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无机化学动力学

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无机化学动力学

无机化学动力学范文第1篇

关键词:无机化学 教学体会

无机化学是医学检验专业本科生进入大学后接触到的第一门重要的化学骨干课程。作为一门先导课程打好牢固的基础,掌握完整且有针对性的知识体系对于后续课程如有机化学、分析化学、仪器分析及部分检验专业课程学习至关重要。本人就如何激发学生的学习兴趣,提高学习的效率和积极性,谈谈教学实践几点体会。

一、结合专业特点,精选教材和教学内容

医学检验是运用现代化学方法、手段进行的一门学科,主要研究如何通过实验室技术、医疗仪器设备为临床诊断、治疗提供依据。该学科与化学是密切相关的。

无机化学的教学内容包括两个部分,一是理论化学部分:溶液的性质、化学反应平衡(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配位平衡)、热力学动力学基本知识、原子结构与元素周期律、分子结构等,主要内容为一些化学原理和概念;二是元素化学部分:按元素周期表族的划分介绍一些比较常见的元素及其化合物的性质,进而了解本族其它元素及化合物的性质。

根据教学大纲要求,医学检验专业无机化学总课时为54课时,其中理论学时42学时。

基础理论教学内容的教学特点应该以“必需和够用”为原则,因此我们在教学中对教学内容要在保持无机化学整体性和后续发展性的前提下做了适当的调整,精选教学内容。侧重点在理论化学,四大平衡和原子、分子结构要精讲细讲;化学动力学和热力学相关知识与医生检验的关联较小,所以热力学这章可以不作要求,动力学可以只介绍化学反应速率的定义、表示方法和影响化学反应速率的因素;元素化学只要分s、p、d、ds区各族元素的通性及个别重要元素的性质。

二、明确化学与医学关系,激发学生学习兴趣

很多学生不明白为什么化学是医生检验的专业基础课,所以明确化学与医生联系能够激发学生学习兴趣。

首先让学生了解化学与医学的历史渊源。早在16世纪,欧洲化学家就提出化学要为医治疾病制造药物。1800年,英国化学家Davy H发现了一氧化二氮的麻醉作用,后来麻醉效果更佳的乙醚的发现,使无痛外科手术和牙科手术成为可能。现代医学与化学的联系更加密切。医学的主要任务是研究人体生理、心理和病理现象的规律。医学研究的对象是人体,而人体组织器官是由蛋白质、脂肪、糖类、无机盐和水等都化学物质组成的;人体消化、吸收、排泄等生理过程都遵循化学变化的基本原理和规律。

临床检验常运用化学原理和方法测定血、尿、胃液等生物标本中某些成分的含量,以帮助医务工作者正确诊断疾病,如人体微量元素的检测、肝炎、重金属中毒等。疾病治疗要借助药物,而药物本身就是化学物质,药典中有很多无机药物如碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化铝、氯化铵等,药物的药理作用与其化学结构、性质密切相关。

三、改进教学方法、教学手段,提高教学效果

科学的教学方法有助于提高课堂效率和质量。无机化学这门课程基本概念、计算公式很多,不易理解和记忆,可以采用启发式、比较式、讨论式等多种教学方法与医学相结合,帮助学生将所学的知识连贯起来,加深理解。

比如讲渗透压的时候,介绍医院给病人输液时常用9 g/L的NaC1溶液、50 g/L的葡萄糖溶液和12.5 g/L的NaHCO3的等渗溶液。什么是等渗溶液,为什么要等渗输液,可以用对比的方法图片展示红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化:(1)在2.6 mol/L溶液中红细胞会皱缩;(2)在0.15mol/L溶液中红细胞维持基本形态;(3)在7×10-2 mol/L溶液中红细胞会溶血。这样学生就能明白为了维持人体细胞的正常形态和生理功能必须要等渗输液。分别介绍晶体渗透压和胶体渗透压的定义、产生的部位以及意义,讲解血液净化的原理:利用渗透作用除去某些致病物质,净化血液,达到治疗疾病的目的。讲缓冲溶液时问:人在吃了酸性和碱性食物以后,血液的pH为什么仍然能基本保持在7.35~7.45之间?重点要介绍血液中的主要缓冲系,酸中毒、碱中毒的界限和原理。讲配合物时,可以用广谱抗癌药物顺铂来引出配合物的定义、组成,从化学键理论进一步介绍配合物的结构。

教学手段:多媒体的应用比传统板书更加直观、明了。分子和原子模型、轨道、图形等,如果采用传统的板书,授课教师要耗费大量的精力和时间。教师写起来、学生看起来都比较吃力,教学效果一般,尤其是物质结构部分,要求学生有较强的空间想象能力。多媒体可以将声音、图像、动画集于一体,可以让复杂的化学原理、抽象的原子和分子微观结构及轨道图形一目了然,有助于学生理解和掌握一些抽象难懂的问题,激发学生的兴趣,同时也可以加大课堂信息量。但由于多媒体信息容量大、速度快,所以在使用的过程必须结合黑板板书,更有利于学生消化理解,教学效果更佳。

四、注重学生实践

无机化学实验也是无机化学课程的重要一部分。化学是一门以实验为基础的自然学科,加强实验教学对提高无机化学教学质量至关重要。在实验项目的安排上,我们开设了综合性实验药用氯化钠的制备,通过实验学生能明白粗盐提纯精盐的原理,掌握蒸发、结晶、过滤、抽滤等基本操作。缓冲溶液的制备、性质和pH值测定实验中,让学生更深一步理解缓冲溶液的缓冲机制、配制原则。食醋中总酸度的测定实验中,让学生掌握滴定基本操作。通过实验进一步巩固理论知识。

总之,要上好无机化学课要从医学与化学相关联的角度,从教学内容、教学方法、教学手段上花心思,既要注重学科自身的特色,又要体现出与医学检验专业的联系。参考文献:

[1]刘幸平,吴巧凤.无机化学[M].北京:人卫出版社,2012.

无机化学动力学范文第2篇

【关键词】化学反应速率 浓度 反应进度

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)22-0164-01

化学反应速率是化学动力学研究的基本内容之一,它主要揭示参加化学反应的物质转变为产物的快慢程度与其影响因素之间的关系。笔者在长期的教学中发现,在化学反应速率概念的教与学中,有时很容易引起概念上的一些混乱,甚至一些重点大学的化学教材中的描述也出现了明显的错误。因此,对化学反应速率的概念很有必要加以辨析。

一 化学反应速率的基本定义

为了描述化学反应进行快慢的程度,可以用反应物物质的量随时间不断降低来表示,也可用生成物物质量随时间不断增加来表示。但由于生成物和反应物的化学计量数往往不同,所以用不同物质的量变化率来表示化学反应速率时,其数值就不一致。若把化学反应速率定义为反应进度随时间的变化率,则不会产生以上麻烦。因为反应进度与参与的物种无关。当化学反应在定容条件下进行时,温度不变,系统的体积不随时间而变化(大多数反应属于这种情况)。

式中 为反应物或生成物的化学计量数(反应物取负值,生成物取正值);υA=-a、υB=-b、υC=c、υD=d;c为物质浓度的变n单位为mol/L-1;t为时间的变化,单位为秒(s)或分(min)或小时(h)等。对大多数化学反应来反应过程中反应物和生成物的浓度时刻都在变化着,故反应速率也随时间变化。平时反应速率不能真实地反映这种变化,只有瞬时速率才能表示化学反应中某时刻的真实反应速瞬时反应速率(常简称反应速率)是t趋近于零时的平均速率的极限值。

第三, 对于大多数化学反应,用反应体系的任意一种反应物或生成物来表示其反应速率均可,因为各物质之间的反应数量变化遵循化学计量系数间的关系,只要知其一便可推知其他。但实际应用过程中应选定关键组分物质来表示其反应的速率。所谓关键组分物质即实际应用中所注重的物质,往往也是反应物料配比中数量最少的反应物质。这有两个方面的原因,一是我们关心的关键组分物质进行的快慢程度;二是反应过程中也常伴有一不明副反应,致使反应体系中各物质的变化量并非能按明确的化学计量系数来相互推导。

参考文献

[1]大连理工大学无机化学教研室.无机化学(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2008

[2]南京大学无机及分析化学编写组.无机及分析化学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2005

[3]杨宏孝.无机化学简明教程习题和问题解析[M].天津:天津大学出版社,1998

无机化学动力学范文第3篇

【论文摘要】 《物理化学》作为药学专业基础课,与药学专业课和药学研究关系密切。通过加强理论知识与实际应用,特别是药学实践的联系和融合,不断推进教学方法改革,以激发学生的学习兴趣,提高教学质量。

物理化学是从研究物理变化和化学变化的联系人手,探求化学变化的基本规律的一门科学IlJ。对于高等医药院校药学专业的学生来说.物理化学是一门重要的专业基础课程和必修课程。是继无机化学、有机化学之后的一门理论化学课程。其内容除了涉及无机化学、有机化学、分析化学的知识外。还与物理学、高等数学和生物化学等知识密切相关。同时.又为后继课程如药物化学、药剂学等的学习提供方法和理论指导.它在基础课程和专业课程之间起着桥梁和纽带的作用,并且药学研究的整个过程都与物理化学密切相关。由于该课程是一门专业基础课。学时少内容多的矛盾较为突出。同时物理化学理论性强、公式多、逻辑性强.教师感到难教,学生觉得难学。学生觉得难学、枯燥的原因很大程度上在于在教学的过程中,教学内容缺乏与实际应用特别是药学实际的密切联系,致使学生觉得不能学以致用,导致缺乏学习的兴趣。因此要提高教学质量,激发学生的学习兴趣,就必须改进教学方法,加强物理化学理论知识与实际应用特别是药学实践的联系和融合是至关重要的。

1理论联系实际.强化药学特色

1.1与药学实践相结合

物理化学理论抽象、概念多、公式多,初学者不易掌握。如果在授课时仅仅是教会学生如何应用概念、公式去解题。学生往往会感到课程既难学又似乎没有实际应用价值。因此在教学中应注重理论联系实际,注重结合药学方面的实际问题进行讲授.把抽象的物理化学原理与药学实践相结合.注意用理论知识去分析和解决实际问题.使学生达到学懂会用,学以致用的目的。

第一,物理化学可为药物新剂型的开发提供理论指导。混悬液、乳状液、胶体等剂型的药物配制都需要应用表面化学和胶体的知识点。例如。固体分散体是提高药物吸收效果和生物利用度的有效方法,利用物化中的低共熔相图原理,使药物与载体以低共熔比例共存时,制成的药物具有均匀的微细分散结构。可大大改善其溶出速度。如灰黄霉素一酒石酸低共熔混合物的溶出速度比纯灰黄霉素的大2.7倍:48%尿素与52%磺胺噻唑制成的低共熔混合物的溶出速度是纯磺胺噻唑的12倍田。微乳作为新的给药系统之一,近年来被用于多种药物制剂的开发.其突出优点有增溶,促进吸收.提高生物利用度.减少过敏反应等。如抗肿瘤药喜树碱在微乳中的溶解度提高23倍。在介绍胶体分散体系时,通过给学生引入“微乳”的实例。不仅提高了学生的学习兴趣,也加深了学生对物理化学中枯燥概念的理解和掌握。

第二,为药物研究和病变检验提供实验方法。人的体液均为胶体,利用胶体粒子带电的特点,通过电泳方法可分离体液,判断某器官是否病变等。例如在电场作用下.可将唾液中的消化酶分离出来,这对单独研究酶的活性提供了方便。又如当人体的脂质代谢遭到破坏时,血液中红细胞的电泳率就会低于正常值.通过电泳的测定就可判定人体的肝功能是否正常网。这些实际应用均与胶体知识相关。

第三,为新药的研发提供理论指导。化学药物中合成路线选择、工艺条件确定,反应速率及机制的分析,这些都需要化学热力学及化学动力学基础,而产品的分离和纯化又需要相平衡的理论知识;相平衡中结晶、蒸馏和精馏、萃取等方法为天然有效成分的分离纯化提供了很好的理论指导基础等。

第四,为专业课程学习和研究提供理论基础。实际上物理化学各章节的内容.都与药学专业主要专业课如药物化学、天然药物化学、药理学和药剂学有千丝万缕的联系。药理学中有关药物的稳定性及体内代谢等直接与化学动力学规律相关;药剂学中溶胶的性质需要电化学知识;在药代动力学研究中,首先要确定模型是一室、二室还是三室,应用的则是化学动力学中一级反应和零级反应的知识等。

1.2与教师科研相结合

高校中的教学与科研是相辅相成、相互促进、缺一不可的,坚持教学与科研相结合,是培养学生创新能力的主要途径,也是理论联系实际的重要环节。将教师成熟的科研成果及时转化为实验教学内容,编写为教材,保证实验内容新颖,既有广度,又有深度。学生把掌握的理论知识融会贯通地运用到实际中,把枯燥、抽象的知识变成了生动易懂的实验,激发了学生的求学欲望,增加了学生学习的兴趣和动力。笔者在教学中,结合有关抗氧化剂的构效关系研究与设计方面的科研工作。将化学热力学、化学动力学等理论内容与科研实际结合起来,收到了良好的教学效果。课外,通过布置课程小论文,以物理化学原理知识在药学方面的应用为题.让学生主动搜寻资料,阅读参考书,促使他们在论文撰写中更进一步地理解理论知识和相关方法,同时也培养了他们基本的科研素养。

1.3与学科发展前沿相结合

物理化学作为基础理论化学。往往给人一种远离科技前沿的错觉。实际上,物理化学原理是许多高新技术的基础。且在高新技术领域有着重要的应用。因此。教师要密切关注物理化学领域的最新发展,结合学生专业特点和学校的科研特色,介绍基础知识在相关领域的应用趋势,引导学生思考,要站在学科发展的前沿反观基础、改造基础、重建基础。如在学习拉乌尔定律时,将拉乌尔定律与渗透、反渗透方法结合,讲解其在宇航员制造太空水过程中的应用.使学生了解了科学技术和社会的关系。激发了学生强烈的求知欲望和学习热情明;又如在学习表面现象这一章时,结合举例2007年诺贝尔化学奖获得者埃特尔有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究,催生了汽车尾气净化装置,从而了解表面化学的研究领域对制药、化工产业影响巨大,物质接触表面发生的化学反应对工业生产运作至关重要。加深学生对表面化学在物理化学学习中的相关内容的理解。通过这些前沿概念性的介绍,使学生在开阔眼界的同时启发了创新性思维。通过在教学中不断渗透前沿科学知识。不仅使物理化学教育富有生命力、感染力与时代感,而且培养了学生的科学素质,使他们的学习目标更加明确。教师在介绍前沿科技时表现出的热爱化学、崇尚科学的情感和价值观。也会对学生科学精神的形成产生深远的影响。

1.4与生活实际相结合

比如我们在实际生活中遇到的气泡,液滴,肥皂泡为什么都是球形的?在江河人海处为什么能够形成三角洲等,通过与这些生活实际相结合,引导学生在物理化学的学习中得到解答。

2实现理论与实践融合的途径与手段

2.1加强药学知识学习,提高教师药学知识水平

要实现物化理论知识与药学专业的融合,教师的业务水平至关重要。教师只有具备深厚的药学和生命科学方面的专业知识,才能理解物化课程在药学中的作用,在教学中将物理化学与药学融为一体。目前从事物理化学教学的教师大多毕业于化学专业,缺少必要的药学知识背景,而药学专业的物理化学教学是要能更好地服务于药学专业课的学习和药学科学研究。这就要求教师除了花费大量的时间和精力备课外,还需要对药学知识有所了解和掌握,需要教师不断加强药学知识学习,提高自己的药学知识水平。有的学校要求化学基础课教师必须听完一轮药学专业的相关课程,甚至参与某些专业课程的教学,这的确是非常有效的举措。物化教师一旦了解和掌握了药学专业知识,对于自身知识结构的优化,实现物理化学与药学专业的融合都有十分重要的作用。

除了不断提高自身的药学知识水平外,加强与药学专业课教师的联系和合作也是实现理论与实践融合的重要途径。笔者在教学中,经常与药剂学等专业课程教师交流。开展集体备课,了解物化基础知识和理论在药剂学中的应用,从而明确了教学中的重点,加强了理论与实践的融合。突出了物理化学的基础课地位和作用,取得了良好的教学效果。

2.2设立专题讲座

结合药学特点,开设与药物化学、天然药物化学、药理学、生物电化学、药剂学等药学专业密切相关的系列知识讲座,也是加强物理化学与药学融合的一个重要途径。

2.3开设综合性、开放性实验

理论知识与药学专业的融合也体现在融合药学特色的物理化学实验的设计上。通过改进实验内容,开设综合性、开放性实验,体现面向药学专业的特色。例如,根据旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验,可增加研究药物有效期的实验;将凝固点降低法测萘的分子量改为测葡萄糖的分子量,同时利用该实验的原理和方法测定中药注射液的渗透压等。

在学习化学动力学章节时,教师结合药学专业特色,参考药物稳定性和代谢动力学知识,给出学生明确的提纲,让学生查阅文献,师生共同设计实验方案,开设开放性实验。让学生在开放性实验的设计、完成过程中,将物理化学理论知识更好地运用到药学研究中,同时也可以培养学生基本的科研思维。

2.4吸纳学生参与科研项目

无机化学动力学范文第4篇

    经济子块主要研究机械化生产过程中投入与产出的关系,探讨在工业化、城镇化、农业现代化同步推进环境下,农业经济发展速度及产业结构的比重。该子块将农民人均纯收入作为水平变量,将当地经济发展水平和政府对农机化财政投入作为辅助变量。将经济发展水平受粮食生产能力影响程度、农业机械总投入对农业机械化的带动因子和农业机械化总投入作为与其他子系统进行结对接的接口。动态模型流图建立由于因果关系只能定性地描述复杂系统的反馈机制,因此运用系统动力学建模软件建立粮食生产机械化系统动态仿真模型,如图2所示。显然农业机械化流程图所反映的状况可以为粮食生产机械化发展提供基础依据。

    以山东省为例对主要粮食作物机械化生产进行仿真,使用系统动力学专用软件Vensim-PLE,所需基本数据来自《中国统计年鉴》、《全国农业机械化统计年报》、《中国农村统计年鉴》、《山东省统计年鉴》等,另有部分数据取自有关权威网站和实地调查。系统的运行方案较多,当参数调整到合适时,各种变量呈现比较合理的变化趋势。动态仿真模型有效性检验粮食作物机械化生产系统十分复杂,模型也仅仅是对客观事物本质或某些重要特征的概括与抽象。因此,对模型进行有效性检验显得十分必要。模型的有效性检验一般分两种:理论检验与历史仿真检验。其中,理论检验主要是研究模型边界是否合理、模型变量间的关系是否具有现实意义、参数取值是否有实际意义及方程量纲是否一致等;历史仿真检验主要是选定过去某一时刻,对仿真结果与实际结果作比较,考察两者吻合度,以检验模型能否有效地代表现实系统[8]。就建立的粮食作物机械化生产系统模型而言,首先它应建立在全面分析的基础上,同时针对具体情况进行了必要调整,并认为界定的系统边界、参数设定等均应合理;其次利用Vensim软件所提供的模型检验进行有效性检验;最后选取2001~2010年。模型仿真值与历史值之间的相对误差最高为5.84%。因此在通过以上有效性检验后,可以认为所建立的动态模型能够较好地模拟粮食生产机械化系统,并对未来的发展状况进行合理预测。仿真结果分析对有重要影响的政策性参数进行调整与组合后,对系统进行仿真。模型运行时间为2010~2020年,仿真步长为1年,主要考察农业机械化投入资金、土地规模经营和农业机械总动力等指标。(1)农业机械化投入资金由模型可以看出,农业机械化资金投入量主要受到当地经济发展水平、农业劳动力数量和农村人均纯收入等因素的影响,同时它也是影响耕、种、收综合机械化水平和农业机械总动力的重要因素之一。由模拟结果可以看出,2015年农业机械购置总投入将达到56.23亿元,2020年将达到73.65亿元。随着农民人均纯收入的提高和当地经济的发展,农机化投入的能力不断增强,另外随着农业劳动力的减少,对农业机械投入的需求不断增加。增加农机资金投入,有利于农机化水平的提高,但若没有其他配套措施,发展到一定程度后,会导致资金利用率下降。所以单纯增加农机资金投入,无助于机械化农业生产系统的持续发展,更需要各项有效配套措施到位。(2)土地规模经营采用劳均粮食播种面积反映土地经营规模。设定粮食作物播种面积稳定不变,随着农业劳动力数量的不断减少,劳均粮食播种面积将不断增加。劳均粮食播种面积也是造成农机总动力和机械化水平变化的主要动力。模拟数据显示,2015年山东省劳均粮食播种面积达到0.59hm2/人,2020年将达到0.67hm2/人。同一劳均播种面积也会对机械化水平和农机动力有不同的影响效果,这是由于农业经营组织形式不同,土地分散经营、集中经营的程度各不相同,在一定程度上影响了农业机械作用的发挥。山东省粮食生产地区生产规模过小,规模效益较差,是限制投资的重要因素,但通过强制合并会产生不良效果。所以在规范土地流转制度前提下,稳定土地使用权限,才能保证经营者在粮食生产中投资的稳定性。采用合理的农业生产经营形式,扩大劳均规模,提高农机利用率,是提高粮食生产经济效益、降低生产成本,保证机械化农业生产系统持续发展的又一重要措施。(3)农业机械总动力农业机械总动力的变化直接反映了农业机械在农业生产中物质投入的程度。它受到农机化投入资金、农村人均纯收入、劳均粮食播种面积和粮食单位面积产量的影响。如果按照山东省2000~2010年农业机械总动力的增长速度为5.01%推算,2015年农机总动力将达到1.48亿kW,2020年达到2.57亿kW。然而模型预测结果为2015年达到1.39亿kW,2020年达到1.49亿kW,与按目前增长速度推算结果相比减少了6.08%和42.02%。这是由于随着燃油资源逐渐紧缺和农业劳动力数量的减少,结构将调整,经营规模会扩大,动力利用效率势必提高,农业机械总动力增长速度将会逐渐放缓。采取将农业机械由中小型为主改为大中型为主和土地适度规模化经营[1],是提高粮食机械化生产效率的有效措施,符合中国特色农业机械化发展道路的特点。

    粮食作物生产机械化系统是一个复杂的技术经济系统,它的运行是复杂的动力学过程。通过分析粮食作物生产机械化系统的结构层次,提出了该系统的动力学模型。(2)以山东省为例进行了系统动力学仿真研究。主要考察农业机械化投入资金、土地规模经营和农业机械总动力等指标,通过模型的运行,获得了各项指标2011~2020年的预测结果。经济发展水平、土地经营规模和农业劳动力转移是影响粮食作物机械化生产系统的主要因素。只有通过提高粮食作物生产规模化程度和专业化程度,并配合产业发展规律,才能从根本上提高机械化生产的效率和生产能力。

无机化学动力学范文第5篇

(吉林建筑大学基础科学部,吉林 长春 130118)

【摘要】化学课程的教学改革历经了几十年,取得了诸多成果,但也存在一些需要改进的问题。本文针对工科普通高校所开设的四大化学课程,列举了当前化学教学的现状及容易出现的问题,提出了未来几年工科普通高校的化学教改趋势应以“新”、“老”相融合为主的观点。

关键词 化学课程;教学改革;观点

A Discussion on Teaching Status and Reforming Trend of Chemistry Curriculum in Engineering College

GUO Yan LI Xiao-dong

(Basic science Department, Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin 130118, China)

【Abstract】The teaching reforming of chemistry curriculum has gone through decades,that obtained many achievements,but there are many problems need to be improved. In this paper, about four chemistry course in some engineering colleges,the author list the current status of chemistry teaching and the phenomenon, proposing a view that education reform trends in chemical engineering college in the next few years should merge by “new” and “old”.

【Key words】Chemistry curriculum; Teaching reforming; View

工科普通高校的化学课程基本上都设置在低年级,以讲授《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》、《分析化学》的内容为主,根据各高校的教学培养目标需求,可将四大化学的知识进行筛选、分配、组合及应用。这些课程在工科院校,以专业基础课居多,有的还是主干课,其对后续的专业课程很重要。近年来,科技的发展及教学改革的不断创新,要求化学为学生提供更加深刻的理论基础,故促进四大化学的优质教学,加快课程的整体改革进程,清晰目前的教学、教改现状,合理的构建化学课程,是摆在每位化学教学工作者面前的重要任务。

1 当前四大化学教学的现状及易存在的问题

化学的教学改革已经历经了几十年,从教材、教法、内容、应用、理念等诸多方面进行了变更和创新,发展至今天,出现了非常繁盛的景象。当化学为工科专业教学进行服务时,教学改革更显得极其重要。目前,四大化学教学过程中,容易出现(或存在)以下几个现象:

1.1 四大化学的教学内容设置过于重复

教学内容重复的主要原因在于开课教研室对化学课程的整体设计和构建考虑不周。例如在《无机化学》和《物理化学》中都设置了很多学时来讲解化学热力学基础,若教研室没有辨清该内容在两门课程中的教学目的和侧重点,则很容易出现教学内容重复的现象,导致同样的内容在《无机化学》和《物理化学》中各讲一遍,而这个现象目前还普遍存在。

1.2 四大化学的教学内容未能满足专业需求

这个问题的出现,主要原因是教学大纲设置与培养目标不匹配,或主讲教师不够了解专业课程对化学的需求,且对此专业的了解偏少造成的。不同的专业需求的化学知识侧重点不同,例如,对工科的环境工程专业,在讲授《物理化学》课程时,若仍旧耗费相当多的学时来讲述“化学热力学”以及“化学平衡与相平衡”等章节,而电化学、胶体化学、界面化学等贴近专业的内容只是略讲,那就偏离了专业的需求。另外,若授课教师了解一些污水处理的基本流程,使理论与实例相结合,这样才能使化学知识为专业服务。这也是一些高校在引进新教师时,倾向于有工程实践背景人才的原因。

1.3 四大化学的精髓掌握不清

四大化学的理论博大而精深,若想掌握其教学精髓之处,需要几轮的课堂讲授功底、多年的研究及阅读大量的文献。以《无机化学》和《分析化学》为例,《无机化学》偏重于定性和原理,而《分析化学》偏重于定量和分析[1],若不理解这一精髓的话,课程的讲解就无重点可谈,教师和学生都会很茫然。笔者认为,对于化学理论知识的构建,其本质都是化学元素的地球行为和能量守恒原理、物质不灭定律的综合体现。

1.4 教学指导思想和教学方法落后

目前在很多教师的思想中还存在着这样一种认知:“只是在课堂上把教学内容讲清楚,照抄照搬教材内容就是完成教学任务”,这种想法忽视了对知识的更新和对现代教育理念的重视,其不仅是个人的原因,也是大环境下评价体系或监督机制不健全、不严格的造成的。学习无止境,教师和学生一样,都有着对新知识的渴求欲望,用什么样的方法获得和传授知识,需要我们具有革新的思想和敢于实践的勇气。

1.5 科研知识无法灵活纳入理论教学

当前,很多教师都同时承担教学与科研工作,有的老师甚至在科研中取得了卓越的成果,但是在课堂上却没有把科研与教学结合起来,其主要原因多在于找不到话题切入点。对于化学学科来讲,一些科研实验的理论(或原理)恰恰就隐含在化学基础知识中,而在教课过程中,哪些是科研实验的理论支撑,需要其细细体会才能提炼出来。例如,《分析化学》中“重量分析与沉淀滴定”一章,在讲解沉淀的形成时,就完全可以与科研实验中纳米材料的制备联系起来。

2 未来几年工科普通高校化学课程的教改趋势探析

化学教学的改革推陈出新,研究者们提出了很多的改革方案和建议,各持己见。根据对近几年化学课程教改的观察、学习和研究,笔者认为未来几年教改趋势应以“新”、“老”相融合为主,具体可以从以下几个方面着手:

2.1 融合经典化学与现代前沿化学为一体

四大化学中各有经典内容,例如物理化学中的化学热力学、胶体化学、化学动力学;无机及分析化学中的四大平衡和四大滴定。这些经典内容,是每个高校化学课程的必讲章节,也是其专业的必修知识。但随着科技的进步、前沿化学的研究及交差学科的出现,化学课堂仅仅讲授经典化学理论是不能满足学生对知识渴求的,需要教师在有限的学时内,将新知识有机地穿插在教学中,使得化学课程不再是单一的授业和灌输,而是具有科技性和时代性。

2.2 融合传统教学思想与现代教学理论

在现代课程的视野中,知识不再是永恒不变的真理,教育的关键是让学生在与教育情境的交互过程中[2]。这句话道出了新时期“教育”的新概念。多年来,虽然人们在这方面的研究较多,但在实际教学中却因为种种原因,达不到预期的效果。即便如此,现代的化学教学思想仍需要重视和实施,这一思想包括:课程的开放性、学习的互动性、敢于对知识的质疑性等等。教学过程是动态的,充满挑战性、灵活性和想象力的,人们要勇于革新。西班牙建筑大师高迪,其不拘泥传统直线型、平面型的建筑风格,创造了后现代建筑的杰出代表之一——曲线构型的圣家族教堂。想象无止境,想象是我们改革创新的动力和源泉。

2.3 融合与调整四大化学的交叉内容

《无机化学》一般都作为大一新生所接触的第一门化学课程,该门课程作为高中化学和后续化学课程的衔接内容,起到很重要的铺垫作用,这也是《无机化学》与《物理化学》、《分析化学》部分章节重复出现的原因。但经过多年的教学实践,发现在《无机化学》中的所涉及的一些内容量大而不精,使得一些经典的概念被支离破碎。以化学热力学部分为例,一些公式推导被略去,教师讲起来很机械,不严谨、不科学,学生听起来也一头雾水,而这些内容又要在《物理化学》中从头讲起,前后耗费了不少学时。因此,如何调正和融合四大化学的交叉内容,是一个长远和大胆的尝试。

2.4 融合与构建高中、本科、研究生三个阶段的教学内容

这三个教育阶段的化学内容和目的各有不同,阶梯式地阐述了化学的本质和精髓。大学化学课程是高中化学课程的拓展与精讲,也是研究生课程的基础,在整体化学教学安排中是关键阶段。因此在讲授过程中,教师首先要清晰本阶段的教学培养目标是什么,高中时期学生对化学知识掌握的程度,同时还要设计好知识的前后次序,只有这样才能详略得当、有的放矢地讲授,才能灵活地驾驭课堂,做好教学内容的衔接与构建工作。

以上四个观点尤其适用于建筑类、医药类、食品类的工科院校,其四大化学仅是基础课程,学时少、任务重,在培养方案中,规定需在220~260个学时内完成全部化学的教学内容。目前对这种情况的教改研究偏少。

3 结论

化学知识犹如一幅多彩的画卷,需要通过我们化学教育工作者的手循循打开,由少到多、由简到繁地娓娓道来。如何诠释好这一幅画卷,需要用心去寻求最好的方式。工科院校化学教学的改革目的也是如此,我们要遵循教育发展的规律,遵照专业设置的需求,遵照社会人才的培养目标,做好教育教学改革和创新,向求知者展示化学世界带给人类的魅力。

参考文献

[1]赵春玲,王薇,胡立新.工科无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].广州化工,2012,40(20):136-137.