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無機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容改革思考論文
在當(dāng)前高校 “轉(zhuǎn)型”的大背景下，課堂的教學(xué)范式改革也迫在眉睫，勢在必行。高校傳統(tǒng)教學(xué)范式以赫爾巴特的三中心“課本為中心，教師為中心，課堂為中心”理論為基本特征，以泰勒原理為課程理論，以系統(tǒng)講授為手段，追求技術(shù)理性和對知識的繼承和復(fù)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)外在程式對于教與學(xué)的規(guī)范。這種范式已經(jīng)不能適應(yīng)信息時(shí)代的特征與教學(xué)變革需求，不能滿足當(dāng)前急需培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要。為了促進(jìn)專家同行對無機(jī)化學(xué)教學(xué)范式改革的關(guān)注，我們就本課程的教學(xué)內(nèi)容改革提出了自己的思考[1].
1 要為后續(xù)學(xué)習(xí)或理解建立知識基礎(chǔ)
無機(jī)化學(xué)是高等師范院�；瘜W(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和理解建立知識基礎(chǔ)。也就是說，這門課主要任務(wù)是傳授化學(xué)基礎(chǔ)知識和培養(yǎng)初步的實(shí)驗(yàn)技能，而不是傳授思想或者培養(yǎng)高層次的實(shí)驗(yàn)技能。無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)也不能代替其他課程的學(xué)習(xí)。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有些內(nèi)容和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容表面上看是相同的，但要求操作的精細(xì)程度不同。
例如酸堿滴定實(shí)驗(yàn)，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求掌握多一滴達(dá)到終點(diǎn)，少一滴就不能達(dá)到終點(diǎn)就行了。而分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求掌握懸而不滴也就是半滴的精細(xì)程度，那種認(rèn)為用無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)代替分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的想法筆者認(rèn)為是不合理的。特別是無機(jī)化學(xué)上冊的內(nèi)容都直接和后續(xù)課程相關(guān)聯(lián)，例如 “原子結(jié)構(gòu)”,“分子結(jié)構(gòu)”和 “晶體結(jié)構(gòu)”這三章的內(nèi)容在 《結(jié)構(gòu)化學(xué)》課程還要進(jìn)一步深入的學(xué)習(xí)。無機(jī)化學(xué)上冊中學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容主要是為了下冊元素部分的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，鑒于一些基礎(chǔ)課程例如 《高等數(shù)學(xué)》和 《普通物理》還沒有學(xué)習(xí)，所以在學(xué)習(xí)這三章的時(shí)候要把握好學(xué)習(xí)深度�！对咏Y(jié)構(gòu)與元素周期系》一章，可以說是無機(jī)化學(xué)這門課程最難理解的一章，特別是薛定諤方程的意義，波函數(shù)的徑向分布圖和角度分布圖以及電子云的徑向分布圖和角度分布圖等，可以只學(xué)習(xí)概念，而對于數(shù)學(xué)推導(dǎo)完全可以不學(xué)習(xí)，也不會影響本門課程基本教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)[2].第二章 《分子結(jié)構(gòu)》中的雜化軌道理論，無機(jī)化學(xué)課程只需要定性掌握 sp 雜化，sp2雜化，sp3雜化類型，以及用來解釋分子的結(jié)構(gòu)，而不用關(guān)心量子力學(xué)復(fù)雜的計(jì)算過程，還要明白雜化軌道理論只能用來解釋分子的空間結(jié)構(gòu)，而不能用來預(yù)測分子的空間結(jié)構(gòu)。
2 讓學(xué)生練習(xí)使用本課程、專業(yè)的思維方式、探究方式
學(xué)習(xí)一門課程，不僅僅只學(xué)習(xí)其中的知識，課程的思維方式和探究方式對于學(xué)生的學(xué)科發(fā)展能力才是最重要的。同樣以《原子結(jié)構(gòu)與元素周期系》一章為例，本章認(rèn)為描述核外電子的運(yùn)動方式用概率密度的概念，為什么？ 就要先學(xué)習(xí)核外電子的運(yùn)動遵循波粒二象性，為什么？ 因?yàn)楹送怆娮邮俏⒂^粒子，運(yùn)動狀態(tài)的描述和宏觀物體不同。有什么不同？ 通過電子衍射實(shí)驗(yàn)證明，電子的運(yùn)動并不服從經(jīng)典力學(xué) （ 即牛頓力學(xué)） 規(guī)律，因?yàn)榉辖?jīng)典力學(xué)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動時(shí)有確定的軌道，在任一瞬間有確定的坐標(biāo)和動量。通過分析，我們發(fā)現(xiàn)，知識之間有很強(qiáng)的邏輯關(guān)聯(lián)，這是學(xué)習(xí)研究自然科學(xué)一種重要的思維方式。
在無機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中，也要突出方法論原則，就是掌握方法準(zhǔn)則，實(shí)行分析與綜合的結(jié)合。例如，無機(jī)化學(xué)先后學(xué)習(xí)了 《化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)》，《化學(xué)平衡常數(shù)》，《酸堿平衡》，《沉淀平衡》， 《電化學(xué)基礎(chǔ)》和 《配位平衡》等內(nèi)容。經(jīng)過分析我們發(fā)現(xiàn)，這些章講的都是化學(xué)熱力學(xué)內(nèi)容，就是不涉及到達(dá)到平衡的時(shí)間。即有些反應(yīng)雖然平衡常數(shù)非常大，或者吉布斯自由能減小的很多，從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，反應(yīng)應(yīng)該很容易進(jìn)行，但從動力學(xué)上研究可能發(fā)現(xiàn)這些反應(yīng)的速度很慢，沒有實(shí)際價(jià)值。經(jīng)過分析與綜合，對這幾章內(nèi)容的認(rèn)識就會深入一些。
化學(xué)史知識也是 《無機(jī)化學(xué)》學(xué)習(xí)過程應(yīng)該滲透的知識。
歷史性原則就是符合歷史觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)邏輯與歷史的一致。邏輯與歷史的統(tǒng)一是科學(xué)思維的又一個(gè)重要原則。歷史是指事物發(fā)展的歷史和認(rèn)識發(fā)展的歷史，邏輯是指人的思維對客觀事物發(fā)展規(guī)律的概括反映，亦即歷史的東西在理性思維中的再現(xiàn)。歷史是第一性的，是邏輯的客觀基礎(chǔ)； 邏輯是第二性的，是對歷史的抽象概括。歷史的東西決定邏輯的東西，邏輯的東西是從歷史中派生出來的。邏輯和歷史統(tǒng)一的原則，在科學(xué)思維中，特別是在科學(xué)理論體系的建立中，有著重要意義�？蓺w納為三個(gè)方面。
一門科學(xué)的邏輯體系應(yīng)該體現(xiàn)這門科學(xué)研究對象的歷史發(fā)展線索，或者反映人類對這一研究對象的認(rèn)識發(fā)展歷史。只有這樣，才能建立起具有內(nèi)在聯(lián)系的邏輯體系�；瘜W(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)。從遠(yuǎn)古時(shí)代到公元前 1500 年，人類學(xué)會用火燒的辦法由黏土制出陶器、由礦石燒出金屬，學(xué)會從谷物釀造出酒和醋、給絲麻等織物和陶瓷染上顏色，這些都是在實(shí)踐過程中摸索出來的化學(xué)工藝，但還沒有形成化學(xué)知識。
從 17 世紀(jì)后半葉到 20 世紀(jì)初期是近代化學(xué)建立與發(fā)展時(shí)期，可分為前后兩個(gè)時(shí)期。前期從 17 世紀(jì)末到 19 世紀(jì)中期，后期從 19 世紀(jì)中期到 20 世紀(jì)初。前期是近代化學(xué)孕育建立時(shí)期，從 1661 年波義耳提出科學(xué)的元素概念，經(jīng)燃素學(xué)說，到拉瓦錫的科學(xué)燃燒學(xué)說即氧化理論的建立，道爾頓創(chuàng)立科學(xué)的原子學(xué)說，阿伏伽德羅分子學(xué)說，1860 年第一次國際會議大論戰(zhàn)，近代化學(xué)的基本理論原子 - - 分子論確定，近代化學(xué)建立。而后期是近代化學(xué)發(fā)展成熟時(shí)期。根據(jù)化學(xué)的發(fā)展歷史可以得出一些結(jié)論，例如從實(shí)踐上升到理論，理論進(jìn)一步知道實(shí)踐的發(fā)展，即螺旋式上升和波浪式前進(jìn)這樣的過程。這就提示我們學(xué)習(xí)化學(xué)一定要重視實(shí)驗(yàn)。
3 讓學(xué)生解決實(shí)際問題
日常生活時(shí)時(shí)刻刻都離不開化學(xué)，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)的興趣和主動性，在無機(jī)化學(xué)的教學(xué)過程中還要有意識的設(shè)計(jì)一些實(shí)際問題讓學(xué)生解決，以增強(qiáng)學(xué)生的成就感。當(dāng)然這需要結(jié)合無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)共同進(jìn)行，這也正是無機(jī)化學(xué)的強(qiáng)項(xiàng)。
例如我們都知道碘是人體的必須元素，可以在學(xué)習(xí)鹵素這一部分知識時(shí)對這一部分強(qiáng)調(diào)碘對人體的重要性，而實(shí)驗(yàn)課可以做一下從海帶中提取碘，學(xué)生們必然有很大興趣來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，有利于掌握課堂上學(xué)習(xí)的知識。類似和實(shí)際結(jié)合的例子還有很多，只要精心設(shè)計(jì)，必然起到事倍工半的效果。
4 讓學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容的作用以及如何學(xué)習(xí)它
無機(jī)化學(xué)上冊學(xué)習(xí)的主要是理論知識，主要為下冊元素部分知識做準(zhǔn)備。上冊的內(nèi)容大部分在高年級的分析化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)上還要深入學(xué)習(xí)，因此要注意講解的深度。上冊主要是掌握結(jié)論，不需要引入過多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。例如化學(xué)熱力學(xué)這一章，主要解決化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，也就是從宏觀的能量觀點(diǎn)，而不是從原子和分子的微觀結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)。還要講清楚熱力學(xué)和動力學(xué)的區(qū)別。這些就是本章的核心，當(dāng)然也會涉及到一些概念和計(jì)算問題，但要注意到難度問題，要注意區(qū)別于物理化學(xué)[3 -5].
5 結(jié) 語
無機(jī)化學(xué)上冊內(nèi)容偏重于理論，難于理解； 而無機(jī)化學(xué)下冊元素部分內(nèi)容多而雜，難于記憶。但只要我們注意強(qiáng)調(diào)以上幾方面的內(nèi)容，必定有利于學(xué)生的學(xué)科發(fā)展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。
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