緒論:寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇大學(xué)化學(xué)教學(xué)范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
中圖分類號:G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0084-01
大學(xué)化學(xué)是一門涵蓋無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等豐富知識的基礎(chǔ)課程,知識點(diǎn)多、面廣。作為我校的一門全校性公共基礎(chǔ)課,除少數(shù)文科專業(yè)的學(xué)生外,絕大部分專業(yè)的學(xué)生都要學(xué)習(xí)這門課程。因此,學(xué)生構(gòu)成比較復(fù)雜,既有高中學(xué)理科甚至參加過中學(xué)生化學(xué)奧林匹克競賽的學(xué)生,也有高中階段幾乎沒有學(xué)過化學(xué)的學(xué)生。授課中學(xué)生反映,部分學(xué)生習(xí)慣于高中學(xué)習(xí)階段化學(xué)少而精的知識學(xué)習(xí)模式,對大學(xué)化學(xué)信息量大、知識點(diǎn)多的授課特點(diǎn)不適應(yīng),學(xué)習(xí)上面臨著困難。
針對大學(xué)化學(xué)課程的這一特點(diǎn),以及目前學(xué)時(shí)數(shù)的限制,在化學(xué)教學(xué)中引入“案例教學(xué)法”,引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識對案例進(jìn)行分析,將課本上很多的知識點(diǎn)通過一個(gè)典型例子有機(jī)地聯(lián)系起來,從而取得更好的教學(xué)效果。案例教學(xué)法起源于1918年,由美國哈佛大學(xué)工商管理研究院首創(chuàng),是在教學(xué)過程中,運(yùn)用事例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法。[1~3]下面以氫氧化合反應(yīng)為案例,來聯(lián)系大學(xué)化學(xué)中的多方面內(nèi)容,從而對該案例進(jìn)行全面的綜合分析。氫氣和氧氣反應(yīng)生成水是學(xué)生在剛開始接觸化學(xué)就學(xué)習(xí)過的簡單的化學(xué)反應(yīng),以之為例可以聯(lián)系大學(xué)化學(xué)課程中多個(gè)知識點(diǎn),使同學(xué)們更好地聯(lián)系和掌握大學(xué)化學(xué)中的內(nèi)容,提高教學(xué)效果。
氫氧化合反應(yīng)方程式:
1 與化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)的聯(lián)系
(1)氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。
1 mol標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的某物質(zhì)B完全燃燒(或完全氧化)生成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的生成物的反應(yīng)熱效應(yīng)稱為該物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓,用符號表示。所以此化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)就等于氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。
(2)水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。
標(biāo)準(zhǔn)壓力下,在進(jìn)行反應(yīng)的溫度時(shí),由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1 mol物質(zhì)時(shí)的反應(yīng)熱,稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,用符號表示。所以此化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)就等于氫氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。
(3)該化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)如何?
化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)可以有以下兩種計(jì)算方法:用標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算,
則=;
用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算,則:
。
(4)該反應(yīng)室溫下(298 K)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下能否自發(fā)進(jìn)行?
等溫等壓條件下,封閉系統(tǒng)不做非體積功時(shí),化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)是其吉布斯(Gibbs)自由能變是否小于零。即
2 與化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的聯(lián)系
(1)這是一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),為什么兩者混合的氣體在室溫下長時(shí)間也觀察不到水生成?
盡管氫氧化合反應(yīng)在常溫下是一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),但是由于兩者的反應(yīng)的活化能非常高,因此,室溫下的反應(yīng)速率極其小,幾乎不反應(yīng),以至于在長時(shí)間后也觀察不到水的生成。
(2)為什么點(diǎn)燃后能迅速反應(yīng),甚至發(fā)生爆炸?
通過點(diǎn)燃,使氫氧混合物獲得初始反應(yīng)的能量,氫氣解離成兩個(gè)自由基,這種自由基具有非常強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)活性,成為反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行的活化中心,從而進(jìn)行快速的熱-鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(也叫鏈鎖反應(yīng))。如果氫氣和氧氣混合物的比例在氫氣爆炸界限范圍內(nèi)(4%~74%),則可能發(fā)生爆炸。
3 與氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)的聯(lián)系
(1)這是一個(gè)氧化還原反應(yīng),氫氣是還原劑,被氧化,氧氣是氧化劑被還原。
(2)可做氫燃料電池,半電池反應(yīng)如何?電池符號如何表達(dá)?標(biāo)準(zhǔn)電動勢是多少?
任何的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池,現(xiàn)在利用氫燃料制備氫燃料電池是清潔能源發(fā)展的一個(gè)重要方向。該電池的電池反應(yīng)如下:
負(fù)極
正極
電池總反應(yīng),
與氫氧化合反應(yīng)方程相同。
電池符號可用下式表示:(―)C|H2(p)|KOH(aq)|O2(p)|C(+),該電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢Ecell=φ(+)-φ(-)=0.401-(-0.827)=1.228V,也可以根據(jù)吉布斯自由能變計(jì)算Ecell =1.229 V。
(3)在電池中不能點(diǎn)燃,如何解決氫氧化合反應(yīng)速率慢的問題?
可以通過催化法,提高反應(yīng)的速率。催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速率,其本身在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)組成均不改變的物質(zhì)。所以在燃料電池中,為了便于進(jìn)行電極反應(yīng),要求電極材料兼具有催化劑的特性,可用多孔碳、多孔鎳和鉑、銀等貴金屬作電極材料。
(4)燃料電池中能量轉(zhuǎn)換效率如何?
燃料電池是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的工作原理不同,燃料電池能量轉(zhuǎn)化效率不受卡諾(Carnot)循環(huán)的限制,而是取決于化學(xué)反應(yīng)的吉布斯(Gibbs)自由能和反應(yīng)熱。燃料電池的理論極限效率。由于電極極化損失、內(nèi)阻和燃料利用率等因素影響,燃料電池的實(shí)際發(fā)電效率可以達(dá)到60%~80%,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的發(fā)電方式(發(fā)電效率不超過50%)。則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,298 K時(shí)氫燃料電池的理論極限效率為。
4 與軍事應(yīng)用的聯(lián)系
火箭發(fā)動機(jī)是運(yùn)載火箭等航天飛行器和各種戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略導(dǎo)彈系統(tǒng)的動力裝置,而推進(jìn)劑則是火箭發(fā)動機(jī)中的能源。雙組份液體火箭推進(jìn)劑由于氧化劑和燃料分別裝在兩個(gè)獨(dú)立儲箱中,使用比較安全,是目前火箭、導(dǎo)彈動力系統(tǒng)中使用最多的液體推進(jìn)劑組合。其中氧化劑使用的較多的是液氧,而液氫是其最常用的燃料之一。氫氣和氧氣在火箭發(fā)動機(jī)燃燒室中進(jìn)行燃燒,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,產(chǎn)生高溫高壓氣體。這些氣體在噴管中進(jìn)行絕熱膨脹,把釋放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽ㄟ^以上分析可以看到,該案例很好地將化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律(化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)以及氧化還原反應(yīng))及其應(yīng)用(燃料電池、火箭動力)等知識聯(lián)系起來,進(jìn)一步深化該案例還可以引入物質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面的相關(guān)內(nèi)容。
本科教學(xué)中一個(gè)很重要的任務(wù)就是教師在課堂教學(xué)中要自覺引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,在課堂中引入簡單的例子,而從不同的角度對其進(jìn)行分析,聯(lián)系多個(gè)知識點(diǎn),對于學(xué)生掌握書本知識,增強(qiáng)綜合運(yùn)用知識解決問題的能力具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
2開設(shè)大學(xué)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的條件
大學(xué)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)是完成化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后,在化學(xué)學(xué)科層面對化學(xué)知識、實(shí)驗(yàn)方法綜合運(yùn)用的一門實(shí)驗(yàn)課程,是高等教育本科基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重要組成部分。學(xué)生應(yīng)在掌握基礎(chǔ)無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能的基礎(chǔ)上進(jìn)行該類實(shí)驗(yàn)。教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中起到引導(dǎo)和解惑的作用。引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)題目準(zhǔn)備必要的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑,教會學(xué)生科技文獻(xiàn)的查閱方法,讓學(xué)生參閱參考文獻(xiàn)列出實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)步驟,培養(yǎng)學(xué)生連接單元操作、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析問題和解決問題的能力。通過綜合實(shí)驗(yàn),拓展學(xué)生的科研思路,提高其科研工作能力。
3大學(xué)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施
本實(shí)驗(yàn)以有機(jī)合成、分光光度法測定無機(jī)金屬離子為主線,輔以物理化學(xué)中表面張力的測定及臨界膠束濃度(CMC)的確定方法,培養(yǎng)學(xué)生綜合解決實(shí)際問題的能力。
3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
(1)學(xué)習(xí)和掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中水楊基熒光酮的合成方法。(2)鞏固物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中表面張力的測定方法及表面活性劑臨界膠束濃度(CMC)的確定方法。(3)掌握分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中分光光度法測定金屬離子含量的原理及方法。
3.2實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
儀器:電動攪拌器、三口燒瓶、回流冷凝器、加熱套、721型(或722S型)分光光度計(jì)、pHS-3C型酸度儀。試劑:對苯二酚、乙酸酐、濃硫酸、無水乙醇、重鉻酸鉀、水楊醛。鉬(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:1mg/mL,準(zhǔn)確稱取0.1500g光譜純MoO3于100mL燒杯中,加入10mL10%的氫氧化鈉溶解,移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。使用時(shí)逐級稀釋為1.00μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液;水楊基熒光酮(SAF):0.001mol/L;十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB):0.02mol/L;pH=1.8的KCl-HCl緩沖溶液。
3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(1)無機(jī)離子顯色劑水楊基熒光酮的合成水楊基熒光酮的中文別名為鄰羥基苯基熒光酮,9-(2-羥基苯基)-2,3,7-三羥基-6-熒光酮。水楊基熒光酮以其高靈敏度和較好的選擇性被廣泛用于鐵、銅、鋅、鈷、鉬、鋁、錫、鍺、鎢、錳、銻、鉻、鈦、銠等金屬離子的測定中。在巖石、礦物、藥物、食品、環(huán)境水等領(lǐng)域的無機(jī)離子分析、藥物分析以及生化分析中有著廣泛的應(yīng)用。水楊基熒光酮按文獻(xiàn)[10]由30g(0.12mol)的1,2,3-三乙酰氧基苯溶解在熱的400mL50%的乙醇中,滴加20mL濃硫酸,在70~80℃時(shí)與8g(0.0655mol)水楊醛反應(yīng)4h.冷卻,在暗處放置二周后,用乙醇重結(jié)晶而得。反應(yīng)方程式如下:(2)水楊基熒光酮與金屬離子鉬(Ⅵ)的顯色反應(yīng)學(xué)生可根據(jù)實(shí)際需要選用某種金屬離子與水楊基熒光酮進(jìn)行顯色反應(yīng)。本文僅以與鉬(Ⅵ)顯色為例說明實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程。鉬的特性和鉬工業(yè)的發(fā)展為鉬的分析提出更高的要求,也為鉬的分析研究與發(fā)展提供良好的機(jī)遇。鉬的分析方法甚多,其中分光光度法因其靈敏度高,操作簡便,分析速度快而倍受歡迎。而熒光酮類試劑光度法以其高靈敏度和較好的選擇性被廣泛用于鉬的測定中。
3.4實(shí)驗(yàn)方法
在25mL容量瓶中,分別加入5.0mL的1.00μg/mL鉬(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)溶液,2.0mLpH=1.8的KCl-HCl緩沖溶液,3.0mL0.001mol/L的水楊基熒光酮(SAF)溶液,2.0mL0.02mol/L的CTMAB表面活性劑,水定容,搖勻,10min后,以試劑空白為參比,用1cm比色皿于最大吸收波長525nm處測定溶液的吸光度。
3.5結(jié)果與討論
(1)吸收光譜按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行顯色,測定有或無表面活性劑存在下相應(yīng)配合物在不同波長下以相應(yīng)試劑空白為參比的吸收光譜曲線,繪制吸收光譜,求出兩種情況下最大吸收峰所對應(yīng)的工作波長。探索表面活性劑是否使最大吸收波長發(fā)生紅移,是否對顯色反應(yīng)起到增敏作用。(2)臨界膠束濃度(CMC)與絡(luò)合物形成的關(guān)系探索取一定量的CTMAB溶液按實(shí)驗(yàn)方法顯色,以試劑作空白參比測量吸光度,并用表面張力儀測定相應(yīng)CTMAB濃度下顯色液的表面張力,得到不同濃度CTMAB溶液的吸光度和表面張力,結(jié)果見表1。以CTMAB濃度的對數(shù)lgc為橫坐標(biāo),以對應(yīng)的吸光度和表面張力γ為縱坐標(biāo)繪制CTMAB濃度與表面張力(曲線1)和吸光度(曲線2)的關(guān)系曲線。從曲線1折點(diǎn)求出此體系中CTMAB的臨界膠束濃度(CMC),找出吸光度與表面張力的關(guān)系見圖1。(3)工作曲線取不同量的鉬(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,按實(shí)驗(yàn)方法測定在2.0mLCTMAB存在下的吸光度,繪制工作曲線,求出線性回歸方程、表觀摩爾吸光系數(shù)及25mL溶液中鉬(Ⅵ)符合比爾定律范圍。
2突破傳統(tǒng)的教學(xué)理念與方法,夯實(shí)理論基礎(chǔ)
講授法教學(xué)仍然是目前多數(shù)課程所用的最基本的教學(xué)方式,具有一定的優(yōu)勢,即教師能連貫地向?qū)W生傳授基礎(chǔ)知識,并配合其它方法,可將基本概念、基本原理及相關(guān)課程知識傳授給學(xué)生。教授法運(yùn)用得當(dāng),不僅能將講授內(nèi)容系統(tǒng)、科學(xué)而準(zhǔn)確地傳遞給學(xué)生,而且還能很好地突顯講授內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。然而,實(shí)際教學(xué)過程中若自始至終均采用這一方法,學(xué)生極易疲勞,產(chǎn)生厭倦甚至煩躁的心理。事實(shí)上,有些教師一直喜歡滿堂灌和填鴨式教學(xué),教師在課堂上洋洋灑灑、痛痛快快地大講特講,卻完全忽略了學(xué)生作為教學(xué)主體的作用。這種教學(xué),只是教師知識的傾瀉,而不是傳授,其結(jié)果是教師教得非常累,學(xué)生聽得更累,因而教學(xué)效果往往顯得特別差。在近幾年材料化學(xué)專業(yè)的學(xué)生對《大學(xué)化學(xué)》課程的授課評價(jià)中我們可以清楚地看到,學(xué)生對那些采取滿堂灌式教學(xué)的教師微詞頗多,普遍要求采用靈活多樣的教學(xué)方法,要充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在我系《大學(xué)化學(xué)》課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)中,我們都十分重視教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變、更新和教學(xué)方法的改革。我們都視其為課程能否鮮活生動的源泉。首先,我們確立了以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的教學(xué)觀念,以學(xué)生最大程度掌握好專業(yè)基礎(chǔ)知識為目標(biāo)。如果把教師作為工程師或技術(shù)工人,那么學(xué)生將可看成為其加工的“產(chǎn)品”。“產(chǎn)品”質(zhì)量的優(yōu)劣,能否贏得市場,是檢驗(yàn)作為教師教學(xué)質(zhì)量是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。要做到這一點(diǎn),必須對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)合理地訓(xùn)練和培養(yǎng)。因此,在課堂教學(xué)上,教師要積極引導(dǎo),在十分融洽的環(huán)境下合理有序地向?qū)W生傳授知識,并能激起學(xué)生的求知欲,使其在課后有進(jìn)一步跟蹤并深入研究的渴望。其次,為更好地傳授知識,改革教學(xué)方法,要采用靈活多樣、切實(shí)可行的教學(xué)方法,使學(xué)生以最直接、最有效的方式獲得知識。比如,在課前,教師要布置任務(wù),設(shè)置問題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí),通過多種途徑了解有關(guān)課題的成就以及最新發(fā)展動態(tài),以吸引學(xué)生的注意力,讓其對所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣。在課堂上,以多媒體教學(xué)為主,必需的板書為輔;以探討和學(xué)生參與教學(xué)作為主線,以教師補(bǔ)充和更正作為輔線;以經(jīng)典基礎(chǔ)知識的教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用為主要教學(xué)內(nèi)容,以相關(guān)科學(xué)前沿知識的穿插為輔助內(nèi)容。課后,學(xué)生以完成經(jīng)典題目作業(yè)為主要鞏固課程內(nèi)容的方式,以查閱相關(guān)知識,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和撰寫課程小論文來擴(kuò)大視野,等等。《大學(xué)化學(xué)》課程理論眾多,在有限的課時(shí)里讓學(xué)生牢固掌握眾多理論,難度較大。我們主要通過精選教學(xué)內(nèi)容,采用精講、精練的方式,理論與實(shí)際相結(jié)合,科學(xué)前沿介紹與教師的科研課題相結(jié)合,深入簡出,形象生動地向?qū)W生進(jìn)行傳授。通過具體的材料合成與應(yīng)用示例,夯實(shí)基礎(chǔ)理論,加深《大學(xué)化學(xué)》與材料化學(xué)之間的聯(lián)系,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的欲望和濃厚的興趣。
3轉(zhuǎn)變課程的管理機(jī)制
課程管理機(jī)制的建立與課程改革相適應(yīng),課程管理機(jī)制的優(yōu)劣將直接關(guān)系到課程教學(xué)質(zhì)量。課程改革的深入開展應(yīng)是課程教學(xué)管理的核心內(nèi)容,我們應(yīng)積極探索新的教學(xué)理念,大力開展創(chuàng)新教育,逐步推進(jìn)教學(xué)新模式的轉(zhuǎn)變,確保教學(xué)質(zhì)量的提高。第一,我們要求《大學(xué)化學(xué)》課程教師都要進(jìn)行教學(xué)研究,特別注重課堂教學(xué)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及教學(xué)細(xì)節(jié)方面的探索與研究。通過對課堂教學(xué)過程、特別是教學(xué)細(xì)節(jié)等方面的研究,讓教師更加重視教學(xué)規(guī)律。第二,加強(qiáng)課堂教學(xué)的誠信教育和情感交流,培養(yǎng)師生感情,幫助學(xué)生正確掌握求知觀,不僅要培養(yǎng)學(xué)生的道德情操和知識品德,還要增進(jìn)學(xué)生服務(wù)于社會的意識和責(zé)任感。第三,不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)方式,由封閉式教學(xué)向開放式教學(xué)轉(zhuǎn)變,由單向式教學(xué)向雙向式教學(xué)轉(zhuǎn)變。第四,教師要轉(zhuǎn)變自己的角色,盡快由“教書匠”轉(zhuǎn)變?yōu)椤把芯空摺保芍R的“儲備者”向知識的“傳播者”轉(zhuǎn)變。教師要經(jīng)常進(jìn)行反思,逐步實(shí)現(xiàn)深層次創(chuàng)新,使自己成為一個(gè)教學(xué)理念、教學(xué)實(shí)踐的開拓者和研究者,崇尚科學(xué),崇尚學(xué)術(shù)。第五,加強(qiáng)課堂教學(xué)的監(jiān)督機(jī)制。我們主要通過教學(xué)督導(dǎo)、教研室聽課與評教、院領(lǐng)導(dǎo)隨機(jī)聽課以及學(xué)生期中進(jìn)行教學(xué)評價(jià)等方式來提高課堂教學(xué)的管理與監(jiān)督機(jī)制。第六,加強(qiáng)課程學(xué)習(xí)的獎懲機(jī)制。對本課程學(xué)習(xí)比較優(yōu)秀的學(xué)生應(yīng)及時(shí)進(jìn)行表揚(yáng)、鼓勵(lì)甚至獎勵(lì),樹立模范。對那些不愛學(xué)習(xí)、偷懶疲沓的學(xué)生要及時(shí)教育、激勵(lì)以及必要的課程懲罰,如閱讀幾篇科學(xué)論文,撰寫小論文等。
4加大學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新是關(guān)乎國家和民族昌盛興旺的靈魂和永不衰竭的動力源泉。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是大學(xué)教育義不容辭的責(zé)任。當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新人才的培養(yǎng)可以分為創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)的訓(xùn)練兩個(gè)部分。《大學(xué)化學(xué)》作為專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科,在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面具有更重要的基礎(chǔ)性作用,是其他學(xué)科無可替代的。因此,結(jié)合我系材料化學(xué)專業(yè)近幾年的發(fā)展,通過《大學(xué)化學(xué)》課程的教學(xué)與實(shí)踐,主要在以下幾個(gè)方面實(shí)施對大學(xué)生創(chuàng)新能力大力進(jìn)行培養(yǎng)。(1)教師首先要有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新實(shí)踐活動。通過教師教研和科研課題的申報(bào)與立項(xiàng),教學(xué)改革的實(shí)施,教學(xué)方法的改進(jìn),教師進(jìn)行各種形式的進(jìn)修,通過指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)課題項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)研究。帶領(lǐng)大學(xué)生參與各種競賽,領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生直接服務(wù)于社會等,切實(shí)提高教師的創(chuàng)新意識和實(shí)踐活動。(2)精選并優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容更加系統(tǒng)化、科學(xué)化。將大學(xué)化學(xué)課程中無機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析中的相關(guān)知識緊密結(jié)合起來,盡量節(jié)省課時(shí)。(3)加大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的權(quán)重,增設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和開放性實(shí)驗(yàn)。(4)教師進(jìn)行課題講座,通過專題研究,加強(qiáng)《大學(xué)化學(xué)》課程與專業(yè)學(xué)習(xí)的聯(lián)系。同時(shí),挑選一些能力較強(qiáng)的學(xué)生在課堂上進(jìn)行小專題報(bào)告,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生進(jìn)行理論交流的能力。(5)積極邀請學(xué)生參與教師課題組或科研課題中來。讓學(xué)生參與教師的課題研究,不僅使學(xué)生了解科研的一般途徑,更重的是培養(yǎng)了學(xué)生的科研意識和素質(zhì),能使學(xué)生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)時(shí)不自覺地提高了科學(xué)分辯和吸收的能力。
大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的一個(gè)重要分支,同時(shí)也是工科專業(yè),如化工、環(huán)境、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、材料等專業(yè)本科生進(jìn)入大學(xué)后所學(xué)習(xí)的第一門基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論課程具有同等重要的地位[1-3]。因此,大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課不僅面臨著與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程銜接的任務(wù),還為后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)學(xué)生的基本操作能力,同時(shí)更要培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、良好的實(shí)驗(yàn)室工作習(xí)慣,以及分析、解決問題和實(shí)踐創(chuàng)新的能力[4]。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分,其考核方式的改革和考核標(biāo)準(zhǔn)的制定對學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)以及課程教學(xué)質(zhì)量的提高,起著極其重要的作用[5]。作為理工類本科院校,本校諸多專業(yè)的學(xué)生都要學(xué)學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn),大學(xué)在增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入,更新實(shí)驗(yàn)儀器,調(diào)整師資方面做了改進(jìn),然而,大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能仍需不斷提高。本文分析了我院當(dāng)前的大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)與方式,提出了改革的方向,初步構(gòu)建了相應(yīng)的評價(jià)體系。
1傳統(tǒng)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式存在的問題
傳統(tǒng)的大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)多以預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績?yōu)橹饕己艘罁?jù),忽視了對實(shí)驗(yàn)過程中操作技能的考查。這種單純依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出分?jǐn)?shù)的考核方法不夠客觀,會給部分學(xué)生造成實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)課最重要環(huán)節(jié)的錯(cuò)覺,從而在課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析環(huán)節(jié)得不到最好的鍛煉[6]。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是一門以實(shí)驗(yàn)操作為主的實(shí)踐課程,必須將實(shí)驗(yàn)操作考核貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程[7]。因此,我們從建立實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)入手,在考核方法、手段上進(jìn)行了行之有效的嘗試,從而提高了學(xué)生學(xué)學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的積極性和主動性,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;不僅培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力,更鍛煉了他們分析問題、解決問題能力,從而提高了大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。
2新考核方式的具體內(nèi)容
新的考核方式更注重實(shí)驗(yàn)過程考核,大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績依然采用的是百分制,具體考核方式為平時(shí)與期末考核相結(jié)合。對平時(shí)每一次實(shí)驗(yàn),進(jìn)行隨堂考核;在期末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和操作技能考核,成績分配按照平時(shí)成績70%,期末成績占30%。
2.1平時(shí)考核
平時(shí)成績占實(shí)驗(yàn)總成績的70%,以百分制計(jì)分。從預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告多方面綜合評分。預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范和實(shí)驗(yàn)報(bào)告(包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果)分別占平時(shí)成績的20%、40%和40%。
2.2實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)
課前預(yù)習(xí)是大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課不可忽視的環(huán)節(jié)。化學(xué)教研室的老師們精心制作了大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程,內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒉僮鞑襟E、思考題,并有詳細(xì)的ppt供學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)開展之前,學(xué)生需在認(rèn)真學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程的基礎(chǔ)上,正確回答十個(gè)問題,網(wǎng)絡(luò)課程系統(tǒng)會自動給出成績,成績達(dá)標(biāo)后,本次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)就算合格。該部分成績占據(jù)平時(shí)成績的20%。
2.3實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范評價(jià)
大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以分為:無機(jī)化合物性質(zhì)驗(yàn)證、無機(jī)化合物合成、化學(xué)分析以及綜合實(shí)驗(yàn)。根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)類型,擬定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范評分標(biāo)準(zhǔn)。比如,無機(jī)化合物性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)主要是培養(yǎng)學(xué)生觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力,因此考核側(cè)重于檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果;無機(jī)化合物合成實(shí)驗(yàn)則側(cè)重于操作過程,涉及溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶和過濾等操作,每個(gè)操作步驟都需要教師仔細(xì)評判,并及時(shí)糾正操作有誤的地方;化學(xué)分析即滴定實(shí)驗(yàn),側(cè)重的是各儀器的規(guī)范使用、滴定終點(diǎn)的判斷、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確記錄,這些都需要教師全程跟蹤,及時(shí)糾錯(cuò),實(shí)時(shí)評價(jià)。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ處熢趯W(xué)生實(shí)驗(yàn)前,為學(xué)生重點(diǎn)講述實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟,同時(shí)講解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,老師給出科學(xué)的評價(jià),該部分成績占據(jù)平時(shí)成績的40%。
2.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考查主要從以下幾方面:(1)實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式是否規(guī)范;(2)實(shí)驗(yàn)原理是否清晰;(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容記錄是否完整,數(shù)據(jù)是否可靠;(4)是否完成了課后思考題。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫,可以培養(yǎng)學(xué)生們認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的習(xí)慣,為將來進(jìn)入研究生階段的學(xué)習(xí),打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改過程中,教師將學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在冊,然后給出相應(yīng)的成績。該部分成績占據(jù)平時(shí)成績的40%。
2.5期末考核
期末考核成績占總成績的30%。期末考核分為理論考試和操作考試兩個(gè)環(huán)節(jié),理論考試的內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備使用注意事項(xiàng)、各個(gè)實(shí)驗(yàn)中重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和注意事項(xiàng)等,該部分可以以閉卷考試的形式進(jìn)行考核,所得成績占據(jù)期末考核成績的40%。期末考核的重點(diǎn)是操作考核,在所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)中,選擇一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)作為考試內(nèi)容,這樣可以全面地考核學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)動手能力。例如我們在此次大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核改革過程中選用的考試實(shí)驗(yàn):硫酸亞鐵銨的制備與含量分析[8]。該實(shí)驗(yàn)由三部分內(nèi)容組成,一是硫酸亞鐵銨的制備,這是屬于無機(jī)合成部分的實(shí)驗(yàn),主要考察學(xué)生水浴加熱、蒸發(fā)結(jié)晶和過濾等基本操作技能;第二部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是高錳酸鉀法測定亞鐵離子的含量,這是屬于化學(xué)分析部分的實(shí)驗(yàn),主要考察學(xué)生準(zhǔn)確稱量和滴定的技能;三是無機(jī)化合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察對樣品進(jìn)行半定量分析。具體考核時(shí),要求學(xué)生在預(yù)習(xí)的前提下自選儀器,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)合成目標(biāo)化合物、并對其進(jìn)行半定量分析和定量分析,最后完成數(shù)據(jù)分析,給出明確的結(jié)果。教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的各方面表現(xiàn)進(jìn)行打分,所得成績占據(jù)期末考核成績的60%。這種考核方式,在檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的同時(shí),也能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性,收到較好的教學(xué)效果。
3結(jié)論
大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革是對考核方式和考核標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化、量化規(guī)定。這種改革不僅體現(xiàn)在形式上,更體現(xiàn)在過程中。無論是課前、課上以及期末考試,都對學(xué)生提出了更高、更具體的要求。采取多種考查方式,全面科學(xué)的評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績,不僅考查同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)的掌握情況,也可以調(diào)動同學(xué)們的學(xué)習(xí)主動性和積極性,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生們正確的實(shí)驗(yàn)觀念,科學(xué)的操作規(guī)范,為其后續(xù)課程奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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引言
PBL即“Problem•BasedLearning”——基于問題的學(xué)習(xí)。大學(xué)化學(xué)循環(huán)式PBL教學(xué)模式則是指將大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的復(fù)雜的、實(shí)際的內(nèi)容設(shè)置到相關(guān)的問題情境中,從而將問題背后的知識點(diǎn)挖掘出來,在不斷的探究中提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面、健康發(fā)展[1]。大學(xué)化學(xué)課程作為工科學(xué)生在大學(xué)階段的一門必修學(xué)科,對于學(xué)生靈活思維、興趣的培養(yǎng)都至關(guān)重要。該學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容多、學(xué)生個(gè)體差異較大,傳統(tǒng)高等教育模式對于學(xué)生的均衡發(fā)展產(chǎn)生了不同程度的限制,因此學(xué)生綜合素質(zhì)低下,不能滿足新時(shí)代社會的發(fā)展需要。PBL教學(xué)模式興起于國外,通過新穎的學(xué)習(xí)方法,極大激發(fā)學(xué)生參與課堂的意識,對于學(xué)生創(chuàng)新意識、思維技能以及自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)都十分關(guān)鍵。在這樣的教學(xué)模式下,學(xué)生可以體驗(yàn)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性,實(shí)現(xiàn)自身綜合素質(zhì)的提升。因此,對PBL教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行具體研究是高等教育階段的一項(xiàng)重要工作。
1PBL教學(xué)模式在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
PBL教學(xué)模式是目前西方發(fā)達(dá)國家的主流教學(xué)模式之一,這種模式在國外的研究主要分為以下幾個(gè)階段:
1.120世紀(jì)70年代的研究
這個(gè)時(shí)期的研究主要停留在理論層面,只有少數(shù)醫(yī)學(xué)院開設(shè)的部分學(xué)科采用了這種模式。直到1969年,在不斷的豐富和完善中,美國神經(jīng)病學(xué)教授首次提出了“PBL教學(xué)模式”這一概念,并將這種模式的優(yōu)勢、具體應(yīng)用案例向高等教育界做出具體的闡述,這一模式開始在醫(yī)學(xué)教育中發(fā)展起來[2]。
1.220世紀(jì)80年代
很多學(xué)者相繼在這一教學(xué)模式中添加其他學(xué)者的學(xué)習(xí)理論,比如實(shí)用主義、情境學(xué)習(xí)理論等,真正將PBL教學(xué)模式的課程設(shè)置、實(shí)施方法以及教學(xué)、考核方法研究出來并付諸實(shí)踐。PBL教學(xué)模式開始朝著逐漸完善的方向發(fā)展。
1.320世紀(jì)90年代
PBL教學(xué)模式不僅僅應(yīng)用于醫(yī)療教育界,在這個(gè)時(shí)期這一模式開始朝著其他領(lǐng)域發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了基本的推廣。
1.421世紀(jì)初期
受經(jīng)濟(jì)水平顯著提高、科技水平日新月異的影響,PBL教學(xué)模式開始進(jìn)行調(diào)整,學(xué)者們逐漸認(rèn)識到這一模式當(dāng)中存在的問題和不足,在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,這一模式朝著創(chuàng)新化的方向發(fā)展,相信在以后的高等教育中會發(fā)揮出更大的作用。受教育資源以及師資力量的限制,目前,我國PBL教學(xué)模式仍然處于國外第二階段后期的水平。PBL教學(xué)模式在醫(yī)療教育界已經(jīng)基本上普及,目前研究者正致力于將這一模式應(yīng)用于其他學(xué)科領(lǐng)域。但是總體來看,我國的PBL教學(xué)模式缺乏完整的學(xué)科模式的約束,沒有系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)踐和綜合的考評機(jī)制,因此教學(xué)成果有限。本文從高等教育學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣出發(fā),希望在克服這種教學(xué)模式不足的基礎(chǔ)上,對其進(jìn)行探究和構(gòu)建,希望最終達(dá)到完善的效果。
2PBL教學(xué)模式的研究內(nèi)容
大學(xué)化學(xué)作為工科類學(xué)生的一門公共基礎(chǔ)課,上課人數(shù)多,教學(xué)內(nèi)容廣,學(xué)生個(gè)體差異大。這樣的現(xiàn)狀決定不應(yīng)該照搬國外現(xiàn)有的教學(xué)模式,否則會出現(xiàn)一些制約學(xué)生發(fā)展的因素。根據(jù)大學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容以及培養(yǎng)目標(biāo),本研究對循環(huán)式PBL教學(xué)模式的具體應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn),希望通過完善的教學(xué)模式能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的全面、綜合發(fā)展。
2.1PBL教學(xué)模式的構(gòu)建
大學(xué)化學(xué)循環(huán)式PBL教學(xué)模式的基本結(jié)構(gòu)為:提出問題——分析問題——自主探究——解決問題——成果共享——相互評價(jià)——反思成果等幾個(gè)步驟。具體實(shí)施的時(shí)候,需要根據(jù)課程需要以及學(xué)生的實(shí)際情況對學(xué)生進(jìn)行分組,一般可以采用3人一小組、9-12個(gè)人一大組的形式。同時(shí),要將每個(gè)課堂分為幾部分,六成的時(shí)間用來進(jìn)行PBL模式與傳統(tǒng)模式的結(jié)合教學(xué)、三成時(shí)間單獨(dú)采用循環(huán)式PBL教學(xué)模式、剩余一成的時(shí)間進(jìn)行成果展示。在教學(xué)過程中,教師負(fù)責(zé)將學(xué)生帶入具體的情景當(dāng)中,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容提出結(jié)構(gòu)性的問題。學(xué)生則需要在小組內(nèi)進(jìn)行分工合作,共同分析問題、查閱資料、解決問題。這樣的模式對于學(xué)生更好的理解問題背后的知識相當(dāng)關(guān)鍵。同時(shí),在這樣循環(huán)式的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生可以及時(shí)總結(jié)自己在學(xué)習(xí)當(dāng)中存在的不足,從而為他們提供一個(gè)組內(nèi)交流學(xué)習(xí)的機(jī)會,便于學(xué)生在交流中獲得更多的知識,進(jìn)而進(jìn)行知識體系的重新構(gòu)建。教師在整個(gè)過程中扮演引導(dǎo)者的角色,使得學(xué)生能夠獲得自主思考的機(jī)會,實(shí)現(xiàn)自身綜合素質(zhì)的提升。根據(jù)學(xué)生課上所討論的內(nèi)容,教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足之處,然后在引導(dǎo)學(xué)生意識到自身錯(cuò)誤的過程中,幫助學(xué)生提升解決問題以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。另外,學(xué)生在這個(gè)模式的制約下會獲得自主學(xué)習(xí)的機(jī)會,使得學(xué)生能夠系統(tǒng)的、完整的、細(xì)致的去分析相關(guān)問題,實(shí)現(xiàn)全面進(jìn)步與提升。
2.2多元化的考核評價(jià)體系
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)是PBL教學(xué)模式所考察的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。根據(jù)表現(xiàn)可以對學(xué)生的探索意識、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力進(jìn)行一個(gè)全面的評價(jià),培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意識,不斷地為社會注入時(shí)代所需要的高素質(zhì)人才。因此,在這些內(nèi)容的制約下,PBL教學(xué)模式的考評體系應(yīng)該朝著多元化的方向發(fā)展,定量評價(jià)與定性評價(jià)相結(jié)合、形成性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合、平時(shí)表現(xiàn)與期末測評相結(jié)合,是考核體系的基本要求。其中量化評價(jià)需要進(jìn)行自我與互相評價(jià)的結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)測評結(jié)果的客觀性。為了尊重學(xué)生的個(gè)體性差異,實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的公正評價(jià),應(yīng)該注意對學(xué)生階段性的進(jìn)步進(jìn)行考察,真正提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這些內(nèi)容在不斷發(fā)展中就會形成一個(gè)“全方位、多層次”的評價(jià)體系,便于學(xué)生真正從PBL教學(xué)模式中受益。
2.3多維化的交互答疑體系
學(xué)生是PBL教學(xué)模式的主體,教師是主導(dǎo),素質(zhì)教育是這一教學(xué)模式的基本原則。因此在PBL教學(xué)模式中,學(xué)生與教師是朋友的關(guān)系,二者在相互交流中獲得共同的進(jìn)步。網(wǎng)絡(luò)答疑平臺、信息化分組指導(dǎo)平臺等“多維化”的答疑體系應(yīng)該被建立起來,作為師生交流的媒介,這對于學(xué)習(xí)效率的提升、交流時(shí)間的縮短至關(guān)重要。
2.4技能化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
大學(xué)化學(xué)是一門對于學(xué)生動手操作能力有著嚴(yán)格要求的學(xué)科,因此實(shí)驗(yàn)是這一學(xué)科當(dāng)中必不可少的組成部分。實(shí)驗(yàn)的基本操作水平、實(shí)驗(yàn)操作能力以及學(xué)生個(gè)性化的培養(yǎng)都是實(shí)驗(yàn)操作對于學(xué)生和教師的要求。教師要為學(xué)生設(shè)置階梯難度的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使得學(xué)生自身能夠感受到自己的進(jìn)步,為后續(xù)學(xué)習(xí)樹立足夠的信心。開放式實(shí)驗(yàn)是PBL教學(xué)模式所具備的一個(gè)特色,這一實(shí)驗(yàn)將學(xué)生學(xué)習(xí)動力、學(xué)習(xí)興趣以及創(chuàng)新性和科研能力的培養(yǎng)作為關(guān)鍵內(nèi)容,以新時(shí)代人才培養(yǎng)目標(biāo)為約束,希望在規(guī)范學(xué)生操作技能的基礎(chǔ)上讓學(xué)生明確科學(xué)研究的精華,明確現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)所具備的特點(diǎn)和優(yōu)勢。
2.5網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)理論
隨著科技水平的顯著提升,學(xué)生的學(xué)習(xí)工具也在朝著智能化的方向發(fā)展。網(wǎng)上教學(xué)平臺就是積極利用計(jì)算機(jī)等新興科技進(jìn)行學(xué)習(xí)的媒介,這一媒介的存在可以有效提升學(xué)生對于課程內(nèi)容中重點(diǎn)、難點(diǎn)的認(rèn)識,從而約束他們進(jìn)行積極的探究,提升自己分析問題、解決問題的能力。為了真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的共享,多維立體的交流平臺應(yīng)該被建立起來,在老師的幫助下組建有效的QQ群、微信群,使得學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間都能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)隨地的溝通。
3大學(xué)化學(xué)循環(huán)式PBL教學(xué)模式應(yīng)用的典型案例
3.1案例1:SO2的性質(zhì)
所創(chuàng)設(shè)的情境:以SO2的性質(zhì)為出發(fā)點(diǎn),總結(jié)SO2、Cl2、CO2、CH2=CH2幾種氣體的實(shí)驗(yàn)室制法以及各自的性質(zhì)。情境引導(dǎo):教師可以通過幾個(gè)問題對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo):(1)二氧化硫與氯氣的尾氣處理裝置有什么不同?是什么原因造成了這種不同?(2)二氧化硫和氯氣分別注入到品紅溶液以及紫色石蕊試液中,溶液顏色變化有什么區(qū)別?(3)等物質(zhì)的量的氯氣與二氧化硫混合之后通入品紅溶液中有什么樣的現(xiàn)象產(chǎn)生?為什么?(4)二氧化硫和二氧化碳這兩種氣體的分辨方法是什么?依據(jù)了什么樣的原理?(5)如何驗(yàn)證碳與濃硫酸反應(yīng)所產(chǎn)生的兩種不同氣體?(6)乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法會有干擾氣體產(chǎn)生,如何對這兩種氣體進(jìn)行區(qū)分和辨別?SO2、Cl2、CO2、CH2=CH2本來就是大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中容易混淆的幾種氣體,在PBL教學(xué)模式的幫助下為學(xué)生進(jìn)行情境的創(chuàng)設(shè)以及問題的分析,從而將學(xué)生引入到一個(gè)循序漸近的學(xué)習(xí)過程中,不僅可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生對氣體的區(qū)分,而且在利用相關(guān)方法解決問題的過程中,學(xué)生對于不同的實(shí)驗(yàn)方法以及一些化學(xué)概念進(jìn)行了鞏固,提升了學(xué)生的思維意識。
3.2案例2:探究銅鋅-稀硫酸原電池的工作原理
所創(chuàng)設(shè)的情境:將用導(dǎo)線連接在一起的銅片和鋅片放入稀硫酸溶液中,觀察兩個(gè)不同金屬上所產(chǎn)生的不同現(xiàn)象。情境引導(dǎo):(1)銅片上所產(chǎn)生的氣體是什么?(2)電子是通過什么樣的方式實(shí)現(xiàn)由鋅向銅的傳導(dǎo)的?(3)電子是沿導(dǎo)線進(jìn)行傳遞的,這一結(jié)論應(yīng)該怎樣得以驗(yàn)證?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引起了學(xué)生的好奇,便會促使他們深入到實(shí)驗(yàn)過程中,不斷探究更深層次的內(nèi)容,這與PBL教學(xué)模式的真諦相通,在這樣的模式的幫助下,學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,逐漸提高自己的認(rèn)知意識,極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生的思維一直處于活躍的狀態(tài),引導(dǎo)他們進(jìn)行更深層次的探究。
3.3案例3:硫以及硫化物之間的相互轉(zhuǎn)化
所創(chuàng)設(shè)的情境:(1)市政人員常常采用向臭水溝里加生石灰或是過氧化氫的方式除去水溝中的臭味。發(fā)出臭味的氣體實(shí)際上是硫化氫;(2)香皂中一般都含有硫磺;(3)長期暴露在空氣中的亞硫酸鈉會發(fā)生變質(zhì)反應(yīng);(4)硫磺可以有效去除實(shí)驗(yàn)室中的汞。情境引導(dǎo):(1)硫化氫與生石灰以及過氧化氫是怎么樣反應(yīng)的?這體現(xiàn)了硫化氫怎樣的化學(xué)性質(zhì)?(2)香皂中的硫磺所起到的作用是什么?(3)亞硫酸鈉與什么反應(yīng)發(fā)生了變質(zhì)?反應(yīng)方程式是怎樣寫的?(4)硫與汞以及硫與鐵反應(yīng)的不同條件說明了什么?這些問題與學(xué)生的生活實(shí)際相聯(lián)系,學(xué)生對于生活中以及實(shí)驗(yàn)室中常見的化學(xué)現(xiàn)象有了一個(gè)探究的機(jī)會,對于他們?nèi)ソ鉀Q這些問題奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),不僅提升了學(xué)生對于知識的理解能力,而且便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識的價(jià)值,激發(fā)他們潛在的探究意識。
4PBL教學(xué)模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)教學(xué)中存在的問題
盡管PBL教學(xué)模式在不斷的探究與發(fā)展中取得了顯著的成績,但是應(yīng)該明確的是,這一模式一開始本就是針對醫(yī)療教育所興起的,因此將其推廣到大學(xué)化學(xué)教學(xué)中,難免會出現(xiàn)一些問題,常見的問題主要有以下幾個(gè)方面:首先,教育資源較少。不管是從國外,還是從國內(nèi)的角度講,將這一模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐都少之又少,目前仍處于起步階段,一直在摸著石頭過河,短期內(nèi)很難取得大的長進(jìn)。其次,學(xué)生沒有十足的自覺性配合大學(xué)教師來實(shí)現(xiàn)這一模式的真正發(fā)展。學(xué)生往往會將這一教學(xué)手段當(dāng)成學(xué)習(xí)任務(wù),體會不到其中的優(yōu)勢和作用。另外,由于高等教育模式的制約,使得這一模式在推廣的過程中,沒有足夠的師資力量作為保障,無法針對學(xué)生的具體情況進(jìn)行針對性的教育,不利于學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展。最后,高等教育的評價(jià)體系還不完善,教師的功利性較強(qiáng),如果PBL教學(xué)模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)課堂上,短期內(nèi)沒有明顯的效果,這一模式將會停留在表面上,不能真正受益于學(xué)生。
5結(jié)語
總之,PBL教學(xué)模式在我國的大學(xué)化學(xué)課堂上的應(yīng)用仍處于起步階段,高等教育工作者應(yīng)該合理對PBL教學(xué)時(shí)間進(jìn)行分配,同時(shí)結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行合理的分工,使得這一模式在大學(xué)化學(xué)中真正發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
2化學(xué)理論突破方法———相關(guān)理論的應(yīng)用以及講授化學(xué)史
在講授大學(xué)化學(xué)的部分理論性較強(qiáng)的概念如滲透壓等的過程中,可以介紹根據(jù)利用這些理論所得到的產(chǎn)品或技術(shù)如海水淡化技術(shù)。水資源問題特別是淡水資源短缺是當(dāng)今全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一,而我國淡水資源更是嚴(yán)重不足。據(jù)專家預(yù)測,2030年前中國的缺水量將達(dá)到600億m3。然而海水中的雜質(zhì)通常以分子、離子形式存在,去除比較困難,通常采用蒸餾法,需要耗費(fèi)大量能源。反滲透壓法(RO)是一種使用具有選擇透過性能的“半透膜”從海水中分離出鹽分,以實(shí)現(xiàn)海水淡化的技術(shù)。在反滲透過程中水能透過半透膜而其他離子和分子卻不能,從而實(shí)現(xiàn)了溶劑和溶質(zhì)的分離,得到純水以及濃的鹽溶液。反滲透淡化法的理論基礎(chǔ)是滲透壓理論。當(dāng)人為地在鹽溶液一邊施加一個(gè)額外的大于滲透壓的壓力時(shí),于是鹽溶液中的水分子流向純水一邊,這種現(xiàn)象便是反滲透,反滲透過程的驅(qū)動力是外加壓力[4]。目前反滲透壓法在工業(yè)化的海水淡化技術(shù)中具有重要地位。在講授大學(xué)化學(xué)的難點(diǎn)如原子結(jié)構(gòu)等一些理論的過程中,經(jīng)常介紹些化學(xué)名家以及歷史典故,可以幫助學(xué)生搞清一些化學(xué)概念和理論的來龍去脈,增強(qiáng)學(xué)學(xué)化學(xué)的興趣。比如在講到微觀粒子波粒二象性時(shí),可以簡單介紹下法國科學(xué)家德布羅意這個(gè)歷史人物。德布羅意從小酷愛讀書,并于1910年獲得歷史學(xué)位。1911年,他聽到作為第一屆物理討論會秘書莫里斯談到量子性質(zhì)等問題討論后,激起了強(qiáng)烈的興趣,他考慮轉(zhuǎn)向研究理論物理學(xué),當(dāng)他了解到普朗克和愛因斯坦關(guān)于量子方面的工作,進(jìn)一步引起他對物理學(xué)的極大興趣。經(jīng)過一番思想斗爭后,德布羅意終于放棄已決定研究法國歷史的計(jì)劃,選擇了物理學(xué)的研究道路,并最終獲得諾貝爾獎[5]。
3現(xiàn)代多媒體技術(shù)輔助手段的運(yùn)用
“工欲善其事,必先利其器”,隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展,利用多媒體技術(shù)輔助課堂教學(xué)在化學(xué)領(lǐng)域中已被廣泛應(yīng)用且發(fā)揮了重要作用[6]。通過制作生動的動畫可以使復(fù)雜難懂的概念和理論變得簡單而清晰,這不僅有利于學(xué)生更好地理解化學(xué)概念和原理,而且能喚起學(xué)生學(xué)學(xué)化學(xué)的熱情和興趣。例如在講到氫氣分子所形成的共價(jià)鍵時(shí),直接用語言描述此過程,就會顯得生硬、晦澀難懂。如果利用多媒體技術(shù)制作成動畫,形成化學(xué)鍵的過程就會簡單易懂。可以把兩個(gè)氫原子制作成可以動的圓球,當(dāng)電子自旋相同時(shí),兩個(gè)圓球不能靠近;當(dāng)電子自旋相反時(shí),兩個(gè)圓球可以相互靠近,并最終固定在一定的位置上,從而表示形成了化學(xué)鍵。利用多媒體技術(shù)把靜態(tài)圖用動畫取代,把平面圖用立體圖取代,同時(shí)輔助文字和聲音對難懂的概念和理論進(jìn)行注釋,圖文并茂、生動形象,強(qiáng)烈的視覺效果,大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,而且有助于培養(yǎng)學(xué)生空間想象力[5]。
一、PBL教學(xué)模式與大學(xué)化學(xué)現(xiàn)行教學(xué)模式的比較
1.PBL教學(xué)模式
PBL教學(xué)模式提倡通過學(xué)習(xí)者的合作來解決研究中的問題,不僅可以學(xué)習(xí)學(xué)科背后的科學(xué)知識,而且可以形成解決現(xiàn)實(shí)問題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力。PBL教學(xué)模式自1966年誕生于加拿大后在北美得到普遍推廣。上世紀(jì)初期,化學(xué)業(yè)迅猛發(fā)展,對人才的素質(zhì)要求也越來越高,PBL教學(xué)模式應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)可以提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力,得到了全世界的推廣和認(rèn)可,現(xiàn)在已經(jīng)是世界通用的學(xué)習(xí)模式,而在我國大陸并未得到有效的傳播和實(shí)際應(yīng)用。
PBL的基本環(huán)節(jié)主要由組織小組成員、圈定研究的問題、研究問題并付諸實(shí)踐、對活動進(jìn)行總結(jié)和匯報(bào)、進(jìn)行反思構(gòu)成。PBL教學(xué)模式可以激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,推動學(xué)生自己去動手動腦,溫故知新,融會貫通,從而解決問題,并且通過對問題研究的過程和結(jié)果進(jìn)行總結(jié)反思,充分認(rèn)識到自己的不足,提升自己分析問題、解決問題的能力。PBL教學(xué)模式有一個(gè)重要特點(diǎn),就是突出了學(xué)生的主體作用,教師只需要為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)踐性和有意義的研究課題,而且設(shè)計(jì)的問題不要完善,以供學(xué)生自己探索研究。
2.大學(xué)化學(xué)現(xiàn)行教學(xué)模式
化學(xué)是大學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)課程,對化學(xué)專業(yè)來講尤其重要,大學(xué)化學(xué)所教授的內(nèi)容與高中化學(xué)知識銜接,也為后來的有機(jī)、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)打下重要基礎(chǔ)。對化學(xué)這門學(xué)科的學(xué)習(xí)有重要的過渡作用。化學(xué)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科,能夠提升學(xué)生的邏輯思維能力,提高分析問題、思考問題的能力。通過學(xué)習(xí)化學(xué)知識,了解化學(xué)的基本知識和理論,得到應(yīng)用化學(xué)知識的基本能力。而現(xiàn)行的大學(xué)化學(xué)教學(xué)方式由于受制于傳統(tǒng)教學(xué)觀念、考試制度等多方面
因素,只是單調(diào)地傳授理論知識,忽略對學(xué)生整體素質(zhì)的培養(yǎng),教學(xué)方式傳統(tǒng),課堂十分枯燥,教師“一言堂”,學(xué)生被動地接受知識。這直接導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性下降,學(xué)習(xí)成績下降。
二、大學(xué)化學(xué)教學(xué)模式的改革
隨著社會的進(jìn)步和不斷發(fā)展,對實(shí)用型人才的需要,傳統(tǒng)的大學(xué)化學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)落后,對大學(xué)化學(xué)教學(xué)模式的改革迫在眉睫。而現(xiàn)在大多數(shù)對學(xué)科的改革,僅僅是為了畢業(yè)率或者其他的功利
性目的而改革,沒有實(shí)質(zhì)上的意義和長遠(yuǎn)的目標(biāo)。改革要一步一個(gè)腳印,尤其在初級階段,要以培養(yǎng)實(shí)用型人才為目標(biāo)。教師在改革中的作用是重要的,教師不僅要加強(qiáng)自身的學(xué)術(shù)修養(yǎng),而且在向?qū)W生灌輸知識的同時(shí),能和學(xué)生進(jìn)行深刻的互動交流。環(huán)境對人具有潛移默化的影響,所以,教師要營造優(yōu)質(zhì)的課堂氛圍。氣氛是必不可少的,而教師在課堂上的角色也要把握好。“一言堂”已經(jīng)不適合當(dāng)今的大學(xué)化學(xué)教學(xué)。考試制度也是不可忽視的因素,幾乎所有的院校都以期末考試的成績來評定學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的好壞,這是不科學(xué)的。考試只是一種檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的手段,所以改革考核制度十分重要。
三、PBL教學(xué)模式與大學(xué)化學(xué)教育改革
1.PBL教學(xué)模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)
對大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)生來講,以PBL教學(xué)方式來傳授知識,學(xué)生不再被動地接受知識,則是置身于一定的情境中,通過教師的引導(dǎo),讓自己全身心地投入,深刻地理解問題。PBL教學(xué)模式有利于促進(jìn)學(xué)生提高思考問題的能力。而且可以理論同實(shí)踐結(jié)合,拓寬學(xué)生的視野。從教師的角度來看,PBL教學(xué)模式真正達(dá)到了學(xué)以致用,教與學(xué)相長。而且可以很好地培育師生關(guān)系,使師生之間更加融洽,教師也可以了解學(xué)生的思維方式,取長補(bǔ)短。既然是大學(xué)化學(xué)教學(xué)的改革,學(xué)校是最為重要的環(huán)節(jié)。大學(xué)綜合性比較強(qiáng),所受各種因素影響也比較大。在復(fù)雜的環(huán)境中走出一條行之有效的道路十分困難,因此,學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)班子要制訂大學(xué)化學(xué)教學(xué)改革的方案。培養(yǎng)出一支高素質(zhì)的教師隊(duì)伍,組織學(xué)習(xí)PBL教學(xué)模式并運(yùn)用到實(shí)際的教學(xué)中去。PBL教學(xué)模式基本環(huán)節(jié)是組織小組,教師起到的是風(fēng)向標(biāo)的作用,而大學(xué)一般是大班授課,導(dǎo)師數(shù)量嚴(yán)重不足,制約了PBL教學(xué)模式的開展,但是可以密切教師之間的合作,交換思想意見。所謂集思廣益正是這個(gè)道理。
2.PBL教學(xué)模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)教學(xué)改革的問題
雖然PBL教學(xué)模式很早就出現(xiàn)在世界上,并在西方的化學(xué)教學(xué)上取得了巨大成就。但在我國并未得到廣泛的傳播,主要表現(xiàn)在PBL教學(xué)教材方面的空白,教師隊(duì)伍對PBL教學(xué)模式不了解,
PBL教學(xué)模式的各種教育資源少。進(jìn)行大學(xué)化學(xué)PBL教學(xué)模式的改革,經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)明顯不夠,而且受制于傳統(tǒng)的教學(xué)方式,等同于摸著石頭過河。由于大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容十分龐雜,無法在短期內(nèi)進(jìn)行根本性的轉(zhuǎn)變。再者,學(xué)生的自覺性方面往往達(dá)不到要求。如果采取PBL教學(xué)模式,學(xué)生往往會當(dāng)作任務(wù)來敷衍。而且PBL教學(xué)模式是提倡分組和把學(xué)生設(shè)置到具體的情景問題中,而大學(xué)化學(xué)教學(xué)里的現(xiàn)有資源難以滿足。我國的學(xué)生眾多,無法滿足。大班教學(xué)的方式難以改變,每組配一個(gè)導(dǎo)師基本無法實(shí)現(xiàn),即便如此,教師的工作量加大,教學(xué)質(zhì)量也會相應(yīng)下降。不僅如此,大學(xué)對學(xué)生的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍然建立在考試制度上,根本上無法對學(xué)生取得的成績作一個(gè)客觀、全面的評判,結(jié)果只會導(dǎo)致大學(xué)化學(xué)PBL教學(xué)模式改革浮于表面或者流產(chǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1]秦國杰.PLB的理論與實(shí)踐.中國科學(xué)技術(shù)出版社,2007.
關(guān)鍵詞: 比較思維;類比思維;比較教學(xué)法;類比教學(xué)法;大學(xué)化學(xué)
Key words: comparative thinking;analogical thinking;comparative teaching method;analogical teaching method;university chemistry
中圖分類號:G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)02-0221-02
0 引言
思維是人類所特有的心理過程,是人腦根據(jù)己有知識經(jīng)驗(yàn)對客觀事物的本質(zhì)屬性和規(guī)律進(jìn)行的間接的、概括的反映。思維方法是人在思維過程中所運(yùn)用的方法和手段,是在感性認(rèn)識基礎(chǔ)上判斷、推理、想象、創(chuàng)造等思維活動運(yùn)行的規(guī)則。縱觀科學(xué)發(fā)展史,很多發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都無一例外地運(yùn)用了正確的思維方法。因此,培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方法也毋容置疑地成為院校教育的重要任務(wù)。在教學(xué)過程中,教師不僅應(yīng)該是知識的“傳道者”,還應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生思維方法的“授業(yè)者”,更應(yīng)該是教會學(xué)生處理現(xiàn)實(shí)問題的“解惑者”[1]。這就要求教師要把思維方法運(yùn)用于教學(xué)過程,使其服務(wù)教學(xué)并助力實(shí)現(xiàn)教育的根本目的――培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的社會人。在這一背景下,筆者開展了以課程為媒介的思維方法教育研究。
《大學(xué)化學(xué)》是高等院校重要的基礎(chǔ)課程,“內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少”是其目前面臨的最大難題。為此,筆者嘗試將“比較”和“類比”的思維方法應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)教學(xué)之中,既提高了教學(xué)效益、解決了“內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少”的難題,又通過“言傳身教”培養(yǎng)了學(xué)生的思維方法。
1 “比較”與“類比”概述
1.1 比較思維與類比思維
所謂比較思維就是思維主體分析研究對象之間共同點(diǎn)和不同點(diǎn)的一種信息加工方法[2]。比較可以在異類對象之間、同類對象之間以及同一對象的不同方面、不同部分之間進(jìn)行。而類比則是以比較為基礎(chǔ),通過對兩個(gè)對象或兩類對象進(jìn)行比較,找出它們的相同點(diǎn)和相似點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上把一個(gè)或一類對象的已知屬性,推演到另一個(gè)或另一類對象之中,從而對后者得出一個(gè)新認(rèn)識。因此,可以說類比是一種特殊的比較。當(dāng)然,類比與比較之間也存在著明顯的區(qū)別[3]:一是它們分屬于不同的邏輯范疇。類比屬于思維形式范疇,是一種推理方式;而比較屬于思維方法范疇,是一種思維方法。二是它們具有不同的功能。類比是在比較基礎(chǔ)上從已知推出未知的推理方式,它要在比較的基礎(chǔ)上得出結(jié)論;而比較則是一種整理材料的方法,只能對比兩個(gè)對象之間的異同點(diǎn),不能得出結(jié)論。第三,它們的著眼點(diǎn)不同。類比的著眼點(diǎn)放在兩個(gè)對象的相同屬性上;而比較則對兩個(gè)對象的相同屬性和不同屬性都要考慮。
1.2 比較教學(xué)法與類比教學(xué)法
將比較思維和類比思維運(yùn)用到教學(xué)之中就分別形成了比較教學(xué)法和類比教學(xué)法。比較教學(xué)法就是在教學(xué)活動中將兩個(gè)或兩個(gè)以上的認(rèn)識對象放在一定的條件下進(jìn)行對比,從而確定認(rèn)識對象屬性的異同、地位的主次、作用的大小、問題的難易或認(rèn)識的正誤深淺,以達(dá)到辨識、了解和把握認(rèn)識對象的目的[4]。而所謂類比教學(xué)法則是利用類比方式進(jìn)行教學(xué),即在教學(xué)過程中把新知識與記憶中結(jié)構(gòu)相類似的舊知識聯(lián)系起來,通過類比,從已知對象具有的某種性質(zhì)推出未知對象具有的相應(yīng)性質(zhì),從而找出解決問題的途徑[5]。
在運(yùn)用比較教學(xué)法時(shí),要注意把握比較教學(xué)法的“三要素”[6]:一是比較對象,這是教學(xué)效果最大化的前提。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上對象既有相同或相近的特性又有相異的特性,這樣的對象才是合適的比較對象。二是比較內(nèi)容,這是比較教學(xué)法的切入點(diǎn)。比較對象的相同和相異就是恰當(dāng)?shù)谋容^內(nèi)容,只有把比較對象的“同”、“異”厘清,才能使學(xué)習(xí)者對比較對象產(chǎn)生敏銳的鑒別力。三是比較方法,這是取得良好教學(xué)效果的關(guān)鍵。表格對比、圖形對比以及教師在教學(xué)過程中精心組織實(shí)施的使比較對象的“同”、“異”更加凸顯的方法,都是好的比較方法。而在運(yùn)用類比教學(xué)法時(shí),則要走好“三部曲”[7]:第一步是引入類比泉,即先介紹要學(xué)習(xí)的新概念、新原理或新算法。第二步是找出類比源,找到學(xué)生熟知的生活事例或以前學(xué)過的相關(guān)知識點(diǎn),并提示二者之間的相似性。第三步是確定類比知識單元。即確定類比泉和類比源之間的相似屬性,便于學(xué)生全面掌握新學(xué)的知識點(diǎn)。根據(jù)類比對象(類比泉和類比源)和屬性(類比知識單元)間的關(guān)系可以將類比教學(xué)法分為簡單并存類比、因果類比、對稱類比和協(xié)變類比。
2 如何運(yùn)用比較及類比思維方法提高《大學(xué)化學(xué)》教學(xué)效益
《大學(xué)化學(xué)》作為非化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生的公共基礎(chǔ)課,具有“三多一少”的特點(diǎn),即“概念多、原理多、公式多、學(xué)時(shí)少”。如何在這個(gè)龐大的知識體系中發(fā)掘內(nèi)在聯(lián)系、尋找共同規(guī)律并提高教學(xué)效益一直是大學(xué)化學(xué)教師追求的目標(biāo)。筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),合理使用比較教學(xué)法和類比教學(xué)法能夠在一定程度上提高大學(xué)化學(xué)課程的教學(xué)效益。
2.1 運(yùn)用比較教學(xué)法講解概念
在講解概念時(shí)恰當(dāng)使用比較教學(xué)法進(jìn)行新舊概念之間的比較,既有利于新概念的理解,又有利于舊概念的復(fù)習(xí)。例如,在講解“標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)”時(shí),先復(fù)習(xí)“標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓”的概念,并確定這兩個(gè)概念為比較對象。然后,再給出“標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)”的概念,同時(shí)要求學(xué)生找出這兩個(gè)概念的“異、同點(diǎn)”,從而確定比較內(nèi)容。最后,再引導(dǎo)學(xué)生用圖表的形式(比較方法)得出結(jié)論。可以用比較教學(xué)法講解的概念還有反應(yīng)商(與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)比較)、離子積(與溶度積比較)和氧化數(shù)(與化合價(jià)比較)等。
2.2 運(yùn)用比較法記憶公式
在新老公式之間對比,通過找出“異、同點(diǎn)”加強(qiáng)記憶,也是比較教學(xué)法提高教學(xué)效益的重要手段之一,表1列出了《大學(xué)化學(xué)》可以利用比較教學(xué)法記憶的部分公式。
2.3 運(yùn)用類比法描述規(guī)律
在講解某些化學(xué)原理時(shí),恰當(dāng)運(yùn)用類比教學(xué)法可以起到事半功倍的效果。例如,在講解化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變的計(jì)算方法時(shí),可以將標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變的計(jì)算方法作為類比泉,將標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的計(jì)算方法作為類比源,然后再確定它們之間的相似屬性,即類比知識單元進(jìn)行簡單并存類比,從而達(dá)到溫故知新的教學(xué)效果。當(dāng)然,在講解化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變的計(jì)算方法時(shí),也可將標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的計(jì)算方法作為類比源,進(jìn)行相應(yīng)的簡單并存類比。再如,還可以在講解一元弱堿中OH-濃度的計(jì)算方法時(shí),與一元弱酸中H+濃度的計(jì)算方法進(jìn)行對稱類比;在講解利用電極電勢判斷氧化還原反應(yīng)方向時(shí),與吉布斯函數(shù)變判據(jù)進(jìn)行因果類比;在講電極電勢大小與氧化還原電對中氧化態(tài)物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的關(guān)系時(shí),與電極電勢大小與氧化還原電對中還原態(tài)物質(zhì)還原性強(qiáng)弱的關(guān)系進(jìn)行協(xié)變類比等等。
2.4 運(yùn)用類比法推導(dǎo)公式
3 結(jié)束語
經(jīng)過幾年的嘗試,我們高興地發(fā)現(xiàn),恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用比較教學(xué)法和類比教學(xué)法不但有利于教學(xué)效益的提高,而且還有利于學(xué)生思維方法的培養(yǎng)。當(dāng)然,無論是比較教學(xué)法還是類比教學(xué)法,都只是一種教學(xué)方法而已,必須恰當(dāng)使用,不能“為用而用”,更不能“濫用”。俗話說,教無定法,貴在得法。因此,希望本文能起到拋磚引玉的作用,以便全體同仁共同探討教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]侯臣平,吳翊.在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的幾點(diǎn)認(rèn)識――以《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》教學(xué)為例[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2012,35(2):100-102.
[2]盧秋萍.比較思維的方法論探討[D].武漢:華中師范大學(xué),2008.
[3]王萍.類比思維在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[D].蘇州:蘇州大學(xué),2010.
[4]陳玉驥.“比較教學(xué)法”在力學(xué)課程教學(xué)中的運(yùn)用實(shí)踐[J].大學(xué)教育,2014(13):121-123.
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)07-0222-02
大學(xué)化學(xué)課程是高等院校面向化學(xué)專業(yè)和近化學(xué)類專業(yè)開設(shè)的一門基礎(chǔ)課。對于化學(xué)專業(yè),大學(xué)化學(xué)講授的內(nèi)容主體上和無機(jī)化學(xué)基本一致,它既要與中學(xué)化學(xué)內(nèi)容相銜接,又要為后續(xù)分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高等無機(jī)化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用,作為面向化學(xué)專業(yè)新生開設(shè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課,凸顯出其重要地位。隨著我國高等教育改革的不斷深入,應(yīng)用型人才培養(yǎng)越來越受到重視,本科教學(xué)已經(jīng)不再是單純的知識傳輸,而是對知識、素質(zhì)、能力等方面的綜合培養(yǎng)。在此背景下,我校大學(xué)化學(xué)課程組成員打破傳統(tǒng)教學(xué)模式,以學(xué)生為本,通過不斷深化教學(xué)模式改革,使學(xué)生在掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上,養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的能力,努力使學(xué)生建立對該專業(yè)的興趣,為后續(xù)課程的開展和學(xué)生未來職業(yè)生涯規(guī)劃奠定良好基礎(chǔ)。本文主要介紹本課題組在大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)模式改革過程中的一些做法和心得體會,以期為其他院校同類課程的改革提供一些經(jīng)驗(yàn)。
一、大學(xué)化學(xué)課程的基本內(nèi)容和主要改革內(nèi)容
1.大學(xué)化學(xué)課程的基本內(nèi)容。本校大學(xué)化學(xué)課程總學(xué)時(shí)112學(xué)時(shí),分為兩個(gè)學(xué)期講授,主要內(nèi)容包括熱化學(xué)、化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)平衡、熵和Gibbs函數(shù)、酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)基礎(chǔ)、原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、配位化合物和元素化學(xué)部分。
2.本課程主要改革內(nèi)容。①將原有的由單一老師授課模式改變?yōu)橛梢晃焕蠋熤髦v,在一些特色知識環(huán)節(jié)由具有相關(guān)知識實(shí)際應(yīng)用背景的老師輔助講授的模式。這樣改革的優(yōu)點(diǎn)是可以發(fā)揮師資優(yōu)勢(目前本課程組有六位老師承擔(dān)大學(xué)化學(xué)教學(xué)工作),讓學(xué)生有更多機(jī)會接觸和了解本專業(yè)老師的情況;②在課堂教學(xué)上每2~3次課設(shè)立一次3~5分鐘的學(xué)生講授環(huán)節(jié),由當(dāng)堂選擇的一位或兩位同學(xué)對自主學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行講授、剖析。目的是改變“填鴨式”的傳統(tǒng)教育模式,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析解決問題的能力,鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力,同時(shí)改變平時(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生對自學(xué)內(nèi)容基本不看、老師考試不考、流于形式的不良狀況;③在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),每學(xué)期設(shè)計(jì)2次討論辯論課,學(xué)生分組對提前設(shè)計(jì)的專業(yè)拓展知識進(jìn)行討論辯論。目的是:給學(xué)生提供更加寬松自由的學(xué)習(xí)環(huán)境;拉近師生間的關(guān)系,建立亦師亦友的關(guān)系;鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力;鍛煉學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力;④以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目的,立足所學(xué),加強(qiáng)小論文書寫環(huán)節(jié),營造“研究型”學(xué)習(xí)氛圍。在課堂的教學(xué)過程中及時(shí)與日常生活和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,把抽象的理論具體化;⑤課堂講授與自主學(xué)習(xí)相結(jié)合。近幾年來為了適應(yīng)高等教育的發(fā)展,人才培養(yǎng)方案中加大了實(shí)踐技能課程的比重,相應(yīng)的理論課學(xué)時(shí)數(shù)有所減少。如何在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)將課程內(nèi)容全部講完,是理論課老師遇到的新問題。在本課程授課中,我們采取了課堂講授與自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式。在課堂上主要講授重點(diǎn)和難點(diǎn),而將比較容易自學(xué)的內(nèi)容布置給學(xué)生課后學(xué)習(xí);⑥改革考核方式。考試是檢驗(yàn)教師教學(xué)效果和學(xué)生對知識掌握程度的重要手段,但僅憑借一次期末考試就決定學(xué)生成績的好壞是不客觀的。在本門課程考核中我們加大了平時(shí)考核的力度,具體比例為平時(shí)成績占30%,期末理論考試成績占70%。平時(shí)考核中,除課本作業(yè)外,增加課堂討論和作為拓展知識的小論文知識的考核,其中平時(shí)成績中課堂作業(yè)和考勤占15%,課堂討論占5%,小論文占10%。
二、課程改革的實(shí)施過程
1.全體課程組老師對教學(xué)模式進(jìn)行討論,分析各種教學(xué)模式的優(yōu)缺點(diǎn),提出適合我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的教學(xué)模式。通過對單個(gè)教學(xué)班單一老師授課模式和單個(gè)教學(xué)班多位老師分章節(jié)授課模式的比較和分析討論,本課程組認(rèn)為前一種模式的主要優(yōu)點(diǎn)是教授內(nèi)容比較系統(tǒng),前后知識點(diǎn)容易銜接,不足之處是教學(xué)風(fēng)格比較單一;后一種模式的主要優(yōu)點(diǎn)是一年級新生學(xué)習(xí)一門課就可以接觸到多位專業(yè)課老師,享受不同特色的教學(xué)風(fēng)格,不足之處是學(xué)生剛從高中邁入大學(xué),自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)新環(huán)境的能力還不夠強(qiáng),多個(gè)老師輪流上課恐怕學(xué)生不太適應(yīng),前后知識也可能不容易銜接。綜合考慮認(rèn)為采用由一位老師主講,在一些特色知識環(huán)節(jié)由具有相關(guān)知識實(shí)際應(yīng)用背景的老師輔助講授的模式比較好。
2.原來的化學(xué)專業(yè)和藥學(xué)專業(yè)對無機(jī)化學(xué)部分要求掌握的難易程度、內(nèi)容都有很大區(qū)別,實(shí)行大類招生后大學(xué)化學(xué)如何兼顧化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和藥學(xué)的要求,需要進(jìn)一步仔細(xì)討論。另外大學(xué)化學(xué)教育是在中學(xué)化學(xué)內(nèi)容上的提升,在授課中既要注意與中學(xué)知識的銜接,又要防止不必要的內(nèi)容重復(fù)。為此我們組織全體課程組老師共同討論教學(xué)大綱,對教學(xué)內(nèi)容基本點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)和知識實(shí)際應(yīng)用的劃分形成統(tǒng)一的意見,在課堂教學(xué)中將教師精講和學(xué)生自學(xué)相結(jié)合。在教學(xué)過程中定期開展教學(xué)討論和學(xué)生調(diào)研,對改革中遇到的問題及時(shí)尋找合理化的解決方案。
3.討論課實(shí)施方案。老師提前一個(gè)月布置討論課,主要內(nèi)容包括:①以5~6名同學(xué)為一組,全班同學(xué)分為六個(gè)小組;②每組同學(xué)自主選擇一個(gè)與所學(xué)知識相關(guān)的課題,查閱資料,準(zhǔn)備講解;③討論課上每個(gè)小組15分鐘左右,其中主動講解環(huán)節(jié)7分鐘,問答環(huán)節(jié)8分鐘;④每位同學(xué)不僅要積極主動講解、回答問題,而且要勤于思考,向其他同學(xué)提問;⑤討論課成績總分10分,臺上講解和回答問題6分,臺下向其他組提問4分。分?jǐn)?shù)由同學(xué)自主打分評定,每個(gè)同學(xué)只給其他組同學(xué)打分,以全班同學(xué)30名全勤為例,A同學(xué)的分?jǐn)?shù)由其他組25位同學(xué)評定,去掉3個(gè)最高分和3個(gè)最低分后,取平均值,即為該同學(xué)的本堂討論課成績。
三、對大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)方式改革的思考
隨著高等教育的不斷發(fā)展和社會對人才需要的不斷變化,對傳統(tǒng)的教學(xué)模式保持其原有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),對其不足之處進(jìn)行改革是十分必要的,但是無論是什么課程,改革不能是為了改革而改革,或者為了申報(bào)課題而進(jìn)行改革,而是應(yīng)該實(shí)實(shí)在在地具有真正的目的和意義。對于改革中遇到的問題,有如下思考:①改革要循序漸進(jìn)。如在自主學(xué)習(xí)內(nèi)容的安排上,不能步子邁得太快。一方面對于剛從高中走入大學(xué)的一年級新生,在對新知識的掌握上還是主要依靠老師的傳授,另一方面絕大多數(shù)人都有點(diǎn)惰性,對自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容即使有一定的考核機(jī)制,學(xué)生也常常不會和課堂內(nèi)容一樣用同樣的精力學(xué)習(xí)。對于為后期有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等課程奠定基礎(chǔ)的大學(xué)化學(xué)課程,基礎(chǔ)一定要打好,所以自主學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)該適當(dāng),特別忌諱為了激發(fā)學(xué)生的能動性而設(shè)置大量自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié);②授課中應(yīng)重視課本理論知識和學(xué)科前沿知識相結(jié)合。盡管目前教材追蹤學(xué)科新知識較為及時(shí),但是仍然與最新學(xué)術(shù)發(fā)展有一定的時(shí)間差。為了學(xué)生能及時(shí)獲取新的知識,在備課中應(yīng)注重新知識的補(bǔ)充,授課中注重課本理論與最新學(xué)術(shù)成果的結(jié)合;③授課內(nèi)容應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。對于普通地方高等院校,主要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。教師在講授大學(xué)化學(xué)理論知識的同時(shí),可以多結(jié)合當(dāng)前一些社會熱點(diǎn)問題,如環(huán)境污染、能源短缺、食品健康等問題與學(xué)生展開討論,使學(xué)生在拓展知識的同時(shí),也能體會到學(xué)有所用,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;④注重師德修養(yǎng),加強(qiáng)師生互動。良好的師德修養(yǎng)、淵博的知識、良好的課堂氛圍是保證教學(xué)質(zhì)量的重要條件。“十年樹木,百年樹人。”在灌輸學(xué)生知識的過程中,以教師良好的人格魅力潛移默化地促進(jìn)學(xué)生正確世界觀的塑造,才能夠培養(yǎng)出德才兼?zhèn)涞膶ι鐣杏玫娜瞬拧?/p>
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關(guān)鍵詞:優(yōu)化內(nèi)容;改革方法;寓學(xué)于樂
中圖分類號:TQ;G6420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0053-03
在當(dāng)今科技高度發(fā)展、學(xué)科交叉進(jìn)一步加強(qiáng)的時(shí)代,化學(xué)已經(jīng)滲透到建筑、信息、材料、能源、機(jī)電、生命、環(huán)保等學(xué)科領(lǐng)域。大學(xué)化學(xué)是高校建筑類專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程,它在化學(xué)基本理論與工程具體實(shí)踐之間搭起了一座橋梁。大學(xué)化學(xué)課程對優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生用化學(xué)的觀點(diǎn)分析、認(rèn)識科學(xué)技術(shù)和社會實(shí)際中的化學(xué)問題,對把學(xué)生培養(yǎng)成為厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的創(chuàng)新人才有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。
一、圍繞專業(yè)需求,安排教學(xué)內(nèi)容
大學(xué)化學(xué)是建筑類專業(yè)學(xué)生大學(xué)期間唯一一門化學(xué)類課程,具有相對的獨(dú)立性和完整性。教師在講授大學(xué)化學(xué)時(shí),經(jīng)常會犯“講得過多”和“講得過少”兩類錯(cuò)誤[1]。所謂“講得過多”是指教師系統(tǒng)地介紹現(xiàn)代化學(xué)的所有內(nèi)容,力圖追求化學(xué)理論知識的完善;而“講得過少”則是指教師只羅列一些與化學(xué)有關(guān)的熱點(diǎn)問題和案例,基本不闡述化學(xué)的基礎(chǔ)原理和規(guī)律。實(shí)踐證明,“講得過多”和“講得過少”都不利于理論與實(shí)際的結(jié)合,不利于建筑類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
因此,要針對建筑類專業(yè)的實(shí)際需要[2],合理安排教學(xué)內(nèi)容,需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減、強(qiáng)化、增加。刪減、回避過細(xì)的化學(xué)計(jì)算和復(fù)雜的化學(xué)公式;強(qiáng)化水化學(xué)、膠體化學(xué)、材料化學(xué)等建筑領(lǐng)域中所必需的化學(xué)基礎(chǔ)知識的教學(xué),使學(xué)生能運(yùn)用化學(xué)理論、觀點(diǎn)和方法審視環(huán)境、能源、材料等社會熱點(diǎn)論題;增加化學(xué)學(xué)習(xí)與專業(yè)應(yīng)用之間的聯(lián)系以及化學(xué)在工程實(shí)踐應(yīng)用中新成果。如華中科技大學(xué)針對建筑類專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),在電化學(xué)原理部分的教學(xué)中,增加了陽極氧化和電解拋光知識。從電化學(xué)的角度出發(fā),介紹了陽極氧化和電解拋光原理以及電解液的選用,分析和討論這兩種工藝的應(yīng)用及其優(yōu)缺點(diǎn),讓學(xué)生理解化學(xué)知識與專業(yè)實(shí)際息息相關(guān),與工程技術(shù)緊密聯(lián)系,并能學(xué)以致用。
二、改革教學(xué)方法,貫徹啟發(fā)式學(xué)習(xí)理念
培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維是教育的關(guān)鍵,而創(chuàng)新源于興趣、起于自主、發(fā)于嘗試。傳統(tǒng)“教師中心論”的教學(xué)模式,教師處于完全的主導(dǎo)地位,在課堂上只向?qū)W生灌輸知識,而不注意把握學(xué)生的心理,這與創(chuàng)新格格不入。因此要改革教學(xué)方法,貫徹啟發(fā)式學(xué)習(xí)理念,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
(一)理論講授要精心設(shè)計(jì),遵循學(xué)生認(rèn)知思路,突出以學(xué)生為中心的教學(xué)模式
教學(xué)活動是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的有目的、有計(jì)劃的學(xué)習(xí)活動。化學(xué)基本原理中大量公式的教學(xué),應(yīng)當(dāng)是在教師引導(dǎo)下訓(xùn)練學(xué)生有意識地進(jìn)行抽象邏輯思維活動。教師要設(shè)計(jì)一系列問題,并留出學(xué)生積極思考的時(shí)間,通過師生間的討論和交流,使學(xué)生主動得出結(jié)論。如在講授化學(xué)熱力學(xué)中化學(xué)反應(yīng)方向的判斷時(shí),教師可以設(shè)計(jì)下列的教學(xué)程序。
首先,在壓力為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)和溫度為298.15 K時(shí),判斷標(biāo)準(zhǔn)是ΔrGθm(298.15 K),它可以由參與反應(yīng)的各個(gè)物質(zhì)的ΔfGθm(298.15 K)而計(jì)算出來,這一點(diǎn)學(xué)生都清楚。其次,教師引導(dǎo)學(xué)生思考“若壓力仍是標(biāo)準(zhǔn)態(tài),但溫度不是298.15 K,該怎么辦?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)與溫度無關(guān),提醒學(xué)生可以用吉—亥公式求解。然后,進(jìn)一步發(fā)問:“若壓力不是標(biāo)準(zhǔn)態(tài),溫度也不是298.15 K,該怎么辦?”此時(shí)提示學(xué)生利用熱力學(xué)等溫方程式中的ΔrGm與ΔrGθm的關(guān)系,將非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),從而求解。
通過學(xué)生和教師間的這種互動、提問、設(shè)疑、解答,學(xué)生在自覺、主動、多層次的參與過程中不但學(xué)會了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)原理,而且也掌握了分析問題、解決問題的科學(xué)方法。
(二)應(yīng)用部分要勇于放手,讓學(xué)生走向講臺
教育的關(guān)鍵是使學(xué)生具備將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際的能力。化學(xué)應(yīng)用部分的目的正是培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的化學(xué)原理分析、解決工程實(shí)際問題的能力。在學(xué)生課后自學(xué)和相互討論的基礎(chǔ)上,學(xué)生和教師換位,由學(xué)生講解該部分內(nèi)容,對專業(yè)中遇到的實(shí)際問題,如金屬腐蝕的防護(hù)與利用上升到化學(xué)原理加以分析,論述自己的觀點(diǎn)。學(xué)生為了講解清楚課堂內(nèi)容必須認(rèn)真預(yù)習(xí),做好充分的準(zhǔn)備。因此,他們在主動獲取知識的同時(shí),無形中提高了對這門課程的學(xué)習(xí)積極性。
(三)改革考試方法,以課程論文、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)代替閉卷考試
學(xué)生學(xué)學(xué)化學(xué)的基本原理和方法的目的不是為了成為化學(xué)家,而是具備基本的化學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)思維,能以化學(xué)的眼光、角度、世界觀分析和解決工程實(shí)際中遇到的化學(xué)問題。若通過做習(xí)題來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,不管是開卷或閉卷的考核形式都沒有意義。相反,布置課程論文,讓學(xué)生在查閱資料的基礎(chǔ)上,對一些典型案例抽象化,建立理論模型,再用課堂上所用的原理進(jìn)行分析,提出自己的見解;或者要求學(xué)生運(yùn)用化學(xué)基本原理,結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),對自己感興趣的內(nèi)容自行構(gòu)思、自擬方案,完成一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這兩種方式表面上不直接考察學(xué)生理論知識,實(shí)際上考察他們運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力是更深層次的要求[4]。
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
工科大學(xué)化學(xué)是非化學(xué)化工類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程,是非化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生大學(xué)階段系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)基本原理和方法的重要機(jī)會,是理工科大學(xué)生素質(zhì)教育中不可缺少的一部分[1]。然而在實(shí)際的教學(xué)過程中,大多學(xué)生沒有意識到化學(xué)的重要性,再加上功利主義和實(shí)用主義的影響,學(xué)生被動學(xué)習(xí)、交差應(yīng)付的現(xiàn)象非常普遍[2]。這就要求教師充分引導(dǎo)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性,從而端正學(xué)習(xí)態(tài)度,真正想學(xué)、愿學(xué),只有這樣,才能在將來的工作中學(xué)以致用。筆者根據(jù)工科大學(xué)化學(xué)的課程特點(diǎn), 對如何增強(qiáng)教學(xué)效果,從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。
一、精選教材和教學(xué)內(nèi)容
教材是無聲的教師,好的教材可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,最大限度地挖掘?qū)W習(xí)潛力。目前大學(xué)化學(xué)教材很多,知識內(nèi)容、編排結(jié)構(gòu)和邏輯層次都有很大的差別,在眾多的教材中精選出合乎時(shí)展和知識結(jié)構(gòu)要求的教材,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時(shí),又能充分聯(lián)系實(shí)際和社會熱點(diǎn),從而學(xué)以致用,這是每位教師和學(xué)生所希望的[3-4]。針對以往教材知識點(diǎn)羅列、生澀難懂、缺乏鋪墊和拓展,新入學(xué)的大一學(xué)生很難接受的現(xiàn)實(shí),我們在眾多大學(xué)化學(xué)教材中經(jīng)過反復(fù)比較篩選,最終確定科學(xué)出版社出版的《新大學(xué)化學(xué)》作為教材,這本教材通俗易懂, 并且與高中的知識銜接比較好,既能讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握大學(xué)化學(xué)的基本知識,又能把公眾關(guān)注的社會熱點(diǎn)論題―――能源、環(huán)境、材料、生命等與化學(xué)結(jié)合起來研討、審視,突出本課程的社會性、應(yīng)用性。更為重要的是該教材在每章的結(jié)尾處,都選擇與本章知識密切相關(guān)的重要知識點(diǎn)以科普的形式加以拓展,增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、創(chuàng)新教學(xué)模式
教學(xué)模式是在一定的教學(xué)理論或教學(xué)思想指導(dǎo)下,通過教學(xué)實(shí)踐抽象概括而形成的一種教學(xué)策略體系。近幾年來,我在大學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中從以下幾個(gè)層次進(jìn)行了啟發(fā)式教學(xué)模式的嘗試,取得了較好的效果。首先,在學(xué)習(xí)新知識之前,我會選擇與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的一些應(yīng)用案例,揭示所學(xué)知識的社會實(shí)踐意義,喚起學(xué)生的求知欲望,充分發(fā)展學(xué)生探索問題的能力。接下來,通過精要、生動的講解,讓學(xué)生從實(shí)際應(yīng)用回到基礎(chǔ)理論,引導(dǎo)學(xué)生逐步接近知識結(jié)構(gòu),在此過程中要能夠讓學(xué)生充分意識到知識向應(yīng)用轉(zhuǎn)變的過程。通過設(shè)置一些問題,由淺入深,由具體到抽象,先感知后概括,從實(shí)驗(yàn)事實(shí)入手,去歸納概括某種結(jié)論或道理,以實(shí)現(xiàn)學(xué)生由“學(xué)會”到“會學(xué)”的轉(zhuǎn)變。最后在前面啟發(fā)、設(shè)疑的基礎(chǔ)上,歸納、推導(dǎo)出正確的結(jié)論,具體、準(zhǔn)確、系統(tǒng)地講述知識內(nèi)涵和構(gòu)成。通過這種啟發(fā)、設(shè)疑和講解三步跟蹤式教學(xué)模式,可以使培養(yǎng)學(xué)生思維能力和概括能力。
三、注重知識傳承和拓展
當(dāng)今社會信息量巨大、知識更新極快。教師在教學(xué)中要有先進(jìn)的教學(xué)理念、要抓知識更新,所傳授的知識要與社會需要接軌,要使學(xué)生能夠?qū)W以致用。在大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐中, 在教材知識之外我會經(jīng)常穿插一些與具體知識相關(guān)的化學(xué)故事,讓學(xué)生了解當(dāng)時(shí)的歷史背景和科學(xué)家對這一理論的艱辛探索,如在物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和元素性質(zhì)周期性的講解中,提及了門捷列夫和元素周期表的歷史貢獻(xiàn)和對整個(gè)化學(xué)學(xué)科的重要貢獻(xiàn),門捷列夫在1908年提名諾貝爾化學(xué)獎,卻由于人造金剛石的“歷史轟動”錯(cuò)失了當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎,成為諾貝爾化學(xué)獎的一大歷史遺憾。除此我還經(jīng)常將自己科研工作中的創(chuàng)新意識和前沿知識帶入課堂,讓同學(xué)們?nèi)ジ惺芸茖W(xué)的魅力和創(chuàng)新的力量。比如納米材料和納米技術(shù),從1985年美國科學(xué)家Smalley研究零維C60開始,到一維碳納米管的發(fā)現(xiàn),再到二維石墨烯的發(fā)現(xiàn),將世界范圍內(nèi)納米材料和技術(shù)研發(fā)推向了,在此過程中碳納米材料在新能源電池領(lǐng)域、高端復(fù)合材料制備和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,并因此成就了兩個(gè)諾貝爾獎(1996年諾貝爾化學(xué)獎和2010年諾貝爾物理獎)。通過知識的傳承和更新,可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,增強(qiáng)教學(xué)效果。
四、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
“Chem-is-try”,化學(xué)就是實(shí)驗(yàn),從化學(xué)的英文名字可以看出實(shí)驗(yàn)在化學(xué)中的重要地位。同理論課相比,實(shí)驗(yàn)更直觀、更形象,是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)[5-7]。在具體工作中,我們從以下幾個(gè)方面入手,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新,取得了較好的效果。第一,在實(shí)驗(yàn)初期階段,加強(qiáng)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)。如分析天平、分光光度計(jì)、電導(dǎo)儀、酸度計(jì)等中學(xué)沒有接觸過的儀器,讓學(xué)生自己去體驗(yàn),增進(jìn)感性認(rèn)識。 第二,在每個(gè)實(shí)驗(yàn)之前都要求學(xué)生必須深刻理解所做實(shí)驗(yàn)的目的和要求,弄清實(shí)驗(yàn)原理和方法,了解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。讓學(xué)生帶著問題去做,這不僅有利于化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高,也有意識地培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。在學(xué)生完成一些必做實(shí)驗(yàn)之后,我們還增設(shè)一些研究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn), 讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)、制定實(shí)驗(yàn)方案, 分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 并對結(jié)果進(jìn)行討論。通過這樣的實(shí)踐,可以不斷提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力,增強(qiáng)科研興趣。第三,建立科學(xué)合理的考核內(nèi)容和考察模式。在設(shè)置考核內(nèi)容和模式時(shí),我們從學(xué)生的基礎(chǔ)知識、自學(xué)和創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)等方面綜合考慮, 既要考察實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告預(yù)習(xí)和記錄, 又要采用試卷和口試等方式全面考察學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握程度,引導(dǎo)學(xué)生重視理論知識學(xué)習(xí)的同時(shí),又要能夠理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和創(chuàng)新能力。
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