时间:2023-02-28 15:57:55
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化学化工学论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
《计算机在化学化工中的应用》是由计算机和化学化工等多个专业交叉融合而成的新课程,旨在使学生掌握利用计算机技术解决化学化工领域问题的基本方法,提高学生利用现代技术去解决本专业问题的综合能力。这就要求大学生不仅要掌握计算机的基本理论知识,熟悉常用化学化工专业软件的运用,还要提高通过互联网获取化学化工信息的检索能力等。
(2)课程的实践性特点。
《计算机在化学化工中的应用》与其它课程的不同之处在于其实践性非常强。除了规定的上机练习实践教学外,在计算机命令和执行的演示,化学化工软件程序说明和运行的示范,计算机网络技术应用和信息资源检索等都需要教师指导学生通过反复实践练习才能掌握,所以采用传统的单纯理论讲授的教学方式难以达到应有的教学效果。
(3)课程的前沿性特点。
《计算机在化学化工中的应用》是运用计算机技术来解决化学化工领域中问题的一门新课,而计算机科学与技术在现代科技领域中又是更新换代最快的一个学科,再加上化学化工行业本身飞速发展的特点,势必要求在教学过程中不断探求相关知识前沿,及时注入最新的科技成果才能确保教学的质量和效果。
2不断拓展《计算机在化学化工中的应用》课程的教学内容
《计算机在化学化工中的应用》所涉及的范围异常广泛,所应用到的计算机软件也相当繁杂,而目前各个高校并没有一套较权威的专门教材。为了确保教学质量和教学效果,我们对该课程的教学内容进行了动态的设计与管理。
(1)电子讲义取代纸质课本。
随着科学技术的迅速发展,计算机技术在化学化工上的应用也日新月异。因此,为了开拓学生视野,把计算机技术在化学化工应用的新信息、新知识和新动向及时充实到教学内容中,以反映当前该学科领域的新理论和新动态,我们结合实际编写了本课程教学的电子讲义,取代了传统的纸质课本,不仅方便了学生课前预习与课后复习,而且博众家之长,有效避免了一书独大的局限性。
(2)师生共同设计学习内容。
传统的教学方法是教师根据教学大纲来设计和安排教学的具体内容,学生只是被动地接受知识。我们结合《计算机在化学化工中的应用》的课程特点,由主讲教师公布教学大纲和重点,广泛征求往届学生和应届学生意见,采取了教师主导,学生参与,共同完成学习内容设计的方法,受到了学生广泛好评。
3积极推进《计算机在化学化工中的应用》课程的教学形式及教学方法改革
教学质量的提高依赖于教学手段改进和教学方法创新。在《计算机在化学化工中的应用》的教学实践中,我们采取了多种形式和方法进行了教学改革与探索:
(1)理论教学与实践教学相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课我们采用了2/3理论和1/3实践的模块教学形式。理论教学以教师课堂讲授为主,课堂讨论为辅的交互式教学模式。与课堂上的教学相比,学生对于实践教学表现出更大的兴趣。通过上机练习实践教学不仅能巩固和融会贯通理论知识,更重要的是能反映出学习过程中存在的问题。
(2)现代技术与传统模式相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课的理论教学模块中,我们采用多媒体与传统模式并用的课堂教学方法。对于涉及计算机技术方面的内容,我们多采用多媒体演示的形式进行教学,而对于化学化工知识方面的内容,我们又运用了一些传统的板书和实物模型展示的方式进行教学。这种现代技术与传统模式相结合的教学方式,丰富了课堂教学形式,提高了学生的学习兴趣和学习效率。
(3)自主探究与课外辅导相结合。
培养学生的主体性是现代大学的基本理念,也是我国当前高等教育改革的重要内容。大学生的主体性是需要通过教育实践来培育、弘扬、规范和定型的。为此,我们通过探究式教学方法,让学生带着问题积极参与到教学的各个环节中,使其成为课堂学习的真正主人。在课后,教师要布置相应的课外练习作业,并辅导学生巩固课堂教学内容。
(4)大辅导与小专业相结合。
《计算机在化学化工中的应用》课是化学化工所有专业学生的选修科目,选修的学生人数较多,但专业方向不同。在教学中,我们采用了基础知识大辅导,模拟实践与具体小专业方向相结合的方式,做到了个性与共性的有机统一。
(5)师生面对面与网上互动相结合。
在《计算机在化学化工中的应用》教学中,我们不仅在课堂上面对面辅导学生学习,课下还通过QQ群、电子邮箱、微信群等多种形式与学生进行课程内容的交流与互动,从而激发了学生的自主学习的兴趣,拓展了传统教学的内容和空间。
4优化创新《计算机在化学化工中的应用》课程的考核方式
学生的课程成绩评定是对其学习成果的一个总结,学习过程是一个动态变化的过程,课程考核方式对促进学生学习起着重要的导向作用。通过优化考核方式,使教师由课程成绩评定的仲裁者转化为课程学习的鼓励者。因此,优化考核方式是教学改革的重要组成部分,是实现优质教学效果的有力保障。在《计算机在化学化工中的应用》课的考核中,我们改变了一张卷子定成绩的传统方式,开展了学习过程评价和学习结果评价相结合的多种形式并举的考核方式探索。为提高学生对上课、作业、上机操作等各个教学环节的重视程度,也为了能科学合理的评定课程成绩,达到全面客观考核学生掌握知识情况的目的,该课程的考核方式采用平时考核、上机操作考核和期末考核相结合的方式。学生的成绩分为平时成绩、上机操作成绩和期末考试成绩三个部分,其中平时成绩占20%,上机操作成绩占20%,期末考试成绩占60%。平时成绩包括上课考勤、课堂互动表现和平时作业等;上机操作成绩包括预习报告、上机操作报告和师生互动信息反馈等;期末考试成绩由理论卷面成绩和上机实践成绩两个部分组成。通过考核方式的优化,一方面促使教师做到多策并举、因材施教,另一方面也激发了学生自主学习的积极性,达到了既关注学习过程又重视学习结果的目的。
从发展趋势看,未来十年中我国化学化工文献的数量有希望达到CA总篇数的6%,进入CA“五强”之列。
广东建成重点实验室
广东省在“七五”期间建成重点实验室,并投入使用。其中包括合成纤维技术开发实验室、稀土合金材料实验室、华南药用资源开发实验室、工业表面活性剂实验室、风湿临床实验室、菌种保藏与选育实验室、饲料研究实验室、精密模具设计实验室,合计投资1500万元。“八五”期间还将建设激光生命科学、森林病虫害综合防治、专用集成电路设计、无融合生殖遗传育种等高技术性和强实用性的重点实验室和中试基地。
细胞反应器
华东化工学院研制的动物细胞大规模培养器和南京化工学院研制的植物细胞大规模培养器,于11月下旬和12月初分别在上海和南京通过国家级鉴定。
超导医疗设备
深圳蛇口中国科健有限工业公司研制成功6000高斯的超导磁体A,并用于我国第一台磁共振成像仪。这台大型医疗设备分辨率高,可检查早期癌症。该项成果是我国超导研究首次投入实用。
彩釉砂涂料南京栖霞山装饰材料厂用彩釉和多种化工原料高温烧结制成彩釉砂涂料,广泛适用各种材料的表面喷涂,制成壁画和工艺画,装饰古典建筑和雕塑。该产品曾获国家科技一等奖和35届布鲁塞尔世界发明博览会金奖。
弹塑性防水涂料
南京市建筑材料研究所研制成功的弹塑性防水涂料通过鉴定。新型涂料的优点是高温下不流淌,低温下柔性大、粘接强度高,耐酸碱性均较强。近10年防水工程堵漏用塑料油膏,虽能耐腐蚀、耐冷热,但施工时需加热熔融,产生气味大、污染环境的问题,导致烫伤和火灾枭故的机会增多。用弹塑性防水涂料代替塑料油膏,可避免以上各种毛病。
工业废液气化灶
南京大学营防灶具厂和张家港市节能气化炉厂,分别研制成功再生民用液化燃料及专用灶具。
再生液化燃料以石油、化工和印染厂的废液为原料,加入特别添加剂制成,具有火力强、热值高、价格低的优点,采用塑料桶常压贮存、运输和使用,价格大大低于液化气和煤气。
专用灶具燃烧充分、无泄漏、预热时间短、燃烧产生的废气对人无毒害。
香味广告
美国乔奇欧公司在杂志上做香水广告。读者在翻阅杂志时会无意触破杂志上的香水微囊,从而对该公司的香水留下深刻印象,诱发对该香水的购买欲。罗布斯制革公司在《建筑文摘》杂志上刊登的广告,散发出该公司皮革制品的香味。.
生物组织粘合剂
山东莱阳农学院从牛、锗等动物的血液和肺、脑组织中,用盐析、吸附、透析、等电点沉淀和低温沉淀等方法,研制出纤维蛋白复合生物组织粘合剂,可用来粘合皮肤、神经、肌肉、血管、器官、子宫、肠道等。粘合剂可在生物体内被吸收,使用时没有毒副作用,不会产生局部或全身反应。
ZT胶
西安市化工研究所开发成功粘补生物体用的2T胶,可用于粘合皮肤、肌肉等生物组织,起定向枯连、加固作用,甚至可在高度炎症水肿的肌体上用作修补粘合,减少患者的痛苦,减少并发症,降低死亡率。
微生物电池
日本东京农工大学和理化研究所研制成。功微生物电池。试制品外形5x5x3厘米,充填水、微生物、电解质和二氧化碳。经光线照射,能释放出约1/1000安培的稳定电流,足以驱动表用塑料电动机。
变色颜料
国外流行变色颜料多年,最初用于毛巾、服装布、毛线,通过颜色变化表示天气和物体的温度,并表示影响温度的昼夜、阴晴等因素。
最近变色颜料的用途更加广泛:
1. 变色瓷杯倒入开水,杯上的画瞬间发亮、水温降低时慢慢恢复原来色彩。
2. 变色牙膏刷牙时间超过3分钟,牙膏颜色转变,提醒人们停止刷牙。
3. 变色房屋水泥生产过程中加入二氧化钴等矿物质,空气干燥时呈淡蓝色,潮湿时变紫色,下雨变成玫瑰色。
铺路采用化学品
聚笨已烯9厘米厚的泡沫砖铺路面,1972年在挪威奥斯陆附近铺设,重量仅混凝土的1%,坚固耐用,弹性好,易修补。
发光水泥用来划分车道、横道线和路面标志,夜间闪光,有利安全,增添夜景。
(一)校企合作形式与内容
校企合作形式是影响联合培养的最重要因素。重点大学及行业特色型大学由于其品牌和行业影响力而在校企合作培养研究生方面有显著的优势。以中国石油大学为例,该校立足于石油石化行业和领域,面向东营胜利油田和青岛近海油气田及两地相关产业开展人才培养,是国内化学工程专业硕士校企合作效果最好的高校之一。然而,国内大部分地方高校与企业之间的合作形式仍较为初级,特别是地方高校受到学校科研实力、学校办学层次和软硬件条件等因素的制约,校企之间的相互联系多建立在项目合作和个人感情联系的基础上,未形成长效机制。如果企业负责人离职或合作项目中断,则联合培养将大受影响甚至停滞。此外,部分地方企业创新意识不强或过分追求“短平快”的项目,都将影响人才持续培养机制,无法实现良性循环。从人才需求角度来看,地方经济状况的优劣也会明显影响企业的人才需求,进而直接影响校企合作的基础。
(二)导师
很多高校的校内导师过度倚重发表学术论文,或者一直从事基础理论研究,缺乏应用研究项目和研究经验。该类导师在指导专业学位研究生时往往延续过去的研究思路和方向,以学术型研究生模式培养专业学位研究生,最终导致毕业生与企业要求相差甚远。此外,很多校外导师是企业的高管或主要负责人,日常事务繁忙,对自己负责的学生疏于管理和指导。学生在企业或沦为廉价劳动力,或实践流于形式,达不到应有的效果。
(三)培养过程
国内各高校的化学工程专业硕士的主要管理和培养政策已经基本齐备,但仍有部分政策还在修改和制订过程中。很多高校在课程体系构建、考核方式、实践内容等方面没有将专业学位研究生与学术型研究生加以区别,未能体现出专业学位职业性、应用性的特点。与企业生产实际密切相关的课程开设不足也是目前国内高校化学工程专业硕士培养普遍存在的问题。
(四)生源
对于重点高校,无论是学术型硕士或专业学位硕士均呈现“供大于求”的局面,学校可以从容择优录取。而地方高校的专业学位认可度普遍较低,直接导致部分优秀生源流失,毕业生质量也因此受到影响。
(五)其他问题
部分地方高校在导师激励政策、学生奖励机制等方面不够完善,由此产生了导师因专业学位学生花费多、产出少而不愿意接受专业学位学生的情况;学生也因在奖学金等方面无法与学术型研究生竞争而影响了科研积极性。
二、方针与措施
鉴于以上问题,我们以山西大学与三维集团合作构建的“山西省催化技术研究生教育创新中心”为平台,通过深入探索山西煤化工转型对化学工程专业研究生教育的影响,从合作模式、导师管理、课程体系构建、健全和完善各项制度等方面进行改革,并力图构建一种符合山西省化工行业需求的化学工程专业学位研究生培养模式。
(一)校企合作平台的构建
构建校企合作平台是稳定专业学位硕士培养质量的根本措施。2002年,化学化工学院的研究生就因项目需要而在三维集团进行数月至一年的工业侧线实验。随着双方项目合作的深入,进入企业实践的学生人数不断增多,而企业的技术人员也积极参加山西大学的博士或在职工程硕士考试,双方实现了人才培养上的互动。在此基础上,2004年双方共建了“精细化工催化与反应工艺共建实验室”,实现了校企层面的科研平台构建。2007年底,经山西省经委、山西省教育厅、山西省产学研工程领导组批准,校企双方通过政府层面建立了“山西省催化技术研究生教育创新中心”。随着相关管理制度逐步完善,该中心不但成为研究生培养的创新实践平台,也逐渐成为高校和企业间的技术、人才交流平台,并为企业技术带头人的知识更新和产业技术升级提供了支撑。近年来,山西大学积极开展“煤基资源高值循环利用协同创新中心”的建设,拓展多方合作关系。目前研究生教育创新中心的企业平台已包括阳煤集团、潞安集团、河南煤业集团等大型煤化工企业,未来还将探索与中科院山西煤化所、中科院大连化物所、中科院过程所等研究所合作培养研究生的可能性。综上所述,山西大学化学工程领域的校企合作经历了如下发展历程:校企合作项目牵引建立校企层面的科研合作平台建立政府层面的研究生教育创新中心建立多方参与的校企科研教育合作平台。其中,多方平台的建立不但解决了科研项目延续性、科学性的问题,更有利于实现校企联合培养的长效性和持续性。
(二)管理体制创新
为进一步提高专业学位研究生教育水平,我们就专业学位研究生的管理体制方面开展了改革创新。研究生院成立了“专业学位管理办公室”,负责与专业学位相关的政策制订、学科建设、品牌建设,以及对各培养单位进行管理、督导和服务等工作。学院成立了相关的“专业学位教育中心”,负责相关专业学位研究生的招生、培养、师资队伍建设、实践基地建设等工作。化学化工学院以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为基础,吸纳了相关学科负责人和校外导师,共同承担化学工程专业学位教育中心的职责。上述举措有利于各培养单位积极发挥主观能动性,形成符合各自专业实践特点的培养模式。
(三)导师遴选及评聘制度改革
山西大学研究生院根据各专业学位培养单位的具体情况,制订了详细的校内导师、企业导师评聘制度。特别是对企业导师实行“一年一考核,三年一聘”的管理办法。在学院教育中心层次上,化学化工学院成立了化学工程硕士指导小组,以“山西省催化技术研究生教育创新中心”为核心,吸纳其他理科或相关学科导师,实现导师之间的理工优势互补,在一定程度上解决了理科环境中开展应用实践的问题。此外,学院教育中心强化了企业导师的归属感和责任感,通过让企业导师参与课程设计及研究生选课、确定科研课题、开设学术讲座和专业特色选修课程等方式,进一步让企业导师融入学生培养过程。
(四)课程体系构建
2013年,山西大学根据教育部相关文件,结合各专业具体情况,对硕士研究生培养方案进行了详细的修订。在课程设置中,我们将课程分为公共基础课、专业基础课、专业应用课、选修课4类,各类课程均采用了教授授课、双语教学等模式,特别突出工程应用类型的课程。由于化学工程专业硕士的导师的知识存在多学科、多研究方向的交叉,因此,我们在课程设置上采取丰富选修课的方法解决这一问题。为了避免重复设课或课程内容重叠,各专业领域均可选择化学学科或其他专业领域的课程作为选修课。师资力量和师资水平方面,由于山西大学工科师资力量不足,我们采用“外校聘请+本校培养”的模式逐步提高师资水平。此外,学校还通过请企业导师或行业知名专家开设学术讲座、特色专业选修课等方式,使学生获悉国内外化工行业发展的最新动向。
(五)奖学金制度
现阶段山西大学研究生奖学金主要为国家奖学金和学业奖学金,原有奖学金评价主要基于学生学习成绩和科研成果的考量。化学化工学院将专业学位研究生与学术型研究生分开评比。专业学位研究生的科研成果可以是学术论文、专利、负责项目、实践报告、调查报告等多种形式,特别强调学术论文、专利、项目等必须具有应用背景。此外,针对专业学位研究生科研结果无法量化的问题,我们采用“预审+集中答辩”的方式,由答辩委员会评出获奖等级。上述评审制度的实施明显调动了专业学位研究生的科研积极性。
三、发展与方向
尽管我们在化学工程专业研究生培养方面进
行了许多改革,但仍有很多方面需要高校、企业及地方政府进一步协调改进。我们将目前改革探索的方向归纳如下,这既是我们的努力目标,也希望能够给予其他高校一些启发。
(一)提高学科认可度,创出专业品牌效应
优质的生源是研究生培养和学科发展的大前提,没有良好的生源,校企联合培养将成为无本之木、无源之水。近年来,山西大学通过增加推免生名额比例,明显提升了专业学位研究生的生源素质;与此同时,山西大学通过鼓励校企合作科研,建立多方参与的协同创新中心,进一步扩大了学校、学科的业内影响力。未来,山西大学将以校企协同创新中心为发展核心,以高水平人才队伍建设为发展动力,通过科研成果和科研团队创出专业品牌效应。
(二)深化校企人才技术交流平台建设,实现人才培养的良性循环
校企双方只有真正实现技术流、人才流的双向流动才能培养出真正的应用型人才。因此,我们需要建立完善的涉及项目合作、利益分配、人才交流等体制机制,进一步强化企业研究生实践中心的构建,通过校企合作项目引领、扩大平台的影响力,提升平台自我“造血”能力,逐步引导校企合作由“项目带动”发展到“人才+技术混合带动”,最终实现人才培养的良性循环。
2改革教学方法,加强学生知识、素质和能力的培养
改变单一的教学模式,促进教学方法的更新,培养创新能力。有机化学教学,不是要学生死记硬背诸多有机物质的结构、性质、用途和制备方法,而是要让学生掌握研究问题的方法和思维规律,培养学生敏捷、灵活、准确、独创、严密的良好思维品质,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。改革纯课堂讲授的教学方法,培养基础扎实,知识面广,有创新能力的现代化社会急需的创造型人才。结合本专业的教学实际,更新教学方法,把教学分成4个主要环节,即:“读、讲、做、练”相结合的方式进行。
(1)“读”注重学生自主学习和综合能力的培养。本科生起点较高,自学能力较强,要指导学生阅读教材,预习和课后复习,逐步培养学生的自学习惯。
(2)“讲”注重学生好奇心和学习兴趣的培养。如果按传统的教学方法按部就班地讲授,学生会感到枯燥和乏味,久而久之学生的学习主动性会降低。教师应以启发、诱导、提问、释疑等方式进行教学,使学生尽快明白和掌握教材中的重点、难点和关键。或者将各种边缘学科的精彩内容适当引入教学中,提高学生的好奇心和学习兴趣。
(3)“做”注重学生创新能力和科研素质的培养。有机化学实验课教学对培养学生动手能力、周密思考、仔细观察、探索问题、学习兴趣和科研能力方面具有重要作用,同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。高度重视实验教学环节,增设综合性、研究性实验,选择与专业密切相关的基本操作进行强化训练,通过做实验激发学生的学习兴趣,培养和提高学生操作技能、动手能力、观察能力和思维能力,培养学生严谨、科学、实事求是的学习态度。
(4)“练”注重学生分析问题和解决问题能力的培养。通过多种练习方式,课堂的边讲边练,课后的作业练习等等。此外,开展讨论、撰写小论文、专题讲座以及举行知识竞赛活动,灵活运用各种方法,全面提高学生的综合素质。
3采取多种教学手段,激发学生兴趣
教师利用信息技术授课,可以让教学内容以各种形式呈现,激发学生学习的兴趣,建造学生可参与和自主学习的环境,从而发挥学生的主体性。多媒体教学手段拓展了课堂的时间和空间,可使复杂抽象的知识简单化、具体化。有机化学结构、反应机理、电子效应等教学,概念多且抽象、枯燥,因学生缺乏空间结构意识和空间想象力,黑板上的平面板书无论如何也难以唤起学生的共鸣,是教学的难点。采用多媒体教学可以插入图片和视频,动画或漫画,逼真的主体画面、清晰的比较鉴别、精练的规律归纳,牢牢地吸引住学生,激发他们的求知欲。另外,利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大信息量的优化处理,大大提高课堂效率,较好地解决当前有机化学课程(特别是非化学类的有机化学课程)学时数少和教学内容多的矛盾,因此在教学过程中适当地使用多媒体辅助教学,对提高教学质量具有重要的意义。但对于多媒体技术的运用要注意和课程内容的有效结合,做好相应的编排和合理使用,避免因为过分追求信息量而出现的内容混乱及繁杂。另外,当前学生的社交手段中,网络是重要的一种方式,QQ、BBS等使用较多,如何利用这些媒介拉近教师与学生之间的关系进而提高他们对有机化学的兴趣对于培养学生创新性思维有着重要的意义。针对有机化学内容分散,知识点多的这种情况,我们充分利用了网络媒介进行课下辅导,取得了良好的效果。利用FTP进行课件公开,方便学生查阅,创建QQ群进行讨论和答疑,并在QQ空间上将典型问题列出并加以解释,这种方法促进了学生的主动学习,并且可以及时获得疑难问题的针对性解答,拉近了师生距离,也有效提高了教学效果。
4深化实验教学改革
有机化学是我校的校级精品课,它是一门以实验为基础的学科,在大学二年级开设。此阶段的学生正处于实验技巧、独立实验能力提高的阶段,因此做好这一阶段的教学,对培养学生的实践能力与创新能力有着极其重要的意义。
4.1将单元实验整合成综合型实验
《有机化学实验》教材中化合物的制备,大多是单个有机化合物的制备,缺少综合型、设计型与创新型强的实验内容,不利于培养学生的动手能力、分析问题解决问题的能力,更不利于创新能力的培养。综合型实验是该实验课程知识的综合体现。所谓综合型实验既包括多步骤连续综合实验又包括合成、分离、提纯以及检验等实验。多步骤的综合实验不但可以提高学生的实验技能,缓解由于扩大招生,学生人数增多,实验药品消耗多的矛盾,节约经费开支。同时,多步骤综合实验,由于试剂的回收利用,减少了对环境的污染,有利于环境保护,体现了绿色化学的特点。
4.2增加绿色应用性综合型实验
随着绿色化学的提出,科学实验的环境保护问题越来越引发人们的关注。因此,我们增加了天然有机物提取等实验内容,如从茶叶中提取可作为中枢神经兴奋药的“咖啡因”和“茶多酚”,以取代原有机化学实验中毒性较大的“环己烯的制备”和“偶氮苯的制备、光异构化和薄层色谱实验”两个实验。既激发了学生学习有机化学的兴趣,又培养了学生将实验成果及时转化为经济效益的意识。
4.3开设开放实验
在本科生完成有机化学实验必修课的同时,适时增设开放型试验。开放实验首先要满足以下一些要求:①具有综合性;②实验的绿色化;③必须是学生爱做的实验;④能丰富学生的知识水平。另外,还要具有如下五个特点:一是实验时间和空间的开放;二是实验内容上的开放;三是指导方法上开放;四是教学手段和管理手段的开放;五是实验教学评价的开放。这种实验教学方式的根本目的就是克服传统实验教学中学生的角色比较被动的弊端,注重学生的主体作用,激发学生的创新积极性。
二、以制度为约束,完善学生工作队伍建设
队伍建设是一切工作的生命线,是决定一支队伍战斗力和凝聚力的重要组织保障,关注学生成长的贯彻落实,与队伍建设密不可分,而队伍建设则要以工作实效为目标,以讲学习、练素质、塑形象、做表率为重点,充分调动干部队伍的积极性。化学化工学院制定了《化学化工学院本科生“导师制”实施办法》,突出“六看”:一看是否用心,二看是否主动,三看是否负责,四看是否有效,五看是否被学生认可,六看是否有突出贡献。较好地发挥了导师心理疏导、学业指导、生活引导等作用;通过学生干部素质拓展训练和学生干部培训班,在学生干部中开展“作风建设月”,强化学生干部的服务意识,提升综合素质;充分发挥党员的先锋模范带头作用,践行学生干部“六要”要求,强化化工精神,尽职、守纪、做好服务;出台《化学化工学院团委学生会部门考核制度》,完善学生工作制度体系,形成了有利于学生成长成才的长效机制。
三、以品牌活动、科技创新为依托,强化素质教育
综合素质是衡量人才培养质量的重要指标,化学化工学院以宣传引导、经费支持、业绩激励几个方面着手,推动了品牌活动、科技创新活动的蓬勃开展,强化素质教育。化学化工学院持续开展“新生趣味运动会”“阳光宿舍”“化工之星”“化工达人秀”“家长教师寄语进宿舍”等品牌活动,保持活动主旨,创新活动形式,让更多的学生可以参与其中,达到在活动中感染人、教育人、锻炼人,提高学生综合素质的目的,并借助学校心理健康活动月等平台,鼓励并指导学生以班级为单位开展各具特色的主题团日活动及创新党日活动;依托《化学化工学院科技创新管理办法》,挂靠化学化工学院科研部,吸纳更多的人参与到挑战杯科技创新竞赛、化工设计大赛、大学科技园创新项目大赛、创新创业大赛等活动中;加快化学化工学院“一院一品”工作的推进;落实“理论加实践,四年不断线”的职业发展课要求,争取与更多的单位确立社会实践基地。
2精选实验内容,实施绿色化实验教学
无机化学实验教学长期处于理论课的附属,选择的实验内容基本上是都是对理论课上所讲的理论的验证。要想满足教学大纲所规定的培养目标的要求,就必须精心选择实验内容,尽量减少验证性实验的比例,增加综合性、设计性实验的比例,将绿色化学理念贯穿在实验教学过程中,减少有毒有害实验药品的用量,在实验过程中尽量避免有毒有害的化学产物或副产物的生成,减少对周围环境造成的污染。提高实验试剂的利用率和药品的使用率,将实验产生的废液集中存放并按要求进行无害化处理,尽可能的回收再利用,注重对学生环保意识的培养。
3在实验教学中引入多媒体教学手段
多媒体技术是近年来发展非常迅速的网络技术之一,在无机化学实验教学中,一些抽象的原理和现象,很难通过单纯的语言讲解让学生理解,因此可以通过多媒体教学把难懂的原理和现象,具体而形象的展现的屏幕上,来帮助学生理解与掌握。多媒体教学具有较强的直观性,引入的素材较多,能够声形并茂的将抽象的原理,形象直观的表达出来,提高知识传授的效率,充分调动学生的学习积极性,学生的主体地位能得到更深刻的体现。
4更新实验教学方法
目前无机化学实验的教学方法有很多种,包括注入式、启发式、探究式等,而在实际教学过程中并不是只用一种方法,二是采用多种方法并用的形式,我们要改变传统的知识灌输式的把知识全部灌输给学生,学生只是被动的接受,取而代之的是,引导学生去主动学习,学生对实验内容中的知识点进行小组讨论,老师在实验过程中只起到监督和指导的作用,及时纠正学生的实验过程中的不规范操作,引导学生认真观察、分析解释实验现象,并以小组的形式讨论实验结果,使学生正确的理解和掌握实验原理。在实际教学过程中,采用多种方法联合并用的方式,从而提高无机化学实验的教学质量和水平。
5改善实验室的硬件设施
实验室是无机化学实验教学实施过程的主要场所,学生在这里不仅增长了实验技能,也提高了实践创新能力。在无机化学实验的内容里会涉及一些基本仪器的使用操作,这些仪器的更新程度直接反映出实验室的教学水平。随着时代的发展,科技的进步,仪器设备的更新换代非常快,只有跟上发展的步伐,引入先进的仪器设备,才能培养出与国际接轨的人才。因此,高校要增加实验经费的投资,建设高标准、高水平的无机化学实验室,健全实验室的管理体制,完善基础设施建设,建立更高级别的无机化学实验教学基地。
1.1选择有益材料对于化学反应来说,最重要的还是选料的环节,它的好与坏直接影响着化学反应是否友好是否有益。有效的防范,以达到在过程以及结果的一种良性局面。
1.2采用高效高选择性的反应原料对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。
1.3使用绿色无公害的反应催化剂催化剂作为化学反应中能改变反应速率的的物质,在化学工业中应用广泛,绿色化学就是研究生产高效高质量的化学反应,不产生任何有害物质,无效产物可以做到循环利用,无公害。这项生产技术就是高度依赖化学反应过程中的催化剂,不断创新,不断推动绿色化学产业的发展,相关机构已经着手研究这些优良的催化剂.
2寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用
2.1化学工业中绿色化学的应用绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。
2.2化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物—地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。
我国晋代著名的道教学者、炼丹家和医药学家葛洪(公元284~354年)所著的《抱扑子•内篇》金丹卷中就明确记载:草木之药“煮之则烂,埋之则腐”,而“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”。这就是说,用中草药炼丹是不行的,因为它们容易腐烂。而朱砂加热后可变成水银和硫磺,反过来水银与硫磺在冷却的条件之下又可转变为朱砂。因此,服用朱砂炼制的丹药,人的生命就像朱砂与水银能互变那样,往返循环,生生不息。并把丹砂(HgS)称为长生不老药的极品。这是丹砂与水银、硫磺进行可逆化学反应的最早的明确记录。这一反应也是我们日常生活中的化学。例如:当水银温度计打碎了之后,洒落在地面的水银容易蒸发,而以蒸汽的形式被人所呼吸,从而引起汞中毒。在这种情况下,我们通常的做法是在水银上面撒一些硫磺,使之变为HgS,而HgS在常温下是没有挥发性的。有“药王”之称的唐代著名医学家孙思邈(公元581~682年)也是一位非常著名的炼丹大师。他在炼丹过程中发现了黑火药,在其著作《伏硫磺法》中记载了黑火药的配方:两份硝石+三份碳+一分硫。这三种物质一旦发生化学反应,就在短时间内产生大量的气体,从而产生爆炸。这就是我国古代的四大发明之一。这一技术直到公元8世纪才传到阿拉伯。阿拉伯人把硝石称为“中国雪”,而波斯人(今伊朗人)则称其为“中国盐”。虽然炼丹家们寻找长生不老药的梦想最终破灭,但却在炼丹的过程中创造了很多有趣的新方法和新物质,例如淮南王刘安在组织其门客炼丹过程中偶然发现了豆腐,而被称为豆腐的鼻祖,也把自己造就成了化学家。正因为如此,英国自然科技史专家李约瑟(1994年当选为中国科学院外籍院士),根据中国古代在炼丹术等方面的成就,在其著作《中国科学技术史》中提出了“医药化学源于中国”的论断,认为“整个化学的最重要的根源之一,是地地道道从中国传出去的”。到了16世纪初,药物化学家的奠基者、瑞士科学家巴拉塞尔士首先把矿物质作为药物使用,提出化学的目的是制造药剂。他认为有病就是缺盐、水银和硫磺这三种要素之一(分别比作为肉体、灵魂、精神)。为了治病就要服用所缺的要素。而为了获得能够治疗疾病的药物,必然要进行化学实验,因此,在这些实验过程中,人们便发现了硝酸、盐酸、硫酸、氨和矾等化合物,也产生了元素、化合物、化学试剂等概念,从而推动了化学的发展。
2化学的发展对医学所做的贡献
巴拉塞尔士作为医学的改革者,极力反对伽仑及阿维森纳的学说,并引导人们注意到化学对医学及药学的莫大用处。他的这种主张随着科学的不断发展而逐渐被证实。随着唯物主义哲学和化学的发展,人们坚信能够治病的这些植物中肯定存在着内在的物质基础。结果在19世纪初,化学家们从药用植物中寻找到了具有药用价值的小分子有机化合物。例如:1763年,爱德华•斯通(EdwardStone)在伦敦皇家学会宣读了题为“关于柳树皮治愈寒颤病成功的报告”。1828年,法国药剂师亨利•勒鲁克斯(HenriLeroux)与意大利化学家拉斐尔•皮里亚(RaffaelePiria)利用化学手段从柳树皮中提纯出了其有效成分水杨酸,化学名是邻羟基苯甲酸。1860年,德国拜尔公司化学家赫尔曼•科尔贝(HermanKolbe)成功实现了水杨酸的人工合成。但是水杨酸对口腔、食道和胃壁的黏膜有严重的刺激作用,从而使其在医学应用中受到了严重限制。为了解决这一问题,化学家们首先想到的是将其改为酸性较小的钠盐(水杨酸钠),这虽然减小了其刺激性,但却具有令人不愉快的甜味,导致大多数患者不愿意服用。到了1893年,德国Bayer公司的化学家费利克斯•霍夫曼(FelixHoffmann)对水杨酸进行了改造,制成了乙酰水杨酸。水杨酸与乙酰水杨酸具有相同的医学性质,但后者却没有令人不愉快的味道和对黏膜的高度刺激性,这就是“万灵药”阿司匹林。这个例子说明人们已经可以用化学的方法去改变天然产物的结构,使之成为更为理想的药物。1928年,英国细菌学教授弗莱明发现了人类第一个抗生素药物青霉素。虽然弗莱明发现了青霉素,但是青霉素培养液中所含青霉素的量太少,加上他化学底子比较薄弱,一直没法找到富集浓缩青霉素的技术,很难从中提取足够的数量供临床研究使用。因此,弗莱明只好暂时停止了对青霉素的培养和研究工作。
直到1935年,澳洲药理学家弗洛里和侨居英国的德国生物化学家钱恩合作解决了青霉素的富集、浓缩这个技术问题,才使得青霉素真正成为服务于人类的良药。青霉素的大量生产挽救了千百万患有肺炎、梅毒、猩红热等疾病的患者的生命。青霉素的发现被公认为是第二次世界大战中与原子弹和雷达相并列的第三个重大发明。正是因为弗莱明、弗洛里和钱恩对改善人类健康和延长人类寿命所做出的突出贡献,他们三人共同分享了1945年的诺贝尔生理学和医学奖。同样,我国的科学家们在推动医药学的发展和改善人类的健康方面也做出了重要的贡献。2011年,我国药理学家屠呦呦教授获得了仅次于诺贝尔奖的世界级大奖——美国拉斯克-狄贝基临床医学研究奖(LaskerDeBakeyClinicalMedicalResearchAward),以表彰她在青蒿素(Artemisinin)的发现及将其应用于治疗疟疾方面所做出的杰出贡献。这一医学发展史上的重大发现,每年在全世界,挽救了数以百万计疟疾患者的生命。这是迄今为止中国生物医学界获得的世界级最高奖项。青蒿作为药物使用,首次记载于《五十二病方》(公元前168年左右)中,这本书出土于马王堆三号汉墓。书中详细描述了如何用青蒿来舒缓痔疮。在公元340年间东晋医药学家葛洪在其著作《肘后备急方》中,明确记载了青蒿能够治疗疟疾:“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。”屠教授正是根据这一段文字记载受的启发,改变了传统的提取方法,在经过190多次的失败之后,于1972年11月8日从青蒿中获得了其有效成分——青蒿素的单体。1973年,作为其结构研究的一部分,屠呦呦对青蒿素的结构进行修饰,得到了双氢青蒿素,其药效比青蒿素高10倍。双氢青蒿素的合成奠定了合成其他衍生药物的基础。1984年初,上海有机所周维善院士课题组实现了对青蒿素的人工全合成。另外一个极为重要的例子就是哈尔滨医科大学第一附属医院中医科张亭栋教授发现As2O3可以治疗M3型白血病的原创性研究。他从民间中医中得到一个秘方:砒霜、轻粉(HgCl)和蟾蜍可用于治疗淋巴结核和癌症。而张亭栋将这个配方主要用于治疗白血病的研究,并分别检测这三种药物在治疗中的作用。通过研究,他发现其有效成分为As2O3,并于1973年在《黑龙江医药》上发表了As2O3用于治疗白血病的开创性论文[4]。1979年,他们在《黑龙江医药》上再次,明确指出As2O3对M3型白血病效果最好,从而清晰地奠定了人类今天的认识:As2O3可以治疗白血病,特别是M3型白血病[5]。1998年美国康奈尔医学院的Soignet教授将张亭栋的研究结果用于临床治疗并将其治疗结果和可能的作用机制发表于世界最权威之一的医学杂志《新英格兰医学杂志》,从而导致了国际医学界广泛接受As2O3对M3型白血病的治疗作用。而且相关药品已经通过美国FDA批准正式上市。
此外,医药史上具有里程碑意义的药物还有很多。例如1908年德国科学家埃尔利希课题组从合成的上千种含砷化合物中筛选出能够用于治疗梅毒的化学药物——砷凡纳明,从而开启了化学合成药物治疗的时代;1911年,波兰化学家CasmirFank在谷物中发现了维生素B1,并且发现缺乏维生素B1会患脚气病,随后新的维生素被不断地分离纯化并进行了结构的鉴定,使人们认识到维生素缺乏与疾病的关系;1932年德国生物化学家多马克发现的第一个磺胺类抗菌药——百浪多息;1963年美国化学家瓦尼(M.C.Wani)和沃尔(MonreE.Wall)从红豆杉中分离到了抗癌活性成分——紫杉醇(taxol)等等,这些重要药物的发现无不与化学的分离和确定结构的技术有关,见证了化学对医学的深远影响和重大作用。化学手段已经成为医学研究的一个非常重要的技术支撑。如可以用先进的化学手段来测定基因的结构、基因的序列,还可以利用化学手段去改变基因的结构,在基因上连接一个小分子或通过基因的对接来改良基因、甚至创造出新的基因。例如我们现在所见的一些转基因的食品——大豆和玉米等都是通过基因的改变来实现的。这些成就将为人类抵抗遗传性疾病及恶性肿瘤等现阶段无法治疗的疾病提供一种可能的方法。生命过程是无数化学变化的综合体现。尽管关于生命起源的学说很多,但是得到现在科学实验强有力支持的就只有“化学进化学说”,即生命是化学反应的产物。1952年,美国科学家StanleyMiller在实验室中模拟原始地球的大气成分和电闪雷鸣的自然环境,将甲烷、氨气、氢气、水蒸气等置于密闭的容器中,进行持续一周的活化放电,得到了氨基酸——这一组成生命不可缺少的蛋白质原料。而且在1965年9月17日,以钮经义为首的我国科学家用无生命的简单有机化合物合成了具有生命活性的结晶牛胰岛素,这一成果为人类做出了划时代的贡献。这些研究结果为生命起源的化学进化学说提供了有力的实验支持。美国著名的有机化学家,哈佛大学E.J.Corry教授(1990年诺贝尔奖获得者)曾经预言:“21世纪,化学将涵盖医学与化学之间的任一事情。”这一预言很快就被美国斯坦福大学医学院医学教授科恩伯格所证实,科恩伯格于2001年首次在分子水平上展示了真核的转录过程,并因此荣获了2006年诺贝尔化学奖。这里我们应该要特别注意的是,科恩伯格是位医学教授,但他却荣获了化学奖。
CAI(Computer--AidedInstruction)指计算机辅助教学。它是集图、文、声、像为一体,通过直观生动的形象来刺激学生的多种感官参与认识的活动,能调动学生的学习积极性,使学生成为学习的主体,从而提高课堂教学效率的教学辅助手段。在教学之中使用CAI课件,目的是使用CAI技术来辅助教学,为了能够产生更好的教学效果而采用的,到目前为止,做课件的老师也的确不少,课件也做了不少,但是粗制滥造的却很多,在课堂、公开课中作秀、表演的也比较多,真正能恰如其分地用于课堂的就不多了。因此,作为一种新的教学手段具有它本身的特点和优点,并且只有在正确的教育理论支持下,与原有的传统教学手段一起相互补充,共同运用于教学过程,才能取得最佳的教学效果。否则必然会过于花俏,过于卖弄,直接影响教学的效果,或者,冲其量也只不过是仅仅代替了黑板的板书而已。
CAI辅助化学教学形式多种多样,应用比较普遍的是用大屏幕投影系统与传统教学媒体有机结合来进行教学。教师可以边讲边操作;也可以结合教学内容,展示事实、创设情景、呈现过程、提供示范,必要时再辅以课堂实验等。这样的教学模式除了公认的信息量大、时间利用率高等优点外,我认为在设计时还应具有以下不可替代的功能:
一、直观
想象力是智力活动的翅膀。在现实刺激物的作用下,人脑中的旧表象重新配合,从而构造出与原有事物基本相符甚至完全崭新的形象的心理过程称为想象。丰富的记忆表象是培养想象力的重要手段。在化学教学中培养学生的想象力也是大纲和考纲的要求,是培养学生素质的重要组成部分。想象的水平是依一个人所具有的表象的数量及质量为转移的。培养想象力,就必须扩大充实表象的数量,改善已有表象的质量,以扩大已有表象的储备。
化学研究的对象中有大量的微观过程,若只通过教师的讲解去想象实际发生在三维空间中的运动和变化是有难度的。在传统的课堂中,由于给学生提供的感性材料受到很大的局限,有时因不能给学生直观的表象而影响了学生对知识的理解与巩固。如:化学中的一些微观抽象知识一直是课堂教学中的难点。依靠传统的讲授和静态模型的展示提高教学效果,已经越来越不能满足现代中学生的需要。因此,对原子结构、分子在化学变化中的变化、电子得失、微观粒子的基本特性等大量微观现象进行动态的模拟是化学教师渴求的现代教学手段。
通过多媒体计算机可以把微观抽象的内容及某些实验利用二维或三维的图像、动画进行模拟。用图形、图象、动画、文字和声音等方式向学生提供丰富的感性材料,特别是可以把从文字材料获得的概念转化成直观的形象,把难于想象的微观世界宏观化,把难以演示的实验形象化,通过直观的视觉来帮助学生理解,大大降低了难度,使学生深入认识事物的本质,从而使教学难点顺利突破。这样学生多种感官同时参与学习,教学信息丰富,学生获得的记忆表象数量及质量均大幅提高,日积月累想象力自然得到长足发展。举例如下:
①展示分子结构及分子的分裂情况。这主要用于物质结构及化学变化实质的教学中,如H2O、H2、O2等分子结构,可通过制成立体分子结构动画,生动地展示在大屏幕上。通过Anthorware制作动画,加上闪烁与伴音,能形象地展示水分子分成氢原子、氧原子,氢、氧原子分别构成氢分子、氧分子等。
②模拟工业生产流程。教材中有些生产流程的内容,如钢铁的冶炼、石油的炼制及合成氨工业等,仅靠挂图及教师讲解,效果不理想。恰当地利用动态模拟,能使学生对主要生产设备内的反应产生身临其境的感觉,避免了书本上冗长文字所造成的呆板、枯燥。
③模拟实验及视频播放实验录象。化学是以实验为基础的科学,演示实验是必做的,不能用计算机来代替。但常规实验受到条件限制有某些不足,这可以通过CAI课件中的动画、视频播放等手段来弥补。如液态空气的蒸发,普通中学的实验室是没有条件得到液态空气的,课堂上难以演示;再如浓H2SO4的稀释时错误地将水倒入浓H2SO4,会带来什么后果呢?这是不能用实验来演示的。但都可通过动画模拟及伴音得到解决。又如Na与H2O反应实验,通过投影实验能使全体学生基本看清,但反应太快,学生完整描述实验现象有困难。这时可将该实验的视频文件反复播放,并通过帧数控制定格在几个特殊阶段,这样学生就能将实验的整个过程看得十分清楚。
二、互补
CAI在化学课堂教学中不能起主导作用,只是化学教学中的一个必要的补充,这也要求我们在课堂设计的时候和CAI设计的时候充分考虑到这一点。课堂设计的时候,必须还是按照课堂必有的一些步骤进行课堂设计,如复习提问、引入新课、讲授新课、板书设计等等。作为一个必要的补充,CAI可以在任何需要的时候出现。
1、与实验的互补
化学实验是有目的地使自然界中的化学现象在特定的环境、条件下简单化、明晰化、突出重要因素重现出来,以便于进行观察、研究,认识物质的性质及其变化的规律。化学实验中物质的性质及其变化通过声、光、色、态的改变生动、鲜明的表现出来,为学生提供丰富的新意刺激,可以有效的调动学生的各种感官,全面、清晰、准确的认识物质的性质及其变化的规律。化学是一门以实验为基础的自然科学,说明化学中的一些现象、变化,当然必须充分通过课堂化学试验来说明。CAI课件与化学实验两者必须相辅相成,相互补充,同时为化学课堂教学服务。也就是说,CAI课件中的模拟实验也不能代替全部课堂演示实验。如:在讲水的组成时,首先在课堂上做电解水的实验,两电极产生的性质截然不同的气体引起学生的兴趣,都想知道为什么水通电产生的为什么不是水蒸气。接着老师展示CAI课件,从微观方面以动画的形式展示水分子在通电时变化的原因。学生心中的谜团终于解开了,同时也接受到了新的知识。在这里,化学实验教学和CAI课件就起了非常好的互补。
2、与板书的互补
板书,是教师用以传达教学信息的一种媒介,是化学课堂教学的重要手段和环节之一。它和教学语言,非语言行为或先或后或同时出现,互为补充、完善,是化学课堂教学不可缺少的部分。在一堂完整的课堂教学中,板书可以揭示教学内容的要点和逻辑层次,体现知识脉络和体系。板书直观、精炼。它通过调动、刺激学生的视觉器官,将教学信息的结构及其内在联系呈现给学生,使学生便于联想记忆。流畅漂亮的书法,新颖别致的布局,搭配合理的色彩等无不给人以美的感受,对学生的审美观和表达能力具有潜移默化的影响。人们把精心设计的板书称为形式优美、重点突出、高度概括的微型教科书。化学学科的特点决定化学知识的层次性、阶段性。没有板书或者仅仅只是展示一下板书,知识的全面性或者层次性不能在学生头脑中形成一个整体。一堂课下来,学生对CAI课件中的图片、声音、动画有较强的记忆,而他们所记忆的知识点是零散的,不完整的,不系统的。
三、交互
CAI网络课件人机对话的方式有效地实现了程序化、启发式教学。可无距离地实现个别化教育,因人施教。“教师”与学生间可用文字、声音、图像、动画等进行相互交流,这是“一块黑板、一张嘴,一支粉笔讲到底”的传统教学方法根本无法实现的。交互式的教学方式使教学效果得到了显著地提高。
教师讲课前,首先发一道命令,封锁所有学生的键盘,强制性地中断学生操作,然后教师通过网络软件将自己屏幕上的信息实时地传递到各个学生机,随着讲课内容的不断变化,教师可以适时改变屏幕上的内容。如学生在学习中遇到了问题,自己无法解决,学生只要按一下控制键,教师那边就能得到及时的反馈,老师立即把学生的屏幕截取过去,通过自己的键盘和这位学生做一个双向式的交流,共同地解决问题。这一切只是在“默默无声”不影响其它同学的情况下完成的。如果老师发现学生的问题解答得很有创意,或者是觉得这个答案有相当的典型意义的时候,他还可以将这个学生的答案示范给在座的每位学生,让所有学生分享他的成功和教训。这种新的教学模式比传统课堂教学更能促进师生之间的交流与合作,教师在这种教学环境下,会感到自己更多地是一个管理者和引导者,而不是一个说教者。我认为这完全符合目前教育教学改革的需要,通过这一方式可以使学生在各自的基础得到更加全面地发展。
此外利用计算机的存贮信息量大的特点,可以大量储存相关知识点的习题、例题以及与化学相关的课外资料,这对学生进行因材施教提供了极大的方便。现在软件市场上的相关题库均有各种层次的习题、例题及测试反馈系统,对于优秀生计算机可以根据要求调出难度较大的资料供他们选用;对于基础薄弱的学生,也可以调出巩固性习题,且计算机可以不厌其烦地帮助学生,适时地在屏幕上出现鼓励性提示语,对于克服学生的厌倦心理和被动心理大有益处。
四、安全
化学实验教学历来都强调要保障实验的安全,安全是教学实验必备的一个条件,过去对化学实验的不安全因素主要考虑为爆炸、起燃、强腐蚀、极毒等。而现在,人类对环境保护日益重视,化学实验产生有害环境的废气、废液和废渣等也被视为实验的不安全因素,因为其结果同样会影响到师生的健康,而且这种危害还具有广泛性和持久性。现阶段的新课程改革就已非常重视这个问题,如删除了会引起空气污染的硫的燃烧实验、引起危险的氢气爆炸实验等。但是硫的燃烧、爆炸的形成又是一个非常重要的基础知识,如果使用CAI课件中播放视频的方法,则可以很好的解决此类问题。此外对于下列实验用CAI课件演示的方法完全可以起到很好的效果。
1.有毒、有害以及在短时间内无法完成的实验。如胶体的电泳、硫化氢的性质与制取、CO、SO2、Cl2等毒性实验。
另一方面,合成化学作为既定学科的核心要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。
二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析
传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。
MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。