時間:2023-09-18 17:32:52
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學專業基礎知識,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:涂料學;高分子專業;教學改革;涂料實驗
近年來,隨著我國對創新型人才培養問題的日益重視,大力加強素質教學,培養和激發學生的創造力的同時,進一步鞏固學生的基礎知識就顯得尤為重要[1]。在我國,無論是在綜合性院校、理工科院校,還是職業技術院校,大都開設了高分子的本科專業,包括:高分子化學與物理專業、高分子材料專業以及高分子加工專業等。在課程設置方面,基本都開設了高分子化學、高分子物理和高分子分析方法等基礎課程以及高分子專業基礎實驗。然而我們在教學實踐中發現,學生很難將之前開設的基礎課程中的知識融會貫通,對生活實例不能做出相應合理的解釋。高分子作為一個實用性很強的專業,各門專業課之間有著密切的聯系:利用高分子化學知識合成出不同結構的高分子材料,高分子材料的結構將直接影響其性能,在對材料進行加工時又需要運用高分子物理和流變學等知識[2]。如果學生們不能將專業基礎知識活學活用、融會貫通,那么他們將很難應對高分子專業相關工作中的實際問題。因此,我們嘗試針對高分子專業的培養方案,在開設高分子化學、高分子物理、高分子成型加工以及高分子結構分析方法這些專業課程的基礎上,新增了一門《涂料學》課程,安排在第7學期進行,計劃學時為32學時。力求通過本課程的學習,鞏固之前學到的專業知識并將其融會貫通,同時拓寬學生的知識面,提高其實踐能力。為了達到教學目標,培養出基礎扎實、有創新思維、創新能力的高素質人才,《涂料學》課程的本科教學內容和教學方法的設計就是必須考慮的首要問題。為此,筆者結合從事涂料課程教學與科研的經驗,參考接收本科生進行涂料實習單位的反饋意見,同時結合《涂料學》課程自身特點,做了一些初步的探討。
一、《涂料學》課程的特點和意義
高分子的主要應用領域集中在涂料、塑料、粘合劑和助劑四方面。進入21世紀以來,我國涂料行業發展迅速,對涂料行業科研技術人才的需求量大大增加[3]。為此,在國內一部分高校中的高分子相關專業開設了涂料相關課程。《涂料學》課程是建立在高分子化學、有機化學、無機化學、膠體化學、表面化學與表面物理、流變學、材料力學、光學和顏色學科基礎上的一門綜合性學科,但又不是這些學科的簡單加和而有其自身理論。對于高分子專業的學生而言,如何能將其學到的無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識貫穿統一起來,《涂料學》無疑是一個不二選擇。開設涂料課程,一方面使今后從事涂料行業的學生進入工作崗位后,盡快成為行業技術骨干;另一方面對于今后從事非涂料領域的高分子學生而言,課程的學習過程也是對之前學到的化學和材料學基礎知識鞏固、加強和提高的過程。
二、《涂料學》教學的主要內容
涂料學課程的內容多,課時少,教師難以在短時間內將涂料行業所需的內容講深、講透。在課程教學的過程中,教師應該堅持理論結合實際的教學方針,對知識結構優化調整,做到簡單而不淺顯,深奧而不枯燥。在教學內容上,要注重兩方面的統一:一方面注意《涂料學》課程章節間的聯系和統一,這門課程涉及到涂料概述、顏料、溶劑、樹脂等內容,各部分內容既相對獨立,又相互聯系;另一方面,要把握《涂料學》課程與無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識貫穿統一。教師在教學中應該重點介紹以下內容。
1.涂料的基本知識。這部分內容主要介紹涂料概念、組成、類別、功能以及發展概況。結合日常生活所接觸的涂料,使學生掌握涂料的基本概念、分類和作用。讓學生們了解到,現代涂料學的發展是以化學,特別是高分子科學為基礎,結合界面科學和流變學發展起來的。了解涂料的發展背景和面臨的挑戰,懂得涂料的發展趨勢。通過對目前報道較新的,具有特殊功能的涂料的介紹來激發學生對涂料的興趣,并為以后進行涂料的科學研究開好頭。
2.顏料相關理論。顏料和填料是涂料生產不可缺少的成分之一。其作用不僅是色彩和裝飾性,更重要的是改善涂料的物理化學性能,提高涂層的機械強度、附著力、防腐性能、耐光性和耐候性。讓學生了解遮蓋力、著色力和吸油值等基本概念。在授課過程中,這部分知識與物理化學中的雙電層理論聯系緊密,可以對以前的基礎知識鞏固提高。關于顏料的分散是教學的重點。
3.溶劑知識。溶劑是不包括無溶劑涂料在內的,各種液態涂料中所含有的,為使得液態涂料完成施工過程的必要的一類物質。原則上不構成涂膜,也不存留在涂膜中。在授課過程中,這部分知識與有機化學和高分子物理中的極性、溶解力、粘度等相關知識聯系緊密,可以對以前的基礎知識鞏固提高。在教學中,使學生掌握根據溶劑理論選用溶劑和改善涂料性能,了解有機溶劑對環境的危害,開發綠色水性涂料和高固體份涂料是涂料行業的趨勢。
4.樹脂知識。成膜物質是組成涂料的基礎,它具有粘結涂料中其他組分形成涂膜的功能,對涂料和涂膜的性能起到決定性的作用。例如,在丙烯酸樹脂章節中的內容與高分子化學基礎課中自由基聚合和聚合方法的相關知識密切聯系。不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂和聚氨酯章節中內容與高分子化學基礎課中的縮聚和逐步聚合相關內容聯系緊密。因此,授課的過程也是對以前的知識復習,深入體會和提高的過程,將這些基本知識與涂料制備技術相互滲透,相得益彰,這也正是開設《涂料學》課程的特色。
三、教學方法
1.教學與生活、生產相結合,注重理論聯系實際。涂料是一門理論性和應用性都很強的交叉學科。理論知識比較晦澀,但大多數基本理論知識都已經在本科基礎課教學階段涉及,在涂料課程中只是有針對性的學習,必須與實際結合才能使學得的知識深化和牢固,也才能引起學生的興趣。在教學的初期階段,為了使得學生盡快入門,熟悉涂料學,就要將日常生活、生產與涂料結合,介紹生活和生產中涂料的應用,提高學生從心理上對課程的接受程度。眾所周知,涂料學的特點是“入門易、學懂難”。為了提高教學效率,改善教學效果,必須要注重理論聯系實際。這種聯系實際上是基礎知識與涂料學的聯系;涂料學與實際應用的聯系。把涂料學作為有機化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識實踐的對象,會使學生對所學過的基礎知識鞏固提高,為今后打下堅實的理論基礎。在涂料學理論實踐過程中,學生可以去涂料生產廠和研究院所參觀學習。學習涂料生產方法和檢測方法,了解生產設備和檢測儀器設備。學生往往很有興致,注意力高度集中,因此將理論知識寓于合適的實際背景中進行講授效果明顯。
2.開設涂料實驗。在高分子化學實驗的基礎上,開設涂料實驗課程[4]。高分子化學實驗中,一般開設甲基丙烯酸甲酯(或苯乙烯)的乳液聚合、聚酯合成實驗等,可以在這些實驗的基礎上,進一步開設丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯與異氰酸酯固化等,并且可以進一步開設乳膠漆的制造、涂料性能檢測等系列實驗,讓學生自己合成樹脂,自己配制涂料,自己對涂料和涂層進行檢測。通過實驗,不但將課堂所學到的理論知識通過實驗鞏固提高,而且訓練學生進行涂料生產和科學研究的方法,培養學生的動手能力,分析和解決問題的能力。
四、結語
總之,筆者對在高分子專業本科教學中開設《涂料學》課程的必要性、優化教學內容、改進教學方法進行了初探,提出開設《涂料學》課程的必要性:一方面,對于處于專業知識學習的學生而言,通過本課程的學習,加強他們對高分子專業基礎知識的鞏固,為今后從事高分子相關專業的工作打好堅實的理論基礎;另一方面,針對今后從事涂料行業的學生,涂料行業快速發展,科技含量越來越高,涂料學課程的開設正好可以滿足涂料行業對大批高層次科研技術人員的需求。
參考文獻:
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[3]涂料工藝編委會.涂料工藝[M].北京:化學工業出版社,1997.
[關鍵詞] 藥物化學;教科書;專業課;中職學生;規劃教材
[中圖分類號] G423.3 [文獻標識碼]C[文章編號]1673-7210(2011)03(c)-120-02
[基金項目] 中國教育學會“十一五”科研規劃課題《院校畢業生就業指導與管理實踐研究》總課題組子課題《大連市職業院校醫學相關專業人才就業市場的現狀調查分析研究》立項課題(項目編號:0401921B-124)。
[作者簡介] 鞠秀蘭(1956-),畢業于沈陽藥科大學藥學系,學士學位,高級講師,現任大連大學職業技術學院藥劑專業主任,多年從事藥劑學、藥物化學教學工作;研究方向:藥學教學研究。15余篇。譚群,藥劑專業,講師。吳文林,大連大學職業技術學院副院長,《院校畢業生就業指導與管理實踐研究》總課題組子課題《大連市職業院校醫學相關專業人才就業市場的現狀調查分析研究》立項課題課題負責人。
藥物化學是中職藥劑專業一門重要的專業課,是應用化學的理論和方法來研究化學藥物的一門學科,主要研究化學藥物的組成、制備、化學結構、理化性質、轉運代謝、化學結構與藥效的關系等內容[1]。依據國家教育、衛生工作方針,中職藥劑專業的培養目標,堅持以服務為宗旨、以就業為導向的原則,培養具有一定科學文化素養,德智體美全面發展,具有良好職業素質,熟練掌握藥劑專業技能,能在各級各類醫藥及衛生機構和行業從事藥品生產、營銷、應用和藥學服務等工作,具有職業生涯發展基礎的技能型、服務型的高素質勞動者[2]。根據這一培養目標中職藥劑專業學生在學校期間要學習《無機化學》、《有機化學》等基礎課,畢業前完成《藥物化學》、《藥劑學》、《藥物分析》等專業課程學習[3]。在藥物化學的學習中要求學生掌握最基本的常用藥物的化學結構、理化性質。由于藥物化學的特殊性,學生在校期間思維狀態要發生改變,要有抽象的思維能力、記憶力、基礎知識與專業知識的銜接能力,才能基本完成藥物化學學習,適應崗位的職業需求。專業課程中《藥物化學》課程的學習是師生認為難度較大的一門課程。跟蹤我校多年招收生源情況看,初升高成績在400~500分之間的初中畢業生,可以較順利完成《藥物化學》課程學分,學習狀態較好。而近些年來我校招收的生源初升高成績在300~400分范圍內,學習狀況發生了很大改變。
全國中職含藥劑專業的衛生學校有百所,每年培養畢業生約上萬人,中等職業藥劑教育是培養醫藥行業高素質勞動者的主力軍[3],中職藥劑專業畢業生是國家藥師的儲備力量,這一群體在最基層的醫療衛生崗位上起著重要的作用,藥物化學課程的學習影響著畢業生的素質、就業質量。多年來對我校中職藥劑專業在校生《藥物化學》課程的教授、學生的學習情況、畢業生就業情況跟蹤調查發現,學生學習《藥物化學》教科書困難的原因,提出建議概述如下。
1 目前教材使用現狀
目前的中職規劃教材《藥物化學》有不同出版社的不同版本,這些教材結構合理、重點突出,內容力求簡單新穎,也是教師了解藥品知識的工具書。但使用中發現也有某些不足,很重要的不足在于,涉及到基礎課知識,如有機化學中的醇、羧酸、酯類、苯胺、酰胺、苯環、雜環等基本知識時,學生們普遍不會。例如:鹽酸普魯卡因結構中的酯鍵易水解,很多學生不認識酯鍵;鹽酸普魯卡因結構中苯環上的胺是芳胺,學生同樣不認識。基礎課《有機化學》中學生已經學習過這方面的基礎知識,專業課教學過程中卻存在與基礎課無法銜接的問題。授課中教師需要用大量的時間復習基礎課的知識,很多學生環烷烴、苯環區分不開;烷烴、環烷烴、苯環、醇羥基、羰基、羧基等的化學結構的骨架寫不出來,不僅忘光或沒學扎實,還有很多學生即使老師反復指導復習也學不會。因此,出現了學生看不懂藥物的化學結構式、不認識藥物的官能團、不能理解藥物的化學結構產生的性質、教科書看不懂的現象。對于藥物化學的學部分學生出現了難學、學不懂、失去學習興趣的情況,部分學生難以及格。以我校2004~2008級學生為例,藥物化學考試不及格所占比分別為10.6%、27.0%、28.0%、20.0%、29.2%,不及格人數達到20%~30%,這種現象在我校以前教學中是罕見的。
2 分析原因
2.1 中職生來源狀況
中職生來源于初中畢業生,現在的初中生與大學擴招前的初中生大不一樣。由于大學不斷擴招,初升高的學生比例大增,能升入高中繼續讀書,然后讀大學的學生都進入了高中校門,而無法升入高中的、不想讀高中的學生成為中專的招生對象。雖然,也有目標清楚而喜歡學習藥學知識的學生,但生源普遍存在基礎知識較差,理解能力與自學能力不強的特點。在初中階段只學過元素周期表的簡單《無機化學》的學生,進入中專學習了《有機化學》,然后學習專業課《藥物化學》出現了不適應,學生的知識水平、記憶力、理解力偏低,與專業課無法接軌。筆者對在校生藥劑班調查《有機化學》考試情況,不及格人數占45.9%,幾乎占半數,雖然后來補考及格了,學習《藥物化學》的困難仍不容忽視。
2.2 中職生心理因素
中職生正處于心理成熟期,對未來充滿了幻想和迷茫。有想學習一技之長的學生,看到《藥物化學》書中大塊頭的藥物化學結構、復雜的藥物理化性質,摸不到頭腦,產生很大的心理壓力也是原因之一。在學不懂、學不會的情形之下,產生自卑、厭倦情緒,不聽課、不做作業,由此滋生出一些惡習,如上課看小說、玩手機、睡大覺。老師辛苦,學生痛苦。
3 措施
我校在升入職業技術學院之前是大連鐵路衛校,是教育部全國重點衛校,具有五十多年藥劑專業辦學經驗。我們在教學中采取了如下措施:①專業教師與基礎課任課教師每學期一起備課,將專業課與基礎課所涉及的內容互相溝通,以利于基礎課教師授課中有一定的取舍,將專業課用到的知識在教學中作為重點內容講授與輔導,力求達到較好的學習效果。②在學生入學初期進行專業教育,由經驗豐富的教師、專業主任為學生介紹各門課程的特點,基礎課、專業基礎課和專業課之間的相互關聯,今后就業情況、就業崗位運用所學習知識的情況等等,讓學生明白在學校所學課程的重要性,幾年來這種努力對大部分學生來看收效甚微。近期,以在《藥物化學》課程完成課時多半的情況下對學生的測試為例,采取不記名方式,以了解學生的真實情況,讓學生寫出苯環、六元環烴、乙醇、乙酸、苯酚、酯鍵的化學結構,結果不會寫的人數分別為苯環6.5%、20.0%、37.7%、49.1%、57.0%、75.0%。這種測試的目的是要了解藥物化學結構中經常出現的官能團苯基、醇羥基、羧酸基、酚羥基、酯鍵等學生是否全部掌握。這些涉及專業課程中的藥物化學結構、藥物性質的基本知識,教師在《藥物化學》授課中已經反復帶領學生復習過。從測試結果看,超過半數的學生還是沒學會。沒有基礎知識,《藥物化學》這門專業課的知識難以學懂。我們要求中專學生在學習《藥物化學》課程時,掌握藥物的化學結構、類別、藥物基本性質這些很簡單的內容,以應用于今后崗位中正確使用藥品、養護、貯存,避免藥品氧化、水解、變質,避免藥品使用中的配伍變化等等。改進教學過程、完善考核制度等方式,可提高學生分析和解決問題的能力[4]。
4 就業情況
以2004年以來畢業生的就業崗位調查情況看,04級入校成績相對于后期招生生源成績較好,在就業崗位上受到用人單位包括醫院藥房、藥品批發公司、連鎖零售藥店等的好評,有部分畢業后自立門戶開展藥品營銷業務,約有90%的畢業生接受繼續教育順利取得大專自考畢業文憑。05級畢業生的就業崗位調查,用人單位對畢業生評價參差不齊,大部分學生畢業后接受大專繼續教育,在中專學習《藥物化學》難度較大者學專課程時面對同樣的難度。
5 建議
教材編寫應考慮初中起點學生的知識水平和學生能力等特點。從多年來對教材使用情況看,在復雜難懂的藥物化學結構面前學生產生了厭倦情緒。筆者對在校的61名學生以舉手表決的形式調查,以了解是否喜歡學習《藥物化學》課程,統計結果顯示喜歡的占32.7%,不喜歡、學不會的各占60.6%,不學的占16.3%,不喜歡、學不會的占半數以上。由此認為,中職藥劑專業教育缺少適應中職生自身特點的《藥物化學》教科書,因此特提出如下建議:
5.1 教材編寫應降低難度
近些年來為了適應藥劑中專生社會就業崗位狀況,國家在中職教材編寫已經作出了努力,《藥物化學》教科書難度有一定程度的降低,但以目前中職生的智力情況,根據其接受能力與理解力,教科書還應再降低專業性高深難度,增加趣味性,應通俗易懂,教材應易教易學。
5.2 增加《有機化學》基礎知識的復習內容
在主要章節中增加與《藥物化學》相關的《有機化學》基礎知識的復習內容,方便大部分學生對基礎知識的回憶,通過復習重要的基礎知識,重復記憶基礎課的基本內容,以利于教師組織全體學生統一復習、布置作業,引導學生由淺入深地學習專業課,使得難學的課程變得淺顯易懂,激發學生的學習興趣,提高教學效果。
5.3 重視基本知識,教材編寫應規范
正確使用藥物、調配藥物、指導患者正確用藥是一名藥學專業人員具備的最基本工作能力。常用藥物基本化學結構、化學性質、藥物在臨床中的應用,以及與儲存、養護有關的性質,這些內容難度不大,但很重要,有些教材中這些內容時有時無。因此,《藥物化學》教材編寫應規范,真正做到學以致用,有效利用資源,使畢業生所學知識夠用。
5.4 教材形式多樣化,增加科普性
在各論中將藥物化學結構與應用有關的化學性質簡單介紹后,可以彩色圖插頁的形式[5],將該藥物的商品介紹給學生以增加感性認識,讓學生從學習過程中體驗到快樂、尊重和滿足,也為以后應用打下基礎。
5.5嘗試取消《藥物化學》課程
在中職教育中藥劑專業,嘗試取消《藥物化學》課程,或將《藥物化學》課程與其他課程合并而重新組織一本新的教材,介紹一些常用藥物簡單的化學結構、性質等基本知識,以就業夠用為主。
6 小結
綜上所述,教材編寫應以人為本,與時代同步,由于生源的變化,學習主體的變化,目前《藥物化學》教科書難度較大,《藥物化學》教材需要改革。教科書是師生個體心理遭遇人類文化的媒介和向導,是教師引領學生進行精神漫游的路線圖,它是教材的主體,是教學過程中師生依據的主要材料,也是考核教學成績的主要依據和學生課外拓展和深化知識領域的重要基礎。教科書編寫的質量如何,直接影響著教育的內在質量和學生的發展[6]。教材的難易決定了學生的學習質量,也影響了就業能力。
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[關鍵詞]科研實踐;物理化學;教學
物理化學是一門借助物理的基本原理,揭示化學基本規律的學科,也是一門理論性、系統性、邏輯性很強的學科,具有理論公式多,推導復雜的學科特點。初學者往往感到抽象難懂,對數學知識要求高,容易產生畏難情緒,也往往認為理論知識學了沒有用途,導致失去學習的興趣。為了解決物理化學中抽象難懂的問題,通常采用的方法是在教師授課時列舉一些與生活實踐相關的現象,借助物理化學知識加以解決,但是這只是一些簡單的應用,并且借助于互聯網絡都能得到容易理解的結果,但是對于有一定知識水平的大學生似乎顯得過于簡單,并不能激發他們對物理化學學習興趣,解決他們對物理化學理論學習的困惑,展示理論知識與科學實踐和生產實踐的緊密聯系,從而體現物理化學作為基礎學科的價值。另外,物理化學中化學規律和數學公式都是從科學實踐總結出來的,能指導科學實踐活動。因而,在物理化學實際教學中,除了要結合生活實踐之外,教師應該適當闡述理論公式的實際科研來源以及這些理論知識在科學前沿研究和生產實踐的應用價值,才能引導學生逐漸認識到物理化學知識理論學習的重要性,同時也可以通過科研實例刺激學生的好奇心和求知欲,從而激發學生對物理化學學習的興趣。因此,教師科研能促進物理化學理論教學,也能促進學生對當前科研前沿的了解,激發學生的求知欲,培養學生的科學素養,為今后的發展奠定基礎。
1科研實踐對物理化學教學的促進作用
1.1物理化學理論在科研實踐中的應用
盡管物理化學科研實踐的實驗方法和手段比較復雜,但是常常使用了大學物理化學書本上的基本原理和基礎知識,因而,我們可以選擇一些合適的科研實踐活動將其應用到物理化學教學中,以提高學生對物理化學基礎理論重要性的認識,幫助他們更好地理解這些基礎知識,激發他們對物理化學學習的興趣。這里我們以原電池的基本原理在科研中的應用來闡述物理化學基礎理論知識學習的重要性。已有文獻報道具有缺陷的碳納米管浸入到一定濃度的氯鉑酸或者氯金酸溶液中,通過原子力顯微鏡能夠觀察到在碳納米管的邊壁缺陷上快速形成金屬鉑納米粒子或者金納米粒子[1]。這金屬離子自發還原沉積碳納米管上的現象歸因于金屬離子與碳納米管之間的原電池效應,電極反應分別是PtCl42-+2e-=Pt+4Cl-,AuCl4-+3e-=Au+4Cl-。根據電極電勢的數學公式計算出PtCl42-和AuCl4-的還原電勢以及碳納米管的氧化電勢,并比較它們的大小,從而能判斷出金屬鉑或者金粒子是否能沉積在碳納米管的邊壁上。更進一步地研究表明利用原電池效應可以在碳納米管的表面邊壁上沉積四氧化三鐵、氧化亞銅、二氧化釩等中間價態的金屬氧化物,計算這些金屬離子與碳納米管之間的電極電勢ΔE=φ(Fe3+/Fe2+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)、ΔE=φ([Cu(NH3)4]2+/[Cu(NH3)2]+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)和ΔE=φ(V5+/V4+)-φ(R-CNTs/O-CNTs),通過控制溶液的pH值和碳納米管的結構等反應條件實現中間價態的金屬氧化物沉積在碳納米管的表面,關鍵是通過原電池效應合成的碳納米管-金屬氧化物復合材料在催化加氫反應、苯酚羥基化反應等催化反應中展示了比其他方法合成的該種復合材料更加優異的性能,體現了合理的使用電化學方法合成材料具有重要的應用價值[2-4]。盡管這些科研工作涉及的內容比較廣泛,考慮的因素復雜,但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化學中原電池電極電勢的相關基礎知識。實際上,物理化學中熱力學、溶液中的化學勢、物質的相圖、吸附脫附、動力學研究等基本知識在當前的科研都有廣泛的應用,利用這些基本知識來驗證過程的可行性或者借助它們推斷出物理化學及其相關學科中更深層次的機理或者原理[5-7]。因此,物理化學的基礎知識在當前的科學研究工作中仍然具有重要的價值,是學生為今后工作和學習所必須要掌握的。
1.2科研實踐對學生物理化學學習的促進作用
物理化學中的基礎知識都是比較抽象,數學公式比較多,這增大了學生學習的困難,但是這些基礎知識都是來自科學實踐,相應地能用來指導科學實踐活動,因而,學習物理化學基礎知識的時候借助于科研實踐來展示這些知識,能幫助學生更好了解和掌握這些知識。首先,科研實踐的學術論文為了更好地解釋相關原理往往都使用大量的圖表或者視頻,直觀地展示和支撐他們的實驗結果,幫助讀者理解論文的結論。教師可以根據物理化學相關章節的內容提煉這些學術論文,在教學中利用論文中直觀的圖片或者視頻給學生展示對應的知識點,使得抽象的知識圖像化、具體化,同時將枯燥無味的理論知識形象生動地呈現到學生的面前,加深學生對該知識點的印象,促進學生對該知識點的理解和掌握。其次,物理化學的教學過程中可以借助科研實踐論文生動地展示給學生,不僅能幫助學生理解這些知識點,更能讓學生意識到物理化學課程中基礎知識與生產實際有緊密的聯系,而不是為了學習抽象的知識而學習這些知識。它們能夠直接應用到實際科研和生產實踐中,并指導科學實踐和生產實踐活動,使得學生不再認為理論知識難學而沒有用途,更不會消極地學習和理解這些物理化學基礎理論知識。學生會更加積極主動理解和掌握所學知識點,甚至通過網絡數據庫等相關工具,更進一步地詳細了解與物理化學書本上相關知識內容,從而間接地提高他們的自學能力,培養他們積極主動學習的能力。最后,借助物理化學教學引入科研生產實踐的概念,讓學生接觸基礎知識應用到令人好奇的未知世界,從而提高學生學習物理化學基礎知識的興趣。既使學生學習到必須掌握的物理化學基礎知識,同時又接觸到物理化學方向科研和生產實踐的前沿,掌握當前物理化學科研和生產實踐的動態。讓學生從一開始學習基礎知識灌輸科研實踐的相關知識,引導學生關注本學科發展前沿和科研動態,使學生浸潤在科研的氛圍下,產生濃烈的科研傾向[8]。從而使學生尋找自身喜歡的學習方向和學習興趣,建立嚴謹的科研和學習態度,刺激學生對未知世界的求知欲望,并潛移默化地培養他們的科學素養,為今后的工作學習提供基礎。因此,物理化學教學中引進科研實踐,不僅將枯燥無味的理論知識形象生動化,而且能讓學生認識到物理化學理論知識學習的重要性,培養他們的基本科學素養,激發他們對未知世界的求知欲望。
1.3教師科研實踐對物理化學教學的重要影響
對于普通本科院校來講,無論什么樣的教學改革都是圍繞教學方式和手段在課堂教學過程中的運用,無法代替教師的角色,無法改變教師授課主體的本質,因而,教師在教學過程中起著重要的作用。只有通過教師的教導和示范作用才能使課堂教學變得更加生動鮮活,也對學生的學習和行為有直接地引導作用。因而,教師自身的專業水平決定了他的教學水平和教學能力,而科研實踐活動對教師有很大的鍛煉和啟發作用,增加了教師的業務知識水平,對課堂教學有非常大的促進作用,因而,要提高教師的專業水平應該鼓勵教師積極參與科研實踐工作[9]。首先,本學科專業教師開展科研實踐工作之前必須不斷查閱大量新的文獻資料,了解當前科技發展的動態,及時跟蹤本學科領域的最新進展,更新和豐富本學科的理論和知識。這個過程有利于提高教師發現問題、分析問題和解決問題的能力,并不斷更新和完善自己的知識體系,能更好地將當前本學科科技發展動態傳授給學生,同時隨著知識水平的提高教師將以新的高度去思考學科發展趨勢,自然而然地應用到教育教學和人才培養的模式,進而思考未來人才的發展趨勢和人才培養的最佳方法。其次,教師從事科研工作對該學科未知領域的探索研究是一個長期而艱苦的過程,能提高教師的邏輯思維能力和表達能力,能培養教師一絲不茍和勇于創新的嚴謹治學態度、頑強拼搏的精神以及良好的科研素質,激發教師的創新思想,迎合當前國家鼓勵創新創業的潮流。教師在科研中的鍛煉往往對學生起到表率作用,促進培養學生的創新能力、頑強拼搏精神以及嚴謹的科學作風,對學生成才起到推動作用。此外,教師的科研成果能讓學生直接感受到科研并非遙不可及,對學生有很大的引導和促進作用,同時可以激發學生對科研的興趣和求知欲望,主動參與到教師的科研實踐,激起他們對物理化學基礎理論學習的熱情[9]。因此,教師要實現物理化學教學的改革創新,適應當前形式下物理化學教學的發展,僅憑教學經驗是遠遠不夠的,必須從事科學研究去實踐、去探索、去創新,進一步提高本學科的知識結構,從而加快教育觀念的更替,逐步形成具有自身特色的教學方式,將新理論、新方法滲透到物理化學教學實踐中,才能改變多年從教的疲憊與困惑,同時也激發了自身潛在的創造力。
2結論
本文作者:何海燕作者單位:河池學院化學與生命科學系
教學大綱修訂
在制定不同專業生物化學教學大綱時重點考慮:一是課時區別;二是實踐教學區別;此外還有理論基礎知識的難度、深度區別。生物科學、生物技術專業本科班的生物化學教學因相關學科微生物、分子生物學、遺傳學等學科教學的需要增加了理論教學的課時數、深度與難度,實踐教學則關注與其他學科的聯系與互補。生物技術及應用專科專業要求的是掌握基本的理論知識,重在實驗實踐技能的掌握與了解。而化學專業強調學生除了了解生物化學的基礎知識外,著重掌握與化學研究密切相關的如有關物質的合成、物質分析測定等方面的知識與技能。總之,教學大綱是課程教學工作的指南以及對該課程掌握程度的反映,各專業應根據專業人才培養目標的不同擬定不同的教學大綱。
教材選擇與教學參考書推薦
如上所述,不同專業的生物化學教學內容、教學難度深度、不盡相同。如何使教學內容落到實處,教材選擇和教學參考書推薦顯得尤為重要,教材體現了課程主要內容和教學的基本要求,作為教師傳授知識的重要媒介,它是確保有效教學的重要依據[2],一本好的教材不僅學科特色鮮明、重點突出,還反映了學科的研究水平和研究進展、研究前沿,能有助于提高學生的科學思維能力和創新能力,提高學生自主學習能力[3]。而教學參考書是對課堂教學內容的重要補充與延伸,能有效指導學生進行科研活動,有利于學生開闊視野,對培養學生的自學能力、創新能力有顯著效果。在教材與教參選擇上除了考慮不同專業的需求,總體原則還要把握的是盡可能選擇國家規劃教材、優秀教材和精品課程教材,此外還要注意教材、教參的更新與教參量的要求,不能應付了事而只隨便列舉一本兩本教學參考書,也不能廣而泛大量要求學生閱讀,而應該是針對不同專業學習程度的需求盡量精而簡,這樣才能達到事半功倍的效果,有效提高學生對專業知識和專業技能的掌握程度,增強學生的自學能力和創新能力。
教學模式與方法的探討
在教學模式與方法探討這個問題上,已經有很多作者對不同專業、不同學科甚至是不同院校的教學改革做了大量的研究工作。筆者也曾對普通高校生物化學教學方法進行了初步探討,提出了激發學生學習自主性的幾點有效教學方法和教學途徑[4],可以說對各專業的生化教學都有一定的促進作用,但通過教學對比,發現相同教學模式與教學方法下,各專業的教學效果還是有區別的,究其原因,主要是不同專業學生的基礎學識水平不一樣、相關學科知識量不一樣、學習習慣也不一樣。比如,高職高專層次的學生因基礎知識掌握相對薄弱,學習上習慣等待老師發出相應指令才行動,課堂信息量就不宜過大,否則極易產生厭學心理,所以,高職高專的教學以適量、注重實踐性和應用性、簡單明了為主,而本科專業的學生入學基礎較好,求知欲也較強,就可適當加大課堂信息量及布置較多的課后自主性學習內容。總之,不同專業的學生采取不同的教學模式與教學方法,更有利于教學的開展、學生知識的掌握和能力的提高。
注重不同專業先修學科與后修學科間的聯系
無論是生命科學的哪個專業,生物化學都是多門專業基礎課程的先修學科,是學習其他相關課程的前提基礎,而不同專業學科間的聯系和遞進關系有所不同。比如,生物科學、生物技術專業的生物化學與微生物、遺傳學、分子生物學、酶工程、基因工程等課程的聯系都較緊密,內容上有很多的交叉知識點,而高職高專生物技術及應用專業則主要是與農業微生物、土壤學、普通遺傳學、生物技術概論等課程有一定相關,教師在授課內容的選擇上就應該針對不同專業著重強調與其余學科相關的基礎知識、基本技能的理解與掌握,真正起到先修學科對后修學科的輔助和打基礎作用,這也是提高學生學習興趣與學習動力行之有效的方法。
考慮不同專業學生就業需求與考研方向不同
針對不同專業的生物化學教學,不能忽略的還有學生就業需求與考研方向也不同,學科教學要為人才培養服務,在教學內容的取舍上就應該結合不同專業的人才培養目標,突出重點,突出特色,盡可能做到學有所用、學以致用。此外,針對大學生中普遍認可的“考研也是就業的另一條途徑”而言,如何讓學生學好生物化學基礎知識和基本技能做好備考準備,也是每位教師應該重視的問題。即使有些難度較大、內容較深的知識點因教學學時所限在課堂上無法講授,也要安排好課后自學或以輔導方式加以強調,只有充分考慮到不同專業不同學生的各種不同學習需求,才能在真正意義上上好每一節生物化學課。
關鍵詞:“雙一流”建設;生物化學實驗;教學改革;實踐
在我國出現“985工程”“211工程”之后,相關部門也出臺了一系列關于建設一流院校和一流學科的方案。那么何為“雙一流”呢?“雙一流”是指建設一流的學科、建設一流的院校,這是“雙一流”學校最為基本的職能,也是為了培養出更為優秀的人才。一流學科是一所高等院校教學水平的重要體現。生物化學是生命科學類專業必修的專業基礎課程,其不僅需要基礎知識,還需要較強的實驗操作性。在理論教學當中,學生除了需要學習基礎知識外,還應該掌握生物化學實驗的一些內容,這些內容的學習可以使學生了解生物化學實驗。在實驗教學課程中一方面可以讓學生在實驗當中驗證所學的生物化學理論知識,另一方面還可以加深基礎理論的理解。在最近幾年的教學改革中,課程性質、課程目標等都有了一定的改革和創新,并且起到了一定的成效。
1當前生物化學實驗教學模式
在當前的教學課程中,生物化學不僅是環境科學專業的必修課程也是醫藥學類專業需要選修的課程是教學人數比較多的課程,因此這樣的教學模式就存在一定的缺點。1.1學生水平和上課積極性參差不齊。因為選課人數的眾多,因此學生的專業水平就存在著一定的差異性。學生大部分也是因為學分被迫無奈選的課程,所以學生對于課程的態度就存在一定的問題,他不會像選擇專業課一樣會比較認真的學習專業知識,掌握專業知識,而是為了拿到分順利畢業,因此就會表現得不是那么積極。除了一部分人是抱著為拿到學分的態度之外還是有一些想要認真對待這個課程的,他們也會樂于學習理論課程,樂于去動手操作生物化學實驗。1.2教學實驗課時與基礎課時不符。開設生物化學實驗課程是為了讓生命科學專業的學生能夠學會實驗技能以及儀器的使用方法、實驗需要注意的事項等。生物化學實驗涉及基礎知識是比較廣泛的,還有選課的人數也特別的多,對于教學內容而言,課時相對來說就顯得比較少,因此要想使得教學課程和實驗相符,就需要任課教師和實驗人員相互配合,這樣才能在做實驗的時候能夠將知識更好地傳授給學生。
2構建多層次實驗教學內容,培養創新型人才
為了培養創新人才,建設一流的學科,生化實驗的課程不斷完善。為了滿足生命科學專業以及其他專業類人才的課程需求,需要構建多層次的教學內容。2.1提高實驗技能。生命科學類的專業課程基本上在大一的時候需必修的課程,是實驗儀器的基本原理與操作。其本意是為了讓學生在走進實驗室之前能夠了解儀器的各種使用指南、注意事項等。為了讓學生在實驗操作的時候能夠學會使用實驗儀器并且自己操作,也是為了學生在使用儀器的時候能夠注意安全,并且不損壞儀器等。其中儀器的教學包括電子天平、離心機等。這樣學生能夠自己在實驗課程中實際地去操作儀器,增強學生對實驗的興趣。2.2基礎課程的深入研究。大一的時候學生們對實驗器材有了深入的了解,具體的實際操作是在大二開始的。“生物實驗操作課程”是實驗課程開設的必修課程,必修課的設立一方面是學生在大一的時候所學的知識能夠靈活的運用,另一方面是自己能夠親手做實驗。為了幫助學生夯實實驗的基礎,課題組需要理論結合實際精心制作實驗內容,比如在研究DNA的酶切、IEF測定蛋白質等。為學生將來更好地深入性學習和研究做好鋪墊。2.3綜合性、開放性的生物化學實驗。為了響應國家的要求,以及社會對人才的需求,建設雙一流學科和雙一流院校是現在各高校勢在必行的任務。為此,面向各個年級開設了一些與生命科學類相關的開放性實驗課程。開設開放性課程實驗,是為了給國家和社會培養深層次的專業性人才,這些課程的設立不僅能夠讓學生了解當前生命科學課程在國際上的地位,也能讓學生了解生物化學實驗最為前沿的一些科研和項目等,便于學生能夠順利地與一些生命科學類工作或者學習接軌。
3強調學生為主體,采用多樣化教學方法
現在教育部已經給各大高校了相關的改革文件,為了培養更高層次的專業性、高素質人才,就需要將課堂還給學生,以學生為主體。這就需要教師和課題組人員采用更多的教學手段,提高學生的積極性,讓學生做實驗過程中的主人。目前的教學實驗已經有了很大的變革,為了使學生能夠掌握更多的教學內容、實驗內容,讓學生在專業課程和公共課程中了解掌握更多的內容,也讓學生更好地掌握基礎知識和基本實驗技能。3.1微視頻的教學方法。隨著科技的發展與進步,各大高校都已經采用了先進的高科技教學手段。比如課堂微課,其主要是一個老師帶領幾名同學,利用計算機設備進行小型課目錄制。在目前的課堂教學中,微視頻等也深受學生們的喜愛,其主要的優點就是主題突出、內容精煉、生動形象。由于生命科學專業等所需要掌握的知識點多而復雜,因此可以設置一些課下的小活動,讓學生們通過微視頻的形式將所學到的知識進行展示,也可以自己查一些資料利用小視頻的形式將所查的資料展示出來,這樣就會有利于課后做一個鞏固和加深,有利于提高學生們的積極性,保證教學的成果,讓學生充分吸收所學知識點,也為反轉課堂做了一定的基礎。3.2鼓勵學生參加預實驗。什么是預實驗呢?預實驗就是為了保證在正式實驗的過程中能夠讓實驗的數據和過程萬無一失,以及實驗器材的準備、材料的準備等萬無一失而進行的一種準備工作。為了讓學生對整個實驗的前期、過程、結果都有一定的了解,應該鼓勵學生多參加各種預實驗,讓學生主動加入實驗的過程中,讓學生體會到任何一個實驗的成功都少不了這些前期的準備,也讓學生提高自己的積極性,培養學生的動手能力,從而讓學生成為課堂上的主體。預實驗要本著自愿參加的原則,每個參加的人員可以自己制作一個小視頻,或者加上一些專業的老師指導,這樣學生在錄制視頻的時候可以自己進行思考,考慮自己存在著哪些不足,從而提高學生的自主性。3.3多樣的實驗方法。在目前的實驗操作中,隨著科技的發展,已經出現了很多的高新技術,而實驗的操作也不僅僅使用一種儀器,而是有了更多的選擇。為了讓學生更好地掌握基礎知識和拓寬自己的眼界,課題組的各種實驗手段可以引入到課堂當中,比如說在動物的肝臟勻漿的時候可以利用電動分散器,還可以選擇玻璃勻漿器。除此之外也可以為學生傳授教學當中重要的實驗理念和方法,也是課堂上有利的補充。
4完善教學管理模式,建設雙向評價模式
生物化學實驗在大學占據著很重要的地位,而良好的教學方式能夠讓學生更好地學到知識,使教師在傳授知識的時候能夠使實驗或者理論得以延伸,這樣的教學方式才能夠得到更為顯著的效果。“填鴨式”的教學模式已無法在現在的教學當中存在,以學生為主體,以教師為主導,形成雙向教學模式,才能使學生提高學習的興趣和積極性。4.1學生激勵機制。基礎實驗課程中,在學期期末的時候可以安排競賽等,然后按照生物化學實驗競賽的結果進行頒獎或者給學生加分。比如說將實驗分配到各個小組,讓每個小組自由成立進行一個實驗,在這個實驗當中按照百分制原則。①實驗報告40%,實驗報告是否認真完成。②實驗結果是否正確40%,實驗的結果是否與實驗報告符合。③實驗綜合素質10%,按照實驗當中的綜合表現給出分數。④實驗過程10%,在實驗之中學生對實驗的掌握情況以及規范程度等。給出小組成員的分數,這樣就會了解學生的掌握情況也會考察學生的綜合成績,在一定的程度上可以反饋教師的教學成果。4.2教師激勵機制。在日常的教學中,教師本身的工作量就比較大,對于一流的院校來說,教師的任務會更多,因此為了讓教師在教學過程中充滿精力,就需要制定各種激勵機制使教師保持一種高漲的情緒投入到工作當中。對于任課教師,可以根據教師負責的工作量來選擇教師是否為期末競賽的總負責人。此外,對于實驗室內的實驗器材等化學類藥品要對教師免費開放,這樣既能鼓勵學生參加各類競賽,也能彰顯學校對教師的一定鼓勵。學校也可以組織一些小活動,讓教師們參加,這樣也可以調動教師們的積極興趣,才能為未來的發展提供助力。
5教學改革成效
在生物化學教學改革的這幾年里,生物化學一直沒有放棄過任何一種方法或者實踐,都是為了有更加明顯的教學效果。甚至是教育部也力求更為完美的教學效果,也要求各大高校建設“雙一流”的生物化學學科。在生物化學團隊實踐的這幾年當中,已經取得了很好的教學效果,也得到了專業的認可。比如在2013年的“挑戰杯”競賽當中,北京一所大學的生物專業學生團隊就獲得了一等獎。比如說,2017年的“挑戰杯”中也是獲得了特等獎。它從研究思路到實驗的相關過程都和所做的實驗數據高度吻合,也說明了在現在生物化學的教育改革下,學生們已經掌握了很多的基礎知識,并能夠將基礎知識學以致用,創造出全新的理論,這是多年來教育部和各大高校所要追求的,也是一流院校建立“一流學科”的重要成就。
6結束語
生物化學實驗不僅僅是一門課程而且還是學生們在未來的工作或者學習上非常重要的一門技能。生物化學作為理論與實踐并重的學科,已經成為生命科學甚至醫藥學當中的重要工具。生物化學實驗在一開始到現在都扮演著很重要的角色,在實驗教學任務當中,一直不斷地改變著教學管理模式,就是為了在“雙一流”的背景下,生物科學這門學科能夠為國家和社會貢獻一分力量。
參考文獻
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摘 要:該文介紹了黑龍江大學材料化學專業材料材料合成化學課程的一些舉措。根據材料化學專業的特點,結合授課教師多年科學研究經驗并考慮學生發展的需求,將基礎知識與學科前沿相結合,在豐富學生基礎知識的同時極大的提高了學生的學習積極性,激發學生的科研熱情和求知欲,更加有利于培養符合新世紀發展需要的創新型人才。
關鍵詞:材料化學 材料合成 科學研究
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)06(c)-0221-01
材料化學專業主要研究材料的制備方法,認識材料的組成、結構、性質,探索材料的應用性能并闡述材料結構和性能之間的關聯,具有明顯的交叉學科和應用型學科的性質。掌握材料相關的知識,并在實際中將其運用,是材料化學專業區別于其他專業的最顯著特點。材料的合成、表征、性質及性能是現代材料研究的四要素,而其中材料的合成是其他三個要素的基礎。實際上,四大基礎化學中(無機、有機、分析、物化)已經包含了材料合成的基本化學反應原理,同時對材料的一些表征方法也有所闡述(紅外,拉曼等)。但是,學生在自己的思維中并沒有,或者是很難將其與材料的合成和表征相聯系。所以有必要設立一門課程將這些知識明晰化,與材料的合成和表征聯系起來。盡管一些院校設置了材料化學相關的試驗,但是由于缺少相關的材料合成或表征的基礎知識,學生對實驗的本質知之甚少,從而效果不是很理想。所以設立一門課程,將材料合成的具體方法及其表征的內涵進行詳細的介紹,并與學科前沿相結合,是提高材料化學學生素質的必要方法。國家間競爭的本質就是人才的競爭,提高學生的競爭力,培養創新型人才就是我國高等教育面臨的最緊迫的任務。基于上述觀點,為更好的提升我校材料化學專業本科生在材料方面系統的知識和把握學科前沿的能力,結合我校在化學和材料科研方面的特點及本人十余年科研的經驗,我們設立了材料合成化學這門課程,以四大化學知識為基礎,使學生掌握材料合成的基本方法和基本原理;以前沿科學研究為引導,結合國際上材料合成的最新科研進展,加深學生對知識的認識并激發他們的科研興趣。這樣,一方面可強化學生的基本化學知識,懂得學以致用,另一方面帶領學生緊跟材料發展方向,突出材料化學的特點,形成依托學科前沿的研究式為主的教學方式。
該課程貫穿三個主旨,一個系統性,在學習新知識(材料合成方法及相關的表征)的同時,鞏固并加深學生對化學基礎知識的理解和掌握。使學生在學習完無機化學、結構化學、物理化學以及其它前導課的理論課及實驗課的基礎上,進一步學習(納米)材料合成方面的相關理論及實踐知識,突出材料化學的特色。通過該課程的學習,使學生對功能材料及納米材料的發展歷史,功能材料及納米材料的制備方法及基本原理有深刻的理解和認識。促使學生將所學的化學的基本理論知識與材料的合成有機結合起來,使其認識到納米材料合成科學研究“神奇”背后的“普通”一面,培養學生在材料合成方面獨立思考和創新能力。另一方面是前沿性,使學生追蹤和了解材料合成最前沿的東西。有針對性講解科研文獻的基本知識及檢索的基本方法,使學生掌握追蹤國際前沿和把握科研動態的基本能力。同時,針對前沿科研文獻大多為英語撰寫的特點,在授課中采用直接介紹英文文獻中原始合成方法的手段,提高學生閱讀英文專業資料的能力。也可通過翻譯、解釋一些文章的題目,來逐漸提高學生的專業英文理解能力。此外,授課教師結合自己的科研方向和學科發展前沿,有針對性的講授一些學科前沿最新材料合成發展及動態。最后,是互動性,上課時候采取提問和討論的方式隨時與學生互動,加深學生對知識的理解。并通過給學生設立專題作業的方法,讓學生自己整理并講授某些材料的合成方法,加深學生對材料合成方法認識的同時也提高學生本身能力,培養學生的綜合創新能力。考試結果指出,學生對材料合成方法,表征都有很好的把握,尤其是可以對指定的材料給出一些基于基本學反應原理的合成方法。同時,對材料相關的英語文獻的相關部分也有很好的理解(正確的翻譯)。
依托功能無機材料化學教育部重點實驗室、光電與能源環境材料省級重點實驗室,我院教師在納米碳基材料(石墨烯材料,碳納米管材料、碳基復合材料)、半導體光電轉換材料、半導體光催化材料(TiO2,ZnO等)、化學傳感器材料等方面的研究已經達到了國際前沿水平,為學生進行前沿科學研究提供了很好的平臺。同時,功能無機材料化學教育部重點實驗室的絕大多數老師都是國家自然科學基金項目的項目主持人,這些為給學生開展實驗提供了資金保證。學生在學習材料合成化學課程知識的同時,可以結合自己的興趣進入實驗室,選擇合適的老師進行材料的合成相關研究,根據每一位指導教師的研究方向和課題并結合學生自己的興趣,設計和執行實驗方案,加深對知識的把握并進一步接觸學科前沿。跟隨研究方向的發展,授課內容每年即會調整更新,讓學生始終能跟蹤材料合成及相關表征和應用的前沿方向,體會到創新的樂趣,增加科研創新的積極性。同時,在授課過程中,可以隨時穿插介紹一些化學學院相關老師的科研方向,引導一些有興趣,有時間和精力的同學,到教師的科研實驗室,在相關教師的指導下,進行相關科學探索研究,為他們日后發展打下基礎。
參考文獻
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1.1學生無機化學基礎差,缺乏學好無機化學的信心
隨著高中畢業生的減少和本科院校的擴招,使得大專院校的招生錄取線一降再降,如湖南高職高專錄取總分由2008年文史330分,理工270分,到2013年的文、理皆200分,只要是從事過高中教育或大學教育的人都知道,高考200分學生的基礎是怎樣的薄;加上大專院校招生的學生中,大多數來自文科畢業生,如我校藥學專業的文科生比例為69%,無機化學的知識基礎可想而之。這一點,學生自己也有自知之明,52%認為自己的化學非常差,根本沒入門。在2012年和2013年新生的入學無機化學基礎知識考查中也證實,有11%的學生不能完整地寫出原子序數1~20號的元素名稱、符號,約78%的學生不會計算常見化合物中元素的化合價,約43%的學生不能完整地寫出常見的物質名稱或化學式。由于學生高中化學底子非常薄弱,30%的學生對學好無機化學沒有信心,特別是部分來自文科畢業的學生,認為自己本來就因為化學不好才選擇讀了文科,加上高三沒有學化學,存在畏難的先入為主的心理;另有10%的學生有觀望的心理,沒有十足的信心學好無機化學。
1.2沒有養成良好的學習習慣,學習缺乏主動性
由于受傳統教育影響,多數教師及學生缺乏對自主學習能力培養的意識,或者由于在中小學期間沒有養成良好的學習習慣,學習方法不恰當,從而對學習失去興趣,缺乏意志力,在日常艱苦的學習過程中,學習缺乏信心,遇到難題容易退縮,對老師布置的任務存在敷衍應付現象。就學生來說,普遍缺乏自主學習的主動性,學習上的事情習慣讓老師包辦,23%的學生上課依賴教師的講解,希望老師多講練習,課后被動應付老師布置的作業,在自主學習課外知識、發展興趣、培養能力、進行科學研究等方面自主性差,意識淡薄[1]。
1.3學生對課堂教學提出了更高的要求
近幾年來為了適應高等教育的發展,人才培養方案中加大了實踐技能課程和課時的比重,相應的理論課學時數有所減少。如何在規定的學時內將課程內容完成,是理論課老師遇到的新問題。然而在調查問卷中顯示,大部分學生希望老師授課時以專業相關的知識為基礎,多理論聯系實際,拓展知識面,復習基礎知識的同時加深內容的講解及課后習題的分析講解;學生也希望老師教學語言幽默、課堂氣氛帶有“娛樂性”。如果真按學生所要求的那樣授課,授課的課時數要增加很多,這樣與基礎課時減少存在矛盾,同時也要求授課老師本人的知識面更廣、授課技能的更高。
2、困境中看到的希望
挖掘學生的潛力、發現學生的閃光點、尋找成功的希望,是我們每一位從事教育的人必需思考的問題。從調查問卷得知,99%的學生認為無機化學對以后的專業課有幫助,也就說明學生能正確認識無機化學這門課程的重要性。對有明確學習目標的學生,可以根據學生的自身的特點,采取一定的方式,有目的培養和提高他們的學習能力,使其在學習過程中對新知識的掌握來提高完成任務的能力。通過高中三年的學習,大專學生已經具備一定的自學能力、概括能力、語言表達能力及文字表達能力,并且96%的學生表示愿意利用課余時間相互學習、取長補短、共同進步。大一新生都有一定化學基礎,如能夠辨認一些最基本的化學符號及名稱,也了解部分化學概念及生活化學知識,學生能夠看懂化學知識應用的文字介紹。對于簡單的基礎知識的練習部分,學生可以單獨自學完成。網絡為學生提供了拓展視野的平臺。在信息時代,網絡已成為人們獲取知識、信息和培養能力的一個重要途徑。目前網絡教育得到了迅速發展,出現了大量的電子教材及各種形式的網校和許多專業網站、網絡課程。網絡具有傳遞信息快、容量大的功能,可以給學生提供大量的感性材料。學生可以不再受到時間和空間的限制,通過網絡搜索,快速找到自己所需要的內容或資料,不僅可以培養學生的自主學習能力,還可為“終身學習”打好基礎[2]。
3、對策研究
隨著我國高等教育的跨越式發展,高等教育規模的迅速擴大,大專新生素質不斷下降已成為不爭的事實,改變教學觀念、改進教學方法、提高教學質量、培養出順應時代的發展所需要的人才,既是社會快速發展的需要、學生自身發展的內在要求,也是每一位大專院校的教育工作者一直探尋的主題。
3.1建立課外學習小組,相互學習與自主學習相結合,取長補短
擁有自學能力,不僅是學生在校順利完成學業的重要保證,而且更是學生將來入身社會的自立之本,他們能夠面對日趨復雜和競爭激烈的社會形勢,不斷汲取日益膨脹的科學文化知識,以適應職業更高的要求和生存更好的需要。采取建立課外學習小組的形式,其具體組織形式如下:以課代表為中心,7~8人為一組,根據自愿原則,選一位工作熱心的、化學基礎相對較好的為組長,組長負責組員平時作業的收發和批閱,將作業情況、存在的問題及需要老師回答的問題集中到課代表處,課代表在每次課上課前傳達給授課老師。對于典型及普遍存在的問題,老師在上課時集中回答。對于個別的、簡單的問題,利用課余時間,以組為單位,組內相互討論、相互學習、自行解決。如常見物質的命名、化學式的書寫、化合價的標定、溶解性、電離方程式的書寫等必需掌握的、最基本的、化學知識。建立課外學習小組,將相互學習與自主學習相結合的方式是大專學生培養自主學習能力、填補基礎知識空缺的一種有效方式。這種方式可在一定程度上減少上課復習基礎知識的時間,給學生創造了更多交流和相互學習的機會,有利于增強學生之間的感情和班級凝聚力,提高學生發現問題和處理問題的能力。
3.2課外化學知識的查找,編寫化學小論文,提高學生學習無機化學的興趣
課堂的時間是有限的,老師教給學生的知識也是有限。作為大學教育,除了專業知識的傳授以外,另外一個任務就是教會學生利用現代科學手段,在海量的知識中收集所需要的知識,將知識消化后為己所用。這種有目的收集知識、整理知識、運用知識的能力需在老師的引領下,學生在親身實踐中慢慢獲得。老師給定一定的范圍或方向,學生通過網絡搜索或查看相關書籍,然后將獲得的化學知識進行歸納,編寫化學小論文。化學小論文的題材有很多,如環保方向的“綠色食品”、“環保冰箱”、“綠色涂料”,“污水處理”、“潔凈煤技術”,能源方向的“太陽能電池”、“風力發電”、“鋰電池”,又如材料方面的“納米材料”、“防水材料”等。通過化學化學小論文的編寫,不僅提高了學生搜尋知識的能力、開闊了學生的視野、充實了學生的課余生活,還可提高學生學習化學的興趣。
3.3精心安排教學內容,采用多種教學方法,靈活運用教學手段,提高課堂教學效率和教學質量
從教學內容上,教師本著提高學生興趣,提高教與學的效率的原則,采取基礎知識過關抽查、重點細講、難點精講、知識點歸納,簡單易懂的知識放到專題自學和無機化學小論文的編寫中。比如氧化還原反應與電極電勢一章中,課前給出自學提綱,學生通過自學后完成指定的練習,上課開始時通過隨機抽查的方式了解學生掌握情況,上課主要講授化學方程式的配平、電極電勢的計算及應用。課后引導學生查閱相關資料,了解生活中的氧化還原反應的現象,如充電電池、鐵生銹、塑料老化等。從教學方法上,增加誘導式、探究式、問題式、討論式、娛導式教學的比例,盡可能把教學內容與生活相關知識貫穿在由問題組成的、相互關聯的知識框架中,師生在不斷發現問題、解決問題過程中回顧舊知識,接觸新知識,從而學生的問題意識和解決問題的能力得到提高[3]。如在講反應熱時,可由生活中的“暖寶寶”引入,誘導學生思考產生熱的原因,然后引出反應熱的相關概念、熱化學方程式的書寫及計算等。從教學手段上,根據教學內容,將多媒體教學與適當板書有效結合,提高教學效率。多媒體教學能使一些在傳統教學手段下很難表達的內容形象、生動、直觀地顯示出來;能節約板書時間,提供圖文聲像并茂的多種感官綜合刺激,激發學生的學習興趣,從而提高教學效率[4]。如雜化軌道的形成過程及空間形狀,堿金屬的焰色反應等。遇到有關計算公式的推導和知識的歸納時,運用邊講解邊板書更有利于學生的思維。如緩沖溶液pH值的計算公式的推導、電極電勢的計算等。
4、結語
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)09-0179-01
有機化學是藥物制劑專業學生必修的專業基礎課。其學習的好壞不僅影響能力的培養,而且將直接關系到后續的專業課如藥物化學、藥物分析、藥劑學、生物藥劑學等的學習。由于專業基礎課的教學任務是為專業服務的特點,所以有機化學教材的編排特點是以必需、夠用、適度為原則,重視基礎知識、基本理論、基本操作技能訓練和有機化學與醫藥學的聯系[1]。反應到教學實踐上,在重視基礎知識、基本理論、基本操作技能訓練的基礎上,有機化學教學還應注重學生能力的培養,在教學方法和手段上尋求多樣性和有效性,在教學內容上體現一定的廣度性、深度性、實用性和趣味性。本文結合筆者多年的有機化學教學實踐,對如何提高有機化學的教學效果作一些探討。
1.有機化學教學現狀及存在的問題
有機化學教學大綱規定了該課程的地位和性質,同時也明確了該課程的主要任務是:掌握各類有機化合物的結構、命名、官能團之間的相互轉化及其規律、立體化學特征和主要的化學性質;熟悉典型的有機反應和反應歷程;了解各類代表性有機化合物及其應用;實驗課要求掌握有機化學基本操作技能,官能團的性質和典型的有機反應,熟悉常規儀器的使用。在實際教學中,不管是理論課還是實驗課,教師的教學都緊扣大綱,注重基礎知識教學的基礎上重視學生能力的培養,取得了一定的效果,但也存在一些問題和不足。目前我校藥劑專業學生中有一半以上的學生是文科生,底子薄,基礎知識缺乏,基本概念、基本知識的理解和掌握能力弱,這給教學帶來了極大的挑戰:在教學中既要保證多數人聽得懂,聽得輕松有趣,又得兼顧不同學習基礎、學習興趣的同學,所以,必須從教學內容設計,教學方法和手段等各方面狠下工夫,提高教學效果。另一方面,也存在部分學生對本學科的重視程度不夠,所以,教師在強調本學科的重要性之外,還需開發本學科的趣味性、專業相關性以及增強學生學習的自信心。
2.有機化學教學改革內容
2.1 注重教學方法的研究。在教學內容確定的前提下,如何把知識高效的傳授給學生,除了需要教師的激情、熱情,對學生的了解、對教學內容的熟練把握之外,更重要的是需要恰當的教學方法。我們可以將知識分成記憶、理解記憶、理解、探索性等幾個不同層次,對于不同層次的知識,我們可以采用不同的教學方法,當然,同一個知識到底屬于哪個層次,可能會應人而異,教師在教學時應充分認識到這一點。對有機化學而言,其知識多數屬于理解記憶,還有一些內容是偏探索性的,需要一些練習來加強理解、提高能力、檢驗自己的。對于純記憶的內容,教師可以采用編段子、打比喻、類比等方法來幫助記憶;對于抽象的、需理解記憶的內容,教師可以采用模型、圖表、動畫、比喻等直觀的東西幫助學生理解,如在講立體異構,分子結構時,學生往往感覺很抽象難以理解,這時,實物模型就能起到很好的效果;而如果是因為學生缺乏某些知識而造成的理解困難,教師還應幫助他們復習,包括復習內容、復習方法等。
2.2 按照教學大綱要求,合理選擇教學內容,精心制作PPT[2]。教學內容是一堂課的關鍵,沒有好的教學內容,就相當于沒有了靈魂,再好的手段也沒有用,所以,一定要精心設計教學內容,然后用一種好的方法把它呈現出來。我們根據藥劑專業學生的專業特點,遇到與藥劑學,藥物分析等專業相關的知識時,我們可以多介紹一些,以提高他們的學習興趣,這就要求教師對他們專業課中的與有機化學相關的內容相當熟悉。考慮到文科學生的特點,對于他們可能難以理解的內容,教師要及時的發現并添加一些相關的復習內容。此外,還可以添加一些趣味性的東西,如小實驗、小應用、小案例、小幽默等,可以起到啟發學生,活躍課堂氣氛的效果。總之,教學內容是一個很廣的東西,我們不能只局限在書本上,而應跟據學生實際、教學大綱等精心設計,不斷完善。
2.3重視學習能力和學習興趣的培養。剛入校門的新生的學習習慣往往還停留在拿來主義,即教師教給他們什么,他們就學習什么,教師教會了他們什么,他們就學會了什么,而缺乏主動學習知識的習慣和能力。有機化學作為大一新生的一門基礎課當然也承擔著學生良好學習習慣培養的任務。在教學實踐中,教師可以有意識的設計一些諸如案例式的教學方法,以學生主動獲取知識為主,然后討論,檢驗學習效果,既培養了學習習慣、學習能力,又提高了學習興趣和學習的成就感,具有較好的效果。
2.4注重開發網絡教學平臺[3]。大學生對知識如饑似渴,他們對知識的需求不應只局限在課本中。雖然現在的學生可以在互聯網上獲取更多的知識,但對學習內容的選擇上,他們是茫然的。我們可以充分利用學校的網絡平臺,教師根據學生實際精心選擇學習內容、設計學習形式放到網絡上,讓學生根據自身實際、學習興趣自主選擇學習內容,既鍛煉了學生的學習能力,學習興趣,學習成就感,又擴大了學習的視野,具有較好的效果。
關鍵詞:化學;本科教學;生物化學;課程設計
隨著科技發展的進步,科學觀念的更新,知識的融合,學科之間的劃分沒以前那么明顯,多學科之間的交叉和滲透的趨勢越發的明顯。生物化學是一門涉及知識范圍廣,理論性很強的學科,也是生命科學領域的重要基礎學科,其理論和技術已滲透到非醫學的很多重要領域。在生物學和化學聯系日益緊密的今天,很多非醫學院校的化學系專業沒能開設生物化學課程,一定程度上限制了學生的認知和發展的空間,使很多學生畢業后的實際工作適應能力遇到嚴峻挑戰,本文就非醫學院校化學專業學生開設生物課程的必要性做一淺談[1-2]。
1通過生物化學課程的學習,提高學生對化學專業的學習興趣
生物化學的主要任務是研究生物的化學組成,探討蛋白質、糖、脂肪三大生命元素的結構和其在生命過程中的各種化學變化,從分子水平解釋生命科學的現象。從早期對生物大體組成的研究,進展到如今通過對分子結構的精細研究。目前,生物化學的研究方法學上主要依賴于分子生物學和化學。在化學方面,應用光譜技術分析生命物質的結構,同位素標記技術標記不同生物,同通過X射線衍射技術觀察生命的組成,通過化學分離的技術對重要的生物分子進行分析來說明生物大分子特定的結構與功能的多樣性的關系,通過對生物結構和功能的研究,揭示生物體物質代謝、能量轉換、遺傳信息傳遞、光合作用、神經傳導、肌肉收縮、激素作用、免疫和細胞間通訊等生命的奧秘中的化學變化。使學生在化學專業基礎上通過生物化學的課程,認識化學領域在生命科學中的重要性和應用,提高了學生學習化學專業知識的積極性和樂趣。
2通過生物化學課程的學習,拓展學生的知識系統
生命活動的本質就是生物分子在機體進行的一系列化學反應,從化學元素到分子物質的化學組成,再到生命活動進行的化學反應。生物化學課程中,學生能認識到的生物分子的不同化學組成會有特定的生理功能,C、N和O等元素的相同的組成成分但不同化學結構會有截然不同的生理效果。相同的化學基團與其他元素組成不同的生物分子,亦能顯示出相同化學基團的功能,蛋白激酶通過磷酸化的化學反應才會有酶的活性,去磷酸化會功能沉默。由多羥基醛或多羥基酮及其衍生物組成的糖類物質,有些能直接提供能量,而有些通過糖原儲存能量。同是脂類油性物質的脂肪,有的化學結構特點決定了其在特定環境下能夠通過化學反應轉變為糖類物質,有些化學結構使其具有存儲、和保溫的功能。學生通過生物化學課程的學習,不但認識到物質組成性質和結構的變化規律,亦能了解生命機體內物質的結構性質和變化對機體的意義,加深學生對結構與功能統一性和特殊性的認識,拓展學生的知識系統。通過生物化學課程的學習,啟發化學專業學生對生命科學研究的思路。近年來逐漸興起一門學科叫化學生物學,是通過化學的理論和方法研究生命的現象、生命過程的化學基礎。以生物無機化學、生物分析化學、生物有機化學、生物化學、化學信息學、生物物理化學和仿生高分子材料為研究方向、發展方向,探索和調整生命機體過程的途徑和機理,為新的化學藥物的發現提供必要的理論證據,化學生物學使用小分子作為工具解決生物學的問題,正在由化學分子學、化學遺傳學而且向化學基因組學的方向擴展,構成了現代生物學與遺傳學的重要技術基礎[1-3]。
3通過生物化學課程的學習,拓展化學生畢業后就業渠道
化學專業的學生畢業后很多都是從事農業、牧業、醫療、環保或食品營養等相關行業,這些行業不僅要求從業者有牢固的有機化學、無機化學等化學基礎知識,還要求從業者掌握和懂得生物化學方面的知識。很多化學專業的科研工作者亦經常碰到與生物知識有關的化學問題,畢業后還得花費大量的精力和時間補充生物化學方面的知識。通過化學專業設置生物化學課程知識,培養厚基礎、寬口徑的化學專業畢業生,讓學生在化學專業原有的基礎上掌握基本的生物學知識,具有堅實的化學與生物學基礎知識和較廣泛的化學生物學交叉領域的知識,具有熟練的化學與相關生物學實驗技能,創新意識強,綜合素質高,能成為在化學生物學、化學、生命、醫藥、材料、化工、環保等相關領域從事教學、科研、技術開發及管理工作的復合型應用人才[2,4]。遺憾的是化學專業開設生物化學課程的難度和教材皆不盡如人意,生物化學是涉及知識范圍廣的學科,教材主要針對生物學或醫學專業的學生,因此花費過多的篇幅介紹相關的基本化學知識,容易使化學專業學生失去學習的興趣,而且教材生物學知識的起點較高,化學專業學生對體內代謝等缺乏系統的掌握和了解,導致化學專業學生出現知其然,不知其所以然的情況,這樣的學習失去了生命科學的特色,學生的收獲也會不大[1,6]。因此適合化學專業學生學習生物化學課程教學內容的構建顯得很重要。
3.1教學形式和方法上要靈活
科學選擇教學方法,巧妙靈活應用各種教學手段,開展討論式、提問等互動式教學,啟發學生的思維,激發學生課堂的主動性。利用生物信息學網站提供的一些類似于DNA復制、轉錄和翻譯過程中的動畫和蛋白及核酸等分子的三維結構的生物大分子物質圖等方式,增強學生的感官認識和學習興趣,提高學生學習的樂趣性。利用多媒體教學采用綱要信息圖表法出示比原有知識更為簡潔的綱要信號,以簡化信息,提高學生認知的清晰度,喚起學生對舊知識的回憶,提高學生思維敏捷性。教學時通過一些具體的有代表性的例子讓學生更容易接受,例如在講糖代謝和三羧酸循環時聯系我們日常的糖尿病患者,因其胰島素不足或發生胰島素抵抗,糖原轉化功能受訴,導致血糖的升高,把復雜的知識生活化,不但能吸引學生的注意力,還能提高學生物的學習熱情。
3.2教學內容上要適宜
生物化學教學內容上對化學專業已經學過的糖、蛋白質和脂類結構等內容上簡單性回顧精講適宜,不宜花很多篇幅和時間。增加生物學基礎知識,如細胞結構,細胞器的功能等內容,讓化學專業學生打好學生物化學的基礎知識,提高學生的積極性。在機體生物轉化和規律,分子結構與功能的關系等內容要循序漸進,讓學生與原有化學專業的知識體系銜接,在突出生物性的前提下,將龐雜的知識點分成難、中、易三個等級,因人制宜,根據不同學生的學習和接受能力不同區別對待,使生物化學課程的教學內容能夠適應藥學專業學生的學習和接受能力。化學專業開設生物化學課程是知識交叉、學科滲透的科技時代要求,是培養具有創新意識、綜合素質高的復合型化學人才的社會需求,是化學專業學生畢業后從事工作的迫切需求。但是,對化學專業學生開設生物化學課程的授課方法和講授內容上還必須不斷的研究,使這門課程的教學體系設計能夠符合化學專業的實際還需要我們進一步探索。
參考文獻
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[2]蘇欣.淺談高職院校生物化學精品課程建設[J].才智,2015(30):151.
[3]唐詠.談基礎生物化學教學的體會[J].高等農業教育,1992(4):44-45.
關鍵詞:化學環境工程 教學方法
前言:我校環境工程專業從99級開始開設環境化學課程,課程的性質由最初的專業選修課(環境工程專業99級到2004級)改為必修的專業基礎課程,明確了環境化學課程在環境工程專業教學中的地位和重要性。由于環境化學課程內容多,學時少(32學時),在有限的學時內要想使學生靈活地掌握環境化學的基礎知識并獲得運用基礎知識分析、解決實際環境問題的能力,就必須進行環境化學課程教學改革。本文就環境工程專業環境化學課程教學方法,談談自己的看法和體會。
一、突出環境化學與其它化學課程的差別,合理地安排教學內容
環境化學是在化學科學的傳統理論和方法基礎上發展起來的,以化學物質在環境中出現引起的環境問題為研究對象,以解決環境問題為目標的一門新興學科。環境化學主要研究有害化學物質在環境介質中的存在、化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法。環境化學教材中幾乎所有的環境問題都涉及化學知識,但是由于環境化學所研究的環境本身是一個多因素的開放體系,變量多、條件較復雜,環境化學并不是化學知識的簡單運用,它與其他化學課程是有差別的,如果把環境化學仍然作為化學來學習,將失去環境化學的特色。因而,在授課時,以環境問題為突破口,以化學知識為基礎,將正確認識環境污染與化學之間的關系作為重點,以如何解決相關的環境問題為目標,合理地安排教學內容,并注意充分利用多學科知識來講好有關內容,不斷提高教學質量。如講授大氣環境化學一章時,對于大氣污染物種類及其來源、自由基反應等在環境保護概論和物理化學中已學過的內容可以讓學生自學,對于大氣中自由基產生、大氣中硫氧化物、氮氧化物和碳氫化合物的轉化等基礎化學知識要精講,授課的重點是利用硫氧化物、氮氧化物和碳氫化合物的轉化等基礎化學知識來解釋硫酸煙霧、(光化學煙霧)、酸雨等環境問題的形成機理,目的是讓學生掌握大氣環境問題防治的方法和措施。
二、根據環境工程專業培養目標,選用適合的教材
目前出版的環境化學教材類型很多,主要有高等學校教材、高等學校教學參考書、環境科學基本知識叢書、發展戰略調研報告等。環境化學教材的編寫和出版主要針對高校群體,以高校學生為主體。環境化學教材編排體系主要有四種類型:① 以環境化學的研究內涵為主要編排體系,主要有戴樹桂主編的《環境化學》(高教出版社,2006年)和何燧源等主編的《環境化學》(華東理工大學出版社,2005年)。②以大氣環境、水環境、土壤環境和生態環境為序,對環境化學進行編排,這也是環境化學最為普遍的編排體系。主要代表有劉綺主編的《環境化學》(化學工業出版社,2004年)。③ 以環境分析化學、環境污染化學和環境工程化學等環境化學分支來編排,主要代表是王曉蓉編著的《環境化學》(南京大學出版社,1990年)。④ 以環境化學所涉及的化學過程為序編排,主要有鄧南圣等編著的《環境化學教程》(武漢大學出版社,2006年)。我校環境工程專業的培養目標是培養能在政府部門、規劃部門、環保部門、工礦企業、科研單位和高等院校等從事規劃設計、施丁、管理、教育和研究開發等方面的環境工程學科高級工程技術人才,環境化學課程學習不僅要滿足學生日后從事環境工程專業工作的基礎知識的需要,還要最重要是培養學生分析、解決實際環境問題的能力,戴樹桂等主編的《環境化學》教材由于內容全面、更新及時,而且編排更符合于本專業教學目標,所以選用戴樹桂等主編的《環境化學》作為教材,同時老師在3.充分發揮教師主導和學生主體作用,提高教學質量
教學方法是教師教法和學生學法的有機結合。傳統的教學方法注重教師的教忽略了學生的學,注重系統理論知識的傳授,而忽視了學生能力的培養。所以,無論采用什么樣的教法,學生主體的反饋都沒有體現出來,教法的優越性也未見奇效。互動式教學法由于能充分發揮教師和學生雙方的主觀能動性,能激發學生的學習積極性,提高學生分析和解決問題的能力,能夠教學相長,能夠提高教學質量,能使教與學得到有機統一,而被引入課堂教學中,同時也是教學改革的需要日。教學過程中,教師是主導,學生是主體。教師的主導作用重在“精講”和“導思”上.“精講”即教師對內容的重點、難點、疑點進行剖析,起到畫龍點睛的作用,“導思”即精心設計問題,為學生創造條件和提供好的途徑,引導、激勵學生主動參加到教學中來,真正發揮學生的主體作用,激發學生學習的積極性和創造性。學生的主體性活動指學生發揮能動性,進行自主學習、合作學習和探究性學習的行為等。根據不同的教學目標和教學要求,考慮到學生的具體情況,采用靈活多樣的互動式教學方式如啟發式教學方法、問題教學法和案例教學法,豐富了課堂內容,活躍了課堂氣氛,提高了教學效果。
三、結語
課程的教學改革是教法和學法的結合,而且學法是教法的基礎 。所以首先,學生自身要養成自主學習、合作學習的方法,養成課前要預習的習慣,而不要抱著“老師在課堂上會講的”這樣的想法,而且要主動參與到課堂教學討論中。課堂教學由教師為中心轉換以學生發展需要為中心,教師是為課堂的組織者、主導者、學生創造學習過程中的助學者,要給學生提供更多參與課堂教學的機會和途徑。
參考文獻
[1] 黃樹輝.問題教學法在環境化學教學中的運用[J].檢驗醫學教育,2008,15(3):15―16
作者:吳躍輝 熊聯明 劉元隆 單位:南昌航空大學環境與化學工程學院
作為江西省屬航空高等院校,南昌航空大學考慮到學校長遠發展需要和服務地方經濟、服務航空工業的原則,申報了材料化學專業[2]。如何使我校材料化學專業的本科畢業生受到社會歡迎,專業定位顯得非常重要。我校材料化學專業建設和學科發展,具有多方面的有利條件[3]。所依托的環境工程學科是江西省重點學科,所依托的科研平臺有江西環境污染監測控制與生態修復省級重點實驗室。我校建設材料化學專業有利于服務地方優勢產業和礦藏資源開發。我省是國家重要航空產業研發和生產基地,如擁有洪都航空工業集團、昌河飛機工業集團兩個大型航空工業骨干企業和一個中外合資民營航空企業———九江紅鷹飛機制造有限公司;還擁有650飛機設計所、602直升機設計所及南昌航空大學等科研院所和試驗基地。去年上半年,江西省航空工業完成工業總產值37億元,工業增加值6億元,銷售收入27.3億元。同時,江西稀土資源儲量十分豐富,中重型離子稀土保有儲量230萬噸,遠景儲量940萬噸,占我國離子型稀土資源儲量的35%至40%,儲量居全國第一。但我省稀土產品結構不合理,以稀土化合物、稀土金屬為主,稀土新材料及應用產品則相對較少。在稀土資源應用方面,擁有自主知識產權的技術和產品相對很少。因此,要把我省在單一稀土和功能材料方面生產大省轉變為稀土產業強省,必須加強江西省屬高校材料化學專業人才培養。
另外,我省光伏產業有了較大發展。如江西賽維LDK項目通過引進資金和技術,已形成了年產200兆瓦的多晶硅錠片生產能力,使我省在多晶硅鑄錠和切片這一產業鏈中走在全國前列。撫州格美多晶硅錠片項目也正在實施和洽談,高純硅料項目已經吸引了金沙江風投、中芯國際等大公司的進入。作為硅材料主要原料,我省粉石英資源非常豐富,已探明保有儲量近2000萬噸,居全國首位。總之,我校材料化學專業定位于環境材料方向、稀土材料方向、光伏材料方向。注重通才教學,并將航空環保理念滲透到教學全過程,增強學生的航空環保意識。畢業生既能服務地方經濟建設[4],又能服務航空國防工業。
我校材料化學本科專業培養方案體現理論教學與實踐訓練相結合的人才培養模式,實行“2+1+1”培養方案,即約2年的基礎理論與基本技能培養,1年的專業理論與專業技能培養,1年的創新實踐能力培養。通過理論教學,使學生掌握材料化學的基本理論、基本知識和創新思維方法;通過實踐教學,使學生受到實驗操作技能、創新實踐能力等方面的訓練[5]。在人才培養過程中,既考慮到材料科學學科本身的體系,又兼顧到我省地方經濟和航空工業對材料化學專業人才的需要。目前材料化學專業構建了以公共必修課、學科基礎必修課、專業選修課、全校綜合教育任選課有機結合的課程體系結構,使學生具備獲取知識的能力和專業創新能力。
學科基礎必修課材料化學是從化學的角度研究材料的制備、組成、結構、性質及其應用的一門科學,作為材料化學專業的學生,必須具有厚實的化學理論基礎,因此學科基礎必修課除高等數學、大學物理和電工電子技術以外,重點打牢化學理論基礎。開設了四大基礎化學理論和相應的實驗課程,但側重點與化學專業不同,其中無機化學和分析化學合并為無機及化學分析。在材料方面的基礎課程中,設置了材料科學導論、儀器分析、化工制圖、化工原理、基礎化學實驗這幾門基本課程,注重與航空大材料的聯系。
專業選修課在四年制大學本科教育體制中,為學生構筑材料科學的相關理論基礎是可能的,讓他們掌握所有類型材料的特性及相關科學問題卻是不現實的,無論從時間、精力還是教學資源講均是難以實現的。但材料學科中一些基本理論和研究方法只有在對具體材料的具體研究中才能得到深化,因此我們在培養計劃的設計中設定了三個方向,使學生在某一具體材料學習和研究中,深化材料基礎知識。同時,這種方向性設置,使專業教育發展與社會需求相銜接。所以,我們把專業選修課分為五模塊,即專業限選課、環境材料方向選修課光伏材料方向選修課、稀土材料方向選修課、和專業拓展任選課。專業限選課重點反映用化學的方法合成和制備生態適應性新材料的專業特色,專業拓展任選課主要為學生了解材料化學的理論前沿、應用前景和最新發展動態、材料科學與工程產業的發展狀況以及相近專業基礎知識而設置。如在專業拓展任選課中設置的“航空航天材料”課程主要介紹航空航天材料理論、航空材料加工工藝和材料性能測試與無損檢測技術等基礎知識[6]。
材料化學專業作為材料科學和化學交叉學科專業正處在不斷的發展之中。航空類地方高校肩負著為所屬地區經濟建設和航空國防輸送人才的重任。因此,我們在教學計劃制定過程中強化了與我省社會經濟、航空國防的聯系,主要表現為專業選修課程和專業拓展任選課依據我省社會經濟、航空國防的需求而設置。立足地方,服務航空,是航空類地方高校落實科學發展觀,促進學校健康、協調、持續發展的重要途徑。
針對以上所敘目前廣東高考的新變化,即在理科班設置理科基礎科目和在文科班設置水平測試科目,側重的主要是對高中生物基礎知識的考查。因此我覺得在學習結束高中生物新課程后,利用合理的時間對高中所學生物基礎知識進行分類歸納復習就顯得非常有必要了,這種復習應該達到鞏固基礎知識并能類似的知識點有機地聯系起來,從而零碎知識點的有機整合,讓學生更好地掌握生物基礎知識這一目標。以下我就粗淺地談談高中生物學中“鏈”的基礎知識復習。
一、關于肽鏈的復習
1.肽鏈的概念
(由多個氨基酸分子脫水縮合而成的,含有多個肽鍵的化合物,叫多肽)多肽通常呈鏈狀結構,叫做肽鏈。
2.肽鏈的基本單位――氨基酸
(1)氨基酸的種類:組成蛋白質的氨基酸約20種,分為人體必需氨基酸和人體非必需氨基酸。
(2)氨基酸的結構通式:(略)
3.肽鏈的形成
由多個氨基酸分子經脫水縮合而成。
4.肽鏈中的化學鍵――肽鍵
是指肽鏈中連接兩個氨基酸分子的那個鍵(―CO―NH―)。
5.肽鏈與蛋白質的關系
肽鏈通過盤曲、折疊形成具有一定空間結構的蛋白質分子。
6.與肽鏈形成相關的計算
在肽鏈形成過程中,會因脫水縮合失去若干水分子和形成若干的肽鍵,有公式:脫去的水分子數=形成的肽鍵數=氨基酸總數-肽鏈數。例如:胰島素分子有A、B兩條肽鏈,A鏈有21個氨基酸,B鏈有30個氨基酸,則胰島素分子中肽鍵數目是49個(21+30-2=49)。
二、關于核苷酸鏈的復習
1. 核苷酸的種類
有兩種,即核糖核苷酸和脫氧核苷酸,一個核苷酸分子是由一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。
2. 核苷酸鏈的形成
由許多核苷酸通過脫水縮合而成,核苷酸之間通過磷酸二脂鍵相連接。
3.核苷酸鏈的種類
有核糖核苷酸鏈(構成核糖核酸,即RNA,通常是單鏈)和脫氧核苷酸鏈(構成脫氧核糖核酸,即DNA,通常是雙鏈)。
4. 核苷酸鏈形成的相關計算
與肽鏈形成的計算相似,有公式:脫去的水分子數=磷酸二脂鍵數=核苷酸總數-核苷酸鏈條數。(RNA是一條鏈,DNA是兩條鏈)
三、關于糖鏈的復習
1. 糖鏈的基本單位――單糖(這里以葡萄糖為例)。
2.糖鏈的形成
由許多單糖通過脫水縮合而成(連接兩個單糖之間的化學鍵,課本沒有指出來,應該叫苷鍵),如淀粉、糖原和纖維素都是由許多葡萄糖連接而成的糖鏈,即多糖。
3. 糖鏈形成的相關計算
糖鏈形成過程中也是脫水縮合的,所以有公式:脫去的水分子數=單糖總數-糖鏈條數。
四、關于食物鏈的復習
1.食物鏈的概念
在生態系統中,各種生物之間由于食物關系所建立的一種聯系。
2.對食物鏈的分析
以硅藻小甲殼動物小魚大魚這條食物鏈為例:這條食物鏈有四個環節,所以有四個營養級,硅藻屬于第一營養級,大魚屬于第四營養級,就是說食物鏈中每個環節就對應一個營養級;這條事物鏈的消費者有三級,直接以硅藻(生產者)為食的小甲殼動物屬于初級消費者,以小甲殼動物為食的小魚屬于次級消費者,大魚屬于三級消費者。食物鏈再長些也是依此類推。
3.食物鏈中各種動物所處的營養級不是一成不變的。
4.食物鏈上一般不超過五個營養級的原因
是由于太陽能通過生產者沿食物鏈傳遞幾次后就所剩無幾了,因此一般食物鏈都比較短。
5.與食物鏈相關的計算
由于在生態系統中能量的傳遞效率一般為10%-20%,因此在計算時要根據實際問題來進行。例如:在食物鏈硅藻小甲殼動物小魚大魚中,若問大魚體重增加1克,至少小甲克動物多少克?由題意能量傳遞效率應取20%,其計算的結果是25克(1÷20%÷20%=25);相反地,若問消耗了1000克硅藻,大魚至少增重多少克?由題意能量傳遞效率應取10%,其計算的結果是1克(1000×10%×10%×10%=1)。
6.食物鏈與食物網
許多條食物鏈相互交錯連接成的復雜營養結構,就是食物網。
7. 食物鏈與食物網在生態系統中的地位
食物鏈和食物網是生態系統的營養結構,生態系統的物質循環和能量流動就是沿著這種渠道進行的。
以上是對高中生物學中有關“鏈”的知識的復習,提高這種復習,起到了對生物基礎知識進行歸類整合的效果,達到了使學生更能深刻地理解掌握相關的生物基礎知識的目的,應該能夠更有效地提高復習的效果。
參考文獻
[1]薛金星.十年高考試題全解?生物.北京:北京教育出版社,2003
[2]2009年廣東高考考試說明