发布时间:2023-12-04 10:52:19
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇化学分子与工程专业,期待它们能激发您的灵感。
关键词:CAI教学;高分子化学与物理;实例教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0268-03
随着高分子科学与技术的不断发展,高分子科学已渗透于各个领域与学科,形成了一个无法替代的交叉学科[1]。对于与高分子相关的专业,专业课程一般设置高分子化学与高分子物理两门课,其中高分子化学侧重聚合反应机理的学习,高分子物理从分子运动的观点出发重点介绍高聚物的结构与性能间的关系。对于食品科学与工程学院的包装工程专业的学生一般将这两门课揉合在一起,开设高分子化学与物理,课程48~72学时之间,要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能。
对于在食品学院中的包装工程专业,结合北京农学院的办学定位和服务对象,学校专业定位在食品包装技术以及与包装相关的食品质量安全与控制[2]。要培养学生这两个方面的能力,学生的学习内容必须涵盖包装中食品接触材料生产、监管、检测和风险评估等与卫生安全质量相关的各个方面。而讲述这些内容的前提是掌握高分子化学与物理以及包装材料学中关于食品接触材料的各种知识点。我们只有在介绍高分子食品接触材料的特性、用途、生产工艺的基础上,才能让学生懂得食品接触材料安全卫生相关的质量控制和管理要素,培养学生对食品接触材料安全卫生相关的质量控制能力,以及准确合理地选择包装材料进行食品产品包装设计的能力。所以,高分子化学与物理是我们食品包装专业非常重要的专业基础课。
在学校“3+1”的教学模式[3]影响下,高分子化学与物理课程的学时数压缩为56学时。在这样少的学时条件下,要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理,授课内容的选择及讲授方式是非常重要的。通过几年不断地尝试和教学实践,作者结合非高分子专业学生的特点,积极进行教学改革探索,积累了一定的教学经验,取得了比较满意的教学效果。本文结合我校高分子化学与高分子物理课程教学改革与探索的实际,就教学内容的选择、完善以及教学方式与多媒体课件的研制方面提出一些自己的见解。
一、理论联系实际,调整教学内容,加强实例教学
在传统高分子专业的高分子化学课程中,高分子化学涉及的概念公式繁多,而且复杂难懂,要想完全靠死记硬背记住这些公式是比较困难的,而将这些公式熟练应用则更加困难[4,5]。对于食品包装工程系的学生学习高分子化学对聚合物的化学反应部分应当有目的地选择高分子包装材料所涉及的化学反应进行讲授,对于复杂的聚合反应速率方程的推导可以不学。可重点学习各种包装材料如:聚乙烯,聚碳酸酯,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯,聚乙烯醇,聚对二苯甲酸乙二醇酯等现实经济生活中常用高分子材料的合成方法,重点讲述他们的化学合成方法,催化,以及包装材料中单体与催化剂的残留造成的健康风险。在充分体现学科特点的前提下,适当削减了与专业关系不大的聚合反应机理部分的内容,如配位聚合反应的机理。在“聚合物的化学反应”章节中,增添了与专业相关的化学反应。
比如讲述聚苯乙烯(PS)合成时,应当结合包装专业特点来举例聚苯乙烯合成过程对其在包装工业上的应用具有深刻的影响,如聚苯乙烯发泡餐盒白色污染的风波[6]。向学生解释为何2013年2月,国家发改委“21号令”,将被称做白色污染且长久被认为有毒的一次性聚苯乙烯发泡餐具解禁。解禁依据是什么?通过联系实际,同学们都急切想从专业角度得到解答。10年前国家禁止聚乙烯发泡餐盒的应用是基于以下考虑。
1.PS泡沫塑料餐具带来白色污染的问题。
2.PS泡沫塑料餐具受热65℃时或燃烧时会产生“二英”强致癌物的问题。
3.PS泡沫塑料餐具中含有残存单体苯乙烯或在65℃以上使用会释放出单体致毒的问题。
4.PS泡沫塑料餐具遇热会释放出二聚体、三聚体等危害人体物质的问题。
5.PS泡沫塑料餐具含双酚类,导致生殖机能失常的问题。
6.PS泡沫塑料餐具难以回收利用。
7.PS泡沫塑料餐具不能耐高温,高温变形,不能在微波炉里使用。
从向学生介绍高分子化学中聚苯乙烯的分子构造,聚合机理,聚合方法以及化学反应后处理,我们就能解释第2、3、4、5问题。从高分子化学专业的角度向学生讲述“白色污染”的成因是管理不善及随意丢弃垃圾的人,而不属聚苯乙烯材料本身,PS泡沫塑料餐具≠“白色污染”,更不是造成“白色污染”的元凶。PS的生产过程是苯乙烯单体在高温高压和催化剂作用下,在密封的反应内,无氯条件下进行聚合反应,从而无产生二英的条件。PS泡沫塑料饭盒是直接采用食品级的PS材料,加入滑石粉、硬脂肪酸钙、丁烷等,通过挤出、发泡制得,生产过程全部为物理混合过程,无化学反应,不具备产生二英的条件。如果我们工业界使用符合国家标准的食品级聚苯乙烯原料来制造一次性泡沫发泡饭盒,最终产品很难在单体残留量上超标。而且,国外公布相关报告研究结果,明确澄清有关二聚体、三聚体环境荷尔蒙的问题,它们不属所谓拢乱内分泌的化学物质。食品级PS材料中并没有双酚A,在加工过程中也不可能产生双酚A副产物等。以上解释都需要我们高分子化学的知识,通过理论联系实际,我们能让学生们对学习高分子化学对包装材料的认识加深印象。
再如,讲解聚碳酸酯(PC)[7]的逐步缩聚合成过程中,为了加深学生的理解,引入聚碳酸酯“双酚A风波”。生产聚碳酸酯用到双酚A,在材料与食品相接触后,残留双酚A单体迁移进食品,造成一定的健康风险。从高分子化学角度,向学生解析为何2011年在欧盟和加拿大,双酚A被列为有毒物质,被禁止用于生产婴儿奶瓶。在PC实例中,通过聚合机理,单体结构,聚合单体残留等高分子化学方面的知识向学生们展示PC食品接触材料的优缺点。
同理,我们在讲解聚氯乙烯(PVC)时[8],从分子结构的特点引入“塑化剂风波”,讲述聚氯乙烯由于分子的刚性需要塑化剂才能加工成型,这与食品相接触后必然造成有毒塑化剂的迁移。我们在讲解各种包装材料的高分子合成化学时,就应该通过现实生活的同学们已经有所耳闻、鲜活的例子来帮助学生对知识点的理解与记忆,提升他们对专业的学习兴趣。
二、加强《高分子化学及物理》与《包装材料学》的有机联系
高分子物理部分以分子运动的观点来聚合物的转变与松弛,聚合物的粘弹性,聚合物的力学性能等内容。因为《高分子化学及物理》是为《包装材料学》服务的,应让学生重点掌握高分子结构与性能之间的关系。高分子物理部分是教学重点,在讲解基本概念时,同时注意结合《包装材料学》所涉及的结构与性能之间的关系,使《包装材料学》与《高分子化学及物理》真正有机地融合起来。比如,在讲解聚苯乙烯发泡餐盒的时候,我们还是可以通过餐盒禁止与解禁来讲解其分子的构效关系与应用。以前禁用一次性聚苯乙烯泡沫饭盒,存在很多知识的误区,比如对毒性的误解与使用方法的不当。当加热至聚苯乙烯的玻璃化转变温度(80~90℃)以上,PS转变为高弹态,且保持这种状态在较宽的范围内,PS开始热变形,熔融温度为240℃,PS在高真空和330~380℃下剧烈降解。由于其分子结构的特性,一次性聚苯乙烯饭盒不能在70度以上或微波炉的情况下使用,这和聚丙烯餐盒使用是有很大差异的。由于知识普及不到位,许多人把一次性聚苯乙烯泡沫饭盒在高温下加热,在微波炉使用,造成饭盒溶化变形,并伴有刺激性气味。如果我们知道使用说明,一次性聚苯乙烯餐盒在一定条件下使用是无毒,绿色,安全且价廉,比如,在外就餐,我们可以用价廉的一次性聚乙烯发泡餐盒打包你的冷却后的剩饭剩菜而无需采用价格昂贵的替代产品。我们在讲解聚苯乙烯高分子分子运动时,就应该把分子运动的特点引导到聚苯乙烯作为现实包装材料由于分子运动的特点所带来的优缺点。同理,我们讲解聚氯乙烯分子[8]时,就需要结合高分子物理中分子运动的特点来讲解的塑化剂溶出。讲解聚乙烯醇(PVA)时,就应该把高聚物的结晶与分子之间的氢键作用引入到结晶与分子材料透气透氧之间的关系上。
三、改进了教学手段,有效利用多媒体资源和化学作图软件,运用多种方法加深学生的理解
高分子化学与物理的基本概念繁多,有些概念很容易混淆,还有些概念很抽象,难于理解。针对抽象的概念,我们可以有效利用多媒体资源和化学作图软件,使基本概念的理解变得容易,大大增强了记忆的效果,避免了死记硬背。比如,高分子应力松弛与蠕变讲述。对于蠕变,只是通过经典的教科书上的举例,“如在悬挂的软质PVC丝下面勾住一段一定质量的砝码,软丝会慢慢伸长,撤销砝码后,软丝会慢慢地回缩”这种书本讲解,笔者觉得不足以让学生加深印象。而是应该通过形象的多媒体实验演示或现实实验来讲解。由于实验课时有限,笔者在课前对实验进行录像,然后在课堂上进行视频演示,能很好地帮助学生理解。利用实验能让学生充分理解高分子聚合物的结构与性能之间的关系。
例如,结晶概念的诠释,是比较难比喻生动而且易懂的。高聚物结晶分子的排列在书中被用很小的部分来讲述,但是高分子结晶对高分子薄膜材料物理性质影响显著,对于食品包装的学生,急切需要知道结晶度与透气性的构效关系,但是如此小的篇幅根本不能让学生掌握高分子结晶的知识点。书本上的高分子晶体图学生很难理解,这就需要我们教师去寻找更好的化学物质单晶图,我们可以找刚性的芳香有机物的单晶图来阐述分子间的各种力造成的分子有序堆积。通过这种举例,可以让学生更好的理解高分子链之间相互作用力造成的部分链段的有序堆积。可见,生动的举例对于抽象概念的理解是有很大帮助的。
使用多媒体可以将枯燥乏味的理论知识直观和形象化,可以将教学过程生动地展示给学生,使学生更容易理解所学内容。对于高分子化学与物理中一些概念的讲述,我们需要CAI教学[9],多利用化学分子结构软件制作课件。通过化学软件制作三维空间构型,再结合三维动画,动态演示分子骨架旋转,能轻松地带学生进入微观的分子世界,让抽象的分子结构与概念形象化,有利我们教学。比如高分子链的柔性是由于分子内各个化学键和原子在不停地转动或振动,高分子链的形状时刻在变化着而造成的。如果我们制作动态三维的大分子的内旋转图,让学生亲眼目睹这个“动”,才能更好促进学生对分子动态旋转以及高分子柔性的理解。
四、创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动
在课程教学过程中,除老师引入实例教学、有效利用多媒体资源等教学措施以外,有时引申话题,创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动也是非常重要的[10]。采取让学生分组讨论,查找文献,撰写小报告的形式拓展学生的知识面,培养学生自主学习的能力。如,高分子聚合的教学中,结合聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等分子的结构特点说明其应用的基础上,提出问题:“为什么限制聚氯乙烯在食品包装保鲜膜上的应用?”“为什么限制聚碳酸酯在婴儿奶瓶上的应用?”“为何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用?”以及“为何聚乙烯醇容易结晶以及吸水,这些性质会给作为包装材料的它带来哪些优缺点?”然后学生分组从聚合物分子结构、柔韧性等角度讨论,积极参与到教学活动中。每一个问题都与高分子的基础知识息息相关,都是从一些实际现象引出问题,再通过理论分析加以解释、归纳;这样不仅可以引起学生兴趣,重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握,达到事半功倍的效果。
五、结语
高分子化学与物理是一门理论性强、概念抽象难懂且较难掌握的课程,作为包装工程专业,特别是偏重食品包装技术的学生的重要专业基础课,学生需要在有限的学时里掌握高分子的基本概念和理论,教师则需要不断地探索教学方法,采用多种手段提高教学的交互性和生动性,以调动学生学习的主动性和积极性,才能取得令人满意的教学效果。
参考文献:
[1]吴其晔,冯莺.高分子材料概论[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]商贵芹,陈少鸿,刘君峰.食品接触材料质量控制和检验监管实用指南[M].化学工业出版社,2013.
[3]李尧,余五新,左治江.应用型高校“3+1”人才培养模式的实践探索[J].教育与职业,2010,(26):24.
[4]潘祖仁.高分子化学[M].北京:化学工业出版社,2007.
[5]何曼君,张红东,陈维孝等.高分子物理[M].上海:复旦大学出版社,2007.
[6].
[9]夏云波.浅谈多媒体课件在物理教学中的使用[J].物理通报,2005,(9):47.
关键词:轻化工程;高分子化学与物理;教学方法;生产实践;科学研究
中图分类号:G642.4?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)50-0071-02
一、引言
随着高分子科学与技术的不断发展,高分子科学已渗透于各个学科与领域,形成了一个无法替代的交叉学科。对于江南大学轻化工程专业(染整方向)的本科生,要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能,开设了《高分子化学与物理》课程。主要包括高分子化学和高分子物理两个部分,其中高分子化学部分侧重高分子合成的基本理论知识,高分子物理部分则侧重于高分子的结构与性能[1-3]。该课程是轻化工程专业的学科平台课之一,课程的学时数为48学时,在这样少的学时条件下,要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理,合理安排授课内容和讲授方式是非常重要的。通过不断地尝试和教学实践,作者积累了一定的教学经验,取得了比较满意的教学效果。
二、课堂教学方法尝试
(一)课堂教学与专业基础课相结合
虽然高分子化学和物理的基础知识所涉及的面较广,理论性较强,但对于轻化工程专业(染整方向)的本科生来说,要求不很深,希望学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够灵活地运用,并为后续课程的学习打下坚实的基础,培养他们分析与解决实际问题的能力。例如在讲授逐步聚合反应机理和特点时,通常会介绍聚氨酯的合成,概念很抽象,难于理解。可与后续专业课《纤维化学与物理》的内容进行有效结合,采用举例的方法加深学生的理解,避免死记硬背。例如介绍聚氨酯弹性纤维(俗称“氨纶”),这种纤维织物具有很好的回弹性,穿着时伸缩自如,增强了舒适感,并能显现出优美的体型和曲线美,可制作各种内衣、游泳衣、紧身衣、弹力裤和丝袜等,在日常生活中具有广泛的应用。再如,在讲授自由基共聚合时,就可与《纤维化学与物理》和《染整工艺原理》课程中腈纶的染色进行结合,均聚聚丙烯腈制得的纤维不易染色,手感及弹性都较差,还常呈现脆性,不适应纺织加工和服用的要求,为此聚合时加入少量第二单体(结构单体,通常选用含酯基的乙烯基单体,可以减弱聚丙烯腈大分子间的作用力,改善纤维的手感和弹性,克服纤维脆性,有利于染料分子进入纤维内部)和第三单体(染色单体,使纤维引入具有染色性能的基团,改善纤维的染色性能,一般选用可离子化的乙烯基单体),一般成纤聚丙烯腈大多采用三元共聚物。从而有利于学生深入理解自由基共聚合的意义。
(二)课堂教学与生活、生产实践相结合
理论联系实际,密切贴近生活。通过大学生工业见习、实习提高轻化工程专业(染整方向)本科生理论知识学习与生产实践相结合的能力。认识实习的目的在于认识与专业对口的相关生产工艺流程和设备结构、原理等,促进学生在完成业务实习目的的基础上,实现劳动教育和认识社会教育相结合。因此,我们利用暑假安排学生参与高聚物合成和加工的相关工业见习。生产实习的主要目的是使学生将学习过的专业理论知识具体化并得到巩固提高,通过深入生产现场进行调查研究,参与生产劳动操作,充当生产一线工人,养成良好的工作作风。这些工作扩大了轻化工程专业(染整方向)学生的知识面,加深了基础知识的理论。
此外,高分子材料已成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。日常生活中常见的制品所用的原料很多都是高分子材料,为了帮助学生认知聚合物,在讲授聚合物的分类和应用时,将具体的生活制品用图片的形式展示给学生,可以帮助学生更形象生动地记忆聚合物的名称和具体应用。例如可以讲解“限塑令”、保鲜膜的质量问题、汽车轮胎、电脑外壳、装修过程使用的涂料、油漆等,每一个都与高分子的基础知识息息相关,也是学生关心的话题。所以,在教学过程中,我们尽量避免单纯讲授抽象的基本的概念和理论,而是从一些实际现象引出问题,再通过理论分析加以解释、归纳,这样不仅可以引起学生兴趣,重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握,达到事半功倍的效果。
(三)课堂教学与科学研究相结合
江南大学纺织服装学院是学校“211”工程重点建设学科,形成了纺纱、织布、染整和服装设计与表演等完整的学科体系,尤其在纺织材料的研究与开发方面具有很强的实力,依托科研背景和科研实力,培养学生的创新能力,促进教学质量的提高。因此,除了教授学生基础理论知识以外,还可以充分利用学校自身的科研资源优势,结合学科的发展方向,引导优秀的学生参与前沿的科学研究,激发学生的创新潜能和创造力。如在国家、江苏省和江南大学等各级大学生创新训练计划的支持下,以大三学生作为项目负责人,吸收他们参与到课题研究中,在导师指导下进行自主选题和实验方案设计,使得学生了解了相关领域的科研动态,将学习的理论知识进行应用,加深了基本概念的掌握与理解,培养了学生的科研兴趣,提高了学生将知识转化为生产力的能力。有效建立了科研与教学协调发展、科研促进教学的机制与体制,对创新型人才的培养起着重要的作用,是提高专业人才培养质量的需要、实现教学创新与培养创新性人才的需要。
例如,在讲授高分子溶液时,就可与自身的研究方向进行有效的结合。我们知道生产实践中可分为浓溶液(如油漆、涂料、胶粘剂、纺丝液、制备复合材料用到的树脂溶液——电影胶片片基等)和稀溶液(如分子量测定及分子量分布)。而在科学研究中,正是利用高分子的浓溶液(纺丝液)经过静电纺丝就可制备直径小于1000nm的纤维(俗称“纳米纤维”),这种纤维因具有较大的比表面积、独特的网路结构和丰富的孔隙率等优异性能而备受研究人员的关注,可望广泛应用于过滤和分离材料、防护服、固定酶、生物医学(如细胞支架、创伤敷料、组织工程、药物缓释和DNA传输)、电子器械(如传感器和晶体管)和能源应用(染料敏化太阳能电池、锂离子电池和生物燃料电池)等,在制作课堂幻灯片时引入直观的图片,并加以说明。这些知识的引入可有助于加深学生对基本概念的理解,也拓展了学生对微观纳米材料的认识,提高了学生进一步学习和从事科研工作的兴趣。
三、结语
通过近几年的课堂教学方法改革,提高了学生的学习兴趣和对知识的理解,为后续课程的学习奠定了一定的基础。通过这些措施,更好地培养了学生的创新意识,提高了学生的创新能力,而且该专业的毕业生中有很多人从事与高分子相关的行业,学科交叉特色明显。本文简单介绍了江南大学轻化工程专业(染整方向)本科生课程《高分子化学与物理》的教学改革的尝试,对其他开设轻化工程专业的高校有一定的参考意义。
参考文献:
[1]徐晓冬.非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会[J].高分子通报,2010,(5):74-78.
关键词: 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索
高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中,一般两门课程独立设置,其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程,其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点,生物功能材料涉及领域较广,从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能,因此我们开设了高分子化学与物理课程,所设学时为56学时,开设时间安排在二年级下学期,为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法,高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用,是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广,物理化学和有机化学知识运用较多等特点,这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难,导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外,我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期,其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚,这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识,是本文需要重点探讨的问题。
1.选择教材,合理安排教学内容
受授课学时的限制,我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》,由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,教材内容全面,难度适中,比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状,我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分,重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容,自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解,聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应,又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容,例如聚合动力学的推导,在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下,我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式,仅提出聚合动力学基本知识,引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分,我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变,简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节,对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排,重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握;简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握;自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法,突出了本课程重点、拓宽了学生知识面,克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。
2.理论联系实际,提高学生学习兴趣
高分子化合物广泛存在于日常生活中,如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等,食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素,建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃,行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用,其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学,单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣,教学效果不显著。为提高学生学习兴趣,我们在讲解基本知识的同时,注重理论和实际相结合,列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时,对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解,对聚乳酸生物材料进行了系列概述,包括其生产方法、原理和应用等;自由基共聚合部分,讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丁苯橡胶(SBR橡胶)等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层,聚氯乙烯(PVC)用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中,讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故,例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展,以增强课堂的趣味性;讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外,让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称,指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成,并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理;通过举例讲解方式,激发学生自主学习兴趣。
3.多媒体与板书教学方法相结合,提高教学质量
高分子化学与物理基础课程知识面广,其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强,学生理解相对比较困难。因此,我们在教学过程中注意多种教学形式相结合,提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式,同时辅以板书讲解,取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来,又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来,这样可以使学生更容易理解所学内容。例如,在讲解配位聚合时,利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程;自由基聚合实施方法中,利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程,高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型,等等。通过多媒体的运用,可以使抽象的教学内容具体化,有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷,比如讲课节奏过快,学生难以吸收;教师过于关注幻灯片屏幕,减少了和学生的交流互动,等等。在实际教学过程中,还应注意和板书的有效结合,对重点知识内容采用板书的形式进行讲解,取得了不错的效果。
4.网络教学方法的运用
针对多媒体教学存在讲课节奏过快,学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点,对重要章节,我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上,对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境,提供多媒体录播室进行教学视频的录制,最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点,例如学生学习自主性增强,真正发挥学习的主观能动性,学生学习在时间和空间上少了许多限制,学习的探究性更加深入。另外,网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较,相互之间取长补短,知识面更广。随着现在网络技术的发展,学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用,大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足,大大提高了教学效率。
5.开展互动式教学,发挥学生的学习主动性
教学是教师和学生的共同行为,学生是课堂的主体,教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主,忽视了学生“学习”的主动性,学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”,导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状,我们采取课堂互动的教学方式,包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动,取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容,提出一些讨论问题,例如在讲述缩聚反应时,提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料,自己寻找答案,并在下次课堂上让学生进行讨论,然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力,又增强了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。另外,我校为农业院校,虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业,但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况,我们在授课内容安排上,对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论,给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时,我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景,主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述,对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论,我们锻炼了学生分析思考问题的能力,这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础,提高了学生的学习积极性和学习兴趣,加深了对本课程的理解。
6.结语
通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课,但其理论性强、概念抽象难懂,如何让学生在掌握该课程基本理论的同时,调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力和创新意识,是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上,继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索,以提高该课程的教学质量。
参考文献:
[1]魏无际,俞强,崔益华.高分子化学与物理基础(第二版).北京:化学工业出版社,2011.
[2]黄海霞.应用化学专业《高分子化学与物理》课程教学探索.广州化工,2013,41(12).
1、生物技术专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
2、无机化学、有机化学、分析化学、植物学、动物学、生物化学、微生物学、药理学、药物分析学、遗传学、分子生物学、细胞生物学、免疫学、植物组织培养、生化分离技术、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等。
3、主干学科:生物学、医学、农学。
4、核心知识领域:生命的化学分子基础,细胞的结构、功能与重大生命活动,生物体的结构与功 能及生物多样性,微生物的特征与代谢,生物的遗传与进化,生物与环境,生物技术的原理与应用。
(来源:文章屋网 )
[关键词]计算机 环境科学 实践课程
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)06-0091-02
信息化时代的发展,使计算机越来越多地应用到各门课程中。针对环境科学专业学科特点,我们应围绕课程构建,有针对性地对环境科学专业学生讲授相关计算机知识,更新教学内容,以便于提高学生的综合能力。
一、基本目标
在“计算机在环境科学中的应用”实践课程教学中,要让学生能够比较全面地掌握与专业相关的计算机应用技术,并能将其应用于实际工作中。以学生实际操作为主,教师讲授为辅。充分利用现有的软件及技术,借鉴计算机专业教师教学技术和方法,提高学生的计算机应用能力。通过本门课程学习,使学生能够自己绘制平面布置图、绘制反应装置图、绘制设备图、处理实验数据、制作多媒体课件等,并能利用计算机网络进行信息检索。
二、课程设置
本门课程要求学生有一定英语水平和环境专业基础知识,时间安排在大三下学期期末,集中上课,总学时为两周。课程由教师讲解、演示,学生上机随教师一起操作,并进行习题、作业练习以加深印象。教师可对学生上机进行监控及辅导。可多班授课,但需保证每人一台计算机。学习本课程后学生正好可将所学知识应用于毕业论文和实际工作中。考核采取“出勤+听课状态+实际操作+作业”的方式。
三、课程内容
(一)环境科学相关软件
1.数据处理及绘图软件
环境科学实验经常有大量数据需要分析及绘图,在实验设计、实验操作等多方面也都离不开计算机的辅助。常用的软件主要有Excel、Origin、Access、SPSS等,可绘制各种散点图、折线图、柱形图、条形图等;可以对图形添加趋势线,得出曲线方程及相关性;可对数据进行排列和筛选,并且可导入外部大量数据,如红外光谱数据等进行绘图。在Excel中还可以通过编辑小程序来完成一些特性的运算。Excel的中文界面备受学生欢迎,Origin是全英文界面,对于学生来说有一点难度,函数的输入也没有Excel方便。但是Origin可以直接在图形上进行修改,及时保存了图形,仍然可以从图导出原始数据。从功能上来说,Origin更强大些。Access有强大的数据处理、统计分析能力,利用Access的查询功能,可以方便地进行各类汇总、平均等统计,并可灵活设置统计的条件。比如在统计分析上万条记录的数据时速度快且操作方便,这一点是Excel无法比拟的。SPSS集数据录入、整理、分析功能于一身,基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等。SPSS统计分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析等。本课程要求学生必须掌握Excel软件,其他只作为了解。
2.图文编排软件
本科毕业论文撰写及科技论文写作都离不开图文编排,Microsoft Word具有强大的文字和图表编辑功能,易修改,是必须掌握的。在本课程中主要让学生掌握页面、页眉、页脚、页码、行距等设置,格式刷、分节符、查找、替换、项目符号和编号等使用,三线表绘制,目录生成等。此外,还要让学生学会用“公式编辑器”编辑公式,使用“绘图工具栏”绘制简单图形及流程图。
Microsoft Office Visio创建具有专业外观的图表,以便理解、记录和分析信息、数据、系统和过程。在使用 时,以可视方式传递重要信息就像打开模板、将形状拖放到绘图中以及对即将完成的工作应用主题一样轻松。如绘制基本流程图就是把流程图所需形状图直接拖拽到绘图区,然后选择连接线工具绘制连接线,再选择箭头方向,绘制方向箭头,然后添加文字,比Microsoft Word绘制流程图要简单便捷。
3.环境科学绘图软件
AutoCAD有完善的图形绘制功能及强大的图形编辑功能。可以绘制任意二维和三维图形。在环境科学中,可用AutoCAD绘制平面布置图、施工图、剖面图、工艺流程图等。AutoCAD能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、条件曲线等基本图形对象,有强大的编辑功能,可以标注尺寸、书写文字。同传统的手工绘图相比,用AutoCAD绘图速度更快、精度更高且富有个性。
ChemWindow(CW)由Softshell Intern.Ltd.1989年推出首版,该软件主要功能是绘出各种结构和形状的化学分子结构式及化学图形,具有其他绘图软件所不具备的化学分子图形编辑功能。软件中有四个附加图形结构库,具有一些玻璃仪器和复杂化学物质结构式模板,绘制复杂结构式和反应装置图时比较便捷。软件还含有SymApps程序,可以显示3D分子结构,并能够给出具体的分子结构信息,如键长、键角、二面角、所属分子点群等分子结构信息,与Office软件的兼容性很好。
本门课程中主要要求学生掌握AutoCAD及CW的基本使用方法,能够绘制基本平面图、流程图及化学分子结构式等。
4.多媒体课件制作软件
多媒体课件常用的软件有PowerPoint(PPT)、Au?鄄thorware、Flash、Dreamweaver、Director、课件大师等。在这些软件中,PPT简单易学,制作方便,对于环境科学专业学生来说,本门课程要求其掌握其制作过程。本课程主要讲授用PPT制作幻灯片的方法,主要包括幻灯片设计、幻灯片版式、幻灯片配色及动画设计、幻灯片母版设计、幻灯片中图表及影片和声音的插入等。其他软件仅作为了解。
(二)计算机在环境模型中的应用
计算机在环境模型中的应用包括环境遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、MATLAB、Visual Basic、Visual Foxpro等软件。RS可以利用红外扫描仪监测石油污染、水体热污染、水体富营养化,调查废水污染和泥沙污染,分析水域的分布变化和水体沼泽化可以通过遥感技术监测推算出臭氧浓度的水平分布情况、分析大气气溶胶的分布和含量、监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况、监控生态环境等。GPS可提供海、陆、空全方位实时三维导航和定位。GIS能对空间相关数据进行采集、管理、分析和可视化输出,可以定量进行预测。RS为GIS提供信息源,GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段(图像处理),GPS作为GIS有力的补测、补绘手段,实现了GIS原始地图数据的实时更新。[1] MATLAB、Visual Basic、Visual Foxpro等软件,可以编程应用于运算污染物迁移转化和控制模型,如大气污染模型、江河湖泊水质模型、生态模型、水处理技术动力模型等。对模型及数据进行运算求解,得到准确的结果,为制订合理治污措施提供数据支撑。
(三)网络信息检索
1.常规环境信息检索
一些环境标准、专利及试剂性质等资源,可以通过常规信息检索网络获取。常用的网站有中国环境标准网(.cn)、中国标准服务网(.cn)、国家标准化管理委员会()、国际标准化组织标准()、中国专利信息网(.cn)、国家知识产权局()、中国知识产权网()、欧洲专利局(EPO)专利信息网()、美国专利数据库(uspto.gov/patft)、中国试剂网(.cn)等。
2.环境科学文献检索
文献是记录、积累、传播和继承知识的最有效手段,是我们获取情报的最基本、最主要的来源。包括图书、期刊、报纸、专刊文献、硕博学位论文、会议论文、科技报告等都可以从各种相关的网上数据库获得。常用的中文数据库有中国知网()、维普中文科技期刊数据库()、万方数据库(.cn)。这三大中文数据库都需要购买使用权限,都大量收录了国内学术期刊论文。
常用外文数据库有德国Springer数据库()、Elsevier数据库()、美国wiley数据库()、英国皇家化学学会RSC数据库()、美国化学会ACS数据库()、SpecialSciDBS国道外文数据库(spe?鄄)。以上数据库也均需要购买后才能使用。由于各个学校资源有限,有些数据库未购买使用权限,学生可从一些学术论坛获得免费的帮助,如小木虫(e?鄄)、阿果资源网()、零点花园()等。
3.环境相关课程资源网站
高校教学资源库(.cn)、国家精品课程资源网()、爱课程()、网易公开课()等网站有免费资源、课件,可供有兴趣的学生进一步学习一些相关课程。
四、总结
在“计算机在环境科学中的应用”课程的教学过程中,应注重学生在环境科学中应用计算机的能力的培养。教学内容以常用软件介绍为主,同时介绍网上信息检索方法。课程内容要与时俱进,不断更新。
[ 注 释 ]
[1] 邱彩华.计算机技术在环境科学领域中的应用[J].华章,2011(15):254.
[收稿时间]2014-12-21
关键词:模拟;教学方法;有机化学;分子结构和性质
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)14-0093-02
实施素质教育要求我们必须在教育观念、教育思想、教育制度、教育内容、教育方法上进行创新,创新教育的过程,要充分发挥受教育者的主体性、主动性,使受教育者在教学过程中不断认识、追求探索和完善自身。在我们的教学过程中,教学方法是其中重要的一个环节,不断探索和改进教学方法是提高教育质量的重要措施。
教学方法对教学质量有着重要的影响作用,大学教师在教学方法上的探索是无止境的,如何形象、生动地教学是大学教师在实践教学中努力的方向。大学教师面临的是一群已经成年的大学生,有着自己独立的思想和见解,在很多方面思想已趋于成熟,这对大学教师的教学方法的改进提出了挑战和要求。本研究针对矿业工程本科有机化学课程,采用软件模拟的方法,构建立体的化学分子结构并计算性质,向学生立体、直观地展示分子结构和性质。通过这种教学方法提高学生的学习兴趣,提高教学质量。
一、模拟软件介绍
量子理论是研究微观领域最有效的工具,基于密度泛函理论的第一性原理是近年来最主要的量子理论,近十年来密度泛函理论在物理和化学上获得了广泛的应用,特别是用来研究分子和凝聚态的性质,是凝聚态物理和计算化学领域最常用且成功的方法之一。Materials Studio(MS)软件是美国Accelrys公司开发的可以帮助研究者构建、显示和分析分子、固体及表面的结构模型,并研究、预测材料的相关性质,使化学及材料科学的研究者们能更方便地建立三维结构模型,对各种晶体、无定型以及高分子材料的性质及相关过程进行深入的研究。
本论文采用MS软件中的DMol3模块[1-2],基于密度泛函理论(DFT),是可以模拟气相、溶液、表面及固体等过程及性质的商业化量子力学程序,应用于化学、材料、化工、固体物理等许多领域,可用于研究均相催化、多相催化、分子反应、分子结构等,也可预测溶解度、蒸气压、配分函数、熔解热、混合热等性质。
二、应用实践
(一)教学目的和内容
虽然授课对象专业为矿物加工专业学生,但化学对他们接受专业知识非常重要,因为在矿物加工的方法中,浮选是非常重要且应用广泛的一种方法,浮选过程中,要利用很多无机及有机药剂使矿物浮选和分离。同为工科学生,然而与化学专业的学生相比,他们虽然有一定的化学理论基础,但对化学知识的了解远不及化学专业的学生,理论基础知识和实践薄弱。采用MS软件进行模拟的方法,可以直观地观察到分子间的结构,如键长、键角等,还可以通过性质计算,获得轨道电子布居、前线轨道、原子电子态密度等。通过研究,帮助学生理解和接受化学知识,提高学习兴趣和教学质量。
(二)应用实例
为了让学生易于了解和接受DMol3模块模拟的结果,首先展示了最简单的分子和水分子、氢分子的结构,如图1所示的分子球棒模型。图1(a)为氢分子结构,(b)为水分子结构,元素符号标在原子上,虚线为键长,单位为■,弧线为夹角,这些结果是在一定的计算参数设置下获得的。通过三维模型展示,可以让学生直观地了解这两个分子的结构,获得初步的感官认识,为后面的深入学习打下基础。
接下来进行有机分子结构和性质教学。选择具有代表性的分子进行讲解,包括甲烷、丁烷、乙烯、乙炔、二烯烃、苯。首先介绍各种分子结构,如图2所示。由图可以清楚地看到各种分子结构中C-H和C-C键长、夹角信息,并可以观察到它们之间的差异。在这些分子中,C-C键长有如下顺序:烷烃>苯>烯烃>炔烃,C-H键长相近,其中苯中的C-H键长比其他有机物分子略短。甲烷的C-H键之间的夹角为109度左右(这与实际非常接近);苯环中所有的键角为120度左右;而丁烷和丁二烯碳原子之间所形成的夹角是有差异的。
接下来讲解前线轨道。在前线轨道理论中,能量最高的分子轨道(即最高占据轨道HOMO)和没有被电子占据的,能量最低的分子轨道(即最低未占轨道LUMO)是决定一个体系发生化学反应的关键,其他能量的分子轨道对于化学反应虽然有影响但是影响很小,可以暂时忽略,HOMO和LUMO便前线轨道。以丁烷和丁二烯作为例子,如图3所示。虽然丁烷和丁二烯有相同的碳原子数,但一是饱和烃一个是不饱和烃,它们的HOMO和LUMO差别非常大。丁烷的HOMO主要集中的碳原子上,而丁二烯主要集中在碳-碳双键上;丁烷的LUMO主要集中在键上,而丁二烯主要集中在碳原子上。
分析原子的电子态密度可以获得原子内部或原子之间轨道的相互作用。这里讲解烷烃、烯烃和炔烃中碳原子的电子态密度。图4中的黑线和红线分别表示碳原子的s和p电子态。可以看到,烷烃、烯烃和炔烃中碳原子的s和p态很不一样,电子离域性以下列顺序增长:烷烃
三、结束语
以上只是介绍了软件模拟的部分内容和结果,其他大量的有机分子结构等信息都可以通过计算模拟的方式获得。通过软件模拟的方式,可以生动、形象地向学生展示分子的结构和性质,使学生的学习兴趣增强。作为一名大学教师,如何提高教学质量任重而道远,很多方面都值得探讨和研究。
参考文献:
[1]Delley B. An all-electron numerical method for solving the local density functional for polyatomic molecules [J].Journal of Chemical Physics,1990,92(1):508-517.
[2]Delley B. From molecules to solids with the DMol3 approach [J].Journal of Chemical Physics,2000,113(18):7756-7764.
一、引言
生物化学(biochemistry)是研究生物体内化学分子与化学反应的基础生命学科,从分子水平探讨生命现象的本质。随着研究的发展,生物化学逐步融入了生理学、细胞生物学、遗传学、免疫学和生物信息学的理论和技术,使之与众多学科有着广泛的联系和交叉[1]。因此,生物化学也成为现代高校中生物学、医学、食品、制药等相关专业的必修课程之一。
对于药学相关专业的学生来说,生物化学是研究与药学科学相关的生物化学理论、原理与技术及其在药物研究、药品生产、药物质量控制与药品临床应用的基础学科[2]。从上世纪末期开始,现代药学科学已经从以化学模式为主体迅速转向以生物学和化学相结合的新模式,因此,对于药学院的很多专业来说,生物化学都在药学学科发展中起着先导作用。
但是,因为生物化学具有一杂(机制复杂)、二多(概念多、内容多)、三性(规律性、理论性、系统性)的特点[3],所以学生一般都会感到内容抽象杂乱、难以记忆、无系统性,学习难度较大。这也对教师的教学方法和手段提出了挑战。
二、如何增强生物化学的教学效果
那么如何提高教学质量,帮助药学相关专业的学生学习好生物化学,促进专业知识结构的完整性和互补性?笔者从教学实践经验出发,分四个方面进行阐述和探讨。
(一)介绍生物化学的重要意义,使学生理解学习的价值。
如上文所述,生物化学在当代药学科学发展中有着非常重要的地位,对于不同专业方向的药学生来说都是如此。因此,首先要向学生介绍学习生物化学课程的价值所在和重要意义。例如,生物化学理论可以为新药发现提供合理设计提供依据或者提供有价值的先导化合物,提高新药研发的效率;生物化学的原理和技术可以作为天然生物体有效成分的分离纯化及作用原理研究的手段,为中药现代化研究提供方法;生物化学和分子生物学是生化药理学和分子药理学的理论核心基础;生物化学中的代谢及调控理论是研究生物药剂学的重要基础。另外,许多生物药物,如抗体类、酶类、基因类等药物已经成为现代医药工业的新增长点,而生物化学相关实用的技术恰恰是现代生物工程制药实践中必不可少的手段和途径。综上所述,生物化学对不同的药学相关学科专业来说都具有非常重要的价值,是现代药学科学的重要理论基础,也是一门必要的基础学科。
对于教师来说,生物化学作为药学专业的基础课之一,需要顺应时代的发展,在保证传统生物化学理论体系不变的情况下,本文由收集整理加大课堂教学的信息量,注重学科新进展的介绍;更新教育观念,改进教学方法和思路,提高教学质量,充分体现作为专业基础课的职能[4]。
(二)从教育心理学原理入手,提高课堂教学的质量和效率。
对于理论教学来说,最主要的部分在课堂教学的知识讲授上,因此课堂教学质量直接决定着生物化学课程的教学效果。而从教育心理学的层面来说,很多原理都可以灵活运用在生物化学的教学上。比如运用教学感知规律增强课堂教学效果。
感知是感觉与知觉的总称,是学生认识客观世界的基础,是获得感性认识和直接经验的主要形式[5]。利用感知的规律和特点,把握学生吸收知识的规律,可以在教育教学中实现知识的高效传播。
例如,强度律是指被感知的事物必须达到一定的强度,才能被学生清晰地感知到。这一规律提示我们课堂讲授时首先做到音量得当,光线充足,板书或者课件的字体要保持一定的大小,演示时保持一定的强度,这是使学生能对被感知的对象留下深刻印象的首要条件。
“万绿丛中一点红”这句话描述的是教学感知规律中的差异律,它是指被感知的对象必须与它的背景之间有所差别。这一规律特别适用于教学中重点内容。如笔者在教学实践中,十分注重课件中对重点内容使用不同的背景和色调演示,讲授时声音大小、音调语速的高低疾缓的变化,突出对象,便于感知,学生在听课时可以对重点内容加以区分和记忆。
活动律是指活动的对象更容易被我们所感知。在生物化学的教学内容中,很多都是非常复杂的生理代谢反应过程,涉及很多生物活性分子和代谢中间产物,若只是静态讲授难免枯燥晦涩,而使用现代化的多媒体教学的视听工具就可以使反应过程生动化、连续化、活动化。如笔者在氧化呼吸链内容讲授之后,为学生演示了电子在呼吸链中逐步传递的动画,声情并茂地让学生接受了氧化磷酸化生成atp的过程,收到了非常好的教学效果。
组合律是指一些相近的内容可以构成一个系统或者一个整体,成为容易被感知的一组对象。即使零散的材料也可以组合起来,这样易于形成整体概念。在教学实践中,一般都有课堂时间的限制,往往一大部分的内容需要分为几个课时完成,这就更加要求教师在讲解时除了细节要解释清楚以外,更加要给学生一个整体的影响,阐述清楚部分和整体的关系,随时回顾以前所学,关联现在所教。例如在物质代谢及调节部分的讲授中,应适时注意前后知识的呼应,用一些关键代谢枢纽物质,如乙酰辅酶a,连接起糖、脂肪、氨基酸代谢几个不同的章节,让学生理解人体的代谢是一个互相关联、不可分割的整体。
对比律具有对比关系的刺激物相继或同时作用于感觉器官时,往往能使学生对它们的差异感知变得更加清晰,从而增强感知效果。如在讲授到核酸大分子由核苷酸单位构成时,可以将其与蛋白质大分子由氨基酸单位构成作比较,将它们的连接方式、书写顺序等都一一对比,使学生加深印象,温故知新。
(三)引导学生运用正确的学习策略。
在课堂教学中,老师除了需要注意讲课的策略和方法之外,学生的接受能力也是决定最终教学效果的重要因素。因此,老师除了要授之以“鱼”之外,还要授之以“渔”,教会学生正确的学习策略。尤其对于生物化学课程来说,各种生命活动涉及的大分子和反应途径都涉及许多反应物质和催化物质,比较复杂繁琐。所以掌握正确的学习策略可以对学习起到事半功倍的作用。
转贴于
1.记忆编码策略——教会学生掌握学习技巧。
生物化学课程中需要大量的记忆,而记忆的内容多纷繁复杂、没有规律性和逻辑性,这就需要教师教会学生运用一些正确的学习策略和技巧,有助于更快速牢固地记住所学内容。
记忆编码策略中有组块、替换、联想等方法。比如,在要求学生记住人体必需氨基酸时,可以将缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸(蛋氨酸)、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸这八种氨基酸谐音替换和组块成一个记忆单位“写一两本单色书来”,强化记忆效果。又比如,在讲授脂肪合成时,让学生联想实际生活中糖摄入多了也会发胖这一现象,更好地理解糖和脂肪代谢之间的联系。
2.记忆保持策略——引导学生课后复习主动性。
记忆的第二个环节和过程是保持。心理学家认为遗忘一般是由信息的痕迹消退、干扰、同化引起的,而记忆保持策略就是要有效对抗知识的遗忘。这需要教师正确地引导学生课后复习的主动性,使学生化被动为主动。
笔者在教学实践中,坚持每次课在讲授新知识点前进行课前复习,结合提问学生的形式回顾上次课的内容,甚至尝试让学生站上讲台,以老师的身份带领同学一起复习。实践证明,学生为了更好地完成帮助同学复习这一过程,往往主动进行课后复习,更牢固地掌握了所学知识。
另外课堂提问也是帮助学生思考、巩固知识的重要手段。而如何提问对教学效果影响颇大。一般在一部分内容讲授结束后,可以设置一些综合问题让学生课后思考,引导学生从整体把握知识体系;还可以联系实际生活进行启发性提问,如为什么体检时测定血液中的转氨酶水平可以反映人体肝功能的情况,等等。这样可以提高学生的学习兴趣,使教学内容更加生动有趣。
3.回忆策略——创造开放互动的课堂教学。
学过的知识能提取再现出来加以利用是学习的最终目的,学生只有能够很好地完成知识回忆这一过程,才能算体现出了学习的效果。而教师也需要在这其中使用一定的教学手段。比如在回忆时,可以引导学生进行提问或者回答问题或者鼓励他们相互讨论,这样,既活跃了课堂气氛,又激发了学生的积极性,使课堂教学更加开放、互动。如林文珍提出,学生在接受比较深奥的知识内容时,高度集中的注意力不易维持很长时间,而如果通过互动式、开放式的教学,就可以延长学生的兴奋时间,从而取得更好的学习效果[6]。
(四)结合药学特点,重点突出,特色分明。
生物化学对很多专业学科,如医药、食品、农林、生物等都有着非常重要的意义。在教学内容的设置上有相通的地方,但更应该各有侧重和特色。在上文中已经探讨了生物化学与药学各个相关专业的密切联系。在药学相关专业的生物化学教学中,需要突出一些具有药学特点的地方,使学生在学习中更好地理解生物化学的价值所在。比如,在“酶的竞争性抑制剂”学习中,可以重点介绍磺胺类药物的作用机制,生动的例子有助于学生对重点更好地理解;一些疾病发生原理和治疗方式也可作为知识点强调,如苯丙氨酸羟化酶缺失导致苯丙酮尿症、嘌呤代谢障碍导致痛风等;在讲授蛋白质的分离纯化和结构分析相关技术之前,可以列举一些学生有所熟悉的蛋白质重组药物,如干扰素、生长激素等或者将抗体药物、酶类物质作为“蛋白质”大概念的替换,引起学生的实际应用感,避免学生对教学内容感到枯燥无味。总之,强调生物化学之于药学相关专业的重要意义时,应避免简单说教,而应该在实际教学中,让学生逐渐体会和理解,从而能够发挥主观能动性,积极学好生物化学这门课。
三、结语
关键词:中职教育;培养目标;学生特点;教学实践
围绕新时期中职教育人才培养目标,改革成果众多。然而,许多改革都效果不佳,共同的原因是脱离了目前中职在校生特点这一根本基础因素,造成人才培养效果不佳,达不到预期的培养标准,不能满足行业企业需求,脱离了职业教育为社会经济发展服务的根本目的。分析中职在校生的心理及文化基础知识水平特点,改变传统教育教学观念,围绕培养目标,有针对性的实施有效教学活动,方能达到预期的教学效果,培养合格的技能型人才,实现中职教育的根本目的。
目前,中职学校招生实行注册入学,免学费,提供奖学金及困难补助等优惠政策。尽管如此,由于深受传统概念“劳心者治人,劳力者治于人”及现行就业环境的影响,绝大多数初中毕业生及家长首选仍然是上高中,以期园大学梦,加之大学逐年扩招,造成中职生源数量、质量均严重下降,形成中职在校生特点突出的群体。
一是心理上不健全,存在缺陷,自卑严重。由于学习成绩不好,经常受到老师、家长批评指责、同学歧视,尤其单亲家庭或留守儿童,长期缺乏亲情关爱,与快乐无缘,形成抑郁自卑心理现象,不善言谈交际,对社会恐惧、不满,常采取过激言行掩饰可能的伤害,如聚众斗殴,顶撞老师;由于上职业学校并非主管所愿,无人生规划,对未来迷茫,对学习无兴趣,甚至厌学,经常旷课、迟到;渴望得到认同肯定,自尊心强,却不善与人沟通交流,困惑、焦虑,遇到不满之事,情绪激动,易失去自控能力。
二是文化基础知识底子薄弱,缺少有效的学习方法。进入中职学校学习,形式上的教育环节是衔接的,事实上的知识结构是脱节的。多数入校学生实质上不具备初中毕业生应有的文化基础知识水平,常见不会分数、三角函数计算,简单的受力分析,不会写化学分子式、反应式等等。主要的原因之一是不掌握有效的学习方法,缺乏良好的分析、思维习惯。
本人所在中职学校,开设资源勘察类专业已有60多年,一定时期内,面向全国招生,生源全是初中毕业生中的佼佼者,学制四年,国家统一分配,都是事业单位编制。人才辈出,有不少博士生导师、教授及教授级高工,多数都是单位技术或管理骨干。也属职业教育,实质上是精英教育。新时期中职教育强调的是素质、技能,培养目标是基层劳动者或初级专业人才。生源及培养目标都变化了,教育教学必须改变。职教人要解放思想,学习现代职业教育理论,抛弃陈旧教学观念,结合生源特点、专业特点、社会需求,围绕新时期培养目标,大胆创新实践,探索新时期中职教育的新模式。对此,笔者就中职资源勘察类专业教学实践谈以下几点认识。
一、心理健康教育
校园无小事,处处都育人,职教人首先要关心爱护学生,理解学生,以身作则,言传身教,用真诚的关爱和言行感化学生、影响学生,让学生切实感受到温暖。遇到学生错误的言行,不可简单批评指责,要耐心帮助学生分析其不妥之处及其危害,指明正确的做法。开设心理健康课程,学习基本心理知识,掌握自我调节不良情绪的方法,引导学生建立积极乐观向上的健康心理。政治课、语文课等基础文化课教学内容,要结合学生特点,融入优秀传统文化及现代英雄人物、劳动模范先进事迹,培养学生爱国精神、工匠精神,立志报国。教学方式切不可简单教条说教,要生动活泼,寓教于乐。教学目标是培养学生健康向上的世界观、人生观,成为情操高尚的人。
二、文化基础教育
理论上讲,高中阶段的文化基础知识要融入中职阶段学习,事实上,由于初中阶段文化基础薄弱,二者脱节严重,直接学习高中阶段文化课困难;中职教育实行“2+1”模式,文化基础课基本都要在前2个学期结束,系统补习初中、学习高中知识不现实;文化基础教育的目的,是为后期专业知识及技能的学习做准备。因此,中职文化基础教育的教学内容,要依据后期专业理论知识及技能的教学需要,有针对性的选择教学内容,无须区分初中、高中层次,无须系统、全面,教学标准以满足后期专业学习需要即可。要求文化基础课教师对专业课教学内容具有一定的认知和理解,提高服务专业教学的意识和能力。教学方式采用“启发式”方法,有意识培养、训练学生有效的学习方法,l现问题、解决问题的思维习惯,让学生感受到学习的乐趣及成就感,调动其学习的自觉性和主观能动性。教学目标是满足后期专业教学内容的需要。
三、专业基础知识及技能教育
中职培养目标落脚点是“在一线工作的高素质劳动者和初级专门人才”,就业面向是基层一线。如《水文地质与工程地质勘察》专业,职业领域主要是水资源与水环境评价与开发,环境工程与地质环境评价与治理,各种基础工程建设等。均属国民经济基础行业,基层性强,要求从业者吃苦耐劳,动手操作能力强,基本技能全面。因此,专业基础知识及技能的培养,是中职教育教学的重点,扎实的专业基础知识及技能,有利于后期专业核心技能的学习;有利于学生拓宽就业渠道;有利于基层工作岗位的综合性;有利于学生继续学习、提升。教学内容要注重系统全面,强化专业基本知识、基本技能的掌握。如中职资源勘察类专业都需要掌握常见矿物、岩石性质、特征、鉴定及描述;常见地质现象认识及描述;地质工程编录等。淡化理论,教学方式以课堂实训、室外实践动手操作为主,反复训练。教学目标以学生熟练掌握为标准。
四、专业核心技能的培养
目前,资源勘察类专业基本技能、核心技能尚没有统一权威的划分标准及结论,专业核心技能是专业基础知识及技能的综合提升应用,如区域地质调查,矿产、环境、地灾综合勘察与评价等。对中职而言,核心技能的教学内容宜选择基本的重要的进行训练培养,中职资源勘察类单个专业核心技能都可设多项,但基本共同的是“野外区域地质调查”,不同的专业仅是说法或侧重点不同而已,基本的工作内容及方法大同小异,通过基本的综合训练,可以触类旁通,尤其是通过顶实习或毕业后工作锻炼,实现其他方面的专业锻炼。教学方式必须基于工作过程,与现实企业工作岗位技术规范无缝对接,强调动手操作,使学生真正掌握为标准。
国家“一带一路”战略及河南“六大”国家战略的布局实施,带来了社会经济发展的新局面,需要大量的一线技能型人才做支撑,为中职教育提供了前所未有的发展机遇,更是挑战。职教人要改变观念,切合实际,积极改革,为社会输送合格的一线技能型人才,实现中职教育的根本目的。
参考文献:
[1]王红梅,冶金丛刊,2004.10,第5期.
【关键词】基础化学;专业技能;课程改革
基础化学包括分析化学、有机化学、染料化学等内容,是高职染整技术专业的重要基础课程,其原理和方法在纤维化学、前处理、染色、印花、整理、染料助剂、纺织品检测等核心课程中具有重要的应用。基础化学的教学质量将直接影响学生后续课程的学习和以后从事染整技术专业的工作能力。在近几年的教学实践中发现,由于部分学生在高中时化学基础较为薄弱,在大学的基础化学课程学习中更是存在畏惧心理,动手操作和计算能力较差。此外,基础化学教材内容与染整技术专业教学脱节,专业的技术性与有限的基础化学课程安排之间矛盾比较突出,导致学生对基础化学的学习不够重视,兴趣不大,存在畏难情绪,给教学带来一定的难度。如何在课程教学中一方面把握必需、够用为度,即要保证必要的基本化学知识、基本化学理论和基本化学实验技能,另一方面为专业课作知识铺垫,实现理论教学、实验教学与专业知识相衔接,体现专业特色和职业特色。我们做了一些探索和尝试。
一、端正教学态度,以学生为本进行教学
在课堂上,由于学生的化学基础参差不齐,整体差异较大,而且学习内容的专业化、深度和广度比以前增加,学习的方法也有所不同,同时实践操作能力要求较高,这对他们提出了新的挑战。久而久之,学生的专业兴趣逐渐降低,学习动力逐渐减弱,导致学习的效果不理想。面对高职学生,我们首先要在思想上做到“不抛弃 不放弃”,根据学生对知识的掌握程度和接受能力,对学生进行归类和分组,实验操作中注重培养基础好的学生带基础差的学生。在课程学习中,积极了解学生的兴趣爱好,收集学生对本课程的授课内容、教学方式的意见建议,抓住学生在学习和实验中的主要问题,对症下药,适时调整教学方式,有针对性进行引导和改进。这种以学生为中心的教学理念及灵活的教学活动过程,激发了学生主动学习的热情,收到了较好的教学效果。
二、优化教学内容,提高教学效果
首先要调整知识点,打破各章节的相对独立性,对化学课程的教学内容进行重新划分与组合。在课程结构上,将无机化学、分析化学、物理化学等课程知识点进行优化整合。根据学生将来在工作岗位上的需求,对课程知识点进行调整、删减和增补。
在授课过程中围绕染整技术专业课程所需的化学知识展开讲解,将每一章教学内容结合专业的实际案例来讲解理论知识。比如讲授电解质一章,金属离子的危害性学生总是感觉不明显,但是运用化学知识对染整中前处理和染色工艺疵病等情况进行详细剖析,会使学生对金属离子的影响从感性认识上升到理性认识;将有色溶液的吸光度作为化学分析的对象来讲授化学基础分析,介绍上染率的概念与计算,为今后染色专业课的学习奠定基础;双氧水的滴定分析也是重要的实验课程,结合织物的前处理过程,对漂白前后溶液的双氧水含量进行分析,也加深了学生对专业的理解程度。总之,通过把实际案例与本课程的相关理论联系起来,提高了学生学习化学课程的兴趣,提高了教学效果。
三、改革教学方法和教学手段,保障教学成果
随着现代科技的迅猛发展,知识量越来越大,高职高专人才培养模式创新改革的同时,使基础课学时严重不足。因此,为适应新形势下人才培养的需要,必须改善教学方法,充分利用现代化教学手段,将“应试教育”变为“素质教育”,在教学方法上改变“满堂灌”的教学方式,进行“启发式”和“参与式”的教学方法,让学生在有限的时间内获得未来专业岗位应该具备的化学基础知识,以提高教学效率。
比如在讲到化学分析时,提出相关专业问题,让学生去查资料,然后在课堂上把自己查到的资料进行汇报,老师再通过多媒体播放资料短片,对有关理论知识作必要讲解,学生们在浓厚的兴趣中完成知识的学习,效果非常理想。同时,现在多媒体技术已经非常流行,音频、视频、网上公开课也很多,但是运用动画、三维效果来展示化学世界还停留在初始阶段,也更加受学生的欢迎,因此在讲授颜色与化学分子式关系时使用这些辅助手段必将加深学生的印象。
实验是基础化学课程中非常重要的一个环节,可以加深学生对所学知识的理解。我们将实验项目分成三种类型,一是基础知识、基本操作、基本技能类实验;二是应用技能验证型、训练型实验;三是具有创新特点的综合技能训练类实验。对于第一类实验项目,主要强调良好实验习惯的养成、操作的规范性、熟练程度,注重基本能力的培养;对于第二类项目,应按照就业岗位的规定和考证的规则来严格要求,进行强化训练。每年4月份学校的技能运动会则是展现这些技能、检验学生水平并考证的最佳方式;第三类实验项目,需要强调基础化学与专业技能的结合,适当融入一些典型的专业检测项目如前处理液在线检测、织物上染率测定等,按照国家标准监测检验方法进行实验,为专业课学习做好铺垫。
在课程的实验中撰写偏向染整方向的实验教程,包括化学实验基础知识、基本实验、综合实验和专业实验,做到基础实验与专业实验的衔接。由浅入深、由简单到综合、由理论到应用,符合学生的认识规律和实际水平,对学生掌握扎实的实践技能而成为染整专业实用型、技能型人才有一定的指导作用。
此外,过去实验教学中比较注重对实验原理的理解、现象的观察,学生一般只是机械地操作,作一些记录,最后完成实验报告了事,实验过程都是教师给学生设计好了的,甚至大多数试剂都是教师实验前给准备好的,学生对实验内容只是被动的接受,几乎没有独立的思考和实践过程,不能真正达到培养能力的目的。所以,在实验教学中,所有实验试剂均由学生自己动手配制。在教师的引导下,通过学生亲自动手实验,使学生眼、手、脑并用,在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题,逐渐培养学生的独立动手能力和思考能力。
四、改进考核方式,综合反映学生掌握水平
对于最终的考核方式,采取口试及实际操作的方式考核实验课程。从实验过程的设计到药品仪器的选用,从试剂的配制到试样的测定,以及实验数据、结果的处理分析等均由学生来完成。教师通过对一些相关问题的口头提问和对学生实验操作过程的观察来给出评价。整个考核注重过程,注重学生对基本技能的掌握。考核结束后,教师对每组表现进行现场点评,对学生实验操作中出现的问题再作讲解和示范,使学生对相关知识有进一步的认识,实验技能有更大的提高。
总之,将基础化学与专业技能相结合的课程改革需要循序渐进,通过对教学方法和手段、实验考核等内容不断完善,最终达到较好的效果。
参考文献:
[1]武亚明.基础化学教改探讨[J].科技资讯,2010,31:184.
[2]余一明.高职教改课程系统优化与延伸技能初探[J].价值工程,2010,19:169-170.
[关键词]农林;无机及分析化学;试题库
无机及分析化学课程是我国农林院校的一门公共基础课,以西北农林科技大学(西农)为例,每年有过一半的大一新生(近3000人)要学习该课程,足见其在农林院校的重要地位。一般有如此多学生的课程都会采用统考的方式考试,因此试卷的全面性、公正性、区分度和客观性就显得非常重要。然而由于某些原因,部分农林院校仍以人工命题的方式出卷。人工命题方式有其优点,但在当前信息科技越来越发达的时代,其缺点越来越突出。首先,人工命题往往易受出题人的主观影响,存在对课程内容覆盖面不全、难度把握不好、重点不够突出、题目容易跟往年类似或重复等缺点,对学生的考查不够细致,区分度可能也不好,达不到考试目的[1]。如果情况严重,甚至可能造成教学事故。其次,人工命题容易出错,如符号错误、分值错误、数据错误等。出题人的责任心不同,试卷的质量往往差别很大,责任心强的教师出的试卷质量还比较高,但责任心较弱的老师所出的试卷质量则不能保证。再次,人工命题效率低、成本高。命题一般在教师课程未结束的时候同时进行,教师在上课之余,要花很多时间命题,往往是人付出了很多精力,却没有得到相应回报,可能也没有得优良的试卷[2]。
1试题库系统结构
我们已进入一个信息科技爆炸的时代,电脑、手机和网络已是我们日常生活、教学和工作必不可少的工具,农林院校的无机及分析化学课程也应该跟上时代步伐,建立计算机试题库系统。试题库系统的优点显而易见。首先,计算机试题库系统可有效避免人工命题的诸多缺点,如实现教考分离,更好把握课程内容的覆盖、难度分布、重点突出、不易出错等等[3]。再次,机器出卷效率高,只要设置好一些基本要求,就会很快组成试卷。另外,试题库系统还有其他方面的用途,如满足学生的日常练习,课程进行过程中,可以利用试题库系统出一些较简单的练习题,供学生加深对课程内容的理解之用。最后,考试完之后,考试情况可以反馈给试题库系统,进一步改进试题库系统,那么以后的试卷会越来越好越客观。当然电脑组卷也不是万能的,如果结合电脑组卷和人工修改,即可结合二者的优点,得到一份优秀的试卷。建立一个优秀的试题库系统,工作量巨大,需要大量细致长期的工作。总的来说,试题库系统首先应该有一套优秀的试题库软件,然后问题就在于要采集大量试题,最后就是管理与参与者的长期完善。针对无机及分析化学课程,应该包含以下几个方面。所示,应该包含四个基本子系统,即题型管理、试题管理、用户管理和组题管理子系统[4]。题型管理子系统可以设置加入不同类型题目,除传统的填空、选择、判断及计算题之外,用户可以定制自己的题型;试题管理子系统对试题进行管理、设置难度、归类等,如批量输入试题,设置修改难度系数等;通过用户管理子系统可设置不同权限的用户,用户通过网络可以登录系统,根据要求使用系统,保证多用户使用,同时保证安全;组题管理子系统可以设置不同组题方式,产生试卷。另外还有试题质量评价模块,为考完试后进行评价反馈而设置。
2试题库系统软件
试题库软件一般通过两种途径获得,即商业软件和使用者自己编写。对于非计算机专业的化学工作者来说,编写一套较好的软件有一定难度,故采用成熟商业软件比较可行。不管那种方式,试题库软件系统应包括以下方面:(1)界面友好,易于操作管理,功能齐全:试题库系统不仅管理员使用,普通老师也要用,如出一些练习题、小测验等。大多数化学老师的计算机水平有限,因此简单易用的界面能为更多人使用。界面简单易用的同时,还要保证内容丰富、功能齐全。如题型的设置,普通的选择、填空、判断、计算题必不可少,还有其他题型,如概念、证明、小论文之类。另外用户管理、组题出卷等都要包含。每个题目设置相应的难度系数,组试卷时根据难度系数的分布情况组卷,这样考试时一般都会比较符合正态分布,难度系数可由管理员修改。(2)化学语言友好:由于化学试题必不可少的出现化学语言,如无机及分析化学课中热力学部分的热化学方程式、热力学函数关系式,原子分子结构部分的分子杂化轨道显示、化学分子结构式,四大平衡对应的滴定实验示意图等。因此试题库软件应该正确显示这些化学语言,兼容CHEMDRAW等化学软件绘制结构图,而且必须是WORD软件友好的软件,以正确显示化学语言和数学公式。(3)网络题库:试题库系统不仅在考试时使用,平时也要发挥作用。无机及分析化学课本中的练习题非常有限,学生可能需要做更多些练习题以加强对知识的理解,试题库系统可以提供网络练习接口,让学生可以更灵活地获取知识。另外网络题库可以发挥其交互的优势,让学生和教师更好的交互反馈。(4)安全性:无机及分析化学课程为农林院校公共基础课,因此试题库软件的安全性一定要高,如果出现试题泄露、黑客入侵等情况,将严重影响教学工作,造成教学事故。因此,软件系统一定要提供良好的安全性。
3试题采集
试题库系统的另一大关键就是试题的数量和质量,即试题采集。大量试题需要大量人员完成,是一个大工程。有经验的老教师承担试题的核验、确定难度系数、试卷的把关等工作,其他老师可搜集试题,试题翻译,试题录入及管理等工作。系统管理可由几位老师承担,每位负责某种题型。试题采集是最为繁琐且庞大的工作,必须由多人承担,按章节划分,每1至2位老师负责一章,结合科学前沿有趣的东西,收集翻译编写题目。试题采集主要通过以下几种途径获得:(1)已有资料。西农无机及分析化学课程的命题近年都由不同老师轮流命题,教师一般都有出题经历,有一定量试题资料,因此首先将每个老师的试题资料收集、归类,就是试题库的基础试题。(2)外文课本翻译。相对于国内课本,国外教科书或参考书中一般都有大量题目,可以联系版权方,获得题目的使用权,然后进行翻译。(3)自编题目。组织教师自己命题,教师根据自己的授课经验,结合自己的专业特长和学校特点,负责某一章节试题的编写。(4)另外,试题库的题型可多样化,不局限于考试,可引导学生自己动手,查资料写小论文,将小论文的题目也可加入试题库共享。
4不断实践、反馈和改进
试题库系统是不断建设、实践及完善的长期工程,每次组卷考试后,根据考试情况进行反馈,然后对有问题的部分进行修改,如难度调整等。另外,每年都应该往系统里加入一定量的试题,淘汰陈旧试题,保持更新。经过几年的改进完善,最终会建设好一个优秀的试题库系统。
综上所述,无机及分析化学课是一门农林院校非常重要的基础课,应该充分重视其考核方式的公平性和客观性,实现教考分离,淘汰陈旧的人工命题方式,有效组织起来,建设试题库系统进行组卷考试。
作者:蒲亮 张忠 王文己 杨正亮 单丽伟 单位:西北农林科技大学
参考文献
[1]袁东华.高校试题库、试卷库建设问题的思考[J].黑龙江教育,2013,4:77-78.
[2]陈红兵,贾俊仙,武英耀,等.创建农业院校化学网上试题库的探讨[J].高等农业教育,2002,138(12):50-51.
【关键词】生物化学;网络精品课程;混合式教学
一、生物化学精品课程资源介绍
网络信息技术的发展加快了教育教学模式的改革。2001年,查尔斯•韦斯特在《时代杂志》上宣布启动“开放课程计划”。2002年,联合国教科文组织在巴黎召开了题为“开放课件对发展中国家高等教育的影响”论坛上,首次提出了“开放教育资源”的概念,即是通过互联网免费公开提供给教育者、学生等,可反复使用于教学、学习和研究的高质量的数字化材料[1-2]。2003年以来,我国教育部在全国高校中先后评选出数千门国家精品课程,并大力推进国家、省、校三级精品课程建设体系,形成涵盖多种专业课程的网络共享平台[3]。这些精品课程资源涵盖了工学、农学、理学、文学、法学、医学、哲学、管理学、经济学等13大类,几乎覆盖了高等教育所有的学科门类[1-4]。精品课程资源的建设不仅有助于高等教育的普及与发展,还可使广大高等学校的学生受益。同时,精品课程的开放性使其面对社会大众,使人人有机会获得高质量的教育资源。生物化学是从分子水平上研究生物体内化学分子和化学反应的基础生命科学,是医学和生命科学领域相关专业重要的基础课程。生物化学的研究内容主要涵盖了生物大分子的结构和功能、物质代谢与调节、遗传信息传递的分子基础与调控规律等,与生理学、物理学、遗传学、免疫学等多学科有着广基金项目:安徽省教育厅教学研究重点项目(2013jyxm118);安徽省重大教学改革研究项目(2015zdjy099);安徽省教育厅教学研究一般项目(2015jyxm197);蚌埠医学院教学研究项目(jyxm1535,jyxm1534);安徽省质量工程项目精品资源共享课(2013gxk057)作者单位:233030蚌埠医学院医学检验系生化与分子生物学教研室通信作者:郭俣,Email:ily0720@126.com泛的联系和密切相关又相互交叉[5]。随着国家对网络精品课程资源的大力推广,各高校相继建设了生物化学精品课程资源。生物化学作为医学院校重要的专业基础课,面向临床医学、药学、检验学、生物学、护理学、和预防医学等十几个专业开设。由于生物化学课程内容比较抽象,各种代谢途径和基因表达调节过程错综复杂,如何引起学生学习生物化学的兴趣,开拓学生思维,降低学习难度,是每位教师一直思考和探索的问题[6-9]。我校生物化学于2006年获批安徽省省级生物医学精品课程,并建立了比较完善的《生物化学》精品课程网络资源平台,课程网站包含教学大纲、教学课件、教学录像、模拟试题及辅助教学资源等。《生物化学》课程进行了全程教学录像,并已全部上网,为学生提供的自主学习提供了资源,得到了专家、同行和学生的肯定。然而,在实际教学过程中发现,学生能够自主利用《生物化学》精品课程进行学习的时间很少,导致《生物化学》精品课程资源的利用率和有效性缺失。多年来,我校生物化学教学团队一直致力于探索如何将生物化学网络精品课程资源有效的融入到生物化学教学中,激发学生学习的积极性和自主性,提升课堂教学效果,进而提高生物化学的教学质量。目前一些新的课堂教学手段,如PBL、微课教学和翻转课堂教学等正逐步应用到生物化学的课堂教学中[10-13]。本文采用课堂教学结合《生物化学》网络精品课程资源的混合式教学方法开展教学实践,并通过知识测验对该教学模式的效果进行测试,同时,采用问卷形式对《生物化学》网络精品课程使用情况进行调研调查,并根据调查结果提出相应的改进策略,以提高精品课程资源的质量和推广度,使其更好地应用到生物化学教学中。
二、混合式教学模式与传统教学模式学习效果比较
本文以我校生物化学省级精品课程为研究目标,针对生物化学授课的两个班级(每班30人名学生),分别采用课堂教学结合生物化学网络精品课程资源的混合式教学模式(实验班)和传统课堂教学模式(普通班)进行教学,通过理论知识测验对两种教学效果进行比较。测验题目共40题,题型包括填空题和选择题(每题2.5分)。测验结果统计显示(图1),实验班学生在低分区(0~40)的人数明显低于普通班,而高分区(80~100)的人数则明显高于普通班同学。这说明基于生物化学精品课程的混合式教学模式,能显著提高教学效果。
三、生物化学精品课程应用评价及改进建议
设计相关问卷调查对上述实验班的30名学生,再通过设计相关问卷调查其对精品课程的使用情况、满意度及改进建议。,调查问卷分为纸质版和电子版两种。纸质版调查问卷调查其对生物化学精品课程信息丰富度、在线学习任务完成情况、自学能力提高方面、帮助理解理论知识、拓宽知识面等九9项内容,学生从很好、一般和较差三个等级对9项内容进行评价,统计结果见表1。电子版调查问卷通过电子邮件发送,调查问卷从多方面进行设计,形式上包括单选题、多选题、以及对精品课程建设的相关改进建议;内容上包括学生对《生物化学》精品课程的满意度,学生希望从精品课程中获得的资源以及学生希望改进的精品课程内容,统计各项得票数,统计结果见表2-4。在上述统计结果的基础上,我们进一步对学生进行了精品课程改进建议的问卷调查,结果显示,学生利用精品课程学习下载课件等资源、通过教学视频复习课堂上学过的知识及习题训练占主要部分,而很少利用精品课程进行课前预习和小组协作学习。学生对现有精品课程内容改进的建议集中在提高课件质量、增加辅助学习软件、更新习题库和补充学科研究热点等。
四、混合式教学模式下生物化学精品课程资源改进的建议
综合以上调查结果表明,课堂教学结合生物化学精品课程网络资源的这种混合式教学模式,受到学生的欢迎和支持,能明显提高教学质量。但现有的课程资源已不能满足学生多方面的需求,将精品课程建设成质量高、共享范围广的精品资源共享课还需做以下方面的改进。1.提高多媒体课件和教学录像的质量:制作高质量精品课程的前提是改善硬件配置,要充分利用互联网公共资源制作精良的多媒体课件,利用微课教室、视频处理软件和相关技术,保障网站的视频资源运行速度通畅。视频资源运行速度太慢或运行不畅,可严重影响到精品课程的实用性,进而降低教学效果。2.根据学科专业特点,增加学科进展、学科研究热点、辅助学习软件等,方便学生下载学习:为适应社会对应用型、创新型人才的需求,除教学大纲规定掌握的内容外,生物化学精品课程网络资源中还体现当今生物化学研究的热点和最新进展,培养学生的科研思维和创新意识。教师在授课时,应充分利用网络资源,开拓学生的眼界和知识面,鼓励学生尽早参与科研实践,积极申报大学生创新训练项目,提高动手能力,培养创新思维。教师还可以介绍一些辅助学习软件,如在讲授PCR引物设计原则时,可以把Primerpremier,Oligo等引物设计软件及其使用说明放到精品课程资源共享中,在讲授遗传信息传递及基因工程相关内容时,可以把DNAMAN软件介绍给学生。通过对辅助软件的学习,学生可以将理论知识与实践应用相结合,有助于加深对理论知识的理解,从而提高学生的综合能力和学习兴趣。3.建设高质量习题库,并实时更新:理论知识结合习题练习是保证学习效果的有效手段。因此,建设精品课程习题库要兼顾习题质量。在题型设置方面除常规的单选题、多选题、填空题、名词解释和问答题外,还可以加入是非题、综合题和论述题等题型。另一方面要依据章节内容的不同,设立习题难度等级。如一级知识点记忆型题目,学生可以很容易从教材上找到答案;二级应用型题目,学生需要运用知识点分析解决问题;三级综合型题目,学生需要对知识有总体把握,并能够较好的总结不同章节知识点之间的联系,如根据糖脂代谢的相互联系设立相关题目;四级开放性题目,没有标准答案,提高学生的开放性思维和知识面。另外,习题库建设还应定期补充和及时更新。4.做好网络互动平台的建设,及时解决学生提出的相关问题,促进学生与学生、学生与老师之间的交流:互联网的发展让人与人之间的交流变得更加便捷,混合式教学模式给师生之间提供了线上和线下的交流途径。网络互动平台可以解决课外学生和教师沟通较少的现象,使师生之间、同学之间互动的时间更充裕、更灵活。5.适当增加双语教学内容:随着在教学和科研中与国际上的合作逐渐增加,提高学生的英语水平尤其是专业英语水平显得尤为重要。教师应适当增加双语课时的比例,同时丰富网络资源中的英文文献、视频等影像资料,引导学生逐渐接受和学习。综上所述,生物化学教学改革一直是从事生物化学教学的每一位老师不断探索的课题,随网络课程和信息技术的迅速发展,教学已不再拘泥于传统的课堂教学,课堂教学结合网络精品课程资源教学的混合教学模式与传统教学模式相比,具有更好的教学效果,同时能够培养和提高学生的自主学习能力和综合素质。因此改进和保障网络精品课程资源质量,并将精品课程资源充分利用到课程教学中是有效提高教学质量的保障。
参考文献
[1]沈丽燕,赵爱军,董榕.从精品课程到精品视频公开课的发展看中国开放教育新阶段[J].现代教育技术,2012,22(11):62-67.
[2]冯瑞.世界名校开放课热潮对中国精品课程建设的启示[J].中国电化教育,2012(2):17-21.
[3]王娟,刘名卓,祝智庭.高校精品课程应用调查及其对精品资源共享课建设的启示[J].中国电化教育,2013(12):40-46.
[4]秦炜炜.国家精品课程发展十年现状调查[J].中国远程教育(综合版),2013(8):53-57.
[5]张兰杰,辛广,邹德生.《生物化学》教学方法的改革与实践[J].鞍山师范学院学报,2008,10(6):50-53.
[6]王艳君,陈盛.生物化学教学改革的实践探索[J].生物学杂志,2012,29(5):100-103,99.
[7]王晓霞,牛勃,解军,等.提高生物化学教学质量的几点思考[J].山西医科大学学报基础医学教育版,2007,9(2):140-143.
[8]刘静.改进生物化学教学质量的方法分析[J].黑龙江教育学院学报,2014,33(3):64-65.
[9]刘洁,辇晓峰,朱晓波,等.案例教学法在生物化学教学中应用的探索[J].医学研究与教育,2011,(4):101-103.
[10]阎敬,于爱鸣,王华芹.PBL结合多媒体在医学生物化学实验教学中的一点尝试[J].解剖科学进展,2016,22(2):226-227.
[11]肖文娟,刘泽寰,林蒋海,等.“微课”在生物化学与分子生物学教学中的应用[J].高教学刊,2016(7):63-64,66.
[12]郑君芳,贺俊崎.“微课”与“翻转课堂”应用于生物化学教学的初步探析[J].继续医学教育,2014,(11):71-73.
[13]张兰杰,辛广.PBL教学模式在生物化学教学中的探索与研究[J].鞍山师范学院学报,2009,11(2):45-48.
关键词 视频公开课 建设 思考
中图分类号:G424 文献标识码:A
Construction and Thinking of "Life and Chemistry" Video Open Class
LIU Zheng, LI Heping
(College of Chemistry and Bioengineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004)
Abstract In this paper, take Guilin University of Technology "life and Chemistry" video open class building for example, describes the characteristics of video open class and constructive and video open class curriculum design, classroom teaching, organizational shooting ways and means.
Key words video open class; construction; thinking
化学作为一门基础科学,无论是理科生还是文科生,通过中学阶段的学习都已经具备了一定的基础知识。然而在现实生活中很多大学生缺失生活中的化学常识,这种缺失在一定程度上影响了大学生科学素养和环境意识的提高。“生活与化学”选修课就是为达到提高大学生科学素质的目的而开设的。课程主要以发生在人们身边的各类现象以及化学在日常生活中的应用为线索,从化学角度给予科学的解释。具体的授课内容涉及人类的衣食住行中与化学密切相关的生活实用知识,并结合各种媒体已有的现代生活的化学信息,兼具趣味性和实用性,内容贴近生活,与时代同步。通过本课程的学习,使学生深切体会到化学就在他们的身边,提高基本科学素质,同时分析问题和解决问题的能力也得到一定程度的提高。
桂林理工大学“生活与化学”课程开设于1998年,计划学时32学时,是面对全校学生开设的选修课,授课对象为本校非化学化工类专业的学生,涉及地球科学学院、环境科学与工程学院、材料科学与工程学院、土木与建筑工程学院、测绘信息学院、机械与控制工程学院、信息科学与工程学院、人文社会科学学院、管理学院、旅游学院、艺术学院、外国语学院、理学院等十三个学院的40多个专业,每年近1000名学生选修这门课程。选用在国内有一定影响力的,由曹振宇、程顺达编《化学与现代生活》和王夔等编《化学与社会》作为教学的主要参考书。
长期以来,我们将“生活与化学”与同样为非化学化工类专业开设的国家级精品课程“普通化学”共同建设,使“生活与化学”教学质量有了极大的提升,在培养大学生科学素质方面发挥了极大的作用。2013年“生活与化学”课程入选桂林理工大学视频公开课的立项建设计划。经过一年的建设,使我们对视频公开课在拍摄内容的设计、授课特点、拍摄组织、字幕撰写和后期制作等方面有了一定的体会,下面谈谈我们对建设视频公开课的一点思考,与同行们分享。
1 视频公开课的特点和建设意义
2003年,教育部启动了高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作, 至 2010年,国家财政部和教育部评选与支持建设国家级精品课程有4000多门,经过“十一五”八年的时间建设,全国各高等学校“精品课程建设”,总体质量已达到较高的水平。“十二五”期间,教育部、财政部决定继续实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”(教高〔2011〕6号),组织建设包括精品视频公开课、精品资源共享课等建设项目在内的“本科教学工程”。①②视频公开课是在现代教育理念与新兴媒体技术促进下的公开课的一种新形式,是教育电视网络传输的新类型,是精品课程教学录像的丰富和发展。精品视频公开课的课程定位是“以大学生为服务主体,同时面向社会大众免费开放的科学、文化素质教育网络视频课程与学术讲座”, 精品视频公开课的建设理念主要体现在能“推动高等教育开放,广泛传播人类文明优秀成果和现代科学技术前沿知识,提升大学生及社会大众的科学文化素养,服务社会主义先进文化建设,增强我国文化软实力和中华文化国际影响力。”这一定位和理念与“十一五”期间的精品课程建设不同,同时精品视频公开课在主讲教师、课程内容、传播渠道、传播受众等方面具有鲜明特点。③
2 视频公开课内容设计
从各高校在高等教育出版社下属的“爱课网”已上线的精品视频公开课内容来看,课程内容的选题大多数集中在中国传统文化、科学技术和社会热点等题目上,课程内容不是太专精,而是具有普及性,这些课程的受众既有高校学生,也有社会大众的特点所决定的。选题确定后,一般根据选题(主题),设计各节课(或专题)的具体内容。首先,内容的设计要有思想性、科学性和启发性;其次,内容设计要凝聚精华、引人入胜和时间适宜;最后,内容的展现适合于网络传播。④根据以上思路,我们选定了“生活与化学”课程中的“中国古代化学科技成就”为主题,将这一选题分为“火药发明和化学成就”、“造纸术发明和化学成就”、“中国古代陶瓷工艺中的化学成就”、“中国古代金属的冶炼和铸造技术” 和“中国古代本草学中的化学成就”五个专题(五节课),这五个专题,内容相对独立,各专题之间又有一定联系。我们查阅了大量的相关文献,精心设计课内容,努力使同学通过学习这门视频公开课后,能够了解我国古代化学科技发展的历史,同时也可以汲取化学科技史中蕴涵的科学思想,树立科学的世界观。
3 视频公开课的课堂教学特点
国外名校网络公开课课堂教学最大的特点是课堂教学是一个开放探讨的过程,是一个交流思考的过程。⑤因此,我们在准备视频公开课时,加强了对视频公开课教学方法设计的研究,采用启发式、问题式、案例式、引导式、探究式多种教学方法组织教学,激发学生的学习兴趣,如以大量的中国古代化学科技成就作为案例、以火药、造纸术、陶瓷工艺的发明过程作为探究素材,设计多种富于启发式的问题,极大活跃了课堂气氛,营造了一种轻松、自由的学习氛围,提高了视频公开课的教学质量。
4 视频公开课拍摄组织,字幕撰写和后期制作
教育部高等教育司制定了《精品视频公开课拍摄制作技术标准(2013年版)》,我们在视频公开课拍摄过程中,严格按照此标准进行。首先主讲教师根据视频公开课内容,精心制作PPT,确保没有文字方面的错误,要有学校 LOGO 标题,并请多媒体课件制作专业人员对PPT进行美化修饰,以确保在拍摄时能有一个良好的效果;其次,主讲教师在拍摄前认真备课,熟悉教学内容,设计教学方法,把握好拍摄时间(30~50分钟),努力提高授课质量;第三,选择专业人士进行拍摄,采用高清数字设备,3机位以上进行多角度拍摄,选择好录制场地,特别要注意录制场地环境,不要在镜头中出现有广告嫌疑或与课程无关的标识等内容;第四,拍摄时,授课教师着装要庄重得体,同时在拍摄前,要对参加拍摄的学生进行动员,讲清拍摄的注意事项;第五,要高度重视包括字幕在内的后期制作,特别是唱词文件的制作,要认真校对唱词,每屏只有一行唱词,每行不超过20个字,唱词中的数学公式、化学分子式、物理量和单位,尽量以文本文字呈现,并与拍摄人员密切配合,制作独立的SRT格式的唱词文件。
5 结束语
视频公开课在我国刚刚处于启步阶段,与国外的视频公开课相比,还有一定的差距,但网络资源课程是中国开放教育的必然结果和新的起点,同时视频公开课也强化了大学服务社会、传播文明的基本职能。视频公开课的制作必然为中国开放教育奠定良好的基础。
基金项目:桂林理工大学视频公开课建设立项项目(桂理工教[2013]22号)
注释
① 朱志伟.精品视频公开课建设的探索与实践[J].黑龙江教育,2013(7):42-43.
② 刘广,郑重.中国大学精品视频公开课的现状,特点与发展策略[J].现代教育技术,2012.22(10):15-18.
③ 张凯,陈艳华.大学视频公开课示范效应分析与思考[J].中国远程教育,2013(1):82-88.
关键词 药物合成 实验教学 操作能力
中图分类号:G712 文献标识码:C 文章编号:1006-1533(2013)15-0051-03
实验教学是药物合成教学的基础,实验教学可以很好地训练、培养学生的动手操作能力、观察查阅能力、思维想象能力以及语言表达能力等。通过实验教学还会对学生的世界观、思维方式以及道德修养等个人素质产生重要影响,这也是其他学科无法代替的[1]。笔者认为,在教学实践中,应根据学校的特色以及实验室条件,确定具体的实验教学目标和基本要求,并以此为基础建立合理的实验教学体系。
在药物合成实验教学中,要做好基本教学环节内容的把握和不断创新、改革药物合成实验教学这两方面的工作。
1 基本教学环节内容的把握
药物合成实验教学相对于单纯的理论教学来说具有一定的特殊性,它不仅需要理论知识,对动手操作能力以及实验器材等条件都具有一定的要求,它是学生在学习专业基础课后更进一步学习的专业实验课。
1.1 实验之前应做好充足的理论知识准备
在药物合成实验之前,应该让学生具备充足的理论知识。只有掌握了基本的化学理论,才能更好地让学生展开抽象思维,才能让他们具备科学的实验方法,使学生的知识更加系统化。
想要学生带着充足的理论知识去做实验,那么我们不妨在理论学习上下点功夫。比如,在学生学习理论知识时,首先将要学习内容的重点、难点以及注意点、安全知识等先告之学生,让学生提前针对问题学习、对实验内容进行预习。这样学生知道了哪些是难点,哪些是已经学习了的,哪些是还需要继续思考的,就能在上课时与老师共鸣,不仅可以大大提高课堂效率,而且能够化繁为简,降低学生学习的难度,此外,在一定程度上还能够提高学生的求知欲望、学习积极性以及学习兴趣。在教授理论知识的同时,可以在需要进行实验验证的地方加以说明,时间允许的话可以简单地将实验基本流程讲述一下,让学生做到心中有数,这样学生在做实验的时候就能够效率倍增。
1.2 提高药物合成实验教学的效果
应不断提高药物合成实验教学的强度和力度,加强对学生的动手能力和综合实验能力的培养。良好的动手能力和实验操作能力其实不仅关系到学生的最后成绩,也关系到学生日后参与工作的能力。为了更好地培养制药人才,我们应该提高药物合成实验教学的强度和力度。如更新、充实实验内容,在实验项目选择上使反应类型不重复,实验内容结合行业需求、贴近工业化大生产实际,注重学科的发展、延伸,增加与其他学科的交叉,让学生在有限的课堂教学上学到更多的技能,提高学生的综合应用能力,使之能够更好地适应未来的工作和现代制药行业的发展需求[2]。
药物合成实验教学可分为验证实验教学、综合实验教学以及设计实验教学。
1)验证实验教学。验证实验教学是在实验方案已经成熟的条件下,只需要学生按照已定的操作步骤进行操作验证即可,主要包括性质实验和简单的药物制备实验,并且会涉及到一些有机合成中的基本技能操作,学生按要求完成实验操作没有什么大问题。通过验证实验教学(如诺氟沙星、阿司匹林的定性鉴别实验;维生素类和抗生素类药物的性质实验;乙酰苯胺制备实验等),学生对所学的理论知识将有更直观的感性认识,实践技能、理论联系实际的能力也能得到锻炼[3]。
验证实验教学过程中要求学生在实验前了解此次实验的目的、原理、具体操作流程,以及在实验过程中可能会遇到的突发性问题和其防范处理的方法等。在实验中,学生一定要仔细观察实验现象,做好实验记录。实验后要认真处理实验数据,写好实验报告。
2)综合实验教学。综合实验教学和验证实验教学有相似之处,两者的实验方案都已经成熟,在实验中都要严格遵循实验要求。不同的是,综合实验的实验过程比较复杂。综合实验包括多步反应(涉及多种单元反应)、多种操作技能的综合应用,对学生理论知识的掌握程度要求和基本操作技能要求也比较高[4]。如新戊二醇的萃取实验、磺胺醋酰钠制备实验及盐酸普鲁卡因制备实验等,是从初始原料开始的多步骤合成实验。
3)设计实验教学。设计实验教学相对于前两者来说更复杂,要求也更高。设计实验是指运用已经掌握的理论知识去解决一些实际问题。具体是指选择一些实用性比较强的实验课题或者科研课题中的一部分内容,但老师仅仅告诉学生实验的题目和产品的用途,让学生无法“照方抓药”,必须自己去寻找相关的实验原理、物理数据以及实验方法和实验步骤等资料,再去设计相关的实验方案。在实验方案设计完成后交给老师进行审阅,最后在老师的严格把关下,学生亲自动手进行实验验证,然后发现问题,解决问题,完成实验。
设计实验中学生的自主参与性比较大,对学生理论知识的掌握以及实验操作能力水平都有较高的要求。同时,这类实验往往能够激发学生的实验兴趣,而且能够强化学生能力的培养和素质的提高。既能让学生做到理论联系实际,又能督促他们去学习综合设计实验的方法,也在一定程度上提高了他们分析问题、解决问题的能力,对他们的学习以及日后的工作都有着很大的帮助。
2 不断创新改革药物合成实验教学
一名优秀的化学教育工作者,不仅要掌握丰富的教学理论,有着丰富的教学经验,扎实的教学技艺,而且要有不断改革创新的意识。我们在保证教学质量的前提下,不断地探讨新的教学内容、教学方法、教学手段等,以此来提高药物合成实验教学的成果。
2.1 善于观察,不断改革实验方法,提高实验效果
化学中涉及较多的化学物质的分子结构及各种物理化学性质,十分复杂,一种实验方法或者实验手段只能针对某种或某类有机化学分子现象,要想获得更多的实验结果,更优质的实验效果,就必须针对不同的实验目的或特定类别的化学成分,设计、选择不同但行之有效的实验方法。
以对硝基苯甲酸制备实验为例,所用原材料均为对硝基甲苯,通过氧化反应得到对硝基苯甲酸。但我们选择不同的氧化剂——高锰酸钾和重铬酸钠来分别实验。学生抱着好奇的心态完成了实验,并认真讨论了两种实验的相似点、不同点以及各自的优缺点。笔者认为,这就是教学过程中应侧重之处,针对实验目的,利用物质的物理化学性质,并且借助化学手段进行适当改变,从而完成实验。
2.2 不断设计创新,强调实验流程的完整性以及个性实验的开设
现有的药物合成实验教学,大多强调对学生的实验操作技能的训练,在这种情况下培养出来的学生,虽然操作能力能够达标,但是对实验的理解以及综合性、灵活性就比较差,学生的综合素质不是很好,为此,要进行一些尝试性的改造,要强调实验流程的完整性,要让学生知道,一个完整的实验不单纯指某个步骤或者某个环节,它是由众多环节、众多步骤组成的。
2.3 改善考核方式,提高学生的自主思考意识和能力
考核是在学生学习过程中必不可少的一个环节,是对学生知识掌握情况的考察。考核会督促学生更加积极主动地去学习知识、理解知识、掌握知识。但是,如果考核方式不好,也会有一定的反作用,影响学生的学习成绩。
与课堂理论知识的学习不同,实验的学习从最初的预习到实验的操作、实验现象的观察以及最后实验报告的完成,耗费大量的人力、物力。所以,为了能够让学生提高实验效率,在较短的时间内做出较多的成绩,应该简化考核方式,让学生多花一些时间在实验过程本身,让学生能够获得更高的实验技能,对实验现象、实验结果有一个更加深刻的理解。
比如实验之前的预习报告,很多的预习报告都是照抄教材,根本就没有什么创新之处,更多只是形式上的存在。但是,实验报告就不一样,实验报告中的实验原理以及实验流程、实验步骤不能照抄教材,都是实验的真实描述,所以,为了提高效率,不如直接将其与实验教材结合起来,简化工作量,节省时间留给其他工作。
另一方面,在实验结束之后,老师对学生进行评价,最后以一个分数和评语的形式体现学生的实验操作水平。具体的分数可以对学生进行分类,评语则是进一步让学生明白自己哪些方面做得比较好,哪些方面还 有差距,需要继续努力。据日常教学的观察和思考,学生其实更关注老师在实验现场当场做出的实验分数评比,这样能够很快地回忆起自己哪些方面没有做好,甚至还有机会在考核之后再一次进行反思、实践。其实,除了给予评比之外,老师还应该发挥学生的主动性,让他们自己谈一谈实验的感想,比如在实验中收获了什么,哪些地方有失误,有没有建设性的意见等。这不仅有利于激发他们的学习兴趣,提高学习的积极性,而且能够促进整个教学实验环节的水平提升。
参考文献
[1] 陈道杰. 加强化学实验教学、培养学生的观察能力[J]. 宿州教育学院学报, 2006, 9(4):106.
[2] 陈娇娇, 王兵, 张慧春, 等. 以培养创新能力为核心改革药物化学实验教学[J]. 药学教育, 2012, 28(5): 50-52.
[3] 董艳萍, 田喜强, 乔秀丽, 等. 制药工程专业药物合成实验教学改革与探索[J]. 广东化工, 2012, 39(7): 23.
高磊深知这一点,这次展示,与其说是推广,不如说是验证用户认可度。
在收集人体数据、做交互功能上,高磊展示的手环确与Fitbit 等健康手环类似,区别在于,游戏手环不再将人体数据、数字罗列到手机App上,而是为用户在游戏中设置相对应的动漫形象,并提供游戏界面的App与手环对接。
更特别之处在于,它会实时收集用户运动数据并通过蓝牙传送给手机,系统会据此分析用户目前的身体状态,并直接在屏幕上以动漫形象的“血槽量”展示—坐久了,血槽会下降,有效运动后血槽会补满。同时,用户可在App里的“社区功能”中随时查看好友健康状态,若发现对方状态欠佳,戳一下动画小人,对方的手环就会震动,起到互动的效果。
基于情感的互动功能使这款健康手环备受关注。在Demo展示后的嘉宾点评环节中,网秦副总裁直言问道:你们的团队目前需要钱吗?我们可以帮你。“要”,高磊回答。但在演讲结束后,网秦副总裁主动找到高磊私下详谈,后者的答案却变成“暂且让我想想。”
事实上,今年3月,包括IDG、红杉等VC、独立投资人为代表的天使创投慕名在深圳柴火空间找到高磊,其中一名日本创投团队人员在得知项目进展后直接开出价码。高磊给出的也是这个答案。
众所周知,对投资者说“不”的年轻创业者是少数派。不过,从前后矛盾的说法来看,高磊也不无犹豫。
“如果现在我们拿了钱,就要对投资人负责,就可能会被更多的要求和约束。”高磊对《时间线》说:“我们目前不确定我们能承担这个责任。”高磊行事谨慎。创业团队成员之一、前IBM软件工程师、imlab的CTO 欧阳国栋对高磊的印象是“思维活跃,态度严谨。”
这位谨慎的创业者已经力图使自己的产品差异化。不过,自从Fitbit等公司的健康手环成功抢到第一批用户,一年来,智能手环呈爆发之势,高磊及其团队的最大挑战是游戏手环市场、用户上的拓展。因此,高磊坦言,自己并非一直拒绝投资,8月预售后,他会根据市场反响决定是否引入天使投资。毕竟,竞争激烈,留给这款游戏手环的时间着实不多。
轻医疗
2011年,高磊从日本Keio Media Desgin毕业回国,在深交会上注意到一类医疗设备公司的热门产品:用于自我测量的电子血压仪、触感心率记录器。而且是当时的研发重点。这意味着,移动互联网的发展热潮已蔓延到医疗领域。高磊在日本攻读的是交互设计专业研究生,他了解,交互设备统计人体数据技术已不再是主要瓶颈,但“移动医疗设备”的目标人群、商业模式均不清晰。
几乎同一时期,刚退休的父亲慢性病并发症发作,全身抖动。高磊第一次意识到,自己一直生活在自己的世界中,没有花时间关心身边的亲人。为预防再次发病,父亲的各项身体指标需做日常监测。
这两个经历,促使高磊萌发出一个创业想法:做一个可量化人体数据的手环。从亲友那里募集可启动资金后,高磊进行了一个微型“消费者调查”。他曾佩戴 Fitbit 、Fuelbond 手环,但两个月后就弃之不用了,他试着从用户角度分析其中原因。之后发现,这两款硬件之所以缺乏用户粘度,是因为没找到切实的需求。
高磊决定,将自己的创业项目定义为高用户“粘”度的健康概念手环—把身体数据整合为对用户“有价值”的医疗信息。高磊本不熟悉医疗领域收集数据、匹配用户的方法。2012年1月,他和一个朋友跑到上海虹口一家社区医疗点观察了一周。他们发现,普通人的确难于理解那布满化学分子符号及各类术语的诊断结果。“医院那些昂贵的检测机器不能随时为人们提供自我健康管理的方法。”高磊对《时间线》说。
移动医疗的市场确有空白点,令这位创业者高兴,但数据如何转化为人们所需,并依此制造出日常使用的设备?高磊并无解决方法。
就在他一筹莫展之际,在收拾屋子时,突然发现了多年前玩过的迷你电子宠物—灵感来了。
游戏还是社交
高磊从小就是游戏迷。“近视的很大原因是玩《吞食天地3》太废寝忘食了。”高扶了下眼镜,对《时间线》说。
作为深度游戏玩家的高磊看到电子宠物,萌发的第一灵感是做个游戏,把老爸老妈像“宠物”一样养起来,以便随时观察其身体状况。
这想法并非凭空得来。在日本念书时,高磊的导师奥出直人曾要求他在设计上通过自己的认知解决人们的切身问题。他们合作设计的课题Media Furniture包含智能插座、地震预防地图等等。从中,高磊发现交互设备中拟人化的情感是增加用户乐趣及粘度的最好方式之一,“人的本能是第一生产力。”高磊说,“情感的寄托就是人的本能。”
高磊以自己多年的“宅男”经验判断,游戏化界面移植到手环上是不错的选择。为此,他找来香港大学的IOS开发者和电子工程师来杰共同创业,后者“觉得我们的项目好玩、靠谱。”
在来杰看来,由人—家庭—社区“社交平台”构成的界面独具吸引力。用户可以申请把亲友“加入”自己的账户界面中,通过能量槽了解对方的运动信息,同时,他们在硬件上为用户提供震动提醒、室外紫外线度测试,通过匹配个人信息直接提出解决方法。“比如今天紫外线太强烈,那就不适合皮肤相对敏感的人出行。”高磊说,“女孩都怕晒,这个功能她们会喜欢。”
高磊相信,直接告诉用户解决问题的办法,更容易增强用户对手环的粘度。由此,他打算将营销策略定位在社交游戏概念设备,而不是计步器装置。这一想法得到了深圳创客空间Seed Studio潘浩的认可,后者愿意利用自由渠道为高磊的游戏手环提供小批量的生产。
随着项目运作进入正轨,高磊的想法逐步明确—在游戏用户、社交媒体用户、健康管理用户之间搭建一个桥梁,为三者找到平衡点。