普通化学和无机化学范文

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普通化学和无机化学

篇1

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.

篇2

中科院生态环境研究中心学术型硕士招生专业及初试科目

专业代码 专业名称 研究方向 初试科目 077601 环境科学 环境化学

环境毒理学

环境生物学

环境与健康

环境水质学

大气环境

土壤和土壤污染修复

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④838环境化学 

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④846普通生物学 

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④851微生物学/824生物化学(乙) 

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④838环境化学/824生物化学(乙) 

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④838环境化学 

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④838环境化学/821分析化学 

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④842土壤学/851微生物学 083002 环境工程 水质、水环境与污染控

大气污染化学与控制

固体废物处置与资源化

环境生物技术

环境材料与减排技术

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④927环境工程

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④927环境工程 /825物理化学(乙)

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④818化工原理/823普通化学(乙)

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④851微生物学

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④818化工原理/819无机化学

071300 生态学 系统生态

城市生态学

产业生态学

景观生态学

生态风险评价

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二) ④841生态学

101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二) ④841生态学/840环境科学基础

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二) ④841生态学/840环境科学基础

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)/621植物学 ④841生态学/835自然地理学

①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)/612生物化学与分子生物学④841生态学

070302 分析化学 分析化学 ①101思想政治理论 ②201英语(一) ③619物理化学(甲) ④821分析化学 070303 有机化学 有机化学 ①101思想政治理论 ②201英语(一) ③619物理化学(甲) ④820有机化学 0776Z1 环境经济与环境管理 环境管理学 ①101思想政治理论 ②201英语(一) ③302数学(二)④928环境管理学

中科院生态环境研究中心专业硕士招生专业及初试科目

专业代码 专业名称 研究方向 初试科目 085238 生物工程 系统生产业生态

生态工程

环境生物技术

①101思想政治理论 ②204英语(二) ③302数学(二) ④841生态

①101思想政治理论 ②204英语(二) ③302数学(二) ④841生态学

①101思想政治理论 ②204英语(二) ③302数学(二) ④841生态学

①101思想政治理论 ②204英语(二) ③338生物化学④851微生物学/838环境化学

085229 环境工程 水污染控

大气污染控制

固体废物处置与资源化

环境材料与减排技术

环境分析与监测技术

①101思想政治理论 ②204英语(二) ③302数学(二)④927环境工

①101思想政治理论 ②204英语(二) ③302数学(二)④927环境工程 /825物理化学(乙)

①101思想政治理论 ②204英语(二) ③302数学(二)④818化工原理/823普通化学(乙)

篇3

关键词:无机化学;研究性学习;创新能力

无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学,是化学专业的一门非常重要的课程。在化学科学形成和发展的过程中,无机化学处于基础和母体的地位,随着学科融合与交叉,在此基础上还衍生出了配合物化学、生物无机化学、无机材料化学等多个分支和学科。学好无机化学课程将为化学相关课程的学习奠定扎实的基础[1,2]。传统的教育体系中,多采用灌输式教学模式,重结果、轻过程;重考试、轻能力。2011年教育部和财政部下发了“高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”,意见提出高等教育的根本任务是培养人才,提升人才培养水平必须要注重整体推进,始终坚持育人为本,各级政府和高等学校要把教育资源配置、学校工作着力点集中到强化教学环节、提高教育质量上来[3]。因此,传统的教学模式不能满足培养优秀人才的教学目标。研究性学习,是一种新的教学方式。它是指学生在教师的帮助、指导下,从自然现象、社会现象和自我生活中自主发现问题、探究问题,并在观察问题、研究问题、尝试解决问题的过程中获取知识、掌握方法、提高能力的一种学习活动。随着世界各国教育改革步伐的加快,研究性学习受到各国教育理论界和实践工作者的重视,成为世界教育界研究的热点问题[4,5]。南京师范大学无机化学教学团队一直致力于课程教学方法、教学模式的研究与改革[6,7],至今已经进行了十余年的探索,近年来在研究性学习应用于无机化学的教学实践中有一些心得体会。

1研究性学习的意义

1.1改变教师传统的教学观念传统的教学中,教师教什么,学生学什么;教师教多少,学生学多少;教师处于主动地位,学生被动接受知识;教师注重专业水平的提升和课堂教学技能的培养,以及学生考试的成绩,忽视学生的兴趣、创造性及能力的培养。研究性学习提倡教师从关注“怎么教”、“教什么”到关注学生“怎么学”、“学什么”,让学生主动参与、发现、探究知识,在研究中掌握知识,获得能力,培养创新意识和创新精神。研究性学习还促使教师自己不断学习、不断总结,关注学科前沿,接受新知识和新方法,并渗透到课堂中,及时更新、丰富教学内容。在研究性学习中,教师要成为知识建构的促进者,教学方式的探索者,学生成长的引领者,新型师生关系的建设者。1.2引导学生对知识的自主建构每个学生都有表现自己独立学习能力的欲望,研究性学习就是要培养学生自主学习、主动学习,完成对知识的自主建构,提高课堂效率。教师应该努力调整和协调各方面关系,帮助学生构建良好的自主学习平台,树立学习信心、培养学习兴趣、提供学习条件、创设问题情境、教授学习方法。自主构建知识可包含发现问题、查阅文献、团结协作、找寻方法、解决问题等环节。自主构建知识有利于发挥学生主体性和主动性,有利于学生由被动学习向主动学习转变,激发学生兴趣,促进学习积极性,增强相互协作能力,提高学习效率,训练坚韧的意志,培养科学探索精神。1.3培养学生解决问题的能力和勇于探索的精神本科教育是高等教育的基础和重要阶段,对本科教学的重视有利于提高人才培养水平,促进学科发展、提升学校科研能力,推进高等教育的改革。在本科教学中开展研究性学习也是响应高等教育改革的号召,要求学生不拘泥于书本、不依赖于教师,鼓励学生充分发挥自己的主观能动性,独立思考、大胆探索、勇于发现、积极体验。通过研究中的学习,学生学会查询资料、收集信息、分析问题、做出判断,最终解决问题。在研究性学习中,学生也将孕育创新精神,发展思维能力,培养良好的个性品质。

2无机化学教学中研究性学习的开展

近年来,南京师范大学无机化学教学团队通过实验教学、案例教学和体验教学等方式进行了研究性学习的渗透与开展。2.1实验教学——透过现象看本质无机化学的研究对象涵盖了整个元素周期表中的所有元素,涉及的物质结构类型多,化学键型复杂,化学反应多样。尽管在很多高校无机化学的理论与实验属于两门课程,但两者不能脱节。以碱金属性质为例,笔者设计了“钠与不同水的反应”的研究课题,问题看似简单,但实验中学生发现金属钠分别和水、干燥的冰、湿润的冰发生反应时,反应现象完全不同:钠在水中迅速融成小球发生剧烈反应;在干燥的冰上开始不反应,后来融化和爆炸;在湿润的冰上迅速融化和爆炸。可以看出,活泼金属和水的反应背后还蕴含了很多无机化学的理论知识,结合书本内容与文献资料,学生从晶体结构、主副反应、热力学过程、动力学参数等方面对反应现象进行了解释,透过实验现象研究了不同条件下反应的本质,并完成了一份完整的研究报告。该方法的主要内容特点为:结合无机元素化学内容,进行元素性质的研究;根据实验现象看出化学变化的本质,进一步理解无机化学理论知识。可以说该方法是理论与实践的结合,现象与本质的统一。2.2案例教学——纵观化学发展与进步化学的历史渊源古老,从人类生活在地球上开始,大自然的许多化学现象,如森林失火、动植物腐烂、空气和水等对物质的侵蚀就不断刺激着人类的感官,在人类与自然相处和斗争的过程中,包括化学在内的自然科学开始萌芽。可以说在化学发展的历史中,每一次重大或微小的发现都是人类在研究性学习的过程。因此通过人类认识化学的案例教学,既能传授化学知识,又让学生看到对化学的了解与认识并不是一蹴而就或一帆风顺的,而是在前人的经验与研究者的不断探索与发现中产生的。以配位化学理论的建立为例[8],1798年法国化学家Tassaert将亚钴盐放在氯化铵和氨水溶液中得到橘黄色的盐,其结构被认为是CoCl3∙6NH3。这个新化合物的发现对经典化合价理论提出了尖锐的挑战,化合价已经饱和的分子CoCl3和NH3为什么还能生成稳定的化合物?人们做了很多实验,发现该化合物中测不出三价钴和氨分子的存在,按照经典化合价概念和链式理论都不能得到与实验事实相符的结构。在近100年后的1893年,年仅26岁的瑞士年轻学者Werner发现往该物质中加入硝酸银能沉淀出3个氯离子,再根据此类化合物的结构分析、电导研究等,进一步提出了具有革命意义的配位理论,奠定了现代配位化学的基础,也因此获得了诺贝尔化学奖。纵观化学发展历史,从氧气的认识、周期律的发现,到飞秒光谱学、超分辨率荧光显微技术的发展,无一不渗透着化学工作者不断研究、发现与总结的过程。通过真实的案例,学生可以了解化学发展的重要阶段,了解化学家为了认识新事物并掌握原理和本质做出的巨大贡献,学习化学家研究问题的思路与方法。该方法的主要内容特点为:研究人类认识自然的过程,学习科学家探索化学世界的方法。2.3体验教学——让学生走上讲台选择适当的课题让学生走上讲台参与教学是引导学生自主构建知识、提高学生积极主动性的一个好方法。课题可以来源于跟无机化学密切相关的热点问题和生活中的无机化学问题,如酸碱平衡与人体健康、生命元素及生物功能的关系,电池的种类与废电池的危害,废水中重金属离子的去除等。教学流程为任务分配−组建小组−分组准备−课堂汇报−教师点评。教师会对每个课题进行初步介绍与指导,学生明确目标后分工协作、积极讨论,用研究性学习方式进行课题研究。得出结论后,由各组指派同学走上讲台,用演示文稿、小实验或演讲的形式进行汇报,教师和同学可对该课题进行提问或点评。该活动充分体现了主体性、创造性、开放性、合作性和互动性的特点,学生不仅主动构建了无机化学知识,更在活动中锻炼了能力,体现了价值。该方法的主要内容特点为:改变传统教师讲、学生听的教学模式,让学生成为教学的主动参与者,结合生活中的化学研究化学在生活中的应用。

3实施效果

笔者自2013年起在无机化学教学中开展了研究性学习的尝试,从课堂表现、课后作业、学生问卷调查中逐步总结经验,改进教学方法,优化评价模式,学生总评成绩的考核标准如表1所示。在百分制的总评成绩中,有80%的成绩参考了传统评价标准与模式(平时作业、期中测试、期末测试),20%的成绩来源于研究性学习开展的各个环节(课题开展、研究报告、团队合作)。为了考查研究性学习开展的实验组班级在期末考试中的表现,笔者将2013-2014级化学专业学生的无机化学考试成绩进行了比较(表2),可以看出实验组班级平均分明显优于未开展研究性学习的对照组班级平均分。由此可见,无机化学教学中研究性学习方式的引入不仅增强了学生的实践与创新能力,同时对理论知识的学习也起到了较好的促进作用。因此,该方法在无机化学及相关学科的教学中可以借鉴并值得推广。

4结语

研究性学习可以不局限于某个课题和内容,不局限于某种形式,它是建立在师生双方转变教学理念基础上的一种主动的、开放的、多元的学习方式。实践表明,无机化学教学中研究性学习的尝试极大地激发了师生的共同学习兴趣,促进了学生在课堂内外的独立思考和相互协作,加深了师生之间的互动与情感,培养了学生解决问题的能力和勇于探索的精神,大大提高了教学效果。在全面推进素质教育、培养新型创新性人才的发展道路上,研究性学习必将会有更加广阔的发展空间。

参考文献

[1]大连理工大学无机化学教研室.无机化学.北京:高等教育出版社,2001.

[2]华彤文,王颖霞,卞江,陈景祖.普通化学原理.北京:北京大学出版社,2013.

[3]教育部.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.[2007-02-17].

[4]王爱芬.教育理论与实践,2005,25(4),48.

[5]王鹏伟.教育研究,2002,No.9,80.

[6]黄晓华,杨静,李邨,周志华.大学化学,2005,20(3),18.

[7]杨静,黄晓华,吴勇,方敏.高等理科教育,2013,No.5,79.

篇4

关键词:绿色化学;微型化;设计研究性;综合性

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)49-0248-02

化学是一门以实验为基础的学科,化学实验在巩固理论知识,培养认真、严谨的科学态度等方面,占据着不可或缺的重要地位。我校基础化学包括有机化学、分析化学、无机化学、物理化学和医用化学多门课程,是中药学、中药资源、药学、检验、影像学等专业的必修课,基础化学实验常年开设,实验内容有交叉有重复。随着学校招生专业增加,招生人数增长,招生规模扩大,势必会造成实验室空间拥挤、学生实验安排紧密、教师课时数增多、实验技术人员工作强度增大、三废处理、实验经费投入将大幅度提高等诸多问题亟待解决。微型化、绿色化化学实验教学改革迫在眉睫。

本文基于微型化实验教学改革,整合实验内容,避免学科之间实验内容的重复,意在构建新的基础化学实验课程体系。打破学科壁垒,促进无机化学、有机化学、分析化学等学科的交叉、融合与资源的共享,实现各学科间横向联合,纵向发展,全方位提升学生的综合实践技能,培养创新性、复合型医药人才。

一、微型化学实验概念及特点[1-3]

所谓微型化学实验(Microscale Laboratory简写为M.L),即在微型仪器装置中进行的化学实验,其试剂用量为常规的十分之一到千分之一,药品及试剂节省90%左右[1]。但它不是常规实验的简单缩减,而是在绿色化理念的指导下,结合大学生创新思维使基础化学各学科相互链接成一个学科环,促进各学科的交叉整合,并对实验技术改进和优化,以达到用尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息为的目的[2]。

微型化学实验是实现绿色化学的关键步骤,是对传统实验方案进行的创新与提升,顺应时展潮流,符合“绿色化学”和“创新”的理念,体现了“小、快、省”的实验特点和“人与自然协调发展”的精神[3]。同时,它可以节约学校经费开支,减少环境污染,保证实验安全,实现教育功能的最大化,体现化学实验由“粗放型”到“集约型”的发展趋势。微型化学实验在推动实验教学改革,提高教育质量等方面发挥着重要作用,必将是今后化学实验教学改革的趋势。

二、开展微型化学实验的意义[4-6]

微型化学实验较常规实验,具有体积小、节省时间、操作简易、用药量少、污染低绿色环保等特点。因此在化学教学中开展微型实验有着诸多优势及重要意义。

(一)对于社会环境――减少污染,树立绿色化学理念

在常规化学实验中,试剂用量较大、污染物多,且许多污染物未经处理就排放到环境中,给社会和子孙带来了危害。采用微型化学实验,试验后的“三废”的排放量大幅度减少,从而减少了对环境的污染,有助于教育学生树立全新的“绿色化学”观念,符合“绿色化学”教学的思想[4]。

(二)对于学校――实现教学资源的优化配置

由于近年来扩大招生及化学试剂、仪器设备价格的大幅上涨,学校实验经费投入呈现逐年增多的趋势。而微型化学实验试剂用量仅为常规实验的十分之一乃至千分之一,基础化学实验微型化可节约试剂消耗,同时微型实验所用的微型玻璃仪器比常规玻璃仪器耐冲击性高,因此玻璃仪器破损率显著下降从而使得实验成本大为降低[5]。通过基础化学各学科实验融合,删除重复的实验内容,构建新的实验教学体系,从而有效节省了实验时间,减少了实验总课时数,实现了教学资源的优化配置。

(三)对于教师――提高综合教学素养

在常规化学实验教学中,教师大多数采用“照本宣科”的教学模式,缺乏对化学实验本身的教学研究与认识,严重阻碍了实验教学内容的更新和实验教学质量的提高[6]。采用微型化学实验整合实验内容,构建新的实验教学体系,在教学理念更新、教师队伍组建、教学资源优化以及教学质量评估等多方面都得到了跨越式的发展,提高了教师的综合教学素养。

(四)对于学生――提高安全性,培养严谨态度,激发创新精神

化学实验中经常会用到强酸、强碱、易燃、易挥发和一些有毒的化学试剂,采用微型实验后,试剂的用量小,有毒有害气体的排放量大幅度减少,爆炸、火灾等隐患明显降低,大大提高了实验操作安全性。

常规实验受实验时间、实验装置、实验药品消耗等方面的影响,往往2~4人一组合做同一实验,达不到人人可动手的实验目的。而微型化学实验中,学生可单人单组进行实验,且可反复操作,提高学生动手能力。同时由于实验仪器体积小、试剂用量少,反应时间短,为此学生必须精心操作,认真观察,从而有利于培养他们严谨细致的科学态度。

传统化学实验基本属于注入式教学,并在实验操作规范和仪器的组合方式上有严格的规定,学生做实验只是被动地验证、机械地重复,学生的创新实践和创新思维受到限制。微型实验使学生由被动变为主动探索式的学习,对实验进行设计,改造,组合各种装置、仪器,体现了以学生为本的教学理念,并有效地培养学生的创新精神。

三、设想和展望

基于绿色化学理念,并根据我校化学实验教学现状,将无机化学、有机化学、分析化学实验内容融合,实现各学科间横向联合,纵向发展。对化学实验进行微型化、绿色化的探索与实践,依据实验内容特点与联系,具体为三部分内容实施:

(一)微型基础性化学实验

在无机化学、有机化学、分析化学现有实验基础上,选择绿色环保的实验内容为载体,以传播绿色化学为理念,制定微型化实验方案。采用微型化实验与常规实验对比法,探讨实验仪器、改进实验装置、确定试剂种类、明确试剂用量等详细研究内容,有助于教师转变教学观念,促进教师的专业发展,提高实验教学效益,促进实验教学改革。同时可以提高学生的实验技能、实验动手能力,培养学生的学习兴趣,营造良好的学习氛围。

(二)微型综合性化学实验

实验教学课程体系依附于理论课程,各自形成独立系统,实验内容有重复,导致教学效率低。依据化学学科自身的发展规律,打破旧有实验体系,通过优化融合无机化学、有机化学、分析化学等学科,重构综合化教学改革体系。例如:菠菜色素的提取与分离为有机化学实验,使学生掌握用浸泡法从天然物质中提取有机化合物,对提取液进行分液与萃取的一般方法,同时与分析化学、制剂分析、仪器分析等后续课程进行联合,使学生尽早熟悉微量有机化合物薄层色谱的分离原理和操作步骤。可见,打破学科壁垒,可以促进各学科融合与资源的共享,形成一个学科环,实现各学科间横向联合,纵向发展,又能汇聚学科队伍,组建多学科集成的创新团队;同时使学生的综合实践技能得到全方位提升。

(三)微型设计研究性化学实验

为丰富学生第二课堂,采用学生为主体、教师为辅导的实验教学模式。指导学生有针对性地设计研究微型实验,将现有的常量仪器重新设计组装,采用微量-半微量的试剂进行实验。例如:微量法从茶叶中提取咖啡因的实验,由于试剂微量化,学生需对实验方案、咖啡因提取方法、如何对粗产品进行分离与纯化等诸多问题不断进行探索研究,反复实验最终确定可行性实验方法。通过实施设计性微型实验途径,使一、二年级本科生尽早进入实验室,进行有针对性的课题研究,熟悉提取分离与鉴别的相关研究思路与方法,为后续制剂分析以及中药化学等课程做好铺垫。同时,激发了学生探索精神,培养了学生发现、分析、解决问题的能力,提升了学生的综合素质。

四、结语

微型实验符合绿色化、经济化和节约化的教学理念,大大减少了教师的工作量,同时可提高学生的动手操作能力、创新能力、科研能力等,但受实验产率低、实验现象不明显等因素的制约,导致有些实验不能进行微型化改革,因此需要结合大学生创新实践活动反复摸索和教师长时间探讨实验内容,最终制定适合绿色化、微型化实验教学改革方案。

微型实验节约学校经费开支,减少环境污染,保证实验安全,实现教育功能的最大化,以达到教学理念的创新;同时通过化学学科自身的发展规律,打破旧有实验教学体系所形成的独立系统,各学科间重新整合、优化、融合、重构综合化实验教学体系,使基础化学各学科相互链接形成一个学科群,以达到教学思维的创新。

参考文献:

[1]王琴.微型化学实验的探讨[J].甘肃科技,2010,26(4):193-194.

[2]贾欣欣.基础化学实验课微型化改革的探讨[J].广州化工,2010,38(10):237-238.

[3]李琼芳.测定胆矾中铜含量的微型实验研究[J].内蒙古民族大学学报,2009,15(4):118-120.

[4]江炎兰,梁小蕊.绿色化、微型化普通化学实验教学的探索[J].内蒙古民族大学学报,2009,(4).

篇5

关键词:公安院校普通化学实验课程改革与实践

中图分类号:G640.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0210-02

《普通化学》是公安院校为非刑事化验专业学生开设的一门基础课,其实验教学是不可缺少的重要环节。多年来固定的实验教学模式,也暴露出普通化学实验教学效果不甚理想。如何提高实验教学效果,培养和锻炼学生的基本实验技能是普通化学实验授课教师面临的一个重要课题。

一、《普通化学》实验教学体系存在的问题

1.对实验教学重视不够。普通化学课程是为刑事技术专业学生学习其他自然科学和公安专业课程,如“微量物证分析”、“毒物分析”、“痕迹检验学”、“文件检验学”等课程而开设的一门基础课,长期以来只重视理论教学,轻视实验训练。一方面总是认为实验教学从属于理论课,属于辅助教学内容,从观念上束缚了学生参与实验课的积极性、实践性和创新性。另一方面总是认为化学与公安工作不相关,认为化学实验在将来的工作中根本用不到,从而在心里产生对化学实验的抵触情绪,实验课上应付了事。

2.教学内容设置不合理。普通化学实验是在参考其它高等院校普通化学实验教材的基础上编写的,因此在实验教学内容上与刑事技术的内容、特点结合较差,使学生感到基础课与专业课毫无关系,学不学用处不大,从而使学生产生厌烦感,失去对化学实验课程学习的兴趣。

3.教学方式单调,实验效果不理想。多年来形成的教学习惯是实验技术人员事先准备好试剂、仪器,学生预习实验内容,教师具体讲解实验内容、方法、操作步骤及注意事项,学生则按部就班做实验。完全是灌入式的培养模式,虽然在培养学生动手能力、观察能力、记忆能力方面取得一定成效。但学生在遇到新的问题时,思想僵硬,显得束手无策,缺乏独立思考、独立解决问题的能力和创新意识。

4.考核方式单一,缺乏公正性。由于普通化学实验课附属于理论课程,一般不单独进行考试,而是由实验教师根据实验报告书写的内容给出成绩,因此在实验评分中还常常因为缺乏具体的量化指标而出现随意性大、主观性强的缺点,给出的成绩缺乏公正性,也使学生产生实验课不愿意动手,课后抄袭他人实验报告,同样可得高分的错误思想,从而影响实验课程的教学效果。

二、《普通化学》实验教学改革的实践

普通化学实验的授课对象是大学一年级刑事技术专业的学生,他们都来自于全国不同地区的中学。在中学阶段,有的学生做过一些较简单的实验,有的只是看老师做的演示实验,有的学生既没做过实验,也没看过演示实验。为了训练学生的基本实验技能,加深、巩固学生对基本理论和基本知识的理解,培养学生独立操作、观察记录、分析归纳等多方面的能力,进行了一些实验教学改革实践。

1.更新实验教学内容,与专业知识相联系。根据刑事技术的特点,以法庭鉴识为基础,对实验内容进行调整,一方面减少基本操作训练,如称量、溶解、加热、常压和减压过滤等内容,增加验证性实验内容,每个实验都是一个专题,每个专题都针对刑事技术中遇到的问题为对象,如鉴别无机离子,我们将实验内容与无机类炸药离子(NH4+、NO3-)等内容相联系,使学生即掌握无机化学的内容,又了解与本专业相关的内容,提高学生学习的积极性和兴趣。另一方面增加设计性实验,结合学生所学专业的特点安排设计性实验的内容,如痕迹专业学生安排物质的性质鉴别、文件检验专业学生安排物质的物理或化学性质的比较实验、照相专业学生安排与成像、显影等化学反应或配位化学反应相关的实验内容。

2.改进实验教学形式,引入多媒体实验教学。实验教学初期安排学生做基本的实验训练,掌握各种玻璃仪器和小型实验室设备的使用方法和注意事项,并采用多媒体课件播放实验室的基础常识、化学实验的基本操作,使学生不但有感官认识,同时也使动手能力得到了提高,教学效果非常理想。验证性实验是普通化学实验课程的主要内容,要求每个学生独立进行操作,掌握物质的基本性质,如验证硝酸的氧化性和还原性、高锰酸钾在不同酸碱性介质条件下的氧化能力等,实验讲授过程中采用多媒体演示,先使学生有感性认识,然后在自己动手操作的过程中可以边思考边验证实验结果是否正确,出现错误结果,能够自己分析原因,从而改进实验过程,达到掌握物质基本性质的目的。设计性实验是检验学生对普通化学理论知识和实验基本技能掌握程度的最好方法。设计性实验由教师命题,拟定实验目标及基本要求,学生通过查阅资料,制订实验方案,自选实验药品、仪器设备,独立完成实验,撰写实验报告。模拟毕业论文的完成过程,但难度较低。如配置缓冲溶液20mL,pH=9,验证其缓冲性,并与纯水作比较。设计性实验效果显著,无论是拓宽学生的知识面,能力培养,还是激发学生的创新意识、动手能力等方面都是传统实验教学方法无法比拟的。

3.加强实验过程监督,改进考核办法。全体实验课授课教师坚持集体预实验制度,即在每次实验前,实验课授课教师都必须先做预实验,并集中讨论预实验中发现的一些异常现象或可能出现的一些问题,做到心中有数。学生必须准备专门的实验预习报告本,每次实验之前都必须做好预习报告,经教师检查合格后方可进行实验,成绩为10分。实验过程中教师通过巡视,及时指出学生在实验操作过程中的一些错误,及时回答学生的疑问,观察学生的操作能力和学习态度,给出评价10分。实验结束时,教师逐一检查实验现象、记录情况,并针对其中的错误加以点评。学生完成实验报告,成绩为40分。设计性实验成绩为40分。综合上述成绩分数作为实验成绩的总分数。对于有缺勤、早退、违反课堂纪律等行为的学生,在实验总成绩中适当扣减分数。

4.倡导绿色化学,提高学生的实验综合素质。绿色化学是未来化学可持续发展的必由之路,现成为化学教育的指导思想之一。很多的化学试剂、反应产物都是有毒有害的物质。为了减少和避免使用对人体和环境有毒有害的物质,在实验室中增加了通风设备,删除了毒性较大的试剂硫化氢等,取而代之是毒性较小挥发性小的硫化钠。部分实验减小试剂的浓度,如KMnO4原始浓度为0.10mol·L-1改为0.05mol·L-1、AgNO3原始浓度为0.1mol·L-1改为0.05mol·L-1而不会影响实验效果。推行微量实验,减少试剂用量,毫升用量,降为几滴。实验中产生的废液废渣不随意乱倒乱扔,使学生增强环保意识,绿色化学思想得到充分体现。

三、普通化学实验改革的效果

普通化学实验课程改革方案自2008年在我校刑事技术专业本科生中实施以来,教学效果显著,学生克服了以前实验课应付了事的态度,取而代之的是认真做好预习,实验课中动手能力明显增强,观望偷懒的现象没有了,提出问题的学生多了,课堂气氛明显好转。学生的化学思想意识明显增强,消除了对学习化学的错误认识,激发了学生的积极能动性,培养了学生分析问题与解决问题的能力,达到了学生的综合能力和总体素质的整体提升。

参考文献:

[1]王军锋,李子荣,张雪梅,等.应用型本科院校普通化学实验教学改革与探索[J].广州化工,2010,38(12):254-255.

[2]姜红.对普通化学课程考试改革的研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版),2008,55(1):96-99.

[3]徐军,刘瑞斌,王春燕.普通化学实验教学创新探索[J].实验室科学,2008,(3):30-31.

[4]刘根起,韩玲,张诚,等.非化学化工专业开展绿色化学教育的改革实践[J].化工高等教育,2004,81(3):24-26.

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关键词: 化学专业英语教学 句型 词汇 归纳教学法

归纳法教学是对知识的总结,对增强学习效果非常有帮助,在化学反应中反应类型比较多,比如氧化反应、还原反应、中和反应、分解反应、歧化反应、水解反应、电解反应、取代反应和加成反应等,对这些反应进行归纳总结有利于区分不同的反应类型,也有利于掌握不同化合物的化学反应性质和化合物的反应用途。化学专业英语句型教学从归纳无机和有机反应类型出发,归纳出一些经典反应的句型,这些句型中带有一些专业词汇,比如氧化(oxidation or oxidize)、还原(reduction or reduce)、中和(neutralization or neutralize)、分解(decompose or decomposition)、水解(hydrolyze or hydrolysis)、电解(electrolyze or electrolysis)和取代(substitution or substitute)等词汇,只有了解这些描写化学反应类型的专业词汇,化学专业英语句子的组成中有关反应的内容才更能准确表达出来。因为反应类型多种多样,为了鉴别是哪种反应类型,表述化合物反应的英文句型中包含某种反应类型的词汇是专业英语文献中显著的特点。由于化学专业是一门基础学科,要学习的理论知识和反应性质纷繁复杂,专业英语课上学习词汇和句型的同时,进一步巩固专业知识和对专业知识进行归纳总结是很必要的。

1.电解反应的归纳教学[1]

在无机化学中,电解反应大多数用来生产一些活泼金属,如金属钠、镁和铝,也用于生产氢氧化钠,对这些反应的归纳有利于了解电解的用途,更重要的是通过句子了解electrolyze和electrolysis词汇的用法。例如:

(1)Sodium are produced from their molten chlorides by electrolysis.The electrolysis of NaCl is carried out about 6000C.(电解氯化钠生成钠。)

(2)Sodium hydroxide is produced commercially by the electrolysis of sodium chloride aqueous solution.(电解氯化钠水溶液生成氢氧化钠。)

(3)Perchlorate salts are prepared mainly by electrolyzing chlorate solutions.Oxidation of chlorate ion occurs at a Pt anode.(电解氯酸盐溶液生成高氯酸盐。)

(4)The precipitated Mg(OH) is washed、filtered and dissolved in HCl.The resulting concentrated MgCl is dried by evaporation、melted、and electrolyzed,yielding pure Mg metal and Cl.(电解氯化镁生成镁。)

(5)AlO can be dissolved in the molten mineral cryolite(冰晶石)at about 10000C.The liquid is a good electrical conductor,so the electrolysis of AlO is accomplished in molten cryolite.(电解氧化铝生产铝。)

2.水解反应的归纳教学[2]

无机化学中铵盐和铝盐易水解,还有弱酸形成的盐如醋酸盐、苯甲酸盐、亚硝酸盐、次氯酸盐和氰化物也易水解,英文用hydrolyze和hydrolysis描写水解反应,有机化学中酯、酰胺、腈和缩醛只有在酸或碱条件下才会发生水解,当我们学习这些词汇和句型的时候,同时也学习了化合物的英文名称。

(1)When sodium acetate is dissolved in water,acetate ion hydrolyzes.(醋酸钠水解。)

(2)When ammonium chloride is added to water,ammonium ion hydrolyzes.(氯化铵水。)

(3)Both sodium nitrite and sodium benzoate hydrolyze to form a basic solution.(亚硝酸钠和苯甲酸钠水解。)

(4)The acetal undergoes hydrolysis simply by shaking them with dilute acid in water.(缩醛水解。)

(5)Sodium ion does not hydrolyze,but cyanide ion does hydrolyze producing a basic solution.(氰化钠水解。)

(6)Esters not only undergo acid hydrolysis,they also undergo base-promoted hydrolysis.Base-promoted hydrolysis of an ester is an essentially irreversible reaction.(酯的水解。)

(7)Amides undergo hydrolysis when they are heated with aqueous acid or aqueous base.(酰胺的水解。)

3.加成反应的归纳教学[3]

在有机反应中加成反应比较常见,加成反应用addition来描述,烯烃和炔烃的加成一般为亲电加成(electrophilic addition),醛酮的加成为亲核加成(nucleophilic addition).除了这两种加成反应以外,有机反应还有环加成(cycloaddition)、共轭加成(conjugate addition)、Michael加成(Michael addition)和自由基加成(radical addition)。我们在描写加成反应时不仅能用addition来表达,如能具体说明是哪种加成反应类型,比如亲核或亲电,意思表达会更清楚,而且烯烃的加成反应如硼氢化加成(hydroboration)、催化加氢(catalytic hydrogenation)、烯烃生成邻二醇的羟基化反应(hydroxylation)、烯烃的水合反应(hydration)和硅氢化反应(hydrosilylation)。要用这些专门术语来描述相应的加成反应类型,力求句子表达更具体更一目了然.比如:Acid-catalyzed hydration of an alkene is a method for the preparation of low-molecular-weight alcohols.(烯烃的酸催化水合制备醇)。

4.取代反应的归纳教学[4]

在有机反应中芳烃、烷烃、卤代烃、烯烃的α位和醛和酮的α位都会发生取代反应,词汇substitution,replacement或displacement都可表示取代,取代反应包括亲核取代(nucleophilic substitution)和亲电取代(electrophilic substitution),以及自由基取代(free-radical substitution)。一般来说,烷烃和烯烃的α位发生自由基取代,卤代烃发生亲核取代,芳烃既可以发生亲核取代,又可以发生亲电取代,因此取代反应有时和加成反应相似要说明是亲核还是亲电。取代反应如特指卤代(halogenation)、溴代(bromination)、氯代(chlorination)、硝化(nitration)、磺化(sulfonation)、烃基化(alkylation)和酰基化(acylation)时要用这些专业术语来描述相应的取代反应类型,烃基化反应有甲基化反应(methylation)、乙基化反应(ethylation)和烯丙基化反应(allylation)等。总之,有机反应类型多种多样,用反应类型描写所发生的反应是英文写作的特点。比如:The chlorination of benzene gives chlorobenzene in the presence of ferric chloride.(苯的氯代反应得到氯代苯。)

5.消除反应的归纳教学

专业英语课程面对的是本科生,讲课过程中分清加成反应类型、取代反应类型也要分清消除反应类型,以便在专业英语写作中正确应用.广义上的消除反应用elimination来描述,特定的消除反应如脱氢(dehydrogenation)、脱卤化氢(dehydrohalogenation)、脱氯化氢(dehydrochlorination)、脱卤素(dehalogenation)、脱水(dehydration)则用相应的专业术语来描述反应.比如:Dehydrohalogenation of 2-bromo-2-methylbutane can yield 2-methyl-2-butene and 2-methyl-1-butene.(2-溴-2-甲基丁烷脱卤化氢产生2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯)。

参考文献:

[1]Petrucci R H等.普通化学原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]Lewis M.化学专业英语基础[M].上海:上海外语教育出版社,2008.

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【关键词】高等职业教育 理论知识 定量分析

现阶段,高等职业教学主要目标都是为了能够成功就业,不断培养出社会实用性的高品质人才。毕业生只有配备一定的职业素养能力,才能在毕业之后更快地适应作业环境。这里的职业素质指的就是劳动工作者能够担任某职位所具备的一些综合性素质能力,一般包含身体素质能力、思想道德心理素质、文化知识素质、独特个性素养以及普遍的技能素养能力。同时,职业素质能力的高低不单单只决定了一名学生最终就业机会的大小跟就业上岗能力的高低,还影响到了学生未来的职业前景。由此可知,想要扩大一名高职学生未来就业的竞争优势,就要强化职业素质教学的培养力度。

一、简单介绍高职化学课程教学状况

在现代教育中,就化学理论知识这一部分的内容教学来讲,过度强调了学科的教学体系和学术性研究,所教学的有机、无机化学以及分析化学等这些课程都自成一套教学体系,而且课堂教学的重点内容都很深奥、难懂。前两课程教学基本和高中化学内容无异,而后一课程教学和大学学习的化学课程也差不多。换句话说,它就是高职化学教学课程的一个“浓缩”版。一些老师都没有认知到化学课程是高职院校的关键专业课程,对此也不能有针对性地展开专业活动,使得学生学到的化学理论性文化知识在实际专业应用中没有突显出来,化学课程相对就缺乏跟专业课程间的衔接性和配合度。从而使得职业学校的化学课程教育事业陷入一种不利境界:既不是所谓的职业教育也不是所谓的普通化学教育。高职院校的化学课程教学缺乏一定的专业性,学生在吸收化学知识时,其专业利用率非常淡薄,对专业知识的学习目的性很弱,同时学生对化学课程的学习也缺乏一定的激情,使得化学课调动不起学生学习的积极性,并出现一种学到后面内容却忘记前面知识的现象。

二、化学在提高每位学生职业素质的教学过程中的重要地位

整个教学素质教育的宗旨就是要提升学生个人的素养。素质教育通常是利用基因遗传跟教学环境这两积极因素,将学生学习知识的主观能动性给调动起来,从而推动学生身心、智力、情感等的和谐发展进步,让人类文化转向个体身心的素质教学,在一定程度上为学生自身的发展奠定合理基础。学生的素质教育中包含了能力地锻炼提高,而能力培养同样在整个素质教育里占着关键的位置。

1.高职院校的学生应具备的优质素养

国家教育部指出高职院校在校生应有一定的素质学养:“正确世界观、合理人生观以及爱国情怀、集体意识、良好职业素养、行为规范认知;一定的文化素养,应配备一定的基础文化知识、专业技能和职业的实际应用能力,还需要持续学习的坚持能力跟适应变化的平和心态;应该有创新意识和实践职业技能;有一定寻找美、鉴赏美以及创设美的学习精力。”

2.化学课程在高职院校中的专业地位

实际上,化学课在整个高职院校教育中算是专业基础课程。教育机构就曾经在指出:目前高职院校整体教学中不仅承担着教学学生文化知识能力的职责,还承担着教会学生如何做人、如何提升职业素养的职责。教学课程的基本设置一般包括文化基础知识课程跟专业技能课程两大类。在文化基础知识的课程里面,有关德育课内容、语、数、外以及计算机应用技能课一般都归为必修课的行列;而其他的有关自然科学以及人文科学类的文化课程,有的归为必修课程,而有的被归为选修课程,可以展开单独的授课活动或者综合性的实践课。一般情况下,专业课主要任务就是传授学生未来就业时可能用到的一些专业性技能基础知识,进一步强化培养职业技能的训练力度,让他们在未来的上岗过程中,更加爱岗敬业,更加有职业的责任心。

三、培养学生职业素养的高效措施

1.利用化学实验加以教学,进一步提升学生职业道德能力

在进行化学实验课时,科学作风应严谨求实,这样才有利于培养学生良好的社会职业道德素养,才能让学生在对待未来工作时变得更加认真、更加负责,变得遵纪守时,更加诚信待人、精益求精,在岗上工作时更能准确有序地安排工作,遇事也学会随机应变。一般情况下,在进行化学实验时,应让每位学生都要严格遵守操作步骤,按照实验规定的化学剂量跟实际反应记录实验结果,真实地将实验现象跟具体数据记录下来,填写实验报告,这样做在一定程度上可以培养学生日常工作中的严谨态度。而另一方面来讲,通过分析那些失败了的实验原因来督促学生在操作过程中更加规范、严谨,进而养成他们细心操作的良好习惯就举“酸碱滴定法”一课的实验来说,有时候学生得出的实验结果总是不能清晰地辨别出其PH值的大小,这时候老师就应该跟学生一起研究,分析为什么会发生这一现象,通过排除法,慢慢找出原因,有可能是学生不小心掺杂了一些杂质,使得实验材料不纯,测的结果不准,或者有可能是PH试纸出现的质量问题等。通过分析失败原因得出的结论,让学生重新在做新实验,测试结果。这样做的话,不仅可以让学生变得更加求真务实,还能让他们在以后实验时避免类似的错误操作,让他们更加规范化的进行实验,有利于学生为未来的就业养成良好的职业道德。

2.在教学化学过程里。根据各专业的实际需求,挑选合适的教材

不同的专业对所学化学知识的标准是不一样的,分为直接和间接的要求标准,就说种植专业,它直接需要就是高职化学《无机化学》一课中的氮、铵、钾等元素知识;而间接需要的就是一些化学实验的操作流程、定量分析以及滴定分析的基本原理等知识内容。由此可知。在教学化学课程时。应根据各专业合理选择重点知识来教授学生,让学生有重点地去学习。

四、结语

现阶段,高职教育正在积极开展改革活动,其改革主要目标首先就是培养学生整体的综合素养能力,而不能一味地只培养学生的专业知识及劳动技能。由此可知,探析切合实际的职业素质课程教育措施,是目前高职院校实施教育的一大核心改革。

参考文献:

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仪器分析是分析化学的重要组成部分,随着近代仪器分析技术的迅速发展,它在农、林、水科学中的应用与日俱增,是科学研究不可缺少的重要检测手段。仪器分析是化学类相关专业的专业基础课,是一门理论与实践密切结合的课程,仪器分析实验是学生验证分析理论、掌握仪器分析应用的重要途径。教育部《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》的文件(即4号文件)明确指出了“高等学校要重视本科教学的实验环节”,同时,根据独立学院培养实用型人才的宗旨,培养和提高学生的实际动手能力成为实践教学工作中的重要环节。

在仪器分析实验教学过程中,我们越来越发现实验内容的设计极为重要。一方面要达到设定的教学目的,使学生对仪器分析的原理和操作有深刻的认识;另一方面要适应各学院现有的仪器设备硬件条件,并且能调动学生的兴趣和实验积极性。因此,有必要根据学校的基本情况对实验内容的选择和设计进行深入地研究。

一、现状分析

仪器分析实验课程不仅涉及到相关仪器的原理和操作,还涉及有机和无机化学的基础知识以及实验室的配置,要最大程度地与仪器分析理论课配合。目前独立学院的仪器分析实验课主要以验证性实验为主,学生做实验完全按教材或教师演示进行操作,造成对实验方案的设计理解不深,对实验原理理解不够、对实验内容印象不深刻,积极性不高。就已经开展的教学工作来看,仪器分析实验主要存在以下四个方面的问题。

1.学生动手能力较差,实验积极性不高。应用化学、高分子材料与工程、环境科学等开设仪器分析实验课程的专业中,学生已经学习过有机化学和无机及分析化学等课程,仪器分析理论课与实验课通常安排在同一学期学习,这样的安排是符合循序渐进的教学规律的,但是在具体教学过程中,我们发现以下问题:第一,学生对以往所学的知识遗忘较严重,理解不深刻。仪器分析涉及部分有机化学和无机化学的基本知识,如果缺乏这些知识将会造成对仪器分析的原理理解不深刻。第二,缺乏基本的安全防护知识。学生的实验安全基本常识匮乏,造成师生人身安全及实验室安全隐患。第三,缺乏对与实验仪器相关联的设备的了解。例如计算机和电机等,动手能力参差不齐。

学生是教学中最主要的部分,学生学习的积极性高低在很大程度上决定了教学结果的成败,以上这些因素导致了学生参与实验的积极性不高,机械地模仿老师的操作,教学效果不佳。

2.教学资源有限。仪器分析使用的大多属于大型精密仪器,操作复杂且价格昂贵,这就决定了学校购买的数量有限。例如红外光谱、原子吸收光谱、气相色谱和高效液相色谱等仪器,一般独立学院的实验中心都只有一台,教学时学生只能分批分组轮流操作。

对于独立学院这种新发展起来的教学载体,很多硬件设备都处在逐步完善的过程中,实验室面积和仪器种类、数量有限,这会影响每个学生独立操作试验的时间和空间,影响教学质量。

3.教材针对性差,有使用的局限性。仪器分析和其他普通化学实验不同,仪器型号多样且更新换代较快,很难有可供不同学校共同采用的教材。市面上现成的课本是编写者根据自身环境编写,有其局限性,在实验仪器选择上,不能涵盖现有仪器,或者书中所列的实验仪器与各学院采用的不同,可能会导致误操作;有些实验的课时安排不符合各学院的教学要求;还有一些教材安排的实验多为验证性试验,由于这类实验的结果已为学生所知,往往不能引发学生的兴趣和求知欲,使课堂气氛不够活跃。

为了解决上述问题,各独立学院通常采取的方法是从不同教材上选取与该院仪器相关的部分,印制零散的讲义分发给学生,内容与实际操作不完全配套,而且不能形成完整的体系,不利于学生的学习。

4.教学效果不佳。仪器分析实验安排通常是以专业班级为单位,这样的安排对理论知识的教学来说,师资是较为合理的,但是在进行仪器分析实验教学时,往往显得不够。

例如,在电化学分析实验中,二十多组学生同时开展实验,教师一方面必须保证学生安全,时刻关注整个实验室情况,另一方面要指导各组学生进行实验,对教师而言是严峻的考验。实验室设备多面积大,使一些学生得不到教师的充分指导。而在原子吸收光谱等实验中,一台仪器二十多组学生轮流操作,参与实验的学生多,每人分配在实验操作上的时间就较少,有些实验只有一次动手机会,学生掌握实验技巧的时间不充分。

二、改进的方法

针对以上所列举的问题和困难,结合教学经验,我们从以下四个方面来改进和优化仪器分析实验课的教学:

1.调整内容,提高学生的积极性。根据各学院的硬件设施,编写合适的仪器分析实验讲义。多采用探索性试验,尽量避免验证性试验,实验结果的不确定性会增加学生对实验过程的兴趣。实验内容的选取贴近生活,如牙膏中氟离子浓度的测定、“雪碧”中苯甲酸的测定、饮料中咖啡因的测定等,引导学生将所学知识应用到生活和实践中去,培养成就感。

以气相色谱为例,该实验是科研、生产、检验等领域常用的仪器分析方法,实验内容贴近生产实际情况,要求学生掌握色谱图的分析方法,并根据实际情况调整试验参数的设置,条件允许的话从色谱柱的填充这一基本步骤开始。每位同学必须自己动手操作,而不是像以前一样仅仅观看教师演示。

2.增加设计性实验,提高实践能力。在实验内容上,除了常规的仪器分析实验,还安排两到三次设计性实验。教育部高教司的关于《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》(试行)对设计性实验有明确的定义:设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以完成的实验。贾素云等人认为在设计性实验中,教师给出的“实验目的与要求”要符合学科的培养目标,实验室提供必需的仪器与药品,由学生自拟实验方案并独立自主完成实验的全过程。

在设计性实验的讲义里,只提出了实验目的与要求,其他步骤都要求学生根据掌握的知识进行设计,对学生运用知识解决实际问题的能力有较高的要求。可设计提示性的问题帮助学生理清思路,然后由学生独立完成实验全过程。教师可根据教学情况自由选择,让学生两人一组设计实验步骤。学生设计实验步骤,必须深入了解实验目的,掌握实验涉及的药品和试剂以及仪器的物性和安全常识,理解实验步骤背后的理论意义,比照书本操作要求更深入地了解,这避免了以往学生机械模仿老师操作的模式,加深其对实验过程的理解记忆。

开设必修实验和选做实验两类,将会使学生在强化基本操作技能的基础上有综合性较强的训练,有普通仪器操作,也能接触到一些先进的科学仪器和方法,以开拓眼界,扩大知识面。教师可在教学过程中对各个实验有不同的级别要求,以适应不同专业的需求。

3.改进教学方法,让学生有机会动手操作。改变教学方法,引导学生独立思考,培养学生独立学习和工作能力。遵循实验教学和人才培养规律,学生实验能力的培养要循序渐进,逐步放手,逐步加强和深化。多引进生产实际案例,充分调动学生学习的积极性和主动性,以利于学生能力的培养。

每次实验前的理论课都在幻灯片上以图片的形式介绍实验仪器的基本组成和试验流程。布置学生预习实验,完成思考题。考虑仪器数量和实验室面积,可采用双实验双教师同时进行的教学方法。将学生划分为两部分,每部分学生做一个实验,每个实验一个指导老师,然后交换。这样提高了设备的利用率,使学生有更加充分的动手时间,每个学生都有机会动手,投入到实验中来。

4.改进实验室管理。建议与实验中心的老师配合,课余时间向学生开放实验室。集中组织有兴趣的学生在课余时间进入实验室,在教师监管下进行实验,这既可以作为课堂实验的补充,又可以扩展到课堂之外的内容。

三、实验内容设计的特点

各独立学院应结合专业特点和现有仪器设备,以及学生的教学和实训情况,选择合适的实验内容,编写适用于本校的实验讲义。可将全部实验分为必做实验和设计性选做实验两部分。必做实验内容包括电化学分析、红外光谱分析、气相色谱和液相色谱等多个专业试验,要求学生亲自动手操作各种大型仪器,解决实际问题,其实验内容在社会上有着极为广泛的应用;设计性选做实验由师生根据教学情况自由选择,是学生在掌握仪器分析原理和设备操作基本技能的基础上对理论和实践知识的综合运用。

讲义的主要特点是针对性强。国内现有的实验教材,每个实验针对特定的仪器,对实验条件的设置、参数的确定有固定的要求。目前分析仪器发展迅速,种类和型号多样,该讲义应针对各校所购买的特定仪器,可直接用于以后的仪器分析实验教学工作。

另外,在实验的设计上要突出强调学生的实际动手能力,要求实验内容贴近实际生产生活,一方面调动学生的学习积极性,充分发挥学生的自主学习性,另一方面培养的学生在社会上有更广阔的就业空间,满足社会对动手能力强的人才的需求。

总之,仪器分析实验在独立学院化学类相关专业的实验教学体系中有着重要的地位。随着实验室的建设和发展,各独立学院将购买更多仪器设备,在今后的教学过程中,教师应根据教学要求和硬件条件的变化,不断完善仪器分析实验内容,教学内容的编排始终以调动学生的学习积极性、充分发挥学生的自主学习为目标,根据社会对人才的需求,强调学生的动手能力及解决实际问题的能力。

参考文献:

[1]李田霞,陈峰.独立学院中化学实验教学探索与实践[J].科技信息,2008(14).

[2]吴建高.选择仪器分析试验项目的看法[J].实验室研究与探索,1989(4).

[3]罗崇建,等.仪器分析的实验教学[J].化工高等教育,2002(72).

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关键词:化学教学: 微型实验: 素质教育: 环境保护

中图分类号:G642.41 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2014)07-028-001

化学是一门以实验为基础的自然科学,其中化学实验教学对提高化学教学的质量起着其他教学手段不可替代的作用。化学实验是化学认识的源泉,是训练化学方法的有效途径,是培养科学态度的必由之路[1]。但是,在我国化学实验教学仍是化学教学中最薄弱的环节,尤其在教学条件较差的农村和边远山区,化学实验开出率非常低,甚至有的学校一套像样的实验设备都没有。为解决好这一突出问题,探索推广微型化学实验在国内渐成为一种新趋势。中国科学院资深院士、著名化学教育家戴安邦教授在1998年为第四届全国微型化学实验研讨会暨第二届中学化学实验研讨会题词:“大力推行微型化学实验,使全国中学生的化学教学皆由学生单人实验作业,以加强化学教学的素质教育作用……”[2]对研究和推广微型化学实验做了充分肯定。

一、微型化学实验的发展现状

微型化学实验是用微小型的仪器,用尽可能少的试剂来进行试验,减少中间生成物的转移过程和试剂在器皿上的附着量。它符合当前我们所提倡的绿色化学思想,是可持续发展战略在化学实验中的具体体现。20世纪80年代微型化学实验最先在美国开展试验和探索。首先在美国几所高等院校的基础有机化学实验室里试验成功,随后其应用范围不断扩大,已经从有机化学扩展到无机化学、普通化学和中学实验教学中。我国是从20世纪80年代末,先在大学化学教学中引入微型化学实验,后来在全国大、中、小学全面铺开[3]。

二、微型化学实验的特性

1.节约能源,减少开支,有利于化学教学

微型化学实验所用的化学试剂比对应的常规实验少90以上,大大的减少了药品用量,同时缩短了反应时间。并且微型化学实验仪器体积小,价格便宜,有些实验装置简单,在我们的日常生活中很容易找到替代品。例如,有的常规实验要求配有直流变压器,而微型化后用两节电池即可,甚至两个纽扣电池就能解决问题。

2.减少污染,保护环境,有利于身体健康

微型化学实验反应试剂和药品用量只有常规实验的十分之一甚至更少,所以可以大幅度减少实验室空气和水体的排放污染,这一点不论是对教师还是正处于身心发育关键时期的学生都至关重要。例如氨分子运动实验、氯气的制备及性质实验、苯及其同系物的性质实验等。假设,一个实验室20多名学生多组同时做相同的实验,泄漏或释放的大量有害气体,严重危害教师与学生的身心健康,同时对大气特别是实验室环境造成了严重污染。从这一点上看,微型化学实验在保证完成教学任务的同时,最大限度的减少了有害物质对教师、学生和环境的污染。同时这也是对学生进行环保意识、自我保护意识最生动、最现实的教育,因而产生的社会效益必然是巨大而长久的。

三、微型化学实验有利于培养学生的综合能力

1.培养学生对实验现象的描述与解释能力

在课堂演示教学中,有些实验现象只有教师和前排的一些学生能观察清楚,多数同学只能留下影影绰绰的印象。如果演示实验变为边讲边做的微型实验,就拉近了学生与实验的距离,零距离的观察会使学生对实验的“音容笑貌”有更强烈的感受。学生只有通过自己清楚的观察到实验现象,才能准确地将它描述出来,进而用自己的语言解释实验现象产生的原因。

2.培养学生的实际操作能力和严谨的科学态度

由于微型化学实验既安全又节约,因此学校可以安排学生独立完成实验,通过亲手做试验,既可以帮助学生理解和形成化学概念,同时又能有效的激发同学们学习化学的兴趣。这样学生就能主动的学习有关知识,这对提高教学效果很有益处。另外由于微型化学实验具有“小、快、灵”的特点,使其实验操作难度较常规实验更大,这就要求学生在做实验时更加认真、仔细,掌握正确的实验操作程序和方法。

3培养和提高学生的记忆能力

4.培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力

微型化学实验的某些简单仪器可以由学生自己制作,制作过程也是锻炼学生动手动脑的好机会,将书本上的知识应用到实际制作过程中来。例如启普发生器是价格较高、体积较大的贵重仪器,大多数学校配备数量很少,只能保证教师演示用。为了让学生能够认识、使用它,教师可以将启普发生器的原理和优点告诉学生,然后学生模仿着自己组装启普发生器,提高学生的积极性。

5.培养学生的自主学习能力

微型化学实验趣味性很强,反应时间短,容易激发学生学习兴趣。这样就使得原来生硬的知识通过趣味性的实验表现出来,使得学生乐于学习、乐于实验,进而使得学生乐于自主学习。微型化学实验为第二课堂、化学兴趣小组的活动开辟新天地。在第二课堂开展微型化学实验活动,往往要求学生开动脑筋、集思广益、因地制宜的利用我们生活中的一些物品,自行设计、制作实验装置,例如学生利用家里的一些废弃小药瓶、药品和食品做小型、有趣、安全的实验。这对学生自主学习能力的提高有很大帮助。

综上所述,微型化学实验在节约资源、提高化学实验教学效果、减少环境污染、树立环保观念、激发学生学习兴趣、培养学生严谨的科学态度、培养自主能力及解决实际问题能力等综合能力方面有着独特的功效。对培养适应未来需要的高素质人才具有其他手段不可替代的作用。尽管现在微型化学实验还存在很多不尽如人意的地方,但是相信随着科学技术的不断发展,微型化学实验也会日臻完善,必将极大地提高我国化学教学的质量,为实施素质教育做出更大的贡献。

参考文献:

[1]宋小玲,李仕法.创新教育-成人教育发展的生命线[J]2004,(1):9

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关键词:公安基础化学;多媒体技术;教学实践

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)04-0248-02

《公安基础化学》课程作为公安高校培养非理化检验专业人员的专业基础课,在课程改革过程中不可避免地会遇到应用多媒体辅助教学的问题。在近几年的教学实践中,我们通过总结得出,多媒体技术的应用可以充分调动师生的积极性,活跃课堂气氛,化解教学中遇到的教学重难点,增强学生理解、消化重点、难点知识的能力,改善课堂教学效果。但我们在实践中也发现了应用多媒体教学所表现出来的缺点。因此,在教学实践中,我们必须尊重教学规律、知晓化学学科的特点,把多媒体教学与传统教学手段相结合,充分发挥多媒体技术在化学教学中的作用,提高化学课堂教学质量。

一、多媒体技术应用于公安基础化学课程教学实践中的优点

公安基础化学课程作为刑事技术的基础,既是一门以无机化学、有机化学为基础的课程,又是一门与专业知识紧密相连的课程,因此要求每个学生必须有牢固的化学学科基础知识,还要有广泛的专业知识。多媒体技术的应用,为学生获得各个方面的刑事技术知识提供了可能,并表现出了突出的优越性。

1.多媒体教学有利于丰富化学课堂教学信息并激发学生学习兴趣。公安基础化学课程除了讲述化学的基本原理和基本知识外,还要介绍与刑事照相、痕迹检验、文件检验、爆炸物检验、交通事故物证检验等专业内容相关的知识。例如,照相技术中的显影和定影原理;痕迹检验中指纹、脚印等痕迹物证的荧光显现原理等。这些知识的介绍都要借助于多媒体技术来演示给学生,从而丰富了化学课堂教学信息,激发了学生学习的兴趣,使得枯燥无味的化学课堂变得丰富多彩。

2.多媒体教学有利于化解教学难点并使抽象问题形象化。公安基础化学课程中,经常遇到物质的空间结构问题,多数学生难以理解和掌握,这成了困扰化学教师多年的老问题。物质组成的立体图形难以用粉笔在黑板上画出来,多媒体三维图像的引入,使这一问题迎刃而解。例如,在讲解氨分子的空间构型为三角锥形时,中心原子N原子的杂化方式为SP3杂化,是由1条S轨道和3条P轨道进行杂化,形成4条等价SP3杂化轨道,在空间的伸展方式为正四面体构型,其中3条SP3杂化轨道与三个氢原子形成三条σ键,而N原子上未参与成键的一对孤对电子占据一条SP3杂化轨道,其电子云密度大于其他三条SP3杂化轨道,产生排斥效应,使得三条SP3杂化轨道键角缩小,形成三角锥形构型。这些过程全部采用多媒体制成三维动画,进行立体演示,就非常的形象生动,使得学生从三维立体的角度理解和掌握了氨分子的空间构型,教学效果形象、生动、具体,收到了意想不到的教学效果。

3.多媒体教学有利于增强课堂演示实验效果。化学是以实验为基础的学科,多媒体技术在进行演示实验中有独特的优越性:①模拟现有实验条件下难以完成的实验,如验证硝酸的氧化性和还原性、高锰酸钾在不同酸碱性介质条件下的氧化能力等。②演示危险性实验,如硝酸铵类炸药、氯酸盐类炸药的爆炸性实验及残留离子检验等。

二、多媒体教学过程中发现的问题

多媒体教学优点突出,但我们在公安基础化学实践教学过程中也暴露出一些缺点,主要表现在以下几个方面。

1.多媒体教学机械地代替了传统教学。多媒体教学作为先进的教学手段,目的在于有效实施教学目标,突破重点难点,提高课堂效率。但在现实教学中,许多教师不能正确认识、处理多媒体教学与传统教学之间的关系。在课堂上机械地过度使用和依赖多媒体课件,把“电子屏幕”当做“黑板”,照本宣读。学生也如同自己看书自学一样,并没有充分利用多媒体教学优势,突破重点和难点。学生面对屏幕时,感受不到课堂的活力和情感,总是机械地听课,容易产生疲劳感,失去听课的兴趣,课堂气氛沉闷,教学效果极差。

2.教学节奏快,难于消化理解。多媒体教学的优点就是信息量大,但同时也暴露出教学速度过快,学生“吃不消”,难于理解课堂内容的现象。特别是利用多媒体讲解化学公式的推导和计算题解析时,速度过快,学生没有足够的时间理解,似懂非懂,教学效果非常不理想。

3.师生课堂交流少,课堂气氛沉闷。大部分多媒体教学都是教师在完成计算机操作过程与讲授教学内容,学生只当观众,而不参与教师的教学过程,为了掌握课堂内容,学生只有死记硬背,才能掌握知识要点。这种教学方式,缺少师生之间的交流,难以达到良好的课堂效果,课堂气氛沉闷,听课睡觉、溜号的学生就会很多,教师难以完成教学目标。

三、提高多媒体教学效果的途径

1.提高对多媒体教学的认识,制作高质量多媒体课件。多媒体教学以有声有色、图文并茂的教学形式使教学过程变得生动活泼,提高了学生的感知水平和学习兴趣。例如CH4分子的空间构型为正四面体构型,可采用三维动画方式展示中心C原子的SP3杂化方式,SP3杂化轨道在空间的伸展方式为正四面体构型,四个氢原子S轨道与四个SP3杂化轨道进行“头碰头”重叠,形成4个σ键,形成CH4分子的空间构型为正四面体。这一教学过程既形象又生动,便于学生理解和记忆。因此作为教师必须学会制作高质量的多媒体课件,突出教学重点,突破教学难点,提高教学质量。

2.注重教学方法,合理使用课件。根据教学内容,采取灵活多样、生动实用的教学方式,创造性地工作,将启发式教学、课程讨论等教学方法与多媒体课件有机结合。例如,在讲解难挥发非电解质稀溶液的依数性时,先用多媒体演示生活中的常见现象,一杯加了少量糖的水为什么在0℃时不结冰而纯水结冰?先设问题激发学生的思考和求知欲望,然后再讲其中的原因,使学生经过思考和老师的讲解完全准确理解了稀溶液的依数性。再如,在讲解完难溶电解质的分步沉淀后,重点讨论难溶电解质在什么条件下才可以达到完全分离,同学们可以发表自己的见解和观点,教师做最后的总结,得出明确的结论,并用多媒体课件演示难溶电解质的分离过程,使同学们概念清晰,再遇到有关难溶电解质分离的问题就会轻松解决问题。这种教学方式的转变,使同学们主动参与学习过程,培养了同学们分析问题、解决问题的能力,提高了课堂教学效果。

3.灵活控制课堂节奏,展现公式的分步推导过程。教师在多媒体教学过程中起着至关重要的作用,就像部队的指挥官一样,领导和指挥全体学生按照教师事先设计的道路走下去,并实现最终的教学目标。因此,教师只有灵活控制课堂节奏,关注学生感知、情感等方面的变化,合理使用课件内容,才能调动学生的学习积极性,提高课堂教学效率。许多教师认为,使用多媒体讲解公式的推导和计算题解析不利于学生理解,更愿意使用板书教学。其实这些教师在课件设计上过于呆板,他们完全可以利用PPT软件的动画功能,结合学生的思维节奏规律,一步一步地演示过程。这样教师可以不受制于黑板篇幅,增加推导过程的条理性和整体感。教师不应把多媒体课件当做“板书”,而应使课件“活起来”,才能发挥多媒体课件的作用。

总之,多媒体技术在公安基础化学课程中的应用,促进了教学质量和教学效率的提高,但我们应清楚认识到多媒体教育也有其自身的缺点。合理运用多媒体教学,调动学生学习化学的积极性,提高课堂教学效率,是我们不断努力的目标。

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