時間:2023-10-08 15:44:36
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篇大學化學問題,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:大學化學教育;綠色化學;改革
0引言
隨著時代的不斷發展,綠色、環保越來越被人們所重視,也逐漸成為了世界發展的主題,也是化學教育在新時期改革發展的過程中所要重視的問題。在高等教育的不斷改革下,我國大學的化學教育對綠色化學教育越來越注重,綠色化學教育理念的引入和運用促進了大學化學教學過程中出現的問題的解決,也有利于我國高等院校化學教育事業的發展。
1綠色化學的相關概念
隨著工業化的快速發展,我們生存的環境受到的污染越來越嚴重,環境問題愈發嚴峻,環境保護問題也成為了世界性的問題。任何行業、組織以及個人在追求經濟利益、獲得發展的同時,也要對環境保護問題加以重視。而對于人們生活質量的提高以及自然環境保護方面,化學發揮著重要的作用。1995年3月,美國總統克林頓宣布對“綠色化學挑戰獎計劃”進行設立,同年10月,美國國家環保局也對“總統綠色化學挑戰獎”進行了設立,從此,“綠色化學”這一名稱廣泛傳播開來。綠色化學的含義是在設計的過程中盡可能的保證對環境最小的負作用或者對環境沒有負作用,而且保證在實踐時,技術上和經濟上都可行的化學品和化學過程。綠色化學的理念對多種化學領域都有所涵蓋,在今天,我們也越來越多的對其加以利用進行污染的防治。
2大學化學教育過程中開展綠色化學教育的必要性
2.1在大學化學教育過程中開展綠色化學教育是素質教育的內在需求
有效落實素質教育是培養全面發展的人才的重點,大學化學教育既要注重素質教育的實施,將素質教育作為大學化學教育的導向,也要注重綠色化學理念的傳播,對學生的社會責任感進行培養,使學生在學習的過程中具有創新精神。綠色化學教育的開展在大學化學教育的改革下,使大學化學教育的改革有了更廣闊的空間,使大學化學教育和時代改革的發展有了更緊密的聯系。因此,在大學化學教育中開展綠色化學教育,為落實素質教育提供了有效的途徑,促進大學化學教育在新時期的發展。
2.2在大學化學教育中引入并運用綠色化學教育理念,是新時期開展大學化學教育改革工作的基本指導理念
當今世界在不斷發展的過程中,越來越注重綠色和環保,這也是我國大學教育包括大學化學教育發展的過程中所需要面對的基本課題。大學化學和初中和高中的化學有很大的不同,在教學內容方面,大學化學教學內容的系統性和專業性更加鮮明,而且具有表現廣泛性的特征,這些都導致大學化學在教學的過程中的復雜性比較強,因此,需要引入綠色化學教育理念,并進行合理的運用,使得大學化學教育的科學性和完備性得到提升。在大學化學學科實驗教學具體開展的過程之中,要對綠色化學的基本理念進行積極的倡導并踐行,不斷提升我國大學化學教育事業改革工作的開展水平,為大學化學教育改革工作的開展提供支持的條件。還要對節能環保材料的研究和應用進行密切的關注,并且在研究和解決能源短缺問題上也加強關注,并且了解開展綠色化學教育對我國大學化學教育事業開展的影響,使我國大學化學事業的發展得到提升。
3綠色化學理念下大學化學教育的改革措施
3.1在大學化學教育中堅定綠色化學思想的指導地位
在大學化學教育階段,要以綠色化學教育為基礎,大學教師要堅持在綠色化學教育思想的指導下開展大學化學教育。在進行教學時,要將綠色化學教育和素質教育理念相結合,使得大學化學教育在綠色化學教育下得到更深化的改革。比如,教師在實驗室對無機有毒氣體進行制備并講解的過程中,可以和當前的環境熱點問題相結合,對無機有毒氣體的理化性質進行重點的講解,使學生能夠對無機有毒氣體對環境的影響有明確的認識,從而在對無機有毒氣體物質進行制備的過程中,可以對環保加以注重,并進行優化控制。
3.2對大學化學教學體系進行調整和改善
在大學化學教育中引入綠色化學教育理念是一種創新性的變革,也是時展的需要。在綠色化學教育理念下的大學化學教育的改革,重點就是對大學化學教學體系中的教學內容進行調整和改善。具體來說,就是在大學化學課程的教材中滲透綠色化學教育理念,這是對傳統的教育理念的刷新,也是傳統的教學內容和理念的革新。同時,在教材中也可以對與綠色化學有關的章節進行增加,讓學生對綠色化學進行學習,并真正的了解綠色化學,實現大學綠色化學理念的普及。
3.3培養師生綠色化學意識,營造良好的綠色教育的大環境
在大學化學教育中開展綠色化學教育,突破了傳統的大學化學教育理念,與時展的主題相呼應。大學化學教育在綠色化學教育理念下實行改革,教師和學生對傳統的化學教育思維方式進行轉變是關鍵,師生具有綠色化學意識才能夠使綠色化學教育得到拓展,并提高師生參與的積極性,因此要加強師生綠色互相意識的培養。首先,要對綠色化學教育加強宣傳,使師生能夠更好的認識綠色化學教育,并且能夠在實踐的過程中貫徹綠色化學教育理念;其次,綠色化學教育能夠將大學化學教育和人文教育連接起來,因此要以綠色化學教育理念為導向,對化學教育理念進行深化,并調整、優化綠色化學思想;最后,要培養學生形成綠色化學的思維方式,在解決化學問題時能夠從環保的角度出發,這樣能夠營造良好的綠色教育的大環境。
3.4對綠色化學理念的滲透進行強化,調整并優化化學教學理念
在大學化學教育中強化綠色化學理念的滲透,能夠為綠色互相教育的開展創造良好的內在環境。首先,教師在進行教學的過程中,要在理論課堂的教學中對綠色化學教育理念進行滲透,使學生在進行理論學習的過程中,實現對綠色化學教育認識的強化;其次,在進行實驗教學的過程中更要踐行綠色化學教育理念,使學生在親自動手實踐操作的過程中能夠了解到開展綠色化學的意義;最后,以綠色化學理念為依托,優化并調整現有的化學教學模式,在化學教學中能夠更好的融入綠色化學教育理念。
4結語
在大學化學教育的改革和發展中開展綠色化學教育,是實施素質教育的內在需求,也是新時期開展大學化學教育改革工作的基本指導理念。要采取有效措施促進綠色化學教育下大學化學教育的改革,可以在大學化學教育中堅定綠色化學思想的指導地位,對大學化學教學體系進行調整和改善,培養師生綠色化學意識,營造良好的綠色教育的大環境,對綠色化學理念的滲透進行強化,調整并優化化學教學理念等等,以促進大學化學教育的深化改革。
參考文獻:
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關鍵詞:中學;化學教師
Abstract: every middle school chemistry teachers are frequently involved in education and scientific research work. The general problems of education and scientific research work regularly this important research in the conventional teaching, some people will be the education scientific research work called routine teaching. The teacher will these in-depth study of new discoveries and results published in the public offering of professional journals and peer recognition. Even made acknowledged achievements in scientific research.
Keywords: high school chemistry teachers;
中圖分類號:G451.6 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
中學化學教師要具備哪些素質才能比較深入地開展教育科研工作,做出能在公開發行的專業期刊上發表的論文呢?本人認為,中學化學教師必須從以下幾個方面培養自己的素質,提高教育科研能力。
一,要不斷豐富自己的專業知識
豐富扎實的專業知識是深入開展教育科研工作的基本前提。中學化學教師只有具備了豐富扎實的專業知識,才能站在較高的學術起點上統觀中學化學的學術問題和教學問題,才能對中學化學教學中遇到的疑難問題進行科學研究并得出正確的結論。
中學化學教師的學歷基本上都達標了,有的甚至還取得了碩士研究生的高學歷和高學位。從學歷來看,好像大家都具有比較扎實的專業知識.其實。學歷的高低一般不能說明
專業知識的多寡。我這樣說的理由有兩點,一是時下有些人的文憑水分較大,有文憑、缺知識的現象比較普遍的存在:二是有些人工作一段時間后就將大學里所學的知識完全遺忘了,他們的大學文憑僅表示他們曾經上過大學。這兩個原因使一些教師實際上并不具備扎實的專業知識。
中學化學老師可從如下幾個方面來豐富自己的專業知識。一是在備課時要經常翻閱大學化學的相關內容,如在備氮族元襄的內容時就將大學化學中的氮族元素翻閱一下。在備乙醇的內容時就將大學化學中有關醇的內容翻閱一下,這樣堅持幾年就可以將與中學化學教學密切相關的大學化學內容熟記于心。二是遇到疑難問題時,要多分析、多研究、多查閱一些資料進行比較研究,時間長了,就自然而然地掌握了比較豐富的知識。同時還會在此過程中發現一些值得研究的課題并取得相應的科研成果。三是要善于向他人學習請教,有道是“三人
行,必有我師”,有許多老教師在多年的實際教學中都對有關的問題多少琢磨出了一些個人的獨特見解,只要中青年教師善問,老教師們都是樂于奉獻自己的經驗的,這可以使中青年教師在教學工作和業務學習上少走彎路。四是要養成愛閱讀、愛學習的好習慣,教學工作的間隙常有一些零碎的時間,大家只要把這些零碎的時間利用起來就可以看很多書籍,學許多知識。我常在教學工作的間隙閱讀《化學教學》、《中學化學教學參考》、《中學化學》等專業雜志,在這些雜志上,有許多先進的理論、先進的方法值得我們學習和借鑒。通過閱讀。我們既可以學到一些先進的理論和方法,又可以在學習中發現一些值得進一步研究的課題。
有很多教師一般都只滿足于能講解中學化學教材上的內容、只滿足于能講解中學化學教輔資料中的一些題目、只滿足于能夠應付中學化學的日常教學工作,這種專業狀態和學習態度使得有些教師需要鶯新進行專業培訓才能上有關的選修課。我們雖然不能說這種專業狀況和學習態度是消極落后的。但可以肯定地說.憑這種專業狀況和學習態度是不可能在教育科研上有所成就的。常有教師教導學生說“好習慣成就未來”。若將這句話用到我們有些教師的身上也是很合適的。只要教師們養成了愛學習、愛思考的好習慣。就一定會在教育科研上取得顯著的成績。
二,要努力學習教育理論知識
研究中學化學的教學問題,僅有扎實的化學專業知識還是不夠的,還應該有一定的教育理論知識和心理學知識。
一直以來,我國的師范大學在培養師范生方面都存在著重專業知識教育、輕教育理論教育的傾向。師范大學化學專業的教育也是如此.這種培養傾向導致的直接后果是師大學生作為教師的教育素養有點先天不足。既然師大畢業生的教師素養先天不足。參加工作后就應該補上這一課。遺憾的是我們的教師培訓工作也沒有對此問題引起足夠的重視。對于一個立志獻身教育、并打算在教育科研上有所作為的老師來說,應該自己補上這一課。
三,要逐步培養自己的創造能力
具有豐富的化學專業知識和教育理論知識還只是化學教育創新的基本條件,深入開展教育科研工作還必須具備較強的創造能力。有些教師暫時還比較缺乏創造能力,但創造能力是可以逐步培養的。就本人的體會來說。只要教師們愛學習、愛思考、肯動手,創造能力是會逐步提高的。
對于一個初涉教科研工作的新手來說,開始時一般不要研究那些涉及面廣、綜合性強、難度大的研究課題,而且就某一個具體的問題進行比較深入的研究。如研究某一個知識點的教學,研究某一道習題的教學。研究某一個實驗的教學等。在一些教學點的研究上積累了一定的經驗之后。就可以對一節課的教學進行較深入的綜合研究,然后再選擇一個單元的教學進行較深入的綜合研究。當熟悉了整個高中化學的教學情況、積累了足夠的知識和經驗之后,就可以站在整個高中化學教學的高度進行某些專題的教育科研工作。
中學化學教師的科研能力是可以逐步培養提高的,只要大家有信心并在教育科研上起了步,就一定能在教育科研上取得比較豐富的成果。
四,要掌握科技論文的撰寫特點
相信每個中學教師都曾在學生時過議論文,甚至還寫過十分優秀的議論文。但不是每個教師都在學生時過科技論文,這使得許多老師完全不知道科技論文的撰寫特點。有些教師撰寫教科研論文時竟然還像學生寫應試議論文一樣隨意編撰。
普通的議論文和科技論文在寫作上有相通之處,也有顯著的差異。二者的相通之處是都要做到觀點鮮明、論據充分、論證嚴密。這是大家都熟悉的撰寫論文的要求,不必本人做進一步的說明。
摘要:本文主要針對不同專業如何結合專業實際需求開展無機化學課程教學進行了探討,從不同專業的教學內容、學時、案例、生源背景的差異性等方面進行了綜合分析。
關鍵詞:無機化學課程;化學專業;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0206-02
無機化學課程是高等院校化學、化學工程與工藝、應用化學、藥學、環境科學、臨床醫學等化學和近化學專業本科生的第一門專業基礎課程,同時也是理工科專業如物理專業的必修課程。該課程講授的內容是立足于學生在已掌握的高中化學知識基礎上,使學生了解或掌握化學熱力學、化學平衡、化學動力學、近代物質結構理論、原子結構、元素周期律、分子結構和四大化學反應及平衡、元素化學等基本原理和基礎知識,具備對一般無機化學問題進行理論分析和計算的能力,使學生在科學思維能力上得到良好訓練和培養,為他們今后各門后繼課程的學習準備必要的基礎理論。近年來隨著我國高等教育的迅速發展,無機化學課程群除了傳統的無機化學[1,2]外,還包括基礎化學[3]、無機及分析化學[4]、普通化學[5]、大學化學[6]等不同名稱的課程和相應的教材。盡管課程名稱不同,但核心內容都為傳統的無機化學課程基本內容。與此同時,課程名稱的變化和教學內容的差異也體現了課程教學過程中具體專業具體對待的必要性,只有這樣才能更好地踐行人才培養分作。本文以紹興文理學院無機化學課程群授課情況為例,對不同專業無機化學課程授課的差異化教學模式進行了分析和探討,希望通過本研究,對老師在授課過程中如何切合專業特點、因材施教提供一些經驗和建議。
一、結果與思考
1.不同專業無機化學課程教學內容和學時的差異性分析。隨著高校教學改革的不斷深化,培養社會需求的應用型人才是地方普通高校人才培養的主要目標。在不斷優化和修訂人才培養方案以及教學大綱過程中,許多老師不可避免地會遇到教學內容與學時的矛盾,如何看待不同課程對所授課專業的支撐作用,按照有限的學時精心選擇授課內容,是每個老師需要認真思考的問題。表1概括了紹興文理學院本科教學中涉及無機化學課程的專業、學時和主要教學內容。由表1可知不同專業的無機化學課程設置在學時和教學內容上都具有很大差異,例如化學專業無機化學課程設置的學時數是臨床醫學專業學時數的4倍,其教學內容不論從光度上還是深度上都要遠遠高于臨床醫學專業。從不同專業的教學內容來看,在差異性存在的同時也有共同性,即所有專業的無機化學(包括基礎化學、普通化學、無機及分析化學等)課程教學內容都包含酸堿、氧化還原、沉淀與溶解和配位四大化學反應理論、化學熱力學、化學動力學這些核心的基本知識。上述這些差異性也正是客觀反映了不同專業對化學知識結構的不同需求,是人才培養的客觀需要。
2.教學案例的差異性分析。本科教學是基礎教學,著重培養知識面寬、適應性強、素質好的后備人才。但這種基礎教學不同于中學的基礎教學,它帶有專業性和研究性的特點[7]。在對不同專業學生授課過程中,老師不僅要熟悉自己的教材,更要了解不同專業對同一授課知識點的不同需求,結合專業實際,開展生動活潑的案例教學。例如對于溶液依數性教學內容的講解,在滲透壓這一知識點,除了共同的基本理論原理外,針對不同專業可以開展不同的理論與實際相結合的案例探討,如表2所示列出了針對化學、化工、醫學、藥學以及生物科學等不同專業滲透壓知識點的不同例題。通過上述講解,不僅讓學生學到了基本原理,而且將基礎理論與自己的專業知識有機地聯系在一起,使得學生能夠感覺到學有所用,提升學生學習的興趣。
3.高中化學基礎的差異性問題。在大多數高校中,無機化學課程是面向大一新生授課。我國地域遼闊,經濟發達地區與邊遠地區間的教育水平有一定差異,同時不同地區高考模式不同,導致高中課程教學體系也存在一定差異,甚至有的學生在高中階段沒有學過化學。因此老師在授課時應該及時了解和掌握大一新生的高中化學知識背景,使大學化學知識與高中知識既不脫節,又不大量重復。在教學中根據不同學生的認知水平、學習能力以及自身素質,教師選擇適合每個學生特點的學習方法來有針對性地教學,發揮學生的長處,彌補學生的不足,激發學生學習的興趣,樹立學生學習的信心,使每個學生都能揚長避短,獲得最佳發展。
二、思考
從以上對不同專業無機化學課程教材差異性的分析比較,不難看出課堂教學中學生之間專業背景、個人能力等方面存在的差異是一種合理性存在。我們不可能也不應該讓所有的學生用同樣的方式,在相同的時間內學習相同的內容。美國學者湯姆林森曾經說過差異教學的核心思想是將學生個別差異視為教學的組成要素,教學要從學生不同的準備水平、興趣和風格出發來設計差異化的教學內容、過程與結果,最終促進所有學生在原有水平上得到應有的發展。我國21世紀的高等教育已經從精英教育發展到大眾教育,更加著重于培養學生的科學素質與創新意識。如何在課堂教學中真正做到以學生為主體、以教師為主導,在傳授基本理論、基本知識和基本技能的同時,努力培養學生的科學素質和創新能力,促進每個學生在原有基礎上得到充分發展的“差異教學”必然成為課程改革的新增長點。
參考文獻:
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關鍵詞:化學課程改革;學問中心;高考改革
文章編號:1005-6629(2008)07-0001-03中圖分類號:G633.2 文獻標識碼:B
上海的二期課改已經進行了多年,雖然經過一、二期課改,高中化學教育理念有了一些變化,化學課程也做了進一步的調整與改進,實施新課程的條件與手段得到了完善,但化學新課程的實施情況卻不能令人滿意。如不忠實于課程標準和教材的現象常有發生;“教學圍繞考試轉”的情況依舊,甚至愈演愈烈;化學實驗教學和化學實踐環節不被重視;題海戰術,課外補課,隨意增加課時的情況比較普遍;學生的學業負擔仍然很重……,這些情況當然不能完全歸結于課改,但課改不徹底亦是重要原因。因此對上海高中化學課改做點反思,從中尋找改變目前狀況的思路與辦法,顯得十分必要。筆者以為,下面四個問題是值得思考的。
1 高中化學教育的終結目標是什么
高中化學教育的終結目標究竟是為了提高學生的基本素質還是為了培養未來的化學專門家?事實證明,高中生能成為未來化學專門家的僅是極個別人,甚至未來從事與化學有關專業工作的學生也是極少數,絕大多數學生學習高中化學的目的不是將來去“研究化學”,而是去“用化學”。即用學過的化學知識和技能去理解和解釋身邊的化學現象,去解決與化學有關的社會、生活問題,并通過學習化學課程來提升自己的科學素養和基本素質,形成自己的個性、完善人格。高中化學課程應當把滿足學習者的這種需求視作教育的根本目的。而現在的化學新課程仍然主要為學生升入高一級學校化學化工專業奠定基礎,尚不能滿足大多數學生的根本需求。
時至今日,“以學生發展為本”的教育理念日益深入人心。學生的興趣、愛好與發展目標各異,但新化學課程仍然缺乏彈性,依然統一多于靈活。特別是新教材依然遵循幾十年來傳統學科體系構建課程的知識內容,只是在編排順序和呈現方式上做了一點改進,依然很難適應學生發展的多元需求。
筆者以為,高中化學課程應該給學生一些經過精心選擇和組織的、相對寬泛的、與學生面對的社會生活問題聯系相對緊密的化學知識和理念,它們應該是可以終身受用的。它們既可以為進一步深造奠定基礎,更能適應學生面對生活的要求。這些知識與理念和物質的組成與微觀構造;化合與分解;氧化與還原;酸與堿;聚合與解聚;化學反應與能量;分散系與溶液;平衡與其移動……等等。但是經過目前的高中化學學習,學生堆積起大量知識與材料,卻并沒有建立起這些理念,所學知識與技能主要用于解題應試而已。例如有的學生早就學過大氣組成,卻沒有地球大氣是個氧化性氛圍的理念,不知道強還原性物質需要密閉保存,或者雖然知道,卻不能用它指導自己的生活行為。高中化學課程理應引導學生觀察自然,觀察化學變化,通過動手實踐培養他們具有參與探索的興趣,善于發現問題,嘗試解決問題的創新精神,并掌握解決問題的一般途徑與方法;而不按培養化學專門家的模式只是去學習化學專業發展需要的理論,去進行化學專門技能的操練,讓他們整天陷入題海,在應試的怪圈中疲于奔命。況且真正的化學專門家也不是靠題海和應試培養得出來的。因此要深化高中化學課程改革,真正落實“以學生發展為本”,就需要對高中化學教育的終結目標進行認真的反思。
2 是否需要進一步淡化高中化學課程的學問中心色彩
長期以來,我國的高中理科教育一直被學問中心的課程觀念統治著。這是理性主義教育價值觀在中學教育的具體體現。學問中心課程就是某個學科的知識系統的全部。學問中心課程以學向化、專門化和結構化為特征[1]。學問化是學問中心課程的本質特征,它著眼于充分反映該學科的現代成就,強調學科的基本概念和原理的系統性,強調學科的基本結構,基本方法線索。它必然將傳授學科的知識與技能放在首位。專門化是學問中心課程的主要弊病,它強調教學內容的用化、獨立化,反對相關化、融合化和廣域化,反對學科綜合。結構化則是學向中心課程的長處,因為強調學科基本結構,容易使學習經濟化,也比較容易地組織教學與評價。
今天,世界范圍的教育正在發生深刻的變革,大眾化,普及化,民主化成了國際教育變革的潮流。社會政治經濟發展對人才提出了全新的要求,學問中心課程統治理科教育的缺陷與不足日益顯現。我國理科課程改革的標志之一應該是打破學問中心課程的統一天下,依照現代教育價值觀重新確定我國基礎理科教育的課程體系,這對于上海這樣一個經濟發達的現代化大城市尤其重要。
學問中心化學課程的弊端還表現在:
2.1學問中心的化學課程往往會把化學教育演變為化學家的教育。它突出智育,追求學生學術潛力的充分發展,而排斥非學術潛力發展。如上所述,大多數學生未來不可能成為化學專門家,因此學問中心化學課程很難符合大多數學生根本需求。
2.2學問中心化學課程在教學要求上起到大學專業預科的作用,它強調與大學化學專業對口,會對學生提出過高的化學學科專門技能的要求。為了掌握這些化學專門技能,必然讓師生在這些專門技能的學習和操練上花費大量時間和精力,成為學業負擔過重的根源。如果說學問中心化學課程存在概念與原理、符號和計量三個知識技能系統的話,為了體現學問至上和專業艱深,這種課程必然更加突出和加重它的符號系統和計量系統的教學要求,而且還表現出追求這些學科專門技能的細分化、精確化和熟練化[2]的趨勢。舉氧化還原反應知識技能板塊來說,就要求學生掌握:
理解氧化反應和還原反應
判斷一個反應是不是氧化還原反應
判斷何種元素被氧化,何種元素被還原
判斷什么物質是氧化劑,什么物質是還原劑
判斷什么物質是氧化產物,什么物質是還原產物
{用單橋式
標出反應中電子轉移的方向和數目|
{用雙橋式
有關氧化還原反應的相關計算
氧化還原反應在電化學(化學電源與電解)中的具體應用
……
這一整套化學學科專門技能不經過長時間的反復訓練,學生很難牢固熟練地掌握。
學科專門技能并非如語言表達;人際交往;發現問題、查找資料、尋求專家幫助;設計問題解決途徑與辦法等這些學生繼續學習或面對生活所需要的一般技能那樣終身受用。讓專業發展方向尚未明確的學生花費大量時間與精力去操練這些并非終身受用的學科專門技能,有多大必要?加上高考改革相對滯后,仍然以各門學科考試總分數劃線,這就讓學生對任何一門必考學科的專門技能訓練都馬虎不得,都要去解大量的練習,攻難題,學生只能在學業負擔過重的痛苦中煎熬,他們沒有時間課外閱讀,發展興趣愛好,參加體育鍛煉和社會實踐活動。這樣,學生的實踐能力和創新精神培養就很難得到保證。
2.3 學問中心的化學課程設置還是改革學科教育評價制度,乃至改革整個基礎教育評價制度難以逾越的障礙。按現代教育評價理論看來,教育評價的核心功能無非“甄別選拔”和“促進發展”兩大類。學問中心課程天然地為發揮評價的甄別選拔功能提供了基礎。因為設置這類課程的根本目的就是為進入高一級學校對口專業去深造。為了提高考試的區分度,增大試題的難度,命題者無不在學科專門技能的符號系統和計量系統中絞盡腦汁地挖掘,以致出現偏題怪題。從大學化學教學出發的明顯起綱的試題則冠之以“信息題”的名目出現。這就使高考的甄別選擇功能大大強化,促進學生發展的功能則被忽略。反過來高考命題的任何一個動靜又會大大地影響中學教學。這樣的惡性循環,使課改后的高中化學教學依然圍繞高考運作,而且很難找到突圍的出路。評價化學教學則單一地依靠考試均分,名次,依靠升學率,也讓多年從事畢業班教學的化學教師苦不堪言。
3 化學教師的職責是“教化學”還是“從事化學教育”
“教化學”和“從事化學教育”含意有明顯差異。前者把化學教育局限在傳授課程教材規定的化學知識和技能上,必然突出智者,必然看重書面考試結果,讓解題方法與技巧在化學教學中占有特殊地位,對試題的練習這種單一的課程資源特別青睞。對學生的智能訓練則主要局限于加德納所述的多元智能的“邏輯-教學智能”和“內省智能”[3]上, 目的只有牢固熟練掌握應試技能。后者則自覺地把化學教育視為整個高中教育的一個部分它僅是實現高中教育總體目標的一門學科教育。進行化學教育就不僅重視知識技能教學,同時也重視化學實驗教學重視社會實踐活動努力拓展課程資源,落實課程標準規定的三類教學目標。就必然注意化學教學中科學精神和人文精神的有機統一,注重情意因素在教學中的作用,注意滲透愛國主義,辯證唯物主義和科學發展觀的教育,就必然注意用教師的治學態度敬業精神及人格力量去感染自己的教育對象……。就目前情況來看,大多數化學教師“教化學”的意識得到了強化,“從事化學教育”的理念則有所削弱。他們對試題和高考命題動向的研究興趣遠大于開拓課程資源,落實三大教學目標的研究興趣,遠大于改進化學實驗教學的研究興趣。事實上,因為教學針對高考,內容多、時間緊,也就不可能有時間和精力考慮其他,這就讓化學教師“從事化學教育”的意識逐漸淡化。
4 是否應該變高中化學教學遷就高考為高考遷就高中化學教學
目前這種應試色彩根深蒂固局面的形成,高中化學課程的學問中心色彩是原因之一。正因為如此,就必然形成高中化學教學遷就高考的局面。雖然說高考應具有促進高中化學教學和為高校選擇新生的兩大功能,但事實上,后者的功能體現遠超過前者。高考按培養學科專家的要求對考生來命題,就必然會在化學的符號系統和計量系統上加大選拔要求,為了適應這種要求,特別是新的情境題的要求,中學教師不得不去收集新題資料,讓自己職業素質的提升大多局限于高考試題的研究之中,每年高考新題很快就會變成練習題進入中學化學的教學之中。
這種局面如何改變?大多數同仁認為高考改革太難,前途渺茫。筆者以為,課程改革歷來是教育變革的龍頭,只有繼續抓住課改這個龍頭,改革高考才有希望。我們是不是應該讓化學教學遷就高考轉變為高考反過來遷就化學教學呢?關鍵是進一步淡化高中化學課程的學問中心屬性,削弱化學高考與學問中心高中化學課程的依存關系,進行新的化學課程設計,制定新的課程標準,從而才會有新的化學高考綱要,也才會讓化學高考低不高傲的玄虛,來順應高中化學課改,讓高考改革步入新階段。
參考文獻:
[1]鐘啟泉.現代課程論[M]. 上海:上海教育出版社,1989.114.
[關鍵詞] 材料類專業;物理化學;課程教學;教學實踐
[中圖分類號] G642.0 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634(2014)04-0060-02
0 引言
隨著社會的發展和科學技術的進步,高等學校不斷深化教學改革,全面提高教學質量,大力提升人才培養水平,主動適應現代社會對學生知識、能力和素質日益提高的要求。在這樣的形勢下,作為材料類專業基礎課的物理化學的教學課時數明顯壓縮,教學內容不斷更新[1,2]。因此,需要積極推進課程體系改革,充實和更新教學內容,改進教學方法,豐富教學手段,從而全面提高物理化學課程的教學質量和效果。結合江蘇科技大學材料類專業的辦學定位、人才培養目標和人才培養方案,筆者對材料類專業物理化學教學做了一些改革嘗試,經過多年的教學實踐證明,成效顯著。
1 充實和更新教學內容
物理化學是化學學科的一個重要分支,是從研究化學現象和物理現象的聯系入手,應用物理學的基本原理和實驗方法,探求化學變化規律的一門科學。物理化學課是高等工科院校材料類專業的一門理論基礎課程。課程內容面廣、量大、更新快,數學推導多、邏輯性強,理論性、實踐性高[3,4]。自2000年以來,物理化學課程一直是江蘇科技大學校級重點建設課程,2005年入選首批校級精品課程建設項目,2008年被評為江蘇省精品課程。2003年以前,江蘇科技大學金屬材料工程、焊接工藝與技術、材料成型與控制工程等材料類專業一直采用程蘭征教授等所編《物理化學》為教材,化工類專業的學生一直采用天津大學所編《物理化學》為教材。為明確教學目的和要求,保證教學質量,在參照有關《綜合性大學化學化工專業物理化學教學大綱》和《高師物化標準化考試大綱》的基礎上,以《高等工業學校物理化學課程教學基本要求》為依據,充分考慮在教學的內容組織上注意處理好該課程各部分內容之間的關系與基本知識、基礎理論與實際應用的關系以及后續課程的關系,結合江蘇科技大學的辦學定位、人才培養目標、生源情況及各專業的人才培養方案,2003年物理化學課程針對不同專業特點分別設置為:56學時(含實驗8學時)的物理化學A(適用于材料成型與控制工程、金屬材料工程、焊接技術與工程等材料類專業)和88學時(含實驗16學時)的物理化學B(適用于高分子材料與工程、環境工程等化工類專業)兩大不同系列;并采用天津大學所編的《物理化學》作為材。經過10年的實踐和研究,江蘇科技大學目前材料類專業物理化學在教材、教學內容和學時的分配為:緒論、熱力學第一定律,7課時;熱力學第二定律,7課時;多組分系統熱力學,5課時;化學平衡,4課時;相平衡,7課時;電化學,6課時;表面現象,6課時;化學動力學,6課時。這樣的安排有利于教學質量和效果的提高。
考慮到學生畢業后要從事教學、科研、開發等工作的實際,江蘇科技大學物理化學教學團隊在參照國家教委綜合性大學的理、工科《物理化學實驗教學大綱》的基礎上,制定了與江蘇科技大學物理化學實驗的教學和科研特色相適應的教學大綱,編寫了《物理化學實驗》講義,10年來先后3次對其進行了修訂。材料類物理化學實驗教學時數為8學時,至少開設2個實驗,學生必須按要求完成一個必開實驗和至少一個選開實驗。必開實驗為燃燒熱測定,選開實驗為過氧化氫分解動力學測定、純液體飽和蒸汽壓的測定、碳酸鈣分解壓的測定、二組分合金相圖的測定、粘度的測定、電動勢的測定、電導的測定及應用等。學生實驗成績按10% 的比例計入課程總成績,缺做實驗者課程的實驗成績以0分計算,實驗成績不及格者課程總成績以不及格處理。新大綱進一步明確了物理化學實驗的教學目標和要求,突出了重點、難點,增加了與本學科有關的科技新成就和新發展,增加選修實驗和開放實驗,使之更符合江蘇科技大學物理化學實驗教學實際,并有江蘇科技大學物理化學實驗的特色。
2 改進教學方法
物理化學內容繁多,理論性強,學生學習積極性不高,教學難度大,必須依靠教師的主觀能動性,結合多媒體技術等現代教學手段的充分、合理運用,堅持突出重點,力求內容條理化、講清難點,采用啟發式教學方法。在教學過程中,教師要適時、恰當地提出問題,啟發學生掌握通過自己的思考獲得知識的方法,以激發學生的學習興趣和學習熱情,發揮學生的學習主動性和積極性,并逐步由教師啟發轉向學生自我啟發完成學習任務,激發學生的獨立思考和創新意識,從而有利于教學質量和效果的提高[5,6]。不能忽視緒論課的作用,更不能忽略緒論課的講授。上好緒論課,既可以使學生初步明確物理化學課程的學習目的(“為什么學”)、學習內容(“學什么”)以及學習方法(“怎么學”),又可以讓學生初步產生學習興趣。重點放在從學生身邊的現象尋找物理化學問題,讓他們認識到為什么要學習物理化學,而不是照本宣科。這樣可以給學生留下一個良好的第一印象,激發他們的學習興趣,讓他們體會到學習這門課程對自己的價值,這樣才有可能在以后的學習過程中花時間、花精力去學習這門課程,從而學好這門課程。
物理化學內容繁多,學生不可能一下子將教師講過的知識全部理解掌握,為了讓學生明確課堂重點,教師在全面系統講授課程內容的同時,要把重點內容講清楚說明白(比如在講到復雜的數學公式推導時,在不失數學推導嚴密性的前提下,著重講清各推導環節的物理意義),加重語氣,反復強調,配以板書,引起學生對重點內容的重視。采用錄像、模擬實驗等多種教學媒體,擴大學生接受知識的容量,加快接受知識的速度,提高教學效率。例如,講熱力學時,可以讓學生觀看滑冰錄像,思考滑冰鞋冰刀下冰的凝固點的變化,強化Clapeyron方程的應用;講動力學時,可以讓學生觀看計算機模擬碰撞行為實驗,使其馬上就產生了弄清碰撞理論的迫切感,自然就增大了學習的積極性、主動性。此外,適時地將物理化學學科發展的最新動態介紹給學生[7],激發他們的學習興趣,同時鼓勵和吸引他們參與教師的科研工作,以科研促教學,更有利于創新性人才的培養。
3 豐富教學手段
充分利用現代化教學手段輔助教學。在多媒體教學課件中,教學內容的處理思路、教學重點和難點等以各種形式突出,并有動畫效果。課件除具有正常板書的優點外,還具有內容豐富、信息量大、直觀、學生課后便于復習、課前便于預習等優點。2004年初,江蘇科技大學物理化學課程建立了教學網站。該網站內容豐富、面廣量大,主要包括課程描述、教學文檔、網絡課件、在線自測、在線答疑、來賓留言等內容。多媒體教學適于課堂教學,教學網站便于學生課外自學;同時,還保留傳統板書的課堂教學形式,強化教學內容的重點和層次。實踐表明,物理化學課程多媒體教學與網絡教學,在實際教學中已收到了很好的教學效果,受到了同學、同行和督導的廣泛贊許。網絡教學的使用促進了學生在課前和課后的學習、鞏固和提高,多媒體教學的實施提高了師生的課堂教學效率。
4 改革課程考核和考試制度
全面提高材料類專業物理化學課程的教學質量和效果,加強物理化學專業基礎課程的教與學,加強教師授課和學生學習的統一評價與管理。嚴格考試制度,物理化學課程考試采用“全國高師物理化學標準化考試試題庫”和“全國綜合性大學物理化學試題庫”隨機出題,收到了很好的教學效果。執行全體學生評教制度,所有學生通過學校教務處網絡平臺對上一學期所學課程進行教學評價,教務處將學生評教結果通知給教師本人。教師授課認真、負責、規范,教師的授課和學生學習的教學效果得到了統一的評價與管理。對教師和學生有明確要求,嚴格規范教學,調動了各方面的積極性和創造性。綜觀近年來所取得的成績,學生學期的題庫考試平均成績高于試題庫給出的平均成績。根據教
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師、督導和學生的反饋意見,在以后一段相當長的時期內,對江蘇科技大學工科物理化學課程仍將繼續采用全國理科物理化學題庫隨機出題的方式,進一步促進教師的授課和學生學習的教學效果。
為了較好的體現現代教育思想,符合國內外同類課程改革趨勢和建設方向,全面開放所有物理化學實驗,一名教師負責一個實驗,一個實驗最多同時開設4組,每組實驗最多允許2名學生參與。對《物理化學實驗》講義進行修訂與補充,在燃燒熱測定、金屬相圖測定等實驗中增加了自動化實時測量與監控技術。每年至少對2個物理化學實驗進行改進或更新。
5 結束語
江蘇科技大學材料類專業物理化學課程教學與時俱進,不斷充實和更新教學內容,改進教學方法,豐富教學手段,經過10年的探索和實踐證明該課程的教學改革有助于提高教學質量和效果。
參考文獻
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領導支持成大業
自1973年由北京鐵道科學研究院到武漢大學化學系任教,張俐娜一直是武漢大學的一名普通教師,擔任過的最高職務是“課題組組長”。她常說,自己是一只“笨鳥”,只不過愿意付出比其他人多得多的時間和精力去工作和學習。正是這種對工作的熱愛和執著,幾十年不懈的艱辛探索與創新,成就了她的事業。“如果說我今天有一些科學成就,得到國際上的認可并成為有名的科學家,這些都離不開武大歷屆校領導的支持和幫助,而且武大的學術氛圍和環境對我的影響非常大。”張教授言由心生。
1963年,張俐娜畢業于武漢大學化學系,是系里優秀畢業生。但畢業時她沒能留校,而是被分配到北京鐵道科學研究院。由此,她與在武漢大學任教的丈夫杜予民分居了整整十年。因為她的出身太特殊了,且不說父母都是“臭老九”,單是一個堂伯父,就讓她被打入另冊。那時,出身不好的她如果想調回武漢,僅有的選擇是武昌車輛廠、漢陽枕木廠或者小研究所;而杜予民在武大當時很受重用,學校不會放人。無奈之下,杜予民只好鼓起勇氣找到時任武大黨委書記紀輝,他一句“不能唯成分論”的貼心話,讓夫妻倆激動地猶如聽到了天籟之音。很快,在紀書記的親自過問下,張俐娜如愿調到了武漢大學化學系當了一名助教。“如果沒來武大,我55歲就退休了,也就不會有后來的成果。”張教授感慨說。
1985年,張俐娜獲日本政府學術振興協會獎學金(JSPS)赴大阪大學研學一年多。這是難得的出國學習機會。“那個時候,公派留學是輪不上我的,但是當年劉道玉校長很重視人才,在日本獎學金還沒有批下來時,劉校長就拍板給我批了出國留學費,讓我順利地去日本留學。雖然后來只用了2個月就拿到了獎學金,但對劉道玉校長的果斷政策我還是感懷至深。”在日本留學期間,張俐娜不僅學到新知識,更重要的是學會了科研方法以及日本人搞科研的那種不怕辛苦、攻堅克難的精神。
張俐娜非常珍惜在武漢大學的助教職位。“當年我一調到武漢大學就是埋頭干活,一心想讓武大滿意千萬不要開除我。”于是長期以來,張俐娜心無旁騖,多年堅持潛心研究。“當時我的團隊比較弱,又一任校長侯杰昌和書記任心廉不僅在業務上給我支持鼓勵,還在政治上給了我信任和地位,推薦我當上全國政協委員,這給我一個平臺使我能夠更方便的專心地做科研。”
對于武大的現任領導——校長李曉紅、原書記李健和現任書記韓進,張教授給出的評價為“有遠見、有創新性、有魄力、求真務實”。“他們來武大一個月之內都來看過我,表示支持我的工作。”“申報院士需要有6位專家推薦,可我跟化學部的院士都不熟,于是,李曉紅校長就親自幫我找人。可以說是在校領導的關心、鼓勵下,在化學學院周翔院長、李資遠書記的支持和全校同仁的團結一心下,我順利當選為中國科學院院士。”在張教授心中,評上院士的最大好處就是“可以繼續再工作,可以為國家繼續做事。”
情牽武大比翼飛
武大有名的伉儷——張俐娜院士和杜予民教授,都是國際知名學者,他們帶領各自團隊協同攻關,共同榮獲國家自然科學二等獎,這在化學學院和資源學院都是零的突破。當年,兩位學者就是在武大的校園內相識、相知并且相伴走到了今天。
從小到大,張俐娜一直是品學兼優的學生。1955年,張俐娜初中畢業時,適逢國家擴大師范招生,擬為農村及偏遠地區補充小學教員。她本來響應號召,報名師范。后來班主任馬叔南老師和校長商量后,覺得以張俐娜的潛質,報考中專是埋沒人才,遂以“組織決定”要她改報南昌一高中。張俐娜一直到現在都記得馬老師的囑咐:“你要好好學習,報效祖國!”她沒有辜負老師的期望,1958年從南昌一高中畢業后,以高分被武大化學系錄取。
張俐娜的先生杜予民,其實是化學系比她高兩屆的師兄,只是她進校后一直埋首書海,兩耳不聞窗外事,認識杜予民時,她已大學五年級了,而杜予民則作為優秀畢業生已留校任教。
談到杜予民,張俐娜充滿感情和感激,她說,正是因為有志同道合的先生一路攜手,兩人互相鼓勵,互相幫助,這一路走來她的事業才不孤獨,人生也沒有遺憾。“家庭對我的支持非常大。”張教授說,“我的人生和事業都不是一帆風順,遇到過很多困難,也摔過跤碰過壁,但家庭給我的從沒有埋怨和指責,都是支持和鼓勵。”
在武大多年的教學工作中,張俐娜對分配給她的工作來者不拒:做實驗,帶學生,校對別人的書稿等等。“我不怕做小事。做每一件小事都認認真真。而且我還非常喜歡做實驗,幾乎到廢寢忘食。”應該說,除了經常忘記到幼兒園接孩子,張俐娜是一位完美主婦。她不僅能烹飪出可口的飯菜,還能利用節假日給孩子們裁剪出得體漂亮的衣服。兩個孩子從小被她培養出良好的學習習慣,姐弟倆先后從華農和武大研究生畢業后,又憑他們自己的實力,到美國深造并留在美國工作。
杜予民、張俐娜夫婦每天的日程大多圍繞三個地方:教室、實驗室和家。他們惟一的消遣,是在寧靜的校園內散散步,手牽著手,一邊走一邊交談,這短短的半個小時是他們交流經驗的最好時光。然而這看似輕松的時刻,兩人的話題仍然離不開科研。溫馨的家庭、孝順的孩子讓張俐娜沒有后顧之憂,不僅使她夯實了學科基礎,也為她以后的科研騰飛創造了有利條件。
也許是因為研究領域同屬生物質大分子范圍,使分屬不同學院的張俐娜、杜予民各自領導的兩個團隊聯系格外緊密。迄今,他們的科研小組在SCI源刊發表科學研究論文分別為460篇和200篇以上,發明專利授權分別為80項和60項以上;他們兩人還分別擔任了幾家國際學術刊物的編委。“多交流才能取長補短,互相促進。”兩個實驗室不僅實驗儀器、設備共享,思想情感也是“共享”的。張俐娜的博士生呂昂副教授說:“我們兩個實驗室經常互相參加彼此召開的學術報告會,也經常請教杜教授或張教授問題。” 這對伉儷生活上互相體貼、共度艱辛,科研上相互促進、比翼雙飛,在武大校園傳為佳話。
責任在身多做實事
21世紀,利用可再生動植物資源生產環境友好材料,并且不使用也不產生有毒有害物質,已成為國際前沿領域。出于戰略上的直覺把握,張俐娜于1993年在武漢大學建立了天然高分子與高分子物理科研組,開始了她在這一天然高分子科學與材料領域的創新之旅。在接受記者采訪時,這位風度優雅的女學者開篇便說:“我從事這項研究,是有強烈的使命感。我們世世代代生活在這片黃土地上,我們一定要竭盡全力建設好這個國家。”
纖維素是地球上最豐富的可再生資源,然而纖維素的溶解一直是一個非常棘手的問題。國外主要用有機溶劑和高溫加熱溶解,成本高、能耗大、污染嚴重。2000年1月,張俐娜獲得國家自然科學基金重點項目資助,開始了纖維新溶劑及材料的研究。經過十年努力,張俐娜團隊對纖維素新溶劑取得重大發現:他們利用價廉、無毒的氫氧化鈉和尿素的水溶液預冷到-12℃時迅速溶解纖維素;并建立了低溫溶解大分子的嶄新理論。這是對傳統方法的重大突破,因此在國內外已產生深遠影響。在國際上被評價為:“這是無污染、簡便、快速、安全的新一類溶劑,開拓了纖維素新材料領域;它是纖維素加工技術上的一大里程碑。”張俐娜也因此獲得國際上纖維素與可再生資源材料領域的最高獎——美國化學會“安塞姆·佩恩獎”,她亦成為半個世紀以來獲得該獎項的第一位中國人。出于對國家和全人類資源前景的深謀遠慮,她用高分子物理理論和方法研究天然高分子,這些也構成了她特色鮮明的研究戰略框架。由于新溶劑的低成本和快速溶解能力,很快進入了纖維素通過“綠色”技術紡絲的工業化試驗。同時,她帶領的團隊繼續深入研究高分子低溫溶解的機理,并成功實現了難溶性甲殼素和聚苯胺的低溫溶解。他們利用“綠色”技術創造出一批基于天然高分子的新材料,其中部分產品可望替代石油基高分子材料。
論文摘要:從工科專業大學化學的教學內容、教學方法、以及如何提高教學效果等方面提出了完善的改革措施。
化學是在人類征服自然的進程中逐步形成的一門自然科學學科,它涉及的領域寬廣,與我們每個人的生活、工作有著密切的聯系。隨著科技的發展和各學科間的日益交叉、滲透、融合,科學技術與生產逐漸形成統一的整體,涌現出大批知識密集的高新技術產業。化學的研究范圍已擴大到眾多的交叉及邊緣學科,例如環境化學、能源化學、材料化學、生物化學等,它們正在為社會、經濟技術的發展以及人類生活和健康水平的提高大顯身手,做出應有的貢獻。對于工科大學生來說,具有相應的化學素質是十分必要的。
如何使教材中的內容為學生所接受.使學生對化學產生濃厚的興趣,就必須注意教學方法,使教學過程最優化,教學手段現代化。對于工科專業的學生,不可能要求他們象化學系學生那樣,面面俱到,學習較深的化學理論知識,而應主要是結合工科學生的專業特點,把化學知識與工程實際應用有機地、緊密地結合起來。使學生開闊眼界,在未來的實際工作中對遇到的化學問題能初步地知其所以然,并有一些解決問題的方法,而不至于束手無策。因此,在教學過程中,如何提高教學質量,我們有以下幾個方面的思考。
1把握教材特色優化知識結構
各個學科都有其特點,不同教材也有不同的特點。工科大學化學的特點是體系新穎,內容精練,聯系工程實際,它的課程內容包括三個大的方面:現代物質結構理論;化學反應原理;結構理論等。反應原理著重是材料的選擇、使用、加工、保護,能源的開發、利用、環境污染控制等工程技術方面的應用。在教學方法上一定要把這三大方面視為一個相互聯系的有機整體,缺一不可。在聯系工程實際講解時要結合專業的需要,合理取舍教材的內容,詳其該詳,略其該略,優化知識結構。
2教學深入淺出理論聯系實際
眾所周知,化學概念多,比較抽象,若只是在理論上過份強調化學變化規律,勢必不能把活生生的最新化學發現歸納進來,例如C。。就不遵循化學變化規律。教學是要引導學生用所學的知識去發揮智慧,提高創造力。在課堂上,應把理論的知識與工程實際有機結合起來,并運用深人淺出,形象生動,通俗易懂的方式進行講解,才能使學生易于接受。因此在教學中,有必要把現實生活中看得到,摸得著的東西結合所學的知識給學生分析透徹,例如:米飯等含淀粉的物質可粘紙是因為它們含有極性基因之緣故;杭州的虎跑泉水,游客在上面小心輕放金屬硬幣不會下沉是因為泉水的無機鹽含量高. 表面張力大[lj;硅膠的顏色變化能指示硅膠的干燥能力,以粉紅色表示失去干燥能力,藍色則表示恢復干燥能力,其原因是CoCI:有無結晶水所致;不銹鋼在含Cl一的介質中,遠不及普通鋼材耐蝕,故不用在造船上;聚乳酸雖不耐酸解、水解,但在醫學上卻能發揮其長處,用于外科縫合線,傷口愈合后不必拆線〔1〕。以上的舉例,有的可引出計算方法,有的則讓學生學會凡事要一分之二看待,通過活生生的實例,使學生掌握一些基本要領。
除此之外,還將學生很少見到的,而與化學相關的前沿科學也向他們介紹,以擴展他們的知識面。例如:C60被譽為20世紀90年代的明星分子,它開辟了化學、物理學和材料學的全新領域;Na多·gH:O可以用來取暖,CaO可使罐頭食品加熱,這些貯能方法就是所要學的燴變的計算;用于航空事業的燃料電池,用于埋藏式心臟起搏器及助聽器等小型裝置的電池,屬堿性電池,改變了以前僅有的酸性電池的概念,等等。
另外,還聯系書本上的知識講解如何去解決工程技術中的實際問題,例如:運用溶度積規則去處理工業廢水及消除鍋垢;利用溶度參數,來選擇高分子材料的溶劑,用于粘接,抗溶,修補等;配離子可用于照相技術,以NaZSZO:作定影劑洗去嗅膠板未曝光的AgBr;配離子還用于環保方面,處理含氰廢液等。
通過以上種種講解.使學生再也不覺得化學枯燥、難懂、離我們很遠,而是出現在我們日常生活、工作中,用所學的知識去解決工程中的實際問題,從而讓學生認識到化學學習的必要性,激發了學生的求知欲望,這就是突出理論聯系實際的教學方法帶來了好的學習效果。
3從單向灌輸到雙向提問
課堂上:教師和學生實際上是一個有機的整體,教學應是雙向過程,而不是教師單向向學生填鴨式的灌輸。學生在聽課時有種種心理活動,心理變化,單向接受灌輸容易疲勞,時間一長,再好的內容也不能完全保證學生的注意力集中。教師如何引導學生圍繞教師的思想,發揮教師的主導作用呢?除了教師不斷積累豐富的學識和盡可能的充分表述外,上課時還要注意觀察學生的表情,發現學生的表情變化。例如看到較多的同學出現疑慮表情時,就需要把所講內容再重復解釋一遍,或指出一個與之相關的,能起到階梯作用的思考題,讓學生思考,再作出解答。這還僅僅是單向的一面。另外,我們說教與學是雙向的,就是要使學生的思維不局限于跟著教師,一定的時候,提出幾個問題,讓學生用已學過的知識回答,或同學之間進行討論,這樣既活躍了課堂,也起到了已有知識深化的作用。從學生的討論中,教師也可以了解學生們知識掌握的情況以及理解問題的能力,便于調整自己的教學方法,正確引導學生。所以教學是雙向的,教師是主導,同時也要求學生積極參與其中,使整個教學變得有益有趣,其樂無窮。
4開展多媒體教學,使知識直觀生動
多媒體組合教學是日益受到重視的教學方式之一,即利用聲音圖像為主的多種媒體,根據教學內容和目標的需要,配合教師的課堂講解,使傳統的教學方法(黑板、掛圖、模型等),與現代教學媒體—電化教學、計算機輔助教學(CAD等優化組合,互為補充,從而改變了板書講授的單一性,擴大了教學信息傳輸量,激發學生的興趣,有助于提高學習效果。
5改革化學實驗教學,以提高學生分析和解決實際問題的能力
化學是一門實踐性極強的學科,但長期以來化學實驗的開設都是沿用實驗教材上所設置的內容,多偏于一些驗證性實驗。為了培養學生的動手能力,可將實驗分為兩個部分:一部分為驗證性實驗,訓練學生化學實驗的基本技能和掌握相關知識;另一部分則為綜合性實驗,如選用部分工業產品、天然樣品作分析或制備,提前將實驗內容布置給學生,讓學生從查閱資料,擬實驗方案,準備試劑儀器,到完成實驗操作,處理好數據,交出實驗報告等全過程.這有助于培養學生獨立進行化學實驗,產品開發及一般科學研究等方面的基本能力。
由于化學理論及應用的飛速發展,對我們教師也提出了更高的要求,要適應改革的需要,就必須提高自身的業務素質,知識更新,參與化學在工程技術中應用的實踐,才能更好地教學,提高工科大學化學的教學質量。
納米是什么?納米其實是-個度量單位,一個納米長度相當于十億分之一米。但現代高科技賦予納米技術的含義又不僅僅是度量單位。物質到了納米級后,物理、化學性質便會發生根本性變化。
物質在納米世界里的神奇變化使科學家們產生了很大興趣,他們設法把納米材料用到飛機上,用以吸收雷達波,于是,隱形飛機問世了;將鎳或銅鋅化合物加工成納米顆粒,可以代替昂貴的鉑或鈀作催化劑;在高分子塑料中加入納米材料制成的刀具,比鉆石刀具還硬;將電腦芯片和光盤加工成納米級,其運算速度和記錄密度高出幾個數量級;用納米技術造出的計算機芯片可以植入到大腦;將來也可能用納米技術制成從地球通往月球的天梯……
納米科技帶給人們無限遐想。
童年故事:貧窮 夢想 追求
1962年冬,劉忠范出生在吉林九臺的一個農民家庭。家里很窮,兄弟姐妹又多,但母親堅持送幾個孩子讀書。
家里窮,作業本寫完后用橡皮擦干凈了再用,反復幾次。有一次他和哥哥賭氣撕了一頁,還挨了打。上高中時劉忠范離開村校到鄉里,離家有15里地,付不出住宿錢,也買不起自行車,每天就走路上學。他是沒錢住校的極少數學生之一,每天要走30里路,來回三個小時,不管刮風下雨,他都堅持去學校。路上要經過一條河,下雨了河水漲了,他就把衣服和書包頂在頭上游過去……最辛苦的是冬天,早上5點上路天是黑的,回來天也是黑的,他膽子又小。有幾次天氣太惡劣,到了學校都沒人。不過,他沒有因此缺過一天課。
后來在劉忠范留學過的東京大學,有一則“游水求學”的故事,被演繹成書呆子傳奇流傳著。故事說的是一天拂曉,一個少年迎著晨曦上路,斜挎的書包里,除了書本還有母親準備的溫熱干糧。少年疾走如飛。突然,大雨如注,必經的一座小橋淹沒在水中,少年沒多想,跳入水中,游到對岸……到達學校,才發現沒人來上學。
劉忠范從小到大都比較乖,也許是家里太窮了,血液里一些不安分的因子很早就被壓制住了,他比一般孩子要多些單純和“遲鈍”,沒有反叛的青春期,一直聽老師家長的話,刻苦讀書。他的經濟條件是最差的,而學習成績卻一直是學校的第一名。
單純的特質,靈動的特性。小小年紀的劉忠范,對美妙的大自然充滿探求欲。
父母到田里勞作去了。他突發奇想,給家里種的茄子、辣椒和雞、豬、狗、鵝們拉手風琴(哥哥從學校借來的),看看這些動物都有哪些反應。結果他發現,一拉手風琴,所有的動物都向他跑來,停留時間最短的是雞,鵝聽得最認真,甚至引頸鳴和。而狗翹著尾巴在他旁邊轉圈子,只是湊熱鬧……
用涼開水澆地是否比生水更好?劉忠范也曾懷著強烈的好奇心實驗過。書上看到的東西他都想親自試驗一下。父親務農,母親是家庭婦女,只有哥哥有文化。兄弟姐妹五個,在鄰村的小學教書的哥哥大他14歲。哥哥有許多書,但舍不得借給他,怕被他弄壞弄丟。他就偷出來看,小說、唐詩宋詞、詩詞……結果,哥哥的嗜好,大多變成了他的興趣。
1979年考大學,劉忠范是鄉中學唯一一名上榜生,不會填報志愿,只好請老師幫忙,第一志愿填的延邊大學,第二志愿是吉林工學院。老師也不知道上延邊大學要會朝鮮語,所以他直接上了吉林工學院。從小愛念書,是哥哥的熏陶。而愛上化學,是受到初、高中階段兩位化學老師的影響。這樣,在考大學時,他就毫不猶豫地選擇了化學。考上大學的劉忠范穿得很舊,拿個破書包和大茶缸,成天往圖書館和教室跑,因為沒錢去社交,而看書不要錢。
成才確是要歷經艱苦。當功成名就之時,回顧少年時期的磨難,劉忠范無限感慨:“我的人生挺簡單,就是在做一件事情,小時候是讀書學習,現在是讀書研究,很難分為幾個明顯的階段。生活條件是改善了,但生活本質沒有變。如果要按年齡分,對我自己而言,我覺得哪個階段都重要,有青春期的貧窮和挫折、奮斗和夢想,才有現在的進步、幸福以及平和。我一直認為,經歷是人生的財富,無論是成功的經歷,還是失敗的經歷,都是如此。”
攀登之旅:馬拉松不是百米賽
1983年本科畢業后,劉忠范赴日留學,先后在日本橫濱國立大學、東京大學取得了碩士和博士學位,并在東京大學和分子科學研究所做博士后。
博士期間,劉忠范隨國際著名光電化學家藤嶋昭先生做研究,很為先生的工作精神感動,年過半百仍撲在事業上。先生家離學校有近兩個小時的車程,但他早上8點半必到辦公室,晚上10點才離開。這幾年先生都是諾貝爾獎的熱門人選。
自幼養成的勤奮習慣和藤嶋昭先生的表率,讓劉忠范在日學習期間取得很大成功,獲得了日本政府獎學金并在《Nature》上發表了學術論文。與中國不同的社會環境,也讓埋頭讀書不問世事的劉忠范更加開朗起來。這時,北京大學化學系的教授蔡生民找到了他,不止一次地邀請劉忠范回國。蔡教授的真誠打動了他。
劉忠范確實有機會長期留在國外,然而,他選擇了祖國。科學的確沒有國界,但科學家一定要有祖國。他屬于這個地方,這里有他的夢想、他的青春、他的師友,他的父老鄉親……
他選擇了北大。當時也沒有考慮過其他高校,或許北大的悠久歷史吸引了他,或許北大的自由氛圍吸引了他,總之,十幾年后回憶起來,劉忠范覺得,“北大是最適合我的”。
劉忠范選擇了納米。
人們接受納米有一個過程。1997年9月27日,北京大學成立了納米科技中心,這是中國高校的第一個跨院系、跨學科從事納米交叉學科研究的綜合性研究中心。劉忠范接到很多電話,有人問到,聽說你們搞出一種納米,貴不貴,好不好吃?他只好回答他,納米太小了,既不好吃,恐怕也吃不飽。
近年來,納米技術掀起了陣陣熱潮,也漸漸出現在人們生活中。納米技術將為目前阻礙發展的許多技術難題提供新的解決方案和思路,進一步提高人們的生活水平并有可能在很大程度上改變人們的生活方式。1986年諾貝爾物理獎得主羅雷爾說,曾重視微米科技的國家,今天都已成為發達國家,而納米科技則為人們提供了新的發展機遇,今天重視納米科技的國家必將在未來的高科技競爭中獨領。
1994年,劉忠范申請了科技部攀登計劃項目,經費500萬——在90年代初期,這是一個非常龐大的數字——劉忠范成為這個項目的首席科學家,也是當時科技部最年輕的首席科學家。他從此開始了納米攀登之旅。
“當時是做納米級的信息存儲技術,相當于超級光盤。這個項目共有三個承擔單位,還包括當時的北大電子學系——現在的信息科學技術學院的吳全德院士和薛增泉教授以及吉林大學化學系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高,但對‘納米’非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術的,尤其有感于我國微電子技術發展的曲折和落后現狀,而納米技術應該是一個難得的機會。因此,我們之間產生了強烈共鳴,覺得應該醞釀一個計劃,大張旗鼓地在納米領域開拓。這就是北京大學納米科技中心成立的初衷。”
1993年回國后,劉忠范親手建立起光電智能材料研究室。當時高校還多以“課題組”形式組織科研,“研究室”這個名字新鮮而洋氣。起初的確什么都沒有,完全從零開始做。有幾間空房子,每一個插頭在什么地方放著,都要劉忠范自己設計以后找人安裝,桌椅板凳都是他自己一件件買的。
1993年,劉忠范花50多萬元人民幣買了一臺用于看原子和分子的STM儀器(掃描隧道顯微鏡),差不多是國內最早進口的洋玩意。需要為儀器配置防震臺,但是因為資金緊張,劉忠范只能帶著學生到學校附近的工地上找沙子和鋸末代替。沙子和鋸末弄回來以后,還要曬干才能用。他們是7月份開始做這個事情的,正好趕上雨季,一下雨還得搶收這些曬著的寶貝。至今劉忠范回憶當年的艱辛仍然記憶猶新。
創業是艱辛的。當年的劉忠范人稱“拼命三郎”,每天最早進樓的是他,最晚一個走出實驗室的還是他。由于總是工作到深夜,樓門早已關閉,因此他經常翻越化學樓的鐵門,因此練就了一副好身手,他自嘲道。他的口號是“一天二十六小時工作制”,在他的感染下,他的學生、他的同事也都變成了大大小小的拼命三郎。搞前沿研究需要先進設備。為了購買這些設備,他省吃儉用,甚至到了摳門的程度。他還學會了砍價,變成了砍價高手。他冒著風險舉債,最多時超過80萬元。要知道,在十幾年前,這是一筆巨額債務。
科研工作很辛苦,但也充滿了快樂。在劉忠范眼里,研究的一大樂趣就是和學生一道創造故事。學生一個錯誤的實驗設計帶來了熱化學燒孔存儲技術;一位女同學的頑固不化和他的堅持加包容收獲了石墨烯的偏析生長方法,進而開啟了石墨烯生長過程工程學研究之門。回憶起這些往事,劉忠范的臉上洋溢著成就感。
劉忠范現任北京大學化學與分子工程學院“納米科技崗位”長江特聘教授、北京大學納米科技中心主任、物理化學研究所所長、以及科技部納米重大研究計劃項目首席科學家、基金委“表界面納米工程學”創新研究群體學術帶頭人等職,2007年加入九三學社。他還擔任中國化學會、中國材料研究學會和中國微米納米技術學會常務理事,“化學學報”和“化學通報”副主編,以及Adv. Mater.、Chemistry_ An Asian J.、Nano Research、NPG Asia Materials、J. Photochem. Photobiol. (C) Photochem. Rev.、J. Nanoscience Letters、Frontiers of Chinese Chemistry、“微納電子技術”、“物理化學學報”、“電化學”等國內外著名學術期刊編委或顧問編委。英國物理學會Fellow,歐美同學會會員。
揮灑人生:從高原到高峰
十幾年來,中國納米科技發展得飛快。從數量上看,已經與美國并駕齊驅,論文的檔次也越來越高,盡管原創性和影響力尚有待提高。劉忠范為中國納米的發展簡單勾勒了三部曲:科學、技術和工程。“要向兩頭進軍,一頭是解決納米中的大科學問題、真正的原創性科學問題;另一頭是納米技術的產業化問題,解決關鍵的技術和工程問題。我們還有許多努力和揮灑的空間,從科學到技術到產業是一條崎嶇的攀登之旅,納米技術的真正魅力在于它所蘊藏的巨大生產力。國家需要投入和耐心,最后才能開花結果。”
談起與自己一同成長的北大納米科技中心,劉忠范說,北大的納米研究,總體上還處于納米科學的層面,經過十幾年的努力,已經取得了長足進步,在國內外擁有了一定的學術影響和地位,化學學院、信息學院和物理學院的納米團隊功不可沒。當然,我們還缺少重大突破,需要從高原到高峰的飛躍。
劉忠范特別推崇團隊精神和團隊文化建設,這或許與他多年留學日本的經歷有關。說起他的研究團隊,他充滿了激情和自豪。他總是強調,他所取得的些許成績,都是團隊成員共同拼搏、共同奮斗的結果。他的研究團隊,從最初的幾個人、十幾個人,發展到今天的幾十個人,不斷地壯大著,也形成了獨具一格的團隊文化。這種團隊文化中,既有對科學的熱愛和執著,也有快樂的業余生活。新年聯歡晚會上學生們自編自導的精彩節目從另一方面展示了他團隊的創造力。每周一次的羽毛球俱樂部活動,還有一年一度的五一春游、研究室周年慶典、以及教師還鄉團活動,使他的團隊充滿朝氣和凝聚力。正是這樣的團隊文化,帶來了一個又一個的學術研究成果,也使北大成為國際知名的低維碳材料研究基地。他的信條是,人才決定潛力,機制決定效率,文化決定高度。
劉忠范最自豪的不是他發表的300多篇學術論文,而是培養了一批熱愛科學、熱愛納米的弟子。他的弟子絕大多數都在國內外知名學術機構從事科研工作,其中有21位晉升為教授,而副教授和助理教授則更多。在人才培養方面,他總是不遺余力,傾注了大量心血。他極為認真地講,他更希望將來有一天被稱為教育家,而不僅僅是一名科學家。
責任是通向偉大的代價,這是丘吉爾的一句名言。已近天命之年的劉忠范深深地感受到越來越多的社會責任。兒時刻骨銘心的貧窮經歷使他對農村教育和失學兒童問題極為敏感,并力所能及地做些事情。他的多方奔走、努力和奉獻給他曾經就讀的村小帶來了漂亮的新校舍、嶄新的桌椅和計算機房、以及寬敞明亮的圖書室。他收到學生家長寄來的感謝信,講述自己的孩子第一次看到和使用電腦時的激動心情,他感動得落了淚。他設立的獎學金拯救了不少瀕臨失學的兒童。作為一名“九三”人,他感受到更多的責任,也有了更為廣闊的舞臺,為國家、社會的發展獻計獻策。
【關鍵詞】華峰班 cdio 工程教育
【中圖分類號】g642.0 【文獻標識碼】a 【文章編號】1674-4810(2011)09-0001-03
20世紀的工程教育課程主要是提高學生的動手實踐,使學生掌握相關的專業知識和解決工程實際問題的能力。然而,隨著世界經濟全球化以及科學知識的發展,工程教育課程的教育偏向了“厚基礎、寬專業”的工程科學的培養模式,從而削弱了對學生解決工程實際問題的能力培養。這種培養方式導致了學生缺乏對現實工程情況應有的認知程度。為了解決這個難題,2000年由麻省理工學院crawley等人通過4年的探索創立了cdio工程教育理念。cdio作為一種新的工程教育理念,主張以產品研發的cdio全過程,即構思(conceive)、設計(design)、實施(implement)和運作(operate)為載體,以工程項目生命周期全過程為載體培養學生的工程能力、學生的職業道德、學術知識和運用知識解決實際問題的能力,以及具備終生學習和團隊交流能力。
化學工程與技術作為化學工業的主要學科領域,擔負著促進化學工業及相關行業發展與進步的重要使命,因此培養出具有解決實際化工過程問題能力和創新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學化學工程與工藝專業的學生作為教學改革培養對象,將cdio工程教育理念與化學工程與工藝的專業教育有機地結合,探索適合于以服務浙江及周邊地區經濟為導向的化學工程與工藝專業教學模式的改革與實踐。
一 工科人才教育培養現狀
我國傳統的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主,以理論考試成績來評價學生的模式。當前,我國工程教育是通識教育模式和蘇聯教育模式的結合體。解放前,我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學教育。建國后,由于化學工業發展的需要,我國效仿蘇聯搞起了專業教育。這種專業教育培養模式為我國的現代化建設作出了較大的貢獻。其缺點是過于強調教材和教學大綱的統一,影響了教育工作者的思維活躍性,也阻礙了對工科學生創新能力的培養。因此,教育家們對蘇聯教育模式進行了回顧和反思,制定了通識教育和專業教育相結合的工科通識教育模式。然而,隨著我國產業的進一步升級以及高校的持續擴招,導致了大量的工科畢業生找不到適合自己的工作,這可能是因為通識教育過于強調基礎科學理論,而弱化了專業內容和工程實踐,導致了工科畢業生只了解一些表面的理論,缺乏工程應具備的實踐創新能力。
在辦學機制上,一方面,高校過于強調科研業績考核,許多具備豐富工程經驗的老師很少參與到實際的教學過程中,而參與教學的教師又與企業的聯系不緊密。負責教學的教師缺乏產業經驗,工程教學過程又缺乏與企業的有效溝通,造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節。另一方面,雖然在教學上安排了生產見習、畢業實習等環節,但是不少學校在實踐教學環節上是比較薄弱的,這是因為見習、實習的時間一般比較短,相應的考核制度也不健全。
綜上所述,我國工科教育從教學模式、辦學機制等眾多方面都存在著與產業發展脫節的問題,嚴重影響了人才培養的質量。尤其是理論脫離實際、實踐環節薄弱、產學脫節的問題直接導致了學生找不到適合自己的工作崗位以及企業有崗位找不到合適的人才。由此可見,我國的工科人才培養模式已經不能滿足產業升級的需求。為了更好地培養適合產業升級所需的人才,我們從培養模式上進行了改革探索。
二 化學工程與工藝專業cdio工程教育改革探索
cdio工程教育模式改革旨在培養學生系統工程技術能力,尤其是項目的構思、設計、開發和實施能力,以及較強的自學、組織溝通和協調能力。cdio模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學、做,學生需要掌握各門課程知識之間的聯系,并用于解決綜合問題。因此,課程體系的建設要突出課程之間的關聯性,這就必須打破教師單打獨斗的傳統教學方法,而圍繞cdio工程項目的實施進行教學計劃和課程關聯工作。
1.化工核心課程群的組織與教師隊伍建設
核心課程群由化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程、化學工藝學、化工設計6門課程組成,構成了化學工程與工藝核心專業課的主體。化工設計以其他五門課程為基礎,對提高學生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理,是學好其他專業課程的基礎;化工熱力學則建立在分離工程的基礎之上,闡述工業條件下各種流體熱力學性質的計算;化學反應工程以傳遞過程為基礎,傳遞現象和化學反應工程利用數學的方法,從微觀角度闡述化學反應過程、設備設計的共性科學問題;化工工藝是關于化學品生產方法的技術科學,它以自然科學和工程科學規律為基礎,使化學反應達到工業化應用水平。由此可見,核心課程群的各門專業課是相輔相成的。
在課程群建設中,涉及專業課教學的老師主要通過進修、企業實踐、參加會議三種方式提高業務水平,對化工專業工程教育模式做到整體的認識,同時要求參與指導學生的化工設計。利用校企合作的機會,與企業方面的人才進行專業知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下:
第一,教學方法改革的探索。首先,按照cdio的教育理念,要逐步形成教師引導和以學生為主體的思想,使教師從教育者轉變為引導者,教師不再是簡單地賣知識,而是引導學生學習知識,把主要任務放到教會學生學習方法上來。在教學方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進行。溫州大學為課程體系建設和師資建設提供了很好的平臺,在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質基礎和政策鼓勵。在這種良好的環境下,教師也愿意投入更多的時間去聽課評課,吸納好的教學手段和方法。由于化工班都屬于小班上課(30人左右),對部分課程如化工專業英語、精細化工工藝學實施角色互換教學模式,讓學生參與到化工教學的過程中。這些課程的效果反映較好,對化工原理等課程中的部分章節,我們也將逐步展開開放式的教學方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接,通過教研室教師集體備課,相互切磋,討論每門課程講授的重點,個別章節內容的舍棄和補充,做到教學的知識體系完整、重點難點突出、學時合理分配,真正做到精選、精講教學內容。摒棄了過去教學活動中的單打獨斗,改為教學團隊授課,使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論,指出教師課堂教學中存在的問題與不足,相互交流教學經驗,討論改進的方法與策略,使教師的整體教學水平迅速得到提升。
第二,教師工程素質的培養。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平,其次關注人才的企業實踐經驗。鑒于科研壓力,假期教師也不能到企業去參與實踐或者工作。此外,許多教師只對與自己科研相關的專業課非常熟悉,對其他的專業課則非常生疏。因此,利用現有的教學資源,培養教學團隊的建設是很重要的一環。溫州大學化學工程與工藝教研所以化工設計為主線,基于地方化工企事業單位為依托,派遣年輕教師每年到相關的化工企業實踐兩個月,逐步培養教師的專業水平。近幾年,利用學習、調研以及下派科技特派員的方式,到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業參觀學習,不斷地提高老師的業務水平。同時,為了讓教師能夠很好地參與到企業生產實踐中,溫州大學對擔任科技特派員的教師提出教學科研任務減半、考核優先等政策鼓勵。僅2010年,我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學習15天,杭州化工研究院學習3天,華峰學習7天,溫州本地化工企業實踐1個月左右,有效地提高了教師的工程素質。教師工程素質的增強也使學生收益頗豐,在2010年省化工設計大賽和全國“三井杯”化工設計大賽中多次獲獎。
2.學生工程能力和團隊合作的培養
作為地方院校,溫州大學化學工程與工藝專業的辦學宗旨是以培養創新應用型人才為主,服務地方經濟和社會的發展。經過對近兩年該專業的畢業生調查的情況來看,目前該專業存在以下問題:(1)畢業生雖然掌握較多的書本知識,但實踐能力不強,導致他們從學校到公司需要較長的“崗位過渡時間”;(2)畢業生普遍缺乏對現代企業工作流程和文化的了解,缺乏團隊工作經驗、溝通能力和創新能力;(3)工程職業道德、敬業精神等人文素質薄弱,責任感不強。具體體現在:工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不愿承擔責任,客觀上他們的實踐能力與企業要求存在較大差距,而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學習。
從以上的調查結果來看,以目前的培養方案和評價標準來指導學生的專業教育經不起企業用人單位的考驗。為了更好地培養適應地方經濟社會發展的人才,實現對學生創新思維、創新方法和創新能力的培養,我們與溫州地區最大的化工企業華峰集團實行校企聯合培養本科生,實施“華峰特色班”戰略。目前,“華峰班”的學生采用“3+1”模式培養方案(即學生前三年在學校集中學習理論知識并完成實踐教學,最后一年到企業,接受企業的培訓,并在企業盯班盯崗接受生產實踐活動)。同時在工程專家的指導下,根據企業的需要對培養方案進行部分修改,增設華峰提出的部分課程,使得學生在校期間所學的基本知識和專業理論更貼近于華峰實際的應用。在這種戰略方針下,學生在企業的環境中真正做到知識和能力之間的無縫連接,縮短了“崗位過渡時間”,增加了學生的工程實踐能力,有效地推進了cdio教學改革。在2010屆的化工專業畢業生中,華峰集團招聘了7名華峰班學生。提升了學生的工程能力、團隊合作精神以及專業素養。
3.逐步建立適合cdio工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學有效的考核制度對本專業的健康發展起著至關重要的作用,它應當是對教學效果做出真實和客觀的評價,同時有利于提高學生學習的積極性和主動性。現行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定,它能在一定程度上反映學生掌握知識的程度以及教師上課的教學效果,但不能很好地促進學生學習的主動性。部分學生比較反感現行的考核制度,這是因為現行的考核方法存在比較單一、部分學生在學習上投機取巧也能獲得高分而影響其他學生學習的積極性、不能全面反應學生的綜合應用能力等問題。
cdio教學模式以能力培養為目標,其主要培養的是學生的理論知識、職業技能、人際交流以及產品研發的cdio全過程。采用cdio教學模式,評價方法則應側重能力的考核,能力本位的教學觀貫穿課程設置和教學實踐的全過程。我們進行教改,其目的是提高學生的工程實際能力,因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現階段的具體做法是:(1)選題:在學生進入大三學習開始,從企業選出一些與本專業相關的課題以及近兩年化工設計大賽的課題,讓學生自動組成4~5人的小團隊;(2)專業學習:上專業課的老師或工程師把握好主要的授課內容,然后將大部分時間留給學生,讓他們針對自己的課題與本課程相關的知識點進行思考、提問、討論;(3)階段性測試:上完某些知識點后,老師或者企業工程師根據學生所做的課題和所學的專業知識進行評價,其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面;(4)中期成績總結:這次總結是比較重要的,一般在大三上學期結束后,包括階段性測試的成績、平時的表現、專家化工設計大賽作品的評價、企業對學生課題的反饋等進行中期總結,由學校老師和企業專家對學生現階段的學習進行方法論指導,提出下學期的目標;(5)最后專業課成績評定:最后專業課成績進行a、b、c、d四個等級進行劃分,其中階段性測試占40%、中期成績總結10%、企業專家評價10%、課題完成情況10%、專業綜合能力20%、化工設計大賽10%。目前,整個評價體系尚在完善中。
三 結束語
化學工程與工藝專業學生的工程概念、分析和解決工程問題的培養對我國高等工科教育可持續發展以及化學工業的產業化升級起著非常重要的作用。本文就溫州大學化學工程與工藝專業的畢業生進行調研,發現學生在所學的知識和培養的能力和企業所需的人才具有一定的差距。本文以服務浙江及其周邊地區的經濟作為出發點,初步建立了溫州大學化學工程與工藝專業的cdio工程教育理念,獲得了一些正面的成果,為將來進行深入教學改革奠定了基礎。同時,我們的改革嘗試也為cdio工程理念在化學工程與工藝專業的教育改革提供了一些思路。
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【關鍵詞】 教學內容; 無機化學; 改革
隨著社會對人才培養目標現代化、社會化的要求,社會對人才類型的需要已由“專才”型向“全才”型轉化,而學生所學知識的知識面已大大拓寬;學科的發展和知識的豐富,無機化學課程的教學內容也越來越多,書越編越厚,然而無機化學的教學時間又大幅度減少,難以完成原有的教學內容,所以無機化學課程中存在許多需要解決的問題。例如理論部分的論述比較完整,但利用無機化學的實踐活動操作比較困難;元素部分的內容比較瑣碎,教師在講授時困難較大,教學內容繁多,學生接受起來比較困難。
本著培養基礎扎實、知識面寬、動手能力強、素質高人才的目標要求, 適當減少基礎課學時, 增加專業實踐和新知識介紹是必要的。如何充分利用有限的教學時間,不大幅度地減少教學內容,使學生盡可能多的學習、掌握基礎知識是擺在我們教師面前的一項重要課題。這就要求我們從課程改革中挖潛,從課程內容整合中獲得。
1 優化課程教學內容
教學內容的改革是無機化學教學改革的核心。改革與優化教學內容表現為, 剔除那些與中學教學內容重復、陳舊過時或與中學化學教學聯系極少的教學內容, 對經典的無機化學教學內容進行優化,適當補充化學前沿知識[1]。
1.1 課本內容與課外知識有機結合[2]課本上的理論與具體的科技研究成果介紹相結合,既有利于避免教師教學內容的枯燥無味、空洞抽象,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能激發學生學習的興趣和積極性。這就要求我們教師在教學過程中相應地引入一些化學史、化學重要發現的介紹。例如諾貝爾化學獎中無機化學方面的成就包括了英國化學家W.Ramsay 對空氣中稀有氣體元素的發現、法國化學家H.Moissan發明氟元素分析法、瑞士化學家維爾納創立配位學說等。另外,教師還可以將日常生活中與人類息息相關的一些無機化學知識引入到教學當中,例如溫室效應、酸雨、臭氧空洞、微量元素與人體健康等。為適應知識經濟的特點,教師還可以將無機化學的前沿領域知識如納米技術、金屬有機化合物等滲入到基礎教學之中。這些課外知識穿插于教師的授課過程中,既能活躍課堂氣氛,也有助于學生對知識的理解和記憶。教師可在講授配位化合物的知識時延伸出與配位化學聯系密切的人體微量元素與健康、抗癌藥物順鉑的發現歷程;在沉淀反應中介紹腎結石形成的化學原理;在電化學中介紹燃料電池、電解制氫等新型能源技術;在鹵族元素的學習中,介紹感光材料、阻燃材料等的應用。
1.2 改革教材內容, 優化課程結構
1.2.1 著眼課程群建設,調整課程體系為了達到人才培養的目標,我們不僅注重課程教學內容的改革,還更注重課程體系的建設。我們在本課程建設過程中,始終注意與其它課程的協作配合,以逐步形成一個相對獨立統一的課程群模塊。該模塊包括如下課程:基礎化學原理、無機化學實驗、分析化學、物理化學。這四門課程共同瞄準無機化學這一主修課程在系統中的基礎作用及優化這個目標,統一調整教學內容,精簡學時,各自側重完成分工的局部教學任務。基礎化學原理課程使學生掌握基本的化學知識,無機化學實驗部分讓同學們了解化學實驗的分析和簡單設計;分析與物化課程使學生掌握化學的深層次內容,更大程度上學習化學理論。
1.2.2 運用現代觀念,優化課程內容,實現教學內容的現代化課程內容的優化,一是要選擇知識,再者一定要加強重點內容的提煉,明確知識點,抓住課程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知識、新方法、新技術。基礎課調整的重點是增加新知識,專業課調整的重點是增加新技術。同時妥善處理好經典內容和現代化內容的關系,做到二者的和諧統一,同時壓縮那些起點低、簡單重復和陳舊老化的內容,使增加的教學內容與高新技術接軌[3]。
1.3 突出課程教學的重要性
1.3.1 課程教學突出基礎性、前沿性、時代性通過對現在與過去、國內與國外化學類學生培養目標,中、外無機化學教材內容對比分析、學科發展現狀復習及發展趨勢預測,在正確處理繼承與發展關系的基礎上,修訂教學目標及教學大綱,結合省級精品申報和高教研究中心批準的“十一五”教研課題,更新理論課和實驗課教學內容,探索、實施新的教學方法。課程內容在強調基本知識、基礎理論和基本技能的同時,也適當介紹重要進展。
1.3.2 課程教學突出新知識、新概念和新技術在教學內容改革方面,除了堅持無機化學傳統的基本知識、基本理論傳授,堅持無機化學內容需要不斷更新的原則,加強專業知識與科學方法論相結合,把二十一世紀化學類及相關專業的學生在無機化學學科應具有的基礎理論和最優化知識作為精品課程的內容依據,著重處理好無機化學基礎理論與無機化學前沿的新概念、新技術和新方法(如綠色化學、微波化學等)的關系,吸收無機化學發展的新知識,強化無機化學的知識結構,使教學內容不斷豐富、不斷完善;能夠使學生高效率地掌握無機化學的精髓,并將其轉化為創新能力。
1.3.3 課程教學中必須加強創造能力的培養如何在無機化學教學中加強創新能力的培養,我們在課程設置時就注重學生對社會的適應性,將培養學生創新精神和實踐能力擺到突出地位。為了加強創新意識的培養,安排每個學期至少一個“研究性課題”;為了提高解決實際問題的能力,在教學內容的選擇上更加貼近生活實際和生產實際,安排了“課程實習作業”,為培養創新意識和實踐能力提供了重要方式和途徑。
2 元素化學部分教學的改進
元素化學部分內容繁多難學,為此我們對元素化學每章內容,重點抓住原子結構與族通性的關系,引導學生通過原子結構和分子結構的原理來理解元素及其化合物的化學性質,概括歸納元素性質的變化規律性,從而突出化學的基本原理在元素化學學習上的指導作用。從學生反饋回來的教學質量調查證明,這有利于學生加深對元素及其化合物性質的理解和掌握。而對于元素及其化合物的存在方式、制備、用途等,則著重于學生的自學,讓學生查找有關的資料來認識有關化合物的最新用途或制備方法,然后讓學生撰寫有關這方面的總結文章或論文,這樣一方面增強了學生的自學能力,另一方面讓學生知道了最新的一些化合物的研究動向。這樣的教學模式調動了學生學習的自覺性,深受學生的歡迎。
無機元素化學教學難點的解決辦法是:①元素部分以元素周期表為主線[4], 深入地討論主族元素及重要化合物的結構、物理性質、穩定性、氧化還原性、物質的制備及用途。以物質結構原理和熱力學原理為基本點,從微觀和宏觀的角度去學習、討論和研究無機化學的問題,注重規律性的討論和總結,從而突出無機化學基本原理在元素無機化學學習中的應用和指導作用,加深學生對無機物性質及反應性規律的理解及對無機化學基本原理的掌握,改變元素化學在學生心目中內容繁多的印象。②以性質為中心講好重點元素。由于同族元素性質相似,所以在講授每族元素通性之后,對族內的重點元素必須較為系統地講解,以便學生對族內其它元素的學習起到觸類旁通、舉一反三的作用。③密切聯系實際。元素化學很多內容與工農業生產、日常生活,特別是中學化學教學關系十分密切。在教學中主動聯系實際問題,教學就會更加深入、生動活潑,學生學習就不至于感到枯燥無味,反而對學習產生濃厚興趣。④善于比較差異,歸納總結規律。元素化學內容多,知識零散,學生總感到難掌握,不易記憶。在教學中充分利用對比的方法可以加深學生對問題的理解,采用歸納總結規律的方法使學生學的知識系統化,這兩點都有利于學生記憶。⑤利用現代教學手段,加強教學效果。計算機輔助教學代表現代教育技術的特征,能幫助或替代教師傳遞信息,突出教學的重點和難點,增大課堂容量,能激發學生學習興趣,有強烈的感染力和豐富的表現力,其優勢是傳統教學方法無法比擬的。應用多媒體教學手段,不僅可以創設多樣化的學習情景,更可毫不費力地將傳統教學中難以描述、難以突破的難點生動、形象地表現出來。
3 教學方法和手段的改進
3.1 案例教學法以講授為主,通過典型實例教學激發教與學的課堂互動。在課堂講授中,通常將典型實例和疑難問題作為內容展開的引導和說明,始終關注社會上的熱點化學問題,分析其中的化學機理,增強該課理論的實踐性、時代性、啟發性、通俗性和生動性,便于本科生接受并調動其主觀能動性,課堂還實行課末5分鐘學生提問,及時答疑。由此,提高了課堂的效率。
3.2 問題教學法適當給予刺激和壓力,以各種形式的提問、作業和討論等輔助手段鞏固課堂教學內容。提問和作業中,既有要求當場口頭回答或書面完成的,也有要求課后完成并提交的,還有僅提供思考的。為了方便學生復習,無機化學教研室編印了供校內使用的無機化學習題集,深受學生的歡迎。
“以問題為中心”講授與討論相結合。為有效地利用課堂教學時間,在整合教學中,我們把研究性學習引入課堂,即設計學習情景,讓學生在學習新知識時做到“三先”, 即先嘗試、先討論、先思考。教師通過點撥、參與、輔導,讓教學過程成為學生自主學習、師生互動的過程。學生在不斷地發現問題、解決問題的過程中嘗到成功的樂趣,激發了學生思維的積極性,達到有效地利用課堂教學時間的目的[5]。
3.3 多媒體教學法隨著現代教學改革的推進,在無機化學的教學中,明顯地出現了內容多、課時少的矛盾,我們充分利用現代教育技術手段較好的解決了這一矛盾。通過使用多媒體、投影儀等現代教育技術手段和實物模型實施課堂教學。通過各種課件充實和拓展教學內容,增加了內容的直觀性,激發了學生的學習興趣,讓學生們在耳目愉悅中感受到化學在生活中無處不在以及在科技發展中的重要地位。所有教學課件上傳在精品課程網站上,有利于學生自學,提高了學生的自學能力。
實施無機化學內容整合教學的嘗試,其根本目的在于全面提高課堂教學質量。在教學過程中,我們運用教學設計的理論和方法來分析、研究教學問題, 設計教學策略、教學方法及教學過程,努力探索教學過程各要素、各環節相互聯系和作用的最優化,教學效果得到明顯提高。由于調整了無機化學相關內容的銜接與分工,內容突出主干,加強了學生實踐能力、創新意識的培養,對提高學生綜合素質起到了很好的作用。
無機化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科,它是大學一年級唯一的專業基礎課程,對后續的專業基礎課程的學習影響很大,而提高無機化學教學質量的方法是多樣化的,需要我們不斷的討論、探索和實踐,為培養更多的高素質的現代化建設人才而努力。
參考文獻
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[3] 黃 濱,王秦輝. 優化課程結構的探索與實踐[J]. 教書育人,2002,24:28.
[關鍵詞]素質教育 化學教育 創新能力 發現能力 實驗能力 思維能力 “雙基”教學 習題教學
培養學生的創新能力是素質教育的核心。學生的創新能力不僅關系著學生學習的科學態度、方法,而且關系到民族未來的興衰,在這里本人就化學教學中培養學生創新能力的方法略談幾點:
一、注重發現問題能力的培養是創新之基
愛因斯坦說過:發現問題比解決問題更重要。因此,培養學生發現問題的能力是培養學生創新能力的入門階段。創新就是要有新發現,而好奇心則是發現問題的源泉,因此,要創新首先教師要保護好學生的好奇心。教師必須對學生提出的問題作出解釋,使學生的好奇心得到滿足,不受傷害。其次,要創新就要給學生造就一雙“慧眼”,學會觀察、發現,掌握觀察發現的方法,培養學生敏銳的觀察發現能力。培養觀察發現能力應做到以下幾方面:
第一,培養學生良好的觀察品質,端正觀察態度。無論觀察什么都要認真、仔細、一絲不茍。粗枝大葉不行,粗枝大葉往往會喪失新發現的良機。
第二,在教學中應教給學生正確的觀察方法。如要讓學生帶著明確的目的去觀察;要做好周密的計劃去觀察;要認真全面地去觀察;要把觀察和思維有機結合起來等,這樣做使學生掌握了觀察程序,觀察效率會大大提高。
第三,注重課堂實驗的觀察。化學課堂演示實驗和學生實驗較多,讓學生注重課堂實驗的觀察是培養學生觀察能力的重要渠道。
第四,寫好觀察記錄。寫觀察記錄一定要實事求是,準確地記錄實驗條件、過程和現象,尤其要注重實驗現象的記錄,準確地描述生產和日常生活中的化學現象,為后面的分析研討提供第一手的可靠資料。
只有具備較強的觀查能力,養成良好的觀察習慣,才可能隨時捕捉到“奇異現象”,進行認真分析研討,這樣才可能有新發現、新突破,創出新成果。
二、注重實驗能力的培養是創新之本
化學實驗貫穿于化學教學的全過程。實驗本身就是一種探究性活動,具有創造性。化學實驗對培養學生的創造性思維的作用尤為突出。通過實驗對培養學生的創新能力應做到:
第一,抓住實驗現象的多變性,激發學生的好奇心。如亞鐵鹽溶液和堿溶液反應:顏色變化為白色沉淀淺綠色沉淀綠色沉淀棕色沉淀,教師要讓學生弄清顏色變化的原因。
第二,讓學生設計實驗,培養學生的創新思維。如在學生學習了制H 2、CO2的試驗后,讓學生設計實驗室制SO2的實驗。可首先問學生產生SO2有多少種方法,培養學生發散思維,再讓學生選出實驗室制SO2的反應原理,培養學生求同思維,最后讓學生運用比較和類似的方法設計出SO2的實驗室制法,培養學生的類比思維。
第三,對課本的實驗進行改進,培養學生的批判思維。如為了保護環境對課本的亞硫酸鹽和稀HCL溶液反應制SO2的實驗改進,使學生不迷信課本。
第四,將某些驗證性實驗設計為探究性實驗。探究性實驗是學生自主的實踐活動,對培養學生不怕困難和挫折,實事求是的創新精神有重要作用。
第五,重視化學實驗史的教育,化學家的一絲不茍、實事求是的創新精神是培養學生創新精神的好教材。
第六,重視研究性學習,研究性學習密切聯系學生的生活實際,要求學生自主提出課題,自主設計方案,自主探究的實踐活動,是培養學生創新能力的重要內容。
三、注重生產生活實際,開發創新之源
實際生產生活實際是創新之源,化學與社會生產生活有著廣泛的聯系,積極引導學生走出課堂,參觀廠礦、考察實際生活、探索分析實際生產、日常生活中的一些化學現象,對于培養學生實事求是的科學態度,勇于探索的精神效果極佳。
在教學實踐中,還應積極開展課外實驗活動。通過豐富多彩的課外活動,可以使學生增加知識,擴大視野,開發智力,豐富課外生活,激發學生研討化學問題的濃厚興趣。可用如下形式進行課外化學實驗活動:
一是組織實驗興趣小組,在教師的指導下,讓學生自愿組織起來,研究實驗教學中的問題,撰寫小論文,編輯試驗資料等。
而是開展化學游戲,寓實驗于娛樂之中。應定期舉辦化學晚會,開展化學游戲活動,通過科學性與趣味性,知識性與娛樂性的完美統一來適應學生的特點,以提高實驗技巧,培養創新精神。
四、注重思維能力培養,是創新之核心
思維是創新的核心,思維能力包括想象能力和假設推理能力。二者是創新能力的重要組成部分。化學是在分子和原子的層面研究物質的科學,因此,要把宏觀和微觀思維相結合,讓學生充分發揮想象能力、假設推理能力。教師可通過“構―性―制―用”、“構―位―性”等關系,讓學生展開想象。例如,學生知道氮分子的結構為氮氮三鍵,性質不活潑,則可讓學生想象,如果氮分子沒有三鍵,空氣的成分將如何變化?又如,讓學生根據氟分子的結構推測氟氣的性質。
另外要注意加強“雙基”教學,使學生形成合理的知識結構和能力結構,特別是化學中有利于創新思維的“雙基”,如:元素周期表、元素化合物知識中的“構―位―性”的關系等。學生只有學好“雙基”,才能有效的應對時代的發展。同時也要重視習題教學。習題是學生鞏固知識,培養創造能力的重要手段,教師要培養學生的創新能力,在習題教學中應做到:
一要提倡一題多解、一題多變,設計開放性習題,培養學生的發展思維能力。如讓學生寫出區分飽和食鹽水和蒸餾水的方法。
二要巧設“陷阱”,讓學生跳出思維定勢,培養學生批判思維能力。如PH=6的鹽酸稀釋100倍后,PH為多少?很多學生受思維定勢影響可能得出PH為8的結論。
三要精心挑選習題,培養學生的直覺思維能力。如有乙醛、蒸氣和乙炔的混合氣體a升,當其完全燃燒時消耗相同狀況下氧氣的體積為多少升。直覺告訴我們,乙醛和乙炔分子間存在某種特殊聯系。
通過這樣的教學,學生的創新能力在潛移默化中得以加強,素質教育在化學教學中也必然得到了落實。
[參考文獻]
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2、 教育部《中學化學教學大綱(試行)》
3、 成都科技大學出版社荊建華《教育理論專題》
4、 北京師范大學化學系《化學教學法》1980
關鍵詞:無機及分析化學;教材;編寫;課程建設;教學
對于近化學專業如生命科學、材料、環境、農學、醫學及藥學等專業的學生而言,學習無機及分析化學課程對他們學習基礎知識和專業知識都是不可或缺的。將無機化學和分析化學兩門課程合并為無機及分析化學一門課,經過二十多年的探索和實踐已逐漸得到教育界的廣泛認可。由南京大學陳榮三教授主編的《無機及分析化學》是我國最早正式出版的教材,2006年本書的第四版作為普通高等教育“十五”國家級規劃教材正式出版。本文對該教材第四版的編寫進行簡要介紹,提出一些膚淺的體會和大家交流,以期起到拋磚引玉的作用。
一、《無機及分析化學》教材編寫的回顧
由陳榮三教授主編、黃孟健教授等人參編的《無機及分析化學》一書,從1975年由南京大學自編講義,到1978年人民教育出版社作為全國高等學校生物系通用教材正式出版至今已有三十年的歷史了,這是1977年恢復高考后國內第一本《無機及分析化學》教材,最初主要供生物系及農醫等院校相近專業使用。它首次將四大滴定融入四大平衡中講授。由于生物及相關學科發展的需要,以及全國讀者對這本書的厚愛,在教育部有關部門和高等教育出版社的大力支持下,全國許多綜合大學和師范院校,如北京大學、南開大學、復旦大學、廈門大學、蘭州大學、四川大學、武漢大學、山東大學、暨南大學、西北大學、華東師范大學、南京師范大學、華中師范大學、福建師范大學、河北師范大學等數十所高校任課教師成立了“全國高校‘無機及分析化學’課程建設與教學研討會”。研討會先后舉辦過五次。第一次于1983年6月由南京大學承辦,第二次于1984年6月由云南大學承辦。這兩次研討會對此書的編排和內容的選取進行了積極的討論,并提出將化學熱力學和化學動力學內容加入到教材中的必要性和可行性,認為用簡明扼要的闡述,適度地引入化學熱力學和化學動力學的基本概念和基本理論,有利于學生更好地學習物質結構和掌握元素化學的知識。于是在1985年出版的第二版中,首次將熱力學引入無機及分析化學教材,同時為適應當時高等學校的實際情況(無機化學和分析化學分屬兩個不同的教研室),又將無機化學和分析化學分開編寫。其后,于1986年10月,1989年10月及1993年10月分別由南開大學、武漢大學和廈門大學承辦了第三、四和五次研討會,會議對這本教材的第二版提出了不少中肯和有益的意見,同時也為修訂第二版醞釀第三版做了大量的準備工作。1998年,南京大學為了博采眾長,分別邀請南開大學和復旦大學教學一線的袁婉清及杜岱春兩位教授參加第三版的寫作。迄今該書已為全國許多高等院校生物系以及農、林、醫等院校有關專業所選用,受到全國廣大師生的歡迎。
歷次“‘無機及分析化學’課程建設與教學研討會”對無機及分析化學教材建設和教學中存在的問題都進行了廣泛深入的討論,對提高無機及分析化學課程的教學質量及《無機及分析化學》教材的編寫起了十分重要的推動作用。
2006年8月,為了深入貫徹落實教育部第二次全國普通高等學校本科教學工作會議精神,大力推進校、省、國家三級精品課程建設,及時總結國內高等學校無機及分析化學課程的教學改革經驗,在浙江大學召開了“無機及分析化學”課程建設與教學研討會。此次會議通過廣泛、深入的討論和交流,與會者普遍認為“無機及分析化學”是為實現課程結構和教學內容整合、優化而由原來的無機化學和分析化學兩大基礎課程合并而成的一門重要的基礎理論課程,是教學體系改革的結果。它又是近化學類專業一門重要的必修基礎課程,是建立相關技術人才整體知識結構、能力結構的重要組成部分,同時也是后續化學課程的基礎。
“無機及分析化學”課程建設與教學研討會是一種很好的教學研討形式,它能集思廣益,有效促進無機及分析化學課程的建設,提高高校基礎課程教學的質量,建議在現有的基礎上可以采取民辦公助,企業資助的形式把研討會延續舉辦下去。
“無機及分析化學”對高等學校近化學類專業學生而言是一門重要的基礎課程。無機化學和分析化學原本是兩門獨立的課程,定性分析“合”在無機化學的元素化學中已為多數人所接受。可是無機化學和定量化學分析是“合”是“分”,化學分析和儀器分析的比例和安排等問題,一直是教學改革中的爭論點。“無機及分析化學”顧名思義,應和分立的無機化學和分析化學有所不同,可是在課程設置、教學安排、教材內容等方面一直存在著“合”與“分”的問題。經過近三十年的摸索與實踐,這一問題亦日趨明顯,已達成初步共識。因為,為了解決內容和學時的矛盾,“合”是必要的手段;無機化學和分析化學原本就是兩門相近的學科,“合”也順理成章;以“合”為上,“合”是進步,是學科發展的需要和方向,實踐中已顯示出“合”的優點。這方面浙江大學主編的《無機及分析化學》教材就做得較好。
二、《無機及分析化學》(第四版)的編寫和體會
當前,生命科學及近化學類學科的發展一日千里,化學在這些學科中的重要性更為突出。為適應當前教學改革的形勢,編者在第四版的修訂過程中努力遵循“加強基礎,趨向前沿,反映現代,注意交叉”的現代課程建設理念。“加強基礎”就是注重基本理論和基本概念,教學中讓學生在學時較為緊張的情況下很好地掌握化學的基本知識和基本實驗方法,為他們日后的專業學習和科研工作打下良好基礎。“趨向前沿”則是在教材的編寫中增加最新的科學研究的成果,引導學生在學習知識的同時了解當前科技發展的最新動態,為進行創新型思維奠定基礎。“反映現代”:在生命科學步入分子水平的今天,其重要標志就是分子生物學、分子醫學、遺傳組學、蛋白組學、代謝組學和納米材料科學等學科的相繼出現。如何不失時機地將化學學科作為一個整體介紹給學生,與時俱進,并在此基礎上,搭建一個現代化學的教育平臺,以此“反映現代”,這是我們追求的一個目標。“注意交叉”:新興交叉學科的出現,是當今科技發展一大趨勢,適應這一發展的需要,則是高校從事化學教學的教師們的一項重要任務,同時也是一個具有共性的教學研究的新課題,這需要根據各自學校的具體情況,對整個教學體系和教材建設進行必要的改革和調整。第四版的
編寫中,我們也只是做了初步的嘗試,有待聽取大家更多的意見和建議。現將第四版中課程建設十六字理念的體現作進一步說明。
加強基礎:較全面地介紹化學基本原理。在第一次介紹化學原理時是具有化學總論性質的,要使學生對化學有一個系統全面、較中學化學有更深入一步的了解。具體地說就是要較全面地介紹化學原理三個主要部分:化學變化方向和限度問題(化學熱力學);化學反應速度和機理問題(化學動力學):物質結構和性能之間的關系,使學生能把握和初步利用這些基本觀點處理化學問題。
趨向前沿:第四版中將“環境污染和環境化學”以及“核反應和放射性同位素的應用”增加進來,而我們在課程教學中,結合可持續發展及最新的生物技術的研究手段包括同位素技術的應用等,已在課堂教學中作為實例介紹給學生,這也是在教學中體現“趨向前沿”這一理念。這既培養了學生的學習興趣,也引導學生進一步認識到所學知識的實際應用,從而起到一個培養興趣及探索創新精神的作用。
反映現代:雖然第四版教材中增加了“拓展知識”這一部分內容,實際在我們的課堂教學中就已經或多或少地在相關的章節中把一些與課程內容有關的最新知識和進展增補進去,除此之外還有針對性地邀請有關專家作報告,介紹與所學基礎知識有聯系的新知識、新理論、新進展以開拓視野,明確方向。為更好地“反映現代”,如對物質結構部分的學習則按歷史進程來講授,不僅使內容更為生動,也可使學生領會科學家的思維方法和他們解決問題的正確途徑。
注意交叉:本教材名為“無機及分析化學”,但不少學校在實際的教學中則是分為“無機化學”和“分析化學”兩部分來講授,這兩者之間就有許多交叉和重復之處,如何更好銜接這兩部分,是很多教師關心和需要研究的問題,如“元素化學與定性分析”、“四大平衡”與“化學滴定”處理得當,就會取得減少課時、相得益彰的效果。各校教師也可根據各自不同的見解采取行之有效的做法,我們亦愿意得到大家的指點。交叉學科的出現,是當代科技發展一大標志,徐光憲先生2006年4月在大學化學化工基礎課程建設論壇的致詞中就曾指出,以化學為一級學科,再到無機、分析、有機、物化、高分子、化工等二級學科,最后細分下來可分出六、七級學科,如最新的“大環化學”、“納米材料化學”、“組合化學”等,這些都是學科交叉的結果,傳統的化學分類已完全不再適用。注意到化學學科發展的這一趨勢就可以同步培養學生自學和獨立解決問題的能力,也只有這樣才能適應社會發展的需要。
啟發式教學歷來是老一輩教育家所推崇的教學模式,從南京大學戴安邦院士開始就是一直崇尚啟發式教學,并在當時的條件下進行了許多實踐,形成了一整套完整的理念。例如在第一次研討會上,戴先生就講了《啟發式教學八則》,后來陳榮三教授、黃孟健教授秉承了這一理念,在實際教學中又做了許多嘗試。例如:注意理論化學與描述化學相互溝通,使理論化學的知識在描述化學的學習中得到運用和鞏固;注意結合生物、醫學及相關學科的知識來介紹化學基礎知識;課后習題與課堂學習的緊密結合,使習題能起到鞏固、消化和運用課文內容的作用等。
《無機及分析化學》(第四版)于2002年初被列為普通高等教育“十五”國家級規劃教材,為了使第四版適應目前教學的需要,編者進行了下列改進:
1.淡化化學“數學化”傾向,如省略或減少復雜體系化學平衡的計算。
2.創新內容,為現代科學前沿預留“接口”。
3.理論聯系實際,加強化學理論知識在相關專業和生產實際中的應用。
4.改革分析化學部分的編寫,完善化學分析的內容,縮減較復雜而應用較少的計算。由于儀器分析已獨立成一門課程,故刪去第三版儀器分析部分內容,但仍保留比色法等最常見方法,為學生今后學習儀器分析打下一定基礎。
第四版教材的編寫,我們采取了以下步驟:
1.廣泛調研國內外有關教材,選擇國內外其他無機化學及分析化學教材,汲取其所長為我所用,特別關注了近年有特色的國外教材。
2.編寫伊始先編寫了第四版的《編寫大綱》,向全國若干所大學寄發并征求意見、交流、補充第三版之不足,聽取各方教師的意見。
3.先期完成了部分書稿,在2003年中南大學舉辦的教育部非化學化工類化學基礎課程教學指導委員會的生物醫藥類化學教材建設研討會上進行交流,進一步聽取大家的意見和建議。
在其后的反饋中,我們陸續收了許多教師的信件,特別是武漢大學的潘祖亭教授、陜西師范大學的韓維和教授、海南師范大學的黃聞新教授等同仁的來信,這些都對第四版教材的編寫起了一定的作用。
在《無機及分析化學》(第四版)的編寫中,我們編寫組的教師相互協作,取長補短,群策群力,圍繞著編寫基本要求,力爭達到一個新的高度。
這本教材從自編講義開始就有一個重要的特色,即力求與生物化學、生物醫學、生產實踐密切聯系和結合,當初的講義就是“開門辦學”的結果,成書出版后這一特色仍然保留,編寫的內容都圍繞這一特色來展開。結合實際、貼近生活是第四版遵循的一個基本要求,新增的拓展知識也都是近期化學學科的一些熱點,以此作為素材提供給學有余力的同學以更多的施展空間。