化学专业的认识和理解范文

时间:2023-11-02 18:05:48

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化学专业的认识和理解

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关键词:材料专业;物理化学;知识体系;认知方法

物理化学是材料专业的主干课程,很多高校将其列为研究生入学考试课程,由此可见物理化学对材料专业的重要性。但是,从材料专业培养计划的演化历程看,物理化学的入选并非是严格按照科学方式的,它更多地源于老一辈材料学家的经验、印象。一分为二地讲,这种经验的课程遴选方式有其内在的合理性,特别是对材料这一新兴专业(学科),经验保证了物理化学对材料专业的有用性,这一点已经为材料专业几十年的发展所证实;但是,有用性仅仅是众多课程评价维度中的一维,从材料专业人才培养的现状与未来看,还应该站在更高、更全面的角度审视物理化学课程。

本文将从知识体系与认知方法的双重角度,对现行的物理化学课程重新审视,以建设更加适合材料专业的物理化学课程,即名副其实的“材料物理化学”课程。

一、知识体系构建

知识体系是课程的根本,从知识体系审视物理化学课程是首要任务。知识体系的审视分为微观视角与宏观视角。

1.微观视角

从学科来源看,物理化学是“四大化学”之一,属于化学化工学科。因此,物理化学课程通常都是由化学/化工学院开设。这一课程制度给材料专业的物理化学带来以下问题:

首先,现行物理化学的研究对象以气体为主,但材料专业应重点研究凝聚态,特别是固态。从专业的角度讲,以气体为主要研究对象的物理化学,是符合化学化工类专业实际需求的,因此是合理的;但是,从材料专业的角度看,研究对象的差异足以使知识结构发生改变。例如,凝聚态概念的广泛使用及气态概念的适当弱化,就会使热容理论的重点发生转移,使原本很复杂的标准态概念变得极为简洁,使相图理论集中在凝聚态(从而简化相图,因为凝聚态通常不考虑压力,这将极大地方便相图分析),使占据较大篇幅的逸度概念弱化,而活度的相对地位上升。这些变化总体上将简化公式众多的传统物理化学,使材料物理化学教学过程的重点更加突出。

其次,现行物理化学侧重化学反应,而材料专业更应该重视相变过程。例如,物理化学中将化学反应单独列为一章,且动力学理论基本是化学反应的动力学,而不是相变动力学。大家知道,自然界中的物质变化过程主要分为pVT过程、相变和化学反应三个层次,pVT过程也可以称为非相变、非化学反应过程。现行物理化学在讲述热力学原理时,主要针对pVT过程,这种做法是正确的,因为它符合从简单到复杂的认识规律。但是,在化学反应和相变这两个过程的取舍中,材料物理化学就应该侧重相变过程,甚至把相变单独设为一章。从知识体系看,相变恰恰是处于中间层次的变化过程,它所造成的变化程度大于pVT过程而小于化学反应。换言之,相变是介于pVT变化与化学反应的桥梁,是认识层次从低到高不可或缺的中间环节。

2.宏观视角

一门课程的知识体系仅从课程内部审视是不够的,还要将其放在培养计划的整体框架中,以便考查课程间的知识衔接与协调,正确处理知识重复问题与知识层次问题,使一门课程成为整体知识结构的有机组成部分,而不是相互独立的。在我们编写的材料物理化学教材中,从以下三个方面对此进行了考虑:

首先,对先修的大学物理要高度关注,以避免有些知识(如热力学第一定律、理想气体平衡过程、卡诺循环等)的简单重复。现在有一种倾向,就是把课程的知识体系搞得尽可能完备,担心少了某些知识会造成知识体系的不完整。这种做法从课程内部来看无可厚非,但从不同课程构成的体系着眼,却是不利于学生学习的。因为简单的知识重复会造成学生的反感,影响学习的积极性。

从更高层次看,大学的天职是探究高深学问,这是美国教育哲学家布鲁贝克的基本思想。但是,现在的理工科课程往往聚焦于公式、热衷于计算、侧重于记忆,使得大学高深学问的核心价值被弱化。学问之所以成为学问,关键在于问,在于学习之后的思考,而且是深入、持续的思考。而现行理工科教学把计算结果作为教学的终点,是有悖大学教育精神的。

其次,要通过材料物理化学深入认识高等数学的思想与方法。现行物理化学往往工具性地使用多元函数等高等数学知识。而材料物理化学应该承担跨课程的更高层次任务,即促使学生加深对数学知识的认识。物理化学知识本身,为这种深入认识提供了绝佳的对象。例如,多元函数的偏导数理论,可以在物理化学中得到充分的应用,使学生透过偏导数的数学形式看到物理本质;再如,全微分概念在物理化学中有非常明确的对象,即状态函数,状态函数具有全微分的所有数学性质。因此,将全微分理论与物理化学的状态函数概念结合,能进一步深化认识,加强对数学理论的理解

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一、数学在化工课程中的工具作用

二、学生数学知识薄弱

数学是化工专业学习中必备的重要基础知识,化工专业的课程离不开数学知识,而学生对于数学知识学得较为肤浅,尤其对于高等数学的学习更是无论是深度、广度还是熟练程度上都是不够的。很多化工专业的老师都感到在讲课的时候会因为学生对数学知识掌握不足而难以将教材内容讲解得透彻,甚至有时候还需要停下来为学生补充需要用到的数学问题。例如《化学反应工程》中“理想流动与非理想流动”一章,关于非理想流动反应器的讲解,要讨论物料在反应器内逗留时间的分布问题,需用到概率学中的“数学期望”和“方差”,而学生对此却一无所知.弄不懂“数学期望”和“方差”,便无法确切理解物料在反应器中的实际流动状况,也就无法进行计算,所以必须补充此部分数学知识。否则学生听起课来如在雾中,严重影响学生对教材的理解,对专业知识的学习也会受到影响。

三、原因与对策

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一、材料物理专业的特色

材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。材料物理将理科的知识传授与工科的工程能力培养相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。

二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位

材料物理化学是贵州大学材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度研究材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。该门课程的教学目的在于提高学生的专业知识水平,培养学生科学的思维方式和独立的创新能力,以及综合运用基础理论来解决实际问题的能力。材料物理化学是材料物理专业非常重要的专业基础课,它以高等数学、大学化学、大学物理等理论基础课程为基础。高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。认识到大学物理和物理化学中热力学内容的衔接,了解大学物理中原子结构知识的介绍,协调好与大学化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避免重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得注意和认真对待的问题[4]。材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本知识,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。材料物理化学如同一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业知识的系统与连贯性。同时,材料物理化学作为一门重要的专业基础课,是许多高等院校研究生入学考试的必考科目。材料物理化学与材料科学与工程各专业相关的生产生活联系紧密。新材料的设计、合成以及产物性能的提高与可控自由基聚合反应中所用的新型催化剂和引发剂息息相关。在材料表面改性过程中,界面效应是起理论指导作用的。电化学在材料领域应用广泛,例如:熔盐电解法制取金属铝、多种稀土金属及其合金,金属在使用过程中的腐蚀及防护等,新型的化学传感器、燃料电池、锂离子电池的研究和生成都要用到电化学理论。而对于发展迅速的前沿材料纳米材料,如何制备具有规定尺寸和组成的纳米颗粒、测量其性质、了解它们的特殊性质与颗粒尺寸的关系等很大程度上依赖于科学测量手段和化学化工技术,这也离不开材料物理化学基本原理的指导。

三、材料物理化学的教学难点

根据在以往的教学过程中的观察与经验,材料物理化学是一门老师难教、学生难学的课程。这首先是因为材料物理化学课程与数学物理联系密切、抽象概念多、数理推导多、公式繁杂等特点。许多学生见到大段连篇的公式推导就会产生畏难心理,丧失学好该课程的信心,然后就逐渐厌学甚至放弃学习。再加上该门课程对于材料物理专业的学生来说,课时相对较少,要在有限的学时中掌握较多的内容,使得以往的教学出现点到为止,认识学习不够深入的现象[5]。该门课程的授课对象是大学二年级上学期的学生,处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期,求知欲强,精力充沛。面对这样的学生,如何有效地利用他们的求知欲,激发起学习该课程的兴趣,并针对他们的缺点,制定行之有效的方法及对策,使其通过该门课程的学习,培养起运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的能力,是值得我们教学工作者值得思考并认真对待的问题。

四、材料物理化学的教学改革

针对上述问题,为提高材料物理化学的教学质量,激发学生的学习兴趣,培养学生能力,我们对材料物理化学课程教学进行了多方面的改革。

1.教学内容上的改革。(1)教学内容与材料物理专业特色相结合。针对材料物理专业“亦工亦理,理工相融”的特点,材料物理化学的教学思想与内容安排也要做到理工相融。既要把重点放在物理化学的基础理论、基础知识、基础技能的教育上,比如要对基本概念有比较深的理解,对重要公式能够熟练掌握,对课程作业有严格的要求等,以加强学生对理论知识的认识和理解[6]。同时,教师也要认识到工程教育是材料物理专业学生培养中不可缺少的重要组成部分,要彻底改变传统物理化学教学模式下工程教育处于从属地位的状况。我们既要强调物理化学学科的理论性和科学性,又要从工程需求的实际出发进行考虑,不能重科学轻技术、重理论轻实践,不能从理论到理论,而应注重相关结论的物理意义、适用范围,注重科学理论与工程问题的结合。(2)教学内容与科研实践相结合。材料物理化学课程应积极倡导科研与教学资源共享,以科研促进教学,适时地将最前沿的科研成果渗透到教材、教学和实验中。将科研课题和教学相结合,实现科研对教学的带动作用。如能实现教学和科研的互动,这将为本科生完成毕业论文,继续读研深造奠定坚实的基础,并能大大提高学生分析问题解决问题的能力、实验操作能力以及计算机软件的使用能力。同时将教学与教师的科研实践相结合,还有利于调动学生学习和进行实验操作的积极性及兴趣,启发学生的思维,激发其探索精神。例如,可将材料物理系教师的科研课题“稀土氧化物纳米颗粒的制备”与相关化学热力学和界面现象的知识相结合来进行教学,将教师课题“激光熔覆制备生物陶瓷材料”与相关的热力学知识相结合,如反应吉布斯自由能的计算及其作为反应判据的应用,等等。还可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来,学以致用,加强知识点理解的同时,拓宽视野,锻炼科研及动手能力。

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关键词 高职药学 生物化学 教学改革

生物化学是研究生物体化学组成与化学反应,从分子水平探讨生命现象的本质的基础生命科学[1]。随着生命科学向分子水平发展,生物化学已经成为生命科学的重要学科之一。对于医药类专业而言,生物化学是从分子水平和物质代谢的角度阐述疾病发病机理,是所有医药类专业的基础必修课程。但在不同专业的生物化学教学中,我们又应当针对不同的专业特点和人才培养的要求,选择教学侧重点以及合适的教学方法。笔者从自身的教学实践过程与教学现状出发,针对高职药学专业的特点与培养目标,从以下几个方面对高职药学专业生物化学教学改革进行初步探讨。

1. 根据高职高专药学专业的特点选取课程内容

对于药学相关专业的学生来说,生物化学是研究与药学科学相关的生物化学理论、原理与技术及其在药物研究、药品生产、药物质量控制与药品临床应用的基础学科[2]。在课程体系中有承前启后的桥梁作用。在选取课程内容时,要遵循两个原则:其一,注重课程之间教学内容的衔接,即考虑其内容与生理学、有机化学等相关学科的衔接;其二突出课程教学的针对性与适用性,即教学内容要针对药学专业实际工作要求。药学高职教育是培养能从事药学类工作的技术应用型人才,在理论教学上我们应以知识必需、实用、适用为原则来选取课程内容,如物质代谢的内容中,药学专业的重点教学内容应在代谢特点和代谢调节上,不仅要说明正常情况下的调节,也要详细论述调节异常的后果,同时还要专项讨论如何使异常调节过程正常化,这是药物机理的基础[3];而如基因信息表达调控的内容,在本科教育培养研究型人才中是重点内容,但是对于高职高专的药学学生而言,则可作为了解内容。

2. 优化实验课程

实验操作能力是技能应用型人才的必备素质,故高职高专学生的培养应注重实验能力的培养,同时兼顾与药学专业实际工作需求接轨。实验的可以分为两个层次:①验证性实验,如酶的性质实验,肝组织的生酮作用等,主要是为了配合理论课学习对生化基本原理的掌握;②综合性实验,如Hb吸收光谱的测定,血糖浓度测定通过这些实验掌握一些常用仪器的原理和使用方法,为后续的药学实验打好基础[4]。

在实验课教学时,可以采用研究型的实验课教学模式。教师应先引导学生利用理论课所知的原理,让学生参与到实验设计中来,并且改变以往只由教师做预备实验的模式,让学生通过自己的实验设计做实验准备,在准备过程中能更好的理解所选用的试剂与仪器的作用;实验过程中要引导学生思考,每一步操作的原理;实验完成后,实验小组应进行分析与讨论,并互相分享实验中的心得。通过这样的模式,使学生全程参与了实验的设计、准备和操作,不但使学生更好的掌握了一次实验,更调动起学生的自主学习性,培养了学生的探究精神和合作精神。

3. 开设与药学专业相结合的选修课程

生物化学是医药类所有专业的基础学科,在教学内容上有相通的地方,但是对于不同的专业又应该体现出不同的侧重和特色。开设一些生物化学与药学结合的选修课,如药物生物技术、生化药学等,让学生对于生物化学在药学专业中的作用有个更好的认识,从而引起学生重视,自发的去学好这门课程,同时能更好的将生化所学的知识与本专业的内容相联系,在实际工作中能更好的利用知识解决实际问题。

4. 教学方法与手段的改进

高职学生的特点是基础知识较为薄弱,遇到抽象难懂的问题时容易没有信心而放弃,但同时,他们有一定的学习自主性和探究精神。所以在教学过程中,我们应当充分的利用学生的心理特点,宜采用能调动起学生的兴趣和探究精神的教学方法。

4.1 根据不同教学内容采取合适的教学方法

针对本门课程不同内容的特点,我们可采用不同的教学方法以提高教学的效果。

如在讲解物质结构时适宜采用直观演示法。借助教具、多媒体等形式,使学生对物质的分子结构有直观的认识,同时,教师要通过讲授或引导,使学生了解或者自主思考:这样的结构与其功能有何关系?结构改变与疾病有何关系?这样可使抽象的形象具体化而能被学生识记,同时更好的理解物质结构特点与功能、疾病的关系。

而对于物质代谢的内容,由于其系统庞大,机理复杂,用传统的讲授法时学生易感觉繁琐杂乱,难以记忆而丧失学习的兴趣。此时我们采用引导探究法,通过设置问题,让学生通过阅读、思考、讨论等途径,自主的探究问题的解决方法。比如在讲解核苷酸代谢时,我们会讲到痛风症,先让同学们了解痛风症的原因是产生尿酸的堆积,再引导学生思考尿酸如何产生,从而将代谢与疾病发病联系起来,最后请学生思考如何抑制过多的尿酸,又与药学内容相联系。如此,不但让学生在探究中问题过程中更加清晰的记住了核苷酸的代谢途径,更锻炼了学生用知识解决问题的能力。

探究讨论课也是充分利用的学生自主学习性,培养科学思维和团队合作精神的一种很好的模式。比如可以设置生物化学与药学之间的联系这样的命题,让学生自己通过查阅和整理资料,分组讨论,畅谈自己的想法,这种形式能让学生通过自己的整理与思考,认识本门课程的重要性,调动起对本课程的学习兴趣。

4.2 采用多种教学辅助手段

采用各种教学辅助手段,不但能帮助学生理解课程内容,也能改变传统教学的单一,很好的激发学生的学习兴趣。在物质分子结构的教学中,利用分子结构模型就是很重要的手段之一。同时,在现代化教学中,多媒体已经是不可或缺的教学手段:对代谢过程与调节这样的知识点,通过制作动画让学生观看到代谢的动态过程,有利于学生更好的理顺代谢网络,从而帮助理解记忆;此外,充分的利用网络平台,上传课件、习题,分享生化的趣闻和发展动向,上交作业等等,这种非传统的课堂教学的手段,对学生有更大的吸引力。

5. 引导学生运用正确的学习策略

课堂教学中,除了要需要教师的合适的教学方法外,学生的学习接受能力也是决定教学效果的重要因素。生物化学具有一杂(机制复杂),二多(概念多、内容多)。三性(规律性、理论性、系统性、)的特点[5]。学生学习中会感到内容抽象、难以记忆。针对这些特点,我们引导学生采取一些行之有效的学习方法。比如联想记忆法,在记忆人体必需氨基酸时,缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸,利用八种氨基酸名字的谐音组合成一句话“携一两本单色书来”,就能很容易记住;而对于物质代谢这样的知识体系的记忆,要帮助学生梳理知识网络,引导学生在学习过程中学会归纳比较,几大物质代谢要联系融合成一个完整的机体代谢系统来掌握。除了教授学习方法,更应引导督促学生养成良好的学习习惯,课前的预习,回顾基础知识,课后的及时复习,都是强化记忆,加强学习效果的方法。

6. 完善考核体系

传统的考核方法是期末闭卷考试加上学生平时成绩(即上课和作业情况),而对于高职药学的培养技能应用型人才的目标而言,这样的考核方法显然不适合长远的发展。对于高职高专的药学专业,我们应该加强对实践技能和自主学习及探究能力的考查:其一,重视实验技能的考核,考核实验操作规范与基本的仪器操作,这是技能型人才应具备的基本的素质;其二,平时成绩的考核多样化,平时成绩除了上课和作业情况的考评外,可以加入如论文写作、探究讨论课等针对素质培养效果的考核,考评学生对本课程的运用能力,以及科研思维和团队协作能力。

参考文献

[1] 査锡良.生物化学[M]. 北京:人民卫生出版社, 2011.

[2] 吴梧桐.生物化学[M]. 北京:人民卫生出版社, 2003.

[3] 刘岸鸣. 高职药学专业生物化学课程教学改革初探[J].学理论, 2012(22):153-154.

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由于实验课堂时间及课时毕竟是有限的,考虑到每个学生的的掌握和理解能力又各不相同,如果不熟练各仪器操作,在有限的实验课中要很好的完成实验是比较困难的,所以对实验室开放可以很好培养学生的动手操作能力,培养创新能力,利于培养学生观察问题、思考分析问题和解决问题的能力,从而提高教学质量。实验室可以每周一次给学生开放半天,并安排专业老师负责指导,确保开放实验室安全有序地进行,充分发挥实验室资源的作用。我们的教学一般都是先上理论课,然后再上实验课,对实验教学非常有帮助。

实验室开放的初级阶段,在老师的指导下,重点培养学生对仪器的认识能力和熟练操作能力,学生可以利用实验室开放的时间对不熟悉的实验器材有一个重新的认识,对不熟练的仪器可以有充分的时间进行练习。比如什么时候用量筒什么时候用移液管概念比较模糊;比如有的学生对酸碱滴定管操作不熟练经常导致漏液现象。都可以利用实验室开放的时间去加以认识和练习,学生练习的时间多了,到了真正做实验的时候自然得应手。

实验室开放的后期阶段,在老师的指导下,重点培养学生的创新能力,学生可以从一般验证性的实验过渡到设计性的实验,老师提出一些题目和任务要求,或学生根据自己的专业的特点和兴趣爱好选择相应的实验项目,然后学生自拟实验方案,查阅相关文献和参考资料,提出设计思路和实验步骤进行实验,让学生充分发挥自己的想象力和创造力,这样学生分析问题解决问题的能力得以提高;学生动手能力和综合素质也将得以提高。

2结合医学检验专业特点,有针对性地开设实验项目,培养学生学习的兴趣

对医学检验专业的学生而言,学好分析化学,将来生物化学检验、免疫学检验及临床检验等学科打下良好的基础,而且有些医学检验学科的实验教学需要很强的分析化学实验操作技能,但还是有不少学生对分析化学及实验不够重视,他们并不了解学好分析化学及实验等基础学科可以有助于更好地理解医学专业理论知识的。所以我们首先要做的就是要同学们端正这种错误的认识。为了让学生端正自己的学习态度,我们不断与其他学科教师开座谈会进行探讨交流,结合医学检验专业特点,有针对性地开设实验项目,如:将酸碱滴定法测定混合碱的含量改为测定血浆中的HCO3-的含量;配位滴定法测定水的总硬度改为葡萄糖酸钙;生理盐水中氯化钠的含量的测定等。这些实验的内容都与本专业很贴近,有助于学生清晰地认识到学好分析化学的必要性和重要性,这样学生的学习兴趣会不断提高。

3改革考核方法,增加实验操作技能考试

在目前严峻的就业环境下,我们医学检验专业的学生不光要学好书本上的理论知识,还要熟练掌握实验操作能力,走向社会才有可能立足和发展。所以把实验操作技能列入考核范围是非常有必要的,这样能很好地避免学生只注重理论知识的学习而忽视实验操作技能的锻炼。所以今后分析化学可以从三个方面来进行考核,理论知识占50%,平时成绩占20%,实验操作技能占30%。通过这种多元化的考核机制,有助于提高学生上实验课的积极性。

4结束语

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关键词:制药;教学方法;高职教育

中图分类号:R313 文献标识码:A 文章编号:1673-2197(2008)08-000-00

《药物化学》是制药专业一门必修的课程,它既是一门专业课,也是一门专业基础课。对该课程内容掌握得如何,直接关系到制药专业核心技能的掌握。我院是从2004年招收首届生化制药技术专业的学生,在《药物化学》教学过程中,笔者发现既不能将其作为本科教学的压缩型,也不能作为中专教学的扩充型,高职所培养的人才既不是研究型人才,也不是简单岗位操作工,而是具有大学学历的技能型人才,对技能的掌握不仅要知其然而且要知其所以然。为了满足高职教学的要求,应对《药物化学》教学进行一些探索,现将其总结如下以供交流,起到抛砖引玉的作用。

1 教学对象的分析

《药物化学》课程通常情况下是在大二年级(下)开设的,这时大多数学生都比较渴望能尽早接触药学专业知识,认为大学生活已过去近一半,没有接触到专业知识,还没闻到“药味”,心中没底也很着急。对于个别基础差的同学还会出现恐惧和畏缩情绪,有点不知所措。也有部分学生认为制药专业并非自己意愿的选择,专业意识模糊,专业定位不清,面临困境无所适从。药物化学学科自身有其专业方向和研究领域;《药物化学》课程又为后续《药物制剂》、《药物分析》、《制药工艺》等专业课程学习提供理论基础和前提;同时,药物化学课程也是一门从化学学科过渡到药学学科的桥梁课程,起着承上启下的作用。《药物化学》课程内容的掌握对学生今后从事制药专业方面的工作至关重要。

2 教学目标的设定

根据学生的实际情况,对于本校制药专业的《药物化学》课程教学设定三个教学目标,即基础知识目标、能力训练目标、情感培养目标。基础知识目标是指能准确地理解典型药物的基本结构、结构特点和化学性质,熟悉部分典型药物的制备方法,了解各类药物的作用机制。能力训练目标是指培养学生通过对药物化学结构的剖析,运用所学的化学知识分析药物可能出现的化学性质,剖析药物结构与药物制备方法之间的关系的能力。情感培养目标是让学生了解到药学知识看似枯燥无味,深奥难懂,其实中间充满着无穷的趣味,激发同学们的学习热情,强化专业意识,同时培养学生良好的职业道德,增强社会责任感。

3 教学内容的简析

在教学内容上进行较大的调整,根据药品临床使用的频率高低来安排典型药物的讲述,在典型药物的遴选上做到少而精,避免大量具体药物品种的罗列介绍,克服本科教学内容力求全而广的问题;同时,还另辟三个专门的章节总结药物结构与药物性质,药物结构与药物制备方法,药物结构与药物疗效的关系;考虑新药注册员岗位的需求,增加了新药申报工作中所涉及的基本内容的教学。经过几轮推行试用,我们将自己的教学内容编著成为《药物化学》校本教材,2007年被化学工业出版社遴选为高职高专“十五”规划教材,现已正式出版。

4 教学方法的改进

作为一名老师,不仅要传授药学知识,更重要的是要循循善诱,传授科学的思维方式,正确的学习方法。在教学中尝试采用观察、归纳、类比、联想等方法,力图使学生从中发现规律、掌握方法。注重药物结构剖析,着重讲述“三种关系”即药物结构与药物性质的关系,药物结构与制备方法的关系,药物结构与药物疗效的关系,使学生能举一反三。

抗生素是一类常用药物,其临床使用量占药品使用总量的30%~50%。抗生素也是《药物化学》教学中非常重要的章节。其内容包括抗生素的定义分类和发展状况;β-内酰胺类抗生素、氨基糖甙类、四环类、大环内酯类的基本结构和性质。为了让学生吃透这部分内容,着重介绍β-内酰胺类抗生素中青霉类和头孢类抗生素的基本结构,以及β-内酰胺环与药物性质、药物稳定性、药物过敏性、药物半合成方法的关系。以β-内酰胺类抗生素的教学和相关知识点的理解,来带动学生对其它类别抗生素的学习,使学生能掌握某些内在的规律和学习方法(如天然抗生素和半合成抗生素,化学结构与化学性质之间的关系等),起到融会贯通的作用。

如何激发学生的兴趣?如何使学生“知其然”而且“知其所以然”。为了体现以学生发展为本,遵循学生的认知规律,体现循序渐进与启发式的教学原则,进行了这样的教法设计:

(1)在教师的引导下,通过开放性问题的设置来启发学生思考,激发学生兴趣。

(2)采用多媒体教学。药物化学所涉及到的药物结构比较多,在黑板上书写会花费很多时间,并且效果不理想,有时还会出现个别遗漏之处,采用多媒体手段可以使药物结构的演示、比较、分析变得轻而易举,事半功倍。

(3)通过总结教学经验,预估需要进行详细讲解的内容;同时,注重交流互动,及时了解学生化学知识掌握的情况,对学生基础化学知识较薄弱之处,进行针对性复习和辅导,帮助学生理解有关药物化学的知识点。

(4)充分考虑到学生生物学知识背景的相对缺乏性;如在讲解青霉素抗生素的作用机制时,可以对细胞壁的构造进行简单的说明,在理解细胞壁结构的基础上,才会比较容易理解青霉素的作用机制。

(5)树立榜样,激发学生崇尚科学、愿为献身科学的精神。如在讲述抗生素发展时,将曾获得诺贝尔奖的科学家的像片投影出来,让大家认识他们、崇敬他们,告诉学生为人类科学事业做出贡献的人是会永远留在人们心中的;培养学生崇尚科学、热爱专业的情感。

5 学生学习方法的探究

要教会学生药物化学课程的学习方法,要告诉同学们应牢牢地抓住药物化学结构这条主线,首先是记住药物的化学结构尤其是重点药物的化学结构,这就像记忆英语单词一样,没有任何捷径可走。在记住药物结构式的基础上,运用有机化学等相关的基础知识背景对该药物的化学性质、制备方法进行分析理解。最后是加强记忆,这样使同学们所学到的知识条理清楚、记忆牢固,同时学生会从中体会到带规律性的方法,当他面对某些新药或陌生的药物时,就完全可以从药物结构出发来初步判断药物的化学性质,为正确选择药物剂型,开展灵敏便捷的药物分析提供理论依据。

参考文献:

[1] 刘玉红.药物化学教学中实施素质教育的探讨[J].卫生职业教育,2007,15(25):60~61.

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1理论教学与实践教学紧密结合,巩固专业知识

化学反应工程作为化工专业的主干课程,理论课、实验课在第6学期同步开设,在课程衔接方面起着承上启下的作用。理论课共42学时,重在培养学生熟悉反应动力学基本理论和树立反应器设计中的工程观念;实验课共24学时,其目的在于培养学生动手能力、操作能力以及解决工程问题的能力,同时也可加深学生对所学理论知识的认知程度[4]。化学反应工程实验中心于2015年建成并投入使用,在2012级化工专业学生中开设。实验内容包括流动性能测定、气固催化反应、液固催化反应动力学、气相扩散系数等。由于化学反应工程学科体系十分复杂,且与高等数学、物理化学等基础学科密切相关,并与化学热力学、反应动力学、传递工程等存在交叉关系,教学难度较大,普通抽象的讲授很难达到预期的教学效果,必须科学地选择和应用适宜的教学方法,将抽象的内容具体化,因此可通过开设实验课解决这一难题[5]。如学生在理论课接触到流动性能测试方法为物理示踪法,示踪剂的输入方式有脉冲法,阶跃法,但理解起来还是有些囫囵吞枣,云里雾里的感觉,通过实验过程,学生亲自使用注射器加注示踪剂,体会到脉冲示踪的真正含义;通过阀门及仪表控制电磁阀切换流体,加入示踪剂,也深刻领悟了阶跃示踪法的特点,在此基础上,学生能够对流体流动性能测试实验有清晰的认识,也能够结合概率知识密度函数及分布函数去处理反应工程中的具体问题。

2启发式教学,培养学生树立工程意识

启发式教学,就是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律,运用各种教学手段,采用启发诱导办法传授知识、培养能力,使学生积极主动地学习,以促进身心发展。启发既是一种方法,更是一种教学指导思想,是相对于灌注式而言的。由于实验课的特殊性质,决定了师生之间可采用一种较为灵活的启发式互动教学法。目前实验设备按类型分为验证型,综合型实验。实验课提前分组,确定每次实验内容,要求学生分组合理,每组成员分工合理,每个参加实验的同学都要提前预习,了解实验原理及相关注意事项,在接触到具体实验设备时,要求学生对照实验指导书所示流程图,分清所有仪表、阀门、管路的具体作用,教师不讲或少讲实验原理,随机抽查学生去讲解实验过程及实验整体安排、预习程度、查阅文献情况、实验设计思路,从而能够激发学生去思考,去摸索。从理论课被动接受相关反应器知识,到实验室亲自操作仪器,合成反应,在此过程中,学生根据自己设计的最佳方案来安排实验,完成药品的配制、仪器的准备和仪器的安装与调试;根据拟定的实验步骤进行实验操作,观察实验现象,准确无误地记录实验数据。教师应全程跟踪学生的实验过程,以便及时发现和解决实验过程中遇到的各种问题,正确引导学生顺利完成实验。这既锻炼了学生思考问题的能力,也对教师专业知识的储备提出更高的要求,因此能够体现教学相长[6]。实验结束之后,要求学生会用专业软件去处理实验数据,并将实验报告按照预习报告-实验过程报告及数据处理结果-实验原始记录顺序整理成册,统一上交,集中批改,并结合学生在实验过程中的操作情况给出最终成绩。

3先实验再实践,提高工程实践能力

作为化工专业的本科生,从第6学期第1周开始进行化学反应工程理论课的学习,通过初次学习已明确了“三传一反”是化学反应工程的理论基础,以及以“反应器”作为研究对象的客观事实。因此,从第7周进入反应工程实验室,分别接触到反应器流动性能测定,气固相催化反应,液固催化反应动力学测定等实验,由反应装置完成“邻二甲苯气相氧化制取邻苯二甲酸酐”、“以苯为原料,镍为催化剂在固定床反应器中合成环己烷”的合成实验,并由气相色谱法进行定性分析。通过实验,学生对基本的反应器及反应过程有了直观的认识。第10周开始,学生进行为期1周的企业见习,从实验室小试到企业放大,学生接触了更实际的从原料到产品的完整的化工生产过程。因此,从实验到见习的完美结合,使学生对反应设备的认识由小及大,由简单到复杂,树立了感性认识,激发了思考动力,提高了工程实践能力。

4以实验室为起点,参加化工设计大赛,增强学生工程应用能力

篇8

关键词 化学化工专业学生 绿色化学意识 绿色化学原则 绿色化学素养建构

近年来,随着科技的进步、社会的发展,资源与能源消耗逐渐加大,大量生活垃圾和工业污染物的排放,以及化学品的滥用,使人类的生存环境日益恶化,这不仅严重威胁到人类的健康、生存与发展,更危及子孙后代的前途和命运。然而,几乎所有的环境问题都与化学有着直接或间接的关系。就化学化工本身来说,传统上,一方面化学家在开发化学物质合成方法时,主要考虑效率,另一方面合成化学家在开发与设计如何合成所需化学品的方法时,只重视化学工程的始端,往往忽略处于过程末端的废物处理问题。所以,许多已存在的化学过程,在获得满意经济效益的同时,却对环境和人类健康造成了极大的负面影响。为了保护环境,走可持续发展的道路,培养具有社会责任感的年轻一代,在大学化学教学中渗透绿色环保理念是非常必要的。化学教师不但应是科学文化知识的传播者,更应成为绿色环保理念的创导者和践行人。为了有针对性地对化学化工专业学生进行绿色化学教育,笔者就化学化工专业学生对绿色化学的认识进行了调研。

1.调查方案的设计

以绿色化学的概念、作用及原则为主要调查内容,通过查阅相关文献资料,进行问卷设计;采用问卷调查及访谈方法对山西晋中学院化学化工学院2—4年级化学(含师范)及应用化学专业学生进行调查。对获得的第一手资料进行统计,并对有关问题进行综合分析,在此基础上参阅相关文献给出相应对策与建议。本次调查采用以班发放问卷、现场答卷与收卷方法。实发问卷400份,收回有效问卷364份。

2.调查结果统计

化学化工专业学生对绿色化学认识的调查统计见表1。

3.调查结果分析

表1显示,多数学生对绿色化学的属性有较好的理解与认识;不少学生对绿色化学的作用理解与认识不足,甚至是错误的。如约74.2%的学生误认为“绿色化学使化工过程含有废物处理环节,因而会使整个费用增加”。这些学生不懂得,先污染后治理,不仅难度大,费用不菲,而且多数需要停产整顿,随之而来的是更大的经济损失。如果化工过程实现了绿色化,即做到五个“R”:第一Reduction——“减量”,即减少“三废”排放;第二Reuse——“重复使用”,即重复使用催化剂、载体等;第三Recycling——“回收”;第四Regeneration——“再生”;第五Rejection——“拒用”,指对一些无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这就能有效实现节省资源、能源,减少污染,变废为宝,降低成本的目标,避免出现先污染后治理的恶劣情况。仅约54.2%的学生能够认识到“绿色化学追求高选择性化学反应,极少副产品,甚至达到原子经济性”。原因是不少学生缺少对原子经济性的认识。原子经济性是绿色化学的核心内容,指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物“零排放”。可见,绿色化学的原子经济性反应,首先是最大限度地利用原料,其次是最大限度地减少废物的排放。

表1中选项8-19是绿色化学的12条原则。学生对其中9条原则有较好的理解与认识。但仅约52.7%的学生能够认识到绿色化学要求“能量使用应最小,并应考虑其对环境和经济的影响”。以前化学家在设计化学过程时,往往考虑的是如何提高产率,而忽略了能量问题,认为该问题是工程师的事情,使得化学工业成为了耗能大户。生产和使用能量的工程,往往也会造成污染,如以煤为燃料所提供的热能,多用一份能量,就多一份污染。因此,设计化工过程的化学家需要对化工各阶段进行调节与优化,从根本上改变其对能量的需求,从而使能量最低,减小对环境和经济的影响,减轻对能源危机带来的压迫。仅约42.3%的学生能够认识到,化工过程应尽量避免不必要的衍生步骤。衍生步骤会带来更多的副产物,消耗更多的资源与能量。更多的产物意味着可能会对环境产生更多的污染和破坏,必然产生需要处理更多废物的费用;更多能量的使用会使成本变高,造成不必要的能源浪费。因此,在化工过程中应最大限度地避免衍生步骤,以降低原料的消耗及对人类健康与环境的影响。仅约32.4%的学生能够认识到化工过程中催化试剂优于化学计量试剂。化学化工专业学生应该明确,催化反应不仅具有提高原料利用率与降低废物产生的益处,而且催化剂可以降低反应活化能,既利于控制,也可以降低反应发生所需要的温度。选择性催化剂是绿色化学的重要工具和重点研究方向。

4.思考与建议

不少学生对绿色化学的作用、原则缺少认识,其主要原因:一是学校对学生进行绿色化学教育重视不够,缺少要求;二是化学类专业课的课堂教学缺少绿色化学思想与原则的渗透;三是没有开设“绿色化学”课程,学生缺少了对绿色化学系统学习的机会。树立绿色化学思想,不仅是化学家与化工专家的事,而且是所有从事与化学有关的人们关注的事。作为专门培养化学化工专业高级人才的高校,应把绿色化学理念渗透到化学教育的全过程中,并作为课改与教改的指导思想。

4.1在化学类的基础课教学中渗透绿色化学思想

化学教材中蕴涵有大量绿色化学的素材,因此,在课堂教学中要时时体现绿色化学的原则和思想。通过环境污染及其危害的具体事例,让学生了解我国乃至全球环境日益恶化的现状,并探讨相应的解决措施,使学生认识到石油、天然气、煤炭等能源与资源作为现代工业的基础都是不可再生的,新能源和可再生能源是重要的战略选择,从而对环境保护、资源与能源的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识,明确发展经济不能走先污染再治理的老路。把“原子经济性理论”、现代化学技术与方法渗透到理论课与实验课中,就如何优化定量与定性实验、物质合成及当前资源利用、环境污染、化学品乱用等重大问题与学生进行讨论,培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略,为学生在校学习与以后的工作中能够充分发挥化学的正面作用,更好地造福于人类社会奠基。

4.2在化学实验课中培养绿色化学理念

化学化工专业,各类实验课所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的污染环境的有毒有害物质,这就需要实验教师尽量改进传统实验,应用先进的实验研究新成果,以绿色化学思想与原则指导实验仪器和试剂的选择,指导实验设计、实验方法与实验“三废”的处理,在每一个实验中力求减少或避免有毒有害废物的产生,为师生和工作人员提供安全的工作环境。为此,首先,在实验中尽量采用无毒无害的反应原料。在进行无机、有机、分析、物化等实验时,在满足教学需要的情况下,为避开毒害品的使用,可考虑寻找替代品,变更反应路线,设计绿色实验方案,如用维生素B1替代剧毒的KCN做催化剂进行安息香缩合反应;以葡萄糖替代有致癌作用的苯为起始原料,用遗传工程获得的微生物为催化剂合成已二酸;用新型的固体溴化剂四丁基三溴化铵替代Brz与苯酚、苯胺反应制备对位的一溴代物,不仅反应产物更易于控制,避免了使用Br2带来的有毒、易挥发、不便准确量取等弊端,而且还具有可回收利用等优点。其次,使用封闭实验装置,回收实验废料。注意化学实验内容的选择、设计和呈现体现绿色化。一方面尽量减少污染很严重的实验,另一方面对一些实验过程中产生有毒有害气体、且污染环境的实验,进行改进与创新,想方设法将其设计成为封闭的实验装置。包括:气体发生与收集装置、气体性质反应容器、尾气收集与处理、导气装置等。在无法封闭的情况下,要注意回收、通风或采取其他防护措施。对实验过程中产生的废料,设法予以回收或适当处理。第三,采用微型实验。在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索,以达到用尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息。

4.3开设专门的绿色化学课程

首先,从课程设置上满足培养具有绿色环境意识的新一代化学工作者和公民的需要出发,借鉴国内外大学的经验,开设“环境生态化学”、“零排放有机化学”、“环境友好催化”、“绿色生态材料”、“生物技术”、“绿色能源”、“绿色化学导论”等绿色化学选修课程。其次,使绿色化学课程内容体现基础性、系统性与时代性。教学内容以绿色化学的12条原则为主线,围绕绿色化学的基本问题展开讨论,介绍绿色化学的产生与发展,绿色化学的概念、原理、应用、主要研究成果及动向。第三,依据绿色化学课程内容的特点,采用讲授、讨论、研究、参观、调查和文献研究等适当的教法,提高教学质量,把学生的心留在课堂上。

篇9

关键词: 《绿色化学》 双语教学 作用

一、立足学生学习现状,提出双语教学的必要性。

大学的选修课,在大部分学生的眼里只不过是修一修学分,了解一些关于该学科前沿的知识,所以长期以来一直没有引起学生足够的重视和学习的积极性。这种现状严重影响了学生学习的积极性和接受知识的主动性,然而学生的学习需要的是,学习中必须喜爱该门课程,包括教这门课的教师,教学方法和手段,等等,因此教师要激起学生学习的兴趣。针对目前传统的汉语教学,学生早已司空见惯了,所以双语教学显得尤为必要:1.改变传统的教学模式,给学生耳目一新的感觉,以激起学生的兴趣;2.使用英语课教学使课堂的教学效果大大提高,同时也有利于学生的英语水平提高;3.部分学生已获得了大学英语四级证书,部分学生利用业余时间参加各种英语培训或英语角活动,在授课过程中基本上可以适应双语教学,课堂上亦可以与教师呼应,因此师生互动较好;4.双语教学有利于学生巩固已经学习的英语基础知识和专业英语的知识[1]。

双语教学的运用能够很好地发挥以上在绿色化学中的长处,使学生在“乐而好学”的同时,接受绿色化学的专业知识和理论、学习英语和其相关的专业词汇。因此,在目前的选修课《绿色化学》教学中是必要的,在教学过程中可以进行双语教学的尝试。

二、双语教学能够使学生在学习专业课的同时,广泛地了解关于绿色化学前沿知识,拓宽专业知识面,懂得环保的重要性。

绿色化学是上个世纪九十年代初提出来的,以从源头上治理因化学污染而导致的环境问题。作为化学专业的学生,更应该清楚化学污染而导致的严重的环境问题,清楚自身应该担负的时代使命。通过了解,对于绿色化学的概念,学生并未有较深的理解,并没有认识到严重的环境问题。产生这样一个问题的根源有三个方面的原因:1.绿色化学是一个新生的事物,认识它需要一个过程,因此它还没有走入广大师生心中,认识它、接受它需要一定的时间。2.关于绿色化学方面的参考资料少,学生不能顺利进行广泛、深入的调查和研究。

时代的车轮永远是向前滚动的,如何解决好上述问题需要一批专业人士来研究和处理。这就要求化学专业的学生不但要有深厚的专业知识,而且要具备广泛的前沿专业知识动态,更要明白环保的重要性,以及自己所担负的时代使命。现在的社会是一个信息的社会,只有掌握了更多的信息,并从中筛选,总结出适合我国国情绿色化学的概念,我们在今后的环境治理中才能多一些借鉴的经验,从而避免付出一些不必要的代价。因此,我们可以在双语教学之中掌握更多的国外有关信息,从中摸索出一条适合中国国情的绿色化学的道路。

三、适应绿色化学课程特点,打造综合性人才。

绿色化学的概念是在发达的资本主义首先提出来,具有时代的特点。资本主义社会经历了几百年的发展,社会文明已经到了一定的高度,但是在高度发展的同时也留下了一些严重的社会弊病,环境问题就是其一。他们为治理环境付出了沉重的代价,也积累了宝贵的财富。他们撰写了有关绿色化学的重要的观点和见解,与同行交流、探讨。但是目前许多有参考价值的文献基本上都是外文,如果我们在教学中采用双语教学,那么我们在学习绿色化学的同时,就能提高自己的英语水平,从而以后能更好地理解掌握外文文献。

我国目前仍处在一个快速发展的阶段,我们在享受社会发展给我们带来便利的同时,也同样承受着自己所种下的苦果――环境问题。为了避免在社会发展中走更多的弯路,可以借鉴资本主义社会的经验,为我所用。因而,我们必须精通英语,以及其有关的专业词汇。我们通过绿色化学双语的教学模式,可以让学生在学习专业知识的同时,掌握一定的外语词汇。这样不但能丰富学生的专业知识,而且能提高他们的英语水平,使他们能够与国外的专业人士作一些简单的经验交流,提高自己的综合能力。因此,在绿色化学中使用双语的教学模式可以达到一箭双雕的目的。

四、提高教师的知识层面,丰富教师的教学手段。

“师者,所以传道受业解惑也”。作为教师,必须拥有丰富的知识层面。教师更应该学习,加强自身修养,用丰富知识武装自己,这样才能在教学中游刃有余。然而许多教师满足于目前的教学现状,不愿意花时间和精力去学习新的知识,结果导致自己的知识老旧陈化,每年的授课没有新的特点,没有新的知识注入,使学生逐渐失去了对该学科学习的积极性和热情。使用双语的教学模式迫使教师去学习新知识,丰富自己的知识层面。同时,由于自己具备了一定的外语知识,教师可以更好地去翻阅外文文献,学习国外先进的教学理念,为己所用。

教师要想在授课过程中紧紧抓住学生的思维,不但要有深厚的知识,而且要有丰富的教学手段。在一般的选修课的授课过程中,教师一般比较喜欢用传统的汉语的教学模式,该模式授课简单,学生也容易理解和接受,但是由于是选修课,学生缺少像必修课那样的学习积极性,所以再利用传统的汉语教学模式很难形成挑战,也使学生逐渐失去学习的积极性和主动性。利用双语的教学模式丰富了教学的手段和方法,能给学生耳目一新的感觉,这样不但使教师在授课方法上有选择的余地,而且使授课内容更加丰富。另外,国内教材侧重于演绎――即从基本的概念、原则或公理出发一步一步地推理,而国外的教材侧重于培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。为此,如果教师具有一定的外语知识,就能吸收国外的先进的教学方法,并将其运用到自己的课堂教学中,提高教学的质量。

因此,在《绿色化学》的教学过程中采用双语教学可以提高学生的外语水平和专业知识,提升学生对该学科的认识和学习兴趣,有利于培养适合社会的综合性人才。双语教学可以丰富教师的教学手段和教学方法,可以提升教师的知识层面,从而能够更好地服务于教学工作。

参考文献:

[1]胡常伟,李桂英,卢素云.《绿色化学》教学中采用英语课件汉语讲解方法初探化学研究及应用.2004,16(4):493-495.

[2]贡福海.高等理科教育,2003,(2):63-65.

篇10

关键词:课程设计;教学实践;教学体会

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)18-0132-02

引言:

“精细化工工艺课程设计”是在学生完成了“精细有机合成”和“化工原理”的理论课程学习之后开设的综合性实践课程,课时1周,是东北石油大学化学化工学院应用化学专业“四位一体”模块化实践教学体系中第二层次的教学模块。该课程要求学生自主学习、构思设计一个精细化学品工艺设计为主的课题。需要经过资料查阅、合成路线设计、反应系统工艺设计、反应器工艺设计、答辩验收等过程,最终完成课程的学习和实践。教学过程中通过师生交流、学生自主学习和独立设计,对学生的知识获取、规划设计、工程技能、知识综合应用进行系统全面培养。截至目前,该课程已经开设7届,已经成为理论课和工程实践之间最重要的纽带。

一、课程的规划

东北石油大学是一所以工学为主的综合类院校,学校重视科学研究与实践应用,课程设置方面要求所有专业开设课程设计等实践类课程。应用化学专业的一个专业培养方向是精细化工,所以精细化工工艺学课程设计是我专业学生的必修课之一。该课程以《化工原理》和《精细有机合成化学与工艺学》的理论知识为基本点,综合应用专业知识,突出工程意识和创新意识,提高学生的综合设计能力,培养学生解决实际工程问题的技能。

在课程开设之初,由于缺乏实践经验,课程设计题目单调,应用型不强,而且学生对工艺和设备的结构与原理认识肤浅,学生的工程素质和工程实践技能没有得到应有的锻炼。通过多年的教学实践,在笔者及所在专业教师的共同努力下,对精细化工工艺课程设计的时间安排、前期课程的内容设置进行了合理衔接,起到了承上启下、融会贯通的良好效果。

该课程设计隶属于精细化工方向的教学集合体系,时间及内容安排顺序是同时开设《化工原理》和《精细有机合成化学与工艺学》,前者着重于介绍单元操作、工艺流程操作条件优化和设定,而后者着重于介绍精细化学品的合成工艺路线和单元反应的合成条件优化设计。然后开设《精细化工工艺设计》,它是将化工设计知识和精细化学品生产工艺融为一体的综合性教学环节,通过设计使学生深刻理解精细化学品的生产理论知识,明确所学课程知识的实际用途,并综合培养学生思考和解决问题的能力。由于课程设计时间为一周,在此期间,学生需要完成资料查阅、物料衡算、热量衡算、反应釜设计、流程图绘制、反应釜绘制等内容,工作量相对较大,所以理论课程教师在教学过程中需要预安排设计内容,学生在学习理论知识的同时进行课程设计准备工作,学习效果更好。

二、课程内容及教学实施

《精细化工工艺设计》的任务设置紧紧结合教学实际。精细化学品种类繁多,大多采用间歇操作,多步骤生产,而我校紧靠大庆油田,学生对油田化学剂,尤其是驱油用表面活性剂、缓蚀剂、破乳剂等精细化学品的接触了解较为深入。此外,前期课程设置了认识实习,学生对油田用精细化学品的生产流程具有初步认知。所以,在任务设置上,侧重于油田化学剂产品的生产工艺设计。

课程设计教学在多媒体教室进行,主要用于指导教师全方位讲解课程设计的任务安排和设计要求。教师在授课前备齐参考资料和工具用书,指导学生人数不超过15人。课程设计过程以学生为主体,教师进行针对性辅导,并根据学生遇到的问题组织课堂讨论,加深对知识的理解和熟练运用。为督促培养学生个人能力和团队合作精神,按照每组2人进行任务分配。课程结束后,由学生提交手写设计说明书一份,要求按照章节依次详细写出计算过程,并提交反应釜的设计图纸、反应车间的布局图纸等关键附图说明。最后,学生根据自己的设计内容,以小组为单位,进行公开答辩,根据学生的答辩情况及平时的指导情况,指导教师可以判断设计任务的完成效果,便于公平公正地进行成绩评定。

三、应用化学专业开设课程设计的教学体会

我校应用化学专业属于理科,课程体系设置不同于化学工艺专业,学生平时的学习均已理解分析为主,数学计算和工程制图等能力欠缺,工程和工艺基础均薄弱[1]。所以,通过课程设计教学环节实现对实现应用化学专业的多维度培养是非常必要的。通过7届教学实践,笔者认为理科专业因地制宜地开设化工类课程设计,对于学生多方面的能力培养有重要作用,具体有如下几方面的体会。