熊克才,盖艳丽
(江苏师范大学,江苏徐州 221116)
无机化学是化学的一个重要分支,作为化学的二级学科之一,其研究的是除碳氢化合物及其衍生物以外的所有单质和化合物的组成、结构、性能以及它们之间的相互转化规律[1-3]。无机化学历史悠久,在理论与应用等方面取得了重要进展。进入21世纪,无机化学通过与其他科学的交叉,在配位化学、原子簇化学、超分子化学、金属有机化学、生命无机化学等诸多领域取得了重大突破。我校化学师范专业本科生一般从大一开始学习化学学科的四大基础课程(包括《无机化学》),然后在大三的时候开始选修《高等无机化学》课程。《高等无机化学》是一门重要的专业选修课程,总共36个课时,该课程可增强学生无机化学理论基础,并在此基础上引导学生讨论无机化学的重要课题,了解无机化学的发展方向与研究前沿,培养学生分析解决问题的能力,为从事无机化学相关研究打下坚实的基础[4-6]。由于无机化学领域宽广且发展迅速,教材并不能全面展示无机化学的所有领域及其最新研究进展。因此,我们需要在参考教材的基础上围绕无机化学的几个主要研究领域,通过研讨式教学法加强师生互动,以提高课程的教学质量,培养学生的综合能力,贴近无机化学学科发展的前沿领域知识。研讨式教学是一种互动式教学,包括教师和学生之间的互动以及学生和学生之间的互动[7-10]。教师在充分理解无机化学的基础上,精心准备研讨的主题与时间;在学生进行资料收集与整理后分组进行讨论;教师加以引导与总结,最终实现理论知识的提升和无机化学前沿领域知识的拓展。
研讨式教学首要的一点就是要精心确定研讨的题目;合适的题目可以激发学生学习的兴趣和积极性。兴趣是最好的导师,选择学生感兴趣的题目,可以事半功倍。同时,研讨的题目要与无机化学的知识点相契合,要与无机化学的研究领域相吻合,要贴近无机化学的最新研究成果。《高等无机化学》是在学生初步掌握无机化学基础知识后选修的专业课程,其内容较多,包括群论与分子对称性,晶体与点阵,无机化合物的制备、表征及性能,金属有机化学,生物无机化学,配位化学,超分子化学,金属簇化学等[4-6]。在学习群论和晶体结构相关知识后,在课堂讲解的基础上,通过学生的筛选,初步确定“X-射线与晶体结构”“金属有机化学的研究进展”“生物无机化学的研究进展”“金属有机框架与多孔配位聚合物”“超分子化学与分子机器”“金属簇化学的研究进展”6个题目作为研讨的主题。
在与学生沟通并确定好研讨的题目之后,教师和学生需要对研讨的内容有所准备。作为研讨的主导者,教师需要以生为本,认真备课,吃透相关知识点,讲透相关章节,做好教学设计,规划好教学内容,整理好必要的学术背景材料,让随后的讨论具有坚实的理论基础和依据。然后,教师需要用较短的时间对讨论的题目进行一个简要的阐述,在与学生沟通的基础上对参与讨论的学生素材方向进行初步的方向性、关键性规划,以避免研讨时内容的简单重复及思考不深刻。参与研讨的学生则在理解无机化学学科的知识体系、基本思想与方法、基本知识与基本原理的基础上,积极主动地选择自己感兴趣的话题,在充分利用网络搜索、图书馆资料、知网数据库、SCI论文的基础上,收集并整理相关研讨题目的素材,提炼出自己的观点,并有逻辑地整理出自己在研讨中的发言。譬如,“金属有机框架与多孔配位聚合物”的研讨会,教师可以将其分为O. M. Yaghi与金属有机框架、S. Kitagawa与多孔配位聚合物、 国外金属有机框架与多孔配位聚合物研究进展、国内金属有机框架与多孔配位聚合物研究现状、金属有机框架与多孔配位聚合物的研究展望等五个大的研讨分题目,提供代表性研究者名单,让学生有目的地查找、整理相关素材,为研讨会做好充分准备。而“超分子化学与分子机器”的研讨会,教师可以让学生从1987年诺贝尔化学奖(超分子化学)、2016年诺贝尔化学奖(分子机器)、弱相互作用与自组装、超分子化学与分子机器的研究展望四个研讨方向分题目查找、整理相关素材,为自己在研讨会上的发言做好准备。
研讨式教学需要分组讨论;合理地分配研讨参与者组成不同的研讨小组,有利于研讨会的开展以及研讨目的的达成。教师需要在前面章节教学的基础上,通过与学生的交流,尽量了解每名学生的具体情况,包括他们的学习经历、生活经历、学习状态、理论基础、个人表达欲望与能力等,尽量避免小组的同质化,从而实现每个小组融洽的研讨氛围和有深度的研讨过程。要充分和学生沟通,在避免同质化分组的基础上尽量尊重学生的分组意见,实现科学合理地分配研讨人员,组建和谐的研讨小组。在每次研讨会之前,学生选择自己感兴趣的研讨分题目,分工合作,精心准备,共同思考,携手共进;从而节约时间,提高效率,通过思维的碰撞得出创新性的观点,提高学习的效率和效果。
在上述准备工作完成之后,我们就迎来了正式的课堂研讨;这也是研讨式教学的最重要一环。在课堂研讨中,教师要做好组织工作,起到主导作用,维护好课堂秩序和研讨进程,尽量避免无序、低效的课堂研讨。在课堂研讨开始之前,教师需要为研讨人员详细说明研讨的题目、流程、目标、细微规则,让学生围绕研讨主题有规则、有理有据地发言与对话。在课堂研讨中,教师要尽量了解每个研讨小组的进程,认真倾听研讨人员的发言,安排人员记录研讨人员的主要观点,为总结、课后反思以及课程检查留下现场资料。在研讨过程中,在学生不敢表达自己观点的时候,要多加鼓励、引导,让学生勇敢、积极地发言;在学生研讨过于激烈的时候,教师要适度干预,及时疏解,告诫学生有理不在声高,发言要有理有节,要学会换位思考和虚心接受他人意见与建议。同时,教师可以在合适的时候加入研讨,适时地对研讨内容进行一定的总结与评估,在研讨陷入僵局时要适当地提供思路与启发,让课堂研讨顺利完成。譬如,在“金属有机框架与多孔配位聚合物”的研讨会上,讨论金属有机框架与多孔配位聚合物它们之间有何区别?金属有机框架与多孔配位聚合物的应用前景在哪里?金属有机框架与多孔配位聚合物的发展方向去往何方?而在“超分子化学与分子机器”的研讨会上,讨论超分子化学如何一步步地走向分子机器?分子机器下一步如何发展?以无机化合物为起点是否可以发展出生命体?通过课堂研讨,让学生能主动参加小组讨论、学习活动,组建学习共同体,获得小组互助和合作共享的学习体验,运用批判性思维方法及时进行反思,不断提高学生的学习能力、表达能力和团队合作能力[11-13]。
在学生发言结束后,教师要对研讨的过程和结果进行评价与总结。对于表现优异的学生,要进行一定的表扬和考核加分;对于有明显进步的学生,要进行鼓励和引导,使其下一次取得更大的进步;对于表现不尽如人意的学生,要进行单独的私下谈话,查找原因,提出改进措施。同时,教师还需要对学生的发言进行总结归纳,对一些没有讲到的内容进行补充,对一些观点进行升华,激发学生对无机化学学习的兴趣,提高学生的知识基础和科学素养,引导和帮助有科研潜力的学生走上科学研究的道路。
研讨式教学法可以让教师和学生深刻理解无机化学的知识点,通过口头讨论和思维碰撞,巩固无机化学的理论知识并了解无机化学的研究前沿;研究无机化学的发展历程并深入讨论无机化学的研究热点和存在问题,探讨无机化学科学前沿的发展状况与发展方向[14]。通过研讨式教学,教师可以引导学生充分地思考、发现问题并解决问题,从而培养学生主动探究、理性分析问题及反思的能力;学生亦可以通过参加小组研讨活动,培养自己的沟通、合作技能。通过研讨式教学,教师还可以了解学生的理性思考和逻辑推理过程,在学生搜集、整理、思考、讲述、总结的基础上判断学生的学习能力、表达能力、学术水平和学术兴趣,从而可以有的放矢地给学生在毕业论文、考研学校与专业选择等方面提供恰当的意见和建议。
在课堂研讨结束后,学生需要对课堂研讨的内容进行整理,反思研讨的准备材料是否充分,发言是否达到了预期效果,讨论是否达到了目标,并将上述形成文字材料,作为课程考核的重要依据和课程评估的重要材料。教师则需要对研讨教学的整个过程和结果进行评估与反思。教师需要思考确定的六个研讨题目是否有问题以及是否需要改进;思考研讨小组的分组是否合理以及下一次的改进空间;回顾研讨的流程是否合适,最终的点评、总结与升华是否点睛;思考此次课堂研讨是否激发了学生的深度思考与思维碰撞,是否达到了预期的教学效果。同时,教师在课后还需要积极地与学生进行沟通,收集学生的反馈意见和建议,通过教师和学生之间的双向正反馈,改进研讨式教学的过程,进一步提高研讨式教学的教学质量。
《高等无机化学》作为一门专业选修课程,由于其涉及的无机化学知识较为深奥,涉及的无机化学研究前沿日新月异,对授课的教师和听课的学生都提出了较高的要求。为了适应上述情况并保质保量完成教学任务,在《高等无机化学》课程中引入研讨式教学法很有必要。教师要选择与无机化学的知识点相契合的、与无机化学的研究领域相吻合的、贴近无机化学的最新研究成果的研讨主题,在学生进行充分的材料收集、整理和发言预备的基础上,合理地调配研讨小组的成员,在合适的流程下进行课堂研讨。通过课堂研讨,调动学生学习的积极性和兴趣,夯实学生的无机化学专业素养,提高学生的表达能力和合作精神,拓展学生的视野,培养学生的科学思维,激发学生的科研兴趣,为学生的毕业论文和科研道路指明方向。