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通识教育下普通化学教学探析

2019/05/21 阅读:

[摘要]基于对通识教育的认识,以及在普通化学专业课程教学中的实施方法,笔者主要从问题导入模式,类比联想思维模式,发展的思维模式三方面,讨论普通化学的教学,培养学生的思辨与表达能力,从而实现通识教育的核心目标。

[关键词]通识教育;教学方法;普通化学

随着社会与科技的快速发展,不同学科知识之间的交叉渗透越来越密切,对人才的要求越来越高。归根结底,对教育提出了更高的要求。通识教育作为一种教育理念,为国外所发展。当前,在我国也逐渐被重视探索。然而,通识教育在我国仍存在很多不尽人意的地方,而且,由于认识上的不足,专业教育也处于尴尬的境地。笔者基于对通识教育的认识,以及在普通化学专业课程教学中的实施方法与教学体会,在此谈谈通识教育背景下的普通化学教学的实施方法。

1认识通识教育

1.1通识教育的内涵与专业教育的相互关系

通识教育是一种教育理念,在《哈佛红皮书》中明确指出,通识教育的核心在于自由传统和人文传统的传递,其旨在将学生培养成具备四种能力的完整的人,即“有效思考的能力、清晰交流思想的能力、做出恰当判断的能力、辨别价值的能力”[1]。这也是通识教育的核心目标。北京大学的唐士其教授也强调,通识教育既涵盖常识教育,又融入了灵魂教育;专业教育既“科学”又“专业”;专业教育包含了一种“升华”为通识教育的可能性,以培养和造就“引领未来的人”。显而易见,通识教育与专业教育具有不可分割性,两者是有机的融合体,相互联系[2]。在培养学生上述四种能力的过程中,往往需要通过一系列专业课程的学习来实现。换而言之,在通识教育理念引领下的专业课程教学,不仅需要让学生掌握知识与技能,更能帮助学生学会思考与思辨,形成良好的思维方式,从而提升其解决各种问题的能力,在潜移默化中对学生产生深远的影响。

1.2通识教育与专业课程设计的相互关系

通识教育与专业教育相互联系,实际上,通识教育与专业课程设计更是密切联系。通过专业课程的学习实现‘通识’教育,往往需要在整个专业课程教学过程中,贯彻落实通识教育思辨与表达的核心思想[3]。在以往的教学中,总是根据教材的编排,‘以教师为中心’灌汤式教学,学生要做的只是顺着教学的思路理解记忆,并没有在有效的课堂时间内质疑、反思、分析问题。很大程度上,教学过程只是让学生记忆性地掌握了技能知识,没有真真落实让学生学会思辨与表达的通识教育核心目标。那么,在通识教育背景下,针对专业课程的学习,尤为重要的是,需要对专业课程内容进行仔细研究与设计。而这又要求,教师务必具备通识教育的意识与素养,以及对所教授专业课程有一个整体的把握与架构。

2普通化学教学的实施方法

普通化学作为高等院校面向非化学类专业大一新生开设的一门基础课,本身就具有通识教育的特性。为提升教学质量,转变学生高中阶段被动学习的思维方式,笔者在讲授普通化学课之前,要求学生做好预习,发挥他们自主学习的积极性。在此基础上,笔者根据普通化学的教学内容,从问题导入模式,类比联想思维模式,发展的思维模式三方面进行课程教学设计,实现通识教育的核心目标。

2.1问题导入的模式,引发思考,学会思辨

普通化学以化学基本原理为主,课程内容主要包括化学热力学、化学动力学、酸碱平衡,电化学,物质结构等诸多内容,而且,其课程内容与生活常识,以及生产实际应用密切相关。换言之,每一章的重点内容的理论学习都将能解决生活中或是生产实践中的具体科学问题。在通识教育背景下,笔者在讲授每一章之前,引入一到两个生活中的实际例子,并提出与本章课程内容相关的问题,让学生思考,独立解决,并能思路清晰的表达出来。比如讲授化学热力学问题,首先,引入生活常见的实际例子,燃烧酒精煮火锅,这涉及到热力学问题。其次,提出问题,(1)能否计算出敞口燃烧20g酒精释放多少热量?(2)如果20g酒精密闭在一个体积不变的容器内,又能释放多少热量?(3)两者释放的热量有什么关系?然后,让学生自己思考,提出解决方案,并让其阐述原因。再比如讲授动力学问题,首先,引入大家熟知的现象,汽车排放的尾气CO和NO,从热力学平衡的角度而言,在低浓度下就可能反应完全。其次,提出问题,是否这个反应常温下,不需添加其它试剂即可真的完全反应呢?实际上转化率极低,几乎观察不到反应的进行,这归因于动力学原因,由此引入动力学的学习,以及如何加快反应速率,引入催化剂的概念。还比如讲授原电池,首先给定一个化学反应,要求学生设计一个原电池。引发学生思考,原电池的组成是什么,为什么构筑的原电池能存储电能,如何计算原电池的电势等等问题。解决相关问题的过程,既让学生兴趣盎然地学知识,同时也学会思辨与表达。在某种程度上实现‘通识’教育。总而言之,可在每一章采取问题导入模式的课程设计。而且,在每章中都贯彻类似的开放思维模式,让学生学会思辨与表达,实现通识教育的核心目标。

2.2类比联想思维模式,促进学生深度思考,学会思辨

尽管普通化学每个章节内容不同,但在某种程度上,很多课程内容相互关联,存在内在的逻辑。在讲授某些概念、原理、公式时,联系前后的内容,类比,实现关联,引发思考,实现认知加深。比如,讲授标准摩尔生成吉布斯函数的定义时,类比联想标准摩尔生成焓的定义,以及让学生与标准摩尔熵的定义比较,深入巩固知识,辨别差异,学会思辨。再比如,讲授阿伦尼乌斯公式时,类比联想范特霍夫方程,让学生辨别差异,对两个公式的应用深度思考,学会思辨。还比如,在讲授酸碱平衡,难溶盐溶度积时,都类比化学平衡常数的表达,让学生深知化学平衡的内在特征,懂得知识以及事物之间的相互关联性。总而言之,基于相关概念原理的教授,让学生形成类比联想的思维模式,实现通识教育。

2.3发展的思维模式,引领思考,辨别条件,学会思辨

普通化学中的基本概念原理往往经过了长时间的发展,从不完备向完备发展,实际上也是一种思辨的过程。由此,在讲授相关概念原理的过程中,首先提出问题,基于实例,揭示早期的有关定义及概念的不完备性,让学生思考,再揭示其发展过程,总结概括出概念原理,最终让学生领悟知识学会思辨。比如,讲授反应自发性原理的判据。首先提出问题,是否可以用放热热效应来判断。早期设想利用放热热效应来判断,但是,后来发现有些吸热反应也能自发进行,揭示其作为判据的矛盾性。由此,让学生自己推断放热热效应作为判据的局限性。后来,发展用熵增加原理来判断,然而熵增加原理受隔离系统的限制,无法判断非隔离系统反应的方向性。随后,又发展吉布斯函数,将焓与熵结合在一个公式中,作为通用的判断原理。再比如,在讲授酸碱概念时,首先举例引出问题,如NH3,Cu2+分别是属于酸还是碱?让学生思考。其次,讲授酸碱概念的发展,从初始简单现象的描述,引入酸碱电离理论,让学生判断作答。再引入酸碱质子理论,也让学生判断作答,最后再引入酸碱电子理论,再让学生判断作答。通过逐一思考作答,让其深入学习知识,学会思辨与表达。再比如,在讲授价键理论理论时,首先揭示价键理论的饱和性与方向性。根据价键理论,H2O应该为直线型,但是,这与实验不符(角度为104°40')。实际上,价键轨道理论存在不完备性,无法确定分子空间构型。于是,发展了杂化轨道理论。总而言之,通过让学生认识事物的发展过程,学会反思,质疑,思辨。此外,也让学生深知,每个体系都有其存在的价值。我们学习的知识也是在不断更新发展,我们需要开放的心态,发展的思维,包容新的事物与现象,成为一个内在完整的人。

3结束语

在通识教育背景下,为实现通识教育的核心目标,非常关键的是,教师要具备通识教育的意识。笔者以专业课程普通化学为依托,研究专业课程,设计专业课程的教学内容及教学方法,引导学生深入思考,学会思辨,形成良好的思维模式,实现通识教育的核心目标。

参考文献

[1]哈佛委员会.哈佛通识教育红皮书(2010年12月版中译本)[M].北京大学,2010:45.

[2]蔡子怡,蔡建平.我国大学通识教育存在的问题及思考[J].中国校外教育[下旬刊],2018:85-87.

[3]尹德忠,岳红,耿旺昌.通识教育背景下基础化学课程的教学改革[J].教育教学论坛,2017,4:137-138.

作者:马骁 单位:常州大学

通识教育下普通化学教学探析

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