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加强无机化学理论教学,培养学生的创造性思维

2014-11-20李磊姣孙秀云

中国校外教育(下旬) 2014年10期
关键词:创造性化学理论

李磊姣+孙秀云

介绍了无机化学对培养学生创造性思维的重要性。就如何培养学生的创新能力,从化学史教育、改变教学方式和现代科学新成果三个方面入手。经过教学实践证明,上述改进,对培养学生的创造性思维能力起到了增强作用。

无机化学 理论教学 创造性思维

无机化学(Inorganic Chemistry)是在原子和分子层次上研究无机物质的组成、性质、结构和反应的科学。从化学发展史看,无机化学是化学学科的基础和母体。无机化学课程是工科化学工程与工艺、应用化学、制药、轻工食品、冶金地质、材料、环境等专业的重要化学基础课,对于培养新世纪高等人才具有重要作用。

创造性思维,就是指发散性思维,遇到问题时,能从多角度、多侧面、多层次、多结构去思考。既不受现有知识的限制,也不受传统方法的束缚,思维路线是开放性、扩散性的。它解决问题的方法不是单一的,而是在多种方案、多种途径中去探索,去选择。创造性思维具有广阔性,深刻性、独特性、批判性、敏捷性和灵活性等特点。培养具有创造性思维的人才,是当今社会发展的需要,是国家生存和发展的重要力量,是衡量国民素质水平的重要因素,所以作为教育工作者的我们,应该更加注重学生创新能力的培养。

一、介绍化学史,激发学生的研究兴趣

将化学史引入到无机化学的教学过程中,不但激发了学生的学习兴趣,而且使学生的创新精神得到了培养,同时也加深了学生对基础知识的理解和掌握。人们最初研究化学是从无机物开始的,最初的化学是无机化学,其他化学分支大都是从其中分化、衍生、生长起来的,所以近代无机化学的建立就标志着近代化学的创始。

其中,英国的玻意耳、法国的拉瓦锡和英国的道尔顿是对近代化学贡献最大的化学家。玻意耳对建立近代化学作出了卓越的贡献,他经过大量的化学实验提出元素是一种不能分出其他物质的物质。拉瓦锡确立了物质的燃烧是氧化作用的正确概念,并于1774年提出质量守恒定律,他所著的《化学概要》中,提出第一个化学元素分类表和新的化学命名法,并运用正确的定量观点,叙述当时的化学知识,从而奠定了近代化学的基础。在1799年,法国化学家普鲁斯特提出定比定律。结合质量守恒定律,1803年,道尔顿提出原子学说,宣布一切元素都是由不能再分割、不能毁灭的称为原子的微粒所组成,并从这个学说引伸出倍比定律,这个推论得到定量实验结果的充分印证,原子学说建立后,化学这门科学开始宣告成立。在1869年,俄国化学家门捷列夫提出元素周期律,这个定律揭示了化学元素的自然系统分类,周期律对于无机化学的研究、应用起了极为重要的作用。19世纪末的一系列发现,开创了现代无机化学;1895年,伦琴发现X射线;1896年,贝克勒尔发现铀的放射性;1897年,汤姆逊发现电子;1898年,居里夫妇发现钋和镭的放射性,并因此获得了诺贝尔化学奖。20世纪初,卢瑟福和玻尔提出原子是由原子核和电子所组成的结构模型,改变了道尔顿原子学说的原子不可再分的观念。1916年,科塞尔提出电价键理论,路易斯提出共价键理论。1924年,德布罗意提出电子等物质微粒具有波粒二象性的理论;1926年,薛定谔建立微粒运动的波动方程;次年,海特勒和伦敦应用量子力学处理氢分子,证明在氢分子中的两个氢核间,电子几率密度有显著的集中,从而提出了化学键的现代观点。此后,经过几方面的工作,发展成为化学键的价键理论、分子轨道理论和配位场理论。这三个基本理论是现代无机化学的理论基础。

在理论教学过程中通过介绍科学家们的生平事迹,可以提高学生的兴趣。目前,化学史的教育越来越受到人们的关注,在教学过程中结合化学史,可以加深学生对知识的理解,有助于学生思想品德的教育,培养学生掌握科学方法,激发学生学习化学的兴趣,调动学生学习的积极性。因此,在无机化学教学中引入化学史具有重要意义。

二、改变教学方式,传授创新思维方法和技巧

当今社会,不仅需要高文化水平的人才,更需要具有创造性思维和实践能力的人才。传统的无机化学教学模式是教师“照本宣科”向学生灌输大量的书本知识,学生积累了大量的书本知识,但这种教学方式严重扼杀了学生想象的空间,使学生缺乏创新意识,不利于学生创造性思维和实践能力的培养。教师在教学过程中应该以学生为主体,使学生积极参与到教学中来引导学生去思考问题,给学生营造自主学习的空间,这样可以培养学生的创新意识,营造师生互动的学习局面,激发学生的创新激情。

在无机化学实验课堂教学中,重点向学生传授创新思维方法和技巧,如在讲解硫酸铜的制备过程中,首先讲解制备原理、实验所需的仪器和试剂、设计实验步骤等,同时有意识地布置一些综合性作业或小论文题目,如“设计实验测定硫酸铜的结晶水”,然后老师根据学生的作业情况一对一进行指导,这样可以锻炼学生的创新能力,自主学习能力,使学生初步掌握科研创新的方法和途径。学生经过一系列科研创新实践的锻炼,学习能力、科研探索能力、创新意识和能力都得到了显著地提高。

三、介绍新成果,营造创新氛围

教师应该详细了解无机化学科技前沿的发展,把无机化学的新成果、新技术及先进的仪器传授给学生,使学生详细了解无机化学的科研动态。学以致用,教师在传授专业知识的同时也应该与实际生活联系起来,如在讲解配位化合物这一知识点时,可以结合配位化学在冶金工业、电镀工业、生物和医药学等方面的应用,以及某些具有特殊光电、热磁等功能的配合物对电子、激光和信息等高新技术的开发具有的重要前景。医学专业的学生要重点介绍配位化学在医药学方面的应用。医学上常利用配位反应治疗人体中某些元素的中毒,如EDTA的钙盐是人体铅中毒的高效解毒剂。此外,目前应用广泛的抗癌药物顺铂、糖尿病的治疗药物胰岛素等都属于配合物。

通过教师讲解和知识扩展,在无机化学教学过程中贯穿一些生活实际和日常生活中的物质相联系,不但使教学内容更加丰富加深了学生对基础知识的理解,而且调动了学生的学习积极性,更重要的是开拓了学生的思维和视野,培养了学生的创造性思维,使学生的学习兴趣得到显著提高。摒弃了以往学生只懂知识不会应用的缺点,使学生的感性认识和理性认识得到了强化,让学生切身体会到无机化学的精彩与奥妙。培养出更加适应工作岗位需要的高素质人才。

无机化学应用广泛,遍布化学、化工、环境、生物、制药、材料、冶金、轻工业等诸多领域,是高校许多专业的基础课程。无机化学教学目的不在于教会学生多少知识,重在培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力、培养学生的科研精神和创新精神。在无机化学教学过程中注重学生创造性思维的培养,不仅使学生的综合素质水平得到提高,而且能使他们更快地适应现代社会对人才培养的需要。

参考文献:

[1]鲍时安,张家宣.化学史教育与教学[J].化学教育,2000,(1):44-47.

[2]张爱平.在无机化学教学中培养学生的创新能力[J].山西医科大学学报,2007,9(3):252-253.endprint

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