浅谈《无机及分析化学》教学心得

2022-09-11

《无机及分析化学》是我校环境、生物及药学类专业一年级学生必修的重要基础课程之一, 其内容主要包括无机化学和分析化学两个二级学科中的基础理论、基本知识和基本方法, 该课程的教学质量对学生后续课程的学习有较大影响。近年来, 为适应21世纪新型人才的培养需要, 进行了一系列课程的改革, 总的趋势是学时数减少了, 目前, 我校无机及分析化学理论课教学的规定学时数已由原来的72学时减为54学时。学时数的减少不是对该课程的要求降低了, 而是对教师的教学水平提出了更高的要求。因此, 如何在有限的时间内, 尽可能地提高教学质量一直是作者思考的问题。现就作者两年来在实际教学中的一些体会, 同大家进行交流。

1 教学内容的调整和精炼

学时数的减少对教师的教学水平提出了更高的要求。如何提高教师的教学水平呢?教学内容的调整和精炼应当是首要的一环[1]。以所用教材武汉大学编的《无机及分析化学》 (第二版) [2]为例, 全书共14章, 均为无机化学和分析化学中最重要、最基础的理论、知识和方法, 依次为第1章酸碱反应、第2章沉淀反应、第3章配位反应、第4章氧化还原反应、第5章原子结构与元素周期律、第6章化学键与分子结构、第7章s区和P区元素、第8章ds区、d区和f区元素、第9章定量分析化学概论、第10章滴定分析法、第11章重量分析法、第12章分光光度分析法、第13章分析化学中常用的分离方法、第14章仪器分析简介, 建议讲授90学时左右。针对我校54学时理论课的实际情况, 我们对教学内容进行了调整和精炼。调整和精炼的关键在于对教学内容的准确把握, 只有抓住“精髓”和“关键”, 理清各内容间的区别和联系, 才有可能在学时减少的情况下仍能保证较好的教学质量和效果。分析教材中的几章内容不难看出, 其中第5章至第8章属于典型的无机化学部分的内容, 第9章至第14章属于典型的分析化学部分的内容, 而第1章至第4章则把无机化学和分析化学的内容有机地结合起来。考虑到这门课的教学要求、各章节内容的特点以及学生后续课程的基础要求, 将分析化学中常用的分离方法和仪器分析简介两章作为自学内容, 让学生了解。第7章和第8章主要介绍各区常见元素及其化合物的性质, 内容比较零散, 并且学生在对第5章原子结构与元素周期律和第6章化学键与分子结构掌握较好的情况下很易理解, 难度较低, 因此对于元素化学部分的内容不再安排集中讲授, 而是将其融入到结构理论部分, 适当多用一些时间, 让学生能够较好地理解原子结构和分子结构及其相关理论, 并能熟练运用相关理论来解释和推测常见元素和化合物的结构和性质, 这样不仅总的可以减少所需学时, 而且可以避免两部分内容单独讲授时出现理论部分抽象、枯燥、难以理解接受, 元素部分零散、缺乏条理, 或部分内容重复等问题。

为避免重复又便于学生理解和接受, 我们在讲授顺序上也做了较大调整。考虑到第5章原子结构与元素周期律和第6章化学键与分子结构以及第9章定量分析化学概论部分的指导和基础作用, 以及有关反应平衡和定量分析之间的联系, 将讲授顺序调整如下。

(1) 第5章原子结构与元素周期律

(2) 第6章化学键与分子结构

(3) 第9章定量分析化学概论

(4) 第1章酸碱反应、

(5) 第10章第1节酸碱滴定法

(6) 第3章配位反应

(7) 第10章第2节络合滴定法

(8) 第4章氧化还原反应

(9) 第10章第3节氧化还原滴定法

(10) 第2章沉淀反应

(11) 第10章第4节沉淀滴定法

(12) 第11章重量分析法

(13) 第12章分光光度分析法、

实践证明, 这样做不仅可以节约时间, 突出无机化学和分析化学各部分之间的联系, 而且可以帮助学生理清各知识点之间的关系, 分清重点和难点, 便于学习和掌握。以下以酸碱反应和酸碱滴定为例来说明。

酸碱滴定部分的主要内容是各种类型酸碱滴定曲线的绘制、化学计量点pH的计算、指示剂的选择、被测组分含量和滴定误差的计算, 以及被测物能否准确被滴定的判断。其中绝大部分问题可归结于不同溶液中[H+]的计算, 而[H+]的计算涉及公式较多, 不同体系公式不同, 相同类型的体系又有最简式、近似式和精确式, 如果一一推导, 不仅浪费时间, 而且也比较单调。然而, 通过比较很容易发现, 尽管公式不同, 所有的公式却都可由溶液的质子条件和相关平衡推出。通过这样的联系和分析, 就很容易找到解决问题的关键和重点。由此可见, 质子条件和相关平衡关系掌握的牢固与否, 直接影响对[H+]计算公式推导和后续应用的理解。因此, 虽然经常要用到各种体系[H+]的计算公式, 但这部分的重点和关键都不是各种体系[H+]计算公式的推导, 而是质子条件及相关平衡的熟练掌握。因此在教学过程中, 适当多花一些时间, 对质子条件进行详细讲解, 而对于[H+]计算公式推导、酸碱滴定曲线的绘制、化学计量点pH的计算以及滴定误差的计算等内容则可少用一些时间。

由此可见, “精炼教学内容”、“抓住关键”就好象是找到了开锁的钥匙[1], 可起到事半功倍的效果, 是在目前学时减少的情况下仍能保证较好的教学质量和效果的首要条件。

2 多种教学方法和教学手段的灵活并用

教学内容的调整和精炼只是为在学时减少的情况下保证教学质量和效果提供了可能, 最终教学质量的好坏还取决于教学过程的实施。由于《无机及分析化学》内容多、时间紧, 并且是一年级学生最先学习的一门非常重要的基础课, 很多学生还没有完全适应大学的学习方式, 如果处理不当, 很容易使学生在学习上产生畏难情绪, 不仅不利于创新型人才的培养, 而且会严重影响学生的学习兴趣和积极性, 达不到应有的教学效果。结合两年来的教学实践, 我认为, 要在学时减少的情况下保证教学质量和效果, 除了对教学内容进行调整和精炼外, 在具体教学过程中还应注意以下几点。

2.1 讲述式与启发式教学相结合, 充分调动学生的积极性

传统的教学模式是教师讲述、学生被动接受知识的方式。在目前强调学生主体地位和创新型人才培养与教育的大环境下, 这种方式的弊端已十分明显。主要原因是这种灌输式的教学模式不利于充分发挥学生的积极能动性, 不利于学生创造性思维的培养和学习能力的提高。此外, 在教学内容较多和规定学时减少矛盾日益加剧的情况下, 这种教学方式也不利于教学质量和效果的提高。在这种情况下, 教师教学不应重在“教”, 而应重在“导”, 引导学生提出问题, 指导学生解决问题[3], 充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。比如, 在学习完酸碱平衡、配位平衡和氧化还原平衡等基础知识后, 对后面的相关滴定分析及应用部分完全可以采用授之“渔”, 而非授之“鱼”的方法, 引导学生找到解决问题的方法, 并启发其对不同方法进行比较和对比, 弄清其共性和差别, 使知识系统化和条理化, 便于掌握和运用。

启发式教学对于提高学生的学习积极性和创造型思维的培养以及教学效率的提高固然重要, 但这并非意味着传统的讲述方式就可以完全摒弃了。事实上, 学生发现问题和思考解决问题都必须依赖于一定的知识基础。如果一味地强调“导”, 而忽视“教”, 就会使学生因缺少思考的基础“受启而不能发”, 达不到应有的效果。一般而言, 这类基础大都是各种基本理论和基本概念的要点, 也是要求掌握的重点和解决问题的关键, 是前文所述精炼后的内容, 如酸碱平衡中的质子条件、配位平衡中的副反应系数和条件稳定常数以及氧化还原电对的电极电位等。因此, 对这类内容不仅要讲, 还要用充足的时间详细地讲。总之, 只有分清主次、具体问题具体分析, 不同教学方式灵活运用, 才能收到较好的效果。

2.2 多媒体与板书相结合, 优势互补

自从大力推进和实施现代教育技术以来, 多媒体教学在高校获得了快速发展。多媒体技术相对传统的粉笔加黑板式的教学手段, 不仅大大减轻了教师的劳动强度, 其信息容量和在某些教学内容的具体化、形象化、生动化等方面都是后者无法比拟的。但板书的灵活性是优于多媒体的, 所以在教学过程中应该将二者结合起来, 充分发挥二者的优越性, 在保证教学效果的情况下提高教学效率。比如, 原子轨道和分子结构以及滴定曲线等部分应充分利用多媒体技术中不同的色彩、动画和立体效果, 而在有关平衡问题的处理时, 除了可以利用多媒体对重点部分进行强调外, 还需要用板书对课件内容进行必要的补充说明并举例。此外, 板书的优越性还体现在一些没有预先设计的教学环节上, 比如在课堂教学过程中学生提出的问题, 以及根据学生的反应或时间临时补充的内容等。

总之, 这两年来, 我们在《无机及分析化学》的教学实践中, 针对在学时减少的情况下如何提高教学质量和效果进行了探索和尝试, 也有一定的收获, 但我们深知, 该课程的教学任务艰巨, 今后我们还须不断努力和探索。

摘要：基于作者两年来《无机及分析化学》的教学实践, 指出了在有限学时内提高教学质量的两个重要方面:教学内容的调整和精炼以及多种教学方法和教学手段的综合运用。

关键词：无机及分析化学,教学心得