无机化学中相的概念范文
时间:2023-12-28 17:57:23
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篇1
关键词:农业院校;无机化学;创新;绿色化学
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)03-04-117-03
Research of Inorganic Chemistry Teaching in Agricultural University Based on the Green Chemistry and Innovation Training
Ke Fei et al.
(Department of Chemistry,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)
Abstract:The idea of green chemistry and innovation training has attracted increasing attention by the international higher education. This paper analyzed the disadvantages existed in the teaching process of inorganic chemistry in agricultural university. Further the significance to infiltrate the idea of green chemistry and innovation training in inorganic chemistry teaching was introduced,and some constructive opinions and suggestions were also put forward.Sequentially,the students desire for knowledge can be inflamed and the effective teaching can also be raised.
Key words:Agricultural university;Inorganic chemistry;Innovation;Green chemistry
无机化学是一门内容既丰富又抽象的课程,其不仅是化学专业学生的4大基础化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)之首,也是高等农业院校一些非化学专业学生的基础课程,甚至是必修的入门课程之一[1-2]。该课程内容体系庞杂,理论性较强,尤其该课程面临的授课对象是大学一年级新生。因此,无机化学课程的教学成功与否对学生们今后的学习思维模式的培养起着一定的指导作用。然而,对于农业院校的无机化学课程的教学过程,大部分的传授者只重视课本上化学知识的传授,而忽略了相关知识点国际最新的研究进展的介绍,忽视了对学生绿色思维能力和创新能力的培养,从而造成学生上课没有积极主动的心态,缺少朝气蓬勃的求知欲望,进而造成这种模式下培养的学生整体素质偏下,没有绿色创新的概念,更没有保护世界和改造世界的科学精神[3]。
化合物的绿色合成以及清洁能源的使用将是无机化学发展必然趋势,同时各学科之间的互相渗透,形成了众多的新兴特色研究领域,所以无机化学是一门活跃有趣的特色学科。本文中作者结合自己的教学经历,对如何在高等农业院校无机化学教学中注入绿色创新思维的培养,进而激发大学生的学习热情进行了初步探讨。
1 绿色创新思维理念
绿色化学理念最早产生于美国,其颁布的《Pollution Prevention Act of 1990》法令中第一次明确提出了绿色化学概念[4]。这一概念的提出,迅速得到了国际各国的支持。英国皇家化学会在1999年创办了国际第一个绿色化学综合期刊《Green Chemistry》,随后,该杂志在国际影响力逐年增加,2015年其影响因子已达到了8.02。由此可见,绿色化学理念深受科学工作者们的推崇。所谓绿色化学就是在实际生产中使用清洁的能源和使用环境友好的试剂和溶剂,最大程度的利用原材料,尽可能的避免污染。然而随着科学技术的快速发展,工业化程度的飞快推进,当今教育理念仅仅有绿色化学还不够,还得注重学生创新能力的培养,这就要求学生具备绿色创新思维理念,这样培养的人才在未来的国际竞争中才具有优势。
2 无机化学教学中绿色创新理念的重要性
化学一方面创造了一个美丽的人造世界,另一方面也改变了这个美丽世界。甚至一些非化学专业的人们,一听到化学这个词,就联想到危险、污染、有毒等等。因此,如果要彻底改变这一现状,改变人们对化学的认识,这就需要发展绿色创新化学理念。
目前,随着工农业的不断发展,新的化合物也不断的被发现和合成出来。与此同时,人类所面临的环境危机也越来越重,而这些发展和危机在一定程度上都与化学关联,化学在创造物质文明的同时,也带来了大量的有害物质,危害到人们的健康,所以环境问题已成为国际关注的热点问题之一。我们现在所面临的环境问题主要有:雾霾、酸雨等大气污染,水体富营养化、生活工业废水等污染,农药残留、固体废弃物等土壤污染等[5-6]。因此,发展绿色创新思想,推广绿色创新教学是教育发展的大趋势。
大学生是未来社会发展的希望,是创造物质文明主力军,所以教师要尽自己最大努力向学生们传授绿色创新方面的知识,然后通过大学生群体去影响周围的人群,逐渐使大家都能有这个意识,促进整个社会的和谐健康发展。无机化学是新生入学第一门开设的大学化学课程,这是他们对大学化学认识的开始,同时也是他们学习生活习惯养成以及社会责任意识形成的关键阶段。因此,大学老师要充分利用课堂这个重要教学阵地,认真挖掘无机化学教材中的知识点与最新研究报道成果的联系,向学生们传授最新的绿色创新知识,培养学生们绿色创新意识,进而按照绿色化学的原则来处理生活中的问题。因此,在高等农业院校无机化学教学中培养学生们绿色创新思维,以适应当前国际科技的高速发展非常重要。
3 无机化学教学中绿色创新理念融入的策略
目前,国内部分综合高校化学专业已经开设了绿色化学这门新兴课程,但仍然处于开始阶段,对绿色创新思想的传授相对较少,而对于农业院校来说,绿色创新研究的就更少。农业院校无机化学由过去56学时调到现在为48学时,这就要根据农业院校自身的特点和培养目标,对无机化学授课内容进行调整,那么在这有限的课时中,如何将绿色创新理念融入到课堂之中就格外重要。笔者认为,可以从以下几个方面着手实施绿色创新教育:
3.1 加强师生的绿色创新理念的培养 随着科技的发展,创新应用型人才对农业的发展越来越重要,高等农业院校无机化学必须把绿色创新理念作为重要的指导思想渗透到教学中。绿色创新理念的培养是对传统的无机化学教育模式的发展,该培养理念不仅能为社会培养出高层次专业素质人才,而且还注重培养学生们可持续发展意识。这就要求传授者自己要有绿色可持续的发展观念,在教学工作中将绿色创新思想渗透到课堂之中。化学教育者要不断的更新自己的知识框架,及时了解国际最新的相关领域研究进展,将课本上知识点与最新的相关绿色创新研究结合起来,课堂上以生动形象的图片或动画方式给学生们呈现,让学生们在大学一年级就养成好习惯,让绿色创新理念真正的树立在他们的脑海中,为培养具有可持续发展理念的未来化学工作者奠定基础。
3.2 无机化学理论课中绿色创新理念的渗透 课堂教学是学生们的接受知识的重要途径,教师要紧跟国内外最新的绿色化学研究成果,充分挖掘课本中的理论知识,将二者结合起来,在理论教学中将最新的绿色创新思想进行渗透,并修正与该思想不相符的课本内容。引导学生们重新设计新的路线、工艺等,使整个合成绿色化,能源绿色化,避免传统的反应方法给环境带来的负面影响。
无机化学理论课中很多基础知识都与创新的绿色化学有关。例如,(1)在化学动力学基础章节中,除了介绍动力学常数的定义外,还可以介绍目前国际研究最热的新型多孔材料对水体中有机污染物(如,有机染料、苯、农药等)的吸附率随时间的变化关系,进而计算其吸附动力学常数,这样学生既了解动力学常数概念又清楚的知道怎么通过实验得到这个动力学常数;(2)在介绍化学热力学部分的时候,除了介绍熵、焓、吉布斯自由能的概念外,还可以介绍吸附剂吸附有害物质的吸附量随温度的变化关系实验,通过该实验可以让学生了解吸附剂在该条件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的,加深吉布斯自由能与化学反应自发进行方向的关系,进而知道怎么学以致用。为了方便吸附剂的回收循环使用,还可以介绍新型磁性多孔材料,既可以达到去除水体中的污染物,又可以通过简单的外界磁场,方便的将吸附剂从水体中分离出来,达到循环使用效果;(3)介绍碳族元素的时候,除了介绍温室效应导致全球变暖之外,还可以介绍目前利用CO2制甲烷等最新研究成果;(4)在介绍硫化合物的时候,介绍硫化镉等等量子点光催化剂,可以利用该光催化剂在取之不竭、用之不尽的太阳光条件下进行光催化反应。此外,教师还要根据高等农业院校自身发展的特点和优势,课堂教学中将无机化学基础知识与农业院校的茶与食品科学、环境与能源、生物工程以及农药等优势学科结合起来,达到学科间的优势互补。例如,无机化学教学中可以补充最新的制氢和储氢材料、可见光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、农药降解材料、重金属去除材料等等。总之,教师可以根据当前国际研究的热点,有目的、有计划的将无机化学基础知识与这些最新的绿色创新研究有机地串联起来,既提高了教学质量,又使学生们知道农业科技人员的研究动态,潜移默化中增强学生们的绿色创新意识。
3.3 无机化学实验课绿色创新化 化学是以实验为基础的科学,实验课是运用理论知识和验证理论知识的渠道,也是最容易产生污染的主要场所之一。因此,实现实验课的绿色创新是非常必要的,这是培养学生发现问题、分析问题以及解决问题能力的重要途径,也为培养他们良好的科研素养打下基础。
(1)加强安全教育,树立绿色创新理念。无机化学实验课是大学一年级开设的第一门化学实验课程,学生没有自己动手实验的经验。因此,老师在这个过程中作用至关重要。第一节实验课,授课老师讲解实验内容之前应该对学生们进行安全教育,宣传绿色创新理念,给学生们讲解《化学实验室安全手册》,进行实验室安全培训,培训合格的同学方可进入实验室进行后续的实验操作。同时在实验室醒目位置张贴安全标志,强化学生们安全意识、绿色创新意识以及环保意识。
(2)优化实验内容,提高绿色创新程度。使用无毒无污染的绿色原料和溶剂代替传统的有害试剂。尽量使用蒸馏水、乙醇等绿色无毒试剂,避免使用氯仿、苯胺等毒性较大试剂。合成条件避免时间长、高温高压等条件,可以采用快速的超声或微波辅助合成新方法,节约时间,增加转化率、减少污染,实现实验的绿色化创新。另外可以开设一些学生自主性比较大的实验,开展一些利用可见光为能源的催化或降解实验,让学生们自主设计实验原料、条件、方法等,充分开发学生们创新能力。
(3)重视实验室废弃物的回收,开发循环实验。实验室废弃物的妥善处理这个过程非常重要,目前大部分高校实验课都存在这种普遍的现象,实验结束后学生们就直接将反应后的试剂和药品直接倒入水池中,甚至包括一些毒性较大的试剂。这不仅危害自己也会危害到他人,增加后续无害化处理的负担。实验老师一定要指导学生将实验废弃物进行分类回收处理,严禁乱扔乱倒,这样像乙醇这类常用溶剂我们就可以回收起来,进行重新集中蒸馏制得干净的无水乙醇,从而可以循环使用。教师可以把实验的后处理作为成绩考核的一部分,督促学生养成好的习惯,为自己、为社会负责。
4 结语
无机化学是一门实践性较强的课程,授课教师不仅要传授学生们基础的理论知识,更重要的是培养学生们具有在改造世界的同时更要保护好世界的能力。通过上述改革措施,本人自己课堂上取得了很好的教学效果,改变了以往无机化学课堂上沉闷的现象,大家积极思考、课堂气氛活跃、年终评教获得优秀。当然,结合最新的研究热点,宣传绿色创新理念是一项系统的工程,也是社会发展的趋势,这项工作现在还是处于起点阶段,每位化学教师都要不断的探索,提升绿色创新的教学方法,为社会培养合格的化学科技者而不懈努力。
参考文献
[1]张欢,王伟,杨定明,等.从大学生能力培养视角谈无机元素化学教学[J].广州化工,2015,43(21):203-205.
[2]杨昱,徐雅琴,杨玉玲,等.高等农业院校“无机化学”教学改革与实践[J].中国电力教育,2013(23):89-90.
[3]周红波,朱国兴,沈小平,等.高校无机化学教学中大学生科研潜质的培养[J].教育教学论坛,2014,8(8):68.
[4]茹晶晶.基于绿色化学习惯养成的绿色化学实验教学研究[J].广州化工,2015,4(43):227-240.
[5]瞿云龙,梁学正.绿色化学对环境与生活的影响[J].化工时刊,2015,29(7):46-49.
篇2
作者:詹秀环 单位:周口师范高等专科学校
选取高中化学未曾涉及的典型元素及化合物,注重宏观化学原理和微观结构理论在描述性化学中的应用.强化基本化学能力的训练,广泛触及能源、材料、信息、环境、生命中的化学知识,提高描述性化学的理论层次,将描述性化学内容置身于开放的社会经济生活和新科技发展的背景中,使其焕燃一新,培养学生的兴趣.进行了无机化学与分析化学、有机化学、物理化学有关内容的调整(1)在元素化学中加强了个别离子的鉴定反应,这样使元素知识的学习更加系统性,也为分析化学理论和实验课的改革提供了课时保证.(2)有机化学中涉及到的无机化学理论的加强.无机化学理论的理解和运用对有机化学的学习极其重要.其中价键理论、杂化轨道理论、分子间力和氢键、分子的极性与变形性路易斯酸碱理论,原子结构中电子密度、电子云、原子轨道及图形在有机化学中都有较多的应用.这些内容在教学中都进行了加强,以减轻有机化学课程的负担,对有机化学课程的改革分担任务.(3)无机化学中有所涉及又无法深入讨论的某些内容则调整移至物理化学课程中.为了保证无机化学的系统性和完整性而编入教材的某些内容,如水的相图、胶体、金属腐蚀和防腐等内容由于学时限制一带而过,容易使学生一知半解,这些内容在无机化学中不再涉及.这样的协调有利于教学质量的提高.引入化学史教育任何一门科学都有其形成和发展的过程,并形成自身的规律,化学史就是化学科学形成产生和发展及其演变规律的反映,在化学教学中进行化学史教育可使化学教学不是局限于现成知识的静态结论、还可追溯到它的来源和动态演变,不是局限于书本知识,还可揭示出其中的科学思想和科学方法,使学生受到多方面教育,同时培养学生独立工作能力和创造精神.适当介绍一些化学家的主要事迹,特别是化学家青年时代的重大研究成果的宣传,可激发学生奋发向上的学习热情.化学史教育可加深对化学知识的理解,化学知识包括教科书中的化学理论和定律,只把结论告拆学生,而没有介绍这些理论的发展.一部分学生进入师专学习无机化学时认为中学化学讲过的概念、观点是错误的,重要的原因是中学化学死抠化学概念,没有将这些化学概念、定律产生的历史、背景及来龙去脉交待清楚.知道了它的发展过程、知道它的过去和现状进而考虑如何补充和发展培养创造思维能力,化学史教育也有助于我们从化学知识中汲取思想启示,使思想教育寓于教学中,对学生思想品德起着潜移默化的作用也有助于培养学生掌握科学方法.科学方法是人类发现真理,改造自然的桥梁和手段.在现代科学技术迅速发展、资讯急剧增长的时代,在教学中进行科学方法的培养越来越重要,在教学过程中进行化学史教育不仅可学知识、而且可学到科学方法,使学生更好地理解和掌握化学知识、使知识系统化.可以说,学生掌握化学史的多少是衡量化学专业学生素质的一个重要参数.本课题改革的一个重要方面是采取集中或分散的形式在授课过程中穿插化学史知识,取得了良好的效果.
加强学生环保意识的培养,增强他们的社会责任感,保护我们共同的家园在全球保护环境的呼声日益高涨的情况下,化学家和化学工程师常常成为抱怨的对象,似乎是他们污染了地球,这当然是一个误会,但环境污染中85%来自于化学污染是个不争的事实,所以化学工作者就有更多的责任去保护环境,减少污染,为此在元素部分教学中每种有毒元素都增添了它们的危害性和防治方法,对学生进行环境、资源、国情教育.如水是一种生命必不可少的重要资源,海水和污水由于混进其它物质使得它无法实现纯净水的生理功能,目前已成为困扰人类社会的重大问题之一.海水中的水应该是取之不尽用之不竭的,可看作是水的一种无穷的矿藏,但由于海水不能直接饮用或用于灌溉,而且海水或污水的净化工艺因为成本过高难以实现大规模生产,地球上虽存在大面积海洋,但生活用水却严重短缺,若有限淡水资源遭到污染,人类的生存就会受到威协,通过这些内容增强学生社会责任感.增添元素生物学效应的有关内容六十年代三项诺贝尔化学奖的颁发把生物无机化学急速推到热门前沿的地位,从70年代开始已成为一门学科分支而活跃起来,生物无机化学以无机化学知识为基础,用无机化学的方法研究生物体内无机元素与蛋白质、酶、核酸等生物大分子的结合方法及它们在重要生命过程中的作用机制,并将研究结果应用于实践的科学.无机化学的生物学效应是生物无机研究的重要方面,周期表中有90多种稳定元素,它们以各种形态、方式存在于地壳中与生物界有着十分密切的联系.基于目前人们的认识水平和科学发展水平,只发现约30余种元素与生物界有着十分密切的关系,称生物元素.随着人们认识水平和仪器测试水平的提高,生物元素的概念不断修正和发展,许多元素在适当范围对人类有益,但超过一定浓度就有害了.21世纪的化学教学应注重贴近生活,贴近社会,以保持人类与自然的合谐、也符合课程改革的形势.
无机化学实验课无机化学实验是师专化学专业一门基础实验课,其目的是培养学生掌握无机化学的实验方法和基本操作技能,养成严谨的科学态度和良好的习惯,加深对无机化学基本概念、基本理论、元素及化合物性质的理解,逐步学会准确地观察和分析化学反应现象及数据处理方法.为了培养学生的仪器使用技能、实验室工作技能,实验操作技能,独立工作能力和指导中学生开展课外科技活动的能力,针对当前化学实验教学内容上,验证性实验多,研究性实验偏少,单元性操作多综合性实验少对教学内容和教学方法进行了改革,有计划有步骤地为学生成才创造成才的氛围,让学生在实验室中受到科学熏陶.为此在实验教学中进行了以下的改革尝试:(1)学生参与课前实验准备工作和课后的整理工作.逐步培养他们独立工作能力.(2)注意体现实验学科对理论学科的基础作用和实验环节对课堂理论的深化作用,选择实验内容上注意调整基本操作实验、验证性实验、综合设计性实验与探索性实验这几个层次的实验比例,纠正无机化学实验教学中的两头弱中间强(验证性实验强)的现象.具体课时分配为基本操作48学时,验证性实验27学时,综合性与探索性实验21学时共96学时,机动6学时.(3)加强了无机化学与分析化学实验的交叉和渗透.将试管反应和定性分析实验相结合.元素化学是大学化学整体知识结构中的重要部分,通过试管反应与定性分析相结合,让学生在较有兴趣的实验中学习元素性质,通过感性认识加深对元素及化合物性质的理解和掌握.(4)在实验教学中培养学生的环保意识,目前人们面临的环境越来越恶劣,这与化工、轻工企业不加处理排放“三废”有关,但就是在实验室进行的研制工作也往往对环境问题不加考虑.其根源是学习期间环保意识淡薄.要让学生在实验中认识到,某些有害物质不处理就排放是不允许的,应改变大学实验室中任意倾倒废渣废液的习惯.在学生学习期间,通过实验室的工作实践进行环境、资源、国情教育.总之,教学改革是一项复杂的系统工程,在实践中需要不断完善,还有待于学习成功的经验,弥补我们的不足.
篇3
【关键词】化学反应速率 浓度 反应进度
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)22-0164-01
化学反应速率是化学动力学研究的基本内容之一,它主要揭示参加化学反应的物质转变为产物的快慢程度与其影响因素之间的关系。笔者在长期的教学中发现,在化学反应速率概念的教与学中,有时很容易引起概念上的一些混乱,甚至一些重点大学的化学教材中的描述也出现了明显的错误。因此,对化学反应速率的概念很有必要加以辨析。
一 化学反应速率的基本定义
为了描述化学反应进行快慢的程度,可以用反应物物质的量随时间不断降低来表示,也可用生成物物质量随时间不断增加来表示。但由于生成物和反应物的化学计量数往往不同,所以用不同物质的量变化率来表示化学反应速率时,其数值就不一致。若把化学反应速率定义为反应进度随时间的变化率,则不会产生以上麻烦。因为反应进度与参与的物种无关。当化学反应在定容条件下进行时,温度不变,系统的体积不随时间而变化(大多数反应属于这种情况)。
式中 为反应物或生成物的化学计量数(反应物取负值,生成物取正值);υA=-a、υB=-b、υC=c、υD=d;c为物质浓度的变n单位为mol/L-1;t为时间的变化,单位为秒(s)或分(min)或小时(h)等。对大多数化学反应来反应过程中反应物和生成物的浓度时刻都在变化着,故反应速率也随时间变化。平时反应速率不能真实地反映这种变化,只有瞬时速率才能表示化学反应中某时刻的真实反应速瞬时反应速率(常简称反应速率)是t趋近于零时的平均速率的极限值。
第三, 对于大多数化学反应,用反应体系的任意一种反应物或生成物来表示其反应速率均可,因为各物质之间的反应数量变化遵循化学计量系数间的关系,只要知其一便可推知其他。但实际应用过程中应选定关键组分物质来表示其反应的速率。所谓关键组分物质即实际应用中所注重的物质,往往也是反应物料配比中数量最少的反应物质。这有两个方面的原因,一是我们关心的关键组分物质进行的快慢程度;二是反应过程中也常伴有一不明副反应,致使反应体系中各物质的变化量并非能按明确的化学计量系数来相互推导。
参考文献
[1]大连理工大学无机化学教研室.无机化学(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2008
[2]南京大学无机及分析化学编写组.无机及分析化学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2005
[3]杨宏孝.无机化学简明教程习题和问题解析[M].天津:天津大学出版社,1998
篇4
随着计算机技术的发展,多媒体技术也被广泛应用于现代教学。多媒体技术的广泛应用有利于更大程度上丰富无机化学的教学手段和方法,增强教学的生动性和形象性,提高实验教学安全性以及教学效率。该文在论述中医药院校无机化学多媒体教学重要性的基础上,分析现阶段多媒体教学存在的问题,并提出一些建议,以期望提高无机化学多媒体教学效果。
关键词:
无机化学;多媒体教学;建议
多媒体技术是以计算机技术为核心,将文字、图片、动画等不同形式的媒体结合起来,再应用现代通讯技术将这些媒体展示出来。在无机化学教学过程中运用多媒体技术,可以使抽象的概念、原理用生动、形象、直观的图片、视频等形式为学生讲解,大大提高了学习效率和教学效果。故该文就医学院无机化学多媒体教学的意义以及存在的问题进行研究,并提出建议。
1多媒体教学在无机化学教学中的意义
1.1提高效率
多媒体教学应用于无机化学教学中,一方面有助于提高教学效率;另一方面有助于提高学习效率。医学院医药类专业无机化学课程内容多课时少,在传统教学中,无机化学中的分子结构、公式、反应理论、化学方程式等只能依靠老师先以板书的形式在黑板上展示,然后再讲解。书写过程费时费力,重复率高,进度慢,效率低,而且板书的结构、字迹工整清晰与否也会影响到学生对知识的理解。利用多媒体进行教学,解决了这些不足。老师可以在备课时制作多媒体课件,利用多媒体课件专心讲解无机化学知识即可。多媒体课件还可以重复使用,节省了大量的教学准备时间和课堂授课时间,大大增加了课堂信息量,解决了课时矛盾,提高了教学效率。同时,学生在课堂听讲时也不需要分神费力的记笔记,集中精力听讲记下疑难点即可,课后可以重温课件复习,提高了学习效率。
1.2激发学生学习兴趣
多媒体教学形式具有直观性、趣味性、形象性和交互性的特点[1],多媒体技术应用于无机化学教学中,可以将抽象、复杂的无机化学知识用生动形象的动画、图片、清晰的文字注解和优美的声音表现出来,对学生的感官进行全方位刺激,大大激发了学生的学习兴趣。例如在讲解杂化轨道理论时,因是假设理论,即使老师解释的再详细生动,学生看不到过程也很难理解。运用动画手段模拟电子云分布的变化以及不同基团的影响,制作出动态的分子轨道杂化过程,学生就可以从动画演示中了解轨道及杂化轨道的概念,从而使抽象问题变成动态的直观演示,浅显生动,加深学生的理解和记忆,学生容易也更乐于接受[2]。
1.3提高教学质量
无机化学理论课有很多教学内容都非常抽象,对于这些内容,仅靠老师在课堂上用简单的语言、文字进行讲解描述,大部分学生很难充分理解。但是,利用多媒体就可以将很难表达的教学内容或者无法观察到的化学现象形象、直观、生动地表现出来。例如,在讲到“离子键”时,我们使用三维动画模拟NaCl的产生过程,生动、形象的揭示离子键的形成,从而使学生获得准确深刻的直观感受,加强其理解和记忆,教学质量得到提高。
2无机化学多媒体教学中存在的问题
多媒体教学与传统教学相比确实具有无可比拟的优势,但是在无机化学多媒体教学实践中也存在诸多问题。
2.1内容设计简单缺乏更新
部分教师为了省事方便,一是制作的“多媒体”课件多以文字叙述为主,图片、视频应用较少,内容基本上是“教材搬家”或是对教材的简单总结,重点难点不突出,与课程有关的最新研究成果及实际应用较少提及,逻辑上设计不合理。很难调动学生的学习兴趣,也不利于教学质量的提高[3]。二是课件内容陈旧、缺乏更新,有些老师制作的课件几年不更新,已跟不上知识更新的速度;三是有些老师为了吸引眼球,设计的内容、选用的素材与教材内容不相适应。
2.2教师照屏宣科
教学是教师、学生以及教学内容、手段、方法等多种因素组成的一个复杂过程,教师是这个过程的主体并在其中起着主导作用,多媒体课件仅是一种辅助手段。教师的责任不仅仅是知识传授,还包括激发和诱导学生对问题进行思考以及与学生之间的情感交流。一些教师为了图方便,课前不认真备课,不注意搜集教学有关素材,课堂上使用一些别人现成的课件,缺少自己的教学思路,照本宣科,着实一名课件放映员,与多媒体技术发展的初衷相违背,也易引起学生的厌学抵触情绪。
2.3“填鸭式”教学
前面已经提到多媒体教学的一个重要优点就是效率高,教师可以在短时间内传授大量的信息。这就容易产生一个问题,就是授课节奏过快,教师把时间都用在了面对计算机、操纵鼠标上,忽略了自己学习组织者、指导者、促进者的角色,缺少与学生的目光交流、语言沟通,学生在整个教学过程中只能被动接受,独立思考的时间有限,缺少与老师的互动,主观能动性得不到充分发挥,不能积极的参与到教学中,学习氛围死气沉沉。
3多媒体教学在无机化学中应用的建议
3.1课件质量要提高
多媒体课件是实施教学的重要载体,医学院无机化学教学质量的好坏很大程度上取决于教师课件的制作质量,因而为实现无机化学多媒体教学效果的最大化必须提高课件的制作质量。教师首先要认真研读教学大纲,熟练掌握计算机的操作方法,结合具体的教学内容,全面把握教学中的重点和难点。制作课件时,既要简单明了、详略得当,又要突出重点和难点;要依据自身教学经验和学生的接受程度选择合适的多媒体素材,注意文字与图形、图片、FLASH动画相结合,充分发挥多媒体技术的优势,对一些抽象难懂的知识仅形象化、具体化处理,丰富教学内容,让学生认识到无机化学的魅力,从而产生浓厚的学习兴趣。
3.2授课方式灵活
多媒体教学不是简单通过多媒体设备播放多媒体课件的过程,如果这样的话大学里就不需要老师,课件发给学生自己看就行。在多媒体教学中,教师与学生是两个重要的主体,一个负责信息输出,一个负责信息反馈。教学的目的是将教师的“教”最终转化为学生的“学”。教师首先要全面熟悉课件,保持清晰的讲课思路,灵活组织教学。在课堂上要流畅自如的讲解课件内容,并根据学生的反映和课堂需求随时做好多媒体教学与板书教学的切换。其次,控制好讲课节奏,注意学生的反应,把握好课件中文字、图片、公式等出现的速度,留给学生充足的思考时间,同时采用启发式教学适时提问,集中学生的注意力,引导学生进行独立思考。总之,无机化学是医学院多个学科专业的基础课程,理论性和实用性都很强,对学生后续的专业课学习起着非常重要的作用。提倡和发展多媒体教学,既是教学改革的要求,也是实现无机化学教学现代化的必然选择。我们要充分发挥多媒体教学的优势,同时整合各种教学手段,全方位、多角度为学生展现教学内容,从而实现教学效率与教学质量双提高。
参考文献
[1]雷建霞.中学化学教学中学生兴趣的培养[J].管理学刊,2005,18(4):115-115.
[2]牟林,苏瑛.基础化学课开展多媒体网络教学的思考[J].科技咨询导报,2007(27):240-241.
篇5
关键词:无机化学 多媒体教学 建议
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)03(a)-0225-02
Abstract:With the development of computer technology, multimedia technology has been widely applied in the inorganic chemistry teaching as a powerful assisted measure. By using multimedia technology, the means and methods of inorganic chemistry teaching were greatly enriched, making chemistry teaching much more vivid, and promoting the teaching efficiency and experiment security. However,multimedia technology was an auxiliary method for chemistry teaching, which cannot replace the status of the traditional teaching, and must be reasonable applied as an assisted method in the in the inorganic chemistry teaching. In this paper, the importance of multimedia teaching in inorganic chemistry was discussed, problems existing in the current multimedia teaching were analyzed, and some suggestions were made.
Key Words:Multimedia Technology; Inorganic Chemistry Teaching; Suggestions
多媒体技术是以计算机技术为核心,将文字、图片、动画等不同形式的媒体结合起来,再应用现代通讯技术将这些媒体展示出来。在无机化学教学过程中运用多媒体技术,可以使抽象的概念、原理用生动、形象、直观的图片、视频等形式为学生讲解,大大提高了学习效率和教学效果。故该文就医学院无机化学多媒体教学的意义以及存在的问题进行研究,并提出建议。
1 多媒体教学在无机化学教学中的意义
1.1 提高效率
多媒体教学应用于无机化学教学中,一方面有助于提高教学效率;另一方面有助于提高学习效率。医学院医药类专业无机化学课程内容多课时少,在传统教学中,无机化学中的分子结构、公式、反应理论、化学方程式等只能依靠老师先以板书的形式在黑板上展示,然后再讲解。书写过程费时费力,重复率高,进度慢,效率低,而且板书的结构、字迹工整清晰与否也会影响到学生对知识的理解。利用多媒体进行教学,解决了这些不足。老师可以在备课时制作多媒体课件,利用多媒体课件专心讲解无机化学知识即可。多媒体课件还可以重复使用,节省了大量的教学准备时间和课堂授课时间,大大增加了课堂信息量,解决了课时矛盾,提高了教学效率。同时,学生在课堂听讲时也不需要分神费力的记笔记,集中精力听讲记下疑难点即可,课后可以重温课件复习,提高了学习效率。
1.2 激发学生学习兴趣
多媒体教学形式具有直观性、趣味性、形象性和交互性的特点[1],多媒体技术应用于无机化学教学中,可以将抽象、复杂的无机化学知识用生动形象的动画、图片、清晰的文字注解和优美的声音表现出来,对学生的感官进行全方位刺激,大大激发了学生的学习兴趣。例如在讲解杂化轨道理论时,因是假设理论,即使老师解释的再详细生动,学生看不到过程也很y理解。运用动画手段模拟电子云分布的变化以及不同基团的影响,制作出动态的分子轨道杂化过程,学生就可以从动画演示中了解轨道及杂化轨道的概念,从而使抽象问题变成动态的直观演示,浅显生动,加深学生的理解和记忆,学生容易也更乐于接受[2]。
1.3 提高教学质量
无机化学理论课有很多教学内容都非常抽象,对于这些内容,仅靠老师在课堂上用简单的语言、文字进行讲解描述,大部分学生很难充分理解。但是,利用多媒体就可以将很难表达的教学内容或者无法观察到的化学现象形象、直观、生动地表现出来。例如,在讲到“离子键”时,我们使用三维动画模拟NaCl的产生过程,生动、形象的揭示离子键的形成,从而使学生获得准确深刻的直观感受,加强其理解和记忆,教学质量得到提高。
2 无机化学多媒体教学中存在的问题
多媒体教学与传统教学相比确实具有无可比拟的优势,但是在无机化学多媒体教学实践中也存在诸多问题。
2.1 内容设计简单缺乏更新
部分教师为了省事方便,一是制作的“多媒体”课件多以文字叙述为主,图片、视频应用较少,内容基本上是“教材搬家”或是对教材的简单总结,重点难点不突出,与课程有关的最新研究成果及实际应用较少提及,逻辑上设计不合理。很难调动学生的学习兴趣,也不利于教学质量的提高[3]。二是课件内容陈旧、缺乏更新,有些老师制作的课件几年不更新,已跟不上知识更新的速度;三是有些老师为了吸引眼球,设计的内容、选用的素材与教材内容不相适应。
2.2 教师照屏宣科
教学是教师、学生以及教学内容、手段、方法等多种因素组成的一个复杂过程,教师是这个过程的主体并在其中起着主导作用,多媒体课件仅是一种辅助手段。教师的责任不仅仅是知识传授,还包括激发和诱导学生对问题进行思考以及与学生之间的情感交流。一些教师为了图方便,课前不认真备课,不注意搜集教学有关素材,课堂上使用一些别人现成的课件,缺少自己的教学思路,照本宣科,着实一名课件放映员,与多媒体技术发展的初衷相违背,也易引起学生的厌学抵触情绪。
2.3 “填鸭式”教学
前面已经提到多媒体教学的一个重要优点就是效率高,教师可以在短时间内传授大量的信息。这就容易产生一个问题,就是授课节奏过快,教师把时间都用在了面对计算机、操纵鼠标上,忽略了自己学习组织者、指导者、促进者的角色,缺少与学生的目光交流、语言沟通,学生在整个教学过程中只能被动接受,独立思考的时间有限,缺少与老师的互动,主观能动性得不到充分发挥,不能积极的参与到教学中,学习氛围死气沉沉。
3 多媒体教学在无机化学中应用的建议
3.1 课件质量要提高
多媒体课件是实施教学的重要载体,医学院无机化学教学质量的好坏很大程度上取决于教师课件的制作质量,因而为实现无C化学多媒体教学效果的最大化必须提高课件的制作质量。教师首先要认真研读教学大纲,熟练掌握计算机的操作方法,结合具体的教学内容,全面把握教学中的重点和难点。制作课件时,既要简单明了、详略得当,又要突出重点和难点;要依据自身教学经验和学生的接受程度选择合适的多媒体素材,注意文字与图形、图片、FLASH动画相结合,充分发挥多媒体技术的优势,对一些抽象难懂的知识仅形象化、具体化处理,丰富教学内容,让学生认识到无机化学的魅力,从而产生浓厚的学习兴趣。
3.2 授课方式灵活
多媒体教学不是简单通过多媒体设备播放多媒体课件的过程,如果这样的话大学里就不需要老师,课件发给学生自己看就行。在多媒体教学中,教师与学生是两个重要的主体,一个负责信息输出,一个负责信息反馈。教学的目的是将教师的“教”最终转化为学生的“学”。教师首先要全面熟悉课件,保持清晰的讲课思路,灵活组织教学。在课堂上要流畅自如的讲解课件内容,并根据学生的反映和课堂需求随时做好多媒体教学与板书教学的切换。其次,控制好讲课节奏,注意学生的反应,把握好课件中文字、图片、公式等出现的速度,留给学生充足的思考时间,同时采用启发式教学适时提问,集中学生的注意力,引导学生进行独立思考。
总之,无机化学是医学院多个学科专业的基础课程,理论性和实用性都很强,对学生后续的专业课学习起着非常重要的作用。提倡和发展多媒体教学,既是教学改革的要求,也是实现无机化学教学现代化的必然选择。我们要充分发挥多媒体教学的优势,同时整合各种教学手段,全方位、多角度为学生展现教学内容,从而实现教学效率与教学质量双提高。
参考文献
[1] 雷建霞.中学化学教学中学生兴趣的培养[J].管理学刊,2005,18(4):115-115.
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关键词:无机化学实验;教学质量;改革;尝试与探索
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0218-03
无机化学实验是针对高等师范院校化学教育专业的学生开设的一门专业必修课程。通过该课程的学习不仅能够巩固和深化无机化学课程所学的基础理论知识,更重要的是让刚进入大学学习的一年级新生摒弃中学时期形成的不良实验习惯,熟练掌握基本实验操作技能,培养严谨的科学态度和正确的科学研究方法,提升学生的实践动手能力与创新精神,为后续实验课程的学习打下良好的基础[1]。因此,无机化学实验课程的教学质量直接影响着高师院校所培养的中学化学师资的综合素质与能力。传统的无机化学实验教学模式已经与学科的快速发展、专业的培养目标严重脱节,极大地制约了创新人才培养的需求。如何优化整合课程教学内容、采用创新的教学方法与教学手段、改革课程考核的评价方式以有效地提升本课程的教学质量成为了培养高师院校学生的创新实践能力的关键。为提升无机化学实验课程的教学质量,本文作者在多年的无机化学实验课程的教学实践中进行了一些有益的尝试与探索。
一、优化课程教学内容,着力培养学生的创新能力
传统无机化学实验课程的教学中,基本操作、基本化学原理和元素性质实验等验证性实验在教学内容中所占的比重很大,如北京师范大学无机化学教研室编写的《无机化学实验》(第三版)[2]教材中,验证性实验的占比竟然接近60%。开展验证性实验虽然能够巩固学生的基本操作技能,加强学生对基础理论知识的理解,培养学生对实验现象的细致观察能力。但在教学中过多地选用验证性实验内容则难以适应学科发展的需要,不利于实现课程的主要教学目标――培养学生的创新思维能力。我们在近年的教学过程中逐步采用我校自编的《无机化学实验》[3]教材,将一些内容简单、与中学知识重复的验证性实验进行合并、简化,使验证性实验所占的比重下降为45%,同时大幅增加综合性、设计性实验的数目,新开设的实验项目如“微波固相合成――AlPO4的合成及组成测定”、“一维链状牛磺酸钴配位聚合物的溶剂热合成”以及“纳米二氧化钛的制备及其光催化活性”等可以让学生通过课程的学习掌握多种无机合成新技术,熟悉化合物的鉴定及组成分析方法,增强学生的实验设计能力、动手能力,对于拓展学生的知识视野、了解学科的发展前沿、增强学生的专业综合素养以及培养学生的科学研究与创新能力起到积极的作用。而趣味化学实验内容如“化学冰袋的制作”、“暖手袋的制作”、“彩色火焰蜡烛的制作”等的引入则将专业课程的学习与日常生活紧密联系起来,寓教于乐,让学生体会到化学实验的“魔力”,对实验课程的实践性有更清醒的认识。
二、利用多媒体教学手段结合教师现场演示,有效提升课堂教学效果
伴随无机化学学科的发展,专业的新知识、新技术呈几何级数增长,如何在有限的教学时间内向学生传输更多的知识内容变成了一个令任课教师棘手的问题。多媒体教学手段具有知识信息量大、形象直观的特点,将其引入无机化学实验的课程教学能够有效地提升课堂教学的效果[4]。如在“溶液的配制和滴定操作练习”实验中,可先行拍摄滴定操作的正规示范视频并制作成多媒体课件,在课堂上由教师演示滴定操作后,再将正规示范视频采用慢速方式重复播放数次,必要时进行定格展示,让学生更清楚地了解滴定操作的具体步骤和要求;在“醋酸解离常数的测定”实验中,可在多媒体课件中将酸度计的组件和操作面板以图片的形式进行直观的介绍,同时将其使用步骤在课件中呈现出来,方便学生在使用仪器的过程中随时检视自己的操作是否符合规范。此外,在复杂实验装置的组装、化学反应过程的模拟等方面多媒体教学手段与传统教学方式相比也具有明显的优势,可引起学生浓厚的兴趣,因此有必要在无机化学实验教学中广泛采用多媒体教学手段,实现更佳的教学效果。不过多媒体教学这一现代化教学手段现阶段仍然是实验课常规教学手段的一种辅助,与理论课的教学不同,我们更强调教师在实验教学中的引导作用。在讲解实验操作规范和仪器的操作步骤时必须结合现场演示,在学生面前将重要的实验操作技术逐一分解,通过自己的一举一动让学生感受到规范操作的重要性,感受到化学实验的严谨性,感受到化学科学的神奇性。现场演示也有助于在师生之间产生更多的言语、动作交流,充分加强教学效果,有助于学生对教师产生敬佩、尊重之情。
三、改革课程考核的评价体系,重视学生实践动手能力的培养
鉴于实验课程的特殊性,仅以期中和期末的笔试或操作考试来评价学生的课程学习情况显然有违科学性,教师更应该注重学生在课程学习过程中的实际表现,使课程成绩的评定更趋合理化。在教学中,我们按照平时成绩占70%,笔试和操作考试成绩占30%的标准来评定学生的实验课成绩。加大平时成绩所占的比重,能有效地促使学生在整个学习过程中保持积极性、主动性。在平时成绩的评定中,我们摈弃过去根据某学生一个学期的整体表现打分的粗略方式,而是将成绩的评定细化到每一次实验。对每一次实验的评价则由过去的教学中只依据预习报告、实验报告的书写质量对学生的学习成绩进行评价的片面手段,转而重视学生在整个实验中的具体表现,综合考虑实验的预习情况、学习态度与实验内容的完成情况、基本操作掌握情况及台面清洁、现象记录及实验结果、实验报告的书写质量等指标对学生的实验成绩进行评价,每一部分的分值均为20%,使最终的评分能更真实地反映学生的课堂学习情况,防止出现学生不认真完成实验内容而通过后期“加工雕琢”实验报告获得好成绩的现象。评价方式的变化可以让学生在实验过程中全神贯注、手脑并用,对于提高实验技能和实践动手能力具有重要的意义,同时也有利于指导教师增强责任心,加强课堂巡视,充分了解学生的基本技能是否规范、实验现象的记录是否完整、实验结果是否正确、实验态度是否端正,并可及时发现教学中存在的疏漏和不足并当场在课堂中予以纠正,避免此次教学中出现的问题影响到后续的教学。
四、逐步实现化学实验内容的“绿色化”,培养学生良好的环境保护意识
环境污染问题是21世纪世界各国尤其是发展中国家所面临的迫切问题,而化学工业作为主要的环境污染源已日渐成为“人民公敌”。实现化学过程的“绿色化”是改变化学及化学工业所面临的窘境的唯一有效办法。在高师院校的实验教学课堂上面向未来的中学化学教育工作者传授环境保护的知识,树立“绿色化学”的良好意识对于建设大众期望的环保性社会,消除化学对公众的负面影响,培养青少年的环境意识具有极为重要的意义。无机化学实验课程的教学过程中需要使用大量的有毒有害化学试剂,鉴于目前绝大多数高等院校的实验室还不具备处理实验废弃物的仪器设备,因此这些试剂本身或者实验过程中产生的废水、废渣极有可能对环境造成难以修复的污染。如何在教学过程中体现绿色环保理念,实现实验过程的“绿色化”是当前的无机化学实验教学中碰到的一个大问题。本着预防大于治理的原则,应从实验源头上对污染进行防控。为此我们首先在实验内容的选取上遵循“5R”原则(减少用量Reduce,重复使用Reuse,循环利用Recycle,再生Regeneration,拒用Rejection)[5],尽量摒弃对环境污染大的如汞、重铬酸钾、苯等试剂药品,优化实验方案与实验装置,加强实验废弃物的处理,尽量减少化学实验的污染排放;其次强调实验产物与废弃物的循环利用,通过开设“由含银废液制备硝酸银”、“由废干电池制备硫酸锰铵”、“由易拉罐合成明矾”、“由贝壳制备乳酸钙”等实验项目,使对环境有毒有害的物质在实验室内进行流转,防止废弃物对土壤、大气造成污染,不但可以节约大量的实验药品与经费,而且可以向学生灌输原子经济的概念;此外,我们还在“醋酸亚铬的制备”、“水的电解”等实验中采用微型仪器装置,在保证实验现象、结果清晰准确的前提下大幅度减少了药品用量,不但实现了实验“绿色化”的述求,而且能够促使学生更仔细地观察实验现象,注重实验操作的准确性。今后我们还将对某些严重污染环境、对学生身体健康损伤大的实验项目进行计算机仿真化,更大限度地消除无机化学实验对环境所造成的污染。
五、结语
近年来,我们在无机化学实验课程的教学过程中进行的一些有益的尝试与探索对于提升化学教育专业学生的创新实践能力已经起到了积极的作用,为后续课程的学习打下了坚实的基础。培养出的一些学生先后在全国师范生化学实验技能大赛以及广西高校大学生化学实验技能竞赛中取得优异的成绩;部分学生在进入老师的研究室开展研究工作时也表现出了良好的科研素养,在科学研究过程中取得了一些令人瞩目的成果。这些收获促使我们在今后的教学过程中进一步加强实验课的教学改革,追寻学科发展的脚步,利用更有效的手段与措施来发展学生的创新实践能力。
参考文献:
[1]朱妙琴,王祖浩.高师无机化学实验教学的改革与学生综合能力的培养J].化学教育,2002,(11):21-25.
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[3]蒋毅民.无机化学实验[M].桂林:广西师范大学出版社,2013.
[4]宝金荣,朱晓伟,李文先.无机化学实验教学改革初探[J].实验室科学,2013,(2):49-51.
[5]邹少兰.绿色化学与绿色化学实验[J].萍乡高等专科学校学报,2004,(4):25-28.
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笔者有幸参加了一次教育部全国高校教师网络培训中心举办的国家精品课程《无机化学与实验》骨干教师高级研修班,本研修班由吉林大学宋天佑教授及其教学团队与大连理工大学孟长功教授及其教学团队合作主持培训和研讨,在北京设立主会场,全国设有20个分会场。在为期3天的培训中,宋天佑,孟长功,徐家宁,刘志广等四位教授分别从无机化学与实验课程出发,对这门国家精品课程的教学经验、理念、技术和方法进行介绍,以问题为导向,利用示范课、案例讲解等教学形式,为我们授课。经过这几天向名师学习及与同行交流,感触颇深。
一、教学理念与方法
教育部举办的全国高校教师无机化学与实验课程的网络培训,给我们这些教无机化学的教师提供了一个学习、进修、交流的机会。培训中,我们聆听了国家级名师的授课,领略了国家级名师的风采,开阔了视野,受益匪浅。这次培训使我们在精品课程建设、大学无机化学及实验课程教学工作、教学方法、知识难点和重点的处理等方面受到很大的启发,尤其是吉林大学宋天佑老师和大连理工大学孟长功老师在上述两个方面的讲解,使我们感到耳目一新,如饮甘饴。如孟长功老师的关于“培养和教会学生分析问题和解决问题的能力比教会他们关于具体问题的答案所在更重要”的观点和教学方法得到大家的共鸣。无机化学是大学生进入大学学习的第一门专业课,要让学生从这门课开始逐渐转变学习方法和解决问题的思路,在大学学习中,能顺利地解决一道难题并不十分重要,因为他们今后再遇到同样问题的机会并不是很多,而形成解决问题的正确思路对他们是至关重要的。恰恰在这种教与学的过程中,学生会逐渐认识到化学这门课并不是只有枯燥的理论和公式,每个问题的解决和每种现象的发生都有内在的联系,这样就能激发学生学习无机化学的积极性。这将使他们在今后学习任一门课时都受益匪浅,而且必将对他们今后的深入学习和研究产生积极的影响。这也是我们无机化学工作者除了教学以外还应该考虑的问题,也是我这次培训的主要收获。宋天佑老师的示范课的讲解也使我受益匪浅。对于一些无机化学中的难点和重点,学生的理解和接受程度很大程度上取决于授课教师在引出和讲解这个问题时的方式方法。我们经常说老师的作用就是把复杂的问题用简单的、容易理解的语言和方法告诉大家,即做到“深入浅本文由收集整理出”。要想做一位好的教师,要有这样的本领。
二、教师的课堂组织
当今时代是竞争的时代,当今的社会是发展迅速、知识剧增的社会,时刻都存在着竞争、机遇和挑战。让我们必须承认这么一个现实:学生对知识本身的获得已经不是最重要的了,重要的是他们如何去获得知识,开发各种潜能。传统的课堂教学,偏重于让学生对概念或理论的字面理解而缺乏更深一层的质疑,而学生似乎从未想过那些浩瀚如海,用以解释各种自然现象和社会现象的观点是如何形成的;那些公式、理论存在的依据和前提是什么;那些知识的本身存在着什么价值;而人们又是如何将这些应用到日常生活中去的,等等。对于课堂教学而言,不应仅限于教师的教,很大程度上还取决于学生的学,这就要求学生有参与意识。加强学生在课堂教学中的参与意识,使学生真正成为课堂教学的主人,是现代化学教学的趋势。正如孟教授所说,由于很多原因,入校时学生的水平和学习方法有很大差别,因此有的学生可以接受网络教学,而有的则不行。在这样一个现状下,由于学生层次不同,必须有一个大家都能够接受的教学方式。随着网络的普及和地区差异的消除,教学方法应该转变,从单一的教学方式转变为立体式的、多方面的教学方式,满足各个层次学生的需求。
1.教师不仅仅是教育者,更是组织者。教师在课堂教学中起主导作用,是组织者。因此学生的参与意识与教师所扮演的角色及对学生的培养有着直接的关系。
2.提高化学课堂教学中学生的参与程度,让他们主动、自由地学习。如果离开了学生的积极主动参与,教师的主导作用也是没有意义的。教师的“导”要具有科学性、启发性和艺术性,能促进学生的思维活动。
3.在目前应试教育的大环境下,学生的学习方法单一,对知识的掌握能力较差,必须有教师提纲挈领,为学生提出重点,为学生解释难点。
4.学生学习的主动性不强,必须给他们一个良好的学习环境,督促他们的学习。
5.学高为师,为学生树立榜样,带动他们的学习。
三、精品课程建设
宋教授在培训课上说,精品课程,需要一大批人坚持不懈地努力奋斗,需要十几年,甚至几十年时间的建设。吉林大学无机化学课程的建设过程,说明一个道理,它告诉我们课程建设要经得起时间的考验,要做到长盛不衰。同样,上海电力学院《无机化学》课程在老前辈努力的基础上,由我牵头,不断进行改革和完善。在《无机化学》课程建设过程中,进一步完善了教学大纲,教学进度表中各章节的课时数的分配经过调整更加合理;不断完善试题库的建设,并已实现了教考分离;完成教学大纲、教案、习题、参考文献目录等上网工程,并创建了教学互动社区;将《无机化学》教学实践与研究活动中的经验与心得写成小文章,分别发表在《上海电力学院学报》、《高教研究》等期刊上;走出校门,积极参加同行业的学习交流会议,2005年参加了在上海大学举行的由教育部人事司和高等教育司联合举办的“本科基础化学骨干教师高级研修班”,2006年参加了在同济大学举行的由教育部人事司和高等教育司联合举办的“本科基础化学骨干教师高级研修班”。
在这几年的教学改革活动中,《无机化学》课程建设得到了学校的大力支持和资助。《无机化学》于2005年被批准为校级一般课程建设项目,2006年被批准为校级精品课程建设项目,2007年被上海市教委批准为重点课程项目。以“具有电力行业背景的应用型高校基础化学课程的特色教学研究”为题获得2010年度上海市高等教育学会重点课题资助,以“基于智能电网的基础化学课程教学改革与实践”获得上海高等教育“085”工程建设项目资助。利用无机化学精品课程建设的契机,指导黄静、李昌峰、汤艳凤等同学以“无机化学网络资源的创建”为题申请到了2006年度的大学生科创基金,该课题现已结题,并且无机化学课程已经完成上网工程。课程建设的成果得到了学校的鼓励和肯定。2006年“无机化学课程建设”项目获得校级优秀教学成果奖,2006年在第四届“上汽教育杯”上海市高校学生科技创新作品展示评优活动中,指导孙仲明同学完成的“原子结构cai(计算机辅助教学)实验获大赛“新颖奖”;2006年我因为指导孙仲明同学获得上海电力学院能源与环境工程学院“优秀导师”称号;由于在《无机化学》教学改革与实践中较出色的表现,我获得了2006~2007年度上海电力学院优秀主讲教师称号。相对于获得的荣誉,所取得的成绩微不足道,只有继续埋头苦干,潜心钻研,努力把电力学院《无机化学》课程打造为市级精品课程。
四、多媒体技术的应用
在这次培训中,大家就多媒体技术在教学中的应用展开了讨论,下面我将多媒体技术应用的优势和应注意的问题作一个总结。
1.多媒体课件使用的优势。
(1)采用多媒体教学,内容形象,显示方式生动,直观性强,图像中包含大量信息,并且以图形和动画为主要手段兼配以文字,利用文、图、声、动画等去引起学生的注意和兴趣,使学生如身临其境,不仅可以接受到大量教学信息,而且能获得清晰明快的感受,使学习内容变得生动有趣,容易记忆、理解和掌握。
例如,宋教授提出,原先在没有使用多媒体前使用不同色彩的乒乓球模型来讲授abc型原子堆积,课讲完后学生的眼睛都看花了,但在使用多媒体技术后,通过电脑动画演示,不仅使一层一层的堆积方式清晰明了,也能让学生直观地认识了什么是面心立方堆积方式。
(2)应用计算机软件模拟化学反应原理,可以使学生更易于接受课堂教学的内容。
化学教学中核外电子排布、电子云、离子键、共价键等大量微观现象的教学,长期以来教师只能靠形象比喻或展示模型来教学,但利用计算机软件进行动画模拟,可使不可见的微观世界宏观化,抽象理性问题具体化、感性化,形象、生动地表现分子、原子等微观粒子的运动过程特征,让学生直观形象地认识微观世界,了解化学变化的实质、理解化学原理。例如孟教授在讲授双原子分子轨道时应用计算机软件去计算生成的化学键键能大小比较,这样比教师让学生死记硬背轨道的能量高低更易于让学生接受和理解。
2.多媒体使用中应注意问题。
(1)防止“一哄而起”。多媒体辅助教学一靠设备,二靠技术,三靠教师现代化的教学技能,三者缺一不可,应根据实际情况分期分批实施。
(2)cai模拟实验不能代替化学实验,传统的化学实验能使学生参与实际实验过程,对于学生的动手能力及分析思维能力的培养和锻炼作用是cai模拟实验所不可替代的,教师应明确化学实验在化学教学中的重要地位,明确cai模拟实验的辅助地位,不能因一味追求现代教学手段而减少传统实验教学手段的运用。cai模拟与传统化学实验在化学实验教学中两者应优势互补、各展所长。
(3)要把握好计算机辅助教学与传统教学方式的关系:尽量避免cai贯穿课堂的始终,否则容易使学生视觉心理疲劳,抑制大脑对信息的反馈。多媒体教学不是万能的,并不完全代替传统的教学方式,有的课虽用了几分钟软件辅助,却解决了难以突破的问题,可以说是画龙点睛,堪称好课件。
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关键词: 高职高专无机化学实验 实验教学 探索
实验教学是现代高等教育的重要教学形式,它在引导学生掌握科学的研究方法、养成科学态度和方面起着关键的作用。高职类实验教学主要任务是培养学生分析问题和解决问题的能力;训练学生基本的实验操作技能和实验方法,以及良好的实验工作习惯。无机化学实验是化学化工类专业的第一门必修实验课。它既是联系课堂理论教学的桥梁,又是培养学生基础实验能力,并在科研实践中培养创造性实验能力的有效途径。学生通过做实验获得对理论知识的感性认识,深入理解和应用无机化学中的概念和理论,在实验过程中逐步培养起严格的科学态度,创新性能力,良好的实验素质,以及分析和解决问题的独立工作能力。[1]
一、传统无机化学实验教学中的问题
1.在教学观念上重理论、轻实验。理论课教学任务由高职称的专任教师承担,教学经验丰富,领导也比较重视理论课的教学效果,而实验课多由助教上课,把实验教学放在从属于理论教学的地位,导致教师对实验教学重视不够,不愿意在仪器设备的购置与维护上投入大量资金。在职称和待遇等方面,实验教师也没有得到应有的重视,师资队伍多由助教和新到岗的见习助教组成,每年都有较大变动,影响了实验教学的效果。另外,由于实验师资的不足,每次实验只配备了一名教师,学生却有30多人,学生在实验中的问题比较大,一人实难顾全大局。
2.在实验教学内容上仍以“理论验证、性质验证”或“仪器的使用和操作方法训练”为主要实验内容,其中无机化学实验里验证性实验占60%,仪器使用和操作方法训练占40%,且部分内容为了实验而实验,具有一定的重复性,使实验课落后于科技的发展和时代的要求,不能激发学生对实验课的兴趣,制约了实验教学水平的提高和学生实验能力和素质的培养。
3.在实验教学态度上,多数验证性实验均为“照方抓药”模式,在实验教师介绍实验原理、操作要领后,学生在实验的时候,对着实验书取用试剂,而不去思考每一步操作的道理和可能出现的现象,记录的实验现象是否正确也不知道。
4.在实验成绩的评定上,大多依据实验报告和期末的笔试,造成实验成绩评定不能准确地反映学生实验能力。
二、无机化学实验教学的探索
1.转变传统的教学观念。
教学有法,但无定法。新颖的教学形式和教学方法,可以极大地调动学生学习的积极性,发挥学生的主观能动性。教师应建立一套完善的成绩评分方案,实验课的成绩要以平时考查为主,占总分的50%―60%,平时成绩要以实际操作的水平为主要考核依据,对实验成绩考核的主要内容都定出具体的评分标准。教师可以对每个学生建立实验档案,详细记录学生实验过程的各项情况,给出每个实验成绩,期末综合平时成绩,这样做对于端正学生实验态度,养成良好的实验习惯有很大的帮助。为了督促学生培养自己独立实验,勤于思考,分析和解决问题的能力,教师应增大开放式实验量,给出课题,让学生自己查阅资料,设计实验方案,经教师审阅同意后付诸实施。在做实验的过程中,由2―3位学生组成一组,教师在实验过程中起指导作用,其它方面由学生自己掌握。这样做可以明显地提高学生的积极性,充分发挥他们的主观能动性,对于培养他们的自主意识和动手操作能力的作用是巨大的。教师应严格实验考试,期末实验考试可分为笔试和操作两个部分。操作考试为无机化学实验考核的重要组成部分,为了促进学生对所学知识和技能的全面掌握,操作考试应严格把关。
2.开展综合设计式教学,提高学生的创新能力。
我们采用综合设计式实验教学,将元素及其化合物的性质与无机物的制备,以及性质测定相结合,组成系列实验,并将基本实验知识、基本操作原理、基本实验技术融合到系列实验中去进行训练。由于无机化学内容丰富,但教学时数有限,我们不可能对无机化学中众多的元素及其化合物逐一进行实验研究。然而我们可根据元素在周期表中的位置和不同的差异性选择典型元素进行实验研究,以点带面,如S区确定钠、钙两个系列,P区确定铝、碳、磷、硫、氯五个系列,D区确定铬、锰、铁三个系列,D、S区确定铜、银、锌三个系列。每个系列都用廉价的原料或工厂废弃物作为起始原料进行实验。综合设计式实验教学的基本要求是:(1)实验方案由学生自己设计。实验课题提前向学生公布,由学生自己查阅有关资料,拟定实验原理、试剂(规格、浓度)、仪器、实验条件、实验步骤,再由教师审阅批准。(2)学生独立完成实验。实验的基本操作要符合规范,实验方法要科学严密,实验过程中的现象要仔细观察,实验数据要认真记录。(3)写出论文式的实验报告。综合设计式实验教学对于激发学生稳固而持久的兴趣,锻炼他们勇于突破、大胆创新的精神,鼓励他们克服以往经验的障碍、脱离思维的惯性,力争解决问题的新颖性和独特性,提高他们的创新能力是非常有效的。
3.高度重视良好的实验素养与习惯的培养。
如果说熟练的基本操作是做好实验的基础,那么良好的素养和习惯就是实验成功的保证。无机实验既是学生涉足化学实践的第一步,自然需要重视良好素质和习惯的培养。根据实验特点和学生实际,我们着重抓了三个方面:(1)培养学生重视实验,勇于实践的情感,克服当前普遍存在的重理论、轻实践,畏惧化学实验的毒害作用而不愿实验的倾向。(2)培养学生认真、求实的科学精神,纠正学生实验走过场,甚至任意涂改实验数据编造实验报告的不良学风。(3)培养学生条理、整洁的习惯。我们要求预习报告和实验报告必须简明、规范,实验中仪器药品摆放得科学、合理、整齐、方便并随时保持实验桌面洁净,取放仪器药品有条不紊,就连配发给学生的仪器也必须按确定位置存放。
4.引导学生进行思维性观察。
对实验的观察不应仅仅局限于实验中所能感知的东西,更重要的是对所感知的东西的思考。学生不仅要观察实验仪器的选择、组装,而且要分析为什么这样选,以及为什么这样组装,其他选择和组装是否可以,为什么?例如:在学习实验室制取氯气一节时,我提出了以下几个问题让学生思考:(1)比较实验室制取氯气、氧气、氢气的药品和反应条件的区别?(2)制取这三种气体各需要哪些仪器?(3)能否用制取氢气或氧气的装置来制取氯气?为什么?促使学生经过思维解决问题。在实验中不仅要求学生观察实验的操作步骤,而且要他们思考每一步的作用;不仅要观察实验中产生的现象,而且要思考产生这一现象的原因,等等。只有对实验装置,操作步骤,以及从始至终所发生的现象进行全面细致的观察,并将观察与思考结合起来,进行思维性观察,学生才能对实验中的现象有深刻的理解,才能提高实验操作技能和实验设计能力,才能使感情、意志、能力受到锻炼,真正发挥实验教学育人的功能。在教学过程中,教师应根据学生的特点及知识水平的不同阶段,提出不同的观察要求,引导学生全面地观察。对于性质实验,教师应着重要求学生观察反应条件及实验中发生的现象,并能逐步地进行思维和分析,得出正确的结论;对于定量实验,应要求学生认真观察反应中量的变化;同时,让学生自己总结,寻找同一类型的实验在仪器选择、制备方法、实验装置、注意事项、废气处理、物质鉴别等方面的共同点及不同点,达到学习新知识和增强记忆的目的。
5.加强计算机在实验教学中的应用
计算机辅助无机化学实验教学是对传统的无机化学实验教学方式的一个挑战,也是高校化学教学改革的必然趋势。比如对于一些剧毒易爆易燃物质的实验,如:砷化合物、汞及化合物、固体高氯酸盐、过硫酸盐、白磷、一氧化碳、氯气、液溴等性质的实验,教师可通过计算机辅助教学软件进行演示教学,使学生观察到发生的实验现象和反应条件,进而理解这些物质的性质,并使研究危害性的实验项目成为可能;利用计算机对一些测定实验的数据进行相关分析,使得学生能够获得实验数据的处理的方法及相关知识;对学生的测定结果进行统计分析,从而更充分、准确地了解学生实验的情况,并能有针对性地对实验教学进行改进;对学生的实验成绩进行计算机管理,使得学生的成绩更为准确、真实,更准确地了解学生的学习情况。总之,加强计算机在无机化学实验中的应用,是实验教师目前必须努力的方向。
参考文献:
[1]费正皓.无机化学实验中学生创新意识能力的培养长春理工大学学报(高教版),2008.12,(第三卷),(四).
[2]佟光进.加强无机实验教学,提高学生科学素质科技信息,2007,(36).
[3]黄成华.无机化学实验改革探讨[J].内江师范学院学报,2001,16,(4):68-72.
[4]杜仲祥.改革无机化学实验教学,促进课程结构优化[J].洛阳师范学院学报,2002,(2):107-108.
[5]朱妙琴,王祖浩.高师无机化学实验教学的改革与学生综合能力的培养[J].化学教育,2002,(11):21-22.
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关键词:无机化学实验;实验教学方法;Bb教学平台
中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.23.068
《无机化学实验》是一门独立的基础实验课程[1],是化学实验的重要分支,许多化学理论和规律都源自实验,化学实验教学在化学类、医药类、生物类、环境类等专业的大学教育中占有相当重要的地位。传统的无机化学实验授课方式主要是教师单向表述,课上简单演示。教师要求学生专心听讲和被动接受,学生按照教师所讲述的进行实验,不注重对学生自主学习能力和自主设计实验能力的培养,因此课程内容和教学方法的改革显得愈发迫切、重要。网络教学平台是各高校开展网络教学的一个重要平台,目前应用较为广泛的Bb网络教学管理平台(BlackboardLearningSystem)为教师、学生提供了强大的施教和学习的网上虚拟环境。因此,将Bb教学平台应用到无机化学实验中,对教学来说具有重要意义。
1目前无机化学实验教学中存在的主要问题
1.1无机化学实验与无机化学课程衔接不紧密
无机化学实验是基础实验课,高校的化学院、生命学院、药学院、环境学院等理科专业均为实验必修课。无机化学实验对于化学院学生来说学时非常多,实验课程紧密,时常出现实验课所涉及的知识理论课还没有讲授,实验的时候学生只是模仿,不明白实验的原理是什么。
1.2学生重理论,轻实验
无机化学实验课是依附于无机化学课的,实验主要目的是验证理论课所讲过的化学概念、理论等。这就决定了实验课只能是从属地位,不能体现实验课的特点和规律。
1.3学生预习效果不好
学生普遍认为实验是听老师讲解后动手完成即可,很少会考虑预习的问题。纵然老师要求学生交预习报告,学生也只是在完成任务般的抄写,不能认真预习实验内容。甚至有些学生为了完成任务,直接抄写同学的预习报告,根本无预习目的可言。
1.4学生被动实验
由于学生对实验课的不重视,导致学生做实验过程中不能认真思考,只是机械的模仿、重复实验步骤,不明白实验现象产生的原因,甚至对错误现象也不能识别。学生本次实验中用过的实验方法、操作步骤等,当下次还需要操作时又都不记得,充分说明学生是被动的重复。1.5综合性、设计性等实验难以开展现行课程体系内容基本以验证基础理论为主,实验内容过于陈旧,需要增加综合性、设计性实验来反映出当前化学学科的最新成就和发展趋势。但现行化学实验课由于实验条件所限,很多实验涉及危险品或昂贵仪器时,这种综合性的实验就很难实施。
2Bb教学平台解决无机实验教学问题的实施方案
通过引入Bb教学平台能够解决目前无机化学实验中存在的一些问题,更好的掌握实验知识跟技能,实施方案如下:
2.1利用Bb教学平台做课前预习
针对学生不会做预习的情况,授课教师将该实验的原理、仪器的使用方法、注意事项等内容分别以PPT、文本文档等形式上传至Bb教学平台,学生登录后,参照老师提出的要点进行阅读,并预习相关问题,自己查阅预习内容并回答问题,这样提高了知识的针对性及学科的交叉性。
2.2利用Bb教学平台做预实验
学生可以利用教学平台教师上传的课程相关内容,根据原理写出反应方程式,预计实验现象,推测出实验结果。这样学生在做实验过程中,就不会只是盲目的重复步骤,有利于巩固学习效果。
2.3利用Bb教学平台做课后答疑
学生在课后写实验报告的时候,如果发现疑难问题可以通过平台与同学或老师进行交流,使学习过程不只局限课堂时间[2]。
2.4利用Bb教学平台拓展实验内容
一些危险性大、仪器设备受限制的实验,实验教师可以通过上传视频的方式,让同学自学。同时授课教师还可以上传一些国外实验课程内容,让同学们感受不同的教育方式。
3应用Bb教学平台需要注意的问题
《无机化学实验》Bb教学平台在使用中还应该注意一些问题:①为学生提供的内容是否“因材施教”。平台可以大量信息内容,授课教师必须有选择的提供给学生参考,否则容易事倍功半。②是否根据课程内容不断更新。《无机化学实验》由于课程的限制,不能做到经常换实验内容,所以在同一实验内容中要找出不同的问题重点,或贴近科研进展,扩大实验内容。③培养学生使用平台的意识。平时课上要多介绍Bb平台的使用方法及优点,调动同学使用该平台的积极性,充分利用优秀的教学资源。
参考文献:
[1]高敬群,吴琼,王君,杨奇.提高无机化学实验教学质量的几点尝试[J].教育教学论坛,2014,(5).
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1.从元素周期表角度考虑一切化学反应。
化学反应的问题都是最外电子层是否“饱和”的问题,物态的化合价基本符合元素周期表的分布规律,只有少数多化合价的,才需要抄下牢记。建议大家准备一个专门学化学的笔记本,对一些“非常规”的现象进行认真记录,包括所有反应的特殊颜色、气体、沉淀、变价等值得注意的特殊反应和元素。
通过复习反应方程式(按课本章节逐步复习出现的方程式),并对照周期表进行思考,你就会发现,参照最外电子层分布规律和同主族元素排列顺序,一切氧化还原、水解电离等原本搞不清的概念,在你的面前。都变得清晰明了。你会发现,一张小小的元素周期表,对你学习化学有多么大的帮助。
2.分清、牢记特殊元素。
什么是特殊元素?就是反应能产生特殊气体、沉淀、颜色的元素,还有变价元素、组合元素(酸根)等,这些都高考化学的考点与解题的切入口。
3.判断与推导。
无机化学重在判断,判断反应机理、反应原理,如化合价是否对等,能否参与反应,如何配平,等等,这些都是基于元素周期表规律进行判断和推导的。而有机化学的判断,首先是官能团的判断,接着是碳链的推导。抓住官能团的反应特性,然后根据碳链分布规律(4个键位),就能把知识点吃透,把题目解答出来。
4.圆规复习法。
圆规复习法就是立足于一个中心,然后不断地对外扩圈。无机化学的中心就是化合价,有机化学的中心就是官能团。
无机化学中,无论是氧化还原,还是水解电离,其实都是化合价迁移的过程,所以整个中心点是化合价,而化合价的规律又来自元素周期表。因此学无机化学部分,必须以化合价为中心,认真推敲元素周期表,熟悉特殊现象。
有机化学中,以官能团为主轴,要区分官能团的特性、有机化合物的形成规则(主要是碳链、苯环规则)。所有有机反应和考点都围绕着这个形成规则和官能团特性。所以有机化学部分,要一手抓碳链苯环,一手抓“基”层,两手抓,两手都要硬。