無機化學的發展范文
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篇1
關鍵詞:無機化學;現狀;無機合成;制備化學研究
一、無機合成與制備化學研究進展
無機合成與制備在固體化學和材料化學研究中占有重要的地位,是化學和材料科學的基礎學科。近年來無機合成與制備化學研究的新進展主要表現為以下幾個方面:
1.1極端條件合成。在現代合成中愈來愈廣泛地應用極端條件下的合成方法與技術來實現通常條件下無法進行的合成,并在這些極端條件下開拓多種多樣的一般條件下無法得到的新化合物、新物相與物態。超臨界流體反應之一的超臨界水熱合成就是無機合成化學的一個重要分支。
1.2軟化學合成。與極端條件下的合成化學相對應的是在溫和條件下功能無機材料的合成與晶化,即溫和條件下的合成或軟化學合成。由于苛刻條件對實驗設備的依賴與技術上的不易控制性,減弱了材料合成的定向程度。而溫和條件下的合成化學――即“軟化學合成”,正是具有對實驗設備要求簡單和化學上的易控性和可操作性特點,因而在無機材料合成化學的研究領域中占有一席之地。
1.3缺陷與價態控制。缺陷與特定價態的控制是固體化學和固體物理重要的研究對象,也是決定和優化材料性能的主要因素。材料的許多性質如發光、導電、催化等都和缺陷與價態有關。晶體生長行為和材料的反應性與缺陷關系密切,因此,缺陷與價態在合成中的控制顯然成為重要的科學題。缺陷與特定價態的生成和變化與材料最初生成條件有關,因此,可通過控制材料生成條件來控制材料中的缺陷和元素的價態。
1.4計算機輔助合成。計算機輔助合成是在對反應機理有了了解的基礎上進行的理論模擬過程。國際上一般為建立與完善合成反應與結構的原始數據庫,再在系統研究其合成反應與機理的基礎上,應用神經網絡系統并結合基因算法、退火、mon te2carlo 優化計算等建立有關的合成反應數學模型與能量分布模型,并進一步建立定向合成的專家決策系統。
1.5組合化學。組合化學是利用組合論的思想和理論,將構建單元通過有機/無機合成或化學法修飾,產生分子多樣性的群體(庫),并進行優化選擇的科學。組合化學用于合成肽組合庫,也稱組合合成、組合庫和自動合成法。組合方法同時用n 個單元與另外一組n′個單元反應,得到所有組合的混合物,即n+ n′個構建單元產生n×n′批產物。
1.6理想合成。理想合成是從易得的起始物開始,經過一步簡單、安全、環境友好、反應快速、100% 產率獲得目標產物。趨近理想合成策略之一是開發一步合成反應,如富勒烯及相關高級結構的合成,從易得的石墨出發,只需一步反應即得到目標產物,產率44%。趨近理想合成策略之二為單元操作。相對復雜的分子,如藥物、天然產物的合成,需要多步反應完成。在自然界里,生物采取多級合成的策略,在眾多酶的作用下,用前一步催化反應的產物作為后續反應的起始物,直至目的產物的生成。
二、固體無機化合物的制備及應用
2.1光學材料的研究。1983年蘇勉曾等在系統研究氟鹵化物的X-射線發光及紫外發光現象的過程中發現了BaFX:Eu2+晶體經X-射線輻射后著色的現象開始注意到晶體中色心生成并于1984年開始研究晶體的X-射線誘導的光激勵發光現象及發光機理用光激勵發光材料制成了圖像板作為X-射線的面探測器。他們還設計制作了一臺由光學精密機械和計算機組成的計算X-射線圖像儀已可以獲得清晰的X-射線透視圖象和粉末晶體衍射圖像。
2.2多孔晶體材料的研究。徐如人、龐文琴等在水熱法合成各種類型分子篩的基礎上發展了溶劑熱合成法利用前驅體和模板劑制備了一系列水熱技術無法合成的新型磷酸鹽及砷酸鹽微孔晶體所合成的JDF-20是目前世界上孔口最大的微孔磷酸鋁;1989年徐如人、馮守華等首次報道了微孔硼鋁酸鹽的合成和性質之后又獲得了一系列新型微孔硼鋁氯氧化物。其中硼的配位數可取4也可取3但不會高于4;鋁、鎵、銦的配位數大多超過4有的甚至達到6。所有這些都突破了傳統分子篩純粹由四面體結構基元構成的概念為開發新型結構特征的微孔材料提供了豐富的實驗依據。
2.3金屬氫化物的研究。申泮文等設計了有特殊攪拌設備的固-液-氣多相反應釜使“金屬還原氫化反應”在400~500℃范圍內進行完全;利用此類反應以新方法合成復合金屬氫化物;以“共沉淀還原法”“置換擴散法”制備了鈦鐵系、鎳基或鎂基合金等儲氫材料;創造了釹鐵硼等永磁材料合成新工藝。
2.4 C60及其衍生物的研究。1990年底中國科學院化學研究所和北京大學開始C60團簇的合成實驗研究爾后國內10余個單位相繼開展了C60的研究取得了很好的結果如首先在國際上建立了重結晶分離C60和C70的方法;在國內首次獲得了K3C60和Rb3C60超導體達到了當時的國際先進水平;發現在陰極中摻雜Y2O3可以大大提高陰極沉積物中等碳納米管的含量;首先報道了直接氧化C60含氮化合物的研究成果等。
三、室溫和低熱固相化學反應
3.1固相反應機理與合成。忻新泉等近10年來對室溫或近室溫下的固相配位化學反應進行了系統的研究探討了低。熱溫度固-固反應的機理提出并用實驗證實了固相反應的四個階段擴散-反應-成核-生長每步都有可能是反應速率的決定步驟;總結了固相反應遵循的特有的規律;利用固相化學反應原理合成了幾百個新原子簇化合物、新配合物以及固配化合物。
3.2原子簇與非線性光學材料。非線性光學材料是目前材料科學中的熱門課題。近10多年來人們對三階非線性光學材料的研究主要集中在半導體、有機聚合物、C60以及酞菁類化合物上而對金屬簇合物的非線性的研究幾乎沒有。忻新泉等在低熱固相反應合成大量簇合物的基礎上開展了探索研究發現Mo(WV)-Cu(Ag)-S(Se)簇合物具有比目前已知非線性光學材料更優越的三階非線性光限制效應使我國在這一前沿領域的創新工作中占有一席之位。
3.3合成納米材料新方法。納米材料是當前固體物理、材料化學中的又一活躍領域。制備納米材料的方法總體上可分為物理方法和化學方法兩大類。賈殿贈、忻新泉等發現用低熱或室溫固相反應法可一步合成各種單組分納米粉體,并進一步開拓了固相反應法制備納米料這一嶄新領域取得了令人耳目一新的成績。如在深入探討影響固相反應中產物粒子大小的因素的基礎上實現了納米粒子大小的可調變;利用納米粒子的原位自組裝制備了各種復合納米粒子。該法不僅使合成工藝大為簡化降低成本而且減少由中間步驟及高溫固相反應引起的諸如產物不純、粒子團聚、回收困難等不足為納米材料的制備提供了一種價廉而又簡易的新方法亦為低熱固相反應在材料化學中找到了極有價值的應用。
3.4綠色化學。綠色化學是一門從源頭上減少或消除污染的化學它解決的實質性問題是減少合成反應的污染或無污染。低熱固相化學反應不使用溶劑對環境的友好及獨特的節能、高效、無污染、工藝過程簡單等優點使之成為綠色合成化學值得考慮的手段之一。近年來我們在這方面做了許多有益的嘗試取得了許多有意義的結果如嘗試在低熱溫度下用固體FeCl3?6H2O氧化苯偶銦類化合物成功地合成了相應的苯偶酰類化合物;嘗試將低熱固相反應合成方法用于芳醛、芳胺及過渡金屬醋酸鹽的原位縮合-配位反應高產率地合成了相應的Schiff堿配合物。有關固相反應在綠色化學中的應用潛力有待進一步發掘尤其是在合成工業綠色化方面需要更多的投入。
結語:在近年來取得較突出的進展,主要表現在固體材料化學、配位化學等方面。未來無機化學的發展特點是各學科交叉縱橫相互滲透,用以解決工業生產與人民生活的實際問題。
參考文獻:
[1]周益明,忻新泉. 我國固體無機化學的研究進展[J]. 化學通報,1999,11:1-6.
篇2
關鍵詞:學習興趣;無機化學;多媒體教學;微課
利用大一學生在學習無機化學時,普遍感到無機化學理論部分知識體系較難,尤其是物質結構部分,特別抽象;而學習元素知識部分,又覺得知識點特別零散,難記難學,從而影響大一學生學習無機化學的信心。筆者將從以下幾個方面對“激發學生學習無機化學興趣的有效方法”做簡單的闡述。
一巧妙運用無機化學實驗,激發學生學習無機化學的興趣
大一學生的好奇心和求知欲較強,對于一些變幻莫測的無機化學實驗現象,往往有著濃厚的興趣。當他們掌握了一定的理論基礎知識和技能之后,總希望能運用所學知識設計出一些新的實驗解決生活中的一些實際問題。當利用學習到的知識解決了生活中遇到的難題時,學生會有一種成就感,從而提高了學習的積極性,這時老師應該設計一些實驗問題和情境帶入教學過程中。實際生活中遇到的問題可以在課堂上讓學生思考,比如:螺母與螺釘繡在一起時,除了用鋼鋸直接鋸開這種方法,還有沒有更好的解決方法?這時學生們通過思考、討論,想到用稀鹽酸或稀硫酸除掉鐵銹,很容易就能分開兩者;問題2:筆者當講到碳酸鈉時,碳酸鈉常用食品添加劑去蒸饅頭,是利用碳酸鈉熱穩定性低還是與酸反應呢?根據將碳酸鈉加熱實驗學生知道,碳酸鈉非常穩定,蒸饅頭的溫度不可能使其分解。問題3:在講配合物概念時,事先準備5mL硫酸銅溶液放在試管里,另一只手拿上一滴瓶氨水,在“眾目睽睽”之下,往硫酸銅溶液中滴加氨水,待出現淺藍色沉淀時,再繼續滴加氨水,一定要讓學生仔細觀察會有啥現象,由淺藍色沉淀變成深藍色溶液時。問題4:通過講解鋁物理性質與化學性質時,問學生鋁是活潑金屬為什么可以作為日常器皿?原因鋁可以導熱,在空氣中或水中易生成一層致密的氧化物薄膜,阻止進一步被腐蝕。通過這些簡單的實驗,極大的調動了學生學習無機化學的興趣。
二設計好每堂課的導入,激發學生學習無機化學的興趣
設計好每堂課的導入能抓住學生的心,可激發學生的興趣和好奇心,從而把新課推向。比如:在講配合物概念時,事先準備植物進行光合作用的圖片,或者搬上一盆花,真正能起光合作用的是什么呢?是葉綠素,那么葉綠素的化學成份又是什么呢?學生們在看的或聽到這些導入時,眼睛里流露出一種驚奇、疑惑的神色,利用他們產生強烈的好奇心,激發學生學習無機化學的興趣[2]。
三課外活動的豐富多彩,可以培養學生學習無機化學的興趣
無機化學教學中可利用課余時間,開展課外活動來培養學生的學習興趣,從而提高學生學習化學的積極性和主動性。隨著課外活動的豐富性,學生增長了知識層面,而且也開闊了知識視野,改善了學習方法[3]。化學教學中應該重視興趣廣泛性的培養和興趣持久性的協調才能真正提高學生的素質,培養學生的能力。一方面,我們老師可收集大量的趣味化學片斷、化學史、化學謎語、化學游戲以及化學趣味實驗或者歌詞記憶以及諧音記憶等,還可以通過講座、表演、比賽等方式豐富學生的課余生活。另一方面,充分利用好家庭中的器具和日用品,布置學生做好家庭小實驗,來挖掘教材中與生活緊密相關的無機化學知識。四緊密聯系日常生活,保持學生學習無機化學的興趣化學教師在教學過程中,應注重將教學理論與實際相結合,引導學生掌握化學的基本理論,結合聯系生活中的問題,做到學以致用并解決問題。比如了解到活性炭具有吸附作用后,學生可以自制簡易裝置放在家中去除異味;可以將作為劑使用的石墨,用來打開生銹的鐵鎖;講到金剛石時,俗稱鉆石,它有在空氣中很穩定,與氧氣、酸和堿中都比較穩定,不用擔心價值連城購買的鉆戒,在通常情況下發生反應。所以我們在教學中注重從生活實際入手讓學生愛上無機化學課、樂于上無機化學[4]。
五利用多媒體教學形式,提高學生學習無機化學的興趣
多媒體教學形式具有直觀性、趣味性、形象性和交互性的特點[5],在教學過程中,多媒體可以根據教學內容的需要進行調整,實現整體和局部,宏觀與微觀之間的相互轉化,將事物的發展過程生動的展現出來,學生的注意力被吸引,自然起到提高學生學習化學的興趣。教學內容與多媒體相互結合使用,能夠使學生獲得更多的學習材料,對學習的對象印象深刻,將學習理論與實際生活相聯系,不僅可以幫助學生形成正確的無機化學概念,還能大大的提高課堂的教學效果。
六微課在無機化學教學的應用,有助于激發學生學習無機化學的興趣
無機化學作為師范院校中化學專業的核心課程,是所有學科中最具生機活力的,并且同多個學科具有交集,例如醫藥、環境以及生物、材料等等。無機化學在發展中同各類學科相互促進,不斷的進行著自我豐富與充實,所以無機化學的內容是在不斷更新與發展的,但是學生在學校的學習時間是有限的,而教學改革還在不斷的對課時進行壓縮,因而高校需要面對的一個問題便是,如何有效解決龐大的知識體系同越來越少的學時之間的矛盾[6]。被迫使得任課教師無論在教學方法還是教學形式上均不得不面臨改革。為了滿足大部分學生的需要,可以將課堂上沒時間講的內容制作成“微課程”簡稱“微課”。微課是當今研究的熱點之一,所謂“微”,指的是視頻的時長較短,一般在5分鐘左右,最好不超過10分鐘,因為在互聯網上,人們觀看視頻的忍耐度通常不會超過10分鐘,這也是首屆全國中小學微課大賽規定微課不超過10分鐘的主要原因。“小”是微課的另一個主要特征。“小”有兩方面含義:第一、是指微課文件的容量小,因為時間短,所以微課視頻的文件容量可以大幅減少,一般只有幾十兆甚至十幾兆,這完全符合當下互聯網播放視頻的帶寬和速度,也就使得微課視頻的傳播和分發有了較好的物理基礎;第二、是指微課的選題小,因為時間短,所以微課不可能像以往的課堂視頻一樣講授一個完整的單元,只能針對某個知識點、某道習題或某個學習環節進行講解[7]。所謂“精”,指的是微課的設計必須精致、緊湊,不能拖泥帶水。因為時間短,所以微課中的每一分鐘甚至每一秒鐘都應該經過精心設計,否則無法在較短時間內完成教學任務。傳統的課堂視頻,教師有較多的時間來導入學習內容,也有相對充裕的時間來組織學習活動,微課則不然,每一段教學活動都需要進行更精致的設計,因此設計微課就像拍一部短片一樣,除了慣常的教學設計,還要有詳細的腳本規劃以及鏡頭的組織安排,否則很可能就超時了。微課與傳統課堂相比,不再受到講臺、黑板這種空間上的束縛,主講教師可以選擇室外,或者真實的場景來進行拍攝,還可引入多媒體技術讓學習內容更加生動、有趣。如加入動畫。微課短視頻不僅制作精良,而且功能齊全,學習者根據自身需要可以選擇快進、后退、快速播放等。傳統課程一節課上有重點、難點和知識點,而微課是對一個個知識點進行碎片化的講解。這種碎片化的內容方便學習者利用碎片化時間,能夠滿足學習者業余的學習狀態。微課由于其自身的特點,第一:內容精簡,時間短,學生隨時隨地學習;第二:突出重點難點,類型豐富,便于學生理解;第三:微課程以教學視頻片斷為主線,結合多媒體素材和課件等資源豐富,使用方便。微課在中學各個專業均有應用,而在部分高校中無機化學實驗的教學也開始使用,將微課這種新型教學研究形式應用到“無機化學”課程的教學中,并適合在“比較抽象又難理解部分的教學內容中的使用”,可以有效地幫助學生自學與理解在課堂上沒時間講過的知識點,有利于大多數學生更好的掌握無機化學的知識體系,有利于激發學生學習無機化學的興趣。
參考文獻
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篇3
關鍵詞:高校教育 無機化學 改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)10(b)-0169-01
作為高等院校中的核心課程,無機化學是十分專業的基礎課程,大一新生必須對其進行學習。另外無機化學教學也是令學生能夠從高中的學習方式以及教學方法向大學的教學方式以及方法轉變適應的關鍵,能夠有效培養學生自主學習的技能。所以化工教學中的無機化學是大學的第一門基礎課,也是具有重要價值和意義的基礎教學課。
1 各類因素對教學的影響
1.1 科技的影響
目前的社會是技術大爆炸的社會,無論是知識還是理論技術都得到了快速的發展。相應的教學也必須隨之發展,以此培養更多適應時展的學生,不斷的將知識流傳給下一代,知識在進步,所以教學也快速的發展。作為基礎學科,化學教育應當融合現代科學以及基礎化學,令二者共同發展,相互滲透。這些都應當在高校的無機化學中予以體現。
1.2 學校模式轉變的影響
在改革上,各類學科都開始向著綜合性方向發展,以不同的形式展現只是,體現課程的學習價值。無機化學教學也開始從單純、傳統的教學模式向著不同領域的化學的綜合較差模式轉變,其中包括醫學、生物、材料、環境以及物理等多學科化學。
2 教學中的主要問題
2.1 教學明顯落后于科技的發展
在所有的自然科學中無機化學的發展相對較早,且發展迅速,具有較高的生機活力。無機化學的高校教學中,充分體現其生機以及魅力是目前教學中必須予以體現的,不但要感應出無機化學同當代科技的交融,同時還要保持其經典性,不但能夠保證教學,同時還能夠適應時代的需要,著是目前高校無機化學教學研究改革需要繼續予以研究改進的地方。
2.2 模式相對落后
傳統的教學模式中,教師作為課堂教學的中心,這一方式相對較為落后,單單以教材作為講課和學習的重點,這種模式已經無法適應當代教學的發展,因而在傳授知識的過程中必須從教學觀念以及理論思想上予以轉變,在教學中應當盡可能的教授令學生獲取知識的方法以及手段,以實踐能力的培養以及創新能力的培養作為人才培養的重點。在教學中將人文社科融合到無機化學的講課中,學生不但能夠學到專業知識,同時還能夠對自己的人格以及心靈進行洗滌,成為一個專業的具有社會責任感的人才。這一觀念應當在高校的無機化學教學中予以體現。
2.3 教學時間有限,知識內容數量龐大
化學是所有學科中最具生機活力的,并且同多個學科具有交集,例如醫藥、環境以及生物、材料等等。化學在發展中通各類學科相互促進,不斷的進行著自我豐富與充實,所以無機化學的內容是在不斷的發展的,但是學生在學校的學習時間是有限的,而教學改革還在不斷的對課時進行壓縮,因而高校需要面對的一個問題便是,如何有效解決龐大的只是體系同越來越少的學時之間的矛盾。
2.4 不能靈活的教學
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。
2.5 教學方法相對落后
不同于高中的學習,在大學無論是學習方式還是上課方式都大大的改變,高中的課程中,一節課會圍繞一個知識點不斷的對學生繼續擰印象加深,但是大學的課堂上,一節課會涉及各種信息,且信息量十分之大,不再像高中講課一樣。很多學生由于剛剛步入大學,不適應這種模式的學習方式,因而在第一學期會連續好幾門課程不及格。所以,針對大一學生,若是在教學中教師一味的只是知道講課,而不根據課堂的實際情況,和學生的理解,那么就會造成學生由于跟不上教學的進度而令教學質量大大降低。
3 方式改革
3.1 同時代接軌
教學中,由于將知識進行了系統化的歸類,因而在每章知識講授之后,應當針對重點進行討論。可以通過對現下某一知識的應用,以及某一學科對無機化學的影響,等等一系列的方式,讓學生了解無機化學的應用以及哦天那個其他學科之間的聯系;或者可以針對當前某些新型的研究以及重大發現進行討論,介紹科研的前沿動態不但能夠激發學生的興趣,還能夠開拓學生的視野,在培養人文素質的同時激發學習興趣,增加學生的創新能力以及對科學的理解。
3.2 重視人文社科素養的教學模式
目前很多工程技術都是諸多技術人員以及專家合作的結果,通過密切配合以及多年的研究,同時在技術上以及理論上相互配合,在系統、有計劃的探索中所成就的,而化學體系也是如此,其工作方式也是這種密切配合,多學科交叉,綜合系統的探索方式。所以一個成功的科研人員必須具有團隊意識,懂得與他人合作,并且將自己的想法清晰的表達出來,在理解別人的意見尊重別人想法的同時,獲得別人的尊重。而人文社科類知識的學習能夠提高學生的責任感和職業道德,對于學生后期的工作以及學習有著重要的幫助,并且,學科和學科之間存在著內在聯系,因而,隨著科技的不斷進步,人文社科將會同化學呈現高度分化又連續統一的一種趨勢,因此在化學教學中,必須對學生進行此類只是理論的培養,使之成為高校無機化學教學的重要組成。
3.3 突出教材中的重點難點
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。
3.4 教學程序需要創新
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。
3.5 教學方法需要變革
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。
4 結語
通過上述分析可以看出,今年來的高等教學中,無機化學教學有了進一步的改變,在教學模式上各大高校都進行了改革,向著實踐性強、教學手段先進的方向發展,并且也取得了相應的成就。但是由于教學是一項十分復雜的工作,因而會受到各方面因素的影響,因此仍舊存在諸多需要改進和改革的內容,在后期的工作中應當進一步進行改進和研究。
參考文獻
[1] 李中春.《無機化學》課程教學改革與實踐[J].江蘇技術師范學院學報(自然科學版),2008(4).
篇4
關鍵詞:無機化學;若干問題;重大進展
1新時期無機化學中的若干重大進展
1.1有機體系建設中水熱合成技術的突破
根據有關無機化學研究小組的設計與研發來看,無機化學在研發中出現了最新的無機化學反應,特別是在低溫狀態下,該反應能夠實現一系列的非氧化物納米材料,并結合水熱合成技術,以及溶劑熱合成原理與水熱合成技術,并在一定的密封空間進行反應,最終實現有機溶劑的化學反應,該有機化學方面的技術性突破,很多學者將其給予報道,就在不久前的美國《化學與工程新聞》雜志上,針對該研究的報道就被評為“稻草變黃金”,被認為是一種“新穎的和非常有趣的合成方法,……將促進該領域更深入的工作”,又例如無機化學領域中的多元金屬硫族化合物形成的納米材料溶劑熱合成技術,就是該領域的全新研發進展,充分地運用好該技術能夠實現一定的產業優勢。國內針對無機水熱合成技術的研究,以及國際上鑒于對該領域的突破性研究都取得了不小的成就,特別是國家重點實驗室的教授應邀在2001年的美國化學研討會上就《化學研究評述》撰寫綜述論文,并針對該領域實現了積極的研究,希望給無機化學帶來全新的突破。
1.2納米技術和無機聚合物方面的突破
目前,學術期刊上有大量關于納米技術和無機聚合物方面的學術論文,很多論文具有國際化高水平,很多具有創新型的技術并得到了廣大學者的廣泛重視,例如合成性的納米金屬分子籠(nanometer-sizedmetallomolecularcage)成功地構建了具有Oh對稱的立方體金屬-有機籠子[Ni6(tpst)8Cl12],該構架模式能夠容納較多的離子和溶劑分子,是對納米技術的全新突破。另外,針對金屬納米線和金屬-有機納米板的合成領域也有著全新的突破,特別是在自組裝規律、空間結構、電子結構方面具有探索性的進展,實現了物理化學性能方面的延伸。另外還在空間結構與性質和性能方面找尋關系規律,例如學者李亞棟課題組發現了一些具有準層狀結構特性的金屬鉍,該金屬鉍能夠形成一種新型的單晶多壁金屬納米管,這是首例國際上比較認可的由金屬形成的單晶納米管,特別是鉍納米管的發現,為無機化學研究找尋了新的突破點,針對無機納米管的形成機理及應用研究,使得無機化學形成新的對象和研究課題。例如很多研究者還利用人工合成的有機無機層狀結構,積極的合成了金屬鎢單晶納米線和高質量的WS2納米管,該技術積極地分析了層狀前驅體到納米管的層狀卷曲機制,為一維納米線和納米管的合成展示出全新的領域。
2新時期針對無機化學研究發展的展望
縱覽過去的幾年,我們看出無機化學有著矚目的成就,許多激動人心的研究,恰如其分的實現了該學科的復興,使得無機化學改變傳統的理念,逐漸走向卓越的發展階段,回顧已經取得的成就,及通過近幾年的學術研究成果來看,無機化學和物理學科能夠有效地推動科技的進步,實現各領域的全面發展。由于各學科的相互滲透、生產技術的要求、實驗手段的增加,以及現代結構理論的建立與發展,使無機化學在傳統領域以及在化學與生物、物理、數學等邊緣學科方面都獲得了重大進展。就近幾年的發展來看,無機化學在某種程度上取得了突破性的進展,實現了與國際化的接軌,從傳統無機化學的角度,使得其在新時代背景下有著全新的突破,保持了與國際的接軌。針對最近幾年生物無機化學的發展,使得該領域形成了學術化的交流,發展中促進了該領域的學術提高,研究水平逐年提高。未來在新時期新技術科技的帶動下,無機化學領域更是會突飛猛進的向前發展,就目前的總體發展水平來看,生物無機化學還與國際化的發展水平有著一定的差距,需要國家給予大力的技術支持和必要的經費投入,需要國家培養出具有一定專業知識的杰出青年,為無機化學發展做出積極地貢獻。
3結語
篇5
關鍵詞: 高中化學 大學無機化學 知識銜接
化學學科被分為不同深度展開不同階段的教育,在各教學階段的銜接必須引起人們的重視,然而,目前我國教育教學中高中化學和大學無機化學知識的銜接仍然存在一定的不足,導致學生化學知識的學習受到不良影響。化學知識在社會生產和人們生活中的應用廣泛,因此,大學化學教學中教師需要結合高中化學課程的知識點有效開展教學,找出高中化學和大學化學知識的銜接點,其對學生知識水平的提高和人生的發展影響重大。
一、高中化學知識和大學無機化學知識的差異分析
(一)教學方式和目標的差異
隨著新課程改革的實施,我國高中化學教學發生巨大變革,然而在教學實施過程中,其問題依然存在,例如高中化學教學中增加大量實驗環節,但是某些經濟落后的地區受限于有限的教學資源,實驗課程的開展受到阻礙,教師通常采用黑板教學的方式將實驗環節取代,從而使學生進入大學后,對化學實驗的了解甚少。如此,高中化學知識和大學無機化學知識之間就出現銜接問題。首先,高中化學和大學無機化學知識在教學目標上存在區別。高中化學知識學習是為大學化學知識學習奠定基礎,大學化學知識學習則是對化學知識進行深入研究,更好地滿足工作的需要。所以,大學化學教學過程中,學生在掌握基礎化學知識的同時,要具備一定的自主探索能力和創新能力。目前我國許多地區的高中化學教學在應試制度下的化學教學模式已經無法滿足大學化學培養優秀人才的需求。
(二)教學內容的差異
高中化學主要是模塊學習,各章節間基本上是彼此獨立的,并且涉及的理論知識不多,而且為了應付高考,課程學習不全面。大學化學教學中,例如無機化學教學,其雖然包括一些實驗環節,但主要以理論知識作為基礎,理論知識的學習在課程學習中占據較大的比重,多達七成以上,而高中化學課程無法為大學的無機化學課程學習打下扎實的理論基礎。
二、高中化學和大學無機化學知識的銜接策略
(一)高中階段化學教學
高中化學教學過程中,教師應加深學生對高中化學的了解,明白高中化學學習是為大學無機化學學習打下基礎,從而使學生的傳統學習觀念得到轉變,使學生更好地了解化學學習將關系到今后大學學習中哪些專業,使學生樹立明確的學習目標,促進高中化學知識和大學無機化學知識在思想層面上的有效銜接。高中化學教學在內容方面應注重“啟后”,然而并非將大學化學內容的教學取代,而是基于新課改背景下,教師加強化學理論知識的教學,從而為學生大學化學學習奠定基礎,從而使學生做好今后大學無機化學的學習的思想準備。
(二)大學階段化學教學
首先,在保持教材不變的前提下,對教學內容進行合理調整。其中,需要結合學生專業的不同和知識需求的差異,理論根據化學類和醫藥類的區別從理論和應用兩方面對無機化學和有機化學的內容進行調整。需要進行高中化學欠缺知識的完善,并將重復贅述和無關緊要的內容刪除或跳過。也有一些知識在高中化學教學中有所提及,但是并未進行深入講解,那么這些內容需要在大學無機化學教學中進行補充,從而使化學知識緊密銜接。其次,化學教師應使教材更加貼近學生的實際生活,以貼近實際的展現形式,促使學生的學習興趣和積極性得到提高;教師需在教學中注重對學生的提問,通過提出問題進行化學教學活動的引導,實現學生自主思考習慣和創新能力的培養。教師在教學過程中應體現科學性和思想性,并且在課堂教學中合理引入高中化學知識。并且需在教學中引導學生正確處理高中化學和大學無機化學知識的銜接,在提高學生學習熱情的同時,為學生開放化學實驗室,為學生創造良好的化學研究條件,幫助學生在自主探索和合作交流中對化學的技能知識具有真正的了解和掌握,學會科學的研究方法,樹立正確的研究態度,從而更好地進行化學學習并獲取實踐經驗。教師在課堂上應充分體現學生的主體地位,促進學生主觀能動性的發揮,將新知識及方法納入學生已有的認知當中。
結語
我國教學改革一直重視高中化學和大學化學知識的銜接問題,因此,針對這一問題,在教育教學過程中,教師必須結合學生的現狀及發展需求,尋找切實可行、行之有效的教學方法,積極促進高中學生和大學學生化學知識水平及素質能力的提高,從而更好地為社會經濟建設進行優質人才的培養和輸出,促進我國現代化建設的進一步發展。
參考文獻:
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關鍵詞:無機化學;科研潛質;培養;能力
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)08-0068-02
化學是一門重要的自然科學學科,其在人類社會發展和科技進步中發揮著舉足輕重的作用。對于我國而言,傳統的化學教育僅僅重視知識的傳授,而忽視知識創新,在實際教學中缺乏對學生科學研究能力的培養,造成培養的畢業生素質下降。無機化學作為化學學科中的基礎學科,對于培養化學專業的高級專門人才具有重要作用。本文中,筆者將結合自身的教學經驗與體會,淺談高校無機化學教學中如何加強對大學生科研潛質的培養。
一、重視緒論教學
無機化學課程的緒論部分旨在對課程的研究背景、研究對象、研究方法和研究意義等進行總體上的概括。然而,傳統的教學模式卻忽視了緒論部分的講授,造成學生學習興趣難以激發,學習主觀能動性和創造性受到了抑制,教學效果不理想。考慮到緒論對于整個課程無機化學教學的重要性,筆者認為講授該內容要注重以下兩個方面。
1.借助現代自然科學知識,從宏觀到微觀讓學生感受化學的魅力,了解化學的重要性。如可以從宇宙元素的起源到形成現在生命體的DNA過程,從大到天體物質演變到微觀的原子運動等具體實例向學生展示化學的奇妙之處,以便激發學生好奇心,培養其學習興趣。
2.明確無機化學是化學學科和其他自然科學的基石,借助具體的實例說明無機化學的重要性。教師要把握教材,但不能局限于教材的內容。當今社會處于知識爆炸的階段,知識更新非常迅速,而教材通常承載著經典但已經過時的知識信息。教師需要在備課時查閱大量最新前沿的研究成果,將其圖文并茂地融入到緒論介紹中,如既要講到“門捷列夫發現世界是由一系列周期性遞變的元素組成”這些經典知識,又要講到“現在的納米技術已經合成出機械強度超過鋼鐵幾百倍的碳納米管材料”等先進前沿的化學研究成果。這樣,學生就能直觀地感受無機化學的魅力和發展前景,激發其學習的動力和熱情。
二、運用動畫模型教學
雖然多媒體教學已經深入到課堂,但是大多教師的課件仍然缺少直觀形象的動畫模型,影響了教學效果。為了解決此問題,筆者認為多媒體動畫模型教學將會極為直觀地呈現基本原理和過程,幫助學生建立化學空間思維,顯著加強對基本知識和原理的理解,激發其思考和創造力。如在講述元素和元素周期律的章節時,概念繁多,知識抽象,教師若僅僅語言闡述“元素的種類是由原子核內質子數決定的,而元素周期律是原子核外電子周期性排布造成的”,此時,初學者常常因概念不清而不能理解。教師若能運用三維動畫模型,逐一呈現核內質子數遞增對應元素種類的變化,進而展現核外電子如何進行周期性的排布,學生理解掌握就容易多了。實踐證明,運用動畫模型教學,學生將會迅速接受并理解嶄新概念和原理,容易形成獨立思考解決問題的能力。
三、改革實驗課程的設置和實驗模式
傳統的無機化學課程均有配套的實驗課程,然而實驗課程的模式和設置存在不合理之處,主要體現在:(1)理論課和實驗相互脫節。傳統的理論課和實驗課在不同的時間段進行,授課教師往往也不同,造成學生的理論學習難以得到及時針對性的實踐,從而削弱理論和實踐之間相互促進的關系。(2)針對本科生的開放實驗室缺乏。傳統實驗課程常實行集中時間集中地點實驗,不允許學生依據自己學習需要隨時實驗,對本科生的開放實驗室很少,從而缺乏對學生創新研究能力的鍛煉。為了解決該問題,筆者認為可以從以下兩個方面進行實驗課程的改革。
1.將實驗演示融入到理論課教學中。課堂實驗,能夠實現理論和實踐之間的相互促進,提高學生發現問題,解決問題的能力。如,在講授沉淀溶解平衡溶度積規則這一章節時,教師若僅僅進行理論講授,往往顯得簡單,學生們也認為沉淀過程很簡單,似乎都不存在問題。然而,實際情況并非如此,沉淀實驗的操作,通常會涉及到很多問題,如過飽和效應,配位效應,離子效應等。事實上,當今的研究熱點――納米材料的合成就是建立在沉淀形成的形貌控制上。如果沒有實驗和理論的結合,人們是不會發現諸多的自然科學規律,更難以有科學技術的進步。因此將實驗演示融入到理論課教學中將顯著鍛煉學生發現問題、思考問題、解決問題的能力。
2.設立固定的開放實驗室,以供不同學生依據自身有針對性地進行實驗。筆者在教學中發現,不少學生對實驗有較大的興趣,僅僅教學計劃安排的實驗內容很難滿足其需要。結果造成很多具有較好創新能力的學生得不到充足的科學研究訓練,阻礙其科學素質的提高。如果能夠設立開放的實驗室,那么每一個學生都可以依據自己感興趣的方面進行針對性的實驗,一方面能夠很好地鞏固理論課知識,同時還能鍛煉其科學研究的能力,這對于培養21世紀新型創新性人才是非常有利的。
四、改變評價機制
傳統的無機化學評價機制多側重于用考題對學生掌握情況進行考核,通過考試分數的高低對學生學習效果進行評估。事實上,這種評價機制往往誘使學生走向題海,而非綜合能力的鍛煉。事實證明,高分的考生在步入研究生階段往往表現平庸,其主要原因是科學研究需要活躍的思維,強烈的好奇心和探索精神,而非考試分數。良好的科學潛質需要在大學基礎課程學習中得到培養,讓學生樂于學習,樂于鉆研。因此,筆者認為,可以考慮在傳統考題模式外附加大學生科研立項考核。教師引導大學生,依據自身的興趣,去發現問題,通過查閱各種資料,建立適合大學生自身的科學研究項目。最后,通過項目完成過程對學生綜合能力進行全方位評估。實際上,國內已有不少高校正在嘗試這樣的評價機制,已經獲得良好的效果。
總之,為了滿足新世紀國家對新型創新型人才的需要,筆者作為一名高校化學專業一線教師,結合自身的教學經驗與體會,就高校無機化學教學中如何加強對大學生科研潛質的培養做了一些有益的探索,相信在這些措施的積極作用下,無機化學專業的大學生將會顯著提高學習興趣,提升自身的科研能力,為后續繼續深造奠定良好的基礎。
參考文獻:
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一、激活學習興趣,激發學習動力
做好無機化學和有機化學的有效過渡,讓學生充滿信心,消除畏懼心理,樂觀地面對以后的學習,為有機化學的學習打下堅實的基礎。有機化學的學習首先使學生將了解新事物的積極性和好奇心轉化為自身學習動力,然后把教學方法的選擇和教具的使用與學生的學習方法融合在一起,最終將有機知識體系打造為學生自身知識網絡,達到融會貫通的效果。
二、廣泛了解學情,促進知識遷移
通過與各層次學生交流,了解他們的學習情況和心理;通過聽課請教,獲取、分析課堂實錄,在個人的教學實踐中,不斷總結思考。
1.找到一個好的抓手――結構決定性質、性質決定用途,由個別到一般,讓學生“有法可依”。無機化學教學中強調“結構決定性質,性質決定用途”的思想,這為各類有機物的學習“有法可依”。在有機化學入門學習階段,教師要及時給予學生學法指導,在教學中處理好結構與有機物性質之間的關系,結構理論指導性質,性質幫助理解結構,由典型有機物的結構和性質推測出同系物的性質,體現由個別到一般的思想。
2.用生活素材創設學習情境,從生活走進有機化學。“化學與社會生活實際有著廣泛而緊密的聯系。”化學知識的形成來源于自然,來源于生活。教師在教學中應有所創新,要注意從學生熟悉的身邊現象入手,引導他們發現問題,展開探究,以獲得有關的知識和經驗。要緊密結合學生的生活實際,使他們感受身邊的化學物質和化學變化,增強學習化學的興趣。如:在乙酸教學中創設醋的傳說,在乙醇教學中介紹中國的酒文化及酒駕入刑等社會問題,激發學生求知的欲望,并滲透愛國情感和價值觀教育。再如選修模塊《有機化合物的分類》一節,可事先讓學生收集身邊的常見藥品,查閱它的說明書,從俗名、分子式、結構式、官能團及物質的類別對身邊的常見藥品進行分析,引導學生了解有機化合物的分類方法,認識一些重要的官能團。
3.利用電教技術,活化教學銜接。多媒體和網絡技術被引入課堂教學,在一定程度上代替了粉筆、黑板等傳統媒體,實現了它們無法實現的教育功能。使用微觀模擬軟件可以幫助學生跨越宏觀微觀的思維障礙。如在學習立體結構,再現價鍵的斷裂與形成,擴大了課堂的時間與空間,化抽象為具體,化腐朽為神奇。同時,積極整合傳統教學和現代教學,揚長補短,相得益彰,提高了教學的有效性。
4.積極開展校本課程,通過研究性學習,聯系無機化學與有機化學,拓寬學生的視野。校本課程的開展為學生研究性學習提供了有力保障,能夠發揮學生的個性特長和想象力,培養學生的這些本領和能力,滿足他們終身發展的需要。研究性學習打破了傳統課堂教學模式,讓學生聯系課堂的知識去拓展,又應用于課堂,給學生們以研究過程的體驗,激發其對科學研究的意識和興趣。如我校開設的《化學與烹飪》選修課程,探索實施STS教育,使學生通過實踐獲得直接體驗;再如指導學生結合學習工具――修正液,提出“修正液的成分分析及利弊探討”,也收到了很好的效果。
三、在反思中進步,在實踐中成長
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關鍵詞:無機化學;理論教學;教學探究
無機及化學是化學工程、生物工程、醫藥、食品工程等非化學專業的學生在大學一年級時必修的一門專業基礎課,也是學生從中學進入到大學后所學的第一門專業課程,學生對于該門課程的學習和掌握程度,對后續相關專業課程的學習起著尤為關鍵的作用。
一.對理論教學過程進行有效完善
(一)對教學過程進行合理優化
在對高校學生進行教學時,要將教學內容與教學方法進行合理的規劃與設計,由于高校學生在校園中生活時,需要將一部分時間與精力投入到校園活動中,這導致其學習時間相對于其他事項而言顯得極其有限,于是對于高校學生而言,課堂教學時間幾乎成為了學生對相關教學知識進行學習的唯一時間,這也使高校中課堂教學的重要性得以有效的凸顯。因此,為了使學生能在課堂教學時間內對教師所教授內容進行透徹的理解,對課堂教學的教學過程進行合理有效的優化顯得十分重要。首先,要加強相關課程的課任教師對于學生學習情況的關注力度,使教師能夠實時了解到學生對于相關重點知識的掌握程度,從而在課堂教學時能夠對學生普遍掌握不到位的知識進行針對性的講解,同時,可以使教師所規劃的一課時教學內容能夠與學生對知識的掌握量相匹配,使課堂教學的質量與效率都得以有效的提升。其次,使促進任課教師之間的交流與探討,從而使教學資源共享化,使整體教學水平得以有效的改善。最后,需要相關任課教師在課堂教學使,針對不同批次學生的不同特點,分別設計出合理恰當的教學方法,并在教學課堂中合理引入多媒體教學設備,從而使學生對于相關知識點的印象得以有效的加深,同時還可以使學生對于無機化學學習的興趣與熱情得以有效的培養與激發。
(二)對知識講解方法進行適度豐富
眾所周知,教師的主要工作內容是通過其自身對于知識表述,將相關教學內容對學生進行講解,因此,教師對教學內容的表述形式會直接影響到教學質量與教學效果。如果無機化學課程的任課教師對于知識的講解生動形象、激情四射,那么其激昂的情緒會對學生帶來很大的正面影響,從而使學生對于無機化學學習的激情得以有效的激發,使課堂氣氛呈現出活躍的狀態,進而使教學質量得以有效的提高,是教學效果得以顯著的改善。這種教學方法在面對剛步入大學校門的大一新生時,顯得更加奏效,由于其由中學時期的學習轉換到大學時期的學習時,所學習課程的專業程度與難度都有大幅度提升,此時,教師對學生所運用的教學方法將直接影響到學生在日后大學生活中對于自身學習態度的樹立。因此,教師要在課堂教學中以自己的熱情帶動學生的積極情緒,并在恰當的時候合理的組織學生針對相關教學內容與疑問進行探討,而后使學生之間互相答疑解惑,在促進學生之間良好交往的同時,使學生在探討過程中對相關教學知識進行透徹的理解與熟練的掌握,從而達到預期的教學效果。
二.對學生知識體系M行合理建立
無機化學課程的教學內容之繁多與復雜,致使學生在對其進行學習的道路上時有坎坷,進而導致學生在面對過多難以理解的知識點時,極其容易產生焦躁的情緒,使其最初對于無機化學學習的激情與熱情逐漸消失殆盡[1]。因此,相關教師在對無機化學教學內容進行講解之前,首先要讓學生明白,無機化學并不是使所有化學相關問題得以開解的萬能鑰匙,要讓學生了解到對無機化學進行學習的主要目的在于,要為其日后的專業課程奠定思維基礎與一定的化學基礎,因此在面對較為深奧的無機化學相關問題時,自然不必深究不放,從而使學生對于無機化學學習的信心得以有效的維持與保障。與此同時,教師還要將無機化學與學生所需要學習的專業課程之間的關系進行有效的梳理,使學生所學課程的系統性得以有效的建立,于是,在無機化學課程的教學之初,教師應當適當的利用課堂時間將無機化學課程的知識構架與其重要性向學生進行展示,并使學生對無機化學教學的當前教學任務進行基本的認知與了解,從而使學生能夠對自身對于無機化學的學習目標進行較為準確的定位。
教師可以將學生當前階段無法透徹理解的教學內容與知識點進行細致的歸納與系統的整合,并在教學過程中暫時對其進行簡單的介紹,而后在后續教學時再對其進行詳盡的講解。此外,在對學生的無機化學知識體系進行構建時,也要對學生高中時期所學習的化學知識進行有效的連結,從而使學生對于現如今無機化學的理解建立在高中所學的基本化學知識之上,將無機化學知識內容視為高中時期化學知識的擴展與延伸,從而使其對于無機化學的難度更容易接受與習慣。
三.對學生的自主學習能力進行有效培養
首先,若想使學生在大學階段的學習得以有效的保障,就必須對其自主學習能力進行有效的培養,從而使其學習時間不僅局限于課堂教學時間。學生是教學活動過程主體,要充分發揮學生的自學能力。他們剛從中學進入到大學生活,中學階段他們是在老師和家長的監督下學習,這使得他們普遍習慣于被動學習,而在大學生活中,學習環境相對寬松,學生很容易缺乏學習主動性。而無機及分析化學課程的內容多,教學時數少,課堂容量較大,需要學生做好課前預習。因此可以再在每次課結束前給學生留下幾個關于下節課內容的問題,讓學生帶著問題對新課進行預習,這比學生盲目看書的預習效果要好的多。使高校學生的自主學習能力得以有效培養的前提是,使其對知識的歸納與整合能力得以有效的提升與充分的發揮,也就是說,使其科學的思維方式得以有效的培養,例如在對化學分子結構進行講解時,要使學生對于化學鍵的了解更加透徹,進而引導學生對分子結構相關內容進行較為深刻的思考。在學生對于專業知識進行學習的過程中,教師應當將其分析與解決問題的能力進行有效的培養,使學生在面對不同問題時,能夠熟練的運用自己的科學思維對其進行分析,而后結合所學的相關知識,通過合理妥當的方式將其解決。
其次,教師應當在無機化學的教學過程中,結合所教授課程的相關內容對學生的學習方法進行適當合理的引導,在無機化學教學過程中,教師應當針對其內容繁雜豐富的特點,將其相關的知識點進行合理的串聯,使知識點之間始終保持著較為緊密的聯系,并且對重要的知識點進行多次的詳盡講解,以確保學生對其的理解足夠透徹,使學生對于無機化學的相關知識不是死學硬背,而是學習分析與解決問題的思路,而后能在面對不同問題時自行進行分析與處理[2]。此外,教師在對較為抽象的無機化學理論進行講解時,要盡量通過合理的教學手段,使其得以有效的具象,使學生對于化學理論知識的理解更加立體而生動,使學生對于相關知識點的印象更加深刻,使原本復雜的理論知識得以有效的簡化,使學生在對問題進行解決與處理的過程中,其自身的自主學習能力得以有效的提升,使學生通過無機化學課程為以后的專業課學習奠定良好的理論基礎與思維方式,使學生在大學階段的專業學習得以有效保障。
結束語:無機化學作為所有化工相關專業的基礎課程,其是使學生得以開啟專業知識大門的鑰匙,是學生進行后續專業學習的重要前提,通過對無機化學理論的學習,學生得以為自身的專業學習與發展奠定良好而扎實的理論基礎,并為自身的后續專業學習培養科學清晰的邏輯思維,進而使自身的自主學習能力與對于不同問題的處理能力得以有效的提升,使現今社會對于綜合素質人才的需求得以有效的滿足。
參考文獻:
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摘要: 無機化學是高等職業院校化工、環境和醫藥等專業中的一門重要的專業基礎課,因此無機化學的教學在整個專業教學中占有舉足輕重的地位,對于培養符合社會發展需要的高級技術人才具有重要的意義。本文作者結合自己的教學實踐,從教學內容、教學方法、教學手段等幾個方面探討了職業院校無機化學教學改革的幾點做法。
關鍵詞:職業院校 無機化學 教學改革
無機化學是高等職業院校化工、環境和醫藥等專業中的一門重要的專業基礎課,也是這些專業學生所要接觸的第一門專業基礎課和專業必修課,無機化學的教學將為后續的專業基礎課和專業課的教學和學習奠定基礎。因此無機化學在相關專業的整個教學中占有舉足輕重的地位,對于培養符合社會發展需要的高級技術人才具有重要的意義。但是長期以來,由于種種原因在職業院校無機化學的教學中一直延續著一些比較傳統的教學模式,這些教學模式使得教學呆板、學生缺乏學習的主動性和積極性。要想改變這一現狀就必須對職業院校的無機化學教學進行改革。本文作者結合自己的教學實踐,探討了無機化學教學改革的幾點思考和做法。
一、增添新知,構建符合職業院校學生職業發展的教學內容
無機化學發展到今天,其內容面廣點深,決不是在短時間內就可以掌握的,也不可能在有限的學時內完成這一任務,這就要求我們在教學內容上采取少而精的原則,突出重點難點。職業院校教育的特點也決定了職業院校化學教學要根據職業發展需要選擇教學內容,以培養學生能力為根本出發點,以有利于學生應用能力的培養,適應職業崗位的要求為最終目的。因此,精選教學內容就顯得尤為重要。如可以刪去理論性較強但以后其他課程還會重點講解的“化學熱力學”內容,刪去重復中學教材的內容如“化學反應速度和化學平衡”中的有關內容,對于簡單而又必須了解和掌握的知識,留給學生自學;同時增加無機物在環境、材料、能源和信息等領域中的應用,以拓寬學生的知識面。對于化學基本原理中的一些較復雜、難于理解的問題,如對稱性、晶胞、鍵能、活化能、教師在教學中可以采取“點到為止”的處理方法,即以滿足講授元素化學的需要為原則,更深層次的內容留給后續課程去解決,而不把難于講授、難于接受的注釋和說明推給課堂。
二、注重加強學生的能力培養,增強學生學習的積極性和主動性
高等職業院校是以培養符合社會發展需要的高級技術人才為目的,隨著社會的發展,社會對高級技術人才的要求也越來越高,要在具有一定的專業知識的基礎上,具有多方面的能力,如動手能力、思維能力、創造能力、觀察能力和發展能力等,尤其要具有創新精神,因此在整個教學中必須始終注重加強學生的能力培養,加強學生學習的積極性主動性,教會學生如何學習,培養學生的創新精神和創新能力。如在無機化學教學中,有相當一部分內容缺乏趣味性,學起來枯燥,對這些內容就要求我們有意識的創設懸念,使學生產生一種探求問題奧妙所在的神秘感,從而引起學生的興趣。例如,在講原電池時,引入一個有趣的故事:格林太太有兩顆假牙,一顆是金牙,象征著她的財富;另一顆是銅牙,是后來一次車禍中撞掉的。但是自從鑲上銅牙,格林太太就覺得頭暈,不舒服。去醫院檢查又查不出來病因。同學們,你們知道是什么原因嗎?繼而用動畫的形式引出原電池裝置。原來是金牙和銅牙組成了原電池,形成電流使得格林太太不舒服。而后引出電極電勢的概念。又如在計算化學反應標準摩爾焓變、標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變時,都利用了黑斯定律,求解的方法也相同,因此教師在講授時重點講解標準摩爾焓變的計算,讓學生自我完成并講解標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變計算的內容,加深學生對黑斯定律、狀態函數的理解,教師則重點強調計算過程中的一些注意事項。通過這一方法,不僅使學生加深了對所學知識的理解、運用能力,同時也培養了學生的語言表達能力和分析、思維能力。另外,教師可將最新的本領域的研究成果以論文報告的形式給同學作介紹或者對于一些章節給學生布置一些相關的題目,學生可以根據自己的興趣和愛好查閱文獻資料,進行小專題實驗研究和小論文的設計。這樣可以既可以擴大學生的視野,也有助于學生分析問題、解決問題能力的提高,培養應用能力。而應用能力的培養是實現創新能力與實踐能力的重要途徑。
三、多媒體教學方法與傳統方法相結合,提高教學質量
運用現代教育技術、多媒體課件進行教學,由于具有文字、圖表、動畫、聲音可以刺激學生感觀系統,調動學生學習積極性和主動性,可以拓寬教學內容,增大教學容量,提高教學進度。如在講授晶體結構時,我們利用晶體結構教具模型,使學生更容易理解各晶型結構的特點,再如在講授雜化軌道、原子軌道空間伸展方向等時,我們利用多媒體課件進行講解,直觀簡潔,學生容易理解,取得了較好的教學效果。同時,我們建設了無機化學教學網站,吸引了學生進行網上無機化學學習,使網絡上的在線學習、在線測試與在線答疑成了學生的第二課堂,極大地調動了學生學習的積極性和主動性。但是,考慮到使用多媒體課件授課速度過快,部分學生的思維速度跟不上、某些無機化學內容單純用課件講課效果較差等問題,我們在使用現代教育技術的同時輔助于傳統教學手段。對于內容比較簡單的章節,如氫和稀有氣體、金屬通論、p區金屬等內容,采用“學生自學,教師概括總結”或“討論課”的形式進行。對公式推導,計算舉例仍然應用板書、講解的傳統的方式進行教學,獲得了良好的收效。因此,在無機化學教學過程中,注重多媒體教學方法與傳統方法相結合,會收到事半功倍的教學效果。
四、加強自學指導,培養學生的自學能力
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相對于其他藥學專業而言,由于無機化學涉及范圍廣泛,以及與藥物化學、醫用化學、有機化學息息相關等特點,決定了無機化學教學的特殊性。諸如在講解原子結構中波函數的圖形、分子結構中原子軌道的雜化及成鍵等重點內容時,過去簡單的照本宣科式教育根本無法讓學生建立起結構的立體觀及成鍵機理的整體觀,嚴重影響后續課程教學的深入開展。在對配合物的化學鍵理論的講解中,對于晶體場理論的發生機理,沒有形象的演示,同學們很難完整地理解。因此,如何將抽象的形象、機理進行簡單、直接地表述,一直困擾著無機化學教學人員。過去那種“填鴨式”的傳統教學方式已不可能在有限的時間內向學生傳遞如此新穎眾多的內容及進展信息,而將網絡多媒體應用到無機化學的課程,則可以為學生提供更為直觀的圖像和影音視頻,有利于學生的理解和記憶。
2網絡多媒體結合無機化學雙語教學的優勢
2.1教學內容形象生動,提高學生學習興趣網絡多媒體技術可以將數據、文字、圖像、聲音有機地融為一體,能夠大大豐富信息的表現力。因為多媒體課件可以節省教師課堂板書時間,避免因書寫筆誤給學生帶來的困惑,可以增大課堂信息容量,從而使教師有更多時間講解重點、難點,也可以講授一些擴展學生知識面的相關知識,從而在很大程度上提高教學質量和課堂效率。另外,由于電子產品的普及,學生們即使對課堂的內容尚未完全理解,也可以復制教師的課件,用電腦、平板電腦及手機等電子產品在課后溫習。這樣可以提高學生學習興趣,更好地提高教學效果。很多無機化學的原理就算用漢語講解也很費時費力,課程本身抽象難懂,更不用說英語講解了。這時我們可以充分借助多媒體課件的優點,使用圖片及動畫、視頻等輔助手段,既形象生動,又方便學生記憶和理解。例如:在講解稀溶液的依數性時,對于溶液蒸氣壓下降、凝固點降低、沸點升高和滲透壓的講解,可以借助于視頻,讓學生直觀地看到這幾種實驗現象,以加深記憶和理解;而對于比較抽象的原子軌道的雜化及成鍵等重點內容的講解則可以借助動畫來演示過程,便于學生理解。課后學生普遍反映印象深刻,容易理解。另外節選一些英文原版教學片于課件中,不但活躍課堂氣氛,而且加強學生專業英語的學習。
2.2在有限的課時內輔助雙語教學,提高學生的英語水平大多數情況下,采用雙語教學后,由于此門課程的計劃學時往往并沒有增加,在原本中文授課的課時內實現英文講授,會使教師和學生感覺到課時不足而導致不能充分理解。此外,授課還會受教師的英語表達能力、學生的聽力等因素的影響。采用多媒體技術可以很好地解決雙語教學和有限的課時之間的矛盾,多媒體的直觀展現可以對教師的英語表達起到輔助作用,有利于學生聽懂,從而提高學生的英語聽力。不僅如此,實施雙語教學,為學生營造一個良好的英語學習環境,在提高學生專業英語的同時,還可以提高他們的英文聽、說、讀、寫能力。