無機化學教學中案例教學法的應用研究

●周 波，王 勇

(武警學院基礎部，河北廊坊 065000)

(本欄責任編輯、校對 李獻惠 劉彥超)

一、引言

隨著新版人才培養(yǎng)方案的實施，教學方法、教學手段的改革在武警學院蓬勃開展，《無機化學》是消防工程、火災勘查、核生化消防、消防指揮等專業(yè)必修的專業(yè)基礎課，學生對無機化學知識的學習和運用效果將直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學習及未來消防工作實踐的需求。如何提高學生學習效率、激發(fā)學生學習熱情，實現(xiàn)學生自主學習也是廣大教育工作者當前共同思考的問題。［1-3］

案例教學是指教師根據(jù)教學目標和教學任務的要求，運用廣泛收集并精選的案例材料，使學生進入某種特定的事件情境之中，通過組織學生對事件的過程進行積極主動的探究活動，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性地運用知識、分析、解決實際問題的能力和智慧，發(fā)展學生積極情感、態(tài)度與價值觀的一種教學方法。［4］案例教學重點培養(yǎng)學生的批判反思意識、分析和解決實際問題的能力及團體合作能力，從而實現(xiàn)理論聯(lián)系實際、學以致用的教學目的。

二、案例教學法在無機化學教學中的應用

(一)酸堿理論部分

滅火劑是消防工程系、指揮系學員今后工作中必須使用的工具，在滅火劑的發(fā)展歷史中酸堿物質材料發(fā)揮了不可磨滅的作用。在講授酸堿章節(jié)時，將酸堿物質作為滅火劑的應用引入課堂，如BC干粉(主要成分:NaHCO3、KHCO3);ABC干粉(主要成分:NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、(NH)3PO4);細水霧滅火劑(主要成分:H2O);易安龍滅火劑(主要成分:KNO3);煙烙盡滅火劑(主要成分:N2、Ar、CO2);EBM氣溶膠滅火劑(主要成分:K2O、K2CO3)等，讓學員分組討論，根據(jù)酸堿質子理論判斷滅火劑成分中哪些是酸，哪些是堿，哪些是兩性物質，那些既不是酸也不是堿。然后教師根據(jù)各組討論的結果進行講評，指出酸堿質子理論判斷酸堿的要點，也進一步指出這些物質在起到滅火作用時的酸堿作用原理。這樣，既點明了該知識點在未來消防工作實踐中的應用，也激發(fā)了學生學習酸堿知識的濃厚興趣，同時教師也啟發(fā)學生繼續(xù)對酸堿滅火劑加強了解，發(fā)現(xiàn)問題，應用所學知識進行應用創(chuàng)新。此外，教師通過簡要介紹干粉滅火劑的自由基滅火機理，也為后續(xù)《有機化學》課程相關知識點的學習埋下了伏筆。

通過學生討論和教師輔導，將書本中枯燥的理論和鮮活的實際應用有機結合，既加強了對酸堿相關理論的學習、理解和應用，又提高了學習興趣，在一定程度上大大促進了教學效果的提升。

(二)反應速率理論部分

速率理論是《無機化學》中化學反應原理之一，也是消防燃燒學等相關專業(yè)課程的基礎，而質量作用定律是速率理論中的重要知識點，學生對質量作用定律這一知識點的理解程度，將會影響到速率理論乃至后續(xù)課程的學習?，F(xiàn)實生活中每一起成功火災的撲救都是速率理論的典型應用，也是一個個很好的教學案例。如:2010年7月16日，大連新港儲油庫一條直徑900mm的原油儲罐陸地輸油管線發(fā)生爆炸，引發(fā)火災，并造成附近部分輸油管道、輸油泵房、電力系統(tǒng)和儲罐閥門損壞，由于儲罐閥門無法及時關閉，導致大量原油泄漏順地下管溝流淌，形成地面流淌火，火舌以極快的速度蔓延擴大，引燃旁邊10萬噸的103號原油罐，致使原油罐燒毀，部分原油流入附近海域。在指揮部科學的指導下，采用“滅、堵、防”的撲救方法，科學地把握好每一個細節(jié):關閉儲油罐閥門，切斷泄漏源，用消防泡沫對著火管線進行壓制滅火，堅決控制火災蔓延;近距離用水對周邊油罐進行冷卻，防止油罐起火;調運沙土圍擋流淌油火，防止污染海域和向附近罐體蔓延，采取臨時交通管理措施，疏散事故現(xiàn)場及周邊群眾，確保滅火人員安全。參戰(zhàn)官兵連續(xù)奮戰(zhàn)15個小時，終于撲滅了這場大火。

通過集體討論，在尋找問題答案過程中讓學員發(fā)現(xiàn)燃燒速率方程是由質量作用定律和阿累尼烏斯方程推導得到的;滅火時，火災現(xiàn)場氧氣和可燃物濃度越低，燃燒反應速度越慢，這是質量作用定律中濃度項對反應速率的影響;火災現(xiàn)場溫度越低，燃燒反應速度越慢，這是溫度對反應速率的影響;燃燒時，反應活化能越低，反應越劇烈，這是阿雷尼烏斯方程中活化能對反應速率的影響，因此根據(jù)燃燒反應時活化能的高低可預判反應的劇烈程度。也可以根據(jù)不同滅火劑反應的活化能高低來優(yōu)化滅火劑的選擇和使用。通過對案例的討論學習，讓學生領會書本知識與現(xiàn)實實踐的聯(lián)系，體會“學以致用，學為所用，學好大用”的學習效果，大大激發(fā)了學生的學習興趣，增強了學生學習的主動性。

(三)鹵素部分

氯氣是很重要的工業(yè)原料，很多化學物質成分中均含有氯，如:飲用水消毒常用的消毒劑、某些藥物、化學纖維或塑料等都需要氯做原料。多個領域多個場所都儲存和使用氯氣，如果存放或使用不當，就會造成氯氣泄露，釀成事故。此外像鹵素的氫化物和含氧化合物也都應用較為普遍。我們在講解鹵素章節(jié)時引入發(fā)生事故比較普遍的氯氣泄露案例，組織學生尤其戰(zhàn)士學員結合自身救援經(jīng)歷展開討論，進而理解、掌握鹵素的相關性質和實際應用，并結合成功處置案例教會學生獲取類似事故的處置原則、預案制定、個體防護等多方面信息，對未來工作實踐產(chǎn)生積極的促進作用。如:2004年4月15日，重慶市江北區(qū)天原化工廠，由于氯氣冷凝罐破裂，鹽水流入裝有13噸液氯的氣罐內(nèi)，發(fā)生化學反應，引發(fā)爆炸并導致氯氣泄露。事故共造成9人死亡，3人受傷，15萬群眾被疏散。根據(jù)這起事故，可以向學生提出以下問題，引出鹵素知識的學習。1．氯氣具有什么樣的物理性質?搶險救援時應如何防護?2．鹽水和石灰水分別與氯氣發(fā)生了什么樣的化學反應?3．如果在救援時，為達到降溫目的，向氯氣儲罐噴水，這樣做可以嗎?4．化工廠為什么儲存氯氣，它有什么應用?5．這起事故對你有什么啟示?如果工作后在你的轄區(qū)里出現(xiàn)了類似事故，你將如何處理?

依據(jù)案例，根據(jù)教師所提出的問題，將氯氣的性質一一展開，讓學生自覺地去探究鹵素的相關性質，在解決問題的過程中，將氯氣的相關性質及應用了然于胸，激發(fā)其學習興趣，建立起理論與應用的橋梁。

三、應用案例教學法應注意的問題

案例教學法將知識的抽象化、理論化與實際應用相聯(lián)系，架起理論與應用的橋梁，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、自主學習、應用創(chuàng)新的能力。在心理學層面上，案例教學法可以形成良好的課堂心理氛圍，發(fā)揮師生的個人主體作用:鞭策教師在教學中發(fā)揮主導作用，最大限度地引導學生參與教學過程;鞭策學生在教學中發(fā)揮主體作用，積極參與、進取創(chuàng)新，成為教學中最活躍、最積極的因素。［5］但案例教學法能否取得良好效果，與學生是否參與、參與多少密切相關。因此，在案例教學法實施過程中應注意以下幾個問題:

首先，教師在選取教學案例時，應選取具有代表性、知識點運用突出的案例進行教學，掌握問題的難度。同時，為了讓學生能夠積極、主動地參與課堂，教師需布置學生課下查找與案例相關的材料;在組織學生討論時，允許學生有不同的見解，各抒己見，集思廣益，教師應能控制學生的討論緊緊圍繞將要學習的知識點展開，避免跑題現(xiàn)象。

其次，由于大學是以基礎理論、基礎技能的學習和掌握為主的階段，學生的知識儲備不夠豐富，技能還不完善。所以，無機化學教學過程中還應以知識傳授、技能的培養(yǎng)為主，適當?shù)妮o以案例，案例教學的學時應控制在10%至15%，最多不超過20%［6］，在這期間，案例更主要的是起到激發(fā)興趣、引導方向、加深理解和記憶的作用。

最后，針對無機化學內(nèi)容多、課時少、學生基礎不同這一客觀特點，在教學過程中應多種教學方法相結合，以“授課為主，其他方法為輔”的原則進行課堂教學，促進學生對知識的掌握。有些案例的獲取可以讓學生通過課下多種渠道獲得，還可以鍛煉學生收集資料、選取資料、剖析資料的綜合能力。

四、結束語

多年的教學實踐表明，通過案例教學法極大地提高了學員的學習興趣，增強了學員之間以及與教師之間的溝通和交流，活躍了課堂氛圍，體現(xiàn)了學員的主體性，讓學員成為課堂的“真正主人”，同時，它也對教師和學生在教學的組織與調控等多個方面提出了更高的要求。所以教學過程中案例教學要與傳統(tǒng)教學模式相互融合，取長補短，相得益彰。同時教學中還應注重多種教學方法的聯(lián)合運用，增加學生分析問題、解決問題的能力，這樣才能取得更好的教學效果。

［1］丁興華．提高無機化學課堂效率的思考［J］．教學與管理，2002，(8):71-72．

［2］寇軍．無機化學教學方法與培養(yǎng)創(chuàng)新人才之我見［J］．中國科技信息，2005，(3):140-141．

［3］鄒長英，徐變珍．無機化學課堂教學中高效率教學行為的探討［J］．山西職工醫(yī)學院學報，2012，22(4):71-72．

［4］郭德紅．案例教學:歷史、本質和發(fā)展趨勢［J］．高等理科教育，2008，(1):22-24．

［5］袁書卷．案例教學實施的心理條件研究［J］．教學與管理，2006，(8):60-61．

［6］朱文．案例教學方法研究［J］．西南民族大學學報:社科版，2003，(10):39-41．