工科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)改革的認(rèn)識與實(shí)踐

蔣 玲，陳秀菊，李占才，李淑勉，邵 晨，韓周祥

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南鄭州 450002)

工科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)改革的認(rèn)識與實(shí)踐

蔣 玲，陳秀菊，李占才，李淑勉，邵 晨，韓周祥

(鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南鄭州 450002)

分析了原有工科基礎(chǔ)化學(xué)課程體系的弊端，提出了無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)四大基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的整合方案，在總課時(shí)數(shù)削減的情況下達(dá)到了減少重復(fù)內(nèi)容、增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識的目的，提高了教學(xué)質(zhì)量，保證了教學(xué)效果。

工科基礎(chǔ)化學(xué);教學(xué);改革

在工科學(xué)?；瘜W(xué)化工及相近專業(yè)人才培養(yǎng)中，基礎(chǔ)化學(xué)是各專業(yè)人才培養(yǎng)的主干基礎(chǔ)課程，是知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分，同時(shí)也是后繼課程的重要基礎(chǔ)。高校本科教育由于增添大量新課程同時(shí)強(qiáng)調(diào)外語和微機(jī)的教學(xué)，基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)數(shù)不斷被削減，而新知識不斷增多，學(xué)生綜合能力和素質(zhì)急待提高。在此新形勢下，對高等學(xué)校教學(xué)內(nèi)容和體系改革提出了更高的要求，也激勵(lì)著我們對化學(xué)教學(xué)與課程體系進(jìn)行改革。為此，在基礎(chǔ)化學(xué)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，我們對工科基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行了一些有益的探討，逐步探索出一條既符合我校實(shí)際情況，又加速創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式，并取得了很好的教學(xué)效果。

1 認(rèn)真研究原有體系的弊端，下決心改革

在過去的教學(xué)中，基礎(chǔ)化學(xué)各門課程往往各行其是，自身的系統(tǒng)性和規(guī)律性都備受重視，而忽視了各課程間的有機(jī)聯(lián)系，這樣，一方面占用的學(xué)時(shí)較多，另一方面，各課程之間某些內(nèi)容在同一水平上重復(fù)多次或同樣的問題給出了不同的看法，既影響教學(xué)質(zhì)量，也造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的下降。而化學(xué)發(fā)展到今天，各分支學(xué)科相互交叉、滲透和綜合，使各課程間的界限漸趨模糊，原有的教學(xué)體系已不適應(yīng)當(dāng)今迅猛發(fā)展的科學(xué)技術(shù)及高等教育的要求，為了在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，使學(xué)生系統(tǒng)、牢固地掌握基礎(chǔ)理論，了解最新的前沿知識，以培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)”的實(shí)用創(chuàng)新人才為目標(biāo)，大家意識到對原有教學(xué)體系和內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和整合勢在必行。

2 各課程間積極溝通，統(tǒng)一認(rèn)識

原有的課程體系普遍存在某些教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)陳舊，而現(xiàn)代化學(xué)內(nèi)容和實(shí)用內(nèi)容很少涉及，與現(xiàn)代學(xué)科的發(fā)展不適應(yīng)的現(xiàn)象。學(xué)生普遍認(rèn)為內(nèi)容繁瑣、枯燥。例如化工類的“無機(jī)化學(xué)”內(nèi)容設(shè)置基本上是“原理”、“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”、“元素性質(zhì)”及配套實(shí)驗(yàn)，而分析化學(xué)內(nèi)容有30%以上與無機(jī)內(nèi)容重復(fù)，只是從無機(jī)內(nèi)容的“定性”上升到“定量”;無機(jī)化學(xué)的雜化軌道理論、酸堿概念在有機(jī)化學(xué)又講了一遍，只是從無機(jī)化合物上升到有機(jī)化合物;無機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)在許多知識點(diǎn)也有重復(fù)和難易安排不合適的問題。所以教學(xué)改革的核心應(yīng)側(cè)重在規(guī)律性的探索，對各門課的共同點(diǎn)進(jìn)行歸納，找出各課程共同點(diǎn)和相互交叉、滲透的知識點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 各課程交叉滲透情況簡圖

3 認(rèn)真處理教學(xué)內(nèi)容，做好課程間的銜接

3.1 精煉授課內(nèi)容，增大教學(xué)容量

有些內(nèi)容已經(jīng)陳舊，意義不大，為了知識面的完整，可以少講、不講或一帶而過;對于較為簡單的內(nèi)容可以讓學(xué)生自學(xué)，節(jié)省學(xué)時(shí)。

3.2 對重復(fù)、交叉、滲透的內(nèi)容進(jìn)行融合、分工，做好課程間的銜接

內(nèi)容較淺的放于前置課程中講授，并適當(dāng)啟發(fā)，引出在后續(xù)課程中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識到課程之間的相互聯(lián)系、相互鋪墊，有利于自然過渡到較深、較難的知識點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的自然延伸，提高學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，對于前置課程中講過的較淺知識點(diǎn)，后置課程不再單獨(dú)講授，以節(jié)省學(xué)時(shí)。

3.3 處理好無機(jī)化學(xué)和后續(xù)課程在內(nèi)容上的聯(lián)系

無機(jī)化學(xué)是學(xué)生所學(xué)的第一門化學(xué)課，為四大化學(xué)的基礎(chǔ)，與后續(xù)課程聯(lián)系密切，其基本理論往往是其他課程的基礎(chǔ)，因此，講授時(shí)對其內(nèi)容進(jìn)行恰當(dāng)處理是十分必要的。例如，無機(jī)化學(xué)中四大平衡和元素性質(zhì)是分析化學(xué)滴定分析的基礎(chǔ)，而討論酸堿平衡，無機(jī)化學(xué)使用鹽類水解，分析化學(xué)使用質(zhì)子理論，二者在知識點(diǎn)上是一致的、重復(fù)的，為此，講授時(shí)我們在無機(jī)化學(xué)中淡化了鹽類水解內(nèi)容，重點(diǎn)講授了質(zhì)子理論并穿插鹽類水解，達(dá)到了二者的有機(jī)融合。由于學(xué)生剛剛進(jìn)入大學(xué)，有些問題難以理解，在教改中就把無機(jī)化學(xué)中較難學(xué)習(xí)的章節(jié)放到了物理化學(xué)中學(xué)習(xí)，把物理化學(xué)中的一些簡單問題放到了無機(jī)化學(xué)中學(xué)習(xí)。無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)在討論物質(zhì)的空間構(gòu)型時(shí)都應(yīng)用了雜化軌道理論，無機(jī)化學(xué)講授該部分內(nèi)容時(shí)將知識點(diǎn)適當(dāng)延伸到了學(xué)生較為熟悉的一些有機(jī)化合物，如乙烷、乙烯、乙炔等分子的有關(guān)雜化的討論，實(shí)現(xiàn)了從無機(jī)到有機(jī)的自然過渡。通過這樣的整合處理，調(diào)整了原無機(jī)化學(xué)的深度和廣度，提高了各課程的起點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容循序漸進(jìn)，螺旋式上升，拓寬了學(xué)生基本知識面。節(jié)省的時(shí)間用于增加新知識的介紹，補(bǔ)充教材不易編入的學(xué)科發(fā)展的前沿知識，加強(qiáng)了與專業(yè)課程的聯(lián)系，充分體現(xiàn)知識體系的系統(tǒng)性、科學(xué)性、先進(jìn)性，提高了學(xué)生的理論高度。將理論講授與實(shí)際結(jié)合，避免了基礎(chǔ)化學(xué)原理與工程技術(shù)的脫節(jié)，使學(xué)生能從一定的理論高度解決生產(chǎn)實(shí)際問題，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

4 重視緒論課教學(xué)

緒論課是學(xué)生接觸該課程的第一節(jié)課，是學(xué)生進(jìn)入該課程的“敲門磚”，上好緒論課對抓住學(xué)生的“心”、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣至關(guān)重要。因此任課教師都非常重視緒論課，下大力氣去講好緒論課。由于各課程性質(zhì)和特點(diǎn)不同，講緒論課的內(nèi)容和方式也不盡相同，教學(xué)基本思路遵循3W原則，即使學(xué)生明白“為什么學(xué)”、“學(xué)什么”、“怎么學(xué)”。無機(jī)化學(xué)和一些有趣的日常現(xiàn)象、新能源、新材料等聯(lián)系密切，分析化學(xué)則和我們的日常生活息息相關(guān)，講這兩門課的緒論課時(shí)，我們將學(xué)生感興趣又覺得很神秘的一些問題如液晶材料、納米材料、毒奶粉事件、水質(zhì)凈化等提出來，引起學(xué)生的興趣，不知不覺將學(xué)生引入了該課程的知識系統(tǒng)，學(xué)生不再認(rèn)為該課程枯燥無味，而是學(xué)有所用，極大地激發(fā)了學(xué)生的求知欲。有機(jī)化學(xué)第一堂課我們沒有先去講授酸堿理論和價(jià)鍵理論，而是著重介紹了有機(jī)化學(xué)發(fā)展簡史，讓學(xué)生明白有機(jī)化學(xué)的發(fā)展是符合客觀世界的發(fā)展規(guī)律，是具有創(chuàng)新和探索意識的科學(xué)家們鍥而不舍努力奮斗的結(jié)果，在介紹了有機(jī)化合物的分類和通性后，則重點(diǎn)介紹有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化合物在生活和國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，它與各學(xué)科的交叉與聯(lián)系，從而提高他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)探索科學(xué)奧秘的創(chuàng)新意識。物理化學(xué)內(nèi)容龐雜，知識點(diǎn)眾多，但又自成體系，邏輯貫通，初學(xué)者往往眉毛胡子一把抓而不得要領(lǐng)，因此在緒論課中我們進(jìn)行了貫穿整個(gè)課程的系統(tǒng)介紹，幫助學(xué)生建立了一個(gè)完整清晰的知識框架結(jié)構(gòu)，一開始就使學(xué)生了解到知識點(diǎn)的位置以及相互之間的關(guān)聯(lián)，便于從知識的邏輯結(jié)構(gòu)中獲取連貫的知識內(nèi)容。

5 融入綠色化學(xué)理念

綠色化學(xué)是指用化學(xué)的技術(shù)和方法減少或消滅對人類健康、生態(tài)環(huán)境有害的天然或合成物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，即從源頭上阻止污染，所以又稱環(huán)境友好性化學(xué)、清潔化學(xué)。在教學(xué)中，我們密切關(guān)注環(huán)境問題，把利用可再生資源作原料、開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)、使用綠色化的溶劑和催化劑等作為要點(diǎn)介紹給學(xué)生，以增強(qiáng)學(xué)生的綠色觀念和意識。近年來，開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)已成為綠色化學(xué)的熱點(diǎn)之一，因此，在教學(xué)中結(jié)合不同的反應(yīng)類型，給學(xué)生分析原子經(jīng)濟(jì)性，比如加成反應(yīng)、Diels－Alder反應(yīng)、聚合反應(yīng)、重整反應(yīng)等，所有參加反應(yīng)的原子都轉(zhuǎn)化到產(chǎn)物中，最大限度地利用了反應(yīng)原料，節(jié)約了能源，減少了排放，是完全的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng);而取代反應(yīng)、消除反應(yīng)等，都有離去的原子，是原子經(jīng)濟(jì)較差的反應(yīng)類型。另外，在介紹氧化反應(yīng)時(shí)，過去只注重高錳酸鉀、重鉻酸鉀和硝酸的氧化，近年來，我們把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了無污染的雙氧水氧化及空氣催化氧化上，這是典型的綠色反應(yīng)。在講授一些老的、傳統(tǒng)的但污染嚴(yán)重的合成、分析測試方法時(shí)，讓學(xué)生分析可能產(chǎn)生的環(huán)境問題，繼而緊密結(jié)合當(dāng)代技術(shù)發(fā)展前沿和趨勢，介紹了一些新工藝、新技術(shù)，或讓學(xué)生自己思考、查資料。在進(jìn)行各種方法的比較時(shí)，也運(yùn)用綠色化學(xué)的理念，如氧化還原滴定法中重鉻酸鉀法有很多優(yōu)點(diǎn)，但因該試劑的劇毒性使得該方法已逐步被淘汰。對于實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常遇到的廢棄物問題，則在教學(xué)中介紹了各種處理回收方法，幫助學(xué)生建立環(huán)境友好、清潔生產(chǎn)的意識，逐步培養(yǎng)他們的社會(huì)責(zé)任感。

6 結(jié)束語

基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)的改革，使化學(xué)基礎(chǔ)課程成為了一個(gè)有機(jī)整體，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生獲得了最大

量且系統(tǒng)的知識，培養(yǎng)了學(xué)生站在理論高度解決問題的能力;使理工融合，學(xué)以致用，轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，開闊了視野，獲得了新知識和新概念。同時(shí)，也促使教師不斷學(xué)習(xí)，拓寬自身知識面，不但提高了教師業(yè)務(wù)水平，而且教學(xué)效率和質(zhì)量都得到了提高，為培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的創(chuàng)新人才打下了基礎(chǔ)。

［1］ 安勝利，蔡 穎.工科大學(xué)化學(xué)課程體系優(yōu)化與整合［J］.中國冶金教育，2007，(1):40－41.

［2］ 董文惠，邵 晨，蔣 玲，等.物理化學(xué)緒論課教學(xué)方法的研究［J］.廣東化工，2010，37(6):165－166.

［3］ 劉作華，張?jiān)茟?，周小霞，?綠色化學(xué)教育與大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)［J］.重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，21(3):312－314.

［4］ 邵 晨，許炎妹，董文惠，等.建設(shè)物理化學(xué)綠色實(shí)驗(yàn)室的初步探索［J］.科教文匯，2008，(04):79.

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1003－3467(2011)01－0062－03

2010－12－03

蔣 玲(1969－)，女，碩士，副教授，從事基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)與研究工作，電話:13643811959。