工科基础化学教学改革的认识与实践

2011-09-24陈秀菊李占才李淑勉韩周祥

河南化工 2011年1期

关键词：讲授基础化学

蒋玲，陈秀菊，李占才，李淑勉，邵晨，韩周祥

(郑州轻工业学院材料与化学工程学院，河南郑州 450002)

工科基础化学教学改革的认识与实践

蒋玲，陈秀菊，李占才，李淑勉，邵晨，韩周祥

(郑州轻工业学院材料与化学工程学院，河南郑州 450002)

分析了原有工科基础化学课程体系的弊端，提出了无机化学、分析化学、有机化学、物理化学四大基础化学教学内容的整合方案，在总课时数削减的情况下达到了减少重复内容、增强学生创新意识的目的，提高了教学质量，保证了教学效果。

工科基础化学;教学;改革

在工科学校化学化工及相近专业人才培养中，基础化学是各专业人才培养的主干基础课程，是知识结构和能力结构的重要组成部分，同时也是后继课程的重要基础。高校本科教育由于增添大量新课程同时强调外语和微机的教学，基础课程学时数不断被削减，而新知识不断增多，学生综合能力和素质急待提高。在此新形势下，对高等学校教学内容和体系改革提出了更高的要求，也激励着我们对化学教学与课程体系进行改革。为此，在基础化学课程特点的基础上，我们对工科基础化学课程教学进行了一些有益的探讨，逐步探索出一条既符合我校实际情况，又加速创新型人才培养的教学模式，并取得了很好的教学效果。

1 认真研究原有体系的弊端，下决心改革

在过去的教学中，基础化学各门课程往往各行其是，自身的系统性和规律性都备受重视，而忽视了各课程间的有机联系，这样，一方面占用的学时较多，另一方面，各课程之间某些内容在同一水平上重复多次或同样的问题给出了不同的看法，既影响教学质量，也造成学生学习兴趣的下降。而化学发展到今天，各分支学科相互交叉、渗透和综合，使各课程间的界限渐趋模糊，原有的教学体系已不适应当今迅猛发展的科学技术及高等教育的要求，为了在有限的教学学时内，使学生系统、牢固地掌握基础理论，了解最新的前沿知识，以培养“厚基础、宽口径、高素质”的实用创新人才为目标，大家意识到对原有教学体系和内容进行优化和整合势在必行。

2 各课程间积极沟通，统一认识

原有的课程体系普遍存在某些教学内容已经陈旧，而现代化学内容和实用内容很少涉及，与现代学科的发展不适应的现象。学生普遍认为内容繁琐、枯燥。例如化工类的“无机化学”内容设置基本上是“原理”、“物质结构”、“元素性质”及配套实验，而分析化学内容有30%以上与无机内容重复，只是从无机内容的“定性”上升到“定量”;无机化学的杂化轨道理论、酸碱概念在有机化学又讲了一遍，只是从无机化合物上升到有机化合物;无机化学和物理化学在许多知识点也有重复和难易安排不合适的问题。所以教学改革的核心应侧重在规律性的探索，对各门课的共同点进行归纳，找出各课程共同点和相互交叉、渗透的知识点，如图1所示。

图1 各课程交叉渗透情况简图

3 认真处理教学内容，做好课程间的衔接

3.1 精炼授课内容，增大教学容量

有些内容已经陈旧，意义不大，为了知识面的完整，可以少讲、不讲或一带而过;对于较为简单的内容可以让学生自学，节省学时。

3.2 对重复、交叉、渗透的内容进行融合、分工，做好课程间的衔接

内容较浅的放于前置课程中讲授，并适当启发，引出在后续课程中的应用，使学生认识到课程之间的相互联系、相互铺垫，有利于自然过渡到较深、较难的知识点，实现知识点的自然延伸，提高学生主动思考、主动学习的能力，对于前置课程中讲过的较浅知识点，后置课程不再单独讲授，以节省学时。

3.3 处理好无机化学和后续课程在内容上的联系

无机化学是学生所学的第一门化学课，为四大化学的基础，与后续课程联系密切，其基本理论往往是其他课程的基础，因此，讲授时对其内容进行恰当处理是十分必要的。例如，无机化学中四大平衡和元素性质是分析化学滴定分析的基础，而讨论酸碱平衡，无机化学使用盐类水解，分析化学使用质子理论，二者在知识点上是一致的、重复的，为此，讲授时我们在无机化学中淡化了盐类水解内容，重点讲授了质子理论并穿插盐类水解，达到了二者的有机融合。由于学生刚刚进入大学，有些问题难以理解，在教改中就把无机化学中较难学习的章节放到了物理化学中学习，把物理化学中的一些简单问题放到了无机化学中学习。无机化学和有机化学在讨论物质的空间构型时都应用了杂化轨道理论，无机化学讲授该部分内容时将知识点适当延伸到了学生较为熟悉的一些有机化合物，如乙烷、乙烯、乙炔等分子的有关杂化的讨论，实现了从无机到有机的自然过渡。通过这样的整合处理，调整了原无机化学的深度和广度，提高了各课程的起点，教学内容循序渐进，螺旋式上升，拓宽了学生基本知识面。节省的时间用于增加新知识的介绍，补充教材不易编入的学科发展的前沿知识，加强了与专业课程的联系，充分体现知识体系的系统性、科学性、先进性，提高了学生的理论高度。将理论讲授与实际结合，避免了基础化学原理与工程技术的脱节，使学生能从一定的理论高度解决生产实际问题，培养了学生的创新意识。

4 重视绪论课教学

绪论课是学生接触该课程的第一节课，是学生进入该课程的“敲门砖”，上好绪论课对抓住学生的“心”、激发学生学习该课程的兴趣至关重要。因此任课教师都非常重视绪论课，下大力气去讲好绪论课。由于各课程性质和特点不同，讲绪论课的内容和方式也不尽相同，教学基本思路遵循3W原则，即使学生明白“为什么学”、“学什么”、“怎么学”。无机化学和一些有趣的日常现象、新能源、新材料等联系密切，分析化学则和我们的日常生活息息相关，讲这两门课的绪论课时，我们将学生感兴趣又觉得很神秘的一些问题如液晶材料、纳米材料、毒奶粉事件、水质净化等提出来，引起学生的兴趣，不知不觉将学生引入了该课程的知识系统，学生不再认为该课程枯燥无味，而是学有所用，极大地激发了学生的求知欲。有机化学第一堂课我们没有先去讲授酸碱理论和价键理论，而是着重介绍了有机化学发展简史，让学生明白有机化学的发展是符合客观世界的发展规律，是具有创新和探索意识的科学家们锲而不舍努力奋斗的结果，在介绍了有机化合物的分类和通性后，则重点介绍有机化学和有机化合物在生活和国民经济中的重要性，它与各学科的交叉与联系，从而提高他们的学习兴趣，培养探索科学奥秘的创新意识。物理化学内容庞杂，知识点众多，但又自成体系，逻辑贯通，初学者往往眉毛胡子一把抓而不得要领，因此在绪论课中我们进行了贯穿整个课程的系统介绍，帮助学生建立了一个完整清晰的知识框架结构，一开始就使学生了解到知识点的位置以及相互之间的关联，便于从知识的逻辑结构中获取连贯的知识内容。

5 融入绿色化学理念

绿色化学是指用化学的技术和方法减少或消灭对人类健康、生态环境有害的天然或合成物质的使用和产生，即从源头上阻止污染，所以又称环境友好性化学、清洁化学。在教学中，我们密切关注环境问题，把利用可再生资源作原料、开发原子经济反应、使用绿色化的溶剂和催化剂等作为要点介绍给学生，以增强学生的绿色观念和意识。近年来，开发原子经济反应已成为绿色化学的热点之一，因此，在教学中结合不同的反应类型，给学生分析原子经济性，比如加成反应、Diels－Alder反应、聚合反应、重整反应等，所有参加反应的原子都转化到产物中，最大限度地利用了反应原料，节约了能源，减少了排放，是完全的原子经济性反应;而取代反应、消除反应等，都有离去的原子，是原子经济较差的反应类型。另外，在介绍氧化反应时，过去只注重高锰酸钾、重铬酸钾和硝酸的氧化，近年来，我们把重点转向了无污染的双氧水氧化及空气催化氧化上，这是典型的绿色反应。在讲授一些老的、传统的但污染严重的合成、分析测试方法时，让学生分析可能产生的环境问题，继而紧密结合当代技术发展前沿和趋势，介绍了一些新工艺、新技术，或让学生自己思考、查资料。在进行各种方法的比较时，也运用绿色化学的理念，如氧化还原滴定法中重铬酸钾法有很多优点，但因该试剂的剧毒性使得该方法已逐步被淘汰。对于实验室经常遇到的废弃物问题，则在教学中介绍了各种处理回收方法，帮助学生建立环境友好、清洁生产的意识，逐步培养他们的社会责任感。