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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇绿色化学与生活论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
课堂教学是学校教学活动的主体,课堂教学应摒弃传统的教学模式,在课内渗透社会生活中的化学,并使其紧密结合教学内容和进度来进行,只有这样才能巩固课内知识,同时也能及时拓展课外知识,使课内、外知识有机地结合起来,使学生在学习的过程中没有累赘感,反而觉得所学知识更丰富,实用性更强。例如,在“氮和磷”的教学中,以“我们每时每刻都在氮气的包围之中”的现实场景引入氮气的物理性质,说明氮气的化学性质不活泼,进而引出氮气的分子结构和化学性质。也可以讲述在打雷闪电时氮分子与氧分子分裂为原子,原子重新组合成一氧化氮分子的场景,介绍了后续几个反应后,得出谚语——“雷雨发庄稼”的结论。在讲到NO的毒性时,补充NO作为信使分子在生命过程中的重要功能,让学生带着惊讶的情绪对NO产生了新的认识。
通过紧密结合教材基础知识或重点知识的应用性知识的补充、讨论与交流,一方面可以使学生从化学的角度逐步认识自然与环境的关系,分析有关的社会现象,培养学生联系生活、社会中的化学问题的意识,另一方面可以提供给学生未来发展所需要的基础的化学知识和技能,培养学生运用化学知识和科学方法分析和解决简单问题的能力。
二、进行热点渗透教学
教学过程中为学生提供与学习内容相关的各种情景素材如化学史料,日常生活中生动的自然现象和化学事实等,能够强化学生对化学与生活有关、对生活有用的意识,激发学生的学习动机。如现行高中化学教材中“人类保护臭氧层的行动”,这既是一个自然科学问题,也是一个“人文意识”问题,围绕“从电冰箱的普及与换代到臭氧层”开展探究,指导学生查阅文献,访问网站,获得知识。在讲授重金属汞的性质时,可以结合生活实际讨论其危害,讲述汞蒸汽对人体的危害可以使学生们认识到用行动防止汞污染的重要性,例如怎样清理破碎的水银温度计、如何处理含汞的废旧电池、废日光灯管等,使学生养成良好的生活习惯,这使化学教学更贴近于社会实践,同学们在学习过程中会觉得所学知识富有时代感,具有实用价值,有助于培养学生对未来的人文关怀,将自然科学融入整个人类文化的背景中思考和分析。
三、进行生活与化学关系专题教学
高中化学专题教学能有助于激发学生的学习兴趣,并可拓展学生的知识面,具体教学形式可以将生活中的化学与书本中的化学的联系以专题讲座的形式介绍给学生,介绍化学的过去、现在和未来,介绍世界高新技术发展的动态与趋势,介绍化学在高新科技领域中的作用,介绍化学与其它学科之间的相互渗透,介绍化学与社会的关系,如健康、保健、能源、资源、环境等社会问题。例如可以向学生讲解当前化学合成材料的发展概况,人类已经可以制造出可以替代人体多个部位的化学材料。
四、与生活中化学知识相关的实验探究教学
化学实验是进行科学研究的重要手段,是培养学生动手操作能力的有效途径,在化学实验的基础上,学生从具体的形象思维转入抽象的逻辑思维,从而提高理性认识。化学实验还可以培养学生谨慎的科学态度,以贴近生活和发生在身边的化学现象为素材,组织探究实验活动,既培养学生学习化学兴趣,又使学生感受到化学在国民经济及生活中的实际运用。例如选取日常生活的素材可进行“鲜果中维生素C的还原性”、“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”、“用生活中的材料制作简易电池”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”等实验。选取与化学有关的社会问题为实验内容可进行“用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料,并进行模拟保水试验”等实验。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。
五、进行与生活有关的论文写作教学
布置学生撰写小论文或课题报告,探讨实验中的问题或写出自己的体会。教师向学生介绍撰写小论文的基本要求和方法,从学生实际出发,文字能力不做高要求,只要论据能说明论题,条理清楚,说得明白就达到了要求。例如,将“糖类”设计成主题为“糖类与生活”的拓展课,课前充分发动学生积极参与,提出他们感兴趣的课题,引导他们提炼成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖与糖尿病”、“糖与减肥”、“糖与健康”等小课题。然后把全班学生组合成几个组进行专题研究,同学们查找资料、走访调查、统计数据、进行实验,在组内充分交流讨论的基础上,形成课题报告。
此外,遵循自愿的原则,鼓励学生将课外新闻记者材料用自己的语言加以组织,写出科技小论文。在将阅读材料整理成文章,并发表自己的见解的过程中,培养学生科学研究问题的学风,促进学生独立思考,提高自学能力的组织语言的能力。
教材中的教学内容是教师教和学生学的直接依据,不同的教学内容对应不同的教学策略和教学方法。化学教学内容可分为基本概念、基本理论、元素化合物知识、化学用语、化学计算以及化学实验等,不同类型的教学内容具有不同的特点。并非所有的教学内容都适合或者说都能很好地联系社会和生活实际。本文就当前化学教学与学生生活不能紧密联系的现状提出将生活中的化学渗透在化学教学中的相关教学方法,将所学知识运用在社会生活中,这有助于提高学生学习化学的兴趣,丰富学生的学习方式,提高学生的科学素养。这样的教学方式也给教师提出了更高的要求,要求教师要接受这样一种适应学生发展的教学方式,并愿意在教学中付诸实现,同时还要加强自身的专业化学习,注意搜集各种新知识,注重引导学生认识各科知识的普遍联系,只有这样才可以在教学中引导学生真正的进入化学学科的殿堂。
参考文献:
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[5]吴君磊.让化学课堂回归生活世界[J].吉林省教育学院学报,2008,(5):91-92.
(一)对高职院校学生进行“环境意识”培养的重要性
环境意识是人们通过一系列心理活动过程而形成的对环境保护的认识和行为倾向,是人对自然环境的理论、情感、意志、知觉等观念形态的总和,它包括了环境伦理意识、对环境科技知识和常识的了解、环境政治经济与法制意识以及环境心理意识。环境意识已成为人类文化素质的重要组成部分,它将使人的言语行为更具有目的性和自觉性,使个体能够主动的认识、评价和保护环境,自觉地调控自身的言语行为,使之更符合规范与道德。早在1992年,我国政府就明确提出了“加强环境基于“环境意识”培养的高职绿色化学教育柳州城市职业学院 张 琳教育,不断提高全民族的环境意识”的对策。高职学生毕业后,他们将承担生产一线、社会服务等领域主要岗位的工作,提高这一学生群体的环境意识水平,树立可持续发展的观念,对经济、社会的持续、健康发展具有不可估量的作用。显然,环境意识是高职学生应具备的素养。
(二)高职院校开展绿色化学教育的必要性
许多环境问题都与化学物质有着直接的关系,具备一定的化学知识使得人们在碰到环境问题时能够做出及时的辨别和判断,并得出解决的方法手段,以减小环境危害,保障人体健康。绿色化学是化学学科的前沿,化学学科的特点,决定了绿色化学教育在培养和提升学生环境意识中具有较其他学科更多的优势。高职院校学生,通过接受绿色化学教育,会逐步具备绿色化学的思想,具备绿色观念,直至能用绿色化学的思维方式来指导自己的工作,用绿色化学的方法手段来解决生产生活实践中可能碰到的环境问题,而且,他们将成为一个具有较高环境意识的群体,用自己的行为影响身边的每一个人。现如今,国际社会已将绿色环境、绿色家园作为共同追求的目标,国内各行各业都已经意识到要生存、要发展,就必须在资源的合理利用、降低能耗、环境保护这些方面加以足够的重视,甚至是让其成为行业企业的发展理念和文化。基于此,行业企业对员工提出了更高的要求,也寄予了更高的期望,员工的环境意识、可持续发展意识、较强的社会责任感,将帮助行业企业长久处于不败之地。由此可见,在高职院校中实施绿色化学教育符合社会可持续发展的需求,是必要的。在高职院校开展基于“环境意识”培养的绿色化学教育,不仅可以让绿色化学教育的目的、目标更明确,而且教育内容、教育途径的选择也更易于让高职院校所接受。
二、基于“环境意识”培养的高职绿色化学内容体系构建
绿色化学的教学内容包括以下几大方面:绿色化学原则、绿色化学理念、绿色化学原理、绿色化学技术和绿色工艺等。基于高职学生的知识结构及能力特点,在开展绿色化学教育的过程中,内容的选择非常关键,我们不需要去追求专业深度,而应该把教学重点放在原则、理念上,选择一些贴近实际、反映学科与技术、技术与生活生产,体现环境保护的内容,同时介绍一些化学领域中涉及到环境、伦理、道德、法律等方面的知识。也就是说在高职中开展绿色化学教育,教学目标可定位在让学生建立起一种可持续发展的理念,强化学生的绿色观念,时刻牢记人类对于环境与社会的责任感,培养学生的环境意识。绿色化学恰好可以承载环境意识培育和环境知识传输这一核心任务。
三、基于“环境意识”培养的高职绿色化学教育实施途径
课堂教学是开展绿色化学教育的主阵地,能够较系统的让学生接受绿色化学知识的教育,然而受到教学课时数及学生知识结构的影响,在高职院校中,绿色化学课程作为必修课开设很少,多以选修课的形式开设。为了让绿色化学教育在高职院校中的普及面更广,使更多学生的环境意识得到提升,可考虑灵活多样的实施途径。
(一)安排绿色化学教育讲座
选择学生较为关注的社会热点问题,比如绿色食品、赤潮的危害、异常天气的形成、新能源、生态城市建设等,从化学学科的角度,有针对性地开展专题讲座,这不仅能够使学生掌握绿色化学的相关知识,还能进一步提升环境认识。
(二)利用环境保护纪念日,开展主题宣传
3月17日世界保护臭氧层日、3月22日世界水日、4月22日世界地球日、6月5日世界环境日,利用这些环境保护纪念日开展主题班团会,举办专题宣传栏等,充分挖掘隐含的绿色化学知识,对学生进行绿色化学宣传,教育学生在日常生活中,从身边点点滴滴的小事做起,时刻牢记环境保护的责任,保护我们的大家小家。
(三)成立社团或兴趣小组
但是,人类为了自己的发展,不惜代价“征服”地球,从而引发一系列的生态环境问题。如,极端气候变化、臭氧层破坏、森林破坏与生物多样性减少、大气及酸雨污染、土地荒漠化、有毒化学品污染等。严重的环境污染,使人类赖以生存的自然环境正处于危机之中,世界范围内的环境危机日益严重。因此,增强民众的生态环保意识,已刻不容缓。目前,我国对生态环保问题相当重视,《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》明确指出:以强化污染防治为重点,加强城市环境保护;以降低二氧化硫排放总量为重点,推进大气污染防治;以防治土壤污染为重点,加强农村环境保护;以促进人与自然和谐为重点,强化生态保护;以核设施和放射源监管为重点,确保核与辐射环境安全;以实施国家环保工程为重点,推动解决当前突出的环境问题。《决定》中兼顾到城乡环保协调、区域环保协调和污染防治、生态保护、核与辐射环境安全三大环保领域的协调,标志着中国环境保护已进入全面推进、重点突破的新阶段。作为一名生物学科教学工作者,应该结合学科优势,把生态环境保护与经济发展和脱贫致富有机结合起来,努力培养、增强学生的生态环保意识,为我国的环保事业作出应有的贡献。
一、以生物课堂为渠道,培养学生的生态环保意识
以生物课堂教学为主要渠道,对学生进行生态环保知识的理论教育,即寓生态环保教育于课堂教学之中。
(一)提高认识,创设情境,激发兴趣,培养学生的生态环保意识
首先,学校和学科教育工作者必须高度重视生物学科的重要性,必须认真上好课本内有关生态环保方面的知识,决不能拘于形式或让学生自学甚至干脆不讲。由于有些地区的初中生物成绩不计入升学考试总成绩,于是,有些学生认为生物科是“杂科”,可学亦可不学,出现厌学情绪;有些教师也认为这是可教可不教的内容,学生也就顺水推舟,不愿学了。诸如此类的思想认识,严重阻碍了学生生态环保意识的提高。
其次,在教学过程中,努力制造“可教时刻”,创设兴趣盎然的教学情境,使学生学习的精力集中在“愿学时刻”。如,在讲授初中生物七年级上册第5章“绿色开花植物的生活方式――吸收作用中的无土栽培”时,可提问学生:“大家有没有看过没有土壤培植出来的植物呢?”这个问题马上激发了学生的学习兴趣,学生会很快进入“愿学时刻”,纷纷发表自己的意见:“我吃过水里种的豌豆苗”、“我吃过无土番茄”、“我吃过沙里种的豆芽”……教师接着讲述无土栽培的原理和优点,并讲述无土栽培在生态环保中的意义。这样,教师在课堂中有意识地灌输生态环保知识给学生,自然就培养了学生的生态环保意识。
(二)重视教材中与环保有关的“活动”等栏目,培养学生的生态环保意识
虽然新一轮的课程改革已在轰轰烈烈地进行着,但有部分老师还是摆脱不了传统教学的束缚,对教材中的一些“活动”、“建议活动”等栏目不够重视,栏目内容知识教学有一带而过或只字不提等现象,违背了新课程标准的要求。作为生物教学工作者,一定要领会好新课程标准的要求,重视教材中与生态环保有关的每一个活动,用好这些活动栏目,使新课标真正落到实处。比如,在执教“一次性木筷的利弊”讨论活动时,让学生分别扮演木筷加工厂厂长、餐馆经理、餐馆消费者、清洁工、环保人士、林场工人、政府官员等角色,让他们在各自的立场上发表意见。加工厂厂长组代表说:“一次性木筷的好处非常明显:1. 卫生;2. 方便,适应快节奏的生活方式;3. 便宜;4. 易被自然分解,不会造成白色污染等”。餐馆经理组代表说:“我赞成使用一次性木筷,除了加工厂厂长所说的外,还有两点好处:1. 成本低,我们不用雇人洗筷子;2. 卫生,不需要耗电去消毒”。餐馆消费者甲:“一次性木筷卫生、方便、便宜,很好”。消费者乙:“一次性木筷方便、便宜,但是否卫生,我表示怀疑……”清洁工组代表:“一次性木筷不好,筷子用后乱扔,造成了很大的浪费,而且加重了我们的工作负担,为我们的清洁、运输、处理等带来许多不便,这也是现在垃圾量比以前多的原因之一”。环保人士:“树木被砍伐,破坏森林,大量资源的浪费与垃圾的堆积,生态环境严重恶化,带来了无穷的后患”。经过角色扮演,讨论使用一次性木筷的利弊,使学生认识到虽然一次性木筷给我们的日常生活带来许多方便,也给企业带来经济利益,然而代价却是沉重的,让学生分析使用一次性木筷的弊端,把生态环境保护与经济发展和脱贫致富有机结合起来,最终从保护生态环境、拯救森林的角度思考,通过举手表决,绝大部分同学认为应该禁止使用一次性木筷,从而增强了学生的生态环保意识。
(三)在课堂教学中扩充课外知识,增强学生的生态环保意识
光靠课本中的生态环保知识照本宣科是不够的。教师应结合实际,搜集与现实生活息息相关的一些资料进行教学,如,讲授保护我国举世闻名的珍稀植物时,可穿插一些对环境有净化作用并要加以保护的植物进行教学。如,天然解毒机――木槿,粉尘过滤器――榆树,抗污降毒树――夹竹桃,天然吸尘器――泡桐,绿色消声器――珊瑚树,污染监察兵――女贞,常绿净化器――黄杨等等。这些课本外的知识学生非常感兴趣,想不到自己身边的许多植物对人类环境的作用如此巨大,都能意识到要注意保护这些植物,并且要大力宣传生态环保方面的知识。又如,讲到有关益鸟的保护时,除书本介绍的森林医生――啄木鸟外,还介绍其它益虫、益兽、益鸟,如地下耕耘者――蚯蚓,大地清道夫――蜣螂,蚜虫死对头――瓢虫,除害飞行家――蜻蜓,田间卫士――青蛙,壁上小老虎――壁虎,捕鼠能手――猫头鹰,灭鼠益兽――黄鼠狼,灭害功臣――乌鸦等,这些动物也是人类的好帮手,都有其自身价值和生态环保价值。通过课外资料的搜集、讲解,学生在兴趣盎然中增强了生态环保意识。
二、以课外实践为途径,培养学生的生态环保意识
生物学科是一门实验性、实践性很强的学科,只有理论而没有实践,就好像纸上谈兵。俗话说:“实践出真知”。通过课外实践培养学生的生态环保意识,可从以下几个方面着手:
(一)组建“环保志愿者”小组,宣传生态环保知识
通过校园广播、校报、黑板报以及在公示栏张贴海报等多种宣传方式,向广大同学宣传生态环保的重要意义及相关知识。动员、组织同学们积极参与“环保志愿者”小组,成为学校第二课堂活动的一个重要组成部分。在浓厚的氛围中,获取课堂中无法获取的知识。“环保志愿者”小组的组建,使学生在有组织的情况下,通过志愿者活动向更多市民广泛宣传生态环保知识,同时,在“环保志愿者”小组的带动下,校园生态环境也大为改观。
(二)让学生收集信息,编辑手抄报,参与生态环保活动
先引导学生在课外阅读《寂静的春天》、《沙乡年鉴》、《环境保护》等科普读物,并让学生根据手抄报的编辑需要到学校图书阅览室查找或上网查找资料,收集各种环保信息。如,有的同学注意到,2001年7月13日,北京奥申委在莫斯科陈述情况后,国际奥委会委员提出“北京如何解决汽车尾气排放污染”的环保问题,我们的回答是改用天然气作燃料并使用自行车,提出申办“绿色奥运”的理念,国际奥委会对北京的回答很满意,我国最终获得了2008年奥运会的主办权。诸如此类的信息编入手抄报,将手抄报办得图文并茂,可读性很强;手抄报的编辑不仅丰富了同学们的知识,还取得了很好的宣传效果。学生通过动手实践,更深刻地领会了生态环保的重要性。
(三)组织“生态环保”研讨会,激发学生保护环境的责任感
研讨会要在学生掌握一定材料、具有一定的实践经验后召开。教师可利用课余时间指导学生撰写“生态环保”小论文,并提供一些主题,比如“怎样解决白色污染”,“如何提高空气质量”,“怎样建设生态旅游区”等。在小论文的撰写过程中,学生会将他们平时的所见、所闻、所感上升为理论,而且材料颇为真实。在研讨会上,让学生自己宣读论文,发表自己的新观点,然后,同学们发表各自的看法,通过研讨形成研讨会决议,从而激发他们热爱自然、保护环境的责任感和使命感。
(四)组织学生参与生态环保实践,增强生态环保意识
学校周边有很多企业、居民点、河流,为学生社会实践提供了广阔的空间。通过组织学生利用假期调查小城镇、居民点或河流的生态环境状况,观察生活垃圾随处堆放对水质以及周围空气的污染和蚊蝇的孳生等;让学生通过社会实践的方式,深入调查各乡镇居民对生态环境污染的感受和希望。调查造纸厂、水泥厂、松香厂等企业的污水排放情况,观察污水注入河流后造成的河段环境变化。组织学生参加生态环境保护的公益活动,清理“白色污染”(塑料污染)。要求每一位环保志愿者每年在校园、林场或学校的德育基地种植一定数量的花草树木,并落实种好、管好的责任制。这样,学生在与大自然的接触中,激发了他们热爱大自然、保护大自然的热情,从而培养了他们的生态环保意识。
总之,生态环境是人类赖以生存的基础,在生态环境正处于危机时,作为生物教育工作者,应结合学科优势,把生态环境保护与经济发展有机结合起来,努力培养、增强学生的生态环保意识,使学生在未来的生活中责无旁贷地保护环境,珍爱环境。
参考文献:
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关键词:绿色化学;教学内容;教学模式;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)26-0022-02
绿色化学是化学学科的一个新兴分支,它以“原子经济性”为原则,研究如何在生产目标产物的过程中充分利用原料及能源,将反应的效率达到最高,损耗降到最少,从源头到最终产物的过程中减少废物的产生,从而对环境的伤害降到最低。从源头开始的绿色化学,使清洁生产跟上环保主题前进的步伐,有着广阔的应用前景[1]。绿色化学提出后,立即得到了科学界和各国政府的高度重视。1995年美国设立“总统绿色化学挑战奖”,其目的是鼓励和支持那些具有基础性和创新性并对工业有实用价值的化学新工艺、新方法,以减少资源消耗和防止污染。
随着绿色化学研究的不断深入,绿色化学的思想和内容已被引入到化学教学之中,国内外很多设置化学化工专业的高校都为学生开设了“绿色化学”这门课程。1998年“绿色化学”作为一门独立的新课,在中国科技大学由中科院院士、中国科技大学校长朱清时顺利实施[2]。四川大学胡常伟教授已经把“绿色化学”这门课程建设成了国家级精品课[3]。“绿色化学”课程作为一门新兴课程,对于加强大学生的环境意识,实践绿色化理念,培养综合素质人才具有重要作用。然而“绿色化学”不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系及教学大纲[4],大部分高等学校都将其设为选修课[5],也没有配套的以绿色化学方法应用为目标的实验课程。因此,绿色化学作为一门课程还未得到广泛的重视,课程的教学质量及教学效果有待进一步提高。
本文对绿色化学课堂教学方法提出了一些改革思路,并在教学活动中加以实践和探索。
一、课程内容建设
(一)教材选用
近年来出版了较多的绿色化学著作[2],其中很多都适合作为绿色化学课程的教材。如《绿色化学化工导论》、《现代绿色化学技术》、《绿色化学原理与应用》等。对化学化工专业的学生,在接受过无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础教育后,学习绿色化学专业课。教学内容应涉及绿色化学的专业知识,具有一定的深度,授课应能反应当前绿色工艺和技术的最新发展水平[2]。因此选择原理、应用并重的“绿色化学原理与应用”作为基本教材。该课程重点介绍绿色化学原理、绿色化学方法及应用、绿色化学品设计方法及应用、绿色化学的发展趋势等理论性内容。较为适合化学化工专业的学生。
(二)增加教学内容
1.适当增加毒理学内容。绿色化学品设计需要充分了解物质的毒性机理,从而对分子进行结构修饰,直接或间接地减少其毒性。这部分内容在”绿色化学原理与应用”中作了简单介绍,但不够详细,对学生关注的各种毒物的毒性机理未做全面介绍,因此,可以增加毒理学中环境化学物的生物转动与生物转化、环境化学物的毒性作用、环境化学物的一般毒性及其评价、环境化学物的安全性和健康危险度评价等作为“绿色化学”的教学内容。这不仅有利于学生应用绿色化学方法使用和设计安全有效的化学品,而且可使学生进一步认识一些有毒有害的化学品,在日常生活及化学实验中能有意识地规避这些有毒化学品,保护自己的身体健康。
2.增加最新的绿色化学研究成果。绿色化学在飞速地发展,不断地有新的绿色化学方法、如绿色催化剂、绿色原料、绿色溶剂、绿色化学品及绿色化学化工过程被研究和开发。如美国总统绿色化学挑战奖每年都会奖励在研究、开发和应用绿色化学技术方面获得杰出成就的个人、集体或组织。英国皇家化学会的杂志“Green Chemistry”,刊登了大量的绿色化学领域的最新原创性研究成果和评论性文章。“绿色化学”课程的教学不能局限于教材中介绍的方法和陈旧的例子,而要查阅最新的文献,给学生介绍最新的绿色化学方法和绿色化学品。同时让学生自己也参与查询一些最新的文献资料,并撰写科研小论文,实现师生互动,教学相长。
(三)教学内容的深化
“绿色化学”课程作为一门新兴课程,不像其他化学课程那样有成熟的知识点体系。对很多绿色化学方法的介绍还是停留在举例子的形式,缺乏规律性或机理性的探讨。因此,在教学过程中可以在教材内容的基础上进行一些规律性总结。如在烃类的氧化反应中,可以采用CO作为作为羰基化试剂,从而取代剧毒的氢氰酸、光气等,并减少反应步骤,提高原子经济性。
二、教学形式多样化
“绿色化学”是一门选修课,很多内容都较为浅显易懂,若简单地照本宣科,就会显得枯燥乏味。可以适当减少讲授内容,将更多的课时用于课堂讨论、学生演讲及实践等环节。
1.播放视频。在课堂上适当插播一些与知识点相关的视频,使学生更能直观地了解和理解相应的知识点,提高课堂生动性。
2.学生讲演。将教材中一些简单易理解的知识点以及一些较新的研究领域作为作业,由学生预习并查阅相关资料,然后由学生自己上台讲,通过讲演可以加深其对这些知识点的印象;
3.专题报告。针对社会热点问题与学生最关注的问题,设计2~3个课题,由学生查阅资料、做专题报告;以小组形式完成,各小组分工合作并进行评比,以此可以培养同学们的团队精神和解决实际问题的能力。
如针对绿色原料的应用,要求学生做一个关于电池或塑料回收利用的专题,从电池(塑料)的种类、组成,可回收物质、回收方法、废弃物处理等方面进行调查,并作某种电池(塑料)回收方案的设计。
针对绿色化学品设计或绿色合成路线,布置学生用绿色方法合成一个绿色化学品(如苯甲醛二乙缩醛、亚氨基二琥珀酸),从绿色原料、绿色溶剂、绿色催化剂、绿色能源、绿色合成路线等方面进行查阅资料,设计合成方案。
4.绿色化学实验。利用课外时间指导学生做一些绿色化学实验。如绿色化学品苯甲醛二乙缩醛、1,2-二缩乙醇的绿色合成实验,绿色催化剂纳米TiO2的制备,绿色化工强化微反应器的设计和制备,光催化微反应器的制备及应用,以及在微反应器中进行反应条件筛选试验等,使学生做到很好地理论联系实际,在实验中发现和解决问题,对绿色化学的内涵和方法有更直观、更深刻认识,提高学习兴趣,并实现探究性教学。
采用这些不同的教学方式来提高学生的学习兴趣,引导学生主动参与、独立思考,增强对知识点的理解,促使学生探究和应用绿色化学的方法。
此外还可以建设网络课程,将相应内容挂在网上,让感兴趣的学生可事先了解并自主完成部分课程内容的学习。
三、课程评价方式
由于采用了多种教学方式,包括课堂讨论、学生专题报告,还有实验等,因此,学生的学习成绩不能用单一的考试成绩来评价,而要充分考虑学生在整个学习过程中的表现,通过考察学生课堂讨论的积极程度、学生专题报告的质量、作业的完成质量以及实验的表现等来综合考查学生成绩。
四、结语
绿色化学课程对于拓宽学生视野、优化学生知识结构、培养学生社会责任感具有重要作用。我们在教学过程中要不断地加强教学内容的凝练和深化,尝试新的教学方式,给学生介绍最新的绿色化学方法和内容,以提高学生的学习效果和学习兴趣。并通过问卷的形式了解学生对该课程学习的体会和意见,针对所提的意见进行教学方式和教学内容的改进,收到了良好的效果。我们将在今后的教学过程中不断地完善教学内容和教学方法,从而建立一套完善的绿色化学课程教学体系。
参考文献:
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in Medicine and Pharmacology Major
Zhang Laixin;Yang Qiong;Chen Qiang
(Baoji University of Arts and Sciences,Baoji 721013,China)
摘要:报道了对医药学专业有机化学实验进行绿色化改革的措施。通过新实验技术的应用、实验内容的更新、对环境友好试剂和反应的选用、实验的微量和半微量化、实验的重新组合、废物的回收利用等措施的实施,收到了有机实验绿色化的良好效果。
Abstract: Present measures on greening reform of organic chemistry experiment in medicine and pharmacology major. Apply new experiment technique, renew experimental content, select environment friendly reagent and reaction, microscale and half- microscale experiment, reorganize experiment, recycle trash, and achieve good result of greening organic chemistry experiment.
关键词:有机化学实验 绿色化 改革
Key words: organic chemistry experiment; greening; reform
中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)19-0254-02
0引言
随着社会对环境保护和可持续发展的日益关注,人们对化学化工的发展和环境保护提出了更高的要求。“绿色化学”的提出是21世纪可持续发展对环境保护的挑战,它可以看作是化学进入到成熟期的更高层次的化学[1]。“绿色化学”的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害的化学物质。因之,化学化工过程中的绿色化,是人类生存和自然和谐发展的需要,是我们的社会可持续发展的必由之路[2]。
有机化学实验是医药学专业学生学习医药学有机化学教学内容中的重要组成部分,通过有机化学实验操作技能的训练,不仅锻炼学生的动手能力、掌握了娴熟的实验技能,而且也在实验过程中加深了对理论知识的理解,增强了学生独立分析问题和解决问题的能力。但是有机化学实验过程中使用的试剂中大多有毒性,且操作过程中可能还产生多种有害废弃物,故对周围的环境和学生的身体健康都会有一定影响。因之,如何把有机化学实验的绿色化融合于化学教学中,是我们医药学有机化学教育工作者所面临的一个迫切解决的问题。近年来,我们以有机化学实验教学尽可能绿色化作为指导思想,结合医药学专业特点,在医药学有机化学实验教学中开展了绿色化改革的探索与实践,从而既培养了学生在医药学化学化工学习和生产中的绿色化学思想,减少了有机实验对环境的污染和学生身体健康的影响,又提高了医药学学生的综合素质、环境意识和社会责任感,使得教学与人才培养相得益彰。
1尽量选择绿色实验题目
在有机化学实验教学中要从源头上实现绿色化,首先必须以绿色化学理念,结合医药学专业的特点精选实验内容,并力争减少有机实验对环境的污染和对学生健康的影响。我院医药学专业开设有机化学实验72学时(共18个实验),其内容包合基本操作、提取分离、有机合成及综合设计实验4个部分,针对不同部分的特点,对实验进行重新选择和整合,其中:①涉及到基本操作实验内容中的常压蒸馏实验与沸点测定实验合二为一,将水蒸气蒸馏实验将早期使用的苯胺和苯甲醛、溴苯改为蒸馏花椒或桂皮,使之成为纯天然的绿色实验。将层析实验中薄层层析与柱层析合二为一;②在分离提取实验中,将从茶叶中提取咖啡因和烟叶中提取烟碱的装置改用乙醇在索氏提取器中提取,这样既将提取时间减缩了2h,又减少了毒性。与此同时我们还将从黄连中提取黄连素、从槐米中提取芦丁的实验进行所用溶剂和实验装置的改进,即将有害溶剂更换为绿色溶剂,并使装置及实验步骤简化,从而使之产率提高且对环境友好,同时也降低了能耗;③在有机合成实验中删去一些毒性较大的实验,如苯和液溴制备溴苯、苯加混酸加热制硝基苯、硝基苯还原制苯胺等,并结合专业特点新增一些对环境友好的药物合成实验如:合成口服治疗尿道感染药物扁桃酸、局部麻醉剂苯佐卡因、退热冰(曾用作解热镇痛药)乙酰苯胺及解热镇痛抗风湿类药物阿司匹林;④在综合实验中安排了利用超声波法从女贞子中提取药效成分齐墩果酸内容,该方法工艺简单易行、产率高、能耗小、绿色环保、溶剂损失小。结合专业特点,增加一些与生命科学有关的性质实验内容;如糖、脂类、氨基酸及蛋白质等。从而提高和开阔了师生的眼界和思维,培养了学生的绿色化学意识。
2大力推广微型实验
微型实验的宗旨是以尽量少的化学原料和试剂获取尽量多的化学信息。这是现代科学研究进步的重要方法之一,它所具有的优点是:①试剂用量少;②节省时间;③安全性好;④对环境污染少;⑤仪器损耗率低、耗能低;⑥与时俱进地体现现代实验技术,其药品用量正好可与现代分析测试手段相匹配、相适应、相融合;⑦有利于提高学生的综合素质和实验水平、培养科技能力、启发学生创新思维能力、提高科学素养等。
我们在医药学有机化学实验中引入微型实验技术和半微量实验,起到了事半功倍的效果。随着实验的微型化和半微量化使试剂用量减少,大大缩减了“三废”的排放,同时提高了实验的安全度,其实验成本降低。为此我们将安眠镇静药物巴比妥酸的合成和香料及药物中间体β―萘甲醚的合成均改为微型实验,效果均佳。通过上述微型实验的开设,使学生对实验的认真程度和操作技能都有明显提高,同时微型仪器的新奇也激发了学生的学习兴趣。当前,在教学课程中,微型实验及半微量实验不仅是承担一定教学目标的主要环节,而且在课程体系中是不可代替的构成部分。所以,我们深层次对新的微型实验进行研发,并发展微型实验,从而拓展教学成果,这也是我们将来实施绿色化教学的一个主要内容。
3在有机化学实验中引入新方法新技术
现代化教学手段和实验方法为我们开展绿色化学实验提供了强有力的支持。在有机化学实验中利用微波、超声波、电化学等技术,是实现绿色化的重要内容。例如开设微波合成、微波消解、微波提取实验、超声波提取、电化学反应等新技术实验项目,其效果是减少了试剂用量,提高了转化率、节省了时间、降低了能耗,缩减了“三废”排放,实现了实验绿色化。如我们利用超声波法从女贞子中提取药用成分齐墩果酸;利用微波辅助加热技术合成具有解热镇痛药物乙酰苯胺;采用微波辅助法制备解热镇痛、抗风湿类药物乙酰水杨酸(阿司匹林),它们的共同优点是合成产率高、物耗能耗低、污染小,因之很受学生欢迎。
通过这些新技术的实施,减少了实验的环境污染,降低了试剂用量和能耗,提高了产率和安全度,让学生亲自感受到新技术和新方法运用所带来的技术革命和进步,从而激发和培养了学生创新意识和绿色化学理念,做到寓教于中。
4利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验
对于一些在实验过程中必须使用的有毒害试剂、易燃易爆、操作不易控制的实验,采用现代化教学手段多媒体进行模拟化学仿真是很有必要的。例如,除上述易燃、易爆、有毒、有害及不易控制的的实验采用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验教学以外,还有一些注重培养学生观察能力的性质实验,对培养学生动手能力没有太大帮助,且准备这类实验耗时耗力又耗物很大,易造成一定的环境污染,实验效果也不理想,而采用CAI课件进行教学,既能让学生观察到实验中的现象,以验证理论,又避免浪费和污染。利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果让学生有身临其境的感受,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、酰氯的水解和氨化等。所有这些使学生在轻松愉快的环境中学会化学原理和实验方法,同时还避免了实验带来的污染、中毒和不安全因素。即使那些毒性大、危险性大、试剂昂贵的实验变成了绿色化实验。
5合理安排实验顺序,节约试剂,消除污染
在化学实验中总要产生一些废物,而将实验产生的废物综合利用将是消除污染最理想的方法。为此我们将一些有关联的实验按先后顺序“串联”起来,如在合成实验中设计“一条龙”实验的编排方式,即在多个系列合成实验中,前一个实验的产品作为后一个实验的原料,如此连锁进行。如在合成具有抗细菌、抗微生物的药品对氨基苯磺酰胺(合成磺胺类药物的重要中间体)时,我们将5个合成实验串联合成,即苯硝化硝基苯(还原)苯胺(乙酰化)乙酰苯胺(磺酰化)对乙酰氨基苯磺酰氯(氨解)对乙酰氨基苯磺酰胺(水解)对氨基苯磺酰胺。又如“乙酰水杨酸含量的测定”实验是利用学生自己合成的乙酰水杨酸为原料完成。在甲基橙制备实验中将3个实验串联起来,即苯胺磺化对氨基苯磺酸(重氮化)重氮盐(偶合)甲基橙。在局部麻醉剂苯佐卡因的合成中,将2个实验串联,即对硝基苯甲酸酯化对硝基苯甲酸乙酯(还原)对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)。将水蒸气蒸馏实验并入肉桂酸制备实验中等等。所有这些既使学生把学过的知识系统化掌握,又节约了实验经费开支,并减少了环境污染。
6实验废物的回收利用
化学实验无疑要产生大量废弃物,如不及时处理而随意排放,不仅造成严重的环境污染,而且还会淡化学生的环保意识,养成不良的实验习惯,因之应尽可能做到“三废”对环境的零排放。为此,我们在实验中将废弃物尽可能做到统一回收利用。如我们将合成实验所得产品均收集起来作为性质实验、熔点测定实验或溶剂使用。如将柱色谱分离甲基橙与亚甲基蓝实验和其它实验中的乙醇废液用于蒸馏回收95%乙醇,回收后的乙醇可重新用于柱色谱分离实验。将合成的乙酰水杨酸、乙酰苯胺、用于重结晶实验和微波水解实验,将合成的甲基橙做分析化学指示剂等等。总之,对实验中的废弃物,只要开动脑筋均有可回收利用的可能。在这些回收利用和循环使用的实验中将实验方法和技能联系起来,不仅提高了学生分析问题和解决问题的能力,而且还使学生在少学时内学到更多的理论知识。同时又起到了强化学生绿色化学思维和环境保护意识的作用。
千百年来,化学为人类社会文明进步发展做出了巨大贡献,推动了科学技术的发展和人类社会的文明进步。但在造福人类的同时,化学也对人类生活、生态环境造成负面影响。发展绿色化学是顺应时代潮流发展,保护人类赖以生成的自然环境的一项必要措施。新实验技术的应用,实验内容的更新,对环境友好的化学试剂和反应的选用,实验的微量和半微量化、综合化和产品及废料的回收利用等构成了有机化学实验绿色化的改革方向。作为化学教育工作者应该在实验教学中不断研究、发现和探索绿色化反应及条件,加强对学生的绿色化教育和环保意识教育,才有可能从根本上切断污染源,使化学化工事业得到可持续发展。
参考文献:
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生态环境演讲稿
生态环境是人类生存、生产与生活的基本条件。党和政府把环境保护作为一项基本国策。伴随着“基本国策”、伴随着新的世纪正迈着希望的脚步,作为地球村的重要成员,草木葱茏,绿树成荫,鸟语花香,空气清新是我们梦寐以求的家园。地球是人类唯一居住的地方,人类要在地球上安居乐业,就要爱护地球,爱护大自然。地球是茫茫宇宙间唯一一艘载有生命的航船,我们人类是这艘船上的乘客。当船漏水的时候,谁能说拯救地球与我无关?山不孤独水孤独所以水绕着山;梦不孤独心孤独,所以梦把心牵住;树不孤独鸟孤独,所以鸟在树上住;我们不能让水孤“独”,不能让心孤独,更不能让鸟孤独,让我们共建绿色家园,让绿色回归自然,我们共同在努力!朋友,新世纪凝望地球:空气污染严重、土地遭到破坏、温室效应威胁着人类、生物多样性锐减、森林面积日益减少、淡水资源受到威胁、化学污染日益严重、混乱的城市化、海洋生态危机加剧、极地臭氧空洞,这就是我们赖以生存的家园吗?曾记否,我们的前人生活的环境是那样的美好:茂密的森林和青青的绿草覆盖着大地,清新的空气中瓢着阵阵花香,丰腴的土地和清澈的河水哺育着大地上的生物,鸟儿在树上歌唱,鱼儿在蔚蓝的大海中畅游……如今,面对满目疮痍的地球,我们是否应该深深地反思:时代要进步,文明要发展,我们再也不能吃祖宗饭、断路的路子了,人类向大自然一味掠夺式的索取生活方式不可取。我们应该走可持续发展道路;保护生态环境,倡导文明新风。我们应该积极地,自觉地行动起来,快快加入到生态环境保行动中来。保护环境,建设绿色家园,应从身边的事做起:
倡导生态文明,建设绿色家园。就要大力倡导和树立绿色文明理念。将绿色文明当成是人与自然相和谐与共、经济社会与环境协调发展的新的文明。将这一文明成为每个社会成员的共同认知。从而自觉传播、实践人与自然和谐与共的绿色文明理念。人在自然中生长,绿是自然的颜色。绿色是多么宝贵啊!它是生命、是希望、是快乐,让我们行动起来,为珍惜绿色,创造绿色献出自己的一份力量吧!
倡导生态文明,建设绿色家园。就是要立足安康实际。安康地处秦头楚尾,是西北、华中和西南三个经济区的几何中心汉江即是长江水系最大的支流,也是陕南安康人的母亲河,它孕育着安康的过去、现在和未来,历史上曾誉为“黄金水道”。“九五”以来,我们始终把保护汉江流域生态环境安全,保护汉江水质免受污染作为环保工作的重点,不断加大投入和治理力度,虽然取得了一定成效,但汉江环境保护的形势依然十分严峻。虽然坚持了“在保护中开发、在开发中保护”的原则,坚定不移地走生态环境保护型之路。如今,随着西部大开发进程和南水北调中线工程的启动,大大推动汉江经济走廊的开发·安康作为国家南水北调工程中线主要调水区,优质水源涵养区。南水北调中线工程水源丹江口水库在我省境内汉江、丹江流域集流面积万公顷,涉及汉中、安康、商洛、宝鸡市的个县区、万人口。汉江全长公里,在我省就有多公里;总流域面积万平方公里,在我省达万多平方公里。安康不仅是调水区,而且是水源涵养区,同时也担负着保护水源地水质的重大责任。作为南水北调中线工程的水源区,水土流失严重,导致土地资源破坏,水源涵养能力降低,生态环境恶劣,泥沙下泄淤积河床、水库,使水利工程运行寿命和使用效率降低,丹江水质恶化,制约当地社会经济的发展,也给南水北调工程水质安全留下了隐患。
随着安康经济社会的发展,随着安康人民生活水平的提高,动员社会人士履行义务、参与生态建设;架起方便人民群众监督生态环境建设的桥梁;想方设法鼓励社会力量投入生态环境建设,走可持续发展之路。安康山多水多山青水秀山多植物种类多,水多工业利用价值大山青水秀又处南北过渡带孕育着宜人而鲜有的气侯资源。大可以“水”牵线搭桥,联结北京等五省市构建“同饮一江水,共建新生活”的新认识、新资源,立足资源优势,运作生态资本,把绿色价值转化为较高的经济附加值,以而赋予整个经济以新的活力和竞争力,获得更多的政策和财政的反哺,实现经济跨越势发展。安康气候宜人,以山为雄,以山抒情以水为灵以水表情游者有所依情有所寄使生态旅游成为主体。
倡导生态文明,建设绿色家园。就要形成从我做起、从身边事做起、现在做起。我们只有一个地球,为了维护生态平衡,保护安全的、多样的生态系统,营造安全健康舒适的生存空间,我们积极呼吁保护生物多样性,维护和强化自然山水的整体布局,积极探索人与自然和谐共生的生存方式,建设可持续发展的生态环境。从安康的生态环境的实际出发,就是要以人为本,立足自身,点滴做起,在日常生活中厉行节约,防止浪费,珍惜资源,植绿护绿,减少污染,保护生态环境,为人类永续生存与发展尽绵薄之力。只要全民动员起来,群策群力,积极行动,持之以恒,我们安康天空湛蓝湛蓝,空气清新清新,山野翠绿翠绿,溪流水沟清澈清澈,山中野兽出没……这些是多么的令人羡慕啊!生态良好、景观优美、植物多样、清新舒适的人居环境。安康大地就一定会安宁康泰富有美意,山川秀美、江山如画!
关键词:高等农林院校;物理化学;教学模式;专业特点
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0133-02
物理化学是高等农林院校在应用化学、资源环境科学、环境科学、食品工程、食品安全、制药工程、林产化工、生物科学、生物技术、生物工程等专业开设的一门必修课,是物理学与化学最早相互渗透的一门交叉边缘学科,被称为“化学的灵魂”。该课程不仅对培养学生创造性思维能力和创新能力、提高学生素质有极其重要的作用,而且有助于学生树立正确的自然观、掌握科学方法论。然而众所周知,物理化学是化学课程中基础的基础,较抽象,教学有一定难度。农林院校的学生对这门课更是望而生畏,因此,我们应让基本原理在科学研究和实际应用的实例中展现其活力,以此提高创新能力。因此,近年来,我们结合农林院校开设物理化学课程的各个专业的学科特点,在教学内容安排、教学方法等方面始终与学生所学的专业结合,提出了物理化学与专业结合的教学模式。
一、教学内容与专业特色紧密结合
在课堂教学中,设计好教学内容比制作PPT课件更重要,不应让“死”的公式和概念充斥课堂,而应让原理在科学研究和实际应用的实例中展现其活力,培育兴趣,提高创新能力。因此,我们在教学内容上,坚持做到“传统物理化学”与“应用物理化学”的有机统一。在对各专业学生的教学过程中,坚持将物理化学的基本理论和基本知识系统地介绍给学生,培养学生的科学素养。在此基础上,紧密结合专业实际、生产实际和生活实际,查阅大量物理化学在各专业领域应用的实例,如将热化学、多组分体系热力学、相平衡、电化学、表面与胶体化学等内容以专题的形式进行讲授,增加反映学科前沿与研究热点的专题内容,并根据专业方向进行专题辅导。如针对应用化学专业学生,物理化学是一门专业主干课,教学时数较多,物理化学基本理论应该是课程的重点教学内容,但其专业特色又偏重于“应用”二字,所以在做好基本理论教学的同时,重点介绍传统物理化学与其他学科专业之间结合所派生出的一些交叉学科及其应用,如生物物理化学、地球物理化学、土壤物理化学等;同时举一些“闪光点”说明物理化学基本原理在现代技术中
发挥的巨大作用,如物理化学在合成化学和新材料的制备、现代分离技术、新能源技术等现代技术中的作用;同样,在我们周围生活中,物理化学原理也无处不在,如2008年我国南方地区遭受的大面积冻雨灾害的冻雨形成的原理,人体肾功能即反渗透功能,人工降雨、洗涤、矿物浮选、纺织品印染的渗透、油田的二次采油等原理,结合这些“小问题”可以使书本上的理论变得生动而容易理解,培养学生的物理化学视角。对于生物类和制药学等专业,在学生学习物理化学基本理论和基础知识的基础上,以热力学、电化学、动力学、胶体与表面化学的应用为教学重点,如现代生物科学与物理化学学科交叉与融合而发展起来的,在21世纪已经成为热门研究内容的生物热力学、生物电化学,药物及材料分子设计方法简论、表面活性剂的应用、微乳液的应用等。对农业资源环境专业,以电化学、动力学、表面与胶体化学为教学侧重点,着眼于让学生了解如何解决环境资源合理利用与环境保护问题,如讲授相平衡知识时,以专题讲座的形式介绍超临界流体在废弃物的合理利用问题、土壤和水体污染的治理问题等的应用及进展;吸附剂和絮凝剂的研究进展;电化学在环境污染治理中的应用、电有机合成、纳米电化学、燃料电池、锂离子电池等新能源技术等。食品科学与食品安全专业,介绍食品科学中的物理化学方法,如热分析在测定食品热值中的应用,化学动力学在食品保鲜保质期测定方面的应用,胶体化学原理在食品加工中的应用等等。
二、与专业结合的绿色化实验教学
实验教学是课程三段式教学中理论知识的具体验证与应用。在实验教学环节中,又分三个教学层次来进行,即实验技术讲座、基础理论验证性实验和运用物理化学知识解决实际问题的综合性实验三部分。在实验技术讲座的基础上,根据专业学时不同,安排8个或10个涉及热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等各方面理论知识最典型最具代表性的验证性实验,同时注重实验过程的绿色化,如凝固点降低实验中的苯和萘更换为水和尿素,双液系中的苯更换为环己烷,溶胶性质中的三硫化二砷负胶更换为粘土。在验证性实验训练的基础上,根据实验室条件、不同专业、不同实验学时数,选取一些与专业有关的研究性、应用性实验项目,让学生综合运用物理化学课程学习及查阅文献资料获得的知识,自行进行实验设计,完成实验内容,分析实验结果,撰写实验报告。如针对应用化学专业学生,结合每位教师的科研工作,提出了与生产相关的4个综合性实验项目:果醋总酸度的测定、果胶酶对果汁黏度的影响、维生素C氧化速率的测定和大孔树脂对色素吸附速率测定;对于资源环境科学及环境科学专业学生,主要结合环境问题,提出了表面活性剂临界胶束浓度测定和活性炭对水体中有机污染物的吸附性能测定实验项目。另外对于同一实验,针对不同专业,采用与其专业相关的不同实验材料,如电导滴定实验,对葡萄酒专业,让学生测定葡萄酒的总酸度;而对食品类专业,测定食醋的总酸度;对于资源环境专业,测定土壤的阳离子代换量及不同水体的电导率,这些实验内容同样体现了绿色化的内涵,而且实验内容也趣味化。
三、教学方法中突显物理化学在各专业中的地位
教学方法改革是影响人才培养模式改革的关键环节之一。教学方法不仅影响学生完成学习任务的“程度”,也是影响教学质量“方向”的一个重要因素。因此,为了帮助学生在本质上理解化学变化,从理论上解释化学现象,在实践中利用物理化学的基本理论、基本知识和基本方法解决实际问题。在课程教学过程中,以“三段式”教学方法为基础,围绕创新教育的战略,研究“问题教学+参与式教学”法,以充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,实现创新教育。
(一)课堂教学
以问题为主的研究性学习有利于帮助学生提高灵活应用知识的能力,形成有效的问题解决和推理策略,并发展他们的自主学习能力。物理化学课程理论性强、内容抽象、涉及领域广,很多学生在课后感慨物理化学非常重要,但不知道怎么用。为此,我们采用“问题教学法”,围绕物理化学的知识模块,在引导学生发现各种问题的前提下,传授知识。在教学活动中,尝试使物理化学知识围绕实际问题而展开,使问题不仅成为激发学生求知欲的前提,而且还成为学生期盼、理解和吸收知识的前提,激发学生的创新动机和创造性思维。为了打破物理化学枯燥、沉闷的传统教学方法,实行“参与式”教学方法,尝试开放式教学内容,对一些易懂的章节让学生自己提前预习写教案,学生从“台下观众”转变为“场上主力”;同时开展论文研究、基于问题的学习、案例教学、项目训练和指导性设计等多种参与方式,以培养学生的“参与”意识,提高学生学习的主动性、积极性,培养学生的创新能力。
(二)学生讨论
胡英院士指出“物理化学教学方法要做大改革。要以自学为主,讲课首先介绍框架结构,重点讲授难点和进展,并开展课堂讨论”。因此,在农林院校物理化学的教学过程中,更应增加学生参与课程教学的机会,加强习题课和讨论课内容,调动学生学习的主动性和积极性。在具体实施中,根据教学内容中的难点和重点,对于不同专业,在教学进程表中提出与专业密切相关的问题,如对于环境科学专业,提出“吸附作用原理及表面活性剂在环境科学领域中的应用”等专题讨论题目;对于生物类专业,提出“熵与生命”等专题讨论题目,让学生学完一部分内容后,对该问题展开讨论,启发学生进行发散性思维,对问题进行多角度的观察、比较与分析,然后让学生提出问题,把问题加以筛选,从中发现最重要最基本的问题,启发学生思维,把理论搞清楚。最后再给学生作出总结,以培养学生的创造性思维。实践证明,学生讨论,这对提高学生的智力和能力,起到事半功倍的效果。
四、实践效果
通过近几年对物理化学与专业结合的教学模式的实施,不仅拓宽了学生的专业知识面,培养了学生从事科学研究和解决实际问题的能力,而且可使学生的创新意识和能力得到一定程度的提高。如不同专业的学生积极申请大学生创新基金项目,2010申请到西北农林科技大学创新基金项目“多环芳烃污染土壤的SDS淋洗溶液前处理方法研究”,2012年申请到国家级创新基金项目“微电极阵列表面的羧基功能化及其在环境监测方面的应用”,2013年申请到西北农林科技大学创新基金项目“不锈钢微电极阵列的制备及性能研究”及“利用废弃木料制备大孔容活性炭”。该模式充分发挥了学生的主体作用和教师的主导作用,在模式实施过程中,始终以实际问题为引导,让学生带着实际问题去学习,然后从理论上对这些问题进行分析讨论。通过近几年的教学实践证明,这种教学模式有利于学生掌握扎实的物理化学基本理论、基本知识和基本技术,并能把这些知识和技术应用到农林科学的研究中;有利于学生认识、阐明和解决某些物理化学相关的专业实际问题;有利于培养学生的创造性思维能力和创新能力,提高学生素质。因此,这一新模式在高等农林院校的物理化学教学中具有较大的推广和应用价值。
参考文献: