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關(guān)鍵詞: 大學(xué)化學(xué)教學(xué)改革 課堂教學(xué) 實驗教學(xué)
引言
教育改革是目前世界上許多國家都在研究的重要科目之一。為了適應(yīng)飛速發(fā)展的社會環(huán)境,具有一定專業(yè)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的大學(xué)生不但要具有嶄新的知識結(jié)構(gòu),而且要有創(chuàng)造性思維和動手實踐的能力。目前,大學(xué)化學(xué)的理論教學(xué)仍然以向?qū)W生灌輸大量書本知識為主,雖然學(xué)生積累了豐富的理論知識,有較強的邏輯思維,但這種方式存在弊端,即阻礙了其創(chuàng)造性思維和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和拓展。因此我們可以通過多種教學(xué)形式調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。實驗教學(xué)也很重要,實驗的目的不僅僅是驗證規(guī)律、培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實驗技能,而是要使學(xué)生通過實驗在科學(xué)的理論學(xué)習(xí)和研究方法上獲取感性體會。
一、理論教學(xué)
1.互動式教學(xué)
互動式教學(xué),顧名思義就是教師和學(xué)生之間通過雙向溝通方式進(jìn)行授課。正所謂“教有法而無定法”,教師對學(xué)生應(yīng)該做到“管而不死,理而不束;規(guī)而有道路可馳騁,范而有天地可翱翔”。在教學(xué)過程中,教師可以就某一學(xué)過的內(nèi)容提出問題,讓學(xué)生自己思考并歸納總結(jié),然后由教師在一些方面進(jìn)行補充,從而培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。例如在講解芳香族重氮鹽的化學(xué)性質(zhì)時,其官能團“-N=N-”與芳環(huán)發(fā)生共軛,化學(xué)性質(zhì)活潑,可以發(fā)生許多反應(yīng)。教師可以給學(xué)生一點時間運用所學(xué)的知識思考重氮基可以和哪些基團取代,再進(jìn)行內(nèi)容補充,并歸納總結(jié)原理:芳香重氮離子中重氮基帶正電荷,強烈吸引電子,C-N鍵易斷裂放出氮氣。通過這種互動式的教學(xué)方式,學(xué)生可以在課堂上保持思維的活躍,而不是硬性地記憶課本上的知識。
2.案例式教學(xué)
案例式教學(xué),起源于“哈佛大學(xué)”的情景案例教學(xué)課,案例式教學(xué)可以促進(jìn)隱性知識與顯性知識的不斷轉(zhuǎn)化,通過具體的情境,將隱性的知識外顯,或?qū)@性的知識內(nèi)化。教師可以把一些看得見、聽得到的案例貫穿于大學(xué)化學(xué)教學(xué)中,使學(xué)生更加深刻地理解課本相關(guān)知識,學(xué)習(xí)的興趣也隨之提高。比如在介紹核酸時,可以通過大量的圖片和幻燈片講解知識點,另外還可以介紹一些最新的科研成果和相關(guān)的科技趣聞使課堂教學(xué)不再那么枯燥乏味。這種案例教學(xué)法能夠吸引學(xué)生的注意力,與時俱進(jìn),從而有效地貫徹教學(xué)內(nèi)容,值得借鑒。總之,在教學(xué)過程中,通過把身邊的具體生活與所學(xué)的大學(xué)化學(xué)有機地結(jié)合起來,不僅充實了學(xué)生的大學(xué)化學(xué)知識,而且進(jìn)一步讓學(xué)生感受到了掌握大學(xué)化學(xué)知識的重要性。
3.多媒體教學(xué)
電子教案和電化教學(xué)手段的普及使用使PPT教學(xué)方式得到了廣泛運用。首先我們應(yīng)該明白PPT是一種輔助工具,教師不能將所有內(nèi)容盡數(shù)地以文字形式寫在PPT上,然后站在講臺上逐字逐句地朗讀。教師可以將提綱和概要性的內(nèi)容寫在PPT上,這樣學(xué)生可以清楚地了解接下來課上所要講的知識點,在腦中建立起一個知識框架。遇到一些概念性較強的知識,我們必須用具體的例子在黑板上將概念具體化。如講到同分異構(gòu)體時,教師可以充分利用黑板講解碳鏈異構(gòu)、官能團位置異構(gòu)等,還可以讓學(xué)生自己上臺在黑板上練習(xí)相關(guān)題目。而多媒體教學(xué)可以給學(xué)生提供更加直觀的圖像和動畫效果。比如,有機化學(xué)中的構(gòu)象分析,以環(huán)己烷為例,環(huán)己烷分子自動曲折而形成非平面的構(gòu)象,在一系列構(gòu)想的動態(tài)平衡中形成椅型構(gòu)象和船型構(gòu)象,教師使用ChemDraw_3D軟件轉(zhuǎn)動環(huán)己烷的椅式構(gòu)象和船型構(gòu)象,用不同的顏色標(biāo)注原子和化學(xué)鍵,并轉(zhuǎn)動三維結(jié)構(gòu),就很快給學(xué)生一個直觀的圖像,使學(xué)生很快就明白了張力能的來源及兩種構(gòu)象間的差異。
二、實驗教學(xué)
1.增強學(xué)生的動手能力
由于課時安排有限,有時教師往往會事先準(zhǔn)備好實驗器材,為學(xué)生省去了不少時間。如薄層色譜法中薄層板的制備,教師可以讓學(xué)生自己動手制作薄層板,鍛煉其動手能力,更加有效系統(tǒng)地掌握薄層板的制備、點樣、展開、顯色、定性和定量分析等步驟。
2.進(jìn)行綠色實驗
在實驗的全過程應(yīng)注意環(huán)境保護的問題,樹立學(xué)生綠色實驗的意識。首先,為了減少對環(huán)境造成的不良影響,在實驗的設(shè)計過程中,盡可能微量化,減少化學(xué)物質(zhì)的投放量。此外,有些實驗過程中可能會產(chǎn)生一些有毒、有害和環(huán)境相容性差的物質(zhì),教師應(yīng)提醒學(xué)生在實驗過程中不能隨意排放,應(yīng)用專門的容器收集,再送交有關(guān)部門統(tǒng)一進(jìn)行無害化處理后排放。
3.采用循環(huán)式實驗教學(xué)
上實驗課時,實驗項目由任課教師制定。采用循環(huán)式實驗教學(xué)新形式,學(xué)生以循環(huán)的形式做實驗。此外,學(xué)校可以實行實驗室開放政策,從而使實驗時間與空間得以拓寬。對于研究性實驗的設(shè)計,不需要集中做實驗,可以只要求學(xué)生在某一個規(guī)定時間內(nèi)完成某一實驗項目,具體的實驗時間由學(xué)生根據(jù)自己的實際情況與實驗室預(yù)約后再安排。如此,學(xué)生就有了更多的獨立思考空間和不斷實踐操作的摸索過程。
結(jié)語
在教學(xué)過程中,教是手段,學(xué)是目的,教是為學(xué)服務(wù)的。面對21世紀(jì)科技對化學(xué)人才的新的要求,大學(xué)化學(xué)教育面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也充滿新的發(fā)展機會,我們必須抓住這個有利時機,明確教育思想和培養(yǎng)目標(biāo),加大深化改革的力度,進(jìn)一步提高教育質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:大學(xué)化學(xué);循環(huán)式;PBL教學(xué)模式;研究和構(gòu)建
引言
PBL即“Problem•BasedLearning”——基于問題的學(xué)習(xí)。大學(xué)化學(xué)循環(huán)式PBL教學(xué)模式則是指將大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的復(fù)雜的、實際的內(nèi)容設(shè)置到相關(guān)的問題情境中,從而將問題背后的知識點挖掘出來,在不斷的探究中提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,最終實現(xiàn)學(xué)生的全面、健康發(fā)展[1]。大學(xué)化學(xué)課程作為工科學(xué)生在大學(xué)階段的一門必修學(xué)科,對于學(xué)生靈活思維、興趣的培養(yǎng)都至關(guān)重要。該學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容多、學(xué)生個體差異較大,傳統(tǒng)高等教育模式對于學(xué)生的均衡發(fā)展產(chǎn)生了不同程度的限制,因此學(xué)生綜合素質(zhì)低下,不能滿足新時代社會的發(fā)展需要。PBL教學(xué)模式興起于國外,通過新穎的學(xué)習(xí)方法,極大激發(fā)學(xué)生參與課堂的意識,對于學(xué)生創(chuàng)新意識、思維技能以及自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)都十分關(guān)鍵。在這樣的教學(xué)模式下,學(xué)生可以體驗到團隊合作的重要性,實現(xiàn)自身綜合素質(zhì)的提升。因此,對PBL教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)中的實際應(yīng)用進(jìn)行具體研究是高等教育階段的一項重要工作。
1PBL教學(xué)模式在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
PBL教學(xué)模式是目前西方發(fā)達(dá)國家的主流教學(xué)模式之一,這種模式在國外的研究主要分為以下幾個階段:
1.120世紀(jì)70年代的研究
這個時期的研究主要停留在理論層面,只有少數(shù)醫(yī)學(xué)院開設(shè)的部分學(xué)科采用了這種模式。直到1969年,在不斷的豐富和完善中,美國神經(jīng)病學(xué)教授首次提出了“PBL教學(xué)模式”這一概念,并將這種模式的優(yōu)勢、具體應(yīng)用案例向高等教育界做出具體的闡述,這一模式開始在醫(yī)學(xué)教育中發(fā)展起來[2]。
1.220世紀(jì)80年代
很多學(xué)者相繼在這一教學(xué)模式中添加其他學(xué)者的學(xué)習(xí)理論,比如實用主義、情境學(xué)習(xí)理論等,真正將PBL教學(xué)模式的課程設(shè)置、實施方法以及教學(xué)、考核方法研究出來并付諸實踐。PBL教學(xué)模式開始朝著逐漸完善的方向發(fā)展。
1.320世紀(jì)90年代
PBL教學(xué)模式不僅僅應(yīng)用于醫(yī)療教育界,在這個時期這一模式開始朝著其他領(lǐng)域發(fā)展,實現(xiàn)了基本的推廣。
1.421世紀(jì)初期
受經(jīng)濟水平顯著提高、科技水平日新月異的影響,PBL教學(xué)模式開始進(jìn)行調(diào)整,學(xué)者們逐漸認(rèn)識到這一模式當(dāng)中存在的問題和不足,在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,這一模式朝著創(chuàng)新化的方向發(fā)展,相信在以后的高等教育中會發(fā)揮出更大的作用。受教育資源以及師資力量的限制,目前,我國PBL教學(xué)模式仍然處于國外第二階段后期的水平。PBL教學(xué)模式在醫(yī)療教育界已經(jīng)基本上普及,目前研究者正致力于將這一模式應(yīng)用于其他學(xué)科領(lǐng)域。但是總體來看,我國的PBL教學(xué)模式缺乏完整的學(xué)科模式的約束,沒有系統(tǒng)的教學(xué)實踐和綜合的考評機制,因此教學(xué)成果有限。本文從高等教育學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣出發(fā),希望在克服這種教學(xué)模式不足的基礎(chǔ)上,對其進(jìn)行探究和構(gòu)建,希望最終達(dá)到完善的效果。
2PBL教學(xué)模式的研究內(nèi)容
大學(xué)化學(xué)作為工科類學(xué)生的一門公共基礎(chǔ)課,上課人數(shù)多,教學(xué)內(nèi)容廣,學(xué)生個體差異大。這樣的現(xiàn)狀決定不應(yīng)該照搬國外現(xiàn)有的教學(xué)模式,否則會出現(xiàn)一些制約學(xué)生發(fā)展的因素。根據(jù)大學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容以及培養(yǎng)目標(biāo),本研究對循環(huán)式PBL教學(xué)模式的具體應(yīng)用進(jìn)行改進(jìn),希望通過完善的教學(xué)模式能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的全面、綜合發(fā)展。
2.1PBL教學(xué)模式的構(gòu)建
大學(xué)化學(xué)循環(huán)式PBL教學(xué)模式的基本結(jié)構(gòu)為:提出問題——分析問題——自主探究——解決問題——成果共享——相互評價——反思成果等幾個步驟。具體實施的時候,需要根據(jù)課程需要以及學(xué)生的實際情況對學(xué)生進(jìn)行分組,一般可以采用3人一小組、9-12個人一大組的形式。同時,要將每個課堂分為幾部分,六成的時間用來進(jìn)行PBL模式與傳統(tǒng)模式的結(jié)合教學(xué)、三成時間單獨采用循環(huán)式PBL教學(xué)模式、剩余一成的時間進(jìn)行成果展示。在教學(xué)過程中,教師負(fù)責(zé)將學(xué)生帶入具體的情景當(dāng)中,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容提出結(jié)構(gòu)性的問題。學(xué)生則需要在小組內(nèi)進(jìn)行分工合作,共同分析問題、查閱資料、解決問題。這樣的模式對于學(xué)生更好的理解問題背后的知識相當(dāng)關(guān)鍵。同時,在這樣循環(huán)式的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生可以及時總結(jié)自己在學(xué)習(xí)當(dāng)中存在的不足,從而為他們提供一個組內(nèi)交流學(xué)習(xí)的機會,便于學(xué)生在交流中獲得更多的知識,進(jìn)而進(jìn)行知識體系的重新構(gòu)建。教師在整個過程中扮演引導(dǎo)者的角色,使得學(xué)生能夠獲得自主思考的機會,實現(xiàn)自身綜合素質(zhì)的提升。根據(jù)學(xué)生課上所討論的內(nèi)容,教師可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足之處,然后在引導(dǎo)學(xué)生意識到自身錯誤的過程中,幫助學(xué)生提升解決問題以及團隊協(xié)作的能力。另外,學(xué)生在這個模式的制約下會獲得自主學(xué)習(xí)的機會,使得學(xué)生能夠系統(tǒng)的、完整的、細(xì)致的去分析相關(guān)問題,實現(xiàn)全面進(jìn)步與提升。
2.2多元化的考核評價體系
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)是PBL教學(xué)模式所考察的一項重點內(nèi)容。根據(jù)表現(xiàn)可以對學(xué)生的探索意識、實踐能力、團隊合作能力進(jìn)行一個全面的評價,培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意識,不斷地為社會注入時代所需要的高素質(zhì)人才。因此,在這些內(nèi)容的制約下,PBL教學(xué)模式的考評體系應(yīng)該朝著多元化的方向發(fā)展,定量評價與定性評價相結(jié)合、形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合、平時表現(xiàn)與期末測評相結(jié)合,是考核體系的基本要求。其中量化評價需要進(jìn)行自我與互相評價的結(jié)合,從而實現(xiàn)測評結(jié)果的客觀性。為了尊重學(xué)生的個體性差異,實現(xiàn)對學(xué)生的公正評價,應(yīng)該注意對學(xué)生階段性的進(jìn)步進(jìn)行考察,真正提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這些內(nèi)容在不斷發(fā)展中就會形成一個“全方位、多層次”的評價體系,便于學(xué)生真正從PBL教學(xué)模式中受益。
2.3多維化的交互答疑體系
學(xué)生是PBL教學(xué)模式的主體,教師是主導(dǎo),素質(zhì)教育是這一教學(xué)模式的基本原則。因此在PBL教學(xué)模式中,學(xué)生與教師是朋友的關(guān)系,二者在相互交流中獲得共同的進(jìn)步。網(wǎng)絡(luò)答疑平臺、信息化分組指導(dǎo)平臺等“多維化”的答疑體系應(yīng)該被建立起來,作為師生交流的媒介,這對于學(xué)習(xí)效率的提升、交流時間的縮短至關(guān)重要。
2.4技能化的實驗教學(xué)
大學(xué)化學(xué)是一門對于學(xué)生動手操作能力有著嚴(yán)格要求的學(xué)科,因此實驗是這一學(xué)科當(dāng)中必不可少的組成部分。實驗的基本操作水平、實驗操作能力以及學(xué)生個性化的培養(yǎng)都是實驗操作對于學(xué)生和教師的要求。教師要為學(xué)生設(shè)置階梯難度的實驗內(nèi)容,使得學(xué)生自身能夠感受到自己的進(jìn)步,為后續(xù)學(xué)習(xí)樹立足夠的信心。開放式實驗是PBL教學(xué)模式所具備的一個特色,這一實驗將學(xué)生學(xué)習(xí)動力、學(xué)習(xí)興趣以及創(chuàng)新性和科研能力的培養(yǎng)作為關(guān)鍵內(nèi)容,以新時代人才培養(yǎng)目標(biāo)為約束,希望在規(guī)范學(xué)生操作技能的基礎(chǔ)上讓學(xué)生明確科學(xué)研究的精華,明確現(xiàn)代實驗所具備的特點和優(yōu)勢。
2.5網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)理論
隨著科技水平的顯著提升,學(xué)生的學(xué)習(xí)工具也在朝著智能化的方向發(fā)展。網(wǎng)上教學(xué)平臺就是積極利用計算機等新興科技進(jìn)行學(xué)習(xí)的媒介,這一媒介的存在可以有效提升學(xué)生對于課程內(nèi)容中重點、難點的認(rèn)識,從而約束他們進(jìn)行積極的探究,提升自己分析問題、解決問題的能力。為了真正實現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的共享,多維立體的交流平臺應(yīng)該被建立起來,在老師的幫助下組建有效的QQ群、微信群,使得學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間都能夠?qū)崿F(xiàn)隨時隨地的溝通。
3大學(xué)化學(xué)循環(huán)式PBL教學(xué)模式應(yīng)用的典型案例
3.1案例1:SO2的性質(zhì)
所創(chuàng)設(shè)的情境:以SO2的性質(zhì)為出發(fā)點,總結(jié)SO2、Cl2、CO2、CH2=CH2幾種氣體的實驗室制法以及各自的性質(zhì)。情境引導(dǎo):教師可以通過幾個問題對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo):(1)二氧化硫與氯氣的尾氣處理裝置有什么不同?是什么原因造成了這種不同?(2)二氧化硫和氯氣分別注入到品紅溶液以及紫色石蕊試液中,溶液顏色變化有什么區(qū)別?(3)等物質(zhì)的量的氯氣與二氧化硫混合之后通入品紅溶液中有什么樣的現(xiàn)象產(chǎn)生?為什么?(4)二氧化硫和二氧化碳這兩種氣體的分辨方法是什么?依據(jù)了什么樣的原理?(5)如何驗證碳與濃硫酸反應(yīng)所產(chǎn)生的兩種不同氣體?(6)乙烯的實驗室制法會有干擾氣體產(chǎn)生,如何對這兩種氣體進(jìn)行區(qū)分和辨別?SO2、Cl2、CO2、CH2=CH2本來就是大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中容易混淆的幾種氣體,在PBL教學(xué)模式的幫助下為學(xué)生進(jìn)行情境的創(chuàng)設(shè)以及問題的分析,從而將學(xué)生引入到一個循序漸近的學(xué)習(xí)過程中,不僅可以實現(xiàn)學(xué)生對氣體的區(qū)分,而且在利用相關(guān)方法解決問題的過程中,學(xué)生對于不同的實驗方法以及一些化學(xué)概念進(jìn)行了鞏固,提升了學(xué)生的思維意識。
3.2案例2:探究銅鋅-稀硫酸原電池的工作原理
所創(chuàng)設(shè)的情境:將用導(dǎo)線連接在一起的銅片和鋅片放入稀硫酸溶液中,觀察兩個不同金屬上所產(chǎn)生的不同現(xiàn)象。情境引導(dǎo):(1)銅片上所產(chǎn)生的氣體是什么?(2)電子是通過什么樣的方式實現(xiàn)由鋅向銅的傳導(dǎo)的?(3)電子是沿導(dǎo)線進(jìn)行傳遞的,這一結(jié)論應(yīng)該怎樣得以驗證?實驗現(xiàn)象引起了學(xué)生的好奇,便會促使他們深入到實驗過程中,不斷探究更深層次的內(nèi)容,這與PBL教學(xué)模式的真諦相通,在這樣的模式的幫助下,學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,逐漸提高自己的認(rèn)知意識,極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生的思維一直處于活躍的狀態(tài),引導(dǎo)他們進(jìn)行更深層次的探究。
3.3案例3:硫以及硫化物之間的相互轉(zhuǎn)化
所創(chuàng)設(shè)的情境:(1)市政人員常常采用向臭水溝里加生石灰或是過氧化氫的方式除去水溝中的臭味。發(fā)出臭味的氣體實際上是硫化氫;(2)香皂中一般都含有硫磺;(3)長期暴露在空氣中的亞硫酸鈉會發(fā)生變質(zhì)反應(yīng);(4)硫磺可以有效去除實驗室中的汞。情境引導(dǎo):(1)硫化氫與生石灰以及過氧化氫是怎么樣反應(yīng)的?這體現(xiàn)了硫化氫怎樣的化學(xué)性質(zhì)?(2)香皂中的硫磺所起到的作用是什么?(3)亞硫酸鈉與什么反應(yīng)發(fā)生了變質(zhì)?反應(yīng)方程式是怎樣寫的?(4)硫與汞以及硫與鐵反應(yīng)的不同條件說明了什么?這些問題與學(xué)生的生活實際相聯(lián)系,學(xué)生對于生活中以及實驗室中常見的化學(xué)現(xiàn)象有了一個探究的機會,對于他們?nèi)ソ鉀Q這些問題奠定了堅實的基礎(chǔ),不僅提升了學(xué)生對于知識的理解能力,而且便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識的價值,激發(fā)他們潛在的探究意識。
4PBL教學(xué)模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)教學(xué)中存在的問題
盡管PBL教學(xué)模式在不斷的探究與發(fā)展中取得了顯著的成績,但是應(yīng)該明確的是,這一模式一開始本就是針對醫(yī)療教育所興起的,因此將其推廣到大學(xué)化學(xué)教學(xué)中,難免會出現(xiàn)一些問題,常見的問題主要有以下幾個方面:首先,教育資源較少。不管是從國外,還是從國內(nèi)的角度講,將這一模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)中的教學(xué)實踐都少之又少,目前仍處于起步階段,一直在摸著石頭過河,短期內(nèi)很難取得大的長進(jìn)。其次,學(xué)生沒有十足的自覺性配合大學(xué)教師來實現(xiàn)這一模式的真正發(fā)展。學(xué)生往往會將這一教學(xué)手段當(dāng)成學(xué)習(xí)任務(wù),體會不到其中的優(yōu)勢和作用。另外,由于高等教育模式的制約,使得這一模式在推廣的過程中,沒有足夠的師資力量作為保障,無法針對學(xué)生的具體情況進(jìn)行針對性的教育,不利于學(xué)生個性化的發(fā)展。最后,高等教育的評價體系還不完善,教師的功利性較強,如果PBL教學(xué)模式應(yīng)用于大學(xué)化學(xué)課堂上,短期內(nèi)沒有明顯的效果,這一模式將會停留在表面上,不能真正受益于學(xué)生。
5結(jié)語
總之,PBL教學(xué)模式在我國的大學(xué)化學(xué)課堂上的應(yīng)用仍處于起步階段,高等教育工作者應(yīng)該合理對PBL教學(xué)時間進(jìn)行分配,同時結(jié)合學(xué)生的實際情況進(jìn)行合理的分工,使得這一模式在大學(xué)化學(xué)中真正發(fā)揮出其應(yīng)有的價值。
參考文獻(xiàn)
[1]付連國,孫麗麗,姚榮英,等.PBL教學(xué)對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的影響[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育,2015(11).
【關(guān)鍵詞】華峰班CDIO工程教育
20世紀(jì)的工程教育課程主要是提高學(xué)生的動手實踐,使學(xué)生掌握相關(guān)的專業(yè)知識和解決工程實際問題的能力。然而,隨著世界經(jīng)濟全球化以及科學(xué)知識的發(fā)展,工程教育課程的教育偏向了“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的工程科學(xué)的培養(yǎng)模式,從而削弱了對學(xué)生解決工程實際問題的能力培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式導(dǎo)致了學(xué)生缺乏對現(xiàn)實工程情況應(yīng)有的認(rèn)知程度。為了解決這個難題,2000年由麻省理工學(xué)院Crawley等人通過4年的探索創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念,主張以產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程,即構(gòu)思(ConcEive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)為載體,以工程項目生命周期全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、學(xué)生的職業(yè)道德、學(xué)術(shù)知識和運用知識解決實際問題的能力,以及具備終生學(xué)習(xí)和團隊交流能力。
化學(xué)工程與技術(shù)作為化學(xué)工業(yè)的主要學(xué)科領(lǐng)域,擔(dān)負(fù)著促進(jìn)化學(xué)工業(yè)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展與進(jìn)步的重要使命,因此培養(yǎng)出具有解決實際化工過程問題能力和創(chuàng)新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生作為教學(xué)改革培養(yǎng)對象,將CDIO工程教育理念與化學(xué)工程與工藝的專業(yè)教育有機地結(jié)合,探索適合于以服務(wù)浙江及周邊地區(qū)經(jīng)濟為導(dǎo)向的化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)模式的改革與實踐。
一工科人才教育培養(yǎng)現(xiàn)狀
我國傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師為中心、以課堂講授為主,以理論考試成績來評價學(xué)生的模式。當(dāng)前,我國工程教育是通識教育模式和蘇聯(lián)教育模式的結(jié)合體。解放前,我國的先進(jìn)高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學(xué)教育。建國后,由于化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要,我國效仿蘇聯(lián)搞起了專業(yè)教育。這種專業(yè)教育培養(yǎng)模式為我國的現(xiàn)代化建設(shè)作出了較大的貢獻(xiàn)。其缺點是過于強調(diào)教材和教學(xué)大綱的統(tǒng)一,影響了教育工作者的思維活躍性,也阻礙了對工科學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,教育家們對蘇聯(lián)教育模式進(jìn)行了回顧和反思,制定了通識教育和專業(yè)教育相結(jié)合的工科通識教育模式。然而,隨著我國產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步升級以及高校的持續(xù)擴招,導(dǎo)致了大量的工科畢業(yè)生找不到適合自己的工作,這可能是因為通識教育過于強調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)理論,而弱化了專業(yè)內(nèi)容和工程實踐,導(dǎo)致了工科畢業(yè)生只了解一些表面的理論,缺乏工程應(yīng)具備的實踐創(chuàng)新能力。
在辦學(xué)機制上,一方面,高校過于強調(diào)科研業(yè)績考核,許多具備豐富工程經(jīng)驗的老師很少參與到實際的教學(xué)過程中,而參與教學(xué)的教師又與企業(yè)的聯(lián)系不緊密。負(fù)責(zé)教學(xué)的教師缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗,工程教學(xué)過程又缺乏與企業(yè)的有效溝通,造成了工程教育和社會需求的嚴(yán)重脫節(jié)。另一方面,雖然在教學(xué)上安排了生產(chǎn)見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等環(huán)節(jié),但是不少學(xué)校在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上是比較薄弱的,這是因為見習(xí)、實習(xí)的時間一般比較短,相應(yīng)的考核制度也不健全。
綜上所述,我國工科教育從教學(xué)模式、辦學(xué)機制等眾多方面都存在著與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的問題,嚴(yán)重影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。尤其是理論脫離實際、實踐環(huán)節(jié)薄弱、產(chǎn)學(xué)脫節(jié)的問題直接導(dǎo)致了學(xué)生找不到適合自己的工作崗位以及企業(yè)有崗位找不到合適的人才。由此可見,我國的工科人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)升級的需求。為了更好地培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)升級所需的人才,我們從培養(yǎng)模式上進(jìn)行了改革探索。
二化學(xué)工程與工藝專業(yè)CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力,尤其是項目的構(gòu)思、設(shè)整理計、開發(fā)和實施能力,以及較強的自學(xué)、組織溝通和協(xié)調(diào)能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學(xué)、做,學(xué)生需要掌握各門課程知識之間的聯(lián)系,并用于解決綜合問題。因此,課程體系的建設(shè)要突出課程之間的關(guān)聯(lián)性,這就必須打破教師單打獨斗的傳統(tǒng)教學(xué)方法,而圍繞CDIO工程項目的實施進(jìn)行教學(xué)計劃和課程關(guān)聯(lián)工作。
1.化工核心課程群的組織與教師隊伍建設(shè)
核心課程群由化工熱力學(xué)、傳遞過程原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程、化學(xué)工藝學(xué)、化工設(shè)計6門課程組成,構(gòu)成了化學(xué)工程與工藝核心專業(yè)課的主體?;ぴO(shè)計以其他五門課程為基礎(chǔ),對提高學(xué)生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用?;ぴ硎侵v述單元操作的基本原理,是學(xué)好其他專業(yè)課程的基礎(chǔ);化工熱力學(xué)則建立在分離工程的基礎(chǔ)之上,闡述工業(yè)條件下各種流體熱力學(xué)性質(zhì)的計算;化學(xué)反應(yīng)工程以傳遞過程為基礎(chǔ),傳遞現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)工程利用數(shù)學(xué)的方法,從微觀角度闡述化學(xué)反應(yīng)過程、設(shè)備設(shè)計的共性科學(xué)問題;化工工藝是關(guān)于化學(xué)品生產(chǎn)方法的技術(shù)科學(xué),它以自然科學(xué)和工程科學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ),使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用水平。由此可見,核心課程群的各門專業(yè)課是相輔相成的。
在課程群建設(shè)中,涉及專業(yè)課教學(xué)的老師主要通過進(jìn)修、企業(yè)實踐、參加會議三種方式提高業(yè)務(wù)水平,對化工專業(yè)工程教育模式做到整體的認(rèn)識,同時要求參與指導(dǎo)學(xué)生的化工設(shè)計。利用校企合作的機會,與企業(yè)方面的人才進(jìn)行專業(yè)知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下:
第一,教學(xué)方法改革的探索。首先,按照CDIO的教育理念,要逐步形成教師引導(dǎo)和以學(xué)生為主體的思想,使教師從教育者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者,教師不再是簡單地賣知識,而是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識,把主要任務(wù)放到教會學(xué)生學(xué)習(xí)方法上來。在教學(xué)方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進(jìn)行。溫州大學(xué)為課程體系建設(shè)和師資建設(shè)提供了很好的平臺,在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質(zhì)基礎(chǔ)和政策鼓勵。在這種良好的環(huán)境下,教師也愿意投入更多的時間去聽課評課,吸納好的教學(xué)手段和方法。由于化工班都屬于小班上課(30人左右),對部分課程如化工專業(yè)英語、精細(xì)化工工藝學(xué)實施角色互換教學(xué)模式,讓學(xué)生參與到化工教學(xué)的過程中。這些課程的效果反映較好,對化工原理等課程中的部分章節(jié),我們也將逐步展開開放式的教學(xué)方法。
為了達(dá)到各門課程的知識體系能夠很好地銜接,通過教研室教師集體備課,相互切磋,討論每門課程講授的重點,個別章節(jié)內(nèi)容的舍棄和補充,做到教學(xué)的知識體系完整、重點難點突出、學(xué)時合理分配,真正做到精選、精講教學(xué)內(nèi)容。摒棄了過去教學(xué)活動中的單打獨斗,改為教學(xué)團隊授課,使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論,指出教師課堂教學(xué)中存在的問題與不足,相互交流教學(xué)經(jīng)驗,討論改進(jìn)的方法與策略,使教師的整體教學(xué)水平迅速得到提升。
第二,教師工程素質(zhì)的培養(yǎng)。不少高校在引進(jìn)人才方面主要考慮的是教師科研水平,其次關(guān)注人才的企業(yè)實踐經(jīng)驗。鑒于科研壓力,假期教師也不能到企業(yè)去參與實踐或者工作。此外,許多教師只對與自己科研相關(guān)的專業(yè)課非常熟悉,對其他的專業(yè)課則非常生疏。因此,利用現(xiàn)有的教學(xué)資源,培養(yǎng)教學(xué)團隊的建設(shè)是很重要的一環(huán)。溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝教研所以化工設(shè)計為主線,基于地方化工企事業(yè)單位為依托,派遣年輕教師每年到相關(guān)的化工企業(yè)實踐兩個月,逐步培養(yǎng)教師的專業(yè)水平。近幾年,利用學(xué)習(xí)、調(diào)研以及下派科技特派員的方式,到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業(yè)參觀學(xué)習(xí),不斷地提高老師的業(yè)務(wù)水平。同時,為了讓教師能夠很好地參與到企業(yè)生產(chǎn)實踐中,溫州大學(xué)對擔(dān)任科技特派員的教師提出教學(xué)科研任務(wù)減半、考核優(yōu)先等政策鼓勵。僅2010年,我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學(xué)習(xí)15天,杭州化工研究院學(xué)習(xí)3天,華峰學(xué)習(xí)7天,溫州本地化工企業(yè)實踐1個月左右,有效地提高了教師的工程素質(zhì)。教師工程素質(zhì)的增強也使學(xué)生收益頗豐,在2010年省化工設(shè)計大賽和全國“三井杯”化工設(shè)計大賽中多次獲獎。
2.學(xué)生工程能力和團隊合作的培養(yǎng)
作為地方院校,溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的辦學(xué)宗旨是以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才為主,服務(wù)地方經(jīng)濟和社會的發(fā)展。經(jīng)過對近兩年該專業(yè)的畢業(yè)生調(diào)查的情況來看,目前該專業(yè)存在以下問題:(1)畢業(yè)生雖然掌握較多的書本知識,但實踐能力不強,導(dǎo)致他們從學(xué)校到公司需要較長的“崗位過渡時間”;(2)畢業(yè)生普遍缺乏對現(xiàn)代企業(yè)工作流程和文化的了解,缺乏團隊工作經(jīng)驗、溝通能力和創(chuàng)新能力;(3)工程職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱,責(zé)任感不強。具體體現(xiàn)在:工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細(xì)心、不愿承擔(dān)責(zé)任,客觀上他們的實踐能力與企業(yè)要求存在較大差距,而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學(xué)習(xí)。
從以上的調(diào)查結(jié)果來看,以目前的培養(yǎng)方案和評價標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)學(xué)生的專業(yè)教育經(jīng)不起企業(yè)用人單位的考驗。為了更好地培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟社會發(fā)展的人才,實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),我們與溫州地區(qū)最大的化工企業(yè)華峰集團實行校企聯(lián)合培養(yǎng)本科生,實施“華峰特色班”戰(zhàn)略。目前,“華峰班”的學(xué)生采用“3+1”模式培養(yǎng)方案(即學(xué)生前三年在學(xué)校集中學(xué)習(xí)理論知識并完成實踐教學(xué),最后一年到企業(yè),接受企業(yè)的培訓(xùn),并在企業(yè)盯班盯崗接受生產(chǎn)實踐活動)。同時在工程專家的指導(dǎo)下,根據(jù)企業(yè)的需要對培養(yǎng)方案進(jìn)行部分修改,增設(shè)華峰提出的部分課程,使得學(xué)生在校期間所學(xué)的基本知識和專業(yè)理論更貼近于華峰實際的應(yīng)用。在這種戰(zhàn)略方針下,學(xué)生在企業(yè)的環(huán)境中真正做到知識和能力之間的無縫連接,縮短了“崗位過渡時間”,增加了學(xué)生的工程實踐能力,有效地推進(jìn)了CDIO教學(xué)改革。在2010屆的化工專業(yè)畢業(yè)生中,華峰集團招聘了7名華峰班學(xué)生。提升了學(xué)生的工程能力、團隊合作精神以及專業(yè)素養(yǎng)。
3.逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學(xué)有效的考核制度對本專業(yè)的健康發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,它應(yīng)當(dāng)是對教學(xué)效果做出真實和客觀的評價,同時有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性?,F(xiàn)行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定,它能在一定程度上反映學(xué)生掌握知識的程度以及教師上課的教學(xué)效果,但不能很好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。部分學(xué)生比較反感現(xiàn)行的考核制度,這是因為現(xiàn)行的考核方法存在比較單一、部分學(xué)生在學(xué)習(xí)上投機取巧也能獲得高分而影響其他學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、不能全面反應(yīng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力等問題。
CDIO教學(xué)模式以能力培養(yǎng)為目標(biāo),其主要培養(yǎng)的是學(xué)生的理論知識、職業(yè)技能、人際交流以及產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程。采用CDIO教學(xué)模式,評價方法則應(yīng)側(cè)重能力的考核,能力本位的教學(xué)觀貫穿課程設(shè)置和教學(xué)實踐的全過程。我們進(jìn)行教改,其目的是提高學(xué)生的工程實際能力,因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現(xiàn)階段的具體做法是:(1)選題:在學(xué)生進(jìn)入大三學(xué)習(xí)開始,從企業(yè)選出一些與本專業(yè)相關(guān)的課題以及近兩年化工設(shè)計大賽的課題,讓學(xué)生自動組成4~5人的小團隊;(2)專業(yè)學(xué)習(xí):上專業(yè)課的老師或工程師把握好主要的授課內(nèi)容,然后將大部分時間留給學(xué)生,讓他們針對自己的課題與本課程相關(guān)的知識點進(jìn)行思考、提整理問、討論;(3)階段性測試:上完某些知識點后,老師或者企業(yè)工程師根據(jù)學(xué)生所做的課題和所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行評價,其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面;(4)中期成績總結(jié):這次總結(jié)是比較重要的,一般在大三上學(xué)期結(jié)束后,包括階段性測試的成績、平時的表現(xiàn)、專家化工設(shè)計大賽作品的評價、企業(yè)對學(xué)生課題的反饋等進(jìn)行中期總結(jié),由學(xué)校老師和企業(yè)專家對學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)進(jìn)行方法論指導(dǎo),提出下學(xué)期的目標(biāo);(5)最后專業(yè)課成績評定:最后專業(yè)課成績進(jìn)行A、B、C、D四個等級進(jìn)行劃分,其中階段性測試占40%、中期成績總結(jié)10%、企業(yè)專家評價10%、課題完成情況10%、專業(yè)綜合能力20%、化工設(shè)計大賽10%。目前,整個評價體系尚在完善中。
《Chemistry》一書秉承了《Chemistry--thecen-tralscience》文本清晰、課后習(xí)題豐富以及知識覆蓋面廣等優(yōu)點,在叢書的布局安排上采用了更加開放、清晰的設(shè)計。插圖豐富多彩、生動有趣,且在每章的開頭都附有精心挑選的圖片,使本章的內(nèi)容一目了然,對非化學(xué)化工專業(yè)普通化學(xué)的學(xué)習(xí)起到了很好的借鑒作用。筆者在研究時發(fā)現(xiàn),與同類教材相比[4,5],該書具有自己的特色。
內(nèi)容安排《Chemistry》一書非常注重文本之間的相互聯(lián)系,編排過程由淺入深、由個性到共性、環(huán)環(huán)相扣。每章開頭設(shè)有“What'sAhead”作為該章的學(xué)習(xí)指導(dǎo),讓學(xué)生們了解該章的關(guān)鍵知識點以及每個標(biāo)題之間的內(nèi)在聯(lián)系,使知識更具系統(tǒng)性和連貫性。書中各部分之間穿插有“GiveItSomeThou-ght”,用一些非正式、集中化的問題來檢測你是否真正的掌握好所學(xué)的知識;部分知識配有Sample-Exercise把知識點應(yīng)用到問題情境中,在每個Sam-pleExercise后的PracticeExercise鞏固了知識點,使知識的學(xué)習(xí)更加靈活;每章知識講解的后面都安排了“SummaryandKeyTerms”作為該章的小節(jié),列出了該章每一節(jié)需要掌握的基本概念、重點知識,并用符號對重點內(nèi)容進(jìn)行了標(biāo)注。
課外拓展為什么說“化學(xué)-中心科學(xué)”呢?作者在書中很好的詮釋了這個問題,讓讀者們體會到化學(xué)世界的豐富多彩,博大精深。ChemistryandLife和ChemistryatWork兩個版塊的加入,強調(diào)了化學(xué)與世界形勢、科學(xué)發(fā)展以及醫(yī)學(xué)的重大聯(lián)系,告訴人們看待周圍世界的新思路、新方法。ChemistryandLife主要是讓學(xué)生們對日常生活中所涉及的化學(xué)知識有更深入的了解,增強學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。喝太多的水會殺了你(DrinkingtoomuchWatercanKillYou)、血壓(BloodPressure)、齲齒和氟化反應(yīng)(ToothDecayandFluoridation)、用于生物顯像的IR光譜(IRSpectroscopyforBiologicalImaging)等都是與生活息息相關(guān)的化學(xué)知識;Chemistryat-Work是把一些生活和工作中常見的問題在化學(xué)的層面上做一些初步的解釋,并且介紹了一些工作中常用的大型儀器,包括:二氧化碳和溫室效應(yīng)(CO2andtheGreenhouseEffect)、澳大利亞同步加速器(AustralianSynchrotron)、氣體的分離(Gassep-arations)、煤氣管道(GasPipelines)等;在個別的章節(jié)中,作者還配有ACloserLook和Chats(ChemistryHasApplicationThroughoutScience)兩部分,ACloserLook更加詳細(xì)的介紹了本章的重點以及感興趣的話題,如第9章后介紹的理想氣體方程式(TheIdeal-GasEquation)等;Chats這一模塊符合本土特色,由澳大利亞各個領(lǐng)域的科學(xué)家們來告訴人們書本的知識是如何應(yīng)用到現(xiàn)實世界的,更具先進(jìn)性和實用性。
圖文并茂《Chemistry》一書排版印刷精美,書中內(nèi)容采用彩色印刷,不同內(nèi)容采用不同的色調(diào),給人以生動形象的感覺。正文和很多頁邊緣都附有大量插圖,包括模型圖、反應(yīng)裝置圖、結(jié)構(gòu)圖、組成圖等多種形式。部分內(nèi)容采用多聚焦圖像、制作精良的計算機渲染圖像等,從宏觀、微觀、符號化以及概念化等多種視角出發(fā),十分有助于學(xué)生對化學(xué)概念的理解,清楚、直觀、立體感強[6]。對分子插圖的表述采用了三維度法,加強了對分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。我國教材通常插圖較少且質(zhì)量不高,形式單調(diào),這是我國教材需要向國外教材加以學(xué)習(xí)的地方。
習(xí)題設(shè)置《Chemistry》一書幾乎每章的后面都附有100多個習(xí)題,習(xí)題的設(shè)計多種多樣,豐富多彩,由易到難,由簡單到復(fù)雜,可以滿足不同學(xué)生的不同需要。在章末習(xí)題的前面,安排了VisualisingCon-ceptsExercises,這類習(xí)題通過使用模型、圖表以及其它視覺化的材料來重新認(rèn)識知識,從而對本章的關(guān)鍵知識點有一個概括化的理解;習(xí)題大體分為4個部分,既有鞏固基礎(chǔ)知識的普通習(xí)題,也有具有一定深度的附加題(AdditionalExercises),還有綜合各章之間以及各學(xué)科之間的綜合題(Integra-tiveExercise),以及方便快捷的電子版習(xí)題(eM-ediaExercises),分類清晰、種類齊全、便于理解。
關(guān)鍵詞:卓越工程師;化工原理;教學(xué)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)25-0098-02
化工原理是一門關(guān)于化工加工過程的基礎(chǔ)課,它為化工等工業(yè)部門提供科學(xué)基礎(chǔ),對化工及相近學(xué)科的發(fā)展起支撐作用?;ぴ硎枪鹆掷砉ご髮W(xué)化學(xué)工程與工藝等教育部卓越工程師培養(yǎng)計劃專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課?;ぴ碚n程以單元操作為內(nèi)容,以傳遞過程原理和研究方法為主線,研究各個物理加工過程的基本規(guī)律、典型設(shè)備的設(shè)計方法、過程的操作和調(diào)節(jié)原理?;ぴ碚n程教學(xué)包括理論課教學(xué)、實驗課教學(xué)和課程設(shè)計三個環(huán)節(jié)。本課程在整個教學(xué)體系建設(shè)中起著從基礎(chǔ)課到專業(yè)課的過渡橋梁作用。為實現(xiàn)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》而組織實施的卓越工程師教育培養(yǎng)計劃,是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。目的是通過校、企密切合作,以實際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,提高學(xué)生工程實踐能力,造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的優(yōu)秀工程技術(shù)人員。[1-3]“卓越計劃”的啟動為應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供了良好的機遇,這為加速培養(yǎng)高質(zhì)量化工類工程技術(shù)人才奠定了基礎(chǔ)。使這些學(xué)生要能夠滿足祖國未來發(fā)展的需要,適應(yīng)和引領(lǐng)未來工程技術(shù)發(fā)展的方向,也能夠在多語言環(huán)境下工作,具有國際競爭能力。[4]桂林理工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)是第二批獲得教育部“卓越工程師計劃”的試點專業(yè)。為推進(jìn)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的順利實施,加強高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng),我校化工原理課程教學(xué)從多面入手,努力提高課程教學(xué)的效率。
一、加強認(rèn)識實習(xí)
針對學(xué)生學(xué)習(xí)化工原理課程反映的情況,學(xué)生認(rèn)為動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞太過于抽象,學(xué)習(xí)很困難,我們調(diào)整了教學(xué)計劃,將化工原理課程由原來的第三學(xué)期開課調(diào)整到第四學(xué)期,而認(rèn)識實習(xí)則由原來的第五學(xué)期調(diào)整到第四學(xué)期初。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)化工原理課程之前完成了認(rèn)識實習(xí),使學(xué)生對化工生產(chǎn)中的“三傳”有了初步的認(rèn)識。同時對認(rèn)識實習(xí)指導(dǎo)教師提出更高的要求,規(guī)定認(rèn)識實習(xí)的老師必須是“雙師型”教師,這樣學(xué)生到企業(yè)實習(xí)時,可以有針對性地將化工原理課程中“三傳”問題和企業(yè)的生產(chǎn)工藝聯(lián)系起來,使學(xué)生對“三傳”問題有了感性認(rèn)識。同時我們加強了與企業(yè)的合作,桂林理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院已和桂林立白日化有限公司、桂林萊茵生物科技股份有限公司等10余家企業(yè)簽訂合作協(xié)議,共建“工程實踐教育中心”,為企業(yè)積極介入到校企聯(lián)合培養(yǎng)人才奠定了基礎(chǔ)。同時我們還聘請了大量的企業(yè)高級工程技術(shù)人員為我校的兼職教師,這樣學(xué)生在認(rèn)識實習(xí)時,有關(guān)單位的工程技術(shù)人員作為兼職教師參與學(xué)生的認(rèn)知實習(xí),大大提高了認(rèn)知實習(xí)時的師資力量,特別是師資力量的工程實踐經(jīng)驗,這對認(rèn)識實習(xí)的效果起到很大的促進(jìn)作用,使學(xué)生在認(rèn)知實習(xí)時對“三傳”有了很深刻的認(rèn)識。
二、強化“以學(xué)為主”的課堂教學(xué)
大學(xué)教育與基礎(chǔ)教育的區(qū)別在于從以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主。改變“填鴨式”的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的主動求知欲是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在化工原理課程的教學(xué)中,教師們也在逐漸轉(zhuǎn)變觀念,采用多種多樣的課堂教學(xué)方法,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,進(jìn)而提高教學(xué)效果。
1.感知性教學(xué)。教師在教學(xué)過程中,利用各種方式讓學(xué)生直接感知化工生產(chǎn)的“三傳”。由于化工生產(chǎn)的“三傳”十分抽象,僅給學(xué)生講授理論知識是不夠的,直接感知對化工原理課程教學(xué)具有非常重要的作用。前面的認(rèn)識實習(xí)就是很重要的感知性教學(xué)。為了增加學(xué)生的感知認(rèn)識,學(xué)校加大投入力度,大量增加化工原理的實驗設(shè)備配備,如目前我?;ぴ韺嶒炓丫邆湟韵聦嶒炑b置:離心泵特性曲線的測定;流體流動阻力的測定等15套實驗裝置。我們的老師在講授每種傳遞過程都會先和學(xué)生到實驗室觀看對應(yīng)的實驗裝置,并演示給學(xué)生看,使學(xué)生從感官上認(rèn)識“三傳”。上課時,將實現(xiàn)“三傳”的各種設(shè)備再以各種生動、直觀的動態(tài)圖片展示給學(xué)生,讓學(xué)生將抽象的理論與實物聯(lián)系起來,明顯提高了教學(xué)的實效。此外,我們對卓越班的學(xué)生實行導(dǎo)師制,學(xué)生在一年級就進(jìn)入教師的研究室參與科學(xué)研究,使學(xué)生對這些設(shè)備的感性認(rèn)識進(jìn)一步加強。
2.訓(xùn)練式教學(xué)。在教學(xué)過程中注重學(xué)生對所學(xué)知識的反復(fù)實踐訓(xùn)練?!白吭焦こ處熍囵B(yǎng)計劃”中,很注重對學(xué)生工程設(shè)計能力的培養(yǎng),在我校有關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程中均有專門培養(yǎng)工程能力的設(shè)計課程,我們的化工原理課程也有專門的化工原理課程設(shè)計,使學(xué)生能夠利用所學(xué)的三傳知識,系統(tǒng)地設(shè)計某些化工過程。此外,在課堂教學(xué)中,老師除了讓學(xué)生就每個知識點進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練,我們還設(shè)計題目,使學(xué)生能夠就每個知識點甚至整個知識體系進(jìn)行訓(xùn)練,并設(shè)法找到實際的“三傳”設(shè)備的數(shù)據(jù)。如利用漓江為學(xué)校學(xué)生提供生活用水的設(shè)計方案就涉及到三傳的許多方面。讓學(xué)生身臨其境地進(jìn)行“三傳”設(shè)備的設(shè)計和計算的訓(xùn)練。
3.互動式教學(xué)。在教學(xué)過程中注重教――學(xué)雙方的經(jīng)常性的交流互動。其實,互動式教學(xué)一直是桂林理工大學(xué)的優(yōu)良傳統(tǒng),我們一直重視互動式教學(xué)。如在教學(xué)過程中,我們將學(xué)生分組,教師提出某個“三傳”設(shè)備,每組學(xué)生自行觀察,發(fā)現(xiàn)“三傳”設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點并提出設(shè)備的工作原理,由每組學(xué)生選出一名代表,用專業(yè)術(shù)語講出設(shè)備的設(shè)計特點和工作原理,其他組的學(xué)生努力找出該組的不足,最后教師作總結(jié)并表彰最優(yōu)秀的小組(這作為平時成績,提高了這類教學(xué)學(xué)生的積極性)。這些互動式學(xué)習(xí),使學(xué)生能自主學(xué)習(xí)教程,并學(xué)會查閱相關(guān)文獻(xiàn),取得很好的教學(xué)效果。
三、實踐教學(xué)與理論教學(xué)充分結(jié)合
基于卓越工程師培養(yǎng),院校兩級加大了投入的力度,使我們的實踐和實驗教學(xué)條件取得了很大的改觀?;ぴ碚n程組教師,充分利用各實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的機會,實現(xiàn)本課程的實踐教學(xué)和理論教學(xué)的融合。由于投入力度的增大,化工原理課程所設(shè)置的實驗由原來的八個增加到現(xiàn)在的十四個,以強化學(xué)生對各單元操作的認(rèn)識。這些教學(xué)實驗,為本課程的實踐教學(xué)提供了很好的支撐。進(jìn)行相關(guān)實驗時,我們進(jìn)一步強化學(xué)生所學(xué)的理論知識,重溫重要的概念,使學(xué)生在實驗過程中真正認(rèn)識化工各單元操作的原理和作用,并運用所學(xué)的理論知識對各單元操作進(jìn)行操控和數(shù)據(jù)處理,掌握提高各單元操作的工作效率的方法。由于學(xué)校的重視和學(xué)院教師的努力,近年來,我院和許多大中型企業(yè)建立了“產(chǎn)學(xué)研”基地,共建“工程實踐教育中心”,使得學(xué)生的認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實踐性課程的條件得到大幅提升,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在這些實踐性教學(xué)的過程中,化工原理課程組的教師充分利用這些實踐環(huán)節(jié),例如,在實踐教學(xué)中,要求學(xué)生了解各單元操作的設(shè)備,掌握各單元操作的特點。使學(xué)生對化工原理課程所學(xué)的知識有一個回顧的過程。學(xué)生可以根據(jù)自己學(xué)習(xí)的有關(guān)理論知識,幫企業(yè)解決生產(chǎn)中的實際問題,使得實踐教學(xué)和理論教學(xué)得到完美的結(jié)合。我校專門構(gòu)建了化工仿真實驗室,建成國家級的虛擬仿真教學(xué)實驗中心,安裝了各單元操作的模擬軟件,為化工原理各出單元設(shè)計提供了良好的條件。各單元操作可以很方便、直觀地看到“三傳”的過程,對學(xué)生認(rèn)識“三傳”的本質(zhì)有很大的幫助。近年來,我校加大“三井杯”等化工設(shè)計大賽的參賽獎勵的力度,其中的化工班的學(xué)生幾乎是每個人均參加化工設(shè)計大賽,這種全國性的大賽對學(xué)生的綜合化工素質(zhì)有很大的提高,當(dāng)然對化工原理知識點的提高和鞏固也起到很大的促進(jìn)作用。
四、教學(xué)科研的有機結(jié)合
中科院院士錢偉長曾提出:“你不教課,就不是教師;你不搞科研,就不是好教師?!盵5]可見科研在教學(xué)中重要地位,要培養(yǎng)創(chuàng)造性人才,建立一支高水平的教師隊伍,必須提高教師的科研水平。桂林理工大學(xué)歷來重視教師科研能力的培養(yǎng),制定了一系列有利于教師科研能力提高的政策和獎勵措施。促進(jìn)了我校教師科研水平的提高,建立了一支高水平的教師隊伍。我?;ぴ斫虒W(xué)課程組教師具有較好的科研背景,大部分教師是國內(nèi)名牌大學(xué)畢業(yè)的博士,科研能力強。目前,每個教師都承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金等項目。這些項目的承擔(dān)為卓越班的學(xué)生直接參與教師的科研活動提供了保障。同時,教師可以通過科研促進(jìn)自身知識結(jié)構(gòu)的更新、知識體系的完善和對學(xué)科前沿的洞悉。這為教師更新教學(xué)方法,改革教學(xué)內(nèi)容奠定了堅實的基礎(chǔ)。也會提高教師將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容的比重,提高學(xué)生接受前沿科學(xué)理論的程度,擴寬了學(xué)生化工原理基礎(chǔ)知識、了解化工原理的最新研究進(jìn)展及學(xué)科發(fā)展的方向。這對提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,加強學(xué)生對各單元操作的理解,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力大有裨益。
總之,“卓越工程師培養(yǎng)計劃”對課程教學(xué)提出了更高要求。今后在化工原理的教學(xué)過程中,我們將進(jìn)一步圍繞提高課程教學(xué)效果為目標(biāo),探索研究實踐教學(xué)、以學(xué)生為主體的教學(xué)以及科研在教學(xué)中的作用等,實現(xiàn)教、學(xué)相互促進(jìn),師生共同發(fā)展,提高化工原理教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
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[2]教育部關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見[R].教高函[2011]1號.
[3]教育部關(guān)于批準(zhǔn)第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校的通知[R].教高函[2010]7號.
【關(guān)鍵詞】華峰班 CDIO 工程教育
【中圖分類號】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2011)09-0001-03
20世紀(jì)的工程教育課程主要是提高學(xué)生的動手實踐,使學(xué)生掌握相關(guān)的專業(yè)知識和解決工程實際問題的能力。然而,隨著世界經(jīng)濟全球化以及科學(xué)知識的發(fā)展,工程教育課程的教育偏向了“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的工程科學(xué)的培養(yǎng)模式,從而削弱了對學(xué)生解決工程實際問題的能力培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式導(dǎo)致了學(xué)生缺乏對現(xiàn)實工程情況應(yīng)有的認(rèn)知程度。為了解決這個難題,2000年由麻省理工學(xué)院Crawley等人通過4年的探索創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念,主張以產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程,即構(gòu)思(ConcEive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)為載體,以工程項目生命周期全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、學(xué)生的職業(yè)道德、學(xué)術(shù)知識和運用知識解決實際問題的能力,以及具備終生學(xué)習(xí)和團隊交流能力。
化學(xué)工程與技術(shù)作為化學(xué)工業(yè)的主要學(xué)科領(lǐng)域,擔(dān)負(fù)著促進(jìn)化學(xué)工業(yè)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展與進(jìn)步的重要使命,因此培養(yǎng)出具有解決實際化工過程問題能力和創(chuàng)新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生作為教學(xué)改革培養(yǎng)對象,將CDIO工程教育理念與化學(xué)工程與工藝的專業(yè)教育有機地結(jié)合,探索適合于以服務(wù)浙江及周邊地區(qū)經(jīng)濟為導(dǎo)向的化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)模式的改革與實踐。
一 工科人才教育培養(yǎng)現(xiàn)狀
我國傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師為中心、以課堂講授為主,以理論考試成績來評價學(xué)生的模式。當(dāng)前,我國工程教育是通識教育模式和蘇聯(lián)教育模式的結(jié)合體。解放前,我國的先進(jìn)高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學(xué)教育。建國后,由于化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要,我國效仿蘇聯(lián)搞起了專業(yè)教育。這種專業(yè)教育培養(yǎng)模式為我國的現(xiàn)代化建設(shè)作出了較大的貢獻(xiàn)。其缺點是過于強調(diào)教材和教學(xué)大綱的統(tǒng)一,影響了教育工作者的思維活躍性,也阻礙了對工科學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,教育家們對蘇聯(lián)教育模式進(jìn)行了回顧和反思,制定了通識教育和專業(yè)教育相結(jié)合的工科通識教育模式。然而,隨著我國產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步升級以及高校的持續(xù)擴招,導(dǎo)致了大量的工科畢業(yè)生找不到適合自己的工作,這可能是因為通識教育過于強調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)理論,而弱化了專業(yè)內(nèi)容和工程實踐,導(dǎo)致了工科畢業(yè)生只了解一些表面的理論,缺乏工程應(yīng)具備的實踐創(chuàng)新能力。
在辦學(xué)機制上,一方面,高校過于強調(diào)科研業(yè)績考核,許多具備豐富工程經(jīng)驗的老師很少參與到實際的教學(xué)過程中,而參與教學(xué)的教師又與企業(yè)的聯(lián)系不緊密。負(fù)責(zé)教學(xué)的教師缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗,工程教學(xué)過程又缺乏與企業(yè)的有效溝通,造成了工程教育和社會需求的嚴(yán)重脫節(jié)。另一方面,雖然在教學(xué)上安排了生產(chǎn)見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等環(huán)節(jié),但是不少學(xué)校在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上是比較薄弱的,這是因為見習(xí)、實習(xí)的時間一般比較短,相應(yīng)的考核制度也不健全。
綜上所述,我國工科教育從教學(xué)模式、辦學(xué)機制等眾多方面都存在著與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的問題,嚴(yán)重影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。尤其是理論脫離實際、實踐環(huán)節(jié)薄弱、產(chǎn)學(xué)脫節(jié)的問題直接導(dǎo)致了學(xué)生找不到適合自己的工作崗位以及企業(yè)有崗位找不到合適的人才。由此可見,我國的工科人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)升級的需求。為了更好地培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)升級所需的人才,我們從培養(yǎng)模式上進(jìn)行了改革探索。
二 化學(xué)工程與工藝專業(yè)CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力,尤其是項目的構(gòu)思、設(shè)計、開發(fā)和實施能力,以及較強的自學(xué)、組織溝通和協(xié)調(diào)能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學(xué)、做,學(xué)生需要掌握各門課程知識之間的聯(lián)系,并用于解決綜合問題。因此,課程體系的建設(shè)要突出課程之間的關(guān)聯(lián)性,這就必須打破教師單打獨斗的傳統(tǒng)教學(xué)方法,而圍繞CDIO工程項目的實施進(jìn)行教學(xué)計劃和課程關(guān)聯(lián)工作。
1.化工核心課程群的組織與教師隊伍建設(shè)
核心課程群由化工熱力學(xué)、傳遞過程原理、化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程、化學(xué)工藝學(xué)、化工設(shè)計6門課程組成,構(gòu)成了化學(xué)工程與工藝核心專業(yè)課的主體?;ぴO(shè)計以其他五門課程為基礎(chǔ),對提高學(xué)生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用?;ぴ硎侵v述單元操作的基本原理,是學(xué)好其他專業(yè)課程的基礎(chǔ);化工熱力學(xué)則建立在分離工程的基礎(chǔ)之上,闡述工業(yè)條件下各種流體熱力學(xué)性質(zhì)的計算;化學(xué)反應(yīng)工程以傳遞過程為基礎(chǔ),傳遞現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)工程利用數(shù)學(xué)的方法,從微觀角度闡述化學(xué)反應(yīng)過程、設(shè)備設(shè)計的共性科學(xué)問題;化工工藝是關(guān)于化學(xué)品生產(chǎn)方法的技術(shù)科學(xué),它以自然科學(xué)和工程科學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ),使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用水平。由此可見,核心課程群的各門專業(yè)課是相輔相成的。
在課程群建設(shè)中,涉及專業(yè)課教學(xué)的老師主要通過進(jìn)修、企業(yè)實踐、參加會議三種方式提高業(yè)務(wù)水平,對化工專業(yè)工程教育模式做到整體的認(rèn)識,同時要求參與指導(dǎo)學(xué)生的化工設(shè)計。利用校企合作的機會,與企業(yè)方面的人才進(jìn)行專業(yè)知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下:
第一,教學(xué)方法改革的探索。首先,按照CDIO的教育理念,要逐步形成教師引導(dǎo)和以學(xué)生為主體的思想,使教師從教育者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者,教師不再是簡單地賣知識,而是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識,把主要任務(wù)放到教會學(xué)生學(xué)習(xí)方法上來。在教學(xué)方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進(jìn)行。溫州大學(xué)為課程體系建設(shè)和師資建設(shè)提供了很好的平臺,在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質(zhì)基礎(chǔ)和政策鼓勵。在這種良好的環(huán)境下,教師也愿意投入更多的時間去聽課評課,吸納好的教學(xué)手段和方法。由于化工班都屬于小班上課(30人左右),對部分課程如化工專業(yè)英語、精細(xì)化工工藝學(xué)實施角色互換教學(xué)模式,讓學(xué)生參與到化工教學(xué)的過程中。這些課程的效果反映較好,對化工原理等課程中的部分章節(jié),我們也將逐步展開開放式的教學(xué)方法。
為了達(dá)到各門課程的知識體系能夠很好地銜接,通過教研室教師集體備課,相互切磋,討論每門課程講授的重點,個別章節(jié)內(nèi)容的舍棄和補充,做到教學(xué)的知識體系完整、重點難點突出、學(xué)時合理分配,真正做到精選、精講教學(xué)內(nèi)容。摒棄了過去教學(xué)活動中的單打獨斗,改為教學(xué)團隊授課,使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論,指出教師課堂教學(xué)中存在的問題與不足,相互交流教學(xué)經(jīng)驗,討論改進(jìn)的方法與策略,使教師的整體教學(xué)水平迅速得到提升。
第二,教師工程素質(zhì)的培養(yǎng)。不少高校在引進(jìn)人才方面主要考慮的是教師科研水平,其次關(guān)注人才的企業(yè)實踐經(jīng)驗。鑒于科研壓力,假期教師也不能到企業(yè)去參與實踐或者工作。此外,許多教師只對與自己科研相關(guān)的專業(yè)課非常熟悉,對其他的專業(yè)課則非常生疏。因此,利用現(xiàn)有的教學(xué)資源,培養(yǎng)教學(xué)團隊的建設(shè)是很重要的一環(huán)。溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝教研所以化工設(shè)計為主線,基于地方化工企事業(yè)單位為依托,派遣年輕教師每年到相關(guān)的化工企業(yè)實踐兩個月,逐步培養(yǎng)教師的專業(yè)水平。近幾年,利用學(xué)習(xí)、調(diào)研以及下派科技特派員的方式,到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業(yè)參觀學(xué)習(xí),不斷地提高老師的業(yè)務(wù)水平。同時,為了讓教師能夠很好地參與到企業(yè)生產(chǎn)實踐中,溫州大學(xué)對擔(dān)任科技特派員的教師提出教學(xué)科研任務(wù)減半、考核優(yōu)先等政策鼓勵。僅2010年,我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學(xué)習(xí)15天,杭州化工研究院學(xué)習(xí)3天,華峰學(xué)習(xí)7天,溫州本地化工企業(yè)實踐1個月左右,有效地提高了教師的工程素質(zhì)。教師工程素質(zhì)的增強也使學(xué)生收益頗豐,在2010年省化工設(shè)計大賽和全國“三井杯”化工設(shè)計大賽中多次獲獎。轉(zhuǎn)貼于 2.學(xué)生工程能力和團隊合作的培養(yǎng)
作為地方院校,溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的辦學(xué)宗旨是以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才為主,服務(wù)地方經(jīng)濟和社會的發(fā)展。經(jīng)過對近兩年該專業(yè)的畢業(yè)生調(diào)查的情況來看,目前該專業(yè)存在以下問題:(1)畢業(yè)生雖然掌握較多的書本知識,但實踐能力不強,導(dǎo)致他們從學(xué)校到公司需要較長的“崗位過渡時間”;(2)畢業(yè)生普遍缺乏對現(xiàn)代企業(yè)工作流程和文化的了解,缺乏團隊工作經(jīng)驗、溝通能力和創(chuàng)新能力;(3)工程職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱,責(zé)任感不強。具體體現(xiàn)在:工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細(xì)心、不愿承擔(dān)責(zé)任,客觀上他們的實踐能力與企業(yè)要求存在較大差距,而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學(xué)習(xí)。
從以上的調(diào)查結(jié)果來看,以目前的培養(yǎng)方案和評價標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)學(xué)生的專業(yè)教育經(jīng)不起企業(yè)用人單位的考驗。為了更好地培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟社會發(fā)展的人才,實現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),我們與溫州地區(qū)最大的化工企業(yè)華峰集團實行校企聯(lián)合培養(yǎng)本科生,實施“華峰特色班”戰(zhàn)略。目前,“華峰班”的學(xué)生采用“3+1”模式培養(yǎng)方案(即學(xué)生前三年在學(xué)校集中學(xué)習(xí)理論知識并完成實踐教學(xué),最后一年到企業(yè),接受企業(yè)的培訓(xùn),并在企業(yè)盯班盯崗接受生產(chǎn)實踐活動)。同時在工程專家的指導(dǎo)下,根據(jù)企業(yè)的需要對培養(yǎng)方案進(jìn)行部分修改,增設(shè)華峰提出的部分課程,使得學(xué)生在校期間所學(xué)的基本知識和專業(yè)理論更貼近于華峰實際的應(yīng)用。在這種戰(zhàn)略方針下,學(xué)生在企業(yè)的環(huán)境中真正做到知識和能力之間的無縫連接,縮短了“崗位過渡時間”,增加了學(xué)生的工程實踐能力,有效地推進(jìn)了CDIO教學(xué)改革。在2010屆的化工專業(yè)畢業(yè)生中,華峰集團招聘了7名華峰班學(xué)生。提升了學(xué)生的工程能力、團隊合作精神以及專業(yè)素養(yǎng)。
3.逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學(xué)有效的考核制度對本專業(yè)的健康發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,它應(yīng)當(dāng)是對教學(xué)效果做出真實和客觀的評價,同時有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性?,F(xiàn)行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定,它能在一定程度上反映學(xué)生掌握知識的程度以及教師上課的教學(xué)效果,但不能很好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。部分學(xué)生比較反感現(xiàn)行的考核制度,這是因為現(xiàn)行的考核方法存在比較單一、部分學(xué)生在學(xué)習(xí)上投機取巧也能獲得高分而影響其他學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、不能全面反應(yīng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力等問題。
CDIO教學(xué)模式以能力培養(yǎng)為目標(biāo),其主要培養(yǎng)的是學(xué)生的理論知識、職業(yè)技能、人際交流以及產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程。采用CDIO教學(xué)模式,評價方法則應(yīng)側(cè)重能力的考核,能力本位的教學(xué)觀貫穿課程設(shè)置和教學(xué)實踐的全過程。我們進(jìn)行教改,其目的是提高學(xué)生的工程實際能力,因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現(xiàn)階段的具體做法是:(1)選題:在學(xué)生進(jìn)入大三學(xué)習(xí)開始,從企業(yè)選出一些與本專業(yè)相關(guān)的課題以及近兩年化工設(shè)計大賽的課題,讓學(xué)生自動組成4~5人的小團隊;(2)專業(yè)學(xué)習(xí):上專業(yè)課的老師或工程師把握好主要的授課內(nèi)容,然后將大部分時間留給學(xué)生,讓他們針對自己的課題與本課程相關(guān)的知識點進(jìn)行思考、提問、討論;(3)階段性測試:上完某些知識點后,老師或者企業(yè)工程師根據(jù)學(xué)生所做的課題和所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行評價,其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面;(4)中期成績總結(jié):這次總結(jié)是比較重要的,一般在大三上學(xué)期結(jié)束后,包括階段性測試的成績、平時的表現(xiàn)、專家化工設(shè)計大賽作品的評價、企業(yè)對學(xué)生課題的反饋等進(jìn)行中期總結(jié),由學(xué)校老師和企業(yè)專家對學(xué)生現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)進(jìn)行方法論指導(dǎo),提出下學(xué)期的目標(biāo);(5)最后專業(yè)課成績評定:最后專業(yè)課成績進(jìn)行A、B、C、D四個等級進(jìn)行劃分,其中階段性測試占40%、中期成績總結(jié)10%、企業(yè)專家評價10%、課題完成情況10%、專業(yè)綜合能力20%、化工設(shè)計大賽10%。目前,整個評價體系尚在完善中。
三 結(jié)束語
化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的工程概念、分析和解決工程問題的培養(yǎng)對我國高等工科教育可持續(xù)發(fā)展以及化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化升級起著非常重要的作用。本文就溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)行調(diào)研,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在所學(xué)的知識和培養(yǎng)的能力和企業(yè)所需的人才具有一定的差距。本文以服務(wù)浙江及其周邊地區(qū)的經(jīng)濟作為出發(fā)點,初步建立了溫州大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的CDIO工程教育理念,獲得了一些正面的成果,為將來進(jìn)行深入教學(xué)改革奠定了基礎(chǔ)。同時,我們的改革嘗試也為CDIO工程理念在化學(xué)工程與工藝專業(yè)的教育改革提供了一些思路。
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關(guān)鍵詞:無機化學(xué);教學(xué);改革
一、目前無機化學(xué)面臨的困難
為深入了解無機化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀,本研究以鄭州某高校化學(xué)學(xué)院大一學(xué)生為調(diào)查對象,發(fā)放問卷調(diào)查298份,收回有效問卷285份,問卷回收率為95.6%。調(diào)查顯示:學(xué)生基本采取高中的學(xué)習(xí)方式“上課仔細(xì)聽講做筆記,課下做練習(xí)題鞏固”,說明學(xué)生沒有了解大學(xué)無機化學(xué)的本質(zhì),沒有養(yǎng)成大學(xué)無機化學(xué)的學(xué)習(xí)方法,沒有充分利用大學(xué)圖書館、實驗室、師生討論等拓展知識面。學(xué)生普遍反映“大學(xué)知識內(nèi)容多、難度大、抽象,和高中的化學(xué)銜接不上”,反映了教師僅限于課堂知識的傳授,沒有有效組織學(xué)生。多數(shù)學(xué)生希望補充與生活實際有關(guān)的化學(xué)知識,增強課堂的有趣性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,同時,希望教師在授課時要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)差異性;傳統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)教學(xué)重視對結(jié)論的掌握和應(yīng)用,而忽視對內(nèi)在規(guī)律的探索,一些知識點大學(xué)和高中所闡述的內(nèi)涵和外延不一致,學(xué)生一直糾結(jié)于已有的知識,對顛覆已有知識的知識點不易接受;傳統(tǒng)無機化學(xué)因為課時少,為趕進(jìn)程,教學(xué)方式普遍采用傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的模式,課堂以教師為主體,束縛了學(xué)生思維能力和自學(xué)能力的發(fā)展,而學(xué)生沿襲高中的學(xué)習(xí)方式,沒有真正獨立思考,使得學(xué)得的知識是死知識,在實際的化學(xué)相關(guān)環(huán)境中不會進(jìn)行知識遷移和靈活應(yīng)用;學(xué)生沒真正理解學(xué)科本質(zhì),學(xué)生的自主探究能力沒有得到鍛煉和加強,不具備運用學(xué)科知識解決問題的能力。結(jié)合調(diào)查,目前無機化學(xué)面臨的困難較多主要在:①教學(xué)內(nèi)容多但教學(xué)時數(shù)有限;和國外教材內(nèi)容相比,教材內(nèi)容古板靈活性差;教學(xué)內(nèi)容落后于科技發(fā)展水平;教學(xué)方法落后。②當(dāng)前無機化學(xué)課堂教學(xué)多采取以教師為中心以課堂講授為主的教學(xué)模式,教師仍是課堂的主體,忽略了學(xué)生的主體地位,對學(xué)生的學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)不夠重視,對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的探究性、自主性、創(chuàng)新性、個體差異性關(guān)注不夠。③學(xué)習(xí)興趣不大、學(xué)習(xí)目標(biāo)模糊不清和對知識的理解水平和應(yīng)用水平較低,是目前大學(xué)無機化學(xué)教學(xué)中學(xué)生體現(xiàn)出來的主要特征。學(xué)生沒有充分認(rèn)識到課前預(yù)習(xí)的重要性,課堂參與度不高,缺乏科學(xué)探索精神,怕吃苦,不能吃苦,遇到問題有畏難情緒。④教學(xué)評價方式單一,限制了對學(xué)生學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
二、無機化學(xué)教學(xué)的改革策略
無機化學(xué)教學(xué)改革立足于該科目的教學(xué)目標(biāo),通過全面科學(xué)地分析無機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,按照學(xué)生的年齡與心理特征選擇合適的教學(xué)方式,對學(xué)生的知識掌握情況以及應(yīng)用水平做出合理的評價,提高整體的教育水平。無機化學(xué)教學(xué)改革總的方針是精選教材內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前科技水平接軌,注重基礎(chǔ),突出重點分散難點,改革教學(xué)方法,改革教學(xué)模式,注重人文和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。以科學(xué)的思維分析方法引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象解釋、聯(lián)系、尋找原因、總結(jié)規(guī)律、親身體驗、探究無機化學(xué)知識的規(guī)律和科學(xué)思想的形成過程及化學(xué)的學(xué)習(xí)方法,真正做到傳道授業(yè)解惑。1.了解學(xué)情,進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容改革要求教師熟知高中教材,對學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析,把握學(xué)生對無機化學(xué)的認(rèn)知程度,按照從易到難、從低到高以及從具體到抽象的順序?qū)W(xué)生進(jìn)行無機化學(xué)的教學(xué),在循序漸進(jìn)的過程中逐漸實現(xiàn)無機化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。確定教學(xué)重難點。幫助學(xué)生構(gòu)建新的知識體系,依據(jù)教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。教學(xué)思路是深入了解學(xué)情,拋出問題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題探究,教師為學(xué)生提供資料信息,啟發(fā)學(xué)生多角度分析整合對比信息,并通過生生、師生間交流討論,得出結(jié)論。化學(xué)知識是系統(tǒng)連貫的,授課時無機化學(xué)老師應(yīng)該充分了解學(xué)生已經(jīng)掌握的知識,在備課的時候,充分考慮教學(xué)過程中需要采用的教學(xué)方式和課程的具體內(nèi)容,從中尋找突出學(xué)生主體地位的關(guān)鍵,使學(xué)生明確已有的知識點,了解高中階段學(xué)習(xí)此知識點的局限性,知道大學(xué)階段怎樣利用大學(xué)化學(xué)的知識處理解決問題。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情增加,上課師生互動增加,課堂教學(xué)產(chǎn)生了良性循環(huán),教學(xué)效果增強。教材比較相關(guān)知識點:化學(xué)1(必修)膠體、物理量、電解質(zhì)、氧化還原、酸堿中和滴定的定義以及各種元素和各種元素化合物的性質(zhì)。化學(xué)2(必修)元素周期律、無機化學(xué)原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化、核外電子排布的量子力學(xué)模型、化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化等?;瘜W(xué)3(選修)價電子對互斥理論、無機化學(xué)電子親和能、范德華力、離子極化、過渡型晶體、配合物、金屬鍵、配位鍵、電子云、元素周期表、價電子、原子半徑、電離能、電負(fù)性、雜化軌道理論、共價鍵、離子鍵、氫鍵、金屬晶體、離子晶體、分子晶體、原子晶體?;瘜W(xué)4(選修)無機化學(xué)能量最低原理、化學(xué)平衡常數(shù)、鹽的水解平衡常數(shù)、電解質(zhì)溶液中的三大守恒式、酸堿中和滴定的PH突躍、反應(yīng)焓變與吉布斯自由能判斷反應(yīng)進(jìn)行方向、同離子效應(yīng)、酸堿質(zhì)子理論、緩沖效應(yīng)、絡(luò)合平衡、電離度和水解度平面轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)熱、中和熱、酸堿中和滴定、蓋斯定律、原電池的負(fù)極(陽極)、電解、燃燒熱、吸熱反映、量熱計、電鍍。2.改善教學(xué)策略,突出學(xué)生主體地位在無機化學(xué)課堂教學(xué)過程中,采取自主探究式教學(xué)以及思維導(dǎo)向教學(xué)方式,解決目前無機化學(xué)教學(xué)中存在的問題。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,體驗自主學(xué)習(xí)、自主探索、自主創(chuàng)新帶來的成就感,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的獨立思考能力。自主探究式教學(xué)指的是學(xué)生在老師的引導(dǎo)和啟發(fā)下,通過自主學(xué)習(xí)掌握知識的方式。這一教學(xué)方法需要通過小組、集體的形式,讓學(xué)生針對某一問題進(jìn)行討論,分析出解決難題的方式,最終對知識留下深刻的記憶,這一方式能夠提高學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。實施探究教學(xué)策略,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生獲得科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)獨立思考的思維能力和團隊協(xié)作精神;自主學(xué)習(xí)策略是在教師積極引導(dǎo)和鼓勵下,學(xué)生在了解學(xué)習(xí)任務(wù)的前提下,充分調(diào)動自己的能力,尋找最佳的學(xué)習(xí)方式,實施以解決問題為目的學(xué)習(xí)方式;思維導(dǎo)圖方式則是以科學(xué)命題的方式體現(xiàn)出各個事物之間的關(guān)系,這方面需要老師引導(dǎo)學(xué)生說出自己對知識的概括,再通過結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形式令學(xué)生明白各個知識點之間的關(guān)系,融會貫通,形成一個思維導(dǎo)圖。學(xué)生可加深對知識點及其之間聯(lián)系的了解,易于鞏固舊知識,加深記憶,提高學(xué)習(xí)能力。調(diào)查表明,學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)在學(xué)生的就業(yè)和職業(yè)發(fā)展中作用重大。因此,課堂教學(xué)應(yīng)以學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)為重,教師要以知識和能力為主線,開展以提問和引導(dǎo)為主的教學(xué)方式,以這種方式引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。不同學(xué)生個性存在差異,學(xué)習(xí)能力也存在差異,學(xué)生應(yīng)學(xué)會選擇適合自己的學(xué)習(xí)方案,做好時間規(guī)劃,利用好課堂內(nèi)外時間達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生要學(xué)會預(yù)習(xí),抓住重難點,進(jìn)行課外延伸閱讀,善于歸納總結(jié),利用各種資源如圖書館、電子閱覽室、免費數(shù)據(jù)庫等主動學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會主動思考,如主動探究化合價與氧化數(shù)的區(qū)別,其在化學(xué)歷史上的演變過程;現(xiàn)代元素周期表與維爾納周期表分別建立在什么基礎(chǔ)上。大學(xué)階段的電離能、電子親和能、電負(fù)性的變化規(guī)律和高中階段的“構(gòu)、位、性”建立起關(guān)系;怎樣在化學(xué)平衡原理的知識體系中理解高中階段學(xué)過的電離平衡、沉淀溶解平衡、鹽類水解平衡;通過學(xué)習(xí),提升哲學(xué)思想與審美能力,如利用氧化還原、酸堿、化學(xué)鍵等理論的學(xué)習(xí)了解無機化學(xué)中的矛盾與對立,繼而分析出這些矛盾和對立的轉(zhuǎn)化方式以及事物發(fā)展的必然性等。除此之外,還可以通過對自然中物質(zhì)的分析研究,了解無機物在運動組合定位中存在的某種平衡與節(jié)奏等,如C60的發(fā)現(xiàn)源于對稱性的研究與欣賞。總體來說,無機化學(xué)的教學(xué)評價方式依舊應(yīng)該以最終結(jié)果為主,不過對結(jié)果的評價不僅局限于成績、作業(yè)完成情況以及學(xué)生的上課出勤率等固定因素中,建議采取多元化評價方式如添加歐美流行的paper、閱讀作業(yè)等,尊重學(xué)生個性,適應(yīng)不同層次學(xué)生的需要,針對性地對學(xué)生安排作業(yè)任務(wù),關(guān)心學(xué)生的心理變化和對無機化學(xué)的態(tài)度,幫助他們形成正確的價值觀,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
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一、反思性學(xué)習(xí)概述
1.反思性學(xué)習(xí)的內(nèi)涵
反思性學(xué)習(xí)是指學(xué)生對學(xué)習(xí)活動過程的再認(rèn)知來進(jìn)行學(xué)習(xí),換句話說是指對自己的思維過程、思維結(jié)果的再認(rèn)知,它是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不可缺少的重要環(huán)節(jié)。建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)不是被動的接受,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境下,通過他人的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過意義建構(gòu)即不斷地進(jìn)行反思、概括和抽象而獲得的。可以看出,反思性學(xué)習(xí)是學(xué)生的自主活動,別人是無法替代的,但是目前的教學(xué)活動中,反思性學(xué)習(xí)這一環(huán)節(jié)往往被忽視,導(dǎo)致很多同學(xué)的反思性學(xué)習(xí)能力的不足。
2.反思性化學(xué)學(xué)習(xí)的重要性
由于化學(xué)學(xué)科知識點既多又分散,并且有大量的知識需要記憶,以至于很多同學(xué)認(rèn)為化學(xué)是理科中的文科,這種認(rèn)識是錯誤的。有教師總結(jié)出了化學(xué)的五字學(xué)習(xí)法,即“觀,動,記,思,練”,這五字學(xué)習(xí)法中就提到了思,也就是學(xué)生自己的反思,死記硬背化學(xué)學(xué)科的知識點是沒有用的,要在記憶的基礎(chǔ)上不斷思考,深入研究,以使新知識與已有的知識融會貫通,以促進(jìn)知識的內(nèi)化,建立知識之間的連接點。
3.讓學(xué)生積極主動進(jìn)行化學(xué)反思性學(xué)習(xí)
在教學(xué)實踐活動中,我們要積極創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生進(jìn)行反思性學(xué)習(xí),因為使學(xué)生明確意識到自己的學(xué)習(xí)中的不足往往是很難的,所以作為教師的我們,要作為學(xué)生反思活動的促進(jìn)者,創(chuàng)造輕松、信任、合作的氛圍,幫助學(xué)生看到學(xué)習(xí)中的問題所在,是反思活動展開。
二、學(xué)生化學(xué)反思性學(xué)習(xí)能力在問題解決能力中的幾個案例
既然讓學(xué)生意識到自己的學(xué)習(xí)不足是很困難的,教師就可以從實際出發(fā),提供一定的反思線索或適當(dāng)?shù)膶嵗詭椭鷮W(xué)生學(xué)會反思,從而不斷提高自己的反思能力,繼而實現(xiàn)反思的自主化。
【案例1】將23gNa、18gAl、56gFe分別投入盛有200g7.3%的鹽酸中,誰放出的氫氣最多?
答案:Na
此題中,鹽酸不管和哪種物質(zhì)反應(yīng),都是不足量的。所以很多同學(xué)就會產(chǎn)生疑惑,應(yīng)該是放出的氫氣一樣多???其實不然,在金屬活動順序表中,Na排在靠前的位置,說明它的化學(xué)性質(zhì)很活潑。在高中教學(xué)中我們也學(xué)習(xí)到了Na可以跟H2O發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。如果同學(xué)們的思維還停留在初中階段,只考慮了Na可以跟稀鹽酸反應(yīng),而忽視了它還可以在酸消耗完的時候進(jìn)一步可以跟水的反應(yīng),就會造成此題的錯誤。從這個題中可以看出,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅要記憶住知識,而且要把它與原先已有的知識建立鏈接,使知識達(dá)到完善的地步。
【案例2】向Fe(NO)2溶液中加入適量NaOH,是Fe2+恰好完全沉淀,過濾,小心加熱沉淀,直至水分蒸干,然后灼燒到質(zhì)量不再發(fā)生變化,此時固體的成分是什么?
答案:Fe2O3
此題中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2OH-■Fe(OH)2有些同學(xué)會認(rèn)為固體成分就是Fe(OH)2,有些同學(xué)會認(rèn)為對沉淀進(jìn)行了灼燒,而Fe(OH)2不穩(wěn)定,受熱分解成為FeO和H2O。這個就考查了同學(xué)們對知識的遷移能力了。在書本上,我們做實驗發(fā)現(xiàn)制備Fe(OH)2時,一開始出現(xiàn)白色沉淀,然后變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t棕色。這表明Fe(OH)2不穩(wěn)定,易被氧化為Fe(OH)3,所以我們做Fe(OH)2的時候做了很多改進(jìn)設(shè)計,意在防止Fe(OH)2被氧化。而制備Fe(OH)2的時候出現(xiàn)的顏色變化也成為推斷題的題眼。在此題中,加熱沉淀的過程中,F(xiàn)e(OH)2就已被氧化為Fe(OH)3了,在進(jìn)行灼燒,F(xiàn)e(OH)3不穩(wěn)定,分解為Fe2O3和H2O。從這題可以看出,同學(xué)們不能單個記住一些知識,知識在運用的過程中不是死的,也是處在變化過程中,這個實際上也是考察學(xué)生的反思能力、融會貫通能力。
【案例3】在化學(xué)方程式
2Al+2NaOH+2H2O■2NaAlO2+3H2中,還原劑是______,氧化劑是________。
答案:Al;H2O
此題中,如果單純看化學(xué)方程式,很多同學(xué)會認(rèn)為,氧化劑是H2O和NaOH。其實這個反應(yīng)時要分兩步進(jìn)行,首先是
2Al+6H2O■2Al(OH)3+3H2,然后生成的Al(OH)3再和NaOH反應(yīng)得到NaAlO2和H2O,兩步反應(yīng)的加和就得到題設(shè)中的化學(xué)方程式,實質(zhì)上H2全部是Al和H2O反應(yīng)得到的,把氧化還原反應(yīng)的知識與Al和NaOH反應(yīng)的實質(zhì)聯(lián)合起來,不難看出,此題的還原劑是Al,氧化劑是H2O。除了這個反應(yīng)以外,還有Si跟NaOH的反應(yīng)也是如此。從這個題目進(jìn)一步看出,單純的記住一些概念在我們解決問題的過程中雖然有一定的幫助,但是還需要我們對所學(xué)習(xí)過的知識進(jìn)行反思,找到并總結(jié)其中的特殊點,然后特殊問題特殊對待,才能找到解決問題的正確途徑。
三、小結(jié)
新課標(biāo)要求教學(xué)過程更加注重“過程與方法”,在教學(xué)實踐中要注重培養(yǎng)學(xué)生的反思學(xué)習(xí)能力,不僅有助于他們更好的獲得知識,促進(jìn)知識的內(nèi)化與整合,而且有助于他們問題解決能力的提升。隨著新教材的實施,教師們面臨新的挑戰(zhàn)。新教材更加注重學(xué)生的自主探究和知識總結(jié)能力的培養(yǎng),許多知識教材并沒有直接呈現(xiàn)出來,而是需要學(xué)生在教師的幫助下自己得出結(jié)論,所以在學(xué)生反思學(xué)習(xí)能力就顯得尤為重要,教師要積極創(chuàng)設(shè)情境促進(jìn)學(xué)生的反思學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
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作者單位:
湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
關(guān)鍵詞:新課程;高中化學(xué);無效性教學(xué);反思
中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1008-3561(2016)30-0035-01
在新課程改革的浪潮下,增強課堂教學(xué)的有效性成為教育界關(guān)注的熱點問題,雖然在科學(xué)技術(shù)的推動下,課堂教學(xué)手段不斷豐富,課程講解也精彩紛呈,但一些無效的課堂教學(xué)仍存在,無效的教學(xué)行為對教學(xué)質(zhì)量造成了直接的影響。為了提高教師講課的有效性,增強學(xué)生掌握知識的能力,教師應(yīng)及時對高中化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,總結(jié)產(chǎn)生無效教學(xué)行為的原因,采取相應(yīng)的有效措施來將無效性教學(xué)轉(zhuǎn)換為有效教學(xué),進(jìn)而實現(xiàn)高效教學(xué)。
一、多媒體使用不當(dāng)影響教學(xué)有效性
目前,多媒體教學(xué)因具有形象生動、形式豐富、內(nèi)容多樣的特點,受到越來越多教師的青睞。雖然多媒體教學(xué)可以改善教學(xué)方法,有效提升教學(xué)的效果,但是多媒體教學(xué)并不能完全取代傳統(tǒng)的教學(xué)模式。由于幻燈片都是一閃而過的,學(xué)生未能將其中的知識點理解透徹,教學(xué)過程就結(jié)束了。許多教師認(rèn)為教育現(xiàn)代化就是將現(xiàn)代化的技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)當(dāng)中,但這并不是現(xiàn)代化教育的全部。為了避免教師對課程資源的錯誤認(rèn)識,過多使用多媒體教學(xué),建議將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與多媒體教學(xué)結(jié)合起來,以調(diào)動學(xué)生的積極性。例如,在學(xué)習(xí)“化學(xué)反應(yīng)速率和限度”這節(jié)內(nèi)容時,教師如果單純播放幻燈片,學(xué)生是不能記住化學(xué)反應(yīng)速率的定義和知識點的。因此,教師應(yīng)將常規(guī)的課堂教學(xué)與多媒體相結(jié)合,在學(xué)習(xí)定義的時候使用常規(guī)的教學(xué)方法,在進(jìn)行課堂練習(xí)時為提高效率適當(dāng)使用多媒體。教師可通過舉例子來對比化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的快慢,讓學(xué)生在對比中有更直觀的認(rèn)識。在講課時,教師可以進(jìn)行兩個小實驗,引入主題。如HCL+NaOH=NaCL+H2O,H2+CL2=2HCL,然后向?qū)W生發(fā)問:“大家知道這兩個化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生分別需要多長時間嗎?你們覺得哪個發(fā)生得更快呢?”當(dāng)學(xué)生發(fā)言完畢后,教師可以揭曉答案,前者千分之一秒即完成,后者百分之一秒完成。接下來可以展示一些常見的化學(xué)反應(yīng)的圖片,增加學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識,再引出化學(xué)反應(yīng)速率的定義,并對定義中的重點畫線,如“單位時間”“濃度的減小”等,讓學(xué)生注意對這些知識點的記憶。
二、缺乏對實驗探究課的可行性分析
由于每個學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)各異,而實驗探究又是建立在牢固的化學(xué)知識和基礎(chǔ)實驗操作之上的,因此教師在開展實驗探究前應(yīng)結(jié)合學(xué)生實際來判斷實施的可行性。以“鐵、銅的獲取及應(yīng)用”為例,教師在進(jìn)行實驗探究前應(yīng)使每位同學(xué)了解并掌握基礎(chǔ)的知識,包括金屬鐵、銅的重要化合物及性質(zhì),然后再通過實驗來說明Fe(OH)2的制備,F(xiàn)e2+、Fe3+的轉(zhuǎn)化與檢驗方法??傊?,教師應(yīng)循序漸進(jìn),根據(jù)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和對基礎(chǔ)知識的掌握程度來設(shè)計探究活動的問題與形式,從而增強教學(xué)的有效性。
三、教學(xué)目標(biāo)缺乏合理性
有效的教學(xué)目標(biāo)是實現(xiàn)有效教學(xué)的基礎(chǔ),而教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計應(yīng)將課標(biāo)的要求與學(xué)生的實際結(jié)合起來,對知識的深度與廣度進(jìn)行合理有效的把握,防止內(nèi)容擴展過度,影響教學(xué)的有效性。高中化學(xué)由必修與選修兩部分構(gòu)成,呈現(xiàn)螺旋上升式。在這樣的情況下,教師就要加強對知識廣度與深度的把握,制定合適的教學(xué)目標(biāo),提高教學(xué)的有效性。例如,在學(xué)習(xí)“化肥的生產(chǎn)與合理使用”時,教師應(yīng)將教學(xué)目標(biāo)設(shè)計為理解化肥的種類和作用、常用的化肥(氮肥、磷肥、重鈣等)。同時,要讓學(xué)生對土壤的酸堿度有一定的認(rèn)識,知道土壤酸堿性的改良措施。而對于土壤中的微量元素Cl和常量營養(yǎng)元素Ca、Mg、S,則不需要進(jìn)行過多的討論,因為土壤中并不缺乏這類元素。
四、 問題設(shè)計缺乏吸引力
問題的設(shè)置要貼近生活,突出學(xué)科特點。因此,教師應(yīng)通過實際的案例分析來吸引學(xué)生的注意力,巧妙地進(jìn)行課堂導(dǎo)入,從而提升學(xué)生對化學(xué)課的興趣,激發(fā)學(xué)生的求知欲,使其積極主動地參與到課堂學(xué)習(xí)當(dāng)中,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率的提高。例如,在學(xué)習(xí)氫氣的相關(guān)內(nèi)容時,教師可以運用多媒體展示2015年12月18日清華大學(xué)化學(xué)實驗室的爆炸事故,該事故是學(xué)生在使用氫氣做實驗時發(fā)生的。教師可以向?qū)W生提問:“為何氫氣會有如此大的威力呢?”“大家知道生活中哪些方面會使用到氫氣嗎?應(yīng)該如何避免類似的危險事故發(fā)生?”從而引發(fā)學(xué)生的關(guān)注與思考,促使學(xué)生自主地進(jìn)行探索與學(xué)習(xí),突破教學(xué)中的重點與難點。教師應(yīng)避免直接讓學(xué)生觀察氫氣,然后詢問其相關(guān)的物理性質(zhì),這樣只會讓學(xué)生感到乏味,降低其學(xué)習(xí)興趣。
五、結(jié)束語
總之,為避免無效性教學(xué),教師應(yīng)將多媒體教學(xué)與常規(guī)教學(xué)相結(jié)合,做到優(yōu)勢互補,使學(xué)生真正學(xué)到知識并能夠?qū)W以致用,對生活中的化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行分析。同時,教師在教學(xué)的過程中要學(xué)會對教學(xué)行為的有效與否進(jìn)行分析判斷,善于總結(jié),并及時改進(jìn),從而提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率,真正實現(xiàn)課堂教學(xué)的有效性,促進(jìn)學(xué)生成長。
參考文獻(xiàn):
[1]張春鳳.高中化學(xué)高效課堂的構(gòu)建[J].吉林教育,2013(15).