周春生,王書民
(商洛學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程系,陜西商洛 726000)
無機化學(xué)是面向化學(xué)化工類本科專業(yè)開設(shè)的主干課程之一,也是材料、生物、制藥等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)必修課,為學(xué)生在高年級學(xué)習(xí)分析化學(xué)、物理化學(xué)、有機化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。無機化學(xué)緒論課在無機化學(xué)教學(xué)中占據(jù)著極其重要的地位,它是整個課程的先導(dǎo)和縮影,因此,加強和改進無機化學(xué)緒論課教學(xué)是化學(xué)教育的重要環(huán)節(jié)。近些年,各校教師逐漸重視了該課程緒論課的改革和講解,促進了后續(xù)的教學(xué)效果[1-9]。在提高對無機化學(xué)緒論課認識的基礎(chǔ)上,著重對其講解內(nèi)容和講授方法進行了不斷探索和實踐,取得了較好的教學(xué)效果。
由于課時的調(diào)整和縮減,有些教師忽視甚至省略了緒論課的教學(xué)過程,結(jié)果嚴重影響了后續(xù)章節(jié)的教學(xué)效果。其實,無機化學(xué)緒論課教學(xué)不單是無機化學(xué)的“開場白”,而且是進行化學(xué)教育的“開場白”。
1)時代變了,化學(xué)也在變?;瘜W(xué)是當代自然科學(xué)的基石或中心科學(xué),可能已不再令人懷疑。但是,對于初入學(xué)的一年級大學(xué)生可能還會處于朦朧之中。踏入大學(xué),就是要實行從中學(xué)的“小化學(xué)”(對化學(xué)知識的一知半解)到大學(xué)的“大化學(xué)”(較全面的了解什么是化學(xué)以及化學(xué)與社會的關(guān)系)的轉(zhuǎn)變。這是一個質(zhì)的飛躍。顯然,這個任務(wù)應(yīng)該是由無機化學(xué)緒論課教學(xué)來完成,給他們以明晰的導(dǎo)入和提示。
2)緒論課的另一個主要任務(wù)是要讓一年級學(xué)生能夠熱愛化學(xué),對化學(xué)的學(xué)習(xí)充滿激情,有主動的學(xué)習(xí)熱情和態(tài)度。這就需要進行簡單化學(xué)史的講解,其中不光有攻克學(xué)術(shù)難題的喜悅和諾貝爾化學(xué)獎獲得的殊榮,更多的是大千化學(xué)世界的絢麗多彩、光怪離奇和那些默默無聞獻身在探索路上的前輩!我們隱隱發(fā)現(xiàn):一個激情四溢的化學(xué)緒論課可以堅定一個學(xué)生的專業(yè)選擇信念,甚或發(fā)現(xiàn)和造就一個化學(xué)才子。愛因斯坦說過:喜愛是比責任感更好的老師。緒論課能達到拉近學(xué)生與化學(xué)的距離,加強學(xué)生與授課教師的情感交流,會使后續(xù)化學(xué)教育順暢自然的效果。
3)介紹化學(xué)的研究方法和學(xué)習(xí)方法也是緒論課的重要內(nèi)容之一。1998年諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給量子化學(xué)家波普爾和科恩,以表彰他們在量子化學(xué)計算方面所做的貢獻。頒獎公報中指出“化學(xué)已不再是單純的實驗科學(xué)了,量子化學(xué)已成為廣大化學(xué)家的工具,將和實驗研究結(jié)果一道來闡明分子體系的性質(zhì)。”這表明化學(xué)已經(jīng)成為一門真正的嚴密科學(xué)。未來的化學(xué)科學(xué)必將是實驗科學(xué)、量子化學(xué)理論研究和電子計算機計算技術(shù)應(yīng)用三駕馬車的聯(lián)合體。緒論課教學(xué)在引導(dǎo)大一新生獨立自主學(xué)習(xí)能力以及促使其盡快適應(yīng)大學(xué)階段的學(xué)習(xí)規(guī)律等方面都起著重要的不可替代的作用。
認識的提高是緒論課程改革的前提,它在不斷促進著教師對緒論課教學(xué)內(nèi)容的固化和教學(xué)方法的提升。
既然無機化學(xué)緒論課教學(xué)的目的在于給一年級學(xué)生一個“大化學(xué)的概念”、激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的熱愛和如何學(xué)習(xí)化學(xué),達到向?qū)W生進行一次專業(yè)思想的教育、將學(xué)生的思想帶入到一個化學(xué)的世界、開闊學(xué)生的視野,使他們認識到學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性和必要性,起到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力的作用。緒論課程內(nèi)容要豐富到包括以下幾個部分內(nèi)容。
其中應(yīng)包括:1)化學(xué)的一般定義,化學(xué)主要是在分子、原子或離子等層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能以及能量關(guān)系的科學(xué)。簡單而言,化學(xué)可定義為研究物質(zhì)化學(xué)變化的科學(xué)。而化學(xué)變化是指由于分子或原子、離子等核外電子運動狀態(tài)變化而引起物質(zhì)組成質(zhì)變的一類變化;2)化學(xué)的新發(fā)展和新地位。中國科學(xué)院院士徐光憲教授認為,化學(xué)的內(nèi)涵和定義都在隨時代的前進而改變和延伸。他認為“21世紀的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)”[10]。這是泛指21世紀化學(xué)的研究對象,可以分為10個層次:原子層次、分子片層次、結(jié)構(gòu)單元層次、分子層次、超分子層次、高分子層次、生物分子和活分子層次、納米分子和納米聚集體層次、原子和分子的宏觀聚集體層次、復(fù)雜分子體系及其組裝體的層次。這里要與時俱進,要講到化學(xué)的內(nèi)涵和定義在發(fā)展、化學(xué)是一門中心學(xué)科和化學(xué)與其他學(xué)科的交叉等問題。
其中應(yīng)包括:1)化學(xué)是人們了解世界創(chuàng)造社會的基礎(chǔ),許多大師給予了化學(xué)好多的殊榮。俄國化學(xué)家羅蒙洛索夫MV Lomonosov說“化學(xué)是第二自然的創(chuàng)造者。”1965年諾貝爾化學(xué)獎獲得者R.B.Woodward說“化學(xué)在老的自然界旁邊又建立了一個新的自然界?!?951年諾貝爾化學(xué)獎獲得者G.T.Seaborg說“化學(xué)是人類進步的關(guān)鍵?!?)化學(xué)是人類進步的關(guān)鍵。這里要講20世紀的100年科學(xué)技術(shù),不管是科學(xué)家總結(jié)的十大發(fā)明也好,六大重大進展也好,其中缺少任何一項,人類都能夠生存。但如果缺少了化學(xué)合成技術(shù),人類的生存和發(fā)展將是難以想象的。
其中應(yīng)包括:1)無機化學(xué)是化學(xué)科學(xué)中最基礎(chǔ)的部分。因為它研究的對象包括整個周期表中的元素,它研究物質(zhì)豐富多彩的結(jié)構(gòu)類型,研究復(fù)雜多變的化學(xué)健型。許多涉及化學(xué)根本問題的規(guī)律及理論也大都是由無機化學(xué)衍生出來的;2)無機化學(xué)學(xué)科的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢簡介,無機化學(xué)的各個前沿領(lǐng)域內(nèi)容十分豐富。無機化學(xué)學(xué)科的新概念、新理論、新方法、新反應(yīng)、新結(jié)構(gòu)和新功能,促進了整個化學(xué)科學(xué)的發(fā)展,并為其未來展現(xiàn)了廣闊的前景。當前無機化學(xué)的發(fā)展則有兩個明顯趨勢:一個是在廣度上的拓寬,另一個是在深度上的推進。在廣度上的拓寬是適應(yīng)當前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高度綜合的大趨勢所需要的,表現(xiàn)在學(xué)科之間的交叉滲透并形成了新的學(xué)科生長點。其中應(yīng)包括金屬有機化合物化學(xué)、配位化學(xué)、無機固體化學(xué)、生物無機化學(xué)、金屬原子簇化合物化學(xué)、非金屬無機化學(xué)和超分子化學(xué)等方面;3)現(xiàn)代無機化學(xué)發(fā)展的特點。
其中應(yīng)包括:重視化學(xué)理論的指導(dǎo)作用,指出必須重視“元素周期律”的指導(dǎo)作用和必須注意內(nèi)容的“綱舉目張”作用;重視化學(xué)史的學(xué)習(xí)?;瘜W(xué)史的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生拓展知識視野,了解科學(xué)知識的動態(tài)形成過程,有助于了解科學(xué)探索的過程,受到科學(xué)思維方法的熏陶,有助于對學(xué)習(xí)化學(xué)情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng);重視學(xué)習(xí)中思維方法的訓(xùn)練,有利于無機化學(xué)知識的學(xué)習(xí)、積累和全面素質(zhì)培養(yǎng);重視化學(xué)實驗的訓(xùn)練,因為“實驗教學(xué)是實施全面化學(xué)教育最有效的教學(xué)形式”[11];重視做好化學(xué)習(xí)題。我國著名有機化學(xué)家、教育家邢其毅教授為此也發(fā)表過精辟的見解“習(xí)題的基本價值在于解決問題過程的基本訓(xùn)練?!庇终f:“解題的過程是思考、推理的過程,所以做習(xí)題實際上是訓(xùn)練學(xué)生各種能力的有效途徑?!盵12]
在無機化學(xué)緒論課的教學(xué)中,科學(xué)的界定課程的目的和內(nèi)容,緊抓課程的綱要性和內(nèi)容的豐富性兩大特點,充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)點,認真、仔細備課,以專題講座的形式開展。教學(xué)中,特別注意的是:
1)注重化學(xué)學(xué)科的飛速發(fā)展,講授內(nèi)容與時俱進,突出時代性。以往無機化學(xué)緒論課主要是介紹經(jīng)典化學(xué)史和本學(xué)科內(nèi)容。其實,經(jīng)典化學(xué)史已有多種非常珍貴的書籍可供學(xué)生閱讀?,F(xiàn)今的化學(xué)史要求精選內(nèi)容,增加已被科學(xué)證實的新現(xiàn)象、新概念、新理論、新材料、新技術(shù);要講無機化學(xué)6個重要分支的進展;要講近年來的諾貝爾化學(xué)獎,不乏介紹諾貝爾化學(xué)獎得主的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造,更著筆于其智慧、思維的描述和偉大品質(zhì)的宣揚??傊?,要給學(xué)生一化學(xué)新面孔,使學(xué)生認識到人類文明絕對不是物質(zhì)世界化學(xué)進化的終極。國際著名化學(xué)戰(zhàn)略家、美國化學(xué)家George M.Whitesides說:“化學(xué)處在革命性變革的前夜,化學(xué)就是未來,沒有化學(xué)就沒有未來,化學(xué)不能代表一切,但沒有化學(xué)肯定沒有一切?!盵13]自然,由于課時的限制,精選的內(nèi)容也要拿捏得極為準確。
2)注重化學(xué)的科學(xué)性,以事實說明化學(xué)發(fā)展,加強感性認識。豐富的化學(xué)實驗最有說服力,闡述觀點和結(jié)論必須以科學(xué)事實為依據(jù)。例如,講元素的發(fā)現(xiàn),要講歐洲核子研究組織CERN的大型強子對撞機的實驗;講化學(xué)是人類進步的關(guān)鍵,就要講19世紀100年來化學(xué)的作用,包括“如果沒有化肥工業(yè),在20世紀,全世界有20億人會因饑餓而喪生?!薄安皇褂棉r(nóng)藥,全世界糧食將人均損失三分之一。”“沒有合成纖維工業(yè),將有接近1/2的人口沒有辦法解決“溫”的問題?!薄扒嗝顾氐陌l(fā)現(xiàn)和大量生產(chǎn),拯救了千百萬肺炎、腦膜炎、膿腫、敗血癥患者的生命,及時搶救了許多的傷病員?!薄俺儾牧鲜乾F(xiàn)代電子工業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)?!薄?0%以上的產(chǎn)品與石油化工有關(guān),世界要高速發(fā)展,沒有能源不行。就目前來講,石油和煤炭等礦物燃料仍是主要的能源來源?!痹偃纾v到無機化學(xué)6個重要分支的進展,每個有先進事例可予以說明。
3)注重充分發(fā)揮多媒體優(yōu)勢,藝術(shù)的體現(xiàn)內(nèi)容畫面,提高教學(xué)效果。教學(xué)不應(yīng)是枯燥的,而是藝術(shù)的。全部課件內(nèi)容是由精選制作的“彩色圖片”連接而成,圖片有人物、分析圖、大量實物照片、漫畫組成,由教師幽默的語言連貫,達到讓學(xué)生在藝術(shù)享受中接受新知識、體會化學(xué)的魅力、沸騰自己的血液。
無機化學(xué)作為大一新生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,起著承上啟下的重要作用。任課教師必須重視無機化學(xué)緒論課的教學(xué),通過緒論課把一個全面的、全新的化學(xué)世界展現(xiàn)在大一新生的面前,開拓學(xué)生的視野,提高學(xué)生的想象力,激發(fā)新生對于化學(xué)知識的好奇心和求知欲,指導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)好無機化學(xué),并且將大學(xué)的學(xué)習(xí)、思維模式灌輸給學(xué)生,提高學(xué)生獨立思考的能力。目前,無機化學(xué)緒論課的教學(xué)實踐獲得了學(xué)生的肯定和歡迎,達到了展示化學(xué)魅力、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的教學(xué)效果。
[1]王小燕,解從霞,許泳吉.切實加強和改進基礎(chǔ)化學(xué)原理緒論課教學(xué)[J].大學(xué)化學(xué),2012,27(3):33.
[2]周祖新,郭曉明,周義鋒,等.基礎(chǔ)化學(xué)緒論課的教學(xué)藝術(shù)[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2010,28(9):76.
[3]楊家余.緒論課教學(xué)策略探討[J].浙江萬里學(xué)院學(xué)報,2010,23(1):114.
[4]朱 鑫,候益民,石俊生,等.淺談無機化學(xué)緒論課的教學(xué)[J].中國醫(yī)藥指南,2010,36(8):326.
[5]鄧玉恒,李 夏,王少亭,等.普通化學(xué)原理緒論課的一點教學(xué)體會[J].首都師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2007,28(6):6-10.
[6]張 藝,雷艷虹.緒論課對大學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)的重要性[J].保山師專學(xué)報,2006,25(2):29.
[7]許世紅,李靜萍,王永紅,等.《無機與分析化學(xué)》緒論課的教學(xué)實踐[J].甘肅高師學(xué)報,2004,9(2):81.
[8]楊雪琴.化學(xué)緒論課教學(xué)的“啟動”“啟發(fā)”和“激發(fā)”[J].銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004,2(2):60.
[9]庫宗軍.關(guān)于無機化學(xué)緒論的教學(xué)[J].孝感學(xué)院學(xué)報,2001,21(6):89.
[10]徐光憲.21世紀的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)(提綱)[J].中國科學(xué)基金,2002,16(2):70.
[11]戴安邦.實驗教學(xué)是實施全面化學(xué)教育最有效的教學(xué)形式[J].實驗室研究與探索,1994,(3):1.
[12]裴偉偉.深切懷念邢其毅教授[J].大學(xué)化學(xué),2003,18(2):3.
[13]Whitesides G M.Assumptions:taking Chemistry in new directions[J].Angew Chem Int Ed,2004,43:3632.