樊曉芳
安陽工學院化學與環境工程學院,河南 安陽 455000
無機化學是高等院校化工類一門重要的專業基礎課,也是大學一年級新生的必修課。同時它對學生盡快適應從高中到大學的教學、學習方法和培養高校學生的自學技能有著重要的作用。因此,作為化工類第一門基礎課,無機化學的教學值得認真探討。
(1) 科學技術發展對高校無機化學教學的要求
當今世界科學技術迅猛發展,知識更新日益加快。教育的發展應該與科學的迅速崛起相對應,這樣才能將知識傳給下一代,同時教育的發展又能促使科學的發展更快速。化學是教育的基礎學科,經典基礎學科化學應該與現代科學相互滲透、相互交融、共同發展。化學的這些特點應該在高校無機化學教學內容中有所反映。
(2) 高校模式的轉變對高校無機化學教學的要求
不同形式的綜合性課程已成為課程模式改革的一種趨勢。從傳統的、單純的以化學為中心的模式向材料化學、醫學化學、生物化學、物理化學、環境化學等交叉模式轉變。這些轉變在高校無機化學教學內容中都應當有所體現。
無機化學是發展相對較早的一門自然科學,同時又是發展迅速、充滿活力的科學。在高等學校教育中,如何才能使無機化學教學既要保持經典理論體系,又能反映無機化學與當代科學的交叉融合,以適應高校學科迅速發展的要求,是需要我們進一步研究的課題。
傳統的以教師為中心、以一本教材為中心、以課堂講授為主的教學模式已經不能適應現代教育發展的需要,必須將以傳授知識為目的的教育觀念轉變為重點傳授學生獲取知識的方法和手段,培養具有較強的實踐能力、創新能力的高素質高級人才。西方發達國家的高等教育,一直注重教育,即加強基礎教育,加強人文社會科學教育。近年來,通識教育在我國也得到了多數教育工作者的肯定,高等教育要培養出適應信息化、全球化、國際化的高素質工科人才,就必須加強基礎教育,在課程體系中融入人文社會科學知識,培養不僅具有專業知識,而且具備完美人格、心理健康并有社會責任感的合格工科人才。這一教育理念也應當反映到無機化學的教學內容和教材建設中來。
化學是一個充滿活力的學科,與生命科學、環境科學、藥學、生物學、材料科學等互相促進、共同發展,在發展中不斷豐富化學的理論與知識,因此,無機化學教學內容有不斷增加的空間和趨勢。然而,由于學校教學時數有限,教學改革總的趨勢卻是不斷壓縮、減少教學時數,使得高等院校面臨一個不容回避的問題:如何解決化學教學知識內容多、學時少的矛盾。
研究表明,國外無機化學課程內容體系呈現多樣化趨勢,各學校可自編教材 ,從而課程內容可以有其自身的特點和創新之處,內容與習題有較強的互補性,習題多半為內容的深化而不是像國內許多教材中僅僅作為例題的翻版。這種靈活、多元的處理方式對培養學生的興趣和思考能力有幫助。
大學的學習、上課方式完全不同于高中,高中上一節課往往圍繞某個知識點會反復評講,而大學一節課的信息量非常大,知識博而廣,不像高中的課講得精而深。許多學生因第一學期不適應大學的學習,而連續幾門課不及格。因此,給大學一年級的學生授課如果只顧自己上課,不掌握實際情況,不管學生能否聽懂、能否消化,那么學生通常跟不上教師的思路,教學效果大打折扣。
在教學過程中,在每章講授完后從本章所學的知識展開,講解當前高等化學的討論重點。可以介紹某一知識在無機化學上的應用,使學生了解不同學科之問的聯系、交叉;也可以介紹某一重大科學發現的研究歷程或者當前科學研究的前沿發展動向,目的在于開闊學生視野,培養學生人文素質,激發學生學習興趣,增強學生創新意識,了解當代科學。
當前任何一項重大的工程技術活動都是眾多的工程師合作的活動,技術人員之間密切的合作,多學科的研究,有系統、有計劃、相互配合式的技術探索已成為今天技術領域的主要工作方式。因此一個成功的工程師必須具備與他人合作的素質,清楚明白地表達自己的意見,理解并尊重別人的意見。人文社會科學方面的課程有利于學生獲得這種表達力和理解力。使工科專業的學生更多地了解人類、社會、經濟、歷史,有利于提高他們的職業道德,使他們充分意識到社會責任感和在決策中更好地考慮相關因素。實際上不同學科之間存在著連續的內在聯系。隨著人類認識能力的提高,科學技術發展與人文社會科學呈現出既高度分化又高度綜合的趨勢。所以人文社會科學知識正在成為工程教育的一個有機組成部分。
教材內容在堅持科學性、先進性、系統性的前提下,應該做到內容精練,注重基礎,突出重點,分散難點,便于講授,利于自學。根據目前學校理論課教學時數普遍壓縮的情況,應該精選教材內容,減少與中學化學、基礎化學、分析化學重復的內容。分析化學的重點內容,“緩沖溶液的計算”部分就應該簡單介紹,不用深入以防止與分析化學重復。
四大化學反應、原子分子結構是工科無機化學的重要基礎理論,也是教學的重點和難點。針對工科學生結構化學基礎薄弱的情況,為避免教材中單純羅列抽象概念的情況發生,在教學中注意采用深入淺出、通俗易懂的敘述方法,給出清晰明確的概念、簡明易懂的實例,重在應用,使學生在反復應用中加深理解。
教材編寫的安排許多地方不適合教學次序,只要緊扣教學大綱,圍繞教學目標,根據學生具體情況,有些次序完全可以顛倒,甚至有些章節可以省略不講。
配位化合物的是最重要的無機化合物之一,是無機化學的重要內容,而其中配合物的化學鍵理論更是教學的重點和難點。配合物即是四大基礎化學反應,又涉及化學鍵的知識,在課堂講授時,可以靈活掌握教學的先后順序。
在講解四大化學反應這一部分的時候,重點在計算。弱酸弱堿、沉淀、氧化還原反應和配合物這四大類計算,難點在于公式多,學生計算時分不清楚公式之間的區別。采用對比法進行計算和公式的推導,即尋找共同規律,又分辨出各自的特點,找出不同。還有如水解與電離、穩定常數與不穩定常數、屏蔽效應與鉆穿效應、原子與分子等概念,可以列在一起,比較定義之間的區別。對比教學法不僅使學生易于理解,容易掌握,而且記憶時間長,不易混淆。
又例如,在講解“配位化合物”一章,可以通過一個簡單的實驗,引入新課配合物。硝酸銀溶液中加入鹽酸,產生沉淀,再加過量的氨水,沉淀溶解。教師提出問題: 沉淀溶解后生成了什么物質,什么是配合物,配合物的組成, 如何命名, 如何解釋配合物的化學鍵理論,其立體構型怎么確定等。隨著問題的深入,學生的興趣越來越濃,注意力更易集中,從而起到較好的效果。采用啟發式教學方法,提出問題,讓學生回答問題,可以鍛煉思維能力。
小組式教學法在培養學生綜合分析能力方面顯得尤為重要,在教學中可以培養學生主動、合作、互助的學習方式。例如,教材中無機化學元素部分系統性不強,理論對學習元素化合物知識的指導作用差,不利于學生理解和掌握元素及化合物。教材只是簡單羅列材料,講起來平淡乏味,不易激發學生的學習興趣。根據這一特點,可采用小組式教學法,把元素部分分成若干專題 ,布置分配各小組 ,讓學生查資料、寫討論稿、并發表各人意見,教師再加以補充歸納和總結。通過這一教學法,學生學習主動性和自學能力進一步加強,積極學習的氣氛容易傳遞給每個學生,課堂氣氛非常活躍。
綜上所述,近年來,根據一般高等院校無機化學課程的特點,結合個人的特色對無機化學課程在教學內容、實踐過程、教學手段等方面進行了一系列的改革和改造,取得了明顯的效果,但由于各種原因,目前還存在很多值得進一步改進之處,將在今后的工作中進一步地探析和改革。
[1]袁亞莉,周德鳳.無機化學[M],第二版.武漢:華中科技大學出版社.2009
[2]曹錫章,宋天佑,王杏喬.無機化學[M],第三版.北京:高等教育出版社,1992
[3]楊宏孝,凌芝,顏秀茹.無機化學[M],第三版.北京:高等教育出版社,2001