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0 前言
我国高职高专冶金技术专业教学中,大多数院校把无机化学、分析化学、物理化学等课程作为冶金技术专业的主干基础课[1-3],由于教学内容的需要,课程设置基本上学时都在200学时以上。随着冶金技术的发展,冶金企业对学生化学能力的要求越来越高,教学中要求掌握的内容不断增加,但由于高职高专的教学特点,专业教学内容的分配,使得化学教学所分配的学时越来越少,利用原有的化学教学课程体系无法满足新形势下高职人才培养的要求[4-6],因此冶金技术专业化学课程体系改革势在必行,我院从2010年开始进行化学教学内容的整合与实践,对高职高专冶金技术专业化学课程体系改革进行了深入的探讨,取得了较好的教学效果。
1 化学课程教学体系改革势在必行
化学课程教学体系改革以前,我院冶金技术专业的学生需要学习的基础化学包括无机化学、物理化学和分析化学三门课程,共计208学时。学生需要学习的基础化学理论内容过多,而专业知识和操作技能学习的相对较少,不符合高职教育培养技术应用型人才的目标。从2010年开始,我院冶金技术专业进行化学课程体系改革,将原有的三大化学整合成一门冶金化学基础课程,课程总学时降为108学时,与原来的化学课程体系相比,课程学时减少了100学时,但由于采用了自编教材《冶金化学基础》,它综合了冶金技术专业对三大基础化学所必需的知识内容,虽然学时减少了,但学生应掌握的知识在教学内容中并没有减少,学生普遍反应教学内容学习中更清晰条理了。因此,在现有的冶金技术专业教学课程设置下,为了解决冶金技术专业化学课程学时少,要求高的矛盾,化学课程体系改革势在必行。
2 化学课程体系改革的措施与原则
2.1 打破学科界限,将三门化学基础课有效地进行整合
目前高职高专冶金技术专业中无机化学、物理化学、分析化学这三门课程均为分别开设,如何将这三门课程整合为一门课程,需要调整课程结构,重新优化课程内容,处理好相关内容的衔接。无机化学、物理化学、分析化学,这三门化学基础课在内容上有许多重复的章节,如化学平衡、溶液中的反应、配位反应和配合物结构、氧化还原反应、电化学等,在无机化学、物理化学、分析化学中均有相当多的章节介绍;理想气体状态方程、热力学函数、化学动力学的应用在无机化学、物理化学中也多次重复出现。这些重复的内容在三门不同的教材中虽然侧重点不同,但对学生来说,学习这些内容时总觉得学过,因此学习重复内容时有些厌学情趣,导致教学效果并不好,同时重复的教学内容还会占用较多的学时,对后续的专业课教学影响较大。因此,我院将三门化学教学内容精简优化,删除了三门教材之间重复的内容,将原有的无机化学、物理化学、分析化学等三门课整合在一起,形成了一个统一编排的《冶金化学基础》教材,体现了少而精的原则。
2.2 减少理论推导,突出化学课程在专业中的实际作用
在我国高职高专院校中,无机化学、物理化学、分析化学是冶金技术专业必须开设的三大基础化学课程,教学内容多,使得教学学时在教学课程体系中占的比例相当大,同时在三大化学课程的教学内容中,理论推导和验证性内容占了大量篇幅。进行化学课程体系改革后的《冶金化学基础》按照冶金技术专业的人才培养方案和化学课程标准要求精选内容,删除大部分理论推导内容,强化了部分实践操作内容,同时加强化学基础理论课和冶金专业课之间的联系。
3 冶金技术专业化学课程体系构成
通过三年多的教学实践,结合我院冶金技术专业人才培养方案和化学课程标准的要求,最终确定的冶金化学基础课程体系主要内容包括十一个章节,教学中安排108学时,具体内容如表1所示。
4 化学课程体系改革应注意的问题
高职高专基础课程体系改革是高职教育教学改革的热点和难点问题,在进行化学课程体系改革的时候需注意以下几点:首先,化学教学课程体系的改革不是简单的删减内容,而是将重复的内容进行优化,使改革后的课程体系更能满足高职教育的发展要求。其次,化学教学课程体系改革也不是将几门化学课程的简单综合,而是在满足冶金技术专业人才培养目标的前提下,优化组合相关教学内容,使得整合后的化学教学内容更好地服务后续专业课程。在课程体系改革的过程中,一定要防止简单的拼凑和删减,要把握好几门课程中的区别和联系,按照高职教育的人才培养目标对知识结构的要求,科学地进行处理,把握好对相关课程内容“取”与“舍”的尺度。
总之,回顾我院三年多来冶金技术专业的化学课程体系改革,我们在兼顾化学知识的实用性基础,更突出冶金技术专业化学实践技能的培养,注重学生化学知识与专业知识综合能力的培养。通过三年多的课程体系教学改革,学生普遍反应在学习化学课程时,不但能很好地系统地学习化学知识,同时也能为后续的专业课程打下良好的基础。虽然化学课程体系改革在我院取得了成功,但由于不同院校专业侧重不同,我院冶金技术专业化学课程体系改革不一定适合所有冶金技术专业课程设置,希望我院的化学课程体系改革能对其它院校的冶金技术专业化学课程体系改革提供借鉴意见。
【参考文献】
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中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0191-02
无机及分析化学是如化工工艺、食品科学与工程、环境工程等工科相关专业的必修基础课,对学生科学素质、专业素质和综合素质的培养起着重要作用。长期以来,我国高等院校对大学化学基础课程的教学,一直按照无机化学、分析化学、有机化学及物理化学这一顺序进行教学,这种传统的课程体系过于强调教学内容完整性,且自成体系,但使得各课程间内容重复度大,不利于目前学生的学习。因此,更新教学内容、优化课程体系、打破学科间的壁垒、建立新课程体系势在必行。无机及分析化学是将原来的无机化学(或普通化学)和分析化学进行改革整合而来,目前已有多种版本教材可供选择。各校在教学过程中积累了许多宝贵的改革经验,取得了一定的成果。现结合多年理论课教学经历,谈谈这方面体会。
一、目前存在的问题与发展概况
目前存在的问题有:(1)课时与教学内容的矛盾;(2)教材编写纯理论化;(3)大班教学忽视学生的主体性;(4)生源高中化学基础参差不齐。
无机化学与分析化学整合的课程改革始于20世纪80年代,首先在国家一些重点院校中进行,经过近30年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可,取得了一定成果,相继出版了多本教材。如1978年人民教育出版社出版的陈荣三教授主编的《无机及分析化学》一书是我国最早正式出版的《无机及分析化学》教材,是在1975年南京大学自编讲义基础上编写而成的。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。再如华东理工大学1992年出版的《无机及分析化学》教材,随后,在1995年,由华东理工大学组织的“面向21世纪理科应用化学专业教学内容和课程体系改革研究”项目被国家教委高教司批准为首批教学立项课题。在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,北京大学、南开大学等数十所高校教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”,历次研讨会对无机及分析化学教材建设和教学中存在的问题都进行了广泛深入的讨论,实现了课程结构和教学内容整合、优化和教学体系改革,《无机及分析化学》 (第四版)于2002年初被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材。
针对无机及分析化学的教学现状,我校对《无机及分析化学》课程进行了调整,并将实验单列为一门课程,建立了相应的考核方式和办法。同时,随着全校新专业的增加,开设《无机及分析化学》课程的专业增多,课程建设力度加大,为了提高《无机及分析化学》课程组的整体素质,满足课程建设的需要,加强相关人才的引入力度,逐步建立了一个完整的《无机及分析化学》课程组,《无机及分析化学》课程在2005年获得了学院首批精品课程建设的立项资助,在2008年成为兰州理工大学的校级重点课程,建立了精品课程网站。经过几年的教学改革,已建立了科学、系统的无机及分析化学课程体系,并于2008年在华中科技大学出版社的大力协助下,与五校合作正式出版了《无机及分析化学》。
二、无机及分析化学理论课教学改革探索
(一)潜心研究,整合内容,构建教学新体系
原无机化学教学中包括四大化学平衡,即酸碱、沉淀、配位及氧化还原平衡,而在分析化学中也涉及相应的四大平衡体系,这样的教学安排,既浪费时间,又让学生感到枯燥。在无机及分析化学课程的教学中,将原理和应用知识有机地结合起来。将原无机化学和分析化学两门课程中内容联系最紧密和重叠最多的“四大平衡和四大滴定分析方法”两个部分有机结合起来。浓缩精简后的课程安排,体现少而精的原则,使得必须掌握的理论重点突出。
由于无机及分析化学内容广泛,涉及现代物质结构理论基础、化学反应原理、溶液平衡、化学分析、元素化学和仪器分析6大部分,这教师必须熟悉教学要求,认真钻研教材,潜心研究教学内容,在吃透教材的基础上,合理安排教学内容。同时,课程内容还引入了无机与分析化学学科近年来所取得的最新成果,注意了知识面的补充和延伸,以满足现代无机及分析化学对各专业人才的基本要求。
(二)多平台教学层次满足不同专业要求
对于不同专业,教学大纲、教学内容和教学计划的安排要有所区别,为了保证基本的教学要求和整体教学水平,不同专业开设无机及分析课程要统一界定基本教学内容和教学环节(约占整体的75%)。以多平台教学层次编写教学大纲,提出各专业教学内容的基本点与侧重点,以及相应的教学方式与教学环节的要求。
(三)结合实际,改革教学方法
根据讲授与自学相结合的原则,采取了灵活多样的教学方法,抓好课堂教学,确保教学质量;采用多媒体教学,在课件中配以大量图片,一些较难的公式推导通过课件可以一目了然,使学生更易理解和掌握;培养学生自学能力,在部分适合自学的教学内容学习中引入自学模式,课前给出自学提纲,并将提纲中的相关部分以提问的方式予以检查,了解学生完成的情况,通过辅导答疑方式,及时了解自学的效果,使学生由被动向主动学习方式逐步过渡。为进一步调动学习积极性,在教学中课开展“部分双语教学”,对章节标题及专业术语标注英文并配以中英文讲解,收到良好的教学效果。
(四)介绍学科发展的前沿知识和发展动向,激发学生的学习热情
我们的新教材中编写了部分前沿知识内容,例如稀土元素化学简论、生物无机化学简论、无机高分子物质简论和化学分离方法,这有助于教师在教学中,结合该领域的前沿研究动态,将新方法、新成果融入教学相关部分,激发学生获取新知识、新成果的热情,也有助于改变以教师为中心,学生上课记笔记、考前背笔记的“授业传道”定式,充分调动了学生的学习积极性。
经过近7年的理论课内容和教学方法的改革实践,已初步建立了一套适合我校实际情况的无机及分析化学理论课教学体系,实践证明该体系能激发学生学习兴趣,提高教学质量。 今后,还需进一步使之完善,使课程教学质量有更大提高。
参考文献
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近年来随着国家对信息技术的重视以及互联网+的提出,信息化教学在高职教育迅速发展,高职会计专业是目前在校人数最多的专业之一,由于专业的特点使传统的教学方法越来越不能将学生留在教室,使得会计专业必须利用信息化技术等手段进行专业教学的改革,迫使各高职院投入巨资进行教改。近几年来各大高职院校几乎要求所有老师全力开发微课、慕课等教育教学资源,然效果却不尽人意,主要问题是教学资源按计划和要求开发完成后,如何利用好这些教学资源来进行课堂教学却没有学校去进行认真思考,教学资源开发完成后,上传到各学校相关的网站上,让学生进行自主下载学习。也有些用于课堂教学,教师零散、无序的使用这些教学资源与各学校大力开发这些教学资源的初衷是相违背的。没有使这些教学资源得到很好的利用,有个别学校开发这些教学资源甚至于是为了学校的评估而使用,完成没有得到合理有理的利用,这是对教学资源的巨大浪费。教学离不开教学资源的开发和利用,怎样利用好已完成开发的各种教学资源进行课堂教学,是每一个从事教育教学老师必须要掌握的技能,然大家都忽略了一个重要的环节,即教学设计。任何教学资源的开发和利用都是为了上好每一节课,在每一个45分钟内利用信息化技术等教学手段来完成教学内容,使教师教的轻松,让学生学的愉快,这才是教育教学改革的重点所在。每一个教师在上课前都要备课,备课并不单纯的备教材,大多数教师的备课都是看看本节课上课的内容,保证这堂课的内容不要讲错就可以了,至于这节课使有什么教学方法,采用什么教学手段,采用不同的教学手段和教学方法得到的教学效果是不是不一样的,采用什么样的教学手段和教学方法能将学生留在教室内认真听课,采用什么样的教学手段和教学方法可以让学生学得更加轻松,则不在考虑的范围之内。少部分教师上课是教本宣课,按书上的教学内容读一遍就算完成上课内容,故造成越来越多的学生不愿意进教室,这是目前我们高职院校普遍存在的问题。我认为备课不但要备教材,还要备教法、学法以及教学手段等,在课前要对每一堂课进行教学设计,通过教学设计安排好每一堂的教学内容、教学方法和教学手段等,通过各种教学方法的反复比较和运用,做到让学生学得轻松,这是每一个教师应尽的义务和责任,信息化的运用在会计专业课程中能够很好的解决这一点,因此本文将以错账更正为例从以下四个方面利用信息化技术和手段对会计专业课一节课的教学内容进行教学设计。
一、教学设计思路
(一)教学内容
本节课教学内容为“错账更正方法”,内容选自职业教育国家规划教材《会计学基础》教材中的“第五章—第四节”。该教学内容可以修正会计账簿中的错账记录,又可以为编制财务报表的数据准确性提供保障。因此,在本教材中起到了承上启下的作用。教学用时45分钟。
(二)教学目标
该内容的教学将分别实现“知识”、“技能”、“素质”三个教学目标。知识目标主要要求学生掌握错账更正方法并能熟练应用。技能目标主要要求学生能正确选择错账更正方法,并按规范要求进行错账更正。素质目标主要培养学生会计职业素养及思维增强学生自主学习、团队协作的能力。
(三)重点难点
教学重点为错账更正方法及操作,难点是针对不同类型的错账,如何选择相应的更正方法。
(四)学情分析
教学对象为高职1年级会计专业学生。不喜欢单纯的接受枯燥乏味的理论知识,学生对新生事物具有较强的动手意愿,自觉性不强,团队意识弱是该层次学生的主要特点。因此教师需要运用信息化教学手段提高学生的学习积极性并进行积极引导。学生在进行本节课内容学习之前已掌握了记账凭证的填制、会计账簿的设置和登记、错账的查找等知识与技能,为本节课的学习奠定了较好的基础。
(五)教学方法
在教学过程中,应用了“理实一体”、“任务驱动”、“分组协作”、“归纳对比”、“岗位模拟”等方法,实现了教法与学法的有机结合。体现了以教师为主导、学生为主体的教学模式,实现了教中做、做中学的教学设计理念。
(六)信息化应用
信息化技术与资源的应用贯穿于整个教学过程,课前通过职教平台预习资料并布置预习任务。课中依托视频、动画实物展台及操作系统,构建工作情境和师生互动的学习场景。课后采用网中网财会专项技能实训平台等方式进行测评及反馈。
二、教学组织过程:教学组织过程分为课前预习、课中教学和课后评价三个阶段
(一)课前预习阶段
教师在职教新干线云平台错账更正操作指南、网络课堂视频等预习资料以及企业实物错账纸质材料,要求学生按会计不同岗位以4人为一个小组,分组完成错账更正任务。并通过微信等社交工具进行预习结果的反馈,让教师及时了解学生预习情况,加强课前对学生的了解。
(二)课中教学阶段分为六步骤进行
1.课堂导入(4分钟)教师对学生的预习情况进行点评,并汇总预习反馈问题,从而引导学生带着问题进入课堂学习。2.基础知识准备(15分钟)在基础知识准备环节,教师事先给学生播放一段视频,视频中描述本校的一位毕业实习生在实习过程中发现一系列错账并寻求帮助过程。从而迅速为学生构建一个真实工作情境。在视频结尾时该学生向学弟学妹们提出了几个问题,引导学生积极参与,并层层深入。使学生了解错账类型,不同类型的错账采用什么方法进行更正。3.修正任务成果(10分钟)带着学长提出的问题,进一步为学生播放动画视频,演示错账更正的操作方法与要点,借助动画视频等信息化资源,演示操作过程,细说操作要求。各小组成员根据动画视频,回答学长提出的问题以及总结错账类型及更正方法。学生总结完后重新对课前预习资料查找出的错账进行讨论并进行任务成果的修正。4.成果展示及纠错(10分钟)为检验课堂学习效果,采用抽样方式通过实务展台及操作系统将学生做好的凭证、账簿投影在黑板上的方式进行小组展示,小组互评,最后由教师点评。在本环节中发现部分学生对于错账更正方法的选择还存在一定误区,如何根据错账类型选择正确的更正方法也是本次课的教学难点。5.技能要点总结(5分钟)为解决教学难点,教师进一步引导学生通过画图列举的方式进行错账更正方法选择的总结,并编制错账更正“口决”(凭证对账簿错,划线可更正;凭证错账簿错分类型选方法,科目、方向有错误,红字来更正;金额多红字冲、金额少蓝字补)。以此帮助学生理解和记忆,从而解决教学难点问题。6.布置课后任务(1分钟)在课堂结束时向学生提出知识拓展问题,要求学生通过微信群进行课后讨论并通过网中网财会专项实训平台布置课后作业。
(三)课后评价阶段
教师通过网中网财会专项实训平台获取学生课后作业测评结果,同时汇总测评错误知识点,将汇总结果及正确操作到职教新干线云平台,并要求学生再次测评,直至学生完成操作正确为止。
三、教学效果评价
组织学生分组展示及现场纠错实现了学生的自我评价与互评,教师的总结性点评帮助了学生对学习难点部分的理解和记忆,网中网财会专项实训平台的在线测评进一步巩固了学生对操作要点的掌握,课前预习效果、课后学习效果的对比评价。有助于教师了解教学成效,改进和优化教学方法。四、教学特色和反思教学过程以学生为主体,以教师为主导实现了双主体教学,课程安排以就业为导向,应用理实一体、教学做合一的教学方法,结合一系列的信息化资源与技术的应用,使课堂程现以下教学特色:1.以设疑的方式推进教学过程及多样化信息技术的应用,让学生手脑并用,提高学习效果。2.使用凭证、账簿等业务资料、结合岗位模拟,构建情境化教学模式,体现了教中做、做中学的教学理念。3.通过学生自主纠错与总结,结合“口诀”的应用,突破了教学难点。4.利用网中网虚拟仿真实训平台进行在线测试、微信平台的互动交流与评价,实现了课前、课中、课后的多元化综合评价。借助信息化教学资源与手段,优化教学内容和方法,让教学变得轻松,让学习成为享受。这是我们教学工作者的心愿,也是我们不懈努力的方向。
参考文献:
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湖南第一师范学院在全国率先开展初中起点六年制小学教育专业的招生培养工作,为湖南省农村乡镇及以下小学定向培养本科学历小学教师[1]。这是对我国小学教师培养模式的重大创新,对培养高素质高学历的小学教师、促进城乡教育公平和教育均衡发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。但初中起点六年制本科学历师范生培养模式是国内首创,由于其生源特点,现有师范生信息素养的培养模式不能较好地适用于六年制师范生信息技术能力培养。而我省原有的六年制师范生信息素养培养方式还存在着一定的问题,比如:信息技术与教育理论、学科课程的整合不够,缺乏信息技术应用能力培养,不注重学生解决问题能力的形成和多学科协同创新能力的培养[2]。现有信息技术课程体系不能切实有效地提高师范生的信息素养与协同创新能力。随着云计算、大数据、物联网等新技术业务应用能力的不断提高,在新一轮互联网发展热潮推动下,信息技术应用的领域、范围、方式正在发生着剧烈的变化。我国信息化发展路径将向网络化、集成化、共享化和生态化的方向实现战略性转移,信息技术应用和信息化建设将进入一个协同创新的新时代[3]。为此,应以协同创新能力培养为目标,结合六年制师范生源特点,探讨六年制小学教育专业的培养模式、开展六年制小学教育专业信息技术核心课程教学改革研究与实践。
1师范院校六年制小学教育专业信息技术
课程优化设置的意义小学教育专业是在培养小学教师五十多年的经验基础上,于2001年经国家教育部批准的新增设本科专业。而初中起点六年制本科小学教育专业也成为我院一个富有特色的专业,此培养工作2010年已列入国家教育体制改革试点项目。这是对我国小学教师培养模式的重大创新,对培养高素质高学历的小学教师、促进城乡教育公平和教育均衡发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。初中起点六年制本科小学教育专业简介培养目标:为县以下农村小学培养热爱教育事业、基础知识宽厚、专业知识扎实、德智体美全面发展、综合素质较高、具有实施素质教育和一定教育教学研究及管理能力的本科层次小学教师。21世纪是信息时代,信息技术已进入人们生活的各个角落。具备一定的信息检索技能和计算机应用能力是新时代的基本要求。人们的信息素质急需提高。为提高人们的信息素养,首先必须加强小学教师的信息技术能力。因此,探讨六年制小学教育专业的培养模式、开展以协同创新能力培养为目标的六年制小学教育专业信息技术核心课程协同教学改革与实践研究具有重要的理论和现实意义,具体表现在以下几方面。
1.1湖南省建设教育强省“十二五”规划纲要的要求
《湖南省建设教育强省“十二五”规划纲要》指出:要完善基础教育教师培训实施组织和保障体系。教育部于2002年颁布了《关于推进教师教育信息化建设的意见》,提出应“加强师范院校信息技术和教育技术等专业建设,培养、培训适应普及信息技术教育需要的中小学教师”,同时指出应普及信息技术和现代教育技术等相关公共课。
1.2国家卓越教师培养与教育信息化要求
根据《教育部关于实施卓越教师培养计划的意见》的要求。推动以师范生为中心的教学方法变革。推进以“自主、合作、探究”为主要特征的研究型教学改革,着力提升师范生的学习能力、实践能力和创新能力。充分利用信息技术变革教师教学方式和师范生学习方式,提升师范生信息素养和利用信息技术促进教学的能力。充分发挥毕业论文(设计)在培养师范生的实践能力和反思研究能力方面的重要作用。同时,主席在2015年5月22日致国际教育信息化大会的贺信中更是指出:中国坚持不懈推进教育信息化,努力以信息化为手段扩大优质教育资源覆盖面。我们将通过教育信息化,逐步缩小区域、城乡数字差距,大力促进教育公平,让亿万孩子同在蓝天下共享优质教育、通过知识改变命运[4]。
1.3信息时代对人类的客观要求
教育要对21世纪信息社会的到来做出反应,以迎接信息时代的挑战,现在,信息素养被认为是一种现代社会成员的基本生存能力,是信息时代的人才特征和衡量人才的重要指标而存在。而具备较高的信息素养这个目标不单是个人的能力要求,也是国家培养人才的需要。随着信息在国家发展战略中的地位的提高,提高国民信息素养教育的要求也愈来愈迫切,而且开展信息教育、培养信息意识和信息能力不仅是现代社会对未来教育提出的一项新的要求和挑战,同时也已成为当今世界教育改革的必然趋势和重大问题。
2信息技术课程优化设置原则
针对初中起点六年制师范生的特点和未来的就业岗位,以培养协同创新能力为目标,将教育理论和信息技术有机地相结合,理论课程与基层顶岗实习融合,在教学计划中合理地安排教育教学能力和信息技术能力两方面的课程。着重在六年制师范生信息技术课程教育目标、课程体系、教学内容、教学模式、创新教师队伍建设等方面进行重新组合与优化。以形成一套科学系统的六年制小学教育专业信息技术课程教学体系,全面提高学生信息素养,提升全省小学师资队伍整体水平。(1)根据我省小学教师发展规划需要和“为农村小学培养热爱教育事业、基础知识宽厚、专业知识扎实、德智体美全面发展、综合素质较高、具有实施素质教育能力和一定的教育教学研究及管理能力的优秀骨干教师”的六年制师范生总体教育目标,结合信息时代对小学教师信息素养的要求,确定校内外协同创新的六年制小学教育专业信息技术课程教育目标。(2)根据初中起点六年制师范生的年龄特点,确定培养学生知识、情感、技能协同创新的信息技术课程体系,形成少而精、新而实、博而通的信息技术课程教学内容。(3)为适应信息技术发展,全面提高小学教师信息素养水平与协同创新能力,确定终身教育视野下的信息技术课程教学模式。创新教师队伍建设,打造多学科协同创新的、教学科研型的师范生信息技术课程教师队伍。
3信息技术课程优化设置内涵
以协同创新培养总体目标为指导思想,结合学生就业和六年制小学教育专业的实际情况,分析信息技术能力的具体内涵以及掌握相应能力所必需的知识点要求和知识结构体系;进而形成新的六年制小学教育专业信息技术核心理论课程和实践课程体系。然后在新的课程体系条件下,各核心课程(包括理论课和实践课)根据各自的特点,在总体目标的框架下,进行以协同创新能力为导向的教学研究和教学方法改革,并进行实践。如果检验结果发现教学效果欠佳,则需要进一步分析原因,若为课程体系设置问题,则需要考虑重组课程体系,若为教学方法问题,则考虑进一步协同各课程的教学方法改革。如果检验结果发现学生的信息技术实践能力存在缺陷,则需要进一步分析原因,重新调研并再次进行能力内涵分析、知识点分析和信息技术核心课程体系的协同改革。最后全面分析六年制小学教育专业信息技术各核心课程的改革实践效果,进一步协同修正和完善各课程的改革措施,形成一套行之有效的六年制小学教育专业信息技术核心课程体系教学新方案,为培养具有良好信息素养能力和一定协同创新能力的小学教师服务。在指导思想上,积极参加学术交流,吸取总结各师范院校的成功经验,结合生源和学生就业的特点,以信息时代卓越教师培养为核心,培养学生的信息技术综合实践能力,加强产学研合作方式的研究,注重新计算模式下信息技术与六年制小学教育专业课程的整合与协同,探索适应信息时展需求的,多学科协同的六年制师范生信息技术核心课程体系。在教学方法上,深化改革,吸取传统教学方式优点,引入多学科协同教学方式,以启发式、讨论式培养学生应用信息技术独立思考和解决多学科应用问题的能力。在教学手段上,不仅要采用传统方法与现代技术相互协同进行理论教学,而且要根据理论教学内容的需要,到教学实践单位进行讲解,实现校内外协同创新教学,提高学生对信息技术能力的诠释与把握。在教学内容上,根据信息时代对教师信息素养的根本要求和教师教育一体化要求,进一步拓宽和整合信息技术各课程的教学内容,制定一套适合六年制师范生特点及需求的,职前职后协同一体的信息技术课程教学内容体系。
4信息技术课程设置优化策略
(1)进行小学教师信息技术协同创新能力培养的“专业知识关节点”分析。综合分析六年制小学教育专业培养方案中信息技术核心课程之间的联系,研究各课程的理论教学“知识点”与培养学生信息技术实践动手能力的关系,找出理论与信息技术工程应用实践相结合的“切入点”,系统组织好教学实习单位的信息技术课程教学与信息技术应用管理实践。(2)协同创新视阈下信息技术课程教学大纲的建设。根据“以小学教师创新人才培养为核心”的指导思想,参照国家专业指导委员会的要求,提出跨学科协作的,有利于培养学生信息技术协同创新能力的“信息技术类课程教学大纲”。(3)跨媒体协同视角下课件的建设与管理分析,实现六年制小学教育专业教学资源协同共享。全面分析整理现有的六年制师范生信息技术教学资源,完善各信息类课程的教学条件和相关资料,加强多媒体、网络课件和其他辅助教学工具的制作与调试,实现跨媒体可移植的信息技术课程教学共享资源,促进区域教育协同发展。(4)校内外多方协同创新的六年制师范生信息技术教学实习基地的建设:一方面,进一步巩固与完善校内信息技术教育实习基地的建设;另一方面,根据信息技术应用实践的需要,开辟更加有利于培养信息技术工程实践能力的校外实习基地,实现学生、教学实习单位和学校多方协同创新的信息技术教学实习模式。(5)协同创新与教育一体视域下六年制小学教育专业的信息技术类课程教材建设。分析六年制师范生信息技术类课程的特点,根据教育部卓越教师与六年制小学教育专业培养目标的教育一体化要求,编写有利于培养协同创新人才的补充教材或讲义。根据信息技术实践教学环节的要求,编写出具有多学科协同创新特色的信息技术课程设计和教学实践指导教材。(6)协同创新视角下信息技术课程教师队伍建设。根据信息时代新计算模式发展需求,多学科、多途径协作健全六年制小学教育专业信息技术教师队伍。教学与科研创新相协作,创新六年制小学教育专业信息技术课程教师队伍建设。
作者:杨恒伏 单位:湖南第一师范学院信息科学与工程学院
参考文献
[1]李茂平,刘志敏.初中起点六年制小学教育专业课程体系的构建及其特色[J].湖南第一师范学院学报,2012,12(1):29-32.
信息化教学设计(informatized instructional design)就是在教育信息化环境下的教学设计,是在综合把握现代教学的基础上,充分利用现代信息技术和信息资源,科学安排教学过程中的各个环节和要素,为学习者提供良好的信息化学习条件,实现教学过程全优化的研究过程[1-2]。高校的专业课程大都具有内容多、范围广、程度深的特点,是进行信息化教学设计研究的理想课程。
一、信息化教学模式的理论依据及设计流程
1. 信息化教学模式的理论依据
信息化教学模式是以建构主义理论为指导,在信息化条件下应用系统论、信息论和控制论“三论”原理的教学模式。建构主义理论认为学习环境包含四大要素,即:“情境” “协作” “会话” “意义建构”[3]。“三论”有4个基本观点,即系统的观点、信息的观点、反馈的观点、调控的观点[4]。信息化的教学可以描述为:教学活动是一个由教师、学生、媒体、教学环境、教学内容有机结合的整体系统,该系统以学生为中心,学习者在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中,充分发挥自身的主动性和积极性,使信息在系统各成员之间交流,对当前所学的知识进行意义建构,并用所学解决实际问题,同时,要在教学过程中充分利用反馈信息来实现对教学过程的有效控制,达到良好的教学效果。
2. 信息化教学设计的流程
信息化教学设计分为课程教学设计和课堂教学设计。
课程教学设计就是在教学大纲的指导下,基于课程的基本教学内容,收集教学信息资源,设计课程的总体教学情境,调整优化整合各知识点的内容和教学次序,选择合适的教学方法,建立公正的评价系统和畅通的反馈渠道的过程。设计流程如图1所示[5]。
课堂教学设计就是根据课程教学设计的结果,针对某堂课(或某几次课)的教学内容,选择教学方法,设计教学情境,指导学生在教学情境中,依据教学信息资源,发挥主动性和积极性,在各成员之间进行协作与会话,完成信息交流,最终达到教学目标,同时反馈教学效果。设计流程如图2所示[5]。
二、信息化教学模式下的教学方法
信息化教学模式下的教学方法是在吸收传统教学优点的基础上,发挥信息化条件的特长,使教学更加直观、生动和活泼。主要有以下几种方法:
1. 讲授法
讲授法是最传统的一种教学方法,信息化条件下的讲授法对传统的讲授法有很大的改进,特别是在教学资源的多样性和教学的互动性等方面取得了新的突破。教学资源多数是通过多媒体课件和校园网资源库等提供的文本、声音、图像、视频等的集合体,不仅信息量大,而且内容丰富,可以真正实现以学生为中心的情境式教学[4]。
2. 案例法
在信息化教学下,案例教学法能充分发挥信息化教学的特点和长处,学生可以在案例提供的情境下,充分发挥自己的学习接受能力、创新能力,相互交流,积极主动地利用信息资源,并把它们转化为知识。教员可以利用提供的教学案例引导学生主动学习。但它的缺点是学习时间长,不适应短时间的课堂教学和有课时限制的短课程教学。
3. 网络教学
网络教育平台可以为学生提供一个集成化的学习环境,包括多媒体学习系统、辅助学习系统、实践环境和师生交互环境等等,学生可以在各个教师开设的网络虚拟教室中选择自己喜欢的课程进行学习。学生可以完全按照自己的安排完成学习,自主地选择学习内容的难度、进度,还可以随时通过电子邮件或者论坛(bbs)和教师、同学进行交流。这样的方式有利于互相启发、互相帮助、开阔思路、共同提高。这种教学方法既可以同步教学,也可以采用个别辅导模式。缺点是必须有教学网络平台,而且教员不易掌握学生的学习情况[5]。
4. 讨论与探索法
信息化校园可以为学生提供形式多样、内容丰富、大容量、交互性的供讨论、使用的学习资源。虽然教师的权威在其中有所削弱,但有利于学生根据讨论主题的需要,从充裕的资源库中自由取用信息;有助于在教师的引导下,通过讨论实现教师和每位学生的思想和智慧为群体所共享;有益于整个讨论群体共同完成对所涉问题的意义建构,从而更符合学生的认知发展规律[6]。
5. 其他教学方法
信息化教学除以上几种教学方法外,还有很多传统教学方法得到很好的应用,如:现场教学法,与传统教学方法的不同之处在于,信息化条件下的教学现场将有很多显示教学信息的显示器,通过这些显示器,学生不仅可以感受现场外在信息,还可以了解物体的内在信息;发现法,在发现法教学中,教师不是将学习的内容直接提供给学生,而是向学生提供一种问题情境,教师扮演学习促进者,引导学生对这种情境发问并自己收集证据,让学生从中有所发现[7]。这些教学方法还可以结合视频、音频发挥更好的教学效果。
总之,在信息化条件下,教学方法十分繁多,而且各有特点,适用不同场合,这就需要教员发挥主观能动性,进行认真的研究,寻找适应课程和知识点的教学方法。
三、信息化教学设计的评价
信息化教学设计是否成功,主要从以下几个方面进行评价[8]。
(1) 信息化教学设计是否有利于提高大学生的学习效果。包括学习目标是否明确,表述是否清楚;是否所有的学习目标都符合相关的教学大纲要求;教学设计中是否考虑到大学生的个体差异,并明确说明如何调整成效标准以适合不同的学习者;教学设计是否能激发大学生的兴趣,符合大学生的年龄特征,并有利于大学生的学习以及高级思维能力的培养,是否有利于大学生信息处理能力的培养。
(2) 技术与教学的整合是否合理。包括技术的运用和学生的学习之间是否有明显的关联。技术是使教学计划成功的不可缺少的一部分;把计算机作为研究、和交流的工具是否有助于教学计划的实施。
(3) 教学计划的实施是否简单易行。包括教学计划是否可以根据具体教学情况的差异很容易地进行修改,以便应用于不同的学生;教师是否可以比较轻松地应用教学计划中所设计的技术,并获得相应的软硬件支持。
(4) 是否能够有效评价大学生的学习。包括教学计划中是否包含一些评价工具,用于务实的评价和评估;学生的学习目标和学习成果评估标准之间是否有明确的关系。
四、结论
信息化教学可以提高学生学习兴趣,增加学生学习的主动性,提高教学质量及教学效果,但必须认清4种表象,即 “信息不等于知识”、 “活动不等于理解”、 “技术不等于教学”和“任务不等于智慧”[9]。因此,在信息化教学设计过程中,教员主要研究“如何激发挥学生的学习主动性, 提高学生的理解能力,保证学生有步骤地开展自主学习”的问题,使教学充分发挥信息化教学手段的优点,合理安排学生的学习任务,通过主动的学习探索活动,把信息转化为知识,完成意义建构,达到最理想的教学效果。
主要参考文献
[1] 周海涛. 信息化时代教学模式的建构[j]. 辽宁教育研究,2001(7):52-53.
[2] 刘传领,范建华.信息化教育的教学模式与教学设计研究[j]. 科技创业月刊,2006(4):174-175.
[3] 骆轶姝,强莎莎,黄雅萍.建构主义教学模式的实践[j]. 计算机时代,2007(8):44-46.
[4] 刘贵富. 大学信息化教学模式研究[j]. 电化教育研究,2006(10):59-61.
[5] 申志永,袁素娟. 信息教学模式与教学设计探微[j]. 科技情报开发与经济,2006,16(21):268-270.
[6] 胡晓光. 信息化教学模式的构建研究[j]. 现代情报,2005(7):213-215.
二、实现机械专业课程信息化教学的具体策略探究
(一)教学前的信息化
教师要充分利用现代信息技术手段,根据学生的特点和教学内容进行备课。这一方面要求教师掌握较高的计算机操作技能和知识素养。因为教师要想提高教学效率,保证课堂上所讲授的知识点能够被学生充分接受和理解,就需要不断地学习新的知识,了解社会上机械专业的相关情况,搜集新的机械图片和视频,不断探索和尝试新的教学手段和教学模式。另一方面,教师在备课过程中,要充分发挥主观能动性。教师要认真挑选工艺制造的图片或数控加工的影像资料。对于复杂的零件,比如说装配体,教师可以利用计算机Solidworks软件,有针对性地对关键环节进行三维模型展示,以更加清晰、直观的方式让学生进行观察、分析和学习。
(二)教学过程的信息化
信息技术是一种利用文字、符号、颜色、线条、图片、声音、视频等多种信息进行综合处理与控制的教学方式。多媒体技术是对计算机和信息技术的结合,为机械专业课程的教学改革提供了广阔的发展空间。教师可以在教学中轻松的利用网络技术解决教学中的重点问题,有针对性的教学可以大大的提高机械专业的教学效率。此外,教师可以利用多媒体教学展现方式多样性,从不同角度展示相关机械专业的相关模型和零件结构图等,为学生带来多种视觉效果,让学生更加准确地把握相关知识,深化学生的记忆。
(三)教学后的信息化
信息技术可以有效的帮助学生巩固知识。比如说教师和学生可以通过信息技术建立自己的互动网站或通讯社区,如QQ群,学生在课下或者放学之后可以利用网络请教老师自己没有搞懂的专业问题,教师也可以利用网络检查学生的作业完成情况,并对学生的优秀作品进行展示,以促进学生不断进步。此外,学生也可以通过计算机网络查询自己不懂的知识和学习新的专业知识。
强化综合性
小学教育的特点是综合性,小学生的特点是对教师有更多的模仿性,小学教师必须对小学生的德、智、体、美、劳各方面和谐发展承担更多的责任。当代科学发展的一大趋势是自然科学和人文科学的日趋整合。而在小学教育向素质教育转轨的过程中,课程的综合化又是教学改革的主旋律。因此我们新的课程设置必须面对这种挑战,适应这种要求。第一,在科学文化素质上,必须从小学教育实际出发,为师范生构建一个较完备的知识系统,建立以语文、数学、教育专业知识为主的知识体系。如语文学科的构建,本着“大语文教育”的思想,增加课时比重,融文学与写作、教师口语、语言文字基础知识、书写等课为一体。语文学科的性质比较复杂,从语言文字上说具有工具性,从思想内容上说具有文学性,从知识内容(包括社会历史生活知识、科学知识、理论知识以及语文知识)上说还具有知识性。这些性质是综合在一起的,因此语文学科具有综合性的特点。师范院校的语文教学在高中语文教学的基础上进行语言和思维的综合训练,以思维增强语感,促进语言的鉴赏、评析和表达能力,使师范生掌握较系统的汉语知识、文学基础理论和写作理论等;同时通过大量文学作品的选读,了解和把握中外文学发展的历史概貌,以形成语言、文学、写作等有机组合的知识体系。充分融合听话、说话、阅读、文学、写作、书写等语文能力的培养,在此基础上形成胜任小学语文教学的能力。数学知识方面,在高中学习的基础上,开设高等数学等课程,这些课程的学习对提高学生的数学修养、培养学生的辩证唯物主义观点,强调理性抽象的数学思维能力和抽象概括能力,具有十分重要的作用,为胜任小学数学教学,特别是提高了学生毕业后指导小学数学竞赛和小学数学课外兴趣小组活动的能力。在形成以语文、数学、教育学科为主干的课程体系的同时,特别强调教育专业课的特殊地位与作用,力求科学构建系统的完整的课程结构。第二,在以语文、数学、教育学科为主干的课程体系中,还加大了思想政治课课程的比例,充分发挥学校思想政治课的德育主渠道作用,使未来的小学教师形成科学的世界观、人生观和价值观,具有良好的教师职业道德。除了国家规定的课程之外,还在选修课中开设伦理学、美学概论、社会学等课程。这些课程的开设不仅在于对学生进行文化知识的教育,而更重要的在于对学生进行思想政治教育、品德教育、纪律教育、法制教育,为小学教师综合素质的提高奠定基础。第三,在高中学习了政治、历史、地理、物理、化学、生物这六大基础课的基础上,开设两门综合性较强的必修课,即《社会科学概论》和《自然科学概论》。这两门课程既注意了知识的横向联系,又体现了专业知识和专业能力的综合训练,同时要反映出社会科学和自然科学方面研究的新进展,使师范生的知识面更开阔,为他们继续深造终身学习打好基础。
体现灵活性
以往的课程设置中,必修课安排的较多,选修课和活动课较少,学生的学习不可能有自主性和选择性,毕业生在座谈会上也说:“在校时学的课程有些没有用,多开点选修课和活动课有利于我们的个性发展和创造能力的培养”。在小学教育专业课程设置中我们进行了一些尝试。第一,加大了任意选修课的门类和比重,现设选修课30门,学生可以根据自己的爱好、兴趣去选择性的学习,而且鼓励学生多选课,从评价制度上得以体现。评价制度中有合格加特长的学分,学生选学的课多,他的特长学分也多,这对学生的综合能力评价是一个重要内容,这无论对学生的就业和对社会的贡献都是值得肯定的。而且选修课的门类、内容还可以由学校灵活掌握。第二,加强对活动课程的管理和研究,活动课对学生全面素质的提高和创造能力的发展是十分重要的,但在过去的课程设置中没有被高度重视在组织管理上也存在一些问题。首先,将活动课分为三大类,即兴趣组与社团活动,军训,劳动教育,而且这些课的开设遵循三个原则即求是性原则、实践性原则、时代性原则。保证活动课有明确的目的和要求,内容和形式有利于学生的兴趣和特长发展,同时有利于充分发挥学生的积极性、独立性、主动性和创造性。其次,活动课纳入课程方案,就一定加强管理,要有授课计划和教学评价体系,建立科学的活动课学习成绩档案,进行等级评价和成果汇报,将成绩记入学生学籍。
化学是林业院校最重要的基础课程,大学一年级常开设无机化学、分析化学。在1999年以前的教学中,无机化学和分析化学分为两期授课,各门课程自身的系统性和规律性也得到了充分重视,但课程之间相互协调不够,两门课程之间有重复的内容。
在面向21世纪教学改革中,提出了在林业院校建立多层次化学课程体系的设想。第一层次是基础化学,包括无机及分析化学、有机化学、无机及分析化学实验和有机化学实验等四门课程。理论课教学以讲授基本理论和基本知识为主线,适当拓宽知识面,简要介绍化学科学的新进展,特别是林业科学、生命科学中与化学相关的新进展;实验课以操作训练为主,以定量内容为主,加强对学生素质和能力的培养。第二层次是中级化学,包括物理化学、仪器分析,中级化学实验、现代化学进展等若干门必修课和选修课。学生在完成基础化学层次的学业之后,再继续学习中级化学课程,较深入地学习化学理论,并受到较严格的综合实验训练,培养分析问题和解决问题的能力,掌握多种仪器的使用。第三层次是有关学科的一些专业课程和某些研究生的课程。
这种改革的思路已经纳入教育部面向21世纪教学改革项目,即“高等农林院校化学系列课程教学内容和课程体系改革 (04-8) ”课题[1-3]。开设无机及分析化学课程就是这项改革中的一个重大步骤,对原有的无机化学和分析化学两门课程的体系进行了较大的调整,对教学内容作了较多的增删和重新组合,最终由北京林业大学拟定了教学大纲,由中南林业科技大学主编了无机及分析化学教材。最近两年,我们在林学专业无机及分析化学课程内容的改革方面,主要做了以下几个方面的工作。
1 将无机及分析化学的教学内容分为三个部分
第一部分是化学的基本知识和基本理论,包括溶液、胶体、化学热力学、化学平衡、化学反应速率、物质结构等内容。第二部分是溶液中的平衡及应用,重点是在化学分析中的应用。第三部分是现代测试方法,只讲授电势分析和吸光光度分析,对仪器分析进行简单介绍。与原有的无机化学、分析化学两门课程相比较,理论课讲授减少了约20学时,删除了晶体场理论、电子互斥理论等过于难深的内容。根据林业院校的特点,增加了生物无机化学简介、稀土元素在农业上的应用、纳米材料等内容。
2 讲课中注意前后呼应,让学生举一反三
例如讲化学平衡时讲清多重平衡的条件及影响因素,则学生可以自己解决溶液中几种平衡相互影响的问题。又如对滴定曲线,重点讲清酸碱滴定曲线,而配位滴定曲线和氧化还原滴定曲线就不再详细讲授,让学生自己分析计算,自己绘制。在教材中,将酸碱平衡与酸碱滴定,配位平衡与配位滴定,氧化还原平衡与氧化还原滴定的内容安排在前后章,教学时结合在一起讲授。一方面将化学平衡的原理直接用于分析测定,另一方面也让学生了解在遇到实际问
题时,如何综合运用化学知识来分析问题和解决问题。
3 提高教学的层次与视点
例如讲授胶体时,提及宇航保温用品“轻如烟”的固体。讲Gibbs公式时,让学生自己判断Gibbs函数变与焓、熵和温度的关系,并判断化学反应的自发性,加深对Gibbs函数变判据化学反应自发性的理解,使学生在一定程度上避免了死记硬背。又如过去无机化学中讲杂化轨道理论,讲分子间作用力等时,基本上局限于无机化合物,现在则提及有机物的杂化现象,在讲分子间力时,把有机同系物熔沸点的变化规律也涵盖进来,使学生了解到化学科学的完整性,了解到这些规律无论对无机化合物或是有机化合物都同样适用。又如关于酸碱平衡,过去重点讲授电离理论,介绍质子理论,现在将改为重点讲授质子理论,并用质子理论函盖电离理论,提高了学生的视点。
4 无机及分析化学理论教学内容的确定
与北京林业大学、南京林业大学、福建农林大学、西南林学院和浙江林学院相关教师共同商讨,经过对以往教学内容的总结,新的教学内容和新教材的章节顺序确定为:
第一章溶液和胶体:溶液浓度,稀溶液的依数性,胶体溶液,表面现象
第二章化学反应的基础理论:焓、熵、自由能,化学反应速率,化学平衡
第三章分析化学概论:定量分析的一般程序,有效数字,误差,有限数据的统计处理,滴定分析计算,仪器分析简介
第四章溶液中的离子平衡:酸碱质子理论,酸碱溶液pH值计算,缓冲溶液,难溶电解质的沉淀溶解平衡,沉淀的生成与溶解
第五章酸碱滴定法:酸碱滴定曲线,酸碱指示剂,酸碱标准溶液的配制,酸碱滴定法的应用
第六章沉淀滴定法和重量分析法:
第七章配位化合物:配位化合物组成与命名,配位平衡,螯合物,配合物的应用
第八章配位滴定法:EDTA的性质,配位滴定曲线,金属指示剂,配位滴定法的应用
第九章氧化还原反应与电化学:氧化还原反应,原电池与电极电势,元素电势图
第十章氧化还原滴定与电势分析法:条件电势,氧化还原滴定曲线,氧化还原滴定指示剂,常用的氧化还原滴定方法,电势分析法的基本原理,膜电势,电势分析的定量方法
第十一章物质结构简介:原子结构,分子结构,晶体结构,分子间力与氢键
第十二章生命元素选述
第十三章分光光度分析法:物质与光的作用,光吸收定律,偏离光吸收定律的原因,分光光度法的应用第十四章化学与社会:化学和环境,化学和生命体,稀土与农林业,化学与纳米材料
与上一届高等林业院校合编的《无机化学》和《分析化学》(16开,约600页)比较,按以上内容新编了《无机及分析化学》教材,其篇幅减少了约二分之一[4]。
5 改革实验课的教学
化学是实验科学。在教学改革的方案中,独立设置无机及分析化学实验课程,实验不再是理论课的附属和验证。实验课以训练基本操作、基本技能为主,增加操作实验和综合实验。实验内容较密切地联系生产和科研实际,依照化学课程改革的要求,突出了基本操作的规范,适当增加了有利于培养实验基本操作技能、提高综合能力的制备实验、常数测定实验和设计实验,压缩了部分验证性的试管实验。在设计实验中要求学生从查阅资料开始,自己拟定实验方案,并提交完整的报告,这种训练方法,学生不再是按照实验教材“照方抓药”,而是有相当大的独立性和自主性,学生都非常感兴趣,都投入很大的精力来完成设计实验。
无机及分析化学课程的教学内容经过多年来的教学内容改革实践,不断修改完善, 学生的知识更宽,实验室动手能力得到了较大的提高,取得令人满意的教学效果。
参考文献
[1] 黄蔷蕾. 编写“面向21世纪教材——《无机及分析化学》”的思考和体会[J]. 河北农业大学学报(农林教育版), 2001.6: 29, 55
化学是林业院校最重要的基础课程,大学一年级常开设无机化学、分析化学。在1999年以前的教学中,无机化学和分析化学分为两期授课,各门课程自身的系统性和规律性也得到了充分重视,但课程之间相互协调不够,两门课程之间有重复的内容。
在面向21世纪教学改革中,提出了在林业院校建立多层次化学课程体系的设想。第一层次是基础化学,包括无机及分析化学、有机化学、无机及分析化学实验和有机化学实验等四门课程。理论课教学以讲授基本理论和基本知识为主线,适当拓宽知识面,简要介绍化学科学的新进展,特别是林业科学、生命科学中与化学相关的新进展;实验课以操作训练为主,以定量内容为主,加强对学生素质和能力的培养。第二层次是中级化学,包括物理化学、仪器分析,中级化学实验、现代化学进展等若干门必修课和选修课。学生在完成基础化学层次的学业之后,再继续学习中级化学课程,较深入地学习化学理论,并受到较严格的综合实验训练,培养分析问题和解决问题的能力,掌握多种仪器的使用。第三层次是有关学科的一些专业课程和某些研究生的课程。
这种改革的思路已经纳入教育部面向21世纪教学改革项目,即“高等农林院校化学系列课程教学内容和课程体系改革 (04-8) ”课题[1-3]。开设无机及分析化学课程就是这项改革中的一个重大步骤,对原有的无机化学和分析化学两门课程的体系进行了较大的调整,对教学内容作了较多的增删和重新组合,最终由北京林业大学拟定了教学大纲,由中南林业科技大学主编了无机及分析化学教材。最近两年,我们在林学专业无机及分析化学课程内容的改革方面,主要做了以下几个方面的工作。
1 将无机及分析化学的教学内容分为三个部分
第一部分是化学的基本知识和基本理论,包括溶液、胶体、化学热力学、化学平衡、化学反应速率、物质结构等内容。第二部分是溶液中的平衡及应用,重点是在化学分析中的应用。第三部分是现代测试方法,只讲授电势分析和吸光光度分析,对仪器分析进行简单介绍。与原有的无机化学、分析化学两门课程相比较,理论课讲授减少了约20学时,删除了晶体场理论、电子互斥理论等过于难深的内容。根据林业院校的特点,增加了生物无机化学简介、稀土元素在农业上的应用、纳米材料等内容。
2 讲课中注意前后呼应,让学生举一反三
例如讲化学平衡时讲清多重平衡的条件及影响因素,则学生可以自己解决溶液中几种平衡相互影响的问题。又如对滴定曲线,重点讲清酸碱滴定曲线,而配位滴定曲线和氧化还原滴定曲线就不再详细讲授,让学生自己分析计算,自己绘制。在教材中,将酸碱平衡与酸碱滴定,配位平衡与配位滴定,氧化还原平衡与氧化还原滴定的内容安排在前后章,教学时结合在一起讲授。一方面将化学平衡的原理直接用于分析测定,另一方面也让学生了解在遇到实际问
题时,如何综合运用化学知识来分析问题和解决问题。
3 提高教学的层次与视点
例如讲授胶体时,提及宇航保温用品“轻如烟”的固体。讲gibbs公式时,让学生自己判断gibbs函数变与焓、熵和温度的关系,并判断化学反应的自发性,加深对gibbs函数变判据化学反应自发性的理解,使学生在一定程度上避免了死记硬背。又如过去无机化学中讲杂化轨道理论,讲分子间作用力等时,基本上局限于无机化合物,现在则提及有机物的杂化现象,在讲分子间力时,把有机同系物熔沸点的变化规律也涵盖进来,使学生了解到化学科学的完整性,了解到这些规律无论对无机化合物或是有机化合物都同样适用。又如关于酸碱平衡,过去重点讲授电离理论,介绍质子理论,现在将改为重点讲授质子理论,并用质子理论函盖电离理论,提高了学生的视点。
4 无机及分析化学理论教学内容的确定
与北京林业大学、南京林业大学、福建农林大学、西南林学院和浙江林学院相关教师共同商讨,经过对以往教学内容的总结,新的教学内容和新教材的章节顺序确定为:
第一章溶液和胶体:溶液浓度,稀溶液的依数性,胶体溶液,表面现象
第二章化学反应的基础理论:焓、熵、自由能,化学反应速率,化学平衡
第三章分析化学概论:定量分析的一般程序,有效数字,误差,有限
数据的统计处理,滴定分析计算,仪器分析简介
第四章溶液中的离子平衡:酸碱质子理论,酸碱溶液ph值计算,缓冲溶液,难溶电解质的沉淀溶解平衡,沉淀的生成与溶解
第五章酸碱滴定法:酸碱滴定曲线,酸碱指示剂,酸碱标准溶液的配制,酸碱滴定法的应用
第六章沉淀滴定法和重量分析法:
第七章配位化合物:配位化合物组成与命名,配位平衡,螯合物,配合物的应用
第八章配位滴定法:edta的性质,配位滴定曲线,金属指示剂,配位滴定法的应用
第九章氧化还原反应与电化学:氧化还原反应,原电池与电极电势,元素电势图
第十章氧化还原滴定与电势分析法:条件电势,氧化还原滴定曲线,氧化还原滴定指示剂,常用的氧化还原滴定方法,电势分析法的基本原理,膜电势,电势分析的定量方法
第十一章物质结构简介:原子结构,分子结构,晶体结构,分子间力与氢键
第十二章生命元素选述
第十三章分光光度分析法:物质与光的作用,光吸收定律,偏离光吸收定律的原因,分光光度法的应用第十四章化学与社会:化学和环境,化学和生命体,稀土与农林业,化学与纳米材料
与上一届高等林业院校合编的《无机化学》和《分析化学》(16开,约600页)比较,按以上内容新编了《无机及分析化学》教材,其篇幅减少了约二分之一[4]。
5 改革实验课的教学
化学是实验科学。在教学改革的方案中,独立设置无机及分析化学实验课程,实验不再是理论课的附属和验证。实验课以训练基本操作、基本技能为主,增加操作实验和综合实验。实验内容较密切地联系生产和科研实际,依照化学课程改革的要求,突出了基本操作的规范,适当增加了有利于培养实验基本操作技能、提高综合能力的制备实验、常数测定实验和设计实验,压缩了部分验证性的试管实验。在设计实验中要求学生从查阅资料开始,自己拟定实验方案,并提交完整的报告,这种训练方法,学生不再是按照实验教材“照方抓药”,而是有相当大的独立性和自主性,学生都非常感兴趣,都投入很大的精力来完成设计实验。
无机及分析化学课程的教学内容经过多年来的教学内容改革实践,不断修改完善, 学生的知识更宽,实验室动手能力得到了较大的提高,取得令人满意的教学效果。
参考文献
[1] 黄蔷蕾. 编写“面向21世纪教材——《无机及分析化学》”的思考和体会[j]. 河北农业大学学报(农林教育版), 2001.6: 29, 55
当前,我国的高等教育正处在深层次探讨教育改革、提升教育品质的时期,在教学过程中怎样真实实现“以学生为主体、教师为主导”的教学理念,培育学生的创新观念与水平,提升教学质量,是这些年全国各大相关院校有机化学教学团队中不断在探究的主要课题。然而,在应用化学专业有机化学教学改革取得了一定得成绩,但是仍然存在如下三个问题:缺乏具有批判性的有机化学课本;教学大纲跟人才培育方式不协调;教学知识老旧,缺乏专业特色,不能满足学生需求和发展。
2.应用化学专业有机化学课堂教学的有效对策
2.1加强应用化学专业有机化学教材的建设
课本是教育内容的载体,好的教材是优良教育品质的根本保障。当前,专门适用于应用化学专业的有机化学课本较为有限,大多数高校应化专业应用的有机化学课本仅仅停留在满足化学专业的一些基本有机化学。所以,加强应用化学专业的教材建设是必须的,也非常紧要。此外,随着有机化学知识的广泛应用概念已经慢慢渗入至跟其紧密相关的生物学、医学、药学、制药、材料、食品等学科里,因此,应用化学专业的学生在有机化学课堂上应该学习跟这些交叉学科相关的有机化学知识,来适应社会的发展和需求。但是,现有教材较少涉及跟交叉学科有关的有机化学概念。所以,加强应用化学专业的教材建设是必需的,也非常紧要。
2.2创建学生为主体,老师为主导的教学模式
现代教育理论觉得,老师于教学活动里属于组织人、指引人;学生是学习的真实主体,教学的好坏一般是由学生是否参加学习的积极性来决定。有机化学教学目标是在教授有机化学根本理论的另外,不停提升与培育学生的专一素养。要想实现这个目标,就需要转变教学模式,培养学生自主学习,老师教授关键、难点为轻的教育方式。例如老师能够选用新反应不多的取代酸、杂环等篇章,引导学生运用图书馆资源,自主查资料,归纳总结。在老师的指导下,编写课程教案,让学生扮演老师的角色进行教授,然后将学生分小组探讨的课堂教育行为,提升教育结果。也能够提前安排内容使学生在查寻文献信息的根本中,最终用论坛或报告的形式完成汇报沟通。
2.3引入新理论、前沿知识,提高学生学习积极性
在实际教学过程中,学生学习的积极性是教师教授课程的动力源泉。因此,教师如何吸引学生走进知识的殿堂,主动参与到教学活动之中,显得非常重要。教师可以在教学内容的安排中,根据学生的实际状况,选取课本中的与社会实际结合紧密的知识内容作为切入点,适当地引入跟社会实际结合紧密的案例来充实教学内容,提高教学内容的新颖性。例如,在有机化学中的酯化反应与付-克烷基化反应,课本中使用硫酸、路易斯酸等作为催化剂,然而在实际工业生产中,酸性物质的使用对仪器设备腐蚀、污染环境、造成提纯过程繁杂。现有新型的催化剂如固体杂多酸、活性生物酶等具有环境友好和原子经济的优势,已被普遍应用。在讲解苯酚的酯化反应时,可以引入阿司匹林-乙酰水杨酸,这一药物的发现历程,用途以及在战争中的地位。
《顶岗实习》是本专业重要的实践性教学环节,也是完成电力系统继电保护与自动化专业学习的重要内容。其任务是:通过实习,使学生巩固所学的专业知识和技能,锻炼综合应用专业和技能解决实际问题的能力,使学生深入了解发电厂、变电站、电力调度所继电保护、自动装置的安装、调试、运行、检修和管理等技术工作,具备高等技术应用型专门人才所必备的发电厂、变电站电气设备的基本知识,具备继电保护、自动装置运行、安装、调试、检修的基本知识和基本操作技能,具备电气二次部分设计的能力,具备正常运行、维护及操作,事故分析及处理的基本技能以及综合运用新知识、新工艺、新技术和新手段的能力,为从事继电保护、自动装置的安装、调试、运行、检修和管理等技术工作,以及到继电保护、自动装置生产企业从事产品的组装、调试和营销工作奠定较牢固的基础,为毕业后增强工作能力打下良好的基础。
通过本课程的学习,学生在知识、能力和思想教育等方面应达到下列目标:掌握发电厂及电力系统的基础知识及安全工作知识;具备本专业必需的发电厂和变电站继电保护、自动装置的基本原理及运行和故障分析的基本知识;具有继电保护和自动装置的安装、调试与校验的基本技能和技术管理的初步能力。形成分析问题、判断、解决问题的能力,为今后就业打下良好基础。加强安全文明生产教育及思想教育,逐步培养学生的辩证思维能力,加强学生的职业道德观念。
知识目标
本实习的教学目标是:加深对基础理论的理解,使学生对电力系统运行有一定的感性认识,具有必需的继电保护、自动装置的安装、调试、运行、检修和管理等的基本专业知识和技能,通过生产实习培养学生的实践能力和初步的独立工作能力。
1. 结合已学过的课程,通过实践巩固并扩大知识面。
2.通过现场参观与跟班实习,了解电力系统运行特点,学习电力系统运行的基本知识,为今后参加实际工作打下实践基础。
3. 熟悉电气运行的生产组织管理系统及有关制度。
4. 掌握发电厂及电力系统的基础知识及安全工作知识;
5. 掌握发电厂和变电站继电保护、自动装置的基本原理及运行和故障分析的基本知识;
6. 熟悉主要设备继电保护自动装置配置及投退原则。
能力目标
1. 具有电工工艺、电子工艺的基本技能;
2. 具有识读和绘制电气二次回路图的能力;
3. 具有继电保护和自动装置的安装、调试与校验的基本技能和技术管理的初步能力。 4. 具备系统主要设备运行监视、调整、维护、巡视等工作的能力。
5. 初步具备典型事故分析、判断、处理的能力。
素质目标
1. 具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。
2. 具有良好的职业道德、高度的责任感,牢固树立“安全第一”的思想。
3. 通过现场实践和学习,学习电力系统工人及技术人员的优良品质,培养遵章守纪、严谨踏实的工作作风,进一步培养学生热爱专业、献身于电力事业的志向。
二、实习内容
参加生产实习的同学,在实习期间,要完成以下实习任务中的一项:
1. 发电厂实习
(1) 入厂安全教育(包括“安规”考试);
(2) 了解发电厂的类型,所实习电厂属哪种类型?主要的基本特征是什么?
(3) 熟悉发电厂电能生产的基本流程(一次系统)
(4) 熟悉发电厂电气部分二次系统
1)了解主接线中的电流互感器、电压互感器的配置原则、目的、方式及作用;
2)了解全厂公用二次回路(中央信号系统、同期系统、交直流绝缘监视)和主要设备控制回路接线图;
3)熟悉主要单元的保护配置及其作用;
4)了解自动装置的工作原理,熟悉发电机开机,停机及运行中的自动、手动调整操作;熟悉自动装置的配置及动作过程分析,进行自动装置的投退操作;
5)看懂发电机、变压器、母线、线路等设备保护图纸;
6)熟悉微机保护的功能并能进行正常运行方式下的操作。
7)发电厂二次系统有待解决和存在的问题有哪些?
(5) 了解本厂发生过的重大事故,事故原因、处理经过及其在提高安全运行方面所采取的措施和效果;
(6) 了解发电厂的生产组织和管理、运行的经济性及达到的技术经济指标;
2.变电站实习
(1) 了解变电站的电气结构,总平面布置,电气平面布置,主接线,设备配置和主设备的作用;
(2) 了解变电站综合自动化的功能,变电站综合自动化系统软硬件系统构成,数据采集和通讯方式;
(3) 熟悉各主设备保护的配置及原理;
(4) 了解变电所防雷击措施,接地体布置;
(5) 掌握电力系统操作“五防”要求,了解变电所操作基本规范和程序。
3.调度部门实习
(1) 了解调度的作用,在电力部门的重要性,了解调度室布局和设备安排;
(2) 了解调度员的工作范围和工作程序,调度员处理紧急状态时的步骤;
(3) 了解地区电网运行特点,地区电网接线图;
(4) EMS系统的主要功能及各模块间关系,EMS系统软硬件构成,EMS与各基层变电站的通信方式,通信通道及设备。
4.生产单位实习
(1) 了解生产单位主要产品与生产规模和应用范围;
(2) 了解生产单位主要产品功能、性能指标、生产标准及设计方案。
(3) 了解产品的类型及结构,柜面布置,主要部件及系统组成;保护装置生产及运行的安全要求及相关规定;
(4) 跟班实习,在工人师傅的指导下,参与设备的组装和测试。
三、实习制度
为保证实习的顺利和实习期间的安全,达到实习的目的,所有实习学生必须遵守以下制度:
1. 在实习过程中,必须服从校内外指导教师的安排,服从学校和实习单位的调配。
2. 严格遵守实习单位的一切规章制度。作息时间与实习单位相同,不得迟到、早退。
3. 实习期间不得请假,特殊情况需提前提交请假条,经校内和校外指导教师同意才可请假。
4.非经批准缺席的或累计请假时间超过实习时间1/3的不计本次实习成绩。
5.在实习过程中,应尊重并虚心向工程技术和管理人员、工人师傅学习。同学之间应在工作、学习、思想上互相关系、互相照顾。
6.注意安全,遵守实习单位和现场有关安全方面的规定。
在实习期间,要求每周通过电话或电子邮件同校内指导教师联系两次,报告实习进展情况。每人每天都需书写生产实习日记,作为考核内容之一。
四、考核内容及要求
(1)实习期间,学生必须写好“实习日记”,包括实习内容、心得体会、收集的资料等。
(2) 生产实习结束返校一周内提交实习小结和实习日记。生产实习报告要求不少于3000字。实习报告包括实习单位概况,实习工作的内容,对实习工作中的问题、思考、归纳分析等。以及本人在业务上、思想上的收获和体会。
(3)实习结束时,由所在单位做出实习鉴定,填写“学生实习鉴定表”,加盖公章或指导教师签名后,由学生本人带回学院交给教研室。
五、成绩的评定
根据毕业实习报告、“实习日记”和“实习鉴定”等,由电力系继保教研室组织成绩评定小组进行考核,给出最终实习成绩。实习成绩五级计分,分为“优秀、良好、中等、及格、不及格”。
按有关规定,未计成绩者和实习成绩不及格的必须重补生产实习。