时间:2023-09-18 17:32:52
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学专业基础知识,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关键词:涂料学;高分子专业;教学改革;涂料实验
近年来,随着我国对创新型人才培养问题的日益重视,大力加强素质教学,培养和激发学生的创造力的同时,进一步巩固学生的基础知识就显得尤为重要[1]。在我国,无论是在综合性院校、理工科院校,还是职业技术院校,大都开设了高分子的本科专业,包括:高分子化学与物理专业、高分子材料专业以及高分子加工专业等。在课程设置方面,基本都开设了高分子化学、高分子物理和高分子分析方法等基础课程以及高分子专业基础实验。然而我们在教学实践中发现,学生很难将之前开设的基础课程中的知识融会贯通,对生活实例不能做出相应合理的解释。高分子作为一个实用性很强的专业,各门专业课之间有着密切的联系:利用高分子化学知识合成出不同结构的高分子材料,高分子材料的结构将直接影响其性能,在对材料进行加工时又需要运用高分子物理和流变学等知识[2]。如果学生们不能将专业基础知识活学活用、融会贯通,那么他们将很难应对高分子专业相关工作中的实际问题。因此,我们尝试针对高分子专业的培养方案,在开设高分子化学、高分子物理、高分子成型加工以及高分子结构分析方法这些专业课程的基础上,新增了一门《涂料学》课程,安排在第7学期进行,计划学时为32学时。力求通过本课程的学习,巩固之前学到的专业知识并将其融会贯通,同时拓宽学生的知识面,提高其实践能力。为了达到教学目标,培养出基础扎实、有创新思维、创新能力的高素质人才,《涂料学》课程的本科教学内容和教学方法的设计就是必须考虑的首要问题。为此,笔者结合从事涂料课程教学与科研的经验,参考接收本科生进行涂料实习单位的反馈意见,同时结合《涂料学》课程自身特点,做了一些初步的探讨。
一、《涂料学》课程的特点和意义
高分子的主要应用领域集中在涂料、塑料、粘合剂和助剂四方面。进入21世纪以来,我国涂料行业发展迅速,对涂料行业科研技术人才的需求量大大增加[3]。为此,在国内一部分高校中的高分子相关专业开设了涂料相关课程。《涂料学》课程是建立在高分子化学、有机化学、无机化学、胶体化学、表面化学与表面物理、流变学、材料力学、光学和颜色学科基础上的一门综合性学科,但又不是这些学科的简单加和而有其自身理论。对于高分子专业的学生而言,如何能将其学到的无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理等基础知识贯穿统一起来,《涂料学》无疑是一个不二选择。开设涂料课程,一方面使今后从事涂料行业的学生进入工作岗位后,尽快成为行业技术骨干;另一方面对于今后从事非涂料领域的高分子学生而言,课程的学习过程也是对之前学到的化学和材料学基础知识巩固、加强和提高的过程。
二、《涂料学》教学的主要内容
涂料学课程的内容多,课时少,教师难以在短时间内将涂料行业所需的内容讲深、讲透。在课程教学的过程中,教师应该坚持理论结合实际的教学方针,对知识结构优化调整,做到简单而不浅显,深奥而不枯燥。在教学内容上,要注重两方面的统一:一方面注意《涂料学》课程章节间的联系和统一,这门课程涉及到涂料概述、颜料、溶剂、树脂等内容,各部分内容既相对独立,又相互联系;另一方面,要把握《涂料学》课程与无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理等基础知识贯穿统一。教师在教学中应该重点介绍以下内容。
1.涂料的基本知识。这部分内容主要介绍涂料概念、组成、类别、功能以及发展概况。结合日常生活所接触的涂料,使学生掌握涂料的基本概念、分类和作用。让学生们了解到,现代涂料学的发展是以化学,特别是高分子科学为基础,结合界面科学和流变学发展起来的。了解涂料的发展背景和面临的挑战,懂得涂料的发展趋势。通过对目前报道较新的,具有特殊功能的涂料的介绍来激发学生对涂料的兴趣,并为以后进行涂料的科学研究开好头。
2.颜料相关理论。颜料和填料是涂料生产不可缺少的成分之一。其作用不仅是色彩和装饰性,更重要的是改善涂料的物理化学性能,提高涂层的机械强度、附着力、防腐性能、耐光性和耐候性。让学生了解遮盖力、着色力和吸油值等基本概念。在授课过程中,这部分知识与物理化学中的双电层理论联系紧密,可以对以前的基础知识巩固提高。关于颜料的分散是教学的重点。
3.溶剂知识。溶剂是不包括无溶剂涂料在内的,各种液态涂料中所含有的,为使得液态涂料完成施工过程的必要的一类物质。原则上不构成涂膜,也不存留在涂膜中。在授课过程中,这部分知识与有机化学和高分子物理中的极性、溶解力、粘度等相关知识联系紧密,可以对以前的基础知识巩固提高。在教学中,使学生掌握根据溶剂理论选用溶剂和改善涂料性能,了解有机溶剂对环境的危害,开发绿色水性涂料和高固体份涂料是涂料行业的趋势。
4.树脂知识。成膜物质是组成涂料的基础,它具有粘结涂料中其他组分形成涂膜的功能,对涂料和涂膜的性能起到决定性的作用。例如,在丙烯酸树脂章节中的内容与高分子化学基础课中自由基聚合和聚合方法的相关知识密切联系。不饱和聚酯树脂、醇酸树脂和聚氨酯章节中内容与高分子化学基础课中的缩聚和逐步聚合相关内容联系紧密。因此,授课的过程也是对以前的知识复习,深入体会和提高的过程,将这些基本知识与涂料制备技术相互渗透,相得益彰,这也正是开设《涂料学》课程的特色。
三、教学方法
1.教学与生活、生产相结合,注重理论联系实际。涂料是一门理论性和应用性都很强的交叉学科。理论知识比较晦涩,但大多数基本理论知识都已经在本科基础课教学阶段涉及,在涂料课程中只是有针对性的学习,必须与实际结合才能使学得的知识深化和牢固,也才能引起学生的兴趣。在教学的初期阶段,为了使得学生尽快入门,熟悉涂料学,就要将日常生活、生产与涂料结合,介绍生活和生产中涂料的应用,提高学生从心理上对课程的接受程度。众所周知,涂料学的特点是“入门易、学懂难”。为了提高教学效率,改善教学效果,必须要注重理论联系实际。这种联系实际上是基础知识与涂料学的联系;涂料学与实际应用的联系。把涂料学作为有机化学、高分子化学、高分子物理等基础知识实践的对象,会使学生对所学过的基础知识巩固提高,为今后打下坚实的理论基础。在涂料学理论实践过程中,学生可以去涂料生产厂和研究院所参观学习。学习涂料生产方法和检测方法,了解生产设备和检测仪器设备。学生往往很有兴致,注意力高度集中,因此将理论知识寓于合适的实际背景中进行讲授效果明显。
2.开设涂料实验。在高分子化学实验的基础上,开设涂料实验课程[4]。高分子化学实验中,一般开设甲基丙烯酸甲酯(或苯乙烯)的乳液聚合、聚酯合成实验等,可以在这些实验的基础上,进一步开设丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯与异氰酸酯固化等,并且可以进一步开设乳胶漆的制造、涂料性能检测等系列实验,让学生自己合成树脂,自己配制涂料,自己对涂料和涂层进行检测。通过实验,不但将课堂所学到的理论知识通过实验巩固提高,而且训练学生进行涂料生产和科学研究的方法,培养学生的动手能力,分析和解决问题的能力。
四、结语
总之,笔者对在高分子专业本科教学中开设《涂料学》课程的必要性、优化教学内容、改进教学方法进行了初探,提出开设《涂料学》课程的必要性:一方面,对于处于专业知识学习的学生而言,通过本课程的学习,加强他们对高分子专业基础知识的巩固,为今后从事高分子相关专业的工作打好坚实的理论基础;另一方面,针对今后从事涂料行业的学生,涂料行业快速发展,科技含量越来越高,涂料学课程的开设正好可以满足涂料行业对大批高层次科研技术人员的需求。
参考文献:
[1]徐光宪.我对素质教育的认识[J].大学化学,2004,19(3):1-8.
[2]陈立贵,袁新强,李雷权,等.构建符合学校定位的高分子专业人才培养方案的研究[J].科技资讯,2009,(22),161-162.
[3]涂料工艺编委会.涂料工艺[M].北京:化学工业出版社,1997.
[关键词] 药物化学;教科书;专业课;中职学生;规划教材
[中图分类号] G423.3 [文献标识码]C[文章编号]1673-7210(2011)03(c)-120-02
[基金项目] 中国教育学会“十一五”科研规划课题《院校毕业生就业指导与管理实践研究》总课题组子课题《大连市职业院校医学相关专业人才就业市场的现状调查分析研究》立项课题(项目编号:0401921B-124)。
[作者简介] 鞠秀兰(1956-),毕业于沈阳药科大学药学系,学士学位,高级讲师,现任大连大学职业技术学院药剂专业主任,多年从事药剂学、药物化学教学工作;研究方向:药学教学研究。15余篇。谭群,药剂专业,讲师。吴文林,大连大学职业技术学院副院长,《院校毕业生就业指导与管理实践研究》总课题组子课题《大连市职业院校医学相关专业人才就业市场的现状调查分析研究》立项课题课题负责人。
药物化学是中职药剂专业一门重要的专业课,是应用化学的理论和方法来研究化学药物的一门学科,主要研究化学药物的组成、制备、化学结构、理化性质、转运代谢、化学结构与药效的关系等内容[1]。依据国家教育、卫生工作方针,中职药剂专业的培养目标,坚持以服务为宗旨、以就业为导向的原则,培养具有一定科学文化素养,德智体美全面发展,具有良好职业素质,熟练掌握药剂专业技能,能在各级各类医药及卫生机构和行业从事药品生产、营销、应用和药学服务等工作,具有职业生涯发展基础的技能型、服务型的高素质劳动者[2]。根据这一培养目标中职药剂专业学生在学校期间要学习《无机化学》、《有机化学》等基础课,毕业前完成《药物化学》、《药剂学》、《药物分析》等专业课程学习[3]。在药物化学的学习中要求学生掌握最基本的常用药物的化学结构、理化性质。由于药物化学的特殊性,学生在校期间思维状态要发生改变,要有抽象的思维能力、记忆力、基础知识与专业知识的衔接能力,才能基本完成药物化学学习,适应岗位的职业需求。专业课程中《药物化学》课程的学习是师生认为难度较大的一门课程。跟踪我校多年招收生源情况看,初升高成绩在400~500分之间的初中毕业生,可以较顺利完成《药物化学》课程学分,学习状态较好。而近些年来我校招收的生源初升高成绩在300~400分范围内,学习状况发生了很大改变。
全国中职含药剂专业的卫生学校有百所,每年培养毕业生约上万人,中等职业药剂教育是培养医药行业高素质劳动者的主力军[3],中职药剂专业毕业生是国家药师的储备力量,这一群体在最基层的医疗卫生岗位上起着重要的作用,药物化学课程的学习影响着毕业生的素质、就业质量。多年来对我校中职药剂专业在校生《药物化学》课程的教授、学生的学习情况、毕业生就业情况跟踪调查发现,学生学习《药物化学》教科书困难的原因,提出建议概述如下。
1 目前教材使用现状
目前的中职规划教材《药物化学》有不同出版社的不同版本,这些教材结构合理、重点突出,内容力求简单新颖,也是教师了解药品知识的工具书。但使用中发现也有某些不足,很重要的不足在于,涉及到基础课知识,如有机化学中的醇、羧酸、酯类、苯胺、酰胺、苯环、杂环等基本知识时,学生们普遍不会。例如:盐酸普鲁卡因结构中的酯键易水解,很多学生不认识酯键;盐酸普鲁卡因结构中苯环上的胺是芳胺,学生同样不认识。基础课《有机化学》中学生已经学习过这方面的基础知识,专业课教学过程中却存在与基础课无法衔接的问题。授课中教师需要用大量的时间复习基础课的知识,很多学生环烷烃、苯环区分不开;烷烃、环烷烃、苯环、醇羟基、羰基、羧基等的化学结构的骨架写不出来,不仅忘光或没学扎实,还有很多学生即使老师反复指导复习也学不会。因此,出现了学生看不懂药物的化学结构式、不认识药物的官能团、不能理解药物的化学结构产生的性质、教科书看不懂的现象。对于药物化学的学部分学生出现了难学、学不懂、失去学习兴趣的情况,部分学生难以及格。以我校2004~2008级学生为例,药物化学考试不及格所占比分别为10.6%、27.0%、28.0%、20.0%、29.2%,不及格人数达到20%~30%,这种现象在我校以前教学中是罕见的。
2 分析原因
2.1 中职生来源状况
中职生来源于初中毕业生,现在的初中生与大学扩招前的初中生大不一样。由于大学不断扩招,初升高的学生比例大增,能升入高中继续读书,然后读大学的学生都进入了高中校门,而无法升入高中的、不想读高中的学生成为中专的招生对象。虽然,也有目标清楚而喜欢学习药学知识的学生,但生源普遍存在基础知识较差,理解能力与自学能力不强的特点。在初中阶段只学过元素周期表的简单《无机化学》的学生,进入中专学习了《有机化学》,然后学习专业课《药物化学》出现了不适应,学生的知识水平、记忆力、理解力偏低,与专业课无法接轨。笔者对在校生药剂班调查《有机化学》考试情况,不及格人数占45.9%,几乎占半数,虽然后来补考及格了,学习《药物化学》的困难仍不容忽视。
2.2 中职生心理因素
中职生正处于心理成熟期,对未来充满了幻想和迷茫。有想学习一技之长的学生,看到《药物化学》书中大块头的药物化学结构、复杂的药物理化性质,摸不到头脑,产生很大的心理压力也是原因之一。在学不懂、学不会的情形之下,产生自卑、厌倦情绪,不听课、不做作业,由此滋生出一些恶习,如上课看小说、玩手机、睡大觉。老师辛苦,学生痛苦。
3 措施
我校在升入职业技术学院之前是大连铁路卫校,是教育部全国重点卫校,具有五十多年药剂专业办学经验。我们在教学中采取了如下措施:①专业教师与基础课任课教师每学期一起备课,将专业课与基础课所涉及的内容互相沟通,以利于基础课教师授课中有一定的取舍,将专业课用到的知识在教学中作为重点内容讲授与辅导,力求达到较好的学习效果。②在学生入学初期进行专业教育,由经验丰富的教师、专业主任为学生介绍各门课程的特点,基础课、专业基础课和专业课之间的相互关联,今后就业情况、就业岗位运用所学习知识的情况等等,让学生明白在学校所学课程的重要性,几年来这种努力对大部分学生来看收效甚微。近期,以在《药物化学》课程完成课时多半的情况下对学生的测试为例,采取不记名方式,以了解学生的真实情况,让学生写出苯环、六元环烃、乙醇、乙酸、苯酚、酯键的化学结构,结果不会写的人数分别为苯环6.5%、20.0%、37.7%、49.1%、57.0%、75.0%。这种测试的目的是要了解药物化学结构中经常出现的官能团苯基、醇羟基、羧酸基、酚羟基、酯键等学生是否全部掌握。这些涉及专业课程中的药物化学结构、药物性质的基本知识,教师在《药物化学》授课中已经反复带领学生复习过。从测试结果看,超过半数的学生还是没学会。没有基础知识,《药物化学》这门专业课的知识难以学懂。我们要求中专学生在学习《药物化学》课程时,掌握药物的化学结构、类别、药物基本性质这些很简单的内容,以应用于今后岗位中正确使用药品、养护、贮存,避免药品氧化、水解、变质,避免药品使用中的配伍变化等等。改进教学过程、完善考核制度等方式,可提高学生分析和解决问题的能力[4]。
4 就业情况
以2004年以来毕业生的就业岗位调查情况看,04级入校成绩相对于后期招生生源成绩较好,在就业岗位上受到用人单位包括医院药房、药品批发公司、连锁零售药店等的好评,有部分毕业后自立门户开展药品营销业务,约有90%的毕业生接受继续教育顺利取得大专自考毕业文凭。05级毕业生的就业岗位调查,用人单位对毕业生评价参差不齐,大部分学生毕业后接受大专继续教育,在中专学习《药物化学》难度较大者学专课程时面对同样的难度。
5 建议
教材编写应考虑初中起点学生的知识水平和学生能力等特点。从多年来对教材使用情况看,在复杂难懂的药物化学结构面前学生产生了厌倦情绪。笔者对在校的61名学生以举手表决的形式调查,以了解是否喜欢学习《药物化学》课程,统计结果显示喜欢的占32.7%,不喜欢、学不会的各占60.6%,不学的占16.3%,不喜欢、学不会的占半数以上。由此认为,中职药剂专业教育缺少适应中职生自身特点的《药物化学》教科书,因此特提出如下建议:
5.1 教材编写应降低难度
近些年来为了适应药剂中专生社会就业岗位状况,国家在中职教材编写已经作出了努力,《药物化学》教科书难度有一定程度的降低,但以目前中职生的智力情况,根据其接受能力与理解力,教科书还应再降低专业性高深难度,增加趣味性,应通俗易懂,教材应易教易学。
5.2 增加《有机化学》基础知识的复习内容
在主要章节中增加与《药物化学》相关的《有机化学》基础知识的复习内容,方便大部分学生对基础知识的回忆,通过复习重要的基础知识,重复记忆基础课的基本内容,以利于教师组织全体学生统一复习、布置作业,引导学生由浅入深地学习专业课,使得难学的课程变得浅显易懂,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
5.3 重视基本知识,教材编写应规范
正确使用药物、调配药物、指导患者正确用药是一名药学专业人员具备的最基本工作能力。常用药物基本化学结构、化学性质、药物在临床中的应用,以及与储存、养护有关的性质,这些内容难度不大,但很重要,有些教材中这些内容时有时无。因此,《药物化学》教材编写应规范,真正做到学以致用,有效利用资源,使毕业生所学知识够用。
5.4 教材形式多样化,增加科普性
在各论中将药物化学结构与应用有关的化学性质简单介绍后,可以彩色图插页的形式[5],将该药物的商品介绍给学生以增加感性认识,让学生从学习过程中体验到快乐、尊重和满足,也为以后应用打下基础。
5.5尝试取消《药物化学》课程
在中职教育中药剂专业,尝试取消《药物化学》课程,或将《药物化学》课程与其他课程合并而重新组织一本新的教材,介绍一些常用药物简单的化学结构、性质等基本知识,以就业够用为主。
6 小结
综上所述,教材编写应以人为本,与时代同步,由于生源的变化,学习主体的变化,目前《药物化学》教科书难度较大,《药物化学》教材需要改革。教科书是师生个体心理遭遇人类文化的媒介和向导,是教师引领学生进行精神漫游的路线图,它是教材的主体,是教学过程中师生依据的主要材料,也是考核教学成绩的主要依据和学生课外拓展和深化知识领域的重要基础。教科书编写的质量如何,直接影响着教育的内在质量和学生的发展[6]。教材的难易决定了学生的学习质量,也影响了就业能力。
[参考文献]
[1]唐跃平.药物化学[M].北京:人民卫生出版社[M].2001:1.
[2]卫生职业教育教学指导委员会.药剂专业教学计划和教学大纲[M].北京:人民卫生出版社,2007:1.
[3]闫丹芬,杨世民,傅强,等.中等职业学校药剂专业教师教学能力标准的研究[J].西北药学杂志,2009,24,(4):308.
[4]王爽,赵文明.药剂学实验改革初探[J].中国现代医生,2009,47(29):99-100.
[5]王爱生.重视教科书中插图的作用[J].黑龙江教育(中学教学案例与研究),2007,(9):34.
[关键词]科研实践;物理化学;教学
物理化学是一门借助物理的基本原理,揭示化学基本规律的学科,也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科,具有理论公式多,推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂,对数学知识要求高,容易产生畏难情绪,也往往认为理论知识学了没有用途,导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题,通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象,借助物理化学知识加以解决,但是这只是一些简单的应用,并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果,但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单,并不能激发他们对物理化学学习兴趣,解决他们对物理化学理论学习的困惑,展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系,从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外,物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的,能指导科学实践活动。因而,在物理化学实际教学中,除了要结合生活实践之外,教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值,才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性,同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲,从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此,教师科研能促进物理化学理论教学,也能促进学生对当前科研前沿的了解,激发学生的求知欲,培养学生的科学素养,为今后的发展奠定基础。
1科研实践对物理化学教学的促进作用
1.1物理化学理论在科研实践中的应用
尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂,但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识,因而,我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中,以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识,帮助他们更好地理解这些基础知识,激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中,通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子[1]。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应,电极反应分别是PtCl42-+2e-=Pt+4Cl-,AuCl4-+3e-=Au+4Cl-。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42-和AuCl4-的还原电势以及碳纳米管的氧化电势,并比较它们的大小,从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物,计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE=φ(Fe3+/Fe2+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)、ΔE=φ([Cu(NH3)4]2+/[Cu(NH3)2]+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)和ΔE=φ(V5+/V4+)-φ(R-CNTs/O-CNTs),通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面,关键是通过原电池效应合成的碳纳米管-金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能,体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值[2-4]。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛,考虑的因素复杂,但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上,物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用,利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理[5-7]。因此,物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值,是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。
1.2科研实践对学生物理化学学习的促进作用
物理化学中的基础知识都是比较抽象,数学公式比较多,这增大了学生学习的困难,但是这些基础知识都是来自科学实践,相应地能用来指导科学实践活动,因而,学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识,能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先,科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频,直观地展示和支撑他们的实验结果,帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文,在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点,使得抽象的知识图像化、具体化,同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前,加深学生对该知识点的印象,促进学生对该知识点的理解和掌握。其次,物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生,不仅能帮助学生理解这些知识点,更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系,而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中,并指导科学实践和生产实践活动,使得学生不再认为理论知识难学而没有用途,更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点,甚至通过网络数据库等相关工具,更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容,从而间接地提高他们的自学能力,培养他们积极主动学习的能力。最后,借助物理化学教学引入科研生产实践的概念,让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界,从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识,同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿,掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识,引导学生关注本学科发展前沿和科研动态,使学生浸润在科研的氛围下,产生浓烈的科研倾向[8]。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣,建立严谨的科研和学习态度,刺激学生对未知世界的求知欲望,并潜移默化地培养他们的科学素养,为今后的工作学习提供基础。因此,物理化学教学中引进科研实践,不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化,而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性,培养他们的基本科学素养,激发他们对未知世界的求知欲望。
1.3教师科研实践对物理化学教学的重要影响
对于普通本科院校来讲,无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用,无法代替教师的角色,无法改变教师授课主体的本质,因而,教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活,也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而,教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力,而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用,增加了教师的业务知识水平,对课堂教学有非常大的促进作用,因而,要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作[9]。首先,本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料,了解当前科技发展的动态,及时跟踪本学科领域的最新进展,更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力,并不断更新和完善自己的知识体系,能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生,同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势,自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式,进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次,教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程,能提高教师的逻辑思维能力和表达能力,能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质,激发教师的创新思想,迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用,促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风,对学生成才起到推动作用。此外,教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及,对学生有很大的引导和促进作用,同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望,主动参与到教师的科研实践,激起他们对物理化学基础理论学习的热情[9]。因此,教师要实现物理化学教学的改革创新,适应当前形式下物理化学教学的发展,仅凭教学经验是远远不够的,必须从事科学研究去实践、去探索、去创新,进一步提高本学科的知识结构,从而加快教育观念的更替,逐步形成具有自身特色的教学方式,将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中,才能改变多年从教的疲惫与困惑,同时也激发了自身潜在的创造力。
2结论
本文作者:何海燕作者单位:河池学院化学与生命科学系
教学大纲修订
在制定不同专业生物化学教学大纲时重点考虑:一是课时区别;二是实践教学区别;此外还有理论基础知识的难度、深度区别。生物科学、生物技术专业本科班的生物化学教学因相关学科微生物、分子生物学、遗传学等学科教学的需要增加了理论教学的课时数、深度与难度,实践教学则关注与其他学科的联系与互补。生物技术及应用专科专业要求的是掌握基本的理论知识,重在实验实践技能的掌握与了解。而化学专业强调学生除了了解生物化学的基础知识外,着重掌握与化学研究密切相关的如有关物质的合成、物质分析测定等方面的知识与技能。总之,教学大纲是课程教学工作的指南以及对该课程掌握程度的反映,各专业应根据专业人才培养目标的不同拟定不同的教学大纲。
教材选择与教学参考书推荐
如上所述,不同专业的生物化学教学内容、教学难度深度、不尽相同。如何使教学内容落到实处,教材选择和教学参考书推荐显得尤为重要,教材体现了课程主要内容和教学的基本要求,作为教师传授知识的重要媒介,它是确保有效教学的重要依据[2],一本好的教材不仅学科特色鲜明、重点突出,还反映了学科的研究水平和研究进展、研究前沿,能有助于提高学生的科学思维能力和创新能力,提高学生自主学习能力[3]。而教学参考书是对课堂教学内容的重要补充与延伸,能有效指导学生进行科研活动,有利于学生开阔视野,对培养学生的自学能力、创新能力有显著效果。在教材与教参选择上除了考虑不同专业的需求,总体原则还要把握的是尽可能选择国家规划教材、优秀教材和精品课程教材,此外还要注意教材、教参的更新与教参量的要求,不能应付了事而只随便列举一本两本教学参考书,也不能广而泛大量要求学生阅读,而应该是针对不同专业学习程度的需求尽量精而简,这样才能达到事半功倍的效果,有效提高学生对专业知识和专业技能的掌握程度,增强学生的自学能力和创新能力。
教学模式与方法的探讨
在教学模式与方法探讨这个问题上,已经有很多作者对不同专业、不同学科甚至是不同院校的教学改革做了大量的研究工作。笔者也曾对普通高校生物化学教学方法进行了初步探讨,提出了激发学生学习自主性的几点有效教学方法和教学途径[4],可以说对各专业的生化教学都有一定的促进作用,但通过教学对比,发现相同教学模式与教学方法下,各专业的教学效果还是有区别的,究其原因,主要是不同专业学生的基础学识水平不一样、相关学科知识量不一样、学习习惯也不一样。比如,高职高专层次的学生因基础知识掌握相对薄弱,学习上习惯等待老师发出相应指令才行动,课堂信息量就不宜过大,否则极易产生厌学心理,所以,高职高专的教学以适量、注重实践性和应用性、简单明了为主,而本科专业的学生入学基础较好,求知欲也较强,就可适当加大课堂信息量及布置较多的课后自主性学习内容。总之,不同专业的学生采取不同的教学模式与教学方法,更有利于教学的开展、学生知识的掌握和能力的提高。
注重不同专业先修学科与后修学科间的联系
无论是生命科学的哪个专业,生物化学都是多门专业基础课程的先修学科,是学习其他相关课程的前提基础,而不同专业学科间的联系和递进关系有所不同。比如,生物科学、生物技术专业的生物化学与微生物、遗传学、分子生物学、酶工程、基因工程等课程的联系都较紧密,内容上有很多的交叉知识点,而高职高专生物技术及应用专业则主要是与农业微生物、土壤学、普通遗传学、生物技术概论等课程有一定相关,教师在授课内容的选择上就应该针对不同专业着重强调与其余学科相关的基础知识、基本技能的理解与掌握,真正起到先修学科对后修学科的辅助和打基础作用,这也是提高学生学习兴趣与学习动力行之有效的方法。
考虑不同专业学生就业需求与考研方向不同
针对不同专业的生物化学教学,不能忽略的还有学生就业需求与考研方向也不同,学科教学要为人才培养服务,在教学内容的取舍上就应该结合不同专业的人才培养目标,突出重点,突出特色,尽可能做到学有所用、学以致用。此外,针对大学生中普遍认可的“考研也是就业的另一条途径”而言,如何让学生学好生物化学基础知识和基本技能做好备考准备,也是每位教师应该重视的问题。即使有些难度较大、内容较深的知识点因教学学时所限在课堂上无法讲授,也要安排好课后自学或以辅导方式加以强调,只有充分考虑到不同专业不同学生的各种不同学习需求,才能在真正意义上上好每一节生物化学课。
关键词:“双一流”建设;生物化学实验;教学改革;实践
在我国出现“985工程”“211工程”之后,相关部门也出台了一系列关于建设一流院校和一流学科的方案。那么何为“双一流”呢?“双一流”是指建设一流的学科、建设一流的院校,这是“双一流”学校最为基本的职能,也是为了培养出更为优秀的人才。一流学科是一所高等院校教学水平的重要体现。生物化学是生命科学类专业必修的专业基础课程,其不仅需要基础知识,还需要较强的实验操作性。在理论教学当中,学生除了需要学习基础知识外,还应该掌握生物化学实验的一些内容,这些内容的学习可以使学生了解生物化学实验。在实验教学课程中一方面可以让学生在实验当中验证所学的生物化学理论知识,另一方面还可以加深基础理论的理解。在最近几年的教学改革中,课程性质、课程目标等都有了一定的改革和创新,并且起到了一定的成效。
1当前生物化学实验教学模式
在当前的教学课程中,生物化学不仅是环境科学专业的必修课程也是医药学类专业需要选修的课程是教学人数比较多的课程,因此这样的教学模式就存在一定的缺点。1.1学生水平和上课积极性参差不齐。因为选课人数的众多,因此学生的专业水平就存在着一定的差异性。学生大部分也是因为学分被迫无奈选的课程,所以学生对于课程的态度就存在一定的问题,他不会像选择专业课一样会比较认真的学习专业知识,掌握专业知识,而是为了拿到分顺利毕业,因此就会表现得不是那么积极。除了一部分人是抱着为拿到学分的态度之外还是有一些想要认真对待这个课程的,他们也会乐于学习理论课程,乐于去动手操作生物化学实验。1.2教学实验课时与基础课时不符。开设生物化学实验课程是为了让生命科学专业的学生能够学会实验技能以及仪器的使用方法、实验需要注意的事项等。生物化学实验涉及基础知识是比较广泛的,还有选课的人数也特别的多,对于教学内容而言,课时相对来说就显得比较少,因此要想使得教学课程和实验相符,就需要任课教师和实验人员相互配合,这样才能在做实验的时候能够将知识更好地传授给学生。
2构建多层次实验教学内容,培养创新型人才
为了培养创新人才,建设一流的学科,生化实验的课程不断完善。为了满足生命科学专业以及其他专业类人才的课程需求,需要构建多层次的教学内容。2.1提高实验技能。生命科学类的专业课程基本上在大一的时候需必修的课程,是实验仪器的基本原理与操作。其本意是为了让学生在走进实验室之前能够了解仪器的各种使用指南、注意事项等。为了让学生在实验操作的时候能够学会使用实验仪器并且自己操作,也是为了学生在使用仪器的时候能够注意安全,并且不损坏仪器等。其中仪器的教学包括电子天平、离心机等。这样学生能够自己在实验课程中实际地去操作仪器,增强学生对实验的兴趣。2.2基础课程的深入研究。大一的时候学生们对实验器材有了深入的了解,具体的实际操作是在大二开始的。“生物实验操作课程”是实验课程开设的必修课程,必修课的设立一方面是学生在大一的时候所学的知识能够灵活的运用,另一方面是自己能够亲手做实验。为了帮助学生夯实实验的基础,课题组需要理论结合实际精心制作实验内容,比如在研究DNA的酶切、IEF测定蛋白质等。为学生将来更好地深入性学习和研究做好铺垫。2.3综合性、开放性的生物化学实验。为了响应国家的要求,以及社会对人才的需求,建设双一流学科和双一流院校是现在各高校势在必行的任务。为此,面向各个年级开设了一些与生命科学类相关的开放性实验课程。开设开放性课程实验,是为了给国家和社会培养深层次的专业性人才,这些课程的设立不仅能够让学生了解当前生命科学课程在国际上的地位,也能让学生了解生物化学实验最为前沿的一些科研和项目等,便于学生能够顺利地与一些生命科学类工作或者学习接轨。
3强调学生为主体,采用多样化教学方法
现在教育部已经给各大高校了相关的改革文件,为了培养更高层次的专业性、高素质人才,就需要将课堂还给学生,以学生为主体。这就需要教师和课题组人员采用更多的教学手段,提高学生的积极性,让学生做实验过程中的主人。目前的教学实验已经有了很大的变革,为了使学生能够掌握更多的教学内容、实验内容,让学生在专业课程和公共课程中了解掌握更多的内容,也让学生更好地掌握基础知识和基本实验技能。3.1微视频的教学方法。随着科技的发展与进步,各大高校都已经采用了先进的高科技教学手段。比如课堂微课,其主要是一个老师带领几名同学,利用计算机设备进行小型课目录制。在目前的课堂教学中,微视频等也深受学生们的喜爱,其主要的优点就是主题突出、内容精炼、生动形象。由于生命科学专业等所需要掌握的知识点多而复杂,因此可以设置一些课下的小活动,让学生们通过微视频的形式将所学到的知识进行展示,也可以自己查一些资料利用小视频的形式将所查的资料展示出来,这样就会有利于课后做一个巩固和加深,有利于提高学生们的积极性,保证教学的成果,让学生充分吸收所学知识点,也为反转课堂做了一定的基础。3.2鼓励学生参加预实验。什么是预实验呢?预实验就是为了保证在正式实验的过程中能够让实验的数据和过程万无一失,以及实验器材的准备、材料的准备等万无一失而进行的一种准备工作。为了让学生对整个实验的前期、过程、结果都有一定的了解,应该鼓励学生多参加各种预实验,让学生主动加入实验的过程中,让学生体会到任何一个实验的成功都少不了这些前期的准备,也让学生提高自己的积极性,培养学生的动手能力,从而让学生成为课堂上的主体。预实验要本着自愿参加的原则,每个参加的人员可以自己制作一个小视频,或者加上一些专业的老师指导,这样学生在录制视频的时候可以自己进行思考,考虑自己存在着哪些不足,从而提高学生的自主性。3.3多样的实验方法。在目前的实验操作中,随着科技的发展,已经出现了很多的高新技术,而实验的操作也不仅仅使用一种仪器,而是有了更多的选择。为了让学生更好地掌握基础知识和拓宽自己的眼界,课题组的各种实验手段可以引入到课堂当中,比如说在动物的肝脏匀浆的时候可以利用电动分散器,还可以选择玻璃匀浆器。除此之外也可以为学生传授教学当中重要的实验理念和方法,也是课堂上有利的补充。
4完善教学管理模式,建设双向评价模式
生物化学实验在大学占据着很重要的地位,而良好的教学方式能够让学生更好地学到知识,使教师在传授知识的时候能够使实验或者理论得以延伸,这样的教学方式才能够得到更为显著的效果。“填鸭式”的教学模式已无法在现在的教学当中存在,以学生为主体,以教师为主导,形成双向教学模式,才能使学生提高学习的兴趣和积极性。4.1学生激励机制。基础实验课程中,在学期期末的时候可以安排竞赛等,然后按照生物化学实验竞赛的结果进行颁奖或者给学生加分。比如说将实验分配到各个小组,让每个小组自由成立进行一个实验,在这个实验当中按照百分制原则。①实验报告40%,实验报告是否认真完成。②实验结果是否正确40%,实验的结果是否与实验报告符合。③实验综合素质10%,按照实验当中的综合表现给出分数。④实验过程10%,在实验之中学生对实验的掌握情况以及规范程度等。给出小组成员的分数,这样就会了解学生的掌握情况也会考察学生的综合成绩,在一定的程度上可以反馈教师的教学成果。4.2教师激励机制。在日常的教学中,教师本身的工作量就比较大,对于一流的院校来说,教师的任务会更多,因此为了让教师在教学过程中充满精力,就需要制定各种激励机制使教师保持一种高涨的情绪投入到工作当中。对于任课教师,可以根据教师负责的工作量来选择教师是否为期末竞赛的总负责人。此外,对于实验室内的实验器材等化学类药品要对教师免费开放,这样既能鼓励学生参加各类竞赛,也能彰显学校对教师的一定鼓励。学校也可以组织一些小活动,让教师们参加,这样也可以调动教师们的积极兴趣,才能为未来的发展提供助力。
5教学改革成效
在生物化学教学改革的这几年里,生物化学一直没有放弃过任何一种方法或者实践,都是为了有更加明显的教学效果。甚至是教育部也力求更为完美的教学效果,也要求各大高校建设“双一流”的生物化学学科。在生物化学团队实践的这几年当中,已经取得了很好的教学效果,也得到了专业的认可。比如在2013年的“挑战杯”竞赛当中,北京一所大学的生物专业学生团队就获得了一等奖。比如说,2017年的“挑战杯”中也是获得了特等奖。它从研究思路到实验的相关过程都和所做的实验数据高度吻合,也说明了在现在生物化学的教育改革下,学生们已经掌握了很多的基础知识,并能够将基础知识学以致用,创造出全新的理论,这是多年来教育部和各大高校所要追求的,也是一流院校建立“一流学科”的重要成就。
6结束语
生物化学实验不仅仅是一门课程而且还是学生们在未来的工作或者学习上非常重要的一门技能。生物化学作为理论与实践并重的学科,已经成为生命科学甚至医药学当中的重要工具。生物化学实验在一开始到现在都扮演着很重要的角色,在实验教学任务当中,一直不断地改变着教学管理模式,就是为了在“双一流”的背景下,生物科学这门学科能够为国家和社会贡献一分力量。
参考文献
[1]李欣,赵玉红,石建党,等.“双一流”建设背景下的生物化学实验教学改革与实践[J].高校生物学教学研究(电子版),2018,8(2):12-15.
摘 要:该文介绍了黑龙江大学材料化学专业材料材料合成化学课程的一些举措。根据材料化学专业的特点,结合授课教师多年科学研究经验并考虑学生发展的需求,将基础知识与学科前沿相结合,在丰富学生基础知识的同时极大的提高了学生的学习积极性,激发学生的科研热情和求知欲,更加有利于培养符合新世纪发展需要的创新型人才。
关键词:材料化学 材料合成 科学研究
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(c)-0221-01
材料化学专业主要研究材料的制备方法,认识材料的组成、结构、性质,探索材料的应用性能并阐述材料结构和性能之间的关联,具有明显的交叉学科和应用型学科的性质。掌握材料相关的知识,并在实际中将其运用,是材料化学专业区别于其他专业的最显著特点。材料的合成、表征、性质及性能是现代材料研究的四要素,而其中材料的合成是其他三个要素的基础。实际上,四大基础化学中(无机、有机、分析、物化)已经包含了材料合成的基本化学反应原理,同时对材料的一些表征方法也有所阐述(红外,拉曼等)。但是,学生在自己的思维中并没有,或者是很难将其与材料的合成和表征相联系。所以有必要设立一门课程将这些知识明晰化,与材料的合成和表征联系起来。尽管一些院校设置了材料化学相关的试验,但是由于缺少相关的材料合成或表征的基础知识,学生对实验的本质知之甚少,从而效果不是很理想。所以设立一门课程,将材料合成的具体方法及其表征的内涵进行详细的介绍,并与学科前沿相结合,是提高材料化学学生素质的必要方法。国家间竞争的本质就是人才的竞争,提高学生的竞争力,培养创新型人才就是我国高等教育面临的最紧迫的任务。基于上述观点,为更好的提升我校材料化学专业本科生在材料方面系统的知识和把握学科前沿的能力,结合我校在化学和材料科研方面的特点及本人十余年科研的经验,我们设立了材料合成化学这门课程,以四大化学知识为基础,使学生掌握材料合成的基本方法和基本原理;以前沿科学研究为引导,结合国际上材料合成的最新科研进展,加深学生对知识的认识并激发他们的科研兴趣。这样,一方面可强化学生的基本化学知识,懂得学以致用,另一方面带领学生紧跟材料发展方向,突出材料化学的特点,形成依托学科前沿的研究式为主的教学方式。
该课程贯穿三个主旨,一个系统性,在学习新知识(材料合成方法及相关的表征)的同时,巩固并加深学生对化学基础知识的理解和掌握。使学生在学习完无机化学、结构化学、物理化学以及其它前导课的理论课及实验课的基础上,进一步学习(纳米)材料合成方面的相关理论及实践知识,突出材料化学的特色。通过该课程的学习,使学生对功能材料及纳米材料的发展历史,功能材料及纳米材料的制备方法及基本原理有深刻的理解和认识。促使学生将所学的化学的基本理论知识与材料的合成有机结合起来,使其认识到纳米材料合成科学研究“神奇”背后的“普通”一面,培养学生在材料合成方面独立思考和创新能力。另一方面是前沿性,使学生追踪和了解材料合成最前沿的东西。有针对性讲解科研文献的基本知识及检索的基本方法,使学生掌握追踪国际前沿和把握科研动态的基本能力。同时,针对前沿科研文献大多为英语撰写的特点,在授课中采用直接介绍英文文献中原始合成方法的手段,提高学生阅读英文专业资料的能力。也可通过翻译、解释一些文章的题目,来逐渐提高学生的专业英文理解能力。此外,授课教师结合自己的科研方向和学科发展前沿,有针对性的讲授一些学科前沿最新材料合成发展及动态。最后,是互动性,上课时候采取提问和讨论的方式随时与学生互动,加深学生对知识的理解。并通过给学生设立专题作业的方法,让学生自己整理并讲授某些材料的合成方法,加深学生对材料合成方法认识的同时也提高学生本身能力,培养学生的综合创新能力。考试结果指出,学生对材料合成方法,表征都有很好的把握,尤其是可以对指定的材料给出一些基于基本学反应原理的合成方法。同时,对材料相关的英语文献的相关部分也有很好的理解(正确的翻译)。
依托功能无机材料化学教育部重点实验室、光电与能源环境材料省级重点实验室,我院教师在纳米碳基材料(石墨烯材料,碳纳米管材料、碳基复合材料)、半导体光电转换材料、半导体光催化材料(TiO2,ZnO等)、化学传感器材料等方面的研究已经达到了国际前沿水平,为学生进行前沿科学研究提供了很好的平台。同时,功能无机材料化学教育部重点实验室的绝大多数老师都是国家自然科学基金项目的项目主持人,这些为给学生开展实验提供了资金保证。学生在学习材料合成化学课程知识的同时,可以结合自己的兴趣进入实验室,选择合适的老师进行材料的合成相关研究,根据每一位指导教师的研究方向和课题并结合学生自己的兴趣,设计和执行实验方案,加深对知识的把握并进一步接触学科前沿。跟随研究方向的发展,授课内容每年即会调整更新,让学生始终能跟踪材料合成及相关表征和应用的前沿方向,体会到创新的乐趣,增加科研创新的积极性。同时,在授课过程中,可以随时穿插介绍一些化学学院相关老师的科研方向,引导一些有兴趣,有时间和精力的同学,到教师的科研实验室,在相关教师的指导下,进行相关科学探索研究,为他们日后发展打下基础。
参考文献
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1.1学生无机化学基础差,缺乏学好无机化学的信心
随着高中毕业生的减少和本科院校的扩招,使得大专院校的招生录取线一降再降,如湖南高职高专录取总分由2008年文史330分,理工270分,到2013年的文、理皆200分,只要是从事过高中教育或大学教育的人都知道,高考200分学生的基础是怎样的薄;加上大专院校招生的学生中,大多数来自文科毕业生,如我校药学专业的文科生比例为69%,无机化学的知识基础可想而之。这一点,学生自己也有自知之明,52%认为自己的化学非常差,根本没入门。在2012年和2013年新生的入学无机化学基础知识考查中也证实,有11%的学生不能完整地写出原子序数1~20号的元素名称、符号,约78%的学生不会计算常见化合物中元素的化合价,约43%的学生不能完整地写出常见的物质名称或化学式。由于学生高中化学底子非常薄弱,30%的学生对学好无机化学没有信心,特别是部分来自文科毕业的学生,认为自己本来就因为化学不好才选择读了文科,加上高三没有学化学,存在畏难的先入为主的心理;另有10%的学生有观望的心理,没有十足的信心学好无机化学。
1.2没有养成良好的学习习惯,学习缺乏主动性
由于受传统教育影响,多数教师及学生缺乏对自主学习能力培养的意识,或者由于在中小学期间没有养成良好的学习习惯,学习方法不恰当,从而对学习失去兴趣,缺乏意志力,在日常艰苦的学习过程中,学习缺乏信心,遇到难题容易退缩,对老师布置的任务存在敷衍应付现象。就学生来说,普遍缺乏自主学习的主动性,学习上的事情习惯让老师包办,23%的学生上课依赖教师的讲解,希望老师多讲练习,课后被动应付老师布置的作业,在自主学习课外知识、发展兴趣、培养能力、进行科学研究等方面自主性差,意识淡薄[1]。
1.3学生对课堂教学提出了更高的要求
近几年来为了适应高等教育的发展,人才培养方案中加大了实践技能课程和课时的比重,相应的理论课学时数有所减少。如何在规定的学时内将课程内容完成,是理论课老师遇到的新问题。然而在调查问卷中显示,大部分学生希望老师授课时以专业相关的知识为基础,多理论联系实际,拓展知识面,复习基础知识的同时加深内容的讲解及课后习题的分析讲解;学生也希望老师教学语言幽默、课堂气氛带有“娱乐性”。如果真按学生所要求的那样授课,授课的课时数要增加很多,这样与基础课时减少存在矛盾,同时也要求授课老师本人的知识面更广、授课技能的更高。
2、困境中看到的希望
挖掘学生的潜力、发现学生的闪光点、寻找成功的希望,是我们每一位从事教育的人必需思考的问题。从调查问卷得知,99%的学生认为无机化学对以后的专业课有帮助,也就说明学生能正确认识无机化学这门课程的重要性。对有明确学习目标的学生,可以根据学生的自身的特点,采取一定的方式,有目的培养和提高他们的学习能力,使其在学习过程中对新知识的掌握来提高完成任务的能力。通过高中三年的学习,大专学生已经具备一定的自学能力、概括能力、语言表达能力及文字表达能力,并且96%的学生表示愿意利用课余时间相互学习、取长补短、共同进步。大一新生都有一定化学基础,如能够辨认一些最基本的化学符号及名称,也了解部分化学概念及生活化学知识,学生能够看懂化学知识应用的文字介绍。对于简单的基础知识的练习部分,学生可以单独自学完成。网络为学生提供了拓展视野的平台。在信息时代,网络已成为人们获取知识、信息和培养能力的一个重要途径。目前网络教育得到了迅速发展,出现了大量的电子教材及各种形式的网校和许多专业网站、网络课程。网络具有传递信息快、容量大的功能,可以给学生提供大量的感性材料。学生可以不再受到时间和空间的限制,通过网络搜索,快速找到自己所需要的内容或资料,不仅可以培养学生的自主学习能力,还可为“终身学习”打好基础[2]。
3、对策研究
随着我国高等教育的跨越式发展,高等教育规模的迅速扩大,大专新生素质不断下降已成为不争的事实,改变教学观念、改进教学方法、提高教学质量、培养出顺应时代的发展所需要的人才,既是社会快速发展的需要、学生自身发展的内在要求,也是每一位大专院校的教育工作者一直探寻的主题。
3.1建立课外学习小组,相互学习与自主学习相结合,取长补短
拥有自学能力,不仅是学生在校顺利完成学业的重要保证,而且更是学生将来入身社会的自立之本,他们能够面对日趋复杂和竞争激烈的社会形势,不断汲取日益膨胀的科学文化知识,以适应职业更高的要求和生存更好的需要。采取建立课外学习小组的形式,其具体组织形式如下:以课代表为中心,7~8人为一组,根据自愿原则,选一位工作热心的、化学基础相对较好的为组长,组长负责组员平时作业的收发和批阅,将作业情况、存在的问题及需要老师回答的问题集中到课代表处,课代表在每次课上课前传达给授课老师。对于典型及普遍存在的问题,老师在上课时集中回答。对于个别的、简单的问题,利用课余时间,以组为单位,组内相互讨论、相互学习、自行解决。如常见物质的命名、化学式的书写、化合价的标定、溶解性、电离方程式的书写等必需掌握的、最基本的、化学知识。建立课外学习小组,将相互学习与自主学习相结合的方式是大专学生培养自主学习能力、填补基础知识空缺的一种有效方式。这种方式可在一定程度上减少上课复习基础知识的时间,给学生创造了更多交流和相互学习的机会,有利于增强学生之间的感情和班级凝聚力,提高学生发现问题和处理问题的能力。
3.2课外化学知识的查找,编写化学小论文,提高学生学习无机化学的兴趣
课堂的时间是有限的,老师教给学生的知识也是有限。作为大学教育,除了专业知识的传授以外,另外一个任务就是教会学生利用现代科学手段,在海量的知识中收集所需要的知识,将知识消化后为己所用。这种有目的收集知识、整理知识、运用知识的能力需在老师的引领下,学生在亲身实践中慢慢获得。老师给定一定的范围或方向,学生通过网络搜索或查看相关书籍,然后将获得的化学知识进行归纳,编写化学小论文。化学小论文的题材有很多,如环保方向的“绿色食品”、“环保冰箱”、“绿色涂料”,“污水处理”、“洁净煤技术”,能源方向的“太阳能电池”、“风力发电”、“锂电池”,又如材料方面的“纳米材料”、“防水材料”等。通过化学化学小论文的编写,不仅提高了学生搜寻知识的能力、开阔了学生的视野、充实了学生的课余生活,还可提高学生学习化学的兴趣。
3.3精心安排教学内容,采用多种教学方法,灵活运用教学手段,提高课堂教学效率和教学质量
从教学内容上,教师本着提高学生兴趣,提高教与学的效率的原则,采取基础知识过关抽查、重点细讲、难点精讲、知识点归纳,简单易懂的知识放到专题自学和无机化学小论文的编写中。比如氧化还原反应与电极电势一章中,课前给出自学提纲,学生通过自学后完成指定的练习,上课开始时通过随机抽查的方式了解学生掌握情况,上课主要讲授化学方程式的配平、电极电势的计算及应用。课后引导学生查阅相关资料,了解生活中的氧化还原反应的现象,如充电电池、铁生锈、塑料老化等。从教学方法上,增加诱导式、探究式、问题式、讨论式、娱导式教学的比例,尽可能把教学内容与生活相关知识贯穿在由问题组成的、相互关联的知识框架中,师生在不断发现问题、解决问题过程中回顾旧知识,接触新知识,从而学生的问题意识和解决问题的能力得到提高[3]。如在讲反应热时,可由生活中的“暖宝宝”引入,诱导学生思考产生热的原因,然后引出反应热的相关概念、热化学方程式的书写及计算等。从教学手段上,根据教学内容,将多媒体教学与适当板书有效结合,提高教学效率。多媒体教学能使一些在传统教学手段下很难表达的内容形象、生动、直观地显示出来;能节约板书时间,提供图文声像并茂的多种感官综合刺激,激发学生的学习兴趣,从而提高教学效率[4]。如杂化轨道的形成过程及空间形状,碱金属的焰色反应等。遇到有关计算公式的推导和知识的归纳时,运用边讲解边板书更有利于学生的思维。如缓冲溶液pH值的计算公式的推导、电极电势的计算等。
4、结语
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)09-0179-01
有机化学是药物制剂专业学生必修的专业基础课。其学习的好坏不仅影响能力的培养,而且将直接关系到后续的专业课如药物化学、药物分析、药剂学、生物药剂学等的学习。由于专业基础课的教学任务是为专业服务的特点,所以有机化学教材的编排特点是以必需、够用、适度为原则,重视基础知识、基本理论、基本操作技能训练和有机化学与医药学的联系[1]。反应到教学实践上,在重视基础知识、基本理论、基本操作技能训练的基础上,有机化学教学还应注重学生能力的培养,在教学方法和手段上寻求多样性和有效性,在教学内容上体现一定的广度性、深度性、实用性和趣味性。本文结合笔者多年的有机化学教学实践,对如何提高有机化学的教学效果作一些探讨。
1.有机化学教学现状及存在的问题
有机化学教学大纲规定了该课程的地位和性质,同时也明确了该课程的主要任务是:掌握各类有机化合物的结构、命名、官能团之间的相互转化及其规律、立体化学特征和主要的化学性质;熟悉典型的有机反应和反应历程;了解各类代表性有机化合物及其应用;实验课要求掌握有机化学基本操作技能,官能团的性质和典型的有机反应,熟悉常规仪器的使用。在实际教学中,不管是理论课还是实验课,教师的教学都紧扣大纲,注重基础知识教学的基础上重视学生能力的培养,取得了一定的效果,但也存在一些问题和不足。目前我校药剂专业学生中有一半以上的学生是文科生,底子薄,基础知识缺乏,基本概念、基本知识的理解和掌握能力弱,这给教学带来了极大的挑战:在教学中既要保证多数人听得懂,听得轻松有趣,又得兼顾不同学习基础、学习兴趣的同学,所以,必须从教学内容设计,教学方法和手段等各方面狠下工夫,提高教学效果。另一方面,也存在部分学生对本学科的重视程度不够,所以,教师在强调本学科的重要性之外,还需开发本学科的趣味性、专业相关性以及增强学生学习的自信心。
2.有机化学教学改革内容
2.1 注重教学方法的研究。在教学内容确定的前提下,如何把知识高效的传授给学生,除了需要教师的激情、热情,对学生的了解、对教学内容的熟练把握之外,更重要的是需要恰当的教学方法。我们可以将知识分成记忆、理解记忆、理解、探索性等几个不同层次,对于不同层次的知识,我们可以采用不同的教学方法,当然,同一个知识到底属于哪个层次,可能会应人而异,教师在教学时应充分认识到这一点。对有机化学而言,其知识多数属于理解记忆,还有一些内容是偏探索性的,需要一些练习来加强理解、提高能力、检验自己的。对于纯记忆的内容,教师可以采用编段子、打比喻、类比等方法来帮助记忆;对于抽象的、需理解记忆的内容,教师可以采用模型、图表、动画、比喻等直观的东西帮助学生理解,如在讲立体异构,分子结构时,学生往往感觉很抽象难以理解,这时,实物模型就能起到很好的效果;而如果是因为学生缺乏某些知识而造成的理解困难,教师还应帮助他们复习,包括复习内容、复习方法等。
2.2 按照教学大纲要求,合理选择教学内容,精心制作PPT[2]。教学内容是一堂课的关键,没有好的教学内容,就相当于没有了灵魂,再好的手段也没有用,所以,一定要精心设计教学内容,然后用一种好的方法把它呈现出来。我们根据药剂专业学生的专业特点,遇到与药剂学,药物分析等专业相关的知识时,我们可以多介绍一些,以提高他们的学习兴趣,这就要求教师对他们专业课中的与有机化学相关的内容相当熟悉。考虑到文科学生的特点,对于他们可能难以理解的内容,教师要及时的发现并添加一些相关的复习内容。此外,还可以添加一些趣味性的东西,如小实验、小应用、小案例、小幽默等,可以起到启发学生,活跃课堂气氛的效果。总之,教学内容是一个很广的东西,我们不能只局限在书本上,而应跟据学生实际、教学大纲等精心设计,不断完善。
2.3重视学习能力和学习兴趣的培养。刚入校门的新生的学习习惯往往还停留在拿来主义,即教师教给他们什么,他们就学习什么,教师教会了他们什么,他们就学会了什么,而缺乏主动学习知识的习惯和能力。有机化学作为大一新生的一门基础课当然也承担着学生良好学习习惯培养的任务。在教学实践中,教师可以有意识的设计一些诸如案例式的教学方法,以学生主动获取知识为主,然后讨论,检验学习效果,既培养了学习习惯、学习能力,又提高了学习兴趣和学习的成就感,具有较好的效果。
2.4注重开发网络教学平台[3]。大学生对知识如饥似渴,他们对知识的需求不应只局限在课本中。虽然现在的学生可以在互联网上获取更多的知识,但对学习内容的选择上,他们是茫然的。我们可以充分利用学校的网络平台,教师根据学生实际精心选择学习内容、设计学习形式放到网络上,让学生根据自身实际、学习兴趣自主选择学习内容,既锻炼了学生的学习能力,学习兴趣,学习成就感,又扩大了学习的视野,具有较好的效果。
关键词:化学;本科教学;生物化学;课程设计
随着科技发展的进步,科学观念的更新,知识的融合,学科之间的划分没以前那么明显,多学科之间的交叉和渗透的趋势越发的明显。生物化学是一门涉及知识范围广,理论性很强的学科,也是生命科学领域的重要基础学科,其理论和技术已渗透到非医学的很多重要领域。在生物学和化学联系日益紧密的今天,很多非医学院校的化学系专业没能开设生物化学课程,一定程度上限制了学生的认知和发展的空间,使很多学生毕业后的实际工作适应能力遇到严峻挑战,本文就非医学院校化学专业学生开设生物课程的必要性做一浅谈[1-2]。
1通过生物化学课程的学习,提高学生对化学专业的学习兴趣
生物化学的主要任务是研究生物的化学组成,探讨蛋白质、糖、脂肪三大生命元素的结构和其在生命过程中的各种化学变化,从分子水平解释生命科学的现象。从早期对生物大体组成的研究,进展到如今通过对分子结构的精细研究。目前,生物化学的研究方法学上主要依赖于分子生物学和化学。在化学方面,应用光谱技术分析生命物质的结构,同位素标记技术标记不同生物,同通过X射线衍射技术观察生命的组成,通过化学分离的技术对重要的生物分子进行分析来说明生物大分子特定的结构与功能的多样性的关系,通过对生物结构和功能的研究,揭示生物体物质代谢、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等生命的奥秘中的化学变化。使学生在化学专业基础上通过生物化学的课程,认识化学领域在生命科学中的重要性和应用,提高了学生学习化学专业知识的积极性和乐趣。
2通过生物化学课程的学习,拓展学生的知识系统
生命活动的本质就是生物分子在机体进行的一系列化学反应,从化学元素到分子物质的化学组成,再到生命活动进行的化学反应。生物化学课程中,学生能认识到的生物分子的不同化学组成会有特定的生理功能,C、N和O等元素的相同的组成成分但不同化学结构会有截然不同的生理效果。相同的化学基团与其他元素组成不同的生物分子,亦能显示出相同化学基团的功能,蛋白激酶通过磷酸化的化学反应才会有酶的活性,去磷酸化会功能沉默。由多羟基醛或多羟基酮及其衍生物组成的糖类物质,有些能直接提供能量,而有些通过糖原储存能量。同是脂类油性物质的脂肪,有的化学结构特点决定了其在特定环境下能够通过化学反应转变为糖类物质,有些化学结构使其具有存储、和保温的功能。学生通过生物化学课程的学习,不但认识到物质组成性质和结构的变化规律,亦能了解生命机体内物质的结构性质和变化对机体的意义,加深学生对结构与功能统一性和特殊性的认识,拓展学生的知识系统。通过生物化学课程的学习,启发化学专业学生对生命科学研究的思路。近年来逐渐兴起一门学科叫化学生物学,是通过化学的理论和方法研究生命的现象、生命过程的化学基础。以生物无机化学、生物分析化学、生物有机化学、生物化学、化学信息学、生物物理化学和仿生高分子材料为研究方向、发展方向,探索和调整生命机体过程的途径和机理,为新的化学药物的发现提供必要的理论证据,化学生物学使用小分子作为工具解决生物学的问题,正在由化学分子学、化学遗传学而且向化学基因组学的方向扩展,构成了现代生物学与遗传学的重要技术基础[1-3]。
3通过生物化学课程的学习,拓展化学生毕业后就业渠道
化学专业的学生毕业后很多都是从事农业、牧业、医疗、环保或食品营养等相关行业,这些行业不仅要求从业者有牢固的有机化学、无机化学等化学基础知识,还要求从业者掌握和懂得生物化学方面的知识。很多化学专业的科研工作者亦经常碰到与生物知识有关的化学问题,毕业后还得花费大量的精力和时间补充生物化学方面的知识。通过化学专业设置生物化学课程知识,培养厚基础、宽口径的化学专业毕业生,让学生在化学专业原有的基础上掌握基本的生物学知识,具有坚实的化学与生物学基础知识和较广泛的化学生物学交叉领域的知识,具有熟练的化学与相关生物学实验技能,创新意识强,综合素质高,能成为在化学生物学、化学、生命、医药、材料、化工、环保等相关领域从事教学、科研、技术开发及管理工作的复合型应用人才[2,4]。遗憾的是化学专业开设生物化学课程的难度和教材皆不尽如人意,生物化学是涉及知识范围广的学科,教材主要针对生物学或医学专业的学生,因此花费过多的篇幅介绍相关的基本化学知识,容易使化学专业学生失去学习的兴趣,而且教材生物学知识的起点较高,化学专业学生对体内代谢等缺乏系统的掌握和了解,导致化学专业学生出现知其然,不知其所以然的情况,这样的学习失去了生命科学的特色,学生的收获也会不大[1,6]。因此适合化学专业学生学习生物化学课程教学内容的构建显得很重要。
3.1教学形式和方法上要灵活
科学选择教学方法,巧妙灵活应用各种教学手段,开展讨论式、提问等互动式教学,启发学生的思维,激发学生课堂的主动性。利用生物信息学网站提供的一些类似于DNA复制、转录和翻译过程中的动画和蛋白及核酸等分子的三维结构的生物大分子物质图等方式,增强学生的感官认识和学习兴趣,提高学生学习的乐趣性。利用多媒体教学采用纲要信息图表法出示比原有知识更为简洁的纲要信号,以简化信息,提高学生认知的清晰度,唤起学生对旧知识的回忆,提高学生思维敏捷性。教学时通过一些具体的有代表性的例子让学生更容易接受,例如在讲糖代谢和三羧酸循环时联系我们日常的糖尿病患者,因其胰岛素不足或发生胰岛素抵抗,糖原转化功能受诉,导致血糖的升高,把复杂的知识生活化,不但能吸引学生的注意力,还能提高学生物的学习热情。
3.2教学内容上要适宜
生物化学教学内容上对化学专业已经学过的糖、蛋白质和脂类结构等内容上简单性回顾精讲适宜,不宜花很多篇幅和时间。增加生物学基础知识,如细胞结构,细胞器的功能等内容,让化学专业学生打好学生物化学的基础知识,提高学生的积极性。在机体生物转化和规律,分子结构与功能的关系等内容要循序渐进,让学生与原有化学专业的知识体系衔接,在突出生物性的前提下,将庞杂的知识点分成难、中、易三个等级,因人制宜,根据不同学生的学习和接受能力不同区别对待,使生物化学课程的教学内容能够适应药学专业学生的学习和接受能力。化学专业开设生物化学课程是知识交叉、学科渗透的科技时代要求,是培养具有创新意识、综合素质高的复合型化学人才的社会需求,是化学专业学生毕业后从事工作的迫切需求。但是,对化学专业学生开设生物化学课程的授课方法和讲授内容上还必须不断的研究,使这门课程的教学体系设计能够符合化学专业的实际还需要我们进一步探索。
参考文献
[1]聂俊琦.化学专业开设生物化学课程的教学初探[J].广东化工,2014(22):150,161.
[2]苏欣.浅谈高职院校生物化学精品课程建设[J].才智,2015(30):151.
[3]唐咏.谈基础生物化学教学的体会[J].高等农业教育,1992(4):44-45.
关键词:化学环境工程 教学方法
前言:我校环境工程专业从99级开始开设环境化学课程,课程的性质由最初的专业选修课(环境工程专业99级到2004级)改为必修的专业基础课程,明确了环境化学课程在环境工程专业教学中的地位和重要性。由于环境化学课程内容多,学时少(32学时),在有限的学时内要想使学生灵活地掌握环境化学的基础知识并获得运用基础知识分析、解决实际环境问题的能力,就必须进行环境化学课程教学改革。本文就环境工程专业环境化学课程教学方法,谈谈自己的看法和体会。
一、突出环境化学与其它化学课程的差别,合理地安排教学内容
环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的,以化学物质在环境中出现引起的环境问题为研究对象,以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。环境化学教材中几乎所有的环境问题都涉及化学知识,但是由于环境化学所研究的环境本身是一个多因素的开放体系,变量多、条件较复杂,环境化学并不是化学知识的简单运用,它与其他化学课程是有差别的,如果把环境化学仍然作为化学来学习,将失去环境化学的特色。因而,在授课时,以环境问题为突破口,以化学知识为基础,将正确认识环境污染与化学之间的关系作为重点,以如何解决相关的环境问题为目标,合理地安排教学内容,并注意充分利用多学科知识来讲好有关内容,不断提高教学质量。如讲授大气环境化学一章时,对于大气污染物种类及其来源、自由基反应等在环境保护概论和物理化学中已学过的内容可以让学生自学,对于大气中自由基产生、大气中硫氧化物、氮氧化物和碳氢化合物的转化等基础化学知识要精讲,授课的重点是利用硫氧化物、氮氧化物和碳氢化合物的转化等基础化学知识来解释硫酸烟雾、(光化学烟雾)、酸雨等环境问题的形成机理,目的是让学生掌握大气环境问题防治的方法和措施。
二、根据环境工程专业培养目标,选用适合的教材
目前出版的环境化学教材类型很多,主要有高等学校教材、高等学校教学参考书、环境科学基本知识丛书、发展战略调研报告等。环境化学教材的编写和出版主要针对高校群体,以高校学生为主体。环境化学教材编排体系主要有四种类型:① 以环境化学的研究内涵为主要编排体系,主要有戴树桂主编的《环境化学》(高教出版社,2006年)和何燧源等主编的《环境化学》(华东理工大学出版社,2005年)。②以大气环境、水环境、土壤环境和生态环境为序,对环境化学进行编排,这也是环境化学最为普遍的编排体系。主要代表有刘绮主编的《环境化学》(化学工业出版社,2004年)。③ 以环境分析化学、环境污染化学和环境工程化学等环境化学分支来编排,主要代表是王晓蓉编著的《环境化学》(南京大学出版社,1990年)。④ 以环境化学所涉及的化学过程为序编排,主要有邓南圣等编著的《环境化学教程》(武汉大学出版社,2006年)。我校环境工程专业的培养目标是培养能在政府部门、规划部门、环保部门、工矿企业、科研单位和高等院校等从事规划设计、施丁、管理、教育和研究开发等方面的环境工程学科高级工程技术人才,环境化学课程学习不仅要满足学生日后从事环境工程专业工作的基础知识的需要,还要最重要是培养学生分析、解决实际环境问题的能力,戴树桂等主编的《环境化学》教材由于内容全面、更新及时,而且编排更符合于本专业教学目标,所以选用戴树桂等主编的《环境化学》作为教材,同时老师在3.充分发挥教师主导和学生主体作用,提高教学质量
教学方法是教师教法和学生学法的有机结合。传统的教学方法注重教师的教忽略了学生的学,注重系统理论知识的传授,而忽视了学生能力的培养。所以,无论采用什么样的教法,学生主体的反馈都没有体现出来,教法的优越性也未见奇效。互动式教学法由于能充分发挥教师和学生双方的主观能动性,能激发学生的学习积极性,提高学生分析和解决问题的能力,能够教学相长,能够提高教学质量,能使教与学得到有机统一,而被引入课堂教学中,同时也是教学改革的需要日。教学过程中,教师是主导,学生是主体。教师的主导作用重在“精讲”和“导思”上.“精讲”即教师对内容的重点、难点、疑点进行剖析,起到画龙点睛的作用,“导思”即精心设计问题,为学生创造条件和提供好的途径,引导、激励学生主动参加到教学中来,真正发挥学生的主体作用,激发学生学习的积极性和创造性。学生的主体性活动指学生发挥能动性,进行自主学习、合作学习和探究性学习的行为等。根据不同的教学目标和教学要求,考虑到学生的具体情况,采用灵活多样的互动式教学方式如启发式教学方法、问题教学法和案例教学法,丰富了课堂内容,活跃了课堂气氛,提高了教学效果。
三、结语
课程的教学改革是教法和学法的结合,而且学法是教法的基础 。所以首先,学生自身要养成自主学习、合作学习的方法,养成课前要预习的习惯,而不要抱着“老师在课堂上会讲的”这样的想法,而且要主动参与到课堂教学讨论中。课堂教学由教师为中心转换以学生发展需要为中心,教师是为课堂的组织者、主导者、学生创造学习过程中的助学者,要给学生提供更多参与课堂教学的机会和途径。
参考文献
[1] 黄树辉.问题教学法在环境化学教学中的运用[J].检验医学教育,2008,15(3):15―16
作者:吴跃辉 熊联明 刘元隆 单位:南昌航空大学环境与化学工程学院
作为江西省属航空高等院校,南昌航空大学考虑到学校长远发展需要和服务地方经济、服务航空工业的原则,申报了材料化学专业[2]。如何使我校材料化学专业的本科毕业生受到社会欢迎,专业定位显得非常重要。我校材料化学专业建设和学科发展,具有多方面的有利条件[3]。所依托的环境工程学科是江西省重点学科,所依托的科研平台有江西环境污染监测控制与生态修复省级重点实验室。我校建设材料化学专业有利于服务地方优势产业和矿藏资源开发。我省是国家重要航空产业研发和生产基地,如拥有洪都航空工业集团、昌河飞机工业集团两个大型航空工业骨干企业和一个中外合资民营航空企业———九江红鹰飞机制造有限公司;还拥有650飞机设计所、602直升机设计所及南昌航空大学等科研院所和试验基地。去年上半年,江西省航空工业完成工业总产值37亿元,工业增加值6亿元,销售收入27.3亿元。同时,江西稀土资源储量十分丰富,中重型离子稀土保有储量230万吨,远景储量940万吨,占我国离子型稀土资源储量的35%至40%,储量居全国第一。但我省稀土产品结构不合理,以稀土化合物、稀土金属为主,稀土新材料及应用产品则相对较少。在稀土资源应用方面,拥有自主知识产权的技术和产品相对很少。因此,要把我省在单一稀土和功能材料方面生产大省转变为稀土产业强省,必须加强江西省属高校材料化学专业人才培养。
另外,我省光伏产业有了较大发展。如江西赛维LDK项目通过引进资金和技术,已形成了年产200兆瓦的多晶硅锭片生产能力,使我省在多晶硅铸锭和切片这一产业链中走在全国前列。抚州格美多晶硅锭片项目也正在实施和洽谈,高纯硅料项目已经吸引了金沙江风投、中芯国际等大公司的进入。作为硅材料主要原料,我省粉石英资源非常丰富,已探明保有储量近2000万吨,居全国首位。总之,我校材料化学专业定位于环境材料方向、稀土材料方向、光伏材料方向。注重通才教学,并将航空环保理念渗透到教学全过程,增强学生的航空环保意识。毕业生既能服务地方经济建设[4],又能服务航空国防工业。
我校材料化学本科专业培养方案体现理论教学与实践训练相结合的人才培养模式,实行“2+1+1”培养方案,即约2年的基础理论与基本技能培养,1年的专业理论与专业技能培养,1年的创新实践能力培养。通过理论教学,使学生掌握材料化学的基本理论、基本知识和创新思维方法;通过实践教学,使学生受到实验操作技能、创新实践能力等方面的训练[5]。在人才培养过程中,既考虑到材料科学学科本身的体系,又兼顾到我省地方经济和航空工业对材料化学专业人才的需要。目前材料化学专业构建了以公共必修课、学科基础必修课、专业选修课、全校综合教育任选课有机结合的课程体系结构,使学生具备获取知识的能力和专业创新能力。
学科基础必修课材料化学是从化学的角度研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学,作为材料化学专业的学生,必须具有厚实的化学理论基础,因此学科基础必修课除高等数学、大学物理和电工电子技术以外,重点打牢化学理论基础。开设了四大基础化学理论和相应的实验课程,但侧重点与化学专业不同,其中无机化学和分析化学合并为无机及化学分析。在材料方面的基础课程中,设置了材料科学导论、仪器分析、化工制图、化工原理、基础化学实验这几门基本课程,注重与航空大材料的联系。
专业选修课在四年制大学本科教育体制中,为学生构筑材料科学的相关理论基础是可能的,让他们掌握所有类型材料的特性及相关科学问题却是不现实的,无论从时间、精力还是教学资源讲均是难以实现的。但材料学科中一些基本理论和研究方法只有在对具体材料的具体研究中才能得到深化,因此我们在培养计划的设计中设定了三个方向,使学生在某一具体材料学习和研究中,深化材料基础知识。同时,这种方向性设置,使专业教育发展与社会需求相衔接。所以,我们把专业选修课分为五模块,即专业限选课、环境材料方向选修课光伏材料方向选修课、稀土材料方向选修课、和专业拓展任选课。专业限选课重点反映用化学的方法合成和制备生态适应性新材料的专业特色,专业拓展任选课主要为学生了解材料化学的理论前沿、应用前景和最新发展动态、材料科学与工程产业的发展状况以及相近专业基础知识而设置。如在专业拓展任选课中设置的“航空航天材料”课程主要介绍航空航天材料理论、航空材料加工工艺和材料性能测试与无损检测技术等基础知识[6]。
材料化学专业作为材料科学和化学交叉学科专业正处在不断的发展之中。航空类地方高校肩负着为所属地区经济建设和航空国防输送人才的重任。因此,我们在教学计划制定过程中强化了与我省社会经济、航空国防的联系,主要表现为专业选修课程和专业拓展任选课依据我省社会经济、航空国防的需求而设置。立足地方,服务航空,是航空类地方高校落实科学发展观,促进学校健康、协调、持续发展的重要途径。
针对以上所叙目前广东高考的新变化,即在理科班设置理科基础科目和在文科班设置水平测试科目,侧重的主要是对高中生物基础知识的考查。因此我觉得在学习结束高中生物新课程后,利用合理的时间对高中所学生物基础知识进行分类归纳复习就显得非常有必要了,这种复习应该达到巩固基础知识并能类似的知识点有机地联系起来,从而零碎知识点的有机整合,让学生更好地掌握生物基础知识这一目标。以下我就粗浅地谈谈高中生物学中“链”的基础知识复习。
一、关于肽链的复习
1.肽链的概念
(由多个氨基酸分子脱水缩合而成的,含有多个肽键的化合物,叫多肽)多肽通常呈链状结构,叫做肽链。
2.肽链的基本单位――氨基酸
(1)氨基酸的种类:组成蛋白质的氨基酸约20种,分为人体必需氨基酸和人体非必需氨基酸。
(2)氨基酸的结构通式:(略)
3.肽链的形成
由多个氨基酸分子经脱水缩合而成。
4.肽链中的化学键――肽键
是指肽链中连接两个氨基酸分子的那个键(―CO―NH―)。
5.肽链与蛋白质的关系
肽链通过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
6.与肽链形成相关的计算
在肽链形成过程中,会因脱水缩合失去若干水分子和形成若干的肽键,有公式:脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸总数-肽链数。例如:胰岛素分子有A、B两条肽链,A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸,则胰岛素分子中肽键数目是49个(21+30-2=49)。
二、关于核苷酸链的复习
1. 核苷酸的种类
有两种,即核糖核苷酸和脱氧核苷酸,一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。
2. 核苷酸链的形成
由许多核苷酸通过脱水缩合而成,核苷酸之间通过磷酸二脂键相连接。
3.核苷酸链的种类
有核糖核苷酸链(构成核糖核酸,即RNA,通常是单链)和脱氧核苷酸链(构成脱氧核糖核酸,即DNA,通常是双链)。
4. 核苷酸链形成的相关计算
与肽链形成的计算相似,有公式:脱去的水分子数=磷酸二脂键数=核苷酸总数-核苷酸链条数。(RNA是一条链,DNA是两条链)
三、关于糖链的复习
1. 糖链的基本单位――单糖(这里以葡萄糖为例)。
2.糖链的形成
由许多单糖通过脱水缩合而成(连接两个单糖之间的化学键,课本没有指出来,应该叫苷键),如淀粉、糖原和纤维素都是由许多葡萄糖连接而成的糖链,即多糖。
3. 糖链形成的相关计算
糖链形成过程中也是脱水缩合的,所以有公式:脱去的水分子数=单糖总数-糖链条数。
四、关于食物链的复习
1.食物链的概念
在生态系统中,各种生物之间由于食物关系所建立的一种联系。
2.对食物链的分析
以硅藻小甲壳动物小鱼大鱼这条食物链为例:这条食物链有四个环节,所以有四个营养级,硅藻属于第一营养级,大鱼属于第四营养级,就是说食物链中每个环节就对应一个营养级;这条事物链的消费者有三级,直接以硅藻(生产者)为食的小甲壳动物属于初级消费者,以小甲壳动物为食的小鱼属于次级消费者,大鱼属于三级消费者。食物链再长些也是依此类推。
3.食物链中各种动物所处的营养级不是一成不变的。
4.食物链上一般不超过五个营养级的原因
是由于太阳能通过生产者沿食物链传递几次后就所剩无几了,因此一般食物链都比较短。
5.与食物链相关的计算
由于在生态系统中能量的传递效率一般为10%-20%,因此在计算时要根据实际问题来进行。例如:在食物链硅藻小甲壳动物小鱼大鱼中,若问大鱼体重增加1克,至少小甲克动物多少克?由题意能量传递效率应取20%,其计算的结果是25克(1÷20%÷20%=25);相反地,若问消耗了1000克硅藻,大鱼至少增重多少克?由题意能量传递效率应取10%,其计算的结果是1克(1000×10%×10%×10%=1)。
6.食物链与食物网
许多条食物链相互交错连接成的复杂营养结构,就是食物网。
7. 食物链与食物网在生态系统中的地位
食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。
以上是对高中生物学中有关“链”的知识的复习,提高这种复习,起到了对生物基础知识进行归类整合的效果,达到了使学生更能深刻地理解掌握相关的生物基础知识的目的,应该能够更有效地提高复习的效果。
参考文献
[1]薛金星.十年高考试题全解・生物.北京:北京教育出版社,2003
[2]2009年广东高考考试说明