高等环境化学

高等环境化学（通用7篇）

高等环境化学 篇1

一、前言

《高等环境化学》是北京林业大学环境科学与工程硕士学位点的学位课程, 目前尚无一本统编教材, 在教学过程主要是参考著名的教材和专著:叶常明等主编的《21世纪的环境化学》[1], 戴树桂主编的《环境化学进展》[2], 唐孝炎, 张远航, 邵敏主编《大气环境化学》[3]等, 选取其中部分内容进行讲授。因此有必要编著一本适合农林高等院校相关专业的《高等环境化学》教材, 并体现教材编写组的最新教改成果, 这样将有助于高校研究生专业课程的建设以及专业人才的培养, 具有较高推广和应用价值。

二、教材建设内容

1. 教学内容的确立。

《高等环境化学》的教学团队进行了大量的调研和文献阅读工作, 借鉴了国内外同行在该领域的最新科学研究成果。撰写了大纲的初稿, 并在不同级别的研究生培养计划修订会上进行讨论, 集思广益, 从课程目的、教学内容、授课方法等方面均进行了深入的探讨和分析, 从而确定了该门课程教学大纲的相关内容。主要包括:“张锡辉著, 《高等环境化学与微生物原理及应用》[4]中的1~4章”、“叶常明等主编的《21世纪的环境化学》[1]中的3.2~3.4, 4.2、4.4节”、“陈景文等编著的《环境化学》[5]中的6~7章”等内容作为适合环境类专业的“高等环境化学———污染物的结构、性质以及水污染化学、土壤污染化学方面”的教学内容。选取唐孝炎等编写的《大气环境化学》[3]中的第3、4、7章作为大气环境化学授课内容。根据高等环境化学内容的特点, 建设其教学辅助资源, 培养研究生的科研兴趣, 扩大他们的科研视野。

2. 教材编写大纲。

《高等环境化学》立足于应用现代化学、微生物学、生态学领域的新知识, 对环境污染物的性质、行为进行更深层次的探讨;主要应用现代结构理论 (宏观结构、几何连接结构、轨道电子构型、综合光谱结构和量子化学结构等几个层次) 在解析环境污染物的性质、存在、迁移、转化、毒理效应等领域的应用过程和特点。同时注重环境化学领域的最新进展, 介绍水环境、大气环境、土壤环境、污染生态面临的机遇、挑战和典型成果。

其大纲内容主要包括:污染物的结构、性质与环境毒理学 (结构与基本性质、传质迁移过程、环境毒理学) ;环境化学进展, 包括各个领域的最新进展和发展趋势 (水污染化学大气污染化学、土壤污染化学、污染生态化学)

主要大纲内容如下:

第一部分:污染物的结构、性质

第一章污染物的结构与基本性质

第二章污染物传质迁移过程

第二部分:环境毒理学

第三章污染物结构与环境毒理学

第三部分:环境化学进展

第四章水污染化学的最新进展和发展趋势

第五章大气污染化学的最新进展和发展趋势

第六章土壤污染化学的最新进展和发展趋势

第七章污染生态化学的最新进展和发展趋势

3. 其他辅助教学资源建设规划。

在教材建设的同时, 按照目前授课情况先后建设该课程的讲义、多媒体课件、难点、疑点解析、最新研究进展内容、经典高水平研究成果进展以及图表和图片库、期刊杂志、专著文章等。充实教学内容, 作为教材的辅助材料发挥作用

三、教学过程探讨

高等环境化学的讲授内容涉及环境化学领域的基础性研究工作和最新进展。在课堂教学方面, 依据“污染物的结构、性质方面”的化学理论较为深入、公式较多的情况, 一方面在课堂上给同学们讲述清楚这些基本的原理, 同时给他们介绍应用这些原理研究相关科学问题的实例, 尤其是授课老师在这方面的成果, 让同学掌握这些基本原理的应用方法与途径。在“环境毒理学”与“环境化学进展”教学过程中采用“核心知识块结合关键知识点”的教学结构向学生传授最新的知识。同时, 又将这相关内容关联讲授, 做到承上启下, 知识学习具有连贯性。依据“水污染化学、土壤污染化学”方面综述内容较多的情况, 通过课堂的细致讲授, 并辅助给同学介绍相关的英文文献, 让同学在学习过程中不仅仅局限于别人的综合出的研究成果, 而是要求同学们探讨这些成果是如何得出的, 在这个综述索源的过程中让同学们熟悉和体会综述性结论的获取过程, 注重科研思维的灌输。

除此之外, 通过课堂提问、讨论、文献解析等多种形式来调节课堂气氛, 并有针对性的让学生了解在相关领域里头的一些轶闻趣事, 增加趣味性, 最终实现课堂的启发式、互动式教学, 提高学习效果。

参考文献

[1]国家自然科学基金委员会化学科学部, 组编.叶常明, 王春霞, 金龙珠, 主编.21世纪的环境化学[M].科学出版社, 2004.

[2]戴树桂.环境化学进展[M].化学工业出版社 (化学与应用化学出版中心) , 2005.

[3]唐孝炎, 张远航, 邵敏.大气环境化学[M].高等教育出版社.

[4]张锡辉.高等环境化学与微生物原理及应用[M].化学工业出版社 (环境科学与工程出版中心) , 2001.

[5]陈景文, 全燮.环境化学[M].大连理工大学出版社, 2009.

高等环境化学 篇2

关键词：大学化学,中学化学,教育衔接

学生在进入大学之后, 由于在教学模式以及学习环境等方面发生了很大的变化, 这使得很多学生在学习方面暴露出来了很多的不足, 在化学课程的学习过程中同样如此, 如学习缺乏自制力、遇事不会变通、空有理论缺乏实践等等, 这些都严重阻碍了学生们的学习, 因此, 我们要做好中学化学与大学化学的衔接工作, 帮助学生尽快适应大学化学课程学习。那么, 在教学实践中, 我们应该如何操作呢?我们来深入探讨一下。

一、高等化学与中学化学教育脱节的原因

1、教学模式差异

我们知道中学教育通常都是沿用传统教学方式进行授课, 注重书本理论知识, 教师在授课之时方法比较单一, 并习惯性的使用一种思路和方法进行讲解, 长此以往, 导致学生们形成了惯性思维, 限制了创新思维的形成和发展。而大学化学教育与基础化学教育相比, 更加注重知识的整体结构讲解, 在方法上讲究灵活变通、举一反三, 这种教学模式的差异加大了二者之间的距离。

2、教学内容差异

中学化学所使用的教材以基础知识为主, 注重对基本概念的理解以及对理论知识的记忆, 教材知识面较窄, 如化学热力基础、生物化学等方面的知识均未涉及。而大学化学的教材则偏重于对整体知识有个综合全面的认识, 同时在深度上有所加深, 如化学反应基本规律、物质结构与性能等等, 由此可见, 这两种教材间存在的差异较大, 这就使得学生在学习化学之时没有一个过渡阶段而产生了不适感。

3、学习方法差异

传统的化学教学以灌输式为主, 是教师对学生的单线性教学, 学生们在学习之时通常都是对教师讲解思路的模仿和记忆, 然后不断的强化练习, 很少独立的去思考并尝试独立解决问题, 久而久之, 学生们习惯了这种学习方式, 在学习能力方面也就没有得到相应的锻炼, 而学生进入大学之后, 突然要学习大量的化学知识, 课时又变得很少, 学生要利用大量的业余时间去预习和查阅资料才能跟上学习进度, 显然有些力不从心。

4、培养目标差异

随着高等教育的深入改革, 大学教育越来越注重学生的素质和能力培养, 在化学教育中, 在传授知识和技能的同时更加注重学生们的思考和创新能力的培养, 培养其独立学习和解决问题的能力。而传统中学教育则是以应试教育为主, 更加注重书本的基础知识学习, 忽略了能力的锻炼, 导致学生在进入大学化学课程学习之时遇到了很多困难和阻力。

二、加强高等化学与中学化学教育衔接的对策

1、改革教学模式

自新课程改革之后, 很多教师在教学模式上做了很大的调整, 采用了一些灵活变通的教学方法, 并取得了一定的成效, 因此, 教师应该摒弃以往枯燥乏味的单一教学方法, 大胆改革化学教学模式, 如引进多媒体技术, 使用互动教学法、讨论教学法等等, 这样不仅能够为课堂带来新鲜感, 带动学生们的积极性, 同时还能够增进师生了解, 取得更好的教学成果。

2、更新教学内容

大学化学教育更加注重学科内容的广度与深度, 强调化学概念、思想、发展方向以及化学与相关领域学科的关系, 信息量较大, 它重在扩大学生们的知识面和在具体问题上的学习思路, 学生们突然要面对这么大的学习任务, 很难适应。因此, 教师在授课之时, 要做好内容的设计和调整, 应该将高等化学与中学化学有机结合起来, 使其能够从化学基础知识逐渐过渡到大学化学的学习, 并使其认识到很多化学结论可以通过多种实验方式获得, 同一现象也并不是只有一种理论解释, 使学生们能够逐渐适应高等化学的学习。

3、培养学习能力

进入大学以后, 学生们上课时间大大缩短, 增加了很多课余时间, 如果学生没有良好的独立学习和解决问题的能力, 很容易浪费掉大量时间, 对于化学这门学科同样如此, 因此, 教师要有目的的培养学生们学习化学知识的能力, 引导学生合理利用时间和资源, 独立完成复习教材、整理知识、查阅资料等学习过程, 并且能够融会贯通、举一反三。

4、增加化学实验

对于化学这门实验性较强的学科, 不能只通过数学运算和逻辑推理来学习化学, 光学理论而没有实践学生很难真正的掌握系统知识, 因此, 在教学中我们应该多增加相关实验, 多提供实践机会, 学生通过亲身体验化学实验, 能够有效的激发起对化学实验课的兴趣, 并增强对书本知识的理解和记忆, 这样不仅能够帮助学生们了解自然规律, 同时还能够培养其认识问题、发现问题和解决问题的能力。

三、总结

中学化学是学生们学习高等化学课程的前提和基础, 因此, 只有搞好基础化学教育, 做好与大学化学课程的衔接工作, 将二者有机结合, 才能解决当前问题, 也才能帮助学生们缓解初入大学之时在化学课程学习中的不适感, 从而更好地适应大学学习生活。

参考文献

[1]冯涛, 刘宁, 刘卉敏.大学与中学化学教育衔接问题研究[J].化学教育, 2011 (9) .

[2]徐凌燕.浅谈高校化学教育与中学化学教育的联系与区别[J].赤峰学院学报:自然科学版, 2011, 27 (3a) .

高等环境化学 篇3

1 在化学动力学中的应用

对于绝大多数化学反应来说,其反应速率是随着反应的进行而逐渐变慢的,也就是说反应速率不是一成不变的,而是随着反应物的浓度降低而逐渐变慢,即是变速过程。如:

N2O5在四氯化碳的分解反应,N2O5浓度在各时间间隔内变化如表1 所示,根据公式( 1) 可求出该反应的平均速率[5,6]。

(298 K)

从表1 的数据可以看出,反应物的浓度随着反应的不断进行,其数值不断的变化,若将测定时间的间隔缩小到无限小( 即数学中求极限) ,此时,公式( 1) 中的 Δ 符号就可以用微分的符号d来代替,公式( 1) 就变为:

此即该反应的瞬时速率。

2 在化学热力学中的应用[5,6]

气体膨胀功在讨论热力学问题时具有重要的意义,根据不同的情况可主要分为四种类型。

第一种类型: 在恒定的外压下气体膨胀,即等压膨胀,此时,气体的膨胀功为:

第二种类型: 气体向真空膨胀,即外压为零( p =0) ,此时气体膨胀功等于零,W =0。

第三种类型: 气体分次进行膨胀,如j次,外压一次比一次小,即p1> p2> p3> p4> … > pj,到最后一次等于终态的内压,则做的总功是每次做功的总和:

第四种类型: 如果气体的膨胀分无限多次连续不断地进行,首次膨胀时的外压比始态的压力小一个无限小的量,随后气体每次膨胀时的外压总比上一次的外压小一个无限小的值, 最后一次膨胀的外压比终态的压力也小一个无限小的值,此种气体膨胀方式为可逆膨胀。该类膨胀所做的功为所有膨胀过程功的总和,由于每次压力变化为无限小的量,因此气体体积的变化也为无限小的量,根据数学的规定,式( 4) 中的 ΔV就可以改写成dV,式( 4) 则改写成积分的形式:

由气体方程pV = nRT得:

将( 6) 代入( 5) 得:

将式( 7) 积分得到可逆过程的膨胀功为:

3 在原子结构中应用[6,7]

原子核外的电子不是在固定的轨道上运动的,其运动符合统计规律,即在原子核外的某区域是成几率分布的。因此,要很好的研究电子出现的空间区域,就要去寻找一个函数,用该函数的图像与空间区域建立联系。这种函数就是微观粒子运动的波函数 ψ。该波函数可由薛定谔方程求出。薛定谔方程是一个二阶偏微分方程

球坐标系与直角坐标的关系图1。

由图1 可知:

通过坐标变换后,薛定谔方程为:

为了简单的对方程进行求解,要对上方程进行变量分离, 即将含有三个变量r、θ、的偏微分方程化成三个分别只含有一个变量的常微分方程:

上三个方程分别称之为R(r)、和方程,在解此三个方程的过程中,为了保证解的合理性,需引入三个参数n,l和m,且必须满足下列条件:

n为自然数,即:n=1,2,3…n;

l=0,1,2,…,n-1;

m = 0, ± 1, ± 2,…,± 1。

由解得的R(r)、和即可求得波函数:

在解方程中引入的三个参数就是量子数,分别称之为主量子数、角量子数、磁量子数。在讲化学时学生很难理解这几个概念和它们的取值,通过此次的讲解,使学生认识到学习数学对化学的重要性。

4 结语

高等环境化学 篇4

1 化学教学现状

1.1 学生基础差, 厌学情绪重

医学高等专科学校文理生兼收, 学生化学基础参差不齐。尤其对文科生来说, 化学是一门抽象、难学的课程, 学习时往往带有抵触情绪[2]。另外, 学生从高中步入大学, 学习方式不能适时转变, 而课程骤然增多、课堂容量大幅增加、难度跨越加大、进度变快等都引起了他们“消化不良”, 甚至“因噎废食”。学生也很难体会到化学课同医学专业课的联系, 只把化学作为一门独立课程来学习, 未发现医学专业课中处处存在化学的“影子”, 因而缺乏学习兴趣, 表现出应付及被动的学习状态, 从而忽视了对化学课程的学习[3]。

1.2 教师教学方法陈旧, 知识更新速度慢

随着医学学科的发展, 在课程改革过程中化学教学时数不断减少, 但教学内容又不断增加。在这一矛盾作用下, 教师面对不同教材, 不同学生, 往往不能适时改变教学方法, 做到因材施教。大部分化学教师专业知识扎实, 但对医学知识了解不多, 授课时缺少生动、具体的医学实例, 讲解空洞、乏味, 导致学生对化学失去学习兴趣[4]。另外, 教师也面临做科研、晋升职称等压力, 因而教学方法陈旧, 知识更新速度慢。

1.3 化学实验不能充分发挥作用

医学院校对化学实验教学不够重视, 把化学实验教学作为掌握书本知识的辅助教学环节, 使得实验内容的安排以验证书本描述现象、机理为主, 而不考虑实验教学本身的教学规律及其对学生能力培养的作用。学生按照课本“照方抓药”, 导致实验课预习不充分、实践操作能力差, 使化学实验没有起到培养学生综合素质的作用[5]。

2 对策

2.1 调整教学内容, 降低难度, 激发学生学习兴趣

布卢姆说, 对一门学科的兴趣, 既是掌握该学科的原因, 又是掌握该学科的结果。化学学习难度过大, 很容易使学生丧失继续学习医学的兴趣[6]。因此, 教师要根据不同专业需求, 以必需为准、够用为度, 酌情讲授教材内容, 适当删减, 做到详略得当, 激发学生学习兴趣, 将化学与医学相结合。如在讲解酸碱平衡时, 可以呼吸性碱中毒为例进行讨论, 使学生切身感受到化学是医学的基础, 医学进步离不开化学发展, 医学生需有扎实的化学基础。

2.2 优化教学方法、教学手段

启发式教学法为主, 多种教学法并用。学习是学习主体对知识能动的智力加工过程。因此, 只有充分调动学生学习积极性, 才能使其能动地发展、完善自己。

有关研究表明:单凭听觉获取知识, 能记忆15%的内容;单凭视觉获取知识, 能记忆25%的内容;听觉视觉同时运用, 能记忆65%的内容[7]。因此, 我们可利用多媒体图、形、声并茂的特点, 结合板书, 对抽象知识进行讲解, 达到良好的教学效果。如原子轨道、分子轨道、电子云、共价键的形成等。

2.3 改革实验教学

教师设计实验内容时, 应删除、修改内容陈旧的实验。如在配位滴定法的实验中, 将水中总硬度的测定改为测定市售补钙剂中的钙含量的测定, 这样既贴近生活, 又可让学生产生浓厚兴趣。教师在指导实验时, 对于验证型实验, 要认真讲解、规范演示, 要求学生反复练习直至掌握;对应用型实验, 应大胆放手, 让学生运用已学知识和实验方法, 理论联系实际, 独立完成实验设计;对于不合理处给予批评、指正, 帮助学生最终完成实验。通过这种方式, 才能更好地培养学生的动手能力与分析问题、解决问题能力[8]。

参考文献

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[2]李智, 邱高会.文科护生学习医用化学存在的主要问题与对策[J].护理学报, 2009 (16) :29~30.

[3]邹明静, 李刚, 王英玲, 等.医学化学教学现状及对策[J].菏泽医学专科学校学报, 2010 (22) :91~92.

[4]高吉仁.高职医学院校化学教学面临的困惑及对策[J].卫生职业教育, 2010, 28 (15) :45~46.

[5]李建荣.浅谈职业卫生学校化学教学困惑与对策[J].卫生职业教育, 2006, 24 (7) :105～106.

[6]Barr D A, John Matsui, Wanat S F, et al.Chemistry courses as the turn-ing point for premedical students[J].Adv in Health Sci Educ, 2010 (15) :45~54.

[7]霍群.从重点课程向精品课程迈进的几点思索[J].高教论坛, 2005 (3) :84.

高等环境化学 篇5

一、教学内容的选择

在我院, 目前作为专业基础课的纺织化学, 按照教学计划制定的化学实验课时数见下表。

从上表不难看出, 受教学大纲和学时数的限制, 该专业普通化学实验课的教学难度和深度, 远远无法与化学类专业相比。我们认为, 在如此少的学时内, 实验教学的目的和内容, 只能以培养学生的基本实验操作技能为主, 一般无法要求学生的实验精度和熟练度, 基本上没有时间, 也没有能力开展复杂性、设计性实验项目训练。

在教学内容的选择上, 教材内容要与教学目的和专业方向相结合, 主要以《纺织化学》[1]教材为参考, 本人认为适宜选择的实验项目分别是:简单蒸馏与回流、乙酸乙酯的制备、洗涤剂的配制与对照、分析天平的使用、滴定基本训练、纺织工业用水总硬度的测定、纺织品甲醛含量的测定等。选择这些项目, 主要是基于以下几个方面的考虑:

1. 与教学时数相匹配

在12～16课时内, 实验项目数最多为5～7个, 项目过多或过少都难以完成一个完整的实验教学内容。项目过多, 单个实验时间少了, 就达不到熟练操作的目的;项目过少, 单个实验时间充裕了, 但会减少训练内容, 使整个技能训练教学不完整。

2. 与教学目的相匹配

我们认为, 在学时有限的前提下, 每一个实验都应同时具备多项“功能”, 充分调动学生的主动性与积极性, 与教师形成互动体系, 使得学生每做一个实验, 都能有所收获[2]。为此, 我们对实验教材内容进行了大胆改革, 删除了过于复杂的实验内容, 选择具有代表性的与专业及生活相关的综合性实验, 以求包含较多的操作性强的内容。

这些项目所涉及的都是最基础和较全面的实验原理和基本操作, 如蒸馏、回流、分液漏斗、液体的洗涤与干燥、各种加热方法、测温、搅拌、台秤天平、分析天平的使用, 不同状态物质的称量、滴定操作、移液管使用、分光光度计的使用等。这些基础知识和操作技巧, 符合普通化学教学目的, 也满足了专业及社会生活中对相关化学应用的要求。如我院纺织专业师生在科研方面, 一直从事纺织新材料的合成研究, 这就要求学生在蒸馏和回流操作方面有扎实的实验功底。

我们舍弃的一些实验内容, 如纺织纤维的鉴别, 是考虑到它与后续专业课程“纺织材料学”实验内容是重复的;还有分馏操作实验, 它一般仅应用于化工类专业的精细分离过程, 对非化工类专业来说, 进行这方面的训练多少有些脱离实际, 意义不大。当然, 在整个实验体系中, 缺少了化学元素性质部分的实验, 但这是纺织化学课程教学内容本身的局限性, 如果在实验中强行加入元素性质项目的话, 学生缺乏这方面的知识基础, 也达不到应有的教学效果。

3. 与学生的能力基础相匹配

普通化学实验的教学对象, 一般是大学一年级学生, 他们在高中阶段所接受的化学教育, 一般仅限于理论知识, 大多数学生, 特别是来自农村地区的学生, 几乎没有使用过化学实验仪器, 只见过老师演示操作。在这种情况下, 普通化学实验教学的目的, 主要是帮助学生从感性上认识常规化学仪器的使用操作, 了解一些常用的实验原理, 掌握化学实验及其相关研究的基础能力。在基础教学阶段就为他们选择难度较大的、设计性的实验项目, 显然是不合时宜的。以纺织化学教材中列出的纺织品甲醛含量的测定实验为例, 要完成该实验, 需要准备的储备液、标准溶液、中间液等就多达5种, 再加上绘制标准曲线时, 标准溶液测试之前的恒温显色及常温放置时间 (60分钟) 、样品处理时间 (60分钟) 、其他辅助项目以及多种仪器设备的使用等, 以大一学生的实验能力, 在4个小时内都难以全部完成这些内容, 因此, 要选做该实验, 实验教师就要做好大部分前期准备工作, 在有限的时间内, 协助学生完成该测试方法的基本操作。

4. 实验项目的实用性

在选择的实验项目中, 实验项目与实际生活的相关性也很重要, 它可以激发学生的学习兴趣, 往往可以达到立竿见影的效果。如液体洗涤剂的配制与对照实验, 通过这个实验, 学生不仅可以锻炼一些基本操作技能, 还可以获得很多洗涤剂的知识。在实验之前, 指导教师不仅要讲解液体洗涤剂的配方原理, 还要穿插一些固体洗涤剂的基础知识以及胶体体系的基本性质等。在实验完成后, 可以让学生将配制的产品带回去, 与日用洗衣粉等洗涤剂做对照洗涤, 代替了在实验室内与标准洗涤剂相对照的测试, 这样可以大大加深学生的实验印象。总之, 为了达到提高教学效果的目的, 就要灵活处理一些实验内容和教学方式。

5. 实验项目的环境无害化

绿色化学 (green chemistry) 又称为环境无害化学 (environmentally benign chemistry) 、环境友好化学 (environmentally friendly chemistry) 、清洁化学 (clean chemistry) , 其最大特点在于从源头上预防污染的发生, 实现过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已经把“化学绿色化”作为新世纪化学发展的主要方向之一[3,4]。近年来, 随着环保意识逐渐深入人心, 我国的绿色化学研究蓬勃开展, 很多绿色化学技术在化学、化工、材料、医药等领域得到应用[5]。

高校实验教学作为推行绿色化学概念的重要环节, 承担着向大学生传输绿色化学理念和绿色化学技术的新任务[6,7,8]。在化学实验教学中, 采用最新的科学研究成果, 改革现行的实验教学体系, 逐渐把绿色化学思想引入到实验教学课堂上, 已经开始成为化学教育家们的共识, 是今后化学实验教学改革的方向, 并且某些绿色化学实验项目在一些高校得到实施。

二、先进实验技术应用的局限性

目前, 在化学实验教学中, 新的实验方法和实验技术不断得到应用, 国内外一些先进的实验教学理念, 在教学实践中也已经得到广泛认同, 并且成为今后化学实验教学改革的方向。然而, 对于像我们这样的非化工类专业院校来说, 为了开展普通化学实验教学, 学院对实验室建设和教学投入不可能太大, 因此, 实验条件一般只能处于较低的水平上, 要开展技术先进的实验项目, 势必困难重重, 甚至根本不可能进行。

例1:对于水中钙含量的测定, 按照国家标准的规定[9], 通常采用火焰原子吸收分光光度法或EDTA (乙二胺四乙酸) 滴定法测定。火焰原子吸收分光光度法尽管测定速度快、效果好, 但需要昂贵的仪器及专门的操作技术, 在一般实验室的条件下难以应用。EDTA滴定法干扰现象严重[10], 同时该法存在着终点变化不明显和指示剂的封闭等问题, 使得测定结果的准确度不高。

受实验条件的限制, 并根据教学目的要求, 我们只能采用后一种方法开展教学, 主要让学生充分练习滴定操作的基本技能。为了让学生了解更多的新实验技术和测试方法, 弥补教学条件的不足, 我们就在实验讲解中给学生传授有关国家标准, 以及在实践中得到应用的其他检测方法, 如“草酸盐—高锰酸钾法”[11]等。

例2:乙酸乙酯的制备, 传统的实验方法, 是将乙醇和乙酸的混合液在浓硫酸催化下, 回流30～40分钟, 然后将产品分离提纯。在新发展的实验方法中, 有人将微波技术引入了该项实验中[12], 通过使用微波催化合成仪催化, 将原来的回流反应时间缩短为只有5分钟, 而且提高了反应收率。

但是, 对于每台需要数千元的微波催化仪, 并不是所有的化学实验室都能投资得起。对于我院来说, 虽然该设备在科研项目中已经得到应用, 但由于化学实验室仅面对非化工类专业的学生开展教学, 而且使用率较低, 所以在本科教学中对于这些新技术的应用, 我们就只能望梅止渴了。

三、结束语

实践证明, 创新人才培养的重要途径是引导科学探究。普通化学实验虽然仅仅是专业基础的一部分, 但要让它真正发挥应有的作用, 就得对它认真研究探索, 让学生在起步阶段就踏实稳健。我们通过不断的教学改革, 利用现有的教学资源和有限的教学时间, 已将纺织化学实验开展得有声有色, 并且使其在进一步深造的学生中发挥着重要的作用。

摘要：针对专业需要和学生的能力基础, 在时间紧、内容多、教学条件有限的情况下, 本文提出了普通化学实验精心选择实验项目和教学方法的思路;讨论了先进实验技术在普通化学实验教学中应用的局限性。通过教学实践, 充分肯定了所做选择的教学效果, 使基本的化学实验知识和技能, 在非化学类专业学生中发挥了积极的作用。

关键词：普通化学,实验教学,改革与实践

参考文献

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[11]刘慧清, 樊粉萍饮料中钙测定方法的探讨[J].实验技术与管理, 2008, 25 (5) :68—69.

高等环境化学 篇6

高等数学是本科院校理工类和管理类专业低年级必修一门重要的基础理论课,通过本课程的学习,可使学生的逻辑思维、抽象思维、演绎思维、归纳思维和研究问题等应用能力得到提高。高等数学应用能力是指大学生运用高等数学知识理解、分析和解决在日常生活、学习、社会经济或自然环境中遇到的实际问题的能力。作为一种综合能力,它侧重于从实际情景中提出数学问题、建构数学模型,对其进行变换、化归,得出数学结果,并对该结果进行检验、评价、阐释和处理[2]。然而,我国高等教育已进入大众化阶段,尤其地方本科院校的生源数学基础较差,学生入学水平下降,这种状况势必给本科阶段的高等数学教学带来困难。另外,高校学生特别是非数学专业(例如化学和化工专业)的学生对数学存在着敬而远之,望而生畏,讨厌数学、害怕数学现象。其原因:一是高等数学理论要求较高而学生数学基础较差;二是学生感到高等数学枯燥乏味;三是大多数学生认为,今后从事化学或化工应用型工作中,高等数学用不上,觉得学了没用。这些原因从本质上讲,归根结底是高校高等数学教育教学不合适新情况新对象造成的,必须通过改革来解决。为适应高等教育大众化与新型工业化背景,培养应用型人才,高等数学教学内容需要更新,教学要求需要调整,教学方法需要改进[3]。在本人多年讲授化学、化工专业高等数学的思考下,结合学校转型发展的办学定位要求,认为对这两个不同专业的学生在教学内容、教学要求及教学方法上要进行改革,以增强两个专业的学生毕业后能适应社会的需求。以下是本人对教学改革的几点体会。

1 修改教学大纲

对多数地方本科院校来说,现行高等数学的教学大纲是粗线条的,即分为文、理工两类。对于理工类的教学大纲来说,往往是着重培养学生对基本概念、定理、公理的学习和推证,强化学生对高等数学习题的求解方法和技能的学习和训练,但却缺乏对工程具体问题的分析能力的培养,学生对具体工程问题的数学化能力不够,对专业知识的学习和技能的提高没有发挥作用,多数化工专业的学生反映在学习完高等数学以后只会解题,不会分析工程问题。教学的实际结果和社会需求相脱节。为此,必须对教学大纲进行修改。例如,化工专业的化工原理和化工工艺学课程对高等数学的要求较低,只需一元微分和二元微分的知识就行,而对微分方程涉及的较少。因此,在制定教学大纲时,对这部分内容就要弱化。而化学专业的学生则要开设结构化学,偏微分及其方程要涉及,因此就需要强化。

2 调整教学内容

培养应用型化学、化工专业人才,在大学阶段开设的课程很多,如四大化学、化工原理、化工工艺学等专业基础课。而高等数学是大学低年级必开设的基础课,改革前的教学要求是内容齐全、知识系统,学全学深学透,但在课时一定情况下,涉及到的内容太多、太深、偏难、繁空,往往使学生很难学好。同时,在课堂上所讲内容与专业联系的不是那么紧密,在学习专业课时还要重新学习,而且到实际应用岗位时不知如何应用,这种实际结果造成学生学习的积极性不高。例如,化学专业高等数学只开设一年,不学线性代数,但是在讲结构化学中的分子对称性时要用到矩阵的有关知识。因此,为了有利于化学专业学生的学习,在不增加课时的前提下,增加有关矩阵知识的讲授,但内容不是太深,够学生用的就行。而化工专业的学生在考研究生的时候,要考线性代数的有关知识,因此,化工专业的高等数学要开设一年半。对线性代数这门课要系统的讲授,内容不能弱化。

3 教学要求需要调整

培养一线化学化工专业应用型人才的定位及目标,对高等数学教学的要求必须是“理论基础较扎实、专业知识面较宽、实践能力强、综合素质高”。为此,必须淡化以学科为本位的学术化的课程要求。在实际的教学中,对那些较深、较难的定理、定律不去做系统完整、过高要求,只要学生知道一些定理及公式的使用方法及范围就行,对一些证明和计算难度大习题不去要求。重点是理解基本概念,在理解概念的基础上,学习定理、公式的实际应用,进一步锻炼总结数学的逻辑方法,突出数学思想。例如,在讲授微分中值定理时,对罗尔中值定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理的基本内容、使用范围及注意问题进行详细的讲解,而对他们的推理、推论及证明过程进行简化;对一些较难的习题不作要求。突出微分中值定理在实际中的应用性,使学生学会在解决实际问题中使用数学方法及数学思想。

4 改进教学方法及艺术

化学化工应用型人才的培养定位及目标,要求教师必须对高等数学的教学方法进行改革。改变过去那种追求讲多讲全和贪多求深的传统教学模式。为此,我们从下面几个方面进行了探讨:

(1)提高学生学习高等数学的兴趣,兴趣是最好的老师。作为非数学专业的学生,他们还有一个误区,就是我们是学化学、化工专业的学生,没有必要再学好数学了,由此没有兴趣去努力学习高等数学,造成学习成绩不理想。我们认为在讲授高等数学的过程中,适时引入高等数学在处理化学问题的有关知识,调动学生学习高等数学的兴趣,从而提高教学质量。例如,化学动力学中速率的微分表达式:,热力学中气体膨胀功的积分表达式:,都充满了数学思想和方法。这些实例的给出可以增强学生对学习高等数学的兴趣,有效的提高了教学质量。

(2)减少不必要的理论推导与证明以及繁难的数学演算,降低学生学习的难度,避免数学知识与实际的脱节。往往枯燥的理论推导与证明是学生学习中最难以接受的事情,因此,我们在教学中将那些繁杂的推导和证明过程简单地介绍,重点说明其应用。例如,在讲授微积分的基本定理及推论时,将其繁杂的证明弱化,通过例题的讲解来说明其使用的方法。这样不但节省了课时,还避免了学生对数学知识的恐惧。

(3)数学问题往往比较复杂,要想把一个复杂且抽象的数学问题讲的明白,教师必须组织言简意赅的语言把深奥的理论说明讲透,即是将复杂问题简单化。如在讲解偏微分的概念时,由于此概念比较抽象,在讲授的过程中,举出理想气态方程这个例子,保持气体的压力不变,研究温度对气体体积的影响来理解偏微分的概念,这样能通过比较熟悉的例子使学生理解和记忆[4,5]。

5 结语

发展应用型本科教育,培养应用型本科人才已成为国家发展经济,提升国力的长期战略。为此,各地本科院校都将这一新形势下的教育战略作为办学的定位和目标。化学化工专业是与社会实际结合非常紧密的实用型专业,而高等数学是这两个专业的先头课程,又是学生走向社会必要的工具。因此,如何将高等数学课上好,是目前本科院校高等数学教师必须探讨的问题。我们在此方面进行了初步的探索,目前取得了一定的成效。

参考文献

[1]钱国英,王刚,徐立清.本科应用型人才的特点及其培养体系的构建[J].中国大学教育,2005(9):54-56.

[2]耿秀荣.高等数学应用能力研究的现状综观[J].北京教育学院学报(自然科学版),2006,3(1):32-35.

[3]董毅,程伟.应用型人才培养中高等数学的教学质量与教学改革[J].大学数学,2011,27(4):15-18.

[4]杨朝丽,沙明娥,付学德.应用型本科高等数学教学改革的研究[J].昆明大学学报,2007,18(4):79-81.

高等环境化学 篇7

1 高职有机化学实验教学中存在的问题

1.1 学生学习积极性缺乏。

进入高职院校学习的学生, 多是在高考中成绩不理想的学生, 学生普遍的基础较差, 学习自觉性与积极性不高。此外, 重理论轻实践的教学模式, 加之有机化学实验过程中多数试剂具有刺激的挥发性及一定的腐蚀性, 学生对有机实验课程缺乏热情, 敷衍了事。

1.2 实验教学效果较差。

目前, 有机化学实验的教学模式仍是采取老师先讲解, 学生跟着做, 教学模式单一。实验时, 老师先对实验目的、原理及过程进行讲解, 演示实验装置的构建过程, 学生只是依葫芦画瓢, 照抄课本进行实验, 教学过程中学生缺乏主观的思考, 限制了学生的创造思维及创造能力的发展, 教学效果较差。

2 高职有机化学实验教学的改革措施

2.1 转变观念, 正确认识有机化学实验重要性。

长期以来, 高职有机化学实验常常被认为是有机化学理论课的附属品[1], 得不到学生的重视, 有机化学实验成绩也只占有机化学的30%。学生实验时只是照抄板书, 模仿操作, 大多数并不真正理解实验为何如此操作。因此, 需要转变观念, 使学生正确认识到有机化学实验的重要性。首先, 应当教育学生, 就业岗位对其专业操作技能有很高的要求, 而扎实的操作技能及职业素质需要通过平时刻苦的实验操作训练获得, 使学生在认识上重视实验课程。其次, 在课程设置上, 应当提高有机化学实验课程的比重, 随着实验课程地位的提高, 学生会自觉正确对待实验课程。

2.2 有机化学实验绿色化。

有机试剂大都易挥发且有毒, 在高职有机化学实验教学过程中, 也常常会遇到刺激的挥发性试剂, 这些试剂不仅会对环境造成污染, 更会对学生的心理造成一定的影响, 致使他们对实验缺乏兴趣, 不敢进行实际操作。针对此问题, 必须尽快将有机化学实验绿色化, 例如, 课程设置时挑选对环境污染小的实验, 改变合成的方法及试剂的绿色化, 实验试剂的减量操作等等。这样既降低了实验成本, 减少了资源消耗, 改善了环境的污染, 又有利于师生身心健康及提高学生的环保意识。

2.3 转变教学方式, 提高学生创新能力。

目前, 对于实验课, 大多仍是按照老师先讲解, 学生听完后“照方抓药”机械的重复, 由于高职院校学生学习的积极性不高, 学习缺乏思考性和主动性, 如此这般的教学方式, 学生的印象不深刻, 不能达到有机化学实验教学能力培养的目标[2]。因此, 在实验前要求学生认真书写预习报告, 预习能够使学生了解该实验项目的具体内容, 课前有一个初步认识, 上课就会更有针对性。为了监督学生的预习效果和提高教学效果, 在实验讲解及演示过程中, 不断向学生提问, 与学生形成互动, 加深学生对内容的理解, 考察他们的预习效果, 根据反馈信息即时调整教学内容和进度。

此外, 在提高教学效果的基础上, 需更加重视学生创新能力的培养。若按照“照方抓药”方式进行实验教学, 虽然能够保证实验的顺利完成, 但不利于培养、启发学生的创新意识及创新能力。久而久之, 学生自然养成了对老师的依赖性, 从而退化了他们想问题、找办法的主动性。因此, 在实际的实验教学中, 教师应进行启发式教育, 有意识地向学生提出问题, 引导、启发他们进行思、分析, 寻找解决问题的方法, 从而提高学生的创新能力[3]。

2.4 强化实验操作技能。

高职院校学生的培养目标强调了学生的技能型, 更加注重学生能力的培养, 将必需的基础知识和应用技能进行有机结合, 力求淡化理论, 就化工类学生而言, 实验的基本操作是其应用能力的基石, 因此, 在实验项目的选择中, 需先对学生进行有机化学实验基本操作的训练, 例如, 蒸馏、回流、萃取和重结晶等, 在此基础上, 进行有机化合物的合成、定性分析等实验, 使学生学会系统地运用化学实验方法, 掌握实验室中一些常用仪器的操作和使用[4]。

2.5 建立完善的考核机制。

由于有机化学实验的复杂性, 实验通常情况下需要2、3个同学一组合作完成, 这就导致有的学生在实验过程中不认真实验, 只等待同组人做出实验结果, 而后照抄完成实验报告。因此, 需要建立完善的考核机制, 强化实验操作过程的比重。有机化学实验的考核方法可根据预习报告10%, 出勤情况10%, 实验操作50%及实验报告30%来执行, 这样能够使学生更加重视实际操作过程, 减少实验结果抄袭的情况, 从而提高了学生的实际操作能力。

3 结语

高等职业院校培养的是面向生产服务一线的高素质应用型人才, 而实验课程作为培养学生实际操作能力的重要手段, 课程的教学改革已迫在眉睫。今后我们将继续转变有机化学课程改革的观念, 不断改进教学方法, 更加突出学生在学习中的主体地位, 注重培养学生的创新能力和环保意识。

参考文献

[1]贺龙强, 刘中阳, 郑丙利.高职有机化学实验教学改革研究[J].科技信息, 2009, 13:522-523

[2]章结兵, 任秀彬, 汪广恒, 等.高等学校基础有机化学实验教学方法的探索与思考[J].山东化工, 2014, 43 (5) :179-180