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无机化学主要内容范文1
关键词:生物无机化学 应用 研究
一、生物无机化学的概念
生物无机化学的概念如下:生物无机化学作为自然科学其中一个分支,主要内容是就生物体内的生命元素之间所产生的化学反应进行探讨。此学科的主要任务为于分子水平上,对金属同生物配体间的相互作用进行研究。”
二、生物无机化学的主要研究内容
下面从六个方面对我国生物无机化学的研究现状进行介绍:
1.无机物对生物大分子的作用
此方面主要指的是金属离子以及配合物等对生物体内的蛋白质以及核酸等的作用。对金属配合物同核酸间相互作用进行研究对分子水平上进行生命现象本质的探索十分有利,同时为科学设计并寻找高效无副作用的治疗药物提供了一条有效的途径。
2.无机药物相关研究
当前,无机药物领域中发展较迅速的一个研究方向是对顺铂类抗癌药物的研究,但由于此类药物的抗癌谱较窄、毒副作用相对较大以及耐药性明显等的缺点,因而需对其进行螯合配位等的方式变化、多功能化等分子设计方法合成出高效的抗肿瘤配合物。研究显示,科学的分子设计方法能够使得铂类配合物同核酸分子间的结合方式发生改变,使其抗癌谱得以改变,可使其毒性得以有效降低。
3.金属蛋白质及其酶类
众所周知,蛋白质是生物的物质基础,而作为占蛋白质三分之一的金属蛋白质,其作用范围相当广泛,如电子传递、物质及其能量的代谢、内稳态的调节、氧化应激、基因调控、信号的转导以及药物等的代谢等多个方面。对此方向的研究可将金属中心结构同功能关系、金属蛋白所具有的生物学调控机制、结构及功能改变同疾病之间的关系等进行揭示,有利于从分子水平上对人类相关疾病的发病机制进行阐释,为防治疾病以及新药的设计都提供了一条有效的途径。
4.仿生材料相关研究
研究仿生材料可以使人们对自然的认识及学习同对其的利用和超越进行良好的结合。科学界对仿生合成越来越关注,而仿生合成其中的一个方面即为生物矿化研究,即通过对骨组织进行学习和模仿,进行结构及功能仿生的人工修复材料的研制,此领域也相当热门。
5.环境生物无机化学领域
此领域的研究多集中于以生物酶类作为催化剂来进行无污染新型燃料的合成及其对污染物的处理等方面。其中,氢化酶为微生物体内所发现的一类金属酶,其具有高效的制氢功能,科学家试图根据此功能实现温和条件下将水还原为氢气作为燃料来解决全球所面临的能源危机以及环境污染等的问题。
6.生物无机化学的理论研究
此研究领域主要是通过进行理论计算对生物体内的特定化合物的几何构型、谱学特征、反应活性及其电子结构等进行预测,同时对其生物作用机理进行揭示,进而对实验研究进行指导。
三、生物无机化学在我国医药领域中的应用
1.临床药用
生物无机化学在医学临床中的应用主要体现在根据其原理对生命元素种类及数量进行研究,进而提出具有药用作用的金属配合物。如,不少科学家正在研究金属奶粉以及更多的能够有效除去人体有毒金属的一些解毒剂,即称为药用配体。
2.对我国中药治病机理的揭示
中药是指以传统中医理论的指导下,用来预防以及治疗疾病的物质。但由于中药的有效成分复杂,因此目前仍无有说服力的科学理论对其致病机理进行解释。从生物无机化学角度对中药的致病机理进行研究,似乎为其带来了一丝曙光。从生物无机化学来看,若人体内缺乏某种生物金属或配体时,就无法正常发挥其生理功能,也就导致了疾病的发生。而中药正由于其含有人体所必须的那部分生物金属及其配体,因此中药可以对多种疾病进行治疗。也就是说,中药能够治病的实质即为生物金属同生物配体间所发生的相互作用。当然,使用生物无机化学对中药治病机理进行研究仍有很长的一段路要走。
3.生物无机化学为中药提供了可靠的物质基础论据
由于中药多为植物药,且中药治病的理论依据建立在此结论之上:人体中所存在的基本元素同植物体内的大体相同。而生物无机化学证明了此结论的正确性,因此为中药作用机理提供了物质基础论据。
4.生物无机化学还为中药体内的有效活性成分的研究提供技术手段支持生物无机化学所具有的实验手段如红外光谱、核磁共振谱以及光谱仪等都为中药中有效成分的定性和定量提供了技术支持。
四、结语
总之,生物无机化学对我国中药领域的发展至关重要,相信随着生物无机化学的迅速发展,我国拥有两千年多年历史的中药学定然能够得到充实和完善,中药所带来的福祉定能使更多的人受益。
参考文献:
[1]高志永,王凤产,常玖利. 当前我国生物无机化学研究现状[J]. 河南师范大学学报,2009,(03).
[2]黄国珍. 生物无机化学研究[J]. 民营科技,2009,(04).
无机化学主要内容范文2
关键词:无机化学;研究性学习;创新能力
无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学,是化学专业的一门非常重要的课程。在化学科学形成和发展的过程中,无机化学处于基础和母体的地位,随着学科融合与交叉,在此基础上还衍生出了配合物化学、生物无机化学、无机材料化学等多个分支和学科。学好无机化学课程将为化学相关课程的学习奠定扎实的基础[1,2]。传统的教育体系中,多采用灌输式教学模式,重结果、轻过程;重考试、轻能力。2011年教育部和财政部下发了“高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”,意见提出高等教育的根本任务是培养人才,提升人才培养水平必须要注重整体推进,始终坚持育人为本,各级政府和高等学校要把教育资源配置、学校工作着力点集中到强化教学环节、提高教育质量上来[3]。因此,传统的教学模式不能满足培养优秀人才的教学目标。研究性学习,是一种新的教学方式。它是指学生在教师的帮助、指导下,从自然现象、社会现象和自我生活中自主发现问题、探究问题,并在观察问题、研究问题、尝试解决问题的过程中获取知识、掌握方法、提高能力的一种学习活动。随着世界各国教育改革步伐的加快,研究性学习受到各国教育理论界和实践工作者的重视,成为世界教育界研究的热点问题[4,5]。南京师范大学无机化学教学团队一直致力于课程教学方法、教学模式的研究与改革[6,7],至今已经进行了十余年的探索,近年来在研究性学习应用于无机化学的教学实践中有一些心得体会。
1研究性学习的意义
1.1改变教师传统的教学观念传统的教学中,教师教什么,学生学什么;教师教多少,学生学多少;教师处于主动地位,学生被动接受知识;教师注重专业水平的提升和课堂教学技能的培养,以及学生考试的成绩,忽视学生的兴趣、创造性及能力的培养。研究性学习提倡教师从关注“怎么教”、“教什么”到关注学生“怎么学”、“学什么”,让学生主动参与、发现、探究知识,在研究中掌握知识,获得能力,培养创新意识和创新精神。研究性学习还促使教师自己不断学习、不断总结,关注学科前沿,接受新知识和新方法,并渗透到课堂中,及时更新、丰富教学内容。在研究性学习中,教师要成为知识建构的促进者,教学方式的探索者,学生成长的引领者,新型师生关系的建设者。1.2引导学生对知识的自主建构每个学生都有表现自己独立学习能力的欲望,研究性学习就是要培养学生自主学习、主动学习,完成对知识的自主建构,提高课堂效率。教师应该努力调整和协调各方面关系,帮助学生构建良好的自主学习平台,树立学习信心、培养学习兴趣、提供学习条件、创设问题情境、教授学习方法。自主构建知识可包含发现问题、查阅文献、团结协作、找寻方法、解决问题等环节。自主构建知识有利于发挥学生主体性和主动性,有利于学生由被动学习向主动学习转变,激发学生兴趣,促进学习积极性,增强相互协作能力,提高学习效率,训练坚韧的意志,培养科学探索精神。1.3培养学生解决问题的能力和勇于探索的精神本科教育是高等教育的基础和重要阶段,对本科教学的重视有利于提高人才培养水平,促进学科发展、提升学校科研能力,推进高等教育的改革。在本科教学中开展研究性学习也是响应高等教育改革的号召,要求学生不拘泥于书本、不依赖于教师,鼓励学生充分发挥自己的主观能动性,独立思考、大胆探索、勇于发现、积极体验。通过研究中的学习,学生学会查询资料、收集信息、分析问题、做出判断,最终解决问题。在研究性学习中,学生也将孕育创新精神,发展思维能力,培养良好的个性品质。
2无机化学教学中研究性学习的开展
近年来,南京师范大学无机化学教学团队通过实验教学、案例教学和体验教学等方式进行了研究性学习的渗透与开展。2.1实验教学——透过现象看本质无机化学的研究对象涵盖了整个元素周期表中的所有元素,涉及的物质结构类型多,化学键型复杂,化学反应多样。尽管在很多高校无机化学的理论与实验属于两门课程,但两者不能脱节。以碱金属性质为例,笔者设计了“钠与不同水的反应”的研究课题,问题看似简单,但实验中学生发现金属钠分别和水、干燥的冰、湿润的冰发生反应时,反应现象完全不同:钠在水中迅速融成小球发生剧烈反应;在干燥的冰上开始不反应,后来融化和爆炸;在湿润的冰上迅速融化和爆炸。可以看出,活泼金属和水的反应背后还蕴含了很多无机化学的理论知识,结合书本内容与文献资料,学生从晶体结构、主副反应、热力学过程、动力学参数等方面对反应现象进行了解释,透过实验现象研究了不同条件下反应的本质,并完成了一份完整的研究报告。该方法的主要内容特点为:结合无机元素化学内容,进行元素性质的研究;根据实验现象看出化学变化的本质,进一步理解无机化学理论知识。可以说该方法是理论与实践的结合,现象与本质的统一。2.2案例教学——纵观化学发展与进步化学的历史渊源古老,从人类生活在地球上开始,大自然的许多化学现象,如森林失火、动植物腐烂、空气和水等对物质的侵蚀就不断刺激着人类的感官,在人类与自然相处和斗争的过程中,包括化学在内的自然科学开始萌芽。可以说在化学发展的历史中,每一次重大或微小的发现都是人类在研究性学习的过程。因此通过人类认识化学的案例教学,既能传授化学知识,又让学生看到对化学的了解与认识并不是一蹴而就或一帆风顺的,而是在前人的经验与研究者的不断探索与发现中产生的。以配位化学理论的建立为例[8],1798年法国化学家Tassaert将亚钴盐放在氯化铵和氨水溶液中得到橘黄色的盐,其结构被认为是CoCl3∙6NH3。这个新化合物的发现对经典化合价理论提出了尖锐的挑战,化合价已经饱和的分子CoCl3和NH3为什么还能生成稳定的化合物?人们做了很多实验,发现该化合物中测不出三价钴和氨分子的存在,按照经典化合价概念和链式理论都不能得到与实验事实相符的结构。在近100年后的1893年,年仅26岁的瑞士年轻学者Werner发现往该物质中加入硝酸银能沉淀出3个氯离子,再根据此类化合物的结构分析、电导研究等,进一步提出了具有革命意义的配位理论,奠定了现代配位化学的基础,也因此获得了诺贝尔化学奖。纵观化学发展历史,从氧气的认识、周期律的发现,到飞秒光谱学、超分辨率荧光显微技术的发展,无一不渗透着化学工作者不断研究、发现与总结的过程。通过真实的案例,学生可以了解化学发展的重要阶段,了解化学家为了认识新事物并掌握原理和本质做出的巨大贡献,学习化学家研究问题的思路与方法。该方法的主要内容特点为:研究人类认识自然的过程,学习科学家探索化学世界的方法。2.3体验教学——让学生走上讲台选择适当的课题让学生走上讲台参与教学是引导学生自主构建知识、提高学生积极主动性的一个好方法。课题可以来源于跟无机化学密切相关的热点问题和生活中的无机化学问题,如酸碱平衡与人体健康、生命元素及生物功能的关系,电池的种类与废电池的危害,废水中重金属离子的去除等。教学流程为任务分配−组建小组−分组准备−课堂汇报−教师点评。教师会对每个课题进行初步介绍与指导,学生明确目标后分工协作、积极讨论,用研究性学习方式进行课题研究。得出结论后,由各组指派同学走上讲台,用演示文稿、小实验或演讲的形式进行汇报,教师和同学可对该课题进行提问或点评。该活动充分体现了主体性、创造性、开放性、合作性和互动性的特点,学生不仅主动构建了无机化学知识,更在活动中锻炼了能力,体现了价值。该方法的主要内容特点为:改变传统教师讲、学生听的教学模式,让学生成为教学的主动参与者,结合生活中的化学研究化学在生活中的应用。
3实施效果
笔者自2013年起在无机化学教学中开展了研究性学习的尝试,从课堂表现、课后作业、学生问卷调查中逐步总结经验,改进教学方法,优化评价模式,学生总评成绩的考核标准如表1所示。在百分制的总评成绩中,有80%的成绩参考了传统评价标准与模式(平时作业、期中测试、期末测试),20%的成绩来源于研究性学习开展的各个环节(课题开展、研究报告、团队合作)。为了考查研究性学习开展的实验组班级在期末考试中的表现,笔者将2013-2014级化学专业学生的无机化学考试成绩进行了比较(表2),可以看出实验组班级平均分明显优于未开展研究性学习的对照组班级平均分。由此可见,无机化学教学中研究性学习方式的引入不仅增强了学生的实践与创新能力,同时对理论知识的学习也起到了较好的促进作用。因此,该方法在无机化学及相关学科的教学中可以借鉴并值得推广。
4结语
研究性学习可以不局限于某个课题和内容,不局限于某种形式,它是建立在师生双方转变教学理念基础上的一种主动的、开放的、多元的学习方式。实践表明,无机化学教学中研究性学习的尝试极大地激发了师生的共同学习兴趣,促进了学生在课堂内外的独立思考和相互协作,加深了师生之间的互动与情感,培养了学生解决问题的能力和勇于探索的精神,大大提高了教学效果。在全面推进素质教育、培养新型创新性人才的发展道路上,研究性学习必将会有更加广阔的发展空间。
参考文献
[1]大连理工大学无机化学教研室.无机化学.北京:高等教育出版社,2001.
[2]华彤文,王颖霞,卞江,陈景祖.普通化学原理.北京:北京大学出版社,2013.
[3]教育部.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见.[2007-02-17].
[4]王爱芬.教育理论与实践,2005,25(4),48.
[5]王鹏伟.教育研究,2002,No.9,80.
[6]黄晓华,杨静,李邨,周志华.大学化学,2005,20(3),18.
[7]杨静,黄晓华,吴勇,方敏.高等理科教育,2013,No.5,79.
无机化学主要内容范文3
关键词: 高职高专无机化学实验 实验教学 探索
实验教学是现代高等教育的重要教学形式,它在引导学生掌握科学的研究方法、养成科学态度和方面起着关键的作用。高职类实验教学主要任务是培养学生分析问题和解决问题的能力;训练学生基本的实验操作技能和实验方法,以及良好的实验工作习惯。无机化学实验是化学化工类专业的第一门必修实验课。它既是联系课堂理论教学的桥梁,又是培养学生基础实验能力,并在科研实践中培养创造性实验能力的有效途径。学生通过做实验获得对理论知识的感性认识,深入理解和应用无机化学中的概念和理论,在实验过程中逐步培养起严格的科学态度,创新性能力,良好的实验素质,以及分析和解决问题的独立工作能力。[1]
一、传统无机化学实验教学中的问题
1.在教学观念上重理论、轻实验。理论课教学任务由高职称的专任教师承担,教学经验丰富,领导也比较重视理论课的教学效果,而实验课多由助教上课,把实验教学放在从属于理论教学的地位,导致教师对实验教学重视不够,不愿意在仪器设备的购置与维护上投入大量资金。在职称和待遇等方面,实验教师也没有得到应有的重视,师资队伍多由助教和新到岗的见习助教组成,每年都有较大变动,影响了实验教学的效果。另外,由于实验师资的不足,每次实验只配备了一名教师,学生却有30多人,学生在实验中的问题比较大,一人实难顾全大局。
2.在实验教学内容上仍以“理论验证、性质验证”或“仪器的使用和操作方法训练”为主要实验内容,其中无机化学实验里验证性实验占60%,仪器使用和操作方法训练占40%,且部分内容为了实验而实验,具有一定的重复性,使实验课落后于科技的发展和时代的要求,不能激发学生对实验课的兴趣,制约了实验教学水平的提高和学生实验能力和素质的培养。
3.在实验教学态度上,多数验证性实验均为“照方抓药”模式,在实验教师介绍实验原理、操作要领后,学生在实验的时候,对着实验书取用试剂,而不去思考每一步操作的道理和可能出现的现象,记录的实验现象是否正确也不知道。
4.在实验成绩的评定上,大多依据实验报告和期末的笔试,造成实验成绩评定不能准确地反映学生实验能力。
二、无机化学实验教学的探索
1.转变传统的教学观念。
教学有法,但无定法。新颖的教学形式和教学方法,可以极大地调动学生学习的积极性,发挥学生的主观能动性。教师应建立一套完善的成绩评分方案,实验课的成绩要以平时考查为主,占总分的50%―60%,平时成绩要以实际操作的水平为主要考核依据,对实验成绩考核的主要内容都定出具体的评分标准。教师可以对每个学生建立实验档案,详细记录学生实验过程的各项情况,给出每个实验成绩,期末综合平时成绩,这样做对于端正学生实验态度,养成良好的实验习惯有很大的帮助。为了督促学生培养自己独立实验,勤于思考,分析和解决问题的能力,教师应增大开放式实验量,给出课题,让学生自己查阅资料,设计实验方案,经教师审阅同意后付诸实施。在做实验的过程中,由2―3位学生组成一组,教师在实验过程中起指导作用,其它方面由学生自己掌握。这样做可以明显地提高学生的积极性,充分发挥他们的主观能动性,对于培养他们的自主意识和动手操作能力的作用是巨大的。教师应严格实验考试,期末实验考试可分为笔试和操作两个部分。操作考试为无机化学实验考核的重要组成部分,为了促进学生对所学知识和技能的全面掌握,操作考试应严格把关。
2.开展综合设计式教学,提高学生的创新能力。
我们采用综合设计式实验教学,将元素及其化合物的性质与无机物的制备,以及性质测定相结合,组成系列实验,并将基本实验知识、基本操作原理、基本实验技术融合到系列实验中去进行训练。由于无机化学内容丰富,但教学时数有限,我们不可能对无机化学中众多的元素及其化合物逐一进行实验研究。然而我们可根据元素在周期表中的位置和不同的差异性选择典型元素进行实验研究,以点带面,如S区确定钠、钙两个系列,P区确定铝、碳、磷、硫、氯五个系列,D区确定铬、锰、铁三个系列,D、S区确定铜、银、锌三个系列。每个系列都用廉价的原料或工厂废弃物作为起始原料进行实验。综合设计式实验教学的基本要求是:(1)实验方案由学生自己设计。实验课题提前向学生公布,由学生自己查阅有关资料,拟定实验原理、试剂(规格、浓度)、仪器、实验条件、实验步骤,再由教师审阅批准。(2)学生独立完成实验。实验的基本操作要符合规范,实验方法要科学严密,实验过程中的现象要仔细观察,实验数据要认真记录。(3)写出论文式的实验报告。综合设计式实验教学对于激发学生稳固而持久的兴趣,锻炼他们勇于突破、大胆创新的精神,鼓励他们克服以往经验的障碍、脱离思维的惯性,力争解决问题的新颖性和独特性,提高他们的创新能力是非常有效的。
3.高度重视良好的实验素养与习惯的培养。
如果说熟练的基本操作是做好实验的基础,那么良好的素养和习惯就是实验成功的保证。无机实验既是学生涉足化学实践的第一步,自然需要重视良好素质和习惯的培养。根据实验特点和学生实际,我们着重抓了三个方面:(1)培养学生重视实验,勇于实践的情感,克服当前普遍存在的重理论、轻实践,畏惧化学实验的毒害作用而不愿实验的倾向。(2)培养学生认真、求实的科学精神,纠正学生实验走过场,甚至任意涂改实验数据编造实验报告的不良学风。(3)培养学生条理、整洁的习惯。我们要求预习报告和实验报告必须简明、规范,实验中仪器药品摆放得科学、合理、整齐、方便并随时保持实验桌面洁净,取放仪器药品有条不紊,就连配发给学生的仪器也必须按确定位置存放。
4.引导学生进行思维性观察。
对实验的观察不应仅仅局限于实验中所能感知的东西,更重要的是对所感知的东西的思考。学生不仅要观察实验仪器的选择、组装,而且要分析为什么这样选,以及为什么这样组装,其他选择和组装是否可以,为什么?例如:在学习实验室制取氯气一节时,我提出了以下几个问题让学生思考:(1)比较实验室制取氯气、氧气、氢气的药品和反应条件的区别?(2)制取这三种气体各需要哪些仪器?(3)能否用制取氢气或氧气的装置来制取氯气?为什么?促使学生经过思维解决问题。在实验中不仅要求学生观察实验的操作步骤,而且要他们思考每一步的作用;不仅要观察实验中产生的现象,而且要思考产生这一现象的原因,等等。只有对实验装置,操作步骤,以及从始至终所发生的现象进行全面细致的观察,并将观察与思考结合起来,进行思维性观察,学生才能对实验中的现象有深刻的理解,才能提高实验操作技能和实验设计能力,才能使感情、意志、能力受到锻炼,真正发挥实验教学育人的功能。在教学过程中,教师应根据学生的特点及知识水平的不同阶段,提出不同的观察要求,引导学生全面地观察。对于性质实验,教师应着重要求学生观察反应条件及实验中发生的现象,并能逐步地进行思维和分析,得出正确的结论;对于定量实验,应要求学生认真观察反应中量的变化;同时,让学生自己总结,寻找同一类型的实验在仪器选择、制备方法、实验装置、注意事项、废气处理、物质鉴别等方面的共同点及不同点,达到学习新知识和增强记忆的目的。
5.加强计算机在实验教学中的应用
计算机辅助无机化学实验教学是对传统的无机化学实验教学方式的一个挑战,也是高校化学教学改革的必然趋势。比如对于一些剧毒易爆易燃物质的实验,如:砷化合物、汞及化合物、固体高氯酸盐、过硫酸盐、白磷、一氧化碳、氯气、液溴等性质的实验,教师可通过计算机辅助教学软件进行演示教学,使学生观察到发生的实验现象和反应条件,进而理解这些物质的性质,并使研究危害性的实验项目成为可能;利用计算机对一些测定实验的数据进行相关分析,使得学生能够获得实验数据的处理的方法及相关知识;对学生的测定结果进行统计分析,从而更充分、准确地了解学生实验的情况,并能有针对性地对实验教学进行改进;对学生的实验成绩进行计算机管理,使得学生的成绩更为准确、真实,更准确地了解学生的学习情况。总之,加强计算机在无机化学实验中的应用,是实验教师目前必须努力的方向。
参考文献:
[1]费正皓.无机化学实验中学生创新意识能力的培养长春理工大学学报(高教版),2008.12,(第三卷),(四).
[2]佟光进.加强无机实验教学,提高学生科学素质科技信息,2007,(36).
[3]黄成华.无机化学实验改革探讨[J].内江师范学院学报,2001,16,(4):68-72.
[4]杜仲祥.改革无机化学实验教学,促进课程结构优化[J].洛阳师范学院学报,2002,(2):107-108.
[5]朱妙琴,王祖浩.高师无机化学实验教学的改革与学生综合能力的培养[J].化学教育,2002,(11):21-22.
无机化学主要内容范文4
【关键词】理科平台课 基础化学 课程体系
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)10-0066-02
我国高校化学专业本科课程体系的基本框架形成于20世纪50年代,当时借鉴前苏联模式,以培养高级专门人才为目标,构建了四大化学课程体系,实验依附于理论课程,实施专业教育。近年来,随着高等教育的不断发展和教育改革的不断深入,对于大学化学教育提出了新的挑战。这些挑战包括:(1)社会需要创新型的人才,需要在快速变革下的社会里具有应变能力和高度竞争力的人才,国内大学的教育模式发生了显著变化;(2)社会价值观的多元化使得教育培养的目标开始多元化,从培养专门化学人才向培养具有化学背景的高素质人才过渡;(3)学生的自主意识逐渐增强,从被动接受转为主动选择。学生已经拥有更多选择课程、选择专业甚至选择院系的自由。
此外,课程结构不尽合理的矛盾也越来越突出。学科专业课程中,四大化学基础课比重大、学时多,内容重复严重,造成学时浪费,导致讲的内容用不上,要用的内容没有讲。同时课程结构和课程内容有交错重叠或衔接不紧密的现象,严重影响了课程结构整体功能的发挥和教学效果的提高。
在此情况下,国内一些实力较强的学校,纷纷开展教学改革,改变原有的本科教学思想和培养目标,在课程体系、教学内容和培养方法方面开展探索,建设适合大理科模式人才培养的基础化学课程新体系。改革的出发点都是以“加强基础、淡化专业、因材施教、分流培养”为办学方针,充分利用本校学科齐全的优势和良好的教学资源,实践本科阶段低年级通识和基础教育、高年级宽口径专业教育相结合的培养模式,突出基础、能力、素质三要素的全面发展,为研究生教育输送高素质、创新型生源;同时也为社会提供适应能力强的本科毕业生。这其中做得比较好的有北京大学、南京大学、南开大学、复旦大学等,而北京大学和南京大学的理科平台课设置方案又最具有代表性。
一 课程体系概况
北京大学首先在元培计划实验班中开设了理科平台课,而南京大学与此相对应的是理科强化班。这两个实验班均是在低年级实行通识教育和大学基础教育,在高年级实行宽口径的专业教育。一般是在第一学年设置大平台课程,学生在第一学年学习完毕后,在对自身特点、学校的学科状况、专业设置、培养目标以及其他情况有了进一步了解后,选择进一步学习的专业领域。第二学年按模块设置核心课程,学生可以选修数理类、化学生物类核心课程。从这一学年开始,无论是元培计划实验班还是理科强化班的学生,均开始按照各院系的教学计划进行选修课程的学习,但还归元培班或强化班管理。从第三学年开始,学生分流到各个院系,这一学年开设课程为各个专业的核心课程,第四学年为选修课程、科研训练课程和毕业论文阶段。由此可以看出,改革后课程体系建设的重心是第一学年的大平台课程。
二 课程体系的设计与安排
北京大学理科平台课中的化学课程为普通化学原理,课程开设对象为化学、生物、环境、地矿类专业方向的学生(数学、物理、信息、力学与工程专业方向的学生学学化学)。对于修化学专业方向的学生,随后开设的主干课程有定量分析、仪器分析、无机化学、有机化学、物理化学、结构化学及相关实验等。从课程内容上来讲,他们所开设的平台课普通化学原理类似于传统授课方式中的无机化学(上),但在内容处理上又与传统的无机化学(上)有较大的区别。普通化学原理教材为一册,包含的内容主要有六部分:(1)物态(气体、液体、溶液);(2)化学热力学初步;(3)化学动力学初步;(4)溶液化学(四大平衡);(5)物质结构(原子结构、分子结构、晶体结构和配合物);
(6)元素化学导论。
他们在课堂教学中减少了新概念比较少的四大平衡、溶液等部分内容,而把更多的时间放在对理解化学原理更为重要且学生感到比较困难的原理部分,如热力学、动力学和结构化学等。虽然这其中也列出了元素化学部分,但其课时数较少,仅仅是对元素化学进行简单的概况介绍,更为详细的内容放在了化学学院开设的后学的课程无机化学中。这样的课程设计真正体现了普通化学原理作为理科平台课的作用,因为对于非化学专业学生来说,过多地学习元素化学的知识没有多大必要。
南京大学理科平台课中的化学课程为“化学原理”,从字面意思可以看出,它们与北京大学一样,都是着重化学原理的讲授,但课程开设对象更广,包括数学、物理、天文、化学、生物、地质、地理、大气等专业方向的学生。后续的模块课程包括有机化学、有机化学实验(上)、谱学原理、物理化学实验(上)、仪器分析实验、生物化学为化生大类学生的必修课程。有机化学实验(下)和物理化学实验(下)为化学生物大类学生的选修课程。在通过大理科平台课程和化生模块课程后,专修化学方向的学生可以进一步修读材料与结构、结晶化学、高分子化学、高等无机化学和高等有机化学等化学专业核心课程以及其他化学类选修课程。交叉方向如生物物理方向等在通过平台课程后,根据需要可选修谱学原理、有机化学、生物化学、有机化学实验中的部分课程。
从南京大学的课程设计来看,他们对原有的化学课程进行了充分的整合和充实。新设计的化学原理内容丰富,包括原无机化学、分析化学(化学分析部分)和物理化学三门课程的主要内容,分上、下两册出版,具体内容包括:(1)物态(气体、液体、固体);(2)溶液化学(四大平衡)及定量分析化学;(3)热力学基础(包含统计热力学简介);(4)化学动力学;(5)物质结构(原子、分子、晶体和配合物结构);(6)元素化学。
由于化学原理涵盖的内容很多,因此不再开设后续课程无机化学。这样设计的主要优点有:(1)从基础化学教学的总体要求出发,删减了原三门课程中的重复部分和陈旧内容,融入了近现代化学的思想、内容和发展成就,增加了新的涉及学科前沿的内容。(2)该课程及教材的特色是注重全面系统地介绍化学学科的基本理论,使一年级学生对整个化学领域有全面的了解和认识,从而为进一步深入学习化学及其相关的知识打下良好的基础。(3)大大缩减学时(从原先的240学时减至140学时),为学生的主动性学习提供了时间保证。(4)配置有系列后续理论课程,如谱学原理、有机化学、生物化学、材料与结构等,构成了完整、全新的基础化学课程体系。
从两者的课程设计来看,南京大学的改革更彻底、更完善,课程体系中已经完全不见了无机化学和定量分析化学的踪影。这样的设计既有利也有弊,好处是大大缩减了学时,利于教授授课和学生自学,不利之处是这样的课程设计极大地增加了一年级学生的学习负担,对学生的知识接受能力要求较高。
三 实施效果
由上不难看出,通过理科平台课模式培养出来的学生将具有知识面宽、创新意识强、对交叉、边缘学科的适应性好的特征。学生有深厚的数理和化生基础、独特的知识结构,能够在不同学科方向之间作选择。如物理方向的学生可以在化学领域,特别具有向理论化学、量子化学等方向发展的潜力,在物理领域内也特别适合在凝聚态物理的某些方向发展;化学方向的学生也可以在物理、材料、生物、环境等学科发展,成为能适应边缘学科和很快进入学科前沿的人才。这样的学生将来走上科研道路后,与其他学生相比也将有更为出色的成就。据统计,南京大学强化班的学生在研究生阶段普遍都有高水平高质量的于国内外科技期刊。
总之,南京大学强化班的课程设计同北京大学元培班的课程设计相比,向前迈的步子更大,培养出来的学生知识面更宽。但这种模式的推行至少需要两个条件,一是学校的整体实力,二是学生的知识接受能力及智力水平,正因如此,这种理科平台课的人才培养模式在短期内还不能在更多的学校内实行。
参考文献
[1]教育部高等学校化学类专业教学指导分委员会.高等学校化学类专业指导性专业规范[M].北京:高等教育出版社,2011
无机化学主要内容范文5
关键词:医学化学;人才培养;改革与实践
作者简介:李保庆(1962-),男,山东泰安人,泰山医学院化工学院,讲师。(山东 泰安 271016)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0119-02
化学是理工类专业的重要基础学科之一。特别是近年来随着信息科学、材料科学、新能源和分子生物学等先进学科的迅速发展,为国民经济和科技水平提升提供了广阔的发展空间,化学在这些学科中的重要性更加突出。化学学科作为一个基础学科,如何既给理工类相关专业的学生作出整体介绍,又能在教学中介绍化学与不同专业的紧密联系,从而构建出一套对理工类不同专业适用的医学化学基础课程体系,以适应目前科技﹑经济发展对人才培养模式的需要是非常重要和刻不容缓的。笔者在多年的医学化学教学中对于理工类不同专业的学生都进行过座谈,就目前医学化学教学的授课内容、学生的满意和认可等方面做了调查,对医学化学的教学内容进行了改革实践。
一、医学化学课程在泰山医学院的现状
泰山医学院(以下简称“我校”)前身是单学科的医学院校,医学化学是普通基础课,医学各专业的要求和授课内容都是一样的。学校现在已发展为多学科的医学院校,虽然医学化学是普通基础课,但医学和理工等专业差别大、跨度大,专业人才培养要求也不同,应该进行相应的改革。目前,我校在医学和理工类等专业都采用医学化学同一本教材,在应用物理学、医学影像学、生物工程等专业开设了医学化学课程,学时在30~80学时不等,占3~4学分,理论和实验课的比例约为3∶1,课程基本都在大学一年级进行。
从历年学生学习的情况看,生物类专业大部分学生能认真对待学习,但不知怎样去学;非生物类专业部分学生认为医学化学对自己的专业没什么用处;更有一些学生仅仅是应付学习,能通过考试拿到学分就行。近年来,随高校规模和新上专业的增加,怎样培养适应社会发展需要的人才,怎样让学生成材,也是各专业教师应有的责任和使命。笔者近年来在理工类专业的医学化学教学中进行了一些教学内容的改革探索,取得了积极的效果。
二、医学化学课程应包含的主要内容
医学化学课程的内容包括物理化学、无机化学、有机化学和分析化学。近年来,随着各新兴交叉学科发展的需要,新的分支学科正不断涌现,化学各分支学科的研究内容也在不断扩充。如何在医学化学教学中,做到从化学学科内在知识结构的要求出发,将化学学科系统而又不失重点地传授给理工类专业的学生,确实是一个值得重视的首要问题。
在几代化学教育家和广大教师多年的教学实践中,在各综合性大学目前的化学教学中,教师普遍认为,将化学学科以理论化学(结构化学与物理化学)、化合物的合成制备与性质(无机与有机化学)及化合物的测量与表征(分析化学)为主要线索来介绍化学知识是符合目前科技发展和经济发展的趋势和要求的。因此,大学医学化学的教学也应遵循这样的原则,也就是以化学原理、制备与性质、测量与表征为医学化学教学的主要内容。
三、医学化学的教学如何适应理工类等相关专业
医学化学在我校授课的专业主要有应用物理学、医学影像学、生物工程等专业。这些专业的医学化学教学与一般大学理工科的化学教学,无论内容和难度及要求都是不同的。如何做到既能系统地将化学学科的基础知识介绍给学生,又能考虑到各专业学生的培养目标和特殊要求,这应是大学医学化学教学的基本思路。不同专业人才培养要求不同,教学内容应因专业不同而在难度和重点方面有所不同。如结构化学、化学热力学和化学动力学是物理化学的主要内容,也是化学学科的理论基础和知识框架。过去在原先医学化学的教学中,一直都属于略讲或不讲的部分。也正是由于这种状态,使上述专业的学生对化学不感兴趣,实际上起了削弱化学学科重要性的作用。
1.应用物理学(医学物理学方向)
应用物理学(医学物理学方向)本科专业是以培养面向医学为主的应用型人才,对于该专业的医学化学理论教学内容,应遵循理论够用,应用为主的原则。在参照教学大纲的前提下,在《氧化还原反应与电极电势》一章增加了化学传感器的内容,这在医学诊断和环境检测中都有重要的应用;在《滴定分析法》一章中,增加部分仪器分析的内容,这部分内容涉及仪器的正常使用维护,是物理学的主要应用,对保证仪器灵敏度、准确度、选择性等指标非常重要,例如电化学分析与光谱分析中如何降低信噪比等等。《有机化学的对映异构》一章涉及物理学光学的应用,要重点讲解,其它内容一般了解即可。以下是本专业修订后的医学化学理论授课内容,见表1。
2.医学影像学专业
医学影像学专业是以培养面向医学理论与应用并重的理、工、医多学科结合的专业人才为目标,除了按医学化学的教学要求教学外,还涉及较多的物理学的理论知识,实际应用中又要使用各种现代先进诊断仪器。因此在教学中,第一要突出物理化学中动力学的内容。因影像专业要接触放射性同位素,要熟悉其物理化学变化规律。第二,无机化学教学内容中要突出配合物的内容,因涉及肿瘤病人的化疗使用的配合物类药物,如顺铂和卡铂类化疗药物。第三,影像诊断经常使用的造影剂大多是有机化合物,所以有机化学的内容重点应讲基本有机物的性质,主要是药物性和毒性方面的知识。第四,要增加分析化学的仪器分析内容。因为医学影像专业是以诊断为主的专业,常用磁共振、CT等大型先进仪器,因此学生应对现代分析手段有所了解﹑熟悉,才能更好地掌握仪器的正常使用和维护。以下是本专业修订后的医学化学理论授课内容,见表2。
四、结束语
总之,在理工类不同专业医学化学的教学中,在内容多学时少的情况下,应首先选择具有广泛应用价值的基础知识、基本技能和基本原理来介绍,然后再根据不同专业的需求有所侧重,使医学化学的教学更贴近专业,更有利于提高学生学习的兴趣。几年来,在上述几个不同专业的理论教学中都作了尝试,效果明显。通过学生网上课程评价,得分96.6分(百分制),学生绝大部分是满意的。通过新修订的医学化学的理论授课内容的学习,学生更加清楚了医学化学哪些内容与自己专业更密切,不再是仅仅为完成学分而学习,学生主动学习本课程的积极性也明显提高,使医学化学的学习突出了与学生就业、专业成才紧密结合的教学理念,适应了现代社会科技﹑经济发展对专业人才的需求。
参考文献:
[1]刘磊,陈鹏,赵劲,等.化学生物学基础[M].北京:科学出版社,
2010.
[2]傅献彩.大学化学(上下册)[M].北京:高等教育出版社,1999.
[3]武汉大学,吉林大学等校.无机化学(上下册)[M].第三版.北京:高等教育出版社,1994.
无机化学主要内容范文6
一、大学化学课程的基本内容和主要改革内容
1.大学化学课程的基本内容。本校大学化学课程总学时112学时,分为两个学期讲授,主要内容包括热化学、化学动力学基础、化学平衡、熵和Gibbs函数、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原反应、电化学基础、原子结构、分子结构、配位化合物和元素化学部分。
2.本课程主要改革内容。①将原有的由单一老师授课模式改变为由一位老师主讲,在一些特色知识环节由具有相关知识实际应用背景的老师辅助讲授的模式。这样改革的优点是可以发挥师资优势(目前本课程组有六位老师承担大学化学教学工作),让学生有更多机会接触和了解本专业老师的情况;②在课堂教学上每2~3次课设立一次3~5分钟的学生讲授环节,由当堂选择的一位或两位同学对自主学习内容的一个知识点进行讲授、剖析。目的是改变“填鸭式”的传统教育模式,培养学生自主学习、分析解决问题的能力,锻炼学生的表达能力,同时改变平时教学环节中学生对自学内容基本不看、老师考试不考、流于形式的不良状况;③在整个教学环节,每学期设计2次讨论辩论课,学生分组对提前设计的专业拓展知识进行讨论辩论。目的是:给学生提供更加宽松自由的学习环境;拉近师生间的关系,建立亦师亦友的关系;锻炼学生的表达能力;锻炼学生团结协作的能力;④以培养学生的创新精神和创新能力为目的,立足所学,加强小论文书写环节,营造“研究型”学习氛围。在课堂的教学过程中及时与日常生活和生产实际相结合,把抽象的理论具体化;⑤课堂讲授与自主学习相结合。近几年来为了适应高等教育的发展,人才培养方案中加大了实践技能课程的比重,相应的理论课学时数有所减少。如何在规定的学时内将课程内容全部讲完,是理论课老师遇到的新问题。在本课程授课中,我们采取了课堂讲授与自主学习相结合的方式。在课堂上主要讲授重点和难点,而将比较容易自学的内容布置给学生课后学习;⑥改革考核方式。考试是检验教师教学效果和学生对知识掌握程度的重要手段,但仅凭借一次期末考试就决定学生成绩的好坏是不客观的。在本门课程考核中我们加大了平时考核的力度,具体比例为平时成绩占30%,期末理论考试成绩占70%。平时考核中,除课本作业外,增加课堂讨论和作为拓展知识的小论文知识的考核,其中平时成绩中课堂作业和考勤占15%,课堂讨论占5%,小论文占10%。
二、课程改革的实施过程
1.全体课程组老师对教学模式进行讨论,分析各种教学模式的优缺点,提出适合我校应用型人才培养需要的教学模式。通过对单个教学班单一老师授课模式和单个教学班多位老师分章节授课模式的比较和分析讨论,本课程组认为前一种模式的主要优点是教授内容比较系统,前后知识点容易衔接,不足之处是教学风格比较单一;后一种模式的主要优点是一年级新生学习一门课就可以接触到多位专业课老师,享受不同特色的教学风格,不足之处是学生刚从高中迈入大学,自主学习和适应新环境的能力还不够强,多个老师轮流上课恐怕学生不太适应,前后知识也可能不容易衔接。综合考虑认为采用由一位老师主讲,在一些特色知识环节由具有相关知识实际应用背景的老师辅助讲授的模式比较好。
2. 原来的化学专业和药学专业对无机化学部分要求掌握的难易程度、内容都有很大区别,实行大类招生后大学化学如何兼顾化学、应用化学和药学的要求,需要进一步仔细讨论。另外大学化学教育是在中学化学内容上的提升,在授课中既要注意与中学知识的衔接,又要防止不必要的内容重复。为此我们组织全体课程组老师共同讨论教学大纲,对教学内容基本点、重点、难点和知识实际应用的划分形成统一的意见,在课堂教学中将教师精讲和学生自学相结合。在教学过程中定期开展教学讨论和学生调研,对改革中遇到的问题及时寻找合理化的解决方案。
3.讨论课实施方案。老师提前一个月布置讨论课,主要内容包括:①以5~6名同学为一组,全班同学分为六个小组;②每组同学自主选择一个与所学知识相关的课题,查阅资料,准备讲解;③讨论课上每个小组15分钟左右,其中主动讲解环节7分钟,问答环节8分钟;④每位同学不仅要积极主动讲解、回答问题,而且要勤于思考,向其他同学提问;⑤讨论课成绩总分10分,台上讲解和回答问题6分,台下向其他组提问4分。分数由同学自主打分评定,每个同学只给其他组同学打分,以全班同学30名全勤为例,A同学的分数由其他组25位同学评定,去掉3个最高分和3个最低分后,取平均值,即为该同学的本堂讨论课成绩。