无机化学和分析化学的区别范文
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篇1
[关键词] 化学 萌芽 发展 学科分类
化学是研究物质的组成、结构、性质、变化和应用的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的发展是人类社会文明的重要标志。人类生活水平的不断提高,化学所起的作用功不可没。
一、化学的萌芽
原始人类从用火之时便开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。人类开始吃熟食;并逐步学会了制陶、冶炼、酿造、染色等工艺。这些由天然物质加工改造而成的制品,成为古文明的标志。并因此萌发了古代实用化学。
古人曾据物质的某些性质对物质进行分类,并提出了阴阳五行学说,认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的,而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。用“阴阳”这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力,认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源。此说法是朴素的唯物主义自然观。希腊也提出了火、风、土、水四元素说和古代原子论。后来在中国出现了炼丹术,也因此创造了各种实验方法,如研磨、混合、溶解、结晶、灼烧、熔融、升华、萃取、密封等,并逐步演化为近代化学。
二、化学的中兴
16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了医药化学和冶金化学的创立和发展,继而更加注重了物质化学变化本身的研究,进而建立了科学的氧化理论和质量守恒定律,为化学进一步科学化的发展奠定了基础。
19世纪初,近代原子理论突出强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释。分子假说的提出,原子分子学说的建立,为物质结构的研究奠定了基础。门捷列夫发现元素周期律后,不仅初步形成了无机化学的体系,并且与原子分子学说一起形成了化学理论体系。
草酸和尿素的合成、苯的六元环状结构和碳原子四价学说的创立、酒石酸拆分成旋光异构体,以及分子的不对称性等的发现,使得有机化学结构理论得以建立19世纪下半叶,热力学等物理学理论介入化学之后,不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念,还定量的判断了化学反应中物质转化的方向和程度。相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学理论。物理化学的诞生,把化学从理论上提高到一个新的水平。
三、化学的升华
由于受自然科学和其他学科发展的影响,在无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大分支学科的基础上产生了新的化学分支学科。在结构化学方面,由于电子的发现确立了现代的有核原子模型,不仅丰富和深化了对元素周期表的认识,而且还发展了分子理论。应用量子力学研究分子结构,从而产生了量子化学。从氢分子结构的研究开始,逐步揭示了化学键的本质,先后创立了价键理论、分子轨道理论和配位场理论。研究物质结构的谱学方法也由可见光谱、紫外光谱、红外光谱扩展到核磁共振谱、电子自选共振谱、光电子能谱、射线共振光谱、穆斯堡尔谱等。
在化学反应理论方面,由于对分子结构和化学键认识的提高,经典的、统计的反应理论进一步深化,在过渡态理论建立后,逐渐向微观的反应理论发展,用分子轨道理论研究微观的反应机理,并逐渐建立了分子轨道对称守恒定律和前线轨道理论。分子束、激光和等离子技术的应用,使得对不稳定化学物种的检测和研究成为现实,从而实现了化学动力学从经典的、统计的宏观动力学到单个分子或原子水平的微观反应动力学的升华。
分析方法和手段是化学研究中经常使用的。一方面,分析方法的灵敏度不断提高,从常量组分分析发展到微量、痕量组分分析;另一方面,许多新的分析方法,可深入到结构分析、构象测定、同位素测定、各种活泼中间体(如自由基、离子基、卡宾、氮宾、卡拜等)的直接测定,甚至到对短寿命亚稳态分子的检测。分离技术也在不断革新,如离子交换、膜技术、色谱法等。
物质合成是化学研究的目的之一。在无机合成方面,首先是氨的合成。氨的合成不仅开创了无机合成工业,而且带动了催化化学,发展了化学热力学和反应动力学。后来相继合成的有红宝石、人造水晶、硼氢化合物、金刚石、半导体、超导材料和二茂铁等配位化合物。
在电子技术、核工业、航天技术等现代工业技术的推动下,各种超纯物质、新型化合物和特殊需要的材料的生产技术都得到了较快发展。稀有气体化合物的成功合成又向化学家提出了新的挑战,需要对零族元素的化学性质重新加以研究和认识。无机化学在与有机化学、生物化学、物理化学等学科的相互渗透中产生了有机金属化学、生物无机化学、无机固体化学等新兴学科。
酚醛树脂的合成,开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成,使得高分子的概念得到广泛的确认。各种高分子材料合成和应用,为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术,以及人们的衣食住用行各方面,提供了多种性能优异而成本较低的重要材料,成为现代物质文明的重要标志。20世纪是有机合成的黄金时代。化学的分离手段和结构分析方法已经有了很大发展,许多天然有机化合物的结构问题纷纷获得圆满解决,同时还发现了许多新的重要的有机反应和专一性有机试剂,在此基础上,精细有机合成,特别是在不对称合成方面取得了很大进展。一方面,合成了各种有特种结构和特种性能的有机化合物;另一方面,合成了从不稳定的自由基到有生物活性的蛋白质、核糖核酸等生命基础物质。有机化学家还合成了结构复杂的天然有机物和特效药物。所有这些成就对促进高分子学科的发展起到了巨大的推动作用,为合成有高度生物活性的物质,解决有生命物质的合成问题,提供了有利条件。
20世纪以来,化学发展的趋势可以归纳为:由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展,由经验上升到理论并应用于实践。
四、化学学科的分类
化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,从传统的无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个基础分支过渡到无机化学、有机化学、物理化学、生物化学、高分子化学、应用化学和化学工程学等七大分支学科。还有与化学有关的边缘学科,如地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、宇宙化学、星际化学等。
化学的发展体现在两方面:一方面,为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料;另一方面,在与其它自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科,并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。
参考文献:
[1]徐景达.有机化学.人民卫生出版社,1997.
[2]谢协忠.水分析化学.河海大学出版社,2003.
篇2
关键词: 分析化学 教学方法 教学质量
分析化学是化学类专业的四大基础课程之一,是研究物质的组成、结构、形态和形貌的信息的一门科学,是化学科学的主要分支。是发展和应用各种方法、仪器和策略以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的信息的一门科学。分析化学有很强的实用性,同时又有严密、系统的理论,是理论与实际密切结合的学科。学习分析化学有利于培养学生严谨的科学态度和实事求是的作风,使学生初步掌握科学研究的技能并初步具备科学研究的综合素质。[1]
由于分析化学公式多、计算多、内容杂,对量的要求高,对于刚学完无机化学的大学二年级学生来说,还一时很难适应,导致学习兴趣低落,学习效率差,不愿预习,不愿听课,不愿做作业,当然考试很难及格,不但会导致本门课程的理论课挂科,而且会导致对实验原理的不理解,导致实验效果不好,实验成绩不好,还会对将来学习有机化学、物理化学、结构化学造成一定的影响。由此可见,从分析化学教师如何教入手,探讨分析化学的教学是提高分析化学教学质量主要途径,有重要的现实意义。
分析化学教师怎样教授这门课程呢?我根据自己的教学经验和学生的建议,认为从以下几个方面入手,可以增强分析化学的教学效果,供各位同仁参考,希望大家批评指正。
一、建构分析化学在学生心中的第一印象
教师应利用对分析化学绪言的教学,让学生明白分析化学是怎样的一门课程,基本内容有哪些,基本观点有哪些,基本要点有哪些,与高等数学的哪些内容有联系,与中学化学哪些知识点有联系,与无机化学的哪些内容有联系,又有何区别,结构怎样,系统性怎样,有何特点,学习时应注意哪些事项,学好分析化学对今后学习物理化学、结构化学的重要作用;使学生了解分析化学在生活生产中的重要作用,并阐明学好分析化学对自己的成长和将来的工作都有巨大的作用。让学生明白为什么要学,怎样学,如何学得好。
二、鼓动学生树立学习分析化学的较高目标
大学生学习一门课程的动机有两方面:一是为了混学分,具有这种动机的学生,选择的是被动学习,具有这种动机的学生学习效果一定很差,因为他们的目标就是60分,由于目标很低,必然导致他们的学习行为被动,努力程度不够。二是想把这门课程学好,给自己定下了较高的目标,为了实现这一目标,他们将会主动学习,努力学习,即使达不到较高的目标,达到最低目标也不会有多大问题。因此,教师一定要鼓动学生,给自己定一个较高的目标,并以切实的行动来完成这一目标。还应在教学过程中检查、监督学生的行为,确保学生学习目标的实现。
具体做法是:第一堂课后让每个学生根据自己的情况写一份学习分析化学的目标及达成这一目标的具体方法,再加上监督措施,以之作为第一次作业,教师要认真查看,对于目标定得太低的,达成目标方法不恰当的,监督措施不可行的,要指出来,并要求学生整改。教师还应充当学生达成学习目标的引导者和监督者,只有这样才能保证学生学习目标的顺利达成。
三、进行教材分析,鼓动监督学生预习
利用第一堂课,讲清楚预习在学习分析化学中的重要作用。以华中师范大学等四所师范大学编写的《分析化学》上册为例:第一章:绪论;第二章:定性分析;第三章:误差和分析数据处理,第四章:滴定分析法概论;第五章:酸碱滴定法;第六章:络合滴定法;第七章:氧化还原滴定法;第八章:沉淀滴定法;第九章:重量分析法;第十章:吸光光度法;第十一章:常用的分离和富集方法;第十二章:定量分析的一般步骤。[1]共12章65小节,338页,按16周计算,每周应上21页左右内容,才有可能完成教学内容。一个明摆着的问题就是内容较多、课时少,并且部分内容还较难,推导多,公式多(有155道)。因此,要把这本书讲解得很详细是不可能的,只能择其重点难点而教之,部分内容蜻蜓点水,部分内容让学生自学,让学生明白为什么要预习。同时在每次上课前以提问的方式来监督学生预习,并把回答的情况算入平时成绩。对于不预习的同学还应做思想工作,切实把预习落到实处。
四、采用灵活的教法,避免教学枯燥乏味
针对教材中不同的章节,由于其重要性不同,难度不同,教纲的要求不同,教师不宜用某一种教学方法一直贯穿下去。如果那样,就会让学生感教学方法呆板,没有新鲜感,听课乏味,引不起学生学习的兴趣,也就没有做到“因材施教”,当然教学效果不会好。如果我们换成多元化的教学方法,针对不同章节不同的内容,采用不同的教学方法,就会让学生感到教师的教学方法灵活多变,感觉教师教学的艺术性,体会到教师的“因材施教”,必然会调动起学生学习的兴趣,教学效果自然不错。
具体做法是(以华中师范大学等四所师范大学编写的《分析化学》上册为例):第一章绪言第一节:分析化学的任务和作用(重点讲解,并且多讲分析化学的重要作用,旨在引起学生对这门课程的重视);第二节:分析化学的分类(可让学生自学);第三节:分析化学的发展趋势(可不讲),让学生先去查阅资料,然后叫学生来讲解,得到结果肯定不止书上介绍的哪些内容,既避免了教师的照本宣科,又培养了学生查阅资料的能力,还可获得分析化学发展的最新趋势,真是一举多得。教材中不同教学内容的采用何种教学方法,也会因师而异,因学生而异,没有固定的模式,教学内容众多,不能一一列举,我这里只用一例作代表,起一个抛砖引玉的作用。其他的内容用什么教学方法,教师可根据自己理解去认真探索。
五、对于推导难度不大的公式,让学生掌握推理过程
分析化学公式众多,记起来复杂,其实是学生没有找到窍门,采用死记硬背的方式,当然费时费事,使人感到烦乱。现以酸碱溶液中氢离子浓度、氢氧根离子浓度的计算为例进行探论,以供参考。
以浓度为c(mol/L)的HCl为例,第一步写出溶液的电荷平衡:
由此可见,公式虽有4个,但抓住质子平衡这一关键点,就能推出精确式,根据精确式,弄清不同条件下忽略水的解离或弱酸的解离或两种解离都忽略,便能轻松地推出2个近式和1个最简式,根本不需要死记硬背。至于弱碱溶液中[OH]浓度的计算公式,只需用类比法即可得出,不需要再去推导。教材中像此类的推导很多,教师只要去认真钻研,定会发现更多的理解性记忆或推导性记忆的内容,大大地减轻学生的记忆负担,消除或降低学生认为分析化学公式多,难记忆的印象,还能消除学生因死记硬背而不会用的现象,提高他们学习分析化学的兴趣,从而提高分析化学的教学质量。
六、对推导较为复杂的公式,可采用区别对待法
如:标准正态分布的函数关系式的推导;络合滴定终点误差计算公式的推导;氧化还原滴定化学计量点的电位及化学计量点前后0.1%误差的电位计算公式的推导;朗伯―比尔定律的推导;桑德尔灵敏度与摩尔吸收系数的关系的推导等,教师要做推导演示,针对学生的数学基础不同,可作区别对待,不做一刀切,对数学基础较好的学生要求他们掌握推导条件和推导全过程,并达灵活地应用公式计算,可不必死记公式;对于数学基础较差的学生,理解推导的条件和大致的推导过程,较为熟练地应用公式计算,须记住公式;对于数学基础特差的学生,不用去管推导的过程,只要求记住公式并会应用公式计算。这样一来各种层次的学生都能满足各自学习的需要,更主要的是数学基础较差的学生不会感到太大的压力,避免丧失学习分析化学的信心。
七、注重课后小结,起到归纳复习的作用
由于分析化学内容多,每次课讲授的容量大,知识点多,如不进行适时的归纳总结,学生就会感到知识点多而零乱,抓不住重点,通过教师的复习归纳,让学生明白本节内容条理是怎样的,哪些是了解内容,哪些是理解内容,哪些是掌握内容,哪些是帮助理解的知识,这样就能帮助学生理清思路,抓住重点,同时又达到了复习的作用。
八、布置好有代表性的题目,注重对学生的作业的分析讲解
分析化学习题较多,如全布置,教师批改作业的工作量大,而且学生的意见会更大,因此,每次布置的题量一定要适量,且关键是要具代表性,不要重复布置,难度要适中,既不布置太简单的题目,简单题目自己做,然后对答案,若不清楚的,可告诉老师,由老师帮助解答;又不要布置太难的题目,部分难题布置给成绩较好的同学做,部分难题可在习题课上进行讲解。教师一定要根据学生在作业中出现的问题进行分析,弄清学生由于哪些知识点未掌握导致做不出题,要讲清学生未弄懂的知识点,再讲此题,并讲解与此题相关的题目进行发散思维训练,才更利于学生弄懂和拓展。此外,为了能宽泛地了解学生对章节内容的掌握情况,满足不同基础不同愿望学生的求知欲望,教师可采取分别布置不同难度题目的方法来进布置题目。
以上教学方法,只是我个人的观点和学生对教师的建议,不一定全面和恰当,仅供各位同仁参考。
参考文献:
[1]白淑琴.分析化学(上)[M].第三版. 北京:高等教育出版社,2011.
遵义师范学院教研课题《分析化学教学现状及对策研究》,项目编号:11―08
篇3
本科教学是高等学校人才培养的重要环节,肩负传授知识和技能的重要职能。课程体系构建是本科教学的基础和核心。世界一流研究型大学的课程体系构成具有一些共性,比如:从课程模块来看,都包括通识课和专业课;从课程结构层次来看,都有必修课和选修课;从教学方法来看,都有讲座课程和研讨课程。对于研究型大学来讲,专业课程的设置和教学是构建学生专业知识体系、训练专业认知能力和养成专业思维方式的关键要素,蕴含和体现了高等学校的人才培养理念和特色。
高校人才培养目标和教育思想决定了课程体系设置。近年来,南京大学以“为社会各行各业培养具有创新精神、实践能力和国际视野的未来领军人物和拔尖创新人才”为目标,通过深入探索和实践,提出了“三三制”人才培养模式。南京大学化学化工学院在人才培养思路上一直秉承戴安邦院士的全面化学教育思想,即“全面的科学教育要求教学既传授知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”。在新的时代背景下,南京大学化学化工学院围绕多元化创新型人才培养,在分析借鉴美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学等世界著名研究型大学化学专业课程设置模式和特点的基础上,对传统的化学专业课程体系进行了一系列调整和改革,构建了“激发兴趣、注重能力、多元培养、个性发展”的专业课程体系。
一、美国加州大学伯克利分校化学专业课程体系
美国加州大学伯克利分校(以下简称“伯克利”)是世界著名研究型大学,在学术界享有盛誉,也是美国最自由、最激进的大学之一。化学是伯克利的传统优势学科,在OS世界大学最新排名中,伯克利的化学学科排名第二。
伯克利学制为4年,每学年有3个学期,分别是秋季学期(一般17周),春季学期(一般17周)以及暑期学校。本科生学位要求的最低学分数为120。
伯克利的化学学院有两个系:化学与生物分子工程系和化学系。化学系的专业课程主要是按知识模块进行构建,由基础课和大量的专业课两大模块组成。根据修读课程的不同,化学系的学生可申请化学理学或者艺术学学士学位,或者化学生物学理学学士学位。本文仅介绍化学理学学士学位要求的专业课程。
上图是典型的化学专业本科生培养方案示意图。可以看出,化学系本科生在第一年主要修读大学化学和定量分析这门课(含实验),或者根据需要修读与高中课程相衔接的化学课程。二年级主要修读有机化学(含实验)。三年级需修读高等无机化学和物理化学两门课。四年级的专业课较多,包括物理化学实验、仪器分析、无机合成及反应、有机化学.高级实验方法或者原子核技术中的化学方法,这几门课均包含理论课和实验。以上课程构成了化学专业本科生的必修课,这些课程一般为3~5个学分。
伯克利认为本科毕业生应该“熟悉艺术、文学、数学、自然科学和社会科学;能够收集、筛选、综合、评价来自不同领域并以不同形式呈现的信息;理解研究过程和如何创造新的知识;能够与人合作共事;能够创造性地转换其环境;具有解决问题和作出决定所必须的技能,并能考虑决定的广泛的社会和伦理意义;能够处理模糊性,能够灵活思考并具有在职业生涯中不断发展智识的技能”。因此,化学系本科新生需要参加新生导学课。一、二年级必修的课程还包括数学、物理以及15学分的BreadthElective课程(如阅读写作、外语、人文社科类课程),类似于国内的通识课。除此之外,化学系还开设了培养团队合作(如SupervisedGroup Study和Directed Group Study)和独立工作能力(如Individual Studv forAdvancedUndergraduates)的课程。
对于高年级本科生,除了专业必修课外,还要求完成15学分的专业选修课和跨专业选修课。
伯克利化学系开设的高年级专业选修课有30多门,一般3学分,包括信息化学、生命体系中的无机化学、高等无机化学、无机合成与反应、普通生物化学和分子生物实验、高等有机化学机理、高等有机合成、有机化学一高级实验方法、量子力学和谱学、生物物理化学;物理学原理和生命分子、生物物理化学、化学生物学、伯克利能源讲座;生物质能、原子核化学、原子核技术中的化学方法、材料化学导论、生物化学工程实验、高分子科学与技术、大气化学和物理实验以及量子信息科技等课程。
化学专业建议选修的跨专业课程涉及大气、生物、土木和环境工程、计算机、地球和行星科学、经济、教育、电子工程、政策和管理、力学工程、分子和细胞生物学、营养学和毒理学,物理、植物和微生物学、公共卫生、统计等多个学科分支,多达200余门课程。另外,本科生还可以选修多达50门的研究生专业课。因篇幅有限,本文不一一列出这些课程的名称。
二、英国剑桥大学化学专业课程体系
英国剑桥大学是历史最悠久的世界著名研究型大学之一,素有“诺贝尔奖摇篮”的美誉。剑桥大学崇尚自由、创造性、人文和科技相结合的教育理念,是将传统和现代教育有机结合的典范。剑桥大学化学专业具有很高的学术声誉,在2016 TIMES英国大学优势专业中排名第一,QS世界大学最新排名中名列化学专业第三。
剑桥大学对学生的培养与管理是经典的学院制。该校有31个学院,负责学生的生活和本科生的业余辅导。教学由大学的科系负责,主要科系包括艺术和人文、生物科学、临床医学、人文和社会科学、自然科学、技术等。剑桥大学每学年的授课时间分为三个学期,包括Michaelmas学期(8周)、Lent学期(8周)、Easter学期(5周)。
化学系负责化学专业课程的设置与讲授,修读不同的化学课程前,要求修读相应的数学、物理课程。另外,学生也要学习计算机、语言以及其他人文学科。化学专业课分为三个模块。
第一学年课程为模块IA,主要是介绍化学的基本原理,与预科课程相衔接,课程包括分子形状与结构、有机化学反应与机理、热力学与平衡、化学反应动力学、元素化学。另外,要求学生参加两周一次的实验课程,实验内容安排与理论课程基本同步,实验课程没有单独学分,实验成绩计入相应课程最终成绩。
第二学年课程为模块IB,课程更深入地讲解化学原理。学生有两种化学课程类型可选择,即A类理论与物理化学类课程和B类有机与无机化学类课程。继续修读化学专业的学生要全部完成两个方向的课程。其他专业的学生根据自己以后的专业方向分别修读A或B类课程。
A类课程包括量子力学导论、分子谱学、对称与成键、分子能级与热力学、电子结构与固体性质,B类课程包括重要有机反应、结构解析、配位化学、金属有机化学、无机环化学、形状与有机活性、化学生物学导论。对应于A类与B类课程,学生要求每周参加一次或两次实验,实验成绩计入相应课程最终成绩。
第三学年开始时,化学系开设学生化学生涯指导讲座。大三学年学习模块II课程,是在模块I学习的基础上,扩展与深化对化学知识的认知。模块II课程又分为三个层次。第一层次包括5门课程,每门课程1学分。其中,4门为必修课,包括无机化学I:结构与成键、有机合成基础、高分辨分子光谱、理论技术,另外一门课程物理化学中的概念为选修课。第二层次有8门课程,包括无机化学II:过渡金属与金属有机催化、结构与性能、化学生物学I:生物催化、化学中的衍射方法、材料化学、统计力学、对称与微扰理论、有机机理研究。第三层次有7门课程,包括:无机化学III:表征方法、有机化学中的控制、大气化学、高分子导论、电子结构、化学生物学III:核酸、核磁共振中的物理基础。
大三的实验课程包括两个部分:一是现代合成化学中的技术,主要是无机及有机化合物的制备与合成;二是与物理及理论化学有关的实验与计算。两部分实验均为必修。
在大三结束时,学校筛选能进入第四学年学习的学生。第四学年主要包括课程模块III的学习和课题研究。在学期开始时,学生接受实验安全教育及生涯规划指导。模块III课程包括18门化学课程以及3门其他院系课程(篇幅关系,文中不再列出这些课程名称),要求学生根据兴趣选修8门以上课程。
三、对两校化学专业课程体系共性和差异性分析
从以上对伯克利和剑桥大学这两所具有代表性的研究型大学化学专业课程体系的分析,可以看出以下共性:
(1)课程内容层次和梯度明显。伯克利化学系对本科生实行分阶段培养。课程设置分低年级课程和高年级课程。针对专业基础不同的学生,部分课程设置了引导性或难度较低的课程。如大一年级学生可以先修读层次较低的大学化学、大学化学实验这两门课程,再修读必修的大学化学和定量分析这门课。而剑桥大学的化学专业课程则更多地从学科认知规律来体现课程内容的层次性,学生根据自身发展,也可以选择不同的课程模块。
(2)课程设置具有广泛性和多样性。伯克利基本采用化学四大基础课的模式,但本专业和跨专业选修课程非常丰富,涉及很多相关学科分支,这与化学系对专业人才的培养定位有关,即“化学专业毕业生可从事石油、化工、食品、农业、摄影、制药、生物科技及矿业等相关行业的研发,或者化工贸易、质量控制以及行政管理等工作”。伯克利化学专业学生还可以选修本专业研究生课程。剑桥大学的专业课程体系中,前沿性选修课程多,能让学生充分了解学科前沿。比如大四课程模块III的蛋白质折叠、错误折叠与疾病、磁性材料、化学生物学与药物发现、固体电极等课程,本身已经具有研究生课程的专业性和深度。
(3)设置导学课程。伯克利和剑桥大学都有针对本专业的引导性课程,如伯克利大一新生需要修读的导学课,主要包括面向新生讲解化学系各个课题组的研究工作、学院的图书馆、计算机设备、校友和高年级学生的经验交流,以及学校和学院的资源介绍等。而剑桥大学在大三和大四学期初均设置了生涯指导讲座以及安全教育。这类课程的设置能够更好地帮助学生学习与成长。
(4)重视实验教学。伯克利和剑桥大学除了专门的实验课外,很多课程都有相应的实验内容,并且内容与理论课程基本同步。
两校课程的主要差别在于:
(1)授课时段安排不同。剑桥大学化学专业基础课程不采用平行授课方式,不是从学期的第一周持续到最后一周,而是采取集中连续授课。比如用3周时间集中把A课程讲完,然后再讲授B课程。这种模式的优点是,能够使学生在短时间内集中在1~2个知识模块上学习,课后查阅大量的参考书与文献,对知识的理解更深入。而伯克利则采用的是比较常用的模式,即一门课程贯穿整个学期。
(2)课程内容构建思路有区别。伯克利的化学课程,特别是专业必修课和国内大多数研究型高校的化学专业设置基本相同,是基于二级学科内容划分的传统模式。而剑桥大学的课程设置抛弃了传统的四大化学课程模式,改为按照知识结构和学科认知规律来设置课程,避免了知识点的重复讲授。
四、南京大学化学专业课程体系改革的知与行
对照伯克利和剑桥大学等国外著名研究型大学的化学专业课程体系,我国高校传统的化学专业课程体系存在明显的不足,无法满足科学发展、国家战略以及社会产业对多元化创新型化学人才的需求,具体问题包括:(1)现有课程体系缺少导学与衔接课程,缺少对专业的兴趣培养与认知,造成新生存在较长时间的迷茫期。(2)按传统四大化学设置专业核心课程,部分知识点讲授重复较多,学科前沿内容体现不均衡。(3)在传统课程体系中,交叉课程少,对学生交叉类学科的培养措施不到位。(4)对化学产业人才培养不重视,有关产业素养培养的课程缺失。
针对以上问题,我们对专业课程体系进行了补充和优化。为大一新生设置了衔接课程,开设新生导学课,以解答学生关于化学“学什么,怎么学,去哪儿”等疑惑。为了激发学生对化学的兴趣,开阔学生知识视野,我们围绕不同主题开设了7门新生研讨课:化学与生命、化学与材料、能源与化学、化学与环境、大分子:从材料到生命、原子与分子的量子世界、高分子材料与社会发展等。
专业核心课程涵盖化学科学的基本及核心的理论内容和技能训练,是化学专业学生准出课程的主要组成部分。南京大学化学专业学生通过自主招生及高考两种模式选拔录取,这两类学生的化学知识基础差异明显。对此,我们构建并实施了因材施教的两种核心课程体系。
一是普通核心课程体系。主要针对无化学竞赛经历和专业基础的学生。我们按照从微观到宏观的思路进行了优化,并对课程内容进行调整与更新。主要是:合并无机化学与化学分析内容,设立大学化学课程;结构化学由大三调整到大二开设;增设高分子导论核心课程,形成以大学化学、结构化学、有机化学、物理化学、仪器分析、高分子导论为骨架的核心理论课程体系。
二是针对学科特长生的课程体系。自主招生选拔的学科特长生通常具有较好的无机及有机化学基础。针对这一特点,我们对核心课程进行了调整:融合无机化学与基础物理化学知识,构建了一门全新的化学原理课程;压缩了有机化学授课学时;将结构化学、结晶化学、高阶物理化学内容整合为高等物理化学。通过数理课程学习内容的强化、化学核心专业课程的整合与提升,使学生具有宽厚的数、理、化、生等理科基础,学科视野开阔,专业知识扎实,为在化学以及相关交叉学科领域的发展打下良好的基础。
同时,我们构建并实施了“基础一综合一研究”一体化、多层次、开放式的实验教学新体系,并对相应实验教学内容进行了改革。主要是合并“无机化学实验”和“定量分析化学实验”为“大学化学实验”;取消无机化学、分析化学、有机化学、物理化学和高分子专门化实验,在化学一级学科层面上开设综合化学实验课程,将科研成果及时转化为教学实验,形成了大学化学实验、有机化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、综合化学实验这一新的实验教学课程体系:
为满足多元化人才培养需求,我们构建了多元选修课程体系:
(1)专业选修课。我们按科学知识单元组织课程,构建了知识体系完整、前沿性强的专业选修课体系,包括高等无机化学、有机合成、谱学基础、近代仪器分析法、高分子化学、化工原理、计算机与化学、化学文献、结晶化学、配位化学、催化化学、现代材料化学基础、分离科学、波谱分析、等离子化学、高分子物理及物化、胶体与界面化学、高分子材料制备等。另外,我们委托生命科学学院开设了生物化学、分子生物学等课程;选择环境化学、材料加工、药物化学、能源化学、地球化学等相关院系课程为跨院系选修课。
(2)高年级研讨课和研究生课程。高年级研讨课包括化学与纳米材料、先进高分子材料、分子识别与分析、无机交叉领域的前沿发展、有机化学现代进展。另外,我们对本科生开放了部分研究生课程,包括配位磁化学、高分子结构研究法、电分析化学基础、高等有机化学、计算量子化学等。这些课程使本科生能系统了解学科前沿领域,让学生了解并思考科学问题的发掘与解决过程,培养学生的创新意识与能力。
(3)化学产业类课程。针对化学行业对人才培养的需求,我们开设了化学化工行业就业创业指导、化学安全与防护、精细化学品开发与商业化、现代实验测试技术等与企业管理、市场需求、安全生产、环境保护、质量认证等课程。我们聘请企业专家、政府管理人员以及外校师资为学生授课,以体现行业要素,培养学生产业素养和创业能力。
篇4
[关键词] 应用型高等院校 食品质量与安全 教学新体系
应用型高等院校肩负着为地方经济建设和社会发展培养应用型人才的重任,是国内大学的主要群体,它们明显区别于国内重点大学的研究型人才培养模式。此外,这类大学无论是办学历史、校园文化、办学条件、办学经费、生源质量、办学层次和办学水平,一般都不如重点大学,如果照搬重点大学的教学体系和办学模式,不但形成不了应用型高等院校的办学特色,而且会造成教学资源的重大浪费,因此应用型高等院校在人才培养过程中,必须根据自己学校的自身条件和服务对象,形成自己的教学模式。
食品质量与安全专业涉及化学、生物学、工程学、医学、食品科学及农学、管理科学等,是由多学科理论、技术与工程原理综合交叉而成的边缘学科,内容广泛而庞杂,是知识与技术密集型学科。必需掌握与化学有关的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、分析化学、仪器分析,与生物有关的生物化学、微生物学、食品生物技术,与工程有关的食品工程原理、食品机械、工厂设计,与医学有关的食品营养学、食品卫生学、食品毒理学,与食品科学有关的食品原料学、食品化学、食品工艺学、食品添剂、食品安全控制技术、食品分析与检测、食品风险评估,与管理有关的食品质量管理、食品标准与法规等等学科科知识。
显然,传统的、面面俱到的教学体系已不适应应用型高等院校的教学要求,因此对现有食品质量与安全专业的教学体系进行革新,树立起应用型高等院校食品质量与安全专业教学的新观念,是应用型高等院校必须思考和面对的现实问题。
邵阳学院是一所多学科性的地方本科学校,其食品质量与安全专业是学校的优势专业,也是对邵阳地方经济建设影响最大的专业之一,本研究以食品质量与安全专业为对象,通过对人才培养模式、教学体系、教学内容、教学方法多项改革,构建一个能满足行业发展要求的食品质量与安全专业应用型人才培养新模式。
1教学新体系建构的指导思想
根据食品质量监管部门、食品生产企业对食品质量与安全类人才的能力要求和技能要求,构建人才培养方案、确定教学体系和教学内容。通过改革教学方法、强化实践教学环节管理和产学研合作办学培养学生的应用能力,实现为地方经济建设和社会发展培养应用型人才的办学目的。
2教学新体系建构的基本思路
2.1 在借鉴和总结国内外食品质量与安全专业课程设置的基础上,根据服务地方经济建设的需要,结合食品学科特色,改革人才培养方案,按照培养应用型食品安全监管、食品质量管理、食品分析检测、食品风险评估人才的要求,认真研究学生应具备的知识结构,整体优化课程设置,构建能满足服务地方经济建设要求的理论教学体系和相对独立的实践教学体系。
2.2 改革课程教学内容,减少教学中陈旧的内容及实验教学中的验证性内容,减少课程之间的重复内容。加强新教材建设,选用能反映学科发展动态的最新教材,并根据实际情况编写特色教材。
2.3 改革实践教学内容,构建相对独立的实践教学体系,使实践教学与社会需要相结合。
*基金项目:教育部食教指委([2006]第1-7-10),邵阳学院教改专项(2009JG13)。
2.4 按国家食品安全检测与质量管理模式,构建食品质量与安全工程实训中心,使学生得到与工作环境相同或相近的实践锻练。
2.5 采用与质量技术监督局、食品生产企业联合培养的模式,通过产学研合作办学,实现产学研“三赢”。
3教学新体系建设的基本内容
3.1 改革人才培养方案,构建既重视食品质量与安全专业外延发展、又重视食品质量与安全专业内涵建设、与地方经济建设和社会发展需要相适应的课程体系。
食品质量与安全专业建立在生物科学、化学、药学、工程学、食品科学、管理科学等学科的基础上,但并不是几个学科的简单加和,必须有所取舍,有所侧重。课程的设置既要避免偏向某一学科的倾向,又要防止形成各种课程简单的叠加。通过深化改革,对食品质量与安全专业的课程体系进行调整、优化、重新组合,完善教学计划和教学体系,构建由两个基础课平台和三个专业方向平台组成的“2-3学科教学平台”:
①以人文社会科学基础知识、自然科学基础知识和文化艺术修养知识在内的通识课程平台;
②涵盖《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《工程原理》、《微生物学》、《生物化学》和《工程制图》等学科基础课程平台;
③包括食品科学与工程、食品安全控制和食品质量管理等三个专业方向的专业课程平台。
通过课程体系培养,为社会提供具有广博的人文社会科学基础知识与文化艺术修养知识、宽厚的学科基础知识、专精的专业创新能力的高级应用型专门人才。
3.2 改革课程教学内容,加强新教材建设
3.2.1课程教学内容改革
制订符合我校食品质量与安全专业特色和社会需求的人才培养方案和教学大纲,明确各门课程在培养计划中的地位与边界,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的推进、渗透及有机联系,克服课程之间的重复性、松散性。
①对各门课程的知识点进行全面梳理,进行授课内容的优化,精选反映食品质量安全领域新发展、新要求的教学内容替代教材中陈旧的内容,使课程教学内容既不出现重复也不产生盲点,使教学内容起点更高、适应性更强。
②理顺各门课程之间的关系,对课程的重点章节、重点内容进行浓缩提炼,在有限的教学时数内,采用现代化的教学手段(如多媒体教学),加大教学信息量。
③加强引导和启发学生思维,培养学生自学能力。
④对部分主干课程,采用双语教学,提升双语教学的质量。
3.2.2教材建设
严格教材选用管理,主干课程全部选用教育部“十一五”规划教材,工程技术课程全部选用能反映学科发展动态的最新教材,以适应专业科技发展的趋势。根据实际情况,编写适合我校食品质量与安全专业发展的特色教材。
3.3 改革传统的实践教学方式,形成与地方经济建设相适应的、独立的实践教学新模式
(1)在学习、借鉴和总结的基础上,构建包括由独立实验课、课程实习、认识实习、生产实习和毕业实习(工厂实习)、毕业设计(论文)组成的递进式实践教学新体系。
①独立实验课。打破实验教学依附于理论教学的传统实验教学模式,根据食品质量与安全专业岗位技能,按基础化学、专业基础、专业实验构建三层次合理衔接的、相对独立的实验教学体系,通过不断改进补充实验内容,强化实验技术训练,通过将现代化仪器设备的使用和成熟的科研成果引入实验课等措施,提高实验课的实用性和工程性。
②实习教学体系。根据教学进程和食品质量与安全控制程序,按照理论与实践相结合,课内教学与课外教学相结合等原则,构建集“基本技能训练―综合技能训练―创新能力培养―工程技术应用”于一体的食品质量与安全专业的实习教学体系。该体系重视层次性和系列化,构建了从基础课课程实习到专业课程实习、由单元实习到综合实习,由工程实习到创新实习,由低年级到高年级的四级实习教学模块,即:
基本技能实习模块:由无机化学课程实习、有机化学课程实习、分析化学课程实习、仪器设备拆装与操作四个子模块构成。采取精选实习内容、提高实习项目的综合性,让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的安装调试、维修等主要内容,达到规范操作、熟练使用、结果准确的目的,强化学生基本技能训练和科研素质的培养。
综合技能训练模块:由专业基础课课程实习、专业课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习五个子模块构成。通过单独开设的以产品检测及产品生产为主要内容的课程实习、工程原理设计、食品检测机构及企业顶岗实习(生产实习)、毕业实习的训练,提升学生的工程素质,培养学生运用理论知识分析和解决工程问题的能力。
创新能力培养模块:由研究创新实验、科技创新活动和毕业设计(论文)三个子模块构成。通过学生科研立项、学生参与教师科研、教师指导学生参加科技创新活动以及毕业设计(论文)等实践教学环节,激发学生的创新兴趣和激情,挖掘和发挥学生的创造力,提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力。
工程技术应用模块:由企业职工短期培训、职业资格证书培训、技术成果转化三个子模块构成。充分发挥学校设备、人才优势,服务区域社会经济发展,积极开展产学研合作办学,根据企业的需要为职工进行短期培训、技术指导和技术咨询;与国家培训中心和邵阳市劳动保障局合作,向学生及有关企业提供ISO22000(食品质量安全)内审员、外审员、化学分析师、微生物检验师、食品检验师等资格培训与考核;组建科研团队,与企业联合开展科技攻关,推广应用研究成果。
③建立实验室、实习基地开放制度,培养学生的设计能力和创新能力。
(2)改革实践教学考核办法
①引入了职业资格考核项目。采取综合考证制度和奖励优秀实践学生等措施,充分调动了学生参与实践学习的积极性。要求全部学生获得ISO22000(食品质量安全)内审员资格证书和HACCP证书,70%以上的学生分别获得微生物检验、食品检验等职业资格证书。
②实行综合评分办法。学生的实践学习成绩由学习态度、实践项目设计、现场操作、实习报告或专题论文等内容组成。如果单项成绩不合格,则不记总成绩,促使学生能自始至终认真参与各个实践环节。
3.4 加强实验室建设。加大资金投入力度,全面建设工程模式食品质量与安全专业实验室,实现“三性”实验达到80%以上,提升实验室的整体功能。
3.5 加强实习基地建设。建立2~3个省级以上优秀实习基地和产学研示范基地,加强产学研合作,建立学校、用人单位等共同参与的学生考核评价机制,培养学生的职业操守、创新精神和创业能力。
3.6 改革教师培养和使用机制,加强教师队伍建设。通过重点培养、引进优秀人才、实施 “青年教师导师制”、 组织教师到各级质量与技术监督局、食品检测中心、食品生产企业兼职,积极开展学术交流,不断提高教师队伍的整体素质和水平,建设一支了解社会需求、科研能力强、教学经验丰富、爱岗敬业的高水平的教师队伍。
4教学新体系建设的实践效果
4.1 制订了能满足地方经济发展要求的人才培养方案
根据食品质量与安全学科及其相关产业发展的内在要求和地方经济发展的实际需要,按照既要贯彻全面发展的基本方针,又要体现素质和能力的基本要求,为国家培养政治合格、素质全面的高级应用型人才的办学指导思想,在借鉴和总结国内食品质量与安全专业课程设置的基础上,我们结合自身的学科优势与特色,制订了能满足地方经济发展要求的人才培养方案。该方案的特点是:
4.1.1课程设置遵循食品质量与安全专业学科内涵和服务地方经济建设双原则。不仅按食品质量与安全学科体系的要求设置化学学科、生物学科、工程学科、食品科学学科、管理学科的相关课程,同时根据地方经济的发展需要和食品行业的发展趋势,设置了食品生物技术、发酵工艺学、食品安全监管、食品企业认证等特色课程。
4.1.2构建了相对独立的实验教学体系。所有的实验课全部从理论课中分离,按照基础化学、专业基础、专业课三层次独立设课,形成了相对独立的实验教学体系。
4.1.3构建了工程模式的实习教学体系。根据食品质量与安全监管现状及食品安全监管对学生就业能力的要求,设置了有利于培养学生创新精神和工程能力的、独立的实习教学体系。基本实验技能、工程技术实验、生产现场实训和科技创新活动四个教学平台。
4.2 构建完成了基础课学科平台
通过修订培养计划和教学研究,构建了涵盖《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《工程原理》、《微生物学》和《生物化学》等学科基础课程平台;为了保证平台课程建设的顺利进行,我们制定了平台课教学“四统一,一分离”的原则,即统一学时、材,统一大纲、统一考试,教考分离,从目前已完成的无机化学和有机化学、分析化学的教学效果分析,虽然教学时数有了一定幅度的减少,但教学效果较以前反而有了明显的提高,比如,有机化学,我们采用的是中南大学试题库的试题,考试难度比较大,但考试的最高分达96分,90分以上的学生达到16人,占学生总人数的12%,我们认为成绩比较理想。
4.3 已完成了能满足食品质量与安全专业科学性要求的理论教学体系构建
食品质量与安全专业原来的教学计划,基本上在综合兄弟院校教学计划的基础上,根据现有师资条件拼接而成,没有特色,课程间的科学性也不严谨,过分地强调了学科的完整性,因人设课,因爱好设课的现象也偶尔出现在教学计划中。为此我们以教育部专业认证要求为指南,根据既重视专业外延发展、又重视专业内涵建设的、与地方经济建设需要相适应原则完成了各专业课程体系的构建。
同时对各专业课程教学内容进行了优化。课程内容优化的主要原则是:明确各门课程在培养计划中的地位与边界,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的推进、渗透及有机联系,克服课程之间的重复性、松散性。对各门课程的知识点进行全面梳理,进行授课内容的优化,确定每门课程的内容,使课程教学内容既不出现重复也不产生盲点。教师在有限的教学时数内理顺关系,对课程的重点章节、重点内容进行浓缩提炼,做到课堂讲授少而精,对有些章节指导学生自学,引导和启发学生思维,培养学生自学能力。
4.4 形成了新的实践教学方法,教学研究工作取得了一定的成绩
围绕教学模式改革与实践,2006年~2010年食品质量与安全专业教师共主持教改课题12项,其中部级1项、省级4项,校级7项,年均发表教学研究论文16篇,教学研究氛围浓厚,形成了教学改革与教学良性互动的良好局面。
教学团队探讨了与质量技术监督局、食品生产企业联合培养学生的产学研合作办学模式,该模式的主要做法是:以湖南邵阳市质量技术监督局、邵阳食品检测中心、湖南李文食品有限公司、湘窖酒业等单位为试验对象,让学生进行顶岗实习,参与食品检测、食品生产、企业的技术改造、科技攻关、新产品开发、食品安全监督、食品安全评价、食品质量管理等工作;实习单位技术人员作为指导教师参与教学,单独指导或与教师共同指导学生实习,使学生熟悉相关岗位要求,熟悉食品安全监管、食品质量检测、食品安全评价、食品企业申报、食品企业认证及主要生产工艺。通过该模式的培养,学生初步具备了实际操作的技能和解决实际问题的能力,为学生毕业后零距离就业奠定了良好的基础。
4.5 培养的人才能适应服务地方经济建设的要求
食品质量与安全专业毕业生就业能力强,深受用人单位欢迎。最近几年,毕业生一次性就业率高达95%以上,用人单位普遍认为我校食品质量与安全专业学生动手能力强,适应工作快,具有 “下得去、用得上、留得住”的特点。从2006年至2010年上半年,共有32位同学的研究论文分别发表在《广东微量元素科学》、《食品科学》、《中国酿造》等专业期刊上。
4.6 新模式下食品质量与安全专业专业教师产学研合作能力大幅提高
近年来,食品教学团队成员共主持教改课题22项,获省级教学改革成果一等奖1项,三等奖2项、学校教学改革成果一、二、三等奖各1项,公开发表教学研究论文30余篇,主编和参编高等学校系列教材10部,其中,主编4部,国家十一五规范教材3部,国家级精品教材1部;承担科研项目50余项,其中国家级项目3项,有4项科研成果获得邵阳市科技进步一、二、三等奖,发表科研论文200余篇,获得国家发明专利2项,有4项科研成果产业化,年新增产值3亿多元。食品教学团队被评为湖南省优秀教学团队,教学团队的产学研基地被评为湖南省优秀产学研示范基地,新教学模式由于强调了应用,引导教师把科研的重点放在产业化研发上,教学产学研合作能力大幅提高。
参考文献:
[1] 王放银.培养应用性人才服务区域社会经济[J].科教文汇(上旬刊),2007,(4):3-4.
[2] 赵良忠,蒋盛岩,余有贵.生物工程专业教学计划的修订与思考[J].海峡科技,2007,(9):50-51.
[4] 包国勇.走“产学研”结合之路 提升学校办学能力[J].交通职业教育,2005,(3):12-13,26.
[3] 张剑锋,郑岳青等.地方性综合大学的化学实验教学体系改革初探[J].CHINA SCIENCE EDUCATTON,2007,(14):35-36.
篇5
“三步法”的指导思想是:向课堂要效益,激发学生的主观能动性,实施素质教育。主要内容是:把一次课划分为三块,分三步走:第一步提出问题,第二步分析问题,第三步解决问题。下面逐一说明之。
第一步,提出问题
把本次课的学习目标以问题的形式提出来并写在黑板上,留10分钟左右的时间让学生阅读课本,试着解答这些问题。告诉学生,看书时,不懂之处可随时举手提问,看完后,教师将随机抽查上述问题。这样学生在阅读时注意力会高度集中,能抓住教学的重点,并能培养学生的自学能力。教师通过学生所问的难点,也能了解学生的状况,讲课时便能做到心中有数,有的放矢,击中要害。例如,讲解“缓冲溶液”时可提出以下五个问题:(1)什么是缓冲?(2)缓冲溶液的组成是什么?(3)缓冲作用的机理是什么?(4)缓冲溶液的pH值如何计算?(5)如何理解缓冲溶量?
第二步,分析问题
这一步是整堂课的主线,重点由教师引导剖析。首先教师可将上一步提出的学习目标向学生提问,难一点的题目可问优等生,易一点的题目可问中等生。可点名提问,也可学生自行举手回答。根据学生不完整的答案,教师可进一步启发,并让学生进行小组讨论。如此一来,课堂气氛就活跃了,学生的主动性被调动起来,会积极地进行思考。尤其是怕被老师再次点名,加上小组之间存在竞争,心想一定要拿出正确答案来。因而开小差、讲小话的同学很少。学生从回答及讨论中,锻练了口头表达能力和思维能力,同时提高了同学之间的协作水平,并增大了胆量。比如,第一步提出的缓冲溶液问题,根据学生的疑问,可这样分析:“缓冲”从字面上讲就是缓和冲突,缓和冲力,也就是本来应该改变,结果因为某种原因没有改变或者基本不变,得到了缓解,这就是缓冲;如果在溶液中加入HCl或NaOH,那么溶液的pH值按一般情况应该降低或升高,但由于缓冲对的作用,溶液的pH值基本保持不变,这就是缓冲溶液;大多数化学反应,尤其是生物体内的化学反应都需要一个适宜而稳定的pH条件才能进行,例如,在生物体内的生理化学过程中起重要作用的酶,需要在特定的pH条件下,才能发挥有效作用,若pH稍有偏离,酶的活性就会降低或失去。又如,正常人体血液的pH范围为7.35―7.45,若超出这个范围,就会造成不同程度的酸中毒或碱中毒,那为什么人体血液能保持在这狭小范围内,原因就是血液中存在着缓冲对。什么是缓冲对?简单点说,缓冲对就是共轭酸碱对,如果溶液中存在大量的共轭酸碱对,就能够中和或者说消灭外来的少量酸碱而保持溶液的pH不发生明显变化,这就是缓冲作用的机理。缓冲溶液pH值的计算是一个重点,也是一个难点,关键是要知道缓冲公式的推导过程并记住该公式,尤其是要理解混和前的浓度、混和后的起始浓度与平衡浓度之间的区别,核心是找得到混和后的平衡浓度,那么,计算也就迎刃而解,在教学中,老师要带着学生一起分析解剖例题。每一种缓冲溶液存在所谓的共轭酸碱对,这里的“大量”实际上是有限的而不是无限的,因此缓冲溶液只具有一定的缓冲能力,只能加入限量的酸碱才能保持pH值基本不变,如果外加强酸、强碱的量较大时,缓冲溶液对强酸、强碱的抵抗能力就逐渐减弱乃至最终消失,这就是缓冲能力问题,定量地表示缓冲能力大小的物理量便是缓冲溶量,缓冲溶量的大小取决于缓冲溶液的总浓度和缓冲比:(1)当缓冲比一定时,总浓度愈大,抗酸抗碱成分愈多,缓冲溶量也愈大;反之总浓度愈小,缓冲溶量愈小。当缓冲溶液在一定范围内稀释时,由于总浓度减小,缓冲溶量也会减小。(2)缓冲溶液的总浓度一定时,若缓冲比等于一,则缓冲溶量最大。
第三步,解决问题
这一步是整堂课的尾声。根据教师的引导分析,学生的小组讨论,问题的答案已经“昭然若揭”了,教师只需归纳即可。于是依据正确结论,可再布置几道课堂练习让学生完成。例如,上面提到的缓冲溶液的讲解,通过第一步五个问题的提出和第二步相应问题的分析,答案已经非常明朗,现在,老师只要将五个问题进行梳理和总结,学生便掌握了缓冲溶液的本质和内在联系,印象也很深刻,这样,也就达到了预期的教学效果。
这三步紧密相连,环环相扣,成为一个有机体,三者不可偏废。第一步开门见山提出目标,第二步顺水推舟切入正题,第三步水到渠成得出答案。学生通过教师对问题的提出、分析和解答,能学到科学的思维方法。“三步法”能够培养学生多方面的能力,通过教师的“教”和学生的“学”,便能很好地完成“教学”,实践证明是有效的、可行的。在实际教学中,可根据不同的班级、不同的课程,灵活应用。
参考文献
[1]于敬海.医用化学(第2版).北京:高等教育出版社.
[2]谢吉民.医学化学(第5版).北京:人民卫生出版社.
篇6
自2014年起,中国经济发展进入新常态,与此同时,中国的环境发展也面临着新常态,雾霾天气多次“光临”中国的大部分城市,为及时准确监测环境问题,环境分析化学课程的教学方法的设置对学生的学习尤为重要。为此,我院借鉴国内外经验,利用PBL教学模式进行授课,达到了很好的教学效果。
1、2课时的内容设计如下:
例如,讲到配位滴定法时,可以这样提问引入,①我们在生活中处处离不开水,那么这纯净的水中都含有哪些成分呢?此时学生便进行思考,因为这些内容在初中时就有涉及,学生想出答案并非难事。答案中会有Ca2+和Mg2+。②根据水中碳酸钙的含量,可以将其分为硬水和软水。那么什么样的水属于软水,什么样得水属于硬水?为什么在西方发达国家作为90%的家庭用水(包括烹饪、洗涤、洗浴等)均使用软水?这样的问题与生活贴近,学生会很感兴趣,学生讨论,查询资料等可以得知硬水和软水的划分界限,以及使用软水的好处。③既然我们已经知道了水中含有的主要成分是Ca2+和Mg2+,那么怎样才能测定出Ca2+和Mg2+的含量呢?有的同学们回答用酸碱滴定法,也有的同学回答用沉淀滴定法。此时,教师可以总结,不仅有这两种,还有其他的方法,即配位滴定法。④请同学们根据酸碱滴定法的理论基础,总结一下什么是配位滴定法?此时,同学们做总结,若同学们总结的不全面,教师可以给予引导,并讲解新知识点,这样同学们可以弄懂什么是配位滴定法,即以配位反应为基础的滴定方法。⑤教师进一步提问,此概念中有配位反应,那么什么是配位反应,学生讨论总结,并将此知识点与无机化学的基础知识结合起来,即配位反应就是指中心离子(或原子)与配体形成配合物的反应。教师追问,什么是中心离子,什么是配体?总结出概念后,让学生举例进行说明,教师在举例让学生判断是不是中心体或配体。例如Co2+是中心,是可以接受孤电子对的。学生多多举例可以很好的解释什么是配位体,什么是中心体。⑥当配位反应的感念理解后,教师接着提问,在配位滴定中,所用到的仪器是什么?学生根据以往学过的知识可以很容易知道使用酸式滴定管,碱式滴定管,铁架台,锥形瓶,分析天平,烧杯以及玻璃棒等。⑦教师接着提问,在滴定过程中需要使用标准溶液和需要测定的未知溶液,那么这个标准溶液是什么呢?此时同学们思考并讨论,教师可以由此引入新知识点,即EDTA标准溶液,除此以外,还有其他的标准溶液,教师可一一介绍这些标准溶液的性质。⑧返回来,教师提问,EDTA标准溶液要用什么物质来配制?采用什么方法来配制?这是考查学生配制溶液的知识。这个知识以前涉及,同学们可以思考并回答。⑨教师进一步提问, 未知溶液是什么呢?学生讨论,教师总结。总结后接着提问,为什么大多数是含有金属离子的溶液?借此,教师可以总结新的知识点,因为多数金属离子的配位数不超过6,所以EDTA与大多数金属离子可形成1:1型配合物,只有极少数金属离子,如锆(Ⅳ)和钼(Ⅵ)等例外。教师举例说明,例如自来水中有Ca2+和Mg2+,而EDTA的标准溶液可以与Ca2+和Mg2+形成稳定的螯合物。
⑩教师提出新问题,是不是所有的金属离子都可以与EDTA标准溶液形成稳定的配合物呢?答案当然不是,教师可以借此进入新的知识点,即配合物的稳定常数。教师总结的这些知识都是配位滴定的基础知识。
2、课堂教学效果评价
本学期课程教学结束后,向同学发放调查问卷,评价PBL教学模式的教学效果,共发出调查问卷58份,其中实验组30分,对比组28分,共回收58份,回收率100%。
调查问卷结果如下:
表1 PBL教学模式的可行性调查结果
表2 实验组和对比组期末考试(笔试)成绩比较
从表1中可以看出,运用PBL教学模式进行教学的实验组,学生的学习兴趣、学习积极性、主动性、课堂表现以及自主学习方面都有了很大的进步,学生们改掉了懒散的学习态度,上课时课堂气氛较为活跃,教师所提出的问题贴近学生生活实际,学生参与讨论学习的积极性很高。以往的分析化学教学中,分析原理教学比较枯燥,运用PBL教学模式后,一步一步提出问题,抽丝剥茧,一层层深入,使学生了解了,最终掌握这些知识点[2]。
3、PBL教学法授课应注意的问题
篇7
论文关键词:职业教育;社会需求;就业
我国中职教育自20世纪80年代兴起后便不断发展,目前已经形成了颇具规模的系统工程,培养了一大批适应社会经济发展需求的技术人才。在新的经济形势下,社会的需求对中等职业教育提出了更高的要求,因此中职教育要不断完善、不断发展,才能满足社会需求。
职业教育是指使受教育者获得某种职业或生产劳动所需要的职业知识、技能和职业道德的教育。职业教育的本质要求职业教育在培养社会需求的职业人才的同时,一定要牢牢把握社会需求的命脉,按照社会需求来培养人才。中职检验教育在教学过程中对学生的技术技能培养,是中职检验教育的关键环节。它直接关系到中职检验教育的质量;关系到中职检验教育毕业生是否能被社会接纳,同时也直接关系到毕业生的就业。
一、社会对中职检验专业人才的要求
为了进一步了解用人单位对中职检验专业学生的要求,我们在大连市进行了相关的社会调查,调查对象包括三十余家各级各类医院(三级甲等医院、二级甲等医院以及社区医院、县镇医院等)和十余家各类生物制品、生物制药企业。汇总调查结果如下:
1.医院对中职检验专业学生就业的要求是:(1)必须持有国家医学检验人员的上岗资格证。wWW.lw881.com(2)具有独立完成相关的检验工作能力。(3)能够很好地与人交流沟通,具有协作能力。
2.生物制品、生物制药企业对中职检验专业毕业生的要求是:(1)具有扎实的专业理论与较馒的专业技能。(2)能够很好地与人交流沟通,具有协作能力。
从以上的调查结果中不难看出,所有的用人单位都要求中职检验专业毕业生要具备扎实的专业理论、熟练的专业技术技能和较好的人际交流能力,同时还要具有团结协作精神。也就是说要具备专业能力和专业素质。这是社会发展对中职检验教育的要求、是就业形势的要求,也是中职检验专业教育教学的目标。因此,中职检验专业教育教学全过程,都要紧紧地扣住这一主题。
二、检验专业学生技能培养与就业对策
根据社会需求调整教学计划,培养社会需要的检验人员是新时期教学改革的重要任务,也是提高检验专业毕业生就业率的需要。要经过有效的中职检验的教育,将“普通人”打造成能够满足社会需求的专业人才,并使其很快地融入到社会中,应该从以下几个方面人手。
(一)按照《检验专业资格考试大纲》调整教学大纲
《检验人员资格考试大纲》根据医学检验实际的要求,规定了检验人员必须具备的能力,是检验人员的上岗的资格,因此中职检验专业的毕业生应该具备大纲中的各项条件,达到各项标准。这是专业教学必须紧紧围绕的主题。为了使教学密切结合《检验人员资格考试大纲》,要在认真研究分析上岗资格考试大纲的基础上,制定各门专业课的实施性教学大纲,并有的放矢地进行教学,使专业的理论教学、实践教学始终贯穿《检验人员资格考试大纲》的主线。要切实做到教学与临床检验工作紧密结合,以利于学生检验能力的培养,符合用人单位的需求,达到事半功倍的效果。
(二)实施项目教学,提升专业技术技能
项目教学法是一种教和学的模式,是师生通过共同完成一个完整的项目而进行的教学活动。在这种教学过程中采用实践小组的方法,为完成一项工作展开分析,运用已经学过的知识、学习新的知识;运用已经掌握了的技能,获得新的技能。通过实践小组成员的共同努力,团队协作,在接近实际工作的环境下完成此项工作。教师是实践小组的一分子,起到引导、启发、鼓励学生积极思索的作用。使学生运用过去已知的知识和技能,通过教学项目的分析、发掘要掌握的知识和技能。通过学习和训练,在完成上岗资格项目的过程中掌握知识,增强技能。
医学检验是实践性很强的专业,各个学科又有交叉。通过项目教学可以将不同的学科有机地联系在一起,使学生通过对项目的完成,真正获得知识与技术,不断提高学生的综合能力,而不是停留在被动的记忆过程中。
1.检验专业项目教学的实例。项目的选择是依据检验专业上岗资格考试大纲和临床实际确定的。
项目:血液白细胞分类计数。
(1)设置情景:创设学生学习血液自细胞分类计数与现实工作基本相接近的情景环境——临床血细胞分类计数的工作情景,把学生引入到解决现实问题的情景中。(2)教师示范:教师要对血液白细胞分类计数实验的全部过程进行示范操作,并将结果一一展示给学生。(3)独立探索:让学生独立思考,消化示范教学项目中待解决要点,为练习完成教学项目打下基础。1)待学习的知识:各类自细胞(中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞)、血小板的正常形态。2)待学习的技能:血涂片的制备、白细胞分类计数器的使用。3)运用过去的知识:血液的组成、红细胞的形态等。4)运用过去掌握的技能:溶液(生理盐水)的配制;血红蛋白吸管、显微镜的使用;末梢采血技术等。(4)协作学习:开展小组交流、讨论,组员分工协作,共同完成工程项目。(5)项目完成标准:掌握各类白细胞的形态特征,完成标本白细胞的计数、血液白细胞分类计数项目。(6)学习评价:学生学习的效果直接由完成工程项目的情况来衡量,包括教师评价、学习小组评价和自我评价三部分。教师要总结各种血细胞的特征及其各血细胞之间的区别和项目进行中的注意事项,并给予真实的评价。
2项目教学优于传统教学的具体体现。(1)完成一项工作,达到实际应用的教学目的。(2)运用已学习的知识与技能并教学项目的实施中得到巩固、提升。(3)学习新的知识与技能,并明确这些知识与技能的应用所在。(4)积极地进行分析和思考,寻求解决问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。(5)增强学生的信心,通过项目的完成使学生获得成就感,从而促进学生主动学习。(6)加强了学生之间、师生之间的交流,促进人际交流的能力,提升团队协作能力。
项目教学法融合了当前的三大教学法的特点,即探究教学法、任务驱动教学法和案例教学法,整合了相关专业岗位群所需的知识和技能。这种教学方法旨在使学生融人任务完成的过程中,让学生积极地学习、自主地进行知识的建构,以学生知识的生成和能力的培养为最高成就目标。
(三)实行基础课与专业课的对接,实施全程职业教育
在检验专业的教学中,一提到专业技能的培养,人们就会想到专业课的教学。但仔细分析检验专业技术技能的构成,就会发现,专业技能的培养与基础教学过程密不可分。医学检验的技术技能可以分为两部分:即基本技术技能和专业技术技能。基本技术技能是医学检验人员工作的基础,专业技术技能是检验人员基本素养的体现,专业技术技能的建立依赖于基本技术技能的支持。因此,基础课教学过程在检验专业职业技术技能的培养过程中起到至关重要的作用。例如,在生化检验的蛋白电泳分析中,试剂的配制、玻璃器材的使用、蛋白质的性质、蛋白质的分析、结果分析等等诸多方面都是以无机化学、有机化学和分析化学的基本理论和实验基本技术技能为基础的。在教学实践中要以这些基础课的基本知识为指导,运用这些基础课程的基本技术技能如分析天平的使用、摩尔浓度的配制、常用仪器的使用等基本技能来完成检验工作。教学实践表明,如果没有这些基本理论和基本技能的支撑,学生很难独立圆满地完成蛋白电泳的分析。
1.实现基础课与专业课的无缝对接。课程对接是根据临床检验工作对检验人员的要求(《检验人员上岗资格考试大纲》),制定出专业课教学的理论重点和技术技能;根据专业课教学的理论重点和技术技能确定基础课教学的理论重点和技术技能。“知识、技能、共同生活知识和生存知识是同一个现实的四个密切相关的方面。”经过课程对接,使所有的教学过程都紧紧围绕着检验专业的工作实际来进行,学生学习的知识、掌握的技能都紧扣职业的主题。
2_从整体上完成项目教学。检验专业的教学同样需要从整体上完成项目教学。例如,生化检验、免疫学检验、临床检验、微生物检验所需的摩尔浓度,微生物学检验、免疫学检验、寄生虫检验所需的百分浓度,微生物学检验、免疫学检验所需的比例浓度,以及这些浓度的相关的实验技能包括移液管的使用、溶液的配制等都是无机化学课程关于浓度内容授课的重点,学生能熟练这些浓度的计算、熟练配制相关的溶液、熟练使用相关的容器与量器是专业课对该基础课的要求。具备这样技能的学生,在专业课学习时,是应用这些技能,而不是重新复习和训练这些知识和技能。
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