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大学化学教学模板(10篇)

时间:2022-05-26 19:06:58

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇大学化学教学,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

大学化学教学

篇1

1.1大学化学实验教学课程体系设置混乱

化学是一门实践性比较强的学科,它的基础和核心就是化学实验,化学实验本身既超脱于化学理论,然而,它又无法脱离化学理论而孤立存在,它是化学理论的直观反应与补充,因此化学理论和化学实验就像是双生子,二者之间密不可分。要想搞好化学理论教学,就要做好化学实验教学[3],因此化学实验教学非常重要。按照化学理论教学的内容,目前的大学化学实验教学基本可以划分为五大基础实验课程教学体系即无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验以及高分子化学实验。一般来说,化学实验的教学是与化学理论的教学同步,或者是稍微滞后于理论教学[4],这是为了让学生在掌握理论内容之余,通过化学实验来加深对理论的理解与掌握,但是这也造成了化学实验的教学严重依赖于化学理论教学的问题。五大化学理论课程为了各自的系统性和完整性,自身成为一个完整的整体,而与其他相关的学科牵涉不多或很少,这就使得不同学科的化学实验内容产生不必要的交叉重叠,甚至是产生部分实验项目目的不明确乃至于遗漏的现象,导致目前的大学化学实验教学课程体系产生一定程度的混乱。另一方面,由于各个理论基础实验教学要求学生掌握理论课程中的要点内容,从而使得大学化学的实验划分过细,导致知识分割过窄,实验内容存在低水平、同一水平的重复,缺乏高层次的循环,使得学生不能有效地通过化学实验对理论内容进行融会贯通,同时使学生不能掌握娴熟的实验设计能力和创新能力。

1.2大学化学实验教学内容陈旧

目前大多数高校的大学化学实验教学内容比较陈旧,绝大部分的实验项目是很多年前的经典实验,这些实验能够非常好地反映出理论内容的一些经典理论,而且实验的设计非常完美巧妙,但是这些实验往往使用的是传统的研究方法,不能反映当今化学学科的最新进展和发展趋势,不能跟上时展的步伐,让学生们以为化学就是“瓶瓶罐罐”的学科,使学生在一定程度上丧失学好化学的兴趣。因此,有必要结合当今科技发展以及化学学科的发展,拓展新的化学实验,在跟进时展步伐的同时,促进化学实验教学的进步。

1.3目前大学化学实验教学手段比较落后

目前绝大多数学校的大学化学实验教学仅仅依赖于教师在实验课上的讲解,将实验内容以及操作步骤写在黑板上,然后让学生直接按照黑板或者课本上的操作步骤按部就班地完成实验。在这种教学模式中,老师一手包办制定了实验目的、实验内容、实验步骤,同时老师组织和设计实验中所需要的仪器、药品,而学生不需要动脑思考,它们仅仅充当操作工,只需要按照实验步骤进行实验即可。这种教学手段不能使学生积极进行实验,因此不能充分提高学生的主观能动性,不能调动学生的积极性和创造力,因此不能培养出适合现代社会发展的高素质人才[5]。

2解决大学化学实验教学存在问题的途径

首先,大学化学实验教学整体上要朝综合化方向发展。大学化学实验是随着大学化学理论内容的发展而逐渐成长,但是由于大学化学理论内容的局限,导致出现实验片段化现象,为了解决这个问题,有必要设置综合化的实验教学内容。所谓综合化的实验,就要是设计结合化学学科发展趋势的实验内容,这些实验要结合四大基础学科,把无机实验、有机实验、分析实验和物化实验结合起来,在一个实验中使这些实验内容得到融会贯通,有助于学生掌握多个不同理论课程的知识要点,并且有助于提高学生的自主学习能力。其次,大学化学实验教学要建立绿色化学思维[6]。我们都知道,绝大部分化学化工实验的原料或者产品具有一定毒性或者放射性,所以在化学化工实验过程中必然会涉及到众多的环保问题,如化学原料的处理、化工废料的存放、放射性物质的防护等等。我们在实施化学实验教学时,要注意向学生灌输绿色化学的理念,让学生在课堂的化学实验中注意环保问题,从小做起,让学生深刻领会到绿色化学的魅力,让学生在学习过程中学习并且具有环保意识和绿色化学意识。第三,大学化学实验教学有必要改革目前的教学手段并且建立新的教学手段。现有的化学实验教学基本上都采用板书式教学,这种教学手段可以使学生与老师之间充分互动。我们需要继续发挥板书式化学实验教学手段的优点,同时我们有必要结合现代教学手段和教育技术,开发化学实验教学多媒体可见,录制一系列的化学实验教学录像,直接应用于化学实验教学,这样既节省时间,又达到教学目的。我们也可以通过计算机技术,建立网上虚拟化学实验室,可以让学生在宿舍、在教室随时随地做实验,提高学生的学习兴趣[7]。最后,大学化学实验教学的改革需要建立新的实验教学考核模式。化学实验考核是一种非常的衡量教学效果、保证教学质量的手段。实验的考核和理论的考核不一样,实验考核办法一定要依据实验课程特点灵活确定,确保真实地反映学生实验技术水平。对于大学化学实验成绩,一般要根据学生的平时成绩、实验报告、实验课堂表现等多种手段给出。

篇2

理论和实践相联系化学是一门实验学科,学生通过实验,可以巩固和充实课堂中所学的理论知识。培养独立思考、动手操作和撰写科研报告的能力,加强实验教学,培养学生的实践动手能力。加强大学生实践能力的培养,是高校深化教育教学改革、大力提高教育质量的中心环节[5-6]。是深入贯彻落实科学发展观的必然要求。科学发展观的核心是以人为本,要求实现人的全面发展。而从高校来看,则是要始终坚持以学生为本,从人本的角度出发,根据当前大学生面临的就业、升学等问题,尽量提升大学生群体的综合素质和实践能力,以便他们将来更好地适应未来社会对人才提出的高标准要求。指导学生自己查资料,自己设计实验方案,对实验方案的确定教师给予指导。

在实验原理、实验仪器、实验步骤、结果处理上充分发挥学生的主观能动性,把分析、观察、实验、讨论等形式相结合,课后总结本实验的不足以及相关的改进措施,以培养学生的创新意识和实践能力。对于一些知识点如解离常数,可以通过相关的实验,诸如醋酸解离常数的测定来验证,对已学知识点加深巩固。

课内外知识相结合把课外最新最前沿的知识结合课内知识传授给学生。例如讲解石墨的结构时,同时向学生介绍了2010年诺贝尔物理学奖———石墨烯的研究;讲解能源的开发时,介绍了中国探月的历史、原因和月球上的能源;讲解水质污染和保护时,介绍了松花江水质污染;讲解固体废弃物时,介绍了国内外先进的处理垃圾的方法。对此学生会表现出极大的兴趣,使学生感受到了化学是一门渗透到我们生产、生活各个领域的学科。同时通过课外知识的讲解,把辩证唯物主义思想深入到教学中,增强学生的环保意识和经济意识[7]。

篇3

2开设大学化学综合实验的条件

大学化学综合实验是完成化学基础实验教学之后,在化学学科层面对化学知识、实验方法综合运用的一门实验课程,是高等教育本科基本实验教学体系的重要组成部分。学生应在掌握基础无机化学、分析化学、有机化学和物理化学实验的基本技能的基础上进行该类实验。教师在整个实验实施过程中起到引导和解惑的作用。引导学生按照实验题目准备必要的实验仪器和试剂,教会学生科技文献的查阅方法,让学生参阅参考文献列出实验的详细步骤,培养学生连接单元操作、设计实验、分析问题和解决问题的能力。通过综合实验,拓展学生的科研思路,提高其科研工作能力。

3大学化学综合实验教学方案的设计与实施

本实验以有机合成、分光光度法测定无机金属离子为主线,辅以物理化学中表面张力的测定及临界胶束浓度(CMC)的确定方法,培养学生综合解决实际问题的能力。

3.1实验目的

(1)学习和掌握有机化学实验中水杨基荧光酮的合成方法。(2)巩固物理化学实验中表面张力的测定方法及表面活性剂临界胶束浓度(CMC)的确定方法。(3)掌握分析化学实验中分光光度法测定金属离子含量的原理及方法。

3.2实验仪器与试剂

仪器:电动搅拌器、三口烧瓶、回流冷凝器、加热套、721型(或722S型)分光光度计、pHS-3C型酸度仪。试剂:对苯二酚、乙酸酐、浓硫酸、无水乙醇、重铬酸钾、水杨醛。钼(Ⅵ)标准储备溶液:1mg/mL,准确称取0.1500g光谱纯MoO3于100mL烧杯中,加入10mL10%的氢氧化钠溶解,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。使用时逐级稀释为1.00μg/mL的标准工作溶液;水杨基荧光酮(SAF):0.001mol/L;十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB):0.02mol/L;pH=1.8的KCl-HCl缓冲溶液。

3.3实验内容

(1)无机离子显色剂水杨基荧光酮的合成水杨基荧光酮的中文别名为邻羟基苯基荧光酮,9-(2-羟基苯基)-2,3,7-三羟基-6-荧光酮。水杨基荧光酮以其高灵敏度和较好的选择性被广泛用于铁、铜、锌、钴、钼、铝、锡、锗、钨、锰、锑、铬、钛、铑等金属离子的测定中。在岩石、矿物、药物、食品、环境水等领域的无机离子分析、药物分析以及生化分析中有着广泛的应用。水杨基荧光酮按文献[10]由30g(0.12mol)的1,2,3-三乙酰氧基苯溶解在热的400mL50%的乙醇中,滴加20mL浓硫酸,在70~80℃时与8g(0.0655mol)水杨醛反应4h.冷却,在暗处放置二周后,用乙醇重结晶而得。反应方程式如下:(2)水杨基荧光酮与金属离子钼(Ⅵ)的显色反应学生可根据实际需要选用某种金属离子与水杨基荧光酮进行显色反应。本文仅以与钼(Ⅵ)显色为例说明实验的设计过程。钼的特性和钼工业的发展为钼的分析提出更高的要求,也为钼的分析研究与发展提供良好的机遇。钼的分析方法甚多,其中分光光度法因其灵敏度高,操作简便,分析速度快而倍受欢迎。而荧光酮类试剂光度法以其高灵敏度和较好的选择性被广泛用于钼的测定中。

3.4实验方法

在25mL容量瓶中,分别加入5.0mL的1.00μg/mL钼(Ⅵ)标准溶液,2.0mLpH=1.8的KCl-HCl缓冲溶液,3.0mL0.001mol/L的水杨基荧光酮(SAF)溶液,2.0mL0.02mol/L的CTMAB表面活性剂,水定容,摇匀,10min后,以试剂空白为参比,用1cm比色皿于最大吸收波长525nm处测定溶液的吸光度。

3.5结果与讨论

(1)吸收光谱按照实验方法进行显色,测定有或无表面活性剂存在下相应配合物在不同波长下以相应试剂空白为参比的吸收光谱曲线,绘制吸收光谱,求出两种情况下最大吸收峰所对应的工作波长。探索表面活性剂是否使最大吸收波长发生红移,是否对显色反应起到增敏作用。(2)临界胶束浓度(CMC)与络合物形成的关系探索取一定量的CTMAB溶液按实验方法显色,以试剂作空白参比测量吸光度,并用表面张力仪测定相应CTMAB浓度下显色液的表面张力,得到不同浓度CTMAB溶液的吸光度和表面张力,结果见表1。以CTMAB浓度的对数lgc为横坐标,以对应的吸光度和表面张力γ为纵坐标绘制CTMAB浓度与表面张力(曲线1)和吸光度(曲线2)的关系曲线。从曲线1折点求出此体系中CTMAB的临界胶束浓度(CMC),找出吸光度与表面张力的关系见图1。(3)工作曲线取不同量的钼(Ⅵ)标准工作溶液,按实验方法测定在2.0mLCTMAB存在下的吸光度,绘制工作曲线,求出线性回归方程、表观摩尔吸光系数及25mL溶液中钼(Ⅵ)符合比尔定律范围。

篇4

大学化学是我校大部分非化学工科专业学生必修的一门公共基础课,大学化学作为基础科学学科之一,在各个领域都显示出它的重要性及不可替代性,随着经济社会的不断发展,我们已经注意到,目前我国面临的挑战性问题有健康问题、能源问题、环境问题、资源与可持续发展问题等,而这些问题都直接或间接地与化学有关[1],所以通过化学知识的学习可以提高学生的素质教育,提升学生对不同领域相关问题的思考,为学生在日常生活中能用化学知识解决相关问题打下基础。另外,我校作为一所以工为主、多学科协调发展、石油天然气优势突出和特色鲜明的大学,化学知识对学生专业本身也具有非常重要作用,学生在后期无论是专业知识的学习,还是工作中都可能直接或间接与化学问题打交道。所以,通过大学化学的学习,可以让学生知道哪些问题是化学问题;能查阅相关文献解决简单化学问题;能将问题描述给专业化学工作者,并与其沟通解决相关问题。因此,大学化学对本校学生尤为重要,本文针对大学化学课程特点,结合教师的授课经验,浅谈几点体会。

1绪论的重要性及相关授课内容

绪论课是大学化学课堂教学的第一课,在整个教学中起着提纲挈领、纲举目张的作用[2]。在绪论课上应该让学生获得以下相关知识。(1)为什么要学学化学。这部分内容主要是让学生知道这门课的重要性,培养学生的学习兴趣,大学化学属于基础课,但它又与大学英文、高等数学等基础课不同,因为同学们进入大学后很难感受到这门课的重要性,无论是学院、专业课老师的专业介绍还是与师兄师姐的交谈,在基础课这一块强调得较多的大多都是大学英文、高等数学等课程,因此,需要授课老师来补充这部分内容,让学生知道该专业为什么要学习该课程,该课程对该专业的作用是什么,能为学生解决后期的专业问题提供什么帮助;该门课对学生后期学习、工作、生活有什么样的影响。在讲授过程中可以结合相关专业的专业问题和生活中的实例进行分析,如:在油田所用到钻井液为什么可以将地层几千米的钻屑悬浮至地面,这就要依靠钻井液中所加入的化学外加剂;在日常生活中,为什么加一点洗洁精可以很容易将含油的物质清洗干净等问题进行分析,培养学生的学习兴趣,提升学习效果。(2)本课程的主要内容。由于不同专业学生在后期可能用到的化学知识有所不同,所以不同专业学生所学内容也有所不同,学时差别也较大;另外该门课程中的有些知识点,在高中已经学习过,部分学生容易大意,觉得简单,最后造成不好的学习效果。因此,在绪论中应给学生讲明他们所学课程的主要内容,每部分内容需要的学时,该部分内容的作用是什么,这些内容及知识点与高中化学的不同是什么,在现在的学习中应更加注意什么,这可使学生在后期学习过程中能更加有效学习,做到有的放矢。大学化学除了有理论课外还有实验内容,为了便于学生在后期能提前预习实验,了解实验内容,需将学生所要完成的实验内容进行分析与说明。(3)学习过程的要求及考核方法。由于不同的老师有不同的教学方法和风格,对学生的管理方法和模式也有差别,所以授课教师可以结合自身特点进行说明,同时也可结合学生的特点进行沟通与探讨,做到最大程度的互动式教学与学习。不同的课程具有不同的考核方式,同时也是学生较关心的问题,在该部分内容中应进行详细阐述,使学生明确该门课程的考核方法,为后期学习打下基础。

2突出理解、杜绝死记

在大学化学中包含了很多公式,并且在后期的解题、实际应用中都需要用这些公式来解决相关问题。为提升学生的学习兴趣,降低学生学学化学的难度,在授课过程中应尽量将化学知识简单化,公式简单化,让学生能通过已经掌握的化学知识去理解并推导出相关公式,也只有这样才能使学生能用化学的知识去思考化学问题,最后解决化学问题。如:在物质的聚集状态这章的道尔顿气体分压定律这部分内容的授课过程中,可以先通过理想气体状态方程PV=nRT和物质的量分数(摩尔分数)yi=ni/n推导出道尔顿气体分压定律,这不但可以将理想气体状态方程和物质的量分数进行再次回顾,也可以展现该公式的应用情况,同时可以使学生很容易记住道尔顿气体分压定律,并能实现分压定律的灵活应用,通过这种方式完全是让学生理解了道尔顿气体分压定律,其意义和公式将能非常容易记住,也能提高学生用该公式来解决实际问题的能力。

3案例教学,提升课堂教学效果

由于大学化学课程涵盖的内容即包含了无机化学、有机化学、物理化学和分析化学,也涉及量子化学、环境化学和材料化学等内容,其授课知识点多、知识面广[3-4]。在授课过程中应根据各章节授课知识点选择不同的教学案例,这既能有效地引导学生利用已有的基本理论知识对案例进行分析,也有助于课堂形成良好的师生互动氛围,极大地激发学生对大学化学这门基础课的学习兴趣[4],同时教师在授课过程中应引导、启发学生发现问题、分析问题、解决问题[4-5],以此提高学生的学习能力和学习效果。在大学化学授课过程中很多章节可以通过实例进行分析,如:在物质的聚集状态这章溶液与液体中凝固点下降问题的讨论与分析时,可以通过现有油田实例进行分析,在油田的天然气集输过程中,由于在高压低温状态下,天然气很容易与水形成天然气水合物,所形成的水合物会堵塞管道,降低管道的集输能力,达到一定程度还会使管道报废,所以在天然气集输过程中通常需要加入抑制剂,而这些抑制剂通常是一些醇类(乙二醇、甲醇等),它们能起作用的原因之一就是由于醇的加入可以降低水的凝点,使天然气水合物不易形成,让同学们通过实际例子理解凝固点的降低问题。在溶液的离子平衡问题中弱电解质溶液中的电离平衡授课过程中,可将油田增产措施中的酸化技术提出,让学生通过现有知识进行分析,由于该部分内容中的弱酸可以用来提高酸液的缓速效果,通过这种方法使学生能将所学知识用来解决实际问题,提高学生分析问题、解决问题的能力。在电化学基础这章的授课过程中,可将油田目前存在的腐蚀问题(盐、二氧化碳、硫化氢等腐蚀),正在使用的缓蚀技术(阴极保护、涂层、缓蚀剂等)结合讨论,使学生知道所学的化学知识对他们后期的学习、工作等方面有很大帮助,提高他们用化学知识来解决实际问题的能力。

4结语

大学化学虽是一门公共基础课,但是现在无论是日常生活还是学生在后期的学习、工作中都可能随时遇到化学问题,并需要用化学知识去解决相关问题,所以应提高学生的化学知识,培养学生在遇到化学问题时,能用所学知识去分析问题、解决问题。而作为教师就应该在实际教学工作中不断探索,寻找更好的教学方法使学生在学习中能轻松,快速的掌握相关化学知识。

参考文献

[1]金秋,苏同福,郑先福,等.大学化学教学新方法研究[J].洛阳师范学院学报,2012,31(11):56-57.

[2]王淑涛.上好绪论课,培养大学化学的学习兴趣[J].广州化工,2010,38(4):247-248.

[3]余红伟,魏徴,李瑜,等.大学化学课堂教学中的案例教学[J].化工高等教育,2012(3):92-94.

篇5

我国历史悠久,文明承前启后,泱泱大国,举世瞩目。社会的文明离不开化学,人类的前进中,化学起的作用功不可没,可以说,化学在历史上写下了昭然耀亮的一笔。作为一名优秀的化学教师,不仅仅是传授化学知识,更重要的是让学生通过材料、能源、健康与环境方面的知识掌握,了解化学工业对社会的贡献,培养学生们的高尚情怀与强烈的社会责任感。教学多年,我积累了一些点点滴滴的教学体会,期待同仁共同商榷。

一、教学目的

目的是前进的方向,是学习的动力,也是兴趣的源泉。化学教学的目的就是让学生掌握化学概念以及化学原理,熟悉实验中的操作,严格要求学生正确掌握结论,掌握新的学习方法,在重视结论的同时,关注其过程,敢于质疑,善于发现新的问题,自发地解决重点难点,培养学生进行认真探究科学的能力。

在教学过程中,要让学生明白化学学科的特点,随着教师对教学方法的改革,发展学生们的思维能力,培养学生的自主学习能力。在实践方面,要保持盎然的兴趣。在解决问题方面,不仅仅是认真,而且要多方面、多角度思考。在学习的过程中,要注重培养学生的综合素养,教师要善于引导,要彻底打破传统教学灌输方面的窠臼。在教学方面勇于创新,给学生起带头作用,发展立体式直观的教学法,培养学生学习化学的积极性,让他们在学习中不断掀起学习的。

二、采用科学的教学方法

教学方法是为教学服务的,不同的教学方法自然有不同的教学效果,这需要认真甄选。在方法中,教的方法固然重要,学习的方法同样不容忽视。学习不仅仅要掌握知识的技能,了解知识的概念,更重要的是让思维得到发展、认识得到提高、心灵得到充实。因此,要有效地完成教学任务,教师必须选择正确的、科学的、先进的教学方法。

我认为,学习和教学都要走出旧的藩篱。教学是一种创造性的活动,学习当然也是一种创作性的活动。教学和学习的方法没有一定之规,要根据实际情况全盘考虑,要不断地追求与探索。古人说因材施教,我们每一个教师也都要有独立的适合自己的教学方法,保持自己的风格并不断地开拓。

(一)讲授法

教师在向学生传授知识的时候,通过语言系统连贯地向学生输送,学生的能力、认识、德操、知识因为老师的口头语言传递而得到提高。这种教学的教学方法中被广泛采用。语言是表达思想沟通情感传递经验的器具,概念的阐述、原理的了解、实验的基本操作方法以及内容离开了语言便无从传递。讲授法不仅仅要求讲授的内容要有科学性、系统性和逻辑性,更需要教师是语言的大师、文字的巧匠,能够将所学的知识层次分明地突出重点和难点,有条不紊地用语言这个工具展示在学生头脑中,使学生在轻松的氛围中掌握知识。

(二)实验法

实验是化学教学的灵魂,离开了实验,化学教学就变得缥缈。我在实际教学中,经过了大量的调查,结果表明,对化学学习感兴趣的学生,都对化学实验情有独钟。化学试验帮助学生形成了化学概念,轻松获得了化学知识,学生的观察能力和动手实践能力都得益于化学实验。

化学实验当中,要培养学生严肃科学的做实验的态度,要实事求是,要一丝不苟。这是加强实验能力的重要方法,也是提高学生能力的不可或缺的环节。化学实验要动手,要在实际操作中形成化学学习的观念,要彻底摒弃“黑板上画实验,课堂上讲实验,课下背实验”的应试模式。

教师要提倡实验探究教学模式。教师做正确的引领,学生在认识了某个物质之后,再探究那个化学现象的时候,首先要设想出问题,根据自己学到的知识逐步推测一一论证、条条解决。

在探究的过程中,要勤于查阅相关的资料,善于分析和推理,善于归纳和总结,要不断地修正错误,在得不到证实以前,要不断论证,直到得到科学的结论。

(三)观察法

观察是学习方法的精髓,没有观察,缺少细致的观察,就不能进行科学的归纳与分析。观察的结果就是要了解物质发生的变化,让学生在观察中学会思考,一定要掌握什么条件导致了物质的变化,对各种物质变化的现象要进行科学的探求。在观察的过程当中,除了利用自己的感观,一定要善于学会利用各种仪器以增强观察效果。因为在观察有些实验的时候,通过自己的感官很难发现细致的变化现象,比如有机化学实验中制备1-溴丁烷,它的实验过程是“反应物为三层,上层一点点增厚,中层慢慢地变变薄,加热回流1小时左右中层彻底不见了”,在这个实验当中,我们反复观察,并没有看到三层现象,只能看到两层。

(四)练习法

练习是巩固知识的基础,也是深化知识不可缺少的环节,更是解决问题能力的最佳策略,学生学习的情况通过练习法能够得到反馈。在练习过程当中要加强课堂练习,教师要鼓励学生在课下和同学们合作练习,最后发展到能够自主练习,教师在布置作业的过程当中,要适度布置练习作业,这样对培养学生的练习能力有相当的益处。

(五)多媒体辅助教学法

篇6

引言

PBL即“Problem•BasedLearning”——基于问题的学习。大学化学循环式PBL教学模式则是指将大学化学学习中遇到的复杂的、实际的内容设置到相关的问题情境中,从而将问题背后的知识点挖掘出来,在不断的探究中提高学生分析问题、解决问题的能力,最终实现学生的全面、健康发展[1]。大学化学课程作为工科学生在大学阶段的一门必修学科,对于学生灵活思维、兴趣的培养都至关重要。该学科学习内容多、学生个体差异较大,传统高等教育模式对于学生的均衡发展产生了不同程度的限制,因此学生综合素质低下,不能满足新时代社会的发展需要。PBL教学模式兴起于国外,通过新颖的学习方法,极大激发学生参与课堂的意识,对于学生创新意识、思维技能以及自主学习能力的培养都十分关键。在这样的教学模式下,学生可以体验到团队合作的重要性,实现自身综合素质的提升。因此,对PBL教学模式在大学化学中的实际应用进行具体研究是高等教育阶段的一项重要工作。

1PBL教学模式在国内外的研究现状

PBL教学模式是目前西方发达国家的主流教学模式之一,这种模式在国外的研究主要分为以下几个阶段:

1.120世纪70年代的研究

这个时期的研究主要停留在理论层面,只有少数医学院开设的部分学科采用了这种模式。直到1969年,在不断的丰富和完善中,美国神经病学教授首次提出了“PBL教学模式”这一概念,并将这种模式的优势、具体应用案例向高等教育界做出具体的阐述,这一模式开始在医学教育中发展起来[2]。

1.220世纪80年代

很多学者相继在这一教学模式中添加其他学者的学习理论,比如实用主义、情境学习理论等,真正将PBL教学模式的课程设置、实施方法以及教学、考核方法研究出来并付诸实践。PBL教学模式开始朝着逐渐完善的方向发展。

1.320世纪90年代

PBL教学模式不仅仅应用于医疗教育界,在这个时期这一模式开始朝着其他领域发展,实现了基本的推广。

1.421世纪初期

受经济水平显著提高、科技水平日新月异的影响,PBL教学模式开始进行调整,学者们逐渐认识到这一模式当中存在的问题和不足,在经验的基础上,这一模式朝着创新化的方向发展,相信在以后的高等教育中会发挥出更大的作用。受教育资源以及师资力量的限制,目前,我国PBL教学模式仍然处于国外第二阶段后期的水平。PBL教学模式在医疗教育界已经基本上普及,目前研究者正致力于将这一模式应用于其他学科领域。但是总体来看,我国的PBL教学模式缺乏完整的学科模式的约束,没有系统的教学实践和综合的考评机制,因此教学成果有限。本文从高等教育学生学习习惯出发,希望在克服这种教学模式不足的基础上,对其进行探究和构建,希望最终达到完善的效果。

2PBL教学模式的研究内容

大学化学作为工科类学生的一门公共基础课,上课人数多,教学内容广,学生个体差异大。这样的现状决定不应该照搬国外现有的教学模式,否则会出现一些制约学生发展的因素。根据大学化学教学内容以及培养目标,本研究对循环式PBL教学模式的具体应用进行改进,希望通过完善的教学模式能够实现学生的全面、综合发展。

2.1PBL教学模式的构建

大学化学循环式PBL教学模式的基本结构为:提出问题——分析问题——自主探究——解决问题——成果共享——相互评价——反思成果等几个步骤。具体实施的时候,需要根据课程需要以及学生的实际情况对学生进行分组,一般可以采用3人一小组、9-12个人一大组的形式。同时,要将每个课堂分为几部分,六成的时间用来进行PBL模式与传统模式的结合教学、三成时间单独采用循环式PBL教学模式、剩余一成的时间进行成果展示。在教学过程中,教师负责将学生带入具体的情景当中,引导学生根据课程内容提出结构性的问题。学生则需要在小组内进行分工合作,共同分析问题、查阅资料、解决问题。这样的模式对于学生更好的理解问题背后的知识相当关键。同时,在这样循环式的学习过程中,学生可以及时总结自己在学习当中存在的不足,从而为他们提供一个组内交流学习的机会,便于学生在交流中获得更多的知识,进而进行知识体系的重新构建。教师在整个过程中扮演引导者的角色,使得学生能够获得自主思考的机会,实现自身综合素质的提升。根据学生课上所讨论的内容,教师可以及时发现学生的不足之处,然后在引导学生意识到自身错误的过程中,帮助学生提升解决问题以及团队协作的能力。另外,学生在这个模式的制约下会获得自主学习的机会,使得学生能够系统的、完整的、细致的去分析相关问题,实现全面进步与提升。

2.2多元化的考核评价体系

学生在学习过程中的表现是PBL教学模式所考察的一项重点内容。根据表现可以对学生的探索意识、实践能力、团队合作能力进行一个全面的评价,培养学生终身学习的意识,不断地为社会注入时代所需要的高素质人才。因此,在这些内容的制约下,PBL教学模式的考评体系应该朝着多元化的方向发展,定量评价与定性评价相结合、形成性评价与终结性评价相结合、平时表现与期末测评相结合,是考核体系的基本要求。其中量化评价需要进行自我与互相评价的结合,从而实现测评结果的客观性。为了尊重学生的个体性差异,实现对学生的公正评价,应该注意对学生阶段性的进步进行考察,真正提升学生的学习兴趣。这些内容在不断发展中就会形成一个“全方位、多层次”的评价体系,便于学生真正从PBL教学模式中受益。

2.3多维化的交互答疑体系

学生是PBL教学模式的主体,教师是主导,素质教育是这一教学模式的基本原则。因此在PBL教学模式中,学生与教师是朋友的关系,二者在相互交流中获得共同的进步。网络答疑平台、信息化分组指导平台等“多维化”的答疑体系应该被建立起来,作为师生交流的媒介,这对于学习效率的提升、交流时间的缩短至关重要。

2.4技能化的实验教学

大学化学是一门对于学生动手操作能力有着严格要求的学科,因此实验是这一学科当中必不可少的组成部分。实验的基本操作水平、实验操作能力以及学生个性化的培养都是实验操作对于学生和教师的要求。教师要为学生设置阶梯难度的实验内容,使得学生自身能够感受到自己的进步,为后续学习树立足够的信心。开放式实验是PBL教学模式所具备的一个特色,这一实验将学生学习动力、学习兴趣以及创新性和科研能力的培养作为关键内容,以新时代人才培养目标为约束,希望在规范学生操作技能的基础上让学生明确科学研究的精华,明确现代实验所具备的特点和优势。

2.5网络化的教学理论

随着科技水平的显著提升,学生的学习工具也在朝着智能化的方向发展。网上教学平台就是积极利用计算机等新兴科技进行学习的媒介,这一媒介的存在可以有效提升学生对于课程内容中重点、难点的认识,从而约束他们进行积极的探究,提升自己分析问题、解决问题的能力。为了真正实现学习成果的共享,多维立体的交流平台应该被建立起来,在老师的帮助下组建有效的QQ群、微信群,使得学生与学生之间、学生与教师之间都能够实现随时随地的沟通。

3大学化学循环式PBL教学模式应用的典型案例

3.1案例1:SO2的性质

所创设的情境:以SO2的性质为出发点,总结SO2、Cl2、CO2、CH2=CH2几种气体的实验室制法以及各自的性质。情境引导:教师可以通过几个问题对学生进行引导:(1)二氧化硫与氯气的尾气处理装置有什么不同?是什么原因造成了这种不同?(2)二氧化硫和氯气分别注入到品红溶液以及紫色石蕊试液中,溶液颜色变化有什么区别?(3)等物质的量的氯气与二氧化硫混合之后通入品红溶液中有什么样的现象产生?为什么?(4)二氧化硫和二氧化碳这两种气体的分辨方法是什么?依据了什么样的原理?(5)如何验证碳与浓硫酸反应所产生的两种不同气体?(6)乙烯的实验室制法会有干扰气体产生,如何对这两种气体进行区分和辨别?SO2、Cl2、CO2、CH2=CH2本来就是大学化学学习当中容易混淆的几种气体,在PBL教学模式的帮助下为学生进行情境的创设以及问题的分析,从而将学生引入到一个循序渐近的学习过程中,不仅可以实现学生对气体的区分,而且在利用相关方法解决问题的过程中,学生对于不同的实验方法以及一些化学概念进行了巩固,提升了学生的思维意识。

3.2案例2:探究铜锌-稀硫酸原电池的工作原理

所创设的情境:将用导线连接在一起的铜片和锌片放入稀硫酸溶液中,观察两个不同金属上所产生的不同现象。情境引导:(1)铜片上所产生的气体是什么?(2)电子是通过什么样的方式实现由锌向铜的传导的?(3)电子是沿导线进行传递的,这一结论应该怎样得以验证?实验现象引起了学生的好奇,便会促使他们深入到实验过程中,不断探究更深层次的内容,这与PBL教学模式的真谛相通,在这样的模式的帮助下,学生可以根据教学内容,逐渐提高自己的认知意识,极大的激发了学生的学习兴趣,让学生的思维一直处于活跃的状态,引导他们进行更深层次的探究。

3.3案例3:硫以及硫化物之间的相互转化

所创设的情境:(1)市政人员常常采用向臭水沟里加生石灰或是过氧化氢的方式除去水沟中的臭味。发出臭味的气体实际上是硫化氢;(2)香皂中一般都含有硫磺;(3)长期暴露在空气中的亚硫酸钠会发生变质反应;(4)硫磺可以有效去除实验室中的汞。情境引导:(1)硫化氢与生石灰以及过氧化氢是怎么样反应的?这体现了硫化氢怎样的化学性质?(2)香皂中的硫磺所起到的作用是什么?(3)亚硫酸钠与什么反应发生了变质?反应方程式是怎样写的?(4)硫与汞以及硫与铁反应的不同条件说明了什么?这些问题与学生的生活实际相联系,学生对于生活中以及实验室中常见的化学现象有了一个探究的机会,对于他们去解决这些问题奠定了坚实的基础,不仅提升了学生对于知识的理解能力,而且便于学生发现知识的价值,激发他们潜在的探究意识。

4PBL教学模式应用于大学化学教学中存在的问题

尽管PBL教学模式在不断的探究与发展中取得了显著的成绩,但是应该明确的是,这一模式一开始本就是针对医疗教育所兴起的,因此将其推广到大学化学教学中,难免会出现一些问题,常见的问题主要有以下几个方面:首先,教育资源较少。不管是从国外,还是从国内的角度讲,将这一模式应用于大学化学中的教学实践都少之又少,目前仍处于起步阶段,一直在摸着石头过河,短期内很难取得大的长进。其次,学生没有十足的自觉性配合大学教师来实现这一模式的真正发展。学生往往会将这一教学手段当成学习任务,体会不到其中的优势和作用。另外,由于高等教育模式的制约,使得这一模式在推广的过程中,没有足够的师资力量作为保障,无法针对学生的具体情况进行针对性的教育,不利于学生个性化的发展。最后,高等教育的评价体系还不完善,教师的功利性较强,如果PBL教学模式应用于大学化学课堂上,短期内没有明显的效果,这一模式将会停留在表面上,不能真正受益于学生。

5结语

总之,PBL教学模式在我国的大学化学课堂上的应用仍处于起步阶段,高等教育工作者应该合理对PBL教学时间进行分配,同时结合学生的实际情况进行合理的分工,使得这一模式在大学化学中真正发挥出其应有的价值。

参考文献

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一、了解绿色化学,与时展相随

绿色化学有着很广的范围,它涉及到了有机合成、催化反应、生物化学等多种化学领域的实验。绿色化学保证了从一开始的无污染到最后反应完成后对环境也不会造成不良影响。目前,世界很多国家都在提倡“绿色化学”的理念。绿色化学在这个时代很有发展前景,这就更需要学生在学习过程中充分学习绿色化学。

二、提出绿色化学理念,明白绿色化学重要性

当今社会面临着重大的问题就是环境污染问题,随着科学技术的提高自己化学水平的飞速发展,许多企业以及工厂利用大量化学品生产各种产品,各种毒气尾气没有经过任何处理随意排放,这给环境带来了很大的负担,环境污染问题越来越严重。国家也在努力进行环境问题的治理。老师要在日常的教学中给学生们渗透严峻的环境形势,让学生们知道环境污染问题迫在眉睫。所以,要让学生们认识到绿色化学在实际生活中的重要性。学生们要在日常的学习中充分认识绿色化学,尽量做到不浪费,无污染,不对环境有害。只有日常的学习中做好了,以后才会更加的注重绿色化学。

三、了解相关知识,应对环境问题

在教学的过程中老师要适当的渗透一些环境知识,明白了一些污染成因之后就能对环境污染有一定的认识,绿色化学就能在日常学习中进行渗透,从而解决一些环境问题。例如,光化学烟雾的形成:光化学烟雾是由于大量的汽车排出的尾气和工厂排放出污染物的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等污染环境的气体在阳光(紫外光)照射下所发生的化学反应从而生成二次污染物,污染环境的气体和在化学反应下生成的二次污染物进行混合(其中包括空气中的胶质和大量悬浮物)所形成的烟雾污染现象,它是一种由碳氢化合物在紫外线作用下生成的有害浅蓝色烟雾。光化学烟雾的流动性很强,它能随着空气流动好几百公里,正因为光化学烟雾的这种特点,光化学烟雾也能深深的影响到远离城市的乡村,使各种庄稼也收到不良影响。光化学烟雾一般在阳光强烈温度较高的夏季特别常见,夏天阳光比较强烈,光化学反应进行的较快,在高温的催化下化学反应不断进行,生成的光化学烟雾越来越多,约在3-4h后达到最大值。光化学烟雾对于环境来说有着十分恶劣的影响,光化学烟雾不仅仅影响到了人和动物以及各种植物,还对建筑物有着很大的不良影响,光化学烟雾影响了建筑物,人们的能见度大大降低,给人们出行造成了一定的影响。多讲解一些污染知识让学生们认识到环境污染问题就在我们身边,我们在学习过程中要充分利用绿色化学理念来减轻对环境的污染。学生会对各种污染问题有一定的了解,学生们对环境问题有了更深刻的理解之后,就能更加理解绿色化学的重要意义。

四、进行实际讲解,举出具体实际

绿色化学在各种实验中的应用有很多,如微波实验。微波实验是在1970年的英国Harwell实验室首次应用的,此实验中首次应用微波炉处理了实验过程中产生的核废料,从此微波技术被广泛应用。有人发现在微波中进行的4-氰基酚盐与苯甲基氯的反应很快,它是普通的加热回流反应的240倍,这样更加的节约资源。这一发现引起了人们对微波技术在化学合成应用方面的兴趣。经过人们大量对于微波实验的研究发现,把微波技术应用到化学化合反应中去会比一般的加热反应进行的更快,在整个实验过程中微波技术节约了大量的能源,并且没有造成任何环境的污染。在实际的生活生产中也有好多应用到了绿色化学的理念,如孟山都公司的乙二醇胺催化项目,这项技术就是在生产中充分地应用到了绿色化学的理念。该公司生产的诺恩朵普是一种广泛使用的广谱无选择性除草剂,对环境没有特别大的不良影响。在其中起关键作用的中间体由亚胺乙二酸钠须用氨、甲醛、氢氰酸为原料合成。但是,这个合成路线有三个很严重缺点:氢氰酸剧毒;反应过程中会释放大量的热量,在实验过程中可能会产生实验失控从而造成危险污染环境等。但是在技术人员的长期研究以及实验后,孟山都公司研究出了可以将乙二醇胺用瑞尼铜催化脱氢来生成上面所说的中间反应物,这样一来减少了上述实验中的一大部分缺点,二来回收率得到了大大提高,回收率能达到95%。让同学们多了解一些有关绿色化学在生活中的应用,同学们就能在一定程度上理解绿色化学的意义,让学生们能在日常学习中应用绿色化学,让绿色化学深入人心。

五、总结

绿色化学在整个化学领域中是十分重要的,学校应该以正确的方式将绿色化学的观念传授给学生。当今世界都在关注环境治理问题,绿色化学理念正好符合世界的发展。学校应该培养学生的绿色化学意识,从而培养出适合学生顺应时代的发展。

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在新时代背景下,高校应积极推动数据环境下教学观念、教学理念、教学方法、教育内容、教师评价的变革,要实现人才培养和立德树人的教育目标,要结合信息技术在课程教学中的功能,让现代信息技术逐渐成为高校专业教育和课程教学的“抓手”。而慕课教育是种规模性、开放性、在线性的泛在化教学模式。在诞生之日起,便掀起了一场轰轰烈烈的教学革命,推动了现代教育内容、模式及理念的变革。而结合高校化学教学所存在的问题,化学教师应将慕课模式有地日应用到大学化学教学过程中,实现化学教学体系、模式、理念及方法的重构,从根本上实现推动学生全面发展的目标。

一、慕课模式的起源和特点

慕课理论最早起源于20世纪70年代,其理念核心是如何实现世界性、规模性、开放性的数据分享目标。但由于当时技术有限,该理论一直难以得到落实和发展。然而到2011年,美国斯坦福大学通过创设2门网络课程的方式,创下了17万人同时在线的奇迹。以此掀起了世界范围内的“慕课教育革命”。再次之后,世界各研究机构和知名大学便开始研究慕课的理论机制和实践框架,分析慕课的作用肌理和影响意义。进而在信息技术的支持下,架构出体系庞大、系统成熟、科学合理的慕课学习模式。在概念界定层面上,慕课教育主要指开放性的网络课程体系,是“互联网+教育”的现实表征,拥有大规模、开放性、共享性的特征和特点。首先是开放性。慕课教育是对网络用户所开放的教学场域,能够通过信息共享的方式,为学习者提供免费课程、资源及考试评价。可以有效地弥补传统教育模式所存在的问题。其次是共享性。慕课的教学理念之一是实现课程资源的有效共享。能够帮助学生在共享和互动的过程中,交流想法和经验,增加课程教学的灵活性和互动性。最后是规模性,由于慕课平台是架构在互联网平台上的教学场域,因此能够容纳数十万的学习者,可以根据学习资源和课程资源的类别和特征,划分出不同的课程体系,能够使学习者根据自身需求,筛选出合适的课程资源,推动自身的全面发展。在课程结构上,慕课模式是以微课为基本架构单元的,能够将系统的课程体系,划分为若干的、简短的、独立而又相互联系的微课单元,使知识难点和重点得以凸显,帮助学习者更好地选择课程资源,提升慕课学习的质量和效率。从而弥补慕课教学针对性不足的问题,提升了慕课教学与课堂教学的融合质量和效率。

二、大学化学教学所存在的问题

(一)忽视学生的“主体意识”。根据相关调查显示,我国高校化学课程教学存在内容单调、刻板单一、方法陈旧等问题,普遍以灌输式和填鸭式的教学方式,传授并阐释化学概念、定义及公式等知识,难以激发学生的学习兴趣,导致学生在化学教学活动中,缺乏获得感和兴趣感,出现厌学、缺课及逃课等现象。究其原因,在于大学教师在课程教育中,缺乏人本理念,忽视学生的主体意识,没有从学生的角度出发,优化并改进课程体系,导致化学教学质量和效率受到影响和制约。虽然化学课程的性质决定了化学教学的内容和方法,然而忽视学生的主体意识、认知规律和情感动态,将导致化学教学氛围受到冲击、影响,难以形成良好的化学教学情景,无法帮助学生理解和应用化学知识。(二)教学资源不够全面。针对大学是培养高等人才的重要阵地,是衔接学校教育与社会发展的关键枢纽。所以大学化学在课程设置上要更深、更广,所覆盖的内容也要更丰富,更全面。应紧密结合时展的潮流及需求,更新教学内容,体系及理念。然而由于高校化学课程注重知识的专业性和全面性,导致知识特性、更新速度及针对性相对不足,严重影响到学生对专业理论知识的学习和理解。影响化学教学开展深入化、有序化、模块化的教学活动。此外,在教学资源层面上,高校化学教师所整合的教学资源普遍以教材为主,难以深入到社会生活和学生职业发展中,将最前沿、最先进的化学知识融入课堂教学的过程中,难以满足现代教育对化学课程针对性、科学性的发展需求。(三)化学实验课程实效性不高。大学化学是门实验性较强的学科体系,理论知识、概念定义无不是通过实验课程来阐释和论述的。因此实验课教学和设计在化学教学中拥有难以替代的功能和作用,能够有效地调动学生参与化学教学活动的积极性和主动性,培养学生的创新思维。然而由于高校实验课是以实验教材、实验材料为基础的,所以部分实验课内容、知识过于陈旧、传统,缺乏创新性。且实验课程的课时比例,难以得到有效提升,致使实验课的授课质量和效果不尽如人意,难以从根本上发挥实验课的育人价值,无法帮助学生在实践操作中,巩固和理解化学知识,影响化学教学的质量。

三、基于慕课的大学化学教学改进策略

(一)积极开发慕课教育资源。大学化学教学资源陈旧,教学理念落,严重弱化了学生的学习动力和学习兴趣。因此在信息数字技术的支持下,高校化学教师应切实发挥慕课教育的规模性、共享性及开放性的优势,将课程资源根据素质教育的要求,划分为落干的教学模块,形成微课资源体系,通过短小精悍的微课资源,构建慕课教学系统,随后通过课前预习活动、课中观看学习资源的方式,优化高校化学教学模式,提升化学教学质量。而在资源开发的过程中,高校化学教师应结合前沿性、科学性的化学技术、知识,丰富和拓展教材内容,利用创新性的教学实验,帮助学生更好地认识和理解化学知识。但由于慕课教育的结构单元是微课视频。因此在资源开发和视频制作的过程中,教师必须尊重学生的主体意识,明确学生的发展需求,确定学生行为特征和思想特点,以形象生动、趣味横生的教学视频,激发学生的学习兴趣。而这就要求化学教师在挖掘、整合及利用教学资源的同时,注重化学问题的设定,关注化学知识的新颖性和生动性。进而使“学生本位”的思想贯穿到整个资源开发的过程中,提升资源的时效性、针对性及全面性。(二)嵌入慕课教育资源和理念。大规模、交互性、共享性及开放性是慕课教育的核心理念和基本特征。根据高校化学教育所存在的教学方法刻板单一的问题,高校教师需要将慕课的互动性、共享性、开放性的教育理念融入课堂教学的过程中,以全新的化学教学理念,重构课堂生态,增进师生的情感关系,活化教学氛围,激发学生参与课堂活动的积极性和主观能动性。譬如在开放性理念的影响下,教师可提出各类化学问题,引入历史、现实及理论中的化学知识,帮助学生在知识探索的过程中获得成长。而在具体的应用中,教师应引导学生根据自身的不足和疑惑,观看和学习慕课知识。使慕课教学和课堂教学有机地结合起来,帮助学生更好地理解并应用化学知识。例如教师可通过课堂考试或教学活动的方式,检验学生的知识结构,随后帮助学生明确自身的学习问题,引导学生利用慕课平台解决现实问题。在此背景下,教师还要引导学生树立独立学习的意识,使其在明确化学学习目标的过程中,以慕课平台为依托,开展自我学习活动。(三)优化的化学实验教学体系。化学实验是大学化学教学的基础,是培养学生实践能力和操作能力的抓手。然而由于传统实验教学所存在的弊端,导致化学实验教学难以发挥应有的功能和作用,如实验课程被压缩、实验仪器匮乏、有毒有害物质增加安全风险等。而将慕课平台融入实验教学的全过程中,能够有效提升化学实验教学的实效性和科学性。教师可通过“仿真软件”的方式将整个实验过程展示出来,或者结合其他慕课资源,将高校难以实现的、危险性大的、耗费严重的化学实验呈现出来。而在创新性层面,教师可引导学生提出各种想法,并在慕课资源的帮助下,验证学生的猜想或想法。此外,由于慕课教学的开放性、共享性及规模性的特点,教师可打破时间和空间的限制,在任何时间、任何地点、任何情景中开展实验教学活动,确保实验教学的时效性,满足学生的发展需求。当然,在具体的实验教学中,化学教师可将慕课资源应用到化学教学的准备阶段,通过课前分发慕课视频(5-10分钟的微课单元)的方式,帮助学生更充分地、详细地了解化学实验的步骤、方法、原理及所涉及的注意事项。

慕课教育是全新的教育模式和学习方式,能够切实地优化并改进传统化学教学体系,培养学生的自主学习能力。然而根据化学教学所存在的问题,教师应注重对前沿性的教学资源、实验资源的整合,树立以学生为主的教学理念,解构并重组教学体系,从信息技术应用的角度出发,提升化学教学的实效性和科学性,推动学生的全面发展。

参考文献:

[1]曾晶.慕课与PBL教学法相融合在生物化学教学中的应用研究[J].科教导刊,2019(7):112-113.

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关键词: 比较思维;类比思维;比较教学法;类比教学法;大学化学

Key words: comparative thinking;analogical thinking;comparative teaching method;analogical teaching method;university chemistry

中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)02-0221-02

0 引言

思维是人类所特有的心理过程,是人脑根据己有知识经验对客观事物的本质属性和规律进行的间接的、概括的反映。思维方法是人在思维过程中所运用的方法和手段,是在感性认识基础上判断、推理、想象、创造等思维活动运行的规则。纵观科学发展史,很多发现和发明都无一例外地运用了正确的思维方法。因此,培养学生正确的思维方法也毋容置疑地成为院校教育的重要任务。在教学过程中,教师不仅应该是知识的“传道者”,还应该是培养学生思维方法的“授业者”,更应该是教会学生处理现实问题的“解惑者”[1]。这就要求教师要把思维方法运用于教学过程,使其服务教学并助力实现教育的根本目的――培养可持续发展的社会人。在这一背景下,笔者开展了以课程为媒介的思维方法教育研究。

《大学化学》是高等院校重要的基础课程,“内容多、学时少”是其目前面临的最大难题。为此,笔者尝试将“比较”和“类比”的思维方法应用于大学化学教学之中,既提高了教学效益、解决了“内容多、学时少”的难题,又通过“言传身教”培养了学生的思维方法。

1 “比较”与“类比”概述

1.1 比较思维与类比思维

所谓比较思维就是思维主体分析研究对象之间共同点和不同点的一种信息加工方法[2]。比较可以在异类对象之间、同类对象之间以及同一对象的不同方面、不同部分之间进行。而类比则是以比较为基础,通过对两个对象或两类对象进行比较,找出它们的相同点和相似点,并在此基础上把一个或一类对象的已知属性,推演到另一个或另一类对象之中,从而对后者得出一个新认识。因此,可以说类比是一种特殊的比较。当然,类比与比较之间也存在着明显的区别[3]:一是它们分属于不同的逻辑范畴。类比属于思维形式范畴,是一种推理方式;而比较属于思维方法范畴,是一种思维方法。二是它们具有不同的功能。类比是在比较基础上从已知推出未知的推理方式,它要在比较的基础上得出结论;而比较则是一种整理材料的方法,只能对比两个对象之间的异同点,不能得出结论。第三,它们的着眼点不同。类比的着眼点放在两个对象的相同属性上;而比较则对两个对象的相同属性和不同属性都要考虑。

1.2 比较教学法与类比教学法

将比较思维和类比思维运用到教学之中就分别形成了比较教学法和类比教学法。比较教学法就是在教学活动中将两个或两个以上的认识对象放在一定的条件下进行对比,从而确定认识对象属性的异同、地位的主次、作用的大小、问题的难易或认识的正误深浅,以达到辨识、了解和把握认识对象的目的[4]。而所谓类比教学法则是利用类比方式进行教学,即在教学过程中把新知识与记忆中结构相类似的旧知识联系起来,通过类比,从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有的相应性质,从而找出解决问题的途径[5]。

在运用比较教学法时,要注意把握比较教学法的“三要素”[6]:一是比较对象,这是教学效果最大化的前提。如果两个或两个以上对象既有相同或相近的特性又有相异的特性,这样的对象才是合适的比较对象。二是比较内容,这是比较教学法的切入点。比较对象的相同和相异就是恰当的比较内容,只有把比较对象的“同”、“异”厘清,才能使学习者对比较对象产生敏锐的鉴别力。三是比较方法,这是取得良好教学效果的关键。表格对比、图形对比以及教师在教学过程中精心组织实施的使比较对象的“同”、“异”更加凸显的方法,都是好的比较方法。而在运用类比教学法时,则要走好“三部曲”[7]:第一步是引入类比泉,即先介绍要学习的新概念、新原理或新算法。第二步是找出类比源,找到学生熟知的生活事例或以前学过的相关知识点,并提示二者之间的相似性。第三步是确定类比知识单元。即确定类比泉和类比源之间的相似属性,便于学生全面掌握新学的知识点。根据类比对象(类比泉和类比源)和属性(类比知识单元)间的关系可以将类比教学法分为简单并存类比、因果类比、对称类比和协变类比。

2 如何运用比较及类比思维方法提高《大学化学》教学效益

《大学化学》作为非化学化工专业学生的公共基础课,具有“三多一少”的特点,即“概念多、原理多、公式多、学时少”。如何在这个庞大的知识体系中发掘内在联系、寻找共同规律并提高教学效益一直是大学化学教师追求的目标。笔者在教学实践中发现,合理使用比较教学法和类比教学法能够在一定程度上提高大学化学课程的教学效益。

2.1 运用比较教学法讲解概念

在讲解概念时恰当使用比较教学法进行新旧概念之间的比较,既有利于新概念的理解,又有利于旧概念的复习。例如,在讲解“标准摩尔生成吉布斯函数”时,先复习“标准摩尔生成焓”的概念,并确定这两个概念为比较对象。然后,再给出“标准摩尔生成吉布斯函数”的概念,同时要求学生找出这两个概念的“异、同点”,从而确定比较内容。最后,再引导学生用图表的形式(比较方法)得出结论。可以用比较教学法讲解的概念还有反应商(与标准平衡常数比较)、离子积(与溶度积比较)和氧化数(与化合价比较)等。

2.2 运用比较法记忆公式

在新老公式之间对比,通过找出“异、同点”加强记忆,也是比较教学法提高教学效益的重要手段之一,表1列出了《大学化学》可以利用比较教学法记忆的部分公式。

2.3 运用类比法描述规律

在讲解某些化学原理时,恰当运用类比教学法可以起到事半功倍的效果。例如,在讲解化学反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算方法时,可以将标准摩尔吉布斯函数变的计算方法作为类比泉,将标准摩尔焓变的计算方法作为类比源,然后再确定它们之间的相似属性,即类比知识单元进行简单并存类比,从而达到温故知新的教学效果。当然,在讲解化学反应的标准摩尔熵变的计算方法时,也可将标准摩尔焓变的计算方法作为类比源,进行相应的简单并存类比。再如,还可以在讲解一元弱碱中OH-浓度的计算方法时,与一元弱酸中H+浓度的计算方法进行对称类比;在讲解利用电极电势判断氧化还原反应方向时,与吉布斯函数变判据进行因果类比;在讲电极电势大小与氧化还原电对中氧化态物质氧化性强弱的关系时,与电极电势大小与氧化还原电对中还原态物质还原性强弱的关系进行协变类比等等。

2.4 运用类比法推导公式

3 结束语

经过几年的尝试,我们高兴地发现,恰当地运用比较教学法和类比教学法不但有利于教学效益的提高,而且还有利于学生思维方法的培养。当然,无论是比较教学法还是类比教学法,都只是一种教学方法而已,必须恰当使用,不能“为用而用”,更不能“滥用”。俗话说,教无定法,贵在得法。因此,希望本文能起到抛砖引玉的作用,以便全体同仁共同探讨教学方法,提高教学质量。

参考文献:

[1]侯臣平,吴翊.在教学中培养学生科学思维的几点认识――以《概率论与数理统计》教学为例[J].高等教育研究学报,2012,35(2):100-102.

[2]卢秋萍.比较思维的方法论探讨[D].武汉:华中师范大学,2008.

[3]王萍.类比思维在化学教学中的应用[D].苏州:苏州大学,2010.

[4]陈玉骥.“比较教学法”在力学课程教学中的运用实践[J].大学教育,2014(13):121-123.

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关键词 大学化学;教学内容;教学方法;改革

中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)20-0036-01

作者简介:张大峰,男,河南理工大学物理化学学院讲师,研究方向:电化学;张会菊,女,汉族,河南理工大学物理化学学院副教授,研究方向:化学合成。

基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革研究项目“‘创新思维’的培养——基于化学类专业课实践教学改革新模式的探索”(编号:2013JG020)和“《大学化学》课程教学体系改革的探索与实践”(编号:2014JG015)的研究成果。

《大学化学》是面对非化学相关专业工科学生开设的一门必修课,在构建高校工科学生的化学观念,丰富其知识结构,培养其全面工程技术能力方面具有重要作用。本课程主要介绍基础化学知识及其应用,注重结合工科学生的特点,引导其从化学角度看待工程实践中存在的某些问题,并提出相应的解决思路。作为知识拓展,本课程也关注化学学科的发展,展现当代化学的魅力和前沿问题,及其在解决诸如能源、环境、生命等与人类社会发展息息相关问题方面的不懈努力,激发学生的学习兴趣,拓宽其知识面,提高其科学素质。

目前,国内高校《大学化学》课程的开设,在课时安排及教材选用方面没有统一标准,百花齐放。而随着教学改革的深入,《大学化学》的授课学时逐步减少,作者所在单位更是将其课时缩减至32学时(16理论+16实验学时)。这对教学工作的开展提出了挑战,更造成了学生对本课程重视程度和学习积极性的显著下降。座谈发现,多数学生认为本课程与其所修专业相距较远,且理论过多,缺乏实用性,反映出目前的授课内容与方式存在较多问题。由此可见,当前的教育改革环境,要求调整建立新的《大学化学》课程教学体系,以保障在缩减教学课时的同时,完成教学任务,提高教学质量,这已成为《大学化学》教学工作中面临的迫切问题。

一、结合实际,改革教学内容

1.调整教学知识体系。目前,《大学化学》课程的知识体系相对稳定,主要由基础知识、生活应用、实验教学三部分构成。基础知识涵盖物质结构、化学热力学(基本定律、溶液、电化学)、化学动力学、元素化学等内容,生活应用主要介绍化学与环境、能源、国防、生命、生活等方面的关系与应用,实验涉及基础化学仪器操作、经典化学反应等。如前所述,我校课堂教学课时已缩减至16学时,短时间内不能将以上内容全部讲授给学生,结合多年授课经验,我们确定了加强基础、注重工程应用、建立工科学生化学观念的教改思路。将教学内容重新设计整理,将基础理论和实际工程应用揉和,在不失趣味性的同时在短时间内给予学生最大的知识量。

2.编写新教材。教材是学生学习的重要工具,教材内容安排既要保证基础化学知识的传授,又要体现化学与各专业的联系,以适应各学科专业发展的需要。《大学化学》授课对象的特殊性决定其教材更应祛粗取精,增加有用的知识,去掉陈旧过时的内容,合理安排知识难度和讲解方式,使学生易于课堂听讲和自学。调查发现,学生认为好的教材更能提高学习兴趣和效率。我们将依据国家“九五”重点教研课题——非化学化工类专业工科大学化学课程体系和教学内容改革的研究与实践,汲取国内各版本教材的优点,结合我校具体情况,继承我校出版的《大学化学及实验》教材的思路和特色,编写出与时俱进新教材。

三、改革现有教学方法和教学手段

大学教育在传授知识的同时,更重要的是培养学生的科学思维方法和独立学习能力。《大学化学》课程的特点决定其应该将传授知识作为思维训练的载体,培养科学的思维方法和能力应是首位的。教学实践中应以启发式教学为主,尝试推行工程案例教学,同时结合化学学科发展前沿,开展应用热点问题专题讲座,培养学生发散思维,引导学生深入探索。

1.引入比较法和类比法教学。比较法是通过观察分析,找出研究对象的相同点和不同点,是认识事物的一种基本方法。类比法是指由一类事物所具有的某种属性,推测与其类似事物也应具有相似属性的推理方法。《大学化学》教学过程中可适时引入比较法和类比法教学,提高教学效果。如“常数”的概念贯穿于化学热力学基础、化学平衡、化学动力学,涉及标准平衡常数、酸碱常数、溶度积常数、化学反应速率常数等。从定义式来比较,标准平衡常数和酸碱常数、溶度积常数的定义在某些方面是一致的,均反映体系达到平衡状态时的特征,都和平衡体系中粒子的浓度、压强等有着必然的联系,所以把这几个常数归纳到一起讲解,会起到事半功倍的效果。另外,比较速率常数和标准平衡常数,速率常数反映化学反应进行的快慢程度,和标准平衡常数的定义不同,但它们的变化规律又有相似性,如与温度的关系,前者是阿伦尼乌斯方程式,后者是范特霍夫方程,二者在表达式上相似,解决的问题也相似。这样,利用比较法和类比法,可以将基础知识的大部分内容织成一个网,便于理解和记忆。

2.开展化学应用主题讲座。《大学化学》课程的内容极其丰富,在向学生讲授基础理论知识的同时,化学的应用也必不可少,否则会觉得知识如死水,和生活没有任何关联,找不到学习该知识的价值,所以在基础理论知识学习的过程中,应适当穿插化学应用介绍。可以考虑将理论知识、最新科研成果、社会生活中的重大化学事件等相结合,集中开展主题讲座,争取利用最少的时间,给学生最大的信息。

3.建立大学化学课程学习网站,使用好网络教学平台。为了解决下课后学生与老师见面机会少、沟通不便,无法及时解决学习中遇到问题的现实状况,考虑利用信息技术的优势,建立《大学化学》课程学习网站。教师可以将电子教案、课件、习题及答案、教学视频等诸多教学资源共享,建立师生交流平台,实现在线提问与解答,使学生能在学习过程中及时解决难题,提高学习效率。另外,由美国斯坦福大学、麻省理工学院等高校共同开发使用的Sakai网络教学平台也是一个很好的资源,能够提供课程资源共享、在线作业、在线考试、在线讨论、学习记录、以及各类统计等功能,为师生提供一个不受时空限制、互动式、协同式、多元的信息化学习环境。目前国内很多知名高校都在推广使用,我们已将其成功引入《大学化学》的课程教学中,学生反映良好。

《大学化学》课程教学体系的改革是一个系统而漫长的过程,我们应遵循教育发展规律,结合学校实际和课程特征,最终找到一条适合自己的改革之路,更好地为培养学生成长成才服务。

参考文献:

[1]李彦伟,孙广,等.大学化学教学方法探讨[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2011,(11):111-112.

[2]王枫,张会菊.大学化学教学中的问题及对策[J].科协论坛,2011,(2):173-174.

[3]徐虎,张敏,等.提高大学化学课程教学质量的几点思考与实践[J].化工高等教育,2012,(6):48-51.