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論文摘要:將《電解質(zhì)溶液與電離平衡》一章中酸堿理論的內(nèi)容提到盆類水解的前面介紹,統(tǒng)一了鹽類水解與溶液酸堿性的公式,并與后續(xù)課程《分析化學(xué)》中酸堿滴定部分的內(nèi)容前后一致,保持了連貫性.
在無機(jī)化學(xué)中,有關(guān)電離平衡的知識占有極其重要的地位,因?yàn)榇蟛糠譄o機(jī)反應(yīng)都是在水溶液中進(jìn)行的,而且弱電解質(zhì)的電離平衡、沉淀一溶解平衡是《無機(jī)化學(xué)》及后續(xù)課程《分析化學(xué)》所涉及的四大平衡中兩類重要的平衡.筆者翻閱過很多版本的《無機(jī)化學(xué)》,對龐錫濤老師主編的師?!稛o機(jī)化學(xué)》教材中《電解質(zhì)溶液與電離平衡》一章有關(guān)內(nèi)容的編排,筆者作如下探討。
1.教材中電解質(zhì)溶液和與高平衡一t的內(nèi)容編排
當(dāng)介紹完電解質(zhì)溶液、弱電解質(zhì)的電離平衡及緩沖溶沼后,教材接著介紹鹽類的水解,然后介紹沉淀溶解平衡,最后才介紹酸堿理論。
1.1.鹽類的水解部分介紹了四種類型鹽類的水解
它們分別為:(I)一元弱酸強(qiáng)堿鹽的水解:(2)一元弱堿強(qiáng)酸鹽的水解:(3)一元弱酸弱堿鹽的水解:(4)多元弱酸強(qiáng)堿鹽的水解。對于水解后溶液的酸堿性的計算均由水解方程式求出水解常數(shù);再根據(jù)水解平衡來計算溶液中,上述四種類型鹽類水解后溶液中時分別為:
1.2.酸堿理論部分重點(diǎn)介紹了酸堿的質(zhì)子理論在酸堿質(zhì)子理論下,重新定義了:凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)都叫做酸,凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)都叫做堿。酸給出質(zhì)子后轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的堿,喊接受質(zhì)子后又轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的酸,即酸啟質(zhì)子+堿,這種存在共扼互變關(guān)系的酸和堿稱為共扼酸堿對。酸堿質(zhì)子理論擴(kuò)大了酸堿的范圍。同時酸堿反應(yīng)的范圍也隨之?dāng)U大,如水溶液中的電離反應(yīng)、中和反應(yīng)、水解反應(yīng)等都統(tǒng)一歸屬于酸堿反應(yīng).
2.電解質(zhì)溶液和電離平衡內(nèi)容編排之我見
2.1把酸堿理論的內(nèi)容提到鹽類水解之前
從上得知,按龐錫濤老師的教材編排體系,得出的鹽類水解后溶液中的計算公式形式較復(fù)雜,記憶及使用都有些不便,尤其是本章內(nèi)容、公式較多,給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了較大的負(fù)擔(dān).為此,我在多年的教學(xué)中均未按本書順序依次介紹給學(xué)生,而是在介紹完第一節(jié)電解質(zhì)溶液、第二節(jié)弱電解質(zhì)的電離平衡、第三節(jié)緩沖溶液之后,接著介紹第六節(jié)酸堿理論,重點(diǎn)學(xué)習(xí)酸堿的質(zhì)子理論,這里的酸、堿強(qiáng)度也可用來定量、衡量,且補(bǔ)充介紹互為共轆關(guān)系的一對共扼酸堿對的與標(biāo)之間有如下關(guān)系:
以此類推。
這里由于擴(kuò)大了酸、堿的范圍以及酸堿反應(yīng)的范圍,以下鹽類的水解也歸結(jié)為酸堿的反應(yīng)來討論。22.鹽類水解的計算公式推導(dǎo)上述四種鹽水解后溶液的計算公式推導(dǎo)如下:
一元弱酸強(qiáng)喊鹽的水解,如NaAc,濃度為c
Ac為一元質(zhì)子堿,其與水的酸堿反應(yīng)為:電離出的[OH-]公式推導(dǎo)與一元弱堿(如)相同,設(shè)
這就是一元弱酸強(qiáng)堿鹽水解[OH-]的近似計算式,與一元弱堿溶液[OH-]的近似計算式相似,便于記憶和使用.同理,可導(dǎo)出:
一元弱堿強(qiáng)酸鹽[H+]的近似計算式為
酸弱堿鹽中酸堿質(zhì)子理論下弱堿的共扼酸和弱酸的共轆堿的電離常數(shù)):
多元弱酸強(qiáng)堿鹽
3.教材內(nèi)容,新編排后的優(yōu)點(diǎn)
3.1.將鹽類水解與酸堿電離的計算公式統(tǒng)一起來了
只要是酸堿質(zhì)子理論定義下的酸,則 要是酸堿質(zhì)子理論定義下的堿,則多元酸或堿主要考慮一級電離只不過是,若式中的不能直接查表而得,而共扼的喊(或酸) 可查表而得時,要利用共扼酸膠對的與稱的關(guān)系來求,即 (具體見2.1.).這樣學(xué)生只要會求酸堿溶液的[H+]或[OH-],鹽類水解后所得的溶液的[H+]或萬[OH-]計算也就迎刃而解了.統(tǒng)一了公式,簡化了計算,方便了使用。
3.2.有利于今后的學(xué)習(xí)
調(diào)整以后的計算公式與后續(xù)課程《分析化學(xué)》中《酸堿滴定》一章中溶液酸喊度的計算公式一致,加強(qiáng)了教材的連貫性。對《分析化學(xué)》教學(xué)而言,可減少《酸堿滴定》一章的教學(xué)內(nèi)容,又可節(jié)省課時;對學(xué)生而言,為他們學(xué)習(xí)《酸喊滴定》一章打下基礎(chǔ),同時又可提高學(xué)習(xí)效率,減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。經(jīng)調(diào)查,絕大部分同學(xué)認(rèn)為教材內(nèi)容這樣編排比原來的教材編排好,有利于減輕他們的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān);也有利于《分析比學(xué)》的學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
(1〕龐錫濤.無機(jī)化學(xué)(上冊)[M].北京:高等教育出版社,2000.
(2〕趙消泉,劉膝果.分析化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1997.
1.學(xué)時及教學(xué)內(nèi)容差異大。由于近年教學(xué)學(xué)時的大量縮減,目前不同學(xué)校針對不同專業(yè)開設(shè)的無機(jī)化學(xué)課程學(xué)時差異明顯,大部分學(xué)校針對化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)開設(shè)的無機(jī)化學(xué)在100學(xué)時左右,也有部分約70學(xué)時;對化工及制藥專業(yè)學(xué)時一般50~80學(xué)時;對于非化學(xué)化工專業(yè),學(xué)時普遍較短,多為32~60學(xué)時。對于100學(xué)時的專業(yè),一般具有較充足的時間對理論知識、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素化學(xué)均進(jìn)行較深入的講解,學(xué)生可以掌握全面的無機(jī)化學(xué)知識;對70學(xué)時左右的專業(yè),一般大約45學(xué)時用于理論及物質(zhì)結(jié)構(gòu)講解,元素部分約25學(xué)時,元素部分教學(xué)內(nèi)容不能完全覆蓋;對于50學(xué)時以下的專業(yè),許多專業(yè)只講解理論知識和物質(zhì)結(jié)構(gòu),元素部分基本不涉及。從目前現(xiàn)狀看,對于短學(xué)時的無機(jī)化學(xué)課程,往往以犧牲元素化學(xué)教學(xué)為代價,把在分析、物化等課程中還會涉及的理論內(nèi)容講得較深入,這導(dǎo)致許多學(xué)生缺乏元素化學(xué)知識、化學(xué)知識整體結(jié)構(gòu)不完整、學(xué)習(xí)內(nèi)容不健全。
2.教材種類多,內(nèi)容編排結(jié)構(gòu)多樣。目前出版的無機(jī)化學(xué)教材種類繁多,每年都不斷有新出或修訂版無機(jī)化學(xué)教材出版。為了無機(jī)化學(xué)書有更廣的應(yīng)用范圍,大部分教材都完全包含了傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)的基本化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素化學(xué)三大模塊,針對短學(xué)時的無機(jī)化學(xué)教材目前相對較為缺乏。無機(jī)化學(xué)教材內(nèi)容編排不同教材差異較大,有的按化學(xué)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素化學(xué)排版,有的按物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)原理、元素化學(xué)介紹,教材中各模塊間基本相互獨(dú)立、銜接較少。在有限的教學(xué)時間里,要達(dá)到良好教學(xué)效果,教學(xué)內(nèi)容的合理取舍與組織對教師無疑是一個挑戰(zhàn)。
3.與其他課程存在交叉與銜接。無機(jī)化學(xué)是大學(xué)化學(xué)第一課,其教學(xué)內(nèi)容與后續(xù)分析化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)及諸多專業(yè)課都有內(nèi)容的交叉與銜接。無機(jī)化學(xué)的酸堿平衡、配位解離平衡、沉淀溶解平衡和氧化還原反應(yīng)是分析化學(xué)的理論基礎(chǔ)。無機(jī)化學(xué)基本化學(xué)原理與物理化學(xué)中的動力學(xué)熱力學(xué)存在明顯的遞進(jìn)。原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)理論對解釋有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)依然實(shí)用。應(yīng)用化學(xué)、材料等專業(yè)的多門課程都涉及無機(jī)化學(xué)知識,有的甚至就是元素化學(xué)的內(nèi)容,如無機(jī)材料的制備等課程。良好的無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)是后續(xù)化學(xué)及專業(yè)課程學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ),也是提高學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)興趣和自信心的有力保障。
4.學(xué)生個體差異顯著。我們知道,按照中國現(xiàn)行高考制度,許多化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生所就讀的專業(yè)并非其自愿選擇,而是通過調(diào)劑錄取,對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣各有不同。按照中學(xué)化學(xué)“必修2+選修6”模塊式教學(xué),不同省份及不同學(xué)校對中學(xué)化學(xué)教學(xué)的深度及廣度不同,導(dǎo)致不同學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)存在一定差異。而且,隨著高等教育大擴(kuò)招,高考錄取率達(dá)70%,學(xué)生個體生理差異也較大。由于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、主觀能動性、中學(xué)化學(xué)知識基礎(chǔ)等多種原因,在無機(jī)化學(xué)教學(xué)中,能明顯感受到一個班的學(xué)生在學(xué)習(xí)自覺性、領(lǐng)悟力等方面分為幾個不同層次。要保證絕大部分同學(xué)都能達(dá)到教學(xué)要求,學(xué)生個體差異也是大學(xué)教學(xué)必須充分考慮的因素,教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)置上應(yīng)盡可能做到因材施教。
二、無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的銜接
鑒于無機(jī)化學(xué)在教學(xué)時間、課程內(nèi)容、教學(xué)對象等方面的特點(diǎn),在教學(xué)過程中有效組織編排教學(xué)內(nèi)容,注重中學(xué)教育與大學(xué)教育的良好銜接,引導(dǎo)學(xué)生順利過渡到大學(xué)學(xué)習(xí),融會貫通前后知識,對達(dá)到理想教學(xué)效果可起到重要促進(jìn)作用。
1.與中學(xué)化學(xué)教學(xué)的銜接。目前高中化學(xué)三個版本教材均采用模塊式教學(xué),將化學(xué)教學(xué)內(nèi)容分為兩個必修模塊(《化學(xué)1》和《化學(xué)2》)和六個選修模塊(《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》、《化學(xué)反應(yīng)原理》和《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》、《化學(xué)與生活》、《化學(xué)與技術(shù)》、《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》)。必修模塊涉及了化學(xué)物質(zhì)分類及離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng);元素周期表、化學(xué)鍵;化學(xué)能與熱能、電能、化學(xué)反應(yīng)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(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊涉及了原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、共價鍵、晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì);《化學(xué)反應(yīng)原理》涉及了化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、水溶液中的離子平衡等內(nèi)容。從中學(xué)教學(xué)內(nèi)容看,無機(jī)化學(xué)中的基本化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素化學(xué)都有涉及,但是其教學(xué)程度較淺,多處于對概念的了解,且不同省區(qū)學(xué)習(xí)內(nèi)容可能存在很大差異,無機(jī)化學(xué)中對各部分內(nèi)容均有很大程度的提升,如化學(xué)平衡中引入了標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)、焓、熵、Gibbs函數(shù)等熱力學(xué)函數(shù)。在無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上,應(yīng)根據(jù)中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,在對全班同學(xué)進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,為學(xué)生設(shè)計構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)大綱,安排合適的教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生在現(xiàn)有基礎(chǔ)上循序漸進(jìn),不斷深入。
2.前后章節(jié)內(nèi)容的銜接。無機(jī)化學(xué)教學(xué)一般都會涉及化學(xué)反應(yīng)基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素化學(xué)三部分內(nèi)容,化學(xué)反應(yīng)基本原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)通常安排在元素化學(xué)之前,各教材在化學(xué)反應(yīng)基本原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)間有的將物質(zhì)結(jié)構(gòu)先行講解,有的則先介紹化學(xué)反應(yīng)基本原理。物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定其化學(xué)性質(zhì),作者認(rèn)為先介紹分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識有利于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)原理部分的知識(如熱學(xué)函數(shù)、鍵能、碰撞理論、反應(yīng)機(jī)理等),而且高中物理以及化學(xué)中均涉及有原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等相關(guān)內(nèi)容,學(xué)生也容易理解接受。原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)熱力學(xué)及動力學(xué)、氧化還原、配位化學(xué)等無機(jī)化學(xué)基本理論知識很多在元素化學(xué)中將得到具體體現(xiàn),并指導(dǎo)著元素化學(xué)的教學(xué)與研究,因此,元素化學(xué)放在最后講解比較科學(xué)?;瘜W(xué)反應(yīng)基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素化學(xué)三大模塊除了相互存在銜接外,各模塊內(nèi)部各章節(jié)也存在很密切的關(guān)聯(lián),如化學(xué)反應(yīng)原理部分中化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)、化學(xué)平衡知識、四大平衡反應(yīng)是一脈相承的關(guān)系;物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分里,原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、配合物結(jié)構(gòu)則是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的逐漸深入;元素化學(xué)同區(qū)內(nèi)各族之間有相似結(jié)構(gòu)和相似性能但又存在變化規(guī)律。因此,注意前后章節(jié)內(nèi)容的有機(jī)銜接將有助幫助學(xué)生理解掌握。
3.必修與選修內(nèi)容的銜接。由于教學(xué)學(xué)時的壓縮,無機(jī)化學(xué)教材涵蓋的內(nèi)容通常無法完全在課堂上給學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)講解,一般教材通常將教學(xué)內(nèi)容分為必修和選修兩部分,選修內(nèi)容采用不同排版方式標(biāo)注出來。延伸基礎(chǔ)知識、難度較深的內(nèi)容,如化學(xué)動力學(xué)中對化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的講解,一般無機(jī)化學(xué)教材都設(shè)為選修內(nèi)容。另外,為了擴(kuò)寬學(xué)生視野,無機(jī)化學(xué)教材中也對該章節(jié)內(nèi)容涉及的學(xué)科前沿知識進(jìn)行補(bǔ)充介紹,如大連理工大學(xué)版無機(jī)化學(xué)分別在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)和氧化還原章節(jié)補(bǔ)充介紹了化學(xué)動力學(xué)在考古中的應(yīng)用、化學(xué)電源實(shí)例等知識,幫助學(xué)生了解理論知識的實(shí)際應(yīng)用,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和應(yīng)用知識的能力。在為某些學(xué)科專門編寫的、針對性較強(qiáng)的教材中,學(xué)科背景知識以及無機(jī)化學(xué)在該學(xué)科的應(yīng)用等內(nèi)容常設(shè)為選修。除了書本中明確建議的選修內(nèi)容,教師也可根據(jù)學(xué)時、學(xué)生學(xué)習(xí)情況,靈活調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容,將學(xué)生基礎(chǔ)好、容易自學(xué)完成的內(nèi)容設(shè)定為自學(xué)或選修內(nèi)容,以節(jié)約出更多時間用于重點(diǎn)難點(diǎn)知識的講解和實(shí)踐教學(xué)。
4.理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的銜接?;瘜W(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,是化學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。許多同學(xué)在中學(xué)沒有條件進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),無機(jī)化學(xué)是他們接觸的第一門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課,第一門實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果對提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)興趣、端正學(xué)習(xí)態(tài)度、養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣意義重大。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對理論教學(xué)的一種宏觀展示,可以讓學(xué)生更直觀了解化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)。我們需要注意的是,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是建立在理論教學(xué)基礎(chǔ)上的,因此在無機(jī)化學(xué)中必須注重理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的銜接,實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要將時間安排在相應(yīng)理論教學(xué)之后,切不可將理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全獨(dú)立開來。一些簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以考慮以視頻的方式在理論教學(xué)中直接演示給學(xué)生,節(jié)約部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間以開設(shè)更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置中,需要考慮每個實(shí)驗(yàn)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)目的,應(yīng)盡可能在不同實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生不同實(shí)驗(yàn)技能,讓學(xué)生在有限的時間掌握更多實(shí)驗(yàn)技術(shù),提高其實(shí)踐動手能力。
三、無機(jī)化學(xué)教學(xué)實(shí)現(xiàn)銜接的教學(xué)方法
無機(jī)化學(xué)在較多層面存在教學(xué)內(nèi)容的銜接,為了實(shí)現(xiàn)相關(guān)知識間的有效銜接,教師在授課過程中除了在教學(xué)內(nèi)容的安排上要合理設(shè)置外,在教學(xué)過程中教師還需在不同環(huán)節(jié)采用不同教學(xué)方法,以達(dá)到理想的教學(xué)效果。
1.課前預(yù)習(xí)作業(yè)。無機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容多,課程任務(wù)重,每節(jié)課的信息量大,適當(dāng)?shù)恼n前預(yù)習(xí)有助于學(xué)生在課堂教學(xué)中集中注意力,跟隨主講老師的教學(xué)思路。老師可以為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)念A(yù)習(xí)作業(yè)幫助學(xué)生有重點(diǎn)的預(yù)習(xí),預(yù)習(xí)作業(yè)最好能注重將學(xué)內(nèi)容與中學(xué)知識、前面章節(jié)內(nèi)容間的聯(lián)系與差異,讓學(xué)生覺得熟悉而新鮮,激發(fā)學(xué)生好奇心和探索熱情,為課堂教學(xué)奠定良好基礎(chǔ)。對課堂中可一帶而過的教學(xué)內(nèi)容,亦可在預(yù)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),節(jié)約課堂時間。
2.課堂設(shè)問式教學(xué)。課堂教學(xué)是無機(jī)化學(xué)理論課最重要的環(huán)節(jié),在課堂教學(xué)中教師更需要采用巧妙的教學(xué)方法,將各種內(nèi)容有機(jī)銜接起來。在課堂中向?qū)W生提出相關(guān)問題,是調(diào)動學(xué)生思維、促使學(xué)生主動將相關(guān)知識銜接起來的好方法。例如,涉及到中學(xué)知識的,可以請學(xué)生回答中學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容是什么,老師再順勢介紹中學(xué)與大學(xué)知識的異同。再次出現(xiàn)的前面章節(jié)的內(nèi)容,老師可以通過提問學(xué)生來幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固,并找出前后知識的關(guān)聯(lián)。
3.課后作業(yè)知識點(diǎn)的兼顧。課后作業(yè)也是將各種知識有效銜接的好辦法,除了前后緊密相聯(lián)的知識外,老師也可故意設(shè)計一些復(fù)合習(xí)題,在同一個題目中涉及前后章節(jié)知識以及多個知識點(diǎn),訓(xùn)練學(xué)生綜合分析問題的思維,教會學(xué)生解決綜合問題的方法,提高其對綜合知識的掌握與應(yīng)用能力。如在氧化還原反應(yīng)里可以將化學(xué)平衡常數(shù)、熱力學(xué)函數(shù)、Hess定律、電動勢、能斯特方程式等知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)在一起,根據(jù)具體情況可進(jìn)一步計算求解酸堿平衡常數(shù)、溶解度、配合物穩(wěn)定常數(shù)等物理量。
關(guān)鍵詞:無機(jī)化學(xué);教學(xué);實(shí)踐
無機(jī)化學(xué)是高等師范院?;瘜W(xué)專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,它對學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用。該課程的內(nèi)容既要立足于學(xué)生已掌握的中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識,又要為其它后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)理論和無機(jī)化學(xué)知識。因此,要使學(xué)生積極主動的學(xué)好這門課程,盡快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式,培養(yǎng)其自學(xué)能力和創(chuàng)新精神,是我們每一位教師追求的目標(biāo)。但是在高等師范院?!稛o機(jī)化學(xué)》的教學(xué)過程中存在著一些問題,本人就自身的教學(xué)實(shí)踐,從以下幾個方面進(jìn)行闡述。
1無機(jī)化學(xué)教學(xué)中存在的問題
1.1無機(jī)化學(xué)內(nèi)容量大和課時的縮減
我校選用的教材是吉林大學(xué)、武漢大學(xué)等校編《無機(jī)化學(xué)》第三版,教材的內(nèi)容量很大,同時課時由120學(xué)時縮減為112學(xué)時,因此如何在有限的時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),而且要達(dá)到很好的教學(xué)效果,是擺在我們每一位教師面前的難題。
1.2學(xué)生學(xué)習(xí)方法的問題
中學(xué)教師中“抱著走”、“注入式”的教學(xué)方法以及考試中知識記憶部分比重過大,致使學(xué)生養(yǎng)成了死記硬背,不消化理解內(nèi)容的習(xí)慣,同時有些學(xué)生來到大學(xué)沒有了教師和家長的約束,自主學(xué)習(xí)能力較差,較好的學(xué)生仍是按照中學(xué)的學(xué)習(xí)方法來學(xué)習(xí),從而導(dǎo)致學(xué)生跟不上教師的講課進(jìn)度,對知識點(diǎn)的理解和掌握存在困難。
1.3教學(xué)方法的單一
以老師講學(xué)生聽的教學(xué)方法已不再適應(yīng)當(dāng)今高等教育發(fā)展的需要,本科教育要培養(yǎng)適量的基礎(chǔ)性、學(xué)術(shù)型人才,但更重要的是要培養(yǎng)多規(guī)格、多樣化的應(yīng)用型、復(fù)合型人才。因此要做到“四個更加注重”:即改變重理論輕實(shí)踐、重知識輕能力、重專業(yè)輕人文的現(xiàn)狀;注重科學(xué)知識、思想品德、人文素養(yǎng)和實(shí)踐能力的融合。這些教育需求應(yīng)該在無機(jī)化學(xué)的教學(xué)過程中逐漸滲透,從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)人才的目的。
1.4學(xué)生基礎(chǔ)知識的差異性
由于我校面向全國范圍招生,因此學(xué)生在高中學(xué)習(xí)階段選修的課程不一致,有的學(xué)生學(xué)過物質(zhì)結(jié)構(gòu)、酸堿平衡、理想氣體狀態(tài)方程等與無機(jī)化學(xué)相關(guān)的內(nèi)容,有的則沒學(xué)過,如何在課堂教學(xué)過程中兼顧個體化學(xué)知識的差異,也是我們教師必須面對的問題。1.5傳統(tǒng)的教學(xué)考核制度考核制度的建立應(yīng)能全面評價學(xué)生的能力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情??荚嚪绞椒譃閮刹糠?期末成績占80%,平時成績占20%,包括作業(yè)和出勤各占10%。學(xué)生以陳舊的學(xué)習(xí)方法死記硬背知識點(diǎn),注重考試結(jié)果,同時做作業(yè)的時候只會照貓畫虎,題設(shè)稍有改動就沒有思路。因此應(yīng)建立合適的考核體系才能適應(yīng)與時俱進(jìn)的社會。
2無機(jī)化學(xué)教學(xué)改革措施
2.1針對教學(xué)時數(shù)的壓縮,其一應(yīng)該合理的選擇教材內(nèi)容,對其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?/p>
比如說四大化學(xué)反應(yīng)中的酸堿平衡和沉淀溶解平衡,必須了解高中化學(xué)知識,高中新課標(biāo)已經(jīng)把大學(xué)無機(jī)化學(xué)知識編入了高中化學(xué)教材體系,但是無機(jī)化學(xué)教材的內(nèi)容基本沒變。這樣可以通過自學(xué)讓學(xué)生回憶復(fù)習(xí),在課堂上把高中沒涉及的內(nèi)容可以進(jìn)一步加深和拓寬,以區(qū)別于中學(xué)化學(xué),同時提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但是對于后續(xù)課程中涉及的活度、活度系數(shù)以及離子強(qiáng)度等知識點(diǎn),只要學(xué)生掌握其基本概念即可,不用深入講解防止與分析化學(xué)或物理化學(xué)重復(fù)。其二分散難點(diǎn),即將某些難于理解的知識點(diǎn)放到后續(xù)課程講解。例如:將配位化學(xué)基礎(chǔ)中的立體異構(gòu)、橋聯(lián)配合物、四面體場、正方形場以及軟硬酸堿理論放到《配位化學(xué)》中講授;鈦副族元素和釩副族元素以及氫和稀有氣體放到《中級無機(jī)化學(xué)》;鑭系和錒系元素放到《稀土化學(xué)》。2.2學(xué)習(xí)方法的改變引導(dǎo)剛?cè)氪笠坏男律鷱闹袑W(xué)的“趕著學(xué)”變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)。不同生源地的學(xué)生學(xué)習(xí)能力具有一定的差距,讓他們慢慢學(xué)會尋找適合自己的學(xué)習(xí)方法,做好大學(xué)四年的時間規(guī)劃,充分利用好課堂內(nèi)外時間達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。比如說大學(xué)的課程設(shè)置并不是每天時時有課,沒課的時候他們感到很迷茫,無所事事,這時教師應(yīng)引導(dǎo)其去閱覽室自主學(xué)習(xí)。課前一定要預(yù)習(xí),通過預(yù)習(xí)要知道不懂的知識點(diǎn),然后帶著問題上課,可以提高學(xué)習(xí)效率,課后要及時復(fù)習(xí),歸納總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容,這樣可以提高學(xué)生對知識點(diǎn)的把握,同時做作業(yè)以檢驗(yàn)學(xué)生對內(nèi)容掌握的程度。
2.3教學(xué)方法的改變
教學(xué)方法上注重發(fā)揮學(xué)生的主體作用,更多地采用參與式、討論式、交互式的教學(xué)方法,同時加強(qiáng)現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提高教學(xué)效果,逐漸將教學(xué)內(nèi)容與科研相結(jié)合,構(gòu)建科研反哺教學(xué)的長效機(jī)制。當(dāng)前學(xué)生的手機(jī)可以隨時隨地上網(wǎng),這樣他們預(yù)習(xí)中遇到問題提前告知老師,在課堂上老師可以有的放矢的詳細(xì)講解。課后復(fù)習(xí)以及做作業(yè)也能通過網(wǎng)絡(luò)隨時了解學(xué)生對知識的掌握情況,下次上課時可以集中講解。通過這樣的實(shí)踐能夠使大部分同學(xué)掌握知識,同時也促進(jìn)教師合理的安排課堂教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生遇到的問題及時解決增強(qiáng)其學(xué)習(xí)自信心。因此利用互聯(lián)網(wǎng)隨時解決學(xué)生提出的問題并聽取其對授課情況的反映及時改進(jìn)教學(xué)方法,可以很大的提高教學(xué)效果。
2.4對于學(xué)生已具有的基礎(chǔ)知識參次不齊,利用課余時間對其進(jìn)行調(diào)查
有些知識點(diǎn)只有少于5%的人中學(xué)沒學(xué)過,可以通過優(yōu)生幫助其學(xué)會,若有些知識點(diǎn)有一半人沒學(xué)過,那就逐漸深入淺出地講解,使不會的同學(xué)學(xué)會,會的同學(xué)再進(jìn)一步加深以提高其學(xué)習(xí)興趣。同時建立宿舍文化,以每個宿舍的成員為一個小組,在每個宿舍中挑選1-2名優(yōu)生。比如在學(xué)習(xí)元素?zé)o機(jī)化學(xué)內(nèi)容多而且雜又亂,系統(tǒng)性不強(qiáng),可以把部分內(nèi)容做成專題,讓每個宿舍同學(xué)進(jìn)行研究討論,發(fā)表自己的觀點(diǎn)交于老師,課堂上教師針對具體問題加以指導(dǎo)。輔導(dǎo)差生中學(xué)漏學(xué)的知識點(diǎn),每個人參與共性問題的討論,提出解決問題的方法,使他們盡快適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方法。
2.5建立全面的考核評價體系
為了全面的評價學(xué)生以及適應(yīng)社會的需求,改革傳統(tǒng)的考試制度勢在必行。我系采取了多種考核方式衡量學(xué)生的能力,降低期末考試的分值,提高平時成績所占分值,期末成績50分,平時成績50分,包括課堂表現(xiàn)20分,每章總結(jié)10分,作業(yè)10分,課前預(yù)習(xí)10分。這樣的考核方式降低了學(xué)生的考試壓力,留出更多機(jī)會給學(xué)生參與到教學(xué)過程中,增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,提高了教學(xué)效果。總之,無機(jī)化學(xué)這門課程對化學(xué)等各專業(yè)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識及大學(xué)學(xué)習(xí)方法的掌握具有深遠(yuǎn)的意義。各大高校的教育工作者對于教學(xué)改革的實(shí)踐多種多樣,但是教學(xué)改革之路仍在路上,永無止盡。我系針對自身的實(shí)際情況,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法等方面進(jìn)行了教學(xué)改革實(shí)踐,注重過程中始終以培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題以及解決問題能力的培養(yǎng)為核心目的,為后續(xù)大學(xué)課程的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ),同時也提高了教學(xué)質(zhì)量。
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[關(guān)鍵詞]無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);考核制度;改革
化學(xué)作為以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)專業(yè)本科教學(xué)中極為重要的環(huán)節(jié)。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)既與無機(jī)化學(xué)專業(yè)課相輔相成,又是對專業(yè)知識的一種檢驗(yàn)[1]。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是本科學(xué)習(xí)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的入門課程,對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和動手能力、歸納分析的能力、綜合表達(dá)的能力進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,對培養(yǎng)學(xué)生善于思考求證的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和敢于創(chuàng)新的精神具有指導(dǎo)意義[2]。而傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考察模式已不適應(yīng)于高等化學(xué)教育的新形式,以往的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程大多是“照葫蘆畫瓢”,學(xué)生按照課本內(nèi)容亦步亦趨的做實(shí)驗(yàn),既不能提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性也不能調(diào)動主動性,更不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考解決實(shí)際問題的能力[3-6]。為此我們對本科化學(xué)專業(yè)的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了改革實(shí)驗(yàn)。改良傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增加開放式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,給學(xué)生發(fā)揮的自由空間,并對最終的實(shí)驗(yàn)考核采取全新方式,以此充分調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣。
1無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的問題
1.1學(xué)生不主動思考,做實(shí)驗(yàn)積極性不夠
做實(shí)驗(yàn)的過程中,不明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,一味機(jī)械性的按照實(shí)驗(yàn)課本安裝實(shí)驗(yàn)儀器、配制或滴加試劑藥品、重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等。
1.2理論與實(shí)驗(yàn)操作脫節(jié),對不正確操作重視不夠
無機(jī)化學(xué)理論課課時進(jìn)度與實(shí)驗(yàn)課程銜接上出現(xiàn)脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)生上完理論部分沒有及時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動手強(qiáng)化,很快遺忘。其次,由于中學(xué)階段,教師過于強(qiáng)調(diào)理論知識,實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作沒有足夠重視,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中存在各種問題,操作不夠規(guī)范。
1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核制度太過死板
導(dǎo)致學(xué)生做實(shí)驗(yàn)敷衍了事,沒有起到督促和監(jiān)管的作用,學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能水平很難得到整體性的提高。
2無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的具體措施
2.1改變學(xué)生課前預(yù)習(xí)方式,使學(xué)生實(shí)驗(yàn)課前積極準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)課存在學(xué)生不主動預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的問題,由于課前沒有充分預(yù)習(xí),老師講解實(shí)驗(yàn)時學(xué)生聽得一頭霧水,做實(shí)驗(yàn)時手忙腳亂,最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確,更是無從知曉。這樣的實(shí)驗(yàn)課效率極為地下。對于這個問題,我們采取學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)課開始之前,學(xué)生將實(shí)驗(yàn)所需藥品儀器列出清單,在老師的指導(dǎo)下配制溶液調(diào)試儀器,這樣對于試驗(yàn)中需要哪些藥品儀器,讓學(xué)生做到心中有數(shù)。其次,實(shí)驗(yàn)課以往都是由老師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生被動接受的形式,大部分學(xué)生對于老師講授的內(nèi)容,吸收消化的效果較差。對于這種情況,我們采取以學(xué)生上臺講解為主,老師進(jìn)行引導(dǎo)拓展為輔的方式。在準(zhǔn)備講解和講解的過程中,學(xué)生能夠主動預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并思考,查閱資料、梳理知識和歸納總結(jié)。講解中的問題,師生之間可以及時討論解決,并引導(dǎo)學(xué)生深入思考。
2.2設(shè)置合理課程體系,真正做到理論與實(shí)驗(yàn)相輔相成
以往設(shè)置課程,經(jīng)常會出現(xiàn)無機(jī)化學(xué)理論課內(nèi)容早已結(jié)束,而實(shí)驗(yàn)部分還沒有開始,甚至出現(xiàn)無機(jī)化學(xué)上學(xué)期的理論知識出現(xiàn)在下學(xué)期的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容當(dāng)中。以湖南城市學(xué)院為例,“銀氨配離子配位數(shù)的測定”這一實(shí)驗(yàn)的理論部分是無機(jī)化學(xué)上冊配伍化合物這一章節(jié)的內(nèi)容,卻安排到下學(xué)期開設(shè)。理論知識與實(shí)驗(yàn)操作脫節(jié)十分嚴(yán)重,造成學(xué)生理論部分學(xué)完就忘,做實(shí)驗(yàn)時又不明所以,事倍功半。對于這種情況,我們將實(shí)驗(yàn)的開設(shè)時間與理論課相匹配,做到上完理論課,立即就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課鞏固。讓學(xué)生能夠直觀的感受到理論知識的現(xiàn)實(shí)具象,進(jìn)而更深刻的理解理論部分,同時在理論的指導(dǎo)下明確實(shí)驗(yàn)的目的和要求,實(shí)驗(yàn)過程中積極思考,與老師、同學(xué)之間交流討論,還有思維活躍的學(xué)生以新角度和新思路來重新設(shè)計實(shí)驗(yàn),進(jìn)行深入的研究和拓展。在開設(shè)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)第一學(xué)期的課程中,以基礎(chǔ)制備和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主,針對新生基礎(chǔ)薄弱,對實(shí)驗(yàn)缺乏認(rèn)識的情況,內(nèi)容上以基本實(shí)驗(yàn)知識、訓(xùn)練基本實(shí)驗(yàn)操作為目標(biāo)。以湖南城市學(xué)院為例,我們使用的教材是中山大學(xué)出版的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)課安排上,如“置換法測定氣體常數(shù)R”“酸堿滴定”“化學(xué)反應(yīng)速度,反應(yīng)級數(shù)和活化能的測定”?;A(chǔ)操作包括稱量、溶解、減壓抽濾、加熱、重結(jié)晶、溶液配制、移液管移液和滴定操作等。學(xué)生經(jīng)過大量的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練后,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析解決并拓展探究則是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)第二學(xué)期課程的重心,因此,較為復(fù)雜的綜合型實(shí)驗(yàn)的比例增大。如“三氯化六氨合鈷(Ⅲ)的合成和組成的測定”。強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)操作技能,訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中分析解決問題的能力,提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程中突況的反應(yīng)和處理的速度。
2.3激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣,化被動為主動
對無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不夠重視,實(shí)驗(yàn)原理復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)步驟繁瑣,加之實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)工作不到位,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,導(dǎo)致學(xué)生對無機(jī)實(shí)驗(yàn)有畏難情緒,實(shí)驗(yàn)操作敷衍了事。針對這些問題,我們一改以往的方式,多媒體、板書、學(xué)生講演實(shí)驗(yàn)原理、教師實(shí)驗(yàn)演示進(jìn)行結(jié)合,激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,讓學(xué)生主動做實(shí)驗(yàn),喜歡上做實(shí)驗(yàn)。此外,實(shí)驗(yàn)課之外,我們定時開放實(shí)驗(yàn)室,鼓勵學(xué)生進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn),參與老師的科研項(xiàng)目,與老師共同進(jìn)行課題研究,為學(xué)生今后走上科研道路做好鋪墊。改變實(shí)驗(yàn)課預(yù)習(xí)不充分的情況,使原本枯燥的教學(xué)模式生動起來,使課堂教學(xué)更活潑更開放更具思考力和創(chuàng)造力,從而達(dá)到讓學(xué)習(xí)從被動到主動的轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
2.4科學(xué)實(shí)驗(yàn)考核制度的建立,利用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行交流互動
由于實(shí)驗(yàn)課的特殊性,不能像無機(jī)化學(xué)理論用一張試卷即可測試,傳統(tǒng)模式只是簡單的將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告作為期末成績的評定標(biāo)準(zhǔn),這樣就容易造成某些學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告寫得好但實(shí)驗(yàn)做不好也能得高分。為了得高分,因此也出現(xiàn)部分學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)報告的情況。鑒于這些缺陷,我們對最終的實(shí)驗(yàn)考核采取“平時表現(xiàn)+理論考察+實(shí)驗(yàn)操作能力”的全新方式,例如對制備實(shí)驗(yàn)的評分標(biāo)準(zhǔn):預(yù)習(xí)10分;提問5分;紀(jì)律3分;衛(wèi)生2分;操作50分;結(jié)果25分;報告處理5分,其中操作項(xiàng)又根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作項(xiàng)目切割,最后成績根據(jù)各項(xiàng)加和決定。研究式實(shí)驗(yàn)中,方案與能力分占30%,理論考察分占10%,而在專題實(shí)驗(yàn)中能力40%??己顺煽兎譃椤叭问健?,由平時每一個實(shí)驗(yàn)的評分,中期階段考核、期末考核組成,三者比例為5︰2︰3,中期階段考核是有目的地將本階段的基本操作編排成一個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核,期末考核通過完成一個研究式實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。如“硫酸鋁鉀大晶體的制備”,除了對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和思考題等進(jìn)行筆試考核外,老師對操作細(xì)節(jié),最后產(chǎn)品的形貌、大小、透明度、規(guī)整性等均有考核,而且綜合考察學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)所涉及基本操作的掌握情況。如今互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,與傳統(tǒng)行業(yè)的滲透也越來越深入,對于大學(xué)教育也不例外。QQ、微信等聊天平臺極大方便了師生的課下交流,但也存在問題解答不夠完全和學(xué)生只在聊天的情況。除了以上的聊天平臺外,目前也有移動教學(xué)助手,如藍(lán)墨云班課這樣的APP,學(xué)生可以留言也可以在線交流,老師也可以在上面出試題讓學(xué)生在線答題并及時糾正學(xué)生的錯誤。
3結(jié)語
以上改革措施有些已經(jīng)實(shí)施,有些還在積極摸索探究中??傮w來說,我們的實(shí)驗(yàn)改革初步得到教學(xué)效果的正面反饋,學(xué)生的評價也體現(xiàn)了改革的有效性。在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育和專業(yè)人才的培養(yǎng)的時代要求下,如何進(jìn)一步優(yōu)化教育資源,提高學(xué)生的專業(yè)動手能力仍是我們探討和努力的方向。
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關(guān)鍵詞:無機(jī)及分析化學(xué);非化學(xué)專業(yè);公共基礎(chǔ)課程;教學(xué)過程;教學(xué)方法
“無機(jī)及分析化學(xué)”課程是化學(xué)專業(yè)開設(shè)的傳統(tǒng)課程,主要面向非化學(xué)專業(yè)本科生?,F(xiàn)在已成為與化學(xué)密切相關(guān)且必需開設(shè)化學(xué)課的非化學(xué)專業(yè)如藥學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等專業(yè)的本科生重要公共基礎(chǔ)化學(xué)課程。該課程是上述專業(yè)所有化學(xué)課程的基礎(chǔ),對于化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握和化學(xué)知識的深入了解及專業(yè)課程的學(xué)習(xí)都起到基石的作用,即“無機(jī)及分析化學(xué)”是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。
在武漢大學(xué),自從設(shè)置生物專業(yè)以來就有此課程,目前是藥學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)及醫(yī)學(xué)等專業(yè)的本科生公共基礎(chǔ)課。而目前的實(shí)際情況是上述專業(yè)的院系安排化學(xué)課程學(xué)時逐年減少,比如藥學(xué)專業(yè),開始是108學(xué)時(包括化學(xué)實(shí)驗(yàn)),后減為90學(xué)時,目前再減為72學(xué)時(不包括化學(xué)實(shí)驗(yàn)課)。學(xué)時少或?qū)W時逐漸減少,而專業(yè)所需化學(xué)基礎(chǔ)知識內(nèi)容很多,再加上由于高中課程或高考科目的不斷改革,除個別參加過化學(xué)奧賽的學(xué)生外,這些專業(yè)本科新生大多數(shù)化學(xué)知識基礎(chǔ)薄弱。由于“無機(jī)及分析化學(xué)”課程是化學(xué)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ),所以上述專業(yè)的各院系多年來都是放在第一學(xué)期開設(shè)“無機(jī)及分析化學(xué)”課程。由于專業(yè)科研創(chuàng)新的深入和研究熱點(diǎn)的涌現(xiàn),對這些專業(yè)本科生的化學(xué)知識與化學(xué)教學(xué)不斷提出新的挑戰(zhàn)和要求。除化學(xué)基礎(chǔ)理論知識必須扎實(shí)外,還要有熟練的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。如果基礎(chǔ)知識不扎實(shí)和不系統(tǒng),學(xué)生創(chuàng)造能力就成為無本之木和無源之水。所以教好和學(xué)好這門課程對新生的學(xué)習(xí)興趣、知識積累和科研素質(zhì)培養(yǎng)至關(guān)重要。
本課程的教學(xué)不僅是完成教學(xué)任務(wù),最重要的是要為學(xué)生打下良好的化學(xué)基礎(chǔ),為其他化學(xué)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基石。該課程教學(xué)時間緊,任務(wù)重,責(zé)任大,還要效果好。我們根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)狀和專業(yè)特點(diǎn)對化學(xué)知識的要求,提出我們的教學(xué)目標(biāo):打下扎實(shí)化學(xué)基礎(chǔ),掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能,強(qiáng)調(diào)效果和分?jǐn)?shù)的統(tǒng)一。
下面根據(jù)我們多年來教授“無機(jī)及分析化學(xué)”課程的親身經(jīng)歷,談?wù)劮腔瘜W(xué)專業(yè)本科生“無機(jī)及分析化學(xué)”這一基礎(chǔ)課的教學(xué)過程、教學(xué)方法與體會,與兄弟院校同類課程交流,以期拋磚引玉。
一、教學(xué)過程
該課程以教師講授為主,輔以課堂提問與練習(xí),師生互動,結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)課,進(jìn)行教學(xué)。
課程排在第一學(xué)期,現(xiàn)總學(xué)時72學(xué)時,每周6學(xué)時。要求學(xué)生掌握很好的化學(xué)知識特別是作為基礎(chǔ)化學(xué)知識的無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)知識,要預(yù)先了解新生高中階段化學(xué)知識狀況:大多數(shù)學(xué)生沒有初步系統(tǒng)學(xué)過化學(xué),約1/10沒有學(xué)過化學(xué),個別人是通過化學(xué)奧賽班學(xué)習(xí)較系統(tǒng)的化學(xué)知識。所以說,整體化學(xué)知識底子薄。根據(jù)新生情況,無機(jī)化學(xué)內(nèi)容比例要大,占42個學(xué)時,分析化學(xué)30學(xué)時。
1.教學(xué)目的
“無機(jī)及分析化學(xué)”是藥學(xué)等專業(yè)本科生的重要基礎(chǔ)課程之一。該課程不但授予學(xué)生必需的理論知識,還要根據(jù)該課程實(shí)用性較強(qiáng)的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、精細(xì)、科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度和獨(dú)立分析問題與解決問題的能力,讓學(xué)生掌握了解該課程內(nèi)容以及與其他課程和科學(xué)知識的關(guān)聯(lián),積淀夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識,特別打好無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)。分析化學(xué)要求樹立起一個嚴(yán)格“量”的概念和如何實(shí)現(xiàn)它。使學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握該課程的基本知識、基礎(chǔ)理論、基本反應(yīng)、基本公式、基本計算和基本實(shí)驗(yàn)(“六基”)。
2.教學(xué)目標(biāo)
要求學(xué)生對課程中知識點(diǎn)、難點(diǎn)、重點(diǎn)明確掌握,思考題和習(xí)題都會獨(dú)立正確完成;如果有學(xué)生不聽課保證可以獲得修課通過,教師可以同意其直接參加考試??荚嚦煽兘^大多數(shù)為優(yōu)良。按照這樣的要求精心組織教學(xué)、進(jìn)行教學(xué)和檢查教學(xué)。具體到課程內(nèi)容,要求學(xué)生熟悉無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的基本理論、基本概念和定義。重點(diǎn)掌握原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、元素與化合物的基本性質(zhì)、酸堿反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)和沉淀反應(yīng)與平衡以及基于四種化學(xué)反應(yīng)的容量分析方法的有關(guān)理論、概念和計算。熟悉酸堿滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定和重量法、吸光光度法的方法及原理,熟悉分析化學(xué)中的試樣分解和數(shù)據(jù)處理。
二、課程建設(shè)
“無機(jī)及分析化學(xué)”課程建設(shè)主要在教師隊伍及教學(xué)指導(dǎo)思想、教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面。
1.教師隊伍及教學(xué)指導(dǎo)思想
該課程歷史上就由分析化學(xué)專業(yè)教師開設(shè)?;瘜W(xué)分析方法原理建立在無機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上,因此要求任課教師不但有熟練的分析化學(xué)知識,還要有更扎實(shí)的無機(jī)化學(xué)知識,因而教師隊伍建設(shè)也成為該課程建設(shè)的根本。需要不斷提升教師隊伍素質(zhì)和知識水平,注重教師隊伍的知識結(jié)構(gòu)、梯隊層次和年齡結(jié)構(gòu)等,將打好學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)作為教學(xué)指導(dǎo)思想。我們選擇高水平的教師和老教授負(fù)責(zé)主講“無機(jī)及分析化學(xué)”課程,在該課程教學(xué)過程中注重主講教師的培養(yǎng)和傳承,堅持老、中、青傳幫帶機(jī)制。課程講授分A、B角,采用課程教學(xué)組負(fù)責(zé)制,前者為課程負(fù)責(zé)人。
2.教材建設(shè)
該課程的教材初版于1994年。教材建設(shè)是提高教師專業(yè)知識水平和教學(xué)能力的最重要工作,能使教師專業(yè)基礎(chǔ)知識系統(tǒng)和熟練,有利于教學(xué)效果提升。講授該課程的教師先后合作編寫了多版《無機(jī)及分析化學(xué)》教材。在教材修訂中,在保留上一版教材特色的基礎(chǔ)上,堅持精選教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)化無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的緊密聯(lián)系及其在化學(xué)教學(xué)中的基礎(chǔ)作用。更新教育觀念,注重素質(zhì)、能力和思維方法培養(yǎng),拓寬知識范疇,適當(dāng)反映學(xué)科發(fā)展新成果。第三版除了系統(tǒng)的無機(jī)及分析化學(xué)知識外,編入了許多在無機(jī)化學(xué)方面出現(xiàn)的新研究成果,如鋰離子電池和超導(dǎo)材料等。按課程建設(shè)要求,每過幾年都要編寫無機(jī)及分析化學(xué)教材,編寫人員是該課程的主講教師,他們都有一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和豐碩的科研成果,能使教材具備良好的系統(tǒng)性和先進(jìn)性。
3.教學(xué)方法
我們多次對上述專業(yè)(如藥學(xué)專業(yè))的新生展開調(diào)查,結(jié)果表明,地區(qū)不同化學(xué)課程或有或無,即使有化學(xué)課開設(shè)時間也不同,較好開設(shè)化學(xué)課的不到10%,沒有開設(shè)過化學(xué)課的有20%,所有新生基本沒有做過化學(xué)實(shí)驗(yàn),總的情況非常不樂觀。由于該課程內(nèi)容多、學(xué)時相對少、學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)知識薄弱等因素,需要從教學(xué)方法上著手提高教學(xué)效果,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主動性和積極性,讓學(xué)生既打下扎實(shí)的化學(xué)理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ),也嘗試培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。具體做法如下:
(1)加強(qiáng)基礎(chǔ),突出重點(diǎn)與解決難點(diǎn)相結(jié)合。結(jié)合課程特點(diǎn),加強(qiáng)“六基”(基本知識、基礎(chǔ)理論、基本反應(yīng)、基本公式、基本計算和基本實(shí)驗(yàn))的系統(tǒng)學(xué)習(xí),要求所有學(xué)生會背元素周期表和知道變價元素的所有價態(tài)。所有學(xué)生基本做到“六基”優(yōu)良。實(shí)行學(xué)習(xí)課程知識與提高綜合素質(zhì)相結(jié)合的教學(xué)方法,將教學(xué)重點(diǎn)化為學(xué)生思考的問題,啟迪學(xué)生思維。課堂強(qiáng)化訓(xùn)練,隨時布置題目,讓學(xué)生獨(dú)立完成,可以看書,不可討論,當(dāng)堂交卷。也專門進(jìn)行課堂教學(xué)討論,隨時提出問題,進(jìn)行討論解答,比如分析化學(xué)內(nèi)容中的絡(luò)合反應(yīng)與絡(luò)合滴定中的副反應(yīng)系數(shù)。加大課堂提問和練習(xí)力度。從嚴(yán)要求,加強(qiáng)課堂管理,堅持課堂提問和課堂強(qiáng)化練習(xí),多用時間每課必問,多問少講,邊問邊講。鞏固所學(xué)知識,牢固掌握,針對不肯記憶的學(xué)生,重點(diǎn)加強(qiáng)記憶并考查其化學(xué)知識熟練程度。
(2)組合兼并和協(xié)調(diào)相關(guān)無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)教學(xué)內(nèi)容。無機(jī)及分析化學(xué)課程內(nèi)容多,要突出重點(diǎn),還要保持連貫性和系統(tǒng)性,所以要對內(nèi)容進(jìn)行整合和調(diào)整,避免重復(fù)。比如,把無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)涉及的四大反應(yīng)類型和化學(xué)反應(yīng)平衡內(nèi)容整合在一起講授;分析化學(xué)的滴定分析原理和具體技術(shù)操作與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課放在一起介紹,讓學(xué)生了解滴定分析原理和多次練習(xí)掌握分析操作技術(shù),包括阿司匹林藥片中乙酰水楊酸含量的測定(酸堿滴定實(shí)驗(yàn)),胃舒平中Al3+、Mg2+含量的測定(絡(luò)合滴定實(shí)驗(yàn)),高錳酸鉀法測定醫(yī)用雙氧水中過氧化氫含量(氧化還原滴定實(shí)驗(yàn));元素及其化合物性質(zhì)與分析化學(xué)中沉淀滴定原理、氧化還原滴定方法和試樣分解結(jié)合在一起講授,如鹵素、氧族、氮族變價元素及化合物與碘量法、高錳酸鉀法、重量法和有機(jī)試樣的消化分解可以結(jié)合在一起,這些內(nèi)容涉及許多反應(yīng),如通過控制pH值進(jìn)行氫氧化物沉淀,氨水-銨鹽和氧化鋅緩沖法,硫酸鹽沉淀,鹵化物沉淀,硫化物沉淀和磷酸鹽沉淀等,略舉反應(yīng)方程式例子如下:
這樣既能表達(dá)元素和化合物性質(zhì),也能說明它們的應(yīng)用原理和用途,能夠?qū)崿F(xiàn)用較少的學(xué)時講授較多的內(nèi)容,同時避免重復(fù)。在“無機(jī)及分析化學(xué)”課程中,這樣的可結(jié)合點(diǎn)非常之多。
(3)有針對性地認(rèn)真?zhèn)湔n和講授,將傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合,采用理論與實(shí)際相結(jié)合,進(jìn)行啟發(fā)式、探究式、討論式和參與式教學(xué)。根據(jù)授課對象講授由淺入深,由簡單到復(fù)雜,由具體到抽象,有快有慢,循序漸進(jìn)。先講基本知識和基礎(chǔ)理論,運(yùn)用好教材,基本按教學(xué)大綱和教學(xué)日歷進(jìn)行教學(xué),穿插能幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識的例子,但要靈活掌握,以學(xué)生學(xué)到知識、效果好為目的。
(4)理論課主講教師一定要指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課。注重化學(xué)實(shí)驗(yàn),便于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。使理論課生動、有趣。理論課教師不能脫離實(shí)驗(yàn)課,同時要和其他教師溝通,除了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能外,還要通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)理論知識的理解和掌握。鼓勵學(xué)生參加開放實(shí)驗(yàn),結(jié)合開放實(shí)驗(yàn)彌補(bǔ)理論課的遺漏和鞏固重要知識點(diǎn),如無機(jī)離子鑒別和絡(luò)合滴定副反應(yīng)系數(shù)及能否準(zhǔn)確滴定判別式應(yīng)用。通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐加深對理論課的理解和記憶,提高操作技能和技術(shù)。
(5)充分利用課余時間,堅持定期進(jìn)行答疑和習(xí)題課。新生第一學(xué)期相對課程較少,可把更多時間用于化學(xué)課程學(xué)習(xí),針對作業(yè)中出現(xiàn)的問題分類輔導(dǎo)講解,如概念類、原理類、反應(yīng)類、方法類、濃度類和計算類等。比如,提出難題供學(xué)生練習(xí),去開放實(shí)驗(yàn)室做化學(xué)實(shí)驗(yàn),多布置完成課后作業(yè)。注意課后搜集課程意見和輔導(dǎo)。
(6)課程教學(xué)管理與學(xué)生管理相結(jié)合。多與管理新學(xué)生的院教學(xué)干事和學(xué)工部人員聯(lián)絡(luò),查找對學(xué)習(xí)該課程不重視的學(xué)生(如缺課,經(jīng)常遲到和作業(yè)完成不好的),對他們還要補(bǔ)漏和加強(qiáng)課程重點(diǎn)知識的學(xué)習(xí)。
(7)建立符合課程特點(diǎn)的有公信力的課程質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生課程成績由課后作業(yè)、課堂練習(xí)、期中考試與階段考核和期末考試構(gòu)成,期末考試比例最大(50%~60%)。從嚴(yán)要求進(jìn)行教學(xué)和評價教學(xué)效果與質(zhì)量,是該課程建設(shè)的宗旨。從不向?qū)W生劃定課程考試重點(diǎn),哪怕占課程成績比重較大的期末考試,提醒和告訴學(xué)生課程知識重點(diǎn)隨時貫穿在課堂教學(xué)過程中,按照“六基”從嚴(yán)要求和練習(xí),每次課堂練習(xí)就是相當(dāng)于一次考試。多年來不及格比例1%左右,超過80分的達(dá)50%以上。不及格者確實(shí)是不夠給及格分?jǐn)?shù),堅持“給分有據(jù)”。
(8)教學(xué)效果應(yīng)注意知識的系統(tǒng)性與重點(diǎn)及難點(diǎn)的關(guān)系。基礎(chǔ)知識有許多是重點(diǎn),重點(diǎn)也包括難點(diǎn),有些難點(diǎn)不是重點(diǎn)。首先要學(xué)生掌握好課程基本知識和基礎(chǔ)理論,牢牢記住重點(diǎn),能夠理解難點(diǎn)??荚嚭涂己藘?nèi)容就是重點(diǎn)知識和基礎(chǔ)理論,如化學(xué)鍵和分子間的力、化學(xué)反應(yīng)類型與化學(xué)反應(yīng)平衡、變價元素及化合物性質(zhì)、分析化學(xué)基本知識、分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理、滴定分析原理和方法等。
三、體會與思考
公共基礎(chǔ)課程教學(xué)以學(xué)生學(xué)好基礎(chǔ)知識為第一中心,做到學(xué)生化學(xué)知識的系統(tǒng)完整和熟練運(yùn)用。通過課堂提問和課堂強(qiáng)化,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
雖然非化學(xué)專業(yè)新本科生化學(xué)基礎(chǔ)薄弱,但他們都是高分考入大學(xué),天資聰穎,具有寬厚的知識基礎(chǔ),再加上作為新生,求知心切,渴望在大學(xué)課程學(xué)習(xí)方面再有新績,只要善于引導(dǎo),教學(xué)方法得當(dāng),完全可以把無機(jī)及分析化學(xué)課程學(xué)好,并具備豐厚的化學(xué)基礎(chǔ)知識。開課時間為第一學(xué)期,對于新生,開頭開好了就等于成功了一半。事實(shí)上,新生(藥學(xué)等專業(yè))學(xué)習(xí)非常努力,絕大多數(shù)學(xué)生聽課非常認(rèn)真,課堂紀(jì)律很好,使人欣慰。講課時教師心情愉快,有問必答,師生互動相得益彰。由此聯(lián)想,課堂教學(xué)管理和課后學(xué)工管理要注意新生的渴求和心態(tài)變化,所以要加強(qiáng)新生的微觀管理,讓他們短時間從思想上真正成為成年人。
該課程能取得滿意的教學(xué)效果還得益于以下幾個方面:
(1)注重課堂教學(xué)管理。從嚴(yán)要求,不準(zhǔn)遲到,有事請假,抓住班干部和學(xué)習(xí)委員示范配合課堂教學(xué)效果,多年到課率基本100%。
(2)針對課程部分章節(jié)內(nèi)容,如元素和化合物性質(zhì),開展學(xué)生互動。充分利用學(xué)生的課余時間和開放實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生課下準(zhǔn)備、課堂表達(dá)、互相提問、老師檢查,盡可能全面掌握該部分的教學(xué)內(nèi)容。
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