时间：2023-08-16 17:29:14
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篇计算机在化学化工中的应用，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。
关键词:仿真实验室;化学检验工培养
中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)08-0101-02
随着计算机软件和硬件技术的发展,计算机模拟仿真实验室辅助教学的应用日益广泛。然而计算机模拟仿真化学化工实验室建设受到办学理念、教学场地、投人资金,以及人员水平等条件的制约,发展水平差别很大。
一、计算机仿真实验技术的概述
计算机仿真实验是利用计算机创建的一个可视化实验操作环境,其中的每一个可视化仿真物体代表一种实验仪器或设备,通过操作这些虚拟的实验仪器或设备,即可以进行各种实验,达到与真实实验相一致的教学要求和目的。计算机仿真实验是虚拟仿真技术、计算机技术和专业理论知识多方面结合的结晶。各种仿真实验室一般具有两个基本特点。
(一)仿真性
实验环境和实验仪器具有高度真实感,学生在计算机上进行操作就如同置身于真实的实验环境,面对真实的实验仪器进行操作。
(二) 交互性
仿真实验使实验成为学生与计算机的双向交流,学生利用鼠标或键盘自由地对仪器进行操作,自由地选择实验内容和实验进程,极大地调动了学生的学习积极性。
二、技校专业技能培养的现状
由于培养目标和知识结构的要求,技校教育课程设置具有应用性、实践性和综合性等特点。技校教育强调对学生进行专业核心技能的培养,对教学内容的设置、教学手段和教学设施的要求较高。但是,当前技校化工化学实习教育还不能满足技能培养的要求,其中主要影响教学质量的因素如下:
(一)教师的知识体系结构不合理
目前多数技工学校的专业实习指导教师是从学校毕业后又直接走进学校,缺乏实际工作经验,因此相当比例的专业教师需要知识更新。
(二)教学内容陈旧
改革开放三十年,使我国工业现代化进程加快。以电力、化工及石油化工为例,工业自动化水平已进入计算机为核心的集散型( D C S ) 控制时代。现代工业的特征是,高科技含量大、系统复杂程度高、涉及知识面广。相比之下当前化学化工实习教育的内容显得有些陈旧。
(三) 教学设备不足
化学化工实验所须的设备投入很大,而且跟踪技术发展逐年更新,而当下多数技校受资金的限制的投入不足,实验室仪器设备台数不足,一直是困扰实验教学的瓶颈。如仪器分析实验室的气相色谱、液相色谱、原子吸收、红外光谱仪等仪器。
综上所述,专业技能培养的过程有大量的实践教学环节,需要大量的教学设备及教学指导人员。其中许多化学化工实验由于装置复杂、药品稀贵、操作技术要求高、危险性大、反应速率过慢等原因而无法进行,在一定程度上影响了实习教学过程的完整性。模拟化学化工实验室将为开发此类实习教学提供了一个有效途径。此外,建立计算机模拟化学化工实验室,有利于化学化工实验的绿色化改革;有利于培养学生综合实验能力;有利于提高化学化工实验室建设的投资效益。
三、 仿真化学化工实验室的建设
(一)硬件配置
对计算机要求:一般配置的电脑就能满足要求
(二) 软件配置
仿真实验室的软件平台由系统软件、应用软件和专用的仿真软件构成。
系统软件:主要为服务器和工作站的两大系统软件。服务器采用Windows 2003 Server或以上操作系统,工作站操作系统为Windows XP或更高版本。
应用软件:主要有FLAS播放软件,常用视屏播放软件以及OFFICE办公软件等。
专用的仿真软件分为以下两大类:
1、专业素材库类:以flash和3D为主制作的电子挂图,将各类化工设备和化学仪器的内部结构、工作原理、工作流程等均以立体或平面的动画形式呈现出来, 利用仿真室的网络多媒体系统在各终端机上进行演示和讲解。
2、实验类仿真系统:主要包括化工类仿真系统和化学类仿真系统。北京东方仿真软件技术有限公司开发的化学化工类仿真软件已广泛应用于学校和企业。
(三)建设过程及费用
仿真实验室从筹划到初步建成历时数月, 由于软、硬件市场提供了丰富的产品, 只要统一谋划, 精打细算, 充分了解市场行情, 引进招标机制, 按高性价比购买, 30万元人民币基本上可以完成上述工作。
四、仿真化学化工实验室的应用
(一)形象化教学
仿真实验的运用,改变了传统的实验教学模式,模拟化学化工实验室可以拓展传统实验教学的领域,将信息技术融入化学化工实验教学,对传统的教育思想和教学方法无疑是一场革命。将抽象的知识转变为动态的具体的形象,以使技校教育向现代化、信息化发展。
计算机强大的信息处理能力,使教学中枯燥的理论和设备得到形象化的表达,精确地反映对象的内在本质。仿真技术不但可以模拟对象的视、听等外部形态,而且可形象地描述其内在的本质。大型仪器的仿真软件,将常用的原子吸收、气相色谱、液相色谱、红外光谱仪的工作原理、操作过程等立体地呈现在学生面前,可调动学生的学习兴趣;对这些仪器的结构和工作原理有了深入的了解,能解决传统教学中平面图形难以解决的问题 ,同时也可增加师生互动,节省课时,提高教学效果和设备利用率。
(二)节省了实验经费,保证了实验的项目和数量
传统的实验教学方法,通常是在学生自己动手操作前,教师花费较多的时间板书或利用挂图对实验原理及步骤进行讲解,然后再进行实验操作的简单示范,教学手段单调,学习枯燥 ,效率不高,实验操作过程的演示不够全面及细致,有的学生甚至看不到教师的演示操作,对理解整个实验过程及掌握规范的分析操作技术有很大的影响,学生的学习效果不够理想。
模拟实验作为一种现代化的教学手段,具有形象直观、生动便捷、经济省时等多种优点。如典型化工设备的模拟软件,通过设计友好的对话窗口,可使学生根据自己的需要和水平,选择不同的学习内容或不同的学习层次,从而使学生能真正自主地控制学习进程,并给不同水平的学生以不同的帮助。自动跟踪模拟实验的进 展,对操作信息进行分析和校正,如操作过程的提示、错误操作的危险警告等。学生用模拟实验室进行操作,不仅可巩固所学知识,而且可增加学习的趣味性和灵活性,调动了学生学习的积极性。
(三) 实验技能评测
实验技能的掌握对学生来说有着重要的意义,然而,当前实验技能测评的主要手段仅限于纸笔测验、实验报告、表现性评定和检核表等几种,远不能满足教学的需要,但是仿真实验室能够实现基于计算机仿真的实验技能测评。仿真实验室构建了一个可以协同工作的虚拟实验平台,根据集体测评的要求,学生在该虚拟实验室中完成各种规定的试验内容,该内容可以是封闭的,如提供实验指导下的实验操作,也可以是开放的,如没有任何约束的物质鉴别等,在学生完成实验的过程中,计算机将记录整个实验过程,其中包括实验操作的过程,协同工作的过程,实验操作的结果等,在测评的最后,计算机根据已有的评分规则和主体的操作过程及结果,给出一个正确的评价。
(四)仿真实验与传统实验教学相结合能大大提高实验教学质量
仿真实验是计算机技术飞速发展的必然产物, 是一种现代化的教学手段, 它能弥补传统实验教学的不足, 具有许多优点, 但是我们也不能将实验教学完全建立在仿真实验的基础上, 因为仿真实验毕竟也有自己的缺陷, 比如完全用仿真实验来进行实验教学会淡化学生对真实仪器的感受, 减弱学生的基本操作技能。学生长期缺乏必要的实际操作体验无疑会影响他们的实验技能。最理想的情况是仿真实验与传统实验相结合。可以先用仿真实验进行预习, 熟悉实验仪器、实验原理、内容和实验操作, 等对实验有一定感性认识后再进行实际操作, 课后学生也可用仿真实验系统对该实验进行复习, 这样不仅可以加深学生对该实验的理解, 提高实验质量, 也能提高实验效率。仿真实验与实际实验操作相结合是今后实验教学发展的必然趋势。
(五) 促进网络教学
模拟化学化工实验室与互联网对接,可以成为网络化学化工实验室。学生可以不受时间和地点的限制,完成模拟化学化工实验,上传实验报告,与教师交流等。还可以实现跨单位、跨地区乃至全国范围的教学协作。建设高水平的大型计算机模拟化学化工实验室,可以使优势的教学资源得到共享。
五、 结论
计算机仿真模拟实验是计算机技术飞速发展的必然产物,是一种现代化的教学手段,可以弥补传统教学手段的不足,具有传统教学手段无法比拟的优点。将计算机仿真模拟实验与传统实验操作相结合,能够加深对实验过程的理解,提高实习教学的质量和效率。
参考文献
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实验是根据一定的科研目的和任务，运用仪器设备等工具突破自然条件限制，在人为控制和干预客观对象的情况下，观察、探索事物本质和规律的基本方法，是探索自然奥秘和创造发明的必由之路，是自然科学技术的生命，是推动自然科学发展强有力的手段。化学是一门实践性很强的学科，化学的每一项重大发现都来源于实践，化学理论都建立在大量实验数据的基础上。因此，实验教学是化学化工类专业学生获取新知识的源泉，是实现知识与能力、理论与实践相结合的关键，是训练技能、培养创新意识的重要手段，是全面实施素质教育最有效的形式。化学实验历来为化学家所重视；在全面推行素质教育的今天，实验教学在整体教学中的地位更加突出，作用更加重要。努力培养高素质创新型人才是化学化工实验教学中心责无旁贷的任务，使命光荣，责任重大。我们将以国家级实验教学示范中心建设为契机，秉承湖南师范大学以“仁爱精勤”为核心的大学精神，按照“全力建造一流环境，坚实构筑一个平台，努力建设一支队伍，精心打造一批成果，全面培育一代英才”的中心发展战略和“融合、发展、创新”的实验室建设理念以及以学生为主体，以教师为主导，以实验专职技术人员为主力，以培养学生的实践能力和创新精神为核心，理―工―教融合，使学生的知识、素质、能力协调发展的实验教学理念，全面规划化学化工实验教学中心的建设和实验教学改革，努力使中心成为理―工―教融合特色突出，教学理念先进，专业特色明显，课程体系先进，教学内容科学，教学设备精良，网络教学资源丰富，教学环境舒适安全，实验教学队伍业务精良，管理体系规范，校企联合紧密，功能集约，开放运行，高效服务型的一流基础与专业实验教学基地、科研基地和服务基地，为培养专业基础知识雄厚、探索精神敏锐、实践创新能力强劲的应用型、复合型、创新型化学化工人才创造有利条件，为高等学校特别是师范院校实验教学与实验室建设提供示范。
湖南师范大学化学化工实验教学中心源于1938年成立的我国第一所独立设置的国立师范学院的理化系化学实验室，已故中国科学院院士吴浩青教授是创始人之一。1953年，学校进行院系调整，成立了附属于二级学科教研室的实验室。1998年，合并各教研室管理的实验室，组建基础化学实验室和应用化学实验室，实行校院二级管理，并通过了湖南省实验室合格评估。2002年，整合基础化学实验室、应用化学实验室和原隶属于医学院的医用基础化学实验室，成立湖南师范大学化学实验中心。2003年，湖南师范大学化学实验中心被国家财政部列入中央与地方共建高校基础课教学实验室。2006年获批湖南省实验教学示范中心。2012年，整合化学实验中心和化工原理与制药工程专业实验室，成立了湖南师范大学化学化工实验教学中心。经过70多年几代人的建设，中心已发展为一个资源高度共享的先进的现代化实验教学中心。中心依托湖南师范大学化学化工学院，有国家化学特色专业、国家理工教融合化学化工人才培养模式创新实验区、国家化学专业综合改革试点和国家大学生创新实验计划等国家级教学平台以及“石化新材料与资源精细利用”国家地方联合工程实验室、现代合成与分离分析化学国家“211工程”重点学科和化学生物学及中药分析省部共建教育部重点实验室等重要科研平台作支撑，有一支以中国科学院院士姚守拙教授领衔的国家级化学实验教学团队为主体的实验教学队伍。中心一直秉承湖南师范大学“仁爱精勤”的优良传统，坚持以“理论与实践并重，以高素质团队培育高素质人才”和“理工教融合”为特色，提出并实践着“以学生为主体，以教师为主导，以实验专职技术人员为主力，以培养学生的实践能力和创新精神为核心，理―工―教融合，使学生的知识、能力、素质协调发展”的新型教育理念。为湖南区域经济和全国基础教育发展培养了一大批高素质人才。
建设理―工―教融合的高素质实验教学团队
在实验教学与实验室建设改革的实践中，中心领导深深感受到，传统的各教研室分散管理的实验教学队伍，只能站在各自的二级学科平台上思考问题，不能综观全局，这种弊端严重阻碍了实验室的建设与发展，阻碍了新的实验课程体系的建立与完善，阻碍了实验教学内容的改革与教学水平的提高，因而必须在化学化工一级学科平台上组建知识结构、学缘结构合理，能综观全局、协调发展的实验教学团队。自2002年开始，中心探索用新的理念、新的思路指导化学化工实验教学团队建设，在化学化工一级学科平台上建设了一支实验与理论互通，教学、科研、技术兼容，理―工―教融合，结构合理，核心骨干相对稳定的综合型、高素质教学团队。这支化学实验教学团队于2008年被评为湖南省级教学团队，于2010年被评为国家级教学团队。
（1）落实团队组织机构，明确岗位，稳定核心骨干
近年来，中心按照中心主任―课程负责人―实验主讲教师―实验指导教师的多层次梯队式结构，组建化学化工实验教学团队。中心主任全面负责实验中心的教学和管理工作，负责实验课改革的整体构想和规划，负责理论课与实验课间和各实验课程间的相互协调。每门实验课程聘请一名有高级职称、科研能力强、实验教学经验丰富并且有很强责任心的教师担任专职课程负责人，主持本课程的建设和改革，组织实施教学教研活动，从实验课教学的角度与理论课教师沟通，并对实验室管理和建设提出相应的要求。中心主任和课程负责人是团队骨干，属专职实验教学人员，编制相对稳定。实验教师是相对流动的团队成员。学院根据年度教学任务确定实验教师人数，采用公开岗位、自主报名、平等竞争和择优录用的实验教师选拔机制和人才流动机制，并同时确立理论课与实验课同等重要的理念，促进实验教学与理论教学队伍相互沟通，吸引了大批高水平教师担任实验课教师。
（2）理―工―教融合开展实验教学队伍建设
为满足现代高校培养的学生应具备一专多能与高素质的要求，中心在教师队伍建设中注重理、工、教多学科融合，按教学需要，同时引进理学、工学和教育学三类不同知识结构的人才，特别注重引进或联合培养高素质的工学类和教育学类人才。如近年从企业引进了工学类高水平教师5人，并先后从企业和中学聘请了31名兼职教师。目前化学化工实验教学团队成员既有来自北京大学、浙江大学、吉林大学、中山大学等综合性大学（理学）的，也有来自天津大学、华中科技大学、北京理工大学、华南理工大学等工科大学（工学）的，还有来自北京师范大学、东北师范大学、西南师范大学和湖南师范大学等师范大学（教育学）的，同时还有来自中国科学院大连化学物理所、山西煤化所和上海药物所等中科院系统的，既有理学博士，也有工学博士和教育学博士。
（3）以实验课程体系、教学内容的改革吸引高水平教师加入实验教学团队
近年来，围绕创新人才培养，中心全面开展了高师本科化学实验课程体系、教学内容、教学方法、教学模式等方面的改革研究，提出了系列研究课题，研究过程不是只依赖课题申请者本人，而是发动全院教师积极参与。如在进行“高师本科化学实验课程体系及教学内容改革的研究与实践”的研究过程中，课题组多次组织全院有高级职称或博士学位的教师对拟采用的新的实验课程体系中应包括的教学内容反复讨论；中心也不失时机地制定了《关于加强本科生实验教学的几条措施》和《化学化工学院关于具有高级职称和博士学位的教师必须在本科生中开设研究设计性实验的规定》等教学文件，从而有目的地把全院教师的目光吸引到实验教学及其改革创新工作上，吸引了大批高职称、高学历的优秀人才加入实验教学团队。
教学团队通过对国内外化学类专业培养目标、规格和课程结构的比较研究，在全国师范院校中较早创建了新型的大学本科基础化学实验三层次课程体系，将历年的实验教学研究成果应用于本科实验教学，固化进本科学生培养方案，并面向湖南地方经济和“四化两型”社会需求，根据化学化工学科和湖南师范大学的教师教育特色，进一步深化改革，建立了基于一级学科的既相对独立，又覆盖相关专业各门化学化工课程和知识领域的“三位一体”“立体交叉”式的理学（化学）、工学（化工）、教育学（教师教育）融合的实验教学体系（如图1所示）。新的实验教学体系包含理学类的化学基础实验教学平台（含基本操作技能训练、综合能力训练、研究能力与创新精神培训3个层次的7门实验课）、工学类的专业实验教学平台（含专业技能训练、专业设计、科技活动与社会实践3个层次）、教育类的化学教学论实验（含师范技能、实验教学、实验设计与化学奥赛研究实验）。不同平台之间、层次之间相互支撑、渗透与有机互动。理学类的化学基础实验注重化学类多专业的共性，重点传授实验基础知识，训练基本方法与基本操作技能，培养学生的综合实践和知识创新能力；工学类专业实验注重学生的专业特色，重视社会需要，与企业联合开展教学；教育类的化学教学论实验注重教育教学特色，重点训练学生的实验教学技能，培养学生创新实验教学方法与设计新实验的能力。不同专业的学生可根据自己的兴趣爱好和发展意向交叉选课，促进了学生完成毕业论文（设计）和开展大学生创新实验。
图1 化学化工实验教学中心实验教学体系
（4）以科研反哺教学为抓手，促进高水平教师加入实验教学队伍
中心注重科研与教学结合，促进科研成果向实验教学转化，利用科研仪器为本科实验教学服务，以此吸引高水平教师加入实验教学队伍。近年中心由教师的科研成果或在研项目转化而来的教学项目达40余项，其中30余项写入已出版的《化学研究与设计性实验》教材中，为新实验教学体系不同实验平台中第三个层次的实验课的开出提供了保障，同时壮大了本科实验教师队伍。长期以来，化学化工学院化学所、催化研究所、发光材料研究室等单位的博士生导师、特聘教授等在完成研究生教学任务的同时，均利用本单位的科研设备，结合自己的研究课题，为本科生开设研究设计性或综合性实验项目，如姚守拙院士实验室的实验项目导电聚苯胺薄膜的电化学合成和EQCM表征深受学生喜爱，潇湘学者苏胜培教授的纳米材料合成与表征实验成为专业方向必修实验。
（5）加强青年教师的培养
化学化工实验教学团队一直十分重视青年教师的培养，采取多种措施督促激励青年教师投入实验教学工作，不断提高青年教师的实验教学能力：①引导重视实验教学。一方面要求每位新到岗的青年教师首先过好实验教学关。规定新到岗的青年教师必须经过一轮以上的实验教学，同时担任对应理论课的助教工作，并得到实验课程负责人的认可，才可申请对应理论课程的主讲教师。另一方面加强青年教师的思想品德教育，规范教师言行，提高教师的道德修养，要求青年教师到岗即签字遵守学院教代会通过的《教师行为准则》。②配备指导教师，以传帮带的形式培养青年教师的实验教学能力。为了让青年教师尽快熟悉实验教学，实验中心为每位青年教师配一位实验教学经验丰富的指导教师（一般是对应实验课程负责人），以传帮带的形式进行指导。如首先安排青年教师与指导教师带同一实验，一同做预备实验，在青年教师撰写好实验报告后一起分析讨论如何解决实验中可能遇到的问题。在实际教学过程中，开始阶段由指导教师讲授实验，做示范教学，然后经过试教逐步过渡到由青年教师讲授并主持实验。实践证明这种方式不仅能迅速提高青年教师的教学能力，也密切了同事间的关系，培养了全体教师的团队精神。③鼓励在职攻读学位，构建可持续发展的实验教师队伍。按照学院理―工―教融合的办学特色，化学化工实验中心在青年教师培养方面也首先考虑如何构建理―工―教融合的实验教师队伍。中心在青年教师在职攻读学位和进修时进行了规划和导向，如根据学院理科教师比例较大的实际情况，鼓励青年教师到工科院校和师范院校攻读工学学位和教育学学位，先后选拔了4人在职攻读工学博士学位，1人攻读教育学博士学位。此外，中心还有计划地选派选送青年教师出国（境）或到国内名牌大学进修、访问。④支持教学研究和教学改革。除鼓励青年教师积极申报校级以上教改课题外，学院还设立教改课题重点支持青年教师进行实验教学改革，并规定青年教师申报高级职称时必须有教改论文，支持青年教师参加各种全国性的教学研讨班或研讨会。⑤要求青年教师积极为本科生开设创新实验，将科研成果转化为实验教学项目。实验教学团队中的青年教师大部分有博士学位，科研的生力军。中心要求每个青年教师都要担任本科生的科研导师，指导学有余力的大学生开展自主性创新实验。
提高实验仪器质与量，满足教学与科研需要
经过几年的建设，化学化工实验教学中心仪器设备的档次明显提高，满足教育部化学实验教学指导委员会讨论通过的综合性大学《化学专业化学实验教学基本内容》的要求，紧跟国际化学学科实验教学的先进水平，符合适用、先进、适当超前和可以扩展的原则，也满足了学校招生规模的要求。目前化学化工实验教学中心拥有各类仪器设备1 439台（套），总价值为2 808.89万元，其中单价10万元以上的大型精密仪器设备共47台（套）。中心对所有仪器设备实行统一购置、专人管理，有健全的仪器设备管理制度，仪器设备的完好率达到98%以上。近3年来，实验中心新购置仪器设备542台（套），总价值为1 048万元。化学化工学院各科研实验室共有科研仪器设备1 275台（件），总价值为1 501.77万元。科研仪器与教学仪器设备同时为教学与科研服务。气相色谱仪、高效液相色谱仪、紫外光谱、红外光谱等大型仪器设备均有5套以上，可让本科生直接上机操作，除化工大型实验装置外，保证了基础课实验每组1人，专业课实验每组不超过2人，每个实验项目其他仪器配套数均在5套以上。
中心先后研制开发出了大型纯水设备、化学实验室中央真空系统、差热分析仪等实验装置。中心主任何红运教授主持设计安装的化学实验室中央真空系统大型实验装置可供180名学生同时进行减压过滤、真空干燥、减压蒸镏等化学实验操作（如图2所示）。分布于不同楼层的3间大实验室共用1台主机。用户接口通过真空管道直接连接在实验台上，进行实验的学生每人1个用户接口，系统压强最低可至0.003 7 MPa，即使全部用户接口同时接上，系统压强仍可稳定低于0.02 MPa，完全满足常规化学实验的要求。多年的运行证明，该装置工作可靠、减压效果好、操作简便、使用成本低、管理维修方便、整体外型美观、占地面积小，深受师生好评，适合于高等院校化学实验室。
图2 学生使用中央真空系统做减压过滤实验
实验课负责人曾跃教授指导本科生创新实验，研制设计的差热分析仪（如图3所示）已用于该院本科实验教学。如图4所示，将样品（S）和参比物（R）放入差热电炉内的样品托盘上后，差热分析仪通过热电偶（A）将温度信号以及温度差信号转换成热电势信号，将样品的温度信号（1-2）和温度差信号（1-3），直接输入多通道计算机数据采集卡（如图5所示）。数据采集卡通过自行研究设计出的，由计算机USB口采样的差热分析计算机接口接入数据采集计算机（如图6所示），计算机通过软件控制并采集温度和温度差信号。自行选用设计的数据采集卡，进行了通道间的隔离，并有稳定放大设计，性能稳定（精度达到±4 μV），可以直接稳定记录温度差信号（几十到几百微伏）。此自制差热分析仪与从市场购买的能够满足教学要求且性价比较高的差热分析仪比较，每台可节省经费约4万元。
图3 HNU-DAT-1型差热分析仪
图4 差热分析信号
图5 多通道USB计算机数据采集卡 图6 数据采集计算机
安全、舒适的实验环境，让师生安心实验
中心现有实验教学用房70余间，使用面积3 000 m2，学生分时段分班次进实验室开展实验，实验时人均使用面积4 m2。实验室基础设施建设以人为本，配套设施完备，实验台、仪器台、试剂柜布局合理，有自主设计安装的统一的纯水设备和中央真空系统。实验室宽敞明亮，通风、照明设施完好，电路、水、气管道布局安全、规范、整洁卫生。中心在智能化建设方面做了大量工作，建立了网络化的实验教学智能管理系统平台（http：///）。该平台具有教师实验管理系统、实验预约系统、实验报告提交系统、师生交流平台、仪器设备管理及预约使用系统和信息等多项功能，实现了网上辅助教学和网络化、智能化管理，有丰富的网络实验教学资源。基于这种网络化管理平台，中心充分发挥了优质教学资源的延伸作用，提高了资源的使用效益。
为保证实验教学顺利进行，消除安全隐患，中心采取了如下措施：
（1）加强对学生安全意识的培养，在学生进实验室前对学生进行专门的安全环保教育，提高学生的安全意识。
（2）实验中心制订了实验室安全及检查制度，编写了《实验室环境与安全手册》《实验室安全规则》及相关安全制度张贴在各个实验室，同时编印了实验室安全检查记录本，要求各实验员每天对所管辖的实验室进行安全自查并记录，发现异常情况及时处理并上报学院。学院每周组织一次安全工作检查。
（3）易燃、易爆、剧保存在专门的仓库，剧领用时须经实验室主任签字，做到随领随用，未用完的当日返回专门的仓库。
（4）每个实验室都配备了废液桶。有毒废液由实验室统一处理：能够经氧化变成无毒物质的达到排放要求后再排放；部分不能回收或解毒的，处理成固态难溶物后，送往获环保与公安部门批准进行处理的工厂集中处理。中心向每个实验室发放了实验室处理废液废渣情况记录本，要求实验员对学生实验中产生的废液种类、数量、处理办法和处理结果及时登记。2013年学院针对教学和科研实验室产生的废液废渣品种繁多、成分复杂、处理难度极大等问题，基于培养学生结合社会实际，开展创新研究的能力的考虑，特设专项资金，鼓励师生立项开展综合处理实验室废液废渣的创新实验研究；经学院组织专家对全院师生申报的综合处理实验室废液废渣创新实验项目进行评审，资助了10个项目立项开展研究。
（5）实验大楼安装了消防报警装置，每个实验室均配有消防器材，药品室安装了防爆电源开关和防爆电灯。
上述措施保证了师生实验的安全和校园环境的优雅宜人。中心自成立至今没有出现安全事故。
丰硕的教学与科研成果回馈中心师生
实验教学曾获国家级教学成果二等奖1项，省级教学成果一等奖2项、二等奖3项、三等奖2项。近年来实验教师发表教研教改论文80余篇，主持省级以上教改课题和国家级、省级质量工程项目20余项，主编出版教材或教学指导书5本，参编3本。基础化学实验2008年被评为湖南省级精品课程。实验课教师谢青季教授撰写的教学在化学教育类国际顶级杂志"Journal of Chemical Education"上，得到了国际同行的认可。中心主任何红运教授撰写的《以“质量工程”为契机，深入开展实验教学改革》论文被评为全国高等学校实验室工作研究会第十次学术研讨会优秀论文（全国76篇，发表在《实验室研究与探索》杂志上）。中心主编的基础化学实验新课程体系系列教材获得了国内同行专家的好评―“我认为湖南师范大学《基础化学实验》的项目先进，对学生的培养目标明确，切实可行，特色明显”（湖南大学蔡炳新教授）；“该课程基础良好、特色明显、成果突出”（中南大学罗一鸣教授）；“将化学基础实验、综合训练实验和研究设计实验作为一个整体建立在一级学科水平上的独立实验课程体系教材还没有，《本科化学实验》教材的编写正好填补了这方面的空白，是一次大胆的尝试”（专家评审意见表）；“这套教材集成了他们在学科建设和专业建设上的一系列成果，适应化学发展的潮流，具有如下特点：第一，理工教融合。作者们将过去在人才培养工作中创立的特色贯穿到该教材中，在内容上既包括了化学实验中合成、分离和分析等全部基本要求，又包含化工的一些基础实验，还有面向中学教学的实验项目，有利于复合型人才的培养。第二，继承与创新。该教材在化学一级学科基础上构建了与原四大化学密切联系，并能覆盖相关专业各门化学课程知识领域的化学实验课程新体系，经典方法与现代方法相结合，注重通用性和多样性，有利于学生学会学习和学会创造。第三，科研转化为教学。该教材的一些实验项目源于作者在基础研究、应用研究和技术开发中取得的科研成果，面向生活、面向生产、面向社会，有助于提高学生探索未知的自信心和创造力，促进研究性学习的开展”（姚守拙院士）。多年来，学生在校园网上对教师化学化工实验课堂教学质量的评价均在90分以上，全部为优秀。
近3年中心教师承担863项目1项，国家重点基础研究发展计划973子课题1项，国家自然科学基金重大研究计划1项，国家科技重大专项子课题1项，国家自然科学基金面上项目26项，湖南省杰出青年基金、自然科学基金等20项，其他合作项目31项，获科研经费2 185万元，发表科研论文310篇，被SCI收录222篇，其中影响因子大于3.0的论文65篇。研究成果获省部级以上奖6项，其中省科技进步奖二等奖1项、三等奖1项，湖南省自然科学三等奖1项，中国侨界贡献奖1项，其他2项。申请国家发明专利18项，获授权9项。2012年，湖南师范大学化学论文被引用的ESI排名在全球前1%的1 047所顶尖学术机构中排名第785位，进入国际先进行列。
化学化工学院在校本科生获批国家大学生创新实验项目33项、湖南省大学生创新实验项目16项，申请发明专利5项，发表科学研究论文15篇，在全国和湖南省大学生课外学术科技作品竞赛、全国和湖南省大学生实验技能竞赛、全国高校化学专业师范素质大赛、全国大学生化工设计竞赛和大学生课外化学化工创新作品竞赛中先后有130余人次获奖，特别是在“三井化学杯”全国第五届大学生化工设计竞赛中参赛的F1队，获得了该赛事举办以来全国师范院校唯一的特等奖。面向生物医药产业的制药工程专业自第一届开始，连续6届毕业生就业率均为100%，化学化工学院4个本科专业的毕业生初就业率一直保持在98%以上，连续5年在全校排名第一。
化学化工实验教学中心面向中学师生开放，硕果累累，声名远扬。每年暑假期间都有大批对化学感兴趣的中学生来中心学习，与在校本科生交流，并由在校本科生指导做部分实验。这既让对化学感兴趣的中学生提前了解了大学实验教学的环境与模式，又使我校本科生对如何从事中学化学实验教学提前获得了体验。近年来，除湖南省内大批中学生外，河北、河南、江西、广东、天津、海南等省市部分中学的学生也纷纷来中心学习。经中心培训的湖南中学生在国际奥林匹克化学竞赛中获得了15枚金牌、4枚银牌。
主任简介
1 化工科技促使温童气体排放量藏少
我们所谓的温室气体，主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产，还是现阶段科技含量高，日趋现代化、国际化的社会化大生产，这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳。这些二氧化碳气体的排放，成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内，造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用现在这一状况已经得到了明显的改善，许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术，来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如，有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺，就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。
2 化学工程技术使可持续发展战略任务逐步向前推进
传统的化工生产，给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是昵，又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中，存在着大量的有毒有害物质，这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样，就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪，面对严峻的环境污染所提出的挑战，可持续发展战略这种道路的选择，成为了历史的必然。实现社会经济的可持续发展，已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业，在这一基本国策的指导之下，最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学，不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理，或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中，最大程度地充分利用资源，使原材料转化为产品，尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。
3 化学工程技术的新热点
3.1 化学超临界反应技术
超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上，这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域，已经显示出很好的效益，发展前景很好，但近年来的探究和发展阶段仍处于初级，待进一步深入研究。
3.2 绿色化学研究技术
绿色化学由于能够有效避免对环境的污染，近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如，它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理，利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品，这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。
3.3 分离技术的新研究
首先，分离技术强调对生产设备的强化，其次是生产技术。总结来说就是将设备更新，将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来，在力学的传递以及多相流方面，采用信息技术发生分离，还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平，对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。
4 传热过程新的研究发展方向
4.1 传热学中细微尺度的研究进展
细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴，如今它在热学中已经形成了一个分支，具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时，这样的情况会存在，但是由于尺寸的更加细微，原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩，很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的，近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果，产生了巨大的经济效益。
4.2 传热设备的研究进展
近些年来，利用翘片来强化传热，管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合，来优化传热装置结构的参数，实现管翘式的传热针设计。
4.3 与计算机技术的相结合
计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力，也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来，表现形式更加多样，能够有效分析大量实验数据。
4.4 与材料科学和信息工程相结合
科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段，在发展中应注重与多学科的交叉，更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科，这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业，为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析，得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。
关键词：分析化学；仿真虚拟实训系统；应用
随着医药、化学化工、食品行业的迅猛发展，特别是随着中国药都的建设，对于以化学化工医药工业为主修特色专业的中职院校，应当培养更多专业能力强、技术技能过硬的优秀毕业生。而分析化学是从事医药、化学化工、食品等行业分析测定岗位的必备的专业知识与技能。对于分析化学专业课的教学，通常采用理论讲授法和实验实训教学法，在教学过程中只有把理论与实验实训有效地结合，才能提高教学效果，真正理解和灵活运用分析化学理论与操作技能，加强学生的职业应用能力。但由于一些客观原因，如一些学校实习实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限、实习实验课时少等原因，导致理论与实训实验课程不能及时有效地结合起来，学生对教师所讲授的知识没有直观的认识，缺少创新和学以致用的能力，直接影响了教学效果。分析化学仿真虚拟实训系统的应运而生，既缓解了实验实训室与实验实训设备缺少的问题，又增加了学生学习实训的课时，使理论与实践有效地衔接，提高了学生的感官认识，增强了职业技术能力，是安全有效的教学模式和教学途径。
一、分析化学仿真虚拟实训系统介绍
分析化学仿真虚拟实训系统是通过多种计算机语言编程制作出的多媒体教学软件，由动画+视频资源+音频资源+文本课件构建出虚拟现实技术，在此技术基础上组建出虚拟实验室、虚拟实训动画、虚拟仿真、虚拟实训等。
二、分析化学仿真虚拟实训系统在教学中的作用
1. 利用分析化学仿真实虚拟实训系统加深学生对理论教学知识的理解力
对于分析化学这门学科，分析仪器及实验知识占的比重较大，而理论教学通常采用讲授法教学，在实验课时不十分充足或一些学校实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限的情况下，学生只能够硬性地掌握理论知识，对所学知识直观性认识较差，甚至还来不及实验操作就开始学习新的知识，导致开始实验实训时知识不能有效衔接起来，知识不能学以致用，降低了学生对职业技能的掌握及限制了学生的创新能力，影响了教学效果。分析化学仿真虚拟实训系统的应用，使理论课程中涉及实验实训的大部分内容可以在仿真虚拟实训系统中实现虚拟操作，教师可以通过先讲授后仿真虚拟实训的方式或边讲授边仿真虚拟实训的方式，有效地提高学生对知识的直观性理解，提高知识的衔接性；且分析化学仿真虚拟实训系统具有动画性、艺术性、情景性等，能为学生创造轻松、愉快的学习氛围，激发学习兴趣，提高学习效率；由于分析化学仿真虚拟实训系统中包括很多仪器与实验实训的内容，故一些学校实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限的问题等可以得到一定的解决。
2. 实现不易完成的细节操作、特殊操作、小概率事件的再现操作、安全性高、便于学生学习
在中职院校中，由于设备、实验条件的限制和出于对学生安全的保护与考虑，一般只让学生在校内实验室做一些简单的化学、分析化学及专业课实验，如酸碱滴定实验、EDTA标准溶液配置等分析测定实验，对于实验条件不具备或实验溶剂、生成物具有一定毒性或危险性的实验通常情况下不会开设实验项目；同时在组织学生到工厂企业实习期间，由于医药化工行业的特殊性，有不少的反应工艺比较复杂，反应条件比较苛刻，反应伴有高温、高压、易燃易爆等不安全因素，分析检测项目中溶液具有腐蚀性或一定毒性等，所以学生在企业实习期间很少有机会能亲自动手操作，只能以观摩为主，对所见所闻的知识只有一个感性的认识，而专业操作技能掌握较少，给学生就业胜任岗位工作带来很大的困难。而分析化学仿真虚拟实训系统不存在安全问题，学生可以通过虚拟实验室做一些实验条件不具备或有毒性、危险性的实验，当学生在对实验操作不娴熟的情况下，也不会因为学生的错误操作而损坏仪器，更不会对学生造成人身伤害。学生在企业实习期间不能亲自动手操作的项目，可以通过分析化学仿真虚拟实训系统进行操作，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习，当操作有误时，系统还会指出错误所在并演示出错误操作所出现的现象及后果，实现危险操作反复模拟训练，避免事故的发生。
3. 解决学校职业（岗位）能力培养与现场实训（工厂实习）脱节问题
由于学生到工厂实习的时间和次数有限，甚至没有机会到现场实训，且工厂安全条件限制了学生的实习范围，使得学生在实习工厂实训期间不能充分掌握甚至没有机会掌握本专业所涉及到的相关岗位的操作技能，以至于学生对现场实训的专业操作技能掌握较少，技能的养成性较差，对就业岗位的认识性和胜任能力较弱，导致职业能力培养与现场实训相脱节。分析化学仿真虚拟实训系统构建实时三维环境，在虚拟实验中，操纵者置身于三维空间的虚拟实验室中，逼真的环境、角色的扮演，使操纵者可以实时感受运动带来的场景变化、步移景异，有身临其境于现场实训操作的感觉，增强了专业操作技能和对就业岗位的认识及胜任能力，就业后能够快速地适应就业岗位，解决了能力培养与现场实训脱节的问题。
总之，在分析化学教学中，科学、合理、有效地利用分析化学仿真虚拟实训系统，并将仿真实训与实践操作有机的结合起来，能提高教育教学质量，将仿真教学的作用发挥到最佳效果。同时，随着3D立体显示技术在仿真虚拟实训系统中的应用，构建出全方位的虚拟实训室，会使仿真虚拟实训系统在分析化学教学与实习实训教学中发挥出更大的作用。
参考文献：
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训质量的措施[J].科教导报(上旬刊),2011(10).
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一、化学网络教学管理基本思路
以教育部现代远程教育资源建设委员会制定的《现代远程教育资源建设规范(试行)》中的关于远程教学管理系统的要求及教学活动的基本要素为基础在以质量为核心、以人为本、以科学的管理方法为手段、以优质服务为目标的网络教育教学管理基本理念指导下与学校网络教育学院教务管理工作人员合作融合双方力量进行科学化管理从学院层面的系统管理、教务管理、教师管理和学生管理四个模块构建网络教育教学管理模式。
二、模块化化学网络教学管理模式
1.系统管理。网络教育教学管理由于受到网络运行状况、计算机性能等因素影响具有特殊性和复杂性要有与它契合的管理制度和办法。鉴于西南大学网络学院已为我们提供了有效的用户管理和安全管理裁们重在研究为有效指导与监督教学过程的系统制度化管理制定了《西南大学化学化工学院网络教育管理办法》和《西南大学化学化工学院网络教师管理制度》成立了“化学化工学院继续教育教学指导委员会”加强教学过程监控和管理。
2.教务管理。教务管理包括专业设置、培养方案、教学计划和教材管理(学籍管理已由网络学院完成)。根据经济建设和社会发展需要掌院在2001年开始开设网络教育《化学》专业2008年在对培养方案做出调整和修订后,专业更名为《化学教育》专业,同时新增《应用化学》专业。两个专业在培养方案、教学内容等方面都采取不同于全日制本科的方式突出网络教育的继续教育特色。教学计划是根据网络教育特点和学生实际情况结合培养目标、专业方向、学习年限和教学对象而制定投有盲目照搬普通教育计划。网上教学组织严格遵守教学计划作为考核、验收教学质量的标准。两个专业教学计划各自包含不同的11门专业课程、各有特色的6门选修课程、教育实习或工业见习以及毕业论文。《化学教育》遵循当前中学化学教学的改革模式和中学化学新课程标准教有所依、学有所用;由于大多数学员都是来自基层教学单位,因此依托基层教学单位完成教育实习的实践教学环节并设计合理的与学员从事教学相关性强的毕业论文题目精心进行指导。而《应用化学》则遵循当前经济改革浪潮中企业对应用型人才的实际需要充分考虑来自工矿化工企业的学生实践优势依托企业完成实践教学环节和毕业论文。化学网络教育教材包括文字类(一般使用统编教材制作为电子课件、题库和案例库)、图形(像)类、音(视)频类动画类等教材洛类自成体系J虫立使用。
3.教师管理。教师管理主要从资格审查、培训管理、责任管理和考核评价上进行管理。学院规定从事网络教育工作的教师必须具有硕士或博士学位,并且有一定网络教育经验。教师任课前均需经过岗前专门培训,掌握一定的现代教育技术和实践技能在进行教学管理的时候能够主导学生的在线讨论活动,准确对学生的学习效果做出客观评价和指导。教师一旦承担网络教学需认真学习管理办法,熟知各项规章制度并与学院签订‘化学化工学院网络教育教师教学工作责任书”并建立化学网络教育教师档案。教学队伍建设:网络教育师资队伍的学科结构、学位结构、职称结构和年龄结构均有相应要求技照‘化学化工学院关于成立网络教育课程教学团队的决定”针对学院网络教育优质资源利用不够缺乏国内外知名专家授课情况通过外聘请内培养构建合理的教学队伍。目前已形成以中青年骨干教师为主力军的多个课程教学团队。教学研究:为了提高网络教学质量肩效进行教学改革与创新开展网络教育教学研究活动。内容涉及网络课程内容的组织、网络资源的利用、网络教学方式的探究、高校网络教学的设计原则、高校网络课堂教学的优化运用、网络教学中存在的问题和对策等等。鼓励教师总结自己进行网络教育过程中的经验和感想技照科学论文的规范格式撰文投稿始予相应奖励,推动网络教育管理的理论研究。
4.学生管理。学生管理包括学生自我管理和学习评价管理。网络教育具有“师生分离”和“教管分离”性质教师角色淡化教学管理弱化而学生的自我管理凸显。我们在每个年级实行班组管理启选班长,定期轮换赴每一位同学充分参与管理锻炼自主能力加强自我服务,同时重视对学生自治的引导。学生学习评价管理由自我性评价和客观l胜评价组成。自我性评价:学生先完成自测题目和思考题目提交后与标准答案比较而做出自我评价。客观性评价:根据学生平时作业完成质量、设计实验的完成情况等给出具体的分数通过提供参考答案及评分标准使学生感受到评价方式的科学性和公正性。教学秘书定期分析学生学习评价相关结果及时反馈给教师做相应教学调整。
三、化学网络教学管理模式特点
西南大学校是教育部批准开展远程教育的高等院校之一化学化工学院是学校较早开展网络教育的传统学科拥有具有学术理论基础的高层次的师资队伍,丰富的人才培养经验,为网络教学管理的实施提供智力、人才结合网络教育学院良好的技术支持和教务管理,形成较好的资源共享,为化学网络教育教学管理模式研究与实践提供了坚实的基础形成了自己的管理特点。1.制度管人。学院制定了《化学化工学院网络教育管理办法》、《化学化工学院网络教师管理制度》。从教师选派、教材选用、网络课件建设、具体教学(直播、录播、网上辅导、作业批改、考试命题和答辩等)一一做出相应规定使管理有据可依肩章可循制度管人。2.责任到人。教师一旦承担网络教学需认真学习学校和学院的管理办法熟知各项规章制度并与学院签订《化学化工学院网络教育教师教学工作责任书》责任到人。3.监控有人。学院成立的“化学化工学院继续教育教学指导委员会”加强教学过程监控。教育指导委员会成员定期检查各教学环节的完成情况,定期与不定期通报检查情况加增加了对作业批改和论文指导的中间检查次数做到在网络学院检查日期前提前2天进行院内检查对出现的问题及时处理肩效避免了各类教学事故的产生教学事故率为零。化学网络教育的管理与其它学科网络教育教学管理一样是一个复杂的系统工程是需要针对各功能模块从真分析和解决存在的问题不断完善的过程。
作者：傅英姿工作单位：西南大学化学化工学院
关键词：信息技术；化学学科；有效整合；创新人才
作者简介：聂长明（1961-），男，湖南衡山人，南华大学化学化工学院，教授；廖力夫（1951-），男，湖南衡阳人，南华大学化学化工学院，教授。（湖南 衡阳 421001）
基金项目：本文系湖南省教育厅教学改革研究基金项目（项目批准文号：湘教通[2012]401号，编号219）、湖南省教育科学“十二五”规划2013年度立项课题（课题编号：XJK013BGD029）、南华大学教学改革研究项目（项目编号：2011YJG04）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0020-02
信息技术是指人们利用信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和，它包括人们利用计算机等各种硬件设备和软件工具的科学方法，对图文声像等各种信息资源进行获取、加工、存储、传输与使用等。[1-3]近年来信息技术与课程整合已成为国内外的研究热点。[3-10]新家坡学者曾提出ICT整合TPACK模型、通用PST模型以及探究社群模型，[5-6]从教学的、社会的以及技术的三个方面分析了信息技术支持下的学习环境，分析和比较了三种模型中的四个基本要素的区别和作用。[5-6]朱红梅从信息技术与课程整合的内涵、整合的条件、整合的评价等方面进行了论述。[7]孙杰远从信息技术与课程整合的功能出发归纳和分析了当前最为常用的三种整合模式。[8]付会玉指出信息技术与学科课程整合就是将信息技术自然地恰如其分地融合到各个学科的教学活动中教学活动。[9]
尽管国内外学者在信息技术与学科整合研究方面取得了一些研究成果，但整合过程中明显地感觉到有“简单混合和拼凑的痕迹”。[10]深层次的整合过程中如何把信息技术与教学内容有机地结合起来，有效协同完成教学目标仍然是亟待研究的课题。[3，7，10]如何让学生将学习重心放到“学会学习”和培养能力上，如何将“以教为主”和“以学为主”的教学设计有机结合起来，充分实施“学教并重”以及个性化学习与协作性学习的和谐统一等仍然是教学改革的根本目标。[1，7，10]化学学科是国家重点发展的学科之一。笔者基于化学学科的特点，运用现代教育理论，立足学科交叉与互补，将信息技术全面地有机融合到人才培养的每一个环节教学之中，从而切实有效地推动教育教学模式的改革，实现在信息技术与化学学科创新人才培养整合中的协调互动。
一、基于信息技术与化学学科课程教学整合的教学平台设计
信息技术与化学学科创新人才培养的有效整合就是要在现代教育思想和理念的指引下，在化学学科人才培养过程中把信息技术、信息资源、信息方法与化学学科课程内容有机整合，从而切实有效地推进各个教学环节的改革，培养学生的创新能力和终身学习能力的一种新型教育教学模式。它不是一种简单的拼凑，而是基于信息技术的课程研制理论和实践探索优化过程，是将信息技术与课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施办法等方面有机地融合为一体，从而对课程教学的各个层面和维度都产生变革的教育活动。化学学科具有与其他学科不一样的独特的抽象性、可视觉性和可操作性。针对化学学科的这些特点，笔者从几个方面进行了有益的探索。
1.运用现代教育理论和信息技术指导整合的实践
首先，教学团队要从教育理论体系上对化学及化工类专业课程内容设计、课程教学设计、实践环节教学设计、教学质量评价设计等要素方面作出系统的考量与操作，运用现代教育理论和信息技术来研究教学过程中各种教育因素之间的关系。另一方面，在教学实践活动中，要求广大教师充分运用信息技术引导学生发散思维、激发灵感、解决问题，达到创新人才培养的目的。结合CAI、CHMIDRAW、分子模型、示频教学等现代教学手段和方法展示化学分子模型、物质结构信息、化学反应机理，为信息技术与化学学科课程教学的整合构筑全新教学平台。同时利用计算机网络开展网上选课、网上讨论学习、在线辅导答疑等，不仅让信息技术作为展示教学信息和抽象知识的载体，而且让它发挥更多的功能和作用，促进信息技术环境下化学学科系统化整合活动的实践。
2.利用信息技术创设教学情境、强化教学重点、化解教学难点
以计算机及网络为核心的信息技术作为教学环境的创设工具，采用多种信息表现形式创设问题情境，从而解决传统教学中难以解决的问题。在这些过程中，学生往往充满好奇和兴趣，会主动积极融入学习活动中，实现“以教为主”的教学设计和“以学为主”的教学设计的有机结合。这种设计和整合也正好能适应“既要发挥教师主导作用，又要充分体现学生主体作用的新型教学结构”的现代教学要求。
3.利用信息技术创设学习、交流、互动平台
通过E-mail和QQ群等信息技术工具与学生交流所需的有价值的信息，让学生获取解决问题的策略、技巧和方法。在这一过程中，学生的学习方式由传统的被动式学习向主动式学习转化。在这种学习方式的变化中，学生逐步获得了自信并提高了学习效率，逐渐培养起自主的学习意识和自觉主动的学习习惯。另一方面，通过网络的通讯功能和共享功能、软件工具、图文声像各种信息技术为化学学科创新人才培养提供了得天独厚的学习、交流、讨论环境和条件。这种由于信息技术的共享特性和超时空性使学习者平等地共享学习资源，使学习资源和学习方式从封闭走向开放，从教室走向课外，从学校走向社会，形成开放式的学习空间。
二、基于信息技术的创新意识与创新思维的培养
1.基于信息技术的化学创新意识培养
创新能力起源于创新意识，而化学创新意识又源于化学信息意识。化学学科的发展是在理论创新和实践创造的渐进中推进的，因此，创新意识是化学学科创新人才的基本素质。化学创新能力的培养关键是创新意识的培养，因此在信息技术与化学学科整合的各个教学环节中，要培养学生从大量日常普通化学反应和现象中捕捉可利用的有价值信息的能力，并将所获取的有价值的化学信息进行整合，使之产生新的有价值技术或知识，提高学生化学创新意识。创新教育的一切活动都是围绕信息而展开和进行的，没有信息创新人才培养就无法实施。创新人才的培养过程实质上就是一个不断发现信息、利用信息、创造知识的过程。只有具备了化学创新意识的人才有可能在日常的化学实践活动中迸发出创新灵感与火花，产生新的观念和想法。在这样的过程中，化学信息意识是其感知的来源。
2.基于信息技术的化学创新思维培养
化学创新思维的训练离不开化学信息源的指引。创新人才不仅要具有创新意识，还应具有创造性思维。学生的知识积累并不是完全通过教师课堂讲授而获得的，相当多的知识是学生借助一些其他手段或载体的帮助，利用各种学习资源而获得的。因此，在实施创新人才培养的各个教学环节上，要特别注重培养学生的化学信息获取能力、化学信息处理能力、化学信息利用能力、化学信息整合能力和化学信息传播能力等。通过信息技术与课程整合的实践活动有意识地引导学生成为各种化学相关信息加工的主体，成为发现和探索化学规律的主体。在每一个教学实践活动中避免对学生单向灌输，强调情景设计的学习环境、倡导协作学习、共同成长，主张发现式、研究式学习时空，这种新的教学方式十分利于培养学生的创造性思维。
三、基于信息技术与化学学科有效整合的实践效果
1.基于信息技术与化学学科的有效整合，培养学生实践创新的能力
实践表明，通过信息技术与化学学科的有效整合使学习方式发生了根本的变化，在这种基于化学信息时空里，一方面学生利用信息工具和信息资源，开发信息、获得信息、利用信息并解决学习中问题。另一方面，学习者利用信息工具和信息资源进行自主探索、合作交流、创新研究、锻炼个性、培养修养习惯，进而提升了自身的实践创新能力。学生不再只依赖于教师特定的讲授和课本的学习，而是利用信息化平台和信息化资源进行自主探索，这样的学习方式十分有利于培养学生的创新精神和动手能力。这种以网络技术、多媒体技术和视频技术为核心的信息技术自然地恰如其分地融合到化学学科各个教学活动的整合过程中，打破传统教学中的局限，克服传统教学的弊端，有力地推动了现代教育改革向前发展。近年来通过整合实践，化学化工学院学生的创新能力得到了较大提升，学生在各类竞赛中获得了良好的成绩，如在2011年湖南省化学化工大学生作品竞赛中获得特等奖1项、一等奖1项、二等奖2项；在2012年全国大学生化工设计竞赛中获得二等奖1项、三等奖一项，在华中赛区大学生化工设计大赛中获得一等奖1项、二等奖1项等。
2.基于信息技术与化学学科有效整合，培养学生信息素养和终身学习的能力
将信息技术与化学学科教育有效整合可以培养学生优良的信息素质能力。具备良好信息素养的人也是善于自主学习的人，而独立自主地学习正是创新人才所具有的基本素质。在现代信息时代里，化学知识创新和更新的速度迅猛增长，化学学科和专业的发展日新月异，人们再也不可能只通过一段时间的学习或培训获得一辈子享用的化学知识与技能。学生在完成了大学时代的学校教育之后还必须不断地接受继续教育，尤其是以信息技术为基础、以互联网为核心的远程学习教育和岗位式学习教育，这些学习教育形式将贯穿人的一生，以便适应化学学科的不断发展和科技进步的需要，这就是终身学习和终生教育。终身教育的学习方式主要是在信息技术环境和资源支持下的自我提升学习方式。终身学习的意识和能力主要通过在信息技术与学科课程整合的过程中形成。学习不再受时空限制，学习者不再是被动地接受知识，而是主动地获取新知识，即从学校走向社会，从学会转向会学，从“大学学习”走向“终身学习”。
参考文献：
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关键词：SciFinder Scholar 数据库检索 检索方法 使用技巧
中图分类号：G354 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0187-01
化学文摘服务社（简称 CAS）出版的化学资料电子数据库学术版则是SciFinder Scholar数据库，其隶属于美国化学学会（ACS）的CAS分支机构，被认为是当前世界上最具有权威、资料信息量最大的化学专业数据库，在生命科学、药学、化学化工等方面具有重要的作用，被认为是上述领域的重要信息检索工具。其中，超过50多种语言的200多个国家和地区的文献资料收录在SciFinder Scholar数据库中，主要覆盖的领域包括化学、化工、材料学、物理等多个方面[1-2]。
1 SciFinder Scholar检索特点分析
相比于其他传统的检索系统，在进行SciFinder Scholar数据库设计方面就存在不一样，SciFinder Scholar数据库系统为了使得用户未知的重要信息能够完全进行检索，这里并没有直接提供所谓的高级检索形式。系统的主题检索则较为类似于自然语言检索方面。为了能够获得大量相关信息，SciFinder Scholar则是鼓励用户从一开始就进行一定的广域检索，然后可以进行检索结果的提炼过程，利用相应的反映分析、物质分析以及文献分析等功能，这样能够体现出最佳的检索效果。也就是，首先把最为广泛的问题向SciFinder Scholar提出，然后，通过相应的iFinder Scholar的Analyze/Refine的相关功能来进行对于检索思路的不断修正，使得检索范围不断缩小，能够获得获取新知识的灵感以及新的知识点，这样可以通过把不同的Analyze/Refine功能进行有效组合，通过合理应用就可以获得更多的收益；同时，自动分类可以通过系统的Categorize功能实现[3-4]。
2 SciFinder Scholar数据库使用技巧思考
2.1 最新期刊浏览功能分析
可以在最新的将近2000多种的期刊列表中进行选择，在进行某种期刊选定后，通过界面的“Next issue”、“Previous issue”和“Select issue”等功能按键能够进行文献查找，可以通过相应的期、卷、年进行查找[5]。
2.2 定位检索（Locate）
第一，检索相关的物质定位中，检索化学物质可以通过多种方法，比如相应的CAS登记号、化学名和商品名等，但是，为了更好进行各组分的分隔，每行仅能进行一个输入，这样就应该注意进行相关的盐类、聚合物等多组分物质的查找，利用英文状态下的句号“.”来进行[6]。
第二，在进行文献标志符检索中，检索可以通过专利申请号、专利号、CAN号、PubMed编号进行。
第三，在进行书目信息检索中，某一特定信息的检索可以通过出版年份、作者名称和期刊名称进行，或者通过专利号检索的输入来进行专利文献的检索。
2.3 信息检索（Explore）
在反应检索（Reaction）中，绘制窗口能够通过系统实现，这样就得到化学结构图标，还能对于反应时物质角色定位，比如产物、试剂、反应物等，还能进行相关的反映检索。
在文献检索（Literature）中，一般检索包括组织机构、作者和研究主题。第一，在作者检索方面，必须输入姓，大小写都可以满足，尽量要求全输入姓，名一般仅输入首字母，然后点击OK，把合理的姓名的表达方式的选项都选上，这样就可以获得相关作者的最为全面的文章；第二，在检索组织结构方面，检索窗口的进入则是通过Company Name/Organization按钮，进行检索输入相应的单位的简称和全称都可。第三，在主题检索方面，SciFinder Scholar并不支持布尔逻辑运算符AND和OR，支持自然语言，介词在词与词之间中比如with、in、between、of、at等。比如，在进行“天然活性产物”的文献查找过程中，先输入相关的“active with natural products”。检索系统对主题词检索之后，多组检索结果则会显示，每组一种检索方式代表，可以使得逐级扩大检索范围，检索结果的选择则是通过用户需要进行。
在物质检索（Subatance）中，能都实现化学分子式和化学结构的检索。第一，在检索分子式过程中，利用分子式来进行某一化学物质的检索。应该区分大小写在输入分子式的时候，输入的分子式可以通过SciFinder Scholar系统进行编排和自动分析，这样搜索就能够按照计算机识别的Hill系统顺序而进行。第二，在检索化学结构中，化学结构则是通过系统提供的结构绘制工具所绘制然后进行检索，这样相关的生产该化学制品的厂商信息、该物质相关的文献信息以及该物质的3D模型等都能够获得。
3 结语
在化学等相关领域中，具有强大的检索功能的SciFinder Scholar数据库能为科研工作者提供准确而全面的信息，能够不断提高科研人员的科研能力，在进行的时间检索过程中，应该不断进行总结，通过修正和试验，更好利用其提供的相关各项功能。
参考文献
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[2] 任平.SciFinder Scholar的检索及其特点[J].现代图书情报技术，2006（2）.
[3] 徐烽.关于高校图书馆外文期刊数据库利用率的思考-以SciFinder Scholar数据库为例[J].农业图书情报学刊，2011，23（6）.
[4] 王希民，曹颖，杨桂秋.Sci Finder Scholar网络数据库及其检索方法[J].化学世界，2011，52（1）.
关键词：应用型本科;药学专业;有机化学实验;教学改革
对于药学专业学生来说，通过有效的实验教学能够对理论教学实施有效的补充，同时促进学生创新意识与能力的提升。有机化学实验教学是药学专业重要的基础课程之一，传统教学模式单一，学生对实验教学兴趣不高，导致整体的教学质量受到影响。因此，必须加强实验教学改革，从教学内容、教学方式、教学评价等方面入手，切实提升药学专业有机化学实验教学效率。
1转变传统的教学理念，认识实验教学的重要性
在传统教学理念下，有机化学教学中，理论教学在整个教学体系中占据主导地位，实验教学主要是为理论教学所服务的。在这种理论观点下，学生对实验教学认识不足，对实验学习不够重视，在实验课前不懂得预习。教师对实验教学重视不足，课堂中往往按照实验大纲进行教学，对实验教学中可能出现的结果、现象等没有预知的分析，很难做到理论与实践的结合。因此，为了有效的提升教学效率，实现教学理论与实践相结合的目标，必须从思想上提高认识，转变实验教学理念，强化实验教学意识，充分认识到实验教学是培养应用型药学人才的关键所在。
2加强药学专业有机化学实验教学模式改革
2.1加强实验教学内容改革
在传统实验教学过程中，通常以验证性实验为主，缺少探究性实验，学生在实验课堂中仅仅能够重复的按照实验步骤进行操作，限制了学生创新能力的发展与提升。因此，对于本科药学专业有机化学实验教学来说，必须加强教学内容改革，增加探究性实验，保留基本的化学实验操作，强化实验操作技能训练。同时，在实验教学中对实验内容不断进行优化，提升实验内容的科学性。萃取分离、蒸馏、重结晶都是有机化学实验中最为基本的操作，教师应该多增加这方面的实验内容。在基本操作训练过程中，应该从实验操作注意事项、实验原理以及基本操作技能方面加以训练。实验教学内容应该是一个完整的体系，教师应该根据药学专业特点，设置有效的实验内容，增强实验内容的趣味性，激发学生对有机化学知识的探究欲望。
2.2创新教学方法
针对传统灌输式教学模式，教师一味的向学生传授理论知识，学生被动的进行学习，学习的主动性不足，导致学生对药学相关知识理解不够深入，运用不够灵活。因此，必须改变传统的教学方式，引入讨论式、示范式、启发式教学方法。要求学生在实验课堂前进行有效的预习，了解实验的目的、步骤、原理等，掌握注意事项，在实验操作中应该思考更多的问题。在课堂中，教师需要通过提问等方式检验学生的预习情况，根据学生掌握知识的情况，有选择性的进行讲授，提升教学的整体效率。在实施实验操作过程中，还可以随机抽取几个学生，在课堂上进行实验演示，其他学生进行观察，找出操作中正确的点以及错误的操作，然后教师进行总结归纳，并进行正规的示范。例如，在乙酰苯胺合成实验教学过程中，在实验前可以让学生通过查资料、预习课本等方式，分析冰醋酸法、醋酸酐法两种实验方式的优点与缺点，可以提出一些探究性的问题，包括为什么冰醋酸法分馏过程中，要将温度控制在100~110℃之间，如果过高或过低会发生什么样的现象？通过这些问题引发学生主动思考，探索实验过程。
2.3借助计算机网络进行实验模拟
在计算机网络技术发展过程中，其在教育领域中的运用也不断增多。传统的有机化学实验教学授课方式，有时候受到课堂时间、实验器材等限制，无法做到让学生掌握全部实验过程，或者在课堂演示环节中，有些学生不能观察仔细，导致实验知识内容不能被接受。引入计算机网络技术，可以通过多媒体工具演示实验过程，让学生更加直观有效的观看到实验操作过程、实验现象等。通过网络虚拟实验教学模式，能够让学生在充分的学习理论知识后，及时的通过上机模拟实验，消化相关的知识内容。另外，计算机具有自动检验步骤是否正确的功能，通过网络实验模拟，可以及时修正实验过程，有效提升教学效率。
3强化有机化学实验教学评价模式的改革传统
以学生实验报告评价学生成绩的模式，忽视了对学生在实验操作技能、知识掌握情况等方面的评价。因此，加强实验教学评价模式改革，需要建立一套完善的实验考核体系，对学生综合能力进行客观的评价。可以将学生实验成绩分为四个部分，即预习、实际操作认知、考勤、操作。预习占总成绩的10%，主要是考察学生预习情况；实际操作能力占总成绩的30%，主要考察学生对实验目的、实验装置安装、操作规范等的掌握情况；考勤主要是包括学生课堂纪律以及出勤率，占10%；操作指的是采用抽题考核的模式，考察学生基本操作，占40%。
4结语
通过上述分析可知，应用型本科药学专业学生有机化学实验教学过程中，传统的教学内容、教学方式以及教学评价都无法适应实验教学发展，与新课程标准不符，不利于药学专业学生发展。因此，必须进行有效的教学改革，充实实验教学内容，引入先进的教学方法，构建健全的评价体系，促进整体教学效果的提升。
参考文献：
[1]石开云，周晓川.应用型本科院校有机化学实验教学改革实践与探索[J].化学教育.2015,17(8):122-123.
[2]万茂盛，华力，谢登宇.地方高校转型中有机化学实验教学实践[J].广东化工.2015,24(6):85-86.
[3]任巧，袁吕江，王琳.药学与制药工程专业有机化学实验教学改革的思考[J].西部素质教育.2016,32(12):99-100.
关键词： 物理化学实验 教学改革 人才培养
化学是以实验为基础的科学，实验教学在人才培养中的作用举足轻重，而物理化学实验的教学改革又是实验教学体系改革的重要方面。近年来，地方本科院校结合实际在物理化学实验改革方面都做了不少尝试。我们针对学生轻视实验、重理论、实验热情不高，自主性、能动性和创造性难以发挥等问题，以提高动手能力和创新能力为抓手，在物理化学实验教学中进行了改革探索与实践，提高了教学效率和人才培养质量，现总结如下，供大家参考。
1.加强课程教学改革，确保理论课与实验课同步进行
物理化学实验是化学化工类专业学生必须掌握的一门基本技术课程，教学内容综合了化学领域中无机化学、分析化学、有机化学等各基础学科的基本研究工具和方法。目前，由于理论课与实验课单独设课，受传统教学模式的限制，加之实验课一般又由不同的老师分小组指导，致使理论课与实验课经常出现脱节现象。往往理论还没有讲完，实验课就要先行开展，而实验课中涉及的理论知识受课时所限，不可能讲深讲透，导致学生在实验过程中对相关理论知识理解不透，只能依照教科书机械地进行实验，学生不能理解实验现象与内容间的内在联系，应付了事，实验课成了走过场。为此，我们重新审核理论课与实验课之间的内在承接关系，调整实验开设时间，确保在完成按时实验教学任务的前提下，做到理论指导与实验操作的步调一致。同时，改革一些过去不符合“绿色化学”观念的污染严重、毒害较大的实验内容，取而代之的是绿色、环保，又具趣味性和应用性的实验项目。实践证明，正因为学习了相应的理论知识，学生对实验过程中出现的不同现象才会有自己的理解和思考，实验的成就感大大增强。
2.更新实验教学理念，改革实验教学方法
为培养学生的创新能力，我们探索实施了“以学生为主，以教师为辅，注重综合素质培养和创新能力训练”的教学方法，在实验过程中，要求学生仔细观察实验现象，引导学生深入思考问题，激发学生的参与热情和主观能动性。如在实验过程中发生意外或出现突发故障，鼓励学生大胆提问，独立思考，对实验中发生的情况提倡相互讨论和争辩等。这样既加深了学生对实验过程的印象，又使学生对所学知识有了更深入的了解，并做到了举一反三，融会贯通；又如随着计算机技术的发展和普及，我们结合新仪器和新方法制作出与教学紧密相关的多媒体课件，使教学活动更具互动性和形象性；再如我们实施以小组为单位分批进行实验的教学方法，要求组内每个学生都要熟知实验的全过程，这样先做的同学可给下批实验的同学进行示范和指导等。上述方法的实施既可节约教学资源、提高实验效率，又可提高学生的自主性和协作精神，也给予学生足够的空间发挥实验技能和主观能动性，突出学生在实验过程的主体地位等。
3.建立开放实验室，实施开放式实验教学
自2010年物理化学实验被立为院级精品课程建设以来，我们开始尝试开放式教学，实验室全面向学生开放，给予学生充足的实验时间和空间。我们的具体做法是：对实验时间实行开放，学生可根据自己的安排，自主选择时间到实验室做实验，有足够的时间和自由度“准备、思考、消化、完成”实验内容；对实验仪器设备实行开放，把实验室闲置的仪器设备集中在一起，供学生了解仪器结构和工作原理，并鼓励他们维修和改装用，增强他们的动手能力。这样既给学生练就了一套过硬的实验技能提供了条件，又提高了仪器设备的使用率；对实验项目实行开放，学生结合自己的专业方向和兴趣爱好，自主选择课程大纲规定的实验内容，同时还根据实际需要选择实验内容，学生通过自学和与教师交流，独立完成实验。此外，对参与开放式实验的同学，我们还在文献查阅、实验方案设计、实验操作规范、实验仪器仪表组装及其调试、实验数据计算机处理、实验论文撰写和交流答辩等方面进行系统训练，进一步拓宽学生的知识面，激发他们的求知欲和好奇心等。
4.开设综合性和研究设计性实验，培养学生自主创新能力
为了能有效地培养学生的综合分析、研究创新能力，我们通过开设综合性和研究设计性实验来实现。综合性实验是物理化学实验课程知识的综合体现，其中包含大量的基础知识和基本技能的综合运用；研究设计性实验是教师只给出一个实验题目和实验目的，学生根据已有的知识，结合相关文献资料设计出实验方案，与教师讨论认为可后方可独立实施。研究设计性实验对学生的实验技能要求更高，往往被安排在综合性实验完成后再进行。这时基本实验技能课已上完，学生也做过了一些综合性实验，做研究设计性实验的基础已经具备。学生从教师那里得到实验题目后，通过到图书馆和互联网查阅相关的资料设计出实验方案，交给教师审阅，带审核通过后学生可进入实验室独立完成实验。实验结束后，教师会与学生一起讨论实验的得失，提出相应的问题，以求下次改进。例如在“微量热法测定药物对细菌生长代谢的抑制作用”研究设计性实验中，学生通过查阅资料和文献，可设计出多种实验方案，内容涉及药物和细菌的筛选、微量热数据收集与分析，细菌生长代谢环境的设置与控制，将多个单元操作串联在一起，并包含大型表征仪器的使用。实践证明，开设综合性和研究设计性实验使学生掌握了科学研究的一般方法和程序，巩固了理论知识，实验技能得到了锻炼，创新能力得到了培养。
关键词：化学工程与工艺 基础实验训练
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（c）-0240-01
本文以无机及分析化学实验为例，浅谈化工专业学好该实验的重要性及无机及分析化学实验教学中的几点建议。
基础实验训练除加强物理实验、电子实验、计算机、金工实习等基础外，无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、专业实验是重点[1]。其中，无机及分析化学是由原无机化学和分析化学统合而成的一门基础化学课程，也是化工专业学生必修的第一门化学基础课。通过本课程的学习，使学生掌握化学反应的基本原理、原子结构的基本理论、元素化学的基本知识、误差的基本概念和化学分析的基本技能。由于无机及分析化学是第一门化学基础课，为学生进一步学习化学相关基础课和专业课打下基础，所以这门课程以对后续基础化学和专业化学课程的学习起着至关重要的作用。由于化学是以实验为主的学科，所以与之相应的实验课无机及分析化学实验，是加强该课程实践性教学环节的一门主要课程。通过实验，可以加深学生对无机及分析化学基本理论的理解。
无机及分析化学实验，使学生在学习一些典型的化学分析法实验的基础上，正确地、熟练地掌握无机及分析化学实验的基本操作技能；认真观察现象进而分析判断、逻辑推理、作出结论的能力；初步学会处理实验数据及正确表达分析结果的方法；正确设计实验（选择实验方法、实验条件、实验仪器和试剂等）解决实际问题的能力；通过查阅手册、工具书及其它信息源获得信息的能力；培养他们实事求是的、严谨的科学作风，认真、细致、整洁的科学习惯，并锻炼学生独立从事科学实验的能力，为学习后续课程和将来从事实际工作打下良好的基础。总之，无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养是非常重要的。
在无机及分析化学实验的教学中，培养学生实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风、勇于开拓的创新意识，应始终贯穿整个基础实验教学过程中。
为了培养学生实事求是的科学态度，要求学生准备一个实验预习报告，用于实验课前预习。预习的内容包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据及记录。让学生在实验课前对实验做到胸有成竹，清楚为什么要做这个实验，理解相应的实验原理，清楚实验步骤，知道在实验过程中需要记录哪些数据，不至于在实验过程中手忙脚乱。在实验过程中，要求学生将实验数据记录在预习报告本子上，实验结束后，将实验报告本子拿给实验老师看。实验老师主要看实验结果记录的是否正确，误差大小，并签字。要求学生在写实验报告时，将预习报告本上的实验数据记录贴到实验报告册上，以保证数据的真实性，以达到培养他们实事求是的科学态度。同时，在实验过程中要求学生认真观察实验现象，做好记录，认真分析实验结果，从而培养他们实事求是的科学态度。
在实验教学过程中，注重培养学生勤俭节约的优良作风。在第一次实验课上，要求学生在实验过程中节约用水，节约试剂。在无机及分析化学实验教学过程中，通常采用微型实验，除了勤俭节约、降低实验成本之外，还有一个重要的目的就是尽量减少污染物排放，使学生具有环保意识。微型化学实验是指用尽可能少的化学试剂获得比较明白清晰的反应结果和化学信息的一种新型实验方法[2]。在实验过程中，在不影响实验结果的前提下，将实验工具书上的试剂量变为原来的一半或者更少，以达到节约试剂的目的。将一些价格昂贵的试剂，在实验准备过程中配制成溶度较稀的溶液，如在生理盐水中氯化钠含量的测定实验过程中，将AgNO3的浓度配制为0.05mol/L。在上述实验过程中，要求学生在润洗滴定管时，润洗液的量为5mL。在一些制备和提纯实验中，要求学生将产品称量完回收到指定的容器中，有些药品可以重复利用，如氯化钠的提纯实验。
化学实验是在理论指导下的实践过程，在这一过程中，允许有不同的观点、方法、手段，甚至有不同的结论，应提倡创新，鼓励探索，培养学生分析问题，解决问题的能力，为创新知识和创新能力的培养创造良好的氛围[3]。在实验课教学过程中，多设置一些问题，引导学生独立思考。在课后，要求学生认真写实验报告册，并对自己的实验结果进行分析，同时要求他们通过查阅工具书、文献资料等手段按时完成思考题。为了提高学生的创新能力，使实验室对学生开放。开放实验室使学生的创新能力培养延伸到课后。课堂内已经培养了学生的独立思考能力和创造性思维能力，使他们能从不同的角度分析问题，同时学生的科研能力也日趋成熟。开放实验室，主要是让学生利用业余时间到实验室去验证自己的想法，准备毕业论文。学生可以自己想课堂，自行设计出切实可行的实验方案。老师起到辅助的作用，帮助他们分析实验成败的原因，指出他们实验方案的可行部分，鼓励他们要有勇气面对失败，锻炼学生的意志，训练其缜密的思维能力。
总之，无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养起着关键的作用，希望在教学中得到高度重视。
参考文献
[1] 钟军.对加强化工专业学生实践能力培养的认识与思考[J].广州化工，1999，27（4）：136-137.
关键词：基础实验；创新教育；实验教学示范中心；教学改革；原则；高新技术；综合实验
2005年以来，教育部在全国高校中评出了501个国家级实验教学示范中心，其中有的已经挂牌，有的是建设单位，目前都到了总结验收阶段。对于国家级实验教学示范中心，“示范”的重点不应该是宏伟的教学大楼、不是高精度的大型仪器、不是强大的师资队伍，而应该是培养真正适应今后社会发展需要的人才以及在本课程中如何采取科学的特别是要有效的措施帮助和支持这个培养目标的实现。对于从事基础实验教学的示范中心，验收上应重点考查什么，值得认真思考。
我们认为，如何在基础实验教学中体现和实施创新教育，应该是核心指标。天津大学国家级化学化工实验教学示范中心是首批审定的国家级示范中心，在建设过程中，我们牢牢把握这个基本方向，取得了一些经验。
一、基础实验教学改革的立足点与原则
1 基础实验教学改革的立足点
提到实验教学改革，人们常常把精力放在投入大量的人才和物力上去开设“开放型”和“创新型”实验，认为只有这样才能与“创新能力”培养相一致。也有人把能力培养分成四个层次：基本能力层次、综合能力层次、设计能力层次、研究能力层次。然而，受到生源、学时、经费、场地、政策因素的制约，造成以下一些不容乐观的现象。
(1)自由时间，导致很少有学生来做实验，造成人员浪费；
(2)自选开放实验，导致很少甚至无人选，造成空间和资源浪费；
(3)所谓的“研究型”实验，受到学时等因素制约，与一般实验的水平相差甚微；
(4)各种比赛、竞赛搞得轰轰烈烈，成果也是琳琅满目，但真正有多少人有创造欲望?有多少人不是为“牌”而去?值得反省和深思。
对于基础实验教学改革，如何在教学中采取科学而又有效的措施提高教学质量和效率，进行“创新意识培养”，这才是改革的关键，也是基础实验教学改革的立足点。不认真组织教学，即使冠以“创新型实验”、“研究型实验”，照样使学生感到枯燥乏味；相反，在基础实验中，如果处理得当，照样使学生兴趣大增。只要我们按照科学原则办事，认真探索，积极实践，许多基础实验的水平和质量会大为提升，教学效率也会大为提高，也同样能达到创新教育的目的。
2 基础实验教学改革的原则
第一是可行性原则：作为示范中心的改革成果或经验必须能在各类学校中可以并且容易推广，在学生中受欢迎，而且还应该不增加学时和教师的工作量。
第二就是科学性原则：观念要科学，教学内容、方法要科学。
第三就是创新性原则：教学模式、教学效果必须达到对学生创新能力培养之目的。
只有坚持体现以上三原则，基础实验教学改革的经验才是有价值的经验，也只有这些经验才能有示范作用。国家级实验教学示范中心特别是基础实验教学示范中心，一定要把握这个基本方向。
二、基础实验的教学观必须创新
1 科学教育应该是高等教育的核心
科学不但带来了物质文明的进步，更重要的是在潜移默化中也逐步地提升了人们的精神境界。科学教育不应该只是知识的灌输、技能的培训、方法的传承，而更重要的应该是科学思想、科学方法论和科学智慧的启迪和熏陶。科学精神包括求真务实、开拓创新、和谐文明。高等教育要让年轻一代的核心价值观中更多地融入科学精神，真正地理解科学精神，用科学精神践行人生，从而使学生有求知的兴趣、有向上的精神、有质疑的勇气、有创新的激情、有奉献的胸怀。
2 基础实验的科学论
一流的大学必须有一流的本科教育，一流的本科教育必须有一流的实践教学作支撑，其中基础实验担当着极其重要的角色。对于化学化工基础实验，学生在探索复杂多变的化学变化和传质传热等单元操作过程中，体会精巧而严格定量的实验设计，通过对各种现象分析、归纳和总结，把理论知识提高到更高层次。一个基础实验水平的高低，不是看实验仪器的先进性，而是实验者的创造性。历史上有名的焦耳实验装置十分简单，但是巧妙而又十分具有针对性地观测到了“能量守恒”这一具有创造性的结果，成为一个伟大的实验。在基础实验中，哪怕是看上去最简单的实验，也要启发和激励学生进行思辨和创新，这就是基础实验的科学论。
美国的《国家教学教育标准》指出，科学探究是科学家们用来研究自然，并根据所获取的事实证据做出各种解释的各种方式。科学探究也指的是学生构造知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种行动。在基础实验中，如何引导学生进行科学探究，是基础实验教学工作者必须认真思考和探索的。我们在基础实验教学中融入新的教学观念，把被动的“参加者”和“操作者”变为主动的“实践者”和“探索者”，实验教学中突出知识点(原理)、技术点(操作要点)和兴奋点(实验拓展)。在基础实验的情景中，像从事科学研究一样，提出问题、设计方案、控制变量、分析结果、讨论总结。这样，就不一定要增加学时和新实验，一样可以达到培养创新能力和科学精神的目标。
化学化工基础实验在过去、现在乃至将来都是化工类实验的根本，无机和有机化合物的合成、分析、鉴定，各种物理化学性质测量，化工单元操作及各种动态测量等都是基础实验，在化工类人才培养中起到不可替代的作用。教师应当做到在基础实验中进行研究性教学，引导学生在基础实验中进行研究性学习。从而实现强化基本技能训练、突出创新能力培养、达到科学素质提高之目标。
三、将高新技术引入基础实验，实现经典与现代的完美对接
许多经典实验，多少年来被人们坚持开设，其原因之一就在于这些经典实验设计合理，训练功能明显，体现了科学家和设计者的智慧。我们必须充分发挥基础实验(其中大部分为经典实验)的作用，同时把当今的高新技术引入实验，实现“经典美”与“现代美”的统一。
例如，二元系统蒸馏曲线的绘制是经典实验。在这个实验中，我们不但引入了数显折光仪，而且还设计展示了具有先进水平的波纹填料精馏塔。石英塔体外面镀有透明导电加热层，配以可任意调节回流比的电磁阀，塔内填以获得国家科技发明一等奖的波纹填料，大大提高了传质效率和分离效果，节能环保。学生也因此获得蒸馏曲线在工业分离中的应用知识，同时了解了产生巨大经济效益和社会效益的高新技术，理解了社会和工业需求永远是科技发展和创新的推动力。
再如，在化工原理的基础实验之一――精馏实验中，采用了计算机数据采集技术。学生可以在计算机上实时地观察不同部位温度变化，对精馏操作的稳定过程有了直观的认识。
还有，在流体综合实验中，有的则用到转子流量计、节流式流量计、淌流式流量计。压力测量中，用到U型管压
差计、弹簧式压力表，同时也引入了压力和压差传感器及其数显系统，体会到工业测量仪表由经典到现代的发展历程。
四、变单一为综合，实现创新和科学精神培养
工科类学生实验门类相对较多，因此相应地每门实验学时较少，我们没有仅仅停留在“就这几个实验”上，而是在实验教学效率和质量上下工夫，下面举三个例子说明。
1 恒温槽的调节及应用实验
过去：大家都统一调一个温度(如30℃)，统一测同一温度下乙醇的黏度。
现在：(1)首先引导学生思考，在科学研究和工业生产中为什么要恒温?如何实现温度控制?恒温效果的影响因素有哪些?(2)实验内容扩展，各人设定温度不同(从室温至50"C)，测不同温度下的黏度。
效果：(1)发现恒温槽灵敏度不但与结构和性能有关，还与设定的温度与室温的差别有关，差别越大恒温效果越差，引入多级恒温的概念和方法；(2)测到了液体黏度随温度变化，用不同方程关联二者关系，得到了数据处理的高层次训练：(3)每个都要共享其他人的数据，自己的数据也要被其他人使用，这对于关联精度都有影响，体现了个人成就感和团队协作精神。
2 化工基础实验――精馏实验
过去：大家只测稳态下的数据。
现在：先独立思考然后讨论以下问题。
(1)为什么化学工程师需要分离混合液?
(2)蒸馏所基于的原则是什么?
(3)精馏柱(塔)和蒸馏器之间的区别是什么?
(4)相比分馏板，内波纹计有什么优势?
(5)产品是从柱的顶部还是底部收取?
(6)如何从柱的不同高度改变中间馏分的成分?
石油炼制：
输入：原油(组分几十种)；输出：从塔顶至塔底依次为天然气一石脑油一汽油一煤油一柴油一重油一沥青。
这样，使学生对精馏过程及操作有了更深刻的理解，然后再拓展到施加干扰。如，塔顶冷凝水停了，塔釜再沸器加热功率发生变化或者进料量突然变化。
效果：(1)学会如何识别异常情况；(2)学会针对不同异常应采取哪些应急措施：(3)这种研究性实践培养了学生分析问题和解决问题的能力：(4)充分体现理论与实践相结合。
3 有机化学实验――番茄红素的提取
番茄红素的提取过去统一为薄层色谱分析法，萃取也统一为先用丙酮，再用石油醚。
而现在改为把学生分为三人一组，分别采取有机溶剂、乳液和泡沫分离提取方法；互相观察不同工艺操作步骤出现的不同现象，然后分析讨论这些方法的优缺点。
以上工作我中心教师发表于J.Chem.Education。
值得一提的还有有机化学的酯化反应实验，过去都用硫酸作催化剂；现改为有的用硫酸，有的用固体超强酸作催化剂，在反应过程中相互观察反应现象、回流情况、反应速率、分离难易程度等，然后分析讨论，比较二者的优缺点。得到如下结论：固体超强酸催化是一个绿色工艺，减少了污染，催化剂可重复使用，但反应速率和效率有待于超强酸性能的进一步改善和提高。这是化学工作者一项重要任务。
五、实验过程中创新思维的培养
德国的教育之父洪堡说过：“教育必须培养人的自我决断能力，而不是培养人去适应传统的世界，不是首先要求去传授知识和技能，而是要唤醒学生的力量，培养他们自我学习的主动性。”在基础实验过程中引导学生带着知识、经验、思考、灵感、兴趣去观察实验现象，做到手脑并用，培养他们的创新思维。
例如，在溶胶制备和电泳的实验中，同学发现两极都有气泡逸出，正负极上升速率和下降速率不等；一段时间后，一极辅助液与溶胶界面清晰而另一极不清晰等现象。这时，我们就启发学生思考，并让同学主动回答。我们的问题是：
(1)在直流电作用下，稀酸水溶液会被电解吗?
(2)电解时，在正负极上各发生什么反应?气体各是什么?
(3)电解的结果，负极区pH值(或OH-浓度)如何变化?
(4)胶粒上由于吸附Fe3+带正电，遇OH-后，(电势如何变化?
(5)在一定外电压下，ζ电势下降，电泳速率如何变化?
2.钟瑞雄（1990――），男，四川成都人，现就读于西南大学化学化工学院化学师范专业。本科。
3.王海波 （1990――），男，汉族，河北蠡县人 ，现就读于西南大学化学化工学院化学师范专业。本科。
摘 要：在全球化的背景下，为迎接信息化社会的挑战，世界各国都对本国几何内容的课程标准进行了改革。本文以中国和美国初中数学图形与几何内容的课程标准为依据，就课程理念、内容和结构三方面进行对比分析，在分析研究两国标准差异的基础上对我国初中数学图形与几何内容标准实施提出了建议。
关键词：中美两国比较；初中数学；课程标准；图形与几何
2007年4月，教育部颁布了《全日制义务教育数学课程标准（实验修订稿）》（以下简称中国《标准》），从2000年我国第一轮课程改革到中国《标准》，图形与几何的课程标准从设置理念到课程内容都发生了较大变革。2000年，全美教师协会发表了《学校教学原则和标准》（以下简称美国《标准》），该《标准》中包含了数学教学的原则和目标，其中也单独罗列了6――8年级几何与度量两个模块的教育标准（相当于我国初中阶段）。但经过对于图形与几何部分的课程标准详细的比较分析后，还是能观察出其中存在的相似之处和差异性。
一、课程理念的比较
中美两国在图形与几何课程的设置理念上都是相近的，提倡以人为本，关注学生未来的发展。首先，对于受教育的主体学生不存在统一的教育模式，而是因材施教，提供进一步学习数学的基础。其次，两国《标准》都注重了学生数学素养和几何思维的进一步发展。中国《标准》总体目标中加强了对学生“发现问题和提出问题，分析和解决问题”［1］的能力的要求。美国《标准》要求：学生通过作图、度量、直观想象、比较、变换和对几何图形分类，来研究几何关系。美国《标准》也表示：几何对发展数学推理，包括归纳和演绎推理，提出和证实猜想，对几何图形分类和定义都会提供丰富的材料。可见两国都赞同初中数学图形与几何模块在学生数学素养的养成和习得方面起承上启下的作用。［2］
二、课程内容标准的比较研究
1.通过对中美课程标准的比较分析，我们可以看出，中国《标准》与美国《标准》中有关初中几何部分有如下相似之处：
（1）对于几何内容处理方式的认知
在几何知识的教学中，中国历来都较为重视演绎证明，相比较而言，美国的教学传统则弱化了对证明的要求。近年来，中国《标准》在几次修订的过程中，在降低了对逻辑思维能力的要求，同时加强了对学生探索发现的创新型能力的要求。美国《标准》则在原有基础上加强了对演绎推理的能力要求，在六至八年级的课程标准中明确表示“做出并评论有关几何概念和关系的归纳和演绎推理，如全等、相似和勾股关系等。”［2］并且在完成十二年级的数学教育时应该具备“有关于几何关系的数学推理能力”［2］。对比两国对演绎推理能力的要求，可以得出两国在不断地变革中渐渐达成一种多样化的内容处理方式的共识，并趋于培养学生各种能力的一种平衡。
两国都在欧几里得几何学为根本以及演绎法认识几何内容的基础上，引入了坐标法和变换法以期望从不同的侧面认识几何。对于同一个几何概念和关系，例如全等、相似和勾股关系美国《标准》要求“学生能够归纳和演绎推理”，同时也指出“用变换来检验图形的全等、相似、轴对称和中心对称”。两国标准对坐标法和变换法的关注无疑更加利于学生几何知识的深化和几何思想的形成。［2］
（2）都注重几何知识的现实性
中国《标准》指出“认识和欣赏平移在自然界和现实生活中的应用”、“认识和欣赏自然界和现实生活中的轴对称图形”［1］和“在实际问题中，能建立适当的直角坐标系，描述物体的位置”［1］等具体的实际运用要求。美国《标准》同时也指出“认识并将几何概念和关系应用到数学课堂以外，如艺术、科学及日常生活中去。”［2］但中国更注重实用性也即是解决实际生活所遇到的问题解决能力；美国则更加关注学生在几何概念和模型方面的的感受经验，深化几何在现实世界的重要性。［3］
2.对比分析表一，中国《标准》和美国《标准》的不同之处在于：
（1）几何课程知识体系的要求
纵观两国初中几何的知识点，美国将度量标准独立与几何教学模块而加以强调。中国《标准》则在第二学段对涉及度量的标准在第二学段就加以说明了。另外，美国《标准》在利用坐标系描述位置等要求上相比中国《标准》也出现了延后。再者，除了在几何知识点上的延后，例如尺规作图等出现在中国《标准》中的知识点在美国《标准》并未涉及。
整体上，中国《标准》有利于学生完整而牢固的掌握有关的基本知识点和基本基本技能，体现了中国“双基”教学的传统。美国《标准》则利于学生创新型能力的培养。近些年来，两国教育相互学习互补不足，中国的教育向双基与创新型能力的平衡发展的变革，而美国则向中国的双基教育靠拢。［4］细节上，中国《标准》通过大篇幅知识点要求的罗列，使得教师在教学过程中具备了较强的可操作性；而美国则简明的叙述了各个知识点，对各个知识点的掌握程度并没有给出具体标准，给予了教师更大的自由度和发挥空间同时也提高了对教师职业素养的要求。
（2）信息技术在几何课程中的整合
相比美国而言，尽管在近年课程标准的改革中中国不断改进信息技术与数学课程的整合，信息技术在教学中的使用仍然相对滞后。中国《标准》在实施建议中提出要充分运用现代信息技术，使用计算机以及有关软件来研究图像性质。美国《标准》则多次提到动态软件和几何画板在教学过程中的使用，以其精确性而更加利于对知识的理解掌握和探索创新能力的培养。
三、启示
1.加强与生活的整合
鉴于我国历来的教学传统和应试教育的评价体系，如何在保持双基教育的优势下进行创新型能力培养，将是我国未来课程教育改革探索的主题。一方面，应当注重案例的生活性，加强与现实的联系；另一方面，完善评价体制，采取综合测评的方式在实践过程中完成学生能力的培养。［5］
2.正确认识几何的教育价值
长期以来，几何教学过分强调了知识体系的完整性和推理的严密性，也过于倚重欧式几何的演绎法。在教育改革中我们应当强调学生学习的过程，依循学生认知发展的规律，以培养学生的几何素养为教学目标。［6］
3.加强与现代信息技术的整合
为迎接信息化社会的挑战，信息技术的辅助教学将使几何内容的高效学习成为可能。计算机及其相关软件的使用可以为学生节约大量的时间同时提供丰富的学习资源，有利于学生探究性学习和思考几何问题的本质。另一方面，新技术手段的引导者教师应当具备更高的业务素养，加强教师职前培训，使教师正确认识现代教育技术同时有效的应用现代信息技术，避免其应用成为负累或是向人夸耀的手段。［7］（作者单位：1.西南大学 数学与统计学院；2、3.西南大学化学化工学院 重庆 ）
参考文献：
［1］ 中华人民共和国教育部.《全日制义务教育数学课程标准（修改稿）》.武汉：华中师范大学出版社,2011.
［2］ NTCM.Principles and Standards for School Mathematics.省略.
［3］ 钟启泉.为了中华民族的复兴,为了每位学生的发展：《基础教育课程改革刚要（试行）》解读［M］.上海：华东师范大学出版社,2001.
