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有机化学又称为碳化合物的化学,是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学,是化学中极重要的一个分支。含碳化合物被称为有机化合物是因为以往的化学家们认为含碳物质一定要由生物(有机体)才能制造;然而在1828年的时候,德国化学家弗里德里希·维勒,在实验室中首次成功合成尿素(一种生物分子),自此以后有机化学便脱离传统所定义的范围,扩大为含碳物质的化学。以下是读文网小编为大家精心准备的:有机化学实验教学中本科生科研素质的培养相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
化学是一门以实验为基础的学科,其中实验课是化学专业课程教学的重要环节,也是学生从理论课程的学习向从事科学研究过渡的重要桥梁。尤其是有机化学实验,以郑州大学化学与分子工程学院化学专业本科生的课程安排为例,有机化学实验课程分两学期开课,每学期100学时,共计200学时,是化学专业中学时最多的实验课程。本门课程对于巩固学生有机化学基础理论知识、锻炼其动手能力、培养学生观察和分析问题的能力起着至关重要的作用。如何让有机化学实验课起到桥梁作用,帮助学生顺利地从理论学习的模式转入科学研究的模式,笔者根据有机化学实验课程的特点,结合自己的教学经验,从教学观念的转变、教学方法的改进、评价系统的改革三个方面探索本科生有机化学实验教学改革,以培养学生的科研素质和综合能力。
1. 任课教师在思想上重视有机化学实验课教学。本科教学不仅要传授给学生基本的理论知识,更要结合教学实践培养学生独立从事科学研究的能力,为其以后能够更好地适应研究生阶段的学习、科研打下良好的基础。实验课程对于培养学生的科研素质和能力起着重要的作用,然而目前在很多高校实验课程并未受到应有的重视。例如,有机化学实验课经常被视为有机化学理论课的附属课程,一般年长且经验丰富的老教师不愿意去带实验课,最后只能安排一些新进的年轻教师去带课。
与此同时,许多任课教师力求简化、敷衍了事,对学生放松要求,这无论是对于学生还是教师都是不利的。解决这一问题的方法是让拥有多年教学经验的老教师或是科研做得比较好的教师参与其中。这样,一方面经验丰富的老教师能将其教学经验传授给年轻教师。例如在《用脂肪提取器从茶叶中提取咖啡因》的实验中,由于中间回流、提取的过程时间较长,我们可以采取先给学生讲解如何提取装置的组装,待装置搭建好,体系开始回流后,再讲解后面的实验内容,这样既节省了时间,同时也避免了实验过程中空出时间,导致学生没事情做,凑到一起说笑,玩手机。另一方面,教研室多年积累的优良、教风、教学传统也会得以传承,起到了薪火相传的作用。
此外,教师可以在课堂上渗透一些与课程相关的前沿科技知识,科研做得比较好的教师甚至可以将他们平时科研过程中的心得体会讲给学生,以提高学生对化学学科的兴趣。例如,在讲《化合物熔点测定实验》时,我们使用的是毛细管熔点测定法,而现在我们做科研一般是用数字或是显微熔点仪,后者显然要比前者更加精准,但我们为什么还要使用前者呢?这是因为毛细管熔点法虽然不是最精确的,但由于样品用量少、简便易行,还是被广泛采用的,而且它是《中华人民共和国药典》确认并采用的方法。
2.引导学生正确认识实验课,培养其综合的科研素质。大学生多年来学习过程中形成了重理论、轻实践的观念。如何转变学生的这种观念,任课教师要起到引导作用。首先是对有机化学实验认识观念的转变,跟理论课相比,实验课更要重视课前预习(很重要,这相当于科研工作中的文献阅读),还要消除学生的两个误区(即使是化学专业的学生对于有机化学实验也会有极端的认识):一种是一说到有机化学实验马上就想到的是易燃、易爆、剧毒等,于是做实验时畏首畏尾;另一种是要有“奋不顾身,敢于牺牲”的精神,只有这样才能取得成就。这两种极端的认识对于学生的成长是很不利的,前者会对有机化学望而生畏,久而久之学生会对这门学科失去兴趣;后者容易在实验过程中造成事故。
因此,作为教师要在教学过程中及时地纠正学生的错误想法,帮助学生正确认识有机化学这门学科。例如在实验中涉到有危险性的试剂或操作时都要重点强调(如浓硫酸、金属钠、乙醚等)。通过具体地讲解试剂的特点、性质和使用注意事项,既让学生对相关试剂、仪器有了正确的认识,也有助于学生养成规范操作的良好习惯,提高其安全意识。此外,还要注重学生其他科研素质的培养,如实验现象的观察、严谨与实事求是的态度、团队合作意识等,以全面提高学生的综合能力。这对于学生将来无论是在国内外攻读研究生还是走向工作岗位都将是受益匪浅的。
1.课程讲解增加互动提问环节,让学生尽可能参与其中。作为教师不应恪守传统的教育观念,尤其不能照搬理论课教学的模式。通过实验课的教学,我们不仅要教会学生本门课程里所涉及的若干反应原理、实验方法和操作等,更重要的是要培养学生发现问题、分析问题、解决问题等综合的科研素质与能力。另外,实验课的教学不能像理论课那样只有教师在讲,讲完大家就去实验。有的教师把整个实验的内容讲得非常仔细,所有的注意事项也完全指出。即使这样也可能会出现两种问题:
(1) 学生做完这个实验并没有真正掌握该实验,他们只是“照方抓药”地完成实验内容,对于培养学生的科研能力作用并不大;
(2)还有一部分学生,实验做得并不顺利,这是因为他们只是应付性地完成了预习报告这一环节,并没有真正地理解实验。当教师在讲到关键问题或注意事项时他们并没有意识到其重要性,也并不能理解其中真正的原理,导致实验过程中状况百出。
因此在实验讲解过程中,教师不能平铺直叙地讲解,要举一反三、前后知识联系,因为实验课上很多用到的知识都是理论课上学过的,同时多以提问的形式增加与学生的互动,这样既对学生的课前预习是一种监督,也有助于学生对知识的掌握。此外,要鼓励学生多提问题、发现问题,提出问题也是一种能力。
2.丰富教学形式,提高学生的积极性与兴趣。与理论课相比,实验课的教学形式可以更丰富些,既然学生是课堂的主体,就应该尽最大可能地让学生参与其中。这个过程可以循序渐进,从前面说的提问环节可以逐渐过渡到让学生上台来讲(比如:实验原理或是实验中要注意事项等)。在此基础上,可以让学生试着来讲解全部的实验课内容,让学生自己做一次“教师”。多媒体教学已经渗透到了所有学科,随着网络技术的不断发展,如果实验室配备了投影仪,可以让学生将要讲的内容制作成幻灯片来讲解,将全班学生分成若干个小组,每一组负责一个实验,课前做好充分的预习,并查找资料,制作幻灯片,讲解完,其他同学也可以提问。在学生讲完之后,教师再进行点评和注意事项的强调。这种教学形式,在完成教学任务的同时,使学生的能力得到了锻炼,同时也丰富了教学形式,活跃了教学气氛。
有机化学实验虽然是一门独立的课程,但一般只作为考查课,即其成绩是根据学生平时的表现,由任课教师打分。由于学分比较重,学生还是很重视的,如果只对教学形式进行改革而不改革成绩的评价体系,可能会造成打分的不公平。
实验课的成绩一般由预习报告、实验操作、实验结果、实验报告等几部分组成,但很多时候任课教师还是很看重实验反应的收率,这种考核方式引起的后果是学生只是片面地追求产物的收率,根本不注重实验过程,进而忽略了对于规范实验操作和实验安全等方面意识的培养。因此,只有将评价方式也进行改革,学生才会真正用心去对待每一个实验、每一步操作。在基本按照上述几个方面进行评分的原则下,侧重于课堂表现和实验报告两个方面。课堂上的表现,不只是实验操作,还包括学生回答问题的情况、遇到问题时能否主动去思考解决问题的办法以及实验结束后打扫卫生的情况等。
在实验报告方面,不只是看其是否书写的清晰,还要看实验现象、收率、实验结论是否记录的规范完整,实验日期、实验装置图是否准确记录,以及课后的思考题或是实验中遇到的实际问题,是否做到了认真思考,并分析其原因给出合理解释。上述这些方面是能够真正反映一个学生是否用心去做实验,是否认真观察和记录实验。对于实验所得的产物,要综合分析其收率、颜色、状态等并给出评价。例如,如果一个学生本次实验不是很成功,但其操作规范,并且能够在实验报告中对其相应的结果做出合理的分析,那么本次实验的分数就不会太低。
相反,如果某学生本次实验虽然结果很好得到产品收率较高,但在实验过程中有很严重的违规操作,或者书写实验报告时照搬教材或抄袭他人的实验结果,甚至杜撰实验数据,也要对其成绩适当扣分,严重者甚至要对其进行警告。此外,还要鼓励那些在实验课堂上能够积极主动地思考、踊跃发言的学生提出自己的观点,注重培养学生的发散性思维和创新性思维。对于在这些方面表现优秀的学生要适当在其总成绩中加分。
以上是笔者在有机化学实验教学过程中的一些心得和体会,从学生的反应上来看,取得了良好的教学效果。其所带班级的学生中,有的在国家大学生化学竞赛中获奖;有的出国深造;有的被保送到中科院或“985”重点高校。有机化学实验课作为化学专业课程教学中的重要环节,对于培养科研素质好、综合能力强的高素质人才起到了积极的作用。
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伴随着世界科技迅猛发展,学会学习、提高能力成为当今人类调整自身适应社会的重要问题,同时也对当前教育提出了新的挑战。下面是读文网小编为大家推荐的化学实验论文,供大家参考。
摘要:无机化学是面向制药工程专业学生开设的一门基础必修课程,对于学生后续专业课的学习起到承前启后的作用。绪论课是引导学生认识化学学科以及与专业相关的其它学科的最佳机会,所以合理的,有针对性的对无机化学绪论课进行切实可行的教学设计就尤其重要。本文结合作者近3年来的教学经验,从绪论课的内容设置、教学方法以及学习方法的讲授等方面进行了介绍和探索。
关键词:制药工程;无机化学;绪论;教学探讨
无机化学作为化学的四大基础学科之一,经过了相对漫长的发展过程,其理论知识和实验技术都已经非常成熟并且逐步渗透到包括制药工程在内的众多其它学科。作为面向制药工程专业大一新生开设的第一门基础化学必修课程,其重要性不言而喻,为后续有机化学、分析化学、物理化学等学科的学习打下一定的知识基础。帮助学生顺利实现从高中应试教育到大学能力型及创新型复合型人才的转变起到决定性作用。对于刚刚步入大学校园的一年级新生而言,普遍存在对无机化学课程的学习动力不足,兴趣缺乏,主动性学习需求弱等一系列问题。为了扭转上述现象,对于无机化学绪论课的教学设计提出了很高的要求。希望通过无机化学绪论课的学习,培养学生正确的学习态度以及浓厚的学习兴趣,使学生很快认识到学习的目标,任务以及学好该课程的重要性,成了一个十分重要和棘手的教学难题,作者经过近几年的探索和实践,从以下几个方面就如何上好无机化学绪论课进行逐一探讨。
1绪论课在无机化学教学中的地位
绪论课作为无机化学课程的先导课,起着介绍课程的学科地位和教材的主要内容的主导作用。是学生首先接触的部分内容,对于很好的引导学生认识无机化学这门基础课程,了解其学习内容等都具有不可低估的作用[1-4]。同时,绪论课也是激发学生对于化学学科以及制药专业学习兴趣的有效途径之一,通过介绍化学在制药领域的一些贡献和已经取得的重要成就,使学生充分认识到制药专业对于为人类和社会的巨大贡献,从而大大提高学生对该专业的热爱。除此之外,绪论课也是建立良好的师生关系的纽带,通过教师生动的讲解使学生感受老师知识的渊博,从而赢得学生的信任和尊重。良好师生关系的建立也是讲授好一门课程的必要条件。
2精心设计教学内容
2.1化学学科的介绍
通过一系列与化学相关的问题引起学生思考自己身边的化学现象,比如冰为什么会融化、水会蒸发?为什么叶子颜色在秋天会由绿色变为黄色?电池怎样产生电能等等。此时学生就会不由自主的思考这些存在与我们身边的化学问题,引导学生认识化学这门自然科学。从而介绍化学这门学科的研究内容及研究对象等相关的知识,使学生在学习的过程中充满了疑问和好奇,才能更好的增强学生对于化学的学习兴趣。
2.2实例说明化学如何改变世界及与制药的密切关系
作者以美国化学会制作的一个有关化学如何改变世界的图片为信息源,该资料收集了20世纪化学方面的一些重大事件和发明,并配以形象的图片,容易吸引学生极大的学习兴趣。重点介绍一些与我们生活相关的化学知识和内容,比如在1923年,化学家发现在汽油中加入四乙基铅可以起到防爆的作用。从而进一步介绍在加油站人们看到的有关汽油标号的相关知识,使同学正确认识其符号的意义,增加学生的知识储备。后续介绍有关尼龙66和特氟龙的发现,这些都与学生的日常生活相关性很强,使学生认识到化学可以改变我们的生活和世界,很容易引起学生的兴趣。重点介绍与制药相关的几个重要的药物的发现,比如用于女性乳腺癌治疗的紫杉醇,该物质首先来自于美国的一种叫做红豆杉的植物,经过提取、分离、提纯等一系列的化学过程可以获得其中对某些癌症具有良好治疗效果的有效成分。用于降血脂及治疗冠心病等心脑血管疾病具有良好效果的立普妥,该药具有降低非致死性心肌梗死的风险、降低致死性和非致死性卒中的风险、降低血管重建术的风险、降低因充血性心力衰竭而住院的风险、降低心绞痛的风险。立普妥拥有近20年的真实世界使用经验,在137个国家正在使用,其疗效和安全性已在400多个临床试验和2.3亿病人年的临床用药经验中得到证实。众多循证证据和临床实践一致证实立普妥1080mg能强效降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),对于冠心病患者,缺血性卒中患者,糖尿病以及高血压等心血管病高危患者,立普妥被证实能减少主要心血管病事件,并且被证实安全性良好。值得一提的是该药物在2004年的销售额已经突破100亿美金,使学生充分认识到药物所能带来的巨大经济效益。增强学生学好该专业的信心,制药工程专业为学生提供了一个巨大的有良好经济效益的市场,学生认识到在该专业可以发挥自己的力量而有所为。
2.3引入前沿科学内容,培养学生创新意识
通过适当的介绍一些专业相关的前沿科技成果,拓宽学生的视野,例如通过介绍纳米材料所有的一些独特的光电性能,而使该领域的研究成为跨学科的热门课题。介绍纳米材料在药物研究中的应用,比如纳米药物载体相关的研究,将药物包封于纳米微利中可以起到调节释药速度,改变药物在体内的分布,从而提高对于药物的利用效率。此外,一些高分子药物聚合物作为药物的载体制成的剂型,有效控制药物在体内的释放速率。该类药物载体聚合物降解之后,载体与药物可以定向进入靶细胞,表层的载体被生物降解,芯部的药物便会被释放出来发挥其疗效,从而有效的避免了药物在其他组织中的释放。大大降低了对其它组织造成的副作用,该高分子药物载体聚合物有助于药物达到最佳治疗效果[5]。通过相关内容的介绍一方面可以丰富教学内容,又可以从相关研究中提炼出科学精神和创新意识,逐步培养学生在该方面的综合素质。
3注重教学方法的选择
教无定法时常挂在我们嘴边,但在实际教学过程中,我们往往忽略了教学方法在教学设计中的重要作用,枯燥无味的说教很容易使学生昏昏欲睡,而降低了学生的课堂学习效率。而在绪论课的教学中,充分利用多媒体的教学优势,通过展现漂亮的图片,动画以及相关视频,给学生直观的印象,同时采用讲授与提问相结合,教学方法的多样性可以避免学生产生厌学情绪。选取合适的教学方法必须与分析学生实际情况相结合,不同的学生的化学知识基础存在很大的差异性,有的学生是调剂学生,化学基础知识薄弱,对这类学生必须根据实际情况进行有针对性的教学。
4引导学生建立有效的学习方法
对于刚刚步入大学校园的大一新生,在高中养成的在老师和家长的监督和督促下学习的习惯已经不能适应大学时期的学习任务,如何引导学生完成从被动学习到主动学习的转变就成了绪论课的一个重要任务。通过绪论课的教学,向学生传达在学习上不能放松,更需要养成我要学习的良好学习习惯。对学生提出严格的学习要求,比如课前预习,上课认真听讲,课下及时复习和完成相关作业等。除了这些基本的要求之外,积极鼓励学生充分利用网络资源,比如重点985以及211系列高校的无机化学精品课程,甚至国外相关的无机化学视频课程。从而开阔学生的视野,丰富学生的学习内容,不仅仅局限于教材和老师的教学。
5结论
无机化学作为制药工程专业的必修专业基础课之一,具有举足轻重的地位和作用,作为一门先导课,为后续其它基础课程的学习起到打下坚实基础的堡垒作用。而无机化学绪论课是引导学生认识化学及无机化学的先导,因此,精选教学内容和合理的设计教学过程就及其重要,通过近几年的摸索和实践,收到了不错的教学效果和学生的好评,很好的实现了绪论课的先导作用。使学生认识到学好无机化学的重要性,增强学生选好该课程的信心。切实使学生对无机化学产生强烈的学习兴趣,养成主动学习的良好习惯,为今后其它专业课程的学习打下坚实的基础。
参考文献
[1]李德慧,胡冬华.浅谈中药学专业无机化学绪论教学的几点体会[J].才智,2015(19):219-220.
[2]朱鑫,候益民,石俊生,等.浅谈无机化学绪论课的教学[J].中国医药指南,2010,8(36):326-327.
[3]李祥子,冯志君,尉艳.药学专业无机化学绪论课教学体会[J].山西医科大学学报,2009,10(11):547-549.
[4]王跃.应用型本科院校无机化学教学改革初探[J].重庆第二师范学院学报,2014,27(5):144-146.
[5]李向辉,王宏魁.纳米技术在生物制药领域中的应用研究[J].畜牧与饲料科学,2011,32(7):102-103.
摘要:现代社会需要创新型人才,以探究式进行无机化学实验教学改革,有利于提高学生的自主学习能力,培养学生的创新思维能力和提高学生的综合能力,以满足社会上的人才需求。
关键词:无机化学实验;探究式教学;改革
无机化学是高校一年级化学相关专业学生所接触到的第一门专业课,无机化学实验是学习无机化学基本内容和基本理论知识的基础,甚至是学习有机化学、分析化学、物理化学等专业课的进门砖。化学是一门以实验为基础的学科。对于学生来说,通过无机化学实验可以激发学生的学习兴趣,实现学习方式由被动学习向主动学习的转变;通过无机化学实验可以培养学生的创新思维能力,实现感知能力和思维能力的结合;通过无机化学实验可以提高学生的综合操作能力,实现理论与实践的结合,具备解决实际生产生活中所遇到问题的能力;通过无机化学实验使学生的全面发展,为以后从事化学及相关领域的工作打下坚实的基础。近年来,有多名高校工作者提出了关于无机化学实验教学改革的方式方法,李慧泉等提出了研究型无机化学实验教学模式,通过引入问题培养学生的学习兴趣、培养学生的基本实验技能、培养学生的科研实验技能等七个方面构建“科学研究依托无机化学实验教学-无机化学实验教学支持科学研究-科学研究反哺无机化学实验教学”模式以提高无机化学实验教学质量。陈田将绿色化教学引入到无机化学实验的教学中,从改革实验内容、推广微型化实验、重视三废处理、采用多媒体教学等多个方面探讨了对于无机化学实验改革的途径和建议。魏少红以无机化学实验教学中存在的实验教材部分内容陈旧、实验教学方式存在的问题为出发点,提出增加设计行实验、倡导绿色化学提倡微实验、适当调整实验顺序、注重对实验中异常显现的分析等无机化学实验教学中的改革建议。探究式教学,是对实验方案和实验方法进行探索改革,通过复合式的教学手段,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新思维能力和提高学生的综合操作能力,实现使学生具备独立的发现问题-分析问题-解决问题的能力。
案例一:探究问题―厨房中的加碘食盐中的碘是游离态I2还是化合态I-或I03-(探究I-、I2、I03-的氧化还原性规律及成分检测)?
(1)提出问题:I-–I2–I03-的氧化还原性如何变化?
(2)理论探究:φθ(I03-/I2)=1.209V,φθ(I2/I-)=0.5345V,高氧化态的I03-氧化性强还原性弱,低氧化态的I-还原性强氧化性弱。
(3)实验设计:取食盐试液–滴加淀粉溶液;取食盐试液–滴加淀粉溶液–滴加氯水;取食盐试液–滴加淀粉溶液、稀硫酸溶液、碘化钾溶液。
(4)实验:根据实验设计步骤进行实验,并观察记录实验现象。
(5)归纳结果:归纳分析实验现象,得出实验结论,写出反应方程式。
案例二:探究问题―如何分离鉴定溶液中含有的Pb2+、Sb3+、Fe3+?
(1)提出问题:化合物的特性及离子的分离鉴定。
(2)理论探究:化合物基本知识及离子的分离鉴定。
(3)实验设计:取试样溶液–滴加稀盐酸-分离沉淀和上层溶液;取沉淀―热水–铬酸钾溶液–黄色沉淀;取过滤沉淀后的上层溶液–滴加过量氢氧化钠溶液-分离沉淀和上层溶液。取第二次过滤的沉淀–稀盐酸–硫氰化钾溶液–血红色溶液;取第二次过滤沉淀后的上层溶液–锡片–黑色沉淀。
(4)实验:根据实验设计步骤进行实验,并观察记录实验现象。
(5)归纳结果:归纳分析实验现象,得出实验结论,写出反应方程式。
无机化学学科知识点多信息量大,尤其是元素化学部分,学生通过实验观察实验现象,总结实验结果,梳理知识点,有利于内化所学的基础知识。做好无机化学实验是一个长期的过程,通过学生自身直观的实验可以激发学生学习科学知识的兴趣,使学生掌握基本的实验操作、实验方法,引导学生进行创造性思维。通过探究式实验教学,可以创造性的培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
参考文献:
[1]李慧泉,祝泽周,崔玉民等.研究型无机化学实验教学模式探索[J].阜阳师范学院学报,2013
[2]陈田.关于无机化学实验绿色化教学的探讨[J].实验室科学,2014
[3]魏少红.无机化学实验教学探索[J].安阳师范学院学报,2013
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化学是以实验为基础的学科,重视实验教学,挖掘实验全面的教育教学功能,在新课改的背景下愈显重要。下面是读文网小编为大家推荐的化学实验改进论文,供大家参考。
摘要:无机化学实验是一门基础学科,对无机化学以及其他学科的学习有密切联系,提高无机化学实验教学质量,促进学生实验操作能力以及创新能力具有重要的社会意义。本文对无机化学实验教学发展及改革特点进行了分析,然后对其未来改革方向进行了探讨,希望能引起教学人员的关注。
关键词:无机化学;实验;教学改革
无机化学实验是化学专业的一门基础课程,在整个课程体系中起到了承前启后的关键作用。利用无机化学实验课程,既可对基础理论进行验证,还能对最新的科研成果进行深层探索,同时对培养学生实践操作能力、解决问题能力以及创新能力具有促进作用。加大对无机化学实验教学的重视力度,根据学科发展和社会需求对课程进行配套改革,可有效提升无机化学实验在教学体系中的作用。
1无机化学实验教学发展特点分析
无机化学作为一门基础性的学科,对其他相关学科的学习有重要的指导意义,因此,该学科教学改革广受关注,本文对其发展过程进行分析后,对课程发展特点进行如下总结:
1.1实验教学逐渐深入化
无机化学实验教学改革研究工作在近几年取得了显著成绩,教学方向由传统的实验方法、考核形式等内容的研究转为与科技前沿相结合的研究,研究性实验总量上升,研究范围逐渐由教学过渡到创新性、微型化、绿色化以及学生参与性等,研究工作更具实用性。
1.2实验教学的绿色化
绿色化学是用化学技术和化学方法减少化学反应中原材料、催化剂、溶剂和试剂等的使用对人体和环境造成的损害,同时尽可能减少有毒有害物质的产生。目前,无机化学实验涉及的药品种类较多,用量较大,部分试剂具有一定的毒性,且还会随着反应释放有毒物质,对人体和环境造成很大伤害。为减少以上问题的发生,在无机化学实验教学时要注重环保意识的培养,使学生树立可持续的环境观;通过化学生产工艺的合理化,提高试剂利用率,减少药品排放量;提高实验设计水平,从源头上控制有毒有害物质的使用,选择低毒或无毒的化学试剂代替有毒物质。如氯气(Cl2)制取实验可与酸碱中和滴定实验或二氧化锰回收试验组合起来,提高原子利用率,使其成为无污染的绿色化学实验。
1.3实验教学微型化
微型实验最早是由美国提出的一种化学实验理念,该理念提倡用小巧实验仪器代替传统的试验仪器,减少化学药品的用量,从而达到降低成本,减少污染,保护环境的目的。微型化学实验可与常规实验有机结合,提高学生的实验技能。当然,目前微型化实验教学还面临着一些问题,物质产品低,配套教材少,使用范围受到了很大限制。
1.4实验教学的精细化
无机化学实验教学研究不断深化,其精细化程度越来越高,研究者已经将无机化学实验特点与无机化学课程的教学实践相结合,从实验评定、过程管理等多个环节进行规范化,提升了无机化学实验教学质量。随着改革的不断深入,无机化学实验将进一步精细化,逐步实现个性化指导,充分挖掘每个学生的潜力。
1.5多媒体教学手段的引入
计算机技术在多个领域得到广泛应用,在化学实验教学方面同样具有很好的利用空间。如一些研究性实验或者有毒实验,可通过计算机模拟技术得到试验结果。计算机技术的应用一方面提高了工作效率,让学生在有限的时间内获取更多的知识,扩大了学生的视野,提高了学生的学习兴趣,另一方面虚拟仿真技术的应用还实现了绿色化教学,提高无机实验教学生动性,同时减少了化学试剂的用量。
2无机化学实验教学改革探讨
从教学改革现状以及所取得的成效来看,无机化学实验在整个实验课程体系中的作用将越来越重要,只有做好无机化学实验教学,才能培养具有专业操作能力和一定创新意识的人才。为此,笔者对无机化学实验教学改革的未来发展进行了如下分析:
2.1无机化学实验的基础性作用更加明显
无机化学实验的内容设置应以基础性为主,从开始阶段培养学生基本的实验技能。如化学试剂等级、固、液、气的取用方法,仪器的洗涤和使用等;教学中可通过无机化合物的合成和提纯实验基本操作练习,使学生在巩固理论知识的同时,提升自身的科研素养。化学实验纷繁复杂,学生要能在实验过程中从复杂现象中发现问题,利用不同的方法解决问题,提升学生的观察能力、知识运用能力以及解决问题的能力。如氢氧化锌(Zn(OH)2)两性验证实验中,要控制好反应条件,否则将会得出相反结果。正确操作为向Zn2+中逐滴加入氢氧化钠(NaOH),然后能观察到生成白色沉淀,继续滴加沉淀消失,最后变为无色溶液;若学生没有控制好NaOH的用量,将直接略过沉淀生成过程,学生就会得出“Zn2+不与NaOH反应”的错误结论。无机化学实验要注重基础操作,培养学生严谨的科研态度和观察能力,为其他学科的学习奠定基础。
2.2无机化学实验教学注重综合性和研究性
无机化学实验教学除要注重学生基础能力的培养外,还可设计一系列具有一定难度的、应用型或趣味型的综合试验。如测定鸡蛋壳中钙元素(Ca)、镁元素(Mg)的含量、废弃物中有效物质的回收利用等,既可锻炼学生的基本实验技能,还能提高学生的综合设计能力和探索能力。化学学科的发展离不开化学实验,没有实验,任何新的物质都无法被探知,因此化学实验可被视为研究学习的有效途径。为充分发挥化学实验的研究功能,无机化学实验教学中应适当增加设计性实验,教师为学生提供参考资料和实验指导,学生利用已有知识进行创新性研究或对未知物质进行性能探究。如在做完“硫酸铜晶体制备实验”后,可进一步引导测“五水硫酸铜晶体的含量和纯度”。学生可独立或者分组设计实验路线,通过实际操作验证实验方法是否科学、合理,然后通过后续的改进提升实验方案的可行性。
3结束语
无机化学实验不仅是学好无机化学理论课程的基础和有效方法,更是学习其他相关学科的关键,因此应对其进行不断改进,提高无机化学实验教学的有效性,培养学生的实验操作能力和科研能力,以适应社会不断发展的需求。
参考文献:
[1]李向清,康诗钊,穆劲.大学无机化学实验教学改革探讨[J].化工高等教育,2011(05):24-26+31.
[2]杨宏伟.无机化学实验教学内容优化整合研究[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2013(03):130-133.
[3]崔继文,周淑晶,王书红,高洪福,郭晓玲.药学专业无机化学实验教学改革的一点探索[J].黑龙江医药科学,2013(04):83-84.
[4]向乾坤,赵秀琴.无机化学实验教学改革的探讨[J].广州化工,2014.
摘要:实施素质教育的关键所在是培养学生的创新能力,创新能力包括创新思维能力和创新实践能力。无机化学实验教学不仅是药学专业教学的重要组成部分,也是培养药学专业学生创新能力的重要手段。为了培养学生的创新能力,结合药学专业的特点,从无机化学实验教学内容、教学方法等环节,探索了药学专业学生创新能力培养的方法,取得较好效果。
关键词:创新能力;无机化学;实验教学
无机化学实验是药学专业学生巩固和深化理论知识的重要途径,也是培养学生基本技能,发现和解决实际问题能力、自主学习能力、创新能力和全面素质提高的重要途径[1]。随着现代高新技术的飞速发展,原有的实验内容、手段、方法和模式已不能适应当前的教学需求。本文在分析了实验教学存在问题的基础上,结合近些年的教学实践,从无机化学实验教学内容、教学方法和课外实践等环节,探索了药学专业学生创新能力培养的方法,取得较好效果。
1精选无机化学实验内容,为培养学生的创新能力奠定基础
无机化学实验内容较多,合理选择和组织无机化学实验内容,是培养药学专业学生创新能力的前提和基础。
1.1优选实验内容是创新的先导
药学专业无机化学实验的教学目前只选择一些重复性好,操作简单的内容,验证性的实验多[2],综合性的实验少。验证性实验是培养学生基本操作技能的重要手段,对学生进一步理解和记忆现有理论知识是相对有效的,但考虑到药学专业的特点和无机化学实验课时数的限制,对于性质类似的或实验方法相同的验证性实验,我们只选择具有代表性的实验进行操作,这样学生既掌握了实验技能又节省了时间。除了筛选、合并验证性实验之外,我们增加了综合性和应用性实验,这些实验的内容和实验材料更贴近药学专业,使学生领悟到学以致用,既能提高学生学习的兴趣,还有利于培养学生的创新能力。
1.2组织实验内容是创新的载体
无机化学实验教学内容的组织是学生创新能力培养的重要载体。由于中学实验条件的限制,大多数学生的实验基础比较薄弱。因此无机化学实验教学首先安排的是验证性的内容,如:物质的称量和食盐的提纯。这两个实验涉及到称量、加热、溶解、蒸发、结晶、常压过滤、减压过滤等一些基本操作。经过一段时间的实践之后再安排磺基水杨酸合铁(Ⅲ)的组成及稳定常数的测定,邻二氮菲分光光度法测定铁等一些综合性实验。最后安排一个开放实验,让学生在掌握基本实验操作的同时具有科学的实验思路,不仅知道如何操作实验,还懂得如何设计实验,为以后更好地从事生产工作并具有创新能力打下良好的基础。
2改进无机化学实验教学方法,为提高学生的创新意识搭建平台
2.1讲授法与探究法相结合
教师运用各种教学方法进行教学时,大多都伴之以讲授法。讲授法比较强调教师的主导作用[3],我校录取的学生来自全国不同的省市,有的同学在高中甚至连一个实验都没有自己亲自操作过,动手能力很差。为了克服来自不同地区学校的学生实验基础参差不齐的现象,对于一些基本操作,如称量,滴定,仪器的使用等都适合用讲授法来进行教学。而对于综合性实验,学生缺少主动思考的积极性,为了改变这种现象,我们采用了探究式教学方法。在探究式学习为主的教学中,更强调教师适时、必要、有效的指导。在教师的指导下,学生主动参与到发现问题,寻找答案的过程中。例如,磺基水杨酸合铁(Ⅲ)的组成及稳定常数的测定实验中,一部分同学采用高氯酸和铁离子溶液做参比操作,另一部分同学选择用磺基水杨酸和铁离子溶液做参比完成实验,结果表明,实验的结论是一致的。可见,培养学生实验能力,首要是调动学生的积极性,提高学生对实验的热情,同时注重学生的综合素质的培养,这样才能发挥出学生创造性思维。
2.2传统教学与多媒体教学相结合
多媒体技术具有强大的辅助教学功能,将多媒体技术与传统的教学手段有机的结合起来[4],即能弥补板书的单调与枯燥,又能够强化实验教学效果。无机化学实验中经常需要使用一些操作较为复杂的仪器设备,如分析天平,分光光度计等,这些体积较大的仪器不能放置于讲台上,教师在讲解时很难结合实物演示,即使是在仪器前进行的示范性操作也只能保证前排的学生或者少数站在教师身边的学生能看清楚,大部分学生对于仪器内部结构及具体操作细节掌握不够,实际操作时错误较多,影响了授课质量及学生对实验技能的掌握,进而也在一定程度上影响了学生学习的积极性[5]。教师可以利用多媒体课件将无机化学实验仪器放大,让全体学生能多角度、直观地了解无机化学实验仪器的构造细节、仪器规格以及使用方法。教师还可以利用动画技术模拟无法直接用实验演示的无机化学实验现象、实验过程。教师亦可利用仿真实验进行实验操作的方法演练和细节指导,强化实验条件的控制和注意事项等完成实验的关键问题。多媒体教学提高了学生的学习兴趣,培养了他们的创新思维和创新能力,解决了传统教学中学生感觉所学知识太窄,工作中用不上等问题。
3增设无机化学开放实验,为激发学生的创新潜能提供支持
无机化学开放实验突出开放、设计和创新的理念,把多个知识点融合并应用于药学领域,提高了学生的实验兴趣,为培养学生的创新潜能提供了更广阔的空间。
3.1选择实验课题
无机化学开放实验课题是由教师根据实验室目前的条件,学生的学习兴趣和药学专业的特点确定的。如,胃功能调节剂-马来酸曲美布汀含量的测定。教师在实验开课前四周公布实验课题,学生可以根据实验的难易程度、自己的兴趣爱好来选择实验内容,选择同一个实验课题的4名学生为一个实验小组。无机化学开放实验,可满足不同水平和不同层次学生对学习知识的渴望和要求,这不仅增强了学生的自信心还激发了学生的学习热情。
3.2设计实验方案
学生选好实验课题后,通过互联网或图书馆查阅相关的文献,了解和掌握与课题有关的实验方法,并在此基础上,根据实验课题要求和实验室条件,提出具体的实验方案,包括实验前期准备、实验条件要求、实验计划进度等。经由小组讨论后,设计出最佳实验方案,交给指导教师审阅,指导教师对该实验方案存在的主要问题提出修改意见。实验方案的设计过程给予学生充分发挥想象力的空间,其创新思维和创新潜能可以得到尽情的发挥。
3.3进行实验操作
无机化学开放实验鼓励学生参与实验的全过程,学生可在教师的指导下参与实验前的各项准备工作。如准备实验试剂,安装和调试实验仪器。这样学生既了解实验的准备过程,也学到了很多实验课中没有的操作技能,有利于调动学生的积极性。在实验过程中指导教师应该避免手把手教的指导方式,多让学生自己动手。但指导教师应密切关注学生的实验过程,着重引导学生如何将所学的知识和技能用来解决实验中遇到的各种问题。学生由被动学习变为主动学习,独立工作能力和创新思维能力得到培养和提高。
3.4分析实验结果
无机化学开放实验结束后,每个小组由一名同学汇报实验结果。指导教师与小组成员共同分析和讨论实验过程出现的问题,找出问题产生的原因及所需采取的措施。最后学生撰写实验报告,实验报告中除了实验目的,实验原理,实验步骤,实验结果之外,还要对实验方案的设计和实施过程进行总结。这种开放模式能够充分调动学生学习的积极性和主动性,发挥他们的想象力与创造力,为激发学生的创新潜能提供有利的支持。
4结论
培养学生的创新能力不是对基础知识的否定,我们强调创新能力培养的同时,也强调学生要具有扎实的基础知识。学生创新能力的培养是一个渐进的过程,自2014年10月份以来我们课题小组以教学过程中学生创新能力的培养为指导思想,更新教学内容,改革教学方法。经过两年多实践,学生普遍反映课堂更为生动,学习兴趣更加浓厚,自身的创新意识和创新能力有了很大的提高。
参考文献
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化学是以实验为基础的学科,重视实验教学,挖掘实验全面的教育教学功能,在新课改的背景下愈显重要。下面是读文网小编为大家整理的关于化学实验的论文,供大家参考。
摘要:无机化学实验是化学相关专业学生进入大学后必修的第一门化学实验课,在整个化学教学中都占有重要地位。在无机化学实验教学中,不仅要培养学生的基本操作、实验技能等,还要强化安全环保意识,培养科学严谨的实验态度以及良好的实验习惯,为他们学习后续实验课程,乃至将来从事化学相关专业工作,打下坚实的基础。
关键词:无机化学实验;综合素质;教学
早在20世纪80年代,著名化学教育家戴安邦院士就已指出:“只重传授化学知识和技术的教学是片面的化学教育。全面的化学教育要求化学教学既传授化学知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德。化学实验课是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式,因为学生在实验室是学习的主体,在教师的指导下,自己动手进行实验,练习解决化学问题,各项智力因素同时得到发展,故化学实验课应予充分重视”[1]。因此,开设化学实验课,做好化学实验教学,对全面推行素质教育,提升学生的综合能力、培养具有创新能力的专业人才等具有重要意义。无机化学实验课,首当其冲,是化学相关专业的学生进入大学后必修的第一门化学实验课,其地位和重要性自然不言而喻。它是后续化学课程的科学实验基础,其教学质量对整个化学相关实验教学影响都很大。下面介绍我们在无机化学实验教学实践中的一些经验,就如何提高学生的实验综合素质问题与学界一同探讨。
1重视安全教育,树立环保意识
我们开设的第一个无机化学实验项目是“实验室常规教育,化学实验基本操作”。其中常规教育部分除了介绍实验室基本守则外,主要就是进行安全教育、环保教育。带领学生通过典型的案例,了解学习实验室安全及实验室事故的预防与处理等知识。安全是一切之本。由于化学实验具有一定的特殊性,特别是有些药品具有较强腐蚀性,甚至毒性,如果不遵循实验原则,不按规律办事,就可能会产生危险。因此,从进实验室开始,安全必须放到心上,绝不能掉以轻心,麻痹大意。加强学生的绿色化学理念、环保责任意识。例如,开展绿色化、微型化实验,尽量开设低毒、无毒的实验,提高实验的安全性,合理处理实验室“三废”。并将这种理念贯穿于整个无机化学实验课程体系中,希望通过实验实践,使学生在今后的学习、生活、工作中能够将良好的习惯和意识保持下去,受益终身[2]。
2规范实验操作,培养良好实验习惯
我们在实验教学中发现,大多数学生虽然在中学或多或少接触了一些化学实验,然而由于缺乏系统性、规范性等,学生的动手能力、实验习惯等参差不齐。有些实验操作,即使老师进行了多次演示,仍然有学生操作不规范,甚至错误。例如,有关吸量管的使用,在后续相关实验中,仍然能看到有同学吸取溶液时用拇指去堵吸量管口;称量固体时,有同学随意用不规则形状的纸片甚至是滤纸来当称量纸使用;从滴瓶中吸取溶液时,胶头滴管的拿法五花八门;使用pH试纸时,有同学将整条伸入到溶液中去;在减压抽滤实验中,有同学将不匹配的滤纸直接放入布氏漏斗、润湿不当,滤液从抽滤瓶抽气口倒出等等。这些不规范的操作就需要老师及时发现并予以纠正,因为错误的操作一旦变成习惯以后就很难改正,并将对以后的规范操作造成很大影响。我们在实验过程中,从小处抓起,注意培养学生节约意识和良好的实验习惯。例如,实验药品的取用要遵循用多少取多少的原则;pH试纸要裁成小片使用;要爱惜使用电子分析天平、酸度计等精密仪器;胶头滴管要用中指和无名指控制滴管的胶帽和玻璃的连接部分,食指和拇指控制胶帽,这样才能最佳控制滴加溶液时的稳定性及速度;固体或液体药品不慎洒落到实验台面,要及时清扫干净;火柴梗、废纸等废弃物不能丢到水池里,要扔到指定的垃圾桶里;酸液、碱液、有机废液要分类回收至指定废液桶里等等。对于实验态度认真、习惯良好的同学,我们进行口头表扬并加平时分,鼓励学生互相学习,从而形成良性循环。
3合理安排实验,提高学习兴趣
化学是一门以实验为基础的自然科学。无机化学实验教学是整个无机化学教学中的一个重要环节,通过实验教学,可以加深学生对无机化学基本理论的理解和掌握。因此我们根据理论课的教学进度等来合理安排实验时间、实验顺序等,让实验与无机化学理论教学时间尽量同步,以更好的促进教学。例如,对于同离子效应的概念,有同学在理论课中可能会似懂非懂。在随后开展的实验中,通过加入醋酸铵固体可以抑制醋酸的电离,使醋酸解离反应逆向进行,加入甲基橙指示剂可以看到溶液颜色由橙色变黄色;加入醋酸铵也可以抑制氨水的电离,加入酚酞指示剂,溶液颜色由红色变为无色。通过该实验,学生对同离子效应的概念就会有了正确的认识。又如,在BiCl3可逆水解反应中,向盛有BiCl3溶液的试管中加入水,溶液会由澄清变白色浑浊,再加入盐酸,由于抑制了水解反应,溶液变澄清,再加入水,溶液又变浑浊,经过多次反复试验,增强了学生对可逆反应的认识和理解[3]。另外,我们还附加穿插一些趣味性实验。例如在氧化还原反应实验中,利用葡萄糖和亚甲基蓝之间发生的氧化还原反应,演示“蓝瓶子”实验。在元素性质部分,演示“五色管”实验,使学生认识到金属镍离子在不同的离子状态下有不同的配位方式和颜色等。通过有选择性的增加趣味性实验,使学生感受到化学的奇妙,从而提高学生对化学实验的兴趣。
4加强课堂管理,严格实验纪律
实验室是进行科学研究和学习交流的地方,必须严肃、认真。“学生在实验室里的学习应该象一个化学研究人员或化学家在实验室里工作一样”[1],我们要求学生要养成预习的好习惯,带着问题来实验室。加强考勤,学生需提前五分钟到实验室,静下心来做好实验前的准备,迟到者扣分,旷课者本次实验计零分。必须穿实验服,违者不许进实验室。课堂上不允许打闹或者玩手机等。打碎打坏仪器要赔偿,并扣相应操作分。实验做好后,实验台面必须打扫干净,产品、垃圾等放到指定位置,所用玻璃仪器清洗干净后,实验数据等记录清楚,经老师同意方可离开实验室等等。实践表明,加强实验课堂管理,不仅可以培养学生的自觉性、主动性,而且能培养学生科学严谨的实验态度和良好的实验习惯。除了对学生严格要求外,老师也要以身作则,耐心细致,公平公正,做好示范作用,要不断巡视课堂,实时了解学生的实验学习状态,指出并纠正学生的不规范或错误的操作,解决学生在实验中遇到的问题以及应急突发事件等。
5规范实验报告撰写,重视实验报告批改
做完实验仅仅是完成了实验的一半,数据分析及实验报告的撰写才是重中之重。我们要求学生撰写实验报告必须字迹清楚,格式规范,内容充实,数据真实可靠。科学实验要有严谨、认真的态度,不能有丝毫马虎,这是实验者必备的素质之一。实验报告中,实验目的、实验原理、仪器与药品等部分可以简写,而实验结果与讨论、思考题等部分要详细讨论。例如反应产率过高或过低要找出具体原因进行分析;对于定性实验,要写明反应现象及反应方程式,并做出详细解释等;课后思考题,要认真回答,对于实验的成功与缺憾之处也可以写一下自己的实验心得等。我们十分重视实验报告的批改,因为从学生实验报告中,老师也可以获得学生对实验掌握情况的信息。而且学生要知道什么地方错了,为什么错了,例如在氯化铵生成焓的测定实验中,我们要求学生要有详细的计算过程和作图。从实验报告中就可以发现很多问题,比如,氯化铵生成焓是怎样推导得出的?求算热量计比热容、溶解热及反应热时m的取值是多少?外推法怎么做图?坐标系的标度取多少合适等[3]。要求学生须在批改后的实验报告上进行订正。此外,本着实事求是的原则,我们要求学生在实验中不弄虚作假,并且独立完成实验报告,允许同学之间进行讨论,但不能抄袭,如发现抄袭现象,本人和被抄袭者以零分计。
6因材施教,分层次培养模式
考虑到学生在中学接受的化学教育不同,学生的动手能力、实验基础有所差异,在无机化学实验教学中,我们以学生为本,因材施教,通过集中讲解、个别辅导、重点强化等方式,加强他们的动手能力及基本实验技能,确保每个学生都能按照教学要求顺利完成实验。另外,适当安排开放实验,开设一些新颖前沿、难度较大的研究型实验项目,为一部分学有余力、兴趣浓厚、水平较高的学生提供科研平台,让他们独立开展科研探索实验,满足他们对学习知识的渴望和需求。鼓励他们参加教师的科研项目,开展大学生科研实验,积极参加大学生实验技能大赛等。通过分层次培养模式,培养学生的创新意识、创新能力以及独立分析问题、解决问题的能力[5]。此外,我们在实验教学中,还注意介绍一些相关无机前沿知识,让学生能够了解到最新科研学术动态以拓宽学生的知识面,指导学生学习使用Origin、Chemoffice等化学处理软件等,提高他们的理论和应用能力等。
7结语
无机化学实验教学在整个化学教学中都起到举足轻重的作用,作为化学专业老师,我们不仅要教学生基本的实验操作及实验技能,还要从小处着手,培养学生安全环保意识,培养学生科学严谨的实验态度以及良好的实验习惯等,为他们学习后续实验课程,乃至将来从事化学相关专业工作,打下坚实的基础。
参考文献
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[摘要]有机化学实验作为有机化学的重要组成部分,是理工科相关专业学生必修的基础实验课程。文章对有机化学实验教学改革进行了全面的探索和实践,介绍了改革后的有机化学实验教学的具体做法,并取得了良好的效果。
[关键词]有机化学实验;教学改革;探索与实践
目前,高等教育正在不断深化,加强实验教学改革,提高学生的创新能力,已成为全面提高学生素质的迫切要求[1,2]。有机化学实验是有机化学教学的重要组成部分,是培养学生创新精神和实践能力的重要途径,以往的有机化学实验教学大多以验证性实验为主,不利于启发学生的思维和创新意识的培养,也不利于调动和发挥学生的主观能动性。通过有机化学实验教学改革,志在提高学生的综合素质、培养学生的探索、创新精神与求异意识,以及实事求是的科学态度,确立教学活动中学生的主体地位,调动学生的学习积极性、主动性和创造性,激发学生的进取心,提高大学生的发现问题、分析问题、解决问题的应用能力,以适应当代社会快速发展的需求[3-5]。辽东学院有机化学实验是面向应用化学、生物工程、环境工程、环境科学、矿物工程及冶金工程等专业开设的一门重要课程。从1995年起,我们就对有机化学实验教学进行了初步探索,近年来,我们在借鉴国内高等院校实验教学改革成功经验的同时,结合我校专业特点,再结合用人单位对学生实践创新能力的要求,并在总结以前的实验教学经验的基础上,进一步对有机化学实验教学的内容、方法及模式进行了全面的改革和深化,并编写了符合本校各专业特色的有机化学实验讲义,其中实验内容分成五个层次,即基础性实验、综合性实验、设计性实验、研究性实验和趣味性实验,以求对学生的实验能力进行系统、全面地训练,期望培养出适应国家和社会发展需要的具有创新能力的高素质人才。
1精选基础性实验,巩固及培养学生的有机化学基础理论与基本操作技能
结合我校应用化学、生物工程、环境工程、环境科学、矿物工程及冶金工程等专业特点及实际情况,及时修订各专业有机化学实验课的教学大纲,并根据大纲,针对不同的专业,精选出具有代表性的基础性实验,如对于生物工程专业,偏重选择与生物及药物相关的实验,如乙酰水杨酸(阿司匹林)、对氯甲苯(杀虫剂)的合成;对于环境及矿物工程专业,偏重选择治理环境及浮选药剂的实验,如十二烷基苯磺酸钠等。此外,并逐步采用先进的实验技术,如熔点的测定,采用显微镜法和差示扫描量热仪(DSC)法。通过这些实验的练习,旨在让学生掌握有机化学基础理论和基本操作技能与实验方法,为下一步开展综合性、设计性及研究性实验打下良好的基础。
2强化综合性实验,培养和提高学生的综合素质与能力
以前我们所开设的实验内容相对简单,大多为一些经典的验证性实验,综合性和设计性实验所占比重较小。教学内容模式化,在实验教学过程中,学生通常是边看实验讲义,边做实验,照方抓药,依葫芦画瓢,不重视实验的细节和过程,对做过的实验中的操作、反应机理、遇到问题的解决方法记忆不牢,认识不深,这就难以培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,同时也不利于提高学生的学习兴趣,很难达到培养高素质、创新型人才的目的,更谈不上对学生科学精神、科学方法的培养,也很难适应当今社会的需要。针对这些情况和问题,我们大幅度增加了综合性实验的开出率,例如开设的阿司匹林的合成与鉴定实验,首先要求学生通过查阅文献,了解阿司匹林的发展历史、性质及相关用途,并通过预习与具体实验过程,掌握合成原理及方法,巩固操作技能;其次要求学生利用红外光谱仪(FT-IR)表征其结构,并初步了解FT-IR的基本原理,掌握FT-IR的基本操作,同时能分析相关官能团的红外归属;最后要求学生利用DSC测试阿司匹林的热力学性质,通过这些综合性实验的训练,学生的动手能力及分析问题和解决问题的能力等综合素质得到了强化与提高,同时也培养了学生的严肃认真,实事求是的科学态度和严谨的工作作风,另外也让学生提前了解与掌握一些先进的大型实验仪器设备及实验技术,进一步开阔学生的视野,扩大学生的知识面。
3加强设计性实验,培养学生的创新能力
设计性实验是启发性教学手段之一,也是实验教学的发展方向。设计性实验就是要打破现成的实验方案,要求学生根据老师给定的实验项目,通过查阅相关的文献、资料,拟定书面实验方案及具体操作步骤,根据所设计的实验方案,如冬青油的设计与合成实验等,需要学生列出实验所需药品、试剂的用量与所用的仪器设备,之后交给指导教师评阅。教师再组织学生讨论这些实验方案的可行性,并根据实验室所能提供的条件,修改实验方案,并最终确定最佳方案,让学生独立完成实验操作。实验结束后,教师要对实验进行总结,再次组织学生对实验结果进行讨论,并要求学生认真完成实验报告,也可根据实验结果要求学生写出“科技论文”。通过设计性实验的锻炼,不仅可以发挥学生的主体作用,充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,而且对培养学生的创造性思维能力和动手能力有明显的效果,是培养学生创造能力的有效途径,同时也锻炼了学生的论文写作能力和熟练查阅文献的能力,此外,通过总结,使学生对自己的实验方案和科学研究过程的认识有一个提高,并能从实验中提出问题,有利于引导学生参加大学生创新性实验的科学研究,为今后进行独立的科学研究打下坚实的基础。
4探索研究性实验,培养学生的研究能力和团队精神
为激发学生参与科研的积极性,鼓励师生共同从事科研,学校设立大学生创新性实验研究基金,要求学生自愿组成研究小组,每小组成员3~4人,教师结合自己的科研,提供阶段性的研究课题,通过“双向选择”,确定每个研究小组的实验项目及指导教师。学生研究小组可以从实验预备工作入手,逐步过渡到承担部分科研工作。通过让学生参与或承担部分科研工作,不仅能进一步提高学生的综合素质,而且更重要的是,使其在学习期间,尽可能多地接触到高新技术和应用技术,扩大其知识面,开阔其思路与视野,此外,也使学生所学的实验知识与技能得到实际上的应用,做到理论联系实际,这对于提高学生解决问题的能力与实验创新能力,有着极其重要的意义,同时也可以在学生中创造科研氛围,培养他们的科研兴趣,形成“教研相助”的教学模式,让教学为科研服务,以科研促进教学效果的提高。
5开展趣味性实验,提高学生的学习兴趣
兴趣是学习的动力,学生有了兴趣,才会全神贯注,积极主动地去认识、实践和创造。传统的有机化学实验所用的化学药品和合成产物往往是学生很陌生的,学生对其不感兴趣,学生在实验过程中常感到枯燥无味。为了提高学生对有机化学实验的兴趣,提高学生做实验的积极性,我们选择了一些与我们日常生活密切相关的实验项目,做到了趣味性与实用性相结合。例如:从红辣椒中提取红色素,从烟叶中提取烟碱,及从茶叶中提取咖啡因等实验。
6推广微型化实验,培养学生的节能减排和环保意识
美国W.D.mago博士在基础有机化学实验中于1982年试用微型化并获得成功,以后推广到无机化学、普通化学中。微型化学实验是在绿色化学思想指导下,用预防化学污染的新思想,对常规实验进行改革而发展起来的化学实验的新方法和新技术。微型化学实验具有实验仪器小、功能多、易封闭、操作安全、反应时间短、现象明显、节约实验用品、对环境的污染小等特点,在有机化学实验教学改革发挥着越来越重要的作用。以前进行的常量实验,其药品不仅用量大、易挥发、有毒、有害、有腐蚀性,而且消耗也大,产物及副产物量多,后处理困难,而且排放的“三废”多,带来一定的环境污染问题。此外,常规反应装置占用空间较大,实验时间较长,这既加大了实验经费的开支,又增加了师生的工作量,同时也不利于师生的身心健康。为了更好的培养学生的节能减排与环境保护意识,以及节约成本,提高效率,我们根据自身的教学实际条件,在保证实验教学效果的前提下,我们对实验方法、仪器装置进行更新或创新设计,将大部分实验微型化与小量化,使“微、小、常”合理结合,充分发挥三者的优势。通过这几年的实践证明,微型实验除具有安全性高、污染小等优点外,还充分显示出“小、快、灵”的特点。例如苯乙酮的合成及红外分析,采用常规实验,所用的无水苯及乙酸酐的加入量分别为31mL与6mL,且还需要较多的相关药品,如三氯化铝20g,苯30mL,浓盐酸50mL,而红外分析只用微量级别的,剩余的产物只能回收保存;改为微型实验后,每步现象明显,且药品量只有常规实验的1/10左右,这不仅减少了挥发物和反应剩余物的排放量,而且水电的消耗减少,大大降低了实验成本,实验时间短,同时实验环境条件也得到了改善。
7利用多媒体课件,辅助和改进实验教学方法
随着现代教育技术的快速发展以及多媒体课件的大量普及,在化学实验教学中,常利用多媒体课件,辅助和改进实验教学方法。多媒体逼真的画面,可以让学生们能够从多角度直观、形象、生动地进行实验观察,使难以理解的内容形象化,有助于学生学习与理解。在学校的资助下,我们编制了有机化学实验多媒体教学软件来辅助教学,例如:采用Flash演示红外光谱的基本原理与操作,通过多媒体演示,帮助学生理解和把握实验过程,让学生从视、听等各个角度全面获取教学信息,尤其是动画演示使学生有身临其境的感觉,调动了学生学习的积极性。
8结语
几年来,通过实践“巩固基础,加强综合性、设计性及研究性实验,开展趣味性实验,推广微型化实验的改革模式表明,这对培养学生的实验动手能力、创新能力、科研能力及节能减排与环保意识等综合素质是十分必要的,同时也提高了学生的实验兴趣。今后我们将不断地努力进行实验教学的创新和探索,面向社会需求,在提高人才培养质量的同时,不断提升核心竞争力,只有这样才能使学生适应时代的要求,迎接新的挑战。
参考文献
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实验室是实验室工作人员和学生进行学习和科学研究的场所,是理论知识和实践知识相互结合的通道,是科学发明的重要场所。下面是读文网小编为大家整理的实验室管理方面论文,供大家参考。
1现代企业管理方法在高校实验室管理中的应用及侧重点
企业管理的理论经由19世纪末到20世纪20年代的“见物不见人”的古典管理理论阶段逐步发展至注重“社会人”的行为科学管理理论阶段,再经由社会系统学派、决策理论学派、系统理论学派、权变管理学派发展成今天的现代企业管理方法。古典管理学派实现了管理职能同体力劳动的分离,管理工作由资本家个人执行,其特点是一切凭个人经验办事。科学管理阶段出现了资本家同管理人员的分离。现代管理阶段从经济的定性概念发展为定量分析,采用数理决策方法,并在各项管理中广泛采用电子计算机进行控制。高校实验室做为一个重要的人才培养与输出单位,在新形势下,要率先转变计划经济体制下形成的管理模式和发展模式,以适应市场经济发展的需求,积极地引入以及合理地借鉴现代企业管理方法、内容、重点和技巧,将有助于高校实验室管理水平与层次的提升。对照现代企业管理的方方面面,思考如何提高高校实验室管理的科学性将集中落实在以下几个方面。
1.1目标管理
要对高校实验室进行科学的管理,首先要明确实验室的定位,明确实验室的建设目标与任务。应当充分意识到高校实验室的成立是顺应国家科技发展方针的要求,面向国际科技前沿和我国现代化建设的需求,围绕国民经济社会发展及国家安全面临的重大科技问题的诉求而展开;应当明确高校实验室是依托所在高校所成立的科研单位,它虽然有别于以教学为主的系科设置,但开展创新性研究、培养创新性人才依旧是高校实验室的重要目标;它同时也是国家科技创新体系的重要组成部分,是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展学术交流的重要基地。所以,高校实验室的管理应围绕这几个重要目标展开,从国家、社会及地方高校三个层面为实现这些目标而修桥铺路、添砖加瓦。
1.2生产管理
高校实验室在明确了战略目标之后,进入了繁重的生产建设环节。在此环节中,强调其社会性和学术性的并重是首当其冲的。实验室是进行前沿科学问题研究、高难度实验实践操作的单位,它有着重要的社会使命与责任,国家在投入了大量的科研经费、给予了优厚的科研配套、配备了良好的科研环境之后,得到的应是国民经济、社会发展及国家安全面临的重大问题的科学性指导、决策辅助和解决方案。但由于忽略了对高校实验室产出的系统化管理,许多高校实验室在建设投入后,一味地追求回报率,重数量轻质量,不去攻克高精尖的科研课题或简单地重复生产,致使国家的投入没有得到切实的利用,造成资金和人才的极大浪费。这不仅仅是高校的损失,更是国家和社会的损失,是一种缺乏社会责任感和使命感的一种极端表现。所以,这便要求从事高校实验室管理的部门,从高校实验室直属单位如国家各部委、省厅到地方政府及高校职能管理部门,能借鉴现代企业的高效管理经验,简化生产管理流程,优化产出考核模式,为今后高水平、高标准的科学研究成果的产出提供良好的孵化条件。高校实验室的另一个重要产出是人才的培养。实验室培养的人才不仅具备一线生产线上技术人员的熟练操作水平,更应具备高校背景下学术型人才的能力。实验室的日常教学实践环节设置的合理性与科学研究环境营造的必要性变得日益突出。高校实验室在此类人才的培养上具备一定的优势,应利用此优势,主动适应市场多样化的需求,应对市场经济下各转型时期对于人才特殊性、复杂性的要求,摒除培养单一型、同质型人才,以保证高校实验室优质的科研成果无缝对接到社会经济建设发展的方方面面。
1.3物资与成本管理
企业对于物资与成本的管理自古以来十分重视,这无疑归结于利益最大化的原始诉求。而今,投入到高校实验室的所有建设经费与配套,都是国民经济的重要部分,不能盲目投入、无节制滥用。对实验室设备与资金的管理要体现多元开放的策略,强调多学科之间的交叉利用以保证采购设备的高效率、高质量运转;本着集中、开放、资源共享的原则,规范管理制度,实行有偿使用模式,将设备的所有权与使用权分离,运用经济手段,从宏观上控制设备的盲目需求,避免重复购置,防止资金浪费;重视仪器设备的维护与保养,加强仪器管理与操作人员的专业培训等手段,进而从根本上使国家投入效益实现了最大化,体现了高校实验室管理的有所为。
1.4营销管理
随着经济的发展,企业管理逐渐由以生产为中心的生产型管理发展为以生产经营为中心的生产经营型管理。当今的高校亦顺应市场经济大潮,强调特色办学、强调核心竞争力、强调品牌效应,更不用说作为高校重要生产单位的实验室。高校实验室在建设初期应首要考虑所依托地方的区域特色、区域优势,所依托高校的研究条件、学科背景,建成带有唯一性、标志性的科研机构。在建设过程中,应强调高校实验室的服务水平和效益意识。在保证科研开发、人才培养的同时,主动走向社会、积极拓展服务空间,为地方经济建设服务并在这一系列服务过程中补充经费、汲取养料,进一步装备实验室,实现实验室的可持续性发展。在树立了行业领域内的品牌特色后,以一种开放的姿态,加强与其他实验室的联合、共建,促进资产结构优化、优势互补。充分发挥学校的有形资产及无形资产优势,与国内外企业、科研院所实现资产融合,互惠互利,盘活资源。
1.5人力资源管理
人力资源一般泛指能够作为生产要素投入到经济活动中的劳动力的数量。从微观的角度来看是指企业可以利用且能够推动企业发展的具有智力劳动和体力劳动能力的劳动者数的总和。现代企业十分注重人力资源这一可再生能源的开发、利用和保护,充分意识到在科技发展和市场竞争双重压力下,对人力资源管理对企业具有战略性意义。同样的,高校实验室在如此大背景下,也面临着学术梯队建设、人才遴选、人员管理与培训等压力。首先,高校实验室应结合建设目标确定学科人才梯队的组成,建立老中青人才分布合理的布局结构,强调可持续发展的人力资源发展模式;其次,要具备新时代下对人才需求的竞争意识,积极采取走出去、引进来、送出去等一系列人才招募、遴选与培养模式;再者,对已有的学术团队成员,采取完善奖励管理体系、健全人员绩效考评体系、加强教育与培训工作等切实有效的举措,带领高校实验室的管理走向科学化、现代化的方向。
1.6文化管理
企业文化这一名词已经成为一个普适性的概念。高校一向重视文化内涵培养,高校实验室是一个相对独立的科研实体,它的存在更需要一个得到广泛认同价值观和核心理念。现代企业文化是一种重视人、以人为本的管理方式。高校实验室里的人员不是一个个单兵独将,他们是有着共同科研攻坚课题、高协同性工作性质、交叉培养培育任务的一群志同道合的人。在他们之间形成的共同的价值观、科学观与高校实验室建设目标与理念高度一致。良好的实验室科学研究氛围与人文情怀不仅对每一位成员起着导向、激励的作用,也起着凝聚、激励和辐射的作用。所以,重视企业文化的形成与渲染对高校实验室的优质发展尤为重要。
2结语
现代化是指达到现代社会所需要的水平。传统的高校实验室管理方式,不仅不能跟上时代变迁的脚步,还会成为工作发展的掣肘。靠资助、等拨款的高校实验室运行与管理方式早已不能满足其接轨市场、服务社会的建设目标。借鉴现代企业管理方法则有助于实现将管理变成一种先进的生产力,带动高校实验室走出校园、走出实验室,取之于社会且反哺社会。同时,对高校实验室管理的现代化的考量也不应仅仅停留在运用现代技术手段的层面上,而应开拓眼界,旁征博引,充分借鉴其他现代管理的经验与案例,切实地为国家科学研究事业的提升推波助澜。
1校园信息网及实验室管理系统的建设
1.1网络的组成
(1)网络组成中极为重要的一部分就是网卡与媒体。这两个部分的存在直接对网络的传输速率、网络结构、传输范围起到了决定性作用,并且能够符合高等院校的学习要求,同时也在很大程度上稳固了计算机网络系统的可靠性,增强对周围网络环境的适应能力。
(2)网络工作站。高等院校信息网络中其实还包含一些子域网,比如高等院校中的电力系统网络、动力系统网络、财经系统网络,这些网络的存在也可以说是单独存在的个体,通过网络进行分割,又通过网络进行结合,同时还实现每个系统的功能。这就需要通过各种兼容机来实现,目前使用较为普遍的就是486、386等微机硬盘工作站。这些微机硬盘工作站可以将网络服务器不能存储的文件或信息进行接收存储,从而实现网络资源的共享,提高网络工作效率,对数据的安全性也起到了推动作用。
(3)网络服务器。众所周知,计算机网络服务器是网络组成部分的重要关键,在高等院校实验室建设中则需要选用一些存储容量较大的硬盘,这样计算机就可以存储更多的有用信息,而且计算机的运行速率也会有所提升。
1.2网络管理
在高等院校实验室管理中由网络管理员对校园内的网络进行实时管理与定期维护,要对每个网络目标和网络结构进行设定,同时对于一些重要文件资料要进行加密设置,要从根本上消除网络漏洞,同时要建立信息恢复系统,避免黑客的攻击,安装防毒软件,防止病毒侵入导致整个校园内所有服务器的瘫痪,确保高校实验室网络信息的安全。
1.3实验室管理系统
在1992年我校就开始将北化软件应用到计算机网络实验室中,目的是为了对对实验室内的各种仪器设备进行综合自动化管理,目前主要包括四个比较完善的子系统,分别是仪器设备、实验项目、实验人员、实验室等四个子系统,该系统会定期进行更新,可以对全院内的实验设施进行控制,这样就便于实验室工作人员的管理,也可以将公共资源信息进行快速共享。
2网络的优越性
目前校园信息网相较于其他网络系统主要具备以下几点优势:
(1)具有兼容性,支持现有数据库系统信息,也就是说以前系统的大多数软件也是可以在该系统中运行使用的。我校选用了较常用的NE2000和PowerNIC兼容网卡,传输媒体选用基带为50欧的同轴电缆和双绞线,其组网的拓朴结构为公共总线型。
(2)校园信息网可以被看作一个整体,也可以被看作多个个体部分,最好的优势就是可以将全校内的所有职能部分进行联网,实现全校公共信息资源的共享,从而提高了各部门工作效率。
(3)校园信息网以计算机网络技术为基础,对学校内部的各个实验室进行联网,然后建立完善的实验室管理系统,实验室内的所有设施都可以通过网络进行控制,实现了综合自动化管理。同时各个实验室之间的网络资源也可以快速传输,这样为实验室的管理提供了便利,也更加快捷、安全。
(4)校园信息网的出现改变了传统网络模式,可以在最短时间内获知国家教委教育网、国际信息网和电力工业信息网的最新信息资料,这样便于高等院校重大决策的准确执行。
3结语
综上所述,计算机网络技术的快速发展已经给高校实验室建设提供了技术支持,这时就需要高校领导利用计算机网络技术加强实验室的管理工作,实现局域网的建立、高校各部门工作效率的提升。
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随着医疗技术的不断发展,与其相关的化学制药行业地位上也得到了提升。就目前的实际情况来看,化学制药行业在我国占据着举足轻重的位置,我国已成为世界化学制药原料方面第一出口国。下面是读文网小编为大家整理的关于化学制药论文,供大家参考。
一、理论教学过程中的安全教育
化学制药工艺学涉及化学制药生产中工艺路线的设计、选择,工艺条件的研究与优化,工艺改进,中试放大及“三废”防治等方面,可以说是涵盖了整个药物从研发到生产的全过程。在这些过程中不可避免要涉及易燃、易爆、有毒、腐蚀等危险化学品,在使用、废弃处置或存储等过程中极易发生事故。教师可以充分利用课堂教学给学生传授相关的自我防护知识,使学生在理论层面上认识到哪些试剂有剧毒,哪些溶剂是避免使用的,哪些试剂或反应容易发生爆炸,高温高压反应如何操作等,从而提高学生的安全意识,减少事故的发生。
1.1从工艺路线的设计、选择入手
一种化学药物往往有多条合成路线,但是需要确定一条经济而有效的合成路线作为药物的生产工艺路线。教师在讲述工艺路线的设计选择时,不仅要培养学生的经济意识,而且更要注重培养学生的安全意识和环保意识。要让学生真正认识到设计选择工艺路线不仅仅考虑的是哪条路线能够使经济效益最大化,更需要考虑的是哪条路线更能消除或减少危险物质的使用量,更能保证操作人员的人身安全和减少对环境的污染,要尽量防止采用不安全的合成路线。如讲扑热息痛工艺路线的设计选择时,教师可以引导学生对每条合成路线的优缺点逐一分析,从而引出目前国内外广泛采用的合成路线,让学生以安全、环保的观点认识那些毒性大、危险性高、污染严重的老工艺路线为何被淘汰。
1.2从工艺条件的选择和优化入手
工艺条件的选择和优化包含的内容非常多,可以说是整个教学内容的主要部分。教材上较少涉及安全方面的知识,教师在讲授这些反应条件和影响因素时,可以适当补充一些安全知识。如讲到溶剂这一影响因素时,教师可以联系苹果公司的正己烷中毒事件,先让学生认识到暴露于有机溶剂的危害性,再进一步让学生熟悉哪些是避免使用的溶剂,哪些是限制使用的溶剂,哪些是合理使用的溶剂,从而提高学生的自我防护意识。再如讲到温度这一影响因素时,结合生产上的一些安全事故,比如常见的硝化反应、氯化反应的燃烧爆炸问题,要启发并告诉学生如果出现冷却效果变差、升温过快或中途搅拌停止等异常情况时该如何处理。如立即停止或减少反应物的进料量,给反应器通入低温介质,温度降低后再恢复搅拌等,这样就可以使学生有一定的理论知识,以后万一遇到这种失控反应时不至于不知所措,而能果断采取措施,把事故消灭在萌芽状态或防止事故扩大而带来不必要的人身伤害和财产损失。
1.3从中试放大入手
中试放大是从实验室过渡到工业生产必不可少的重要环节,是两者之间的桥梁。中试放大的试验规模和设备等外部条件不同于小试,那么发生危险的严重性也比小试大得多。教师在讲授这一部分内容的时候,不妨用多媒体播放一些社会上影响较大的制药厂事故图片或视频,分析事故出现的原因,以引起学生的注意,强化安全意识,避免悲剧的上演。对一些危害性较大的反应,如高压反应,若反应釜出现温度、压力失控的情况时,告诉学生应该怎么做:应立即关闭所有物料、蒸汽(或热水)进口阀,迅速开启防空阀、冷却水系统,观察温度压力变化情况,如温度压力仍不能控制,可以开启放料阀并通知所有岗位人员立即撤离到安全区域。
二、实验教学过程中的安全教育
化学制药工艺研究是建立在实验基础上的应用研究,实验是化学制药工艺教学中相当重要的环节。笔者在以往的实验教学中发现,部分学生在实验过程中比较盲目,做完一步操作之后不知道下一步操作要做什么;部分学生(尤其是女生)害怕实验有危险,或者担心有毒试剂会影响身体健康,心有恐惧不愿动手做实验,有些甚至不敢进实验室。针对这些情况,教师非常有必要对学生进行实验的安全教育。
2.1实验操作前的教育
尽管学生在基础化学实验课上受过实验室的安全教育,但是本着“安全第一”的理念,教师在开展化学制药工艺学的实验之前,要再系统的给学生进行一次实验室安全技术讲座,加深学生的实验室安全意识。内容包括常见的电、水、气、火、化学药品使用、废液处理、废料处理、事故应急处理等。例如出现火情时,要早发现、早处理、早报告。学会使用灭火器,易燃物质着火时可用干粉灭火器灭火;电线或电器着火时,应先断电,再用干粉灭火器灭火;衣服着火时,应尽快脱掉衣服,并用水灭火,或就地滚动,切忌外跑。
2.2实验过程中的教育
化学制药工艺学的实验主要是在实验室中进行的,也有一些是在工厂或专门的中试车间进行的。在实验室的实验过程中,教师要指导学生正确使用仪器设备,对于不规范或危险的操作要及时发现并予以纠正,例如在蒸馏操作中要严防造成密闭体系,在使用乙醚之前要检验有无过氧化物的生成等。教师要严格检查学生是否预习过实验,学生实验前是否已明确所用药品的性质和操作中应采取的防护措施,培养学生良好的实验习惯。在带领学生参观工厂或中试车间时,可以请工厂的工程师给学生介绍各种设备的使用方法以及使用时的注意事项和万一出现危险时应如何应对的方法。例如在参观氢化室时,教师或工程师要给学生强调进行催化加氢时必须是双人操作,禁止单人作业;催化剂在使用完后一定要及时交给氢化室的管理员处理,切记不能乱扔。当然,笔者在教学中发现,学生在了解制药行业存在这么多的危险后,部分学生往往会表现出对所学专业有一定的心理障碍,觉得学习制药专业很恐怖。针对这种情况,教师要及时加以引导,要让学生认识到其实有很多风险都可以通过安全操作来降到最低,只有提高自身的安全文化素质才是预防事故发生的最根本措施。
三、结语
总之,在化学制药工艺学这门课程的教学过程当中,教师要针对高职高专学生的就业特点和制药行业的特点,在让学生掌握必需、够用的理论知识的同时,千方百计地强化学生的安全意识,提高学生的安全技能,使学生在今后的工作中做到不伤害自己,不伤害别人,不被别人伤害,做个既懂专业知识又懂安全生产的高技能人才。
21世纪以来,医药行业进入了发展的“春天”,作为基础性支撑的化学制药行业也得到了巨大的发展。2010-2013年间,化学制药行业主营业务收入年均增长17%,2013年,化学制药行业主营业务收入达到9433亿元,占医药制造业的46%。化学制药行业迅猛发展,但同时面临着原料消耗大,资源、能源利用率低下,传统工艺水平落后,废水、废气、废渣排放量大、循环利用率低等一系列问题。2010年,全国重点医药工业企业废水排放总量为52606万吨,固体废物产生总量为405.6万吨,废气排放总量为1603亿标准立方米,化学制药“三废”排放呈每年不断上升的趋势。循环经济要求资源高效利用和循环利用,实现“减量化、再利用、资源化”及“低消耗、低排放、高效率”,这是贯彻科学发展观,可持续发展的需要,对制药工业也有现实意义。
1化学制药行业循环经济的概念
循环经济最早在20世纪60年代由Kenneth提出,他认为循环经济是指在人、自然资源和科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中,把传统的依赖资源消耗的线性增长经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。《中华人民共和国循环经济促进法》明确了循环经济减量化(reduce)、再利用(reuse)、资源化(recycle)这3个基本原则,将传统发展中“资源-产品-污染排放”的线性模式转变为“资源-产品-再生资源”的循环模式。基于循环经济的概念,结合化学制药行业的实践情况,本文认为,化学制药行业循环经济是以循环经济理念和发展模式为基础,旨在提高资源投入与药品产出比,在药物生产过程的各个环节中推行清洁生产,减少污染排放、提高资源再利用率,提升医药产业总体技术水平,在行业中产生规模效应,促进物质与能量在化学制药行业内部循环流动,减少行业对社会造成的环境压力,将化学制药行业的发展与生态保护有机地结合起来。
2循环经济对化学制药行业的积极意义
2.1减少原料使用量,提高原料利用率
循环经济提倡“循环发展”、“清洁能源”的理念,通过“资源-再生资源”的发展模式,减少毒害物的排放、促进清洁生产和生产工艺升级。从原材料的选择来说,循环经济提倡采用无毒无害原料代替有毒有害原料、提高原料品位和纯度;从能源选择角度来说,循环经济倡导使用清洁能源和可再生能源代替传统能源,常规能源清洁利用;从生产工艺来说,提倡高效节能降耗减污的工艺与设备,优化或采用全新的工艺流程。
2.2减少污染排放量,提高废弃物利用率
循环经济通过提高废弃物循环利用率来减少化学制药企业三废排放量,减少对环境的污染。就化学制药废液来说,其中含有菌丝体、未利用完的培养基、无机盐、有机溶剂及部分目标产品,COD含量高,平均超标50~250倍。如果直接排放会对环境造成严重污染,严重威胁人民群众生命健康安全。循环经济要求化学制药废水要经过处理才能排放,并且要最大程度地利用废水资源,如通过厌氧生物(水解产酸菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌这3大细菌联合)处理,最终可以得到作为能源的甲烷和水资源。
2.3推动产业集群发展,提升产业链价值
循环经济通过对现有资源整合,能够促进产业集群发展,将互惠或互补的企业群聚产生规模效应,形成以化学制药为主导产业并融合辅助产业和附属产业的产业集群,产生双赢或多赢局面。以石家庄医药产业集群为例,它以石药集团和神威药业为核心,形成了包括化学原料药及制剂、医疗器械、生物制药、医药批发、零售、流通在内的医药产业集群,囊括产业链的各个方面,促进物质、信息、能量在行业内部流动,提升产业链价值。
3化学制药行业循环经济发展模式
循环经济发源于20世纪60年代,在多年的发展中已经形成了美国杜邦化学公司模式、丹麦卡伦堡生态工业园等多种成功的循环经济发展范式。循环经济在20世纪90年代后期引入我国,在农业、钢铁、水泥、煤炭等多个行业都有完善的发展模式,并取得良好的经济效益与社会效益。因此,本文将“循环经济”理念引入医药行业,提出科学合理的化学制药行业循环经济发展模式,为绿色医药工业提供一条科学、协调和可持续发展的道路(图1)。此模式实现了物质和能量的传递,从原料药加工、药物生产、废弃物处理到药品流通按照产业链传递,实现纵向偶和循环,模式中除了化学制药这一主导产业,还融合了电力、化工等辅助行业、附属行业,实现了平行产业间的横向耦合循环。在化学制药行业循环经济系统中,以化学药物制造企业、洗煤发电厂、废弃物处理厂等主体为“点”,各主体间资源要素流动行为为“线”,紧密构建出科学合理的循环运行网络。
3.1输入系统
输入系统由资源输入和能源输入两条输入链组成,实体主要是发电厂和原料供应商。本模式将输入系统纳入循环系统中是为了着重强调循环经济并非简单的“末端治理”,其理论中的“减量化”、“资源化”原则要将清洁生产渗透到化学制药产业的各个方面。在原材料选择上,要采用无毒无害原料,淘汰传统工艺中毒性高、污染大、副产物多的原料。输入能源选择用清洁能源如风能、太阳能、水力发电代替传统的低效易耗能源。
3.2化学制药企业体系
化学药品生产企业是指生产化学药品的专营企业或者兼营企业。化学药品制造企业可大致分为两大类:化学药品原药制造企业和化学药品制剂制造企业。化学药品原药制造是指供进一步加工药品制剂所需的原料药生产,主要包括制药用化学物质的制造,如抗菌素、内分泌产品、基本维生素、磺胺类药物、水杨酸盐和水杨酸酯、葡萄糖和生物碱等原料药,还包括化学纯糖等。化学药品制剂制造是指直接用于人体疾病防治、诊断的化学药品制剂的制造,化学药品制剂制造可分为片剂、针剂、胶囊、软膏、粉剂、溶剂等各种剂型的产品,还包括放射性药物。化学制药企业体系内部存在物质流动,尤其是药品生产过程中副产物的循环或交换利用,力争使每一环节的副产物能够作为本工序原料重复使用,或者交由其他化学制药企业,作为生产所用原材料。
3.3输出系统
输出系统是包括药品经销商、药品批发商和药品零售商在内的化学制药产业链下游销售体系。主要是针对药品废弃包装和过期药品的回收处理。化学药品包装容器和过期药品已被明确列入我国2008年实施的《国家危险废物名录》和《医疗废物管理条例》。过期药品药效降低、毒性增加,随意丢弃或当做生活垃圾处理会对环境造成严重污染。废弃的药品包装和过期药品经过回收机构(由政府部门设立并监管)进行初步分类之后,由回收机构移交化工厂,进一步加工后形成原料输送入化学制药企业体系以供循环使用。
3.4废水处理系统
化学制药企业排放废水主要包括高浓度废水、低浓度废水、酸性废水、难消化废水这4种。废水COD、BOD含量高,存在生物毒性物质,成分复杂,未达法律规定的排放标准。废水处理系统以废水处理厂为核心,将化学制药企业排放废水分类引入废水处理厂,在其中经过不同工段预处理,再通过厌氧生物和好氧生物处理,生成并收集沼气存放于沼气池中以备能源供应。处理废水从处理厂进入回用水处理系统,达到化学制药用水标准的水循环进入化学制药企业体系,剩余水资源可直接排放进入自然环境。
3.5废气处理系统
废气处理厂是指将工厂产生的废气在对外排放前进行预处理,以达到国家废气对外排放标准的场所。化学制药企业产生的废气大多都是有毒有害的,大致可分为发酵尾气、溶剂气体和恶臭气体,这些废气必须经废气处理厂进行吸收处理。目前常用的处理方法有吸附法、吸收法、冷凝法等。冷凝法中的冷凝水是由废水处理系统提供的循环水,这就构成了废水处理系统和废气处理系统之间的联系。经过处理的废气,具有生产价值并且纯度较高的可以直接用于化学制药企业的再生产或者用于发电供能;需要经过处理再利用的输入化工厂;暂时没有去处的气体可以在储气池中分类贮存,待企业再生产时调用,实现气体重复利用和最小化排放。
3.6废渣处理系统
化学制药企业废渣中含有大量蒸馏残渣、失活催化剂、胶体残渣、反应残渣、不合格中间体和产品等来自制药企业生产每一环节的废弃物。污染物种类多、数量大、毒性大,影响生态环境,危害人类健康。因此,引入化工厂是循环经济模式持久运行的有力保障。本模式中的化工厂是从事化学工业生产和开发的企业和单位的总称。化学制药废渣在化工厂中经过分离,进入不同的工段进行反应后提纯,一部分反应物又成为制药原料或原料药进入输入系统循环利用,另一部分无毒、无害的废弃物可直接排放进入自然环境。在化工厂内,废渣经焚烧处理产生大量热能,带动发电机发电,为循环经济模式提供重要能源。
4促进化学制药行业循环经济发展模式合理运行的对策建议
4.1加强政府对化学制药行业循环经济模式的宣传和引导
目前,我国还未形成成熟的化学制药循环经济模式。究其原因,一方面是建立该模式前期投入巨大;另一方面是管理水平落后,未能达到模式建立标准,难以多方统筹,使模式健康运转。为了解决上述问题,需要政府部门从政策上积极引导化学制药循环模式的开展。从小循环角度来说,应继续加强对单个企业三废排放量的监管审查,鼓励清洁生产;从中循环角度来说,应推动化学制药循环工业园区的建立,合理规划公共服务系统,为公共工程的一体化供应创造条件,加强区域循环的物质流互通;从大循环角度来说,应在全社会范围内为化学制药循环模式建立信息交换平台,促进医药企业信息之间的交流,使副产物以及三废能够最大化利用,同时发展线下物流网络,保证线上与线下物质流和信息流同步。
4.2加强医药行业协会的监督作用
我国的医药行业协会是非政府、非企业的民间社会团体,主要对我国医药企业起到信息咨询、融资支持以及与政府的协调沟通作用。医药行业协会在政府与企业、企业与企业之间有着桥梁和纽带的重要作用。医药行业协会作为医药行业内部的信息交流平台,能对化学制药行业循环经济发展模式的建立起到促进作用,对运行起到监督作用。建立化学制药企业循环经济执行榜单,对积极参与发展模式的企业加以公示,并向相关部门汇报,对该企业进行奖励;对于污染排放量大并不加以整治的企业,通知相关部门并责令其进行整改。
4.3加强高校与科研机构对化学制药循环经济模式的技术支持
我国化学制药企业创新能力弱,着眼于社会责任保护环境而提升工艺流程、研究清洁能源的企业更是凤毛麟角。循环经济模式3R原则要求从源头减少原料使用,提高资源利用率,达到节能减排的目的,这就需要各大高校与研究院所的技术支持,为化学制药循环经济模式提供新能源、新原料、新工艺,促进传统产业升级更新。除了技术支持,化学制药循环经济模式还需要“软件”支持,为了保障模式正常运转,高校与研究院所要为其提供具有专业素质的管理人才;开发适用于循环模式的管理信息系统,简化管理方式,使循环经济模式精确高效运行;为化学制药循环经济模式提供合理的规划布局,达到整个产业的高效、集约、节能、减排目的。
4.4提高化学制药企业的诚信自律
化学制药循环经济模式是由单个的化学制药企业与其他的辅助企业和附属企业组合而成,化学制药企业是该模式的核心。要推动循环经济模式的建立、健康发展,仅靠政府拉动与舆论监督远远不够。只有依靠企业诚信自律,积极自愿加入循环经济模式之中,在企业内部推行清洁生产、使用清洁能源,升级工艺技术,主动对外进行信息交流,才能推动化学制药循环经济模式的发展。
化学制药论文相关
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随着现代科学技术突飞猛进的发展,计算机网络和现代信息技术在人们的工作、学习和生活中扮演着非常重要的角色,同时已经成为人们生活中必不可缺少的一部分。下面是读文网小编为大家整理的大学计算机基础实验论文,供大家参考。
一、研究内容及问题分析
1.教学内容对于音乐艺术类学生设置有偏差现阶段关于音乐艺术类的计算机基础教学基本与其他专业的计算机教学的内容基本相同,都是采用国家发放的统计计算机教学使用教材,主要学习计算机的相关的基础知识,文字图形软件的处理,以及office软件的使用,网页的设计等方面,虽然这时在计算机教学中不可缺少的部分,但是随着计算机的普及与应用,这些基本知识在初高中已经涉及并有一定的基础。因此,对新生进行相关的调查,从调查的结果来看少部分的大学生对计算机的知识基本稍微了解一下,而大多数的大学生学生对计算机掌握一些,但是所掌握的不系统不全面,而真正能熟练掌握的是少之又少,因此由上面的叙述可见,学生与学生之间的差异还是比较大的。由于学生掌握程度的参差不齐,因此为教师进行授课带来很大的困难。
2.缺少实践应用在目前的计算机教学中,大多学校采用纸上谈兵,注重理论上的教学,认为它是一门知识,而忽略了它同样是一项应用工具,对学生的实践要求不高,而且大部分教学中出现了严重的教学内容与实践发生脱节,学习的内容过于理论化,学生只把计算机当成一门课程学习而不是把它当成一门技能去应用。对于计算机课程的评分大多也是来自老师的印象给分,这样体现不出学习的状况,也不知道学生是否掌握。而且艺术类学生的文化课基础较差,学生的动手能力不强,虽然老师能进行大量的讲解,但是学生不一定能听懂。
3.专业特点不能体现艺术音乐类学生思维大多逻辑性较差,然而计算机的课程具有强的逻辑性,并要求学生具有较强的思维能力,而这些方面的要求对艺术类的学生造成很大的困难,况且计算机的知识点比较分散,从计算机的发展史到网络协议,字符等专业术语词汇较多,逻辑性较强,并且课程比较枯燥不生动,缺乏想象力。因此无法吸引学生,引起学生的兴趣,从而在教学中形成了老师不停再讲,而学生却听不进去的局面。
4.课程构建的理念在构建课程中是要考虑到学生的自身特点。在计算机基础教学中,首先要树立新的教学理念,由于艺术类学生的思维比较活跃,更有发散性思维,且善于创新,所以首先要改变教学的模式,不能在以老师为中心,而是要以学生为中心,树立以人为本的观。其次,要认识到计算机不同于其他学科,不应该以灌输性的教学方法,要以发展的眼光看待,应该使课堂呈现立体,多元化的发展,要注重启发学生,鼓励学生提出自己的观点,并用于探索,激活学生的创新意识。计算机软件的使用的熟练程度是衡量学生学习的基本因素,也决定学生的创新和应用的操作水平。所以,我们应当将重要的教学知识融入到实践操作中,使学生在操作的同时掌握大量的重点知识。在操作过程中,我们也要精心设计教学案例,对学生进行积极的引导,激发学生使用计算机的创造力。
二、计算机基础课程改革与探究
(一)内容上变革
首先,在设计课程上要考虑到音乐类专业学生与其他专业学生的不同,以艺术类学科为核心,以艺术类学生为主体,设计符合音乐艺术类学生的认知和发展的需求,不强调教学的逻辑性和完整性,从形象思维和直观感受出发,注重技能和方法的培养。所以课程难度要进行调整,结合音乐类学生的特点,在一般专业计算机教学的基础上加以调整,增加一些有关艺术类专业的内容,充分调动学生的积极性,给学生一些空间,让他们独立探究,讨论,实践,由此培养他们使用计算机工具,分析问题,解决问题的能力。根据学科特点和学生专业的特点教学内容设计并且改变了一些教学内容,首先是设定了一些比较基础的模块,例如对个操作系统的了解以及基本的操作,还有就是讲述Office办公软件的特点以及操作使用,然后有设定一些稍微中等难度的模块,例如多媒体操作的基础应用主要是有关多媒体素材的收集管理以及制作;网络使用的基础知识。最后在设置一些有难度的操作使用,例如Photoshop的使用主要是操作软件特点以及操作图形的处理转换,Flash动画的设计,以及网页设计制作。
(二)计算机教学的方式与方法的革新
在计算机基础教学中,我们通常采用的是传统教学法,也就是灌输式,这种教学方式有碍于学生创新意识的培养。对于创新教育不仅仅是关注最后的成绩,主要是在学习的过程中,培养学生探索问题和解决问题的能力,所以在教学中应注意所采用的教学方法,要注意和学生的交流,采用开放的思维模式,引导学生探索新颖的教学模式。例如在讲解office的时候,可以生动形象的讲解案例,从而激发学生学习兴趣,又可以使学生能深刻快速的理解知识点,从而实现学生独立探索,并且独立学习的过程,这样既可以减轻老师的负担,又可以使学生达到学习巩固知识的目的,所以在计算机基础课程的教学上,应当把有意义的问题精心设计教学情境,鼓励学生探索,求知,标新立异,而不是在拘泥于理论的学习,要通过学生的独立思考从而达到从知识的学习到创新能力的培养上面。
(三)计算机的实践操作
实践是对教学内容的巩固的另一种方法,有利于操作技能的提高。在实践的环节中,要采用多种手段进行沟通,例如技术的指导,有创意的评价的多种方式,引导学生将自身的创意能力,不是以音乐的形式进行表达而是以计算机这种形式进行彰显,而教师可以通过自己对学生操作的辅导来帮助学生解决面临的问题,使学生以及努力的形式进行生成良性循环,而对于音乐类学生的主要放在基本操作类的培养。设置一些固定的动手操作的内容,设置一些如简单的操作系统以输入法的测试以及Internet的使用以及简单操作,对相应office操作进行,对图形文字图片的插入以及混排,考察要求学生在规定的时间内完成,并将要求,评分等进行公开,表现给分的公平性,在试题中设计难度相当且类似的题目,随机抽取试题,当测试结束后,总结学生所需掌握的不足进行解答,达到强化知识,找出不足的目的,进而达到能真正提高学生能力的目的。
(四)模块化教学
在教学中采用因材施教的模块化教学方式分解教学内容,实现对学生针对性教学,并且使学生能发挥自己的特长,结合自身专业特点,通过计算机的使用将自己的想法表达出来。而这些首先是需要学生掌握计算机的使用,操作系统的应用,并且要清楚的了解自己需要什么软件才能将自己的想法表达出来,而这个软件需要什么用途,它的使用方法说明又是什么,使用技巧又是什么。作为音乐艺术类的专业需要,例如在声乐类中的作曲,乐器的制作完全可以凭借计算机进行设计,并且可以用电脑进行曲谱和声等效果的制作,还可以用计算机等进行音乐的歌唱,可以看到各种声乐的演唱以及技巧,并且可以通过视频看到许多著名音乐家的演。同样其它的专业和学科也能通过计算机得到自己所需要的东西,因而学生的学习不再是简单的平面化,而是更加立体化,也为学生学好专业基础课程打下良好的开端。通过一定时间的教学,可以结合学校举办一些相关活动,如学生歌唱比赛,计算机的知识竞赛,音乐和声演奏等多方面活动让学生使用自己的知识来参与并设计这些活动,展现自己的作品。在这个过程中,可以强化学生的操作技能,提高学生的知识运用能力。
三、结论
本文根据音乐艺术类学生的专业特点,分析了在目前的教育模式中存在的问题,并且提出了有关教学内容,设计以及实践等方面的改革措施和参考建议。创新能力的培养作为高等教育人才培养的重要指标,在计算机基础教学中,我们要结合专业特点和学科特点,在教学和实践中,树立新的教理念和教学思想,努力培养学生的创新能力和创新思维,全面提升学生的计算机素养。
一、“1+X”模块化教学方案
在教学过程中我们将课程分成两个阶段开展教学,一是与省一级考试相挂钩的,可称为“应试教育”阶段即模块中的“1”;二是介绍一种与专业相关的多媒体软件,此阶段可称为“素质教育”阶段即模块中的“X”,通过任务驱动的教学方式,让学生分组领取不同的学习任务,把选择的权利交给每一位学生,让学生以兴趣为导向、自学为主教师引导为辅进行探究式学习,培养主动学习意识、团队合作意识和创新意识,教师在这一过程中发挥了引导、答疑解惑的作用,最终完成任务。结合高等学校文科类专业大学计算机教学基本要求(2008年版)以及学院的实际情况,我们针对模块中的“X”部分又另外设置了3门选修课程,内容和学时安排见表格2,让学生在大二及大三选修,目的是进一步提高和强化他们的计算机应用操作能力。这3门课程是根据各专业的特点和要求遴选出来的,但并不表示后续课只能在这3门课中选开,可根据教学实际开设出其它的计算机课程。通过近5年的实践教学,这3门计算机课程已经成为每学期选修课的必开课程,深受学生的喜爱。
二、具体的改革措施
计算机相关课程是知识更新最快的学科之一,因此我们的教学应该及时更新教育观念,在继承传统教学方法合理部分的基础上,结合课程特点、生源特点,探索新型的教学模式,完善教学方法。
(一)由教师为中心转变为以学生为中心
学生是学习的主体,要避免出现教师讲、学生听,或者是教师示范、学生练习的被动局面。教师要成为教学过程中的设计者、引导者、促进者,设计和组织出富有创意的案例或任务,引导学生主动参与,在解决问题的过程中激发学生的探索与研究的热情,使他们成为教学过程的主体。比如我们在讲述Excel内容时,抛弃了书本介绍的案例,让学生带来班级成绩,根据教师列出的要求逐条解决问题,在这一过程中学会了公式、函数、排序、统计和格式设置等关键应用,比照本宣科地讲解效果要好很多。
(二)承认差别,发展个性
同一班级学生由于来自不同的地区,计算机基础存在较大的差异。在实际教学中,“应试教育”部分的要求对每位学生都是一样的,“素质教育”部分我们依据学生实际水平完成不同的任务,并用不同的标准对学生进行考核。在实际教学中注意抓两头:对于基础较差的学生,要多鼓励、多辅导。对基础较好的学生,则多放手、多支持,让他们主动地去帮助其他同学解决问题,进一步激发他们的积极性,这样既可以促进学生的个性发展,又可以让不同水平的学生都能找到自己的发展空间,有效的学习。
(三)钻研教学方法,讲究教学手段
教学方法与手段要服从于教学内容,针对计算机课程中不同的教学内容,我们设计不同的教学模式与教学方法,采用不同的教学手段。如在“应试教育”阶段我们采用精讲多练,通过讲授—练习—测试—反馈的过程,让学生在强化操作的同时加深对知识的理解。在“素质教育”阶段则采用任务驱动的教学方法,给学生分组布置不同的任务,让学生充分的发挥兴趣导向作用,在自主学习、团队合作中掌握软件的应用。
(四)基于网络教学平台,大力拓展课堂外教学
“网络+多媒体”的教育模式是现代教育发展的趋势,也是课堂的有效延伸。我们充分利用已经建设好的精品课程平台和手机教学平台,积极拓展教学模式。如今的课堂教学氛围变的轻松,学生不必因为上课一时没听懂而烦恼,随时可登陆省级精品课程平台或者手机教学平台查看老师上传微课堂的内容,基本实现了“翻转课堂”的目标并已经逐步将这一理念用于实际教育教学中;也可通过QQ、E-MAIL等方式与老师取得联系,把课堂延伸到了课外。通过丰富的网上资源,既开阔了学生的知识视野,又为学生提供了一个自由的学习环境,使学生在不断的学习中培养他们的自主性学习与创造性思维的能力,从而真正达到教育部高等学校计算机教学指导委员会对大学计算机基础课程教学所要求的使学生“掌握信息技术的基本理论知识以及运用信息技术处理实际问题的基本思维和规律”,也使得师生关系变的更加融洽。
三、教学改革的成效
计算机基础教学改革紧密结合艺术类院校的实际情况,针对不同系不同专业开展调研和教学尝试,提出了一种可行性很强的教学方案并付诸于具体教学实践中,主要取得了以下三方面的成绩:
1.在完成计算机基础教学内容的前提下,鼓励学生参加省计算机等级,从2011年到2013年的数据分析可以看出3年内学生参加省计算机等级考试的成绩逐年提高,合格率提高了15%优秀率提高了10%。此外设置多门与专业结合的拓展课程供学生选修,为进一步的专业学习打下基础。
2.通过拓展的选修课程,我们推荐和指导优秀学生参加了省大学生多媒体竞赛、杭州市科普动漫创意大赛、浙江省高职高专挑战杯比赛取得一些成绩,实现了理论教学到教学实践的成果转化。
3.学生的计算机技术能力从以前单一的office软件应用、操作系统的应用到如今音频、视频、海报、PPT多媒体综合应用等多种能力,无疑都是课堂教学改革的成果。
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