時(shí)間：2022-03-15 04:44:57
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇材料物理化學(xué)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1改革物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法探索
由于地方工科院校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在上述問(wèn)題，必須有針對(duì)性進(jìn)行改革并探索新的教學(xué)模式。結(jié)合地方院校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的共性及我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀，我們對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取一些改革措施，并探索新的教學(xué)方法。
1.1增加、更新物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
地方工科院校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置受資金投入不足、實(shí)驗(yàn)儀器配置數(shù)量不足、設(shè)備落后、實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)少等因素制約，因此，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容非常重要。而大多數(shù)工科院校一般根據(jù)物理化學(xué)理論課的教學(xué)內(nèi)容開(kāi)設(shè)相應(yīng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致有部分實(shí)驗(yàn)與先行的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相同或者相似，因此，我們?cè)谛碌奈锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，必須統(tǒng)籌考慮無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，避免在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重復(fù)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，浪費(fèi)不必要的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。更新物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，剔除一些內(nèi)容過(guò)于陳舊的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)充一些先進(jìn)的、有代表性的實(shí)驗(yàn)，如，原有的一級(jí)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)-過(guò)氧化氫分解實(shí)驗(yàn)，是利用氣體體積隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)確定速率常數(shù)，但體積變化是通過(guò)手工移動(dòng)水準(zhǔn)瓶來(lái)測(cè)定的，難以準(zhǔn)確測(cè)定，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此，將該實(shí)驗(yàn)改為蔗糖溶液水解反應(yīng)，通過(guò)旋光度測(cè)定反應(yīng)體系溶液濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系，較精確地測(cè)定一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。在實(shí)驗(yàn)用時(shí)少的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中增加一些與物理化學(xué)研究熱點(diǎn)相關(guān)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如，電極制備及電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定，該實(shí)驗(yàn)用時(shí)較少，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中增加有關(guān)鋰離子電池電壓及充放電測(cè)試的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。原有的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為:燃燒熱的測(cè)定、靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓、合金相圖、電極制備及電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定、電導(dǎo)法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)、一級(jí)反應(yīng)―過(guò)氧化氫分解、氫氧化鐵溶膠的電泳、溶液吸附法測(cè)定固體物質(zhì)的比表面，改革后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為:燃燒熱的測(cè)定、靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓、合金相圖、電極制備及電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定、Li/LiMn2O4鋰離子電池的組裝及電化學(xué)性能測(cè)試、二級(jí)反應(yīng)-乙酸乙酯皂化、一級(jí)反應(yīng)―蔗糖溶液水解反應(yīng)、氫氧化鐵溶膠制備及電泳、溶液吸附法測(cè)定活性炭的比表面、活性炭作為超級(jí)電容器電極的比電容測(cè)定、納米TiO2對(duì)甲基橙的光降解。
減少內(nèi)容固定、陳舊的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量，增加具有設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量。增加綜合性物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)量，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中不提供綜合性實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟，只提供實(shí)驗(yàn)原料和相應(yīng)的儀器，要求學(xué)生預(yù)先查閱相關(guān)文獻(xiàn)，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，允許在實(shí)驗(yàn)過(guò)程不斷修正實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生在教師的幫助下分析實(shí)驗(yàn)成敗的原因。綜合性物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的引入，可以較好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)、比較周全地考慮問(wèn)題并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，為今后的相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)以及科研創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。
1.2改革物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
目前大部分工科院校仍采用教師板書講解實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)、學(xué)生按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，導(dǎo)致教師花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間講解和糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)效果和效率較差。我們改進(jìn)傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，采用現(xiàn)代教育方法和手段結(jié)合傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，倡導(dǎo)多種教學(xué)模式的綜合運(yùn)用的新教學(xué)模式。為了節(jié)省教師講解實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間，將要講解的實(shí)驗(yàn)原理做成詳細(xì)的PPT文件，以及將演示實(shí)驗(yàn)操作的詳細(xì)過(guò)程制作成視頻文件，并將這些文件上傳到桂林理工大學(xué)的教育在線系統(tǒng)，以供學(xué)生網(wǎng)上觀看或下載，讓學(xué)生提前觀看和預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒘私鈱?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作，教師在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)授課時(shí)不再詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)操作，為物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)節(jié)省了時(shí)間。無(wú)形之中，壓縮單個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)用時(shí)，在整個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)32學(xué)時(shí)不變的前提條件下，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)由原來(lái)的8個(gè)增加到11個(gè)，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練不足的難題，同時(shí)，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的物理化學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)的理解，從而提高物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。
1.3強(qiáng)化和提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析能力
提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析能力也是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)主要目的，加強(qiáng)學(xué)生數(shù)據(jù)處理和分析能力的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、獨(dú)立思考能力、誤差分析能力等綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣呔哂兄匾囊饬x。大部分的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜，通常需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的公式計(jì)算、作圖、線性擬合、非線性擬合等復(fù)雜過(guò)程，只有借助數(shù)據(jù)處理和作圖軟件才有可能獲得精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不要求學(xué)生利用作圖軟件處理數(shù)據(jù)，因此，大部分學(xué)生只采用手工計(jì)算和利用坐標(biāo)紙手工繪圖的粗略方法處理數(shù)據(jù)，在描點(diǎn)畫線和選取坐標(biāo)比例時(shí)易引入較大的誤差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理結(jié)果誤差較大，甚至不準(zhǔn)確。針對(duì)這種現(xiàn)象，我們?cè)谛碌奈锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生要利用常用的Origin作圖軟件處理比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行Origin軟件授課和培訓(xùn)，使學(xué)生初步掌握Origin軟件的使用方法。學(xué)生采用origin軟件進(jìn)行公式計(jì)算、數(shù)據(jù)作圖、數(shù)據(jù)擬合、相關(guān)性等分析，不僅簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，提高了結(jié)果分析的精確度、準(zhǔn)確度，而且還能培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，同時(shí)，進(jìn)一步提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，為學(xué)生今后的科研實(shí)驗(yàn)打下良好的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。
1.4改革實(shí)驗(yàn)考核方法
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方法主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告確定學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告只體現(xiàn)出學(xué)生的數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理，難以體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作技能以及綜合能力，因此，實(shí)驗(yàn)報(bào)告難以準(zhǔn)確判斷學(xué)生是否掌握實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作。針對(duì)傳統(tǒng)考核方法的不足，我們對(duì)傳統(tǒng)考核方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)的考核方法。平時(shí)成績(jī)包括預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的40%。在課程結(jié)束后進(jìn)行閉卷考試和實(shí)驗(yàn)操作考試，考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理和技能的掌握情況，考試成績(jī)占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的60%。采用新的考核方法，促使學(xué)生更加重視物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理、相關(guān)的理論知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)操作，有利于鞏固學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí)和熟練掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力，為今后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)及科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的初步成效
改革后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)授課的對(duì)象為2008、2009、2010、2011級(jí)的化學(xué)工程與工藝、材料化學(xué)、無(wú)機(jī)非金屬材料工程、高分子材料科學(xué)與工程等專業(yè)的學(xué)生，這部分學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量比同年級(jí)其他專業(yè)的學(xué)生多3個(gè)，實(shí)驗(yàn)操作技能及數(shù)據(jù)處理和分析能力也明顯優(yōu)于其他專業(yè)的學(xué)生。根據(jù)我們對(duì)桂林理工大學(xué)2012、2013屆的本科畢業(yè)論文優(yōu)秀率以及廣西高校化學(xué)化工類論文及設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，可以看出，通過(guò)改革后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、數(shù)據(jù)處理和分析能力等綜合能力明顯高于采用原教學(xué)模式授課的學(xué)生。
為滿足學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型研究生以及交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的需要，對(duì)我校研究生全校公選課“表面物理化學(xué)”進(jìn)行了教學(xué)改革和實(shí)踐。建立了滿足研究生分類培養(yǎng)的課程內(nèi)容體系，基于不同類型研究生的學(xué)習(xí)需求和本科基礎(chǔ)來(lái)組織實(shí)施教學(xué)和考核，教學(xué)中注重教學(xué)與科研相結(jié)合、理論與實(shí)踐相統(tǒng)一，使課程適應(yīng)兩類研究生和交叉學(xué)科研究生人才培養(yǎng)的需要。
關(guān)鍵詞：
全校公選課；碩士研究生；表面物理化學(xué)；分類教學(xué)
2007年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)(哈工大)開(kāi)始在一級(jí)學(xué)科進(jìn)行碩士研究生分類培養(yǎng)的改革試點(diǎn)工作[1,2]。2009年，哈工大化工學(xué)科開(kāi)始實(shí)施碩士研究生培養(yǎng)模式改革，確定了學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案，其中“表面物理化學(xué)”既是學(xué)術(shù)型研究生的學(xué)位課程，也是應(yīng)用型研究生的學(xué)位課程。同時(shí)由于表面、界面科學(xué)在化學(xué)、化工學(xué)科和其他交叉學(xué)科研究中作為共性的基礎(chǔ)理論支撐作用，“表面物理化學(xué)”在研究生院統(tǒng)一協(xié)調(diào)下確定為全校公選課，除化學(xué)、化工學(xué)科外，還服務(wù)于其他交叉學(xué)科研究生的培養(yǎng)。那么，“表面物理化學(xué)”成為全校公選課后，針對(duì)各種類型學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和研究生分類培養(yǎng)的需要，如何確定課程內(nèi)容體系？如何組織和實(shí)施教學(xué)？以及如何在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研、理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合？這些問(wèn)題則成為“表面物理化學(xué)”課程建設(shè)和改革的關(guān)鍵。針對(duì)以上問(wèn)題，我們基于“表面物理化學(xué)”課程特點(diǎn)，從學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)以及交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的具體要求出發(fā)，進(jìn)行了全校公選課“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)改革和實(shí)踐。
1“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)內(nèi)容體系的確立
表面科學(xué)因其學(xué)科交叉特色突出，越來(lái)越受到人們的重視。國(guó)內(nèi)外各理工科類高校一般都為研究生(材料、化學(xué)、化工學(xué)科居多)開(kāi)設(shè)了表面科學(xué)類課程。從課程內(nèi)容看，主要是講授表面科學(xué)基本原理及應(yīng)用和表面科學(xué)分析方法，并有針對(duì)性地對(duì)表面科學(xué)不同應(yīng)用領(lǐng)域(如催化、納米材料等)進(jìn)行深入介紹。各個(gè)學(xué)校講授的內(nèi)容側(cè)重各不相同，課程名稱也不一致。我校化工學(xué)科從20世紀(jì)80年代起就為化學(xué)、化工學(xué)科研究生開(kāi)設(shè)了“表面物理化學(xué)”課程，在長(zhǎng)期的課程建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中形成了適于(學(xué)術(shù)型)研究生培養(yǎng)的課程體系。
1.1分類教學(xué)的必要性
研究生分類培養(yǎng)是教育發(fā)展過(guò)程的必然選擇[3,4]，它涉及研究生培養(yǎng)的各個(gè)方面和環(huán)節(jié)，其中也包括課程內(nèi)容體系的確定及教學(xué)的組織和實(shí)施。雖然2009年制定的培養(yǎng)方案中“表面物理化學(xué)”作為全校公選課，供化學(xué)、化工學(xué)科以及其他交叉學(xué)科的研究生選修。但是，在開(kāi)始的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中仍然為各類學(xué)生集中上課。在教學(xué)過(guò)程中，注重表面物理化學(xué)原理的講授以強(qiáng)化基礎(chǔ)，還注重將基本原理與能源、材料、生物、環(huán)境等國(guó)際熱門領(lǐng)域和學(xué)術(shù)前沿相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生的科研思路和創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，采用了多種教學(xué)方法(設(shè)立討論課、自學(xué)報(bào)告和課程作業(yè)等)，針對(duì)不同類型的研究生提出不同的學(xué)習(xí)要求：如學(xué)術(shù)型研究生在討論課中要求講述表面物理化學(xué)在當(dāng)今學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域的研究成果和進(jìn)展，應(yīng)用型研究生要求講述表面物理化學(xué)基本原理在工程實(shí)際中的具體運(yùn)用，而交叉學(xué)科的研究生則要求講述表面物理化學(xué)基本原理與本學(xué)科的交叉實(shí)例。在自學(xué)報(bào)告和課程作業(yè)方面也根據(jù)學(xué)生類型的不同而提出了不同的要求。這樣，一定程度上滿足了學(xué)生分類培養(yǎng)的要求。然而，從前期的教學(xué)實(shí)踐效果看，該課程教學(xué)中存在如下問(wèn)題：(1)這種統(tǒng)一集中上課的教學(xué)模式，存在著教學(xué)追求全面性與不同類型研究生學(xué)習(xí)需求不同的矛盾，使得分類培養(yǎng)的針對(duì)性不強(qiáng)。(2)從學(xué)生反饋來(lái)看，學(xué)術(shù)型研究生認(rèn)為表面物理化學(xué)基本原理的學(xué)習(xí)過(guò)于簡(jiǎn)單，而交叉學(xué)科的研究生由于化學(xué)基礎(chǔ)薄弱而認(rèn)為理論介紹難度過(guò)大，內(nèi)容偏多。這一問(wèn)題還導(dǎo)致學(xué)生成績(jī)分布不合理，交叉學(xué)科學(xué)生選課的積極性不高。因此，“表面物理化學(xué)”課程切實(shí)的分類教學(xué)改革勢(shì)在必行。
1.2適應(yīng)分類教學(xué)的“表面物理化學(xué)”課程內(nèi)容體系的確立
“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)要依據(jù)研究生培養(yǎng)目標(biāo)所需要的知識(shí)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)籌考慮本科已有的基礎(chǔ)和不同授課對(duì)象的需求。在研究生分類培養(yǎng)的新形勢(shì)下，“表面物理化學(xué)”課程作為全校公選課，在教學(xué)內(nèi)容上既要滿足化學(xué)、化工學(xué)科學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型這兩類人才培養(yǎng)模式的需要，又要滿足非化工學(xué)科研究生選修本課程的新需求。在教學(xué)過(guò)程中，既要滿足學(xué)術(shù)型研究生對(duì)表面/界面科學(xué)知識(shí)的深度和系統(tǒng)性的需求，又要滿足應(yīng)用型研究生將表/界面科學(xué)知識(shí)有效運(yùn)用于工程實(shí)際的需求，還要使得其他交叉學(xué)科研究生能夠建立界面觀點(diǎn)、掌握表/界面基本原理并能運(yùn)用于自身的科研工作中。此外，本課程還要為不同研究方向的研究生奠定理論基礎(chǔ)。化工學(xué)科目前有9大具體研究方向(表面與界面化學(xué)，高分子復(fù)合與改性，化學(xué)電源，金屬電沉積與化學(xué)沉積，功能材料制備與性能，催化劑與催化反應(yīng)工程，生物合成與分離工程，生物分子工程，新能源化工)，涉及到能源、材料、生物、環(huán)境四大國(guó)際熱門領(lǐng)域和學(xué)術(shù)前沿。這些領(lǐng)域都需要從分子水平上研究材料、能源、生命中的相界面物理化學(xué)變化規(guī)律，這里涉及界面的共性知識(shí)和理論是本課程重要的內(nèi)容體系。因此，本課程以表面/界面的物理化學(xué)原理和規(guī)律為基礎(chǔ)，以界面科學(xué)及應(yīng)用新進(jìn)展為前沿，以拓展科研思路與方法、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力為目標(biāo)，把各具體學(xué)科研究方向要求的知識(shí)結(jié)構(gòu)細(xì)化為知識(shí)點(diǎn)，用知識(shí)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，協(xié)調(diào)界面物理化學(xué)原理、規(guī)律、應(yīng)用及前沿進(jìn)展的內(nèi)容，進(jìn)行分類教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建。本課程從化工學(xué)科9大研究方向中，凝練出3個(gè)共性的表面科學(xué)知識(shí)和理論方向，即表面熱力學(xué)基礎(chǔ)、固體表面與界面以及表面活性劑。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)化學(xué)、化工學(xué)科的學(xué)術(shù)型研究生的需要，重點(diǎn)介紹固/液界面的電化學(xué)熱力學(xué)與電結(jié)晶過(guò)程中成核與長(zhǎng)大的影響因素及潤(rùn)濕規(guī)律等；針對(duì)化學(xué)、化工學(xué)科的應(yīng)用型研究生及食品、航天、材料等交叉學(xué)科的研究生，重點(diǎn)講授固體表面態(tài)和鍵合、表面層結(jié)構(gòu)性質(zhì)及表面改性技術(shù)，以及潤(rùn)濕現(xiàn)象的應(yīng)用等內(nèi)容。基于上述思路，修改了化工學(xué)院的研究生培養(yǎng)方案，取消了原來(lái)的“固體表面與鍵合”課程，將其有關(guān)內(nèi)容納入“表面物理化學(xué)II”，作為應(yīng)用型研究生的學(xué)位課程及非化學(xué)、化工學(xué)科研究生的全校公選課；原“表面物理化學(xué)”改為“表面物理化學(xué)I”，作為學(xué)術(shù)型研究生的學(xué)位課。
2“表面物理化學(xué)”課程分類教學(xué)的組織和實(shí)施
在課堂教學(xué)組織與實(shí)施中，首要考慮的是學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型這兩類研究生培養(yǎng)目標(biāo)的不同及交叉學(xué)科研究生的學(xué)習(xí)需求。“表面物理化學(xué)I”是針對(duì)化學(xué)、化工學(xué)科的學(xué)術(shù)型研究生開(kāi)設(shè)，重點(diǎn)在于基本理論的深度理解和掌握。在教學(xué)過(guò)程中偏重于演繹法，從解釋表面現(xiàn)象開(kāi)始，深入到基本原理的推導(dǎo)過(guò)程和基本規(guī)律的理論分析，注重知識(shí)體系的系統(tǒng)性和完整性；將表面科學(xué)的學(xué)術(shù)前沿與表面科學(xué)基本理論結(jié)合起來(lái)，提高學(xué)生對(duì)學(xué)術(shù)前沿中表面科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)深度；同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中注重培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)、科研興趣和科學(xué)思維習(xí)慣。“表面物理化學(xué)II”是針對(duì)化學(xué)、化工學(xué)科的應(yīng)用型研究生和交叉學(xué)科的研究生開(kāi)設(shè)的。其教學(xué)過(guò)程中偏重于采用歸納法，從各類表面現(xiàn)象及工程實(shí)際應(yīng)用入手，在物理化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上介紹表面科學(xué)的基本知識(shí)和理論，注重基本理論與工程應(yīng)用實(shí)踐的結(jié)合，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生在工程應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)表面科學(xué)問(wèn)題和運(yùn)用表面科學(xué)原理的能力，突出表面科學(xué)原理在工程實(shí)際中的應(yīng)用創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新。其次，在教學(xué)過(guò)程中還要考慮研究生原本科階段的表面化學(xué)以及物理化學(xué)課程的知識(shí)基礎(chǔ)。我校化工學(xué)科為本科生開(kāi)設(shè)了表面化學(xué)類課程“應(yīng)用表面化學(xué)與技術(shù)”，化學(xué)學(xué)科開(kāi)設(shè)了“表面化學(xué)”，還有服務(wù)于全校本科生的創(chuàng)新研修課“應(yīng)用表面化學(xué)基礎(chǔ)”。但是化學(xué)、化工學(xué)科每年招收的碩士研究生有相當(dāng)一定比例的學(xué)生在本科階段沒(méi)有學(xué)過(guò)表面化學(xué)類課程，而交叉學(xué)科的研究生學(xué)習(xí)過(guò)此類課程的人數(shù)更少。為解決這一類研究生表面化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的問(wèn)題，我們建議有條件的學(xué)生選修相關(guān)的表面化學(xué)類本科生課程。另外，由于本課程對(duì)本科生的物理化學(xué)知識(shí)要求較高，因此針對(duì)沒(méi)有物理化學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生(主要是來(lái)自交叉學(xué)科的研究生)，要求課外自學(xué)由授課教師指定的相關(guān)內(nèi)容，或利用緒論課適當(dāng)補(bǔ)講相關(guān)內(nèi)容。再次，通過(guò)累加式考核的導(dǎo)向作用，細(xì)化各項(xiàng)考核的要求，加強(qiáng)不同類型研究生的分類培養(yǎng)。“表面物理化學(xué)I”針對(duì)學(xué)術(shù)型研究生對(duì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和學(xué)術(shù)前沿知識(shí)要求高的特點(diǎn)，確定考核內(nèi)容如下：閉卷考試，占60分，考核基本理論和原理等；討論課每名學(xué)生以PPT方式講述與本人課程相關(guān)的表面科學(xué)前沿問(wèn)題，占20分；以理論推導(dǎo)和討論為主的開(kāi)卷考試，占10分；以教材為藍(lán)本自學(xué)其中的第二章固體表面的自學(xué)報(bào)告，占10分。“表面物理化學(xué)II”針對(duì)應(yīng)用型研究生和交叉學(xué)科研究生注重理論與工程實(shí)際相結(jié)合的特點(diǎn)，采用如下考核方式：閉卷考試，占50分，考核基本理論和原理等；討論課每名學(xué)生以PPT方式講述表面科學(xué)問(wèn)題或表面分析方法在工程實(shí)際的應(yīng)用，占20分；作業(yè)占20分，包括運(yùn)用表面基本原理對(duì)某一表面現(xiàn)象和問(wèn)題進(jìn)行解釋和綜述某一固體材料表面或界面的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面；隨堂開(kāi)卷測(cè)驗(yàn)2次，共10分。
3通過(guò)教學(xué)與科研相結(jié)合、理論與實(shí)踐相統(tǒng)一，服務(wù)于兩類研究生人才培養(yǎng)
研究生的課程教學(xué)不僅是傳授基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，也是拓展科研思路與方法、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力的有效途徑。表面物理化學(xué)內(nèi)容的學(xué)科交叉特色突出，使得該課程具有教學(xué)與科研、理論與實(shí)踐相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。本課程在滿足教學(xué)基本要求的前提下，利用界面化學(xué)涉及面廣的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)術(shù)型研究生從界面的物理化學(xué)原理和規(guī)律走向?qū)W術(shù)前沿、應(yīng)用型研究生將表面化學(xué)基本理論應(yīng)用到工程實(shí)際，使“表面物理化學(xué)”課程教學(xué)有效地服務(wù)于研究生的分類培養(yǎng)。
3.1教學(xué)過(guò)程中注重教學(xué)與科研相結(jié)合
本課程在長(zhǎng)期的建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中形成了課程組，建立了適合于研究生培養(yǎng)，特別是學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)的課程體系，在教學(xué)與科研相結(jié)合方面也進(jìn)行了大量卓有成效的工作。本課程組的授課教師利用自身的科研優(yōu)勢(shì)，將自己與表面科學(xué)相關(guān)的研究成果運(yùn)用于教學(xué)之中，啟發(fā)學(xué)生的科研思路、培養(yǎng)科研興趣；課程組成員的部分研究成果直接轉(zhuǎn)化為與課程內(nèi)容對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，納入學(xué)院的研究生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[5]之中，建立學(xué)院層面的“表面物理化學(xué)”課程實(shí)踐環(huán)節(jié)；此外，課程組教師在研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)上，服務(wù)于科研方向與表面科學(xué)密切相關(guān)的研究生導(dǎo)師，對(duì)研究生學(xué)位論文中與表面科學(xué)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行把關(guān)和理論指導(dǎo)，反饋于科研工作。
3.2加強(qiáng)理論與實(shí)踐相統(tǒng)一，強(qiáng)化應(yīng)用型研究生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)
針對(duì)我國(guó)研究生人才培養(yǎng)和實(shí)際需求脫節(jié)的問(wèn)題，2009年起教育部即宣布研究生培養(yǎng)將從過(guò)去的學(xué)術(shù)型為主轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用型為主，現(xiàn)在應(yīng)用型研究生招生比例逐年增加[6]。為提高我校化學(xué)、化工學(xué)科應(yīng)用型研究生的工程實(shí)踐能力，化工學(xué)科在研究生院的支持下建立了校內(nèi)外實(shí)踐基地[7]，并與“表面物理化學(xué)II”有機(jī)結(jié)合起來(lái)，工程實(shí)踐活動(dòng)成為課程的生動(dòng)實(shí)例。如在課程組成員參與建立的“化工學(xué)科應(yīng)用型研究生校內(nèi)實(shí)踐基地”，研究生可以在生產(chǎn)線上進(jìn)行鋰離子電池制造各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐活動(dòng)，包括材料合成、電極制備、電池組裝及電池性能檢測(cè)，全面系統(tǒng)地掌握鋰離子電池的制造技術(shù)，培養(yǎng)化工學(xué)科研究生的工程實(shí)踐能力，提高其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造的系統(tǒng)觀、全局觀，特別是使學(xué)生體會(huì)到了本課程的基本原理和規(guī)律在電池制備中的理論指導(dǎo)作用，真正做到了理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。再如在化工學(xué)科的“上海山富數(shù)碼噴繪復(fù)合材料有限公司校外實(shí)踐基地”，研究生可以進(jìn)行從膠水、涂料、涂布、貼合、分切，到產(chǎn)品包裝的一條龍生產(chǎn)實(shí)踐，使應(yīng)用型研究生能真實(shí)了解企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)的基本過(guò)程，又深刻體會(huì)到界面問(wèn)題的重要性。
4“表面物理化學(xué)”課程分類教學(xué)實(shí)踐效果
全校公選課“表面物理化學(xué)”課程的分類教學(xué)在我校研究生院支持下正式實(shí)施以來(lái)，本課程的學(xué)生成績(jī)分布更趨合理，學(xué)生選課情況和學(xué)習(xí)興趣都呈現(xiàn)了良性的發(fā)展態(tài)勢(shì)。從學(xué)習(xí)效果看，此前本課程閉卷考核中成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生都集中在化學(xué)、化工學(xué)科，并以學(xué)術(shù)型研究生居多；現(xiàn)在由于分類教學(xué)中基于不同類型學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容和考核要求，使得學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型研究生各出現(xiàn)一定比例的優(yōu)秀生，特別是來(lái)自交叉學(xué)科的研究生成績(jī)也出現(xiàn)了優(yōu)秀。其二，分類教學(xué)實(shí)施后，選“表面物理化學(xué)II”課的交叉學(xué)科研究生從航天、食品、材料學(xué)院又增加了機(jī)械、電子和能源等學(xué)院，表明分類教學(xué)法的實(shí)施符合交叉學(xué)科研究生對(duì)表面化學(xué)類課程的學(xué)習(xí)需求。因此，可以預(yù)期“表面物理化學(xué)”全校公選課會(huì)吸引更多的交叉學(xué)科研究生選課，選課波及面也會(huì)進(jìn)一步加大。其三，由于課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與各類研究生的培養(yǎng)目標(biāo)更為一致，從而使得研究生的學(xué)習(xí)興趣提高，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)明顯增強(qiáng)。特別是課間學(xué)生找老師討論問(wèn)題的現(xiàn)象明顯增多，既有對(duì)課堂上課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的討論，也有把自己課題方向中與表面科學(xué)相關(guān)的問(wèn)題與授課教師交流。學(xué)生反饋結(jié)果表明，選修此課的研究生對(duì)“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)普遍認(rèn)可。另外，我院應(yīng)用型研究生在培養(yǎng)上增加了校內(nèi)外實(shí)踐基地的實(shí)踐與考核環(huán)節(jié)，從學(xué)生對(duì)校內(nèi)外實(shí)踐基地實(shí)踐活動(dòng)的總結(jié)報(bào)告中可以發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)一部分學(xué)生將表面科學(xué)問(wèn)題與具體的工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，將在“表面物理化學(xué)”課程中學(xué)習(xí)的知識(shí)原理直接運(yùn)用到具體實(shí)踐之中。在教學(xué)過(guò)程中設(shè)置的討論課上，有一定比例的研究生將自己將要進(jìn)行的碩士研究課題中的表面物理化學(xué)問(wèn)題在課堂上與老師和同學(xué)直接交流，這樣授課教師可以直接進(jìn)行理論指導(dǎo)，使教學(xué)更好地服務(wù)于研究生的學(xué)位論文工作。
5結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)高校研究生階段人才培養(yǎng)的全校公選課一般為英語(yǔ)、數(shù)學(xué)或思想政治理論課等。而理論性較強(qiáng)的“表面物理化學(xué)”課程如何發(fā)揮其全校公選課的作用、有效地服務(wù)于研究生的分類培養(yǎng)，是“表面物理化學(xué)”課程建設(shè)的首要問(wèn)題。哈工大化工學(xué)院“表面物理化學(xué)”課程組在我校研究生院和化工學(xué)院的支持下，對(duì)“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)改革進(jìn)行了有益的探索。但是要真正實(shí)現(xiàn)從原來(lái)單一地服務(wù)于學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)到服務(wù)于學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型兩類研究生的分類培養(yǎng)，還需要進(jìn)一步的理論研究和實(shí)踐。
作者：姚忠平 姜兆華 黃玉東 岳會(huì)敏 安茂忠 韓曉軍 尹鴿平 單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院
參考文獻(xiàn)
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針對(duì)目前的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，討論了在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革中如何激發(fā)學(xué)生興趣，拓寬學(xué)生視野，構(gòu)建多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以期達(dá)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是理工科化學(xué)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中一門重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，它既與物理化學(xué)課程有密切聯(lián)系，又形成獨(dú)立的教學(xué)體系。它綜合了化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域所需要的基本研究方法和技術(shù)，其目的是使學(xué)生了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法，掌握物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。隨著2l世紀(jì)科技飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才素質(zhì)要求不斷提高，不僅是要讓學(xué)生掌握豐富的理論課知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，各學(xué)科就要根據(jù)其特點(diǎn)提出新要求，想出新辦法。因此，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)十分重要，必須予以高度重視。為此，本文首先剖析了在目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些不利因素，結(jié)合本校的實(shí)際情況，在初步試行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，談?wù)勛约旱囊恍w會(huì)和做法。
1物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和弊端
首先，傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師常常從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼x器的使用到實(shí)驗(yàn)的方法步驟進(jìn)行逐一講解，學(xué)生只需按實(shí)驗(yàn)教材上的步驟完成操作即可。只是重復(fù)學(xué)習(xí)的知識(shí)，少有真正的探索與創(chuàng)新，其次，從教學(xué)內(nèi)容看，傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)占的比例很少。而教師對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)往往是“輕過(guò)程，重結(jié)果”，對(duì)那些動(dòng)手能力很強(qiáng)但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的學(xué)生來(lái)說(shuō)，無(wú)形中打擊了他們的積極性，這樣不能激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造熱情，更不利于學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的提高。為此，我們將重點(diǎn)分析討論在教學(xué)過(guò)程中教師如何有效地改進(jìn)教學(xué)方法以提高教學(xué)質(zhì)量，從而使物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)適應(yīng)時(shí)展的要求，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
2重視實(shí)驗(yàn)理論課的講座，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的目的之一，就是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。因此，為了加強(qiáng)學(xué)生的操作規(guī)范性，以及數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性及嚴(yán)謹(jǐn)性，激發(fā)學(xué)生積極參與的熱情，使學(xué)生能夠很好地融入物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在實(shí)驗(yàn)課之前開(kāi)設(shè)一定學(xué)時(shí)的理論課。通過(guò)理論課的學(xué)習(xí)，第一，使學(xué)生了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)和其他實(shí)驗(yàn)課程的不同之處，要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)中的各種規(guī)范。在理論課上還要告訴學(xué)生，要正確對(duì)待實(shí)驗(yàn)失敗，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中遇到的挫折，應(yīng)該坦然面對(duì)，不應(yīng)該畏懼或者逃避，正是由于這些問(wèn)題的出現(xiàn)，才能鍛煉我們獨(dú)立處理問(wèn)題的能力，通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題才能真正意義上提高大家的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ坏诙獜?qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的重要性，要求學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前要對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)充分預(yù)習(xí)，仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)教材的有關(guān)內(nèi)容，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退罁?jù)的原理，明確需要測(cè)量的物理量和應(yīng)該記錄的數(shù)據(jù)，并據(jù)此寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，做到心中有數(shù)，有備而來(lái)。第三，強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的重要性。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，大部分實(shí)驗(yàn)不僅數(shù)據(jù)繁多，計(jì)算量大，而且一些實(shí)驗(yàn)要求作圖、擬合及求斜率等。采用手工繪圖不僅費(fèi)力費(fèi)時(shí)，而且在曲線擬合或求斜率時(shí)造成較大的主觀誤差。為此我們利用理論課時(shí)間，結(jié)合實(shí)例，講解Origin軟件的使用方法及作圖技巧。
3加大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力
現(xiàn)行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系仍沿用“化學(xué)模式”。因此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)難以真正體現(xiàn)出物理化學(xué)的原理、技術(shù)在專業(yè)和實(shí)際中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)應(yīng)分為三個(gè)階段或?qū)哟危菏紫仁钦莆栈A(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法；其次是能將“三基”融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用的能力；第三是從實(shí)驗(yàn)過(guò)渡到研究及生產(chǎn)實(shí)踐。因此，在選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與代表科技前沿的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和科研成果相結(jié)合。通過(guò)開(kāi)設(shè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，可以引導(dǎo)學(xué)生接觸學(xué)科發(fā)展的前沿，開(kāi)拓學(xué)生的視野，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力方面十分有利。結(jié)合我校的資源環(huán)境，我們實(shí)驗(yàn)室可以選擇與教師科研相關(guān)的一些前沿課題，比如，我們?cè)谧瞿z體制備的實(shí)驗(yàn)時(shí)，可設(shè)計(jì)利用水熱或者共沉淀法制備磁性納米材料，通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察納米材料的形貌，還可利用X-射線衍射儀來(lái)測(cè)定納米材料的結(jié)構(gòu)，還可以讓學(xué)生利用用磁鐵吸附分離，觀察納米顆粒的磁性分離情況。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較兩種合成方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
4全面開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)科研性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生全面開(kāi)放。在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的有限實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)中，要達(dá)到既培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力，又要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目標(biāo)是困難的。但我校每年都有大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，再結(jié)合開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，對(duì)于一些學(xué)有余力的同學(xué)，展開(kāi)第二課堂教學(xué)，可充分利用學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)資源，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高其創(chuàng)新能力和自主意識(shí)。開(kāi)放教學(xué)可以通過(guò)教師根據(jù)課程要求和自己的科研課題提出課題，也可以結(jié)合生產(chǎn)、實(shí)際生活中的問(wèn)題，在探究中讓學(xué)生試著用自然科學(xué)方法論為依據(jù)進(jìn)行研究。這類實(shí)驗(yàn)由老師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅膭?lì)學(xué)生通過(guò)查閱資料，自行制定實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論，最終實(shí)驗(yàn)報(bào)告以論文形式提交，通過(guò)這樣一個(gè)比較完整的研究過(guò)程訓(xùn)練，使學(xué)生能夠了解設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的的基木過(guò)程和方法，從而對(duì)科學(xué)研究有感性認(rèn)識(shí)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室需要學(xué)生靈活地和運(yùn)用所學(xué)的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，需要學(xué)生掌握各種科學(xué)方法。具有嚴(yán)肅認(rèn)真和敢于創(chuàng)新的精神，這不僅有利于學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，而且給學(xué)生提供了充分的獨(dú)立思考的空間，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極大的調(diào)動(dòng)了其主觀能動(dòng)性，充分發(fā)揮其創(chuàng)造力，有利用培養(yǎng)創(chuàng)新人才。激發(fā)學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)課程的興趣，保證大部分同學(xué)的參與進(jìn)來(lái)。
5結(jié)語(yǔ)
從我校的教學(xué)改革實(shí)踐與探索過(guò)程的實(shí)效看，基本達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的目的和要求。學(xué)生通過(guò)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，鞏固了物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，熟練地掌握了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能，對(duì)培養(yǎng)良好的科學(xué)創(chuàng)新精神和獨(dú)立的科研能力奠定了一定的基礎(chǔ)。當(dāng)然，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，還有很多有待研究的內(nèi)容及發(fā)展的空間，也會(huì)出現(xiàn)一些新的問(wèn)題。如何更深入的加大物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的改革力度，提高物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)水平，還需要我們運(yùn)用先進(jìn)的教育教學(xué)理念，不斷地探索、研究、總結(jié)和實(shí)踐。
作者：崔榮靜 權(quán)英 陳夢(mèng)玲 翟春 單位：常熟理工學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
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1課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式涵義
自主學(xué)習(xí)本質(zhì)上是一種操作性行為，它是基于外部獎(jiǎng)賞或懲罰而作出的一種應(yīng)答性反應(yīng)。自主學(xué)習(xí)包含自我監(jiān)控、自我指導(dǎo)、自我強(qiáng)化三個(gè)過(guò)程。自我監(jiān)控是指學(xué)生針對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程所進(jìn)行的一種觀察、審視和評(píng)價(jià);自我指導(dǎo)是指學(xué)生采取那些致使學(xué)習(xí)趨向?qū)W習(xí)結(jié)果的行為，包括制定學(xué)習(xí)計(jì)劃、選擇適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法、組織學(xué)習(xí)環(huán)境等;自我強(qiáng)化是指學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果對(duì)自己作出獎(jiǎng)賞或懲罰，以利于積極的學(xué)習(xí)得以維持或促進(jìn)的過(guò)程。自主學(xué)習(xí)是主動(dòng)的、有預(yù)定計(jì)劃的學(xué)習(xí)，不是簡(jiǎn)單的對(duì)某門課程新知識(shí)的預(yù)習(xí)，也不是對(duì)已學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)。
課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式指學(xué)生在某個(gè)明確的教育目標(biāo)的宏觀要求下，根據(jù)自身的條件和需要，在教師要求終極學(xué)習(xí)目標(biāo)的精神指導(dǎo)下，對(duì)所學(xué)課程較為自主地規(guī)劃、制定并完成具體學(xué)習(xí)目標(biāo)的一種系統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式。
2課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式實(shí)施的條件
2.1教師的主導(dǎo)作用
教師的主導(dǎo)作用是課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式實(shí)施的先決條件。在課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式實(shí)施過(guò)程中必須充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。學(xué)生要進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，必須有某個(gè)明確的教育目標(biāo)的宏觀要求，這是需要教師進(jìn)行指導(dǎo)的。課堂的容量是有限的，教師在課堂上只能傳授知識(shí)的基本框架、基本原理、基本方法和基本思路，要提高學(xué)習(xí)的層次和效果，必須利用好課外的時(shí)間和資源。教師除了在課堂上發(fā)揮主導(dǎo)作用，還應(yīng)該在課外更好的發(fā)揮主導(dǎo)作用，改變以往忽視課外教學(xué)的積弊，努力提高課外學(xué)習(xí)的效果。在課堂教學(xué)中教師應(yīng)啟發(fā)興趣，講清知識(shí)脈絡(luò)、辨析重點(diǎn)難點(diǎn)，講授基本思路;在課外學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師應(yīng)推薦合適的參考書讓學(xué)生研讀，提供部分前沿文獻(xiàn)，給出高水平的問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生閱讀、引導(dǎo)學(xué)生思考，使教學(xué)與科研、生活相銜接，使學(xué)生能應(yīng)用基本理論解決自己遇到的問(wèn)題。
2.2學(xué)生的主體作用
學(xué)生的主體作用是課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式實(shí)施的保障條件。師傅領(lǐng)進(jìn)門，修行在個(gè)人。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師的作用就是指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成喜歡學(xué)習(xí)、善于學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并發(fā)揮其創(chuàng)造性。能動(dòng)性是自主學(xué)習(xí)的前提。自主學(xué)習(xí)把學(xué)習(xí)建立在人的能動(dòng)性基礎(chǔ)之上，它以尊重、信任、發(fā)揮人的能動(dòng)性為前提。學(xué)生充分發(fā)揮主體作用，提高主動(dòng)性，是課堂+自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)的保障條件。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生只有充分發(fā)揮其主體作用，積極主動(dòng)的進(jìn)行學(xué)習(xí)，查閱文獻(xiàn)，梳理知識(shí)，認(rèn)真思考，按照教師的指導(dǎo)思想完成任務(wù)，才能達(dá)到較好的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。
3物理化學(xué)課程課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式設(shè)計(jì)
3.1引入學(xué)科前沿知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
學(xué)習(xí)興趣是一個(gè)人求知的起點(diǎn)，是自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。興趣是最好的老師，在有興趣的情況下，學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力最為集中。物理化學(xué)課程概念多、公式多，理論性強(qiáng)，比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中感覺(jué)比較枯燥，很難有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，但是先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用卻能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在物理化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，可以引入學(xué)科前沿和當(dāng)前熱門問(wèn)題，如在教授電化學(xué)時(shí)，可以引入新型燃料電池、電化學(xué)腐蝕等問(wèn)題，讓學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，在教師的指導(dǎo)下以小組的形式進(jìn)行查閱文獻(xiàn)、預(yù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，在學(xué)完相關(guān)的知識(shí)后，以作業(yè)、小組報(bào)告、小論文等形式完成總結(jié)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中充滿興趣，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，提高課堂教學(xué)效果。
3.2實(shí)行模塊教學(xué)，構(gòu)建課堂+自主學(xué)習(xí)教學(xué)知識(shí)體系
物理化學(xué)課程主要講授化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，每一部分內(nèi)容又分成若干章節(jié)，初學(xué)者一般是把內(nèi)容機(jī)械分開(kāi)，容易造成前后內(nèi)容混淆，公式適用條件弄錯(cuò)。在物理化學(xué)過(guò)程中，根據(jù)知識(shí)體系構(gòu)建模塊，將物理化學(xué)分成熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、化學(xué)平衡、相平衡、電化學(xué)、界面現(xiàn)象和膠體、化學(xué)動(dòng)力學(xué)六大模塊，實(shí)行模塊教學(xué)，在課堂教學(xué)中，老師在講解每一部分知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)注意把握各知識(shí)點(diǎn)的相互聯(lián)系。
在每一章教學(xué)結(jié)束后，要求學(xué)生對(duì)知識(shí)模塊進(jìn)行歸納總結(jié)，找出重點(diǎn)及難點(diǎn)，同時(shí)注意各模塊間的相互聯(lián)系。如在熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)完之后，讓同學(xué)們總結(jié)七大函數(shù)Q、W、U、H、S、A、G的定義及各種過(guò)程Q、W、U、H、S、A、G的計(jì)算公式，可以讓學(xué)生對(duì)七大函數(shù)有整體的認(rèn)識(shí)并能較好的掌握相關(guān)知識(shí)。
3.3進(jìn)行過(guò)程評(píng)價(jià)，形成全方位考核機(jī)制
考試是督促學(xué)生學(xué)習(xí)、檢查教學(xué)效果的重要形式，也是激勵(lì)學(xué)生，使學(xué)生獲得成就感的一種形式。自主學(xué)習(xí)過(guò)程中除了要進(jìn)行自我強(qiáng)化、自我鼓勵(lì)、自我評(píng)價(jià)，使積極的學(xué)習(xí)得以維持或促進(jìn)，教師的評(píng)價(jià)也是學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的一種動(dòng)力。我們?cè)谖锢砘瘜W(xué)課程中進(jìn)行嵌段式評(píng)價(jià)，注重過(guò)程評(píng)價(jià)，采用平時(shí)成績(jī)和期終考試成績(jī)相結(jié)合，平時(shí)成績(jī)占課程考核成績(jī)的10%~30%，期終考試成績(jī)占課程考核成績(jī)的70%~90%。平時(shí)考試成績(jī)的考核貫穿整個(gè)物理化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，建立多元化考核體系，主要包括作業(yè)成績(jī)、課堂紀(jì)律、課堂筆記、章節(jié)練習(xí)幾部分。在學(xué)生團(tuán)隊(duì)以作業(yè)形式完成某一課題小論文或報(bào)告、章節(jié)總結(jié)時(shí)，都及時(shí)給予評(píng)價(jià)，打出成績(jī)，激勵(lì)學(xué)生的積極性，形成自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
論文摘 要：根據(jù)材料化學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和材料化學(xué)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，通過(guò)改革原有的課程體系，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，修訂完善了材料化學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案。新的培養(yǎng)方案更好地體現(xiàn)了材料化學(xué)專業(yè)的特色，體現(xiàn)了“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)要求。
材料化學(xué)作為化學(xué)和材料科學(xué)的一個(gè)交叉學(xué)科，受到了各國(guó)政府的重視，許多高校紛紛設(shè)立材料化學(xué)專業(yè)。為適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)對(duì)材料化學(xué)專業(yè)人才的需求，經(jīng)安徽省教育廳批準(zhǔn)，我校于2003年增設(shè)了材料化學(xué)本科專業(yè)，并在當(dāng)年正式招生，目前已經(jīng)有5屆畢業(yè)生，學(xué)生就業(yè)情況良好。材料化學(xué)作為材料科學(xué)與工程學(xué)科的二級(jí)學(xué)科專業(yè)，培養(yǎng)的是應(yīng)用型理科人才，所以材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生不但要加強(qiáng)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)及材料學(xué)科等基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，還必須接受更多的應(yīng)用性、實(shí)踐性的知識(shí)教育。如何完成這一培養(yǎng)目標(biāo)，使材料化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)能夠滿足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展對(duì)本專業(yè)人才的需求，是高校材料化學(xué)專業(yè)教育工作者必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。只有進(jìn)一步轉(zhuǎn)變教育思想和觀念，深化教育改革，革新教學(xué)體系，優(yōu)化課程體系中實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，才能培養(yǎng)出掌握基本理論知識(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，富有創(chuàng)造精神的材料化學(xué)專業(yè)人才，才能辦出高水平的材料化學(xué)專業(yè)，以滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需求。
1 材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案基本框架
從“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)總體要求出發(fā)，設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案、課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。我校材料化學(xué)專業(yè)教育內(nèi)容和知識(shí)體系由公共基礎(chǔ)課程、通識(shí)教育課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程和實(shí)踐性課程五大部分內(nèi)容構(gòu)成。
公共基礎(chǔ)課程包括：思想教育，體育活動(dòng)，大學(xué)英語(yǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等。
通識(shí)教育課程包括：人文社會(huì)類，自然科學(xué)和藝術(shù)類等知識(shí)體系。
專業(yè)課程包括：大類平臺(tái)專業(yè)基礎(chǔ)課程和材料化學(xué)專業(yè)課程。
專業(yè)選修課程包括：材料化學(xué)專業(yè)方向性選修課程。
實(shí)踐性課程包括：課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文、社會(huì)實(shí)踐、科技活動(dòng)等材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練知識(shí)體系。
2 材料化學(xué)專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)
材料化學(xué)作為化學(xué)和材料科學(xué)的交叉學(xué)科，其課程要求學(xué)生掌握材料化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論，培養(yǎng)學(xué)生具有材料的制備、表征、技術(shù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的基本能力。在構(gòu)建材料化學(xué)專業(yè)課程體系時(shí)，我們一直強(qiáng)化教學(xué)環(huán)節(jié)的科學(xué)性、系統(tǒng)性和綜合性，將所有教育環(huán)節(jié)分為公共基礎(chǔ)課程、通識(shí)教育課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程和實(shí)踐性課程五個(gè)知識(shí)體系。其專業(yè)課程體系以無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)的理論課程和實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ)，把材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料化學(xué)、材料物理等作為本專業(yè)的入門專業(yè)課程。在經(jīng)過(guò)這些課程的學(xué)習(xí)之后，陸續(xù)學(xué)習(xí)高分子化學(xué)、高分子物理、材料性能學(xué)、材料現(xiàn)代分析技術(shù)、機(jī)械制圖等專業(yè)課程，在此基礎(chǔ)上通過(guò)專業(yè)選修課程的學(xué)習(xí)形成專業(yè)特色方向。并通過(guò)開(kāi)設(shè)材料科學(xué)導(dǎo)論、納米材料導(dǎo)論等任選課程拓寬學(xué)生的知識(shí)面。為了淡化專業(yè)界限，我校材料化學(xué)專業(yè)和化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)施按大類培養(yǎng)，統(tǒng)一設(shè)置通識(shí)教育和基礎(chǔ)教育平臺(tái)。在2011年修訂的材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，課程教學(xué)計(jì)劃課內(nèi)總學(xué)時(shí)為2633學(xué)時(shí)，學(xué)生畢業(yè)應(yīng)取得總學(xué)分為154學(xué)分，其中，通識(shí)教育和基礎(chǔ)教育與我校化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一致；專業(yè)教育、實(shí)踐教學(xué)和綜合教育的課程體系與化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有區(qū)別的開(kāi)設(shè)，更加突顯材料化學(xué)的特色。
3 構(gòu)建相對(duì)完善的實(shí)踐教學(xué)體系
3.1 構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系
材料化學(xué)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的交叉學(xué)科，在教學(xué)計(jì)劃中強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，確保實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施。按照本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，我們優(yōu)化完善了實(shí)踐教學(xué)體系。將實(shí)踐教學(xué)體系分為三個(gè)層次：一是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層次，注重基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的觀察和分析能力；二是測(cè)量實(shí)驗(yàn)層次，注重專業(yè)技能訓(xùn)練，設(shè)置了課程設(shè)計(jì)、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力；三是綜合實(shí)踐層次，注重綜合素質(zhì)訓(xùn)練，設(shè)置了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、社會(huì)實(shí)踐、科技競(jìng)賽和創(chuàng)新性實(shí)踐活動(dòng)等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。
3.2 更新重組實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
在2011年修訂的人才培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為35學(xué)分，占總學(xué)分的22.7%。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以能力培養(yǎng)為核心，優(yōu)化和重組了原四大化學(xué)（無(wú)機(jī)、有機(jī)、分析和物理化學(xué)）實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分層次進(jìn)行教學(xué)，確立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、測(cè)量實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)三層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，涵蓋了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，積極推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的更新和方法手段的改革，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，積極創(chuàng)造條件增開(kāi)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化畢業(yè)論文實(shí)踐環(huán)節(jié)的檢查和指導(dǎo)；加強(qiáng)校企合作，積極安排生產(chǎn)實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
4 結(jié)語(yǔ)
材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系的探索和完善將是在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下我們今后多年的一大工作任務(wù)。要堅(jiān)持以就業(yè)為導(dǎo)向定位人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合社會(huì)需求和學(xué)科發(fā)展實(shí)際，研究建立專業(yè)人才培養(yǎng)模式，提高材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)能力；以能力培養(yǎng)為本位構(gòu)建專業(yè)課程體系，提高學(xué)生的理論知識(shí)水平，課程體系遵循“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)模式制定教學(xué)計(jì)劃，在四年教學(xué)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，分析理論教學(xué)相關(guān)課程，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，合理分配理論課程學(xué)時(shí)數(shù)，使課程體系逐漸趨于科學(xué)、規(guī)范，達(dá)到構(gòu)建合理的專業(yè)課程體系、優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和促進(jìn)專業(yè)人才培養(yǎng)的目的。
參考文獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞：寒冷地區(qū)基層材料，土壤加固劑，路用性能
1Base Seal固化劑加固土強(qiáng)度形成機(jī)理
Base Seal固化劑屬于離子類固化劑，無(wú)色水溶性液體，按設(shè)計(jì)配比摻入水中后形成水溶液寒冷地區(qū)基層材料，用水稀釋后迅速離子化，在土壤中固化形成膠結(jié)體，發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)導(dǎo)致土壤的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成新的結(jié)晶體，使得土體結(jié)構(gòu)由原來(lái)簡(jiǎn)單的凝聚結(jié)構(gòu)變成復(fù)雜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，正是通過(guò)這些新的結(jié)晶體之間的相互作用使得固化劑加固土的強(qiáng)度得到大幅度提高。其次寒冷地區(qū)基層材料，通過(guò)Base Seal固化劑在土壤中的作用，使土壤固化劑中離子之間的相互作用來(lái)改變土壤表面的電荷特性，有效的降低土壤吸水率，提高土壤密度，使其具有較高的抗?jié)B性和耐久性。
2試驗(yàn)材料
2.1 BaseSeal土壤固化劑。材料符合工程環(huán)保要求，無(wú)毒無(wú)味。
2.2 石灰。本試驗(yàn)采用符合工程標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)石灰，有效鈣鎂含量達(dá)到59%。
2.3土。取自吉林省伊遼高速公路取土場(chǎng)寒冷地區(qū)基層材料，相應(yīng)的性質(zhì)分析如表：
關(guān)鍵詞：科技考古；計(jì)量分析；發(fā)展趨勢(shì)
科技考古是考古學(xué)的一個(gè)重要分支，主要是指利用現(xiàn)代科技手段分析研究古代人類文化遺存以及與人類活動(dòng)相關(guān)的自然遺存，獲得更多的古代人類活動(dòng)信息，從而盡可能地構(gòu)建古代人類社會(huì)的面貌。
19世紀(jì)中葉，近代考古學(xué)開(kāi)始形成。進(jìn)入20世紀(jì)以后，各種自然科學(xué)和技術(shù)都有快速發(fā)展，并在國(guó)外考古學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。中國(guó)的科技考古事業(yè)可追溯到20世紀(jì)50年代初期，逐漸發(fā)展到21世紀(jì)的今天已有較大進(jìn)步和喜人成績(jī)。
科技考古涉及的范圍比較廣泛國(guó)內(nèi)已有學(xué)者專文介紹過(guò)，它包括年代學(xué)研究、環(huán)境、植物與動(dòng)物考古學(xué)研究、體質(zhì)人類學(xué)研究、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及化學(xué)元素分析、田野考古新技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)考古及文物保護(hù)等方面。
科技考古的文章主要發(fā)表于《考古》、《考古學(xué)報(bào)》、《文物》、《考古與文物》、《故宮博物院院刊》、《敦煌研究》、《中國(guó)歷史文物》（ 原《中國(guó)歷史博物館館刊》） 、《江漢考古》八種考古類刊物上。其中《考古》、《文物》、《考古學(xué)報(bào)》是中國(guó)文物考古界公認(rèn)的三大權(quán)威刊物，代表了中國(guó)文物考古的學(xué)術(shù)主流，都是重要的中文核心期刊。
有學(xué)者采用科技文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法，在對(duì)九種中文核心期刊（其中八種考古類核心期刊，一種為物理核心期刊）《考古》、《考古學(xué)報(bào)》、《文物》、《考古與文物》、《故宮博物院院刊》、《敦煌研究》、《中國(guó)歷史博物館館刊》（現(xiàn)《中國(guó)歷史文物》）、《江漢考古》、《核技術(shù)》等所刊登的科技考古論文的統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)：我國(guó)科技考古論文統(tǒng)計(jì)曲線呈現(xiàn)三個(gè)平臺(tái)，它印證了我國(guó)科技考古的三個(gè)歷史發(fā)展階段：即倡導(dǎo)期（1950-1977），初步發(fā)展期（1978-1989），快速發(fā)展期（1990-2002）。這種采用科技文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法，對(duì)中文核心期刊所登載的科技考古論文進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量統(tǒng)計(jì)，很有學(xué)術(shù)意義和價(jià)值。我們借鑒文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法收集和整理我國(guó)科技考古文獻(xiàn)，不僅看文獻(xiàn)的數(shù)量，也分析文獻(xiàn)的質(zhì)量和內(nèi)容。綜合上面各種因素，本文選擇了考古學(xué)界認(rèn)可度較高、影響較大的考古三大刊近十年發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，以期了解和總結(jié)近年來(lái)我國(guó)科技考古的發(fā)展情況，進(jìn)而提出對(duì)我國(guó)科技考古發(fā)展趨勢(shì)的一些拙見(jiàn)。
考古三大刊十年來(lái)（2005-2014）來(lái)共發(fā)表科技考古論文150篇（見(jiàn)表1）。每年大約都有10多篇文章，每年文章的數(shù)量變化不大，其中《考古》最多，有87篇，占總數(shù)的58%，《文物》的數(shù)量也不少，約占33.3%，《考古學(xué)報(bào)》數(shù)量最少。
按大分類統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表2），年代學(xué)研究19篇，環(huán)境考古學(xué)（含動(dòng)植物考古）研究32篇，體質(zhì)人類學(xué)研究7篇，物理化學(xué)分析技術(shù)70篇，田野考古新技術(shù)16篇，計(jì)算機(jī)考古3篇，文物保護(hù)研究8篇。數(shù)量統(tǒng)計(jì)表明：高新技術(shù)在考古中應(yīng)用的次數(shù)頻率在增多，其中應(yīng)用最多的是物理化學(xué)方法（含核技術(shù)），特別是金屬分析占據(jù)重要位置，環(huán)境考古學(xué)研究呈上升趨勢(shì)；傳統(tǒng)的碳十四測(cè)年仍然占有一席之地。但是這里需要特別說(shuō)明的是，許多考古新技術(shù)的應(yīng)用無(wú)法從這三大期刊中反應(yīng)出來(lái)，這三大期刊更多的反應(yīng)的是這些技術(shù)對(duì)考古研究的促進(jìn)作用，許多領(lǐng)域還沒(méi)有廣泛的推廣開(kāi)來(lái)，受眾的群體還不多，所以科技考古要得到發(fā)展，首先就要突破傳統(tǒng)考古，將自己的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，讓更多的人參與進(jìn)來(lái)，適當(dāng)?shù)慕档烷T檻。
十年來(lái)我國(guó)科技考古事業(yè)的確有較快發(fā)展，得到學(xué)術(shù)界的普遍重視： （1）《文物》、《考古》雜志開(kāi)辟的“科技考古”專欄，幾乎每期都有科技考古文獻(xiàn)發(fā)表。（2）各地的文物，考古雜志都有一些科技考古。（3）一些科學(xué)史研究雜志也有科技考古文獻(xiàn)發(fā)表。（4）近年來(lái)發(fā)表的考古報(bào)告和出版的考古報(bào)告，大都附有科技考古分析報(bào)告。（5）有數(shù)量可觀的“科技考古”論文集出版。（6）一些考古文集和科技史論文集中發(fā)表了部分科技考古論文。（7）近年來(lái)舉辦了數(shù)屆“科技考古學(xué)術(shù)研討會(huì)”。（8）一些高校紛紛成立科技考古系，培養(yǎng)科技考古方向的碩士和博士生。（9）部分高校和研究單位先后成立科技考古研究室（所）。（10）各種中外聯(lián)合考古隊(duì)在全國(guó)各地的考古工地上正在進(jìn)行不同規(guī)模的科技考古調(diào)查和發(fā)掘。（11）中外學(xué)者合作的科技考古研究也正在進(jìn)行中。
通過(guò)分析近年來(lái)科技考古的成果，我們可以發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題：1、科技考古基礎(chǔ)理論的建設(shè)很薄弱；2、科技考古學(xué)的多學(xué)科協(xié)作研究還不夠深入；3、我國(guó)考古發(fā)掘和考古研究的國(guó)際合作還不夠活躍。
總起來(lái)看，隨著考古學(xué)對(duì)生態(tài)環(huán)境、文化整體面貌以及文化間相互關(guān)系綜合研究的不斷加強(qiáng)，近年來(lái)科技考古的研究重心也在產(chǎn)生變化。如果說(shuō)過(guò)去的研究更偏重于單個(gè)遺址、單一材料或某一種技術(shù)手段的應(yīng)用，那么現(xiàn)在的研究更強(qiáng)調(diào)研究對(duì)象的整體性和研究方法的關(guān)聯(lián)性，具體說(shuō)來(lái)，如下3個(gè)趨勢(shì)正變得越來(lái)越明顯：
一是更加注重研究古代人類與社會(huì)及自然環(huán)境的關(guān)系，對(duì)古代遺物和遺跡的分析研究不再停留于“是什么”的層面上，而是要繼續(xù)探究“為什么”的問(wèn)題，也就是文化嬗變的動(dòng)力問(wèn)題。科技考古與考古的關(guān)系變得更加密切，因?yàn)閮烧叩哪繕?biāo)其實(shí)并無(wú)二致。科技考古越來(lái)越多地強(qiáng)調(diào)最大限度地提取考古遺物和遺跡所蘊(yùn)含的信息，并從各個(gè)不同學(xué)科的角度加以釋讀或分析，以期更全面地了解研究對(duì)象所處的自然和社會(huì)環(huán)境及其演變的規(guī)律。
二是更加重視不同區(qū)域技術(shù)與文化發(fā)展所顯示出的獨(dú)特性，冶金考古對(duì)云南、新疆和陜西漢中等地區(qū)金屬技術(shù)特征的揭示就是很好的例證，玉器考古對(duì)各地玉料礦物學(xué)特征的揭示亦復(fù)如是。注意技術(shù)與文化演進(jìn)中的區(qū)域性特征，不僅有助于認(rèn)識(shí)地理及環(huán)境背景的重要性，而且是為了更好地探討不同區(qū)域或不同人群之間的文化交流與互動(dòng)，從多種角度揭示文化演進(jìn)背后的動(dòng)力。
三是科技考古各分支學(xué)科之間的聯(lián)系更加密切，這不僅體現(xiàn)在研究對(duì)象可能出自同一考古遺存，而且體現(xiàn)在研究手段上互相借鑒、互為補(bǔ)充，從而使得相關(guān)研究更加全面而深入。隨著研究方法或手段的不斷進(jìn)步，研究者能夠獲得的信息也更加豐富，因而能以更廣闊的視野、更多樣的角度來(lái)分析或闡釋這些信息，并有條件展開(kāi)綜合性的比較研究。
最后需要強(qiáng)調(diào)的是隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，計(jì)算機(jī)軟件越來(lái)越多樣，許多都能很好的促進(jìn)科技考古的發(fā)展，我們需要更多的了解，更多的向其他學(xué)科，其他國(guó)家，其它領(lǐng)域?qū)W習(xí)，拓寬視野，利用更好的科學(xué)技術(shù)來(lái)協(xié)助考古研究。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)工程 教材 科研 實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號(hào)：G642.0
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
DOI： 1（）.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.040
蛋白質(zhì)工程是指通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾，改造和拼接以生產(chǎn)出能滿足人類需要的新型蛋白質(zhì)的技術(shù)，是現(xiàn)代生物工程技術(shù)的重要內(nèi)容。而《蛋白質(zhì)工程》課程，已成為高校生物技術(shù)和生物工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。
蛋白質(zhì)工程是在基因重組技術(shù)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)之上，融合了蛋白質(zhì)化學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物物理學(xué)、生物信息學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多學(xué)科而發(fā)展起來(lái)的新興研究領(lǐng)域，也是一種是綜合性生物工程。這決定了《蛋白質(zhì)工程》是一門綜合性很強(qiáng)，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)要求高，且內(nèi)容繁雜，并不斷發(fā)展的課程，教學(xué)難度較大。由于自身?xiàng)l件所限，地方醫(yī)學(xué)院校在理工類課程，尤其在高等數(shù)學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和計(jì)算機(jī)軟件等課程方面的教學(xué)力量比較薄弱，課程設(shè)置的深度和廣度不夠，這些給《蛋白質(zhì)工程》的教學(xué)，帶來(lái)了難題。
桂林醫(yī)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)已開(kāi)設(shè)《蛋白質(zhì)工程》課程，為適應(yīng)醫(yī)學(xué)院校特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，從培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的目的出發(fā)，探討《蛋白質(zhì)工程》教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略。
1 教學(xué)內(nèi)容
參考國(guó)內(nèi)《蛋白質(zhì)工程》主要教材和生物技術(shù)專業(yè)相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容安排如下：
除緒論外，《蛋白質(zhì)工程》包括以下六部分內(nèi)容：①蛋白質(zhì)分子基礎(chǔ)；②蛋白質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)；③蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)、化學(xué)修飾及表達(dá)；④生物信息學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)；⑤蛋白質(zhì)工程技術(shù)在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應(yīng)用；⑥蛋白質(zhì)工程相關(guān)的現(xiàn)代生物技術(shù)。
以下就教學(xué)內(nèi)容做具體說(shuō)明。
1.1 蛋白質(zhì)分子基礎(chǔ)
在復(fù)習(xí)和鞏固《生物化學(xué)》課程“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能”相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，提升“蛋白質(zhì)分子基礎(chǔ)”的深度和廣度，加深對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系的理解，熟悉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測(cè)定的方法，并了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。這部分內(nèi)容雖然和《生物化學(xué)》內(nèi)容有部分重疊，但不可輕視，它是這門課程的基礎(chǔ)。具兄弟院校相關(guān)教師反映，不少學(xué)生對(duì)這部分基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握確實(shí)不夠扎實(shí)，從氨基酸的英文縮寫，氨基酸和多肽在溶液中的帶電性質(zhì)，到二十種氨基酸對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)等，都需要強(qiáng)化記憶。這部分內(nèi)容中，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測(cè)定的方法和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)是重點(diǎn)，尤其是前者，需詳細(xì)講解。其它部分，老師講解為輔，學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固為主。
1.2 蛋白質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)
這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)需要一定的物理化學(xué)基礎(chǔ)，而這可能是學(xué)生們的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)該在復(fù)習(xí)鞏固化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，以蛋白質(zhì)折疊為核心，展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容。
1.3 蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)、化學(xué)修飾及表達(dá)
這部分是本課程最主要的內(nèi)容，也最能體現(xiàn)蛋白質(zhì)工程的特色。通過(guò)講授和學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)的原理，熟悉蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)和白質(zhì)化學(xué)修飾的內(nèi)容與方法，并熟悉蛋白質(zhì)基因工程改造及重組蛋白表達(dá)，這些均需要詳細(xì)講授。
1.4 生物信息學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)
生物信息學(xué)和組學(xué)，是目前生命科學(xué)研究和生物醫(yī)藥研究開(kāi)發(fā)的“利器”，因此，本課程為生物信息學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)單獨(dú)設(shè)立一個(gè)章節(jié)。這部分內(nèi)容，要求熟悉生物信息學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的概念、基本方法及應(yīng)用，了解生物信息學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的關(guān)系，熟悉蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)并了解其在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用。
1.5 蛋白質(zhì)工程技術(shù)在現(xiàn)代生物技術(shù)中的應(yīng)用
這部分內(nèi)容主要由學(xué)生自主授課，由老師擬定大概的內(nèi)容和范圍，主要圍繞組織工程、蛋白質(zhì)芯片、生物傳感器和生物制藥等內(nèi)容展開(kāi)，也可不拘泥于這些內(nèi)容。
1.6 蛋白質(zhì)工程相關(guān)的現(xiàn)代生物技術(shù)
主要講授近年來(lái)興起的現(xiàn)代生物技術(shù)，例如蛋白表面展示技術(shù)、蛋白分子印跡技術(shù)、原子力顯微鏡技術(shù)等，可根據(jù)生物技術(shù)發(fā)展和更新做出調(diào)整。
2 教學(xué)策略
2.1 教材的選擇
蛋白質(zhì)工程是一門新興的課程，并且發(fā)展速度很快，與其他科目相比，存在可選擇范圍小，更新速度不夠快等問(wèn)題。在現(xiàn)有的教材中，單獨(dú)選擇一本是不夠現(xiàn)實(shí)的。我們選用汪世華教授主編的《蛋白質(zhì)工程》（科學(xué)出版社，2008年出版），作為本課程的主要參考教材，該教材知識(shí)面廣、難度適中，內(nèi)容也較新。另外選擇李維平主編的《蛋白質(zhì)工程》（科學(xué)出版社2013年出版），和梅樂(lè)和主編的《蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)工程基礎(chǔ)》（化學(xué)工業(yè)出版社，2011年）為參考資料。如果條件成熟，我們將自行組織編寫更適合醫(yī)學(xué)院校的教材。
2.2 體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，著重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
在教學(xué)過(guò)程中，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，通過(guò)課堂內(nèi)講授和課堂外輔導(dǎo)相結(jié)合，增加師生溝通交流，積極了解學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的自我要求，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的意見(jiàn)和建議。要積極應(yīng)對(duì)學(xué)生的反饋，必要時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容和方法。
在課堂講授中，盡可能地介紹最新進(jìn)展，并鼓勵(lì)同學(xué)通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)，了解自己感興趣或老師布置的關(guān)于蛋白質(zhì)工程的新內(nèi)容、新技術(shù)、新進(jìn)展。騰出一定的課時(shí)，讓學(xué)生自行選擇題目，制作多媒體課件，進(jìn)行授課，讓學(xué)生組織開(kāi)展課堂討論，由教師進(jìn)行講評(píng)和總結(jié)。另外，通過(guò)安排學(xué)生獨(dú)立完成專題論文的撰寫，進(jìn)一步提高自主學(xué)習(xí)能力。
2.3 將科研工作引入教學(xué)，激發(fā)學(xué)生科研興趣
在教學(xué)過(guò)程中，任課老師可將自己的科研成果或其他老師的科研成果，引入到相關(guān)教學(xué)內(nèi)容中，通過(guò)自己的科研經(jīng)歷，講述通過(guò)蛋白質(zhì)工程和蛋白質(zhì)化學(xué)相關(guān)技術(shù)，去解決科研問(wèn)題，并取得創(chuàng)造性成果的過(guò)程。筆者承擔(dān)過(guò)組織工程支架材料的制備和改性、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)方面的研究，制備過(guò)小腸粘膜下層支架材料、膠原蛋白膜等生物材料，開(kāi)展過(guò)蛋白二維電泳、質(zhì)譜分析和生物信息學(xué)分析等實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這些科研材料的展示，讓學(xué)生了解到利用蛋白質(zhì)技術(shù)，可開(kāi)展生物村料和蛋白組學(xué)等應(yīng)用和基礎(chǔ)研究，從而加深對(duì)課堂講授內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，激發(fā)科研和開(kāi)發(fā)興趣。
2.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力
蛋白質(zhì)工程的實(shí)踐性很強(qiáng)，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。我們安排實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)和理論課的學(xué)時(shí)之比為1：1，安排了蛋白質(zhì)分離純化和活性鑒定、蛋白質(zhì)改性和修飾、蛋白質(zhì)的固定化和標(biāo)記等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，均為綜合性實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生自主設(shè)計(jì)。這些實(shí)驗(yàn)課程，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，利用所學(xué)理論和技術(shù)，解決將來(lái)可能遇到的實(shí)際問(wèn)題。另外，我們安排學(xué)生到桂林的相關(guān)高新技術(shù)企業(yè)和實(shí)驗(yàn)室參觀見(jiàn)學(xué)，有條件的可進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和科研實(shí)習(xí)，進(jìn)一步拓展實(shí)踐教學(xué)。
教學(xué)是一門技術(shù)，更是一門藝術(shù)，教師要不斷加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，并在實(shí)踐中摸索經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)自己的教學(xué)方式和方法，以提高自身的業(yè)務(wù)水平。筆者初步探討了《蛋白質(zhì)工程》教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略。希望這些教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，圓滿完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)；同時(shí)也將教學(xué)中的這些嘗試和其他師生一起探討和分享，互相學(xué)習(xí)和提高。
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關(guān)鍵詞：納米零價(jià)鐵 水化學(xué) 課程學(xué)習(xí)
中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）03（c）-0002-05
鐵是地球上除碳、氫、氧以及鈣以外第五大常用元素，其標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電勢(shì)Eh0為-0.44 V，性質(zhì)較為活潑強(qiáng)，具有強(qiáng)還原能力。零價(jià)鐵（鐵粉或鐵屑）具有豐富的物理化學(xué)性質(zhì)，可以快速還原水體中有機(jī)物、重金屬等，是地下水原位修復(fù)中常用的材料。在水中發(fā)生反應(yīng)生成二價(jià)（Fe2+）、三價(jià)鐵離子（Fe3+），并以羥基氧化鐵和（或）四氧化三鐵的形式沉淀出來(lái)。而由于水與鐵之間的反應(yīng)，釋放出氫氣，產(chǎn)生氫氧根，從而對(duì)溶液體系的pH產(chǎn)生影響[1]。鐵在水中與溶解氧發(fā)生反應(yīng)，從而影響水溶液的氧化還原電位（ORP），而pH和ORP是水化學(xué)反應(yīng)中最重要的參數(shù)。通過(guò)研究零價(jià)鐵在水體中的反應(yīng)以及對(duì)水體理化性質(zhì)的影響，對(duì)于水化學(xué)動(dòng)力學(xué)、配位化學(xué)、酸堿化學(xué)、氧化還原化學(xué)和相間作用等水化學(xué)課程學(xué)習(xí)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)踐支持。
納米零價(jià)鐵不僅具有零價(jià)鐵特性，即優(yōu)越的電化學(xué)、配位化學(xué)和氧化還原特哀榮2米零價(jià)鐵被認(rèn)為是應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的第一代納米材料。納米零價(jià)鐵的研究可以追溯到1995年，Glavee等采用硼氫化鈉還原三價(jià)鐵的方法制備出納米零價(jià)鐵膠體[8]。1997年，美國(guó)里海大學(xué)的張偉賢教授采用液相化學(xué)還原法合成納米零價(jià)鐵，開(kāi)創(chuàng)了納米零價(jià)鐵在環(huán)境治理領(lǐng)域的先河[9]。自此納米零價(jià)鐵在環(huán)境中應(yīng)用研究受到國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的廣泛關(guān)注。研究表明，納米零價(jià)鐵是以明顯的核-殼結(jié)構(gòu)的形式存在，即內(nèi)部為Fe0核，外面包覆氧化鐵化合物，殼層厚度約2～3 nm。在過(guò)去的20年中，關(guān)于納米零價(jià)鐵的合成表征方法[10]、在水體、土壤中重金屬修復(fù)研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究層出不窮，形成了比較系統(tǒng)的水化學(xué)相關(guān)研究的系統(tǒng)表征方法和體系[11-19]。
在水化學(xué)課程學(xué)習(xí)中，選擇環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的納米零價(jià)鐵為研究對(duì)象，通過(guò)研究納米零價(jià)鐵材料的合成、系統(tǒng)表征納米零價(jià)鐵材料及在水體中相關(guān)參數(shù)研究，使得研究生在學(xué)習(xí)水化學(xué)這一理論課程同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、夯實(shí)的科研基本功，為研究生素質(zhì)培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。
1 實(shí)驗(yàn)部分
（1）化學(xué)試劑
硼氫化鈉（NaBH4）和六水三氧化鐵（FeCl3?6H2O）購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)上海試劑公司，為分析純等級(jí)，實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。
（2）納米零價(jià)鐵的合成
采用硼氫化鈉還原六水氯化鐵方法制備納米零價(jià)鐵。將0.05 M的FeCl3溶液放在三口燒瓶中，將同體積0.2 M NaBH4溶液以0.625 ml/S的速度用蠕動(dòng)泵滴加到FeCl3溶液中，在制備過(guò)程中保持機(jī)械攪拌。待硼氫化鈉溶液滴加結(jié)束后，機(jī)械攪拌30 min。上述溶液靜置30 min后抽濾，并用去離子水和5%乙醇進(jìn)行清洗。將制備的納米零價(jià)鐵保存于乙醇中。納米零價(jià)鐵制備的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
Fe（H2O）63 ++3BH4-+3H2OFe0+ 3B（OH）3+10.5H2
（3）表征方法和技術(shù)
①透射電鏡（TEM）
采用日本電子JEOL2010透射電鏡對(duì)納米零價(jià)鐵顆粒進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征。將樣品用乙醇分散，滴加到碳膜上，將其放置到電鏡的真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空后進(jìn)行測(cè)試。
②X-射線衍射（XRD）
采用Bruke公司的X-射線衍射儀進(jìn)行晶體表征，在操作電壓為40 kV和電流為40 mA的條件下，采用Cu靶激發(fā)碳單色器產(chǎn)生的波長(zhǎng)為1.54060 ? X-射線，樣品放置在玻璃片上，掃描角度為20 °到60 °。該掃描范圍能夠覆蓋所有的鐵及鐵氧化物。掃描速度為3.0 °/min.
③X-射線光電子能譜（XPS）
英國(guó)Kratos公司AXIS Ultra DLD型多功能能譜儀（XPS）用于鐵納米粒子的表層結(jié)構(gòu)分析。為了避免氧化，零價(jià)鐵納米粒子在充滿氮?dú)獾氖痔紫渲懈稍铩⒈４妫郎y(cè)試時(shí)之際轉(zhuǎn)移到XPS測(cè)試艙中。采用單色話Al靶X射線源對(duì)納米零價(jià)鐵的固體表面和界面的化學(xué)信息進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)鐵、氧的含量進(jìn)行半定量分析，同時(shí)測(cè)定元素的化學(xué)價(jià)態(tài)及化學(xué)環(huán)境的影響。儀器采用C（1s）的結(jié)合能在284.6 eV進(jìn)行校正。
④pH/標(biāo)準(zhǔn)電位（ORP）測(cè)定
將去離子水放置在蒸餾燒瓶中，充氮?dú)?0 min后用橡皮塞塞緊。此時(shí)溶解氧的濃度小于0.1 mg/L。在該去離子水中，投加一定量的納米零價(jià)鐵，放入pH、氧化還原電位電極，測(cè)定水體的pH和氧化還原電位。測(cè)定過(guò)程中保持?jǐn)嚢杷俣葹?00 rpm。
使用之前對(duì)pH計(jì)進(jìn)行校正，采用Ag/AgCl作參比電極測(cè)定體系的pH和ORP值。以Ag/AgCl作為參比電極，測(cè)試讀數(shù)加上+202 mV即為標(biāo)準(zhǔn)電極電位[20]。
2 結(jié)果與討論
（1）TEM表征
圖2是新鮮和在水中氧化10天的納米零價(jià)鐵顆粒的TEM圖。從圖2a中看出實(shí)驗(yàn)室合成的納米零價(jià)鐵顆粒為球狀，大部分顆粒粒徑在60～70nm之間，大多數(shù)小于100 nm（圖2b）。圖2c，d是在水中氧化10天的納米零價(jià)鐵的TEM圖。圖2b，c，d表明，納米零價(jià)鐵是以鏈球狀聚集體形式存在，氧化10天以后，有部分零價(jià)鐵被氧化，以片層形式脫落下來(lái)，但是被氧化的鐵仍然有磁性，納米顆粒彼此之間是以鏈狀形式存在。這從表面形貌方面證實(shí)了納米零價(jià)鐵在水中的反應(yīng)。在無(wú)氧水中，納米零價(jià)鐵與水之間發(fā)生如下反應(yīng)：
在水中有溶解氧存在，則鐵與水及存在的氧氣發(fā)生反應(yīng)，方程式如下：
另外，根據(jù)溶液中溶解氧的濃度及pH等條件，F(xiàn)e2+反應(yīng)產(chǎn)生Fe3O4和Fe（OH）2，而Fe（OH）2易被氧化形成Fe3O4[21]：
而當(dāng)水中存在充足溶解氧時(shí)有利于進(jìn)一步形成FeOOH [22]：
（s）；
上述反應(yīng)中生產(chǎn)的氫氧化鐵、四氧化三鐵、羥基氧化鐵等化合物，解釋了在水體中反應(yīng)10 d后，透射電鏡中鱗片狀結(jié)構(gòu)形貌的存在[21]。
（2）晶體結(jié)構(gòu)表征（XRD）
納米零價(jià)鐵和在水溶液中反應(yīng)10 d后的納米零價(jià)鐵顆粒XRD如圖3所示。在新鮮納米零價(jià)鐵樣品的XRD圖3（a）中，我們觀察到在44～45°處存在一個(gè)峰，這對(duì)應(yīng)于單質(zhì)鐵的α-Fe的峰[23]。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，該峰為寬峰，這表明納米零價(jià)鐵的顆粒較小。2θ為35.8 °和65.6 °處微弱的峰代表鐵氧化物峰的存在。在水中反應(yīng)10 d后，被氧化的納米零價(jià)鐵的XRD圖3（b）中顯示較多的峰存在。從圖中可以看到，α-Fe的峰相對(duì)強(qiáng)度較小，氧化鐵的峰明顯增加。在2θ為27、35.4、52.5、56.9、63°處所出現(xiàn)的峰代表四氧化三鐵、三氧化二鐵及γ-FeOOH的存在，這是由于鐵在含氧水體中反應(yīng)而導(dǎo)致的[24]。
（3）新制備和在水中反應(yīng)10天的納米零價(jià)鐵的X-射線光電子能譜表面分析
圖4是新制備的和在水中反應(yīng)10天的納米零價(jià)鐵的XPS譜圖。圖4（a）是樣品XPS全譜分析，從圖中可以看出，無(wú)論新制備還是在水中反應(yīng)10 d的納米零價(jià)鐵，都是由鐵、氧及碳等元素組成。從譜圖看出，氧化后的樣品中鐵氧比變小，即鐵的相對(duì)含量較小，這說(shuō)明在水中氧化10 d后，零價(jià)鐵發(fā)生氧化生成氧化鐵。圖4（b）為Fe2p譜，從譜圖中觀察到在710.6 eV、723.9 eV處有吸收峰，這分別代表Fe（2p3/2）和Fe（2p1/2）特征光電子結(jié)合能譜峰。該處存在的特征峰表明納米零價(jià)鐵顆粒表面層成分為鐵氧化物[10]。
（4）納米零價(jià)鐵的氧化還原特性分析
零價(jià)鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位E0Fe2+/Fe0為-0.44V，容易失去兩個(gè)電子形成Fe2+，對(duì)應(yīng)的電化學(xué)半反應(yīng)如下：
這說(shuō)明鐵具有提供電子的趨勢(shì)，而在地下水環(huán)境中，主要電子接受體為水和溶解氧，即容易發(fā)生如下反應(yīng)[13]：
根據(jù)上述方程式（2）、（3），我們發(fā)現(xiàn)，在水體中零價(jià)鐵與水及溶解氧發(fā)生反應(yīng)，使得體系的pH值升高。反應(yīng)中釋放出來(lái)Fe2+使得整個(gè)體系呈現(xiàn)還原性環(huán)境從而Eh下降。此外，根據(jù)方程2也表明，納米零價(jià)鐵顆粒表面首先吸附水分子，并進(jìn)一步反應(yīng)，從而在表面形成羥基基團(tuán)。鐵在水體系中發(fā)生反應(yīng)，水的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其中鐵的濃度，因此在納米材料表面水的還原反應(yīng)為主要反應(yīng)。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，水中二價(jià)鐵濃度增大，二價(jià)鐵在水體中的存在使其成為強(qiáng)還原性環(huán)境。
圖5是納米零價(jià)鐵在蒸餾水中的pH、Eh隨著時(shí)間的變化曲線。從圖5（a）中可以看出，由于水體中投加了納米零價(jià)鐵，溶液的pH由6上升到8～9。不管在溶液中投加幾個(gè)毫克還是幾百毫克的納米零價(jià)鐵，溶液最終的pH值的變化并不大，這表明納米零價(jià)鐵的投加量對(duì)于其值影響并不大。將納米零價(jià)鐵投加量增加到10g/L以上，整個(gè)體系平衡pH值仍然小于10（圖未列出）。在緩沖溶液或流動(dòng)的地下水環(huán)境中，納米零價(jià)鐵的含量對(duì)pH變化的影響更小。圖5（b）是Eh隨時(shí)間變化圖。對(duì)于該反應(yīng)體系中未加納米零價(jià)鐵時(shí)，反應(yīng)體系的Eh為+400 mV；投加納米零價(jià)鐵后，迅速下降到-500 mV，這說(shuō)明因?yàn)榧{米零價(jià)鐵具有大的活性表面和快速反應(yīng)能力，反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+使體系成為還原環(huán)境。根據(jù)圖5（b），3 mg/L左右的納米零價(jià)鐵投加到水溶液中，短時(shí)間（
納米零價(jià)鐵具有能夠迅速降低地下水Eh能力，不但被應(yīng)用于水體中污染物的化學(xué)降解，同時(shí)可以形成模擬生物降解有機(jī)氯化物的環(huán)境。痕量的納米零價(jià)鐵投加到水溶液中，迅速降低溶液標(biāo)準(zhǔn)電位，并產(chǎn)生氫氣和Fe2+，該環(huán)境適合厭氧微生物生長(zhǎng)。
（5）納米零價(jià)鐵的去除污染物原理圖
圖6為納米零價(jià)鐵去除污染物的模型。研究表明納米零價(jià)鐵具有零價(jià)鐵的還原性能和氧化鐵的吸附性能[14]。由于其具有還原特性，不但可以用于有機(jī)氯化物中氯的脫除，還可以用于還原水體中重金屬。由于鐵氧化物良好的吸附性能，是水體中污染物去除的常用材料。在水中，鐵氧化物不但可以作為配位化合物中心離子，而且作為配體形成配合物[25]。低pH條件下，鐵氧化物表面帶有正電荷吸引負(fù)電荷配體；pH值高于等電位點(diǎn)（pH值≈8）時(shí)，鐵氧化物表面帶有負(fù)電荷，與陽(yáng)離子形成表面配合物。而足夠量納米零價(jià)鐵（>0.1 g/L）投加到溶液中，溶液pH值維持在8-10之間[10]。
3 結(jié)語(yǔ)
納米零級(jí)鐵為具有豐富的物理化學(xué)性質(zhì)的環(huán)境納米材料。在水體中會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)性質(zhì)變化，引起材料本身以及水體的物理化學(xué)指標(biāo)改變。材料本身的物理化學(xué)性質(zhì)變化，通過(guò)TEM、XRD、XPS進(jìn)行表征。TEM結(jié)果表明，納米顆粒粒徑集中在1～100 nm之間，平均約60 nm同時(shí)在水體中反應(yīng)過(guò)的納米零價(jià)鐵表面形貌有明顯的差別，核殼結(jié)構(gòu)的納米零價(jià)鐵的殼層變厚，同時(shí)有片層結(jié)構(gòu)存在。XRD表征結(jié)果表明，新制備和氧化后的納米零價(jià)鐵的晶相成分明顯不同，氧化后得樣品含有多種鐵氧化物。HR-XPS表征結(jié)果表明，納米零價(jià)鐵中單質(zhì)鐵成分的存在，在水體中發(fā)生氧化后，鐵氧比變小，含氧量增加。納米零價(jià)鐵顆粒投入到水體中，pH、ORP等水化學(xué)指標(biāo)也隨之發(fā)生變化。水溶液中，投加2～3 mg/L的納米零價(jià)鐵就可使體系的ORP迅速下降到-500 mV的氧化還原電位。因此，以納米零價(jià)鐵為媒介，設(shè)計(jì)系列實(shí)驗(yàn)，安排到輔助水化學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，具有重要的推動(dòng)作用。納米零價(jià)鐵具有核殼結(jié)構(gòu)，核主要是Fe0，殼層成分主要是鐵氧化物，并具備還原性能和吸附性能雙重性質(zhì)。該材料對(duì)于許多污染物的修復(fù)具有良好效能，在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域廣被研究，有系統(tǒng)成熟的科研方法可以借鑒，用于水化學(xué)的課程學(xué)習(xí)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
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關(guān)鍵詞 基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；課程體系；人才培養(yǎng)
中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X（2013）24-0113-02
化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)化工類專業(yè)的重要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是培養(yǎng)造就高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要環(huán)節(jié)，在專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中占有非常重要的地位。同時(shí)也是一門面向全校相關(guān)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的實(shí)踐類課程。
本課程由傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合而成，既是一門獨(dú)立的課程，又與相應(yīng)的理論課緊密聯(lián)系，具有自己獨(dú)立的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容和方法。該課程突破了四大基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系框架的限制，按化學(xué)學(xué)科的整體性在化學(xué)一級(jí)學(xué)科的層面上安排教學(xué)過(guò)程。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)展，不僅加強(qiáng)了學(xué)生的“三基”能力訓(xùn)練和培養(yǎng)，而且增強(qiáng)了基本知識(shí)運(yùn)用能力和基本研發(fā)能力的培養(yǎng)；加深了對(duì)所學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)課程及相關(guān)課程的理論知識(shí)的綜合理解與應(yīng)用；同時(shí)，為后續(xù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)踐課程以及畢業(yè)論文等教學(xué)環(huán)節(jié)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，真正發(fā)揮理論與實(shí)踐之間的重要橋梁作用。
1 課程內(nèi)容的改革
化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程按照創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，以“化學(xué)”一級(jí)學(xué)科為平臺(tái)，以能力、素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的課程教學(xué)新體系，徹底改變了原有化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，建立了“一體化、三層次、四模塊”的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
1.1 重組化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了各學(xué)科之間的相互滲透。一方面，學(xué)科之間的界限有時(shí)不再分得那么清楚，有些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重復(fù)開(kāi)設(shè)，不僅造成了資源的浪費(fèi)，也極大程度地影響了學(xué)生的積極性；另一方面，社會(huì)需要基礎(chǔ)厚、知識(shí)新、素質(zhì)高、能力強(qiáng)的創(chuàng)新型人才，從整體考慮，各學(xué)科適當(dāng)?shù)亟徊嫒诤希欣趧?chuàng)新性應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。在一級(jí)學(xué)科的指導(dǎo)思想下，進(jìn)行重新組合、優(yōu)化，確立了化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系。實(shí)現(xiàn)了學(xué)大綱、統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)教材、學(xué)內(nèi)容、學(xué)管理、統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)資源的5個(gè)統(tǒng)一，形成有機(jī)的統(tǒng)一整體。按照基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)——綜合型實(shí)驗(yàn)——研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)“三個(gè)層次”開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)。整個(gè)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程分成無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)“四模塊”。各個(gè)模塊之間既相互交叉，有機(jī)地結(jié)合成一體，又相互獨(dú)立，各自有著本身的教學(xué)目標(biāo)。
1.2 全方位的課程建設(shè)與改革
在繼承原4門實(shí)驗(yàn)課程教改成果的基礎(chǔ)上，更新內(nèi)容、重組實(shí)驗(yàn)體系，按基礎(chǔ)訓(xùn)練——綜合訓(xùn)練——?jiǎng)?chuàng)新訓(xùn)練三層次推進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程；從基本實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練、綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練、課外開(kāi)放實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練三個(gè)層次，全面提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能和素質(zhì)。在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，編寫實(shí)驗(yàn)講義和實(shí)驗(yàn)教材；課堂上采用音、視頻教學(xué)素材，用討論的方式進(jìn)行教學(xué)；從教學(xué)內(nèi)容、進(jìn)度安排上，抓住合成與表征這條主線循序漸進(jìn)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步提高，使課程設(shè)置符合教育教學(xué)規(guī)律和學(xué)生成長(zhǎng)成才規(guī)律，符合專業(yè)人才培養(yǎng)要求。
1.3 綠色化學(xué)的理念貫穿整個(gè)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過(guò)程
化學(xué)對(duì)人類作出巨大的貢獻(xiàn)，也對(duì)人類健康和生活環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。因此，對(duì)于低年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終貫穿綠色化學(xué)的理念。
1）選擇教學(xué)內(nèi)容，盡量采用無(wú)毒的化學(xué)試劑，減少有毒物質(zhì)的產(chǎn)生與使用，減少對(duì)環(huán)境的污染。如鐵礦的分析采用無(wú)汞定鐵法，盡量少用洗液、鉛等有害物質(zhì)。
2）化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的情況下，所用試劑的量盡量減少。通過(guò)多次實(shí)踐，取得一定的成果，有些研究成果還在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到推廣。
3）處理或回收有害物質(zhì)，如將有毒的汞、鉛變?yōu)闊o(wú)毒硫化物；致癌物重鉻酸鉀回收為無(wú)害的鐵磁性材料；回收電池中的二氧化錳為碳酸錳。
1.4 依托重點(diǎn)學(xué)科和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展教學(xué)
充分利用校級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、山東省“十二五”高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、德州學(xué)院分析測(cè)試中心等平臺(tái)資源，發(fā)揮學(xué)科群體優(yōu)勢(shì)，高職稱、高學(xué)歷、高水平的教師直接參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的師資隊(duì)伍建設(shè)，較好地實(shí)現(xiàn)了科研促進(jìn)教學(xué)和學(xué)科間的相互滲透融合。
2 課程改革的效果
通過(guò)大量的教學(xué)研究與改革和改革成果的應(yīng)用和實(shí)踐，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，革新了教學(xué)方法和手段，建立了適合本校實(shí)際的化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系。
2.1 構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系
在化學(xué)一級(jí)學(xué)科的平臺(tái)上，科學(xué)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，按照力求先進(jìn)性、科學(xué)性、開(kāi)放性和創(chuàng)新性相結(jié)合的原則，研究探索適合專業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際情況的、較為完整的、有一定特色的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系，全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)、實(shí)驗(yàn)技能、分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新意識(shí)。
1）對(duì)原來(lái)四大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真篩選和重新歸類，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容；
2）在基本操作訓(xùn)練、技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，由有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師重新編排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，充實(shí)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；
3）注重將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研結(jié)合起來(lái)，及時(shí)將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容；
4）每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K都提供一定數(shù)目的課內(nèi)選做和課外選做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣濃厚和學(xué)有余力的學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研課題，早期接受科學(xué)研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用意識(shí)。
2.2 實(shí)現(xiàn)了科研促進(jìn)教學(xué)和學(xué)科間的相互滲透融合
依托重點(diǎn)學(xué)科和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。充分利用重點(diǎn)學(xué)科、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)中心、分析測(cè)試中心等平臺(tái)資源，發(fā)揮學(xué)科群體優(yōu)勢(shì)，高職稱、高學(xué)歷、高水平的教師直接參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的師資隊(duì)伍建設(shè)，較好地實(shí)現(xiàn)了科研促進(jìn)教學(xué)和學(xué)科間的相互滲透融合。
2.3 拓展了化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的外延
化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是一門對(duì)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力至關(guān)重要的實(shí)踐類課程。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能夠更深刻地理解所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，對(duì)啟迪學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性以及提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力具有十分重要的作用。學(xué)生可以更快地適應(yīng)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，是其他二級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程所無(wú)法替代的。由于本課程的培養(yǎng)基礎(chǔ)，連續(xù)在2009、2010、2011三屆山東省實(shí)驗(yàn)技能大賽中獲一、二、三等獎(jiǎng)各3項(xiàng)；獲省級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)論文2篇。
此外，化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教師團(tuán)隊(duì)發(fā)揮積極的帶動(dòng)作用，注重學(xué)科前沿知識(shí)的介紹，在近幾年的大學(xué)生科技文化競(jìng)賽，在全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”等社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽活動(dòng)中，獲全國(guó)三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。
參考文獻(xiàn)
[1]歐陽(yáng)玉祝，吳道宏，王迎春.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)精品課程的建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012（4）：299-301.
國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)信息辦查處并公布一批違法違規(guī)網(wǎng)站［人民網(wǎng)］
6月7日，人民網(wǎng)“中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)研討暨藍(lán)皮書會(huì)”在北京召開(kāi)，主題為“滲透?整合?共贏”，共有相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)、專家學(xué)者、藍(lán)皮書作者及編者、媒體等100多位嘉賓出席。
人民網(wǎng)研究院組織編寫的《中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告（2012）》由社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社于5月24日正式出版。
《中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告（2012）》是中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的第一本藍(lán)皮書，由人民網(wǎng)研究院組織撰寫，人民網(wǎng)副總裁兼研究院院長(zhǎng)官建文主編，社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社出版發(fā)行。該書對(duì)2011年中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展作了全景式的回顧和掃描分析，涉及中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、贏利模式、智能終端、競(jìng)爭(zhēng)格局，以及無(wú)線閱讀、移動(dòng)支付、移動(dòng)電子商務(wù)、移動(dòng)游戲、移動(dòng)音樂(lè)、移動(dòng)視頻、移動(dòng)搜索、移動(dòng)廣告等各種應(yīng)用與服務(wù)，并對(duì)2011年中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的熱點(diǎn)、亮點(diǎn)、引人注目之點(diǎn)作出介紹、點(diǎn)評(píng)。該書有近40位撰稿人，有大學(xué)教授、研究員、高級(jí)工程師、網(wǎng)絡(luò)分析師，還有企業(yè)的CEO等等，都是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方面的研究專家，他們所寫內(nèi)容是其長(zhǎng)期研究跟蹤的對(duì)象，一些數(shù)據(jù)是其親自調(diào)查研究所得，是第一手材料，有的還是首次。
該書是關(guān)于中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r的比較全面系統(tǒng)的分析、研究成果，此書經(jīng)社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社審定，納入了該出版社“十二五”國(guó)家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目的皮書系列，作為年度藍(lán)皮書出版。
全書主要分為總報(bào)告、綜合篇、產(chǎn)業(yè)篇、市場(chǎng)篇和專題篇等五部分，共收錄30篇論文與報(bào)告，總字?jǐn)?shù)約40萬(wàn)字，內(nèi)容涵蓋了截至2011年底中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)、研究等各個(gè)方面和諸多層面的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)2011年中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)、亮點(diǎn)、熱點(diǎn)進(jìn)行梳理與評(píng)析，并對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)，提出對(duì)策建議。
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中科院發(fā)出全球首封國(guó)際化多語(yǔ)種郵箱電子郵件［人民網(wǎng)］
6月20日，由人民搜索網(wǎng)絡(luò)股份公司推出的即刻搜索商業(yè)系統(tǒng)正式上線。該系統(tǒng)將優(yōu)先為中小企業(yè)服務(wù)，計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi)邀請(qǐng)1000家中小型企業(yè)免費(fèi)試用，這些企業(yè)將免費(fèi)獲得為期一年的搜索引擎營(yíng)銷服務(wù)。
據(jù)介紹，即刻搜索商業(yè)系統(tǒng)尤其突出用戶意圖識(shí)別功能和用戶體驗(yàn)。這一系統(tǒng)利用閃存技術(shù)等新型手段，加大了網(wǎng)頁(yè)抓取力度，新平臺(tái)的網(wǎng)頁(yè)收錄時(shí)間從15分鐘縮短到5分鐘，平均檢索時(shí)間則從600毫秒提高到20毫秒，提高了搜索的便捷性和相關(guān)性。
人民搜索相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，此次與即刻搜索商業(yè)系統(tǒng)一起上線的還有“即刻曝光臺(tái)”與“即刻食品安全”。即刻曝光臺(tái)將通過(guò)維權(quán)幫助、投訴曝光、企業(yè)庫(kù)等板塊，將與百姓生活息息相關(guān)的各種安全事件匯聚曝光，并為公眾提供可靠透明的官方投訴通道。“即刻食品安全”則將通過(guò)食品安全資訊聚合、不合格食品公示及各地舉報(bào)入口匯總等功能，讓廣大消費(fèi)者及時(shí)了解切身相關(guān)的食品安全信息。
人民搜索相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹稱，即刻搜索商業(yè)系統(tǒng)不僅充分借鑒了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷形式，還擁有用戶意圖識(shí)別功能和多樣化的信息展現(xiàn)形式，能夠更便捷地滿足用戶對(duì)商業(yè)化信息的需求，同時(shí)，即刻搜索商業(yè)系統(tǒng)還將整合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)資源，利用手機(jī)、平板電腦等媒介進(jìn)行全方位的信息推送。
此外，人民搜索公司方面稱，即刻搜索還將與政府部門、銀行、行業(yè)協(xié)會(huì)等相關(guān)機(jī)構(gòu)合作，對(duì)廣告投放企業(yè)的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，最大限度地保證用戶獲取到真實(shí)、有效的信息。
Facebook上市后首現(xiàn)高管流失：CTO今夏離職
tech.省略/
internet/special/facebookipo/content-3/detail_ 2012_06/16/15345916_0.shtmll ［鳳凰網(wǎng)］
據(jù)科技博客AllThingsD報(bào)道，F(xiàn)acebook CTO布萊特·泰勒(Bret Taylor)將于今年夏季離職Facebook，計(jì)劃前往一家初創(chuàng)公司工作，但目前尚未得知這家初創(chuàng)公司名稱。
對(duì)于這家剛上市不久的科技企業(yè)，是否有能力留住這些創(chuàng)業(yè)的天才，特別是眼下無(wú)論媒體還是投資者，都對(duì)Facebook混亂無(wú)序的IPO進(jìn)行廣泛關(guān)注。同時(shí)，泰勒的離職會(huì)引發(fā)部分人士擔(dān)憂：泰勒負(fù)責(zé)Facebook平臺(tái)和移動(dòng)業(yè)務(wù)，是公司極為關(guān)鍵的領(lǐng)域，其職位舉足輕重。
人人公司宣布任命王傳福為獨(dú)立董事
tech.省略/
i/2012-06-15/18047274057.shtml［新浪科技］
精品源自物理科
1公路工程中軟土路基施工中所存在的問(wèn)題
公路工程中軟土路基施工中所存在的具體問(wèn)題有:第一,軟土路基在路堤填土施工完成之后和路堤填筑施工過(guò)程,公路的路基就會(huì)產(chǎn)生一定的路基沉降,以及剩余沉降。怎樣才能有效的對(duì)路基沉降進(jìn)行控制,并保證其沉降控制在預(yù)期的設(shè)定目標(biāo),同時(shí)還要保證公路路基不同結(jié)構(gòu)結(jié)合處的平穩(wěn)以及公路路基高度預(yù)留高度保障道路達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),這些問(wèn)題已經(jīng)成為現(xiàn)代路基施工中所必須要解決的問(wèn)題。第二,軟土路基在正常的施工過(guò)程中,經(jīng)常發(fā)生路堤滑坡的現(xiàn)象,這樣就很容易的造成路基基礎(chǔ)的失穩(wěn),而產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要原因就是因?yàn)檐浲谅坊泄探Y(jié)速度過(guò)慢,路基強(qiáng)度較低。怎樣才能有效的對(duì)地基進(jìn)行穩(wěn)定性的保護(hù),以及對(duì)施工工程的進(jìn)度和質(zhì)量進(jìn)行保證,同時(shí)還能夠有效的對(duì)提高填土速率,也已經(jīng)成為必須要解決的問(wèn)題。
2公路工程中軟土路基施工中的關(guān)鍵技術(shù)
2.1排水法
通常可分為三種:一是砂井排水固結(jié)法,二是擠密砂樁法,三是振沖碎石樁。這種直排水法在軟土層較厚的軟土地基比較適用。一般情況下,為增強(qiáng)軟土的強(qiáng)度,常通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn),一是清楚表層淤泥,二是砂井排水固結(jié),砂井排水,即通過(guò)預(yù)壓砂井法先使排水固結(jié),地基提前沉降。此方法能取得較為良好的效果,需注意的是,軟土地基要想完全固結(jié)需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
2.2換填管理法
換填管理法就是將基底下的軟土挖出來(lái),換一些材料進(jìn)行填補(bǔ),再加以夯實(shí),不過(guò)有兩點(diǎn)需要注意,第一,這些填補(bǔ)的材料必須滿足低壓縮性、無(wú)腐蝕性的要求;第二,挖出的軟土必須在基底下一定的深度范圍內(nèi)。此方法有一定的限制,需根據(jù)具體的需求進(jìn)行具體操作。換填的材料有相應(yīng)的墊層,如砂和砂墊層,碎石與礦渣墊層。底層的材料不一樣,相應(yīng)的墊層也隨之變化,墊層的功能很大程度上是不一樣的,但也有共同點(diǎn),最大的共同之處就是,代替軟土來(lái)承載基礎(chǔ)壓力,填筑的材料要具備較高的抗剪度,其壓縮性要小。在填充的同時(shí),會(huì)有一些空隙出現(xiàn),通過(guò)此刻發(fā)揮其透水性能,提高排水速度,使軟土在較短時(shí)間內(nèi)迅速固結(jié),避免出現(xiàn)低溫凍脹的情況。在水利施工中,利用此方法進(jìn)行軟基處理時(shí),上部軟土朝下施加的應(yīng)力很小,能取得良好的效果。當(dāng)然,在實(shí)際操作中,還是要考慮工程的規(guī)模和穩(wěn)定性等問(wèn)題。
2.3化學(xué)固結(jié)法
即通過(guò)一些化學(xué)手段對(duì)地基進(jìn)行固結(jié),以加強(qiáng)其強(qiáng)度,提升其穩(wěn)定性。經(jīng)常用的處理手段通常有三種:一是深層攪拌法。二是灌漿法,三是高壓噴射注漿法。深層攪拌法,即在軟土中摻加固化劑,經(jīng)攪拌機(jī)攪拌,軟土和固化劑會(huì)發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),從而提高地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性,將軟土硬化,加強(qiáng)其整體性。固化劑的主要組成部分多是水泥石灰等,攪拌機(jī)為特質(zhì)攪拌機(jī),另外,軟土和固化劑的黏合盡量在地基深處就開(kāi)始進(jìn)行。利用此方法,主要就是為了增強(qiáng)軟土的強(qiáng)度,提升承載力,以達(dá)到減少沉降量的目的,從而為邊坡的穩(wěn)定性提供必要保證。此外,之所以要用攪拌機(jī)加固,主要是為了讓軟土和固化劑之間發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),它與混凝土的硬化有著很大區(qū)別,混凝土的凝固速度比較快,因?yàn)槠溥M(jìn)行的是水解水化作用。
2.4旋噴法
為加強(qiáng)地基的強(qiáng)度,常采用旋噴機(jī)制造旋噴樁,這就是旋噴法。將帶有特制噴嘴的注漿管放在土層預(yù)定的深度,提升其高度,噴嘴會(huì)按照設(shè)定的速度開(kāi)始旋轉(zhuǎn),同時(shí)噴射出水泥固化漿液,與軟土合并并發(fā)生作用,進(jìn)行凝固硬化,形成的樁就是旋噴樁,旋噴樁壓縮性小,強(qiáng)度高,主要用于對(duì)粉細(xì)砂和軟粘土地基的加固,但是對(duì)有機(jī)成分較高的地基加固效果較差。
2.5灰土擠密樁
當(dāng)軟土地層的含水量過(guò)大或過(guò)小時(shí),應(yīng)選擇灰土擠密樁,含水量過(guò)小,需先將加固范圍內(nèi)的土層浸濕,接著按先外后內(nèi)的間隔進(jìn)行成孔的順序;含水量過(guò)大,需利用干土粉或石灰粉吸收部分水分,或者快速成孔澆灌。在進(jìn)行孔填料之前,先對(duì)孔底夯打大約三錘,夯錘形狀以梨形和棗核形為佳,重量要在100公斤以上,然后以所測(cè)出的密實(shí)度為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)夯擊次數(shù)和下料速度實(shí)行嚴(yán)格控制。對(duì)于已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層的情況,應(yīng)先將其取出,再依據(jù)設(shè)計(jì)要求填夯灰土,按照規(guī)范進(jìn)行施工。此外,還有預(yù)壓砂井法、加筋法、爆炸排淤法以及強(qiáng)夯法、井點(diǎn)降水發(fā)等許多方法。
3結(jié)束語(yǔ)
