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導語:在綠色化學理念論文的撰寫旅程中,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。

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:2095-9214(2016)06-0084-01
前言
近年來,隨著科學技術的更新換代,我國不斷加快改革開放的步伐,傳統的化學工業對于自然資源的利用率不斷提高,經濟獲得了突飛猛進的發展,但是也帶來了突出的環境污染問題。高校本文闡述了綠色化學理念的涵義,介紹了綠色化學理念在高校教學中的作用,分析了綠色化學理念在高校化學教育中的實施方法,并且給出了一定的討論和建議,為高校化學教育中綠色化學理念的應用研究提供科學的建議和參考。現綜述如下。
一、綠色化學理念
隨著我國提出可持續發展的中國特色之路以來,綠色化學理念充分的體現了國家對于污染問題的重視,也能夠引導人們保護環境,降低對于環境的破壞。綠色化學理念(Conceptofgreenchemistry)是指應用綠色、環保、天然的自然能源、化學原理或化學工作技術,在無毒無害的反應條件下,進行無害且節能能源的制造與開發的理念。該理念能夠在產品的制造與開發時,采用預防環境污染的科學技術工藝,控制化學工業生產過程中廢物、廢氣以及廢水等的排放量,合理處理廢棄物,減少對于自然環境的破壞。
二、綠色化學理念在高校教學中的作用
首先,綠色化學理念滲透到高校化學的課堂教學過程中,能夠提高學生的環保意識,樹立正確的可持續發展觀。高校老師可以介紹傳統工業對于環境破壞,帶來的農作物污染、水污染、大氣污染的實例,向學生闡明傳統工業的弊端。讓學生注意保護人們賴以生存的自然環境,珍惜能源和物質,尤其是一些不可再生資源。另外滲透可持續發展觀的教學內容,讓學生了解目前國家發展的主流方向,從而引導學生樹立正確的綠色化學原則觀。其次,綠色化學理念滲透到高校化學的課堂教學過程中,能夠加強學生對于新型綠色化學技術工藝的認知,培養創新能力。高校老師可以通過對比傳統的化學工藝技術,介紹綠色化學新型技術,并講解優缺點,如用二氧化碳代替光氣生產碳酸二甲酯的新方法;在固態熔融的狀態下,采用雙酚A和碳酸二甲酯聚合生產聚碳酸酯的新技術等,加強學生對于新型綠色化學技術工藝的興趣,引導對于傳統化學工藝進行改進和新型技術的創新。再次,綠色化學理念滲透到高校化學的課堂教學過程中,能夠為國家培養新型綠色化學高端技術人才,為國家將來的經濟發展做儲備。高校教師通過介紹目前市場上已經推出的新型化學工藝技術,新型綠色化學技術專業公司以及環境友好產品,向學生說明綠色化學技術的市場競爭力強大,應用前景廣闊,加強學生對于這門專業的認知和認可,從而為國家培養新型的技術人才。
三、綠色化學理念在高校化學教育中的實施方法
首先,高校教師應該轉變理念,提高對于綠色化學重要性的認識。在熟悉綠色化學理念的基礎上,高校教師應該充分的了解教材的教學目的,科學地根據教材內容和課時安排進行備課。并且在課堂教學過程中,通過講解傳統化學工藝的弊端、對于環境和人們健康造成的破壞,結合綠色化學理念的定義、發展歷程以及國內外實例,對于綠色化學理念進行有效的滲透,加強學生對于綠色化學理念的理解和興趣,另外可以通過安排小組討論的方式,讓學生自己去發掘目前可用的綠色化學技術,強化對于綠色化學理念和新型技術的認知。其次,重視實驗教學,開發綠色實驗。良好的課堂知識講授雖然能夠提高學生對于綠色化學的認知,但是實驗教學,往往更加的貼近實際,能夠讓學生更加直觀地了解綠色化學的重要性。開發綠色實驗,要以小型實驗為主。要重視在實驗開始前,對學生講解重要的注意事項,加強人身防護。實驗準備前,避免使用有毒、有害的物質,盡量減少試劑的使用量,避免不必要的衍生步驟,強調反應物質回收和再利用,對于廢棄物質一定要加強專門的處理,防止對于環境的污染。另外,一定要鼓勵學生積極參與,自己動手,積極提出問題,能夠提高學生對于綠色化學的興趣,加強對于綠色化學理念的認識。再次,加強理論聯系實際,增加課外實習機會。先進的新型化學工藝技術不僅僅停留在實驗教學階段,最終的目的是發展生產力。只有加強理論聯系實際,增加課外實習的機會,如聯系具備綠色化學專業技術的公司進行參觀,請綠色化學技術專業技術人員來校進行教育活動等,才能夠促使學生開闊眼界,獲得更深的體會。
四、討論與建議
目前環境污染已經成為威脅人類生存環境的重要問題。針對這一現象國家提出了綠色化學理念,并且加入到高校化學教學內容當中,以提高學生重視自然環境的認知力以及增強環保意識。高校應該提高對于綠色化學理念教育的重要性,在化學專業以及化學相關專業的課程中,理性滲透綠色化學理念,提高學生對于保護環境重要性的認識,從而為國家未來的發展培養新興技術人才。
參考文獻:
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[3]劉艷菊,范曉暉.論高校化學雙語教學教材的開發途徑———基于對北京大學、清華大學雙語示范課程的調查報告[J].西北醫學教育,2014,(6):1204-1206.
[4]強根榮,趙華絨.以聯席會和競賽為載體構建實驗教學改革交流的新平臺———浙江省高校化學化工實驗教學中心主任聯席會暨化學學科(實驗)競賽10周年回顧[J].大學化學,2015,30(6):17-20.
國外對綠色化學的研究始于九十年代中期. 1995 年美國宣布建立5綠色化學計劃6 并于1996 年設立了/ 總統綠色化學挑戰獎0, 日本制定了以環境無害制造技術等綠色化學為內容的/ 新陽光計劃0, 歐洲、拉美的一些國家也紛紛制定了綠色化學與技術的科研計劃.
1997 年由國家科委主辦的主題為/ 可持續發展問題對科學的挑戰0綠色化學的香山科學會議在北京召開, 宣告了我國綠色化學研究工作正式起步. 如何把綠色化學融合于化學系列課程教學內容和課程體系改革中, 對化學教育工作者來說是一個重要的課題.
在教學實踐中, 滄州師范學院化學與環境科學系教師不斷探索綠色化學實驗教學理念, 1993 年率先在無機化學實驗教學中進行了實驗微型化的實踐探索并獲得成功, 之后其他實驗室全面開展了實驗室綠色化的教學實踐.
1 綠色化學實驗探索
1. 1 減量( Reduction)
1. 1. 1 性質實驗的微型化
我們的微型化學實驗探索始于1993 年, 首先從基礎無機化學實驗開始. 基礎無機化學實驗中氣體的制備與性質試驗一直占有相當大的比例, 很多都是有毒氣體( 如Cl2 ,HCl, HBr,H2S, NO2 ,NH3 , CO, SO2 等) , 排入環境會導致環境污染, 即使在通風設備良好的實驗室對實驗者也會造成一定的傷害.
我們首先對常規實驗中/ 氯氣、次氯酸鈉、氯酸鉀的制備和性質實驗0的全部內容和/ 硫0、/ 氮0的部分內容實行了微型化改革[ 1-5] .
無機化學的性質實驗一般在試管中完成, 液體用量大多為2ml- 3ml, 甚至更多, 藥品用量大, 廢液處理工作量也很大. 于是, 我們把微型實驗引入其中. 學生把實驗改在白瓷板、井穴板、玻璃板或塑料片上, 用幾滴藥品即可完成實驗.
隨著微型實驗研究的深入, 從單純的性質驗證發展為理論探討性實驗, 如反應速率和活化能測定實驗.
反應速率和活化能測定實驗, 在現行的高等無機化學實驗和基礎化學實驗教材中都是用過二硫酸銨和碘化鉀的反應, 實驗現象明顯, 但試劑用量大. 我們在實際教學中, 減少藥品用量為常規劑量的十分之一, 用微型注射器量取液體, 反應器改為微型容量瓶進行實驗, 指示劑淀粉的用量降低到1 滴, 微型化測定過二硫酸銨與碘化鉀的反應速率和活化能, 實驗效果令人滿意, 實驗的重現性很高, 提高了實驗的準確度[ 6] .
1. 1. 2 合成實驗的減量與微型化
有機合成實驗中采取試劑用量減半的操作方法. 過去, 多數有機合成實驗為常量合成實驗, 試劑平均使用量約15- 25g( ml) , 再加上相應的反應溶劑, 每年每名學生要消耗多達1Kg, 選用小量-半微量實驗, 由于試劑用量的減少, 廢液廢氣的產生也少[ 7] .
實踐證明, 微型化后的實驗有以下幾方面的優點:
( 1) 藥品用量大大減少, 有毒氣體的排放量大大減少, 同時節約了大量實驗經費. 以氯氣及其性質實驗為例, 實驗向200 名學生開出( 100 組) . 微型實驗藥品消耗經費僅為常規實驗的3. 7% , 且微型儀器相對常規儀器也便宜, 這也節省了不少經費, 如表1 所示.( 2) 反應時間短, 污染小. 氣體的制備、收集、性質、尾氣吸收用膠管連接成套, 氣體不易泄漏, 污染減小,反應時間大大縮短. 氯氣及其性質實驗, 從實驗開始的5min 之內即可完成, 且一個班的學生同時進行, 氯氣泄漏很少, 實驗內容基本能順利完成. 而SO2 的制備及性質實驗只需1min. NH3 制備和性質實驗在2min 內即可完成.
( 3) 增強學生創新能力, 提高動手能力. 在微型實驗中, 通過新想法、新思維、新手段和新成果的不斷涌現, 增強了學生的創新意識, 提高了動手能力[8] .
1. 2 循環( Reuse)
1. 2. 1 多步合成反應循環
把合成實驗的產品作為后一步合成的原料來實現學生的實驗產品的循環利用, 提高原子經濟性. 這種實驗教學方法不僅能滲透綠色化學教育的思想, 而且也能較好地檢查學生的操作技能和實驗教學效果, 增強了學生的實驗綜合能力. 由于實驗原料由學生自己合成, 更增加了他們的學習興趣, 可謂一舉而多得. 例如, 選擇乙酸乙酯和乙酰乙酸乙酯的制備兩個實驗, 其中制備的乙酸乙酯用作制備乙酰乙酸乙酯的原料. 乙酰苯胺、對硝基苯胺、對位紅的制備三個實驗連續進行, 制備的乙酰苯胺作為合成對硝基苯胺的原料, 而對硝基苯胺又作為合成對位紅的原料[ 9] .
1. 2. 2 有機廢棄物的循環利用
化學實驗中常用的一些溶劑甲醇、乙醚、乙醇、丙酮、四氯化碳等, 容易對環境造成污染. 實驗過程我們對這些有機廢棄物進行了循環利用的探索. 例如液相色譜實驗用甲醇-水做流動相, 每年需要消耗大量高純度甲醇, 雖然液相色譜用甲醇哪怕引入微量雜質都不能再用, 我們嘗試把甲醇水溶液用于化工的精餾實驗, 精餾產物又用于做有機實驗的溶劑.
1. 3 回收[ 10] ( Recycling)
1. 3. 1 廢液集中處理
對于實驗后的廢液, 尤其是一些有毒的重金屬離子廢液, 養成了集中處理的習慣, 避免了廢液流入下水道污染地下水, 達到了綠色實驗的效果. 如含汞的廢液我們采用硫化物共沉淀法, 將含汞鹽廢液加過量的Na2S 生成HgS 沉淀, 再用FeSO4 , 與過量的S2- 生成FeS 沉淀. 使廢液中含汞量可降至容許排放的濃度.
1. 3. 2 以廢治廢綠色排放
試驗中我們嘗試廢物的利用, 以廢治廢, 節約費用, 降低環境污染. 如銀量法測定食鹽中氯離子含量所用的鉻酸鉀指示劑, 重鉻酸鉀法測定鐵礦石中鐵的標準溶液重鉻酸鉀均含有致癌的Cr( ? ) , 如果將其直接排入水體, 將會造成環境污染. 我們啟發學生/ 以廢治廢0, 利用所學的氧化還原知識, 將廢酸、廢鐵釘、鐵片、鐵絲等與含鉻廢液混合放置數日, 在酸性條件下Cr( ? ) 被還原為Cr( ?) , 廢液由黃色轉變為灰綠色, 然后加入消石灰使Cr
3+ 轉化為低毒的Cr( OH) 3 沉淀, 分離沉淀, 達標后排放廢液.
1. 4 再生( Regeneration)
1. 4. 1 貴金屬的提取再生[ 11] ( P51-53)
我們設計了/ 實驗室含銀廢液的回收利用0實驗方案, 從含Ag+ 廢液得到硝酸銀. 實驗前布置學生自己查找相關的資料, 設計實驗方案, 列出實驗步驟. 通過方案設計教學將理論和實驗有機地結合了起來, 改變了以往重理論輕實踐, 眼高手低, 照方抓藥的不良學習風氣. 實驗的廢棄物變成了可利用的寶貝, 既節約了貴金屬藥品又對以前的知識進行了綜合提高, 同時也鍛煉了學生設計實驗、解決實際問題的能力.
1. 4. 2 陳化試劑的再生
例如把陳放的苯胺用水蒸氣蒸餾, 得到較純的苯胺用于其它實驗中.
1. 4. 3 配位滴定法實驗中含Bi3+ 和Pb2+ 廢液的再生[ 11] ( P51-53)以配位連續滴定法測定混合液中Bi3+ 和Pb2+ 的含量是無機及分析化學教學的一個重要實驗, 供學生測定的混合試液幾乎都是由分析純的硝酸鹽配制. 眾所周知, 可溶性鉛鹽對人體危害極大, 是6 種劇毒金屬元素之一; 鉍只占地殼重量的2 @ 10- 5% , 資源稀少, 價格較貴. 含Bi3+ 和Pb2+ 的廢液如不回收, 既污染環境又浪費資源. 若以硫化鈉為沉淀劑處理廢液則Bi3+ 和Pb2+ 的EDTA 配合物均可轉化為硫化物沉淀的形式回收.
繼而用稀硝酸加以溶解, 并通過硝酸用量的控制, 使再生后試液的酸度恰為滴定所需的pH, 則可供學生實驗反復使用.
1. 5 拒用( Rejection)
1. 5. 1 在設計性試驗中選用低毒物質
例如設計大豆或花生中粗脂肪提取及肥皂制備, 在提取工藝上有壓榨、溶出兩種, 在我們實驗室中壓榨方式不易實現, 采取溶出方法在溶劑的選擇使用上有多種選擇可進行比較, 我們選擇低毒的溶劑作為溶出溶劑, 雖然可能產率低些但既節約又環保.
1. 5. 2 改進實驗方法選用綠色化學試劑
盡量選用無毒無害的試劑, 這樣可最大限度地減少甚至避免實驗過程中產生的污染. 有機化學實驗基本操作訓練所涉及熔點測定、蒸餾、折光率測定、重結晶、水蒸氣蒸餾等, 教材上指定的試劑都是萘、苯甲酸、甲醇、苯甲醛、呋喃甲醛、苯胺等有機化合物, 這些試劑都有不同程度的毒性, 而且有的氣味很難聞. 基本操作實驗的目的主要是訓練學生的操作技能, 使學生熟悉各種操作的應用范圍, 為此, 設計改進實驗試劑, 以無毒試劑、毒性較小的試劑或合成實驗的粗產品做基本操作訓練的原料. 比如蒸餾實驗用水代替乙醇或者甲苯, 效果也非常好.
1. 6 生活化的化學
在中學化學實驗研究中, 我們利用生活中的物品和廢棄物設計了/ 實驗探究) ) ) 哪種物質催化H2O2 分解制氧氣效果最好0、/ 自制水電解器探究水的組成0、/ 鑒別真假葡萄酒0、/ 尋找理想的天然酸堿指示劑0等實驗, 開拓了學生實驗探究式教學設計的思路. 如自制水電解器探究水的組成: 利用身邊的廢舊物品, 小組合作自制水電解器, 探究水的組成. 實驗材料是兩只大鐵釘( 用作電極) 、一個飲料瓶、橡皮塞、兩只小試管、銅導線、學生電源( 或用六節一號電池、或用6V 廢手機充電器代替) 、兩個五角的銅幣、線繩, 稀氫氧化鈉溶液( 8%) 或碳酸鈉溶液.
2 綠色化學教研成果
2. 1 促進了教師專業化發展
從1993 年微型實驗教學改革開始, 經過多年的探究與實踐, 綠色化學理念已經深深扎下了根, 在教學和管理中始終貫穿綠色化學理念, 形成了我們的特色和傳統. 通過一系列的綠色化學教學改革和活動, 在綠色化學研究與實踐中形成了系列成果, 發表數十篇有價值的論文, 省級立項課題多項, 并獲河北省優秀教學成果二等獎和三等獎等獎項, 教師綠色化學理念得到提升, 教研能力得到提高.2. 2 體現了新的育人觀在綠色化學探索與實踐中, 改變了學生的培養模式, 提升了學生的科學素質, 增強了探索與發現的意識和主動設計、組織的能力. 實驗中很多方案是學生自己設計的, 簡單儀器設備也是學生自己制作的, 學生們在綠色化實驗的不斷設計、實驗、改進、完善的過程中, 新想法、新手段和新成果不斷涌現, 探究理念逐漸形成,創新能力和動手能力得到提高, 并能把這種創新理念應用于今后學習和工作中.
2. 3 加強了綠色理念的推廣與普及
論文關鍵詞:綠色化學 化學教育 綠色化學教育
論文摘要:文章從多個角度闡釋了綠色化學這一理念在化學教學中如何滲透,怎樣滲透的各個方面,旨在培養具有綠色意識和環保能力的高素質人才,從而達到對環境的保護,并由此得出:在中學階段進行綠色化學理念教育,是解決環境問題的主要途徑。
“綠色化學”是當今社會提出的一個新概念。在“綠色化學工藝”中,理想狀態是反應物中原子全部轉化為欲制得的產物,即原子利用率為100%(原子經濟性)。原子的利用率越高,意味著生產過程中廢物的排放量越少,對環境的影響也越小。“綠色化學”是指從技術、經濟上設計出可行的化學反應,盡可能減少對環境的負作用。20世紀90年代初,國際上提出了“預防污染”這一新概念。綠色化學是“預防污染”的根本手段,它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大限度地節約能源,在化工生產各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。綠色化學是“預防污染”的根本手段,而對污染物的處理,最根本的方法就是杜絕污染源。
把綠色化學融合于中學課程教材改革和課堂教學改革之中,便綠色化學成為中學化學教育的一個重要的組成部分,這是中學化學教育的嶄新課題。如何去滲透這種綠色觀,便成了化學教學中的重中之重。既然如此,我們不妨去嘗試以下幾點:
1、立足課堂,滲透綠色知識
化學課堂是教學的主陣地,也是向學生傳授環保知識的好場所。綠色化學要求與環境教育宗旨是高度一致的。在實施環境教育過程中,要向學生闡明綠色化學的觀點、要求使他們樹立起防治污染、保證人類生存質量的責任感。化學教師要充分挖掘和利用教材中的環保知識內容,采取滲透的方式,在介紹某種物質或操作方法時自然地引入相關的環保知識,讓學生增長環保知識。如講二氧化硫時,我就向學生說明它是一種主要的大氣污染物,它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物質,空氣中二氧化硫70%來源于工業燃料,12%來源于工業燃油,其余則來源于生活燃煤等。它既直接危害人的身體健康,又可以導致水質酸化,水生動物減少或絕跡,樹木、莊稼枯死,還能腐蝕建筑物和文物。通過介紹使學生充分認識到二氧化硫是污染大氣的有害氣體之一。最后讓學生討論:如何防止和減少SO2的污染。這樣既增強了學生的環保意識,又調動了學生學習的積極性。
2、立足實驗,培養綠色習慣
化學實驗教學不僅可以使學生觀察到用語言難以表達清楚的清晰的實驗現象,增強直觀的感性認識,而且能培養學生觀察、描述、分析問題和解決問題的能力。但實驗必定會涉及到有害、有毒的物質,從某種意義上講學校中環境污染主要來源于化學實驗。實驗教學與綠色化學聯系最為緊密,最為直接,在實驗教學貫徹綠色化學思想是非常必要的。
(1)藥品的貯存的規范化。如易揮發的液溴、濃硝酸、濃鹽酸等用鐘罩封閉貯存;對大多數有機物如苯、甲苯、丙酮、甲醛等用專柜避光保存;對劇如汞、白磷等用專柜上鎖保存,定期檢查貯存情況。
(2)演示實驗中尾氣的吸收處理。如在制取硫化氫、二氧化硫、氯氣、氯化氫、一氧化氮、二氧化氮、氨氣、一氧化碳等氣體時一定要通過演示實驗講情吸收的原因(有害氣體不允許直接排放到大氣中),強調尾氣吸收的重要性,使學生深深認識到只要涉及氣體的制備問題就應考慮尾氣處理。
(3)規范實驗操作。化學實驗中,師生都要接觸有害物質和無害物質,在實驗中也會聞到有害和無害氣體。因此,必須指導學生要嚴格按照實驗操作的程序,有條不紊地進行各種實驗。正確地聞氣體、取藥品、取有毒性原料,甚至如何蓋瓶蓋、放置試劑、取藥品的各種工具的選用、取用藥品量的多少都要向學生交代清楚;改進實驗方法,設計合理的實驗裝置。盡量采用封閉措施,減少師生被動接受有毒有害氣體的污染。實驗結束后,處理化學廢物和實驗中產生的廢氣。把儀器洗滌干凈放回原處,擦洗干凈實驗桌面,這些都要認真細致指導,使實驗活動從始至終成為對學生進行環境教育的課堂。 (4)實驗微型化。目前在常規實驗中,藥品用量較多不僅造成浪費,還污染環境。因此,在實驗中用玻璃管制成各種可加熱儀器的替代實驗儀器、用點滴板等進行微型系列實驗。這種方法藥品用量少、反應產物少、操作安全,實驗不會造成危險,對環境的污染程度較輕。同時也達到了實驗的目的。如硝酸銀溶液和稀鹽酸的反應,要求學生不用試管做實驗,而是改用點滴板,實驗時只需取一滴稀鹽酸在孔穴處,在取一滴硝酸銀溶液滴在孔穴處,立即可見白色沉淀生成,然后取一滴稀硝酸滴入沉淀中,沉淀不溶解。通過實驗學生很容易得出結論:稀鹽酸與硝酸銀反應生成不溶于稀硝酸得白色沉淀。操作中不僅收到良好的實驗效果,而且把化學實驗與環境教育有機結合、滲透,進一步增強學生的綠色習慣。
3、立足課外,提高綠色素質
課堂教學是對學生進行綠色教育的主陣地,但課外活動形式多種多樣,內容豐富多彩,是課堂教育的很好補充。為了全面提高每個學生的綠色素質,組織學生積極參與課外社會實踐活動。
(1)專題講座。對教材中講的少而對環保具有重大意義的內容,可以專題講座的形式向學生介紹,如針對有的學生認為環境污染主要是由于工業生產造成的,與自身沒有太大的關系。可舉辦家庭生活與環境污染講座,時期了解環境保護不只是國家、環保部門的事,每個人都應從家庭污染出發保護環境,使學生感到自身在制造污染破壞環境,是多么可怕又多么可悲,要從自身做起,節約用水、少使用一次性餐具、少用化學用品,以減少污染,為保護環境而改變生活習慣。
(2)課外實驗。積極利用課外實驗配合課堂教學,開展環保教育。“河水、雨水酸堿性的檢測”、“模擬水體受硝酸汞、硫酸銅等污染的檢測及危害”、“干電池的收回河利用”等,讓學生在實驗過程中既鍛煉動手能力又強化了綠色意識。
(3)實地參觀社會調查。組織學生參觀本地鄰近的自來水廠、污水處理站、化工廠并進行實地調查。如空氣污染調查、水污染及對策調查等調查報告,并進行交流。這樣不僅能培養學生理論聯系實際、實事求是的科學態度,而且能使他們感知環境污染的危害性及環境保護的迫切性。
隨著世界經濟的發展,一場綠色變革浪潮正席卷全球。綠色化教育有利于保護人類賴以生存的環境,實現人類社會可持續發展,中學化學必須體現綠色化學教育,要讓綠色化學的思想和內容貫穿于整個教育活動之中,真正做到綠色無所不在,只有這樣我們的教育才能夠充滿生機,綠意盎然。
參考文獻
關鍵詞:無機化學;能力培養;科學探究;教學改革
無機化學是化學專業學生入學的第一門專業主干課。作為化學學科的基礎和母體,它是培養化學人才必不可少的素質教育課程。無機化學具有內容豐富、知識面寬廣、與其它基礎學科聯系密切等特點,在專業中起著承前啟后的作用。近年來,我們以精品課程建設為目標,探索了以科學探究能力培養為主的無機化學課程改革,提出了八條提高無機化學教學質量和人才培養的措施,并應用到教學實踐之中,收到了明顯的成效。
一、革新教學理念,科學定位教學目標
先進的教學理念是達到教學目標的關鍵要素。無機化學課程必須不斷革新教學理念,堅持“以提高學生綜合能力為本位,以培養學生科學探究能力為主體,以教學質量為中心,以應用為目的,以‘必須、夠用’為準則,以教學內容、課程體系、教學方法的改革為重點,強化學生思維能力、實踐能力、自學能力、科研能力的培養。實施“厚基礎、寬口徑、適應廣、能力強、素質高”為基本內容的人才培養模式,將課程教學的本質定位為師生合作互動,科學探究,共同發展。目前我們的無機化學課程教學中已經打破“向學生傳授知識”這一傳統觀念的束縛,體現了STS(Science-Technology-Society)教育理念,即無機化學就是要研究科學、技術、社會三者之間的相互關系,研究科學技術服務于社會生產、生活的科學教育理念。
二、精選教學內容,滿足學生能力培養的需求
我校無機化學教學一直使用由北京師范大學、華中師范大學、南京師范大學合編的面向二十一世紀系列教材《無機化學》(上、下冊),目前為第四版。針對該教材對每一理論的發展過程敘述太多,對“精”體現不夠,且章節內容的順序安排上有跳躍性,導致學生不易抓住本學科知識的主線的情況,我們反復鉆研教材,對教材內容、基本框架、編排順序、互相銜接、各知識點的網絡關系等進行了整理。依照教材應具有科學性、合理性的要求,從30章教學內容中精選出24章,先將零散的知識有機地串聯成不同的線條,再將線條相互結網形成若干知識面,最后將知識面延伸成無機化學原理的整體。
通過精選、整合教材內容,教師能夠較好地將各知識點串結在一定的線條上,提綱挈領地推進知識層次,全方位、多角度地引到學生理解無機化學基本原理的本質及內在聯系。學生在學的過程中,可以在識記的基礎上抓住要領,深化認識,深刻理解學科內容,提高思維的廣闊性、全面性、深刻性,最終實現綜合能力的全面提升。
三、改革教學方式,培養學生的科學探究能力
為了充分激發學生的學習熱情,培養學生科學探究的能力,我們不斷探索課程教學方式,包括啟發式、參與式、互動式和案例教學法,使學生置身于實踐研究和理論思考的環境中,為學生提供了分析問題、解決問題的空間,收到了良好的教學效果。課堂教學中,我們特別注意給學生更多的參與機會,以學生為中心,調動學生學習積極性。例如:對于容易理解的內容,僅提出問題或提綱,組織學生討論和交流,盡量讓每個學生都有機會發表自己的見解。學生在討論和交流中互相啟發、互相學習,有利于集思廣益、激發學習的動機。在提高了學生語言表達能力的同時,其思維能力、分析問題和解決問題的能力也不斷提升。
無機化學關于物質組成、結構、性質、用途、能量的內容及化學在解決人類所面臨的人口、健康、能源、環境、資源等危機方面的重要性和能動性,也為學生進行科學探究提供了課題。結合這一特點,我們從課程教學內容的實際出發,為培養學生的科學探究能力,大力加強探究式教學。緊緊圍繞知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀,從學生已有的知識經驗中銜接和認知結構上伸延,充分發揮學生學習的主體性,激發學生主動參與教學,轉被動的學習方式為科學的探究性學習方式。這不僅有利于學生學習方式及認知方式的轉變,還有利于培養研究型的化學人才。同時,這種教學方式還給學生提供了一個教育教學的新理念和與時俱進的空間和平臺,對培養學生的創新實踐能力和可持續的職業發展素養具有不可替代的作用。
四、開展綠色化學,培養學生正確的科學態度
無機化學實驗是化學專業的第一門主干專業基礎實驗課程,每一位無機化學學習者都將從無機化學實驗中獲取知識、技能、方法。它是學習后繼化學專業課程和日后進行科學探究活動的基礎和保證。而綠色化學是最高層次的化學,傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。在無機化學的教學中滲透綠色化學的內容,把綠色化學的思想貫穿在整個無機化學的教學過程中,培養了學生強烈的環保意識。課改中,我們把現實生動的綠色化學的范例引進實驗教學課堂,將范例所涉及的知識點,自然生動地滲透到實驗教學之中。實踐證明,綠色化學實驗方法在訓練學生動手能力,激發學生學習興趣,培養學生創新性思維和樹立環保意識等方面具有獨特的地位與功效。
五、開發和利用擴展性課程資源,擴大學生的知識視野
大學教學不應該視教學大綱為金科玉律,當教科書作為唯一的課程資源。大學教學也不能僅僅依據教材的知識系統描述內容目標,卻忽視對學生科學素養的培養。在教學中,如果缺乏對學生識別、開發和運用課本外、學校外課程資源的意識及能力的培訓,不能及時挖掘這些資源、不能對它們進行篩選、轉化和有效利用,也會造成許許多多有價值的課程資源的閑置和浪費。因此,在無機化學的教學第一堂課上,我們明確提出,教材只是教學過程的主要參考資料,不是唯一的教學用書,大量的無機化學知識需要課外補充。結合專業特點,我們向學生介紹一些無機化學的優秀參考書,介紹一些國內外著名的無機化學學術刊物,指導學生從這些教學資源獲取學科研究的最新成果,幫助學生及時了解化學學科的發展動態及發展前沿,這樣既提高了學生對化學學科的認識,增強了學習興趣,又擴大了學生的知識視野,啟迪了學生的創新思維。
六、加強學習指導,培養學生自主學習能力
無機化學內容繁雜,體系龐大,學生常常感到抓不住要領,因而不能正確運用基本理論解決問題。做習題時也往往習慣于套用公式而不能真正地理解的基本概念,常常容易出現模糊的概念和錯誤。為了幫助學生深刻理解無機化學課程的重點內容,牢固掌握無機化學的基礎知識和基本原理,逐步掌握科學的學習方法和獨立獲取知識的能力。我們根據教學大綱的要求,本著既傳授知識又開發智能,既統一要求又發展個性的原則,在總結多年教學工作經驗的基礎上,參考多種相關教材編寫了《無機化學學習指導》一書,并于2007年由蘭州大學出版社出版發行。
《無機化學學習指導》一書首先明確提出每一章的學習目的、學習重點和學習難點,告訴學生每章學習要達到的目標和解決的重點問題。然后對各章的基本概念、基本理論、基本定律及主要內容進行簡明扼要的論述、歸納和總結,以達到知識點的系統化、條理化和理論化。通過小結,尋找規律,加強記憶。對于其中的難點和易混淆、易疏漏之處,給以恰如其分的說明。元素化學部分尤其注意對各元素及其化合物的轉化關系進行歸納,幫助學生抓住教材中最主要的、本質的內容,以達到消化和掌握每章內容,培養和提高學生分析問題、歸納問題能力的目的。為了培養學生正確的思維方法和嚴謹的科學態度,我們通過例題解析的形式,幫助學生解疑答難,理解教材,以強化知識結構,掌握所學知識,熟練解題。《無機化學學習指導》通過同步練習的形式,幫助學生查漏補缺,自我檢查學習效果,起到激發學生學習興趣、提高學習質量的作用。
七、改革考試方式,重視能力評價,加強試題庫建設
考試的目的在于檢測學生的學習效果和掌握的技能。教學方法的改進,必然要引發考試方式的改革。傳統的課程考核方式是筆試,這種單一的考試形式容易導致學生死記硬背所學知識,因而學習被動,不利于創新能力的培養。為解決這一問題,我們以能力評價為主,著眼于加強學生知識、素質和能力三個方面的培養,創新考試方式。具體做法是:
一是加強試題庫建設。我們將多年來的無機化學考試題進行了集中整理,結合從外校收集的試題,建成了包含25套試題的無機化學試題庫,期末考試時從試題庫中抽取試題。
二是將平時成績、期中考試成績與期末考試成績相結合。三項成績在總評成績中所占比例,目前我們采用的是1E2E7。平時考核的形式多樣,除傳統形式的課堂作業外,結合課堂教學內容,教師引導學生撰寫課程結業小論文或綜述,為此學生必須走出課堂,自主查閱相關文獻資料,擬出實驗方案,并利用雙休或節假日時間進到實驗室反復實驗,最后按照正規格式撰寫出研究論文。多年來,我們一直堅持實行期中考試,不以一次考試定勝負。在實驗考核中,將預習報告成績、實驗報告成績、期末考試成績按2E3E5進行綜合評定。通過總評成績考評學生的課程學習情況,既是對學生學習過程的肯定,也是對學生學習效果給予合理評價,有利于培養學生良好的學習習慣和持之以恒的學習態度,對開發學生的學習潛能、培養創新人才起到積極的作用。
八、參與教師科研課題,培養學生的科研能力和創新能力
高等學校的教師不僅向學生傳授知識,教學過程還應包括培訓學生的科學探究能力,培養學生觀察問題、發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。為此,作為教師,在教學之余,我們積極進行科學研究活動,以嶄新的學術思想和知識教書育人,把反映本學科特點的新知識、新概念、新理論、新技術、教師的科學研究進展及成果引入教學活動,通過提高自身的科研水平帶動教學質量的進一步提高。將科研成果反映到教學中,能豐富和革新教學內容,促進教學改革。與此同時,還積極支持并帶動學生參與教師的科研課題,實行本科生導師制。每個教師具體指導5~6名學生,從學生入學開始有意識地培養學生從事科學研究的能力,激發學生進行科學研究的熱情,促進學生創新能力和科研能力的提高。
實踐證明,將學生的科學探究能力培養貫穿于課程教學之中,積極探索教學目標、教學內容、教學方法、教學手段、教學評價的改革,是提高無機化學課程教學質量的有效途徑。
參考文獻:
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一、書面型作業設計
傳統的化學作業以書面型的化學習題為主,作業的功能被定位為鞏固知識和掌握技能。優秀的、典型的化學習題對鞏固相應的化學知識和技能起著不可替代的作用。因此,我們在設計化學作業時,不僅要吸收保留原有習題的精華部分,同時需要在化學習題中增設開放性習題、探究性習題及情境性習題,如調查、討論、上網查詢,或撰寫調查報告、小論文等。例如,可以設計這樣一項化學作業:2008年奧運會火炬“祥云”不僅有美麗的外表,而且在大風、大雨天氣都能正常燃燒。它采用的燃料是丙烷,符合“綠色奧運”的要求。根據以上材料,教師可請學生回答下列問題:書寫“祥云”中燃料的燃燒方程式。為什么該燃料符合“綠色奧運”的要求?若你為“祥云”重新設計燃料,你會選擇什么?2008年北京奧運會的成功舉辦,為我們帶來了空前的自豪感,也是全社會一直津津樂道的話題。“綠色奧運”出現在化學習題中,不僅能激發起學生解決問題的興趣,還能培養學生的價值觀。
二、實踐型作業設計
新的課程理念明確把化學實驗提到了重要的地位,教師要通過以化學實驗為主的多種探究活動,促使學生體驗科學研究的過程,激發學生學習化學的興趣,強化學生的科學探究意識,進而促進學生學習方式的轉變,培養其創新精神。
常規實驗。教師要充分利用學校實驗室,允許學生利用課余時間通過實驗操作驗證化學知識。如,極易溶于水的氣體如NH3、HCl等,很容易形成美麗的噴泉現象,化學課堂上學生觀察了教師的演示實驗后,很可能會產生親自做一做實驗的想法。教師應鼓勵學生,并提供方便和指導。
微型實驗。傳統的化學實驗在實驗過程中都有一定規模的藥品使用,這不僅對資源的損耗是巨大的,同時引起的環境污染也是比較嚴重的。以化學作業的形式,鼓勵學生采用微型自制化學實驗的方式不僅可以彌補傳統實驗的不足,同時又可以發揮化學實驗的功效。如,鈉與水的反應。鈉與水反應是鈉的一個重要化學性質,課堂演示實驗也成為教學中不可或缺的環節。然而在鈉與水反應產生氫氣的驗證時卻或多或少存在一些問題,實驗方法改進多次,但仍不夠安全,成功率不高。課堂上進行演示實驗后,也不可能讓學生再繼續進行分組實驗。我把這個實驗改為一個微型實驗,作為化學作業留給學生:拔開針筒活塞,放入一小粒鈉,吸入1ml的煤油,趕走針筒內的空氣,吸入1ml水,迅速將針尖插入橡皮塞進行密封,待反應結束后,針尖朝上拿走橡皮塞,在針尖處點燃氫氣,可觀察到純凈的氫氣安靜燃燒產生的火焰,還可以看到鈉在煤油和水之間上下跳動的現象。
研究性學習。研究性學習是課程改革所提倡的一種學習方式。在化學學科中,有許多與自然、社會或學生自身生活密切相關的主題,有限的課堂時間限制了學生對這些主題進行深入的學習和研究。教師若以化學作業的形式,引導學生對這些主題進行探究,不僅可以豐富化學作業的形式,還有利于激發學生學習化學的興趣。如,“酸雨現象的研究”,我們周圍經常可以看到,防盜窗很快生銹,公園的石頭雕像的外觀越來越模糊,這樣的現象比比皆是,那么誰是主謀呢?教師可以要求學生根據自己的生活經歷推測禍害的主謀是酸雨,并引用資料說明酸雨的腐蝕現象,完成酸雨成因分析,酸雨形成的根源――SO2來源調查分析,最后提出改進建議,目標是減輕酸雨的腐蝕情況。
本文介紹了植物生態學理念的基本內涵,簡單分析了當前植物景觀營造中的一些基本原則和問題,并重點闡述了植物生態學理念在居住區植物景觀營造中的基本方法。
關鍵詞:植物生態學,植物造景,居住區,生態本位
Abstract:
This paper introduces the connotation of the concept of plant ecology, simple, analyzes the current plant landscape construction of some of the basic principles and problems, and focuses on plant ecology concept in residential plant sceneries of the basic method.
Keywords: plant ecology, plant scenery, residential areas, ecological standard
中圖分類號:S891+.5文獻標識碼:A 文章編號:
經濟的快速發展帶來了城市的繁榮,在城市發展的過程中,因過度開發和環境污染造成的生態失衡現象卻比比皆是。面對這些現象,人們開始關注事情發生的根源,關注城市建設中存在的若干問題。逐漸的,人們的思路開始回歸本位,生態理念就成為人們生活的重要理念之一,生態型居住區也成為了人們追求的居住目標之一。在城市居住區營造過程中,融入生態理念已經成為必然。而居住區的生態化建設,最重要的一環是植物景觀的營造,怎樣將植物生態學理念融入到居住區植物造景中,營造出自然生態、又符合人文美學的植物景觀,就成為景觀設計師關注的問題之一。
一、植物生態學的概念和涵義
1、植物生態學的概念
植物生態學是研究植物之間、植物與環境之間相互關系的科學。它研究的內容主要包括植物個體對不同環境的適應性,及環境對植物個體的影響;植物種群和群落在不同環境中的形成及發展過程;以及在生態系統的能量流動、物質循環中植物的作用。
2、植物生態學的涵義
植物生態學的基本涵義是利用植物生態學的基本原理,揭示植物和環境之間正常的或失常的關系,掌握自然規律,以便人類合理開發、利用資源,治理和保護環境。使人們在進行生產活動時達到最好的生態效益和經濟效益。對于景觀設計者來說,掌握植物生態學知識,充分利用植物生態學原理來指導設計,這樣才能使景觀設計在符合美學的同時,又符合科學性。
二、當前我國植物景觀營造中的問題分析
1、強調植物觀賞特性,弱化其生態習性。植物景觀營造理念未結合生態理念,過分強調植物在環境中的點綴與美化作用,對于植物在生態環境中的適應性、生態習性以及生態功能不夠重視。
2、強調景觀設計造景理念,忽視植物生長所需生態環境。未考慮生態環境因子對植物生長的影響。如光照、土壤、水分等因子,對植物的生長起著決定性作用,但是在實際案例中我們經常看到有:喜陽植物種植于大喬木下;喜肥植物種植于瘠薄的土壤中;不耐水濕植物種植于可能被水淹沒的區域,從而導致植物生長不良甚至死亡。
3、以營建生態為名,破壞原生態。在景觀工程建設中,相當多的景觀工程存在著快速見效的思想,這樣就使得在景觀設計中出現大量的大樹移植、大批量、高密度種植現象,希望能夠打造當年種植當年見效的人為景觀。這樣就違背了植物生長的自然規律,既破壞了植物原生長地的環境,又造成了資金的大量浪費。
三、植物景觀營造的生態性原則
植物是生態系統中最重要的一環,離開了植物,景觀中的生態系統將不復存在,從這個意義上講,景觀營造中的生態理念的核心內容就是植物景觀營造,而植物景觀營造的核心生態理念,則是植物生態學原理。
在植物景觀營造的過程中,要想達到令人滿意的生態效應,需按照植物生態學理念進行植物配置,在遵循自然法則的基礎上進行。因此,在植物種群的選擇上,要根據不同的環境條件和環境因素,考慮不同種類和不同特性的植物群落組合,在增加景觀綠量的基礎上優化生態效益。在植物種類的選擇上,應重點選擇本地的植物,打造具有濃郁地方特色和充滿個性的鄉土風味的綠色景觀,也可以適當選擇一些適應性強,生命力旺盛的外來種進行點綴。在植物的選擇過程中,應該優先選擇闊葉喬木或者葉片相對較大的灌木和草本植物,這樣可以大大提高景觀的生態效應。在水源不足的地方,還需考慮耐旱的植物,在構建獨特景觀的基礎上節約水源。
三、植物生態理念在造景中的應用
1、適地適種,以本土植物為主
在植物景觀設計的過程中,在植物品種多樣化的前提下,應該優先選擇本土植物。由于本土植物是在長期自然選擇的過程中,在本土留下來的適應性最強的植物,這些植物與本地其他生物最容易形成具有動態平衡的生態系統。另外,外來植物品種的引入會打破原來的生態平衡,然后再重新構建新的生態平衡,構建的過程不但是需要大量的時間,而且還會影響到本土其他物種的生存和發展,甚至造成某些物種滅絕。其次,使用本土物種,可以打造具有本土特色的植物景觀。在景觀設計中大量使用本土植物,可以快速形成具有濃郁地域特色的植物群落,形成具有本土文化特色的綠色景觀。本土植物是本地生長的植物,無論是在種源、運輸距離、成活率上,都能夠得到充分的保證,從而避免因長途運輸導致較低的成活率而引發的浪費現象。
2、構建穩定的植物群落
在植物景觀營造中,不單單是要提高居住區的綠地率,最重要的是要提高植物的葉面積指數,增加居住區的綠量,從而大大提高景觀的生態效應。在這個過程中,設計師要嚴格遵循植物生態理念,對植物采取生態位互補以及互惠互生的科學配置方法,進行生態植物群落的設計。從而打造結構合理、功能健全、物種豐富、系統穩定的植物群落,促進生態系統內部的循環發展。為了避免因使用大量化學肥料引發的環境污染,在植物的選擇上要盡可能選擇和固氮微生物存在共生關系的植物,這樣不但可以保證環境不受污染,維持生態系統內部的自我調節能力,促進生態平衡與可持續發展。
3、利用植物特性營造小環境
創建生態型居住環境是人們身心健康的要求,一個人的大部分時間都是在居住環境內度過的,居住環境狀況的優劣直接影響著人們的身心健康發展。在營造生態型居住環境時,除按照上述內容進行設計外,還要針對周邊環境如交通量大、環境污染強的環境特點營造植物景觀,選擇具有抗污染、強滯塵、降噪聲的綠色植物,吸收大量的外界污染物、粉塵以及噪聲,降低對人體的傷害,創造景色宜人的優雅人居環境。特別是在居住區與市政道路之間可設置綠色隔離帶,利用植物的特性,營造帶狀植物景觀,并圍合形成具有特色的小環境植物景觀。
在植物景觀營造的過程中,設計師要按照因地制宜的原則進行植物生態群落的設計,將共生、競爭、生態循環等原理應用在植物景觀營造之中,巧妙的將具有多種作用的植物進行組合,打造一個個微型生態環境,并將每一個微型生態環境進行溝通和組合,從而打造出具有綜合能力的生態系統。
4、植物生化作用的運用
植物在生長過程中,不同物種能散發不同的物質,這些物質有些對人體有益,如芳香類植物所散發的香味,某些針葉類植物所散發的植物精氣。進行植物景觀營造的終極目的就是為了人的生活環境更加的舒適,人們的主觀感受是整個植物景觀營造的最根本出發點之一。為此,在進行植物景觀營造的過程中,必須大力堅持“生態本位”的營造理念,并將“生態本位”的營造理念貫穿在整個實施的過程之中,打造出綠色保健型的居住環境,從而滿足人們休閑、觀賞、保健、養生的需要。在植物景觀營造的過程中,使用各種類型的植物,了解其生化特性,不但可以創造出多姿多彩的居住環境,而且還可以充分提高人們的生活質量,使人們的生活充滿意蘊,達到“天人合一”的自然狀態,從而不斷促進人們的身心健康。在這樣的生態環境中,來自于生活、社會、工作等多方面的壓力得到了全部釋放。同時,綠色植物所產生的負離子以及各種植物精氣可以使人們感到身心舒暢,還提高了免疫力。數字表明,在綠色生態環境中,人們的身體溫度會比平時低1—2攝氏度,脈搏次數也會每分鐘減少5—9次,此時,人們均勻呼吸,心情舒緩,自然減輕了心臟等內部器官的負擔。
四、小結
植物生態學理念在植物景觀營造中的應用,不但可以提高人類的居住環境,而且為人類社會的可持續發展創造了條件。 但是,在植物生態學理念應用在景觀營造的過程中,依然存在著一些關于實踐方面的問題,如系統最終是否達到人們所設想的那樣平衡等,這些問題會隨著時間的推移而得到答案,也值得我們目前繼續深入探討。
參考文獻:
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第一作者:李功偉,湖南景然園林發展有限公司,園林工程師
in Medicine and Pharmacology Major
Zhang Laixin;Yang Qiong;Chen Qiang
(Baoji University of Arts and Sciences,Baoji 721013,China)
摘要:報道了對醫藥學專業有機化學實驗進行綠色化改革的措施。通過新實驗技術的應用、實驗內容的更新、對環境友好試劑和反應的選用、實驗的微量和半微量化、實驗的重新組合、廢物的回收利用等措施的實施,收到了有機實驗綠色化的良好效果。
Abstract: Present measures on greening reform of organic chemistry experiment in medicine and pharmacology major. Apply new experiment technique, renew experimental content, select environment friendly reagent and reaction, microscale and half- microscale experiment, reorganize experiment, recycle trash, and achieve good result of greening organic chemistry experiment.
關鍵詞:有機化學實驗 綠色化 改革
Key words: organic chemistry experiment; greening; reform
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)19-0254-02
0引言
隨著社會對環境保護和可持續發展的日益關注,人們對化學化工的發展和環境保護提出了更高的要求。“綠色化學”的提出是21世紀可持續發展對環境保護的挑戰,它可以看作是化學進入到成熟期的更高層次的化學[1]。“綠色化學”的核心內涵是在反應過程和化工生產中,盡量減少或徹底消除使用和產生有害的化學物質。因之,化學化工過程中的綠色化,是人類生存和自然和諧發展的需要,是我們的社會可持續發展的必由之路[2]。
有機化學實驗是醫藥學專業學生學習醫藥學有機化學教學內容中的重要組成部分,通過有機化學實驗操作技能的訓練,不僅鍛煉學生的動手能力、掌握了嫻熟的實驗技能,而且也在實驗過程中加深了對理論知識的理解,增強了學生獨立分析問題和解決問題的能力。但是有機化學實驗過程中使用的試劑中大多有毒性,且操作過程中可能還產生多種有害廢棄物,故對周圍的環境和學生的身體健康都會有一定影響。因之,如何把有機化學實驗的綠色化融合于化學教學中,是我們醫藥學有機化學教育工作者所面臨的一個迫切解決的問題。近年來,我們以有機化學實驗教學盡可能綠色化作為指導思想,結合醫藥學專業特點,在醫藥學有機化學實驗教學中開展了綠色化改革的探索與實踐,從而既培養了學生在醫藥學化學化工學習和生產中的綠色化學思想,減少了有機實驗對環境的污染和學生身體健康的影響,又提高了醫藥學學生的綜合素質、環境意識和社會責任感,使得教學與人才培養相得益彰。
1盡量選擇綠色實驗題目
在有機化學實驗教學中要從源頭上實現綠色化,首先必須以綠色化學理念,結合醫藥學專業的特點精選實驗內容,并力爭減少有機實驗對環境的污染和對學生健康的影響。我院醫藥學專業開設有機化學實驗72學時(共18個實驗),其內容包合基本操作、提取分離、有機合成及綜合設計實驗4個部分,針對不同部分的特點,對實驗進行重新選擇和整合,其中:①涉及到基本操作實驗內容中的常壓蒸餾實驗與沸點測定實驗合二為一,將水蒸氣蒸餾實驗將早期使用的苯胺和苯甲醛、溴苯改為蒸餾花椒或桂皮,使之成為純天然的綠色實驗。將層析實驗中薄層層析與柱層析合二為一;②在分離提取實驗中,將從茶葉中提取咖啡因和煙葉中提取煙堿的裝置改用乙醇在索氏提取器中提取,這樣既將提取時間減縮了2h,又減少了毒性。與此同時我們還將從黃連中提取黃連素、從槐米中提取蘆丁的實驗進行所用溶劑和實驗裝置的改進,即將有害溶劑更換為綠色溶劑,并使裝置及實驗步驟簡化,從而使之產率提高且對環境友好,同時也降低了能耗;③在有機合成實驗中刪去一些毒性較大的實驗,如苯和液溴制備溴苯、苯加混酸加熱制硝基苯、硝基苯還原制苯胺等,并結合專業特點新增一些對環境友好的藥物合成實驗如:合成口服治療尿道感染藥物扁桃酸、局部麻醉劑苯佐卡因、退熱冰(曾用作解熱鎮痛藥)乙酰苯胺及解熱鎮痛抗風濕類藥物阿司匹林;④在綜合實驗中安排了利用超聲波法從女貞子中提取藥效成分齊墩果酸內容,該方法工藝簡單易行、產率高、能耗小、綠色環保、溶劑損失小。結合專業特點,增加一些與生命科學有關的性質實驗內容;如糖、脂類、氨基酸及蛋白質等。從而提高和開闊了師生的眼界和思維,培養了學生的綠色化學意識。
2大力推廣微型實驗
微型實驗的宗旨是以盡量少的化學原料和試劑獲取盡量多的化學信息。這是現代科學研究進步的重要方法之一,它所具有的優點是:①試劑用量少;②節省時間;③安全性好;④對環境污染少;⑤儀器損耗率低、耗能低;⑥與時俱進地體現現代實驗技術,其藥品用量正好可與現代分析測試手段相匹配、相適應、相融合;⑦有利于提高學生的綜合素質和實驗水平、培養科技能力、啟發學生創新思維能力、提高科學素養等。
我們在醫藥學有機化學實驗中引入微型實驗技術和半微量實驗,起到了事半功倍的效果。隨著實驗的微型化和半微量化使試劑用量減少,大大縮減了“三廢”的排放,同時提高了實驗的安全度,其實驗成本降低。為此我們將安眠鎮靜藥物巴比妥酸的合成和香料及藥物中間體β―萘甲醚的合成均改為微型實驗,效果均佳。通過上述微型實驗的開設,使學生對實驗的認真程度和操作技能都有明顯提高,同時微型儀器的新奇也激發了學生的學習興趣。當前,在教學課程中,微型實驗及半微量實驗不僅是承擔一定教學目標的主要環節,而且在課程體系中是不可代替的構成部分。所以,我們深層次對新的微型實驗進行研發,并發展微型實驗,從而拓展教學成果,這也是我們將來實施綠色化教學的一個主要內容。
3在有機化學實驗中引入新方法新技術
現代化教學手段和實驗方法為我們開展綠色化學實驗提供了強有力的支持。在有機化學實驗中利用微波、超聲波、電化學等技術,是實現綠色化的重要內容。例如開設微波合成、微波消解、微波提取實驗、超聲波提取、電化學反應等新技術實驗項目,其效果是減少了試劑用量,提高了轉化率、節省了時間、降低了能耗,縮減了“三廢”排放,實現了實驗綠色化。如我們利用超聲波法從女貞子中提取藥用成分齊墩果酸;利用微波輔助加熱技術合成具有解熱鎮痛藥物乙酰苯胺;采用微波輔助法制備解熱鎮痛、抗風濕類藥物乙酰水楊酸(阿司匹林),它們的共同優點是合成產率高、物耗能耗低、污染小,因之很受學生歡迎。
通過這些新技術的實施,減少了實驗的環境污染,降低了試劑用量和能耗,提高了產率和安全度,讓學生親自感受到新技術和新方法運用所帶來的技術革命和進步,從而激發和培養了學生創新意識和綠色化學理念,做到寓教于中。
4利用計算機多媒體系統進行模擬化學仿真實驗
對于一些在實驗過程中必須使用的有毒害試劑、易燃易爆、操作不易控制的實驗,采用現代化教學手段多媒體進行模擬化學仿真是很有必要的。例如,除上述易燃、易爆、有毒、有害及不易控制的的實驗采用計算機多媒體系統進行模擬化學仿真實驗教學以外,還有一些注重培養學生觀察能力的性質實驗,對培養學生動手能力沒有太大幫助,且準備這類實驗耗時耗力又耗物很大,易造成一定的環境污染,實驗效果也不理想,而采用CAI課件進行教學,既能讓學生觀察到實驗中的現象,以驗證理論,又避免浪費和污染。利用計算機多媒體技術對實驗原理、裝置、流程、實驗過程進行仿真,用文字、聲音、圖像、動畫的效果讓學生有身臨其境的感受,如醚的過氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、酰氯的水解和氨化等。所有這些使學生在輕松愉快的環境中學會化學原理和實驗方法,同時還避免了實驗帶來的污染、中毒和不安全因素。即使那些毒性大、危險性大、試劑昂貴的實驗變成了綠色化實驗。
5合理安排實驗順序,節約試劑,消除污染
在化學實驗中總要產生一些廢物,而將實驗產生的廢物綜合利用將是消除污染最理想的方法。為此我們將一些有關聯的實驗按先后順序“串聯”起來,如在合成實驗中設計“一條龍”實驗的編排方式,即在多個系列合成實驗中,前一個實驗的產品作為后一個實驗的原料,如此連鎖進行。如在合成具有抗細菌、抗微生物的藥品對氨基苯磺酰胺(合成磺胺類藥物的重要中間體)時,我們將5個合成實驗串聯合成,即苯硝化硝基苯(還原)苯胺(乙酰化)乙酰苯胺(磺酰化)對乙酰氨基苯磺酰氯(氨解)對乙酰氨基苯磺酰胺(水解)對氨基苯磺酰胺。又如“乙酰水楊酸含量的測定”實驗是利用學生自己合成的乙酰水楊酸為原料完成。在甲基橙制備實驗中將3個實驗串聯起來,即苯胺磺化對氨基苯磺酸(重氮化)重氮鹽(偶合)甲基橙。在局部麻醉劑苯佐卡因的合成中,將2個實驗串聯,即對硝基苯甲酸酯化對硝基苯甲酸乙酯(還原)對氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)。將水蒸氣蒸餾實驗并入肉桂酸制備實驗中等等。所有這些既使學生把學過的知識系統化掌握,又節約了實驗經費開支,并減少了環境污染。
6實驗廢物的回收利用
化學實驗無疑要產生大量廢棄物,如不及時處理而隨意排放,不僅造成嚴重的環境污染,而且還會淡化學生的環保意識,養成不良的實驗習慣,因之應盡可能做到“三廢”對環境的零排放。為此,我們在實驗中將廢棄物盡可能做到統一回收利用。如我們將合成實驗所得產品均收集起來作為性質實驗、熔點測定實驗或溶劑使用。如將柱色譜分離甲基橙與亞甲基藍實驗和其它實驗中的乙醇廢液用于蒸餾回收95%乙醇,回收后的乙醇可重新用于柱色譜分離實驗。將合成的乙酰水楊酸、乙酰苯胺、用于重結晶實驗和微波水解實驗,將合成的甲基橙做分析化學指示劑等等。總之,對實驗中的廢棄物,只要開動腦筋均有可回收利用的可能。在這些回收利用和循環使用的實驗中將實驗方法和技能聯系起來,不僅提高了學生分析問題和解決問題的能力,而且還使學生在少學時內學到更多的理論知識。同時又起到了強化學生綠色化學思維和環境保護意識的作用。
千百年來,化學為人類社會文明進步發展做出了巨大貢獻,推動了科學技術的發展和人類社會的文明進步。但在造福人類的同時,化學也對人類生活、生態環境造成負面影響。發展綠色化學是順應時代潮流發展,保護人類賴以生成的自然環境的一項必要措施。新實驗技術的應用,實驗內容的更新,對環境友好的化學試劑和反應的選用,實驗的微量和半微量化、綜合化和產品及廢料的回收利用等構成了有機化學實驗綠色化的改革方向。作為化學教育工作者應該在實驗教學中不斷研究、發現和探索綠色化反應及條件,加強對學生的綠色化教育和環保意識教育,才有可能從根本上切斷污染源,使化學化工事業得到可持續發展。
參考文獻:
關鍵詞:協同創新;培養模式;制藥工程;人才培養質量
《高等學校創新能力提升計劃》明確提出了“以協同創新引領高等學校創新能力的全面提升”[1]的要求。協同創新作為一種全新的教育理念,是高等學校新時期重要的辦學戰略和辦學理念,已成為當前形勢下提高高等教育質量的有效途徑。專業學位教育是碩士研究生教育的重要組成部分,在國家培養高素質、高質量、應用性、專業性人才方面發揮著重要的作用。在協同創新視角下如何構建有效的專業學位研究生培養模式,以最大限度地激發各創新主體參與研究生培養的積極性,推動高校研究生教育健康有序發展和研究生培養質量穩步提升是目前高校研究生教育面臨的重要課題。
制藥工程領域工程碩士專業學位是與醫藥工程領域任職資格關系密切的專業性學位,其教育目標是培養具有基礎扎實、素質全面、工程實踐能力強并具有一定創新能力的應用型、復合型高層次工程技術和工程管理人才。各高校人才培養類型、生源和教學條件等方面均存在一定的差異,且人才培養模式的構建又與特色課程建設相輔相成。本項目充分結合我校制藥工程專業學位研究生培養的現狀,從協同創新角度對專業學位研究生的培養途徑進行探索,以期能夠切實提高人才培養的質量。
1專業學位研究生協同創新培養模式的內涵
協同在英文中由collaboration,cooperation,synergy等表述,中文是齊心協力、互相配合的意思。美國麻省理工學院的Peter Gloor認為,協同創新是“由自我激勵的人員所組成的網絡小組形成集體愿景,借助網絡交流思路、信息及工作狀況,合作實現共同的目標”。從這個論述看,協同創新核心是資源協同,本質是創新,通過系統內部資源與要素的有效匯聚或同步聯合及集體行為,結果產生1+1>2的效應。在高校中,協同創新就是高校與高校、企業、研究院及地方政府共同分享優質資源,實現教育與科技進步相結合的協同機制[2]。由協同各方以專業學位研究生的專業、職業為背景,共同制訂研究生培養模式及標準,共同培養出高質量、高標準的創新型人才。
2專業學位研究生協同創新培養模式的構建
山東第一醫科大學制藥工程領域工程碩士專業學位研究生培養依托本校的生物學、化學、工程圖學及藥學優勢學科,立足自身實際,從目標定位及實現方略等諸多方面著手,通過跨學位、跨學科、多元化導師、跨組織間的協同培養,設計和構建專業學位研究生的人才培養模式。
2.1跨學位間的協同培養
專業學位與學術學位研究生在培養規格及培養目標上是不同的,因而在課程設置、導師組成、論文要求等環節兩者有顯著差異,這就要為兩種學位的研究生分別開設不同課程,即使是同一門課程也應因類型不同而異。專業學位研究生更應注重課程內容的寬泛性、務實性和實踐性,形成以職業能力為主的知識結構。許多高校專業學位研究生的專業課教學與學術學位研究生是一起進行的,課程內容過于學術化。但調研發現,與學術學位研究生共同上課,能夠提高專業學位研究生的就讀收獲[3]。基于此,在課程設置方面,將專業學位的課程設置分為專業知識、實用技能和人文素養3個模塊。專業知識是提高學生的理論水平,選取制藥工藝與工程、藥劑學、藥物合成過程模擬與優化課程,與學術學位研究生共同開課,兩種學位研究生各有自己的優勢和偏重,他們相互溝通協商、交叉融合、資源共享,則可深化專業學位研究生的知識結構,激發學生的創新欲望,培養創新思想;實用技能單獨開課,增加實踐(驗)教學課程的比重,在授課過程中采用專題研討、團隊學習、實踐觀摩、模擬訓練等形式,系統培養研究生的實踐能力和基本技能。
2.2跨學科間的協同培養
專業學位研究生培養過程中,充分考慮了學科間的交叉融合,鼓勵專業學位研究生在藥學、化學、工程圖學、生物學學科范圍內,選修實踐(驗)技能課程和與本專業相關的課程,如生物化學實驗技能、醫學實驗技術、綠色催化過程與工藝課程等,這樣能夠吸收其他學科的理論知識和研究方法,以此與實際應用相結合,靈活掌握相同問題不同分析方法、不同問題相似的分析方法的應用技巧。鼓勵學生參加國內外的學術會議和項目研討,了解學術前沿,在共享的學術資源中,達到知識的轉移和提升。
2.3多元化的導師協同培養
導師隊伍是影響專業學位研究生培養質量的關鍵因素。我校《工程碩士(制藥工程領域)專業學位研究生培養方案》對專業學位研究生的論文提出了明確要求:學位論文選題應來源于工程實際或具有明確的工程技術背景,有一定的技術要求和工作量,能體現學生綜合運用科學理論、方法和技術手段解決實際問題的能力,并具有先進性、實用性。這要求導師需具有一定的工程實踐能力。從2013年起,采取了如下措施:第一,鼓勵導師參加實踐項目,進入大型藥企進行實踐訓練,圍繞高新技術產業實踐性課題和問題教學,提高教師的工程實踐能力,加強應用型導師隊伍建設;第二,構建多維度導師團隊,讓不同學術背景、知識結構、研究方向的導師形成協同創新團隊可以克服單一導師指導方式的程序化、單一化;第三,建立“專業導師+企業導師”聯合指導制度,聘請實踐經驗豐富的、有一定教學能力的制藥企業高級技術人才擔任校外導師,協助專業導師共同負責研究生論文的選題及其相關的工程設計、技術改造、實驗研究和論文撰寫等環節的指導工作。
2.4跨組織間的協同
突破高校獨立式培養,跨組織協同創新培養研究生。當今科技創新的新范式是大學與企業、研究機構發揮各自能力優勢整合互補資源,實現各方優勢互補,加快技術推廣應用與產業化[4]。在專業學位研究生培養過程中探索校校協同、校企協同、校地協同、校所協同等協同的創新培養模式。合作模式主要有:(1)單向交流合作。受我校制藥工程專業自身辦學層次與水平所限,向山東大學、濟南大學等學校派送學生,進行校校協同人才培養。(2)地域教學聯合。處于同省的濟寧醫學院、濱州醫學院、山東第一醫科大學等高校形成聯合培養共同體,可互推免試研究生、課程互選、學分互認、開放實驗室等。(3)產學研聯合培養。制藥工程專業本身就是實踐性很強的學科,無論在研究生的基礎理論學習、專業實踐環節還是學位論文的選題環節,都要突出其實際應用、注重綜合培養和工程實踐能力的特點,確立校企協同辦學的理念。通過產學研合作渠道,研究生在合作單位至少要進行一年的項目開發與創新實踐,熟悉生產流程,了解產業對最新科學技術的應用需求,使“大學內在發展邏輯和社會需求在協同發展中尋求共贏的過程[5]”。近幾年,我校化學與制藥工程學院在泰安市京衛制藥廠、齊魯制藥廠等建立了人才培養基地,進行產學研合作辦學,現在研究生與企業聯合申報國家專利及專著10余項,聯合發表科研論文20余篇,實現校企互惠,研究生創新實踐能力得以提高。
3研究生培養模式的質量評價和質量保障體系
3.1培養質量評價
培養質量評價體系要充分考慮人才培養目標和社會的客觀需求,這樣評價體系才能發揮良好的導向作用。專業學位研究生培養目標注重知識應用和技術創新,強調具有堅實的專業基礎、解決問題的能力和組織管理能力。培養質量評價主要表現為以下幾部分:(1)專業基礎方面,主要包括課程設置是否按培養目標指定和課程考核成績;(2)解決問題的能力評價,包括研究生實習表現、校內實踐課程成績及學位論文開題、階段性匯報、中期考核成果、學位論文答辯等;(3)組織管理能力,主要包括實習過程中對藥品生產相關突發事件的應對能力,開展創新創業實踐活動的能力。其具體指標及權重分配可以進行有針對性的設計。
3.2研究生培養模式質量保障體系
根據研究生協同創新培養模式的實際,形成學校、二級學院兩級管理機制,一是對教學環節建立質量監控機制,使主要教學環節的實施過程處于有效控制狀態,各教學環節有明確的質量要求,建立質量監控機制;二是對實踐環節進行監控,制訂相應的考核機制和學業標準;三是建立畢業生跟蹤反饋機制,及時掌握畢業生就業去向和就業質量,以用人單位對畢業生的滿意度等,作為質量改進旳依據。
為保障培養質量,各院系從橫向、縱向角度進行科學的梳理,從利益分配機制和導師團隊協同機制著手創新管理,以實現統籌和優化配置校內外科研、教學等資源,形成有利于協同創新長效機制。
山東第一醫科大學制藥工程專業依托協同創新,通過跨學位、跨學科、多元化導師、跨組織協同培養研究生,對專業學位研究生的培養模式進行了構建和實踐,為保障培養質量,建立了相應的質量保障體系。從近兩年的培養質量評價結果來看,取得了一定的成效。新的人才培養模式的構建一直是個難點,結合學校自身的特點,從“點”出發,力求對高校制藥工程領域專業學研究生“面”上的培養有所幫助,推進制藥工程領域專業學位研究生培養模式的改革與創新。
參考文獻
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[關鍵詞]網絡課程;無機及分析化學;立體課程建設;實踐
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-4634(2012)02-0100-03
山東科技大學的《無機及分析化學》不僅是應用化學和化學工程與工藝專業最核心的專業基礎課,也是礦物加工、生物工程、環境科學與環境工程、無機非金屬材料工程和高分子材料與工程等近化學專業的核心基礎課程,主要為學生進一步學習《有機化學》、《環境監測》、《食品理化檢驗》、《高分子化學》、《生物化學》、《生化實驗技術》、《儀器分析》等核心專業基礎課打以及做畢業論文打基礎。
《無機及分析化學》課程是一門理論與實驗相結合的課程,針對不同專業的需要,山東科技大學有兩種方式進行教學:一種是將無機化學與分析化學整合成一門課程的短學時教學(近化學專業),一種是將無機化學與分析化學分開授課的長學時教學(化學專業)。
《無機及分析化學》網絡立體課程主要包括理論教學和實驗教學兩部分,經過十多年的教學改革和課程建設,形成了一套以培養應用型人才為特色的教學內容體系:在理論教學方面,本著應用為目的,夠用為度、適量超前的原則,以定量分析為主線,設置化學基礎原理和化學分析原理與技術兩大塊教學內容,準確、簡明的闡述最基本的無機及分析化學原理和規律,并使“分析與應用”貫穿于整個課程教學內容之中,體了重基礎、強應用、為專業服務的特色。在實驗教學方面,按照“基礎一綜合一應用”的思路設計的實驗教學內容,突出基礎技能為專業技能服務的特點,強化綜合技能的訓練。
1 《無機及分析化學》課程系列教材的建設實踐
教材的建設體了教學思想、培養目標、教學內容和課程體系的改革,是網絡立體課程建設的重要組成部分,是有效解決教學內容和教學方法存在問題的關鍵。
根據山東科技大學近化學、化工類專業本科生對化學基礎知識的要求,以少而精、精而新的原則,將傳統教學內容與代新知識相結合,對無機化學、分析化學、普通化學內容進行整合、革新和優化,注重對學生進行素質教育,編寫出版了21世紀高等院校教材《無機及分析化學》、《無機及分析化學實驗》和《分析化學實驗》。這些教材注重處理傳統學科與新興交叉學科知識的關系,在闡述基本原理和知識的基礎上注重內容的更新,體了材料、環境及生物類學科與化學學科的交叉與融合。將化學熱力學知識融入全書有關章節,并將四大平衡和四大滴定分析法有機結合。理論教學以化學熱力學基礎、物質結構、四大平衡為重點,適當簡化四大滴定分析法,而使其在實驗教學中加強簡化分子軌道理論、晶體場理論等難度較大的內容。編寫了綠色化學概論、材料與化學、生命與化學、環境與化學等作為培養學生興趣和擴大知識面的閱讀材料。通過閱讀材料部分的學習,既可使學生了解本專業的發展動態,擴大知識面,又能使學生了解化學基礎理論在相關學科中的重要地位,激發他們學習化學知識的興趣和熱情。編寫中力求使教材簡明扼要、概念準確、重點鮮明、深入淺出、通俗易懂、理論聯系實際,適用于礦物加工、材料、環境、生物工程等主要專業大類。
2 《無機及分析化學》課程立體化網站的建設實踐
按照國家、學校新修改的教學大綱的要求,對《無機及分析化學》課程進行了網絡立體化的全面建設,建立了《無機及分析化學》課程網絡平臺。將課程簡介、師資隊伍、理論教學、實驗教學、教學互動、教學視頻和化學資源等欄目的內容公布在山東科技大學的網站上。目前無機及分析化學理論教材、實驗教材、學習指導書、電子教案、課程網站等學習資源已經形成了全方位、立體化的課程教學體系。學生可不受時間和空間的限制,掌控自己的學習過程。
在教學理念方面,把培養學生的科學素質和創新精神放在第一位,把無機及分析化學課建設成為既是學生學習科技知識的基礎課,又是培養學生科學素質的基礎課。理論課教學以無機化學基本原理為主,以物質結構基礎為依據,以四大平衡原理為重點,以重要元素及其化合物的結構、組成、性質、變化規律及其含量測定為目標,以指導學生自我學習為方法。實驗教學以化學分析技術和技能訓練為核心和重點,強化基本技能訓練,強調系統分析問題和解決問題,重視系統性、綜合性、設計性實驗。礦物加工、材料科學、生命科學、環境科學等諸學科的研究和發展都離不開無機化學、分析化學原理和技術的進步與發展,要不斷建立礦物加工類、材料類、環境類、生物類幾個模塊相關專業的課程體系和教學內容。
3 在教學實踐中改革教學方法,增強師生互動
網絡立體化教學的多樣性,給不同層次的學生提供了適合自己的教學平臺。學分制的改革,作為基礎課的《無機及分析化學》的學時數也在減少,這對教學內容和教師的教學水平提出了更高的要求,必須不斷進行教學內容更新,教學方法、教學手段及考試方法的改革。無機及分析化學內容廣泛,涉及物質結構理論基礎、化學反應基本原理、溶液平衡、化學分析、元素化學、部分儀器分析等內容。課程講授不可能面面俱到,要在吃透教材的基礎上分層次合理安排講課內容,注重難點和重點引導,精講與對比分析討論,如四大平衡與四大滴定,同時注意引入學科前沿知識。在教學方法上,主要是講重點、講難點、講思路、講方法、講應用,形成了“課內講授一課外講座一輔導答疑一考核評估”教與學一體化的互動教學模式,既注重培養學生的邏輯思維能力,又注重培養學生的創新精神和自主學習的能力。
《無機及分析化學》的教學課程在大學一年級進行,該課程的學習不僅使學生在知識上有所積累,而且在學習能力上也應得到較大提高,要求學生做到課前預習、課中互動、課后小結,學會學習的方法。在教學中針對部分內容,要求學生自學,有些延伸內容,要求學生查閱有關學術期刊,并撰寫小論文、課堂討論,最后教師總結。同時充分運用代教育技術,將傳統的教學方式與代化教學手段相結合,大大提高課堂效率。此外,也在網絡課程中制作了大量的圖片、圖表、動畫、錄像等素材和資料,用以表課程教學內容。
不斷進行考試方法的改革。鼓勵學生撰寫讀書報告和科技“小論文”,培養學生科學研究的意識、習慣和能力,有助于學生對化學知識的深入理解及綜合運用。期末成績由考勤、平時作業、課堂提問、單元測驗、期末考試等成績綜合評定,撰寫的讀書報告和科技小論文實行額外加分,根據撰寫的質量在總成績中加0~10分,若能達到公開
發表的水平最多可加10分,但課程總成績最多為100分。
4 《無機及分析化學》實驗課的改革實踐
實驗改革的目標是通過系統的實驗教學,加強基本訓練,著重能力培養,強化創新意識。創造性教育要求對學生既要有基礎知識和新的專業知識的傳授,又要有自學能力、獨立思考能力、動手能力的培養,尤其是代意識、競爭意識的培養。自2004年起,根據山東科技大學實際情況和學生不同層次、不同專業的培養要求,對原實驗課程體系、教學內容和方法進行改革,建立和完善了無機及分析化學實驗課的教學內容,按照基礎實驗一綜合實驗一設計實驗3個層次推進教學進程。建立了以實驗技術要素為主線的實驗教學體系,設計了適合山東科技大學不同學科學生的多層次實驗教學內容,為學生個性發展、潛能開發以及優秀學生脫穎而出創造條件。開放實驗室,使一些不能在課堂上完成的實驗得到補充,同時學生也可以自己設計一些感興趣的實驗,在教師的指導下進行,從而使學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力得到進一步提高。無機及分析化學實驗形成了多層次的實驗教學體系,多模塊的實驗教學內容,預約開放式教學模式。為此,無機及分析化學實驗課程教學采取了以下改革措施。
1)對無機及分析化學實驗教學內容進行了重組,并進行綠色化改造。本實驗課注重在繼承傳統內容的基礎上創新,增加設計性實驗,加強綜合性實驗,減少驗證性實驗。根據無機及分析化學實驗的特點,用綠色化學的觀念對傳統化學實驗進行了改造,實了“性質實驗點滴化、制備實驗小量化、分析實驗減量化”,這樣在常規儀器中完成無機及分析化學的實驗教學,不僅大量減少了化學試劑和藥品的消耗,節約了實驗消耗費用,而且也加強了學生的環保意識,收到了良好的效果。
2)正確認識理論課教學與實驗課教學的關系。在無機及分析化學實驗教學中,學生應始終處于主置,教師則處于為實驗教學服務的主導位置。作為實驗教學主體的學生,在繼承傳統知識和技術的基礎上,重點進行知識和技術的應用和創新;作為主導教師,在搞好實驗教學引導工作的同時,加強自身知識和技能的擴展和更新,達到知識豐富、技術熟練和教學方法科學而實用的要求。
3)多媒體輔助教學和開放實驗室緩解實驗課時少、內容多的矛盾。隨著單一、驗證性實驗向綜合性、設計性實驗的轉化,實驗教學內容不斷豐富,往往一個連續的系統的試驗中涉及好幾個相關的實驗技術,由學生自己動手設計并完成整個實驗,由此開設綜合實驗面臨著如何在有限時間內讓學生掌握更多實驗技術的難題。對于無機及分析化學實驗課,使用多媒體技術輔助教學,利用錄像演示實驗技術的操作要點,再實驗進程和結果,增強學習效果。建立了仿真實驗室,學生可以在計算機上進行無機及分析化學實驗等課程的仿真實驗,同時可進行相應的預習。
4)形成了基礎-提高-突優-參與科研4層次的開放實驗教學模式和管理方法,完善了對不同層次學生因材施教的實驗教學方法。在生產實踐中發、研究、分析和解決問題,這對于培養學生分析問題和解決問題的能力,培養創新意識和實踐能力有著不可替代的作用。無機及分析化學實驗室成為大學生科技創新創業的基地,幾年來山東科技大學啟動“挑戰者杯”、“大學生實驗技能大賽”、“大學生創新基金項目”等多項大學生科技創新資助計劃,開放無機及分析化學實驗室,為其高質量完成項目提供條件保證。