一、化学变化
物质世界是可以无限细分的,化学的研究范围主要是把物质分到原子级别,即原子是化学变化中最小微粒,分子是保持物质变化性质的最小微粒,所以,化学变化的本质是反应物在特定条件下变成原子(离子),原子(离子)再通过新的化学键生成新的产物,即化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的生成,如果仅有旧键断键便不能称为化学变化,如氯化钠晶体受热熔融;同样,如果仅有新键生成而无旧键断裂,也不能称为化学变化,如熔融氯化钠冷却结晶。另外,发生化学变化时必有新物质生成,但有新物质生成的变化未必是化学变化,如核反应,虽有新物质生成,但已超过原子级别,所以不应该属于化学变化。
二、混合物
此的内涵是物质由两种或两种以上物质混合而成,各成分间没有发生化学反应,都保持着原来的化学性质。它是作为与纯净物相对立的概念而存在,它的外延范围应该在化学变化范围之内,而不应该延伸到同位素的范围。例如1H、2H、3H混在一起是不是混合物,H2O和D2O混在一起算不算混合物等这些问题都背离了混合物的本质含义。如果再联想到氯气,自然界中氯元素由35Cl、37Cl两种同位素组成,显然普通的氯分子应该有三种──37Cl 37Cl 、37Cl 35Cl 、35Cl 35Cl难道通常所说的纯净氯气是混合物?
三、电解质
电解质的含义是熔融或溶于水时能够发生电离的化合物。在此,要注意对“能够”的准确理解,即多少叫“能够”。例如,乙醇是典型非电解质,但我们知道乙醇能够和钠反应放出氢气,这说明乙醇能够电离出H+ ,所以“能够”应该理解成溶于水且比水更容易电离的化合物。另外,严格地讲,电解质只有在溶于水时才能表现为强电解质或弱电解质。
四、可逆反应
化学平衡的研究对象是可逆反应,那么怎样判断一个反应是否是可逆反应呢?其实从理论上讲,所有的反应都有一定程度的可逆性,绝对不可逆的反应是没有的。我们平常所讲的可逆反应一方面是根据研究问题的需要所做的近似处理。例如,酸和碱的中和反应我们认为是不可逆的,而水的电离我们却认为是可逆的。原因在于中和反应的程度远胜于水的电离,此水的电离可以忽略;但盐水解使溶液不显中性时,水的可逆电离起决定性作用,是不能忽略的。另一方面是指正向反应程度不是很大的化学反应,如合成氨气的反应等。
五、离子方程式
教材中离子方程式的含义是用实际参加反应的离子符号来表示化学反应的式子。若紧扣此定义,则CaCO3和过量盐酸反应的离子方程式应该写成CaCO32- +2H+ =CO2+H2O,因为我们把sub>看成溶于水后百分之百电离,所以实际参加反应的是CO32-而不是CaCO3。但事实上CaCO3和过量盐酸反应的离子方程式应该是CaCO3+2H+ = Ca2++CO2+H2O。那么,我们平常所说离子方程式的真正含义应是用实际参加反应的物质主要存在形式来表示化学反应的式子。仍以CaCO3和过量盐酸反应为例,因为CaCO3难溶于水,所以CaCO3在水中的主要存在形式应该是CaCO3而不是CO32-。再比如H2SO4和Ba(OH)2反应的离子方程式应该是2H++SO42-+2OH-+Ba2+=2 H2O+BaSO4而不应该写成2H++ SO42-+2OH- +Ba2+=H2O+ BaSO4,因为每有1molSO42-和Ba2+反应的同时必有2molH+和2molOH+参加反应,既然参加了反应就应该以主要存在形式写进离子方程式。再比如足量Ba(HCO3)2溶液和少量NaOH溶液反应的离子方程式应该写成HCO3-+ OH-+ Ba2+=BaCO3+ H2O,此时虽然Ba(HCO3)2溶液中HCO3-的物质的量是Ba的物质的量的两倍,但多余的HCO3-没有参加反应,所以不能写进离子方程式。
化学科学中处处渗透着对立统一的规律,利用概念对学生进行辩证唯物主义教育,反过来,运用辩证法的思想指导学生对概念的学习,是化学教学中十分重要的内容。。它们是对立的,但又是统一的;。例如,盐酸是否属于电解质,按电解质的概念理解,盐酸是混合物,不应属于电解质,但盐酸具有电解质的诸多性质,习惯上常酸、碱、盐属于电解质就是这个道理。其实,只要弄清楚电解质的本质含义,至于盐酸是否属于电解质的争论是没有什么意义的。其它,诸如乙醇和钠反应属于有机反应还是无机反应,属于取代后反应还是置换反应等等的争论都是没必要的。
关键词:农业院校;无机化学;创新;绿色化学
中图分类号:G2.0文献标识码:A文章编号:1007-7731(2016)03-04-117-03
。
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。。
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《PollutionPreventionActof1990》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《GreenChemistry》,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。。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。。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,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。
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。。
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):-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.
[关键词]双语教学;无机化学;实验
双语教学的英文是“Bilingualeducation”,定义:Theuseofasecondorforeignlanguageinschoolfortheteachingofcontactsubjects。就目前国内高校开展的双语教学而言,所谓双语教学是指在课堂教学进行过程中使用母语的同时使用第二语言或外语(英语)作为教学媒介语言对学科内容进行教育传授的过程。其目的是培养学生的专业外语水平和使用两种语言掌握科学概念、理论、方法的能力,及通过外语媒介学习思考国际前沿的学科知识[1]。化学是一门实验科学,其实验教学作为理论教学的必要补充在医药类高校的学生教育中占有非常重要的地位。无机化学实验是化学实验的基础,是中国药科大学药学专业学生学习的第一门专业基础必修实验课。无机化学实验双语教学可以为药学专业学生开展后续学习和科学研究下打良好基础,也为我校其它实验课程推广双语教学打下坚实的基础。开展无机化学实验双语教学符合培养具有专业素质和能力的新世纪创新型人才的要求[2-4]。
1无机化学实验双语教学的定位
结合中国药科大学无机化学实验教学大纲和双语教学要求,无机化学实验双语教学的主要目的除了要达到传统无机化学实验课要求学生熟悉实验的基本知识,掌握规范的实验操作和技能,锻炼提高动手能力和分析解决问题的能力这一教学目的外;还要求学生能够运用专业英语来掌握科学概念、理论、方法,培养学生的专业英语水平。
2无机化学实验开展双语教学的优势
;我校药学专业每个实验班有学生32人,配备主副讲2位老师进行无机实验双语教学,同时实验课教学时间比较宽松,灵活性较大,能够有效解决双语教学在师生比、教学时间上的冲突;实验课在实验室中进行,实验室环境严肃而活泼,教学过程中方式方法(板书、多媒体、PBL、微课等)灵活多变,可以实现边听边看边交流边实践的效果,营造良好双语教学和学习的环境,使得双语教学的开展切实可行[5]。
3我校无机化学实验双语教学的探索与实践
3.1无机化学实验双语教学存在的问题
3.1.1“学”学生是双语实验教学的主体,由于生源不同,学生能力差异较大,主要表现在两个方面:专业能力和英语能力。当下我国各省的高考模式不尽相同,以江苏“3+2”模式为例,很大一部分考生选择了物理/生物组合,化学基础薄弱;双语教学对英语听说读写能力的要求很高,而英语水平因学生个体差异良莠不齐。学生在具备专业能力能充分理解课程教学的内容的同时还要能掌握专业英语听说读写,使得双语教学较难开展。3.1.2“教”教学理论匮乏,目前国内关于双语教学的系统理论指导极为匮乏,对于如何具体开展双语教学,科学有效的评价双语教学效果无明确模式及目标。如完全照搬国外的模式,可能“水土不服”无法真正适应我国不同地区高校的校情[6],影响了双语教学的实施效果。教材的建设是双语教学顺利实施的重点和难点,也是制约当前双语教学重要因素。目前能够适合我国国情及高校的校情的无机化学实验双语教材可谓是凤毛麟角。而教学目标、教学模式的不同,同样使得我们不能简单“拿来主义”直接使用原版的外文教材,国内中英文对照的双语无机化学实验教材的缺乏,使我们在开设实验内容上受到了一定的。师资是双语实验教学顺利开展的首要基础条件。开展双语教学,对教师的专业能力、外语水平和教学艺术都提出了更高的要求。无机化学实验双语教学教师应不仅应具有丰富的教学经验和扎实的专业功底,也应具有较高的英语水平,能够灵活运用英汉两种语言。虽然目前我校从事无机化学实验教学工作的教师普遍具有研究生学位,专业功底扎实、教学经验丰富,为优秀的中文授课教师,专业知识水平较高。且都具有一定的专业英语的阅读和写作能力,但鉴于我国目前的英语教学模式及环境,授课教师的英语水平同样参差不齐,特别是口语水平欠缺,使得英语授课能力不足水平有待提高,真正能够满足双语教学的很少。双语师资的严重缺乏是制约双语教学普及推广的关键因素。
3.2无机化学实验双语教学对策的探索
3.2.1学以学生为主体的双语实验教学,如何激发学生同时学习化学和英语的兴趣是关键。对化学基础较差的学生,我校开设基础化学提高选修课程以加强其专业能力,同时让更多学生参与到实验的准备工作中来,调动学生的积极性;重视对学生英语的培养,除了必修的大学英语课程之外,开展丰富多彩的英语活动(例如英语演讲赛、英语角等),营造良好的英语学习氛围,以此调动学生学习英语的积极性,提高学生的英语水平特别是口语和听力水平。同时我校还开展了专业外语选修课程,使学生能够较快适应双语教学的课堂。3.2.2教完善教学理论:遵照循序渐进,由少到多的原则探索出一条适合我校双语实验教学的教学模式;通过建立发展性评价,构建科学合理的教学评价指标体系,完善了我校双语实验教学理论[7-8]。强化教材建设:根据授课对象与培养目标,中国药科大学无机化学教研室教师在现有的国内经典中文实验教材基础上,结合参考国外英文原版教材以及相关英语文献资料,自行编写并正式出版了既保持原版教材特色和英文表达习惯,又符合国内教材知识体系且具有药学特色的中英文双语实验教材《无机化学实验指导与实践》(双语教材,曹凤歧主编)[9]。增强师资力量:对专业知识和英语基础都比较好,并且对双语教学比较感兴趣的教师我校通过针对性有计划地进行系统培训(包括选派教师直接出国留学培训,如江苏省教育厅的优秀中青年教师英语强化项目及校级英语语言进修(英国,11个月)项目),或者直接引进合适外籍教师进行无机化学实验的双语教学,以保证双语授课教师语言与学科专业的并重发展。
3.3我校无机化学实验双语教学的实施
我校无机化学双语实验课程的教学分为3个主要阶段:实验预习和准备(课前)、实验讲解和操作(课上)、实验报告和考核(课后)。3.3.1实验预习和准备实验预习和准备是实验课教学的重要环节也是实验顺利开展的前提,学生应高度重视课前实验预习,了解实验原理及具体步骤,熟悉英文专业词汇,书写英文预习报告。为避免预习报告流于形式(原封不动抄写教材上的内容),要求学生以实验流程图形式对实验进行描述,锻炼学生能够通过阅读英文预习实验并简明准确描述实验内容的能力。无机化学实验实施双语教学任课教师的准备也必须非常充分,要求对课程体系、教学重点及难点、专业英语等都要十分熟悉。。同时作为省级教学成果二等奖(药学基础化学实验双语教学立体化建设)的一部分,相关内容均可上网查询,以帮助学生预习。3.3.2实验讲解和操作实验讲解充分利用现代多媒体教学手段,采用多种新型教学模式(如PBL、CBL、TBL等)。教师检查预习报告,对实验相关要点进行英语提问,了解学生的预习情况。实验课件以流程图及操作图形式全英文列出原理、步骤和注意事项。教师讲解平衡使用中英两种教学语言,首先中英文对比说明实验中的专业英语词汇和相关概念,后以全英文概述实验内容,对一些复杂难懂的实验原理或实验步骤等内容配以中文辅助讲解;。。实验操作过程中教师认真观察学生操作情况,使用中英文与学生进行交流,及时调整教学方式,积极引导学生主动参与到双语教学中。通过这些措施有效激发学生参与双语教学的兴趣,提高双语教学效果。3.3.3实验报告和考核在老师讲解相关专业英语、展示往届优秀实验报告、规范报告格式和写作方法基础上,要求学生用英文撰写完成实验报告。实验报告最后的讨论部分允许学生使用中文,但鼓励学生用全英文写出自己的心得体会、意见和建议。通过英文实验报告的撰写培养锻炼学生运用英语分析、归纳、总结实验现象和结果的能力。同样要求教师用英文对学生的实验报告进行批改和标注。一般而言,以往传统的无机化学实验的考核评定主要依据实验报告。鉴于双语教学有其特殊性,为鼓励学生向多元化发展,重视专业知识,操作技能、语言表达等各个方面的综合素养,我们对无机化学实验的考核方法进行改革,最终的实验成绩评定依据学生的预习、实验操作、课堂互动、实验报告、讨论交流等多方面相结合进行整体考核,综合评定学生实验成绩。
4结语
。通过对其双语教学的系统研究和实践探索,建立完善了无机化学实验课程双语教学实践教学体系。通过无机实验双语教学,学生不仅可以掌握扎实的实验技能,还可以掌握专业英语的应用能力,提高了我校学生的素质,为学生就业和进一步深造奠定基础。
参考文献
[1]陈有真.高等院校开展双语教学的实践与思考[J].北京大学学报:哲学社会科学版,2007(S2):60-62.
[2]余丽萍,马铭,汪萍.无机化学双语教学的实践与思考[J].化学教育,2007(2):35-37.
[3]魏小兰,邹智毅,林亦晖,等.在无机化学实验课中进行双语教学[J].高教探索,2007(S1):154-155.
[4]陈菲.药学专业无机化学双语教学的探索[J].科教文汇(上旬刊),2010(12):56-.
[5]姚秀琼.双语教学在无机化学实验教学中的应用[J].中医药导报,2005,11(9):86-88.
[6]许贯虹,杨旭曙,何广武,等.药学专业无机化学双语教学的误区、困境与对策[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010,12(6):9-651.
[7]刘弋潞,胡晓洪,卢维奇.物理化学实验开展英汉双语教学初探[J].广东化工,2004,(Z1):65-67.
[8]王智香.物理化学实验双语教学的思考[J].广州化工,2015,43(4):198-199.
(1)武汉工程大学化工与制药学院从优化课程内容入手,对无机化学的教学方法进行了改革[2];
(2)钦州学院化学化工学院从无机化学的重要地位出发,结合无机化学的教学目的,对无机化学多媒体课件进行了构建和探讨[3]。菏泽学院是一个应用型的地方性教学型本科院校,于2012年成功申请了与国家战略性新兴产业密切相关的能源化工专业。我系主要从教学目标、教学内容、现代化的教学手段等方面对无机化学的教学进行了改革与探索。
1明确合理的教学目标
根据能源化学工程专业的培养目标及培养模式,结合无机化学课程特点,菏泽学院化学化工系于2012年制定了能源化工无机化学教学目标。通过该课程的理论基础及实验实践的学习,能够使学生掌握无机化学基本知识和技能,为培养成高素质劳动者和化工专业技能人才做好准备;同时,也为今后学习专业知识和职业技能打下坚实的基础。。
1.1知识目标
主要分为了解、理解、掌握三个层次方面目标。通过该课程的教学,应使学生了解:气体的扩散定律,气体分子的速率分布和能量分布;反应速率的概念及反应速率理论;强电解质解离、离子氛、活度系数的概念;微观粒子运动的特殊性;路易斯结构式,等电子体原理,分子轨道理论;化学电源与电解;卤素单质的物理性质,金属卤化物、拟卤素和拟卤化物、互卤化物和多卤化物;硫和硫化物、单质硫、硫化氢和氢硫酸的物理性质;硅的单质、硅烷、硅的卤化物、硅的含氧化合物。通过该课程的教学,应使学生理解和掌握:气体的状态方程及混合气体的分压定律;热力学第一定律,化学反应的热效应、热化学方程式、盖斯定律、生成热的概念及应用,化学反应进行方向的判断方法;浓度对反应速率的影响;缓冲溶液的原理及应用;沉淀溶解平衡及移动;核外电子运动的描述,核外电子排布和元素周期律及基本性质的周期性;价键理论,价层电子互斥理论及杂化轨道理论;基本概念:原电池、电极电势和电动势及能斯特方程;卤素单质的化学性质,卤化氢和氢卤酸的化学性质;氧、氧化物、臭氧、过氧化氢的物理化学性质,硫的含氧化合物的化学性质。掌握氮的氢化物、氮的含氧化合物的化学性质。
1.2专业能力与素质目标
能力目标方面主要是培养学生谦虚的品格、勤奋好学的习惯以及知识迁移的能力;培养学生勤于动手创作、做事严谨的良好作风;培养学生学会运用唯物主义辨证的思维分析问题及解决问题的能力;培养学生工程质量意识和规范意识以及严谨、认真的工作态度。专业能力目标方面使学生能够掌握重要元素及其化合物的主要性质、结构、存在、制法、用途等基本知识;培养学生进行化学计算和利用参考资料等方面的能力;具有通过对实验数据的分析,绘制出特性曲线,能够写出规范实验报告并加以总结概括的能力。素质目标方面主要是培养学生具备良好的职业道德;培养学生勤苦奋斗、勇于创新、敬业乐业的工作作风。
2丰富合理的教学内容
2.1科研成果与课堂教学相结合,保持教学内容的前沿性
科研成果与课堂教学相结合包含两部分内容:一是在教学过程,教师能将自己的科研成果带入教学内容之中。这就要求教师教学的同时展开科研,而科研课题也要紧紧围绕教学内容展开,这样会更能了解学科的前沿动态并能深入把握,有利于增强教学的深度、广度,有效地提高教学质量[4]。另外教师将科研成果带入课堂分析中,将科研成果与教学有机地结合起来,将最新知识与信息传递给学生,科研推动教学,教学促进科研。二是在教学过程中结合学科发展情况,充分利用别人的研究成果,及时补充教学内容,进行教材建设。另外,在教学实践中可采用“案例教学”,对具体科研案例进行讨论、分析,比较各种方案的优缺点及产生原因,选择合理方案。在项目设计过程中,通过教师的引导作用,学生可以自主查阅资料并开展项目的研究性学习。
2.2建设开放的无机化学实验教学环境,理论与实验相结合
充分利用我系基础实验室和化学工程实验中心的仪器设备和师资力量,结合我系化学能源工程专业及无机化学教学内容的特点,试图探索出一套完善的开放式无机化学实验教学模式,注重实验与课堂教学相结合、开展系内实验技能竞赛及无机化学创新实验设计竞赛等项目,激励学生的学习积极性及培养今后创新实践的能力。开展大学生创新研究计划,引导学生在大三下学期进入教师的科研室进行锻炼,参与课题的研究,培养学生的创新意识和实践能力;鼓励大二学生参加无机化学实验技能竞赛,鼓励学生进行科技创新;另外聘请国内外无机化学研究领域的专家学者来我系作学术报告,增加学生的科研兴趣及全面了解无机化学的前沿动态,为今后的科研之路做好准备。
3多媒体与板书相结合的现代化教学手段
针对目前无机化学课时缩减而传递信息量大的情况,传统的板书教学手段已不能满足时代的需要,因此多媒体技术已广泛使用在课堂教学中。这样一方面将节省下的板书的时间能够用于重点难点的讲解,另一方面多媒体中引入一些无机化学演示实验、实物图像,将枯燥的理论教学表现的更加生动直观,提高了学生的学习积极性。然而仅利用多媒体也有一定的缺陷,如对一些公式的推导,仅利用多媒体会受到一定的,因此多媒体跟板书结合会更加有利于公式的推导。另外,还会避免仅利用多媒体的教学进度过快,学生不能融会贯通的缺点。总之,鼓励学生课前预习,采用板书与多媒体技术相结合既能考虑教师的教学进度与学生的掌握程度,又能兼顾教学的广度与深度的问题,取得了较好的教学效果。
4结束语
(长安大学材料科学与工程学院,陕西 西安 710061)
【摘 要】本文针对工科院校材料科学与工程学院《无机化学》课程的基本特点,结合课堂实践教学过程,从教学内容的规划、教材的选用、教学模式的改进等三方面阐述了笔者的教学体会。
关键词 无机化学;教学模式;教学探讨
基金项目:高校基金(2014GB11091)。
。
无机化学是化学领域的一个重要分支,而《无机化学》课程更是理工科院校化学化工类专业的一门重要的基础课,面对的学生也基本上是刚入学的大学一年级本科生,因此,这门课程教学质量的高低对学生整个大学期间的学习甚至毕业后的就业都起着举足轻重的作用。由此看来,如何提高《无机化学》课程的教学质量显得尤为重要。近年来,许多高等工科院校大幅度削减《无机化学》课程的学时,而《无机化学》课程本身知识内容又很丰富,所以工科《无机化学》课程的教学就面临着课时少、容量大、任务重的困难,对讲授这门课程的教师也提出了更高的要求。经过几年的教学实践,笔者根据工科院校材料科学与工程学院《无机化学》课程的自身特点,从不同专业的培养目标及学科发展方向出发,就工科院校《无机化学》课程的改革和建设,提出如下的自我体会和进一步探索。
1 结合专业合理安排教学内容
无机化学不但是高等学校化学化工类专业的第一门重要的专业基础课,也是材料科学、生命科学、环境科学、医药类等专业的一门重要的化学基础课[1]。因此,基本相同的教学内容要根据各专业需求的不同,讲授的侧重点有所区别。对于工科院校来说,《无机化学》课程课时少、容量多、任务紧,更是需要合理安排教学内容,把握好“掌握”“理解”“了解”这3个不同层次要求的尺度,合理分配学时。同样是材料学院,对于高分子材料专业,在化学动力学、化学热力学中要对催化剂的作用及原理,缓冲溶液的配置和选择重点讲授,分子结构中重点抓住几种成键理论,在元素介绍中着重介绍s区氢元素,p区碳族、氧族元素;对于能源与电子材料专业,尤其重点讲授电化学相关内容,如氧化还原反应、电池组成、电动势、电极电势等,在元素介绍中着重介绍s区锂元素,p区碳族元素,如C,Si,Ge等;对于材料加工专业,在讲述氧化还原反应的相关内容时要穿插金属腐蚀与防腐等相关理论,在讲授结构化学的内容时重点应放在金属晶体,在元素介绍中也着重介绍金属元素;对于无机非金属专业,在重点讲授化学动力学、化学热力学这些基础理论的基础上,还要侧重介绍结构化学及配位化学相关的内容,在元素介绍中重点介绍玻璃、陶瓷材料相关的元素,如p区碳族元素等。
2 合理选用教材
经过教研室多年的教学实践,我们最后采用了牟文生主编的《无机化学基础教程》为教材[2]。该教材结合实际,考虑到工科院校《无机化学》课程学时少、内容多的特点而编写而成。教材内容深浅适度,在确保基础理论和基本知识讲清楚、说明白的基础上,以“够用”为原则,不做过多的深入和扩展;语言简练,通俗易懂;同时也能与时俱进,恰如其分的介绍学科的新动态新发展,以拓宽学生的知识面。每个章节都精选了一些习题,帮助学生及时理解和掌握教材内容,也能锻炼和培养学生分析问题、解决问题的能力。同时,该教材还配套有《无机化学基础教程学习指导》,列出了相应教材中各个章节的教学大纲,提炼出各章重点、难点,并对各章的课后习题进行选解,对有代表性、难度较大的习题,做出详尽而规范的启发、引导和解答;除此之外,每章还配有自测练习题,可供学生自我检测学习效果。经过几年的教学实践,学生们对该教材普遍反映良好,教材难度、深度适中,自学性也很好。
3 有效提高教学质量
3.1 激发学生学习兴趣
如何提高学生的学习质量,在思想上引起学生的重视以及提高学生的学习热情是根本。因此,一开始就要让学生们意识到无机化学是一门重要的基础课。从内容上说,它既有无机化学课程自身丰富的知识内容,还承担着为后续课程做必要准备的特殊任务,是其他3门化学基础课(分析化学、有机化学和物理化学)的基础。另一方面,无机化学课程大多是在大学一年级开设,教学对象是刚步入大学的一年级本科生,他们在学习方法上还没有摆脱中学时期的内容少、练习多、课上老师反复强调的学习模式。因此,在教学模式上,要逐渐引导学生尽快适应大学的授课、学习方式,尽量培养学生自己分析和解决问题等综合能力,完成从中学到大学在学习方法和思维方式的转变。
大学的教学过程不再是简单的“教”与“授”,而更多的是“引导”、“启发”进而去“发现”,所以充分调动起学生的求知欲和积极性非常重要。比如,可以在绪论课上就让学生们了解到无机化学所涉足的领域有多广,在一些前沿科学领域的作用有多重要,可以举一些实例来激发学生们的兴趣,如列举一些无机化学在纳米材料、无机膜材料、超导材料、气敏材料等新材料、新能源的合成制备方面起到重要作用的实例。同时,每章的入题也可以采用提出问题的方式入手,调动起学生的好奇心,带着问题开始一章的学习,以寻求答案的方式去探索知识点,这样既能结合实际把知识点说透,也能培养学生分析问题、解决问题的能力。例如,在讲授饱和蒸汽压概念的时候,可以先给学生们观察一个实验现象:蔗糖水和纯水静置后水面上气压的变化是不同的,进而提出问题:“为什么会产生这样的区别?”调动起学生的好奇心,然后引导学生去寻找答案,进而展开这一章知识点的讨论学习。
3.2 借助多媒体手段
近年来,多媒体技术被越来越多的应用在大学课堂教学中,与传统的“黑板——粉笔”教学模式相比较,也体现出了许多独特的优越性,如生动、形象;信息量大;资源丰富等[3]。多年的教学实践证明,多媒体教学与传统教学模式相互结合,能达到互相补充、完善,从而有效提高教学质量的作用。然而我们发现在制作多媒体课件的过程中,有一些方面还是值得深思和进一步探索的。
首先,要保证多媒体课件内容与讲课思路的统一。课件是为授课服务,作为授课内容的载体起到辅助作用,所以,在制作课件前要吃透教材,根据教学大纲提炼出重点、难点,理清整个授课思路之后再设计出符合讲课思路的课件。其次,要注意课件的美感。借助多媒作软件,使得课件在背景、构图、文字、动画等方面精心搭配,既要做到清晰明了,也要赏心悦目,让学生能在愉快的气氛中接受知识;同时具有艺术性的课件也更有利于学生对知识的记忆。再则,要充分利用影像、动画资源。尤其对于一些难以理解的概念或原理,单纯文字的表述可能显得苍白无力,难以接受和消化,而如果借助一些动态的影像资料或形象的三维动画模拟,理解起来则直观简单的多。比如在讲授原子轨道、杂化轨道等一些量子化学基础理论的时候,我们就借助了三维动画模拟,效果很好,学生们接受很快,事半功倍。最后,多媒体课件不可能一次两次就能做到尽善尽美,同时它也并不是一个死板的教案,在使用中需要根据具体的教学情况和学生的反馈情况不断修改、完善,才能发挥最大的功效。
多媒体技术对于教学活动能起到有效的辅助作用,尤其是对于课时少、容量大的工科《无机化学》课程显得尤为有效。但是,多媒体教学模式并不能完全取代传统的教学方式,特别是在公式推导及例题讲解的过程中,传统的板书模式更能把问题讲清楚、思路理明白,必不可少。
3.3 重视实验课
化学是一门实验科学,而无机化学是化学中一个重要的分支,它的每一步发展都与实验密不可分,因此要学好无机化学毫无疑问必须重视实验课。(1)实验课可以培养学生实验操作的基本技能,同时锻炼学生协调多种感官进行观察,做到脑想、眼看、手动、鼻嗅、耳听。(2)可以培养学生观察、分析、解决问题的能力。在实验过程中,指导学生将观察和思维结合,观察的目的是探索和发现问题,达到对事物及其变化规律的认识。观察越丰富、准确,认识就越深刻,思维也就愈加活跃、广阔。因此,教师可以有意识的设计一些实验或者针对一些实验的异常现象,引导学生将观察和思维紧密结合,从而提高学生分析和解决问题的能力。(3)可以培养和发展学生的创新能力。通过实验,锻炼学生思考、大胆操作,在亲自实践的过程中培养和发展自己的创新精神。例如,教师可以提出实验课题,引导学生运用所学知识,根据实验目的及内容,自主设计实验方案,然后进行实验操作。这种教学方式有助于发展学生的创造性思维,又能获得良好的实验教学效果。同时,可以把学习到的书本知识加以实际运用,强化课堂所学知识,做到学以致用,而不是死读书读死书。(4)可以培养学生严谨的科学态度,对每一个微小的实验现象都要做到观察细微,记录仔细,在实验数据的处理上,做到科学、严谨、真实,不编造实验现象,不伪造实验数据,真实记录每一个数据和实验现象,然后做出客观分析。
4 结束语
随着学科的发展、专业需求的改变,专业课程的教学模式随之改革是势在必行的。只有在实践中,不断的总结经验,发现问题,适应需求,不断的改变、完善,才能更好的完成教学工作,提高教学质量,使学生得到更大的收获。
参考文献
[1]龚孟濂,乔正平.基础无机化学教学的思考与实践[J].大学化学,2011,26:20.
[2]牟文生,于永鲜,周硼.无机化学基础教程[M].大连:大连理工大学出版社,2007,9.
在无机化学教学实践中,运用形象生动的比喻进行讲解,将较为抽象的无机化学教学理论通俗化、形象化、具体化,以深入浅出的形式帮助学生理解无机化学的教学内容,提高学生的学习兴趣,从而提高课堂教学质量。
无机化学是高等院校中化学工程、应用化学专业、环境专业、给水排水专业等很多专业的一门重要的必修课。无机化学的学习质量如何,直接关系到后续有机化学、物理化学等课程的学习效果,为了提高无机化学的教学效果,笔者不断进行教学方法的探讨和改进,其中之一就是运用比喻。比喻即通过打比方的方法,借助于两种以上不同事物之间的相似点作为中介物,来比拟想要说的某一事物。在化学教学中,以不违背科学性原则为基础,采用适当的比喻,可以促使学生理解化学概念,掌握科学知识,为产生创造性思维奠定基础。概念教学的宏观类比可促进学生对概念的理解。下面笔者简单介绍一些在课堂教学中运用比喻本文由收集整理方法,使学生深入理解无机化学知识的实例,其教学效果显著。
一、以形象比喻讲解速度控制步骤
在讲到浓度对化学反应速率的影响时,对于复杂反应,反应是由两个或者是两个以上的基元反应步骤所组成,这些基元反应步骤的集合便是复杂反应的反应机理或者叫反应历程。这些基元步骤中,总有一步是反应步骤中速率最慢的一步,是决定整个反应速率快慢的最关键的一步,称为速率控制步骤,简称“速控步”。单纯地讲速率控制步骤,很多时候学生不容易理解,为了便于学生的理解,笔者引入了“牧羊理论”和“木桶理论”。小时候很多人可能都放过羊,牧羊理论中有一句话叫:择其后者而鞭之。意思就是说牧羊人要想加快整个羊群的奔跑速度,就要用鞭子抽打跑得最慢的那只羊。同样现代管理学中比较流行的“木桶理论”,要知木桶中到底能装多少水,永远取决于最短的那块板,木桶中最短的那块板代表我们的缺点,我们的每位同学如果能够认清自己人生中最短的那块板,并努力改变自己的缺点,将来一定会大有成就。对于化学反应也是如此,认识一个化学反应中最慢的一个步骤的重要性在于能够有效地改善整个化学反应的速率,从而达到更高的产率。通过比喻的运用,加深了学生对概念的理解,同时也对学生进行了综合素质教育。
二、以形象比喻讲解化学键的特点和价键理论
化学键分为离子键、共价键和金属键,离子键的特点是没有饱和性也没有方向性,而共价键的特点是既有饱和性又有方向性。这些抽象的概念学生理解起来特别难,于是笔者把离子键的特点比喻成是男女交普通朋友,一个男生可以有很多个女生朋友,一个女生也可以有很多个男生朋友,在交普通朋友时,只要是能谈得来就可以成为普通朋友,没有方向性也没有饱和性;而把共价键的特点比喻成是男女谈恋爱,一个男生只能与一个女生谈恋爱,一个女生也只能与一个男生谈恋爱,而且还会有自己的择偶标准,有方向性又有饱和性。通过把离子键、共价键比喻成为交朋友,激发学生学习兴趣的同时,也加深了学生对基本概念的理解,提高了课堂教学效果,也有助于学生进一步理解价键理论的特点。
三、以形象比喻讲解四个量子数
电子的运动可以通过求解薛定谔方程来描述,方
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- xdkh.cn 版权所有
违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务