化學是自然科學中一門實用的基礎學科,是人們認識和改造物質世界的工具?;瘜W與人類的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、國防、環境保護、醫藥衛生、資源利用等方面都有密切的聯系,它是一門社會迫切需要的實用學科。但是傳統的化學教育注重知識的講授,而忽視學生創新能力和科研潛質的培養。無機化學是化學的一個重要分支,也是工科高等院校大一新生的第一門化學基礎課,對學生的各種能力培養起著舉足輕重的作用,尤其是學生的科研潛質的培養中起著重要的作用。下面就從兩個方面簡述無機化學教學中科研潛質的培養:
1、 介紹無機化學發展史和科學前沿
筆者在教學中發現學生普遍對無機化學的學習興趣不高,而對化學領域的科學前沿、化學發展史、與日常生活緊密相關化學的興趣很高。因此,在《無機化學》課程的講授中增加以上內容可以增強學生的學習興趣、發掘和培養學生的科研潛質。比如:在講授碳族元素時,可以增加石墨烯的知識,石墨烯 2004 年被分離出來,2010 年獲得諾貝爾獎,研究發現石墨烯具有超薄、強度超大、優異的導電性、高的電子遷移率、高傳導性、高比表面積等優異特性,它可被應用于納電子器件、代替硅生產超級計算機、太陽能電池、光子傳感器、基因電子測序、減少噪音、隧穿勢壘材料等方面。此外在講授配位化合物的應用時,鉑類抗癌藥物,順鉑是第一代,抗癌療效好可是它的副作用大,第二代抗癌藥物是卡鉑、奈達鉑,第三代抗癌藥物是奧沙利鉑、樂鉑。對于人體的微量元素鈣、鐵、銅等在體內都是以配合物的形式存在著。在講授對原子的認知過程時,教師可以增加發展史的知識,在古希臘時期德謨克利特是通過臆測預知原子的存在,而到科技飛速發展的現在,我們可以通過掃描隧道顯微鏡看到實空間的原子排布,德布羅意是第一個因為博士論文中闡述了著名的物質波理論獲得諾貝爾獎的科學家。教師在教學中通過講授這類科學前沿和發展史的實例,既可以滿足了學生對化學世界的好奇心,又了解了化學的實用性,增強了對無機化學的興趣。從而使教師在教授學生本學科的知識的同時培養了學生的科研潛質。
2、 讓學生介入到教師的科研中
高等院校的教師大都在承擔繁重的教學任務的同時又肩負著大量的科研工作;因此他們大都有著豐富的科研經驗積淀,擁有很強的科研實力。所以教師在課堂教授課本知識、化學的發展史以及科學前沿的同時,可以讓學生參與到科研實踐中。比如說:我校的無機化學的理論課和實驗是同時開設的,教師實際上可以調整時間讓學生感受一下整個的科研過程。我們教室里天天照明用的熒光燈,它是由汞線激發的三基色熒光粉復合發射白光,那教師可以讓學生感受一下熒光粉研制的整個過程。教師可以讓學生看一下熒光粉的稱樣、研磨過程,然后再灼燒時我們不必要讓學生在等,而是提前制備好的樣品去測試讓學生參觀甚至可以操作一下,然后把測試的數據用軟件 origin6.0 進行處理,最后給出它的光譜圖;而對于 X 射線粉末衍射,教師可以用已經測好的數據用 origin 6.0 給學生演示怎么做,還可以用 MDI Jade 6.0 演示查找 XRD 的標準卡片以及怎么核對樣品的 XRD 與其標準卡片。納米材料以其優異的性能而風靡全球,而學生只能從各種渠道獲得概念的知識,沒有機會對納米材料的具體的體驗,教師可以讓學生到實驗室具體看看甚至自己操作納米材料的制備,也可以讓學生跟著教師的看一下納米材料的測試。通過參與到科研中,然學生盡早的對科研進行體驗,產生直接的刺激,發掘學生的科研潛質。
結束語
教師在知識的傳授過程中不僅要注重學生的知識的獲取,而要更多地兼顧學生能力的培養,對工科高等院校的學生來說,科研潛質的發掘和培養尤其重要。教師可以通過科學前沿以及發展史的介紹和讓學生介入到教師的科學研究中兩個方面的實現學生科研潛質的發掘和培養,爭取培養出一批未來的科技創新人才。本科生能力的培養無疑是一次挑戰,我們不僅要投入最優質的教育資源,而且應當更認真更精心地去做。
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