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普通化学与无机化学范文1
关键词:工科无机化学;教材;高等工程教育;全方位;多层次;立体化
一、我国高校工科无机化学教材的历史沿革
1.晚清-民国时期
我国作为世界四大文明古国之一,早已有了丰富的经验化学知识和技艺。例如,明代科技泰斗宋应星的科技巨著《天工开物》18卷中有11卷均属化学工艺技术[1]。17世纪后该书相继被译成日、英、法、德文,成为世界科技名著之一。但是,由于种种原因,我国科技发展似乎存在一个历史的断层,近代化学知识、理论却是在19世纪中叶从欧洲传进来的。
1855年([清]咸丰五年)上海出版了英国人B.Hobson(1816-1873年)所编《博物新编》第一集,在中国最早介绍了西方的近代化学知识。其后,我国近代化学的启蒙者徐寿(1818-1884年,江苏无锡)等人先后译出多部化学著作[2],例如:
《化学鉴原》——概述化学基本原理和重要元素知识;
《化学鉴原補编》——无机化学;
《化学鉴原续编》——有机化学;
《化学考质》——定性分析;
《化学求数》——定量分析;
《物质遇热改易记》——物理化学初步知识。
晚清时期起,设有汇文书院(1888年)、自强学堂(1893年)、北洋西学堂(1895年)、四川中西学堂(1896年)、南洋公学(1896年)、求是学堂(1897年)、京师大学堂(1898年)、山东大学堂(1901年)、山西大学堂(1902年)、敬业学堂(1904年)、复旦公学(1905年)、清华学堂(1911年)。1903年清政府颁布《奏定学堂章程》规定,化学为必修科目。
这些学堂随着历史发展和社会变迁,后来依次升格为金陵大学(1910年)、武汉大学(1928年)、北洋大学(1921年)、四川大学(1903年)、上海交通大学(1921年)、浙江大学(1923年)、北京师范大学(1902年)与北京大学(1912年),山东大学(1926年)、山西大学(1918年)、南开大学(1919年)、复旦大学(1917年)、清华大学(1925年)。
这一时期的化学教学主要仿照西方的模式。例如,以工科为主的北洋大学[3],建校伊始即以科技兴国为宗旨,以美国哈佛、耶鲁大学为蓝本,聘外籍专家、学者任教,用外文原版教材[4-10],用外语授课。
工科类大一的化学基础课,即使是无机化学课程,有时也是采用普通化学教材,如北洋大学曾采用过1946年美国耶鲁大学Brinkley编的原版教材《普通化学原理》(Stuart R. Brinkley, Principles of General Chemistry, Tried Edition)。另外,也有些大学采用译著[11-15],如严志弦先生1946年翻译的《谈明普通化学》(第5版)。
对于这个时期的高等教育,最近刘延东同志有过论述:从晚清到民国时期,高等教育在艰难曲折中不断前行,形成了许多好的传统和风气,即使在内忧外患的抗战时期,高等教育仍然向前发展,涌现了一批名家大师,为之后的发展奠定了良好基础[16]。
2.解放后的前17年(1949-1966年)
(1)1950-1951年。解放初期,千头万绪,教学改革一时还顾不上,高校数、理、化教材基本上各自选用。高校工科大一化学有的沿用《谈明普通化学》,其各章名如下:
化学之范围,质之一般特性,有关化学变化之定律,符号化学式及方程式,氧,燃烧,气体之一般性质,大气,水,液体,元素,电子与辐射能,原子内容,放射性·核反应,氢,酸,盐基与盐,滴定·当量·当量溶液,氢游子浓度,氯及其化合物,氧化与还原,卤素,硫与硫化氢,硫之氧化物与硫酸,以硫与食盐为基础之工业,氮·氨及铵盐,氮之氧化物·硝酸,氮族元素,反应速度,化学平衡,再论溶液,沉淀,水之软化与调节,胶体,固体,碳·燃料·碳之最简化合物,碳化氢,醇类·脂类·醣类,纤维素工业·爆炸物·塑料,弹性物·染料·药物,以菱苦土、石膏及石灰为基础的工业,水泥与混凝土,陶瓷工业,矽酸盐工业,轻金属及其合金,铁与钢,再论铁与钢,电化学,转移族元素,转移后金属。
(2)全面学习前苏联时期(1952-1957年)。1952年基于当时的国际形势和国家建设的需要,全面向前苏联学习。我国当时的高等教育部对推荐高等学校教材试用本作了说明:“充分学习苏联的先进经验,根据国家建设需要,设置专业,培养干部,是全国高等学校院系调整后的一项重大工作。在我国高等学校里,按照所设置的专业试用苏联教材,而不再使用以英美资产阶级教育内容为基础的教材,是进一步改革教学内容和提高教学质量的正确方向。”1952年9月24日人民日报社论也指出:“苏联各种专业的教学计划和教材,基本上对我们是适用的。它是真正科学的和密切联系实际的。至于与中国实际结合的问题,则可在今后教学实践中逐渐求得解决。我们希望:在教学过程中,对译本的内容和译文广泛地认真地提出修正意见,作为该书再版时的参考。我们并希望各有关教研组在此基础上逐步加以改进,使能结合中国实际,最后能编出完全适合我国需要的新教材来。”
普通化学与无机化学范文2
【关键词】物理化学;通俗讲解法;注重过程教学;考评体系
Exploration of improving the teaching effect of Physical Chemistry
WANG Xiao-hua1 ZHANG Yan2 ZHANG Shu-yi3 XIE Jin-nai4
(1.Tongji Zhejiang College, Jiaxing Zhejiang 314000, China;2.Hangzhou Xin Kai Industrial Co., Ltd., Hangzhou Zhejiang 310000, China;
3.Suzhou Tianma specialty chemicals Co., Ltd., Suzhou Jiangsu 215000, China;
4.Jiaxing City Qinghe high-strength insulation Co., Ltd., Jiaxing Zhejiang 314001, China)
【Abstract】Based on Physical Chemistry curriculum characters, we explored the teaching method of Physical Chemistry from three aspects, that is to use the“popular explanation” teaching mode, to focus on the process of teaching from the basic courses, examples and experiments and so on, to exame students through discussion in the usual results, and to establish the evaluation system with final stages.
【Key words】Physical Chemistry; “Popular explanation” teaching mode; The process of teaching; Evaluation system
0 前言
物理化学是我校材料科学工程、环境工程和给排水工程等专业的一门专业基础课,该课程主要运用物理的原理、方法及技术,结合高等数学的知识来研究化学体系的性质和基本规律[1]。而物理化学课程内容抽象且逻辑性很强,公式繁多,且大多公式都有使用条件,以往的“一言堂”和“填鸭式”的授课模式,很容易使学生产生厌学情绪,教学效果受影响[2,3]。因此,在有限的课堂教学时间里,激发学生学习物理化学的积极性,着眼其原理和来源分析推演,联系实际生活案例加以深入以此提高学生的综合素质,让物理化学课程变得轻松易懂易学成为教师值得思考的课题。本文将从以下三方面进行探索以期切实提高物理化学课堂教学质量。
1 课堂教学中多用“通俗讲解法”
为了打破物理化学枯燥、沉闷的传统教学方法,在教学内容的设计上,应该避免死板照搬知识点,要找出与知识点“接地气”的讲解方法让学生更易懂易学,即“通俗讲解法”。例如,在界面张力章节中,固体表面吸附气体时,朗缪尔吸附等温方程的推导复杂难懂,但如果把学生进教室坐座位的过程比作气体被吸附到固体表面就简单了,每位学生好比每个被吸附的气体分子,座位好比固体表面。如果学生坐满座位则覆盖率等于1,否则小于1。固体表面吸附气体的速率受哪些因素的影响呢?在覆盖率理解的基础上,学生会去思考,教室的空位越多,坐下的速率肯定更快,那这个空位怎么计算呢?空位率乘以空位数。如果教室外有一只猛虎追赶学生,是不是大家会努力挤进教室呢?而这只吃人的“老虎”就好比一种推动力,对于气体分子来说就是压力,固体表面吸附气体时,压力越大,吸附肯定就越快,这样学生就能很容易理解影响气体在固体表面吸附的因素,即空位率和压力。学生再看吸附速率的公式就变得更容易了。这种通俗的讲解办法可以把理论性很强的知识化作简单易懂的生活常识,调动学生积极思考,真正让学习变复杂为简单。
2 重过程的教学模式激发学生兴趣
2.1 结合《普通化学》、《无机化学》、《高等数学》和《大学物理》等基础课程,实现轻松学《物理化学》
《物理化学》课程一般安排在大二下学期开课,教学中多从学生学过的知识点引入,可以收到事半功倍的效果。例如,热力学部分的术语在《普通化学》[5]和《无机化学》[6]中已经介绍过,《物理化学》课堂上只需简单提及,学生就能回忆起来,再结合《高等数学》中微积分的知识,就能帮助学生轻松掌握功、能量守恒定律等重点内容。而在化学平衡常数的表达式相关内容讲解时,也可以先引入《普通化学》和《无机化学》中标准平衡常数的表达式写法特点,再稍加推演就可以让学生掌握平衡常数的其他表达式[7]。
2.2 结合应用实例教学,提高学生学习兴趣
许娟等[8]认为举一些“闪光点”的实例将物理化学基本原理与实例相结合可以帮助其理解并且培养学生的物理化学视角。刘建等[9]认为教师讲课备课,应该以“应用”为主旨合理取舍教材内容。因此,在物理化学教学中引入实例教学非常重要,如将实际生产中的合成氨反应与热力学和动力学知识贯穿,粉尘爆炸与表面能相联系,自然界水结冰,冰雪融化等与化学势相关联,汽车表面镀膜与胶体化学关联等等。
2.3 结合物理化学实验讲解和推演理论知识,让抽象的理论变得简单、适用
如借助凝固点测定实验讲解稀溶液的依数性之凝固点降低。单纯理论上的分析和推导很乏味,若结合表1设计凝固点降低实验,学生自己动手测凝固点并分析所得数据,就不难发现当在环己烷中加入萘后凝固点有所降低,进一步还可以设计实验添加相同物质的量的尿素,结果如何呢?让学生通过实验找答案。在此基础上,可以再向学生提问,如果是未知试剂A需要测定相对摩尔质量可否利用稀溶液的依数性?学生则可以按照表2设计凝固点降低实验,再结合理论推导将可以完成。让学生带着问题去设计实验,分析、推导和应用同时进行,提高学生动手能力,逻辑分析能力,以及创新能力。
表1 凝固点降低实验设计
表2 利用凝固点降低实验测A的相对摩尔质量
3 选择合理的考评体系以激发学生学习热情
《物理化学》课程学习难度较大,内容深且枯燥,要让学生在课堂内外的学习热情有增不减,平时成绩可提高到40%甚至更大的比例,再扩大其考评范围。除了通常的考勤、课后作业和课堂回答问题外,可以把学生讨论交流作为平时成绩。在物理化学课堂教学中,引入学生讨论交流模块[3,10]对学生独立思考和团队合作能力,表达和沟通能力、分析问题和解决问题的能力等的培养都大有裨益,受此启发,笔者在2015级材料专业学生物理化学课堂上采用了专题汇报和讨论模块。由于这门课学时有限,不可能多次应用Think-Pair-Share (思考―讨论―交流)模式[10]和Sandwich教学法[3],所以我们将班级49人均分为7组,每组固定专题负责人。教师给出几个《物理化学》相关的专题,请各组自选,选定后,请同学们利用课余时间查资料,制作PPT,在学期末进行专题汇报和讨论。每组给予8到10分钟进行汇报,每组抽出一人来当评委,再邀请其他班级同学或者老师作为评委,并进行现场打分和排名,结果按比例记入平时成绩。我们通过问卷调查回访学生的反应,学生一致认为,该专题讨论的课堂模式拓展了知识面,展现了大学生风采,增强了师生之间的互动交流,调动了大家的积极性,活跃了学习氛围,值得推广。
另外,笔者设想将《物理化学》的考试分段进行,譬如每三章出一份试卷,考试成绩按比例记入期末总成绩中,以此督促学生及时复习和总结。
4 结语
《物理化学》课程虽然内容繁多且需要的储备知识较多,但该课程在本科学生的思维训练和素质拓展,以及专业课程和实验能力上都有很大的作用,因此,探索更多更好的教学方法和合理的考评体系来提高教学质量是我们教师持之以恒追求的话题。
【参考文献】
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[3]段煜,王晓岚.Sandwich教学法在药学专业物理化学教学中的应用(I)―表面张力教学实例[J].化学教育,2014,42(l6):47-52.
[4]余传波,邓建梅,邹敏.物理化学“启发式教+探究式学”教育模式的构建与启示[J].化学教育,2014,(l6):16-19.
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[6]大连理工大学无机化学教研室.无机化学[M].北京:高等教育出版社,2006:22-27.
[7]天津大学物理化学教研室.物理化学[M].北京:高等教育出版社,2010:164.
[8]许娟,杨亚提.高等农林院校物理化学与专业结合的教学模式与实践[J].教育教学论坛,2015,(17):133-134.
普通化学与无机化学范文3
关键词:工科专业;无机及分析化学;教学改革;教学实践;网络教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0191-02
无机及分析化学是如化工工艺、食品科学与工程、环境工程等工科相关专业的必修基础课,对学生科学素质、专业素质和综合素质的培养起着重要作用。长期以来,我国高等院校对大学化学基础课程的教学,一直按照无机化学、分析化学、有机化学及物理化学这一顺序进行教学,这种传统的课程体系过于强调教学内容完整性,且自成体系,但使得各课程间内容重复度大,不利于目前学生的学习。因此,更新教学内容、优化课程体系、打破学科间的壁垒、建立新课程体系势在必行。无机及分析化学是将原来的无机化学(或普通化学)和分析化学进行改革整合而来,目前已有多种版本教材可供选择。各校在教学过程中积累了许多宝贵的改革经验,取得了一定的成果。现结合多年理论课教学经历,谈谈这方面体会。
一、目前存在的问题与发展概况
目前存在的问题有:(1)课时与教学内容的矛盾;(2)教材编写纯理论化;(3)大班教学忽视学生的主体性;(4)生源高中化学基础参差不齐。
无机化学与分析化学整合的课程改革始于20世纪80年代,首先在国家一些重点院校中进行,经过近30年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可,取得了一定成果,相继出版了多本教材。如1978年人民教育出版社出版的陈荣三教授主编的《无机及分析化学》一书是我国最早正式出版的《无机及分析化学》教材,是在1975年南京大学自编讲义基础上编写而成的。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。再如华东理工大学1992年出版的《无机及分析化学》教材,随后,在1995年,由华东理工大学组织的“面向21世纪理科应用化学专业教学内容和课程体系改革研究”项目被国家教委高教司批准为首批教学立项课题。在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,北京大学、南开大学等数十所高校教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”,历次研讨会对无机及分析化学教材建设和教学中存在的问题都进行了广泛深入的讨论,实现了课程结构和教学内容整合、优化和教学体系改革,《无机及分析化学》 (第四版)于2002年初被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材。
针对无机及分析化学的教学现状,我校对《无机及分析化学》课程进行了调整,并将实验单列为一门课程,建立了相应的考核方式和办法。同时,随着全校新专业的增加,开设《无机及分析化学》课程的专业增多,课程建设力度加大,为了提高《无机及分析化学》课程组的整体素质,满足课程建设的需要,加强相关人才的引入力度,逐步建立了一个完整的《无机及分析化学》课程组,《无机及分析化学》课程在2005年获得了学院首批精品课程建设的立项资助,在2008年成为兰州理工大学的校级重点课程,建立了精品课程网站。经过几年的教学改革,已建立了科学、系统的无机及分析化学课程体系,并于2008年在华中科技大学出版社的大力协助下,与五校合作正式出版了《无机及分析化学》。
二、无机及分析化学理论课教学改革探索
(一)潜心研究,整合内容,构建教学新体系
原无机化学教学中包括四大化学平衡,即酸碱、沉淀、配位及氧化还原平衡,而在分析化学中也涉及相应的四大平衡体系,这样的教学安排,既浪费时间,又让学生感到枯燥。在无机及分析化学课程的教学中,将原理和应用知识有机地结合起来。将原无机化学和分析化学两门课程中内容联系最紧密和重叠最多的“四大平衡和四大滴定分析方法”两个部分有机结合起来。浓缩精简后的课程安排,体现少而精的原则,使得必须掌握的理论重点突出。
由于无机及分析化学内容广泛,涉及现代物质结构理论基础、化学反应原理、溶液平衡、化学分析、元素化学和仪器分析6大部分,这教师必须熟悉教学要求,认真钻研教材,潜心研究教学内容,在吃透教材的基础上,合理安排教学内容。同时,课程内容还引入了无机与分析化学学科近年来所取得的最新成果,注意了知识面的补充和延伸,以满足现代无机及分析化学对各专业人才的基本要求。
(二)多平台教学层次满足不同专业要求
对于不同专业,教学大纲、教学内容和教学计划的安排要有所区别,为了保证基本的教学要求和整体教学水平,不同专业开设无机及分析课程要统一界定基本教学内容和教学环节(约占整体的75%)。以多平台教学层次编写教学大纲,提出各专业教学内容的基本点与侧重点,以及相应的教学方式与教学环节的要求。
(三)结合实际,改革教学方法
根据讲授与自学相结合的原则,采取了灵活多样的教学方法,抓好课堂教学,确保教学质量;采用多媒体教学,在课件中配以大量图片,一些较难的公式推导通过课件可以一目了然,使学生更易理解和掌握;培养学生自学能力,在部分适合自学的教学内容学习中引入自学模式,课前给出自学提纲,并将提纲中的相关部分以提问的方式予以检查,了解学生完成的情况,通过辅导答疑方式,及时了解自学的效果,使学生由被动向主动学习方式逐步过渡。为进一步调动学习积极性,在教学中课开展“部分双语教学”,对章节标题及专业术语标注英文并配以中英文讲解,收到良好的教学效果。
(四)介绍学科发展的前沿知识和发展动向,激发学生的学习热情
我们的新教材中编写了部分前沿知识内容,例如稀土元素化学简论、生物无机化学简论、无机高分子物质简论和化学分离方法,这有助于教师在教学中,结合该领域的前沿研究动态,将新方法、新成果融入教学相关部分,激发学生获取新知识、新成果的热情,也有助于改变以教师为中心,学生上课记笔记、考前背笔记的“授业传道”定式,充分调动了学生的学习积极性。
经过近7年的理论课内容和教学方法的改革实践,已初步建立了一套适合我校实际情况的无机及分析化学理论课教学体系,实践证明该体系能激发学生学习兴趣,提高教学质量。 今后,还需进一步使之完善,使课程教学质量有更大提高。
参考文献
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[2]薛德平.无机及分析化学(第四版)教材的编写体会[J].中国大学教学,2007,(3).
[3]李英杰,张文治,陈国梁,等.浅谈无机及分析化学课程的改革与建设[J].高师理科学刊,2002,22,(4).
[4]李艳辉,许兴友,马卫兴,等.无机及分析化学课程教学改革与实践[J].考试周刊,2008,(35).
[5]王运,董元彦,张方钰,等.面向新世纪无机及分析化学课程体系的构建[J].高等农业教育,2005,(4).
[6]钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育,2007,(5).
普通化学与无机化学范文4
授课题目:离子鉴定和未知物的鉴别
授课时数:4课时
教学课型:实验课
所属学科:化学
教 材:赵新华主编,《无机化学实验》第四版,高等教育出版社
授课对象:化学专业本科生
一、 教学内容分析
由于酸碱性、氧化还原性等的限制,很多阳离子或阴离子不能共存于同一溶液中,共存于溶液中的各离子彼此干扰较少,且许多阳离子或阴离子有特征反应,故可采用分别分析法,即利用阳离子或阴离子的分析特性先对试剂进行一系列初步试验,分析并初步确定可能存在的阳离子或阴离子,然后根据离子性质的差异和特征反应进行鉴定。本实验为设计性实验,要求学生学会设计实验方案进行离子鉴定或未知物的鉴别,达到实验教学的目的,进一步培养学生发现新方法、积极探索的精神。
二、 学情分析
化学专业的本科生在进行该实验之前,了解了一些典型物质的分析与鉴定,通过设计化学实验的相关内容,对设计实验方案开展化学实验有一定认识,具备了一定的基础。同时,在该实验之前,学生已进行了多次无机化学实验,掌握了大多数仪器的基本操作,具备了一定的动手能力。通过对设计的实验方案实施,验证实验方案的可行性与合理性与教材进行比对,更好地明白和掌握理论知识,同时提高实验过程中的动手能力。
三、 教学目标
1、 思政目标
(1) 通过实验探究,激发学生的学习热情。
(2) 培养学生发现新方法、积极探索的精神。
2、 知识与技能目标
(1) 通过已学的元素及化合物的基本性质进行常见的鉴定或鉴别。
(2) 巩固常见阳离子和阴离子重要反应的基本知识。
四、 教学重点和难点
1、 教学重点
(1)运用所学的元素及化合物的基本性质,进行常见物质的鉴定或鉴别。
2、 教学难点
(1)进一步巩固常见离子和阴子重要反应的基本知识;
(2)综合运用所学知识对未知物进行鉴别或鉴定。
五、 教学方法
1、 采用理论讲授和操作演示的方法;
2、 采用“线上预习——线下实验(提出问题——解决问题)——线上巩固”的教学模式,以启发式教学的方法激发学生的学习兴趣。
六、 教学过程
教学
环节
教师活动
学生活动
设计
意图
时间
线
上
预
习
学习通线上学习任务:
预习实验;
了解实验原理、操作要点、实验关键点;
根据要求,设计实验方案。
登录学习通,完成线上学习;
预习实验内容。
自主安排
导
入
新
课
了解酸、碱、盐之间的反应规律,再根据物质的不同性质可对常见物质进行鉴定和鉴别,这对人类的生产、生活有重要的作用。
学生体会,尝试举例。
激发学生实验的兴趣
3~5min
提
出
问
题
问题铺垫:通过对前面一些实验中对一些典型的物质分析与鉴定的学习,已经初步具备了鉴别未知物的意识,但是还未系统的学习过鉴定或鉴别物质的方法,那么对某种物质或离子进行鉴定时的依据是什么?应该如何鉴定离子和鉴别未知物呢?
思考归纳,回答所提出 的问题,巩固理论知识。
思考、
讨论、
完善方案
培养学生的化学思维,锻炼归纳总结与表达能力。
35 min
问题提出:
1、如何区别二片银白色金属:铝片和锌片?
2、如何设计实验鉴别四种黑色和近于黑色的氧化物:CuO、Co2O3、PbO2、MnO2?
3、未知混合液1,2,3分别含有Cr3+,Mn2+,Fe3+,Co2+,Ni2+离子中的大部分或全部,如何设计实验方案以确定未知液中含有哪几种离子,哪几种离子不存在?
4、当盛有以下十种钠盐试剂瓶标签被腐蚀,如何分别鉴定这些物质:NaNO3、Na2S、Na2S2O3、Na3PO4、NaCl、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4、NaBr、Na2SO3?
解
决
问
题
解决问题:(列出方案)
1、可以利用物质性质和化学性质(如先加稀盐酸溶解、再加浓氨水)对铝片和锌片进行鉴别。
2、根据他们与浓盐酸地反应条件和产物的不同进行分析,再利用不同阳离子的特征反应进行鉴定。
3、利用阳离子性质不同进行鉴别。
4、利用钠盐中阴离子性质不同进行鉴别。
问题解决详细方案见教学内容
动动手:讲解实验目的和要求,指导学生操作,指出其中的不足。
开展实验,解决问题。
2 h
课
堂
小
结
实验结束后,引导学生根据自己实验方案以及实验结果进行分析,总结实验中的不足,与先前的理论分析做对比。根据学生的实验结果进行总结,进行思政教育:科学家精神,严谨求实的科学态度,掌握科学方法、积极探索。
积极参与课堂小结,回顾操作中遇到的问题,激发自主探索精神。
通过总结帮助学生熟练掌握相关知识
2~3 min
线
上
提
升
线上讨论题:
1、查阅资料,设计方案对盛有以下十种硝酸盐的试剂瓶标签被腐蚀试加以鉴别:AgNO3、Hg(NO3)2、Hg(NO3)2、 Pb(NO3)2、NaNO3、Cd(NO3)2、Zn(NO3)2、Al(NO3)3、KNO3、Mn(NO3)2?
线上拓展学习资料:
1、登录学习通,学习网课视频资料。
2、完成线上资料拓展学习。
学生积极参与且思考
检验学生的学习效果,培养其自主学习能力和探索能力
自主安排时间
七、 参考资料
1、 李华民等,基础化学实验操作规范(第2版),北京师范大学出版社,2010.
2、 付强,普通化学实验,东北师范大学出版社,2005.
3、 张勇等,现代化学基础实验,科学出版社,2000.
4、 袁书玉,无机化学实验,清华大学出版社,1999.
5、 沈君朴,实验无机化学(第2版),天津大学出版社,1992.
普通化学与无机化学范文5
[关键词]网络课程;无机及分析化学;立体课程建设;实践
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2012)02-0100-03
山东科技大学的《无机及分析化学》不仅是应用化学和化学工程与工艺专业最核心的专业基础课,也是矿物加工、生物工程、环境科学与环境工程、无机非金属材料工程和高分子材料与工程等近化学专业的核心基础课程,主要为学生进一步学习《有机化学》、《环境监测》、《食品理化检验》、《高分子化学》、《生物化学》、《生化实验技术》、《仪器分析》等核心专业基础课打以及做毕业论文打基础。
《无机及分析化学》课程是一门理论与实验相结合的课程,针对不同专业的需要,山东科技大学有两种方式进行教学:一种是将无机化学与分析化学整合成一门课程的短学时教学(近化学专业),一种是将无机化学与分析化学分开授课的长学时教学(化学专业)。
《无机及分析化学》网络立体课程主要包括理论教学和实验教学两部分,经过十多年的教学改革和课程建设,形成了一套以培养应用型人才为特色的教学内容体系:在理论教学方面,本着应用为目的,够用为度、适量超前的原则,以定量分析为主线,设置化学基础原理和化学分析原理与技术两大块教学内容,准确、简明的阐述最基本的无机及分析化学原理和规律,并使“分析与应用”贯穿于整个课程教学内容之中,体了重基础、强应用、为专业服务的特色。在实验教学方面,按照“基础一综合一应用”的思路设计的实验教学内容,突出基础技能为专业技能服务的特点,强化综合技能的训练。
1 《无机及分析化学》课程系列教材的建设实践
教材的建设体了教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的改革,是网络立体课程建设的重要组成部分,是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。
根据山东科技大学近化学、化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》、《无机及分析化学实验》和《分析化学实验》。这些教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强简化分子轨道理论、晶体场理论等难度较大的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于矿物加工、材料、环境、生物工程等主要专业大类。
2 《无机及分析化学》课程立体化网站的建设实践
按照国家、学校新修改的教学大纲的要求,对《无机及分析化学》课程进行了网络立体化的全面建设,建立了《无机及分析化学》课程网络平台。将课程简介、师资队伍、理论教学、实验教学、教学互动、教学视频和化学资源等栏目的内容公布在山东科技大学的网站上。目前无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生可不受时间和空间的限制,掌控自己的学习过程。
在教学理念方面,把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练,强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。矿物加工、材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不开无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,要不断建立矿物加工类、材料类、环境类、生物类几个模块相关专业的课程体系和教学内容。
3 在教学实践中改革教学方法,增强师生互动
网络立体化教学的多样性,给不同层次的学生提供了适合自己的教学平台。学分制的改革,作为基础课的《无机及分析化学》的学时数也在减少,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法上,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授一课外讲座一辅导答疑一考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。
《无机及分析化学》的教学课程在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大提高,要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用代教育技术,将传统的教学方式与代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,也在网络课程中制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表课程教学内容。
不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0~10分,若能达到公开
发表的水平最多可加10分,但课程总成绩最多为100分。
4 《无机及分析化学》实验课的改革实践
实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是代意识、竞争意识的培养。自2004年起,根据山东科技大学实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验一综合实验一设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,设计了适合山东科技大学不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生个性发展、潜能开发以及优秀学生脱颖而出创造条件。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系,多模块的实验教学内容,预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施。
1)对无机及分析化学实验教学内容进行了重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,实了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”,这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。
2)正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富、技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
3)多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。
4)形成了基础-提高-突优-参与科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来山东科技大学启动“挑战者杯”、“大学生实验技能大赛”、“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。
普通化学与无机化学范文6
【关键词】材料科学与工程;物理化学;教学方法;考评方式
0 前言
物理化学是我校材料科学与工程、环境工程和给排水工程等专业的一门专业基础课[1]。物理化学课程内容抽象,内容多,公式多,逻辑性很强,教学难度较大[2-4],为了让学生真正参与到教学中,“以学定教”,我们对13材料科学与工程的50名学生进行问卷调查,研究学生的评价和学生的提议,对物理化学课堂教学进行的研究,以期待真真切切提高课堂教学质量。
1 分析问卷探索物理化学课堂教学体系
本次问卷共发50份收回49份,有效问卷48份,问卷主要从三个方面展开,即教学内容,教学方法,学生专题讨论教学模式。
1.1 物理化学课堂教学体系之教学内容
在课堂教学环节中,教学内容是首要考虑的要素,我们设置了关于课堂上教学内容掌握情况的问题,如表1所示。结合问题1,30%学生认为第七章电化学部分内容课堂上比较难掌握,19%学生认为第六章相平衡部分,16%认为第五章化学平衡,11%认为第九章动力学,5%认为第二章热力学第一定律,5%认为第三章热力学第二定律,5%认为第十章胶体化学[5]。可见,在课堂教学内容的设置上,我们在电化学部分和相平衡部分应该更加详细,并且放慢教学进度,尽量让学生在课堂上掌握其中的内容。结合问题2,对于难以在课堂上掌握的章节,38%的同学认为概念多,难理解是难学的原因,25%觉得公式多,22%觉得教学进度快,15%觉得内容多。可见,大部分学生对于物理化学中概念的理解还是觉得困难,公式多,教学进度快,内容多也是学生认为课堂上掌握知识较难的原因,因此,在课堂教学中,应该更加重视概念的理解,对公式应该分析其来源、意义和应用加深学生的理解和掌握,甚至可以编写公式、概念理解方面的小册子,辅助学生掌握。教学进度的把握应该与学生的课堂反应密切结合。
我们还设置了开放性的问题,如表1问题3所示,根据学生的回答,我们认为在教学内容设置上要想吸引学生,应该从三方面展开,第一,增加贴近专业方向的内容或前沿的研究,增加实例教学,增加习题环节,增加经典例题分析,增加对新概念,定义,公式的解释。第二,播放跟课堂内容相关的视频,引入动态Gif设计,增加有趣的图片。第三,增加期末考试试题类型的题目练习,请学生一起参与课后作业标准答案的制作。
1.2 物理化学课堂教学体系之教学方法探索
教学方法的探索主要从课堂提问,引入化学名家的介绍教学,从基础课程出发教学,由浅入深教学等方面展开,相关问题设置如表2所示。
结合问题4考查了学生对待教师课堂提问的反应,73%学生会结合课堂内容,积极思考,16%认为无所谓,10%学生觉得懒得想,不理睬。说明课堂提问的方式还是能吸引大部分学生的注意力,调动学生积极思考的,但有27%的学生态度消极。究其原因,一方面是学生根本没有用心听课,无从作答,也有可能设置的问题太难,学生望而却步。因此,在问题的设置和问题的问法上,还应深入思考。结合问题5,在《物理化学》课堂上,假如老师引入化学名家的介绍,55%学生一下子精神抖擞,比较感兴趣,33%学生觉得与课程内容无关,不感兴趣,12%学生很感兴趣,并且课下会去查相关资料,进行深入思考,受到很大的启发。结合问题6,在《物理化学》课堂上,假如老师引入与课程内容相关的应用实例或者前沿的研究,63%学生课堂上比较感兴趣,26%课堂上很感兴趣,并且课下可能会去查相关资料,进行深入思考,11%觉得不属于考试内容,不感兴趣。结合问题7,假如老师引入与课程内容相关的《物理化学实验》中的内容,51%课堂上比较感兴趣,38%不太感兴趣,10%觉得课堂上很感兴趣,并且课后会结合自己做的实验去查相关资料,进行深入思考。可见,在课堂上引入化学名家的介绍,引入与课程内容相关的应用实例或者前沿的研究,引入与课程内容相关的《物理化学实验》中的内容的教学方法都是受到大部分学生的认可,能够引起学生的兴趣,甚至小部分学生还会在课后深入思考,达到非常好的教学效果。结合问题8,在《物理化学》课堂上,假如老师结合《普通化学》或《无机化学》等基础课程内容来介绍新知识,88%的学生认为对新知识的理解变得更加容易了,例如在无机化学中学过的知识,化学反应的方向,化学平衡中标准平衡常数和吉布斯自由能变的联系,熵变,焓变;电化学中电池电动势计算,Gibbs函数等等;12%的学生认为让新知识的理解变得更加复杂了,但学生没有举例说明。由此可见,教学中结合基础知识的教学方法很受学生欢迎,值得继续探索。
综上所述,在教学方法上,我们应该充分抓课堂提问来调动学生积极性,结合化学名家的介绍在提高学生人文素养的同时,引起学生对《物理化学》课程的兴趣;注重结合与课程内容相关的应用实例或者前沿的研究教学;在讲理论的同时引入《物理化学实验》中的内容,让理论与实际之间相互联系;《普通化学》或《无机化学》等基础课程在《物理化学》课程中起着“奠基石”的作用,不能忽视[6]。
1.3 物理化学课堂教学体系之考核模式探索
前文[6]提出在考评体系中加入专题汇报和讨论模块,学生汇报专题的课题方向如表3所示。这8个方向中有的在课程讲解过程中直接提及,如催化剂,表面活性剂,超临界流体,有的在教学内容中延伸开去,如纳米材料,涂料,碳燃料电池,膜化学,有的属于学生自己选题,如X射线衍射分析。对于以上8个方向,学生以团队的形式,查资料,结合理论知识分析所选课题的内容、意义和应用,认真制作PPT,最终力求以完美的PPT制作和较强的逻辑分析能力展现给大家,这个过程对于培养学生动手能力、应用能力、分析和解决问题的能力大有裨益。
学生对该考评模式的评价情况如表4所示。问题9,假如老师给出与《物理化学》课程内容相关的前沿研究课题,请同学们分组查阅资料,再以PPT的形式进行互动交流,29%学生认为可以增强自己和团队的合作能力,17%以是否有平时成绩为前提,16%学生认为可以提高自己的语言表达能力,15%学生可以有机会就某一个专题进行系统的学习,很感兴趣,14%学生认为可以提高自己带领团队的领导能力,6%学生认为没时间去查资料,2%的学生随便加入一组,但不想做实际工作,1%的学生不感兴趣。可见,在教学考核中引入专题汇报和讨论模式,请同学们分组查阅资料,再以PPT的形式进行互动交流深得学生的喜爱,只有2%的学生随便加入一组,不想做实际工作,1%的学生不感兴趣,97%的学生都从中收获了正能量,这也可以从问题9中再次得到验证。结合问题10,13材料班的学生觉得自己在专题汇报讨论中收获颇丰,整理起来主要有三方面:第一,自己团队在准备时有收获,听取别人汇报时可以学习课外知识,讨论中可以和同学老师进行交流,这是一个调动了大家的积极性,增强学习氛围,增加自己和团队的合作能力,拓展思维的好平台;第二,学习如何查资料和文献,充分发挥出自己对于PPT的理解,知道了很多有趣的知识。第三,对所研究的专题和课内知识点的理解更深入,了解了关于纳米材料、膜化学等多方面知识,增长了知识面,觉得课堂更有趣。
综上可见,对于工科的学生来说,他们渴望将自己所学理论运用到实践中,渴望自己动手去查找资料丰富理论知识,再将自己的技能运用其中,这让他们更有自信。因此,在《物理化学》教学考核中加入专题汇报和讨论模块可行。当然,探索其他多元化的考核形式,将团队合作能力,交际能力以及对问题的分析能力在考核中得以体现和量化也值得我们在教学考核改革中多思考。
2 结语
《物理化学》课程虽然内容繁多且需要的储备知识较多,但该课程在本科学生的思维训练和素质拓展,以及专业课程、实验能力以及工作中都有很大的作用[7]。因此,根据问卷调查了解学生对教学内容、教学方法和考评方式的想法,以此来知晓课堂教学内容中学生的难点,革新教学方法以及推行新的考核模式,切切实实地提高《物理化学》课堂教学质量。
3 致谢
本课题得到了浙江省教育厅教改项目支持,项目编号Kg2013614。
【参考文献】
[1]杨丽霞,冯彩婷.增强教师责任感创新课堂教学―物理化学教学方法的改革与实践[J].周口师范学院学报,2015,32(2):87-89.
[2]江欣,杨立滨,吕玉光.物理化学双语课程教学体会[J].广东化工,2015,42(6):172-179.
[3]段煜,王晓岚.Sandwich教学法在药学专业物理化学教学中的应用(I)―表面张力教学实例[J].化学教育,2014,42(l6):47-52.
[4]石月丹,等.浅谈“物理化学”教学改革与实践[J].电力教育,2011,9:202-203.
[5]天津大学物理化学教研室.物理化学[M].北京:高等教育出版社,2010:164.