來被認為是造成學生分化、學習困難的重點知識。
2.教師的原因
由于初中化學學習時間短,造成教師側重向學生灌輸知識,抓進度,而沒有重視學生能力的培養,造成高分低能;常識性介紹及選學部分沒有講述,造成知識缺陷;高中教師對初中教材的特點了解不多,往往未處理好初三與高一銜接,就開快車,抓進度。有的把教材過度深化延伸,對化學知識講得面面俱到,課堂欠活躍,限制了學生思維的發展,易使學生產生厭學情緒。
3.學生的原因
學習目的不明確,學習態度不端正,競爭意識不強,思想松懈,學習缺乏緊迫感;堅持已有的學法,相信自己的老習慣,過多地依賴老師,學習的自覺性、自主性較差;不遵循學習活動的一般規律和方法,忽視學習過程的基本環節。如:預習聽課復習獨立作業總結評估等。聽課時,把握不住知識的重難點,理解不透。有的知識印象不深,造成知識缺陷日積月累;
四.高中化學學法指導:1、堅持課前預習積極主動學習
課前預習的方法:閱讀新課、找出難點、溫習基礎
(1)、閱讀新課:了解教材的基本內容。
(2)、找出難點:對不理解的地方做上標記。
(3)、溫習基礎:作為學習新課的知識鋪墊。
2、講究課內學習提高課堂效率
課內學習的方法:認真聽課;記好筆記。
(1)、認真聽課:注意力集中,積極主動地學習。當老師引入新課的時候,同學們應該注意聽聽老師是怎樣提出新問題的?當老師在講授新課時候,同學們應該跟著想想老師是怎樣分析問題的?當老師在演示實驗的時候,同學們應該認真看看老師是怎樣進行操作的?當老師在對本節課進行小結的時候,同學們應該有意學學老師是怎樣提煉教材要點的?
(2)、記好筆記:詳略得當,抓住要領來記。有的同學沒有記筆記的習慣;有的同學記多少算多少;有的同學只顧記,不思考;這些都不好。對于新課,主要記下老師講課提綱、要點以及老師深入淺出,富有啟發性的分析。對于復習課,主要記下老師引導提煉的知識主線。對于習題講評課,主要記下老師指出的屬于自己的錯誤,或對自己有啟迪的內容。或在書的空白處或者直接在書里劃出重點、做上標記等,有利于騰出時間聽老師講課。此外,對于課堂所學知識有疑問、或有獨到的見解要做上標記,便于課后繼續研究學習。
關鍵詞:物理化學 教學改革
物理化學是以物理學的原理和技術研究化學問題的學科,是化工類各專業中最重要的的四大基礎課程之一[1]。它在數學、物理學及無機化學、有機化學、分析化學的基礎上,進一步系統闡述化學的理論,為后續的專業課程學習、知識應用和科學研究提供更全面、更直接的基礎,是鏈接基礎學科和應用學科、科學研究的橋梁。[1]
由于該課程內容邏輯性強、概念抽象難懂、公式較多,導致學生常常不易理解接受,難以學好。加上我校學生多來自西部民族地區,原有理論基礎較為薄弱,因此結合我校實際情況,對物理化學課程的教學思想、教學方法等進行了一系列的實踐與探索。
1 重新設計教學方案,體現分層教學思想
我校化工學院和生命科學與工程學院均開設物理化學課程,共涉及7個專業,在教學方案設計上,分為3個層次:第一層次為化學工程與工藝專業、高分子材料與工程專業、應用化學專業;第二層次為環境工程專業,制藥工程專業;第三層次為食品工程專業,生物工程專業。針對不同專業的培養方案和要求,在實際教學中需要在各個層次上體現出教學學時,教學目的,教學內容上的差別,通過設計教學的各個環節使各專業學生達到專業培養方案中所提到的要求,因此我們制定分層次的教學大綱,制定分層次的教學進度表,在教學中除了講授物理化學基礎理論知識之外,還要整理不同專業方向的前沿知識,注重理論聯系實際,體現分級教學的思想。[2]
2 大膽探索和嘗試,提出3大教學法
以著名教育學家奧蘇貝爾的同化理論為依據,結合物理化學課程的自身特點,充分考慮學習者的心里特征,通過教學方法的創新,使學生對知識本身和形成過程產生興趣,從而達到良好的教學效果。
2.1框架式教學方法
物理化學分為熱力學、動力學、電化學、界面化學、膠體化學五大部分,在教學中要讓學生掌握每一個部分要解決的核心問題,比如熱力學解決能量、方向和限度問題;動力學解決速率和機理問題;電化學解決電解質溶液理論問題,可逆電化學問題和不可逆電化學問題。對物理化學理論知識體系有一個全面的認識。
在具體到每一章每一節的學習,在教學中會把事先準備好的教學提綱材料印發給學生,提綱中包含了章節學習重點、難點;知識結構主線;要預習的內容、進度;討論的問題;達到的學習要求等信息。
在每一個章節學習結束后,都加一個框架總結的環節,例如在物理化學熱力學的教學中,要求學生做到以下幾點:
① 掌握熱力學中 U H F G S函數間的聯系
②掌握五個函數及重要公式間的聯系
③掌握重要公式間的聯系
④提倡由一個公式出發推導其他公式。
2.2 科學研究輔助式教學法
科研和教學本身就是相輔相成的,以科研來帶動教學,激發學生的興趣, 拓展學生的能力,提升學生的科學素養[2],在實際教學中我們會安排二類研究性題目,一是學生感興趣的題目;二是教師的科研題目。從實驗題目的選擇、實驗方案的設計到實驗數據的處理, 都由學生獨立完成, 這既能讓學生在分析問題,解決問題的過程中鞏固和提高理論知識,又為學生將來的科學研究打下了良好的基礎。通過這種教學方式的實施,取得了良好的教學效果,并多次在學?!疤魬鸨贝髮W生課外學術科技作品競賽中取得優異成績。
2.3 互動式教學法
教學是以學生為中心的雙邊活動,教師在主持,設計,調整教學的過程中,應該把學生的學習主體地位擺在首位,使學生在學習過程中有著積極的興趣和飽滿的精神狀態,積極主動的思考。在實際教學中,我們發現互動式學習是一個很好的教學模式。例如, “ 偏摩爾量”和“化學勢” 一節的教學中, 可以采用課堂討論方式,課前教師給學生擬定如下幾個討論題目: (1)偏摩爾量和摩爾量的區別是什么?為什么在多組分體系熱力學中必須要學習偏摩爾量? (2)從化學勢的定義中能夠看出化學勢是一個表示什么含義的物理量?(3)學完偏摩爾量、化學勢和偏摩爾量集合公式,我們能從理論上解決什么問題?在交流互動中,認真聽取每一個學生的發言,對獨特的見解或新穎的觀點, 進行鼓勵。在交流互動中,對學生的觀點進行歸納和總結[3],取得了良好教學效果。[3]
3 教學改革的實踐效果
物理化學教學改革實施多年,在化工學院和生命科學與工程學院近40個左右的專業班級上實踐,取得了良好的教學效果,主要表現為以下幾個方面:
1)實現了分級教學,教學內容更加合理。
2)借鑒和吸收先進教育理論,由傳統的“老師為中心”的模式轉變為“學生為中心”的模式,注重了學生的學習心理。
3)在教學方法上實現轉變,由傳統的“教師講學生記記筆記做習題”轉變為框架式教學法、科學研究輔助式教學法、互動式教學法相結合。
總之, 物理化學課程作為化工類各專業的一門基礎理論課程, 需要我們結合化工類各專業的特點和培養要求,合理選取和不斷更新教學內容,大膽嘗試教學內容改革;不斷學習和借鑒新的教育學,心理學的最新成果和理論,大膽嘗試教學方法改革。最終培養出基礎知識深厚,創新意識和創新能力強的實用型專業人才。
參考文獻:
[1] 蘇育志 宋健華關于物理化學課程教學改革的實踐和探索[J]廣州師院學報.1998(4).19:14-18.
[2]高盤亮 與時俱進,實現物理化學教學的創新[J]臨沂師范學院學報2004(6).26:76-78.
[3] 趙東江 高師院校物理化學教學的改革與實踐[J]吉林省教育學院學報2005(2).21:54-56.
Research and Exploration on the teaching of physical chemistry curriculum reform in Ethnic Universities and colleges of Engineering Physics
PengCheng1 TianHUA1
(1 Chemical Engineering institute of Northwest University For Nationalities Gansu Lanzhou 730030)