土木工程專業大學化學緒論課教學思考

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土木工程專業大學化學緒論課教學思考

摘要:大學化學是土木工程專業學生的一門基礎平臺課,緒論課是課程第一課,上好緒論課就為后續課程順利進行提供了良好的基礎。作者結合多年教學實踐經驗得出了幾點教學思考:包括教學內容的合理安排、教學和學習手段多樣化等方面,從而達到使學生們明確學習目標、掌握學科特點和學習方法,同時吸引注意力、激發學習興趣,充分發揮自主能動性的目的。

關鍵詞:大學化學;緒論課;土木工程;教學思考

《大學化學》是土木工程專業開設的一門基礎平臺課,課程主要通過化學熱力學、化學動力學、物質結構基礎以及化學與社會、化學與生活等來闡述化學的基本原理和知識,是該專業學生的通識教育課程,對于提高大學生的科學素養和發展專業知識結構發揮著重要的作用。但在多年教學過程中發現部分本專業同學對于大學化學存在不少疑惑,例如“大學化學學習哪些內容?”“土木工程專業為什么要學習化學?”和“怎樣才能學好大學化學?”等問題。甚至有部分同學由于高中化學成績較差而對大學化學存在畏難和抵觸情緒。而課程第一課-緒論課正是就這些問題作出闡述和解答?;诙嗄杲虒W實踐經驗作者就大學化學緒論課教學總結出如下幾點思考

一、緒論課程內容設置

緒論課程猶如電影的先導片一樣,第一印象很重要。在緒論課程的內容設置上更是如此,若是能在第一次課程上就牢牢抓住學生的心,后續的課程內容學習會事半功倍。這就意味著緒論課程內容的設置必須合理、緊湊和具有吸引力。

(一)先導課程引入,消除基礎不一

雖然土木工程專業學生均為理科生,但部分省份學生在高中階段沒有選修化學,因此造成部分同學化學基礎薄弱的情況。為使大學化學課程學習進展順利,拉平起點線,在正式開課之前已向學生提供課前先導知識。其中包括物質構成、分類,化學用語、反應類型、反應方程式和計算相關等內容。通過先導知識的學習,使學生能夠及時進入大學化學的學習狀態,不至于因為某些基本知識理解困難,而產生畏難情緒,影響后續課程學習。

(二)課程內容簡介,統領全局

由前期先導知識的引入,讓學生們了解化學的基本概念、研究對象和方法。但大學化學包含的知識面較多,區別于高中化學的是大學化學從元素的包括分子、原子或離子等層面上來研究物質的組成、結構和性能,以及在相互作用過程中產生的能量關系和反應特征等內容。通過各章節知識框架結構和學時介紹,讓學生們產生全局意義,更高維度來了解各章節的特點和章節之間的銜接關系,以達到有的放矢、融會貫通的目的。

(三)化學發展史,激發探索欲

化學是一門基礎性學科,發展歷史悠久。從古代化學時期、近代化學時期到現代化學時期,每個時期都有其標志性的特征,縱觀化學的發展史發現,化學是源于勞動人民生活和生產實踐,化學原理產生也會經歷一系列的過程和階段,尤其是通過實驗中得出的結果,初期會存在不完善有缺陷的情況,但通過后人的努力會逐步來完善。例如氧化還原反應的特征從有氧參與到電子得失最終到電子得失或偏移。也給大一新生一些啟發,高中教育應試為主,一切課本為上,但在大學階段,鼓勵大家應多思考,勿局限于課本內容,應全面客觀發展性地看待問題,同時鼓勵學生們創新創造。

(四)土木與化學的聯系,提高學習興趣

眾所周知化學是一門社會需要的實用科學,與人類的關系十分密切,人類的衣食住行都離不開化學。例如食物中添加劑、衣料的印染和化學處理等。但對于土木工程專業,又存在哪里化學的因素呢?為什么土木還要學習化學呢?在這個問題拋出后,引發了學生們的思考,但由于學生們才大一,對自己專業及應具備的能力還認識不足,因此需要結合專業特色來介紹化學與土木的聯系。在大土木學科體系中,普地地質學、工程材料、混凝土結構設計、水處理工程等均與化學緊密相連。例如跨海大橋橋墩的材料中需要考慮到防滲防裂混凝土、環氧涂層鋼筋等。地鐵施工中盾構設備同樣需要考慮防腐問題,尤其在鹵水產出區域。在地質工程中,變質巖的形成中就存在也化學反應的變化,后續普地實習中觀察到的燧石結核就與膠體聚沉有關。

二、教學與學習方法

(一)教學方法多樣

心理學表明,人類首先是利用感覺器官直接感知學習材料,生動形象的對象更容易激發人體大腦的興奮,并且總是伴隨著快樂、歡喜、滿意等積極的情感體驗。完善的緒論課內容也要有合適的教學方式來體現,純粹靠說教就顯得冗長枯燥了。所以在授課形式上充分利用現代化的教學手段。除了傳統的PPT課件配合板書之外,充分利用其他多媒體和信息技術。在課件中典型案例可以用圖片、動畫或視頻等多種形式來體現,感性和理性認識同時進行,使學生們印象深刻并提高興趣。例如“大象牙膏”“魔術中的碘鐘反應”和上幾屆學生完成的監測校園水體水質等開放性實驗等有趣的小實驗視頻,非常吸引眼球,也增強了大家的學習動力,充滿期待躍躍欲試。其他例如先導知識部分,可以提前在“課立方”之類的授課應用軟件中進行,方便學生們隨時查看練習,同時也能夠實時反饋學習情況。利用反饋的大數據,可以有針對性地對普遍存在的難點問題進行重點介紹。當然一味地輸出也不可取,大學教育模式以不同于高中教育,兩者在教育理念、學習目標、學習環境、管理模式和生活環境等諸多方面存在顯著差異。

(二)學習方法多樣

大一新生剛進入大學階段,處于從原本應試教育的環境中進入到大學自主學習的過渡階段。大學階段的課程容量大,概況性強,需要學生們在課后多做總結思考完成練習,除此之外還需要收集資料進行課外閱讀或根據興趣展開專題研究。為了使學生們能更快得適應大學的學習節奏,縮短過渡期,在緒論課中也給學生們提供各類課后補充練習和閱讀的方式方法。例如現在微課、慕課之類網絡課程內容很多,可以在線觀看大學化學類精品課程作為學習補充。對于課程擴展內容和前沿知識部分可以通過文獻搜索來了解。在緒論課程中,簡要介紹文獻搜索相關內容,培養新生搜集和整理資料的能力,從而形成主動學習和系統思維能力。同時也鼓勵學生可在后續課程中將自己整理出的新知識新發現來進行全班分享和討論。此外在信息化程度日益提高的當下,計算機的使用越來越普及,各種軟件應用也是必備知識,也是需要同學們掌握的基本技能。除了日常所使用的Office之類基本文檔處理軟件之外,還有化學專業軟件,例如常用的Chemoffice、Origin、Gaussian等。通過演示Chemof-fice繪制某一物質結構式、反應式等,讓學生了解到學習方式的多樣性,利用各種軟件工具帶來的便捷和高效。

三、結語

良好的開端是成功的一半,總結以上幾點,在緒論課程中通過合理安排教學內容,做到提綱挈領、有的放矢,同時提高了學生的學習興趣又激發了學習動力。再結合土木工程專業特色,將大學化學和專業課程進行聯系,配合學習方法介紹,引領學生更主動參與教學活動,為后續課程學習打下堅實基礎。

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作者:孫娟 單位:南京大學金陵學院

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