时间:2022-11-21 05:10:57
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇应用化学论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)03(b)-0149-02
Abstract:Letterpress aimed at the existed problems of applied chemistry undergraduate thesis in our university. From reinforced student cognition the thesis’s significance, Made sure student made out the thesis’s subject, sufficiency exertion the teacher’s guidance effect, reinforced the thesis’s metaphase inspect and the thesis’s quality controlled by the thesis process. In this paper, exploration safeguard of the applied chemistry undergraduate thesis quality.
Key Words:Applied chemistry; Undergraduate thesis; Quality safeguard
本科毕业论文是学生在校期间最后一个综合实践性环节,毕业论文是对学生基础理论知识、实践技能和综合能力培养的重要手段,是培养学生动手能力、课题综合设计能力和创新能力的一个重要阶段;毕业论文质量的好坏,是评价教学质量的一项重要内容,对培养具有应用化学专业人才具有不可替代的作用[1-2]。因此,加强学生毕业论文的教学环节,提高应用化学专业毕业论文质量是高等学校教学改革的重要任务之一[3]。该文针对该校应用化学专业本科毕业论文中所存在的问题,初步探讨了保障应用化学专业毕业论文质量的措施。
1 该校应用化学专业本科毕业论文中存在的问题
该校应用化学专业本科毕业论文这一综合性实践教学环节中,主要存在以下一些问题。
1.1 毕业论文选题随意性、不科学,存在两极分化现象
主要表现在有的选题偏离学生所学的基本知识,只是把科研项目简单地分解为学生的毕业论文课题,由此造成一些学生完成毕业课题的难度过大,从而很难保证论文质量;另外有的则选题过于随意,毕业课题只是专业综合实验的简单延伸,由此造成毕业论文内容不充实,过于简单,有此造成一些学生的论文质量不高。
1.2 一些学生对待毕业论文的态度存在偏差
毕业论文实践教学环节是对学生进行各种基本实践能力的综合训练。在选题确定后,学生应根据所选课题按时按质完成选题所确定的课题内容:包括查阅、综合和分析各种相关的文献资料、研究设计相关研究方法并进行化学实验,同时根据实验研究所得的数据及时地进行分析与处理、撰写论文等。但一些学生对毕业论文的态度存在偏差,认为毕业论文环节只不过是走走形式过过场,认真对待与马虎了事都能正常毕业,由此造成一些学生对待论文的态度不端正,个别学生甚至出现拼凑相关实验数据现象,导致毕业论文质量从根本上得不到保证。
1.3 一些带教导师对指导毕业论文的观念存在偏差
指导教师指导学生毕业论文的观念是否正确,以及其对毕业论文教学的重视程度直接影响学生完成毕业论文的质量。有的导师对本科学生的毕业论文不够重视,在指导过程中,忽视对本科毕业论文的相关要求,放弃了对学生综合实践能力和创新能力的训练与培养;个别教师同时指导多名学生,由此导致教师不能全面关注学生的论文进展情况,很难做到对学生进行全面详细的指导和及时对学生的研究方案提出相应的改进措施,从而影响其指导的学生毕业论文的质量。
2 保障应用化学专业本科毕业论文质量的探索
针对上述存在的问题,几年来我们从加强学生对毕业论文的认识、论文选题要求、中期检查、论文四表填写要求、论文撰写要求、毕业答辩要求等多个环节进行探索,以保障该校应用化学专业本科毕业论文这一教学实践环节的质量。
2.1 切实做好学生论文选题工作
该校应用化学专业都有传统的导师制制度,许多学生从大三开始加入教师的科研课题,在导师的指导下从事一定的科研工作;另一些学生申请有学生科研课题。由此,毕业论文的选题工作就从此切入点着手,尽可能使学生的毕业论文研究课题与导师制及学生自己的科研课题相结合,这不仅符合学生对毕业论文研究课题的兴趣,同时也能很好地激发学生的研究热情,更好地做好毕业论文,为保证毕业论文的质量打好基础;对于其他毕业学生的毕业论文选题,在明确导师后,结合导师的科研方向,由导师列出难易程度适当的相关研究课题,让学生自主从中选择毕业论文课题,以激发学生做毕业论文的自觉性与积极性,从而保证学生完成毕业论文的质量。此举通过填写及检查学生的“论文选题登记表”来尽可能减免学生在毕业论文选题过程中出现的随意性、不科学的现象。
2.2 重视加强学生对毕业论文重要性的认识
从大三起,通过专业负责人对学生进行毕业环节的教学内容重要性的教育,使其充分认识到毕业论文教学环节是高校学生实践性教学的重要组成部分,也是对其的综合性和实践性能力训练与培养的重要环节,又能有效提高其分析实际问题和解决实际问题能力,使学生对毕业论文环节有一个正确的认识。同时介绍各专业教师的科研方向,利用专业导师制制度,让学生针对自己对某个科研方向的兴趣选择导师,以尽早介入导师部分科研工作。使其尽早学习如何正确选题,如何查阅文献资料,如何设计实验,如何正确处理实验数据和如何解决实验过程中碰到的问题,为做好毕业论文积累一定的实践经验。
2.3 充分发挥教师在毕业论文过程中的指导作用
在毕业论文过程中,切实做好导师对学生毕业论文的指导工作是保障学生论文质量的前提。当前很多导师所指导的研究生也部分协助导师参与本科学生的论文指导工作,因此,指导教师可以利用每周和研究生交流的时间,规定本科学生也参与每周的面对面的交流,交流期间导师不仅要和学生探讨毕业论文过程中出现的相关问题,及时指导学生如何解决问题;还应该了解学生的心理状态,及时帮助调整学生的不良状况,促使学生较好地完成毕业论文,真正发挥指导教师的指导作用。此举我们通过由学生填写“导师指导记录表(学生、导师双方签字认可)”来体现教师在论文期间指导学生的真实情况,从而督促教师能更好地做好本科毕业论文的指导工作。
2.4 加强毕业论文的中期检查和过程监控
严格遵守学校教务处、学院相关本科学生毕业论文的质量监控与管理制度,切实做好学生毕业论文的实践教学环节。具体如下。
(1)在导师指导下,学生结合自己的研究课题或由导师列出相关研究课题,在充分查阅文献资料的基础上,经过综合分析后填写好论文选题登记表,包括:选题意义及国内外发展简况,研究内容,研究方法、手段及步骤,主要参考文献,研究时间进度安排等;经导师检查签字及专业负责人审查通过并签字后,学生方可进入实验研究。
(2)导师须经常关心及指导学生的论文课题研究,对论文过程中出现的问题及时提出建议及解决方法;同时学生须填写好导师指导记录表并双方签字认可。
(3)校教务处、学院及专业组织相关专家对本科学生毕业论文进展情况进行中期检查,内容包括论文选题登记表、导师指导记录表、论文进展程度、存在的问题和下一步工作计划;同时检查学生论文是否每人一题,学生之间是否存在重题现象;每个导师指导的学生数是否小于6人等(严格规定一个导师最多指导6名学生)。
(4)学生论文答辩,毕业论文经过指导教师、评阅教师审查合格后,学生才能进入答辩,答辩时规定指导教师不能参加自己所指导的学生答辩,答辩结束后,答辩教师必须填写好学生答辩记录表并签字。
2.5 充分利用重点实验室及化学实验教学中心为本科毕业论文服务
充分利用教育部资源化学及上海市稀土功能材料重点实验室和上海市化学实验教学中心的资源。让本科学生在毕业论文时期能利用其良好的实验条件及实验仪器设备,获取有效的与论文相关的表征数据,以保证论文完成的质量。
3 结语
本科毕业论文是大学本科教学过程中最后一个综合实践性环节,其完成的质量是对毕业生综合理论知识和实际运用能力的一次综合考查,也是对毕业生的分析问题能力和课题综合设计能力等进行科学综合训练的一个重要环节。因此,加强学生对毕业论文重要性的认识,切实做好学生论文的选题工作,充分发挥教师在学生毕业论文过程中的指导作用及加强毕业论文的中期检查和过程监控力度,对于保障本科学生毕业论文的质量无疑会起到积极推动作用。
参考文献
[1] 冯茹森,张太亮,马喜平.具有油气特色的应用化学专业本科毕业论文的探索与实践[J].中国科教创新导刊,2012(13):131-132.
建立良好的实践教学环境
构建实践教学体系必须要有与之相配套的硬件的支持,实践教学场所(包括教学实践基地、专业实验室、创新实验室等)及配备教学设备要考虑教学内容的针对性、活动场所的安全性、时间和空间的可满足性等,实践教学设施水平的高低和专业实践条件的优劣关系到实践教学的质量,因此要建立可行的教学设备、场所管理制度,保证教学设备和场所的安全运行,以满足教学需要。必须做好以下工作:第一,要构建良好的实践教学体系必须保障持续稳定的教学投入。学校要加强应用化学专业实验室建设及实践基地的建设,加大实践经费的投入、保证专业实验仪器设备的购置、仿真实习软件的购买等。教学实践基地是进行应用化学专业见习实践教学的基本条件,加强专业实验室、实践基地的建设是保障学生顺利进行实践教学活动的重要手段。第二,实验室建设要根据教学、科研的需要,充分利用现有资源,整合实验室的教学资源、合理规划与建设实验室[1]。实验室要制定详尽的建设计划,重点建设综合实验室、创新实验室和创新实践基地;逐步建设开放实验室,制定切实可行的实验室开放管理办法,提高实验仪器尤其是一些大型分析测试仪器的利用率,为学生自主、独立、创新性实践提供必要的条件。第三,提高实践教学质量,必须抓好应用化学专业实践基地的管理工作,加强对专业实践基地兼职教师的培训与管理,同时聘请具有丰富实践经验的工程师为兼职实践课程教师,加大对实践教学基地的投入,以保证实践教学正常运转和实践教学质量的稳步提高。另外,可以根据应用化学专业实践性与应用性较强的特点,可以考虑在校内建立小型工厂,生产某些产品,如可以建一个小车间,进行啤酒的生产,让学生从原料选择、发酵工艺的选择、工艺流程的选择等方面进行实验,最后的产品可以饮用。可以模拟工厂实际生产工艺流程,适当缩小规模,建立几种化工产品的生产装置,让学生可以通过实践生产出具有实用价值的产品,提高学生的兴趣和主观能动性,从而提高实践教学质量。
建立实践教学质量的管理、检查与评估制度
实践教学质量管理与检查的目的是为了监控实践教学过程,针对教学实践过程中存在的质量问题采取调控措施,促进实践教学质量的提高[2]。实践教学质量管理与检查不仅要注意最终教学效果,更要了解实践教学过程,使各种影响因素处于受控状态。必须以实践教学计划、实践教学大纲制定的原则和要求为依据,检查实践教学实施过程中各个环节的质量和效果,以提高教师的积极性和主动性。主要采取以下一些措施。
(1)加强教学准备阶段的质量管理与监控教学准备阶段是指教师根据培养计划和教学大纲制定实践课程教学计划,包括实践课教学大纲、指导书、教学进度、专业见习的场所、仿真实习的地点等,对于论文(设计)类课程还包括选题原则等内容,论文(设计)类课程根据专业特点制定选题原则,选题要考虑科学性、先进性,要与学生的实际能力相适应,以培养学生利用所学知识解决实际问题的能力为重点。鼓励学生与指导教师的科研课题相结合、选做富有创新性的题目,原则上一人一题,也可以采用指导小组集体指导。学院组织专家对学生选题进行认真审核,同时报学校教务管理部门备案,作为教学质量监控和评价的重要依据。学校教务管理部门对可能存在问题的内容组织专家进行审查,及时发现和解决问题。
(2)对教学实施阶段的质量管理与监控对实践性教学的师资严格按照规定,选择有能力且责任心强的教师担任指导教师,保证实践性教学过程严格按实践教学计划执行。加强实践教学期中检查,除常规检查外,还要不定期抽查教学情况,注重学生评教工作。课程主讲教师、实验指导教师对实验教学质量负责。专业见习、实习及课程设计等实践及实习课程教学质量由实践基地负责人、专业负责人及指导老师共同负责。论文(设计)指导过程中,指导教师应经常性的检查和指导学生,详细记录指导过程,指导完成后交学院归档备查,以作为考核指导教师和学生是否按要求完成设计(论文)的依据资料。加强设计(论文)的立题、开题报告、中期检查等工作。
(3)对考核总结阶段的质量管理与监控考核总结阶段对学生的实践活动做出评价或进行考核,必须健全实践课考核及成绩评定办法。实验报告和实验结果分析是对实验教学质量评价的总要依据,学生在实验过程中,应及时记录实验数据,实验结束后应及时对实验结果进行分析,找出理论和实际的异同之处,分析原因,并通过实验报告真实反映实验过程。对专业见习实践课程,指导教师在学生见习期间定时到现场进行检查指导,教师根据现场检查情况、学生的见习态度和表现、出勤守纪情况、实习的主动性、见习投入和收获等给予学生评价,要求学生在见习过程中认真做好见习记录。要求学生撰写专业见结报告,指导教师对报告中的内容、收获和心得体会、建议等给予评价。组织学生进行专业见习答辩,答辩小组教师根据学生回答问题的正确性、完整性、表达能力以及基本概念的清晰程度等给予评价。指导教师确定评分标准,根据学生见习情况给出专业见习实践课程得分。对专业实习、课程设计等实践课程,学生应在课程结束后提供包括有一定技术含量的工艺流程图、工艺计算、说明书等较完整的技术资料,检查学生对于课程设计如单元操作(如间歇反应、连续反应、精馏系统、吸收系统、蒸发过程、干燥过程等)的掌握情况,进行综合评价。对毕业论文,指导教师首先对学生论文进行审查,提出修改意见。论文完成后,由专业负责人在学生答辩前组织交叉评审,并提出修改意见。申请优秀论文答辩的学生与其他学生分开进行公开答辩,并聘请校外专家参与学生论文(设计)答辩,答辩结束,评选优秀论文。对获得优秀论文(设计)学生和指导教师进行奖励。对毕业论文(设计)工作进行总结。建立实践课程听课制度、定期向学生进行问卷调查或座谈,对实践教学质量定期进行评估。定期对实践教学进行检查评估,了解实践教学质量问题,了解实践教学设施对实践教学的支持情况等。通过抽查学生实践报告、考试与考核试卷及学生出勤记录等方法以检查学生实践的成绩评定是否合理;采取不定期检查的方式对实践课进行随堂抽查,了解教师及学生出勤、实践分组、校外实践基地状况、教师指导等情况;定期聘请专家对实践教学质量进行评估,为进一步做好实践教学工作,提高实践教学质量作保证。
进行实践教学改革#p#分页标题#e#
主要进行创新性应用化学实验教学改革,从三个方面入手。第一,对实验教学内容进行改革.要围绕创新能力对人才培养的要求,淘汰内容陈旧过时或在同一水平上重复的实验内容,既要考虑拓展知识面,又要考虑有适当的操作难度,为培养学生分析、解决实际问题及创新能力提供训练平台。在保留少量必要的验证性实验的基础上,增加综合性和设计性实验的比重,开设创新性实验[3],如利用电化学工作站,分析小儿退烧药“乙酰氨基酚”的性质,了解其性能,使学生在强化基本分析技能基础上,能够综合运用专业理论知识进行科学研究的能力得到训练和发展。如开设从银杏叶中提取银杏黄酮苷和银杏内酯实验,实验将有机产品的分离与提纯、萃取、干燥与蒸馏,产品纯度初步分析、折光率的测定、气相色谱、液相色谱分析等融为一体,产品具有很重要的实用价值和应用价值,突出实验的重要性,同时将产品的数量和质量作为实验平时成绩考核的重要依据,这样既提高了对实验能力的要求,又增强了学生的兴趣。第二,对实验教学方法进行改革。实验教学必须改变传统的教学“三中心”以及传统的实验考核方式,实行启发式教学、讨论式教学和探索式教学方法,推动学生的自主学习、团队学习和研究性学习的实验教学模式.充分发挥学生在实验教学中的主体作用,注重激发学生的主动性、探索创新精神,变封闭、被动的实验模式为启发式和自主式的开放型新模式。第三,开放实验室。整合实验室各种分析、测试仪器,建立实验室开放机制,启动实验室开放基金项目,鼓励学生申请。结合应用化学专业的特点,充分利用实验室资源,为学生提供创新的空间,通过实施省、校“大学生实践创新训练计划”、“大学生化学实验技能竞赛”等实践教学项目,为学生培养实践能力和创新精神提供平台,增强应用化学专业学生的实践能力和创新能力。
关键词:理工融合;应用化学专业;创新人才
应用化学是以化学理论为基础、跨学科、跨领域、具有活力的学科,在材料、能源、信息、环境等与国民经济密切相关的领域占有重要地位。目前全国有300余所学校设置应用化学本科专业,既有综合性理科院校或师范院校利用理科优势建立的与化学专业并存的理科应用化学专业,也有工科或单科性院校利用工科优势设立的工科应用化学专业。然而,应用化学专业缺乏大家公认的基本特征,在培养机制方面理工融合不足,由此引起的学生能力和优势单一的倾向已明显制约学生全面发挥创新思维,限制其解决问题的能力。如何彰显应用化学专业内涵,培养社会需要的具有扎实理论基础和实践创新能力的人才,是高等理工科教育不断探索和实践的重大课题。
北京化工大学应用化学专业始建于1986年,是多科性大学中的理科专业。经过二十多年的探索与实践,找到一条理工融合的应用化学专业办学之路,逐步形成了显著的理工融合专业特色,分别于2008年和2009年成为北京市、教育部特色专业建设点。
一、明确人才培养目标及专业定位,以理工同强的优势学科推进专业建设
高等学校承担着培养人才、发展科学和服务社会的三大职能,专业定位及人才培养目标的确定要同时考虑学术培养和社会需求。国家中长期科技发展规划纲要提出“企业要成为技术创新的主体”,而目前国内企业少有正规的研发机构,科技创新人员缺乏,人才缺口较大。北京化工大学是一所以“大化工”为特色的多科性大学,支撑应用化学专业的主干学科化学工程与技术是国家一级重点学科,应用化学是国家二级重点学科,化学学科是北京市一级重点学科。根据学科发展前沿、国家发展重大需要和企业创新对应用化学专业高素质创新人才的需求,确立了为学科发展及“企业成为创新主体”培养理工融合的创新人才的培养目标及定位。
培养理工融合的人才需要理工融合的“土壤”和条件。我校具有理工同校、化学化工同强的优势,拥有“化工资源有效利用”国家重点实验室、“新危险化学品评估及事故鉴定”国家发改委基础研究实验室、“环境有害化学物质分析”北京市重点实验室。应用化学本科专业依托强势的工科和迅速崛起的理科进行建设,以国家、北京市和学校教学改革项目和“十一五”期间各级质量工程建设项目为抓手,调整专业方向、规划课程设置、改革教学内容,依托国家精品课程群、高等学校教学名师奖获得者、国家级教学团队、国家级实验教学示范中心、大化工类创新人才培养基地以及校外实习基地等优质教学资源,实现高素质创新人才的培养目标。
二、造就一支教学水平高、科研能力强、理工兼备并具有国际视野的师资队伍
1.建设亦理亦工的师资队伍。结构合理的高素质师资队伍是育人的保障。我们坚持“引进与培养相结合、校内与校外相结合”的方针,建设一支理工融合、学缘结构合理的师资队伍。本专业教师的毕业院校既有北京大学、吉林大学、南开大学等综合性较强的院校,也有清华大学、北京化工大学、天津大学等工科背景较强的学校,具有工学硕士或博士学位的教师约占1/3。同时,注重从国内外企业和研究院所引进具有工程技术经验的高层次人才进入教师队伍。采用引进海外知名学者和输送优秀在职青年教师出国进修等多种方式,加强师资队伍的国际化视野,目前应用化学专业教师队伍中具有海外留学经历的占28%。
2.在理工融合的科学研究和技术开发实践中培养师资队伍。应用化学专业教师以国家重大项目为引导,遵循“基于国际学术前沿和国家实际需求凝练科学问题-基础和应用基础研究-工程化及产业化研究”模式开展科研工作,承担了多个国家级项目以及企业委托项目。充分发挥学科专业优势,在发表高水平学术论文的同时,加速科技成果向产业化发展,服务国家经济建设。理工融合的研究思想不仅造就了一支理工融合的师资队伍,也融入教学过程,为学生创新意识的养成创造良好氛围。
3.多种方式增强师资队伍的工程能力。通过聘请企业高层次专家为我校兼职教授、邀请高级技术人员来校授课和讲学交流等方式,充实师资队伍力量。通过定期组织青年教师去大庆石化、辽化、吉化等企业参加工程实践培训和暑期科技服务及社会实践学习团,为青年教师提供深入企业、走进基层的实践机会。这些措施的实施,使教师能够了解企业的实际需求,从而找到与企业结合的科研方向和课题。教师将生产实践中的实际问题、示例引入课堂教学中,学生受益匪浅。
师资队伍在教学和科研工作中不断发展壮大。目前,应用化学专业拥有中科院院士1人,高等学校教学名师奖获得者2人,国家杰出青年基金获得者3人,教育部新(跨)世纪人才6人。“超分子结构功能材料的插层组装”团队被列入教育部长江学者和创新团队发展计划,“工科化学系列课程教学团队”被批准为首批国家级教学团队。
三、构建理工融合的应用化学人才培养方案
基于理工融合、理论与技术结合、知识和能力并重的人才培养理念,构建了以学习知识、培养能力为核心的应用化学专业人才培养方案以及与之相适应的课程体系。应用化学专业课程体系包括:强化理论基础的化学课程群,强化工程意识和培养工程能力的课程群,体现特色的专业方向课程群,拓展性的第二课堂。如图所示。
其中有机化学、物理化学、仪器分析、计算化学、大学化学实验、化工原理等被评为国家精品课程,无机化学、分析化学等被评为校级精品课程;无机化学、有机化学、仪器分析等被评为国家双语示范课程,物理化学等被评为校级双语示范课程。
依据专业发展历史和学科发展趋势,凝练出具有鲜明理工融合特色的分析科学与技术、功能材料科学与技术、有机合成化学和精细化学品化学四个专业方向。其中,分析科学与技术方向是我校应用化学专业的传统特色专业,教师队伍具有优秀的教学实践能力和浓厚的学术研究氛围,在国内外具有良好声誉。该专业方向特色专业课程有分离科学与技术、复杂物质剖析、分析测试质量保证、商品检验基础等,教学内容既包含分析科学领域的基础知识、基础理论,也包含专业技术、技能,还有最新研究成果介绍和技术进展报告等。功能材料科学与技术方向骨干教师主要来源于“化工资源有效利用”国家重点实验室研究人员,这些教师着眼于满足社会需求的无机功能材料设计与开发,已形成了无铅热稳定剂、耐老化沥青紫外阻隔剂、焦化脱硫废液资源化技术等工业化生产技术。产学研一体化的平台成为具有理工融合创新意识的人才培养沃土。
四、构建多方位、立体化人才培养平台
1.构建理科化学基础精品课程平台,强化理科基础。依托首批国家级化学基础课程教学团队和多名教学名师,建设化学基础理论必修课群和选修课群,加强化学基础理论。在教学内容中融入工业实例,强化理论对实践的指导作用。
2.依托校内工科教学平台,强化工程意识。依托化工原理、电工电子和机械工程三个北京市实验教学示范中心,开设化工原理、工程制图、应用电工学、电子电工实习、金工实习等理论与实践课程,使学生具有进行应用性研究和科技开发的工程能力基础。
关键词:应用化学研究性实验;实验教学;教改探索;翻转课堂
《应用化学研究性实验》是海南大学应用化学本科专业的重要综合性实验课程之一。从2007年至今,海南大学连续多年开设了这门实验课程。该课程不仅颇受学生喜爱,教师积累了一定教学经验,且教学效果较好,但同时还存在明显不足之处。本文就我们开设《应用化学研究性实验》课程的教学实践一般情况,以及教改措施探索进行扼要介绍。
一、应用化学研究性实验课程简介
《应用化学研究性实验》是本校应用化学本科专业的一门专业限定选修课程,是在学完《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》、《分析化学》、《仪器分析》等专业课程之后开设的后续课程,是综合多门课程知识,进行化学研究与实际应用及操作技能训练的专业实验课程之一。
本课程现安排在第三学年上学期开设,旨在培养学生能在基础实验、综合实验基础上,具有通过文献调研、独立思考,与老师、同学间的讨论,自主设计研究性实验方案的能力,并动手完成自己设计的实验方案。通过本课程的训练,要求学生了解本专业研究性课题实验方案设计的一般思路,以及化学研究的一般过程和相关方法,培养学生的专业实践能力、创新意识和能力。
二、教学实践的一般过程
《应用化学研究性实验》课程教学实践过程的基本环节有:选题―开题―实验―答辩―提交实验工作报告。教学具体实施方案及对学生的基本要求如下:
(一)根据所学专业知识,结合自己的兴趣和实际,在查阅文献的基础上自主提出实验课题(选题),要求课题具有一定实际意义和创新性。
(二)对选定的课题,拟定适当的研究内容,并设计、制定具体的实验方案,要求方案具有可行性和可操作性。以小组为单位,提交一份开题报告,与同学们交流,并提交开题报告交老师审阅通过。
(三)在老师指导下,各实验小组自主完成所拟定的全部研究内容。
(四)实验完成后,实验小组提交实验工作报告,并进行现场答辩;同时鼓励成绩优秀的实验小组撰写发表学术论文。
三、教学实践中存在的问题分析
(一)选题局限性
我们一直尝试鼓励学生结合已有专业实验室基础条件、所学专业知识和兴趣来自主选择确定实验课题。这样做对激发和维护学生的实验兴趣确实可起到一定作用,但还是会经常出现实验用品缺乏问题,需要临时紧急采购或到别的实验室借用而严重影响实验,甚至造成学生产生挫败感。完全放开让学生自主选题,还会导致各实验小组确定的课题在研究意义、难度、新颖性等方面存在较大差别。到目前为止,通过多年教学实践,尽管我们已积累较丰富的实验课题,但实践发现,在一定范围内允许学生自主选题效果较好,可以避免实验课题与实验室基础条件的脱节,从而较好保障实验操作上的可行性。
(二)影响实验教学成败的因素
应用化学研究性实验,在选题上就要求有一定创新性、探索性,可能面临失败的风险。可见,选题本身是影响实验教学成败的一个首要因素。再者,实验课程的时间安排是另一个重要影响因素。本实验课程上课学时数是32学时(1学分),基本上每周安排一个上午或下午的固定时间,上课时间跨度约两个月。由于两次实验课间隔时间较长,难免存在实验样品(如试样分析液、合成实验中间品等)保存中出现分解变质等问题,从而影响实验进展,甚至导致实验失败。为了避免这类问题,及时完成实验项目内容,不少学生强烈要求利用课外时间做实验,而他们可利用的时间与老师的工作时间常常存在冲突;这种情况下若同意学生做实验,意味着实验过程中老师的现场指导和监管不到位,这样可能存在潜在的实验安全隐患。
四、教学改革探索
在之前的教学过程中,曾根据教学实际情况先后对《应用化学研究性实验》课程安排做过一些调整。例如:将学时数由17学时(0.5学分)增加到32学时(1学分),将课程由第三学年下学期提前到第三学年上学期开设,将课程选题环节由学生自主选题变更为学生自主选题、老师提供固定实验项目两者结合,等等。针对教学过程中存在的主要不足之处,我们认为有必要从下面几方面入手对本实验课程深化教学改革。
(一)合理安排教学计划
本实验课程的教学时间安排,在总学时不变的情况下,将上课时间适当集中,尽量缩短前后两次实验的间隔时间;这样的安排更具合理性,将有助于降低实验失败的风险。另外,从学生自主选题情况来看,教学培养计划将本实验课程安排在第三学年下学期,同时将《天然产物化学》理论课程提前到第三学年上学期,对本实验课程的教学较为有利。
(二)实验教学过程引入“互联网+”理念
“互联网+教育”时代即将到来,高校很快进入“教学+互联网”阶段[1]。在《应用化学研究性实验》课程教学中,引入“互联网+”理念,将有利于增强教学效果。利用现行网络资源,可以对本实验课程教学资源进行集中整理、整合和开发,形成优质文字/图片、语音、视频等多媒体教学资源,提供到互联网上供学生使用。例如,在整个实验过程中,学生通过扫描二维码等方式获取感兴趣的教学资源自学,利用微信、QQ及E-mail等方式与老师、同学进行充分的互动交流。
为了搭建学习平台,教师需要陆续收集、积累教学资源。例如:
1.历届实验项目清单及相关实验视频
2.现有实验用品(试剂耗材及仪器设备)清单
3.实验室使用要求与安全教育视频
4.仪器设备使用操作视频
5.相关具体实验操作规范(SOPs)及视频
6.相关虚拟仿真实验教学视频
7.答辩现场录像视频
……
(三)实验教学模式的创新
“翻转课堂”教学模式,最近在高校实验教学改革中备受关注[2~3]。其主要是让学生在课下通过网络视频等方式进行学习,然后教师重点讲解知识的结构、重点和难点,通过组织形式多样的师生互动活动让学生充分参与到教学过程中[4]。我们学校开设的《应用化学研究性实验》课程的教学模式,可称之为学生自主探究式,实验教学实践中较充分地激发了学生自主学习、实验的热情和积极性。但受教学学时数局限,本课程的上课时间必须充分用于学生自主实验环节。鉴于此,应用“翻转课堂”教学模式于现有实验教学模式中,对保障实验进度和教学效果十分必要。
本实验课程实施时,应以实验小组(2-4人为宜)的形式进行翻转课堂,可在选题、实验开题报告及实验工作报告(或论文)等环节中,激发学生的实验创意,提高教学时效,进而提高实验课题完成质量。教师课前将实验教学资源上传到网络平台上,学生按照教师的安排在课前利用平台上的资源,进行自学并自主广泛查阅文献资料,与指导老师及同学进行互动交流,解决学习中的疑惑,进而提出实验课题,并完成开题报告。实验课时间主要用于学生自主进行实验,探究解决其提出的实验课题,发展学生综合运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力;老师在现场对各实验小组分别进行指导和答疑,及时排除学生在实验中遇到的实际困难和障碍,保证实验正常进行。
五、结语
《应用化学研究性实验》课程对培养应用化学本科专业学生的专业实验实践能力,发挥着到重要作用。尽管我们开设这门课程已有多年,但尚需要继续努力进行教学改革以提高教学效率和教学质量。随着教学条件的日益改善,特别是从实际出发逐步尝试应用“翻转课堂”教学模式于教学实践,预计可以又好又快地促进本课程教学水平的提升。
参考文献:
[1]林家栋.全国高等农林院校基础课程及外语课程教材建设研讨会.2015-10-21,山西・太谷.
[2]王红,曾秀琼,刘秋平,等.基础化学实验翻转课堂教学模式的研究和实践[J].实验技术与管理,2015(5):196-199.
关键词: 《计算机在化学中的应用》 教学内容 考核模式
《计算机在化学中的应用》是化学类各专业培养学生专业技能的基本课程之一,是目前化学类专业的必选课程。该课程以前主要以讲授数值计算和编程为主[1],随着现代各种优秀化学软件的出现,其课程内容也进行了全面的调整。对于本科阶段的计算机应用课程,其授课内容应着重体现在计算机技术在化学化工各领域的具体应用上,诸如实验数据的科学处理和图形化,计算机图谱检索和结构解析,化学结构的图形化描述,以及化学化工资源的计算机检索,等等。随着越来越多的高校化学系开设本课程,其课程体系和授课模式也已基本建立[2],并在教学实践中不断完善。但是,由于针对本科生的《计算机在化学中的应用》主要是介绍计算机软件在化学中的具体用法,其课程性质类似于计算机操作类课程,同时又要求与化学学科的专业知识相结合,因此,在考核形式上,本课程既不能完全应用计算机操作类课程的上机操作考核,又不能应用一般化学类选修课程的闭卷考试或者课程论文,必须建立起一套适合本课程特征的考核模式。
一、本校应用化学专业开设《计算机在化学中的应用》课程的基本情况
安徽农业大学应用化学系从2005年开设应用化学本科专业以来就一直把《计算机在化学中的应用》作为本专业学生的专业必选课程,经过从05级到09级学生共5届的教学实践,目前已经形成了比较完备的教学体系。考虑到应用化学专业学生的实际需要,我们将课程分为“化学编辑软件软件”和“数据处理软件”两大模块[3]。
主要介绍ChemWindow6.0、ChemSketch10.0、ISIS/Draw2.5和Chemoffice中的Chemdraw11.0等化学结构式绘制软件。ChemWmdow6.0可对化学物质结构式、化学反应机理和实验仪器装置图进行形象的绘制,并且附带有化工设备图库、玻璃仪器图库及化学物质结构式图库,是化学绘图不可多得的有力工具。ChemSketch10.0是加拿大高级化学发展有限公司(ACD)设计的用于化学画图用的软件包,分为结构模式和画图模式两种界面,除具备化学绘图功能外,还能对分子结构式进行二维和三维优化,按系统命名法命名,以及计算分子各种性质等。ISIS/Draw也是一款二维化学结构绘制的著名软件,能描绘具有出版品质的二维分子结构图形,并且免费提供。Chemoffice是美国CambridgeSoft公司为化学工作者和工程师开发的提供高质量分子结构的网络应用软件,Chemdraw是其中的一个组件。目前,ChemDraw是世界上最受欢迎、最有应用价值的化学绘图工具。ChemDraw最新版本所涉及的范围包括化学作图、分子模型生成、化学数据库信息管理等,并附有在线菜单和多页文件演示,增加了ChemNMR、光谱化学工具等功能。ChemDraw可编辑与化学有关的一切图形。例如,建立和编辑各类分子式、方程式、结构式、立体图形、对称图形、轨道等,并能对图形进行翻转、旋转、缩放、存储、复制、粘贴等多种操作。
上述四款化学绘图软件是我们介绍化学应用软件的重点,通过这些化学绘图软件的介绍,能让学生基本掌握二维化学结构式的绘制。
2“数据处理软件”模块的主要内容
主要介绍MicrosoftExcel和Origin8.0。Excel是常见也是最简单的科学数据计算、分析和统计软件,其分析数据库中的描述统计工具,回归分析工具,以及假设检验工具和功能强大的图表工具为化学实验数据的处理带来极大的方便。Origin8.0为功能强大的数据分析和工程绘图软件,具有外推和内插、微分和积分、快速Fourier变换等多种数学工具,对数据可做线性回归分析、多项式及多重回归分析、最小二乘法非线形拟合等。
上述授课内容大部分需要上机操作,因此教学模式也做了适当调整,对每一款软件的介绍都在多媒体教室进行,但每介绍一款软件的用法后即安排一次上机课,从而既保证学生适时的上机操作训练,又避免长时间在机房上课效率不高的问题出现。
二、《计算机在化学中的应用》课程的主要考核方式及不足
目前很多在本科生中开设了《计算机在化学中的应用》课程的院校在考核形式上不一而足,从上述本课程的主要内容来看,教学的重点应该在化学类的计算机软件的操作上,其目的主要是为了让学生掌握一定的计算机应用能力,因此其考核方式主要有如下几种。
1.开卷笔试+课程论文的形式
经笔者调查了解到,有部分开设了本课程的院校在考核形式上采用了这种方式,其笔试的内容主要涉及化学类软件的基本操作步骤和计算机文献检索的具体方法上。而课程论文主要是针对计算机在化学化工中的应用做相应的综述。这种考核方法不能真实地反映学生对化学类软件的掌握程度,很多时候学生只能机械地记住一些基本的操作步骤,而与计算机软件应用的灵活性背道而驰,在遇到实际问题时,学生往往无所适从。
2.上机操作考试的形式
上机操作考试是目前该类课程考核的主要形式,虽然机试能比较客观地评价学生对计算机操作的掌握程度,但机试试题库的设立会受到一些客观条件的限制。首先,机试试题库的建立要求出题人有一定的计算机编程基础,这对大部分化学专业的教师来讲是一个不小的难题,即使部分学校的任课教师在计算机专业人员的协助下建立了本课程的机试试题库,也会由于试题不能及时更新重复使用而使考试流于形式。其次,《计算机在化学中的应用》课程并不是单纯地教授学生计算机的使用,而是要教会学生利用特定的计算机技术来解决化学化工中的具体问题,因此,与化学专业知识的结合是必不可少的。而机试过程由于受到测试时间的限制,不可能设计很多化学问题的模型来供学生解决。
三、我们的实践
为了更准确地评价学生对本课程授课内容的掌握程度,我们对课程的考核形式进行了一些有益的探索,从2005级应用化学专业开始,我们就采用了开卷机试和课程实践相结合的考核方式。具体做法如下。
1.开卷机试
按照笔试的格式出好Word版的电子试卷,试卷题型主要是选取化学化工中的实际问题,比如在化学绘图软件的考查中,我们会指定某一版本的《有机化学》教材,让学生在书中任选一个结构式,用规定的化学绘图软件绘出,并写出简单的步骤,为避免学生抄袭,我们要求每个学生选取的结构式不能相同。对于数据处理软件的考核,我们利用学生专业实验所获得的数据,如物理化学实验或分析化学实验,要求学生把自己做过的某一个实验的数据再用数据处理软件计算一遍,上报数据处理的结果或图形,作为数据处理软件的考核。上述考试内容涉及面较广,在一个固定的考试时间内很难完成,因此我们通过E-mail将试卷下发,要求学生在规定的时间内完成并上交。所有的题目在给出结果的同时,要求写出简单的操作步骤。
2.课程实践
在平时上课过程中,我们也适当地结合专业课程的特点,要求学生及时地应用化学化工软件来解决专业问题,比如实验数据的处理,我们和分析实验课的老师共同融合,对分析实验课中的某一个实验的数据用数据处理软件来处理,得到的结果打印出来直接贴在分析实验报告中,这样既完成了分析实验报告,又测试了学生的数据处理软件的掌握程度,同时也帮助学生熟悉用计算机来解决化学中的具体问题。除此之外,我们还在其他的授课环节中设置相应的实践考查环节。
四、经验总结
通过对5届应化专业学生的实践,我们对《计算机在化学中的应用》的基本授课内容进行了确定,同时建立了适合本专业学生特点的考核模式,其结果从目前来看能比较真实地评价学生的水平,得到了学生和相关专家的肯定,但也存在一些问题。首先,计算机软件的不断更新使得我们的授课内容也要适时地作出调整,这对教学和考试素材的准备提出了相应的要求。其次,教材建设的落后使得教学效果大打折扣,从05级开始,我们利用自编讲义进行讲授,但讲义的更新总是跟不上软件的变化,而已出版教材的内容和我们的授课内容又有很大差别。最后,开卷机试的考核形式还有赖于学生的自觉性,虽然在试题的设计上我们已经考虑到了这点,但在某些试题上的抄袭仍然不可避免,有待于进一步完善。
参考文献:
[1]罗华军.《计算机在化学中的应用》课程改革和探索[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2005,19(1):80-81.
[2]黄允中.“计算机在化学中的应用”课程建设的思考和实践[J].高等理科教育,2007,71(1):28-31.
【关键词】材料化学 人才培养 课程体系
一、材料化学专业人才培养方案基本框架
从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。学校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。
公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。
通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。
专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。
专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。
实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。
二、材料化学专业课程体系设计
材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。
三、构建相对完善的实践教学体系
(一)构建新的实践教学体系。
材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。
(二)更新重组实践教学内容。
在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。
四、结语
材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。
参考文献:
[1]禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[J].高教论坛,2010,(1).
摘要:
以南京信息工程大学应用化学专业本科生精细化学品化学课程的教学改革实践为基础,从大数据时代的视角,针对课程体系优化、师资队伍建设、课程内容创新、教学形式改革等方面进行系统总结,这些教学改革举措取得了很好的效果。
关键词:
大数据;应用化学专业;教学改革创新
随着信息与互联网技术的快速发展,大数据正以前所未有的方式冲击着社会的发展和人们的生活。慕课(MOOC)、微课和翻转课堂方兴未艾,并在“互联网+”的带动下,不断地影响着我国高等教育的日常教学工作[1]。然而,一方面一些公众将化工事故、环境污染归因于化学产业,从而影响化学化工类专业招生生源;另一方面部分高校重科研而轻教学,使得教学的中心地位不突出。大数据时代的来临正在影响和渗透着各行各业的发展,传统的化学教育又当如何应对大数据时代催生的机遇与挑战,这是高校一线教师和教学管理者不得不面对的一个重要而棘手的课题。本文简要探讨了大数据时代对应用化学本科教学的促进和启示作用,正是在这种作用下,笔者以精细化学品化学课程为例,总结了课程体系、师资队伍、课程内容、教学形式等方面进行的教学改革与创新,以期这些实践做法能够推广开来,为新形势下化学教学的改革工作提供一些参考。
1大数据时代对应用化学专业教学的促进和启示作用
大数据是指那些规模大到传统的数据库软件工具已经无法采集、存储、管理和分析的数据集[2]。但是大数据不是海量数据的简单叠加,而是量变引起质变,是数据量、数据形态和数据分析处理方式到理念和形态上的重大变革的总和[3]。大数据以迅雷不及掩耳之势对整个社会产生了革命性的影响,教育作为社会子系统的重要组成部分势必被波及;作为教育的龙头,高等教育也会受到大数据应用的深刻影响。应用化学专业旨在培养具备化学基本理论、基本知识以及较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的高级专门人才。然而,长期以来在人才培养实践中,专业偏重于“应用”则相对忽视了“化学”;专业偏重于“化学”则相对忽视了“应用”,这便陷入了两难境地。大数据时代促进了应用化学专业教学工作,也使得教育工作者可以跳出两难境地。大数据时代送来了新的教学模式,如沈永淼等[4]将基于QQ群的翻转课堂模式应用于大学有机化学课程教学实践中,提高了学生自主学习和参与讨论的积极性,使教师可以更好地掌控教学节奏和效果,从而收到了较好的教学实效。更重要的是,大数据时代送来了新的教学理念,如朱红等[5]对理科本科生创新能力进行了实证研究,对比得知信息化、多元化、创新性的教学行为对学生创新能力提升具有显著的正向影响。在这个拥有海量知识的信息时代,新的教学理念对于应用化学专业人才培养具有很好的启示作用,化学教学不再要求学生面面俱到地学习所有的知识,不再推荐教师讲授可以通过信息网络简单获取的知识,而更加强调讲解获取新知识、新技能的途径,更加关注学生的课堂参与度和自主实验,更加重视发展精准的个性化教学体系。正是在大数据时代新的教学模式和理论的促进和启发下,笔者对南京信息工程大学应用化学专业部分课程进行了改革,现以精细化学品化学课程为例,重点阐述大数据时代化学教师在教学方法上以及学生在学习行为上的改变。
2精细化学品化学课程体系优化与师资队伍建设
课程体系包含了课程的主体内容、学时分配、教学模式、应用方向等内容,直接影响到教学的效果。精细化学品化学原是我校应用化学专业精细化工方向的一门选修课,1名教师主讲,2学分32学时。精细化学品的开发和生产是化学工业的重要领域,也是培养和体现学生创新能力的重要学科。学生学习和掌握了精细化学品的化学知识后,不仅可胜任已有大中型企业的相关开发研究和营销工作,而且还可以根据市场和社会对精细化学品的需要,以较小的投资投入创办具有较好经济效益的科技型小微企业,这也符合国家“大众创业、万众创新”的倡导。在教学实践中,笔者发现该门课程与学生的进一步深造、就业和创业息息相关,因此需要有针对性地进行课程改革探索。
2.1优化课程体系
从2006年开始,课程团队逐步对该课程的课程内容、学时分配、教学模式等进行了大胆创新,目前该课程为应用化学专业和应用化学(国际合作)专业必修课程,3名教师合讲,3学分48学时,其中32学时为理论教学,16学时为实验教学。原先课程体系的设计旨在让学生知道精细化学品是什么,以及了解具体某个门类的内容。然而,在大数据时代的高等教育,对于这类概述型课程,学生既没有兴趣,也没有必要花长时间去学习和死记硬背。在该课程的教学实践中,侧重理论基础教学和问题导向研究,更加突出理论探索的意义;进一步强化学生的实际操作能力,增加了肥皂的制备、雪花膏的制备、洗面奶的制备和固体酒精的制备等综合性实验。其中,2013级学生团队将索氏提取器提取的草本精华液应用于肥皂的制备中,获得了校大学生创新创业竞赛一等奖。本课程教学团队从理论教学到实验教学,均主动增加应用事例的讲解和应用实例的操作,提高了学生的学习热情,拓宽了学生知识面,培养了学生综合运用知识、灵活解决实际问题的能力。
2.2建设师资队伍
师资队伍是一门课程的基础,试问如果授课教师都不能接受大数据,学生又怎么能利用大数据学习呢,又何谈课程的大数据改革呢?所以进行大数据时代的课程改革,建设一支具有互联网思维的教师队伍至关重要。大数据时代的教学注定是以“学”为中心的,而不是以“教”为中心。当然,这并不是说教不重要,而是教师应以学生为本,教会学生怎么接受与课程有关的数据就显得至关重要。课程团队教师认为大数据时代的来临必然会冲击化学教学,对于专业人才培养的促进和启示作用不容忽视,大数据时代应该倡导以学生为本的高互动教学范式(图1):
(1)无互动,不教学。在大数据时代开展教学,一定要和学生互动交流,没有互动的课堂,可以一票否决;
(2)以学生为本。在大数据时代不再需要学生什么都知道,个个都是学霸,教学做不到、也没有必要面面俱到,但是重要的思维方法和获取知识的途径要反复向学生强调,提倡精准的个性化教育;
(3)智能手机辅助课程教学。智能手机和课堂教学并不完全矛盾对立,关键在于引导和矫正,在专业课教学中鼓励教师在课件中插入二维码,引导学生课后学习,利用智能手机作为学生客户端进行课件分享、网上答疑、微博评教、微信反馈实验教学等教学教辅活动。大数据时代给师资队伍建设提出了新的挑战,关键不仅在教师本身业务能力的高低,而更在于教师是否愿意学习且能够掌握大数据时代的教学范式。
3精细化学品化学课程内容和教学形式的创新与实践
传统的教学模式是教师讲、学生听,这种模式可能会导致学生“课前不预习,上课不积极,课后不复习,考前搞突击”。所以很多教育工作者诟病其为填鸭式教学。在精细化学品化学课程近十年的创新与实践中,笔者认为:在大数据时代,课程内容和教学形式本身应该因地制宜,实事求是,以最佳的教学效果为出发点。不管是传统的教学模式还是新奇的教学模式,都需要学生认可;如果学生不认可,再好的形式都是空谈,所以关键在于提高教学内容的前瞻性和趣味性。教学内容是教学形式的灵魂,教学形式是教学内容的载体,两者相辅相成,缺一不可。
3.1创新课程内容
课程内容是一门课程的主体。精细化学品化学课程原先属于典型的概述型课程,内容庞杂、题材广泛、易懂难深,共分为精细化学品概念、表面活性剂、石油化学品、药物与中间体、农药、染料与颜料、涂料、香料、化妆品、食品添加剂等十几个章节。之前,教师讲解得很辛苦,但是学生的收获并不大。在大数据时代,这类化学概述课即属于可以通过信息网络简单获取的知识,所以必须改革课程原有的内容,基于此,课程团队对课程内容进行重组,深度挖掘教材,激发学生学习兴趣,提高学习效果,这些方法可以为同类型化学概论课教学改革提供参考。
3.1.1精讲教材重点和难点,提高理论课程的前瞻性和趣味性
将知识要点多、内容程度深的表面活性剂、药物与中间体、农药等三章分别选派3名有专业特长的教师进行讲授,分别安排在学期初期、中期和末期。在表面活性剂章节中,着重演示表面活性剂的结构,强调肥皂制备的原理,这样便于后续实验教学的开展,引申讲解快速消费品行业的多品牌战略;在药物与中间体章节中,用具体的数据和案例教学重点阐述药物开发的长期性和复杂性,讲解屠呦呦发现青蒿素的历程,从而以青蒿素的化学合成为切入口,分类介绍主要药物与中间体的合成工艺;在农药章节中,以环境保护与农业发展为开篇,简单介绍“寂静的春天”和柴静“穹顶之下”纪录片,再以问题为导向,强调现代农药发展的昨天、今天和明天。同时,将近些年发展较快的有机电子材料的内容引入到精细化学品的教学中,丰富了原有的课程内容,提高了教学内容的前瞻性,启发了学生的思考,也使其了解一些前沿知识,学习热情高涨。正是由于课程团队对课程内容进行重组,精讲重难点,不再追求面面俱到,给了教师更大的发挥空间。
3.1.2培养学生技能和能力,增强实验教学的综合性和创新性
为了有针对性地培养学生的实验技能,新版精细化学品课程开设了16学时的实验环节,在实验的选择与设计过程中将学生的兴趣和课程的重难点结合,增加了肥皂的制备、雪花膏的制备、洗面奶的制备和固体酒精的制备4个综合性实验,提供了甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的合成等创新性实验。综合性实验为必修,由教师提供实验讲义,学生自行设计制备工艺和表征过程,教师在实验中负责实验安全培训、学生答疑和实验操作评价,不负责实验讲解,刚开始学生不能适应,尤其是没有预习的学生,教师责令未预习学生离开实验室,下次再来开展实验,引起这些学生对于实验安全和实验准备的诸多反思。中后期实验受到学生充分重视,实验技能和自主实验能力得到锻炼。创新性实验为选修,不计入总学时,由学生课后进行线上慕课学习,教师在场的情况下,学生自主进行实验,近3年学生选修比例均在60%以上。在实验进行中,教师会鼓励学生在实验安全的前提下,利用智能终端记录下实验现象。实验结束后,学生除了完成实验报告以外,还需要将自己所做的产品拍照进行分析和反馈,教师逐个进行网络点评。近几年,毕业生对于该课程实验教学内容反响强烈,一些继续深造的学生表示,自主实验使他们的科研创新能力和实际动手能力得到培养和提升。
3.2丰富教学形式
教学形式和教学内容密不可分,教学形式是教学内容的载体,并不能完全抛开教学内容空谈教学形式。在大数据时代,教师需要掌握更加多元的教学形式为教学服务,如前所述,这样做不仅能提高学生的课堂参与度,还有利于提升学生的创新能力[5]。教学形式本质上反映的是师生交流与合作的形式,白杨等[6]通过多途径交流开展物理化学教学给笔者提供了很好的借鉴,除了提问法、作业法等传统交流形式,在大数据时代还可以通过网络课堂、微信答疑、合作完成、小组会议等方式进行充分交流。
3.2.1以慕课和翻转课程为手段,线上学习与线下答疑相结合
该课程组织学生成立学习小组,学生进入慕课共享平台学习染料、颜料、涂料、香料等内容,慕课具有易于使用、费用低廉、覆盖人群广、利于自主学习、学习资源丰富等优点。教师刚开始需要指导学生使用慕课平台,指定部分学习内容,学生进行个性化学习,可以学习全部内容,也可以只学习本小组指定的内容。每个学习小组集体制作PPT在课程中进行汇报,在准备的过程中如果有疑问可通过微信和QQ群等网络方式向教师提问,汇报人由课程现场抽签决定(避免组内学优生包办,学困生偷懒),汇报人汇报完毕,全组学生回答教师和其他小组学生的提问,教师可以现场纠正学生的讲解,也可以帮助该组学生回答问题。慕课的出现与快速发展,正在颠覆并改变着传统的教学内容和教学模式,本课程采用的是将慕课和翻转课堂相结合的教学设计,如果部分小组表现不佳,教师可以围绕必要的重点进行微课式讲解,但是在实际教学过程中,教师一节课讲解的总时间不宜超过15分钟。大数据时代化学教师的角色需要转变,以前教师侧重“授业”,而大数据时代教师的重点应逐步转向“解惑”。
3.2.2以问答式教学方法为导向,不断丰富师生间互动教学形式
问答法是与大数据时代最契合的教学方法,以问题为导向、以互动为基础,才能在这个信息爆炸的时代开展好教学,笔者一直倡导“无互动、不教学”的理念。纵观优秀的微课或者成功的课程导入都有很好或很实际的问题提出,好问题是课程成功的一半。如本课程在讲解精细化学品概念的时候,教师就提出一个常见的问题:什么是精细化学品?从而引出精细化学品的定义,阐述该定义是有缺陷的,引出大宗化学品的概念。进一步发问:究竟怎么界定大宗化学品还是精细化学品?并通过具体实例说明该定义本身是相对的,并不是绝对的;用实际的数据证明,有些化工产品原先属于精细化学品,后来随着产业发展变为大宗化学品。这样便将这个概念讲深讲透,学生的理解水平也得到了提高,不再需要死记硬背。除了传统的教师问、学生答的提问形式和学生问、教师答的答疑形式以外,学生和学生在课堂上也可以相互提问,甚至是辩论,只有这样才能不断丰富师生间互动教学形式。大数据时代化学学科学生的角色也需要转变,以前学生侧重理解和记忆,而大数据时代学生关注的重点应是推理和提问。
3.2.3以多元化考核方式为契机,进一步完善学生成绩考核制度
怎样科学而准确地评价学生是一个难题,大数据时代倡导精准的个性化教学,每个学生学习的内容不尽相同,就使得这个问题难上加难。考核学生的基本原则就是多元化,在贯彻学校教学考核与成绩评定规定的基础上,对学生的考核始终贯穿教学的全过程,主要包括出勤、平时作业、学习小组中的表现、实验和课程论文等诸多方面。以前教师记录学生的平时表现只能通过点名册,大数据时代这一点已经完全改观,学生的表现可以通过可视化录播系统和实验网络反馈图文并茂地呈现出来,而且每一个学生的表现都可以通过云盘分享记录下来,这是多元化考核的基础。2010年以来,学生的课程论到“一人一题”,即每个学生的论文题目均不相同,题目由现场抽签决定,在教师许可的情况下,学生之间可以自愿交换,但是不能写指定题目以外的课题。2012年以后,课程团队讨论决定,对总评成绩拟得到80分以上的学生需要选修创新性实验,拟得到90分以上的学生需进行结构化面试环节,也就是说,没有进行创新实验和面试的学生最终成绩至多为80分,激励学生追求更高的学习目标。结构化面试分为两部分:第一部分学生随机抽取信封里与两个课程相关的问题回答;第二部分学生事先将自己的课程论文内容制作成PPT,当面向三位授课教师宣读汇报,由这三名教师进行提问并评定该生成绩。经过近几年的反复实践证明,该课程得分在90分以上的学生在以后的深造和就业中都表现卓越。究其根由,在学生成绩考核制度设计时,课程要求学生不仅需要认真学习规定的内容,还需要具有创新精神和语言表达能力,这才能符合提高人才培养质量的初衷,也才能满足高校不断深化内涵发展的要求。
4小结
大数据时代给高等教育的内涵发展送来了机遇,也提出了新的挑战。作为普通的教育工作者,笔者在充实应用化学专业教学内容的过程中,充分利用大数据时代的优势,把精细化学品化学课程教学由传统的以知识记忆为主逐步改革发展到信息资源的利用和挖掘方面,并以慕课和翻转课程为抓手,坚持线上学习与线下答疑相结合,坚持理论教学和自主实验相结合,适度增加精细化学品化学课程的前瞻性和趣味性,不断丰富教学资源和教学形式,让教育教学回归其出发点,全面提高学生的学习技能和学习积极性。当然,课程教学改革研究只有进行时,没有完成时,需要不断借鉴教育同行的成功经验,不断地学习与提高。
参考文献:
[1]张丽.中国信息技术教育,2016,No.2,98.
[2]肖义平.高教学刊,2016,No.1,54.
[3]屈莉莉,陈燕.教育教学论坛,2014,No.16,57.
[4]蔡佳璐,黄荧倩,叶伟东,沈永淼.大学化学,2015,30(6),7.
[5]朱红,安栋.教育学术月刊,2016,No.1,81.
关键词: 物理化学实验教学现状教学改革
1.物理化学实验教学的现状
物理化学实验是化学化工类专业培养体系中的一门理论和实践性都很强的基础训练课程,与其它基础化学实验课程相比,该课程更注重于定量地解释化学过程的规律。[1]然而在多年的教学实践中,由于实验条件和认识上的局限性,该课程体系虽然经过了多次改革,但仍普遍存在一些亟需解决的问题,这些弊端主要体现在:(1)实验课教学方法单一、枯燥,“依葫芦画瓢”、“照方抓药”式的教学模式严重挫伤了学生对实验课的兴趣和学习热情,不利于学生创新能力的培养;(2)实验内容陈旧,多以验证性、经典性实验为主,更新率慢,引入现代物理化学新的研究成果和方法太少,不利于学生综合素质的培养和教学质量的提高;(3)大循环式的授课时间安排,容易造成部分实验与理论教学相脱节,达不到理论与实践相辅相成的教学目的,教学效果不理想。在充分分析物理化学实验现状的基础上,结合培养化学化工类创新型人才的需要,从2006年我校物理化学课程被批准为湖南省第一批精品课程以来,笔者在化学与生命科学系的应用化学、生物技术、药学等专业班级中开展了物理化学实验教学探索和改革实践,经过近3年的活动开展,取得了一些教学心得和体会,现将其总结如下,供同行参考。
2.物理化学实验教学改革的探索
(1)更新物理化学实验教学内容。
针对物理化学实验内容多为验证型、经典型,综合设计型不多的现状,笔者在内容上加大了综合性、研究性、开放性实验的比例。基于教师的科研项目和湖南省基础化学示范性实验室的建设,笔者将科研成果及时编成实验教学内容,使学生尽早融入到科学前沿中去。笔者要求学生根据题目自己查阅文献资料、自行设计实验方案、独立完成实验内容、撰写实验总结与报告。笔者在这个过程中给学生充分的指导,尽量满足他们实验中所涉及的试剂和仪器的需求,让学生有机会尽早接触到最新的科研前沿内容,这样激发了学生的学习热情和创造力。
(2)大力开展物理化学实验教学课堂内外师生互动活动。
教师的教与学生的学是相互依存、不可分割的统一体,师生之间只有建立了真正融洽、互为一体的教学关系,才能达到教学相长的理想境界。教师在物理化学实验教学中要注重因材施教,多采用启发式、引导式、鼓励式、探讨式的教学方法,这样既能提高学生的注意力,又能让教师随时掌握学生的学习状况。师生互动活动既可以在课堂内进行,又可以在课外进行,在探讨中师生可以不断交流各自观念和信息,教师在此过程中应引导学生独立思考和解决问题,不断提高学生的综合素质和实践能力。
(3)不断改善实验教学软硬件条件。
实验室不仅是高校进行科学研究的重要基地,而且是进行人才培养、提高学生科研意识的重要课堂,而提升实验教学条件是进行研究性实验教学的基础,[2]因此,良好的创新教育环境和条件是高校培养学生创新能力的关键。我校现有的物理化学实验教学资源虽然十分有限,但笔者因地制宜,充分利用现有资源,在所设计的研究性、综合性新实验中,增加了产物表征和性质研究部分的实验内容,使得学生有机会到接触大型科研仪器。这样在很大程度上提高了学生的学习兴趣和贵重设备的利用率,开阔了学生的眼界,提高了他们的动手能力。
(4)适当引入辅助教学手段,不断激发学生的实验兴趣。
激发创新思维是培养学生创新能力的重要手段,在物理化学实验教学中,除了课堂教学以外,辅助教学手段的作用也是不可忽视的。比如提高物理化学实验教学的信息化程度,加强网络教学,成立课外兴趣实验小组,定期进行实验技能比赛等。有了实验的兴趣,学生自然就有了科研创新的意识和好奇心,最终可使学生的积极性和创造性得到充分的发挥。
我校实行物理化学实验教学改革虽然只有短短的三年时间,但已有了明显的成效,学生的自信心、创造力和责任感不断提升,表现出较强的动手能力和一定的操作大型仪器的能力,毕业论文完成质量较前几年也有了明显进步。比如我系05级应用化学专业学生在2009年完成毕业论文的整个过程中,表现出很好的文献检索和阅读能力、一定的独立设计和完成实验能力,论文内容丰富,书写规范,答辩自信,多篇论文获省级优秀论文,我系选派三名学生参加湖南省第二届基础化学实验竞赛,获一、二、三等奖各一项,总成绩在所有参赛学校中名列前茅。然而,实验教学的改革是一个持续的过程,我们在实践中还须不断适应变化的新形势和发展的新理念,当前探索出的教学模式体系还有待在实践中进一步优化和完善,尤其在物理化学实验的创新性、研究性、综合性方面,还有待于进一步的探索和研究。
参考文献:
[1]甘礼华,陈龙武,钱君律.多层次物理化学实验教学的再思考[J].实验室研究与探索,2002,21(6):8-16.
关键词:创新性实验;溃疡性结肠炎;奥沙拉嗪钠;合成;精制
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)43-0056-02
大学生创新性实验是高等学校本科“质量工程”的重要组成部分,主要是通过更新实验内容、改进实验方法、实验手段和改革实验教学模式等形式,增加学生的学习兴趣,提高学生实际动手能力和自主学习能力。创新性实验的创新性主要体现为实验是设计型、研究型的,实验本身不以简单地重复已经发现的规律为目的,而在于设计新的系统,研究新的方法,解决实际问题[1,2]。有机化学实验是应用化学本科专业一门极为重要的学科基础课程,课程组在历时13年的教学内容改革中,除了精心挑选有机化学基本操作和传统的基础合成实验内容外,逐步增加了以有机合成为中心的综合性实验和创新型实验内容。而创新型的内容,无论是对巩固学生的基础实验技能还是对培养学生的创新能力、提高学生对本门课程的兴趣都具有非常重要的作用。多年来的教学实践表明,学生尤其对与自己生活密切相关或者对以后工作有帮助的实验内容感兴趣,这样的实验内容能更好地激发学生的积极性和主观能动性。比如将药物的合成设计以及对目前文献报道中合成工艺的优化改进作为应用化学专业有机化学实验课程种的创新型实验,对于培养学生分析问题、解决问题的能力是一个很好的途径。本文即是在课程组教师科研工作的基础上,作为西北农林科技大学应用化学专业本科学生的一个创新实验选作内容。并且在近几年的教学过程中,学生逐渐对文献中的合成工艺进行了优化,不但锻炼了学生的动手能力,还提高了学生的创新思维。
奥沙拉嗪钠(Osalazine Sodium)是一种治疗急慢性溃疡性结肠炎的药物,化学名是3,3′-偶氮(6-羟基苯甲酸)二钠盐,英文名称是3,3′-azobis-(6-hydroxybenzoic acid)disodium,其化学结构式如下:
奥沙拉嗪钠于1989年在丹麦首次上市,是当时以及目前临床药物柳氮磺胺吡啶的一个替代产品,它在治疗溃疡性结肠炎过程中具有疗效好,毒副作用小等优点。本药物口服后,由于其特殊的化学结构,在胃肠道吸收较少,而在弱碱性的结肠部位被分解成两分子的5-氨基水杨酸,使局部血药浓度达到最高,从而显示抗菌消炎的效果[3]。目前文献报道其合成路线主要以水杨酸为原料,通过甲酯化,硝化,甲磺酰化,氢化还原,重氮化,偶合,碱解等合成步骤而制得,此合成步骤长,操作烦琐,成本较高[4]。尽管最近有研究者对其合成路线进行了改进,但最后还是存在产品外观差,杂质含量高等缺点[5]。学生在创新实验教学过程中,设计以5-氨基水杨酸为原料,通过重氮化,偶合,精制三步可制得奥沙拉嗪钠,缩短了合成路线,降低了成本。最为关键的是,制得的产品纯度高,外观好,适合工业化生产。其合成路线见图2。
一、实验步骤
在装有搅拌的500mL三口烧瓶中依次加入5-氨基水杨酸10.0g(0.065mol),水150mL,浓盐酸25mL,搅拌降温至0℃左右,缓慢滴加NaNO2约5.0g(0.072mol)的水溶液,保持反应液温度在0~5℃,用淀粉碘化钾试纸控制滴加的量,滴加完毕后保持此温度反应2h。反应完毕后抽滤,滤饼依次用冷水、冷乙醇洗涤后得到氯化重氮水杨酸,无须干燥,备用。
在装有搅拌的500mL三口烧瓶中加入NaOH13.0g(0.325mol),水150mL,水杨酸8.3g(0.065mol),搅拌全溶后降温至0℃左右,分批加入上步所得产物氯化重氮水杨酸,保持反应液温度在0~5℃,加完后保持此温度反应2h,随后升至室温反应1h。反应完毕后低温条件下用浓盐酸缓慢中和反应液pH值至6.5~7,接着反应液升至室温搅拌1h后抽滤,滤饼用冷水洗涤后烘干得棕黄色粉末16.9g,收率75%。
取上步所得奥沙拉嗪钠粗品15.0g,水160mL,乙醇40mL加入三口烧瓶中,搅拌升温至90℃待产物全溶后,加入活性炭0.5g,搅拌回流10~15min后趁热过滤,滤液缓慢降温至5~10℃后静置2h,抽虑,滤饼用冷乙醇洗涤后真空干燥,得亮黄色粉末,收率82%。
二、结果与讨论
精制后的奥沙拉嗪钠亮黄色粉末经高效液相色谱检测其含量>99.5%,其中单个杂质含量
三、结束语
目前,国家对药品质量的控制越来越严格,原料药中单个未知杂质的含量不能超过0.1%,将是以后我国药品监督管理的一个趋势,国外已有许多国家实行了这样的标准。本实验分别从合成过程和后续的精制严格控制来达到这样的目标,这将对以后的工业生产起到非常重要的作用。借鉴课程组教师科研工作中所涉及到的奥沙拉嗪钠合成设计研究结果,以此作为应用化学专业本科学生的一个创新实验选作内容,课前要求学生查阅奥沙拉嗪钠合成设计的研究进展,引导学生将自己设计的合成路线与文献进行对照,实验过程中分别安排3~5组学生按照文献报道方法进行合成,以比较实验结果。最后写出综合性(含制备与应用的研究进展、本实验合成路线、实验结果和讨论、本合成设计的创新性等)实验报告,最终起到对学生进行创新能力和综合素质培养的作用。
参考文献:
[1]付延玲.对高校实施创新性实验的认识和思考[J].实验室研究与探索,2008,27(4):12-15.
[2]吴新开,徐学军,彭双光.创新性实验的组织与指导[J].实验室研究与探索,2009,28(9):5-7.
[3]朱晓慧,韩俊芬,游桂荣.奥沙拉嗪合成工艺的改进[J].精细与专用化学品,2006,14(6):20-22.
基于药物化学课程要求和特点,我们对教学方法的改革进行合理规划,以提高化学制药相关专业人才培养质量。通过ChemDraw软件可将传统单调、枯燥的化学结构和抽象的化学概念变得形象生动,激发学生学习兴趣,帮助学生更好地掌握知识。基于此,ChemDraw结构式绘制的运用给了我们一个令人满意的答案。通过教学方法改革,达到了实践教学目标,保障了应用人才的培养质量。
关键词:
结构式软件;药物化学;教学
建立新的药物化学课程体系(引入化学结构式绘制的辅助教学软件,并且引导学生学习、参与、互动有关结构上的教学内容),培养学生的规范化、软件化、信息化的化学结构学习方法,提高理解、解析、应用化学结构知识,解决药品合成、制剂、检测、储运等环节涉及到的结构式方面的问题的职业能力。在总课时不变的情况下,按课程标准中重点掌握的药物种类,确定实施化学结构式软件教学探索的药物范围。解决学生以往对于重点需要会认,会画的药物结构学习的老大难问题。通过植入化学结构式软件的学习,有利于学生在画结构的同时更加清楚药物的基本母核和取代基团之间的关系,以及各结构的基本性质。
1课堂教学模式改革的思路
药物化学是一门发现与发明新药、合成化学药物、阐明药物化学性质、研究药物分子与机体细胞(生物大分子)之间相互作用规律的综合性学科,是药学领域中重要的带头学科。《药物化学》亦是我校化学制药、药物制剂、药物检测、药学等专业的一门专业核心课程,也是药学各专业学生开始接触和认识各种药物的一门课程。该课程建立在有机化学与无机化学学科的基础之上,涉及医学、药学、生物学等各个学科的内容,在学科建设与发展中起着重要的衔接作用,是学好药理学、药剂学以及药物分析等药学专业课程的必要基础。药物化学是建立在化学和生物学基础上,对药物结构和活性进行研究的一门学科。经过几年的课堂教学、教学反馈及教学效果的总结分析,我们发现学生普遍对于药物活性及作用规律掌握较好,而对于药物结构和涉及化学结构的理化性质、稳定性、配伍使用和合成方法等知识点难以消化。通过和在校学生及就业学生的交流和跟踪分析,我们发现相当一部分学生没有正确的应用化学的方法来学习药物化学,大多数人仍然停留在“背诵”的学习阶段来学习药物化学。基于此,为了提高学生的化学结构应用能力与药物化学解读化学结构式的能力,更为了远期提升就业竞争力,有必要对我校的药物化学课程教学方法进行实践化创新探索。本项目计划运用化学结构式绘图软件调动学生的学习主动性和创造性,并借此提高学生的化学结构式识别和应用水平等综合素质,提高就业竞争能力[1]。
2课堂教学改革与创新的具体做法和改进方向
2.1实施方案
ChemOffice软件[2-5]是由CambridgeSoft开发的一款综合性科学应用软件包,是目前世界上最优秀的化学绘图软件之一。其中,ChemDraw是Chemoffice中使用最为频繁的组件,是国际上绝大多数杂志指定的论文排版软件,因此,我们把ChemOffice软件引入到药物化学教学中有利于学生接触到当今最主流的结构式软件。本课程的教改定位于我校药物化学课程的再开发,在原有高职高专层次的课程体系中引入结构式绘图软件,辅助教学和课堂互动,并将随堂练习和课后作业电子化,软件化,规范化的并入平时考核体系中。由于课堂时间所限,教师在上课期间只做基本化学结构式软件的使用演示,大部分的软件使用和学习案例将以微课的形式发给学生进行自学。参考我校原有药物化学教学体系,在原课程体系的基础上增加化学结构式软件的学习及应用。在课程章节分布上,保持原有教学计划不变的基础上,对于涉及结构式部分的讲解(例如:理化性质、稳定性,鉴别方法、构效关系等知识点)采用创新的化学结构式软件辅助教学法。课堂上,教师将基本安装、调试及操作讲授和示范,课后把软件、作业、单元考核等通过电子邮件的方式发送给了参与教改的各班学生。目前,我们已经积累了一定深度和广度的化学结构式软件应用教学微课视频。以此为基础,再开发一系列适合我校药物化学学情的微课体系。学生可以提前预习,大大提高课堂教学的效率。
2.2课程评价方式
增加过程性考核比例,平时成绩的比例由原来的40%增加到50%。以小组(2~3人)为单位,根据课堂互动、汇报及课后作业的结构式绘制和解析情况进行给分,计入平时成绩。结合教学进程,教师布置每人一题,结构式各不相同,并结合课堂抽查现场绘制,杜绝抄袭和代画。学生复习教学内容,应用化学结构式绘图软件提交电子稿作业,教师批改并点评学生的化学结构式电子稿作业,并计入平时成绩。
2.3改进方向
根据一个学期的教改教学经验总结,我们在具体操作时应继续注重提高学生学习兴趣、提升课堂效率和完善课后评价体系。在提高学生学习兴趣方面,我们应结合ChemOffice软件强大的结构式和仪器绘图,分子量计算,数据处理,3D结构图,NMR和MS模拟等功能,进一步引导学生在其他化学相关课程作业、习题或科技创新活动的报告、论文、PPT中规范化和软件化的应用ChemOffice软件。让学生在学习和使用ChemOffice软件过程中,切身感受到通过药物化学课程中的导入的结构式软件学习,能够获得ChemOffice软件这一强大的学习和技能工具。同时,这一知识和技能的获得,无疑对学生的就业或继续深造是十分有益的。在提升课堂效率方面,我们应进一步加强微课视频等资源库建设,继续深挖第二课堂的时间和空间。现在大学生几乎人人都有手机,每班都有QQ群或微信群,我们应继续加大教学视频的建设,在课前发送到班级群,课堂上可以直接抽查预习情况及随堂考核,课后可将结果或答案分享到班级群。这样,预习和点评工作不占用主课堂时间,大大的提高了课堂效率。在完善课后评价体系方面,教师评价这一单一评价方式已经不能满足日益增长的学生人数与一对多评价体系之间的矛盾,我们应充分发挥网络化和信息化教学的优势,采取人工评价与智能评价相结合、随堂检测和在线考测相结合的方式进一步优化考核体系,做到高效智能,公平公正。目前,互联网上已经有比较成熟的免费的电子作业与在线考试、测验系统云平台,我校也有运行该平台的课程考试测验的成功经验,这无疑为大规模推广该课程信息化教学改革打下了坚实的基础。
3结论
该课程的教改定位于我校药物化学课程的再开发,在原有高职高专层次的课程体系中引入结构式绘图软件,辅助教学和课堂互动,并将随堂练习和课后作业电子化,软件化,规范化的并入平时考核体系中。该课程经过一个学期的改革探索,取得了显著的成效,参与教改试验班级的药物化学结构式相关知识和技能的理解和掌握较其他班级更加规范和深入,达到了教改的目的。(1)化学结构式软件学习和课程内容理解相互促进通过化学结构式软件学习,学生更规范和深入的学习化学结构式,提高对课程内容的理解。学生复习教学内容,应用化学结构式绘图软件提交电子稿作业,教师批改并点评学生的化学结构式电子稿作业并计入平时成绩,达到了教学相长的效果。(2)课程模式增加师生互动课程导论保持不变,课程精讲内插入软件演示,增加分组讨论及课堂互动,增加学生展示化学结构式绘图方法环节,充分引导学生参与教学,调动学生的积极性。(3)考核体系注重随堂考核,知识与技能并重在坚持原有考试体系的基础上,更注重过程性考核。我们不但要看期末考卷的笔试成绩,更要看平时学生的课堂互动(结构式现场绘制等)、自学能力及综合应用(课后作业化学结构的绘制和解析等)。平时的作业成绩和课堂展示环节将作为学生综合成绩的重要依据。该教学法注重知识与技能并重的培养方式,采用课中和课后考评相结合,对学生的化学结构式掌握情况进行考核和评分,其中抽查了部分同学当场绘制结构式,教师当场给出评判分数。
作者:陈维 单位:浙江医药高等专科学校
参考文献
[1]曾飞,唐琳俐.ChemOffice软件在超分子化学教学中的应用[J].广州化工,2016,44(22):136-138.
论文关键词:化学概念;学困原因
化学概念教学在初中化学教学中举足轻重,学生只有清楚地、准确地理解基本概念,才能学好化学原理、元素化合物知识、化学式、化学方程式及化学计算等有关内容。本文分析了造成初中学生学习化学概念困难的原因,有针对性地提出了初中化学概念教学的一些策略,目的是提高初中化学教学质量,让学生更牢固地掌握化学概念和其他化学知识。
一、重视对概念的导入
1.在化学实验的协助下,实现对化学概念的引入
(1)化学实验是初中化学教学中的重要组成部分,通过化学实验,化学知识会非常形象!直接地被呈现给学生。学生在观察了化学实验之后,懂得了实验背后的化学知识,了解知识的本质。这种方式的优点是引导学生正确掌握化学概念。
(2)初中是学生接触化学课程的最初阶段。因此,对化学概念的学习彰显重要性。对化学概念的引入形式与学生对化学知识的掌握及学习热情息息相关,密不可分。如果教师在课堂上只是借助教材上的例子,抑或是让学生死记化学概念,那么就会使学生产生逆反心理,不但不利于化学概念的理解,还会激起学生的厌烦心理,负面影响极其严重。相反,如果采用化学实验的方式进行化学概念的引入,那么就会激起学生学习的兴趣。例如,为了引入“化学变化”的概念,可以将其与“物理变化”进行对比。先准备两只火柴,一支折断,另外一支进行燃烧处理,此时对两支火柴不同处理前后进行对比,会发现,那只被折断的火柴只是形状发生了变化,但是物质本身没有发生变化,而燃烧后的火柴却发生了形状的变化,同时灰烬产生,这就很自然地引出了“化学变化”的概念,使得学生对这一概念实现了深入的掌握。又如,为了实现对#分子$和#原子$概念的引入,可以借助香水的味道,使之在整个教室弥漫,这样就可以向学生提问,询问他们是如何感受到香水的存在的,此时,分子的概念就自然地被引出。
(3)采取直观教学方式,帮助学生获取感性认识。直观的教学手段能够形成鲜明的教学资料,杜绝心理障碍。通常情况下,可以将学生经常接触的生活实践做为教学的材料。例如,在讲解溶液的饱和的时候,教师可以选择具有代表性的实验:在12毫升的水中加入4克硝酸钾,而后进行搅拌,再加入4克硝酸钾。而后,将溶液进行分份,其中一份加水,另一份加热4再对加热后的溶液进行冷却处理,观察实验效果,再往冷却的饱和溶液添加1.5克的氯化。在实验的过程中,学生仔细观察实验效果,记录结果,强调概念中涉及的问题,主要体现在试剂的数量、温度等因素,从而获得更加充分的例证。毕业论文
二、讲清概念中关键的字和词,提炼出概念中的要点
为了深刻理解概念的含义,教师不仅要注意对概念论述时用词的严密性和准确性,同时还要及时纠正某些用词不当及概念认识上的错误,这样做有利于培养学生严密的逻辑思维习惯,并为学生指明在运用这个概念时有几个必需的要点。例如,在讲“单质”(由同种元素组成的纯净物)与“化合物”(由多种元素组成的纯净物)这两个概念时,一定要强调概念中的中心词“纯净物”三个字。因为单质或化合物首先应是一种纯净物,即是由一种物质组成的,然后再根据它们组成元素种类的多少提炼出两个要点来判断其是单质或者是化合物-----也就是要判断某物质是否是单质的要点必须满足:①一种元素;②纯净物。要判断某物质是否是化合物的要点必须满足:①多种元素;②纯净物。否则学生就容易将概念运用错。例如:金刚石、石墨的混合物看成是单质,错误的原因就是不满足以上选项要求点中的第二点(因为它们虽是由同一种元素组成,但不是纯净物)。
三、突出对概念的关键字句的理解,加强学生记忆
一些化学概念层次较多,给学生记忆带来了一定的难度。在教学中我对组成定义的关键词句重点讲解。促进学生对概念的理解,强化记忆效果,例如,在“催化剂”概念中强调“变”和“不变”。 在酸碱定义中强调“全部”这两个字,等等。只有理解这些字句的意义,才能深刻理解基本概念。
四、注意分析概念间的相互联系
初中化学基本概念较多,分散在不同章节!给教学带来了一定的困难,但这些概念并不是孤立的,它们之间有内在的联系。在教学中要善于总结。归纳各部分概念的体系和结构。使之系统化、条理化。这样不但有利于学生对概念的理解和掌握,而且有利于提高学生灵活运用化学基本概念和化学基础知识的能力。
五、多角度训练使学生巩固并应用化学基本概念
学习的目的最终在于应用,只有适当地练习,才能达到巩固、深化概念的目的。对于一些重点、难点、弱点的概念,教师要针对性地设计一些练习题,先让学生自行分析或分组讨论,教师再讲评,以求落实。应用所学知识分析、解释一些实际问题,是强化对所学知识的理解和记忆,提高分析与解决问题的能力的重要环节。让学生在习题训练中应用化学基本概念,从而真正地理解、掌握。比如,在学完“绪言”中的“物理变化和化学变化”的概念后,可以列举一些生活中的现象让学生判断属于何种变化,并说出理由。
六、注意概念的巩固,深化和发展
概念形成之后,一定要使学生通过复习和反复运用掌握和巩固,绝不能满足于死记硬背和一般性理解。在教学过程中一要注意组织练习。当学生学过有关概念后,教师应有目的。有针对性地布置一些练习题,使学生通过习题实践,巩固和增强应用概念的能力。二要分析错误,及时改正。采用多种形式对学生掌握情况考查了解,根据反馈发现的问题,及时有针对性地采取补救措施。
关键词:化学教学;实事求是;科学精神;思维品质
一、重视培养学生实事求是的科学精神
科学精神的核心是实事求是。实验是学习化学的重要途径,也是创新的源泉,更是检验一切理论和猜想的标准。在教学中,应引导学生仔细观察化学实验,掌握不同物质的特殊性和相应的物质变化,加深对所学化学知识的理解,逐步掌握科学探究的方法。例如,向含有酚酞的红色氢氧化钠溶液中滴入新配置的氯水并震荡,溶液中的红色逐步褪去,得到无色溶液。试问实验中溶液红色褪去的原因可能有哪些?为了探究上述褪色的原因请设计简单的实验验证之。通过分析氯水的成分,就容易知道褪色的原因可能是氯水中的盐酸中和了氢氧化钠,使溶液不再显碱性,从而使溶液由红色变为无色。也可能是氯水中的次氯酸氧化酚酞,使之褪色。通过向上述已经褪色的溶液中再加入过量的碱溶液即可确定褪色的原因。
二、重视培养学生通过物质变化分析问题的思维品质
化学是一门充满神奇色彩的科学,它的研究对象就是丰富多彩的物质世界,变化无穷的物质变化又使它增添了无穷的魅力。在学习化学过程中根据所发生的物质变化分析问题是必须具有的思维品质。引导学生树立物质变化是本质,现象是化学反应的外在表现的学习观和认识观,是学好化学的重要基础。例如,向澄清的石灰水中通入二氧化碳为何先变浑浊后变澄清,且加热后又会变浑浊?实验室中金属钠为何要保存在煤油中?如何保存漂白粉以防止其变质?将二氧化硫和氯水等物质的量混合以后漂白性减弱而不是加强?粗铜电解精炼以后在阳极泥中可以得到金银等贵重金属?回答上述问题,本质上都是分析对应的化学反应。
三、重视培养学生应用化学知识的能力
化学既是一门理论科学,又是一门应用科学。学生通过学习物质的组成、性质、结构以及变化规律,利用分析和模拟的方法,揭开了许多物质的构成之谜,掌握了合成和开发自然界中不存在的新物质、新材料的思路和方法。例如根据萃取原理研究如何从海带中提取碘,根据氨气溶解于水进行的喷泉实验原理启发学生探究人造喷泉以及火山喷发的原理。根据卤代烃的性质探究如何以溴乙烷为原料制取乙二醇。如何利用硝酸的性质区别伪劣的黄金制品。如何选择治疗胃酸过多和胃溃疡的药品成分。如何根据原电池原理利用生活中的物品制作简易电池,如何正确使用电池。通过应用化学知识探究和解决以上问题,让学生认识到化学就在我们身边。
四、重视培养学生开展课外活动和科学探究的能力
化学与社会发展以及人们的生活息息相关。基础化学知识不但能帮助学生认识自然世界,而且还有助于激发学生的探究欲望。在教学中,教师应该充分利用教材中的资料卡片、实践活动、科学探究、科学视野等板块激发学生的探究欲望,促进学生学会并逐步掌握科学探究的方法。化学也是一门大众科学,学习化学不能仅限于课本和实验室,应引导学生积极开展化学课外活动。化学课外活动能巩固和加深基础知识,扩大学生的知识领域,激发学生的兴趣,同时还有利于创造性人才的培养。例如,在教学中设置一些新颖、活泼、有探究价值的问题,让学生自学、讨论、查阅资料,安排学生进行交流和沟通,尝试解决问题。通过制作教具、模型,举办化学讲座、化学课外实验、化学竞赛、化学晚会、化学墙报、化学展览会,进行社会热点问题的调查,撰写化学小论文等活动,激发学生的学习兴趣,开阔学生的视野,养成关注自然、关注生活、关注社会的良好品质,从而为下一步学习和发展打下坚实的基础。
五、重视培养学生的社会责任意识