时间:2022-03-28 12:23:28
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篇材料化学教学,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。
1.1案例来源及积累
案例主要来源于媒体报道或经典案例。如生活中常见的“502胶水”、“矿泉水瓶”、“化妆品瓶”、“塑料手套”、“雨靴”、“衣服”、“汽车轮胎”、“尼龙绳”以及“石墨烯智能服饰”等,最近的新闻报道“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”,小孩的卡通玩具“光敏印章”,“农用聚乙烯薄膜”、“工业上泡沫塑料的发泡剂”工业生产原料等。日常注意收集积累,并根据案例所产生问题、解决途径进行归类,建立案例库,进一步有助于理解书本知识。
1.2案例选择
案例引入为教学服务,选择适当的案例保证教学活动的顺利进行是前提。适当的案例既能融合学生所学课程的理论基础,又能结合实验室条件以及学生的实际情况。综合以上考虑因素,对于功能高分子材料教学,选用“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”作为教学案例,该案例内容包括了功能高分子材料的理解以及如何在生活中应用进行扩展等内容。人们对“关节置换”这个词已不再陌生,但是它的原材料是什么?大家可能还是很陌生。它是指用生物相容性和机械性能良好的金属或复合材料制成的一种类似人体骨关节的假体,通过手术将其植入体内,替代病变的关节,清除疼痛,恢复关节的活动与原有的功能,而这种生物相容的材料就是咱们的高分子材料超分子量聚乙烯。这样进行案例引入,大家对于目前简单应用的高分子材料有了更深入的认识。案例选择应遵循难易适中、可操作性强等特点,照顾成绩下游学生的同时,给上游学生预留挑战空间,激发学生解决问题的强烈愿望。
1.3案例深入和小组讨论
案例引入为实现教学目标而设计的,学生以理解知识问题为目标,围绕知识问题进行思考、讨论,进而理解知识要点。如果这堂功能高分子课程只进行到这里,学生只是知道了一个熟悉的陌生人。我们下面还要对这个高分子材料超分子量聚乙烯进行讨论。大家对聚乙烯比较熟悉,聚乙烯(PE)是五大合成树脂之一,是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。以“聚乙烯的应用”为例,在方案设计前指导老师提出以下问题:“在日常生活中那些是聚乙烯的产品?”该问题引起了学生很大的兴趣和关注,为回答以上问题,学生自主进行了查阅。可以了解它可以应用在“保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壶等”。紧接着又提出“聚乙烯的分类?它们的区别是什么?合成方法和用途是什么?”,该问题引导学生进一步扩展知识要点,聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大类,而案例里提到的是超高分子量聚乙烯,学生要如何回答这几种聚乙烯材料的区别是什么,可以引入小组讨论的方式,分成四个小组,每个小组负责一种材料,从它的物理性质、特性、合成方法及用途上进行材料整理,在课堂上用PPT讲解,最终由教师进行点评,通过方案设计中的讨论,每个小组经过归纳整理把这种材料的性能基本完成全掌握了,同时也培养学生的动手能力及团队合作精神。事实证明,案例型教学法在激发学生的探索欲和提高学生学习兴趣方面起到了积极的作用,在解决问题的过程中逐步形成分析素养。
1.4案例扩展
将科研项目引入具体的课程教学中去是利用其进行智能型人才培养的新途径,也是将书本知识扩展到实际应用的一种途径。以上案例用到的是超高分子量聚乙烯作为人工关节软骨(关节臼)材料,然而,临床实践显示,人造关节有效工作年限为10~15年。长期使用过程中产生的聚乙烯磨屑会引起骨骼发炎,发生无菌性松动和假体脱落等问题,从而需要更换新的人造关节。再次更换人工关节的手术费用和失败率比首次更换高很多,导致经济损失和对患者身体的伤害。因此必须要增强医用超高分子量聚乙烯的耐磨性能,这样就在该课程的教学过程中引入科研项目,激发学生的学习兴趣,锻炼其查阅文献资料的能力,积极引导其参与到科研活动中去。通过学生资料查阅,采用纳米粒子增强复合材料技术,合成氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,充分利用新型二维纳米材料石墨烯的高强度、高模量、高硬度和低摩擦系数的突出特点,提高了石墨烯/UHMWPE复合材料摩擦磨损性能。在这里学生又查到一个新的概念—石墨烯,它是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;而电阻率只约1Ω•m,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。石墨烯具有非同寻常的导电性能,超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比,具有能量转化效率高、无环境污染等优点。“质子传导薄膜”是燃料电池技术的核心部分,汽车中的燃料电池使用氧和氢作为燃料,转变输入的化学能量成为电流。现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏,降低了电池有效性,但质子可以较为容易地“穿越”石墨烯等二维材料,而其他物质则很难穿越,那么我们研发石墨烯碳纸特种纸用作质子薄膜,既可以解决燃料渗透的问题,增加电池的有效性,还可以降低燃料电池的成本。而特种纸在日常生活中应用十分广泛,比如棉纸、宣纸、无尘纸、钞票纸、喷墨纸、热敏纸、过滤纸、茶袋纸、铝箔纸、拷贝纸、美术纸、复写纸、无碳复写纸、防霉纸、静电防止纸、导电纸、半导电纸、电池分离纸、电气绝缘纸、耐热纸、汽车用滤纸、空调滤纸、脱臭滤纸、医疗卫生用纸、药包纸、无菌纸、医疗胶布基材、手术衣等等。这样的学习过程最终实现让学生根据自身兴趣自主的寻找课题,参与到科研项目中,积极参与竞赛,培养他们将来在工作学习中“发现问题—方案设计—方案实施—结果讨论—问题扩展”的能力。
2培养学生的创新思维,树立绿色理念
开设课题开放性实验,培养学生独立查阅文献资料及设计开展实验的能力,在实验过程中积极引导、经常讨论总结进一步锻炼学生自主动手能力。增强现有学生实验室的开放性,组织学生参加各类竞赛、培养学生的专业技能和创新意识。同时,促进教师实验室、研究生实验室及校企联合研发中心的开放,带领学生去工厂实习,引导学生直接参与科研实验工作,使学生认识、了解科研,培养学生的创新意识和创新思维。此外,结合我国可持续发展战略及未来材料化学工业以及绿色造纸与特种纸绿色发展方向,在课堂、实验、实践等教学环节坚持融入绿色化学内容,渗透绿色化学思想,在丰富化工实验教学内容的同时培养学生树立绿色化工理念,增强绿色化学意识。
3加强卓越工程师的培养
为促进就业,培养学生的社会技能,增加课堂教学效果,积极组织学生参加材料化学专业和绿色造纸与特种纸的各项职业资格、技能考试,通过考证激发学生的学习兴趣,为学生今后就业和提升工作能力奠定基础。以“强化工程、工艺、设计和新兴特色学科交叉等方面基本理论、知识的培养;强化生产、研发、检测和管理等方面工作的基本工程能力的培养;强化国际化视野、企业家精神、市场头脑和创新思维等基本素质培养”为特色的强化“三基”人才培养方案,建立一个符合我院卓越工程师课程教学体系,培养满足地方产业发展需求的优秀材料化学以及绿色造纸与特种纸专业人才,增加学生就业渠道,提高学生的就业水平。
4结论
一教学改革途径与成效
1.培养方案的重新设置材料化学特色专业的改革重点是对材料化学专业学生实施综合素质培养、工程实践能力培养、创新精神与创新能力培养。培养学生深入思考问题和创新能力的改革必须贯穿在整个教学过程中,贯穿在课堂教学、实验、设计等教学环节。2010年前,材料化学专业的课程内容主要局限于高分子材料范畴。而现实要求我们跟上材料科学的现展进程,反映材料科学的最新成就。因此,在以往培养方案的基础上,2010级材料化学专业的培养方案中开设了复合材料方向,也就是将材料化学专业分成2个平行的方向:高分子材料和复合材料。在课程的纵向关系上,材料化学专业新的课程体系确定了“大平台,小模块”的课程模式。大平台包括专业基础课与专业课,它强调专业教育的普适性、系统性和科学性。通过大平台的设置,使学生在掌握专业基础理论知识的同时,培养学生全新的思维与视角、全面的知识与技能、综合分析与解决问题的能力与方法。小模块是在大平台基础上设置的高分子材料和复合材料方向的专业模块课,让学生有针对性地选择适合自己的专业方向。培养方案调整前和调整后的课程体系学时及学分分布见表1。
2.“三纲”的制订根据材料化学专业特点和社会对材料化学专业技术人才的需求,我们将材料化学专业设置为高分子材料和复合材料2个课程体系。根据新课程体系的培养方案,重新编制了有关材料化学专业课程的教学大纲、考试大纲及实践教学大纲,如《材料测试与研究方法》及实验、《材料化学》、《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子材料加工原理》、《高聚物合成工艺学》、《塑料加工设备》、《材料加工设备课程设计》及《材料复合原理》、《复合材料工艺与设备》、《复合材料结构设计》、《材料表面与界面》等专业课程。在这些专业课程“三纲”编写过程中,有目的地增减了一些内容,新编的“三纲”无论是理论教学,还是实践教学都非常注重学生能力的培养。
3.专业教材的选用根据教师“三纲”的制订,经相关教师评议、系主任审核、主管教学的院领导审批,选用了合适的相关教材。一般选用的教材为教育部或省教育厅推荐的规划教材或“面向21世纪课程教材”、“九五”、“十五”、“十一五”国家级和省部级重点教材;教材版次以近三年出版的新教材为主。目前,专业选用的高水平教材(“高水平教材”是指面向21世纪课程教材、“九五”、“十五”和“十一五”国家级规划教材、省部级规划教材、精品课程教材、各级各类获奖教材)比例达到42.86%,选用2008年以来出版的教材比例达到71.43%。选用的教材使用效果好,学生普遍感到满意。2011年6月对07级材料化学专业1、2班共58名学生进行了教材满意程度抽样调查,包括内容适应性,出版质量,便于预习、复习程度,课前到书率等4个方面的内容,学生反应良好,满意率达到87.40%。
4.学期授课计划的制定学期授课计划是教师组织课程教学环节、教学内容、教学进度的具体安排,是对有计划、有目的地开展教学工作的保证,教师在开课前必须编制好学期授课计划。根据材料化学专业课程教学大纲的要求,本课题组负责人在安排任课教师时,先考虑教师的科研方向和业务经历,然后组织各任课教师针对特色专业的性质和选用的教材,按照专业课程表、教学进程表和编制说明等内容要求,编制学期授课计划,体现教学课时安排的科学性、合理性;为了保持高教学质量的稳定性,任课教师名单确定后,一般不随意变动。同一课程不同年度的学期授课计划根据教学效果与意见反馈、科研发展的大势所趋、社会对专业人才的需求都要求有所更新,这有利于学生更好地了解专业的发展前沿,也有利于学生的就业问题的解决,使学生更好地走上科研道路或走向工作岗位。
5.教案、习题集与答案的撰写课题组教师根据自己多年的教学经验和心得体会,通过集体的研究,仔细商量和交换意见,共同完成了材料化学专业相关课程教案的制定工作。这些教案是教师们智慧和能力的结晶,凝聚了教师们的辛勤劳动和大量心血,也是教师们教学内容精心安排、教学方法创新设计的成果。同时,课题负责人还组织了教师们对所担任教学任务的专业课程进行习题集和答案的编写工作,这有利于学生理解所学内容和加深其印象,也有利于学生及时复习和巩固所学知识,从而使学生能把握重点、解决难点,轻轻松松地进入后续课程的学习。田俐老师所撰写的《材料化学》教案被评为2009年度湖南科技大学校级“优秀教案”。
6.多媒体课件的开发在广泛学习、研究了丰富多彩的课件资源后,根据我校材料化学专业课程设置为高分子材料和复合材料2个课程体系的特点以及教师的科研情况,由各任课教师开发制作了相应课程的多媒体课件,这些课件凝练了课程的主体内容和教师们的科研成果精髓。多媒体课件图文并茂,既生动,又形象,教师可将教学内容与自己的科研所得融为一体,授课内容贴切真实、直观效果好、浅显易懂,使学生在抽象的知识获取过程中培养创新的意识和学会科研的思维。2011年12月我们针对材料化学专业课程的部分多媒体课件教学效果,在08级材料化学和无机非金属材料工程专业共81名、09级材料化学和无机非金属材料工程专业共92名学生中进行了抽样调查,抽样调查结果显示均为“优良”。许多学生认为这种“教学与科研互动”的模式教学效果非常好,容易理解和掌握教学内容,并且对科研也有了一定的了解。
7.学习信息资源的共享目前,学校宽带上网速度很快。在完成材料化学专业理论和实践课程的课堂教学之余,我们要求各位任教教师能充分利用计算机网络的便捷尽量给学生提供更多的教学辅导、答疑等服务。我们建立了材料科学与工程系的公共电子邮箱、建立了材料科学与工程系的QQ群,方便教师之间进行教学的讨论与经验的交流。同时,我们也建立了与学生网上交流的渠道,如班级QQ群、年级QQ群和专业QQ群等,方便教师和学生之间的资源共享,教师可在QQ群里上传学习信息资源,如课程教学录像、教学多媒体课件、教案与习题、学习参考书和参考文献,以及其他一些学习资料和网络资料等;另外,通过这种及时的方式,学生可向教师进行一些疑难问题的咨询;教师也可及时回复学生,以帮助学生完成学习任务。#p#分页标题#e#
8.教学方法和教学途径的改革近几年来,我们材料化学专业的主体课程基本上都实现了多媒体教学途径,这种方便、快捷、高效多媒体教学通过演示课件,使授课方式变得方便、快捷,节省了教师授课时的板书时间,提高了教学效率。通过这种综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动,使普通教学手段难以讲清楚的抽象难懂的知识更直观更形象,使学生易理解和把握知识点,同时,这种生动形象的辅佐以教师自身科研成就的课堂教学活动富有启发性和真实性,能活跃学生的思维和调动学生的学习兴趣,激发学生的创新潜能和培养学生的科研意识。通过多媒体教学途径,教师向学生传输了更多的信息和更前沿的知识,并将自己的科研成果和经验直观真实地展现给学生,如此,抽象的课程内容具体化,枯燥的课堂气氛活跃化,学生的学习积极性大大提高,强烈要求理论知识实践化。针对学生意愿进行科研活动的要求,我们会主动提供从事相关科研工作的教师的名单,然后教师和学生之间进行双向选择,教师可以给学生安排一些简单的科研实验或在导师指导下学生自行设计一些科学实验。自2009年以来,我们材料化学专业实验室对本专业的任何学生均是开放的,学生选定导师后,可以自由支配实验时间和出入专业实验室开展科研活动,这方便学生巩固所学的基础理论知识,也为学生尽早地进入毕业论文阶段以及创新意识和科研精神的培养提供了机会和条件。收集的数据显示,凡是从大一和大二期间就跟随教师从事科研活动的学生容易通过研究生复试,录取率相对来说要高一些。
二教学效果评价
1.近三年的学生评价近三年来,课题组的老师都能做到认真备课、认真编写每次课的教案、制作多媒体课件、认真上好每一堂课、认真辅导、认真批改作业、认真考试考核;每一位老师都有良好的职业道德素质和敬业精神,能做到教书育人,对学生既严格要求,又处处关心,既教他们知识,又培养他们具备良好的思想品德和学风,使他们既能成才,又能成人。学生测评(测评指标有:讲课有热情、精神饱满,讲课有感染力、能吸引学生的注意力,对问题的阐述深入浅出、有启发性,对问题的阐述简练准确、重点突出、思路清晰,对课程内容娴熟、运用自如,讲述内容充实、信息量大,教学内容能反映或联系学科发展的新思想、新概念、新成果,能给予学生思考、联想、创新的启迪,能调动学生情绪、课堂气氛活跃,能有效地利用各种教学媒体等)结果显示:学生对材料化学专业课程任课教师的教学评价打分相对别的专业来说要高一些。
关键词: 双语教学;纳米材料化学;影响因素
21 世纪是信息爆炸、知识爆炸的时代,伴随着世界经济一体化进程的加快和我国改革开放的进一步深化,教育部教高[2001] 4 号文件[1 ]指出,按照“教育面向现代化、面向世界、面向未来”的要求,为适应经济全球化和科技革命的挑战,本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学,因此英语作为一种国际性语言就显得日益重要。为了适应新形势的需要,各高校的双语教学正在如火如荼地开展。
一、双语教学的内涵和目的
所谓“双语教学”(Bilingual education) ,有人认为就是“用外语(主要是英语) 进行非语言学科的教学,为学生创造与英语‘亲密接触’的环境。”其实,这种观点有些片面。根据英国朗曼出版社《朗曼应用语言学词典》的注释[2 ] ,“双语教学”是: The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects 意指在学校里使用第二语言或外语进行各门学科的教学。因此,双语教学主要是指多种语言和多元文化国家的一种语言政策,是通过学校教育中的其他科目来达到帮助学习者掌握语言的目的,而不仅仅是通过语言课程来实现语言教育目标的一种教学方法。
从目前我国教育的实际情况来看,高等学校的双语教学主要有以下三种形式[3 ]:
(1) 教学完全不用母语,只使用外语,这种教程有时称为浸没教程( Immersion program) ;
(2) 从开始使用母语过渡到在部分学科课程中使用外语,这种双语教学有时称为维持双语教学(Maintenance bilingual education) ;
(3) 从开始部分或全部使用母语到后来逐步转变为只使用外语,这种双语教学有时称为变迁双语教学( Transitional bilingual education) 。
由于英语作为“国际语言”的特殊地位以及中国目前的教育现状,我国大部分地区的双语教学中的外语或第二语言主要指的是英语,它要求用正确流利的英语进行知识的讲解,但不绝对排除汉语,避免由于语言滞后造成学生的思维障碍;教师应利用非语言行为,直观、形象地提示和帮助学生理解教学内容,以降低学生在英语理解上的难度。
双语教学的目的是试图通过教学过程营造一个语言环境,使学生在相关的专业领域内,接受训练,获得用外语表达专业知识,进行专业方面交流的能力;将学生的外语,通过教学和环境,经过若干阶段的训练,使之能代替或接近母语的表达水平,使我们培养出的学生能够适应入世的需要,适应未来发展的需要,使学生学习的外语能够真正为其所用,走出我国多年来外语教学的误区,这不仅是对学生的培养,更是对教师的挑战和自我培养。中国不象新加坡、加拿大、印度等双语国家,语言环境不是中外并重,考虑中国的基本国情,中国的“双语教学”应采用循序渐进的方式,逐步实施于教学实际[4]。
二、纳米材料化学开设双语教学的必要性与可行性
双语教学不一定适合所有学科,像语文等科目以汉语学习会更适宜;目前世界各国的普遍趋势是首选数学、物理、化学、生物、计算机等受意识形态影响较小的自然科学类课程或者是等更新很快的高新技术领域的课程来进行双语教学。主要原因在于这些学科具有较强的国际共通性,其表述、词义、专业术语的理解和诠释比较一致,而对于学生来讲,便于其日后在全球的科技领域进行国际交流。纳米材料化学作为一门新兴学科,迅速发展,迅速更新,涉及许多科技前沿问题,非常适合开设双语教学。
本文试从双语教学的实施模式和教学影响因素等方面,谈谈自己对纳米材料化学双语教学的理解和体验。
1、纳米材料化学双语教学的实施模式探讨
双语教学并不适用于所有学校,只有在具有一定师资力量的学校才有可能。对于一所省属高等院校,其中大部分学生的外语能力还不能完全适应听、说、读、写的全外语环境,实施双语教学就是帮助学生创造外语应用环境,使他们逐步提高外语的应用能力。最终目的就是要通过双语教学过程,使学生真正提高外语的应用能力,使之能代替或接近汉语的表达水平,为将来与国际进行通畅的交流打下坚实的基础。
由于纳米材料化学是一门正在高速发展中的课程,有大量的国际权威学术刊物和相关专著可以参考;尤其是我们给材料化学专业大三学生开设本门课程,这一阶段他们已经具备良好的专业知识背景,英语水平在听说读写译等方面有了显著提高,这样就减轻了这门课的双语授课负担。为了提高学生的学习兴趣,迅速进入英语环境,我们每次在讲授新课之前,总是先给出一到两篇英文版的唐诗,引导同学们循序渐进地用英语的逻辑去思考问题,理解问题,分析问题,解决问题。例如:
诗句:前不见古人, 后不见来者。
译文:Where, before me, are the ages that have gone?
And where, behind me, are the coming generations?
实施过程中要注意由浅入深、由慢变快、由短至长,让学生在最初较简单的几次授课中找到自信,找到乐趣,为双语教学实施营造轻松的氛围。
2、教材的选用
从原则上讲,双语教学应该使用各类学科的英文原版教材,因为英语和汉语有着两种完全不同的语言习惯和思维习惯。然而对于原版教材,针对不同的学生水准,选择什么样的教材版本,这本身就没有统一的标准,而且引进原版教材又涉及到版权以及价格昂贵等问题。笔者以为,双语教学最好采用双语教材。我们的教材采用John Wiley出版公司出版的英文原版教材Nanoscale Materials in Chemistry的电子版,学生手中的是影印版教材,而且本教材还有相应的中文教材《纳米材料化学》,这样可以作为一本参考教材方便同学们掌握所学习的内容。
3、教师和学生的素质
双语教学成败的关键在授课教师,否则就会有名无实。针对听说能力对不少教师来说属于薄弱环节的问题,笔者认为,要想成功的上好一堂双语教学课,至少要做到以下几点:
首先采用全英文备课,全英文板书。在备课中要仔细阅读英文原版教材或文献,掌握基本概念的表达方法;学会用英语思考,用英语直接编写教案,力求语法纯正;查阅所有专业词汇,掌握重点词汇的标准发音,保证发音准确。同时,针对纳米材料化学学科发展快的特点, 适时查阅有关文献,掌握科技发展前沿。
其次,要充分调动同学们的学习积极性,实现师生之间的全面互动,这样才能达到较好的教学效果。如果发现同学们感觉课堂教学枯燥无味时,可以通过给他们穿插讲解一到两篇英文故事来活跃一下课堂气氛或者适当安排时间让学生分组讨论某个问题,通过引导学生的积极参与把问题引向深入。
再次,课后让学生进一步整理课堂笔记,让他们把课堂笔记按照自己的英语逻辑思维整理成全英文格式,这样既可以起到复习的效果,还可以引导他们用英文处理问题。这对学生的专业知识与英语阅读、写作能力都是很大的锻炼。
最后一点,教师和学生都要养成阅读科技资料的习惯,尤其是国际权威期刊文献资料,通过阅读英文文献可以掌握世界上先进的科技动态,拓宽知识范围,进而提升我们的专业英语水平。这种做法对教师是一种提高和挑战,对学生是一种全新的形式,是一种语言的真正运用。笔者认为这是我校目前材料化学专业双语教学的一种比较实用的方法,也是一个较有实效和合理的切入点。
结束语
纳米材料化学课程双语教学的开展对高校的材料化学专业教学提出了新的挑战。这是一项长期的任务,它的成效不是一朝一日所能体现的。要想获得良好的教学效果,教师不仅需要加强自身的学习,更新知识结构,还应该不断地在教学实践中研究和探索更科学合理的双语教学方式,努力提高自身水平和素质,为推进我校双语教学的开展做出自己的贡献。
参考文献:
[1]教育部关于印发《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的通知,教高[ 2001 ] 4 号, 2001 - 8 - 28 (http:// www moe edu cn/ highedu/ gjjx/ 4 htm)
[2] Richards J, Platt J, Weber H Longman Dictionary of Applied linguistics [M]Essex: Longman Group Limited, 1985 28
关键词:材料化学;教学问题;改革趋势
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.244
材料化学是材料化学专业的一门基础课程以及主干课程,是在化学学科、材料科学的相互交叉、渗透的过程中,形成、发展起来的,属于新兴的交叉、边缘学科。我们所采用的材料化学课程包括了晶体学基础、金属材料、有机高分子材料等等内容。材料化学的课程目的是为了使学生具有初步分析、解决材料中的化学问题的能力,通过该课程的学习,使学生熟悉材料的合成方法、表征手段,使学生掌握材料结构的基础理论,熟悉材料应用领域中的一系列知识,掌握材料性质与结构的关系等。并且为了培养学生的创新能力,通过对材料化学课程的系统学习,能够提高学生的综合素质。
1 材料化学教学中存在的问题
随着新材料、新技术、新理论等的出现,材料化学的快速发展要求教材不断更新,材料科学具有了新的生命力和发展前景。材料科学与工程技术日益融合,材料科学研究已经深入到源自尺度,发生了深刻的变化,并开拓了新的研究领域,如:微纳结构材料等等。并且材料化学是一门实践性很强的学科,作为教材,在日新月异发展的同时,需要具备基础性、前沿性和应用性特征。但是目前,教材对学科的原理、规律等难以阐明,缺乏较强的理化基础,根本无法适应学科的发展变化。一些大学毕业生就算具备很好的理论基础,也缺乏适应能力,后劲不足的缺点。对于材料化学研究的目的来说,教材具备应用型能够学以致用,目的明确;而教材具备前沿性,能够有利于学生较快地适应日后的科研工作,能够恰当地反映材料科学发展。随着科技的不断发展,新型材料的研发已经成了高科技中作为活跃的部分,从实验开发到工业应用,材料研究的周期大大缩短,因此,在材料化学的教材中,需要有意识的突出这一特征。另外,材料化学学科发展实践短,研究范围广,是一门新兴学科,课程参考教学资料少,存在本学科中的新理论、新技术不能及时充实到教材中的现象,对教材编著人员素质要求高,因此,材料化学课程教学内容要体现出与时俱进的理念,要进行很好的选取、改革和优化。
2 材料化学教学内容的改革趋势
2.1 材料化学课程教学内容的选取
在内容选取上,材料化学课程教学内容要根据两条原则。首先,材料化学课程教学的目标是“加强基础、突出应用、提高素质”,因此,要根据材料化学课程的研究内容和课程特征,处理好与其他学科的关系,材料化学专业的材料化学课程强调基础理论,适当地介绍一些传统材料,适当地加入一些内容,如:晶体理论、能带理论、热力学基础、金属结构近似模型等等。其中晶体理论包括晶体缺陷、X射线衍射基本原理、晶体结构对称性等等,不能有物没有理论,也不能有理论没有物理,并且还要适当的介绍一些新型功能材料结构、使用性能等。同时,还要突出其基础理论性,要与金属材料、高分子材料、无机非金属材料等联系起来又区别开来,突出材料合成条件、结构性能的关系。其次,要根据学校学科特点,遵循教学内容的选取原则,如:整体优化、精选内容、跟踪前沿等,根据教师的特长及科研成果,体现出课程内容的前沿性,实现课程内容的广度和深度,力求能够反映出当代材料化学新成就、新工艺等,让学生充分了解到材料化学发展趋势,如:纳米材料、能源材料等新材料,扩大学生的视野,培养学生的学习兴趣。
2.2 选取与优化材料化学课程内容的要求
首先,要了解化学在材料科学总的地位,熟悉材料化学的定义、材料类型、材料应用,了解与材料科学有关的期刊,了解新型材料的制备方法、功能、用途。材料化学结构理论要求掌握晶体结构的周期性、对称性概念与性质,主要包括点阵理论和晶体结构、原子结构等。要求要了解常见的对称元素系、疯子的几何构型等等,熟悉金属、离子化合物晶体,了解群的定义,常见分子点群,了解描述晶体结构的表达方法,掌握金属键能带理论、金属单质结构的近似模型,了解晶体学语言转变为化学语言等的方法,熟悉分子之间作用力等,了解不同化学元素等对材料性能的影响,了解不同材料的本质区别。材料化学合成原理与技术,要掌握材料制备技术,如:无定型材料的制备和晶体材料的制备等,熟悉无机材料制备基础理论,如:化学热力学、动力学等,熟悉高分析材料合成原理与方法。如:自由基聚合、高分子化学反应等。并且要熟悉晶体X射线衍射原理等等。其次,要加深理解各种传统材料结构决定性能的观点,熟悉几类重要材料,如:玻璃与陶瓷、聚合物等。另外,要熟悉纳米材料概念、技术等应用前景,了解光学功能材料、电性能材料等。
2.3 材料化学课程教学内容选取措施
一为了帮助学生顺利抵学习材料化学的基本原理,要重视由表入里、由浅入深的认知过程,处理好材料结构与性能、宏观与微观的关系。
二为了贯彻少而精、精而新、新而优的原则,在讲解课程基础知识的同时,要注重理论的连贯性,注意适当穿插新的研究成果,处理好课程内容更新与精选、更新与基础的关系,拓宽学生的知识面,注重其他课程和学科的渗透、促进作用。
三为了巩固学生学到的知识,要充分发挥例题习题的作用,使学生运用所学的知识去分析、解决问题。加强学生的练习,拓展并深化对基本概念、原理的理解,检查学生对课程内容的理解和掌握程度,提高其分析问题和解决问题的能力。
四为了训练学生演绎法和归纳法两种思维方式,要重视演绎法和归纳法的学习、运用,为化学理论提供一种思维体制,总结更新知识,培养学生观察、分析、推理等能力。
五为了提高学生的创新意识和综合素质,要注重理论联系实际,注重实验技能的训练,处理好理论教学与实验内容的关系,通过实验教学加深对原理的理解。
参考文献:
[1]李奇.材料化学精品课程建设的实践与思考[J].化学教育,2012(09).
关键词:金属材料;高分子化学;课程;教学
引言
金属高分子材料在我们生活中的很多领域都有非常广泛的应用。发展前景非常好,为了我国高分子化学领域走在世界的前列,作为培养未来研发人才的高校在相关教学过程中需要开拓思路,积极调整课程方案,通过最有效果的教学让学生成为我国高分子化学领域将来最得力的研发生产人员。
一、理论联系实际,让教学贴近科研,靠近生产
学习不是为了学习本身,学以致用才是学习的最终目标。在目前的很多课程设置和教学方案或者授课方法方式上,我们看到的不是学以致用,而是学以致学,为了学习而学习,为了学分而学,为了简单的成绩和通过毕业而学。为了能够最大程度的让学生体会到学以致用,每节课都要提前备课,充分准备,把该节课所讲内容在目前高分子化学科研、生产领域的应用情况对学生进行详细的介绍,提高他们对本节课的重视程度。在上课的时候,为了加深他们的印象,会在课文理论知识之外为他们充分准备课堂理论内容相关的科研成果和高分子化学实际生产领域的应用现状及前景。在可能的情况下,带领他们参观科研单位,参观生产基地,切身感受体会自己所学课程的巨大应用潜力和前景。让他们不只是理解理论知识,还要紧密的联系实际的科研和生产,为将来的职业规划做铺垫。
二、参与式教学强调学生的参与性与主体性
在课堂教学过程中,提倡参与式的互动式教学。从形式上对以往的授课进行改变,这就需要老师和同学都必须对课本有非常深入的了解,仅仅预习是不够的。所谓参与式教学就是要让学生参与到课堂中来,并不是以前老师在讲台上说同学在讲台下听这种完全没有交流没有互动的授课模式。同学要经过对授课内容的了解,经过思考提出自己的问题,老师则通过解答这些问题来有针对性的解决每个同学遇到的问题,让课堂变得有活力。除此之外课堂还要体现学生的主体性,以学生的视角为主,从学生的问题出发,让学生主导课堂,让学生有充分的思考空间,这就需要老师发掘和培养学生独立思考的能力,才能发挥出参与式教学的特色,否则课堂会陷入一种混乱的状态,老师既不能主导课堂,学生也没有学习和思考的动力,那样不是参与式教学的目标。
三、通过实验让理论联系科研,联系生产
实验在高分子化学教学中有非常重要的作用,首先可以通过实验让学生对生涩难懂的理论知识有直观的了解,对于已经学到的理论知识有验证的过程,也可应通过实验的动手操作过程增加同学对高分子化学的兴趣。除此之外,也能通过复杂的高分子化学实验来让学生观察高分子材料的外观特征,以及各种物理和化学变化在高分子材料上的感官表现,增加同学对高分子材料的熟悉程度。也可以安排同学进行独立的实验设计、实验实施和实验总结,提高他们的独立操作能力,也能最大限度的激发他们的创造力。 教学实验不应当停留在实验室,当有些非常复杂的实验或者对操作技术和实验设施设备要求比较高,在教学过程中无法进行实际操作的时候,可以通过多媒体技术进行实验教学。不管是图片、动画还是视频资料,都可以作为多媒体实验教学的教学工具,这样不仅可以立体的展现教学内容,还能通过多媒体的表现形式吸引同学的注意力,抓住同学的注意力,为实际的教学工作提供服务。这就需要老师有丰富的教学资源和实际操作技术,最好的情况是老师们可以按照自己的教学需求编制自己的多媒体实验教学内容,开展多种形式的教学工作。 作为实验教学,可以适当安排一些开放式实验教学。让学生根据自己所学的知识,查阅相关资料自行设计实验主题,在老师的协助下完善实验方案,同学之间按照兴趣和能力自由分组、自主选择实验设备和实验仪器,在老师的指导下,按照实验方案独立完成实验,并书写实验报告,这样可以通过独立操作实验锻炼学生的独立思考能力,动手操作能力,实验组织能力和团队合作能力。
四结束语
在金属材料工程专业高分子化学教学改革中,通过理论联系实际注重学以致用,提高学生对高分子化学课程的兴趣和学习积极性,通过参与式教学提高学生在课堂的参与程度并丰富参与方式,还能培养学生发现问题、独立思考问题和语言表达能力,通过实验教学培养同学对待科学严谨的态度和操作实验的能力,为我国将来的高分子化学的科研和实际生产培养扎实有用的人才。
参考文献
[1]陈传祥.金属材料工程专业高分子化学教学改革探索[J].《化工高等教育》,2007.(2).
[2]庄启昕,郑安呐,李欣欣,钱 军,李 慧,韩哲文.体现工科特色的高分子化学教学探索与实践.高分子通报,2008(11).
[3]高喜平,陆昶,姚大虎等.浅谈高分子化学实验的教学 改革[J].《化工时刊》,2011,25(3).
关键词:专业导论;质量保障系统;教学实践;材料化学
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)41-0035-03
一、引言
随着对大学新生开设专业导论课的背景、价值和目的日益充分的探讨,越来越多的学校开始重视专业导论课程的设立,任课教师也提出了许多教学改革方法和措施。专业导论课主要对本专业性质、学习内容、学习方法、课程设置及未来就业前景和领域进行介绍,目的是培养学生专业思想和兴趣,引导正确的学习方法,规划四年学习计划和未来就业。专业导论课程的授课质量将会影响本科生大学四年的学习质量,甚至外延到学生的职业生涯。课程教学质量是学校教学水平的具体体现,是教学评估的重要指标,建立课程教学质量保障体系是必要的。
材料化学专业(绿色电子材料方向)是教育部批准2009年开始招生的新专业。上海第二工业大学(以下简称“我校”)基于电子产品制造绿色化和从源头上解决废弃电子产品环境污染问题的行业背景,根据国家环境保护政策和企业需求开设了本专业。材料化学专业(绿色电子材料方向)培养掌握电子信息制造基础知识、材料化学专业知识和电子废弃物资源化技术,从事绿色电子材料设计与制备的专业技术人才,满足微电子及光电子材料与器件制造、电子原辅材料制备、电子废弃物处理等高新技术和环保产业需求。在新专业的培养方案中,大学一年级第一学期开设了“材料化学专业导论”课程。对于新专业建设,应当始终把教育评估的质量观贯穿于教学活动的每个环节。从2009年开始,我校制订和完善了教学大纲、教学进程表;自编了讲义,并制作多媒体课件;在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了探索,从课程目标、课程实施、课程管理和课程评价四方面初步建立了“材料化学专业导论”课程教学质量保障系统。
二、课程目标
材料化学专业导论课是大一新生最早接触到的一门和专业相关的必修课程,1学分,16学时。建立清晰、准确的课程目标是保证教学质量的首要前提。课程教学必须解答新生心中的三大困惑,即这个专业是“干什么”的?要“学什么”?毕业后自己能“做什么”?学生学完之后将对材料化学专业(绿色电子材料方向)有全面的了解,包括本专业在社会发展中与国民经济中的地位与作用;本专业涉及的科学技术研究内容与发展趋势;本专业的教学培养计划及课程设置;本专业学生的知识结构、能力结构与素质要求。从而使学生更明确大学四年学习目标与内容,掌握正确的学习方法,了解就业方向与领域。
三、课程实施
1.课程教学内容
材料化学专业导论课程教学内容涉及专业知识、思想教育、职业创业教育等方面的内容,要实现教育和教学双重目标。通过三部分材料化学专业知识的讲解,使学生首先了解这个专业是“干什么”的。第一部分从什么是材料、材料的分类、材料的用途、新材料入手,让学生有一个从感性到理性的认识过程;第二部分包括一级学科材料科学与工程的内容以及学科专业发展过程;第三部分先介绍传统的材料化学专业涵盖的内容,在材料化学专业框架下讲解材料化学专业(绿色电子材料方向)的设置背景、研究范畴、专业特点等。电子信息产业的迅猛发展带来的电子废弃物对环境的污染问题日益严重,欧盟相继出台了WEEE指令、RoHS指令来应对,电子废弃物的资源化以及电子产品的绿色设计与制造是解决问题的主要技术和方法,本专业的特点就是培养掌握这方面专业知识和技能的应用性人才。为了使学生更深入理解本专业在社会发展和国民经济中的重要性以及开设本专业的意义,在这一部分增加了电子材料概述、电子辅料概述,无公害电子制造技术的发展趋势三个模块的内容。
针对学生希望知道在我校这个专业能“学什么”,课程重点介绍了本专业培养方案,讲述专业学习的课程体系,也增加了本专业学生所能参加的技能考试所需的知识点。培养方案包括本专业对学生的基本要求、毕业生应获得的知识和能力、修学年限、毕业与学位的授予、四年课程安排和学分要求。对专业主干课程要学习的主要内容作一概括。针对公共课、专业基础课、专业课和实践课不同课程的特点,介绍学习这些课程的基本方法。材料化学专业(绿色电子材料方向)有着全新的课程体系,以四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)课程为基础,材料化学、材料物理、高分子材料、胶体与界面化学等课程为主,增开了电子信息材料、印制电路技术、电子化学品(电子原辅材料)、封装技术与材料等专业课,让学生较全面地了解电子信息产业和产业链;增加了废弃物资源化技术、电子产品和电子化学品中有毒有害物质和毒理学的专业必修课和选修课,让学生了解电子产品和电子化学品中有毒有害物质及其危害,以及资源化技术。增加了纳米材料、薄膜材料制备技术的专业课和绿色电子材料设计的实验课,让学生了解和掌握电子原辅材料绿色设计和制造技术与制备方法。增加的这些课程与材料化学专业的材料制备/合成、组成,结构、测试,表征、性能,应用的专业课程相互衔接,形成了独特的知识体系。
对于学生毕业后能“做什么”的问题,从几个方面来讲授。第一是材料类人才的现状和需求;第二是已开设环境工程(电子废弃物方向)专业、相关材料类专业的学校以及研究所的简介;第三,结合我校开设的职业生涯规划以及自主创业教育,为本专业学生明晰就业方向,树立正确的择业和就业观。
材料化学导论课程中还设计了专题讲座,包括欧盟WEEE指令、欧盟RoHS指令、PCB与绿色生产,通过听取专题报告学生对本专业进行更深层次的了解。
2.课程教学方法与手段
根据材料化学专业导论课的特点分析和教学内容可以看出本课程的教学难度并不大,因此在教学方法上可以实现多层次、多样化,避免单纯枯燥的讲解。在专题讲座中,邀请有经验的企业技术骨干作1~2个报告;以学生为中心,学生体验式教学,学生课后通过各种途径来查阅相关资料,并在课堂上相互交流成果,比如调研电子原辅材料企业、查找开设材料化学专业的学校等;实践环节方面安排学生参观我校的学生实验室以及各研究课题组的专业实验室,激发学生对科研的感觉。
利用多媒体课件与板书相结合的教学手段,教师通过精讲的方式促进学生对重点概念的理解。在课堂上采用讨论教学法,拟定能引起学生兴趣的、有启发性的讨论题目,结合学生课后自己查阅的资料开展讨论。在考核方式上采用期末考试与小论文相结合的方式进行。
四、课程管理与评价
1.课程管理
课程质量不仅受静态的课程资源要素的影响,也与课程管理对课程活动进程中的动态控制有关。材料化学专业导论课程教学质量保障系统包括教师工作的规范管理、学生学习的规范管理和施教过程规范管理。成立了材料化学专业导论课程教学团队,上好导论课不仅需要统观专业教学体系,还应通晓专业应用领域,同时还要对专业就业市场有一定的了解,因此,任课教师团队由系主任和两位教授组成。任课教师严格按照教学大纲制定教学进程表。教学大纲中明确了这门课程的性质与任务、课程基本要求、课程内容、教学时数分配,考核方式,教材。教学进程表是严格按照教学大纲分配一学期内16学时课程,每周1个课时的上课内容。所有相关本课程的教学文件每学期进行归档,由教务部门统一管理。学生学习规范包括有学习条件、学习任务、学习要求,有课后作业,接受诚信教育。教师在施教过程中必须遵守学校的一切教学管理规定。
2.课程评价
材料化学专业导论课程的教学评价包括学生评教,督导和同行评议。学生评教和督导听课由学校层面组织,并将结果反馈到学院;同行评议是由学院组织其他教师听课,结果由学院的学术委员会反馈给授课教师。此外,授课教师在课程学习期中和期末运用课堂调查了解学生的学习情况,以此构成今后改进教学的基础。
关键词:新建本科院校;化学化工;实践教学;工业仿真
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)08-0140-02
进入21世纪,我国高等教育已由精英教育走向大众化教育。新建本科院校是指1999年我国高校实行扩招以来,随着我国高等教育规模的扩张和高等教育体制改革的不断深化,专科学校通过合并、重组或独立升格的普通本科高校。如今,新建本科院校已成为我国高等教育中重要的组成部分,在推进我国高等教育向大众化发展过程中发挥了重要的作用。新建本科院校的主要任务是培养适应地方经济社会发展需要的应用型人才,要求这类应用型人才能够较好地掌握基础理论知识和专业知识,并且将理论转化为应用。即既可以将理论转化为实际生产,又具有应用专业理论分析和解决生产实际问题的能力。为培养应用型人才,新建本科院校普遍采取理论教学和实践教学相结合的方法,努力培养学生具有扎实的理论基础和灵活的实践运用能力。[1]
一、实践教学目前存在问题
实践教学环节是培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识,分析解决实际问题的重要环节。通过实践教学使学生对所学专业具有一定的感性认识,并为后继课程的学习打下良好的基础[2、3]。但是,通过广泛调研、走访兄弟院校及参加相关会议交流,在化学化工及材料专业的实践教学过程中,存在一些共性问题:
1.没有建立稳定的认识实习基地。一方面,企业面临着很大的竞争压力,生产任务繁重,再加上学生人数众多,企业怕学生实习影响安全生产,不愿接受学生的实习;另一方面,学校为保证实践教学质量,要考虑专业对口、技术水平高的大型企业,所以寻找稳定的实习单位较为困难。另外,没有稳定的实习基地,指导老师无法提前进行实习准备工作,大大影响实习的质量。
2.传统实践教学模式的弊端。传统实习模式是单纯的现场参观实习,这种模式虽然能增强学生的感性认识,在一定程度上激励学生的实习积极性。但是参观实习虚多实少,学生只是单一的参观,不能动手操作,加上怕影响企业生产,大部分学生几乎就是走马观花,很难对实际的生产工艺、具体设备的结构和原理有较全面的了解,严重制约了认识实习质量的提高。
3.学校经费投入不足。由于近年来的不断扩招,使得学院的实习经费严重短缺。在这种情况下,只得压缩实习时间,实习质量难以保证,再加上学生的不断增多,教师资源和实习场所配置出现相对短缺,难以达到预期的实习效果。
这样的实践教学模式使学生只能在表面上大致了解企业的生产情况与工艺流程,无法接触到实际工程问题,更不能动手处理生产中出现的问题,无法激发起学生的学习兴趣,更不能提高学生分析问题和解决问题的能力。面对实践教学中存在的种种问题,要求新建本科院校坚持教育教学改革为动力,拓展实践教学途径,全面提升教学水平。
二、改革思路及措施
近几年,常熟理工学院化学与材料工程学院不断研究和探索,针对实践教学中出现的这些问题,努力寻找提高教学质量的途径,在实践教学过程中采取“三合一”实践教学新模式,即引入“双百工程”成果、引入工业仿真软件和企业现场实习相结合,优化传统实践课程教学体系,形成优势互补。
一、优化材料化学专业课程体系的必要性
1.高等教育改革的需要。目前,优化课程体系,改革教学内容,构建合理的知识结构,注重理论联系实际,更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体,而且要充分体现培养目标和培养规格。
2.现代科学技术发展的需要。近年来,随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展,我们根据材料科学发展规律,对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整(分别为2008年下半年和2012年上半年)。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色,完善材料化学专业课程体系,加强材料化学专业的学科方法论教育。
3.市场经济发展的需要。优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学,实现在校内与企业的对接,强化学生的就业意识,提高学生的专业技能。
二、现行课程体系存在的问题及其成因
1.办学特色不明确。专业建设存在一些薄弱环节,如材料化学课程体系的基础课平台不够规范,课程设置不够科学,教学进程安排不够合理,等等。此外,由于材料化学专业办学时间短,存在专业学科定位不准,专业人才培养目标不够明确,课程体系不够科学等问题。近年来,为提高教学质量,适应社会对人才的需求,很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此,有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。
2.课程设置理念滞后。在材料化学专业课程设置中,我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制,不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时,在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练,而且受到广泛的通识教育,把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。
3.实验教学条件欠缺。优化实践教学应该体现以下三个方面内容:一是毕业实习、毕业论文(设计)实行“分类指导,分流培养”。学生可根据个人从业需要,撰写高水平的实习报告,获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要,科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动,获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节,因人力资源和物质资源等原因,欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。
4.师资队伍建设力度不够。师资队伍是优化课程体系的执行者,也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师,后有优秀的学生,再有品牌专业[2]。材料化学专业成立以来,我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名,充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师,加强材料化学专业的师资队伍建设。
三、课程体系的优化策略
课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现,是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。课程体系是构建人才培养方案的核心内容,其是否科学合理,对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。
1.调整教学计划,优化专业基础课内容。
(1)优化材料化学专业的无机化学课程内容材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心,课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此,随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化,有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯,这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力,为学生将来的学习工作打下良好的基础。无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分,元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届(2007、2008、2009级学生)90名同学进行问卷调查,结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容,而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论,引导学生掌握学习元素化学知识的方法;通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素;逐步了解结构—性能—功能之间的关系;初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。(2)优化材料化学专业的高等数学课程内容高等数学作为高等院校的基础学科,承担着培养学生数学能力,提高学生逻辑思维能力,为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深,定性定量分析发展迅速,材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识,所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容,以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。(3)材料结构分析方法课程的教学形式的优化测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求日益广发和苛刻,对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣,因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化,实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理,然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下,利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程,有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。(4)以专业前沿知识讲座充实课程内容课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年,甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以,任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识,优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法:一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中,用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容,并处理好知识的继承和发展的关系,使其有机地融合在一起;二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动,激发学生的兴趣,提高他们的动手能力;三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。
2.加强实践教学,优化课程类型。
根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求,材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容[3]。多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段,通过实验来研究物质及其变化规律,使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力,一定的科学研究能力和创新能力[4]。在材料化学专业实验教学上,充分考虑实验内容的科学性和系统性,选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容,着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室,给学生创造开展专业综合技能训练的场所,提高学生的专业素质。目前,在各级有关部门的支持下,按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今,大型企业自动化程度很高,实习生很难进入车间进行实地实践学习,微小企业又没有能力接收大量实习生,加上专业实习经费的缺乏等原因,材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以,我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合,保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。改变材料化学专业现行毕业论文模式,允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题,可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题,也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。
3.增设自学选修课程,优化课程结构。
关键词:构建原则;创新思维;能力培养;教学模式
职业学校的化学教学是为了提高学生的化学素质,为其他专业课程的学习打好基础。在教学中不能仅关心提高课程内容的理论水平,和化学学科知识技能的传授,更重要是培养学生化学的综合素质和创新意识,最终达到提高综合国力的目的。特别是目前化学与社会、化学与材料、化学与能源、化学与环境、化学与生命科学等的关系越来越密切。社会、生活、生产、科学技术的创新对化学的需要也越来越大。因此原来的职业学校的化学教学模式,已落后于化学的发展。本文对职业学校的化学教学的新模式做些粗浅的探讨。
一、化学教学模式的构建原则
在教学模式在构建过程中应该遵循下面的原则:
1.基础性原则。
职业学校的化学课程是其他专用课程的基础,决定了化学教学是一种基础性的课程,从构建教学模式上来说,主要以化学基本知识的普及为框架渗透有关化学与社会的内容。
2.社会价值原则。
职业学校的学生毕业就是社会的高素质的劳动者,所以在教学模式上“化学与社会”内容十分广泛,作为新的教学模式上应全程体现教学的社会价值。
3.实践性原则。
化学是门实践性比较强的课程,在教学模式构建中,要重视实验环节,使学生既掌握化学实验技术,又培养学生独立工作能力和科学研究与创新能力等,达到理论与实践的统一。
4.发展性原则。
由于新材料、新技术、新能源、环境等方面是知识不断出现,所以在教学模式上要体现现代课程意识,要不断将动态的具有较高价值的新成果引入教学过程。在教学模式上要不断改革。
二、化学教学新模式的类型
遵循上述原则,我们在课改实践中总结出以下基本教学模式
1.主题型教学模式。
“化学—人类进步的关键”这个是化学新课程的总主题,在整个化学教学过程中应该尽可能体现这一主题。在实际教学中我们根据知识体系的结构采取不同的分主题来实施教学。氮族元素结合生物圈中氮的循环,联系农业生产的氮肥,以氮肥为主题;化学反应与能量、原电池原理以开发新能源为主题;硅和硅酸盐工业、金属和合成材料以材料为主题;如糖类、蛋白质、油脂可以人类重要的营养物质为主题;烃以石油化工为主题。
主体型教学模式可以使学生认识到自己所学内容的社会价值及其实用性,有利于学生学习兴趣的激发和保持。
2.用途联系型模式。
在元素化合物教学中应该将现代最新的有价值的有关元素化合物用途纳入教学之中。如在卤素学习时,可联系海水化学资源的开发、利用和饮水与消毒化学;在学习NO的性质时,可联系医学新成就,介绍NO对人体某些疾病的治疗作用,然后提出问题:为什么大量NO吸入人体有害,而少量的NO吸入却能治疗某些疾病?在硅和硅酸盐学习时,可联系新型无机高分子材料等;在学习有机高分子材料时,可联系智能高分子材料、导点高分子材料、医用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等。
用途联系型模式使学生理解学习化学的重要性,激发学生学好化学的社会责任感。
3.情境渗透型模式。
对某些与中学基础知识有密切关系的新的应用型成果可采取情境渗透型模式。例如,进行晶体类型与性质学习时,可以设定情境:将晶体缺陷对晶体生长、晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等有重要影响,如许多过渡金属氧化物中的价态可以变化并形成非整比化合物,从而使晶体具有特意色彩等光学性质,甚至具有半导性或超导性。讨论具有NaCl型结构的NiO晶体发生晶体缺陷形成的非整比化合物NiXO的结构特征等。
情境渗透型模式,增加了学生学习的亲和力,促进了知识间的联系,培养学生创新意识和创新能力。
4.实验探究式模式。
化学是以实验探究为基本特征的,因此,化学教学也应体现这一特征,并将其作为化学教学的主模式。探究的内容有物质的组成、结构、性质、变化规律以及物质的实用性等。在教学中,可把一些演示实验改为边讲边实验,将验证性实验改为探索性实验。如:联系生物实验“空气中SO2含量的测定”,可让学生联系化学知识设计反应原理,根据具体操作,提出问题:为什么抽拉活塞时不能过快也不能过慢?设计“HCO3-结合H+容易还是CO32-结合H+容易”等探索性实验。
实验探究式模式,发挥学生的积极性和主动性,激发学生的求知欲,进而引导学生去探索化学知识的价值活动。
5.调查研究型模式。
对于某些与社会联系紧密的、具有开放性的问题可采用“调查研究型”策略。如:调查食品添加剂的用途、种类;调查合成洗涤剂的成分、性能、种类、价格;调查各种电源的组成、性能、价格、使用寿命等;调查工业污染的现状并提出合理的建议等。
调查研究型模式,通过接触社会、接触生活的方式,进一步使学生认识到化学在社会生活中的应用。
6.专题探究型模式。
化学与能源、材料、环境、人体健康、军事等社会问题领域有着密切的联系,教学中,可以将上述领域内容作为专题组织学生进行交流讨论。教师和学生可以通过查阅图书资料、上网进行充分的讨论前准备。
专题探究型模式,既拓宽了学生对化学的视野,又培养了学生多渠道获取信息的能力,同时也很好的体现了教学的民主性。
综上所述,面对知识经济的挑战,联系当前社会发展的实际,是构建化学教学模式一种科学方法。职业学校里的化学教育,无论是从理论还是从实践的角度来看,都是一个大型的系统工程。在教学中应该根据教学内容的不同合理的选择不同的教学模式。
参考文献
一、转变教育思想力求教师知识现代化
新的教学思想不但要在方法上打破以讲授、灌输为主的教学设想,更重要的是教师首先要用现代化的知识更新原有不适合现代教学的陈旧过时的知识。要使教师充分认识到,在面向21世纪的今天,现代化教学正在帮助人类更好地解决能源、农业、衣着、环保、医疗、交通等生产和生活的重大问题。这种发展趋势决定了化学在新的科学技术革命中占有十分重要的地位,其中突出的是化学与材料科学、能源、环保科学、生命科学、农业生产等的联系。所以化学教师积极要跟上现代化的步伐,结合化学学科的特点,把有关的新的知识引进教材,纳入教学体系。
我们知道,材料是人类、社会进步的重要标志,新材料的发明和利用促进了其他科学技术的进步。如果在化学领域没有半导体材料的研制成功就不可能有目前的计算机技术;如果在化学领域没有现代化的高温、高强度结构材料研制成功就没有今天的宇航工业;如果在化学领域没有低损耗的光导纤维研制成功就没有当前正在快速发展的光通讯等等。种种事实说明化学领域的新材料产生是新兴技术的基础,是高新技术的突破口。因此,在使用新教材时,教师要及时学习补充有关的这方面知识,同时也要用一定的篇幅以必学、选学、阅读、资料、校园网或墙报的形式让学生了解和知道这方面的有关知识。如在材料科学方面有:金属材料、非金属材料、半导体材料有机合成高分子材料的知识;在能源科学方面有:太阳能、核能、生物能、海洋能、氢能等几种新型能源的知识;在环境保护科学方面:大气污染、土壤污染、水体污染、食品污染、固体废物、放射性、噪声等污染及其防治的重要措施的知识等等。此外,教师在使用新教材时还要充分挖掘当今科学前沿新研究项目所包含着的基本知识和基本理论,使学生逐步学会用已经掌握的知识和概念去接近和理解前沿科学的新发现,如教材中涉及到的C60等。
二、更新教学理念强化教学手段现代化
要更新传统的教学理念,积极使用现代化的教学手段进行新的化学知识的教学。这个过程不是否定传统的教学方法,而是在传统的教学方法基础之上使教学过程更加完善和更加完美,使学生接受知识更加直接和更加容易。如“投影实验”就是一种非常好的现代化的教学手段,它所应用的电教媒体有电脑、大屏幕彩色投影机、摄像机、数码照相机、DVD和VCD机等等。我们利用电脑可以把化学反应的微观变化过程宏观化,把原来教师的演示实验投影化,使原来无法想象的和直观看不清楚的实验一目了然。也可以利用摄像机把化学演示实验的教师操作过程和实验现象进行摄制后,再真实、清晰地呈现于大屏幕彩色投影的屏幕上,便于学生细致观察,从而能激发学习兴趣增强教学效果。也可以利用数码照相机把教学过程需要的关键知识内容拍照下来,再投影观看,也可以运用DVD和VCD机播放典型的教学过程给学生看等等。
(一)在讲授初中化学教材中“质量守恒定律”时,运用电教手段可弥补教师演示实验上的很多不足:
1.在课堂演示实验中,由于天平比较小,砝码的质量、游码在刻度尺上的刻度和指针在分度盘上的位置都是很难看得清楚的,但用到大屏幕的投影机就可以弥补这个演示实验的不足,放大了托盘天平的可见度,使学生能够清晰地观察到实验结果,为学生的学习、理解和信服化学反应前后物质质量守恒,培养学生实事求是的辩证唯物主义的科学态度扫清了障碍。
2.弥补了过去很难仔细观察白磷在锥形瓶中燃烧、气球由正常状态逐渐膨胀、再由涨大的气球逐渐变成比正常状态还瘪的状态和白磷燃烧后生成五氧化二磷的全部过程,加深了学生对白磷燃烧过程中的现象以及生成固体五氧化二磷导致锥形瓶内气压发生变化的理解。
3.弥补了在实验最后进行称量时,学生能够清晰地观察到天平指针仍处于原来的平衡位置。这样,在演示实验结束后,学生会马上得到一个实验结论――“在化学反应前后,参加反应各物质质量总和保持不变”。加深了对“质量守恒定律”的理解,并且在学生大脑中留有深刻的印象。
(二)教师也可以利用自己的才智,自己动手制作多媒体教学课件,来形象地展现现代教学中的以下知识内容:
1.传统教学手段无法形象表现的、学生难以理解的化学的微观世界,强化学生对化学的微观世界的认识,更好的掌握物质的微观世界与宏观物质的本质联系。
2.更多的了解化学发展的前沿的知识,如新材料的研制和发展、对物质世界的多角度的认识等。
3.取代初中化学演示实验中可见度较差,实验现象不明显或化学药品很贵的实验,如“二氧化碳的性质”演示实验、“氢气的实验室制法”以及“酸、碱、盐”的性质演示实验等等。
关键词: 绿色化学理念 高中化学 实验教学 渗透策略
绿色化学理念主张化学教学应该遵循生态环境的可持续发展,拒绝使用对生态环境及人体健康有破坏作用的化学物质。随着科学技术的不断发展,绿色化学产品逐渐成为人们生产生活中不可或缺的组成部分。为了使绿色化学对人类的生产生活带来更多便利,需要将绿色化学理念渗入到当今人才培养过程中,从上游保证化学理念的绿色环保化。因此,在高中化学实验教学过程中引入绿色化学理念,可以有效培养学生的环保化学理念,为可持续生态环境的发展建立良好前提。下面笔者主要讲述一下如何在高中化学实验教学过程中深入绿色化学理念,希望能为绿色化学理念在高中化学实验教学中的有效渗透提供理论参考。
1.“拒用”策略
“拒用”策略要求,在化学实验过程中,应避免使用一些对人体健康有危害或者对生态环境产生破坏作用的化学材料。尤其对高中化学实验教学来说,不仅要保证化学实验的有效性,更要考虑高中生的身体健康状况,通过实际行动,让学生理解安全绿色化学实验的必要性与重要性。例如,高中许多化学实验中都需要接触四氯化碳这种有机溶剂,但是四氯化碳在萃取实验中极易挥发,产生刺激性气味,使实验室中被四氯化碳挥发的刺激性味道环绕,而这种气体不仅会对臭氧层产生破坏作用,而且对人体健康会产生极大的威胁。因此,在进行萃取实验的过程中,可以避免选择四氯化碳,选择二氯甲烷作为替代进行有机溶剂的萃取实验,既可以让学生掌握有关有机溶剂的萃取方面的知识,又不会对生态环境产生较大的破坏。
2.“减量”策略
高中化学实验教学会涉及一定数量的定性化学实验,此类化学实验中,并没有过多有关化学实验材料用量的具体标准,这点从新旧人教版化学教材的对比中可以明显发现,旧版化学教材中对于一些定性化学实验的材料用量多采用“适量”、“适度”等模棱两可的语言,并且一些化学材料的用量标准明显过高,造成浪费现象。学生进行实验时,没有用量标准的限制,便会加大化学材料用量,许多学生认为加大用量会观察到更准确的化学现象,因此造成大量化学原料浪费。其实,定性化学实验时,可以对化学材料的用量及浓度进行适当减少或稀释,并不会影响之后的化学表现。比如,运用试管进行化学实验时,老师可以明确规定,试管内溶液体积不可超过试管体积的1/4,当实验材料为固体时,固体只要盖过试管底部即可。
3.“组合”策略
组合实验策略指在进行多个化学实验时,可以将多个化学实验集中到一个实验空间完成,使上个化学实验产生的化学物质可以作为接下来化学实验的实验原料。通过这种方式,可以大大节约化学实验成本,减少对化学原料的浪费现象,并且可以将化学实验产生的污染物降到最低,推进可持续发展。
4.“可控”策略
化学实验的可控策略要求在化学实验过程中,使得化学实验的进程能够被有效控制,按照实验者的实验需求进行实验的开始与截止,这样既能实现化学实验的高效性,又能减少对化学材料的过度使用,有效践行绿色化学理念。比如,在进行铜与浓硫酸的反应实验时,可以将实验材料由铜片转变为铜丝,既不会对实验结果产生影响,又可以依据实验要求,随时停止实验,在保证实验效果的同时,减少对实验材料的浪费现象。
5.计算机辅助策略
高中化学涵盖一些具有高危险与高污染的化学实验,学习此类实验时,多数课堂都选择“不进行实验,只掌握现象与原理”的教学方式,这种方式虽然可以避免高危险与高污染实验项目对环境质量与实验者身体状况造成的威胁,但是忽略实验的教学方式由于不能让学生亲眼观察到实验现象,会在一定程度上削弱教学效果,学生对实验的掌握程度也会差强人意。因此,在进行诸如氯化氢的制取等高度危险的实验教学时,老师可以利用模拟现实技术,将实验现象进行模拟演示,通过多媒体教学设备展现实验现象,学生通过观看模拟实验,感受到氢气与氯气的反应效果,方便学生对实验的理解,并且可以减少学生对实验结果的质疑,还原化学实验的真实性。但是老师应该明确使用计算机辅助实验教学的范围掌握,只是适合于一些危险度较高或者污染度较高的化学实验,并不适用于所有化学实验,否则,只会剥夺学生亲身进行化学实验的机会,将“进行实验”转变成“看实验”,学生的实验体验及学习成效定会大打折扣。
6.结语
绿色化学实验是符合当前可持续发展理念的一种实验教学模式,前提是在不影响实验现象展现的基础上,通过减量、拒用、替换或者模拟实验等手法进行化学实验教学,尽可能减少化学实验对生态环境及人体健康状况的威胁,实现化学实验的绿色化。当前,虽然绿色化学理念已被广泛接受,但是在操作层面由于受到实验设备及实验技巧等方面的限制,实际应用仍存在一定的问题,需要老师不断进行探索实践,最终使绿色化学理念真正落实到化学实验教学过程中,并发挥良好成效。
参考文献:
[1]王春梅.浅谈在化学实验教学中实施素质教育[J].山东纺织经济,2016(07).
关键词:高中化学;教育价值取向;基本策略
在知识经济的新时期里,为增强国力,化学课程需要用什么内容教育学生,应当实现什么价值,是规划二十一世纪中学化学教育蓝图必须回答的首要问题。本文结合高中化学新教材(试验本),从哲学价值论的观点,来研究高中化学教育里的价值定位问题。
一、化学教育价值观
化学教育价值有两种含义:(1)化学教育中的内蕴价值,它讨论社会对化学教育的需要或蓝图规划问题,化学教育应该在学生身上实现哪些价值,即化学教育的目标是什么,“教什么”。全日制高级中学化学教学大纲(供试验用)明确指出,全日制高级中学化学教学的目的是:“……。使学生进一步学习一些化学基础知识和基本技能,了解化学与社会、生活、生产、科学技术的密切联系以及重要应用,教育学生关心环境、能源、卫生、健康等与现代社会有关的化学问题;……培养他们的科学态度和训练他们的科学方法;培养和发展学生的能力以及创新精神……;进行思想品德和辩证唯物主义教育。”(2)化学教育的功能价值,它讨论怎样的教学活动才具有教育上的价值,即教师“怎么教”、学生“怎么学”才能使学生有效地获得化学教育中的内蕴价值。从化学教育的整体过程看,化学教育实践有活动目标和活动手段需要研究,所以必然包括化学教育的价值目标和价值目标实现的基本策略这两个价值子系统。
二、高中化学新教材的价值取向分析
《全日制普通高级中学教科书(试验本)化学》(以下简称新教材)强调了社会、生活、生产、科学技术的创新对化学的需要,体现了由纯化学学科走向应用技术与化学相结合的现代化学教育价值观。
化学与新材料、新技术。新教材在高一教材中介绍了高温结构陶瓷、光导纤维、C60等新型无机非金属材料;在高二教材中介绍了金属陶瓷、超导材料等金属材料,功能高分子材料、复合高分子材料等新型有机高分子材料;高三教材中氯碱工业里新型的离子交换膜等。材料是科学技术的先导,没有新材料的发展,不可能使新的科学技术成为现实生产力。
2.化学与能源。高中化学新教材首次在化学教学中渗透了能量观点,如,在高一化学第一章里提出如何提高燃料的利用率,开发新能源等与社会相关的问题。在卤素中新增了“海水资源及其综合利用”,在几种重要金属中增加了“金属的回收和资源保护”,在原电池一节介绍了化学电源和新型电池等。
3.化学与环境。保护环境已成为当前和未来的一项全球性的重大课题。新教材中介绍了臭氧层的破坏、酸雨、温室效应、光化学烟雾、白色垃圾、土壤以及水污染等环境污染问题及其防治。并将“居室中化学污染及防治”、“生活中常见污染物和防治污染”放在选学教材中。在治理这些环境污染问题中,化学已经并将继续发挥重大作用。
4.化学与生产、生活。人的衣食住行、医疗保健、生命科学等无一不和化学密切相关。高一化学新教材卤素一章介绍了“碘与人体健康”,高二化学结合有机化学知识介绍了“食品添加剂与人体健康”,并以大量的彩图形象的介绍了各类无机物和有机物的用途。高三化学在电解池教学中,常识性介绍了“以氯碱工业为基础的化工生产”,结合生产实际以及其它相关学科知识探讨“硫酸工业的综合经济效益”,树立学生的主人翁意识,这是素质教育、创新教育的一种方式。
三、化学教育价值实现的基本策略
高中化学新课程的价值取向要求化学课程的实施应该遵循以下三个基本原则:
基础性原则:中学教育的基础性决定了化学教育是一种大众化的基础化学教育,从课程构建模式上来说,主要以化学学科基本结构为课程框架渗透有关“化学与社会”的内容。
社会价值原则:“化学与社会”内容十分广泛,作为课程形态的化学教学应全程体现“化学——人类社会进步的关键”。
动态发展性原则:由于教科书编著的时间性以及使用的相对稳定性限制,使得教科书总有一定的滞后性,因此,教师要具有现代课程意识,要不断将动态的具有较高价值的新成果引入教学过程。
高中化学的教育价值定位,既决定着化学课程的知识、技能整体素质结构,也决定着化学教学的认知过程和操作过程。它主要体现在以下几个方面:
遵循上述原则,我们在课改实践中总结出以下基本策略:
1.主题型教学策略
“化学—一人类进步的关键”是高中化学新课程的总主题,在整个高中化学教学过程中应该尽可能体现这一主题。如“糖类、蛋白质、油脂”可以“人类重要的营养物质”为主题;氮族元素结合生物圈中氮的循环以固氮为主题;硅和硅酸盐工业、金属和合成材料以材料为主题;化学反应与能量、原电池原理以开发新能源为主题;烃以石油化工为主题。主体型教学策略可以使学生认识到自己所学内容的社会价值及其实用性,有利于学生学习兴趣的激发和保持。
2.用途联系型策略
在元素化合物教学中应该将现代最新的有价值的有关元素化合物用途纳入教学之中。如在学习NO的性质时,可联系医学新成就,介绍NO对人体某些疾病的治疗作用,然后提出问题:为什么大量NO吸入人体有害,而少量的NO吸入却能治疗某些疾病?在学习有机高分子材料时,可联系智能高分子材料、导点高分子材料、医用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等;在卤素学习时,可联系海水化学资源的开发、利用和饮水与消毒化学;在硅和硅酸盐学习时,可联系新型无机高分子材料等。
3.实验探究式策略
化学是以实验探究为基本特征的,因此,化学教学也应体现这一特征,并将其作为化学教学的主模式。探究的内容有物质的组成、结构、性质、变化规律以及物质的实用性等。在教学中,可把一些演示实验改为边讲边实验,将验证性实验改为探索性实验。如:联系生物实验“空气中SO2含量的测定”,可让学生联系化学知识设计反应原理,根据具体操作,提出问题:为什么抽拉活塞时不能过快也不能过慢?设计“HCO3-结合H+容易还是CO32-结合H+容易”等探索性实验。这些都是在创设出一种问题“情境”后,发挥学生的积极性和主动性,激发学生的求知欲。
4.专题研讨型策略
化学与能源、材料、环境、人体健康、军事等社会问题领域有着密切的联系,教学中,可以将上述领域内容作为专题组织学生进行交流讨论。教师和学生可以通过查阅图书资料、上网进行充分的讨论前准备。这样的活动既拓宽了学生对化学的视野,又培养了学生多渠道获取信息的能力。
综上所述,面对知识经济的挑战,联系当前社会发展的实际,对于化学教育价值的研究投以探索的目光,是组建化学教育价值体系的一种科学方法,对研究化学教学的观念、模式以及改革有着重要的指导意义。学校里的化学教育,无论是从理论还是从实践的角度来看,都是一个大型的人文系统工程。以上仅是从高中化学新教材的价值目标和价值手段上进行的一些粗浅的探讨,不足之处,敬请斧正。
参考文献: