2021-4-9 | 理學
基礎化學原理是為實現課程結構和教學內容整合、優化而由原來的無機化學和分析化學兩大基礎課合并而成的一門基礎理論課程。它是面向我校化學化工類專業本科生開設的主干課程,也是材料、環境、生物、制藥等專業本科生的第一門基礎必修課,是學生在高年級學習物理化學、有機化學、分析化學、環境化學、材料化學等后續課程的基礎。緒論課是課程建設中的重要一環,而在目前的大學化學教學中,部分教師忽視甚至省略緒論課的教學過程,嚴重影響了后續的教學效果。我們在基礎化學原理的教學過程中不斷地進行反思和探索,對緒論課精心設計并付諸實踐,取得了較好的教學效果。
1基礎化學原理緒論課的重要性
一門課程的緒論課講授得如何,直接影響到學生對教師及教材的推測評價。如果緒論課沒講好,學生一開始對這門學科的性質、重要性不清楚,自然就會影響以后的聽課效果和學習積極性。基礎化學原理是一門重要的基礎課,并且面對大一新生開設,所以在使學生樹立正確的學習態度、培養獨立學習能力以及促使其盡快適應大學階段的學習規律等方面都起著重要的不可替代的作用。在教學過程中我們發現,多數大一新生在入學初期不能積極主動應對角色的轉換,對自己所屬專業知之甚少,特別是對于基礎化學原理課程的重要性及其與專業課的關系幾乎一無所知,因而往往忽視對該課程的學習。為了解決上述問題,我們認為教師必須重視基礎化學原理緒論課的教學,精心設計教學內容,使學生在學習該課程的第一時間,就能清楚地認識到學習本課程的重要性和必要性,激發學生學習本課程的興趣和責任感[1],初步了解大學的學習規律和學習方法。
2教學內容設計
(1)關注化學學科發展,講授內容與時俱進。
化學學科隨著時代的發展而不斷發展,所以基礎化學原理緒論課的講授內容必須能夠體現化學學科的發展。比如在向學生介紹化學的定義時,需要使學生認識到化學的定義有一個逐漸演變的過程。在19世紀,化學被認為是原子的科學,發現新元素是19世紀到20世紀上半葉化學科學的前沿;隨著20世紀下半葉科學的迅速發展,化學的主要任務不再是發現新元素,而是合成新分子,所以化學被認為是分子的科學;進入21世紀,由于化學的研究對象和研究內容大大擴充,研究方法大大深化和延伸,化學被認為是研究泛分子的科學[2]。泛分子可以分為原子、分子片、結構單元、分子、超分子、高分子等10個層次。鑒于課時及學生的知識水平有限,筆者沒有對這10個層次一一講解,而是以艾滋病毒(HIV)與C60能夠形成超分子,從而利用C60可以抑制HIV為例,簡單介紹超分子的概念,使學生對當今化學學科的研究對象認識更加深刻,且對化學這門學科有了一個嶄新的認識。
(2)根據不同專業因材施教,樹立專業思想和信心。
對于不同專業的學生,緒論課講授的內容應與其專業有一定聯系。本文以授課對象是化學工程專業的學生為例,說明緒論課在內容設計上要有針對性。在向學生講解化學學科在科學領域及國民經濟發展中的地位時,為說明化學技術能創造出巨大的經濟效益,筆者著重向學生介紹2007年度國家最高科學技術獎獲得者閔恩澤教授。他接連攻克重重難關,最早研制出了我國煉油工業急需的催化劑,奠定了我國煉油催化劑發展的基礎。之后我國煉油催化劑品種不斷豐富和齊全,并形成系列,不但大大滿足了國內煉油生產的需要,也使我國逐漸成為世界少有的裂化催化劑出口國之一。豐富生動的實例使學生認識到從事化學化工行業大有用武之地,而當務之急是學好基礎課程———基礎化學原理。在向學生介紹化學學科的發展趨勢時,我們引用了徐光憲院士的觀點“21世紀的化學研究有六大趨勢”[2],針對化學工程專業的學生,筆者重點向學生介紹這六大發展趨勢中的第四和第五大趨勢。首先向學生介紹第四大趨勢即合成新分子和新材料仍是化學學科的主要任務,以滿足人類生活和高新技術發展的需要。之所以向學生重點介紹第五大趨勢即造成污染的傳統化學向綠色化學的轉變是必然的趨勢,是因為傳統的化工企業在滿足社會發展需要的過程中,也同時帶來很多嚴重的負面問題。此時應向學生明確指出,化學化工行業不是環境污染的罪魁禍首,化學是能夠治理環境、保護環境的。作為一名化工專業的學生,更加有責任學好化學、用好化學,以保護我們的生存環境。由此引出“走綠色化的道路是化學工業發展的唯一出路,也是必然趨勢”。此外,根據學生的反饋信息,大一新生已對今后的就業密切關注,所以我們在緒論課教學中對學生今后的就業前景進行了簡單介紹。通過以上有針對性的介紹,能夠使學生對本專業具有更加深刻的認識,同時使學生堅定了獻身化學化工事業的信念和決心。
(3)密切聯系實際,旁征博引,使教學內容具有時代性和趣味性。
如果教學內容枯燥無味,僅僅是一些定義和原理的簡單堆積,就不可能吸引學生的注意力,收不到應有的教學效果。為了講好緒論課,我們充分利用期刊及網上資源,搜集了許多新資料,并利用多媒體向學生提供了大量與教學內容相關的自然、人文圖片以及動畫等資料,力求使教學內容具有時代性和趣味性。比如無機化學與分析化學的研究內涵就是通過具體實例(如某著名進口品牌化妝品檢測出禁用成分鉻和釹)引出的:通過介紹鉻與釹的特征與性質引出“無機化學是研究所有元素的單質和化合物的組成、結構、性質和反應的學科”;通過引用檢測機構對鉻和釹含量的測試結果指出“分析化學是研究物質組成成分及其含量的測定原理、測定方法和操作技術的學科”。資料的搜集和整理以及圖文并茂、生動有趣的多媒體課件的制作需要花費大量時間和精力,但為了提高緒論課教學質量,這個過程是必不可少的。
(4)推薦一些重要的化學學科參考資料,營造一定的學術氛圍。
為滿足大一新生的求知欲,初步培養和鍛煉學生的科研興趣與能力,在緒論課中介紹一些國內重要的專業性期刊及查閱專業文獻的途徑和方法是必要的[3]。我們結合基礎化學原理課程內容,向學生介紹了中國化學會主辦的《分析化學》和《無機化學學報》、中國科學院上海有機化學研究所主辦的《化學學報》、吉林大學和南開大學主辦的《高等學校化學學報》等,這些期刊登載的無機化學、分析化學等領域研究論文,反映了這些學科的最新研究成果和國內外發展的最新動態。由于學生剛進入大學,對以上教學內容的接受與領會需要一個過程,但通過以上做法,在緒論課教學中營造了一定的學術氛圍,開拓了學生的視野,并啟發了學生的科研意識。