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在材料科學(xué)與工程各專業(yè)中,材料化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)情況還是比較不錯(cuò)的。畢業(yè)生適宜到材料相關(guān)的企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門從事應(yīng)用研究、科技開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)和管理工作,適宜到科研機(jī)構(gòu)、高等學(xué)校從事科學(xué)研究和教學(xué)工作。
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(來源:文章屋網(wǎng) )
材料化學(xué)工程是由化學(xué)工程學(xué)科和材料學(xué)科交叉滲透所形成的一門分支學(xué)科,其研究方向主要有兩個(gè):一是以新材料為基礎(chǔ),不斷發(fā)展反應(yīng)過程的反應(yīng)技術(shù),比如吸附過程、膜過程、催化過程等。該方向主要是通過材料的特征將其分離并進(jìn)行反應(yīng),其目的是揭示材料微觀結(jié)構(gòu)中物質(zhì)進(jìn)行傳遞和反應(yīng)機(jī)理,進(jìn)而總結(jié)出適用于材料設(shè)計(jì)和反應(yīng)過程優(yōu)化的理論方法和工藝技術(shù)。二是在材料制備的過程中,用化學(xué)工程的理論方法解決所遇到的關(guān)鍵問題,比如如何運(yùn)用微結(jié)構(gòu)的性能關(guān)系來實(shí)現(xiàn)對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的控制,從而完成從材料制備到定向制備的轉(zhuǎn)化。新材料的開發(fā)是材料化學(xué)工程發(fā)展的關(guān)鍵和先導(dǎo),直接可以衡量出國(guó)家的材料化學(xué)發(fā)達(dá)與否,因此,開發(fā)新材料對(duì)于材料化學(xué)工程的發(fā)展至關(guān)重要。材料化學(xué)包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化學(xué)傳感材料、電子材料、超硬材料、無機(jī)非金屬材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,這些材料很大程度上豐富了材料化學(xué)工程的領(lǐng)域,對(duì)其發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
2新材料的開發(fā)
我國(guó)在新材料的開發(fā)領(lǐng)域取得了很多亮點(diǎn),這些新材料的開發(fā)成為分離和反應(yīng)過程的重要基石。一些研究所和大學(xué)正在開發(fā)一種非晶態(tài)的金催化材料,這種材料很有發(fā)展前途,因?yàn)樗哂蟹浅C黠@的催化特性,而且其催化活性還具有特殊的選擇性,具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對(duì)這種材料進(jìn)行流程綜合和技術(shù)集成,可以有助于我國(guó)新型石油化工技術(shù)的構(gòu)建。石油化工科學(xué)研究院也開發(fā)出一種新型的鈦硅分子篩催化材料,這種材料具有定向氧化催化作用,可以實(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)”,使“零排放”工藝成為可能,而且也具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。而在新材料的分離技術(shù)方面,我國(guó)也取得了很大的進(jìn)步,其中南京工業(yè)大學(xué)發(fā)展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術(shù),同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)集成單元技術(shù)的開發(fā),這些研究不僅使我國(guó)陶瓷技術(shù)更加趨于成熟,而且還形成了陶瓷膜新產(chǎn)業(yè),為我國(guó)帶來巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
3材料化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)展
材料化學(xué)主要是對(duì)產(chǎn)品微結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,其主要手段是在加工材料時(shí),將化學(xué)方法引入進(jìn)去,這樣我們就可以通過宏觀條件來調(diào)控產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu),從而為材料的加工和制備提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。因此,化學(xué)工程技術(shù)的改進(jìn)將直接促進(jìn)材料化學(xué)工程的發(fā)展。我國(guó)在化學(xué)工程技術(shù)改進(jìn)方面已經(jīng)取得了非常大的進(jìn)展。清華大學(xué)在碳納米粉體材料的制備過程中,引入了傳統(tǒng)的流化床技術(shù),大大降低了生產(chǎn)成本,從而使此生產(chǎn)技術(shù)可以用于工業(yè)化生產(chǎn),帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。北京化工大學(xué)則用超重力場(chǎng)技術(shù)來放大納米材料生產(chǎn)過程中的形貌控制問題,這樣就可以通過調(diào)節(jié)超重力場(chǎng)的強(qiáng)度來調(diào)節(jié)和改變產(chǎn)品的粒徑,。通過這種方法,我國(guó)已經(jīng)成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系,為我國(guó)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4展望
材料化學(xué)工程作為一門交叉學(xué)科,不僅促進(jìn)了材料工業(yè)的發(fā)展,而且也豐富了傳統(tǒng)化學(xué)工程學(xué)科的內(nèi)容,因此,具有非常重大的研究意義。我國(guó)材料化學(xué)工程的研究已經(jīng)取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于領(lǐng)先水平。但是,材料化學(xué)工程中仍然有很多問題需要我們解決,因此,我們需要再接再厲,爭(zhēng)取使材料化學(xué)工程的研究更加深入,使其更好地為人類服務(wù)。
5結(jié)語(yǔ)
做好學(xué)困生的轉(zhuǎn)化工作,不讓一個(gè)學(xué)生掉隊(duì),是我們教育工作者的一個(gè)不可忽視的艱巨任務(wù),是全面提高教學(xué)質(zhì)量的客觀要求。在多年的工作實(shí)踐中,我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生由于承受打擊的能力差,克服困難的意志薄弱,從而產(chǎn)生各種心理障礙。如與教師產(chǎn)生對(duì)立情緒,原因是他們成績(jī)差,經(jīng)常遭到教師的批評(píng)訓(xùn)斥,自尊心受到嚴(yán)重?fù)p傷。因此,教師如不注意教育方法,他們就很容易產(chǎn)生對(duì)立情緒。可見,如果一味地批評(píng)或說教,是行不通的,甚至適得其反。而應(yīng)站在學(xué)生的角度,設(shè)身處地理解學(xué)困生的心理。教育的藝術(shù)就在于能否在教師和學(xué)生之間架起一座通道,使教育的影響進(jìn)入學(xué)生的心田,使學(xué)生清除心理障礙,心情舒暢,樹立信心。下面就后進(jìn)生的轉(zhuǎn)化問題,談?wù)勛约旱膸c(diǎn)看法:
一、關(guān)心學(xué)困生,讓他們上進(jìn)。
要求上進(jìn)是每個(gè)學(xué)生的本質(zhì)特點(diǎn),學(xué)困生也不例外,在課堂上我注意觀察學(xué)困生,對(duì)轉(zhuǎn)化學(xué)困生抱有殷切的希望,對(duì)他們多一點(diǎn)溫柔、親切、慈祥,多一點(diǎn)關(guān)心;少一點(diǎn)批評(píng),不僅關(guān)心他們的學(xué)習(xí)也關(guān)心他們的生活,讓師愛成為學(xué)生樂學(xué)的催化劑。實(shí)際上學(xué)生自己認(rèn)為好,那就從好的方面鼓勵(lì)他,然后給他提出更高的要求,給他明確努力的方向。
二、讓學(xué)困生體會(huì)成功,少一些挫敗感。
學(xué)生思維上還存在過多的依賴性,他們很多時(shí)候不喜歡獨(dú)立思考,不積極主動(dòng)思考,這就需要老師給他們創(chuàng)設(shè)問題的情境,引發(fā)他們的思考、點(diǎn)燃他們創(chuàng)新的火花,對(duì)于學(xué)困生來而言,我們可以設(shè)定一些比較簡(jiǎn)單的問題情景,讓他們體驗(yàn)成功。我通過使他們明確學(xué)習(xí)目的,端正學(xué)習(xí)態(tài)度、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、強(qiáng)化學(xué)習(xí)意志、養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。讓學(xué)困生主動(dòng)參與,使他們盡可能多的得到老師的肯定,表?yè)P(yáng)、和老師的贊許,讓他們體會(huì)到努力就會(huì)成功,增加學(xué)習(xí)的自信心,提高學(xué)習(xí)的興趣。讓他們有成功的體驗(yàn)、有同伴的認(rèn)可,不讓他們喪失學(xué)習(xí)的信心。
三、立足于學(xué)困生的進(jìn)步,著眼于學(xué)困生的提高
測(cè)驗(yàn)作為檢測(cè)學(xué)生的一種手段,但是不能成為我們?cè)u(píng)價(jià)學(xué)生的尺度,而且對(duì)于不同的知識(shí)點(diǎn)也會(huì)有不同的體現(xiàn),對(duì)學(xué)生的進(jìn)步教師切記不能持否定的態(tài)度,要客觀。對(duì)于階段性的學(xué)困生,他們時(shí)而進(jìn)步,時(shí)而后退,當(dāng)他們進(jìn)步時(shí)一定要給予鼓勵(lì),同時(shí)對(duì)他們提出更高的要求;對(duì)于長(zhǎng)期性的學(xué)困生而言可能我們很難找到他們的進(jìn)步,就連在課堂上也很難找到他們突出的表現(xiàn),我對(duì)待這部分學(xué)生,在他們主動(dòng)回答問題時(shí),只要有一點(diǎn)點(diǎn)道理也不放過對(duì)他們的鼓勵(lì)。我班的鄧皓軒同學(xué),他就是這樣的學(xué)生。但是,只要他有一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)步,我也會(huì)把他放大了表?yè)P(yáng)。
四、多分析自己的教學(xué),少埋怨學(xué)
在教學(xué)中我常常對(duì)自己的教學(xué)進(jìn)行反思,哪些是這節(jié)課學(xué)生容易和教師溝通并共同掌握了的,哪些是大部分學(xué)生沒有掌握的,哪些是少數(shù)同學(xué)沒有理解的,分析學(xué)生掌握知識(shí)的情況,及時(shí)的查缺補(bǔ)漏。
關(guān)鍵詞:《材料電化學(xué)》;教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)10-0154-02
一、引言
材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),材料科學(xué)的發(fā)展與突破可促進(jìn)時(shí)代的變遷,推動(dòng)人類物質(zhì)文明和社會(huì)進(jìn)步。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,材料學(xué)和電化學(xué)交叉領(lǐng)域的研究越來越受到科技工作者的關(guān)注,例如化學(xué)電源中電極材料的表面修飾與改性、新型納米結(jié)構(gòu)材料的電化學(xué)制備、電解質(zhì)材料的研發(fā)、傳感材料與信息轉(zhuǎn)換材料的發(fā)展等。而現(xiàn)代電化學(xué)與材料科學(xué)相互交叉、滲透,也逐漸形成了新的分支――材料電化學(xué)。鑒于材料電化學(xué)研究的廣度和深度呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì),越來越多的高校在材料學(xué)相關(guān)專業(yè)開設(shè)了電化學(xué)原理課程,并將其作為專業(yè)的重要基礎(chǔ)選修課程之一。與材料專業(yè)其他選修課相比,《材料電化學(xué)》是一門綜合性、專業(yè)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,其內(nèi)容涉及電化學(xué)、材料、物理、化學(xué)等領(lǐng)域,具有涵蓋范圍廣、知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜以及知識(shí)更新快的特點(diǎn)。要清楚地教授課程內(nèi)容并取得良好的教學(xué)效果存在一定的難度,迫切需要在課程教學(xué)自身進(jìn)行創(chuàng)新和改革。本文通過分析《材料電化學(xué)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀,初步探討了如何結(jié)合功能材料專業(yè)特點(diǎn)和電化學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容,對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等方面的改革進(jìn)行了探討,以期提高教學(xué)效果。
二、《材料電化學(xué)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀
《材料電化學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo):(1)掌握電化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí),包括電化學(xué)熱力學(xué)和電化學(xué)動(dòng)力學(xué)兩大方面的基礎(chǔ)理論。(2)熟悉材料電化學(xué)的研究方向和熱點(diǎn),包括材料電化學(xué)制備和化學(xué)電源。通過這兩大內(nèi)容的學(xué)習(xí)旨在使學(xué)生掌握一定的材料電化學(xué)的綜合知識(shí),加深對(duì)應(yīng)用于材料領(lǐng)域的電化學(xué)知識(shí)的理解,學(xué)會(huì)分析和解決材料電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中的各種實(shí)際問題的能力,并著重培養(yǎng)學(xué)生多向思維能力,為后續(xù)金屬腐蝕與防護(hù)、電化學(xué)測(cè)試技術(shù)和能源材料等專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
目前在課堂教學(xué)過程中存在以下問題:(1)教學(xué)內(nèi)容與教材的匹配。《材料電化學(xué)》是一門新興的綜合性學(xué)科,尚未見有與材料科學(xué)與基礎(chǔ)、材料力學(xué)性能和材料制備方法等基礎(chǔ)課所匹配的經(jīng)典教材。(2)課程教學(xué)以教師在課堂中教授為主,學(xué)生非主動(dòng)接受枯燥和豐富的知識(shí),沒有相關(guān)實(shí)驗(yàn)輔助,對(duì)許多抽象內(nèi)容難以理解。(3)課程的考核方式以筆試為主,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于知識(shí)的綜合理解運(yùn)用能力得不到鍛煉。以上3個(gè)典型問題導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不夠、教學(xué)效果差,因此《材料電化學(xué)》課程在功能材料專業(yè)本科教學(xué)中進(jìn)行改革是十分有必要的。
三、課程教學(xué)策略
1.教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建。我校的功能材料專業(yè)主要是培養(yǎng)具有金屬功能材料、磁性材料、儲(chǔ)能材料和發(fā)光材料等新型功能材料專業(yè)背景,滿足能在新型功能材料制備、加工和測(cè)試等領(lǐng)域教學(xué)和技術(shù)開發(fā)的綜合性科學(xué)研究與工程技術(shù)人才。因而在教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐中要綜合考慮材料學(xué)與電化學(xué)兩門學(xué)科的特點(diǎn),國(guó)內(nèi)目前還沒有教材可以完全綜合了電化學(xué)基礎(chǔ)和材料電化學(xué)應(yīng)用兩方面的知識(shí)。考慮到本科生在前期學(xué)習(xí)中掌握的電化學(xué)方面的知識(shí)有限,本課程教學(xué)以基礎(chǔ)教學(xué)為主,因此選用普通高校“十一五”規(guī)劃教材――李荻編著的《電化學(xué)原理》作為本課程中電化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)教材,兼顧參考趙輝譯著的《納米材料電化學(xué)》作為本課程中材料電化學(xué)制備知識(shí)教材。
最后,教學(xué)內(nèi)容分成基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)例應(yīng)用兩大部分展開。(1)介紹概括性強(qiáng)的電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí):①電化學(xué)熱力學(xué)知識(shí),包括電解質(zhì)溶液、相間電位、可逆電極、不可逆電極和平衡電極電位;②電化學(xué)動(dòng)力學(xué)知識(shí),包括電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、電極過程、液相傳遞步驟動(dòng)力學(xué)和電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)。(2)按照電化學(xué)在材料科學(xué)的應(yīng)用介紹實(shí)例部分:①電化學(xué)方法制備納米材料,以電沉積法制備半導(dǎo)體量子點(diǎn)薄膜為實(shí)例;②化學(xué)電源電極材料,以鋰離子電池為實(shí)例,闡述電池的工作原理及其電極材料的研發(fā)進(jìn)展。通過實(shí)例介紹來引導(dǎo)學(xué)生將電化學(xué)基礎(chǔ)與材料學(xué)知識(shí)之間進(jìn)行比較和整合,從而牢固地把握所學(xué)的材料電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),也為后繼其他專業(yè)課的教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),形成良性循環(huán)。
2.教學(xué)方式的改革。目前,課堂教學(xué)中以多媒體教學(xué)為主,多媒體教學(xué)雖然可以節(jié)省教學(xué)板書時(shí)間,但是不容易讓學(xué)生把握教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容,尤其是重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的分析需要獨(dú)立思考,難點(diǎn)知識(shí)的闡釋需要互動(dòng)探討,所以有必要安排不同的學(xué)習(xí)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生從感性體驗(yàn)走向理性分析,再開展批判性闡釋。在教學(xué)實(shí)踐中,講到一些重要知識(shí)點(diǎn),例如關(guān)于平衡電極電位的計(jì)算,適當(dāng)?shù)厥褂冒鍟鸩綄懗鲭姌O反應(yīng)方程式,根據(jù)能斯特方程計(jì)算出電極電位,這種逐步講解的過程可以使學(xué)生有更多的思考時(shí)間,理解和消化講解內(nèi)容。
《材料電化學(xué)》是一門與實(shí)踐結(jié)合緊密的課程,單一的理論知識(shí)的講解容易導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解不夠深入。由于該課程的教學(xué)課時(shí)十分緊張,沒有安排實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié),為了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的缺失,可以充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)引入典型電化學(xué)實(shí)驗(yàn)的視頻,例如銅鋅原電池的構(gòu)建。通過視覺感受加深學(xué)生對(duì)原電池的構(gòu)建,電極反應(yīng)的現(xiàn)象和原電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算的理解和認(rèn)識(shí)。
3.考核方式的設(shè)計(jì)。目前高校中,理論課程的考核方式仍以筆試為主,期末考試成績(jī)通常占總成績(jī)的70%以上,然而這種考核評(píng)價(jià)方式使得大多數(shù)學(xué)生對(duì)知識(shí)與技術(shù)的學(xué)習(xí)走進(jìn)誤區(qū),被動(dòng)記住書本中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)即可,從而忽略了自身的批判性獨(dú)立思考與深入理解,不利于認(rèn)知結(jié)構(gòu)的積極建構(gòu)。在我們的課程中,期末考核采用開卷考試方式,最終成績(jī)由平時(shí)成績(jī)(20%)、課后作業(yè)(20%)及開卷考試成績(jī)(60%)構(gòu)成最終成績(jī)。其中,平時(shí)成績(jī)主要包括課堂出勤、問答互雍屠礪壑識(shí)點(diǎn)隨堂測(cè)試等方面的考核;課后作業(yè)考察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用;開卷考試檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況。采用這種考核機(jī)制,期望有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性,加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。
四、結(jié)語(yǔ)
通過上述對(duì)《材料電化學(xué)》課程開設(shè)所采取的改革措施與實(shí)踐,明確了我校功能材料R翟詬每緯討械慕萄內(nèi)容、教學(xué)方式和考核方式,將抽象的電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與材料領(lǐng)域的實(shí)例應(yīng)用緊密結(jié)合起來,有利于發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,使學(xué)生掌握材料電化學(xué)的基本理論,為將來的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。
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QIN Hai-ying
(Hangzhou Dianzi University College of Materials& Environmental Engineering,Hangzhou,Zheijiang 310036,China)
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中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.04.045
On Materials Analytical Chemistry Curriculum Innovative Teaching
HE Xiulan, ZHENG Wei, QI Shuyan, WANG Jihua
(Materials Science and Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin, Heilongjiang 150040)
Abstract Aim at existing problem of analytical chemistry course of materials major, the transformation of education of analytical chemistry course is carried through optimizing teaching content, reforming teaching method and establishing experiment specifically on the basis of course content and subject characteristic. The student's interest is increased and teaching quality is improved with organic bonding course content and subject characteristic, and helpful reference and consult are provided for transformation of education of analytical chemistry course of materials major.
Key words Materials major; Analytical chemistry; creative teaching
分析化學(xué)是化學(xué)的一個(gè)重要分支,主要是鑒定物質(zhì)化學(xué)組成、測(cè)定組分含量、確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及存在形態(tài)。①分析化學(xué)是哈爾濱理工大學(xué)材料類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,主要講述定性與定量分析、誤差與分析數(shù)據(jù)處理及各種滴定分析等內(nèi)容。材料學(xué)專業(yè)是研究材料的組成與結(jié)構(gòu)、工藝及使用性能之間相互關(guān)系的學(xué)科,發(fā)展前景廣闊。②③分析化學(xué)是材料專業(yè)目前開設(shè)的課程體系中不可缺少的學(xué)科基礎(chǔ)課程之一,對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用,與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及就業(yè)等方面都有重要聯(lián)系。因此該課程的學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)人才的思維模式及知識(shí)體系的構(gòu)建起著重要的作用。④目前,我校材料類專業(yè)分析化學(xué)課程還存在著一定的問題。
1 分析化學(xué)課程目前存在的問題
(1)教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)需要脫節(jié)。目前分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與不同專業(yè)人才的培養(yǎng)需求不適應(yīng)。比如我校材料專業(yè)中有機(jī)高分子專業(yè)與無機(jī)非金屬專業(yè),兩個(gè)專業(yè)分析化學(xué)課程的理論教學(xué)內(nèi)容與開設(shè)的實(shí)驗(yàn)基本相同,未能與各自的專業(yè)特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合,學(xué)生“學(xué)”“用”明顯脫節(jié),導(dǎo)致學(xué)生缺乏科學(xué)思維分析實(shí)際問題。
(2)實(shí)驗(yàn)缺乏針對(duì)性。分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),理論教學(xué)的大部分知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)原理,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中會(huì)有所體現(xiàn)。但目前所開設(shè)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)均是以完成教學(xué)為目的,未針對(duì)不同的專業(yè)特點(diǎn)開設(shè)不同實(shí)驗(yàn),學(xué)生做實(shí)驗(yàn)積極性差,學(xué)生只是機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn),未認(rèn)真思考實(shí)驗(yàn)原理,甚至連實(shí)驗(yàn)報(bào)告也不認(rèn)真總結(jié),只是完成這個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)而已。因此,目前開設(shè)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)提高理論教學(xué)效果不明顯,學(xué)生學(xué)以致用的能力也未能有所提高。
(3)教學(xué)方法枯燥。分析化學(xué)課程的基礎(chǔ)原理與基本理論較多,化學(xué)反應(yīng)繁多,各類滴定曲線及滴定原理復(fù)雜,在授課過程中,與相關(guān)的材料專業(yè)知識(shí)很難融合。按傳統(tǒng)的授課方式,過分強(qiáng)調(diào)授課教師的主導(dǎo)作用,在課程的講解過程中會(huì)使學(xué)生感覺課程內(nèi)容枯燥乏味,束縛學(xué)生的思維,導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及趣味性,不但學(xué)生學(xué)習(xí)效果差、效率低,也降低了教師授課的積極性。
(4)評(píng)價(jià)方法單一。目前我校分析化學(xué)課程的考核基本上還是采用期末閉卷考試來評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)效果,通過一張期末測(cè)試卷很難全面、公正、真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。部分學(xué)生在臨考前突擊背筆記、做練習(xí)題,即可僥幸過關(guān),不利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)。
為激發(fā)材料專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣,提高該課程教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力,針對(duì)分析化學(xué)課程教學(xué)中存在的問題以及專業(yè)特點(diǎn),對(duì)該課程進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)改革。
2 分析化學(xué)課程創(chuàng)新教學(xué)
2.1 根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
對(duì)于不同專業(yè),分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)的安排應(yīng)有所不同。首先,針對(duì)同層次、不同專業(yè)的學(xué)生,應(yīng)先統(tǒng)一界定基本的理論教學(xué)內(nèi)容(此部分占整體知識(shí)點(diǎn)的70%左右),這部分內(nèi)容要求所有學(xué)生必須掌握,以保證該門課程的基本原理、基本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求,也方便日后考核。其次,根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn),教師可對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容實(shí)行自主性教學(xué)(占整體知識(shí)點(diǎn)的30%左右),結(jié)合各專業(yè)的特點(diǎn)界定教學(xué)側(cè)重點(diǎn),精細(xì)安排教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在掌握基本原理與知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,能拓寬專業(yè)知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
例如,第二章誤差、可疑值的處理這部分內(nèi)容涉及計(jì)算,公式多且繁雜,單純依靠講解例題授課,學(xué)生會(huì)感覺枯燥。在授課過程中,可將相關(guān)專業(yè)知識(shí)引入。例如,學(xué)生將來做畢業(yè)設(shè)計(jì)及技能訓(xùn)練等時(shí),均會(huì)遇到數(shù)據(jù)處理,某些實(shí)驗(yàn)中不可避免地會(huì)出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)。如在測(cè)量試樣的抗彎強(qiáng)度時(shí),需要5~6個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)定并取平均值,某些存在缺陷的陶瓷樣品獲得較低的抗彎強(qiáng)度,此時(shí)可以利用分析化學(xué)的四倍法與Q值法進(jìn)行可疑數(shù)據(jù)的處理,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的能力,又提前了解部分專業(yè)知識(shí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。我校材料專業(yè)分析化學(xué)課程均在大學(xué)一年級(jí)開設(shè),很多學(xué)生對(duì)自己的專業(yè)方向了解很少,在此階段學(xué)生的思維模式、學(xué)習(xí)態(tài)度及今后的職業(yè)規(guī)劃是非常重要的,因此在給這些學(xué)生授課時(shí),結(jié)合分析化學(xué)課程內(nèi)容及專業(yè)特點(diǎn),給學(xué)生更多的專業(yè)指導(dǎo)是非常必要的。
2.2 有針對(duì)性地開設(shè)實(shí)驗(yàn)
分析化學(xué)的基本原理與知識(shí)點(diǎn)可通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證和鞏固,在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),不能將所有的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)都開設(shè)。為提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)效果,在分析化學(xué)教學(xué)改革中,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),對(duì)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了大膽改革。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件,有針對(duì)性地將所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與專業(yè)特點(diǎn)結(jié)合起來,盡可能地讓所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)與專業(yè)有聯(lián)系,提高學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
例如,吸光光度法這一章的分光光度計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)于無機(jī)非金屬專業(yè)是十分重要的,可以利用分光光度計(jì)測(cè)量無機(jī)非金屬光催化材料的吸光度。通過開設(shè)此類實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握分光光度計(jì)的基本原理及使用方法,為學(xué)生將來做畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。配位滴定法涉及高分子專業(yè)的知識(shí)點(diǎn)較多,因此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)高分子專業(yè)一定要開設(shè)。通過有針對(duì)性地開設(shè)實(shí)驗(yàn),將分析化學(xué)知識(shí)與專業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,在豐富學(xué)生專業(yè)知識(shí)的同時(shí),提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手技能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,使學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)產(chǎn)生興趣,也提高了分析化學(xué)理論的授課效果。另外,在實(shí)驗(yàn)過程中,注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力,比如在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí),可教會(huì)學(xué)生利用Origin或Excel軟件進(jìn)行曲線的線性擬合,提高學(xué)生微機(jī)應(yīng)用能力及分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
2.3 課堂教學(xué)方法革新
課堂教學(xué)方法創(chuàng)新不但可以提高教學(xué)效果,也有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。分析化學(xué)教學(xué)方法的改革主要包括如下三方面:首先,分析化學(xué)基本理論與原理在實(shí)際工業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛,因此在授課過程中,教師可以結(jié)合自身的專業(yè)特長(zhǎng),與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。⑤比如,提出無機(jī)非金屬專業(yè)學(xué)生分析陶瓷粉體質(zhì)量檢測(cè)的問題,并列出解決方案,這里應(yīng)用了沉淀滴定、氧化還原滴定等分析化學(xué)原理,采用學(xué)生分組討論形式,提高學(xué)生解決問題能力,活躍課堂氣氛,增加師生課堂互動(dòng),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。其次,制作分析化學(xué)課程課件,采用現(xiàn)代化教學(xué)手段,制作出分析化學(xué)課程的課件,利用多媒體進(jìn)行該課程理論教學(xué),通過圖片、動(dòng)畫、音頻等豐富課程內(nèi)容。通過多媒體上課,不但可以加大傳授知識(shí)的信息量,開拓學(xué)生的視野,還有利于教師及時(shí)更新授課內(nèi)容,方便教師授課。
2.4 建立靈活多樣的綜合考評(píng)體系
分析化學(xué)課程的考查主要是通過期末考試閉卷方式進(jìn)行考核(占總成績(jī)的60%)。另外,由于該課程的基本原理與知識(shí)點(diǎn)均可通過實(shí)驗(yàn)來加深學(xué)生印象,因此該課程的實(shí)驗(yàn)尤為重要,實(shí)驗(yàn)成績(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等進(jìn)行考核(占總成績(jī)的20%)。另外,平時(shí)成績(jī)由任課老師給出(占總成績(jī)的20%),這部分成績(jī)主要包括出勤、作業(yè)、課堂討論三個(gè)方面,尤其是課堂討論部分,主要根據(jù)是學(xué)生查閱資料整理資料,在課堂上分組討論,理解知識(shí),在討論中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神、思考能力及綜合表達(dá)能力。通過以上幾方面的綜合成績(jī),建立公平、合理的綜合考評(píng)體系。
3 結(jié)語(yǔ)
分析化學(xué)是非化學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)理論課程,是學(xué)生后續(xù)課程的基礎(chǔ),學(xué)生掌握其基本原理與內(nèi)容,提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力,對(duì)其綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義。針對(duì)目前對(duì)材料類專業(yè)人才素質(zhì)的要求,哈爾濱理工大學(xué)材料學(xué)科在分析目前的教學(xué)狀況及專業(yè)特點(diǎn)的前提下,對(duì)傳統(tǒng)的分析化學(xué)課程進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)改革,注重專業(yè)知識(shí)與化學(xué)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合,不僅使學(xué)生掌握了基本的分析化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容,而且使學(xué)生對(duì)本專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣,為高等院校材料類專業(yè)分析化學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行了有益探索,并提供了一定的參考及借鑒。
基金項(xiàng)目:哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):C201300018)
注釋
① 黃昊文.分析化學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐探析[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐,2011(3):42-44.
② 顧佳麗,馬占玲.在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮學(xué)生的主體作用[J].中國(guó)電力教育,2011(213):147-148.
③ 趙明,白麗明,張文治.“Seminar”教學(xué)模式在本科化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育探索,2014(1):56-57.