綠色化學生活論文范文
時間:2023-04-07 14:21:38
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篇1
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)04-0044-02
綠色化學,也被稱為環境友好化學,清潔化學或無污染化學,主要是指在化學品的設計、制造和使用過程中,利用一系列的原則來減少、甚至消除有毒有害物質的使用或在過程中的生成的化學。綠色化學的核心是“原子經濟性”,基本原理是公認的十二原則。綠色化學是更高層次的環境友好化學,與環境保護不同,綠色化學不是被動地治理環境污染,而是主動地防止化學污染,是從物質產生的源頭控制廢物的產生,減少對環境的污染。所以綠色化學對環境保護及社會的可持續發展具有重要的指導意義, 這與現代化工工業發展趨勢相吻合。
一、綠色化學課程教學的意義
大學生是我國科學技術未來的生力軍,在大學課程中開設綠色化學課程,通過相關的教學活動培養大學生的環境保護意識,有利于從根本上防止污染,有利于實現社會可持續發展。作為化學教育工作者,我們有責任和義務將綠色化學及相關知識引入高等教育知識體系中,并系統傳授給學生。
隨著對綠色化學科學研究的不斷深入,綠色化學的思想和觀念逐步為人們接受,并被引入高校教W活動中,很多高校都開設了綠色化學課程。綠色化學作為一門新的課程,具有涉及知識面廣、綜合性強的特點。與化學其他課程不同,綠色化學沒有完善的知識體系和教學大綱,因此如何結合時代特點和專業知識,為大學生講授綠色化學課程,是任課教師在教學過程中面臨的主要問題。作者從2009年開始在江蘇師范大學為環境工程專業學生講授綠色化學課程,在教學過程中積累了一些經驗,進行了一些有益的嘗試。
二、綠色化學課程教學方法的探索
針對綠色化學的課程特點,我們對其教學方法進行了以下探索。
(一)精選教學內容 啟發學生的興趣
綠色化學是一門新興的學科,發展很快,但沒有較為成熟的教材,需要教師根據教學目標選取教學內容。這也為教師提供了一定的自由空間,教師可以結合自己的科研方向和學術思想、提供最新的學術動態。另一方面,綠色化學課程的教學內容與有機化學聯系緊密,涉及很多有機合成反應的方法和條件,如果只進行抽象的講解,學生容易感到枯燥乏味。因此在教學過程中,應適時地結合實際生活,用生動的實例充實課堂教學,展現綠色化學在現代生活中的重要作用,進而激發學生對這門課程的學習興趣。例如,介紹“白色污染”及解決措施,這樣學生就會對綠色化學有更加充分的了解,也能夠加深學生對綠色化學在日常生活中的實用性和重要性的認識。
綠色化學是一門交叉學科,發展速度很快,而且涉及很多化學相關領域, 因此我們在滿足教學基本要求的前提下, 采用靈活多樣的教學形式,并經常對教學內容進行更新。比如在課堂教學中,根據學生的接受情況,將一些相關的具有應用價值的最新研究成果添加到教學內容中。另外,也可以利用學校的網絡數據庫資源來提供關于綠色化學的最新科研成果的鏈接,以便學生隨時閱覽、學習,讓學生了解綠色化學的研究動態及最新進展,提高學生對該門課程的學習興趣,增強他們對新問題的求知欲望,使學生獲取更多的知識。
(二)多種教學方法結合使用,啟發學生思考
傳統的課堂教學主要是“講解―接受型”教學模式,教師是教學信息的主動發出者,學生則是被動地接受知識,這種教學中師生的互動交流少,教學氣氛沉悶,也阻礙了學生主動學習的積極性和創新能力的培養。相比之下,研究性教學是深受廣大師生歡迎的教學方式,可以將課程的內容轉變成生活、生產或科學中的實際問題,以學生為中心,在教師的引導下按照科學研究的模式來分析、解決這些問題,最終達到學生獲取知識、提高能力的一種教學過程。
在研究性課堂教學中,教師作為指導者,在設定的問題情境中要引導學生主動思考問題, 幫助學生找到解決問題的辦法,這種教學方式有助于培養學生的創新意識。如在講授綠色溶劑技術這個章節時,我們讓學生在課前查閱相關的文獻資料,了解有關的科學前沿內容。在該章節的課堂教學過程中, 可以將這節課的10~15 分鐘左右的時間留給學生介紹自己的學習體會,以及對綠色溶劑技術的理解,分組進行討論,以提高他們的學習主動性,強化學生的科學思維方式。這種自主學習可以讓學生體會到學習的樂趣,同時也鍛煉了學生文獻查閱和使用網絡資源的能力。課堂教學和學生自主學習的有機結合可以有效地提高教學效果,有利于培養創新性人才。
作為一門專業課,綠色化學每節課要傳遞的信息量非常大,多媒體教學技術的運用大大提高了綠色化學課程的學習效率。但是,多媒體教學的缺點是容易導致學生一直處于抄筆記的狀態,沒有時間去消化和思考教師講授內容,不能和教師互動,只能被動接受課堂內容。所以要改善教學效果,就應該結合本課程的特點以及學生的實際情況,合理地使用多媒體教學手段,注意不同教學手段間的配合使用。
課堂教學是學生學習綠色化學的主要場所,但豐富多彩和形式多樣的課外活動是對課堂教學的良好補充,將二者有效結合起來,能夠起到事半功倍的效果。為全面提高學生的綠色化學素質,我們一方面組織學生到學校的實習基地,有合作的化工廠或制藥公司參觀調查并進行交流。另一方面,通過課外實驗教學來配合課堂教學進行綠色化學教育,讓學生在具體的實驗過程中進一步強化綠色化學觀念,如在環境工程專業學生的研究設計性實驗中分別采用有機溶劑和離子液體為反應介質合成一些有機化合物,讓學生對兩種合成方法進行比較。這樣不僅能鍛煉學生的動手能力,而且能使他們用理論聯系實際,真正感受到環境污染帶來的危害性,增加他們迫切保護環境的積極性。另外在畢業設計和課程設計中有意識按綠色化學要求進行,開展專題講座,環保展覽宣傳等,讓綠色化學融入人才培養全過程,增強學生的環保意識。
(三)建立合理的考核機制,注意與學生的互動和反饋
在教學過程中,我們發現一些學生上課聽講不認真,主動學習積極性低,部分學生為了獲得更高的平時成績,抄襲別人的作業。因此,提高學生的學習興趣,優化考核體系顯得尤為重要。
綠色化學課程的最終成績包括課程論文成績和平時成績兩部分。在每學期的授課中,我們通常在完成課堂教學任務前給出課程論文的具體要求,要求學生根據綠色化學課程的學習內容,結合課程論文的具體要求,查找和閱讀有關的文獻,綜合運用所學知識,整理和撰寫課程論文??紤]到學生的實際情況,在這個環節通常也會給出一些相關指導,如每個數據庫的使用教程和視頻等,課程論文的完成很好地培養了學生檢索文獻、閱讀文獻、分析問題和解決問題的能力,也為環境工程專業學生的畢業論文設計打下了良好的基礎。
綠色化學的平時成績一般由出勤率,作業和課堂表現構成。不同于其他化學類課程的考核方式,在綠色化學課程的考核中,我們將學生在課堂教學中的表現以及課后心得體會也計入平時成績。如在某些章節的課堂教學前,對學生進行分組,給每組學生布置一些題目,課堂教學中,每組可派出代表對相關問題給出解答,組與組之間可以互相提問。學生通過這個環節的學習可以更好地了解相關教學內容的背景知識,更深刻地掌握教學知識點。教師根據每組學生的表現進行打分,并將這部分成績計入平時成績中。課程結束后,每個參與的學生都要總結該課程的學習心得體會,對課程進行簡單的評價并給出自己的意見和建議,這部分內容也作為平時成績的一部分。以上教學活動的開展,一方面可以提高學生的學習積極性,另一方面學生給出的意見和建議可以督促任課教師改進教學方法,提高教學水平。在這門課程中,部分評價意見如下:1.綠色化學這門課跟我們的生活關系密切,感覺很有用;2.課堂上老師舉的例子很生動,學到了很多東西,擴展了知識面;3.通過準備課程論文,感覺自己查閱文獻的能力提高了;4.喜歡老師的講課,內容吸引人,但是有部分反應有機化學里沒學過,能否多講一些。
總的來看,學生對這門課程的關注程度高,總體滿意程度也比較高。
三、結語
綠色化學是一門面向21 世o的高層次化學,它體現了化學、科學技術、社會之間的相互影響和聯系。在綠色化學教學中,教師采用研究性教學的方式,能幫助學生獲得相關的知識、技能和能力,有助于學生培養創造性思維,從而更好地理解人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關系, 激發其社會責任感。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 胡常偉,李賢均.綠色化學原理和應用[M].北京:中國石化出版社,2006.
[2] 張禮和.化學學科進展[M].北京:化學工業出版社,2005.
[3] 沈玉龍,王克誠.國外大學的綠色化學教育[J].化學教育, 2006(10):63-64.
[4] 仲崇立.綠色化學導論[M].北京:化學工業出版社,2000.
篇2
隨著人民生活水平的不斷提高,人們對生活質量的要求也在不斷提高,醫療模式已由單純的疾病治療轉變為預防、保健、治療、康復相結合的模式。大醫院人山人海,小藥店街頭巷尾隨處可見,醫藥工業迅猛發展,藥學專業人才倍受青睞,現在除了傳統的醫學院校培養藥學人才外,許多理工科院校也相繼開辦了藥學專業(如重慶大學、西南大學、重慶郵電大學和重慶理工大學等),而基礎化學是藥學相關專業非常重要的專業基礎課,目前我國藥學專業的基礎化學課程仍按照傳統的四大基礎化學開課。隨著化學基礎課學時不斷壓縮,每門課程的學時非常有限,特別是理工科高校的藥學專業,學生的基礎化學知識對后續專業課程和專業技能的學習非常重要。所以,在少學時的基礎化學課程教學中教師更重視學生對基礎知識的理解和掌握,而忽略了在教學中對學生綠色化學意識的教育和培養。隨著環境問題的日益嚴峻,化學教育工作者一定要樹立可持續發展的觀念,將綠色化學的思想貫穿于整個化學教育的全過程,讓學生認識到從“粗放型”的傳統化學轉變為“本文由收集整理集約型”的“綠色化學”是歷史發展的必然。
針對這些情況,當前一些普通高校進行了相關研究與實踐,以提高基礎化學教學效果,但是,大多數高校主要是根據學時來選擇安排教學內容,利用改進教學手段來增加教學內容,著眼于局部,頭痛醫頭,腳痛醫腳,教學效果雖有所提高,但是效果不甚明顯,沒有找到從根本上提高基礎化學教學效果的方法。本化學教學團隊提出了《基于“綠色化學”理念的理工科院校藥學相關基礎化學系列課程整合與優化的研究與實踐》課題,依托重慶郵電大學中藥學專業和制藥工程專業的學生進行了實踐。
一 培養具有“綠色化學”理念的大學生是人類社會對高?;瘜W教育的基本要求
“綠色化學”是一門從源頭上阻止污染的化學,它用化學的技術和方法去減少或消滅那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的化學物質的產生和使用,有利于引導學生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發展,牢固樹立綠色意識,自覺成為未來的綠色人才。“綠色化學”是人類與自然和諧的化學,是面向未來提出的化學新概念,同時也為化學教學提出了新課題。
因此,本化學教學團隊在基礎化學教別強調引入“綠色化學”理念,在緒論部分專門設有“建立綠色化學理念,推動經濟和社會的可持續發展”這一部分,強調綠色化學的必要性,并且基于“綠色化學”理念選擇教學內容。在教學過程中滲透“綠色化學”理念,將從源頭上預防化學污染的新觀點逐步深入學生心中。特別是實驗教學中,化學教學團隊根據專業特色與學生能力培養的需要,在實驗項目的設置上滲透綠色化學理念,改革實驗教學模式,實驗項目中大大減少了獨立的基本操作單元實驗和驗證性實驗,將大部分基本操作實驗和驗證性實驗安排在實驗技術網絡虛擬與仿真實驗室中實施,同時大大增加實用性、綜合性實驗,將部分基本操作融入綜合性和設計性實驗中。實驗原材料都是無毒或低毒的,刪除了一些毒性高、污染大、效果差的合成實驗。打造以“綠色化學”為特色的教學、科研實驗平臺,努力培養具有“綠色化學”理念的大學生。
二 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容的整合實踐
1.教學內容的整合原則
第二軍醫大學藥學院將無機化學和物理化學兩門課程整合,很好地解決了這兩門課程中的內容重疊問題,同時使無機化學的教學內容得到了引申,使知識的系統化更加顯著。本化學教學團隊基于“綠色化學”理念將四大基礎化學進行整合,即將無機化學、分析化學、物理化學和有機化學四門課程進行整合,根據藥學專業要求,立足理工科院校注重四大基礎化學的關聯,確保整個基礎化學知識體系的完整,總課程名稱設為基礎化學,具體按照普通化學、有機化學和物理化學三門課程進行排課。本化學教學團隊一起討論、確定教學內容和相應的學時數,并且備有一些選學內容供學時稍充分的學校選用,或者供學生自學,但是緊密把握“面向藥學專業的基礎化學知識”、“知識點之間的連貫”及“難易程度循序漸進”這三個基本原則,使學生有興趣學,更輕松地學。
2.整合后教學內容的具體安排
針對大學第一學期,新生入學較晚,學習時間較短,需要一段時間適應大學學習、生活等實際情況,第一學期的普通化學先介紹藥學與化學的關系,強調化學在藥學專業中的作用,讓學生首先從思想上重視它,同時介紹“綠色化學”的基本概念和原則,突出綠色化學在醫藥工業和社會發展中的意義及必要性,站在整個基礎化學角度強調綠色化學的重要性和必要性,先行建立“綠色化學”理念。具體內容是:先介紹簡單且與中學化學銜接較多的氣體和溶液,引入大學基礎化學的教學;然后利用熱化學反應方程式引入化學反應熱、熱力學第一定律和第二定律,引出判斷化學反應自發性的吉布斯自由能判據;從吉布斯自由能變的符號判斷反應方向和大小,表示反應限度,引入化學平衡,與中學化學緊密銜接,同時進一步銜接化學反應速率,使學生易于理解;有了平衡依據后,再分別介紹酸堿平衡與酸堿滴定,沉淀溶解平衡與沉淀滴定,氧化還原平衡與氧化還原滴定,配位平衡與配位滴定;作為含量測定的加深,再介紹比色法和分光光度法。最后,聯系中學化學知識簡單介紹原子結構和分子結構的基本概念和基本理論,并且在每部分都要說明它在藥學中的作用。第一學期的理論學時經教學團隊統一討論并經學校批準后定為64學時。
基于現代藥物大多是有機物的現實,有機化學在藥學相關專業非常重要,經教學團隊統一討論并經學校批準后有機化學理論課程定為96學時,安排在第二學期和第三學期授課。并且根據結構與性質的關系按照官能團分類介紹有機化學的內容,注重與中學有機化學銜接,強調具有某一類官能團的化合物其理化性質,每部分都要介紹一些有顯著藥理活性的化合物和該類化合物的合成工藝,重點強調綠色合成工藝路線,以及該類化合物的構效關系。同時簡單介紹一些波譜知識,如紅外、質譜和核磁共振譜等,能夠推導簡單的有機化合物的化學結構,為今后的中藥化學、天然藥物化學和藥物合成打下堅實的基礎。同時,有機化學實驗重在一些綜合性、實用性的綠色化學合成,既增加了學生的學習興趣,提高了教學效果,同時也踐行了綠色化學理念。
經過一年半的大學學習后,在學生基本上都適應了大學學習、生活的情況下,而且具備了較好的數學和化學基礎之后,第四學期將深入介紹基礎化學難點部分的物理化學,在化學熱力學、化學動力學基礎上,加深對化學熱力學和化學動力學的學習,最后引入新知識相平衡,包括表面化學與膠體化學和藥學前沿知識,以及化學知識及其技術在藥學專業中的應用,要求講原理時必須講它的應用,重點是在藥學方向的應用上。最后提綱挈領,建立整個基礎化學的基本框架和知識體系。這樣就把基礎化學知識點整合,避免了重復,同時按照知識的難易程度和前后關系安排教學內容,節約了學時、方便了學生理解、提高了教學效果,以適應少學時的理工科院校藥學專業的基礎化學教學。
三 基于“綠色化學”理念對四大基礎化學課程教學內容整合的初步效果
1.學生成績明顯提高
2007級學生因成績差,有2名學生留級,有近10人未獲學位,2008級有95%以上的學生獲得學位,2012年重慶郵電大學推免試研究生學生中,生物信息學院5個專業6名同學獲得,制藥工程和中藥學2個專業占了3名,而且有不少同學進入綠色化學與制藥工程科研平臺參與實驗鍛煉,參與發表sci收錄科研論文4篇,參與中國發明專利的申報1項,1人次參與重慶市藥物催化氫化工程技術研究中心的申報,獲得了一項重慶郵電大學大學生創新實驗項目。
篇3
1 以人為本,注重拓展實驗的趣味性
人的創新能力的形成和發展,在一定程度上取決于他的心理動因,即以需要為核心,以興趣、情感等為內容的心理動因。興趣是一個人力求認識、研究、獲得某種事物或進行某種活動的傾向,它能推動人去尋求知識或從事某種活動,開闊眼界,使人的積極性和主動性得到充分的發揮。由于興趣不是與生俱來而是后天學來的,因此,增強化學實驗的趣味性就顯得尤為重要。例如在“蠟燭燃燒的探究”過程中,引導同學們進行下列拓展性探究:
1.1 問題情境。點燃蠟燭,將短玻璃導管插入焰心,發現另一端也可以點燃,說明導管中一定有可燃性氣體,氣體的成分可能是什么呢?
1.2 作出大膽猜想與假設。學生們經過討論,認為這種氣體:①可能是蠟燭不完全燃燒時產生的一氧化碳;②可能是蠟燭受熱后產生的蒸氣;③可能上述兩種情況都有。
1.3 設計實驗方案。學生們設計出各種實驗方案,經討論后,認為下列這個方案既巧妙,又簡單:換一根較長的玻璃管,用濕毛巾包住導管,然后一端插入焰心,在另一端點燃。若導管口有火焰,拿掉濕毛巾,導管內無冷凝固體,則證明它是一氧化碳;若導管口不能點燃,拿掉濕毛巾,有冷凝的固體,則證明它是石蠟蒸氣;若氣管口有火焰,火焰較小,拿掉毛巾,導管內有冷凝的固體,則證明氣體中既有一氧化碳,又有石蠟蒸氣。
1.4 觀察與思考相結合,完成實驗,給出合理的解釋與結論。通過實驗,學生得出第二種可能性成立,玻璃管中的可燃性氣體是石蠟蒸氣。而另兩種可能性被排除了。
1.5 反思與評價,交流與分享。通過探究活動,部分學生發現自己設計的實驗方案與上述實驗方案相比,設計得不夠合理、簡單,存在著差距,認識到在今后的學習中,要不斷培養自身的自主探究的能力。學生以各種方式將自己的收獲、體會、感想表達出來,如寫成小論文、寫成實驗報告、制作出PowerPoint、上傳到網頁上等等。
2 源于生活,注重拓展實驗的生活性
化學與實際生活的聯系非常密切,化學知識滲透在實際生活的各個方面。在中學階段,接觸社會的機會有限,通過實驗來了解化學在實際生活中的應用,可以說是一條很好的途徑。
2.1 實驗內容的生活化。結合生活情境,鼓勵學生發現化學問題,提出自己的觀點和猜想,并設計探究實驗來驗證猜想,對實驗進行反思和評價。例如,在生活中,對真假紅葡萄酒的鑒別,有一個巧妙、簡單的方法:在兩杯酒中分別加入適量食用的純堿,如果酒的顏色加深,變成深藍色了,則是真的葡萄酒,如果酒的顏色沒有明顯變化,就說明是假酒。這個實驗,直觀明了地體現出了指示劑在生活中的靈活運用。
2.2 實驗用品的生活化。實驗的生活化還體現在,在實驗用品上使用一些生活中的物品。如家里廚房中的食醋、食鹽、純堿、雞蛋殼等等都是實用的化學試劑,塑料吸管可代替膠頭滴管、導管,家中的玻璃杯,可作為反應容器等。例如用蛋殼和白醋反應制取二氧化碳,用干電池中的金屬與稀硫酸反應制取氫氣等。通過這些實驗的開發、設計,能使學生利用現有的材料開展實驗學習,也能啟發學生隨時利用生活中的物品進行一些簡單的實驗探索。學生體會到生活離不開化學,了解了化學對個人生活和對社會的重要作用,同時提高了他們學習化學的興趣。
3 尊重自然,注重拓展實驗的綠色性
近年來,人們提出了“綠色化學”這一新的概念。簡單的說,綠色化學就是環境友好化學,它的核心內涵是在反應過程和化工生產中,盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質。綠色化學的著眼點是使污染消滅在生產的源頭,使整個生產過程對環境友好,這是從根本上消除污染的對策。
篇4
關鍵詞:有機化學實踐;綜合設計性實驗教學;仿真教學;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)50-0143-02
近幾年,高校畢業生“就業難”與國內企業“用工荒”的矛盾日益突出,高校人才培養模式轉向現代職業教育體系的改革正在全面實施,如何解決就業結構性矛盾,培養具有創新精神和實踐能力的技術技能型人才,是高等學校每個教育工作者必須探索的重要課題之一。有機化學實踐課程是繼有機化學實驗教學之后,面向我校化學工程、化學工程&軟件工程、環境工程、應用化學等專業大二學生開設的專業必修課,是整個有機化學教學體系的重要環節。高校傳統實踐教學的弊端是,將實踐教學看成是有機實驗教學的簡單延伸,其主要功能為強化學生綜合實驗技能訓練,隸屬為理論教學的附屬環節。在教學中主要以教師講授為中心,教學效率雖高,但學生只能收獲“照方抓藥”、模仿驗證的學習效果,缺乏對實驗技能、理論知識交互運用的創新思維訓練,顯然不能滿足當今國家經濟建設和社會發展需要[1,2]。多年來,我們在實踐教學中以創新應用型人才培養為重點,構建“以生為本”的創新實踐教學平臺,向社會輸出高素質技術技能型人才。對此,作者擬就近十多年來在有機化學實踐教學中的改革談一些體會。
一、合理選擇實踐教學內容,加強綜合設計性實驗環節
有機化學反應浩如煙海,有機合成方法紛雜,如何在有限的實踐教學課堂上,合理選擇教學內容,是筆者在教學中積極思考的一個重要問題。響應高?,F代職業教育體系改革方向,推行國家“綠色化學”環保理念,我們以實踐內容是否貼近社會生產,貼近科學研究,貼近社會生活為選材指導,同時推進已選取實驗的綠色合成技術或方法改進[3]。所謂綜合設計性實驗是指學生根據實驗目的和實驗條件,自行查閱科研文獻,通過對有機化學相關理論、基本實驗技能,或與該實驗相關的其他課程理論或實驗知識的綜合運用,自主完成實驗方案設計,并加以實現。因此,綜合設計性實驗有助于學生將學習與研究設計結合,在提高學生基本實驗技能、理論知識綜合運用和創新能力培養等方面起到積極作用。因此,我們重點選取集典型性、發展性、前沿性、應用性為一體的綜合設計性實驗作為教學內容,將“照方抓藥”式驗證實驗教學內容降至零。
在實踐教學中,我們以此為教學內容選擇依據,在有機合成反應上一直注重前沿性科研技術引進,一些新的實驗手段、實驗技術不斷被引進[4]。比如在苯亞甲基苯乙酮合成教學中,我們引進超聲波輻射合成技術;在甲苯高錳酸鉀氧化合成苯甲酸實驗中,我們引進可循環利用“相轉移催化劑”和“微型合成”技術;在天然產物咖啡因提取實驗中,我們引進浸取法和索氏提取法的合成技術對比。幾年來,我們均從“低毒、高效、短時”合成特點對每個實踐內容的合成技術進行探索,實現有機合成達到低污染、低毒性、安全節能以及反應收率高的目的,在增強學生“綠色合成”理念方面也收到顯著成效。
二、重視學生科研與創新能力訓練
實踐教學中,每一個實踐訓練項目均由四個環節組成:第一環節是實踐方案設計;第二環節是實現實驗;第三環節是實踐論文(報告)書寫;第四環節是實踐成績考核。在實踐教學中,我們通過這四個環節的有機結合,同時改變傳統以師為本的教學模式,課堂上通過師生角色轉換,實現以教師為中心向以學生為中心的教學模式轉化,提高實踐教學質量,完成對學生科研與創新能力的培養。在實踐教學中,我們的具體做法如下:
1.實踐方案設計環節。學生進入實驗室前,實踐方案設計的好壞,將直接影響實踐效果和學生創新能力培養。在“以生為本”實踐教學模式下,教師必須轉換身份,由以前課堂上的“主角”,轉換為幕后“導演”身份。教師作為導演身份,在實踐教學中,必須向學生提供邏輯性強、問題定位化的“劇本”(項目指導書)。項目指導書中創新點在于其將傳統實驗教材中實驗步驟環節提綱為實驗流程圖形式,其中每步流程均進行細節化設疑處理,需要學生通過課前查閱相關文獻、課上觀察實驗現象以及課上師生或生生互動所查閱的理論解釋補充到流程圖中,實現每步實驗知識掌握不留死角的教學目的。通過實踐方案設計中流程圖細節化設疑處理,調動學生探索未知、解決并消化未知的興趣,這對學生理論知識綜合運用能力和創新學習行為的培養推動性很強。
2.實驗實現環節。在構筑“以生為本”實踐教學平臺中,實驗實現是我們強化學生基本實驗技能、實驗現象觀察與分析、實驗問題捕獲并解決等能力,是實現將學生模仿驗證實驗理念扭轉為主觀能動綜合設計理念的重要環節,該環節教學中滲透對學生探索新問題、查閱文獻分析、解決復雜問題的能力培養,引導學生做到思考型操作、思考型分析、不思考不動手的實踐理念。比如在苯亞甲基苯乙酮合成實驗中,在粗產品水洗環節中,多組同學出現如粗產品顏色、產量不同等實驗現象,這需要考慮合成溫度、結晶時間長短以及水洗是否充分對實驗結果地影響。針對該問題地出現,我們在教學中鼓勵學生大膽設計方案,并自主進行多組組合,平行操作,互相交流實驗結果,共同對比分析、處理并討論所用實驗處理方法的科學性、可行性及經濟性。引導學生有的放矢地步步琢磨著做實驗,擯棄傳統實驗教學中學生指哪打哪的被動學習行為。
3.實踐論文(報告)書寫環節。每個實踐項目結束后,鼓勵部分學生在指導教師幫助下,將實驗結果按照科研論文核心期刊模式進行書寫。通過撰寫科研小論文,啟蒙了學生參與科學研究的積極性,尤其在結果與討論部分,學生通過查閱相關科研文獻對實踐問題分析、理解及體會過程中,引導了學生思考力與創新意識地形成,這是實踐教學中我們所期望獲得的教學效果。
4.實踐成績考核環節。實踐考核是檢驗實踐教學效果的重要手段之一,考核方式的改革對于本次教改成效至關重要。我們以往有機實踐課程考核主要采取每個實踐項目從“課前預習狀況、基本實驗技能操作、實驗基本理論、實踐結果及實踐報告完成情況”這五方面進行考核,給出每個項目的成績,實踐結課后,將所有實踐項目成績進行累加,折合成百分制,給出實踐課程成績。該考核方式容易造成學生實踐中簡單“照方抓藥”,盲目追求高產量,甚者捏造實驗數據,課后抄襲實踐報告等單純希冀高分數的不良學習行為出現。在此次教改中,我們采取多層次考核模式,解決上述弊端。第一層次面向理論基礎和動手能力薄弱的后進學生群,該層次考核主要以傳統提交實踐報告考核形式;第二層次面向基礎夯實,但創新意識較強的較優學生群,該層次考核實踐報告主要以科研論文形式書寫,實踐成績根據學生文獻查閱狀況,利用相關文獻分析、解決實踐問題能力進行綜合評分;第三層次主要面向基礎夯實,動手能力強,且創新意識主動的學生群,該層次考核實踐報告除了以科研論文形式書寫外,還需將實踐成果以PPT形式進行課前答辯,充分實現以生為本的教學目的。參與哪個層次考核,由學生根據本次實踐項目個人學習狀況,在課堂上自主提出申請,每個層次的實踐成績均由指導教師當堂給出,從根源上規避部分學生課后抄襲報告的可能性。另外,我們建立層次化考核方式,可以根據學生學習能力,進行因材施教,并且有利于樹立優秀創新學生榜樣,對提高班級學習風氣,調動學生學習熱情和建立不服輸的良性競爭環境,均起著潛移默化的推動作用。
三、智能多媒體仿真實踐教學平臺構建
在實踐教學中,我們配置互聯網和多媒體操作平臺,引進高等教育出版社公開出版的《半微量有機化學實驗網絡多媒體課件》及《有機化學多媒體課堂教學軟件》投入有機實踐教學使用,使仿真實踐教學模式變得可行[5,6]。學生通過互聯網和計算機技術使用優質教育資源,實踐課不再以教師講授為中心,轉變以學生為中心。課前學生通過多媒體仿真教學軟件,對該類實踐項目原理、實驗技術,以及儀器規范操作均有了解,有效提高預習質量;課中可利用互聯網和多媒體操作平臺,鼓勵學生實踐中遇到疑難問題即時查閱解決,實現課上實驗知識掌握不留死角,及時調整實驗方案,保證實踐教學質量。另外,實踐教學中對一些前沿性、應用性但具有一定危險性或對環境不友好,比如電解合成碘仿、光照合成鹵代烴等實驗,我們采取仿真模擬教學。通過引進互聯網和仿真實驗教學平臺,在實踐教學中能夠充分發揮教師的引導和學生的主體作用,有助于以生為本教學模式建立,有助于具有創新能力的技術技能型人才培養。
四、結論
以生為本有機化學創新實踐教學平臺構筑之后,從教學實施效果來看,改革是有成效的。在本次實踐教學改革中,以綜合設計性實驗為教學內容,以問題為驅動,借助智能多媒體仿真教學課件和互聯網平臺,學生對實踐基本理論、實驗技術以及實踐問題即見即解決的主動學習熱情普遍提高;通過多層次考核模式建立,樹立優秀學生榜樣,對后進學生實現“傳、幫、帶”作用,切實提高班級學習風氣,調動各層次學生學習熱情,在學生間形成不服輸的良性競爭氛圍。經過有機實踐教學訓練后,學生的科研熱情與實踐創新思維明顯提高,這對于通過課堂教學過程培養大學生自主創新意識和創新理念,未來向社會平行輸出創新型和應用型人才,具有十分重要的現實意義。
參考文獻:
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關鍵詞:化學教學 綠色化學觀念 環境保護
一、在課堂教學中滲透綠色化學觀念
初中化學教材中潛在環境保護教育的內容很多,把這些內容的教學與環境保護教育有機地結合起來,把綠色化學觀念科學地、巧妙地滲透到各章節中,讓學生自身意識到,為了不讓環境污染威脅人類自身的生存,就一定要保護環境,從我做起,從現在做起。對于剛剛接觸化學的初中學生,要盡可能多舉事例,借以提升學生的環保意識,加強學生綠色化學觀念的教育。
例如,在學習“空氣組成”的知識時,除了給學生講述大氣的主要污染物,大氣污染的來源和危害,還列舉了1952年英國倫敦煙霧事件造成1.2萬人死亡和1995年我國上海市發生的“光化學煙霧”事件;在學習“氧氣”后利用教材對“臭氧”的介紹,說明被廣泛應用于汽車及室內冷藏、冰箱、電器的冷卻等方面的氟利昂,已造成大氣臭氧層的破壞,直接威脅人類的生存;在學習了“煤和石油”的知識后,可以介紹石油、煤等化石燃料以及它們的加工產品在燃燒過程中會產生一些含氮、含硫的化合物,排放到大氣中對空氣造成污染;在學習“水”這一課的同時,淡水資源的危機,水體的污染便可蘊涵當中。縱觀全球資源,淡水資源很短缺,不是取之不盡,用之不竭的,并且分布又不均勻,而由于工業生產的廢渣、廢液、廢氣和生活污水的任意排放,農業上農藥、化肥的過量施用等造成的水污染又在進一步加劇,造成淡水供需矛盾尖銳。有朝一日,人類將面對“滴水貴如油”的嚴重局面。這樣可使學生認識到環境污染給人類帶來的重大慘劇和極大傷害,從而可使學生進一步體會到保護生態環境,保護自身生存環境的必要性,樹立起綠色的化學觀念。
二、在化學實驗中融入綠色化學觀念
化學實驗與綠色化學聯系最為緊密、最為直接,在化學實驗中貫徹綠色化學思想最為重要。初中學生剛接觸化學,必須嚴格要求學生按照實驗操作的規則進行實驗?;瘜W實驗產生的廢氣、廢渣、廢水等都或多或少地對周圍環境造成不同程度的污染。教師在實驗操作過程中要求學生每次實驗結束后,將廢棄液或剩余的固體藥品傾倒在指定的容器中。為了加強學生的環保意識,可讓學生將收集的廢液稍作處理后再行排放,實驗結束后把儀器洗凈放回原處,做干凈實驗室的衛生。這樣從一開始就讓學生養成良好的實驗習慣,受到直觀的環境保護的教育,使學生進入化學實驗室后就受到綠色化學的教育。
例如,做硫在氧氣中燃燒的演示實驗時,由于硫燃燒生成的二氧化硫是氣體污染物之一,所以應強調硫的用量,并在盛氧氣的集氣瓶中事先放入少量堿溶液吸收二氧化硫。又如,實驗室制取二氧化碳可用注射器作微型實驗,拔下注射器活塞,在針筒中放入大理石,塞上活塞,在針筒中吸入鹽酸,馬上連接導管。
三、在課外活動中設計綠色化學活動
化學課堂教學是進行綠色化學觀念教育的重要陣地,也為進行綠色化學觀念培養搭建了很好的平臺。在化學第二課堂、興趣小組、知識競賽等課外活動的設計中,我以地球化學知識為基礎,生態系統中物質循環和能量流動為導線,闡述空氣、水體、土壤、森林、植物與人類的關系,增加了包括環境保護、新能源、衛生保健食品等方面內容;展示綠色生態環境和嚴重污染地區的明顯對比,簡單說明現在人人都關注的環境問題,利用課外小組宣傳或講座等多種傳播方式來提高學生的環保意識,讓學生切身感覺到我們身邊到處都是綠色化學的環境,養成學生環境保護的習慣和綠色化學觀念。
四、在考試練習中強化綠色化學觀念
在布置化學作業時,在不偏離教材和教學大綱要求的前提下,教師要精心設計一些滲透綠色化學觀念的習題,以便鞏固學生有關保護環境的化學知識,使學生在練習中不斷強化綠色化學觀念。
五、在調查研究中增強完善環保意識
教師要切合實際地因材施教,高度重視學生的環保意識,培養學生自己解決問題的能力。在教學中,我定期組織學生進行社會實踐和環境污染的調查。
例如,在教學中教師可提出農村的飲水問題、沼氣池的建設、化肥廠的排污、西北的沙塵天氣、家鄉的空氣污染等學生關心的小課題,讓學生進行調查。理論聯系實際引導學生寫出調查報告、提出解決方案、撰寫環保小論文的活動,學生積極性高,收效良好。
例如,我在教學中就提出的農村的飲水問題,事先列出調查提綱:1.本村(或家)的水井建在什么地方?2.你認為是否受到污染?3.如何防止井水污染?讓學生帶著這些問題,去考察思考,寫出調查報告。通過調查,學生清晰認識到農村吃水的問題多:有些水井建在低洼的地方,如池塘邊、農田里,不同程度受到了農藥化肥或其他有毒物的污染;有的村幾百人共用一口井,又無井蓋,垃圾隨時可掉入井中,造成污染。而有些農戶先在無污染的地方,一家打一口井,將井口用蓋子封閉起來,再裝上搖式活塞抽水機,隨用隨抽,比較清潔衛生,值得借鑒推廣。通過一些社會調查活動,培養了學生的觀察和思考問題的能力,增強了學生的環境意識。
在化學教學中,要使學生把綠色化學觀念轉變成自覺的行動,教師在教學過程中要充分運用教材資源,有目的、有計劃地在學生的學習中貫穿綠色化學觀念,讓每一位學生都意識到保護環境人人有責,在學生頭腦中都有環保憂患意識,時刻知道環境保護的重要性。漸漸地給學生樹立起對環境的憂患意識,培養學生的綠色化學觀念,使學生成為保護環境的生力軍。
參考文獻:
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一、書面型作業設計
傳統的化學作業以書面型的化學習題為主,作業的功能被定位為鞏固知識和掌握技能。優秀的、典型的化學習題對鞏固相應的化學知識和技能起著不可替代的作用。因此,我們在設計化學作業時,不僅要吸收保留原有習題的精華部分,同時需要在化學習題中增設開放性習題、探究性習題及情境性習題,如調查、討論、上網查詢,或撰寫調查報告、小論文等。例如,可以設計這樣一項化學作業:2008年奧運會火炬“祥云”不僅有美麗的外表,而且在大風、大雨天氣都能正常燃燒。它采用的燃料是丙烷,符合“綠色奧運”的要求。根據以上材料,教師可請學生回答下列問題:書寫“祥云”中燃料的燃燒方程式。為什么該燃料符合“綠色奧運”的要求?若你為“祥云”重新設計燃料,你會選擇什么?2008年北京奧運會的成功舉辦,為我們帶來了空前的自豪感,也是全社會一直津津樂道的話題?!熬G色奧運”出現在化學習題中,不僅能激發起學生解決問題的興趣,還能培養學生的價值觀。
二、實踐型作業設計
新的課程理念明確把化學實驗提到了重要的地位,教師要通過以化學實驗為主的多種探究活動,促使學生體驗科學研究的過程,激發學生學習化學的興趣,強化學生的科學探究意識,進而促進學生學習方式的轉變,培養其創新精神。
常規實驗。教師要充分利用學校實驗室,允許學生利用課余時間通過實驗操作驗證化學知識。如,極易溶于水的氣體如NH3、HCl等,很容易形成美麗的噴泉現象,化學課堂上學生觀察了教師的演示實驗后,很可能會產生親自做一做實驗的想法。教師應鼓勵學生,并提供方便和指導。
微型實驗。傳統的化學實驗在實驗過程中都有一定規模的藥品使用,這不僅對資源的損耗是巨大的,同時引起的環境污染也是比較嚴重的。以化學作業的形式,鼓勵學生采用微型自制化學實驗的方式不僅可以彌補傳統實驗的不足,同時又可以發揮化學實驗的功效。如,鈉與水的反應。鈉與水反應是鈉的一個重要化學性質,課堂演示實驗也成為教學中不可或缺的環節。然而在鈉與水反應產生氫氣的驗證時卻或多或少存在一些問題,實驗方法改進多次,但仍不夠安全,成功率不高。課堂上進行演示實驗后,也不可能讓學生再繼續進行分組實驗。我把這個實驗改為一個微型實驗,作為化學作業留給學生:拔開針筒活塞,放入一小粒鈉,吸入1ml的煤油,趕走針筒內的空氣,吸入1ml水,迅速將針尖插入橡皮塞進行密封,待反應結束后,針尖朝上拿走橡皮塞,在針尖處點燃氫氣,可觀察到純凈的氫氣安靜燃燒產生的火焰,還可以看到鈉在煤油和水之間上下跳動的現象。
研究性學習。研究性學習是課程改革所提倡的一種學習方式。在化學學科中,有許多與自然、社會或學生自身生活密切相關的主題,有限的課堂時間限制了學生對這些主題進行深入的學習和研究。教師若以化學作業的形式,引導學生對這些主題進行探究,不僅可以豐富化學作業的形式,還有利于激發學生學習化學的興趣。如,“酸雨現象的研究”,我們周圍經常可以看到,防盜窗很快生銹,公園的石頭雕像的外觀越來越模糊,這樣的現象比比皆是,那么誰是主謀呢?教師可以要求學生根據自己的生活經歷推測禍害的主謀是酸雨,并引用資料說明酸雨的腐蝕現象,完成酸雨成因分析,酸雨形成的根源――SO2來源調查分析,最后提出改進建議,目標是減輕酸雨的腐蝕情況。
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一、課堂引入,創設多媒體情境
于漪曾說過:“課的第一錘要敲在學生的心靈上,激發起他們思維的火花,或像磁石一樣把學生牢牢地吸引住。”所以課堂的開始引入,對于學生是否可以完全集中注意力去學習,去探討,是有利于帶動學生情緒的,也會對課堂內容格外關注。創設好的學習情境以吸引學生的注意力,提高他們的學習興趣,在課程引入上,我們可以用多媒體進行教學。多媒體教學可以給學生視覺上的沖擊性,感受到圖文并茂使之更加投入的學習。另外,教師要在多媒體上放一些有趣但與化學有關的小視頻,形成聲、像、圖、文并茂的多媒體教學系統,進行視、聽、觸、想等多種方式的形象化教學。這樣的教學方式不僅不會使學生感到乏味,還會使他們愛上化學學習。
二、實驗導入
“實驗導入”是指運用科學實驗導入新課,利用實驗創設教學情境。實驗不僅可以鍛煉學生的觀察與動手的能力,也可以激發學生學習科學的興趣和愿望。而且用實驗教學導入也可以使學生注意力集中,更好的了解課題,明確學習目標,迅速進入課題的探究與學習的狀態。而在教學中這樣的方式也會讓學生充滿好奇,所以這種探究式教學是現代教育的新方法,也是教師與學生可以互動的最好方法。這樣也可以引發和鍛煉學生的探究思維能力。教師在敘述實驗步驟和實驗方法之前,應以學生熟悉的生活經驗、已有的化學知識、日常生活中的真實現象將以呈現。例如,氮氣的循環:(1)大氣中的分子態氮被固定成氨(固氮作用)(N2+3H2=3NH2);(2)氨被植物吸收合成有機氮并進入食物鏈;(3)有機氮被分解釋放出氨(氨化作用);(4)氨被氧化成硝酸(4NH3+5O2=(催化劑)=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO);(5)硝酸又被還原成氮,返回大氣(脫氧作用)。(5NH4NO3=Δ=2HNO3+4N2+9H2O)也就是生物(有機物)—>氨—>亞硝酸鹽—>硝酸鹽—>生物(有機物)。而在生活中能提供能量進行氮固定的途徑有(1)工業固氮:用高溫、高壓、化學催化的方法,將氮固定為氨;(2)高能固氮:高空放電瞬間產生的高能,使空氣中的氮與水中的氫或氧結合,產生氨或硝酸,由雨水帶至地表。這樣的舉例不僅可以使學生更易于接受,也會讓學生對于化學這門學科產生濃厚的興趣。
三、利用生活經驗導入法
化學科學與生產、生活以及科技的發展有著密切的聯系,生活中也處處存在化學。讓學生從生活中尋找化學,這是學習化學的根本之源。從生活中尋找化學不僅可以開闊學生眼界,增強學生的能力,還可以鍛煉學生對于生活的觀察力,從生活中發現化學的豐富知識。例1:如我們很常見的一個常態,綠色植物為什么會在光下進行光合作用,為什么會有凈化作用,綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧的過程。我們每時每刻都在吸入光合作用釋放的氧。我們每天吃的食物,也都直接或間接地來自光合作用制造的有機物??照{吸熱反應的具體應用,可以利用它來降低空氣的溫度,在炎炎夏日,它發揮了巨大的作用。這都與我們自身息息相關,用這些貼近學生生活的內容來進行教學。學生會更于接受,課堂效果也會更加活躍。例2:農家肥是有化學元素硝酸稀土所構成。而在化學與能源中,氫是最好的證明,它燃燒時發熱量大,燃燒產物只有水,(2H2+O2=2H2O)無其他產物,無污染。
四、總結
總之,興趣是學習之師。教是手段,學是目的。而在教學中設計巧妙的導入,為新課創設生動、活潑的學習情境,對于調動學生學習化學的積極性,有效的提高化學課堂教學的效果將起到至關重要的作用。作為一名教師我將會在今后的化學教學中會更加完善自己對于教學導入的方法,導其動腦,導其動口,導其動眼,導其動手,這樣不僅可以鍛煉學生的動手能力,培養學生的思維擴散能力和良好的學習心理。另外,學生的主體作用也能在興趣中強化。對于教師的職業也會發揮到極致,學生也會得到最大的學習效果。
作者:張傳志 單位:山東省青島第五十八中學
參考文獻:
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關鍵詞: 課程成績考核模式 網絡學習評價 自我評價 特色作業 提問式考勤
《環境保護學》是青島農業大學農學專業的專業選修課之一,是一門隨著環境問題的出現、變化、發展而發展起來的,涉及自然科學、技術科學和社會科學的應用課程,主要內容為各類環境污染的成因、危害和防治方法。目前我國面臨環境污染問題日益突出,農業面源污染和農產品質量安全問題已經成為制約我國農業可持續發展的瓶頸[1],因而開設本課程可彌補農學專業教育的不足,引導和培養學生的綠色農業和可持續發展思維。
要提高教學質量,首先要運用各種教學手段提高同學們對知識的學習興趣和學習能力[2]。課程成績考核是教學過程的關鍵環節,是教師對學生學習能力和水平的成績評定,公平合理的成績考核方法可以提高學生學習的積極性,提高學生參與課堂教學的主動性和學習效率[3]。為提高環境保護類課程的教學質量,各高校的任課教師均十分重視教學手段的創新性研究和實踐[4]-[6],但目前對于課程成績考核方法改革的研究還比較少。
為進一步提高該課程的教學質量,激發學生的學習積極性和創造性,本教研組以山東省應用型特色名校建設工程建設為契機,對成績考核的方法進行了探索和改革,將其應用于2013-2015年的實際教學中,并根據教學效果反饋進行了完善,逐漸形成了本教研組在成績考核方面的特色。
1.改革的必要性和思路
本課程的傳統考核模式:(1)期末成績占總成績70%,形式為課程論文或開卷考試,考核方式由任課教師決定;(2)平時成績占20%,形式為課堂回答問題或小作業等;(3)點名式考勤占10%。多年的教學實踐表明,該考核模式存在一定不足:(1)學生平時學習積極性偏低,課堂注意力不集中,存在隨意逃課的現象;(2)期末課程論文成績評定標準不夠科學合理,開卷考試試題內容過于寬泛和乏味;(3)平時作業數量多、內容陳舊,使得學生負擔重、興趣低、疲于應付,且存在互相抄襲的現象;(4)單調乏味的點名考勤,占用課堂時間,且對師生關系造成不利影響。因此,傳統的成績考核模式應該加以改革,才能切實提高教學質量。
本教研組從改革課程考核方法入手,在不影響教學的前提下,進行了大膽的探索,建立了課程成績考核體系:(1)降低期末成績的比重至60%,增加學生對選擇考核方式的參與程度,并對課程論文和開卷考試方法進行革新;(2)提高平時成績的比重至30%,平時成績設置為網絡學習評價、自我評價和特色作業三個模塊;(3)考勤比例仍為10%,采用提問式考勤的方法。
2.期末成績考核方法改革
2.1考核方式的投票決定
與必修課不同,選修課在考核方式上具有一定的自由度,可根據學生的學習情況選擇開卷考試或課程論文。本教研組認為由學生投票決定是可行的,可有效地提高學生對課程的參與度和積極性。具體程序:課程進行至半程或三分之二時,由任課教師介紹各個考核方式的特點和要求,然后學生利用紙質選票或學校網絡教學平臺等進行投票,投票完畢,由任課教師根據多數同學意愿決定考核方式。經實際教學檢驗,選課同學對該方法的認同感和滿意度較高。
2.2課程論文考核方法改革
課程論文是選修課程采用較多的考核方法,同學們可根據自己興趣和愛好,查詢資料撰寫論文。然而,由于課程論文在成績評定方面具有較大的自由度,使得評分可能存在一定的偏差;部分同學對課程論文寫作的認識存在誤解,寫作用語一味迎合批改教師以期取得高分;由于批改標準不一,部分同學不認真對待,濫竽充數交差,甚至抄襲。因此,我們認為應該進行課程論文的標準化批改,將成績誤差控制在一定范圍內,引導學生認真對待、規范寫作。改革后的評分標準見表1,其特點是注重格式、創新性和可讀性,有利于養成科學的文獻查詢和寫作習慣,還可為后續畢業論文的寫作奠定基礎。此外,本教研組還要求學生提交課程論文的電子版,由任課教師制成課程論文集(電子書),于網絡空間或者打印存檔。由于涉及自身的榮譽感,學生寫作認真程度顯著增加,論文抄襲現象顯著減少。
2.3開卷考試內容改革
環境保護學內容重點和難點較多,傳統的考核對于內容廣度和深度要求較高。對于選修課來說,過多的知識點和過高的難度,會增加學生的學習負擔,降低他們的學習興趣。教研組認為開卷考試內容做到與時俱進,開放包容,形式可以借鑒公務員考試申論部分的模式,分為3-6大題,要求同學們在規定時間內利用課程知識解決當前實際問題,如:(1)論述自己身邊的環境問題;(2)探討國家和地區的可持續發展戰略;(3)發表對當前突出的具體環境問題的見解;(4)研究當前某具體環境污染的防治方法等;(5)結合農學專業知識,討論如何實現綠色農業。
3.平時成績考核方法改革
3.1網絡學習評價
為了配合課堂教學,教研組在學校建立的網絡教學平臺上建立了“環境保護學”網上課程。網上課程的建立,突破了時空的限制,使得學生能在課余時間進行自主學習和互動式交流[7]。同時,提供了一種新的成績考核模式――網絡學習評價,教研組將此方法應用于環境保護學成績考核中,比例為10%。具體方法:要求同學們定期進入網絡課程進行學習和交流,結課時由任課教師進入系統中的學生學習統模塊計,查看和匯總學生登錄次數、進入課程次數、發表討論次數、回答問題次數、查看教學材料次數等,并進行評分。教學實踐表明,網絡學習評價是一種精準和合理的成績評定方法,可促進師生的交流,引導和鼓勵學生利用新技術平臺實現自主學習。
3.2自我評價
學生的自我評價是一種重要的評價方式,是指學生對自己學習效果和狀況的評分,代表著自己對自己學習態度和效果的認可程度[8]。在2013-2015年的實際教學中,教研組要求選課同學進行自我評價,方法:(1)學生對自己的聽課效率進行評價,教師也對學生進行評價,若兩者嚴重不符,則酌情扣分;(2)學生對自己的期末成績進行預測,若預測成績與實際成績誤差≤10%則給滿分,若誤差超過10%則表明對自身學習水平認識不足,扣除相應分數。教學跟蹤結果表明,學生的自我評價有效地增強了學生的自主學習意識、自我評價能力和認知能力,有效地提高了學生的自信心和自我約束能力,間接地改善了教學效果。
3.3特色課程作業
傳統的作業一般要求各種資料查詢、羅列和分析等,部分不僅作業枯燥乏味,還會增加學生學習負擔。教研組認為作業應該簡單、新穎、與時俱進,提高同學們的自信心和學習興趣。因此,教研組推出了特色課程作業,并根據認真程度和新穎性進行評分:(1)要求用手機拍攝自己身邊的環境污染圖像,制成環保視頻;(2)要求用智能手機下載噪聲污染、水污染、大氣污染查詢軟件、查詢學校周邊或者家鄉的環境污染數據;(3)要求分組討論如何從自身做起保護環境;(4)看環境保護紀錄片,寫出觀后感。經實際教學驗證,同學們對此類作業的興趣較高,完成較好。
4.考勤方法改革
目前,普遍存在的逃課現象影響了學習氛圍和學習效果,也是對教師勞動的不尊重,因而各高校非常重視點名考勤。但是,該方法單調乏味、占用課堂時間,過多的點名還會影響師生關系,降低學生參與課堂的意愿。教研組認為采用提問式考勤方式不僅可以起到點名的作用,還能加強師生交流、活躍課堂氣氛、提高學生的語言表達能力。由于提問式考勤覆蓋面和效率不如點名方法,因此提問式考勤需要提前規劃盡可能增加覆蓋面,還需要與點名方法相配合。
5.結語
本教研組以山東省名校工程建設為契機,從已有成績考核方法的現狀出發,對考核方法進行了改革,引入了期末考核方式選擇的自由投票,革新了課程論文的評分標準和開卷考試的內容,注重了網絡學習評價、自我評價、特色作業和提問式考勤的積極應用??己四J綉糜?013-2015年的教學實踐后,教學反饋見表2。由表可見,自由選課的總人數隨年份有所增加,表明該專業學生較為認可課程的教學改革;借助網絡教學平臺對課程的期末考核形式進行民主投票,三屆均為課程論文,選課同學對投票模式及后續的論文評閱方法認可度和滿意度較高;期末成績及格率達到100%,平均分數逐年增加,且均大于80分;三屆同學對任課教師的教學評價分數均大于94分。課程論文選題統計結果表明,多于60%選課同學的課程論文涉及水污染監測、土壤污染成因、PM2.5防治和噪聲污染危害等,表明同學們比較關注當前社會環境和生活中常見問題出發,能夠運用所學知識了解和解決當下問題。因此,課程考核模式的改革和創新,有效地提高了學生的學習積極性、最終學習成績,改善了課堂氣氛,促進了環境保護學課程教學的長遠發展。
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摘 要:在化工科學技術不斷發展的帶動下,人們的生活也在不斷的變化,在不斷的進步著。纖維材料的出現,使我們的衣著服飾發生了改變,不再是只有麻、棉、毛等這些傳統的材料;可替代能源的出現以及應用,在一定程度上緩解了現在越來越嚴峻的天然原料的短缺,比如像煤炭以及石油這些原料,都緩解了一定的壓力。與此同時,化學化工科技的迅速發展給我們帶來了一定的便利,促進了社會的進步,而負面的效果就是,化工廢棄物造成的污染以及環境空氣的日益惡化加劇。所以,如何運用綠色的科學技術這就成為了非常重要的問題,本論文主要是針對在化學工程中應用綠色科技進行簡單的闡述。
關鍵詞:化學工程;綠色科技;環境保護;綠色化學
1 通過合理運用綠色科技可以減少溫室氣體的排放量
一般來說,溫室氣體指的主要是二氧化碳。無論是在工業革命以及科技革命時期,還是在科技含量比較多的現代社會,發展日趨國際化和現代化,這些化工工廠所排放的二氧化碳量有的達到數萬噸,有的每年甚至會向大氣排放數十萬噸。大量的二氧化碳的排放,是導致全球溫室效應日益嚴峻的罪魁禍首。由于相關的法律規定還不算很健全,沒有明確的法律處罰規定,所以在此之前,那些造成這一現象化工企業卻沒有為溫室效應負擔任何一點費用。
如今我們越來越重視環境氣候,這種狀況也有了明顯的改進,越來越多的化工企業都在積極的應用以及開發新的技術,從而降低二氧化碳的排放量。還有一些新興的企業,變廢為寶,將二氧化碳利用到部分化工產品中,成為一種材料,只是這一項化工工藝,就可以使整個企業每年排放的二氧化碳量降低數十萬噸。
2 在海水淡化工程的預處理過程中充分運用綠色科技
水是我們賴以生存不可缺少的,也是生活中的必需品,是社會發展穩步前進的重要資源。同時,占據如此重要位置的水資源,卻有著不可再生以及有限性的特點。當今社會的經濟發展飛速,淡水的日益減少,這種危機成為了全球性的一個環境難題。中國,是目前世界上淡水資源比較匱乏的國家之一。而新興的海水淡化技術,隨著它的廣泛應用,成功而且有效的緩解了我們目前淡水資源相對比較缺乏的現狀。早期此項技術的研發的不全面,成本也比較高,隨著科技的不斷更新,海水淡化的成本也在逐漸減低,成本的價格也能被大眾接受,不再是那些經濟發達國家才能使用的奢侈技術,在一部分發展中的國家也可以引進了。
海水淡化技術指的就是一種利用物理上或者化學上的方法將海水里面的鹽和水進行分離的技術。在進行海水淡化技術的預處理進程中,任何影響環境狀況的不良影響都沒有產生。并且在獲取海水資源的過程中,并沒有繼續對生態環境構成傷害。我們的黨所提倡的可持續發展戰略的思想,就是指要在滿足自身生存發展的需要的同時,為子孫后代留下了可以繼續發展的環境狀況。因此,將綠色的化學工藝運用于海水淡化的過程中的這一舉措至關重要。因此,將綠色的科學理念與化工產品的生產過程聯系在一起,便成為了現代世界化的化工生產中的主要方向之一。在海水淡化構成的預處理過程中產生了一些氫氧化鎂,成為了環保領域新的寵兒,這種物質具有成本低廉,工藝簡單、不產生二次污染,處理效果良好的特點,具有非常廣闊的發展前景。
3 將綠色化學技術廣泛應用在我國傳統香精香料制造中
在日?;瘜W產品的生產中,香精香料是不可缺少的添加劑之一。我國的香精香料產品在國際市場上的出口,是我國進出口貿易的一項重要組成部分。但是由于經濟危機的影響逐漸加深,及全球性經濟蕭條的狀況逐漸加劇,我國的香精香料出口產業收到了很大的打擊,產品訂單大幅度減少。
在深入地調查我國香精香料產品出口訂單銳減現象的原因之后,不難發現,產品中有害雜質含量超標,是其最主要的原因。造成有害雜質含量超標的原因則在于生產工藝方面的缺陷。例如提取原料的時候在產品中有殘留以及包裝材料的使用不當等原因。其中,提取原料在產品中的殘留的問題,可以通過研究和開發新的提取技術來改變。包裝材料使用不當的問題,則應通過加強企業和工廠的監管力度,督促生產商家和企業反復試驗,選取符合有害雜質含量標準的外包裝物等方法來改善。還要牢牢掌握我國香精香料產品的優勢方面,不斷加強新技術的研究和其在實際生產中的應用,才能夠滿足生產出高質量、低能耗的香精香料產品的要求。
4 綠色化學使可持續發展戰略任務逐步向前推進
化工生產的改革,為人們的日常生活提供了必要的能源以及物質方面的基礎?;瘜W化工生產對于社會的進步發展方面的貢獻顯而易見。與此同時,大量的化工生產所產生的工業廢渣中,具有很多有毒物質,未經處理合格而隨意的排放,導致生態環境平衡失調,還會造成嚴重的污染問題。這些都會導致社會發展緩慢。新世紀,面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰,可持續發展戰略這種道路的選擇,成為了歷史的必然。
實現社會經濟的可持續發展,已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業,在這一基本國策的指導之下,最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學,不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理,或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中,最大程度地充分利用資源,使原材料轉化為產品,盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。
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篇10
一、引言
綠色化學又稱環境無害化學或環境友好化學,是指用化學的技術、原理和方法來降低或消除對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學品的使用和生產[1]。綠色化學是以開發原子經濟反應為核心理念,在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在反應過程中和化工生產中,盡量減少或徹底消除有害物質的生成,實現了從根源上就采用實現污染預防的科學手段,實現每個環節均為零排放和零污染。綠色化學文件倡導主動地根本上切斷化學污染,而不是被動地治理環境污染,它合理利用資源和能源、降低生產成本,符合經濟可持續發展的要求,符合世界的環保要求。隨著綠色化學的發展,人們逐漸認識到綠色化學的科研成果對解決環境問題所具有的重大意義,同時也認識到對社會大眾,尤其是在校學生進行綠色化學教育,教學中溶入綠色化學理念,對綠色化學的發展至關重要。
二、印刷工程專業進行綠色化學教育的必要性和緊迫性
當今社會,工業生產高度發展的同時也帶來了一系列的環境問題,它制約了經濟的可持續發展,危害了人類的長遠利益。印刷行業也毫無例外地面臨著環境、資源等問題。印刷與人類的生活密不可分,同時印刷行業也是我國的支柱產業,印刷業日新月異地不斷發展,絢麗多彩的印刷品在給人類帶來文明的同時,也造成了環境污染,印刷行業的污染來源眾多,從印前、印刷到印后加工,每個環節都存在污染源,如圖1所示。長期以來,印刷業為了在微利中求取高利潤,忽視了環保綠色的因素,傳統印刷過程對自然資源和能耗的過度消耗,印刷過程中產生的廢氣、廢水、噪音、粉塵、固體廢棄物等,對環境產生了嚴重污染,對人類健康產生了極大的危害,致使長期以來印刷行業都頂著“高污染”的帽子,已嚴重阻礙行業的持續發展。隨著全球對綠色環保的重視,人類的環保意識也在不斷提高,各行各業都在積極采取綠色環保行動。印刷行業為了適應可持續性發展的需要,就必須積極利用綠色化學的知識和技術把印刷工業的“先污染,后治理”改變為“從源頭上節約能源、根除污染”,如更新原材料,進行綠色印前設計,改進工藝標準和新的管理理念,引進高新設備,淘汰落后工藝、技術和產能,減少生產環節對環境的污染等,使印刷變為綠色環保印刷,已成為印刷業面臨的歷史責任,也是全世界印刷業發展的趨勢,是消費者未來的必然需求,這也將成為今后一代甚至幾代印刷人的歷史使命。化學家提出的綠色化學正是從化學角度對環境治理提出的新概念,其根本就是從節約資源和防治污染的角度重新審視和改革傳統化學,從而使人類對環境的治理由治標轉向治本[2]。印刷專業的學生是未來印刷科技革命的主力軍,印刷科學技術的掌握者、創造者、應用者及傳播者,對印刷專業學生的教學中滲透“綠色化學”理念,進行綠色化學教育,使其樹立綠色化學觀,增強環境責任感,具有極其重要的意義。
三、印刷工程專業實施綠色化學教育的措施
1.在印刷化學課程教學中引入綠色化學。綠色化學教育早在1997年已經開始引起高校的注意,目前,已有越來越多的高校開展了形式多樣的綠色化學教育,但是也有一些高校并沒有意識到將此重要的新信息、新知識傳授給學生的重要性,這一遲緩行動必將阻滯教育的快速發展。在高等院校與化學相關的專業和課程中,進行綠色化學教育,存在著緊迫性和必要性。印刷工程專業雖然與化學關系密切,但由于教學總課時緊張,不可能對綠色化學課程獨立設課,可以采取在學生的基礎化學課——《印刷化學》的教學中進行綠色化學教育的滲透。教師在教學中,不僅要傳授學生學習印刷所必要掌握的基本化學知識和技能,且要在平時的教學中深入研究教材,及時挖掘、適時滲透綠色化學思想。比如,在無機化學的鹵化銀內容的教學中,除了介紹鹵化銀制備生成、特點及常規應用,還可以特別講解鹵化銀在印刷膠片(菲林)中的應用,鹵化銀顆粒作為菲林的感光材料,膠片經曝光會產生潛影——一種看不見的影像。當菲林顯影的同時,鹵化銀晶體(結構已發生變化)便轉化為黑色金屬銀顆粒的聚結,不可避免地大量的銀離子和一些化學物質被留在了廢顯影液和定影液中。這些物質若不經處理直接排入環境中,重金屬銀離子能污染水資源和土壤而造成對環境的危害。讓學生明白在印刷工藝流程中,出菲林環節的去除,不僅節省人力、財力和時間,更是從源頭上減輕了環境污染治理的負擔。在有機化學中,可以專門介紹作為溶劑型油墨分散介質的溶劑,說明為避免環境污染和按照綠色化學的要求應加以回收利用。油墨中的有機揮發物,可以形成比二氧化碳更嚴重的溫室效應,而且在陽光的照射下會形成氧化物和光化學煙霧,嚴重污染大氣環境[3]。對于酒精潤濕,潤版溶液中所含有的異丙醇,遇高溫揮發后的蒸汽具有難聞的氣味,且有毒,遇明火會引起火災,被光線照射易生成臭氧,刺激眼睛及上呼吸道,危害人體健康,不利于環境保護,影響植物生長。因此,減少或替換異丙醇在膠印潤版液中的用量是一種必然的趨勢。再如講解油墨中的溶劑、有機顏料、染料在包裝上的遷移對食品、藥品的污染,印刷紙張中過度添加的熒光增白劑對人體的傷害。配合觸目驚心的圖片、驚心動魄的數據、紀實的新聞報道等對學生進行綠色教育。在教授高分子酶時,可以介紹高分子酶在生物油墨制備及廢紙脫墨中的應用,如酶法脫墨不僅脫墨效果顯著,且能降低化學藥品用量,減輕廢水處理負荷。
通過這些教學,不僅可以使教學過程更加生動有趣,更能使學生視野開闊,在潛移默化中受到綠色化學教育,增強綠色化學觀念和意識,加深對印刷專業的了解,提起學習興趣和積極性,啟發他們自己去思考人類生活中的綠色化學的重要性。
2.印刷專業理論課教學中綠色化學的滲透。在印刷專業理論課教學中綠色化學的滲透,具體地說,就是針對印刷工業的發展前沿和學生未來的職業需要,整合印刷工程專業知識結構,每節課花費幾分鐘的教學時間,將涉及有關綠色化學方面的知識及時地、適當地穿插在教學中,這樣在課堂教學中占時不多,而學生又能收獲頗多。印刷工程專業課程涉及了印前設計、印刷工藝、印后加工等印刷各個環節及印刷材料、印刷設備的內容,在這些課程教學中,可以充分利用教材中的綠色化學相關知識,結合具體的教學大綱及任務,將綠色化學知識“適時、適度、適量”地滲透于課堂教學中。
在印前設計環節,教授學生合理拼版技巧,滿足印刷機的最大印刷面積和合理紙開的同時,還能提高工效,減少時間、機械損耗以及紙張開切損耗的浪費。合理選擇印刷用紙、油墨等印刷耗材,如選用環保、印刷質量好、可反復清洗、經久耐用的可清洗紙質,常用的有合成紙和石頭紙。也可使用本色紙,本色紙以秸稈為原料抄造而成,不消耗林木資源,更可避免由于秸稈焚燒、堆放造成的環境污染,不經漂白,安全健康,且所印刷刊物長時間閱讀不易造成視覺疲勞[4]。
在印刷環節,教學中滲透能源節約、環境保護的思想,如講授計算機直接制版系統(CTP)、數字化工作流程軟件、中央集中供墨系統、油墨預置技術等對節能的貢獻以及采取單張紙印刷機的噴粉收集裝置、印刷設備廢氣收集裝置對環保的影響[5]。普及正確的印刷設備操作及維修方法,把環保理念細化到每一個印刷操作細節上。
印后加工環節,教學生分析不同的材料特性,正確選擇后加工材料,如膠裝、覆合使用的膠水需不含有苯、酮、醛等對人體有害物質,在使用過程中不產生氧化、分解沉淀物及揮發性煙霧,且能在短時間內快速熔解具備膠粘特性,節省電能。新型材料水性上光油和UV上光油不含溶劑,不會危害人體,目前已在標簽、食品、藥品包裝袋等產品的包裝上得到廣泛應用。另外,合理選擇低碳、節能、減排的印后加工方式,如印后上光和覆膜一樣,也可以保護印刷品表面,提高印品表面光澤度,但是選擇上光,從工藝上來講比覆膜要簡單,從成本上來講也更合算。
3.用綠色化學思想設計、改進印刷實踐教學。印刷工程專業作為我校的國家級特色專業,加強課堂基礎理論教學的同時,非常重視實踐教學環節,注重培養學生的實踐訓練,開設的課程中《印刷化學》、《印刷材料與適性》、《印刷信息記錄材料》及《印刷原理與工藝》等都有涉及到了實驗課的教學。實驗教學和綠色化學的聯系最緊密、最直接,可以直觀地體現節約資源和防止污染這一綠色化學的根本目的,是培養學生綠色化學觀的一條非常重要的途徑。為了更好地對學生進行綠色化學教育,有必要對相關實踐課程教學進行創新性的改革。
首先,在保證教學效果的前提下,教師要強化綠色化學教育意識,大力推廣微型實驗。微型化學實驗是以盡可能少的試劑來獲取所需化學信息的實驗原理和技術,使用無毒或毒性小的試劑替代毒性大的試劑,節約水、能源、紙張、油墨及其他實驗耗材。微型實驗既可節約原料的消耗又可減少實驗時間,減少污染,是推廣綠色化學的重要實踐,且體現了綠色化學的理念[7]。如在油墨的適性和油墨配色等實驗中,采用幅面小的微型印刷適性儀,實驗紙張、油墨、洗版溶劑的取用量都可以減小,同時又可減少實驗廢水的產生,減少對實驗環境的污染。
其次,要結合印刷專業特點,增設與專業內容及環境保護密切相關的實驗內容,在實驗原理、實驗過程設計中滲入綠色化學的基本觀念,達到激發學生創新思維、引導學生樹立綠色化學思想觀念、增強學生對環保的感性認識,如在印刷材料與適性實驗中產生的油墨廢液和廢紙等可以積攢下來,用于帶領學生做一些課題實驗研究,如“印刷油墨廢水的處理”、“印刷廢紙脫墨”以及“再生紙的制備”等。在本科畢業設計中,帶領學生做一些課題,如“環保大豆油墨的制備及適性研究”、“天然色素可食性油墨的制備”等。
再次,可通過采用多媒體技術仿真實驗,對印刷實驗原理、印刷設備結構、故障產生及解決進行仿真。印刷工程專業大多是上機操作實驗,隨著印刷機的飛速運轉,不可避免地存在著大量紙張、油墨、潤版液、印版等實驗材料的消耗,廢液、廢氣的排放,噪聲的污染及人身安全問題,不僅給師生身體健康帶來極大的危害,且對環境造成較大的破壞。同時難聞的氣味、轟鳴的噪音可能會導致學生反感,失去實驗興趣,不能達到有效的實驗教學目的。利用印刷模擬系統進行印刷實驗課教學將是一個不錯的多媒體仿真實驗的選擇,它是一種印刷故障學習系統,它不僅呈現在學習者面前一臺虛擬的印刷機,印刷機的細部及操作面板與印刷機幾乎一致,學習者可以了解印刷機的各部位結構。同時印刷故障的影響因素繁多,也造就了印刷故障具有多樣性和復雜性的特點,學生難以在短時間內掌握對眾多印刷故障的識別、診斷和解決能力,而印刷模擬系統能夠模擬不同機型和印刷材料(包括薄膜、箔、紙張、印版以及水性或溶劑油墨)存在的數百種多樣而復雜的印刷問題,印刷模擬系統的應用使得學生在脫離真實印刷機的情況下,可以根據虛擬印刷品學習快速判斷印刷故障的類型、產生的原因和有效的解決方法。在模擬系統操作過程中,學生可以身臨其境,猶如操作真正的印刷機,且不存在印刷材料的損耗、廢氣廢液的產生及噪聲的污染[8]。模擬實驗雖然在操作上不能代替實際的上機操作而存在缺點,但其成功率高,無污染、安全可靠,趣味性強,不失為常規上機實驗的有益的補充,不僅能夠彌補理論教學中的疏漏,還可以增強學生對非常見問題的認識,從而提高教學質量,增進學習興趣,同時又使那些耗材昂貴、污染環境、危害人身安全的實驗變成了綠色化實驗,從而實現了“零污染”和“零排放”。
4.開展形式多樣的綠色化學課外活動。全面實施綠色化學教育,樹立學生的環保觀念,可以在學生中開展形式多樣的綠色化學課外教育活動。如組織學生學習環境保護法規、參加綠色化學及環境保護治理方面的講座。組織學生制作環保網站、環保微電影、環保海報等,通過社會調查寫調查報告或環保論文,并進行比賽評優。還可利用節假日組織學生參觀一些造紙、油墨、印刷廠等印刷相關企業,讓學生發現問題、分析問題,在潛移默化中增強環保的意識和責任感,形成低碳生活的理念,提高自身的基本素質。
四、結語
為了實現印刷行業的可持續發展,教師要在印刷專業的課堂教學、實踐教學、課外活動等多方面,向學生滲透綠色化學的思想,傳授綠色化學知識,讓印刷專業的學生了解綠色化學,接受綠色化學,利用綠色化學知識為印刷生產服務,這樣,不但能向社會輸送更多高素質、高能力人才,也可為印刷行業的發展做出應有的貢獻。