教学方法与手段

一、教学设计
 
  教学设计上,把无机化学课程分为理论课和实验课两部分。

无机化学理论课分为3大模块:(1)热力学原理及化学平衡原理、反应动力学基础 (从宏观的角度学习无机化学理论);(2)物质结构原理及元素周期律 (从微观的角度学习无机化学理论);(3)元素无机化学(应用无机化学理论,按照“元素周期表”,系统地学习、研究无机物的性质及其变化规律与应用)

以上3大模块依次讲授22学时、22学时(以上安排在第一学期)、46学时(安排在第二学期)。

无机化学实验课分为3大模块:即基本操作与验证实验、综合实验、设计与创新实验,依次为24、42、24学时,教学安排在第1与第4学期,其中,第1学期60学时(24 + 24+ 12),第4学期30学时(0 + 18 + 12)。

无机化学理论课与实验课的学时比例为1:1(90学时:90学时)。这样安排,既可以使学生学习到比较完整的无机化学基本理论知识,有可以使他们接受比较充分的基本技能训练,从而为进一步的专业学习和参加科学研究实践奠定坚实的基础。

二、教学手段、方法 

2000年以来,已全面实现了多媒体教学,课堂上全部使用自行研制的多媒体教学课件。已开通初具规模的教学网站(见“网络资源”栏目),硬件环境良好,学院提供双CPU服务器,设计开发用工作站支持。从我们的无机化学课程网站中,可以方便地阅读和下载教学大纲、教师简介 、课程简介、电子教案、课程录像、教学资源、习题讲解、参考书目等内容。我们重视把教学组的教学成果和经验向国内高校推广、幅射,据2010年2月28日从教育部CAI中心主办的中国高等学校教学资源网查询结果,在16门省级以上“无机化学精品课程”中,中山大学“无机化学”被点击次数列第一位(见申报表附件6)

无机化学理论课程的重点有3个:(1)四大化学平衡(宏观);(2)物质结构原理(微观,分为原子、分子、晶体3个层次); (3)重要单质和无机化合物的无机化学(宏观、微观)。(2)、(3)也是无机化学理论课程的难点

针对大学一年级本科生的现状,我们在教学手段、教学方法、教学内容、考试方式等方面进行了改革,引导学生进行归纳总结,激发学生学习兴趣,收到了良好的教学效果。具体做法是:

(1)采用多媒体显示与传统讲课相结合的授课方法

我们认为所有教学方法与教学手段的使用,都应围绕提高学生能力和素质的目的。

我们以PowerPoint为主体软件,结合与化学作图、化学结构和分子图形密切相关的软件Origin、PhotoShop、ChemOffice、ChemWin等绘图软件制作一些精美的图形,根据讲授需要,进行拆分和组合,可分层次或逐一组合成一体,进行讲解,具有传统教学无法比拟的演示效果,学生感到直观、清晰、新鲜,提高了学习兴趣。这在“物质结构原理”的教学中效果特别显著。我们清楚地认识到:课堂教学不是做学术报告,因此依然保留了版书、教学模型等传统授课手段,并精心准备口头讲述的内容

(2)用理论基本框架组织“无机化学”整个教学内容体系

用“物质结构原理”和“热力学原理”作为理论基本框架,贯穿、组织整个“无机化学”教学内容体系,运用这些基础理论知识去理解、判断、解释、预言元素及其化合物的结构与性质,即采用“理论”→“性质”的“演绎”方法进行教学:


 

多数学生掌握这一理论基本框架后,较快实现了知识“复杂向简单”的转化,并体会到正确化学理论的指导作用。

(3)精心组织教学内容

在教学中,依托教学组科研成果丰硕的优势,适当简介与课程内容相关的国内外和教学组的最新科研成果和学科发展动态,同时,按照化学史的线索组织教学内容,在可能的内容背景下,把理论讲解变为“讲故事”(如“原子结构”发现史、“化学键理论”的演变),大大激发了学生的学习兴趣。

(4)改革考试方式

引导学生思考问题、总结归纳。在学生掌握了一定基础理论,懂得积极思考问题的基础上,引导他们对众多的化学性质、现象进行总结,这是学生“学以致用,更上一层楼”的学习阶段。我们改革了考试方式,采取“有限开卷,独立完成”的考试方法,要求学生对学过的无机化学内容进行总结、归纳,并在考试前用两页A4纸写出书面小结;在考试时,可以用这两页书面小结作参考进行“有限度”的开卷考试;考试结束后,小结作业连同试卷一并上交,同时作为成绩的评定依据;考试试卷采用了一些综合的、要求灵活运用各种基础理论知识的题目,更能考查出学生的创新思维能力。这种考试方式,能促使学生认真学习,学会总结、归纳,受到学生普遍的欢迎。

无机化学实验课程的重点有3个:(1)培养学生掌握实验基本技能和基本知识;(2)培养学生牢固规范地掌握基本实验操作;(3)努力培养学生的创新意识与创新能力。其中(2)与(3)也是课程的难点

我们的具体做法是:

(1)进行实验教学内容改革

在实验内容的具体设计方面,既要利于学生对实验基本操作、基本技能与基本知识的掌握,又要利于学生实验素质、创新意识与创新能力的全面提高;大力提高综合性与研究型实验的比例,同时尽可能增加反映现代科学研究发展新成果的实验方法与技术;既体现学科之间相互交叉渗透的客观情况和时代特点,又还实验以本来面目,使教学更接近于科研和生产实际。

(2)推行探究式实验教学

在实验教学中,要求教师转变教育观念,树立以学生发展为主即学生是实验的主体的教育观念,让学生认识到化学实验不仅仅是教学过程中的一种实践活动,而且是一种更重要的探究性实践活动。充分发挥学生在确定实验问题、实验设计、实验操作、实验观察及实验结果处理等方面的主观能动性。

(3)全面开放实验室,实行开放式实验教学

提高学生实验技能的关键在于给学生提供一个良好的实验环境,包括足够的基本实验仪器、适当的现代大中型仪器和更多的动手实验机会。一方面让喜欢化学实验与研究的学生有更多机会从事化学实践活动,利于优生优培;另一方面给实验动手能力差的学生更多的锻炼机会。在实验室开放之后,相应地对学生实行开放式实验教学。一是实验内容的开放性。由实验室提出若干基于学科发展趋势且与工业生活有紧密联系、学生感兴趣的实验课题供学生自由选择,这些实验课题多为跨学科、综合性、研究型实验,不局限于特定二级学科;同时,鼓励学生自己提出可行的实验课题,还将纳入学生课外科技、竞赛活动。二是时空的开放性。除了正常实验教学时间外,其余时间(包括晚上、双休日及节假日)都对学生进行开放。同时,所有的实验室对全体同学进行开放。三是管理的开放性。为提高实验效率、合理安排实验室,对进入开放实验室的学生实行预约制。学生进行开放实验的初期,由教师严格指导,后期则实行学生自我管理或高年级学生管理、指导低年级学生。

(4)改革实验考试方式

实验考试形式多样,包括操作考试、设计实验方案、独立实验、笔试等,注重从实验的各个环节对学生进行全面考查。 

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