浅谈无机化学课程教学的几点体会

2022-09-11

无机化学是除碳氢化合物及其衍生物外, 对所有元素及其化合物的性质和它们的反应进行实验研究和理论解释的科学, 是化学学科中发展最早的一个分支学科。无机化学课程是高等学校化学、化工、轻工、材料、环境类等有关专业的第一门化学基础课。其目的是培养学生具有解决一般无机化学问题的能力;培养学生的创新意识和科学品质, 为学习后续课程打下良好基础, 因此它是构建上述各类专业人才整体知识结构及能力结构的重要组成部分。传统的教学内容和方法已经不适应现在素质教育的需要, 必须对该课程进行教学目标和指导思想、教学方法和手段、实验教学环节以及考试方法等方面的改革, 以培养学生的创新意识和创造能力, 提高学生的综合能力和素质。根据近几年的“无机化学”课程的教学经验浅谈以下几点体会。

一、激发学生兴趣, 牢固专业思想

无机化学是学生从中学步入大学的第一门专业主干课程。作为讲授这门课程的教师, 一方面要做好中学化学与大学教学内容的衔接, 注意中学化学教学的特点, 找准合理的切入点, 深入浅出, 使不同层次、不同水平的学生都能尽快地适应大学教学;另一方面, 考虑到一部分学生是调剂进来的, 对化学并不是很感兴趣, 对化学带着一种拒绝的心理, 因此, 有责任在教学过程中, 使学生更好地理解化学、热爱化学。比如配合物的知识时, 延伸出与配位化学联系密切的人造血液、人体微量元素与健康、抗癌药物顺式PtCl2 (NH3) 2的发现历程;在沉淀反应中, 介绍肾结石形成的化学原理;在热力学中介绍汽车尾气污染及治理、现代新能源的开发和有效利用;在氧族元素中介绍臭氧空洞的形成、高温超导材料的研究历程;在碳族元素中介绍温室效应、现代半导体工业、C60的研究;在物质结构中介绍光、电、磁功能材料的发展, 介绍磁悬浮列车的原理等等。这些生动事例, 较好地激发了学生学习的主动性和积极性。在化学教学中, 还经常探讨一些化学发展中的前瞻性问题。强调随着化学科学的发展, 人类将在更深的层次上揭示化学反应、化学结构与性能关系等的本质, 以及在揭示和解决许多自然的、社会的、精神的等实际问题方面会有所突破。例如生命科学中化学问题、环境中的化学问题、人类认识和思维的物质基础及其化学过程等等。化学在理论上亟待产生重大的突破, 21世纪的化学同样也面临很多难题。在教学中不失时机地阐述这些知识与观点, 展现化学令人振奋的发展前景, 无疑能激发起学生浓厚的求知欲和强烈的探索精神。

二、改进课程体系, 夯实教学内容

无机化学的教学内容大体上可分为基本原理、物质结构和元素化学三大部分。根据工科无机化学的专业特点和未来学生的培养要求, 在基本原理教学部分, 通过课程体系的改进, 优化了教学内容, 从而使学生更容易把握物质变化的客观规律, 提高了学生对数据进行科学归纳的能力以及识别正确科学研究方法的能力, 并诱导学生要善于运用这些知识进行判断、推理物质变化的可行性和优越性, 为化学进一步学习打下良好的基础。

在物质结构部分, 阐述了人类是如何逐步深入地认识原子内部结构的复杂性, 从而建立了原子结构的有关理论。人类有了原子结构认识上的突破, 才对分子、离子以及固体结构有了明确的认识, 进而步入微观世界, 抓住事物内在变化的本质, 推动化学得以迅猛发展。教学中, 尽量使学生体会人类社会对物质微观世界认识的特殊性和可知性, 帮助学生理解化学的产生与发展始终伴随着思维与研究方法的变更与创新, 培养学生树立辩证唯物主义认识论和方法论。

关于较琐碎的元素部分内容, 则适当缩减学时数。尽量少讲描述性知识, 侧重于讲述一些规律性的东西。从微观与宏观相结合的角度去引导学生学习、讨论和研究一些元素化合物的问题;从传统的描述性、罗列性转变为以说理、推理性为重点的教学, 让学生运用前面已学的基础知识去理解、判断、解释元素及化合物的结构与性质, 加深了他们对无机化合物性质、反应规律及对无机化学基本原理的掌握, 做到“学以致用”、“举一反三”。比如第IV周期元素的性质, 可提出同属第IV周期的CO2和SiO2的性质为何截然不同时, 就运用前面讲过的分子结构理论去解释。只有当学生对元素及化合物性质及反应规律有一个总体的认识后, 才能更好地理解在环境、生命、能源、材料等领域中一些重要的化学现象。

三、善于运用科学家史实, 启发学生创新思维

化工专业培养目标是工程师, 是活跃在国民经济生产建设最前线的专业人才。未来的工作要求的学生在岗位上能自行设计产品、创造性地解决问题。除培养学生准确地认识物质性能并有效利用外, 还要帮助学生从微宏观角度认识化学变化规律, 进行化学素养的培养, 并发展化学研究能力, 进行素质教育。在无机化学课程的讲授过程中, 尤其重视与化学重要史实相结合的教学方法, 让学生“追踪”当年科学发现的历程, 体味科学家艰辛的求索之路, 感受真理道路的曲折。介绍穆瓦桑如何不畏险阻, 在不少科学家尝试制取氟时受到很大毒害, 甚至献出了生命的情况下, 仍能不顾自身安危, 并最终成功地制取了单质氟。穆瓦桑矢志追求真理、为科学献身的精神终于赢得了1906年的诺贝尔化学奖。

四、帮助学生用正确的哲学观来指导学习

化学中处处闪烁着辩证唯物主义的光芒。讲到元素周期表, 100多种元素在元素周期表中浑然一体、井然有序, 这是自然界物质运动内在美的体现, 是无序到有序的整合, 是自然科学美的体现;在化学热力学中介绍熵概念时, 熵增原理是自然界普遍遵从的规律, 即自然界总是由有序向混乱程度增加的方向进行, 熵增理论最早预言了生存环境的潜在危险, 医学上称的肿瘤其实就是细胞无限增殖的无序状态。

摘要：无机化学课程是高等学校化学、化工、轻工、材料、环境类等有关专业的第一门化学基础课。在课程教学中, 传统的教学内容和方法已不适应时代的需要, 因此, 必须对该课程进行教学目标与教学思想、教学方法和手段、实验教学环节等方面的改革。

关键词：无机化学,教学,改进