发布时间：2022-08-09 19:24:59
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的绿色化学化工论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强,通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理,不仅增加了处理成本,且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘,虽然净化了气体,但是污染物直接转化为废渣废水,还需要另一道工序做清洁处理,无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入,可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命,通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。
化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。
在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显着,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。
2.绿色化学工程工艺应用
分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显着的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。
绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。
除此之外,绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域,生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂,会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高,目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展,无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害,可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻,清洁汽油的使用可对大气污染降低,以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域,绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不仅经济环保,发展前景好,且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低,证实了绿色工程化工应用的优越性。
关键词: 本科毕业论文指导 实验员 化工化学类毕业论文实验 角色转变
本科毕业论文是本科生教育的一个综合性科学实践教学环节,也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结,是整个教学活动中不可缺少的重要环节。对理工科尤其是化学化工学科而言,毕业论文实验又是毕业论文工作的一个重要内容,它是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题的能力,以及训练专业科学研究思维与方法的重要环节[1]。
化学化工类毕业论文实验是一种综合性的设计实验,不同于单学科实验。在整个实验过程中,理论知识和实验内容、方法往往涉及多个学科,需要学生把所学知识有机地结合起来,才能很好地理解、掌握,这样就对论文指导提出了更高的要求[2]。然而,随着高校办学规模的扩大,招生人数的增加,毕业论文指导老师本来就有比较繁重的本科生、研究生教学与科研任务,有限的精力使得他们对毕业生实验的指导和管理经常不能到位,“带而不管、管而不力”的现象时有发生[3]。而且,学生还有可能因为实验室条件以及仪器、药品、耗材等不能到位,对实验过程拖拖拉拉,学生的侥幸心理、畏难情绪等也会影响学生毕业论文的质量。此外,当前毕业论文指导工作量的分配问题,势必会影响实验员的工作积极性,不利于毕业论文实验的顺利开展。因此,在毕业论文完成过程中,如何定位实验员的角色,发挥他们在实验室工作的优势,更好地服务本科毕业论文,提高毕业论文和人才培养质量,也将成为毕业论文教学改革研究的话题。以下就本科毕业论文指导中实验员所扮演的角色进行探讨。
1.做好实验资源规划师,实现实验资源合理利用和资源共享
近年来随着招生规模的扩大,毕业论文完成期间,进入实验室开展实验的学生人数相应增加,势必会造成实验室用房和仪器设备以及药品耗材等的紧张。因此,实验室管理人员,必须统筹规划,做好一名规划师,使实验室资源利用最大化,优势资源有效共享,保障学生毕业论文实验的正常开展。
(1)实验室用房。
我院学生毕业论文实验,一般安排在专业实验室。根据每个指导老师所带学生人数,合理分配实验室用房,有研究生用房的指导老师,会根据要求,少提供用房面积或者不提供。我院应用化学系每年拿出4个120m2的专业实验室供学生开展毕业论文实验,有效地保障了每个进入实验室开展论文实验的学生都有自己的“一亩三分地”,这样就能很好地解决实验室用房问题。
(2)实验室仪器设备、药品及耗材。
①实验室公用设备:例如电子天平、气流干燥器、超声波清洗器等,每个实验室提供一套;而干燥箱、冰箱等则放在专门的干燥实验室和冷冻实验室供学生使用。
②实验所需器材、药品等:学生在进入实验室前选题,查阅文献,统计实验所需的仪器设备、药品、耗材等,先由指导老师认真审阅签字确认,再交实验室管理人员最终审核,以指导老师为小组登记、领取。对于化学反应中常用的小型仪器,如调压器、加热套、磁力搅拌器、水浴锅,根据指导老师所带学生人数,统筹安排,保障每三个学生有两套仪器。对于药品、耗材,如高分子反应所用的引发剂,以及一些催化剂等,用量较少,而且不易保存,一般一届毕业生,共用一瓶已经足够;而耗材,如标签纸、试纸之类,一般交由指导老师小组统一领取。这样可有效避免学生“只借不用”,造成资源浪费的现象。
③大型仪器设备:如气质联用仪、流变仪、红外光谱仪等,一般由专门实验技术人员负责管理,为全校开放,保障优势资源有效共享。
2.做好实验全程的“绿化师”,加强和培养学生的环保意识
毕业论文期间,化学专业类学生,大多数都要进入实验室开展为期3个月左右的实验。实验过程中使用的有毒、有害,甚至“三致”物质等,如果进入环境,必定对环境造成污染,对人类造成危害。随着现代经济的发展和高校培养人才方式的转变,化学实验实现绿色化是化学实验教学发展的必然趋势,化学教师更应该具有绿色化学的思想,提倡绿色教育[4]。所以,实验员在毕业论文全程中,应该做好一名“绿化师”,加强和培养学生的绿色意识,严禁把废气、废液、废渣和废弃化学品等污染物直接向外界排放[5]。
在毕业论文完成过程中,要实现绿色化学,实验员首先要从源头上降低化学污染物的生成。为此,可以采取以下几方面的措施。
(1)提供微型实验装置,开展微量化学实验。如在有机合成研究课题中,实验室统一提供成套半微量玻璃仪器实验装置。这样既可以减少化学试剂的用量,降低“三废”的排放,又可以节约水电以及一些辅助耗材的消耗,降低了实验成本,并且能使爆炸、燃烧、中毒等事故相应减少,极大地改善实验环境条件,减少对环境的污染[6]。(2)提供无毒或低毒试剂和溶剂。当学生领用有毒有害试剂开展实验时,需要指导老师及学生研究讨论,考虑更换试剂,实在无法更换的,必须做好防护措施,小心操作,并且对实验过程中的所有废弃物回收处理。其次是对“三废”的有效处理。“三废”处理,必须分类集中收集,分别处理。尽可能采用废物回收、以废治废的方式,降低成本,提高实验室污染治理率[7]。如对废液中有机溶剂尤其是重结晶后的溶剂,可通过蒸馏回收,重复利用;对酸液、碱液可通过实验室提供的废液回收装置,分类集中收集,统一处理。对实验过程中产生的有毒或有异味的气体,必须采用密闭式操作或在通风橱中进行,能吸收的,进行吸收处理。对废渣,能回收利用的,回收利用,不能回收利用的,必须进行无毒化处理。最后,实验员还应该经常进入实验室,督促学生清洁实验,保持实验室卫生,培养他们的绿色意识、环保观念。
3.做好学生实验的安检员,保证毕业论文实验正常安全开展
完成毕业论文是学生自己查阅文献,确定研究思路和方案,自己搭建实验装置,分析和处理实验结果的过程。在这个过程中,实验员应该做好一名安检员,对学生实验过程中出现的不合理操作,进行适当的引导,对有危险操作步骤的学生多巡视指导,防止事故的发生,保证毕业论文实验正常安全开展。
作为一名安检员,实验员应该对以下两方面进行监督检查。第一,在实验室安全方面。首先应该给学生灌输安全思想。这方面我们采取在学生进入实验室前,全体学生集中学习实验室各种规章制度,开展安全教育,增强学生安全意识。其次是实验员还应该经常巡查有易燃易爆易腐蚀物以及有污染源的学生。例如,学生在研究混凝土高效减水剂时,用水泥净浆做性能测试,虽然学生对大量废渣已经妥善处理,如不加以提醒,忽略了烧杯壁上少量的水泥残渣,而直接冲洗进入下水道,由于积少成多,也会造成水管堵塞,影响实验室的正常运转。最后,实验员还应对精密贵重仪器以及实验室的水电、消防器材等加强监管,确保论文实验正常安全开展。学生在用气相色谱开展检测分析时,应从载气钢瓶、减压阀、注射器以及检测器等多方面给予指导,强调注意事项,并且观察学生实验过程,保证操作无误后,方能离开。第二,检查学生实验操作是否规范。论文实验过程中,由于学生素质有高有低,动手能力有强有弱,难免有操作不规范,而且只追求结果、不注重过程的人,这样就会给实验室安全带来不小隐患。学生在开展有机合成研究时,最容易造成实验装置搭建不规范。如在研究有HCl、H2S等有毒有害气体生成的实验中,没有搭接尾气吸收装置,这样既会给环境带来污染,又会给师生健康带来危害。第三,在安检方面,还应该密切关注为学生开放的精密贵重仪器室,重点检查学生操作情况与水电等,确保仪器安全。
4.做好学生问题的咨询师,服务引导毕业论文全过程
毕业论文实验期间,学生总会遇到这样那样的问题,而且学生问题覆盖毕业论文完成的全过程。实验员是学生进入实验室后离得最近的人,最有可能成为学生咨询问题的第一人。因此,实验员应该做好一名咨询师,服务引导,帮助解决论文中遇到的问题。例如,学生需要查找实验过程中的一个小步骤、药品性质;仪器不会使用,出了问题;实验过程中缺东少西,等等,这些情况学生一般都会找到实验员,要求帮助解决。在解决问题期间,实验员办公室成为服务学生的场所,实验室的办公电脑成为公用电脑,实验员成为全体学生的辅导老师。在为学生服务的过程中,实验员应充分体现优良的“敬业、献身、奉献、负责”的教育精神。
要成为一名优秀的咨询师,实验员必须加强学习,自我提高。实验员除了具备基本的人文社科素质之外[8],还应该具备文献资料查阅、仪器设备维修、结果分析处理、计算机运用以及实验操作技能等方面的能力,真正成为一名综合型、多能力的“通才”。例如,学生在用TU-1901紫外可见分光光度计对实验结果进行分析测试时,仪器初始化失败,并且出现氘灯、钨灯能量低等情形,这时,学生就会第一时间找到实验员,并且表现出束手无策的样子。其实,实验员只需打开机箱底座,松开光栅驱动轮,用手转动进行调整,再重新开机,仪器就能恢复正常。帮助学生解决问题的过程,其实就是实验员自我提高的过程,同时也是学生进入社会前进一步学习的过程。
总之,实验员在学生完成毕业论文的过程中,扮演的角色是多方面的。实验员必须正确认识自己,不断加强学习,提高自己各方面的素质,勇于承担起多重角色,发挥在实验室工作的优势,积极工作,乐于奉献,更好地服务于学生,才能真正为提高本科毕业论文和人才培养质量贡献出自己的力量。
参考文献:
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[3]闫兰英,李天良.化学与化工系开放实验室效果分析[J].高校实验室工作研究,2004,(3):7-9.
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[6]徐常龙,曹小华,陶春元,等.通过绿色化学实验培养学生创新能力[J].化工高等教育,2009,(3):42-44.
[7]张淑华,张杰,肖忠新,等.实验室环境污染现状分析与防治对策[J].首都医科大学学报社会科学版增刊,2009,301-302.
1基础化学原理绪论课的重要性
一门课程的绪论课讲授得如何，直接影响到学生对教师及教材的推测评价。如果绪论课没讲好，学生一开始对这门学科的性质、重要性不清楚，自然就会影响以后的听课效果和学习积极性。基础化学原理是一门重要的基础课，并且面对大一新生开设，所以在使学生树立正确的学习态度、培养独立学习能力以及促使其尽快适应大学阶段的学习规律等方面都起着重要的不可替代的作用。在教学过程中我们发现，多数大一新生在入学初期不能积极主动应对角色的转换，对自己所属专业知之甚少，特别是对于基础化学原理课程的重要性及其与专业课的关系几乎一无所知，因而往往忽视对该课程的学习。为了解决上述问题，我们认为教师必须重视基础化学原理绪论课的教学，精心设计教学内容，使学生在学习该课程的第一时间，就能清楚地认识到学习本课程的重要性和必要性，激发学生学习本课程的兴趣和责任感［1］，初步了解大学的学习规律和学习方法。
2教学内容设计
(1)关注化学学科发展，讲授内容与时俱进。化学学科随着时代的发展而不断发展，所以基础化学原理绪论课的讲授内容必须能够体现化学学科的发展。比如在向学生介绍化学的定义时，需要使学生认识到化学的定义有一个逐渐演变的过程。在19世纪，化学被认为是原子的科学，发现新元素是19世纪到20世纪上半叶化学科学的前沿;随着20世纪下半叶科学的迅速发展，化学的主要任务不再是发现新元素，而是合成新分子，所以化学被认为是分子的科学;进入21世纪，由于化学的研究对象和研究内容大大扩充，研究方法大大深化和延伸，化学被认为是研究泛分子的科学［2］。泛分子可以分为原子、分子片、结构单元、分子、超分子、高分子等10个层次。鉴于课时及学生的知识水平有限，笔者没有对这10个层次一一讲解，而是以艾滋病毒(HIV)与C60能够形成超分子，从而利用C60可以抑制HIV为例，简单介绍超分子的概念，使学生对当今化学学科的研究对象认识更加深刻，且对化学这门学科有了一个崭新的认识。
(2)根据不同专业因材施教，树立专业思想和信心。对于不同专业的学生，绪论课讲授的内容应与其专业有一定联系。本文以授课对象是化学工程专业的学生为例，说明绪论课在内容设计上要有针对性。在向学生讲解化学学科在科学领域及国民经济发展中的地位时，为说明化学技术能创造出巨大的经济效益，笔者着重向学生介绍2007年度国家最高科学技术奖获得者闵恩泽教授。他接连攻克重重难关，最早研制出了我国炼油工业急需的催化剂，奠定了我国炼油催化剂发展的基础。之后我国炼油催化剂品种不断丰富和齐全，并形成系列，不但大大满足了国内炼油生产的需要，也使我国逐渐成为世界少有的裂化催化剂出口国之一。丰富生动的实例使学生认识到从事化学化工行业大有用武之地，而当务之急是学好基础课程———基础化学原理。在向学生介绍化学学科的发展趋势时，我们引用了徐光宪院士的观点“21世纪的化学研究有六大趋势”［2］，针对化学工程专业的学生，笔者重点向学生介绍这六大发展趋势中的第四和第五大趋势。首先向学生介绍第四大趋势即合成新分子和新材料仍是化学学科的主要任务，以满足人类生活和高新技术发展的需要。之所以向学生重点介绍第五大趋势即造成污染的传统化学向绿色化学的转变是必然的趋势，是因为传统的化工企业在满足社会发展需要的过程中，也同时带来很多严重的负面问题。此时应向学生明确指出，化学化工行业不是环境污染的罪魁祸首，化学是能够治理环境、保护环境的。作为一名化工专业的学生，更加有责任学好化学、用好化学，以保护我们的生存环境。由此引出“走绿色化的道路是化学工业发展的唯一出路，也是必然趋势”。此外，根据学生的反馈信息，大一新生已对今后的就业密切关注，所以我们在绪论课教学中对学生今后的就业前景进行了简单介绍。通过以上有针对性的介绍，能够使学生对本专业具有更加深刻的认识，同时使学生坚定了献身化学化工事业的信念和决心。
(3)密切联系实际，旁征博引，使教学内容具有时代性和趣味性。如果教学内容枯燥无味，仅仅是一些定义和原理的简单堆积，就不可能吸引学生的注意力，收不到应有的教学效果。为了讲好绪论课，我们充分利用期刊及网上资源，搜集了许多新资料，并利用多媒体向学生提供了大量与教学内容相关的自然、人文图片以及动画等资料，力求使教学内容具有时代性和趣味性。比如无机化学与分析化学的研究内涵就是通过具体实例(如某著名进口品牌化妆品检测出禁用成分铬和钕)引出的:通过介绍铬与钕的特征与性质引出“无机化学是研究所有元素的单质和化合物的组成、结构、性质和反应的学科”;通过引用检测机构对铬和钕含量的测试结果指出“分析化学是研究物质组成成分及其含量的测定原理、测定方法和操作技术的学科”。资料的搜集和整理以及图文并茂、生动有趣的多媒体课件的制作需要花费大量时间和精力，但为了提高绪论课教学质量，这个过程是必不可少的。
(4)推荐一些重要的化学学科参考资料，营造一定的学术氛围。为满足大一新生的求知欲，初步培养和锻炼学生的科研兴趣与能力，在绪论课中介绍一些国内重要的专业性期刊及查阅专业文献的途径和方法是必要的［3］。我们结合基础化学原理课程内容，向学生介绍了中国化学会主办的《分析化学》和《无机化学学报》、中国科学院上海有机化学研究所主办的《化学学报》、吉林大学和南开大学主办的《高等学校化学学报》等，这些期刊登载的无机化学、分析化学等领域研究论文，反映了这些学科的最新研究成果和国内外发展的最新动态。由于学生刚进入大学，对以上教学内容的接受与领会需要一个过程，但通过以上做法，在绪论课教学中营造了一定的学术氛围，开拓了学生的视野，并启发了学生的科研意识。
关键词： 化学教学 双语教学 教学管理
根据《朗曼应用语言学词典》，双语教学分为immersion、maintenance和transitional，即“浸入型”、“保持型”、“过渡型”3种类型，而我们通常进行的是保持型双语教学，即在稍高年级，一般是二年级以后使用第二语言进行部分学科的教学。高等学校双语教学冲破了原有的外语(一般指英语)教育模式和专业课教学模式，使学生能有效掌握学科专业术语和英语表达特点，培养英语思维能力，阅读和翻译英文专业资料，并在学科专业英语中运用自如［1］。2004年以来，我们结合学生学习情况，在化学、应用化学、化学工程与工艺等专业开展双语教学，课程涉及分析化学、仪器分析、结构化学、绿色化学、化学专业英语等。通过加强双语教学环节管理，强调教学环节中课前预习、课堂练习、课后作业中各步的训练，提高学生的双语自主学习能力和专业外语翻译能力，也提高了毕业论文实验创新、写作能力。
一、选择合适课程开展双语教学
双语教学对于新升本学校，是“阳春白雪”，曲高和寡。但是为了发展，为了适应人才国际化的要求，有必要不断进行探索。首先可以选择较高年级的专业课进行双语教学。年级太低，一方面，学生英语基础较差，正在学习公共英语，会觉得基础英语还没学好就学专业英语，不符合一般的逻辑。另一方面，许多学生还在复习英语以迎接英语四、六级考试，会认为自己的英语学习负担本身已经很重，如再增加专业课双语教学的英语学习，会觉得负担过重。其次应该考虑到双语教学的师资问题。新升本院校刚从专科层次升入本科，本科教育的基本教学体系尚未完全建立，公共课、专业课教学师资力量还相对不足，科研水平高、教学能力强、外语基础好的教师更少，所以应该选择师资力量强相对较强的课程进行试点。在实践中，我们选择了二年级以后开设的课程，如分析化学、结构化学、绿色化学等课程首先进行双语教学改革，收到了较好的效果。
二、进行课程内容和教学方式改革，强化创新能力培养
双语教学课程需要担负起学科专业英语的部分教学任务，为了让学生的总体学习负担不增加太大，有必要对原有的非双语教学内容进行调整，比如对相关学科的专业词汇进行学习，在应用部分以毕业论文实践教学为导向，增加相应的外文学术论文范例的讲解，对知识性的内容主要由学生进行自学，等等，以此优化课程结构。
不少课程虽然专业师资力量得到加强，教师的学术水平也不断提高，甚至由外语基础较好的博士、硕士担任教学任务，但是由于国内英语口语教学的不足，专业课教师的英语口语大都不尽人意，利用多媒体教学可以展现需要教给学生的大量外语词汇乃至关键句子，可以避免单纯由教师宣读所引起的误解，提高双语教学的准确度和教学效果。双语教学需要掌握大量的专业英语词汇，而一般的化学化工辞典一些最新的专业词汇无法查到，而且普遍没有发音。网络词典恰恰克服了这些缺点，利用网络教学手段可以有效地培养学生查找专业英语词汇特别是搜索查找新词、生僻词的能力。
在双语教学的学科专业外语训练阅读或翻译训练中，初见生词时，可根据它的构词形式，上下文关系和情景关系对它的可能含义作出假设。词缀可提供语法意义，词根往往可提供词的实际意义。上下文也可作为提供词汇意义的线索。学生可据此学会正确地猜测词义［2］。但是猜测毕竟是猜测，一定意义上和严谨的科学精神相悖。对于双语教学中遇到的外语专业术语，如果不能准确地翻译，有时可以不翻译。随着互联网科技论文数据库和搜索网站的发展，可以有多种方法在网上解决生词查找的问题。比如可以利用“爱词霸”、“海词”、百度词典等在线英汉词典进行查找(图1)。
还有一种更强大的查找方法，即利用百度、谷歌等互联网搜索网站，通过搜索科技论文数据库网页进行相关内容对照，可以准确地翻译外语专业词汇(图2)，其根据是科技论文数据库论文中文献的中英文标题、中英文关键词和中英文摘要内容上的互相对应。
三、加强对双语教学的支持和教学管理工作
双语教学的推行业给教学管理提出了新课题。目前大家对外语教学特别是英语教学存在诸多质疑，一种观点认为我中华泱泱大国，没有必要全民学英语，浪费教育资源去培养市场不必需的亿万英语人才。这种观点我们也赞同。但是另一方面，有些人才群体却需要加强外语学习，特别是科技人才。为了追赶国际科技水平，他们需要准确、快速地阅读外语科技论文，与国际科技同行进行交流，掌握国际上科技研发的最新信息，促进我国科技创新能力的提高。因此，相关教学管理者需要积极鼓励和支持双语教学的开展。比如，加强双语教学的相关课程教学档案建设，做到一门一档案，把各学期各门双语教学课程的教案、课件、考核材料等教学资料认真归档，做好传承，使得以后从事相关课程双语教学的教师特别是青年教师有案可查。此外，提高教学工作量计算系数，对从事双语教学工作的教师进行适当的精神和物质鼓励。
双语教学既能促进相关教师提高教学能力，又能增加学生对专业学习和外语学习的兴趣，通过强化查找、阅读和翻译外文文献的训练，为毕业论文实践教学打下基础。在双语教学课程中安排大量的学生自主查词、自主翻译，以及学生讲解课文的自主教学，不仅“授之以鱼”，而且可以达到“授之以渔”的目的，学生和教师都能增强双语教学的信心，使教和学的积极性都得以提高。
参考文献：
［1］谈多娇．高等学校双语教学的关键环节［J］．教育研究，2010，(10)：91．
［2］刘红英．分析化学专业英语教学方法刍议［J］．职业技术教育，1997，(11)：41．
专业学术之路
孙益民教授是恢复高考制度后首届大学生，就读于安徽师范大学化学系，毕业后的第一份工作是在母校的化学系物理化学教研室从事《物理化学》等专业课的教学工作，第二年起担任了化学系的实验室主任一职。
孙益民教授兢兢业业，教学和科研工作两手抓，两方面都作出了突出成绩。由于精湛的专业技术和深厚的学术功底，1987年国家教委将他派往到四川外国语学院学习，随后前往瑞典皇家工学院物理化学系学习，从事计算机在物理化学、物理化学分析、化学工程教学与研究应用的课题研究。在瑞典学习期间，进行了包括红外、紫外可见光谱、质谱、核磁共振、X射线、化学分析电子能谱等多项内容在内的波谱学及波谱仪器的使用维修理论和技术研究工作，均取得了优异的成绩。
回国之后的孙益民教授返回母校工作，担任化学系物理化学教研室的讲师、副教授，从事多门课程的教学事务，同时还承担了学校的多个科研项目，与此同时，他也没有停下自己在科研道路上不断求索进取的脚步。自1994年起他在北京科技大学物理化学系攻读工学博士学位，研究方向是“稀土金属卤化物相图计算与模式识别评估”，在此期间参与了两项国家重点自然科学基金研究项目，其中“冶金物理化学若干前沿问题探讨”为重大项目，同时还在“无铅焊料研究”课题项目中担任了神经网络计算焊料的表面张力研究工作。
1996年至1998年，孙益民再次出国深造，就读于加拿大蒙特利尔大学工学院，主要攻读方向为材料热力学研究。1998年10月份返回北京科技大学，就读于冶金学院，1999年6月份以优异成绩通过了博士论文答辩，之后回到安徽师范大学，历任有机化学研究所所长、化学与材料科学学院科研副院长、教授、博导等专业技术职务。
回首孙教授的求学历程，扎实的学术功底和严谨的治学精神为他今时今日取得的成就奠定了坚实的基础。
用心培育人才
孙益民教授在国内外的权威学术刊物上发表了数十篇各类学术论文，在材料科学、物理化学、稀有金属有机化合物物理性质研究、超临界流体提取技术系统研究等多个专业领域均有不凡的建树，但是谈及自己，他对自己的身份定位始终有着“大学教授”这一项，教书育人、为国家培养科技人才既是梦想，也是他从未曾偏离的坚持。
早在上世纪80年代大学毕业初期，那个时代的大学生是时代的骄傲、社会各行业都紧缺的人才，孙教授就已经选择了留校任教，从事紧张繁重的科研实验工作的同时还担任了化学系“物理化学”和“物理化学实验”等课程的教学工作。
在瑞典皇家工学院学成归国之后，回到安徽师范大学的孙益民作为科研中坚力量承担起多个纵向和横向研究项目，同时他依然没有放松教学工作，担任了“化工仪表自动化”、“分析仪器使用及维修”，用英文开设“物理化学”等多门课程的教学工作。
虽然因为继续求学的原因，孙益民有五年时间分别在北京科技大学和加拿大蒙特利尔大学度过，取得博士学位回到安徽师范大学后的他研究工作更加繁忙、研究任务也更重，但是教学工作始终在他的工作当中占了相当的比重。他坚持在教学的第一线培养青年一代的科技工作者，在化学与材料科学学院先后担任研究生导师和博士生导师，多年来，已经为祖国培养出了多位在化学与材料科学领域学有所长的青年人才。
研究硕果累累
孙益民教授的研究方向包括了材料热力学的优化与计算、天然产物提取的物理化学机制研究、金属有机化合物物理性质计算的应用研究、多组分共存物系浓度同时测定计算应用研究、相图模式识别构筑、新型结构材料改性研究、微波法制备纳米材料、熔盐化学与技术、中药现代化研究、农作物脱农残研究、医用复合材料研究、生物质杀菌剂研究、超临界流体提取有效成分群工艺系统研究、活性炭绿色生产工艺、重金属同时检测及脱除、农药残留快速同时测定、大米脱农残研究等多个领域的项目，2010年提出室温（常温）沥青概念，为节能减排二氧化碳做出贡献。
研究项目当中，其中有国家自然科学基金研究项目和安徽省自然科学基金项目以及高校自然科学基金项目，不少已经获得了发明专利或实用新型专利，其中的医用复合材料已经开始了有规模的产业化生产。
累累的研究硕果为孙益民教授赢得了荣誉，先后获得北京市科学技术进步二等奖，中国高校科学技术进步二等奖以及安徽省教育厅优秀教学成果奖等多个科研和教学奖项。
工业技术优化
孙益民教授集三十年从事高等教育经验，二十多年的科研经历以及十多年的工业实践，在数据采掘、神经网络应用、非线性科学、材料计算设计等领域的探究，以及在化学化工领域、工业技术等方面积累的经验知识，在21世纪初自主研发了多因素多水平多目标可视化分析m³VA方法。可以较为有效地解决实验科学和工业技术优化的“多因素多水平多目标问题(m³)”这一世界性难题。2005年起被联合国经济及社会理事会聘为谘商专家，谘商领域为材料科学、天然产物科学、物理化学、计算化学。
M3VA方法在多个工业技术领域方面得到了成功应用，确实解决了很多困扰各类企业的技术难题。如常温沥青、沥青混料研究、高分子材料改性研究、中医骨伤外固定材料、大米脱农残、超临界二氧化碳提取植物有效成分群系统研究、化工工艺优化、多元物质混合焓神经网络模型研究、重金属同时测定研究等多个工业领域中的问题。孙益民教授多次出访美国、加拿大，2011年1月又随安徽省新能源团去德国进行技术学习交流。在国内，孙益民教授一直坚持免费为企业提供工艺优化设计。
目前列入推广的工业化技术有：I²S-MH (中药-保健品原料工业信息化系统)；TOMDO(新材料设计与优化技术)；TOSMAS(一步法沥青混料技术)；I²S-C (化工工艺优化技术)；ACIP(活性炭精深加工产业化)；I²P-1 (高分子材料改性系统技术)。
结合案例教学、增强理性认识
教学过程可以适当穿插案例教学。案例教学是环境化学教学中实现理论联系实际改进环境化学课教学的有效方法之一［3］。在教学过程中，可以根据教学内容，将世界上发生的一些重大环境污染事件作为案例进行剖析，并围绕案情发展而展开与学生进行互动式教学，使学生对这些事件从感性认识上升到理性认识，对所学的专业知识有更深刻的理解和更透彻的认识。当然，案例的选择要有明确的教学目的，要有时效性、典型性。例如，在讲述重金属污染时，结合一些公害事件，与学生一起讨论重金属的来源、危害、症状等，并剖析其中的迁移转化过程。学生很容易记住水俣病事件是由于重金属汞引起的，骨痛病则是典型的镉引起的中毒事件。再如，伦敦光化学烟雾事件，可以展示拍摄的伦敦烟雾事件照片，在浓雾笼罩的伦敦街头，能见度极低，交通拥挤且事故频发，人们惊慌失措，眼睛流泪，众生相都痛苦难耐。这些照片配上文字说明，让学生感同身受，记忆深刻，自然激起了学生的学习兴趣。另外，新闻媒体几乎每天都在报道与环境有关的新闻事件，也可以利用这些新闻事件作为教学内容的切入点，能够吸引学生的注意力，从而有效地贯彻教学内容。比如，可以引入了陕西东岭冶炼有限公司致陕西凤翔800多名儿童血铅中毒这一新闻事件，接着与学生一起对铅污染的来源、铅中毒的危害和防治措施。另有2009年8月湖南湘和化工厂重金属镉污染事件，半径500米内田地休耕，509名村民尿镉超标。以2005年11月13日吉林省中石油吉林石化分公司发生爆炸引起的“松花江污染事故”作为典型案例，阐明了苯、硝基苯等类有机污染物在水体中的分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用和生物降解作用。这样既可以丰富教学内容，还可以增强教学效果。如巢湖蓝藻事件，将水体的富营养化与氮磷等无机盐在水中的迁移转化相结合，让学生分析巢湖水体的黑臭、藻类大量生长和鱼虾死亡污染现象背后的环境化学机理。通过理论与实际案例相结合的方式，引导学生以环境化学的基本原理分析事件发生的原因，大大深化了学生对环境问题和环境化学规律的认识，激励学生提出解决该类环境问题的工程技术手段、管理手段和法律手段等，培养学生分析问题和解决问题的能力。
强化科研思想、培养创新能力
由于本科生在学习过程中接触科研课题的机会较少，将实际课题融入到教学内容中，可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣，培养创新能力［4］。在教学过程中，如在讲授室内空气污染时，以新房装修带来的氨、甲醛、挥发性有机化合物等污染物超标问题。介绍相关老师从事膨润土有机改性进行开发房屋装修有害气体净化剂的科研项目，介绍项目的研究思路、研究方案和研究结果，从中可以引导学生进行思考。当讲到水中有机污染物的迁移转化时，介绍相关老师从事的农产品加工的高浓度有机废水的生物治理及回用技术的科研项目，介绍番茄酱加工过程中的有机废水和油脂加工过程中的大豆废水等处理的研究方案及取得的科研成绩。同时，对提供的科研项目为研究主题，教师可推荐学生查阅、分析相关文献，培养了学生对资料分析和处理能力，要求学生结合自己的专业知识尝试设计研究方案，通过进行课堂汇报讨论或撰写小论文的形式介绍各自的研究思路、研究方案和预期研究成果。最后由教师对其进行评价。这对于培养学生分析问题和解决问题的能力，培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。再如针对新疆农业大面积推广膜下滴灌技术，造成了地膜的大量使用，从而出现了白色污染的严重危害现象，针对这种现象，老师课堂上可以提出来，让化学工程和应用化学专业的学生分析如何解决这一问题，再比如，目前房屋装修造成室内空气污染现象非常严重，尤其是一些挥发性有机物如甲醛、苯系物等容易导致人的疾病，引导学生利用自己专业知识去思考解决这一问题。可以开发具有光催化特性的吸附剂来光降解空气中有害气体，以及研究开发可生物降解和光降解的地膜。这样可以加深学生对污染物的生物降解和光催化降解的理论知识的理解，而且可以使学生深化课堂内容、扩大知识面，同时使学生树立研究思想，培养研究兴趣，对科研工作的全过程有一个感性认识，同时可以引导学生通过参与教师的科研项目，进一步培养科研兴趣及科研能力。
突出区域特点、激发学习兴趣
环境化学是研究环境污染物的产生、变化、发展规律及其污染物对环境影响的一门学科，针对学校所处的新疆的实际区域特点，可以结合新疆具有丰富的资源或能源，从发展地方经济特色出发，对将来可能引发一些环境问题进行阐述，从而提出一些预防和治理的对策，来提高学习的兴趣和学习效果［5］。比如，讲到在大气环境污染内容时，对新疆一些地方典型煤烟型污染进行分析，尤其是新疆部分城市的冬天空气质量较差，空气中弥漫着烟雾的气味，主要由于新疆冬天较冷，燃煤取暖造成大量烟雾的排放，再加上有些城市煤炭资源浪费严重，环境污染日趋加剧，城市可持续发展受到严重制约。因此，对于新疆正处于跨越式发展时期，大力发展石油化工、煤化工产业和矿产资源的开发的同时，要加大环境保护的力度。因此，对于煤矿开采造成地下水破坏及污染进行分析，并介绍土壤污染退化的一些环境问题，引出煤矿、石油基地及矿产资源等生态问题的形成及防治措施，从而体现出国家可持续发展战略实施的重要性。另外，结合地方区域特色教学，一方面因学生关心自己周围环境可以提高教学效果，更重要的是学校的办学宗旨是为地方经济建设培养人才和科技服务，这样可以很好地促进地方与学校的通力合作、共同发展，这也是高校将人才培养、科技服务与地方生产相结合，达到高校产业化目的的关键一环。因此，将书中许多描述性内容与我们身边的实际环境问题及区域特色紧紧地结合起来，使枯燥的东西变得多味了，使抽象的东西具体化了，同学们普遍认为，该方式调动起了大家的主观能动性与积极性，增加了理论与实际的联系，激发了学习环境化学的兴趣。
研究性教学的实施离不开教学内容的创新。因此,根据课程教学目标和研究性教学模式特点,课题组成员贯彻“重思想、重方法、重应用”的教学理念,以“结构物理性质制备方法化学性质反应机理反应规律主要用途”为主线,精心设计了由结构与命名、反应类型与机理、合成设计基本理论、合成方法与技术等四大知识模块组成的有机化学理论课程研究性教学内容。特别强调处理好教学内容的基础性和先进性的关系,不仅加强基础知识和基本理论,重点讲解有机化学反应原理和方法,而且注重把有机化学学科的发展前沿和生产中的最新应用,以及相关学科的交叉知识等研究性内容引入课堂。例如:绪论课中,教师从衣、食、住、行、医疗保健、环境保护、生命科学等方面入手,介绍有机化学及有机化合物在生产、生活中的应用及重要作用。而且引入绿色化学、富勒烯家族、有机纳米材料、有机光电功能材料、生命有机科学的糖化学、DNA重组技术和定点突变技术、蛋白质化学的分子识别技术等学科前沿[3],早期给学生渗入有机化学学科前沿和应用意识。并通过大量生动形象的图片、事例来反映有机化学世界之神奇和有机化学工作之乐趣,使学生初步了解当代有机化学的发展动态和最新成果、拓宽知识面,激发学生学习与探究有机化学知识的兴趣。教学过程中,课程组成员积极探索“问题式研究性教学法(PBL)”。根据教学内容,教师课前精心设计能够引导学生对学习对象产生研究兴趣或质疑态度的一系列问题,创设一种类似科学研究的教学环境和途径,为所有学生营造研究性学习氛围。课上应用生动的语言描述简单事例,以案例或图片形式把每节课的主要内容展现给学生,激发学习新知识的兴趣和主动性,使学生带着解决问题的热情去听课[4]。同时采用案例分析、启发式、讨论式等多种教学方法,逐步引导学生进行研究性学习,将问题逐一解决,实现学生在研究性“教”与“学”的过程中获取知识、训练思维、培养能力的目的。例如:讲授立体化学章节时,首先讲述一个简单例子:小芳梦见自己来到了神奇的镜像世界,发现平时最爱吃的口香糖变成了香菜味道。告诉学生口香糖味道改变的真正原因是所含主要化学成分“香芹酮”的手性,手性的存在使香芹酮具有互为镜像的R型和S型两种异构体,而两种异构体的性能不同。学生就会产生强烈的好奇心,很想知道日常口香糖中香芹酮的结构到底是怎样的?这时,教师适时提出本章所要解决的主要问题:(1)什么是手性分子?(2)什么是对映异构体?(3)如何判断对映异构体的绝对构型?学生的注意力很快就集中到特定的问题情境中,带着疑惑和探究答案的激情参与到教学环节中,进行主动学习。通过教师的引导和重点讲解,以上问题逐一解决,学生在下课前,能够运用所学的立体化学知识,顺利地确定口香糖中香芹酮为S型异构体。这种以问题为载体的研究性教学模式符合学生勇于探究的心态,便于学生实现从“要我学”到“我要学”的转变。学生经历了艰辛的思考过程之后,不仅能够深刻理解所学内容、感受到主动获取知识的乐趣,而且增强了运用理论知识解决实际问题的能力。
二、建设三层次实验教学新体系,推进研究性学习,提高学生的综合素质和创新实践能力
以“方案设计物质制备分离提纯结构表征性能测试”五要素为主线,以培养学生的创新实践能力及科研兴趣为目标,建设了螺旋式上升的“三层次”(基础型、综合设计型、研究创新型)有机化学实验教学新体系。通过删减简单的验证性实验,在原有基础型实验中增加设计性元素,把有机化合物的典型性质实验安排在相关的合成实验中,提高基础型实验的教学起点。通过串联序列化的多步骤合成、提纯、分离等多个单元操作,构建综合设计型实验项目;例如:将乙酰苯胺、对硝基乙酰苯胺、对硝基苯胺三个合成实验合并成一个综合实验。研究创新型实验包括方案设计、合成反应、分离提纯、产品结构表征或元素分析等多个阶段。大多数实验项目是结合教师科研课题或者学科研究热点凝练而形成的,内容新颖,难度适中,具有本科生进一步可研究探索、发挥一定创造性的空间,能够充分调动学生的研究兴趣。该实验教学新体系由基本单元技能训练到综合技能训练,最后进入研究创新实验技能训练,循序渐进,体现了有机化学实验自身的系统性和规律性。研究性实验教学模式通过改进实验内容和教学方法等,激发学生自主学习和探究动机,是一种培养学生研究兴趣的新型教学方式,适应当前教学改革的要求。因此,课程组成员探索了“分层次开放式”的研究性实验教学模式,使学生科研意识和科研能力的培养融入到正常的实验教学秩序中,基础型实验采取开放式预习和互动式教学方法,加强实验的启发性,增加学生动手动脑、查阅资料的机会。综合设计型实验采用必做实验与选做实验相结合方式,为学有余力的学生提供更多的锻炼机会,全面提高综合实验技能。研究创新型实验既要求学生必须掌握一定的有机化学实验知识和实验技能,又能够灵活地、创造性地综合运用这些知识和技能。教学实践过程中更注重研究性,主要体现在实验的内容、方法、技术和过程等多个层面,采用实验教学与科研项目相结合的开放式教学方法。学生自主选题,在“查阅文献、方案设计、实验准备、实验操作、结果分析、撰写报告、汇报讨论”等环节中,以学生为主体、教师为主导,教师给予全方位的研究性指导,为学生提供更多的自主学习空间,发挥学生的主观能动性,进行自行设计、独立实验、主动思考与讨论。同时倡导团队合作,合理分工、共同探索研究,调动学生研究性学习的积极性,增强学生发现问题、解决问题和团结协作的能力。
三、提供多元化的课外实践途径,鼓励学生参加科研训练,培养学生的科研素质
东南大学作为一所研究型大学,拥有高素质的师资力量、先进的实验设施、学科发展及项目资源优势,通过由专题研究、科技创新、学科竞赛、SRTP活动组成的“四路并进综合实践”环节,为本科生研究性教学模式的实施提供了良好的课外科研实践平台。结合理论课程教学内容,教师拟定研讨主题,例如自己身边的有机新材料、微波辐射有机合成新方法、足球烯家族等有机化学热点问题。鼓励学生选择感兴趣的内容,利用网络和图书馆资源查阅相关文献、自拟题目、撰写课程论文。通过组织学生“专题研究”汇报,加强师生间、学生间的交流研讨和教师点评总结,使学生了解有机化学、有机化工与社会和生活的密切联系,培养学生的探索兴趣、诱发学生的创新萌芽。“科技创新活动”通过展示科研训练成果和实验方案设计,激发学生的创新意识。鼓励和资助学生积极参加学科竞赛,培养学生的创新实践能力。依托学科发展优势,结合教师科研课题,鼓励学生自主申报“SRTP项目”,引导学生参加科研实践、感受学术氛围,接受科研训练,激发学生的科研兴趣,学会如何通过实验现象和数据处理,分析讨论实验结果,运用理论知识解决实际科研问题。多元化的课外综合实践途径能够促进学生自主研究性学习,帮助学生延伸课内知识、拓展课外知识,提高学生的文献检索和阅读能力、综合实验技能、分析讨论、交流表达、论文写作等综合科研素质,培养学生的创新思维和科研创新能力。
四、探索研究性教学新的考核方案
研究性教学模式评价系统应该遵循学习过程评价和教学目标管理相结合的基本原则,进行多种方案的探索。因此,在有机化学研究性教学模式实施过程中,改变以往期末“一张考卷定高下”的做法,考核评价内容从以知识测量为主转变为以能力测量为主。加大平时考核力度,平时考核包括一系列有利于引导学生提高实践能力和科学素质的内容,例如:教学基本知识的测验、学习阶段总结、综合问题讨论、课程论文、作业质量等。理论课程采用“平时作业及测试成绩×15%+学习阶段总结×10%+课程论文成绩×20%+课堂讨论成绩×10%+期末考试成绩×45%”考核方案。针对“三层次”研究性实验教学新体系,实验成绩考核主要根据学生查阅资料、实验方案设计、实验预习、实验操作、报告撰写、分析问题及解决问题的能力,指导教师对学生在不同阶段所表现的实践能力分别给出相应分数,按照一定权重,加权平均,最终进行综合评定考核。新的考核方案贯穿于整个学习过程,是对学生在研究性学习过程中获取知识、探索研究、思维创新等多方面能力的综合评价,有利于开辟教师研究性“教”和学生研究性“学”的新局面,为在课程教学中贯彻素质教育、能力培养营造宽松的环境,培养学生的创新思维和创新实践能力。
关键词:精品课程;无机及分析化学;课程建设;实践
无机及分析化学是我校首批校级精品课程,2008年被批准为四川省精品课程。该课程是材料、环境、食品、生物、生技、制药、农学、园艺、动科、安全和辐射等专业非常重要的一门基础课,它是根据无机化学与分析化学两门课程联系紧密的特点,将无机体系和分析体系进行有机融合,既继承了无机化学理论知识的系统性,又突出了分析化学实际操作的应用性,减少了教学中的重复和脱节内容,有利于教与学。该课程涵盖了无机化学与分析化学的主要内容,用热力学、动力学的知识揭示无机反应的方向和历程;把最新的量子力学成就作为阐述元素和化合物性质的理论基础,从而拓展到重要元素及其化合物的组成、结构、性质和变化规律;运用溶液中四大平衡原理进行滴定分析,确定物质中各组分的含量。
一、无机及分析化学课程系列教材的建设实践
教材是教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的载体,是教学内容和课程体系改革的主要标志,是精品课程建设的重要组成部分。在深化教学改革中,实现教材建设的创新是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。根据非化学化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与现代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》。该教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体现了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强,简化分子轨道理论、晶体场理论等过于难深的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。教材把知识传授、能力培养和素质提高融为一体,体现了教育思想、教学观念的转变。编写教材力求使量和单位在体系上、名称和符号上系统化,科学、严谨地反映当代学科的发展,使基本概念更为科学、严谨、清晰,编写结构层次更加合理。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使本教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于材料、环境、生物等主要专业大类。
由于无机及分析化学课程的内容多,课时相对较少,教学进度快,教师在课堂上难于列举足够数量的例题,教材因篇幅限制,例题数量有限;同时该课程一般在大学一年级的第一学期开设,学生预习、复习较吃力,学习时也感到基本概念多、重点难于掌握、计算题解题困难等。为适应学生对本课程的学习、复习和练习的需要,启迪科学思维,培养学生的独立学习和创新能力,我们编写了配套的《无机及分析化学学习指导》。学习指导书主要解决学生在学习理论课程时抓不住重点的问题,对每一章知识的重难点进行了梳理和总结,精选了例题;通过对教材后的习题解答,旨在引导学生如何审题和解题,以巩固和掌握本课程的基本原理和基本知识;通过自测习题可检验学生的学习效果,提高学生的解题能力;模拟试题及研究生入学试题,力求题目典型,覆盖面广,使学生既能尽快地适应大学的学习方法,又能较好的掌握课本的内容,同时也是学生期末考试和考研生复习的好参考。
因学习指导书编写了教材所附习题的详细解答过程,再布置书上的习题就失去了意义。为了使学生有更多的练习机会,并了解学生对所学知识的掌握情况,我们把章节内容分板块,按试卷格式编写了8个单元练习题,包括选择题、判断题、填空题、简答题、计算题,这给学生交发作业和教师批改等带来了极大的方便,同时也有助于学生参加期末考试。另外,我们还编写了无机及分析化学实验指导书,主要内容包括:化学实验安全知识、基本操作、基本技能实验、综合应用实验和设计实验。
二、无机及分析化学课程网站建设
按照国家精品课程的要求对本课程进行了全面建设,建立了无机及分析化学精品课程网站。本课程已上网的资源包括课程负责人及主讲教师(基本信息、教学情况和学术研究),教学队伍(人员构成、队伍结构、教学改革与教学研究、师资培养),课程描述(历史沿革、教学内容、教学条件、教学方法与手段、教学效果),自我评价(课程主要特色、课程地位、存在的不足),课程建设规划,学校的政策与措施,支撑材料等栏目内容。课程网站(jpkc.swust.省略/c270/Course/Index.htm)包括课程简介,教学方法,有关课程的管理规章制度(包括教师教学工作规范、师资队伍建设规划与措施等10项),各层次教学大纲与教学要求,各章的教案与讲稿,电子课件,实验教学(实验规章、实验考核、安全知识、实验操作、实验指导、实验测试、视频资料、实验环境与条件),授课录像,教学互动(各章的学习指导、习题解答、自测试题),考试导航(单元测试、课程试卷、模拟试题、考研试题),在线交流,在线考试,知识拓展,化学用表,参考文献等栏目。现在无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、精品课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生的学习几乎不受时间和空间的限制,无论何时何地都有一个无形的老师,学生完全可以掌握自己的学习过程。
在教学理念方面,我们把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练、强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不了无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,我们建立了材料类、环境类、生物类3个模块相关专业的课程体系和教学内容。
三、改革教学方法,加强师生互动
现代化教学方法和手段是精品课程建设的重要途径。尽管传统的讲授方法在传授大量知识方面是有效的,但单靠传统的讲授方法却不能很好地调动学生的积极性,不利于鼓励学生对超越课堂知识的记忆,并以此对这些内容进行反思。学分制的改革,作为基础课的无机及分析化学的学时数也在降低,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法方面,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授+课外讲座+辅导答疑+考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。
精品课程的教学应为学生创造条件,让学生对所讲的内容进行反思,提出问题并思考对问题的解决方案,教师重视通过提问和课堂讨论让学生对课堂上的信息进行分析。因此,课堂讲述的主要功能不再是对书本知识的灌输,而应是理论与实际相结合地对知识进行系统化的阐释。教师首先要抓好备课一关,同时要提高讲演水平和驾驭课堂的能力,脱离讲稿以增加感染力,进行启发式教学。互动教学法是充分发挥教师和学生二者主观能动性的教学方法,其常用的方式有答问式、问答式、讨论式等多种形式。“答问式”“问答式”“讨论式”三种方式中的每一种方式都有其特点和特定的适用范围,教师必须有选择地加以灵活运用。课堂教学中注重学生自学能力和学习兴趣的培养,兴趣是学习的动力,创造的源泉。无机及分析化学的学习在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大的提高,我们要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,对有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用现代教育技术,将传统的教学方式与现代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,课程组制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表现课程教学内容,并将多种形式的课程教学资源上网。
不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学的知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0～10分,若能达到公开发表的水平最多可以加10分,但课程总成绩最多为100分。
四、无机及分析化学实验课的改革
实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有宽的基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是现代意识、竞争意识的培养。传统的化学教学方式是所有学生做同样的实验,教师从最基本的原理讲到实验中的每一个细小点,学生完全处于一种被动接受状态,这样既限制了学生的思维、学习的积极性与主观能动性,又影响教学效果。实践“一体化、多层次、开放式”实验课程教学模式,构建了符合我校培养目标和学校特点的实验课程体系。本着“化学教育既传授知识和技术,又训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”的全面化学教育准则,自2004年起,根据我校实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验―综合实验―设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,开出了适合我校不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生提供个性发展,开发其潜能以及为优秀学生脱颖而出创造了条件。针对生源及学生的实际水平,采取分层次教学;针对专业及学时,实验内容分必做和选做,对学时太少的专业重在基本技能训练,要求获得过硬的操作能力。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行实验,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系、多模块的实验教学内容、预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施:
1.对无机及分析化学实验教学内容进行了删减与重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。通过对原有实验项目的整合,实现了实验教学内容体系的整体优化。在教学过程中注重对学生环境保护意识的培养,为学生灌输绿色化学思想,积极开展绿色化学实验研究,并推进化学实验教学的绿色化。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,建立了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”。如滴定分析实验,将标准溶液的浓度由0.1mol/L降至0.01～0.02mol/L,滴定管使用25ml,锥形瓶改用100ml。试剂用量大大减少,提高了实验的安全性;产生的“三废”量很少,改善了实验环境条件,极大地减少了对环境的污染。这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。
2.正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导的实验教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富,技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
3.多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再现实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。
4.形成了基础―提高―扬优―介入科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发现、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来西南科技大学启动“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。
参考文献
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Practice on the construction of the provincial classic course inorganic and analytical chemistry
Zhong Guoqing
Southwest university of science and technology, Mianyang, 621010, China
