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無機化學緒論范文1
關鍵詞:無機化學;科研潛質;培養;能力
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)08-0068-02
化學是一門重要的自然科學學科,其在人類社會發展和科技進步中發揮著舉足輕重的作用。對于我國而言,傳統的化學教育僅僅重視知識的傳授,而忽視知識創新,在實際教學中缺乏對學生科學研究能力的培養,造成培養的畢業生素質下降。無機化學作為化學學科中的基礎學科,對于培養化學專業的高級專門人才具有重要作用。本文中,筆者將結合自身的教學經驗與體會,淺談高校無機化學教學中如何加強對大學生科研潛質的培養。
一、重視緒論教學
無機化學課程的緒論部分旨在對課程的研究背景、研究對象、研究方法和研究意義等進行總體上的概括。然而,傳統的教學模式卻忽視了緒論部分的講授,造成學生學習興趣難以激發,學習主觀能動性和創造性受到了抑制,教學效果不理想??紤]到緒論對于整個課程無機化學教學的重要性,筆者認為講授該內容要注重以下兩個方面。
1.借助現代自然科學知識,從宏觀到微觀讓學生感受化學的魅力,了解化學的重要性。如可以從宇宙元素的起源到形成現在生命體的DNA過程,從大到天體物質演變到微觀的原子運動等具體實例向學生展示化學的奇妙之處,以便激發學生好奇心,培養其學習興趣。
2.明確無機化學是化學學科和其他自然科學的基石,借助具體的實例說明無機化學的重要性。教師要把握教材,但不能局限于教材的內容。當今社會處于知識爆炸的階段,知識更新非常迅速,而教材通常承載著經典但已經過時的知識信息。教師需要在備課時查閱大量最新前沿的研究成果,將其圖文并茂地融入到緒論介紹中,如既要講到“門捷列夫發現世界是由一系列周期性遞變的元素組成”這些經典知識,又要講到“現在的納米技術已經合成出機械強度超過鋼鐵幾百倍的碳納米管材料”等先進前沿的化學研究成果。這樣,學生就能直觀地感受無機化學的魅力和發展前景,激發其學習的動力和熱情。
二、運用動畫模型教學
雖然多媒體教學已經深入到課堂,但是大多教師的課件仍然缺少直觀形象的動畫模型,影響了教學效果。為了解決此問題,筆者認為多媒體動畫模型教學將會極為直觀地呈現基本原理和過程,幫助學生建立化學空間思維,顯著加強對基本知識和原理的理解,激發其思考和創造力。如在講述元素和元素周期律的章節時,概念繁多,知識抽象,教師若僅僅語言闡述“元素的種類是由原子核內質子數決定的,而元素周期律是原子核外電子周期性排布造成的”,此時,初學者常常因概念不清而不能理解。教師若能運用三維動畫模型,逐一呈現核內質子數遞增對應元素種類的變化,進而展現核外電子如何進行周期性的排布,學生理解掌握就容易多了。實踐證明,運用動畫模型教學,學生將會迅速接受并理解嶄新概念和原理,容易形成獨立思考解決問題的能力。
三、改革實驗課程的設置和實驗模式
傳統的無機化學課程均有配套的實驗課程,然而實驗課程的模式和設置存在不合理之處,主要體現在:(1)理論課和實驗相互脫節。傳統的理論課和實驗課在不同的時間段進行,授課教師往往也不同,造成學生的理論學習難以得到及時針對性的實踐,從而削弱理論和實踐之間相互促進的關系。(2)針對本科生的開放實驗室缺乏。傳統實驗課程常實行集中時間集中地點實驗,不允許學生依據自己學習需要隨時實驗,對本科生的開放實驗室很少,從而缺乏對學生創新研究能力的鍛煉。為了解決該問題,筆者認為可以從以下兩個方面進行實驗課程的改革。
1.將實驗演示融入到理論課教學中。課堂實驗,能夠實現理論和實踐之間的相互促進,提高學生發現問題,解決問題的能力。如,在講授沉淀溶解平衡溶度積規則這一章節時,教師若僅僅進行理論講授,往往顯得簡單,學生們也認為沉淀過程很簡單,似乎都不存在問題。然而,實際情況并非如此,沉淀實驗的操作,通常會涉及到很多問題,如過飽和效應,配位效應,離子效應等。事實上,當今的研究熱點――納米材料的合成就是建立在沉淀形成的形貌控制上。如果沒有實驗和理論的結合,人們是不會發現諸多的自然科學規律,更難以有科學技術的進步。因此將實驗演示融入到理論課教學中將顯著鍛煉學生發現問題、思考問題、解決問題的能力。
2.設立固定的開放實驗室,以供不同學生依據自身有針對性地進行實驗。筆者在教學中發現,不少學生對實驗有較大的興趣,僅僅教學計劃安排的實驗內容很難滿足其需要。結果造成很多具有較好創新能力的學生得不到充足的科學研究訓練,阻礙其科學素質的提高。如果能夠設立開放的實驗室,那么每一個學生都可以依據自己感興趣的方面進行針對性的實驗,一方面能夠很好地鞏固理論課知識,同時還能鍛煉其科學研究的能力,這對于培養21世紀新型創新性人才是非常有利的。
四、改變評價機制
傳統的無機化學評價機制多側重于用考題對學生掌握情況進行考核,通過考試分數的高低對學生學習效果進行評估。事實上,這種評價機制往往誘使學生走向題海,而非綜合能力的鍛煉。事實證明,高分的考生在步入研究生階段往往表現平庸,其主要原因是科學研究需要活躍的思維,強烈的好奇心和探索精神,而非考試分數。良好的科學潛質需要在大學基礎課程學習中得到培養,讓學生樂于學習,樂于鉆研。因此,筆者認為,可以考慮在傳統考題模式外附加大學生科研立項考核。教師引導大學生,依據自身的興趣,去發現問題,通過查閱各種資料,建立適合大學生自身的科學研究項目。最后,通過項目完成過程對學生綜合能力進行全方位評估。實際上,國內已有不少高校正在嘗試這樣的評價機制,已經獲得良好的效果。
總之,為了滿足新世紀國家對新型創新型人才的需要,筆者作為一名高校化學專業一線教師,結合自身的教學經驗與體會,就高校無機化學教學中如何加強對大學生科研潛質的培養做了一些有益的探索,相信在這些措施的積極作用下,無機化學專業的大學生將會顯著提高學習興趣,提升自身的科研能力,為后續繼續深造奠定良好的基礎。
參考文獻:
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[2]楊毅敏.高等實驗教學改革與創新人才培養[J].海南大學學報:自然科學版,2003,20(1):87-90.
無機化學緒論范文2
首先介紹化學的定義,不同的教材對化學的定義有著不同的表述,筆者采用的定義是:化學是一門在原子、分子、離子層次上研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的學科。然后從“原子、分子、離子層次”、“物質”、“組成”、“結構”、“性質”、“變化規律”幾個方面逐字逐句解釋其內涵和聯系。強調“物質的組成、結構決定性質,性質反映組成和結構,性質決定用途”這一辯證關系和基礎理論對化學及相關課程學習的普遍指導意義,這一規律對于單質、無機物和有機物普遍適用。之后,介紹化學的四大分支,使學生對化學類后續課程有一個初步了解。其中,無機化學的研究對象是所有的化學元素和它們的無機化合物。無機化學課程內容主要包含兩大結構(原子結構與周期系、分子結構)、四大平衡(電離平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡、配合平衡)、元素化學。同時介紹各章節分配的理論課時及其實驗課時,讓學生對所學內容及重點章節做到心中有數。最后,教師可以對化學發展史和無機化學的研究趨向做簡單介紹,激發學生的求知欲和探索欲,也可留出時間讓學生自學。
2化學與醫學及檢驗學的聯系
作為醫學生,首先讓學生了解化學與醫學的聯系。歷史上,化學家很早就努力為醫治疾病制造藥物(如、抗生素藥物等),為醫學和人類文明做出了貢獻。現代醫學的主要任務是研究人體中生理、心理和病理現象的規律,從而尋求預防、診斷和治療疾病的有效方法,以保障人類健康。顯然,醫學的研究對象是人體,而人體包含著由八十多種元素構成的上萬種化學物質,這些物質間發生著復雜的化學反應,人體的一切生理現象(如消化、吸收、排泄、循環等)都是這些復雜化學變化的外在體現。此外,人體內元素含量與人體健康息息相關,人體必需元素的缺乏和過量都會導致人體化學平衡失調,進而導致多種疾病(如缺鈣會導致佝僂病、缺鐵會導致貧血、氟過量會導致氟骨癥)。最后,治療疾病要依靠藥物,而藥物本身也是化學物質,其藥理作用與其化學結構和化學性質密切相關。藥典中有很多無機藥物如碳酸氫鈉、碳酸鈣、氫氧化鋁、氯化銨等,可舉例讓學生了解。下面介紹化學與檢驗專業的聯系。由于大一新生剛入校,還沒接觸檢驗專業課,教師可簡單介紹一下檢驗專業:醫學檢驗是運用現代物理、化學的方法和手段進行醫學診斷的一門學科,主要研究如何通過實驗室技術、醫療儀器設備為臨床診斷、治療提供依據。該學科要求使用各種光電儀器及化學試劑完成實驗分析,所以偏重理科,要求有較好的化學基礎。接下來讓學生了解經過檢驗得到準確結果是治療疾病的首要及關鍵步驟,激發學生學習檢驗專業的熱情。然后結合具體例子,如臨床檢驗常運用化學原理和方法測定血、尿、胃液等生物標本中某些成分的含量,以幫助正確診斷疾病,來說明檢驗專業學生打好化學基礎的重要性。這部分最后可選擇播放高分子化學家周其鳳的《化學是你,化學是我》一歌來活躍課堂氣氛。歌詞中的“化學究竟是什么,化學就是你,化學就是我”,“父母生下的你我,是化學過程的結果,你我的消化系統,是化學過程的場所”,“記憶和思維活動,要借化學過程來描摹”,“即便你我的身心健康,也是化學密碼解鎖“這幾句形象地說明了化學與人體的緊密聯系。
3進一步強調無機化學課程的重要性,引導學生掌握其學習方法
無機化學緒論范文3
關鍵詞:實驗技能競賽;創新能力;教學改革;轉型發展
一傳統實驗教學中存在的問題
(一)實驗內容更新慢,驗證性多,綜合設計少
無機化學實驗教學內容大部分以驗證實驗為主,綜合性、設計性實驗的開設相對較少,不利于培養學生實驗技能的獨立性和創新性。驗證實驗內容陳舊、更新緩慢,無法讓學生及時了解最新的科研動態及專業發展方向。學生一般只求實驗結果和理論相符,缺乏數據分析及數據處理能力的鍛煉,學生的創新能力及綜合設計能力也很難得到有效的提高。
(二)教學內容呆板乏味,方式單一
無機化學實驗大多是以教師為中心的講授式、學生“照方抓藥”實驗教學模式。每次實驗前都是教師準備好相應的實驗儀器設備,學生按照書上的實驗方法及步驟機械地進行實驗。這種教學模式嚴重抑制學生的積極性,不利于激發和調動學生自主學習的意識和動機,不利于創新思維意識及能力培養。
(三)實驗設備臺套數不足
學院不斷增加新的專業,學生人數也在不斷增加,但實驗臺套數沒有新增,造成了實驗臺套數欠缺,結果幾個學生共用一套,部分學生只能在旁邊觀看而沒有動手操作的機會,這不利于學生動手能力及綜合能力的提升。
(四)實驗考核方法欠完善,不利于激發學生創造力
目前的實驗考核制度基本上是只注重概念、定理、公式等理論知識的掌握程度,不重視動手能力、創新能力的考核,該考核模式不利于學生對實驗技術的掌握及實驗操作能力的提高。考核方式的不完善導致學生動手能力特別是創新能力較差,不少學生把實驗報告作為“任務”來完成。
(五)實驗技術隊伍基礎薄弱,實驗課程重視不夠
實驗技術人員是教學實踐中一個重要組成部分,在教書育人、設備日常養護和維修、實驗的正常開展等方面起著重要作用[3-5]。實驗課常被看成理論環節的附屬部分,認為“理論比實驗重要”,導致實驗課程重視度不夠,教學的師資力量薄弱,沒有完善的人才梯隊和獨特的教學風格。隨著實驗教學要求的逐步提高,實驗技術人員技能水平的要求也逐漸提高,轉型背景下的高校無機化學實驗專業建設與師資培養走上轉型的道路勢在必行。
二實驗技能競賽推動實驗教學改革
(一)重視實驗教學緒論課的引導作用
無機化學實驗課是化學專業學生的第一門專業實驗課,緒論課對他們來說非常重要。緒論課中,教師仔細講解實驗室安全知識、實驗室守則、儀器的使用、基本操作等基礎知識。明確無機化學實驗課目的,并提高學生對實驗課程的好奇心及重視度,培養學生尊重實驗結果,養成實事求是的科學態度及素養。
(二)精選實驗內容,注重環保意識培養
化學實驗競賽都是以綜合性、設計性實驗為主,而日常教學更多的是基本技能的訓練而忽略了綜合性、設計性實驗的重要性。我們將改革這種教學模式,重整實驗項目,逐步增加綜合性、設計和創新性實驗的比例,力求突出地方經濟發展特色。逐步形成“基礎性一綜合性-設計性”三段式實驗教學體系。加強教學與科研相結合,盡可能將現代科學發展中的新原理、新技術、新方法及時融入到實驗教學過程中,或將科研成果轉化成綜合性、研究性、創新性實驗教學項目,既增強實驗教學內容的應用性和前沿性又擴展了學生的知識面,有利于學生創新意識和創新思維的培養。另外,化學實驗與社會、環境關系十分密切,對學生進行環保教育是化學教師義不容辭的責任,綠色化理念應貫穿實驗教學的始終。我們將不斷進行通風改造,刪掉使用毒性大的試劑的實驗,強調試劑用量減量或微量化操作,在保證實驗教學目標前提下,培養學生節省實驗材料、安全、效率高、減少污染的意識[6],在實驗結束后將廢液集中存放并進行無害化處理或回收再利用,以減少對周圍環境造成的污染。
(三)實驗教學手段、教學方法的改革
推動實驗教學手段、教學方法的改革并不斷深化教育創新是培養具有創新精神和能力的高素質人才的技術保障。在教學方法上我們改革傳統的“我講你聽”的灌輸式教學模式[1],而是采用啟發式、探究式、討論式等多種方法并用的方式引導學生主動參與學習,在教師監督和指導下進行討論式互動教學,教師在巡視過程中發現并及時糾正實驗過程中的不規范操作,激發學生的求知欲并啟發學生對實驗現象、結果進行分析討論,使學生真正能體會到實驗的樂趣并理解及掌握實驗原理。激發學生學習興趣,調動學習自主性,從而提高無機化學實驗的教學質量和水平。
(四)改革考試方式,強化課程評價體系
對學生進行全面、客觀、公正考核是評價教師教學、學生學習效果的重要手段,也是促進學生主動學習、熟練并規范操作實驗的動力。改革以往的單一考核方式,建立起科學的實驗成績考核辦法??荚嚥捎瞄]卷、開卷、操作、實驗設計等多種形式,著重檢查學生運用知識的情況以及觀察、分析和判斷問題的能力。
(五)提升師資隊伍整體水平
加強教師隊伍自身建設并提高實驗教學隊伍素質是高質量的實驗教學的根本保證。教師教育理論水平、能力、積極性和責任心等決定著實驗教學質量的好壞。為提升師資隊伍整體水平,一方面,盡量安排有經驗的教師擔任實驗主講;另一方面可通過以老帶新的方式,進一步提高青年教師的專業教學水平,使青年教師不斷提高自身的業務素養并盡快進入實驗教學的正軌,全面提高實驗教學管理水平;最重要的一點就是要努力建設“雙師型”教師隊伍,這也是地方本科高校在師資隊伍建設上轉型的最終目標。
(六)逐漸加大實驗室開放力度
“開放”并不僅僅是“開門”,而應該有明確的目的性和導向性。鼓勵學生參與教師的科研課題,這既滿足學生個性化需求又達到創新教育的目的。確定好題目后就開始設計實驗方案、選擇儀器、具體實施,直到實驗完成,整個實驗過程在實驗教師指導下學生獨立完成。整個過程學生得到全方位訓練,極大地鍛煉了學生動手操作能力和自主創新能力,促進創新人才的培養,從而全面提高學生的綜合素質。
無機化學緒論范文4
有機化學是化學中一個極其重要的分支,“有機化學”這一名詞最初的提出是作為“無機化學”的對立物而命名的,由于科學條件限制,有機化學研究的對象只能是從天然動植物有機體中提取的有機物。因而許多化學家都認為,在生物體內由于存在所謂“生命力”,才能產生有機化合物,而在實驗室里是不能由無機化合物合成的,這也就說明有機化學在最初的發展中也是以實踐性特征為主的,更加說明有機化學課程的實踐性意義。有機化學的教學改革有助于教師拓寬教學思路,改變以往的課堂以老師教為主的教學模式,逐漸形成以學生為主的學習氛圍,順應了有機化學的最初定義。此外,有機化學教學改革是化學教學的新突破,在學生學習能力上,加強了自我學習意識和邏輯思維能力,在此基礎上,培養了學生的創新能力和科研能力,滿足了當今社會人才市場對于科研人才的需求,同時,解決了部分大學生就業難的現狀。
二、目前有機化學教學改革中面臨的問題
(一)有機化學教學方法過于單一,學生興趣不足
有機化學又稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的組成、結構、性質、制備方法與應用的科學,化學實驗課程顯得尤為重要。教學方法在有機化學中的展現主要表現在兩個方面,化學實驗的教學以及課本理論知識的教學。在化學實驗教學中,依然采用傳統的、單一的、以教師講解為主、學生聆聽課堂內容為輔的教學方式為主,由老師將實驗的要求、步驟、目的、試驗器具的用法、化學材料的用量一一進行說明,有的甚至讓學生進行比較,以防止學生在實驗的過程中因忘記實驗步驟而停止實驗的現象發生,然后讓學生“照貓畫虎”,對有機化學的實驗步驟進行生搬硬套?;瘜W實驗本應是活躍的,充滿課堂氛圍的,是對理論知識實踐的過程,學生在這一過程中能感受到化學知識的樂趣,進而對有機化學的學習產生一定的興趣,然而陳舊的教學方法的運用不但抹殺了化學實驗的活躍性特征,還加重了化學課程的枯燥性,讓學生感到乏味,進而影響了學生對化學課程的興趣。在化學理論教學中,傳統單一的教學方式更為嚴重,教師一味地對化學課本上索然無味的化學理論進行講解,沒有任何趣味性可談,也就出現了學生上課打瞌睡、交頭接耳、聚眾聊天等課堂問題的出現,更有甚者逃課的現象時有發生。這樣的教學方式顯然過于單一,過于傳統,不能吸引學生的興趣,也不能激發學生在課堂中能動性的發揮。
(二)課堂內容安排不夠合理,缺乏科學性
規劃一堂優秀的化學課程的有效進行,離不開課堂內容的合理化安排,合理化教學內容對于教學質量是強有力的保障,然而,在目前的有機化學課程內容安排中,缺乏合理性和科學性規劃,主要體現在三個方面。一是對于化學課本中緒論的講解。緒論,一般在學術著作開篇,概括作品內容、研學要點以及方法,緒論介紹了課本內容的價值與意義、邏輯性思維以及資料和方法、各章節的主要內容及安排等,緒論的學習能讓學生對于化學課本的整體內容作一了解,并且全面理解課本內容的編排思路,以讓學生更好地把握全文,并激起閱讀的興趣。然而在現實的有機化學教學中,多數老師往往不講或者略講緒論內容,認為緒論不是正式的課堂內容,沒有講解的必要性,對化學課本中緒論內容的認識不夠全面,也不能深刻理解,從而忽視了緒論內容的重要性,不利于學生對于化學課本內容的了解,也不利于教師對課本內容的渲染,從而阻止了學生思維能力科研能力的培養。二是只注重課本重難點的講解,不與學科發展趨勢相結合。課本重難點的講解是課程的安排,也是高校教育的要求,教師及時、有效地將課程重難點進行講解是非常有必要的,但部分教師在有機化學教學中,往往只注重課本知識的講解,而不與學科的發展趨勢相結合,不利于學生拓寬學習思路以及學習視野的開闊,反之一味地注重學科發展趨勢的講解,會讓學生沒有任何理論做基礎,像房子沒有了地基,因此,只有有效地將化學課本中的重難點知識和學科發展趨勢在課堂內容講解中有效地結合,才能促進學生的學習能力。三是不同專業化學內容的講解?;瘜W內容涵蓋的領域非常廣,醫學、工程、建筑、食品等,因此,在不同專業學生的有機化學內容講解中,要針對專業內學生的專業領域選擇內容,例如在醫學類專業的有機化學中,就要講解與醫學相關的化學內容,有機磷的分析等;在建筑專業的有機化學中,可以講水泥的制成等內容??偠灾n堂內容的合理化、科學化規劃對與課堂效果十分重要,反之,則會使教學效果大打折扣,影響學生科研能力的培養以及未來的發展。
(三)沒有強有力的教學評價體系
目前,教學評價體系是檢驗學生學習能力以及教師教學結果的唯一標準,這也就說明完善的教學體系的重要性。在現階段有機化學的評價體系中,學校根據學生期末考試的考試成績以及實驗的完整性進行學習能力以及教師教學結果的評估,表面上來看,還是比較完善的,既涉及有機化學的理論考核,又涵蓋有機化學的實驗考核,然而,在實驗考核過程中,并沒有強有力的考核標準作指導,只是根據教師的觀察給予評分,這在一定程度缺乏科學性以及公平性,不利于學生的發展。
三、有機化學教學改革的有效措施
(一)引進新的教學方法,激發學生的學習興趣
子曰,知之者不如好之者,好之者不如樂之者,學生興趣的培養是學好有機化學最有利的途徑之一。因此,在高校有機化學教學中,一定要注重學生學習興趣的培養。主要表現在兩方面,一是理論課程的教學中?;ヂ摼W是現代社會發展的代名詞,教師可以利用一系列互聯網平臺加強與學生的交流,充分了解學生的興趣愛好以及心理特征,在教學內容的講解中運用情景再現將化學內容與學生的興趣愛好有機結合,融為一體,將學生有效地引入課堂,激發學生的學生能力,讓學生充分認識化學理論的趣味性所在,從而加強學生的自我學習能力;二是化學實驗課程的教學。相比于有機化學的理論課程而言,實驗課程本身的能動性和實踐性較強,化學教師只要將實驗課程本身的特點進行落實就可以了,在實驗性教學中,教師應將學生的能動性發揮到極致,對實驗內容進行引導性講解,而不是將步驟一條不差地抄給學生,在實驗中,教師以引導者的身份出現,讓學生自己去摸索實驗的步驟,并進行實驗過程的總結,不但有利于學生學習能力的培養,還能提高學生的羅輯思維能力,為科研能力的培養打下良好基礎。
(二)豐富教學內容,并進行合理化安排
有機化學的學習內容無非是化學理論和化學實驗,在進行內容的合理化規劃上,要將二者協調發展,在化學實驗的教學中,教師可以利用多媒體平臺將著名的或者與實驗課程相關的視頻內容進行播放,并作一講解,讓學生在實驗視頻中有所領悟,從而舉一反三,更好地完成實驗課程的教學。在化學理論的學習中,要求教師充分認識化學課本中的緒論內容,對其重要性作一分析,此外,在緒論的指導下,將學科的發展趨勢與有機化學的課程重難點進行有效結合,既讓學生學習了固有的有機化學知識,同時又充分了解時展下的學科現狀,充分培養學生的創新能力,又不失基礎理論知識做奠基。
(三)制定完善的教學評估體系
教學評估體系除了對學生學習效果的評估,還包括對教師教學水平的評估,在學生學生效果評估上,應制定統一的評估標準,并將評估重點從學生的理論知識水平轉向學生的實踐能力上,有利于教學中,教師加強對學生實踐能力的培養;在對教師教學水平的評估上,不能只單單觀察學生的學習成績,應在日常教學的過程加強評估,有利于及時發現教學中的問題,并及時改正,對學生的教學質量做好保障。
(四)提高教師的教學素養
教師教學能力的高低直接關系著學生學習效果的好壞,隨著教育模式的不斷改變,教育部門以及學校對于高校有機化學課程教師的教學水平有了新的要求,在這一環境下,教師要不斷加強自身的學習能力,提高自身的專業素養,以應教育大環境下所給予的教學要求。有機化學課程教師要站在時展的立場上,充分考慮有機化學對于學生科研能力的培養的重要性,并深刻了解有機化學教學方式的改革對教學效果的影響,此外,教師還應多參加一些有機化學教學方法改革的課程,以提高自身的教學水平。
四、結束語
綜上所述,隨著我國人才市場對于科研型人才需求的不斷加大,高校有機化學教學改革勢在必行,不但能滿足市場的需求,還能培養學生的邏輯思維能力、實踐能力以及創新能力,對學生的全面發展起到舉足輕重的作用。教師應從加強自身教學素養出發,不斷轉變教學方式,豐富教學內容,讓學生在有機化學的學習中培養科研能力,從而促進學生的全面發展。
作者:高偉 單位:吉林大學
參考文獻
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無機化學緒論范文5
隨著人民生活水平的不斷提高,人們對生活質量的要求也在不斷提高,醫療模式已由單純的疾病治療轉變為預防、保健、治療、康復相結合的模式。大醫院人山人海,小藥店街頭巷尾隨處可見,醫藥工業迅猛發展,藥學專業人才倍受青睞,現在除了傳統的醫學院校培養藥學人才外,許多理工科院校也相繼開辦了藥學專業(如重慶大學、西南大學、重慶郵電大學和重慶理工大學等),而基礎化學是藥學相關專業非常重要的專業基礎課,目前我國藥學專業的基礎化學課程仍按照傳統的四大基礎化學開課。隨著化學基礎課學時不斷壓縮,每門課程的學時非常有限,特別是理工科高校的藥學專業,學生的基礎化學知識對后續專業課程和專業技能的學習非常重要。所以,在少學時的基礎化學課程教學中教師更重視學生對基礎知識的理解和掌握,而忽略了在教學中對學生綠色化學意識的教育和培養。隨著環境問題的日益嚴峻,化學教育工作者一定要樹立可持續發展的觀念,將綠色化學的思想貫穿于整個化學教育的全過程,讓學生認識到從“粗放型”的傳統化學轉變為“本文由收集整理集約型”的“綠色化學”是歷史發展的必然。
針對這些情況,當前一些普通高校進行了相關研究與實踐,以提高基礎化學教學效果,但是,大多數高校主要是根據學時來選擇安排教學內容,利用改進教學手段來增加教學內容,著眼于局部,頭痛醫頭,腳痛醫腳,教學效果雖有所提高,但是效果不甚明顯,沒有找到從根本上提高基礎化學教學效果的方法。本化學教學團隊提出了《基于“綠色化學”理念的理工科院校藥學相關基礎化學系列課程整合與優化的研究與實踐》課題,依托重慶郵電大學中藥學專業和制藥工程專業的學生進行了實踐。
一 培養具有“綠色化學”理念的大學生是人類社會對高?;瘜W教育的基本要求
“綠色化學”是一門從源頭上阻止污染的化學,它用化學的技術和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的化學物質的產生和使用,有利于引導學生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發展,牢固樹立綠色意識,自覺成為未來的綠色人才。“綠色化學”是人類與自然和諧的化學,是面向未來提出的化學新概念,同時也為化學教學提出了新課題。
因此,本化學教學團隊在基礎化學教別強調引入“綠色化學”理念,在緒論部分專門設有“建立綠色化學理念,推動經濟和社會的可持續發展”這一部分,強調綠色化學的必要性,并且基于“綠色化學”理念選擇教學內容。在教學過程中滲透“綠色化學”理念,將從源頭上預防化學污染的新觀點逐步深入學生心中。特別是實驗教學中,化學教學團隊根據專業特色與學生能力培養的需要,在實驗項目的設置上滲透綠色化學理念,改革實驗教學模式,實驗項目中大大減少了獨立的基本操作單元實驗和驗證性實驗,將大部分基本操作實驗和驗證性實驗安排在實驗技術網絡虛擬與仿真實驗室中實施,同時大大增加實用性、綜合性實驗,將部分基本操作融入綜合性和設計性實驗中。實驗原材料都是無毒或低毒的,刪除了一些毒性高、污染大、效果差的合成實驗。打造以“綠色化學”為特色的教學、科研實驗平臺,努力培養具有“綠色化學”理念的大學生。
二 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容的整合實踐
1.教學內容的整合原則
第二軍醫大學藥學院將無機化學和物理化學兩門課程整合,很好地解決了這兩門課程中的內容重疊問題,同時使無機化學的教學內容得到了引申,使知識的系統化更加顯著。本化學教學團隊基于“綠色化學”理念將四大基礎化學進行整合,即將無機化學、分析化學、物理化學和有機化學四門課程進行整合,根據藥學專業要求,立足理工科院校注重四大基礎化學的關聯,確保整個基礎化學知識體系的完整,總課程名稱設為基礎化學,具體按照普通化學、有機化學和物理化學三門課程進行排課。本化學教學團隊一起討論、確定教學內容和相應的學時數,并且備有一些選學內容供學時稍充分的學校選用,或者供學生自學,但是緊密把握“面向藥學專業的基礎化學知識”、“知識點之間的連貫”及“難易程度循序漸進”這三個基本原則,使學生有興趣學,更輕松地學。
2.整合后教學內容的具體安排
針對大學第一學期,新生入學較晚,學習時間較短,需要一段時間適應大學學習、生活等實際情況,第一學期的普通化學先介紹藥學與化學的關系,強調化學在藥學專業中的作用,讓學生首先從思想上重視它,同時介紹“綠色化學”的基本概念和原則,突出綠色化學在醫藥工業和社會發展中的意義及必要性,站在整個基礎化學角度強調綠色化學的重要性和必要性,先行建立“綠色化學”理念。具體內容是:先介紹簡單且與中學化學銜接較多的氣體和溶液,引入大學基礎化學的教學;然后利用熱化學反應方程式引入化學反應熱、熱力學第一定律和第二定律,引出判斷化學反應自發性的吉布斯自由能判據;從吉布斯自由能變的符號判斷反應方向和大小,表示反應限度,引入化學平衡,與中學化學緊密銜接,同時進一步銜接化學反應速率,使學生易于理解;有了平衡依據后,再分別介紹酸堿平衡與酸堿滴定,沉淀溶解平衡與沉淀滴定,氧化還原平衡與氧化還原滴定,配位平衡與配位滴定;作為含量測定的加深,再介紹比色法和分光光度法。最后,聯系中學化學知識簡單介紹原子結構和分子結構的基本概念和基本理論,并且在每部分都要說明它在藥學中的作用。第一學期的理論學時經教學團隊統一討論并經學校批準后定為64學時。
基于現代藥物大多是有機物的現實,有機化學在藥學相關專業非常重要,經教學團隊統一討論并經學校批準后有機化學理論課程定為96學時,安排在第二學期和第三學期授課。并且根據結構與性質的關系按照官能團分類介紹有機化學的內容,注重與中學有機化學銜接,強調具有某一類官能團的化合物其理化性質,每部分都要介紹一些有顯著藥理活性的化合物和該類化合物的合成工藝,重點強調綠色合成工藝路線,以及該類化合物的構效關系。同時簡單介紹一些波譜知識,如紅外、質譜和核磁共振譜等,能夠推導簡單的有機化合物的化學結構,為今后的中藥化學、天然藥物化學和藥物合成打下堅實的基礎。同時,有機化學實驗重在一些綜合性、實用性的綠色化學合成,既增加了學生的學習興趣,提高了教學效果,同時也踐行了綠色化學理念。
經過一年半的大學學習后,在學生基本上都適應了大學學習、生活的情況下,而且具備了較好的數學和化學基礎之后,第四學期將深入介紹基礎化學難點部分的物理化學,在化學熱力學、化學動力學基礎上,加深對化學熱力學和化學動力學的學習,最后引入新知識相平衡,包括表面化學與膠體化學和藥學前沿知識,以及化學知識及其技術在藥學專業中的應用,要求講原理時必須講它的應用,重點是在藥學方向的應用上。最后提綱挈領,建立整個基礎化學的基本框架和知識體系。這樣就把基礎化學知識點整合,避免了重復,同時按照知識的難易程度和前后關系安排教學內容,節約了學時、方便了學生理解、提高了教學效果,以適應少學時的理工科院校藥學專業的基礎化學教學。
三 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容整合的初步效果
1.學生成績明顯提高
2007級學生因成績差,有2名學生留級,有近10人未獲學位,2008級有95%以上的學生獲得學位,2012年重慶郵電大學推免試研究生學生中,生物信息學院5個專業6名同學獲得,制藥工程和中藥學2個專業占了3名,而且有不少同學進入綠色化學與制藥工程科研平臺參與實驗鍛煉,參與發表sci收錄科研論文4篇,參與中國發明專利的申報1項,1人次參與重慶市藥物催化氫化工程技術研究中心的申報,獲得了一項重慶郵電大學大學生創新實驗項目。
無機化學緒論范文6
關鍵詞:大學化學;科研前沿;教學;應用
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)35-0175-02
大學化學是各高等院?;瘜W、生物學、材料科學、地球科學、環境、醫學、藥學等相關專業的一門基礎必修課,其包含無機化學及物理化學等方面的內容,較抽象,且理論性強。大學化學課的教學對象是剛剛步入大學的新生,此時他們還停留于高中那種“灌輸式”的學習模式,對化學的認識僅僅局限于抽象概念、化學方程式和相關計算的生硬記憶,而對化學在生產和生活中的作用往往認識不足,這就迫切地需要他們向大學的學習模式轉變,由被動吸收性的學習轉變為主動創造性的學習。
在教學過程中,如果僅按照教材或講稿的內容采用照本宣科式的教學方式,使用傳統的一講到底、與科研前沿知識完全脫節的教學方法,就是一種落后呆板的教學方式。在課堂上,只是教師的講解,卻沒有學生的參與,這種“灌輸式”的教學方式只會導致學生對那些抽象的理論課內容失去學習的興趣和動力,從而抑制學生的主觀能動性[1]。因此,教師要在教學內容上下功夫,提高課程的生動性和趣味性,進行創新性的改進,引入科研前沿的知識去充實原有的課本知識。這樣,學生可以了解一些前沿領域的最新發展動態,同時也能很好地掌握所學的基礎知識和理論[2]。在大學化學教學中,適當引入學科前沿知識,調動學生的學習積極性,這樣能夠大大提高教學質量,改善教學效果。針對這些情況,本文結合大學化學教學實踐在課程的教學內容和教學方式方面進行了有益的嘗試和探索。
一、合理安排教學內容
應上好緒論課。作為大學化學課的第一次課,如果能取得好的教學效果,對后續教學工作的順利開展以及學生能學好這門課程至關重要。緒論的內容應該讓學生有耳目一新的感覺,滿足他們的好奇心以及期盼心理。一般而言,學生關心的是大學化學與專業之間的關系及學好大學化學對將來的發展有怎么樣的作用。因此,緒論課要解答學生的疑問,突出大學化學這門基礎課的重要性。現代科技飛速發展,許多新材料隨之而生,而新材料的應用又促進了科技的進步[3]。大學化學這門課程有著極為豐富、熱門的科學前沿知識,如超導材料、記憶合金、不碎玻璃、納米材料、不銹鋼、導電塑料、石墨烯等,這些科學前沿知識能夠極大地激發學生的學習興趣。在緒論課中講述一些新材料的意外發現,乃至研制成功,再到實際應用,這樣一些有趣的內容,往往會引起師生的共鳴,達到期望的教學效果。實踐表明,適當講解關于科研前沿的內容,有助于培養學生學學化學的興趣。
化學學科的內涵極為豐富,學科交叉和融合是現代各科學發展的一大特點。在新形勢下,當前教學改革的發展趨勢要求人才須按照社會發展的需求來培養。因此,在大學化學的教學過程中,應當結合學生的專業方向來選取適當的科學前沿內容。此外,科學前沿的新成果不斷涌現,課程的教學內容也必將隨之不斷調整?;A理論教學是大學化學課程教學的必不可少的關鍵環節。許多基礎理論,由于不能及時與實踐相結合,學生在學習過程中很難體會其含義,達不到學以致用的效果。例如,講解熱力學第三定律“在絕對零度,任何完美晶體的熵為零”時,學生只能從文字上得到“絕對零度不可達到”這個結論。實際上,學生對“是否存在降低溫度的極限”這一問題非常感興趣。此時,若給學生引入最新的研究報道:2014年10月22日,意大利國家核物理研究院下屬的格蘭薩索粒子物理國家實驗室宣布,他們將一立方體銅塊冷卻到6毫開(零下273.144攝氏度),這一溫度幾乎接近“絕對零度”(零下273.15攝氏度)。實踐表明,這個最新報道的引入不僅可以激發學生的學習興趣,還能讓學生了解雖然絕對零度在實際生活中似乎無法達到,但科學家還是不遺余力地嘗試著接近絕對零度。通過科學家對絕度零度的不斷追求,讓學生認識到科學永無止境,激勵他們學習科學工作者那種鍥而不舍的精神。
做到教學內容的合理安排,這就要求教師在充分理解教材的前提下,準確地把握相應的知識體系與所設的培養目標。另外,為了能夠將相關科學前沿知識充分應用到大學化學的教學中,教師應深入學習該學科的新知識,追蹤該學科的相關科技研究最新發展趨勢和動態,精心選取相關科學前沿知識來充實課堂教學內容,讓學生可以學以致用。例如,在講解原子結構相關章節時,可以講解碳的不同形態的材料,如金剛石、石墨、富勒烯、碳納米管、石墨烯等。
本文以石墨烯以及單層石墨烯的誕生歷程為例來講解。單層石墨烯是由英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈?杰姆和克斯特亞?諾沃肖洛夫于2004年發現的。他們制備單層石墨烯的方法非常簡單,先從石墨中剝離出比較厚的石墨片,之后將這個比較厚的石墨片的兩面都粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把較厚的石墨片一分為二。不斷地重復這樣的操作,得到的石墨片也越來越薄,最后,他們可以得到僅由一層碳原子構成的薄片,這是單層石墨烯的誕生歷程。
從此以后,石墨烯的制備方法層出不窮,經過近幾年的發展,科學家發現,離單層石墨烯的工業化生產越來越近。安德烈?杰姆和克斯特亞?諾沃肖洛夫因其在單層石墨烯的特別貢獻獲得2010年諾貝爾物理學獎。此外,引入石墨烯的最新研究進展:石墨烯微片規?;a技術已經成熟,其下游運用研發成果層出不窮。
石墨烯未來五年在光電顯示、半導體、觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、軍工、復合材料、生物醫藥等領域將呈現爆發式的增長。這不但會讓學生很輕松地完成本課教學內容的學習目標,掌握抽象理論中原子結構化學鍵與物質形態的關系,又能了解當前無機化學的前沿領域,大大增加學生對抽象結構化學的學習興趣。
二、注重理論結合實踐
在教學內容上,要注重理論與實踐相結合,鼓勵學生探索創新。在固體結構章節,學生對晶體中原子的周期排列、晶胞在三維方向的重復堆積,以及晶體的結構特征等知識點很難理解,認識和想象力跟不上教師的講解。此時,可以將學生帶出課堂,到實驗室中讓他們通過親身體驗去認識晶體結構。在實驗室,學生可以接觸大型的科研儀器――X射線單晶體衍射儀。X射線單晶體衍射儀的分析對象是一粒獨立的晶體,就像我們所看到的一粒鹽或一粒砂糖。單晶中,原子或原子團呈周期性排列,如果將X射線(如Cu的Kα輻射)照射到單晶上,就會發生衍射,接著對所得衍射線的數據分析可以解析出晶體中各個原子的排列情況,解析出晶體的結構。晶體的結構可通過測試的方法來確定,這對物質性能的解釋、學科的發展以及新產品的生產和研發等,具有很大的作用。例如,2014年,中科院院士、著名結構生物學家、清華大學施一公教授研究小組首次在世界上揭示人源γ分泌酶復合物的精細三維結構,發現人源γ分泌酶復合物與阿爾茨海默癥(俗稱老年癡呆癥)的發病直接相關,這為理解γ分泌酶復合物的工作機制以及老年癡呆癥的發病機理提供重要依據。這一例子的講解,可以極大地加深學生對晶體結構的認識,激發對晶體結構學習的興趣。
三、利用多樣的教學方式
教學方式是達成教學目標的重要環節。由于教學內容的側重點不同,需要采取靈活的教學方式?;A理論知識具有明顯的理論特點,課堂教學以講授為主,在多媒體課件及相關視頻的輔助下生動地呈現教學內容,可以有效地提高課程教學的效率。在大學化學課的教學過程中,特別是在引入相關科學前沿知識來講解時,充分利用多媒體來教學,將一些科技現象和流程通過動畫形象逼真地演示出來,更能為學生提供眼、耳等感官刺激,使他們的思維變得更加活躍,對于相關的知識點也就更容易理解和接受。此外,啟發學生思考,使他們主動學習。教師在課堂上要經常提出一些問題,引導學生進行討論,之后根據情況對某些問題的解答進行補充和擴展。教師還應注重鼓勵學生積極參加各類大學生創新活動或專業科技競賽,還可以讓參與教師的科研活動,通過這些活動激勵學生積極主動學習,提高他們的動手能力和創新能力。
四、結束語
在大學化學的教學過程中,適當地引入相關的一些科研前沿知識,既能讓學生在學會課本知識的基礎上了解一些科學前沿的相關研究進展,還能激發學生的求知欲,由被動接受式學習變成主動求知型學習,提高學習興趣,真正體會到學習的樂趣。教師結合科研前沿知識,在教學內容和教學方式方面進行改革,可以提高教學質量,達到更好的教學效果,這更符合培養創新人才理念的要求。
參考文獻:
[1]李燕.淺談如何激發學生學習有機化學的興趣[J].中國冶金教育,2014,(3):1-2.