发布时间:2023-03-17 18:01:40
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不论是从人类认识规律,还是从发展学生的智力与能力、培养他们科学的世界观和方法论、提高他们的综合素质等角度来看,化学实验都具有十分重要的作用。一个概念的形成,常常需要一个过程。从实践出发,首先获得一种感性认识,然后经过分析、概括、推理,慢慢形成了一个概念,并在以后的发展中不断得到发展、完善。因此一个概念一般都是比较抽象的,化学概念也是这样。如果我们的教师能够科学地进行化学实验教学,无疑会激发学生的学习兴趣,帮助学生形成化学概念。同样,通过化学实验可以使学生更好地理解和深入地领会化学定律和化学原理,在帮助学生进一步消化和巩固所学的化学知识方面起到积极的作用。同时,实验教学还是发展学生智力、培养辩证思维能力的一项重要措施。
二、化学实验教学中的方法改进
化学科学的每一项成就都离不开实验。化学实验教学可以帮助学生学习元素化合物知识,形成化学概念,获得理论的感性认识,并通过抽象思维形成理性认识,而通过实验又可以验证和巩固概念、理论,使之发展和深化。化学实验是培养学生自学能力的重要手段,为培养学生实事求是、严谨认真的科学态度和科学方法提供了极好的机会,对促进学生非智力因素的发展、辩证唯物主义世界观的形成、陶冶思想情操都具有非常重要的作用。因此笔者认为在中学化学实验教学中应当注重以下几点。1.培养学生的观察能力
学生的观察能力不是自发进行的,要靠教师引导、启迪,逐渐培养而成。首先在教学中要让学生明确观察在化学实验中的作用及提高观察能力的意义,要经常要求学生预先做好观察的准备,提出明确的观察任务,制定进行观察的计划,掌握所必须的具体方法。这样有助于启发学生有目的、有计划的观察,提高了观察的效率,使学生的智力技能在良好的非智力品质的配合下迅速提高;其次是教师要根据观察对象的特征,有意识的训练学生协调运用多种感官进行观察,从而提高观察质量;再有就是指导学生学会既全面、又分清主次的观察。既全面又分清主次地进行观察,就是要求既要重点观察主要现象,又不遗漏观察次要现象;既要观察到明显的现象,又要迅速地发现不易发现或容易消失的现象,经常这样要求学生,可以培养出学生敏锐的观察能力;再还有就是指导学生将观察和思维结合,提高分析和解决问题的能力。观察的目的是探索和发现问题,达到对事物及其变化规律的认识。观察能力能引起思维能力的发展。观察越丰富、越准确,认识就越深刻,思维也就愈加活跃、广阔。观察力同时也能提高学生的判断能力。敏锐的观察力有助于对复杂的材料进行对比、分析,提高自己判断是非、区分本质和非本质的能力。教师应有意识的设计一些课题或者针对一些实验的异常现象,引导学生将观察和思维紧密结合,从而提高学生分析和解决问题的能力。总之,良好的观察能力是在实践中经过一定的训练而形成的。实验教学为培养和发展学生的观察能力提供了良好的途径,教师必须在教学中有意识的培养和发展学生的观察能力。
2.培养和发展学生的创新能力
培养和发展学生的创新能力,最重要的是要通过实验,让学生独立思考、大胆操作,在亲自实践的活动中培养和发展自己的创新精神。但是,通过教育实习和见习的亲身体会,以及一些走上讲台的化学教师的介绍,目前中学的学生实验课中,一般做法是将实验目的、内容预先按实验报告顺序列于黑板上。这严重影响了学生思维的发挥,不利于学生创新能力的发展。如果改为根据实验特点提出课题要求,引导学生运用所学知识,根据实验目的及内容,选择仪器药品,设计实验方案,然后进行实验操作。这种教学方式有助于发展学生思维的创造性,又能获得良好的实验教学效果。
3.培养学生的辩证唯物主义观
马克思说:“化学可以称为研究物体由于量的构成的变化而发生的质变的科学。”可见,化学与辩证唯物主义有着密切的联系。但是在中学化学实验教学中对学生进行辩证唯物主义教育经常被忽视了。在中学化学实验教学中,不管是教师的教还是学生的学都会受到一定的世界观和方法论的影响,特别是辩证唯物主义物质观、对立统一规律和量变与质变规律。对学生进行辩证唯物主义观点教育,就是要使学生把辩证唯物主义当作科学的世界观和方法论来理解,并用来指导当前的学习,以帮助他们找到解决问题的途径,指引他们沿着正确的方向前进。化学实验教学中对学生进行辩证唯物主义基本观点教育,有助于提高学生对实验的兴趣,提高实验效果,培养和发展学生的能力。
【摘要】随着素质教育改革的不断深入,化学实验教学已经成为中学化学教学中的重点部分。在实验教学中我们不仅要系统地将化学知识传授给学生,而且要注重培养学生的观察能力、创新能力以及科学探究能力。
【关键词】化学教学实验课创新思维习惯独立
参考文献:
[1]纪图雅.中等职业学校化学实验教学中学生思维训练研究[D].内蒙古师范大学,2005.
在当今多媒体教学盛兴的时代,课堂演示实验仍然是一种不可缺少的教学手段。其根本原因,是它具有较强的真实感。这种特性对于科学实验尤为重要。多媒体教学手段虽有很多优点,但屏幕上显示的形象,毕竟与现实的事物或现象有差异,如果不与生活中已经熟悉的对象相比较,就难以感知事物的真实形象。因此,学生还要进一步开动脑筋,去再现视频形象与真实事物或现象之间那些缺少了的环节。课堂演示实验可以直接感知真实的形象,这正是它同多媒体教学手段相比,所具有的突出特点之一。但实验装置或模拟实验设备与工业规模的化工设备相比毕竟有所不同,还需要实物教具、幻灯片、电视录像或是电影等手段来补充。这正好说明,不可能存在一种在任何条件下都适用的,尽善尽美阅读教学的教学手段和教学方法,而是根据学科性质、教学内容和教学环境等具体条件,选择采用,或者多种手段配合使用,以各展其长。课堂演示实验与实验室教学实验,各有其不同的目的。如上所述,课堂演示实验是课堂教学的一种手段,旨在提高课堂教学的效率。实验室的实验教学则是教学过程的一个重要环节,或可作为一门独立开设的课程,其主要目的是让学生初步掌握一些有关化学工程的实验研究方法和实验技术,培养学生从事科学实验的实践能力。因此,两者对于实验装置的要求,以及实验的能容和方法都有所不同。对于学生来讲,某些实验训练价值不大的项目,例如雷诺实验、流体阻力测定、流体机械能转换实验等这一类实验,作为课堂演示实验是必要的,而作为实验室教学的意义就不是很大。对于既有作为演示实验的必要,又有实验训练价值的某些实验项目,在实验内容和方法上,应尽可能使两者在小型化的基础上结合起来。在设计时,尽量考虑到教学实验的需要,以提高实验设备的利用率。自然,课堂演示实验与实验室教学实验的目的要求不同,期望所有装置都能通用也是不现实的。
2化学工程演示实验需要注意的几个问题
化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。
3结语
天然药物化学实验教学的主要目的是通过中药有效成分的提取、分离和鉴定等基本操作技能的训练,使理论与实践密切结合,培养学生分析问题和解决问题的能力,训练严格的科学的工作态度,并为药剂等后期课程和将来从事药剂专业岗位工作奠定基础。
因天然药物化学实验性质所决定,从提取分离到成分鉴定,周期较长,特别是实验中有些步骤重复性操作占用时间长,但又必须等待这一步骤完成后,才能进行下一步骤的操作,如从中药粉防己中提取防己碱、防己诺林碱、轮环藤酚碱,回流提取装置安装后,用EtOH回流提取2~3次,每次1~2h;又如从中药大黄中提取蒽醌苷元,先用20%H2SO4水解(大黄粉末)3~4h后,再用CHCl3连续回流提取3~4h[1],类似这样重复性操作时间较长而又是必须的实验步骤,学生要在实验室等待,存在着较大的时间浪费。
根据2007年卫生职业教育教学指导委员会编制的《全国中等卫生职业教育药剂专业教学计划和教学大纲》-“天然药物化学基础教学大纲”[2](以下简称《大纲》)中教学时间分配和实验项目与学时安排,按实验指导相应项目内容操作,时间是不够的(见表1,表2),而且有些重要实验项目或技能,《大纲》中没有安排或未包含(见表3)。中专学制短,课程设置较多,每门课程所必须的基本操作技能和实需实验时间不可能全满足。《大纲》明确规定:“要培养学生具有规范、熟练的天然药物化学所必须的基本操作技能”,要达到《大纲》要求,就必须保证重要实验项目或技能的学习落实,这样,《大纲》的实验学时安排与要求就有矛盾了,怎样化解这个矛盾,本文作者在实验教学中,根据天然药物化学实验特点,以充分利用重复性实验操作时间为课题进行了一些探索,取到了一定的效果。
1方法
1.1预习实验内容
实验前,要求学生全面预习实验内容,弄清实验目的、原理和步骤,特别强调为什么这一步骤要这样做,还可用哪些方法能达到相同实验目的,通过预习和思考,使学生将理论与实践有机结合起来,灵活运用所学知识,全面系统了解本次实验内容,以便在实验中合理分配和利用实验时间,避免或减少实验差错和不必要的时间浪费。
1.2利用课外时间
用相同的方法提取2~3次的实验步骤,由学生进行仪器安装并完成第一次实验操作,以后各次的重复性操作步骤或不同实验项目的重复性操作技能,由实验指导老师完成或派同学轮流利用课外时间完成。
1.3两个班级套作
如有两个相同专业的班级,对方法步骤相同而需反复多次操作的实验,可由两个班级分别完成,如提取两次时,第1个班级进行第1次提取实验操作,下一步骤实验产物由实验指导老师提供;第2个班级进行第2次提取实验操作,合并第一个班级第一次提取的实验产物,进行下一步骤的实验。
1.4穿插理论教学
对于单次时间较长的实验操作步骤,如上述大黄蒽醌苷的水解和蒽醌苷元的提取等,由学生安装仪器,操作0.5~1h,余下重复性操作除参照“1.2”方法完成外,还可将各类型成分的提取、分离、检识和实例的理论教学,选择性地在实验室利用这些等待时间较长的间隙进行。
1.5时间套用安排
任课教师和实验指导老师,注意对每一个实验项目各技能步骤作好时间上的套用安排,如利用回收溶剂时的等待时间铺制薄层色谱硬板或配制试剂,利用薄层(纸)色谱展开或柱色谱洗脱的等待时间作化学检识反应等。
1.6开展问题讨论
不易套用安排的实验等待时间,由任课老师或实验指导老师出一些有关实验方面的讨论题目,也可以以学生的实验结果或实验中的错误操作步骤为题,引导学生进行对比分析,查找问题,展开讨论,如用20%H2SO4加热水解芸香苷时,为什么会出现浑浊澄清浑浊或沉淀现象?为什么有的实验组产率高,有的实验组产率低?薄层色谱时,容器空间饱和后,将容器盖子打开来调整薄板位置,没有重新饱和而直接展开,对色谱结果有什么影响?讨论以实验小组为单位进行。
1.7填写实验报告
还可利用这些空闲时间填写实验报告,实验报告要求书写规范,体会与讨论部分针对实验中出现的不同现象、失败结果、成功的经验或存在问题等提出自己的观点或看法。
2结果
《大纲》中安排的实验项目学时与实际需要学时相差近68%,而改革后所用学时不到《大纲》中安排时间的82%,是实际需要时间的47%(见表1)。表1《大纲》实验项目时间安排与实际需用时间(略)
黄酮类化合物(槐花中芸香苷的提取、分离与检识)6126萜类和挥发油(八角茴香油的提取与检识)262天然药物化学成分的研究(预试验)462合计223818
1.《大纲》中综合操作练习内容记载不明确;
2.黄柏中小檗碱的提取按渗漉法需用操作时间计算
《大纲》中已安排或包含的单次重要实验技能,改革后所用学时只需所需时间的61%(见表2)。
《大纲》中未安排或未包含的单次重要实验技能,改革后所用学时只需所需时间的50%(见表3)。
改革后,重要实验技能项目单次用时共22学时(见表2~3)。
3讨论
天然药物化学新《大纲》安排教学总学时为72学时,其中实验22学时,约占总学时的30%;2001年《大纲》安排教学总学时为76学时,其中实验26学时,约占总学时的34%[3];1994年《大纲》安排教学总学时为114学时,其中实验48学时,约占总学时的42%[4]。根据天然药物化学课程性质与特点,实验最好占总学时的40%左右,1994年《大纲》安排的实验学时比例较恰当,新《大纲》实验学时比例偏低,改革后重要实验技能项目单次用时共22学时(见表2,表3),加上不同实验项目所必须的相同操作技能,共需30学时左右,若适当增加实验学时,再如上述诸法进行实验安排,主要实验项目和技能是可以完成的,因有些理论课可在实验室利用实验等待时间讲授,故不影响理论课时。表2《大纲》中有安排或包含的重要实验技能项目单次所需时间(略)
天然药物化学实验重要基本操作技能较多(见表2,表3),中药中化学成分的提取、分离和检识是选择性地应用这些操作技能完成的,《大纲》中有些重要操作技能在所安排的实验项目中没有包含(见表2),因此,老师在实验项目安排和实验方法设计时应注意这些重要操作技能安排。表3《大纲》中未安排或未包含的重要实验技能项目单次所需时间(略)
所需学时合计不包括不同实验项目中相同技能步骤所需时间(未重复计学时)
天然药物化学实验不仅周期长,而且溶剂用量大,如果是重复性的操作步骤,按上述班级套用安排或由实验指导老师提供下一步骤实验产品,还可节约一定量的溶剂。
4小结
通过对天然药物化学实验的改革表明,必须的重复性操作步骤,学生在实验室等待浪费的较长时间,可通过多种途经得到充分利用。
天然药物化学是药学专业的一门重要专业课程,实践性很强,其操作技能还将要为后期多学科实验和专业岗位工作奠基。新《大纲》计划总学时大幅下调,实验学时也权重不够,因此,任课教师应根据学校实际情况,对实验项目进行适当调整和巧安排,再按上述改革方法运作,天然药物化学主要实验项目和重要实验技能是能够完成的。
【参考文献】
[1]王宁.天然药物化学(第1版)[M].北京:人民卫生出版社,2006:149.
[2]卫生职业教育教学指导委员会.药剂专业教学计划和教学大纲(第1版)[M].北京:人民卫生出版社,2007:51.
教学内容的改革
以往的生物化学实验课程多采用单个小实验(每次实验只测定1个生化指标)的教学方式进行,学生多数按照实验流程机械地操作,过多地依赖于教师的讲授,实验内容之间联系较少,且多为验证性实验,学生在实验过程中缺少主动性。这种传统的实验内容和实验教学方式不利于学生综合应用和创新能力的培养,因而不能适应21世纪人才培养的需要。与以往的单一实验相比,改革后对实验内容进行了整合,将多个小实验整合为一个综合性实验(表1)。与传统的验证性实验相比,整合性实验是指在教学安排上综合多项实验内容或运用多种实验方法的实验,对学生进行基本操作的综合训练,使学生将所学知识和技能综合应用,提高他们分析问题和解决问题的能力;要求学生查阅文献资料,应用所学的理论和实验技术拟定方案并完成,这种实验有利于培养学生初步的科研能力和创新精神。综合性实验打破了传统的实验思路,突出了学生的主体地位,有助于培养学生的科研思维,提高学生的创新能力。
教学方式的改革
1传统实验教学方法存在的主要问题
传统的生物化学实验以验证性实验为主,在实验中同时应用几种简单的实验技术,这种强调传授知识的思路能起到巩固理论知识的作用,但在创新能力培养方面略显不足,不利于学生综合技能的开发与提高。在教学模式上,完全以教师为主体进行机械的“填鸭式”教学。根据实验教材,教师就实验原理、操作步骤、仪器应用、实验结果、计算方法等逐一讲解。学生完全根据教师所讲或教材所示机械性地操作,很少开动脑筋去研究实验原理、方法、过程和技巧,更不用说根据实验原理及操作步骤找出问题的原因和解决问题的方法。
“电视实验”所应用的电教媒体有大屏幕彩色电视机和摄像机。利用摄像机镜头的变焦功能,可以把化学演示实验的教师操作过程和实验现象真实、清晰地呈现于大屏幕彩色电视上,便于学生细致观察,从而能激发学习兴趣增强教学效果。
例如,在讲授初中化学教材中“质量守恒定律”时,运用电教手段可弥补以前的缺陷。由于以往采用的实验仪器中托盘天平的指针可见度小,很难观察到清晰的实验结果,这就给学生的学习和理解造成很大困难,难以让学生真正地信服了解到化学反应前后物质是否质量守恒,这也很难培养学生实事求是的辩证唯物主义的科学态度。“电视实验”恰恰弥补了这一不足之处:在演示实验前,首先利用调节摄像机镜头焦距,通过“特写镜头”把实验中所要用的仪器,依次呈现于大屏幕电视上;同时教师讲解仪器中锥形瓶和托盘天平的正确使用方法和用途,从而又达到了初中化学教学大纲规定的对化学实验仪器会基本操作的教学要求。
第一组演示实验是:用托盘天平称量密闭于锥形瓶中白磷的燃烧前后,物质总质量是否保持不变。在这个演示实验中,教师首先缩小摄像机焦距,拉远镜头,使天平完全呈现于电视屏幕上,使学生便于观察教师演示实验时的操作过程。然后,教师把课前已装有白磷的密闭锥形瓶置于托盘天平左侧托盘上,调节天平指针于平衡位置,接着教师调节摄像机镜头焦距,引导学生在电视屏幕上依次观察锥形瓶中白磷的色、态和天平指针平衡的“特写镜头”。这样,既让学生观察了教师实验操作的全过程,也让学生清晰地观察到实验仪器以及应用过程。
一、读
读是课堂教学的重要过程,是让学生在教师的指导下,带着要求和提出的问题,阅读教材。通过“读读、划划、圈圈”来学习认识新知和回顾巩固旧知识,找出教材中出现的新、旧知识点,并写好读书笔记。目的是培养学生形成良好的读书习惯,提高阅读分析能力。以便在解题时,能读懂包含在题目中的各种信息,学会推敲题意,整理分析出能解题的“信息”逐步提高审题能力,分析问题、解决问题的能力。这样安排的优点是:可激发学生的好奇心和求知欲。增强学生学习的责任感。
二、议
(一)是学生根据阅读教材内容说出圈划内容中哪些是新知识,哪些是已知的,知识点间存在着什么联系。这是进一步理解教材,再现知识的过程,有利于对知识的认识理解和消化吸收。
(二)是学生相互议论新、旧知识点在提出的问题中的作用。相互讨论、取长补短,完善知识,有利于发展思维、提高分析问题能力。
(三)(是)学生回答老师提出的问题,说出解答思路,有利于培养学生快速思考、敏捷应对能力。
通过阅读教材、议论问题、学生就会产生疑惑,逐渐感爱到力不能及。此时,老师再传授知识时,学生听课目的明确,注意力集中,可主动联想旧知识、结合知识点进行思考,使旧知识得到进一步发展和完善,有利培养学生归纳能力和创造思维能力。
三、验
演示实验是化学课堂教学的重要内容之一,它是通过教师的操作示范,把直观的实验现象展示给学生,是培养和提高学生观察思维能力的关键。而实验技能的全面提高,最终应是通过学生实验来完成。这就要求除完成规定的学生实验外,还应尽力创造条件,增设学生实验,或转化部分演示实验,让学生有更多地机会去动手操作。要重点指导学生分析操作要点,注意事项。掌握操作步骤及观察的方法,并简要总结出实验结论。
四、写
书面写作。一是根据读书和听课,简要地整理出读书笔记和听课记录,使知识进一步系统化和条理化,便于今后记忆和理解。二是强化习题解答,它是进一步熟练和进一步消化、再巩固知识的过程,是对知识理解和运用的过程,是提高能力的重要手段。因此,每教完部分内容,都要设计相应的题目来强化学生的练习,提高解题能力和应用能力。
1. 环境科学与工程学院研究生概况
我院环境工程专业是江苏省高等学校特色专业共建设点,在招收的攻读环境工程专业硕士研究生中,大多数学生选读了《高等环境化学》这门课程。研究生的培养目标是毕业后能独立地、创造性地从事科学研究、教学工作或担任专门技术工作,而且具备主持较大型科研、技术开发项目的能力。我们学院攻读环境工程专业硕士研究生毕业论文的主要课题方向列于表1。从表1可见,他们的研究方向主要有水污染控制工程、环境规划与管理和环境监测分析与技术三个方向,研究的内容主要以高浓度有机废水处理、脱氮除磷技术、生态区域规划。
2. 课程教学内容与硕士论文课题相结合
与建设理论、循环经济研究、环境污染物分析方法研究等。
从表1可见,大多数学生是从事水污染控制工程方向的,其次是进行环境规划与管理的,另外还有一些学生是专攻境监测分析与技术方向的。根据上面的情况,如何讲解此门课程,为他们在结束课程学习后进入到课题研究的关键问题是确定课程的主要内容。为此,我们作了大量的调研工作,并结合研究生的课题研究方向,修改、制定了该课程的教学大纲和讲课的主要内容。由于本课程的教学时数只有36学时,环境化学的内容又是那么多,因此必须进行合理安排。我们把讲解的内容分为六章,每章节的主要内容和教学时间安排见表2。由表1可知,较大部分学生是从事水污染控制工程研究的,他们很需要有关水污染这一方面的环境化学基本知识。我们在这一门课程的教学中就是根据此情况来安排我们的教学内容和时间的。由表2可见,第三章水环境化学的内容最多,共有10节,教学时数为18,占了总学时的一半。其内容包含了天然水的基本特征、主要离子的形成、溶解性气体,酸碱化学平衡、沉淀和溶解、配位平衡、吸附平衡等的基本原理,水体中有机污染物和无机污染物的迁移转化,氧化还原技术和生化技术在水处理中的应用等。
在讲解天然水的基本特征时,我们主要介绍了天然水的存在形式,各种水的主要组成、特点和污染物情况。如湖水中含钙、镁、钠、钾、硅、氮、磷、锰、铁等元素,其中氮、磷等元素引起的富营养化问题是湖泊的主要污染问题。在2007年夏天,无锡太湖发生了严重的蓝藻事件,给无锡市部分人民的生活带来了一定的困难。蓝藻出现的主要原因:一是气温比较合适,二是水中的氮磷浓度较高,三是太湖水域水流缓慢,这些都是蓝藻大面积繁殖的必要条件。根据此情况,我们讲解了水体中的异相物质——藻类的基本知识。藻类是湖泊、水库等缓慢流动水体中最常见的能进行光合作用的浮游类植物,有一个明显核。在没有阳光的条件下,藻类将消耗自身体内有机物以满足自身的需要,同时也消耗着水中的溶解氧。
对目前经常使用的生化法处理生活污水和工业废水,有针对性地介绍了水体中的生物氧化还原反应。水体中的微生物在有氧气存在的情况下,进行有氧呼吸时,有机物质发生的氧化还原反应可以表示如下:
CxHyOz+O2—^C02+H20+能量水体中,细菌、酵母菌、真菌等微生物的催化作用的结果使得许多无机化合物的生物氧化还原反应经常发生。细菌等微生物的呼吸过程是在微生物细胞内的各种氧化还原酶和一系列辅酶的催化作用下完成的,有机污染物被细菌等微生物降解的中间产物生成了各种有机酸'这些有机酸在水体溶解氧不足的条件下,将利用较弱的NO;-、Fe3+、Mn4+、SO42-、CO2等电子受体,进行反硝化、反硫化、甲烷发酵、酸性发酵等厌氧过程,其最终产物有CO2和氏0,以及NHhH2S、CH4、有机酸、醇等。在缺氧条件发生的生物反硫化作用可在淤泥、沼泽、排水池中进行。由此引起硫酸盐转化为HS气体的反应,从而产生Cu、Pb、Zn、Ag等金属的硫化物沉淀,以至减弱了这些金属在所在环境介质中的迁移能力。
另外对水体中有机污染物和无机物的的迁移转化机理进行了较详细的介绍。特别是水体中有机污染物的污染更为重要和复杂。到目前为至,世界上已有700多万种有机物,其中大多数都是有毒有害的,如排入到环境中会造成环境质量的恶化。而我们对环境中的有机污染物控制和处理还较簿弱,需要我们做很多工作。
水中有机污染物以及农药残留的分析、监测是环境中有机污染物的重要研究课题之一,部分研究生在这方面进行了一定的研究。
从环境科学的角度,土壤是人类环境的重要组成要素。随着环境科学的发展,人们愈来愈认识到土壤环境的复杂性和重要性。土壤环境化学就是研究化学物质,包括各种污染物进入土壤后的化学行为及其影响。包括污染物在土壤环境中的迁移、转化、降解和累积过程中的化学行为、反应机制、历程和归宿。此章重点放在几类有代表性的化学物质,即化学农药(代表土壤中外源有机化学物)、化肥、重金属和固体废弃物的土壤污染化学,并对土壤污染中复杂的化学过程作一介绍。首先,我们介绍了土壤的组成和性质;然后介绍了土壤负载容量或土壤环境容量;让学生对土壤有一个大概的了解。
重金属是土壤无机污染物中比较突出的一类。通过各种途径进入土壤的重金属通常以可溶态或颗粒态存在。其在土壤中的迁移、转化及生物可利用性均直接与重金属的存在形态相关。例如重金属对植物和其他土壤生物的毒性,不是与土壤溶液中重金属总浓度相关,主要取决于游离(水合)的金属离子。对镉,则主要取决于游离Cd2+浓度,对铜则取决于游离Cu2+及其氢氧化物。而大部分稳定配合物及其与胶体颗粒结合的形态则是低毒的。仅脂溶性金属配合物是例外,因为它们能够迅速透过生物膜,并对细胞产生很大的破坏作用。
我们学院有些教师在土壤中重金属形态分析的研究也开展了一些研究并取得了某些研究成果,并将此作为研究生的研究课题之一。根据此情况,我们给学生介绍重金属形态分析方面的基本理论和最新研究情况。近年来,以北美Tesskr等人提出的五步系列萃取法和欧共体BCR的四步系列萃取法应用较多[3,4]。我们也将这二种方法存在的缺点摆了出来,主要是萃取操作的时间过于冗长,使实际应用不易实现。在此同时,我们向学生展示了国际上应用超声波或微波的能量加速萃取样品中组分和缩短操作时间的研究工作情况,并把土壤中重金属形态分析作为研究生研究的课题之一。
3.已取得的部分研究成果
通过学习,学生们很好地了解和掌握了有关高等环境化学的基本知识。学生使用已学的基本理论和技术,在水污染控制工程、环境规划与管理和环境监测分析与技术等方面的研究工作已取得了一定的成绩,并在各类期刊上发表了他们的研究成果。在水污染控制方面的数最多,主要是利用膜生物反应器、生化法技术处理生活污水和工业废水,如厌氧氨氧化细菌、双循环两相生物处理工艺、磁场对污泥沉降影响、水生植物修复技术等。在环境规划与管理方面取得的成果主要是对生态环境、可持续发展、资源利用等。在环境监测分析与技术方面取得的成果主要在样品预处理现代技术的应用、重金属形态和有机污染物分析测定等方面。如在使用膜生物反应器生化技术处理废水时就运用在此门课程中学到的水体中的微生物在有氧气存在的情况下,进行有氧呼吸时,有机物质发生的氧化还原反应的原理对一体式射流曝气膜生物反应器处理废水的情况进行了分析,以及对膜生物反应器的优缺点及改进思路进行了探讨,成果分别发表在《环境科学与技术》和《江苏环境科技》期刊上。在生态环境、可持续发展和资源利用方面,如对城镇化过程中水环境变化及影响因子分析和盛泽湖湿地生态恢复初探等方面进行了研究,并分别在《江苏环境科技》和《环境科学与管理》期刊上发表了研究成果。在重金属形态分析研究方面,研究生应用课堂上学习到的关于土壤中重金属形态分析的基本原理和
利用超声波或微波的能量能加速萃取样品中组分和缩短操作时间,如对利用微波能进行土壤中重金属形态分析进行了较系统的研究,与常规的Tessier法比较,使重金属前4步形态的操作时间从17.5小时缩短为14分钟,并改善了萃取效率。研究成果已在《苏州科技学院学报(工程版)》上发表。
关键词: 中职学校 《体育与健康》课程模块化及按需培养体系 实践性问题
一、问题提出
总理在全国职业教育工作会议上明确指出:“要大力发展各类职业教育,要把巨大的人口压力转化提升为人力资源优势,使我国经济建设切实转化到科技进步和提高劳动者素质的轨道上来。” 如何“科教兴国”和“人才强国”将成为一个时期内衡量中职学校办学质量的重要标志及发展趋势。中职学校基础课程《体育与健康》如何顺应时代要求创新与发展实施可持续性模块化课程改革,构建按需培养体系呢?本文就两年来对中职学校《体育与健康》课程模块化教学大纲及按需培养体系的实践性问题与大家共同讨论。解决好这一问题对优化学校乃至区域性《体育与健康》课程教学环境,改变《体育与健康》课程教学的盲目随意性现状,改善学生的体质状况,提升学生运动的能力和岗前适应能力,实现按社会的需要构建人材培养体系将是一非常有利于中职教育改革与发展的事情。
二、有关中职学校《体育与健康》课程模块化及按需培养体系实践性问题的讨论
(一)中职学校《体育与健康》课程模块化结构及按需培养体系的实践内涵
1. 课程模块
由《体育与健康》模块式培养目标及方案,《体育与健康》模块式教学大纲,《体育与健康》模块式校本参考教材(电子版),《体育与健康》模块式教学法,《体育与健康》模块式教学课件或模块式教案(电子版)构成。
2.教学监督与效果评价模块
由学生运动成绩量化标准、学生《岗前体能等级标准》、医务监督及运动处方构成。
3. 管理模块
由《体育与健康》课程教育教学信息的更新与、《体育与健康》课程教育教学教研信息的讨论、《体育与健康》课程教育教学教研信息平台的维护、《体育与健康》课程教育教学教研及教学资料分析统计上报等日常管理构成。
(二)有关中职学校《体育与健康》课程模块式教学大纲模块比例分配问题的讨论
注:拓展模块文、理科教学时数的安排:第一学期14学时,第二学期14学时,第三学期18学时,第四学期20学时。
(3)选修模块。选修模块系针对学生的兴趣、爱好、特长和身体状况开设。含①田径:有氧运动、无氧运动。②球类:羽毛球、乒乓球、足球。③体育休闲:体育舞蹈、健美操。④武术:武术少年拳、武术初级套路、(一、二年级总课时12课时,分布在各学期进行)。
(三)有关中职学校《体育与健康》课程模块式教学方法的认知与实践
何谓《体育与健康》课程模块式教学方法,就体育基本理论而言,目前尚无统一的定论。但其基本思想实质是围绕健康和体能素质,实施在教法上强调知能一体,在学法上强调知行一致,集中开展《体育与健康》的基础知识、基本技能、基本技术按学生个体的需要,以模块的方式、方法、方案进行同步式一体化或非同步式个体化及小群体施以情景、启发、讨论、合作、发现、研究式的教与学,以此突破教学中的难点与重点问题,改善学生健康及体能状况,最终实现培养学生以健壮的体魄参与社会竞争的能力,以饱满的热情投身工作,增强学生对未来就业岗位能力的适应性。这种集聚教育观念、教学内容、教学方法、教学手段的全面改革与创新为一体全新的模块理念,使得当代《体育与健康》课程变得更加生动活泼而富有朝气。因而在课堂教学实践中,具有灵活多变、针对性强、便于操作等特点,不仅有利于学生个性的健康发展,而且能有效地解决学生就业因体能不足而引发的对未来工作岗位不适应性问题。
三、结语
历时两年的湘南郴州中职学校《体育与健康》课程模块化及按需培养体系的研究,在即将结题时恰逢国家颁布《国家中长期教育改革和发展规划纲要》并明确指出:“教育要发展,根本靠改革。要鼓励地方和学校大胆探索和试验办学模式改革,积极开展委托培养、定向培养、订单式培养试点;开展工学结合、弹性学制、模块化教学等试点。培养造就数以亿计的高素质劳动者、数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人才,从根本上促进我国由人力资源大国向人力资源强国迈进。”如果说《教育发展纲要》的出台为当前中职教育的改革与发展指明了方向的话,那么,湘南郴州中职学校《体育与健康》课程模块化及按需培养体系的研究课题组全体同仁,将以此为契机,更进一步完善中职学校《体育与健康》课程模块化及按需培养体系内容,更加努力探索模块化教学方式,尊重教育规律和学生的身心发展规律,为每个学生提供适合的教育,使其以强健的体魄投身和谐社会建设之中。
参考文献:
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[2]刘秋良,曹万江,曹云,陈龙,黄小江.湘南郴州中职学校学生身体素质现状调查分析及对第的研究.中国科技教育,2009,(07).
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