无机化学教学中案例教学法的应用研究

●周 波，王 勇

(武警学院基础部，河北廊坊 065000)

(本栏责任编辑、校对 李献惠 刘彦超)

一、引言

随着新版人才培养方案的实施，教学方法、教学手段的改革在武警学院蓬勃开展，《无机化学》是消防工程、火灾勘查、核生化消防、消防指挥等专业必修的专业基础课，学生对无机化学知识的学习和运用效果将直接影响到后续专业课程的学习及未来消防工作实践的需求。如何提高学生学习效率、激发学生学习热情，实现学生自主学习也是广大教育工作者当前共同思考的问题。［1-3］

案例教学是指教师根据教学目标和教学任务的要求，运用广泛收集并精选的案例材料，使学生进入某种特定的事件情境之中，通过组织学生对事件的过程进行积极主动的探究活动，培养学生创造性地运用知识、分析、解决实际问题的能力和智慧，发展学生积极情感、态度与价值观的一种教学方法。［4］案例教学重点培养学生的批判反思意识、分析和解决实际问题的能力及团体合作能力，从而实现理论联系实际、学以致用的教学目的。

二、案例教学法在无机化学教学中的应用

(一)酸碱理论部分

灭火剂是消防工程系、指挥系学员今后工作中必须使用的工具，在灭火剂的发展历史中酸碱物质材料发挥了不可磨灭的作用。在讲授酸碱章节时，将酸碱物质作为灭火剂的应用引入课堂，如BC干粉(主要成分:NaHCO3、KHCO3);ABC干粉(主要成分:NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、(NH)3PO4);细水雾灭火剂(主要成分:H2O);易安龙灭火剂(主要成分:KNO3);烟烙尽灭火剂(主要成分:N2、Ar、CO2);EBM气溶胶灭火剂(主要成分:K2O、K2CO3)等，让学员分组讨论，根据酸碱质子理论判断灭火剂成分中哪些是酸，哪些是碱，哪些是两性物质，那些既不是酸也不是碱。然后教师根据各组讨论的结果进行讲评，指出酸碱质子理论判断酸碱的要点，也进一步指出这些物质在起到灭火作用时的酸碱作用原理。这样，既点明了该知识点在未来消防工作实践中的应用，也激发了学生学习酸碱知识的浓厚兴趣，同时教师也启发学生继续对酸碱灭火剂加强了解，发现问题，应用所学知识进行应用创新。此外，教师通过简要介绍干粉灭火剂的自由基灭火机理，也为后续《有机化学》课程相关知识点的学习埋下了伏笔。

通过学生讨论和教师辅导，将书本中枯燥的理论和鲜活的实际应用有机结合，既加强了对酸碱相关理论的学习、理解和应用，又提高了学习兴趣，在一定程度上大大促进了教学效果的提升。

(二)反应速率理论部分

速率理论是《无机化学》中化学反应原理之一，也是消防燃烧学等相关专业课程的基础，而质量作用定律是速率理论中的重要知识点，学生对质量作用定律这一知识点的理解程度，将会影响到速率理论乃至后续课程的学习。现实生活中每一起成功火灾的扑救都是速率理论的典型应用，也是一个个很好的教学案例。如:2010年7月16日，大连新港储油库一条直径900mm的原油储罐陆地输油管线发生爆炸，引发火灾，并造成附近部分输油管道、输油泵房、电力系统和储罐阀门损坏，由于储罐阀门无法及时关闭，导致大量原油泄漏顺地下管沟流淌，形成地面流淌火，火舌以极快的速度蔓延扩大，引燃旁边10万吨的103号原油罐，致使原油罐烧毁，部分原油流入附近海域。在指挥部科学的指导下，采用“灭、堵、防”的扑救方法，科学地把握好每一个细节:关闭储油罐阀门，切断泄漏源，用消防泡沫对着火管线进行压制灭火，坚决控制火灾蔓延;近距离用水对周边油罐进行冷却，防止油罐起火;调运沙土围挡流淌油火，防止污染海域和向附近罐体蔓延，采取临时交通管理措施，疏散事故现场及周边群众，确保灭火人员安全。参战官兵连续奋战15个小时，终于扑灭了这场大火。

通过集体讨论，在寻找问题答案过程中让学员发现燃烧速率方程是由质量作用定律和阿累尼乌斯方程推导得到的;灭火时，火灾现场氧气和可燃物浓度越低，燃烧反应速度越慢，这是质量作用定律中浓度项对反应速率的影响;火灾现场温度越低，燃烧反应速度越慢，这是温度对反应速率的影响;燃烧时，反应活化能越低，反应越剧烈，这是阿雷尼乌斯方程中活化能对反应速率的影响，因此根据燃烧反应时活化能的高低可预判反应的剧烈程度。也可以根据不同灭火剂反应的活化能高低来优化灭火剂的选择和使用。通过对案例的讨论学习，让学生领会书本知识与现实实践的联系，体会“学以致用，学为所用，学好大用”的学习效果，大大激发了学生的学习兴趣，增强了学生学习的主动性。

(三)卤素部分

氯气是很重要的工业原料，很多化学物质成分中均含有氯，如:饮用水消毒常用的消毒剂、某些药物、化学纤维或塑料等都需要氯做原料。多个领域多个场所都储存和使用氯气，如果存放或使用不当，就会造成氯气泄露，酿成事故。此外像卤素的氢化物和含氧化合物也都应用较为普遍。我们在讲解卤素章节时引入发生事故比较普遍的氯气泄露案例，组织学生尤其战士学员结合自身救援经历展开讨论，进而理解、掌握卤素的相关性质和实际应用，并结合成功处置案例教会学生获取类似事故的处置原则、预案制定、个体防护等多方面信息，对未来工作实践产生积极的促进作用。如:2004年4月15日，重庆市江北区天原化工厂，由于氯气冷凝罐破裂，盐水流入装有13吨液氯的气罐内，发生化学反应，引发爆炸并导致氯气泄露。事故共造成9人死亡，3人受伤，15万群众被疏散。根据这起事故，可以向学生提出以下问题，引出卤素知识的学习。1．氯气具有什么样的物理性质?抢险救援时应如何防护?2．盐水和石灰水分别与氯气发生了什么样的化学反应?3．如果在救援时，为达到降温目的，向氯气储罐喷水，这样做可以吗?4．化工厂为什么储存氯气，它有什么应用?5．这起事故对你有什么启示?如果工作后在你的辖区里出现了类似事故，你将如何处理?

依据案例，根据教师所提出的问题，将氯气的性质一一展开，让学生自觉地去探究卤素的相关性质，在解决问题的过程中，将氯气的相关性质及应用了然于胸，激发其学习兴趣，建立起理论与应用的桥梁。

三、应用案例教学法应注意的问题

案例教学法将知识的抽象化、理论化与实际应用相联系，架起理论与应用的桥梁，激发学生的学习兴趣，培养学生理论联系实际、自主学习、应用创新的能力。在心理学层面上，案例教学法可以形成良好的课堂心理氛围，发挥师生的个人主体作用:鞭策教师在教学中发挥主导作用，最大限度地引导学生参与教学过程;鞭策学生在教学中发挥主体作用，积极参与、进取创新，成为教学中最活跃、最积极的因素。［5］但案例教学法能否取得良好效果，与学生是否参与、参与多少密切相关。因此，在案例教学法实施过程中应注意以下几个问题:

首先，教师在选取教学案例时，应选取具有代表性、知识点运用突出的案例进行教学，掌握问题的难度。同时，为了让学生能够积极、主动地参与课堂，教师需布置学生课下查找与案例相关的材料;在组织学生讨论时，允许学生有不同的见解，各抒己见，集思广益，教师应能控制学生的讨论紧紧围绕将要学习的知识点展开，避免跑题现象。

其次，由于大学是以基础理论、基础技能的学习和掌握为主的阶段，学生的知识储备不够丰富，技能还不完善。所以，无机化学教学过程中还应以知识传授、技能的培养为主，适当的辅以案例，案例教学的学时应控制在10%至15%，最多不超过20%［6］，在这期间，案例更主要的是起到激发兴趣、引导方向、加深理解和记忆的作用。

最后，针对无机化学内容多、课时少、学生基础不同这一客观特点，在教学过程中应多种教学方法相结合，以“授课为主，其他方法为辅”的原则进行课堂教学，促进学生对知识的掌握。有些案例的获取可以让学生通过课下多种渠道获得，还可以锻炼学生收集资料、选取资料、剖析资料的综合能力。

四、结束语

多年的教学实践表明，通过案例教学法极大地提高了学员的学习兴趣，增强了学员之间以及与教师之间的沟通和交流，活跃了课堂氛围，体现了学员的主体性，让学员成为课堂的“真正主人”，同时，它也对教师和学生在教学的组织与调控等多个方面提出了更高的要求。所以教学过程中案例教学要与传统教学模式相互融合，取长补短，相得益彰。同时教学中还应注重多种教学方法的联合运用，增加学生分析问题、解决问题的能力，这样才能取得更好的教学效果。

［1］丁兴华．提高无机化学课堂效率的思考［J］．教学与管理，2002，(8):71-72．

［2］寇军．无机化学教学方法与培养创新人才之我见［J］．中国科技信息，2005，(3):140-141．

［3］邹长英，徐变珍．无机化学课堂教学中高效率教学行为的探讨［J］．山西职工医学院学报，2012，22(4):71-72．

［4］郭德红．案例教学:历史、本质和发展趋势［J］．高等理科教育，2008，(1):22-24．

［5］袁书卷．案例教学实施的心理条件研究［J］．教学与管理，2006，(8):60-61．

［6］朱文．案例教学方法研究［J］．西南民族大学学报:社科版，2003，(10):39-41．