大學化學論文
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大學化學論文1
摘 要:[摘要] 以高等農業院校本科應用型人才培養為目標,對大學化學實驗課程進行改革。提出了改革教學模式、拓展教學內容、完善評價體系等三個模塊。真正實現了學生為主體,教師為主導,能力為本位的教學目的,有效激發學生學習積極性,提升學生綜合素質,增強學
關鍵詞:大學化學論文
[摘要]以高等農業院校本科應用型人才培養為目標,對大學化學實驗課程進行改革。提出了改革教學模式、拓展教學內容、完善評價體系等三個模塊。真正實現了“學生為主體,教師為主導,能力為本位”的教學目的,有效激發學生學習積極性,提升學生綜合素質,增強學生團隊協作能力,實現終身學習的理念。
[關鍵詞]教學內容;教學模式;評價體系
[中圖分類號]G642[文獻標志碼]A[文章編號]1008-2549(20xx)06-0109-02
東北農業大學化學實驗課主要針對工科學生所設立,是一門重要的公共基礎實驗課。一直以來都存在著學生層次差距較大,實驗內容設置單一,評價體系難以量化,不同層次的學生不能充分發揮自身優勢,學生缺乏課堂參與、討論的機會,難以激發學生的積極性和調動學生的主動性。在理論知識上不求甚解,實驗過程中,遇到特殊現象不主動分析原因,使學生養成被動接受,機械地完成實驗內容。進入21世紀,人才需求的發展趨勢正向知識與能力并重型轉變,變革實驗教學內容與重構大學教學模式和評價體系成為當前亟待解決的問題之一。為了激發學生的學習熱情,開拓學生的創新思路、發展高層次的思維技能、增強解決問題能力、自主學習能力,促進學生相互溝通、團隊相互協作的能力,實現終身學習的理念,需要創立新的多元立體化的教學模式。讓大學化學實驗課教學真正達到以“學生為主體,教師為主導,能力為本位”的教學目的。真正實現由應試教育向素質教育轉化,從以“教”為中心向以“學”為中心轉化,由繼承性學習向創新性學習的教育轉化。
一優化整合實驗內容
傳統的大學化學實驗課程內容設置順序沒有與學生相應理論課內容同步,并且課程內容設置存在知識點重復、內容枯燥,有些實驗內容數十年不變,教材體系明顯不符合化學實驗發展的特點,與高等教育培養具有現代化開拓精神和自主創新人才的戰略目標不相適應。大學化學實驗主要針對大一學生開設,實驗內容首先應從學生實驗基本操作水平出發,循序漸進的提高學生實驗能力,注重個性化、興趣化培養。所以我校在實驗課開課時間略遲于理論課,在操作難度設置上采取階梯式培養。依據“重基礎,強能力,寬專業,高素質”的新時代人才培養目標,大學化學實驗教學體系既要注重規范的實驗基本操作技能,又要吸收專業實驗及科研課題的精華,突出現代化學實驗的特點[1]。在實驗內容方面上首先設置驗證性試驗,例如粗實驗提純、醋酸離解度測定驗證性試驗主要為了培養學生基本操作技能以及培養學生良好的實驗習慣和安全意識,嚴謹、實事求是的科學態度,提高分析、解決問題能力。拓展實驗內容相應提高綜合性實驗和自行設計實驗設置比例,綜合性實驗內容的選擇要立足基礎、貼近實際生產和生活、跟蹤科技前沿、涉及多學科的研究方法,有效提高學生文獻查閱、綜合分析問題等素質。針對授課的對象層次不同,為了讓基礎較好的學生有更大的提升空間,設置了開放實驗,給學生提供寬松的學習環境和實驗條件,實驗內容為老師科研課題或課題相關方向,也可以是老師選擇與日常生活相關的課題,學生通過興趣選擇題目,通過課余時間查閱資料,選擇實驗儀器藥品,確定實驗方法,設計實驗方案,通過興趣化進行實驗,不僅能增進理論知識的學習,提高操作能力,激發創新意識[2],也為將來繼續深入學習,打下了堅實的基礎。
二強化教學模式的改革
1導學-助學-自學的學習模式根據調查將學生按性格、基礎、專長等特點分組,采用2人小組,8人大組的分組方法,教師作為課堂的組織者、引導者,在課前預留結構性問題,以問題為紐帶引導學生進行預習,學生通過查詢網上資源等方法更有效、快速的預習。鼓勵對將進行的實驗細節提出改進,通過組間討論和教師的協助,對可行性改進方面,實際進行操作驗證,這種預習模式能有效地通過預習增強對實驗操作細節的了解,通過驗證促進對實驗內容和原理的理解。而且用小組為單位探討回答老師課前預留的問題,漸進地實施“基于問題導向”的教學模式,可以有效避免學生消極和焦慮情緒,增強學生的學習動機、效能感和團隊協作能力。課堂上教師首先應當創造民主和諧的教學氛圍,給學生預留充足的思考問題和發表見解的時間。引導和協助學生完成實驗,培養學生探索問題、善于發現問題、自主解決問題能力。選取適合的實驗,采用師生互換角色教學模式,學生自主選擇題目,組內根據學生性格、專長選擇收集資料、總結觀點、課堂展示等分工,這種教學模式有效地發展學生個性培養;開展組內討論,增強學生之間團隊合作精神,提高學生總結問題的能力;教師要在此期間,適當地給予指導,促進學生養成“想問、敢問、好問、會問”的習慣[3],培養學生主動積極的問題意識、善于提問的質疑精神及總結歸納知識的能力;課堂上成果展示,組間討論交流,有利于知識體系深入化、系統化、完整化。2.教育技術現代化建設信息科技的迅猛發展,學生學習工具逐漸智能化,為了使教師和學生溝通無極限、無時限,構建多維網絡立體信息交流平臺是大勢所趨,溝通平臺以QQ群和微信群為主要的聯系承載方式,真正的實現了隨時、隨地、隨需的無縫學習。充分利用多媒體的'功能,逐漸提高網絡技術在實驗教學中的應用,增強學生對實驗課程重點和難點知識講解的實效,不斷提高實驗教學的效果。
三完善實驗成績評價體系
目前實驗課成績評價很難量化,實驗課成績評定一直是實驗教學過程的難點。現在教師大多對學生實驗課成績評定主要考察學生對實驗基本操作掌握,實驗報告書寫情況等。但實驗課成績應當體現學生的實驗操作技能、綜合分析能力、自主學習、創新精神、進步程度等方面綜合素質的客觀評價。所以構建評價主體多元化、考核內容多元化、考核方式多元化、科學、完善、公正的化學實驗成績評定體系,可以激發學生主動學習,積極思考改變實驗操作細節提高創新思維,養成良好的科研習慣。我校主要采用定量評價和定性評價相結合,形成性評價與終結性評價相結合、學生自我評價與相互評價相結合、團隊評價和個人評價相結合以及學生在學習過程中的進步記錄,構建大學化學實驗“多元化”教學模式考評體系。教學考評體系力求實現全面性、開放性、公平性的評價標準。具體考察點見表1[4]。1形成性評價考核教師普遍都是通過課前提問形式來考察學生的預習情況,但課前提問只針對少部分的學生,學生會心存僥幸不重視預習,我校主要通過預習報告來檢驗學生課前準備情況,這種形式具有普遍性,而且學生可以通過多種方式提出改進實驗操作細節的建議檢驗預習情況。2實驗基本操作能力考核容量瓶、移液管、滴定管的使用等基本操作及典型有機化學合成裝置的搭制用操作考核制來檢驗,對學生逐個進行考核打分,既可以量化學生成績,又起到了督促學生規范化基本操作的作用。3綜合素質考核綜合設計性實驗考查,由學生自己設計實驗方案,選取測定方法,根據所得數據分析數據的可靠性。有效地體現出學生獨立應對問題、分析問題與解決問題的能力及總結寫作的水平。4化學實驗理論知識考核為了彌補實驗考核及課堂上無法體現的操作之外其他相關知識點,我們有針對性地設計并制作了化學實驗網上考試系統。利用自主開發的網上實驗考試系統進行實驗理論知識考核。學生通過考試系統可隨機抽取客觀題,由計算機系統直接批閱,主觀題教師在線批閱試卷。系統根據班級章節題型難易度進行統計分析,幫助教師了解學生知識的掌握情況[5]。總之,培養創新的實驗人才是現代高校化學實驗教學改革的重要目標之一,構建多層次的創新實驗教學體系是完成目標的有效途徑。大學化學實驗課通過優化實驗內容,教學模式多樣化,完善試驗考核體系,有效地提高了學生的科研素質、實驗技能和創新能力。大學化學實驗教學改革是是全面實施素質教育的需要,為培養創新型人才發揮了很大作用。
參考文獻
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大學化學論文2
教學資源的全面信息化歸根到底是教育信息化的外在推動力,教學資源建設是關系教育信息化發展的一項重要內容,是需要長期建設與維護的系統工程。在知識經濟和網絡環境下,教學資源的開發和利用日益受到重視。然而,我國大學化學基礎課程教學資源的建設存在很多問題,諸如資源內容凌亂、重復建設等。雖然目前已有以具有學科優勢的高校為龍頭,其他具有資源優勢的院校協作共建、分工負責的模式進行資源建設,但是依然存在共享性差、利用率低等問題。如何促進大學化學基礎課程教學資源建設的可持續發展,已成為教學資源建設中不得不思考的問題。
文中“教學資源”主要是指為支持教與學而設計的軟件資源,是為教與學服務的信息資源,不涉及硬件和人力等資源。
一、大學化學課程教學資源建設中存在的主要問題
(一)缺乏統籌規劃,重復建設
我國大學化學基礎課程教學資源建設主要是素材庫、試題庫、多媒體教材、網絡課程等,表現形式主要包含文本、音頻、視頻等。由于缺乏對資源建設的全面統籌規劃,導致資源系統性差、重復建設和質量不高的局面。很多高校都各自為政,彼此之間缺乏必要的交流與合作,造成了教學資源大量重復建設,形成巨大浪費。許多大學化學基礎課程教學資源的內容相近,多數是文字教材的搬家或課堂教學的翻版,大量課程資源存在著簡單的低層次重復建設現象。筆者上網查找《有機化學》、《分析化學》等課程相關資源的時候,發現許多不同版本的課件,水平參差不齊。
(二)缺乏統一的標準,共享性差
現代信息技術在資源開放和共享等方面具有突出優勢,然而由于一些學校觀念問題卻人為造成信息孤島現象[1]。很多教學機構資源相互獨立、自我循環。不同學校各自開發獨立的資源管理系統,不同系統使用不同的文檔格式,系統之間難以進行交流。一些學校教學資源的對外開放并非完全公開,使本校外的眾多學習者望而卻步,甚至對住在學校以外地方的本校師生也造成障礙,資源的利用率很低。不同層次、不同屬性的教學資源在實際運用中不便利用與共享的問題日趨突出。封閉的資源模式,直接違背了網絡信息開放性、靈活性的宗旨。這種資源共享性與利用率低下的局面阻礙著大學化學基礎課程教學資源的優質持續發展。
(三)缺乏優質資源建設的積極性
目前,我國大學化學基礎課程教學資源建設主要依靠教師。但是,一些教師自制課件、利用多媒體教學還未達到應有水平,特別是年齡偏大的一些教師恐怕對計算機的基本操作都還有一定的困難[2]。許多教師承擔著一定的教學科研任務,缺少精力研究和學習現代教育技術,甚至一些老教師對于新技術存在“抗拒”和“恐懼”的意識。另外,一些高等院校對于化學基礎課程重視程度不夠,有很多教研室甚至沒有一臺電腦,加之缺乏相關激勵機制,這些因素都影響著教師參與資源建設的創造性和積極性。
(四)缺乏繼承性與發展性
隨著化學學科的不斷發展以及現代教育技術的不斷進步,大學化學基礎課程的教學資源建設也應隨之發展。很多現有教學資源缺乏加工、重組、擴充等多種功能,不具有易更新、易擴展的性質,學習者難以借助現有資源進行重新建構和再度開發。某些化學資源庫一旦建立投入使用就體現為一個靜態資源,這種孤立體系難以實現“應用——反饋——判定——充實資源——應用”的動態循環,缺乏繼承性和發展性的教學資源不適應學科的發展。
二、大學化學基礎課程教學資源建設的可持續發展對策
我國大學化學教學資源建設存在的現實問題制約著資源建設的可持續發展。在實際工作中落實資源建設的可持續發展觀,處理好資源建設短期目標和長期目標的關系,才能為學習者持續提供優質的資源,才能使基礎化學學科自身爭取到更大的發展空間。
(一)確定資源建設的技術標準
我國大學化學類教學資源已達到一定規模,但是沒有統一的技術標準和規范,資源的交流與共享、兼容與聯結仍受到嚴重的限制。技術的標準化問題關系到信息資源建設的范圍、深度和效益。為避免重復建設,進一步提高資源的質量,更有效地實現資源的廣泛共享、便于管理和利用,確定資源建設的技術標準是至關重要的。我國制定的《現代遠程教育資源建設技術規范》提出非常具體的資源建設技術規范,具有很強的指導意義。大學化學類教學資源建設技術標準的確定應在此基礎上,跟蹤國際標準研究工作和引進相關國際標準,并根據我國化學學科實際情況修訂與創建各項標準,堅持以開放和共享的原則為中心,最終形成具有特色的.資源建設技術標準體系。
(二)統籌規劃、建立統一平臺
據ETForecasts公司最新統計,至20xx年全球有11.7億人使用Internet,中國已成為網民數居亞洲第一、全球第二(僅次于美國)的國家[3]。上網已成為高校師生的一種學習生活方式。面對我國大學化學基礎課程教學資源建設的現有局面,建構統一功能齊全的大學化學教學資源管理平臺勢在必行。通過搭建網絡教學資源整合平臺,改變資源混亂局面,提高質量,提高優質資源的共享性和利用率,促使大學化學基礎課程教學資源的持續發展。
整個平臺系統的建設始終要遵循先進性、實用性、可靠性、有效性、擴展性、靈活性、易維護性和安全性等原則。該平臺除了一般資源庫具有的諸如資源查找、資源展示、資源交流和相關鏈接等基本功能外,應注意實現如下功能:資源搜索與導入的功能,師生便于將優秀的個人作品進行展示、學習者可以對資源進行公開評價與交流等功能。加拿大SN資源網(http://www.schoolnet.ca/home/e/resources/)和我國國家基礎(http://www.cbern.gov.cn/)的建設與運作模式值得借鑒。
(三)建立有效的資源評價與認證制度
建立有效的資源評價和認證制度,是保障教學資源質量,提高資源水平,促進資源良性發展的有效手段,是教學資源建設和使用過程中一個不可缺少的重要環節。資源評價指標是篩選與驗收資源的基本依據。大學化學基礎課程教學資源評價指標不僅包括資源的教育性、科學性、技術性和藝術性[4],還應包括資源的繼承性與發展性,這樣才能有利于優質資源的可持續發展。
在大學化學基礎課程教學資源的建設中既要做好現有資源的重組、整合和改造工作,也要做好新資源的開發建設。對現有的不同來源、不同種類、不同層次的教學資源,要組織專家依據評價指標進行資源審核和認證,挑出優秀資源重新整理、分類[5]。新資源的開發建設過程中,要實行過程評價與終結性評價有效結合的評價方式,盡可能地從資源開發建設的過程中就控制資源的質量,實行過程監控。
資源評價與認證制度不但要貫穿在資源的驗收與篩選過程,還應該重視教學資源使用后來自學習者的評價,從而促進資源的進一步完善與發展.
(四)建設隊伍,政策激勵,調動教學資源建設的積極性
教學資源的建設需要一支專業知識、文化結構合理的隊伍。顯然,目前僅憑教師來開發建設大學化學基礎課程教學資源,是不科學也是不現實的。一方面,可以建立資源建設小組,成員主要包括一線優秀教師、軟件(網絡)工程師和多媒體技術人員,教師提出意圖、思路或觀點,由其他技術人員作為技術支持后盾,優勢互補。良好的交流、溝通和協作是完成工作的關鍵。另一方面,加強教師的現代教育技術培訓工作,面對全體化學類教師進行課件制作、網絡知識、信息技術的培訓,使絕大多數的教師在一段時間后有能力承擔化學資源建設的任務。長遠來看,日后教師的聘用還須考慮是否熟練掌握信息和網絡應用技術。而且,高校教師的崗前培訓內容不但要包括現在實行的教育法、教育心理學、教育法規、教師職業道德修養等內容,還應包括多媒體課件制作和一定的信息技術與網絡知識等內容。
總之,大學化學基礎課程優質教學資源的建設不是一蹴而就的事情,它是一項長期的系統工程,目前應抓住創建精品課程的契機,統籌規劃,堅持優化整合、激勵開發、共建共享的原則,努力開創大學化學優質教學資源建設持續發展的新局面。
大學化學論文3
摘要:隨著我國科技的快速發展,現代教育技術的應用范圍也在逐漸擴大。現代教育技術融合了許多當代的科研成果,同時它也蘊含著一些現代化的教育方式和理論。將現代教育技術應用在大學化學的教學中去,對提高大學生的學習效率有著非常大的作用。本文對現代教育技術的特點進行了深入的探究,同時對現代教育技術在大學化學教學中的應用也進行了細致的分析研究,希望對提高大學化學課堂的教學質量能夠有所幫助。
關鍵詞:現代教育技術;大學化學的教學;應用探究
大學化學的教學內容十分豐富,教學的目的從讓學生熟練掌握重要的化學知識,轉變成了對化學實用技能和應用能力的培養。隨著時代的發展,培養適應社會發展的應用型人才和創新型人才是當前最重要的事情。現代教育技術包含的教育資源非常豐富,大容量的教學信息能夠讓學生自主的對知識進行選擇,在大學化學的教學過程中,教師必須要明確教學目標,從實際出發,充分挖掘現代教育技術的教學意義,打破傳統教學觀念的束縛,盡可能地以學生為中心,實現對應用創新型人才的培養。
1現代教育技術的特征
現代教育技術的特征有很多,它和以往傳統的教育方式不同,無論是在教學工具方面還是在教學內容方面,現代教育技術都有著非常明顯的提高和優化。
1.1多樣的教學工具
現代教育技術比較重視在實際的教學過程中對工具的運用,通過利用計算機和網絡多媒體技術等完成教學,能夠使教學課堂變得生動起來,這和傳統的教學是非常不同的,它打破了原來以粉筆和黑板來完成教學的束縛,使教學效率有了大幅度的增高。現代教育技術善于利用多樣的教學工具,這在一定程度上提高了學生們的學習興趣。大學的化學教學本來就比較枯燥沉悶,而帶有色彩和聲音的多媒體教學正好能改善這種局面。
1.2自主學習和互動學習的結合
現代教育技術不但能夠為學生提供一個自主學習的學習環境,還能為教師和學生提供一個有趣的互動場所。在互動中,學生能夠和教師進行學習上的交流,及時解決在學習中遇到的難題,既方便學生鉆研學習,又培養了學生的溝通能力以及語言表達能力。而自主的學習環境則能培養學生獨立自主的學習能力,在現代化的教學環境中,即使沒有教師的幫忙,學生也可以進行網上查詢,通過觀看視頻的方式完成自主學習。
1.3豐富的教學內容
現代教育技術的教學形式有很多種,文字、視頻和圖像等都是現代教育技術常用的教學形式,以此構成的課堂教學內容是十分豐富的。學生不僅能夠通過這些來學習書本上的內容,還可以利用電腦虛擬技術來了解一些未來可能發生的情況,這對開闊學生視野和增加學生的知識積累都十分有好處。
2現代教育技術在大學化學教學中的應用
2.1生動剖析教學難點
大學的化學知識比較復雜,涉及的化學反應方程也比較多。在課堂上,化學物質的反應過程和狀態的變化都需要教師仔細的講解,但是僅僅依靠教師的講解是遠遠不夠的,化學物質一般都比較抽象,學生想要理解透徹是比較困難的,這個時候現代教育技術的應用正好能彌補這個缺陷,教師可以利用計算機虛擬現實的`技術將晶體等物質立體化,這樣學生就能夠清晰地了解到晶體的構成。對于一些復雜的化學反應,學生可以依靠軟件來模擬演示化學反應的過程,這樣學生就能仔細的觀察反應在每一階段的變化情況。
2.2創建教學資料庫以及調動課堂氣氛
在大學化學的教學中,教學材料是非常重要的。現代教育技術可以幫助教師收集優秀的教學材料,教師可以將這些材料進行歸類,根據學生的實際情況設置教學內容的難易程度,然后再將整理好的教學材料歸納進一個教學資料庫,這樣不僅方便教師教學,還能通過將資料共享來幫助學生進行自主的網上查詢學習。傳統的教學方式中教師和學生幾乎是零互動,教師在講臺上講解化學知識點,學生則在下面抓緊做筆記。而現代教育技術的出現則改變了這一局面,圖文并茂的教育方式讓學生得到了放松,學習興趣也有了極大的提高,課堂上學生與教師的互動也逐漸多了起來,課堂的教學效果明顯有所提高。
2.3對化學實驗進行模擬
大學化學的實踐性比較強,其中非常重要的教學內容就是化學實驗。部分化學實驗存在著危險,無論是對環境還是對實驗人員都有可能產生傷害。進行化學實驗時需要的實驗材料和實驗器具都需要消耗學校大量的資金。現代教育技術的出現正好解決了此類問題,通過網絡模擬技術對學生進行模擬實驗教育,讓學生事先對化學實驗的危險性有所了解,降低實際實驗時發生危險的概率,同時學生也可以通過模擬技術來自主的設計一些化學實驗,增強自身的實踐動手能力。
3結束語
現代教育技術在優化教學效果等方面具有積極的意義。大學的化學課程比較復雜,傳統的教學方法已經無法滿足實際教學的需要。本文結合多個方面,對現代教育技術在大學化學教學中的應用進行了深入的探究。
參考文獻:
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大學化學論文4
一、合理安排教學內容
應上好緒論課。作為大學化學課的第一次課,如果能取得好的教學效果,對后續教學工作的順利開展以及學生能學好這門課程至關重要。緒論的內容應該讓學生有耳目一新的感覺,滿足他們的好奇心以及期盼心理。一般而言,學生關心的是大學化學與專業之間的關系及學好大學化學對將來的發展有怎么樣的作用。因此,緒論課要解答學生的疑問,突出大學化學這門基礎課的重要性。現代科技飛速發展,許多新材料隨之而生,而新材料的應用又促進了科技的進步[3]。大學化學這門課程有著極為豐富、熱門的科學前沿知識,如超導材料、記憶合金、不碎玻璃、納米材料、不銹鋼、導電塑料、石墨烯等,這些科學前沿知識能夠極大地激發學生的學習興趣。在緒論課中講述一些新材料的意外發現,乃至研制成功,再到實際應用,這樣一些有趣的內容,往往會引起師生的共鳴,達到期望的教學效果。實踐表明,適當講解關于科研前沿的內容,有助于培養學生學習大學化學的興趣。化學學科的內涵極為豐富,學科交叉和融合是現代各科學發展的一大特點。在新形勢下,當前教學改革的發展趨勢要求人才須按照社會發展的需求來培養。因此,在大學化學的教學過程中,應當結合學生的專業方向來選取適當的科學前沿內容。此外,科學前沿的新成果不斷涌現,課程的教學內容也必將隨之不斷調整。基礎理論教學是大學化學課程教學的必不可少的關鍵環節。
許多基礎理論,由于不能及時與實踐相結合,學生在學習過程中很難體會其含義,達不到學以致用的`效果。例如,講解熱力學第三定律“在絕對零度,任何完美晶體的熵為零”時,學生只能從文字上得到“絕對零度不可達到”這個結論。實際上,學生對“是否存在降低溫度的極限”這一問題非常感興趣。此時,若給學生引入最新的研究報道:20xx年10月22日,意大利國家核物理研究院下屬的格蘭薩索粒子物理國家實驗室宣布,他們將一立方體銅塊冷卻到6毫開(零下273.144攝氏度),這一溫度幾乎接近“絕對零度”(零下273.15攝氏度)。實踐表明,這個最新報道的引入不僅可以激發學生的學習興趣,還能讓學生了解雖然絕對零度在實際生活中似乎無法達到,但科學家還是不遺余力地嘗試著接近絕對零度。通過科學家對絕度零度的不斷追求,讓學生認識到科學永無止境,激勵他們學習科學工作者那種鍥而不舍的精神。做到教學內容的合理安排,這就要求教師在充分理解教材的前提下,準確地把握相應的知識體系與所設的培養目標。另外,為了能夠將相關科學前沿知識充分應用到大學化學的教學中,教師應深入學習該學科的新知識,追蹤該學科的相關科技研究最新發展趨勢和動態,精心選取相關科學前沿知識來充實課堂教學內容,讓學生可以學以致用。例如,在講解原子結構相關章節時,可以講解碳的不同形態的材料,如金剛石、石墨、富勒烯、碳納米管、石墨烯等。本文以石墨烯以及單層石墨烯的誕生歷程為例來講解。單層石墨烯是由英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃肖洛夫于20xx年發現的。他們制備單層石墨烯的方法非常簡單,先從石墨中剝離出比較厚的石墨片,之后將這個比較厚的石墨片的兩面都粘在一種特殊的膠帶上,撕開膠帶,就能把較厚的石墨片一分為二。不斷地重復這樣的操作,得到的石墨片也越來越薄,最后,他們可以得到僅由一層碳原子構成的薄片,這是單層石墨烯的誕生歷程。從此以后,石墨烯的制備方法層出不窮,經過近幾年的發展,科學家發現,離單層石墨烯的工業化生產越來越近。安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃肖洛夫因其在單層石墨烯的特別貢獻獲得20xx年諾貝爾物理學獎。此外,引入石墨烯的最新研究進展:石墨烯微片規模化生產技術已經成熟,其下游運用研發成果層出不窮。石墨烯未來五年在光電顯示、半導體、觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、軍工、復合材料、生物醫藥等領域將呈現爆發式的增長。這不但會讓學生很輕松地完成本課教學內容的學習目標,掌握抽象理論中原子結構化學鍵與物質形態的關系,又能了解當前無機化學的前沿領域,大大增加學生對抽象結構化學的學習興趣。
二、注重理論結合實踐
在教學內容上,要注重理論與實踐相結合,鼓勵學生探索創新。在固體結構章節,學生對晶體中原子的周期排列、晶胞在三維方向的重復堆積,以及晶體的結構特征等知識點很難理解,認識和想象力跟不上教師的講解。此時,可以將學生帶出課堂,到實驗室中讓他們通過親身體驗去認識晶體結構。在實驗室,學生可以接觸大型的科研儀器———X射線單晶體衍射儀。X射線單晶體衍射儀的分析對象是一粒獨立的晶體,就像我們所看到的一粒鹽或一粒砂糖。單晶中,原子或原子團呈周期性排列,如果將X射線(如Cu的Kα輻射)照射到單晶上,就會發生衍射,接著對所得衍射線的數據分析可以解析出晶體中各個原子的排列情況,解析出晶體的結構。晶體的結構可通過測試的方法來確定,這對物質性能的解釋、學科的發展以及新產品的生產和研發等,具有很大的作用。例如,20xx年,中科院院士、著名結構生物學家、清華大學施一公教授研究小組首次在世界上揭示人源γ分泌酶復合物的精細三維結構,發現人源γ分泌酶復合物與阿爾茨海默癥(俗稱老年癡呆癥)的發病直接相關,這為理解γ分泌酶復合物的工作機制以及老年癡呆癥的發病機理提供重要依據。這一例子的講解,可以極大地加深學生對晶體結構的認識,激發對晶體結構學習的興趣。
三、利用多樣的教學方式
教學方式是達成教學目標的重要環節。由于教學內容的側重點不同,需要采取靈活的教學方式。基礎理論知識具有明顯的理論特點,課堂教學以講授為主,在多媒體課件及相關視頻的輔助下生動地呈現教學內容,可以有效地提高課程教學的效率。在大學化學課的教學過程中,特別是在引入相關科學前沿知識來講解時,充分利用多媒體來教學,將一些科技現象和流程通過動畫形象逼真地演示出來,更能為學生提供眼、耳等感官刺激,使他們的思維變得更加活躍,對于相關的知識點也就更容易理解和接受。此外,啟發學生思考,使他們主動學習。教師在課堂上要經常提出一些問題,引導學生進行討論,之后根據情況對某些問題的解答進行補充和擴展。教師還應注重鼓勵學生積極參加各類大學生創新活動或專業科技競賽,還可以讓參與教師的科研活動,通過這些活動激勵學生積極主動學習,提高他們的動手能力和創新能力。
四、結束語
在大學化學的教學過程中,適當地引入相關的一些科研前沿知識,既能讓學生在學會課本知識的基礎上了解一些科學前沿的相關研究進展,還能激發學生的求知欲,由被動接受式學習變成主動求知型學習,提高學習興趣,真正體會到學習的樂趣。教師結合科研前沿知識,在教學內容和教學方式方面進行改革,可以提高教學質量,達到更好的教學效果,這更符合培養創新人才理念的要求。
大學化學論文5
摘要:在充分了解我國大學化學實驗教學改革的背景下,構建綜合性與創新性并重的新型大學化學實驗課程教學體系。根據揚州大學化學化工學院的專業性質和學生特點,自主探索出版大學化學實驗綜合性教材,倡導綠色化學環保主義理念,同時引入“導師制”,通過學生自主探究性學習,培養學生解決問題的能力和激發學生自主創新意識,使學生真正成為實驗教學的中心者和受益者。
關鍵詞:大學化學實驗;教學改革;綜合性;導師制
大學實驗教學是大學化學教學理論與實踐結合,培養學生探究能力、創新能力、實踐能力的重要環節[1-4]。回顧我國高等教育歷史,在啟動本輪教學改革前,我國高等院校的實驗教學多為學生提供傳統的填鴨式“菜譜”實驗手冊,教師依據實驗手冊對實驗步驟進行詳細演示,學生依據“菜譜”按部就班地實驗操作,這些“菜譜”實驗大多為驗證式實驗,不利于培養學生的創新能力。進入上世紀末,隨著教學質量工程的啟動,掀起了一輪教學改革熱潮,大學化學實驗教學也隨之展開了徹底的改革工作,其基本思路是依據化學實驗的認知規律,自成體系,單獨設課,并將實驗分成三個層次:基礎實驗、綜合實驗和探究實驗,也取得了許多有建設性的成功經驗。
1我國大學實驗改革背景
20世紀90年代起,尤其是1999年教育部在第三次教育工作會議上發出“推進素質教育,培養創新人才”號召以來,國內諸多高校掀起實驗改革熱潮,改革的基本思路為:一是實驗課單獨設課;二是將實驗課程劃分為:基礎實驗、綜合試驗、探究性實驗,以適應新形勢下社會對化學人才的需求[5]。
2揚州大學化學實驗教學體系介紹
以揚州大學化學化工學院為例,從1999年以來嘗試實驗教學改革,于20xx年在探索和實踐中建立一套獨特的實驗教學體系,并編寫出《大學實驗講義》,經過多年實踐教學驗證,《大學化學實驗》和《新編大學化學實驗》兩套教材先后出版。改革初期,學院通過走訪調研,尤其是到全國兄弟院校參觀、學習,結合自身實際,對原實驗教學體系進行了全方位的改革,形成了一套新型的、行之有效的實驗教學方案,具體做法如下:
2.1實驗中心簡介
我院實驗中心依托揚州大學測試中心和省級化學實驗中心平臺,對大型儀器進行集中管理,促進教學和科研資源的互補共享,提高資源利用率。中心主要承擔化學化工學院五個專業即化學、應用化學、高分子材料與工程、化學工程與工藝、制藥工程的基礎化學實驗和專業化學實驗的教學任務,同時還承擔全校工、農、醫科等各類專業的公共化學實驗教學工作。
2.2實驗室管理
我院實驗中心實行校院兩級管理:學校實驗室與設備管理處在實驗室建設、管理和實驗隊伍建設上起指導作用。化學化工學院對實驗中心直接領導與管理,職責明確。中心資源實行“一體化”管理,對實驗課教師、技術人員、實驗室、實驗儀器、設備及實驗經費在中心范圍內統一管理、統一調配,實現資源共享。在日常管理中,我們發現以下問題有待整改,例如:實驗室管理人員與實驗教師溝通不到位;實驗員與實驗教師對接不緊密,實驗員只著手準備實驗儀器,不參與整個實驗過程,造成有些實驗儀器使用較頻繁,出現了儀器損壞后未及時維修現象,可能影響到實驗教學正常進度等。針對以上問題,我院切實加強實驗室管理,要求院領導和督導聽課查課時,不少于20%的課程為實驗課;基礎化學實驗室主任和副主任不定期抽查實驗教學和裝置情況,對教學執行不到位、儀器維護不合理現象及時督促整改維修,安全隱患第一時間進行處理,對不整改、不落實的.實驗室進行院內通報批評;為鼓勵教師從事實驗教學工作,學院從職稱評聘、工作量計算等方面對從事實驗教學的教師傾斜;給予實驗專任教師充分的科學研究空間,請其根據個人方向,有機篩選部分研究內容,請學生自主選擇并進行自主實驗,將該類創新實驗作為基礎化學實驗的拓展內容,同時將學生成績納入基礎化學實驗最終考核成績[6]。
2.3師資隊伍
我院從事實驗教學的教師近80%具有副高及以上職稱。為進一步加強實驗技術隊伍建設,在實驗中心13名實驗人員的配備基礎上,20xx年我院又引起了3名專職實驗員,其中1名為博士學歷,2名為碩士學歷;為提升實驗技術隊伍綜合素質,我院加大實驗中心人員專業培訓力度,提升其業務能力水平,鼓勵在職攻讀碩士、博士學位,采用“走出去、請進來”的原則,即定期聘請國內實驗管理領域專家教授來院開設實驗技能與管理培訓講座,還組織實驗中心人員赴兄弟院校參觀交流,學習實驗教學管理模式與先進經驗。
2.4實驗室安全
在提升綠色化學環保主義的同時,實驗室安全管理也是實驗教學工作中的關鍵[7],我院每學期都組織學生統一進行實驗室安全培訓,詳細介紹各種實驗儀器的使用方法,特別針對實驗時易發生的安全隱患,進行細致分析,提出合理應對措施,增強學生對突發性事件的預防與抵御能力,例如:進實驗室必須穿實驗服、戴護目鏡,并在實際教學中落實;請消防員對學生進行滅火器使用培訓,并進行模擬練習,確保學生能正確使用滅火器;學院定期舉行安全逃生演練,合理規劃逃生路線,增強學生對突發事件的自救能力;儀器使用落實責任到人,使用前后需簽名并寫明用途及注意事項。我院還選聘了一批責任感強烈、工作嚴謹的研究生任實驗室安全員,配合做好實驗室安全管理,建立安全員QQ和微信群,確保溝通暢通無阻。安全員的聘任對學生來說既是榮譽,又是責任,有利于學生自我加強安全意識,讓學生充分參與到實驗室安全管理工作中[8]。
2.5實驗教材
我院以“厚基礎、寬口徑、求創新”的理念為學科中心,開放多學科交匯式化學實驗平臺,構建多層次化學實驗教學課程體系,依據以上理念,由揚州大學牽頭,八校合編的《新編大學化學實驗》教材應運而生,本教材共4冊,分為基礎知識與儀器、基本操作、儀器與參數測量、綜合與探究。此教材體現“齊全、細致、創新”。全書囊括了214個教學實驗,涵蓋基礎類綜合類探究類各項實驗內容,為反映實驗教學的發展歷史,適當增加基礎實驗量,安排了部分自動化程度相對較低的儀器進行測量實驗,既確保各校根據自身實驗裝置和人才培養情況自主選擇教學內容,又有利于加深學生對實驗測量基本原理的認識程度;考慮到現代分析技術發展迅速,特別在儀器介紹部分增設了目前科學研究中經常使用的先進儀器介紹,以適應不同教學需要,也可供相關專業人員參考。教材利用我院教師自身的科研優勢,將其可轉化的最新科研成果演變成實驗案例,使實驗訓練即接近科學前沿,又接近生產實際;一切從實驗教學出發,本著“化繁為簡、精益求精”的原則,將基本實驗技能盡量全面體現在不同實驗中,將原本單一的化學實驗進行整合,強調實驗之間的相互關聯性,由淺入深、循序漸進,并注重加強綜合性,部分實驗提供了多個實驗方案,一方面供各校結合自身情況自行選擇,另一方面拓寬了學生的知識視野[9]。2.6TA制站在安全、環保、綠色的化學實驗教學改革舞臺上,我們力求讓學生真正成為主角。于是,我院設立TA(TeachingAssistant)制,即選聘一批優秀的研究生擔任實驗助教,協助教師進行實驗教學,確保在安全第一的前提下,學生能獲得即時的指導和幫助,TA的設立既減輕了實驗教師的工作壓力,又提供給研究生一個良好的鍛煉平臺。TA在每次實驗前進行預實驗,熟練掌握操作流程,做好備課工作,以保證實驗的順利開展。對實驗中可能出現的問題進行預設,查找相關文獻,提前準備好解決方案。在指導本科生進行實驗時,針對出現問題,進行適當引導點撥,并鼓勵其自主探究,尋找問題癥結。在我院綜合性化學實驗中,主要以案例和情境教學為主:教師根據實驗教材內容,放手讓學生自主設計實驗,將學生分為幾個小組,請每個小組實驗前通過各種方式進行資料搜集和實驗預習,自主設計預習報告和實驗方案,經指導教師或TA檢查合格后,學生開始自主進行探究性實驗,鼓勵學生對實驗中產生的問題存疑存異,即使實驗沒有呈現預設結果,也請學生進行書面性的總結,鼓勵學生在教師和TA的點撥下抽絲剝繭、自主找出實驗中存在的疑難雜癥[10]。例如:在“納米多孔材料ZIF-8合成與表征”的探究性實驗中,通過介紹當今世界前沿研究熱點金屬有機框架(Metal-organicframeworks,MOFs)的研究背景、發展歷史及應用領域,將同學們帶入了多彩斑斕的MOFs世界,以設問形式進行情境導入,比如:MOFs中類沸石骨架結構材料的ZIF-8的形貌和尺寸可控制備。首先,請學生搜集查找相關文獻,自主了解ZIF-8的結構特征、制備條件、以及使用掃描電子顯微鏡(Scanningelectronmicroscope,SEM)、透射電子顯微鏡(Transmissionelectronmicroscope,TEM)、粉末X射線衍射(PowderX-raydiffraction,PXRD)等分析表征手段,最后自行設計實驗方案。引導學生自主探究,小組合作完成實驗。在實驗報告的寫作上,改變千篇一律的填寫報告紙,引導學生多自主查閱文獻,了解并閱讀中外專業雜志,嘗試以發表論文的格式來撰寫實驗報告,既開拓了學生視野,又為學生今后自主撰寫論文打下了堅實的基礎。TA制的設立從課上延伸到課外,研究生充分發揮科研經驗方面的優勢,幫助本科生樹立學術科技創新觀念,打造學習共同體,指導他們進入實驗室開展科技創新活動,建立了大學生創新實驗平臺。20xx年,我院本科生參與江蘇省大學生創新訓練計劃收獲頗豐,有178名本科生參與其中,有6個項目被評為國省項目、18個項目被評為校重點項目,多名本科生以第一作者身份在CoordinationChemistryReviews、AdvancedScience、Small、Nanoscale等國際高水平雜志上發表論文。
3結語
以上介紹了揚州大學化學化工學院及部分高校聯合開展化學實驗教學改革的現狀,雖然不能以偏概全,代表全國教學改革之現狀,但也反應了我國整體化學實驗教學改革之方向。還有許多需要進一步學習和推進的地方,例如在實驗教材方面,我們習慣于使用正規出版的教材,而不是講義,前者的優點是保證了教材的科學性、嚴謹性,但不利于及時引入創新的研究成果,難以跟上學科發展的步伐;同時在如何提升學生的學習積極性與主動性方面也是我們今后需要進一步探討的課題,總之,盡管我們在過去的一個階段,在化學實驗教學中已經采取了一系列改革措施,也取得了不錯的教學效果。但化學實驗教學改革任重道遠,需要不斷引進新的教學理念和教學方法與技術,不斷提升化學實驗教學質量,才能真正成為高水平、創新型人才培養中不可或缺的重要一環。
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大學化學論文6
論文題目: 大學有機化學實驗課堂教學方法探究
摘要: 本文對大學有機化學實驗的“三層次”遞進式教學模式進行了探究,針對“三層次”的實驗內容:基礎規范性實驗、綜合設計性實驗、研究探索性實驗,分別設計了“問題引領互動式”、“任務導向參與式”、“專題研討探究式”三種實驗教學方法模型,該方法促進了學生自主學習、自主實驗、自主創新能力的培養,提高了學生綜合素質。
關鍵詞: 實驗教學;“三層次”方法;設計
實驗教學作為高等教育中的重要實踐教學環節,是培養學生綜合素質和創新能力的重要教學手段。因此,探索高校實驗教學模式與方法,培養學生自主學習、自主實驗、自主創新(“三自主”)能力是高校實驗教學的重要研究課題[1-2]。有機化學實驗是化學、化工及其他近化類專業學生必修的一門基礎課,近年來,浙江工業大學基礎化學實驗中心在基礎化學實驗國家精品課程建設過程中,對有機化學實驗課程內容重新進行了規劃設計,構建了實驗內容的三個層次,即:基礎規范性實驗、綜合設計性實驗、研究探索性實驗;在教學方法上不同內容采用不同方法,形成了“三層次”遞進式的教學特色,充分體現了教師為主導、學生為主體的教學理念;在培養學生“三自主”能力方面取得了顯著成效,充分發揮了作為國家級實驗教學示范中心建設單位的示范和輻射作用。
一、有機化學實驗“三層次”遞進式實驗教學模式的設計思路
有機化學實驗開設的時間多數高校是在大學一、二年級,根據學生在不同學習階段(大學低年級)的知識和能力結構的要求,課題組把有機化學實驗內容劃分為基礎規范性實驗、綜合設計性實驗、研究探索性實驗三個層次,循序漸進地培養學生的自主學習、自主實驗、自主創新能力,提高學生綜合素質。“三層次”遞進式實驗教學設計思路如圖1所示:
第一層次為基礎規范性實驗,是學生學好有機化學實驗的基本原理、基本操作技能的基礎,也是培養學生實事求是的、嚴謹的科學態度,良好的科研素養以及良好的實驗室工作習慣的關鍵。第二層次為綜合設計性實驗,是訓練、鞏固學生基本操作的重要環節,也是提高學生自主學習能力、自主實驗能力的過程;第三層次為研究探索性實驗,是拓展思路、提高科研素質、培育創新意識、鍛煉創新能力的過程。
二、“三層次”遞進式實驗教學模式的分層設計
課題組以培養學生“三自主”能力為目標,圍繞有機化學實驗“三層次”的內容,探索設計了三種教學方法。基礎規范性實驗采用“問題引領互動式”教學,意在調動學生的思維,側重培養學生規范的實驗操作技能、自主學習能力;綜合設計性實驗采用“任務導向參與式”教學,激發學生學習積極性,培養學生自主學習、自主實驗能力;研究探索性實驗采用“專題研討探究式”教學,以科研問題為導向,培養學生自主探索、自主創新能力。
1.基礎規范性實驗———問題引領互動式教學。
有機化學基礎規范性實驗包括有機化學基本操作和基礎實驗,目的是強化基本操作技能訓練,夯實基礎。采用問題引領互動式教學,主要通過以下三個環節來完成:
第一,實驗前教師要針對每個實驗內容,圍繞教學目標設置問題,讓學生帶著問題去預習,并擬出解決問題的方案,培養學生自主學習能力,提高實驗預習效果。
第二,教師要在實驗課堂上啟發學生思路,調動學生思維,引導學生爭論;學生在互動討論問題的同時,思維得到拓展;對實驗的內容也有了更深層次的理解,為動手操作做好了充分的準備。第三,教師總結點評,學生梳理思路,得出結論。通過這種教學方法,學生在實驗操作中思路清晰,錯誤率大大降低,同時,也會及時發現實驗中的問題,有利于培養學生自主學習、分析問題、解決問題的`能力,培養學生勤動腦、善思考、細觀察的良好實驗習慣。以上過程可由圖2模型設計展示出來。
2.綜合設計性實驗———任務導向參與式教學。
在實驗教學中要培養學生的“三自主”能力,必須在實驗課堂上為他們創造必要的條件,讓學生通過親自設計實驗、參與實驗,培養他們獨特的思考能力和動手能力[3]。有機化學綜合設計性實驗是一些經典的、有代表性的合成實驗,目的是在加強合成實驗訓練的同時,增強學生綜合實驗能力。任務導向參與式教學是一種以具體教學內容作為任務,實驗前教師要將任務分解,學生以團隊的方式參與到實驗的設計、講解、操作、討論、成績評定等各個環節,這種角色互換的方式可以有效激發學生的學習興趣和潛能,學生的自主學習能力、語言表達能力以及學生的自信心都會大幅提升,同時學生的自主實驗能力也會明顯增強,創新意識提高[4]。由于該方法由學生團隊和教師共同完成,因此,在學期初,教師需要向學生公布實驗教學任務,并組建團隊,一般5~6人為一個團隊。該教學過程設計模型如圖3所示。
3.研究探索性實驗———專題研討探究式教學。
研究探索性實驗是在基礎規范性實驗、綜合設計性實驗的基礎上開設的。該實驗集“綜合性、設計性、研究性”為一體,以培養科研能力和創新能力為目標,并兼顧實驗內容與實踐的聯系,可以為學生今后就業和從事科研工作打下良好的基礎。專題研討探究式教學,是學生根據某一專題的目的要求,查閱文獻,研究討論,運用相關知識和技能對實驗方法、步驟、儀器等進行設計并實施,最后分析、討論,評價其結果,是“科學探究式”的學習[5]。主要經過實驗準備、開題報告、過程探索、拓展延伸四個階段。經過這樣的訓練,學生學會查閱文獻資料,設計實驗方案,確定實驗步驟,自己選擇實驗儀器,自己操作實驗全過程;發現問題,自己解決;實驗結束,每組同學完成一篇科研論文式的“小論文”,并寫一篇實驗感想。這一過程將科研思維方式和方法引入教學,提高學生綜合利用已有知識不斷創新的科研素質,充分發揮了學生的自主學習、主動探索的積極性和創造性。該教學過程的設計如圖4所示。
“三層次”遞進式的實驗教學,經過浙江工業大學化學工程學院的實驗研究,教學成效顯著,但“教無定法”,只有不斷地改進、創新實驗教學方法,才能有效發揮學生的主動性、積極性和創造性,提高實驗課堂教學質量。
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大學化學論文7
引言
化學的應用給人類文明帶來了翻天覆地的變化,在建筑領域,基于化學基礎上的新型建筑建材的開發和利用提高了建筑的質量及建筑的安全性、穩定性、美觀性等,是現代建筑研究的重要話題。此外,隨著地球資源的日益緊張,環境污染的日益嚴峻,現代建材的研究和應用更為人們所重視,基于化學分子力學對建筑建材的選擇和應用途徑也日趨廣泛。
1 建筑建材的選擇和應用
1.1 現代建筑建材選擇和應用的現狀
伴隨著人類文明的發展,建筑建材的生產工藝日益改進,生產技術的現代化,實現了建筑建材生產的智能化、自動化,各類建筑材料在科技發展的影響下不斷優化。例如,混凝土的應用,它不僅是一種建筑材料,更具有裝飾等作用。如利用混凝土砌塊裝飾建筑物墻壁,不但具有一定的美觀性,還具有保溫、隔熱等效果。在高分子化學建材應用上,國外的發展要優于國內,例如塑料地板、高分子防水卷材等高分子化學建材最早出現與國際市場,被一些發達國家廣泛應用。當前,建筑建材的選擇和應用趨于高科技、多功能化,人們對建筑建材的性能、裝飾效果、環保作用等有了更高要求。例如,涂料的選擇,功能多、污染小、性能高、裝飾效果強的材料更受歡迎。總之,人們對建筑建材的選擇已由傳統的實用性,轉向了性價比高、性能好、低碳環保、功能多等多元方向。
1.2 新型化學建筑材料
新型化學建筑建材能賦予建筑新功能,在節約能源、優化環境等方面也有突出表現。例如建筑物墻體,可選擇非粘土磚、建筑墻體板材、鋼結構、玻璃結構等,其性能明顯優于傳統墻體。如玻璃結構,透光性好、裝飾性強,給人以時尚、美觀、大氣之感。同時,新型化學建筑建材的多樣性,使其具備更廣泛的功能。例如塑料,新型塑料門窗,不僅美觀、輕便、易安裝,還具有很好的隔熱性、耐腐性等; 又如新型的塑料管材,不但克服可傳統管材的易腐蝕、易生銹、易老化等缺點,還具質輕、易安裝、無污染等特點,極適合現代建筑環境; 再如塑料地板,節省原料,運輸、施工方便,能帶給人更好的舒適,具有良好的裝飾效果好,是現代建筑建材的“新寵”。此外,混凝土、涂料等,在化學發展的影響下也具有更多、更廣泛的`用途,例如涂料的防水、防火、防毒、殺蟲、隔音、保溫等作用。
1.3 建筑建材的選擇和應用原則
建筑建材的選擇首先要滿足應用需求,確保建筑建材選擇的應用性能,確保其應用方便、應用安全和應用效果。其次,考慮建筑建材的美觀性,建筑不是把好的東西堆積起來,而是一種藝術的創造與實踐。
再次,充分考慮建筑建材的性價比,確保建筑工程的綜合效益。在選擇建筑建材時,先對建筑建材的特點、性能進行充分的了解,結合建筑需求,科學的選擇適當的建筑建材。再對建筑建材的使用環境、使用目標進行綜合的分析和研究,確保建筑建材應用的效果和性能,提高建筑物的功能性、美觀性。最后,要全面認知建筑建材的應用工藝,確保建筑建材性能的發揮。例如混凝土,不但要了解各種混凝土的特點、配置比例等,還要重視其混合工藝,確保混凝土能到達理想的建筑效果。因此,建筑建材的選擇是需要非常慎重的,而且需要遵循必要的應用原則。
2 化學分子力學對建筑建材的選擇和應用的影響
新型建筑建材種類繁多、功能齊全。例如涂料,有有機水性涂料、溶劑類涂料等,在應用上也有較大區別。新型涂料應用化學知識,使涂料具有低污染、高性能、隔熱、防火等多種功能,在材料選擇時,要充分考慮建筑建材的應用目的,以達到工程施工的最大效益。又如保溫隔熱材料,現在常用的有玻璃棉、泡沫塑料等,這些材料的選擇和應用與化學分子力學息息相關。以混凝土為例,要選擇高性能的混凝土,首先,要了解混凝土的特點,它是一種由水泥、砂石、水、膠凝材料等按一定比例混合而成的復合材料。在材料的選擇與應用中,必須認清其復合材料性質和各種混合比例,同時掌握混凝土的攪拌、成型、養護等等。
其次,在混凝土基本特點基礎上,科學認知混凝土的集中攪拌特點,科學搭配各種材料比例,確保建筑建材的工作性、效益性和性價比。再次,在實踐中結合理論科學的進行建筑建材的選擇和應用。如通常情況下,建筑中會使用硅酸鹽水泥,在該類建筑建材的選擇上,不能單方面的考慮某一方面,要綜合考慮,全面了解、可選選擇。例如,在配置C40 以下的流態混泥土時,選擇 42. 5Mpa 普硅水泥就不太合適,應結合應用需求,選擇 32. 5Mpa 普硅水泥,避免選擇的盲目性帶來施工的不便。
此外,混凝土的選擇要科學的利用化學知識,如相同標號的混凝土,要選擇強度系數大,確保混凝土的耐久性; 相同強度的混凝土,則要選擇需水量小的,降低水泥用量,確保水灰比例的科學性。同時,注重季節、氣候等對于建筑建材化學性能的影響,如在混凝土配置中選擇水泥,如在冬季施工則易采用 R 型硅酸鹽水泥,搭配合適的摻料、外加劑等,確保混凝土性能。總之,化學豐富了現代建筑建材市場,為建筑提供了更多的選材機遇,而新型的建筑建材的使用一定要避開盲目性、跟風性,應在建筑目的的指導下,結合建筑建材性能,利用化學分子力學等知識,科學的、適當的對其進行選擇和應用,以提高建筑建材的應用效果和應用價值。化學的分子力學,在建筑建材中應用非常廣泛,基于建筑建材的化學分子力學應用,可以將建材的使用效率和使用效果做到最佳。總之,要充分利用化學分子力學的原理,在建筑建材中實現廣泛的推廣性使用,逐步加強對于化學原理的實際應用,從而達到推動行業發展的目的。
3 結語
高科技帶來了建筑建材的高性能、多功能及輕便、美觀等等。如玻璃材料鋼化、夾絲、夾層等工藝不但提高了玻璃的安全性、抗壓性,還對玻璃的隔音性、保溫性等有很大的優化作用。隨著化學工業的發展,越多的不可能變為可能,玻璃墻、塑料地板等,不斷的豐富人類的建筑需求,提升建筑品味,使城市建設的風景更加多姿多彩。
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大學化學論文8
[摘要]有機化學實驗作為有機化學的重要組成部分,是理工科相關專業學生必修的基礎實驗課程。文章對有機化學實驗教學改革進行了全面的探索和實踐,介紹了改革后的有機化學實驗教學的具體做法,并取得了良好的效果。
[關鍵詞]有機化學實驗;教學改革;探索與實踐
目前,高等教育正在不斷深化,加強實驗教學改革,提高學生的創新能力,已成為全面提高學生素質的迫切要求[1,2]。有機化學實驗是有機化學教學的重要組成部分,是培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑,以往的有機化學實驗教學大多以驗證性實驗為主,不利于啟發學生的思維和創新意識的培養,也不利于調動和發揮學生的主觀能動性。通過有機化學實驗教學改革,志在提高學生的綜合素質、培養學生的探索、創新精神與求異意識,以及實事求是的科學態度,確立教學活動中學生的主體地位,調動學生的學習積極性、主動性和創造性,激發學生的進取心,提高大學生的發現問題、分析問題、解決問題的應用能力,以適應當代社會快速發展的需求[3-5]。遼東學院有機化學實驗是面向應用化學、生物工程、環境工程、環境科學、礦物工程及冶金工程等專業開設的一門重要課程。從1995年起,我們就對有機化學實驗教學進行了初步探索,近年來,我們在借鑒國內高等院校實驗教學改革成功經驗的同時,結合我校專業特點,再結合用人單位對學生實踐創新能力的要求,并在總結以前的實驗教學經驗的基礎上,進一步對有機化學實驗教學的內容、方法及模式進行了全面的改革和深化,并編寫了符合本校各專業特色的有機化學實驗講義,其中實驗內容分成五個層次,即基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗、研究性實驗和趣味性實驗,以求對學生的實驗能力進行系統、全面地訓練,期望培養出適應國家和社會發展需要的具有創新能力的高素質人才。
1精選基礎性實驗,鞏固及培養學生的有機化學基礎理論與基本操作技能
結合我校應用化學、生物工程、環境工程、環境科學、礦物工程及冶金工程等專業特點及實際情況,及時修訂各專業有機化學實驗課的教學大綱,并根據大綱,針對不同的`專業,精選出具有代表性的基礎性實驗,如對于生物工程專業,偏重選擇與生物及藥物相關的實驗,如乙酰水楊酸(阿司匹林)、對氯甲苯(殺蟲劑)的合成;對于環境及礦物工程專業,偏重選擇治理環境及浮選藥劑的實驗,如十二烷基苯磺酸鈉等。此外,并逐步采用先進的實驗技術,如熔點的測定,采用顯微鏡法和差示掃描量熱儀(DSC)法。通過這些實驗的練習,旨在讓學生掌握有機化學基礎理論和基本操作技能與實驗方法,為下一步開展綜合性、設計性及研究性實驗打下良好的基礎。
2強化綜合性實驗,培養和提高學生的綜合素質與能力
以前我們所開設的實驗內容相對簡單,大多為一些經典的驗證性實驗,綜合性和設計性實驗所占比重較小。教學內容模式化,在實驗教學過程中,學生通常是邊看實驗講義,邊做實驗,照方抓藥,依葫蘆畫瓢,不重視實驗的細節和過程,對做過的實驗中的操作、反應機理、遇到問題的解決方法記憶不牢,認識不深,這就難以培養學生思考問題、分析問題、解決問題的能力,同時也不利于提高學生的學習興趣,很難達到培養高素質、創新型人才的目的,更談不上對學生科學精神、科學方法的培養,也很難適應當今社會的需要。針對這些情況和問題,我們大幅度增加了綜合性實驗的開出率,例如開設的阿司匹林的合成與鑒定實驗,首先要求學生通過查閱文獻,了解阿司匹林的發展歷史、性質及相關用途,并通過預習與具體實驗過程,掌握合成原理及方法,鞏固操作技能;其次要求學生利用紅外光譜儀(FT-IR)表征其結構,并初步了解FT-IR的基本原理,掌握FT-IR的基本操作,同時能分析相關官能團的紅外歸屬;最后要求學生利用DSC測試阿司匹林的熱力學性質,通過這些綜合性實驗的訓練,學生的動手能力及分析問題和解決問題的能力等綜合素質得到了強化與提高,同時也培養了學生的嚴肅認真,實事求是的科學態度和嚴謹的工作作風,另外也讓學生提前了解與掌握一些先進的大型實驗儀器設備及實驗技術,進一步開闊學生的視野,擴大學生的知識面。
3加強設計性實驗,培養學生的創新能力
設計性實驗是啟發性教學手段之一,也是實驗教學的發展方向。設計性實驗就是要打破現成的實驗方案,要求學生根據老師給定的實驗項目,通過查閱相關的文獻、資料,擬定書面實驗方案及具體操作步驟,根據所設計的實驗方案,如冬青油的設計與合成實驗等,需要學生列出實驗所需藥品、試劑的用量與所用的儀器設備,之后交給指導教師評閱。教師再組織學生討論這些實驗方案的可行性,并根據實驗室所能提供的條件,修改實驗方案,并最終確定最佳方案,讓學生獨立完成實驗操作。實驗結束后,教師要對實驗進行總結,再次組織學生對實驗結果進行討論,并要求學生認真完成實驗報告,也可根據實驗結果要求學生寫出科技論文。通過設計性實驗的鍛煉,不僅可以發揮學生的主體作用,充分發揮學生的主動性、積極性和創造性,而且對培養學生的創造性思維能力和動手能力有明顯的效果,是培養學生創造能力的有效途徑,同時也鍛煉了學生的論文寫作能力和熟練查閱文獻的能力,此外,通過總結,使學生對自己的實驗方案和科學研究過程的認識有一個提高,并能從實驗中提出問題,有利于引導學生參加大學生創新性實驗的科學研究,為今后進行獨立的科學研究打下堅實的基礎。
4探索研究性實驗,培養學生的研究能力和團隊精神
為激發學生參與科研的積極性,鼓勵師生共同從事科研,學校設立大學生創新性實驗研究基金,要求學生自愿組成研究小組,每小組成員3~4人,教師結合自己的科研,提供階段性的研究課題,通過雙向選擇,確定每個研究小組的實驗項目及指導教師。學生研究小組可以從實驗預備工作入手,逐步過渡到承擔部分科研工作。通過讓學生參與或承擔部分科研工作,不僅能進一步提高學生的綜合素質,而且更重要的是,使其在學習期間,盡可能多地接觸到高新技術和應用技術,擴大其知識面,開闊其思路與視野,此外,也使學生所學的實驗知識與技能得到實際上的應用,做到理論聯系實際,這對于提高學生解決問題的能力與實驗創新能力,有著極其重要的意義,同時也可以在學生中創造科研氛圍,培養他們的科研興趣,形成教研相助的教學模式,讓教學為科研服務,以科研促進教學效果的提高。
5開展趣味性實驗,提高學生的學習興趣
興趣是學習的動力,學生有了興趣,才會全神貫注,積極主動地去認識、實踐和創造。傳統的有機化學實驗所用的化學藥品和合成產物往往是學生很陌生的,學生對其不感興趣,學生在實驗過程中常感到枯燥無味。為了提高學生對有機化學實驗的興趣,提高學生做實驗的積極性,我們選擇了一些與我們日常生活密切相關的實驗項目,做到了趣味性與實用性相結合。例如:從紅辣椒中提取紅色素,從煙葉中提取煙堿,及從茶葉中提取咖啡因等實驗。
6推廣微型化實驗,培養學生的節能減排和環保意識
美國W.D.mago博士在基礎有機化學實驗中于1982年試用微型化并獲得成功,以后推廣到無機化學、普通化學中。微型化學實驗是在綠色化學思想指導下,用預防化學污染的新思想,對常規實驗進行改革而發展起來的化學實驗的新方法和新技術。微型化學實驗具有實驗儀器小、功能多、易封閉、操作安全、反應時間短、現象明顯、節約實驗用品、對環境的污染小等特點,在有機化學實驗教學改革發揮著越來越重要的作用。以前進行的常量實驗,其藥品不僅用量大、易揮發、有毒、有害、有腐蝕性,而且消耗也大,產物及副產物量多,后處理困難,而且排放的三廢多,帶來一定的環境污染問題。此外,常規反應裝置占用空間較大,實驗時間較長,這既加大了實驗經費的開支,又增加了師生的工作量,同時也不利于師生的身心健康。為了更好的培養學生的節能減排與環境保護意識,以及節約成本,提高效率,我們根據自身的教學實際條件,在保證實驗教學效果的前提下,我們對實驗方法、儀器裝置進行更新或創新設計,將大部分實驗微型化與小量化,使微、小、常合理結合,充分發揮三者的優勢。通過這幾年的實踐證明,微型實驗除具有安全性高、污染小等優點外,還充分顯示出小、快、靈的特點。例如苯乙酮的合成及紅外分析,采用常規實驗,所用的無水苯及乙酸酐的加入量分別為31mL與6mL,且還需要較多的相關藥品,如三氯化鋁20g,苯30mL,濃鹽酸50mL,而紅外分析只用微量級別的,剩余的產物只能回收保存;改為微型實驗后,每步現象明顯,且藥品量只有常規實驗的1/10左右,這不僅減少了揮發物和反應剩余物的排放量,而且水電的消耗減少,大大降低了實驗成本,實驗時間短,同時實驗環境條件也得到了改善。
7利用多媒體課件,輔助和改進實驗教學方法
隨著現代教育技術的快速發展以及多媒體課件的大量普及,在化學實驗教學中,常利用多媒體課件,輔助和改進實驗教學方法。多媒體逼真的畫面,可以讓學生們能夠從多角度直觀、形象、生動地進行實驗觀察,使難以理解的內容形象化,有助于學生學習與理解。在學校的資助下,我們編制了有機化學實驗多媒體教學軟件來輔助教學,例如:采用Flash演示紅外光譜的基本原理與操作,通過多媒體演示,幫助學生理解和把握實驗過程,讓學生從視、聽等各個角度全面獲取教學信息,尤其是動畫演示使學生有身臨其境的感覺,調動了學生學習的積極性。
8結語
幾年來,通過實踐鞏固基礎,加強綜合性、設計性及研究性實驗,開展趣味性實驗,推廣微型化實驗的改革模式表明,這對培養學生的實驗動手能力、創新能力、科研能力及節能減排與環保意識等綜合素質是十分必要的,同時也提高了學生的實驗興趣。今后我們將不斷地努力進行實驗教學的創新和探索,面向社會需求,在提高人才培養質量的同時,不斷提升核心競爭力,只有這樣才能使學生適應時代的要求,迎接新的挑戰。
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大學化學論文9
分析化學實驗課程是化工、生物等很多學科的基礎課程.通過該課程的學習,能夠培養學生的動手能力、科學素養,為更好、更深入的學習其他專業課程打下堅實基礎.然而,現階段分析化學實驗教學達不到實驗教學應有的培養目標,存在一些不容忽視的問題[1-3],這就要求不斷對分析化學實驗教學進行改革和創新,以便提高分析化學實驗課程的教學質量.
1存在的主要問題
分析化學實驗課程的學習培養學生嚴謹求是的科學態度和在學習實踐中勇于創新、獨立思考的能力.現行分析化學實驗教學中制約教學效果的問題主要體現在以下幾個方面.
1.1實驗課內容單一
目前高校分析化學實驗課因為課時的限制,開設的實驗課較少且內容較為單一,尤其在化學分析部分的實驗多為滴定分析驗證性實驗,且部分實驗與實際生活的緊密性不強.單一的實驗教學內容,不能充分調動學生對分析化學實驗課程的學習興趣,束縛了學生的創造性思維,壓抑了學生的求知欲望.
1.2缺乏靈活性
分析化學實驗對于促進理論知識的理解,培養學生的動手能力、科研能力起到重要的作用.但是長期以來,傳統封閉式分析化學實驗課教學模式,受經費、設備、師資力量以及落后的教育觀念等因素影響,學生只能被動機械地在指定的時間,按照指定的題目和課本限定的方法完成實驗.因此,傳統模式過于機械化,缺乏靈活性.
1.3學生參與主觀能動性不強
充分調動和發揮學生主觀能動性是調動學生學習興趣的前提,是引導學生進行探究性學習的基礎.在現行的教學模式中,整個過程教師充當主體角色,學生只是被動地接受知識.這樣不能充分地調動學生對學習的積極性.在教學中,應充分考慮學生的學習基礎、認知水平和學習興趣,充分調動學生對實驗課程學習的主觀能動性,激發學生自主學習的熱情,以便達到理想的教學效果.
2開放式分析化學實驗教學的探討
開放式實驗教學是以學生為中心科學、新穎的教學模式,是培養學生創新意識和動手能力的有效途徑,也是高校實驗教學改革的總趨勢[4].實踐證明,傳統的教學模式已經不能滿足日常教學需求,而開放式實驗教學模式用全新的教學理念為學生營造開放自主的學習環境、為學生提供更寬廣的探索和創新空間[5-6].
2.1鼓勵改進和創新
開放式分析化學實驗教學不對實驗方法和模式進行固定,要求學生參與整個實驗研究過程,學生在實驗過程中能夠靈活調整、修正實驗方案的不足,充實實驗內容,這樣的教學模式不僅能夠加深學生對理論知識的理解和掌握,而且還能最大限度的激發學生的實驗和科研探索興趣.另外,在學生掌握了一定的自主實驗技能的基礎上,鼓勵學生參與分析化學教師的項目,與相關人員同時進行科研實驗,在實驗過程中學習積累經驗,并且能得到教師及相關人員的指導,對于開啟學生的創新思維、拓展學生的思路,提升學生的科研能力和理論知識的運用能力都大有裨益.除此之外,學生還可以自擬課題,制定實驗方案,申請大學生科技創新實驗項目,通過這種形式培養學生申請課題能力,讓學生成為課題的申報主體、主要負責人和實施人,進一步培養學生的自主學習能力和科研能力,通過多種形式鼓勵和激發學生的創新欲、提高學生的科研探索能力.開放式實驗教學能夠為學生提供了一個開放式的實驗研究的環境,學生不再受制于教材、教師等因素的限制,學生的創新意識和創新精神能夠得到培養,個性思維能夠得到充分展現.
2.2增強學習主動性
學生對所學的內容有興趣才能夠更好的發掘他們的潛能,在此基礎上才能夠更好的培養學生的創新和探索意識.開放式實驗教學由學生自己查閱文獻資料、制定方案,準備所需試劑、實施方案和總結結果,因此可充分地調動學習積極性,培養學生分析和解決問題的能力.查閱文獻可提高學生對有關文獻的閱讀和綜合能力、自主設計方案可培養學生的設計能力和創新思維、自行配制試劑并完成和實施實驗方案可提高學生的動手能力、實驗論文的撰寫有利于提高科技論文寫作能力.開放式實驗教學以學生為主體,教師輔助指導,由學生全程參與實驗,體驗成功中的苦與樂,最大限度的調動了學生學習的積極性.
2.3促進理論課學習
開放式實驗教學要求學生結合實驗現象、結果等對相關理論知識進行總結,討論理論與實驗相互印證程度,要求學生提出自己的問題或建議,改進實驗方法,增強學習的系統性.如果實驗失敗,要求學生對失敗的原因進行分析,重新審查和調整方案,反復探索并總結經驗.因此開放式實驗教學可加深學生對分析化學理論知識的理解,真正讓學生把知識學活、學通.
3開放式分析化學實驗教學的漸進推廣
開放式教學的實施將是一個艱巨、長遠而復雜和不斷探索的過程,面臨并存在著許多新問題和困難[7-8],這些問題將影響實驗教學的實施效果,解決這樣的問題就需要積極進行探索.
3.1增加經費的'投入
充足的經費是開放式分析化學實驗教學推廣的重要保障,因為開放式的實驗教學對實驗教師隊伍、試劑、儀器等都提出了更高、更多的要求,為了保證實驗課程的教學力度、質量和效果,應設有及時補充開放實驗教學所需要的設備等的基金,積極探索多種途徑的經費來源,確保開放式分析化學實驗教學的順利實施.
3.2健全實驗室管理體制和激勵機制
開放式教學需要有嚴格、細致、科學、規范的教學規章制度.在進行實驗前要求學生仔細了解管理制度,保證在有序的情況下進行開放性實驗研究.要出臺相應的激勵措施,通過建立合理有效的激勵制度來充分調動實驗教師、實驗室工作人員的積極性和工作熱情,促進開放式分析化學實驗教學的順利開展.
3.3建立多元化、科學的教學評價體系
學生實驗成績的科學評定是實驗教學過程不可或缺的環節,客觀公正地考核方法是對教學效果和教學質量進行科學評估的有效手段,會直接影響學生學習的積極性,因此,建立多元化科學的分析化學實驗成績考核體系勢在必行.在開放性教學過程中,實驗方案由學生自主設計,與傳統分析化學實驗相比具有不固定性,這使得學生之間實驗成績評定的可比性降低,實驗成績評定操作難度增大.目前已有的開放性課程的評價方法還不盡合理、不夠完善.為了能夠在現實教學中易于操作和把握,還需不斷探索,真正建立起多元化、科學的開放式分析化學實驗成績評定體系.
3.4高水平教師隊伍的建設
高水平的教師隊伍是開展開放式教學的人才保障.開放式實驗教學要求教師具有較高的業務水平,教師應不斷提升自身的專業水平和自身素質,以適應開放式教學方式帶來的各種挑戰,達到理想的教學效果.首先,要求教師既細心又要有耐心,對于學生提出的問題進行耐心、細心的解答;其次,要求教師具有較高的知識水平,教師要對學生閱讀參考文獻后設計的實驗方案進行可行性分析,并提出相應的改進方法和建議,使實驗的內容更加完善,因此要求授課教師必須更新教學理念,具有豐富的知識儲備.在實驗教學方面,可考慮與企業建立合作關系,在企業建立實驗實訓基地,還可聘任企業工程技術人員作為實驗指導教師,來彌補教育資源短缺的短板,在現實實驗教學中既發揮企業與實際生活不脫節的實踐優勢、又發揮工程技術人員的經驗優勢.
4結束語
開放式分析化學實驗教學模式是對傳統教學方法的改革,更加突出了個性發展和因材施教的教育教學理念.開放式教學能夠有效彌補傳統教學模式的不足,在培養學生創新精神、創新能力和創新思維上將發揮越來越重要的作用.目前,開放式分析化學實驗教學還沒有現成的模式可借鑒,在現實教育教學中還存在著一系列的問題需要不斷的摸索和解決,它的實施和完善將是一個漫長而艱巨的工作。
大學化學論文10
[摘要]大學化學實驗課程對于非化學專業的學生來說至關重要,它不僅鍛煉了學生的動手操作能力,同時對學生思維的開發,自主創新能力的提高也具有深遠的意義。文章結合化學實驗教學實踐,針對現在大學化學實驗教學存在的問題,探討了提升大學化學實驗教學質量的體會。
[關鍵詞]大學化學論文;實驗教學;教學質量
眾所周知,大學化學實驗在培養大學生認識、研究、掌握和應用化學現象及變化規律中起了至關重要的作用。戴愛邦教授說過:“實驗室應該是學生學習化學最有效和收獲最豐富的的處所”。學生通過化學實驗掌握基本理論知識,學習實驗技巧,提高動手能力,豐富思想,開拓眼界,養成實事求是的學習態度,提升學生自主創新能力,分析能力以及解決問題的實際能力。化學實驗是傳遞知識,培養能力的最好載體之一。這對我國培養創新型人才具有重要性的意義,因而,提升大學化學實驗教學的質量成為了重中之重。
1大學化學實驗教學中存在的一些問題
大學化學實驗教學對于培養學生的動手能力,創新能力,理論聯系實際能力,思維開拓能力有著至關重要的作用。在我校以培養創新型人才為宗旨的前提下,雖然學校對化學實驗教學進行了相應的改革,并且也在不斷地完善,但是仍然還有很多不足之處,主要羅列為以下幾點。
1.1實驗耗材浪費嚴重
在開設的很多大學化學實驗中,都存在實驗耗材浪費的問題。在電化學實驗中,有電解碘化鉀的實驗項目。很多同學在取電解液的時候,都是不加思索的拿100毫升的燒杯去盛放電解液。電解實驗主要觀察溶液顏色的變化,學生完全可以拿小的燒杯接取適量的電解液來觀測這一實驗現象。在電解質在水溶液中的離子平衡實驗中,有用到pH試紙來檢測不同解離程度的電解質的pH情況。很多同學常常將一整條試紙放入點滴板中檢測,其實一條試紙是可分成三次使用的。這也造成了資源的浪費。以上問題歸根結底是學生的思想中缺乏節儉意識。
1.2學生態度不積極
很多學生都不太重視實驗教程,在進入實驗室之前,沒有做好實驗的預習工作,照本宣科,實驗學習過程就是囫圇吞棗的過程。相比于課程教學,實驗教學給予了學生更多的自由空間。然而很多同學在實驗過程隨便走動,進出實驗室,捏造實驗數據,以達到完成作業的目的。這些足以證明學生對待化學實驗的不重視,不積極,沒有實事求是的學習態度。
1.3動手能力差
有些同學不敢一個人做實驗,需要跟其他同學組成一組進行實驗。對實驗過程該怎么進行,為什么這樣進行完全無想法。對于一些自主設計的實驗,更是不知所措。
1.4遇到問題,缺乏探究能力
在實驗的過程中,我們難免會遇到問題,遇到問題很少有同學主動的去思考問題,為了更快的解決問題,習慣性的去問老師,如某個實驗現象沒有變色,就會懷疑是藥品有問題,而不是從自己的操作方法上找原因。在實驗過程中,實驗現象與書本結果不相符合時,不知道原因,更不會去分析產生這個現象的原因。
1.5缺乏整理意識和環保意識
一些學生在做完實驗后,藥品沒有還原到規定位置。實驗儀器沒有及時清洗干凈,對于濾紙、pH試紙等隨手扔到下水道中。
2針對現有問題的解決措施
2.1教師著重強調細節
教師在平時教學中應著重強調實驗的細節以及容易出錯的實驗步驟。教師應把實驗教學作為期末考試的一部分,以此來提高實驗教學在學生心中的地位,激勵學生重視實驗。
2.2以學生為中心,激發學習興趣
在以往的教學中,一般是老師講解實驗目的,實驗器材,實驗過程等。學生們只是根據老師所講進行實驗,不會思考問題,沒有積極性。為提高學生的積極性,可以采取老師提問,學生回答的模式或者學生提問,大家討論的方式。以此來提高學生思考問題,解決問題的能力。強調提高教學的互動性和學生的自主學習[1]。這樣不僅加深了學生對理論知識的理解,更激發了學生探求新知的興趣,對其科研探索奠定基礎。
2.3完善化學實驗教學的輔助手段
隨著互聯網技術的發展,越來越多的精品視頻公開課、資源共享課等在線教育模式對傳統高等教育形成了巨大沖[2]。因而多媒體輔助教學成為了大學化學實驗教程的重要手段。依托我校的網絡自主平臺,可以建立大學化學實驗網上虛擬實驗室,從而讓學生學到很多知識,明白實驗原理及過程,提高自己的動手能力。交流自己的看法,提出自己的疑問和見解。這對于自身的提高會有很大幫助。
2.4提高學生的創新能力
在新的形勢下,社會對化學人才的需求已經從服務型人才轉為創新型人才[3]。我們不再以先前模式來禁錮學生的思想及創新。教師為學生們提供一些創新性題材,其他全部由學生自己來完成。學生自己查閱文獻,制定實驗方案,根據自己的想法獨立完成實驗。這樣,學生就會擁有充足時間來修改方案,觀察實驗現象,得出實驗結果,而不會僅僅照抄照搬的按書本的`框架進行。因而會大大提高學生的自主創新能力,分析問題的能力以及解決問題的能力。化學教育需要有創新的能力。其實很多時候,學生不是沒有創新能力,而是被一些外在條件淹沒了創新能力。
2.5強化綠色環保意識
20世紀90年代初,美國化學會提出了綠色化學理念,從污染預防的基本思想出發,在化學產品生產的始端就采用預防的科學手段,努力實現整個過程和終端均為零排放的目標[4]。在化學實驗過程中,學生應該有綠色環保意識,不僅能夠節省資源,從始端防止污染,而且也能夠提高學生解決實驗中出現的環保問題以及可持續發展的思想。實驗后,對于廢液,實驗室要分開進行收集,處理好之后在進行排放。在進行有機合成實驗時,盡可能采用環保節能的合成路線,在節約資源的同時,也有利于環境的保護。綠色化學的理念,應成為化學課程與教學改革的重要指導思想[5]。
3對化學實驗教學的改革措施
3.1針對學生基礎,開設多樣實驗課程
雖然開設的課程的名稱都為大學化學實驗,但學生的基礎不同。不同的學科專業招收的學生的分數不同。一部分學生在進入大學之前沒有做過實驗,甚至對化學教科書很反感。另一部分學生本身就對化學有強烈的求知欲望,學習起來也相對得心應手。那么,讓具有不同基礎的同學做同樣的實驗,結果肯定會參差不齊。因而,學校可以開設多層次的實驗課程,讓學生有更多選擇的機會。學生根據自己的實際情況及興趣選擇適合自己的課程。基礎不好的可以從最基礎的做起,逐漸加深難度。對于基礎比較好的學生,可以做一些創新型的、設計型的實驗。
3.2開放性實驗教學
開放性實驗教學能夠激發學生的創新思維,鍛煉學生的實踐能力。開放性實驗教學并不是說簡單的把實驗室的大門打開,延長實驗時間,而是學生在做實驗的過程中有很多的選擇性。首先,學生可以自己選擇實驗方向,根據所選方向自己制定實驗方案,準備實驗,教師只需要根據你所做的實驗來進行審核。其次,開放性實驗教學側重理論與實際相結合的原則,與現代企業應用的科學技術同步甚至超前。開放性實驗教學不僅綜合單一學科的知識,而且涉及多個學科的內容,對學生的實踐能力有很大的促進作用。最后,開放性實驗教學不只是對本院學生開放,其他學院有興趣的學生也可以在實驗室做實驗。因而,這為所有對化學實驗有興趣愛好的學生敞開了大門,同時也為培養多領域新型人才奠定了基礎。
3.3化學實驗的微型化
微型化實驗是國內近20年發展較快的一種新的化學實驗形式,體現了化學實驗綠色化的趨勢[6]。化學實驗的微型化之所以會如此熱門,不僅在于它能大大的節省原料,節省時間,節省經費,而且操作安全,污染小。實踐表明,微型實驗的試劑用量比常規實驗節省80%。微型實驗儀器來源廣泛,甚至可以做到人手一份,因而學生們不用共享一臺實驗器材,這對提高學生的效率有很大的幫助。微型實驗比較簡單,只要教師能夠積極引導,學生就會獨立完成實驗。這不僅調動了學生們的參與,培養他們的創新能力,而且也刺激了學生們進行化學實驗的興趣。同時,微型化實驗滿足了可持續發展的需求,對資源的節約,環境的保護都有著至關重要的作用。這也是國家所提倡的實驗方式,必然會成為以后實驗的潮流方向。
4結束語
根據國家的發展和對人才的需求,學校必須提升對大學化學實驗教學的質量,培養創新型、綜合型、全面型的人才。大學實驗室是培養科研型、創新型、復合型、應用型人才的基地,很多學生畢業后會繼續從事相關專業的研究。因而大學期間,提升化學實驗教學質量尤為重要。改革之后的教學模式能夠適應學校大類招生,培養學生的創新思維和實踐能力。在開放性實驗教學中,將化學與其他學科有機的聯系在一起,提升學生的綜合能力。
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大學化學論文11
[摘要]對應用型人才的培養是實現社會經濟發展的重要條件,本文分析探討了目前應用型本科院校大學化學教學存在的主要問題,結合本校及個人大學化學課程實踐及探索,對大學化學教學方法改進提出幾點建議,以期提高應用型人才素質,促進應用型本科院校的發展。
[關鍵詞]應用型本科;大學化學;教學方法
近年來我國高等教育趨于向大眾化及多樣化的特點發展,因此除了研究型大學之外,應用型本科院校得到蓬勃發展,應用型本科教育對于滿足中國經濟社會發展,對高層次應用型人才需要以及推進中國高等教育大眾化進程起到了積極的促進作用。應用型本科重在“應用”二字,要求以體現時代精神和社會發展要求的人才觀、質量觀和教育觀為先導,以在新的高等教育形勢下構建滿足和適應經濟與社會發展需要的新的教學內容、教學環節、教學方法和教學手段,全面提高教學水平,培養具有較強社會適應能力和競爭能力的高素質應用型人才[1-3]。應用型本科院校注重學生實踐能力,培養應用型人才,從教學體系建設體現“應用”二字,其核心環節是實踐教學。大學化學是高等學校非化學化工類專業開設的一門重要基礎課,通過大學化學的學習,使學生具備初步分析和解決一些涉及化學的工程實際問題的能力,從而培養學生獨特的思維方法和研究方法。大學化學的學習對于應用型本科院校應用型人才的培養及其重要,對學生在后續學習專業課階段的效果也起到了至關重要的作用,本文就應用型本科院校大學化學教學中存在的問題及教學改革的方向進行了探討。
1大學化學教學存在的問題
1.1學生學習積極性不高
學生學習的積極性是制約學習效果的重要因素,它是指大學生在學習活動中的一種自覺的能動的心理狀態,是激發學習、維持學習并將學習導向某一確定目標的原動力[4]。大學生進入大學后,和高中階段相比,作息時間及約束制度都松懈很多,大學化學課程多開設在第一和大二階段,不少學生學習目標并不明確,沒有考研和就業壓力,因此學習態度不端正,學習目標也不明確,很多學生放縱自己沉溺于虛擬網絡游戲中,致使學習態度消極。學生學習積極性不高,最終導致了應用型本科院校培養的學生質量不高,影響學校發展。
1.2教學手段單一
教學手段是應用型本科院校教學過程中的重要組成部分,教學手段對于教學效果的提升起著很大的作用,大學化學作為基礎學科的一門分支學科,目前教學手段主要是以教師板書講授為主,這種教學手段和高中階段相仿,這樣傳統的教學模式,教師為課堂教學的主體,教學效果與教學目的不明確,同時使學生在教學過程中處于被動的狀態,這種機械式的教學方式使教師成了傳遞講義的工具,課堂失去了化學學科的趣味性,嚴重阻礙了學生的思維發展,不利于學生創新能力的培養。教學內容往往只依賴于課程教材,忽略了與網絡平臺的溝通、互動,難以獲得相關的新理論、新方法、新技術。因此沒有創新的教學手段也是制約應用型本科院校大學化學教學效果的重要因素。
1.3實驗課時太少
大學化學實驗是以通過基本操作技能培養,提高學生分析問題、解決問題能力為目的的實踐性環節。傳統的大學化學實驗是沿襲教師講解實驗內容和操作步驟,學生完全按照設定的程序“照方抓藥”的教學方式,這種教學方式不利于應用型本科院校培養學生的自主學習能力和創新探究能力,大學化學實驗教學中最大的問題就是實驗環節課時太少,以西安航空學院材料工程學院為例,材料科學與工程專業及材料成型及控制專業都開設了大學化學課程,課時一共48課時,其中理論課時44課時,實驗課時僅僅為4課時,通過近幾年的教學情況來看,4課時僅能做完一個綜合性實驗,因此這種情況對于培養應用型人才的目標來說是非常不利的。
2大學化學教學改革探討
2.1做好教學準備
教學的準備,也就是我們每一個老師都不能缺少的備課環節,對于備課,我們經常說,要想給學生一碗水,老師就要有一桶水,其實現在的課堂教學要求我們不僅僅是一桶水,應該是兩桶水甚至更多,同時針對建設應用型本科的要求,課堂教學一定要做到理論聯系實際,這就更高層次的要求備課一定要充分。例如《大學化學》課程里的氣體反應這一章節,應重點講解工業上很經典的氮氣和氫氣反應合成氨的工藝過程,因為這個反應工藝很經典,所以可以查詢到很多相關的資料,比如說其他學校的精品課程里對這個反應工藝講解的教學視頻以及相關的工藝過程的動畫等等,都可以拿來借鑒,從而讓學生對這樣一個經典的工藝過程加深印象。總之,對于大學化學來說,教學準備并不是把教案寫好就可以了,還要做到對課堂把控的準備,只有對課堂做好充分的準備,才能有的`放矢,才能做到心中有數,才能有效提高學生的積極性,才能自信滿滿的走上講臺,才能提高大學化學的授課效果。
2.2豐富教學手段
對于課堂教學手段,首先,將多媒體教學有效的運用到實際的大學化學的教學過程中,最大效果的把準備的教學內容很好的講解出來,進而讓學生最大程度的吸收消化,在多媒體運用的同時,大學化學課堂教學上一定要多和學生互動,講到關鍵點和重點的時候應該慢一些、甚至停下來,讓不同程度的學生都能夠跟上講授重點的進度,并且講完一個完整的知識點后,應該盡量做一個短小精湛的總結讓學生再次加深印象。其次,合理有效的做好翻轉課堂,大學化學的教學內容與高中化學有眾多的相似之處,因此,應該由傳統的教師為主體模式轉變為學生為主體,例如能源化學這一章節,可以讓學生查閱多方面的資料,將學生進行分組翻轉課堂講解,這樣可以提高學生學習的積極性,同時也可活躍課堂氛圍。第三,板書也是一個重要的教學手段,一個漂亮的板書很重要,最美觀的板書是一面黑板寫六行字體,并且應當是由不同顏色的粉筆組成,應該標出重點和難點,但是顏色不易超過三種。當然這些都是很細節的問題,需要我們在教學過程中慢慢的把握和體會。
2.3加強實驗教學環節
應用型本科院校注重學生實踐能力,大學化學更是一門以實驗為基礎的課程,實驗環節的進行不僅能提高學生的實踐能力,還能提高學生對于該課程學習的積極性。由于大學化學內容多,總課時少,因此通過減少理論課時來加大實驗教學量這一方法就行不通了。作者認為,應該采用“理實一體化”的教學模式,就是將學科理論知識與實踐操作融為一體,以材料類專業為例,大學化學課程中實驗主要是材料的制備和表征,因此可將無機非金屬材料的制備方法及表征手段做為專題融入到理論教學中,同時,可以在理論教學中通過視頻或者簡易方法加入多個演示性實驗的操作,這樣既可以加強學生對實驗操作環節的熟悉程度,提高學生對大學化學學習的興趣,還能加強應用型本科教學中的實踐教學環節[5]。
3結語
大學化學作為一門專業基礎課,在應用型本科培養過程中有著重要的地位,應用型本科高校大學化學的教學改革是一個漫長的過程,除了做好教學準備、豐富教學手段以及加強實驗環節外,還有很多需要改進的地方。總之,我們應該把激情和熱情落實在課堂教學的每一個環節之中,努力上好每一節課,提高教學能力,為培養應用型人才而努力。
參考文獻
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大學化學論文12
1開設大學化學綜合實驗的意義
通過各分支學科的有機結合與滲透,培養學生綜合解決問題的能力,從而使學生的科學思維能力、創新能力和創新意識得到進一步的提高。我國高等化學教育長期以來一直沿用“專業化、專門化”的“窄、專、深”課程體系,化學實驗的目的重在加深對理論的理解和技能的訓練,人為地消弱了化學學科之間的內在聯系與滲透,學生綜合能力得不到有效提高,嚴重制約了高素質化學人才的培養。為了打破傳統大學化學實驗教學的舊模式,建立以創新能力培養漸進發展的新模式,各高校教師進行了深化教育改革的研究工作,編寫了好多綜合化學實驗的書籍,發表了大量綜合化學實驗的論文,取得了可喜的成績[4-9]。綜合化學實驗的內容大多來自于教師科研項目成果,學生通過綜合實驗領悟到科學探索和研究的方法,使得學生科學素養得以提高。
2開設大學化學綜合實驗的條件
大學化學綜合實驗是完成化學基礎實驗教學之后,在化學學科層面對化學知識、實驗方法綜合運用的一門實驗課程,是高等教育本科基本實驗教學體系的重要組成部分。學生應在掌握基礎無機化學、分析化學、有機化學和物理化學實驗的基本技能的基礎上進行該類實驗。教師在整個實驗實施過程中起到引導和解惑的作用。引導學生按照實驗題目準備必要的實驗儀器和試劑,教會學生科技文獻的查閱方法,讓學生參閱參考文獻列出實驗的詳細步驟,培養學生連接單元操作、設計實驗、分析問題和解決問題的能力。通過綜合實驗,拓展學生的科研思路,提高其科研工作能力。
3大學化學綜合實驗教學方案的設計與實施
本實驗以有機合成、分光光度法測定無機金屬離子為主線,輔以物理化學中表面張力的測定及臨界膠束濃度(CMC)的確定方法,培養學生綜合解決實際問題的能力。
3.1實驗目的
(1)學習和掌握有機化學實驗中水楊基熒光酮的合成方法。(2)鞏固物理化學實驗中表面張力的測定方法及表面活性劑臨界膠束濃度(CMC)的確定方法。(3)掌握分析化學實驗中分光光度法測定金屬離子含量的原理及方法。
3.2實驗儀器與試劑
儀器:電動攪拌器、三口燒瓶、回流冷凝器、加熱套、721型(或722S型)分光光度計、pHS-3C型酸度儀。試劑:對苯二酚、乙酸酐、濃硫酸、無水乙醇、重鉻酸鉀、水楊醛。鉬(Ⅵ)標準儲備溶液:1mg/mL,準確稱取0.1500g光譜純MoO3于100mL燒杯中,加入10mL10%的氫氧化鈉溶解,移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。使用時逐級稀釋為1.00μg/mL的標準工作溶液;水楊基熒光酮(SAF):0.001mol/L;十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB):0.02mol/L;pH=1.8的KCl-HCl緩沖溶液。
3.3實驗內容
(1)無機離子顯色劑水楊基熒光酮的合成水楊基熒光酮的中文別名為鄰羥基苯基熒光酮,9-(2-羥基苯基)-2,3,7-三羥基-6-熒光酮。水楊基熒光酮以其高靈敏度和較好的選擇性被廣泛用于鐵、銅、鋅、鈷、鉬、鋁、錫、鍺、鎢、錳、銻、鉻、鈦、銠等金屬離子的測定中。在巖石、礦物、藥物、食品、環境水等領域的無機離子分析、藥物分析以及生化分析中有著廣泛的應用。水楊基熒光酮按文獻[10]由30g(0.12mol)的1,2,3-三乙酰氧基苯溶解在熱的400mL50%的乙醇中,滴加20mL濃硫酸,在70~80℃時與8g(0.0655mol)水楊醛反應4h.冷卻,在暗處放置二周后,用乙醇重結晶而得。反應方程式如下:(2)水楊基熒光酮與金屬離子鉬(Ⅵ)的顯色反應學生可根據實際需要選用某種金屬離子與水楊基熒光酮進行顯色反應。本文僅以與鉬(Ⅵ)顯色為例說明實驗的設計過程。鉬的特性和鉬工業的'發展為鉬的分析提出更高的要求,也為鉬的分析研究與發展提供良好的機遇。鉬的分析方法甚多,其中分光光度法因其靈敏度高,操作簡便,分析速度快而倍受歡迎。而熒光酮類試劑光度法以其高靈敏度和較好的選擇性被廣泛用于鉬的測定中。
3.4實驗方法
在25mL容量瓶中,分別加入5.0mL的1.00μg/mL鉬(Ⅵ)標準溶液,2.0mLpH=1.8的KCl-HCl緩沖溶液,3.0mL0.001mol/L的水楊基熒光酮(SAF)溶液,2.0mL0.02mol/L的CTMAB表面活性劑,水定容,搖勻,10min后,以試劑空白為參比,用1cm比色皿于最大吸收波長525nm處測定溶液的吸光度。
3.5結果與討論
(1)吸收光譜按照實驗方法進行顯色,測定有或無表面活性劑存在下相應配合物在不同波長下以相應試劑空白為參比的吸收光譜曲線,繪制吸收光譜,求出兩種情況下最大吸收峰所對應的工作波長。探索表面活性劑是否使最大吸收波長發生紅移,是否對顯色反應起到增敏作用。(2)臨界膠束濃度(CMC)與絡合物形成的關系探索取一定量的CTMAB溶液按實驗方法顯色,以試劑作空白參比測量吸光度,并用表面張力儀測定相應CTMAB濃度下顯色液的表面張力,得到不同濃度CTMAB溶液的吸光度和表面張力,結果見表1。以CTMAB濃度的對數lgc為橫坐標,以對應的吸光度和表面張力γ為縱坐標繪制CTMAB濃度與表面張力(曲線1)和吸光度(曲線2)的關系曲線。從曲線1折點求出此體系中CTMAB的臨界膠束濃度(CMC),找出吸光度與表面張力的關系見圖1。(3)工作曲線取不同量的鉬(Ⅵ)標準工作溶液,按實驗方法測定在2.0mLCTMAB存在下的吸光度,繪制工作曲線,求出線性回歸方程、表觀摩爾吸光系數及25mL溶液中鉬(Ⅵ)符合比爾定律范圍。
4結語
本文僅以水楊基熒光酮與鉬(Ⅵ)顯色為例說明實驗的設計過程。本實驗建議32學時,其中水楊基熒光酮的合成實驗10學時,水楊基熒光酮與金屬離子鉬(Ⅵ)的部分為10學時,查閱文獻、編制實驗方案與撰寫實驗報告等12學時。圖1的繪制采用Origin8.0軟件來繪制二維圖形,方法為選中數據后,點擊工具欄中的Plot/Multi-Curve/Double-Y即可。工作曲線的繪制及線性回歸方程的獲得都可以用Origin8.0軟件來完成。其中水楊基熒光酮也可以不用合成,直接用購買的分析純的試劑與鉬(Ⅵ)進行顯色反應,探索表面活性劑對顯色反應的影響。表面活性劑還可以選用常用的溴化十六烷基吡啶、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚等進行增敏研究。水楊基熒光酮法測定鋅、鈷等其它金屬離子可參閱相關文獻自行設計實驗方法。
大學化學論文13
[摘要]為了對目前我國本科生學習的積極性和紀律性進行探討,在兩次大學化學課程的教學實踐中對本科生進行了不同的課堂紀律要求,并采用了不同的課堂表現激勵,觀測到學生在課堂學習積極性、紀律性方面比較顯著的差異。使用難度接近的試卷進行測試,嚴格進行課堂紀律要求并采用一定課堂表現激勵的班級在平時作業成績、考試成績、實驗成績三個方面均有一定的提高。此對比結果說明在目前本科教學過程中對學生課堂專注力和積極性進行調控的必要性。
[關鍵詞]大學化學;本科生;積極性;課堂紀律;授課質量
大學化學是本單位理學院建立后承擔的首門為非化學化工專業本科生授課的自然科學基礎課。本課程48個學時,由32個學時的課堂授課與16個學時的實驗課組成。內容包括化學熱力學、化學動力學、化學平衡等化學基本原理,電解質溶液的解離平衡,電化學,原子、分子(含配合物)結構和晶體結構知識以及對界面現象和膠體分散系的介紹。兩個班級授課期間在課堂紀律要求方面進行了兩種不同風格的嘗試,在班級1授課期間采用比較寬松和自由的紀律要求,從形式上來講接近一些歐美國家本科與研究生教學的課堂氣氛[1-3]。授課時未對學生準時到課、準時上交平時作業(習題)等行為進行嚴格要求,在班級2授課期間則對準時到課進行了明確規定,同時明確不接受補交的平時作業。另外,在班級2授課過程中增加了課堂表現加分與扣分機制,明確規定對出現上課遲到、上課看手機等行為的學生進行每次2分的平時成績扣減,對主動并正確回答課堂問題、提出有創意的新問題的學生進行每次2分的加分,計入平時成績。除上述差異之外,兩次授課的內容與授課方式沒有顯著差異。下面對兩次授課的效果從課堂表現和學習效果這兩個方面進行比較并針對比較的結果進行了分析:
1課堂表現
因為對班級2進行了明確要求,所以學生在提前到課這方面的表現明顯優于班級1。班級1的學生在上課開始前一般可保證90%左右的入座率,少數學生會在上課時間開始后2-3分鐘內陸續進入教室并尋找座位。因此,每次講課前需要刻意提醒學生進入安靜狀態。班級2的學生在上課時間之前基本可以保證完全入座,并在開始講課時自動進入聽課狀態。同時,班級2的課堂秩序也顯著優于班級1。在班級1授課時會出現少量睡覺、長時間看手機等現象,有時需要中斷上課進行管理。此類行為在班級2基本不出現,因此,在班級2授課時無需在課堂上進行秩序管理。在平時成績中引進的課堂回答問題加分的機制,顯著提高了學生的課堂活躍程度與專注度,主動舉手回答提問的學生比率顯著上升。在平時作業的上交方面,班級1學生在預定的上交時間尚存在大量的因為未帶作業本、未完成課后習題而不及時上交,或者上交作業但未完成全部習題的現象。在班級2則基本不存在此類現象,習題的`準時上交率在99%左右,同時,習題的完成率也顯著提高。
2學習效果
課程的考核由平時成績(習題)10%,閉卷考試(70%)和實驗成績(20%,包括實驗預習、操作和實驗報告評價)三部分形成。在試題難度與評分標準與班級1接近的現狀下,班級2學生的考試成績有了顯著提高,其中70分的閉卷考試成績從平均52.7分增加為60.4分。同時,學生的實驗課成績也從平均17.3分提高到18.0分,平時成績平均分從8.4增加為9.6。因為平時成績上限為10分,同時獲得課堂表現加分的學生平時成績普遍較好,因此,由課堂加分影響的學生成績僅影響少數幾名學生平時成績的1~2分。由此看出,平時成績平均分從8.4到9.6的增加主要來自于大部分學生在課后作業的完成率和準確率方面的提高。閉卷考試成績的顯著提高也說明班級2的課堂紀律要求與課堂激勵機制對學生課堂專注度和知識點的掌握有明顯的促進作用。從學生的總成績分布柱狀圖(圖1)看出,班級2的學生總成績分布比班級1的學生總成績分布明顯向高分段移動。由此可以看出班級2學生對本課程內容的掌握程度顯著提高。
3分析討論
從以上對比的結果可以看出,相較于寬松自由的課堂環境,在大學本科教學中采用比較嚴格的課堂紀律要求并不會顯著導致學生的抵觸情緒,從而導致沉悶的課堂氣氛。從兩個班級授課過程中學生的課堂表現可以看出,在使用相對比較嚴格的課堂紀律要求之后,如果采用適當的課堂激勵機制,可以保持學生的課堂積極性和專注度,仍然可以獲得比較好的授課效果。課堂紀律在外界約束下的顯著改善也說明目前我國大學本科生在自我行為的調控方面還存在不足,需要由教師進行提醒和督促。怎樣保持我國本科學生在課程學習、特別是一些自然科學基礎課程學習過程中的積極性與主動性,仍將是一個值得探討的問題。
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大學化學論文14
[摘要]對大學化學實驗在創新人才培養方面的要求進行了概述,論述了培養學生的化學實驗動手創新能力、實驗設計創新能力以及學生在化學實驗中的思維創新能力方面的具體要求。在此基礎上,重點論述了大學化學實驗如何根據上述創新人才培養的具體要求來開展教學活動,從轉變教師的教學思維、豐富教學內容以及多樣化教學模式分別提高學生的化學實驗的動手創新能力、實驗設計創新能力以及學生的實驗思維創新能力等,為教師的教學提供了一定的參考。
[關鍵詞]大學化學實驗;創新人才;教學改革
作為高等教育,大學階段的教育相比中小學更加注重對學生學習習慣、學習方法以及創新能力、探究能力方面的培養。大學化學實驗作為基礎性課程,對學生創新能力、探究能力的培養有著重要的作用和意義,需要教師立足于培養創新人才積極開展教學改革,從而促進學生在化學實驗動手能力創新、實驗設計創新以及化學思維能力方面有創新性的發展,促進當代大學生創新性的培養,為我國的發展提供創新性人才。
一、大學化學實驗在創新人才培養中的作用
(一)培養學生的化學實驗動手創新能力
創新人才的培養,首要方面就是檢驗提高大學生的動手實踐能力,而大學的化學實驗課程的教學在創新人才培養方面,需要教師予以重視。教師在大學化學實驗方面對創新人才的培養表現在幫助學生提高化學實驗的動手創新能力,提供了把學生培養成為創新人才的'實踐基礎。
(二)提高學生的化學實驗設計創新能力
學生的實驗設計創新能力是大學生在化學實驗方面創新水平高低的衡量指標。學生的化學實驗創新能力的提升,是教師在大學化學實驗教學中培養創新性人才的重要方面,是與化學實驗教師的具體教學實踐活動的開展息息相關的,需要教師在教學中對學生創新設計化學實驗方面予以重視。
(三)增強學生的化學實驗思維創新能力
創新人才的培養,最終來講還是培養學生的創新意識、創新思維等等,讓學生學習如何進行創新,如何有效進行創新是大學化學實驗課程培養創新人才的重點之一。增強學生的化學實驗思維創新能力是大學化學實驗課程在創新人才培養方面的最高目標。
二、在大學化學實驗中培養創新人才的措施
在明確大學化學實驗課程在創新人才培養方面的作用后,教師就要根據這些具體的教學方面設計合理有效的實驗教學。
(一)轉變教學思維,引導學生自主動手參與化學實驗
培養學生的化學實驗動手創新能力,需要教師明確學生在實驗教學中的具體位置,需要教師轉變教學思維,給學生充足的學習空間,讓學生能夠在實驗中自主參與,積極動手,將各種實驗的原理、實驗注意事項以及不同實驗條件帶來實驗結果之間的區分等內容與具體的化學實驗實踐相結合。教師在教學過程中,要讓學生進行自主探索,讓學生積極主動參與到實驗中,從而提高學生的實驗積極性,提高學生的實驗創新動手能力。例如,化學鍵以及化學能的釋放等化學實驗內容的教學就需要教師引導學生進行適當的預習,并生成問題,在課堂實驗過程中予以動手實驗練習,提高學生的實驗動手創新能力。
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摘 要:(二)豐富教學內容,在化學實驗課本內容的基礎上引導學生進行創新 教學內容的豐富是提高學生化學實驗設計創新能力的必由之路。培養創新人才需要教師在化學實驗課本教學內容的基礎上,鼓勵學生、引導學生在化學實驗
關鍵詞:大學化學論文
(二)豐富教學內容,在化學實驗課本內容的基礎上引導學生進行創新
教學內容的豐富是提高學生化學實驗設計創新能力的必由之路。培養創新人才需要教師在化學實驗課本教學內容的基礎上,鼓勵學生、引導學生在化學實驗的設計方面進行創新。例如,在電解質溶液的設計以及評定實驗中,需要教師引導學生探究不同的電解質溶液的特點,并讓學生創新選擇不同的溶液進行對比實驗,讓學生自主探究設計實驗,從而嘗試降低實驗誤差,或者在該實驗的基礎上得到一些新的實驗設計研究成果等。
(三)多樣化教學模式,提高學生在化學實驗學習中思維創新深度
多樣化教學模式,在大學化學實驗教學中,主要指教師要積極運用探究式教學模式、情景教學模式等,讓學生在這些開放的教學模式環境下,讓學生能夠在學習中獨立思考,能夠不斷迸發出探究創新的火花,促進學生化學思維深度的不斷深化發展以及思維寬度的廣化發展。例如,教師可以采用情景教學模式,給學生一個實驗創新或者實驗驗證的命題,讓學生自由結組開展實驗的設計、安排以及動手操作,自己解決實驗中面臨的問題,鍛煉學生的思維創新能力等。綜上所述,大學化學實驗對創新性人才的培養需要立足于課程基礎以及學生的學習現狀,明確大學化學實驗在創新人才培養方面的要求。根據這些要求,教師在大學化學實驗教學中要轉變教學思維,豐富教學內容以及多樣化的教學模式,從而促進大學化學實驗對創新性人才的培養,提高教師的教學效率以及學生的學習效率。
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大學化學論文15
微生物燃料電池(MFC)是一種可以將廢水中有機物的化學能轉化為電能同時處理廢水的新型電化學裝置。但輸出功率低、運行費用高且性能不穩定等嚴重制約了MFC的實際應用。影響MFC性能的主要因素有產電微生物、陰極催化劑、電極材料、反應器構型及運行參數等。其中,陰極是影響MFC性能及運行成本的重要因素。目前,有學者通過篩選電極材料及對電極材料進行改性來提高MFC性能和降低成本,效果較為顯著。因此,筆者采用HNO3氧化碳氈,制作改性碳氈空氣陰極,研究化學氧化改性對碳氈空氣陰極表面特征的影響;并通過循環伏安測試,考察改性后碳氈陰極的穩定性。
1材料與方法
1.1試驗裝置及材料
采用連續流運行方式,試驗裝置主體是由有機玻璃制成的圓柱體,中間陽極室有效容積為36mL(內徑為2cm,高為11.5cm),為確保陽極室的厭氧環境,用密封柱密封。陰極在陽極室外側壁圍繞。裝置總容積為3.92L,密封蓋上有陽極孔、陰極孔及檢測孔,以便用銅導線、鱷魚夾來連接外電路,外接1000Ω電阻作為負載。進水口設計在底部中央,制備成無膜上升流式反應器。陽極是直徑為1cm的碳棒,陰極是厚度為3cm的碳氈,輸出電壓由萬用表采集。
1.2原水水質及運行參數
垃圾滲濾液取自沈陽市老虎沖垃圾填埋場的集水井,其水質如表1所示。接種微生物為取自UASB反應器中的厭氧顆粒污泥,接種量為25mL。啟動期的進水流量控制在30mL/h,COD約為500mg/L。穩定運行后進水流量逐步提升到90mL/h,COD提升到1500mg/L。
裝置在32℃下恒溫運行。MFC接種厭氧污泥后,先用COD為1000mg/L的垃圾滲濾液馴化一個周期,使陽極的產電微生物成功掛膜,MFC運行穩定后,再以COD為1500mg/L的垃圾滲濾液作為陽極進水。
1.3改性碳氈空氣陰極的制備
陰極預處理:將碳氈剪成所需尺寸,然后浸泡在1mol/L的鹽酸溶液中,目的是去除碳氈中的雜質離子,24h后取出,用去離子水反復清洗直至清洗液為中性,放入105℃烘箱中干燥2h。
碳氈改性:將預處理過的碳氈浸入65%~68%的濃硝酸中,用水浴加熱至75℃,處理不同時間后取出并用蒸餾水反復清洗直至清洗液為中性,放入105℃烘箱中干燥2h。
催化劑吸附:將經改性后的碳氈放入Fe/C催化劑溶液(硝酸鐵濃度為0.25mol/L,活性炭粉為1g)中,于磁力攪拌器上攪拌30min,然后取出碳氈放入105℃烘箱中烘干。
1.4分析項目和方法
外電阻R通過可調電阻箱控制,電壓由萬用表直接讀取,功率密度P通過公式P=U2/RV計算得到,其中U為電池電壓,V為陽極室體積。
表觀內阻采用穩態放電法測定。
循環伏安測試以飽和甘汞電極作為參比電極,采用傳統三電極體系,電化學工作站為EC705型。
電極電導率采用伏特計測定,COD采用快速密閉消解法測定,NH+4-N采用納氏試劑光度法測定。
2結果與討論
2.1改性時間對催化劑擔載量的影響
電極表面催化劑擔載量是影響電極性能的直接因素,而化學改性將影響電極吸附催化劑的擔載量(如表2所示)。碳氈經過HNO3化學氧化處理不同時間后,其質量均出現一定程度的減少,且隨著處理時間的增加,單位質量碳氈減少量也逐步增加,同時,單位質量碳氈所吸附催化劑的量也增加。這是由于HNO3的氧化作用使碳氈結構發生了變化,表面溝壑加深加密,粗糙度和表面積增加。同時碳氈表面的H+易被催化劑Fe3+取代,也有利于陰極催化劑的吸附。
2.2化學改性時間對電導率的影響
電極電導率是表征電極性能的重要參數之一。考察了碳氈空氣陰極化學改性時間對其電導率的影響,
經改性后碳氈空氣陰極的電導率明顯提高,且隨著處理時間的增加,電導率升高,當化學改性時間達到6h后,電導率趨于穩定。
這是因為碳氈具有石墨層狀結構,層與層之間主要是以范德華力相結合,故層間較易引入其他分子、原子或離子而形成層間化合物。應用HNO3處理碳氈時,HNO3分子嵌入層間,同時吸引石墨電子,使其內部空穴增多,因此大大提高了碳氈的電導率。當碳氈層間嵌入的HNO3分子達到飽和時,將不再影響碳氈的電導率。
2.3改性時間對MFC電化學性能的影響
2.3.1對產電性能的影響
分別選取經HNO3氧化0、2、4、6、8、10h的碳氈制備碳氈空氣陰極,并以石墨棒為陽極,垃圾滲濾液為燃料構建MFC,進行產電試驗。極化曲線斜率和功率密度是表征MFC產電性能的兩個重要參數,因此,通過測定輸出電壓和電流等參數,分別得到極化曲線和功率密度曲線。整個試驗過程保持進水流量為120mL/h,反應溫度為32℃。經HNO3改性的碳氈空氣陰極MFC的極化都經歷了活化極化、歐姆極化和濃度極化三個階段。隨著HNO3改性時間的延長,活化極化、歐姆極化和濃度極化損耗逐漸減小,電池的極化曲線斜率逐漸減小,即表觀內阻逐漸降低;當改性時間為6h時,極化曲線斜率達到最小,表明此時表觀內阻最小(358Ω)。之后,隨改性時間的增加,極化曲線斜率增大,即表觀內阻增大。
隨著處理時間的增加,電池的功率密度同樣經歷了一個先增高再降低的過程,與圖2的規律基本一致。其中當處理時間為6h時,電池的產電性能最好,最大功率密度達到6265.67mW/m3,較未經HNO3處理的MFC的最大功率密度(1838.46mW/m3)增大了2.4倍。由此可知,通過HNO3化學氧化改性碳氈空氣陰極是改善MFC產電性能的有效方式之一。
2.3.2對CV曲線的影響
循環伏安法(CV)是表征MFC放電容量的重要方法之一。化學改性碳氈空氣陰極MFC的CV曲線如圖4所示。其中,掃描速度為50mV/s,掃描范圍為-1~1V。掃描曲線以下的積分面積代表了電池的放電容量。由此可知,隨著處理時間的增加,放電容量先增加后減小,化學氧化時間為6h時,構建的MFC放電容量最大,即MFC性能最好。綜上所述,HNO3化學氧化碳氈空氣陰極的最佳時間為6h。
2.4MFC的產電除污穩定性
2.4.1產電性能穩定性
對經HNO3化學氧化處理6h的碳氈空氣陰極MFC進行了CV測試,共進行了21次循環掃描,結果表明:隨著循環次數的增加,曲線形狀幾乎沒有改變,第1、6、11、16、21次的循環伏安曲線基本重合,面積近乎恒定,即放電容量幾乎沒有變化,說明電池性能比較穩定,能夠長期穩定運行。
在其他條件不變的情況下,采用經HNO3氧化6h的碳氈作為陰極,保持進水流量為120mL/h,外接1000Ω電阻持續運行14d,每天記錄輸出電壓。
在最初的3d內,輸出電壓從62mV增加到483mV,第4天達到最大為492mV,接下來的一周則穩定在470mV左右。隨著運行時間的增加,電壓略有下降,這可能是陽極室溶液的不斷流動,沖刷陽極,帶出一定量產電菌同時增加了電池的'內阻所致,但總體上電池的運行比較穩定。
2.4.2除污性能穩定性
采用經HNO3化學氧化6h的碳氈作為陰極、石墨棒作為陽極、外接1000Ω電阻的MFC,以連續流方式處理垃圾滲濾液。試驗過程中原水COD為(2376±200)mg/L,NH+4-N為(151±10)mg/L,保持進水流量為120mL/h、溫度為32℃,反應初期(1~5d),出水COD濃度急劇下降,之后出水COD濃度逐漸趨于穩定。
COD由初始的(2376±200)mg/L降到(238±15)mg/L,去除率達到89.9%~91.2%,高于謝珊等采用兩瓶型MFC處理垃圾滲濾液對COD的去除率(78.3%)。而氨氮則由初始的(151±10)mg/L降到(86±5)mg/L,去除率達到39.3%~46.8%。去除的氨氮中部分以NH+4形式隨水流進入陰極室,在陰極室擴散到空氣中或轉化為其他形式的氮,部分在陽極室作為電子供體被氧化。He等的研究也證實了氨氮可以作為MFC的燃料。
3結論
①碳氈空氣陰極吸附的催化劑量隨著HNO3化學氧化碳氈時間的增加而增加,但是過量的催化劑不但不能促進反應,反而會增加電池內阻從而降低電池產電性能。碳氈空氣陰極電導率隨著HNO3化學氧化碳氈時間的增加而增加,并逐漸趨于穩定。
②隨著HNO3化學氧化碳氈時間的增加,碳氈空氣陰極MFC的功率密度、放電容量呈現先升高后降低的趨勢,而極化曲線斜率呈現先降低后升高的趨勢。
③HNO3化學氧化碳氈的最佳時間為6h。陰極改性6h后電池產電性能較穩定,最大功率密度比未改性增大2.4倍,達到了6265.67mW/m3,內阻降低到358Ω。
④陰極改性6h后的MFC處理垃圾滲濾液的性能穩定。當進水COD為(2376±200)mg/L、NH+4-N為(151±10)mg/L時,對兩者的去除率分別為(89.9%~91.2%)和(39.3%~46.8%)。
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