李 莉,鮑 霞,胡 云
(淮南師范學院 化學與化工系,安徽 淮南 232001)
無機化學和分析化學都是當前化學類專業(yè)課程體系中重要的專業(yè)基礎課.無機化學的學習既是對高中化學知識的提高,又為后續(xù)的化學專業(yè)課程準備必須的知識基礎,所以一定放在大學一年級講授,起著承前啟后的重要作用;而分析化學的內(nèi)容與無機化學密不可分,四大滴定完全建立在四大平衡的基礎之上.對于我們目前正在從師范類高校向應用型高校轉型的形勢下,為了學生以后就業(yè)和繼續(xù)深造的需要,專業(yè)方向課的學時有所增加,課程種類大大增多,而相對的專業(yè)基礎課的學時相對的縮減,所以將兩門重復性較多的專業(yè)基礎課無機化學和分析化學合二為一勢在必行.我校從2009年開始制定了新一輪的本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案,在新的人才培養(yǎng)方案中將無機化學與分析化學合二為一,定學科名為《無機化學與化學分析》,即講授原來的無機化學與分析化學中的化學分析部分.實驗也相應的合二為一,定學科名為《大學化學實驗》.
無機化學與化學分析的部分教學內(nèi)容存在著密切的內(nèi)在聯(lián)系,目前專業(yè)教學計劃不能給這兩部分教學內(nèi)容分配太多的學時,分別設課的方案在實踐上面臨困難.雖然分析化學近年來發(fā)展較快,但這主要是儀器分析部分.而本課程合并本身只涉及滴定分析,即化學分析部分.它在分析化學中地位的下降卻是個不爭的現(xiàn)實.目前滴定分析的學術論文在分析化學論文總數(shù)中所占的比率已低于3%.我國許多老一輩的知名化學家和化學教育工作者提出要將無機化學與分析化學中的化學分析部分合二為一,并且做了大量的工作.其中最著名的應該是西北大學化學系的史啟禎教授,由他主編的《無機化學與化學分析》一書早在1998年5月由高等教育出版社出版.此書的匯編理念是“分析與無機有機結合的;少而精的;面向21世紀的”,所以此書非常精煉而重點突出.但對于我們這樣的一般本科高校來說,畢竟學生的入學成績與重點高校還有差距,此門課程放在大一講授,學生接受起來比較吃力.所以結合我校實際,筆者認為基礎課程還是要讓學生扎實的掌握,所以當時制定的是147學時,即第一學期一周5學時,第二學期一周4學時.選用的教材是吉林大學宋天佑教授主編的《無機化學》(第二版),華中師范大學等校編的《分析化學》(第三版).選用的教材比較權威,內(nèi)容比較詳細,講授的時候將這幾本書合并起來.受課時限制,講授不到的地方學生可以自學.這樣知識結構體系相對比較完整,既有利于大一新生的學習,也利于學生今后的考研深造.
表1 改革后教學內(nèi)容與學時分布
現(xiàn)代大學化學教學提倡“科學(Science)”、“技術(Technology)”、“社會(Society)”的“STS”教育理念,進入21世紀的大學化學教學理應以此模式為導向,提倡“現(xiàn)代學習觀”.
(1)貫穿啟發(fā)式教學,體現(xiàn)教師的主導作用.啟發(fā)互動式教學占領大學課堂是勢在必行的,作為化學類專業(yè)重要的基礎課程,學生應該形成理解與記憶相結合、能在不同情境中靈活運用的知識結構.很多老師認為只有上“小課”才能很好的跟學生互動,而對于《無機化學與化學分析》這樣基本上都是一百多人的“大課”無法實現(xiàn)啟發(fā)、互動,只能單一地由老師傳授.我認為啟發(fā)互動并不在于人多人少,而是教師一定要善于把握知識的內(nèi)在聯(lián)系與銜接,巧設問題情境,問題要突出“精”,且循循善誘,活躍學生的思維.例如我非常重視上緒論課,每次都要用兩個學時,介紹化學這門學科發(fā)展的歷史、現(xiàn)在和未來,并聯(lián)系生活實際和個人的科研實踐來激發(fā)學生的學習興趣.上課的時候要求學生把計算器隨身帶著,對我當堂講解的例題或練習要求學生及時的報出答案,盡量使學生的思維跟隨我的教學內(nèi)容轉動.
(2)突出學生的主體地位,提高學生的學習能力.檢驗教學效果的最直接標準應該是學生的“學”.例如根據(jù)我多年的教學觀察我們學校大一的學生很少能完整的背出元素周期表的.我給他們布置的第一個任務就是準確的背出元素周期表(包括橫著背和豎著被).只有把元素周期表背熟了,才能真正體會元素之間的內(nèi)在聯(lián)系.在背元素周期表的同時,我讓學生按學號順序每人查一種元素的性質,并做成PPT,作為平時作業(yè)的一部分上交,從中挑取做的比較好的同學在課堂上展示.剛從高中過來的同學太多數(shù)對PPT都不是很熟悉,這樣既讓同學們熟悉的元素的性質,有鍛煉了他們的課件制作能力,同學們參與的積極性都很高,取得了比較好的教學效果.
(3)網(wǎng)絡輔助教學模式的建立.我系的《無機化學與化學分析》于2008年已被學校批準為校級精品課程.目前有關該課程的信息已經(jīng)全程上網(wǎng),其中包括課程簡介、主講教師信息、教學隊伍、教學資源(教學大綱、電子教案、PPT課件、授課錄像、習題解答、試卷分析、實驗演示錄像等),還包括很多相關的鏈接.網(wǎng)絡教育資源非常豐富.下一步我們準備增加的網(wǎng)絡內(nèi)容是根據(jù)我們教改以后的課程內(nèi)容分章節(jié)編寫適合我們學校學生實際情況的普通習題集和為考研學生準備的提高的習題集,供學生選用.還有是讓學生更多的參與進去,比如上面所提到的學生自己做的課件,我們準備挑取一部分比較優(yōu)秀的掛在精品課程網(wǎng)上,作為資源共享.
大學化學實驗課程由原來的《無機化學實驗》與《分析化學實驗》合并而來.合并之后,學時有所削減,所以實驗項目進行了精簡,確保“少而精”.針對我系的實際情況,課題組組織骨干教師精心編寫了《大學化學實驗講義》.該講義對于每個知識點包含的實驗都經(jīng)過仔細篩選.改革后的實驗項目主要包括基礎型、驗證型、綜合設計型實驗,并且增加了開放型實驗和學生科研項目.講義于2010級學生投入使用,后經(jīng)幾次修改又在2011級學生中投入使用,師生反映較好.實驗教學的目的是培養(yǎng)學生的科研能力、環(huán)保意識和團隊精神.改革后的實驗項目和學時分配情況見表2,每年根據(jù)具體情況進行取舍.
實驗教學改革對相應的師資隊伍提出了很高的要求:要求教師除了熟悉基礎型、驗證型實驗內(nèi)容之外,必須適應綜合型、研究型、開放型實驗的內(nèi)容.所以要求教師必須有科學研究的經(jīng)歷、熟練的實驗技能和廣博的專業(yè)基礎知識.自2009年以來,從事大學化學實驗教學工作的教師中博士3人,高級職稱7人,50歲以下碩博比100%.全部為從事教學和科研第一線的教師.大家集體備課,新開實驗、新教師上課必須對實驗進行預做,且有記錄.
通過對實驗教師師資隊伍的改革,理論課教師必須承擔實驗課教學任務,專、兼相結合的教師隊伍基本上滿足了實驗教學的要求.
表2 改革后的實驗項目和學時分布
大學化學實驗的教學目的不僅是對基礎知識認識的強化,更重要的是實驗技能的訓練和研究經(jīng)驗的積累,為以后的學習深造打下堅實的基礎.所以改革后的實驗教學要求學生自主學習的空間大,交流的空間大,學生的創(chuàng)造性和成就感得到激發(fā).例如對于綜合性設計性實驗我們以小組為單位,鼓勵學生自己設計實驗路線,合成樣品.對于較好的樣品,由老師帶領學生通過XRD、TEM、紫外分光光度計、紅外光譜儀、熒光光度計等進行檢測,開展樣品分析,極大地鼓舞了學生的學習興趣.除此之外,老師還鼓勵學生積極申報學校的大學生創(chuàng)新科研基金,從申報到實驗到結題到答辯,學生自我總結科研工作,強化科學研究技能和實驗方法的研討,提高學生學術論文寫作水平,學生的能力都得到了很好的鍛煉.正值2011年為國際化學年之際,系里開展豐富多彩的實驗活動,比如實驗技能大賽,學生自行設計實驗、自行表演,培養(yǎng)團隊精神,樹立求真務實的優(yōu)良學風.
實驗內(nèi)容的優(yōu)化,首先要對實驗課的功能進行重新構建,實驗課不能完全依附于理論課,應該降低為課堂教學提供輔助驗證的比重,相應提高應用基本原理解決實際問題實驗的比例.實驗內(nèi)容進行優(yōu)化,即將單個的實驗(3-5個)構成一個系列,前一個實驗的產(chǎn)品作為后一個實驗的原料,使單個的實驗有機銜接起來,形成一個整體實驗;在一系列的操作中,學生都必須認真對待、仔細操作,妥善保存中間產(chǎn)品;這種方法實現(xiàn)了操作技術從簡單到復雜,從單一到綜合,改變了實驗教學分割式單一實驗教學的局面,同時促進了化學實驗的“綠色化”.例如在“粗實驗的提純”試驗中,提純的NaCl完全為后續(xù)實驗所使用,“硫酸亞鐵銨的制備”實驗中,制得的(NH4)2Fe(SO4)2可作為后續(xù)實驗K3[Fe(C2O4)3]的反應物,產(chǎn)品原料得到了充分的利用,既激發(fā)了學生的學習興趣又做到了原料的節(jié)約,充分響應實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標.二是運用比較實驗教學法,即將同一實驗教學內(nèi)容設計成不同的條件參數(shù),將學生分成若干組進行比較實驗,使不同學生在不同條件下對實驗結果、數(shù)據(jù)等互相進行分析、評判和總結,最后找出最佳實驗方案.這種方法對以往實驗教學對課本的單純重復驗證有了很大的改進.
大學化學課程體系建設和教學內(nèi)容改革是一個系統(tǒng)而漫長的過程.教學改革的目標應該是盡可能的調動所有有益教學的因素,充分利用教學資源,為培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型人才服務,使我們培養(yǎng)出的人才更好的適應社會的需要,使我們的高等教育更好地服務于社會和國家.(該文獲淮南師范學院教學質量工程項目“大一化學教學團隊”的資助.JXTD201102)
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