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有机化学在线课堂教学实践分析
摘要:2020年春季学期受到肺炎疫情的影响,全国各地高校的教学工作无法正常开展。我校积极响应教育部提出的“停课不停教、停课不停学”要求,利用“雨课堂”和“腾讯会议”等教学软件对学生进行在线课堂教学。本文以有机化学教学为例,介绍了在线课堂教学的实施过程和教学效果。针对在线课堂教学的特殊性,改变教学模式,确保教学工作正常有序进行。
关键词:肺炎疫情;有机化学;在线课堂教学;雨课堂;腾讯会议
2020年春季学期,为了既能够抗击肺炎疫情又能够减小疫情对学校正常教学的影响,教育部提出“停课不停教、停课不停学”的要求[1],南开大学积极响应,利用寒假时间迅速组织任课教师开展雨课堂、翻转课堂教学模式等教学培训工作,鼓励教师通过在线课堂教学方式授课。本文以本科生有机化学课程为例,介绍南开大学化学学院结合自身专业特点,利用“雨课堂”和“腾讯会议”等教学软件,开展本科生“在线课堂教学”实践,保证疫情期间教学活动正常有序进行。
1选择授课平台做好课前准备
线下课堂的授课方式是面对面的形式,容易掌握学生的课堂表现情况,在线课堂教学很难把控学生的上课状态。因此,为了吸引学生的注意力,提高上课效率,就需要任课教师课前精心备课。疫情爆发以来,全国各地高校纷纷开展在线课堂教学,《大学化学》也报道了不同高校开展在线课堂教学中的典型做法[2,3]。为保证教学质量,我们在“在线课堂教学”过程中采用主讲教师与学生助教合作教学模式,由教学经验丰富的有机化学全职教授担任课程主讲教师,同时聘用1–2名有机化学专业在读博士或硕士研究生担任课程助教组成教学团队,并分别建立教师教学微信群和学生课程微信群用于教学备课、分享预习资料以及布置课后作业。在线课堂教学区别于普通的课堂教学,对电子网络教学设备要求较高,每次上课前提前试课非常关键。在教师做好授课前各项准备工作的同时,也必须督促学生做好必要的课前预习工作。每次上课前主讲教师会提前将教学课件发送到课程微信群中,布置本次课程的主要教学内容。学生助教根据教学重点和难点,撰写预习提纲,帮助学生提前做好课程预习。学生通过学习预习提纲中的引导问题,明确学习重点,同时对不理解的部分做好标记,方便在听课过程中着重学习不懂的内容。
2结合疫情热点充实教学内容
由于有机化学已经渗透到国民经济的方方面面,在教学过程中适当增加教学内容,重点介绍有机化学与相关学科的交叉研究成果,对开阔学生视野,培养专业兴趣,掌握本学科发展的最新研究成果具有积极意义。2020年病毒(COVID-19)感染的肺炎疫情在全球爆发,在教学过程中我们首先引导学生针对当前疫情给人类造成的巨大危害,认识研发抗病毒药物对保护人类健康的重要性,培养学生的社会责任感,进而介绍抗病毒药物研发基本方法和有机化学在抗病毒药物研发过程中发挥的重要作用,引起学生的学习兴趣。2020年2月1日,美国报道其首例病毒感染者康复,美国吉利德科学公司(GileadSciences)研发的广谱抗病毒药物瑞德西韦(Remdesivir)发挥关键作用[4]。瑞德西韦是一种含磷手性核苷-磷酰氨基酸酯化合物,该药物的合成中涉及亲核加成反应、缩合反应、亲核取代反应、消除反应等反应类型,反应中还涉及官能团保护和脱保护合成策略,同时包含通过动力学拆分手段,利用手性诱导试剂不对称合成磷手性化合物的合成方法。这些基础知识已经在课堂上学习过。我们结合疫情热点,通过介绍瑞德西韦的合成,使学生了解有机化学在药物合成中的应用,促进理论与实践相结合。瑞德西韦的合成采用汇聚合成方法(图1),反应首先以二氢呋喃-2-酮衍生物1和7-碘-吡咯并[1,2-f][1,2,4]-三嗪-4-胺2为原料在碱性条件下发生亲核加成反应得到中间体3,然后通过官能团转化将中间体3中的羟基转化为氰基,同时脱除羟基保护基得到关键中间体C-核苷5。进一步以五氟苯氧基磷酰二氯7为原料,与苯酚和丙氨酸酯盐酸盐8在碱性条件下发生亲核取代反应生成另一个关键中间体磷酰胺酯9和9’。这时反应得到的磷酰胺酯是一对非对映异构体,可以通过柱层析方法分离得到手性磷(Sp)酰胺酯9和手性磷(Rp)酰胺酯9’。反应最后利用2’,3’-羟基丙叉保护的C-核苷6与手性磷(Sp)酰胺酯9在碱性条件下发生亲核取代反应得到瑞德西韦前体化合物10,然后在酸性条件下脱除2’,3’-羟基保护基即得到瑞德西韦[5]。瑞德西韦的合成步骤多,官能团转化复杂,涵盖的有机化学基本概念丰富,设计合成路线的集成化程度高,是有机合成教学非常典型的应用实例。我们在教学过程中一方面通过回顾合成瑞德西韦所涉及的基本化学反应类型,帮助学生巩固所学知识;另一方面鼓励学生积极发言,阐明每步反应的反应机理,熟悉和掌握多步有机合成的药物合成中的应用。课后教学效果反馈显示听课学生普遍认为非常“解渴”,教学内容贴近实际,紧扣当前疫情热点,将枯燥的书本知识与药物研发实际结合起来,使学生充分认识到正在学习的是非常“有用的化学”知识,大大激发了学生的学习热情。
高中化学教师培训核心素养
[摘要]
以“核心素养”作为培养目标的新一轮高中化学课程改革的推进和实施,需要高中化学教师对“核心素养”有深刻的理解和认同。中小学教师培训机构有必要基于“核心素养”理解开展高中化学教师培训。阐述了学生发展核心素养和高中化学学科核心素养的内涵,构建了基于“核心素养”理解的“课题研究”培训模式,并以案例的形式剖析了该培训模式的应用,最后对基于“核心素养”理解的高中化学教师培训进行反思。
[关键词]
学生发展核心素养;高中化学学科核心素养;课题研究;培训模式
随着高中化学课程改革和高考改革的不断深入推进,“学生发展核心素养”和“高中化学学科核心素养”(下文简称“核心素养”)成为这两年来新闻媒体和教育报刊上出现频率最高的词。广大化学教育研究者和一线高中化学教师不管对“核心素养”了解多少、研究多少,未来“核心素养”都将成为指导高中化学课程改革的方向。作为中小学教师培训机构教师,面对“核心素养”,我们需要思考的问题主要有以下几个:一是“核心素养”是什么;二是广大高中化学教师对“核心素养”的理解程度如何;三是广大高中化学教师自身的“核心素养”水平怎么样;四是广大高中化学教师如何在实践中培养学生的“核心素养”。这四个问题的基础就是“核心素养”是什么,广大高中化学教师对“核心素养”是否理解。因此,在以“核心素养”培养作为目标的高中化学课程改革正式推开之前,作为中小学教师培训机构教师,我们认为有必要提前通过培训的方式促进高中化学教师认识、理解和认同“核心素养”,在此基础上评价自身“核心素养”水平的高低,并探寻实践中培养学生“核心素养”的路径。
一、基于“核心素养”理解的高中化学教师培训模式构建
(一)对于“核心素养”的理解
国际IB化学实验课程探析
摘要:基于化学学科核心素养的视角,对国际IB课程中独具特色的、研究型化学实验课程设置、实验教学方式与实验评价考核体系所呈现出的整体性与一致性进行了评析,以期为一线高中化学教师在实验课程的实施和教学改革中提供一定的借鉴与参考。
关键词:国际IB课程;化学学科核心素养;化学实验
一、课内必做实验涵盖多学科的交叉,注重宏观辨识与微观探析的关联
IB课程化学实验分为标准水平(standardlevel简称为SL)和高水平(highlevel简称为HL)两个不同级别,每个级别由三部分实验内容组成:Practicalactivi⁃ties(实践活动即课内必做实验)、Individualinvestiga⁃tion(课外自主探究实验)和Group4project(课外小组合作实验)。在IB课程化学实验标准中对每部分实验的所需时长作出了明确规定,详见表1中所示。在“Practicalactivities”(课内必做实验)中,以教师为主体,一共设置了11个实验内容,涵盖了化学的四大分支:无机化学、有机化学、物理化学和分析化学中的经典基础性实验,比如:无机化学实验内容包含测定化学常数,如阿伏伽德罗常数,气体常数R;焰色反应观察;用计算机模拟实验探究元素周期律,探究化学键及其结构,如用计算机模拟分子的VESPER模型等。有机化学实验包含鉴别烷烃和烯烃;肥皂的制作;固体熔点的测定;蒸馏、分流有机混合物;有机化合物(如阿司匹林)的合成;用计算机模拟有机分子的三维模型等等。实验内容的设置,不仅涉及了物质微观结构与宏观性质的关联,还涉及运用计算机软件对微观结构与宏观性质进行探究,充分体现出学科知识点之间的交叉性与关联性,其目的是引导学生基于不同层次、多角度地认识物质,从化学学科的高度,甚至从整个科学学科的角度去认识化学的本质。同时,在“课内必做实验”中虽然明确了以教师为主体,但并没有规定严格的实验教学顺序列表,教学大纲的顺序并不一定是教师的实际教学顺序,由教师根据实际教学情况及学生的学习情况自行安排实验顺序以达到最好的效果。教师还可根据需要在更高层次的课程中选取内容来开展实验,这种方式给予了教师相对较大的自主权,在实验教学中具有更大的开放性。
二、课内必做实验明确定量实验的重要性,培养变化观念与平衡思想
基于对定性、定量实验具有同等重要性的充分认识,在IB化学实验中设置了有关物理化学中反应焓的测定;探究催化剂、温度、压强、反应物浓度对化学反应的影响以及原电池的制作等内容;基于分析化学的理论知识,在实验中相应设置了酸碱滴定(包括采用交互式软件对强酸弱酸,强碱弱碱不同性质的探究);氧化还原滴定法分析过渡金属离子,用分光分度计测定金属离子浓度等内容;同时,还专门设置了正确处理数据及其相关误差分析的章节,以及运用专业软件处理相关数据并制作图谱表格、撰写科研论文报告等内容,比如:分析实验中用spreadsheet电子制表软件进行数据分析与处理,绘制标准曲线等。在强调定量实验重要性的基础上,充分体现出了实验数据和纯粹数学计算之间的不同,使学生能够在实验中认识化学变化所需要的条件及能量的转化;认识化学变化的限度是可以进行调控的;能从多角度、动态地利用实验数据探究并分析化学反应,运用化学反应原理解释相关实际问题,充分体现了化学学科核心素养中关于变化观念与平衡思想的培养要求。
三、课内课外注重信息技术与实验的深度融合,促进证据推理与模型的认知
化学专业英语课程教学改革探索
摘要:
结合笔者多年从事的讲授实践与总结,首先分析了当前我校《化学专业英语》教学现实中大致存在着的两个方面主要问题,在此基础上对《化学专业英语》教学改革从多个方面进行了全面而深入的探索,强调本课程重要性并激发学生学习热情,注重与基础英语、专业课程、文献检索和论文写作的衔接和配合,并运用更新教学内容、变革教学方法和采用现代化的教学手段等灵活多样方式调动学生学习主动性并培养自学能力。
关键词:
化学专业英语;教学改革;探索与实践
《化学专业英语》是我国各个高校化学类专业学生的必(选)修课程,是化学专业与英语知识密切结合的一门文理兼顾课程[1]。分析《化学专业英语》课程教学这个薄弱环节中所存在的问题,并研究相应的对策,这业已成为当前有关教学改革的一个任重而道远的关键课题。
1教学实况综括
2004年以来,笔者一直从事《化学专业英语》课程教学,在多年的实践中深深体会到,《化学专业英语》教学现实中大致存在着两个方面的主要问题[2-4]:一方面,重视程度不够,学生基础素质呈现“三差”,教学效果欠佳。目前,各高校和学生对《化学专业英语》的重视程度远远不及基础英语,教学地位明显偏弱,开设难度和随意性极大,任课教师积极性屡受打击;学生专业基础知识掌握不够扎实,英语基础普遍薄弱,计算机基础操作水平不高,多数缺乏学习兴趣和热情,习惯于被动听课,过多依赖任课教师的讲解,学习效果很一般,尽管最后修得了学分,但其实际应用能力并无多大的提高。另一方面,课程内容多而专业,学时短、教学任务较艰巨。化学专业知识体系庞大而复杂,《化学专业英语》课程教学学时少却要求颇高,教学难度过大。要想在36学时内兼顾较为系统的讲授内容和扎实的教学质量,确实是件很不容易的事情。如此一来,任课教师明显感到疲于应付,而学生大多觉得复杂生硬、枯燥难学,常常恍如听天书,造成了师生双亏的不良局面。
科研实践对物理化学教学的促进作用
[摘要]通过举例说明物理化学基础理论在科研实践中的应用,研究了科研实践对学生物理化学学习的促进作用以及教师从事科研实践对物理化学教学的重要性。
[关键词]科研实践;物理化学;教学
物理化学是一门借助物理的基本原理,揭示化学基本规律的学科,也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科,具有理论公式多,推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂,对数学知识要求高,容易产生畏难情绪,也往往认为理论知识学了没有用途,导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题,通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象,借助物理化学知识加以解决,但是这只是一些简单的应用,并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果,但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单,并不能激发他们对物理化学学习兴趣,解决他们对物理化学理论学习的困惑,展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系,从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外,物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的,能指导科学实践活动。因而,在物理化学实际教学中,除了要结合生活实践之外,教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值,才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性,同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲,从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此,教师科研能促进物理化学理论教学,也能促进学生对当前科研前沿的了解,激发学生的求知欲,培养学生的科学素养,为今后的发展奠定基础。
1科研实践对物理化学教学的促进作用
1.1物理化学理论在科研实践中的应用
尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂,但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识,因而,我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中,以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识,帮助他们更好地理解这些基础知识,激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中,通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子[1]。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应,电极反应分别是PtCl42-+2e-=Pt+4Cl-,AuCl4-+3e-=Au+4Cl-。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42-和AuCl4-的还原电势以及碳纳米管的氧化电势,并比较它们的大小,从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物,计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE=φ(Fe3+/Fe2+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)、ΔE=φ([Cu(NH3)4]2+/[Cu(NH3)2]+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)和ΔE=φ(V5+/V4+)-φ(R-CNTs/O-CNTs),通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面,关键是通过原电池效应合成的碳纳米管-金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能,体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值[2-4]。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛,考虑的因素复杂,但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上,物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用,利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理[5-7]。因此,物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值,是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。
1.2科研实践对学生物理化学学习的促进作用
医药高校化学教育探索
[摘要]本文将化学基础理论和实践与医药专业课程进行了深度融合,从教学内容的设置、实验项目的重组、教材的编写到教学团队的科研方向,构筑与医药课程密切相关的化学课程教育新体系。通过多种教学组织形式,使学生能应用化学的理论、方法和手段去分析和解决与医药专业相关的化学问题。
[关键词]医药高校;化学教育;融合教学
化学课程是医学院校医药专业本科生必修的基础课程,化学课程在大学前两个学年开设,在课程教学中起着承上启下、继往开来的作用,为后续专业课程的学习提供方法论和理论指导,是重要的基础课程。[1-2]学生不仅要掌握化学的基础理论知识,更重要的是要学会其在医药领域的应用。现在有不少学生认为化学与现实生活脱节,化学教材与医药专业联系不多,给学生一种学之无用的感觉。[3-4]所以,如何使医药专业的化学课程的教与学变得轻松有趣且保障良好的教学效果就显得尤为重要。应从加强医药学专业知识在化学课堂教学中的渗透、优化教学内容、改进教学方法、运用现代化教学手段等方面提高教与学的效果。为配合医药专业人才培养的新需求,使学生能在生命科学领域内以化学的观点从分子水平观察和探索生命现象,能应用化学的理论、规律、方法、手段去分析和解决医药专业相关的问题[5-6],多年来我们进行了医药高校化学教育的探索与实践,总结为以下几点。
1以化学基础课程教学为平台,将基础课与专业课的多学科渗透交叉融合点转化为教学和研究的创新点,教学和研究的的兴趣点
对传统四大化学课程进行改革,重组、优化、更新教学内容,构筑了与医药课程密切相关的化学课程新体系。以化学与医药学多学科渗透交叉的教学与研究为切入点,形成了能在化学基础课程与生物无机化学、生物物理化学、无机药物、物理药剂学等交叉学科中进行教学和研究的教学和学习群体。以物理化学为例,作为药学专业的一门重要的专业基础课程,为药物化学、药剂学等专业课提供方法和理论指导,同时它还是联系药学理论知识和实际操作应用的桥梁,因此,物理化学已渗透到药学专业各个领域。将物理化学基础课程与药物合成、药物制剂、药物代谢动力学进行渗透交叉融合,将基础理论与专业实践紧密结合起来,转化为教学和研究的创新点,教学和研究的兴趣点,激发学生学习和科研的热情。下面是物理化学与物理药剂学课程融合的例子。两门课程融合形成新的《物理化学》课程教学体系,有效促进了《物理化学》课程教学质量的提高。
2以化学实验为载体,使实验室成为综合培养
学生知识、能力和素质一体化的最好场所通过编写大学实验化学(应用型医药专业)教材,改变传统的四大化学实验各自为阵、自成体系,各自依附于其理论课程的传统模式,建立一个在一级学科水平上的大学化学实验课程体系。该体系从教材编写、实验教学组织等各方面进行实施运行,具有坚实的实践基础。调整实验课结构,改革实验教学内容。基础化学实验精选了元素性质的实验,以60%化学定量分析的综合性实验,保证医学生在医学检验及生化检验方面的基本需要。无机化学实验精选了元素性质的实验,重点突出了化合物的制备、提纯和分析检验的实验。物理化学实验与药剂学紧密结合起来,满足药学专业的需要。综合性实验和综合设计实验占50%,基础实验占50%,增加动手动脑的综合性训练。
无机化学课程教学改革探究
[摘要]在地方院校应用型改革的背景下,对师范类化学专业的《无机化学》课程进行了教学改革。面向全面掌握专业基础知识、提高教学技能、培养教研能力,开展了题库建设、学生参与作业批改与讲评、小论文撰写练习三方面的工作。
[关键词]无机化学;题库;批改;论文
地方师范院校化学专业主要培养面向中学的化学师资,《无机化学》是学生进入大学接触的第一门专业基础课,该门课程不但是学生毕业后从事化学教学最重要的专业知识来源,还扮演着帮助学生适应大学学习的重要角色。以往的《无机化学》教学,仅把该门课程当作一门普通的专业基础课程对待。而在应用型教学改革的背景下,有必要充分挖掘课程的角色内涵,修正以往教学中的不足和短板,引导学生全面掌握课程知识点的同时,对学生教学技能、科学研究能力进行训练。
1建设习题库,引导学生全面掌握本课程知识
我校化学专业采用北京师范大学等校合编的《无机化学》作为教材,教材附带课后练习题,但题型单一,内容不够丰富。采用这些习题作为课后练习存在如下不足:(1)题型基本为问答题和计算题,解答每道题所需的工作量较大。如果课后习题布置过多,学生作业负担太重,一部分学生为应付任务,常常会抄袭同学作业或抄袭网上答案;而如果习题布置量不足,则又达不到预期的练习效果。(2)单一的习题类型与期末考核试卷题目类型严重脱节,学生日常练习实践性不强,期末复习无头绪、目标不明确,日常练习无法达到学生最低要求的“学以致考”的目的。(3)因解答每道题所需的工作量较大,所以限制了作业涵盖的知识量,导致教学内容中的许多知识点都无法通过练习的方式让学生进行复习和巩固,从而使课后练习无法达到预期的引导学生复习巩固知识的目的,而更偏向于流于形式。为解决课后习题的问题,我们建设了习题库以供学生练习。首先,习题的类型与期末试卷考题类型相同,有选择题、判断题、填空题、简答题、问答题和计算题等。习题以试卷的形式发放给学生,按实际情况,有些试卷一份包含一节的内容,有些试卷则一份包含若干节的内容。练习题的来源主要有三种:一部分习题来自网络资源的精选和改良,另一部分习题来源与教材附带的习题,第三部分则来源于教师本人对知识点的补充完善;如此这般,练习题基本上涵盖了课程所有的知识点。丰富的题型使习题卷的容纳能力足以将课程的知识点几乎全部纳入以供学生进行全面的练习,能使学生对知识的掌握得更牢固、更全面;习题以试卷的形式交付则可免除学生低效、繁重的抄写题目入作业本中的工作。其次,事先告知学生期末考试的试题70%左右出自练习题库,其它30%出自非练习题库。这样的处理一方面可以引起学生对课后习题的重视,引导学生通过课后练习及考前复习较全面地掌握课程的各知识点,同时达到其通过学科考核的基本要求;另一方面则要求学生要想获得更好的成绩,还需付出更多的努力,在知识的广度和深度上更进一步,同时也达到了通过考核检验学生学习效果以及分级的目的。通过建设习题库供给学生练习、复习,学生基本能较好地掌握各个知识点。期末考试卷面成绩平均分一般在70-80分范围内,一部分学习更用功的学生能达到80多分,极个别同学能获得90分以上的优秀成绩,不及格率均能控制在10%以内,考试成绩呈现良好的正态分布,达到了督促学生学习、考核学习效果的目的。
2组织学生参与课后作业批改、讲评,锻炼学生教学技能
化学专业的学生就业主要面向中学化学教师岗位,将学生教学技能的训练贯穿在《无机化学》的教学中是实践应用型教学改革的重要举措。批改作业、从作业中归纳总结学生对知识的掌握情况、课堂授课是教师教学技能最重要的组成部分。《无机化学》教学改革将这三种能力的训练融入到作业批改、作业讲评中。首先是作业批改和学况掌握的训练。在每次课后作业提交后,以轮流的方式组织三至四名同学对本次作业进行批改,每位同学每学期至少参与一次。批改的流程为:教师先给参与作业批改的同学讲解正确答案、解题步骤、错误答案的错误点(针对选择题、判断题)、每道题的评分细则(主要针对简答题、问答题和计算题)。学生们再按总分100分根据实际情况对每道大题乃至每道小题进行分数统一分配。接下来将批改任务进行分解、分配,每位同学负责若干道习题,以多人合作,流水作业的方式进行批改、评分,最后统一计算得分。批改工作完成后,每位同学对各自负责的那部分中的每道习题的解答情况进行分析、总结,弄清全班对各知识点掌握的情况、错误率、出错原因。在作业批改过程中,任课教师全程指导,即时解答疑惑,发现问题及时纠正。其次是课堂授课的训练。参与本次作业批改工作的同学做好习题讲评工作准备,并在这些同学内进行小范围试讲,任课老师对试讲进行点评,指出试讲过程中出现的问题、不足和应注意的细节,并提出相应的建议。在习题实际讲评环节中,同学依次上讲台,对自已负责的各道习题面向全班同学进行讲评,公布正确答案、讲述解答过程、找出易错环节、指出错误出现的主要原因。每位同学讲评完毕后,教师对该同学讲评不到位或不清楚的地方进行补充;并对其教态、语音语调和语速的运用、语言的组织、重点的把握等情况进行点评,力求使该学生在实践中获得课堂授课技能的锻炼、提高,其他同学在感同身受中获得启发。
无机化学实验教学模式探索
摘要:教学是大学办学的基础,而科研对大学的提升发展十分重要。科教融合,相互促进是提高大学教学质量的有效途径。无机化学实验是我校应用化学专业的基础实践课程,文章结合现阶段无机化学实验教学现状,课程的教学模式改革说明科研与教学相结合的重要性。对课程的教学内容、教学方法、多元化考核方式等进行了探讨,以期培养学生的实验能力和创新能力,培养科学素质更高、实践动手能力更强的专业型人才。
关键词:科教融合;无机化学实验;教学研究
众所周知,化学是以实验为基础的学科,化学的相关理论和规律是对大量实验结果进行归纳、分析、处理、概括和总结形成的〔1〕。其中无机化学实验在化学学科中十分重要,是高等学校多个专业开设的学科基础课程,包括应用化学、化工、生物制药、环保等专业。它的实验内容广泛,包括基本操作、元素性质、化合物制备、综合设计性实验等传统无机化学实验。实验课程本身就涉及实验设计、实验操作、数据处理等环节,而科研工作也需要创新意识和实验设计也操作,在无机化学实验课程授课中结合科研,能够更好的实现科教融合〔2-3〕。无机化学实验是学生在进入本学院本专业学习的第一门专业实验课程,很多同学可能是在中学时期就对化学产生较大兴趣,同学们在选择专业上大部分是按照自己的意愿,表明他们在进入大学后是不讨厌本专业的,因此无机化学实验课程肩负着让学生掌握坚实的实验技能以及对化学实验保持浓厚的兴趣的重任,这才能让学生在今后的3-4年始终对这个专业保持热爱,甚至将这个专业当做人生的一个选择,运用本专业成就一生的事业。身为一名高校无机化学实验课程的教师,需要引导学生热爱这门课程,热爱化学实验,向学生积极普及科研知识,将实验教学与科研工作有机结合起来〔4-6〕。高校教师积极从事科学研究一方面可以拓展教学广度、增强教学深度;另一方面可以促使教师持续掌握学科相关科技动态,更新教师知识结构,完善教师的知识体系,提高实践课堂教学效果,带动学生参与到科研实验中。高校教师将教学和科研机结合,以科研促进教学,以教学带动科研。
1科研成果体现在无机化学教学内容中
正视科研与教学的相互关系,将科研的成果与实验的教学内容合理关联起来。本人在化学相关SCI期刊发表学术论文数篇,学院教师也在纳米材料领域取得较好的研究成果,把科研成果运用在课堂教学中,将最新的学科领域的科技前沿和信息传递给学生,促进教学效果不断提高。将教师的科研项目相关成果带入教学中,如在开展《无机化学实验》、《材料化学实验》等课程的教学实践中,将承担的省级重点科研项目“磁性纳米材料作为SERS基底在环境检测中的应用”的内容引入教学,如在教授碱式碳酸铜的制备实验时,将此科研项目中的实验设计成果作为教学案例,向同学们输送在实验设计中控制变量的实验方法,使学生通过教师的在研项目、研究方案、研究内容加深对实验的原理认知和实验操作等方面。将与教学课程内容相关的科研学术论文与教学相联合,在进行无机化学实验等课程的教学实践中,当讲述纳米材料的制备及催化性能时,本人引入学院教师已发表在相关期刊上的学术论文,使学生理论联系实际,理解了纳米材料的制备方法,表征手段,催化性质及在实际应用中的前景,开阔了学生的知识视野,让学生更好的理解学习实验技能的意义。将教学改革的成果及时应用于教学中,将本人主持的教学研究课题“互联网+无机化学实验的绿色化的探索与实践”的成果应用于课堂教学中,无机化学实验如卤族元素、p族非金属元素等实验课程会使用较多的有毒有害化学物质,这类实验课程可以通过制作微视频记录实验过程,借助化学实验类APP软件(如烧杯软件)及虚拟仿真软件等模拟实验操作,推动无机化学绿色化教学模式,增加了实验教学的形象性、直观性,提高了课堂教学效果,使学生感受到实验课程的乐趣。
2科研促进无机化学实验教学的形式
高校教师的首要工作是教书育人,教师要着重围绕教学开展科研,教学和科研相辅相成,相互促进。教师要及时了解和把握本学科的科技动态,并能较好的将信息应用在实际教学工作中,增强教学的深度和广度,有效提高实践教学质量。同时教师将科研成果转化为教学内容带入课堂教学,将最新科技前沿传递给学生,使科研很好地推动教学。近年来,高校教师可以申报各种科研项目,得到科研项目的资助,可以将科研项目相关的课题结合教授的课程运用在实际教学中。(1)更新教学内容。教师重视科研工作会对学科前沿动态保持敏感,及时洞悉学科的最新动态。基于此,在教学工作中融入教师科研成果,是对教学内容的补充和更新。在利用专业教材开展教学的基础上,采用课堂讲授和附加讲义的方式对教材内容进行完善和补充,如在讲授新型纳米材料的制备过程中,及时向学生讲授书本上没有的最新纳米材料,比如石墨烯掺杂材料,MOF材料等,增加具有学术性和前沿性的相关内容,提升教学的学术氛围,培养学生的科研兴趣。(2)促进教学方法改革。近年来,学校鼓励教师探索教学方法和手段改革,针对无机化学实验课程的特殊性,指导学生课上分组进行创新实验设计,围绕某一实验充分准备,分小组演示实验过程,对所得实验数据进行分析、处理、总结,并对结果进行分组汇报,由教师点评;积极采用互联网+实验教学的形式,在课后向学生分享最新学科相关文献、前沿科技,供学生课下学习,并在互联网平台上与学生沟通探讨一些学术热点问题,大家畅所欲言,发表观点。通过这些教学形式,很好培养了学生的合作意识,提升了学生的思考问题、解决问题的能力,使学生的实验操作能力和表达能力得到锻炼,同时也增强了学生的自信心。为学生今后走向工作岗位打下坚实有力的基础。