应用化学专业认知范文

导语：如何才能写好一篇应用化学专业认知，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：基础知识 实践技能 课程改革

中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0201-02

《农业应用化学》课程是我院作物生产技术专业的一门重要的专业基础课。它不仅能加强学生化学基础知识和技能的训练，同时也能培养其观察能力，思维能力和独立分析问题、解决问题能力，为学生学习农作物栽培、农产品安全与分析检测等后续课程夯实基础，以培养出更多的优秀的农业技术员，农资生产企业技术员和化验员等技术技能人才。现代科学技术的发展表明，化学基本理论和实验技术对于农业科学的发展与进步起着越来越重要的作用。因此，基于高职高专人才培养目标的需要，根据“岗位用什么，学生就学什么，教师就教什么”，把化学基础知识与农业科学知识紧密联系起来，多种教学方式的结合，合理的评价体系的建立，对于培养具有扎实的化学理论和实验基础的农业科学工作的人才就显得非常重要。

1 基于高职高专人才培养目标进行课程改革

《农业应用化学》课程是基于高职高专人才培养目标的需要，坚持以立德树人为根本，以服务发展为宗旨，以促进就业为导向，根据“岗位用什么，学生就学什么，教师就教什么”来确定教学任务；通过对企业调研和实习，结合行业企业的岗位和典型工作任务，再根据化学教学的先后顺序，进行归类整理，确定教学项目。与行业企业专家、专业团队研讨，确定教学内容，编写出符合我院农学专业实际需要的校本教材，由专兼职教师共同设计、开发、建设和实施教学。

1.1 精选理论内容，夯实理论基础，突出职业导向，体现专业特色

本着提升专业能力和职业素养，充分体现就业导向、能力本位的人才培养目标，内容建设“以岗位所需为宗旨，以就业为导向”，依据市场需求，结合行业发展趋势，进行职业能力分析；重构教学内容，完善与专业课程的衔接，深化教师对理论与实践教学的认识，提高教师的教育教学能力，培养学生的综合能力。以学生为本，充分考虑学生的实际学习能力，选择岗位需求的知识和技能。如在给作物生产技术专业的学生讲解稀溶液的渗透压这一概念时，我们首先给学生提出问题，“为什么盐碱地不易长庄稼？”然后，让学生阅读教材，由学生来回答问题，通过讨论与讲授，学生知道了渗透现象在植物的生长发育中起着非常重要的作用，从而感受到了化学基础知识对专业的重要性。因此，结合所授专业的特点，即时调整授课相应的细节，把化学与专业知识紧密结合起来，有利于激发学生的学习兴趣，更加主动的学习农业应用化学知识。

1.2 优化实验内容，突出实践教学，强化技能训练，突出学生主体

实验有利于培养与发展学生对科学技术的学习兴趣与能力，有利于理论和实践的结合，对于一所人才培养目标是面向经济社会发展需要和生产服务一线培养高素质的劳动者和技术技能人才的学校，强化学生的实验技能，对学生能力的全面发展，新意识的形成和实践习惯的养成有极重要的作用。实训基地体现“工学结合”，在“学做合一”的实训基地落实基本技能的实验和实训，在“行校合一”的实训基地落实校内生产性顶岗实训，使学生掌握综合操作技能，具备校外顶岗实习能力。在原有基础性实验和综合性实验的基础上，开设创新性实验。结合专业开设应用型实验铵盐中氮含量的测定，果蔬中总酸度的测定，茶叶中咖啡因的提取等，创新性实验复混肥料中有效磷的测定，通过下任盏サ男问剑指导学生查阅国家标准，然后搜集资料，设计合理实验方案，完成实训内容，在此过程中，可极大地拓展学生的知识面，发挥团队合作意识，充分地感受到化学知识与实际生活的紧密联系，大大提高了动手能力、表达能力和实践技能。

1.3 以项目为导向任务为载体构建课程，实现理论知识与实践能力培养紧密结合

以必须、够用为度选取教学内容，教材内容循序渐进、重点突出，关注学生“计算、操作、应用”能力的培养，强化与后续课程的衔接，体现了农林院校化学教材的特色，实现教、学、做合一，职业教育与素质教育合一。加强应用能力和创新意识培养，构建合理的教学体系，强化与实际的联系，将分析化学和有机化学的知识进行整合，以项目为载体、用任务来驱动，采用“理论-实践”一体化教学。根据每个项目的教学内容，结合企业生产中的实际项目及学校的具体条件，合理开发设计训练项目，以项目为主线展开教学，充分体现职业性、实践性和开放性。

2 改革教学方法，突出技能，夯实基础，提高素养，持续发展

教学方法是影响教学质量的重要因素，教学方法主要采用项目教学法、任务驱动、分组教学、小组讨论等教学形式，利用多媒体技术和现代教育技术进行信息技术与课程整合，利用虚拟现实技术，开发实训项目，进行真实的职业训练，形成教、学、做一体化；以训练项目为载体，在完成每一个训练项目中让学生获取经验性知识，并渗透理论知识的教学，在完成数个任务以后，以所学理论知识、技能完成整个综合训练项目和拓展项目，实现“理论-实践”一体化。遵循“目标定位、内容重构、项目实施、对标考核”的流程，以专业核心能力及后续课程的需求为依据，针对职业岗位能力进行分解，找出与农业应用化学相关的技能，进行能力归纳，对知识学习内容提出要求：知道“是什么”――记住知识要点，可独立完成习题训练；懂得“为什么”――可以利用所学概念及原理解决思考题；能够“去应用”――能够发现、讨论、解决实训中的问题。对技能练习内容分出层次：认识――知道常见的仪器和试剂的使用方法和注意事项；学会――能够独立规范操作，完成实训报告，结果正确；熟练――反复训练并考核至达标，练就过硬的操作本领，初步取得学生“求职有技能、发展有基础、创业有潜质”的教育成效。

3 根据培养目标改革考核方式，注重过程考核

考试是检验学生知识的掌握和理解程度的途径，积极改革考试方式，从知识、能力、素质各方面综合评价学生，采用“1+1”式考核方式，即理论考核与实训考核并重。

理论考核：包括阶段检查占10%（期中）和终结检查占40%（期末），实训考核包括工作质量占10%和技能考核占40%。为强化学生“做”的技能，实训技能考核针对每个考核项目设计了详细的考核标准，并实行一项否决制。

4 结语

面临高职教育新的形势与挑战，针对高职高专人才培养目标，改革教材内容，精心设计组织教学，努力创新教学方法，在教学实践中总结经验，不断助推高职教学改革。因此对农业应用化学课程改革进行研究与实践，要突出技能，夯实基础，提高素养，持续发展，融知识、技能、素质于一体，为完成高职院校为社会培养高素质的劳动者和技术技能人才的目标提供有力保障。

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关键词：独立学院；应用型本科；双基制；能力

一、绪论

人才培养层次的正确定位关系到学校的发展方向、发展目标及发展格局，是学校开展各项工作的基本依据。在构建人才培养模式时，独立学院必须以正确的办学指导思想、正确的定位为前提，要通过科学的分析社会需求，正确估价自身的办学实力，主动适应外界环境来实现自身的正确定位，优化教学资源分配，制订正确的发展目标及合理的人才培养模式，通过校企联合，可以共享高校和企业的资源，解决毕业生难以适应社会、毕业生就业去向等问题。校企联合实质就是产学合作，工学结合。产学合作、工学结合教育是一种由学校、社会用人单位、学生三方合作共同参与的适应现代社会需求的高等教育模式，是培养具有创新能力和实践动手能力，面向生产、建设、管理、服务第一线的高级应用技术型人才的有效途径。通过产学合作、工学结合的应用技术型人才实践动手能力培养的改革与实践，形成独立学院本科应用型人才的培养特色。所谓“双基制”就是把学校和企业都作为培养基地，每个基地有明确的教学任务，但两个基地的培养内容与过程交叉融合，逐步形成和完善校企双向推动，双向管理，产学研密切合作的管理运行机制，实现学校、企业、学生、社会“四赢”的深层次合作。

二、产学研相结合，以能力培养为重心的教学体系构建

要培养出工程应用型的高素质人才，设计出切合实际，便于操作的培养方案就成为实现培养目标、企业规格的关键。而构建逻辑性强，相对完整的培养体系则是人才培养方案设计工作的重中之重。学院与企业联合成立教学指导委员会，共同设计培养方案。机械类应用型人才培养方案中由三个相互联系的体系构成，如图所示。

（1）理论教学体系，包括公共基础、人文社科基础、专业基础和专业方向等课程；（2）实践教学体系，包括课程实验、课程设计、综合实践、实习和毕业设计等；（3）能力教学体系，包括课外科技创新活动，各种竞赛活动，技能考证，各种协会活动、公益活动和社团活动等。

三、校企深度合作，培养学生实践能力

在实践教学过程中，学院邀请企业或行业的高层管理人员、技术人员作为指导教师，这些人员和学院专业教师充分交流，根据企业或行业对机械工程及自动化专业应用型本科人才能力的要求，将实验、实训、生产现场实践、课程设计、毕业实习、毕业设计等环节统筹安排。学院和企业整合实践场地和实验实训设备，按照应用型本科实践能力要求，打破实验室以课程设置实验的传统方式和辅助理论的验证性实验为主的教学模式，机械工程及自动化专业中以模具设计与制造、数控技术应用能力培养为主线，覆盖模具设计、数控加工等生产流程，组建实验实训中心、模具CAD/CAM实验室、现代制造技术实验室、数字化中心等实验室（中心），按照机械专业工程训练的认知规律，学生通过实验、实训、金工实习，在了解机械制造工艺过程和掌握一定的机械工程基础知识后，再通过模具设计、模具制造、数控加工等全方位、全过程的综合性训练，提高学生的实践能力。目前学院已与广西柳工集团、柳州腾龙汽配公司、深圳德立天公司、东莞龙兴公司等大中型企业建立紧密合作的校外合作教学科研实习基地，在机械工程及自动化专业社会需求、专业结构和专业建设等方面通过校企深度合作，为实现“双基制”应用型人才培养打下了坚实的基础。

四、结束语

根据企业和行业对机械工程与自动化专业学生能力的具体要求，立足于学校和企业两个培养基地，企业或行业高层管理人员和技术人员、学院专业教师身份的积极参与，把单纯的“授业型”继承性教育转向全方位的“育才型”创造性教育，实行校企深度合作，学院、企业和学生三方参与，培养学生的全面素质、工程意识、综合能力和就业竞争力。

参考文献：

[1]史玉环，高等学校创新人才培养与路径选择[J].山东师范大学，2008.（4）.

[2]教育部.关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[Z].（教高[2007]2号）

[3]顾月华，李政道.关于杰出科学人才培养的思想研究[J].江苏高教，2010，（6）.

[4]万坚.“化学生物学”复合型人才培养模式与课程体系改革的研究与实践[J].大学教学研究，2009，（11）.

[5]桑玉军，应用型本科院校关于“大工程”理念的创新与实践[J].高等教育研究，2009，（3）.

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【关键词】 应用化学 教育教学

前言

应用化学是介于理科化学专业与工科化学工艺、化学工程专业之间的接口专业，属于应用理科，如有机化学、 物理化学、 等离子体化学、 摩擦化学、 石油化学、 地球化学、 农药化学等。 总之，应用化学具有渗透性、综合性、边缘性和鲜明的应用性。它是指化学的知识和理论在实际工作中的广泛作用，应用性化学人才应当具有扎实的理论基础和高超的实验技能，他们善于从实际工作中发现与化学有关的问题，并能运用广泛的化学知识和理论去解决生产领域和各经济部门提出来的化学问题。所以在教学中需要不断创新，运用新的方法来提高教学质量。

一、信息技术与课堂教学的改革

1、长期以来，学校课堂教学习惯于“粉笔加黑板”的教学方式。信息技术的应用，大大丰富了原有的教学方式。但下述情况值得注意：

①在多媒体课室上课，但是教师仍然使用“粉笔加黑板”。这显然是教学资源的一种浪费。网络有海量的信息资源，可以接入互联网的网络教室、学校多媒体数字化图书馆，可以构成开放式的学习环境；可以为探究学习方式提供了极佳的交互手段，应充分加以利用。

②技术手段升级了，教育思想没有更新。如果教师只是坐在讲台上连续点击鼠标，或把现成的教材进行投影，那实际上没有发挥网络教学的特点，其教学效果甚至比传统的教学法还差。

⑧教学手段改革，未得应有的肯定。制成PowerPoint及其他类型课件需要付出很大的精力和时间，但目前对教师的评价往往只是考虑教学工作量。这不利于调动教师充分应用现代技术的积极性。呼吁对教师教学质量进行评价时，应将教学手段作为考察的重要内容。

2、虚拟实验与现实实验的结合

对一些仪器设备比较昂贵，学生没有机会进行操作，可以进行虚拟实验。一些实验可以先进行虚拟实验让学生了解实验操作要领以后，再进行实际实验操作。所以，一方面要努力添置化工实验装置，一方面该专业的“化工仿真实验室”继续研制虚拟实验软件WLCT的实验如何进行，是最有争议的问题。Northern Colorado大学采用让学生回家做实验、计算机虚拟实验和周末回校实验几种形式相结合的方法。依我国的实际，不宜采用让学生回家做实验的办法，应当一方面提高虚拟实验的技术，一方面采用虚拟实验和现实实验相结合的方法。

二、在应用化学专业的教学中贯彻素质教育

学生的实际素质是在教育过程中逐步培养起来的，所以素质教育要积极创造和利用一切有利的外部条件，让学生在教育过程中主动地把适合自身需要的知识内化为自己的素养和潜能，学会做人学会做事、学会学习、使学生的个性得以发展。

在教学方法方面，教学实践提供大量的证据也表明，教学方法对于教学的成败，质量的高低，教学速度的快慢，学生智力和创造力的开发都起着重大的作用素质教育的宗旨是让社会需求指导教育，培养适应社会发展的人，加强素质教育的过程是一种牵涉到转变教育思想、更新教育手段、变革教育结构等诸多方面的系统工程。其中最重要的一环是教师，加强师资队伍建设的是不可忽视的一个方面教师在教学中，应该常讲常新，常教常精，培养学生的创新能力，不是以 “教” 代 “学”而应教会学生如何学、如何用，不是以死的公式、概念充斥课堂，而应让理论在科学研究和实际应用的实例中展现活力，不是深奥的理论让学生望而却步，而应让学生在理论上深化，学科的发展中体会到献身科学的神圣。

作为教师要从整体上把握学生的知识、能力及素质结构。当前，加强素质教育的提出有其现实的针对性，从重知识到重能力再过渡到要重视人的综合素质的培养，对教师提出了新的挑战，通过教学内容的合理安排和整体组合，并运用现代化教学手段，使应用化学专业的学生在有限的教学课时内掌握基本完整和扎实的化学知识，让他们毕业后有足够的化学知识和能力去处理任何与化学有关的应用问题，这就要求我们处理好少而精和博而通，先进和传统、系统和交叉三对主要矛盾。教师的教学一定要做到少而精，在掌握课程和学科总体框架的同时，重点帮助同学剖析几个典型问题，使学生能举一反三 触类旁通，通过自学达到博而通的境界。在习题方面，不要求学生做那么多基本题目而是做一些贴近生活，趣味性强的习题，使学生通过习题能联系实际，并且让学生自己提出问题，当前很多学生不会提问，不擅长用一个科学的语言来描述事情实验是化学教育最薄弱的环节，我们把实验当成一种目标训练，注重结果，实验内容方面有现代气息，不仅仅局限于试管、 滴管。从教师的科研里找出适宜的实验，并且和其它院系和其它专业的技术相结合，以拓宽学生的知识面和提高学生多方面的能力。

三、应用化学教学中创设学习情景的策略

在教学中创设适宜的学习情景可以使学生明确学习任务、增强学习的针对性，有利于激发学生的学习动机和学习兴趣，有利于学生主动学习知识、发散地思考问题、主动地探究问题的实质和解决问题的方法，有利于提高认知能力、思维能力、探究能力和解决问题的能力。因此，教师在教学时，应尽量为学生创设一个真实的学习情景，在情景化的学习中，学生所积累的过程经历、理智和情感体验、知识和方法是活生生的，可以应用的。本文结合应用化学教学实例，谈如何通过创设学习情景引入新课，提高教学效果。

1、从化学与生活、专业的结合点入手，创设学习情景

利用化学在生活或生产中实际应用的例子来创设学习情景，能够使学生认识到学习化学知识的重要意义，发挥情感在教学中的作用，促进有效学习。因此，创设贴近生活、贴近生产实际的问题情景，能够使学生明确学习目的，激发学习动机，并有利于学生将化学知识迁移到实际生活中和生产中应用。

2、利用学生认知矛盾创设学习情景

利用学生认知上的矛盾，如新旧知识的矛盾，日常概念与科学概念的矛盾，直觉、常识与客观事实的矛盾，理论和实验的矛盾等，都可以引起学生的探究、兴趣和学习欲望。例如，以0．1000mol/LNaOH溶液滴定20．00mL ，0.1000moL／L HCl溶液为例，讨论酸碱滴定曲线之前，教师提问：NaOH和HCL恰好完全反应时溶液的pH为多少?酚酞变色范围的pH是多少?学生回答：Na0H和HCl恰好完全反应时溶液的pH为7，酚酞的变色范围pH为8．0―10．0；教师再问：NaOH滴定HCL可否选择酚酞作指示剂?学生凭直觉回答：不可以。教师回答：可以。师生之间矛盾瞬问形成，使学生产生了急于解决矛盾的情绪，在这种情景下，学生学习的主动性被激发出来，教师再给予恰当的引导，学生利用原有的知识，经过计算、分析等，纠正了原来的错误判断，并与教师的答案取得了一致。能充分调动学生学习的积极性，主动探究问题，深入理解知识，还有利于将知识迁移到另外的情景中。

结语

总之，应用化学是一门综合性很强的学科，在教学过程中需要注意的问题也很多，所以我们要不断创新、不断改革，运用更合理、更科学的方法来提高教学质量，为社会培养实践应用型人才。

参考文献

[1]王克勤。化学数学论[M]。北京：科学出版社，2006。

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1要把教学研究当作科学研究那样去搞

实施本科教学目标，就要突出人本教育，实施差异教育，以学生为中心，把学生培养成具有扎实的专业理论知识和实验技能、具有合作精神(即团队精神)、具有社会交际能力的创新型人才。为此，我们提出大学教师“一定要把教学研究当做科学研究那样去搞”，提倡“让教学和科研两只翅膀都硬起来”。首届国家级教学名师史启祯教授曾形象比喻说:“对一个教师而言，教学和科研就像两只翅膀，像鸟一样，一只翅膀是飞不起来的［1］。”我们不仅要为人师表，而且要提倡教学名师风范。忽视教学的教师不是一名好教师，不搞科研的教师，不会是一名优秀教师。如果没有较强的学术功底，就谈不上对教学的深层次认识，不会有教学理念和教学方法的改变，不会有教学内容的更新，也就不能把课讲“活”。总之，教学和科研是相辅相成、相互促进的。突出创新精神，培养学生研究能力，就是要完成从“知识继承为主”到“以创新为主”的转变。教师两手硬和教育理念的改变是做好这一转变的前提。为此，我们将每一项精品课程建设内容都当做科学研究那样去搞，申请立项了多个国家级、省级和校级教学项目，力求建立一个教学研究平台，扎扎实实做一些事情。迄今已在《中国大学教学》、《大学化学》、《高等理科教育》等教学研究期刊上发表了20多篇教学论文，从而提高了我们对国家级精品课程建设工程是教学质量提高的基石的认识。

2创建适应创新型人才培养和专业发展需要的课程内容体系

无机化学与化学分析是我校化学与材料科学学院的核心课程。针对国内高校应用化学专业数量的迅速增长与其课程和教材建设相对滞后的矛盾，课题组强调应用化学专业人才既要具有基础化学人才的一般特点，又应具有鲜明的知识、技术创新特色。因此，如何凸显基础扎实、知识面宽和科学思维活跃就成为本课程创新改革的指导思想:(1)将基础无机化学和化学分析内容有机结合组成新的课程，既较好解决了原有课程知识点相互交叉、重复多的问题，又便于在无机元素教学中渗入定性分析，在实验中引入“量”的概念，扩展了对学生科学精神的培养。(2)在个性化理念指导下，将教学内容划分为主篇和副篇。主篇包括以下3个知识模块:①基本化学原理部分，②化学分析部分，③元素化学部分。(3)副篇内容大量吸收了国外一流教材的精彩内容，写法上则顾及中国学生的阅读习惯，条目精短，文字活泼。大部分条目反映化学在现代科技和国民经济中的重要应用实例，一部分则介绍化学发展中的标志性事件，以凸显化学新概念、新知识、新发现和新技术。(4)用英文编写词汇和习题，使之成为学生必读的英文阅读材料，以培养学生适应双语教学的能力。新的课程内容体系以及相应的正、副篇内容层次具有如下教学特点和人才培养特色:(1)正篇是基础，是纲，也是核心。原理部分要做到内容选择必要、能深度满足后续课程要求;讲授时要力求科学而简明，不越俎代庖，真正起到导论的作用。(2)正篇将无机化学原理和化学分析有机结合，强化了化学理论的统一性。同时将化学分析技术单列章节，合并但不弱化。(3)元素化学是无机化学的本体，既要重视周期律和反应规律，同时又要特别注意对新反应和新化合物的介绍。(4)副篇是国内同类课程的一项首创，目的是让学生洞察无机化学新发展，体会无机化学研究的兴趣，延伸正篇的深度和广度。

3致力于有特色的立体化教材体系建设

教材建设是提高教育质量和实施素质教育的基础，要求具有创新性、个性化，与国际接轨［3］。书不在厚而在精，在框架、内涵、内容上要给讲课教师留有余地。印永嘉教授等编写的《物理化学简明教程》［4］就由于简明扼要而精彩。史启祯教授主编的《无机化学与化学分析》［5］先后入选2001年国家“面向21世纪课程教材”，2004年国家高等教育“百门精品课程教材建设计划”选题研究项目，2006年国家“十一五”教材规划项目，2006年国家自然科学基金委“国家基础科学人才培养基金教材建设项目”;它是第一届化学学科教学指导委员会于1991年为应化专业立项编写的第一本也是唯一的一本专业基础课教材，当年就被列入国家“八五”规划重点教材。近些年来，课程组在教学实践的基础上对该书进行了几次修订，出版了3个新版本［6-8］。2005年出版的《无机化学与化学分析》(第2版)已经发展成为包括纸质辅助教材《无机化学与化学分析:学习指导》［9］、工具书《化学元素周期表》［10］和电子辅助教材《无机化学与化学分析:电子教案》［11］在内的立体化教材，完成了应用化学专业首个基础课课程建设的硬件工程，成为专业发展的支柱。上述的立体化教材现已成为国内应化专业的主流教材之一，受到郑兰荪院士的撰文好评［12］:“教材不仅给学生带来知识，而且带来科学的思维方式，使教师和学生双方受益，不愧为一部精品教材。”新编《化学元素周期表》被徐光宪院士认为“是我见到的最新、最好的周期表”。该立体化教材还曾被评为2007年陕西普通高等学校优秀教材一等奖，并于2011年由高等教育出版社出版了第3版;工具书《化学元素周期表》于2007年由科学出版社出版了第2版。

4努力改革教学方法教学工作的主要任务就是课堂教学与实践教学［13］，学生最初的创新意识应该从课堂开始［14］。由于教学计划中的大部分学分和学生的大部分学习任务都需要通过课堂教学去实现，因此，提高课堂教学质量是提高教育质量、培养学生创新能力的关键。在第一届大学化学化工课程报告论坛上，中国高等教育学会会长周远清教授说道:“如果教学方法不来一次大的改革，我觉得中国的高等教育想培养出高素质的人才、创新思维的人才是比较困难的。”因此，我们将改革教学方法放在首位来抓。

4．1提倡大纲式教学方法我们认为，讲基础课的教师授课要有自己的观点、见解，并事先写成提纲发给学生，让学生课前预先了解讲授的内容，知道怎么预习，要听什么，要问什么，将来准备研究什么。这样学生就能掌握学习的主动权。这是一种易于学生自学的方法，可以激发学生学习的积极性，增强学习的自觉性，多读书、多思考、多提问，使学生获得较高的学习兴趣，营造出和谐宽松的教学气氛。同时，把大纲交给学生，也能督促教师从备课开始就不能敷衍，要以一种搞科研的态度去讲课，讲思路、讲方法、讲体会，介绍本学科的前沿趣闻。这种方法已获得了良好的教学效果［15］。

4．2科学合理地安排教学内容每堂课的教学内容安排，既要符合教学基本要求，又要重点突出、难易适度。基本内容要明确主线、易于理解;重点内容要简明扼要、易于掌握;难点内容要深入浅出，与学生已有的知识基础联系起来;前瞻性内容要有可持续性，能够引发学生探索的欲望。要努力通过对知识点的讲授和探讨，使学生掌握学习方法，能够举一反三，从而提高课堂教学效果。要达到上述效果，课堂教学的内容和课本上的内容不应该完全一样，更不能照本宣科，要学会将经典内容现代化［16］，将相关文献中的内容融合、归纳并加以提炼。

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一、钻研教材，根据学生所学专业，灵活使用安排教学内容，激发学生的学习兴趣。

现行职高教材针对学生所学专业难免有不足之处，为每一专业编一套实用教材是不现实的。在教学中，应根据学生所学专业，找出与化学相关的知识点整合到教材中，重实践、重体验，让学生在实践中发现新问题、探索新问题，重在培养学生的实践能力。课外与课内相结合有利于学生巩固课内知识，使学生每掌握一个新知识，都能得到创新精神和实践能力的培养。化学与现实生活的联系是十分紧密的，它与我们的生活息息相关，各种与化学有关的现象随处可见。如：新买的铝锅，烧过自来水后为何有黑色斑点生成；家庭装修的各种金属器具一段时间后为何变得暗淡；新装修的房间为何选择绿色环保性材料？经常雷雨交加的地方为何禾苗长得非常茂盛？等等。提出这些问题肯定会激起学生的好奇心，激发学生的学习兴趣。讲解《金属的冶炼和性质》一课时，我带领技工班学生到附近钢厂、冶炼厂参观工艺流程，加深学生对理论知识的理解，做到理论联系实际。课外安排学生分组活动，如让学生测量各种体液及常见液体的酸碱度――pH，组织学生展开讨论比较各种液体的pH：体液的pH与人体的健康有什么关系；洗发液的pH对头发有什么影响；土壤的pH对作物的生长又有什么影响？学生在整个学习过程中查阅了资料，进行了实践，表现得兴趣盎然。教学中应尽可能多地让学生了解化学对现代社会的影响，了解化学在现代科学技术、生活中占有的重要地位。并从电子计算机、生物工程、新材料、新能源、空间技术、海洋工程等领域，撷取富有知识性、趣味性的材料，扩大学生的科学视野，激发求知欲，增强应用化学知识了解自然、了解社会、促进社会发展的自觉性。

二、课堂教学需要针对每一个学生，培养学生的学习能力。

一个人在学校所学的知识不可能够用一辈子，如果没有一定的自学能力，就不能在工作中接受新知识、新技能。尤其是职业技术中学的学生，更应具备知识、技术的接受能力。因此，在教学中我们应该充分发挥学生的积极主动性，认识到认知活动的主体是学生。授人以鱼，不如授人以渔。要想较好地发挥学生的主体作用，就要有目的、有计划地对学生进行自学方法的指导和自学能力的培养，使学生通过学会达到会学。简单填鸭式的方法束缚了他们的思维，阻碍了他们主观能动性的发挥，职中学生普遍基础知识差，学习兴趣不高，课堂纪律松散，在化学教学中，应针对学生的实际情况，重视每一个学生的课堂表现，充分挖掘学生的潜能，及时给予学生学习帮助和鼓励，培养学生的自学能力，指导学生掌握科学的阅读方法，着重对学生进行学习方法的训练。物质的物理性质可让学生阅读自学，物质的用途可引导学生结合化学性质，联系生产和生活实际总结得出。例如氯气、甲烷、乙醇等知识的学习，教师可引导学生阅读教材，讨论相关性质，共同设计实验方案，明确了方法、步骤、装置等，以利于掌握这些物质的性质。

三、加强化学实验，培养学生的动手和动脑能力。

化学是一门以实验为基础的学科，实验在教学中的作用是不可替代的。实践性强和技能训练要求高是职业教育的显著特点之一，这就要求我们重视实验教学，通过化学实验引发学生学习化学的兴趣，激发学生学习化学的自觉性和积极性，提高化学教学质量和学生的动手能力。职业中学的化学教材安排了必要的演示实验，同时注意在学生实验中加强实验基本技能的训练，但在实际教学中，由于职业中学大多数比较重视专业实验，这就需要化学教师根据学校的实际情况想方设法做好实验，做到确保演示实验，力争完成学生实验。教学中可将某些演示实验改为边讲边实验。可开放实验室，鼓励学生在教师的指导下，自主设计、自主操作实验。还可安排一些家庭实验，促使学生自己发现问题，设计实验，创新。可有计划地给学生安排一些探索性的实验题目，教师指导，让学生自己制订实验方案，选定、安装仪器，配制药品，进行实验并写出实验报告，培养学生的探索能力和创新精神。还可通过如用柠檬酸和小苏打为原料制甜汽水，用有机溶剂溶解化纤废品制取简单黏合剂，配制农药防治病虫害等简单实用技术，提高学生理论联系实际，勤于动手，应用化学知识解决实际问题的能力。还可将一些实验设计成探究式实验，利用课外活动时间让学生做，这样能大大提高学生的动手能力。

四、充分利用现代教育技术手段，恰当地选择教学媒体。

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    化学科学的进步和发展,与现代科学技术整体的进步发展紧密相关。大量的事实说明,现代化学科学的发展,已经从宏观深入到微观,从定性走向定量,从描述进入推理,从静态发展到动态。一方面,19世纪形成的无机、分析、有机、物化四大学科的内部,在分化和综合、交叉、渗透发展中已经和继续填平鸿沟、模糊界线;另一方面,化学与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、信息科学以及自然科学的其他学科乃至人文和社会科学等众多学科相互交叉、渗透、融合和相互促进,衍生了许多边缘学科;化学科学的发明和创造被应用于生产,转化为生产力的周期越来越短,化学与化工、材料、能源、制药、食品、环境、农业、军工等产业的紧密结合,为社会创造越来越多的财富和效益。展望21世纪人们最关心的健康、环境、资源利用、水源、能源及食物等问题都与化学有关。每个人的生活都受到以化学为核心的科学成果的影响。因此,化学教育正面临着变革。化学教育要面向全体公民,教学内容要社会化、现代化。这正是当今化学教育的发展趋势。

    国际化学教育会议(InternationalConferenceonChemicalEducation简称ICCE),是国际上最有影响的化学教育会议。ICCE的首届会议由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的化学教育委员会(CEC)发起,联合国教科文组织(UNESCO)响应,于1971年在意大利的弗拉斯卡蒂召开。以后每两年召开一次,规模逐渐扩大,一般由IUPAC、UNESCO和主办国的化学会共同组织。到2000年为止,共举办了十六届。从近几届ICCE的情况,可以看到我国现代化学教育发展趋势有以下几个特点。

    (一)化学教育改革方兴未艾

    “教什麽?怎样教?学什麽?怎样学?”这是任何时代的教育工作者都必须回答的问题。在科技飞速发展的今天,这一问题尤为突出和尖锐。从ICCE看,近几届会议几乎全部以化学教育教学内容和教学方法的改革为主要议题。化学教育的教育改革思想正从强调学科中心转向关心人的充分发展,从提高理论水平转向加强化学与社会与生活的联系。从我国大学化学专业的课程结构改革看,为了认真落实国家教委关于“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”,复旦大学、苏州大学、中国科技大学等8所院校的20余位教授先后在苏州大学、复旦大学举行了4次研讨会,对化学专业基础课的课程结构及教学内容进行了认真讨论,提出了一个课程结构改革的新体系,与旧的课程结构体系相比,新体系有如下特点:(1)教学思想发生转变,原体系先讲授无机化学、分析化学和有机化学,再讲物理化学和结构化学,而近代谱学分散于各课程中;新体系先讲化学原理和谱学基础,后讲无机化学和有机化学,提高了学生的认知水平,避免了同层次、低水平的重复。(2)加强了基础理论内容,如谱学、化学原理、结构和材料等。(3)引入了化学发展的热点,如生物化学、材料化学、高分子化学等。(4)将实验作为一门独立的课程,按化学一级学科开设“实验化学”。目前,新体系的部分教材已经出版并开始试点。

    从我国中学化学的课程结构看,日前国务院批准了教育部《基础教育课程改革纲要》,部分中小学课程将作重大调整,一些单科性课程将整合为综合性课程。其中,初中的物理、化学和生物整合为科学课。各中学根据自己的能力和实际,可选择开设单科课或综合课。从教学内容看,新编的教材中,具有适用性的内容明显增多,如编入了水与工农业的关系,水与人类的关系,水资源保护;介绍了酒精、醋酸、煤和石油资源;介绍了与现代生活密切相关的塑料、合成纤维及合成橡胶等三大合成材料……等。很多学校和教师注意在教学中渗透STS教育思想。在今后一段时期内,中学化学教学内容改革的趋势将表现为:(1)化学课程的多样化。把作为一个合格公民所必备的化学基础知识、基本技能编入必修课,作为核心课程,每个学生必学。然后把满足学生不同需要的内容,编入选修课程。给将要升学继续学习化学或其他科学技术的学生,开设高水平的学术性课程,这些课程狠抓双基和能力的培养,为学生打下坚实的化学科学基础,培养他们的科学态度和科学方法,提高创新能力。给即将就业的学生开设具有职业特征的课程,让学生学习之后能为今后就业做一些知识技能上的准备。(2)学科课程和综合课程并行。学科课程有利于打好学科知识的基础,综合课程有利于理论联系实际,有利于知识的综合应用。

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现阶段中职学前教育专业普遍将技能培养和专业理论作为课程设置的主体，而对于与幼儿生活息息相关的化学知识并不予以重视，使实践中早期教育存在缺陷。基于此，学前教育专业是否应该开设化学课程成为讨论的热点。本文将结合现阶段中职学前教育专业开设化学课程的消极因素展开分析，总结出开设化学课程的重要性，并结合个人经验提出开设化学课程的建议。

关键词：

中职学校；学前教育专业；化学课程；理论意义；

一、中职学前教育专业开设化学课程的消极因素

现阶段消极因素主要有两个方面，一方面中职学前教育专业学生化学基础差，通过调查显示中职学校学生中考化学成绩普遍不高，其对化学理论、化学原理的理解和掌握不灵活，而且初中化学课程对理论的重视程度远高于化学实验，而理论学习复杂分散未形成体系，导致学生对化学课程的认知存在偏差。[1]另一方面，中职学前教育专业学生对化学知识学习有抵触的情绪，由于化学课程本身相对于音乐、舞蹈等内容而显得枯燥。而且学生在初中学习过程中并没有对其产生强烈的兴趣，片面的认为在以后的职业生涯中化学知识并没有实际作用等，致使学生对化学专业课程失去兴趣。[2]

二、中职学前教育专业开设化学课程的重要性分析

第一，开设化学课程对学前教育专业学生的重要性。化学是一门与生活息息相关的自然基础学科，学前教育专业学生充分掌握化学知识，并在生活中积极应用，可以养成对生活乐于观察的习惯，使其思维、想象、动手能力在潜移默化中得到锻炼，培养学生科学文化素质，由于各学科之间是相辅相成的，必然对学生专业课知识学习起到正迁移作用，使其在自我突破中创新，在创新中体会到学习化学的乐趣。另外，随着经济和科技的发展，现阶段化学已经成为人们生活中不可或缺的重要组成部分，学前教育专业学生灵活应用化学知识可以有效解决其在生活中遇到的化学问题，提升其生活质量，例如鉴别化学纤维制品、选择家居装饰等。[3]

第二，开设化学课程对学前教育领域深化的重要性。随着社会的发展，学前儿童教育不仅要满足为学生提供健康成长的环境，而且要有目的开发学生潜能，使其能够满足社会未来发展的需求，而中职学前教育专业学生是现阶段学前教育的重要力量，承担着幼儿教育和保育的双重社会职责，所以其应对自身不断完善。在教育方面，掌握充足的化学知识，可以使其在早期教育实践中尊重并满足儿童的好奇心和求知欲，使其产生探索自然、生活的兴趣，这是促使儿童对世界全面认识的重要途径，例如，作为能源的石油为什么既可以提炼成衣服又可以提炼成马路表面的沥青？衣服上的污渍为什么遇到洗衣粉后就不见了？鱼儿为什么无法在蒸馏水中生活等；在保育方面，掌握充足的化学知识，可以使儿童在成长的过程中减少或避免受到化学侵害，例如，引导学生少食用膨化食品（油条、薯片等），减少儿童日常对铝的摄取、告诫儿童不要在新装修的环境中逗留，避免儿童受到甲醛等对人体有害的化学物质伤害等，由此可见学习化学知识，有利于学前教育领域的不断深化。

三、中职学前教育专业开设化学课程的建议

第一，实施分层教学。中职学前教育专业学生来源于高中学习阶段的文、理班，其对化学知识的接触和掌握情况存在明显的差异，如果学将无法全面满足学生对化学课程授课过程的要求，所以在学生入学时对全体学生进行化学测试，按照考试成绩分为内容、授课进度存在明显差异的两种班级，既满足化学基础相对较高的学生对知识深化的欲望，又考虑基础相对薄弱的学生的学习难度，使教学更加人性化，从而培养学生对化学学科的兴趣，打消其抵触情绪。

第二，对教学内容、方法进行改革。传统化学课程相对枯燥，不易调动学生的学习兴趣，而且中职学前教育专业学生对化学理论知识的掌握能力相对薄弱，所以化学课程教学内容要以验证性、探究性的实验为主，使枯燥的化学理论以生动、直观的实验得以展示，从而调动学生的学习兴趣，当然并不是所有的化学理论都适合在班级中完成实验，部分危险性较大或成本较高的实验，可以利用现代教学设备为学生展现，而在教学方法上，教师应该根据教学内容的改革进行调整，积极应用与实验内容相符合的情景教学法、案例项目式教学法等，使学生在观察、推断、否定、总结的过程中掌握化学知识。

第三，扭转对化学课程的态度，加强中职学前教育专业师资队伍建设。化学学科作为学前教育专业的非专业学科，其在中职院校的发展情况很大程度上取决于学校对其认识程度，所以扭转中职院校对化学课程的态度是推动其发展的直接动力，通过中职院校在政策上的积极引导，建立明确、合理的激励机制，加大资金投入，使相关的教师队伍和图书馆图书储备满足需求。学前教育专业化学课程师资队伍直接关系到化学课程的授课情况和学生对化学知识的反馈，所以加强师资队伍建设是化学课程设置的关键，应加大化学教师的培养力度，使其业务能力、管理能力等符合社会发展。

四、结束语

通过上述分析可以发现，在中职学前教育专业开设化学课程，不仅有利于专业学生的自身发展，而且对其后期的早期教育实践具有重要意义，是推进早期教育领域发展的重要途径，所以开设化学课程是现阶段社会发展对中职学前教育专业的必然要求，未来随着社会的发展，中职学前教育专业课程仍会以不同的形式调整，这是专业发展的表现，应该积极推行。

参考文献：

[1]陈晨．浅谈学前教育专业中钢琴即兴伴奏课程的重要性[J]．科学时代，2011，12(02)：212-213．

[2]吴琼．幼师专院校在校生学前教育专业化学课程教学的思考[J]．才智，2013，14(05)：85-87．

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关键词：生物教学　主动性　中职

课堂教学是学校教育的重要组成部分，学生在校期间的绝大部分都在课堂接受教育、学习知识。课堂教学是由教师的教与学生的学两个密切相关的过程组成的，而学生的学不仅是教学过程中的主要矛盾，也是课堂教学的最终目的，因而有“课堂教学中教师为主导、学生为主体”的说法。课堂既是学生学习科学文化知识的主要阵地，又是学生接受教育的主战场、主渠道。因此，在生物课堂教学中应合理组织教学，创设良好的学习环境，培养学生大胆、求异、逆向思维、发散性思维与聚合思维的能力，以激发和拓展学生的主体能动性。课堂教学中充分发挥学生的主体性，使学生成为课堂的主人，焕发出课堂的活力，是提高中职生物教育有效性的途径。

一、构建知识体系，提高学生主动学习的效率

由于中职学生的基础较差，因此，在生物课堂教学中学生首先应该学习最一般的、包摄性最广的概念，然后根据具体细节对他们逐渐加以分化。这种呈现教学内容顺序的知识体系，不仅与人类认知内容的自然顺序相一致，而且也与人类认知结构中表征、组织和初创知识的方式相吻合。所以，确定教学知识体系时，生物学科的教学单元应按包摄性程度由大到小依次呈现，这样就可以为每一单元提供理想的固定点，这样安排的教学知识体系，适合学生认知结构的组织特点，有效保证学生主体作用的发挥。

二、贯穿联想，培养学生主动思考的能力

知识体系确立之后，在生物课堂教学讲授新知识时，要先了解学生原有的知识体系是什么样子的，尤其是要找到其中与新知识有联系的概念，即运用联想，得到“相关概念”，据此确定教学知识体系，并在教师的指导下，发挥出学生认知上的主体作用，使新知识与原有知识相互作用，直到学生建立起新的知识，这种促进学生原有知识结构向新知识结构的转化过程，就是发挥教师主导作用和学生主体作用的积极的教学过程。

三、运用情感因素，激发学生主动学习的动力

学生的学习动机直接影响学生主体作用的发挥，教学内容及其呈现要能为学生的学习动机所趋，就必须符合学生的需要。在教学中通过调整学生对教学内容与学生需要之间关系的认知评价，无论是教学手段还是教学内容都要充满情感因素，或者在教学活动中通过改变教学内容的呈现形式，使该内容被学生主观上感到是满足其需要的，从而达到教学内容与学生需要之间的统一，以有效调节学生的学习需要，提高学习的积极性。

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[关键词] 化学实验教学论体系；存在问题；优化

[基金项目] 本文是西北民族大学2013年科研创新项目的研究成果，立项名称是：新课程理念下实验教学论在高中化学中的应用现状调查与思考，项目编号是ycx14161。

【中图分类号】 G63 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2014）03-020-1

自20世纪90年代以来，世界化学教育正在发生深刻变化，实验教学在化学教育中的作用也越来越显著，众多国家普遍重视并呈现以下趋势：实验已不仅仅只是一种直观手段来为学生提供感性知识，更重要的是还能激发学生学习化学的兴趣和动机，让学生掌握实验技能和化学知识，培养学生解决化学问题的能力和科学态度，成为训练学生掌握科学研究方法和从事实际工作能力的一种极其重要的途径。由先前为主的教师演示实验逐渐演变成学生实验占主导，在老师的指导下学生进行独立思考，并且设计相关实验，要求学生亲自去动手、操作并观察、由所得的数据通过分析并且得出结论。这样可以充分发挥学生的创造性、主动性和主体性。与此同时，化学实验的设备、条件和仪器也日趋完善，特别是多媒体，计算机网络技术的引入，为实验教学在化学教育中的作用充分有效地发挥提供了物质基础。为了优化实验教学的模式，在人们长期的探索和研究当中，一种用来指导实验的理论――化学实验教学论，便应运而生了。

一、存在的问题

“化学实验教学论”体系发展至今，虽经过不断的实践与探索，依然还存在着一系列问题：

首先，在教学理念方面，由于多数师范院校的目标是要把师范院校建设成综合性的研究型大学，鼓励学生考研，对专业课尤其重视，却对教学论课程另眼相看，虽然同是专业必修课，并且还能够体现师范生的特色，很多老师把它当做副课，非常不重视。

其次，在教学内容方面，近些年来，新课改进行得如火如荼，此时传统的化学实验教学论教材内容便显得老化，所选实验都是传统的中学化学实验，或大学无机、有机实验的照搬照抄，过分强调学术化，强调实验技能的训练，验证实验偏多，没有创新，不能激发学生的兴趣，和生产、生活、社会联系较少。而且，关于实验教学论中的理论部分偏少，市面上的“化学实验教学论”教材基本上都是采用了大部分的基础实验操作作补充，这样就与普通的实验教材没有了区别。我们需要更详尽的理论来更好地指导实验教学。

第三，在教学方式方面，传统的高师化学教学论实验一般采用老师讲解实验原理和注意事项或演示实验、学生进行具体实验操作的方式，这种模式不能体现师范生的特色，也不利于学生实验创新能力、实验教学能力的提高。化学教学论实验应该根据不同的实验内容和培养目标采取不同的教学方式和方法，以利于激发学生的兴趣，提高学生参与实验教学的积极性，挖掘学生的创新探究潜力，培养作为未来教师的实验教学能力，最终达到提高学生综合素质的目的。

第四，在教学评价方面，教学评价是对学生现有的以及潜在的价值做出判断的活动，它的基本目的是更好地促进学生综合素质的提高。之前的化学教学论的实验成绩主要通过平时成绩加上期末考核两部分组成，而平时成绩一般是由实验报告来评分。因为学生的不重视，最后的实验报告也是毫无创新、毫无特色，给评价结果造成了严重的误差，也起不到激励学生的作用。期末考核也只是通过一次性的实验操作来定论，只注重结果，没有关注过程。以上这些评价都与新课改的理念背道而行，严重阻碍了学生的发展。

二、优化的迫切性

“通过实验学化学”这样的趋势在化学改革中已经越来越明显，化学实验主要作为化学课的辅助手段和认知基础，通过改革，它已经在化学课程中变得无处不在，从始至终，不仅成为化学教学的重要手段和内容，而且成为学生掌握知识、学会技能、了解方法、领悟思想的重要平台和媒介。达到学生获取实验事实，了解化学概念，构建知识框架，提高科学方法和科学素养的目的。中学化学实验教学从理念到内容、形式也随之发生着深刻的变化。

第一，实验教学目标方面，从基础知识掌握和培养基本技能到全面的学生科学素养转变，突出了通过实验教学对学生进行科学方法教育，充分展示了创造性和探究性的教育思维，对学生情感态度与价值观的培养更为关注；第二，实验内容方面，从注重学科知识向联系生活、贴近社会、体现STSE思想的方向转变，呈现实验内容微型化、生活化、绿色化等特点；第三，实验方式方面，探究性实验逐渐代替验证性实验，通过探究的形式，不仅使学生掌握了知识，还能够培养科学探究的兴趣和能力，并且提高学生的科学素养。

实验手段方面，从以前的玻璃仪器向核磁共振仪、质谱仪、红外光谱等现代化实验手段发展。不但提高了化学实验的形象性和准确度，还能够与时代接轨，了解最前沿的科技；

实验评价方面，从单纯的关注实验结果转变为注重实验过程，提倡评价方式、评价主体多元化，特别是学生的自我反思性评价。由于实验教学的发展改革，所以我们更需要一个有效的理论来进行指导，实验教学论体系就应该优化，以便让师生们更加容易去适应化学实验教学的变化。

基于上述分析可知，现行的化学实验教学论体系根本不能满足当前的实验教学模式，特别是在我国，新课标的实施过程中西部地区由于经济发展水平以及师资、认知度等方面的原因，化学实验教学论的推广程度更有待提高。本文旨在归纳总结出现行的实验教学论的不足之处，希望通过实地调研，探究其具体的实践操作情况，发现问题，找出解决的对策，最后通过实践来实现对现有化学实验教学论体系的优化。

参考文献：

[1]郑长龙.化学实验教学论[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2]马建峰.化学实验教学论[M].北京：科学出版社，2006.

[3]蔡亚萍.中学化学实验设计与教学论[M].杭州：浙江教育出版社，2005.

[4]姚如富.师范生“化学教学论”实验演说改革的实验[J].合肥师范学院学报，2008，（5）.

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关键词：Gaussian程序；教学实践；应用教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）27-0162-02

Gaussian程序起源于上世纪七八十年代，当时计算机硬件条件很差，只能计算比较简单的分子，且计算级别较低，所以几乎不能应用于解决化学问题。随着计算机硬件技术的发展和计算方法的不断优化改良，到上世纪八九十年代，人们已经逐渐可以借助量子化学计算程序去对实验中的化学体系进行模拟和研究。值得一提的是，1998年诺贝尔化学奖授予科恩和波普尔，以表彰他们在理论化学领域做出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域经历一场革命的变化，使化学不再是一门纯粹的实验科学。其中，波普尔正是Gaussian程序的原创者之一，此次得奖也是为Gaussian程序在世界范围内被接受和认可奠定了基础。Gaussian的版本从上世纪开始有Gaussian 70、Gaussian 80、Gaussian 90、Gaussian 98等一系列程序。进入21世纪，随着Gaussian 98、Gaussian 03、Gaussian 09[1]等版本的持续更新和改进，Gaussian程序的功能也越来越强大，应用范围也越来越广。目前，Gaussian的主要功能包括：过渡态能量和结构、反应路径、热力学性质、分子轨道、键和反应能量、原子电荷和电势、核磁性质、红外和拉曼光谱、振动频率、极化率和超极化率等，计算不仅可以对具体体系的基态进行计算，还可以对其激发态的结构和性质进行研究。另外，它还可以用来预测周期体系的能量、结构和分子轨道。因此，Gaussian可以作为功能强大的工具，用于研究许多化学领域的课题，例如取代基的影响，化学反应机理，势能曲面和激发能等。该程序近年来的高速发展和广泛应用使其成为化学学科的科研教学人员必须掌握的工具之一。目前国内很多知名高校和科研院所都已经开展了Gaussian程序应用这门课程，并且作为相关专业本科生和研究生的必修课程。鉴于此，我院于2014年也开展了Gaussian程序应用作为研究生选修课程，这对于提高我院研究生专业素养和科研水平具有重要的意义。

一、Gaussian程序应用的参考教材选取

有很多关于Gaussian程序应用方面的书籍，包括中文的和英文的。针对这门课来说，我选择的参考教材主要是Foresman和Frisch编著的《Exploring chemistry with electronic structure methods》[2]以及可在Gaussian官网下载的与其配套的例子。该书分为三个部分，分别是基本概念和技术（包括第一章计算模型、第二章单点能计算、第三章几何优化、第四章 频率分析）、计算化学方法（包括第五章基族的影响、第六章理论方法的选择、第七章高精度计算）和应用部分（包括第八章研究反应和反应性、第九章激发态、第十章溶液中的反应）。我选择此书的出发点是：它的内容从基础到应用、从浅至深地介绍了Gaussian程序的主要功能和应用。书中的例子涉及分子能量和结构研究、过渡态的能量和结构研究、化学键以及反应的能量、振动频率、分子轨道、偶极矩和多极矩、原子电荷和电势、红外和拉曼光谱、核磁、极化率和超极化率、热力学性质、IRC反应途径等计算，另外还举例模拟了在气相和溶液中的体系、模拟基态和激发态分子的结构及性质。这些具体例子能够帮助从事化学及其相关领域的科研工作人员、教师和研究生等从不同的视角把握分子模型设计和计算模拟的策略、原则和方法，从而能够让研究人员全面了解Gaussian程序计算的模拟方法和应用实例。

二、Gaussian教学内容的选取

Gaussian程序主要是以分子力学和量子力学等为理论依据，借助计算机模拟进行化学问题研究的一门交叉学科。该课程教学涉及内容多、范围广，这就要求学生具有良好的数学、计算化学、结构化学、物理化学、有机化学、无机化学和计算机科学等众多专业知识的积累。学习这门课有助于拓宽学生的知识面，培养学生综合多种学科知识，解决实际复杂的化学问题的能力。然而这门课理论概念抽象，学生理解起来非常困难，教学难度也较大。选修这门课的学生主要来自物理化学专业和有机化学专业。对于物理化学专业的学生来说，他们的结构化学、计算化学和物理化学知识基础较好，这门课的学习不是非常困难。然而对于有机化学专业的学生来说，这门课学起来就比较困难了，因为他们的计算化学、结构化学和计算机科学知识比较薄弱。如何将抽象的化学知识简单化，形象化，帮助学生理解复杂的有机反应机理，提高学习积极性，这对老师的教学方法和方式有很高的要求。

针对不同化学专业学生的特点和他们将来要从事的职业，我更加注重实践教学而不是抽象概念的讲解和公式的推导。对于量子化学计算中涉及的一些算法学生只需了解，如果有学生对于基础知识非常感兴趣，我建议他们去听量子力学和结构化学课程。在课堂上，我重点讲解Gaussian程序的常用计算方法、思路和一些典型案例，以及如何运用这些方法解决科研中碰到的实际问题。比如讲解什么是半经验计算、什么是Hartree-Fock近似、什么是密度泛函理论、什么是分子力学算法等，讲解他们的区别以及在不同情况下如何选择不同的算法。此外，我还重点讲解基于量化计算的分子结构（包括稳定态和过渡态）的优化，分子光谱的计算和反应机理研究。这些内容对于化学专业的学生来说都是非常有意义的，可以帮助他们后续的科研工作。为了激发学生的学习兴趣，调动学生的自主性，让学生积极参与到课堂的专题实验交流活动，提高课堂教学的效果，我会教学生使用一些软件图形界面如Gaussview等，直接生动地展示和分析一些分子的三维结构，将抽象的化学分子通过色彩鲜艳的三维立体形象界面予以展示，并教会他们如何使用Gaussview建立分子模型和分析计算结果。在用Gaussview软件建立模型的过程中，我首先对主工具栏里边的元素工具和环工具等建模工具做了讲解，然后再对编辑工具即键长、键角和二面角工具做了使用演示，另外还讲了加H工具和原子消除工具的使用。事实上，上述的这几个工具如果能掌握好，学生们基本上就能根据所学化学知识来建立相应的分子的三维结构模型。随后，在课堂上我再演示如何用鼠标操作来旋转、移动、缩放和叠加结构，如何用鼠标操作来改变分子的显示形式和颜色，如何查看结果如能量数据，以及如何显示分子的原子电荷和分子轨道性质等。等学生基本掌握了Gaussview的模型建立和结果分析工具，我会给他们讲解如何将分子模型通过设置不同的关键词来提交相应任务给Gaussian程序去执行，如结构优化的关键词是OPT，频率计算的关键词是FREQ等。由于Gaussian的功能强大，授课时间有限，我们只介绍一些基本操作和简单例子给学生。例如让学生对邻位、间位和对位的二取代苯进行在不同计算级别（如HF/6-31G（d，p）水平下）进行结构优化模拟，然后对其能量比较分析哪个异构体在气相和液相下最稳定。对于反应机理，我会让学生通过寻找一些简单的常见化学反应如Diels-Alder反应、SN2亲核取代反应的过渡态的构型来加深对反应通道的理解，通过IRC计算直观的看出化学反应中分子结构的变化。此外，我还会讲一些实例介绍光谱的预测，比如首先我们会在基态下用DFT方法优化发光分子的结构，然后对其进行TDDFT计算来预测其紫外吸收光谱和荧光光谱等发光性质，从而为功能分子的设计提供便利。最后，根据本院实际科研需要，我们会适当进行一些应用教学来满足不同专业学生的需求。

三、开展Gaussian程序应用课程的前景展望

自然科学发展的历史和规律表明，多学科的优势交叉促进了最基本的微观过程和最复杂的宏观过程的统一认识。在这个信息大爆炸的时代，Gaussian这一量子化学计算程序应运而生并被广泛认可和应用。它既要求使用者有一定的量子力学等数理基础来理解计算流程，而且要求他们对于化学问题有深刻认识和独特见解，属于一门高度交叉的新兴方法和工具，涉及应用化学、理论化学和计算机科学等众多领域。目前，Gaussian程序已经成为理论化学计算中的常规方法之一，开展此门课程可以使科学研究人将其用于未来的反应机理研究、反应的立体和化学选择性的解释、化合物结构及其光谱等性质预测，并可指导设计小分子催化剂甚至新型催化反应，减少实验上的盲目性和偶然性，从而达到节省人力、物力和财力的最终目的。

理论计算化学在近几十年来取得了实质性进展，已从根本上改变了人们对于化学只是一门实验科学的认知，它已经成为化学学科的一个重要组成部分。我国的理论计算研究发展迅速，化学学科正处于从单纯实验到以实验和理论计算相辅相成转变的关键时期，从专业发展的角度而言，开展理论计算化学相关课程如Gaussian程序应用具有非常广阔的应用前景和发展空间。

参考文献：