時間:2023-09-22 17:05:19
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篇化學化工專業知識,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:科技查新;信息檢索;化工;化學;質量控制
化學化工科技查新是以信息服務機構為主體,以化學化工科技信息資源為基礎,運用文獻檢索和情報分析相結合的方法,為評價化工專業方面的科研立項、科技成果鑒定及獎勵、專利申請、技術咨詢等的新穎性或先進性提供客觀事實依據的情報信息服務工作。科技查新過程中,信息檢索是工作關鍵。尤其是化工查新課題具有物質種類繁多、合成工藝復雜、指標參數多等特點[2],所以要想快速高效檢索并查詢相關文獻信息,達到高查全率和查準率,就需要在檢索過程中制定科學合理的信息檢索策略,以控制檢索過程。
1 化學化工科技查新的新趨勢
1.1 化工查新時間相對集中且查新申報多不成熟
近年來,化工相關課題立項和科技報獎,均以科技查新報告為基礎材料,增加了科技查新申請數量及廣度深度,尤其是中小企業創新基金申報集中在每年的5月和10月,課題申報人員多未經專業查新培訓,委托單的填寫及查新配合均有一定難度,查新員撰寫報告的時間最多不到一周,給查新工作帶來諸多不便。
1.2 科技查新在概念上容易與文獻檢索及專家評審混淆
文獻檢索是提供文獻線索和原文,不需要對課題進行分析評價。專家評審是依據專家本人的專業知識、實踐經驗對被評對象的創新性、先進性、實用性等做出綜合分析。查新有年限、范圍和程序規定,有查全率、查準率的要求,并得出客觀性和鑒證性的查新結論,可以為專家評價科技項目提供系統、準確、客觀的依據,有效地提高專家評審的準確性。
1.3 化學化工查新特點
在查新檢索課題中,有關化學化工專業的課題占有較大比例,化學化工行業具有與其他行業不同的特殊性,如制備工藝繁瑣、原料及產品性能種類以及化學命名多樣化等特點,往往會因漏檢、誤判造成虛假新穎性或將成果錯誤地否定,因此查新人員不僅需要具備一定的化學化工知識,還要掌握相應的查新方法。
2 化學化工科技查新數據庫探討
2.1 中文數據庫的選擇
中國化工文摘數據庫(HG-WZ)萬方;中國化學文摘數據庫(CCBD-D);維普石化資源系統;中國化工產品供需廠商數據庫(CPEDB);中國科技成果數據庫(CSTAD)等。
2.2 外文數據庫的選擇
除美國化學文摘(CA)、分析文摘(AA)、金屬文摘(METADEX)、環境文摘(EA)、文摘通報等大家熟知的數據庫外一些較專業針對特殊領域收錄的數據庫如橡膠、塑料、粘合劑與多聚物(RAPRA)、包裝造紙印刷出版與無紡工業文摘、世界紡織文獻還有諸如紙化學文摘、石油文摘、工程材料文摘、腐蝕文摘、世界表面涂層文摘、陶瓷文摘等對化學化工查新檢索的補充也尤為重要。
2.3 網絡數據庫的選擇
網絡資源是近幾年來廣為應用的一種信息資源。對從事化學化工科研的人員而言,能夠快速獲取信息,將極大提高工作效率。以下網站資源能給查新人員開展文獻檢索提供有利的幫助:全球化工網(Chem Web)、美國化工工業網(ChemIndustry)、化學數據庫搜索引擎(ChemFinder)、全球化工產品供求及價格網(ALLCHEM)、歐洲(ChemExpo)網、亞洲化工電子商務網(ChemCross)等。
2.4 參考工具書的選擇
除網絡數據庫的補充外,化工參考書的運用也尤為重要,以下是常用工具書:《新編化學化工大詞典》、《精細化工辭典》、《現代科學技術詞典》、《中國食品工業大詞典》和手冊《CRC化學和物理手冊》、《無機精細化學品手冊》、《合成橡膠工藝手冊》、《腐蝕數據與選材手冊》、《蘭氏化學手冊》。充分運用此類書籍能夠起到化工查新事半功倍的效果。
3 新形勢下化學化工查新服務的新對策
3.1 充分利用化學化工科技查新資源
利用搜索引擎為文獻信息檢索,特別是化工類新產品的查新檢索提供了有利的補充,常用的中文網絡檢索引擎有:百度、Google等。檢索到相關化學文獻后,可以依據查新需要對文獻進行選擇,按相關度分為密切相關文獻和一般相關文獻,原則上密切相關文獻都應全部調取,一般相關文獻可以從不同方面選取幾篇。
3.2 科技查新人員專業的局限性的優化組合
科技快速發展應用型科研項目向跨學科、多元化方向發展。這些課題因函蓋面廣,隱性詞多,查新容易偏頗,而科技查新報告是查新機構從業人員服務質量的具體反應,是從文獻檢索分析、管理到綜合評述整個查新過程的質量體現。客觀上,查新人員運用科學方法,在文獻篩選對比分析基礎上寫出的查新結論也很難令管理部門、評審專家和委托方三方都滿意。主觀上,因有些查新人員受專業背景和檢索技能的局限,無法把握課題項目關鍵。
跨專業查新使查新員對課題內容理解泛淺,無法掌握課題項目關鍵技術中蘊含的新穎性,查新結論自然比較膚淺。針對這一問題,我們采取課題拆分再匯總的方法。即將課題按查新點的專業具體劃分給諸如偏重有機化學、無機化學、環境化學、化學工程、邊緣化學等多個領域的查新負責人,這樣有的放失的工作,能保證查新質量,提高了查新速度,最后對報告進行匯總,對有征意的課題可開研討會進行解決。
3.3 化學化工科技查新統一標準
2000年12月《科技查新規范》的出臺使全國查新工作有了統一的標準和規范,對提高查新質量起到了一定作用。但從近幾年的查新實踐來看我們還需補充和完善,以滿足當今查新工作的發展需要。沒有標準就沒有評判的依據,會直接影響查新工作的科學性、客觀性、公正性。審核員也要注意平時對化工邊緣科學專業知識的積累,把握好最后一道關卡。
化工專業科技查新是化工技術創新獲得信息資源的重要途徑。擴大化學化工科技查新服務的深度和廣度,提高化學化工科技查新服務對客戶文獻情報需求的滿意程度。
總之,信息是技術創新的關鍵。化工專業科技查新是化工技術創新獲得信息資源的重要途徑。只有公眾科技查新意識的提高才能促進科技查新事業的發展,使科技查新面向社會、面向科技、面向經濟,為科技進步服務,為經濟建設服務,為決策者服務。
參考文獻
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[2]張福田,韓學崗,等.化工科技查新的心特點和策略研究分析[J].山東化工,2009(38):26-29.
[3]李清.化學化工科技查新方法研究[J].上海化工.2010,35(11):27-30.
[4]劉國俊.化學化工課題科技查新質量的控制[J].
作者簡介:鄭悅(1980,8-),女,漢族,碩士,助理研究員,遼寧省科學技術情報研究所。
學校在1999年將“大學化學”課程列為校級教改項目,并隨著2002年院校合并、專業調整,在2004年又將“大學化學”課程列入省級教改項目進行研究.通過幾年的教改實踐,在廣泛調研和吸收國外先進教學經驗基礎上,對“大學化學”課程從教學內容和教學方法上進行了多方位改革嘗試,以期探索新形勢下“大學化學”課程的教學新模式.1課程名稱的歷史沿革大學化學,曾又名普通化學,與“GeneralChemistry”中文譯法有關[2].1997年以前,與國內多數院校一樣,河南科技大學將非化學化工專業化學課程稱為“普通化學”.隨著教育教學改革的深入,普遍認為“普通化學”譯名掩蓋了課程的真實教學目的、教育任務和教學內容.1997年,全國開展面向21世紀課程體系和教學內容的改革,河南科技大學借此對本科教學計劃進行大調整,把“普通化學”更名為“工程化學”,并把“工程化學”列為各工科專業的必修課.但在實際教學中又發現“工程化學”的含義太窄,不能全面反映人們生產、生活、環境等各方面與化學的聯系.表現在化學已經滲透到醫學、生物學、物理學、農業科學、地質科學、計算機科學等諸多學科領域,并影響著人類的衣食住行、生老病死等社會生活的多個方面,化學社會化已成為當今社會的顯著特點之一.因此,21世紀的高等化學教育勢必面向全體大學生,化學課程應與大學物理、高等數學同等重要,屬于非化學化工專業學生的素質教育課.為此,1999年將“工程化學”更名為“大學化學”.
課程教學目標
21世紀對工程技術人才的培養提出了更高的要求,更加注重培養學生的綜合素質和創新能力.未來人才質量的差別,不僅在于專業知識和技能,更在于人才的基本素質,其中文化素質和創新能力居于重要地位.化學是研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的一門基礎自然學科,由于自然科學發展的日益微觀化和交叉化,化學科學研究所涉及的內容日益廣泛、深入和復雜,化學同其它學科相互滲透的關系日益密切.非化工類專業學生學習化學,不僅是學習化學知識,更重要的是學習化學思想以及分析問題、解決問題的方法[3].據調查,大部分報考工科院校的中學生實際在高中二年級后就不再學化學.而這些雖選考化學的中學生,大都考取的是非化學化工類專業,在大學里大都只有一門化學課.因此,大一化學課程的教學內容和培養要求就決定了非化學化工類學生今后所具備的化學素養,學生通過大一化學課程的學習在化學素質方面應比中學生有質的提高[4].考慮到目前中學化學課程的基本要求、中學生的實際水平以及大學中其他專業、課程的設置情況諸因素,將“大學化學”課程的教學目標確定為:通過本課程的學習,使學生熟悉化學的基礎理論知識,掌握必要的基本實驗技能,能以化學觀點分析、解決專業和生活中出現的化學現象和問題,具備基本的化學素養.
課程內容優化與課程體系重組
依據“大學化學”課程的性質和教學目標,該課程的教學內容應注重理論聯系實際,突出化學知識的科普性和應用性.簡述化學反應的基本原理、物質的結構基礎等基本理論知識,體現化學與多門學科間的交叉滲透及相互作用,反映化學在現代社會生活和工程技術中的應用新成就.為此,在課程教學內容方面進行了優化,重組了課程體系.教材是向學生傳授知識、技能和思想的重要媒介,是提升教學水平和保證教學質量的前提,因此教材建設是全面實施“高等學校教學質量與教學改革工程”的重要一環.1998年以前,河南科技大學非化學化工類專業一直沿用浙江大學化學教研組編寫的《普通化學》,1998-1999年,曾試用浙大陳林根教授編的《工程化學基礎》,兩種教材在內容編排方面雖各具特色,但隨著高校的擴招、專業結構的調整,課程內容有待優化組合.為此,針對非化學化工專業特點,匯集多年的教學經驗,結合該課程教學學時少,涉及專業面廣的具體情況,吸取兄弟院校的經驗,借鑒同類教材的成功之處,在廣泛調查研究的基礎上于自編了《大學化學》教材,在教學內容及組織編排上均作了較大調整.
1精簡理論,強化實用隨著化學學科的發展及其應用領域的擴大,化學理論知識也在豐富和加深,需要向學生傳授的內容會越來越多.因此,針對非化工類專業學生多數僅需熟悉和了解化學知識的角度出發,大幅度精減了原《普通化學》中化學原理、物質結構、化學品制備、計算和檢測等方面的內容,適當保留了必要的化學基本理論,充實了應用型實例和科普性化學知識,尤其是精選了常見的和具前沿性的應用實例,補充了與化學學科相關的材料、環境、能源和生命等學科的內容.
2突出化學對其他學科的滲透作用學科交叉滲透是當代學科發展的突出特點,化學學科尤為突出,需要在各學科人才培養體系中必須講授化學方面的知識.“大學化學”教學內容的改革,突破了原《普通化學》和《工程化學基礎》的知識體系和結構模式,將化學與材料、化學與生命、化學與能源、化學與環境以及化學與工業用油等設專章講授,并特別體現了化學在工程技術中應用的新成就.因此,自編《大學化學》教材內容共設八章,其中1、3、5章屬化學基礎理論,2、4、6、7、8章為交叉學科.
3合理編排章節內容對《大學化學》教材內容采取優化整合和科學編排,化學基礎理論集中在1、3、5三章中講述,交叉學科專章緊跟其后,形成化學理論和專業實際的有機結合,但又保持了化學知識的系統性和邏輯性.例如,第1章中講述化學反應的基本原理,第2章則介紹化學能源與新能源的開發利用,第3章講述化學中溶液的特性,第4章講述環境的化學污染與保護,第5章講述物質的結構,第6、7、8三章分別講述化學與材料、工業用油及化學改性、化學與生命[5].
4拓展教材適用面根據授課專業的具體情況,主講教師可依據內容與專業的相關性,有選擇的講授.例如:對環境設計、土木工程等專業,系統講授第1、3、4、5章全部內容,重點講解第6、8章部分內容,簡單介紹第2、7章內容;對交通、車輛專業,系統講授第1、2、3、5章全部內容,重點講解第4、6、7章部分內容;對機電系的機電、液壓、機制、軸承、測儀等專業,系統講授第1、3、4、5章,重點講授第2、6、7章部分內容,第8章只作簡單介紹.為增強學生的學習積極性和興趣,可在相關章節中穿插播放一些音像材料,如第4章穿插環境問題、第6章穿插高分子材料.#p#分頁標題#e#
5完善教材內容與出版使用自編《大學化學》教材內容由淺入深、通俗易懂,每章后編有適量習題和思考題,便于學生自學和練習.教材初稿于1999年完成,先自行印刷在原洛陽工學院五個系18個專業試用,稍加修改后于2002年由西北工業大學出版社出第一版.2005年,融合本校和其他院校教師在授課中對本教材的使用體會,對第一版進行了修訂完善,再由西北工業大學出版社出第二版.目前,河南科技大學工科院系中幾乎所有非化學化工專業均使用本教材,洛陽理工學院部分工科專業也選用本教材.
探討高質量教學方法
隨著科技的快速發展,新理論、新技術將不斷涌現,使得教學內容的增加與教學學時的減少成為制約高等學校課堂教學的突出矛盾.因此,在探索教學內容創新的同時,為提高教學質量,還應研究和改革“大學化學”課程的教學手段和教學方法.
1制作多媒體教學課件為配合自編《大學化學》教材的使用,目前已將授課內容制成多媒體課件,并在2003年秋季投入使用.課件中,化學原理、物質結構中多數抽象內容采用動畫、圖景、模型來表述,化學在工程和生活中的應用實例利用錄像來演示,形象逼真,學生如同置身于社會生活、生產情景中,既克服了口頭表述的抽象性,又拓寬了教學內容.
2精選授課內容在廣泛調查研究的基礎上,仔細分析學生已具有的化學、物理、數學基礎,找準銜接點,避免重復,使授課的重點集中對新概念的理解和新知識的綜合運用上.對學生通過自學可掌握的內容,教師只作引導性或歸納性講解.比如,中學化學中有關化學平衡及平衡移動、影響反應速率的因素、反應的熱效應、氧化還原與電化學等定性知識已有比較詳細的了解,但缺乏定量的概念,因此平衡常數、速率常數、熱效應、電極電勢等的計算,在“大學化學”授課中應作為難點和重點予以詳細講解.
3改善實驗教學內容化學是一門實驗性很強的學科,實驗又是工科院校高素質人才培養的重要環節.戴安邦先生曾提倡:“只重視傳授化學知識和技術的教學是片面的化學教育,全面的化學教育要求化學教學既傳授化學知識和技術,更訓練科學方法和思維,還培養科學精神和品德.”因此,在“大學化學”課程40學時的教學中安排了8學時的實驗課,占總學時的20%.精選了4個實驗,包括驗證性、應用性、儀器操作和自行設計實驗.通過實驗,可以鞏固和充實課堂中所學理論知識,培養學生獨立分析問題、解決問題和動手能力.5課程教改成效自編《大學化學》教材及配套《大學化學實驗》指導書已在多屆學生中延續使用.目前,每年共有5個院系、19個專業、56個班、4200余名學生、12余位授課教師使用本教材.結合各專業特點,授課教師在授課內容上有所側重,并通過實驗,鞏固對課程的理論學習,培養基本的化學技能.為及時了解“大學化學”課程教改效果,近三年來,多次采用問卷調查、座談會及其他形式,征詢各方面對“大學化學”課程改革的意見.
關鍵詞:化工實驗;平臺建設;實驗課程體系;實驗教學內容;改革
Reform and practice on chemical engineering experimental curriculum and teaching content
Yang Ronghua, Cao Xiaoqun, Cheng Yueshan, Wang Hai, Wang Fang, Liu Xin
Taishan medical college, Tai’an, 271016, China
Abstract: Starting form the curriculum, test content, teaching methods, experimental teachers and other aspects, exploring and implementing the reform of chemical engineering experiments curriculum and teaching content, with chemical experiment platform. Building experimental teaching system to help students develop practical skills and innovative ability. Construction of experimental teaching team to meet the needs of high-quality experiment teaching and construction advanced equipment, resource sharing, open environment for experimental teaching service. Implementation of the efficient operation of the management mechanism, to improve the quality of chemical engineering experiments, and training innovative applications personnel of “thick foundation, wide caliber, emphasize practical, pursuing innovation”.
Key words: chemical experiments; platform; experimental curriculum; experimental teaching content; reform
2010年9月,我校化工學院將化工原理實驗室和化工專業綜合實驗室劃歸化工專業教研室管理,邁出了化工專業教學改革的關鍵一步。為充分發揮現有資源的功用和進一步完善實驗室建設,加強化工專業實驗課程體系和教學內容的改革,提高實驗教學質量,參照“化學化工國家實驗教學示范中心”建設的成功經驗,從課程體系、實驗內容、教學方法、師資隊伍4個方面對我校化工專業實驗平臺建設、實驗教學體系和教學內容進行了改革和建設,著力提高化工專業實驗教學質量,取得了顯著成效。
1 化工專業實驗教學課程體系
培養創新型應用人才,必須建立與之相適應的具有創新性、實用性的實驗教學體系,以培養學生的工程實踐能力和創新能力。在化學實驗基礎及技能訓練的前提下,設置“基礎訓練、綜合設計、創新研究、仿真與計算機應用”4種實驗類型,形成體現化工專業特色的“一體化、多層次、開放式、重基礎、求創新”的化工專業實驗教學體系;并從“化工原理實驗—化工專業綜合實驗—化工仿真與計算機應用訓練—創新性研究實驗”4個方面構建和管理實驗室。
化工專業實驗教學課程體系(以化學工程與工藝專業為例)(如圖1所示)。
圖1 化學工程與工藝專業實踐教學課程體系
2 化工專業實驗內容
根據化工專業實驗教學課程體系的規劃,本著“重視基礎訓練,加強綜合,突出設計和創新研究訓練”的目的,對每一階段的實驗教學訓練在基礎實驗訓練之上,增加綜合設計性、研究性和自助式實驗內容,以激發學生興趣、啟迪學生探索、訓練學生科學思維方法,引導學生創新,充分體現以能力培養為核心的創新性實驗內容建設。擬開設的主要實驗課程和所選實驗內容包括:
2.1 化工原理實驗
對化工類專業學生,化工原理實驗課程以單元操作中的流體流動與輸送、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥、過濾、蒸發、結晶等傳質過程為主線,實驗設備及裝置能夠開設基礎訓練性、綜合設計性和創新研究性3類實驗項目24個,其中基礎訓練性實驗5個,綜合設計性實驗13個,創新研究性實驗6個。在基礎訓練性實驗基礎上,根據學時要求和第二課堂形式,通過自主設計、綜合搭配化工過程實驗裝置,以必做和選做結合的方式,開設綜合性、設計性、創新研究性化工過程綜合實驗。上述實驗項目中必做實驗8個,選做8個,其他實驗項目可根據學生的興趣、愛好,利用第二課堂、開放實驗室、科技創新項目等形式選擇。
2.2 化工專業綜合實驗
將化學工程與工藝相關核心專業課程的實驗內容,綜合歸類為化工專業綜合實驗,單獨設課,其內容以熱力學基礎數據測定、傳質數據測定、化學反應工程實驗技術及設備、化工分離技術及設備、化工工藝、計算機數據采集與控制等實驗為主,能開設綜合設計性專業實驗項目25個,其中必做項目15個,選做項目10個。通過實驗方案的擬訂、實驗方案的實施、實驗數據的處理與評價,綜合應用相關專業知識進行綜合、設計類實驗,目的是應用所學專業知識,通過實驗培養學生的工程實踐能力。
2.3 化工仿真與計算機應用訓練
為進一步強化學生的工程實踐能力,采用化工過程及單元操作仿真實訓方式,不僅使學生領悟到單元操作的核心,也可以使學生進行模擬和控制可能的化工工藝及優化操作,實現工廠現場無法實現的環節,同時可結合生產實習進一步得到訓練。借助計算機在化工生產中的應用,結合相關專業知識訓練化工過程設計軟件應用、實驗設計與數據處理、化工過程與系統模擬優化等環節,為將來從事化工設計、工程實踐打好基礎。現有設備、裝置及軟件能夠開設11個訓練項目,其中必做基礎訓練項目6個,選做綜合訓練項目5個。
2.4 創新性研究實驗
堅持教學、科研與新技術應用的有機融合,將教師的特色科研成果轉化為實驗教學內容,將部分畢業環節的課題實驗訓練與專業綜合實驗融合,開發創新性、研究性實驗,充分體現化工專業綜合實驗訓練和科研訓練,現有10個創新研究性實驗項目供學生選擇。另外,每年有十多個項目采用開放實驗室的方法,結合大學生科技創新計劃,鼓勵學生開展科技創新項目訓練。
3 教學方法與教學手段改革
3.1 開放式實驗教學與第二課堂活動
為激發學生對實驗課的積極性,全面培養學生的創新思維和創新能力,解決實驗裝置套數少、實驗人數多的問題,化工專業實驗平臺實施開放式實驗教學,并開展多種形式的第二課堂活動。對基礎訓練部分的實驗采用分組集中實驗的方式,將每班學生分成3~4個大組,每組15~20人,安排不同的時間進行實驗。實驗時再將每組學生分成3~4個小組,每小組4~6人,同時開設幾個實驗,各小組輪流進行實驗訓練。對于綜合設計性實驗,要求學生提前選好所做項目,預習并準備好實驗內容,在指定的時間內有計劃地進行實驗。
創新研究性實驗,多來源于教師的科研課題或大學生科技創新項目,學生可根據自身情況選題,跟隨指定的指導教師進行實驗。重視引導學生參加研究項目實踐,一方面,教師積極參加科研,從科研工作中選出學生可以參與的項目;另一方面,有效地組織學生積極參與到研究實踐中來。創新研究實驗按照選題、文獻檢索、設計實驗方案、實驗、撰寫論文或實驗報告、報告答辯會的順序進行。
在課外時間,實驗室向學生全天開放,為學生的個性發展和創新意識培養提供空間,為大學生科技創新計劃提供訓練場所;鼓勵學生參與教師的科研項目,引導優秀學生利用業余時間和節假日進入教師的科研課題組,使學生盡早接觸本學科最前沿知識,得到科研訓練。
3.2 化工實驗課與化工設計相結合,體現工科特色
為培養學生的工程實踐和工程設計能力,充分利用化工專業實驗平臺,在工程實踐教學過程中,借助豐富的實踐教學資源,通過一系列教學安排,使學生除學習各種工藝知識,掌握各種工藝方法外,還可以培養嚴謹的科學作風,增強綜合素質。例如,將部分化工實驗課與化工設計相結合,通過化工實驗課,讓學生全面掌握某一單元操作或化工過程的實驗基礎理論與技術、實驗裝置的使用、實驗技能及科技小論文的寫作方法;在化工原理課程設計、化學反應工程課程設計及化工設計中,結合某一單元操作、某一裝置或化工過程,訓練學生的設計能力。也可以將兩者直接結合,給出某一化工過程,先進行流程及裝置設計,然后根據設計的數據進行實驗操作驗證,最后分析討論及對設計或實驗裝置進行改進(如乙酸乙酯的合成及精餾實驗)。這種有機結合的方式,能將多種知識及能力訓練綜合運用,使學生印象深刻,取得良好的教學效果。
3.3 采用多種現代化手段輔助實驗教學
針對學校開設的實驗項目,動員教師開發和研制適合學校實驗教學特點的集實驗原理、實驗流程、實驗演示、實驗結果數值計算、誤差分析及實驗綜合思考為一體的多媒體教學軟件,或實驗操作過程錄像,如精餾、吸收等,提高教學質量。使用與實驗裝置配套的計算機數據處理系統,引導學生掌握實驗設定、軟件使用、數據處理等技能,為將來應用現代化生產裝置打下基礎。
借助化工仿真軟件和化工過程模擬計算機軟件,開展化工裝置及過程自動控制模擬操作訓練或對化工設備、過程進行模擬、設計、計算等,彌補實習過程現場無法操作的不足,也為將來從事化工過程模擬或設計起到訓練作用。
3.4 開展實驗競賽活動
化工專業實驗平臺每年舉行1次全校規模的化工原理實驗競賽,以鞏固學生的基礎知識,強化實驗技能,培養競爭意識和創新意識。同時,在實驗競賽中加入實驗流程設計、設備設計訓練、數據處理等環節,起到綜合訓練的目的。組織學生參加2年1次的全省或全國大學生化工實驗大賽,拓寬學生視野。
3.5 建立多元化實驗考核體系
化工實驗考核方式,采用平時單元成績累計計分和期末考試相結合的多元化考核方法。平時單元實驗按基礎實驗和綜合設計實驗制定相應的評分標準,客觀記錄學生的實驗預習、基本操作、實驗結果、實驗報告和綜合素質等環節的成績;期末考試采用筆試加實際操作2種方式對學生進行全面考核。基礎訓練實驗占50%,綜合設計實驗占20%,期末考試占30%。
基礎實驗階段評分依據:實驗紀律和秩序、預習和回答問題、基本操作規范性、實驗記錄規范性、實驗數據及處理正確性及實驗報告等。綜合設計實驗階段評分依據:文獻調查與總結、實驗方案、實驗操作及實驗報告等。對于創新研究實驗,可根據實際情況,單獨考核。
4 制度和教學隊伍建設
要提高實驗教學水平和教學質量,必須建立現代化的、高效運行的管理機制并重視師資隊伍的建設。在管理機制和制度方面,做到“教學工作與科研工作,教學帶頭人和科研帶頭人,教學成果與科研成果,教學研究項目與科研項目”一視同仁,以調動和鼓勵教師參與實驗教學工作,提高實驗教學的師資素質。在實驗室設置教學重點崗位并實行競爭上崗;建立健全青年教師培養制度,在教學與科研實踐中培養梯隊。加強“實驗課教學團隊”建設,實施實驗室主任負責制。實驗課教學團隊設立實驗室主任(教師)、相對固定的教師和實驗室管理人員,并按照專職教師:實驗技術人員:兼職任課教師為1:3:6的比例配置師資隊伍。
5 化工專業實驗平臺建設展望
化工專業實驗平臺建設要進一步發揚自身特色,優化實驗教學體系,深化實驗教學內容和教學手段改革,延長校內工程實踐教學的時間,彌補工業實踐難以到位的現狀,從整體上優化實踐教學的安排;要培養學生的工程實踐能力,教師必須先具備工程實踐能力,要繼續深化實驗室管理體制改革,提升實驗教師隊伍的水平,建立一個高水平的教學團隊;加強實驗教學平臺與企業的交流與合作,推進產、學、研一體化改革,為進一步建立中試實驗基地和產業化生產服務;建立“以人為本、有利于實驗室開放和實驗教學的文化環境”,激發學生實驗與科研興趣,培養實驗能力和工程實踐能力,引導學生學會學習、善于協作。
收稿日期:2012-05-02
根據目前化學專業英語的教與學的情況分析,改進化學專業英語的教與學,提高和改進化學專業英語的教學質量勢在必行。首先,必須提高專業英語教師的業務水平著手,要求擔任化學專業英語教學任務的教師,自身具備較高的英語及化學專業知識水平。其次,從改進專業英語的教學方法和手段著手,采用多種教學手段并用的方法,通過教學、實踐和大量訓練,使學生掌握一定的化學專業英語閱讀和翻譯的基本方法和技巧。再者,從提高學生學習的積極性著手,在進行專業英語教學的時候,多結合化學專業方面的有關知識進行講授,在講授專業英語的同時,也將專業方面的有關知識向學生進行傳授,這對于后續課程的學習有一定的幫助[4]。最后,從提高化學專業英語教材的適用性著手,教材編寫要考慮到語言和專業內容兩個方面,應將一般科技知識和專業知識相結合,強調實用性和趣味性。要選取通用又較有針對性,涉及專業又適宜語言訓練的教材[5],這樣綜合起來才能取得預期的效果。
2化學專業英語學習的意義
化學專業英語作為高校化學專業的一門擴展課程,是知識經濟、信息社會和經濟全球化時代的要求,是培養復合型人才的不可缺少的一部分。
2.1 學習專業英語是滿足學生未來發展的需要
近年來,我國化學化工學院本科畢業生報考和考取碩士研究生的比例逐年增加,學生未來幾年從事化學科研和教學工作的機會增多。多數學生畢業后在從事與化學專業相關的工作過程中,接觸專業英語詞匯、英文文獻的機會也將增多。科研工作中獲取信息、參與國際間學術交流、出國深造都離不開高超的英語水平。能用英語進行口頭交流、或用英語發表自己的專業研究成果已經成為學生未來發展的重要素質之一[6]。所以專業英語水平的提高對學生走上工作崗位也是十分有用的。對于師范類學校,學生畢業后大多從事教育行業,為了提高教學質量,需要出國參觀訪問、進行考察和學術交流、商討合作辦學和交流。我們要借鑒國外先進教育思想、教育理念以及現代的教育模式和教學經驗,除了一般的掌握英語口語能力外,還需要具備相當高的專業英語水平。現在社會上正在大力推行雙語教學,所以掌握本專業的英語也是雙語教學的需要[7]。目前化工專業的學生走上外資或中外合資的單位人數非常多,這些單位都希望學生有和外方管理者溝通的能力以及一般的有關化學專業的英語能力。巴斯夫化學有限公司將值班長一級的干部送到英語培訓機構進行英語口語以及專業英語的全脫產培訓,可見外方對此的重視。即便中資企業也會有翻譯本專業資料的需求。化工行業的現實情況是工廠里大多數技術工藝、儀器和設備都是從國外進口的,很多沒有扎實專業英語知識的學生,在工作中,一看到它們就一籌莫展,不知從哪里開始了。當今要想追蹤世界飛速發展的化學新潮流,并在世界化工市場中獲得一席之地,那么培養洞悉國際化學經濟、立足世界、把握中國化工發展方向的國際化化工專業人才就成了迫在眉睫的任務。中國化工業將越來越青睞具備全球眼光、理論功底深厚、善于接收并處理信息、靈活應變等高素質的國際化學專業人才[8]。
2.2 學習專業英語是了解科技前沿的需要
目前科學技術的飛速發展,科學技術文獻浩如煙海,而記載這些科技文獻所使用的語言文字中,用英語發表的約占總量的85%左右,并且英文科技文獻不一定僅僅出自以英語為母語的國家。近年來,我國科學工作者在國外英文期刊上發表文章的數量也急劇上升,參加國際專業會議的人數也逐年增加,且國內具有一定影響力的專業雜志也開始以英文形式出版。因此,掌握專業英語可以擴大利用科技文獻的范圍,及時了解本學科各個方向的發展趨勢和最新進展,使自己的專業知識得到充實和提高。同時,當今經濟全球化速度加快,科技交流更加頻繁,專業英語的應用得到更大范圍的拓展[9]。
2.3 學習專業英語有助于提高學生多角度思考問題的能力
學習專業英語有助于學生系統掌握學科知識,采用國外先進的,特別是由該領域知名專家所編寫的教材,有助于學生更好的了解學科系統知識,發展水平和更前沿的研究成果,與國際接軌。采用英語和中文相結合的教學模式,使學生在掌握專業知識的同時,積累了一定的專業英語水平,提高了對專業知識的雙語應用能力,同時提高了中英思維轉換能力[10]。因此,對英語特別是專業英語的掌握可以幫助學生在不同文化的角度看待和思考問題,擴展不同的思路,提高思維的活躍性,創新性。
2.4 通過專業英語的學習,尋找化學專業與英語學習的契合點為語言
而語言的教學在中國外語界長久盛行,其“耗時低效”的效用在當今越來越受到質疑。而通過化學專業英語的學習則可進行相應的理論探索,分析化學專業學生接觸和研究國外化學理論與實踐的優勢條件可通過表象研究,解讀國外化學理論與研究成果。通過化學專業英語學習能嘗試探尋化學專業和英語學習的契合點,恰到好處地整合兩者看似不同的教學模式,一方面可極大地改進長期以來我國英語教學“耗時低效”的現狀,為學生的英語學習提供更多的實踐空間,從而提高英語學習的時效性,為學生使用第二語言思維打下基礎,另一方面可通過深人了解和全面把握西方國家化工業的發展與現狀,借鑒其經驗,將國際化融合到中國化工業的本土化運作中。化學專業英語的學習于教而言,能激發教師的知識充實與更新,于學而言,它是一舉多得的契機,既能通過對原版材料的解讀實效地擴大詞匯量,提升英語閱讀的理解及診視能力,擴展專業英語的操作和運用水平,又能了解國外化工業的發展趨勢和動態,原汁原味地習得西方化工理論精髓和化工研究的各類成果,還能拓展其專業思維模式以提高其專業操作技能。在專業中學習英語,在英語學習中提升專業,這種素質與能力的培養才是真正順應了化學專業與國際化工業接軌的需求,其實際應用價值不僅適用于化學專業,還可為更大范疇的傳媒學教學及科研提供許多借鑒[11]。
2.5 通過專業英語的學習不斷充實和提高自身的綜合素質和能力
通過學習化學專業英語不僅有利于學生在較短的學習時間中既掌握理論知識,培養實踐能力,又訓練外語的聽說的思考能力,對迅速擴大學生的專業英語詞匯量是十分有益的;更有利于培養學生的英語學習興趣,這樣就比較容易激發起學生學習的積極性。大的來說學習化學專業英語能培養學生隨時了解、吸收和借鑒各學科前沿知識最新動態的能力。同時,能夠掌握國際最新的專業知識和專業技能,在日益激烈的國際化競爭中,不斷充實和提高自身的綜合素質和能力。
2.6 專業英語的學習是提高我國綜合國力和國際競爭力的需要
關鍵詞:雙語有機化學;人才培養;雙語教學
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1671-0568(2012)11-0065-02
科學技術高度發展決定了知識的創新已成為人類最重要的活動,高等教育要緊跟時代步伐。鑒于此,雙語有機化學教學正是新升本科院校適應時展的必開之課程,它重在學生專業知識和英語應用能力的雙重提高,并在大學生綜合能力的培養上具有舉足輕重的作用。雙浯有機化學教學與普通教學很大的區別在于:對教師和學生的英語水平都有較高的要求,尤其是由于本科生的英語水平參差不齊,且以前沒有接觸過雙語有機化學,因此在教學準備中要力求以易懂為主,也可為學生準備一些國外教材的資源,熟悉一些專業詞匯,等等。
衢州學院原為專科學校,對學生的培養目標是以工科為主的生產一線人才,強調實際操作能力。隨著2010年升本,2011年已開設化工和高分子材料兩個本科專業。其中化工專業已有兩屆學生,很快進入大三。由于本科院校已普遍開設雙語課程,其中有機化學因其邏輯性、重要性強,成為化學化工類首選的雙語課程之一。我院擬在大三開設雙語有機化學,以下是筆者對開設此課程的一些初步思考。
一、開設雙語有機化學的必要性
首先,新升本科院校開設雙語有機化學順應了中國高等教育發展的趨勢。經濟的全球化推動了教育的全球化,[1]新升本科院校雙語有機化學教學也可以視為順應時代的需要,適應我國高等教育適應國際化發展的需要。
其次,對于化學專業研究人員來說,用于國際交流的絕大部分科研論文、著作、學術會議都使用英語。而雙語有機化學教學則有利于學生在掌握專業知識的同時學習英語,可以為學生獲取更多本學科領域最前沿的知識,為從事科學研究與國際交流奠定良好的基礎。當前,國際間的交流、合作,以英文寫作科學內容日益普遍。按照課程的目標,開展鍛煉,可以大大提高學生的實際語言和專業能力。[2]同時讓學生檢索國外專利中的目標產物合成路線和目標反應,鍛煉實際的雙語有機化學能力。
再則,新升本科院校采用雙語有機化學教學是有機化學學科發展的需要。化學學科的發展日新月異,國際交流日益頻繁。作為化學類專業基礎課,雙語有機化學教學在提高學生專業素養和實踐能力中將發揮重要作用。
二、開設雙語有機化學的條件
我院原專科學生英語成績和有機化學成績普遍較差,畢業時英語四級通過率不足20%。2010年首屆化工專業本科生兩個班共69人,已有53位學生一次通過英語四級,英語水平與以往專科生相比有很大提高。另外,本科生基礎好,學習積極性高,對有機化學的掌握也遠超原專科生,成績一般在70分以上。原專科有機化學為一個學期課程56學時。而本科有機化學為兩學期課程80學時。由于多年來擁有較強的師資隊伍,有機化學已是我院的老牌精品課程。因此無論英語還是有機化學水平,都已適合開設雙語有機化學的課程。另一方面,近年我院先后引進了一些高層次人才,如學科帶頭人,海外博士等,師資隊伍已擁有一些英語水平面較高的教師,有能力開設雙語有機化學課。
三、雙語有機化學的主要教學語言、教學內容選定和教材選用
雙語有機化學教學堅持以英語為主要教學語言,采用多媒體教學,板書和PPT電子教案全部使用英語,但在一些專業術語后面采用中文注釋,以方便學生理解。同時,在PPT教案里引入大量的已知反應和機理,附以中英文對照注釋;并且引入大量的圖片和動畫,生動形象地表達教學內容。在課程內容安排上,以一些簡單英文表達,然后逐步在教學過程中加大英語的表達難度,直至最后全部教學內容采用一些相對難度的英語表達,這樣不僅使學生在課堂上對專業知識點一目了然,很快獲得大量的專業英語信息,能夠有針對性地學習,而且為學生創設了一個適應的過程,可以很好地進入英語學習狀態,增強學習的信心。考慮到學生的基礎和特點,分別對不同的教學內容采用因材施教的方法,通過撰寫課程報告,加強學生查閱文獻,進行文字歸納的能力等。
我院本科有機化學采用高鴻賓《有機化學》教材,學生對有機分子的命名、成鍵、結構、物理性質、制備、化學性質、應用研究等已有較好的掌握。考慮到雙語有機化學的一些特點,筆者認為,雙語有機化學的教學內容既不應是大一有機化學的重復,也不應是全新的內容;應把重點放在反應和合成上,與大一有機化學的重復度以20~40%為宜,但即使是相同的反應,也應講解得更深入、重透切,同時應有更多的應用實例,以激發學生的學習興趣。
雙語有機化學教學要有合適的教材和參考書。國外有很多優秀教材,但因為每個國家的教育體制不同,所以教材的設計也不同。雙語有機化學課程使用的主教材是由Wade主編的Organic Chemistry(6th Edition);并選定McMurry的Fundementals of Organic Chemistry為主要參考用書。我院所選用的教材是L.G.Wade,Jr編著的Organic Chemistry(第六版),由王梅、姜文鳳改編的雙語有機化學教材,該書是突出雙語教材特色,既保持原作原汁原味,又適合國內實際的教材,具有國內使用的版權,價格很合理,學生能承受。同時每章結束都有中文總結以及書末的詞匯表,解決了有機化學專業術語特別多的困難,部分有機化學專業詞匯、術語及化合物名稱給出中文注釋,方便了學生查閱。該教材涉及內容廣,在全國大多數本科院校雙語教學中使用。
四、雙語有機化學的教學目的
在雙語有機化學教學的過程中,讓學生積極參與到到課堂活動中,能主動地運用所學的知識,發揮自身的潛能,在愉悅的學習環境中,提高聽說讀寫譯等方面的能力。同時,使學生通過學習雙語有機化學教材來掌握本課程的專業知識,不僅能夠閱讀本課程所涉及的專業知識與技能的英文文獻資料,而且還能夠用英語以口語和書面的形式、采用符合國際慣例的方式,處理和交流與本課程有關的專業事務和信息。學習和掌握雙語有機化學基本原理、基本知識和實驗基本操作技能,培養嚴謹的科學態度,提高分析問題和解決問題的能力,為學習后續課程和將來從事化工、環境行業打好基礎。在學習中應調動學生的積極性,變被動學習為主動學習。應注重學生能力的培養,可以通過聽課,收集閱讀參考資料,歸納總結,發現和提出問題,邏輯思維和分析綜合,文字表述,口頭表達,實驗動手,等等。
根據新升本科院校雙語有機化學現有教學的現狀,筆者認為,今后在師資上應加大專業知識培訓,注重培養英語水平較好的中青年教師,同時應提高學生英語水平面,提倡學習與實踐相結合,鼓勵學生參加科研項目的實踐,將課堂所學知識與應用相結合,培養出具有良好的專業英語水平、堅實的理論基礎知識的人才,為今后的就業打下良好的個人綜合素質基礎。也可根據學生的現實情況,建議只為有機化學與英語成績都比較好的學生選學(限選),采取小班化教學。
參考文獻:
關鍵詞:應用型人才;應用型專業;高等數學;教學改革;數學技術;信息技術; 融合
一、引言
高等數學是一般本科高校應用型專業的重要基礎課程。它的作用表現在為各類后續課程的學習提供必要的數學工具;綜合培養學生的數學思想與數學素養;全面提高應用數學能力和水平。長期以來高等數學教學面臨著如何貼近專業發展需要的問題。改革高等數學的教學內容、教學方法,構建適應應用型人才培養需要的高等數學教學體系,促進學生職業核心能力的形成,為應用型人才奠定良好的數學基礎,是值得我們探討的一個重要問題。
二、高等數學教學改革的基本目標
應用型人才培養的總體要求是:體現應用辦學定位、服務應用培養方案和加強應用能力培養。根據這些要求,高等數學課程教學改革基本目標如下:
2.1在處理課程體系與教學內容的關系時,堅持基礎性與應用性相結合,突出應用數學方法解決實際問題,特別是解決具有專業背景的實際問題能力;在處理課程考核標準與學生學習能力關系時,突出對學生關鍵能力的訓練,尊重學生的個體差異,由重視考試成績向重視數學應用能力方向轉變;吸納更多有專業背景的教師參與高等數學教學改革,采用更多的具有專業背景的應用案例充實教學內容,建設應用型教學內容體系。
2.2通過分析具有專業背景或實際生活背景的數學案例,用問題解決的教學方法,培養學生應用數學知識解決問題的能力;通過計算實驗、體驗實驗、應用實驗等三個層次的實驗教學,培養學生應用數學技術、信息技術解決相關專業問題的能力;通過創新性和實踐性研究項目,使學生合作完成一些小課題,培養學生團結協作精神,創新能力。
三、高等數學教學改革的主要途徑
3.1優化教學內容,制定適應專業需要的教學大綱。
我國高等教育的重心正經歷著從精英教育向大眾化教育的轉移過程,培養高素質、多層次應用型人才已成為現實課題。本著“厚基礎、寬口徑”和注重實際應用的基本原則,積極穩妥地推進教學內容和教學方法的改革。一要堅持以辦學目標為方向,以專業和人才培養需要為出發點,對高等數學的教學內容進行整改。二要結合中學新課標的改革,高等數學課程的教學內容中應刪去中學已學過的部分。對于高等數學(含微積分、空間解析幾何、常微分方程等) 、線性代數、概率與數理統計這些數學基礎課程,根據專業需要確認開哪些課程,學時多少;哪些課程的內容應增加或刪減,以適應大學教學時間分配的需要。三要充分考慮到專業系統內各課程的聯系,高等數學各部分內容的聯系,將相關內容重新整合,重新制定與專業培養目標相適應的高等數學教學大綱。
3.2開展應用型案例教學,培養學生應用數學能力。
案例教學是將高等數學與專業知識結合起來較好的一種教學方式。建立由教師、教材、教法組成的應用型案例教學體系。首先是培養應用型教師。高等數學教師深入到院系和專業教研室,與專業課教師溝通交流,學習適當的專業知識,了解專業所需的數學知識和專業中的數學案例。其次是編寫應用型案例教學資源庫,包括用于教學的案例和學生作業、小論文和創新性項目的案例。特別是一些來自專業教材和生活實際的真實問題的案例,可以培養學生應用數學知識的能力,并以此提高學生的學習興趣。第三是改革課堂教學方法,要求教師很好地將具有專業知識背景的數學案例穿插到課堂教學中,引導學生了解高等數學在以后的專業學習中的地位和作用,使學生能夠更好地學好數學和用好數學。
例如在給化學化工專業學生上《高等數學》課時,可以舉一個液體從容器中非穩態流出的例子。有一裝滿酒的儲槽,直徑D=1.2m,高z0=3m。現由槽底部的小孔向外排酒。小孔的直徑d=4cm,測得酒流過小孔的平均流速u0與槽內液面高度z的關系為:u0=0.622zg(g為重力加速度)。試求放出1m3酒所需的時間(設酒的密度為1000kg/m3)。
假設放出1m3酒后液面高度降至z1,則z1=z0-13.14×(1.2/2)2=3-0.8846m=2.115m,設w表示質量流量、m表示質量、t表示時間,由質量守恒,得
w2-w1+dmdt=0,w1=0(無酒補充)
w2=ρu0A0=0.62ρA02gz(A0為小孔截面積)m=ρAz (A為儲槽截面積)
故有0.62ρA02gz+ρAdzdt=0
即dz2gz=-0.62A0Adt
上式積分得t=20.622g(AA0)(z120-z121)
=20.622×9.8110.042312-2.11512s=126.4s=2.1min.這樣可使學生掌握微分方程、微積分等有關知識。
3.3滲透現代數學知識,為學生學習提供廣闊平臺。
在講解經典內容的同時,在注意可教學性的原則下,注意滲透現代數學的觀點、概念和方法,介紹現代數學術語和符號,恰當的為現代數學提供內容展示的“窗口”和延伸發展的“接口”,為學生進一步學習營造更好的環境和條件。加強數學與應用學科之間的相互聯系和滲透,及時了解專業特性和發展需求,處理好傳統內容與現代內容的關系,積極探索用現代數學的觀點和方法來改造傳統教學內容的新路子。例如在化學化工專業高等數學教學時,可對傳質單元數的計算舉例,化工原理教材中介紹了對數平均值法、圖解積分法、數值積分法、解析法等幾種方法。究竟哪一種方法更準確,更方便,在什么條件下更優化呢?通過分析這些方法,可把數學建模思想,優化設計思想,程序設計思想教給學生,使學生觸類旁通,提高解題能力,對于解決化學化工問題起到了事半功倍的效果。
四、加強數學技術、信息技術與專業的融合,促進學生職業核心能力的形成
4.1數學技術、信息技術與專業的融合是培養高層次、創新型、復合型人才的關鍵。
數學的飛速發展使數學本身的面貌發生了很大的變化,使數學的應用范圍急劇擴展。現代數學在理論上更加抽象,方法上更加綜合,應用上更加廣泛;數學與其他科學之間相互交叉,相互滲透,在更高的層次上呈現出綜合統一的新趨勢。
計算機的廣泛使用,數值計算、符號演算以及軟件包等計算技術的高速發展,不但代替了許多人工的推導和運算,而且正在改變著人們對數學知識的需求,沖擊著傳統的教學觀念和方法。科學工作者和工程技術人員必須掌握更多的數學新概念、新思想和新方法,有更強的數學建模能力和數據處理能力。
數學中包含有觀察、發現、猜想等實踐部分,嘗試、假設、度量和分類等是數學家常用的技巧.數學在研究、運用和教與學的過程中,借助工具,采取適當的方法和技能,形成了數學技術.數學技術中融合了數學的理論、思想和方法,并將其以技術的形式表現出來,以實現其運算和推理等功能,展現其應用價值。
數學技術主要由數學分析技術、數學建模技術、數學軟件技術、數學實驗技術、與計算技術組成。人們漸漸認識到數學技術、信息技術在工程中由間接的應用部分轉化為直接的應用,而且這種趨勢日益明顯。近幾十年的實踐證明數學技術、信息技術的使用,大大提升了各個行業的職業技術水平。例如普通機床引進數學技術、信息技術發展為數控機床,在模具制造領域就是一次偉大的技術革新。正如浙江大學系統優化技術研究所劉祥官在《數學技術轉化為生產力的實踐與思考》一文中指出:計算機的出現使得數學的發展已經到了從科學走向技術的時代。數學技術、信息技術與工程技術之間在更廣闊的范圍內和更深刻的程度上相互作用著。許多科技成果取得突破性進展的關鍵確實是依靠著“數學技術”、“信息技術”。數學技術、信息技術應用于許多學科之中,使相關學科的研究內容得到擴展,并有可能導致更多科學技術的新突破。
數學技術、信息技術與應用專業的融合迫在眉睫。可以說學生掌握了一定的數學技術、信息技術和系統的專業知識,并能融會貫通,將來他們在更廣闊的專業應用領域就能夠成為高層次、創新型、復合型人才。
4.2開設數學實驗課程,開展數學建模,強調數學軟件的使用,促進學生職業核心能力的形成。
數學技術、信息技術與專業的融合不可能一蹴而就,需要通過一定的教學過程,一定的教學程序方能實現。
開設數學實驗課程,將計算機技術引入高等數學課程中,既把數學知識與專業需要相結合,又培養學生借助計算機,親自動手處理實際問題的能力。如在高等數學教學中,可以把一些傳統內容(如函數作圖、函數逼近、數值計算等)通過數學軟件的應用加以展現。又如化工原理中常用的試差法在解決實際問題時,就常借助程序設計、數學軟件等方法完成。
開設數學建模課程,通過數學建模的教學讓學生掌握數學及應用數學的方法,因為數學建模研究的對象可涉及物理、化學、生物、醫學、交通等各個學科、各個領域,從而建立數學模型需用到多方面的綜合知識,數學建模還需要具備多種非智力的素質和能力,例如抽象能力、洞察能力、創新能力、查閱資料能力、使用計算機和數學軟件能力、撰寫科技論文能力、相互交流的能力,這些能力的有機結合形成綜合能力,這種綜合能力正是當今社會高素質人才所需要的,即應用數學的能力。
舉辦數學建模競賽,為數學與應用專業的聯系打開一個通道。理工科課程中應用數學建模解決實際問題的例子很多,不僅增強學生學習數學、應用數學的積極性和主動性,而且還可以促進優良學風的形成,從而有效提高高等數學課程教學質量。
教師是高等數學教學改革的主導。學校定位、專業定位、課程定位明確,開展應用型的研究,進行應用型的人才培養,學生應用數學知識解決專業問題的能力增強,應成為數學教師追求的目標。學生是高等數學教學改革的主體,在教學的每一個環節中注意學生應用意識的培養,就能使學生自覺地應用數學知識、方法去觀察、分析、解決生活和科技中的問題,使其由知識型向能力型轉化, 全面提高他們的數學素質,使他們具有迎接未來社會競爭的能力,為實現我國教育由“應試教育”向素質教育轉變做出我們的貢獻。
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物理化學課是化學、化工專業學生的必修課,也是材料、環境、生物、食品、制藥等相關專業學生的理論基礎課,但由于該課程理論性強,內容抽象,公式定律多,使學生在學習這門課程時有一定的難度,而對于授課教師來說,要將整個物理化學系統地傳授給學生,讓學生有興趣、有動力去研究這一問題,一時間成為物理化學教學中熱議的話題。那么,老師要“怎么教”,學生才“樂意學”呢?針對這個問題,我們就當前物理化學教學中存在諸多問題談起,以下做一簡單的闡述。
一物理化學課教學中存在的問題
1教學方法落后
現階段,很多高等院校還沿用傳統式的教學方法,如填鴨式,灌輸式的教學方法,教師教學以教師為中心,而學生一般處于被動、機械的接受學習狀態中[1]。讓學一味的死記公式及定律。倘若一旦脫離課本,就會出現學生們不知道某某定律講的是什么內容,某某公式又是什么時候用,怎么用,碰上題就不知道怎樣下手等怪異現象。如此一來,學生們對這門課程就會心生反感。
2教學內容與之前課程有重復
例如,在各類高校的物理化學教材中還有大量的熱力學部分,其中在物理學教材中熱學部分就講授了氣體分子運動論及熱力學三大定律,在無機化學教材中也講授了氣體,化學熱力學,這就致使了內容的重復性,浪費了教學時間。
3學生人數眾多,基礎參差不齊
就目前來看,許多高校的教學設施有限,每個班學生人數多,基礎也各不相同,在教學時不能很好地結合學生的自身情況,對不同的學生采取不同的教學策略,這樣勢必會影響教學質量。
4教師的專業知識不足
馬可連柯說過:“學生可原諒老師的嚴厲、刻板甚至吹毛求疵,但不能原諒他的不學無術。”蘇霍母林斯基也指出:“只有教師的知識面比學校教學大綱寬廣得多,他才能成為教學過程的精工巧匠。“傳道,授業,解惑”這三者是老師教授學生所必備的三項任務,缺一不可。試問如果一個老師沒有廣博的專業知識,對物理化學專業知識還不夠熟悉、熟練,不能靈活的運用到教學中去,甚至有些教師課堂上還是照本宣科,又怎能授業解惑呢?
5教師缺乏高尚的職業操守
有的教師有廣博的專業知識,但缺乏教書育人的職業道德,教學時,不認真教,沒有很強的責任心,甚至認為我只是負責教,學生學不學是他們自己的事情,導致了一節課結束,教師立馬走人,而學生有問題的時候卻找不到教師,這樣問題積累越來越多,得不到及時的解決,影響學生的學習熱情。
二應對措施
1教師自身要加強專業知識的學習,做到備課充分言之有物
蘇霍母林斯基也指出:“只有教師的知識面比學校教學大綱寬廣得多,他才能成為教學過程的精工巧匠。對教師來說,不僅要熟悉所教教材的基本內容,形成完整的知識體系,還要加強業務進修和廣泛的學習,跟蹤學科學術動態,了解新觀點,掌握新信息,不斷更新知識,站在學科的前沿。具體來講,每次上課之前一定要認真鉆研教材,備課充分,包括有明確的教學目的、鮮明突出的重點和難點、清晰的教學思路、條理的教學步驟以及可操作的能夠體現學生主體性的課堂結構模式等,還有對學生學習準備狀態的分析,要突出學生的個性差異。可以說,教師對教材研究的熟練程度和對學生的熟悉程度,直接影響該堂課教學方法的靈活選擇和使用。
2培養學生課前預習和課后復習的習慣
所謂的課前預習,不能只注重形式,要求學生對將要所學的內容瀏覽一遍,不作具體的推算,因為物理化學課程較多的是公式定律,屬于理論性的知識,這更需要學生提前了解。在預習的過程中,要弄清楚教師要講什么以及怎么講,這樣的預習有利于學生的思路在課堂上與教師同步。當然,課后復習也是至關重要的一個環節,溫故才能知新。
3改進教學方法
孔子有云:知之者不如好之者,好之者不如樂之者。在學習的三種境界知學、好學、樂學中,以樂學為最高。重點在于教師改變傳統的教學模式,運用不同的教學手段,使課堂內容變得形象直觀、生動有趣,讓學生在一種快樂的情緒下學習,改善學生接受知識的方式。如此以來,才能調動學生的學習積極性,培養學生的樂學精神,保持學生長久的學習動力,能讓學生堅持不斷地學習,在學習中得到更大的提升和樂趣。
(1)采用啟發式教學。針對“物理化學”教學內容提出問題,引導學生對問題的思考,讓學生帶著問題去聽課,而后再循序漸進地講解問題,待問題解決后使學生有一種豁然開朗的感覺。舉例:如“為什么水銀壓力計中水銀面為凸面而酸堿滴定管中水面為凹面”、“雨傘為什么能防水”等,學生通過思考會做出不同的回答,教師再啟發學生找到正確答案,使學生體會到學以致用的無限樂趣,激發了學生的學習積極性。
(2)適當地開展討論式教學。這種教學方式可以增加課堂上師生的互動,增強雙項交流。改革教師“一言堂”的傳統教學模式,使教師和學生對課程內容,共同投入精力,還有利于學生注意力的集中,保持師生思維的同步。討論式教學不僅可以激發學生的學習積極性,提高學生的表達能力,還可以反饋教學效果。物理化學中的許多內容都可以采用課堂討論的方式來完成,通過課堂討論可以調動學生學習的積極性。鍛煉他們分析問題和解決問題的能力,激發他們的求知欲和探索精神,進而形成活躍的課堂氣氛。讓學生通過所學的知識對這些實際問題進行討論和分析,尋找解決問題的方法。
(3)采用多媒體教學。在理論課教學過程中采用多媒體課件教學與板書教學相結合,把比較重要的概念、公式都用多媒體顯示出來,而公式的推導過程,則帶領學生一步一步在黑板上用板書推導,將板書教學合理地穿插于多媒體課件教學中,這樣,學生對一些重要公式的來龍去脈比較清楚,印象更深,在做習題時就比較省力,提高教學效果。
(4)演繹教學和歸納教學相結合。演繹法教學比較嚴謹,邏輯性較強,有利于學生基礎知識的掌握,但是不利于學生創新能力的培養。而歸納教學法彌補了這一缺陷,有利于學生獨立思考能力和創新能力的培養。物理化學教材中,有的章節需要演繹法教學,有的章節需要歸納法教學,要因時因地而變,在課堂上,教師把這兩種教學結合起來,相互滲透,相互補充,就提高了教學質量,培養學生的創新素質。
(5)類比法教學。物理化學教學中體現出的類比方法主要有兩個方面,一是本學科知識點之間的類比,二是與其他學科的類比。比如熱力學、動力學、相平衡、界面現象、電化學等章節陸續出現五個形式非常接近的公式,如化學反應等壓方程克———克方程,阿累尼烏斯方程、能斯特方程和開爾文方程,這些公式的相似性必然是建立在客觀世界各種現象的普遍聯系的基礎之上的。通過比較,找出共同點和關聯性,既加深對物理化學本學科知識點的理解,也使學生對自然規律的普遍適用性有了更深入的認識[2]。
4優化教學內容,體現因材施教
一方面,教師在授課內容的設計上,對之前課程講過的內容則不必重復,例如,在物理熱學部分有氣體知識,物理化學中就相應的減少這方面的知識。另一方面,教師在教授知識時,對講解的內容進行精選,適當的調整教材前后次序,進行創造性的教學。例如在熱力學第一定律,學生相對來說比較熟悉,后面直接引進體積功的定義,通過等溫過程體積功的計算實例,引入熱力學中重要的概念———可逆過程。適當的調整教材順序,有利于將難點分解,易于學生掌握。
5強調師生互動,充分調動學生學習的主觀能動性
在課堂教學過程中,除了運用問題式教學、啟發式教學等方法來激發學生的求知欲、引導學生主動進行思考外,我們在安排教學計劃時,留有一定比例的學時數用于課堂討論。教師根據實際情況,可分散進行,即每堂課都留15分鐘左右的時間進行討論;也可集中進行,即每學完一章后安排一次討論課。例如化學動力學部分反應速率方程的推導,主要有穩態法、平衡態近似法和控制步驟法,向學生講清楚每一種方法的適用范圍,使學生理解、掌握并熟練應用。在討論中,讓學生自己發言,發表他們的觀點和看法,這樣學生由被動接受轉為主動參與、思考,發揮了學生的主體作用,培養了學生的發散性和創造性,即把傳統的以教師為中心單向傳授知識的學習模式轉變為以學生為主體、以教師為主導的教學模式。這不僅可以誘導和啟發學生思維,變被動學習為主動學習,還可以培養他們的語言表達能力和歸納總結能力。
6重視教學內容與生產實際相結合.
化學化工專業的畢業生,就業的主渠道大多是化工企業,將化工企業生產實際引入“物理化學”教學中,既豐富了教學內容,又增長了學生化工操作的知識,還能引起學生學習這門課的興致。比如在講授相平衡理論的時候,將化工企業生產中的精餾單元操作引入課程中,由雙液系液氣平衡理論可知,液體經過不斷地部分冷凝和部分汽化,液相中的組成就無限接近于難揮發的物質,而蒸汽中的組成無限接近于易揮發的物質,從而使二組分得到較好的分離。由于與生產實際結合,學生聽課認真,學得有興趣,收到了較好的教學效果。.
總之,鑒于物理化學內容本身存在理論性強、內容枯燥、公式繁多及適用條件嚴格等問題,加上目前教學中存在的諸多問題,我們要想教好這門課程,必須認真鉆研教材,改變傳統的教學模式,運用多樣化的教學手段,加強與學生們的課堂互動,及時并有針對性的采取措施,因材施教,一定可以提高學生的學習興趣,從而上升到理性學習,讓學生們喜歡上物理化學這門課。
參考文獻
[關鍵詞]工程教育;專業認證;分離工程;教學改革
1工程教育專業認證背景
我國的工程教育專業認證由中國工程教育專業認證協會組織實施,始于1993年土建類專業評估,2006年正式在多個專業領域實施,迄今己走過9年的發展歷程,其目的是:構建工程教育的質量監控體系,推進工程教育改革,進一步提高工程教育質量;建立與工程師制度相銜接的工程教育專業認證體系,促進工程教育與工業界的聯系,增強工程教育人才培養對產業發展的適應性;促進中國工程教育的國際互認,提升我國工程技術人才的國際競爭力。
2結合畢業生十項畢業要求中的主要三項,提出課堂教學改革具體措施
結合專業認證標準,我校化學工程與工藝專業培養方案中明確規定了本專業學生畢業時應達到十項畢業要求。《分離工程》課程作為專業基礎課程,在化工熱力學和化工傳遞過程知識的基礎上,采用理論與實踐密切結合的方式,詳細闡述各類分離過程(精餾、吸收、解吸、萃取、膜分離、吸附、浸取、結晶和干燥等)的物理化學原理、設計計算方法、工業應用、主要設備、數學模型和計算機應用軟件,并展示分離過程學科的發展歷史和主要進展。本文針對《分離工程》課程貢獻于畢業生十項畢業要求中的主要三項,分別展開討論。
2.1掌握扎實的化學工程基礎知識和本專業的基本理論知識,具有系統的工程實踐學習經歷,了解本專業的前沿發展現狀和趨勢
按照該項要求,我們在授課中,一方面強調基礎理論知識的學習,對復雜及多樣性的分離技術按原理進行分類,如:通過加入分離媒介生成兩相的分離為平衡分離,如精餾、吸收等;不需要加入分離媒介,以壓差、濃度差、電位差等為推動力的分離過程為速率分離,如膜分離;對多組分精餾計算由淺入深展開,由假定理想情況下的簡捷法計算入手,建模用MESH方程開展嚴格法計算,為解決實際工業應用問題奠定了理論基礎。并強調本專業知識和化工原理、化工熱力學、化工設備等其他專業基礎知識的對立統一,如在介紹最小回流比知識點時,要注意比較多元精餾與化工原理中介紹的二元精餾中最小回流比的異同點,二元精餾中最小回流比下,進料板上下出現一個恒濃區,可通過作圖法求解;而多元精餾體系中最小回流比下出現了兩個恒濃區,且恒濃區出現的位置視待分離組分性質的不同而不同,通常利用Under-wood(恩德伍德)方程求解;再比如在介紹相平衡常數的求解時,要結合化工熱力學課程中活度系數法及逸度系數法,進一步鞏固兩種求解方法的優缺點。另一方面結合行業發展前沿趨勢,介紹新興分離技術在工業中的應用。如泡沫分離技術,它根據表面吸附的原理,借鼓泡使溶液內的表面活性物質聚集在氣液界面(氣泡的表面)上浮至溶液主體上方形成泡沫層,將泡沫層和液相主體分開,就可達到濃縮表面活性物質和凈化液相主體的目的。近年來,在染料、皮革、石油化工工業污水中降低化學耗氧量、色素、有機化合物等,在濃度為ppm級的大量稀溶液中回收貴金屬、稀有金屬或除去有害物質等工業領域得以應用。還有近年來崛起的一種新興膜分離技術:液膜分離,即以液膜為分離介質、以濃度差為推動力的一種膜分離過程。由于其分離選擇性高、通量大而受到關注,在烴類混合物的分離、廢水的處理及生物醫學上如液膜人工肝、人工肺、人工腎等領域得到應用。在工程實踐方面,我們分別組織學生參觀了中國石化集團安慶石油化工總廠及中鹽安徽紅四方股份有限公司,并結合課程內容,重點介紹煉油工藝中的常減壓蒸餾裝置及原料氣凈化處理過程中的吸收裝置。如吸收設備中噴霧塔、調料塔、板式塔的選擇,填料塔中各種填料如鮑爾環、脈沖填料、網孔柵格的選擇,塔高的計算等,在實踐中強化理論知識的學習,并將課本中的公式及知識應用到工廠案例中去。
2.2具備設計和實施工程試驗的能力,并能夠對試驗結果進行分析;具有綜合運用所學化工專業理論和技術手段分析
并解決化學工程問題的基本能力主要包括以下幾個方面的內容:能獨立完成實驗方案的設計、能正確地操作實驗裝置,安全地開展實驗、能正確地采集、整理實驗數據,對實驗結果進行關聯、分析、解釋,并且掌握工程實踐、科學研究與工程設計的基本方法,能夠將所學課程有機聯系起來,對化學工程基本問題,加以分析并予以解決。針對該項要求,我們在課程教學中,將課程和專業實驗相結合。如在介紹反應精餾章節時,以催化反應精餾制甲縮醛為例,該實驗為典型的工程與工藝結合的專業實驗,以甲醇和甲醛為反應原料,濃硫酸為催化劑,在常壓下通過反應精餾法制備甲縮醛。教學過程中,我們引導學生先思考傳統合成、分離工藝,找出問題,尋求改進后的工藝流程。傳統工藝采用先反應再利用精餾技術分離,存在反應轉化率低、未反應的稀甲醛回收困難、稀甲醛的濃縮產生甲酸嚴重腐蝕設備等問題。為解決傳統工藝存在的問題,引導學生結合本章節內容,采用反應精餾工藝。新工藝的優點:1.甲縮醛氧化所得甲醛與水的摩爾比為:醛/水=3,可直接作為三聚甲醛的原料,不必濃縮。2.甲縮醛的合成可在較低溫度(44~80℃)下進行,避免了甲酸生成,解決了設備腐蝕問題。新工藝的關鍵技術:甲縮醛的合成與分離。實驗過程中既需要考察反應工程影響因素如溫度效應、濃度效應及其他工程因素,同時要考察精餾技術影響因素如回流比、塔頂采出率及塔釜加熱量等。綜合考慮后,結合實驗裝置,確定擬考察的工藝參數,且采用正交設計來制定本實驗的方案,則根據實驗涉及的影響因子,并假設每個因子取兩個水平,可得到如下實驗條件表,如表1所示。最后整理實驗數據,規范作圖。
2.3掌握基本的創新方法,具有追求創新的態度和意識;具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力
該項要求可分解為以下指標點:運用所學知識,初步設計化工操作單元、設備及工藝過程;在各化工設計、畢業設計環節中體現創新意識。結合該指標點,我們鼓勵學生利用課余和節假日時間開展大學生科研實踐訓練、創新性實驗計劃、學科競賽等課外實踐與創新活動,引導學生“在學習中研究、在研究中學習”,激發學生的創新思維和創新意識,提升本科生的創新實踐能力。我們將課程教學與本科生畢業設計相結合,并利用課程設計環節綜合應用所學知識點,統籌分離工程課程與其他專業基礎課程,并在分離工程的課程教學中以往年畢業設計內容為案例加以剖析。如結合畢業設計課題“乙烯裂解氣脫甲烷系統的工藝設計”,涉及到脫甲烷精餾塔的計算,這是典型多組分精餾塔計算的一個案例。首先確定關鍵組分是甲烷和乙烯,其中輕關鍵組分是甲烷,重關鍵組分是乙烯。塔頂分離出來的甲烷輕餾分應使其中的乙烯含量盡可能的低,以保證乙烯的回收率。而塔釜產品則應是甲烷含量盡可能低,以確保乙烯產品的質量。我們利用AspenPlus過程模擬軟件高效地完成了工藝計算及參數的優化。采用DSTWU模塊開展簡捷法物料衡算、能量衡算,所得回流比與理論板數關系曲線如下圖1所示;并將簡捷法計算結果作為初值代入RadFrac模塊進行嚴格法計算,并進行靈敏度分析,橫坐標為混合進料位置,縱坐標為塔頂甲烷的純度(摩爾分率),得到關系曲線如圖2所示。通過該設計案例的開展,一方面使得學生們統籌所學多組分精餾知識點去思索如何解決工業上的實際問題,另一方面在分析實際工業案例時,又強化了同學們對多組分精餾簡捷法計算及嚴格法計算的理解和綜合應用。
3結束語
分離工程課程在教學過程中,我們以化學工程與工藝本科專業認證為導向,在對“工程教育專業認證標準”進行認真分析的基礎上,以工程實際為切入口,把分離技術的理論與方法融入應用實例,將分離工程基礎理論與化工工程實踐有機結合,進一步突出了分離工程的課程特點及實用性,而且根據現代化工的發展方向及時調整、更新課程內容,加強化工新型分離技術分析,讓學生更堅實地掌握分離工程的基本理論,進一步提高教學效果。
[參考文獻]
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關鍵詞:消防部隊;化學災害事故;能力;提高
引言
近年來,城市重特大化學災害事故發生的頻率越來越高,造成的危害和所產生的影響也越來越大,在使用、生產等過程中由于疏忽等原因,容易導致泄漏、爆炸等災害事故,而化學品通常具有易燃、腐蝕、有毒等特性,事故一旦發生,危害性大,處理難度高,極易造成人員傷亡。雖然我國的化學災害事故應急救援工作有了一定的基礎,但是沒有形成明確、統一、系統的應急救援體系,在救援能力以及整體綜合協調能力上仍存在不少問題,嚴重制約了城市化學災害事故應急救援。因此,探索建立城市化學災害事故防控和應急處置體系,整合現有城市化學災害事故應急救援力量,最大限度地減少化學災害事故所造成的危害,就顯得尤為重要。
1 我國化學工業的現狀
化學工業既包括原材料工業也包括加工工業,既有重工業又有輕工業,多品種、多行業、多方面的工業部門,目前已經形成了以下特點。
1.1 化工企業數大、分布廣
目前我國已形成了種類比較齊全的化學工業體系。在近6萬個化工企業中,大中型化工企業占6%,小型化工企業占94%,小合成氨廠、小農藥廠、小化工廠等遍布各地。據2010年不完全統計,大部分的化工企業城市發展缺少規劃,工業布局不合理,甚至大多數化工企業設在人口稠密的城鎮、與居民生活區唇齒相鄰。
1.2 化學品的廠家多、貯量大
據有關部門統計,我國經常使用的有毒有害化學物品大約有上萬種,僅我國生產光氣的工廠就有2萬家,年產量350噸,使用這些有毒有害物質的工廠和單位就更多了,幾乎全國各大城市都生產和使用相當數量的有毒有害化學品。據初步調查,在縣級以上中、小城市都有生產和使用,這些企業日儲量有的幾十噸,有的達百噸甚至上千噸。隨著化工生產規模的不斷擴大,有害物質的種類和數量日益增多,使用范圍日趨廣泛。
1.3 事故誘發因素多
據數據顯示,意外化學災害事故主要的原因有以下幾個:第一,設備的故障,這種設備故障所引發的化學災害事故在百分之五十以上;第二,操作不當。這種情況所引發的化學災害事故占整個災害事故的百分之三十左右;第三,就是極端或者是戰爭所引發的化學災害,例如北約空襲南聯盟戰爭所引發的化學災害,這種化學災害一般都是可預見的而且發生的可能比較小;第四,就是意外發生的化學災害事故,這種事故的發生主要是在化學產品生產的過程中突發了某種意外的情況,例如:停水,斷電或者其他意外等等,從而使得某一些化學品失去了控制引發了化學災害事故。
2 目前消防部隊化學事故應急救援能力分析
2.1 有組織,但缺乏聯合作戰能力
各地成立了由政府牽頭,消防承辦,化工、人防、公安、醫療部門和部隊、通信、防化等單位參加的化學事故救援組織,并組建了指揮、通信、防化、消防、救護、治安、搶險等戰斗小組。但只限于成立了組織,地方各部門之間,指揮部與重點目標和救援隊伍之間沒有建立必要的聯系,缺乏協調能力及信息溝通渠道,難以形成救援合力。
2.2 有人力,但缺乏專業救援知識
化學事故應急救援工作無論地方還是部隊都應該有一批懂專業的技術人員。但目前的實際情況是:軍、地人員都缺乏救援專業知識,一旦遇到較大化學事故,可能會出現一愁莫展、束手無策的情況。
2.3 有指揮機構,但缺乏自動化指揮
化學事故救援指揮機構缺少專業的高科技指揮系統、化學事故源危害預側系統、快速估算系統、專家指揮系統,目前連最基礎的計算機化學危險品源的數據庫系統也未完整建立起來。
2.4 有措施,但缺乏群眾基礎
由于對化學事故救援缺乏必要的宜傳教育,化工單位內部和周圍群眾自我防護意識差,化學事故一旦發生,容易對周圍群眾造成傷害,更談不上群眾就近參加化學救援工作,缺乏群救能力。
3 提高消防部隊處置化學災害事故能力的幾點建議
3.1 建立健全領導機構
充分利用現有的應急救援基礎,完善工作體系,建設責任明確,反應靈敏,指揮有力,快速有效的城市化學災害事故應急救援系統。在城市化學災害事故應急救援的組織機構中,因為化學事故常常伴隨地震、火災、交通等事故發生,首先應堅持政府主導、其他部門參與的原則。其次,地方都要建立相應的制度,使救援組織合理化、訓練制度化。再次,要根據各地的實際及化工單位的分布情況,堅持就近勿遠的原則,使救援隊伍目標明確、情況熟悉、聯系密切。
3.2 定期實戰的訓練和跨地區協同作戰
特勤裝備科技含量高,操作相對復雜,同一裝備在不同環境中可能有不同用法,戰斗員在不同環境中的心理狀態也不盡相同。因此,要做到能夠在實戰中熟練應用特勤器材,就必須在平時訓練中加入大量貼近實戰的模擬訓練,讓操作人員在實踐中鍛煉心理素質,摸索、總結搶險救援的經驗和技巧。貼進實戰的模擬訓練,就是在訓練中假想的災害事故盡可能模擬事故現場,要逼真、接近實戰環境,加深特勤戰士對其的印象,這樣才能真正得到鍛煉,才能真正體現“以練為戰”的宗旨。在模擬訓練中,我們還要幫助戰士克服心理障礙,提高心理承受能力,除了建立必要的模擬訓練場進行訓練外,在日常工作中應加強特勤中隊與重點單位工程技術人員的業務交流,通過業務探討的形式提高特勤中隊搶險救援能力,防患于未然。
3.3 重視化學災害事故搶險救援預案的制定
“凡事預則立,不預則廢”。化學災害事故搶險救援預案的內容主要包括:組織機構、責任、權利,應對救援所需要的各種組織、職責分工明確,發生化學災害事故的性質、強度、災害的方向、搶險救援的各種技術裝備器材以及各類物質的配備以及補充補給的條件與渠道等等,從而提高執行任務的能力。作為消防部隊需要提高技術要求,通過對化學災害事故的分析,找出附近的人員分布、交通、建筑物、氣象條件,最大程度上及時地應對突發的化學災害事故。
3.4 加強危險化學品處理災害事故專家庫的建設
一方面引進化學化工專業技術人才或派出素質較高的指揮員進人各地院校深造,建立危險化學品災害事故處理人才庫和專家型的指揮員隊伍。二是建立當地科研機構及有關單位專家參加的處置災害事故專家庫。通過調查,掌握轄區內危險化學品生產、儲存等單位的有關情況,確定建立專家庫中不同技術專業專家的數量,去生產和存儲企業單位去檢查,以加深相互間的協作。
4 結束語
化學事故搶險救援工作是一個龐大的系統工程和社會工程,它突發性強,蔓延速度快,危害范圍廣,殺傷力大,容易造成大量人員傷亡,因此處置過程非常復雜,而且難度相當大,它不僅需要一支高質量、高素質、裝備精良的消防救援隊伍,還需要有一個高效的、健全的指揮運作體系。除此以外,還必須充分利用全社會的技術力量,做到取長補短,優勢互補,只有這樣才能盡可能做到將損失降到最低。
參考文獻
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關鍵詞:就業導向型;教學模式;改革研究
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)52-0044-02
主席指出:就業是民生之本,也是世界性難題,要從全局高度重視就業問題。顯然,高等教育的人才培養模式有待與時俱進,有待能夠構建以適應就業為中心,以適應就業為導向的本科生培養教學模式,才是符合當前國情的高等教育的重中之重的教學模式。我校化學專業的實踐教學模式,經過多年的教學經驗總結與改革探索,通過開設延伸性實驗、遞進式實驗、問題導向性實驗及創新設計型實驗等,對激發學生的學習興趣,提高其學習的主動性,提高其實踐水平和能力起到了極大的推動作用,同時,也提高了學生的職業技能,提高了學生在社會實踐中的競爭力和就業能力。以下是我校針對化學專業人才培養實踐教學模式改革研究的一些具體舉措與成效,希望能給同行們提供一些有價值的借鑒。
一、傳統的化學專業實踐教學模式的局限性
化學教學分為理論教學與實踐教學兩大部分。尤其是實踐教學部分即化學實驗,是鞏固化學專業學生理論知識和提升實驗技能的重要組成部分,是直接關系到學生是否能適應就業的重要培訓課程。傳統的化學實驗教學,多數實驗仍為單一性實驗,大型綜合性實驗相對缺乏。由于各實驗之間基本相互獨立,各模塊知識條塊分割,學生缺乏整體和系統的認識和理念。在今后的工作中,很難把所學知識聯成一體、融會貫通,碰到復雜的問題難以拿出切實有效的解決辦法。另一方面,一些實驗內容與工作實際存在脫節現象。這是高校存在的一個較為普遍的現象。由于大學較為注重開設鞏固基礎理論知識的基礎實驗,而忽視一些實用性強的專業實驗,使得部分實驗出現與現實工作實踐脫節的現象。一些大學生在就業后短時間內難以很好地將專業知識運用到工作之中,從而導致人們對于大學知識實用性的質疑。其實問題的根源之一是大學沒有做好引導學生適應就業前角色,沒有讓學生置于一個相對真實的職業環境中來提升自己的能力,特別是實踐能力的工作。為了提高教學質量,增強學生的應用能力、創新能力和競爭能力,對化學專業人才培養的實踐教學模式實施改革勢在必行。
二、構建有效的就業導向型化學專業實踐教學體系
就業導向型實驗,是新形勢下大學實驗改革中的重要實驗模式。它是將大學生置于一個模擬的職業環境中,在大學生掌握已有專業基礎知識和實驗技能的前提下,以解決實際問題為目標,與指導老師共同完成的具有互動性、開放性的實踐活動。長期以來,此類模式的實驗教學在高職院校實行較多,而且取得了明顯的成效。就業導向型實驗的鮮明特點是:實驗與今后可能從事的職業密切相關。它取材于相關專業企業中遇到的問題,將學生置于現實崗位的情景之中,能夠激發學生的分析、創造、綜合能力,并鞏固和拓展學生的專業知識和技能,對于培養具備綜合競爭實力的化學專業學生大有裨益。就業導向型專業實驗特別適合于化學高年級學生將學習過程融入將來可能的職業崗位之中,在“學以致用”的目標導向之下自主地提升自身專業素養,提升自己的就業競爭力。我校近幾年來大力推動化學專業實驗教學改革,通過校企聯合辦學來提升大學生的實踐應用能力。不少來自企業的技術難題即是專業實驗中鮮活的題材。我們選擇其中一些難度適中的技術問題作為大學生就業導向型實驗素材,逐步建成了有特色的專業實驗體系。根據已有的基礎化學實驗,結合重點建設的藥學學科,自2009年起陸續開設了一批藥物化學專業實驗。主要是將化學知識應用于藥學實踐中,這樣既可以拓展化學專業學生的視野,又可以鞏固相關基礎學科的知識和實驗技術。以有機化學為依托,開設了藥物化學實驗;以分析化學為基礎,開設藥物分析實驗;以物理化學為基礎,開設了藥劑學實驗;并綜合各學科開展了綜合型實驗。通過幾年的探索與實踐,我們開設了如下幾種類型的實驗,大大地提高了學生的實踐技能,取得了良好的教學效果。
1.延伸性實驗。延伸性實驗是以原有實驗為基礎,將實驗方法或技能進行“移植”的實驗類型。如:在本科生前期化學實驗中,開設計算分光光度法同時測定磺胺嘧啶與甲氧芐啶的含量這一實驗。為培養其知識遷移能力,要求學生設計阿司匹林-水楊酸體系不經分離同時測定雙組分含量的實驗方案,并驗證方案的科學性與可行性。阿司匹林由于工藝或貯存的問題可不同程度地降解為水楊酸。計算分光光度法是解決這一問題的有力方法之一。利用原有實驗的基礎,延伸其應用,可逐步提高本科生實驗技能的遷移能力。
2.遞進式實驗。遞進式實驗是以原有實驗的基本技能為基礎,進一步考察學生自我學習和獨立解決問題能力的一種實驗類型。如:在原藥物化學專業實驗中,學生已做過軟膏劑的成型工藝。某藥廠要做一個水溶性不佳的藥物組份的軟膏,要求學生根據所學知識來解決這一問題。這一實驗屬遞進型實驗。學生不僅要掌握軟膏成型方法,還要進一步解決其水溶性的問題使之均勻分布于軟膏之中,這比原有實驗更進一步。又如:某藥廠一個有上市前景的藥物制劑中某揮發性藥材在顆粒劑制備工藝中損失較大,達不到含量要求。要求學生根據所學知識來解決這一問題。這亦是在原有實驗技能基礎之上進行的遞進式實驗。這些實驗來源于藥廠的現實問題,是鍛煉大學生思維能力的良好素材。
3.問題導向性實驗。問題導向性實驗來源于藥廠生產現實中的問題,適合于培養本科生初步的分析、解決問題的能力。下面這一案例來源于某藥廠科研人員的一個技術問題。有一個緩釋片,用紫外可見分光光度計來檢測4個小時累計釋放量,實驗員在測定時,溶出度總是超過100%。這顯然是不合理的。問題出在哪里?試根據所學藥學知識解決上述問題。溶出度不合格,既可能有檢測的問題,也有可能是來自輔料的問題。問題的解決需要綜合運用所學知識查閱相關資料,不斷試驗。又如,某制藥廠生產的對乙酰氨基酚片劑硬度總是不達標。如何解決?這需要學生運用已學的藥劑學知識,結合自己的思維,逐步排查問題、解決問題。此類型實驗可大大提高本科生解決問題的能力。
4.創新設計型實驗。創新設計型實驗主要是在一定實驗技能和科研設計思維的基礎之上建立的、以學生為主體的、體現綜合能力的實驗項目。在調研企業中現實存在的問題的基礎之上,通過老師與學生的共同努力來完成。例如,某制藥企業生產利血生(噻唑烷類結構)片,要求建立一套質量評定方法。這就要求學生在藥物化學、藥物分析及藥劑學的專業知識基礎之上,通過科學設計來完成。首先,分析藥物合成過程中可能產生的雜質,需要藥物化學知識;其次,建立分析方法,需要分析化學和藥劑學知識,這樣才能迅速去除干擾測定的輔料,使之準確度更好。在分析方法的選擇上,可不考慮方法之間準確度、精密度之間的差異,以便能開發出適合準確、精密、快速檢測的切實可行的方法。此類實驗所需時間較長,一般分若干次完成。由學生進行團隊合作,合理分工,既鍛煉了學生的實驗能力,又培養了團隊合作精神。
我們開設的就業導向型專業實驗既有相關性,又有一定的層次感,可將學生由淺入深、由簡單到復雜進行訓練。近幾年來,共開設各類就業導向型實驗二十余項,幾百名本科生得到了全新形式的訓練。由于實驗全部取材于企業中遇到的問題,就業導向型實驗在基礎實驗與學生今后可能從事的工作之間架設了一個橋梁,實現了基礎知識與技能向應用實踐能力的轉化,對就業能力的提高有直接的幫助,可望為化學專業應用型人才的培養做出貢獻。
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關鍵詞:重復提取理論;無機化學;編碼和提取;學習績效提升
卡皮克重復提取理論是美國的研究者Karpicke[1,2]在“提取過程對學習的促進”研究中得出的理論成果,他認為重復提取比細化學習更能促進學習的發生和記憶的保持,“信息編碼”是將信息存入大腦的學習過程,“信息提取”是回憶存入大腦中的信息,并能用語言輸出的過程[1-3]。筆者根據對徐州工程學院化學化工學院應用化學專業2011-2012級學生學習無機化學的學習情況的調查結果,以及學校的教學要求,以提高無機化學的教學質量為宗旨,在2013-2014級應用化學專業的無機化學教學過程中注意教學方法轉換,在課堂教學過程中滲透“卡皮克重復提取理論”,以提高學生對無機化學的學習興趣和課堂參與度。通過實踐對比平行班的學習成績得出結論:卡皮克重復提取理論更有助于學生的信息“編碼和提取”,在無機化學原理和元素化學教學中均具有可實踐性,有利于提高課堂教學質量,學生學習績效明顯提升。
1確定用對比分析法考核“卡皮克重復提取理論”的教學實踐效果
1.1確定“重復提取”理論實施過程中的不變因素
(1)筆者一直擔任徐州工程學院應用化學專業的無機化學教學工作,且致力于提高無機化學的課堂教學質量,積極進行教學改革實踐。其他專業的無機化學教學工作由其他教師承擔,但具有相同或更高的職稱/學歷,不會因為任課教師的教學水平導致對比誤差。(2)同一年級的應用化學專業的學生在入校分班時被平行分班。平行班學生的學習能力和化學知識背景相似,學習的接受能力相近。同年級中應用化學專業和化學工程與工藝專業對專業基礎課的要求一致,且高考錄取分數線相同,并有相同的科目等級要求。不同年級的學生背景之間差異性不容易比較,但是應用化學專業學生在入校的錄取分數上均為二本分數線上3-5分,因此可認為同年級不同專業,以及不同年級的應用化學專業學生的學習背景相近。(3)在理論實施的過程中,進行定量考核實施效果所用試卷題目有區分度,但歷年來應用化學專業的期末試卷的難易程度相當。由于大學的教學課程原則上一個專業只開設一次,為了比較該理論在教學實踐中的可實施性,我們選擇從相同/相近專業的平行班進行比對分析。
1.2定性分析重復提取理論的可適性
在徐州工程學院的無機化學教學大綱中,課程內容分兩個學期進行,無機化學上下冊分別對應的教學內容是化學原理和元素化學。筆者將重復提取理論指導教學過程的班級視為實驗班,以普通教學指導教學過程的班級視為平行班。首先選擇在元素化學教學中進行重復提取理論的實踐應用,根據學生在實踐教學中的表現和配合度,確定了該理論的可適性。然后再將該理論用于邏輯性強、理解為主的化學原理教學。
1.3定量分析重復提取理論對學生學習績效提升效果
將期末考試成績作為量化標準,通過對比分析實驗班與平行班的期末考試成績,包括知識點得分率的數據,確定重復提取理論在元素化學和化學原理教學中的效果,得出重復提取理論在無機化學教學中是否具有可實施性。
2圍繞卡皮克重復提取理論在無機化學教學中的實踐開展的教學研究
2.1常見教學改革指導下的元素化學教學方法的改進與實施
采用普通教學改革實踐指導2012級應用化學專業1、2班(下文簡稱“12應化1、2”,其他年級同)的元素化學教學,通過運用常規教學方法、教學理念,提升課堂教學的教學質量。主要體現在以下幾方面:(1)注重理論和實際應用相結合。在課程講解過程中注意舉例與生活相關的練習,增加學生的學習興趣和好奇心;同時也要引入最新的科研動態和專業知識前沿,培養和提高利用理論分析和解決實際化學問題的能力,從而激發和調動學生學習元素化學的興趣和熱情[4,5]。(2)教學中體現“三分教七分學”中“學”的主動性和自覺性。不但要在教學過程中注重教師的教學方法、教學模式要與教學內容相匹配,同時引導學生自主學習的習慣,培養學生的自學能力。(3)注重利用化學原理解釋元素化學中的知識點,從多個相似的“個案”中找“規律”。簡單而言,就是在教學過程中教師引導學生將化學原理的知識與元素化學的知識聯系起來,要利用化學原理解釋現象。
2.2卡皮克重復提取理論在元素化學教學中的教學實踐
2.2.1確定理論實施對象和重復提取的內容第一,選擇13應化2為實驗班,是由于學院的教學任務實施規定我擔任應化專業的任課教師;第二,確定元素化學教學作為卡皮克重復提取理論實施的內容,是緣于元素化學中記憶性內容較多,零碎的記憶片段是學生容易遺忘,或者容易混淆的。同時又因為元素化學的教學內容相對簡單,學生容易理解和掌握知識點。2.2.2重復提取理論的元素化學實踐教學結果比較表1為徐州工程學院化學化工學院12應化1、2,13應化1、2在元素化學期末考試中的情況分析。在元素化學的教學中,13應化2為實驗班(運用重復提取理論指導教學實踐),13應化1和12應化1、2為平行班(運用普通教學改革方法指導教學實踐)。通過橫向和縱向比較表1的數據,實驗班的高分數段(>80)人數明顯多于平行班;平行班的3個班級中在各分數段的人數相差無幾。與之相對應的實驗班的不及格人數也大為減少。這個結果初步表明該理論在元素化學的教學過程中具有能動作用,能夠促進和提高元素化學的課堂教學質量。
2.3卡皮克重復提取理論在化學原理教學中的教學實踐
通過卡皮克重復提取理論對元素化學的教學提升效果,以及該理論在實踐中總結的經驗,我們將該理論用于原理性強、理解能力占學習主導的無機化學原理教學。以2014-2015學年第1學期同時學習無機化學原理內容的14應化1、2和14化藝(化學工程與工藝專業)1、2為研究對象,其中14應化2為實驗班,其他班級為平行班。表2和表3給出了4個班級在期末考試中的成績(各分數段的人數占班級總人數百分比,以及不同題型的得分率)。通過平行班與實驗班的數據對比分析得出:第一,實驗班的高分數段人數明顯高于其他3個班級,且不及格人數也顯著下降。第二,實驗班在各考查點的得分率均高于平行班,且在計算題和選擇題的得分上占有領先優勢。結合表2和表3的數據,從考查題型的得分率分析卡皮克重復提取理論對無機化學原理教學的提升,體現在:第一,就基礎知識的掌握情況而言,重復提取理論的“編碼”過程有助于學生鞏固大腦中的存儲信息,并靈活提取“編碼”、解決相關問題。第二,在提高題與難題的靈活性考查方面(如計算題和簡答題),重復提取理論有助于銳化試題的區分度,在發掘學生思維廣闊性和全面性的同時,更是提高了學生水平的區分度,為學有余力的學生在理論研究時提供深入的空間。第三,在有意識地重復提取理論教學的知識灌輸下,學生對信息的“編碼和提取”切換模式更加靈活,避免了對考題模棱兩可、無從下筆的情況,高分人數增多。
3卡皮克重復提取理論在無機化學教學實施過程中的契合路徑
3.1選擇適當的提取方式
所謂重復提取是大腦中儲存信息的互相交換,并能以語言或者文字的方式表達出來。在教學過程中,需要施教者(教師)“因材施教”地根據授課內容和知識授體(學生)的學習背景和學習能力選擇合適的提取方式。在選擇提取方式上應該注意:(1)注重知識授體的知識接受能力,根據其學習接受能力的強弱,靈活選用合適提取的內容和方式。(2)在注重知識授體對信息的“編碼和提取”的同時,不能忽略施教者的“信息輸出”過程。相對而言,學生的“信息輸入”過程(即編碼過程)比施教者的“信息輸出”更利于培養學生的學習能力。(3)留有“知識空隙”的教學過程,有益于刺激學生對“未輸入信息”進行編碼或“未來信息訪問”的渴求。這里的“知識空隙”是需要教授的知識點,亦是學生可以經過思考、研討、查閱文獻后獲取的知識。(4)重復提取的方式與提取時間或提取間隔有聯系。比如,學生在學習高中時從未接觸過的新知識點時,第一次提取需要注重原理或概念等基本知識;在第二次提取的過程中可以增加靈活、通過動腦思考可以回答出來的問題;第三次提取可以利用理論和實際相結合的知識點進行。對接受能力較好的學生而言,可以直接進行上述第二、三次的提取。提取的形式以有利于學生循序漸進的掌握教學內容為目的。
3.2重復提取≠重復考試
(練習),要進行有信息反饋的重復提取傳統意義上的重復提取可能意味著重復學習與重復考試。在筆者所在的學校,部分教師采取傳統的講授法完成教學進度,學生多通過重復學習的方式強化大腦進行“信息編碼”,教師通常根據練習題來檢驗學生掌握知識的情況。練習相對來說是一種缺乏知識廣度、經不起實踐考量的學習方式。根據卡皮克等人的研究結果顯示,有信息反饋的提取比重復學習更能促進保持記憶[1-3],即有意識的提取模式(注重回想練習)更能促進記憶保持。因此我們在該理論的實踐過程中注重反饋提取結果,讓學生知其然并知其所以然。就學生而言,學生往往會忽視對學習有實際促進作用的因素。一方面,在傳統的教學方式下,部分學生模糊了學習的本質,純粹為了應付考試而學習,漠視知識渴求;此時,即時地增強學生聽課的目的性成為提高知識吸收效率的有效手段,利于對知識的深入理解和運用。另一方面,也是絕大多數學生忽視的,他們往往不善于掌控課堂的節奏,在施教者創造的“提取環境”中無所適從,或毫無察覺。因此如何更好地調試學生記憶庫里“存儲的編碼”就顯得尤為重要。重復提取理論恰恰可以在這種境況中發揮它獨特的魅力——在較短的時間內幫助學生有導向性地“檢索編碼”,以順利“提取信息”。教學方法是隨時體現重復提取過程的最佳選擇途徑。筆者在實踐中意識到,在啟發式教學、探究式學習、協作式學習的過程中都包含多種“提取”活動。此外更要注重在傳統講授式教學中注入“提取”的成分,讓學生的大腦皮層處于活潑、興奮的狀態,有利于提高學生的學習和記憶效果。
3.3確定重復提取的時間間隔
提取的時間間隔是指在兩次提取測試之間的時間間隔,有擴展型提取(在提取練習中逐步加大重復測試之間的時間間隔)、等距型提取(在提取練習中保持相同的時間間隔)和收縮型提取(逐步縮短測試之間的時間間隔)[5]。在我們重復提取的教學過程中,主要采用了擴展型提取完成提取目標。通常在新內容講完以后的次周對已學知識點進行回顧和分析,在學完該單元后會進行第二次的提取過程。第三次的提取是在后續學習過程中,根據教學內容,積極創造“提取”機會。重復提取的內容是知識單元需要掌握的知識點和重點,以及在實際生活、生產中的實踐或應用。
3.4創造提取機會[5],促進意義學習
通過筆者運用重復提取理論進行教學實踐的過程來看:第一,重復提取理論在課堂教學中應用的核心是施教者的引導,施教者在教學中的主導地位不容忽視。第二,鋪設學習情境設計,有利于創造“提取機會”,能有效加深理解判斷,使學生無意識地參與知識的“編碼和提取”。第三,學生有先入為主的知識訴求和學習目的,能促進知識的“編碼和提取”。筆者認定教學實施過程是上述過程的綜合運用,亦與施教者的教育理念、授體的知識背景息息相關。在重復提取理論的實踐過程中,我們注重“用已學的知識點”解釋或理解“新知識”。施教者在積極創造條件讓學生“提取信息”過程中,要根據授課內容的難易程度和知識授體的接受能力及時調整提取方法和提取信息,以達到教學“輸出舊信息——輸入新信息”的目的。即便在提取的時候出現學生遺忘學習內容的情況,但是通過提取活動可以讓學生意識到自己沒有掌握的知識點,提供一次查漏補缺的過程。舉例如下:(1)在新學習氧化還原平衡的原電池電動勢理論計算的內容時:恒溫恒壓-能自發進行的-氧化還原反應-設計成原電池,如何根據已經學習的熱力學數據計算出原電池的電動勢?第一,積極引導學生從已知條件中“提取信息”。A.從“恒溫恒壓-能自發進行的反應”中檢索信息,學生提取的信息為:已經在熱力學部分講過的“判斷反應自發進行方向的判據-自發進行的反應,其吉布斯自由能變小于零(∆G<0)”。B.“氧化還原反應-設計成原電池”意味著在這個過程中有電流通過,也就是說系統做電功(非體積功);進一步引導學生提取信息:“對于電功的計算方法:電池的電動勢與電路通過電量的乘積(W電=EQ=EnF)”。第二,教師及時進行“信息輸入”。“根據熱力學原理,在恒溫恒壓條件下,反應系統吉布斯自由能變的降低值等于系統所做的最大有用功”,學生則即時地進行“信息編碼”。第三,學生根據“編碼和提取的信息”,得出通過反應的吉布斯自由能變計算出原電池的電動勢的方法:∆G=-W電=-EQ=-EnF。(2)在后續的幾個學時繼續學習“判斷氧化還原反應進行的方向”時,教師可以根據教學內容及時創造“提取環境”,使學生積極“提取信息”,判斷反應進行方向。根據∆rGm=-EnF=nF(E+-E-):∆rGm<0E>0E+>E-反應正向進行∆rGm=0E=0E+=E-反應處于平衡態∆rGm>0E<0E+<E-反應逆向進行通過卡皮克重復提取理論在無機化學教學過程中的教學模式探索,在進行了該理論實施前后的教學效果對比后,我們分析得出卡皮克重復提取理論可以有效提高無機化學的教學質量,同時也發掘了學生更多的學習能動性,在量變的學習方法下促成質變的進步和飛躍。筆者真誠希望通過無機化學教學實施過程中卡皮克重復提取理論的實踐經驗能給其他課程的教學實踐提供借鑒和參考,以希望教育同行們可以在各類課程的教學實踐中運用重復提取理論,提高課堂教學質量。
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隨著我國高等教育改革的不斷深入,復合型、創新型人才培養越來越受到重視,本科教學已經不再是單純的專業知識傳輸,而是對知識、素質、能力等方面的綜合培養。化學學科作為一門中心科學與應用型科學,與物理學、材料學、生命科學等多種學科相互交叉、相互滲透,已成為許多高校非化學專業學生的一門重要的基礎課程。通過《大學化學》課程的學習可以幫助學生掌握必需的化學基本理論和基本技能,能運用化學的理論、觀點、方法審視公眾關注的材料、能源、環境保護、生命科學、國防、醫藥衛生、資源利用等熱點問題。在知識經濟快速發展的今天,加強大學化學課程教育,培養具有一定化學基礎知識和應用能力的學生是非常必要的。它順應了教學改革的要求,有助于提高學生的綜合素質,增強學生在就業市場上的競爭力,拓寬學生的人生發展道路。而《大學化學》課程教學模式改革是一個系統而漫長的過程,如何盡可能的調動所有有益教學的因素,充分利用教學資源,為培養創新型、復合型人才服務是許多教育工作者關心的問題。在此背景下,許多高校針對《大學化學》課程進行了諸多有益的嘗試,包括從教學內容、考試模式、活力課堂建設和實驗教學等方面進行的教學改革,這些對培養學生的創新意識、探究能力和動手能力,提高教學效果等方面都提供了有益的經驗。本文將針對我校材料專業的《大學化學》對人才培養的要求等特點,結合多年的高校一線教師的授課經驗,就大學化學課程設計、教學理念、教學方法等方面的教學思考,淺談如何以學生為主體,提高《大學化學》課程教學質量。
二、前沿問題
大學化學是一門中心性和實用性的學科,作為一門自然科學基礎課,是培養大學生的基本素質課程。國內各高校根據不同的非化學專業的需要開設的基礎化學課程也各不相同。主要有大學化學(或普通化學、應用化學)、無機化學、有機化學、物理化學、分析化學及相關實驗課程等。因此《大學化學》這類課程的開設目的,并不是培養化學家,而是旨在使相關專業的學生對化學學科有較為全面的了解并初步掌握化學領域內必需的基礎知識,為后續課程和各自專業課程的學習打下堅實的基礎,這與化學專業的化學教育有很大的不同。因此,在進行教學時應根據授課對象的專業背景對教學內容進行合理取舍和調整,使其能與學生的專業結合起來,使學生了解到所學內容能為其所用,從而調動其學習積極性和主動性。對于非化學專業的學生來說,他們既要掌握豐富的化學科學知識,涉獵有關化學的前沿領域和歷史動態,掌握與化學基礎知識和基本能力有關的各專業學科的相關知識,學習任務相對教重。那么如何激發學生的學習動力、提高大學化學課程的教學效果,在有限的教學時間把學生教好,是每位大學化學老師要面對的一個亟待解決的問題。另外現有的該課程設置在各大高校中主要是理論課,而無配套實驗。實驗教學是化學教學的重要組成部分,是非化學化工專業學生將化學理論與實際相結合的為數不多的途徑之一,在學生能力培養方面具有不可替代的作用。但實際情況是,大學化學課程學時通常較少,根本無法開展實驗教學。這些問題的存在,一定程度上會挫傷學生的學習積極性和主動性。以上諸多問題都是現在化學課程開展中的不利方面,因此大學化學課程的改革是十分必要的。
三、教學過程的思考
非化學專業與化學專業的化學教育有很大的不同,因此任課教師在進行課堂實踐教學時應十分明確教學目的和任務,在進行教學時應根據授課對象的培養目標及專業背景等特點對教學內容進行合理取舍和調整。既能有利于學生科學素養的綜合提高,又能為后續專業課程學習提供一定基礎。因此面向非化學專業的大學化學課程重點在拓寬學生們的知識面,注重對整體化學體系的把握和觀察,而不是僅局限于某個理論的詳盡解釋或某一復雜化學問題的計算等,在給學生們提供基礎理論知識之時要注重學科交叉融合及前沿動態。本文認為:“突出重點”、“改進教學方法”、“注重實踐”為達到非化學專業的《大學化學》教學模式改革目標的有效途徑。具體內容如下:
1.突出重點,適當把握及精選《大學化學》教學內容大學化學課程的內容選自四大化學(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學),內容多、滲透性強,這對學生的知識結構及對學習提出了較高的要求。此外該課程理論性和實踐性都很強,可以說它既是一門基本理論學科,又是一門以實驗為基礎的學科。在教學內容上,如果試圖全面詳盡給學生提供化學各學科基礎知識及嚴謹理論計算,很容易使非化學專業的學生進入一種“云深不知處”的學習狀態,對于并非立志從事化學的學生來說,他們可能還沒領略到化學之美就只被鋪天蓋地的化學知識給掩埋了,給學生的印象也就成了知識的堆砌。這時何談學習的樂趣及動力呢?因此應結合學生專業特點及人才培養的目標,對教學計劃、教學內容作相應的調整。筆者所處的化學教學是面向無機非金屬材料專業學生開設,因此在教學過程中對大學化學的基本教學內容進行適當取舍,包括調整后的內容能使得學生可以整體把握大學化學的學科脈絡,但對某些復雜的化學計算部分,比如化學平衡的各種計算,進行了淡化處理,引入前沿科技或應用領域時加強與后續課程的銜接和聯系,介紹一些現代化學的前沿領域或教師本人的科研課題,并適當圍繞智能材料、納米材料、液晶材料、新型陶瓷材料、光電轉換材料等新材料的結構性能及應用進行闡述。以此開闊學生眼界,激發學生的學習興趣。
2.改進教學方法,培養學生的自主學習能力教學方法是促使教學內容內化為學生素質的手段,起著導向、中介和內化的作用,不同的課程內容要和相應的教學方法匹配對應,才能相得益彰。近年來各高校通過開展討論,推行多媒體教學和啟發式、講座式教學,教學效果有所提高。在本人的教學過程中,通常針對不同的教學內容,采取不同的形式組織課堂教學。例如物質結構基礎這部分內容較抽象,往往多引用模型和多媒體技術等現代教學手段為主。例如元素和化合物性質這部分,因為大多學生高中時學過相關知識,因此可以由學生自學,組織課堂討論,教師引導答疑。例如表征體系混亂度的“狀態函數—熵”時,多延伸舉例各種體系從有序到無序的傾向性案例,利用認知心理中用已知經驗去理解未知事件的心理行為,幫助學生們快速拉近與新知識的陌生感和距離感,從而深刻理解該部分概念。在教學的同時不要拘泥于原有框架,應鼓勵學生有新思想和新見解,培養學生開拓未知領域的興趣,也有利于課堂氣氛,提高課堂的教學效率。
3.注重實踐,加強實驗教學,提高創新技能化學是以實驗為基礎的學科,化學學科的魅力在于其生動及復雜多變,具有強烈的視覺效果及生動感。通過實驗可以把書本學習中的復雜科學理論和嚴謹的化學語言進行生動再現及驗證,同時實驗過程也是培養學生嚴謹求實的科學作風、動手能力和創新精神的重要手段,所以我們應為學生提供更多的實驗動手機會。具體實施中,應增加該類課程中的實驗學時,利用各自學校的化學實驗室為學生們提供實驗條件。相應設計配套實驗內容,包括基礎實驗、綜合實驗、開放性實驗。基礎實驗和綜合實驗面向全體學生開放,主要是對學生進行基本實驗技能訓練和綜合能力的培養,加深對理論教學的理解。開放性試驗面向部分學生開放,主要形式以學生自學和獨立實驗為主、教師輔導為輔,鼓勵他們勇于探索與創新,主要是對學生的動手能力和創新精神的培養。對于非化學專業學生們來說,受條件制約,這方面還有很多工作可做。但實驗教學對于提高教學效果,改變教學模式,帶動學生學習化學的積極性,改變傳統教學內容中封閉被動的模式,向開放型、主動性模式轉變,都具有極大的作用。
四、小結