无机化学教学中的创新教育研究_陈建芳.pdf.doc

134广州化工2011 年 39 卷第 24 期无机化学教学中的创新教育研究*陈建芳，方正军，黄赛金( 湖南工程学院化学化工学院，湖南湘潭411104)摘 要: 创新教育是高校教学改革的核心，在无机化学教学实践中如何培养学生的创新能力已成为无机化学教改的最现实的 核心课题。本文在教学内容、教学方式、教学手段、实验教学模式等方面，就创新教育改革，介绍了一些无机化学教学中的实践和方 法，旨在呼吁当今高等教育创新能力与创新人才培养。关键词: 无机化学; 教学; 创新教育Study on Innovative Education of Inorganic Chemistry Education*CHEN Jian fang，FANG Zheng jun，HUANG Sai jin( Department of Chemistry and Chemical Engineering，Hunan Institute of Engineering，Hunan Xiangtan 411104，China)Abstract: Innovative education was the core of higher education reform How to cultivate studentsability of innova-tion in Inorganic Chemistry teaching became the most realistic core issue Based on the teaching content，teaching meth-ods，teaching tools，and experimental teaching mode，some practices and methods in inorganic chemistry teaching regard-ing innovative education reform were introduced to call for innovative ability and personnel training in current higher edu-cationKey words: Inorganic Chemistry; teaching; education innovation创新是民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的动力，是现代知 识经济信息化社会对人才的基本要求，也是高等教育的根本任 务。当今高等院校面临的艰巨任务是如何开展创新教育、如何 培养出具有创新能力的现代人才。课堂教学是高校开展创新教 育的主要途径。通过教学实践培养具有创新能力和竞争能力的 优秀学生是衡量高等学校教学质量的分水岭，也是每个高等学 校教师所面临的机遇与挑战1。无机化学是化学及相关专业学生进入大学的第一门主干专 业基础课程。它对教学计划的顺利实施及人才培养目标的实现 起着承上启下的作用，是贯穿于相关专业必修课程环节中重要 的第一关。无机化学的开设在于使学生掌握无机化学领域中 的基础理论、基本知识及实验基本操作方法，同时更重要的是传 授学生获取知识的方法和思想，培养学生的创新意识和科学品 质，使学生具备潜在的发展能力和基础。它不仅为学生学习后 继课程打下必要的自然科学基础，而且对培养学生的科学素质， 科学思维方法和创新能力有着至关重要的启蒙作用。特别是对 学生从高中的应试教育向大学的素质教育转化具有特殊作用。当前的无机化学课程面临的突出问题是: 课时少，内容多; 课程体系和教学方法跟不上现代教学需求，只注重阶段性教育 而忽视为终生教育打基础; 只注意知识的传授而忽视创新精神 的培养。传统的无机化学教学内容及教学方法已明显不能满足 现代科技水平高速发展对高素质人才的需求。因此，对化工及 相关类专业学生而言，实施无机化学教学中的创新教育意义重 大，势在必行2。在多年教学改革研究基础上3 7，我们从无机化学课堂教 学入手，在教学内容、教学方式、教学手段、实验教学模式等方面 进行了创新教育实践，以激发学生创新意识，发展学生创新思 维，培养学生在大学的初级阶段，即开始建立自我获取知识、更 新知识的能力，并初步具备科研创新能力。我们的创新教育实 践具体包括以下四个方面:1 优化教学内容，突出创新教育内容针对无机化学课时精减的现状，结合四大化学整体内容，将 现行传统的无机化学内容加以整合、重组、优化。删去与中学及 后继相关课程重复的内容，如将电解质溶液中与中学重复部分 内容删去，其余与分析化学四大滴定合并。把有机化学中的部 分结构理论合并至无机化学结构理论中。而水的相图、稀溶液 的依数性、化学动力学等，受数理知识及学时限制，讲解深度不 够，且在后续课程物理化学中又有较系统、详细的讲解，因而我 们略去不讲。对于热力学部分，因为在物理化学中将系统学习， 故只根据无机化学课程的需要介绍一下熵、焓、自由能的物理意 义及简单计算、应用，使学生易学会用即可。从而避免同层次、 低水平的重复，大大精简了教学学时，强化了知识的整体性和连 贯性。同时，在充分保证基础知识讲解的基础上，为使无机化学 能适应各种不同专业的需要，将教学内容重组分为“基础理论”、 “基本知识”、“应用能力”三大模块。“基础理论”主要包括难度 大、理论性强的物质结构、热化学等内容。“基本知识”主要包括* 基金项目: 湖南省精品课程建设资助项目( 湘教通2009252 号，第 69 项) ; 湖南省教学改革研究项目( 湘教通2009321 号第 293 项，湘教通2010 243 号第 326 项) ; 湖南省教育科学规划重点课题( XJK08AGD012) ; 湖南工程学院校级教育科学规划课题资助项目( 2008)。 通讯作者: 陈建芳( 1965 ) ，女，教授，博士。研究方向: 化学、化工科研与教学。2011 年 39 卷第 24 期广州化工135学生容易看懂，但记忆量较大的元素化学部分。“应用能力”主 要包括一些与学生专业联系密切的专题讨论和综合已学知识的 设计性实验。教学中注重在讲授化学反应的基本原理及物质结 构时，紧密联系元素及其化合物的基本知识; 在讲授元素及其化 合物的基本知识时则要以基本原理及物质结构为线索。即以理 论为主线，尤其以物质结构理论为主线，以化学反应的基本原理 为依托，把元素及其化合物的基本知识串起来，使学生透过化学 事实认识物质的本质属性，深化对物质的组成、结构及其性质的 辨证关系的认识。在有限的学时内，适当引入化学科学家重要 发现的介绍及无机化学学科发展前沿相关内容，活跃学生思维， 开拓学生眼界，例如，在化学热力学中介绍现代新能源的开发和 有效利用，在物质结构中介绍光、电、磁功能材料的发展，等等。 以此引导学生树立创新理念，激发学生的创新热情，从而突出创 新教育内容。2 以分步式教学方式营造创新教育氛围，激发 学生创新意识优选内容是“创新”的先导: 优化方法是“创新”的主体，依据 各模块内容的特点，我们分别采用“激、引、跟”三步式分步教学 方法，强化学生学习的主体地位，营造创新教育氛围，激发学生 创新意识。基础理论是学习化学规律和化学知识的必要基础，是保证 学生化学基本素质所必须的，因而我们针对一年级新生，还没有 摆脱中学对教师的依赖的特点，以少而精的原则，对这部分内容 进行必要的讲授，以强化基础理论的学习。“热爱是最好的老 师”，在这部分内容的学习中，我们采用“激”的方法，以多种教学 手段，即通过模型教学、多媒体教学、演示趣味实验及科学家成 才的故事等方式，向学生展示丰富多彩的化学世界，充分激发学 生对化学知识的学习兴趣和探索化学世界奥秘的动力，营造创延伸发展的“接口”，引导学生向窗外看一看精彩的化学世界，以 开阔学生的眼界，启迪学生的思维，进一步激发学生的学习兴 趣，并初步引导学生适应从中学的“被动”到大学的“主动”学习 的角色变换，而且学生通过自选实验初步体验科学研究的艰辛 与快乐，激发学生创新意识。对“应用部分”的学习，教师根据学时和学生所学专业等情 况灵活掌握，不作统一要求，主要采用“跟”的开放式教学。即学 生根据专业需要和兴趣所在，以选学、讨论及自查文献，自行设 计实验的方式进行，充分提高学生动手能力和创新意识，同时也 使学生在实际中充分体验所学理论知识的重要，并初步将化学 基础知识与自己的专业进行磨合，体会化学与自己的专业之间 直接或间接的联系，如由废铁屑制备铁盐系列实验、用保险粉还 原法从废定影液中回收银等综合性制备实验，既需要学生综合 运用已学化学知识，又使学生初步体会已学知识在专业中的应 用和环保意识的重要，同时，通过实验中大量的文献查阅、方案 设计和综合分析，学生已初步具备自主学习能力，为后续专业课 程学习做好了充分的准备。通过这阶段的学习，提高了学生适 应终生学习而自主获取知识的能力和创新意识。3 运用现代教学手段，提高创新教育效果在传统课堂教学中，引入具有形象生动、图文并茂、课堂信 息量大等特点的多媒体课件教学，使某些枯燥、晦涩的教学内容 变得直观、形象而生动，使学生大脑中的理论思维区与形象思维 区交替使用，相互协调，如在讲授和元素相关的化学矿物时，若 只是抽象地介绍其俗名和化学名称，学生只能死记硬背。而在 教学采用多媒体课件，在元素概述部分，通过扫描将无机天然晶 体的图片编入课件中，标记上俗名和化学名称，使学生对枯燥的 俗名和化学名称增加一种实物感觉。在课件中，图形、图片和三 维立体教学模具的应用，起到了传统教学无法达到的视觉效果，新教育氛围，使学生积极主动地掌握扎实的专业基础知识。例使学生对分解结构和整体图形一目了然，有利于学生对讲授内如，有关原子结构内容的学习，一开始就是核外电子运动状态的容的理解和掌握。在使用多媒体课件教学的同时，我们还配合描述。由于电子具波粒二象性，原子世界看不见、摸不着，历届网络课程教学和辅导，为学生提供丰富的课外学习资料和平台，学生都感觉抽象难懂，因而学习兴趣不大。针对这种情况，我们这样既有利提高学生学习效果又有利于开创学生的创新思维能在讲授这部分内容时，首先以多媒体教学方式向学生展示放大力和提高创新教育效果。后的“原子世界”和电子的踪影，将神奇的物质微观世界直观地4 采用“三阶段、两结合”实验教学，初步培养展现在学生的眼前，变抽象为直观，化深奥为简单，既加深了学学生科研创新能力生对这部分内容的理解，使学生对抽象的问题有了具体的认识，又开阔了学生的眼界，使学生对探索神奇的物质世界产生浓厚化学是以实验为基础的学科，为培养学生良好的专业素质的兴趣。和实验动手、创新能力，无机化学实验采用“三阶段、两结合”式在学生对化学知识有了浓厚兴趣，并初步适应大学学习特教学模式。“三阶段”分“培训”阶段，即在理论课之前，开设一周点的基础上，对“基本知识”的学习，我们主要采用“引”的方式，基本操作实验周，其内容包括基本操作，常用仪器设备的使用和以教师引导为辅、学生自学为主。在课前编写教学提纲，提出一基本实验方法的培训，以强化学生的基本实验技能，同时也便于些具定难度和关键性的问题，要求学生带着问题看书并做好了解学生存在的基本问题，以有针对性地对后续理论与实验课预习，课时学生根据自学体会，对相关问题展开讨论并可自选实程的教学; “练习”阶段，即在理论课学习的同时，通过教师适当验加以验证，最后教师只需在此基础上提纲挈领地加以总结、归引导，学生结合教学内容，自行选作实验，如高锰酸钾的氧化性纳并理顺其变化规律。例如，在学习 HNO3 的氧化性时，我们首质等实验，以提高学生实验的参与性、积极性及动手能力; “提先在预习提纲中要求学生判断浓、稀 HNO3 与各种金属反应的高”阶段，即在理论课学完之后，在认真做好传统实验基础上，再产物，并解释为什么浓 HNO3 比稀 HNO3 氧化性强而本身被还原开设一周综合设计实验周。由教师结合自己的科研方向布置课的程度反而较小? 为什么同族中的 H3 PO4 不表现氧化性? 让学题，如“铬黄颜料的制备”、“印刷电路腐蚀液回收”、“二氧化硅生结合已学知识在课前去思索、寻求答案，在课时展开讨论、然纳米粒子的制备”等，学生自查资料，自行设计方案，独立操作完后再由教师给以适当的启迪、指导。这样，不仅增加了学生学习成实验，并以科技小论文的形式取代传统的实验报告。以使学化学的兴趣，而且教给学生思考问题的方法和解决问题的着眼生在一开始即接触研究性实验和较高档次的仪器设备，开始领点，有利学生自主学习能力的培养。在基本知识学习的同时，我略初级科研工作的精髓，为未来从事产品开发和科研工作创造们适当渗入当今学科前沿领域或重大发现或教师本人的科研课了良好的条件。此外在有限的学时内，为满足学生的专业学习题，为这些新领域、新发展、新课题提供展示其风貌的“窗口”及( 下转第 143 页)2011 年 39 卷第 24 期广州化工143有不同之处。如果过于偏重基础英语教学，脱离本专业的实际， 仅采用一些浅显的科普文章，难以提高学生阅读本专业英语文 献的能力; 如果大量采用一些深奥的、专业性极强的、涉及面窄 的文章，学生接受起来也比较困难，让学生望而生畏，失去学习 的兴趣。2 采取措施2 1 明确目标，强调重要性在课程开始时给学生讲明专业英语的重要性，明确该课程 学习的目标，同时不断激发学生学习该课程的兴趣与激情。注 重强调专业英语的实用性，强化应用性，在上课的同时，留给学 生充分的时间进行学习，分析，比较相似文章的语言结构，语法 特点，文体特色。同时不断提醒学生课下获取本专业国际国内 最新研究动态，经常阅读英文原版资料，不断其专业知识的拓 展。其次，增加学生接近矿物加工行业的真实情况，比如公司或 企业里从国外进口的工艺，仪器和设备等使用方法、操作指南 等，增加感性认识，提高学习专业英语的动力和热情。2 2精心组织教学内容在教学中，教材和参考资料选择是非常重要的，内容选的合 适，则事倍功半，若内容缺乏合理性，学习效果往往比较差。要 在短短的 56 个学时中使学生的专业英语水平有较大程度的提 高，精心组织教学内容是十分必要的。首先，开始几个学时可以 选择内容不是很深，但涉及的面较广，出现的专业术语较常用的 教材，重点在单词和语法的讲解在学生学习掌握了一定的词汇 和语法之后，直接进入几个化学前沿知识的专题学习，如纳米材 料 绿色化学 新能源 高分子材料等专题的综述文献及一些专利 阅读 讲解 结合专业英语和化学基础课程的内容进行英汉、汉英 翻译、写作等环节以提高学生读写水平。2 3教学方法灵活多样，加强自学能力培养首先，在教学上要循序渐进，由浅入深，层层深入。教学过 程中耐心细致，营造良好的交流氛围，克服学生对专业英语畏难 的情绪，课堂进度适中，在讲解专业知识的同时，与句子，段落，文章的结构结合起来，消除学生对专业英语的学习相当抵触。 接下来，以学生自学为主，并让他们自己讲解，教师对复杂句子、 段落，章节进行分析和整体点评。同时注意安排学生课后自己 查阅文献资料，自己做课件，然后让他们分组讲解，教师点评以 及扩充相关知识。以目前学科的热点为主线，增加学生兴趣 注 重写作环节，让学生练习综述类的英文摘要翻译成中文摘要，然 后练习把中文摘要准确翻译成英文，之后与他们分析论文的结 构，慢慢让他们结合自己做的综合性实验模仿写一些科技论文。2 4采用现代化的教学手段随着科技的日新月异，现代化的教学手段是取得良好教学 效果重要方式之一。在教学中我们尝试采取了各种现代化的教 学手段来吸引学生的注意力 考虑到英语教学在训练学生听 说 能力方面的要求，以及矿物加工工艺流程易用图形动画形象表 示的特点，采用现代化的教学手段，如录像、PPT、模拟等手段，教 学效果显著提高，同时充分利用临沧师范高等专科学校的 CNKI 为矿物加工专业英语教学服务。同时把优秀的中英文化工网站 给学生，并教会他们学会利用网络资源，搜索专业论文，了解本 学科的发展动态 这有助于开阔学生视野，扩大知识面，加深对世 界化工发展状况的了解，提高学生学习化学专业英语的兴趣。3结语兴趣才是学习最大的动力 我们在教学过程中要努力调动学 生的学习兴趣，不断改进教学方法，使学生积极主动地参与到教 学过程中，并在课后不断总结、练习，使学生对获得的知识融会 贯通。参考文献1 靳林，肖春宏，赵丽霞，等 矿物加工工程专科人才培养及学科建设 研究J 广东化工，2011，38( 11) : 1712 黄晓东，于芳 工科应用化学专业英语教学改革与创新J 华东交 通大学学报，2005，22( 12) : 320 3233高恩丽，仲伟佳 化