高分子化学知识点范文
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篇1
关键词:高分子化学;教学改革;教学质量
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)03-0032-03
高分子化学是高分子专业和材料专业的理科及工科学生的必修课,也是其他化学、化工专业学生的选修课之一,是高分子科学及材料科学的基础,在化学相关专业培养体系中占据相当重要的地位。所以,很多院校既在本科阶段开设本课程,又在研究生阶段开设相应的必修和选修课程[2]。高分子化学的主要讲授内容[1]为各种聚合方法的反应机理及其对聚合物结构的影响,以及聚合物的化学改性方法。课程的目的在于使学生能够通过高分子化学基础知识的学习,指导科研和生产实践活动。但是由于相对材料领域的其他学科来说,高分子化学还是一门比较年青的科学,许多理论还不太成熟,而且新材料和新的合成方法不断涌现,致使许多学生感觉无所适从,反映该课程涉及的内容太多且难于掌握,在一定程度上影响了学习的兴趣和掌握程度。为了提高学生学习的兴趣及知识的掌握程度,本人就教学中存在的一些问题进行了思考并且提出了一些个人的解决意见。下面分别从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面分别阐述。
一、关于教学方式
以往的高分子化学课程多是采用讲授法[3],这种方法的优点是教师容易控制教学进程,能够使学生在较短时间内系统地掌握科学知识。但是,如果运用不得当,就会出现教师在讲台上激情澎湃,而学生却听得云里雾里的状况,很可能由于听不懂而失去兴趣。所以我们根据授课对象的不同,改变不同的授课方式,通过调整教学方式,使难懂的知识变得易于接受,增加学生的学习兴趣。比如在讲授法的同时适当地加入了讨论教学法、互动教学法等。其中讨论法教学特别适用于对研究生的教学,让学生以小组为单位,围绕最新的高分子前沿知识,查阅相关资料,并布置课后作业,让学生查找与某一知识点相关的前沿科研成果(如RAFT法在材料制备中的应用),做成幻灯片,然后在课上以主题讲座的形式向全体同学汇报、讲解,并回答其他同学的问题。通过主动讲解的方式,把被动思维转化成主动思维。这样既调动了大家的积极性,同时又丰富了大家的知识,使学生在深刻地掌握高分子学科的相关知识的同时,又锻炼了研究生查阅文献和学术报告的能力。互动教学法中,我们会让学生提出一些自己感兴趣的高分子相关问题,然后在课堂讲授中予以回答。比如缓释药剂的释放原理是什么、塑化剂为什么会到饮料中去、饮料瓶是如何成产的等等。学生提出的往往是生活中遇到的实际问题,将这样的问题放到课堂,可以提高学习兴趣,活跃课堂气氛,加深学生对知识的理解。
二、关于教学内容
高分子化学是一门化学类的专业课程,它不仅需要有机化学、物理化学等基础化学专业背景知识,而且内容丰富、知识点众多,理论体系严谨,实践性强。在教学过程中存在知识点众多、反应方程式复杂、反应机理抽象深奥等特点,相对较难理解记忆。尤其是作为选修课的时候,许多同学由于相关的化学背景知识掌握得不扎实,导致难以理解,甚至不理解,造成学习障碍,从而影响学习的兴趣。因此,如何把复杂的机理,例如配位聚合、开环聚合等,通过通俗易懂的方式将知识点深入浅出地传达给学生,是教学改革的关键问题。在实际教学过程中,我们将高分子化学中的反应过程、反应机理、聚合物立体构型等抽象难懂的教学内容,以立体或动画的形式表述出来,实现了聚合反应的“可视化”[4]。以丙烯的配位聚合为例,我们以三维动画的形式来表述,分子式是三维立体的,反应机理是动画的形式一步一步进行的,生动地向学生讲述了从配位到过渡态再到反应终态的过程,最后还用ChemOffice等专业化学软件绘出彩色立体并可以旋转的聚丙烯旋光异构的结构,直观形象地描绘出难以想象的三维立体结构。大量三维立体图、动画、视频等多媒体的综合运用,将高分子化学知识形象逼真地显示在荧屏上,从而多方位刺激学生的感官,达到“刺激-反应-强化”式现代教学方式[5]。这种方式有利于调动学生的学习积极性和提高学习兴趣,加深对知识点的理解,优化教学过程,提高教学质量,提高学生形象思维能力和课堂效率,实现最佳的学习效果。我们还将高分子教学与网络教学相结合,提供给学生相应的文献检索数据库(如CNKI、ISI等)和高分子领域主流杂志(如Macromolecules、Progress in Polymer Science、Polymer、高分子学报等),使学生可以在课堂以外有针对性地选择自己感兴趣的内容,进行深入的学习。尤其对于研究生教学,要强调高分子科学中前沿科学的讲解,注重结合科研的最新成果。高分子科学本身就是一门年轻的学科,随着时代的不断进步,其内容也在不断地发展与完善。如自由基活性聚合机理的提出、配位聚合机理的完善、树枝状聚合物的成功合成、活性可控乳液聚合方法、‘click化学’的出现,极大地丰富了高分子化学的内容。它们不同于经典的高分子化学反应,但又是当今研究的热点。这些新技术的机理往往还不太成熟,很难在近期内系统写入教科书中。所以我们在讲解高分子化学的课程中,要在深化基础知识的前提上,将前沿的科研成果作为实例,融合到教学过程中,从而丰富和活化教学内容,使教学内容始终跟上时代的步伐。总的来讲,学生更爱听一些高分子化学在实际应用方面的知识,所以在讲课中,作者还把自己以前的研究内容,如聚合物纳米微球的聚合方法、聚合物互穿网络、铬系非均相催化乙烯的配位聚合等与所讲知识结合起来,丰富了教学的内容,收到了比较理想的效果。
三、关于教学对象
高分子化学这门课程既对本科生又对研究生开设,但是学习的侧重点会有所不同,所以应采用不同的教学方式,选择不同的教学内容。对于本科教学,我们要抓住基础知识的讲解。初窥门径的学习,最重要的是要有直观的认识,要将知识点尽量讲得生动、具体;注重基础理论部分,同时也要注重开放性思维的培养。对于研究生教学,则应当关注更深层次的理论研究,并将其与所研究课题的内容联系起来,把所学的知识活学活用,理论落实到实际当中去。在正式讲课前,可以让学生对自己的研究方向、研究内容做一个简短的介绍,了解学生研究课题与高分子相关之处,这样在授课中,对于学生的研究课题有益的地方重点讲解,做到有的放矢。比如乳液聚合的讲解。对于本科生,基础地从乳化剂、聚合机理和动力学进行讲解,突出强调了成核机理、聚合场所和乳液聚合的三个阶段这些基础知识点,并以最为常用的醋酸乙烯酯乳液聚合为例(同时还进行了分组实验),与本体自由基聚合进行对比,让学生形象地认识到乳液聚合的特点,特别是乳液聚合可以同时提高聚合速率和聚合度。而对于研究生,有些学生已经在本科阶段学习过该课程,而且学生的接受能力也较本科生好,可以在帮学生梳理上述基础知识后,结合乳液聚合的新进展进行讲解。我们为学生介绍了可控活性乳液聚合,即将可控活性自由基聚合和乳液聚合结合起来,如RAFT乳液聚合、RATRP乳液聚合等;还介绍了以不同材料作为种子,进行的种子乳液聚合制备多种复合材料的方法。
四、关于教学实验拓展创新
高分子化学是高分子科学的基础,是一门以实验为基础的自然科学,但是它的理论部分略显枯燥,让人觉得难以理解,如何把理论与实验相结合,相得益彰,这是我们努力的重点方向。实验部分不仅可以验证聚合理论,理论的学习最终也是要为实验服务。合理引导与启发,更能为学生学习后继高分子课程奠定必要的认识基础。为此,我们在绪论、逐步聚合和连锁聚合等部分的讲述过程中穿插开设了相应的实验。在课程伊始的绪论部分,我们将PE、PP、尼龙6等聚合物工业原料颗粒带进课堂,让学生对聚合物有一个直观的认识,并分别以果冻和淀粉这两种的食物为例,来区别交联和线性聚合物。在逐步聚合部分,让学生分组进行了酚醛树脂的制备实验。以先对简短而又典型的聚合实验,展示缩聚反应的过程,并让不同组,加入不同的苯酚和甲醛配比,来说明凝胶点问题。在连锁聚合讲述过程中,我们插入了醋酸乙烯酯的乳液聚合,结合乳液聚合特点的讲述,使学生在实践中学习,显得更有效率,印象更加深刻。
我们要不断改进教学方法和教学内容,调动学生的积极性,力求学生能掌握知识要点,让学生学得明白,学得透彻。使学生在学习高分子化学课程后,能够融会贯通,指导生产实践和科研创新。
参考文献:
[1]潘祖仁.高分子化学[M].第4版.北京:化学工业出版社,2011.
篇2
[摘要]高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,涵盖内容多,需要合理安排教学,运用其他课程知识,用学生容易接受的实例解释理论问题,能够增强学生学习的兴趣,达到较好的讲授效果。
[关键词]高分子化学;教学;实例
高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的科学。学生应具备一定的无机化学、有机化学、物理化学和概率论与数理统计知识才能学好该课程。国内高校多采用潘祖仁先生主编的国家级优秀教材高分子化学[1-2],对这门课的掌握程度,影响后续课程的学习。因此学生一般比较重视[3]。但对于初学者来说,认为该课程的内容较多,比较分散,系统性不强,有些知识点理解不透。
1高分子化学的课程特点
高分子化学主要介绍高分子的合成原理及高分子的化学反应,合成原理以聚合反应动力学为主线,衍生到聚合速率和分子量,而这二个指标正是工业生产控制的主要工艺参数,再通过聚合理论方程,讨论温度、介质、单体、引发剂等对聚合的影响。对于连锁聚合,每一种聚合机理都有特殊的引发体系,因此引发剂或引发体系也是高分子化学的重点内容之一。最后一章,聚合物的化学反应,主要介绍聚合物化学反应特征、聚合物的基团反应及接枝、扩链、交联、降解和老化,提出促使降解或防止老化的途径。有学者总结高分子化学课程有“五多”的特点,即内容多、概念多、头绪多、关系多和数学推导多[4]。该课程专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,一定程度上影响了学生的学习兴趣[5]。
2课程知识点浅析
该课程序论中,除了介绍高分子化合物的基本概念、命名、发展历程及结构方面的基本知识外,重点介绍分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特点,其作为材料的力学性能主要由分子量及其分布决定。该部分内容介绍,需使学生明白高分子的分子量与小分子的相对分子质量的区别。缩合和逐步聚合反应中,首先通过二种双官能团单体参与的线形缩聚过程示例,第一步反应,得到二聚体,第二步反应可以得到三聚体、四聚体,此时体系中含有一、二、三、四聚体的分子,第三步聚合,体系中可能含有八、七、六、五、四等聚体,假若反应就此终结,体系中产物的聚合度不同,由此使同学们很容易理解聚合反应得到的产物即聚合物,分子量存在一定的分布。同时自然引入官能团等活性概念,才能从纷乱的聚合反应中抽取出本质特征,用一个速率常数描述同种官能团的反应特征。在课程体系中,活性中心等活性概念是高分子化学的基本思想,因此要借助实验数据进行例证,分子碰撞理论进行阐释。还需要明晰N0和N的含义。有二个相同的羟基,肯定体系中存在另一个分子含有二个羧基,因此平均每个分子链含有一种基团;对于均缩聚,更是如此。这点一定让同学理解,因为后面的理论方程推导要不断用到。另外,反应程度p是一个非常重要的概念和度量,定义为参与反应的基团数(N0-N)占起始基团数N0的分数[2],代表某种基团的转化率,反映了聚合反应的反应进程。缩聚反应中产物分子量分布,Flory利用统计法,根据等活性概念假设,以双官能团单体均缩聚为例,形成x-聚体每个键的成键几率为p,分子末端一个不成键几率为(1-p),推导了线形缩聚的分子量分布关系[2]。实质上,每一个键的成键几率不同,按照反应程度概念,应该是随着聚合度增大,p增大,为了处理简便,等同化,根据乘法原理,即得x-聚体的数量分布函数。后面自由基聚合、共聚合、离子聚合和配位聚合,都属于连锁或链式聚合机理,聚合一般都包含链引发、链增长、链终止和链转移几个基元反应。首先,要有活性中心的形成,进行链引发反应;正是根据其活性中心的不同,将其分为以上自由基聚合、离子聚合等。
有关其机理及分子结构的形成,与有机化学中的空间位阻效应、共轭效应有关。聚合动力学与物理化学知识有关,需要同学学前不妨复习下以前学过的有关内容。对于自由基聚合,介绍其英文词汇为Radical,含有“激进、活泼”之意,故可以作为活性中心,故教材中一般用R•表示,黑点代表单电子。聚合物中单元结构主要在链增长阶段完成,故链增长过程直接影响聚合物分子结构。①键接结构。增长过程中,结构单元间的连接存在“头—尾”、“头—头”(或“尾—尾”)两种可能形式,一般以头-尾结构为主。原因是以尾-尾连接,活化能大。列举生活中的实例,如小轿车、“和谐号”动车车头,都采用流线型,头部体积较小,阻力较小。微观上的化学反应也遵循同样道理。②立体构型。自由基上C为SP2杂化,与单体作用时既可从上方也可从下方进行作用,自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的,但从空间位阻考虑,无规结构中,间同结构略占优势。③几何构型。双烯类单体,还存在几何异构,倾向于形成反式结构,都可以根据空间位阻进行解释。这样同学就容易理解高分子结构比较复杂的特性。另外自由基聚合的引发效率,主要是①诱导分解。诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,也就是说,自由基诱使引发剂分解,消耗掉引发剂,作无用功,故使引发效率降低。②笼蔽效应,主要指溶液聚合中,引发剂分子处于溶剂的包围中而不能发挥作用,可以想象,引发剂分子周围存在一层层的溶剂分子和单体分子相隔的球形包围圈(好像笼子一样),初级自由基遇到单体,直接作用,形成单体自由基,若遇到溶剂分子,不能作用,被弹回,有可能与下一个初级自由基结合,甚至与溶剂分子结合,使引发剂分子白白消耗,引发效率降低,称为笼蔽效应。由此派生出单体的活性与浓度、体系粘度和引发剂浓度,都影响引发效率,使同学将知识学通、学活。自由基共聚合中,关于链自由基的活性,一般认为带有共轭取代基的链自由基稳定,同学不易理解,以射击为例,若自由基上存在共轭基团,单电子不再归属于某个原子,离域程度大,行踪不定,这样用枪瞄准难度增加。单体相当于枪,就不易和它反应,故该类自由基活性差。
若链自由基带有非共轭取代基,其单电子位置固定,活动空间小,容易瞄准击中,即容易和单体发生反应,该类自由基活性高。烯类单体的离子聚合中,单体适宜于进行阳离子聚合还是阴离子聚合,主要取决于单体的结构,考虑取代基的诱导效应和工轭效应。带有π-π共轭体系的单体都能进行阴离子聚合。如果取代基具有吸电子性质,更易进行阴离子聚合。因为吸电子基降低双键上电子云密度,有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定。而具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合,因为推电子取代基增大了双键上电子云密度,有利于阳离子进攻,并使形成的碳阳离子的正电性降低而稳定。苯乙烯,丁二烯等含有共轭体系的单体,由于其π电子云的流动性强,易诱导极化,能进行阳离子、阴离子或自由基聚合。阴离子的活性聚合在理论上和实际应用中具有重要意义,要让学生明白活性聚合的原因、应用价值。配位聚合,要重新复习下无机化学中的配合物知识,其引发体系中,过渡金属为中心原子,它提供空轨道,烯类单体作为配体在空轨道上活化、按照一定的方向或方式进行配位、插入到增长链中,因此所得产物立构规整度一般较高。聚合物的化学反应,是聚合物改性、扩大聚合物品种的手段之一。接枝、交联等使聚合物分子量增大,降解、老化使聚合物分子量降低。用鲜活的实例向同学介绍,这样学生学习时不觉得生硬,便于接受。
3结语
作为一名高校教师,能够将复杂的原理讲解得浅显易懂,抽象的理论能够结合现实生活具体化、简单化,语言生动,课堂气氛活跃,学生对所讲内容有强烈的兴趣,这门课程的授课质量才有保证。
参考文献
[1]王小龙,何乃普,王九思.《高分子化学》教学中有机化学知识的有效利用探索[J].高分子通报,2009(11):62-65.
[2]潘祖仁.高分子化学(第五版)[M].北京:化学工业出版社,2011.
[3]王国建.《高分子化学》课程教学体会点滴[J].高分子通报,2012(11):97-100.
[4]陈传祥.金属材料工程专业高分子化学教学改革探索[J].化工高等教育,2007(2):37-39.
篇3
一、强调学好药用高分子的重要性,激发学生学习热情
药用高分子材料指的是一类具有良好生物相容性和安全性而应用于药物制剂领域的高分子材料。高分子材料在药学、制药、制剂领域的应用具有久远的历史,早在远古时期人类就懂得利用淀粉、纤维素、蛋白、多糖等天然高分子材料,尤其是在医药领域,古老的药典中已经记载了应用天然高分子作为药方的添加剂。20世纪30年代以来,药用高分子材料更是迅速发展,例如聚维酮被成功合成并在随后被作为血聚代用品而广泛应用于药剂工业。20实际50年代以来,药物传递理论得到迅速发展,而药用高分子材料是现代药物传递体系的重要组成部分。当药物传递不良时,病人服用的药物只有很少一部分能作用在受体部位,大部分的药物在传递过程中被破坏或浪费,不仅药物利用率低而且可能产生较多副作用;而应用药用高分子材料作为缓释控释体系或者包衣体系,可以极大提高药物的药理活性和减少药物对人体的不良作用。随着科技进步,药用高分子材料也迅速发展。例如在制剂包衣方面,作为肠溶包衣材料的虫胶被纤维素衍生物取代,丙烯酸树脂又以其优良的性能和广泛的适用能力而与纤维素衍生物同时大放异彩。可见,药用高分子材料的基本知识,己经成为药剂、制药等领域的工作者必备的知识,在新药设计、药物开发、药物利用、药物包装等方面发挥着重要作用。这些背景的介绍可以使学生对药用髙分子材料在医药领域的重要性产生深刻的认识,从而激发学生对这门课程的学习热情,更好地学习和掌握药用高分子材料的相关知识。
二、结合药学专业特点,组织授课内容
针对药学专业的学生,教师授课时应注重针对学生的专业背景、特点和兴趣来组织课堂内容。首先,要选择适合的课本,我校药用高分子材料学课程选用郑俊民主编的《药用高分子材料学》一书,该书由中国医药科技出版社出版,是全国高等医药院校药物类规划教材,也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。该课本面向的正是药学专业的学生,涵盖了与药学相关的高分子化学和高分子物理学知识,以高分子作为药用辅料的应用为主要内容。其次,由于课程的教学时数为32学时,因此要合理分配各知识点的授课时间。高分子化学和高分子物理部分的重点放在高分子、交联、柔性等基本概念和重要高分子化学反应如加聚反应、缩聚反应、连锁聚合反应和逐步聚合反应,其中自由基聚合反应是重点和难点。要特别注意理论联系实际,因此高分子溶液的配制也是这部分内容的重点,因为药物制剂过程经常需要用到高分子溶液,而一般市售的药用高分子大多是颗粒状、粉末状,如果将其直接用良溶剂溶解,则很容易聚结成团,得不到均匀分散的高分子溶液。例如聚乙烯醇和羧甲基纤维素在热水中易溶,则应先用冷水润湿、分散,然后加热使其溶解,这样才能得到均匀的高分子溶液。这样的授课方式可以让学生感受到这门课程的实用性,对这门课程更有学习的热情。再者,讲授高分子材料时要结构、性质、应用相联系,让学生知道高分子的结构决定了它的性质,而它的性质决定了其应用。例如淀粉在热水中能发生溶胀,支链淀粉分子从淀粉中向水中扩散形成胶体溶液,而支链淀粉则仍以淀粉粒形式残留在水中,通过离心可以很容易将直链淀粉和支链分离。这种性质与其结构有关,支链淀粉构成有序立体网络,其中间被直链淀粉占据,形成固体溶液,在热水中处于无序状态的螺旋结构的直链淀粉分子伸展成线性脱离网络,因而分散于水中形成胶体溶液。通过计对药学专业特点的教学方式,可以使学生对这门课的学习更有兴趣,也更容易掌握重点和难点。
三、运用多媒体教学手段
多媒体技术作为一种新的教学手段,可以将文字、图像、动画、视频等数字资源整合在一个整体中。在药用高分子教学中应用多媒体技术,具有很多的优势。首先,多媒体技术可以在有限的时间内有效传递更大的信息量。其次,多媒体技术的应用可以将抽象的内容具体化,将静止的内容动态化,更具有视觉冲击的效果,使学生更容易接受新的知识。比如高分子反应这一章中的自由基聚合反应,其基元反应分成链引发、链增长、链转移、链终止等,如果用传统的板书教学手段,学生无法理解其瞬间反应的特征。而如果采用多媒体教学手段,可以将其反应过程立体化、整体化,帮助学生更容易理解这些反应。在教学过程中,笔者深刻体会到多媒体技术在这门课程教学的重要性,我们将在后续教学中探索如何更好地将多媒体和传统教学相结合,更好得突出重点难点,更好地帮助学生理解抽象知识。
四、结语
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在学生创新能力培养方面,有一些可以借鉴的观点,例如,设置专门项目进行创新思维训练,在项目中引入创新思维训练的内容,在实践基地开设创新思维训练的专门项目。以实验教学为基础,创设创新思维培养的情境,充分发展学生的个性,使创新能力得到培养和提高。将科技活动,实验教学中的综合性、设计性的实验,课程设计,参加比赛,毕业设计作为学生创新能力的培养链。
有机化学课堂教学中,培养学生的创新能力,一方面,要与实验教学紧密结合,将综合化学实验教学延伸到科研学术组内,培养学生创新能力和综合素质;另一方面,要结合课堂教学内容,设计“批判性思维”教学内容。那么如何设计“批判性思维”的教学案例呢?在高等院校化学课程中有相当多经典化学的教学内容,应该重新评价经典内容在现代大学化学教育体系中的地位,重新审视经典内容。我们认为,教师应多关注现代科学技术发展状况,将现代科研成果引入到课堂上来,可以有效引导学生的创新思维。以芳烃亲电取代反应的取代基定位效应为例,介绍我们的教学案例。
芳烃上已有的取代基,对进一步发生取代反应的取代基取代苯环上的氢的位置有直接影响,这种效应称为芳烃亲电取代反应的取代基定位效应。例如,羟基、胺基、醚氧基团、酰胺等给电子基团都是邻对位定位基,羧基、硝基、磺酸基等吸电子基团是间位定位基。芳烃亲电取代反应的取代基定位效应是有机化学知识体系中最为经典、最为基础的知识。
既然是经典,就不容怀疑,那么有没有反例呢,课堂上能不能引导学生的批判性思维。看一个事例,萘在进行磺化的时候,条件不同有可能在α位,也有可能在β位,至于具体什么条件下是α位取代,什么条件下是β位,这个不重要,重要的是,改变反应条件,萘酚的磺化反应是可以人为控制,而不受定位规则约束。这个例子能激发学生一些思考,是不是通过改变一些化学反应条件,可以人为控制第二个取代基取代的位置而不受定位规则的限制。能够人为达到任意目标是我们科学研究的根本目标。
接着再举一个例子,在吲哚上上一个苯基,其反应如下:当用Pd催化时,得到N的邻位产物A,当用Cu催化时,得到N的间位产物B,那么这个例子告诉我们什么,能不能作为取代基定位规则的反例?如果你看到这个例子,你会怎样想。科学家Robert J Phipps 和Matthew J. Gaunt 是这样想的,既然在不同催化剂催化下吲哚的取代有所不同,那么在苯环上设计类似结构能否实现不同位置的取代?设计怎样的结构呢?他们首先想到的是酰胺,我们知道,酰胺是强的邻对位定位基。于是他们仿照吲哚的反应设计了如下反应:
最后通过实验证实了他们的设想,并将这个成果发表在2009年的Science上。
接下来,大家自然想到,可能还有其它反例,但是我们怎么去思考,怎么去研究呢?可以看出Robert J Phipps 和Matthew J. Gaunt是从已有成果的基础上,设计了自己的实验。如果我们搞清楚这个反应的机理就很容易找到其它的例子,随后,反应的机理发表在2010年的JACS上。
2012年又有人找到了新的例子,并发表在Nature上:
按照经典定位规则,应该是在邻位发生的反应,实现了间位反应。
Science杂志用了五个问题确定是否向Science杂志投稿,其中两条是“读者会对其结论吃惊吗?它了传统理论吗?”由此可以看出,创新需要批判性思维,严谨的求证,科学家的创新与基础课程中的内容并不遥远,在本案例知识点的讲授时,更多的是给学生讲授这些科学家是怎样得到的灵感,做了哪些工作,如果换一个时空,我们的学生也能做到这些。
学生的创新能力的培养,并不局限于实践教学、实验教学等环节,基础课堂上也能很好引导学生的创新思维。
参考文献
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[2]刘军,刘先勇.三维动画模拟有机化学反应机理. 2005,(22):627-670.
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篇5
关键词:卓越计划;高分子材料与工程;培养方案;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)22-0043-03
教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020)》而实施的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国向工程教育强国的重大举措[1]。湖北工业大学已获批教育部卓越工程师教育培养的资格,为地方输送了大量的工程技术人才,为地方经济和社会发展发挥了重要作用。本校高分子材料与工程专业是湖北省品牌专业,且已经获批“湖北省战略性新兴(支柱)产业人才培养计划”,“卓越计划”已经申报待批。为保证以上本科质量工程项目的顺利实施,结合本专业高分子材料加工的鲜明特色,本专业对培养方案进行了大幅度的革新,旨在进一步夯实学生基础理论知识的基础上,强化学生在高分子材料成型加工方面的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力,并引入环境友好材料和环保生产的理念,培养出更多高素质的以环境友好高分子材料成型加工为特色的高级工程应用型人才。具体将从培养目标的准确定位、课程体系改革、校企联合培养人才机制的创建、教师队伍水平的提升、质量培养监控体系的建立等几方面进行落实。
一、科学论证,准确定位人才培养目标
人才培养目标定位是保证人才培养规格和人才培养质量的前提。本校高分子材料与工程专业创建于1978年,有30多年的办学经验,其高分子材料加工的鲜明特色得到省内外同行的认可,高分子材料成型加工是湖北省第一批重点学科,该专业也是湖北省第一批品牌专业,现有教师中近一半从事高分子材料加工方面的教学和科研工作,因此在师资、教学条件及产学研合作等方面均具有良好的基础。同时省内有着如顾地科技、武汉金牛、武汉华丽环保、武汉三力塑胶、湖北三环汽车工程塑料、武汉天诚型材、宜昌长欣塑业、湖北洋田塑料制品等一大批高分子材料加工企业,多年来本专业毕业生就业率一直稳居98%以上。因此,本专业提出“卓越计划”培养目标旨在强化学生在高分子材料成型加工方面的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力,并依托绿色轻工材料湖北省重点实验室,引入环境友好材料和环保生产的理念,以培养出更多高素质的以环境友好高分子材料成型加工为特色的高级工程应用型人才。
二、课程体系改革
1.理论课程体系改革。本专业围绕着高分子材料加工特色,将主干课程分为高分子材料基础理论、高分子材料成型加工、塑料模具及设计、高分子材料检测与分析四个课程群:①高分子材料基础理论课程群:高分子化学、高分子物理、高分子材料学;②高分子材料成型加工课程群:聚合物成型工艺学、聚合物流变学、聚合物共混改性、塑料机械等;③塑料模具及设计课程群:机械设计基础(含课程设计)、工程图学、塑料模具,模具CAD/CAM(含模具课程设计)等;④高分子材料检测与分析课程群:高分子材料研究方法、仪器分析、塑料材料检测与标准等。根据“卓越计划”培养标准,将目标和标准进行分解和细化为知识能力大纲,然后督促教师对现有的课程教学大纲进行修订,具体对大纲中各知识点进行细化,明确各门课程及各知识点在学生知识、能力和素质培养过程的角色和作用;这样就从原来相对单一的专业课程逐渐转变为以工程专业课程、工程实践课程为主体、自然科学课程为基础、人文社科课程为补充的课程体系,最终实现培养目标、培养标准与课程体系的一体化设计。同时在教学方法上要适应课程模块化的要求,教师不仅加强知识储备,还要改变以往主要依赖课堂教学“满堂灌”的教学方式,着力开展基于项目的教学、问题教学、案例教学、研究型教学和探究式教学。
2.实践教学体系改革。专业课程实验或设计、认识实习、生产实习、毕业实习、毕业论文等环节构建了本专业现有实践教学体系,也是培养本专业学生工程实践能力的主要环节。但目前专业实践教学环节存在着一些问题:首先,在专业课程实验或设计方面,以往各门实验课实验教学中都有各自独立的教学大纲,相互之间没有交叉、衔接,且出现重复教学现象,没能形成一个有机的整体,体现不出作为专业实验教学的系统性;而且实验项目中验证性实验比例仍较大,设计性和创新性实验所占比例少。其次,在三大实习方面,由于学校实习经费有限,且实习企业集成化、自动化、连续化程度较高,实习过程中学生大多只能被动地看和听,学生的主动性和创造性难以调动,实习效果得不到保证。为了改变传统的实践教学各环节脱节的缺陷,加强学生创新能力训练,本专业设计了基本技能层、综合应用能力与初步设计能力层、工程实践与创新能力层这个“三层次”,循序渐进地培养学生的工程实践能力。其中基本技能层主要依托高分子化学、高分子物理、聚合物成型工艺学、高分子研究方法、塑料检测与标准等课程的实验教学,主要帮助学生建立和巩固高分子科学的基本理论,锻炼学生关于高分子合成、加工、检测等方面的基本操作能力;同时设计系统化主题以贯穿整个基础实验的教学,使之形成有机整体,如围绕苯乙烯开设苯乙烯的乳液聚合、苯乙烯的成型加工、红外光谱法鉴定聚苯乙烯聚合物、聚苯乙烯分子量测定(粘度法)、聚苯乙烯的分子量及分子量分布测定(凝胶渗透色谱法)、聚苯乙烯熔融指数的测定、聚苯乙烯力学性能分析、聚苯乙烯热性能分析等实验。在综合应用能力与初步设计能力层中,除依托机械设计、模具设计等科目的课程设计外,主要是通过综合实验全面检验学生从高分子合成、加工到检测各方面的能力。工程实践与创新能力层主要依托认识实习、生产实习、毕业实习等三大实习和毕业设计。其中三大实习是工科学生理论联系实际的纽带,是学生从学校走向社会的桥梁[2]。本专业三大实习主要依托顾地科技、武汉金牛、武汉三力塑胶、武汉天诚型材、宜昌长欣塑业等高分子加工企业完成,通过实习要求学生对聚合物挤出、注射、吹塑等加工工艺及设备、常见塑料管型材配方设计、废料回收再利用等有一个全面的掌握;另外在生产实习环节通常根据学生兴趣会分流部分学生到岳阳石化橡胶合成事业部进行高分子合成方面的实习。实习环节采取分散实习方式,实行双导师共同指导,改变原来集体实习走马观花的弊端,更好地培养其创造能力和综合能力。
三、校企联合培养人才机制的落实
高校和企业联合培养人才机制的内涵是共同制定培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量[3]。但是目前各高校的校企联合培养人才过程流于形式的居多。其原因主要是校企双方还没有做到资源互补、利益共享,企业参与合作教育的积极性不高。在校企联合人才培养过程中,学校期望通过校企联合人才培养模式的实施,充分利用企业的资源和优势,给学生提供校外实习及就业机会以提高办学效益和教育质量,培养高技术人才;而企业则期望通过校企联合培养人才的机制宣传企业的形象,并依靠高校的人才、技术优势,提升企业的市场竞争力。高校没有品牌与优势,企业就得不到高效的人力和技术上的支持,也就会失去接受高校实习的积极性。所以校企联合培养人才机制的正常运行关键是我们的学生进入企业实习能确实帮企业解决一些问题。如果能做到这一点,所有问题就会迎刃而解。事实上在本专业以前的实习实践中,也有老师带领学生科研小组赴企业帮企业解决技术难题的成功经验。对于今后的实习环节,我们将要求教师事先与实习企业充分沟通,由企业根据自己的需求定出几个技术课题,学生在教师指导下有针对性地成立几个攻关小组,让学生带着问题、有目的地进入企业实习。这样不仅能更好地锻炼自己,还可以为企业做出贡献。只要这些工作得到企业的认可,双方沟通交流起来就容易得多,也才可能使建立的校企联合培养人才机制得到真正的落实,实现校企双赢。
四、教师队伍水平的提升
师资队伍建设是高校人才培养的重要条件和保障,实施“卓越计划”的高校要建设一支具有一定工程经历的高水平专、兼职教师队伍。教师队伍水平的提升主要是要强化教师实践背景,构建一支既具备坚实的专业理论知识,又具备较强工程实践能力的“双结构型”教师队伍。因此,在“卓越计划”实施过程中要有准备、有计划地选送年轻教师进企业,进车间,锻炼至少半年时间,与企业深入接触,了解本专业目前最新的生产工艺及设备现状;并依托现有的橡塑成型加工湖北省工程研究中心开展横向课题研究,提高教师的技术开发能力。另一方面,从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术负责人担任本专业兼职教师,承担学生实习和毕业设计等环节的指导任务,并计划把一些有实践技能特长,又有一定理论水平的企业兼职教师引进课堂。在毕业设计环节,实施“双导师制”,采取校内与企业双导师培养,学生可以从不同的教师身上博采众长。
五、质量培养监控体系的建立
建立校内质量监控、联合培养企业质量监控、社会评价等三个层次、一体化的人才培养质量监控体系。(1)加强教学过程监控,进一步完善校内教学质量监控体系。首先组织教师对本科培养计划制定的原则进行学习,对本专业培养计划进行解读,对课程模块设置、实验实习教学环节的比重、课程考评方式等进行讨论,完善本专业培养方案;同时组织教师开展经常性的研讨,对教案、课件、教学方法等进行交流和讲评,相互学习,相互促进,相互提高。其次,组织教师对学校制定的理论课堂教学和实验课堂教学质量评价指标体系及其内涵进行深入学习,让教师在教学中有目的地去改进。其三,针对指标体系,狠抓落实,实施全面的考核与评价,如加强教师和学生督导组的工作,不仅要对教师的课堂教学进行评价,对教师的实验指导也要进行检查和评价,同时将教学质量评价结果作为职称评审的重要指标。(2)建立健全校企联合培养质量监控体系。每年根据企业的生产情况更新实习实践教学大纲,并实行“双导师制”,学生实习实践是在校内外导师的共同指导下完成。在实习过程中,导师的任务不仅仅是指导学生,更要多与学生交流,多提问。实习实践的成绩包括了回答问题、实习态度、答辩以及实习报告等部分。(3)建立社会评价监控体系。首先要关心学生就业情况和就业质量,并建立本专业毕业生就业信息库;其次与毕业生保持常态联系,通过他们了解本专业就业形势的变化、专业知识结构的变化,并建立用人单位对本专业毕业生的调查评价和反馈体系,据反馈信息调整和优化培养方案,使本专业能培养出更多优秀的毕业生。
参考文献:
[1]沈春晖,董丽杰,熊传溪.基于“卓越工程师”培养的高分子材料工程专业培养方案改革[J].教育改革,2011,(9):13-14.
[2]刘宇艳,于海洋,龙军,等.高分子材料与工程专业实践教学改革研究与探索[J].高分子通报,2011,(11):102-106.
[3]陈欢,庞洪江.浅谈卓越软件工程人才的培养[J].教育探索,2012,(12):83-84.
篇6
Practice and exploration on the course-teaching mode for cultivating the outstanding engineers
Zhao Fuchun Liao Shuangquan Zhao Yanfang Liao Xiaoxue Wang Zhifen Yu Rentong Xu Nai
Abstract:In this paper, as for present teaching situation of the polymer material and engineering specialized courses in colleges and universities,the course teaching modes of polymer material and engineering were explored based on the background of outstanding engineers’ plan. The experienced teach mode included some of the new education concept and teaching methods in the current higher education. In addition, they are expected to promote effectively teaching quality and students’ social competitiveness of the polymer material and engineering excellence engineers’ class in our school and to provide the reference for other universities’ cultivation of the high polymer material and engineering excellence engineers at the same time.
Key words:Outstanding engineers;Specialty curriculum teaching models;Educational idea;Educational reform
为适应新时期我国社会和经济发展的需要,于2010年6月23日,教育部正式启动了新的人才培养质量工程――“卓越计划”(全称“卓越工程师教育培养计划”)。卓越计划是高校工程教育改革的一项重大举措,旨在培养出具有优秀创新能力的工程技术类人才,为提升国家整体核心竞争力,建设成为创新型国家提供充足的才智保障。2013年海南大学高分子材料与工程专业荣幸获批为教育部卓越计划培养试点专业。而专业课程的教学是卓越工程师人才培养中的关键环节,专业课程教学模式优化和有效运用直接决定着专业课程的教学效果。该文基于卓越计划和新的教育理念,进行课程教学模式的改革和探索,以提升该校高分子材料与工程卓越工程师班的教学质量和学生的社会竞争力。
1建立科学的理论和实践教学课程体系
科学的理论和实践教学课程体系是先进教育理念付诸实施和人才培养目标得以实现的重要载体。面向卓越工程师培养的课程体系的设置需要与我国企业发展现状和当前工程技术领域前沿紧密结合。目前,海南大学高分子材料工程专业是海南省的特色优势专业和高分子材料加工海南省教学示范中心,在国内本科专业教育中具有较高的知名度。近年来,本专业依据对毕业生就业状况调查和任课老师与企业合作与交流过程中的反馈情况,进一步明确了本专业领域人才需求结构倾向,结合本科阶段学生知识结构,围绕着高分子材料加工特色,建立了比较科学的理论和实践教学课程体系。针对卓越人才培养所注重的工程应用性和实践性,已在江浙、山东、广东、广西、云南、海南等多地建立了固定的教学实习基地,依据本校高分子材料与工程专业的特色和优势,开设了门类比较齐全、特色突出的专业课程体系。该课程体系主要有公共课程、学科基础课程、专业课程、实践教学环节、个性课程、创新创业课程和文化素质教育课程七大模块组成。公共课程模块主要是通过独立开设《Listening and Presentation》、《英语口语》、《实用公文写作》、《计算机公共基础》等提高学生英语、计算机应用能力和书面、口头表达能力。学科基础课程模块则注重强化数理化、工程力学、工程制图、化工等方面工程基础原理知识。专业课模块则主要课程有《材料科学与工程基础》、《高分子物理》、《高分子化学》、《化工原理》、《高分子材料共混原理(双语) 》、《聚合物合成原理及工艺学》、《高分子材料成型加工基础》、《天然橡胶加工学》、《胶乳制品工艺学》、《塑料制品工艺学》、《橡胶工艺原理》、《塑料模具设计与制造》、《高分子材料与工程专业英语》、《现代测试及表征技术》、《工程训练》等,其中《高分子材料共混原理(双语) 》为海南省精品课程,《高分子物理》、《橡胶工艺原理 》、《天然橡胶加工学 》为校级精品课程,《高分子化学》为校级重点课程,《高分子材料与工程专业英语》为校级高标准网络辅助教学课程。此外,在实践教学环节模块除了《认知实习》、《专业课程生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文》等传统实践课程,还单独开设了《工程实践》和《工程训练》以培养和锻炼学生的思维创新能力、动手能力和团体协作能力,强化适应社会和企业素养。在个性化课程模块中除了开设《胶乳制品工艺学》等众多该校特色课程,还开设《企业工程管理》、《环保与安全》《技术经济》等课程增强学生的工程应用与经济管理能力。创新创业课程和文化素质教育课程模块主要是培养学生的创新精神和人文素养,使学生成为兼具创新精神和人文素养的卓越工程师。
2课程教学模式改革与实践
课程教学模式是课程体系实现知识传播和转化的重要途径,直接影响着教学的效果。近年该校卓越班课程教学主要是适应课程体系模块化要求,着力改变传统的“满堂灌”,构建以学生为中心,以老师为主导的教学模式,激发学生学习兴趣、创新精神和动手能力。同时,通过教学与科研相结合、教学与科技竞赛相结合,提升教师执教水平,完善辅助教学与管理,在工程实践中培育学生创新精神和实践能力,确保卓越人才培养的良好教学效果。
2.1 校内课堂教学模式
校内课堂教学需要采用灵活多样化的组织形式和教学方法才能达到课程体系构建期望。在以往的校内课堂教学中,往往常采用“填鸭式”式教学,学生与教师缺乏交流互动和质疑精神,创造性培养成为一种奢求。而国外著名大学多以学生为主体设计教学活动,融合讲授、研讨、辩论、案例分析、项目研究的授课形式很值得在卓越人才培养中大力借鉴。下面就笔者运用教学中的几种教学模式实践与体验加以列举。
2.1.1研究性教学模式
对工科专业,研究性教学就是任课教师把最新的科研实践设计理念、科研方法和新的研究结果引入到教学活动,指导学生选定与专业相关的专题进行主动探索、思考和实践,并从中获取知识和经验、解决问题的方法。研究性教学是一种具有个性差异性的教学实践。在卓越工程师教育的教学模式中,研究性教学被认为是提?{学生动手能力和创新精神的重要途径。研究性教学(对学生而言,应该称之为“研究性学习”)是一种符合工程能力培养规律、符合综合素质形成逻辑的教学组织形式和教学方法。研究性教学模式不仅适用于探索性实验、课程设计、毕业论文、创新型设计竞赛等教学,也适用于高分子的特色专业课程教学。笔者曾将一些知识点设计成研究性的问题,让学生主动探索思考,获取知识和锻炼分析解决问题的能力,如笔者在《现代测试与表征技术》课堂教学中,将自己科研工作中的电子扫描电镜测试结果设计成知识点问题:对于这种材料采用什么样的制样方法?制样时该注意哪些事项能得到更加高的图像衬度以及避免假象?得到的测试结果如何分析?经过设问,学生主动学习思考,查阅相关研究文献,进行实证结果解释,解决问题,取得了良好的教学效果,实际解析能力得到切实的提高。
2.1.2微课教学模式
近年来,随着信息化技术的发展与普及,“微课”作为一种课堂教学的重要手段逐渐受到重视。教育部教育信息管理中心曾对“微课”做了如下的定义:微课是基于一门学科/课程的某个重要专题(或某个单元、主题等)而设计开发的一种微型化的在线视频网络课程。微课程的开发有利于高分子材料科学与工程专业教师基础理论知识的讲授,便于在一个学生轻松的环境下提高了对专业课程的学习兴趣以及对理论知识的掌握,具有事半功倍的效果。作为新型教学模式,“微课”充分利用现代信息技术、媒体传播技术,提高了专业课程教学活动中的灵活性。笔者在高分子材料与工程专业英语授课时,利于现在丰富的网络英语资源素材,结合专业知识点,制作了一些“微课”视频,例如“Chain Polymerization”、“Polymer Solution”等“微课”生动形象地展示了知识点,对学生印象深刻。
2.1.3外延式教学模式
目前, 尽管课堂教学中已广泛采用的多媒体教学,但仍然还是教师的演示工具, 信息传递是单方向的,在有限授课时间内能够传授的内容非常有限。此外,一般课堂教学中由于时间的限制,缺乏交互性、时空延续性,学生学习缺乏自主性、选择性。本专业利用清华大学教育技术研究所为该校开发的网络教学综合平台开展网络辅助教学, 将课堂教学和网络辅助教学有机地结合起来。课堂教学中教师的发挥主导作用, 课外学生则发挥自主作用,借助于网络平台将课堂教学延伸到了课外。教学播客、教学邮箱、网上论坛、问卷调查这些平台栏目充分显示了网络教学的强大交互性,弥补了传统教学方式存在的不足,给教学和学习带来了新鲜感和乐趣,培养了学生的自主学习、协作学习和探究、创新的能力。
2.1.4前沿技术融合式教学模式
随着科学前沿知识的进步,工程技术的也涌现出大量的新趋势。如果将它们与现有教学模式进行融合,能进一步激发学生的学习热情,增强学生自主学习和创新能力。塑料加工及模具设计课程群教师在塑料设计与制造、塑料模具CAD课程教学中,引入3D打印技术,让学生熟悉熔融层积型3D打印机的使用方法,制备个性化的造型塑件,极大地激发了学生的学习兴趣,提高课程教学效果。
3校企合作实践教学模式
通过校企联合实践教学,高校可以充分利用企业的资源和优势,给学生提供紧密联系社会生产实际的实习实践及工程训练机会,提高办学效益和教育质量;而企业则能通过校企合作教学机制宣传自身形象,并依靠高校的人才、技术优势,提升企业的市场竞争力。因此,高校与企业联合实践教学显得格外重要。近年来,该校与海南天然橡胶集团股份有限公司紧密合作,经常与所属企业沟通,将天然橡胶生产加工实际中的需求和问题,设定专项课题,然后教师指导学生成立针对性的技术攻关小组,让学生带着问题、有目的地进入企业生产车间和研发中心实习,既锻炼了学生的工程应用能力,而且为企业做出一定贡献,受到企业的好评。从校企合作教学现状来说,还需从教师工程实践能力和企业工程技术授课水平两个方面努力提升,才能使校企合作实践教学模式发挥日益重要的作用。高校可定期派工程能力较强的教师到国内外知名企业进行工程实训交流,锻炼任课教师的工程实践能力,学习企业的先进工程管理模式;而企业工程技术人员只有理论上和授课水平上大幅提升,才能在教学过程中展现和应用好自己丰富的工程实践经验和卓越的工程创新能力。
4辅助教学及管理
卓越人才的创新和实践能力培养及其宽广的学术视野的拓展也离不开课堂辅助教学及管理。课外科技活动和学科竞赛可激发学生对专业的浓厚兴趣,培养其科学思维、创新意识、团队精神、组织协调能力、工程能力。因此,该校高分子材料与工程专业通过建立起全方位开放现有专业实验室制度,基于实践课程(如创新创业课)、系列学科竞赛(如高校环保创意大赛、大学生节能减排大赛、全国大学生挑战杯大赛等)、课外科技活动(如本专业提供一定额度经费为本科生专门设立的自主科研课题)等培养学生的创新能力和实践能力,学生的素质相比以前提升明显。同时,作为一种大学本科生非普及的管理制度――导师制对提高他们的创新能力也大有裨益。该校高分子材料与工程卓越工程师班学生在第一学期末,通过双向选择,确定富有工程经验的教师作为自己的导师。在其以后的学习生涯中,通过经常性的师生互动,有效地开启了学生的创新能力。
篇7
关键词:高分子物理;教学效果;改革
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)18-0063-02
高等学校的育人担子繁重,因为高校课堂不仅要向学生传授系统的知识,而且还要培养学生科学的思维能力和创新性。如果学生在课堂上很少有参与和交流和独立思考的机会,这非常不利于学生创造思维能力的培养,难以激发学生的求知欲和学习热情,针对这一系列的问题,高分子教学团队通过以下几方面措施改善高分子课堂教学效果。
一、更新观念,转变教师角色
如果教师完全用传统的教学模式,填鸭式的教学方法肯定不能满足部分学生的要求,学生并没有真正参与到教师的教学活动中。就算在一个教学周期中学生学到了知识,也是生硬和礓化的。成功的教学团队应该是在教学上推行以学生为主体的教学理念,积极营造主动学习的氛围,激发学生学习的内在动机,调动学生参与教学过程的积极性。我们倡导在课堂上要将以教师为中心的传统模式转变为以学生为中心的轨道上来,虽然教师在教学环节中的中心地位没有改变,但这样能够更加突出教师的指导和引导作用,鼓励学生积极思考、敢于提问。要想实现这个转变,说起来容易,操作起来很难。首先得从老师的个人业务水平抓起,如果老师没有过硬的能力、不能掌控学生的课堂状态、不能把握知识点的深度和广度、不能驾驭教学环节的方向,这个转变就无从谈起;其次,要讲究方法。以少带多、以强带弱、以外向带内向,实现学生主体气氛的形成;最后,教师得学会互动艺术,让课堂气氛活跃,但又不能乱。
二、更新形式,组织多种教学活动
在课堂上教师首先应激发学生的学习热情和强烈的求知欲,为他们创造一个引起积极思维的特定情景,让学生保持一种高涨的情绪和情感。所以在教学过程中,教师要把多种学习活动和学习内容交替进行,注重课堂交流,通过多种方式的交流创造一种宽松自由的学习氛围,要增加教师与学生之间的交流以及学生与学生之间的交流。由于高分子课程是研究高分子物质物理性质、结构与加工相关内容的学科,具有理论抽象、概念繁多、教学重点难点分散、多学科交叉、需要用到包括统计学、物理、物理化学、有机化学、高分子化学等多学科的相互贯穿与融合,这些特点对教师和学生化学、数学和物理基础都提出了较高的要求[1]。学生在上这门课程时普遍反映枯燥、抽象、难学,所以我们一改教师传统授课方法,将理论讲授、专题讨论、重点辅导、灵活小实验、小组教学等多种形式有机的结合起来。教师以组织和引导讨论为主,学生课堂上积极参与讨论,学生由被动的接受者变成积极的参与者。给予学生更多发表自己观点的机会,敢于提出问题,增加师生之间互相讨论和辩论的机会,找到解决问题的方法,这样使学生在成功中获得喜悦,大大提高课堂教学效果。
三、更新内容,注重理论联系实践
多年的教学经验告诉我们,要想让学生尽快将抽象的理论消化好,靠完全的理论灌输是不行的。这样的做法就算学生理解了,往往也是将高分子有形的模型、结构、组织、理论等死记硬背下来,达不到理解性的深度,更不能做到融会贯通,无助于后续课程的讲授。要想真正地将抽象的理论自动流入学生脑海中,再消化吸收,只有走理论联系实践的教学方法,能够培养学生的学习能力,提高学生分析问题与解决问题的能力,同时引起学生学习兴趣,从而提高课堂教学效果。例如,我们授课讲到纤维相关的知识时,可以联系到我们近几年成功研发的新一代的增强纤维-T300、T700系列型号碳纤维,对比分析结构差异;讲授高聚物合成时,联系到我们研发成功的高品质ABS树脂等,剖析微观结构上存在的改进对性能的影响;在讲授增韧理论时,引入我们开发的各种增韧剂的制备及应用技术,等等,这样的例子不胜枚举。结合产品实例,让学生动手做出来分析结果,亲自拍到电子显微镜照片,亲眼看到镜下的银纹结构、核壳结构、橡塑分区、韧性纤丝……教师把理论知识与这些科研成果中的研究要点有机的结合起来的做法,不仅交待清楚了学生特别感兴趣的问题,还深层次地激发了学生强烈的求知欲和学习热情,此时已经不必劳神再去解释那些理论,所有的语言都显得如此苍白。另外,我们还针对高分子材料与工程专业的学生增设了具有科技创新性的综合性、设计性实验教学项目。实验上,充分利用高分子专业的科研条件,老师给出实验目的和要求,学生自己设计实验方案,选择实验方法,编写实验报告。在此过程中,学生不但对理论知识的理解得到提高,更重要的是在实践中提高学生解决问题的综合能力,最终达到提高教学效果的目的。
四、更新手段,合理运用多媒体教学技术
多媒体教学不是新鲜事儿,用好多媒体课件,把教学内容形象、生动的呈现给学生,丰富学生的视野,激发学生学习的积极性和兴趣[2]。充分利用好这一有效资源,尤其是对高分子的微观结构复杂、板书和语言表述很难将抽象化内容的形象表述,多媒体演示手段会事半功倍,提高教学效果。但是这需要教师多下功夫,多与相关专业老师配合,将光、影、动画和照片汇合一起,才能制备出形象感强、吸引学生眼球的好片子。以上是我们从理论教学环节中改变做法来提高教学效果,但是,单纯从课堂上追求提高课堂效果的做法也存在片面性,必须结合实践教学,加深学生对理论知识的理解、消化和吸收,因此我们还不断更新环境,创造良好的实践条件,用良好的教学环境和专业的实践条件,让学生更有责任感,更有凝聚力,课堂上浓厚的学习氛围让学生更加努力的学习。高分子教学团队依托长春工业大学拥有的国家级实验教学示范中心、高分子材料联合重点实验室、高分子材料与工程特色专业实验室、吉林省高分子材料实验示范教学中心,将第一课堂和第二、三课堂紧密的结合起来,实现“做中学,学中做”,在轻松愉快的学习氛围中完成学习任务。
课堂教学方法在教学过程中有着举足轻重的作用和地位,教学方法是否得当直接关系到教学质量和教学效率的高低,关系到学生课堂学习的成功与否,所以我们将在今后课堂教学方法的改革中不断探求其创新策略。虽然各个学校硬件基础不同、学源结构不同、学校定位不同、培养目标与方向有差异,但总体原则都是要为社会输送动手能力强、知识面宽、有一定创新能力的人才。我们结合自己的办学理念,制定一系列措施以提高教学效果,取得了明显成效,受到用人单位的好评。
参考文献:
[1]翟震,郗向丽,李海梅,等.《高分子物理》教学改革的几点探讨[J].河南教育学院学报:自然科学版,2002,(3):15-16.
篇8
一教学改革途径与成效
1.培养方案的重新设置材料化学特色专业的改革重点是对材料化学专业学生实施综合素质培养、工程实践能力培养、创新精神与创新能力培养。培养学生深入思考问题和创新能力的改革必须贯穿在整个教学过程中,贯穿在课堂教学、实验、设计等教学环节。2010年前,材料化学专业的课程内容主要局限于高分子材料范畴。而现实要求我们跟上材料科学的现展进程,反映材料科学的最新成就。因此,在以往培养方案的基础上,2010级材料化学专业的培养方案中开设了复合材料方向,也就是将材料化学专业分成2个平行的方向:高分子材料和复合材料。在课程的纵向关系上,材料化学专业新的课程体系确定了“大平台,小模块”的课程模式。大平台包括专业基础课与专业课,它强调专业教育的普适性、系统性和科学性。通过大平台的设置,使学生在掌握专业基础理论知识的同时,培养学生全新的思维与视角、全面的知识与技能、综合分析与解决问题的能力与方法。小模块是在大平台基础上设置的高分子材料和复合材料方向的专业模块课,让学生有针对性地选择适合自己的专业方向。培养方案调整前和调整后的课程体系学时及学分分布见表1。
2.“三纲”的制订根据材料化学专业特点和社会对材料化学专业技术人才的需求,我们将材料化学专业设置为高分子材料和复合材料2个课程体系。根据新课程体系的培养方案,重新编制了有关材料化学专业课程的教学大纲、考试大纲及实践教学大纲,如《材料测试与研究方法》及实验、《材料化学》、《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子材料加工原理》、《高聚物合成工艺学》、《塑料加工设备》、《材料加工设备课程设计》及《材料复合原理》、《复合材料工艺与设备》、《复合材料结构设计》、《材料表面与界面》等专业课程。在这些专业课程“三纲”编写过程中,有目的地增减了一些内容,新编的“三纲”无论是理论教学,还是实践教学都非常注重学生能力的培养。
3.专业教材的选用根据教师“三纲”的制订,经相关教师评议、系主任审核、主管教学的院领导审批,选用了合适的相关教材。一般选用的教材为教育部或省教育厅推荐的规划教材或“面向21世纪课程教材”、“九五”、“十五”、“十一五”国家级和省部级重点教材;教材版次以近三年出版的新教材为主。目前,专业选用的高水平教材(“高水平教材”是指面向21世纪课程教材、“九五”、“十五”和“十一五”国家级规划教材、省部级规划教材、精品课程教材、各级各类获奖教材)比例达到42.86%,选用2008年以来出版的教材比例达到71.43%。选用的教材使用效果好,学生普遍感到满意。2011年6月对07级材料化学专业1、2班共58名学生进行了教材满意程度抽样调查,包括内容适应性,出版质量,便于预习、复习程度,课前到书率等4个方面的内容,学生反应良好,满意率达到87.40%。
4.学期授课计划的制定学期授课计划是教师组织课程教学环节、教学内容、教学进度的具体安排,是对有计划、有目的地开展教学工作的保证,教师在开课前必须编制好学期授课计划。根据材料化学专业课程教学大纲的要求,本课题组负责人在安排任课教师时,先考虑教师的科研方向和业务经历,然后组织各任课教师针对特色专业的性质和选用的教材,按照专业课程表、教学进程表和编制说明等内容要求,编制学期授课计划,体现教学课时安排的科学性、合理性;为了保持高教学质量的稳定性,任课教师名单确定后,一般不随意变动。同一课程不同年度的学期授课计划根据教学效果与意见反馈、科研发展的大势所趋、社会对专业人才的需求都要求有所更新,这有利于学生更好地了解专业的发展前沿,也有利于学生的就业问题的解决,使学生更好地走上科研道路或走向工作岗位。
5.教案、习题集与答案的撰写课题组教师根据自己多年的教学经验和心得体会,通过集体的研究,仔细商量和交换意见,共同完成了材料化学专业相关课程教案的制定工作。这些教案是教师们智慧和能力的结晶,凝聚了教师们的辛勤劳动和大量心血,也是教师们教学内容精心安排、教学方法创新设计的成果。同时,课题负责人还组织了教师们对所担任教学任务的专业课程进行习题集和答案的编写工作,这有利于学生理解所学内容和加深其印象,也有利于学生及时复习和巩固所学知识,从而使学生能把握重点、解决难点,轻轻松松地进入后续课程的学习。田俐老师所撰写的《材料化学》教案被评为2009年度湖南科技大学校级“优秀教案”。
6.多媒体课件的开发在广泛学习、研究了丰富多彩的课件资源后,根据我校材料化学专业课程设置为高分子材料和复合材料2个课程体系的特点以及教师的科研情况,由各任课教师开发制作了相应课程的多媒体课件,这些课件凝练了课程的主体内容和教师们的科研成果精髓。多媒体课件图文并茂,既生动,又形象,教师可将教学内容与自己的科研所得融为一体,授课内容贴切真实、直观效果好、浅显易懂,使学生在抽象的知识获取过程中培养创新的意识和学会科研的思维。2011年12月我们针对材料化学专业课程的部分多媒体课件教学效果,在08级材料化学和无机非金属材料工程专业共81名、09级材料化学和无机非金属材料工程专业共92名学生中进行了抽样调查,抽样调查结果显示均为“优良”。许多学生认为这种“教学与科研互动”的模式教学效果非常好,容易理解和掌握教学内容,并且对科研也有了一定的了解。
7.学习信息资源的共享目前,学校宽带上网速度很快。在完成材料化学专业理论和实践课程的课堂教学之余,我们要求各位任教教师能充分利用计算机网络的便捷尽量给学生提供更多的教学辅导、答疑等服务。我们建立了材料科学与工程系的公共电子邮箱、建立了材料科学与工程系的QQ群,方便教师之间进行教学的讨论与经验的交流。同时,我们也建立了与学生网上交流的渠道,如班级QQ群、年级QQ群和专业QQ群等,方便教师和学生之间的资源共享,教师可在QQ群里上传学习信息资源,如课程教学录像、教学多媒体课件、教案与习题、学习参考书和参考文献,以及其他一些学习资料和网络资料等;另外,通过这种及时的方式,学生可向教师进行一些疑难问题的咨询;教师也可及时回复学生,以帮助学生完成学习任务。#p#分页标题#e#
8.教学方法和教学途径的改革近几年来,我们材料化学专业的主体课程基本上都实现了多媒体教学途径,这种方便、快捷、高效多媒体教学通过演示课件,使授课方式变得方便、快捷,节省了教师授课时的板书时间,提高了教学效率。通过这种综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动,使普通教学手段难以讲清楚的抽象难懂的知识更直观更形象,使学生易理解和把握知识点,同时,这种生动形象的辅佐以教师自身科研成就的课堂教学活动富有启发性和真实性,能活跃学生的思维和调动学生的学习兴趣,激发学生的创新潜能和培养学生的科研意识。通过多媒体教学途径,教师向学生传输了更多的信息和更前沿的知识,并将自己的科研成果和经验直观真实地展现给学生,如此,抽象的课程内容具体化,枯燥的课堂气氛活跃化,学生的学习积极性大大提高,强烈要求理论知识实践化。针对学生意愿进行科研活动的要求,我们会主动提供从事相关科研工作的教师的名单,然后教师和学生之间进行双向选择,教师可以给学生安排一些简单的科研实验或在导师指导下学生自行设计一些科学实验。自2009年以来,我们材料化学专业实验室对本专业的任何学生均是开放的,学生选定导师后,可以自由支配实验时间和出入专业实验室开展科研活动,这方便学生巩固所学的基础理论知识,也为学生尽早地进入毕业论文阶段以及创新意识和科研精神的培养提供了机会和条件。收集的数据显示,凡是从大一和大二期间就跟随教师从事科研活动的学生容易通过研究生复试,录取率相对来说要高一些。
二教学效果评价
1.近三年的学生评价近三年来,课题组的老师都能做到认真备课、认真编写每次课的教案、制作多媒体课件、认真上好每一堂课、认真辅导、认真批改作业、认真考试考核;每一位老师都有良好的职业道德素质和敬业精神,能做到教书育人,对学生既严格要求,又处处关心,既教他们知识,又培养他们具备良好的思想品德和学风,使他们既能成才,又能成人。学生测评(测评指标有:讲课有热情、精神饱满,讲课有感染力、能吸引学生的注意力,对问题的阐述深入浅出、有启发性,对问题的阐述简练准确、重点突出、思路清晰,对课程内容娴熟、运用自如,讲述内容充实、信息量大,教学内容能反映或联系学科发展的新思想、新概念、新成果,能给予学生思考、联想、创新的启迪,能调动学生情绪、课堂气氛活跃,能有效地利用各种教学媒体等)结果显示:学生对材料化学专业课程任课教师的教学评价打分相对别的专业来说要高一些。
篇9
关键词:有机化学;教学方法;兴趣
在高中化学中,有机化学占教材内容的四分之一,且在高考考试中占化学总成绩的25-30%。有机化学除了涉及到化合物的性质外,还涉及了化合物复杂的结构。因此,初中学习无机化学的学习思路无法在高中的有机化学中应用,许多学生在学习过程中因无法转变思路而对化学产生抵触心理,从而失去对学习有机化学的兴趣。因此,如何让学生学好有机化学,是高中化学教师的一大难题。笔者通过结合本人高中时代学习有机化学的经历、多年的化学教学理论学习以及高中化学教学实践,对高中有机化学的有效教学方法作以一一讨论。
一、兴趣是学习的第一动力
许多教师在教学过程中往往忽略了这一点,以为教学就是“把知识点教给学生”。事实上,教学应该是“老师教,学生学”的过程。教师在教学过程中应该将学生的主动性放在第一位,注重培养学习学习相关课程的兴趣[1]。兴趣是最好的老师,它能化“被动”学习为主动学习,使枯燥无味变得生动有趣。学生进入高中后要学习有机化学,它的学习思维完全有别于初中时期的无机化学。许多学习会因无法找到学习有机化学的正确方法而失去对学习有机化学的兴趣。而同时,由于学生在高中时期首次接触有机化学,对有机化学保持着较高的新鲜感。教师应把握时机,及时对学生的这种新鲜感进行升华,使之成为学习有机化学的不竭动力。那么如何调动学生学习有机化学的兴趣呢?
笔者认为,调动学生学习兴趣的责任在于教师。在教学中,如果教师只是为了迫于教学压力而不能放开手脚,只能按部就班地向学生“填鸭式”地灌输知识点,怎么可能激发还生学习有机化学的兴趣?呆板的教学方式极易让学生感到反感,使学生产生逆反心理,对学习产生厌恶感。在学生对有机化学还处于新鲜期时,教师要能够抓住培养学生学习有机化学的兴趣,引导学生在兴趣的基础上做深入的学习与探索。尤其是有机化学这个与生活实际联系密切的学科,生活中有许多生动的实例可以利用。笔者认为,教师可以利用生活中的实例让学生明确学习有机化学的目的和培养学生学习有机化学的成就感。向学生介绍有机化学在生活中的重要应用,如家庭用到的洗涤剂、洗发水、洗衣粉起到去污作用的主要成分就是有机物――十二烷基苯磺酸钠。我们生活中用到的塑料、合成橡胶就是通过石油化工制得有机物单体,然后经过高分子化学得到的。此外,有机化学还涉及到药物合成、农业、国防科技、航空航天等领域。可以说,人类离开有机化学将寸步难行。如此,通过向学习介绍有机化学在生活中的地位和作用,强化学生学习有机化学的使命感和成为一名有机化学家的荣誉感,可以最大程度地提高学生学习有机化学的兴趣。
二、适当开展多媒体教学。
不同于无机化学的学习,有机化学涉及到有机物的结构,甚至是三维结构,这需要学生具有一定的空间想象力。此外,有机化学还涉及复杂的反应方程式和反应机理。高中阶段,许多教师迫于教学压力,一节上下来基上处于教师讲学生听的状态。这种“填鸭式”的教学方式并不可取,许多学生一堂有机化学课下来,完全不知教师所云。多媒体教学在展示空间三维结构、展示化学反应过程以及展示化学反应机理方面具有无可比拟的优势。此外,多媒体教学在引起学生学习有机化学兴趣方面也有许多优势。在讲到有机化合物的结构时,可以通过多媒体向学生演示模型。比如讲到化合物成键时,可以向学生展示碳、氧、氢和氮等元素是如何互相连结形成有机化合物的。用红色带有四个孔的小球代表碳原子,用绿色带有三个孔的小球代表氮原子,用蓝色带有两个孔的小球代表氧原子,用白色带有一个孔的小球代表氢原子,再用一个圆柱小棍代表键。同时,向学生解释碳原子、氮原子、氧原子和氢原子分别可以连接四个、三个、两个和一个键,通过棍与球之间的连接,可以非常直观地向学生展示有机物的成键过程,这就是典型的球棍模型。如讲到甲烷的结构时,教师可以事先做好多媒体动画,先出现一个红色的小球表示碳原子,然后四根圆棍接在碳原子上表示四个键,然后再将四个白色的小球连接在圆棍上,表示形成四个碳-氢键,最后就形成甲烷分子。同样地,可以通过多媒体技术展示甲醇、乙醇、乙烷等等有机物的成键过程。此外,对于复杂的有机反应过程,可以通过动画分割成多个可见的步骤,让学生直观明了地“观察”反应过程。
三、开展探究式教学
有机化学学习不同于无机化学,不能单纯地通过记忆达到学习的目的,需要对有机物的结构、官能团的性质以及反应机理有较深的理解。因此,学生的主动思考在有机化学教学中非常重要。传统有机化学教学方式主要是学生被动接受的授课方式,学生在上课的过程中仅处于接受状态。利用探究式教学,可以改变传统教学这一授课方式,调动学生主动参与课堂知识点的思考。在教学过程中引入与知识点相关的实验,设计合理的实验方案,通过研究物质的反应与性质,从结构的角度深化学生对相关知识点的认识,诱发学生对相关知识点的思想,从而达到良好的教学目的。例如在讲到醇与酸的酯化反应时,许多教师会按教材上的知识点进行教学,即向学生介绍醇与酸之间脱去一个水形成酯,其中醇提供一个氢、酸提供一个羟基,氢与羟基结合形成水。但是,为什么不能是酸提供一个氢、醇提供一个羟基呢?许多学生肯定会有这样的疑问。因此,在讲授酯化反应这个知识点时,教师可以进行探究式教学。即提出假设:假设氢是由酸提供的,羟基是由醇提供的,让学生进行讨论,并让学生提出进行验证的方法。这种探究式教学通过诱发学生主动思考,可以达到激发学生学习的热情,达到良好的教学效果。
四、培养学生学习有机化学的思维
由于有机化学在初中化学中很少涉及,且学习方法也完全不一样,因此许多学生因为找不到正确的方法而放弃有机化学学习。正确的学习思维,可以让有机化学的学习事半而功倍,因此教师在有机化学教学的前期要注意培养学生的思维。有机化学教学要让学生重视有机物的结构,结构决定了有机物的性质,通过对结构的深入理解,可以很容易地记住有机物的性质。总之,无机化学重性质轻结构,而有机化学重结构轻性质,有机化学是从结构出发。
五、培养学生合理的有机化学归纳策略
有机化学知识点多且易混淆,即使老师在课堂上对每个知识点进行一一详细讲解,但学生课后如果不进行合理的归纳,根本无法学好有机化学。笔者认为,老师除了把知识点教给学生,更要教学生如何举一反三。而高中有机化学的归纳主要还是通过有机物的结构(主要是官能团)进行,不能的官能团决定了有机物不同的性质。如乙烷、卤代乙烷、乙醇、乙酸、乙醛、乙酸乙酯就可以通过官能团进行归纳总结,轻松地辨别它们的性质。
六、培养学生解答有机试题的方法与技巧
有机化学试题相对繁琐,但是具有固定的解题思路。老师在教学有机化学知识的过程,同时也要向学生传授有机化学习题的解题技巧[2]。许多学生不是对有机化学不感兴趣,而是因为有机化学题目难解以及有机化学成绩差,而失去学习有机化学的信心。有机试题的解答与学习异曲同工,都需要从有机物的结构出发。让学生养成从有机物的结构出发来解答问题,对题目中涉及的有机物,要看其本质,看其具有哪些典型的官能团,从而辨别属于哪类物质,最后通过简单地对号入座即可达到解题的目的。(作者单位:哈尔滨师范大学化学化工学院)
参考文献:
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关键词:教学质量 作业批改 学生学习 兴趣
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)11-0107-03
教师是承担教书育人的主要群体,教师的学业水平理论上承担学生的教育教学是不成问题的,但在实际教学中,虽然教师都是非常认真的对待教学工作,但是出来的教学效果却会有明显差异。这是值得每位教师思考的问题。
新浙江高考改革方案的推出,对于像化学这样的选考科目有两次考试机会,但考试时间都比以往来得更早,这必然导致教学进程需加快。如何让学生在繁重的学业中用更短的时间掌握好化学基础知识和基本技能,笔者以为需要教师多做一些“小”动作,不断摸索化学教学的细小环节,通过不断尝试、改进,增强教学内容的效用,提高教学过程的效率,优化教学结构的效能,提升教学结果的效益,帮助学生把握好各部分教学内容和教学活动时间分配的过程,从而提高教学质量。
一、多走“小”脚步,增强基本知识和技能的效用
学生越来越差,上课时学生反应太慢,一个知识点讲了好多次还是经常忘记。这是我们学校教师普遍感觉到的一些现象,以致教师和学生都垂头丧气。那如果我们去教生源更差一点的学校学生呢?情况又会怎样?答案是:在知识的接受方面肯定会更差。所以笔者认为不能怪学生笨,应该反思我们教师有没有从学生实际情况出发,考虑教学策略,因材施教。
所以,在教学过程中要多走“小”脚步来夯实基本知识和技能,笔者认为可以遵循以下3点。
1.稳步落实教学目标:根据认识论和教育科学理论,人们的学习是从感性认识到理性认识,并且要完成几个循环才能使知识得以升华、内化和活化,并最终回到实践中去指导实践,这样才实现知识的价值。所以只有认真研读《浙江省普通高中学科教学指导意见》和各模块的教学参考,明确学生每个阶段的认知特点和学习内容,才能设计合理的、阶段性的的和层次性的教学内容。
2.逐步形成化学能力:学生对于概念的建立、规律的探索和问题的解决需要一个过程,对于一个新概念的建构、规律的理解等不能靠死记硬背。比如《选修4化学反应原理》中有关“化学反应方向”的教学,概念和生疏的名词学生都是第一次接触,并且内容抽象,不易理解;虽然学生已经学过焓变,但对其理解不深。所以可通过阅读和理解材料和教材,思考教师设计的问题,让学生主动学习。
师:问题1:汽车尾气中的一氧化氮和一氧化碳对环境有很大危害,能不能把它们变成没有危害或者危害较小的氮气和二氧化碳?
生1:有可能吧。
师:如果能,我们就可以寻找适宜的条件,如果不能就不必盲目探索了。所以,同学们觉得首先要判断什么?
生2:先要判断它们能不能向生成氮气和二氧化碳的方向进行。
{得出:化学反应方向――自发反应判断}
师:问题2:化学反应方向的判断有哪些呢?通过物理学的学习我们已经知道,能量较低的物体比较稳定,物体能够自发地由高能量向低能量状态运动。你能举例吗?
生:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJ/mol
2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) H=-822kJ/mol ……
得出:H<0,反应能自发进行,H>0,反应不能自发进行
师:很好!可是人们也发现,一些吸热反应也能自发进行。例如:
2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol
(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9kJ/mol ……
看来,只用焓变判断反应方向是有缺陷的,还有别的因素需要考虑。下面阅读一段资料(有关熵)和书本P41最后一段。
……
只有这样逐步延伸学生才能更好接受和理解这些抽象概念,并综合考虑H和S判断化学反应能否自发进行的规律。
3.分步实现阶段要求:高一高二阶段,在国家规定的课时要求基础上,笔者总是不急着把新课结束;到了高三复习阶段,第一轮复习笔者也总是力求详尽到位,扎扎实实的把重点、难点巩固一遍。课堂上对学生理解不透彻、或者淡忘的重要知识点,更应该花时间利用不同的教学方法,使学生对所学知识掌握更牢固,理解更透彻。同时,利用旧知进行递进式教学,抓住学习生长点,有利于学生由浅入深、由表及里、由此及彼把各个知识点综合联系起来,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。
例如“有机化学”的教学内容出现在《化学2》、《选修1化学与生活》、《选修2化学与技术》和《选修5有机化学基础》,此部分内容在不同教学阶段的教学要求有所不同。不少教师沿用老教材的思维,教学时习惯面面俱到,造成《化学2》的教学课时不够,学生负担过重,而到了《有机化学基础》的教学时,教师、学生会有重复的感觉,学生的学习热情下降,教师也难以挖掘新的教学内容。
笔者认为对理科生(新课改中选考化学)的有机教学大致可分为三个阶段,可将有机化学知识不同阶段的认知发展用下图表示。这样有助于学生本学科知识体系的构建,有利于将宏观层面的教学目标落到实处。
而有些教师不注重知识的形成过程,对化学概念、基本原理等的教学追求简单化,往往直接给出概念,简单新课讲授以后,马上高考题上阵。笔者认为这样的化学教学违背了教育规律、学生的认知规律。靠“题海”、“难题”来保证考试成绩,必然照成学生过重的学业负担,也失去了学科的育人功能。
会有教师提出异议,我这样做了成绩也很好啊!我承认这种情况的存在。但是大家一定也发现,学生在还没有很好地消化知识的基础上,就要完成很多过于综合的题目,肯定不可能很顺地快速完成,就会花很多时间在这些作业上面,学生花在你的学科上的时间是从别的学科那里抢过来的。高考对学生来说是一个综合考查,不是只考一门科目,所以学生只有总成绩上去了才是真正有用的。因此,笔者认为,以这样的“填鸭”式快速授课然后“题海”战术的教学模式,即使出了成绩我觉得也是不值得效仿的。
二、多点“小”心眼,提高教学过程的效率
精心备好课,这是笔者认为的“小”心眼。备课是教学过程的预先设计,笔者认为备课除了要备好课堂上要完成的教学任务以外,还要提前为这个教学环节相应的巩固练习做好准备。课后作业是教学反馈的一种方式,其目的是通过作业练习,促使学生掌握并加深理解学过的知识;二是将学过的知识融会贯通,举一反三。学生每天完成作业的时间是有限的,所以怎样让布置的作业学生主动高效地完成,笔者认为这在于教师如何布置作业。
1.精挑细选,不让学生做无用功――“精心”
现在的参考资料很多,练习往往也是相应配套的,有些教师不管三七二十一照搬全用,这样就会出现一些很老的题目或者已经不是现在教学要求的题目让学生花时间做,为此大量补充新课程中已经放弃的或在选修课中才讨论的知识点。甚至严重的还出现试题本身错误导致学生花很长时间还是做不出来,而第二天教师只是轻描淡写一句“这个题目是错误的,别去管它了”,这样会导致学生对化学学习产生厌恶情绪,当然也会对教师的责任感失去信心。笔者的做法是:
1.1答案上交,独立完成
学生如果不能有效地完成作业,那成绩必然不会好,所以一定要让学生主动、有效地完成作业。
首先,开学时我第一时间就把练习册答案上交。有答案会有惰性,一想不出来就想看答案,所以没有答案是促使学生多独立思考和交流讨论的一个条件。
其次,凡是第二天课前笔者有时间批改作业的都要上交前一天的作业。作业上交批改也是促进学生认真对待作业的一个方面。实在因为来不及做的可与我说明,但是抄袭的作业我不改。
1.2作业精选,有的放矢
高三学业负担更重了,手头上资料也很多,全做不现实也没有必要,所以笔者是这样处理作业的。
(1)超前作业:笔者往往会提前2天左右把相应多套练习全部做一遍。
(2)精挑细选:根据教学内容和学生学习的实际情况,有针对性地选择作业,把超纲的、学生已经掌握的等题目删掉。
(3)作业布置:今天做练习册Pxx,去掉几个题。
当你每天把练习本中某些题目删去不做的时候,给学生增加的是对你的信任,他们相信作业是老师精心挑选过才让他们做的,自然学生在面对这样的作业时也会更加主动、用心。
2.熟悉教材、考纲,提高课堂效率――“细心”
教材是学生掌握知识和方法的主要依据,又是培养学生能力的凭借和载体。因此,教师注重对教材处理方法的研究,特别是对教材进行细化加工,深入挖掘教材的潜在价值,可大大提高课堂效率。到了高三复习的时候,更是要回归课本,如果教师自己也不熟悉教材,如何指导学生把书给读薄了?特别现在的高考试题注重基础,立足课本,更要重视教材内容,比如2015年浙江高考第29题“某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。
实验 碘的制取
另制海带浸取原液,甲、乙两种实验方案如下:
……
这个题目就是以《化学1》专题2中从海带中提取碘的流程改编而来。
2.1熟悉教材,丰富教材内容
如,《化学1》教材中“氨的性质”一上来就安排了喷泉实验,接着讲“氨气极易溶于水”就完了。如果照本宣科,学生对该实验和氨的性质认识肤浅,印象不深刻。为了提高效果,可以设计成探究性问题:(1)为什么喷泉不能充满整个烧瓶?可能的原因是什么(2)为什么氨气极易溶解于水?你学过的还有那些气体极易溶于水?有什么规律性?(3)只有在水中溶解度大的气体才能做喷泉实验吗?还有那些气体用不同的溶剂可做喷泉实验?等等。学生经过交流讨论,对“喷泉实验原理”和氨气的性质有了深刻理解,还拓宽了知识视野,也为实验中防倒吸处理打下伏笔。
2.2联系教材,提高化学素养
又如,学生在理综考试中最怕的是第7题――化学学科素养题!浙江理综卷近几年第7题的考法是比较固定的,包括现代仪器分析方法、新材料、新能源、绿色化学和环境保护、化学史、社会热点问题等。正因为其细,正好击中部分只会解题的考生的软肋。09年第7题“A.蛋白质、纤维素、蔗糖、PVC、淀粉都是高分子化学物”,10年第7题“A.光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质”,以其中“纤维素”和“纤维”两个名称的理解,网上有老师总结了有关人造纤维的内容:“人造纤维分为再生纤维和化学纤维两种,其中再生纤维是用木材、草类、植物的秸秆。化学纤维是利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成的合成纤维。”我不知道有些行业里这样分类的,还是这位老师自己理解的,有关纤维这个概念在苏教版《必修2》专题四第一个单元课后练习2有明确的解释,大意是:纤维分为天然纤维、人造纤维与合成纤维。人造纤维是利用自然界的纤维材料制成的,而合成纤维是利用非纤维材料通过化学合成方法得到的。也就是说书本上所说的人造纤维是“人工改造天然纤维素”,而不是“人工制造”! 而纤维是一种细细长长的状态,纤维也不一定是有机物,光导纤维也可以是纤维。另外《化学与生活》专题三第三单元对于纤维也有详细的内容,它把人造纤维和合成纤维合称为化学纤维。
三、多些“小”耐心,优化教学结构的效能
教育家叶圣陶指出:“教育就是培养习惯。”良好的习惯是一生的“资本”,学习习惯的养成,是优化教学结构的目的。实践证明:学生良好的作业习惯不会自然而然形成,只有反复训练才能形成自然、一贯、稳定的作业习惯。化学是一门科学,规范的格式和严密的步骤,能体现出学生顺畅科学的应答思路和良好的做题习惯。内强素质是自我规范的前提,平日测练我们都要注意各环节的规范,久而久之,规范的“习惯”才会升华成“自然”的规范。所以在平时口头回答和书面解答时,笔者都是不断规范学生的答题格式,做到科学、严密。
1.科学规范,逐步培养
高中化学中有很多需要规范的表述,比如2015年浙江高考理综第8题“下列说法正确的是:A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可”,还有第29题“(3)①分液漏斗使用前须检漏,检漏方法为 。”,都是考查实验操作规范的表述。老师们都知道,答题规范是高中化学教学中一个棘手的问题,很多学生题会做,却写不出规范的解答,总是凭自己的想法写,在考试中往往出现“结果对了,却得不到满分”的情况。例如:2011年江苏高考第18题(1)Ag2O2……制备:在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反应温度为80℃,边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中,反应完全后,过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。……
(1)上述制备过程中,检验洗涤是否完全的方法是 。
同学甲:取少许最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,看是否出现白色沉淀。
同学乙:向最后一次洗涤滤液中滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出现白色沉淀,表示已经洗涤完全。
同学甲的回答没有明确的结论,同学乙检验时应该取少许试样进行实验,否则会污染试剂。
所以学生在掌握了基础知识、基本技能的情况下,如何实现考试多拿分,拿高分,笔者觉得规范的答题也是重要一环。
在平时批改作业的时候,笔者基本全批全改。全批全改与只改选择题相比,以两个50个学生的班级来说,每天改作业的时间要多花至少1个半小时,这对教师来说增加了很大的工作量,但是笔者认为这样改作业绝对是非常有用的,特别是从长远来看。如果不改主观题,主观题很多是以课上校对答案的形式解决,笔者认为上课校对答案不仅浪费宝贵的时间,而学生的书写、表达并不一定对,即使学生对着详细答案也不能完全知道自己的错误,以后考试他仍旧这么写却是得不到分的。
2.批改有方,劳动有效
我的全批全改也不是像平时考试阅卷的改法,并不是仅仅给个“√”或“×”。主观题怎么改才有用呢?笔者在多年的教学中一直这么做,学生答题情况改观明显,成绩进步很大。现在高考化学试题重基础性和科学性,试题相对简单,怎么保证不失不该失(书写不规范、表述不科学等)的分,就该从平时培养。每个学生的情况是不一样的,因为每个小问题不会在上课的时候都进行分析,所以我会把学生的错误都圈出来,点出错误的地方,方便改正的,我会帮他改出来,红笔修改这样的小动作对学生来说印象会更深。所以对不同的学生来说作业讲评完了,他知道自己错在哪里,怎样才对。刚接手班级的时候,很多学生书写化学方程式的时候总是忘了写“”、“”、“反应条件”、“实验操作步骤不完整”、“有机物结构价键短线对错位或氢个数不对”等,我都会给他在相应位置指出,一段时间后学生就慢慢养成习惯,作业上的红笔字也越来越少。
教师是认真批改作业的,学生自然也会重视交作业,也会认真的对待每次作业。
3.讲评精准,轻松高效
经过这么细致的批改,学生主观题的答题情况教师已经非常清楚,上课讲评的时候就能清楚地找准重难点、明确讲评点,而不是像有些教师没有批改主观题,到讲评的时候问学生“你们觉得那几个题目需要我讲一下啊?”、“没有问题吗?那我不讲了,上今天的新课。”,或者就根据自己的“认为”,把想讲的题目讲一遍,混足一节课。我想这样的话,作业也就失去了它的巩固、纠错的意义了。
例:若实验室在537℃、1.01×105Pa和催化剂存在条件下,向某密闭容器中充入2molSO2和2molO2,此时体积为10L,在温度和体积不变的条件下20分钟后反应达到平衡,SO3体积分数为0.5。
①该温度下,从反应开始到平衡时氧气的平均反应速率是 ;
②该温度下,反应2SO2(g)+O2(g)= 2SO3(g)的平衡常数的值为 。
为了更好巩固这个知识点,就可以变式为:把“在温度和体积不变的条件下”改为“在温度和压强不变的条件下”。
所以通过对主观题的详细批改,教师了解学生的思维漏洞,可以借题发挥,经过不同变式的分析,使得课堂气氛活跃,学生思维得到充分激发,实现巩固提高的目的。
对于选择题的统计,我也不是只统计整个小题的错误率,而是把每个选项的错误情况统计出来,这样不仅知道这个选择题学生错得多,而且还清楚的知道那个选项错的多。学生的错误选择暴露出学生的思维断点,就能找出学生的知识漏洞,对症下药。
作业批改和讲评一定要及时,根据“最近发展区理论”,今天做明天讲评这当然是最有效的,隔几天再来讲评,学生都忘记自己的解题经过,作业批改也就失去意义了。
四、多点“小”交流,提升教学结果的效益
1.融于课堂,贴近交流
苏霍姆林斯基说:“对学生来讲,最好的教师是教学活动中忘记自己是教师而把学生视为朋友、伙伴的那种教师。”
所以上课的时候,除非需要板书,不然我一般很少就站在讲台前,我会在整个教室内走动讲课。经常有家长说,我们孩子长得高只能坐在后面,老师的关注少。每个学生都渴求老师的关注,教师要善于发现每个学生的闪光点和微小的进步。在教室内走动的过程中,我会关注每个学生的眼神和神情,给每个学生机会表达他的想法。教师一句充满情感的点评、一句恰如其分的的鼓励、一个包含肯定的眼神,都能使学生感到鼓舞。而且教师在身边讲课学生也不容易走神。
注意从始至终贯穿于整个心理过程,只有先注意到一定事物,才可能进一步去集训、记忆和思考等,如果教师只是在讲台前顾自己讲,学生听课时处在“溜号”或者出现“打瞌睡”的现象,直接影响听课质量。所以精心备好一堂课,怎样让这堂课真正有实效,还是要学生真正参与进来。
2.平易近人,主动交流
现在的学生从小是家里的宝贝,所以特别希望得到老师的尊重。看见主持人蹲下来和孩子说话的时候,我们都会感到“尊重”和“职业素质”的力量。因为尊重也是一股美好而强大的力量,教师尊重学生,不仅提高教师自己的职业素养,也能获得学生对教师的尊重和爱戴。
虽然,很多时候作为教师的我们和学生在学校地位不同、年龄不同,但是人格是相同的,所以在休息时间和学生在教室外相遇时,教师的一句“饭吃过没有?”、“最近学习感觉怎么样?”、“化学有问题来办公室问哦!”……都会给学生感到教师的关爱。“爱是教育的源泉”,教师对学生有了真正的爱,也会得到学生的爱戴,会把学生吸引到教师身边来,从而我们的教育将会获得成功的保障。
马卡连柯说,教师应当善于组织,善于行动,善于运用诙谐,既要快乐适时,又要生气得当。教师应当能让自己的每一个举动都能起教育的作用,并且永远应当知道当时自己所希望的是什么,所不希望的是什么。如果一个教师不了解这一点,那他还能教育谁呢?
五、结束语
笔者在多年教学中得出,高中化学质量的提升不仅只是做到最基本的备好课、上完课就可以了,还需要教师花时间多去研究一些“小” 动作,从而和学生建立良好的师生关系,培养和激发学生主动学习化学的兴趣,教师有责任让学生在有限的时间内获得有效地体验,少走弯路,从而提高教学质量。
参考文献
[1]康文清、张小波,《浅谈新课标下高中化学作业的优化设计》,化学教与学,2013年第2期
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