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大学既是文明的产物,又是文明的标志,更是文明的使者。大学的责任和使命不仅仅是知识的传播和人才的培养,还有对社会良知的守望和社会不良的批判。正如《大学》开篇所言:“大学之道,在明明德,在新民,在止于至善。”这里的“大学之道”,反映了中国古人为教、为学的大学精神文化特质,体现着一种强烈的人文精神和社会使命。古希腊哲学家亚里士多德所主张的“自由教育”也是以发展理性、陶冶心灵、享受生活为目标的人文教育和科学教育。[4]大学精神文化的内涵十分丰富,但基本上是由精神、观念、习俗三部分组成。其中,科学精神和人文精神是核心。“科学精神追求真理,是求真”,“人文精神追求和谐幸福,是求善”,求真与求善的结合就是求美,也是对社会责任和使命的追求和担当,大学精神文化内涵的本质是真善美和社会责任。这也是建立大学价值、大学品格、大学风尚的基石。大学精神文化的非特质大学精神文化的内涵十分丰富,一般情况下,大学精神文化内涵包括大学理念、大学精神、大学传统、大学品格、大学价值、大学风气、培养目标、发展战略和办学思想等等。大学精神文化内涵不等于大学精神文化特质。大学精神文化特质具有稳定性、非功利性,一切与人才培养,一切与终极关怀,一切与大学使命无关的性质都是假性特质。比如“追求卓越,建设一流”等是一些大学的奋斗目标,但并非大学精神文化特质;再比如,“勇于创新、鼓励竞争、宽容失败”等是大学文化品格之一,但却不是大学精神文化的特质。
大学精神文化的根本使命性辨析大学文化建设的首要任务是精神文化建设。大学需要教学,但教学不等于教育;大学需要学问,但学问也不等于精神,大学需要发展,但发展也不是大学精神文化建设的根本使命。大学精神文化建设的根本使命是心性修养、精神守望、文化创新和社会批判。大学精神文化建设的使命培育心性德行。纽曼认为:大学是“教育场所”而不是“教学场所”,大学精神文化建设的使命是使学生养成“一种以自由、公平、冷静、克制和智慧为特征的心性习惯”,同样,洪堡等人也提出,大学的目的就是“修养”,即人的个性的全面发展,心性的修炼,德行的养成,人生价值的实现。坚守高尚精神。大学文化对民族文化与人类文明的传承功能,决定了大学精神文化建设的高尚特质。大学诚然不能脱离现实,但又必须和世风流俗保持一定的距离,远离尘嚣,保持纯洁、冷静与清醒,时刻关注、守望社会道德和良知。创造先进文化。大学的使命是站在时代的前沿,解放思想,与时俱进,在传承的基础上创造先进文化、先进思想、先进理论、先进制度和先进的实践模式,特别要着力创新办学理念、发展战略和文化模式。要以时代的特征和实践的动力彰显大学创新文化的内涵。“君子和而不同,小人同而不合”,大学既要用传统批判现代,也要用现代批判传统。当我们拥有了更多辩证、开放和豁达的批判精神,社会才能更快发展、科学才能更快进步。
大学精神文化建设的忧虑近半个世纪以来,大学精神文化弱化,功利主义、实用主义、专业主义、惟科学主义、惟技术主义、惟市场取向的价值观充斥于高等教育领域,大学已经不再是高尚精神的殿堂。世界各国都在谈论大学危机———大学经费危机、大学质量危机、大学道德危机、大学自治危机等等,然而,这些还只是浅层次的危机,而真正深层次的危机是大学精神危机。[5]因此,人们呼唤:大学精神,魂兮归来!但是,在大学精神文化建设的问题上,也有令人忧虑的问题,主要是:认识不足。一些同志对大学精神文化的重要性认识不足,认为,大学是搞教学科研的地方,教学科研是硬任务,精神文化建设是软性工作,看不见摸不着,做好做坏甚至于做不做都无碍学校的发展大局。重视不够。一些高校干部对大学精神文化建设重视不够,抽象肯定,具体否定,“说起来重要,干起来次要,忙起来不要”。还有人认为,精神文化建设是那些曾经有着辉煌历史和文化底蕴的老牌大学的工作,一般高校没有资格谈大学精神文化建设。建设不力。一些高校比较重视大学文化建设,愿意把钱花在大学文化环境建设上,栽树种花塑雕像,也愿意进行大学制度建设,认为这些是实在和有效的,而在大学精神文化建设上则显得力不从心,无规划、无思路、无办法、无措施。目标不明。一些高校对大学精神文化建设的重要性有所认识,但目标不明,思路不清,不知道本校需要和应该建设什么样的大学精神文化。有的高校简单地把校训、校风、学风建设等同于大学精神文化建设。层次不高。一些学校的大学文化建设层次不高。把大学文化等同于校园文化甚至于大学生社团文化,把大学精神文化等同于政治文化、稳定文化,一讲精神文化,似乎只有政治理论入脑入心入课堂,而不能上升到人文和科学精神层面。#p#分页标题#e#
一个时期以来,人们对大学精神文化是不是可以创新进行过学术争论,有的学者认为大学精神文化只可以积淀和继承,而不能创造和创新,但更多的学者认为,大学精神文化包含大学文化传统,又区别于大学文化传统,大学文化传统需要积淀和继承,而大学精神文化中的大部分内涵都是可以设计、建设和创新的。大学精神文化内涵的可创新性大学的重要职能之一就是文化传承与创新,文化传承和文化创新是相辅助相成、相互依存的,传承是创新的条件,创新是传承的基础,没有创新就没有传承,没有传承也谈不上创新。大学精神文化既是传承的结果,也是创新的结果;大学精神文化内涵建设既是一个历史的筛选、积淀过程,也是一个承前启后、除旧布新的过程。就是说,大学精神文化作为大学文化的内核,是需要也是可以创新的。创新有两种,一种是偶然性创新,一种是设计性创新。大学精神文化既然具有创新性,就必然具有可设计性,也就是说,大学精神文化是可以设计的。不同的大学完全可以创新设计出不同于其他学校的先进的大学精神文化模式与内涵。
大学精神文化中的大学理念、大学精神、大学品格、大学价值、大学风气、培养目标、发展战略和办学思想都可以创新设计,同时是应该认真建设的。其中最核心的是大学理念和大学精神,有什么样的大学理念和大学精神就会形成什么样的大学品格和大学风气。同时,大学理念和大学精神还决定着办学思想、发展战略、价值取向和人才培养目标。要不要进行大学精神文化的设计,能不能进行大学精神文化的设计和怎样设计,要依据各个高校自己特定的历史和现状,具体问题具体分析,不能一概而论。大学精神文化的设计是重要的,更重要的是坚定不移地按照设计思路持续地进行大学精神文化建设。大学精神文化建设的务实性大学精神文化是可以设计和创造的,但又是不可以随意设计和创新的。大学精神文化是一所大学独特的精神风范、文化气质、价值取向和区别于其它大学精神文化的隐性文化。在大学精神文化设计时,既要考虑本校的历史文化底蕴和传统,又不能拘泥于历史和传统;既要有较高的精神境界和教育感召力,又不能脱离本校实际,随意做假大空的设想;既要学习借鉴外校的大学精神文化设计思路和成果,又不能抄袭外校的精神文化设计与表述。
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生物无机化学课程的性质和内涵
生物无机化学为化学类专业学生的专业方向必修课。国际生物无机化学在过去的十余年取得了令人瞩目的成就和发展。美国主要高校生物无机化学工作者在化学学科中占据非常重要的地位。各国政府及基金组织连续在其研究中投入了相当大的资金,并有许多相关的研究计划出台,譬如,美国科学院在科技政策报告中指出:生命过程中的化学是当前化学学科发展的优先领域之一。我国生物无机化学是在20世纪80年代开始发生发展的,当时落后于国际约10年。但是在国家自然科学基金委员会十几年连续支持下,在全体从事生物无机化学研究者的努力下跃升了三个台阶,从生物小分子配体上升到生物大分子;又从研究分离出的生物大分子到研究生物体系;近年来又开始了对细胞层次的无机化学研究。我国的生物无机化学研究始终结合实际问题进行基础研究,在应用生物无机化学上具有一定特色,而且水平逐年提高,一些研究工作已达到和国际同行等同的水平。虽然我国生物无机化学的总体水平与国际水平还有一定差距,但在国际上已经能够占一席之地。
生物无机化学课程教学构思
生物无机化学课程会给学生带来什么?是想获得一张文凭的不得已选择?是想扩展知识领域以更好地适应工作需求?是为了提高自己的综合素质?……无论学生理想的“主产物”是什么,“副产物”是什么,真诚希望通过这门课程“烹调”出的“食品”不仅蕴涵丰富“营养”而且“美味”,希望学生能从“美味”的“口感”中感受到愉悦;从“咀嚼”的“回味”中留下余香;从“营养”的“消化”中获得力量。
期望借助生物无机化学课程营造的空间不仅是传授专业的课堂,更是交流思想的场所。人类的智慧比由他创造的知识更具魅力,它以其看不见的形态揭示了自然界中蕴涵的无形“天机”。我们赞叹自然界“天机”的绝妙,更惊叹揭示“天机”的人类智慧。作为接受教育的我们,不仅是人类智慧结晶的传承者,每个个体更应该是人类智慧的延续者,即我们每个人更应该成为创造者。不仅首先要成为知识的学习者,更应该在知识的学习中提升自身的思辨能力。因为不仅对知识理解的深刻程度在很大程度上取决于对问题的思辨程度,而且创造能力的强弱更取决于思辨能力。知识就像酿造美酒需要的营养,而思辨就像酿造美酒需要的酒曲;创造源于思辨就像醇香出自酿造;睿智的思辨靠艰苦的磨炼就像优良的酒曲靠严格的驯化;有知识不等于有创造力就像有营养不等于有醇香;酒曲的驯化并非一蹴而就,思辨的培养绝非一挥而成;思辨的培养需要知识就像酒曲的驯化需要营养。酒曲在营养反复调制中的不断进化中得以驯化,思辨在知识不断积累中的持续更新得以提升。因此,本课程特别注意师生思想交流,让学生从这门课程的学习中不仅有知识的积累,更有意想不到的收获。
现代生物无机化学是化学领域日新月异发展最快的一门科学,要求化学类专业学生能够尽早跟踪它的发展趋势。我们每一个人都将终生面临知识不断更新的挑战。所以,重要的是学生要知晓“怎样学”。学习任何一门学科都有指导思想问题,只学内容而不能体会其精神,就不能用所学的东西去指导实践。学化学的人进入生物领域时,就必须体会几个指导思想:要体会由没有生命的化学向有生命参与的化学 转变,要体会由一种简单的、无活性的配合物向复杂的、有活性的配合物这一飞跃,要体会由一般化学处理的封闭或部分封闭的、背景单一的反应体系到开放的、有特殊背景的生物反应体系的过渡等。先登山顶,方能感知一览众山小!每一单元伊始首先介绍单元知识的学习方法指南以及前后单元知识间的内在联系,然后重点讲授。将教学内容分解为必讲内容、自学内容和备查内容,突出必讲内容,引导学生消化自学内容,掌握利用各种渠道查阅收集整理化学资料的能力。
兴趣是大学生探究成功的重要保证,它能使大学生坚持长时间学习、研究,能激发大学生积极参与研究的欲望,教材的意图是让学生动手“实践”,由扶到放,到综合运用,使学生通过活动理解知识、得出结论,培养学生的观察力、分析力等各种能力。教学中,把教材当成经典,教材有什么就讲什么,教材怎么编排教学就怎么讲的做法是不符合科学的教学理念的,教师只有在充分理解教材基本思路的基础上,加入自己的改造和创新,结合学生的实际情况,灵活安排教学内容,从学生的兴趣和生活逻辑出发,设计各种各样的活动,为学生创设实践环境,从而引起学生期望的行为反应和期望的情感体验。教学的引导不应局限于语言上的引导,更应体现在活动设计上的引导。
教学目的是由扶到放、到自主探索,根据学生从不同角度提出的各种问题,指导学生选择自己感兴趣的问题展开探究活动,从活动中发现规律、掌握知识,以体现出学生所掌握的知识是实践出来的,而不完全是听来的。
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1.2学生授课
每学期选出部分无机化学理论课程和实验课程分配给各个教学团队,队长组织本队成员对分配的教学内容进行教学设计。教学设计的内容包括:课堂导入、主要教学内容、课后小节等。课堂要求互动和质疑,还需要进行合理的扩展,授课时间要求在45分钟之内。教学形式不限,以生动并能激发学生的学习兴趣为目的。教学过程中,教师必须全程参与,监督和辅助学生在教学过程中对知识点准确性的把握。我们以学生主讲的无机化学理论课程设计为例:课前需要进行如下准备:①研读教材掌握教学的基本理论;②利用各种网络资源对教学内容进行深入学习,以便在教学中进行合理的知识扩展;③进行课堂教学设计,设计内容包括教学内容和教学环节的分工,以及教学互动环节等。④正式上课前,进行模拟教学,教师在模拟教学中进行质疑,提出与本节课相关的知识点,指出学生在教学中的不足、不准确和不正确的地方。在正式的课堂教学中,教师要辅助课堂教学,回答“小老师”不能准确回答的学生的质疑,在教学小结中总结本节的知识要点,并对学生的授课情况做简要的短评,让学生了解自己的优缺点,以便在以后的学习和生活中不断的提升自己。此环节中,团队成员的成绩依旧相同,因此可有效的提高学生的综合素质:首先,提高积极向上的进取精神和团队合作精神;其次,通过课外预习和资料的检索可以培养学生良好的学习习惯,增强学习能力;再次,在课堂教学过程中锻炼了自己的表达能力、应变能力、组织能力、以及发现及解决问题的能力。此外,同学的质疑过程对授课学生知识准备的充分与否、快速反应能力和学以致用能力也是考验和锻炼。
1.3撰写科研小论文
鼓励学生实时检索无机化学领域的最新研究成果,选择自己感兴趣的相关研究方向自学并撰写专业小论文。目前学生撰写的论文报告有“纳米材料”、“最新分离技术”、“石墨烯的应用”、“单壁碳纳米管的制备及应用”等。每个团队选拔出最优秀的论文,制作演示文稿,在第二课堂时间(每学期选择一个休息日)进行论文汇报。本环节中,学生的团队精神不仅得到了培养,在文献检索、阅读过程中还拓展了专业视野。另外,通过学习了解了自己感兴趣的领域,从而明确未来学习和工作领域的选择,显著提高市场竞争力。
2培养创新能力及操作性
2.1知识扩展
化学教育专业最大的特点是具有师范性,大学生的专业水平和知识视野的大小直接决定其在未来中学教育中的教学水平。因此,在教学过程中注重知识的扩展,激励学生主动学习,引导学生探究的科研思维也是教学改革的重要目标。因此,本教研室教师会在教学的相关理论中引入本领域最新的研究成果,包括教师自己课题组的相关科研成果。例如:在学习第五和第六副族元素时,教师把自己课题组最新制备的官能化杂多酸成果介绍给学生,重点介绍科研思想。因为科研成果为自己的老师研究所得,所以在进行教学过程中可以让学生感觉到创新过程和创新成果离自己没有那么遥远,从而可以激励他们的学习兴趣、提高参与意识,培养科研思维,将被动学习变成主动学习。
2.2开放实验室
此环节主要是利用学生的课余时间进行,学生可根据自己的兴趣自愿参加。
2.2.1开放本科实验室
每学期本科实验室开放两次,开放时间在期中,因为此时,大学生的实验技能和无机化学理论知识体系已相对完善,能够独立或合作设计完成实验活动。参与开放实验室活动的同学要先递交“申请书”,申请中写明实验内容、所需仪器和设备、相关药品及材料。学生可在实验教师指导下反复实验,直至成功达到设计目的。每学期活动的内容主要围绕如下几个方面:①鼓励学生对做过的无机化学实验设计大胆质疑,提出改进方案,并指明改造后的优势;②对做过的无机化学实验,学生在保证实验结果准确、实验现象明显的前提下,可对某个实验或某个实验步骤进行微型化设计;③在教师的介绍下与合作中学的一线化学教师共同探讨中学化学实验的教学改革,参与中学化学实验的设计及教学对学生来说是提高未来就业竞争力,搞好中学教学的重要实践渠道。此环节可以培养学生良好的思维习惯、创造性和实践操作性。同时还间接的培养了学生的学习兴趣和进取精神。
2.2.2开放研究生实验室
在20世纪90年代,美国首先提出了整合教育培养创新型人才的新思路[5]。以此为鉴,在无机化学课程教学的后期,允许部分实验技能较强、勤思考、爱提问的同学参与到研究生的创新性科研工作中。对于刚进入实验室本科生的培养主要包括两个层次。一是科研基本技能培训,包括学习国内外科研文献的检索方法、熟读科研文献、了解无机化学领域的理论和最新研究热点、掌握无机合成技术、掌握无机化合物制备及性质研究方法、掌握实验数据处理方法、参加研究生的科研组会并适当进行文献汇报。二是科研探索,在经历了基本的学习训练后,对于学习能力强的本科生,在保证不耽误本科课程学习的前提下,在导师的指导下和研究生的监督下完成一些可行性较强的科研项目。目前每年都有部分本科生在国内外学术期刊上公开发表科研论文,这些学生是校大学生创新和创业项目的主要申报者,也是未来攻读硕士研究生的主要生源。和其他学生相比,他们都会较早的制定人生规划,有目标、有理想、能吃苦、善于思考且动手能力强,而且在未来选择研究生报考专业时的目标更明确。
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2009年12月教育部正式启动了“卓越工程师培养计划”。该计划旨在培养造就具有创新能力、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势,增强我国的核心竞争力和综合国力。
《无机化学》是化学化工类卓越工程师教学的第一门专业基础课程,承载着服务后续基础和专业课程的功能,对化学化工专业骨干课程的学习起着至关重要的作用,在整个课程体系中具有重要地位。因此,《无机化学》课程的改革成功与否,极大地影响着后继课程的改革成败,对卓越工程师计划的顺利实施起着至关重要的作用。要想达到应用型卓越工程师的培养目标,我们还必须进一步深化本课程体系和教学改革,加大改革力度,力争为培养出创新和实践能力强的、满足现代化学化工行业需要的应用型工程人才起到应有的作用。
无机化学课程改革的深化必须从以下几个方面开展。
1 推进教学内容和教学方法改革
第一,加强与其他基础化学课程的联系和交叉:无机化学与有机化学、分析化学、物理化学并称为四大基础化学课程。无机化学是其他三门课程的奠基课程,教学中要与其他三门课程在教学内容、教学方法以及知识应用等方面进行很好的协调配合。第二,调整教学的重点,突出重点,化解难点:无机化学的教学内容非常丰富,主要包括化学基本理论和元素无机化学两大类。在教学中,我们要改变以往无的放矢,课时分配一刀切的状况,将重点放在化学基本理论的掌握上,使无机化学真正起到承载其他基础课程的奠基功能,更好的服务后继课程。对“原子和分子结构”等历来的教学难点,应多与学生讨论,在课时分配和授课深度上进行探索,予以更好的把握,改变以往对学生情况不甚了解,教师主导课程进度的状况。第三,革新无机化学教学方法:因“材”施教:根据不同的教学内容,采用不同的教学方法。改变以往呆板的教师填鸭式教学,根据教学内容,充分选用讲座,视频,讨论等新颖的授课方式,激发学生的学习兴趣;师生讲授结合。对于较为难以把握的化学理论知识,应主要由教师讲授和学生练习相结合;而对于内容较为易于掌握的元素无机化学部分,应采用学生讲授,教师点评,学生小论文和讲座等丰富多彩的教学方式,使学生充分参与到教学中来,体验到教学的乐趣。
2 深入实验教学方法改革
革新教学理念:在无机化学实验教学的改革中,将无机化学实验课从隶属于理论课,以验证理论和训练技能为主,忽视学生能力的培养的僵局中摆脱出来,要以“卓越工程师”为培养目标,强化实践能力、创新思维和意识的培养; 拓宽基础,淡化二级学科界限,突破原四大基础化学实验课程及化工多门实验单独设课的课程体系,按照制备、性能测试与表征、工程实践与应用这一主线,实行分阶段(培养基本实验能力阶段,培养研究和创新能力阶段)实验教学模式。开设计划学时外的开放实验,培养学生的创新能力:在基础化学实验课上,增设计划学时外的开放实验。主要包括学生补做或重做计划学时内的实验及进行公选题和自选题的实验。在施行的过程中坚持以学生为主的开放实验原则,保证学生能在课余时间进行开放实验的训练。以化学竞赛的形式吸引学生参加无机化学实验,激发学生学习兴趣:组织大学生基础化学技能赛,并在此基础上选拔优秀学生参加省大学生基础化学技能比赛。
3 完善课程考核机制
改变以往评价主体为单一教师的状况,吸引学生加入课程考核的主体中来。由师生共同根据评分标准对学生的平时成绩进行评分,发挥学生的主人翁意识,使考试不再神秘化,激发学生的教学参与热情;改变以往考核方式以闭卷为主的考核方式,加入课程小论文,平时测验等新的考核元素。同时,可将期末考核的闭卷笔试改为A4纸半开卷考试。即允许学生携带一张A4纸进入考场,学生可在复习时将认为与该门课程相关的重要内容书写在该A4纸(单面)上考试结束后,与试题卷、答题卷一并上交.避免考试死记硬背应考的情况,提高学生的应用能力;评分标准规范化。
这些改革措施的可行性在于,首先,改革侧重于教学方法和教学内容的变更,结合学校和教学实际,项目实施不需要高昂成本,运作简便,充分调动学生的学习积极性,在学生中推行容易被学生接受和认可,改革阻力较小;其次,高校教师可塑性强,改革阻力小,愿意为培养“卓越工程师”进行积极的探索和实践,能够接受新事物和新方法,对教学热情高涨,愿意为国家和社会培养合格人才贡献自己的力量。
总之,无机化学教师应该根据“卓越工程师教育培养计划”中对“卓越工程师”的要求,积极探索无机化学教学内容和教学方式的改革,更新教学理念,深入推进多方位、多层次、多模式的本课程的改革实践,寻找适合学校特色的无机化学教学之路,为后继课程的改革实践和学生能力的培养奠定基础,为国家和社会培养一批未来化学化工领域的卓越工程师做出应有的贡献。
参考文献:
[1]陈喜蓉,陈早明,李敏.基于“卓越工程师计划”创新型人才培养下的《化学反应工程》课程实践教学[J].广东化工,2014,41(5):172-175.
[2]高建荣,刘化彦,韩亮.基于工程实践与创新的化工类人才培养体系构建与实施[J].高校经济,2012,45(4):188-189.
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“教学名师”要有高尚的师德和真挚的教育感情。他们具有高尚的道德品质和教师职业道德,敬业爱岗,忠诚党的教育事业,有高度的事业心和强烈的责任感,为人师表,教书育人。我校首位国家级教学名师奖得主史启祯教授就是这样的人。史启祯教授除了在外开会和生病,每日(包括假期)都早早来到办公室,思索着学科的发展,精心的耕耘,在爽朗的笑声和细语中与学生探讨论文和教材。他说:“教师应该用自己的风范来影响感化学生,更要用自己最真挚的情感关心和爱护学生。”
“教学名师”要有扎实宽厚、广博精深的知识结构。教师知识渊博,思维活泼,才能在教学中把握全局,融会贯通。史启祯教授曾三次赴美国西北大学与美国科学院院士、原美国化学学会主席巴索洛教授合作、学习,巴索洛教授称他是“实验艺术家”。史启祯教授任教期间,先后主持了7次国家自然科学基金研究项目,其中有两项中美之间的国际合作研究项目,280余篇研究论文中有140多篇是发表在sci源期刊上。在世界著名杂志《美国化学会志》上发表的4篇论文被国外杂志、专著引用600余次。作为学术带头人,最早成立了国内第一个物理无机化学研究所和陕西省物理无机化学重点实验室,于2007年与化学系其他两个省重点实验室一起组建了西北大学合成与天然功能分子化学教育部重点实验室。先生的教学理念“科学研究可以改变一个人的气质,可以改变一个人的风范,可以改变一个人对书本知识的看法,甚至可以改变一个人的世界观,而老师就是要通过课堂教学这个渠道,将这些变化传递给学生,进而引发他们的变化”,在改变着、丰满着我校的无机化学学科。
“教学名师”要创造性地从事教育工作。教师的观念一方面影响自己的教育行为,一方面对学生的身心发展存在显著的影响。史启祯教授善于突破原有的凝固的思维模式,创造性地获取、加工、输出新的教育信息,不断更新教学理念和内容,在教学手段、教学的组织形式上突出创造性的特点,努力培养具有创新精神和实践能力的人才。他在11年中将《无机化学与化学分析》出版了三个版本,使之成为迄今教指委为应化专业立项编写的唯一一本专业基础课教材。先生主笔翻译出版了《过渡元素金属有机化学》、《无机化学》、《无机化学前沿》、和《空气敏感化合物的操作》,通过精品教材引进先进教学理念。他以“瞄准国际前沿,推动我国无机化学课程体系和教材内容的现代化”获得了陕西省和国家优秀教学成果奖。
“教学名师”要有高超的教育科学研究能力、丰富的教育经验和独特的教学风格。史启祯教授在对美国大学考察的基础上,提出了“必须要改变我们已有的教育观念”,开始了新的探索,他要创建一个平台,一个能将中外高等教育理念性相融合的平台;他又提出“教学和科研是鸟的两只翅膀,二者缺一不可”。因此,先生乐此不疲,在国内外教育期刊上,率先试验“无机化学”的双语教学,耗费14年主译4本外国精品教材——体现着“只有将中国传统教学思想与西方现代教育思想实现完美融合,教学改革才有出路”的教学理念。先生认为“不能将当代标志性成果当作一种时髦的点缀,我们的着眼点甚至也不能只是介绍成果本身,而是隐含在成果背后的科学思维方法”。就是在这种先生首先拥有雄厚的科研背景、先进的教学理念、辛勤的耕耘和收获氛围中,我们才能时刻关注国际上学术研究的进展状况,消化理解这些最新研究成果,才使我校无机化学学科成为了一个锐意进取的团队。的确, “教学名师”的效应在这里产生。
2 以“教学名师”为榜样,促进了教师队伍建设。“教学名师”工程使我校开展一个以“教学名师”为榜样,促进教师队伍建设的活动,对于稳定我校良好的教学秩序,实现把我校建设成为国内一流国际知名的研究型大学的目标至关重要。首先,从思想上要认识到这一举措是办学理念的重要内容之一,名师的效应就是一所学校的效应,建设高水平的师资队伍是高校发展的根本措施。其次,要注意从基层培养抓起,从树立旗帜、建立团队抓起,抓好学校层次的名师建设。第三,要创建一个公平竞争的机制,最大限度地激发教师的积极性,营造宽松的学术气氛,激发教师的创造激情。在这样的努力下,我们无机化学教研室的唐宗薰教授荣获了第二届高等学校教学名师奖。西北大学的两位高等学校教学名师奖获得者都出在无机化学教研室,他们又同时获得陕西省教学名师奖。还有两位教授获得了校级教学名师奖(西北大学定名
转贴于
为教学质量奖)。
名师为广大教职员工树立了榜样,使广大教职员工不断提高政治素质和业务水平,牢固树立质量意识和创新意识,敬业爱岗,扎实工作,为进一步提高西北大学的教学科研水平和管理水平做出了应有的贡献。
二、“国家级精品课程建设”工程为教学质量的提高奠定了基础
教育部推进国家精品课程建设具有很强的针对性。我校在这一工程建设中,讨论了“课程建设规划要注意什么”、“教学队伍建设难在哪儿”和“关于教学如何实现现代化”问题,严格按照“一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点”建设示范性课程。从2003年至今,我校有校级精品课程38门,省级精品课程34门,国家级精品课程11门。2007年度又有22门校级优质课程申请参评校级精品课程。唐宗薰教授主持的“中级无机化学”和高胜利教授主持的“无机化学与化学分析”两门课程被评选为国家级精品课程。这两门课程在全国得到了好评,影响巨大。其中“无机化学与化学分析”课程已建设了资源丰富、界面新颖的网络资源(全国已有53个网站使用和传播),从学生学习到同行备课,多层面起到了辐射示范作用,发挥了精品课程的带动作用,为国内同类课程教学提供了一套从教材到教案、从课堂讲授到课外学习的完整的、可行的教学模式。该课程已经受到了广泛的关注和好评,制作精良的课件被众多网络纷纷转载,得到了兄弟院校学习和讲授普通化学课程的学生、老师的一致称赞:“是大家学习和讲授普通化学课程的好帮手”。
三、“面向21世纪课程教材”建设工程为教学质量的提高打冲锋
教材改革的基本要求是在原有的基础上有所创新、有所发展;立足于我国国情,学习国外经验,为国内服务,体现中国特色;要解放思想,实事求是。我们无机化学教研室史启祯教授主编的《无机化学与化学分析》和唐宗薰教授主编的《中级无机化学》分别作为“面向21世纪课程教材”和“十五”国家级规划教材由高等教育出版社出版。这两本教材突出了人本教育、实施差异教育的思想;着眼于社会和个人的发展需要,着眼于学生能力和智慧的培养,着眼于学生素质的全面提高。合理解决了以往教材只强调学科的系统性、忽视学生综合能力培养和岗位对人才规格的要求,专业面过窄、直接影响对社会需求复合型人才的培养和课程设置与教材内容不能及时更新、内容陈旧、不能体现新知识、新技术、新工艺、新方法,不能体现科技发展的需求和时代的特征与课程结构和内容缺少弹性、缺乏设置合理的选修课目、不利于安排教学等问题。前者具有明晰的定位、实现“立体化”、全新的构架、很强的可读性和探索了低年级开展双语教学形式等特点,2007年荣获陕西普通高等学校优秀教材一等奖,先后入选高等教育“百门精品课程教材建设计划”选题研究项目、陕西省“教学研究重点项目”、国家“十一五”教材规划项目和国家自然科学基金委“国家基础科学人才培养基金教材建设项目”。后者填补了无机化学与高等无机化学之间的“中等”水平,完成了同一学科三个不同层次的课程体系。正如黄春辉院士的评价:“我认为作者自始至终在深度和广度上,在知识层次和编写方法上都认真地把握住了‘中级’这个位置。这是一本内容丰富,很有特色,符合教改方向的教材。”
四、“教学科研训练”工程是高等理科教育教学质量提高的催化剂
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高等无机化学是我国现行高等教育体系中理、工科化学与化工类专业高年级学生和相应研究生教育的必修课程之一,是学生进一步从事高层次科学研究的理论基础。近年来,虽然国内少数重点院校开始尝试编撰适合本校特色的高等无机化学纸质教材,但是目前适合我国高等教育教学体系的高等无机化学立体化数字教学资源依然相当匮乏。由于缺乏有效的富含大量信息、形式活泼、内容生动的高等无机化学数字教学资源,从而对教育质量的进一步提高产生了一定程度的制约作用。因此,建立一个方便实用、资料丰富的高等无机化学数字资源库,解决目前高等无机化学教学实践中所面临的问题已经势在必行。有鉴于此,我们在大连理工大学研究生院教改基金的支持下,在充分挖掘和利用国内外高等无机化学教育和科研成果基础上,构建了“高等无机化学数字教学资源库”,并将其初步应用于高等无机化学教学,收到了良好的效果。
一、高等无机化学数字教学资源库的构建目的和原则
1.资源库的构建目的
作为化学、化工专业高年级学生和研究生教育的必修课程,高等无机化学与基础无机化学相比具有教学难度大、学时有限、内容抽象、理论性强的特点。高等无机化学中这些抽象的理论内容往往又是课程的精髓部分,为学生进一步深造和从事科学研究工作所必需,因此往往成为教学中的难点和重点问题。为使学生在有限的学时内对高等无机化学课程体系有全面的认识和掌握,我们构建了高等无机化学数字教学资源库,将大量图片、动画以及视频教学资源汇集、整合在资源库中,使得原本抽象而枯燥的教学内容形象化和具体化。在数字教学资源库辅助下,整个高等无机化学的教学过程可以做到图、文、声、影并茂,极大激发了学生的兴趣,使学生更加容易理解和掌握课堂教学内容,提高了教学效果,深受学生的欢迎。
2.资源库的构建原则
高等无机化学数字教学资源库的构建是在采取探索、研究型教学和学习模式基础上,将现代教育技术与优秀教学资源有机结合,满足教学内容和体系、教学方法和手段以及学生学习方式的要求,使学生充分理解高等无机化学课程的本质,激发学生的求知欲望和科学研究兴趣,有效地提高研究生教育的质量,以利于创新人才的培养。高等无机化学教学资源库并不是各种资料和信息的无序杂凑,它所承载的内容在经过认真的筛选、研究、整理以及加工制作基础上,进行了科学合理的分类,各部分内容之间既相互区分又有内在的逻辑联系,整合为一个立体化、系统化的教与学的新体系,最大限度地满足科学性、艺术性、交互性、开放性和发展性的构建原则和要求。
二、高等无机化学数字教学资源库的构建方式和资源整合
1.资源库的构建方式
高等无机化学数字教学资源库的构建采用“内容分类化、资源模块化”的构建方式。“内容分类化”就是按照内容不同将资源库分为教材库、试题库、素材库、电子实验室。教材库包括各种电子图书、多媒体课件、教学和科研论文等,试题库主要含各章节的练习与考试题目,素材库包括各种视频、动画、图片和文本等,电子实验室包括一些实验装置和作图模板、虚拟实验室等内容。“资源模块化”是指按照模块化的思想开发资源库,以各领域的知识点为基础,按照一定的检索和分类原则,针对不同层次的需求,使之具有可重组性的特点。“模块化”的建设思想,可以使不同的任课教师根据自己的教学特点和需要有针对性地从资源库中选择基本单元,通过具有个性化的重组生成适用于不同教学环境的课件,有效避免千人一面。这样的资源库构建方式不但使建设者有明确的目标,而且能满足具有不同教学风格教师的使用需求,调动教师的参与积极性,使资源库能随着教师教学的进展而自然地积累和更新。
在构建好资源库的框架结构后,我们对相关的教学资源进行了构建。本科基础无机化学教改经验为高等无机化学课程建设提供了借鉴。在本科教育中,我校化学系坚持将现代教育技术引入教学之中,取得了备受瞩目的教学改革成果。步入21世纪,教育部启动了“新世纪网络课程”建设项目,高等教育出版社启动了“高等化学教学资源库”建设项目,我校化学系承担了这些建设项目,并已经取得了一些成功的经验,体现了化学系在教学方法与教学手段的改革领域中的优势地位。无疑,本科教育改革的经验奠定了高等无机化学数字教学资源库建设的基础。
2.入库资源的整合
高等无机化学数字教学资源库的资源形式主要有以下几种:(1)文本:含电子教案、教材、参考文献、论文等,电子教材及教案以DOC格式为主,其他内容格式包括PDF、TXT等。(2)视频:包括与教学内容有关的理论授课录像、实验教学录像、专题资料片、科教片等。搜集国内外优秀教学名师的经典授课录像的视频文件,以AVI格式储存。(3)图形图像:包含原子核化学、价键理论、酸碱理论、群论、配位场理论、簇合物以及金属有机化合物结构、组成、性质相关的各种图像和照片,图像以jpg格式为主,也包括bmp、gif等格式,满足使用者不同的需要。(4)动画:包括Mossbauer效应原理、不同分子点群对称操作等,用Adobe Flash MX制作成swf格式。(5)多媒体教学课件:包括自主开发的高等无机化学多媒体课件,课件主要以ppt格式储存于资源库中。
三、高等无机化学数字教学资源库的作用和功能
高等无机化学数字教学资源库的构建对于“教”与“学”两方面所起的作用是显而易见的,下面对高等无机化学数字教学资源库的作用和功能做一简单介绍。
首先,高等无机化学数字教学资源库可以更好地服务学生的学习活动。资源库中涵盖所有和高等无机化学教学内容相关的图片、多媒体课件、动画等,使得教学过程中抽象晦涩的理论知识变得形象生动、全面直观且易于接受,可以满足学生学习的要求。在研究生教学过程中,学生来源不同,针对不同层次的学生,由于接受、理解能力和本科阶段学习基础不同,在进行课堂讲解时教师有时难以把握授课进度和重点。在教学资源库辅助的情况下,学生不需要在课堂上忙于抄笔记,课下利用拷贝下载的多媒体课件可以自由复习,极大提高了教学效果和学生的学习兴趣。同时,学生通过反馈在学习中遇到的问题,可以从另一方面对资源库的内容进行有益的补充和完善,从而达到教学相长的目的。
其次,资源库的建设也是推动高等无机化学教学质量提高的重要手段。数字教学资源库的构建,极大的丰富了任课教师教学资源的来源与扩充,使多媒体课件的制作更加完善,授课内容更加丰富灵活。教师不仅能够对书本上的基础知识详尽的解释,更能随时在课件制作中增加最新最前沿的进展介绍。经过对教师授课思路的整理,更可能给研究生教育带来新的活力和学习的主动性。同时,任课教师备课时,可以根据教学内容和教学目标需要,利用教学资源库中多媒体资源中的原始素材,如文字、动画或是录像等形成具有鲜明个性特点的教案和课件。
最后,教学资源库的构建也可以成为科研工作的有益补充。在科研工作中,无论教师还是学生都可以依托数字教学资源库,方便地获得与高等无机化学课程相关的教材、资料、多媒体读物、教学软件,可以查阅有关的所有文档,了解学科的发展和前沿动态,拓展知识面。
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无机化学教学改革实施方案
无机化学教学改革实施方案是:理清知识体系,整合教学内容,压缩教学时数,实行模块化分层次推进教学,提高教学效率。无机化学教学的模块化分解和教学时数分配的框架(表略)。无机化学教学整合原则如下:(1)删掉部分内容(稀有气体、镧系、锕系、核化学、金属晶体和无机化学发展前沿),不再讲解,让学生自学。(2)压缩部分内容(溶液、热力学、动力学和晶体学),在后续课程中精讲。(3)合并部分内容(化学平衡、解离平衡和溶解平衡)。(4)补充部分内容(教学研究成果)。
无机化学教学改革方案的特色
(1)“三学二素一论”的两部分六模块改革。两部分为理论部分(48学时)和元素部分(42学时)。六模块为“三学二素一论”:“三学”为微观学、热力学和动力学;“二素”为主族元素和副族元素;“一论”为元素通论。(2)“三位一体”的教学模式。微观学Ⅰ为无机化学一,热力学Ⅱ和动力学Ⅲ为无机化学二,元素部分为无机化学三,由3个主讲教师完成不同模块,学完就考,学分加和。(3)根据“学生学习认知过程”设计教学顺序如下: ①由抽象到具体,先理论部分后元素部分;②由简单到复杂,微观学为“原子—分子—离子”;③由理论到应用,热力学为“热力学能—化学平衡和电化学—氧化还原反应”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素; s区元素和ds区元素进行对比教学。(4)利用规律性的“教学研究成果”促进教学。六模块中有关规律的教学内容详见表1。在这部分教学中展示教师教学研究成果,既可以理清学生思路,解决疑点难点;又可以指导学生进行教学研究,以研助教,以教促研。(5)明确重点。溶液的有关理论重点在分析化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用;热力学和动力学的有关理论重点在物理化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用。
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2注重学生实验成绩评价方法的改进
无机化学实验成绩分为两部分,即平时成绩(70%)和理论考核(30%)。理论部分可采取开卷或闭卷的形式,考査学生综合知识掌握情况。平时总成绩可根据每门实验独立打分,再取平均值。每门实验成绩又由预习报告(30%)、实验环节(40%)、结果和报告(30%)三部分组成。预习主要参照学生预习报告完成情况和课堂回答问题情况。预习报告不能原封不动抄袭书本,应使用自己的理解与语言来书写,预习报告未完成不允许实验。实验情况当属重点考查环节。实验环节,教师重点考察学生实验操作是否规范,是否具有节约水电、试剂,维护仪器和爱护公物的意识理念,及实验是否有秩序,守纪律、讲卫生等良好的习惯。在学生开始实验操作以后,教师不能只顾做自己的事情,而是应该加强对学生实验过程的考核。可采取的办法有:教师在课堂上认真观察每位学生做实验的过程,并做好相关记录。目的有三个:一是及时掌握每位学生的实验进度;二是及时发现不当操作,并给予当场纠正,对具有普遍性的较严重的问题可以立即提醒全班同学加以防范;三是及时发现操作非常规范、实验认真的学生,给予表扬。另外,在巡视的过程中也能够及时解答学生的疑惑,解决学生遇到的困难,比如有的学生仪器损坏,要及时为其更换等。课堂考察的结果最终可以给出相应的分数。实验报告的内容,应该包括实验目的、实验原理、仪器药品、材料、实验步骤、实验结果与分析讨论、思考题以及实验小结等部分。实验报告可以让学生自行概括实验内容和原理,按流程图、图表等形式书写,仪器装置图美观,数据记录准确,结果分析合理,有讨论思考,有独到见解。一份高质量的实验报告应具备内容完整、条理清晰、数据丰富、实验结果准确、分析合理等特点。此外,还应该对实验环节及实验报告具有突出表现的学生给予肯定和加分。综合评价结果应及时反馈给学生,让其尽早明晰实验过程中的各种问题,并加以纠正,鼓励学生勤思考、多动手,养成良好的实验习惯及学习态度[3]。
3注重现代化教学手段的使用
教师可以将一些基本操作制作成微视频,实验前先让学生认真观看基本操作规范。还可以将污染较大、耗时较长、有毒有害的合成类实验制作成多媒体或者视频播放。这样既能够避免有毒有害物质对人体和环境的危害,同时又能够保证实验教学对理论教学的支撑性,使理论知识具备系统性。同时,如果实验中出现问题或异常现象,还可以让学生借助图书馆、网络搜索答案,进行实验小结分析。此外,还可以让学生尽早到专业数据库中查阅相关的学术论文,在老师的帮助指导下撰写化学小论文,以此培养学生严谨的科学态度和应用现代化信息手段的能力,为毕业论文或设计打好坚实的基础。通过现代化教学,增强学生的学习兴趣,提高学习的主动性,扩大化学视野,将化学前沿的知识渗透进人课堂,反过来提升对理论教学内容的理解。大学化学实验运用现代化教学手段,不仅能够扩大课程容量,还可以培养学生利用现代资源解决问题的能力。
4提倡绿色化学及微型实验,节约能源保护环境
根据化学类权威期刊《绿色化学》的定义,绿色化学是指在制造和使用化学品时应当有效地利用原料,尽量消除生成的废弃物和避免使用有毒和危险的化学品和化学溶剂。将绿色化学的新理念渗透进人化学实验教学正逐步成为化学教育工作者追求的目标。微型化学实验使用的化学试剂与对应的常规实验相比少90%以上,从污染预防和环境安全的角度出发,大大减少了药品用量;且反应在微型化的仪器装置中进行,缩短了反应时间[5]。同时,由于微型化学实验所需仪器具有独特的优势,例如体积小,价格低廉,很容易在日常生活中找到替代品。无机化学实验课程中有关元素性质的鉴定实验,使用试剂种类繁多,接近一百种试剂,且用量较大,相应废气废液排放量也很高。因此,如果把这一部分实验改进为微型实验,将很大程度上减少了污染,节约了成本,缩减了经费开支,并且还能够减少水、电等能源的消耗。例如,我们可以把用试管反应的实验改为在点滴板上操作,看到现象即可;将粗硫酸铜提纯、硫酸亚铁氨等实验改为在微型仪器中进行。目前我们实验室已对元素性质鉴定实验进行了改进,例如学生使用眼药水瓶来取用药品,大大减少了药品的用量。即使如此,每次实验结束,眼药水瓶中还会残留半瓶甚至更多药品,如何进一步减少药品取用量,减少浪费也是我们亟待解决的问题。微型化学实验不仅能够达到常规实验同样的实验效果,同时在树立环保观念、节约能源、减少环境污染、培养严谨的科学态度、培养解决实际问题能力等方面发挥重要的作用。
5结语
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2.1教学内容形象生动,提高学生学习兴趣网络多媒体技术可以将数据、文字、图像、声音有机地融为一体,能够大大丰富信息的表现力。因为多媒体课件可以节省教师课堂板书时间,避免因书写笔误给学生带来的困惑,可以增大课堂信息容量,从而使教师有更多时间讲解重点、难点,也可以讲授一些扩展学生知识面的相关知识,从而在很大程度上提高教学质量和课堂效率。另外,由于电子产品的普及,学生们即使对课堂的内容尚未完全理解,也可以复制教师的课件,用电脑、平板电脑及手机等电子产品在课后温习。这样可以提高学生学习兴趣,更好地提高教学效果。很多无机化学的原理就算用汉语讲解也很费时费力,课程本身抽象难懂,更不用说英语讲解了。这时我们可以充分借助多媒体课件的优点,使用图片及动画、视频等辅助手段,既形象生动,又方便学生记忆和理解。例如:在讲解稀溶液的依数性时,对于溶液蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压的讲解,可以借助于视频,让学生直观地看到这几种实验现象,以加深记忆和理解;而对于比较抽象的原子轨道的杂化及成键等重点内容的讲解则可以借助动画来演示过程,便于学生理解。课后学生普遍反映印象深刻,容易理解。另外节选一些英文原版教学片于课件中,不但活跃课堂气氛,而且加强学生专业英语的学习。
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2.注重加强学生的能力培养,增强学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新精神
中等职业学校是以培养符合社会发展需要的高级技术人才为目的,随着社会的发展,社会对高级技术人才的要求也越来越高,要在具有一定的专业知识的基础上,具有多方面的能力,如动手能力、思维能力、创造能力、观察能力和发展能力等,尤其要具有创新精神,因此在整个教学中必须始终注重加强学生的能力培养,加强学生学习的积极性主动性,教会学生如何学习,培养学生的创新精神和创新能力。
如在无机化学教学中,有相当一部分内容缺乏趣味性,学起来枯燥,对这些内容就要求我们有意识的创设悬念,使学习产生一种探求问题奥妙所在的神秘感,从而引起学生的兴趣。例如,在讲原电池时,引入一个有趣的故事:格林太太有两颗假牙,一颗是金牙,象征着她的财富;另一颗是铜牙,但是自从镶上铜牙,格林太太就觉得头晕,不舒服。去医院检查又查不出病因。同学们,你们知道是什么原因吗?继而用动画的形式引出原电池装置。原来是金牙和铜牙组成了原电池,形成电流使得格林太太不舒服,而后引出电极电势的概念。通过这一方法,不仅使学生加深了对所学知识的理解、运用能力,同时也培养了学生的语言表达能力和分析、思维能力。另外,教师可将最新的本领域的研究成果以论文报告的形式,给同学作介绍或者对于一些章节给学生布置一些相关的题目,学生可以根据自己的兴趣和爱好查阅文献资料,进行小专题实验研究和小论文的设计。这样既可以扩大学生的视野,也有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,培养应用能力。而应用能力的培养是实现创新能力与实践能力的重要途径。
3.多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量
运用现代教育技术、多媒体课件进行教学,由于多媒体集文字、图表、动画、声音于一体,可以刺激学生感官系统,调动学生学习积极性和主动性,可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。如在讲授杂化轨道、原子轨道空间伸展方向等时,我们利用多媒体课件进行讲解,直观简洁,学生容易理解,取得了较好的教学效果。同时,我们建设了无机化学教学网站,吸引了学生进行网上无机化学学习,使网络上的在线学习、在线测试与在线答疑成了学生的第二课堂,极大地调动了学生学习的积极性和主动性。
但是,考虑到使用多媒体课件授课速度过快,部分学生的思维速度跟不上,某些无机化学内容单纯用课件讲课效果较差等问题,我们在使用现代教育技术的同时辅助于传统教学手段。对于内容比较简单的章节,如氢和稀有气体、金属通论、p区金属等内容,采用“学生自学,教师概括总结”或“讨论课”的形式进行。对公式推导、计算举例仍然应用板书、讲解的传统方式进行教学,获得了良好的收效。因此,在无机化学教学过程中,注重多媒体教学方法与传统方法相结合,会收到事半功倍的教学效果。
4.加强自学指导,培养学生的自学能力
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大学教育中存在的问题,例如教师对本科教育目标缺乏清晰的认识等,已不容回避。在这些问题上没有教育观念的转变,就不会有做好教学研究之动力。
1.大学本科教育的目标是培养人才[1-3]
多少年来,中国大多数教师认为“传道授业解惑”是天经地义的。然而,在社会发展无止境、科学发展无止境、知识无止境、学无止境的大背景下,传统的教师角色已基本上不适应了,或者说是远远不够了。教育的根本目的是培养德、智、体、美全面发展的社会主义建设者和接班人,要把培养人才作为高等学校的第一职责。在新的教育目标下,教师必须与时俱进,尽快适应角色的转变。
这个教育观念的转变可从国外名牌大学成为大师摇篮中得到启示[4]。哈佛大学前校长德雷克·博克在《回归大学之道》一书中总结认为[5],大学的培养目标应该是多方面的,确定了大学本科教育的八个目标应该是:表达能力、批判性思维能力、道德推理能力、公民意识、适应多元文化的素养、全球化素养、广泛的兴趣、为就业做准备。
2.大学教师对本科教育的态度至关重要
教师是大学本科实现教育目标的身体力行者。我国大学教育已经由精英教育过渡到了大众教育阶段,现在的大学教育应该是“以学生为主”,应着眼于社会和个人的发展需要、着眼于学生能力和智慧的培养、着眼于学生素质的全面提高。再则,课程改革的可能空间和限制因素在很大程度上蕴含于教师文化之中,教师文化(包括价值取向、教学文化、师德文化等方面)为它们提供了总的框架。我们认为,教师教育观念的转变是教育改革成功的关键。
倘若不进行这样一种教育观念的转变,那就会出现诸如教师承担过多的科研和校外咨询任务,忽视教学和学生,使教学过于简单化;感受不到必须不断寻求更新、更好的教育方法的压力,也就体会不到应该尽可能提高教育质量的紧迫性。
二、提升教学理念就会有做好教学研究之策略
教学理念是指人们对教学和学习活动内在规律的认识的集中体现,同时也是人们对教学活动的看法和持有的基本态度和观念,是人们从事教学活动的信念。明确表达的教学理念对教学活动有着极其重要的指导意义。
1.提倡高校教师先要当教育家再当科学家
大学里的科学家与科学院系统的科学家是有所不同的。身处高校,教师除了搞科研以外,首要任务就是培养人才。中国近代力学之父钱伟长认为:“大学教育的过程,就是必须要把一个需要教师才能获得知识的人,通过几年学习, 其毕业时培养成不需要教师也能获得知识、无师自通的人。换言之,大学教育的一个重要任务, 是培养学生获取知识的能力。”[6]这就是说,大学教师首先要当好教育家,完成培养好人才的任务。
美国著名的物理学家、1965年诺贝尔物理奖得主费曼(Richard Feynman1)不仅是物理学家而且是教育家。在获得的诸多奖项中,费曼特别感到自豪的是1972年获得的奥尔斯特教育奖章[7]。复旦大学前校长谢希德教授是享誉海内外的著名固体物理学家、教育家、社会活动家、第三世界科学院院士,她去世后新民晚报的纪念文章称“她首先是教育家其次是科学家”赢得了众人的仰慕。
2.提倡高校教师要科研和教学两只翅膀都硬起来
在高等学校里必须是两个中心一支队伍,教学必须与科研结合,教学不能和科研分家。教学没有科研作为底蕴,就是一种没有观点的教学,没有灵魂的教育[6]。
为此,我们提倡大学教师“让教学和科研两只翅膀都硬起来”的理念[8]。认为忽视教学的教师不是一名好教师;不搞科研的教师,不会是一名优秀教师。教学和科研是相辅相成、相互促进的[9]。
3.提倡要把教学研究当做科学研究那样重视
教学研究犹如科学研究一样,要有理论性、科学性、前沿性、应用性和示范性。归根结底,是要有创新性,即:我们应该研究什么,我们能研究什么,我们研究的特点是什么,要表现出研究课题的新思想、新方法和新结论。因此,教学研究立题和研究方法很重要,要把它升华到一定的理论层面。
三、改变教学方法就会有做好教学研究之效果
周远清在首届“中国大学教学论坛”上讲到如何提高高等教育质量时说:“我认为可以从以下两个问题着手。一是建设一支高水平的师资队伍。……二是教学方法改革与创新的问题。”他提倡“开展一次教学方法的大改革”,认为“如果教学方法不来一次大的改革,我觉得中国的高等教育想培养出高素质的人才、创新思维的人才是比较困难的。”[10] 教学方法的改革不光是个技术问题,不能只被作为实现教学目的或完成教学任务的手段,事实上,教学方法本身也具有教育功能,选择正确的教学方法和正确运用教学方法,有助于发挥大学课程的综合教育功能,尤其是德育功能,从而促进学生知识、智力和品德等方面的综合发展,成为既有出色的专业素质,又有良好的道德品质的人[11]。结合教学实际实施教学方法之改变的做法,确实会提高本科教学质量。
1.国家精品课程“无机化学与化学分析”的创建和成效
为了将本科核心课程“无机化学与化学分析”创建成国家精品课程,我们按照“一流的教师梯队、一流的教学思想、一流的教材、一流的教法、一流的教学设备”去做,把如何凸显基础扎实、知识面宽和科学思维活跃成为本课程创新改革的指导思想。强化精品课程意识,致力于有特色的立体化教材体系建设。主教材历经10年磨砺,出版了5个版本[12]。到2005年,发展成为包括纸质辅助教材《无机化学与化学分析学习指导》和电子辅助教材《无机化学与化学分析电子教案》在内的立体化教材[13,14],完成了应用化学专业首门基础课程建设的硬件工程,成为专业发展的支柱。
2.加强合成化学教学,完善化学课程结构
化学课程结构中,要解决专业基础课和重要的综合训练之间的脱节,重视开设“合成化学”是个好办法。在多年对本科生开设“无机合成化学”课程的教学基础上,重新研究该课程的教学目标和要求、内容和方法,合理解决内容的基础性与先进性、与综合实验和研究性实验的配合、注入科学研究思维的教学方法等关系,同时编写《无机合成化学简明教程》[15]。两年来新教材的使用,使本科生在毕业论文和基础科学人才培养基金项目研究中激发了学习热情,增长了想象力,使学生达到从以前的“就这样做”过渡到了现在的“为什么这样做”的目的,大部分学生都有了较高水平的研究论文和专利。
3.将一门理科基础课程建设成通识教育核心课程
在论述通识教育中应充满专业知识元素、化学是自然学科的中心学科、“化学与社会发展”课程的内容最能体现文化素质教育等之后,提出了应把“化学与社会发展”课程建设成通识教育核心课程的观点[16]。出版了《化学·社会·能源》教材[17],作为巩固、提高该课程质量的保证。
4.教学方法的探索和实践
所谓体现教学方法本身的教育功能,就是要进行教学方法的改革,完成《化学专业教学基本内容》中指出的“本科教学不只是传授知识(基础的、前沿的),更要传授获取知识的方法和思想,培养学生的创新意识和科学品质,使学生具备潜在的发展能力和基础(继续学习的能力、表述和应用知识的能力、发展和创造知识的能力)”这一指导思想。实践中,在《无机化学与化学分析学习指导》第二版中[13],增写了对主教材教授的“指导意见”;提倡大纲式教学方式,追求“以学生为中心”的理念[18];提升“元素化学是无机化学的主脉”和“加强元素化学教学是学科发展的需要”等教学理念[19],提倡“授人以渔”,而不是“授人以鱼”。
5.重视化学实验的训练
实验教学是实施全面化学教育最有效的教学形式。无机化学实验既为学好无机化学所必须,也是一名化学家成长的基础。我们很重视编写与理论课程配套的实验教材。课程组在20世纪80年代编写出版了当时国内无机化学仅有的三本新实验教科书之一《无机化学实验》[20]。1998年出版了《无机化学与化学分析实验》[21]。2011年又编写出版了新版《无机化学与化学分析实验》[22]。在“大学化学实验系统改革”课题组编写出版的三本《大学化学新实验》[23-25]中结合科研成果编写有7个由科研成果转化的新实验。实现了从教育规律和教学实践两个角度着力实现“1+1﹥2”的设计目标,成为了实施素质教育和创新能力培养的重要推动力。
6.重视教学工具书的编写
工欲善其事,必先利其器。信息时代就是知识经济年代,尤其是学习化学,工具书必不可少。常使用工具书可以提高学生的自学能力,有利于后续文献课的开设。20世纪80年代我们翻译并出版了前苏联的《无机化合物性质手册》。针对化学元素的不断增多和实用化学元素周期表的不令人满意状况,在学校资助下,先后立项编写并出版了4个版本的《化学元素周期表》[26-28]。徐光宪教授说:“这是我见到过的最新、最好的周期表,包含的信息量丰富。一定会被化学界同行所接受。”
综上所述,要落实“提高质量是高等教育的生命线”的精神,就必须提倡高校教师要像做好科学研究那样去做好教学研究。要做好教学研究就得不断转变教育观念、提升教学理念和改变教学方法,要按照教育教学规律去探索一套行之有效的研究方法。
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[26] 高胜利,赵瑞,郎慧云. 化学元素周期表(挂图)[M]. 西安:西北大学出版社,1996.
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5PbO2+2Mn2++4H+==5Pb2++2MnO4-+2H2O
在酸性溶液中[2],PbO2还能把Mn2+氧化为MnO4-:
5PbO2+2Mn(NO3)2+4HNO3==5Pb(NO3)2+2HMnO4+2H2O
许多中学化学教学参考书也是这样描述的,中学化学考试题在出现这部分内容时其标准答案也是按照上述观点处理的。
文献[3]中有这样一段话:“在2 ml 3 mol·L-1 H2SO4和1滴0.1 mol·L-1 MnSO4的混合溶液中,加入少量PbO2,在水浴中微热,观察紫红色MnO4-生成,写出反应式。”一些指导书也采用了上述观点。实验研究显示[4],按上述用量加入试剂后,生成的并不是紫红色,而是樱红色。把PbO2氧化Mn2+的产物和标准高锰酸钾溶液,以及在HNO3介质中用NaBiO3氧化Mn2+所得产物进行对照,前者与后二者产物颜色确属不同。用UV—240分光光度计(日本)自动记录、测定二者吸收光谱,结果吸收光谱也不同,在3 mol·L-1 H2SO4介质中,用PbO2氧化MnSO4,得到的樱红色物质是Mn3+,而不是MnO4-。在HNO3介质中用NaBiO3氧化MnSO4得到的紫红色物质才是MnO4-。
2 讨论
化学热力学计算结果:
5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+==5Pb2+ +2MnO4- + 2H2O
-217.33 -220.75 0 -24.23 -447.2 -237.129
=67.34 kJ·mol-1>0,说明该反应不能自发进行。
PbO2 + 2Mn2+ + 4H+==Pb2+ + 2Mn3+ + 2H2O
-217.33 -220.75 0 -24.23 -82.025 -237.129
=-3.70 kJ·mol-1
还可以通过计算酸度对锰、铅两个电对电极电势的影响来给予说明(假定除了溶液酸度变化外,其他条件不变)。
PbO2 +2e+4H+==Pb2+ +2H2O
=1.455+
MnO4- +5e+8H+==Mn2+ +2H2O
=1.51+
Mn3++5e==Mn2+
=1.51
显然,电对(MnO4-/Mn2+)的更高,而且在增大酸度时,(MnO4-/Mn2+)增加更多,而电对(Mn3+/Mn2+)并不随溶液酸度变化而发生变化。因此,PbO2不可能将Mn2+氧化成MnO4-,而是在一定酸度下将Mn2+氧化成Mn3+。
因为(Mn3+/Mn2+)=1.51 V,与(MnO4-/Mn2+)相同,Mn3+颜色是樱红色,又与紫红色的MnO4-相近,以往常把Mn3+误认为MnO4-,通过此实验予以纠正,在教材编写时应予以更正。
3 思考与认识
锰的化学性质是无机化学实验中一个常见的内容,有些问题值得深入思考。
1)锰化合物的各种不同氧化态在不同介质中可以相互转化,但实验过程中这种变化远远不像教材中描写得那么简单,而要复杂得多。
2)对实验进行细致的研究,并运用理论知识去解释后,对化学的理解自然要深刻得多。
3)传统实验方法太局限于照方抓药,学生兴趣不大,教学效果不佳是自然的事情。而开设研究性实验,引导学生“寻找问题查阅文献设计方案反复实验理论分析撰写论文”,他们学习的兴趣和综合能力的提高是不言而喻的。而且引导学生从多种角度发现问题、分析问题和解决问题的方法是很重要的,尤其对大学一年级的学生,这种训练必将为以后的专业学习和毕业论文的完成打下扎实的基础。
参考文献
[1]武汉大学,吉林大学,等.无机化学[M].3版.北京:高等教育出版社,1994:745.
篇13
无机化学是高等职业院校化工、环境和医药等专业中的一门重要的专业基础课,也是这些专业学生所要接触的第一门专业基础课和专业必修课,无机化学的教学将为后续的专业基础课和专业课的教学和学习奠定基础。因此无机化学在相关专业的整个教学中占有举足轻重的地位,对于培养符合社会发展需要的高级技术人才具有重要的意义。但是长期以来,由于种种原因在职业院校无机化学的教学中一直延续着一些比较传统的教学模式,这些教学模式使得教学呆板、学生缺乏学习的主动性和积极性。要想改变这一现状就必须对职业院校的无机化学教学进行改革。本文作者结合自己的教学实践,探讨了无机化学教学改革的几点思考和做法。
一、增添新知,构建符合职业院校学生职业发展的教学内容
无机化学发展到今天,其内容面广点深,决不是在短时间内就可以掌握的,也不可能在有限的学时内完成这一任务,这就要求我们在教学内容上采取少而精的原则,突出重点难点。职业院校教育的特点也决定了职业院校化学教学要根据职业发展需要选择教学内容,以培养学生能力为根本出发点,以有利于学生应用能力的培养,适应职业岗位的要求为最终目的。因此,精选教学内容就显得尤为重要。如可以删去理论性较强但以后其他课程还会重点讲解的“化学热力学”内容,删去重复中学教材的内容如“化学反应速度和化学平衡”中的有关内容,对于简单而又必须了解和掌握的知识,留给学生自学;同时增加无机物在环境、材料、能源和信息等领域中的应用,以拓宽学生的知识面。对于化学基本原理中的一些较复杂、难于理解的问题,如对称性、晶胞、键能、活化能、教师在教学中可以采取“点到为止”的处理方法,即以满足讲授元素化学的需要为原则,更深层次的内容留给后续课程去解决,而不把难于讲授、难于接受的注释和说明推给课堂。
二、注重加强学生的能力培养,增强学生学习的积极性和主动性
高等职业院校是以培养符合社会发展需要的高级技术人才为目的,随着社会的发展,社会对高级技术人才的要求也越来越高,要在具有一定的专业知识的基础上,具有多方面的能力,如动手能力、思维能力、创造能力、观察能力和发展能力等,尤其要具有创新精神,因此在整个教学中必须始终注重加强学生的能力培养,加强学生学习的积极性主动性,教会学生如何学习,培养学生的创新精神和创新能力。如在无机化学教学中,有相当一部分内容缺乏趣味性,学起来枯燥,对这些内容就要求我们有意识的创设悬念,使学生产生一种探求问题奥妙所在的神秘感,从而引起学生的兴趣。例如,在讲原电池时,引入一个有趣的故事:格林太太有两颗假牙,一颗是金牙,象征着她的财富;另一颗是铜牙,是后来一次车祸中撞掉的。但是自从镶上铜牙,格林太太就觉得头晕,不舒服。去医院检查又查不出来病因。同学们,你们知道是什么原因吗?继而用动画的形式引出原电池装置。原来是金牙和铜牙组成了原电池,形成电流使得格林太太不舒服。而后引出电极电势的概念。又如在计算化学反应标准摩尔焓变、标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变时,都利用了黑斯定律,求解的方法也相同,因此教师在讲授时重点讲解标准摩尔焓变的计算,让学生自我完成并讲解标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变计算的内容,加深学生对黑斯定律、状态函数的理解,教师则重点强调计算过程中的一些注意事项。通过这一方法,不仅使学生加深了对所学知识的理解、运用能力,同时也培养了学生的语言表达能力和分析、思维能力。另外,教师可将最新的本领域的研究成果以论文报告的形式给同学作介绍或者对于一些章节给学生布置一些相关的题目,学生可以根据自己的兴趣和爱好查阅文献资料,进行小专题实验研究和小论文的设计。这样可以既可以扩大学生的视野,也有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,培养应用能力。而应用能力的培养是实现创新能力与实践能力的重要途径。
三、多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量
运用现代教育技术、多媒体课件进行教学,由于具有文字、图表、动画、声音可以刺激学生感观系统,调动学生学习积极性和主动性,可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。如在讲授晶体结构时,我们利用晶体结构教具模型,使学生更容易理解各晶型结构的特点,再如在讲授杂化轨道、原子轨道空间伸展方向等时,我们利用多媒体课件进行讲解,直观简洁,学生容易理解,取得了较好的教学效果。同时,我们建设了无机化学教学网站,吸引了学生进行网上无机化学学习,使网络上的在线学习、在线测试与在线答疑成了学生的第二课堂,极大地调动了学生学习的积极性和主动性。但是,考虑到使用多媒体课件授课速度过快,部分学生的思维速度跟不上、某些无机化学内容单纯用课件讲课效果较差等问题,我们在使用现代教育技术的同时辅助于传统教学手段。对于内容比较简单的章节,如氢和稀有气体、金属通论、p区金属等内容,采用“学生自学,教师概括总结”或“讨论课”的形式进行。对公式推导,计算举例仍然应用板书、讲解的传统的方式进行教学,获得了良好的收效。因此,在无机化学教学过程中,注重多媒体教学方法与传统方法相结合,会收到事半功倍的教学效果。