時間:2023-03-30 10:35:17
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇無機化學課程論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
筆者經走訪一些企業、學院畜牧獸醫專業的畢業生,涉及飼養技術員、農戶支持技術員、化驗室檢測員、業務員等崗位,學生均表示動物生物化學課程的理論知識和操作技能在工作中均有不同程度的應用,如化驗室檢測員需要掌握相關的生化指標檢測技術,以進行疾病的診斷;飼養技術員、客服專員和業務員等崗位則更需要堅實的動物生物化學理論知識,以解答農戶的技術咨詢和新疫情的分析與判斷。
1.2重組教學內容
教育心理學家認為知識的構成方式與實際運用的方式相似程度、學生運用知識的能力成正比。為了開展行動導向教學,結合學院動物生物化學課程開課40學時,對原有的教學內容進行了重組,將理論知識體系按照由易到難來編成(生物大分子結構與功能、物質與能量代謝、機能生物化學)3個項目,其中生物大分子結構與功能項目設3個子項目(核酸、蛋白質、酶等);物質與能量代謝項目設5個子項目(生物氧化、糖代謝、脂代謝、蛋白質代謝和核苷酸代謝等);機能生物化學項目設2個子項目(水與無機鹽代謝、酸堿平衡)。對各項目中理論性太強且實踐應用不多的內容進行刪減,以便于教師教、學生學。
1.3配套案例
為順利實施行動導向教學法,共設計了34個與動物疾病防治、時事案件、人類健康相關的生物化學教學的案例。如根據生物大分子結構與功能項目的特點設計了農藥中毒與急救、人體8種必需的氨基酸及功能介紹、鐮刀型貧血病、瘋牛病、克雅病、蠶豆病———G6PD酶缺乏等12個教學案例;針對高考設計了物質與能量代謝項目吊瓶班、減肥藥的危害、低血糖與休克、牛羊營養代謝病、糖尿病-糖代謝紊亂等19個教學案例;機能生物化學項目設計了產后癱瘓急性缺鈣、血紅蛋白尿癥缺磷等3個教學案例。這些教學案例將物質在動物體內微觀的代謝過程變得宏觀可見,且與身邊的案例相聯系,既加深了學生對生化知識的理解和運用,又激發了學生的學習興趣。
1.4實訓內容
根據學院現有的實訓條件及各班開展動物養殖的情況,將本課程的實訓內容分為基礎驗證性實驗項目、綜合分析性實驗項目和探究創新性實驗項目(3個模塊)。1)基礎驗證性實驗項目以掌握基礎技能為目的,包括“雙縮脲法測定蛋白質含量”和“影響酶促反應速度的因素”(2個任務)。2)綜合分析性實驗項目以培養學生分析能力和提高專業技能為目的,包括肝臟中酮體的生成與測定、血清谷丙轉氨酶活性測定、無蛋白血濾液的制備、動物血糖測定等(4個任務),基礎驗證性實驗項目和綜合分析性實驗項目均為課堂教學任務,在課堂完成。3)探究創新性實驗項目為學生能力拓展項目,開設牛乳中蛋白質的提取與鑒定、不同飼養條件對動物血糖的影響(2個任務),由學生自主選擇其中一項或自選題目進行科學研究,在教師的指導下查閱相關資料,自行設計試驗方案,最后撰寫科研論文,為今后的畢業論文研究和撰寫打下基礎,提高學生探究興趣和創新能力。
1.5考核方法改革
為更全面地考核學生的學習效果,本課程的考核分為紀律成績、平時成績、實訓成績和期末考試成績四個方面。紀律成績考核上課出勤率、平時成績(課堂提問和作業成績)、實訓成績(實訓操作、實驗報告成績)、期末考試為筆試。課程綜合成績評定的比重分配為:學習紀律成績占10%,平時成績占15%,實訓成績占30%,期考成績占45%。
2動物生物化學基于行動導向法的網絡教學資源庫開發
行動導向法教學模式需要大量的教學資源支持才能順利地開展,為此學院開發了基于行動導向法的動物生物化學網絡教學資源庫,既方便教師開展教學又利于學生自主地進行個性化學習。
2.1“教”資源開發
資源庫將教學內容重組為3個教學項目和10個子項目并結合各自子項目開發多媒體教學素材,內容包括教學詳案、教學課件、圖片助學、上課錄像、案例分析、項目測試等內容,教學課件和案例分析均圖、文、動畫并茂,將教學的重點難點采用生動的Flas模擬,再配以真實場景的教學錄像和相關的圖片素材,表達生動、豐富的知識,創設形象、仿真的教學情景,突出教學重點,化解教學難點,激發學生的學習興趣,開闊知識視野,為教師在課堂展開豐富多彩的教學過程提供了直觀、有效地幫助。
2.2“學”資源開發
為方便學習者按學習需求靈活地查詢知識,資源庫將圖片資源、名詞解釋、虛擬空間、錄像資源、測試中心等重點教學資源單獨設置模塊。配套的教學錄像為學生提供了跨越時空的現場教學資源,其他分專題的錄像資源為學生的學習提供可直接觀摩學習的教學資源。此外,資源庫設置自主學習、實訓基地、拓展資源等模塊為學生進行個性化學習提供了豐富的補充資源,如執業獸醫資格證的復習考試資料等,為擴大學習者的知識面和今后的專業提升與發展提供切實地幫助。
2.3自我評價資源開發
為了能讓學習者能對自己的學習效果進行評價,資源庫為每個教學項目設計了題型多樣的項目測試,方便于學生按項目測試知識的掌握情況;同時單獨設計的測試中心為學習者提供了模擬試題和綜合在線測試題目,以檢驗對整門課知識技能的掌握情況。課件還為自主學習者設計了鞏固習題和答案,方便學生檢查自學效果。
1教材分析
1.1教學內容在教材中的地位
生物化學教材內容多且學時少,學生普遍感到生物化學難學,但也有學好這門課程的愿望。本課程所用教材是楊麗萍主編的《生物化學》第四版,緒論是第一課,是對本課程的高度概括,是學習生物化學的前導。講好緒論,對激發學生的學習興趣起著非常重要的作用。
1.2學情分析
授課對象為生物技術專業本科的學生,之前已經學習過無機化學和有機化學,化學基礎相對較好,學習主動性、積極性、理解分析能力較強。所以在教學過程中要將緒論講的新鮮有趣,就可以激發學生對生物化學的學習興趣,產生求知欲。有了這種求知欲,將為后續深入學習生物化學課程打下良好的基礎[1]。
1.3教學目標
知識目標:(1)掌握生物化學研究的內容與范圍;(2)熟悉生物化學發展的歷史;(3)掌握生物化學的知識框架,熟悉生物化學的學習方法。能力目標:培養學生掌握正確的學習方法和生物化學的知識框架。
2教法和學法指導
2.1教法
(1)層層遞進提問法:提問貫穿于本次課程教學過程,其目的是學生可以帶著疑問去思考。不僅激發學生的求知欲,還能課程內容逐步深入、前后貫通。(2)直觀教學法:利用多媒體課件和合理的板書設計,加深學生了對緒論知識目標的理解掌握,從而為后續深入學習生物化學課程打下良好的基礎。(3)啟發對比法:這種方法變學生被動性學習為主動學習,培養了學生分析、歸納總結問題的能力。(4)列舉實例法:學生自己探究問題,分析問題,提高了運用所學生物化學知識點分析、解決實際問題的能力。上述的四種傳統教學方法的綜合運用,結合了教師的主導作用和學生的主體作用,培養了學生分析、歸納總結問題的能力,提高了學生的綜合能力。
2.2學法
(1)學生應課前做好預習;(2)課上注意聽講、記好筆記;(3)課后做好復習。老師應介紹怎樣預習、如何記筆記、及時復習和回顧已學的知識點等。把學生引導到生物化學知識的范圍中來,同時教導學生學會用生物化學的理論去思考問題,提高學生分析、總結生物化學問題的能力[2]。
3教學程序設計
3.1引入課題(10min)
由生物界的各種現象引出生物化學的概念—是研究生物體的化學。在學生理解后設置問題:自然界中生物體的化學現象多種多樣且復雜多變應如何分析?此處設此問題以調動學生的求知欲。如果學生回答不準確或不能回答,則繼續問:怎樣揭示生物化學現象的內在規律?啟發學生回答:要研究生物界這個復雜結構體系的物質組成及其變化規律的基本原理,基于生物組成及變化規律的一致性建立生命現象基本原理整體框架。進一步設置問題:如何研究?再啟發學生舉例回答,從而進入下一環節--生物化學發展簡史[3]。
3.2講授生物化學發展簡史(15min)
3.2.1生物化學研究的啟蒙階段在中華民族的歷史中很早就出現了釀酒、制醬、做醋等應用;在唐代藥王孫思邈的《千金翼方》中就有“治腳氣常做谷白皮粥防之”,即使用含大量維生素B1的食物對腳氣病進行治療。同時還用豬肝治療雀目(夜盲癥)。講到此處時用多媒體課件展示相關圖片提高學生的學習興趣;也可使老師的文字敘述變得更感性。3.2.2生物化學研究的初始階段生物化學自18世紀中后期作為一個獨立學科出現后,涌現出很多卓越的科學家。講到此處,用多媒體課件詳細解讀相關研究。原因有三:(1)吸引學生的注意力,激發學生的學習興趣;(2)為后續內容如糖酵解、三羧酸循環和脂質代謝等的生理現象的講解做鋪墊;(3)為之后知識拓展埋下伏筆。3.2.3生物化學研究的快速發展時期生物化學研究中諾貝爾獎獲得者也不乏其人,對生物化學的發展起著深遠的影響。講到此處可與3.2.2的內容做對比,有利于學生對知識點的理解和記憶。然后設置過渡問題:從這些研究中可以總結出生物化學研究的什么規律?
3.3生物化學的知識框架和學習方法(20min)
首先設置問題如“生物體的化學組成是什么?”,引導學生思考。此處講授人體每天都和環境進行物質的交換,即新陳代謝。新陳代謝中酶催化了絕大部分生化反應,與此同時生物體具有精密的自我調控方法。這點從幾個層面為學生理清思路,進行下一步學習奠定基礎。為了使學生能更深層次地理解和掌握這一知識重點,可適當舉例說明。從“種瓜得瓜”推導出遺傳的概念,結合本學科的最新研究進展介紹遺傳的相關知識點[4]。授課過程中引導學生討論能激發學生探究問題的活躍氣氛,應提倡學生積極參與回答問題。用多媒體課件展示相關知識點,同時穿插知識點覆蓋的實例。
4課堂小結
在緒論的教學過程中應不拘泥于教科書,不能生搬硬套、平鋪直敘、枯燥乏味的講解是扼殺積極性的。緒論課最重要的目的是讓學生形成主動學習的意愿。因此可介紹一些目前在基因診斷及其基因治療方面的成功事例,讓學生明白生物化學是和我們生活健康密切相關的,從而激發學習的積極性和主動性。與此同時,緒論最有價值的知識是關于方法的知識。生物化學是一門記憶與理解并重的學科,在記憶的基礎上理解并融會貫通才能牢固記憶[5]。
5課堂效果分析
通過四種教學方法的綜合運用,激發了學生學習生物化學的興趣,不僅讓學生學習相關知識,同時學生也在分析、理解及融會貫通中建立了科學的思維方式[6]。
作者:朱會霞 孫金旭 單位:衡水學院
參考文獻
[1]鄭凱迪,王建光,毛孫忠,等.講好緒論調動起學生學習生物化學的興趣[J].大學教育,2013(13):118-119.
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[3]張璟,尹戰海,李霞,等.淺談生物化學緒論課教學[J].西北醫學教育,2008(3):608-609.
無機化學教學改革實施方案
無機化學教學改革實施方案是:理清知識體系,整合教學內容,壓縮教學時數,實行模塊化分層次推進教學,提高教學效率。無機化學教學的模塊化分解和教學時數分配的框架(表略)。無機化學教學整合原則如下:(1)刪掉部分內容(稀有氣體、鑭系、錒系、核化學、金屬晶體和無機化學發展前沿),不再講解,讓學生自學。(2)壓縮部分內容(溶液、熱力學、動力學和晶體學),在后續課程中精講。(3)合并部分內容(化學平衡、解離平衡和溶解平衡)。(4)補充部分內容(教學研究成果)。
無機化學教學改革方案的特色
(1)“三學二素一論”的兩部分六模塊改革。兩部分為理論部分(48學時)和元素部分(42學時)。六模塊為“三學二素一論”:“三學”為微觀學、熱力學和動力學;“二素”為主族元素和副族元素;“一論”為元素通論。
(2)“三位一體”的教學模式。微觀學Ⅰ為無機化學一,熱力學Ⅱ和動力學Ⅲ為無機化學二,元素部分為無機化學三,由3個主講教師完成不同模塊,學完就考,學分加和。
(3)根據“學生學習認知過程”設計教學順序如下: ①由抽象到具體,先理論部分后元素部分;②由簡單到復雜,微觀學為“原子—分子—離子”;③由理論到應用,熱力學為“熱力學能—化學平衡和電化學—氧化還原反應”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素; s區元素和ds區元素進行對比教學。
(4)利用規律性的“教學研究成果”促進教學。六模塊中有關規律的教學內容詳見表1。在這部分教學中展示教師教學研究成果,既可以理清學生思路,解決疑點難點;又可以指導學生進行教學研究,以研助教,以教促研。
(5)明確重點。溶液的有關理論重點在分析化學課程中講解,而在無機化學課程中只學簡單應用;熱力學和動力學的有關理論重點在物理化學課程中講解,而在無機化學課程中只學簡單應用。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.041
2009年12月教育部正式啟動了“卓越工程師培養計劃”。該計劃旨在培養造就具有創新能力、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,為建設創新型國家、實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源優勢,增強我國的核心競爭力和綜合國力。
《無機化學》是化學化工類卓越工程師教學的第一門專業基礎課程,承載著服務后續基礎和專業課程的功能,對化學化工專業骨干課程的學習起著至關重要的作用,在整個課程體系中具有重要地位。因此,《無機化學》課程的改革成功與否,極大地影響著后繼課程的改革成敗,對卓越工程師計劃的順利實施起著至關重要的作用。要想達到應用型卓越工程師的培養目標,我們還必須進一步深化本課程體系和教學改革,加大改革力度,力爭為培養出創新和實踐能力強的、滿足現代化學化工行業需要的應用型工程人才起到應有的作用。
無機化學課程改革的深化必須從以下幾個方面開展。
1 推進教學內容和教學方法改革
第一,加強與其他基礎化學課程的聯系和交叉:無機化學與有機化學、分析化學、物理化學并稱為四大基礎化學課程。無機化學是其他三門課程的奠基課程,教學中要與其他三門課程在教學內容、教學方法以及知識應用等方面進行很好的協調配合。第二,調整教學的重點,突出重點,化解難點:無機化學的教學內容非常豐富,主要包括化學基本理論和元素無機化學兩大類。在教學中,我們要改變以往無的放矢,課時分配一刀切的狀況,將重點放在化學基本理論的掌握上,使無機化學真正起到承載其他基礎課程的奠基功能,更好的服務后繼課程。對“原子和分子結構”等歷來的教學難點,應多與學生討論,在課時分配和授課深度上進行探索,予以更好的把握,改變以往對學生情況不甚了解,教師主導課程進度的狀況。第三,革新無機化學教學方法:因“材”施教:根據不同的教學內容,采用不同的教學方法。改變以往呆板的教師填鴨式教學,根據教學內容,充分選用講座,視頻,討論等新穎的授課方式,激發學生的學習興趣;師生講授結合。對于較為難以把握的化學理論知識,應主要由教師講授和學生練習相結合;而對于內容較為易于掌握的元素無機化學部分,應采用學生講授,教師點評,學生小論文和講座等豐富多彩的教學方式,使學生充分參與到教學中來,體驗到教學的樂趣。
2 深入實驗教學方法改革
革新教學理念:在無機化學實驗教學的改革中,將無機化學實驗課從隸屬于理論課,以驗證理論和訓練技能為主,忽視學生能力的培養的僵局中擺脫出來,要以“卓越工程師”為培養目標,強化實踐能力、創新思維和意識的培養; 拓寬基礎,淡化二級學科界限,突破原四大基礎化學實驗課程及化工多門實驗單獨設課的課程體系,按照制備、性能測試與表征、工程實踐與應用這一主線,實行分階段(培養基本實驗能力階段,培養研究和創新能力階段)實驗教學模式。開設計劃學時外的開放實驗,培養學生的創新能力:在基礎化學實驗課上,增設計劃學時外的開放實驗。主要包括學生補做或重做計劃學時內的實驗及進行公選題和自選題的實驗。在施行的過程中堅持以學生為主的開放實驗原則,保證學生能在課余時間進行開放實驗的訓練。以化學競賽的形式吸引學生參加無機化學實驗,激發學生學習興趣:組織大學生基礎化學技能賽,并在此基礎上選拔優秀學生參加省大學生基礎化學技能比賽。
3 完善課程考核機制
改變以往評價主體為單一教師的狀況,吸引學生加入課程考核的主體中來。由師生共同根據評分標準對學生的平時成績進行評分,發揮學生的主人翁意識,使考試不再神秘化,激發學生的教學參與熱情;改變以往考核方式以閉卷為主的考核方式,加入課程小論文,平時測驗等新的考核元素。同時,可將期末考核的閉卷筆試改為A4紙半開卷考試。即允許學生攜帶一張A4紙進入考場,學生可在復習時將認為與該門課程相關的重要內容書寫在該A4紙(單面)上考試結束后,與試題卷、答題卷一并上交.避免考試死記硬背應考的情況,提高學生的應用能力;評分標準規范化。
這些改革措施的可行性在于,首先,改革側重于教學方法和教學內容的變更,結合學校和教學實際,項目實施不需要高昂成本,運作簡便,充分調動學生的學習積極性,在學生中推行容易被學生接受和認可,改革阻力較小;其次,高校教師可塑性強,改革阻力小,愿意為培養“卓越工程師”進行積極的探索和實踐,能夠接受新事物和新方法,對教學熱情高漲,愿意為國家和社會培養合格人才貢獻自己的力量。
總之,無機化學教師應該根據“卓越工程師教育培養計劃”中對“卓越工程師”的要求,積極探索無機化學教學內容和教學方式的改革,更新教學理念,深入推進多方位、多層次、多模式的本課程的改革實踐,尋找適合學校特色的無機化學教學之路,為后繼課程的改革實踐和學生能力的培養奠定基礎,為國家和社會培養一批未來化學化工領域的卓越工程師做出應有的貢獻。
參考文獻:
[1]陳喜蓉,陳早明,李敏.基于“卓越工程師計劃”創新型人才培養下的《化學反應工程》課程實踐教學[J].廣東化工,2014,41(5):172-175.
[2]高建榮,劉化彥,韓亮.基于工程實踐與創新的化工類人才培養體系構建與實施[J].高校經濟,2012,45(4):188-189.
隨著人類社會進入信息時代,信息傳播技術的革命對高等教育產生了前所未有的沖擊。計算機、多媒體和網絡技術的飛速發展,使得教學資源無論從內容數量、媒體種類還是從存儲、傳遞和提取信息的方式等多方面都較之以前發生了重大變化。尤其是學習資源的可獲得性和交互性的急速增長已經打破了傳統的教學方式,為知識和信息的獲取注入了無限的活力。現在人們一般將電子化的教學資源稱為數字教學資源,如果按課程知識體系將數字教學資源整合處理后形成的一個互動化、多媒體化的共享式資源倉庫就是數字教學資源庫。
高等無機化學是我國現行高等教育體系中理、工科化學與化工類專業高年級學生和相應研究生教育的必修課程之一,是學生進一步從事高層次科學研究的理論基礎。近年來,雖然國內少數重點院校開始嘗試編撰適合本校特色的高等無機化學紙質教材,但是目前適合我國高等教育教學體系的高等無機化學立體化數字教學資源依然相當匱乏。由于缺乏有效的富含大量信息、形式活潑、內容生動的高等無機化學數字教學資源,從而對教育質量的進一步提高產生了一定程度的制約作用。因此,建立一個方便實用、資料豐富的高等無機化學數字資源庫,解決目前高等無機化學教學實踐中所面臨的問題已經勢在必行。有鑒于此,我們在大連理工大學研究生院教改基金的支持下,在充分挖掘和利用國內外高等無機化學教育和科研成果基礎上,構建了“高等無機化學數字教學資源庫”,并將其初步應用于高等無機化學教學,收到了良好的效果。
一、高等無機化學數字教學資源庫的構建目的和原則
1.資源庫的構建目的
作為化學、化工專業高年級學生和研究生教育的必修課程,高等無機化學與基礎無機化學相比具有教學難度大、學時有限、內容抽象、理論性強的特點。高等無機化學中這些抽象的理論內容往往又是課程的精髓部分,為學生進一步深造和從事科學研究工作所必需,因此往往成為教學中的難點和重點問題。為使學生在有限的學時內對高等無機化學課程體系有全面的認識和掌握,我們構建了高等無機化學數字教學資源庫,將大量圖片、動畫以及視頻教學資源匯集、整合在資源庫中,使得原本抽象而枯燥的教學內容形象化和具體化。在數字教學資源庫輔助下,整個高等無機化學的教學過程可以做到圖、文、聲、影并茂,極大激發了學生的興趣,使學生更加容易理解和掌握課堂教學內容,提高了教學效果,深受學生的歡迎。
2.資源庫的構建原則
高等無機化學數字教學資源庫的構建是在采取探索、研究型教學和學習模式基礎上,將現代教育技術與優秀教學資源有機結合,滿足教學內容和體系、教學方法和手段以及學生學習方式的要求,使學生充分理解高等無機化學課程的本質,激發學生的求知欲望和科學研究興趣,有效地提高研究生教育的質量,以利于創新人才的培養。高等無機化學教學資源庫并不是各種資料和信息的無序雜湊,它所承載的內容在經過認真的篩選、研究、整理以及加工制作基礎上,進行了科學合理的分類,各部分內容之間既相互區分又有內在的邏輯聯系,整合為一個立體化、系統化的教與學的新體系,最大限度地滿足科學性、藝術性、交互性、開放性和發展性的構建原則和要求。
二、高等無機化學數字教學資源庫的構建方式和資源整合
1.資源庫的構建方式
高等無機化學數字教學資源庫的構建采用“內容分類化、資源模塊化”的構建方式。“內容分類化”就是按照內容不同將資源庫分為教材庫、試題庫、素材庫、電子實驗室。教材庫包括各種電子圖書、多媒體課件、教學和科研論文等,試題庫主要含各章節的練習與考試題目,素材庫包括各種視頻、動畫、圖片和文本等,電子實驗室包括一些實驗裝置和作圖模板、虛擬實驗室等內容。“資源模塊化”是指按照模塊化的思想開發資源庫,以各領域的知識點為基礎,按照一定的檢索和分類原則,針對不同層次的需求,使之具有可重組性的特點。“模塊化”的建設思想,可以使不同的任課教師根據自己的教學特點和需要有針對性地從資源庫中選擇基本單元,通過具有個性化的重組生成適用于不同教學環境的課件,有效避免千人一面。這樣的資源庫構建方式不但使建設者有明確的目標,而且能滿足具有不同教學風格教師的使用需求,調動教師的參與積極性,使資源庫能隨著教師教學的進展而自然地積累和更新。
在構建好資源庫的框架結構后,我們對相關的教學資源進行了構建。本科基礎無機化學教改經驗為高等無機化學課程建設提供了借鑒。在本科教育中,我校化學系堅持將現代教育技術引入教學之中,取得了備受矚目的教學改革成果。步入21世紀,教育部啟動了“新世紀網絡課程”建設項目,高等教育出版社啟動了“高等化學教學資源庫”建設項目,我校化學系承擔了這些建設項目,并已經取得了一些成功的經驗,體現了化學系在教學方法與教學手段的改革領域中的優勢地位。無疑,本科教育改革的經驗奠定了高等無機化學數字教學資源庫建設的基礎。
2.入庫資源的整合
高等無機化學數字教學資源庫的資源形式主要有以下幾種:(1)文本:含電子教案、教材、參考文獻、論文等,電子教材及教案以DOC格式為主,其他內容格式包括PDF、TXT等。(2)視頻:包括與教學內容有關的理論授課錄像、實驗教學錄像、專題資料片、科教片等。搜集國內外優秀教學名師的經典授課錄像的視頻文件,以AVI格式儲存。(3)圖形圖像:包含原子核化學、價鍵理論、酸堿理論、群論、配位場理論、簇合物以及金屬有機化合物結構、組成、性質相關的各種圖像和照片,圖像以jpg格式為主,也包括bmp、gif等格式,滿足使用者不同的需要。(4)動畫:包括Mossbauer效應原理、不同分子點群對稱操作等,用Adobe Flash MX制作成swf格式。(5)多媒體教學課件:包括自主開發的高等無機化學多媒體課件,課件主要以ppt格式儲存于資源庫中。
三、高等無機化學數字教學資源庫的作用和功能
高等無機化學數字教學資源庫的構建對于“教”與“學”兩方面所起的作用是顯而易見的,下面對高等無機化學數字教學資源庫的作用和功能做一簡單介紹。
首先,高等無機化學數字教學資源庫可以更好地服務學生的學習活動。資源庫中涵蓋所有和高等無機化學教學內容相關的圖片、多媒體課件、動畫等,使得教學過程中抽象晦澀的理論知識變得形象生動、全面直觀且易于接受,可以滿足學生學習的要求。在研究生教學過程中,學生來源不同,針對不同層次的學生,由于接受、理解能力和本科階段學習基礎不同,在進行課堂講解時教師有時難以把握授課進度和重點。在教學資源庫輔助的情況下,學生不需要在課堂上忙于抄筆記,課下利用拷貝下載的多媒體課件可以自由復習,極大提高了教學效果和學生的學習興趣。同時,學生通過反饋在學習中遇到的問題,可以從另一方面對資源庫的內容進行有益的補充和完善,從而達到教學相長的目的。
其次,資源庫的建設也是推動高等無機化學教學質量提高的重要手段。數字教學資源庫的構建,極大的豐富了任課教師教學資源的來源與擴充,使多媒體課件的制作更加完善,授課內容更加豐富靈活。教師不僅能夠對書本上的基礎知識詳盡的解釋,更能隨時在課件制作中增加最新最前沿的進展介紹。經過對教師授課思路的整理,更可能給研究生教育帶來新的活力和學習的主動性。同時,任課教師備課時,可以根據教學內容和教學目標需要,利用教學資源庫中多媒體資源中的原始素材,如文字、動畫或是錄像等形成具有鮮明個性特點的教案和課件。
最后,教學資源庫的構建也可以成為科研工作的有益補充。在科研工作中,無論教師還是學生都可以依托數字教學資源庫,方便地獲得與高等無機化學課程相關的教材、資料、多媒體讀物、教學軟件,可以查閱有關的所有文檔,了解學科的發展和前沿動態,拓展知識面。
無機化學是高職高專化工類專業新生入學后的第一門專業基礎課,也是培養化工類應用性人才必不可少的素質教育課。開設無機化學課程的目的,一方面是為今后的專業課學習奠定化學基礎,另一方面是幫助學生提高獨立思考的能力、為其將來從事專業工作提供更多的思路和方法,培養學生的創新意識和創新能力[1]。因此,它的教學質量的提高對于提高化工類專業學生的綜合素質和良好的專業素養具有重要意義。幾年來,在全體教師的共同努力下,經過反復的探索與實踐,以培養應用型人才為目標,在不斷的努力與充實中,取得了一些頗有成效的成果和經驗。
1、堅持與時俱進,更新教學理念
教學理念是課程目標與課程結構、課程內容及課程實施之間的鏈接點。根據新時期培養目標和教學基本要求,為適應新時期課程改革,我們積極吸收先進的教學理念,以學生發展為本位,以教學質量為中心,本著以應用為目的,以"必須、夠用"為度的原則,以課程體系、教學內容、教學方法改革為重點,以考試改革為手段強化學生基本素質、實踐能力和職業技能的培養,實施"厚基礎、寬口徑、適應廣、能力強、素質高"為基本內容的人才培養模式。構建有高職高專特色的、理論與實踐并重、以崗位群技術應用能力為主線的教學體系。打破學科型模式界限,使教學內容既相互銜接又避免重復,注重理論聯系實際、突出實踐技能訓練效果。為此,無機化學教研室從培養素質、提高能力出發,以培養素質型的合格人才為目的,堅持進行無機化學教學的改革探索。
2、創新教學體系,優化教學內容
在課程體系改革上,不斷創新教學體系,優化教學內容,適時更新和精選教材,并編寫與本校實際教學與時具進的新教材。同時主講教師結合國內外同類先進教材進行教學內容的精選與重組,并依據本學科發展的最新成就,隨時對教學內容進行更新和補充,注意介紹無機化學的進展與前沿,保證了教學內容的科學性、系統性、先進性和適用性。例如,以學生熟悉的生活信息情景(如"身邊的化學物質","物質構成的奧秘","物質的化學變化"、"化學與社會發展")為教學的契入點,立足從自然、社會、人文、科學、技術緊密聯系的角度,開發和利用化學課程資源。引導學生認識和探究材料、能源、環境、營養、健康與無機化學的關系的同時,培養和強化開發和利用化學教學活動信息資源和學習情景資源的意識及能力,使本課程的教學模式符合當前素質教育的要求,有利于培養學生的科學素質和探索精神。
3、教學方法多樣,教學手段先進
以往,較多的教師由于受到各種主、客觀因素的影響和制約,只是埋頭教"書",照本宣科,把教學大綱視為金科玉律,把教科書作為唯一的課程資源,卻忽略了書本外,學校外博大精深,絢麗多彩的化學自然世界和化學人文世界。缺乏對化學課程資源的識別、開發和運用的意識及能力,不能及時地經過充分挖掘,加工篩選和轉化后運用到無機化學教學過程中,造成許許多多有價值的化學課程資源的閑置和浪費[2]。我們在無機化學的課改中,堅持教為主導,學為主體。積極創新和靈活運用多種先進的教學方式方法,引導學生主動、創造性地學習,掌握獲取知識的途徑和方法。課堂教學采用"啟發式"、"研究式"、"引導式"、"討論式"、"互動交流式"、"綜合目標式"等多種靈活教學方式,堅持理論聯系實際,精講多練,既注重面向全體學生,又注重學生個性發展。并根據學科特點,靈活采用現代化的教學手段,根據不同的教學內容,實現傳統教學手段與現代化多媒體教學手段有機結合[2]。自行開發了教學多媒體課件和獨具特色的電子教案,教學中做到了重難點突出,信息量增大,變枯燥為趣味,化抽象為具體,教學效率大為提高。
4、進行考試制度與考試方法的改革,加強了無機化學試題庫建設
考試改革作為教學改革總過程中的一部分,既是對學生學習和教師授課方向,方式的引導,又是對教學改革的檢驗,因此也是我們在摸索適合高職高專院校發展的教改路程中花大力氣探索和嘗試的[3],經過兩年的實踐檢驗,效果比較理想。我們本著加強學生知識、素質和能力的培養這三個方面為主要內容,考核方法的改革,具體作法是:一是實行教考分離。每位教師每學期都針對所帶課程出兩套試卷(附答案),所以每門課程都有試題庫,學期末考試時從中抽題,可以加強學生學習和教師教授知識對重點的把握,又不會影響學習點的范圍;二是實驗成績,平時成績與學期末考試成績相結合。實驗成績包括實驗過程情況和實驗報告完成情況;平時成績則包括作業成績,考勤,課堂表現,課后任務完成情況;期末卷面成績,三項在總評成績中所占比例目前我采用的是3:3:4。通過學生的總評成績考評在校學習情況,既肯定了學生的學習過程又注重學生的學習效果,培養了學生良好的學習習慣和持之以恒的學習態度。增設的實驗考核逐步實現了人才培養目標中注重學生實踐操作能力,把培養應用型,技能型人才作為高職高專院校培養重點來抓。
5、創新實驗教學體系,強化實踐環節
化學是一門實踐性和應用性很強的科學,實踐教學環節對學生的能力培養至關重要。因此,我們強化了實踐環節,注重學生嚴謹的科學態度、積極的創造性思維能力與扎實的化學實驗技能培養。主要措施如下:①創新實驗教學體系,優化實驗項目內容,②增大設計性、綜合性、研究性實驗的比例,將"研究式"學習和創新教育引入實踐性教學。讓學生通過查閱分析文獻,自行設計實驗方案,經指導教師審閱后,在教師的指導下進行實驗、觀察實驗現象,發現問題并分析原因,提出相應對策,適時調整完成實驗,最后撰寫實驗報告。使學生獨立思考、分析問題解決問題的能力和基本實驗操作技能有較大提高。③定期舉辦實驗技能大賽,化學趣味實驗晚會。取得了良好教學效果。
6、積極進行無機化學實驗的綠色化研究,培養學生正確的科學態度
綠色化學是最高層次的化學,由傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從"粗放型"向"集約型"的轉變[4]。如何在無機化學的教學中加入綠色化學的內容,是擺在每一位無機化學工作者面前的首要課題,也是學習和研究的首要領域。《全日制義務教育化學課程標準》(實驗稿)指出:"化學實驗是進行科學探究的主要方式,它的功能是其他教學手段無法替代的"。在無機化學的教學中積極進行綠色化學實驗的研究,就是把綠色化學的思想貫穿在化學教學的全過程中,這一方面可以培養學生強烈的環保意識,另一方面綠色化學實驗本身就是化學教育中實施創新教育的重要內容[4]。課改中我們用實際生動的綠色化學的范例充實無機化學實驗的教學內容,按照范例所涉及的知識點,自然地、生動地滲透到無機化學教學之中。實踐證明,綠色化學實驗方法在激發學生學習化學興趣、強化動手能力的訓練,培養創新思維,樹立環保觀念上有獨特的地位與功效。
7、積極開展多種形式的科學研究活動,培養學生創新能力和科研能力
作為高等學校的教師,不但要給學生傳授知識,更重要的是培養學生的創造能力;培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力[5]。為此,我們積極進行科學研究,以期通過科研帶動教學質量的進一步提高。教師們一方面將科研成果反映到教學中,豐富和革新教學內容,另一方面不斷提高自身的學術水平,促進教學改革。與此同時,我們還積極支持并帶動學生參與教師的科研課題,在專科生中要求畢業論文,并認真指導完成。這些措施有力地帶動了學生進行科學研究的熱情,促進了學生創新能力和科研能力的提高。
同時營造濃厚的學術氛圍,組織各種學術報告會、科研講座,讓學生及時了解化學發展前沿及發展動態,開拓學生的眼界,啟迪學生的創新思維。激發學生在教學中的主動參與性,充分發揮其學習主體性,轉變其被動的學習方式為科學的探究性學習方式。
通過近幾年的創新教育實踐,使學生的創新能力和全面素質不斷提高。根據我們的追蹤調查,學生畢業分配到工作崗位后大都工作嚴謹,踏實肯干,工作能力強,并都具有一定的科學探究能力和嚴謹的科學態度及團結協作精神。
總之,基礎教育課程改革的全面推行已經對高職高專院校現行的化學教育教學提出了挑戰。作為主干專業基礎課程的《無機化學》,選擇以科學探究為主的多樣化教學方式,加大基礎實驗的綜合性和探究性。充分開發利用《無機化學》課程資源,培養和強化學生充分開發利用化學課程資源的意識和能力。鼓勵合作交流,促進學生自主開放、科學探究學習。加強實踐活動,提高學生的科學探究能力和創新能力,是高職高專院校《無機化學》課程教學改革的當務之急。
參考文獻:
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[2]賈陸、王學如: 談無機化學教學的改革 [J];藥學教育; 1998年01期; 27。
化學是實踐性很強的學科,實驗教學在化學教學中占據舉足輕重的地位,是一種特殊形式的教學活動。它和理論課內容環環相扣,有助于學生及時理解消化理論課的內容,并增加學生學習的興趣,具有其他教育活動所不可取代的功能,是培養學生創新能力教育中最重要的一個環節。
無機化學是華北電力大學應用化學、能源化工、環境工程、環境科學等專業的重要專業基礎課程,它緊承高中化學,不僅是各專業課的基礎,同時也是其他化學基礎課的基礎。無機化學實驗是無機化學課程的重要組成部分,是學生入學后的第一門化學實驗課程,對于學生理解掌握無機化學課程的基本原理、培養動手能力和創新思維能力起著至關重要的作用。其基本教學目標可歸納為三個方面:訓練學生良好的實驗室工作習慣和素養;訓練學生的基本實驗操作技術和技能;培養學生具有獨立進行實驗研究工作的初步能力。而在華北電力大學無機化學實驗的教學中,原教學體系已經不能滿足培養學生創新能力的要求,因此對原課程教學體系及教學方法進行改革變得尤為必要。
一、無機化學實驗教學的現狀及存在的問題
現華北電力大學應用化學和能源化工專業設立了“無機化學實驗A”課程,學時32;環境工程和環境科學專業設立“無機化學實驗B”課程,24學時。與其他“211”院校的對應專業相比,華北電力大學的無機化學實驗學時明顯偏少,如果仍延續傳統的理論驗證實驗模式,無法達到教學目標的要求。所以如何在有限的時間內為學生提供符合學習規律、具有先進性、適合于本科生使用的無機化學實驗教學體系是亟待解決的問題。
目前存在的主要問題如下:
(1)實驗學時少:目前“無機化學實驗A”僅能開設12個實驗,主要是基本理論驗證實驗和常見元素性質實驗,制備、分離、鑒定等綜合性較強的實驗較少;“無機化學實驗B”只能開設9~10個實驗,元素部分的實驗基本無法開出,遠遠不能滿足學生的求知需要。
(2)實驗教材內容陳舊:所用的教材是2000年自編的講義,采取“示范型”的編寫方式,形式呆板,缺乏對實驗理論、方法、特點的系統介紹,使實驗教材停留在實驗操作指導的水平上,學生在實驗中基本上是“照方抓藥”,處于被動狀態,不能很好地達到培養實驗能力的目的。
(3)實驗教學方法比較單一:在實驗教學中,仍局限在“驗證理論”或“儀器的使用和操作方法訓練”的模式上,沿用幾十年不變的學生預習,教師課堂講解,學生按實驗步驟操作,課后完成實驗報告的老一套做法,使實驗課落后于科技的發展和時代的要求,制約了實驗教學水平的提高以及學生實驗能力和素質的培養。
(4)考核方式不科學:目前在實驗成績的評定上,主要依據實驗報告和學生實驗操作的情況。由于有部分學生無故曠課,甚至相互抄襲實驗報告,或是照著實驗書通篇抄寫,造成實驗成績評定不能全面反映學生實驗能力的高低,使得學生在思想上產生了重理論輕實驗、重實驗操作輕實驗設計、重實驗結果輕實驗結果分析論證的傾向。
無機化學實驗教學改革的目的是建立一個無機化學實驗教學的新模式,使無機化學實驗具有教學內容前瞻性、教學方法創新性、教學手段現代性的特點,積極促進無機化學實驗課教學質量的提高。對無機化學實驗的教學體系進行改革,完善教學內容,改革教學方法和考核方法,引入網絡教學手段以彌補學時不足,對于提高無機化學實驗的教學效果,培養學生獨立觀察、分析實驗現象和作出結論的能力以及科學工作方法顯得尤為必要。
二、無機化學實驗教學體系的改革
無機化學實驗在化學實驗教學中占有特殊地位,是學生化學實驗教育的第一門實驗教學課程,學生的興趣和學習態度如何會直接影響今后整體化學實驗教學的效果。華北電力大學無機化學實驗的教學改革應全面分析調研無機化學實驗課程內容、方法,找出存在的問題,以學校培養創新人才的教學目標為宗旨,對課程體系進行全面改革,并在實際教學實踐中驗證改革的效果。
1.課程體系的定位
通過調研工作分析比較國內知名綜合性大學、行業大學應用化學和環境專業無機化學實驗設立情況。調研結果顯示,國內大學無機化學實驗或單獨設課、與分析化學實驗合并設立“無機及分析化學實驗”或四大化學統一設立“大學化學實驗”課程,但無機實驗部分的內容80%左右相同,20%為各校根據自身特點設立的實驗,如化工大學的無機制備、地質大學的巖層分析,農業大學的土壤性質等;同時和后續課程教師溝通,了解后續課程對化學實驗技能的要求。通過研究討論對我院各專業無機化學實驗課程教學體系有了比較明確的定位:即夯實基礎,注重特色。也就是在課程體系中確定70%左右的內容為無機化學基本理論和基本知識實驗,30%左右為與專業特色相關的實驗。
2.教學內容改革和教材編寫
將實驗內容分為三個模塊,分別為“一般理論驗證及基本操作訓練實驗”、“元素性質實驗”、“綜合性和設計性實驗”。每個模塊的訓練目的不同。根據華北電力大學化學和環境專業各自的特點分別編寫適合的教材。在編寫中注意篩選、精簡、刪除、合并教材實驗內容,突出電力特色,如對化學專業增加“去離子水的制備和水質檢驗”;對環境專業,增加“電廠化學車間酸堿廢水性質及處理”等與專業相關的實驗內容,增加學生的學習興趣。同時提高綜合型設計性實驗在整個實驗課程中的比重,對原設計性實驗進行修改,以期更適應學生的認知水平,在每個驗證實驗中也增加如混合離子的分離鑒定等設計性小實驗,兼顧學生基本操作能力訓練和學生創新思維能力的培養。
三、實驗教學方法改革
實驗教學方法的改革是改革的中心。如何在短短幾十個學時中達到培養學生進行化學科學研究的能力的目的是改革要解決的主要問題。
首先,根據“三大實驗模塊”各自的訓練目的循序漸進地采用“指導”、“啟發”和“探討”三個階段的教學方式。在一般實驗中,以“指導”為主,訓練學生對實驗設備、實驗操作方法和化學基本原理的熟悉、掌握。在綜合性實驗中,啟發學生如何發現問題,如何一步步地解決問題。在設計性型實驗中,由學生自行擬訂方案,動手實驗,教學方法以探討為主,鼓勵學生充分發揮創造力和想象力,運用各方面的知識自行設計實驗方案,自已探索,獨立解決問題。
其次,充分利用多媒體課件、網絡教學等教學資源。由于課時限制,無機化學實驗很多內容都無法讓學生在實驗室完成。實行實驗室開放制度、建立實驗網絡平臺是解決這一問題的有效手段。無機化學實驗儀器和設備主要是玻璃儀器,不需要特殊維護,開放實驗室幾乎不需要額外的費用,可為基礎好的、學有余力的學生提供課外學習和小型研究的場所;建立實驗室網絡平臺,將無機化學課程中涉及到的各種物質圖片和由于學時限制無法開出的實驗制成視頻上網,學生利用課余時間可以在網上觀看學習。不僅可以使實驗內容更加豐富,省時省力,激發學生的學習興趣,產生較好的教學效果,還可以培養學生駕馭現代教育信息技術的能力。
四、實驗教學過程管理改革
加強實驗教學各環節的規范化管理,確保學生能力的提高。為此可把實驗教學過程分為預習、實驗、報告、總結四個環節,對四個環節的教學管理建立規范化的內容和質量指標體系。實驗前要求學生寫好預習報告,實驗時首先提問學生實驗有關的操作和現象,講解時只給學生講解一些注意事項,實驗過程中及時指出學生操作中的問題,并對學生的操作進行打分,對每一步的內容與指標盡量做到量化,使教學雙方在整個實驗教學過程中都有據可依。
如針對我校的應用化工技術專業,我們通過教學研究和大討論對基礎理論教學內容進行了整合,去掉一些單純理論推導,保留了最基本的、基礎的、原則的內容.對于無機化學中“原子結構和元素周期律”、“分子結構和晶體結構”這些難度較大,而在工廠、企業等實際應用中用途不大的內容知識,適度減少了其部分教學內容,著重講授了化學反應速率和化學平衡及其應用.在教學中筆者十分重視本學科的研究現狀、發展方向、研究方法和研究成果等,會在學習有關內容時,及時將最新研究成果和最新技術吸收進來,使教學內容具有前瞻性和啟迪性,如在講解配合物相關知識時,會向學生介紹配合物在光、電、磁學以及吸附分離等方面的應用及發展前景,在講解“元素及化合物”的相關內容時,會向學生介紹有關重金屬污染、微量元素與人體健康的相關知識,這樣既可以增加課堂的新穎性、趣味性,又有利于培養學生對化學的學習和探究興趣.
2更新教學方法和教學手段,提高教學效果
教學方法和手段的更新是課程改革的難點.要積極開展教學研究,探索教學規律,重視學生的主體地位,充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性.教學過程中我們采用了多種教學方法,如啟發式、討論式、探究式等教學方法,用以不斷激發學生的學習興趣,同時有效地避免了“滿堂灌”,給學生留有一定思維的空間、自學的空間.如在講解完雜化軌道理論和價層電子對互斥理論時,采用了討論式教學,在將兩種理論的主要內容學習完后,以相關習題作為依據,讓學生分組討論兩種理論的聯系與區別、二者的優點與不足,學生們發言后,教師再作總結,這樣做不但有利于幫助學生更好地理解教學內容,也充分調動了學生學習的主觀能動性和學習效率.將優秀的、傳統的教學方法與現代化的教學方法相結合,積極推進多媒體輔助教學.無機化學的教學內容既涉及晦澀、難懂的理論知識,又涉及瑣碎、繁多的元素化合物知識,開發計算機輔助教學,制作相應CAI課件,可將教學內容形象化、直觀化,增加教學容量,大大提高教學效率.如在無機化學課程課堂教學中,經常涉及分子和原子模型平面和立體圖形等,可通過FLASH動畫的形式進行展示,可使微觀的現象得以生動地描述,圖文并茂,動靜結合,將抽象的行為形象化,便于學生輕松掌握原本非常抽象的理論.為便于學生自主學習,我們還可以充分利用網絡技術,將課程的教學大綱、教案、課件、習題、參考書籍等教學資料上網,實現優質教學資源共享,為學生創造一個好的、開放性的學習環境.
3注重實驗教學,理論聯系實際
無機化學是一門實驗科學,通過直觀的實驗現象能幫助學生很好地理解和掌握無機化學的基本理論和基礎知識,有助于學生理論與實踐相結合.因此,我們在講授理論的同時開設實驗課,加強實踐內容,強化實踐環節,注重實踐操作與綜合能力的培養.在實驗內容的選擇方面,強調實驗的基本操作,如選擇溶解、蒸發、結晶、溶液的配制、試劑的取用等實驗,不斷強化學生的基本操作訓練;同時,減少驗證性實驗,增加制備性、綜合性實驗.如刪減了實驗教材中元素錫、鉛、銻、鉍、銀和汞等的性質實驗,增加了硝酸鉀的制備與提純、三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備等制備性、綜合性實驗,特別是三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備實驗是以廢鐵屑為原料制備硫酸亞鐵銨,然后再制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀并進行草酸根離子及鐵離子含量測定實驗的(該綜合性實驗含3個實驗,共時),這樣就逐步形成了一套由淺入深、循序漸進、重在應用的實驗教學模式,進一步強化培養了學生獨立思考、解決問題的能力,以及動手能力,啟迪了他們的創造思維.結果表明,具有較好的教學效果.
4科學設定考核方法
考核是教學過程的一個重要環節,其目的是為了檢驗學生學習的成效,評估教師教學水平與教學效果.科學、有效的考核方法有助于教師更好地做出正確評估.目前我校無機化學理論課和實驗課考試成績均由平時成績和期末考試成績兩部分組成,平時成績占30%,期末考試成績占70%.對于無機化學理論課,平時成績可通過課堂提問、平時作業、撰寫小論文、無機化學知識競賽成績、章節測試成績、出勤等幾方面的考查給出成績;對于實驗課,則可通過對預習報告、出勤情況、實驗紀律、實驗操作、實驗報告等方面的考查,綜合求出平時成績.理論課的期末考試以筆試為主,內容強調無機化學的基礎理論知識;而實驗課的考試以實際操作為主.實驗課考試前,我們將考試所需的儀器和試劑置于實驗臺上,由學生隨機抽取內容不同的考題,要求學生根據不同考題,運用所學知識在已有的儀器和試劑中選擇所需儀器和試劑,在規定時間內設計出相應的實驗方案,并根據方案進行現場操作.監考老師根據實際操作現場打分,這樣的考核可更科學、真實地反映學生的知識應用能力和實驗動手能力.
隨著社會對人才培養目標現代化、社會化的要求,社會對人才類型的需要已由“專才”型向“全才”型轉化,而學生所學知識的知識面已大大拓寬;學科的發展和知識的豐富,無機化學課程的教學內容也越來越多,書越編越厚,然而無機化學的教學時間又大幅度減少,難以完成原有的教學內容,所以無機化學課程中存在許多需要解決的問題。例如理論部分的論述比較完整,但利用無機化學的實踐活動操作比較困難;元素部分的內容比較瑣碎,教師在講授時困難較大,教學內容繁多,學生接受起來比較困難。
本著培養基礎扎實、知識面寬、動手能力強、素質高人才的目標要求, 適當減少基礎課學時, 增加專業實踐和新知識介紹是必要的。如何充分利用有限的教學時間,不大幅度地減少教學內容,使學生盡可能多的學習、掌握基礎知識是擺在我們教師面前的一項重要課題。這就要求我們從課程改革中挖潛,從課程內容整合中獲得。
1 優化課程教學內容
教學內容的改革是無機化學教學改革的核心。改革與優化教學內容表現為, 剔除那些與中學教學內容重復、陳舊過時或與中學化學教學聯系極少的教學內容, 對經典的無機化學教學內容進行優化,適當補充化學前沿知識[1]。
1.1 課本內容與課外知識有機結合[2]課本上的理論與具體的科技研究成果介紹相結合,既有利于避免教師教學內容的枯燥無味、空洞抽象,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能激發學生學習的興趣和積極性。這就要求我們教師在教學過程中相應地引入一些化學史、化學重要發現的介紹。例如諾貝爾化學獎中無機化學方面的成就包括了英國化學家W.Ramsay 對空氣中稀有氣體元素的發現、法國化學家H.Moissan發明氟元素分析法、瑞士化學家維爾納創立配位學說等。另外,教師還可以將日常生活中與人類息息相關的一些無機化學知識引入到教學當中,例如溫室效應、酸雨、臭氧空洞、微量元素與人體健康等。為適應知識經濟的特點,教師還可以將無機化學的前沿領域知識如納米技術、金屬有機化合物等滲入到基礎教學之中。這些課外知識穿插于教師的授課過程中,既能活躍課堂氣氛,也有助于學生對知識的理解和記憶。教師可在講授配位化合物的知識時延伸出與配位化學聯系密切的人體微量元素與健康、抗癌藥物順鉑的發現歷程;在沉淀反應中介紹腎結石形成的化學原理;在電化學中介紹燃料電池、電解制氫等新型能源技術;在鹵族元素的學習中,介紹感光材料、阻燃材料等的應用。
1.2 改革教材內容, 優化課程結構
1.2.1 著眼課程群建設,調整課程體系為了達到人才培養的目標,我們不僅注重課程教學內容的改革,還更注重課程體系的建設。我們在本課程建設過程中,始終注意與其它課程的協作配合,以逐步形成一個相對獨立統一的課程群模塊。該模塊包括如下課程:基礎化學原理、無機化學實驗、分析化學、物理化學。這四門課程共同瞄準無機化學這一主修課程在系統中的基礎作用及優化這個目標,統一調整教學內容,精簡學時,各自側重完成分工的局部教學任務。基礎化學原理課程使學生掌握基本的化學知識,無機化學實驗部分讓同學們了解化學實驗的分析和簡單設計;分析與物化課程使學生掌握化學的深層次內容,更大程度上學習化學理論。
1.2.2 運用現代觀念,優化課程內容,實現教學內容的現代化課程內容的優化,一是要選擇知識,再者一定要加強重點內容的提煉,明確知識點,抓住課程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知識、新方法、新技術。基礎課調整的重點是增加新知識,專業課調整的重點是增加新技術。同時妥善處理好經典內容和現代化內容的關系,做到二者的和諧統一,同時壓縮那些起點低、簡單重復和陳舊老化的內容,使增加的教學內容與高新技術接軌[3]。
1.3 突出課程教學的重要性
1.3.1 課程教學突出基礎性、前沿性、時代性通過對現在與過去、國內與國外化學類學生培養目標,中、外無機化學教材內容對比分析、學科發展現狀復習及發展趨勢預測,在正確處理繼承與發展關系的基礎上,修訂教學目標及教學大綱,結合省級精品申報和高教研究中心批準的“十一五”教研課題,更新理論課和實驗課教學內容,探索、實施新的教學方法。課程內容在強調基本知識、基礎理論和基本技能的同時,也適當介紹重要進展。
1.3.2 課程教學突出新知識、新概念和新技術在教學內容改革方面,除了堅持無機化學傳統的基本知識、基本理論傳授,堅持無機化學內容需要不斷更新的原則,加強專業知識與科學方法論相結合,把二十一世紀化學類及相關專業的學生在無機化學學科應具有的基礎理論和最優化知識作為精品課程的內容依據,著重處理好無機化學基礎理論與無機化學前沿的新概念、新技術和新方法(如綠色化學、微波化學等)的關系,吸收無機化學發展的新知識,強化無機化學的知識結構,使教學內容不斷豐富、不斷完善;能夠使學生高效率地掌握無機化學的精髓,并將其轉化為創新能力。
1.3.3 課程教學中必須加強創造能力的培養如何在無機化學教學中加強創新能力的培養,我們在課程設置時就注重學生對社會的適應性,將培養學生創新精神和實踐能力擺到突出地位。為了加強創新意識的培養,安排每個學期至少一個“研究性課題”;為了提高解決實際問題的能力,在教學內容的選擇上更加貼近生活實際和生產實際,安排了“課程實習作業”,為培養創新意識和實踐能力提供了重要方式和途徑。
2 元素化學部分教學的改進
元素化學部分內容繁多難學,為此我們對元素化學每章內容,重點抓住原子結構與族通性的關系,引導學生通過原子結構和分子結構的原理來理解元素及其化合物的化學性質,概括歸納元素性質的變化規律性,從而突出化學的基本原理在元素化學學習上的指導作用。從學生反饋回來的教學質量調查證明,這有利于學生加深對元素及其化合物性質的理解和掌握。而對于元素及其化合物的存在方式、制備、用途等,則著重于學生的自學,讓學生查找有關的資料來認識有關化合物的最新用途或制備方法,然后讓學生撰寫有關這方面的總結文章或論文,這樣一方面增強了學生的自學能力,另一方面讓學生知道了最新的一些化合物的研究動向。這樣的教學模式調動了學生學習的自覺性,深受學生的歡迎。
無機元素化學教學難點的解決辦法是:①元素部分以元素周期表為主線[4], 深入地討論主族元素及重要化合物的結構、物理性質、穩定性、氧化還原性、物質的制備及用途。以物質結構原理和熱力學原理為基本點,從微觀和宏觀的角度去學習、討論和研究無機化學的問題,注重規律性的討論和總結,從而突出無機化學基本原理在元素無機化學學習中的應用和指導作用,加深學生對無機物性質及反應性規律的理解及對無機化學基本原理的掌握,改變元素化學在學生心目中內容繁多的印象。②以性質為中心講好重點元素。由于同族元素性質相似,所以在講授每族元素通性之后,對族內的重點元素必須較為系統地講解,以便學生對族內其它元素的學習起到觸類旁通、舉一反三的作用。③密切聯系實際。元素化學很多內容與工農業生產、日常生活,特別是中學化學教學關系十分密切。在教學中主動聯系實際問題,教學就會更加深入、生動活潑,學生學習就不至于感到枯燥無味,反而對學習產生濃厚興趣。④善于比較差異,歸納總結規律。元素化學內容多,知識零散,學生總感到難掌握,不易記憶。在教學中充分利用對比的方法可以加深學生對問題的理解,采用歸納總結規律的方法使學生學的知識系統化,這兩點都有利于學生記憶。⑤利用現代教學手段,加強教學效果。計算機輔助教學代表現代教育技術的特征,能幫助或替代教師傳遞信息,突出教學的重點和難點,增大課堂容量,能激發學生學習興趣,有強烈的感染力和豐富的表現力,其優勢是傳統教學方法無法比擬的。應用多媒體教學手段,不僅可以創設多樣化的學習情景,更可毫不費力地將傳統教學中難以描述、難以突破的難點生動、形象地表現出來。
3 教學方法和手段的改進
3.1 案例教學法以講授為主,通過典型實例教學激發教與學的課堂互動。在課堂講授中,通常將典型實例和疑難問題作為內容展開的引導和說明,始終關注社會上的熱點化學問題,分析其中的化學機理,增強該課理論的實踐性、時代性、啟發性、通俗性和生動性,便于本科生接受并調動其主觀能動性,課堂還實行課末5分鐘學生提問,及時答疑。由此,提高了課堂的效率。
3.2 問題教學法適當給予刺激和壓力,以各種形式的提問、作業和討論等輔助手段鞏固課堂教學內容。提問和作業中,既有要求當場口頭回答或書面完成的,也有要求課后完成并提交的,還有僅提供思考的。為了方便學生復習,無機化學教研室編印了供校內使用的無機化學習題集,深受學生的歡迎。
“以問題為中心”講授與討論相結合。為有效地利用課堂教學時間,在整合教學中,我們把研究性學習引入課堂,即設計學習情景,讓學生在學習新知識時做到“三先”, 即先嘗試、先討論、先思考。教師通過點撥、參與、輔導,讓教學過程成為學生自主學習、師生互動的過程。學生在不斷地發現問題、解決問題的過程中嘗到成功的樂趣,激發了學生思維的積極性,達到有效地利用課堂教學時間的目的[5]。
3.3 多媒體教學法隨著現代教學改革的推進,在無機化學的教學中,明顯地出現了內容多、課時少的矛盾,我們充分利用現代教育技術手段較好的解決了這一矛盾。通過使用多媒體、投影儀等現代教育技術手段和實物模型實施課堂教學。通過各種課件充實和拓展教學內容,增加了內容的直觀性,激發了學生的學習興趣,讓學生們在耳目愉悅中感受到化學在生活中無處不在以及在科技發展中的重要地位。所有教學課件上傳在精品課程網站上,有利于學生自學,提高了學生的自學能力。
實施無機化學內容整合教學的嘗試,其根本目的在于全面提高課堂教學質量。在教學過程中,我們運用教學設計的理論和方法來分析、研究教學問題, 設計教學策略、教學方法及教學過程,努力探索教學過程各要素、各環節相互聯系和作用的最優化,教學效果得到明顯提高。由于調整了無機化學相關內容的銜接與分工,內容突出主干,加強了學生實踐能力、創新意識的培養,對提高學生綜合素質起到了很好的作用。
無機化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科,它是大學一年級唯一的專業基礎課程,對后續的專業基礎課程的學習影響很大,而提高無機化學教學質量的方法是多樣化的,需要我們不斷的討論、探索和實踐,為培養更多的高素質的現代化建設人才而努力。
參考文獻
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【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)10-0066-02
我國高校化學專業本科課程體系的基本框架形成于20世紀50年代,當時借鑒前蘇聯模式,以培養高級專門人才為目標,構建了四大化學課程體系,實驗依附于理論課程,實施專業教育。近年來,隨著高等教育的不斷發展和教育改革的不斷深入,對于大學化學教育提出了新的挑戰。這些挑戰包括:(1)社會需要創新型的人才,需要在快速變革下的社會里具有應變能力和高度競爭力的人才,國內大學的教育模式發生了顯著變化;(2)社會價值觀的多元化使得教育培養的目標開始多元化,從培養專門化學人才向培養具有化學背景的高素質人才過渡;(3)學生的自主意識逐漸增強,從被動接受轉為主動選擇。學生已經擁有更多選擇課程、選擇專業甚至選擇院系的自由。
此外,課程結構不盡合理的矛盾也越來越突出。學科專業課程中,四大化學基礎課比重大、學時多,內容重復嚴重,造成學時浪費,導致講的內容用不上,要用的內容沒有講。同時課程結構和課程內容有交錯重疊或銜接不緊密的現象,嚴重影響了課程結構整體功能的發揮和教學效果的提高。
在此情況下,國內一些實力較強的學校,紛紛開展教學改革,改變原有的本科教學思想和培養目標,在課程體系、教學內容和培養方法方面開展探索,建設適合大理科模式人才培養的基礎化學課程新體系。改革的出發點都是以“加強基礎、淡化專業、因材施教、分流培養”為辦學方針,充分利用本校學科齊全的優勢和良好的教學資源,實踐本科階段低年級通識和基礎教育、高年級寬口徑專業教育相結合的培養模式,突出基礎、能力、素質三要素的全面發展,為研究生教育輸送高素質、創新型生源;同時也為社會提供適應能力強的本科畢業生。這其中做得比較好的有北京大學、南京大學、南開大學、復旦大學等,而北京大學和南京大學的理科平臺課設置方案又最具有代表性。
一 課程體系概況
北京大學首先在元培計劃實驗班中開設了理科平臺課,而南京大學與此相對應的是理科強化班。這兩個實驗班均是在低年級實行通識教育和大學基礎教育,在高年級實行寬口徑的專業教育。一般是在第一學年設置大平臺課程,學生在第一學年學習完畢后,在對自身特點、學校的學科狀況、專業設置、培養目標以及其他情況有了進一步了解后,選擇進一步學習的專業領域。第二學年按模塊設置核心課程,學生可以選修數理類、化學生物類核心課程。從這一學年開始,無論是元培計劃實驗班還是理科強化班的學生,均開始按照各院系的教學計劃進行選修課程的學習,但還歸元培班或強化班管理。從第三學年開始,學生分流到各個院系,這一學年開設課程為各個專業的核心課程,第四學年為選修課程、科研訓練課程和畢業論文階段。由此可以看出,改革后課程體系建設的重心是第一學年的大平臺課程。
二 課程體系的設計與安排
北京大學理科平臺課中的化學課程為普通化學原理,課程開設對象為化學、生物、環境、地礦類專業方向的學生(數學、物理、信息、力學與工程專業方向的學生學學化學)。對于修化學專業方向的學生,隨后開設的主干課程有定量分析、儀器分析、無機化學、有機化學、物理化學、結構化學及相關實驗等。從課程內容上來講,他們所開設的平臺課普通化學原理類似于傳統授課方式中的無機化學(上),但在內容處理上又與傳統的無機化學(上)有較大的區別。普通化學原理教材為一冊,包含的內容主要有六部分:(1)物態(氣體、液體、溶液);(2)化學熱力學初步;(3)化學動力學初步;(4)溶液化學(四大平衡);(5)物質結構(原子結構、分子結構、晶體結構和配合物);
(6)元素化學導論。
他們在課堂教學中減少了新概念比較少的四大平衡、溶液等部分內容,而把更多的時間放在對理解化學原理更為重要且學生感到比較困難的原理部分,如熱力學、動力學和結構化學等。雖然這其中也列出了元素化學部分,但其課時數較少,僅僅是對元素化學進行簡單的概況介紹,更為詳細的內容放在了化學學院開設的后學的課程無機化學中。這樣的課程設計真正體現了普通化學原理作為理科平臺課的作用,因為對于非化學專業學生來說,過多地學習元素化學的知識沒有多大必要。
南京大學理科平臺課中的化學課程為“化學原理”,從字面意思可以看出,它們與北京大學一樣,都是著重化學原理的講授,但課程開設對象更廣,包括數學、物理、天文、化學、生物、地質、地理、大氣等專業方向的學生。后續的模塊課程包括有機化學、有機化學實驗(上)、譜學原理、物理化學實驗(上)、儀器分析實驗、生物化學為化生大類學生的必修課程。有機化學實驗(下)和物理化學實驗(下)為化學生物大類學生的選修課程。在通過大理科平臺課程和化生模塊課程后,專修化學方向的學生可以進一步修讀材料與結構、結晶化學、高分子化學、高等無機化學和高等有機化學等化學專業核心課程以及其他化學類選修課程。交叉方向如生物物理方向等在通過平臺課程后,根據需要可選修譜學原理、有機化學、生物化學、有機化學實驗中的部分課程。
從南京大學的課程設計來看,他們對原有的化學課程進行了充分的整合和充實。新設計的化學原理內容豐富,包括原無機化學、分析化學(化學分析部分)和物理化學三門課程的主要內容,分上、下兩冊出版,具體內容包括:(1)物態(氣體、液體、固體);(2)溶液化學(四大平衡)及定量分析化學;(3)熱力學基礎(包含統計熱力學簡介);(4)化學動力學;(5)物質結構(原子、分子、晶體和配合物結構);(6)元素化學。
由于化學原理涵蓋的內容很多,因此不再開設后續課程無機化學。這樣設計的主要優點有:(1)從基礎化學教學的總體要求出發,刪減了原三門課程中的重復部分和陳舊內容,融入了近現代化學的思想、內容和發展成就,增加了新的涉及學科前沿的內容。(2)該課程及教材的特色是注重全面系統地介紹化學學科的基本理論,使一年級學生對整個化學領域有全面的了解和認識,從而為進一步深入學習化學及其相關的知識打下良好的基礎。(3)大大縮減學時(從原先的240學時減至140學時),為學生的主動性學習提供了時間保證。(4)配置有系列后續理論課程,如譜學原理、有機化學、生物化學、材料與結構等,構成了完整、全新的基礎化學課程體系。
從兩者的課程設計來看,南京大學的改革更徹底、更完善,課程體系中已經完全不見了無機化學和定量分析化學的蹤影。這樣的設計既有利也有弊,好處是大大縮減了學時,利于教授授課和學生自學,不利之處是這樣的課程設計極大地增加了一年級學生的學習負擔,對學生的知識接受能力要求較高。
三 實施效果
由上不難看出,通過理科平臺課模式培養出來的學生將具有知識面寬、創新意識強、對交叉、邊緣學科的適應性好的特征。學生有深厚的數理和化生基礎、獨特的知識結構,能夠在不同學科方向之間作選擇。如物理方向的學生可以在化學領域,特別具有向理論化學、量子化學等方向發展的潛力,在物理領域內也特別適合在凝聚態物理的某些方向發展;化學方向的學生也可以在物理、材料、生物、環境等學科發展,成為能適應邊緣學科和很快進入學科前沿的人才。這樣的學生將來走上科研道路后,與其他學生相比也將有更為出色的成就。據統計,南京大學強化班的學生在研究生階段普遍都有高水平高質量的于國內外科技期刊。
總之,南京大學強化班的課程設計同北京大學元培班的課程設計相比,向前邁的步子更大,培養出來的學生知識面更寬。但這種模式的推行至少需要兩個條件,一是學校的整體實力,二是學生的知識接受能力及智力水平,正因如此,這種理科平臺課的人才培養模式在短期內還不能在更多的學校內實行。
參考文獻