時間:2023-03-17 17:57:40
導語:在化學化工論文的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

優秀論文報告會由華東師大化學系副主任王清江老師主持。教務處領導陳靈犀代表學校向與會代表表示歡迎,感謝兄弟院校多年來對華東師大的關心和支持并祝交流會圓滿成功。化學系主任何品剛教授簡要介紹化學系歷史和現狀。1951年由滬江、大同、光華、同濟、大夏、圣約翰等六校教師組成。現有教職工113人;其中中科院院士2名、教授34名,博士生導師36名。一級學科博士點十幾個。各類科研項目120多項、每年科研經費2000余萬元。在CA雜志上收集論文一百幾十篇,除實驗樓外,另有上海市綠色化學重點實驗室,教師培訓中心、中學生科普實驗站等幾十部分。2年后集中遷往閔行校區。目前因正值建設階段、所以接待工作有許多不盡人意之處。希望與會代表諒解。
上海市化學化工學會教育委員會主任范杰教授代表與會的化學化工學會負責人和各校師生感謝東道主華東師大校系領導和老師們為會議提供的周到安排。同時介紹了上海市市長韓正同志今年1月下旬視察化工企業時對本市化學工業提出跨市發展,輻射全國;加大研發力度,實施創新技術;一伴化規劃,整合資源,做大做強等要求。為廣大化學工作者展示了上海市21世紀化學工業繼續發展的宏偉藍圖,倍受鼓舞。我們要用化學在追求美好生活,促進高新技術發展中所作出的貢獻,消除人們對化學的誤解,吸引更多的年青人投身化學專業學習,應對未來能源、資源不足的挑戰、環境污染加劇和溫室效應增大帶來負面影響作出努力和貢獻。
交流會上20位同學的精彩報告和師生間熱烈融洽的互動式討論,為會議營造了極為和諧的氛圍。
優秀論文涉及有關催化反應的機理探討、多種納米材料的合成、食品安全中監測方法研究、抗癌藥物的活性研究、皮膚抗衰老的機理、環境水體中重金屬的檢測方法和儀器的開發等與高新技術和人們生活密切相關的多個領域。
經過評委討論,有10位同學獲得壹等獎。他們是:劉嘉、黎朝、陸穎音、李永璽、戴逸婧、丁支、王荔祖、馬麗君、張若男和王歡。
有十位獲得二等獎,他們是:徐陽、劉媛媛、徐慧婷、應佚倫、、張蕾、沈明月、虞珊、蔣迪發和徐浩。
會議在頒發獲獎證書、獲獎者與華東師大和上海市化學化工學會部分負責老師合影后圓滿結束。
關鍵詞:工筆花鳥畫教學本土文化價值及精神
工筆花鳥畫作為中國畫的一個分支,其發展和衍變經歷了一段漫長的歷史過程。直面中國工筆花鳥畫的現狀,我們必須把目光回歸到中國畫教學的本體上來。在眾多架下藝術公然來襲的今天,給工筆花鳥畫教學帶來了前所未有的困頓。我們在對待傳統藝術的方式上,顯得尤為曖昧。如何對待傳統、研究傳統、怎樣批判地繼承和發展傳統,成了工筆花鳥畫領域中最具實質性的課題。用一種什么方式來建立具有中國畫特色的教學體系、重塑中國畫的傳統根基,是我們最應當思考的問題。
筆者前段時間有幸進行了工筆花鳥畫的教學實習工作。在與本科學生的教學對話中,筆者深深體會到當下工筆花鳥畫教學工作所面臨的實際困難,如:市場運作手段向藝術創作研究領域的滲透等等。我們的工筆花鳥畫教學是否還要一味躺在中國畫教育的這張溫床上呢?從“山重水復疑無路”到“柳暗花明又一村”的景象,已不單純是一個藝術視角轉換的問題,只有深刻意識到工筆花鳥畫的現實問題——機遇與挑戰,做好一系列的轉型期的工作,也才有可能達到“千樹萬樹梨花開”的大好形勢。單從工筆花鳥畫教學的角度上看,筆者有以下幾點體會和想法。
工筆花鳥畫教學,首先,應要求學生有良好的專業基礎。建立一個良好的基礎體系是工筆花鳥畫教學的前提。我們應當看到,當下的美術專業高考在一定程度上存在一些不足,素描、色彩、速寫的考試固然有助于學生的基本功訓練,如提高造型能力等。但作為進入美術類專業高校后選擇國畫專業的學生卻不無遺憾,中國畫的專業基本功以及專業的表現技法在這類學生面前幾乎是一張白紙,這相應給我們的工筆花鳥畫教學帶來了難度。對中國畫傳統的認識相對薄弱,如何“借古以開今”?作為中國畫教學的主要途徑——“中西合璧”更是無從談起。在進入中國畫專業之前,有意識地進行相關內容的訓練和建立必要的國畫專業性質的考核制度,是非常有必要的。
其次,工筆花鳥畫教學的關鍵是加強傳統文化研究,注重學生的理論基礎知識方面的修養。這不僅僅是工筆花鳥畫所在系科,各個藝術系科都應引起重視。當代一些學生對傳統的理解和學習上存在著嚴重的斷代。一方面是對國學和傳統知識的缺乏,一方面是外來因素的干擾:蘇氏寫實主義的創作思想、契氏素描、普及性的宣傳要求等等,將中國畫的傳統體系沖擊得七零八落。對傳統文化的研究是工筆花鳥畫教學的一大利器。正如傳統畫論是中國畫教育的重要一環,教師的傳授分兩部分:一教畫理,二教畫法。中國畫的最高旨意應當是“道技合一”,工筆花鳥畫教學更是如此。在教學過程中充分做到理論聯系實踐,必須把傳統文化、時代精神、當下生活三者有效地結合起來,“筆墨當隨時代”,要具有現實觀照的藝術涵養。中國哲學、中國美學、中國古代畫論是中國畫理論建設之本。
再次,我們當下的教學模式一般是臨摹——寫生——創作三步曲。其中花鳥畫寫生是工筆花鳥畫教學的一個重要環節,是臨摹與創作的邏輯紐帶。重視寫生甚至崇拜寫生,是20世紀中國繪畫和繪畫思想的一大特色。李可染先生就曾說:“用最大功力打進去,再用最大功力打出來。”應該說,寫生是對客觀世界的再認識的過程,也是畫家深入生活、認識生活、表現生活的創造性藝術實踐的過程。重視寫生,直面自然,與自然對話,要勇于打破以往以經驗傳授、臨摹為主的學習手段。要把寫生作為本土文化生命的載體,當面對物象時,中國畫的造型、筆墨均來自人生的經歷和對文化的體驗,它的表現形式是以生命形象的結構蘊藏著一個民族、一個群體的文化、生命和智慧,力求構筑起融傳統藝術精神與時代性于一體的民族美術形態。
不可否認,長期的專業訓練、造型知識的培養以及理論的日益積淀,是學生日后創作水平提高的一個良好顯現。在教學過程中,工筆花鳥畫在繼承傳統的基礎上,應更多結合當下的現實生活和審美特點。正如魯迅先生當年提倡的“拿來主義”,筆者認為在花鳥畫教學中這一點是尤應引起重視的。不但要“拿”當代與傳統的精華,更要“拿”國外的優秀作品加以借鑒和學習。我們的關鍵在于接納哪一塊并“為我所用”的問題。客觀冷靜地面對西方,研究和吸納西方文化藝術中的先進因素,將其融化在中華文化藝術的血脈中,生成中華文化藝術蓬勃的動力,是我們每一位老師及學子的職責。同時,創作不是單純的創意和構思,我們的每一次臨摹、每一次寫生都可以看作是創作的積淀。其實工筆花鳥畫教學的意義和價值就在于:解放思想、更新觀念、大膽創作,以創作帶動新技法和新畫材為原則進行學習。這就要求學生要最大限度地離開藝術的功利性,進入精神的高度自由狀態,帶著誠意地表現自己,才更有可能出現好的藝術作品和藝術思潮;這是從理性走出的狀態,是無法而法之后人與自然的跡化。
與此同時,工筆花鳥畫教學中一個很重要的問題,是如何使學生認識到中國畫精神,認識到中國傳統文化的重要性。蔣采蘋老師在其《中國畫系教學建議》一文中提出了四點建議:一、恢復畫論課。二、恢復古典詩詞和古文課。三、開設中國畫構圖學課程。四、開設畫材學課程。這種合理而又及時的建議無疑給我們的工筆花鳥畫教學注入了一支強心劑。
總之,從本科層面上來看,工筆花鳥畫教學要把握好這四個基礎:造型基礎、專業基礎、創作基礎、理論基礎。只有切實抓好這四大基礎,才是工筆花鳥畫教學邁向成功的第一步。傳承與發展是中國畫的生命線,思變與恪守之爭所引發的新藝術形式及語境的表現,是賦予每一個花鳥畫教學者的時代使命。站在本土化的精神立場上,我們有理由相信工筆花鳥畫的前景會一片大好。
參考文獻:
化學工業特點延伸依據數理、化學內涵作為支撐媒介,進而深度聯合工業經濟基礎條件進行窺測,將化工單元操作和熱學、動力學原理進行深度融合,進而有力指導設備開發工作。化學工程主要隨著化學工業的過渡改造而形成,其中化學反應作為生產流程的核心內容,將為過程分析創設主動適應空間,將研究過程方向梳理完全;而化工熱力學條件作為單元反應的理論基礎,對于產品回收效率有著充分的界定要求,其將直接決定產品后期回收效率,對于產業經濟成本規模產生著重大影響效果。因此,在單元詳細操作流程中,技術人員可針對各類化工設備以及產品形態進行科學審視,由于傳遞流程作為單元操作、反應工程的支撐媒介,而化工產業在全新發展形態下需要落實核心催化技術,就必須聯合跨學科形態的戰略進行綜合比對、研究,爭取達到統一規劃標準格局。內部傳遞機制主要圍繞動力、熱能、產品質量元素闡述,這其實就是異質化單元內部反應裝置的物理演變過程。另一方面,合成化學作為既定學科的核心要素,為設計主體開發大量非天然化合物質提供靈感經驗。在大量創新化合產物的影響下,有關化工產業基礎模型便開始順利過渡。信息技術為各類設備、工藝創造主動適應條件,整體上推動了行業的進步趨勢。這部分生產技術已經聯合各類深加工流程進行替換改造,需要化學工業不斷開發新型歸控技術,進而為既定產業規范效率和經濟成果提供適應條件。技術人員需要全面開發最為先進的協調處理細則,這是創新化學工藝改造流程的必要準則。整個技術開發活動利用市場導向機理進行布置,使得工業、商業化動機需求得到全面綻放。
二、化學工程、工藝試驗數據的科學搭配分析
傳統形態的化工實驗操作,內部數據排列機理相當復雜,整體活動延展下來,具體的人力、物力資源全面堆積。因為內部流程需要借助平行試驗進行掌控,特定數據處理重復性特征廣布。因此,必要時技術人員可依靠MATLAB軟件進行流程過渡,將人工演算過程中的數據限制因素調節完畢。這部分實驗流程是掌握化工研究方式的重要環節,整體流程較為漫長。所以,計算機信息技術便將這些復雜的演算流程進行智能模擬操作,并透過實驗要求建立必要的模型基礎,使得工藝技術管制范圍下的各類可行條件全面延展。化工產業講求專業實驗的引導價值,具體行動標準動機也是圍繞特地實驗點進行參數定量關系探索,進而將化工所需遵循的客觀規律羅列完整。MATLAB軟件在整個研究過程中開辟引導先河,其將各類函數圖形進行輕松規劃,肅清細致符號演算和數值計算限制問題。這類軟件應用范圍較為廣闊,包括數字通訊和財務建模等內容。目前這類程序已經成為國際控制終端的必要支撐媒介,現場操作人員基本只需編寫某種數據處理程序,之后將原始數據輸入,就能輕松提煉相關實驗結果,將優質化數據和圖示模型展出。另外,涉及這方面人員素質的強化工作也相當重要。隨著技術創新和科技產業化的加快,環境保護意識的加強,必然會帶來對分析檢驗專業人才需求的上升,且無論在數量和質量上,都提出了新的要求。
三、結語
[關鍵詞]CAI輔助教學;巧妙設計;直觀性;互補性;交互性;安全性;不可替代功能
CAI(Computer--AidedInstruction)指計算機輔助教學。它是集圖、文、聲、像為一體,通過直觀生動的形象來刺激學生的多種感官參與認識的活動,能調動學生的學習積極性,使學生成為學習的主體,從而提高課堂教學效率的教學輔助手段。在教學之中使用CAI課件,目的是使用CAI技術來輔助教學,為了能夠產生更好的教學效果而采用的,到目前為止,做課件的老師也的確不少,課件也做了不少,但是粗制濫造的卻很多,在課堂、公開課中作秀、表演的也比較多,真正能恰如其分地用于課堂的就不多了。因此,作為一種新的教學手段具有它本身的特點和優點,并且只有在正確的教育理論支持下,與原有的傳統教學手段一起相互補充,共同運用于教學過程,才能取得最佳的教學效果。否則必然會過于花俏,過于賣弄,直接影響教學的效果,或者,沖其量也只不過是僅僅代替了黑板的板書而已。
CAI輔助化學教學形式多種多樣,應用比較普遍的是用大屏幕投影系統與傳統教學媒體有機結合來進行教學。教師可以邊講邊操作;也可以結合教學內容,展示事實、創設情景、呈現過程、提供示范,必要時再輔以課堂實驗等。這樣的教學模式除了公認的信息量大、時間利用率高等優點外,我認為在設計時還應具有以下不可替代的功能:
一、直觀
想象力是智力活動的翅膀。在現實刺激物的作用下,人腦中的舊表象重新配合,從而構造出與原有事物基本相符甚至完全嶄新的形象的心理過程稱為想象。豐富的記憶表象是培養想象力的重要手段。在化學教學中培養學生的想象力也是大綱和考綱的要求,是培養學生素質的重要組成部分。想象的水平是依一個人所具有的表象的數量及質量為轉移的。培養想象力,就必須擴大充實表象的數量,改善已有表象的質量,以擴大已有表象的儲備。
化學研究的對象中有大量的微觀過程,若只通過教師的講解去想象實際發生在三維空間中的運動和變化是有難度的。在傳統的課堂中,由于給學生提供的感性材料受到很大的局限,有時因不能給學生直觀的表象而影響了學生對知識的理解與鞏固。如:化學中的一些微觀抽象知識一直是課堂教學中的難點。依靠傳統的講授和靜態模型的展示提高教學效果,已經越來越不能滿足現代中學生的需要。因此,對原子結構、分子在化學變化中的變化、電子得失、微觀粒子的基本特性等大量微觀現象進行動態的模擬是化學教師渴求的現代教學手段。
通過多媒體計算機可以把微觀抽象的內容及某些實驗利用二維或三維的圖像、動畫進行模擬。用圖形、圖象、動畫、文字和聲音等方式向學生提供豐富的感性材料,特別是可以把從文字材料獲得的概念轉化成直觀的形象,把難于想象的微觀世界宏觀化,把難以演示的實驗形象化,通過直觀的視覺來幫助學生理解,大大降低了難度,使學生深入認識事物的本質,從而使教學難點順利突破。這樣學生多種感官同時參與學習,教學信息豐富,學生獲得的記憶表象數量及質量均大幅提高,日積月累想象力自然得到長足發展。舉例如下:
①展示分子結構及分子的分裂情況。這主要用于物質結構及化學變化實質的教學中,如H2O、H2、O2等分子結構,可通過制成立體分子結構動畫,生動地展示在大屏幕上。通過Anthorware制作動畫,加上閃爍與伴音,能形象地展示水分子分成氫原子、氧原子,氫、氧原子分別構成氫分子、氧分子等。
②模擬工業生產流程。教材中有些生產流程的內容,如鋼鐵的冶煉、石油的煉制及合成氨工業等,僅靠掛圖及教師講解,效果不理想。恰當地利用動態模擬,能使學生對主要生產設備內的反應產生身臨其境的感覺,避免了書本上冗長文字所造成的呆板、枯燥。
③模擬實驗及視頻播放實驗錄象。化學是以實驗為基礎的科學,演示實驗是必做的,不能用計算機來代替。但常規實驗受到條件限制有某些不足,這可以通過CAI課件中的動畫、視頻播放等手段來彌補。如液態空氣的蒸發,普通中學的實驗室是沒有條件得到液態空氣的,課堂上難以演示;再如濃H2SO4的稀釋時錯誤地將水倒入濃H2SO4,會帶來什么后果呢?這是不能用實驗來演示的。但都可通過動畫模擬及伴音得到解決。又如Na與H2O反應實驗,通過投影實驗能使全體學生基本看清,但反應太快,學生完整描述實驗現象有困難。這時可將該實驗的視頻文件反復播放,并通過幀數控制定格在幾個特殊階段,這樣學生就能將實驗的整個過程看得十分清楚。
二、互補
CAI在化學課堂教學中不能起主導作用,只是化學教學中的一個必要的補充,這也要求我們在課堂設計的時候和CAI設計的時候充分考慮到這一點。課堂設計的時候,必須還是按照課堂必有的一些步驟進行課堂設計,如復習提問、引入新課、講授新課、板書設計等等。作為一個必要的補充,CAI可以在任何需要的時候出現。
1、與實驗的互補
化學實驗是有目的地使自然界中的化學現象在特定的環境、條件下簡單化、明晰化、突出重要因素重現出來,以便于進行觀察、研究,認識物質的性質及其變化的規律。化學實驗中物質的性質及其變化通過聲、光、色、態的改變生動、鮮明的表現出來,為學生提供豐富的新意刺激,可以有效的調動學生的各種感官,全面、清晰、準確的認識物質的性質及其變化的規律。化學是一門以實驗為基礎的自然科學,說明化學中的一些現象、變化,當然必須充分通過課堂化學試驗來說明。CAI課件與化學實驗兩者必須相輔相成,相互補充,同時為化學課堂教學服務。也就是說,CAI課件中的模擬實驗也不能代替全部課堂演示實驗。如:在講水的組成時,首先在課堂上做電解水的實驗,兩電極產生的性質截然不同的氣體引起學生的興趣,都想知道為什么水通電產生的為什么不是水蒸氣。接著老師展示CAI課件,從微觀方面以動畫的形式展示水分子在通電時變化的原因。學生心中的謎團終于解開了,同時也接受到了新的知識。在這里,化學實驗教學和CAI課件就起了非常好的互補。
2、與板書的互補
板書,是教師用以傳達教學信息的一種媒介,是化學課堂教學的重要手段和環節之一。它和教學語言,非語言行為或先或后或同時出現,互為補充、完善,是化學課堂教學不可缺少的部分。在一堂完整的課堂教學中,板書可以揭示教學內容的要點和邏輯層次,體現知識脈絡和體系。板書直觀、精煉。它通過調動、刺激學生的視覺器官,將教學信息的結構及其內在聯系呈現給學生,使學生便于聯想記憶。流暢漂亮的書法,新穎別致的布局,搭配合理的色彩等無不給人以美的感受,對學生的審美觀和表達能力具有潛移默化的影響。人們把精心設計的板書稱為形式優美、重點突出、高度概括的微型教科書。化學學科的特點決定化學知識的層次性、階段性。沒有板書或者僅僅只是展示一下板書,知識的全面性或者層次性不能在學生頭腦中形成一個整體。一堂課下來,學生對CAI課件中的圖片、聲音、動畫有較強的記憶,而他們所記憶的知識點是零散的,不完整的,不系統的。
三、交互
CAI網絡課件人機對話的方式有效地實現了程序化、啟發式教學。可無距離地實現個別化教育,因人施教。“教師”與學生間可用文字、聲音、圖像、動畫等進行相互交流,這是“一塊黑板、一張嘴,一支粉筆講到底”的傳統教學方法根本無法實現的。交互式的教學方式使教學效果得到了顯著地提高。
教師講課前,首先發一道命令,封鎖所有學生的鍵盤,強制性地中斷學生操作,然后教師通過網絡軟件將自己屏幕上的信息實時地傳遞到各個學生機,隨著講課內容的不斷變化,教師可以適時改變屏幕上的內容。如學生在學習中遇到了問題,自己無法解決,學生只要按一下控制鍵,教師那邊就能得到及時的反饋,老師立即把學生的屏幕截取過去,通過自己的鍵盤和這位學生做一個雙向式的交流,共同地解決問題。這一切只是在“默默無聲”不影響其它同學的情況下完成的。如果老師發現學生的問題解答得很有創意,或者是覺得這個答案有相當的典型意義的時候,他還可以將這個學生的答案示范給在座的每位學生,讓所有學生分享他的成功和教訓。這種新的教學模式比傳統課堂教學更能促進師生之間的交流與合作,教師在這種教學環境下,會感到自己更多地是一個管理者和引導者,而不是一個說教者。我認為這完全符合目前教育教學改革的需要,通過這一方式可以使學生在各自的基礎得到更加全面地發展。
此外利用計算機的存貯信息量大的特點,可以大量儲存相關知識點的習題、例題以及與化學相關的課外資料,這對學生進行因材施教提供了極大的方便。現在軟件市場上的相關題庫均有各種層次的習題、例題及測試反饋系統,對于優秀生計算機可以根據要求調出難度較大的資料供他們選用;對于基礎薄弱的學生,也可以調出鞏固性習題,且計算機可以不厭其煩地幫助學生,適時地在屏幕上出現鼓勵性提示語,對于克服學生的厭倦心理和被動心理大有益處。
四、安全
化學實驗教學歷來都強調要保障實驗的安全,安全是教學實驗必備的一個條件,過去對化學實驗的不安全因素主要考慮為爆炸、起燃、強腐蝕、極毒等。而現在,人類對環境保護日益重視,化學實驗產生有害環境的廢氣、廢液和廢渣等也被視為實驗的不安全因素,因為其結果同樣會影響到師生的健康,而且這種危害還具有廣泛性和持久性。現階段的新課程改革就已非常重視這個問題,如刪除了會引起空氣污染的硫的燃燒實驗、引起危險的氫氣爆炸實驗等。但是硫的燃燒、爆炸的形成又是一個非常重要的基礎知識,如果使用CAI課件中播放視頻的方法,則可以很好的解決此類問題。此外對于下列實驗用CAI課件演示的方法完全可以起到很好的效果。
1.有毒、有害以及在短時間內無法完成的實驗。如膠體的電泳、硫化氫的性質與制取、CO、SO2、Cl2等毒性實驗。
2、錯誤的實驗操作所引起的后果呈現。如一氧化碳還原氧化鐵時先加熱后通一氧化碳;將水加入濃硫酸以稀釋濃硫酸;點燃氫氣前未驗純等。
基于以上兩方面的原因,考到技工院校的學生學習成績和各方面的素質和學習習慣總體都不如普通高中生。由于從小成績就不好,他們也就自然成了所在各班中的那一小部分后進生。不可否認,某些學校為抓升學率,只注重那些成績好的學生,而早把他們淡忘了。這部分學生在初中時,已經漸漸形成了在家沒有父母管、在校沒有老師抓學習的現象,自然而然成績是越來越差了。同時技工院校的學生學習方法也不太得當,他們喜歡死記硬背,尤其是習慣于在考前突擊死記硬背。大部分學生的基礎化學知識非常貧乏我們發現技工院校新生的化學知識普遍都非常貧乏。主要是因為這些學生以前的學習態度和學習習慣都不是很好,而化學知識。大多要花時間去理解去記憶,所以對化學知識的掌握,比起其他學科來往往少得可憐。就連苯環、羥基這些最基本的結構知識一個班級中往往都有很多學生回答不上來。
二、技工院校藥物化學教學如何采取因材施教的策略
1.針對學生性格特點,先育人再教書英國思想家歐文說過:“教育人就是要形成人的性格。學校不僅對學生傳授文化科學知識,進行政治思想教育,還促進學生性格的形成和發展”。由此可見,學校在人的性格形成中起著重要作用。教師的教育態度、師生關系和學生在集體中的地位等都將對學生的性格產生影響。學生在學校形成良好的品行,就能順利地走向社會。因此無論學校還是教師,育人的重擔都將超過授業解惑。既如此,我們承擔學生教育任務的廣大技工院校的老師就不能只教書、不育人,也要像班主任那樣,在學生的性格改造和習慣養成方面下一番工夫,多與學生談心,做他們的知心朋友,更好地幫助他們改造不良習性,養成良好習慣。這樣讓學生真心喜歡與老師交往、交流,從而慢慢喜歡上藥物化學這門學科。
2.教會學生正確的學習方法,讓他們不僅會學而且會巧學如構效關系是藥物化學學習的重點也是難點,教學中應用口訣教學法可以增加趣味性,方便學生記憶。同時通過口訣可以讓學生了解結構改造后的衍生物,拓寬學生知識面。學生在學習構效關系的時候經常會混淆,如果讓學生自己對照結構比較簡單的構效關系,把幾個知識點可以聯想烏龜的左手、右手和尾巴進行分類,可以增加學習興趣,消除藥化學習的恐懼心理。比如在學習嗎啡的構效關系時,筆者編了口訣:三位甲基變聯邦,鎮痛成癮均降低;六位乙酰海洛因,鎮痛增加變;七八還原六成酮,鎮痛成癮均增加;十七取代大改變,納洛酮是拮抗劑。在前期的教學中可以給學生編好口訣,后期的教學中引導學生自己編口訣。
3.培養興趣,開發教材,探索藥化教學新模式我校學生是初中起點的五年制學生,沒有經過高中階段的學習,對理論內容的理解能力比較弱。如果教師一味地講,忽視學生課堂上的反饋,會使學生陷入茫然狀態,打擊他們的學習興趣。長此以往又會使學生陷入學習藥物化學課程是為了應付藥物化學考試的被動學習中去。針對當前技校生普遍化學基礎知識差的現狀和藥物化學的學科教學特點,重點應從兩個方面改進技工院校藥化課的教學。(1)不斷提高化學知識較差的學生學習藥化的興趣。首先通過多與學生交流,讓學生從喜歡藥化老師到喜歡藥化學科,這是激發學生學習興趣的長效途徑。我們每位教師都應該特別重視,力爭做得更出色。其次可以通過圖片、資料、投影、電影等多媒體教具和教學手段,開展豐富多彩的課堂教學,將藥化課上得生動有趣。第三,不斷提高我們的教育水平和教學藝術,用風趣幽默而且動聽的語言去講解枯燥無味的藥化知識。第四,從以教師為主體、單向知識傳授的教學型教學,轉向以學生為主體、教師為主導的師生互動式研究型教學,培養學生的創造性思維。此外,藥物化學教學方法和手段的改革不僅是先進設備的使用、軟件程序的革新,更重要的是思想意識上的轉變。傳統的“滿堂灌”只會使學生疲于應付、死記硬背,無暇積極主動的思考,久而久之扼殺了他們的創造性思維。所以要樹立學生的創新意識,首先要給學生留下思考的余地,鼓勵學生的懷疑精神。愛因斯坦曾說過:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要,因為解決一個問題也許只是一個數學或實驗上的技能而已,而提出問題和新的可能性,從新的角度分析舊的問題,需要創造性的想象力,而且標志著科學的新的進步”。教師的責任在于作為學習的推動者和導向者而不是知識的權威人士,去努力營造民主、平等和探討的學習氣氛。(2)結合本校實際情況和藥化教學側重點加快教材的開發。技工院校要結合學校的專業特點和人才培養方向重點,力爭盡快編寫出與專業和人才培養方向結合緊密的本校藥化課教材,進一步提高學生的學習興趣。技工院校藥化教材的編寫,不能比照普通高校的藥化教材對知識點面面俱到,而要結合技校學生的實際水平,適當降低難度和深度,在知識的趣味性上多下功夫,把藥化課的知識性和趣味性融為一體,編寫出一本教師容易教,學生喜歡學的好教材。
三、小結
為了培養礦物分選加工和礦產資源綜合應用領域的工程技術人才,有機化學的教材內容應以培養學生的科學思維方法,分析問題、解決問題的能力和創新能力為目標,突出礦物加工工程專業特點,著力拓寬學生知識面。據此,本課程選擇的是獲得第三屆國家教委優秀教材一等獎,由徐壽昌主編的《有機化學》,該教材按照官能團系統分類,每一個章節介紹一類有機化合物,而每一章節又按照結構、制備方法、物理和化學性質為主線,便于學生歸納總結和綜合應用。但是在2011年我校在本科生培養方案的調整中,將礦物加工工程專業有機化學的教學課時由64學時縮減為48學時,有機化學的教學內容必須做出相應的調整。首先,我們貫徹“少而精”的原則,對教學內容進行了優化處理,在縮減課時的情況下,精選本學科中最基本、最重要、最精華的部分作為重點教學內容。例如,教材中烷烴、烯烴、炔烴、脂環烴、芳烴、鹵代烴、醇和醚、酚和醌、醛和酮、羧酸、胺、雜環化合物等每一個章節都包含有機化合物的分類和命名,而很多學生在高中階段對這些內容略有掌握,因此我們在第一章有機化合物的分類中,補充有機化合物的命名,將有機化合物按照官能團命名方法進行歸納和總結,后面的章節中就不再介紹。教材中某種有機化合物的制備反應和另一種有機化合物的化學反應前后重復介紹,可以將這一部分內容合并簡化。以醇制備鹵烴為例,教材第九章鹵烷的制備方法中介紹了醇與氫鹵酸作用,而第十章醇的化學性質又詳細介紹了鹵烴的生成,將這兩部分內容整合有助于學生的理解,避免了重復。教材中立體化學的內容比較抽象,對學生的空間想象力有一定的要求,而立體化學和礦物加工的專業知識關聯較少,我們將其內容適當簡化刪減。其次,為了強調礦物加工專業特色,激發學生對專業的興趣,有機化學的教學內容必須重點講授一些和專業相關的內容。例如,我們學校的礦物加工專業主要是面對煤炭行業,學生必須對煤的相關知識了解透徹。煤是由有機質和礦物質組成,煤中的有機質又是由苯環、脂環、雜環和一系列的含氧、硫、氮的官能團組成,要認清煤的大分子結構,必須掌握好有機化學中芳烴、環烷烴、酚和雜環化合物這些章節的內容,另外煤經常發生的一些化學反應,如氧化反應、裂解反應、芳構化反應、加氫反應、縮聚反應、脫氧反應和磺化反應等也滲透在有機化學各章節中。煤的浮選過程中浮選藥劑分為捕收劑、起泡劑和調整劑三種,這些藥劑大多是有機化合物。捕收劑主要是煤油、輕柴油等,它們是石油裂解的餾分產品,主要是C11-C16的烷烴,在有機化學烷烴的學習中可以介紹;起泡劑包含天然起泡劑松醇油(α-萜烯醇),工業副產品起泡劑雜醇和仲辛醇,人工起泡劑醚醇類化合物,在有機化學萜類、醇類和醚類化合物的講授中介紹;調整劑主要是一些乳化劑和絮凝劑,涉及有機化學中高分子聚合物的知識。水煤漿是一種新型的煤基流體燃料,由煤70%、水30%和少量添加劑經一定工藝流程加工而成,添加劑起著關鍵作用。水煤漿添加劑中主要是分散劑和穩定劑,分散劑是磺酸鹽、羧酸鹽、聚烯烴類化合物,穩定劑是高分子表面活性劑、聚丙烯酸鹽類化合物,這些涉及羧酸和高分子聚合物的相關知識。目前,多學科交叉、滲透、融合,以基礎知識與專業知識密切結合為切入點,將相互具有內在聯系的有機化學、煤化學、選礦學的教學內容融合,將打破過去有機化學、煤化學和選礦學在課程設置上過于獨立、缺乏聯系的局面,整合原有課程內容,拓展學生知識結構。
二、有機化學教學方法的改革
傳統教學方法以教師在課堂上的“填鴨式”教學模式為主,往往忽略了學生的主體性,不利于學生自主學習和創新能力的培養。為了培養學生的自學能力和思考能力,提高教學效率和質量,我們在教學中采用了靈活多樣的教學方法,通過啟發式、互動式和討論式等多種教學方法,引導學生課堂上積極思考,獨立解決問題。在教學過程中我們增加一些教科書上沒有列出的反應及其具體應用實例,將同類型的反應隨時進行總結,既可提高學生的學習興趣和積極性,又可開拓學生的視野和擴大知識面。例如,水煤漿添加劑中普遍用到的分散劑是萘磺酸鹽,在萘磺酸鹽的制備過程中涉及我們所學有機化學中萘的磺化反應,萘在165℃時與濃硫酸反應的主要產物是β-萘磺酸,β-萘磺酸經過與甲醛發生縮合反應后與堿中和即可得到我們所需的產品萘磺酸鹽。學生通過這個實例的學習,將會加深對萘的磺化反應的認識,同時拓寬了知識面,還與所學的專業知識也聯系起來。FS-201作為一種浮選劑在很多選煤廠使用,它的藥劑用量比煤油低30%左右。這種藥劑的主要成分是輕質烷基苯。這種藥劑的合成涉及有機化學中最著名的傅克烷基化反應。它的合成是烯烴與苯在三氯化鋁的催化作用下進行傅克烷基化反應,反應物經堿洗、水洗再經脫苯、精餾,截取255℃以前的餾分。課本中一個普通的化學反應在工業上得到應用,學生將會印象深刻。通過這些實例的學習,學生發現有機化學課程并不是完全和自己所學的專業沒有關系,專業知識也并不是深奧難懂,基礎課程和專業課程相輔相成,融會貫通。
三、有機化學教學手段的更新
首先,近年來現代生物技術中的酶技術在輕化工領域的重要性和潛力日益增長。例如,在傳統高溫濃堿型棉織物退漿工藝中,需消耗大量水、熱能、化學助劑,并排放出大量含高濃度污染物廢水。與常規堿劑前處理工藝相比不同的是,生物酶退漿對織物損傷小,處理后織物手感柔軟,色澤鮮艷,具有能耗低、設備要求低、排污量少、廢水處理簡單等諸多優點。所以,生物化學中的酶學部分是我們需要重點學習和掌握的內容,在全部32學時的教學中,我們安排酶學10個學時,從酶的概念、分類,酶的作用機制、酶促反應動力學到酶工程均作了詳細講解,并在講授的過程中將生物酶工程的相關知識與輕化工程專業知識進行交叉,提高學生對生物酶技術在輕化工中應用的認識,從而,培養學生分析解決問題的能力,為創新能力的培養奠定基礎,使他們在實際的生產實踐中,可以根據材料不同,工藝流程的不同,選擇不同的生物酶處理工藝。
其次,在紡織和皮革加工領域,應用的原材料有很多是生物質材料,因此對于生物質材料的了解對輕化工程學生來講非常重要,所以我們將生物化學中糖類、脂類和蛋白質類等生物大分子的結構、性質和功能列為輕化工程學生的學習重點,大約占到16學時左右。讓學生對生物大分子結構和性質有全面的認識,幫助學生在對這些生物質原料進行處理時能夠做到有的放矢。
再次,原有生物質材料都有各種各樣的優點和弊端,如何保留其優點而避免其缺點,是一個全新的課題。比如天然彩棉,具有良好的天然色彩,可以避免后續染料加工過程,節省能源和成本,降低污染等優點,但同時,天然彩棉的棉纖維纖絲較短,不如白棉,另外產量比白棉低。針對這些特點,應用生物技術中的基因工程操作可以幫助我們既能保留優點,又能改善缺點,基因工程技術可以從根本上按照人們的意愿改變原材料的特性,所以,生物化學中的分子生物學以及基因工程我們也向同學們做細致的闡述。其余學時我們安排了緒論、對生物小分子的認識以及簡單的代謝內容,讓學生了解生物化學的全貌以及了解為什么學習生物化學以及如何才能學好。
2教學方法
采用“以問題為中心的教學模式”,利用多媒體教學和板書教學相結合的手段。目前,作為國內普通本科院校,吉林化工學院的學生自主學習能力不強,學習狀態不佳成為了一種普遍現象。傳統的教學模式不能激起學生的學習興趣,學生學習非常被動。“以問題為中心的教學模式”(ProblemBasedLearning,PBL),1969年由美國神經病學教授Barrows在加拿大多倫多的McMasterUniversity首創,目前已成為國際上流行的一種教學方法。其特點是:以學生為中心,老師為引導者,以自我指導學習及小組討論為教學形式的課程模式,能有效地培養學生發現問題、解決問題的能力,有助于提高學生的創造力、人際交往及協作能力。在課堂上我們會先提出一個輕化工程范圍內能遇到的問題,比如真絲織物的脫膠處理問題,在這個工藝過程中,首先涉及的生物化學知識是絲素和絲膠的生物化學本質是什么?引入蛋白質分子結構組成、化學性質專題;進一步酶法處理脫膠環節應注意哪些問題?引入酶促反應的影響因素專題。將學生分成若干小組,進行討論,并設計出工藝方案,這樣的方法,不但激起了學生的學習興趣,還取得了良好的教學效果。
3考核方式
因為每一個化學工程與工藝實驗的目的都不相同,因此其處理的步驟以及涉及的化學公式也不盡相同,不可能以一個程序來概括,但是經過大量的實驗研究和總結,發現不同的化工實驗中都會有其相似之處,它們都可以由圖1來概述。
2數據處理的程序編制
2.1數據輸入。化學工程與工藝實驗的數據輸入主要依靠提示的函數input實現,比如以溫度為例子,則其輸入函數為:t=input(‘請輸入實驗的溫度(攝氏度):’),其中輸入函數大多是以矩陣的輸入形式為主。
2.2處理和作圖。化學工程與工藝實驗中得到的數據時常會存在離散的情況,必須經由多種擬合的方法將它們結合成一條或多條連合的曲線,而其中最常用的擬合方式是最小二乘法,因此本實驗設計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。設實驗的離散數據(x1,y1)通過最小二乘法將其擬合成因變量y,自變量x,輸入的函數關系為y=f(x),函數關系的主要思路是讓離散數據中的x1的殘差平方以及Σ(f(x1)-y1)2達到最小值。因為在得出化工實驗數據中多少會因為外界的因素存在著一些誤差,因此最小二乘法可以無需使輸入函數y=f(x)必須經過全部的離散數據(x1,y1),但是殘差平方和必須達到最小值。根據最小二乘法的擬合方法可知,最小二乘法可以滿足化工實驗數據處理中的擬合應用需求。在化學工程與工藝實驗中會涉及到流體的流動阻力研究,研究主要是通過測試流體的流動阻力,在經過特定的計算之后得出摩擦系數(λ)和雷諾準數(Re)的離散數據,再同理,經過最小二乘法擬合出連續的曲線,并根據其畫出相對應的圖形。得出上述式子之后可以將MATLAB里的函數polyfit()進行線性的擬合,以作為化工數據處理的程序原理。
2.3建立數據庫。因為經過上述的設計,化學工程與工藝實驗數據處理只能得知在特定的溫度下(比如10℃、20℃以及30℃等)實驗的物性數據,但是在實際的生產中,工業生產所涉及的溫度多變,不單單只停留在設計好的溫度當中,因此,這就需要我們在數據中選擇最相近的數據,假設它們屬于線性的關系,再利用內插或者外推的方式計算出實驗的物性數據常數。在本文的化工實驗中,編寫的程序已經將實驗溫度和密度以及實驗的溫度與黏度進行多次的實驗擬合,建立出了一個相對完整的數據庫,在工作中只需將溫度輸入進系統,則程序可以自動跳出在特定溫度下的物性數據,提高數據處理效率。
3程序的運行
在編制完成化學工程與工藝實驗的數據處理程序,且建立數據庫之后,便應該輸入數據以驗證程序是否能有效地處理實驗數據。在化學工程與工藝實驗的數據處理中,MATLAB軟件的應用是十分重要的,經過實驗可知,在化工實驗當中會出現大量的離散數據,必須經過擬合的方式進行處理,其處理過程中不僅工作量大,而且十分繁瑣,一旦出現差錯則必須重新重來,浪費大量的人力物力資源,而且在處理好實驗數據之后,在查看實驗當中還要將化工實驗數據重新計算一次,看結果是否與原先的計算結果相同,工作量十分重,但是如果運用MATLAB軟件則大大降低了數據處理難度,只要在MATLAB軟件中輸入相應的化工實驗數據,就可以得到結果,節省了時間,提高了工作效率。
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1.1整合實驗教學內容,合理設計實驗項目
實驗教學大綱是保證和檢驗實驗教學質量的重要依據。根據專業規范的要求,參照國內兄弟院校的相關專業,結合本校的實際情況和要求,采用“化學化工基礎實驗+專業實驗+創新實驗+課程設計”(三實一設)實驗教學體系,撰寫實驗教學大綱,規定實驗課程的性質、教學目標、教學內容、學時安排、教材及參考書等,經教研室與實驗室討論、修改,再由學院、學校職能部門調研、審核、批準后執行,并不斷改進和更新,切實保證實驗教學的順利開展。
1.2購置實驗裝置,營造科研氛圍
化學是探索自然規律的實驗性學科,化學工程與工藝實驗設備的好壞,直接影響學生在實驗過程中觀察現象和操作,探究反應本質規律。我校化學工程與工藝實驗設備為20世紀90年代產品,使用年限已經接近20年,普遍出現生銹、變形、跑冒滴漏現象,而且測試和自動控制技術已經落后于現代技術水平,不能適應當前教學改革的基本要求。基于目前現狀,化學工程與工藝實驗室以安徽省高等教育振興計劃為契機,以博士點建設為導向,通過充分調研、認證論證購置一批化工基礎實驗設備,提高學生的儀器操作和實驗動手能力。為了營造良好的科研氛圍,每學期對部分學生增加開放性實驗,實驗教師采用啟發式教學模式,將主要精力放在學生實驗細節,及時提出存在的問題,針對實驗原始數據與學生共同討論,從而達到鞏固理論知識,增強實踐能力,逐步培養和挖掘創新能力。
1.3優化教學方法,全面提高工程能力
傳統的實驗教學方式都是以教師為主體,學生是知識的被動接受者,教師設計好實驗方案,準備好實驗器材,安排好實驗程序,學生只觀察現象和記錄數據等。處在這種氛圍中的學生,往往不善于主動思考和主動汲取知識。我校化學工程與工藝實驗中心力求實驗教學改革,將學生推到實驗教學的前臺,使學生真正成為實驗教學的主體,實驗教師成為學生的“導學者”。這可以充分學生調動其積極性,不僅能夠發散學生思維,提高學習興趣,還鍛煉了針對具體問題處理技巧能力。另外在課程設計過程中將歷屆學生大賽作品和工廠設計作為案例分析,學生分組研究討論,評析其優缺點,不僅能有效地提高學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力,而且在獲得知識與智慧的同時,學生的質疑力、觀察力、協同力、領導力等多種素質也能同步得到提高。
1.4規范考核標準,綜合評定成績
化學工程與工藝實驗考核采用傳統考試,或放在相應的理論課程中占成績的一部分,不能夠全面反映學生的實驗操作、工程素質和創新能力,根據實驗教學大綱和實驗教學內容,采取分項考核積分的方式,綜合評定學生每次實驗成績,考核環節包括實驗預習(20分)、實驗設計與操作(40分)、數據處理(25分)和思考題(15分)四部分。實驗預習促使學生查閱大量科技資料獲知反應原理、反應物物性參數,提高學生收集信息的能力;實驗設計與操作敦促學生主動參與實驗裝置的搭建、反應設備的開啟順序等,考核實驗方案的合理性和操作的正確性,從而提高學生的創新能力;數據處理和思考題主要評定原始數據的正確性、數據處理與實驗結果的合理性。而對于提高學生工程素質和創新能力的綜合性實驗和創新實,考查不應只看重實驗結果,而注重實驗的設計環節與實驗操作,指導教師通過討論和啟發等多種形式,逐步培養學生掌握現代科技的能力;事實證明規范的考核標準是提高化學工程與工藝實驗教學質量的有力措施。
1.5加強實驗教師的工程實訓,組建優秀的教學團隊
高校師資隊伍建設是高等教育改革與發展過程中的關鍵問題,它關系到卓越工程師培養的具體執行力。化學工程與工藝實驗是一門專業性、實踐性較強的課程,要求教學團隊除了要具備高校教師應具有的基本教師素質外,還必須擁有扎實的化學基礎知識、良好的創新能力、優異的工程科學研究能力。目前化學工程與工藝實驗教師12人,每位教師具有高學歷、高職稱和專業知識扎實等優勢,但是大部分教師都是從學校到學校,缺乏應有的企業鍛煉,如何提升教師隊伍的工程能力,是實施“卓越工程師培養計劃”必須要解決的問題,應該采用引進與培養、兼職與專職相結合的機制,組建優秀的教學團隊機制。引進一些具有化工工作背景的教師,特別是有企業工作站經歷的博士后,他們擁有化工單元操作、化工工藝流程和化工設備等工程實踐經驗,但是每年入職的新教師人數是有限的,應重點培養在職教師,從2014年安徽省組織實施高校中青年教師到企事業單位掛職計劃,增強教師的工程意識和工程能力,同時適應“卓越工程師”培養要求、推動學校可持續發展的關鍵因素之一。
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