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關鍵詞:高中化學 科學 人文精神
本文認為化學教育中要實現科學人文價值應從以下幾方面入手:
一、對學生進行正確的思維訓練,培養學生良好的科學素質
高中化學的教學目的之一就是培養學生的邏輯思維能力,而化學學習能使人形成嚴謹、樸實的態度。因此,教師要創設有助于學生學習的情境,使學生通過“做化學”的方式實現化學的“再認識”、“再創造”過程。教師要引導學生讓他們自己“做化學”,讓他們通過觀察、猜測、交流等活動實現化學的“再創造”過程。
二、營造良好的課堂文化,實現人文價值
1.化學教育應培養學生求真、求善的良好品質。如在平時的教學活動中介紹門捷列夫、居里夫人在科學上的巨大貢獻和無與倫比的個人魅力及對他們所生活的時代曾有過巨大而深遠的影響,讓學生明確化學結論的準確性,理論推斷、實驗證明的嚴謹性,感悟到“求真”是一切行為的準則,感受到人性中“善”的一面。
2.化學教育中應培養學生奮發向上的精神和堅韌的意志。奮發向上的精神是健全人格的重要組成部分,也是時代的需要。激勵學生大膽去探索,去克服困難,從而使學生樹立為科學奮斗和堅韌不拔的精神,形成積極向上的人生觀。
3.化學教育中應培養學生合作、民主的精神。無論是課堂還是在研究性學習活動中,教師都應在學生中多開展合作探究學習,使學生感受到合作、民主的氣氛,培育他們的民主精神。合作學習,還可以增進同學間的情感,培養求實的科學態度,寬容的人格,謙遜的品格,使學生有機會形成良好的人際關系。
4.通過化學史,煥發學生的民族自豪感。在介紹《鈉的化合物》時,教師可聯系我國化學家侯德榜制堿法等事例,激發學生的民族自豪感和愛國主義情感,增強他們的民族使命感和責任感。
作為傳承人類文化的化學課程,具有獨特的文化內涵。它正以潛移默化的方式存在,對學生的思想、觀念和道德發生著重要影響,使化學課程真正成為一門以培養具備科學文化素質與人文素質全面發展的學生為出發點,強調實現科學價值與人文價值相互溝通與融合的現代化課程。
參考文獻:
大學畢業后,筆者一直在從事高師院校無機化學課程的教學。無機化學是小學自然、中學化學及日常生活化學所涉及化學知識最多的一門課程,也是大學各化學專業第一門專業必修(或專業基礎)課,也稱化學奠基課。因此針對剛進校的新生,在教學中如何“以生為本”,通過高質量教學來闡釋高等教育的教育觀和育人理念應該是教師時常思考的問題。
一、深化無機化學教學中的育人理念
1 學習精神與奮斗目標的定位
教書育人是每個教師的職責,應落實到每個教學環節中。作為大學一年級課程的無機化學,其教學對象是從高中進入大學的新生,因此,在教學中不僅要求學生掌握無機化學及相關科學知識,而幫助學生提高學習能力,培養科學精神和創新意識,形成良好的情感與做人品質以及明確人生的奮斗目標就尤為重要了。近十多年來,在每屆新生進校后,都要結合專業介紹,給他們進行專題講座,如《走進化學世界,從無機化學開始》《成材從無機化學開始》《認識神奇的大學的生活》《大學生與人才素質》等。
2 注重化學發展史的教育作用
化學發展史上拉瓦錫、門捷列夫、諾貝爾、玻爾、居里夫人等許多科學大師名垂千古,他們的功績如一座座燈塔矗立于化學學科的海洋中,指引一代代求知青年追尋真理之島。他們為人類留下的不僅僅是某個原理的發現或某個新物質的合成,還包括他們不畏任何艱難險阻的頑強意志、嚴謹求真務實的科學態度、聰明機智的研究藝術和深邃辨證的思想方法,以及光明磊落、無私奉獻的崇高品質,為后代展現了一幅幅科學不斷完善并促進社會進步的精神畫卷,成為人類最寶貴的精神財富和文明社會發展的象征。因此,通過化學發展史教育,使學生受到科學家們治學態度、科學思想和人生觀的熏陶,指導同學們正確的規劃自己的人生之路。
3 強調化學與人類社會發展及自然的聯系
化學與人類的進步、社會的發展息息相關。遠古的人們,由于火的使用,才結束了茹毛飲血的歲月。從陶器的出現到銅鐵的冶金、紙的發明、火藥的使用,乃至石油和核能的開發、新材料的合成,衣食住行到重大的社會課題,諸如糧食、能源、環境、醫藥、計算機、信息高速公路等,一直到生命的過程包括出生、生長、生殖、衰老、死亡和記憶、思維、情感等都與化學密切相關。但不可否認的是,化學的發展也給人類社會帶來諸如環境惡化、核戰爭等許多副作用。因此,在無機化學專業課教學中,教師應努力使學生了解人類進步歷程,激發他們對人類歷史文明的熱愛,對人的生命的珍惜,對和諧大自然的鑒賞,以及人道主義和社會責任感。為了配合教學,還組織學生進行周邊環境狀況和市民環境意識調查,通過網絡收集有關資料,大大增強了學生的生存和環保意識以及熱愛大自然、熱愛地球、熱愛生活、熱愛人自身的和諧人格。
二、培養學生的綜合能力
1 透析無機化學的學習思路
在專業教學過程中加強對學生的學習能力、思維方法、創新意識和科學素質的培養不僅有利于學生后續課程的學習,而且將使學生終生受益,尤其是當這些師范專業學生畢業后走上中小學講臺時,這就是新教育理念帶來的教育效益的延續性。因此,教室既要研究教法改革也要探討學生的學法,使學生能發揮學習的主動性和積極性以及主動構建自己知識與能力結構的自主性,培養學生有效學習的能力和方法,是“學為主體”的具體體現。
例如在無機化學理論以及實驗課程的教材中,種類繁多的化合物千變萬化,反應現象和反應式十分復雜,化學原理模型也多種多樣,表面上看毫無頭緒,一直是剛進大學的學生學習很為頭痛的事情。因此,教學中教師不僅要告訴學生化學反應和實驗現象是什么,更重要的是以科學的思維分析方法引導學生透過化學反應的實驗現象去揭示聯系、尋找原因、總結規律,領悟無機化學乃至整個化學、自然科學的本質,這就是高質量教學內涵的深化。
(1)學會邏輯推導方法。通過“物質的性質是由物質的多層次結構所決定(電子組態原子結構分子結構、晶體結構物質的物理及化學性質物質在自然界的存在方式、制備方式及其應用)”這一理念的教學與分析,讓學生學會用類似于數學邏輯推導的方法,明晰過程的脈絡,理解物質存在形式和物質性質的多樣性與物質結構的獨特性之間的哲學關系。學生會驚嘆宏觀世界與微觀世界的秩序奧秘,下定決心投身于對化學學科的終身追求。
(2)學會舉一反三的學習方法。用不同的方法、通過不同的思路去分析同一個問題,如用結構理論、化學平衡、酸堿理論、氧化還原的原理分別討論一個化學反應進行的原因以及反應的程度與結果。學生對問題的理解會隨著視角的每一次轉換而加強,從而有利于培養學生全面而深刻地觀察問題、分析問題的能力,使學生視角開闊,思維敏捷。這一方法尤其適用于無機化學下冊部分的教學,針對某些重點內容的教學與討論,會幫助學生學會由點到面,舉一反三的學習方法,提高學習效率。
(3)理解普遍聯系變化的規律。無機化學原理部分中,許多概念、理論和公式存在著內在的聯系和一致性。如從熱力學的能量角度(宏觀)與化學鍵的結構角度(微觀)分別分析質子酸堿反應、配位離解反應、氧化還原反應的本質和共同點,最后得到任何化學變化都符合自然界能量最低原理的普遍變化規律的認識,使學生能理解和掌握無機化學原理及其應用的精髓。這就要求教師既能鉆研教材深入進去,又要跳出教材引導學生上升到方法論的高度理解問題,使學生在化學知識、科學素養和學習能力方面達到較高的深度和廣度。
2 教師職業能力的培養
對師范專業而言,最能體現其特色的就是教師職業素質與能力。一方面無機化學課程一直嘗試課程結業論文寫作的教學環節。同學們根據論文題目,有的反復鉆研教材,有的到圖書館或上網查閱資料,有的自己擬訂實驗方案,利用雙休日去實驗室反復實驗,有的去校外進行信息調查和獲取數據,最后按照正規格式撰寫出研究論文,舉行論文報告會,最后編輯出封面設計優美、內容豐富的課程結業論文集。在此過程中涌現出的優秀學生吸收到老師的課題組,直接參與教師的教研與科研。在這種創造性教學過程中,學生在學習中的主體作用得到發揮,也打下從事教科研工作的基礎。另一方面,在下學期教學中,無機化學側重于元素制備、性質、應用,學生有了上學期的理論知識和一定的化學基礎知識,每周固定一個單位時
間,在老師的指導下,讓學生參與作業的研究、批改、評價。每章作業批改完后,老師組織學生一起討論,再選出學生代表在課堂上進行作業的評價與講解。這種讓學生參與教學過程的教學模式,學生才有可能對教材作出有“意義的發現”,產生特有的學習動機。同時也可以培養學生的參與意識和合作精神,強化他們“我是教師”的觀念,提高教師技能水平,同時激發學生的興趣和求知欲望,使他們在成功與失敗中完善自我,品嘗“臺上一分鐘,臺下十年功”的艱辛。學生利用課余時間和教師一起檢查作業、批改作業,講解作業。同學們不但理解了問題,提高了學習成績,而且組織能力得到增強,綜合素質得到提高。這種教學方法也與新課改的“自主、合作、探究”的理念是相一致的。
3 建立網絡學習平臺
《無機化學》課程建立了精品課程網絡系統,系統包括首頁、申報頁面、課程簡介、教學隊伍、教學大綱、教學內容、視頻教學、練習與測試、實踐教學、考試大綱、參考文獻、教學資源等欄目,內容豐富而充實。申報頁面里的精品課程申請報告是整個《無機化學》精品課程前期建設的濃縮;課程簡介介紹了無機化學課程30年發展的歷史過程;教學內容和視頻教學中給出了主要任課教師完整的課件教案(PP,r形式);練習與測試中,有思考題及解答,習題及解答;教學資源欄目中有課程建設規劃、教師的教學研究項目與教研論文、學生的研究性學習方案與課程論文、學生對本課程的評價以及學習體會等,大量的文字與照片是多年教學過程的真實寫照。通過網絡平臺,不僅有利于培養學生利用多種教學資源自學、自評的能力,而且豐富的材料也是最好的育人資源,使學生能夠形成良好的情感與做人品質,這就是教書育人的外延,尤其對師范教育學生就更為重要了,這也是評價課程建設和教師教學的一個重要關節點,是精品課程建設所追求的一種意識、精神與境界。
三、無機化學教學育人的升華
1 化學與其他學科的聯系
早在20世紀70年代的人本主義教育運動,就強調學術性課程應與社會實驗課程和情意課程和諧平衡。其實自然科學發展的一個明顯趨勢就是許多學科的相互關聯與相互滲透,甚至是與社會科學、人文科學的交融。因此,教師如果在教學中利用發散性、遷移性思維方法強調化學與其他學科的聯系,并利用這種聯系進行深層次的育人,會取得意想不到的效果。例如在圍繞19世紀末到20世紀初原子結構模型演變內容的教學討論中,老師進一步問:總結這個演變過程你能得到什么啟示?同學們的討論涉及創新科學實驗的重要性、理論對實驗探索的指導作用、學生要敢于突破老師的思維模式、對客觀事物認識的哲學思考、科學思想與審美的關系等許多方面,這種討論遠遠突破了教材中化學知識的局限,達到的教學效果是不言而喻的。又如在化學平衡的應用的教學討論中,同學們討論的話題十分廣泛,從環境保護、生態平衡、文化意識、人口問題、經濟發展到飲食結構、情緒與健康、個人與集體、和諧社會構建、民族性與國際性等許多領域和敏感話題。各種因素構成一種相互關聯、相互制約的鏈。這樣同學們的思維空間很自然的從化學遷移到整個自然科學和人文社會學科中,而且學會如何發現不同事物的共性與個性,尋找相互之間聯系的橋梁與和諧,即不同知識的節點,并能夠對當前化學熱點問題和新的社會問題作出積極而友好的反應。無形之中,學生增強了對生命、社會、大自然的熱愛和責任感。
2 塑造學生和諧的人生觀和世界觀
無機化學教學的另一個特點就是在科學、哲學、美的和諧思想指導下指導學生學習。哲學是自然科學的最高境界,美的思想無處不在,無機化學學科也不例外。優秀的教師在富有魅力的化學教學中不僅能夠體現顯著的科學性和思想性。而且還要讓學生領悟化學中的哲理性、藝術性以及對稱性、統一性和奇異性的美。例如,元素單質和化合物中有物質形態和成鍵方式的特殊性和多樣性;物質由等離子態變為氣態、液態、同態的定型過程體現變化的漸進性;化學鍵理論、氧化還原理論、酸堿理論、配位理論等無機化學基本原理中,充分體現了矛盾的對立統一和能量守恒與轉化規律,以及許多概念、理論和公式存在著內在的聯系和一致性;“點石成金”的否定之否定過程;大量無機物的形態、結構表現出簡明、和諧、對稱、均勻、節奏、新奇等美感。富勒烯、納米管、分子開關等,看似深奧,其實它們都是由碳元素通過完美和諧精密地組裝而形成的具有對稱美感的特殊物質,是美與創新的完美結合。無機化學實驗中也有實驗儀器的精美,各種化合物的色彩美,在晶體的生成與結構實驗中,顯微鏡中展現了無機物的另一個美好世界。無機化學辨證思維的哲學思想和審美意識也是與創新精神緊密相聯的,歷史上許多化合物的合成,定律的發現,理論的提出,化學家在創造性思維過程中都充滿著對美的追求。2l世紀,綠色化學與綠色化學教育日趨受到教育界的重視,這既是人類關注自身安全的結果,又是世人追求真、善、美意識提高的反映。通過這種多視角的教學,學生會逐步領悟自然科學中所隱含的深刻哲學思想和豐富的美學內涵,認識事物的內在美的規律,運用這種規律性的東西塑造學生和諧的人生觀和世界觀,逐步認識到社會的進步(社會科學和自然科學的發展)就是人類對美的追求的結晶。在這種將無機化學教學與哲學與審美相結合的指導思想下,學生對無機化學(或者說對自然科學)的理解與認識就會升華到一個新的層次。
3 培育良好的育人氛圍
21世紀的高等教育更注重情感教育和團隊精神培養。在教學實踐中意識到,我們所追求的高質量教學的目的是將化學的教學過程和學習過程變成師生共同度過的美好時光,愉悅的人生體驗。因此,教師應不斷追求教學的科學性和藝術性的和諧結合,用自己的人格魅力感染學生。首先教師應該表現出對知識和真理的執著、對自己的事業的敬業,這是一種美德、一種涵養、一種修煉、一種境界;同時教學中教師要尊重、關心、愛護學生,用真摯的情感去激勵愉悅學生,平時應盡可能抽時間參與學生的春游、文藝晚會、體育比賽等活動,指導學生的課外學習,回答學生的各種學習和生活疑問,使師生間有正常的情感交流,達到關系融恰。這樣學生對教師的敬重與愛戴會遷移為對化學的學習產生濃厚的興趣,進而學習會變得更加自覺,會在高效率中完成學習任務,在提高智能水平的同時,在情感上得到美的熏陶;當教師在教學中由職業的需要上升到職業情感時,當學生的認知需要上升為情感需要時,教學就會超脫“有用”的功利觀念,轉向“移情”和“無我”的超功利意境,從而進入教學育人的和諧美境界。為了更好地營造育人微環境,結合精品課程建設(無機化學是省級精品課程),無機化學課程還建立了宣傳櫥窗,開辦了學習園地,建立了課程建設展室等等。同時也舉辦優秀教師、優秀高年級學生與低年級學生之間對話與經驗交流會,形成一種和諧的“成長生物鏈”“和諧學習氛”。
四、教書育人對教師的要求
教學是教與學之間的相互作用,高質量的教學就是教師與學生之間的和諧作用。雖說現階段教學理念強調教師是主導,學生是主體,但要通過高質量的教學完成教書育人的目標關鍵在教師。古人把教師的職責歸納為“傳道、授業、解惑”,作為2l世紀的教師的職責,則賦予了新的內涵,提出的標準要求更高,應該是知識、素養、能力、情感、境界的高度和諧。這種集合給學生展現的就是教師的人格魅力,它對學生的成長所產生的終身激勵作用是不可估量的。
關鍵詞:優化內容;改革方法;寓學于樂
中圖分類號:TQ;G6420 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2012)04-0053-03
在當今科技高度發展、學科交叉進一步加強的時代,化學已經滲透到建筑、信息、材料、能源、機電、生命、環保等學科領域。大學化學是高校建筑類專業的公共基礎課程,它在化學基本理論與工程具體實踐之間搭起了一座橋梁。大學化學課程對優化學生的知識結構,培養學生用化學的觀點分析、認識科學技術和社會實際中的化學問題,對把學生培養成為厚基礎、寬口徑、強能力、高素質的創新人才有著重大的現實意義。
一、圍繞專業需求,安排教學內容
大學化學是建筑類專業學生大學期間唯一一門化學類課程,具有相對的獨立性和完整性。教師在講授大學化學時,經常會犯“講得過多”和“講得過少”兩類錯誤[1]。所謂“講得過多”是指教師系統地介紹現代化學的所有內容,力圖追求化學理論知識的完善;而“講得過少”則是指教師只羅列一些與化學有關的熱點問題和案例,基本不闡述化學的基礎原理和規律。實踐證明,“講得過多”和“講得過少”都不利于理論與實際的結合,不利于建筑類專業學生創新能力的培養。
因此,要針對建筑類專業的實際需要[2],合理安排教學內容,需要對教學內容進行適當刪減、強化、增加。刪減、回避過細的化學計算和復雜的化學公式;強化水化學、膠體化學、材料化學等建筑領域中所必需的化學基礎知識的教學,使學生能運用化學理論、觀點和方法審視環境、能源、材料等社會熱點論題;增加化學學習與專業應用之間的聯系以及化學在工程實踐應用中新成果。如華中科技大學針對建筑類專業學生的特點,在電化學原理部分的教學中,增加了陽極氧化和電解拋光知識。從電化學的角度出發,介紹了陽極氧化和電解拋光原理以及電解液的選用,分析和討論這兩種工藝的應用及其優缺點,讓學生理解化學知識與專業實際息息相關,與工程技術緊密聯系,并能學以致用。
二、改革教學方法,貫徹啟發式學習理念
培養學生創新思維是教育的關鍵,而創新源于興趣、起于自主、發于嘗試。傳統“教師中心論”的教學模式,教師處于完全的主導地位,在課堂上只向學生灌輸知識,而不注意把握學生的心理,這與創新格格不入。因此要改革教學方法,貫徹啟發式學習理念,充分調動學生學習的積極性。
(一)理論講授要精心設計,遵循學生認知思路,突出以學生為中心的教學模式
教學活動是學生在教師的指導下進行的有目的、有計劃的學習活動?;瘜W基本原理中大量公式的教學,應當是在教師引導下訓練學生有意識地進行抽象邏輯思維活動。教師要設計一系列問題,并留出學生積極思考的時間,通過師生間的討論和交流,使學生主動得出結論。如在講授化學熱力學中化學反應方向的判斷時,教師可以設計下列的教學程序。
首先,在壓力為標準態和溫度為298.15 K時,判斷標準是ΔrGθm(298.15 K),它可以由參與反應的各個物質的ΔfGθm(298.15 K)而計算出來,這一點學生都清楚。其次,教師引導學生思考“若壓力仍是標準態,但溫度不是298.15 K,該怎么辦?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)與溫度無關,提醒學生可以用吉—亥公式求解。然后,進一步發問:“若壓力不是標準態,溫度也不是298.15 K,該怎么辦?”此時提示學生利用熱力學等溫方程式中的ΔrGm與ΔrGθm的關系,將非標準狀態化為標準狀態,從而求解。
通過學生和教師間的這種互動、提問、設疑、解答,學生在自覺、主動、多層次的參與過程中不但學會了復雜的化學反應原理,而且也掌握了分析問題、解決問題的科學方法。
(二)應用部分要勇于放手,讓學生走向講臺
教育的關鍵是使學生具備將所學知識應用于實際的能力?;瘜W應用部分的目的正是培養學生利用所學的化學原理分析、解決工程實際問題的能力。在學生課后自學和相互討論的基礎上,學生和教師換位,由學生講解該部分內容,對專業中遇到的實際問題,如金屬腐蝕的防護與利用上升到化學原理加以分析,論述自己的觀點。學生為了講解清楚課堂內容必須認真預習,做好充分的準備。因此,他們在主動獲取知識的同時,無形中提高了對這門課程的學習積極性。
(三)改革考試方法,以課程論文、實驗設計代替閉卷考試
學生學學化學的基本原理和方法的目的不是為了成為化學家,而是具備基本的化學素養的化學思維,能以化學的眼光、角度、世界觀分析和解決工程實際中遇到的化學問題。若通過做習題來檢測學生的學習效果,不管是開卷或閉卷的考核形式都沒有意義。相反,布置課程論文,讓學生在查閱資料的基礎上,對一些典型案例抽象化,建立理論模型,再用課堂上所用的原理進行分析,提出自己的見解;或者要求學生運用化學基本原理,結合專業特點,對自己感興趣的內容自行構思、自擬方案,完成一個綜合實驗設計,并通過實驗驗證。這兩種方式表面上不直接考察學生理論知識,實際上考察他們運用理論知識解決實際問題的能力是更深層次的要求[4]。
實踐證明,布置論文或綜合實驗設計的考核方式行之有效,很多學生寫出了較高質量的論文,大學化學實驗設計也深受學生歡迎,真正達到了培養學生創新能力的目的。
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