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如何改進(jìn)大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)論文
無(wú)機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科中古老的分支學(xué)科之一，同時(shí)又是發(fā)展迅速、充滿活力的科學(xué)[1].從發(fā)展歷史來(lái)看，化學(xué)一開始實(shí)際上就是無(wú)機(jī)化學(xué)，化學(xué)中一些最重要的基本概念和規(guī)律（如元素、分子、化合、分解等），大多數(shù)是在無(wú)機(jī)化學(xué)早期的發(fā)展過(guò)程中形成和發(fā)現(xiàn)的[2].近年來(lái)，無(wú)機(jī)化學(xué)出現(xiàn)許多新的理論、新的研究方法。并與其他學(xué)科相互交叉融合、發(fā)展出一系列邊緣學(xué)科，有了大量的新成果和性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)材料，而當(dāng)前的無(wú)機(jī)化學(xué)課程很少涉及到這些新的進(jìn)展，教學(xué)方式和內(nèi)容顯得陳舊。即不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又不利于學(xué)生開闊化學(xué)視野和了解科學(xué)前沿。
隨著社會(huì)對(duì)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才的迫切需求，要求學(xué)生不僅要掌握無(wú)機(jī)化學(xué)的基本理論和元素化學(xué)等內(nèi)容，還要具備創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和語(yǔ)言表達(dá)等能力。無(wú)機(jī)化學(xué)作為化學(xué)、化工、冶金、制藥、材料、生物、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科多專業(yè)高等教育的第一門化學(xué)課程，又是大一學(xué)生的必修課，可以認(rèn)為是其本科階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程，其重要性毋庸置疑。目前各個(gè)高校都在進(jìn)行教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量。由于高考?jí)毫�，高中階段教師往往重視傳授化學(xué)知識(shí)，忽視培養(yǎng)學(xué)生的其他素質(zhì)。教學(xué)改革在使新生能夠盡快的適應(yīng)由高中教學(xué)模式到大學(xué)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，以及引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力等方面起著重要的作用。因此，關(guān)于無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革一直是國(guó)內(nèi)外很多教育工作者討論的熱點(diǎn)。早在上世紀(jì)五六十年代，俄亥俄州立大學(xué) Harry H. Sisler教授探討了無(wú)機(jī)化學(xué)是一門尚未開發(fā)的課堂資源[3],隨后德國(guó)L. F.Audrieth 和 R. J. A. Ono 教授分析探討了德國(guó)大學(xué)中的無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)問(wèn)題[4].近年來(lái)國(guó)內(nèi)不少專家學(xué)者在教學(xué)改革理論方面做了大量工作，如 2014 年山西師大高昆提出可視化教改的新舉措，即學(xué)生通過(guò)云存儲(chǔ)、微信及 QQ 群等方式分享教師課件資源的一種新型教學(xué)形式[5].2015 年廣西大學(xué)周艷玲教授在“無(wú)機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)藝術(shù)”中提到教師必須提高課堂教學(xué)藝術(shù)，使得學(xué)生在接受藝術(shù)美的環(huán)境中獲得知識(shí)[6].然而，近些年高校教學(xué)的改革增加了許多新興的學(xué)科，卻也使得大部分學(xué)校的基礎(chǔ)主干課程的課時(shí)量明顯減少。再加無(wú)機(jī)化學(xué)的課程內(nèi)容多而復(fù)雜，既涉及到化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分，又包涵了原子、分子、固體及配合物的結(jié)構(gòu)部分，還有大量的元素化學(xué)和無(wú)機(jī)化合物性質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容。這些內(nèi)容和后續(xù)的物理化學(xué)、分析化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)等課程有很多交叉部分。教學(xué)過(guò)程中，每節(jié)課講述的信息量非常大，內(nèi)容博而廣，大一新生很難適應(yīng)，感覺知識(shí)點(diǎn)凌亂而繁瑣、內(nèi)容“雜、亂、多”,無(wú)法抓住學(xué)習(xí)重點(diǎn)，教學(xué)效果很不理想。因此，完善無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、突出教學(xué)重點(diǎn)、改進(jìn)教學(xué)方法勢(shì)在必行。
本文結(jié)合高校大一新生的特點(diǎn)，通過(guò)作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和近年來(lái)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室的教學(xué)改革探索和教學(xué)實(shí)踐，闡述了作者在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)、加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)踐和注重學(xué)生學(xué)習(xí)方法等方面的嘗試和效果，及增強(qiáng)課堂教學(xué)的藝術(shù)性等一些列教學(xué)改革方面的見解。以期調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和對(duì)化學(xué)的興趣，全面提高無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
1 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維
隨著社會(huì)的快速發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，創(chuàng)新對(duì)于各行各業(yè)的發(fā)展尤為重要。高等學(xué)校應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)行教學(xué)改革，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才，為國(guó)家的發(fā)展、民族的復(fù)興做出貢獻(xiàn)。在課堂教學(xué)中，改進(jìn)教學(xué)方式重視設(shè)計(jì)有關(guān)創(chuàng)新的教學(xué)內(nèi)容，圍繞教學(xué)目標(biāo)，精心準(zhǔn)備問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)刺激學(xué)生積極思維的情境，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。對(duì)于課堂創(chuàng)設(shè)的“問(wèn)題”要注意其導(dǎo)向性、可行性和新穎性，即要提得具體明確，并建立在基礎(chǔ)理論、現(xiàn)代儀器設(shè)備和科技應(yīng)用的交叉點(diǎn)上。每一門學(xué)科都有獨(dú)特的發(fā)展歷史，蘊(yùn)含著大量創(chuàng)新發(fā)展的故事，同樣在無(wú)機(jī)化學(xué)中也有很多有趣的事例�？梢郧擅畹拇┎逶谡麄�(gè)教學(xué)過(guò)程中，例如氫原子核外電子運(yùn)動(dòng)理論的發(fā)展，首先波爾提出“行星模型”對(duì)其進(jìn)行了解釋，后來(lái)被量子力學(xué)模型取代，并被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。但是，波爾的“行星模型”中的定態(tài)、激發(fā)態(tài)、電子躍遷等概念被量子力學(xué)模型繼承發(fā)展。在課堂教學(xué)中借助微視頻進(jìn)行可視化教學(xué)描述這個(gè)關(guān)于創(chuàng)新的例子，引導(dǎo)學(xué)生逐漸明白：科學(xué)理論的發(fā)展是一個(gè)不斷創(chuàng)新的歷程。然后鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中去質(zhì)疑，突破陳舊觀念的束縛，創(chuàng)造出新的理論和方法。更有趣更有意義的是1869 年，俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫把當(dāng)時(shí)已知的 60 多種元素有規(guī)律性地排列起來(lái)，第一張?jiān)刂芷诒碚Q生了。隨著新元素的探索發(fā)現(xiàn)和理論模型的發(fā)展，至今周期表仍經(jīng)歷著外觀改變及內(nèi)容擴(kuò)張，2010 年杜布納聯(lián)合核研究所成功合成了 117 號(hào)元素，并于 2014年被聲明利用新實(shí)驗(yàn)成功證實(shí)了該新元素的存在，這一成果使得該超重元素向正式加入元素周期表更近了一步。
“學(xué)起于思，思源于疑”,創(chuàng)新能力恰寓于問(wèn)題的解決過(guò)程中。在教學(xué)過(guò)程中，這些精心設(shè)計(jì)的創(chuàng)新事例，開展話題討論，為學(xué)生提供思考的機(jī)會(huì)，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
2 培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)
現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)和合作并存的社會(huì)。在教學(xué)過(guò)程中，我們可以根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計(jì)出各種活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，使他們?cè)谝院蟮墓ぷ髦心軌蚋旄玫剡m應(yīng)社會(huì)。在無(wú)機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)中，探討完某一章節(jié)內(nèi)容后，可以安排學(xué)生分組進(jìn)行化學(xué)工藝設(shè)計(jì)比賽。教師精心設(shè)計(jì)討論課題和組織探討活動(dòng)，鼓勵(lì)每一位學(xué)生積極參與團(tuán)隊(duì)活動(dòng)，扮演不同的角色，完成相應(yīng)的任務(wù)。
例如講解 f 區(qū)元素后，利用當(dāng)?shù)叵⊥临Y源豐富的優(yōu)勢(shì)，組織一次專題探討活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)稀土行業(yè)的了解。全班學(xué)生分成四個(gè)小組設(shè)計(jì)提取稀土的新工藝。各小組內(nèi)進(jìn)行分工，包括查閱資料、到稀土公司實(shí)地考察，調(diào)查稀土資源的分布情況等，接著進(jìn)行組內(nèi)匯總、探討、研究并設(shè)計(jì)出提取稀土的新工藝。然后四個(gè)小組采用 PPT、微視頻等方式，分別展示自己設(shè)計(jì)的稀土工藝，并進(jìn)行提問(wèn)論辯環(huán)節(jié)。最后匯總各個(gè)小組生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)和有待改進(jìn)的地方。在此過(guò)程中，既有分工又有合作，又有組間的競(jìng)爭(zhēng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)研究的積極性，很好地培養(yǎng)了學(xué)生的安全意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3 加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)踐
化學(xué)知識(shí)來(lái)源于生活，又具有比較抽象的理論知識(shí)。學(xué)生時(shí)刻在觀察社會(huì)，體驗(yàn)生活，積累了大量的生活知識(shí)，這些都是很好的教學(xué)素材，可以把這些內(nèi)容與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。我們可以充分利用學(xué)生日常生活中使用或接觸的東西進(jìn)行引入和分析，使得學(xué)生感受到學(xué)到的知識(shí)很有用。在課堂教學(xué)中，我們可以將有關(guān)的理論和概念與生活中的事例聯(lián)系起來(lái)，使之更加通俗易懂。例如我們講解 d 區(qū)元素時(shí)，可以通過(guò)物理現(xiàn)象解釋抽象化學(xué)理論。如徇麗多彩的禮花是由金屬的焰色反應(yīng)所形成，很好的展示了金屬原子中的電子吸收能量后，從低能軌道躍遷到高能軌道，由于高能軌道上的電子不穩(wěn)定，很快躍遷回低能軌道，這時(shí)就將多余的能量以光的形式放出，而放出的光的波長(zhǎng)在可見光范圍內(nèi)（波長(zhǎng)為 400~760 nm），因而能使火焰呈現(xiàn)顏色。通過(guò)可視化教學(xué)方式講解這樣的生活實(shí)例中的原理，能夠使理論和實(shí)際密切聯(lián)系起來(lái)，使得枯燥的理論教學(xué)變得具體和有趣起來(lái)。還可以中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)錢逸泰教授等的研究被科學(xué)家們高度評(píng)價(jià)為“稻草變黃金”的事例激發(fā)學(xué)生的興趣等。
4 注重學(xué)生學(xué)習(xí)方法
“授之以魚不如授之以漁”,幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)方法刻不容緩。在課堂教學(xué)中，教師要結(jié)合自身學(xué)習(xí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方法，輕松提高學(xué)習(xí)效率。課前，指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出難點(diǎn)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，嘗試解決。課中，系統(tǒng)講解，共同探討，活躍課堂氣氛，提高授課效率。課后，耐心輔導(dǎo)，及時(shí)答疑，增加學(xué)生自信心。同時(shí)結(jié)合無(wú)機(jī)化學(xué)課程內(nèi)容，緊密與無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)。實(shí)驗(yàn)操作前，提交預(yù)習(xí)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、相關(guān)理論、注意事項(xiàng)及預(yù)期目的，提高自主學(xué)習(xí)研究的能動(dòng)性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證獲得直觀印象，從而加深對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)內(nèi)容的理解。解疑答惑的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生逐漸探索和形成適合自己的學(xué)習(xí)方法，如嘗試“點(diǎn)-線-面”式將無(wú)機(jī)化學(xué)中零散的知識(shí)點(diǎn)穿成線、連成面、結(jié)成網(wǎng)，歸納異同點(diǎn)，尋找規(guī)律，提高自己分析和歸納的能力及掌握的準(zhǔn)確性。總之，以教師教學(xué)引導(dǎo)為輔、學(xué)生自學(xué)探索為主。
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的探索，我們?cè)谡n堂教學(xué)中重視培養(yǎng)學(xué)生的各種素質(zhì)和加強(qiáng)學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，教學(xué)效果顯著提高。講課是一門藝術(shù)，根植于教師的本職，它匯集教師的知識(shí)、口才、經(jīng)驗(yàn)于一體的創(chuàng)造性工作。興趣才是學(xué)習(xí)最大的動(dòng)力，提高學(xué)習(xí)興趣歸結(jié)于課堂教學(xué)效果和課堂教學(xué)氣氛，其最核心的就是教師的講授學(xué)生愿意聽、樂意聽、想多聽�？傊�，無(wú)機(jī)化學(xué)老師不僅要勤奮鉆研教材基礎(chǔ)理論知識(shí)，還要時(shí)刻關(guān)注相關(guān)的最新研究成果，豐富教學(xué)內(nèi)容，并不斷探索各種理論和有效的教學(xué)方法，追求教學(xué)藝術(shù)，能提高教學(xué)效果，從而達(dá)到培養(yǎng)出大批符合社會(huì)需要的高素質(zhì)人才。
參考文獻(xiàn)
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