時間:2024-04-08 17:37:43
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篇人工降雨基本原理,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。
摘要:本文主要分析了當前農村初級中學學生學習心理障礙,有來自社會現實因素的影響,有來自家長認識上的偏見,導致學生厭學情緒的產生。在當前形勢下,教師應與時俱進改進教學方法激發學生的學習興趣,使學生愛學、樂學,學有所得。文章緊扣教材就在物理教學中如何激發學生的學習興趣,提高學生的科學素養,通過幾個比較切合生產生活實際的例子進行了闡述。
關鍵詞:物理教學;科學知識;激發;興趣
當前國家已普及九年義務教育,曲靖市委、政府要求師宗縣在2010年要率先普及高中教育,這已成為當地政府和教育部門即將實現的目標。應該說初中畢業能否升學對大部分學生將不再是最大的問題,但是社會的發展進步在促進物質文明和精神文明的同時也帶來了很多消極因素:網絡時代的到來,加速了多元文化的涌入,各種思潮和社會現象的衍生,在市場經濟大潮的沖擊下學生的思想價值觀逐漸呈現多元化的態勢。我所執教的是鄉鎮初級中學,大多數學生來自農村,家長的文化素質普遍不高。有部分家長認為“讀書無用”,他們是這樣認為的:孩子從小學入學開始到大學畢業累計要花費上十萬元的費用撫孩子讀書。到頭來大學畢業還是很難找到工作,倒不如讓孩子識幾個字就去打工掙錢。從客觀上說:當前社會就業的形勢確定非常嚴峻,另一方面農民工進城打工大多數從事的是建筑、餐飲、家政、環保等體力勞動,對文化素質的要求并不高。這些現實導致不少初中學生無遠大的理想,在校學習態度不端正,學習積極性差,對讀書缺乏興趣。拜金主義、享樂主義、好逸惡勞,厭學情緒嚴重。這對中學教師的教學帶來了很大的阻力,普遍教師感覺九零后的學生真是難教。教師要提高教學的效益,就不僅僅是讓學生升學的問題,一個既重要而緊迫的任務就是要想辦法提高學生學習的興趣。作為物理教師就要想辦法,使學生愛學物理、愿學物理。讓學生在初中階段多獲得一些對今后的生產、生活有價值、比較適用的知識。這就要求教師廣開思路,擴寬知識面,提高自身素質,不斷更新自己,具有廣泛而扎實的知識,跟上時代,找到適合和適應于當代學生的教學手段來教書育人。我們作為農村初級中學的教師應多深入農村了解生產、生活的實際,閱讀百科全書,上網查詢相關資料,隨時將教學中的理論知識與學生的實際需要相結合,讓學生愛聽、樂學。只要學生感受到老師所傳授給他們的知識和技能將來有助于提高他們的生產技能,改善他們的生活質量,就會使更多的學生對物理學科產生濃厚的興趣,興趣是最好的老師,難教就會變成易教。我在農村初級中學從事物理學科的教學已有十余年的經歷,就如何培養學生學習物理的興趣作了一些探索,下面就幾個案例談談自己的做法:
案例1:人教版八年級物理第四章物態變化,學生學習了物態變化的六種方式后,老師引導學生用所學的知識來分析人工降雨的基本原理,因為人工降雨對農業生產有很大的作用。
近兩年的初春,我市出現了連續近兩個月都沒有降雨的干旱天氣,嚴重威脅到我市的農業生產,農業和氣象部門啟動了應緊預案實施人工降雨,人工降雨的原理是什么?
引導學生分析:人工降雨是讓積雨云中的水滴體積變大掉落下來。要讓積雨云中的水滴體積變大,就要人工使用催化劑。我國人工降雨的催化劑主要有兩種:一是干冰(固態CO2)二是碘化銀(AgI)。用飛機在空中噴灑干冰,干冰遇到水蒸氣升華從周圍吸收大量的熱量,使周圍的水蒸氣溫度降低液化凝結成水滴降落到地面;或者部分水蒸氣凝華成小冰晶,小冰晶在下落過程中熔化形成降雨。用高炮將含有碘化銀的炮彈打入含有大量積雨云的高空,碘化銀在空中擴散使云中的小水滴迅速凝集達到一定的體積后降落。
教師通過人工降雨的分析,復習鞏固了相關的物態變化知識,如:升華、凝華、液化、熔化等物態變化又切合生產生活的實際,體現了學以致用的理念,培養了學生將科技服務于人類的意識變枯燥為有趣,很好的激發了學生學習物理的興趣。
案例2、九年級物理第十六章熱和能第二節內能“STS”。
如果教師照本宣科的進行講授,學生不易理解人類活動與地球溫室效應的關系,一知半解就會感到枯燥乏味,失去興趣,對這部分內容可以結合學生所學的知識這樣分析:由于生產生活大量燃燒:煤、石油、天然氣,汽車、爐灶、飛機、火力發電廠等排放的二氧化碳太多不能完全被綠色植物消耗,過量的二氧化碳氣體包圍在整個地球的周圍,使地球上產生的熱量難于向宇宙中散發,致使地球的溫度逐年升高。地球溫度的升高帶來了嚴重的危害,地球的溫室效應,是造成厄爾尼諾現象的直接原因,使生態失去平衡農作物病蟲害嚴重,增加了農藥的用量。農藥的大量使用,污染環境危害人體健康,同時使農民的生產成本提高;地球氣候異常,導致一個半球暴雨成災,另一個半球干旱少雨;地球南北兩極冰雪融化,使海平面上升,浸沒城市,企鵝和北極熊涉臨滅絕。聯合國正在推動發達國家和發展中國家都來承擔相應的責任和義務達成一個新的國際氣候變化框架協議,簽署《京都預定書》,以保護我們共同的家園。
教師通過這樣的補充講解,能開闊學生的視野,使學生認識到各種看似孤立的現象之間也存在聯系,對經常在電視新聞中聽到的“厄爾尼諾現象”、《京都預定書》有一個了解。這些知識有助于學生理解生產生活中遇到的問題。如:冬季雪凌少的年份,夏季農作物和果樹的病蟲害會比有雪凌的年份嚴重。因為這些害蟲卵沒有被凍死,夏季將會大量繁殖。學生會把這些有趣的現象與生產生活中的實際相聯想,破解困惑自己的難題,及時幫助家里做好莊稼的防蟲減災準備,這樣他們就會感受到物理是有用的,從而產生了學習物理的興趣。
案例3:初三下學期進入復習課,復習課是很難上的,你老師站在講臺上講,學生他不一定在下面聽,往往是事倍功半。如何將枯燥的復習課上成學生真正參與其中互動,并達到鞏固提高的目的,這是我們畢業班的每位教師值得去探討的現實問題。
我在復習八年級物理下冊第十章電磁波的相關知識時,在教材上科學世界介紹了微波爐的相關知識,在這里由于是復習課學生已有了分子動理論的基本知識。將兩部分的知識結合起來復習有新意,學生就會感興趣,復習效果也會好一些。我是這樣引導的:微波爐產生的電磁波能使食物的分子運動加劇,相當于是電磁波給食物內的分子補充能量,分子運動速度加快,分子的動能和勢能都會增大,這樣物體的內能就增加,溫度迅速升高,因此易于把食物煮熟。同學們想:普通的爐具是熱量是從外部通過熱傳遞把熱量逐步送到食物內部達到煮熟食物的目的,而微波爐的熱量是直接深入食物內部加熱,當然速度快、效率高。在這里將電磁波和分子動理論的相關知識銜接起來,學生聽起來就會有“新”的感覺,從而有了興趣。
在這里我想到自己所面對的學生大多數是來自農村,在農村目前微波爐并不是很普及。但是電磁爐的普及程度高,學生有使用電磁爐的實踐經驗可結合介紹一下:電磁爐打破了傳統的明火烹調方式,采用磁感應電流(又稱渦流)的加熱原理。電磁爐是通過其內部電子線路產生交變磁場,當把鐵質鍋具放置爐面時,鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部產生交變電流(渦流),渦流使鍋具內鐵分子高速無規則運動,分子相互碰撞,摩擦而產生熱能。由于電磁爐的熱源來自鍋具底部而不是電磁爐本身發熱傳遞給鍋具,所以電磁爐升溫快、效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體,對周圍環境不產生熱輻射、體積小、安全性能好等優點是一種綠色炊具。在此也可跟學生交流一下,怎樣根據家庭的實際需要和具體情況購買合適的電磁爐。
在這里將分子動理論:熱量——內前——溫度——電與磁:磁生電——電生磁等相關知識有機的結合起來復習,讓學生進一步理解知識的內在聯系,有利于培養他們將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識,也讓學生初步懂得了一些家用電器的常識。
物理學研究的是力、電、光、熱、聲等方面的現象,在教學中不論涉及到那塊知識,都能將教材內容與生活、生產的實際相結合,如:光學中透鏡知識涉及到眼睛的保護和視力的矯正;聲學中聲音的感知與助聽器原理;力學中杠桿的應用與自行車都是很好的案例。
【關鍵詞】地基GPS;反演;降水量
1.概述
目前氣象學在探測對流層中大氣水汽含量的方法主要有以下幾種:無線電探空技術,衛星觀測,水汽輻射計等技術,但是相比較利用地基GPS技術獲取大氣參數,這種技術具有探測時空分辨率高,高精度,全天候,近實時,連續獲取能力強,不需要對儀器進行標定及經濟,高效等諸多的有點。這些都是其他各種探測技術所無法比擬的,使它成為新一代大氣遙感技術中最有效、最有發展前景的方法之一。
2.利用地基GPS反演大氣可降水量的基本原理
GPS衛星位于20000余千米的高空中,它同時向地面發射兩種頻率的無線電信號(L1和L2),這兩種信號依次穿過大氣中的電離層和對流層后被地面或低軌衛星上的GPS接收機接收。當GPS發出的信號穿過大氣層時,要受到電離層和對流層的折射影響,GPS信號發生彎曲和延遲,其中彎曲量很小,延遲量很大,這與大氣參數相關聯的折射率也會發生變化。在GPS精密定位測量中,這種大氣折射的影響被當作主要的誤差源而要盡可能將它的影響消除干凈。而在我們此次研究中正與之相反,所要求得的量就是大氣對GPS衛星信號的折射量,再通過大氣折射率與大氣折射量之間的函數關系就可以求得大氣折射率。大氣折射率是氣溫、氣壓和水汽壓力的函數,通過一定的數學模型關系,則可以求得我們所需要的氣象信息,如水汽總量,這對于研究對流層的大氣問題十分重要。
3.地基GPS反演大氣可降水量實例
我們此次解算使用的數據是“香港衛星定位參考站網”中的香港沙田站(HKST)站在2012年第248天00-02時段采集的數據。
3.1 數據的準備工作
使用的高精度GPS數據處理軟件為美國麻省理工學院和斯克里普斯海洋研究所聯合開發的GAMIT軟件。在解算前我們先要進行數據準備,主要分為以下四個部分:首先是參數表文件的準備,我們首先建立一個工作文件夾work,進入GAMIT安裝文件下的tables文件夾,把所需要的參數表文件拷貝到work文件夾中。其中參數表文件主要包括:極移參數、天線高及相位中心偏移模式參數、攝動歷表、TAI-UTI國際時間系統表、太陽星歷表、月亮星歷表、大地水準面參數表、接收機及天線類型信息表、緯向數目編號表、跳秒表、壞衛星信息文件和周跳的自動彈出和修改命令表。然后是配置文件的準備工作。用GAMIT處理GPS數據還需要反映所有測站(香港沙田站和所選用的IGS跟蹤站)信息、大氣模型、延時模型等的配置文件,對這些文件進行編輯,之后一并放入到work文件夾下。這些文件包括測站初始坐標L文件(lfile.),測段中各測站信息文件(station.info),大氣模型及先驗坐標約束文件(sittbl),測段分析策略、先驗測量誤差以及衛星約束文件(sestbl.)第三個是觀測數據的準備。為了提高計算精度,有必要加入一定數量(3-10個)的長基線站。可選取位于香港地區東、北、西方向上的上海(SHAO)、武漢(WUHN)、泰國的曼谷(CUSV)3個國際IGS跟蹤站。IGS跟蹤站的數據都能在網站(http://igscb.jpl.nasa.gov/)下載。最后是星歷文件的準備。這個也是通過上述網絡就能獲取。
3.2 計算天頂對流層總延遲的解算
下面以香港沙田地基GPS氣象站在2012年的第248天00-02時采集的數據為例,介紹天頂對流層總延遲解算的流程(如圖1所示)。
運行完以上步驟后,會在work的工作目錄下生成該站點天頂延遲數據的結果文件ogppsa.248。對于這個結果文件,還需要對他做可靠性檢測。用sh_nrms程序可以查詢ogppsa.248的均方根殘差nrms,一般情況下這個值應該小于0.5,若是大于0.5則這個解算結果是不可靠的,我們本次試驗中nrms的平均值為0.1845,符合解算標準。
3.3 地基GPS可降水量的反演
在已得到氣象數據文件的情況下,我們利用sh_metuil程序就可以完成大氣水汽含量的反演,在終端輸入:sh_metutil-f ogppsa.248-m*2480.12m-i 900。其中-i表示時間間隔參數,即900表示為15分鐘。成功運行后就可以得到包含大氣水汽含量的met文件。以香港沙田站為例,解算得到的met文件格式如表1所示,其中PW列即表示對應時間點GPS站上的可降水量。
4.結語
本次實驗通過GPS衛星信號經過大氣時會產生延遲的現象,利用地基GPS接收機測得的GPS衛星信號延遲量來反演出大氣可降水量。由于它具有全天候、高精度、高時空分辨率和成本低等優點,可有效地彌補目前常規觀測手段對大氣中水汽測量的不足,對提高災害性天氣的監測和預報能力,改進數值天氣預報精度有廣闊的應用前景。并且利用此項新技術的研究結論可以進一步擴大地基GPS在氣象中的應用范圍,例如:可應用在高空氣象探測中,進一步提高測風精度;還能應用于災難性天氣的監測與預報(如干旱、暴雨、雷暴等氣象);并利用GPS反演的水汽資料結合多普勒天氣雷達探測的液態水資料來指導人工影響天氣作業(如人工降雨等)等等實際應用之中。
參考文獻
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【關鍵詞】物理化學;學習興趣;教學方式
Discussion on the Experience of Physical Chemistry Teaching
Huang feng-ping
(Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710072, PR China)
【Abstract】Physical chemistry is a highly theoretical course. The problem is more outstanding since it is difficult for teachers to teach and it is hard for students to study. How to make the class lively and make students accept easily, in the paper, a few experience of physical chemistry teaching such as emphasizing the importance and practicability of the course, improving the students interest by the blackboard writing and multimedia technology should be combined in the physical chemistry, paying attention to summarizes was discussed.
【Keywords】physical chemistry ;study interest;teaching method;summarizes
物理化學是一門研究物質性質及物質變化規律的基礎理論課程,是化工、材料、輕工、紡織、制藥等專業重要的基礎課,因其具有概念多、公式多、理論性強、系統性強、邏輯性強等特點,初學者往往覺得困難較大。而且近年來隨著高校擴招,使得物理化學這門基礎課往往采用大班教學,課堂通常要容納百人左右,增加了教師調動課堂氣氛的難度;此外擴招后的學生對知識的吸收能力和理解水平以及學習積極性有所降低。 如何在科技迅速發展, 交叉滲透日益突出的當今,克服這些困難,提高物理化學教學質量,是每一個物化教師應當不斷研究的課題。
一、講好緒論,強調物理化學課程的重要性和實用性
緒論是全書的靈魂。通過緒論的講解首先使學生了解課程的學習內容、 明確學習方向、掌握學習方法。許多初次接觸該課程的學生并不清楚什么是物理化學,在緒論課中教師要使學生對物理化學的概念有一個正確的認識,從簡單通俗易懂的例子出發,講述課程的研究對象,闡明物理化學是一門由經驗科學發展為理論體系的邊緣科學,具有理論性強、抽象等特點。其次在緒論講解中可以通過介紹學科發展史及最新前沿成果及其實用性,捕捉學生注意力,可以列舉與物理化學息息相關的當代科學技術,如飛秒激光技術、納米材料、單分子膜、LB膜、自組裝膜、鋰離子電池、太陽能電池等的研究都。其中,2010年諾貝爾化學獎得主開展了在鈀催化交叉偶聯反應方面的研究,廣泛應用于電子工業和先進材料等領域。在實際生活中物理化學也無處不在,如為什么大雪過后,馬路上的雪融化得快?為什么測定血液中血清蛋白的電泳圖就可判定人體的肝功能是否正常?口渴時為什么不能喝海水?人工降雨的基本原理是什么?通過這些例子,可以使學生感覺到物理化學不但是一門很重要的課程,而且也是一門很有用的課程。第三 強調學好這門課的必要性, 激發學習動機。物理化學是重要的專業基礎課, 無論從本科學習的現階段、還是畢業與就業的需要來看,都有必要用心學好。
二、將物理化學知識的實際應用帶入課堂,提高學生學習興趣
愛因斯坦曾經說過:興趣是最好的老師。興趣是學生學習的動力和創造性思維的源泉。在物理化學教學中能否激發學生的學習興趣是教學成敗的關鍵。物理化學理論性強,但它是為解決社會生產的需要而發展起來的,應用性也很強。讓學生不僅要掌握物理化學的理論知識, 更重要的是要將物理化學理論應用于實際。教材限于篇幅主要闡述基本原理、基本理論、 數學推導等方面的內容, 應用方面講得比較少,所以在教學中講授理論知識時適當將前沿性的科研課題與所講授的課程內容有機的結合在一起,這樣在使學生體會到這門課確實是他們所學專業的基礎,同時也教會學生如何用物理化學的原理來解決實際問題,讓學生感覺到物理化學對生產和生活都有著巨大的指導作用,引發他們學習物理化學的興趣。比如在講授膠體化學這一章時,可以在教學中引入了納米材料的制備,講授為什么用溶膠-凝膠法可以制備納米材料。而在講述相平衡一章時,可以講述相平衡在材料制備時所發揮的作用,列舉超臨界流體技術在制備無機涂層材料、有機分離提純等方面的應用。在講授熱力學第二定律在單組份系統相平衡中的應用時,可以聯系青藏高原上做飯為什么用高壓鍋,以加深對克-克方程的理解。在化學平衡一章講授外界條件對平衡轉化率影響時,可以通過例舉工業上乙苯脫氫制苯乙烯通過充入水蒸氣提高乙苯轉化率;介紹化學反應級數特征時,可以例舉俄羅斯和日本核泄漏量(濃度)與輻射時間(衰變期)的關系。通過這些實例,使學生覺得物理化學并不空洞,其理論在生產與生活中的應用隨處可見,從而極大地激發學生學習的興趣,收到較好的教學效果
三、教學方式多樣化,板書與多媒體課件相結合
板書與多媒體均為教學手段,由于物理化學中的公式繁多,推導過程復雜。如果單純應用多媒體課件教學的話,學生上課時容易走神,而且如果多媒體課件內容多的話,學生只能目不轉睛的盯著屏幕,沒有思考的時間,學生在學習過程中無法及時跟蹤教師的思路,如此下去,不利于學生主動思考,容易使他們養成思維惰性,缺乏學習的主動性和積極性,嚴重影響學生對知識的理解和掌握,還會抑制他們的發散性思維和創造性思維,而傳統的板書則可以彌補這方面的缺陷。板書是一種呈現在黑板上具有一定邏輯聯系的書面語言,故有其不可替代的優點。板書靈活性強,能與各個教學環節嚴密吻合,可以有效地控制課堂節奏;教師邊講邊板書可以引導學生的思路沿著教師的講述而發展,有助于學生理清物理化學各知識點間的邏輯關系,對于一些復雜公式與定律的推演和理解能起到事半功倍的效果,從某種意義上說,板書是一個引導學生獨立思考,培養學生邏輯思維能力的過程。但是如果單純利用板書教學也有其不利的一面,因為沒有使用計算機輔助教學手段,教學的一些重點和難點僅憑語言的描述或一些傳統輔助教學手段很難解釋清楚,這樣在重點和難點處理上不僅費時費力,而且學生接受的效果有限。使用多媒體課件可以把一些語言難以說清的教學重點和難點借助于圖片、動畫或視聽信息等形式直觀生動的表現出來,使學生易于接受,甚至是樂于接受。因此在教學中應將這兩種教學手段有機的結合在一起,對于理論性強、公式多的章節如熱力學基礎部分的教學應以板書為主,教師在黑板上一步一步的推導過程中,使學生有足夠的時間跟隨板書過程不斷思考,板書完成后,教學內容會在在黑板上停留一段時間,這樣更有助于學生對所學的理論和公式熟悉、理解并記憶。對于偏重于介紹性的知識體系則可以多媒體輔助教學為主,如在講授界面現象章節時,可以加入荷葉上水滴的圖片,講授相平衡一章時,可以采用多媒體形象地向同學們演示一個系統點的變化,如在冷卻過程中某一物系點的成分沿哪條線變化 在什么時候發生什么樣的變化和什么時候變化結束等等。因此,課堂講授時,可以以板書為主,多媒體教學為輔,根據教學內容選擇合適的教學方法,這樣,能隨時調節講課節奏,將知識有機的串聯起來,講解更加細致流暢,學生更易于接受, 學習效果較好。
四、不斷總結, 使學生所學知識系統化
完成每一章的教學內容后 又涉及到鞏固知識和深化知識的問題,而總結是鞏固知識和深化知識的重要手段。學生學完一章內容后,往往存在這樣的心理,這么多內容不知道掌握什么,抓不住重點和難點。在這個時候做章節總結是十分必要的。總結實際上是二次學習過程,有利于學生記憶,有利于學生把握知識的整體及其內在聯系,因此是學習過程中的重要環節。對總結的要求:一是總結要體現每章節的知識結構,要使學生對知識的結構性有所認識;二是總結要體現知識間的聯系,使學生認識到知識的規律性;三是總結要體現知識要點,使學生對重點具有把握能力。通過總結,可以改變學生在知識學習中存在的支離破碎的狀況,使各種知識以比較系統的形式被學生所掌握,使學生以聯系的觀點去學習知識、掌握知識。以便同學們對這一章內容的梳理,清楚的看到本章內容之間的邏輯關系以及演變過程, 使學生更容易抓住本章的知識點,克服了學生掌握知識的盲目性。
五、結束語
總而言之,物理化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科,是化學的帶頭學科,對許多專業學科的專業基礎理論的作用和影響是巨大的,它在教學中占有極為重要的地位,教學方法要與時俱進, 才能提高教學效果,強化教學質量。
參考文獻:
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關鍵詞:膠體與界面化學;教學;改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)04-0052-03
《膠體與界面化學》是研究膠體分散體系、物理化學性質及界面現象的學科,屬于《物理化學》的一個分支。但《物理化學》屬于基礎理論學科,而《膠體與界面化學》是與生產、生活有密切聯系的實踐性基礎學科。《膠體與界面化學》和許多學科領域、國民經濟的各個部門以及日常生活都密切相關,如醫藥、食品、洗滌劑、化妝品、農藥、涂料、油漆、紡織等。因此,《膠體與界面化學》就不應該是一個單一的理論教學過程,而是結合各自院校相應的學科發展方向應用型的教學。《膠體與界面化學》的教學應該是結合本專業學生的發展方向,激發學生學習興趣的前提下,培養學生具備行業所需理論知識與實際技能。通過理論知識與實踐技能相結合的教學過程,使學生完整地、系統地掌握實驗的基本原理、方法和技能,培養學生實驗操作技能和創新能力,增強學生理論聯系實際和分析、解決問題的能力。
一、《膠體與界面化學》課程教學的現狀及問題
1.教學內容理論性太強。《膠體與界面化學》從知識體系而言側重于理論知識,講授膠體體系的制備及其性質、界面吸附現象、表面活性劑體系性質及乳狀液的形成等相關理論知識。其中包含了大量的公式推導與計算,但傳統的教學方式,沒有讓學生真正理解公式的含義與實際應用過程中的意義。這些內容均理論性太強,使學生感覺到枯燥無味,找不到學習這門課程的興趣。
2.教學模式單一。《膠體與界面化學》是一門理論與實際緊密結合的學科,在學習膠體、界面及表面活性劑相關理論知識的基礎上,主要掌握在不同領域實際膠體體系的特性以及改變膠體體系特性的方式與原理。在教學過程中應該把理論知識應用于實際體系中,解讀理論知識對實際體系的分析研究過程。而《膠體與界面化學》沿用純理論學科的教學模式,采取“滿堂灌”、“填鴨式”講述型方式授課,學生被動地聽課,大大降低了對于實踐性學科的學習興趣,課堂缺乏生機。
3.忽視實驗教學的重要性。傳統的《膠體與界面化學》教學,側重于理論教學,關于《膠體與界面化學》的理論教材很多,但實驗部分目前尚沒有系統性的教材,各大專院校只是根據自己的實驗條件編寫可行的實驗講義,實踐教學存在覆蓋面窄、深淺不一的問題。而《膠體與界面化學》是一門與實際緊密結合的學科,需要通過實踐教學深化理論知識。如果僅僅側重于理論教學,則很難把相關的理論知識與實際應用體系相聯系。
4.考試目的不明確。目前一般院校《膠體與界面化學》考試都采取書面、閉卷方式。而且考試的內容僅僅圍繞書本,為了應付考試,教師重點講述書本上的理論知識;而學生也是被動學習,以接受知識為主,存在死記硬背的現象,很少能從培養實際技能的角度出發,關于《膠體與界面化學》相關知識在實際體系中的應用則很難考察,學生所學知識仍停留在紙上談兵的階段[1]。
二、《膠體與界面化學》課程教學改革設想
1.運用理論知識解釋實際生活實例。隨著科學技術的發展,《膠體與界面化學》的應用與我們的生活密切相關,在我們生存的環境中膠體體系隨處可見,云、霧、太陽的顏色、人工降雨等現象都可以通過《膠體與界面化學》的相關知識進行解釋,因此,在講授《膠體與界面化學》時,要充分列舉實際生活例子,通過對實際現象的解釋,激發學生對理論知識學習的興趣,提高學生對理論知識的理解與掌握程度。
在《膠體與界面化學》中有很多的理論概念很難講清楚,如“界面張力”,是一個非常抽象的概念,很難通過圖畫與語言等常規的教學方式解釋明白,例如“氣球、水滴、氣泡”等球形形態的存在是因為在各介質中球形的表面積最小,而這又是因為其表面存在“界面張力”等現象,可以較好地理解界面張力的存在;在講到增溶作用時,要聯系日化產品中的透明產品,比如一些油溶性原料的增溶等;在講到潤濕作用時,要將眼鏡防霧、衣物防雨防油及農藥噴灑等實際例子與潤濕作用聯系起來,讓學生發揮自己的想象力,將枯燥的理論知識與實際現象結合起來,加強理解與記憶[2]。
在《膠體與界面化學》教學中結合實際例子講解,可以使得學生更容易理解抽象的概念,同時使理論知識與生活緊密結合,解釋生活中的各種現象,以激發學生學習的興趣。
2.根據專業方向調整課程內容。《膠體與界面化學》是一門基礎理論學科,在不同領域的應用會有不同的側重。我院的《膠體與界面化學》課程是為輕化工程化妝品方向的學生開設的一門專業基礎課程。化妝品產品主要包括凝膠、乳狀液及表面活性劑混合體系,因此,與這些體系的形成、穩定及應用性能相關的知識要講清楚,使學生能更好地掌握。
針對我院本科學生的教學,重點在于緊密聯系實際產品,運用《膠體與界面化學》相關知識解釋這些產品體系的形成與性能。對理論公式的學習在于理解與應用,即公式在應用過程中各參數的含義,而不是掌握公式的推導與計算。比如講到膠體粒子在布朗運動過程中“平均位移”的計算公式,重點不是“平均位移”公式的推導及計算,而是結合實際體系講授清楚“平均位移”的平方與溫度成正比,與體系的黏度及膠體粒子成反比。這樣既有利于學生更好地理解公式,也有利于學生將公式應用于分析研究實際體系。因此對于這些純理論知識的內容要適當精簡,可以將純理論知識學習的重心放在與實際的結合過程中。
3.與下游課程的融會貫通。在本科的教學環節中,每門課程都不是獨立設置的,而是課程與課程之間具有相互支撐的關系。《膠體與界面化學》作為專業基礎課程,是學習《化妝品工藝學》的基礎。因此,在講解《膠體與界面化學》的知識體系時,要盡可能列舉化妝品產品及其性能的實際例子,比如在講解膠體體系的流變特性時,要舉例講解化妝品膏霜乳液體系的剪切變稀性能;在講到泡沫的形成及其穩定性時,要聯系化妝品清潔產品的泡沫特性及其穩定性;在講解乳狀液的形成及其穩定性時,要聯系化妝品膏霜乳液的穩定性、膚感等特性。這樣可以為《化妝品工藝學》的學習奠定很好的基礎,同時激發學生學習基礎理論知識的興趣。
同時在《化妝品工藝學》教學過程中,要不斷引用《膠體與界面化學》的理論知識,通過這種課程與課程之間知識的融會貫通,達到對理論知識的掌握并靈活運用的目的,使學生既具備扎實的理論知識,又具有較強的實踐技能。
4.改革教學方法和教學手段。①教學方法多樣化,突出學生的主體作用要真正做到課堂教學以學生為主體,首先要轉變教育思想與教育觀念。要把課堂教學效率作為教改的主要問題,向課堂教學要質量、要效率。《膠體與界面化學》課程不僅要培養學生掌握相關的理論知識,還要培養學生具備一定的實驗技能,教學過程中應注重突出學生的主體地位,積極調動學生自己思考、探索的興趣與動力。真正實現由單純接受知識轉變為接受與探索相結合,由培養知識型人才轉變為培養技能型人才。此外,應該大膽借鑒國外的先進教育理念,注重師生間的互動,以一種平等、相互交流、相互激活的方式組織課堂教學活動,要求學生主動參與,自由思考,隨時提出問題并解決問題。在實現“授”與“受”統一的同時,培養學生的創造能力和學習能力。②實現教學手段現代化。多媒體集圖文聲像于一身,以其多維化的表現形式,為《膠體與界面化學》課堂與實驗教學提供了新的手段。這就要求教師充分利用多媒體教學手段,生動而形象地展現《膠體與界面化學》實驗的工藝以及實際膠體體系產品的性狀,使學生有更好的感性認識[3]。
5.設置適合專業方向的實踐教學內容。《膠體與界面化學》適合應用于不同的領域體系,但針對不同的領域又有不同的側重,所以實踐教學環節要緊扣本專業學生的發展方向,結合化妝品領域所需的實踐技能,增加與專業相關的綜合型實驗與設計型實驗教學內容。鑒于《膠體與界面化學》針對輕化工程化妝品方向的學生,實踐教學內容與日用化工緊密結合,如在“乳狀液的制備”實驗中,不僅僅是不同類型乳狀液的制備,同時要增加乳狀液的顯微鏡觀察、乳狀液的高低溫、離心穩定性、粘度測定等與產品技術開發相關的實驗方法,形成一個綜合型實驗,使學生不僅能掌握乳狀液的制備,同時也能掌握乳狀液的乳化性能與穩定特性,為未來實際膏霜乳液體系配方的開發奠定基礎,可以很好地運用乳狀液形成與破乳的理論,更好地設計穩定性、使用性能良好的產品配方。
6.提高教師自身的工程素質。《膠體與界面化學》在教學過程中,需要與各相關領域的緊密結合,與下游課程的融會貫通,對教師的要求較高。不僅僅是對《膠體與界面化學》理論知識體系的講授,更多的是通過該課程的教學,增加學生對化妝品行業的了解,激發學生對行業的極大熱愛,同時要引申到下游課程的相關內容,這就要求教師不僅對行業非常熟悉,還具備一定的本專業的技術背景。為了更好地引導學生未來對化妝品相關知識的學習,最好能具有化妝品行業的工程背景,不僅熟悉行業的現狀,還了解行業的發展趨勢,同時還有配方開發的基礎,才有可能更好地啟發學生將《膠體與界面化學》的理論知識,應用到化妝品領域及配方開發的過程中。
7.教學中應注重產、學、研相結合。目前高校與企業的聯系不夠緊密,導致學校的教學內容與企業需求脫節等問題。在課程的教學過程中,盡可能結合企業與學校的產、學、研,通過與企業共建實驗室和研發中心,與企業有更多的溝通交流機會,聯合優化課程內容,使得學生有機會參與到產、學、研合作的過程中[4],把實踐性課程引入課堂與實驗室。高校要及時吸收新的科學技術、科學研究及教學改革的新成果并轉化為開放實驗的教學內容[5]。根據行業的發展趨勢,及時更新實驗教學內容,不斷改進實驗教學方法,有效提高教學質量。要有意識地培養、訓練學生理論聯系實際的學風和嚴謹的科學態度,提高學生分析問題、解決問題的能力。
綜上所述,針對我院輕化工程化妝品方向《膠體與界面化學》課程的教學,必須根據本專業的特色,在教學過程中緊密聯系實際,將枯燥的理論知識靈活應用于實際體系;通過激發學生對化妝品行業的熱愛,啟發學生對生活中實際例子的觀察與思考,充分調動學生的學習積極性;并通過與下游課程的融會貫通,與企業的緊密結合,以培養動手能力強的高級技能型人才為目標,使教學處于良性循環,從而達到較好的教學效果。
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