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关键词:高中化学 科学 人文精神
本文认为化学教育中要实现科学人文价值应从以下几方面入手:
一、对学生进行正确的思维训练,培养学生良好的科学素质
高中化学的教学目的之一就是培养学生的逻辑思维能力,而化学学习能使人形成严谨、朴实的态度。因此,教师要创设有助于学生学习的情境,使学生通过“做化学”的方式实现化学的“再认识”、“再创造”过程。教师要引导学生让他们自己“做化学”,让他们通过观察、猜测、交流等活动实现化学的“再创造”过程。
二、营造良好的课堂文化,实现人文价值
1.化学教育应培养学生求真、求善的良好品质。如在平时的教学活动中介绍门捷列夫、居里夫人在科学上的巨大贡献和无与伦比的个人魅力及对他们所生活的时代曾有过巨大而深远的影响,让学生明确化学结论的准确性,理论推断、实验证明的严谨性,感悟到“求真”是一切行为的准则,感受到人性中“善”的一面。
2.化学教育中应培养学生奋发向上的精神和坚韧的意志。奋发向上的精神是健全人格的重要组成部分,也是时代的需要。激励学生大胆去探索,去克服困难,从而使学生树立为科学奋斗和坚韧不拔的精神,形成积极向上的人生观。
3.化学教育中应培养学生合作、民主的精神。无论是课堂还是在研究性学习活动中,教师都应在学生中多开展合作探究学习,使学生感受到合作、民主的气氛,培育他们的民主精神。合作学习,还可以增进同学间的情感,培养求实的科学态度,宽容的人格,谦逊的品格,使学生有机会形成良好的人际关系。
4.通过化学史,焕发学生的民族自豪感。在介绍《钠的化合物》时,教师可联系我国化学家侯德榜制碱法等事例,激发学生的民族自豪感和爱国主义情感,增强他们的民族使命感和责任感。
作为传承人类文化的化学课程,具有独特的文化内涵。它正以潜移默化的方式存在,对学生的思想、观念和道德发生着重要影响,使化学课程真正成为一门以培养具备科学文化素质与人文素质全面发展的学生为出发点,强调实现科学价值与人文价值相互沟通与融合的现代化课程。
参考文献:
大学毕业后,笔者一直在从事高师院校无机化学课程的教学。无机化学是小学自然、中学化学及日常生活化学所涉及化学知识最多的一门课程,也是大学各化学专业第一门专业必修(或专业基础)课,也称化学奠基课。因此针对刚进校的新生,在教学中如何“以生为本”,通过高质量教学来阐释高等教育的教育观和育人理念应该是教师时常思考的问题。
一、深化无机化学教学中的育人理念
1 学习精神与奋斗目标的定位
教书育人是每个教师的职责,应落实到每个教学环节中。作为大学一年级课程的无机化学,其教学对象是从高中进入大学的新生,因此,在教学中不仅要求学生掌握无机化学及相关科学知识,而帮助学生提高学习能力,培养科学精神和创新意识,形成良好的情感与做人品质以及明确人生的奋斗目标就尤为重要了。近十多年来,在每届新生进校后,都要结合专业介绍,给他们进行专题讲座,如《走进化学世界,从无机化学开始》《成材从无机化学开始》《认识神奇的大学的生活》《大学生与人才素质》等。
2 注重化学发展史的教育作用
化学发展史上拉瓦锡、门捷列夫、诺贝尔、玻尔、居里夫人等许多科学大师名垂千古,他们的功绩如一座座灯塔矗立于化学学科的海洋中,指引一代代求知青年追寻真理之岛。他们为人类留下的不仅仅是某个原理的发现或某个新物质的合成,还包括他们不畏任何艰难险阻的顽强意志、严谨求真务实的科学态度、聪明机智的研究艺术和深邃辨证的思想方法,以及光明磊落、无私奉献的崇高品质,为后代展现了一幅幅科学不断完善并促进社会进步的精神画卷,成为人类最宝贵的精神财富和文明社会发展的象征。因此,通过化学发展史教育,使学生受到科学家们治学态度、科学思想和人生观的熏陶,指导同学们正确的规划自己的人生之路。
3 强调化学与人类社会发展及自然的联系
化学与人类的进步、社会的发展息息相关。远古的人们,由于火的使用,才结束了茹毛饮血的岁月。从陶器的出现到铜铁的冶金、纸的发明、火药的使用,乃至石油和核能的开发、新材料的合成,衣食住行到重大的社会课题,诸如粮食、能源、环境、医药、计算机、信息高速公路等,一直到生命的过程包括出生、生长、生殖、衰老、死亡和记忆、思维、情感等都与化学密切相关。但不可否认的是,化学的发展也给人类社会带来诸如环境恶化、核战争等许多副作用。因此,在无机化学专业课教学中,教师应努力使学生了解人类进步历程,激发他们对人类历史文明的热爱,对人的生命的珍惜,对和谐大自然的鉴赏,以及人道主义和社会责任感。为了配合教学,还组织学生进行周边环境状况和市民环境意识调查,通过网络收集有关资料,大大增强了学生的生存和环保意识以及热爱大自然、热爱地球、热爱生活、热爱人自身的和谐人格。
二、培养学生的综合能力
1 透析无机化学的学习思路
在专业教学过程中加强对学生的学习能力、思维方法、创新意识和科学素质的培养不仅有利于学生后续课程的学习,而且将使学生终生受益,尤其是当这些师范专业学生毕业后走上中小学讲台时,这就是新教育理念带来的教育效益的延续性。因此,教室既要研究教法改革也要探讨学生的学法,使学生能发挥学习的主动性和积极性以及主动构建自己知识与能力结构的自主性,培养学生有效学习的能力和方法,是“学为主体”的具体体现。
例如在无机化学理论以及实验课程的教材中,种类繁多的化合物千变万化,反应现象和反应式十分复杂,化学原理模型也多种多样,表面上看毫无头绪,一直是刚进大学的学生学习很为头痛的事情。因此,教学中教师不仅要告诉学生化学反应和实验现象是什么,更重要的是以科学的思维分析方法引导学生透过化学反应的实验现象去揭示联系、寻找原因、总结规律,领悟无机化学乃至整个化学、自然科学的本质,这就是高质量教学内涵的深化。
(1)学会逻辑推导方法。通过“物质的性质是由物质的多层次结构所决定(电子组态原子结构分子结构、晶体结构物质的物理及化学性质物质在自然界的存在方式、制备方式及其应用)”这一理念的教学与分析,让学生学会用类似于数学逻辑推导的方法,明晰过程的脉络,理解物质存在形式和物质性质的多样性与物质结构的独特性之间的哲学关系。学生会惊叹宏观世界与微观世界的秩序奥秘,下定决心投身于对化学学科的终身追求。
(2)学会举一反三的学习方法。用不同的方法、通过不同的思路去分析同一个问题,如用结构理论、化学平衡、酸碱理论、氧化还原的原理分别讨论一个化学反应进行的原因以及反应的程度与结果。学生对问题的理解会随着视角的每一次转换而加强,从而有利于培养学生全面而深刻地观察问题、分析问题的能力,使学生视角开阔,思维敏捷。这一方法尤其适用于无机化学下册部分的教学,针对某些重点内容的教学与讨论,会帮助学生学会由点到面,举一反三的学习方法,提高学习效率。
(3)理解普遍联系变化的规律。无机化学原理部分中,许多概念、理论和公式存在着内在的联系和一致性。如从热力学的能量角度(宏观)与化学键的结构角度(微观)分别分析质子酸碱反应、配位离解反应、氧化还原反应的本质和共同点,最后得到任何化学变化都符合自然界能量最低原理的普遍变化规律的认识,使学生能理解和掌握无机化学原理及其应用的精髓。这就要求教师既能钻研教材深入进去,又要跳出教材引导学生上升到方法论的高度理解问题,使学生在化学知识、科学素养和学习能力方面达到较高的深度和广度。
2 教师职业能力的培养
对师范专业而言,最能体现其特色的就是教师职业素质与能力。一方面无机化学课程一直尝试课程结业论文写作的教学环节。同学们根据论文题目,有的反复钻研教材,有的到图书馆或上网查阅资料,有的自己拟订实验方案,利用双休日去实验室反复实验,有的去校外进行信息调查和获取数据,最后按照正规格式撰写出研究论文,举行论文报告会,最后编辑出封面设计优美、内容丰富的课程结业论文集。在此过程中涌现出的优秀学生吸收到老师的课题组,直接参与教师的教研与科研。在这种创造性教学过程中,学生在学习中的主体作用得到发挥,也打下从事教科研工作的基础。另一方面,在下学期教学中,无机化学侧重于元素制备、性质、应用,学生有了上学期的理论知识和一定的化学基础知识,每周固定一个单位时
间,在老师的指导下,让学生参与作业的研究、批改、评价。每章作业批改完后,老师组织学生一起讨论,再选出学生代表在课堂上进行作业的评价与讲解。这种让学生参与教学过程的教学模式,学生才有可能对教材作出有“意义的发现”,产生特有的学习动机。同时也可以培养学生的参与意识和合作精神,强化他们“我是教师”的观念,提高教师技能水平,同时激发学生的兴趣和求知欲望,使他们在成功与失败中完善自我,品尝“台上一分钟,台下十年功”的艰辛。学生利用课余时间和教师一起检查作业、批改作业,讲解作业。同学们不但理解了问题,提高了学习成绩,而且组织能力得到增强,综合素质得到提高。这种教学方法也与新课改的“自主、合作、探究”的理念是相一致的。
3 建立网络学习平台
《无机化学》课程建立了精品课程网络系统,系统包括首页、申报页面、课程简介、教学队伍、教学大纲、教学内容、视频教学、练习与测试、实践教学、考试大纲、参考文献、教学资源等栏目,内容丰富而充实。申报页面里的精品课程申请报告是整个《无机化学》精品课程前期建设的浓缩;课程简介介绍了无机化学课程30年发展的历史过程;教学内容和视频教学中给出了主要任课教师完整的课件教案(PP,r形式);练习与测试中,有思考题及解答,习题及解答;教学资源栏目中有课程建设规划、教师的教学研究项目与教研论文、学生的研究性学习方案与课程论文、学生对本课程的评价以及学习体会等,大量的文字与照片是多年教学过程的真实写照。通过网络平台,不仅有利于培养学生利用多种教学资源自学、自评的能力,而且丰富的材料也是最好的育人资源,使学生能够形成良好的情感与做人品质,这就是教书育人的外延,尤其对师范教育学生就更为重要了,这也是评价课程建设和教师教学的一个重要关节点,是精品课程建设所追求的一种意识、精神与境界。
三、无机化学教学育人的升华
1 化学与其他学科的联系
早在20世纪70年代的人本主义教育运动,就强调学术性课程应与社会实验课程和情意课程和谐平衡。其实自然科学发展的一个明显趋势就是许多学科的相互关联与相互渗透,甚至是与社会科学、人文科学的交融。因此,教师如果在教学中利用发散性、迁移性思维方法强调化学与其他学科的联系,并利用这种联系进行深层次的育人,会取得意想不到的效果。例如在围绕19世纪末到20世纪初原子结构模型演变内容的教学讨论中,老师进一步问:总结这个演变过程你能得到什么启示?同学们的讨论涉及创新科学实验的重要性、理论对实验探索的指导作用、学生要敢于突破老师的思维模式、对客观事物认识的哲学思考、科学思想与审美的关系等许多方面,这种讨论远远突破了教材中化学知识的局限,达到的教学效果是不言而喻的。又如在化学平衡的应用的教学讨论中,同学们讨论的话题十分广泛,从环境保护、生态平衡、文化意识、人口问题、经济发展到饮食结构、情绪与健康、个人与集体、和谐社会构建、民族性与国际性等许多领域和敏感话题。各种因素构成一种相互关联、相互制约的链。这样同学们的思维空间很自然的从化学迁移到整个自然科学和人文社会学科中,而且学会如何发现不同事物的共性与个性,寻找相互之间联系的桥梁与和谐,即不同知识的节点,并能够对当前化学热点问题和新的社会问题作出积极而友好的反应。无形之中,学生增强了对生命、社会、大自然的热爱和责任感。
2 塑造学生和谐的人生观和世界观
无机化学教学的另一个特点就是在科学、哲学、美的和谐思想指导下指导学生学习。哲学是自然科学的最高境界,美的思想无处不在,无机化学学科也不例外。优秀的教师在富有魅力的化学教学中不仅能够体现显著的科学性和思想性。而且还要让学生领悟化学中的哲理性、艺术性以及对称性、统一性和奇异性的美。例如,元素单质和化合物中有物质形态和成键方式的特殊性和多样性;物质由等离子态变为气态、液态、同态的定型过程体现变化的渐进性;化学键理论、氧化还原理论、酸碱理论、配位理论等无机化学基本原理中,充分体现了矛盾的对立统一和能量守恒与转化规律,以及许多概念、理论和公式存在着内在的联系和一致性;“点石成金”的否定之否定过程;大量无机物的形态、结构表现出简明、和谐、对称、均匀、节奏、新奇等美感。富勒烯、纳米管、分子开关等,看似深奥,其实它们都是由碳元素通过完美和谐精密地组装而形成的具有对称美感的特殊物质,是美与创新的完美结合。无机化学实验中也有实验仪器的精美,各种化合物的色彩美,在晶体的生成与结构实验中,显微镜中展现了无机物的另一个美好世界。无机化学辨证思维的哲学思想和审美意识也是与创新精神紧密相联的,历史上许多化合物的合成,定律的发现,理论的提出,化学家在创造性思维过程中都充满着对美的追求。2l世纪,绿色化学与绿色化学教育日趋受到教育界的重视,这既是人类关注自身安全的结果,又是世人追求真、善、美意识提高的反映。通过这种多视角的教学,学生会逐步领悟自然科学中所隐含的深刻哲学思想和丰富的美学内涵,认识事物的内在美的规律,运用这种规律性的东西塑造学生和谐的人生观和世界观,逐步认识到社会的进步(社会科学和自然科学的发展)就是人类对美的追求的结晶。在这种将无机化学教学与哲学与审美相结合的指导思想下,学生对无机化学(或者说对自然科学)的理解与认识就会升华到一个新的层次。
3 培育良好的育人氛围
21世纪的高等教育更注重情感教育和团队精神培养。在教学实践中意识到,我们所追求的高质量教学的目的是将化学的教学过程和学习过程变成师生共同度过的美好时光,愉悦的人生体验。因此,教师应不断追求教学的科学性和艺术性的和谐结合,用自己的人格魅力感染学生。首先教师应该表现出对知识和真理的执着、对自己的事业的敬业,这是一种美德、一种涵养、一种修炼、一种境界;同时教学中教师要尊重、关心、爱护学生,用真挚的情感去激励愉悦学生,平时应尽可能抽时间参与学生的春游、文艺晚会、体育比赛等活动,指导学生的课外学习,回答学生的各种学习和生活疑问,使师生间有正常的情感交流,达到关系融恰。这样学生对教师的敬重与爱戴会迁移为对化学的学习产生浓厚的兴趣,进而学习会变得更加自觉,会在高效率中完成学习任务,在提高智能水平的同时,在情感上得到美的熏陶;当教师在教学中由职业的需要上升到职业情感时,当学生的认知需要上升为情感需要时,教学就会超脱“有用”的功利观念,转向“移情”和“无我”的超功利意境,从而进入教学育人的和谐美境界。为了更好地营造育人微环境,结合精品课程建设(无机化学是省级精品课程),无机化学课程还建立了宣传橱窗,开办了学习园地,建立了课程建设展室等等。同时也举办优秀教师、优秀高年级学生与低年级学生之间对话与经验交流会,形成一种和谐的“成长生物链”“和谐学习氛”。
四、教书育人对教师的要求
教学是教与学之间的相互作用,高质量的教学就是教师与学生之间的和谐作用。虽说现阶段教学理念强调教师是主导,学生是主体,但要通过高质量的教学完成教书育人的目标关键在教师。古人把教师的职责归纳为“传道、授业、解惑”,作为2l世纪的教师的职责,则赋予了新的内涵,提出的标准要求更高,应该是知识、素养、能力、情感、境界的高度和谐。这种集合给学生展现的就是教师的人格魅力,它对学生的成长所产生的终身激励作用是不可估量的。
关键词:优化内容;改革方法;寓学于乐
中图分类号:TQ;G6420 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2012)04-0053-03
在当今科技高度发展、学科交叉进一步加强的时代,化学已经渗透到建筑、信息、材料、能源、机电、生命、环保等学科领域。大学化学是高校建筑类专业的公共基础课程,它在化学基本理论与工程具体实践之间搭起了一座桥梁。大学化学课程对优化学生的知识结构,培养学生用化学的观点分析、认识科学技术和社会实际中的化学问题,对把学生培养成为厚基础、宽口径、强能力、高素质的创新人才有着重大的现实意义。
一、围绕专业需求,安排教学内容
大学化学是建筑类专业学生大学期间唯一一门化学类课程,具有相对的独立性和完整性。教师在讲授大学化学时,经常会犯“讲得过多”和“讲得过少”两类错误[1]。所谓“讲得过多”是指教师系统地介绍现代化学的所有内容,力图追求化学理论知识的完善;而“讲得过少”则是指教师只罗列一些与化学有关的热点问题和案例,基本不阐述化学的基础原理和规律。实践证明,“讲得过多”和“讲得过少”都不利于理论与实际的结合,不利于建筑类专业学生创新能力的培养。
因此,要针对建筑类专业的实际需要[2],合理安排教学内容,需要对教学内容进行适当删减、强化、增加。删减、回避过细的化学计算和复杂的化学公式;强化水化学、胶体化学、材料化学等建筑领域中所必需的化学基础知识的教学,使学生能运用化学理论、观点和方法审视环境、能源、材料等社会热点论题;增加化学学习与专业应用之间的联系以及化学在工程实践应用中新成果。如华中科技大学针对建筑类专业学生的特点,在电化学原理部分的教学中,增加了阳极氧化和电解抛光知识。从电化学的角度出发,介绍了阳极氧化和电解抛光原理以及电解液的选用,分析和讨论这两种工艺的应用及其优缺点,让学生理解化学知识与专业实际息息相关,与工程技术紧密联系,并能学以致用。
二、改革教学方法,贯彻启发式学习理念
培养学生创新思维是教育的关键,而创新源于兴趣、起于自主、发于尝试。传统“教师中心论”的教学模式,教师处于完全的主导地位,在课堂上只向学生灌输知识,而不注意把握学生的心理,这与创新格格不入。因此要改革教学方法,贯彻启发式学习理念,充分调动学生学习的积极性。
(一)理论讲授要精心设计,遵循学生认知思路,突出以学生为中心的教学模式
教学活动是学生在教师的指导下进行的有目的、有计划的学习活动。化学基本原理中大量公式的教学,应当是在教师引导下训练学生有意识地进行抽象逻辑思维活动。教师要设计一系列问题,并留出学生积极思考的时间,通过师生间的讨论和交流,使学生主动得出结论。如在讲授化学热力学中化学反应方向的判断时,教师可以设计下列的教学程序。
首先,在压力为标准态和温度为298.15 K时,判断标准是ΔrGθm(298.15 K),它可以由参与反应的各个物质的ΔfGθm(298.15 K)而计算出来,这一点学生都清楚。其次,教师引导学生思考“若压力仍是标准态,但温度不是298.15 K,该怎么办?”并提示ΔrHθm(T)和ΔrSθm(T)与温度无关,提醒学生可以用吉—亥公式求解。然后,进一步发问:“若压力不是标准态,温度也不是298.15 K,该怎么办?”此时提示学生利用热力学等温方程式中的ΔrGm与ΔrGθm的关系,将非标准状态化为标准状态,从而求解。
通过学生和教师间的这种互动、提问、设疑、解答,学生在自觉、主动、多层次的参与过程中不但学会了复杂的化学反应原理,而且也掌握了分析问题、解决问题的科学方法。
(二)应用部分要勇于放手,让学生走向讲台
教育的关键是使学生具备将所学知识应用于实际的能力。化学应用部分的目的正是培养学生利用所学的化学原理分析、解决工程实际问题的能力。在学生课后自学和相互讨论的基础上,学生和教师换位,由学生讲解该部分内容,对专业中遇到的实际问题,如金属腐蚀的防护与利用上升到化学原理加以分析,论述自己的观点。学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习,做好充分的准备。因此,他们在主动获取知识的同时,无形中提高了对这门课程的学习积极性。
(三)改革考试方法,以课程论文、实验设计代替闭卷考试
学生学学化学的基本原理和方法的目的不是为了成为化学家,而是具备基本的化学素养的化学思维,能以化学的眼光、角度、世界观分析和解决工程实际中遇到的化学问题。若通过做习题来检测学生的学习效果,不管是开卷或闭卷的考核形式都没有意义。相反,布置课程论文,让学生在查阅资料的基础上,对一些典型案例抽象化,建立理论模型,再用课堂上所用的原理进行分析,提出自己的见解;或者要求学生运用化学基本原理,结合专业特点,对自己感兴趣的内容自行构思、自拟方案,完成一个综合实验设计,并通过实验验证。这两种方式表面上不直接考察学生理论知识,实际上考察他们运用理论知识解决实际问题的能力是更深层次的要求[4]。
实践证明,布置论文或综合实验设计的考核方式行之有效,很多学生写出了较高质量的论文,大学化学实验设计也深受学生欢迎,真正达到了培养学生创新能力的目的。