时间:2023-10-08 15:44:36
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篇大学化学问题,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:大学化学教育;绿色化学;改革
0引言
随着时代的不断发展,绿色、环保越来越被人们所重视,也逐渐成为了世界发展的主题,也是化学教育在新时期改革发展的过程中所要重视的问题。在高等教育的不断改革下,我国大学的化学教育对绿色化学教育越来越注重,绿色化学教育理念的引入和运用促进了大学化学教学过程中出现的问题的解决,也有利于我国高等院校化学教育事业的发展。
1绿色化学的相关概念
随着工业化的快速发展,我们生存的环境受到的污染越来越严重,环境问题愈发严峻,环境保护问题也成为了世界性的问题。任何行业、组织以及个人在追求经济利益、获得发展的同时,也要对环境保护问题加以重视。而对于人们生活质量的提高以及自然环境保护方面,化学发挥着重要的作用。1995年3月,美国总统克林顿宣布对“绿色化学挑战奖计划”进行设立,同年10月,美国国家环保局也对“总统绿色化学挑战奖”进行了设立,从此,“绿色化学”这一名称广泛传播开来。绿色化学的含义是在设计的过程中尽可能的保证对环境最小的负作用或者对环境没有负作用,而且保证在实践时,技术上和经济上都可行的化学品和化学过程。绿色化学的理念对多种化学领域都有所涵盖,在今天,我们也越来越多的对其加以利用进行污染的防治。
2大学化学教育过程中开展绿色化学教育的必要性
2.1在大学化学教育过程中开展绿色化学教育是素质教育的内在需求
有效落实素质教育是培养全面发展的人才的重点,大学化学教育既要注重素质教育的实施,将素质教育作为大学化学教育的导向,也要注重绿色化学理念的传播,对学生的社会责任感进行培养,使学生在学习的过程中具有创新精神。绿色化学教育的开展在大学化学教育的改革下,使大学化学教育的改革有了更广阔的空间,使大学化学教育和时代改革的发展有了更紧密的联系。因此,在大学化学教育中开展绿色化学教育,为落实素质教育提供了有效的途径,促进大学化学教育在新时期的发展。
2.2在大学化学教育中引入并运用绿色化学教育理念,是新时期开展大学化学教育改革工作的基本指导理念
当今世界在不断发展的过程中,越来越注重绿色和环保,这也是我国大学教育包括大学化学教育发展的过程中所需要面对的基本课题。大学化学和初中和高中的化学有很大的不同,在教学内容方面,大学化学教学内容的系统性和专业性更加鲜明,而且具有表现广泛性的特征,这些都导致大学化学在教学的过程中的复杂性比较强,因此,需要引入绿色化学教育理念,并进行合理的运用,使得大学化学教育的科学性和完备性得到提升。在大学化学学科实验教学具体开展的过程之中,要对绿色化学的基本理念进行积极的倡导并践行,不断提升我国大学化学教育事业改革工作的开展水平,为大学化学教育改革工作的开展提供支持的条件。还要对节能环保材料的研究和应用进行密切的关注,并且在研究和解决能源短缺问题上也加强关注,并且了解开展绿色化学教育对我国大学化学教育事业开展的影响,使我国大学化学事业的发展得到提升。
3绿色化学理念下大学化学教育的改革措施
3.1在大学化学教育中坚定绿色化学思想的指导地位
在大学化学教育阶段,要以绿色化学教育为基础,大学教师要坚持在绿色化学教育思想的指导下开展大学化学教育。在进行教学时,要将绿色化学教育和素质教育理念相结合,使得大学化学教育在绿色化学教育下得到更深化的改革。比如,教师在实验室对无机有毒气体进行制备并讲解的过程中,可以和当前的环境热点问题相结合,对无机有毒气体的理化性质进行重点的讲解,使学生能够对无机有毒气体对环境的影响有明确的认识,从而在对无机有毒气体物质进行制备的过程中,可以对环保加以注重,并进行优化控制。
3.2对大学化学教学体系进行调整和改善
在大学化学教育中引入绿色化学教育理念是一种创新性的变革,也是时展的需要。在绿色化学教育理念下的大学化学教育的改革,重点就是对大学化学教学体系中的教学内容进行调整和改善。具体来说,就是在大学化学课程的教材中渗透绿色化学教育理念,这是对传统的教育理念的刷新,也是传统的教学内容和理念的革新。同时,在教材中也可以对与绿色化学有关的章节进行增加,让学生对绿色化学进行学习,并真正的了解绿色化学,实现大学绿色化学理念的普及。
3.3培养师生绿色化学意识,营造良好的绿色教育的大环境
在大学化学教育中开展绿色化学教育,突破了传统的大学化学教育理念,与时展的主题相呼应。大学化学教育在绿色化学教育理念下实行改革,教师和学生对传统的化学教育思维方式进行转变是关键,师生具有绿色化学意识才能够使绿色化学教育得到拓展,并提高师生参与的积极性,因此要加强师生绿色互相意识的培养。首先,要对绿色化学教育加强宣传,使师生能够更好的认识绿色化学教育,并且能够在实践的过程中贯彻绿色化学教育理念;其次,绿色化学教育能够将大学化学教育和人文教育连接起来,因此要以绿色化学教育理念为导向,对化学教育理念进行深化,并调整、优化绿色化学思想;最后,要培养学生形成绿色化学的思维方式,在解决化学问题时能够从环保的角度出发,这样能够营造良好的绿色教育的大环境。
3.4对绿色化学理念的渗透进行强化,调整并优化化学教学理念
在大学化学教育中强化绿色化学理念的渗透,能够为绿色互相教育的开展创造良好的内在环境。首先,教师在进行教学的过程中,要在理论课堂的教学中对绿色化学教育理念进行渗透,使学生在进行理论学习的过程中,实现对绿色化学教育认识的强化;其次,在进行实验教学的过程中更要践行绿色化学教育理念,使学生在亲自动手实践操作的过程中能够了解到开展绿色化学的意义;最后,以绿色化学理念为依托,优化并调整现有的化学教学模式,在化学教学中能够更好的融入绿色化学教育理念。
4结语
在大学化学教育的改革和发展中开展绿色化学教育,是实施素质教育的内在需求,也是新时期开展大学化学教育改革工作的基本指导理念。要采取有效措施促进绿色化学教育下大学化学教育的改革,可以在大学化学教育中坚定绿色化学思想的指导地位,对大学化学教学体系进行调整和改善,培养师生绿色化学意识,营造良好的绿色教育的大环境,对绿色化学理念的渗透进行强化,调整并优化化学教学理念等等,以促进大学化学教育的深化改革。
参考文献:
[1]杨先炯.基于绿色化学教育下大学化学教育的改革探析[J].科学大众(科学教育),2016,(04).
[2]姜欣.化学学科发展与化学教育探析[J].现代商贸工业,2014,26(19).
[3]李梅,景晓燕,韩伟,朱春玲,王君.普通化学教学中绿色化学教育的渗透[J].教育教学论坛,2013,(28).
[4]孙佳,庞志霞,李磊.初中“绿色化学”教育的研究与实践[J]学理论,2014,(33).
[5]曹平,李军,全学军,徐云兰,许俊强.结合地区化学工业实际推动高校绿色化学教育发展[J].广东化工,2012,(03).
关键词:中学;化学教师
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;
中图分类号:G451.6 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
中学化学教师要具备哪些素质才能比较深入地开展教育科研工作,做出能在公开发行的专业期刊上发表的论文呢?本人认为,中学化学教师必须从以下几个方面培养自己的素质,提高教育科研能力。
一,要不断丰富自己的专业知识
丰富扎实的专业知识是深入开展教育科研工作的基本前提。中学化学教师只有具备了丰富扎实的专业知识,才能站在较高的学术起点上统观中学化学的学术问题和教学问题,才能对中学化学教学中遇到的疑难问题进行科学研究并得出正确的结论。
中学化学教师的学历基本上都达标了,有的甚至还取得了硕士研究生的高学历和高学位。从学历来看,好像大家都具有比较扎实的专业知识.其实。学历的高低一般不能说明
专业知识的多寡。我这样说的理由有两点,一是时下有些人的文凭水分较大,有文凭、缺知识的现象比较普遍的存在:二是有些人工作一段时间后就将大学里所学的知识完全遗忘了,他们的大学文凭仅表示他们曾经上过大学。这两个原因使一些教师实际上并不具备扎实的专业知识。
中学化学老师可从如下几个方面来丰富自己的专业知识。一是在备课时要经常翻阅大学化学的相关内容,如在备氮族元襄的内容时就将大学化学中的氮族元素翻阅一下。在备乙醇的内容时就将大学化学中有关醇的内容翻阅一下,这样坚持几年就可以将与中学化学教学密切相关的大学化学内容熟记于心。二是遇到疑难问题时,要多分析、多研究、多查阅一些资料进行比较研究,时间长了,就自然而然地掌握了比较丰富的知识。同时还会在此过程中发现一些值得研究的课题并取得相应的科研成果。三是要善于向他人学习请教,有道是“三人
行,必有我师”,有许多老教师在多年的实际教学中都对有关的问题多少琢磨出了一些个人的独特见解,只要中青年教师善问,老教师们都是乐于奉献自己的经验的,这可以使中青年教师在教学工作和业务学习上少走弯路。四是要养成爱阅读、爱学习的好习惯,教学工作的间隙常有一些零碎的时间,大家只要把这些零碎的时间利用起来就可以看很多书籍,学许多知识。我常在教学工作的间隙阅读《化学教学》、《中学化学教学参考》、《中学化学》等专业杂志,在这些杂志上,有许多先进的理论、先进的方法值得我们学习和借鉴。通过阅读。我们既可以学到一些先进的理论和方法,又可以在学习中发现一些值得进一步研究的课题。
有很多教师一般都只满足于能讲解中学化学教材上的内容、只满足于能讲解中学化学教辅资料中的一些题目、只满足于能够应付中学化学的日常教学工作,这种专业状态和学习态度使得有些教师需要莺新进行专业培训才能上有关的选修课。我们虽然不能说这种专业状况和学习态度是消极落后的。但可以肯定地说.凭这种专业状况和学习态度是不可能在教育科研上有所成就的。常有教师教导学生说“好习惯成就未来”。若将这句话用到我们有些教师的身上也是很合适的。只要教师们养成了爱学习、爱思考的好习惯。就一定会在教育科研上取得显著的成绩。
二,要努力学习教育理论知识
研究中学化学的教学问题,仅有扎实的化学专业知识还是不够的,还应该有一定的教育理论知识和心理学知识。
一直以来,我国的师范大学在培养师范生方面都存在着重专业知识教育、轻教育理论教育的倾向。师范大学化学专业的教育也是如此.这种培养倾向导致的直接后果是师大学生作为教师的教育素养有点先天不足。既然师大毕业生的教师素养先天不足。参加工作后就应该补上这一课。遗憾的是我们的教师培训工作也没有对此问题引起足够的重视。对于一个立志献身教育、并打算在教育科研上有所作为的老师来说,应该自己补上这一课。
三,要逐步培养自己的创造能力
具有丰富的化学专业知识和教育理论知识还只是化学教育创新的基本条件,深入开展教育科研工作还必须具备较强的创造能力。有些教师暂时还比较缺乏创造能力,但创造能力是可以逐步培养的。就本人的体会来说。只要教师们爱学习、爱思考、肯动手,创造能力是会逐步提高的。
对于一个初涉教科研工作的新手来说,开始时一般不要研究那些涉及面广、综合性强、难度大的研究课题,而且就某一个具体的问题进行比较深入的研究。如研究某一个知识点的教学,研究某一道习题的教学。研究某一个实验的教学等。在一些教学点的研究上积累了一定的经验之后。就可以对一节课的教学进行较深入的综合研究,然后再选择一个单元的教学进行较深入的综合研究。当熟悉了整个高中化学的教学情况、积累了足够的知识和经验之后,就可以站在整个高中化学教学的高度进行某些专题的教育科研工作。
中学化学教师的科研能力是可以逐步培养提高的,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较丰富的成果。
四,要掌握科技论文的撰写特点
相信每个中学教师都曾在学生时过议论文,甚至还写过十分优秀的议论文。但不是每个教师都在学生时过科技论文,这使得许多老师完全不知道科技论文的撰写特点。有些教师撰写教科研论文时竟然还像学生写应试议论文一样随意编撰。
普通的议论文和科技论文在写作上有相通之处,也有显著的差异。二者的相通之处是都要做到观点鲜明、论据充分、论证严密。这是大家都熟悉的撰写论文的要求,不必本人做进一步的说明。
摘要:本文主要针对不同专业如何结合专业实际需求开展无机化学课程教学进行了探讨,从不同专业的教学内容、学时、案例、生源背景的差异性等方面进行了综合分析。
关键词:无机化学课程;化学专业;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)50-0206-02
无机化学课程是高等院校化学、化学工程与工艺、应用化学、药学、环境科学、临床医学等化学和近化学专业本科生的第一门专业基础课程,同时也是理工科专业如物理专业的必修课程。该课程讲授的内容是立足于学生在已掌握的高中化学知识基础上,使学生了解或掌握化学热力学、化学平衡、化学动力学、近代物质结构理论、原子结构、元素周期律、分子结构和四大化学反应及平衡、元素化学等基本原理和基础知识,具备对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力,使学生在科学思维能力上得到良好训练和培养,为他们今后各门后继课程的学习准备必要的基础理论。近年来随着我国高等教育的迅速发展,无机化学课程群除了传统的无机化学[1,2]外,还包括基础化学[3]、无机及分析化学[4]、普通化学[5]、大学化学[6]等不同名称的课程和相应的教材。尽管课程名称不同,但核心内容都为传统的无机化学课程基本内容。与此同时,课程名称的变化和教学内容的差异也体现了课程教学过程中具体专业具体对待的必要性,只有这样才能更好地践行人才培养分作。本文以绍兴文理学院无机化学课程群授课情况为例,对不同专业无机化学课程授课的差异化教学模式进行了分析和探讨,希望通过本研究,对老师在授课过程中如何切合专业特点、因材施教提供一些经验和建议。
一、结果与思考
1.不同专业无机化学课程教学内容和学时的差异性分析。随着高校教学改革的不断深化,培养社会需求的应用型人才是地方普通高校人才培养的主要目标。在不断优化和修订人才培养方案以及教学大纲过程中,许多老师不可避免地会遇到教学内容与学时的矛盾,如何看待不同课程对所授课专业的支撑作用,按照有限的学时精心选择授课内容,是每个老师需要认真思考的问题。表1概括了绍兴文理学院本科教学中涉及无机化学课程的专业、学时和主要教学内容。由表1可知不同专业的无机化学课程设置在学时和教学内容上都具有很大差异,例如化学专业无机化学课程设置的学时数是临床医学专业学时数的4倍,其教学内容不论从光度上还是深度上都要远远高于临床医学专业。从不同专业的教学内容来看,在差异性存在的同时也有共同性,即所有专业的无机化学(包括基础化学、普通化学、无机及分析化学等)课程教学内容都包含酸碱、氧化还原、沉淀与溶解和配位四大化学反应理论、化学热力学、化学动力学这些核心的基本知识。上述这些差异性也正是客观反映了不同专业对化学知识结构的不同需求,是人才培养的客观需要。
2.教学案例的差异性分析。本科教学是基础教学,着重培养知识面宽、适应性强、素质好的后备人才。但这种基础教学不同于中学的基础教学,它带有专业性和研究性的特点[7]。在对不同专业学生授课过程中,老师不仅要熟悉自己的教材,更要了解不同专业对同一授课知识点的不同需求,结合专业实际,开展生动活泼的案例教学。例如对于溶液依数性教学内容的讲解,在渗透压这一知识点,除了共同的基本理论原理外,针对不同专业可以开展不同的理论与实际相结合的案例探讨,如表2所示列出了针对化学、化工、医学、药学以及生物科学等不同专业渗透压知识点的不同例题。通过上述讲解,不仅让学生学到了基本原理,而且将基础理论与自己的专业知识有机地联系在一起,使得学生能够感觉到学有所用,提升学生学习的兴趣。
3.高中化学基础的差异性问题。在大多数高校中,无机化学课程是面向大一新生授课。我国地域辽阔,经济发达地区与边远地区间的教育水平有一定差异,同时不同地区高考模式不同,导致高中课程教学体系也存在一定差异,甚至有的学生在高中阶段没有学过化学。因此老师在授课时应该及时了解和掌握大一新生的高中化学知识背景,使大学化学知识与高中知识既不脱节,又不大量重复。在教学中根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质,教师选择适合每个学生特点的学习方法来有针对性地教学,发挥学生的长处,弥补学生的不足,激发学生学习的兴趣,树立学生学习的信心,使每个学生都能扬长避短,获得最佳发展。
二、思考
从以上对不同专业无机化学课程教材差异性的分析比较,不难看出课堂教学中学生之间专业背景、个人能力等方面存在的差异是一种合理性存在。我们不可能也不应该让所有的学生用同样的方式,在相同的时间内学习相同的内容。美国学者汤姆林森曾经说过差异教学的核心思想是将学生个别差异视为教学的组成要素,教学要从学生不同的准备水平、兴趣和风格出发来设计差异化的教学内容、过程与结果,最终促进所有学生在原有水平上得到应有的发展。我国21世纪的高等教育已经从精英教育发展到大众教育,更加着重于培养学生的科学素质与创新意识。如何在课堂教学中真正做到以学生为主体、以教师为主导,在传授基本理论、基本知识和基本技能的同时,努力培养学生的科学素质和创新能力,促进每个学生在原有基础上得到充分发展的“差异教学”必然成为课程改革的新增长点。
参考文献:
[1]大连理工大学无机化学教研室.无机化学(上册、下册)[M].第5版.北京:高等教育出版社,2006.
[2]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学,无机化学教研室.无机化学(上册、下册)[M].第4版.北京:高等教育出版社,2010.
[3]魏祖期,⒌掠.基础化学[M].第8版.北京:人民卫生出版社,2013.
[4]董元彦.无机及分析化学[M].第2版.北京:科学出版社,2005.
[5]展树中,刘静,傅志勇.大学化学[M].北京:高等教育出版社,2013.
关键词:化学课程改革;学问中心;高考改革
文章编号:1005-6629(2008)07-0001-03中图分类号:G633.2 文献标识码:B
上海的二期课改已经进行了多年,虽然经过一、二期课改,高中化学教育理念有了一些变化,化学课程也做了进一步的调整与改进,实施新课程的条件与手段得到了完善,但化学新课程的实施情况却不能令人满意。如不忠实于课程标准和教材的现象常有发生;“教学围绕考试转”的情况依旧,甚至愈演愈烈;化学实验教学和化学实践环节不被重视;题海战术,课外补课,随意增加课时的情况比较普遍;学生的学业负担仍然很重……,这些情况当然不能完全归结于课改,但课改不彻底亦是重要原因。因此对上海高中化学课改做点反思,从中寻找改变目前状况的思路与办法,显得十分必要。笔者以为,下面四个问题是值得思考的。
1 高中化学教育的终结目标是什么
高中化学教育的终结目标究竟是为了提高学生的基本素质还是为了培养未来的化学专门家?事实证明,高中生能成为未来化学专门家的仅是极个别人,甚至未来从事与化学有关专业工作的学生也是极少数,绝大多数学生学习高中化学的目的不是将来去“研究化学”,而是去“用化学”。即用学过的化学知识和技能去理解和解释身边的化学现象,去解决与化学有关的社会、生活问题,并通过学习化学课程来提升自己的科学素养和基本素质,形成自己的个性、完善人格。高中化学课程应当把满足学习者的这种需求视作教育的根本目的。而现在的化学新课程仍然主要为学生升入高一级学校化学化工专业奠定基础,尚不能满足大多数学生的根本需求。
时至今日,“以学生发展为本”的教育理念日益深入人心。学生的兴趣、爱好与发展目标各异,但新化学课程仍然缺乏弹性,依然统一多于灵活。特别是新教材依然遵循几十年来传统学科体系构建课程的知识内容,只是在编排顺序和呈现方式上做了一点改进,依然很难适应学生发展的多元需求。
笔者以为,高中化学课程应该给学生一些经过精心选择和组织的、相对宽泛的、与学生面对的社会生活问题联系相对紧密的化学知识和理念,它们应该是可以终身受用的。它们既可以为进一步深造奠定基础,更能适应学生面对生活的要求。这些知识与理念和物质的组成与微观构造;化合与分解;氧化与还原;酸与碱;聚合与解聚;化学反应与能量;分散系与溶液;平衡与其移动……等等。但是经过目前的高中化学学习,学生堆积起大量知识与材料,却并没有建立起这些理念,所学知识与技能主要用于解题应试而已。例如有的学生早就学过大气组成,却没有地球大气是个氧化性氛围的理念,不知道强还原性物质需要密闭保存,或者虽然知道,却不能用它指导自己的生活行为。高中化学课程理应引导学生观察自然,观察化学变化,通过动手实践培养他们具有参与探索的兴趣,善于发现问题,尝试解决问题的创新精神,并掌握解决问题的一般途径与方法;而不按培养化学专门家的模式只是去学习化学专业发展需要的理论,去进行化学专门技能的操练,让他们整天陷入题海,在应试的怪圈中疲于奔命。况且真正的化学专门家也不是靠题海和应试培养得出来的。因此要深化高中化学课程改革,真正落实“以学生发展为本”,就需要对高中化学教育的终结目标进行认真的反思。
2 是否需要进一步淡化高中化学课程的学问中心色彩
长期以来,我国的高中理科教育一直被学问中心的课程观念统治着。这是理性主义教育价值观在中学教育的具体体现。学问中心课程就是某个学科的知识系统的全部。学问中心课程以学向化、专门化和结构化为特征[1]。学问化是学问中心课程的本质特征,它着眼于充分反映该学科的现代成就,强调学科的基本概念和原理的系统性,强调学科的基本结构,基本方法线索。它必然将传授学科的知识与技能放在首位。专门化是学问中心课程的主要弊病,它强调教学内容的用化、独立化,反对相关化、融合化和广域化,反对学科综合。结构化则是学向中心课程的长处,因为强调学科基本结构,容易使学习经济化,也比较容易地组织教学与评价。
今天,世界范围的教育正在发生深刻的变革,大众化,普及化,民主化成了国际教育变革的潮流。社会政治经济发展对人才提出了全新的要求,学问中心课程统治理科教育的缺陷与不足日益显现。我国理科课程改革的标志之一应该是打破学问中心课程的统一天下,依照现代教育价值观重新确定我国基础理科教育的课程体系,这对于上海这样一个经济发达的现代化大城市尤其重要。
学问中心化学课程的弊端还表现在:
2.1学问中心的化学课程往往会把化学教育演变为化学家的教育。它突出智育,追求学生学术潜力的充分发展,而排斥非学术潜力发展。如上所述,大多数学生未来不可能成为化学专门家,因此学问中心化学课程很难符合大多数学生根本需求。
2.2学问中心化学课程在教学要求上起到大学专业预科的作用,它强调与大学化学专业对口,会对学生提出过高的化学学科专门技能的要求。为了掌握这些化学专门技能,必然让师生在这些专门技能的学习和操练上花费大量时间和精力,成为学业负担过重的根源。如果说学问中心化学课程存在概念与原理、符号和计量三个知识技能系统的话,为了体现学问至上和专业艰深,这种课程必然更加突出和加重它的符号系统和计量系统的教学要求,而且还表现出追求这些学科专门技能的细分化、精确化和熟练化[2]的趋势。举氧化还原反应知识技能板块来说,就要求学生掌握:
理解氧化反应和还原反应
判断一个反应是不是氧化还原反应
判断何种元素被氧化,何种元素被还原
判断什么物质是氧化剂,什么物质是还原剂
判断什么物质是氧化产物,什么物质是还原产物
{用单桥式
标出反应中电子转移的方向和数目|
{用双桥式
有关氧化还原反应的相关计算
氧化还原反应在电化学(化学电源与电解)中的具体应用
……
这一整套化学学科专门技能不经过长时间的反复训练,学生很难牢固熟练地掌握。
学科专门技能并非如语言表达;人际交往;发现问题、查找资料、寻求专家帮助;设计问题解决途径与办法等这些学生继续学习或面对生活所需要的一般技能那样终身受用。让专业发展方向尚未明确的学生花费大量时间与精力去操练这些并非终身受用的学科专门技能,有多大必要?加上高考改革相对滞后,仍然以各门学科考试总分数划线,这就让学生对任何一门必考学科的专门技能训练都马虎不得,都要去解大量的练习,攻难题,学生只能在学业负担过重的痛苦中煎熬,他们没有时间课外阅读,发展兴趣爱好,参加体育锻炼和社会实践活动。这样,学生的实践能力和创新精神培养就很难得到保证。
2.3 学问中心的化学课程设置还是改革学科教育评价制度,乃至改革整个基础教育评价制度难以逾越的障碍。按现代教育评价理论看来,教育评价的核心功能无非“甄别选拔”和“促进发展”两大类。学问中心课程天然地为发挥评价的甄别选拔功能提供了基础。因为设置这类课程的根本目的就是为进入高一级学校对口专业去深造。为了提高考试的区分度,增大试题的难度,命题者无不在学科专门技能的符号系统和计量系统中绞尽脑汁地挖掘,以致出现偏题怪题。从大学化学教学出发的明显起纲的试题则冠之以“信息题”的名目出现。这就使高考的甄别选择功能大大强化,促进学生发展的功能则被忽略。反过来高考命题的任何一个动静又会大大地影响中学教学。这样的恶性循环,使课改后的高中化学教学依然围绕高考运作,而且很难找到突围的出路。评价化学教学则单一地依靠考试均分,名次,依靠升学率,也让多年从事毕业班教学的化学教师苦不堪言。
3 化学教师的职责是“教化学”还是“从事化学教育”
“教化学”和“从事化学教育”含意有明显差异。前者把化学教育局限在传授课程教材规定的化学知识和技能上,必然突出智者,必然看重书面考试结果,让解题方法与技巧在化学教学中占有特殊地位,对试题的练习这种单一的课程资源特别青睐。对学生的智能训练则主要局限于加德纳所述的多元智能的“逻辑-教学智能”和“内省智能”[3]上, 目的只有牢固熟练掌握应试技能。后者则自觉地把化学教育视为整个高中教育的一个部分它仅是实现高中教育总体目标的一门学科教育。进行化学教育就不仅重视知识技能教学,同时也重视化学实验教学重视社会实践活动努力拓展课程资源,落实课程标准规定的三类教学目标。就必然注意化学教学中科学精神和人文精神的有机统一,注重情意因素在教学中的作用,注意渗透爱国主义,辩证唯物主义和科学发展观的教育,就必然注意用教师的治学态度敬业精神及人格力量去感染自己的教育对象……。就目前情况来看,大多数化学教师“教化学”的意识得到了强化,“从事化学教育”的理念则有所削弱。他们对试题和高考命题动向的研究兴趣远大于开拓课程资源,落实三大教学目标的研究兴趣,远大于改进化学实验教学的研究兴趣。事实上,因为教学针对高考,内容多、时间紧,也就不可能有时间和精力考虑其他,这就让化学教师“从事化学教育”的意识逐渐淡化。
4 是否应该变高中化学教学迁就高考为高考迁就高中化学教学
目前这种应试色彩根深蒂固局面的形成,高中化学课程的学问中心色彩是原因之一。正因为如此,就必然形成高中化学教学迁就高考的局面。虽然说高考应具有促进高中化学教学和为高校选择新生的两大功能,但事实上,后者的功能体现远超过前者。高考按培养学科专家的要求对考生来命题,就必然会在化学的符号系统和计量系统上加大选拔要求,为了适应这种要求,特别是新的情境题的要求,中学教师不得不去收集新题资料,让自己职业素质的提升大多局限于高考试题的研究之中,每年高考新题很快就会变成练习题进入中学化学的教学之中。
这种局面如何改变?大多数同仁认为高考改革太难,前途渺茫。笔者以为,课程改革历来是教育变革的龙头,只有继续抓住课改这个龙头,改革高考才有希望。我们是不是应该让化学教学迁就高考转变为高考反过来迁就化学教学呢?关键是进一步淡化高中化学课程的学问中心属性,削弱化学高考与学问中心高中化学课程的依存关系,进行新的化学课程设计,制定新的课程标准,从而才会有新的化学高考纲要,也才会让化学高考低不高傲的玄虚,来顺应高中化学课改,让高考改革步入新阶段。
参考文献:
[1]钟启泉.现代课程论[M]. 上海:上海教育出版社,1989.114.
[关键词] 材料类专业;物理化学;课程教学;教学实践
[中图分类号] G642.0 [文献标志码] A [文章编号] 1005-4634(2014)04-0060-02
0 引言
随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,大力提升人才培养水平,主动适应现代社会对学生知识、能力和素质日益提高的要求。在这样的形势下,作为材料类专业基础课的物理化学的教学课时数明显压缩,教学内容不断更新[1,2]。因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。结合江苏科技大学材料类专业的办学定位、人才培养目标和人才培养方案,笔者对材料类专业物理化学教学做了一些改革尝试,经过多年的教学实践证明,成效显著。
1 充实和更新教学内容
物理化学是化学学科的一个重要分支,是从研究化学现象和物理现象的联系入手,应用物理学的基本原理和实验方法,探求化学变化规律的一门科学。物理化学课是高等工科院校材料类专业的一门理论基础课程。课程内容面广、量大、更新快,数学推导多、逻辑性强,理论性、实践性高[3,4]。自2000年以来,物理化学课程一直是江苏科技大学校级重点建设课程,2005年入选首批校级精品课程建设项目,2008年被评为江苏省精品课程。2003年以前,江苏科技大学金属材料工程、焊接工艺与技术、材料成型与控制工程等材料类专业一直采用程兰征教授等所编《物理化学》为教材,化工类专业的学生一直采用天津大学所编《物理化学》为教材。为明确教学目的和要求,保证教学质量,在参照有关《综合性大学化学化工专业物理化学教学大纲》和《高师物化标准化考试大纲》的基础上,以《高等工业学校物理化学课程教学基本要求》为依据,充分考虑在教学的内容组织上注意处理好该课程各部分内容之间的关系与基本知识、基础理论与实际应用的关系以及后续课程的关系,结合江苏科技大学的办学定位、人才培养目标、生源情况及各专业的人才培养方案,2003年物理化学课程针对不同专业特点分别设置为:56学时(含实验8学时)的物理化学A(适用于材料成型与控制工程、金属材料工程、焊接技术与工程等材料类专业)和88学时(含实验16学时)的物理化学B(适用于高分子材料与工程、环境工程等化工类专业)两大不同系列;并采用天津大学所编的《物理化学》作为材。经过10年的实践和研究,江苏科技大学目前材料类专业物理化学在教材、教学内容和学时的分配为:绪论、热力学第一定律,7课时;热力学第二定律,7课时;多组分系统热力学,5课时;化学平衡,4课时;相平衡,7课时;电化学,6课时;表面现象,6课时;化学动力学,6课时。这样的安排有利于教学质量和效果的提高。
考虑到学生毕业后要从事教学、科研、开发等工作的实际,江苏科技大学物理化学教学团队在参照国家教委综合性大学的理、工科《物理化学实验教学大纲》的基础上,制定了与江苏科技大学物理化学实验的教学和科研特色相适应的教学大纲,编写了《物理化学实验》讲义,10年来先后3次对其进行了修订。材料类物理化学实验教学时数为8学时,至少开设2个实验,学生必须按要求完成一个必开实验和至少一个选开实验。必开实验为燃烧热测定,选开实验为过氧化氢分解动力学测定、纯液体饱和蒸汽压的测定、碳酸钙分解压的测定、二组分合金相图的测定、粘度的测定、电动势的测定、电导的测定及应用等。学生实验成绩按10% 的比例计入课程总成绩,缺做实验者课程的实验成绩以0分计算,实验成绩不及格者课程总成绩以不及格处理。新大纲进一步明确了物理化学实验的教学目标和要求,突出了重点、难点,增加了与本学科有关的科技新成就和新发展,增加选修实验和开放实验,使之更符合江苏科技大学物理化学实验教学实际,并有江苏科技大学物理化学实验的特色。
2 改进教学方法
物理化学内容繁多,理论性强,学生学习积极性不高,教学难度大,必须依靠教师的主观能动性,结合多媒体技术等现代教学手段的充分、合理运用,坚持突出重点,力求内容条理化、讲清难点,采用启发式教学方法。在教学过程中,教师要适时、恰当地提出问题,启发学生掌握通过自己的思考获得知识的方法,以激发学生的学习兴趣和学习热情,发挥学生的学习主动性和积极性,并逐步由教师启发转向学生自我启发完成学习任务,激发学生的独立思考和创新意识,从而有利于教学质量和效果的提高[5,6]。不能忽视绪论课的作用,更不能忽略绪论课的讲授。上好绪论课,既可以使学生初步明确物理化学课程的学习目的(“为什么学”)、学习内容(“学什么”)以及学习方法(“怎么学”),又可以让学生初步产生学习兴趣。重点放在从学生身边的现象寻找物理化学问题,让他们认识到为什么要学习物理化学,而不是照本宣科。这样可以给学生留下一个良好的第一印象,激发他们的学习兴趣,让他们体会到学习这门课程对自己的价值,这样才有可能在以后的学习过程中花时间、花精力去学习这门课程,从而学好这门课程。
物理化学内容繁多,学生不可能一下子将教师讲过的知识全部理解掌握,为了让学生明确课堂重点,教师在全面系统讲授课程内容的同时,要把重点内容讲清楚说明白(比如在讲到复杂的数学公式推导时,在不失数学推导严密性的前提下,着重讲清各推导环节的物理意义),加重语气,反复强调,配以板书,引起学生对重点内容的重视。采用录像、模拟实验等多种教学媒体,扩大学生接受知识的容量,加快接受知识的速度,提高教学效率。例如,讲热力学时,可以让学生观看滑冰录像,思考滑冰鞋冰刀下冰的凝固点的变化,强化Clapeyron方程的应用;讲动力学时,可以让学生观看计算机模拟碰撞行为实验,使其马上就产生了弄清碰撞理论的迫切感,自然就增大了学习的积极性、主动性。此外,适时地将物理化学学科发展的最新动态介绍给学生[7],激发他们的学习兴趣,同时鼓励和吸引他们参与教师的科研工作,以科研促教学,更有利于创新性人才的培养。
3 丰富教学手段
充分利用现代化教学手段辅助教学。在多媒体教学课件中,教学内容的处理思路、教学重点和难点等以各种形式突出,并有动画效果。课件除具有正常板书的优点外,还具有内容丰富、信息量大、直观、学生课后便于复习、课前便于预习等优点。2004年初,江苏科技大学物理化学课程建立了教学网站。该网站内容丰富、面广量大,主要包括课程描述、教学文档、网络课件、在线自测、在线答疑、来宾留言等内容。多媒体教学适于课堂教学,教学网站便于学生课外自学;同时,还保留传统板书的课堂教学形式,强化教学内容的重点和层次。实践表明,物理化学课程多媒体教学与网络教学,在实际教学中已收到了很好的教学效果,受到了同学、同行和督导的广泛赞许。网络教学的使用促进了学生在课前和课后的学习、巩固和提高,多媒体教学的实施提高了师生的课堂教学效率。
4 改革课程考核和考试制度
全面提高材料类专业物理化学课程的教学质量和效果,加强物理化学专业基础课程的教与学,加强教师授课和学生学习的统一评价与管理。严格考试制度,物理化学课程考试采用“全国高师物理化学标准化考试试题库”和“全国综合性大学物理化学试题库”随机出题,收到了很好的教学效果。执行全体学生评教制度,所有学生通过学校教务处网络平台对上一学期所学课程进行教学评价,教务处将学生评教结果通知给教师本人。教师授课认真、负责、规范,教师的授课和学生学习的教学效果得到了统一的评价与管理。对教师和学生有明确要求,严格规范教学,调动了各方面的积极性和创造性。综观近年来所取得的成绩,学生学期的题库考试平均成绩高于试题库给出的平均成绩。根据教
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师、督导和学生的反馈意见,在以后一段相当长的时期内,对江苏科技大学工科物理化学课程仍将继续采用全国理科物理化学题库随机出题的方式,进一步促进教师的授课和学生学习的教学效果。
为了较好的体现现代教育思想,符合国内外同类课程改革趋势和建设方向,全面开放所有物理化学实验,一名教师负责一个实验,一个实验最多同时开设4组,每组实验最多允许2名学生参与。对《物理化学实验》讲义进行修订与补充,在燃烧热测定、金属相图测定等实验中增加了自动化实时测量与监控技术。每年至少对2个物理化学实验进行改进或更新。
5 结束语
江苏科技大学材料类专业物理化学课程教学与时俱进,不断充实和更新教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,经过10年的探索和实践证明该课程的教学改革有助于提高教学质量和效果。
参考文献
[1]侯文华,姚天扬.物理化学课程教学探索与实践[J].中国大学教学,2012,(7):38-40.
[2]姚思童,张进,刘利,吕丹.工科物理化学课程教学改革实践[J].化工高等教育,2010,(2):29-31.
[3]胡碧茹,吴文健.《物理化学》课程教学改革的相关探索与实践[J].高等教育研究学报,2013,36(2):113-115.
[4]朱志昂.物理化学课程教学内容和教学方法的改革[J].大学化学,2012,27(5):9-13.
[5]肖琦,黄珊.物理化学教学改革探索[J].大学教育,2012,1(5): 81-82.
领导支持成大业
自1973年由北京铁道科学研究院到武汉大学化学系任教,张俐娜一直是武汉大学的一名普通教师,担任过的最高职务是“课题组组长”。她常说,自己是一只“笨鸟”,只不过愿意付出比其他人多得多的时间和精力去工作和学习。正是这种对工作的热爱和执著,几十年不懈的艰辛探索与创新,成就了她的事业。“如果说我今天有一些科学成就,得到国际上的认可并成为有名的科学家,这些都离不开武大历届校领导的支持和帮助,而且武大的学术氛围和环境对我的影响非常大。”张教授言由心生。
1963年,张俐娜毕业于武汉大学化学系,是系里优秀毕业生。但毕业时她没能留校,而是被分配到北京铁道科学研究院。由此,她与在武汉大学任教的丈夫杜予民分居了整整十年。因为她的出身太特殊了,且不说父母都是“臭老九”,单是一个堂伯父,就让她被打入另册。那时,出身不好的她如果想调回武汉,仅有的选择是武昌车辆厂、汉阳枕木厂或者小研究所;而杜予民在武大当时很受重用,学校不会放人。无奈之下,杜予民只好鼓起勇气找到时任武大党委书记纪辉,他一句“不能唯成分论”的贴心话,让夫妻俩激动地犹如听到了天籁之音。很快,在纪书记的亲自过问下,张俐娜如愿调到了武汉大学化学系当了一名助教。“如果没来武大,我55岁就退休了,也就不会有后来的成果。”张教授感慨说。
1985年,张俐娜获日本政府学术振兴协会奖学金(JSPS)赴大阪大学研学一年多。这是难得的出国学习机会。“那个时候,公派留学是轮不上我的,但是当年刘道玉校长很重视人才,在日本奖学金还没有批下来时,刘校长就拍板给我批了出国留学费,让我顺利地去日本留学。虽然后来只用了2个月就拿到了奖学金,但对刘道玉校长的果断政策我还是感怀至深。”在日本留学期间,张俐娜不仅学到新知识,更重要的是学会了科研方法以及日本人搞科研的那种不怕辛苦、攻坚克难的精神。
张俐娜非常珍惜在武汉大学的助教职位。“当年我一调到武汉大学就是埋头干活,一心想让武大满意千万不要开除我。”于是长期以来,张俐娜心无旁骛,多年坚持潜心研究。“当时我的团队比较弱,又一任校长侯杰昌和书记任心廉不仅在业务上给我支持鼓励,还在政治上给了我信任和地位,推荐我当上全国政协委员,这给我一个平台使我能够更方便的专心地做科研。”
对于武大的现任领导——校长李晓红、原书记李健和现任书记韩进,张教授给出的评价为“有远见、有创新性、有魄力、求真务实”。“他们来武大一个月之内都来看过我,表示支持我的工作。”“申报院士需要有6位专家推荐,可我跟化学部的院士都不熟,于是,李晓红校长就亲自帮我找人。可以说是在校领导的关心、鼓励下,在化学学院周翔院长、李资远书记的支持和全校同仁的团结一心下,我顺利当选为中国科学院院士。”在张教授心中,评上院士的最大好处就是“可以继续再工作,可以为国家继续做事。”
情牵武大比翼飞
武大有名的伉俪——张俐娜院士和杜予民教授,都是国际知名学者,他们带领各自团队协同攻关,共同荣获国家自然科学二等奖,这在化学学院和资源学院都是零的突破。当年,两位学者就是在武大的校园内相识、相知并且相伴走到了今天。
从小到大,张俐娜一直是品学兼优的学生。1955年,张俐娜初中毕业时,适逢国家扩大师范招生,拟为农村及偏远地区补充小学教员。她本来响应号召,报名师范。后来班主任马叔南老师和校长商量后,觉得以张俐娜的潜质,报考中专是埋没人才,遂以“组织决定”要她改报南昌一高中。张俐娜一直到现在都记得马老师的嘱咐:“你要好好学习,报效祖国!”她没有辜负老师的期望,1958年从南昌一高中毕业后,以高分被武大化学系录取。
张俐娜的先生杜予民,其实是化学系比她高两届的师兄,只是她进校后一直埋首书海,两耳不闻窗外事,认识杜予民时,她已大学五年级了,而杜予民则作为优秀毕业生已留校任教。
谈到杜予民,张俐娜充满感情和感激,她说,正是因为有志同道合的先生一路携手,两人互相鼓励,互相帮助,这一路走来她的事业才不孤独,人生也没有遗憾。“家庭对我的支持非常大。”张教授说,“我的人生和事业都不是一帆风顺,遇到过很多困难,也摔过跤碰过壁,但家庭给我的从没有埋怨和指责,都是支持和鼓励。”
在武大多年的教学工作中,张俐娜对分配给她的工作来者不拒:做实验,带学生,校对别人的书稿等等。“我不怕做小事。做每一件小事都认认真真。而且我还非常喜欢做实验,几乎到废寝忘食。”应该说,除了经常忘记到幼儿园接孩子,张俐娜是一位完美主妇。她不仅能烹饪出可口的饭菜,还能利用节假日给孩子们裁剪出得体漂亮的衣服。两个孩子从小被她培养出良好的学习习惯,姐弟俩先后从华农和武大研究生毕业后,又凭他们自己的实力,到美国深造并留在美国工作。
杜予民、张俐娜夫妇每天的日程大多围绕三个地方:教室、实验室和家。他们惟一的消遣,是在宁静的校园内散散步,手牵着手,一边走一边交谈,这短短的半个小时是他们交流经验的最好时光。然而这看似轻松的时刻,两人的话题仍然离不开科研。温馨的家庭、孝顺的孩子让张俐娜没有后顾之忧,不仅使她夯实了学科基础,也为她以后的科研腾飞创造了有利条件。
也许是因为研究领域同属生物质大分子范围,使分属不同学院的张俐娜、杜予民各自领导的两个团队联系格外紧密。迄今,他们的科研小组在SCI源刊发表科学研究论文分别为460篇和200篇以上,发明专利授权分别为80项和60项以上;他们两人还分别担任了几家国际学术刊物的编委。“多交流才能取长补短,互相促进。”两个实验室不仅实验仪器、设备共享,思想情感也是“共享”的。张俐娜的博士生吕昂副教授说:“我们两个实验室经常互相参加彼此召开的学术报告会,也经常请教杜教授或张教授问题。” 这对伉俪生活上互相体贴、共度艰辛,科研上相互促进、比翼双飞,在武大校园传为佳话。
责任在身多做实事
21世纪,利用可再生动植物资源生产环境友好材料,并且不使用也不产生有毒有害物质,已成为国际前沿领域。出于战略上的直觉把握,张俐娜于1993年在武汉大学建立了天然高分子与高分子物理科研组,开始了她在这一天然高分子科学与材料领域的创新之旅。在接受记者采访时,这位风度优雅的女学者开篇便说:“我从事这项研究,是有强烈的使命感。我们世世代代生活在这片黄土地上,我们一定要竭尽全力建设好这个国家。”
纤维素是地球上最丰富的可再生资源,然而纤维素的溶解一直是一个非常棘手的问题。国外主要用有机溶剂和高温加热溶解,成本高、能耗大、污染严重。2000年1月,张俐娜获得国家自然科学基金重点项目资助,开始了纤维新溶剂及材料的研究。经过十年努力,张俐娜团队对纤维素新溶剂取得重大发现:他们利用价廉、无毒的氢氧化钠和尿素的水溶液预冷到-12℃时迅速溶解纤维素;并建立了低温溶解大分子的崭新理论。这是对传统方法的重大突破,因此在国内外已产生深远影响。在国际上被评价为:“这是无污染、简便、快速、安全的新一类溶剂,开拓了纤维素新材料领域;它是纤维素加工技术上的一大里程碑。”张俐娜也因此获得国际上纤维素与可再生资源材料领域的最高奖——美国化学会“安塞姆·佩恩奖”,她亦成为半个世纪以来获得该奖项的第一位中国人。出于对国家和全人类资源前景的深谋远虑,她用高分子物理理论和方法研究天然高分子,这些也构成了她特色鲜明的研究战略框架。由于新溶剂的低成本和快速溶解能力,很快进入了纤维素通过“绿色”技术纺丝的工业化试验。同时,她带领的团队继续深入研究高分子低温溶解的机理,并成功实现了难溶性甲壳素和聚苯胺的低温溶解。他们利用“绿色”技术创造出一批基于天然高分子的新材料,其中部分产品可望替代石油基高分子材料。
论文摘要:从工科专业大学化学的教学内容、教学方法、以及如何提高教学效果等方面提出了完善的改革措施。
化学是在人类征服自然的进程中逐步形成的一门自然科学学科,它涉及的领域宽广,与我们每个人的生活、工作有着密切的联系。随着科技的发展和各学科间的日益交叉、渗透、融合,科学技术与生产逐渐形成统一的整体,涌现出大批知识密集的高新技术产业。化学的研究范围已扩大到众多的交叉及边缘学科,例如环境化学、能源化学、材料化学、生物化学等,它们正在为社会、经济技术的发展以及人类生活和健康水平的提高大显身手,做出应有的贡献。对于工科大学生来说,具有相应的化学素质是十分必要的。
如何使教材中的内容为学生所接受.使学生对化学产生浓厚的兴趣,就必须注意教学方法,使教学过程最优化,教学手段现代化。对于工科专业的学生,不可能要求他们象化学系学生那样,面面俱到,学习较深的化学理论知识,而应主要是结合工科学生的专业特点,把化学知识与工程实际应用有机地、紧密地结合起来。使学生开阔眼界,在未来的实际工作中对遇到的化学问题能初步地知其所以然,并有一些解决问题的方法,而不至于束手无策。因此,在教学过程中,如何提高教学质量,我们有以下几个方面的思考。
1把握教材特色优化知识结构
各个学科都有其特点,不同教材也有不同的特点。工科大学化学的特点是体系新颖,内容精练,联系工程实际,它的课程内容包括三个大的方面:现代物质结构理论;化学反应原理;结构理论等。反应原理着重是材料的选择、使用、加工、保护,能源的开发、利用、环境污染控制等工程技术方面的应用。在教学方法上一定要把这三大方面视为一个相互联系的有机整体,缺一不可。在联系工程实际讲解时要结合专业的需要,合理取舍教材的内容,详其该详,略其该略,优化知识结构。
2教学深入浅出理论联系实际
众所周知,化学概念多,比较抽象,若只是在理论上过份强调化学变化规律,势必不能把活生生的最新化学发现归纳进来,例如C。。就不遵循化学变化规律。教学是要引导学生用所学的知识去发挥智慧,提高创造力。在课堂上,应把理论的知识与工程实际有机结合起来,并运用深人浅出,形象生动,通俗易懂的方式进行讲解,才能使学生易于接受。因此在教学中,有必要把现实生活中看得到,摸得着的东西结合所学的知识给学生分析透彻,例如:米饭等含淀粉的物质可粘纸是因为它们含有极性基因之缘故;杭州的虎跑泉水,游客在上面小心轻放金属硬币不会下沉是因为泉水的无机盐含量高. 表面张力大[lj;硅胶的颜色变化能指示硅胶的干燥能力,以粉红色表示失去干燥能力,蓝色则表示恢复干燥能力,其原因是CoCI:有无结晶水所致;不锈钢在含Cl一的介质中,远不及普通钢材耐蚀,故不用在造船上;聚乳酸虽不耐酸解、水解,但在医学上却能发挥其长处,用于外科缝合线,伤口愈合后不必拆线〔1〕。以上的举例,有的可引出计算方法,有的则让学生学会凡事要一分之二看待,通过活生生的实例,使学生掌握一些基本要领。
除此之外,还将学生很少见到的,而与化学相关的前沿科学也向他们介绍,以扩展他们的知识面。例如:C60被誉为20世纪90年代的明星分子,它开辟了化学、物理学和材料学的全新领域;Na多·gH:O可以用来取暖,CaO可使罐头食品加热,这些贮能方法就是所要学的烩变的计算;用于航空事业的燃料电池,用于埋藏式心脏起搏器及助听器等小型装置的电池,属碱性电池,改变了以前仅有的酸性电池的概念,等等。
另外,还联系书本上的知识讲解如何去解决工程技术中的实际问题,例如:运用溶度积规则去处理工业废水及消除锅垢;利用溶度参数,来选择高分子材料的溶剂,用于粘接,抗溶,修补等;配离子可用于照相技术,以NaZSZO:作定影剂洗去嗅胶板未曝光的AgBr;配离子还用于环保方面,处理含氰废液等。
通过以上种种讲解.使学生再也不觉得化学枯燥、难懂、离我们很远,而是出现在我们日常生活、工作中,用所学的知识去解决工程中的实际问题,从而让学生认识到化学学习的必要性,激发了学生的求知欲望,这就是突出理论联系实际的教学方法带来了好的学习效果。
3从单向灌输到双向提问
课堂上:教师和学生实际上是一个有机的整体,教学应是双向过程,而不是教师单向向学生填鸭式的灌输。学生在听课时有种种心理活动,心理变化,单向接受灌输容易疲劳,时间一长,再好的内容也不能完全保证学生的注意力集中。教师如何引导学生围绕教师的思想,发挥教师的主导作用呢?除了教师不断积累丰富的学识和尽可能的充分表述外,上课时还要注意观察学生的表情,发现学生的表情变化。例如看到较多的同学出现疑虑表情时,就需要把所讲内容再重复解释一遍,或指出一个与之相关的,能起到阶梯作用的思考题,让学生思考,再作出解答。这还仅仅是单向的一面。另外,我们说教与学是双向的,就是要使学生的思维不局限于跟着教师,一定的时候,提出几个问题,让学生用已学过的知识回答,或同学之间进行讨论,这样既活跃了课堂,也起到了已有知识深化的作用。从学生的讨论中,教师也可以了解学生们知识掌握的情况以及理解问题的能力,便于调整自己的教学方法,正确引导学生。所以教学是双向的,教师是主导,同时也要求学生积极参与其中,使整个教学变得有益有趣,其乐无穷。
4开展多媒体教学,使知识直观生动
多媒体组合教学是日益受到重视的教学方式之一,即利用声音图像为主的多种媒体,根据教学内容和目标的需要,配合教师的课堂讲解,使传统的教学方法(黑板、挂图、模型等),与现代教学媒体—电化教学、计算机辅助教学(CAD等优化组合,互为补充,从而改变了板书讲授的单一性,扩大了教学信息传输量,激发学生的兴趣,有助于提高学习效果。
5改革化学实验教学,以提高学生分析和解决实际问题的能力
化学是一门实践性极强的学科,但长期以来化学实验的开设都是沿用实验教材上所设置的内容,多偏于一些验证性实验。为了培养学生的动手能力,可将实验分为两个部分:一部分为验证性实验,训练学生化学实验的基本技能和掌握相关知识;另一部分则为综合性实验,如选用部分工业产品、天然样品作分析或制备,提前将实验内容布置给学生,让学生从查阅资料,拟实验方案,准备试剂仪器,到完成实验操作,处理好数据,交出实验报告等全过程.这有助于培养学生独立进行化学实验,产品开发及一般科学研究等方面的基本能力。
由于化学理论及应用的飞速发展,对我们教师也提出了更高的要求,要适应改革的需要,就必须提高自身的业务素质,知识更新,参与化学在工程技术中应用的实践,才能更好地教学,提高工科大学化学的教学质量。
纳米是什么?纳米其实是-个度量单位,一个纳米长度相当于十亿分之一米。但现代高科技赋予纳米技术的含义又不仅仅是度量单位。物质到了纳米级后,物理、化学性质便会发生根本性变化。
物质在纳米世界里的神奇变化使科学家们产生了很大兴趣,他们设法把纳米材料用到飞机上,用以吸收雷达波,于是,隐形飞机问世了;将镍或铜锌化合物加工成纳米颗粒,可以代替昂贵的铂或钯作催化剂;在高分子塑料中加入纳米材料制成的刀具,比钻石刀具还硬;将电脑芯片和光盘加工成纳米级,其运算速度和记录密度高出几个数量级;用纳米技术造出的计算机芯片可以植入到大脑;将来也可能用纳米技术制成从地球通往月球的天梯……
纳米科技带给人们无限遐想。
童年故事:贫穷 梦想 追求
1962年冬,刘忠范出生在吉林九台的一个农民家庭。家里很穷,兄弟姐妹又多,但母亲坚持送几个孩子读书。
家里穷,作业本写完后用橡皮擦干净了再用,反复几次。有一次他和哥哥赌气撕了一页,还挨了打。上高中时刘忠范离开村校到乡里,离家有15里地,付不出住宿钱,也买不起自行车,每天就走路上学。他是没钱住校的极少数学生之一,每天要走30里路,来回三个小时,不管刮风下雨,他都坚持去学校。路上要经过一条河,下雨了河水涨了,他就把衣服和书包顶在头上游过去……最辛苦的是冬天,早上5点上路天是黑的,回来天也是黑的,他胆子又小。有几次天气太恶劣,到了学校都没人。不过,他没有因此缺过一天课。
后来在刘忠范留学过的东京大学,有一则“游水求学”的故事,被演绎成书呆子传奇流传着。故事说的是一天拂晓,一个少年迎着晨曦上路,斜挎的书包里,除了书本还有母亲准备的温热干粮。少年疾走如飞。突然,大雨如注,必经的一座小桥淹没在水中,少年没多想,跳入水中,游到对岸……到达学校,才发现没人来上学。
刘忠范从小到大都比较乖,也许是家里太穷了,血液里一些不安分的因子很早就被压制住了,他比一般孩子要多些单纯和“迟钝”,没有反叛的青春期,一直听老师家长的话,刻苦读书。他的经济条件是最差的,而学习成绩却一直是学校的第一名。
单纯的特质,灵动的特性。小小年纪的刘忠范,对美妙的大自然充满探求欲。
父母到田里劳作去了。他突发奇想,给家里种的茄子、辣椒和鸡、猪、狗、鹅们拉手风琴(哥哥从学校借来的),看看这些动物都有哪些反应。结果他发现,一拉手风琴,所有的动物都向他跑来,停留时间最短的是鸡,鹅听得最认真,甚至引颈鸣和。而狗翘着尾巴在他旁边转圈子,只是凑热闹……
用凉开水浇地是否比生水更好?刘忠范也曾怀着强烈的好奇心实验过。书上看到的东西他都想亲自试验一下。父亲务农,母亲是家庭妇女,只有哥哥有文化。兄弟姐妹五个,在邻村的小学教书的哥哥大他14岁。哥哥有许多书,但舍不得借给他,怕被他弄坏弄丢。他就偷出来看,小说、唐诗宋词、诗词……结果,哥哥的嗜好,大多变成了他的兴趣。
1979年考大学,刘忠范是乡中学唯一一名上榜生,不会填报志愿,只好请老师帮忙,第一志愿填的延边大学,第二志愿是吉林工学院。老师也不知道上延边大学要会朝鲜语,所以他直接上了吉林工学院。从小爱念书,是哥哥的熏陶。而爱上化学,是受到初、高中阶段两位化学老师的影响。这样,在考大学时,他就毫不犹豫地选择了化学。考上大学的刘忠范穿得很旧,拿个破书包和大茶缸,成天往图书馆和教室跑,因为没钱去社交,而看书不要钱。
成才确是要历经艰苦。当功成名就之时,回顾少年时期的磨难,刘忠范无限感慨:“我的人生挺简单,就是在做一件事情,小时候是读书学习,现在是读书研究,很难分为几个明显的阶段。生活条件是改善了,但生活本质没有变。如果要按年龄分,对我自己而言,我觉得哪个阶段都重要,有青春期的贫穷和挫折、奋斗和梦想,才有现在的进步、幸福以及平和。我一直认为,经历是人生的财富,无论是成功的经历,还是失败的经历,都是如此。”
攀登之旅:马拉松不是百米赛
1983年本科毕业后,刘忠范赴日留学,先后在日本横滨国立大学、东京大学取得了硕士和博士学位,并在东京大学和分子科学研究所做博士后。
博士期间,刘忠范随国际著名光电化学家藤嶋昭先生做研究,很为先生的工作精神感动,年过半百仍扑在事业上。先生家离学校有近两个小时的车程,但他早上8点半必到办公室,晚上10点才离开。这几年先生都是诺贝尔奖的热门人选。
自幼养成的勤奋习惯和藤嶋昭先生的表率,让刘忠范在日学习期间取得很大成功,获得了日本政府奖学金并在《Nature》上发表了学术论文。与中国不同的社会环境,也让埋头读书不问世事的刘忠范更加开朗起来。这时,北京大学化学系的教授蔡生民找到了他,不止一次地邀请刘忠范回国。蔡教授的真诚打动了他。
刘忠范确实有机会长期留在国外,然而,他选择了祖国。科学的确没有国界,但科学家一定要有祖国。他属于这个地方,这里有他的梦想、他的青春、他的师友,他的父老乡亲……
他选择了北大。当时也没有考虑过其他高校,或许北大的悠久历史吸引了他,或许北大的自由氛围吸引了他,总之,十几年后回忆起来,刘忠范觉得,“北大是最适合我的”。
刘忠范选择了纳米。
人们接受纳米有一个过程。1997年9月27日,北京大学成立了纳米科技中心,这是中国高校的第一个跨院系、跨学科从事纳米交叉学科研究的综合性研究中心。刘忠范接到很多电话,有人问到,听说你们搞出一种纳米,贵不贵,好不好吃?他只好回答他,纳米太小了,既不好吃,恐怕也吃不饱。
近年来,纳米技术掀起了阵阵热潮,也渐渐出现在人们生活中。纳米技术将为目前阻碍发展的许多技术难题提供新的解决方案和思路,进一步提高人们的生活水平并有可能在很大程度上改变人们的生活方式。1986年诺贝尔物理奖得主罗雷尔说,曾重视微米科技的国家,今天都已成为发达国家,而纳米科技则为人们提供了新的发展机遇,今天重视纳米科技的国家必将在未来的高科技竞争中独领。
1994年,刘忠范申请了科技部攀登计划项目,经费500万——在90年代初期,这是一个非常庞大的数字——刘忠范成为这个项目的首席科学家,也是当时科技部最年轻的首席科学家。他从此开始了纳米攀登之旅。
“当时是做纳米级的信息存储技术,相当于超级光盘。这个项目共有三个承担单位,还包括当时的北大电子学系——现在的信息科学技术学院的吴全德院士和薛增泉教授以及吉林大学化学系的李铁津教授。吴先生尽管年事已高,但对‘纳米’非常敏感。吴老先生和薛教授都是做信息技术的,尤其有感于我国微电子技术发展的曲折和落后现状,而纳米技术应该是一个难得的机会。因此,我们之间产生了强烈共鸣,觉得应该酝酿一个计划,大张旗鼓地在纳米领域开拓。这就是北京大学纳米科技中心成立的初衷。”
1993年回国后,刘忠范亲手建立起光电智能材料研究室。当时高校还多以“课题组”形式组织科研,“研究室”这个名字新鲜而洋气。起初的确什么都没有,完全从零开始做。有几间空房子,每一个插头在什么地方放着,都要刘忠范自己设计以后找人安装,桌椅板凳都是他自己一件件买的。
1993年,刘忠范花50多万元人民币买了一台用于看原子和分子的STM仪器(扫描隧道显微镜),差不多是国内最早进口的洋玩意。需要为仪器配置防震台,但是因为资金紧张,刘忠范只能带着学生到学校附近的工地上找沙子和锯末代替。沙子和锯末弄回来以后,还要晒干才能用。他们是7月份开始做这个事情的,正好赶上雨季,一下雨还得抢收这些晒着的宝贝。至今刘忠范回忆当年的艰辛仍然记忆犹新。
创业是艰辛的。当年的刘忠范人称“拼命三郎”,每天最早进楼的是他,最晚一个走出实验室的还是他。由于总是工作到深夜,楼门早已关闭,因此他经常翻越化学楼的铁门,因此练就了一副好身手,他自嘲道。他的口号是“一天二十六小时工作制”,在他的感染下,他的学生、他的同事也都变成了大大小小的拼命三郎。搞前沿研究需要先进设备。为了购买这些设备,他省吃俭用,甚至到了抠门的程度。他还学会了砍价,变成了砍价高手。他冒着风险举债,最多时超过80万元。要知道,在十几年前,这是一笔巨额债务。
科研工作很辛苦,但也充满了快乐。在刘忠范眼里,研究的一大乐趣就是和学生一道创造故事。学生一个错误的实验设计带来了热化学烧孔存储技术;一位女同学的顽固不化和他的坚持加包容收获了石墨烯的偏析生长方法,进而开启了石墨烯生长过程工程学研究之门。回忆起这些往事,刘忠范的脸上洋溢着成就感。
刘忠范现任北京大学化学与分子工程学院“纳米科技岗位”长江特聘教授、北京大学纳米科技中心主任、物理化学研究所所长、以及科技部纳米重大研究计划项目首席科学家、基金委“表界面纳米工程学”创新研究群体学术带头人等职,2007年加入九三学社。他还担任中国化学会、中国材料研究学会和中国微米纳米技术学会常务理事,“化学学报”和“化学通报”副主编,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、“微纳电子技术”、“物理化学学报”、“电化学”等国内外著名学术期刊编委或顾问编委。英国物理学会Fellow,欧美同学会会员。
挥洒人生:从高原到高峰
十几年来,中国纳米科技发展得飞快。从数量上看,已经与美国并驾齐驱,论文的档次也越来越高,尽管原创性和影响力尚有待提高。刘忠范为中国纳米的发展简单勾勒了三部曲:科学、技术和工程。“要向两头进军,一头是解决纳米中的大科学问题、真正的原创性科学问题;另一头是纳米技术的产业化问题,解决关键的技术和工程问题。我们还有许多努力和挥洒的空间,从科学到技术到产业是一条崎岖的攀登之旅,纳米技术的真正魅力在于它所蕴藏的巨大生产力。国家需要投入和耐心,最后才能开花结果。”
谈起与自己一同成长的北大纳米科技中心,刘忠范说,北大的纳米研究,总体上还处于纳米科学的层面,经过十几年的努力,已经取得了长足进步,在国内外拥有了一定的学术影响和地位,化学学院、信息学院和物理学院的纳米团队功不可没。当然,我们还缺少重大突破,需要从高原到高峰的飞跃。
刘忠范特别推崇团队精神和团队文化建设,这或许与他多年留学日本的经历有关。说起他的研究团队,他充满了激情和自豪。他总是强调,他所取得的些许成绩,都是团队成员共同拼搏、共同奋斗的结果。他的研究团队,从最初的几个人、十几个人,发展到今天的几十个人,不断地壮大着,也形成了独具一格的团队文化。这种团队文化中,既有对科学的热爱和执着,也有快乐的业余生活。新年联欢晚会上学生们自编自导的精彩节目从另一方面展示了他团队的创造力。每周一次的羽毛球俱乐部活动,还有一年一度的五一春游、研究室周年庆典、以及教师还乡团活动,使他的团队充满朝气和凝聚力。正是这样的团队文化,带来了一个又一个的学术研究成果,也使北大成为国际知名的低维碳材料研究基地。他的信条是,人才决定潜力,机制决定效率,文化决定高度。
刘忠范最自豪的不是他发表的300多篇学术论文,而是培养了一批热爱科学、热爱纳米的弟子。他的弟子绝大多数都在国内外知名学术机构从事科研工作,其中有21位晋升为教授,而副教授和助理教授则更多。在人才培养方面,他总是不遗余力,倾注了大量心血。他极为认真地讲,他更希望将来有一天被称为教育家,而不仅仅是一名科学家。
责任是通向伟大的代价,这是丘吉尔的一句名言。已近天命之年的刘忠范深深地感受到越来越多的社会责任。儿时刻骨铭心的贫穷经历使他对农村教育和失学儿童问题极为敏感,并力所能及地做些事情。他的多方奔走、努力和奉献给他曾经就读的村小带来了漂亮的新校舍、崭新的桌椅和计算机房、以及宽敞明亮的图书室。他收到学生家长寄来的感谢信,讲述自己的孩子第一次看到和使用电脑时的激动心情,他感动得落了泪。他设立的奖学金拯救了不少濒临失学的儿童。作为一名“九三”人,他感受到更多的责任,也有了更为广阔的舞台,为国家、社会的发展献计献策。
【关键词】华峰班 cdio 工程教育
【中图分类号】g642.0 【文献标识码】a 【文章编号】1674-4810(2011)09-0001-03
20世纪的工程教育课程主要是提高学生的动手实践,使学生掌握相关的专业知识和解决工程实际问题的能力。然而,随着世界经济全球化以及科学知识的发展,工程教育课程的教育偏向了“厚基础、宽专业”的工程科学的培养模式,从而削弱了对学生解决工程实际问题的能力培养。这种培养方式导致了学生缺乏对现实工程情况应有的认知程度。为了解决这个难题,2000年由麻省理工学院crawley等人通过4年的探索创立了cdio工程教育理念。cdio作为一种新的工程教育理念,主张以产品研发的cdio全过程,即构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)和运作(operate)为载体,以工程项目生命周期全过程为载体培养学生的工程能力、学生的职业道德、学术知识和运用知识解决实际问题的能力,以及具备终生学习和团队交流能力。
化学工程与技术作为化学工业的主要学科领域,担负着促进化学工业及相关行业发展与进步的重要使命,因此培养出具有解决实际化工过程问题能力和创新能力的人才是非常重要的。本文以温州大学化学工程与工艺专业的学生作为教学改革培养对象,将cdio工程教育理念与化学工程与工艺的专业教育有机地结合,探索适合于以服务浙江及周边地区经济为导向的化学工程与工艺专业教学模式的改革与实践。
一 工科人才教育培养现状
我国传统的教学模式是以教师为中心、以课堂讲授为主,以理论考试成绩来评价学生的模式。当前,我国工程教育是通识教育模式和苏联教育模式的结合体。解放前,我国的先进高等工科教育主要是来自西方一些教会式的大学教育。建国后,由于化学工业发展的需要,我国效仿苏联搞起了专业教育。这种专业教育培养模式为我国的现代化建设作出了较大的贡献。其缺点是过于强调教材和教学大纲的统一,影响了教育工作者的思维活跃性,也阻碍了对工科学生创新能力的培养。因此,教育家们对苏联教育模式进行了回顾和反思,制定了通识教育和专业教育相结合的工科通识教育模式。然而,随着我国产业的进一步升级以及高校的持续扩招,导致了大量的工科毕业生找不到适合自己的工作,这可能是因为通识教育过于强调基础科学理论,而弱化了专业内容和工程实践,导致了工科毕业生只了解一些表面的理论,缺乏工程应具备的实践创新能力。
在办学机制上,一方面,高校过于强调科研业绩考核,许多具备丰富工程经验的老师很少参与到实际的教学过程中,而参与教学的教师又与企业的联系不紧密。负责教学的教师缺乏产业经验,工程教学过程又缺乏与企业的有效沟通,造成了工程教育和社会需求的严重脱节。另一方面,虽然在教学上安排了生产见习、毕业实习等环节,但是不少学校在实践教学环节上是比较薄弱的,这是因为见习、实习的时间一般比较短,相应的考核制度也不健全。
综上所述,我国工科教育从教学模式、办学机制等众多方面都存在着与产业发展脱节的问题,严重影响了人才培养的质量。尤其是理论脱离实际、实践环节薄弱、产学脱节的问题直接导致了学生找不到适合自己的工作岗位以及企业有岗位找不到合适的人才。由此可见,我国的工科人才培养模式已经不能满足产业升级的需求。为了更好地培养适合产业升级所需的人才,我们从培养模式上进行了改革探索。
二 化学工程与工艺专业cdio工程教育改革探索
cdio工程教育模式改革旨在培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学、组织沟通和协调能力。cdio模式以工程项目全生命周期的要求来组织教、学、做,学生需要掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合问题。因此,课程体系的建设要突出课程之间的关联性,这就必须打破教师单打独斗的传统教学方法,而围绕cdio工程项目的实施进行教学计划和课程关联工作。
1.化工核心课程群的组织与教师队伍建设
核心课程群由化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程、化学工艺学、化工设计6门课程组成,构成了化学工程与工艺核心专业课的主体。化工设计以其他五门课程为基础,对提高学生分析问题、解决问题的综合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是讲述单元操作的基本原理,是学好其他专业课程的基础;化工热力学则建立在分离工程的基础之上,阐述工业条件下各种流体热力学性质的计算;化学反应工程以传递过程为基础,传递现象和化学反应工程利用数学的方法,从微观角度阐述化学反应过程、设备设计的共性科学问题;化工工艺是关于化学品生产方法的技术科学,它以自然科学和工程科学规律为基础,使化学反应达到工业化应用水平。由此可见,核心课程群的各门专业课是相辅相成的。
在课程群建设中,涉及专业课教学的老师主要通过进修、企业实践、参加会议三种方式提高业务水平,对化工专业工程教育模式做到整体的认识,同时要求参与指导学生的化工设计。利用校企合作的机会,与企业方面的人才进行专业知识和其他方面的交流与沟通。其具体的组织与实施过程如下:
第一,教学方法改革的探索。首先,按照cdio的教育理念,要逐步形成教师引导和以学生为主体的思想,使教师从教育者转变为引导者,教师不再是简单地卖知识,而是引导学生学习知识,把主要任务放到教会学生学习方法上来。在教学方面的改革要得到全校上下的支持才可能顺利进行。温州大学为课程体系建设和师资建设提供了很好的平台,在化工核心课程群教改的过程中提供了强有力的物质基础和政策鼓励。在这种良好的环境下,教师也愿意投入更多的时间去听课评课,吸纳好的教学手段和方法。由于化工班都属于小班上课(30人左右),对部分课程如化工专业英语、精细化工工艺学实施角色互换教学模式,让学生参与到化工教学的过程中。这些课程的效果反映较好,对化工原理等课程中的部分章节,我们也将逐步展开开放式的教学方法。
为了达到各门课程的知识体系能够很好地衔接,通过教研室教师集体备课,相互切磋,讨论每门课程讲授的重点,个别章节内容的舍弃和补充,做到教学的知识体系完整、重点难点突出、学时合理分配,真正做到精选、精讲教学内容。摒弃了过去教学活动中的单打独斗,改为教学团队授课,使各门课程有机地衔接起来。通过相互听课并课后集体讨论,指出教师课堂教学中存在的问题与不足,相互交流教学经验,讨论改进的方法与策略,使教师的整体教学水平迅速得到提升。
第二,教师工程素质的培养。不少高校在引进人才方面主要考虑的是教师科研水平,其次关注人才的企业实践经验。鉴于科研压力,假期教师也不能到企业去参与实践或者工作。此外,许多教师只对与自己科研相关的专业课非常熟悉,对其他的专业课则非常生疏。因此,利用现有的教学资源,培养教学团队的建设是很重要的一环。温州大学化学工程与工艺教研所以化工设计为主线,基于地方化工企事业单位为依托,派遣年轻教师每年到相关的化工企业实践两个月,逐步培养教师的专业水平。近几年,利用学习、调研以及下派科技特派员的方式,到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安华峰等不同类型的企业参观学习,不断地提高老师的业务水平。同时,为了让教师能够很好地参与到企业生产实践中,温州大学对担任科技特派员的教师提出教学科研任务减半、考核优先等政策鼓励。仅2010年,我们派年轻老师带队到衢州巨化学习15天,杭州化工研究院学习3天,华峰学习7天,温州本地化工企业实践1个月左右,有效地提高了教师的工程素质。教师工程素质的增强也使学生收益颇丰,在2010年省化工设计大赛和全国“三井杯”化工设计大赛中多次获奖。
2.学生工程能力和团队合作的培养
作为地方院校,温州大学化学工程与工艺专业的办学宗旨是以培养创新应用型人才为主,服务地方经济和社会的发展。经过对近两年该专业的毕业生调查的情况来看,目前该专业存在以下问题:(1)毕业生虽然掌握较多的书本知识,但实践能力不强,导致他们从学校到公司需要较长的“岗位过渡时间”;(2)毕业生普遍缺乏对现代企业工作流程和文化的了解,缺乏团队工作经验、沟通能力和创新能力;(3)工程职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,责任感不强。具体体现在:工作不踏实、心浮气躁、做工程不细心、不愿承担责任,客观上他们的实践能力与企业要求存在较大差距,而主观上又不能沉下心来虚心向前辈学习。
从以上的调查结果来看,以目前的培养方案和评价标准来指导学生的专业教育经不起企业用人单位的考验。为了更好地培养适应地方经济社会发展的人才,实现对学生创新思维、创新方法和创新能力的培养,我们与温州地区最大的化工企业华峰集团实行校企联合培养本科生,实施“华峰特色班”战略。目前,“华峰班”的学生采用“3+1”模式培养方案(即学生前三年在学校集中学习理论知识并完成实践教学,最后一年到企业,接受企业的培训,并在企业盯班盯岗接受生产实践活动)。同时在工程专家的指导下,根据企业的需要对培养方案进行部分修改,增设华峰提出的部分课程,使得学生在校期间所学的基本知识和专业理论更贴近于华峰实际的应用。在这种战略方针下,学生在企业的环境中真正做到知识和能力之间的无缝连接,缩短了“岗位过渡时间”,增加了学生的工程实践能力,有效地推进了cdio教学改革。在2010届的化工专业毕业生中,华峰集团招聘了7名华峰班学生。提升了学生的工程能力、团队合作精神以及专业素养。
3.逐步建立适合cdio工程理念的考核制度
正确、公平、合理且科学有效的考核制度对本专业的健康发展起着至关重要的作用,它应当是对教学效果做出真实和客观的评价,同时有利于提高学生学习的积极性和主动性。现行的课程考核方法主要是通过期中和期末考试成绩来评定,它能在一定程度上反映学生掌握知识的程度以及教师上课的教学效果,但不能很好地促进学生学习的主动性。部分学生比较反感现行的考核制度,这是因为现行的考核方法存在比较单一、部分学生在学习上投机取巧也能获得高分而影响其他学生学习的积极性、不能全面反应学生的综合应用能力等问题。
cdio教学模式以能力培养为目标,其主要培养的是学生的理论知识、职业技能、人际交流以及产品研发的cdio全过程。采用cdio教学模式,评价方法则应侧重能力的考核,能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程。我们进行教改,其目的是提高学生的工程实际能力,因此我们的考核将使用过程能力评测替代以往单一的成绩评定。
我们现阶段的具体做法是:(1)选题:在学生进入大三学习开始,从企业选出一些与本专业相关的课题以及近两年化工设计大赛的课题,让学生自动组成4~5人的小团队;(2)专业学习:上专业课的老师或工程师把握好主要的授课内容,然后将大部分时间留给学生,让他们针对自己的课题与本课程相关的知识点进行思考、提问、讨论;(3)阶段性测试:上完某些知识点后,老师或者企业工程师根据学生所做的课题和所学的专业知识进行评价,其中主要包括面试、答辩、自我评价、团队合作能力等方面;(4)中期成绩总结:这次总结是比较重要的,一般在大三上学期结束后,包括阶段性测试的成绩、平时的表现、专家化工设计大赛作品的评价、企业对学生课题的反馈等进行中期总结,由学校老师和企业专家对学生现阶段的学习进行方法论指导,提出下学期的目标;(5)最后专业课成绩评定:最后专业课成绩进行a、b、c、d四个等级进行划分,其中阶段性测试占40%、中期成绩总结10%、企业专家评价10%、课题完成情况10%、专业综合能力20%、化工设计大赛10%。目前,整个评价体系尚在完善中。
三 结束语
化学工程与工艺专业学生的工程概念、分析和解决工程问题的培养对我国高等工科教育可持续发展以及化学工业的产业化升级起着非常重要的作用。本文就温州大学化学工程与工艺专业的毕业生进行调研,发现学生在所学的知识和培养的能力和企业所需的人才具有一定的差距。本文以服务浙江及其周边地区的经济作为出发点,初步建立了温州大学化学工程与工艺专业的cdio工程教育理念,获得了一些正面的成果,为将来进行深入教学改革奠定了基础。同时,我们的改革尝试也为cdio工程理念在化学工程与工艺专业的教育改革提供了一些思路。
参考文献
[1]孙晓莹.德国职业教育对我国职业教育发展的启示[j].教学研究,2006(5):384~387
[2]查建中.工程教育改革战略“cdio”与产学合作和国家化[j].中国大学教学,2008(5):16~19
[3]edward f. crawley, johan malmqvist, sören östlund, doris brodeur: rethinking engineering education: the cdio approach[m]. springer, 2007
[4]余国琮、李士雨.化学工程与工艺专业创新人才培养方案的制定与实践[j].天津大学学报,2004(1):1~4
[5]夏淑倩、张金利、傅虹、王保国.培养化工类专业创新人才的探索[j].化工高等教育,2010(3):10~12
[6]刘长久.适应经济社会发展需求的化工类人才培养改革探索与实践[j].高教论坛,2009(3):17~19
[7]吴洪达、李利军.化学工程与工艺专业实践性课程体系的构建[j].高教论坛,2007(6):105~107
[8]冯建军、李为忠.教育发展的根本之道在于尊重教育规律[j].教育纵横,2009(2):53~56
【关键词】 教学内容; 无机化学; 改革
随着社会对人才培养目标现代化、社会化的要求,社会对人才类型的需要已由“专才”型向“全才”型转化,而学生所学知识的知识面已大大拓宽;学科的发展和知识的丰富,无机化学课程的教学内容也越来越多,书越编越厚,然而无机化学的教学时间又大幅度减少,难以完成原有的教学内容,所以无机化学课程中存在许多需要解决的问题。例如理论部分的论述比较完整,但利用无机化学的实践活动操作比较困难;元素部分的内容比较琐碎,教师在讲授时困难较大,教学内容繁多,学生接受起来比较困难。
本着培养基础扎实、知识面宽、动手能力强、素质高人才的目标要求, 适当减少基础课学时, 增加专业实践和新知识介绍是必要的。如何充分利用有限的教学时间,不大幅度地减少教学内容,使学生尽可能多的学习、掌握基础知识是摆在我们教师面前的一项重要课题。这就要求我们从课程改革中挖潜,从课程内容整合中获得。
1 优化课程教学内容
教学内容的改革是无机化学教学改革的核心。改革与优化教学内容表现为, 剔除那些与中学教学内容重复、陈旧过时或与中学化学教学联系极少的教学内容, 对经典的无机化学教学内容进行优化,适当补充化学前沿知识[1]。
1.1 课本内容与课外知识有机结合[2]课本上的理论与具体的科技研究成果介绍相结合,既有利于避免教师教学内容的枯燥无味、空洞抽象,也有利于拓宽学生的知识面,同时还能激发学生学习的兴趣和积极性。这就要求我们教师在教学过程中相应地引入一些化学史、化学重要发现的介绍。例如诺贝尔化学奖中无机化学方面的成就包括了英国化学家W.Ramsay 对空气中稀有气体元素的发现、法国化学家H.Moissan发明氟元素分析法、瑞士化学家维尔纳创立配位学说等。另外,教师还可以将日常生活中与人类息息相关的一些无机化学知识引入到教学当中,例如温室效应、酸雨、臭氧空洞、微量元素与人体健康等。为适应知识经济的特点,教师还可以将无机化学的前沿领域知识如纳米技术、金属有机化合物等渗入到基础教学之中。这些课外知识穿插于教师的授课过程中,既能活跃课堂气氛,也有助于学生对知识的理解和记忆。教师可在讲授配位化合物的知识时延伸出与配位化学联系密切的人体微量元素与健康、抗癌药物顺铂的发现历程;在沉淀反应中介绍肾结石形成的化学原理;在电化学中介绍燃料电池、电解制氢等新型能源技术;在卤族元素的学习中,介绍感光材料、阻燃材料等的应用。
1.2 改革教材内容, 优化课程结构
1.2.1 着眼课程群建设,调整课程体系为了达到人才培养的目标,我们不仅注重课程教学内容的改革,还更注重课程体系的建设。我们在本课程建设过程中,始终注意与其它课程的协作配合,以逐步形成一个相对独立统一的课程群模块。该模块包括如下课程:基础化学原理、无机化学实验、分析化学、物理化学。这四门课程共同瞄准无机化学这一主修课程在系统中的基础作用及优化这个目标,统一调整教学内容,精简学时,各自侧重完成分工的局部教学任务。基础化学原理课程使学生掌握基本的化学知识,无机化学实验部分让同学们了解化学实验的分析和简单设计;分析与物化课程使学生掌握化学的深层次内容,更大程度上学习化学理论。
1.2.2 运用现代观念,优化课程内容,实现教学内容的现代化课程内容的优化,一是要选择知识,再者一定要加强重点内容的提炼,明确知识点,抓住课程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知识、新方法、新技术。基础课调整的重点是增加新知识,专业课调整的重点是增加新技术。同时妥善处理好经典内容和现代化内容的关系,做到二者的和谐统一,同时压缩那些起点低、简单重复和陈旧老化的内容,使增加的教学内容与高新技术接轨[3]。
1.3 突出课程教学的重要性
1.3.1 课程教学突出基础性、前沿性、时代性通过对现在与过去、国内与国外化学类学生培养目标,中、外无机化学教材内容对比分析、学科发展现状复习及发展趋势预测,在正确处理继承与发展关系的基础上,修订教学目标及教学大纲,结合省级精品申报和高教研究中心批准的“十一五”教研课题,更新理论课和实验课教学内容,探索、实施新的教学方法。课程内容在强调基本知识、基础理论和基本技能的同时,也适当介绍重要进展。
1.3.2 课程教学突出新知识、新概念和新技术在教学内容改革方面,除了坚持无机化学传统的基本知识、基本理论传授,坚持无机化学内容需要不断更新的原则,加强专业知识与科学方法论相结合,把二十一世纪化学类及相关专业的学生在无机化学学科应具有的基础理论和最优化知识作为精品课程的内容依据,着重处理好无机化学基础理论与无机化学前沿的新概念、新技术和新方法(如绿色化学、微波化学等)的关系,吸收无机化学发展的新知识,强化无机化学的知识结构,使教学内容不断丰富、不断完善;能够使学生高效率地掌握无机化学的精髓,并将其转化为创新能力。
1.3.3 课程教学中必须加强创造能力的培养如何在无机化学教学中加强创新能力的培养,我们在课程设置时就注重学生对社会的适应性,将培养学生创新精神和实践能力摆到突出地位。为了加强创新意识的培养,安排每个学期至少一个“研究性课题”;为了提高解决实际问题的能力,在教学内容的选择上更加贴近生活实际和生产实际,安排了“课程实习作业”,为培养创新意识和实践能力提供了重要方式和途径。
2 元素化学部分教学的改进
元素化学部分内容繁多难学,为此我们对元素化学每章内容,重点抓住原子结构与族通性的关系,引导学生通过原子结构和分子结构的原理来理解元素及其化合物的化学性质,概括归纳元素性质的变化规律性,从而突出化学的基本原理在元素化学学习上的指导作用。从学生反馈回来的教学质量调查证明,这有利于学生加深对元素及其化合物性质的理解和掌握。而对于元素及其化合物的存在方式、制备、用途等,则着重于学生的自学,让学生查找有关的资料来认识有关化合物的最新用途或制备方法,然后让学生撰写有关这方面的总结文章或论文,这样一方面增强了学生的自学能力,另一方面让学生知道了最新的一些化合物的研究动向。这样的教学模式调动了学生学习的自觉性,深受学生的欢迎。
无机元素化学教学难点的解决办法是:①元素部分以元素周期表为主线[4], 深入地讨论主族元素及重要化合物的结构、物理性质、稳定性、氧化还原性、物质的制备及用途。以物质结构原理和热力学原理为基本点,从微观和宏观的角度去学习、讨论和研究无机化学的问题,注重规律性的讨论和总结,从而突出无机化学基本原理在元素无机化学学习中的应用和指导作用,加深学生对无机物性质及反应性规律的理解及对无机化学基本原理的掌握,改变元素化学在学生心目中内容繁多的印象。②以性质为中心讲好重点元素。由于同族元素性质相似,所以在讲授每族元素通性之后,对族内的重点元素必须较为系统地讲解,以便学生对族内其它元素的学习起到触类旁通、举一反三的作用。③密切联系实际。元素化学很多内容与工农业生产、日常生活,特别是中学化学教学关系十分密切。在教学中主动联系实际问题,教学就会更加深入、生动活泼,学生学习就不至于感到枯燥无味,反而对学习产生浓厚兴趣。④善于比较差异,归纳总结规律。元素化学内容多,知识零散,学生总感到难掌握,不易记忆。在教学中充分利用对比的方法可以加深学生对问题的理解,采用归纳总结规律的方法使学生学的知识系统化,这两点都有利于学生记忆。⑤利用现代教学手段,加强教学效果。计算机辅助教学代表现代教育技术的特征,能帮助或替代教师传递信息,突出教学的重点和难点,增大课堂容量,能激发学生学习兴趣,有强烈的感染力和丰富的表现力,其优势是传统教学方法无法比拟的。应用多媒体教学手段,不仅可以创设多样化的学习情景,更可毫不费力地将传统教学中难以描述、难以突破的难点生动、形象地表现出来。
3 教学方法和手段的改进
3.1 案例教学法以讲授为主,通过典型实例教学激发教与学的课堂互动。在课堂讲授中,通常将典型实例和疑难问题作为内容展开的引导和说明,始终关注社会上的热点化学问题,分析其中的化学机理,增强该课理论的实践性、时代性、启发性、通俗性和生动性,便于本科生接受并调动其主观能动性,课堂还实行课末5分钟学生提问,及时答疑。由此,提高了课堂的效率。
3.2 问题教学法适当给予刺激和压力,以各种形式的提问、作业和讨论等辅助手段巩固课堂教学内容。提问和作业中,既有要求当场口头回答或书面完成的,也有要求课后完成并提交的,还有仅提供思考的。为了方便学生复习,无机化学教研室编印了供校内使用的无机化学习题集,深受学生的欢迎。
“以问题为中心”讲授与讨论相结合。为有效地利用课堂教学时间,在整合教学中,我们把研究性学习引入课堂,即设计学习情景,让学生在学习新知识时做到“三先”, 即先尝试、先讨论、先思考。教师通过点拨、参与、辅导,让教学过程成为学生自主学习、师生互动的过程。学生在不断地发现问题、解决问题的过程中尝到成功的乐趣,激发了学生思维的积极性,达到有效地利用课堂教学时间的目的[5]。
3.3 多媒体教学法随着现代教学改革的推进,在无机化学的教学中,明显地出现了内容多、课时少的矛盾,我们充分利用现代教育技术手段较好的解决了这一矛盾。通过使用多媒体、投影仪等现代教育技术手段和实物模型实施课堂教学。通过各种课件充实和拓展教学内容,增加了内容的直观性,激发了学生的学习兴趣,让学生们在耳目愉悦中感受到化学在生活中无处不在以及在科技发展中的重要地位。所有教学课件上传在精品课程网站上,有利于学生自学,提高了学生的自学能力。
实施无机化学内容整合教学的尝试,其根本目的在于全面提高课堂教学质量。在教学过程中,我们运用教学设计的理论和方法来分析、研究教学问题, 设计教学策略、教学方法及教学过程,努力探索教学过程各要素、各环节相互联系和作用的最优化,教学效果得到明显提高。由于调整了无机化学相关内容的衔接与分工,内容突出主干,加强了学生实践能力、创新意识的培养,对提高学生综合素质起到了很好的作用。
无机化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科,它是大学一年级唯一的专业基础课程,对后续的专业基础课程的学习影响很大,而提高无机化学教学质量的方法是多样化的,需要我们不断的讨论、探索和实践,为培养更多的高素质的现代化建设人才而努力。
参考文献
[1] 徐家宁, 史苏华, 阎 雁, 等. 努力探索, 全力打造精品无机化学课程[J]. 广西师范大学学报(自然科学版) , 2003,Z2:6.
[2] 翟林峰,杭国培,王华林,等. 无机化学课程教学内容与方法改革研究[J]. 合肥工业大学学报,2008,22(1):94.
[3] 黄 滨,王秦辉. 优化课程结构的探索与实践[J]. 教书育人,2002,24:28.
[关键词]素质教育 化学教育 创新能力 发现能力 实验能力 思维能力 “双基”教学 习题教学
培养学生的创新能力是素质教育的核心。学生的创新能力不仅关系着学生学习的科学态度、方法,而且关系到民族未来的兴衰,在这里本人就化学教学中培养学生创新能力的方法略谈几点:
一、注重发现问题能力的培养是创新之基
爱因斯坦说过:发现问题比解决问题更重要。因此,培养学生发现问题的能力是培养学生创新能力的入门阶段。创新就是要有新发现,而好奇心则是发现问题的源泉,因此,要创新首先教师要保护好学生的好奇心。教师必须对学生提出的问题作出解释,使学生的好奇心得到满足,不受伤害。其次,要创新就要给学生造就一双“慧眼”,学会观察、发现,掌握观察发现的方法,培养学生敏锐的观察发现能力。培养观察发现能力应做到以下几方面:
第一,培养学生良好的观察品质,端正观察态度。无论观察什么都要认真、仔细、一丝不苟。粗枝大叶不行,粗枝大叶往往会丧失新发现的良机。
第二,在教学中应教给学生正确的观察方法。如要让学生带着明确的目的去观察;要做好周密的计划去观察;要认真全面地去观察;要把观察和思维有机结合起来等,这样做使学生掌握了观察程序,观察效率会大大提高。
第三,注重课堂实验的观察。化学课堂演示实验和学生实验较多,让学生注重课堂实验的观察是培养学生观察能力的重要渠道。
第四,写好观察记录。写观察记录一定要实事求是,准确地记录实验条件、过程和现象,尤其要注重实验现象的记录,准确地描述生产和日常生活中的化学现象,为后面的分析研讨提供第一手的可靠资料。
只有具备较强的观查能力,养成良好的观察习惯,才可能随时捕捉到“奇异现象”,进行认真分析研讨,这样才可能有新发现、新突破,创出新成果。
二、注重实验能力的培养是创新之本
化学实验贯穿于化学教学的全过程。实验本身就是一种探究性活动,具有创造性。化学实验对培养学生的创造性思维的作用尤为突出。通过实验对培养学生的创新能力应做到:
第一,抓住实验现象的多变性,激发学生的好奇心。如亚铁盐溶液和碱溶液反应:颜色变化为白色沉淀浅绿色沉淀绿色沉淀棕色沉淀,教师要让学生弄清颜色变化的原因。
第二,让学生设计实验,培养学生的创新思维。如在学生学习了制H 2、CO2的试验后,让学生设计实验室制SO2的实验。可首先问学生产生SO2有多少种方法,培养学生发散思维,再让学生选出实验室制SO2的反应原理,培养学生求同思维,最后让学生运用比较和类似的方法设计出SO2的实验室制法,培养学生的类比思维。
第三,对课本的实验进行改进,培养学生的批判思维。如为了保护环境对课本的亚硫酸盐和稀HCL溶液反应制SO2的实验改进,使学生不迷信课本。
第四,将某些验证性实验设计为探究性实验。探究性实验是学生自主的实践活动,对培养学生不怕困难和挫折,实事求是的创新精神有重要作用。
第五,重视化学实验史的教育,化学家的一丝不苟、实事求是的创新精神是培养学生创新精神的好教材。
第六,重视研究性学习,研究性学习密切联系学生的生活实际,要求学生自主提出课题,自主设计方案,自主探究的实践活动,是培养学生创新能力的重要内容。
三、注重生产生活实际,开发创新之源
实际生产生活实际是创新之源,化学与社会生产生活有着广泛的联系,积极引导学生走出课堂,参观厂矿、考察实际生活、探索分析实际生产、日常生活中的一些化学现象,对于培养学生实事求是的科学态度,勇于探索的精神效果极佳。
在教学实践中,还应积极开展课外实验活动。通过丰富多彩的课外活动,可以使学生增加知识,扩大视野,开发智力,丰富课外生活,激发学生研讨化学问题的浓厚兴趣。可用如下形式进行课外化学实验活动:
一是组织实验兴趣小组,在教师的指导下,让学生自愿组织起来,研究实验教学中的问题,撰写小论文,编辑试验资料等。
而是开展化学游戏,寓实验于娱乐之中。应定期举办化学晚会,开展化学游戏活动,通过科学性与趣味性,知识性与娱乐性的完美统一来适应学生的特点,以提高实验技巧,培养创新精神。
四、注重思维能力培养,是创新之核心
思维是创新的核心,思维能力包括想象能力和假设推理能力。二者是创新能力的重要组成部分。化学是在分子和原子的层面研究物质的科学,因此,要把宏观和微观思维相结合,让学生充分发挥想象能力、假设推理能力。教师可通过“构―性―制―用”、“构―位―性”等关系,让学生展开想象。例如,学生知道氮分子的结构为氮氮三键,性质不活泼,则可让学生想象,如果氮分子没有三键,空气的成分将如何变化?又如,让学生根据氟分子的结构推测氟气的性质。
另外要注意加强“双基”教学,使学生形成合理的知识结构和能力结构,特别是化学中有利于创新思维的“双基”,如:元素周期表、元素化合物知识中的“构―位―性”的关系等。学生只有学好“双基”,才能有效的应对时代的发展。同时也要重视习题教学。习题是学生巩固知识,培养创造能力的重要手段,教师要培养学生的创新能力,在习题教学中应做到:
一要提倡一题多解、一题多变,设计开放性习题,培养学生的发展思维能力。如让学生写出区分饱和食盐水和蒸馏水的方法。
二要巧设“陷阱”,让学生跳出思维定势,培养学生批判思维能力。如PH=6的盐酸稀释100倍后,PH为多少?很多学生受思维定势影响可能得出PH为8的结论。
三要精心挑选习题,培养学生的直觉思维能力。如有乙醛、蒸气和乙炔的混合气体a升,当其完全燃烧时消耗相同状况下氧气的体积为多少升。直觉告诉我们,乙醛和乙炔分子间存在某种特殊联系。
通过这样的教学,学生的创新能力在潜移默化中得以加强,素质教育在化学教学中也必然得到了落实。
[参考文献]
1、 西南师范学院化学系编《中学化学教学法》1986.4
2、 教育部《中学化学教学大纲(试行)》
3、 成都科技大学出版社荆建华《教育理论专题》
4、 北京师范大学化学系《化学教学法》1980
关键词:无机及分析化学;教材;编写;课程建设;教学
对于近化学专业如生命科学、材料、环境、农学、医学及药学等专业的学生而言,学习无机及分析化学课程对他们学习基础知识和专业知识都是不可或缺的。将无机化学和分析化学两门课程合并为无机及分析化学一门课,经过二十多年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可。由南京大学陈荣三教授主编的《无机及分析化学》是我国最早正式出版的教材,2006年本书的第四版作为普通高等教育“十五”国家级规划教材正式出版。本文对该教材第四版的编写进行简要介绍,提出一些肤浅的体会和大家交流,以期起到抛砖引玉的作用。
一、《无机及分析化学》教材编写的回顾
由陈荣三教授主编、黄孟健教授等人参编的《无机及分析化学》一书,从1975年由南京大学自编讲义,到1978年人民教育出版社作为全国高等学校生物系通用教材正式出版至今已有三十年的历史了,这是1977年恢复高考后国内第一本《无机及分析化学》教材,最初主要供生物系及农医等院校相近专业使用。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。由于生物及相关学科发展的需要,以及全国读者对这本书的厚爱,在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,全国许多综合大学和师范院校,如北京大学、南开大学、复旦大学、厦门大学、兰州大学、四川大学、武汉大学、山东大学、暨南大学、西北大学、华东师范大学、南京师范大学、华中师范大学、福建师范大学、河北师范大学等数十所高校任课教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”。研讨会先后举办过五次。第一次于1983年6月由南京大学承办,第二次于1984年6月由云南大学承办。这两次研讨会对此书的编排和内容的选取进行了积极的讨论,并提出将化学热力学和化学动力学内容加入到教材中的必要性和可行性,认为用简明扼要的阐述,适度地引入化学热力学和化学动力学的基本概念和基本理论,有利于学生更好地学习物质结构和掌握元素化学的知识。于是在1985年出版的第二版中,首次将热力学引入无机及分析化学教材,同时为适应当时高等学校的实际情况(无机化学和分析化学分属两个不同的教研室),又将无机化学和分析化学分开编写。其后,于1986年10月,1989年10月及1993年10月分别由南开大学、武汉大学和厦门大学承办了第三、四和五次研讨会,会议对这本教材的第二版提出了不少中肯和有益的意见,同时也为修订第二版酝酿第三版做了大量的准备工作。1998年,南京大学为了博采众长,分别邀请南开大学和复旦大学教学一线的袁婉清及杜岱春两位教授参加第三版的写作。迄今该书已为全国许多高等院校生物系以及农、林、医等院校有关专业所选用,受到全国广大师生的欢迎。
历次“‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”对无机及分析化学教材建设和教学中存在的问题都进行了广泛深入的讨论,对提高无机及分析化学课程的教学质量及《无机及分析化学》教材的编写起了十分重要的推动作用。
2006年8月,为了深入贯彻落实教育部第二次全国普通高等学校本科教学工作会议精神,大力推进校、省、国家三级精品课程建设,及时总结国内高等学校无机及分析化学课程的教学改革经验,在浙江大学召开了“无机及分析化学”课程建设与教学研讨会。此次会议通过广泛、深入的讨论和交流,与会者普遍认为“无机及分析化学”是为实现课程结构和教学内容整合、优化而由原来的无机化学和分析化学两大基础课程合并而成的一门重要的基础理论课程,是教学体系改革的结果。它又是近化学类专业一门重要的必修基础课程,是建立相关技术人才整体知识结构、能力结构的重要组成部分,同时也是后续化学课程的基础。
“无机及分析化学”课程建设与教学研讨会是一种很好的教学研讨形式,它能集思广益,有效促进无机及分析化学课程的建设,提高高校基础课程教学的质量,建议在现有的基础上可以采取民办公助,企业资助的形式把研讨会延续举办下去。
“无机及分析化学”对高等学校近化学类专业学生而言是一门重要的基础课程。无机化学和分析化学原本是两门独立的课程,定性分析“合”在无机化学的元素化学中已为多数人所接受。可是无机化学和定量化学分析是“合”是“分”,化学分析和仪器分析的比例和安排等问题,一直是教学改革中的争论点。“无机及分析化学”顾名思义,应和分立的无机化学和分析化学有所不同,可是在课程设置、教学安排、教材内容等方面一直存在着“合”与“分”的问题。经过近三十年的摸索与实践,这一问题亦日趋明显,已达成初步共识。因为,为了解决内容和学时的矛盾,“合”是必要的手段;无机化学和分析化学原本就是两门相近的学科,“合”也顺理成章;以“合”为上,“合”是进步,是学科发展的需要和方向,实践中已显示出“合”的优点。这方面浙江大学主编的《无机及分析化学》教材就做得较好。
二、《无机及分析化学》(第四版)的编写和体会
当前,生命科学及近化学类学科的发展一日千里,化学在这些学科中的重要性更为突出。为适应当前教学改革的形势,编者在第四版的修订过程中努力遵循“加强基础,趋向前沿,反映现代,注意交叉”的现代课程建设理念。“加强基础”就是注重基本理论和基本概念,教学中让学生在学时较为紧张的情况下很好地掌握化学的基本知识和基本实验方法,为他们日后的专业学习和科研工作打下良好基础。“趋向前沿”则是在教材的编写中增加最新的科学研究的成果,引导学生在学习知识的同时了解当前科技发展的最新动态,为进行创新型思维奠定基础。“反映现代”:在生命科学步入分子水平的今天,其重要标志就是分子生物学、分子医学、遗传组学、蛋白组学、代谢组学和纳米材料科学等学科的相继出现。如何不失时机地将化学学科作为一个整体介绍给学生,与时俱进,并在此基础上,搭建一个现代化学的教育平台,以此“反映现代”,这是我们追求的一个目标。“注意交叉”:新兴交叉学科的出现,是当今科技发展一大趋势,适应这一发展的需要,则是高校从事化学教学的教师们的一项重要任务,同时也是一个具有共性的教学研究的新课题,这需要根据各自学校的具体情况,对整个教学体系和教材建设进行必要的改革和调整。第四版的
编写中,我们也只是做了初步的尝试,有待听取大家更多的意见和建议。现将第四版中课程建设十六字理念的体现作进一步说明。
加强基础:较全面地介绍化学基本原理。在第一次介绍化学原理时是具有化学总论性质的,要使学生对化学有一个系统全面、较中学化学有更深入一步的了解。具体地说就是要较全面地介绍化学原理三个主要部分:化学变化方向和限度问题(化学热力学);化学反应速度和机理问题(化学动力学):物质结构和性能之间的关系,使学生能把握和初步利用这些基本观点处理化学问题。
趋向前沿:第四版中将“环境污染和环境化学”以及“核反应和放射性同位素的应用”增加进来,而我们在课程教学中,结合可持续发展及最新的生物技术的研究手段包括同位素技术的应用等,已在课堂教学中作为实例介绍给学生,这也是在教学中体现“趋向前沿”这一理念。这既培养了学生的学习兴趣,也引导学生进一步认识到所学知识的实际应用,从而起到一个培养兴趣及探索创新精神的作用。
反映现代:虽然第四版教材中增加了“拓展知识”这一部分内容,实际在我们的课堂教学中就已经或多或少地在相关的章节中把一些与课程内容有关的最新知识和进展增补进去,除此之外还有针对性地邀请有关专家作报告,介绍与所学基础知识有联系的新知识、新理论、新进展以开拓视野,明确方向。为更好地“反映现代”,如对物质结构部分的学习则按历史进程来讲授,不仅使内容更为生动,也可使学生领会科学家的思维方法和他们解决问题的正确途径。
注意交叉:本教材名为“无机及分析化学”,但不少学校在实际的教学中则是分为“无机化学”和“分析化学”两部分来讲授,这两者之间就有许多交叉和重复之处,如何更好衔接这两部分,是很多教师关心和需要研究的问题,如“元素化学与定性分析”、“四大平衡”与“化学滴定”处理得当,就会取得减少课时、相得益彰的效果。各校教师也可根据各自不同的见解采取行之有效的做法,我们亦愿意得到大家的指点。交叉学科的出现,是当代科技发展一大标志,徐光宪先生2006年4月在大学化学化工基础课程建设论坛的致词中就曾指出,以化学为一级学科,再到无机、分析、有机、物化、高分子、化工等二级学科,最后细分下来可分出六、七级学科,如最新的“大环化学”、“纳米材料化学”、“组合化学”等,这些都是学科交叉的结果,传统的化学分类已完全不再适用。注意到化学学科发展的这一趋势就可以同步培养学生自学和独立解决问题的能力,也只有这样才能适应社会发展的需要。
启发式教学历来是老一辈教育家所推崇的教学模式,从南京大学戴安邦院士开始就是一直崇尚启发式教学,并在当时的条件下进行了许多实践,形成了一整套完整的理念。例如在第一次研讨会上,戴先生就讲了《启发式教学八则》,后来陈荣三教授、黄孟健教授秉承了这一理念,在实际教学中又做了许多尝试。例如:注意理论化学与描述化学相互沟通,使理论化学的知识在描述化学的学习中得到运用和巩固;注意结合生物、医学及相关学科的知识来介绍化学基础知识;课后习题与课堂学习的紧密结合,使习题能起到巩固、消化和运用课文内容的作用等。
《无机及分析化学》(第四版)于2002年初被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材,为了使第四版适应目前教学的需要,编者进行了下列改进:
1.淡化化学“数学化”倾向,如省略或减少复杂体系化学平衡的计算。
2.创新内容,为现代科学前沿预留“接口”。
3.理论联系实际,加强化学理论知识在相关专业和生产实际中的应用。
4.改革分析化学部分的编写,完善化学分析的内容,缩减较复杂而应用较少的计算。由于仪器分析已独立成一门课程,故删去第三版仪器分析部分内容,但仍保留比色法等最常见方法,为学生今后学习仪器分析打下一定基础。
第四版教材的编写,我们采取了以下步骤:
1.广泛调研国内外有关教材,选择国内外其他无机化学及分析化学教材,汲取其所长为我所用,特别关注了近年有特色的国外教材。
2.编写伊始先编写了第四版的《编写大纲》,向全国若干所大学寄发并征求意见、交流、补充第三版之不足,听取各方教师的意见。
3.先期完成了部分书稿,在2003年中南大学举办的教育部非化学化工类化学基础课程教学指导委员会的生物医药类化学教材建设研讨会上进行交流,进一步听取大家的意见和建议。
在其后的反馈中,我们陆续收了许多教师的信件,特别是武汉大学的潘祖亭教授、陕西师范大学的韩维和教授、海南师范大学的黄闻新教授等同仁的来信,这些都对第四版教材的编写起了一定的作用。
在《无机及分析化学》(第四版)的编写中,我们编写组的教师相互协作,取长补短,群策群力,围绕着编写基本要求,力争达到一个新的高度。
这本教材从自编讲义开始就有一个重要的特色,即力求与生物化学、生物医学、生产实践密切联系和结合,当初的讲义就是“开门办学”的结果,成书出版后这一特色仍然保留,编写的内容都围绕这一特色来展开。结合实际、贴近生活是第四版遵循的一个基本要求,新增的拓展知识也都是近期化学学科的一些热点,以此作为素材提供给学有余力的同学以更多的施展空间。