发布时间:2023-11-02 10:15:15
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文章编号:ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0224
有机化学实验作为一门重要的理工科基础实验课,具有实践性强的特点。实验课程的教学在激发学生学习兴趣,养成动手的实验技能,培养学生环保意识和分析解决问题能力上起到重要的促进作用。近年来,随着全球金融危机的加剧,人才市场的高度竞争对学生提出了更高的要求。通过有机化学实验要求学生具有创新意识,创新思维,科学方法训练。而有机化学实验具有操作步骤、自组装置、异常现象多,但是精密设备少的特点。相比传统的有机化学实验,我们应该不断加大有机化学实验改革力度,在教学中探索规律。在学生的动手能力以及素质培养上有一定的成效。
一、要在优化教学内容的基础上建立实验教学的新体系
所谓新体系就是指在实验中将基本知识和基本要求单独开设绪论课程,列入实验课的基本操作中。如在蒸馏系列的实验中,重结晶和熔点测定,萃取和溶剂回收,柱层层析和薄层层析整合为4个基本的操作实验。要对其进行单独训练。而典型的有机化合物的实验仅仅在课外开放,没有列入实验课中。以上基本操作训练结束后,再设置弱酸,弱碱和中性的三组分混合物的分离提纯实验。这样可以进一步培养学生的基本操作能力。其次,还应该要选用不同的化学反应类型以及实验装置,来引导学生进行比较同时学会如何选择正确的合成方法。最后,在有机化学实验教学体系的模块下,针对不同专业的需求,对实验项目进行优化整合。从而,建立起有机化学实验教学大平台。
二、着重对有机化学实验的教学方法进行改革
传统的有机化学实验教学,采取老师抱着走的教学方式,教学内容多而过细。导致学生的主动性不能被激发。实验仪器设备陈旧,缺乏现代化的教学手段。因此有机化学实验教学改革迫在眉睫。在传统的教学中,理论课和实验课脱节走。联系不紧密。为了巩固理论知识和指导教学实验。我们把二者紧密结合起来,将课堂理论知识应用于实验之中,反过来。通过提高有机化学实验教学效果,优化了教学环节,教学效果明显好转。学生对有机化学的学习兴趣变的浓厚,实验能力也渐渐提高。巩固了理论知识加强了动手能力。
三、改革教学内容和方法
1.以传统教学方式和现代化教学相结合的手段
优良的教学传统结合现代化的教学手段。这样可以让学生利用网络预先复习。通过标准化的基本操作视频演示课件。再加上教师在课堂上的指导。规范基本的操作教学。引入“讨论式”“问题探究式”的新型教学方式。变知识积累为智能开发。使学生自主合作研究式学习。提高积极性,加强创新意识和创新能力的培养。采取学生课前讨论,轮流主持。学生分组讲解,老师适当补充点评的方式。
2.针对学生提出新的创新想法要及时给予鼓励
实验中,可以适当地允许学生按自己的设想改变操作,前提在保证安全的前提下。鼓励学生按自己的设想去试试。试验结束后,多鼓励学生进行小组讨论。分享实验过程中的心得体会。同时提出合理化建议。
3.如何培养学生自主操作能力以及科学的实验学风
加强培养学生良好的自主操作能力,要以科学的态度和科学的实验学风去实际操作,必须严格要求,规定实验前要预习和写预习报告。实验中要认真仔细,客观主动。实验后要将仪器清洗干净。杜绝弄虚作假。及时记录实验内容和现象。及时给老师签字确认。才可以离开实验室。
四、改革考试内容和方法
对有机化学实验教学的考核要采取平时课上听取能力、阶段考试和期末考试三者相结合的方法。在平时的考核中分值占60%,它包括实验前的预习和预习报告的撰写,实验操作过程的合理,实验操做报告的上交,实验过程中纪律的遵守,实验结束后对仪器卫生的清洁等工作。期末考核占40%。可以采取操作实验考试和口试问答相结合的方式。通过从现场的测试和口试当中考查学生以下几方面的能力,包括对基本实验原理的掌握、对实验中发生问题的分析和理解、对基本操作技能的掌握等。通过精心地挑选考题和实验内容。有效调动了教学的积极性。提高了教学效果。通过对有机化学实验教学体系和教学方法的改革实践,我们可以看到以下成果。首先,提高了学生的科学素质。对于实验的观察能力明显增强。预习报告,实验报告规范化程度都明显进步。对实验的分析讨论更实事求是。能客观看待实验过程的成败并坚持积极主动寻找帮助和原因。其次,学生对实验的兴趣更浓厚,踊跃参加各种开放性实验。自主学习和创新能力不断提高。诚然,还有很多的改革还不是太完善,尚在不断地完善之中,同时也有很多的问题需要不断的研究和探索。但是,我们有信心在日后的实验教学中,加大开放力度,进一步提高学生的综合能力。
参考文献:
[1]杨世芳,周艳,邓文娟等.化工基础实验教学改革与实践[J].实验技术与管理,2010
爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师”。上好一门课程的关键问题是如何激发和保持医学生的学习兴趣。作者在教学中发现,学生对有机合成的化学史很感兴趣,就有意识地尝试课程内容与化学史结合,并且贯穿在整个教学过程中,这样能不断增强学生对有机合成的兴趣。例如讲绪论时介绍1828年人类第一个有机物的人工合成,化学家维勒用氰酸银与氯化铵反应得到了有机物尿素,这是人类正式进入到有机合成年代;我国1965年制成了世界上第一个具有生物活性的人工合成结晶蛋白质—牛胰岛素,标志着我国有机合成的水平已达到国际先进水平。针对一些特殊的试剂如格氏试剂,首先讲述格氏试剂的发明者维克多•格林尼亚年轻时爱情经历挫折所激发起的奋发学习劲头,成为著名化学家的轶事,接下来再讲述格氏试剂的制备、反应,就会使学生感兴趣。在讲有机反应时,介绍了国际上唯一以我国化学家名字命名的有机反应——黄鸣龙反应。黄鸣龙先生对反应过程一次忘塞瓶塞,产物收率提高的偶然事件认真探究,发现了新的羰基还原反应。我国科学家的这些成就唤起了学生的强烈民族自豪感,并养成了认真做好实验的习惯。美国有机化学家科里1967年提出的有机合成路线的常用逆合成分析法,使合成路线设计成为严格思维逻辑的科学,并编制了第一个计算机辅助设计程序,开计算机辅助有机合成先河。他由于这方面的重大贡献获得1990年诺贝尔化学奖。2001年诺贝尔化学奖获得者美国科学家威廉•诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里•夏普雷斯在不对称合成方面所取得的成就使化学家们能够有效地操纵化学反应。在课程中贯穿有机合成发展的历史,让学生多了解科学家们的探索经历和伟大成就,激发自己的斗志,始终保持学习兴趣。
2对照比较,建立概念的规律性联系
有机化学的知识点多,使内容显得繁杂,在学习时医学生常常感到混淆不清,理解不深入,导致死记硬背。为了解决这个问题,作者在教学过程中采取对照比较的方法,进行相似知识点的异同辨别,突出知识点的内涵和本质,使学生从根本把握。例如有机化学中的一种常见现象,是在有机反应中,在不同的反应条件下,相同的反应物其反应产物也不同,在讲课时注意对比这些反应,引导学生注意到它们之间的区别。再如,具有不同官能团的化合物对应于不同类型的有机化学反应,上课时可就这方面进行对照比较。学生普遍认为在有机化学的学习中,最困难的是要记忆大量的反应式。有机化学反应看似千变万化,实际是极具规律性的,从反应机理来看,基本是亲电、亲核、取代、加成等,而有机合成基本是这些反应的组合。如果学生熟悉了有机反应,就能有规律地学习合成的技巧。在学生具备有机化学基础后,教师把亲电、亲核、取代、加成等基本概念,以及相关的规律性概念和思维方法给学生归纳出来。学生在理解有机化学反应机理和掌握基本方法后,就能化解反应式记忆的困难,只需适当的记忆就能掌握大量的反应式。
3引入学术前沿动态,培养学生的创新意识
教师应在教学中让学生认识到有机合成是一个新反应和新试剂不断涌现的快速发展的领域,而新反应和新试剂的应用使有机分子的合成路线更趋向简单、快速、高效、绿色。给他们介绍生物化学合成、仿生合成、超分子合成、模板合成及绿色有机合成等新领域,使学生了解有机合成化学的学科进展,体会到新知识对人类的影响。在这个过程中,教师应该关注两个方面。一个方面是要向医学生介绍学术前沿的新动向、新知识,让学生尽快的接触学科前沿,体会到有机合成的魅力,保证教学内容的科学性和先进性。另一个方面是要引导学生关注科学研究,形成创新意识。教师上课时可结合教学内容给学生介绍自己学术研究方面的进展情况,以及自己做科研时遇到的问题、困难和解决思路与方法等,以自己的切身经验和体会带领学生跨入研究和创新的门槛,引导他们适应新的社会要求,跟上时代的步伐。
中图分类号:G420文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)09(a)-0148-02
关于大学教育过程中“教学”与“科研”关系这一问题,早在18世纪末文艺复兴时期,科研在大学中占据了一席之地的时候就开始了讨论与演变,教学与科研之间的关系是大学中的根本问题[1]。19世纪初期,科研在大学中的重要地位正式确立。进入20世纪,大学教育中教学与科研的关系从“统一”逐步成为彼此“独立”。我国在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中指出“促进科研与教学互动、与创新人才培养相结合”的指导原则,为我们调整工作中“教学”与“科研”的关系提供了新的方向和依据[2]。
有机化学是一门依托实验的学科,实践性很强,因此,无论是教学还是科研都很重要。根据追踪统计,中药学专业的学生本科毕业后,多数学生选择考研,继续深造,毕业后将从事科研工作。这种形势对我们的本科教育提出很高的要求。本科教育不单要传道、授业、解惑,还要依托科研实验教学培养学生的科研素质和能力,为学生更好适应后续学习工作打下良好基础。笔者根据在该校2012级中药学专业开展的课堂教学改革实践结果,浅谈一下有机化学教学和科研工作的关系及对中药学专业学生创新能力培养的尝试和探索。
1有机化学在中药学相关专业中的地位和作用
有机化学是来源于有机体,发展于有机体,并融合在化学学科的发展中逐步形成的一个较为独立的分支学科。有机化学学科是药学和医学学科的重要支撑。因此,有机化学课程是这些相关专业重要的专业必修课,它是药理学、药物分析学、药物化学、药物设计学等很多后续课程的理论基础。同时,有机化学与现代中药学的发展也是息息相关的:(1)现代有机化学科学研究水平的迅速提升大大地加快了新药的研发进程。作为中医药其有效成分大都是有机化合物。因此,有机化学研究水平的提高会促进中药研究的发展,使中药的新药研发在很大程度上受益。(2)现代有机化学的快速发展为中药现代化提供了重要手段。中药经过几千年的发展形成了自身完整的中医药理论体系,与西药只需单一成分发挥作用不同,中药按照中医理论使用的药品有着自身的特殊性。中药现代化需要有机化学研究中最新的科技手段、方法及设备融入到中药研究、生产和临床应用的每一个环节,促进中医药不断发展完善的一个过程。(3)有机化学相关技术对中药质量控制起着决定性的作用。由于中药药品的特殊性,目前一些中药生产过程中还缺乏科学规范的质量控制标准,不同批次和不同生产厂家的同一产品在物质组成上常常存在较大差异,产品质量不稳定,不仅会影响疗效,甚至还可能发生不良反应。
中药学专业主要是培养在中药研发、生产、经营和检测等一线工作中的应用型专门人才。有机化学做为历史悠久的基础学科与中药学的相互交叉、渗透和融合已经是一个必然的趋势,并逐渐成为中药学学科发展的坚强支撑,在中药学发挥自身优势的同时,其科学性和可测性更易于让人们接受。因此,突出有机化学教学科研在中药学人才培养中的地位和作用,加强中药学与有机化学的化学结合,将有利于中药学相关专业学生创新能力的培养,有利于中药实现现代化,走出国门走向世界。
2河南中医药大学中药学相关专业有机化学教学现状
依据河南中医药大学2011年培养方案,中药学、中药制药学、中药资源与开发等专业开设有机化学为必修专业基础课,所占学分6.0分,课程分两个学期完成,理论学时108,实验学时56。有机化学与后续开设的专业课程,如:药物化学、药物合成化学、中药化学、药物分析化学等课程联系紧密,同时也是药学相关专业的考研必考科目。目前该校的情况是有机化学课程教学内容较多、课时相对较少、学生学习的压力大。在有限的学时里,怎样使学生扎实掌握有机化学的基本理论和知识,夯实基础,又从根本上使学生产生浓厚的兴趣,为学习后续专业课程,甚至为将来从事的科研工作埋下兴趣的种子。这种现状对有机化学任课教师的教学方法和能力提出了較高要求。笔者多年从事有机化学课程教学,通过在工作中实施教学和科研的交融实践,总结出了一些心得体会,现与大家分享交流。
3有机化学课堂教学和科研的关系
早在19世纪初,德国教育学家洪堡就已经提出“高校应该是研究与教学的统一体”的观点。到20世纪末,大学中的科学研究伴随着各国政府对高等教育投入减少和大学之间竞争加剧而倍受重视,地位和重要性与教学可以说并驾齐驱。2016年是“十三五”规划的开局之年,规划中明确提出:围绕提高科技创新能力、建设创新型国家,以高层次创新型科技人才为重点,造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。因此,探索创新教育模式,着力培养学生科学精神、创造性思维和创新能力将是今后很长一段时期内大学教育的重点工作。
在当前的形势下,高校教育中的科研工作与课堂教学密切融合,两者相互促进。“教而不研则浅,研而不教则空”,“科研是源,教学是流”。协调好教学与科研的关系将使两者会相互促进,偏离或偏重了某一方面,势必会削弱另一面,都不利于人才创新能力的培养。科研工作与课堂教学的交融不仅有利于学生对所学理论知识的消化吸收,激发学生学习新知识的欲望,培养其创新能力,更有利于缩短学生知识面与前沿科技发展的距离,为其将来适应快速发展的社会提供前提和保障[3]。
4有机化学教学与科研工作融合的探索
针对当前的形势和该校的实际情况,在教学过程中采用课堂教学渗透法、教学启迪法、创建科研兴趣小组、设立大学生创新性项目、举办本科生学术沙龙、开展学术前沿讲座等方式建立教学与科研之间的桥梁,培养中药专业学生的科研思维和科学素养,为中医药的跨越式发展储备更多的专门人才。笔者进行的探索主要包括以下几个方面。
4.1在教学设计中体现最新科研成果
课程设计是科研成果快速应用于教学环节的一种有效途径。结合课堂讲授内容,引入历史重大科研成果对人类生活的影响,将科研思维和科研动态渗透到课堂,激发学生参与科研活动的欲望和冲动。比如引入诺贝尔化学奖:1901年开始颁发第一届诺贝尔奖,到2000年的一百年间,Nobel化学奖共91项,其中有机化学方面的有56项,占61.5%,由此可见有机化学对人类生产生活的影响之大。再如,2015年,屠呦呦因发现治疗疟疾的新药物青蒿素,而与其他两位科学家共同获得2015年诺贝尔医学奖。这样将诺贝尔化学奖融入教学中,不仅激发了学生学习有机化学的兴趣,同时也使学生意识到有机化学与人类的密切关系。
4.2鼓励学生参与创新项目
河南中医药大学的大学生创新学习项目也是学生培养过程中的一个重要环节,这些项目具有综合性、实践性和创新性等特点。教师在日常教学过程中将科研成果转化为创新学习项目,为学生参与科研活动提供了机会,同时,在指导学生实施项目的过程中,启发和提示自己对项目进展的理解与思考,有利于促进对科研项目进一步研究和探索,两者相互促进,相互提高。
4.3在研科研项目分解为本科毕业设计课题
对于本科生的毕业设计,应尽可能与教师科研课题相结合,这是科研融入教学的一大体现。科研课题综合性比较强,目标任务比较繁杂。将大的目标分解为小的子课题,设计成本科生毕业实习课题,可以培养学生的创造性能力和创新思维,又能很好避免毕业论文的复制现象。可以使学生初步掌握科学研究的思维和方法,养成严谨的治学态度。
4.4以科研成果反哺教学工作
课程教材编写是课程建设的重要内容,是教师专业知识升华的重要体现。高质量的教材直接反映出编著者对专业知识的前瞻性和严谨的科学思维逻辑。在教学过程中就是将一些新的科研成果及时写入新编教材,丰富课程内容,开拓学生视野,让学生更乐于接受和掌握最新技术和成果。
5教学与科研结合的总结与展望
一、中高职畜牧兽医专业《生物化学》课程衔
接的调查分析《生物化学》课程是高职畜牧兽医专业的必修专业基础课,其前导课程为《生物》《、化学》,其后续专业课程有《细胞生物学》《、生理学》《、病理学》《、解剖学》《、药理学》《、遗传学》、《微生物学》、《基因工程原理》等。生物化学不仅是进一步学习专业课的必要基础,亦为研究这些学科中的问题提供了必要的基本理论和手段。1.畜牧兽医专业《生物化学》前导课程在中职和普通高中的开设情况表一可以看出,普通高中《化学》和《生物》课为人教版高中教材,各中职学校教材不尽相同,不同出版社的教材内容有比较大的差异,导致不同学校中职学生的化学和生物基础差别很大。中职学校《化学》和《生物》课程多为一学年课程,总学时约130学时。而普通高中《化学》为三年课程,总学时约400学时,《生物》课程也为三年课程,总课时约为350学时。各中职学校这两门课课时较普通高中少一半还多,因此高中毕业生与中职毕业生知识水平差距很大。特别是《化学》中的《有机化学》部分是生物化学课程学习的必备基础,各中职学校一年的《化学》课时,很难让学生拥有较扎实的《有机化学》基础,导致中职学生进入高职院校畜牧兽医专业学习《生物化学》课程时,出现知识断层,无法学习新知识。2.高职畜牧兽医专业对口生源学生学情调查。我院畜牧兽医专业2013届共87名学生,其中中职来源学生62名。2013年9月我们对中职来源的学生进行了《生物化学》学科知识的摸底调查。以期清楚的了解学生的生物化学基础,学习过哪些知识点,没学过哪些知识点。比例均低于10%,没有一个学生能够写出葡萄糖、某一脂肪酸的结构式,说明中职学生《化学》基础薄弱,特别是《有机化学》知识缺失,导致他们在高职学习《生物化学》各类物质的化学反应时,出现学习困难,原有底子的与新知识衔接不上的现象。表二10-14题是高职《生物化学》课程中的一些内容,多数学生能够知道一些,有些学生还能答出更详细的内容,这些知识主要来自于中职阶段的专业课程的学习,包括《畜禽营养与饲料》《、畜禽疾病防治》和《兽医基础》等对口升学必考专业课。但学生从中职专业课获得的这些生物化学知识,零散不系统,只知果不知因,因此对于15-18题的知晓率不高,有必要对《生物化学》进行系统学习。3.我院畜牧兽医专业《生物化学》课程开设状况调查我院畜牧兽医专业生物化学课程开设在第一学期,周学时为4,总学时为64。所使用教材为中国农业出版社出版,夏未铭主编的《动物生物化学》。表三,我们可以看出,对于中职毕业生,凡涉及化学反应或化学结构的部分他们都掌握不好。代谢过程与生理功能的关系,中职学生掌握则很好。现有的生物化学教学体系更加适合普通高中毕业生学习,从考试成绩来看普通高中毕业生的《生物化学》期末考试成绩多年来一直远远好于中职来源的学生。
二、中高职生物化学课程教学内容的集约整合
中高职生物化学课程衔接过程中既存在知识的断层问题也有重复的问题。因此需建立高职畜牧兽医专业讲有机化学内容与生物化学教学内容集约整合的全新的课程体系。按照畜牧兽医专业的人才培养要求,及对生物化学的教学要求,依据中职学生的知识水平,本着“弥补断层、避免重复”的原则,对《有机化学》《、生物化学》的内容进行提取,集约整合形成六大教学板块:1.有机化学及生物化学概念内涵集约整合的教学板块自然界的物质从化学的角度上看一类是无机物,另一类是有机物。生物体的组成既有无机物,又有有机物,不过生物体内最主要的是有机物,这样的话,从化学的角度来看,生物体无非是若干有机物的融合体而已。按着生物化学的定义内涵,生物体是研究对象,但是把生物体拿过来,怎么研究?如何下手,好像很抽象。现在问题变得简单了,我们完全可以把生物体和生命物质等同起来。生物化学的概念内涵实质上就演变成研究四大生命物质在生物体内的变化规律。经过这样的概念整合,把有机化学和生物化学的概念内涵完全融合在一起。2.化学中催化剂知识与生物化学中酶的知识集约整合的教学板块生物化学中酶的内容涉及到两方面,一是酶的特性,二是酶的催化机理。酶还有一个名字,也称之为“生物催化剂”。我们就在这个名字上做文章,既然叫催化剂,肯定具有催化剂的性质,这也就顺理成章的把催化剂的东西糅合在酶中。酶毕竟是生物催化剂,和普通催化剂相比较有它的特殊性。我们还是从普通催化剂的基础上,对酶的特殊性进行挖掘。和普通催化剂相对照,得出酶作为特殊催化剂的特殊性:高效性、不稳定性、专一性、受生物机体的调控等等。3.有机化学中有机物结构知识与生物化学核酸的知识集约整合的教学板块这部分内容先是从核酸讲起,谈到含氮碱,学生对含氮碱结构迷惑的时候,采用倒叙方式把有机物结构加进来。通过这样的整合,学生能够清楚地知道嘌呤碱是怎么来的,嘧啶碱又是怎么一回事,来龙去脉有头有尾,不唐突。结构决定性质,把含氮碱结构闹明白了,后面核酸相关的结构、特性等内容才易于理解。4.有机化学葡萄糖知识与生物化学碳水化合物代谢内容集约整合的教学板块把有机化学中糖类一章中葡萄糖的知识提取出来,移植到生物化学碳水化合物代谢一章中,作为第一部分进行讲解。生物化学碳水化合物代谢主要针对的是葡萄糖的代谢。代谢过程二十几个化学反中,羟基、醛基特性有很多体现,氧化、脱水、活化等反应在葡萄糖代谢中多次出现。因此,有机化学葡萄糖相关知识与碳水化合物代谢必须整合、融为一体。5.有机化学脂肪知识与生物化学脂肪的代谢内容集约整合的教学板块脂肪隶属于有机物中的酯类物质,典型的性质是水解反应,水解后的产物正是形成脂肪的甘油和脂肪酸。而这个反应也恰好是脂肪分解代谢时的第一步反应。生物化学中动物体内脂肪的消化主要发生在十二指肠里,原因有两个:一是十二指肠中偏碱性,是脂肪酶的最适PH值;二是动物体内胆囊分泌的胆汁流入十二指肠先期对脂肪有一个类似的乳化作用,将脂肪解离成一个个的小油珠,为后期消化做好准备。至于脂肪的其它内容,像什么酸败、干化等和脂肪代谢没什么关系,全部舍弃。6.有机化学蛋白质知识与生物化学氨基酸代谢内容集约整合的教学板块需要把有机化学中蛋白质内容整合到生物化学氨基酸代谢中知识点有两个。一是蛋白质的酶促降解过程,另一个个需要移植过来的知识点是氨基酸的结构和性质。除此之外还有脱羧基反应和脱氨基反应等等。这些内容是需要融入到生化之中的,在氨基酸代谢中都需要用到。有机化学与生物化学集约整合,形成全新的《有机及生物化学》教学模式,做到了中高职课程的科学衔接。在教学实践中,整合后的课程体系在已经中体现出来越来越多的优越性。整合后的《有机及生物化学》将在我院畜牧兽医各专业中全面应用推广,并在今后的教学实践中,随着师生间教与学的心得体会,逐步地改进和完善。
作者:王秋颖叶海峰单位:河北旅游职业学院
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”歌德也曾说过:“哪里没有兴趣,哪里就没有记忆。”一块黑板、一支粉笔的传统教学模式已经不能充分满足课堂上学生的求知欲和好奇心。尤其在进行元素化合物知识模块的教学时,大量的物质有着各不相同的性质和渊源,利用多媒体可以丰富所学知识,调动学习兴趣。
比如,在讲到“从铝土矿中提取铝”这节内容时,笔者利用多媒体播放图片材料“金属铝在实际生产生活中得到普遍应用的实例”,从包装药片用到的铝箔,到电线电缆,再到厨房炊具中的各种铝制品,最后到天上飞行的飞机和宇宙飞船,让学生感受到铝制品在生活中无处不在。然而,如今看来如此普通的金属铝在19世纪由于难以冶炼,还是非常昂贵的。随后利用多媒体播放文字材料:“据说在一次宴会上,法国皇帝拿破仑三世独自用铝制的刀叉,而其他人都用银制的餐具;泰国当时的国王曾用过铝制的表链;1855年巴黎世界博览会上,展出了一小块铝,标签上写着‘来自粘土的白银’,并将它放在最珍贵的珠宝旁边。直到1889年,伦敦化学会还把铝和金制的花瓶和杯子作为贵重的礼物送给门捷列夫。”这个时候,学生迫切地想知道为什么当初铝难以提炼,如今又用什么方法冶炼金属铝?学生的学习兴趣被迅速激发出来,师生顺利地开展下面的教学内容。
再比如,学到“氯气的性质”一节时,笔者利用多媒体播放2004年4月18日发生在我国重庆的氯气泄露事件的多媒体视频资料,让学生身临其境感受氯气的性质和预防措施。这些视听材料让学生获得的震撼要远远超过简单的教师讲授,同时省去了很多板书的时间,增大了课堂容量,也大大提高了课堂效率。
2 化抽象为形象,变微观为宏观
化学中有很多微观粒子的活动抽象难懂,单凭教师讲授不易被学生接受,借助多媒体信息技术辅助教学,就能很好地解决这个问题。
1)在讲到氧化还原反应中的电子得失时,笔者借助制作好的课件,以动画的形式展示给学生,把电子形象比喻成有腿有脚会走路会说话的小人偶。在氧化还原反应过程中,电子从还原剂这边“走”到氧化剂那边,嘴里还叨咕着:“失去我就是发生了氧化反应。”既形象又生动,学生很快就理解了,而且记忆也很深刻。
2)在讲到原电池和电解池时,笔者借助课件把电解质溶液中的阴、阳离子形象比喻成可爱的卡通人物,清晰地呈现出它们的运动轨迹,帮助学生深刻领会了两种电池的工作原理。
3)在学习硫酸的工业制法时,利用多媒体展示硫酸工业制法中涉及的三种设备:沸腾炉、接触室、吸收塔。根据教学需要,可以展示剖面图,也可以把局部放大,还能通过动画模拟仿真,将孤立的设备连接起来形成系统的生产过程,完整地表示出来,整个工艺流程看得清楚、明白,易于理解。
4)在学到有机化学时,用多媒体信息技术把原子放大,可以反复演示在有机反应中原子或者原子团之间的拆分与组合,增强学生对有机物结构的理解,也加强了对有机反应中断键、成键等反应原理的深刻理解。
在日常化学教学中,教师可以利用传统教学与多媒体信息技术的有效融合,带领学生从宏观走向微观,再从微观走向宏观,通过化学学科的神秘来吸引学生不断进行深入研究。
3 模拟实验,增强实验效果
化学离不开实验,有课堂上教师的演示实验,也有进实验室完成的学生分组实验。实验的目的多是为了探寻物质的结构、性质和反应原理。有些实验操作简单,现象明显,可以达到预期效果。但也有的实验操作复杂,耗时较长,或者由于物质有毒有害不便演示或学生操作,还有一些工业生产的实验在课堂上难以呈现,即便做了实验也不能有很好的实验效果。这个时候就要借助多媒体信息技术,通过模拟实验来克服实际操作上的各种困难,达到实验目的。
比如在学习钠的性质时,涉及金属钠与水反应的演示实验。一般这个实验都是在烧杯中演示完成,但钠只有豆粒大小,而且与水反应迅速,往往后面的学生还没有看见什么,这个实验就结束了。为了增强实验效果,笔者借助多媒体来完成这个实验,把以前用的烧杯换成培养皿,放到投影仪上,利用实物投影把实验现象投放到电子白板上,所有的实验现象变得一目了然:钠浮在水面上,迅速熔成闪亮的小球,在水中四处游动,发出嘶嘶的响声;生成的液体滴入酚酞后变成红色。这样既保证了实验的可操作性,又满足了全部学生的好奇心。
再如在学习甲烷时,笔者通过播放一些煤矿的瓦斯爆炸事故,利用视频材料,创造身临其境的感受,引出甲烷的存在和性质。这些材料既对课本实验进行了补充,也对学生进行了爱国主义教育的渗透,同时通过宣传安全生产知识,让学生懂得尊重生命的意义。
4 顺应时代潮流,推动教学改变