張愛勤 ,張 勇 ,宋延華 ,肖元化 ,高海麗
(鄭州輕工業(yè)學院材料與化學工程學院,河南鄭州 450002)
隨著現(xiàn)代社會對高素質(zhì)創(chuàng)新型人才需求的增加,高校教育教學中傳統(tǒng)教學模式的不足越來越明顯?,F(xiàn)代化教學手段為高校教育教學改革提供了新的思路。利用多媒體、網(wǎng)絡、計算機等現(xiàn)代化教育技術(shù)可以創(chuàng)造多元化的教學模式,推動高校課堂教學向多元化、信息化發(fā)展。
電化學是研究兩類導體形成的帶電界面現(xiàn)象及其所發(fā)生的變化的科學,在化學、化工各學科分支中自成獨立的體系,如今已形成了生物電化學、有機電化學、量子電化學、光譜電化學、腐蝕電化學等多個分支。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,電化學的工藝技術(shù)已經(jīng)滲透到工業(yè)生產(chǎn)的各個領域,在化工、冶金、電子、航天、航空、輕工、儀表、醫(yī)學、材料、能源、金屬腐蝕與防護、環(huán)境科學等科技領域獲得了廣泛的應用。當今世界上備受關(guān)注的研究領域,如材料、能源、生命科學、環(huán)境保護等都與電化學有著聯(lián)系。
目前電化學工程專業(yè)一般開設理論電化學、電化學測量、化學電源工藝學、電鍍工藝學、專業(yè)英語和電化學實驗等專業(yè)課程。在目前科學技術(shù)和信息技術(shù)快速發(fā)展的形勢下,傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)不能適應當前培養(yǎng)高素質(zhì)電化學工程人才的需要,教學模式的改革勢在必行。為了提高我校電化學工程專業(yè)課程的教學效果,我們對專業(yè)課程課堂教學進行了一系列的改革和實踐,以培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型的電化學工程人才為目標,在傳統(tǒng)教學模式的基礎上將多媒體、網(wǎng)絡技術(shù)等現(xiàn)代教育手段引入教學過程,取得了可喜的經(jīng)驗和成果。
近年來隨著科學技術(shù)的發(fā)展,電化學工業(yè)技術(shù)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢。如果電化學專業(yè)教師依然沿襲傳統(tǒng)的教學方法,把教學重心放在基礎知識和專業(yè)知識方面,忽略培養(yǎng)學生從事電化學行業(yè)的興趣、意識和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì),將無法適應電化學行業(yè)的快速發(fā)展。在電化學專業(yè)課程的教學過程中引入現(xiàn)代化教學手段,對培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型的電化學工程人才具有重要意義。
同時,傳統(tǒng)的教學理念和教學模式在培養(yǎng)高層次電化學工程人才方面的弊端逐漸顯現(xiàn)出來。一方面,教學目標及教學內(nèi)容和電化學技術(shù)的快速發(fā)展不相適應,偏重基礎知識、教學內(nèi)容相對陳舊、信息量較少等。另一方面,傳統(tǒng)教學方法和手段不能激發(fā)學生的主觀能動性,學生在學習專業(yè)課程的過程中只是被動地接受現(xiàn)有的知識,不利于創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如果在課堂教學中適當引入多媒體計算機等輔助教學手段,以理論電化學雙電層形成為例,將雙電層形成中電荷的流動過程制作成動畫,學生通過生動的影像可以直觀地了解這一抽象模型的建立。因此,在電化學專業(yè)課程的學習中,合理運用計算機多媒體網(wǎng)絡技術(shù),可以明顯提高課堂教學效果,同時促進教學模式由“以教師為中心”向“以學生為中心”轉(zhuǎn)變,對激發(fā)學生興趣、提高學生創(chuàng)新意識具有重要意義。
將現(xiàn)代化教學手段應用于電化學專業(yè)課程具有明顯的優(yōu)勢:①以多媒體教學代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教學方法可以明顯提高課堂教學效果。多媒體教學過程中的數(shù)字化資源如圖片、動畫和視頻的使用有助于學生對一些抽象知識的理解。比如,電鍍工藝學中的電結(jié)晶過程,金屬離子在陰極還原生成原子,原子在電極表面規(guī)則排布形成晶體,該過程中原子生成的速度直接影響晶體結(jié)構(gòu),進一步影響鍍層的質(zhì)量。如果教學過程中老師將該過程制作成動畫,還原由原子到晶體的過程,將有助于學生對相關(guān)知識點的理解和掌握。②以網(wǎng)絡為紐帶輔助課堂教學,可以擴展學生的學習空間、增強師生間的相互聯(lián)系、及時反饋教學效果。對電化學專業(yè)中比較難學的課程如理論電化學和電化學測量,由于課堂時間有限,教師可以將教學課件、教學錄像、習題集等作為網(wǎng)絡資源提供給學生。學生在課堂沒有理解和掌握的內(nèi)容,可以通過網(wǎng)絡資源進行補充,提高學習效率。③現(xiàn)代化教育手段可以培養(yǎng)學生對專業(yè)課程的興趣,激發(fā)創(chuàng)造性思維。在傳統(tǒng)教學過程中,比如化學電源,學生從課本上僅了解到各種電池類型的基本結(jié)構(gòu)和原理。通過網(wǎng)絡資源可以直觀認識到電池的生產(chǎn)過程,電池中化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕驹硪约案鞣N電池的發(fā)展歷程等。總之,在電化學專業(yè)課程學習中引入現(xiàn)代化教學手段,對拓寬學生知識面、培養(yǎng)綜合型高素質(zhì)電化學工程人才具有重要意義。
存在的弊端:①課堂教學中采用多媒體課件,教學內(nèi)容通過教學軟件呈現(xiàn)給學生。相對于生動活潑的教學影像,教師在課堂教學中的主導地位被消弱,不利于師生間的教學互動。在理論電化學課程的教學中有較多枯燥的理論推導過程,通過老師的反復講解和學生即時溝通能夠加強理解。只利用多媒體課件,學生對這些過程只有表面的認識,印象并不深刻,難以達到應有的教學效果。②多媒體教學提供的信息量較大,有些學生不能在有限的時間內(nèi)消化吸收。而且,通過對多媒體課堂教學的總結(jié)分析發(fā)現(xiàn),相當一部分學生在多媒體課堂上沒有記筆記的習慣,導致復習難度增加。③網(wǎng)絡資源的存在導致學生對電子資源的依賴性增強,學習的自覺性和主動性下降。有些學生在課堂上不求甚解,過分依賴教師提供的教學課件,但是課外又不能獨立解決教學內(nèi)容的難點,或者不能主動的進行學習,影響學生的學習興趣和積極性。
相對傳統(tǒng)教學方法,多媒體、網(wǎng)絡和計算機等現(xiàn)代化教學手段的應用能夠激發(fā)學生的學習興趣、提高課堂教學效果,有利于知識的傳授和學生能力的培養(yǎng)。但是,在將現(xiàn)代教學手段引入電化學工程專業(yè)課程的實踐過程中,也出現(xiàn)了一些問題。對電化學工程系列課程教學改革進行了積極的嘗試,提出了一些應對的措施。
①引入現(xiàn)代化教育技術(shù)應注重和傳統(tǒng)教學方法的有效結(jié)合。對一些理論性較強的專業(yè)課程,如理論電化學和電化學測量,傳統(tǒng)的板書教學依然具有不可替代的作用,尤其是對一些公式的理論推導過程。對板書不能充分表達的知識點,比如電化學中比較抽象模型如離子氛、雙電層等,可以借助多媒體的圖片、視頻和動畫等增加學生的直觀認識。二者優(yōu)勢互補,可以更好的提高課堂教學效果。②在應用現(xiàn)代化教學手段方面,教師應首先提高個人的專業(yè)技能,提高制作多媒體課件、應用現(xiàn)代教學軟件及網(wǎng)絡資源的能力。優(yōu)秀的多媒體課件絕不是教材的電子翻版,教師應根據(jù)專業(yè)特點、教學內(nèi)容和學生的整體情況,編寫設計適合的多媒體課件,并通過課堂上學生的反饋不斷完善。③任何一種教學方法都離不開教師對課堂教學的主導作用,現(xiàn)代化教育技術(shù)雖然具有無可比擬的優(yōu)越性,也不能在課堂上喧賓奪主,代替教師進行課堂教學。因此,教師必須緊跟時代發(fā)展,及時提高自身素質(zhì)和專業(yè)技能,合理運用現(xiàn)代化教育技術(shù),優(yōu)化課堂教學過程。
現(xiàn)代化教育技術(shù)成為高等教育發(fā)展的必然趨勢和重要手段。在電化學工程專業(yè)課程中引入多媒體、網(wǎng)絡和計算機技術(shù)等現(xiàn)代化教學手段有利于知識的傳授和學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),但是在此過程中也存在一些問題。合理運用現(xiàn)代化教育技術(shù),揚長避短,將現(xiàn)代化教學手段和傳統(tǒng)教學方法有效結(jié)合,促進教學形式多樣化,為培養(yǎng)高素質(zhì)綜合型電化學工程人才奠定基礎。