时间:2023-03-17 17:57:40
导语:在化学化工论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
优秀论文报告会由华东师大化学系副主任王清江老师主持。教务处领导陈灵犀代表学校向与会代表表示欢迎,感谢兄弟院校多年来对华东师大的关心和支持并祝交流会圆满成功。化学系主任何品刚教授简要介绍化学系历史和现状。1951年由沪江、大同、光华、同济、大夏、圣约翰等六校教师组成。现有教职工113人;其中中科院院士2名、教授34名,博士生导师36名。一级学科博士点十几个。各类科研项目120多项、每年科研经费2000余万元。在CA杂志上收集论文一百几十篇,除实验楼外,另有上海市绿色化学重点实验室,教师培训中心、中学生科普实验站等几十部分。2年后集中迁往闵行校区。目前因正值建设阶段、所以接待工作有许多不尽人意之处。希望与会代表谅解。
上海市化学化工学会教育委员会主任范杰教授代表与会的化学化工学会负责人和各校师生感谢东道主华东师大校系领导和老师们为会议提供的周到安排。同时介绍了上海市市长韩正同志今年1月下旬视察化工企业时对本市化学工业提出跨市发展,辐射全国;加大研发力度,实施创新技术;一伴化规划,整合资源,做大做强等要求。为广大化学工作者展示了上海市21世纪化学工业继续发展的宏伟蓝图,倍受鼓舞。我们要用化学在追求美好生活,促进高新技术发展中所作出的贡献,消除人们对化学的误解,吸引更多的年青人投身化学专业学习,应对未来能源、资源不足的挑战、环境污染加剧和温室效应增大带来负面影响作出努力和贡献。
交流会上20位同学的精彩报告和师生间热烈融洽的互动式讨论,为会议营造了极为和谐的氛围。
优秀论文涉及有关催化反应的机理探讨、多种纳米材料的合成、食品安全中监测方法研究、抗癌药物的活性研究、皮肤抗衰老的机理、环境水体中重金属的检测方法和仪器的开发等与高新技术和人们生活密切相关的多个领域。
经过评委讨论,有10位同学获得壹等奖。他们是:刘嘉、黎朝、陆颖音、李永玺、戴逸婧、丁支、王荔祖、马丽君、张若男和王欢。
有十位获得二等奖,他们是:徐阳、刘媛媛、徐慧婷、应佚伦、、张蕾、沈明月、虞珊、蒋迪发和徐浩。
会议在颁发获奖证书、获奖者与华东师大和上海市化学化工学会部分负责老师合影后圆满结束。
关键词:工笔花鸟画教学本土文化价值及精神
工笔花鸟画作为中国画的一个分支,其发展和衍变经历了一段漫长的历史过程。直面中国工笔花鸟画的现状,我们必须把目光回归到中国画教学的本体上来。在众多架下艺术公然来袭的今天,给工笔花鸟画教学带来了前所未有的困顿。我们在对待传统艺术的方式上,显得尤为暧昧。如何对待传统、研究传统、怎样批判地继承和发展传统,成了工笔花鸟画领域中最具实质性的课题。用一种什么方式来建立具有中国画特色的教学体系、重塑中国画的传统根基,是我们最应当思考的问题。
笔者前段时间有幸进行了工笔花鸟画的教学实习工作。在与本科学生的教学对话中,笔者深深体会到当下工笔花鸟画教学工作所面临的实际困难,如:市场运作手段向艺术创作研究领域的渗透等等。我们的工笔花鸟画教学是否还要一味躺在中国画教育的这张温床上呢?从“山重水复疑无路”到“柳暗花明又一村”的景象,已不单纯是一个艺术视角转换的问题,只有深刻意识到工笔花鸟画的现实问题——机遇与挑战,做好一系列的转型期的工作,也才有可能达到“千树万树梨花开”的大好形势。单从工笔花鸟画教学的角度上看,笔者有以下几点体会和想法。
工笔花鸟画教学,首先,应要求学生有良好的专业基础。建立一个良好的基础体系是工笔花鸟画教学的前提。我们应当看到,当下的美术专业高考在一定程度上存在一些不足,素描、色彩、速写的考试固然有助于学生的基本功训练,如提高造型能力等。但作为进入美术类专业高校后选择国画专业的学生却不无遗憾,中国画的专业基本功以及专业的表现技法在这类学生面前几乎是一张白纸,这相应给我们的工笔花鸟画教学带来了难度。对中国画传统的认识相对薄弱,如何“借古以开今”?作为中国画教学的主要途径——“中西合璧”更是无从谈起。在进入中国画专业之前,有意识地进行相关内容的训练和建立必要的国画专业性质的考核制度,是非常有必要的。
其次,工笔花鸟画教学的关键是加强传统文化研究,注重学生的理论基础知识方面的修养。这不仅仅是工笔花鸟画所在系科,各个艺术系科都应引起重视。当代一些学生对传统的理解和学习上存在着严重的断代。一方面是对国学和传统知识的缺乏,一方面是外来因素的干扰:苏氏写实主义的创作思想、契氏素描、普及性的宣传要求等等,将中国画的传统体系冲击得七零八落。对传统文化的研究是工笔花鸟画教学的一大利器。正如传统画论是中国画教育的重要一环,教师的传授分两部分:一教画理,二教画法。中国画的最高旨意应当是“道技合一”,工笔花鸟画教学更是如此。在教学过程中充分做到理论联系实践,必须把传统文化、时代精神、当下生活三者有效地结合起来,“笔墨当随时代”,要具有现实观照的艺术涵养。中国哲学、中国美学、中国古代画论是中国画理论建设之本。
再次,我们当下的教学模式一般是临摹——写生——创作三步曲。其中花鸟画写生是工笔花鸟画教学的一个重要环节,是临摹与创作的逻辑纽带。重视写生甚至崇拜写生,是20世纪中国绘画和绘画思想的一大特色。李可染先生就曾说:“用最大功力打进去,再用最大功力打出来。”应该说,写生是对客观世界的再认识的过程,也是画家深入生活、认识生活、表现生活的创造性艺术实践的过程。重视写生,直面自然,与自然对话,要勇于打破以往以经验传授、临摹为主的学习手段。要把写生作为本土文化生命的载体,当面对物象时,中国画的造型、笔墨均来自人生的经历和对文化的体验,它的表现形式是以生命形象的结构蕴藏着一个民族、一个群体的文化、生命和智慧,力求构筑起融传统艺术精神与时代性于一体的民族美术形态。
不可否认,长期的专业训练、造型知识的培养以及理论的日益积淀,是学生日后创作水平提高的一个良好显现。在教学过程中,工笔花鸟画在继承传统的基础上,应更多结合当下的现实生活和审美特点。正如鲁迅先生当年提倡的“拿来主义”,笔者认为在花鸟画教学中这一点是尤应引起重视的。不但要“拿”当代与传统的精华,更要“拿”国外的优秀作品加以借鉴和学习。我们的关键在于接纳哪一块并“为我所用”的问题。客观冷静地面对西方,研究和吸纳西方文化艺术中的先进因素,将其融化在中华文化艺术的血脉中,生成中华文化艺术蓬勃的动力,是我们每一位老师及学子的职责。同时,创作不是单纯的创意和构思,我们的每一次临摹、每一次写生都可以看作是创作的积淀。其实工笔花鸟画教学的意义和价值就在于:解放思想、更新观念、大胆创作,以创作带动新技法和新画材为原则进行学习。这就要求学生要最大限度地离开艺术的功利性,进入精神的高度自由状态,带着诚意地表现自己,才更有可能出现好的艺术作品和艺术思潮;这是从理性走出的状态,是无法而法之后人与自然的迹化。
与此同时,工笔花鸟画教学中一个很重要的问题,是如何使学生认识到中国画精神,认识到中国传统文化的重要性。蒋采苹老师在其《中国画系教学建议》一文中提出了四点建议:一、恢复画论课。二、恢复古典诗词和古文课。三、开设中国画构图学课程。四、开设画材学课程。这种合理而又及时的建议无疑给我们的工笔花鸟画教学注入了一支强心剂。
总之,从本科层面上来看,工笔花鸟画教学要把握好这四个基础:造型基础、专业基础、创作基础、理论基础。只有切实抓好这四大基础,才是工笔花鸟画教学迈向成功的第一步。传承与发展是中国画的生命线,思变与恪守之争所引发的新艺术形式及语境的表现,是赋予每一个花鸟画教学者的时代使命。站在本土化的精神立场上,我们有理由相信工笔花鸟画的前景会一片大好。
参考文献:
化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的核心内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实核心催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。另一方面,合成化学作为既定学科的核心要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。
二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析
传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。
三、结语
[关键词]CAI辅助教学;巧妙设计;直观性;互补性;交互性;安全性;不可替代功能
CAI(Computer--AidedInstruction)指计算机辅助教学。它是集图、文、声、像为一体,通过直观生动的形象来刺激学生的多种感官参与认识的活动,能调动学生的学习积极性,使学生成为学习的主体,从而提高课堂教学效率的教学辅助手段。在教学之中使用CAI课件,目的是使用CAI技术来辅助教学,为了能够产生更好的教学效果而采用的,到目前为止,做课件的老师也的确不少,课件也做了不少,但是粗制滥造的却很多,在课堂、公开课中作秀、表演的也比较多,真正能恰如其分地用于课堂的就不多了。因此,作为一种新的教学手段具有它本身的特点和优点,并且只有在正确的教育理论支持下,与原有的传统教学手段一起相互补充,共同运用于教学过程,才能取得最佳的教学效果。否则必然会过于花俏,过于卖弄,直接影响教学的效果,或者,冲其量也只不过是仅仅代替了黑板的板书而已。
CAI辅助化学教学形式多种多样,应用比较普遍的是用大屏幕投影系统与传统教学媒体有机结合来进行教学。教师可以边讲边操作;也可以结合教学内容,展示事实、创设情景、呈现过程、提供示范,必要时再辅以课堂实验等。这样的教学模式除了公认的信息量大、时间利用率高等优点外,我认为在设计时还应具有以下不可替代的功能:
一、直观
想象力是智力活动的翅膀。在现实刺激物的作用下,人脑中的旧表象重新配合,从而构造出与原有事物基本相符甚至完全崭新的形象的心理过程称为想象。丰富的记忆表象是培养想象力的重要手段。在化学教学中培养学生的想象力也是大纲和考纲的要求,是培养学生素质的重要组成部分。想象的水平是依一个人所具有的表象的数量及质量为转移的。培养想象力,就必须扩大充实表象的数量,改善已有表象的质量,以扩大已有表象的储备。
化学研究的对象中有大量的微观过程,若只通过教师的讲解去想象实际发生在三维空间中的运动和变化是有难度的。在传统的课堂中,由于给学生提供的感性材料受到很大的局限,有时因不能给学生直观的表象而影响了学生对知识的理解与巩固。如:化学中的一些微观抽象知识一直是课堂教学中的难点。依靠传统的讲授和静态模型的展示提高教学效果,已经越来越不能满足现代中学生的需要。因此,对原子结构、分子在化学变化中的变化、电子得失、微观粒子的基本特性等大量微观现象进行动态的模拟是化学教师渴求的现代教学手段。
通过多媒体计算机可以把微观抽象的内容及某些实验利用二维或三维的图像、动画进行模拟。用图形、图象、动画、文字和声音等方式向学生提供丰富的感性材料,特别是可以把从文字材料获得的概念转化成直观的形象,把难于想象的微观世界宏观化,把难以演示的实验形象化,通过直观的视觉来帮助学生理解,大大降低了难度,使学生深入认识事物的本质,从而使教学难点顺利突破。这样学生多种感官同时参与学习,教学信息丰富,学生获得的记忆表象数量及质量均大幅提高,日积月累想象力自然得到长足发展。举例如下:
①展示分子结构及分子的分裂情况。这主要用于物质结构及化学变化实质的教学中,如H2O、H2、O2等分子结构,可通过制成立体分子结构动画,生动地展示在大屏幕上。通过Anthorware制作动画,加上闪烁与伴音,能形象地展示水分子分成氢原子、氧原子,氢、氧原子分别构成氢分子、氧分子等。
②模拟工业生产流程。教材中有些生产流程的内容,如钢铁的冶炼、石油的炼制及合成氨工业等,仅靠挂图及教师讲解,效果不理想。恰当地利用动态模拟,能使学生对主要生产设备内的反应产生身临其境的感觉,避免了书本上冗长文字所造成的呆板、枯燥。
③模拟实验及视频播放实验录象。化学是以实验为基础的科学,演示实验是必做的,不能用计算机来代替。但常规实验受到条件限制有某些不足,这可以通过CAI课件中的动画、视频播放等手段来弥补。如液态空气的蒸发,普通中学的实验室是没有条件得到液态空气的,课堂上难以演示;再如浓H2SO4的稀释时错误地将水倒入浓H2SO4,会带来什么后果呢?这是不能用实验来演示的。但都可通过动画模拟及伴音得到解决。又如Na与H2O反应实验,通过投影实验能使全体学生基本看清,但反应太快,学生完整描述实验现象有困难。这时可将该实验的视频文件反复播放,并通过帧数控制定格在几个特殊阶段,这样学生就能将实验的整个过程看得十分清楚。
二、互补
CAI在化学课堂教学中不能起主导作用,只是化学教学中的一个必要的补充,这也要求我们在课堂设计的时候和CAI设计的时候充分考虑到这一点。课堂设计的时候,必须还是按照课堂必有的一些步骤进行课堂设计,如复习提问、引入新课、讲授新课、板书设计等等。作为一个必要的补充,CAI可以在任何需要的时候出现。
1、与实验的互补
化学实验是有目的地使自然界中的化学现象在特定的环境、条件下简单化、明晰化、突出重要因素重现出来,以便于进行观察、研究,认识物质的性质及其变化的规律。化学实验中物质的性质及其变化通过声、光、色、态的改变生动、鲜明的表现出来,为学生提供丰富的新意刺激,可以有效的调动学生的各种感官,全面、清晰、准确的认识物质的性质及其变化的规律。化学是一门以实验为基础的自然科学,说明化学中的一些现象、变化,当然必须充分通过课堂化学试验来说明。CAI课件与化学实验两者必须相辅相成,相互补充,同时为化学课堂教学服务。也就是说,CAI课件中的模拟实验也不能代替全部课堂演示实验。如:在讲水的组成时,首先在课堂上做电解水的实验,两电极产生的性质截然不同的气体引起学生的兴趣,都想知道为什么水通电产生的为什么不是水蒸气。接着老师展示CAI课件,从微观方面以动画的形式展示水分子在通电时变化的原因。学生心中的谜团终于解开了,同时也接受到了新的知识。在这里,化学实验教学和CAI课件就起了非常好的互补。
2、与板书的互补
板书,是教师用以传达教学信息的一种媒介,是化学课堂教学的重要手段和环节之一。它和教学语言,非语言行为或先或后或同时出现,互为补充、完善,是化学课堂教学不可缺少的部分。在一堂完整的课堂教学中,板书可以揭示教学内容的要点和逻辑层次,体现知识脉络和体系。板书直观、精炼。它通过调动、刺激学生的视觉器官,将教学信息的结构及其内在联系呈现给学生,使学生便于联想记忆。流畅漂亮的书法,新颖别致的布局,搭配合理的色彩等无不给人以美的感受,对学生的审美观和表达能力具有潜移默化的影响。人们把精心设计的板书称为形式优美、重点突出、高度概括的微型教科书。化学学科的特点决定化学知识的层次性、阶段性。没有板书或者仅仅只是展示一下板书,知识的全面性或者层次性不能在学生头脑中形成一个整体。一堂课下来,学生对CAI课件中的图片、声音、动画有较强的记忆,而他们所记忆的知识点是零散的,不完整的,不系统的。
三、交互
CAI网络课件人机对话的方式有效地实现了程序化、启发式教学。可无距离地实现个别化教育,因人施教。“教师”与学生间可用文字、声音、图像、动画等进行相互交流,这是“一块黑板、一张嘴,一支粉笔讲到底”的传统教学方法根本无法实现的。交互式的教学方式使教学效果得到了显著地提高。
教师讲课前,首先发一道命令,封锁所有学生的键盘,强制性地中断学生操作,然后教师通过网络软件将自己屏幕上的信息实时地传递到各个学生机,随着讲课内容的不断变化,教师可以适时改变屏幕上的内容。如学生在学习中遇到了问题,自己无法解决,学生只要按一下控制键,教师那边就能得到及时的反馈,老师立即把学生的屏幕截取过去,通过自己的键盘和这位学生做一个双向式的交流,共同地解决问题。这一切只是在“默默无声”不影响其它同学的情况下完成的。如果老师发现学生的问题解答得很有创意,或者是觉得这个答案有相当的典型意义的时候,他还可以将这个学生的答案示范给在座的每位学生,让所有学生分享他的成功和教训。这种新的教学模式比传统课堂教学更能促进师生之间的交流与合作,教师在这种教学环境下,会感到自己更多地是一个管理者和引导者,而不是一个说教者。我认为这完全符合目前教育教学改革的需要,通过这一方式可以使学生在各自的基础得到更加全面地发展。
此外利用计算机的存贮信息量大的特点,可以大量储存相关知识点的习题、例题以及与化学相关的课外资料,这对学生进行因材施教提供了极大的方便。现在软件市场上的相关题库均有各种层次的习题、例题及测试反馈系统,对于优秀生计算机可以根据要求调出难度较大的资料供他们选用;对于基础薄弱的学生,也可以调出巩固性习题,且计算机可以不厌其烦地帮助学生,适时地在屏幕上出现鼓励性提示语,对于克服学生的厌倦心理和被动心理大有益处。
四、安全
化学实验教学历来都强调要保障实验的安全,安全是教学实验必备的一个条件,过去对化学实验的不安全因素主要考虑为爆炸、起燃、强腐蚀、极毒等。而现在,人类对环境保护日益重视,化学实验产生有害环境的废气、废液和废渣等也被视为实验的不安全因素,因为其结果同样会影响到师生的健康,而且这种危害还具有广泛性和持久性。现阶段的新课程改革就已非常重视这个问题,如删除了会引起空气污染的硫的燃烧实验、引起危险的氢气爆炸实验等。但是硫的燃烧、爆炸的形成又是一个非常重要的基础知识,如果使用CAI课件中播放视频的方法,则可以很好的解决此类问题。此外对于下列实验用CAI课件演示的方法完全可以起到很好的效果。
1.有毒、有害以及在短时间内无法完成的实验。如胶体的电泳、硫化氢的性质与制取、CO、SO2、Cl2等毒性实验。
2、错误的实验操作所引起的后果呈现。如一氧化碳还原氧化铁时先加热后通一氧化碳;将水加入浓硫酸以稀释浓硫酸;点燃氢气前未验纯等。
基于以上两方面的原因,考到技工院校的学生学习成绩和各方面的素质和学习习惯总体都不如普通高中生。由于从小成绩就不好,他们也就自然成了所在各班中的那一小部分后进生。不可否认,某些学校为抓升学率,只注重那些成绩好的学生,而早把他们淡忘了。这部分学生在初中时,已经渐渐形成了在家没有父母管、在校没有老师抓学习的现象,自然而然成绩是越来越差了。同时技工院校的学生学习方法也不太得当,他们喜欢死记硬背,尤其是习惯于在考前突击死记硬背。大部分学生的基础化学知识非常贫乏我们发现技工院校新生的化学知识普遍都非常贫乏。主要是因为这些学生以前的学习态度和学习习惯都不是很好,而化学知识。大多要花时间去理解去记忆,所以对化学知识的掌握,比起其他学科来往往少得可怜。就连苯环、羟基这些最基本的结构知识一个班级中往往都有很多学生回答不上来。
二、技工院校药物化学教学如何采取因材施教的策略
1.针对学生性格特点,先育人再教书英国思想家欧文说过:“教育人就是要形成人的性格。学校不仅对学生传授文化科学知识,进行政治思想教育,还促进学生性格的形成和发展”。由此可见,学校在人的性格形成中起着重要作用。教师的教育态度、师生关系和学生在集体中的地位等都将对学生的性格产生影响。学生在学校形成良好的品行,就能顺利地走向社会。因此无论学校还是教师,育人的重担都将超过授业解惑。既如此,我们承担学生教育任务的广大技工院校的老师就不能只教书、不育人,也要像班主任那样,在学生的性格改造和习惯养成方面下一番工夫,多与学生谈心,做他们的知心朋友,更好地帮助他们改造不良习性,养成良好习惯。这样让学生真心喜欢与老师交往、交流,从而慢慢喜欢上药物化学这门学科。
2.教会学生正确的学习方法,让他们不仅会学而且会巧学如构效关系是药物化学学习的重点也是难点,教学中应用口诀教学法可以增加趣味性,方便学生记忆。同时通过口诀可以让学生了解结构改造后的衍生物,拓宽学生知识面。学生在学习构效关系的时候经常会混淆,如果让学生自己对照结构比较简单的构效关系,把几个知识点可以联想乌龟的左手、右手和尾巴进行分类,可以增加学习兴趣,消除药化学习的恐惧心理。比如在学习吗啡的构效关系时,笔者编了口诀:三位甲基变联邦,镇痛成瘾均降低;六位乙酰海洛因,镇痛增加变;七八还原六成酮,镇痛成瘾均增加;十七取代大改变,纳洛酮是拮抗剂。在前期的教学中可以给学生编好口诀,后期的教学中引导学生自己编口诀。
3.培养兴趣,开发教材,探索药化教学新模式我校学生是初中起点的五年制学生,没有经过高中阶段的学习,对理论内容的理解能力比较弱。如果教师一味地讲,忽视学生课堂上的反馈,会使学生陷入茫然状态,打击他们的学习兴趣。长此以往又会使学生陷入学习药物化学课程是为了应付药物化学考试的被动学习中去。针对当前技校生普遍化学基础知识差的现状和药物化学的学科教学特点,重点应从两个方面改进技工院校药化课的教学。(1)不断提高化学知识较差的学生学习药化的兴趣。首先通过多与学生交流,让学生从喜欢药化老师到喜欢药化学科,这是激发学生学习兴趣的长效途径。我们每位教师都应该特别重视,力争做得更出色。其次可以通过图片、资料、投影、电影等多媒体教具和教学手段,开展丰富多彩的课堂教学,将药化课上得生动有趣。第三,不断提高我们的教育水平和教学艺术,用风趣幽默而且动听的语言去讲解枯燥无味的药化知识。第四,从以教师为主体、单向知识传授的教学型教学,转向以学生为主体、教师为主导的师生互动式研究型教学,培养学生的创造性思维。此外,药物化学教学方法和手段的改革不仅是先进设备的使用、软件程序的革新,更重要的是思想意识上的转变。传统的“满堂灌”只会使学生疲于应付、死记硬背,无暇积极主动的思考,久而久之扼杀了他们的创造性思维。所以要树立学生的创新意识,首先要给学生留下思考的余地,鼓励学生的怀疑精神。爱因斯坦曾说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许只是一个数学或实验上的技能而已,而提出问题和新的可能性,从新的角度分析旧的问题,需要创造性的想象力,而且标志着科学的新的进步”。教师的责任在于作为学习的推动者和导向者而不是知识的权威人士,去努力营造民主、平等和探讨的学习气氛。(2)结合本校实际情况和药化教学侧重点加快教材的开发。技工院校要结合学校的专业特点和人才培养方向重点,力争尽快编写出与专业和人才培养方向结合紧密的本校药化课教材,进一步提高学生的学习兴趣。技工院校药化教材的编写,不能比照普通高校的药化教材对知识点面面俱到,而要结合技校学生的实际水平,适当降低难度和深度,在知识的趣味性上多下功夫,把药化课的知识性和趣味性融为一体,编写出一本教师容易教,学生喜欢学的好教材。
三、小结
为了培养矿物分选加工和矿产资源综合应用领域的工程技术人才,有机化学的教材内容应以培养学生的科学思维方法,分析问题、解决问题的能力和创新能力为目标,突出矿物加工工程专业特点,着力拓宽学生知识面。据此,本课程选择的是获得第三届国家教委优秀教材一等奖,由徐寿昌主编的《有机化学》,该教材按照官能团系统分类,每一个章节介绍一类有机化合物,而每一章节又按照结构、制备方法、物理和化学性质为主线,便于学生归纳总结和综合应用。但是在2011年我校在本科生培养方案的调整中,将矿物加工工程专业有机化学的教学课时由64学时缩减为48学时,有机化学的教学内容必须做出相应的调整。首先,我们贯彻“少而精”的原则,对教学内容进行了优化处理,在缩减课时的情况下,精选本学科中最基本、最重要、最精华的部分作为重点教学内容。例如,教材中烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃、芳烃、卤代烃、醇和醚、酚和醌、醛和酮、羧酸、胺、杂环化合物等每一个章节都包含有机化合物的分类和命名,而很多学生在高中阶段对这些内容略有掌握,因此我们在第一章有机化合物的分类中,补充有机化合物的命名,将有机化合物按照官能团命名方法进行归纳和总结,后面的章节中就不再介绍。教材中某种有机化合物的制备反应和另一种有机化合物的化学反应前后重复介绍,可以将这一部分内容合并简化。以醇制备卤烃为例,教材第九章卤烷的制备方法中介绍了醇与氢卤酸作用,而第十章醇的化学性质又详细介绍了卤烃的生成,将这两部分内容整合有助于学生的理解,避免了重复。教材中立体化学的内容比较抽象,对学生的空间想象力有一定的要求,而立体化学和矿物加工的专业知识关联较少,我们将其内容适当简化删减。其次,为了强调矿物加工专业特色,激发学生对专业的兴趣,有机化学的教学内容必须重点讲授一些和专业相关的内容。例如,我们学校的矿物加工专业主要是面对煤炭行业,学生必须对煤的相关知识了解透彻。煤是由有机质和矿物质组成,煤中的有机质又是由苯环、脂环、杂环和一系列的含氧、硫、氮的官能团组成,要认清煤的大分子结构,必须掌握好有机化学中芳烃、环烷烃、酚和杂环化合物这些章节的内容,另外煤经常发生的一些化学反应,如氧化反应、裂解反应、芳构化反应、加氢反应、缩聚反应、脱氧反应和磺化反应等也渗透在有机化学各章节中。煤的浮选过程中浮选药剂分为捕收剂、起泡剂和调整剂三种,这些药剂大多是有机化合物。捕收剂主要是煤油、轻柴油等,它们是石油裂解的馏分产品,主要是C11-C16的烷烃,在有机化学烷烃的学习中可以介绍;起泡剂包含天然起泡剂松醇油(α-萜烯醇),工业副产品起泡剂杂醇和仲辛醇,人工起泡剂醚醇类化合物,在有机化学萜类、醇类和醚类化合物的讲授中介绍;调整剂主要是一些乳化剂和絮凝剂,涉及有机化学中高分子聚合物的知识。水煤浆是一种新型的煤基流体燃料,由煤70%、水30%和少量添加剂经一定工艺流程加工而成,添加剂起着关键作用。水煤浆添加剂中主要是分散剂和稳定剂,分散剂是磺酸盐、羧酸盐、聚烯烃类化合物,稳定剂是高分子表面活性剂、聚丙烯酸盐类化合物,这些涉及羧酸和高分子聚合物的相关知识。目前,多学科交叉、渗透、融合,以基础知识与专业知识密切结合为切入点,将相互具有内在联系的有机化学、煤化学、选矿学的教学内容融合,将打破过去有机化学、煤化学和选矿学在课程设置上过于独立、缺乏联系的局面,整合原有课程内容,拓展学生知识结构。
二、有机化学教学方法的改革
传统教学方法以教师在课堂上的“填鸭式”教学模式为主,往往忽略了学生的主体性,不利于学生自主学习和创新能力的培养。为了培养学生的自学能力和思考能力,提高教学效率和质量,我们在教学中采用了灵活多样的教学方法,通过启发式、互动式和讨论式等多种教学方法,引导学生课堂上积极思考,独立解决问题。在教学过程中我们增加一些教科书上没有列出的反应及其具体应用实例,将同类型的反应随时进行总结,既可提高学生的学习兴趣和积极性,又可开拓学生的视野和扩大知识面。例如,水煤浆添加剂中普遍用到的分散剂是萘磺酸盐,在萘磺酸盐的制备过程中涉及我们所学有机化学中萘的磺化反应,萘在165℃时与浓硫酸反应的主要产物是β-萘磺酸,β-萘磺酸经过与甲醛发生缩合反应后与碱中和即可得到我们所需的产品萘磺酸盐。学生通过这个实例的学习,将会加深对萘的磺化反应的认识,同时拓宽了知识面,还与所学的专业知识也联系起来。FS-201作为一种浮选剂在很多选煤厂使用,它的药剂用量比煤油低30%左右。这种药剂的主要成分是轻质烷基苯。这种药剂的合成涉及有机化学中最著名的傅克烷基化反应。它的合成是烯烃与苯在三氯化铝的催化作用下进行傅克烷基化反应,反应物经碱洗、水洗再经脱苯、精馏,截取255℃以前的馏分。课本中一个普通的化学反应在工业上得到应用,学生将会印象深刻。通过这些实例的学习,学生发现有机化学课程并不是完全和自己所学的专业没有关系,专业知识也并不是深奥难懂,基础课程和专业课程相辅相成,融会贯通。
三、有机化学教学手段的更新
首先,近年来现代生物技术中的酶技术在轻化工领域的重要性和潜力日益增长。例如,在传统高温浓碱型棉织物退浆工艺中,需消耗大量水、热能、化学助剂,并排放出大量含高浓度污染物废水。与常规碱剂前处理工艺相比不同的是,生物酶退浆对织物损伤小,处理后织物手感柔软,色泽鲜艳,具有能耗低、设备要求低、排污量少、废水处理简单等诸多优点。所以,生物化学中的酶学部分是我们需要重点学习和掌握的内容,在全部32学时的教学中,我们安排酶学10个学时,从酶的概念、分类,酶的作用机制、酶促反应动力学到酶工程均作了详细讲解,并在讲授的过程中将生物酶工程的相关知识与轻化工程专业知识进行交叉,提高学生对生物酶技术在轻化工中应用的认识,从而,培养学生分析解决问题的能力,为创新能力的培养奠定基础,使他们在实际的生产实践中,可以根据材料不同,工艺流程的不同,选择不同的生物酶处理工艺。
其次,在纺织和皮革加工领域,应用的原材料有很多是生物质材料,因此对于生物质材料的了解对轻化工程学生来讲非常重要,所以我们将生物化学中糖类、脂类和蛋白质类等生物大分子的结构、性质和功能列为轻化工程学生的学习重点,大约占到16学时左右。让学生对生物大分子结构和性质有全面的认识,帮助学生在对这些生物质原料进行处理时能够做到有的放矢。
再次,原有生物质材料都有各种各样的优点和弊端,如何保留其优点而避免其缺点,是一个全新的课题。比如天然彩棉,具有良好的天然色彩,可以避免后续染料加工过程,节省能源和成本,降低污染等优点,但同时,天然彩棉的棉纤维纤丝较短,不如白棉,另外产量比白棉低。针对这些特点,应用生物技术中的基因工程操作可以帮助我们既能保留优点,又能改善缺点,基因工程技术可以从根本上按照人们的意愿改变原材料的特性,所以,生物化学中的分子生物学以及基因工程我们也向同学们做细致的阐述。其余学时我们安排了绪论、对生物小分子的认识以及简单的代谢内容,让学生了解生物化学的全貌以及了解为什么学习生物化学以及如何才能学好。
2教学方法
采用“以问题为中心的教学模式”,利用多媒体教学和板书教学相结合的手段。目前,作为国内普通本科院校,吉林化工学院的学生自主学习能力不强,学习状态不佳成为了一种普遍现象。传统的教学模式不能激起学生的学习兴趣,学生学习非常被动。“以问题为中心的教学模式”(ProblemBasedLearning,PBL),1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大多伦多的McMasterUniversity首创,目前已成为国际上流行的一种教学方法。其特点是:以学生为中心,老师为引导者,以自我指导学习及小组讨论为教学形式的课程模式,能有效地培养学生发现问题、解决问题的能力,有助于提高学生的创造力、人际交往及协作能力。在课堂上我们会先提出一个轻化工程范围内能遇到的问题,比如真丝织物的脱胶处理问题,在这个工艺过程中,首先涉及的生物化学知识是丝素和丝胶的生物化学本质是什么?引入蛋白质分子结构组成、化学性质专题;进一步酶法处理脱胶环节应注意哪些问题?引入酶促反应的影响因素专题。将学生分成若干小组,进行讨论,并设计出工艺方案,这样的方法,不但激起了学生的学习兴趣,还取得了良好的教学效果。
3考核方式
因为每一个化学工程与工艺实验的目的都不相同,因此其处理的步骤以及涉及的化学公式也不尽相同,不可能以一个程序来概括,但是经过大量的实验研究和总结,发现不同的化工实验中都会有其相似之处,它们都可以由图1来概述。
2数据处理的程序编制
2.1数据输入。化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现,比如以温度为例子,则其输入函数为:t=input(‘请输入实验的温度(摄氏度):’),其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。
2.2处理和作图。化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况,必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线,而其中最常用的拟合方式是最小二乘法,因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。设实验的离散数据(x1,y1)通过最小二乘法将其拟合成因变量y,自变量x,输入的函数关系为y=f(x),函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ(f(x1)-y1)2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差,因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f(x)必须经过全部的离散数据(x1,y1),但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知,最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究,研究主要是通过测试流体的流动阻力,在经过特定的计算之后得出摩擦系数(λ)和雷诺准数(Re)的离散数据,再同理,经过最小二乘法拟合出连续的曲线,并根据其画出相对应的图形。得出上述式子之后可以将MATLAB里的函数polyfit()进行线性的拟合,以作为化工数据处理的程序原理。
2.3建立数据库。因为经过上述的设计,化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下(比如10℃、20℃以及30℃等)实验的物性数据,但是在实际的生产中,工业生产所涉及的温度多变,不单单只停留在设计好的温度当中,因此,这就需要我们在数据中选择最相近的数据,假设它们属于线性的关系,再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中,编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合,建立出了一个相对完整的数据库,在工作中只需将温度输入进系统,则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据,提高数据处理效率。
3程序的运行
在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序,且建立数据库之后,便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中,MATLAB软件的应用是十分重要的,经过实验可知,在化工实验当中会出现大量的离散数据,必须经过拟合的方式进行处理,其处理过程中不仅工作量大,而且十分繁琐,一旦出现差错则必须重新重来,浪费大量的人力物力资源,而且在处理好实验数据之后,在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次,看结果是否与原先的计算结果相同,工作量十分重,但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度,只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据,就可以得到结果,节省了时间,提高了工作效率。
4结语
1.1整合实验教学内容,合理设计实验项目
实验教学大纲是保证和检验实验教学质量的重要依据。根据专业规范的要求,参照国内兄弟院校的相关专业,结合本校的实际情况和要求,采用“化学化工基础实验+专业实验+创新实验+课程设计”(三实一设)实验教学体系,撰写实验教学大纲,规定实验课程的性质、教学目标、教学内容、学时安排、教材及参考书等,经教研室与实验室讨论、修改,再由学院、学校职能部门调研、审核、批准后执行,并不断改进和更新,切实保证实验教学的顺利开展。
1.2购置实验装置,营造科研氛围
化学是探索自然规律的实验性学科,化学工程与工艺实验设备的好坏,直接影响学生在实验过程中观察现象和操作,探究反应本质规律。我校化学工程与工艺实验设备为20世纪90年代产品,使用年限已经接近20年,普遍出现生锈、变形、跑冒滴漏现象,而且测试和自动控制技术已经落后于现代技术水平,不能适应当前教学改革的基本要求。基于目前现状,化学工程与工艺实验室以安徽省高等教育振兴计划为契机,以博士点建设为导向,通过充分调研、认证论证购置一批化工基础实验设备,提高学生的仪器操作和实验动手能力。为了营造良好的科研氛围,每学期对部分学生增加开放性实验,实验教师采用启发式教学模式,将主要精力放在学生实验细节,及时提出存在的问题,针对实验原始数据与学生共同讨论,从而达到巩固理论知识,增强实践能力,逐步培养和挖掘创新能力。
1.3优化教学方法,全面提高工程能力
传统的实验教学方式都是以教师为主体,学生是知识的被动接受者,教师设计好实验方案,准备好实验器材,安排好实验程序,学生只观察现象和记录数据等。处在这种氛围中的学生,往往不善于主动思考和主动汲取知识。我校化学工程与工艺实验中心力求实验教学改革,将学生推到实验教学的前台,使学生真正成为实验教学的主体,实验教师成为学生的“导学者”。这可以充分学生调动其积极性,不仅能够发散学生思维,提高学习兴趣,还锻炼了针对具体问题处理技巧能力。另外在课程设计过程中将历届学生大赛作品和工厂设计作为案例分析,学生分组研究讨论,评析其优缺点,不仅能有效地提高学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,而且在获得知识与智慧的同时,学生的质疑力、观察力、协同力、领导力等多种素质也能同步得到提高。
1.4规范考核标准,综合评定成绩
化学工程与工艺实验考核采用传统考试,或放在相应的理论课程中占成绩的一部分,不能够全面反映学生的实验操作、工程素质和创新能力,根据实验教学大纲和实验教学内容,采取分项考核积分的方式,综合评定学生每次实验成绩,考核环节包括实验预习(20分)、实验设计与操作(40分)、数据处理(25分)和思考题(15分)四部分。实验预习促使学生查阅大量科技资料获知反应原理、反应物物性参数,提高学生收集信息的能力;实验设计与操作敦促学生主动参与实验装置的搭建、反应设备的开启顺序等,考核实验方案的合理性和操作的正确性,从而提高学生的创新能力;数据处理和思考题主要评定原始数据的正确性、数据处理与实验结果的合理性。而对于提高学生工程素质和创新能力的综合性实验和创新实,考查不应只看重实验结果,而注重实验的设计环节与实验操作,指导教师通过讨论和启发等多种形式,逐步培养学生掌握现代科技的能力;事实证明规范的考核标准是提高化学工程与工艺实验教学质量的有力措施。
1.5加强实验教师的工程实训,组建优秀的教学团队
高校师资队伍建设是高等教育改革与发展过程中的关键问题,它关系到卓越工程师培养的具体执行力。化学工程与工艺实验是一门专业性、实践性较强的课程,要求教学团队除了要具备高校教师应具有的基本教师素质外,还必须拥有扎实的化学基础知识、良好的创新能力、优异的工程科学研究能力。目前化学工程与工艺实验教师12人,每位教师具有高学历、高职称和专业知识扎实等优势,但是大部分教师都是从学校到学校,缺乏应有的企业锻炼,如何提升教师队伍的工程能力,是实施“卓越工程师培养计划”必须要解决的问题,应该采用引进与培养、兼职与专职相结合的机制,组建优秀的教学团队机制。引进一些具有化工工作背景的教师,特别是有企业工作站经历的博士后,他们拥有化工单元操作、化工工艺流程和化工设备等工程实践经验,但是每年入职的新教师人数是有限的,应重点培养在职教师,从2014年安徽省组织实施高校中青年教师到企事业单位挂职计划,增强教师的工程意识和工程能力,同时适应“卓越工程师”培养要求、推动学校可持续发展的关键因素之一。
2结语