無機化學教學改革初探

金 盈，吳友吉

（安徽工程大學 生物與化學工程學院，安徽 蕪湖24100）

無機化學教學改革初探

金 盈，吳友吉

（安徽工程大學 生物與化學工程學院，安徽 蕪湖24100）

無機化學是化學類專業(yè)學生的重要基礎(chǔ)課程之一。為了提高無機化學的教學質(zhì)量，針對無機化學的特點，從教學內(nèi)容，教學手段和實驗教學等方面進行了改革探討，并取得初步成效。

無機化學；教學內(nèi)容；教學方法；教學改革

無機化學是化學類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。我校共有應(yīng)用化學、高分子材料和化學工程與工藝三個專業(yè)開設(shè)該課程。無機化學是研究無機物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的科學。無機物質(zhì)包括了除有機化合物以外的所有元素及其化合物，因此無機化學的研究范圍極其廣泛。學好無機化學，對學生素質(zhì)的培養(yǎng)、科學世界觀的形成、實驗操作技術(shù)和技能的提高，學習創(chuàng)新能力的訓練有著顯著的作用，同時還為后繼課程的學習打下良好的基礎(chǔ)［1］。怎樣讓學生喜歡無機化學，怎樣更好地進行無機化學的教學，對于講授無機化學課程的教師而言，無疑是一種挑戰(zhàn)。

1 改進課程體系，優(yōu)化教學內(nèi)容

無機化學按照內(nèi)容通常分為化學反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和元素化學三個部分?；瘜W反應(yīng)原理部分主要講述化學反應(yīng)的基本規(guī)律（熱力學、動力學）、四大平衡等；物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)主要講述原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和固體結(jié)構(gòu)等；元素化學是無機化學的中心內(nèi)容，它主要討論元素及其化合物的存在、性質(zhì)、制備和用途。

1.1 優(yōu)化理論教學內(nèi)容

目前，無機化學的教學時數(shù)只有90學時，與2004年前的120學時相比減少了30學時。如何讓大一新生在較少的學時內(nèi)，既要掌握無機化學基礎(chǔ)知識，又要具有較強的動手、創(chuàng)新能力，就需要結(jié)合學生、專業(yè)的特點，改進課程體系，優(yōu)化教學內(nèi)容。在講授的過程中，切忌面面俱到，內(nèi)容龐雜?；瘜W平衡、化學反應(yīng)速率、電離平衡、氧化還原反應(yīng)等基本化學原理的定性討論在中學化學中已有較詳細的學習，在無機化學的講授過程中應(yīng)精簡該部分的內(nèi)容，以定量討論及實際應(yīng)用為重點?；瘜W反應(yīng)原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)在后繼的物理化學和結(jié)構(gòu)化學中都會進一步加深和拓寬，應(yīng)控制好教學內(nèi)容的深淺程度，不宜講解過深，力求簡明扼要，應(yīng)重點放在運用概念和原理去解釋化學現(xiàn)象和規(guī)律。元素化學部分打破了傳統(tǒng)的按族為教學單元的舊的教學模式，建立了以元素周期表為基礎(chǔ)，分區(qū)闡述最基本的各種元素及化合物的新的教學模式；打破了“存在－性質(zhì)－制備－用途”傳統(tǒng)的教學模式，把基礎(chǔ)理論運用到元素教學中，去理解、判斷、解釋元素及化合物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)。例如：應(yīng)用元素電勢圖分析物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)；應(yīng)用離子極化理論去討論ds區(qū)元素化合物的溶解性、受熱不穩(wěn)定性、酸堿性等。

1.2 與時俱進，展示學科發(fā)展

我們面臨的社會正發(fā)生快節(jié)奏的變化。知識的快速更新使許多新知識大量涌現(xiàn)并有部分舊知識相應(yīng)地被淘汰，以至有些新成就來不及寫進課本之中，一些過時的內(nèi)容也來不及從課本中刪除，這就要求教師以變應(yīng)變，與時俱進，要不斷地更新和豐富自己的知識，改善知識結(jié)構(gòu)，在講授經(jīng)典的化學基礎(chǔ)知識的同時，增加無機物在環(huán)境、材料、能源和信息領(lǐng)域的應(yīng)用，適當?shù)难由斐鲆恍┈F(xiàn)代化學，甚至其它學科的重大發(fā)現(xiàn)或教師的科研課題，為這些新概念、新發(fā)現(xiàn)、新領(lǐng)域提供展示其風貌的“舞臺”，為學生展示一個鮮活的化學世界。例如，在講解元素化學碳族元素時，引入了C60的發(fā)現(xiàn)、制備方法、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用，同時也介紹了碳納米線、納米管的制備方法和應(yīng)用價值，拓寬了學生的視野；介紹CO2氣體時引入溫室效應(yīng)及對環(huán)境的不利影響，啟發(fā)學生們積極思考，在日常生活中如何做到低碳、節(jié)能、綠色、環(huán)保。

2 改革教學方法與手段

教學方法的改革對提高教學質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。好的教學方法不僅能幫助學生較快和較好地掌握知識，而且還有利于對學生學習方法和思維方法的訓練，對學生綜合素質(zhì)的提高起到積極的作用［2］。為了提高教學質(zhì)量，我們主要從“教”和“學”兩個方面進行教學改革。

2.1 重視學生學習能力和思維能力的培養(yǎng)

大一新生入學后，很多學生仍習慣于采用中學階段的思維方式理解和處理大學的學習和生活。因此，教師應(yīng)扮演指導者和幫助者的角色，幫助學生樹立自主學習，主動學習的意識。幫助學生學會如何合理安排時間，如何提高學習效率，如何利用圖書館，如何利用網(wǎng)絡(luò)資源，讓學生逐步學會學習、善于學習、享受學習。在教學內(nèi)容的處理上，注意引導學生學會類比、聯(lián)想和推理等思維方法，培養(yǎng)他們學習提取、加工、總結(jié)、歸納和創(chuàng)新的能力。

2.2 結(jié)合化學史實，激發(fā)學習興趣

元素和化合物的研究過程中往往有一些動人的小故事。在教學過程中，如果能講述一些化學史故事，不僅能激發(fā)學生學習興趣，活躍課堂氣氛，還可以體味科學家艱辛的求索之路，感受真理道路的曲折。

例如，在講述稀有氣體化合物時，可結(jié)合第一個稀有氣體化合物XePtF6的合成進行導入。1962年，英國年輕的化學家巴特列通過實驗，發(fā)現(xiàn)PtF6可將氧分子（O2）氧化成O2＋［PtF6］－，他又注意到氧分子和氙分子的第一電離勢幾乎相同，且X＋e和O＋2半徑大致相同，由此，他大膽類推PtF6也能將Xe氧化，使之形成特殊的化合物Xe－PtF6，當他將PtF6蒸氣與過量的Xe在室溫下混合時，立即生成一種桔黃色的晶體，經(jīng)X射線分析，該化合物的確是XePtF6，這是人類首次合成的“惰性”元素化合物，震驚了全世界化學界。六年后，利用稀有氣體化合物XeF2的強氧化性，又首次合成了強氧化性物質(zhì)高溴酸鹽（BrO－4）［3］。通過這段化學史的講述，使學生充分體會到了基礎(chǔ)化學理論知識的重要性，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，從而影響制備；一個知識領(lǐng)域的快速發(fā)展也會推動其他領(lǐng)域的快速進步。

2.3 實施多元化教學方法和手段

在具體的授課過程中，采用多種教學方法實施課堂教學。熱力學及四大平衡部分內(nèi)容及公式均較多，教學過程中采用啟發(fā)式，講授和討論相結(jié)合，強化習題課和課堂討論，將許多新的教學理念和模式融入課堂教學中，如模糊點提問、針對性解釋、課后一句話總結(jié)等［4］。物質(zhì)結(jié)構(gòu)是無機化學中較難理解的內(nèi)容，教學過程中多媒體教學和傳統(tǒng)教學方法相結(jié)合，采取“課件講線條，板書講細節(jié)”的方法，課后把已講完的課件拷貝給學生，幫助學生理解掌握重點內(nèi)容。元素化學部分內(nèi)容多而雜，采用以學生自學為主，教師重點講解的方式，以物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識為指導，加深對物質(zhì)的認識，運用熱力學知識幫助學生理解無機物的溶解性、熱穩(wěn)定性、酸堿性等性質(zhì)變化規(guī)律，運用電化學知識幫助學生分析和掌握物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)。

3 重視實驗教學

化學是一門實驗科學，無機化學實驗教學的好壞關(guān)系到學生能否掌握無機化學知識和有關(guān)技能，能否有效的掌握科學思維方法、養(yǎng)成科學精神和品質(zhì)。因此加強和改進無機化學實驗課程的教學是非常有必要的，具體工作從以下幾方面人手。

3.1 精選實驗教學內(nèi)容

本校的無機化學實驗有課程實驗和一周的無機化學設(shè)計性實驗兩種形式。在實驗內(nèi)容的安排上，合理布局實驗、逐步引導深化。在課程實驗中，化學實驗基本技能訓練占30%，其中包括樣品稱量、溶液配制、離心、過濾、固液分離、重結(jié)晶等基本操作，如硫酸亞鐵銨的制備等；化學反應(yīng)的基本原理占30%，其中包括四大化學平衡、熱力學和動力學的相關(guān)實驗，如酸堿平衡、氣體常數(shù)的測定、配位數(shù)和穩(wěn)定常數(shù)的確定等；元素化合物的性質(zhì)占20%，其中包括主族和副族重要的元素和化合物的基本性質(zhì)，如銅、銀、鋅、鎘、汞等；綜合性，設(shè)計性實驗占20%，目的是培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，如混合陽離子的分析等。在課程實驗結(jié)束后，安排一周設(shè)計性實驗，以無機物合成為主。提前向?qū)W生公布實驗課題，學生自主查閱相關(guān)文獻，擬定實驗方案，經(jīng)教師審閱批準，再由學生獨立完成實驗，并撰寫實驗報告。實驗教學從原來跟隨課堂教學的實驗課改革為三個層次的實驗課，即驗證型實驗、綜合型實驗和設(shè)計型實驗，逐步增加綜合型、設(shè)計型實驗的比例。通過上述改革，既保證了實驗基本技能訓練的首要地位，又能使學生了解并掌握無機物研究的一般常規(guī)方法，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。

3.2 重視實驗素養(yǎng)與習慣的培養(yǎng)。

無機化學實驗是學生涉足化學實踐的第一步，尤其需要重視良好的實驗素質(zhì)與習慣的培養(yǎng)。主要從以下幾個方面入手，（1）培養(yǎng)學生重視實驗，勇于實踐的情感。針對部分學生存在重理論，輕實踐，畏懼化學實驗的毒害作用而不愿實驗的傾向，要讓學生明白化學就是一門實驗科學，化學學科的發(fā)展源于實踐，又在實踐中得到驗證和發(fā)展，以自身的表率作用感染學生，用成功的喜悅激勵學生，逐步培養(yǎng)學生不畏實驗，熱愛實驗的情感。（2）培養(yǎng)學生認真、求實的科學精神。實驗中必須認真、細致觀察現(xiàn)象，詳細記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，保證原始記錄的真實性，堅決杜絕任意涂改實驗數(shù)據(jù)，編造實驗報告的現(xiàn)象存在。（3）培養(yǎng)學生清潔整齊的工作習慣。不少學生缺乏整潔、條理的習慣，實驗臺雜亂無章，實驗儀器往往污跡斑斑，預(yù)習報告和實驗報告不簡明規(guī)范。針對這種情況，實驗教師通過重點強調(diào)、個別檢查，不斷強化學生的清潔實驗意識，使學生養(yǎng)成良好的實驗習慣。

3.3 重視學生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

無機化學實驗的基本教學目標之一為培養(yǎng)學生具有獨立進行實驗研究工作的初步能力，在無機化學實驗過程中我們尤其重視學生各種能力的培養(yǎng)。（1）培養(yǎng)學生的動手能力。首先通過無機化學實驗網(wǎng)絡(luò)教學資源，為學生們提供一個鍛煉動手能力的教學平臺。在實際操作中側(cè)重講解為什么要這樣做，在做的過程中有何技巧，逐步讓學生敢動手、會動手、愛動手。（2）培養(yǎng)學生的觀察能力。學生在觀察時往往被主要現(xiàn)象吸引，觀察缺乏目的性，也不夠細致、完整。在實驗過程中教師根據(jù)實驗?zāi)康?，指導學生分清主反應(yīng)和副反應(yīng)，了解應(yīng)觀察什么、如何有效觀察、如何準確地描述和記錄觀察結(jié)果，逐步培養(yǎng)學生的觀察能力。

［1］李靜萍，許 力.工科無機化學教學內(nèi)容的思考和探索［J］.甘肅高師學報，2003，8（5）：71～72.

［2］李巧云，徐 樺.《無機化學》課程建設(shè)的探索和實踐［J］.常熟理工學院學報，2006，20（6）：53～56.

［3］大連理工無機化學教研室.無機化學（第五版）［M］.北京：高等教育出版社，2007：537～538.

［4］黃保貴，劉 俊.無機化學教學改革的實踐與思考［J］.文山師范高等?？茖W校學報，2008，21（2）：108～111.

G642

：A

：1673－1794（2010）05－0115－02

金 盈（1976－），女，碩士，講師，研究方向：無機化學及其應(yīng)用。

安徽省“工科化學課程建設(shè)教學團隊”；安徽工程大學校教研項目（2008yjy33；2009yjy08；2009yjy29）

2010－07－11