樊晓芳
安阳工学院化学与环境工程学院,河南 安阳 455000
无机化学是高等院校化工类一门重要的专业基础课,也是大学一年级新生的必修课。同时它对学生尽快适应从高中到大学的教学、学习方法和培养高校学生的自学技能有着重要的作用。因此,作为化工类第一门基础课,无机化学的教学值得认真探讨。
(1) 科学技术发展对高校无机化学教学的要求
当今世界科学技术迅猛发展,知识更新日益加快。教育的发展应该与科学的迅速崛起相对应,这样才能将知识传给下一代,同时教育的发展又能促使科学的发展更快速。化学是教育的基础学科,经典基础学科化学应该与现代科学相互渗透、相互交融、共同发展。化学的这些特点应该在高校无机化学教学内容中有所反映。
(2) 高校模式的转变对高校无机化学教学的要求
不同形式的综合性课程已成为课程模式改革的一种趋势。从传统的、单纯的以化学为中心的模式向材料化学、医学化学、生物化学、物理化学、环境化学等交叉模式转变。这些转变在高校无机化学教学内容中都应当有所体现。
无机化学是发展相对较早的一门自然科学,同时又是发展迅速、充满活力的科学。在高等学校教育中,如何才能使无机化学教学既要保持经典理论体系,又能反映无机化学与当代科学的交叉融合,以适应高校学科迅速发展的要求,是需要我们进一步研究的课题。
传统的以教师为中心、以一本教材为中心、以课堂讲授为主的教学模式已经不能适应现代教育发展的需要,必须将以传授知识为目的的教育观念转变为重点传授学生获取知识的方法和手段,培养具有较强的实践能力、创新能力的高素质高级人才。西方发达国家的高等教育,一直注重教育,即加强基础教育,加强人文社会科学教育。近年来,通识教育在我国也得到了多数教育工作者的肯定,高等教育要培养出适应信息化、全球化、国际化的高素质工科人才,就必须加强基础教育,在课程体系中融入人文社会科学知识,培养不仅具有专业知识,而且具备完美人格、心理健康并有社会责任感的合格工科人才。这一教育理念也应当反映到无机化学的教学内容和教材建设中来。
化学是一个充满活力的学科,与生命科学、环境科学、药学、生物学、材料科学等互相促进、共同发展,在发展中不断丰富化学的理论与知识,因此,无机化学教学内容有不断增加的空间和趋势。然而,由于学校教学时数有限,教学改革总的趋势却是不断压缩、减少教学时数,使得高等院校面临一个不容回避的问题:如何解决化学教学知识内容多、学时少的矛盾。
研究表明,国外无机化学课程内容体系呈现多样化趋势,各学校可自编教材 ,从而课程内容可以有其自身的特点和创新之处,内容与习题有较强的互补性,习题多半为内容的深化而不是像国内许多教材中仅仅作为例题的翻版。这种灵活、多元的处理方式对培养学生的兴趣和思考能力有帮助。
大学的学习、上课方式完全不同于高中,高中上一节课往往围绕某个知识点会反复评讲,而大学一节课的信息量非常大,知识博而广,不像高中的课讲得精而深。许多学生因第一学期不适应大学的学习,而连续几门课不及格。因此,给大学一年级的学生授课如果只顾自己上课,不掌握实际情况,不管学生能否听懂、能否消化,那么学生通常跟不上教师的思路,教学效果大打折扣。
在教学过程中,在每章讲授完后从本章所学的知识展开,讲解当前高等化学的讨论重点。可以介绍某一知识在无机化学上的应用,使学生了解不同学科之问的联系、交叉;也可以介绍某一重大科学发现的研究历程或者当前科学研究的前沿发展动向,目的在于开阔学生视野,培养学生人文素质,激发学生学习兴趣,增强学生创新意识,了解当代科学。
当前任何一项重大的工程技术活动都是众多的工程师合作的活动,技术人员之间密切的合作,多学科的研究,有系统、有计划、相互配合式的技术探索已成为今天技术领域的主要工作方式。因此一个成功的工程师必须具备与他人合作的素质,清楚明白地表达自己的意见,理解并尊重别人的意见。人文社会科学方面的课程有利于学生获得这种表达力和理解力。使工科专业的学生更多地了解人类、社会、经济、历史,有利于提高他们的职业道德,使他们充分意识到社会责任感和在决策中更好地考虑相关因素。实际上不同学科之间存在着连续的内在联系。随着人类认识能力的提高,科学技术发展与人文社会科学呈现出既高度分化又高度综合的趋势。所以人文社会科学知识正在成为工程教育的一个有机组成部分。
教材内容在坚持科学性、先进性、系统性的前提下,应该做到内容精练,注重基础,突出重点,分散难点,便于讲授,利于自学。根据目前学校理论课教学时数普遍压缩的情况,应该精选教材内容,减少与中学化学、基础化学、分析化学重复的内容。分析化学的重点内容,“缓冲溶液的计算”部分就应该简单介绍,不用深入以防止与分析化学重复。
四大化学反应、原子分子结构是工科无机化学的重要基础理论,也是教学的重点和难点。针对工科学生结构化学基础薄弱的情况,为避免教材中单纯罗列抽象概念的情况发生,在教学中注意采用深入浅出、通俗易懂的叙述方法,给出清晰明确的概念、简明易懂的实例,重在应用,使学生在反复应用中加深理解。
教材编写的安排许多地方不适合教学次序,只要紧扣教学大纲,围绕教学目标,根据学生具体情况,有些次序完全可以颠倒,甚至有些章节可以省略不讲。
配位化合物的是最重要的无机化合物之一,是无机化学的重要内容,而其中配合物的化学键理论更是教学的重点和难点。配合物即是四大基础化学反应,又涉及化学键的知识,在课堂讲授时,可以灵活掌握教学的先后顺序。
在讲解四大化学反应这一部分的时候,重点在计算。弱酸弱碱、沉淀、氧化还原反应和配合物这四大类计算,难点在于公式多,学生计算时分不清楚公式之间的区别。采用对比法进行计算和公式的推导,即寻找共同规律,又分辨出各自的特点,找出不同。还有如水解与电离、稳定常数与不稳定常数、屏蔽效应与钻穿效应、原子与分子等概念,可以列在一起,比较定义之间的区别。对比教学法不仅使学生易于理解,容易掌握,而且记忆时间长,不易混淆。
又例如,在讲解“配位化合物”一章,可以通过一个简单的实验,引入新课配合物。硝酸银溶液中加入盐酸,产生沉淀,再加过量的氨水,沉淀溶解。教师提出问题: 沉淀溶解后生成了什么物质,什么是配合物,配合物的组成, 如何命名, 如何解释配合物的化学键理论,其立体构型怎么确定等。随着问题的深入,学生的兴趣越来越浓,注意力更易集中,从而起到较好的效果。采用启发式教学方法,提出问题,让学生回答问题,可以锻炼思维能力。
小组式教学法在培养学生综合分析能力方面显得尤为重要,在教学中可以培养学生主动、合作、互助的学习方式。例如,教材中无机化学元素部分系统性不强,理论对学习元素化合物知识的指导作用差,不利于学生理解和掌握元素及化合物。教材只是简单罗列材料,讲起来平淡乏味,不易激发学生的学习兴趣。根据这一特点,可采用小组式教学法,把元素部分分成若干专题 ,布置分配各小组 ,让学生查资料、写讨论稿、并发表各人意见,教师再加以补充归纳和总结。通过这一教学法,学生学习主动性和自学能力进一步加强,积极学习的气氛容易传递给每个学生,课堂气氛非常活跃。
综上所述,近年来,根据一般高等院校无机化学课程的特点,结合个人的特色对无机化学课程在教学内容、实践过程、教学手段等方面进行了一系列的改革和改造,取得了明显的效果,但由于各种原因,目前还存在很多值得进一步改进之处,将在今后的工作中进一步地探析和改革。
[1]袁亚莉,周德凤.无机化学[M],第二版.武汉:华中科技大学出版社.2009
[2]曹锡章,宋天佑,王杏乔.无机化学[M],第三版.北京:高等教育出版社,1992
[3]杨宏孝,凌芝,颜秀茹.无机化学[M],第三版.北京:高等教育出版社,2001