时间:2023-03-30 10:35:17
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇无机化学课程论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
笔者经走访一些企业、学院畜牧兽医专业的毕业生,涉及饲养技术员、农户支持技术员、化验室检测员、业务员等岗位,学生均表示动物生物化学课程的理论知识和操作技能在工作中均有不同程度的应用,如化验室检测员需要掌握相关的生化指标检测技术,以进行疾病的诊断;饲养技术员、客服专员和业务员等岗位则更需要坚实的动物生物化学理论知识,以解答农户的技术咨询和新疫情的分析与判断。
1.2重组教学内容
教育心理学家认为知识的构成方式与实际运用的方式相似程度、学生运用知识的能力成正比。为了开展行动导向教学,结合学院动物生物化学课程开课40学时,对原有的教学内容进行了重组,将理论知识体系按照由易到难来编成(生物大分子结构与功能、物质与能量代谢、机能生物化学)3个项目,其中生物大分子结构与功能项目设3个子项目(核酸、蛋白质、酶等);物质与能量代谢项目设5个子项目(生物氧化、糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢和核苷酸代谢等);机能生物化学项目设2个子项目(水与无机盐代谢、酸碱平衡)。对各项目中理论性太强且实践应用不多的内容进行删减,以便于教师教、学生学。
1.3配套案例
为顺利实施行动导向教学法,共设计了34个与动物疾病防治、时事案件、人类健康相关的生物化学教学的案例。如根据生物大分子结构与功能项目的特点设计了农药中毒与急救、人体8种必需的氨基酸及功能介绍、镰刀型贫血病、疯牛病、克雅病、蚕豆病———G6PD酶缺乏等12个教学案例;针对高考设计了物质与能量代谢项目吊瓶班、减肥药的危害、低血糖与休克、牛羊营养代谢病、糖尿病-糖代谢紊乱等19个教学案例;机能生物化学项目设计了产后瘫痪急性缺钙、血红蛋白尿症缺磷等3个教学案例。这些教学案例将物质在动物体内微观的代谢过程变得宏观可见,且与身边的案例相联系,既加深了学生对生化知识的理解和运用,又激发了学生的学习兴趣。
1.4实训内容
根据学院现有的实训条件及各班开展动物养殖的情况,将本课程的实训内容分为基础验证性实验项目、综合分析性实验项目和探究创新性实验项目(3个模块)。1)基础验证性实验项目以掌握基础技能为目的,包括“双缩脲法测定蛋白质含量”和“影响酶促反应速度的因素”(2个任务)。2)综合分析性实验项目以培养学生分析能力和提高专业技能为目的,包括肝脏中酮体的生成与测定、血清谷丙转氨酶活性测定、无蛋白血滤液的制备、动物血糖测定等(4个任务),基础验证性实验项目和综合分析性实验项目均为课堂教学任务,在课堂完成。3)探究创新性实验项目为学生能力拓展项目,开设牛乳中蛋白质的提取与鉴定、不同饲养条件对动物血糖的影响(2个任务),由学生自主选择其中一项或自选题目进行科学研究,在教师的指导下查阅相关资料,自行设计试验方案,最后撰写科研论文,为今后的毕业论文研究和撰写打下基础,提高学生探究兴趣和创新能力。
1.5考核方法改革
为更全面地考核学生的学习效果,本课程的考核分为纪律成绩、平时成绩、实训成绩和期末考试成绩四个方面。纪律成绩考核上课出勤率、平时成绩(课堂提问和作业成绩)、实训成绩(实训操作、实验报告成绩)、期末考试为笔试。课程综合成绩评定的比重分配为:学习纪律成绩占10%,平时成绩占15%,实训成绩占30%,期考成绩占45%。
2动物生物化学基于行动导向法的网络教学资源库开发
行动导向法教学模式需要大量的教学资源支持才能顺利地开展,为此学院开发了基于行动导向法的动物生物化学网络教学资源库,既方便教师开展教学又利于学生自主地进行个性化学习。
2.1“教”资源开发
资源库将教学内容重组为3个教学项目和10个子项目并结合各自子项目开发多媒体教学素材,内容包括教学详案、教学课件、图片助学、上课录像、案例分析、项目测试等内容,教学课件和案例分析均图、文、动画并茂,将教学的重点难点采用生动的Flas模拟,再配以真实场景的教学录像和相关的图片素材,表达生动、丰富的知识,创设形象、仿真的教学情景,突出教学重点,化解教学难点,激发学生的学习兴趣,开阔知识视野,为教师在课堂展开丰富多彩的教学过程提供了直观、有效地帮助。
2.2“学”资源开发
为方便学习者按学习需求灵活地查询知识,资源库将图片资源、名词解释、虚拟空间、录像资源、测试中心等重点教学资源单独设置模块。配套的教学录像为学生提供了跨越时空的现场教学资源,其他分专题的录像资源为学生的学习提供可直接观摩学习的教学资源。此外,资源库设置自主学习、实训基地、拓展资源等模块为学生进行个性化学习提供了丰富的补充资源,如执业兽医资格证的复习考试资料等,为扩大学习者的知识面和今后的专业提升与发展提供切实地帮助。
2.3自我评价资源开发
为了能让学习者能对自己的学习效果进行评价,资源库为每个教学项目设计了题型多样的项目测试,方便于学生按项目测试知识的掌握情况;同时单独设计的测试中心为学习者提供了模拟试题和综合在线测试题目,以检验对整门课知识技能的掌握情况。课件还为自主学习者设计了巩固习题和答案,方便学生检查自学效果。
1教材分析
1.1教学内容在教材中的地位
生物化学教材内容多且学时少,学生普遍感到生物化学难学,但也有学好这门课程的愿望。本课程所用教材是杨丽萍主编的《生物化学》第四版,绪论是第一课,是对本课程的高度概括,是学习生物化学的前导。讲好绪论,对激发学生的学习兴趣起着非常重要的作用。
1.2学情分析
授课对象为生物技术专业本科的学生,之前已经学习过无机化学和有机化学,化学基础相对较好,学习主动性、积极性、理解分析能力较强。所以在教学过程中要将绪论讲的新鲜有趣,就可以激发学生对生物化学的学习兴趣,产生求知欲。有了这种求知欲,将为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础[1]。
1.3教学目标
知识目标:(1)掌握生物化学研究的内容与范围;(2)熟悉生物化学发展的历史;(3)掌握生物化学的知识框架,熟悉生物化学的学习方法。能力目标:培养学生掌握正确的学习方法和生物化学的知识框架。
2教法和学法指导
2.1教法
(1)层层递进提问法:提问贯穿于本次课程教学过程,其目的是学生可以带着疑问去思考。不仅激发学生的求知欲,还能课程内容逐步深入、前后贯通。(2)直观教学法:利用多媒体课件和合理的板书设计,加深学生了对绪论知识目标的理解掌握,从而为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础。(3)启发对比法:这种方法变学生被动性学习为主动学习,培养了学生分析、归纳总结问题的能力。(4)列举实例法:学生自己探究问题,分析问题,提高了运用所学生物化学知识点分析、解决实际问题的能力。上述的四种传统教学方法的综合运用,结合了教师的主导作用和学生的主体作用,培养了学生分析、归纳总结问题的能力,提高了学生的综合能力。
2.2学法
(1)学生应课前做好预习;(2)课上注意听讲、记好笔记;(3)课后做好复习。老师应介绍怎样预习、如何记笔记、及时复习和回顾已学的知识点等。把学生引导到生物化学知识的范围中来,同时教导学生学会用生物化学的理论去思考问题,提高学生分析、总结生物化学问题的能力[2]。
3教学程序设计
3.1引入课题(10min)
由生物界的各种现象引出生物化学的概念—是研究生物体的化学。在学生理解后设置问题:自然界中生物体的化学现象多种多样且复杂多变应如何分析?此处设此问题以调动学生的求知欲。如果学生回答不准确或不能回答,则继续问:怎样揭示生物化学现象的内在规律?启发学生回答:要研究生物界这个复杂结构体系的物质组成及其变化规律的基本原理,基于生物组成及变化规律的一致性建立生命现象基本原理整体框架。进一步设置问题:如何研究?再启发学生举例回答,从而进入下一环节--生物化学发展简史[3]。
3.2讲授生物化学发展简史(15min)
3.2.1生物化学研究的启蒙阶段在中华民族的历史中很早就出现了酿酒、制酱、做醋等应用;在唐代药王孙思邈的《千金翼方》中就有“治脚气常做谷白皮粥防之”,即使用含大量维生素B1的食物对脚气病进行治疗。同时还用猪肝治疗雀目(夜盲症)。讲到此处时用多媒体课件展示相关图片提高学生的学习兴趣;也可使老师的文字叙述变得更感性。3.2.2生物化学研究的初始阶段生物化学自18世纪中后期作为一个独立学科出现后,涌现出很多卓越的科学家。讲到此处,用多媒体课件详细解读相关研究。原因有三:(1)吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣;(2)为后续内容如糖酵解、三羧酸循环和脂质代谢等的生理现象的讲解做铺垫;(3)为之后知识拓展埋下伏笔。3.2.3生物化学研究的快速发展时期生物化学研究中诺贝尔奖获得者也不乏其人,对生物化学的发展起着深远的影响。讲到此处可与3.2.2的内容做对比,有利于学生对知识点的理解和记忆。然后设置过渡问题:从这些研究中可以总结出生物化学研究的什么规律?
3.3生物化学的知识框架和学习方法(20min)
首先设置问题如“生物体的化学组成是什么?”,引导学生思考。此处讲授人体每天都和环境进行物质的交换,即新陈代谢。新陈代谢中酶催化了绝大部分生化反应,与此同时生物体具有精密的自我调控方法。这点从几个层面为学生理清思路,进行下一步学习奠定基础。为了使学生能更深层次地理解和掌握这一知识重点,可适当举例说明。从“种瓜得瓜”推导出遗传的概念,结合本学科的最新研究进展介绍遗传的相关知识点[4]。授课过程中引导学生讨论能激发学生探究问题的活跃气氛,应提倡学生积极参与回答问题。用多媒体课件展示相关知识点,同时穿插知识点覆盖的实例。
4课堂小结
在绪论的教学过程中应不拘泥于教科书,不能生搬硬套、平铺直叙、枯燥乏味的讲解是扼杀积极性的。绪论课最重要的目的是让学生形成主动学习的意愿。因此可介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例,让学生明白生物化学是和我们生活健康密切相关的,从而激发学习的积极性和主动性。与此同时,绪论最有价值的知识是关于方法的知识。生物化学是一门记忆与理解并重的学科,在记忆的基础上理解并融会贯通才能牢固记忆[5]。
5课堂效果分析
通过四种教学方法的综合运用,激发了学生学习生物化学的兴趣,不仅让学生学习相关知识,同时学生也在分析、理解及融会贯通中建立了科学的思维方式[6]。
作者:朱会霞 孙金旭 单位:衡水学院
参考文献
[1]郑凯迪,王建光,毛孙忠,等.讲好绪论调动起学生学习生物化学的兴趣[J].大学教育,2013(13):118-119.
[2]张艳芳,张煜,单琳琳,等.医学生物化学绪论教学的探讨[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010(6):582-584.
[3]张璟,尹战海,李霞,等.浅谈生物化学绪论课教学[J].西北医学教育,2008(3):608-609.
无机化学教学改革实施方案
无机化学教学改革实施方案是:理清知识体系,整合教学内容,压缩教学时数,实行模块化分层次推进教学,提高教学效率。无机化学教学的模块化分解和教学时数分配的框架(表略)。无机化学教学整合原则如下:(1)删掉部分内容(稀有气体、镧系、锕系、核化学、金属晶体和无机化学发展前沿),不再讲解,让学生自学。(2)压缩部分内容(溶液、热力学、动力学和晶体学),在后续课程中精讲。(3)合并部分内容(化学平衡、解离平衡和溶解平衡)。(4)补充部分内容(教学研究成果)。
无机化学教学改革方案的特色
(1)“三学二素一论”的两部分六模块改革。两部分为理论部分(48学时)和元素部分(42学时)。六模块为“三学二素一论”:“三学”为微观学、热力学和动力学;“二素”为主族元素和副族元素;“一论”为元素通论。
(2)“三位一体”的教学模式。微观学Ⅰ为无机化学一,热力学Ⅱ和动力学Ⅲ为无机化学二,元素部分为无机化学三,由3个主讲教师完成不同模块,学完就考,学分加和。
(3)根据“学生学习认知过程”设计教学顺序如下: ①由抽象到具体,先理论部分后元素部分;②由简单到复杂,微观学为“原子—分子—离子”;③由理论到应用,热力学为“热力学能—化学平衡和电化学—氧化还原反应”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素; s区元素和ds区元素进行对比教学。
(4)利用规律性的“教学研究成果”促进教学。六模块中有关规律的教学内容详见表1。在这部分教学中展示教师教学研究成果,既可以理清学生思路,解决疑点难点;又可以指导学生进行教学研究,以研助教,以教促研。
(5)明确重点。溶液的有关理论重点在分析化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用;热力学和动力学的有关理论重点在物理化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用。
中图分类号:G642.0 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.17.041
2009年12月教育部正式启动了“卓越工程师培养计划”。该计划旨在培养造就具有创新能力、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势,增强我国的核心竞争力和综合国力。
《无机化学》是化学化工类卓越工程师教学的第一门专业基础课程,承载着服务后续基础和专业课程的功能,对化学化工专业骨干课程的学习起着至关重要的作用,在整个课程体系中具有重要地位。因此,《无机化学》课程的改革成功与否,极大地影响着后继课程的改革成败,对卓越工程师计划的顺利实施起着至关重要的作用。要想达到应用型卓越工程师的培养目标,我们还必须进一步深化本课程体系和教学改革,加大改革力度,力争为培养出创新和实践能力强的、满足现代化学化工行业需要的应用型工程人才起到应有的作用。
无机化学课程改革的深化必须从以下几个方面开展。
1 推进教学内容和教学方法改革
第一,加强与其他基础化学课程的联系和交叉:无机化学与有机化学、分析化学、物理化学并称为四大基础化学课程。无机化学是其他三门课程的奠基课程,教学中要与其他三门课程在教学内容、教学方法以及知识应用等方面进行很好的协调配合。第二,调整教学的重点,突出重点,化解难点:无机化学的教学内容非常丰富,主要包括化学基本理论和元素无机化学两大类。在教学中,我们要改变以往无的放矢,课时分配一刀切的状况,将重点放在化学基本理论的掌握上,使无机化学真正起到承载其他基础课程的奠基功能,更好的服务后继课程。对“原子和分子结构”等历来的教学难点,应多与学生讨论,在课时分配和授课深度上进行探索,予以更好的把握,改变以往对学生情况不甚了解,教师主导课程进度的状况。第三,革新无机化学教学方法:因“材”施教:根据不同的教学内容,采用不同的教学方法。改变以往呆板的教师填鸭式教学,根据教学内容,充分选用讲座,视频,讨论等新颖的授课方式,激发学生的学习兴趣;师生讲授结合。对于较为难以把握的化学理论知识,应主要由教师讲授和学生练习相结合;而对于内容较为易于掌握的元素无机化学部分,应采用学生讲授,教师点评,学生小论文和讲座等丰富多彩的教学方式,使学生充分参与到教学中来,体验到教学的乐趣。
2 深入实验教学方法改革
革新教学理念:在无机化学实验教学的改革中,将无机化学实验课从隶属于理论课,以验证理论和训练技能为主,忽视学生能力的培养的僵局中摆脱出来,要以“卓越工程师”为培养目标,强化实践能力、创新思维和意识的培养; 拓宽基础,淡化二级学科界限,突破原四大基础化学实验课程及化工多门实验单独设课的课程体系,按照制备、性能测试与表征、工程实践与应用这一主线,实行分阶段(培养基本实验能力阶段,培养研究和创新能力阶段)实验教学模式。开设计划学时外的开放实验,培养学生的创新能力:在基础化学实验课上,增设计划学时外的开放实验。主要包括学生补做或重做计划学时内的实验及进行公选题和自选题的实验。在施行的过程中坚持以学生为主的开放实验原则,保证学生能在课余时间进行开放实验的训练。以化学竞赛的形式吸引学生参加无机化学实验,激发学生学习兴趣:组织大学生基础化学技能赛,并在此基础上选拔优秀学生参加省大学生基础化学技能比赛。
3 完善课程考核机制
改变以往评价主体为单一教师的状况,吸引学生加入课程考核的主体中来。由师生共同根据评分标准对学生的平时成绩进行评分,发挥学生的主人翁意识,使考试不再神秘化,激发学生的教学参与热情;改变以往考核方式以闭卷为主的考核方式,加入课程小论文,平时测验等新的考核元素。同时,可将期末考核的闭卷笔试改为A4纸半开卷考试。即允许学生携带一张A4纸进入考场,学生可在复习时将认为与该门课程相关的重要内容书写在该A4纸(单面)上考试结束后,与试题卷、答题卷一并上交.避免考试死记硬背应考的情况,提高学生的应用能力;评分标准规范化。
这些改革措施的可行性在于,首先,改革侧重于教学方法和教学内容的变更,结合学校和教学实际,项目实施不需要高昂成本,运作简便,充分调动学生的学习积极性,在学生中推行容易被学生接受和认可,改革阻力较小;其次,高校教师可塑性强,改革阻力小,愿意为培养“卓越工程师”进行积极的探索和实践,能够接受新事物和新方法,对教学热情高涨,愿意为国家和社会培养合格人才贡献自己的力量。
总之,无机化学教师应该根据“卓越工程师教育培养计划”中对“卓越工程师”的要求,积极探索无机化学教学内容和教学方式的改革,更新教学理念,深入推进多方位、多层次、多模式的本课程的改革实践,寻找适合学校特色的无机化学教学之路,为后继课程的改革实践和学生能力的培养奠定基础,为国家和社会培养一批未来化学化工领域的卓越工程师做出应有的贡献。
参考文献:
[1]陈喜蓉,陈早明,李敏.基于“卓越工程师计划”创新型人才培养下的《化学反应工程》课程实践教学[J].广东化工,2014,41(5):172-175.
[2]高建荣,刘化彦,韩亮.基于工程实践与创新的化工类人才培养体系构建与实施[J].高校经济,2012,45(4):188-189.
随着人类社会进入信息时代,信息传播技术的革命对高等教育产生了前所未有的冲击。计算机、多媒体和网络技术的飞速发展,使得教学资源无论从内容数量、媒体种类还是从存储、传递和提取信息的方式等多方面都较之以前发生了重大变化。尤其是学习资源的可获得性和交互性的急速增长已经打破了传统的教学方式,为知识和信息的获取注入了无限的活力。现在人们一般将电子化的教学资源称为数字教学资源,如果按课程知识体系将数字教学资源整合处理后形成的一个互动化、多媒体化的共享式资源仓库就是数字教学资源库。
高等无机化学是我国现行高等教育体系中理、工科化学与化工类专业高年级学生和相应研究生教育的必修课程之一,是学生进一步从事高层次科学研究的理论基础。近年来,虽然国内少数重点院校开始尝试编撰适合本校特色的高等无机化学纸质教材,但是目前适合我国高等教育教学体系的高等无机化学立体化数字教学资源依然相当匮乏。由于缺乏有效的富含大量信息、形式活泼、内容生动的高等无机化学数字教学资源,从而对教育质量的进一步提高产生了一定程度的制约作用。因此,建立一个方便实用、资料丰富的高等无机化学数字资源库,解决目前高等无机化学教学实践中所面临的问题已经势在必行。有鉴于此,我们在大连理工大学研究生院教改基金的支持下,在充分挖掘和利用国内外高等无机化学教育和科研成果基础上,构建了“高等无机化学数字教学资源库”,并将其初步应用于高等无机化学教学,收到了良好的效果。
一、高等无机化学数字教学资源库的构建目的和原则
1.资源库的构建目的
作为化学、化工专业高年级学生和研究生教育的必修课程,高等无机化学与基础无机化学相比具有教学难度大、学时有限、内容抽象、理论性强的特点。高等无机化学中这些抽象的理论内容往往又是课程的精髓部分,为学生进一步深造和从事科学研究工作所必需,因此往往成为教学中的难点和重点问题。为使学生在有限的学时内对高等无机化学课程体系有全面的认识和掌握,我们构建了高等无机化学数字教学资源库,将大量图片、动画以及视频教学资源汇集、整合在资源库中,使得原本抽象而枯燥的教学内容形象化和具体化。在数字教学资源库辅助下,整个高等无机化学的教学过程可以做到图、文、声、影并茂,极大激发了学生的兴趣,使学生更加容易理解和掌握课堂教学内容,提高了教学效果,深受学生的欢迎。
2.资源库的构建原则
高等无机化学数字教学资源库的构建是在采取探索、研究型教学和学习模式基础上,将现代教育技术与优秀教学资源有机结合,满足教学内容和体系、教学方法和手段以及学生学习方式的要求,使学生充分理解高等无机化学课程的本质,激发学生的求知欲望和科学研究兴趣,有效地提高研究生教育的质量,以利于创新人才的培养。高等无机化学教学资源库并不是各种资料和信息的无序杂凑,它所承载的内容在经过认真的筛选、研究、整理以及加工制作基础上,进行了科学合理的分类,各部分内容之间既相互区分又有内在的逻辑联系,整合为一个立体化、系统化的教与学的新体系,最大限度地满足科学性、艺术性、交互性、开放性和发展性的构建原则和要求。
二、高等无机化学数字教学资源库的构建方式和资源整合
1.资源库的构建方式
高等无机化学数字教学资源库的构建采用“内容分类化、资源模块化”的构建方式。“内容分类化”就是按照内容不同将资源库分为教材库、试题库、素材库、电子实验室。教材库包括各种电子图书、多媒体课件、教学和科研论文等,试题库主要含各章节的练习与考试题目,素材库包括各种视频、动画、图片和文本等,电子实验室包括一些实验装置和作图模板、虚拟实验室等内容。“资源模块化”是指按照模块化的思想开发资源库,以各领域的知识点为基础,按照一定的检索和分类原则,针对不同层次的需求,使之具有可重组性的特点。“模块化”的建设思想,可以使不同的任课教师根据自己的教学特点和需要有针对性地从资源库中选择基本单元,通过具有个性化的重组生成适用于不同教学环境的课件,有效避免千人一面。这样的资源库构建方式不但使建设者有明确的目标,而且能满足具有不同教学风格教师的使用需求,调动教师的参与积极性,使资源库能随着教师教学的进展而自然地积累和更新。
在构建好资源库的框架结构后,我们对相关的教学资源进行了构建。本科基础无机化学教改经验为高等无机化学课程建设提供了借鉴。在本科教育中,我校化学系坚持将现代教育技术引入教学之中,取得了备受瞩目的教学改革成果。步入21世纪,教育部启动了“新世纪网络课程”建设项目,高等教育出版社启动了“高等化学教学资源库”建设项目,我校化学系承担了这些建设项目,并已经取得了一些成功的经验,体现了化学系在教学方法与教学手段的改革领域中的优势地位。无疑,本科教育改革的经验奠定了高等无机化学数字教学资源库建设的基础。
2.入库资源的整合
高等无机化学数字教学资源库的资源形式主要有以下几种:(1)文本:含电子教案、教材、参考文献、论文等,电子教材及教案以DOC格式为主,其他内容格式包括PDF、TXT等。(2)视频:包括与教学内容有关的理论授课录像、实验教学录像、专题资料片、科教片等。搜集国内外优秀教学名师的经典授课录像的视频文件,以AVI格式储存。(3)图形图像:包含原子核化学、价键理论、酸碱理论、群论、配位场理论、簇合物以及金属有机化合物结构、组成、性质相关的各种图像和照片,图像以jpg格式为主,也包括bmp、gif等格式,满足使用者不同的需要。(4)动画:包括Mossbauer效应原理、不同分子点群对称操作等,用Adobe Flash MX制作成swf格式。(5)多媒体教学课件:包括自主开发的高等无机化学多媒体课件,课件主要以ppt格式储存于资源库中。
三、高等无机化学数字教学资源库的作用和功能
高等无机化学数字教学资源库的构建对于“教”与“学”两方面所起的作用是显而易见的,下面对高等无机化学数字教学资源库的作用和功能做一简单介绍。
首先,高等无机化学数字教学资源库可以更好地服务学生的学习活动。资源库中涵盖所有和高等无机化学教学内容相关的图片、多媒体课件、动画等,使得教学过程中抽象晦涩的理论知识变得形象生动、全面直观且易于接受,可以满足学生学习的要求。在研究生教学过程中,学生来源不同,针对不同层次的学生,由于接受、理解能力和本科阶段学习基础不同,在进行课堂讲解时教师有时难以把握授课进度和重点。在教学资源库辅助的情况下,学生不需要在课堂上忙于抄笔记,课下利用拷贝下载的多媒体课件可以自由复习,极大提高了教学效果和学生的学习兴趣。同时,学生通过反馈在学习中遇到的问题,可以从另一方面对资源库的内容进行有益的补充和完善,从而达到教学相长的目的。
其次,资源库的建设也是推动高等无机化学教学质量提高的重要手段。数字教学资源库的构建,极大的丰富了任课教师教学资源的来源与扩充,使多媒体课件的制作更加完善,授课内容更加丰富灵活。教师不仅能够对书本上的基础知识详尽的解释,更能随时在课件制作中增加最新最前沿的进展介绍。经过对教师授课思路的整理,更可能给研究生教育带来新的活力和学习的主动性。同时,任课教师备课时,可以根据教学内容和教学目标需要,利用教学资源库中多媒体资源中的原始素材,如文字、动画或是录像等形成具有鲜明个性特点的教案和课件。
最后,教学资源库的构建也可以成为科研工作的有益补充。在科研工作中,无论教师还是学生都可以依托数字教学资源库,方便地获得与高等无机化学课程相关的教材、资料、多媒体读物、教学软件,可以查阅有关的所有文档,了解学科的发展和前沿动态,拓展知识面。
无机化学是高职高专化工类专业新生入学后的第一门专业基础课,也是培养化工类应用性人才必不可少的素质教育课。开设无机化学课程的目的,一方面是为今后的专业课学习奠定化学基础,另一方面是帮助学生提高独立思考的能力、为其将来从事专业工作提供更多的思路和方法,培养学生的创新意识和创新能力[1]。因此,它的教学质量的提高对于提高化工类专业学生的综合素质和良好的专业素养具有重要意义。几年来,在全体教师的共同努力下,经过反复的探索与实践,以培养应用型人才为目标,在不断的努力与充实中,取得了一些颇有成效的成果和经验。
1、坚持与时俱进,更新教学理念
教学理念是课程目标与课程结构、课程内容及课程实施之间的链接点。根据新时期培养目标和教学基本要求,为适应新时期课程改革,我们积极吸收先进的教学理念,以学生发展为本位,以教学质量为中心,本着以应用为目的,以"必须、够用"为度的原则,以课程体系、教学内容、教学方法改革为重点,以考试改革为手段强化学生基本素质、实践能力和职业技能的培养,实施"厚基础、宽口径、适应广、能力强、素质高"为基本内容的人才培养模式。构建有高职高专特色的、理论与实践并重、以岗位群技术应用能力为主线的教学体系。打破学科型模式界限,使教学内容既相互衔接又避免重复,注重理论联系实际、突出实践技能训练效果。为此,无机化学教研室从培养素质、提高能力出发,以培养素质型的合格人才为目的,坚持进行无机化学教学的改革探索。
2、创新教学体系,优化教学内容
在课程体系改革上,不断创新教学体系,优化教学内容,适时更新和精选教材,并编写与本校实际教学与时具进的新教材。同时主讲教师结合国内外同类先进教材进行教学内容的精选与重组,并依据本学科发展的最新成就,随时对教学内容进行更新和补充,注意介绍无机化学的进展与前沿,保证了教学内容的科学性、系统性、先进性和适用性。例如,以学生熟悉的生活信息情景(如"身边的化学物质","物质构成的奥秘","物质的化学变化"、"化学与社会发展")为教学的契入点,立足从自然、社会、人文、科学、技术紧密联系的角度,开发和利用化学课程资源。引导学生认识和探究材料、能源、环境、营养、健康与无机化学的关系的同时,培养和强化开发和利用化学教学活动信息资源和学习情景资源的意识及能力,使本课程的教学模式符合当前素质教育的要求,有利于培养学生的科学素质和探索精神。
3、教学方法多样,教学手段先进
以往,较多的教师由于受到各种主、客观因素的影响和制约,只是埋头教"书",照本宣科,把教学大纲视为金科玉律,把教科书作为唯一的课程资源,却忽略了书本外,学校外博大精深,绚丽多彩的化学自然世界和化学人文世界。缺乏对化学课程资源的识别、开发和运用的意识及能力,不能及时地经过充分挖掘,加工筛选和转化后运用到无机化学教学过程中,造成许许多多有价值的化学课程资源的闲置和浪费[2]。我们在无机化学的课改中,坚持教为主导,学为主体。积极创新和灵活运用多种先进的教学方式方法,引导学生主动、创造性地学习,掌握获取知识的途径和方法。课堂教学采用"启发式"、"研究式"、"引导式"、"讨论式"、"互动交流式"、"综合目标式"等多种灵活教学方式,坚持理论联系实际,精讲多练,既注重面向全体学生,又注重学生个性发展。并根据学科特点,灵活采用现代化的教学手段,根据不同的教学内容,实现传统教学手段与现代化多媒体教学手段有机结合[2]。自行开发了教学多媒体课件和独具特色的电子教案,教学中做到了重难点突出,信息量增大,变枯燥为趣味,化抽象为具体,教学效率大为提高。
4、进行考试制度与考试方法的改革,加强了无机化学试题库建设
考试改革作为教学改革总过程中的一部分,既是对学生学习和教师授课方向,方式的引导,又是对教学改革的检验,因此也是我们在摸索适合高职高专院校发展的教改路程中花大力气探索和尝试的[3],经过两年的实践检验,效果比较理想。我们本着加强学生知识、素质和能力的培养这三个方面为主要内容,考核方法的改革,具体作法是:一是实行教考分离。每位教师每学期都针对所带课程出两套试卷(附答案),所以每门课程都有试题库,学期末考试时从中抽题,可以加强学生学习和教师教授知识对重点的把握,又不会影响学习点的范围;二是实验成绩,平时成绩与学期末考试成绩相结合。实验成绩包括实验过程情况和实验报告完成情况;平时成绩则包括作业成绩,考勤,课堂表现,课后任务完成情况;期末卷面成绩,三项在总评成绩中所占比例目前我采用的是3:3:4。通过学生的总评成绩考评在校学习情况,既肯定了学生的学习过程又注重学生的学习效果,培养了学生良好的学习习惯和持之以恒的学习态度。增设的实验考核逐步实现了人才培养目标中注重学生实践操作能力,把培养应用型,技能型人才作为高职高专院校培养重点来抓。
5、创新实验教学体系,强化实践环节
化学是一门实践性和应用性很强的科学,实践教学环节对学生的能力培养至关重要。因此,我们强化了实践环节,注重学生严谨的科学态度、积极的创造性思维能力与扎实的化学实验技能培养。主要措施如下:①创新实验教学体系,优化实验项目内容,②增大设计性、综合性、研究性实验的比例,将"研究式"学习和创新教育引入实践性教学。让学生通过查阅分析文献,自行设计实验方案,经指导教师审阅后,在教师的指导下进行实验、观察实验现象,发现问题并分析原因,提出相应对策,适时调整完成实验,最后撰写实验报告。使学生独立思考、分析问题解决问题的能力和基本实验操作技能有较大提高。③定期举办实验技能大赛,化学趣味实验晚会。取得了良好教学效果。
6、积极进行无机化学实验的绿色化研究,培养学生正确的科学态度
绿色化学是最高层次的化学,由传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从"粗放型"向"集约型"的转变[4]。如何在无机化学的教学中加入绿色化学的内容,是摆在每一位无机化学工作者面前的首要课题,也是学习和研究的首要领域。《全日制义务教育化学课程标准》(实验稿)指出:"化学实验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法替代的"。在无机化学的教学中积极进行绿色化学实验的研究,就是把绿色化学的思想贯穿在化学教学的全过程中,这一方面可以培养学生强烈的环保意识,另一方面绿色化学实验本身就是化学教育中实施创新教育的重要内容[4]。课改中我们用实际生动的绿色化学的范例充实无机化学实验的教学内容,按照范例所涉及的知识点,自然地、生动地渗透到无机化学教学之中。实践证明,绿色化学实验方法在激发学生学习化学兴趣、强化动手能力的训练,培养创新思维,树立环保观念上有独特的地位与功效。
7、积极开展多种形式的科学研究活动,培养学生创新能力和科研能力
作为高等学校的教师,不但要给学生传授知识,更重要的是培养学生的创造能力;培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力[5]。为此,我们积极进行科学研究,以期通过科研带动教学质量的进一步提高。教师们一方面将科研成果反映到教学中,丰富和革新教学内容,另一方面不断提高自身的学术水平,促进教学改革。与此同时,我们还积极支持并带动学生参与教师的科研课题,在专科生中要求毕业论文,并认真指导完成。这些措施有力地带动了学生进行科学研究的热情,促进了学生创新能力和科研能力的提高。
同时营造浓厚的学术氛围,组织各种学术报告会、科研讲座,让学生及时了解化学发展前沿及发展动态,开拓学生的眼界,启迪学生的创新思维。激发学生在教学中的主动参与性,充分发挥其学习主体性,转变其被动的学习方式为科学的探究性学习方式。
通过近几年的创新教育实践,使学生的创新能力和全面素质不断提高。根据我们的追踪调查,学生毕业分配到工作岗位后大都工作严谨,踏实肯干,工作能力强,并都具有一定的科学探究能力和严谨的科学态度及团结协作精神。
总之,基础教育课程改革的全面推行已经对高职高专院校现行的化学教育教学提出了挑战。作为主干专业基础课程的《无机化学》,选择以科学探究为主的多样化教学方式,加大基础实验的综合性和探究性。充分开发利用《无机化学》课程资源,培养和强化学生充分开发利用化学课程资源的意识和能力。鼓励合作交流,促进学生自主开放、科学探究学习。加强实践活动,提高学生的科学探究能力和创新能力,是高职高专院校《无机化学》课程教学改革的当务之急。
参考文献:
[1]周双生、程俊、贾勇、张国升: 高等医药院校《无机化学》课程改革与实践 [J];安徽中医学院学报; 2006年02期; 47-49。
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化学是实践性很强的学科,实验教学在化学教学中占据举足轻重的地位,是一种特殊形式的教学活动。它和理论课内容环环相扣,有助于学生及时理解消化理论课的内容,并增加学生学习的兴趣,具有其他教育活动所不可取代的功能,是培养学生创新能力教育中最重要的一个环节。
无机化学是华北电力大学应用化学、能源化工、环境工程、环境科学等专业的重要专业基础课程,它紧承高中化学,不仅是各专业课的基础,同时也是其他化学基础课的基础。无机化学实验是无机化学课程的重要组成部分,是学生入学后的第一门化学实验课程,对于学生理解掌握无机化学课程的基本原理、培养动手能力和创新思维能力起着至关重要的作用。其基本教学目标可归纳为三个方面:训练学生良好的实验室工作习惯和素养;训练学生的基本实验操作技术和技能;培养学生具有独立进行实验研究工作的初步能力。而在华北电力大学无机化学实验的教学中,原教学体系已经不能满足培养学生创新能力的要求,因此对原课程教学体系及教学方法进行改革变得尤为必要。
一、无机化学实验教学的现状及存在的问题
现华北电力大学应用化学和能源化工专业设立了“无机化学实验A”课程,学时32;环境工程和环境科学专业设立“无机化学实验B”课程,24学时。与其他“211”院校的对应专业相比,华北电力大学的无机化学实验学时明显偏少,如果仍延续传统的理论验证实验模式,无法达到教学目标的要求。所以如何在有限的时间内为学生提供符合学习规律、具有先进性、适合于本科生使用的无机化学实验教学体系是亟待解决的问题。
目前存在的主要问题如下:
(1)实验学时少:目前“无机化学实验A”仅能开设12个实验,主要是基本理论验证实验和常见元素性质实验,制备、分离、鉴定等综合性较强的实验较少;“无机化学实验B”只能开设9~10个实验,元素部分的实验基本无法开出,远远不能满足学生的求知需要。
(2)实验教材内容陈旧:所用的教材是2000年自编的讲义,采取“示范型”的编写方式,形式呆板,缺乏对实验理论、方法、特点的系统介绍,使实验教材停留在实验操作指导的水平上,学生在实验中基本上是“照方抓药”,处于被动状态,不能很好地达到培养实验能力的目的。
(3)实验教学方法比较单一:在实验教学中,仍局限在“验证理论”或“仪器的使用和操作方法训练”的模式上,沿用几十年不变的学生预习,教师课堂讲解,学生按实验步骤操作,课后完成实验报告的老一套做法,使实验课落后于科技的发展和时代的要求,制约了实验教学水平的提高以及学生实验能力和素质的培养。
(4)考核方式不科学:目前在实验成绩的评定上,主要依据实验报告和学生实验操作的情况。由于有部分学生无故旷课,甚至相互抄袭实验报告,或是照着实验书通篇抄写,造成实验成绩评定不能全面反映学生实验能力的高低,使得学生在思想上产生了重理论轻实验、重实验操作轻实验设计、重实验结果轻实验结果分析论证的倾向。
无机化学实验教学改革的目的是建立一个无机化学实验教学的新模式,使无机化学实验具有教学内容前瞻性、教学方法创新性、教学手段现代性的特点,积极促进无机化学实验课教学质量的提高。对无机化学实验的教学体系进行改革,完善教学内容,改革教学方法和考核方法,引入网络教学手段以弥补学时不足,对于提高无机化学实验的教学效果,培养学生独立观察、分析实验现象和作出结论的能力以及科学工作方法显得尤为必要。
二、无机化学实验教学体系的改革
无机化学实验在化学实验教学中占有特殊地位,是学生化学实验教育的第一门实验教学课程,学生的兴趣和学习态度如何会直接影响今后整体化学实验教学的效果。华北电力大学无机化学实验的教学改革应全面分析调研无机化学实验课程内容、方法,找出存在的问题,以学校培养创新人才的教学目标为宗旨,对课程体系进行全面改革,并在实际教学实践中验证改革的效果。
1.课程体系的定位
通过调研工作分析比较国内知名综合性大学、行业大学应用化学和环境专业无机化学实验设立情况。调研结果显示,国内大学无机化学实验或单独设课、与分析化学实验合并设立“无机及分析化学实验”或四大化学统一设立“大学化学实验”课程,但无机实验部分的内容80%左右相同,20%为各校根据自身特点设立的实验,如化工大学的无机制备、地质大学的岩层分析,农业大学的土壤性质等;同时和后续课程教师沟通,了解后续课程对化学实验技能的要求。通过研究讨论对我院各专业无机化学实验课程教学体系有了比较明确的定位:即夯实基础,注重特色。也就是在课程体系中确定70%左右的内容为无机化学基本理论和基本知识实验,30%左右为与专业特色相关的实验。
2.教学内容改革和教材编写
将实验内容分为三个模块,分别为“一般理论验证及基本操作训练实验”、“元素性质实验”、“综合性和设计性实验”。每个模块的训练目的不同。根据华北电力大学化学和环境专业各自的特点分别编写适合的教材。在编写中注意筛选、精简、删除、合并教材实验内容,突出电力特色,如对化学专业增加“去离子水的制备和水质检验”;对环境专业,增加“电厂化学车间酸碱废水性质及处理”等与专业相关的实验内容,增加学生的学习兴趣。同时提高综合型设计性实验在整个实验课程中的比重,对原设计性实验进行修改,以期更适应学生的认知水平,在每个验证实验中也增加如混合离子的分离鉴定等设计性小实验,兼顾学生基本操作能力训练和学生创新思维能力的培养。
三、实验教学方法改革
实验教学方法的改革是改革的中心。如何在短短几十个学时中达到培养学生进行化学科学研究的能力的目的是改革要解决的主要问题。
首先,根据“三大实验模块”各自的训练目的循序渐进地采用“指导”、“启发”和“探讨”三个阶段的教学方式。在一般实验中,以“指导”为主,训练学生对实验设备、实验操作方法和化学基本原理的熟悉、掌握。在综合性实验中,启发学生如何发现问题,如何一步步地解决问题。在设计性型实验中,由学生自行拟订方案,动手实验,教学方法以探讨为主,鼓励学生充分发挥创造力和想象力,运用各方面的知识自行设计实验方案,自已探索,独立解决问题。
其次,充分利用多媒体课件、网络教学等教学资源。由于课时限制,无机化学实验很多内容都无法让学生在实验室完成。实行实验室开放制度、建立实验网络平台是解决这一问题的有效手段。无机化学实验仪器和设备主要是玻璃仪器,不需要特殊维护,开放实验室几乎不需要额外的费用,可为基础好的、学有余力的学生提供课外学习和小型研究的场所;建立实验室网络平台,将无机化学课程中涉及到的各种物质图片和由于学时限制无法开出的实验制成视频上网,学生利用课余时间可以在网上观看学习。不仅可以使实验内容更加丰富,省时省力,激发学生的学习兴趣,产生较好的教学效果,还可以培养学生驾驭现代教育信息技术的能力。
四、实验教学过程管理改革
加强实验教学各环节的规范化管理,确保学生能力的提高。为此可把实验教学过程分为预习、实验、报告、总结四个环节,对四个环节的教学管理建立规范化的内容和质量指标体系。实验前要求学生写好预习报告,实验时首先提问学生实验有关的操作和现象,讲解时只给学生讲解一些注意事项,实验过程中及时指出学生操作中的问题,并对学生的操作进行打分,对每一步的内容与指标尽量做到量化,使教学双方在整个实验教学过程中都有据可依。
如针对我校的应用化工技术专业,我们通过教学研究和大讨论对基础理论教学内容进行了整合,去掉一些单纯理论推导,保留了最基本的、基础的、原则的内容.对于无机化学中“原子结构和元素周期律”、“分子结构和晶体结构”这些难度较大,而在工厂、企业等实际应用中用途不大的内容知识,适度减少了其部分教学内容,着重讲授了化学反应速率和化学平衡及其应用.在教学中笔者十分重视本学科的研究现状、发展方向、研究方法和研究成果等,会在学习有关内容时,及时将最新研究成果和最新技术吸收进来,使教学内容具有前瞻性和启迪性,如在讲解配合物相关知识时,会向学生介绍配合物在光、电、磁学以及吸附分离等方面的应用及发展前景,在讲解“元素及化合物”的相关内容时,会向学生介绍有关重金属污染、微量元素与人体健康的相关知识,这样既可以增加课堂的新颖性、趣味性,又有利于培养学生对化学的学习和探究兴趣.
2更新教学方法和教学手段,提高教学效果
教学方法和手段的更新是课程改革的难点.要积极开展教学研究,探索教学规律,重视学生的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性.教学过程中我们采用了多种教学方法,如启发式、讨论式、探究式等教学方法,用以不断激发学生的学习兴趣,同时有效地避免了“满堂灌”,给学生留有一定思维的空间、自学的空间.如在讲解完杂化轨道理论和价层电子对互斥理论时,采用了讨论式教学,在将两种理论的主要内容学习完后,以相关习题作为依据,让学生分组讨论两种理论的联系与区别、二者的优点与不足,学生们发言后,教师再作总结,这样做不但有利于帮助学生更好地理解教学内容,也充分调动了学生学习的主观能动性和学习效率.将优秀的、传统的教学方法与现代化的教学方法相结合,积极推进多媒体辅助教学.无机化学的教学内容既涉及晦涩、难懂的理论知识,又涉及琐碎、繁多的元素化合物知识,开发计算机辅助教学,制作相应CAI课件,可将教学内容形象化、直观化,增加教学容量,大大提高教学效率.如在无机化学课程课堂教学中,经常涉及分子和原子模型平面和立体图形等,可通过FLASH动画的形式进行展示,可使微观的现象得以生动地描述,图文并茂,动静结合,将抽象的行为形象化,便于学生轻松掌握原本非常抽象的理论.为便于学生自主学习,我们还可以充分利用网络技术,将课程的教学大纲、教案、课件、习题、参考书籍等教学资料上网,实现优质教学资源共享,为学生创造一个好的、开放性的学习环境.
3注重实验教学,理论联系实际
无机化学是一门实验科学,通过直观的实验现象能帮助学生很好地理解和掌握无机化学的基本理论和基础知识,有助于学生理论与实践相结合.因此,我们在讲授理论的同时开设实验课,加强实践内容,强化实践环节,注重实践操作与综合能力的培养.在实验内容的选择方面,强调实验的基本操作,如选择溶解、蒸发、结晶、溶液的配制、试剂的取用等实验,不断强化学生的基本操作训练;同时,减少验证性实验,增加制备性、综合性实验.如删减了实验教材中元素锡、铅、锑、铋、银和汞等的性质实验,增加了硝酸钾的制备与提纯、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备等制备性、综合性实验,特别是三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备实验是以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并进行草酸根离子及铁离子含量测定实验的(该综合性实验含3个实验,共时),这样就逐步形成了一套由浅入深、循序渐进、重在应用的实验教学模式,进一步强化培养了学生独立思考、解决问题的能力,以及动手能力,启迪了他们的创造思维.结果表明,具有较好的教学效果.
4科学设定考核方法
考核是教学过程的一个重要环节,其目的是为了检验学生学习的成效,评估教师教学水平与教学效果.科学、有效的考核方法有助于教师更好地做出正确评估.目前我校无机化学理论课和实验课考试成绩均由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,平时成绩占30%,期末考试成绩占70%.对于无机化学理论课,平时成绩可通过课堂提问、平时作业、撰写小论文、无机化学知识竞赛成绩、章节测试成绩、出勤等几方面的考查给出成绩;对于实验课,则可通过对预习报告、出勤情况、实验纪律、实验操作、实验报告等方面的考查,综合求出平时成绩.理论课的期末考试以笔试为主,内容强调无机化学的基础理论知识;而实验课的考试以实际操作为主.实验课考试前,我们将考试所需的仪器和试剂置于实验台上,由学生随机抽取内容不同的考题,要求学生根据不同考题,运用所学知识在已有的仪器和试剂中选择所需仪器和试剂,在规定时间内设计出相应的实验方案,并根据方案进行现场操作.监考老师根据实际操作现场打分,这样的考核可更科学、真实地反映学生的知识应用能力和实验动手能力.
随着社会对人才培养目标现代化、社会化的要求,社会对人才类型的需要已由“专才”型向“全才”型转化,而学生所学知识的知识面已大大拓宽;学科的发展和知识的丰富,无机化学课程的教学内容也越来越多,书越编越厚,然而无机化学的教学时间又大幅度减少,难以完成原有的教学内容,所以无机化学课程中存在许多需要解决的问题。例如理论部分的论述比较完整,但利用无机化学的实践活动操作比较困难;元素部分的内容比较琐碎,教师在讲授时困难较大,教学内容繁多,学生接受起来比较困难。
本着培养基础扎实、知识面宽、动手能力强、素质高人才的目标要求, 适当减少基础课学时, 增加专业实践和新知识介绍是必要的。如何充分利用有限的教学时间,不大幅度地减少教学内容,使学生尽可能多的学习、掌握基础知识是摆在我们教师面前的一项重要课题。这就要求我们从课程改革中挖潜,从课程内容整合中获得。
1 优化课程教学内容
教学内容的改革是无机化学教学改革的核心。改革与优化教学内容表现为, 剔除那些与中学教学内容重复、陈旧过时或与中学化学教学联系极少的教学内容, 对经典的无机化学教学内容进行优化,适当补充化学前沿知识[1]。
1.1 课本内容与课外知识有机结合[2]课本上的理论与具体的科技研究成果介绍相结合,既有利于避免教师教学内容的枯燥无味、空洞抽象,也有利于拓宽学生的知识面,同时还能激发学生学习的兴趣和积极性。这就要求我们教师在教学过程中相应地引入一些化学史、化学重要发现的介绍。例如诺贝尔化学奖中无机化学方面的成就包括了英国化学家W.Ramsay 对空气中稀有气体元素的发现、法国化学家H.Moissan发明氟元素分析法、瑞士化学家维尔纳创立配位学说等。另外,教师还可以将日常生活中与人类息息相关的一些无机化学知识引入到教学当中,例如温室效应、酸雨、臭氧空洞、微量元素与人体健康等。为适应知识经济的特点,教师还可以将无机化学的前沿领域知识如纳米技术、金属有机化合物等渗入到基础教学之中。这些课外知识穿插于教师的授课过程中,既能活跃课堂气氛,也有助于学生对知识的理解和记忆。教师可在讲授配位化合物的知识时延伸出与配位化学联系密切的人体微量元素与健康、抗癌药物顺铂的发现历程;在沉淀反应中介绍肾结石形成的化学原理;在电化学中介绍燃料电池、电解制氢等新型能源技术;在卤族元素的学习中,介绍感光材料、阻燃材料等的应用。
1.2 改革教材内容, 优化课程结构
1.2.1 着眼课程群建设,调整课程体系为了达到人才培养的目标,我们不仅注重课程教学内容的改革,还更注重课程体系的建设。我们在本课程建设过程中,始终注意与其它课程的协作配合,以逐步形成一个相对独立统一的课程群模块。该模块包括如下课程:基础化学原理、无机化学实验、分析化学、物理化学。这四门课程共同瞄准无机化学这一主修课程在系统中的基础作用及优化这个目标,统一调整教学内容,精简学时,各自侧重完成分工的局部教学任务。基础化学原理课程使学生掌握基本的化学知识,无机化学实验部分让同学们了解化学实验的分析和简单设计;分析与物化课程使学生掌握化学的深层次内容,更大程度上学习化学理论。
1.2.2 运用现代观念,优化课程内容,实现教学内容的现代化课程内容的优化,一是要选择知识,再者一定要加强重点内容的提炼,明确知识点,抓住课程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知识、新方法、新技术。基础课调整的重点是增加新知识,专业课调整的重点是增加新技术。同时妥善处理好经典内容和现代化内容的关系,做到二者的和谐统一,同时压缩那些起点低、简单重复和陈旧老化的内容,使增加的教学内容与高新技术接轨[3]。
1.3 突出课程教学的重要性
1.3.1 课程教学突出基础性、前沿性、时代性通过对现在与过去、国内与国外化学类学生培养目标,中、外无机化学教材内容对比分析、学科发展现状复习及发展趋势预测,在正确处理继承与发展关系的基础上,修订教学目标及教学大纲,结合省级精品申报和高教研究中心批准的“十一五”教研课题,更新理论课和实验课教学内容,探索、实施新的教学方法。课程内容在强调基本知识、基础理论和基本技能的同时,也适当介绍重要进展。
1.3.2 课程教学突出新知识、新概念和新技术在教学内容改革方面,除了坚持无机化学传统的基本知识、基本理论传授,坚持无机化学内容需要不断更新的原则,加强专业知识与科学方法论相结合,把二十一世纪化学类及相关专业的学生在无机化学学科应具有的基础理论和最优化知识作为精品课程的内容依据,着重处理好无机化学基础理论与无机化学前沿的新概念、新技术和新方法(如绿色化学、微波化学等)的关系,吸收无机化学发展的新知识,强化无机化学的知识结构,使教学内容不断丰富、不断完善;能够使学生高效率地掌握无机化学的精髓,并将其转化为创新能力。
1.3.3 课程教学中必须加强创造能力的培养如何在无机化学教学中加强创新能力的培养,我们在课程设置时就注重学生对社会的适应性,将培养学生创新精神和实践能力摆到突出地位。为了加强创新意识的培养,安排每个学期至少一个“研究性课题”;为了提高解决实际问题的能力,在教学内容的选择上更加贴近生活实际和生产实际,安排了“课程实习作业”,为培养创新意识和实践能力提供了重要方式和途径。
2 元素化学部分教学的改进
元素化学部分内容繁多难学,为此我们对元素化学每章内容,重点抓住原子结构与族通性的关系,引导学生通过原子结构和分子结构的原理来理解元素及其化合物的化学性质,概括归纳元素性质的变化规律性,从而突出化学的基本原理在元素化学学习上的指导作用。从学生反馈回来的教学质量调查证明,这有利于学生加深对元素及其化合物性质的理解和掌握。而对于元素及其化合物的存在方式、制备、用途等,则着重于学生的自学,让学生查找有关的资料来认识有关化合物的最新用途或制备方法,然后让学生撰写有关这方面的总结文章或论文,这样一方面增强了学生的自学能力,另一方面让学生知道了最新的一些化合物的研究动向。这样的教学模式调动了学生学习的自觉性,深受学生的欢迎。
无机元素化学教学难点的解决办法是:①元素部分以元素周期表为主线[4], 深入地讨论主族元素及重要化合物的结构、物理性质、稳定性、氧化还原性、物质的制备及用途。以物质结构原理和热力学原理为基本点,从微观和宏观的角度去学习、讨论和研究无机化学的问题,注重规律性的讨论和总结,从而突出无机化学基本原理在元素无机化学学习中的应用和指导作用,加深学生对无机物性质及反应性规律的理解及对无机化学基本原理的掌握,改变元素化学在学生心目中内容繁多的印象。②以性质为中心讲好重点元素。由于同族元素性质相似,所以在讲授每族元素通性之后,对族内的重点元素必须较为系统地讲解,以便学生对族内其它元素的学习起到触类旁通、举一反三的作用。③密切联系实际。元素化学很多内容与工农业生产、日常生活,特别是中学化学教学关系十分密切。在教学中主动联系实际问题,教学就会更加深入、生动活泼,学生学习就不至于感到枯燥无味,反而对学习产生浓厚兴趣。④善于比较差异,归纳总结规律。元素化学内容多,知识零散,学生总感到难掌握,不易记忆。在教学中充分利用对比的方法可以加深学生对问题的理解,采用归纳总结规律的方法使学生学的知识系统化,这两点都有利于学生记忆。⑤利用现代教学手段,加强教学效果。计算机辅助教学代表现代教育技术的特征,能帮助或替代教师传递信息,突出教学的重点和难点,增大课堂容量,能激发学生学习兴趣,有强烈的感染力和丰富的表现力,其优势是传统教学方法无法比拟的。应用多媒体教学手段,不仅可以创设多样化的学习情景,更可毫不费力地将传统教学中难以描述、难以突破的难点生动、形象地表现出来。
3 教学方法和手段的改进
3.1 案例教学法以讲授为主,通过典型实例教学激发教与学的课堂互动。在课堂讲授中,通常将典型实例和疑难问题作为内容展开的引导和说明,始终关注社会上的热点化学问题,分析其中的化学机理,增强该课理论的实践性、时代性、启发性、通俗性和生动性,便于本科生接受并调动其主观能动性,课堂还实行课末5分钟学生提问,及时答疑。由此,提高了课堂的效率。
3.2 问题教学法适当给予刺激和压力,以各种形式的提问、作业和讨论等辅助手段巩固课堂教学内容。提问和作业中,既有要求当场口头回答或书面完成的,也有要求课后完成并提交的,还有仅提供思考的。为了方便学生复习,无机化学教研室编印了供校内使用的无机化学习题集,深受学生的欢迎。
“以问题为中心”讲授与讨论相结合。为有效地利用课堂教学时间,在整合教学中,我们把研究性学习引入课堂,即设计学习情景,让学生在学习新知识时做到“三先”, 即先尝试、先讨论、先思考。教师通过点拨、参与、辅导,让教学过程成为学生自主学习、师生互动的过程。学生在不断地发现问题、解决问题的过程中尝到成功的乐趣,激发了学生思维的积极性,达到有效地利用课堂教学时间的目的[5]。
3.3 多媒体教学法随着现代教学改革的推进,在无机化学的教学中,明显地出现了内容多、课时少的矛盾,我们充分利用现代教育技术手段较好的解决了这一矛盾。通过使用多媒体、投影仪等现代教育技术手段和实物模型实施课堂教学。通过各种课件充实和拓展教学内容,增加了内容的直观性,激发了学生的学习兴趣,让学生们在耳目愉悦中感受到化学在生活中无处不在以及在科技发展中的重要地位。所有教学课件上传在精品课程网站上,有利于学生自学,提高了学生的自学能力。
实施无机化学内容整合教学的尝试,其根本目的在于全面提高课堂教学质量。在教学过程中,我们运用教学设计的理论和方法来分析、研究教学问题, 设计教学策略、教学方法及教学过程,努力探索教学过程各要素、各环节相互联系和作用的最优化,教学效果得到明显提高。由于调整了无机化学相关内容的衔接与分工,内容突出主干,加强了学生实践能力、创新意识的培养,对提高学生综合素质起到了很好的作用。
无机化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科,它是大学一年级唯一的专业基础课程,对后续的专业基础课程的学习影响很大,而提高无机化学教学质量的方法是多样化的,需要我们不断的讨论、探索和实践,为培养更多的高素质的现代化建设人才而努力。
参考文献
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【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)10-0066-02
我国高校化学专业本科课程体系的基本框架形成于20世纪50年代,当时借鉴前苏联模式,以培养高级专门人才为目标,构建了四大化学课程体系,实验依附于理论课程,实施专业教育。近年来,随着高等教育的不断发展和教育改革的不断深入,对于大学化学教育提出了新的挑战。这些挑战包括:(1)社会需要创新型的人才,需要在快速变革下的社会里具有应变能力和高度竞争力的人才,国内大学的教育模式发生了显著变化;(2)社会价值观的多元化使得教育培养的目标开始多元化,从培养专门化学人才向培养具有化学背景的高素质人才过渡;(3)学生的自主意识逐渐增强,从被动接受转为主动选择。学生已经拥有更多选择课程、选择专业甚至选择院系的自由。
此外,课程结构不尽合理的矛盾也越来越突出。学科专业课程中,四大化学基础课比重大、学时多,内容重复严重,造成学时浪费,导致讲的内容用不上,要用的内容没有讲。同时课程结构和课程内容有交错重叠或衔接不紧密的现象,严重影响了课程结构整体功能的发挥和教学效果的提高。
在此情况下,国内一些实力较强的学校,纷纷开展教学改革,改变原有的本科教学思想和培养目标,在课程体系、教学内容和培养方法方面开展探索,建设适合大理科模式人才培养的基础化学课程新体系。改革的出发点都是以“加强基础、淡化专业、因材施教、分流培养”为办学方针,充分利用本校学科齐全的优势和良好的教学资源,实践本科阶段低年级通识和基础教育、高年级宽口径专业教育相结合的培养模式,突出基础、能力、素质三要素的全面发展,为研究生教育输送高素质、创新型生源;同时也为社会提供适应能力强的本科毕业生。这其中做得比较好的有北京大学、南京大学、南开大学、复旦大学等,而北京大学和南京大学的理科平台课设置方案又最具有代表性。
一 课程体系概况
北京大学首先在元培计划实验班中开设了理科平台课,而南京大学与此相对应的是理科强化班。这两个实验班均是在低年级实行通识教育和大学基础教育,在高年级实行宽口径的专业教育。一般是在第一学年设置大平台课程,学生在第一学年学习完毕后,在对自身特点、学校的学科状况、专业设置、培养目标以及其他情况有了进一步了解后,选择进一步学习的专业领域。第二学年按模块设置核心课程,学生可以选修数理类、化学生物类核心课程。从这一学年开始,无论是元培计划实验班还是理科强化班的学生,均开始按照各院系的教学计划进行选修课程的学习,但还归元培班或强化班管理。从第三学年开始,学生分流到各个院系,这一学年开设课程为各个专业的核心课程,第四学年为选修课程、科研训练课程和毕业论文阶段。由此可以看出,改革后课程体系建设的重心是第一学年的大平台课程。
二 课程体系的设计与安排
北京大学理科平台课中的化学课程为普通化学原理,课程开设对象为化学、生物、环境、地矿类专业方向的学生(数学、物理、信息、力学与工程专业方向的学生学学化学)。对于修化学专业方向的学生,随后开设的主干课程有定量分析、仪器分析、无机化学、有机化学、物理化学、结构化学及相关实验等。从课程内容上来讲,他们所开设的平台课普通化学原理类似于传统授课方式中的无机化学(上),但在内容处理上又与传统的无机化学(上)有较大的区别。普通化学原理教材为一册,包含的内容主要有六部分:(1)物态(气体、液体、溶液);(2)化学热力学初步;(3)化学动力学初步;(4)溶液化学(四大平衡);(5)物质结构(原子结构、分子结构、晶体结构和配合物);
(6)元素化学导论。
他们在课堂教学中减少了新概念比较少的四大平衡、溶液等部分内容,而把更多的时间放在对理解化学原理更为重要且学生感到比较困难的原理部分,如热力学、动力学和结构化学等。虽然这其中也列出了元素化学部分,但其课时数较少,仅仅是对元素化学进行简单的概况介绍,更为详细的内容放在了化学学院开设的后学的课程无机化学中。这样的课程设计真正体现了普通化学原理作为理科平台课的作用,因为对于非化学专业学生来说,过多地学习元素化学的知识没有多大必要。
南京大学理科平台课中的化学课程为“化学原理”,从字面意思可以看出,它们与北京大学一样,都是着重化学原理的讲授,但课程开设对象更广,包括数学、物理、天文、化学、生物、地质、地理、大气等专业方向的学生。后续的模块课程包括有机化学、有机化学实验(上)、谱学原理、物理化学实验(上)、仪器分析实验、生物化学为化生大类学生的必修课程。有机化学实验(下)和物理化学实验(下)为化学生物大类学生的选修课程。在通过大理科平台课程和化生模块课程后,专修化学方向的学生可以进一步修读材料与结构、结晶化学、高分子化学、高等无机化学和高等有机化学等化学专业核心课程以及其他化学类选修课程。交叉方向如生物物理方向等在通过平台课程后,根据需要可选修谱学原理、有机化学、生物化学、有机化学实验中的部分课程。
从南京大学的课程设计来看,他们对原有的化学课程进行了充分的整合和充实。新设计的化学原理内容丰富,包括原无机化学、分析化学(化学分析部分)和物理化学三门课程的主要内容,分上、下两册出版,具体内容包括:(1)物态(气体、液体、固体);(2)溶液化学(四大平衡)及定量分析化学;(3)热力学基础(包含统计热力学简介);(4)化学动力学;(5)物质结构(原子、分子、晶体和配合物结构);(6)元素化学。
由于化学原理涵盖的内容很多,因此不再开设后续课程无机化学。这样设计的主要优点有:(1)从基础化学教学的总体要求出发,删减了原三门课程中的重复部分和陈旧内容,融入了近现代化学的思想、内容和发展成就,增加了新的涉及学科前沿的内容。(2)该课程及教材的特色是注重全面系统地介绍化学学科的基本理论,使一年级学生对整个化学领域有全面的了解和认识,从而为进一步深入学习化学及其相关的知识打下良好的基础。(3)大大缩减学时(从原先的240学时减至140学时),为学生的主动性学习提供了时间保证。(4)配置有系列后续理论课程,如谱学原理、有机化学、生物化学、材料与结构等,构成了完整、全新的基础化学课程体系。
从两者的课程设计来看,南京大学的改革更彻底、更完善,课程体系中已经完全不见了无机化学和定量分析化学的踪影。这样的设计既有利也有弊,好处是大大缩减了学时,利于教授授课和学生自学,不利之处是这样的课程设计极大地增加了一年级学生的学习负担,对学生的知识接受能力要求较高。
三 实施效果
由上不难看出,通过理科平台课模式培养出来的学生将具有知识面宽、创新意识强、对交叉、边缘学科的适应性好的特征。学生有深厚的数理和化生基础、独特的知识结构,能够在不同学科方向之间作选择。如物理方向的学生可以在化学领域,特别具有向理论化学、量子化学等方向发展的潜力,在物理领域内也特别适合在凝聚态物理的某些方向发展;化学方向的学生也可以在物理、材料、生物、环境等学科发展,成为能适应边缘学科和很快进入学科前沿的人才。这样的学生将来走上科研道路后,与其他学生相比也将有更为出色的成就。据统计,南京大学强化班的学生在研究生阶段普遍都有高水平高质量的于国内外科技期刊。
总之,南京大学强化班的课程设计同北京大学元培班的课程设计相比,向前迈的步子更大,培养出来的学生知识面更宽。但这种模式的推行至少需要两个条件,一是学校的整体实力,二是学生的知识接受能力及智力水平,正因如此,这种理科平台课的人才培养模式在短期内还不能在更多的学校内实行。
参考文献
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