無機化學(xué)銜接教學(xué)方法思索
時間:2022-03-27 09:16:56
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一、無機化學(xué)教學(xué)特點
1.學(xué)時及教學(xué)內(nèi)容差異大。由于近年教學(xué)學(xué)時的大量縮減,目前不同學(xué)校針對不同專業(yè)開設(shè)的無機化學(xué)課程學(xué)時差異明顯,大部分學(xué)校針對化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)開設(shè)的無機化學(xué)在100學(xué)時左右,也有部分約70學(xué)時;對化工及制藥專業(yè)學(xué)時一般50~80學(xué)時;對于非化學(xué)化工專業(yè),學(xué)時普遍較短,多為32~60學(xué)時。對于100學(xué)時的專業(yè),一般具有較充足的時間對理論知識、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素化學(xué)均進行較深入的講解,學(xué)生可以掌握全面的無機化學(xué)知識;對70學(xué)時左右的專業(yè),一般大約45學(xué)時用于理論及物質(zhì)結(jié)構(gòu)講解,元素部分約25學(xué)時,元素部分教學(xué)內(nèi)容不能完全覆蓋;對于50學(xué)時以下的專業(yè),許多專業(yè)只講解理論知識和物質(zhì)結(jié)構(gòu),元素部分基本不涉及。從目前現(xiàn)狀看,對于短學(xué)時的無機化學(xué)課程,往往以犧牲元素化學(xué)教學(xué)為代價,把在分析、物化等課程中還會涉及的理論內(nèi)容講得較深入,這導(dǎo)致許多學(xué)生缺乏元素化學(xué)知識、化學(xué)知識整體結(jié)構(gòu)不完整、學(xué)習內(nèi)容不健全。
2.教材種類多,內(nèi)容編排結(jié)構(gòu)多樣。目前出版的無機化學(xué)教材種類繁多,每年都不斷有新出或修訂版無機化學(xué)教材出版。為了無機化學(xué)書有更廣的應(yīng)用范圍,大部分教材都完全包含了傳統(tǒng)無機化學(xué)的基本化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素化學(xué)三大模塊,針對短學(xué)時的無機化學(xué)教材目前相對較為缺乏。無機化學(xué)教材內(nèi)容編排不同教材差異較大,有的按化學(xué)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素化學(xué)排版,有的按物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)原理、元素化學(xué)介紹,教材中各模塊間基本相互獨立、銜接較少。在有限的教學(xué)時間里,要達到良好教學(xué)效果,教學(xué)內(nèi)容的合理取舍與組織對教師無疑是一個挑戰(zhàn)。
3.與其他課程存在交叉與銜接。無機化學(xué)是大學(xué)化學(xué)第一課,其教學(xué)內(nèi)容與后續(xù)分析化學(xué)、物理化學(xué)、有機化學(xué)及諸多專業(yè)課都有內(nèi)容的交叉與銜接。無機化學(xué)的酸堿平衡、配位解離平衡、沉淀溶解平衡和氧化還原反應(yīng)是分析化學(xué)的理論基礎(chǔ)。無機化學(xué)基本化學(xué)原理與物理化學(xué)中的動力學(xué)熱力學(xué)存在明顯的遞進。原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)理論對解釋有機化學(xué)結(jié)構(gòu)依然實用。應(yīng)用化學(xué)、材料等專業(yè)的多門課程都涉及無機化學(xué)知識,有的甚至就是元素化學(xué)的內(nèi)容,如無機材料的制備等課程。良好的無機化學(xué)基礎(chǔ)是后續(xù)化學(xué)及專業(yè)課程學(xué)習的重要基礎(chǔ),也是提高學(xué)生大學(xué)學(xué)習興趣和自信心的有力保障。
4.學(xué)生個體差異顯著。我們知道,按照中國現(xiàn)行高考制度,許多化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生所就讀的專業(yè)并非其自愿選擇,而是通過調(diào)劑錄取,對化學(xué)的學(xué)習興趣各有不同。按照中學(xué)化學(xué)“必修2+選修6”模塊式教學(xué),不同省份及不同學(xué)校對中學(xué)化學(xué)教學(xué)的深度及廣度不同,導(dǎo)致不同學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)存在一定差異。而且,隨著高等教育大擴招,高考錄取率達70%,學(xué)生個體生理差異也較大。由于學(xué)生學(xué)習興趣、主觀能動性、中學(xué)化學(xué)知識基礎(chǔ)等多種原因,在無機化學(xué)教學(xué)中,能明顯感受到一個班的學(xué)生在學(xué)習自覺性、領(lǐng)悟力等方面分為幾個不同層次。要保證絕大部分同學(xué)都能達到教學(xué)要求,學(xué)生個體差異也是大學(xué)教學(xué)必須充分考慮的因素,教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)置上應(yīng)盡可能做到因材施教。
二、無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的銜接
鑒于無機化學(xué)在教學(xué)時間、課程內(nèi)容、教學(xué)對象等方面的特點,在教學(xué)過程中有效組織編排教學(xué)內(nèi)容,注重中學(xué)教育與大學(xué)教育的良好銜接,引導(dǎo)學(xué)生順利過渡到大學(xué)學(xué)習,融會貫通前后知識,對達到理想教學(xué)效果可起到重要促進作用。
1.與中學(xué)化學(xué)教學(xué)的銜接。目前高中化學(xué)三個版本教材均采用模塊式教學(xué),將化學(xué)教學(xué)內(nèi)容分為兩個必修模塊(《化學(xué)1》和《化學(xué)2》)和六個選修模塊(《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》、《化學(xué)反應(yīng)原理》和《有機化學(xué)基礎(chǔ)》、《化學(xué)與生活》、《化學(xué)與技術(shù)》、《實驗化學(xué)》)。必修模塊涉及了化學(xué)物質(zhì)分類及離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng);元素周期表、化學(xué)鍵;化學(xué)能與熱能、電能、化學(xué)反應(yīng)的速率和限度;重要的金屬及其化合物;硫、氮、氧及其化合物?!段镔|(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊涉及了原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、共價鍵、晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì);《化學(xué)反應(yīng)原理》涉及了化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、水溶液中的離子平衡等內(nèi)容。從中學(xué)教學(xué)內(nèi)容看,無機化學(xué)中的基本化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素化學(xué)都有涉及,但是其教學(xué)程度較淺,多處于對概念的了解,且不同省區(qū)學(xué)習內(nèi)容可能存在很大差異,無機化學(xué)中對各部分內(nèi)容均有很大程度的提升,如化學(xué)平衡中引入了標準平衡常數(shù)、焓、熵、Gibbs函數(shù)等熱力學(xué)函數(shù)。在無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上,應(yīng)根據(jù)中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,在對全班同學(xué)進行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,為學(xué)生設(shè)計構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)大綱,安排合適的教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生在現(xiàn)有基礎(chǔ)上循序漸進,不斷深入。
2.前后章節(jié)內(nèi)容的銜接。無機化學(xué)教學(xué)一般都會涉及化學(xué)反應(yīng)基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素化學(xué)三部分內(nèi)容,化學(xué)反應(yīng)基本原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)通常安排在元素化學(xué)之前,各教材在化學(xué)反應(yīng)基本原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)間有的將物質(zhì)結(jié)構(gòu)先行講解,有的則先介紹化學(xué)反應(yīng)基本原理。物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定其化學(xué)性質(zhì),作者認為先介紹分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識有利于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)原理部分的知識(如熱學(xué)函數(shù)、鍵能、碰撞理論、反應(yīng)機理等),而且高中物理以及化學(xué)中均涉及有原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等相關(guān)內(nèi)容,學(xué)生也容易理解接受。原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)熱力學(xué)及動力學(xué)、氧化還原、配位化學(xué)等無機化學(xué)基本理論知識很多在元素化學(xué)中將得到具體體現(xiàn),并指導(dǎo)著元素化學(xué)的教學(xué)與研究,因此,元素化學(xué)放在最后講解比較科學(xué)?;瘜W(xué)反應(yīng)基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素化學(xué)三大模塊除了相互存在銜接外,各模塊內(nèi)部各章節(jié)也存在很密切的關(guān)聯(lián),如化學(xué)反應(yīng)原理部分中化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)、化學(xué)平衡知識、四大平衡反應(yīng)是一脈相承的關(guān)系;物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分里,原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、配合物結(jié)構(gòu)則是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的逐漸深入;元素化學(xué)同區(qū)內(nèi)各族之間有相似結(jié)構(gòu)和相似性能但又存在變化規(guī)律。因此,注意前后章節(jié)內(nèi)容的有機銜接將有助幫助學(xué)生理解掌握。
3.必修與選修內(nèi)容的銜接。由于教學(xué)學(xué)時的壓縮,無機化學(xué)教材涵蓋的內(nèi)容通常無法完全在課堂上給學(xué)生進行詳細講解,一般教材通常將教學(xué)內(nèi)容分為必修和選修兩部分,選修內(nèi)容采用不同排版方式標注出來。延伸基礎(chǔ)知識、難度較深的內(nèi)容,如化學(xué)動力學(xué)中對化學(xué)反應(yīng)機理的講解,一般無機化學(xué)教材都設(shè)為選修內(nèi)容。另外,為了擴寬學(xué)生視野,無機化學(xué)教材中也對該章節(jié)內(nèi)容涉及的學(xué)科前沿知識進行補充介紹,如大連理工大學(xué)版無機化學(xué)分別在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)和氧化還原章節(jié)補充介紹了化學(xué)動力學(xué)在考古中的應(yīng)用、化學(xué)電源實例等知識,幫助學(xué)生了解理論知識的實際應(yīng)用,提高學(xué)生學(xué)習興趣和應(yīng)用知識的能力。在為某些學(xué)科專門編寫的、針對性較強的教材中,學(xué)科背景知識以及無機化學(xué)在該學(xué)科的應(yīng)用等內(nèi)容常設(shè)為選修。除了書本中明確建議的選修內(nèi)容,教師也可根據(jù)學(xué)時、學(xué)生學(xué)習情況,靈活調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容,將學(xué)生基礎(chǔ)好、容易自學(xué)完成的內(nèi)容設(shè)定為自學(xué)或選修內(nèi)容,以節(jié)約出更多時間用于重點難點知識的講解和實踐教學(xué)。
4.理論教學(xué)與實驗教學(xué)的銜接?;瘜W(xué)是一門實驗科學(xué),讓學(xué)生學(xué)習掌握基本化學(xué)實驗技術(shù),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和良好的實驗習慣,是化學(xué)教學(xué)的一項重要任務(wù)。許多同學(xué)在中學(xué)沒有條件進行化學(xué)實驗教學(xué),無機化學(xué)是他們接觸的第一門化學(xué)實驗課,第一門實驗課的教學(xué)效果對提高學(xué)生實驗課程學(xué)習興趣、端正學(xué)習態(tài)度、養(yǎng)成良好實驗習慣意義重大。實驗教學(xué)是對理論教學(xué)的一種宏觀展示,可以讓學(xué)生更直觀了解化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)。我們需要注意的是,實驗教學(xué)是建立在理論教學(xué)基礎(chǔ)上的,因此在無機化學(xué)中必須注重理論教學(xué)與實驗教學(xué)的銜接,實驗教學(xué)需要將時間安排在相應(yīng)理論教學(xué)之后,切不可將理論與實驗教學(xué)完全獨立開來。一些簡單的驗證性實驗可以考慮以視頻的方式在理論教學(xué)中直接演示給學(xué)生,節(jié)約部分實驗教學(xué)時間以開設(shè)更多的實驗內(nèi)容。在實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置中,需要考慮每個實驗對學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)目的,應(yīng)盡可能在不同實驗中培養(yǎng)學(xué)生不同實驗技能,讓學(xué)生在有限的時間掌握更多實驗技術(shù),提高其實踐動手能力。
三、無機化學(xué)教學(xué)實現(xiàn)銜接的教學(xué)方法
無機化學(xué)在較多層面存在教學(xué)內(nèi)容的銜接,為了實現(xiàn)相關(guān)知識間的有效銜接,教師在授課過程中除了在教學(xué)內(nèi)容的安排上要合理設(shè)置外,在教學(xué)過程中教師還需在不同環(huán)節(jié)采用不同教學(xué)方法,以達到理想的教學(xué)效果。
1.課前預(yù)習作業(yè)。無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容多,課程任務(wù)重,每節(jié)課的信息量大,適當?shù)恼n前預(yù)習有助于學(xué)生在課堂教學(xué)中集中注意力,跟隨主講老師的教學(xué)思路。老師可以為學(xué)生提供適當?shù)念A(yù)習作業(yè)幫助學(xué)生有重點的預(yù)習,預(yù)習作業(yè)最好能注重將學(xué)內(nèi)容與中學(xué)知識、前面章節(jié)內(nèi)容間的聯(lián)系與差異,讓學(xué)生覺得熟悉而新鮮,激發(fā)學(xué)生好奇心和探索熱情,為課堂教學(xué)奠定良好基礎(chǔ)。對課堂中可一帶而過的教學(xué)內(nèi)容,亦可在預(yù)習中引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),節(jié)約課堂時間。
2.課堂設(shè)問式教學(xué)。課堂教學(xué)是無機化學(xué)理論課最重要的環(huán)節(jié),在課堂教學(xué)中教師更需要采用巧妙的教學(xué)方法,將各種內(nèi)容有機銜接起來。在課堂中向?qū)W生提出相關(guān)問題,是調(diào)動學(xué)生思維、促使學(xué)生主動將相關(guān)知識銜接起來的好方法。例如,涉及到中學(xué)知識的,可以請學(xué)生回答中學(xué)學(xué)習內(nèi)容是什么,老師再順勢介紹中學(xué)與大學(xué)知識的異同。再次出現(xiàn)的前面章節(jié)的內(nèi)容,老師可以通過提問學(xué)生來幫助學(xué)生復(fù)習鞏固,并找出前后知識的關(guān)聯(lián)。
3.課后作業(yè)知識點的兼顧。課后作業(yè)也是將各種知識有效銜接的好辦法,除了前后緊密相聯(lián)的知識外,老師也可故意設(shè)計一些復(fù)合習題,在同一個題目中涉及前后章節(jié)知識以及多個知識點,訓(xùn)練學(xué)生綜合分析問題的思維,教會學(xué)生解決綜合問題的方法,提高其對綜合知識的掌握與應(yīng)用能力。如在氧化還原反應(yīng)里可以將化學(xué)平衡常數(shù)、熱力學(xué)函數(shù)、Hess定律、電動勢、能斯特方程式等知識點關(guān)聯(lián)在一起,根據(jù)具體情況可進一步計算求解酸堿平衡常數(shù)、溶解度、配合物穩(wěn)定常數(shù)等物理量。
4.復(fù)習理清脈絡(luò)結(jié)構(gòu)。無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容間存在不同的銜接方式,按不同章節(jié)或模塊進行知識疏理,理清知識脈絡(luò)結(jié)構(gòu),將有助于學(xué)生對無機化學(xué)知識整體內(nèi)容有全面的了解。因此,在每章以及化學(xué)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素化學(xué)不同模塊授課完畢,教師應(yīng)和學(xué)生一起來疏理所學(xué)知識的脈絡(luò)框架,將所學(xué)內(nèi)容精簡成若干標題,再讓學(xué)生將標題里的內(nèi)容豐滿還原,鞏固學(xué)習知識。能將書本中的知識濃縮為框架圖、并再充實成“大樓”的學(xué)生應(yīng)該是達到了本門課程的教學(xué)要求。無機化學(xué)是大學(xué)化學(xué)最重要的課程之一,其學(xué)習效果不僅對無機化學(xué)知識的掌握程度是一種考量,更會對后續(xù)化學(xué)課程甚至整個大學(xué)期間學(xué)習方法、學(xué)習態(tài)度產(chǎn)生潛在重要影響,因此教師在教學(xué)過程中,充分利用無機化學(xué)承前啟后的特點,結(jié)合課程特色,在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法上注重知識的銜接與遞進,不但可望得到理想的無機化學(xué)教學(xué)效果,對大一新生順利完成中學(xué)到大學(xué)的蛻變,開啟愉快輕松的大學(xué)學(xué)習生活也具有極其重要的意義。
作者:尹學(xué)瓊朱莉王小紅潘勤鶴工作單位:海南大學(xué)材料與化工學(xué)院