绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇化学试剂论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
毕业论文是大学本科阶段的收官之作,更是体现学生专业综合素质和解决实际问题能力的重要途径。虽然国家加强了对学位论文抄袭作假的处罚力度,但本科毕业论文依然存在质量普遍不高、创新程度不足等问题。
2012年3月教育部印发了《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,指出“以教育信息化带动教育现代化,是我国教育事业发展的战略选择”。2015年2月,教育部的2015年教育工作要点中更明确提出“加快推进教育信息化。继续加大优质数字教育资源开发和应用力度”。近几年备受关注的“互联网+”教学模式改革探究则更是离不开互联网平台和信息通信技术。由此可见,推进教育信息化是未来教育创新改革的大趋势。然而目前对于教育信息化的探讨主要集中在各课程的课堂教学和实验教学环节,而应用于综合性实践环节(如:毕业论文)的涉及甚少。因此,如能借助网络平台,对毕业论文的各环节逐一信息化,实现知识和信息的共享,让学生有更多个性化针对性的学习空间,势必能大幅提高毕业论文质量。本文以化学类专业毕业论文为对象,就基于网络平台的质量提升模式进行探讨。
一、化学类专业毕业论文的现状分析
化学类专业的毕业论文过程通常主要包含以下几个阶段:选题、文献查阅、开题、实验、论文撰写。其中,选题目前主要是采取指导老师命题和学生根据自己兴趣选题相结合的双向选择模式来确定,而在后续的文献查阅、开题报告、实验设计和论文撰写则是以学生为核心的执行过程。
(一)文献查阅
文献查阅是对毕业课题资料收集的重要一环,然而由于本科教学大多是以教材为主,因此大部分学生习惯于纸质版教材或期刊,导致对课题相关文献的收集相对陈旧有限。m然部分专业开设有文献检索的课程,但从多年带本科毕业论文的情况看,学生的文献收集能力依然不足,对文献数据库的了解亦不够充分。
(二)开题
开题是以对文献的充分理解和总结归纳为基础的,只有通过对文献的归纳总结,才能全面了解课题当前的发展状况和趋势,从而提出新颖合理的设计路线。但由于很多高品质的化学文献多在SCI收录的英文期刊上发表,因此不少高校在毕业论文过程中,对外文文献的阅读翻译提出了明确要求。然而,很多化学专业词汇和试剂名称在常规的词典或翻译软件中却根本查找不到。因此,这也无形提高了学生在开题过程中阅读理解文献的难度。
(三)实验设计
在经过对文献的收集和分析总结后,学生针对毕业选题提出实验方案,并经与指导教师讨论确认后进入实质性的操作阶段。在执行过程中,首先学生需要了解所接触试剂的理化性质及防护措施。其次,在经过初步探索后,需要系统的确定实验方案的研究内容(如:反应的影响因素,各因素对产品的影响权重大小等)。最后提出对该选题所得产品或实验结果的评价方法。
然而,本科生从教材上获取的知识原理虽然具有一定的通用性,但实验的操作经验却相对有限,难以针对具体的问题提出有效的解决方案。此外,本科生对实验的设计通常也比较随意,系统性不足。因此,往往在后期论文撰写的过程中,发现实验设计存在缺陷,从而导致论证的依据不足。
(四)论文撰写
实验完成后,学生在论文撰写过程中,首先要对现有文献进行综述,然后对合成路线或实验原理进行展现,最后对实验数据或谱图进行处理分析得出结论。但多年带毕业论文的情况显示,学生普遍存在因文献引用编辑不当,导致修改时工作量巨大,合成路线和实验原理展示不清,谱图对比不规范、数据分析无法精确到位、以及论文编辑排版格式较混乱等问题。
二、基于网络平台提升毕业论文质量的对策
在当今移动网络无处不在的时代,网络平台具备学习时间灵活、学习终端多样化、不受地域限制、且能满足个性化学习需求等特点。因此,针对上述化学类毕业论文各环节存在的问题,充分发挥网络平台优势,势必能有效提高毕业论文的质量水平。
(一)导航平台
针对本科生对化学文献数据库了解不足、化学专业词汇和试剂名称翻译理解困难、实验试剂理化性质及防护措施掌握不够深入、谱图分析困难等问题,建立了网络导航平台,并将导航平台分为化学文献、化学翻译、化学试剂、谱图数据库等板块分别与之相对应。而对于化学文献则更进一步细分为期刊论文、学位论文、专利、标准、书籍等文献数据库便于学生分类检索文献;化学翻译则提供如较学术权威的CNKI翻译助手及其它广泛使用的在线翻译网站(如:Google翻译、有道词典等)以助于学生正确理解外文文献;在化学试剂板块则提供了综合性化学试剂网站ChemicalBook(可查阅各试剂的理化特性、风险性、安全性等数据)和国内外的主要化学试剂供应商(如:Alfa Aesar、国药集团)等资源;谱图数据库则根据谱图类型细分为红外光谱、核磁谱图、质谱、拉曼光谱、光电子能谱等以供学生将测试结果与标准谱图进行对比分析。
(二)应用平台
针对毕业论文撰写过程中存在的问题,基于应用平台CAppChem主要建立了结构式绘制、文字处理、数据处理、谱图分析等核心板块。结构式绘制板块主要提供了合成路线的绘制方法、如何绘制实验装置图、如何为结构式填充颜色或添加发光效果、以及分子三维模型的建立等,以满足展示合成路线或实验原理的需求。文字处理板块则主要提供了EndNote文献管理和引用方法、目录自动生成更新、页眉页脚制作、重复表头设置、审阅修改等,让学生能更美观高效地完成毕业论文的修改和撰写工作。数据处理除提供Origin坐标、标签、图层、图例控制及数据导入等绘图基础外,还提供了散点图、柱形图、三元相图、三维柱形图等常用图形的绘制方法,以及线性拟合求解临界胶束浓度(CMC)、粘度法测定聚合物分子量、峰面积积分计算等应用实例,让学生能根据自己的实际需求,解决所遇到的问题。谱图分析则主要提供了红外谱图、核磁谱图等软件的使用教程。
此外,还设立了论文翻译、资料下载、软件动态、留言板等板块来辅助核心板块和导航平台,以满足学生的个性化要求和进一步深入学习的需求。另外,为便于学生学习分享交流,网络平台的各页面均支持微博等移动客户端分享。
三、基于网络平台的运用效果
网络平台上线运行至今,共为3届本科生的毕业论文环节提供了网络支持。学生在本科毕业论文过程中所遇到的大部分问题均能通过在网络平台学习后独立解决,同时通过学生留言也更深入地了解了学生所遇到的各种问题,从而促进了网站平台内容的更新丰富。
目前该网络平台的总访问量已超140万,独立访客数超90万。2015.7.1-2016.6.30的网站统计数据(见图1)显示,每年的3-5月是网站流量的高峰期,平均日独立访客数维持在2 300左右,高出其他月份(寒暑假除外)平均日独立访客数40%。当6月本科毕业论文答辩完成后,日立访客数逐渐回落至之前的平均水平(约1 600)。其充分说明网络平台在毕业论文期间(每年3-5月),吸引了大量的学生来自主学习,对毕业论文环节起到了显著的支撑作用。
此外,独立访客的地区分布统计数据(见图2)显示访客来自全国32个省市自治区,其中北京、江苏、上海、广东、湖北五个省(直辖市)的访客最多,约占网络平台总访客量的45%,体现出了网络平台学习不受地域限制,覆盖面广的特点;同时也反映出了在高校密集度较高的地区,网络平台的应用需求更大。
根据学生的反馈信息和近两年收集的毕业论文数据来看,该网络平台的应用对学生在毕业论文环节独立解决问题的能力有显著提高,对毕业论文在实验设计的合理性、论文的规范程度、图表和数据的分析深度以及文献管理等几个方面的完成质量亦有明显改善。实践证明,基于网络平台的化学类专业毕业论文质量提升是一种十分有意义的尝试和探究。而随着网络和通信技术的不断发展,以及国家对教育信息化的战略支持,构建基于网络平台的教学体系正成为新趋势。结合特定教学环节或课程自身的教学特点,有针对性地建设网络平台,不仅能提高教学质量水平,也能满足学生自主个性化的学习需求,更能打破地域的限制,实现教育资源的共享和教育的均衡化发展。
二、微型化学实验的特色和实施的必要性
微型化学实验仪器具有不易破碎、小巧便携、使用方便等特点,使得无论是学校还是个人都有能力去创建自己的“微型实验室”,这就为化学实验课堂教学的改革提供了方便与可能。实践证明,微型化学实验在教学中的实施概括来说主要有以下特点:过去的课堂实验基本上被演示实验所占据,学生们处在一种“被动接受”知识的状态中,而微型实验使得大多数学生都有机会自己动手参与,使得启发式的教学方法能够得以实现;微型化实验具有安全性和节约性的特点,教师可以放心地让每一个学生独自动手实验,亲自动手实验的方式可以促进学生理解和形成化学概念,帮助培养学生实验观察和动手能力,同时,极大地促进了学生对于化学实验兴趣的培养;方便了实验室分组实验、家庭小实验尤其是随堂实验的展开,培养了学生既动手又动脑、理论联系实际和解决实际问题的能力,尤其是对于资源条件较差的农村中学,微型实验的实施对其影响颇深;有利于减少废气、废液以及固体废品的排放,改善实验室环境、降低空气污染,减少对师生健康的损害。具体来说,微型实验可以:
(一)改进演示实验,激发创新
演示实验是课堂教学中最直接、最便捷的一种的实验教学方式,是探索新知识、学习实验操作和技能的最基本途径。因此教师在做课堂演示实验时,对课本的中实验进行了合理的微型化改进。如:做“木炭还原氧化铜”实验时,常常会出现现象不明显,反应时间较长的现象,影响观察和判断,其中碳和氧化铜的质量比需要控制在(9~13):1的范围内,倘若比例过高,氧化铜不能完全反应;比例太低,碳粉的量遮盖了铜的颜色,现象不易观察。对于此实验,可以做如下改进:为了减少实验时间,可以在实验开始之前将碳粉和氧化铜粉末混合均匀,调成糊状。取少许均匀涂抹在试管底部内壁上,待晾干后,进行还原实验操作。因为反应物的量非常少,所以加热较短时间就能观察到试管内壁紫红色铜镜的出现。改进后的实验节约药品、现象明显,有利于激发学生的创新能力,培养其创新的意识。
(二)设计分组实验,培养学生的创新、合作精神
设计分组实验不仅可以帮助学生形成概念、巩固知识、培养技能,更能训练其团结、合作、互助的精神。在实验课堂上,一个合理有效的分组实验,能帮助大家节约资源、节约时间。如”二氧化碳气体的制取“实验,教师可以将实验分为4个小组:通过上述分组实验探究,学生可以找出二氧化碳气体制取的最佳方案,并且能够举一反三,了解到其他制取方案的优劣性。
(三)展开家庭兴趣小实验,培养学生实验兴趣和实践能力
一、围绕实验的“三大原理”引导学生展开思维活动
化学实验理论的主体内容,可概括为⑴实验原理;⑵装置原理;⑶操作原理。教师应当在具体的化学实验教学过程中,引导学生围绕对上述“三大原理”的探索、理解和辨析,自始至终渗透着思维训练活动。
首先,是实验原理的思维训练。“实验原理”即反应原理,指的是每个具体的化学实验,反映了或说明了或推断了什么样的物质发生何种变化的理论。可以围绕如下的角度引发学生思考:1.变化实质──什么化学物质(有时还应进一步分析为什么要选用这些物质)?2.定量关系──反应物之间采用怎样的物质的量(或质量、或体积、或微粒数目)的关系?为什么要采取此种定量或过量关系?3.反应条件──实验时应选择怎样的物质状态、变化温度、压强或催化剂条件?为何要选择这样的条件?(1).仪器选用──根据实验原理,对特定的反应物或生成物,应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、分离、缓冲(安全)的仪器?为何选用这些仪器更适宜?(2).配套组合──根据实验需要,选用的仪器之间,大小、规格应怎样协调、搭配?如若不这样组合会出现什么弊端?能否作某种调换或代用?(3).连接顺序──为达到良好效果,选用的仪器应采取怎样连接的位置顺序和安装与拆除的先后顺序?为什么要安排这种顺序?不遵循此顺序会带来什么不良后果?
二、养成细心观察的习惯,为创造性思维夯实基础
爱因斯坦说过,他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。在人类认识史上,正是个别人对事物或某种现象产生了好奇感、惊奇感,从而导致了重大的发明创造。
化学与我们的生活息息相关,各种与化学有关的现象随处可见。用砖砌墙和贴瓷砖时,先要将砖和瓷砖用水湿润;新买的铝锅,烧过自来水后有黑色斑点;经常雷雨交加的地方禾苗长得很茂盛,这些奇妙的现象激起学生的好奇心后,就能促使他们去学习掌握水泥、铝和氮气的性质。
我们也会遇到一些奇特的实验现象。例如:一铝制的盛饮料的易拉罐内充满CO2气体,然后往罐内注入适量NaOH溶液,立即用胶布将罐口密封,反应一段时间后可能会出现什么现象呢?首先,易拉罐“内凹变瘪”,接着“瘪了的罐重新又鼓起来”。对于前面的现象一般很容易解释。这是因为学生很容易从固有的思维定势出发,即分析物质发生变化时,只从加入的物质来考虑,只分析NaOH溶液与CO2的反应,就能得出易拉罐“内凹变瘪”的现象。为什么会出现后面的现象呢?深入思考,不难得出这是因为容器本身“铝”与氢氧化钠溶液也会发生反应。对这些现象的好奇,能使学生的情绪亢奋、激动,从而在白热化的思维之中,迸发出创新的火花。
一般说来,学生对化学实验都颇有兴趣,但往往只是好奇心驱使所致,由于观察实验时目的性不明确,不善于集中注意力于那些关键设备的主要现象,加之演示实验时仪器小而教室范围宽、学生多,所以他们观察实验并不准确。为此,在可能条件下,教师宜改演示实验成并进实验,或借助CAI软件或VCD光盘、录相带等播放实验录像,尽可能结合并进实验或录像播放,穿插围绕“三大原理”的系列思考题,引导学生有针对性地思考,展开思维训练活动。
三、运用典型实验灌输创造性思维的方法
为了提高化学实验教学中思维训练的效能,教师应当借助典型的化学实验来诱导、激发学生的思维活动,这主要从三个方面着手:
一是教师宏观地把握大纲、教材的整体,通过哪些典型实验对学生进行哪些方面思维训练的规划,分阶段、分层次实施。例如,物质燃烧时有不同的特征。气体燃烧时产生火焰,固体燃烧时产生火星或火花。而硫在通常状况下是固体,可是,它在空气中燃烧时为什么产生火焰而不产生火星呢?我们只要引导学生仔细观察硫燃烧的特征就能把握其中的奥妙。原来燃烧时,固态硫先液化后气化,因此硫蒸气在空气中燃烧时产生淡蓝色火焰也就不足为奇了。
二是激发学习者的主观能动作用,将教材规定的某些演示实验或学生实验,改为实验设计或实验习题,让学生根据实验要求自己提出实施方案,以提高其创造性思维的能力.例如,给初三学生讲铁的性质,做铁钉生锈这个演示实验时,可先让学生自己找材料,每人在实验前10天准备三支干净的医用针剂小药瓶。按装满水、少量水、干燥三个不同条件各放入铁钉一枚。让学生每天观察一次并做好记录。等到讲这部分内容时,让学生带来“成果”。教师讲解与学生讨论结合;直到得出正确结论,效果就比较好。
三是选用一些中考”试卷的典型综合实验题,指导学生解题,乃至跟动手实验结合起来训练,中学教材和历届高、中考试题,不乏优秀的典型化学实验题型,如氢气、氧气、二氧化碳、一氧化碳等的制取与系列性质实验,对于培养学生的思维能力颇有作用。
综上所述,结论十分明显:化学实验教学中的思维训练不容忽视,化学实验活动中的思维训练前景广阔,大有可为。对化学实验的观察一般按下列顺序进行:(1)观察装置图,选择所用的仪器,了解它们的用途和用法;(2)观察反应物的颜色、状态;(3)注意反应发生的条件,同时注意观察发生的现象;(4)观察反应后生成物的颜色、状态等。要依次进行,不遗漏。实践证明,注重观察程序对培养学生的创造性思维确是行之有效的方法。
四、灵活运用演示实验、分组实验,为学生的创造性思维创建展示平台
演示实验是化学教学中经常运用的教学形式,它生动、简捷、有效,是培养学生的观察力、思维能力和动手操作能力最好的教学手段之一。我们在平时实施演示实验教学过程中,将教材中的演示实验分为三种形式教学:(1)对于重要实验,教师演示、学生观察分析得出结论;(2)对一些要求不高的实验,可对学生开放实验室,要求学生设计或改进后上台演示;(3)对一些难度较大,要求较高,现象又不太明显的实验,教师先进行演示,让学生在观察中提出问题,让学生讨论分析实验的缺陷在哪里,使学生始终处于探究的思维状态,进而改进实验。将分组实验改为单人实验,这样做使每个学生都能亲自动手操作而且独立进行。它有利于培养良好的学习习惯,使学生们懂得:办任何事情都要有目的、有计划,还要有坚持到底的决心。最重要的是有利于培养独立工作的能力,这也是教育本身所急需培养的一种能力。
马克思在其哲学研究中,深受黑格尔哲学思想的影响,其关于自我意识的学说就来源自于黑格尔。马克思在黑格尔哲学思想的基础上,对自我意识进行了深入的研究,使哲学把自我意识存在的矛盾推向了生命文化的高度。在此过程中,马克思创造性地提出了具有实践意义的文化哲学,他希望通过文化哲学,摆脱人在精神世界中的欲望,以及实现这些欲望所需的现实性与必然性,这是文化哲学体系的核心内容。
马克思通过对人的价值生命、感性世界及人的创造活动与实践关系的肯定,对其哲学思想体系进行了深入而充分的探讨,这种探讨着重体现在三个方面:首先,马克思针对哲学史关于偶然性认识论的规定进行了明确。他通过研究分析,确定了偶然性在本体论方面的意义。该意义的确定,标志着两种哲学思想上的矛盾得到了解决。即伊壁鸠鲁将偶然性确定为本体论范畴,而德莫克里特则将偶然性确定为认识论的范畴。它的意义在于,在哲学研究的模式上强调了偶然性的本质、本体属性,必然性则是偶然性的外部条件,而且需要不断地被否认。其次,马克思在哲学研究中,对伊壁鸠鲁哲学中的伦理学原则进行了吸收与改造,把人确定为一种价值生命在现实中的存在。马克思赞同伊壁鸠鲁的一种观点,即将伦理学的原则贯穿于哲学中,将哲学作为人享有自由和追求幸福的境界。马克思认为,伦理学是哲学体系中的最高境界,只有达到这种境界,才能获得人的价值生命,也就等于得到了真正意义上的自由。同时,马克思并不认可伊壁鸠鲁的悲观主义思想,致力于消除其哲学思想中的消极因素,对感性生活赋予能动性的创造,将感性生活当作人的价值生命创造性的体现。最后,马克思借鉴了伊壁鸠鲁关于原子偏斜观点,对感性世界中存在的矛盾进行了探讨,从而对实践在生命活动中的重要地位进行了确定。哲学认为,黑格尔的现象学说的矛盾在于,其未将应有的原则,即将精神生成方面的辩证法贯穿于哲学体系之中,这就使体系和原则产生了矛盾。该矛盾表明了黑格尔对其提出的原则并没有真正理解。黑格尔哲学关于宗教的批判,仅从表面上消除了哲学原则与体系之间的矛盾,并未从根源上解决这种矛盾。马克思认为,哲学得以实现的最佳途径就是实践,实践是哲学内在的规定性与世界的历史性。人的感性世界是一个充满矛盾的世界,实践的力量决定着感性的世界要沿着人性自我完善与自我创造的轨迹发展,人性的自我完善与自我创造的过程,就是文化形成的过程,也是人的价值生命实现的过程。通过这一研究,马克思揭示了实践在文化方面的内涵,也确立了其哲学性质。按照马克思的观点,实践在本质上是一种表现,而不是反映。反映是对客观世界的认识,表现则是对生命价值的体认。人们为了实现生命价值,通过创造的感性世界和作品作为表现本质的一种现象。人的创造性的实践是本体,人们所创造出来的感性世界以及外部世界是一种现象。
根据以上分析,表明马克思在研究感性世界和对价值生命的确认上,在对创造活动与实践的关系进行肯定上,都融入了文化哲学精神,在其研究的思维方式方面超越了黑格尔学说及近性主义学说。因此可以确定,马克思通过对偶然性范畴的厘清和改造,创造出了实践哲学的范式。该范式因为运用了文化哲学思维,因此也可以被称为实践文化哲学范式。[1]
二、文化哲学的原则
马克思对实践进行了历史与理论考察,在考察生命活动中确立了历史主义的原则,即文化哲学历史主义的原?t。他提出,有意识的自由的活动,即为人的类特性。这个诊断对生命创造中的能动性进行了阐释。
所谓类特性,指一个物种整体的特性以及种群的类特性。马克思指出,一个种群整体的特性,决定于生命活动中的性质,其含义有两个方面:一是把生命活动化作自身意志与自身意识的对象,是人自我意识的建立活动。在此活动中,人的精神实现了双重化,即生命自身与生命意识。双重化的活动是抽象能力实现和意识分离的过程,而抽象和分离能力又是进行文化创造的前提与基础,也是人的文化创造能力的一种。人之所以具有文化并创造文化,是因其生理上本来就具有文化创造的本能。可以看出,马克思对人的生命活动和动物生命活动的区分,本质上肯定了人创造文化的能力,并把这种能力看成是一种天赋。二是通过实践改造无机界、创造对象世界,证明了人是具有意识的、类存在的物种。
在对实践进行历史研究中,马克思指出,对实现手段进行异化的本身即为实践。[2]该论断以异化劳动的观点,对人类文化创造的历史性进行了说明。在马克思将人类的抽象能力与分离能力当作人类的特性时,其中就已经包含了异化劳动观点。抽象与分离即为异化劳动,二者意义相同,其不同仅体现于运用的范畴上。抽象和分离从静态的视角对人的生命活动特性进行了说明,异化劳动从动态视角对人类生命活动特性进行了说明。此外,异化劳动还蕴含现实生产活动的内容,这也是历史性活动的一种。马克思认为,这种活动有四个方面的含义:一是人与自然世界、外部世界相异化,指的是物的异化;二是人和自身生命的活动相异化,指的是人自身的异化,也称自我异化;三是人和自身类本质相异化;四是人与人的异化。这几种关系表现了人类生命活动外在的实现与内在的发展。前两种是人类生活外在的表现,后两种是人类生活内在的发展。马克思在对国民经济事实考察的基础上,认为前面两种异化导致后面两种异化,然而,根据人类特性,从人内在欲望与自我实现要求来看,二者的关系则相反。也可以说,后二者是前二者内在必然性和目的,前二者是后二者的外在表现与实现的手段。
二、将相关实验整合,引导学生掌握横向和纵向比较性记忆的技巧
在有机化学实验中,很多知识点相互关联,如果可以引导学生掌握横向和纵向比较性记忆的习惯和技巧,将使学生对相关知识的掌握变得更轻松更扎实。比如通过溴乙烷、1,2-二溴乙烷、正溴丁烷和正丁基醚四个制备实验的比较,启发学生对于同样以醇为原料,在硫酸的存在下,为什么可以发生亲核取代反应和消除反应,分子内消除和分子间消除反应等不同反应,反应条件、加料顺序和原料结构对反应种类及产率的影响等问题进行横向联系的思考。又比如通过乙酸正丁酯的制备,以反应原理为出发点提出一系列问题:酯化反应的原理及催化剂和常用的酯化试剂的种类和比较引出酯化反应中可能出现的副产物,继而引出反应温度等条件对反应的影响,从这些副产物的排除方法即洗涤引出洗涤及分液漏斗的使用,再从分液后的干燥联系到干燥剂的选择和用量,最后从反应平衡和干燥的效果分析为什么蒸馏时会出现前馏分过多和产物浑浊的现象等,进行一系列纵向联系性思考。
三、鼓励学生发现问题,共同探讨和解决问题
虽然给学生开设的实验都是比较成熟和经典的,但是由于有机化学反应的特殊性,实验中由于操作手法、试剂纯度、仪器设备的影响,可能出现各种各样预想不到的问题。一旦出现这些问题,不要急于埋怨和批评学生,重要的是引导学生从问题中找出原因,收集数据,归纳总结,得出结论,在这个过程中学生可能有意想不到的收获。比如在正溴丁烷的合成实验中,一些学生反应中产生的气体过多导致气体吸收装置吸收效果不好,怎么解决呢?经过思考学生提出可以通过控制反应温度降低气体产生速度,或在吸收用水中加入少量碱增强对酸气的吸收效果。在粗产品蒸出时,为什么个别人本应在下层的产品悬浮在水层上面?学生经过分析,判断可能是由于反应不完全,剩余原料正丁醇过多所致,然后进一步用化学方法鉴别证明正丁醇的存在,或者用水稀释粗产品使产物沉降下来。在乙酰乙酸乙酯的制备中,打钠砂是至关重要的一步,怎样才能打好钠砂,温度、力度等的掌握,打好的钠砂怎么才能不结块,学生对这些因素分别进行了探讨,找到了打好钠砂的最佳条件,大大加快了反应速度,减少了剩余钠块所带来的危险和处理剩余钠块的麻烦。为了使反应更好地正向进行,提高产品收率,在正丁醚的制备实验中采用分水器中预先放出约理论量的水;而在乙酸正丁酯的制备中,主要采用边反应边放出一定量水的方法,为什么同样使用分水器分水操作方法却不同?引导学生通过实验过程,结合两个实验中反应原料与产物在水中溶解度的差别找到问题答案,这样做不但有利于学生全面熟练掌握分水器的使用方法,而且应用理论知识指导与解决实际问题,有助于巩固理论知识,激发学生学习有机化学理论的热情,进一步促进有机化学实验课程的学习。通过类似上述发现问题、探讨问题、解决或解释问题的过程,不但使学生对相关实验有了深刻的了解,加深了记忆,而且对学生综合素质的提高也很有益处。
四、鼓励学生拓宽视野,大胆尝试,勇于探索
有机化学实验虽然有其复杂的特性,但同时也因其神秘而吸引人。有些学生对教学计划外的一些实验产生了兴趣,在条件允许的情况下教师应该给予充分的支持和鼓励。比如学生通过从茶叶中提取咖啡因实验,对天然产物中的有效成分提取产生了浓厚兴趣,考虑到哈尔滨市和校园有着丰富的丁香花资源,我们就鼓励学生用较短的时间,自己查阅资料、设计实验方案,探索从丁香花中提取挥发油(丁香酚),实施过程中教师给予必要的指导。此外,为了帮助学生开阔视野,更加深入地领会课堂理论知识和实验内容,教师还可以让有兴趣的具有扎实基础的学生承担学校的开放实验室项目、创新实验室项目或参加教师承担的科研项目,例如简单的天然有机化合物的提取、表面活性剂的合成、农药或药物中间体的合成等,通过这样的实验锻炼,学生感受到有机化学与我们的生活关系之密切,学以致用,从而极大地激发了学生对有机化学实验的兴趣,改变了他们学习有机化学实验的畏难情绪,增强了他们的自信心和成就感,也有利于他们的创新精神和创新能力的培养,为从事科研工作奠定坚实的基础。
院校的化学相关课程,往往作为医学基础课在第一学期开始开设,学生刚刚步入医学殿堂,对于医学知识兴趣很高,但是却不能正确认识化学对于医学的重要性,只是对临床专业课充满了兴趣与期待,另外由于化学学科需要记忆的内容多,知识点比较零散,课程枯燥,所需理论不能马上转化为实际应用,实用性不强,只是为了应付考试,缺乏学习的兴趣,主动性较差,从而导致了化学相关课程的教学效果不佳,学生厌学。归咎其原因,就在于教师,教师要改革教学方法,激发学生的学习兴趣,培养学生自主学习、独立思考问题的能力[1]。这些关键就在于化学教师要具有丰富的医学知识,在讲授化学理论时,能够引入医学知识,深入细致的阐明医学与化学的内在联系,只有这样才能保证学生主动接受。目前,医学院校的化学教师多毕业于各师范院校化学专业,在医学院校教学工作中,面临两个最突出的问题:一是更新知识途径狭窄,医学院校化学教材更新换代周期一般较长,教师周而复始地讲授同一本教材,外出进修、学习机会又少,结果造成知识结构的萎缩、陈旧,制约了教学质量的提高[2]。二是医学知识匮乏,由于化学教师从未接受过系统的医学教育,所以在讲授化学与医学的联系时显得力不从心,一些生动的医学例子,自己不理解,只得被迫割舍。
1.2现代多媒体技术的发展对化学教师提出了新要求伴随
着现代多媒体信息技术的突飞猛进,现代医学教育模式已发生了转变。课堂教学已由单一的板书、挂图、模型,转变为了图片、影像、动画、声音、模型为一体的综合教学模式,充分激活学生的感官,教学内容更直观、更形象[3]。尤其是随着电脑虚拟技术的发展,出现了投入少、教学效果明显的虚拟实验室、仿真实验操作软件。这就要求化学教师必须掌握一定的计算机技术和现代信息技术,才能驾驭新的课堂教学模式。目前,从事化学相关课程教学的教师,计算机水平普遍不高,缺乏必要的计算机系统培训,仅仅只能满足简单的操作,较为熟练的掌握Office办公软件,但是对于制作课件的Author-ware、Director、Flash、Dreamweaver、Photoshop等多媒体应用软件知识极其欠缺,尤其是对美国剑桥公司出版的世界最优秀的化学桌面软件ChemOfficeUltra化学辅助系统知之甚少,导致了制作课件水平较低,往往只是板书或教材的搬家,没有体现出多种媒体的综合应用,教学课件缺乏趣味性和互动性[4]。
2医学院校化学教师进行继续医学教育的措施
对于医学院校的化学教师而言,应该结合所授课程的专业特点,树立终身学习的理念,加强理论基础,提高业务素养。
2.1通过自学努力提高化学教师的医学素养
医学院校不同专业的化学课程主要有《医学化学》、《基础化学》、《有机化学》、《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》等,这些课程基本上都是化学本科专业的主干课程,对于一名合格的化学教师而言,这些课程的化学功底都比较扎实,但是在讲授过程中却无法与书中渗透的医学知识紧密联系起来,因此这就要求化学教师首先应在吃透所授教材的基础上,选择性的查阅医学相关书籍,特别是《生理学》、《生物化学》,学习掌握医学知识,做到言必有据。这样才能保证在讲授的过程中,阐述医学知识,分析化学反应在生命体内的转换,激发学生的学习兴趣[5-6]。另外,为了提高自己的计算机水平,可以查阅一些计算机书籍,系统的学习掌握一些基本的Office办公软件、化学专业软件和多媒体课件制作软件的操作。
2.2通过听课系统的学习医学知识
化学教师除了听同科老师的课,取长补短,改善教学方法,提高教学效果以外,重点是系统、全面地听医学课程。这并不是要求化学教师跟班听所有的医学课程,可以先选择有代表性的和自己讲授内容直接相关的学科,譬如《生物化学》等,每学期可以坚持跟班听取一门,以后可以听取其他学科,积少成多,逐步消化,提高自己的医学知识水平。另外,也可以充分利用网络中,自己所授课程有关的精品课程资源,或其他学校教师的授课视频,借鉴别人的经验,取长补短,充实自己的教学内容。
2.3通过继续深造努力提高知识涵养
化学相对于其他医学学科而言,知识更新速度较慢,但是化学教师不应该满足于现状,可以通过参加各类学历教育、短期培训或者外出交流学习的机会,充实自己的知识,拓展自己的视野,提高自己的学历[7]。只有树立终身学习的理念,才能不断从自身的需求出发,时时学习,处处学习,通过不断提升自己的知识涵养,创新自己的教学,改进教学方法和手段,提高教学水平和教学质量。
2.4通过实践不断反思提高教学水平
化学教师应该边自学边实践,理论联系实际。这里的实践包含两层意思:一是给医学专业教师说课,重点说化学教材中所涉及医学的内容,找问题,查漏补缺,严格杜绝讲错医学知识。二是边用边学,使用一系列辅助教学软件,制作高水平、高质量的多媒体课件[8]。只有通过不断的实践与反思,才能促进自己教学水平的提高,充分激发学生的学习积极性,改进教学效果。
1.1.1合理减少验证性实验,引入创新型实验
要合理安排实验内容,减少验证性实验比例,保留必要的经典实验,多增加一些综合和创新型设计实验。
1.1.2整合实验内容,建立更加合理的教学体系
采取将无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等实验融为一体等措施,将这几门学科的性质实验、元素性质实验及定性分析等紧密结合,能够很好地避免实验的重复。另外在安排实验时,尽可能与理论教学同步,让学生能够学以致用,使理论教学和实验教学相互促进,达到理论与实践的统一,建立更加完善合理的教学体系。
1.1.3增加微型化实验,倡导绿色化学
近些年,随着绿色化学的思想深入人心,各高校化学实验都在向更环保的方向发展。但是我们仍能发现有些耗费资源较为严重的实验依然进行,这违背了绿色化学的理念。为了从源头上节约原材料和时间,应增加微型化实验,这样就可大大节约实验经费,从而缓解了目前高校基础实验经费缺乏的现状,有利于培养学生严谨的科学作风和良好习惯,提高学生实验操作的熟练程度。另外将实验过程中产生的有害污染物进行合理处理后再进行排放。引导学生养成爱护环境和勤俭节约的习惯。
1.2建立网络学习平台,有效提高预习质量
构建网络学习平台,在每次实验前将有关该实验的操作视频等一些内容放到该平台上,供大家提前了解。在预习的过程中,遇到难以理解的知识或者有更好的实验方案可以通过对话窗口反馈给老师,老师会及时给予答复。另外建立相应的预习考核系统,学生在浏览完本次实验的相关内容后会出现测试习题,只有良好地通过测试才能获得实验的机会,否则继续进行学习,再进行检测。利用网络还可以建立虚拟实验室,让感兴趣的同学利用该软件进行在实验室不能完成的实验。网络平台的建立极大地提高了预习效率,保证预习的质量,促进了学生和老师之间的交流,确保每位学生做好预习工作。
2启发—验证
总体来说,目前高校的一个化学实验项目一般三个学时,然而对于大多数实验,往往是老师需要将近一半的时间进行知识讲解,这样以来,留给学生实际操作的时间就很少。而且由于学生注意力集中的时间有限,讲解时间过长,就会使得一些学生开始产生厌倦的情绪,从而对本实验的兴趣大为减少,导致学生无法带着愉快的心情顺利完成实验。为了改变这种现象,应采取启发式教学,即实验课上教师只需将实验内容和注意事项告知学生,随后提出一些问题和想法,让学生带着问题和兴趣验证实验结果。这样就将大部分的时间留给学生自己进行试验和考证,其间,教师只需对学生进行纠正性的指导。对实验过程中出现的问题不直接给予答案,而是采用“启发式”的教学模式对学生实施引导。经过师生间的互动,学生找到问题的症结所在,最终在老师的指导下顺利完成实验任务。这种教学方式有利于提高学生独立思考问题的能力,有利于发挥学生的主观能动性,有利于培养创新型人才。在启发式教学的过程中可以采用现代化教学手段,全面提升教学质量。以往的实验课基本上是老师先进行实验基本理论和内容的讲解,讲解之后给学生做示范,然后学生才开始做实验。在做演示实验时,由于实验人数较多,一些学生不能完整看到老师演示过程,造成实验过程中出现错误。为了避免这种情况发生,可借助多媒体教学进行演示实验播放的形式,确保每位同学都能看到实验的整个过程。
3创新
实验的最终目的就是要学生在掌握实验的基本操作基础上,提高学生独立思考问题、发现问题、解决问题的能力,培养学生的创新能力和创新精神。学生每完成一个项目就要达到实验的目的,实验后的拓宽练习很重要。除提交本次实验的实验报告,对本次实验进行总结外,还要给学生2~3个相关实验项目,鼓励学生上网查阅文献,认真思考,设计出具体的实验方案提交,老师批改后感兴趣的学生可与实验室老师预约时间,课余时间来实验室作实验。
4督促
在实验的过程中,部分学生对实验的操作和实验态度不端正,比如有在实验室说笑、玩手机、待实验进行一半就溜走、课后抄袭他人报告等不良现象。学生普遍比较关注最终实验成绩,利用这点建立适宜的考核制度督促和约束学生,引导、培养学生良好的实验习惯。实验成绩可由平时和期末考试成绩两大部分构成,平时成绩根据学生的预习成绩、实验报告和设计实验方案等内容评定。利用网络预习对学生预习进行督促,实验过程中指导教师要及时对学生的不良习惯进行说教,督促改正。课后根据实验报告和设计实验方案督促学生及时总结,引导学生举一反三,大胆创新。期末考试可分笔试和动手实验相结合的形式。笔试测试学生对仪器使用,实验原理和内容的理解掌握情况等。动手实验可给学生题目,让学生课下独立设计,规定时间内完成并提交实验报告。根据学生的完成情况给出合理、公正的成绩。
二、应用计算机信息技术补充传统实验方式,提高实验教学效果
在传统常规实验演示中,由于多种因素,有些实验的过程和现象不显著,从而直接影响了教学的效果。譬如,分子的扩散、气体的产生及固体的溶解等现象,学生观察效果并不明显。假如把这些实验的演示通过多媒体投影仪来展示,充分运用它具有的定格、慢放、放大和重播等功能,来帮助学生观察,学生就能很清晰地看到颜色的变化、沉淀的析出和气体的产生等现象。再譬如,金属钠与水反应实验,由于反应过程较快,学生不易观察,同样可以采用多媒体投影仪来辅助此实验的演示,使整个反应过程清晰起来。另外,像钢铁腐蚀这种现象,需要很长的时间,我们也可以应用计算机信息技术制作课件,来演示这种腐蚀过程。这样不仅增强了实验的直观性,同时也活跃了课堂的教学气氛,提高了演示的效果,有助于学生观察能力的培养。
2问题式教学法的运用
问题式教学法一般是教师根据学生需要掌握的内容提出相应的问题,学生对问题进行分析和思考,通过查资料以及其它各种方式找出解决问题的方法,教师对学生提出的方法进行总结并给出结论,最终达到学生通过思考学习知识的目的。问题式教学法最大的优势在于将学生在学习中的地位由“被动”变为“主动”,通过教师为学生设定的问题引导学生自主的进行学习思考,学生能够在思考问题并解决问题的过程中不知不觉达到学习知识的目的。问题式教学法分为“提出问题”、“分析问题”、“解决问题”、“总结深化”四个步骤,将问题式教学法运用在有机化学实验的教学中能够达到比较理想的教学效果。
2.1让学生带着问题进行实验预习
实验预习是每个学生进行实验之前必须完成的环节。预习实验一方面是为了使学生在动手实验之前做到心中有数,了解实验的目的、原理,清楚实验中使用到的仪器、装置和药品以及实验过程的操作步骤;另一方面也可以锻炼学生的自学能力同时提高了听课的效率。然而,现在的实验预习往往没有得到学生的重视,大部分学生只是将书上的内容进行了抄袭,根本没有达到实验预习应有的效果和目的,这些问题在实验过程中以各种方式被暴露出来,结果不仅会造成实验失败的后果还给实验室带来一定的安全隐患。针对这种情况,需要教师有目的的对学生的预习环节进行强化干预,事先将实验项目告知学生,并将预设问题提出,要求学生通过预习实验教材,查阅图书馆相关文献资料甚至借助互联网寻求解答。当然,预设问题的提出需要教师对教材有很强的把控力,预设的问题不仅应该具有针对性而且要切合学生实际的知识水平。例如,在进行乙酰苯胺制备实验前,可以提出以下几个问题:(1)本实验为什么要使用分馏装置?(2)反应时分馏柱柱顶温度为什么控制在105℃?过高过低有何不妥?(3)除了用水作溶剂重结晶提纯乙酸苯胺外,还可以选用其他什么溶剂?(4)本实验采取了哪些措施来提高乙酰苯胺收率?将问题提给学生后,学生将会带着这些问题运用各种方式去获知问题的答案,获知答案的过程中,学生必须了解实验的目的和原理,对实验装置和实验药品的物理性质有了清楚地认识,对实验的步骤也会进行深入地思考,使得学生对于实验有了全面、深刻的认识,达到了实验预习的目的,调动了学生学习的积极性,培养了学生的自学能力。
2结果分析
从评价结果可以看出,通用化学实验技术课程教学改革取得了较大的成效,85%的学生对实验的课程总体评价好。80%以上的学生学习兴趣浓厚,积极主动,认为实验课对自己的学习、实践能力很有帮助。认为实验成绩评定公正、科学,觉得实验考核内容好、形式合理。对教师的授课满意度较高,91.9%认为教师很称职。80%以上的学生对实验条件觉得满意,其中对实验药品、试剂准备齐全和正确认同度最高,但对实验仪器设备的先进性、完好率和配套数认同度较低。85%的学生认同实验课程的授课计划,认为实验内容新颖、合理、综合性强为77.30%,50%以上学生认为实验内容难度合适。
但近50%的学生认为提供选做或设计性、开放性实验的机会较少,近20%的同学认为提供选做或设计性、开放性实验的机会太少,这在2011级同学占的比例更大。大多数学生认为教师和实验条件对实验教学效果影响最大,其次是实验内容。认为实验内容在新颖、综合性等方面还要进一步加强。学生对教师认真批阅实验报告、及时解决出现的问题认同度也较低,学生提出老师上课尽量不要离开实验室,教师要提醒预习,多开设结合实际的设计性实验,定时开放实验室,实验药品、试剂配套数要充足等建议,这些正是实验课程要加强的。实验教师除了对实验内容及仪器设备的使用很熟悉,更要在实验教学中善于培养训练学生的动手操作能力,能对学生进行正确积极的指导、纠正。提倡实事求是的作风,认真批阅实验报告、及时解决实验中出现的问题。近70%的学生认为提供选做或设计性、开放性实验的机会较少或太少,这给我们敲了警钟。
3改革方向
针对学生建议及分析结果,得出改进方向。
(1)实验室要加强管理,尽可能开放实验室。
(2)实验药品、试剂配套数量要准备充足齐全,环境整洁美观,保证实验安全、有序顺利进行。
2认真做好预备实验,检查学生预习情况
本教研室在开展每个实验之前都会安排两位教师进行预实验。通过预实验,教师可以了解所用到的各种仪器是否正常、实验条件是否合理、药品是否失效等;能及时发现实验中可能出现的各种异常情况,掌握实验的第一手资料,以应对学生在实验过程中提出的各种问题。教师在学生实验课前进行的预实验是课堂实验顺利进行的保证。此外,预实验得出的结果,给批改实验报告提供了依据,从而更好地指导学生进行实验。同样,课前预习实验对学生进行实验也是至关重要的。通过预习,学生能够明确实验目的及原理,做到心中有数。学生动手操作前有大约30分钟的教师讲解时间,实验内容不能被详细叙述,教师必须把握住实验的重、难点。此外,在讲授中要将相关实验原理、实验操作及注意事项等分解成若干个问题随机提问学生,以此检查学生预习情况,提问成绩记入学生平时成绩,可督促学生加强实验预习,从而起到事半功倍的效果。
3阐明仪器的正确使用方法
对用到的仪器,教师在课堂上进行规范的演示操作,向学生讲清操作要领和具体注意事项,目的是指导学生正确进行实验,避免出现错误或发生危险。如以滴定分析操作为例,说明其使用方法。酸碱滴定管在使用前,应先检查是否有漏水现象,如果酸式滴定管漏水,取下活塞涂上凡士林即可;如果碱式滴定管漏水,则上下调动玻璃珠位置。在装入标准溶液之前,应先用标准溶液润洗2~3次。在赶去滴定管尖端气泡和调整好液面后,就可进行滴定了。滴定时要善于控制溶液流速,刚开始反应可以“见滴成线”,接近终点时要做到需要一滴加一滴、需要半滴加半滴。当颜色发生突变且20s不褪色时,即到达滴定终点。读数时应注意保持滴定管垂直,由于附着力和内聚力的作用,滴定管内液面呈弯月形。读数时,对于无色或浅色溶液,应读弯月面下缘的最低点对应的数值;对于有色溶液,应读弯月面上缘对应的数值。学生在使用滴定管时总喜欢左手拿锥形瓶振荡,右手操作活塞;对这个不良动作教师要演示错在何处,使学生留下深刻印象,培养学生正确操作习惯。在实验过程中,教师要巡视,发现学生错误操作及时给予纠正,这样既增强了师生之间的感情,又使学生掌握了常用仪器的规范操作方法。