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【關(guān)鍵詞】學習興趣;無機及分析化學
一、引言
《無機及分析化學》是環(huán)境、材料物理、油氣儲運、給排水、食品工程、安全工程等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程, 其教學質(zhì)量對于奠定后續(xù)專業(yè)課程的學習基礎(chǔ),實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標,提高學生整體素質(zhì),增強學生實踐能力等起著關(guān)鍵性的作用?!稛o機及分析化學》課程有機融合了《無機化學》和《分析化學》兩門基礎(chǔ)化學課程,學習內(nèi)容多,且知識點較分散,有些內(nèi)容又很抽象,理解較難, 公式多且適用條件復雜,使很多學生產(chǎn)生畏難情緒。興趣是學生積極主動學習的源動力,是使學生由“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”的關(guān)鍵所在。因此,如何激發(fā)學生學習無機及分析化學的興趣,調(diào)動他們的學習熱情,在無機及分析化學課程教學中顯得尤為重要.
二、綠色化學教育的改革
對于如何激發(fā)學生學習無機及分析化學的興趣,筆者結(jié)合幾年的教學經(jīng)驗,總結(jié)提出以下幾點具體措施。
(一) 強化教師素質(zhì),調(diào)動學生的學習興趣
(1)教師應重視塑造自身的授課形象。 教學過程實際是教師和學生的雙向交流的過程,“教師的教態(tài)”會影響學生的學習興趣與學習積極性,教師如果注意利用學生這個特點,就能給學生的學習興趣以適當?shù)囊龑АS捎跓o機及分析化學中需要描述的內(nèi)容很多,教師在備課時,需要根據(jù)教學目的對教材內(nèi)容進行統(tǒng)籌安排,尋找一些具有啟發(fā)意義、思考價值和頗有情趣的內(nèi)容,以激發(fā)學生的熱情和興趣。另外還要了解學生已有的知識水平,精心設(shè)計,讓學生體會到課程的魅力和教師的風范,渴望學習這門課程。
(2)要求老師具有淵博的專業(yè)知識,能夠營造生動的課堂氣氛,講課有一定的激情,聲調(diào)抑揚頓挫, 這才能充分地調(diào)動學生學習無機及分析化學的興趣。為了在教學中多聯(lián)系化學在尖端科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的作用,教師要自己經(jīng)常閱讀和收集各類科技信息,將最近的科研成果以及自己科研感想,在教學過程中傳遞給學生, 激發(fā)同學的學習熱情。例如,作者一直從事分析化學研究工作,在講授“吸光光度法”時,向?qū)W生簡單介紹了自己通過光譜儀器進行大氣中污染物的測定工作;在講授“酸堿滴定法”時,介紹了自己如何利用所學知識對果蔬及其制品中的有機酸如蘋果酸和草酸等進行的測定;這些內(nèi)容要么趨向前沿、反映現(xiàn)代,要么趨向?qū)嶋H應用,既培養(yǎng)了學生的學習興趣,也引導學生進一步認識到所學知識的實際應用,從而起到培養(yǎng)興趣及探索創(chuàng)新精神的作用。
(二) 重視緒論教學,增加學生學習的興趣
緒論教學是學科教學的開始,緒論的講授可以讓學生明白教材的主旨和篇章結(jié)構(gòu),幫助學生建立教材的知識體系輪廓。上好緒論課,使學生明確學習目標,只是培養(yǎng)興趣的開始; 教授不同專業(yè)學生,緒論課要有針對性的內(nèi)容, 使學生了解學習無機及分析化學課程的意義。這部分內(nèi)容可以結(jié)合生產(chǎn)實際和材料物理專業(yè)的特點,多舉一些日常生活、材料類工業(yè)生產(chǎn)中較熟悉的實例 (針對材料的化學分析方法和儀器分析方法等),通過這些生活實例,使之認識到這門課程不僅與自己所學的專業(yè)知識有關(guān),還與日常生活息息相關(guān),引發(fā)學生興趣,激發(fā)學生學習的積極性。
(三) 課堂教學靈活多變
(1)優(yōu)化教學內(nèi)容,激發(fā)學生學習的興趣。對教學內(nèi)容進行優(yōu)化的關(guān)鍵在于對教學內(nèi)容的準確把握,在有效的學時下保證較好的教學質(zhì)量和效果.認真組織講課程序,分清主次,突出重點,合理地精簡與材料物理專業(yè)聯(lián)系較少的純化學理論以及中學或其它課程重復的相關(guān)內(nèi)容,省去一些繁冗的公式推導和證明。不同章節(jié)的內(nèi)容密切和材料物理專業(yè)融合, 比如在“化學鍵與分子結(jié)構(gòu)”一章中價鍵理論和雜化軌道理論對了解合成材料的性質(zhì)和反應非常重要,因此,我們將上述理論作為教學的重點內(nèi)容;而“原子結(jié)構(gòu)與元素周期系”中,波粒二象性、薛定諤方程等作為一般介紹,而元素化學部分,學生在高中期間已經(jīng)具有較好的基礎(chǔ),只做簡單的變化規(guī)律分析即可。
(2)精心設(shè)疑采用問題教學。問題能夠激起疑惑、促進思考。古人云:“學起于思,思源于疑”,在教學中,教師可以有意識地把一些重點知識設(shè)置成一連串的問題,使學生產(chǎn)生疑問,從而吸引學生的注意力,激活學生的思考欲,激發(fā)學生的求知欲。例如: 講“稀溶液依數(shù)性”的時候,筆者以一些與稀溶液依數(shù)性相關(guān)的生活現(xiàn)象為引子,作為整堂課的導語。如“為什么腌咸菜的水冬天不易結(jié)冰?”“為什么下雪以后,公路要撒融雪劑?”“為什么化肥施多了,植物會被‘燒死’?” 給學生講授溶液的滲透壓時,可以先給學生提出疑問,是否知道護士給病人輸液將藥物溶在什么液體里? 它們的濃度是多少?通過設(shè)疑,使學生對問題產(chǎn)生濃厚的興趣,從而有目的的學習。
(3)利用多媒體輔助教學,培養(yǎng)學生學習的興趣。在化學教學中,許多微觀過程是無法用肉眼觀察到的,此時如果借用多媒體,就可以把化學微觀世界呈現(xiàn)在大家面前,讓抽象變得具體,讓枯燥變得生動,同時也讓化學學習變得更加直觀、更加有趣。例如在滴定終點時指示劑顏色的變化很難把握,利用課件用動畫的形式把常見指示劑在終點時的顏色變化形象的演示出來,給學生一個感性的認識,避免學生在實際操作中由于操作不當和終點顏色判斷不準確而造成體積誤差,這樣既直觀、生動、經(jīng)濟,又能克服時間和空間的限制,達到了傳統(tǒng)教學方式難以實現(xiàn)的效果。
(4)理論聯(lián)系實際。課堂教學除了注重課堂設(shè)疑,調(diào)動學生積極參與教學活動之外,教師還應注重理論教學與實際的聯(lián)系,這樣可以使學生對該課的實用性得到證實。例如,在學習溶液這一章,講授氣體溶解度與飽和蒸汽壓關(guān)系時,提出為什么打開汽水瓶蓋時有氣泡產(chǎn)生?在講化學反應速率時,結(jié)合工業(yè)合成氨的具體狀況,探討如何提高反應速率,增加氨的產(chǎn)量,等等。通過聯(lián)系實例,讓學生感覺到該課程的學習可以揭示生產(chǎn)和生活中許多所以然,從而激發(fā)他們的學習熱情、有效地培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維及靈活應用所學基本理論知識分析、解決實際問題的能力。
(四) 建立一套“以筆試為主體,多種形式并存的考試評估制度”
采用靈活的考試形式,那學生的學習自覺性肯定會大大提高。改革可以從以下幾方面:改革現(xiàn)有的一考定結(jié)果的應試方式,變?yōu)樨灤┱n程始終的、多方式的測試,如可以實行階段考,這樣可以減輕學生負擔;多一些靈活性、創(chuàng)造性、實踐( 至少是模擬實踐) 性的考題,如可以讓學生寫寫學習心得等,這樣既可以及時掌握學生學習情況,又可以作為改革的一種手段。
三、結(jié)束語
興趣是直接推動學生主動學習的內(nèi)在動力,它促使學生去追求知識、探索科學。學生對學習有興趣,才會愉快主動地學習。在無機及分析化學課堂教學中,教師需要采用多種方法培養(yǎng)學生對物理學習的興趣,以趣激學,調(diào)動學生的學習積極性,使學生在輕松、愉快的學習氣氛中接受新知識,學好無機及分析化學。
參考文獻:
Song Jinling;Cai Ying;Wang Ruifen;Zhang Guofang;Zhou Yujie; Fan Wenjun
(內(nèi)蒙古科技大學稀土學院,包頭 014010)
(School of Rare Earth,Inner Mongolia University of Science & Technology,Baotou 014010,China)
摘要:人才培養(yǎng)模式的優(yōu)略直接關(guān)系到人才培養(yǎng)的水平,對于內(nèi)蒙古科技大學稀土學院新成立的材料化學專業(yè)建立合適的人才培養(yǎng)模式是非常必要的,文章從培養(yǎng)目標的定位、課程體系的設(shè)置、實踐教學體系的建立、師資隊伍的建設(shè)和教學手段的改進方面進行了研究并付諸于實踐。
Abstract: Talent training model is close to the level of talent training. It is necessary to establish appropriate talent training model for Materials and Chemistry Major, School of Rare Earth, Inner Mongolia University of Science & Technology. The article researches and practices in target positioning, course system set, establishment of practical teaching system, faculty building and improvement of teaching way.
關(guān)鍵詞:材料化學 人才培養(yǎng)模式 教學 實踐
Key words: materials and chemistry;talent training model;teaching; practice
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)20-0273-02
0引言
材料化學是近年來隨著材料科學的快速發(fā)展與社會需求的日益增加新開設(shè)的一個專業(yè),它是一門新興的交叉學科,是工程、信息、新能源等高科技產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。結(jié)合我校學科建設(shè)的需要和人才培養(yǎng)和地方經(jīng)濟發(fā)展的需求,我院于2009年申報了材料化學專業(yè),由于各方面的迫切需求當年就被獲批,并于2010年9月招收了第一批新生。
盡管從90年代初由復旦大學成立第一個材料化學專業(yè)開始, 目前在國內(nèi)已有約90多所高校相繼開設(shè)了此專業(yè),但是由于材料本身的多樣性,以及各高校開設(shè)此專業(yè)的背景和所依托的優(yōu)勢學科各不相同,所以盡管專業(yè)名稱都叫材料化學,但是各個學校的材料化學專業(yè)的人才培養(yǎng)模式、教學內(nèi)容都相差很大[1-5]。而我校設(shè)立此專業(yè)的初衷就是發(fā)展和完善的地區(qū)高等教育,為當?shù)啬酥寥珖鞯氐慕ㄔO(shè)事業(yè)培養(yǎng)合格的急需人才,為了滿足這一初衷就依賴于材料化學專業(yè)的人才培養(yǎng)模式的制定,基于此,對于剛成立不久的材料化學專業(yè),制定具有專業(yè)特色的人才培養(yǎng)模式勢在必行。
1明確培養(yǎng)目標, 體現(xiàn)專業(yè)特色
堅持“結(jié)合材料科學發(fā)展的大方向和工科院校在材料領(lǐng)域的人才需要對材料化學專業(yè)人才培養(yǎng)進行定位”的原則,材料化學專業(yè)人才培養(yǎng)的基本目標是:培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的、德智美體等全面發(fā)展的,掌握化學及材料學科的基本知識和基本理論,具備材料設(shè)計、開發(fā)、檢驗等基本技能,能在材料、化工及相關(guān)的領(lǐng)域從事新型材料研制、質(zhì)量檢驗、產(chǎn)品開發(fā)、教學及技術(shù)管理等工作的基礎(chǔ)扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質(zhì)高、具有創(chuàng)新意識的應用型、研究型人才。
通過學習材料科學方面的基本理論和技術(shù),受到現(xiàn)代科學思維和科學實驗方面基本訓練;掌握材料化學相關(guān)的基本知識,具有運用本專業(yè)知識進行材料研究和技術(shù)開發(fā)的基本能力。使培養(yǎng)出來的畢業(yè)生具有以下幾方面的知識和能力:具有較扎實的自然科學基礎(chǔ),較好的人文、藝術(shù)和社會科學基礎(chǔ)及正確運用本國語言、文字的表達能力;具備扎實的基礎(chǔ)化學知識及基本實驗技能;掌握材料制備、材料加工、材料結(jié)構(gòu)分析,材料性能測試與表征等方面的基礎(chǔ)知識、基本原理和基本實驗技能;獲得本專業(yè)領(lǐng)域的實踐能力訓練,具有較強的計算機和一定的外語應用能力;了解材料化學的理論前沿、應用前景和發(fā)展動態(tài),以及材料、化學化工及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況;具有較強的自學能力、創(chuàng)新意識和較高的綜合素質(zhì),能夠創(chuàng)造實驗條件,歸納、整理、分析實驗結(jié)果,撰寫論文,參與學術(shù)交流。
以上這些培養(yǎng)目標可以說是各個高校的材料化學專業(yè)共同的、基本的培養(yǎng)目標。然而,為什么具有共同的培養(yǎng)目標還要在眾多高校中開設(shè)材料化學專業(yè)呢?而且還會陸續(xù)允許在其他沒有此專業(yè)的高校開設(shè)?這主要是由于各大高校所注重的專業(yè)方向、專業(yè)特色不同而導致的。
內(nèi)蒙古科技大學地處稀土資源豐富、國家級以“稀土”冠名的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)――包頭市,經(jīng)過多年的發(fā)展,包頭形成了稀土冶煉、稀土材料加工和器件開發(fā)的產(chǎn)業(yè)鏈,但是由于客觀條件的限制,目前仍以產(chǎn)品的簡單加工為主,高附加值的產(chǎn)品很少,這主要源于理論研究水平較低,缺少專門的專業(yè)人才的培養(yǎng),使該領(lǐng)域?qū)I(yè)人才匱乏,直接制約著稀土事業(yè)的發(fā)展。我校設(shè)置材料化學專業(yè),目的就是通過該領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng),加速將稀土資源優(yōu)勢向經(jīng)濟優(yōu)勢的轉(zhuǎn)化,為地區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。因此在此背景下,我院的材料化學專業(yè)是工學學科并將側(cè)重于稀土材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應用,尤其稀土在催化領(lǐng)域的應用,如光催化和熱催化方面。通過此專業(yè)的學習,學生能夠從理論上、從分子水平設(shè)計和構(gòu)筑稀土材料,從而改善材料的性能,擴大其應用范圍。
2完善課程體系,優(yōu)化課程設(shè)置
本專業(yè)秉承夯實基礎(chǔ),提高能力、拓寬范圍、接觸前沿的理念,根據(jù)國家經(jīng)濟建設(shè)對專業(yè)型、應用型、復合型和學習型人才的需要,在遵循“重基礎(chǔ)、寬口徑和強能力”教學改革原則的基礎(chǔ)上,在構(gòu)建材料化學專業(yè)課程體系時,主要采取下列原則:加強基礎(chǔ)理論,拓寬專業(yè)口徑,重視實驗教學,設(shè)立專業(yè)方向模塊,適當增加選修課比例[1]。因此,該專業(yè)的課程體系由公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課四個部分組成。其中分別以材料和化學的基礎(chǔ)課為專業(yè)基礎(chǔ)課,并側(cè)重于稀土的原則,設(shè)立了專業(yè)基礎(chǔ)課,其主要包括:化學基礎(chǔ)理論、稀土元素化學、稀土冶金物理化學、基礎(chǔ)有機化學、結(jié)構(gòu)化學、稀土元素分析、材料力學、材料科學理論基礎(chǔ)和催化原理;在懂得材料和化學的基本原理的基礎(chǔ)上,了解材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,設(shè)立了專業(yè)必修課,其主要包括:材料物理、材料化學、材料性能學、材料表面與界面化學、材料分析與測試技術(shù)、材料制備科學與技術(shù)、材料工程基礎(chǔ)、稀土功能材料、化工過程與裝備和光催化與光電催化。為了增加學生的知識面、對前沿的了解和某方面知識的升華,進而開設(shè)了專業(yè)選修課,其主要包括:納米材料與應用、能源材料、稀土資源與保護、現(xiàn)代催化研究方法、高分子化學、環(huán)境化學、數(shù)據(jù)分析與處理技術(shù)、專業(yè)英語。從以上的課程體系中,可以看出:一方面稀土的基礎(chǔ)理論、稀土功能材料、稀土資源與保護構(gòu)成了稀土的模塊,催化原理、光催化與光電催化和現(xiàn)代催化研究方法構(gòu)成了催化的模塊,體現(xiàn)了專業(yè)的特色;另一方面,以材料和化學廣泛扎實的基礎(chǔ)知識和材料的制備、性能與應用的相關(guān)課程體現(xiàn)了專業(yè)的寬泛。
3建立系統(tǒng)的實踐教學體系,強化實踐能力的培養(yǎng)
材料化學是研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應用的一門科學。它既是材料科學的一個重要分支,又是化學學科的一個組成部分。材料化學跨越了材料和化學兩大類學科。涉及的內(nèi)容極為廣泛,具有明顯的交叉性、邊緣性和應用性。尤其對于工科院校,更注重學生實踐能力的培養(yǎng)?;诖?,在不同的階段為學生設(shè)立了相應的實習和實踐的環(huán)節(jié)。包括:大一的軍訓、大二的工程教育、大三的金工實習和生產(chǎn)實習、大四的畢業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計這一部分基本上是每個工科院校都應該開設(shè)的。除此之外,我院將傳統(tǒng)的“專業(yè)基礎(chǔ)實驗隨課同上”的傳統(tǒng)方式進行了改革,將各部分實驗都從相應的課程中刪掉,將實驗從大二下半學年到大四上半學年連續(xù)五學期集中開設(shè)。這樣就可以設(shè)計一些學科交叉的實驗,更能讓學生將所學的單獨的知識通過這樣的實驗更好的融會、更好的消化吸收。并且可以讓學生發(fā)揮自己的主觀能動性并結(jié)合自己的個人興趣設(shè)計一些實驗,真正做到學以致用,讓學生自己有所感悟,這樣就反過來會促進學生主動學習的知識性,而且通過這樣的良性循環(huán)讓學生從中學會如何學習的方式,建立提出問題、分析問題、解決問題的方法和思路。
4加強師資隊伍建設(shè)
師資是專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的基本保證,由于我院的材料化學專業(yè)剛剛成立,本專業(yè)的師資隊伍正處在一個起步的階段,目前僅十余人,隨著學生招生人數(shù)的增加,將不斷加強師資隊伍的建設(shè),建立合理的教學梯隊。由于材料化學專業(yè)是一個新型的交叉專業(yè),對于高學歷的本專業(yè)的人才相對單獨的材料和化學專業(yè)比較少,因此對于高學歷的人才我們將遵循本科是化學類專業(yè)、研究生是材料類專業(yè)或者本科是材料類專業(yè)、研究生是化學類專業(yè)的人才進行引進的原則,并盡量挑選一些研究方向與我院的專業(yè)特色相吻合的人才,以保證專業(yè)課和實驗環(huán)節(jié)的順利開展。另外,為了提高教學質(zhì)量實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標,發(fā)揮教師的主導作用,我們要求每位教師都必須明確培養(yǎng)目標,參與教研教改工作,參與課程體系建設(shè),參與教學大綱的制定和修訂。在加強學習的同時,通過教研教改活動,把握專業(yè)的發(fā)展,提高自身的素質(zhì),有的放矢地指導教學,統(tǒng)一協(xié)調(diào)地工作,確保教學質(zhì)量的提高。
5加強教學方法和教學手段建設(shè)
隨著高科技的發(fā)展,在教學過程中,教學方法和手段也應該充分利用高科技,幫助學生更好地學習,從而提高教學質(zhì)量。首先,教學方式不應該僅僅是簡單的PPT講述和黑板板書,而是應該充分利用多媒體技術(shù),豐富教學課件,做到圖文并茂、有聲有色、生動形象,調(diào)動學生的主動性和積極性,在輕松愉快的環(huán)境中,把知識不知不覺地傳授給學生。其次,教學過程中應該多采用啟發(fā)式教學。授課并不是填鴨式地把知識灌輸給學生,而是應該注意引導學生自己去學習、去思考、去探索,培養(yǎng)學生自我學習和思考的能力。要做到“授之以漁”,而非“授之以魚”,才能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,真正達到素質(zhì)教育的目的。
總之,材料化學專業(yè)作為一個新型的專業(yè),它的發(fā)展需要經(jīng)過一個不斷探索、不斷發(fā)展和完善的過程。但可以預見的是,在科學、可持續(xù)發(fā)展的高等教育管理制度下以及學院注重軟、硬件建設(shè)的情況下,而且隨著西部的開發(fā)和經(jīng)濟的發(fā)展,材料化學專業(yè)將會培養(yǎng)出“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強技能、重應用、能創(chuàng)新、高素質(zhì)”的人才,并為西部的高等教育質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展做出應有的貢獻。
參考文獻:
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應用化學專業(yè)主要課程 應用化學的主要課程有:無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、儀器分析、結(jié)構(gòu)化學基礎(chǔ)、精細化學品化學、高分子化學、波譜分析、應用電化學、稀土化學、功能材料、化工原理、現(xiàn)代分離技術(shù)、工業(yè)催化、材料化學、納米材料導論、精細有機合成、精細化工、化學動力學、化學前沿、應用化學研究進展、化學信息學等。
應用化學專業(yè)就業(yè)方向 本專業(yè)學生畢業(yè)后可在科研機構(gòu)、高等學校及企事業(yè)單位等從事科學研究、教學工作及管理工作。
從事行業(yè):
畢業(yè)后主要在石油、制藥、新能源等行業(yè)工作,大致如下:
1 石油/化工/礦產(chǎn)/地質(zhì);
2 制藥/生物工程;
3 新能源;
4 快速消費品(食品、飲料、化妝品);
5 環(huán)保;
6 原材料和加工;
7 檢測,認證;
8 其他行業(yè)。
從事崗位:
畢業(yè)后主要從事研發(fā)工程師、化驗員、化妝品研發(fā)工程師等工作,大致如下:
1 研發(fā)工程師;
2 化驗員;
3 化妝品研發(fā)工程師;
4 銷售工程師;
5 化工工程師技術(shù)員;
6 工藝工程師;
7 有機合成研究員;
8 儲備干部。
關(guān)鍵詞:材料化學 專業(yè)實驗 科研結(jié)合
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)05(a)-0045-01
材料化學專業(yè)是一個在我國多所高校都設(shè)立的本科專業(yè),這個專業(yè)研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應用,具有明顯的交叉學科、邊緣學科和應用型學科的性質(zhì)。同時,材料化學專業(yè)是一門應用型理工科專業(yè),實驗教學在此專業(yè)的教學活動中占有重要的地位。實驗教學開展的好壞將直接影響本專業(yè)畢業(yè)生的水平。另一方面,實驗教學是高等院校理工科專業(yè)教學體系的重要一環(huán),在培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力方面具有舉足輕重的作用。從大的方面講,高等院校人才培養(yǎng)的結(jié)果將直接影響我國的國際競爭力,因為國家間的競爭是人才的競爭,高素質(zhì)的人才是一個國家創(chuàng)新的根本,因此,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才就成為擺在我國高等教育面前最緊迫的任務(wù)。針對上述觀點,為更好的培養(yǎng)我校材料化學專業(yè)本科生的實驗探索能力和創(chuàng)新精神,結(jié)合我校在化學與材料科研方面的特點,經(jīng)過多年的實驗教學探索,我們建立了以前沿科學研究融入材料化學專業(yè)實驗的新型實驗的教學方式,以科研骨干力量作為實驗指導老師,一方面強化學生的基礎(chǔ)動手能力,強調(diào)基本功;另一方面帶領(lǐng)學生緊跟學科發(fā)展方向,突出以學生為中心的實驗教學模式,形成依托科研方向和科研項目的研究式為主的實驗教學方式。
1 專業(yè)實驗的基本構(gòu)成
我們將專業(yè)實驗課程分為材料合成、結(jié)構(gòu)及性能測試實驗和材料加工與設(shè)計實驗兩大部分,這兩部分專業(yè)實驗貫穿兩個主旨,一個是加強學生對專業(yè)知識的理解和掌握,同時,提高學生的基本動手能力和基本實驗素養(yǎng),學生在學習完成無機化學、結(jié)構(gòu)化學、電化學、物理化學以及其它前導課的理論課及實驗課的基礎(chǔ)上,進一步學習材料化學方面的相關(guān)理論及實踐知識。這一部分包括的實驗有:(1)LaCeCoNiO3鈣鈦礦超細粉末的制備;(2)電沉積法制備ITO/TiO2/CdS半導體復合薄膜;(3)X射線衍射粉末法物相分析;(4)染料敏化二氧化鈦納米晶薄膜電極的光電流測試;(5)TiO2/CdS半導體膜電極光電性能的測試;(6)采用比表面分析儀測定改性納米TiO2的比表面積;(7)鈣鈦礦型汽車尾氣三元催化劑性能的測試;(8)以SBA-16為模板電沉積Fe;(9)CVD法制備碳納米管;(10)氣敏傳感器件的加工、組裝及測試;(11)偶氮苯的電子結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)的理論計算;(12)金紅石相TiO2的晶體結(jié)構(gòu)及相關(guān)性質(zhì)的計算;(13)壓力對金紅石相TiO2的帶系的調(diào)控作用等。通過該課程的學習,使學生對功能材料及納米材料的制備原理、方法有深刻的理解和認識,并使學生能將化學的基本理論與功能材料有機結(jié)合起來,培養(yǎng)學生獨立思考和創(chuàng)新能力來解決材料化學問題,使學生對現(xiàn)代材料化學的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有所了解。另一方面,是學生科學研究能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),利用實驗教師的緊跟時代的科研課題,激發(fā)學生的學習熱情,同時,讓學生體會到在科學探究過程中的樂趣。包括有:(1)基于納米結(jié)構(gòu)TiO2光電池的組裝及其性能;(2)TiO2納米粒子的制備、表征及其光催化性能;(3)功能復合微球設(shè)計合成及性質(zhì)研究等實驗,這些實驗的結(jié)果并不是唯一的,學生可以選擇自己感興趣的方向選擇其中一個。通過材料化學實驗,使學生了解無機化合物功能材料領(lǐng)域的最新進展,系統(tǒng)掌握無機納米粒子、超微粉體的制備、分離、表征以及性質(zhì)研究等方法,培養(yǎng)學生的綜合創(chuàng)新能力。
2 專業(yè)實驗與科研相結(jié)合
依托功能無機材料化學教育部重點實驗室、光電與能源環(huán)境材料省級重點實驗室、功能材料省高校重點實驗室,我院教師在新型石墨烯材料、半導體光電轉(zhuǎn)換電極材料、光催化材料、化學傳感器、光存儲材料和有機光電功能材料及器件等方面的研究已經(jīng)達到了國際前沿水平,同時,承擔材料專業(yè)化學專業(yè)實驗教學的老師全部承擔參與了國家自然科學基金項目,并且絕大多數(shù)老師都是國家自然科學基金項目的項目主持人,這些資源為給學生開展優(yōu)質(zhì)的材料化學專業(yè)實驗提供了保證。學生根據(jù)每一位指導教師的研究方向和課題并結(jié)合學生自己的興趣,設(shè)計和執(zhí)行實驗方案。在各科研團隊老師的指導下,分析實驗結(jié)果,對存在的問題提出解決方案,最后得出實驗結(jié)論。隨著科研團隊研究方向的發(fā)展,實驗內(nèi)容每隔三、四年即會調(diào)整更新,讓學生始終能跟蹤材料科學發(fā)展的方向,體會到創(chuàng)新的樂趣,自然增加了學生的積極性。
3 為學生創(chuàng)造條件繼續(xù)深入科研
對一些學有所長,并且有時間和精力的同學,我們對他們開放實驗室,為學生創(chuàng)造條件。有興趣的同學可以在課余深入到教師的科研實驗室,在相關(guān)教師的指導下,進行科學探索研究。因為專業(yè)實驗的老師絕大部分都是科研骨干,所以學生在上專業(yè)實驗課程的時候,能夠了解各個老師的研究方向并找到自己感興趣的方向,在課余時間,學生就可以找到相關(guān)的老師,繼續(xù)自己感興趣的研究,為他們?nèi)蘸蟠蛳禄A(chǔ)。進幾年來,已經(jīng)有幾位本科生在專業(yè)實驗之后,走進實驗室進行科學研究,并憑借其本科階段的研究經(jīng)驗成功申請到獎學金,到發(fā)達國家的大學繼續(xù)攻讀研究生學位。
經(jīng)過這些專業(yè)實驗課程的改革之后,學生的上課熱情高漲,學習的積極性也極大的提高起來,而且還有一些學生迸發(fā)了進一步進行科學研究的熱情。這樣又倒過來推動了學生對理論課程的學習,從總體上改善了學生的學習效果,能夠更好的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
參考文獻
[1] 楊瓊芬.材料化學專業(yè)實驗課程體系和教學方法改革探索[J].四川職業(yè)技術(shù)學院學報,2011,21(3):90-91.
關(guān)鍵詞:專業(yè)導論;質(zhì)量保障系統(tǒng);教學實踐;材料化學
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2012)41-0035-03
一、引言
隨著對大學新生開設(shè)專業(yè)導論課的背景、價值和目的日益充分的探討,越來越多的學校開始重視專業(yè)導論課程的設(shè)立,任課教師也提出了許多教學改革方法和措施。專業(yè)導論課主要對本專業(yè)性質(zhì)、學習內(nèi)容、學習方法、課程設(shè)置及未來就業(yè)前景和領(lǐng)域進行介紹,目的是培養(yǎng)學生專業(yè)思想和興趣,引導正確的學習方法,規(guī)劃四年學習計劃和未來就業(yè)。專業(yè)導論課程的授課質(zhì)量將會影響本科生大學四年的學習質(zhì)量,甚至外延到學生的職業(yè)生涯。課程教學質(zhì)量是學校教學水平的具體體現(xiàn),是教學評估的重要指標,建立課程教學質(zhì)量保障體系是必要的。
材料化學專業(yè)(綠色電子材料方向)是教育部批準2009年開始招生的新專業(yè)。上海第二工業(yè)大學(以下簡稱“我校”)基于電子產(chǎn)品制造綠色化和從源頭上解決廢棄電子產(chǎn)品環(huán)境污染問題的行業(yè)背景,根據(jù)國家環(huán)境保護政策和企業(yè)需求開設(shè)了本專業(yè)。材料化學專業(yè)(綠色電子材料方向)培養(yǎng)掌握電子信息制造基礎(chǔ)知識、材料化學專業(yè)知識和電子廢棄物資源化技術(shù),從事綠色電子材料設(shè)計與制備的專業(yè)技術(shù)人才,滿足微電子及光電子材料與器件制造、電子原輔材料制備、電子廢棄物處理等高新技術(shù)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)需求。在新專業(yè)的培養(yǎng)方案中,大學一年級第一學期開設(shè)了“材料化學專業(yè)導論”課程。對于新專業(yè)建設(shè),應當始終把教育評估的質(zhì)量觀貫穿于教學活動的每個環(huán)節(jié)。從2009年開始,我校制訂和完善了教學大綱、教學進程表;自編了講義,并制作多媒體課件;在教學內(nèi)容、教學方法、教學手段等方面進行了探索,從課程目標、課程實施、課程管理和課程評價四方面初步建立了“材料化學專業(yè)導論”課程教學質(zhì)量保障系統(tǒng)。
二、課程目標
材料化學專業(yè)導論課是大一新生最早接觸到的一門和專業(yè)相關(guān)的必修課程,1學分,16學時。建立清晰、準確的課程目標是保證教學質(zhì)量的首要前提。課程教學必須解答新生心中的三大困惑,即這個專業(yè)是“干什么”的?要“學什么”?畢業(yè)后自己能“做什么”?學生學完之后將對材料化學專業(yè)(綠色電子材料方向)有全面的了解,包括本專業(yè)在社會發(fā)展中與國民經(jīng)濟中的地位與作用;本專業(yè)涉及的科學技術(shù)研究內(nèi)容與發(fā)展趨勢;本專業(yè)的教學培養(yǎng)計劃及課程設(shè)置;本專業(yè)學生的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)與素質(zhì)要求。從而使學生更明確大學四年學習目標與內(nèi)容,掌握正確的學習方法,了解就業(yè)方向與領(lǐng)域。
三、課程實施
1.課程教學內(nèi)容
材料化學專業(yè)導論課程教學內(nèi)容涉及專業(yè)知識、思想教育、職業(yè)創(chuàng)業(yè)教育等方面的內(nèi)容,要實現(xiàn)教育和教學雙重目標。通過三部分材料化學專業(yè)知識的講解,使學生首先了解這個專業(yè)是“干什么”的。第一部分從什么是材料、材料的分類、材料的用途、新材料入手,讓學生有一個從感性到理性的認識過程;第二部分包括一級學科材料科學與工程的內(nèi)容以及學科專業(yè)發(fā)展過程;第三部分先介紹傳統(tǒng)的材料化學專業(yè)涵蓋的內(nèi)容,在材料化學專業(yè)框架下講解材料化學專業(yè)(綠色電子材料方向)的設(shè)置背景、研究范疇、專業(yè)特點等。電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展帶來的電子廢棄物對環(huán)境的污染問題日益嚴重,歐盟相繼出臺了WEEE指令、RoHS指令來應對,電子廢棄物的資源化以及電子產(chǎn)品的綠色設(shè)計與制造是解決問題的主要技術(shù)和方法,本專業(yè)的特點就是培養(yǎng)掌握這方面專業(yè)知識和技能的應用性人才。為了使學生更深入理解本專業(yè)在社會發(fā)展和國民經(jīng)濟中的重要性以及開設(shè)本專業(yè)的意義,在這一部分增加了電子材料概述、電子輔料概述,無公害電子制造技術(shù)的發(fā)展趨勢三個模塊的內(nèi)容。
針對學生希望知道在我校這個專業(yè)能“學什么”,課程重點介紹了本專業(yè)培養(yǎng)方案,講述專業(yè)學習的課程體系,也增加了本專業(yè)學生所能參加的技能考試所需的知識點。培養(yǎng)方案包括本專業(yè)對學生的基本要求、畢業(yè)生應獲得的知識和能力、修學年限、畢業(yè)與學位的授予、四年課程安排和學分要求。對專業(yè)主干課程要學習的主要內(nèi)容作一概括。針對公共課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和實踐課不同課程的特點,介紹學習這些課程的基本方法。材料化學專業(yè)(綠色電子材料方向)有著全新的課程體系,以四大化學(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學)課程為基礎(chǔ),材料化學、材料物理、高分子材料、膠體與界面化學等課程為主,增開了電子信息材料、印制電路技術(shù)、電子化學品(電子原輔材料)、封裝技術(shù)與材料等專業(yè)課,讓學生較全面地了解電子信息產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈;增加了廢棄物資源化技術(shù)、電子產(chǎn)品和電子化學品中有毒有害物質(zhì)和毒理學的專業(yè)必修課和選修課,讓學生了解電子產(chǎn)品和電子化學品中有毒有害物質(zhì)及其危害,以及資源化技術(shù)。增加了納米材料、薄膜材料制備技術(shù)的專業(yè)課和綠色電子材料設(shè)計的實驗課,讓學生了解和掌握電子原輔材料綠色設(shè)計和制造技術(shù)與制備方法。增加的這些課程與材料化學專業(yè)的材料制備/合成、組成,結(jié)構(gòu)、測試,表征、性能,應用的專業(yè)課程相互銜接,形成了獨特的知識體系。
對于學生畢業(yè)后能“做什么”的問題,從幾個方面來講授。第一是材料類人才的現(xiàn)狀和需求;第二是已開設(shè)環(huán)境工程(電子廢棄物方向)專業(yè)、相關(guān)材料類專業(yè)的學校以及研究所的簡介;第三,結(jié)合我校開設(shè)的職業(yè)生涯規(guī)劃以及自主創(chuàng)業(yè)教育,為本專業(yè)學生明晰就業(yè)方向,樹立正確的擇業(yè)和就業(yè)觀。
材料化學導論課程中還設(shè)計了專題講座,包括歐盟WEEE指令、歐盟RoHS指令、PCB與綠色生產(chǎn),通過聽取專題報告學生對本專業(yè)進行更深層次的了解。
2.課程教學方法與手段
根據(jù)材料化學專業(yè)導論課的特點分析和教學內(nèi)容可以看出本課程的教學難度并不大,因此在教學方法上可以實現(xiàn)多層次、多樣化,避免單純枯燥的講解。在專題講座中,邀請有經(jīng)驗的企業(yè)技術(shù)骨干作1~2個報告;以學生為中心,學生體驗式教學,學生課后通過各種途徑來查閱相關(guān)資料,并在課堂上相互交流成果,比如調(diào)研電子原輔材料企業(yè)、查找開設(shè)材料化學專業(yè)的學校等;實踐環(huán)節(jié)方面安排學生參觀我校的學生實驗室以及各研究課題組的專業(yè)實驗室,激發(fā)學生對科研的感覺。
利用多媒體課件與板書相結(jié)合的教學手段,教師通過精講的方式促進學生對重點概念的理解。在課堂上采用討論教學法,擬定能引起學生興趣的、有啟發(fā)性的討論題目,結(jié)合學生課后自己查閱的資料開展討論。在考核方式上采用期末考試與小論文相結(jié)合的方式進行。
四、課程管理與評價
1.課程管理
課程質(zhì)量不僅受靜態(tài)的課程資源要素的影響,也與課程管理對課程活動進程中的動態(tài)控制有關(guān)。材料化學專業(yè)導論課程教學質(zhì)量保障系統(tǒng)包括教師工作的規(guī)范管理、學生學習的規(guī)范管理和施教過程規(guī)范管理。成立了材料化學專業(yè)導論課程教學團隊,上好導論課不僅需要統(tǒng)觀專業(yè)教學體系,還應通曉專業(yè)應用領(lǐng)域,同時還要對專業(yè)就業(yè)市場有一定的了解,因此,任課教師團隊由系主任和兩位教授組成。任課教師嚴格按照教學大綱制定教學進程表。教學大綱中明確了這門課程的性質(zhì)與任務(wù)、課程基本要求、課程內(nèi)容、教學時數(shù)分配,考核方式,教材。教學進程表是嚴格按照教學大綱分配一學期內(nèi)16學時課程,每周1個課時的上課內(nèi)容。所有相關(guān)本課程的教學文件每學期進行歸檔,由教務(wù)部門統(tǒng)一管理。學生學習規(guī)范包括有學習條件、學習任務(wù)、學習要求,有課后作業(yè),接受誠信教育。教師在施教過程中必須遵守學校的一切教學管理規(guī)定。
2.課程評價
材料化學專業(yè)導論課程的教學評價包括學生評教,督導和同行評議。學生評教和督導聽課由學校層面組織,并將結(jié)果反饋到學院;同行評議是由學院組織其他教師聽課,結(jié)果由學院的學術(shù)委員會反饋給授課教師。此外,授課教師在課程學習期中和期末運用課堂調(diào)查了解學生的學習情況,以此構(gòu)成今后改進教學的基礎(chǔ)。
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