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緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇化學反應(yīng)工程緒論，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
【關(guān)鍵詞】 教學實踐; 有機化學; 教學效果
培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、知識面廣、動手能力強的全面發(fā)展的醫(yī)學復合型人才，是當前高等醫(yī)學教育面臨的一項緊迫任務(wù)。醫(yī)用有機化學教學是醫(yī)學基礎(chǔ)課程的重要組成部分，它對于培養(yǎng)學生獲取化學知識和實驗技能，培養(yǎng)科學的觀察能力、實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度和科學的學習方法具有重要的作用，并且也是提高學生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑。
醫(yī)用有機化學所涉及的內(nèi)容廣泛，概念比較抽象，分子結(jié)構(gòu)復雜，化學反應(yīng)多，但是由于課時的限制，不能深人展開講解，學生普遍感到難于理解，難于掌握。因此，作為授課教師，如何達到預期教學目的，取得良好的教學效果是教師經(jīng)常思索的問題。筆者近年來在承擔該門課的教學工作中，積累了一些經(jīng)驗，認為如果能根據(jù)學生的實際水平，把握醫(yī)用有機課程的特點，處理好教學中的幾個重要環(huán)節(jié)，靈活運用各種教學手段，將會取得事半功倍的效果。
1 精心設(shè)計緒論課教學.激發(fā)學生學習興趣
在高等醫(yī)學院校，一般將《醫(yī)用有機化學》放在大學一年級第二學期，與《醫(yī)用有機化學》同時開設(shè)的還有《解剖學》專業(yè)基礎(chǔ)課程。許多學生只重視專業(yè)課，對學習化學興趣不大。針對這種現(xiàn)狀，必須重視緒論課的教學，要認真鉆研教材，精心備課，用心安排好緒論課的內(nèi)容，要使學生充分認識到醫(yī)學離不開化學，激發(fā)學生學習有機化學的熱情。為此，我認為在緒論課上除了介紹有機化學的發(fā)展簡史外，還要講授以下兩個方面內(nèi)容：一是有機化學新的成就和貢獻以及有機化學與生命科學的關(guān)系。這就要求我們不能局限于教材，備課時應(yīng)該查閱文獻，了解有機化學的前沿，激發(fā)學生學習興趣。例如，可以通過列舉上世紀80年代以來諾貝爾化學獎的主要工作來分析化學的發(fā)展方向。因為通常諾貝爾化學獎所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的.但是這一評選則是以現(xiàn)代科學發(fā)展的眼光來進行的，一定程度上反映了對化學發(fā)展趨勢和方向的看法[1]。值得注意的是直接與生命科學有關(guān)的化學諾貝爾獎至少有10項之多。這些實例能夠激發(fā)學生科學地認識到化學在生理過程、疾病的防治、診斷、治療中的重要作用。人類全面揭開遺傳、變異繁殖、疾病、死亡等生命的奧秘必須依靠化學、醫(yī)學、分子生物學家們共同努力..。二是有機化學學科的特點、自己對學生的具體要求，以及授課計劃等。使學生對教材知識結(jié)構(gòu)有一個大概的了解，并且讓學生明白應(yīng)如何學習該課程。有機化學教材一般是按有機化合物的官能團體系劃分章節(jié)，在每一章節(jié)，先學習命名，然后對其中一種或幾種典型物質(zhì)進行結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用等內(nèi)容的學習，并掌握它們同系物的相似性和規(guī)律性，有很強的系統(tǒng)性。醫(yī)學專業(yè)學生要通過學習簡單有機分子的反應(yīng)，掌握有機化學的普遍原理，并初步具備聯(lián)等系體內(nèi)復雜反應(yīng)的能力。例如，醛與醇的親核加成反應(yīng)是糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成以及成苷反應(yīng)的基礎(chǔ)，含氮化臺物的性質(zhì)是蛋白質(zhì)和核酸中涉及的一些反應(yīng)的基礎(chǔ)。這就要求我們要授予學生有機反應(yīng)歷程的理論知識，而不是孤立地陳述一個個具體的反應(yīng)。因此緒論課上有必要介紹有機化學反應(yīng)幾大類型，使學生初步接觸自由基、親核試劑、親電試劑等概念，對有機化學反應(yīng)過程形成初步認識。
2 傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學手段相結(jié)合，有效提高教學效果
傳統(tǒng)的教學手段主要是課堂講授、板書和實物、模型的展示等。隨著多媒體技術(shù)的普及，多媒體在教學中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)教學手段與多媒體教學的結(jié)合，豐富了教學手段，提高了學生學習化學的興趣。有機化學結(jié)構(gòu)、反應(yīng)機制、電子效應(yīng)等教學，因?qū)W生缺乏空間結(jié)構(gòu)意識和空間想象力，故而在板書難以引起學生的共鳴。在教學實踐中，在一些內(nèi)容的講解上采用多媒體教學方法，收到了良好的效果[2]。如鹵代烴的親核取代反應(yīng)，按SNl歷程進行時，碳原子由SP3雜化的四面體構(gòu)型到SP2雜化的平面構(gòu)型，親核試劑有機會從這個平面兩邊與碳結(jié)合，理想狀況下得到一個外消旋產(chǎn)物。若按SN2歷程進行，則化合物經(jīng)歷一次瓦爾登轉(zhuǎn)化，發(fā)生構(gòu)型翻轉(zhuǎn)。我們用多媒體的三維動畫功能直觀地表現(xiàn)了這兩種不同的歷程，使學生很好地理解了反應(yīng)的詳細過程和立體化學變化，學生對內(nèi)容掌握較好。但是，同其他新技術(shù)的應(yīng)用都具有兩面性一樣，多媒體教學手段也有其局限性，如果過多地使用，學生會感覺速度過快，來不及深入思考和做筆記等。所以，我們在講解化合物的基本性質(zhì)時，仍主要采用板書形式，使師生間保持良好的互動。這樣將傳統(tǒng)和現(xiàn)代教學手段結(jié)合應(yīng)用，有效地提高了教學效果。
3 以“性質(zhì)一結(jié)構(gòu)”作為教學主線，提高學生學習效率
在歷年的教學中發(fā)現(xiàn)學生在學習有機化學時覺得有機化學內(nèi)容太多，頭緒太亂，難記難學。其實有機化學課程的中心內(nèi)容就是有機化臺物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，因此學習有機化學的重點應(yīng)放在認識化學結(jié)構(gòu)上。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)，“結(jié)構(gòu)性質(zhì)”就是掌握有機化學的“金鑰匙”。 在各章的教學中，講解化學性質(zhì)之前，以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”為出發(fā)點，對各類官能團的結(jié)構(gòu)特征，反應(yīng)特性作全面的剖析，使學生在接觸具體性質(zhì)之前，對結(jié)構(gòu)這一內(nèi)因?qū)瘜W性質(zhì)的決定性影響先有一個輪廓認識。有了這種理論對實際的指導作用，學生就會擺脫“不知其所以然”、“規(guī)律難尋”的狀況。
4 理論教學與實驗教學緊密結(jié)合
有機化學課程屬于實驗性較強的基礎(chǔ)課。特別是在目前理論課學時減少的情況下，實驗與理論課內(nèi)容充分結(jié)合具有深刻的意義，教學中應(yīng)高度重視。實驗教學是理論教學的重要補充，可驗證和鞏固有機化學的基本理論和化學性質(zhì)，而理論又可作為實驗的依據(jù)。如果某些理論內(nèi)容也安排了相應(yīng)的實驗，則在理論教學中著重強調(diào)基本理論、反應(yīng)機理，具體的反應(yīng)條件及影響因素等可以在實驗課上結(jié)合相應(yīng)的實驗進行詳細的講解。實驗課上教師通過提問或與學生討論將所學的基本理論與相應(yīng)的實驗結(jié)合起來，督促學生仔細觀察實驗現(xiàn)象，并用所學的理論解釋實驗中每一步操作的目的及出現(xiàn)的問題和實驗現(xiàn)象，通過實驗達到對理論內(nèi)容的強化理解，加深印象，同時，也提高了學生做實驗的熱情，避免只單純地做實驗、敷衍了事、簡單應(yīng)付的現(xiàn)象。另一方面，有機化學實驗與其他學科實驗一樣，對培養(yǎng)學生縝密思考、仔細觀察、主動探索問題、操作技能、嚴謹?shù)目茖W作風、搞科研的能力等方面有著不可低估的作用，同時也是提高學生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑。
5 建立多種考核方法
即使課堂講授，大部分學生可以理解，基本內(nèi)容都能掌握，但往往是期末考試效果并不理想。主要是有機化學的內(nèi)容多，前后各章聯(lián)系密切，學習后面忘記前面，難以做到融會貫通，不能綜合運用所學的知識解決問題。為改變一考定乾坤的局面，可以設(shè)想采用多種考核的方法，綜合、公正、客觀地給出成績：①加強平時成績的管理。書后習題作業(yè)、自學報告等都要進行量化考核，考核成績按一定比例計入到總成績中。②分散考核。把整個有機化學分成幾個模塊，如烷烴、烯烴、炔烴、共軛二烯烴、環(huán)烷烴作為一個模塊學習后，進行一次小范圍的考核，期末考試時，有關(guān)內(nèi)容可以少考或不考，以減輕學生期末復習的負擔。這樣的模塊可以分成幾個，如含有苯環(huán)的、具有相似性質(zhì)的化合物等，最后將期末考試與幾種考核方法結(jié)合起來，綜合分析，得出學生的最后成績。這樣能使學生抓緊平時學習的時間，全面地反映出學生的實際水平，避免考試前突擊學習，考試后印象不深的局面，為提高學生的素質(zhì)做出有益的嘗試。
有機化學實驗教學改革是一項復雜、艱苦、難度大的系列工程。在此只進行了初步探討，但還不夠深入和完善，我們會將此項工程伴隨整個化學實驗體系教學改革繼續(xù)開展下去。醫(yī)學有機化學的課程體系、教學內(nèi)容、教材建設(shè)是一項長期的系統(tǒng)工程，只有不斷跟蹤科技發(fā)展、與時俱進，才能滿足高等醫(yī)學教育不斷發(fā)展的要求。
【參考文獻】
1 鐘益寧.21世紀醫(yī)學有機化學教學與科研的改革設(shè)想.廣西中醫(yī)學院學報，2005，8(2)：137～139.
物理化學不僅是化學、化工專業(yè)學生的重要基礎(chǔ)課,同時也是藥學、食品科學、生物工程、建筑工程、材料工程等專業(yè)學生的理論基礎(chǔ)課[1~4]。該文中,筆者將針對目前藥學專業(yè)物理化學教學中存在的問題,提出了幾點提高該課程教學效果的體會。
1 物理化學在藥學專業(yè)的地位
藥學是連接健康科學和化學科學的醫(yī)療保健行業(yè),它承擔著確保藥品的安全和有效使用的職責。藥學專業(yè)培養(yǎng)具備藥學學科基本理論、基本知識和實驗技能,能在藥品生產(chǎn)、檢驗、流通、使用和研究與開發(fā)領(lǐng)域從事鑒定、藥物設(shè)計、一般藥物制劑及臨床合理用藥等方面工作的科學技術(shù)人才。
物理化學與藥學密切相關(guān)。新藥設(shè)計、藥物合成路線的選擇、工藝條件的確定、反應(yīng)速率及機制的確定都需要化學熱力學及化學動力學基礎(chǔ);藥物劑型的設(shè)計及研制,藥物的穩(wěn)定性及其在體內(nèi)的吸收、分布、代謝都與物理化學原理密切相關(guān)。近年來納米材料在藥學中受到廣泛重視,微粒分散系統(tǒng)在實現(xiàn)定時、定量、定位給藥中能夠發(fā)揮獨特的作用,表面化學、膠體化學是其重要基礎(chǔ)。事實上,從藥物的研發(fā)、生產(chǎn)、貯存到藥物的使用和吸收直至發(fā)揮作用,都與物理化學有關(guān)。物理化學也與藥學各專業(yè)課的學習密切相關(guān),是前期化學課程的規(guī)律總結(jié),也是后續(xù)藥學課程的理論和實驗基礎(chǔ)。
2 物理化學課程的特點及在教學過程中普遍存在的問題
我校的物理化學課程是藥學專業(yè)大二學生的專業(yè)基礎(chǔ)了,根據(jù)大綱要求設(shè)置理論課72學時、實驗課27學時,要求學生在一學期的時間內(nèi)完成熱力學、動力學、化學平衡、相平衡等十章學習內(nèi)容,學生普遍反映物理化學課程是“難學”的專業(yè)基礎(chǔ)課,究其原因,這與課程特點有關(guān)系。
(1)物理化學理論性強,內(nèi)容抽象,概念多、公式多、計算多,學生在學習過程中往往感到內(nèi)容繁雜,理解吃力。比如:熱力學狀態(tài)函數(shù)“熵S、吉布斯能G、亥姆霍茲能F”的導出及理解,學生普遍反映對于這類抽象的內(nèi)容在課堂上似乎聽懂了,但課后再看還是不理解。
(2)物理化學非常重視使用數(shù)學和物理方法,通過數(shù)學的嚴密推導得出系統(tǒng)各物理量間定量關(guān)系,進而獲得過程變化的規(guī)律。學生往往被繁雜的公式推導過程所困擾,在講授功W的計算時,系統(tǒng)變化過程不同(等溫條件、等壓條件、絕熱條件),計算的公式也不同,對于高等數(shù)學基礎(chǔ)薄弱的學生而言,往往糾結(jié)于公式推導中的積分、微分,而忘了推導公式的目的,導致盲目使用公式而得出錯誤的結(jié)論,久而久之,打擊了學生學習的積極性。
(3)物理化學課程主要講授基礎(chǔ)知識,教材中涉及與藥學專業(yè)應(yīng)用的實例較少,所以學生一般很難將理論知識與藥學實踐聯(lián)系在一起,缺乏了學習興趣。
3 提高物理化學課程教學效果的幾點體會
3.1 重視緒論課的講授,激發(fā)學生學習興趣
托爾斯泰說過“成功的教學所需要的不是強制,而是激發(fā)學生的興趣?！敝挥挟攲W生對問題有了強烈的興趣,才可能對問題大膽的去探究。學生能否大膽思考,善于思考,決定著學生能否能對知識牢固掌握和靈活運用。緒論是每門學科教學的第一課,也是課程建設(shè)中的重要一環(huán)。上好緒論課對于物理化學課程而言顯得尤為重要。該課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課,通過緒論的講授,應(yīng)充分調(diào)動學生的學習興趣,營造學生主動學習的學習氛圍。
一般,緒論部分包含三方面的內(nèi)容:物理化學的任務(wù)和內(nèi)容、物理化學的發(fā)展及其與藥學的關(guān)系、物理化學的學習方法。在講授過程中,我們可以通過設(shè)疑、舉例、講解的方法凸顯物理化學的重要性。通過課堂提問“金剛石可以變成石墨,石墨能不能變成金剛石呢?如果想讓石墨變成金剛石,需要施加怎樣的外界條件呢?”,告訴學生這個問題可以通過化學熱力學的知識進行預測,從而引出化學熱力學,告訴學生化學熱力學可以解決藥物合成工業(yè)中的能量衡算與能量的合理利用、設(shè)計新的反應(yīng)路線的可能性和反應(yīng)限度問題。通過提問“為什么有些藥物要求病人一天吃一次,而有些要求一天吃三次”,告訴學生類似的問題可以運用化學動力學的知識解答,告訴學生藥物生產(chǎn)工藝條件的優(yōu)化和工藝流程的選擇、藥物制劑的穩(wěn)定性和有效期預算、藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝等過程都設(shè)計化學動力學知識,化學動力學是解決這些問題的理論基礎(chǔ)。
3.2 根據(jù)專業(yè)課程的要求,調(diào)整教學內(nèi)容,做到有所側(cè)重,適當取舍
第一,根據(jù)專業(yè)特點選擇教學內(nèi)容。結(jié)構(gòu)化學是物理化學的重要組成部分,對于綜合性大學化學專業(yè)的學生,這是必修課,但對于藥學專業(yè),結(jié)構(gòu)化學與后續(xù)課程及實際應(yīng)用聯(lián)系較少,所以藥學專業(yè)重點講授化學熱力學、化學動力學、電化學、表面化學、膠體與大分子系統(tǒng)。同時,電化學知識已在無機化學課程學習中有所涉及,應(yīng)避免重復講解。
第二,要求學生弱化對公式推導過程的掌握,重點把握公式的物理意義和使用條件。強調(diào)公式推導過程是為了更好的理解公式的物理意義及使用條件,完全掌握固然好,但如果無法掌握也不用過于糾結(jié),重點是要把握公式的物理意義和使用條件,掌握各個公式的使用條件。 第三,降低理論難度,重點教會學生物理化學的思維方法。物理化學的抽象化、理想化的思維方法是學生感到物理化學難學的原因之一,但這種思維方法是符合認知規(guī)律的,學生通過物理化學的學習,應(yīng)了解和學會這種思維方法。比如:理想狀態(tài)是比較簡單、容易考察的狀態(tài),物理化學往往從理想狀態(tài)入手,研究其內(nèi)在規(guī)律,在此
規(guī)律的基礎(chǔ)上加以修正,使其適合非理想即實際條件的使用。比如:在講解化學反應(yīng)等溫方程式時,方程式的推導以理想氣體作為考察對象,壓力以PB表示,此公式可以推廣到實際高壓氣體,處理方法為:給PB乘以校正因子γB得到表征真實氣體壓力的物理量逸度fB,用fB來代替PB。 3.3 注重課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和整體性講授,強調(diào)知識的連續(xù)性和相關(guān)性
物理化學的前后內(nèi)容有非常緊密的聯(lián)系,講授過程中應(yīng)強調(diào)知識的邏輯性和系統(tǒng)性,注重知識的歸納總結(jié)。教材中章節(jié)雖多,但主要內(nèi)容只涉及兩部分:化學熱力學和化學動力學。除了化學動力學,其他章節(jié)均可理解為化學熱力學相關(guān)內(nèi)容:熱力學第一規(guī)律和熱力學第二規(guī)律是化學熱力學的基本規(guī)律,其他章節(jié)均為這兩個基本規(guī)律的應(yīng)用,比如將基本規(guī)律應(yīng)用于化學反應(yīng)就衍生出化學平衡的知識,應(yīng)用于多組分系統(tǒng)就衍生出多組分系統(tǒng)熱力學和相平衡,應(yīng)用于電化學反應(yīng)就衍生出電化學知識等。
3.4 注重實驗教學,培養(yǎng)學生運用理論知識分析問題、解決問題的能力
課程的理論教學和實驗教學是相輔相成的,好的實驗課將有助于更好的理解理論知識,通過實驗操作學生也更能體會理論知識的作用。比如:通過“蔗糖水解”實驗,利用旋光儀測定蔗糖在酸存在下的水解速度常數(shù),可以讓學生更好的理解一級反應(yīng)(或準一級反應(yīng))。要讓把實驗課與理論課放在同等重要的地位,要求學生課前預習實驗,課后對實驗數(shù)據(jù)做認真處理,體會理論與實踐的結(jié)合,培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力。
3.5 重視習題的重要性,通過學生課后練習,做到及時反饋對知識的理解程度
習題是學好物理化學的重要環(huán)節(jié)。雖然主張大學生的學習以自主安排為主,但對于物理化學課程的學習,我們提倡教師每節(jié)課都應(yīng)根據(jù)所學知識挑選難度適中的習題作為課后練習布置給學生,通過習題強化對知識的鞏固。同時,對于學生普遍感覺困惑的習題,應(yīng)抽出時間講解,及時幫助學生查漏補缺。
摘 要：有機化學是醫(yī)學院校的一門重要基礎(chǔ)課。近年來,隨著教育教學改革發(fā)展,使醫(yī)學有機化學的教學面臨不少困境,如理論課時的減少,學生人數(shù)的擴增,學生基礎(chǔ)參差不齊等。對此,本文作者分別提出了具體解決方法,并在實踐中進行了應(yīng)用,取得了良好的教學效果。
關(guān)鍵詞：有機化學論文
有機化學是一門集理論性、實踐性和系統(tǒng)性為一體的學科。醫(yī)學有機化學是醫(yī)學、藥學以及生命科學等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一。它銜接無機化學，并為后續(xù)的生物化學、微生物學、免疫學、藥物化學、藥理學和醫(yī)學檢驗等課程提供了必備的基礎(chǔ)知識和基本理論。醫(yī)學有機化學的內(nèi)容雖與化學、化工、生物工程等專業(yè)的有機化學課程大致相同，但教學的側(cè)重點、教學的方法須有所差異，對任課教師也提出了更高的要求。筆者從自身的教學實踐出發(fā)，從以下4個方面談醫(yī)學有機化學教學實踐中。
一、了解學生化學基礎(chǔ)
筆者所在學校的醫(yī)學專業(yè)面向全國招生，而現(xiàn)階段各省或地區(qū)的高考政策不盡相同，部分新生參加了化學學科的高考，因而具有較為系統(tǒng)的中學化學知識結(jié)構(gòu)，同時對基本的元素、物質(zhì)以及化學反應(yīng)有一定的認識，這類學生具備較好的學習醫(yī)學有機化學的基礎(chǔ);另有部分考生，未參加化學學科的高考，在高中階段學業(yè)水平測試之后便停止了化學的繼續(xù)學習，這部分新生的中學化學基礎(chǔ)薄弱，普遍存在概念模糊，對元素、官能團的認知不清以及對化學反應(yīng)幾乎一無所知的問題，這些問題導致這部分學生學習困難，課堂參與度低，進一步導致學習興趣和信心的喪失，最終難以順利完成該課程的學習任務(wù)。
針對不同生源的中學化學基礎(chǔ)參差不齊的情況，我們不僅需要在合班上課時考慮班級合理編排，更需要在課堂教學中照顧到基礎(chǔ)薄弱的學生，同時滿足基礎(chǔ)較好的學生更高的學習需求。另外，我們嘗試適當安排時間對基礎(chǔ)薄弱的學生單獨進行中學化學的重要知識點的回顧和講解，將有利于這部分學生跟上該課程的課堂教學進度，也有助于他們對后續(xù)課程的學習。
二、引導學生系統(tǒng)建立有機化學知識結(jié)構(gòu)
多數(shù)有機化學教材，包括該校使用的醫(yī)學有機化學教材均按照化合物類型(如烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、醛酮、羧酸及其衍生物、糖、氨基酸和蛋白質(zhì)……)進行章節(jié)編排，雖利于學生依據(jù)化合物類型建立知識結(jié)構(gòu)，但各章節(jié)內(nèi)容仍稍顯分散，知識點較為繁雜，學生掌握不易。為了學生能夠從最基本的有機化學概念、原理出發(fā)建立完善的有機化學知識體系，我們有意識地加強了緒論部分尤其是關(guān)于有機結(jié)構(gòu)和有機反應(yīng)的基本理論的闡述。
比如：緒論中我們介紹有機化學反應(yīng)包含兩個基本的組成：反應(yīng)物共價鍵的斷裂以及產(chǎn)物共價鍵的生成。共價鍵的斷裂方式只有兩種：異裂和均裂。前者產(chǎn)生自由基，后者產(chǎn)生離子對，兩者均為有機反應(yīng)的活性中間體，大多數(shù)有機反應(yīng)與這兩種活性中間體的生成及參與有關(guān)，從而派生出有機反應(yīng)的三個基本類型：自由基反應(yīng)、離子型反應(yīng)(親核或親電反應(yīng))以及協(xié)同反應(yīng)。
在后續(xù)章節(jié)的講解中，我們將具體反應(yīng)歸屬到上述基本反應(yīng)類型進行講解。比如：講解烯烴的化學性質(zhì)時，引導學生關(guān)注碳正離子如何形成、如何穩(wěn)定以及如何參與化學反應(yīng);講解羥醛縮合時，引導學生關(guān)注碳負離子如何形成、如何穩(wěn)定以及如何參與親核反應(yīng)。這樣不僅讓學生能夠從根本上理解反應(yīng)，并且能夠圍繞基本反應(yīng)的類型及活性中間體，將內(nèi)容龐雜的知識點進行歸類并逐步建立相應(yīng)的知識體系。
三、注重有機化學與醫(yī)學的學科交叉
有機化學之所以成為醫(yī)學專業(yè)的基礎(chǔ)課程，不僅因為有機分子是構(gòu)成動物、植物體的基本單位，體內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)換及能量傳遞也均與有機化學反應(yīng)息息相關(guān)。在醫(yī)學有機化學的教學中，我們有意識地引入相關(guān)的醫(yī)學知識，在強化對知識點理解的同時，闡釋相關(guān)的生物學或醫(yī)學現(xiàn)象，從而提升學生對有機化學的學習興趣和熱情。例如：在講解立體化學這一章節(jié)時，我們開篇即以“反應(yīng)?！?沙利度胺)事件為例，讓學生認識到確定化合物立體構(gòu)型的重要性。在20世紀50～60年代，“反應(yīng)?！痹谂R床上被普遍用于抑制孕婦的妊娠反應(yīng)，但隨之而來的大量“海豹畸形嬰兒”的出生使該藥物被禁止使用。后來的研究表明，當時使用的藥物“反應(yīng)?！睂嶋H為一對對映體混合物，即安全的R構(gòu)型及致畸的S構(gòu)型的混合物。通過這一實例，學生自然意識到立體化學對于有機化合物結(jié)構(gòu)的重要性，課堂專注度也顯著提高。
在具體章節(jié)的講解中，我們還嘗試以常見藥物分子為例來闡釋相關(guān)的官能團或者分子片段，做到醫(yī)學、藥學知識與有機化學知識點的融合。比如：在羧酸及其衍生物的講解中，我們以青霉素等為例向?qū)W生介紹了含特殊結(jié)構(gòu)片段――“β-內(nèi)酰胺”的一類抗生素，使學生對酰胺的理解得以強化。同時，我們還對青霉素的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展和臨床應(yīng)用背景進行了介紹，從而一定程度上激發(fā)了學生對醫(yī)學研究的興趣。如圖1
（鹽城工學院化學與生物工程學院，江蘇 鹽城 224051）
【摘要】本文介紹了無機及分析化學緒論課教學的重要性，并根據(jù)筆者多年的教學實踐，提出了提高無機及分析化學緒論課教學質(zhì)量的有效方法。
關(guān)鍵詞 無機及分析化學；緒論課；教學方法
How to Tell a good Introduction Class of Inorganic and Analytical Chemistry
XU Mao-rong
(School of Chemical and Biological Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng Jiangsu 224051, China)
【Abstract】This paper introduces the importance of the introduction class the teaching inorganic and analytical chemistry. According to many years´ teaching practice of the author, this paper puts forward the effective method to improve the teaching quality of inorganic and analytical chemistry the introduction class.
【Key words】Inorganic and analytical chemistry; The introduction class; Teaching methods
無機及分析化學是我校材料、高分子、環(huán)境、海洋、食品、環(huán)工及生物類等專業(yè)一年級學生必修的重要基礎(chǔ)課程之一。該課程有機融合了無機化學和分析化學兩門基礎(chǔ)化學課程，使用的是嚴新、徐茂蓉主編的《無機及分析化學》教材，主要教學內(nèi)容包括:緒論、化學反應(yīng)的基本原理、酸堿平衡與酸堿滴定法、沉淀溶解平衡與沉淀滴定法、原子結(jié)構(gòu)和元素周期律、化學鍵和晶體結(jié)構(gòu)、配位平衡與配位滴定法、電化學基礎(chǔ)與氧化還原滴定法等基礎(chǔ)知識，教學內(nèi)容多，教學學時少（64學時）。緒論課教學的好壞，將直接影響學生進入大學學習階段能否快速適應(yīng)、理解教學目標、抓住各章重點，并在激發(fā)學生對本課程的學習興趣和形成良好的學習方法等方面起著至關(guān)重要的作用。但在目前的教學中，一些教師對緒論課的重要性并沒有重視，要么照本宣科，要么隨意發(fā)揮，毫無章法，使學生失去了學習的熱情。事實上，一堂精彩的緒論課往往是教師精心準備的結(jié)果。它能激發(fā)學生學習興趣，同時又是實施教學內(nèi)容的前奏曲，貫穿整門課程。
1 樹立學生學習自信心
無機及分析化學是學生進入大學學習的第一門化學基礎(chǔ)課，它包含的知識面廣，內(nèi)容多，教與學都有一定的難度。緒論課是課堂教學的第一課，如何讓學生在第一堂課對無機及分析化學有大致的了解,并在最短的時間里激發(fā)學生學習此課程的興趣，變被動學習為主動學習，積極主動配合教師的教學，為全課程的學習和取得良好的教學效果打下基礎(chǔ)。根據(jù)筆者多年的教學經(jīng)驗，在上第一堂課的時候，很多學生對于學習無機及分析化學非常迷茫，經(jīng)常提出兩個問題：一是無機及分析化學與所學專業(yè)有什么關(guān)系？二是化學基礎(chǔ)差能學好無機及分析化學課程嗎？
由于大一學生對自己的專業(yè)培養(yǎng)目標及就業(yè)方向了解很少，因此學生對這門基礎(chǔ)課程的重要性認識不夠，甚至一些學生認為學這門基礎(chǔ)課沒有用，失去了對無機及分析化學學習的動力。為了引起學生的高度重視，應(yīng)先向?qū)W生介紹這門課程的重要意義，強調(diào)學好無機及分析化學的知識和技能關(guān)系到能否掌握后繼的各門專業(yè)課，并會進一步影響到將來從事實際工作的能力和水平，使學生產(chǎn)生必須學好這門課程的思想認識。同時教學應(yīng)與時俱進，在學生掌握了基礎(chǔ)知識、基本原理和基本技能的基礎(chǔ)上，結(jié)合各自專業(yè)，拓寬知識面，使其對專業(yè)方向有比較清晰的認識，激發(fā)他們的學習興趣和積極性，讓專業(yè)基礎(chǔ)課確實發(fā)揮承前啟后的作用[1]。
教師從緒論課開始就應(yīng)該幫助學生樹立自信。我校的大一新生大部分來自本省，學生的化學基礎(chǔ)，基礎(chǔ)參差不齊。經(jīng)調(diào)查，有些高考選修測試科目選考化學的學生的化學基礎(chǔ)比較好；大約五分之三的學生選修測試科目沒選考化學，其化學基礎(chǔ)非常薄弱。面對那些基礎(chǔ)不好、對化學學習缺乏信心的學生，作為教師，要幫助他們從一開始就樹立學習信心。依據(jù)前面教過的一些學生進入大學之前化學基礎(chǔ)差，但是努力學習后取得了好成績的事實。在緒論課上，給剛學這門課的學生講講學兄學姐們的成功事例，讓學生認識到成功并不難，從而樹立起學習的信心。緒論課的目的正是要解決學生的這些疑問，讓學生積極主動參與到教學活動中來，從而發(fā)揮自己的主觀能動性，達到“我要學”、“愿意學”。
2 明確本課程的教學安排和要求
講授緒論課的主要目的是向?qū)W生介紹無機及分析化學學科的概況和教材的整體框架，揭示各章節(jié)內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，勾畫整個課程的教學主線，明確各章節(jié)教學的先后順序和學時安排，以利于學生自主、靈活地學習相應(yīng)的具體內(nèi)容，提高教與學的效果。并應(yīng)將相應(yīng)的考核方式及評分標準告知學生，使學生明確應(yīng)如何學習該課程。另外，還應(yīng)有相應(yīng)的措施鼓勵學生積極參與，如在考核時考慮學生的課堂表現(xiàn)等。
3 明確緒論課的特點并突出教學重點
有些教師的緒論課內(nèi)容冗長，自己講得累，學生聽得暈，卻抓不到重點，教學效果自然不理想。作為教師在緒論課教學中應(yīng)注意以下幾點：
首先，緒論課是對本課程的綱要性概括。要做到概括得條理清楚、脈絡(luò)清晰，教師必須對教材內(nèi)容理解透徹，教學目標明確，教學重點、難點突出，從而形成教學提綱。
其次，緒論課的教學內(nèi)容是在教師對無機及分析化學課程進行總結(jié)性概括的基礎(chǔ)上形成的，具有一定的抽象性和枯燥性。故在教學中若將教學內(nèi)容和多種教學方法相結(jié)合，采取啟發(fā)法、舉例法、討論法等多種教學手段，提高學生學習興趣，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，同時加強學生對所學知識的理解[2]。
4 注重理論課和實驗課教學的有機結(jié)合
教師在教學中應(yīng)認真貫徹理論教學與實踐相結(jié)合的原則，用所學理論知識指導實驗，這樣才能達到學以致用的教學宗旨。例如介紹精密度的表示時，聯(lián)系氫氧化鈉標準溶液的配制與濃度標定實驗，用相對平均偏差表示結(jié)果的精密度，既了解了實驗中對分析結(jié)果精密度的要求，又加深了對表示方式的理解。促進學生認識到學好無機及分析化學的重大意義，以便很好地激發(fā)學生學習的興趣。
總之，內(nèi)容充實、形式新穎的緒論課對整個課程教學的順利進行具有重要的積極推動作用。不僅要求每一位教師講好緒論課，而且還要不斷提高和完善自己，講好課程中的每一節(jié)課。
參考文獻
［1］楊紅梅.工科類無機及分析化學課程教學模式改革及實踐[J].科技創(chuàng)新導報,2010(2):231,233.
興趣是最好的老師，要學好無機及分析化學，首先要激發(fā)學生的興趣。第一，在無機及分析化學這門課的緒論課上，主要介紹化學的作用及學習方法。第二，闡明化學與人類生活之間密切聯(lián)系，激發(fā)學生的學習。第三，無機及分析化學是化學、化工類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課，其作用無論是對以后的專業(yè)課學習還是將來從事工作都具有重要的意義。第四，在平時的課堂教學中，可以多講一些貼近生活的例子，激發(fā)學生學習的興趣。例如，在介紹影響化學反應(yīng)速率的因素時，舉例說明，夏天食物容易變質(zhì)，我們可以將食物放進冰箱中保存，以防止變質(zhì)。這是通過降低溫度，達到降低食物變質(zhì)的速率。汽車尾氣CO和NO是嚴重的環(huán)境污染物，從熱力學的角度講，CO+NON2+CO2可以發(fā)生，但是遺憾的是，在通常狀況下，該反應(yīng)進行的非常之慢，以致不能有效地去除車道內(nèi)的CO和NO。因此，有必要對化學反應(yīng)的速率問題進行研究，必須考慮外界因素對反應(yīng)速率的影響，由此可引出本節(jié)課要學習的內(nèi)容。第五，在教學過程中，穿插介紹一些與知識點相關(guān)的科技發(fā)展新動態(tài)及前沿知識，以此調(diào)動學生學習的積極性。
2綜合利用各種教學方法
現(xiàn)階段的教學方法多種多樣，而在實際教學中，各種教學方式應(yīng)該相互結(jié)合、取長補短。根據(jù)我校無機及分析化學教學團隊多年來教學中的經(jīng)驗，可以概括為以下幾點:第一，增加課堂討論。針對一些在學習過程中遇到的問題，教師應(yīng)該指導學生搜集資料，進行課堂討論。在討論的過程中培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力;第二，讓學生走上講臺。讓學生走上講臺不僅可以體驗教師備課的準備過程，還可以鍛煉學生的能力;第三，運用多媒體教學，可以使微觀概念及理論形象化。例如，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)這一章，學生一般較難理解，如果用多媒體課件和化學軟件以動畫的形式去展現(xiàn)，課程內(nèi)容會更加形象、生動。這樣的教學不僅有利于學生理解、記憶，還可以活躍課堂氣氛。第四，對于公式推導，應(yīng)該板書推理過程引導學生理解。在教學中應(yīng)避免盲目使用多媒體教學，要將多媒體與其他教學手段結(jié)合起來，才會使學生理解公式的推導過程，并能較好的應(yīng)用公式。
3培養(yǎng)學生能力
為了調(diào)動能源化學工程專業(yè)學生對無機及分析化學基礎(chǔ)課程的興趣，可以積極組織各類化學競賽活動。我省有各類化學競賽，例如:化學視頻大賽，化學實驗競賽和趣味化學競賽等。近年來，教育部門堅持開展國家級、省部級大學生創(chuàng)新實驗項目，有望培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力，推動全民創(chuàng)新。此外，為了鼓勵和培養(yǎng)大學生創(chuàng)新激情及能力，我們學校也開展了大學生創(chuàng)新實驗項目。該項目均是由學生親自撰寫項目申請書，申請答辯ppt，中期考核表，結(jié)題報告和結(jié)題答辯ppt等資料。這不僅培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力，還為學生日后工作和學習培養(yǎng)科學合理的方法和實踐能力提供了基礎(chǔ)。
4適應(yīng)專業(yè)要求
能源化學工程專業(yè)的技術(shù)性和實踐性較強，在無機及分析化學的教學中，要把握專業(yè)的特殊要求，認真學習我校能源化學工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，深入研究教學大綱，充分了解無機及分析化學在整個專業(yè)課程體系中的作用，明確教學過程中的內(nèi)容和重難點。例如，化學熱力學和化學動力學章節(jié)的內(nèi)容應(yīng)該詳細講解。這部分內(nèi)容對于能源化學工程專業(yè)的學生而言，可以更好地理解能源轉(zhuǎn)化及利用過程中的一般規(guī)律，為高效、低碳環(huán)保使用能源奠定基礎(chǔ)。
5結(jié)論
在《材料化學》緒論課的教學過程中，采用啟發(fā)引導教學方式，以“材料、材料與化學、材料化學”為主線進行教學設(shè)計，通過講解材料發(fā)展中的化學，引入材料科學與化學的區(qū)別與聯(lián)系，重點從材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用四個方面講授了材料研究中的化學問題，使學生對本課程的內(nèi)容有了清晰的認識，激發(fā)了學生學習本課程的信心和興趣，并取得了滿意的教學效果。
關(guān)鍵詞:
材料化學;緒論課;教學設(shè)計
材料化學是材料科學與化學的交叉學科，伴隨著材料科學的發(fā)展而誕生和成長，即是材料科學的重要部分，又是化學學科的一個分支［1］。目前，很多高等學校的化學和材料類專業(yè)開設(shè)了《材料化學》這門課程?！恫牧匣瘜W》是南陽師范學院材料化學專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，對于培養(yǎng)學生的材料科學基礎(chǔ)知識，分析和解決材料制備和應(yīng)用中的化學問題的能力起到了關(guān)鍵作用。但是該課程涉及的知識面廣泛，內(nèi)容龐雜、概念甚多、加上課程改革，理論課時數(shù)減小，學生在學習《材料化學》課程過程中，普遍存在概念混淆、重點難以掌握等問題。緒論是一門課程的開場白和宣言書，是師生之間學習和交流的起始點，能為學生建立起一門課程的知識輪廓。通過對緒論進行學習，學生可以了解課程在所學專業(yè)中所處的地位和作用，以及該課程的教學內(nèi)容、學習方法和考核方式等問題［2］。如何激發(fā)學生學習該課程的興趣，提高課程的教學質(zhì)量，緒論課在整個課程教學中有著舉足輕重的地位。結(jié)合近年來的教學實踐，就如何講好《材料化學》緒論課談一些心得。
1首先明確課程性質(zhì)、特點及地位
教學之初，首先明確該課程作為專業(yè)核心課程的重要地位，是學習后面材料專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程，同時明確考核方式，加強學生對本課程的重視程度。材料化學是材料科學和化學學科的交叉學科，課程內(nèi)容既涉及工程材料應(yīng)用中的實際問題，又包括材料結(jié)構(gòu)及制備中的化學問題。作為一門交叉學科，很多知識點與材料學和化學課程中的相關(guān)內(nèi)容重復，很多學生以為學過相關(guān)知識，就會從思想上松懈。然而，相關(guān)知識點雖然出現(xiàn)重復，但在不同學科中講授的重點是不同的。在講授材料化學課程的過程中，要著重培養(yǎng)學生利用化學的思維解決材料科學中的問題，使學生深刻領(lǐng)會化學與材料科學交叉的重要意義。通過一些實例，講解本課程與化學和材料相關(guān)課程的區(qū)別和聯(lián)系，使學生更加深入了本課程的性質(zhì)和地位。材料科學是偏實際應(yīng)用的工科課程，化學是偏理論的理科課程，材料化學則是利用化學的理論解決材料應(yīng)用中的實際問題。
2材料
以材料的實際應(yīng)用為引子，如材料在航天航空、交通運輸、電子信息、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，帶領(lǐng)學生進入學習狀態(tài)，引導學生回想什么是材料?材料的種類?提出材料是對人類有用的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展，征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ);是人類進步的里程碑。然后介紹材料的發(fā)展歷史，說明人們對材料的使用，是從最早的天然材料，依次經(jīng)歷了陶瓷、青銅、鐵、鋼、有色金屬、高分子材料以及新型功能材料。根據(jù)材料的發(fā)展史，啟發(fā)學生思考材料研究和發(fā)展過程中的規(guī)律和特點。人們對材料的使用經(jīng)歷了從天然材料到合成材料，從傳統(tǒng)材料到新興材料。傳統(tǒng)的材料主要以經(jīng)驗，技藝為基礎(chǔ)，材料靠配方篩選和性能測試，通過宏觀現(xiàn)象建立的唯象理論對材料宏觀性能定性解釋，不能預示性能和指明新材料開發(fā)方向，而新型材料則以基礎(chǔ)理論為指導。材料科學的歷史表明，當一種全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的進展就常常隨之而來?；瘜W的發(fā)展往往導致材料技術(shù)的實質(zhì)性進步。在新材料的研發(fā)和材料工藝的發(fā)展中，化學一直擔當著關(guān)鍵的角色［3］。任何新材料的獲得都離不開化學，以石墨烯為例，物理學家主要關(guān)注其電子結(jié)構(gòu)及輸運理論，材料學家主要測試材料的電磁、光電、傳感和催化等性能，而化學家的任務(wù)則是利用化學氣相沉積和插層剝離等方法制備該材料。只有通過化學氣相沉積法制備出高質(zhì)量大尺寸的石墨烯，才能推動石墨烯在電子信息領(lǐng)域走向?qū)嵱没?/p>
3材料與化學
材料化學是材料科學與化學學科的交叉，很多學生容易混淆材料科學和化學的研究范疇。在本課程的第一節(jié)課，一項重要的任務(wù)是使學生明確材料科學和化學的研究內(nèi)容和范疇，這對于后續(xù)相關(guān)概念的講解至關(guān)重要。材料科學的研究對象是材料，材料是對人類有用的物質(zhì)，指的是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。而化學的研究對象是物質(zhì)，物質(zhì)是構(gòu)成人類物質(zhì)世界的基礎(chǔ)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料;材料科學是一門研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與材料性能及應(yīng)用之間相互關(guān)系的科學;而化學則是從原子和分子角度研究物質(zhì)的組成，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)變規(guī)律的科學。因此，化學研究的尺度范圍是原子、分子、分子納米聚集體。材料科學最早研究的尺度范圍在微米以上，如鋼和陶瓷的組織結(jié)構(gòu)。隨著一些新興材料的出現(xiàn)和發(fā)展，人們對材料的研究甚至小到電子結(jié)構(gòu)。如近些年發(fā)現(xiàn)的拓撲絕緣體，其表面導電，體內(nèi)不導電的性質(zhì)由其拓撲的能帶結(jié)構(gòu)決定，而該拓撲結(jié)構(gòu)則與電子的自旋運動有關(guān)，研究拓撲絕緣體必須從電子自旋角度認識其結(jié)構(gòu)。因此，材料科學的研究范疇不斷拓展，并于其它學科交叉。
4材料化學
通過學習材料的發(fā)展歷程、材料科學與化學之間的區(qū)別和聯(lián)系，學生已經(jīng)對材料化學有了一定的認識，引導學生給材料化學下一個定義。材料化學是關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用的化學。本校材料化學專業(yè)選用曾兆華、楊建文編著第二版《材料化學》作為教材，教材的章節(jié)也是按照材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用進行安排的［4］。在這部分內(nèi)容講授過程中，可以讓學生以教材目錄為參照，講到相關(guān)內(nèi)容可以與教材相關(guān)章節(jié)進行對應(yīng)。
4.1材料的結(jié)構(gòu)
從三個層次講解材料的結(jié)構(gòu)，分別是電子原子結(jié)構(gòu)、晶體學結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。電子原子結(jié)構(gòu)在很大程度上影響材料的電、磁、熱和光的行為，并可能影響到原子鍵合的方式，因而決定材料的類型。在這個層次上研究的化學問題主要涉及原子序數(shù)、相對原子量、電離勢、電子親核勢、電負性、原子及離子半徑等。原子序數(shù)決定了材料的化學組成，電負性決定材料內(nèi)部原子之間的鍵合方式，從而影響材料的導電性、強度和熱膨脹系數(shù)等。晶體學結(jié)構(gòu)主要指原子或分子在空間排列的方式，根據(jù)原子排列的有序性，將材料分為晶體和非晶體。晶體中出現(xiàn)局部無序，或?qū)硐刖w的產(chǎn)生偏離，則出現(xiàn)缺陷。缺陷的存在影響材料的力學性能和電學性能等。如在本征硅內(nèi)部摻雜磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成雜質(zhì)原子缺陷，增加本征硅的導電性，形成N型半導體。組織結(jié)構(gòu)主要指材料的物相組成及結(jié)構(gòu)、晶粒的大小和取向等。在大多數(shù)金屬、某些陶瓷以及個別聚合物材料內(nèi)部，晶粒之間原子排列的變化，可以改變它們之間的取向，從而影響材料的性能。一般來說，減小金屬的晶?？梢越档推淙埸c。在這一結(jié)構(gòu)層次上，顆粒的大小和形狀起著關(guān)鍵作用。大多數(shù)材料是多相組成的，控制材料內(nèi)部物相的類型、大小、分布和數(shù)量可以調(diào)控材料的性能。
4.2材料制備
材料合成與制備就是將原子、分子聚集在一起，并轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列過程。材料制備的方法和工藝影響材料的結(jié)構(gòu)，從而影響材料的性能。根據(jù)制備原理的不同，材料制備方法可以分為物理法和化學法。物理法指在材料制備過程中，僅改變材料內(nèi)部原子或分子的聚集狀態(tài)，不涉及化學反應(yīng)的方法。如真空鍍膜、濺射鍍膜、脈沖激光沉積法等?；瘜W法則在材料制備過程中，涉及化學反應(yīng)，并且有新物質(zhì)的生成。如固相反應(yīng)法、有機合成法、水熱法、沉淀法、化學氣相沉積法等。以石墨烯材料為例講解材料的制備方法。石墨烯作為二維單原子層材料，既可以采用物理法制備，也可以采用化學法制備。2004年發(fā)現(xiàn)石墨烯的報道，便是采用簡單的膠帶對撕方法制備，該方法依靠外力使石墨片層克服層間范德華力，使層與層之間分離，從而獲得單層石墨，該方法也稱為物理機械剝離法。利用甲烷、乙烯等烴類氣體作為碳源，鎳、銅、金等金屬作為基片，采用化學氣相沉積法則可以制備高質(zhì)量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨為原料，利用化學插層剝離的方法也可以用來制備石墨烯［5］。但不同方法制備獲得石墨烯的尺寸及性能差別較大，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域采用的石墨烯制備方法是不同的。
4.3材料性能
材料的性能由其結(jié)構(gòu)決定，與材料制備的工藝和方法有關(guān)。性能是指材料固有的物理、化學特性，材料性能決定了其應(yīng)用。廣義地說，性能是材料在一定的條件下對外部作用的反應(yīng)的定量表述，例如力學性能是材料對外力的響應(yīng)、電學性能是對電場的響應(yīng)、光學性能是對光的響應(yīng)等。因此，材料的性能可分為力學性能和特殊的物理性能。常見的力學性能包括材料的強度、硬度、塑性、韌性等。力學性能決定著材料工作的好壞，同時也決定著是否易于將材料加工成使用的形狀。鍛造成型的部件必須能夠經(jīng)受快速加載而不破壞，并且還要有足夠的延性才能加工變形成適用的形狀。微小的結(jié)構(gòu)變化往往對材料的力學性能產(chǎn)生很大的影響。材料特殊的物理性能包括電、磁、光、熱等行為。物理性能由材料的結(jié)構(gòu)和制造工藝決定。對于許多半導體金屬和陶瓷材料來說，即使成分稍有變化，也會引起導電性很大變化。過高的加熱溫度有可能顯著地降低耐火磚的絕熱特性。少量的雜質(zhì)會改變玻璃或聚合物的顏色。
4.4材料應(yīng)用
材料化學已經(jīng)滲透到現(xiàn)代科學技術(shù)的眾多領(lǐng)域，如電子信息、環(huán)境能源、生物醫(yī)藥和航天航空等領(lǐng)域。例如，在電子信息領(lǐng)域，現(xiàn)代芯片制造離不開化學。光刻過程使用的光刻膠和顯影液，鍍膜過程中的化學氣相沉積和原子層沉積，刻蝕過程中的反應(yīng)離子刻蝕，這些工藝過程都離不開化學的作用。在環(huán)境能源領(lǐng)域，新型光催化材料和太陽能電池材料的研究和開發(fā)，離不開化學法制備材料和對材料進行化學摻雜改性。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，對傳感材料進行化學改性提高其傳感特性，對仿生材料進行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空領(lǐng)域，各種輕質(zhì)、耐高溫、耐摩擦等結(jié)構(gòu)材料和功能化智能材料的研發(fā)都離不開化學。
5結(jié)語
通過對“材料化學”緒論課的精心設(shè)計，使學生明確了該課程的性質(zhì)和重要地位，大量的實例激發(fā)了學生學習的興趣和求知欲，樹立了學生學好該課程的信心，為課程的深入學習起到了奠基石的作用。以“材料、材料與化學、材料化學”為主線進行講授，使學生對本課程的內(nèi)容有了更加清晰和深入的認識，取得了良好的教學效果。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：大類培養(yǎng)；教學內(nèi)容；教育教學；化學
中圖分類號：G642.0?搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）23-0207-02
本科專業(yè)按專業(yè)大類招生培養(yǎng)，較好地滿足了知識經(jīng)濟時期人對知識的追求，解決了知識交叉及創(chuàng)新精神培養(yǎng)問題，更能適應(yīng)市場經(jīng)濟的變化發(fā)展及社會對人才的需要[1]。我校按照理工類、外語類、經(jīng)管類、人文類四個平臺進行培養(yǎng)，在一個平臺范圍之內(nèi)打通專業(yè)界限，在尊重原專業(yè)的基礎(chǔ)上，可以重新選擇專業(yè)。因此，在學生進入大一階段需學習基礎(chǔ)課程，包括計算機、概率論、普通化學等多門課程。普通化學課程不僅具有較為豐富的理論內(nèi)容，同時也是實踐性較強的一門基礎(chǔ)課程。由于教學對象為大一的新生，學生所處的地域不同，而且，高中期間選修化學的程度不同，導致基礎(chǔ)也相差很大，這樣，對于大學期間《普通化學》課程如何講授、講授什么、怎么樣講授，才能使學生更容易接受、更加愿意主動去學，就成為教師應(yīng)高度關(guān)注的問題。
興趣是指一個人力求認識某種事物或從事某種活動的心理傾向。興趣在人的實踐活動中具有重要的意義，可以使人集中注意，產(chǎn)生愉快緊張的心理狀態(tài)[2]。愛因斯坦曾說過：“興趣是最好的老師。”只要對普通化學產(chǎn)生興趣，學生就會積極主動去學習，學習效率就會大大提高，因此，教學改革的重點應(yīng)放在如何培養(yǎng)學生的學習興趣上面，始終把引導和啟發(fā)學生積極主動學習貫穿到整個教學過程中。因此，對《普通化學》課程的教學改革不僅包括對教學內(nèi)容的設(shè)計，還包括對教學方法的改革。
如何發(fā)揮教師主導作用，激發(fā)學生學習興趣，使學生參與到教學中來，提高學生的科學素養(yǎng)很重要?？梢哉f，探索有效的教學途徑，提高學生學習化學的興趣，達到教學目的是每位教師必須非常重視的問題。完善課程內(nèi)容，使學生對課程內(nèi)容感興趣，渴望閱讀，是提高學生學習化學興趣的一個重要方面。教學內(nèi)容的合理有效設(shè)計不僅包括教材所涉及的每一個章節(jié)的內(nèi)容、教師的教案設(shè)計，還包括教師在課堂上實施教學內(nèi)容的方式。
一、聯(lián)系生活熱點，增加學生學習的興趣
為了使學生能夠?qū)⒁v授的內(nèi)容感興趣，愿意主動去學習，可以將《普通化學》教學與日常生活聯(lián)系起來，將日常生活中比較熱點的話題引入課堂，來解釋某些實驗現(xiàn)象或?qū)嶒炘淼?。例如，在緒論中，教師可以用汽車尾氣處理的例子引出普通化學主要講的內(nèi)容包括哪些。我們知道汽車尾氣中含有大量的NO、NO2、SO2和CO等，這些成分都有毒，如果我們能夠讓NO和CO在排放到大氣前就反應(yīng)生成N2和CO2，就可以大大降低對環(huán)境的污染。（1）那么這個反應(yīng)能夠發(fā)生嗎？（化學反應(yīng)方向問題）該反應(yīng)在常溫下就能自發(fā)進行。（2）既然能夠自發(fā)進行，那么，進行的程度大嗎？會有多少的NO和CO轉(zhuǎn)化為N2和CO2呢？（化學反應(yīng)限度問題）該反應(yīng)進行的程度很大。（3）同時我們知道每一個化學反應(yīng)發(fā)生時都會伴隨著吸收和放出熱量的現(xiàn)象，那么反應(yīng)過程中能量是如何變化的呢？（化學反應(yīng)能量變化問題）（4）這個反應(yīng)能自發(fā)進行，為什么我們沒有看到反應(yīng)的發(fā)生？如果發(fā)生了是否就不用治理尾氣了呢？其實這里面涉及到反應(yīng)的速率問題，這個反應(yīng)是進行得快呢還是慢呢？（化學反應(yīng)速率問題）（5）這個具體是怎樣進行的？反應(yīng)機理如何？而對于機理的分析比較復雜，首先我們需要了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)的問題。（物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)問題）從尾氣治理的例子可以分析出普通化學課程包括哪些內(nèi)容，應(yīng)該從哪些方面認識問題，使學生更容易接受，更愿意學。
二、引入科普故事，講授理論及現(xiàn)象
科普故事引入教學內(nèi)容，可以使學生對所學到的知識記憶深刻，會提高學生學習化學的興趣。例如，在講電化學課程的時候，為了讓學生更好地理解原電池的概念以及原理，可以給學生講科普故事，人如果鑲一顆不銹鋼牙，一顆金牙，就會感到頭痛，原因是在人體口腔內(nèi)形成了原電池。為什么不銹鋼牙和金牙就能形成原電池呢？形成原電池的條件是什么呢？學生會帶著疑問來聽課，這樣講授，學生容易理解原電池的概念，也會更加感興趣。
三、引入社會中的典型事件，激發(fā)學生學習興趣
在人類社會中，存在一些令人警醒的典型事件，對人的思維和行為影響很大，這些事件會給人留下深刻的印象，因此，在教學內(nèi)容里面加入一些與課程密切相關(guān)的典型事件，會起到很好的教學效果。例如，在講授配合物概念時，可以引入在十年前震驚國內(nèi)外的“朱令事件”。清華大學大二學生朱令由于吃了含有化學元素鉈的食物住進了醫(yī)院，鉈中毒可以用配合物普魯士藍解毒，然而，由于長時間沒有得到正確的診斷，耽誤了最佳的治療時間，導致癱瘓、雙目近乎失明。這樣一個中毒極其深的病人，用廉價的染料就能解毒，可以卻因為沒有得到及時診斷而落下終身殘疾。如此典型的事件可以加深學生對知識的理解和掌握。
四、課件中引入圖片或簡短錄像
通過形象、生動、直觀的日常生活中的實例和圖片、短片等形式，調(diào)動學生的積極性和學習興趣，活躍課堂氣氛，使學生在思想上產(chǎn)生共鳴，有利于拓寬學生的知識面，便于學生對知識的理解和掌握。
五、把科研成果引入課堂
將教師研究的比較前沿的科研成果引入課堂，可以提高學生學習化學的興趣，更加具有感染力。例如，在講授化學給人類做出的貢獻時，可以用前沿的科研成果來解釋。我所在課題組研究制備的а-Fe2O3/ZnO核殼納米棒，可以用來制成氣敏器件，該器件可以檢測酒精的含量，用于酒駕檢測方面。在氫氣氣氛下，進行熱處理，а-Fe2O3/ZnO核殼納米棒可以轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4/ZnO核殼納米棒。由于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后的Fe3O4/ZnO核殼納米棒呈鐵磁性，二者存在異質(zhì)結(jié)界面，ZnO殼層在納米量級，導致它們具有較強的電磁響應(yīng)特性，可以用來吸收高頻電磁波。這個例子說明一種納米復合材料可以用來制成氣敏器件，而將這種材料氫氣處理后，成分發(fā)生改變，可以用于吸收電磁波。因此材料的制備很重要，也很神奇，通過多樣化的制備方法，得到不同形貌、不同尺寸的納米材料，可以表現(xiàn)出不同的優(yōu)異特性，因此，學生更感興趣，愿意去學。
六、改變課堂教學模式，提升學生的學習興趣
課堂教學模式是教師在課堂上針對學生學習而使用的教學方法，教學模式是一定的教學理論或教學思想的反映，長期以來，人們在教學模式上習慣于采取單一刻板的思維方式，缺乏作為教學活動的特色和可操作性。因此，改變課堂教學模式，提升學生的學習興趣很重要。普通化學課程與高中化學有一定的重復性，學生對將要學到的內(nèi)容有一定的了解，容易產(chǎn)生輕視心理。
七、通過多彩的化學實驗，提高學生的學習興趣
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，化學實驗既可以驗證學過的理論知識，又可以鍛煉動手能力，開發(fā)想象力。因此，普通化學課程應(yīng)結(jié)合多彩的化學實驗，學生從變化多樣的實驗現(xiàn)象中體會到學習化學的興趣，要求化學實驗要與理論課程相結(jié)合，要以能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為導向。
大類培養(yǎng)模式下，打通專業(yè)界限，學生的基礎(chǔ)存在較大差別，因此，教學改革的重點應(yīng)該放在如何提高學生的學習興趣方面，培養(yǎng)學生自主學習的能力，可以通過豐富教學內(nèi)容，采取多樣的教學模式，充分發(fā)揮學生學習的積極性。
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化工原理具有內(nèi)容抽象、工程概念強、公式多而復雜的特點，學生學起來難度較大、積極性普遍較差。相較于化學工程與工藝專業(yè)，生物工程專業(yè)化工原理課程的學時較少，因此如何在有限的學時內(nèi)幫助學生建立工程觀點，培養(yǎng)工程思維和解決工程實際問題的能力，滿足高素質(zhì)、創(chuàng)新型生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求，是該課程教學改革的關(guān)鍵。
一修訂教學內(nèi)容
根據(jù)生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃及其專業(yè)特點，合理分配有限的教學課時，對課程中傳統(tǒng)的單元操作進行內(nèi)容精簡與更新；緊跟生物工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，在傳統(tǒng)化工原理單元操作中，增加與生物工程密切相關(guān)的新技術(shù)的原理與應(yīng)用，如膜分離、超臨界流體萃取等。生物產(chǎn)品的分離純化環(huán)節(jié)，與化工原理中的流體流動與輸送、傳熱、蒸發(fā)、精餾、干燥、萃取等單元操作的內(nèi)容與原理一脈相承，將涉及這些單元操作的章節(jié)作為授課的重點。在講授這些單元操作時，簡化公式推導，將復雜的問題簡單化，強調(diào)如何應(yīng)用理論結(jié)論解決實際問題。既要突出重點，又要避免造成學生的厭學情緒，并在教學中突出專業(yè)特點。例如，針對生物工程操作溫度較低的情況，在傳熱單元精簡熱輻射的內(nèi)容，但要求學生明白在高溫條件下輻射傳熱才是控制傳熱的主要因素；生物制品的生產(chǎn)多為高附加值、高要求、小批量的操作過程，間歇操作較為常見，因此可適當強化間歇生產(chǎn)方式的介紹。
二優(yōu)化理論教學
緒論課是學生接觸一門新課程的第一課，緒論課的質(zhì)量將直接影響學生對該課程的認識與學習興趣[3]。生物工程專業(yè)學生在初次接觸化工原理課程時，往往不了解課程內(nèi)容與自身專業(yè)的關(guān)聯(lián)性，這也是導致其學習積極性差的一個主要原因。因此，化工原理作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其緒論課在提綱挈領(lǐng)地介紹課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，應(yīng)強調(diào)課程在學科知識結(jié)構(gòu)中的重要性，使學生明確化工原理課程“學什么”以及“為什么學”?？梢越Y(jié)合化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，介紹化工原理課程的誕生和發(fā)展歷史，強調(diào)化工原理課程工程性的特點，處理的是一些物理過程，而與化學反應(yīng)沒有太大關(guān)聯(lián)。另外，不妨結(jié)合生物工程實例，從特定的產(chǎn)品出發(fā)，介紹化工原理在生物工程中的作用。如以學生熟悉的啤酒生產(chǎn)為例，從原料到成品，除了發(fā)酵過程，包括流體輸送、過濾、換熱（干燥、加熱、冷卻）在內(nèi)的物理加工過程，都屬于化工原理研究的基于“三傳”的單元操作。
在理論課教學過程中，多媒體技術(shù)的應(yīng)用具有突出的輔助作用。利用多媒體器材，通過豐富的色彩、聲音與形象向?qū)W生傳遞相關(guān)教學內(nèi)容，有助于克服傳統(tǒng)教學模式單一、平鋪直說的缺點[4]。特別對于化工原理課程而言，其工程概念強，學生往往不具備相關(guān)的背景知識與經(jīng)歷，理解工程現(xiàn)象及其原理較為困難。利用多媒體技術(shù)，通過動畫演示、設(shè)備照片與操作視頻、圖文結(jié)合等方式將抽象的問題具體化、形象化，可以吸引學生的注意力、調(diào)動學生的積極性與興趣。例如，通過flash演示介紹不同類型換熱器，將冷熱流體的換熱過程以動畫的形式呈現(xiàn)在學生面前，使學生對工程設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有直觀的認識；在講解精餾操作中五種原料液熱狀態(tài)及其熱狀況參數(shù)q時，利用圖文結(jié)合的方式，描述精餾段與提餾段下降液相流量L與L’、上升氣相流量V與V’的關(guān)系，將復雜的公式推導與線條清晰的圖示結(jié)合，加深學生對知識點的理解與記憶；在講授新章節(jié)時，播放生物工程產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線中相關(guān)單元操作的視頻文件，有助于學生明確學習目的、激發(fā)學習興趣。當然，在利用多媒體技術(shù)提高教學效果時要切忌喧賓奪主，要時刻關(guān)注學生在課堂上的學習狀態(tài)，結(jié)合板書，確保學生對知識點的理解與掌握。
此外，習題課是化工原理課程教學的一個重要環(huán)節(jié)。在完成一個章節(jié)的教學任務(wù)后，安排一次習題課，利用討論式、啟發(fā)式的教學方法，通過例題演算與習題練習引導學生對重要知識點進行歸納總結(jié)。這有助于學生更好地消化重點知識，牢固掌握基本概念與原理，同時在習題演算過程中認識工程實際問題，形成正確的思維方式，培養(yǎng)其分析和解決工程實際問題的能力[5]。由于化工原理教材中的例題與習題具有鮮明的石油化工背景，與生物工程產(chǎn)業(yè)相去甚遠，生物工程專業(yè)的學生在習題練習過程中往往又會陷入迷思，不能理解單元操作在生物工程產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。因此，結(jié)合學生專業(yè)背景更新習題的內(nèi)容是非常必要的，有助于提高課程的專業(yè)針對性。例如，借鑒國內(nèi)外生化分離工程的教材，收集以生物料液處理為背景的相關(guān)單元操作的例題和習題。
