提高基础化学教学质量的探索与实践

2013-08-15李淮芬常文贵

皖西学院学报 2013年2期

李淮芬，常文贵

（1.皖西学院材料与化工学院，安徽六安237012；2.安徽仿生传感与检测技术省级实验室，安徽六安237012）

基础化学是皖西学院化工工艺、材料科学、高分子材料、生物工程、制药工程、食品质量与安全、给排水工程、环境工程等专业学生在大学阶段接触到的第一门与专业课程关系最为密切的化学基础课程［1－2］。基础化学在大学化学教学中拥有十分重要的地位，是一门承前启后的课程。一方面，基础化学承担着为后续专业课程提供必备的基础化学理论知识，这门课程的学习效果直接关系对后续专业课程的掌握，进而影响到学生职业能力和综合素质的全面培养。另一方面，基础化学还担负着衔接高中化学任务，承担培养大学新生从高中的被动学习模式向大学的主动学习模式转变的神圣职责，因此，该课程的教学方法和模式对学生能否适应大学学习，以及学习主动性和科学思维方式的培养有着至关重要的作用。

基础化学是一门教学难度较大的课程。首先，基础化学教学对象是刚刚入校的大学一年级新生，对未来专业方向了解不多，自主学习能力相对较差，大多数学习仍然习惯于高中时期的被动学习方式，学习效果好坏往往取决于教师对其督促程度，学生对授课老师依赖程度大。然而高校扩招导致大学教学资源相对比较紧张，作为公共基础课程的基础化学常常是几个班级，有时甚至几个专业集中在一起实行大班上课，面对一百多名学生，老师很难兼顾到每个学生学习情况，对学生督促往往不如高中阶段那样严厉，学生感觉好像学习失去了依靠和动力，不知如何学习，更谈不上适应大学学习。其次，目前，国内的基础化学教材大多囊括无机化学和分析化学全部内容［3－5］，涉及化学热力学、化学动力学、溶液平衡理论、物质结构、元素化学、滴定分析、分析误差以及部分仪器分析等方面知识，教学内容繁而杂，内容抽象，理论性强，记忆内容多。而基础化学作为大学第一门基础课程，其教学课时少（64学时），老师为了完成既定的教学计划往往授课速度快，特别是笔者所在学校基础化学多以多媒体授课，老师在黑板板书内容较少，学生往往很难像高中一样通过记笔记和背笔记来识记教学内容。导致基础化学在教学过程中，出现学生跟不上教师教学进度，上课听不懂，下课看不进，时间长了会对基础化学学习产生畏难情绪甚至有厌学情绪，这严重影响基础化学教学效果。因此，如何利用有限的教学时间，取得较好的教学效果，提高教学质量，值得高校化学教育工作者研究和探索［6＼｜7］。近年来，依托安徽省教育厅质量工程等项目支持，结合皖西学院应用性人才培养方案的制定，对基础化学教学内容和方法进行了较大的改革和实践，使基础化学课程内容更符合教育教学规律，取得了较好的效果。

1 激发学习兴趣，培养自主学习能力

一般在基础化学课堂教学中，讲解一个基础化学概念，往往采取以一组数学公式或一段文字叙述其意义，很少提及概念的发展过程及历史背景，这样学生学习起来感到内容枯燥繁杂，没有兴趣。针对这种情况，我们在多年基础化学教学中，注意通过融入鲜活生活实例、引入化学理论发现过程史以及渗透现代科技成果前沿知识等措施改进教学方法、优化教学过程，以便开阔学生的视野，丰富教学内容，激发学生的学习热情和兴趣，提升学生自主学习能力。

1.1 教学过程中融入生活实例

化学来源于生产实际，同时有服务于生产实际，自然界中存在大量鲜活的自然现象，可以解释和验证相关化学基本原理，化学基本原理又可以指导和解决生产和生活中面临的难题。因此，将生产、生活实例引入教学过程中，不仅丰富教学内容，激发学生学习激情和兴趣，而且有利于学生理论与实际相结合良好品格的养成，激发学生自主学习热情。例如，在讲凝固点降低时，举例冬天下雪结冰后在路上撒盐，雪就融化，这和凝固点降低有关；在讲解稀溶液的渗透压时，举例在静脉输液时，为什么要防止栓塞或溶血事件发生；在讲到溶液酸碱性时，说明血液的pH值与人体健康的关系，人的食物结构应保持酸碱平衡，这样才能有效地维持血液酸碱平衡，防止疾病的发生；在讲解元素化学时，介绍伪劣的美白产品通常含有大量的铅，经常涂抹会与皮肤表面的含硫化合物生成黑色的硫化铅，使人的脸上产生黑斑；在讲解定量分析方法时，联系当前食品安全事件，如牛奶中黄曲霉毒素的检测，面粉中吊白块的检测，以及牛奶中三聚氰胺的检测等等。

1.2 教学环节中引入化学史

化学史内容是人类精神的资源宝库，进行化学史教育，可以更好地促进学生个性发展。科学家们在研究过程中有很多有趣的、痛苦的、成功的、失败的经历，同学们了解这些，不仅可以强化科学理论和知识，更重要的是帮助他们树立正确的科学思想，激发他们敢于批判、勇于创新的热情。例如，基础化学教材中的配位化合物是金属原子或离子与无机、有机离子或分子相互反应形成的化合物，叙述较为简单、枯燥。教学中通过引入铜氨配合物、普鲁士蓝的发现、“配位化学之父”维尔纳在26岁创立配位学说，成为配位化学的奠基人，对Co（Ⅲ）、Cr（Ⅲ）旋光活性配合物研究获得了诺贝尔化学奖等历史事件，激发学生学习兴趣，增强教学效果。另外，通过化学史教育，有助于帮助同学们树立正确的科学观，以便理智地对待科学、对待社会、对待生活，培养学生良好的科研素质。例如，在学习热力学第一定律时，引入该定律的发现过程，使学生了解该原理来源于实践，是经过很多人的努力，逐步发展、完善起来的。这种发展的观点教育，在科学研究中具有十分重要地位，它有助于培养学生纵向思维能力，鼓励创新，克服盲目崇拜的心理。

1.3 在教学中渗透科技前沿成果

在讲授基础化学内容时，适当地介绍现代科技成果和前沿发展动态，使学生了解各学科间相互渗透和新学科的发展规律，不但可开阔学生的视野，丰富教学内容，更重要的是在教育过程中形成一种探索、创新的学术氛围，激发学生的求知欲，培养学生的创新精神，更好地实现高等教育的发展目标。如在讲授分子磁性时，引入分子纳米磁性材料的制备及其研究成果，介绍单分子磁体和单链磁体在阻塞温度下能够表现出磁化的量子隧道效应和缓慢的磁弛豫现象，以及有望应用于高密度的信息存储材料和作为量子点用于量子计算。在配位化学教学中，可引入抗癌药物顺铂的合成及其特性，进一步可以介绍配位化学家通过设计高选择性配位反应，合成拥有特殊性能的配合物，应用于生命科学、新材料、尖端科技等领域科技成果，会使得枯燥的配位理论讲解有了鲜活的例证做补充，这样既丰富了配位键的内涵，又加深了同学们对配位键的理解和认识，开阔了学生的眼界，调动了学生的学习积极性。

2 依据专业特点，优化教学内容

基础化学教学内容涉及无机化学和分析化学全部内容，教学内容繁而杂，内容抽象，理论性强，在教学中，不能机械地把两门课的内容简单叠加，而是依据不同专业人才培养目标，将两门课程的内容有机地结合起来，优化教学内容，形成一个能适应不同专业需要的基础化学课程教学体系，以满足在大幅度压缩基础化学教学学时情况下，不减少教学内容，使学生能够深入浅出、有重点地掌握基础化学的精髓，提高教学质量，提升学生的职业能力和综合素质。

2.1 优化课程教学内容

教学内容要与教学对象、培养目标和社会需求相适应，依据皖西学院应用型人才培养目标，坚持“厚基础、宽口径、重应用”的原则整合和优化基础化学教学内容，以满足应用性本科人才培养的要求。在课程内容的设置上，首先强化基础体现“厚基础”，即重视化学基本理论、基本概念和基本技能的教学；其次适应不同专业特点体现“宽口径”，即强化基础知识同时，增加与各专业相联系的知识内容，如在教学中通过引入科学研究基本方法、前沿知识、新成果等对学生进行专业教育；再次教学内容体现“重应用”，即基础化学教学应淡化繁琐的数学推导与数字运算，可由陈述思路直接给出公式或结论，强化使用基本公式的定性判断，强调对问题的分析过程及解决方法。另外，“重应用”还体现将化学基础知识在各专业中、在社会生活的各个领域中、在国民经济和工农业生产中的应用等等，加强了应用，就是深化了基本技能的培养。

2.2 构建模块化教学体系

在基础化学教学过程中，一个理论往往被分成若干章节，用若干个不连续的学时来完成。这样学生便比较容易有意无意地把一个理论分割成几部分。因此，在教学中，教师应把握住知识点及其相互关系的整体系统结构，充分发挥整体知识结构的功能，逐步培养学生的知识系统化能力。在教学内容的取舍与编排方面必须有整体意识和全局观念，在设计各章的知识网时应干支分明，层层深入，使学生接受的是较完整、较丰富的信息，有利于培养独立思考能力。如在基础化学教材中，四大化学平衡理论和四大滴定分析法是基础化学重要的教学内容，此部分教学内容多而分散，但联系紧密、重叠多，如何实现四大化学平衡和四大滴定分析法的融合与衔接一直是基础化学教学难点。近年来，我们在教学过程中，通过“化学平衡与滴定分析法”教学模块来整合这两部分教学内容，形成一条将化学平衡与滴定分析法相融合与衔接的知识链条。该模块在教学中，分别介绍溶液中化学平衡的定义、性质和特点，将四大滴定分析方法分别穿插在每个化学平衡中，把滴定分析方法作为四大平衡理论的引申部分和应用过程讲解，从而达到教学内容简练、完整，思路清晰、明确，重点突出。基于此，我们在制定基础化学教学计划时，将基础化学主要内容进行整合、归纳为基础化学基本知识和理论、原子结构与分子结构、化学平衡与滴定分析、元素化学等四个教学模块，构建模块化基础化学教学体系。

2.3 搭建教学内容联系网络

教学内容系统知识网的构建必须考虑便于学生自学，注意详略得当，深浅适宜，由浅入深，深入浅出。因此，在知识点的重组时要认真考察、精心选择、统筹安排，处理好课程结构中各章节之间的相互关系，使教材内容呈现纵横联系，知识不至于重复、脱节或产生大的跳跃。如元素化合物是基础化学教学不可或缺的内容，但由于元素化合物涉及内容多，知识点分散、联系不紧密，再加上课时少，导致目前基础化学教学普遍存在重视化学理论教学，弱化元素化学教学现象，这严重影响基础化学教学质量的提高。因此，如何在教学中提炼元素化合物性质规律性，增加教学内容与化学理论教学的融合与衔接一直是元素化合物教学难点。近年来，我们在元素化合物教学中，通过以元素周期律提炼共性和化学基本理论解释个性相结合原则来优化元素化合物教学内容，形成一条与化学理论教学相融合与衔接“元素化学”教学模块。几年教学实践表明，此种教学模式不仅克服基础化学中弱化元素化学教学现象，同时也通过元素化学教学进一步加深对化学基本理论的理解，从根本上提升了基础化学教学质量。如对元素化学教学内容按其价电子结构归结为4个大区，让学生了解每分区元素在周期表中的位置、全貌和通性，强调元素和化合物在周期表中的规律性知识，例如，含氧酸的氧化还原性，盐类的热分解，无机化合物的水解性，离子晶体盐类的溶解性等。其次，注重与化学基本理论知识点融合，利用基础化学理论知识去理解、解释元素及其化合物的性质与结构，注重化学原理对元素化学的指导和应用，使两者有机结合。例如，利用分子结构基本理论解释同一族N2和P4以及CO2和SiO2性质差别，不仅有利于理解元素性质差异个性，也反过来更加有利于理解了分子价键理论。

3 改进教学方法，提高教学质量

教学过程是教师和学生的双向互动活动，学生在教师的指导下，不断获取知识信息，并将知识转化为能力。在以学生为主体和教师为主导的现代教学模式中，教师不仅要传授知识，提高学生的学习技能，更要积极开发学生的智能，促进学生学习能力和应用技能协调发展。因此，教师为主导作用体现在教师应围绕教学内容，针对教学目标，采用灵活教学方法或手段，引导学生积极主动地思考问题，激发学生的学习兴趣。近年来，我们在基础化学教学过程中，依据“厚基础、宽口径、重应用”的教学原则，探索通过灵活多样的教学方法或手段，不断提升教学质量。

3.1 重视基本概念教学

基础化学课程教学主要目标是使学生掌握化学方面的基础理论知识，获得基本分析手段的训练，使学生具有运用基本理论知识和技能解决实际问题的初步能力，为学生学好后继课程打下基础，因此在教学中因重视基础化学基本概念、基本理论、基本原理的教学，体现“厚基础、宽口径、重应用”的教学原则。近年来，在探索构建模块化教学内容体系实践过程中，将基础化学中气体和溶液、化学化学热力学初步、化学平衡与化学反应速度、定量分析化学概述、误差和数据处理等教学内容模块化，组建“基础化学基本知识和理论”教学模块，该模块的教学内容主要强调化学基础知识教学，使学生掌握必要化学基础理论知识。另外原子结构与分子结构、化学平衡与滴定分析、元素化学等教学模块中也十分注意基本概念的教学。如条件电极电势是氧化还原滴定法教学的难点之一，许多无机及分析化学教材中的条件电极电势概念容易与标准电极电位概念相混淆，学生难以理解条件电极电势的意义。因此在教学中从能斯特方程、平衡浓度和总浓度、电极反应的副反应等因素详细介绍引入条件电极电势及意义，强调两者的区别。

3.2 突出教学重点

基础化学教学内容繁而杂，内容抽象，理论性强，教学应突出重点，对核心教学内容要多强调、多解释，并作好归纳总结，帮助学生记忆、理解。如“化学平衡与滴定分析”教学模块中，教学重点是抓住化学平衡基本原理，此部分知识点如化学平衡的定义、化学平衡常数、影响平衡的因素、化学平衡计算是化学平衡的共性知识，对学习后面四大化学平衡较强的指导作用。又如元素化学部分的教学内容，元素的通性是核心，应重点讲述元素的通性，学生理解了元素的通性以后，完全可以通过自学掌握好元素的个性。因此，教师要认真钻研教材，对教学内容进行凝练，上课时突出重点，避免不分难易满堂灌，才能在有效的时间里取得良好的教学效果。

3.3 创建网络教学平台

近年来，笔者在安徽省教育厅质量工程项目支持下，创建了基础化学精品课程网络教学平台，扩充了功能模块，丰富了教学资源网络。教师把本课程相关的电子课件、电子教案、典型例题分析、课后习题答案、自测题及答案、参考文献等教学资源放在网络教学平台中，供学生登陆查阅。同时，在教学平台上可以设置在线答疑等栏目，学生将学习中的疑问发在上面，教师查阅后，有针对性地进行辅导。教师也可以汇总学生在学习中遇到的共性问题，在课堂上集中讲授。总之，网络的灵活性和资源的丰富性，克服了传统教学受到课堂、课时限制的问题，使教学内容在时间和空间上得到延伸，这样不但可以及时解决学生学习中的问题，而且可以使学生的学习积极性和兴趣得到极大提高。此外，还实现了优质教学资源的网络共享。