化学工程和化学的区别模板(10篇)

时间:2023-08-28 16:27:41

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化学工程和化学的区别,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。

化学工程和化学的区别

篇1

中图分类号:TE08 文献标识码: A

前言:进入21世纪以来,环境问题越来越严重,而且,随着人口的继续增加,能源的持续减少,不可再生资源已经临近枯竭,生活垃圾核工业污染物也在无情的破坏着生态环境,人与自然的矛盾就这样不断被激化。在化学生产过程中,通过不再使用有毒、有害的物质,不再产生以及处理废物,生产无污染无伤害的目的正是绿色化学的设想。这虽然只是设想,但通过改进化学技术和方法,是可以达到减少有危害的化学产物的,绿色化学工程与工艺正是为了保证人类健康、生态环境,为促进化学工业节能目标而实施的。

一、绿色化学工业的概念

总结我们前面所阐述的,我们可以把其定义为无污染化学,所以在进行绿色化学工艺的过程中所产生的某种手段就是绿色化学工业技术,利用其原理从根源对普通化学反应产生的破坏进行整治。就绿色化学的特点来说,有以下两点,第一,绿色化学的本质就在于适中保持人与自然的和谐相处,近几年的快速发展而导致的环境破坏也就加速了绿色化学的快速发展;第二呢,绿色化学形成的结果是对环境友好的,绿色化学可以渐渐对付各种环境中产生的不利人类和自然发展

的因素。

但是究其根基,绿色化学是对环境的保护以及防范;而我们所说的环境化学就是对预防之后而无法达到效果的环境进行进一步的革新和处理,所以绿色化学和环境化学在起点和终点都是不一样的。那么在其反应过程中,对于有害物质进行摈弃,就可以制止不利产物的生成,但是在当前发展来看,这种想法只停留在表层,但是我们相信,通过科学家们的不断努力,这种想法终究会实现的。

二、传统化学与绿色化学的根本区别

化学可以理解为是研究从反应物向其生成物转化的的科学。传统化学在一定程度上是以资源过渡消耗和环境严重污染为代价的先污染后治理的化学工艺,其导致的危害是资源不可再生和环境污染,严重地威胁着人类生存和可持续发展,如目前全世界每年产生的废物达3-4 亿吨;而绿色化学(也称为环境友好化学)是从源头上防止环境污染的新兴科学。虽然传统的化学与绿色化学都为人类生活做出了巨大贡献,但绿色化学的根本思想是运用高选择性和原子经济性的反应,使用无毒无害的助剂、原料,生成环境友好的产品,而且经济合理,从而在节约资源的同时变废为宝。

绿色化学是对传统化学思维模式的革新和发展,也就是说,绿色化学可简单地描述为在化工生产反应过程中,改变了传统化学的“先污染后治理”,是“从源头上消除污染”,尽量不使用有毒有害物质,并减少或不生产废弃物和有毒有害物质。近年来的绿色化学发展,充分体现了绿色化学与可持续发展之间的密切关系,

因此,绿色化学也被称为“绿色与可持续化学”。

三、绿色化学应遵循的基本原则

1、污染预防优于末端治理污染;

2、尽可能的不用分离溶剂、试剂等辅助物质,若是不得已使用时,也应该是无毒、无害的;

3、在采用生产方法中尽量不使用和不产生对人类健康和对环境有毒有害的物质;

4、合成方法应具原子经济性(atom economy),原料分子中的原子更多或全部地进入最终的产品是原子经济性的核心目标。绿色化学的原子经济性有两个显著有点:一是最大程度地利用了原材料,二是最大程度地减少排放废弃物;

5、使用高选择性的催化剂优于化学计量试剂;

6、生产过程能耗应最低且在温和的压力和温度下进行;

7、设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品;

8、在技术可行和经济合理的前提下,尽可能地使用可再生原料;

9、尽量减少或避免非必要的衍生反应步骤(如使用物理化学过程、屏蔽基团、保护复原的临时性变更等);

10、选择参与化学过程的物质,尽量避免发生意外事故的风险;

11、化学产品在使用完后应能降解成可以进入自然生态循环无害的物质;

12、发展适时分析技术以监控有害物质的形成。

四、绿色化学工程与工艺的开发

传统的化学工程与工艺对有害污染物的处理很被动,有滞后性,并且达不到根除污染物的效果,不但治理成本高,而且治标不治本。比如利用烟气除尘、脱硫,虽然净化了气体,却把污染物转化成了废渣废水,不但没有解决问题,反应复杂了处理方式。绿色化学工程与工艺,以零排放、清洁生产为原则,从化学反应着手,对污染进行有效的防止和控制。

1、采用绿色化学原料

化学生产原料是决定化学生产流程和工艺的主要因素,传统化学工程采用的绿色原料大多为不可再生能源,选取这种化学材料,不仅增大了我国不可再生能源的消耗量,同时也增加了化学生产污染物质的排放量,所以采用绿色化学原料是绿色化学工程重点研发项目,选用可再生、无污染的化学原料,如自然物质、绿色化学物质等。苞米杆、芦苇、纤维植物等农副产品废弃物,这些物质是典型的绿色化学原料,将其投入到化工生产中,可以转化成醇、酮、酸类的化学品,在转化过程中,这些化学原料只会产生氢气,不会产生任何有毒、有害物质。

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。

3、提高化学反应的选择性

烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。

4、采用无毒无害的化学催化剂

近年来,化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中,而催化剂对提高反应速率有着明显的效果,所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今,相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂,此外,分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。

五、寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用

1、 污染治理

目前,化学工业有其是石油、化工、煤炭等重工业对环境造成重大污染,危害生存环境,破坏原有生态平衡,威胁人类生存。引起国际上广泛关注,美国

1996年设立“绿色化学挑战奖”表彰在绿色化学领域中做出贡献的人。绿色化学的目标就是从化学生产的源头上实现环境治理,消除环境污染,绿色化学改变了传统化学工业先污染后治理的模式,实现预防、监测、零污染,预先环境治理,保护环境,资源可持续发展。

2、优化资源

化学工业绝大多数工艺都是上个世纪开发的,受技术发展的限制,化工领域是劳动密集型产业,高耗能、重污染、浪费原料、劳动力成本高,对大气、水和土壤等环境排放高。使产品成本中附带原料浪费、能源消耗、污染治理等成本。据统计,美国化工业1992年用于环保经费达1150亿美元,治理污染经费达7000亿美元,化学品销售中资源节约和环境治理成本提升。绿色化学从约资源方面,提高使用效率,减少环境破坏,降低新产品经济成本,有利于倡导节约型社会。

3、节能减排

节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。世界各国都制定了相关计划来实现这一目标,美国绿色化学目标:2020年将废弃物减少40-50%,化学生产行业消耗原材料降低20-25%。日本制定新阳光计划,在环境化学领域倡导绿色技术,减少环境污染,发展减排新技术应用。中国2006年提出降低能源消耗和对外石油依赖,希望2010年,单位GDP能耗比2005年降低两成、主要污染物排放减少一成。2013年国家发改委表示,为确保今后节能减排目标、推进绿色低碳发展,深入推进节能减排各项工作。绿色化学正是实现节能减排和环境保护重要工具。国家倡导在重点领域节能减排,推进企业节能低碳行动,开展绿色化工行动,加强环境治理,加大治理力度,引导循环经济,着力增强全民节能减排意识,实现共创和谐社会,建设美好家园。

4、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。

5、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。

六、结束语

综上所述,可持续发展在当今社会显得越来越重要,因此化学工业生产中也要遵循这个指导性思想,采用选择性高的原材料,节能减排,利用高新化学催化剂,最大程度的减少污染物排放,不断增高有效产物纯度,在资源有限的前提下,保护生态环境,维护现有的生态平衡。绿色化学在整个化学工业的发展中,有着实质性的意义,高新技术性产物催化剂的使用能改变现有产业结构和传统的生产过程,加速化学工业发展。

参考文献:

[1]于贺. 论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J]. 科技与企业,2013,05.

篇2

有机化学作为一门基础学科,其涉及范围很广,存在内容多、知识点多、结构复杂、反应类型多样、理论知识抽象等特点,这就使学生容易产生畏难情绪,学习效率下降,从而影响教学效果。特别是对理工科专业学生而言,有相当多的学生对有机化学课程重视不够,学习兴趣不高,加上学生入校时化学基础知识差异大,学习起来较困难,也影响到课堂教学效果。此外,随着高校教学改革的逐步推进,有机化学理论课程学时有所压缩,导致理论课程课堂教学中每节课程教学信息量日益增加,但又不能增加学生的课外负担,教师的教学难度也在不断加大。因此,对理工科专业有机化学课程的课堂教学,应摒弃“填鸭式”教学讲授方法,要因材施教,强调基础知识的掌握,注重培养学生的学习兴趣。在整个教学过程中,应精心安排各个环节,精心设计教学内容和过程,灵活运用各种教学手段,以提高教学质量和学生的综合能力。

2理工科专业有机化学课程教学方法探讨

课程教学有法而无定法。在有机化学课程教学中,教师应在立足“学生主体,教师主导”的教学指导思想的基础上,根据教学内容灵活选择和变换各种教学方法。

2.1知识点设计法

各类有机化合物、基本概念、基本原理之间,既有共性又有个性,要通过课程教学设计提高教学效率,就必须对每个知识点进行巧妙设计,这样才能达到调动学生的学习积极性、让学生主动探究的目的。例如,在进行单烯烃、炔烃和二烯烃的教学中,正常情况下护理学、生物科学、生物教育和环境科学专业的学生这部分内容授课为4学时,化学教育、应用化学、化学工程与工艺专业的学生授课为6学时。对于前者学生会感觉到教学内容过多,时间紧张。为了避免这种情况,就可以通过对某些知识点的巧妙设计来达到调动学生的学习积极性、发挥学生分析问题、解决问题的能力。在讲烯烃、炔烃的命名这个知识点时,可以先让学生回顾烷烃命名的规则,之后简要说明烯烃、烷烃在命名规则上的相同点与不同点,然后通过练习题帮助学生学会利用系统命名法进行命名。做了这些知识铺垫之后,再设计提问:有顺反异构的不饱和烃如何命名?当双键两碳原子所连接的四个原子或基团不相同时又怎样命名?以此引出顺反命名法与Z/E命名法。这样,通过巧妙设计知识点,就会极大地调动起学生主动思维和学习的积极性,学生会很轻松地用较少的时间掌握较多的知识。

2.2归纳总结法

在学习有机化学课程中,由于化合物种类繁多,化学性质丰富,有机反应形式各异,变化万千,且与反应条件密切相关,所以很多学生耗费了大量的时间记忆,却事倍功半。这时,教师要随时引导学生运用归纳法,从个别反应中找它们的共同规律。例如贯穿有机化学课程教学始终的有机反应历程问题,是学生较难以理解和记忆的重点内容。在讲授过程中,我们可以将有机反应比喻为有机化学的“词汇”,而反应机理则类似于有机化学的“语法”。反应历程根据共价键的断裂方式可归纳为两大类:即自由基反应一由共价键均裂成带单电子基团引起;离子型反应一由共价键异裂成带正负电荷的基团引起。在此基础上再经过系统的归纳,又可细分为以下几类:自由基反应:(1)自由基取代反应,如烷烃的卤代反应;(2)自由基加成反应,如烯烃在有过氧化物存在下与溴化氢的自由基加成反应;离子型反应又分两类:一类是被亲电试剂进攻的亲电取代反应(如芳环上的硝化、卤代、磺化反应等)和亲电加成反应(如烯烃的亲电加成反应);另一类是被亲核试剂进攻的亲核取代反应(如卤代烃的亲核取代SN1、SN2)和亲核加成反应(如醛、酮的亲核加成反应),以及β-消除反应E1和E2(如卤代烃脱卤化氢反应和醇的分子内脱水)和α-消除反应(如卡宾的反应)等。这样,借助反应历程作为贯穿有机化学课程教学内容的主线索使知识系统化,避免死记硬背繁多的有机化学反应,帮助学生把许多表面上看来完全不同的反应通过反应历程相应地联系起来,进一步加深对有机化学反应本质的理解。

2.3多重导入法

课堂教学的导入是指课堂教学的开头,它起着酝酿情绪、提示内容、带入环境的作用。一个好的导入可以抓住学生的心弦,引起学生的求知欲望,调动学生的积极主动性,加强师生间的双边活动,从而为课堂教学的效果提供一个好的前提保证。有机化学是一门以描述性知识为主的学科,大量的基本资料可由结构、性质和合成三部分内容来概括。它们之间的关系是结构决定性质,性质反映结构,性质和合成则是一个问题的两个方面。课堂导入方式很多,如有通过演示实验、分子模型等直观导入;有通过化学史来导入,例如脂环烃环的张力学说、苯环的结构等。而提问式导入经常出现在章与章、节与节之间关系紧密、前后连贯处,归纳式导入则在总结前一节的教学内容或习题、实验后,针对学生存在的问题分析原因,从而导入新课。更能激起学生兴趣的是事例式导入。有机化学与日常生活密切相关,因此可运用日常生活中学生所熟悉的例子来引入。例如学习酯类化合物时,可以从水果蔬菜的风味品质来导入,如乙酸异戊酯是香蕉的香味,正戊酸异戊酯是苹果的味道,乙酸乙酯和乙酸异戊酯是梨子的香味,丁酸乙酯和丁酸异戊酯是草莓的味道等。类比导入法是充分发挥学生形象思维的好方法,分子是看不见、摸不着的,但对宏观物体学生比较熟悉,所以,可从宏观物体作类比引入微观世界。例如在讲授有机化合物分子具有对映异构现象时,可以从镜前的物与像,山水画中的倒影以及人体的左、右手等非常相似但不能重合来说明分子也有镜像关系的存在。在讲到外消旋体与内消旋体的区别时,展示一张非洲羚羊的照片,羚羊的两只角呈现出完美的内消旋体形状,一个物体,不可拆分。帮助同学们记住内消旋体纯物质不能拆分,外消旋体是混合物,可以拆分等知识点。

2.4问题探究法

问题探究教学法,就是通过创设活动情景,引导学生提出问题、分析问题和解决问题,最终获取知识。学生探究活动是以思维的激发、深化作为手段进行的。在有机化学课程教学中可以问题意识驱动学生思维,而问题是学生探究活动的诱因,人一旦对某些难以解决或疑惑的实际问题产生困惑、怀疑、焦虑的心理状态,问题意识就形成了。为了培养学生的问题意识,教师在教学时要营造民主、和谐的教学氛围,巧妙营造问题情境积极鼓励学生主动提问,敢于向权威挑战。例如在讲授卤代烃消除反应机理时,由于卤素原子的吸电子诱导效应造成β-H变得活跃,在这种情况下卤代烃易于脱去β-H而发生消除反应。如果有思维敏捷的学生就可能提出这样的问题:如果卤素原子的吸电子诱导效应使得α-H要比β-H更为活跃,那么为什么不脱去α-H呢?听到这样的问题,教师首先应该对学生提问给予肯定与鼓励,然后再引导学生共同进行深入讨论,进一步了解α-消除反应与β-消除反应的区别,从而达到教师引导学生思考的目的。又如当讲到卤代烃消除反应的主要产物取向遵循扎依采夫(Saytzeff)规则,即主要产物是双键碳原子上连接烃基较多的烯烃,也有学生可能会提问,在什么情况下主要产物可以是双键碳原子上连接烃基较少的烯烃呢?这就可以进一步引入对“扎依采夫烯烃”和“霍夫曼烯烃”的讨论。

篇3

化学是研究物质的组成、结构、性质、变化和应用的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的发展是人类社会文明的重要标志。人类生活水平的不断提高,化学所起的作用功不可没。

一、化学的萌芽

原始人类从用火之时便开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。人类开始吃熟食;并逐步学会了制陶、冶炼、酿造、染色等工艺。这些由天然物质加工改造而成的制品,成为古文明的标志。并因此萌发了古代实用化学。

古人曾据物质的某些性质对物质进行分类,并提出了阴阳五行学说,认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的,而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。用“阴阳”这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力,认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源。此说法是朴素的唯物主义自然观。希腊也提出了火、风、土、水四元素说和古代原子论。后来在中国出现了炼丹术,也因此创造了各种实验方法,如研磨、混合、溶解、结晶、灼烧、熔融、升华、萃取、密封等,并逐步演化为近代化学。

二、化学的中兴

16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了医药化学和冶金化学的创立和发展,继而更加注重了物质化学变化本身的研究,进而建立了科学的氧化理论和质量守恒定律,为化学进一步科学化的发展奠定了基础。

19世纪初,近代原子理论突出强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释。分子假说的提出,原子分子学说的建立,为物质结构的研究奠定了基础。门捷列夫发现元素周期律后,不仅初步形成了无机化学的体系,并且与原子分子学说一起形成了化学理论体系。

草酸和尿素的合成、苯的六元环状结构和碳原子四价学说的创立、酒石酸拆分成旋光异构体,以及分子的不对称性等的发现,使得有机化学结构理论得以建立19世纪下半叶,热力学等物理学理论介入化学之后,不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念,还定量的判断了化学反应中物质转化的方向和程度。相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学理论。物理化学的诞生,把化学从理论上提高到一个新的水平。

三、化学的升华

由于受自然科学和其他学科发展的影响,在无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大分支学科的基础上产生了新的化学分支学科。在结构化学方面,由于电子的发现确立了现代的有核原子模型,不仅丰富和深化了对元素周期表的认识,而且还发展了分子理论。应用量子力学研究分子结构,从而产生了量子化学。从氢分子结构的研究开始,逐步揭示了化学键的本质,先后创立了价键理论、分子轨道理论和配位场理论。研究物质结构的谱学方法也由可见光谱、紫外光谱、红外光谱扩展到核磁共振谱、电子自选共振谱、光电子能谱、射线共振光谱、穆斯堡尔谱等。

在化学反应理论方面,由于对分子结构和化学键认识的提高,经典的、统计的反应理论进一步深化,在过渡态理论建立后,逐渐向微观的反应理论发展,用分子轨道理论研究微观的反应机理,并逐渐建立了分子轨道对称守恒定律和前线轨道理论。分子束、激光和等离子技术的应用,使得对不稳定化学物种的检测和研究成为现实,从而实现了化学动力学从经典的、统计的宏观动力学到单个分子或原子水平的微观反应动力学的升华。

分析方法和手段是化学研究中经常使用的。一方面,分析方法的灵敏度不断提高,从常量组分分析发展到微量、痕量组分分析;另一方面,许多新的分析方法,可深入到结构分析、构象测定、同位素测定、各种活泼中间体(如自由基、离子基、卡宾、氮宾、卡拜等)的直接测定,甚至到对短寿命亚稳态分子的检测。分离技术也在不断革新,如离子交换、膜技术、色谱法等。

物质合成是化学研究的目的之一。在无机合成方面,首先是氨的合成。氨的合成不仅开创了无机合成工业,而且带动了催化化学,发展了化学热力学和反应动力学。后来相继合成的有红宝石、人造水晶、硼氢化合物、金刚石、半导体、超导材料和二茂铁等配位化合物。

在电子技术、核工业、航天技术等现代工业技术的推动下,各种超纯物质、新型化合物和特殊需要的材料的生产技术都得到了较快发展。稀有气体化合物的成功合成又向化学家提出了新的挑战,需要对零族元素的化学性质重新加以研究和认识。无机化学在与有机化学、生物化学、物理化学等学科的相互渗透中产生了有机金属化学、生物无机化学、无机固体化学等新兴学科。

酚醛树脂的合成,开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成,使得高分子的概念得到广泛的确认。各种高分子材料合成和应用,为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术,以及人们的衣食住用行各方面,提供了多种性能优异而成本较低的重要材料,成为现代物质文明的重要标志。20世纪是有机合成的黄金时代。化学的分离手段和结构分析方法已经有了很大发展,许多天然有机化合物的结构问题纷纷获得圆满解决,同时还发现了许多新的重要的有机反应和专一性有机试剂,在此基础上,精细有机合成,特别是在不对称合成方面取得了很大进展。一方面,合成了各种有特种结构和特种性能的有机化合物;另一方面,合成了从不稳定的自由基到有生物活性的蛋白质、核糖核酸等生命基础物质。有机化学家还合成了结构复杂的天然有机物和特效药物。所有这些成就对促进高分子学科的发展起到了巨大的推动作用,为合成有高度生物活性的物质,解决有生命物质的合成问题,提供了有利条件。

20世纪以来,化学发展的趋势可以归纳为:由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展,由经验上升到理论并应用于实践。

四、化学学科的分类

化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,从传统的无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个基础分支过渡到无机化学、有机化学、物理化学、生物化学、高分子化学、应用化学和化学工程学等七大分支学科。还有与化学有关的边缘学科,如地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、宇宙化学、星际化学等。

化学的发展体现在两方面:一方面,为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料;另一方面,在与其它自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科,并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。

参考文献:

[1]徐景达.有机化学.人民卫生出版社,1997.

篇4

多媒体技术的优点在于可以将问题直观、形象地展现出来,乐于被同学们所接受。多媒体技术运用视频、动画、图片等资料将很难理解的问题通俗易懂展示给学生,这也带动同学们学习的积极性,强化学习动机,完善学习方法,挖掘学生无限潜能[1]。因此多媒体作为教学的平台有着得天独厚的优越性。作为一门通识教育课程,普通化学主要包括有机化学、无机化学、分析化学和物理化学四大化学。其主要教学目标是不仅让学生认识和了解化学的一般规律和基本原理,此外,还注重基本概念和原理的阐述,科学思维方法的培养,启发学生了解化学在自然科学发展中的地位和化学在提高人类生活水平方面的作用。普通化学的教学结合计算机多媒体的独一无二的特点,可以提高学生对化学学习的热情和学习效率,对抽象难懂的化学可以有更深一步的理解。本文是作者基于多年实际教学探索,并结合多媒体计算机本身特点与我校学生学习的实际情况,所进行的一些思考和相关探讨。

1多媒体计算机有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥

计算机区别于其他媒介最大的特点是信息及时反馈。譬如,电视机将视觉听觉合一,而计算机新媒体不仅如此,还真正意义上实现了人与机器的互动,不仅信息以图文并茂的形式呈现出,且丰富多彩,激发了人们的兴趣。课堂教学要想取得良好效果,需要彼此良好的沟通互动,这对课堂教学具有重大意义。而计算机新媒体可以满足这种需求,这样一来,既能快速有效的刺激学生学习的欲望,又能深入和强化学生学习的原动力,使得他们的学习效率大大获得提升。计算机和多媒体计算机这种独一无二的优势不仅成为教学的有效手段,而且成为改变传统教学模式乃至教学思想的一个重要因素。在传统的教学中,老师总是按照既定好的计划把知识传授给学生,在整个课堂教学过程中,学生的角色很被动,即处于被灌输的状态[2]。然而,如果通过多媒体计算机来进行同样的学习过程,则学习的氛围完全不同:学生可以根据自己的兴趣有选择性的选取自己感兴趣的主题和内容,并且可以根据自己的基础适当选取适合自己的学习方式和内容。由于学习方式的改变,使学习的方式更加符合自身的习惯更容易激发出学生学习的欲望。只有外界刺激与人的内部心理过程相互作用才能获得意想不到的效果,可以充分发挥学生的主动性、积极性,真正体现学生的认知主体作用。

2使用多媒体教学能有效提高课堂授课的质量和深度,拓宽视野

多媒体教学对于解决目前高校压缩教学课时问题的解决优势明显,是一个很好的选择。在多媒体教学方式的辅助下,教师能够将一些抽象难懂的理论用更加简单易懂的方式形象地表达出来,不仅促进了课堂授课的质量,而且可大大节省讲课和板书时间。例如在讲解粘弹性时,如果单纯口头讲述各种模型,如麦克斯韦模型和开尔文-沃伊特模型,虽可表示出高聚物粘弹的主要特征,但由于高聚物中实际运动的单元的多重性,须用多元件组合的力学模型来描述。这有些抽象,很难被学生所接受,如何能更好的展现出整个模型作用的过程,我们采用计算机作图模拟,将整个过程生动形象的表示出来,也乐于被同学们接受。对于学生而言,学习的过程变得更为容易掌握;对于教师而言,教学的时间得到大大节省,一举两得。不仅如此,利用数字化的多媒体教学方式授课,还能有效地提高课堂授课的质量和深度,拓宽学生的知识面和视野。例如在实际应用中,利用flas展示整个反应的流程,不仅简单,而且可以更好地让学生对整个反应过程在头脑中形成系统,或知识框架,加深了对整个反应认识。促进学生的求知欲和激发探索精神,开发学生的创造能力和内在潜力。

3多媒体教学有利于突破普通化学教学中的重点和难点

将拥有优秀的图文处理能力特点的多媒体技术应用于普通化学的教学理念和过程中,可以把微观的知识进行宏观的模拟,把复杂的问题能够简单的模拟出来,把枯燥无味的知识变为形象的记忆。进而解决了在学习中遇到的许多实际问题,把抽象难懂的问题变得直观化,减小了学习的难度,更加顺利的突破了在教学中遇到的疑难点。因为这种方法有趣,能吸引学生的注意力,因此也带动了学生的学习热情。在传统的教学中,总是借助一些模型或挂图等来辅助讲解普通化学中遇到的难点,因为模型是完全静止的,所以让学生理解起来仍旧很困难。在多媒体课堂上,可以把抽象的、静止的知识做成活动的、可视的动画,增加了感性的成分,使学生更容易接受和理解[3]。例如,在《接触法制硫酸》的课件制作过程中,运用多媒体技术把吸收塔内的吸收过程这一无法用肉眼观察到的微观变化,模拟成宏观图像加以演示,同时运用相关软件穿插了对化学过程的解释和原理分析,并加深了学生与老师的互动,达到最佳的教学效果。在普通化学的教学中,普遍的重点和难点主要集中于工艺流程和化学原理的讲解,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。利用CAI多媒体技术可以将相关的工艺流程从多个方面进行展示,并且对其中涉及的化学原理进行详细诠释,可以通过逼真的主体画面和精练的规律归纳,牢牢地吸引住学生的眼球,同时激发出他们的求知欲,达到完美的传授和学习的双重效果。

4利用多媒体模拟辅助普通化学的实验教学工作

作为一门以基本理论和实验为基础的课程,普通化学的实验教学在整个教学过程中具有非常重要的地位,对于培养学生的实际动手能力和创新能力有着不可替代的作用。在普化实验方面,可以通过计算机模拟帮助学生熟悉一些较为复杂且对身体具有一定危害性的实验[4]。例如,向AgNO3溶液中滴加NaCl溶液生成的白色AgCl沉淀。学生往往只观察到白色沉淀。有些实验反应中含有中间体,如合成络合物等。一些化学实验由于实验成本很高,这些实验无法在学生们中广泛开展实验研究,早先这些令人头痛的问题现在由于计算机的存在便可迎刃而解。在科学研究的前沿,理论指导实践,大多科学家采取了利用计算机模拟模型,机理研究等,这便充分发挥计算机新媒体的功能。通过多年的教学经验,我们发现学生们非常欢迎和喜爱一些利用Flash软件制作的视频和动画形式,他们可以自主的通过生动的动画界面,自由选择适合自己的实验,然后进一步选择实验目的、相关仪器使用原理、操作步骤和实验结果等,达到良好的教学效果。但与此同时,应当注意到,用计算机模拟实验作为一种手段,无法替代常规的实际化学实验,它只是常规实验的一种补充和强化手段。

5结语

总之,社会的发展,时代的进步,技术的日新月异,我们以创新的理念指导教学工作。在计算机新媒体中,繁冗的文字被生动的图片代替,难以理解的概念被动画代替。这使原本沉闷的课堂生动化,并有助于拓宽有限的教学内容。但作为一名教师,我坚信课堂上的精彩源于课堂下的精心制作,如果只把多媒体教学仅仅看作一种省心省力的教学手段,则很难达到预期的教学目标[5]。我们应秉承开拓创新,不断探索的理念,使多媒体教学在普通化学教学过程中发挥更大的作用。

参考文献

[1]肖文雅,范庆彤,张培.多媒体教学现状的分析[J].中国医学教育技术,2006,20(1):41-43.

[2]李忆华.课堂多媒体教学中教师脚色定位的探讨[J].中国医学教育技术,2006,20(2):98-100.

[3]尚东.多媒体技术在化学学科中的应用[J].实验教学与仪器,2008(7):68-68.

篇5

课堂教学是学校最基础、最核心的教学工作,是培养人才过程中的重要环节。课堂教学是实现人才培养目标的途径之一,教学质量直接影响着人才培养质量的核心因素。有机化学作为应用化学专业的一门重要基础课,通过学习有机化学的基本概念和理论,有机化合物的结构及性质,有机化合物的合成及相互之间的转化[1],可以培养学生正确选择有机化合物的合成、分离提纯,及时掌握现代有机合成分离鉴定的手段以及提高分析问题、解决问题的能力。但有机化学内容繁杂,加上一些理论较为抽象,不少学生反映有机化学比较难学。目前我国处于进一步深化教育改革、提高教育质量的阶段,在课堂教学中如何真正做到以学生为主体、以教师为主导,在传授基本理论知识和技能的同时,培养学生的创新意识和能力,提高教学质量,是近几年河南工业大学有机化学教学团队一直在探讨的重要课题。团队根据多年来有机化学课程的教学经验,结合河南工业大学应用化学专业的特点和学生的实际水平,对有机化学课堂教学进行了深入研究和探讨。

一、根据专业培养目标,进行明确的定位

同一课程在不同的大学以及不同的办学层次应该有不同的培养目标,其教学内容、学时和教学方法等也应有不同的定位[2]。河南工业大学应用化学专业是介于化学和化学工程与工艺之间的专业,培养理工结合,以工为主的应用型人才。诺贝尔奖获得者李远哲教授说过:“应用科学的研究要想真正解决工业上一些比较重要的科学问题,必须要有非常良好的基础训练”,因而应用化学专业培养的人才必须有坚实的理论知识和解决实际问题的能力。根据应用化学专业人才培养目标,结合现在的学生具有多元化价值观的实际情况,在有机化学教学目的和要求上进行了改变。

这就要求基础课教师在教学过程中不仅要传授相关的基础知识,将该课程及其所在学科的最核心内容展示出来,更要注意传授基本的思想方法,注意培养学生用科学的思想方法去分析、认识、归纳、总结知识的能力,让学生切实感受到有机化学课程及学科的魅力及精华所在。为了达到这一目的,我们必须将授课内容与专业培养目标联系起来。同时,随着近些年招生人数的增加,学生基础参差不齐,但学生都是可以培养造就的。因而教学中要注意到学生的个体差异,通过分层教学、能力分组、抓两头带中间等教学组织形式,既能适应个别差异又有较高效率实现最优发展、面向全体,以达到良好的教学效果。

二、构建学生为主体,教师重引导的教学模式

现代教学理论认为,教师在教学活动中应是组织者、引导者;学生是学习的真正主人,教学的成败往往取决于学生参与学习的主动性[3]。有机化学教学的根本目的是在传授有机化学基本知识的同时,不断提高和培养学生的专业素质。要想达到这一目的,就要用学生自学为主,教师讲授重点、难点为辅的教学模式,而不再是以教师讲授为主的传统教学模式。在教学中教师应是教学活动中的编导,要创设各种情景和条件,引发学生的主动性和创造性,引导学生自学,善于提出问题让学生思考;同时要尊重学生,信任和鼓励学生,培养学生的问题意识。如教师可以选取新反应较少的取代酸、杂环等章节,鼓励学生充分利用图书馆等平台查阅资料,在学生先自学总结的基础上,要求学生写出教案并指导其修改后,由学生作为教师进行讲授,以充分调动学生的积极性和主动性,鼓励学生主动获取知识、应用知识解决问题。开展学生共同参与、分组讨论的课堂教学活动,以培养学生的创新意识,提高教学效果。也可以提前指定内容让学生在查阅文献资料的基础上,与其他同学进行讨论,最后以讲座或报告的方式进行汇报交流。这种以学生讨论为主的学习方式,不但有利于学生对有机化学课程所学知识的理解,也能加深对化学发展及有机化学对人类生产生活的重要性的认识,有利于提高学生的科学素养,激发学生的社会责任感,培养学生的团队精神。通过课堂教学和自主学习的合理分配,让学生积极主动参与,教师还可以根据学生反馈的信息及时调整自己的教学。这些成为学生自主获取知识、提高学习效率、深化理解书本知识的手段,是提高教学效果非常有效的方法。

三、理解学科特点,引导学生掌握学习方法

有机化学作为一门独立的学科,其研究对象为有机化合物,“结构决定性质,性质反映结构”[4]。在有机化学课程教学中,一是要教会学生根据有机化合物的结构理解、归纳有机化合物的性质与反应;会通过性质与反应确认有机化合物的结构。这就要求教师在教学过程中要善于由结构推导出性质,将化合物的性质反应与其结构特征紧密联系起来。例如:通过分析醛酮中化学键的特征,可以理解其结构并归纳出其性质。醛酮的官能团是碳氧双键即羰基,所以醛酮的性质主要由羰基决定。我们在讲授同系列的化合物时,应注意找一种有代表性的化合物,着重讲解它的结构以及结构与性质之间的联系后,再归纳出这类化合物的通性。同时,要求学生在学习有机化合物的性质时,不能抛开有机化合物的结构孤立地罗列、记忆性质与反应,而应该紧紧抓住主线:结构性质用途制法一系列物质,从而系统掌握有机化学的知识。二是要在课堂教学中注意引导学生学会运用“相似类比”的学习方法。“相似类比”是识记知识,掌握及应用有机化学知识的重要方法之一,可以帮助学生了解掌握各类有机化合物的相互联系和彼此间的异同,不仅能提高学生对有机化学知识的科学性与系统性的认识,而且有助于理解和掌握有机化学的基本内容。例如:烯烃和醛酮的官能团分别为碳碳双键和羰基,结构相似,二者都由一个σ键和一个π键构成,属于不饱和化合物,因而醛酮像烯烃一样易发生加成反应、α-H的反应;但碳碳双键是非极性键,而醛酮的碳氧双键中氧原子电负性大是极性键,因此烯烃碳碳双键易发生离子型亲电加成反应,而羰基上的加成反应是亲核加成。同时,醛和酮的结构相似但也有区别,醛有一个氢原子直接与羰基碳相连,能发生氧化反应等,而酮通常情况下不发生此类反应。通过“相似类比”的方法,尤其是对于容易混记的有机化学知识能够得到清晰认识,这样既会增强记忆效果,又会掌握得比较准确。

四、合理运用新知识,提高学生学习兴趣

在有机化学教学计划的安排上,我们教学团队结合学生的实际情况,选用教材上的内容作为参考,在教学中注意保持课程体系自身的科学性、逻辑性、系统性和完整性,并适当地引入和社会实际相关的知识成果来丰富教学内容。如,在有机化学中讲到酯化反应和苯环上亲电取代的烷基化反应时,传统上分别用硫酸、路易斯酸等作为催化剂,但在实际工业生产中存在腐蚀设备、污染环境、后处理复杂等问题。现在新型的催化剂如固体杂多酸、活性生物酶等对环境友好且原子经济化已被广泛使用。还有根据诺贝尔化学奖获得者Crutzen等在臭氧层空洞方面的最新研究成果来引入有关自由基、链反应和光化学反应中的一些知识等,不但激发了学生的学习兴趣,还帮助学生理解学习有机化学的实际意义;与此同时,还可以结合温室效应、苏丹红一号以及三聚氰胺等事例进行讲解,这样既培养了学生的环保意识和社会责任感,还提高了学生学习的积极性和兴趣。

五、分析课程内容,选择合适的教学手段

现在课堂教学方式不再是单一的以教师用粉笔写板书的方式来进行,多媒体由于其生动、形象的教学效果得到了广泛的应用。那么,如何把板书方式的传统教学手段与多媒体的现代教学方式有机地结合起来,从而提高学生的学习兴趣就显得尤为重要。多媒体教学因其包含信息量大,为教学提供了图形、声音和语言等而表现出逼真动人的效果,从而使教学内容更加丰富多彩且富有吸引力;有机化学中的重点和难点如有机化合物的空间立体结构、有机化学反应历程等内容,学生感到比较抽象,只用传统的板书教学手段来讲述,学生难以理解掌握,但用多媒体教学可以通过动画放映等形式使微观内容宏观化,抽象内容形象化,从而更有利于学生理解掌握化学变化的本质。但多媒体信息量大,如果处理不好,反而不利于课堂上生师互动反而可能不如传统教学。结合实际情况我们有机化学教学团队开发了适合我校应用化学专业的有机化学课件。在教学中并不是每一节课都使用多媒体授课,而是从有机化学课程的实际出发,从学生的实际出发,注意将多媒体教学手段和传统板书教学方式在课堂上有机地结合起来,充分发挥学生的主体地位、教师的主导地位,加强了学生对于重点难点知识的理解,从而有效地提高了有机化学的教学效果。此外,网络课堂作为辅助教学手段也是传统教学模式的有效补充,把好的教学课件和丰富的教学资源进行共享,不仅加强了教师之间的沟通和交流,也拉近了师生的距离;既巩固了课堂所学知识,又培养了学生对新知识的关注和探讨。

六、加强交流学习,提高教师的业务素质

“教学永远是一门缺憾的艺术”。教师要通过多种途径加强交流学习,不断提升自身业务素质。一是不断自我反思,提高自身素质。不断对自己的教学进行自我观察、自我调节和评价后提出问题,以促进教学能力的提高。学无止境,教无止境,教案要不断修改,要经常调整。要从教学问题研究入手,通过自我反思,重点分析影响教学有效性的各种教学观念,寻找解决问题的对策,以提高课堂教学效果。二是组织观摩课,并进行交流。“他山之石,可以攻玉。”在观摩课中,分析其他教师的课堂教学组织情况以及这样组织教学的效果;将自己的课堂教学环节和教学效果与他人相比异同之处在哪,从他们的教学中受到什么启发等。开放互动的研讨能够促进教师更有效地进行反思,促使把实践经验上升为理论。三是开展教研活动,发挥教学团队作用。如进行集体备课,可以使教师共同交流教学经验,也可邀请学校中富有经验的老教师、优秀教师开展讲座,并加强听后的交流与切磋。加强交流,促进课堂教学的改革,把教研活动不断引向深入。鼓励大家参加校内外的各种研讨活动,掌握新的教改信息,把握新的动态。此外,教师也要参与科研工作,不断了解学科前沿和掌握新的学术成果,并运用到教学中,做到精益求精。

总之,“国家兴盛,人才为本;人才培养,教育为本。”教师是实现学校教育目的的主要力量,如何提高应用化学专业有机化学教学质量是我们需要不断研究的问题。在教学过程中,只有不断提高自己,不断改革创新,将教学内容与教学手段、教学方法有机地结合在一起,才能让学生学会思考问题、分析问题的方式方法,,从有机化学角度解决问题的技巧,让学生领略到有机化学这门学科的内涵,从而达到教学目标。

参考文献:

[1] 游利琴,毛璞,夏萍.有机化学教学中的实践与体会[J].广东化工,2011,(10):178.

篇6

一、引言

新世纪,充满机遇,更是充满竞争。人才的竞争是一切竞争的核心,已成为世界有识之士的广泛共识。高校培养的学生能否符合新形势下的新要求,能否在当前乃至未来的人才激烈竞争中立于不败之地,是高校当前面临的重大挑战。

同志曾经指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家发达的不竭动力。”“教育在培育民族创新精神和创新型人才方面,肩负着特殊的使命。”由此可见,培养创新型人才是高校的立足之本,是国家发展的命脉,是中国能否立于世界先进民族之林的可靠保障。

二、创新型人才培养的重要性

高校工科教育改革的一个重要课题就是面向工程,回归工程,加强工程意识和工程实践能力的培养。明确知识能力结构是进行教学改革的主要依据,国内外高校都普遍认为化工类专业人才应具有以下几方面的能力:(1)掌握基础化学、工程制图等基础知识,掌握化工学科的基本原理,具备解决工程问题的基本能力,包括科研、设计、规划等方面的初步能力;(2)化工类专业人才应熟悉国家对于化工产品生产、贸易、设计、研究与开发等方面的方针、政策和法规;(3)了解学科的理论前沿,了解新工艺、新技术与新设备的发展动态;(4)掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力;(5)具有创新意识和独立获取新知识的能力以及专业适应与竞争能力。而具备上述能力的前提是学生必须掌握多门学科的理论知识和实践能力。

当今社会发展与技术进步的物质基础和技术先导就是学科交叉,人们把材料、信息、能源作为现代文明的三大支柱:这三大支柱产业涉及化工、冶金、机械、土木工程、电力电子、航天航空等工业领域。在广西大学化学化工学院,包含化学工艺、精细化工、生物化工、制药工程、环境工程、无机非金属材料、化工机械、林产化工、应用化学、化学等十多个专业,学科布局和专业组成相对完善,但受人力、财力、物力等科研条件限制,大多数研究方向难以做到国际、国内领先水平。在化工类专业人才培养方面,广西大学在培养服务型人才方面积累了丰富的经验,近年来为国家和自治区培养了大批服务型人才;但就创新型人才培育来讲,广西大学还没有建立起完善的培育机制,有很长的路要探索。

当今,新技术飞速发展,起主导作用的不是单一技术,而是由信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、先进制造技术、海洋技术、空间技术、环境技术等通过相互联系、彼此渗透、互相交叉融合组成的技术群。这种交叉技术群的发展,更利于技术创新和突破。化学化工是自然科学的核心学科之一,许多新兴领域的开发和高新技术的实现,都要依赖化学的合成与制备为其创造一个必要的物质基础。因此,基于化学化工与其它学科专业交叉的现状更有利于创新型人才的培养。

三、创新型人才培育模式的理论探索

通常来看,服务型人才与创新型人才主要有四个不同:(1)知识构成不一样。创新型人才的知识结构应由直接知识和间接知识两部份组成,来源于教师系统讲授的间接知识,是继承前人的创造,这是非常必要的。直接知识是在教师指导下,经过师生一起共同探索研究得来的知识,与此同时也培养了学生探索研究新知识的能力。(2)思维构成不一样。创新型人才的思维应是多元化的,不仅要培养学生的顺向思维,还要培养逆向思维、发散思维、收敛思维等多元化思维方式,因此,学科交叉是必不可少的。(3)能力构成不一样。创新型人才应具有发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,善于发现问题和敢于提出问题是创新型人才的重要素质,也是区别于服务型人才的重要标志。(4)培养过程不一样。服务型人才大多强调共性,批量培养,教师往往只用演绎法教学;而创新型人才培养是一个复合过程,既有教和学,也有探索研究,还须强调个性培养。按照学生的兴趣爱好和特长实行因材施教,在教学方法上必须采用归纳法和演绎法相结合的教学法。

广西大学化学化工学院由于历史原因,学科布局分散且多种专业共存,整个学院的科研紧紧依靠化学、化工、材料等学科,形成了交叉渗透的专业特色,为创新型人才的培育提供了专业技术的理论基础。但一种人才培育模式,只有软硬件条件专业技术的理论基础还是不够的,应该从指导思想、教育体制、教学改革等多方面进行完善,具体表现在:

1.转变教育思想和观念是培养创新型人才的前提

培养学科交叉的创新型人才,学生不但需要有扎实的基础、宽广的知识面,还需具有探索研究能力和创新能力。

2.推行以创新为核心的素质教育是培养创新型人才的基础

人文素质教育对理科学生尤为重要,因为理科学生的思维主要是严密的逻辑思维,而人文学者的思维主要是形象思维,凭借直觉和灵感,这些是原始性创新思维的主要来源,却偏偏是理科学生所缺少的,我们应该在各教学环节的教学过程中,推行以创新为核心的素质教育,以培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。

3.实行个性化教育

实行个性化教育是培养学科交叉的创新型人才的必由之路。教育的根本目的是以人为本、开发人的智慧和潜能,只有让学生的个性得到充分发挥,才有可能创新。

4.在理论教学中渗透科学研究

科研全面渗入理论教学是培养化学创新型人才的根本保证。只有让工作在科研最前沿的教师去教学,才有利于知识的更新。

5.必须深化教学改革

要拓宽专业口径,注重交叉学科知识的传授;对于化工类毕业生来说,将来多数要从事化工产品及材料的合成与加工,从事化工产品开发的往往都是制备原材料,如果对原材料的特性和应用有所了解,就会使产品开发的目的性更强,更容易适应市场需求;因此,化工类学生应该具备材料相关学科的有关知识和能力。为了使化工类专业学生具备合理的知识结构和比较全面的“大化工”工程科学技术素质,我们认为化工类学生选择其它学科的部分课程是有利于培养创新能力的。

6.减少理论教学总学时数是培养创新型人才的关键点

在创新型人才的培养过程中,若要实现上述探索研究或教学,把科研全面引入到教学,实施个性化教育,就不能单靠课堂教学,必须丰富学生的第二课堂和第三课堂(社会实践),以培养学生自主获取知识的能力。

7.增强学生的动手能力

加强实验教学,强化学生动手能力,特别是强化工程设计能力。毕业环节尽量增加毕业设计数量,减少论文数量,培养应用型创新人才。

四、化工类专业创新型人才培育模式探讨

构建创新型人才培养模式,必须坚持知识、能力、素质的辩证统一。知识是能力和素质的载体,包括科学文化知识、专业基础与专业知识、相邻学科知识,目前高等学校对相邻学科知识重视不够,要区分不同科类,加强这方面的教学工作。

培养创新型人才应结合各校的具体条件,包括师资水平、设备的配置、科研的氛围及水平、办学的积累和特色等具体情况提出各自的培养方式和模式,不可能强求统一。在这里,我们提出一种培养创新型人才的模式:

1.传授知识与探索研究相结合,也就是教学与科研相结合

为了培养创新型人才,教学必须与科研密切结合,而这种结合的关键是教师,但国内高校教师的现状是,长期从事教学的基本不搞科研,而科研搞得出色的,基本不承担教学任务。这种状态必须改变,为培养创新型人才,应让科研能力强的教师去主讲基础课,这有利于教学内容更新、教学科研的结合,有利于开发探索研究式教学,以培养学生发现问题,提出问题,分析问题与解决问题的能力。

2.教师与学生相结合

建立探索研究式教学必须调整师生关系,不能再以教师、课堂和教材为中心的三中心模式进行教学。而应形成以教师为主导、学生为主体的教学模式。

3.课内与课外相结合

创新型人才的培养只靠课堂教学是不够的,虽然它可以为学生打下良好基础,而综合素质的提高还要靠课外丰富多采的活动来配合。

4.校内与校外相结合

不仅要发挥校内教育资源的作用,更要善于利用社会资源,走产学研相结合的道路,培养出的人才是否能创新,还要推到社会上去检验。因此,要让学生更早、更多地接触社会,参加各类社会实践活动,可使学生提高人际交流、沟通、表达、竞争、合作等素质,既服务了社会,又完善了自我,为毕业后走上工作岗位打下良好的基础。

五、结束语

培养创新型人才研究是个永恒的主题,也是一个新的课题,需要我们长期去探索实践,并总结其规律性。实现人才培养由服务型到创新型的转型,应根据各校的特点,探索适合于不同学校的创新型人才的培养模式。创新型人才培育,应该从政府、学校、教师、学生等多方面、多环节抓起,坚持知识、能力、素质的辩证统一,注重素质教育,重视创新能力的培养,才能适应21世纪经济社会发展对人才的需要。

参考文献:

[1]构建高校创新人才培养模式的思考.光明日报,1999-12-29.

[2]建设创新型国家高校重任在肩――教育部直属高校工作咨询委员会第十六次全体会议发言摘登(下).中国教育报,2006-1-27.

[3]王夏.当代高技术发展的交叉融合趋势.科技部中国科技促进发展研究中心调研报告,2003-8-8.

[4]李小年.发挥专业优势培养创新型复合人才-浙江工业大学化学工程与材料学院的探索与实践[J].化工高等教育,2005,84(2):1-3.

[5]任杰,王培铭.突出优势注重学科交叉搞好材料学科建设[J].教育改革与管理,2001,(2):14-16.

篇7

中图分类号:S611文献标识码: A

腐蚀介质广泛地存在于化工企业的日常生产工作环境中,在这样的环境中,机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快,所造成的损失也较大。因此要加强化工行业机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

1 设备发生腐蚀的原因及分类

1.1 发生腐蚀的原因

众所周知,化工机械设备本身是金属构成的,只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响,从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业,特别是各个化工企业内,其环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质,再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大,因此在这些环境因素的综合作用和影响之下,金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应,进而形成了腐蚀。

1.2 腐蚀的分类

1.2.1 按照腐蚀所产生的原因以及表象进行分类。可以将腐蚀分为:疲劳服役,剥层腐蚀,工业大气腐蚀,高温氧化腐蚀以及酸性大气腐蚀,等等。

1.2.2 按照腐蚀所产生的机理进行分类,化工机械中的腐蚀主要可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。

电化学腐蚀,则主要是指金属材料在与电解质溶液进行接触以后,发生了电极反应而发生腐蚀,这种反应是一种氧化还原反应,主要因为环境的潮湿所致。

化学腐蚀的含义主要是指金属的表面与周围的介质发生了化学反应,进而使金属遭受了破坏,主要是因为环境温度过高、较为干燥所致。

2 腐蚀产生的化学机理

2.1 电化学腐蚀机理

金属发生的电化学腐蚀,主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用,从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀,都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应,同时还会通过金属内部的电子流,以及在介质中的离子流进行联系。

阳极所发生的是氧化过程,主要就是金属离子从金属中转移出来,转移至介质中,同时放出电子流,然后与介质中所存在的离子流进行联系,结合到一起。

而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分,通过吸收来自于阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工,都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应,这样的反应,无疑就会加快金属被腐蚀的速度。

2.2 工业大气的腐蚀机理

在工业污染较为严重的地区中,空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物,还包括一些工业粉尘,这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中,在潮湿的条件情况下,酸性气体就会与水结合生成无机酸,而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金,在这样的介质中,就会发生一连串的化学反映,致使钢材被严重的破坏。

在工业大气的环境下,机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以及化学腐蚀的本质来看,都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已,化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应,而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下,发生的氧化过程。

3 化工机械设备的防腐蚀设计、装置工艺

金属材料极容易遭到腐蚀破坏,所以在机械设备的采购过程中,应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑,并且要选择合适的配套附件,对设备的附件功能以及防腐蚀设计,具有相同的重要作用。

3.1 材料的选择

被用在制造业中的机械设备材料,大多都是碳素钢。这种钢价格较低,同时采购较为方便,而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用,不会发生较大的腐蚀,对机械设备的使用,也不会造成较大的危害。但是如果是在化工行业中使用,其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。

例如常用的 Q235 钢,在浓度较高的腐蚀性介质中,其腐蚀速度十分的高,即使对设备进行防腐涂漆,但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤,也可能会致使其腐蚀面积不断扩展,大大降低了机械设备的使用寿命。因此,化工企业通常都不会选择使用这样的材料,而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢,作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高,但是其所能够取得的总体经济效益,要比碳钢好很多。

3.2 结构与工艺

如果机械构件的集合形状设计,过于复杂或是不合理,就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷,进而导致接卸的局部发生腐蚀情况,因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑,通常情况下,要符合以下要求:

3.2.1机械构件的形状易简单;

3.2.2 防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏;

3.2.3 机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料;

3.2.4 尽量减少机械构件中存在的缝隙;

3.2.5 选择较为优质的防锈漆以及结构形式,以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离,尤其是要注意对焊缝进行涂漆,较为合理的涂漆结构,能够保证构件的任何一面或部位,都能够进行涂漆;

3.2.6 防止残余水分在机械设备上有滞留情况,在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处,如果不能够尽量避免,应该要设置排水孔;

3.2.7 在对机械设备进行焊接时,要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象,要尽量采取连续的焊接工艺,间断的焊接就容易产生内应力;

3.2.8 要尽量避免出现焊接缺陷,例如咬边、焊瘤、未焊透等现象,这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中,其凹陷边也可能会形成夹缝,而焊瘤不仅仅会造成应力集中,还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷,都会造成较为严重的腐蚀现象;

3.2.9 为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象,对于构件的连接处的夹缝,要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式,主要包括对接以及搭接两种,这样的连接中应该采用焊接的连接,同时还应该采取双面连续的填角焊接,同时对于对接的接头,还应该采用双面连续的对接焊接,进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。

4 设备的防腐蚀方法

对机械设备进行防腐蚀的方法有很多,主要就是为了能够改善金属本身的特质,将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开,或者是对金属表面进行合理的处理,以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法,主要就是依据电化学的相关原理,进而在金属设备上采用一定的措施,进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法,主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。

外加电流法,主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极,同时将被保护的金属作为电池的印记,然后在外加直流电的作用之下,对阴极进行保护;

而牺牲阳极保护法,是采用电极电势将被保护的金属或是合金,作为电池的阳极,将其固定在被保护的金属表面上,从而形成了腐蚀电池,而被保护金属作为阴极,从而得到保护。

根据电化学的相关腐蚀原理,采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前,各个国家也广泛的采用此方法,将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上,对其进行保护,并取得了较好的效果。

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中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:16721101(2010)04009304

收稿日期:20100828

基金项目:安徽省高校重点教研基金项目资助(2008jyxm342)

作者简介: 徐国财(1963-),男,安徽五河人,教授,博士,主要从事化学教学与研究工作。

Meditation on the construction of chemistry teaching team

XU Guo-cai,ZHANG Xiao-mei,

HE Jie,XING Hong-long,JI Xiao-li,YANG Yong-hui

(School of Chemical Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui232001, China)

Abstract: As strengthening the construction of teaching team is an important measure for implementing quality project of higher education, it is necessary to deeply comprehend the idea of constructing chemistry teaching team and to fully acknowledge the connotation of its construction. This paper expounds mainly the specialty and objectives of constructing chemistry teaching team in the two aspects of reform in chemistry practical teaching and chemistry education teaching.

Key words: teaching team; teaching and research; education teaching; chemistry

在国家教学质量工程建设中,教学团队建设是其一项重要组成部分。所谓教学团队,就是指以教学工作为主线,以学生为服务对象,以一些技能互补而又相互协作的教师为主体,以先进的教育思想理念为指导,以教学内容和教学方法的改革为主要途径,以系列课程和专业建设为平台,以提高教师教学水平、提高教育质量为目标,开展教学研究和教学建设的一种创新型的教学基本组织形式。化学教学团队是2008年我校首次评选出的五个团队之一,2010年推荐申报安徽省级优秀教学团队。目前教学团队共有教师26人,其中教授4人,副教授15人,具有博士学位5人,硕士学位19人。有教学辅助人员9人,其中高级实验师1人。目前,化学教学团队面向全校化学工程与技术、材料科学与工程、环境科学与工程、矿业工程、安全工程与技术、地质工程、机械工程等一级学科下的16个本科专业开设普通化学、工科化学、无机化学、无机与分析化学、分析化学、有机化学、物理化学等基础化学课程,年均教学班级100多个。化学教学团队是一支团结协作的集体。在教学上,有一批教学时间长、教学能力强、师德高尚、教学经验丰富、教学特色鲜明、深受学生爱戴的主讲教师。不仅能够讲授基础化学课程,还为化工学院相关专业开设现代仪器分析技术、高分子化学、纳米科技导论、工业催化、化工安全导论等专业选修课或通选课。教学团队成员都具有受教育个性化的背景。教学团队成员大多来自全国著名高校,有理科类学校、工科类学校、师范类学校、农林类学校等,有化学知识背景或化工专业背景,带有各自学校的专业特色,基础知识扎实。大多数都受过高层次学历专业教育,业务知识系统,形成了集体特色鲜明的教学团队。

一、化学教学团队建设的理念

化学教学团队的建设理念首先是构建一个和谐的团队环境。所谓团队,是指有一定技能、愿意为了共同的目标而由相互协作的个体所组成的群体。化学教学团队就是基于化学教学平台具有基本的化学教学技能和职业资格的教师构成的化学教学组织。所谓和谐就是融洽,和谐的本意就是和睦协调,和谐环境就是团结协作的气氛。和谐环境的特征就是本环境中的成员彼此相互尊重相互学习相互促进共同进步。化学团队的和谐环境就是把化学教育教学演绎为生动活泼的舞台,团队成员都有一个共同的愿景,在团结协调的气氛中酣畅淋漓的工作。团队的每一位成员都有一致的目标,就是以责任心、高水平的教学相长态度对待每一位大学生、每一门课程和每一堂课。成员个体的目标也反映了团队的目标,而团队的目标不仅如此,同时还包括促进团队成员成长和进步。构建一个化学团队的和谐环境,有利于提升教师特别是青年教师的认同感和归属感、完善其职业认知、提高其工作积极性和创造性。和谐团队环境可以促进教师之间知识的融合、思路的启迪,可实现成员之间的优势互补、相互借鉴和共同提高。在一个和谐的教学团队中,围绕化学教学进行沟通、交流,容易得到相互支持和尊重,能够打造一个中流砥柱的教学组织。

化学教学团队要构建成一个学习型组织。团队中的每个人都具有一种共同使命、共同价值观和共同目标,既是学习者又是助学者。学习型组织的最好体现就是为了完成共同的化学教学任务而开展各种化学教研活动,或是示范教学、尝试教学等是团队成员反思基本业务素质的良好时机;或是小型化学论坛、化学讲座都是团队成员拓展知识视野取长补短的平台;或是板书教学比赛、实验教学比赛都是团队成员教学技能学习提高的机会。团队成员的成长与发展离不开教师群体组织的影响和推动、离不开成员之间的相互学习和借鉴。学习型组织是化学教学团队的建设理念的具体体现。

化学教学团队要构筑成一个优质教学资源库。团队成员通过开展教学观摩、公开教学、示范教学等活动,展开探讨、切磋经验,彼此间进行交流和沟通,提升自我认识知识驾驭知识的能力、内化教学意识,凝练教学内容、探索教学规律,提高教学技能,创新教学方法和手段,每一位成员都将逐步成为优质资源,整个团队成为一个优质资源群,从而为课堂教学提供一个优质的教学资源,从整体上提高教学质量和效果。

二、化学教学团队建设的内涵

化学教学团队内涵建设主要表现在教师队伍建设、教学成果与学术交流等。队伍建设是团队建设的核心内容,而队伍建设的主体内容是培养和造就成熟的青年教师,构建一个梯度合理梯级过硬的教学团队。在教学与科研实践中给青年教师提供更多的发展机会,把青年教师锻造成教坛新秀和科研能手。制度保障是队伍建设的规范性和常效性的基础,优化队伍建设的政策环境和激励机制。先后以优秀教学团队基金为基础,制定了《关于青年教师培养的若干规定》、《青年教师指导教师职责》、《青年教师参加学术活动的规定》等规章制度,把队伍建设中的制度建设推进一步,始终把青年队伍的培养作为师资队伍建设中的重点,以制度保障教师队伍建设。

化学教学团队依据学校现行人才政策,实行引进人才和在职培养(国内外进修)相结合的办法,不断提高教师队伍的学历层次。加强对现有人才的培养,鼓励教师攻读高学位或进修提高,教学队伍中现有8名教师在南京大学等国内高校在职攻读博士学位,2名教辅人员在本校在职攻读硕士学位。同时选送2名青年教师到美国和日本大学进修深造,开阔眼界,中外结合,提升自己。

重视科研工作是教学团队队伍建设的重要方面。科研与教学互动是教师学术水平不断提高,教学不断进步的基础。科研是新知识的源,教学是新知识的流,教学团队的建设既要开源又要疏流,让学生在新知识的源远流长中受到滋润和熏陶。教学团队成员有几个科研方向,诸如有机复合无机纳米材料、有机手性合成技术、光功能高分子材料、煤化工气化催化技术等,鼓励教师结合书本知识把科研新知识及时传授出来,让学生领略科技发展的魅力,鼓励学生发奋学习。良好的教学科研互动,尤其是青年教师在受到学生的钦佩和爱戴气氛中增强了自信心和工作动力。化学教学团队近几年在科研成果的基础上陆续出版了《纳米复合材料》、《光固化技术理论与实践》和《纳米科技导论》等学术著作5部,团队成员在提升自己的学术水平同时,有力地促进了教学水平和教学质量的提高。

积极参与或组织国内教学研讨活动。化学教学团队每年都积极参加全国大学化学化工课程论坛,以及由高等教育出版社协调各高校主办的教学研讨会,取长补短,提高自我教学改革的创新意识和水平,促进教师积极总结和撰写教学思想教学改革体会和教学研究成果。在每年的大学化学论坛的教学文集中,团队成员都有2-3篇接受出版的教学研究文章。利用课程论坛,自我加压宣传自己,只有不断地创新教学钻研教学、及时总结自己教学经验,才能有的放矢介绍和宣传团队建设,才能赢得同行们的热评和称赞,才能进一步提升建设团队的信心。2009年的大学化学化工课程论坛在合肥举办,利用天时地利人和的机遇,组织20多团队成员参加了全部的会场教学交流,其中一人参加主题发言。认识教学改革的发展趋势和最新成果,体会他人的教学特点反思自己的教学不足,提升自己的教学能力和教学质量。结合质量工程建设,2008年团队组织了安徽省高校有机化学精品课程建设研讨会,来自全省10余所高校的40多位代表进行了课程建设交流,增加了青年教师的见识,扩大了青年教师的视野,提高了青年教师钻研教学改革的意识,增进了青年教师彼此间的友谊。在教学改革的交流中,更好地培养青年教师成长。目前化学教学团队承担安徽省级重点课程、精品课程等三门、国家级和安徽省级十一五规划教材各一部。积极撰写编写富有自己教学特点的教学研究成果的教材,先后出版了《工科化学》、《普通化学》、《有机化学》和《化工安全导论》等教材。

三、化学团队建设具有的特殊性――实验教学的改革

化学教学团队建设的一个重要方面是实验教学建设,这是区别其他教学团队的显著特点。实验教学的目的是使学生掌握化学实验的基本操作和技能,理解化学理论课程内容,增强学生的实践创新能力。化学团队发挥集体协作的优越性,在实验教学中注重实验的综合性与实践性的改革,探索综合型和设计型实验教学的新方法新内容。

所谓综合型实验教学,就是以教师辅导为辅,学生独立操作为主,实验过程蕴含多个实验关键点的实验教学模式。通过化学实验内容、方法、手段的综合,掌握化学综合知识,培养全面思考和解决化学问题的思维方式,运用综合分析问题、解决问题的方法和手段,达到培养综合应用化学化工知识的能力和素质。同时培养学生实事求是的科学态度和相互协作的团队精神,并为后继的实验课程打下良好的基础。在综合型实验训练基础上,为进一步训练学生完整的实验方法和科学研究思维,以培养学生的科研素质和创新能力,设计型实验课应运而生。所谓设计型实验教学,就是指学生根据实验指导教师提供的实验项目和可选择题目,自选感兴趣的内容,用所学的理论知识和基本实验技能,查阅有关资料,自行设计实验方案和实验路线,独立完成整个实验过程,达到实验目标的实验教学模式。设计型实验是一种充分发挥学生的智慧、创新能力和动手能力,对操作技能训练的实验。团队成员为了摸索综合型和设计型实验的可操作性,反复实验,将原来单一化合物的合成验证型实验更新为综合型的多步合成实验;将原来单一验证性的性质实验及部分单一的基本操作技能训练实验更新为有关的综合性验,对设计型实验的多种可能性加以推敲,筛选最佳实验路线和方案,对学生可能选定的实验题目及其实验路线方案,团队成员必须心中有数,具有现场甄别力和评判力。综合型和设计型实验的筛选和确认,凝结了团队成员的心血和智慧,凝聚了成员对化学教育的热爱和追求,在实验类型和题目的认定过程中,增强了团队成员的凝聚力,也提升了教师实验操作水平。

综合型和设计型实验教学不仅是教学形式的变化,而且是实验教学的内在本质的体现。团队成员在筛选和判定综合型和设计型实验过程中,进一步加深对化学实验教学内在规律的认识,加深对化学实验的内在本质的理解。通过多步化学实验的综合,可培养学生多方位考虑问题的大局意识;通过化学实验方案设计,可启迪学生的创新意识;通过化学实验项目中的设备和仪器的调试,可培养学生的实际操作技能;通过化学实验中出现的问题,可培养学生思考解决问题解决问题的能力。

化学教学团队在实验教学中既注重实验教学的实践性和改革创新,也注重实验教学改革的成果集成,先后组织相关教师编写了基础化学实验系列教材,出版了《物理化学实验指导》、《有机化学实验指导》、《普通化学实验指导》、《无机与分析化学实验指导》等丛书。为发挥团队成员的团结协作精神,确立了丛书编写的基本原则:因才施教,既满足教学基本要求,又为学有余力者提供能力训练的机会;既是实验教材,又作为撰写实验报告的范本。通过共同努力,从而形成完整的适合我院教学特点的实验指导系列丛书。团队成员经过努力,富集智慧和创新精神的系列化学实验丛书表现出应有的特色;在保证基本实验操作得到训练的前题下,编写了部分趣味性实验,使教材的趣味性增加;教材中各种实验也尽可能从环保的角度进行选材,将实验使用的化学试剂用量减少至最低量,以减少化学污染物的排放量,体现环保意识;综合型实验有较详细的操作步骤,使学生运用综合基础知识、实验技能和测试方法,培养化学实验操的正确性和精准性。设计型实验对学生提出实验要求,提示实验关键和参考文献,要求学生独立设计方案,完成实验。

结合综合型和设计型实验的改革和探索,化学教学团队针对实验教学中存在的问题,目前正在录制化学实验示范教学片,结合实验多媒体教学资源中心,创建可视化实验室,把现场教学和可视化教学有机结合起来,以进一步提高实验教学效果和实验教学品位。

为了检验化学实验的教学效果,化学教学团队已连续举办三次大学化学实验竞赛,每次参赛学生有一千多人甚至二千人,竞赛在笔试基础上由抽签方式决定具体实验项目。大学化学实验竞赛,不仅提高了大学生学习化学的兴趣,提供了展示大学生风采的平台,而且检验了化学教学团队成员组织化学实验竞赛的能力和化学实验教学水平。

四、化学团队建设的目标所在――教育教学质量提升

教师是人才培养质量保障体系中的第一要素。在化学团队建设中,每一位团队成员必须努力成为一名合格甚至优秀的大学教师,能够清楚地认识到如何提高教学质量,及时总结提高教学质量的要素。

化学教学团队在建设过程中,倡导化学教学要兴趣化教与学。兴趣是导师,兴趣化讲授和兴趣化学习是教育的一种境界,把教学过程兴趣化,把课堂激情化,把教室活跃化。围绕书本知识学习这个中心,适当安排优秀学生自学讲课,教师跟进补充完善,让学生切身体会教师授课的艰辛,领受教师授课的风采。把教与学演绎为一种高尚的师生共同的游戏活动。

倡导团队成员是做青年学生的朋友。做同学们的朋友,经常给同学们集体或个别补课,深入同学之间了解同学生活、理解同学的喜怒哀乐,尽可能为同学们排忧解难,引导学生健康愉快生活,增进师生友谊,做青年学生的知心朋友。让学生在师生彼此理解中学习,不仅提高学习效果,而且能够学到如何做人。

倡导团队成员博学多才。大学教育仅讲授书本知识是不够的,必须把与书本知识相关的知识融会贯通在教学过程中。三聚氰胺奶粉事件人人皆知,在讲授有机化学的分子结构时,适时穿插三聚氰胺事件的原理和危害以及防范办法;在化工安全授课过程中巧妙地引入食品苏丹红事件。把书本知识社会化,生活现象理论化,社会现象哲理化。借助青年学生的好奇心,即活跃课堂授课的气氛,又增强课堂授课的效果,扩大同学们知识面。

倡导团队成员实时传授传统文化知识。大学教师要不断丰富和更新文化知识,近几年中央电视台的名家讲坛掀起了传统文化传播与学习的大潮,我们应积极从中吸取营养,丰富自己传统文化知识。在课堂上,把传统文化与课本知识有机结合,让同学们在现代文明与传统文化交汇中融汇古今,领略古人的智慧,吸纳哲人的评判,欣赏前人的文采,内化自己的学识。传统文化的传播,展现爱国主义的精神,增强民族自豪感,热爱自己热爱祖国。

倡导团队成员善于礼与德的引导。大学教育的任务是提升人的基本素质,教师应准确地引导青年学生知书达礼,把简单事情做好,引导青年学生不闯红灯,不在教室吃食物,按时上课,每个同学做到了,一个集体就做到了,一个局部良好的风气就形成了,局部的整合就是整体,就能够演化出一个良好的社会风尚。关心他人就是关心自己,和谐的集体是自己创造的,在大学时代个人成长借用孔子的话说:毋意、毋已、毋固、毋我。这样才能提高品质,才能成为性格健全、品行端正的新时代大学生。

提高教育教学质量的根本所在是广大教师的教育教学水平。化学教学团队建设努力打造一批教学质量优秀的教师,所谓教学质量优秀的教师就是被广大青年学生普遍接受、认可和欢迎的教师;是能够激发和引导青年学生学习兴趣的教师;是广大青年学生的良师益友。

化学教学团队的建设是长期的,每一位成员都在为团队争光、都以团队建设为荣光。每一位成员都在用人格的力量内化自己,昭示学生,教学相长。

参考文献:

[1]梅水燕,李利民. 高校教学团队建设策略探讨[J]. 理工高教研究,2009,28(2):65.

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[作者简介]樊鹏(1987-),男,河南焦作人,华中农业大学高等教育研究所在读硕士,研究方向为高等教育管理;李忠云(1955-),男,湖北孝感人,华中农业大学党委书记,教授,硕士生导师,研究方向为高等教育管理。(湖北武汉430070)

[中图分类号]G647[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)11-0021-03

美国加州理工学院的历史并不像牛津大学、哈佛大学那样悠久,规模也不如伦敦大学、斯坦福大学那样庞大,却在当今全球高等教育中处于领先地位。在英国《泰晤士报高等教育副刊》最新的2011~2012世界大学排行榜中,美国加州理工学院荣登榜首。因此,分析美国加州理工学院的发展模式及其特色,对我国研究型大学的建设和发展具有现实的借鉴意义。

一、加州理工学院的办学历史及理念形成

(一)社区学校阶段

1891年,加州理工学院成立,前身是色罗珀工艺学院,由语法学校、高中、教师训练学校、商业学校、初级学校和一个俱乐部的晚间和暑期课程班六个部分构成。当时的加州理工学院只是一所社区学校,其办学目的是为学校周边居民提供就业训练项目和素质修养提高等教育活动。

(二)技术学校阶段

1907年,在科学界因著书立说创立了新天文学而名声鹊起的科学家海耳加入该校校董会,为该校的发展提供了转机。受海耳“把学校建设成一所高水平的技术学校”思想的影响,学校解散了商业、师资训练、中小学课程学校,只保留理工学院,并完善理工学院的发展,开设了电机工程课,开始了该校的转型发展。

1911年,时任美国总统罗斯福在该校视察时说:“我希望看到像色罗珀这样的学校培养出来的学生,每100名学生中有99名比一般人做得更好;我希望看到能够开凿巴拿马运河与在国内兴建大型水利工程的人;我更希望看到剩下的那第100位学生受过良好的科学文化熏陶,成为像你们伟大的天文学家海勒那样的人。”①罗斯福总统的此次讲话对该校的办学理念产生了重要影响,学校开始致力于培养罗斯福所说的那“第100位学生”。

(三)转型发展阶段

1920年,该校改名为“加州理工学院”,随后开始致力于追求最重要的科学研究,定下了“培养创造型的科学家或工程师,以应教育、管理和工业发展之急需”的培养目标。学院在原有的工程学科的特色基础上,发展建立了数学、物理、化学等基础学科来促进特色专业的发展。随着学科发展,学校逐渐扩充了英语、历史、经济学课程,慢慢形成了该校“小而精”的办学特色。

(四)稳健提升阶段

加州理工学院至今仍遵循着“学科不求过多,范围不求过宽,严格保证学生入学和学习质量”的办学方针。而追求最重要的科学研究成为加州理工学院至今不变的目标。虽然在发展过程中,扩大规模是不可避免的,但董事会坚持谨慎而稳健的政策,规定只有达到与物理系和化学系同等水平情况下才允许建立新系。加州理工学院的每一位校长都有向董事会保证遵守学校的传统,把学校办成一个小但水平很高的学校。②20世纪末,加州理工学院已跃居美国一流大学前列。一流大学的形成是一个缓慢的发展过程。因为大学都有自身的规律,大学的发展是一个量化累积的过程。加州理工学院建立至今也只有一百二十余年的发展历史,能够在短短的一百多年发展中成为世界一流大学,其办学理念、办学特色值得我们研究和借鉴。

二、加州理工学院的办学特色

(一)独特的“小而精”模式

加州理工学院从人数到规模等方面都体现其“小”的特色。学院只有50.18公顷土地面积(约等于700余亩,相当于我国一个市级示范性高中的面积),从1920年的10名研究生、35名本科生发展到现在的1000余名研究生、900余名本科生的规模。师生比例大体上保持在1∶3的基础上。其院系设置也极为简单,仅有六大学系:生物学、化学及化学工程系、工程与应用科学、地质学及行星学、人类学和社会科学、物理数学和天文学。加州理工学院保持在校生规模两千余名,但学院的教授和毕业生中分别有31人32次(鲍林曾两次获奖)获得诺贝尔奖,平均每1000名毕业学生中有1个诺贝尔奖得主,比例为世界大学之冠。加州理工学院虽然只有教授、副教授、助理教授共900名,但其有66个国家科学院院士、33个国家工程院院士和80个国家艺术科学院院士,相当于现今全体教师的36.7%,这在全美乃至全球都是首屈一指的。著名物理学家爱因斯坦、费曼、密立根、盖尔曼,著名的天文学家哈雷、遗传学的鼻祖摩尔根、火箭专家冯・卡门都曾执教于此。加州理工学院虽然只有生物学、化学及化学工程系等六大学系,但是该院研究生课程门门都出类拔萃。正是因为“小而精”,加州理工学院才为这些成绩的取得创造了良好的环境。

(二)独特的学科建设

1.建立引领时代前沿的学科。加州理工学院从建校以来,就定下了“培养创造型的科学家或工程师,以应教育、管理和工业发展之急需”的培养目标,并结合学院自身的优势,进行时代最需要的科学研究。20世纪20年代重点发展天文学、物理学和生物遗传学;在第二次世界大战的影响下,学校结合国际一线前沿,重点发展国防科学;20世纪50年代,又致力于空间科学与技术方面的研究;20世纪70年代,开始对政治学、经济学等社会科学进行研究。学校时刻都能够及时地感知和掌握不同的时展要求和科学发展规律,并能够及时作出战略调整,从而使该校的发展紧跟时展的步伐,始终保持在学科前沿领域占有一席之地。

2.为优势学科发展创立支撑学科。加州理工学院为了使优势学科得到更好的发展,积极带动一批非优势学科的发展。20世纪初,学校在转型发展时,解散了商业、师资训练、中小学课程学校,只保留理工学院。为了理工学科的有力发展,学院开设了电机工程等课程来支撑理工学科的发展。20世纪20年代,学院在原有的工程学科的特色基础上,相继建立了数学、物理、化学等基础学科来促进特色学科专业的发展。20世纪70年代,学院引进了政治学、经济学等国际一流学者,以社会科学来支撑原有理工学科的发展。这些非优势学科不仅得到了自身的发展,而且对优势学科的发展起到了有力的支撑作用。这样一举两得的学科建立,为该校成为世界一流大学作出了重要的贡献。

3.注重不同学科间的渗透。加州理工学院认为科学研究应该打破并超越旧的学科界限,于是特别注重不同学科间的渗透与交流,追求自身有优势、时代最需要的科学研究。化学家诺耶斯提倡开设生物课,并致力于生物化学的研究;化学家鲍林基于量子理论创造了化学键理论;遗传学家摩尔根鼓励研究者同那些所学专业与自己不同的生物学家协作攻关,产生了遗传学学科。不仅如此,学院还在原有理工专业的基础上,增设了社会科学方面的研究生项目。20世纪六七十年代,学院引进的几位从事跨学科基础理论与应用研究的经济学家与政治学家鼓励学生将天赋用于经济学与政治学领域的发展,并把这些学科的原理与物理学、公共政策等诸多学科结合起来,形成了更加鲜明的研究特色。③

(三)独特的培养模式

1.注重学生基础学科的学习。加州理工学院认为本科教学课程是为学生提供较渊博的知识面,从而使学生适应不同工作的需要。因此,所有专业的本科生入学后都会进行一到两年的通识教育。入学后,除了本专业的课程学习之外,还需学习数学、物理学和人文社科方面的基础课程。例如,理工专业的学生在毕业时要求修够108个学分的文科课程。这些基础课程的学习,为学生专业知识的拓宽打下了坚实的基础。

2.重视本科生参与科研工作。加州理工学院不仅注重学生基础学科的学习,还特别注重培养学生的科研能力,鼓励本科生积极参与高水平的科研项目。学院实施的“暑期本科生研究奖学金项目”为本科生提供了参与科研的机会。本科生可以向学校进行项目申请,并获得一定的资金支持。项目结束后,学生需提交书面报告,总结在项目中的研究方法、最终效果等。加州理工学院的本科生都能够积极地参加这种项目,有些还能将自己的科研汇报发表到一定的学术期刊上。这种项目建设让学生在学习和研究的过程中得到了锻炼,提高了学生的科研能力。

(四)独特的资源建设

1.一流教师的引进。要想发展成一流的大学,就必须要拥有一批一流的教师。加州理工学院从20世纪20年代开始,始终拥有着一批国际化的科学家,这也是学院走向国际一流的一个不能或缺的因素。从海耳、鲍林、诺耶斯、密里根的到来,带动了学院天文、化学等基础学科的发展;到地震学家古腾伯格斯的到来,使世界地震研究中心逐步转移到加州理工学院;再到美国航空技术的先驱冯卡门的加入,加州理工又带动了美国航天事业的发展……一位位一流大师带来的不仅仅是科学技术、一门学科的建立,更带来了一种思维,潜移默化地影响了一批又一批他们周围的老师和学生。正是有了这些国际一流科学家的加入,学院才得以培养了一流的科学家与工程师。

2.一流实验室的建设。在加州理工学院,科学是其永不改变的主题。创建至今,学院拥有了一批世界顶尖的实验室和研究所,三十多个实验室、研究所都有一流的设备和科研力量。学院的喷气推进实验室和宇航研究中心是该领域的世界研究中心;著名的实验室还有古根海姆实验室、物理研究中心等。许多著名科学家都在这里完成了世界瞩目的成就。如在世界上最大的天文望远镜――盖克望远镜的帮助下,天文学家施密特发现了类星体、学院科学家绘制了天文图。

三、加州理工学院办学理念、特色对我国研究型大学发展的启示

加州理工学院能够荣登世界大学排名的榜首,是与时俱进、调整自身发展与社会发展相适应的结果。它确立了自己“小而精”的办学特色和以科学为主题的办学理念,使其在当代知识经济的竞争中首屈一指。研究其发展,旨在为我国研究型大学的发展提供参考及启示。

(一)准确定位――规模与质量的把握

建设世界一流的研究型大学,重在质量的提升,并非规模的扩大。总理曾强调过:“高校办得好坏,不在规模大小,关键是办出特色,形成自己的办学理念和风格。”④学校规模的大小与质量不一定能够形成正比,就像加州理工学院的建设,其规模并不大,却能够成为世界一流的研究型大学。目前,我国高校不断地扩张校园占地面积、扩大招生人数、求大求全的发展。广阔的校园面积,减少了师生之间的交流沟通;壮大的学生规模,降低了生源的质量;求大求全的发展模式,影响了特色学科的发展。再加上随着人口生育高峰的逐渐逝去,每年高考人数也将会缓慢逐年递减。这样一味地扩大学校规模,不利于一流大学建设。作为建设研究型大学的高校,不应把重点放在规模的扩张上,而应在与时俱进地对学校规模进行合理把握的基础上,发展学校特色、提升教育质量,为一流研究型大学的建设创造良好的科研、育人环境。

(二)汲取精华――学校特色的确定

加州理工学院的办学特色告诉我们,一流大学的建设不在于规模的大小,更不在于学科门类的多寡,关键在于要有自己的特色,并保持自己的特色发展。特色是一个事物或一种事物显著区别于其他事物的风格、形式,是由事物赖以产生和发展的特定的具体的环境因素所决定的,是其所属事物独有的。大学办学特色应该理解为:大学在培养人才的活动中所表现出来的比较稳定的发展方式和被社会公认的独特办学气度、作风和办学特征的集合。⑤牛津大学副校长科林・卢卡斯在“21世纪高等教育――大学校长论坛”上说:“面对日益多变的社会现实,一些大学变得越来越相似,这种状况令人担忧。”⑥在高等教育竞争日益加剧的今天,高水平研究型大学必须保证人无我有、人有我精、人精我特的理念,才能使大学发展立于不败之地。加州理工学院在发展初期就确定了自身的特色和发展方向,这为其成为一流的研究型大学创造了必要条件。因此,我国研究型大学的建设应该找准定位,把学校的特色学科做大做强。

(三)出类拔萃――优势学科的发展

一流研究型大学的学科不会都是一流的,但是一流的研究型大学必须有一流学科。一所高校要在国内或国际成为一流,最重要的是要在一、两个学科领域首先突破,真正达到国内或国际一流,并带动其他学科整体上水平。从大学学科的构建框架来看,它的体系一般由主题学科、主干学科、支撑学科、特色学科几个部分组成。主体学科是大学的基本要求。主干学科一般体现了大学的优势和特色,并且影响着大学的发展。支撑学科为学校的主体学科、主干学科、特色学科提供支持。从此可以看出,优势特色学科的建设在当今高等教育的发展中有着举足轻重的作用。加州理工学院不仅拥有自己结合时展的优势学科,而且围绕优势特色学科的发展,建设了一批服务于优势特色学科的支撑学科。我国高水平研究型大学建设中,应有自己的特色优势学科。在研究型大学中,特色学科不求多,但求有优势、特色明显。同时还要突出重点,依托优势学科创建品牌专业。当然,在建立特色优势学科发展的同时,也应像加州理工带动一批支撑学科的发展,这将有力地促进一流研究型大学的建立。

(四)和谐互融――交叉学科的融合

学科建设是建设研究型大学的基础性工程。研究型大学的学科建设在突出优势学科的基础上还应注重各学科的交融与和谐发展,这样可以打破专业的界限进行科研立项,以培养出具有高素质综合性的人才。加州理工学院通过学科间的相互融合,创新了互融学科的发展。多学科交叉是当代科技发展的一个显著特征和主要驱动力,在解决国家重大科技需求和地方经济社会发展关键问题中显示了巨大的生命力和有效性。高校具有学科门类齐全、科技人才集聚的比较优势,是开展多学科交叉研究,承担多学科交叉项目的一支重要力量。⑦在如今的社会,“创新”已成为发展的主旋律,而学科之间的交叉与融合有利于创新的产生。目前,我国研究型大学已经拥有比较齐全的学科门类和强大的科技人才团队,在此背景和基础上,通过交叉学科的和谐互融,不仅能提高高校科研竞争力,也将大大促进我国创新型国家的建设。

(五)拔尖创新――精英人才的培养

所谓拔尖创新人才,是指具有高尚品德、博专知识、创新能力,具有明确的目标选择、长期的优势积累和突出的创新业绩,被社会承认的在学术、技术、企业和管理等方面具有国际竞争力的创新精英人才。⑧研究型大学的建设要想取得最终的成果,不仅需要优质的教师、特色的学科、丰硕的科研成果,还需要培养一流的拔尖创新人才。加州理工学院始终遵循“培养创造型的科学家或工程师,以应教育、管理和工业发展之急需”的人才培养目标,培养了一批批优秀顶尖的科学家、工程师等。因此培养一批拔尖创新人才是我国研究型大学建设的首要任务,拔尖创新人才的培养也是体现研究型大学教育的直接成果。当今的国际竞争,归根到底是人才的竞争。因此,研究型大学建设要结合自身特色,在一批一流教师的带领下,通过科研、重大工程项目等培养一批拔尖创新人才就显得尤为重要。

总之,研究型大学的建设既是时代的需要,也是国家的需要,更是高校自身发展的需要。高水平研究型大学建设只有在坚持自我办学特色、发展特色优势学科、进行学科间的交叉互融、培养创新型人才等方面进行身体力行的改革,才能早日建成一流的研究型大学。

[注释]

①蓝劲松.小而精的学府何以也成功――对加州理工学院崛起的分析[J].复旦教育论坛,2003(1):67.

②李敏.小而精:加州理工学院的定位与特色发展分析[J].比较教育研究,2005(4):41.

③徐敦楷.高水平特色型高校构建研究型大学的战略思考[J].中国高等教育,2010(Z1):29.

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篇10

1.1化学知识和价值观点

化学学科知识与化学学科文化之间具有密切的联系。一方面,化学学科知识的发展是化学学科文化产生的基础和存在的依据,并丰富了化学学科文化。如人类对原子结构的认识,经历了道尔顿实心模型、汤姆逊糕枣模型、卢瑟福行星模型、玻尔模型和量子力学模型等,在其发展过程中不但发展了原子结构的知识和理论,其“依据事实-提出假设-抽象建模-实验验证”的研究思想和方法也丰富了化学学科文化;人类对酸碱的认识经历了朴素酸碱概念、酸碱电离理论、酸碱溶剂理论、酸碱质子理论、酸碱电子理论和软硬酸碱理论等发展过程,丰富了“坚韧不拔、不断求索”的化学学科精神。另一方面,化学学科文化是维系学科学术共同体的基石,也是化学学科知识发展的内在动力。学科共同体成员坚信化学学科是造福人类的,追求人与自然、社会和谐发展的价值取向,遵循化学学科研究的行为规范,以伟大的化学家为榜样,不断探索化学科学的真谛,使化学学科知识得以丰富和发展。如新元素的发现、稀有气体化合物的合成等,正是化学科学方法得以科学应用所取得的成果。从哲学意义上说,学科价值是指学科对人类的有用性。这种学科的有用性包括了理论与实践上的有用性,个体与社会层面上的有用性等等,不同的学科有用性反映了不同的学科价值,形成学科之间区别的重要标志。化学是理论和实验结合、基础和创新并重的学科。化学学科的价值主要体现的两个方面,一是通过揭示客观事物的变化运动规律而得到价值体现,二是通过创造和识别能服务于人类社会发展的新物质而得到价值体现的。

1.2思维方法和语言系统

学科方法实际上是学科内开展科学研究的基本方式与途径,不同的学科往往以不同的方法论指导学科内开展科学研究,形成了不同学科之间思维方式的差异。学科方法(也可以说成是学科共同体成员的思维方式)是学科文化的内核,是学科共同体所有成员特有的研究和思维方式。化学学科研究方法主要有观察法、科学实验法、归纳法、数学方法、假说与模型等等。化学学科共同体成员习惯于根据实验事实,进行归纳概括、抽象推理的思维,习惯于从实物粒子的微观结构视角揭示物质变化本质的思维;习惯于关注环境因素对体系状态和性质影响的思维;习惯于提出假设、建构模型、实验论证的思维。化学实验方法在化学学科方法中具有特殊的地位。化学是以实验为主要研究方法的基础科学,即使是计算化学迅速发展的今天,化学实验依然是检验化学原理和计算结构的唯一标准。正如化学教育家傅鹰先生所说,只有实验才是化学的最高法庭。语言是文化的产物、载体和现象,是思维的物质外壳与呈现形式,是学科文化的窗口。每一学科独特的思维方式决定了其独特的语言方式或言语体系,学科共同体成员用这些专业言语体系进行学术上、思想上和情感上的交流,传递建立在学科知识和信仰体系之上的宇宙观、人生观和知识观。化学学科在发展过程中形成和丰富了自身学科语言。化学语言主要包括文字语言、符号语言和图表语言等。普适、通用和简捷的化学语言,能将众多的物质结构、组成、变化和性质等化学事实表达出来(如化学符号CO,表达了一氧化碳分子的组成、共价键成键情况、孤对电子数目等信息)。化学学科共同体成员用化学语言表示物质的组成、结构、性能及其变化规律,化学语言是化学学科共同体成员进行化学思维、学术和思想交流不可缺少的工具和中介。

1.3化学研究和教学行为习惯

学科研究和学科教学是学科最主要的学术活动形式,学科研究习惯和学科教学行为不但是学科文化的重要要素,更是学科文化传承和发展的基本保障。学科共同体成员的学科教学与研究习惯具有一致性,正是这种一致性保证了学科及其学科文化的延续和发展。学科共同体成员在长期的学术研究和教学过程中,学科知识和观点逐渐内化成学科成员的学识和信仰,逐渐改变着个人的人生观和价值观。伴随着学科知识的获取和传授,学科文化就在不知不觉中深深地影响着所有学科共同体成员的思想、规范、行为和习惯等,并成为他们参加社会生活的重要经验和手段。化学教学是由教师的教和学生的学所组成的双边活动。在教师有目的、有计划、有组织的指导下,学生掌握系统的化学科学基础知识和基本技能,并在此基础上发展能力,形成一定的学科素养和社会所期望的道德品质。化学教学行为体现了化学学科前辈们进行研究和教学的行为习惯,化学教学行为能够内化为学生的行为习惯。化学的学科特点和价值观点一定程度上决定着化学研究和教学行为习惯。化学服务于人类社会发展的价值取向,促使化学研究和教学关注化学在生产和生活中的应用;化学研究着力解决生产、生活和社会发展中的问题,化学教学关注对学生应用化学知识解决实际问题能力的培养;化学揭示客观事物本质及其规律的价值取向,要求化学研究应具有怀疑的、思辨的品质,促使化学教学教真实的化学、有用的化学,重视实验探究在化学研究和教学中的作用;而“化学是一门实验的科学”这一学科特点也同样决定了化学研究必须以实验为主要研究手段,化学教学也应引导学生进行以化学实验为主要方式的探究学习。

2化学学科文化的育人功能

教育既是一个知识传授的过程,又是一个文化育人的过程。这就表明学科教育存在两个维度,一是知识维度,即以知识为中心,追求知识的系统性、理论体系的完备性,把对事物的认识作为主要目的的教育。二是文化维度,即以文化为中心,在知识教育基础上关注文化,使学科教育成为关注学生如何适应社会并成为全面发展的人的教育。学科文化是教育最主要的文化资源、最基本的教育内容。从文化视角研究和探索学科教育思想、方法,可以丰富、发展和完善当前的教育理论,有助于开阔教学的视野,优化师生的知识结构。今天的化学教育已经不单纯是化学知识的教育,通过化学课程的实施,培养学生的科学素养和人文精神是化学教育的最终目标。作为中学课程结构中科学领域的一个科目的化学,既是一种科学知识体系,又是一个教育科目。这就决定了化学学科的知识体系,既必须符合科学知识本身的规律,又要符合学生的学习与认知规律,符合学校的教学规律。《普通高中化学课程标准(实验)》明确要求,要在人类文化背景下构建化学课程体系,理解化学课程的人文内涵,发挥化学课程对培养学生人文精神的重要作用;要在化学课程实施中,结合人类探索物质及其变化的历史与现代化学科学发展的趋势,引导学生形成科学的世界观;要从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,让学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养其社会责任感、参与意识和决策能力;要通过化学课程的实施,让学生养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。因此,化学学科文化的育人功能是指化学学科文化主体、学科文化场域,以及包括知识理论体系、学科价值体系等在内的学科文化核心要素,对学生理想人格的塑造、价值观念的形成、思维方式与行为习惯的养成等方面施加影响的能力[5~7]。化学学科文化中的价值取向、思维方式、行为规范、语言系统等都是丰富的教育资源,对于学生的成长和发展具有重要的定向和规范作用。在中学化学课程实施中,在重视化学学科知识的教育意义的同时,关注化学学科知识背后潜藏的文化背景和价值体系的教育意义,既能引导学生思维和行为方式的养成,又能培养他们形成认识世界的科学态度与高尚理想人格,从而提高综合素质。

2.1运用化学学科文化,塑造学生的理想人格

人格是人的内在品质结构与外部行为方式的一种相对稳定的个性综合特征。人格既是个人所独有的特质,又是个人经社会化所获得的整体,具有鲜明的时代特征。当代学生的理想人格应该包括“有理想、有信念,具有与时俱进的人生观和价值观;既具有良好的自我意识和独立能力,又具有良好的团队精神和和谐的人际关系;能积极参与社会实践,勇于开拓创新,具有强烈的社会责任感”等。学生人格的塑造事关社会的进步和发展,基础教育承载着帮助学生建构既适应时代的需求又不失学生个性特色的理想人格的任务。徐光宪先生曾经说“化学是一门承上启下的中心学科”。他认为科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游,化学是中游,生命、材料、环境、能源等朝阳科学是下游。化学是中心科学,是从上游到下游的必经之地。尽管今天的化学看上去没有那些学科炫耀和光彩,却始终默默地发挥着本学科必不可少的作用。化学学科发展的终极目标是促进人类社会发展。从生产生活实践中孕育产生的化学科学,从诞生之日起就深深打上了服务于人类社会的烙印,化学学科共同体成员在化学学科中所进行的研究都是以服务于人类社会为终极目标的。化学学科不仅与人类的衣、食、住、行等方面密切相关,而且通过与相关学科的渗透、交叉与融合而产生了众多新兴的应用性更强的学科和研究领域,其成果应用极大地推动了人类社会进步和发展,并造福了人类。化学学科服务于社会发展的价值取向能够有效地塑造学生报效社会的价值观,培养学生的社会责任感和使命感。在化学科学发展进程中,许多化学家为化学科学的发展做出了杰出的贡献,他们为科学而献身的事迹是化学学科价值的核心内容。化学家们的事迹是我们进行学科文化教育,塑造学生理想人格的重要资源,门捷列夫对元素周期表的编制、居里夫妇对放射元素镭的发现、候德榜制碱工艺的发明,无一不闪烁着为科学进步和为社会发展坚持信仰、勇于创新、不懈追求的人格力量。而化学学科所取得的每一进步,都体现着“在争论中坚持追求、在合作中取得创新、在坚守中获得成功”的特点,更能对学生进行理想人格的塑造。

2.2运用化学学科文化,培养学生的思维方法

不同的学科中有着各自公认的观察问题、分析问题和解决问题的方式及衡量标准。学生通过学科学习,在耳濡目染中习得了该学科文化定的感知、思维和行为模式,即学会了本学科特有的观察问题、分析问题和解决问题的方式,形成了该学科特定的专业习性。学生在学科学习中形成的学科习性不仅限于专业领域之内观察问题与分析问题的方式,也会(自觉或不自觉地)影响到学生观察社会和世界的方式。化学科学形成和发展过程中经常运用的、具有化学学科特征的化学科学研究方法是很好的培养学生思维方式的素材。化学在研究客观事物及其变化、创造和识别物质的过程中,运用观察、实验、分析比较、假说、建模、概括、归纳和抽象演绎等科学方法,推动了化学科学的发展。例如,化学对物质结构认识所经历的“归纳事实提出假设建构模型发现新的事实实验验证……”的发展模式,化学原理和理论发现(如酸碱理论的发展)经历的“归纳实验事实提出理论假设实践检验……”的发展历程,都是化学教育的重要内容。这一整套科学的学习和训练过程,使得学生在掌握学科知识的同时,不断内化形成看待问题的严谨的逻辑分析能力和思辨的实证精神。因此,在化学学习中形成和发展的科学思维方法,不仅有利于化学学习,而且更能够为学生的终身发展服务。