時間:2022-10-04 13:05:00
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篇非化學專業,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】非專業 物理化學 改革
隨著科學技術的發展,許多和化學相關的非化學專業,如環境、生物、材料、能源等在課程的開設中,有關化學學科課程的設置占有重要的位置,其中隨著物理化學與各學科之間的交叉與日俱增,許多高校為非化學專業的本科生開設了《物理化學》課程,希望學生通過對物理化學的學習,能夠基本掌握物理化學的基礎理論和研究方法,學會利用物理化學的理論和方法來解決科學和實踐中化學問題。物理化學的學習不僅為學習專業課打下堅實的基礎,更能通過課堂教學和實驗教學的訓練,拓寬學術視野、提高學生的邏輯思維能力和創造能力。物理化學實驗是物理化學教學中不可缺少的一個重要組成部分,但是大部分高校非專業《物理化學》課程的培養課時少,以本校為例,非專業物理化學實驗學時一般不到20個學時,學生無法進行系統的物理化學實驗的鍛煉,大部分學生在實驗過程中不能和所學習的理論知識有機結合起來,所以通過對實驗類型、實驗內容及實驗教學方法的改革切實關系到學生對物理化學掌握和理解。本文結合近年從事為非化學專業講授《物理化學》課程的教學經歷及學生在實驗過程中提出的中肯建議,總結出幾點體會,與大家一起分享,并希望能對其他課程實驗的開設提供有益的的幫助。
一、精選實驗內容
針對非專業物理化學實驗學時較少的特點,對物理化學的實驗教學內容一定要精辟,應考慮一下幾個因素:
1.注重學生實驗基本技能的培養
在物理化學實驗內容的安排上,盡量能讓學生在實驗過程中進行一些基本的實驗訓練,比如:氣體鋼瓶的使用、恒溫條件的控制與調節、電化學測量技術,簡單相圖的繪制等,學會使用常用的儀器設備,如能分別不同氣體的鋼瓶并會使用、貝克曼溫度計、阿貝折射儀、沸點儀等,培養學生良好的實驗和儀器操作習慣,這是實驗能夠順利、有效進行的關鍵因素。
2.充分結合理論教學內容
物理化學實驗內容的確定必須緊密結合理論教學內容,這樣能是學生在理論和實踐之間進行有效的結合。但是有限的實驗學時內對實驗內容的選擇面臨幾個問題:怎樣能在有限的幾個實驗中涵蓋更多基本的實驗操作項目、那些實驗為重點、開設那些實驗更有利于學生能力的培養和對物理化學理論原理的掌握。在物理化學實驗內容的安排上應考慮理論教學體系的組成,從熱力學、動力學、電化學、表面化學等幾個體系組成部分分別選取必做的、代表性的實驗項目進行實驗。若學時允許,實驗內容應涵蓋每個體系;如果教學計劃學時不允許,應根據學生所在學科的特點進行權衡。比如本校材料學院的學生,物理化學中相平衡基本知識的學習能有效幫助學生對材料加工中相轉化的理解,相平衡實驗項目的選擇對學生的專業學習起到關鍵作用。
3.將基礎實驗和綜合性實驗有機結合
基礎實驗能培養學生良好的實驗素質,熟練的操作技能;綜合性實驗則培養學生設計和統一的能力,把基礎實驗和綜合性實驗有機結合起來對物理化學實驗的改革起到關鍵作用,對學生的基本和綜合能力的培養有關鍵作用。如電化學實驗項目設置時,可將電池電動勢測定難溶鹽的溶度積和測定電解溶液的活度系數統一成一個實驗,實驗內容涵蓋鹽橋的制備、電化學測量一起的使用、電解池的連接、恒溫的調節和控制等、克服單個實驗開設的單一性,并能讓學生掌握電化學的理論知識。
二、創新實驗教學方法
多年來物理化學教學模式基本形成一種定式,實驗教材上涵蓋有實驗目的、要求、基本原理、操作所需的基本儀器并介紹實驗的方法和步驟;教學方法上采用學生對實驗進行預習,學生進入實驗室教師對實驗教材中的各部分內容進行講解,重點講述實驗原理、實驗步驟及實驗過程中的注意事項,對部分生疏的實驗儀器進行演示。傳統教學模式存在的缺點是學生在對實驗的預習并沒有認真對待,在實驗的操作過程中只是一種簡單的模仿,實驗數據的記錄和處理包括完成實驗報告整個過程沒有興趣。創新實驗教學方法要結合以下幾點
1.把實驗帶進課堂
物理化學作為非化學專業的一門必修課,學生對物理化學理論知識的學習非常重視,所以把實驗教學的部分內容,比如實驗原理,實驗方法等內容帶進課堂,盡量以課堂習題的形式出現并外延相關的實驗方法,讓學生在課堂上即學習了物理化學的相關理論,進行了適當的課堂習題練習,同時對怎樣采取適當的實驗方法獲得相關的數據進行初步認識,學生們體會到理論與實踐的有效結合,對理論體系的掌握也提到積極作用。這樣學生在進行實驗預習是能輕松總結出實驗進行的關鍵因素,進入實驗之后教師只要簡單講解和演示,學生就能馬上領悟。比如熱力學部分我們設置的實驗為萘燃燒熱的測定,那么課堂習題練習結合定容體系下萘燃燒的計算(恒容熱)并和恒壓熱進行聯系,引申提問該怎樣去獲取燃燒熱的實驗數據,我發現學生的積極性高,進入實驗室后學生對各部分操作能有效統一起來,實驗能有條不紊的進行。
2.把主動性還給學生
很多教師在實驗過程中總是用心講解、細心演示、耐心指導,但真正讓學生去做的時候發現還是一塌糊涂,所以總是抱怨學生怎么不按照演示的操作。在學生養成良好的實驗操作習慣的基礎上,只要對生疏的實驗儀器簡單的演示,把主動給學生,這樣才能激發學生的興趣和解決問題的能力。比如最大泡壓法測定表面張力的實驗中,我把毛細管可能不冒泡的問題留給了學生,結果發現大部分同學在實驗過程中能對問題可能產生的原因進行總結,在處理問題時能做到不急躁。
3.演示正確處理實驗數據和撰寫實驗報告的方法
實驗數據的處理和實驗報告的撰寫體現了學生分析問題,解決問題及成功展示自己成果的能力。本科階段實驗報告的撰寫一般會給出現成的實驗模板,即使這樣,教師也應該給出一份撰寫規范的實驗報告給學生演示,讓學生自己去分辨高質量實驗報告能告訴給別人的信息量,讓學生體會到成功展示自己勞動成果的自豪感并給學生提供可行的方法。實驗數據的獲得首先要真實,對學生要反復強調客觀記錄實驗數據和現象的重要性,在實驗過程中學生遇到問題總會問“老師,我的實驗數據對不對”這樣的問題,我覺得應該反問他“你的實驗操作是不是正確?你記錄的數據是不是真實?”。最后,培養學生正確處理處理實驗數據和分析實驗結果的能力,完成一份有質量的實驗報告,告訴學生一份真實的,能說明問題的實驗報告是呈現在別人面前的最能說明你的實驗效果的證明材料,引起重視。
三、執行嚴格的考試制度
為了培養良好的學風,提高教學質量,應該擬定科學的實驗考試考核方法。實驗課程的考試應該包括兩部分內容:一是實驗理論的考試,一個是實驗操作的考試。對于非化學專業的物理化學實驗,實驗理論的考試可同物理化學課程考試同時進行;實驗操作的考試可采取抽查的方式進行。非專業物理化學實驗學時少,實驗項目安排較少,對實驗操作的考試一般流于形式或根本沒有,學生認為只要把理論課學好就行,引不起重視,實驗報告的撰寫潦草從事。若要物理化學實驗進一步規范,就必須執行嚴格的考試制度。
非化學專業物理化學實驗教學模式的探索不僅能提高物理化學實驗的教學效率,更為非專業其他化學學科的實驗改革提供依據。高校教學應能有效結合學生和前線教師的經驗,轉變教育觀念,探索出切實可行的非專業化學實驗的教學模式。物理化學實驗作為非化學專業重要的實驗課程之一,應不斷深入實驗教學改革,將專業性質和課程性質有機的統一起來,探索一條能有效培養學生實踐和創新能力的實驗教學平臺。
參考文獻:
關鍵詞:非化類專業教學模式 改革 考核方式
中圖分類號:C41文獻標識碼: A
隨著科學技術的飛速發展,各學科間的相互滲透日益加深。新時期人才觀要求科技工作者應具備比較完善、合理的知識結構。對非化學化工類學生而言,化學課程是作為高等教育中實施化學教育的基礎課程,對完善學生的知識能力結構,實施素質教育具有重要作用,因此化學素質教育是高等教育中不可或缺的部分[1]。此外我校啟動了“卓越工程師培養計劃”,旨在培養和造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類復合型工程技術人才,卓越計劃涉及的多個非化類專業中均開設化學課程。原來非化學化工類專業基礎化學課程的設置單一,教學模式固定,造成課程與專業聯系不緊密。因此我們結合各專業的特點,因材施教,使化學和工程技術盡可能聯系起來,使學生在今后解決實際問題不僅用到化學知識,更重要的是運用化學的思維方法近幾年的實踐表明,非化學化工類專業課程改革取得了良好的效果。
1.課程體系改革
1.1 結合專業特點,優化、重組教學內容
優化、重組教學內容,改革目前各專業的單一教學內容,是課程體系改革的首要任務。結合專業背景,從培養學生科學素質、創新能力出發,以工程技術的觀點來組織教學。我校大學化學課程是由32學時的理論課和8學時的實驗課組成。在有限的學時中,如何盡可能的減小非化學化工類學生學習的難度,提高他們的學習興趣,是我們要解決的第一個難題。為此我們主要結合專業特點進行課程的優化重組,如:針對土木工程專業、道橋專業等增加金屬腐蝕、物質結構與材料性能等內容;針對安全工程專業增加化合物和化學反應的腐蝕性、毒性、燃燒爆炸性與安全相關的性質,并讓學生知道化學安全的重要性;針對新增的應用物理專業,突出電化學中原電池、電解池等過程中的物理知識,并結合手機充電這一過程激發學生學習興趣。
1.2 注重實驗教學,引入綠色化學概念
化學是一門實踐性極強的學科,實驗是實施素質教育、培養富有開拓創新能力的高素質人才的關鍵環節[2],對培養學生的動手能力和提高學生實驗技能的重要作用不言而喻。簡單的驗證性試驗內容偏多是以往的實驗存在的主要問題,這不僅浪費財力物力,也不利于學生創造性思維能力的培養。在實驗課程只有8學時的前提下,為滿足不同專業的實驗要求,我們采取設置多種類型的選做實驗項目,形成寓專業性和科學性為一體的實驗課程體系。 如增加貼近生活的測定性實驗――醋酸解離常數的測定、趣味實驗――洗發水的簡單制備實驗、綜合性實驗――碘酸銅溶度積常數的測定等。這樣既訓練學生化學實驗的基本技能和相關知識,又提高學生的興趣和動手、動腦能力。
同時還適時地將綠色化學的概念引入到實驗中去,使學生明白實驗進行時,也正在向環境排放著“三廢”,而且我們學生是首當其沖的受害者。因此,我們盡可能選擇對人體和環境無危害或危害小的實驗藥品。如過去的實驗中有用SnCl2與Hg2+反應來驗證Sn2+ 的還原性和 Hg2+ 的氧化性,后取消了該實驗內容,改為課堂演示實驗。另外要求學生養成良好的實驗習慣,如將有機廢液和含重金屬離子的廢液倒入回收瓶中等,細微之處見成效。
2.教學方法改革
無論教學方法怎樣改變,其目的都是一樣的,那就是提高學生學習興趣和教學效果。鼓勵教師改變過去傳統單一的“傳授式”教學法,運用啟發式、討論式、問題引入式等多種教學方法,滲透于每一節課程當中。注重理論聯系實際并使用多媒體輔助教學手段,加強課堂教學,調動學生積極性。
2.1上好第一節緒論課
對于非化學化工專業學生來說,很多學生認為自己的專業與大學化學課程聯系不大,學習這門課程用處不大,甚至覺得浪費時間。為改變這一觀念,我們教研室要求任課教師結合專業特點,認真上好第一節緒論課,因材施教,將學生領進門。如采取提問式和討論式教學方法讓學生討論一下衣、食、住、行方面與化學有關的例子,本專業為開設化學課程的必要性,化學在本專業中有哪些應用,則立刻引起了學生的熱烈討論。同時也給學生留下很多懸念問題,如常見的社會熱點問題――如何利用化學知識解決諸如汽車尾氣如何變為無害氣體, 如何除去重金屬離子污染的廢水中有毒的離子,為什么船底、橋樁、儲油罐的底部比上部更易遭受腐蝕,為什么海水比淡水的凝固點低等等。通過第一節緒論課,開闊了學生的視野,牢牢抓住學生的好奇心和求知欲,讓學生明白這些問題都會在學習本課程過程得以解決。同時讓學生明白能夠運用所學的化學知識解決哪些實際問題,增強學生解決實際問題的能力,同時也激發了學生學習化學的興趣。
2.2 注重理論聯系實際
如果只注重理論知識的講解而無應用方面的滲透,無疑會使學生覺得枯燥沒用,因此要改變重理論輕應用的教學方法,提高學生解決工程技術中的實際問題。比如在講解 “稀溶液的通性”時,采取問題引入式教學,聯系實際生活中常見的與化學有關的現象,提出問題:“在寒冷的冬天,淡水湖都結冰了,而海水沒有結冰,這是為什么?靜脈注射為什么采用0.9%的生理鹽水而不用其他濃度的?”只要留心,生活處處皆化學。最后讓學生根據化學理論分析,自己來解釋一下剛才的問題,學生一下子就明白了,并且掌握的更牢固。同時增添一些與現代化學及應用有關的最新科研成果內容,關注社會熱點問題,給學生引進化學的概念和知識,提高學生的化學素養和科學思維能力,突出大學化學課程的社會性、應用性。
2.3 使用多媒體輔助教學手段
多媒體教學已逐漸成為當前和以后教學技術手段的主流之一。我們大學化學課程全部采用多媒體輔助教學。與普通教學相比,多媒體教學的明顯優勢在于其直觀性、動態性、交互性,可重復性以及大的信息量和大容量。 大學化學課程內容多學時少,利用多媒體授課,首先節省了板書時間,而且屏幕清楚。其次多媒體教學圖文聲像并茂,多角度調動學生的情緒、注意力和興趣。對一些比較抽象的概念,利用多媒體不僅能“講清楚”,而且收到事半功倍的效果。如在講共價鍵的類型分為鍵和鍵時,學生不容易聽明白,借助多媒體動畫演示可輕松解決這一問題;通過一些演示實驗,實現了實驗內容的擴充,既擴大學生的知識面,又培養學生的探索、創造能力。另外學生的學習水平參差不齊,課下學生還可將課件拷走,方便復習和鞏固所學知識。
3.考核方式改革
課程考核是教學的一個極其重要的環節。它不僅是檢測學生學習效果的重要途徑, 也是檢驗教師教學效果的有效方法。為客觀公平的評價學生的學習情況,我們的考核機制是結合學校實際校情,從三個方面綜合衡量學生的學習效果:期末考試成績占70%,實驗成績占15%,平時成績(主要包括作業、出勤、課堂練習等)占15%。期末考試的載體是試卷,命題內容重視基礎知識及其應用,考察學生分析問題和解決問題的能力。實驗成績有其嚴格的考核標準,從實驗預習、實驗過程、實驗完成情況和實驗報告等幾方面綜合評定。
結語
結合專業特點,從課程體系、教學方法和考核方式等方面進行改革,理論聯系實際,既提高了學生的學習興趣和積極性,又使學生獲得了化學的思維方式去解決實際問題的能力。通過摸索和實踐,建立了適合我校非化學化工專業學生實際情況的課程體系,取得了初步的理想效果。
參考文獻:
關鍵詞:化學基礎課;教學法;實驗課
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)03-0181-02
隨著科學的發展和社會的進步,高校開設的專業也呈現出了多樣化的特點,基礎化學涉獵的領域也越來越廣泛。無論在基礎理論的研究中,還是在應用技術的研究中,化學的地位都不容忽視。高校中很多專業的學習,尤其是理工科專業,基礎化學是作為基礎必修課開設的,也是后繼專業課程的重要基礎,對于我們材料與冶金學院來說也是如此。但是,對于非化學專業來說,基礎化學安排的課時少,內容多。新形勢下,對高等學校教學內容和體系改革提出了更高的要求,這也激勵著我們對工科類專業基礎化學課程教學改革進行探討。如何提高課堂教學質量,使學生在有限的課時內學好化學基本理論知識,從而為以后專業課的學習打好堅實基礎,成為我們對非化學專業基礎化學教學改革的目標。
一、認真總結原有基礎化學教學體系的弊端
在過去的化學教學中,我們往往忽視了各門課程間的有機聯系,在教學中各行其道,使各課程教學出現重復或者漏洞,既影響教學質量,也造成學生學習興趣的下降。化學發展到今天,各個分支學科之間相互滲透、交叉和綜合,使它們之間的界限日漸模糊,原有的各行其道的教學方法已經不適合當今迅猛發展的科學技術及高等教育的要求。
工科院校的非化學專業基礎化學教學體系有無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等。這些教學體系的共同特點是較重視化學基礎理論的講解,用較少的課時講述較多的理論內容。隨著經濟及科技的發展各級專業人才對化學知識的需要將大大增加,因此,現行的教育體系及教育理念表現出了明顯的不足,具體表現為以下幾點。
新內容的增加和陳舊內容的淘汰不能很好地平衡,有的教材一味地增加大量新內容,而原有的及無用的內容又不能刪掉,致使學生在有限的學時內需要接受的知識量越來越多,這顯然無法體現課程在編排上精練、重點突出的原則。
化學是一門以實驗為基礎的課程,但是目前的化學課程的講授只是敘述性的描述某些實驗事實,而不讓學生自己動手驗證,最后造成學生僅有較充實的理論基礎但缺乏解決實際問題的能力。
討論課、答疑課和習題課的課時過少。幾乎所有的時間都用在了教師課堂上的講授,在有限的課時內接受這么多信息量的學生,難免會有很多疑惑和不懂的地方,這就需要老師利用較多的時間與學生進行討論,答學生之疑惑,解學生之難題。如果長時間不解決這些難題,越往后講課,學生的問題就會越積越多,越難聽懂,久而久之就會導致學生對這門課失去興趣,缺乏積極主動性,無法與老師滔滔不絕的講解形成共鳴。
二、“態度決定一切”,要使學生正確對待化學基礎課的學習
非化學專業學生很容易輕視化學基礎課的學習,他們往往會認為基礎化學與自己所學專業關系不大,大都抱著能及格就好的態度來學習這門課,上課的時候不認真聽講,或者干其他無關的事情,甚至于干脆逃課。殊不知,化學學科發展到今天,已經滲入到各個學科領域,包括生物、材料、物理等大多數理工科專業。如果能學好這門課程,會大大地幫助學生以后專業課的學習,達到事半功倍的效果。因此,作為老師,第一節課就應該向學生講述化學這門課的重要性,不能因為不是專業課就掉以輕心。多給學生講一些化學與其他學科的交叉的內容,還有與我們日常生活的聯系,尤其是要認真講解化學與學生所學專業的聯系,讓學生認識到其重要性,這樣就能讓學生形成良好的學習態度,這是以后學習的基礎。
三、充分利用多媒體技術,使課程形象化、生動化
目前,多媒體教學已經在各大高校得到普及,應用非常廣泛。多媒體技術可以使一些復雜、抽象的知識變得生動、形象、易于理解。我們在基礎化學的教學中也應該充分發揮多媒體的作用。首先,對于非化學類工科專業來說,基礎化學的學習一般都安排在第一學期,對于剛從中學階段的板書教學走過來的學生來說,多媒體教學對他們來說是比較有吸引力的教學方式。其次,對于非化學專業來說,化學本來就是他們不了解和不感興趣的學科,有了多媒體這種教學方式,加上制作精良,圖片、音頻、視頻等兼有的課件,就能激起學生的學習興趣。比如說在講雜化軌道、分子軌道這些理論時,單靠抽象的語言描述是很難理解的。但如果利用多媒體flash課件模擬原子核外電子運動和雜化軌道的形成過程,直觀的動畫效果就非常有利于學生理解。再次,對于大一新生來說,從高考的獨木橋擠進了大學的校門,對一切新事物本是帶著無限憧憬的心情的,但首次上課時老師快節奏的講課,大容量的知識的這種講課方式一下子會讓學生接受不了,心理會產生強烈的落差,學習興趣會下降,這時有了多媒體的教學方式會讓學生對待這門課不再那么恐懼和無聊,通過動畫、圖片逐步使學習興趣提升起來。
四、多進行一些形象的比喻,增強學生的記憶
化學課程的內容煩瑣,有的東西抽象難記,這時候如果老師能夠找到一些恰當的,生活中耳熟能詳的事物進行形象地比喻的話,就會讓學生對這個知識點留下深刻的印象。比如說,在有機化學中,有一個知識點是判斷一個結構的R、S構型,我們就可以以生活中常見的汽車方向盤形象進行比喻,方向盤軸的方向是對應的最小的基團。剩下的三個基團組成個圓圈相當于方向盤,如果從大基團到小基團的方向是順時針,那么就是R構型,反之逆時針則是S構型。又比如,在有機化學對應體這部分學習中,同學們很容易理解一堆對應體的概念,但是對于非對應異構體的概念卻不容易很好地理解,這個時候就不防伸出我們的左右手,這樣就是一對對應體,再在兩只手上分別夾起一只方向相同的筆,這樣一對非對應異構體就出來了,同學們也會很容易理解。這樣的例子很多很多,用這種方法既讓學生輕松地理解了,還能給他們留下深刻的印象,讓學到的知識不容易被忘記。
五、注重基礎化學和學生所學專業之間的銜接和聯系
許多非化學類工科專業與化學存在著千絲萬縷的聯系,學好化學基礎課為以后更好地理解專業課知識起到了很重要的作用。而且,這些專業的目的一般都偏向培養應用型人才。因此,在化學基礎課的講課中要注意它們之間的聯系。以我們學院的稀土工程、材料化學和復合材料與工程為例,這些專業都與化學密不可分,稀土本身就是化學的一部分,材料化學、復合材料也是以化學為基礎的,可以說是化學學科的一個分支學科。但它們都偏向應用型的專業,與純粹的化學理論及實驗研究又有著很大的區別。因此,在為這些學生講化學基礎課時,要側重于跟這些專業相關的內容。例如在為環境學專業講課中可以介紹大氣污染、汽車尾氣污染及治理、酸雨形成、臭氧空洞、全球變暖、溫室效應等;為稀土專業講化學基礎課時,可以介紹稀土元素在高科技領域中的應用方向,熒光材料、永磁材料、特種材料、超導材料等;在為材料化學專業講化學問題時,可介紹模擬骨骼的生物陶瓷等用化學方法做成的仿真材料等。這種教學方法能較好地引起學生學習的興趣,讓他們自己覺得學習化學對他們是有用的,是能為他們自己的專業服務的。
六、實驗課程與理論相結合,提高學生動手和思考能力
化學是以實驗為基礎和主要內容的學科,很多理論的提出都是以實驗結果驗證為前提的。理論來源于實踐,因此我們在化學教學中除了理論課外,一定不能忽視實驗課的作用。化學現象的發生常伴隨顏色、氣味、形態的改變,這些變化往往都豐富多彩,給人留下很深刻的印象,我們如果單單講理論課,學生很容易把所學知識忘得干干凈凈,但若將一些典型的理論用豐富多變的實驗來驗證,帶到實驗課上,則教學就會達到事半功倍的效果。另外,工科類專業的目的主要就是培養實踐應用型和創新型人才。因此,讓學生多做實驗,在實驗中學會思考和創新,在實驗中提高自己的動手能力,不僅能幫助他們理解理論知識,更重要的是可以為他們以后走上科研和工作崗位打下堅實的基礎。
七、師生之間應加強互動和討論
隨著時代的進步,如今的教學已經不能只停留在“老師講,學生聽”的這種傳統的“灌輸式”教學模式,師生的互動和討論逐漸成為教學的主流。尤其是對于化學課程來說,它不是一門純粹靠記憶的學科,而是一門必須通過思考、討論和實踐研究才能學好的課程。因此針對這門課的特點,老師和學生在課堂上也要加強互動和討論,學生可以積極思考、踴躍提出自己的觀點和想法,對于老師講課有錯誤的內容,學生應積極提出意見和疑問。師生之間互相評價、互相學習,共同提高。
非化學工科類專業的化學基礎課的教學方法是需要不斷改革的,以適應不同專業學生的特點。它的教學不僅要涉及所有化學基礎理論,更要側重與本專業聯系緊密的部分,這樣才能有效地提高對非化學專業學生教學效果。希望通過以上幾點見解,對以后非化學工科專業的教學改革能有所幫助,尤其是對我們學校稀土學院的學生來說,無論是稀土工程專業,還是材料化學和復合材料與工程專業,它們與化學的聯系都是特別緊密的,期望會對他們化學基礎課的學習有較好的幫助,并為以后專業課的學習做好鋪墊。
參考文獻:
關鍵詞:高護專業;醫用化學;生物化學;整合要點
隨著近年來我國教育整體教學質量的提升和發展,高等職業教學得到了全面的提升和完善。其中高護專業的發展更是得到了全面的發展和提升。在這一背景下,要想進一步提升教學質量和效率,可以將醫用化學與生物化學課程進行有效整合,通過這種方式對教學環節進行優化,對提升教學質量將起到十分積極的作用。但是根據筆者的相關調查和分析,發現當前我國高職教育中還沒有對這兩門課程進行整合的研究和開展,因此筆者對這一問題展開研究和分析,希望對廣大教育工作者提供一定的幫助。
一、研究對象和方法
1.研究對象
筆者在進行研究的過程中,將研究對象定位于2015級三年制高護專業的526名學生和2016級三年制高護專業的650名學生。
2.研究方法
(1)編寫整合教材。根據高職教育的主要特點,在教學過程中應秉承“實用、科學”的原則,對醫用化學和生物化學的整合教材進行編寫,從而讓這兩門課程更好地進行結合。
(2)對非整合教材和整合教材進行對比。筆者對這兩屆高護專業學生進行研究和對比,發現2015級學生使用非整合教材學習,也就是在第一學期的教學中使用《醫用化學》教材,在第二學期生物化學教學中使用《生物化學》教材。而2016級的學生則是在第一學期就使用整合教材《醫用化學和生物化學》。
3.研究調查結果
研究發現,使用整合教材的學生的成績高于使用非整合教材的學生。問卷調查結果顯示,有80%以上的學生對整合教材的應用表示贊同。
二、研究問題的討論
筆者在教學過程中發現,對高護專業中醫用化學和生物化學的有效整合,主要指的是在內容上進行課程綜合化,從而保證在教學過程中形成更為完善的整體,通過在內容上的相互滲透,在教學過程中充分發揮其積極作用。通過對兩屆學生的學習成績進行對比,結果表明在整合課程和教材的過程中,使用整合教材的學生成績更優異,其在專業能力的扎實程度上也有著更好的發展。在這個過程中,之所以能將兩門課程進行相應的整合,主要是因為:
1.醫用化學和生物化學在教學內容中本身就存在密切的聯系,因此二者可以相互滲透。由于醫學教學是一門重要的醫學基礎課程,所以其在內容上不僅涉及生物化學知識,還包括生理學知識和藥理學知識等方面。但是在這些課程中,最為密切的一門課程就是生物化學,因此在教學過程中,這兩門專業課程有實質性的聯系。
2.當前醫用化學和生物化學教材的內容過多,適當整合將有助于對內容的精簡。在當前高護專業中,醫用化學和生物化學的教材比較復雜,并且內容繁多。但是通過實際教學和研究,發現很多教材中的內容和實際教學并沒有聯系。為了使這一問題得到解決,就需要將這兩門課程進行相應的整合,通過這種方式對教學內容進行完善和優化。因此,在這項工作的開展過程中,教學過程的優化和教學質量的提升有著重要意義,這種方式也將對高護專業教育的深入開展奠定良好的基礎。
三、結語
當前高護專業醫學化學和生物化學課程的整合工作是一項十分必要的工作。希望本文的研究能對高護專業教學過程中學生學習質量的提升起到更大的幫助作用。
參考文獻:
[1]余慶皋,劉捷頻,吳梅青,等.高護專業醫用化學與生物化學課程整合的研究[J].衛生職業教育,2014,25(10):126-127.
關鍵詞:非煤礦山;化學品管理;礦山安全管理
中圖分類號:x922 文獻標識碼:A 文章編號:l009-2374(2011)07-0149-02
隨著經濟社會又好又快地發展,對資源的利用程度越來越高。能源的消耗也越來越大,對非煤礦山的產能要求也越來越高,在這種形勢下,無論非煤礦山的數量還是產量都急劇增加,隨之而來的是危險化學品的利用也越來越多,危險化學品不僅對非煤礦山的發展壯大起著支柱性作用,而且由于其固有的危險的特性,管理和使用不善,往往會給非煤礦山企業、周邊生態環境、整個社會即人們的生命財產安全帶來巨大的隱患。在這種情況下,傳統的管理模式,舊有的安全意識,較低的管理人員素質已經不能適應新形勢對非煤礦山安全生產的需要,由此所產生的一系列安全事故隱患必須予以徹底清除。因此,非煤礦山化學品的管理工作必須引起非煤礦山企業、礦山安全監管機關及危險化學品的生產、經營、儲存、使用、運輸以及廢棄處置單位的高度重視。非煤礦山化學品的管理工作涉及到計劃、指揮、組織和監督等一系列的管理環節,每一個環節的微小疏漏都有可能給非煤礦山企業帶來安全隱患,導致事故的發生,使企業背上沉重的經濟和政治包袱。只有科學籌劃、依法規范非煤礦山化學品的管理,扎扎實實地將化學品管理工作貫穿于整個非煤礦山生產經營的全過程之中,堅持與時俱進,嚴格管理,不斷提高化學品管理及監管的技術水平,非煤礦山企業才能不斷滿足社會經濟發展對非煤礦山的產能要求,開創非煤礦山健康發展的新局面。
一、非煤礦山化學品管理中存在的問題
(一) 非煤礦山化學品管理的人才儲備跟不上經濟飛速發展的步伐
非煤礦山化學品管理的人才儲備跟不上經濟飛速發展的步伐是我國非煤礦山企業化學品管理在人才儲備方面存在的重大缺陷。化學品以其固有的危險特性及化學反應的不確定性決定了在化學品管理過程中要充分注意化學品的特性,這就要求管理人員不僅要具有化學基礎知識、安全管理能力、化學品安全知識,而且還要具備及時處置突發事件的能力。隨著大量的化學品的應用,對管理人員的要求越來越高,但是,在非煤礦山的發展過程中,由于企業一般處在比較偏遠地區,交通不便,生活和居住條件較差,加之企業大多是勞動密集型粗放式經營模式,因此,非煤礦山涌入的新勞動力較多,特別是一大批低廉的農民工的涌入,致使非煤礦山勞動力整體素質的低下,加上部分私營業主重經濟利益,輕安全管理,使用沒有經過專業培訓、管理技術水平偏低的人員進行化學品的管理,很容易埋下安全事故隱患。擁有化學專業知識的復合型管理人才的缺失是非煤礦山化學品管理方面人才匱乏的不爭事實。《危險化學品安全管理條例》規定,危險化學品企業中從事生產、經營、儲存、運輸(包括駕駛員、船員、裝卸管理人員、押運人員)使用危險化學品或處置廢棄危險化學品活動的人員必須接受安全教育。并經考核合格,方可上崗作業。而我國相當一部分的非煤礦山企業并沒有嚴格執行這項規定。
(二) 缺乏安全、科學、有效的化學品管理體系
缺乏安全、科學、有效的化學品管理體系是我國非煤礦山企業化學品管理在機制、體制方面存在的重大缺陷。我國的非煤礦山企業由于發展方面存在著先天不足,無序開發、缺乏安全意識等方面問題的存在使非煤礦山的化學品管理機制、體制方面存在的缺陷非常明顯。我國非煤礦山企業普遍沒有建立科學、規范、現代化的現代企業管理模式,缺乏流程管理的先進理念,在化學品管理方面也是如此。不但缺乏安全、科學、有效的化學品管理體系,而且,不能按照國家有關危險化學品安全管理規定進行充分的安全評價和安全條件論證。絕大多數非煤礦山企業并沒有建立專業的化學品管理管理機構,更不用說對化學品的管理明確專人負責,專職進行化學品的管理,需要管理時亂拉人、不需要管理時不見人現象嚴重。沒有建立健全嚴格的管理制度,沒有建立專門的化學品管理部門,管理混亂。極容易出現諸如具有易燃易爆危險的未進行防爆、具有易爆、有毒危險的未安裝自動報警裝置;設備、生產工藝和儲存方式不符合國家規定標準;對重大危險源未制定應急預案、沒有定期評估、檢測、監控、未進行登記等現象。
(三) 非煤礦山化學品管理不能采用先進的管理技 術手段和方法
非煤礦山化學品管理不能采用先進的管理技術手段和方法是我國非煤礦山企業化學品管理在管理技術手段和方法方面存在的重大缺陷。非煤礦山化學品管理是技術特點極其突出、涉及面較廣的系統工程,自動化管理技術的突飛猛進和新技術的采用,決定著非煤礦山的化學品管理工作必須緊跟時代步伐。采用科學的管理方法和管理技術。現階段,我國的非煤礦山企業在化學品管理是勞動密集型的粗放式管理模式,靠關系和經驗進行化學品管理,管理人員習慣于執行行政指令,過于僵化、機械,缺乏安全、科學、先進的管理理論的指導,在化學品管理實踐中得到長足發展并且成熟的一些先進的國外化學品管理方法得不到實行。
二、加強非煤礦山化學品管理的重要措施
(一) 大量引進化學專業人才,做好非煤礦山的化學品管理工作
大量引進化學專業人才,做好非煤礦山的化學品管理工作是非煤礦山化學品管理取得明顯成效的在人力資源方面的基本要求。化學品的管理,需要大批精通化學專業知識的復合型人才。既要能夠充分認識到所從事行業使用的化學品的特性,確保該種化學品處于穩定狀態,又要具備處置因化學品引起的突發事件的能力,還要具有先進的管理理念和管理技術手段。因此,非煤礦山企業要加大對化學品管理人員的培訓力度,使化學品管理人員的素質迅速得到提升以適應不斷發展的化學品管理形式的需要。在培訓過程中,要注重培訓的針對性,既要學習化學專業知識,又要加強管理理念及現金管理技術的培訓,同時要加強化學專業知識的更新,及時掌握化學品管理的法律、法規及政策要求,熟練運用各項化學品管理標準。
(二) 建立安全、科學、有效的化學品管理流程
建立安全、科學、有效的化學品管理流程是非煤礦山化學品管理取得明顯成效的在機制、體制方面的重要要求,是解決非煤礦山化學品管理問題的根本方法。化學品管理流程是以管理責任制為核心的,約束和指引化學品管理人員安全管理行為的準則。因此,要根據我國非煤礦山化學品管理的現狀,認真分析其發展趨勢,吸取和借鑒國外發展較為成熟的流程管理體系,將國外化學品先進管理經驗引入非煤礦山,同世界化學品管理體系接軌,同時,要結合我國非煤礦山發展的實際,因地制宜地制定安全、科學、有效的化學品管理流程。首先,要進行管理機制、體制的創新,沒有規范化、現代化的化學品管理機制、體制,就不可能做好非煤礦山化學品管理,因此,必須對管理機制、體制的創新給予足夠的重視,真正建立安全、科學、有效的化學品管理體系;其次,要建立健全行之有效的化學品管理流程,投入足夠的資源搞好化學品管理流程建設;第三,要建立運轉協調的化學品信息管理平臺。
(三) 采用先進的管理技術手段和方法進行化學品管理
采用先進的管理技術手段和方法進行化學品管理是非煤礦山化學品管理創新管理技術手段和方法,實現化學品安全、科學、有效管理的根本途徑。我們要善于學習在化學品管理實踐中得到長足發展并且成熟的一些先進的國外化學品管理技術手段和方法,經過實踐得到證明的國外科學的、先進的、行之有效的化學品管理方法可以成為我國非煤礦山化學品管理的借鑒,用科學的管理技術消除非煤礦山化學品管理過程中存在的事故隱患。
一、課程結構體系改革
參照國內各級各類院校環境科學專業的基礎化學課程內容體系及多所院校的教學計劃,考慮環境科學專業后續環境化學、環境監測、環境工程學等專業課程的內容,結合我校實際情況,我們將環境科學專業的基礎化學類課程分設為現代化學基礎及分析化學兩門課程。現代化學基礎分兩個學期完成,理論課時共計136學時。課程的學科內容包括現代無機化學、物理化學、有機化學等。通過對化學熱力學、化學動力學、化學平衡、化學反應的基本規律、物質結構理論、膠體和表面化學、環境科學相關的重要元素及其化合物、有機化合物等基礎知識的學習,學生可以了解現代化學的基本概念、基本原理、基本技能;學生學習后能以化學的觀點、思維方法和研究方法,激發創新意識,在未來實際工作中以化學觀點觀察物質變化的現象,對一些涉及環境科學及生活、社會實際的化學問題,具有一定的分析、解決和創新的能力。
分析化學單獨設課,其一,是因為分析化學素有“科學的眼睛”之稱,是環境科學甚至其他任何與化學相關的學科進行科學研究的基礎,學生打下扎實牢固的分析化學基礎是非常重要而必需的。其二,分析化學的課程特色主要是“量”,與其他基礎化學相比較,更強調“量”的概念,以及相應的思維方式和理念。系統學習這門課程可促使學生掌握分析化學的基礎知識和基本理論,結合實驗牢固樹立準確“量”的理念,并掌握獲得準確“量”的正確操作技術。這是環境科學專業的學生進行專業科學研究以及未來的工作中必不可少的基礎。其三,分析化學也是學生學習后續的專業課程環境化學、環境監測的重要基礎。采用上述課程結構體系,避免了教學內容的無謂重復,節約了大量的教學課時。同時也使一些環境科學專業非常需要的化學知識如膠體化學、表面化學、電化學、分析化學等得到了加強。
二、教材改革
教材是教學內容的載體,一本好的教材能使學生提高學習的興趣,便于理解和掌握知識。但目前國內還沒有完全與我們的現代化學基礎課程教學體系相配套的教材。針對上述情況,在教學過程中,根據環境科學專業的人才培養目標及特點,結合本校的課程結構體系,我們對選用的教材內容進行了適當地刪減和補充,采取了教材為主,補充講義為輔的使用方式。目前選用胡忠鯁主編的《現代化學基礎》作為主教材。但其中元素化學,有機化學兩部分教學內容則結合環境科學專業的特點,編寫補充講義。元素化學部分側重于講授常見重要元素、重要污染元素及其化合物的性質,有機化學部分則系統地介紹各類有機化合物的物理性質及化學性質。對于有機合成則不作要求。通過上述調整后,課程教學內容的針對性和實用性得到了提高。考慮到現代環境監測方法中經常需要使用儀器分析和檢測的特點,我們選用了華東理工大學及四川大學化工學院編寫的《分析化學》(第五版)作為教材。這本教材具有如下特點:一是教學內容包括了化學分析和儀器分析兩部分,與我們的課程結構體系相吻合;二是該課程教學內容的編寫注重應用,簡化了某些公式的推導,加強了數據處理和儀器分析的內容,能滿足環境科學專業的需要。
三、教學內容改革
目前,國內一些非化學化工專業的基礎化學課程雖然在結構體系方面與化學專業相比具有自己的特點,但由于教材編寫者基本都是純化學專業出身,缺乏對相應學科的專業知識與背景的深入認識和了解,因此教學內容的設置基本沿用化學專業的內容,只是在深度和難度上作些調整,沒有結合專業特點,脫離生產實際,學生認識不到化學知識在本專業中的應用前景與重要性,難以激發學習興趣。針對上述情況,我們對環境科學專業的基礎化學課程在教學內容方面進行了如下的改革:
(一)夯實基礎,注重“雙基”扎實牢固的化學基礎知識是與化學相關專業的學生學習化學知識進而將其應用于認識解決本專業問題的重要基礎。因此,我們在教學中始終不渝地堅持為學生打下牢固的化學基礎,注重基礎知識、基本概念和基本原理的教學和應用。為達到此目的,我們有針對性地精選了近1500道與課程內容相關的習題,編寫成課后練習集,讓學生通過習題練習來鞏固所學知識。
(二)結合專業,偏重應用在重視基礎知識、基本概念、基本原理的同時,我們注重選用大量環境科學中的實例來作為知識應用的案例,培養學生用化學原理和知識解決環境問題的能力。如表面化學、氧化還原與電化學、電解質溶液、化學動力學等章節的教學案例都選用了大量環境科學中的例子。又如元素化學部分,重點講述若干和環境科學密切相關的元素,P區元素主要講了Al,Si,Pb,N,P,As,O,S等常見或與環境科學密切聯系的元素及其化合物的性質;過渡元素部分則著重介紹了Cd,Hg,Cr等污染元素,以及Fe,Mn等常見元素及其化合物的性質。再如,有機化學部分講到苯基型鹵代烴的性質時,以多氯聯苯、二惡英等持久性有機污染物為例來講,使教學內容變得結合實際、生動有趣。又如分析化學中的應用實例也都選用環境科學中的應用來講,如高錳酸鹽指數、溶解氧的測定、COD的測定、總磷的測定等。
上述課程結構、教材、教學內容三個方面的改革舉措與實踐,優化了環境科學專業基礎化學課程的結構,在有限的時間里很好地完成了環境科學專業所需要的各種化學知識的教學,提高了教學效率。教學內容的改革提高了學生的學習興趣,培養促進了學生應用化學知識去分析和解決實際問題的能力,為學生學習后續專業課程及從事相關工作打下了扎實牢固的化學基礎。由于教學改革的效果顯著,本項目被評選為玉溪師范學院的精品課程建設項目及云南省教學改革項目。
摘要: 《高等數學》是化學專業的一門重要基礎課程,本文針對如何提高化學專業《高等數學》課教學效果提出了幾點思考,希望可以幫助學生提高《高等數學》的學習效率。
關鍵詞:化學教育;高等數學; 教學
Abstract:The advancedmathematics is an important chemical major foundation course. In this paper, Combinedwith chemical major, Elementary study on the learning effect improvement of advanced mathematics was done.Attempts to help students improve the efficiency of learning.
Key words:chemical education;the advanced mathematics; teaching中圖分類號:G648文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2014)12-0292-01高等數學作為高等院校的基礎學科,承擔著培養學生數學能力,提高學生邏輯思維水平,為專業課程提供理論基礎的重要任務。而隨著化學學科與數學學科的交叉日益加深,定性定量分析發展迅速,化學對數學的知識需求日益增多。例如,高等數學的理論和方法在《物理化學》中的概念及公式的推導過程起著重要作用,在《化學熱力學》及《化工基礎》課程中數學知識的應用貫穿整個課程。具體地,考察化學熱力學中反應熱與溫度和壓力的關系、用等壓法測定電解質溶液的活度系數、熱力學中氣體的焦耳-湯姆遜系數的描述等都要用到高等數學中的微積分知識。而化學動力學中連串反應的速率方程、氫原子與類氫離子的薛定諤方程則要利用到高等數學中的常微分方程和偏微分方程的知識。利用群論知識還可以處理苯分子的結構、利用矩陣還可以描述分子結構中的對稱操作等。此外,還有許多數學知識,如場論、概率論、圖論、復變函數等在物理化學中的應用也都十分廣泛。本人長期擔任化學教育專業高等數學的教學工作,認為提高化學專業高等數學的教學效果可以從以下幾個方面進行探討。
1.突出高等數學教學與化學專業知識的聯系,充實教材內容
目前高等數學教材的專業特色不夠突出,教學中缺乏與專業知識相結合的訓練要求,學生難以達到學以致用水平。所用教材 雖然系針對對高等數學有中等程度要求的專業(如化學,生物學,地理學,心理學等專業)編寫的教材,但書中列舉的實例與化學工程聯系頗少,對學生缺乏必要的引導,因此學生難以將所學的高等數學知識應用到化學工程中去.教師要對教材的實際運用功能進行不斷充實與及時更新。例如:在講解導數概念時,可結合化學反應速度來深刻理解導數的本質。
設一化學反應,其反應物的濃度 是時間 的函數 。當時間變量在時刻 有一增量 時,反應物的濃度也有一相應的增量 ,因而反應物的濃度從時刻 到時刻 這段時間間隔內的平均變化率為 ,當 時,若平均變化率 的極限存在,則其極限 就是反應物濃度在時刻 的瞬時變化率,也稱為在時刻 的化學反應速度。通過該例可讓大一學生更直觀的理解導數的概念在化學中的重要作用。
2.提高學生的學習主動性,培養學生解決具體的化學問題的能力
學生普遍認為高等數學是非專業課,只要記住一些概念定理公式,然后能夠用這些內容解答類型繁多的習題就行了,對高等數學在實踐中的重要工具作用認識不足。對此,教師既要重視引導,更要通過實際問題的解決促成學生主動學習高等數學的意識。 在教學中不僅要體現非數學專業的特點,而且要體現數學的活力及數學在美育中的作用.同時數學教學要改變那種傳統的灌輸式的教學模式,將教師教的主導作用與學生學的主動性相結合,使教師成為學習的促進者,學生成為學習的主動者,最大限度地挖掘潛力,提高教學效果。學生學習本課程的目的并不是光會解一些求導數、求積分的題目,最重要的是為將來的工作實踐、科研打下堅實的數學基礎。從目前的教學效果來看,學生用數學知識尤其是數學思想方法去解決具體的化學化工問題感到非常陌生,突破這個難關需要教學活動緊密聯系具體的專業內容。通過講述這些專業課中出現的具體例子,能使同學們認識到高等數學的力量,這也能激發同學們學習高等數學的興趣,不但可以加深對課本內容的深入理解,而且可以引導學生生動活潑地應用數學.此外,高等數學老師多和化學專業課老師溝通交流,及時了解該專業的教學特性和發展需求,實現優勢互補,共同進步,也是達到最佳教學效果的保證。
總之,《高等數學》盡管是大學一年級學生的基礎課,但是教學方面仍有諸多值得深入探討改進的地方,只要重視化學專業高等數學的教學改革,一定能充分調動學生的學習積極性,使得學生的基礎和知識和應用能力有更大的提高。參考文獻:
[1]華東師范大學數學系。高等數學。上海:華東師范大學出版社。2008C.
隨著教學方式的改革,相對于傳統的封閉式教學,開放式實驗教學、創新創業等教學模式已逐漸進入人們的視野,根據本校非(近)化學專業不同專業的特色及培養目標,利用不同的教學模式,分三個層次構建了非(近)化學專業化學實驗課程教學體系,第一個層次是公共基礎課教學,該層次教學主要針對近化學專業(材料物理和油氣儲運專業),以《大學化學》課程為依托,理論和實驗同步進行,實驗課程中的內容設定為基礎實驗,多涉及與學生所學專業相關聯的腐蝕與防護方面的實驗內容;第二層次是公共選修課教學,以《化學實驗與生活》課程為依托,從化學角度對日常生活中常見的化學問題給出合理解釋,并用實驗加以證明,激發學生對化學實驗的興趣,以此來滿足非(近)化學專業需求。通過化學實驗學習,提高動手力能,以期在本專業運用化學意識,提高所屬專業畢業生的綜合素質;第三層次為提高性教學,主要面向對化學有興趣的學生群體開設,我們以開放實驗、科技立項、創新創業、及實驗競賽等多種方式開展教學,所涉及的實驗內容為綜合、設計性實驗,以培養學生的創新能力為目標,該體系不僅能解決課時有限的實際情況,更能強化了能力培養和素質教育。
二、更新教學制度和教學方法
(一)建立和完善非(近)化學專業的《大學化學實驗》和《化學實驗與生活》的教學實施環節
1.結合專業特點,選擇開設的實驗內容。根據非(近)化學專業的專業特色和教學實踐經驗的總結,我們精心安排化學實驗課的教學內容。非(近)化學專業《大學化學實驗》和《化學實驗與生活》實驗課程內容的選擇既要與大學化學理論課內容相互關聯,進而達到理論和實踐相結合的目的,通過有限的實驗課程使學生既能練習和掌握大部分的實驗基本操作技能和技巧,又能加深學生對大學化學原理的理解和掌握,進而真正實現通過化學實驗教學培養學生能力的目的,又要根據不同專業學生的專業特點,合理地選擇所開設的實驗內容,真正把《大學化學實驗》和《化學實驗與生活》教學內容與專業特點密切聯系起來。2.加強對學生進行實驗安全教育和實驗基本操作的訓練。由于化學實驗的專業特點,在實驗過程中無可避免地會使用一些易燃易爆的藥品,往往一些小的錯誤操作不僅會使實驗失敗,而且可能會發生巨大的危險。因此,實驗的安全問題和規范的實驗操作對所有的學生和任課教師都應該是必須關注的首要問題。在化學實驗課堂上,實驗教師要對實驗的內容講解得更為細致,強調每一個需要注意的地方,并對整個實驗操作過程進行規范的演示。在整個實驗過程中,對于學生的錯誤實驗操作,實驗教師要及時提出并糾正,這樣做既可以規范實驗操作技能和技巧,又避免了一些不必要的實驗危險的發生。為了保證實驗能夠順利、有效地進行,在實驗過程中讓學生多進行一些基本的實驗訓練,注重實驗細節是非常必要的。
3.改變傳統教學方法,充分調動和發揮學生學習主動性。在傳統的化學實驗課教學中,學生只是按部就班地依據老師的講解對實驗進行操作,并沒有經過自己大腦的加工思考。對于實驗的結果只是知其然而不知其所以然。在實驗過程中遇到和教科書上的描述不一致時便束手無策,不去思考如何會出現這種現象以及解決的辦法。這樣做就不利于對學生發現問題、解決問題能力的培養,往往會使學生漸漸失去對學習的興趣。在實際的教學中,我們發現了這一問題后,采取一系列有效措施,例如在實驗進行前要求每個學生認真預習本節實驗課內容,認真書寫實驗預習報告;要求每個學生必須認真總結該節實驗課應注意的事項;實驗課開始前給學生布置思考題,要求學生必須通過查相關資料解答問題,幫助學生加深對該節實驗課的基本理論的理解,培養學生解決問題的能力;改革教師的實驗課的授課方式,對于一些比較簡單的實驗,可以讓學生獨立預習,然后在實驗課上讓學生通過預習來講解整個實驗過程,培養學生獨立解決問題的能力;在實驗課上要把某個學生遇到的問題要向所有的同學提問,讓大家一起討論,尋找解決問題的途徑和方法,也可在學生實驗過程中提出某一問題,培養學生獨立思考的能力,使學生能夠充分地發揮其學習主動性,激發學習興趣。通過以上的措施,既可以調動學生的學習積極性,活躍課堂氣氛,使學生真正成為教學的主體,又可以增強學生自信心和成就感,培養學生創新能力,促進學生能力的全面提高。
4.細化評分標準,完善考核制度。如何對實驗教學效果進行成績考核一直是實驗教學一個難點。我們把實驗的評分標準進行了細化,例如對實驗的遲到和出勤、預習報告的預習情況、實驗操作是否規范、實驗的衛生狀況和對實驗報告的處理等進行評分細化;改革期末考試的方式,主要考核學生的實驗技能,準備好實驗題目讓學生隨機抽取并現場操作和解答題簽上的思考題,教師根據學生的實驗操作是否規范操以及回答問題情況給出考試成績;綜合上述成績按不同比例給出最終成績,這樣的考核方法在一定程度上避免了偶然因素的影響。通過改革實驗教學的考核方法,對學生的學習效果進行了全方位的評估,學生的學習效果比較真實地反映出來并且在能夠較好地調動學生學習的積極性。通過對實驗教學考核制度的改革,非(近)化學類專業化學實驗課程教學效果和學生滿意度都有了一定程度提高。
(二)建立和健全開放實驗、科技立項、創新創業、實驗競賽
根據不同的專業特點和學生的興趣選擇一些綜合性和設計性實驗作為開放實驗、科技立項、創新創業、實驗競賽。具體措施:(1)根據所開設的實驗題目和內容,學生通過查閱相關資料,制定實驗方案,而教師所要做的是審核和完善實驗方案。(2)根據實驗方案,學生自己動手進行具體的實驗操作,實驗要獨立完成,仔細觀察實驗現象,翔實記錄實驗結果。教師負責監督和指導學生,規范學生的操作,對于失敗的實驗要鼓勵學生查找失敗的原因,最終取得實驗的成功。對于實驗的結果,指導教師要認真地檢查和分析實驗數據,充分調動學生的主觀能動性,加強學生嚴謹的科研意識。(3)學生對實驗結果進行總結,認真撰寫實驗報告,教師根據學生的表現客觀評價學生的實驗能力。實驗全部完成后,以小組為單位提交一份總結報告,內容包括實驗方案的討論、實驗方案的制定、實驗取得的成績與不足和對實驗方案的改進措施等。學生把所得的實驗數據進行分析、歸納和總結,得出相應的結論,以小論文的形式完成實驗報告,并提出自己的見解和體會。
三、加強教材改革,推進網絡平臺建設
為適應知識的更新和新的培養方案,我們在教材建設上狠下功夫,先后自編了《大學化學實驗》和《化學實驗與生活》電子教材,教材的內容和結構不斷更新,更能適應實驗教學改革的需要。為使實驗平臺建設適應新的教學模式的需要,在現有實驗條件的基礎上,對實驗室配置進行了優化,將實驗室的實驗藥品、儀器和物資進行統一管理,根據需要統一調配和使用。實驗室按照功能進行重新設置,搭建了一個資源共享的基礎化學實驗教學本科平臺。為了使學生及時掌握和應用新的儀器和測試方法,將熒光分光光度計、紅外分光光度計、差熱分析儀等儀器設備納入本科實驗平臺管理,為學生研究性實驗教學提供必要的保證。為了解決一些在課堂教學學時內開設比較困難但學生有興趣的實驗項目,設立了學生科技創新活動實驗室,采取開放式管理,開展自主學習、開放學習、探究學習,在興趣和實踐中培養學生的創新意識和創新能力。
四、結語
關鍵詞: 物理化學 教學改革 實驗
物理化學是從研究物質的物理現象和化學現象之間的聯系入手,從而探討化學變化基本規律的一門學科。因其公式多,概念抽象,計算繁雜,一直以來被高職高專學生稱為最難學的學科之一。加之教學改革的推進,物理化學教學的課時也越來越少,那么如何在更少的學時內,讓學生充分掌握物理化學知識,全面提高學生技能,讓學生面對物理化學不再恐懼,成為眾多物理化學教師研究的重要課題。我根據這幾年的教學經驗,談談自己的改革實踐與體會。
一、根據科技發展,更新教學內容
物理化學作為基礎理論課,其內容相對比較穩定,但科技日新月異的發展,給物理化學注入了新的生命力,初步從宏觀到微觀,從平衡態到非平衡態的越來越成為熱點。因此,我們在教學中除把物理化學中的經典理論、經典技術講授給學生之外,還需讓他們了解學科動向,吸收現代科學發展的新成果。如在介紹熵函數時,除把物理化學中的經典熵概念介紹給學生外,還可以把信息熵,管理熵等現代熵理論及其應用介紹給學生,既提高學生興趣,又提升學生學以致用、理論聯系實際的應用能力,避免概念的抽象乏味。
二、理清思路,抓住重點
物理化學雖概念多,公式多,但內部間卻存在著密切聯系,如果教師能幫學生理清學習思路,使學生能夠抓住其中的主線,學生學習起來就有層次多了。物理化學的理論邏輯性強,教師教學時可在講解每一章前,先告知學生研究的思路和內容間的聯系。在講到一定階段時,注重各章直接的聯系。比如說物理化學在介紹完熱力學第一定律和第二定律之后,分別側重熱的計算和熵變的計算,而所研究的過程和思路卻是一致的,都首先介紹單純pVT變化過程,之后是相變化,最后是化學變化。再理清熱和熵變之間的關系,那么掌握和理解這兩個章節的公式和計算就不再困難。
三、注重實驗環節的改革
物理化學實驗在我院是附屬于物理化學課程教學的。物理化學實驗與前面所學的無機化學實驗和有機化學實驗存在重要的不同。它實驗設備比較大,操作時間長,數據后處理與作圖繁鎖,所以物理化學實驗對培養學生的動手能力與分析處理數據能力起著非常重要的作用。因此我們要注重物理化學實驗的改革。
1.加強學生課前預習。因物理化學實驗時間久,測試數據多,內容復雜,所以加強實驗前的預習,是順利做好實驗的關鍵之一。針對此種情況,我們給學生分組,開出任務清單,要學生知道所用儀器,了解實驗原理,弄清操作步驟,實驗前對學生進行提問,回答合格者方可進行實驗。避免了學生課前不預習而導致實驗失敗的情況。從效果上看,既減少了教師講學生不認真聽的壞習慣,又提高了實驗的成功率,讓學生改正了做試驗報告不明層次、不進行數據處理的毛病。
2.改善考核機制。物理化學每個實驗都作為期末考試成績的一部分,從課前預習,到操作,數據,態度,實驗報告和實驗后答辯,這也就是說,期末考試成績并非單純的一紙考卷的終結性成績,而是學生在學習過程中自己不斷形成的。
3.建立實驗基礎平臺,實施因專業施教的模式。隨著學科專業數量與規模的不斷發展,物理化學實驗面向全院8個不同專業的學生開出,現有的物理化學實驗項目數已完全不能滿足各學科專業的具體要求。在建立物理化學實驗平臺的基礎上,對實驗教學的內容需要重新補充、及時更新,根據不同學科專業的特點與需求,各專業的物理化學實驗教學內容應該有自己的側重點,在實驗項目選擇上,實行“基礎平臺+專業特點”的施教模式,為各專業學生以后學習專業知識和從事專業實驗打下堅實的基礎。同時,積極探討采用“必做實驗(80%)+自選實驗(20%)”相結合的形式,增加實驗安排的透明度,實行因材施教,從而提高學生參與的主動性,培養學生學習的興趣,并從整個學院角度考慮,結合其它實驗課的條件,為實現實驗室全面開放提供實驗基礎。因此,有針對性地增加實驗項目,是因專業施教的需要,也是學生主動學習的需要,是實驗室實現全面開放的需要,是提高實驗教學相對性和教學質量的重要因素之一。
四、教學模式和方法的改革
物理化學是理論性非常強的一門基礎課,以前大多采用教師講授為主的教學方法。針對課時減少這一現狀,單純靠課上講授,學生再去理解物理化學是非常有限的,因此我們改革了教學模式,按模塊任務式進行教學,課前下發學習單,把教學內容模塊化、任務化,如分成熱力學、動力學兩大模塊,再把它們分成若干任務,學生上課前通過查閱書籍或上網,完成學習單,上課后進行提交,這樣,學生上課學習時,就有目的、有重點。
教學具體手段上注重八個結合:①宏觀與微觀相結合;②理論與實際相結合;③內容與方法論相結合;④基礎知識與前沿知識相結合;⑤課堂教學與教學研究相結合;⑥理論教學與化工生產相結合;⑦板書與多媒體課件相結合;⑧科學家小史與其研究成果相結合。
教學改革是一項長期而艱巨的工作,我們在改革實施的過程中會遇到許多的問題,需要不斷地研究和探索,只要堅持改革,就能夠達到提高教學質量,培養既具有一定理論基礎,又具有較高操作技能的應用性人才。
參考文獻:
[1]張文華.高職高專物理化學教學改革初探[J].泰州職業技術學院學報,2006.6.5:106-107.
作者:史銳 張曉麗 吳品昌 單位:遼寧中醫藥大學
內容涉及濃度計算、結構理論、熱力學初步等等,涵蓋了多個化學學科知識,但像結構理論等知識主要以描述性介紹為主。這種淺、全,但內容繁多的內容很難符合現代教學要求,也不符合現代化醫藥人才培養的要求。內容與實用性聯系較少。內容中對知識在醫藥學上的應用介紹較少,與實際應用聯系較少。如緩沖溶液中只介紹簡單的濃度計算方法,而在醫藥學上常用的溶液介紹非常少。(3)課程內容對不同專業無明顯區別,授課無側重點。因此需對課程內容進行調整,力求少而精。因不同專業的服務方向不同,對所學課程要求也不同,而課程的設置與教學質量直接影響學生對后續課程的學習效果,影響對學生整體目標的培養質量。因此《無機化學》怎樣適應于不同專業的人才培養目標,怎樣實施教學,是無機化學教學工作者們探討和研究的時代命題。結合教學實踐經驗,提出以下構想。構建面向不同專業以無機化學為核心的課程體系本校無機化學教研室承擔全校藥學相關專業、護理學等多個專業的教學任務。并根據臨床醫學專業的課程設計需要,擬增加無機化學和現代無機化學課程作為臨床醫學相關專業的公共選修課,為其后續課程學習提供良好的鋪墊,并為今后的科研工作起到引領作用。
因不同專業的服務方向不同,對所學課程要求也不同。因此,根據本校各專業培養目標的要求,構建以無機化學為核心的“1條主線和3個分支”課程體系,以適應全校不同專業對無機化學教學的需要。“1條主線”包括無機化學和現代無機化學2門課程,分別適用于藥學和臨床專業本科生必修和選修,體現無機化學對于藥學和臨床醫學教學和科研的引導作用“;3個分支”包括無機化學(護理學專用)、基礎化學和醫用化學基礎(中專護士專用),以加強非臨床專業學生對本專業相關無機化學知識的學習。(1)核心課程《無機化學》是研究無機物的組成、結構、性質、變化規律的科學,重點闡述物質結構基礎(原子結構、分子結構、晶體結構等)、元素周期律、化學基本定律、氣體、熱力學基礎、動力學基礎、酸堿理論、電解質溶液、氧化還原反應、配合物等。通過掌握該課程的基本理論、知識和技能將為醫藥學各學科的學習奠定基礎,有利于將來的實際工作。無機化學是藥學相關專業的必修課程,也是計劃新開的臨床專業公共選修課,但不同的專業對無機化學教學有不同的要求,藥學專業學習重點為化學相關理論及藥物制備合成相關知識;臨床專業學習重點為后續有機化學和生物化學課程學習做鋪墊,以及元素性質和其前沿應用的知識。因此,在上述專業的《無機化學》的教學過程中,我們將始終堅持突出專業特色、滿足專業需求、體現專業水平的原則,分別制定不同的教學大綱、實驗教學大綱和實驗指導。(2)《現代無機化學》是藥學和臨床醫學專業學生在掌握了無機化學及相關專業知識之后學習的一門計劃新開選修課,其內容概括地總結無機化學中常用的經典理論成果,使學生有效地掌握理論工具,讓學生運用所學理論知識指導對無機化學領域最新知識的學習和掌握,了解現代無機化學的主要研究方向、研究方法、應用及其發展趨勢,培養學生把握無機化學學科前沿的能力及其在藥學和臨床醫學的應用,為后續課程學習及今后從事相關研究工作打下堅實的基礎。(3)《無機化學》(護理學專用)是護理學專業學生學習無機化學在護理學相關方面應用的一門專業選修課,它重點研究酸堿理論、電解質溶液、氧化還原反應、配合物等理論及相關技能,對今后從事相關工作提供重要的理論支持和技術指導。(4)《基礎化學》是非臨床醫學專業計劃開設的一門公共選修課,簡述無機化學四大平衡理論、有機化合物的結構性質以及光譜分析、薄層層析、電化學分析等儀器分析的原理和方法。為其專業課的學習以及今后從事相關研究工作打下堅實的基礎。(5)《醫用化學基礎》(中專護士專用)是研究無機物和有機物的組成、結構、性質、變化規律的科學,概括闡述化學相關知識以及化學技能在護士專業的重要應用。對護士專業今后工作具有重要的指導意義。整合新課程體系的教學內容課程教學內容的調整與整合非常必要,整合后在以下幾個方面體現出特色。(1)滿足學科綜合化的發展趨勢。無機化學學科與其它學科日益交叉、滲透、融合,學科領域不斷擴展,從內容看,實用化和綜合化趨勢日益明顯。只有對傳統教學內容進行整合,并增開現代無機化學選修課,才能跟上形勢的變化,做到與時俱進。(2)提高授課效率。目前教學要求與教學時數之間的矛盾突出,其中教學內容重復和銜接不暢是主要原因之一。整合后,精煉、流暢的教學內容可以有效提高授課效率,減緩縮課時與增內容之間的矛盾。(3)通過無機化學課程教學內容和方法的整合與改革,不僅提高實驗教學儀器、設備的利用率,減少實驗教學的重復建設,有效利用資源,緩解擴大招生與教學投入不足的矛盾,而且提高實驗教學質量,培養學生科學思維、應用知識和創新能力。
探索創新性無機化學實驗教學改革在原有無機化學實驗教學改革成果基礎上,通過實驗手段的改革,教材內容的更新及實驗考試方式的改革,對無機化學實驗教學體系進行探索性的改革。(1)改革教學手段、更新教學內容:教學內容跟蹤學科領域前沿發展變化動態,將新知識和新技術及時吸收融合到實驗教學中,使學生了解學科發展動向,熟悉和掌握學科前沿的理論知識和操作技能。實驗教學按基礎(驗證)實驗、綜合實驗、設計探索性實驗3個層次展開。并按照改革要求,編寫新的實驗教學大綱和實驗指導。(2)改革考試方法和內容:改革單純操作性實驗考試模式。實驗考試內容上實行老師指導下的學生自主選題,以小組為單位進行實驗和論文撰寫,以個人為單位進行論文答辯和技術考核,根據考試成績和平時成績對學生進行評分,提高學生學習的積極性和主動性。(3)開辟無機化學實驗第二課堂:定期舉行無機化學學術講座和文獻讀書報告會;提倡藥學專業本科生參加教師的研究課題和實驗室開放項目,撰寫綜述和論文等方法進一步充實無機化學實驗教學內涵,促進本科生創新思維和科研能力的發展。隨著高校教改形勢向縱深發展,中醫藥專業無機化學課程體系和教學內容的改革勢在必行,但教學改革是一項長期而復雜的系統工程,必須積極而慎重地進行,并在實踐中進一步完善。逐步加強無機化學在高等化學教育中的基礎和母體地位,提高教學質量,為培養符合時展的中醫藥人才奠定基礎。
關鍵詞:普通化學;實驗教學;改革與實踐
化學是一門以實驗為基礎的學科。在高等院校,針對非化學化工類專業開設的普通化學實驗,是一門非獨立設課的實驗課程,其教學目的是培養學生的綜合應用能力,為相關專業的學習與研究奠定基礎,因此,注重的是學生的“三基”訓練(基礎知識、基本操作、基本技能)。太原理工大學輕紡工程與美術學院(以下簡稱“我院”)紡織工程與服裝工程專業開設的紡織化學課程,即是為這兩個專業紡織材料和服裝材料等課程的學習與應用鋪路搭橋。在多年的教學實踐中,在實驗教學方面我們不斷總結經驗,優化教學方案,以求達到最佳的教學效果。
一、教學內容的選擇
在我院,目前作為專業基礎課的紡織化學,按照教學計劃制定的化學實驗課時數見下表。
從上表不難看出,受教學大綱和學時數的限制,該專業普通化學實驗課的教學難度和深度,遠遠無法與化學類專業相比。我們認為,在如此少的學時內,實驗教學的目的和內容,只能以培養學生的基本實驗操作技能為主,一般無法要求學生的實驗精度和熟練度,基本上沒有時間,也沒有能力開展復雜性、設計性實驗項目訓練。
在教學內容的選擇上,教材內容要與教學目的和專業方向相結合,主要以《紡織化學》[1] 教材為參考,本人認為適宜選擇的實驗項目分別是:簡單蒸餾與回流、乙酸乙酯的制備、洗滌劑的配制與對照、分析天平的使用、滴定基本訓練、紡織工業用水總硬度的測定、紡織品甲醛含量的測定等。選擇這些項目,主要是基于以下幾個方面的考慮:
1.與教學時數相匹配
在12~16課時內,實驗項目數最多為5~7個,項目過多或過少都難以完成一個完整的實驗教學內容。項目過多,單個實驗時間少了,就達不到熟練操作的目的;項目過少,單個實驗時間充裕了,但會減少訓練內容,使整個技能訓練教學不完整。
2.與教學目的相匹配
我們認為,在學時有限的前提下,每一個實驗都應同時具備多項“功能”,充分調動學生的主動性與積極性,與教師形成互動體系,使得學生每做一個實驗,都能有所收獲[2]。為此,我們對實驗教材內容進行了大膽改革,刪除了過于復雜的實驗內容,選擇具有代表性的與專業及生活相關的綜合性實驗,以求包含較多的操作性強的內容。
這些項目所涉及的都是最基礎和較全面的實驗原理和基本操作,如蒸餾、回流、分液漏斗、液體的洗滌與干燥、各種加熱方法、測溫、攪拌、臺秤天平、分析天平的使用,不同狀態物質的稱量、滴定操作、移液管使用、分光光度計的使用等。這些基礎知識和操作技巧,符合普通化學教學目的,也滿足了專業及社會生活中對相關化學應用的要求。如我院紡織專業師生在科研方面,一直從事紡織新材料的合成研究,這就要求學生在蒸餾和回流操作方面有扎實的實驗功底。
我們舍棄的一些實驗內容,如紡織纖維的鑒別,是考慮到它與后續專業課程“紡織材料學”實驗內容是重復的;還有分餾操作實驗,它一般僅應用于化工類專業的精細分離過程,對非化工類專業來說,進行這方面的訓練多少有些脫離實際,意義不大。當然,在整個實驗體系中,缺少了化學元素性質部分的實驗,但這是紡織化學課程教學內容本身的局限性,如果在實驗中強行加入元素性質項目的話,學生缺乏這方面的知識基礎,也達不到應有的教學效果。
3.與學生的能力基礎相匹配
普通化學實驗的教學對象,一般是大學一年級學生,他們在高中階段所接受的化學教育,一般僅限于理論知識,大多數學生,特別是來自農村地區的學生,幾乎沒有使用過化學實驗儀器,只見過老師演示操作。在這種情況下,普通化學實驗教學的目的,主要是幫助學生從感性上認識常規化學儀器的使用操作,了解一些常用的實驗原理,掌握化學實驗及其相關研究的基礎能力。在基礎教學階段就為他們選擇難度較大的、設計性的實驗項目,顯然是不合時宜的。以紡織化學教材中列出的紡織品甲醛含量的測定實驗為例,要完成該實驗,需要準備的儲備液、標準溶液、中間液等就多達5種,再加上繪制標準曲線時,標準溶液測試之前的恒溫顯色及常溫放置時間(60分鐘)、樣品處理時間(60分鐘)、其他輔助項目以及多種儀器設備的使用等,以大一學生的實驗能力,在4個小時內都難以全部完成這些內容,因此,要選做該實驗,實驗教師就要做好大部分前期準備工作,在有限的時間內,協助學生完成該測試方法的基本操作。
4.實驗項目的實用性
在選擇的實驗項目中,實驗項目與實際生活的相關性也很重要,它可以激發學生的學習興趣,往往可以達到立竿見影的效果。如液體洗滌劑的配制與對照實驗,通過這個實驗,學生不僅可以鍛煉一些基本操作技能,還可以獲得很多洗滌劑的知識。在實驗之前,指導教師不僅要講解液體洗滌劑的配方原理,還要穿插一些固體洗滌劑的基礎知識以及膠體體系的基本性質等。在實驗完成后,可以讓學生將配制的產品帶回去,與日用洗衣粉等洗滌劑做對照洗滌,代替了在實驗室內與標準洗滌劑相對照的測試,這樣可以大大加深學生的實驗印象。總之,為了達到提高教學效果的目的,就要靈活處理一些實驗內容和教學方式。
5.實驗項目的環境無害化
綠色化學(green chemistry)又稱為環境無害化學(environmentally benign chemistry)、環境友好化學(environmentally friendly chemistry)、清潔化學(clean chemistry),其最大特點在于從源頭上預防污染的發生,實現過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已經把“化學綠色化”作為新世紀化學發展的主要方向之一[3,4] 。近年來,隨著環保意識逐漸深入人心,我國的綠色化學研究蓬勃開展,很多綠色化學技術在化學、化工、材料、醫藥等領域得到應用[5]。
高校實驗教學作為推行綠色化學概念的重要環節,承擔著向大學生傳輸綠色化學理念和綠色化學技術的新任務[6-8]。
在化學實驗教學中,采用最新的科學研究成果,改革現行的實驗教學體系,逐漸把綠色化學思想引入到實驗教學課堂上,已經開始成為化學教育家們的共識,是今后化學實驗教學改革的方向,并且某些綠色化學實驗項目在一些高校得到實施。
二、先進實驗技術應用的局限性
目前,在化學實驗教學中,新的實驗方法和實驗技術不斷得到應用,國內外一些先進的實驗教學理念,在教學實踐中也已經得到廣泛認同,并且成為今后化學實驗教學改革的方向。然而,對于像我們這樣的非化工類專業院校來說,為了開展普通化學實驗教學,學院對實驗室建設和教學投入不可能太大,因此,實驗條件一般只能處于較低的水平上,要開展技術先進的實驗項目,勢必困難重重,甚至根本不可能進行。
例1: 對于水中鈣含量的測定,按照國家標準的規定[9],通常采用火焰原子吸收分光光度法或EDTA(乙二胺四乙酸)滴定法測定。火焰原子吸收分光光度法盡管測定速度快、效果好,但需要昂貴的儀器及專門的操作技術,在一般實驗室的條件下難以應用。EDTA滴定法干擾現象嚴重[10],同時該法存在著終點變化不明顯和指示劑的封閉等問題,使得測定結果的準確度不高。
受實驗條件的限制,并根據教學目的要求,我們只能采用后一種方法開展教學,主要讓學生充分練習滴定操作的基本技能。為了讓學生了解更多的新實驗技術和測試方法,彌補教學條件的不足,我們就在實驗講解中給學生傳授有關國家標準,以及在實踐中得到應用的其他檢測方法,如“草酸鹽—高錳酸鉀法”[11]等。
例2:乙酸乙酯的制備,傳統的實驗方法,是將乙醇和乙酸的混合液在濃硫酸催化下,回流30~40分鐘,然后將產品分離提純。在新發展的實驗方法中,有人將微波技術引入了該項實驗中[12],通過使用微波催化合成儀催化,將原來的回流反應時間縮短為只有5分鐘,而且提高了反應收率。
但是,對于每臺需要數千元的微波催化儀,并不是所有的化學實驗室都能投資得起。對于我院來說,雖然該設備在科研項目中已經得到應用,但由于化學實驗室僅面對非化工類專業的學生開展教學,而且使用率較低,所以在本科教學中對于這些新技術的應用,我們就只能望梅止渴了。
近年來,隨著生態危機的凸顯,綠色化學研究在國內外逐漸引起重視,綠色化學進入化學教育領域也被視為一種必然的趨勢。
一、 綠色化學理念概念界定
綠色化學又譯環境無害化學、環境友好化學或清潔化學。一般意義上,綠色化學強調利用化學方法減少或消除化學對人類和環境有害的反應原料、催化劑、溶劑和試劑、產物和副產物,是一門新興的交叉學科。綠色化學主張從節約資源和防止污染的視角重新審視和改革化學,從根本上切斷污染源, 實現“零排放”,使環境治理思路從指標轉換為治本。綠色化學除了要求在過程末端控制廢物的產生,還強調控制化學過程中廢物產生的減少。
二、綠色化學教育的發展簡況
1991年美國化學會提出“綠色化學”口號,1997年成立綠色化學協會。1999年以英國皇家化學學會創辦國際性《綠色化學》雜志為標志,綠色化學作為新興學科確立。1996年美國Scranton大學把綠色化學引入環境化學課程,2000年把綠色化學作為一門單獨課程。2006年7月,中國化學會綠色化學專業委員會成立。1996年中國科技大學開設了一門獨立的綠色化學課程,之后,我國部分高校相繼開設《綠色化學》課程。但總體而言,我國的綠色化學教育尚處于起步階段。可以說,綠色化學教育是我國化學教育的新挑戰,是素質教育亟需加強的一項重要內容。
三、綠色化學教育發展存在的問題
就筆者的觀察和分析,目前,我國綠色化學教育發展主要存在以下方面的問題
1.綠色化學教育專業師資力量嚴重不足。
2 課程設置方面
綠色化學教育在一些大學和中學并不單獨設課,而是將其滲透于基礎化學教育之中,認為綠色化學是一種思想,關鍵是意識的培養,忽視現行教科書中環境保護方面的知識內容尚有不足之處,而這些不足之處恰恰可以通過綠色化學知識和理念來補充。而且,環境教育的知識點編排比較分散,缺乏系統整合,關于環境教育的內容幾乎都是“環境惡化”、“環境污染”方面的情況介紹,主要側重提出問題,忽略了教育學生如何運用科學的手段對環境進行保護,不利于培養學生解決問題的能力。
3.教材滯后,教學內容陳舊,缺乏新知識、新技術的引入。
4.教學方式和教學手段單一。
四、綠色化學理念融入各級化學教育的對策
結合工作實踐,通過觀察,筆者不揣冒昧,認為綠色化學教育的實施可以從師資隊伍建設、課程改革、教學改革等以下幾個方面著手,在傳統化學教育的基礎上研究和尋找綠色化學教育的改革方案,使綠色化學教育系統化,為綠色化學的教學提供依據和方法。
1.強化綠色化學教育從業者培訓
如前所述,我國綠色化學教育起步晚,即便是專業的化學化工教師對綠色化學也并不十分熟悉。因此,政府和學校需要通過研討會、進修班等多種方式對化學化工教育從業者進行綠色化學方面的專項培訓,盡快打造高素質的綠色化學教育師資隊伍。
2.綠色化學教材的編寫
教材是教學內容的重要載體,是教學的基礎,加強教材建設是強化綠色化學教學的前提。化學教育需要與時俱進,積極進行改革。與此對應,作為知識載體的化學教材也必須積極進行綠色教育修訂。所以,教材必須充分反映綠色化學方面的進展。
綠色化學包括兩個層次,一是綠色化學的科學思想和基本原理等理論,二是綠色技術與工藝的實際應用。
非化學化工專業大學生的綠色化學教材應體現知識的綜合性,以普及綠色化學知識、宣傳綠色化學理念為主。這類教材應注重闡明綠色化學對經濟社會可持續發展的作用與意義。
化學化工專業的綠色化學教材應以化學原理知識為基礎體現專業性, 在教材中充分體現綠色化學的理念, 以學科交叉融合為前提,,使綠色化學的思想和內容貫穿教材始終,充分體現學科前沿動態。
3.重視理論教學中綠色化學理念的滲透
化學教育從業者要注意收集國內外最新的綠色化學信息和成果,在教學中剖析,把綠色化學理念滲透到化學教學的各環節,有目的地將綠色化學、環保教育與化學基本理論知識有機地結合起來,使學生在潛移默化中受到綠色化學教育,增強環保意識。
4.化學實驗教學需注意實施綠色化學理念
化學是一門建立在實驗基礎上的科學,實驗教學是學生創新能力培養的主渠道,是全面實施綠色化學教育的有效形式。注意更新實驗內容和設計實驗新途徑;應用微型實驗;串聯實驗;應用新技術,使用新設備;重視三廢處理。
5.完善綠色化學課程的設置
(1)給專業學生開設綠色化學必修課。綠色化學教育的實施需要形成合理的綠色化學課程體系,綠色化學教學內容需要包括綠色化學的科學思想、綠色化學的基本原理、綠色化學技術和綠色化學工藝等。需要在專業基礎課教學中滲透綠色化學教育,進行適當的知識和思維拓展,授課內容要有一定的深度和廣度,反映當今綠色化學的進展。
(2)給非專業學生開設綠色化學公共選修課。
非化學、化工類的學生要比化學專業學生的絕對值多,對這些學生實施綠色化學教育絕不是可有可無的事情。對非化學、化工類學生,尤其是師范類非化學、化工類學生進行綠色化學教育會直接影響其未來學生的綠色化學理念形成和科學素養的積累。在電大等成人教育中嘗試開設綠色化學選修課,通過對這些來自各行業一線學員的培養,利于綠色化學在不同的工作崗位上得到宣傳和應用。
綠色化學選修課程是面向非化學專業學生開出,教學內容設計可以適當引入前沿科研成果,適時向學生介紹綠色化學發展的最新研究動態,進行探索式教學,用綠色化學發展的最新研究動態拓展學生思維。設計開放研究性課題,讓學生自主探求解決環境問題的新方式,注意選擇與學生自身生活密切相關的課題,使學生感受到化學污染就在身邊。強化綠色化學教育,培養學生節約資源和能源、保護環境的意識,培養學生的可持續發展和環境保護意識。
6.積極開展綠色化學輔助教育
(1)定期開放化學實驗室
目前,化學教學中的一些演示實驗和學生實驗都是教師“代勞”,學生主要是“聽”實驗、“看”實驗而不是做實驗,尤其是一些存在污染、試劑昂貴的實驗,很多學校都是老師用粉筆在黑板上“做”實驗,或用嘴“講”實驗。所以,綠色化學教育必須強調化學實驗室的開放。只有學生在專業教師指導下進行不同程度的綠色化學實驗操作,才能深刻體會溶劑綠色化、化學試劑綠色化、反應綠色化、產物綠色化等概念的真正涵義,鞏固綠色化學理論知識和理念。
(2)滲透性教學
(3)開展專題講座
可根據具體條件邀請有關專家對其擅長的內容開設講座,介紹國內外綠色化學的研究進展等。
(4)進行專題宣傳
(5)組織專題調查
(6)媒體宣傳
總之,當前,綠色革命的浪潮正在席卷全球,我國黨和政府也十分重視樹立和堅持科學發展觀,化學教育應順應時代和經濟社會發展需要,不斷更新和豐富教學內容、方式,讓綠色化學理念發揚光大。