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應(yīng)用化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論精選(九篇)

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應(yīng)用化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論

第1篇:應(yīng)用化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論范文

論文摘 要:根據(jù)材料化學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和材料化學(xué)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn),通過(guò)改革原有的課程體系,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),修訂完善了材料化學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案。新的培養(yǎng)方案更好地體現(xiàn)了材料化學(xué)專業(yè)的特色,體現(xiàn)了“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)要求。

材料化學(xué)作為化學(xué)和材料科學(xué)的一個(gè)交叉學(xué)科,受到了各國(guó)政府的重視,許多高校紛紛設(shè)立材料化學(xué)專業(yè)。為適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)對(duì)材料化學(xué)專業(yè)人才的需求,經(jīng)安徽省教育廳批準(zhǔn),我校于2003年增設(shè)了材料化學(xué)本科專業(yè),并在當(dāng)年正式招生,目前已經(jīng)有5屆畢業(yè)生,學(xué)生就業(yè)情況良好。材料化學(xué)作為材料科學(xué)與工程學(xué)科的二級(jí)學(xué)科專業(yè),培養(yǎng)的是應(yīng)用型理科人才,所以材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生不但要加強(qiáng)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)及材料學(xué)科等基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí),還必須接受更多的應(yīng)用性、實(shí)踐性的知識(shí)教育。如何完成這一培養(yǎng)目標(biāo),使材料化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)能夠滿足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展對(duì)本專業(yè)人才的需求,是高校材料化學(xué)專業(yè)教育工作者必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。只有進(jìn)一步轉(zhuǎn)變教育思想和觀念,深化教育改革,革新教學(xué)體系,優(yōu)化課程體系中實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),才能培養(yǎng)出掌握基本理論知識(shí),動(dòng)手能力強(qiáng),富有創(chuàng)造精神的材料化學(xué)專業(yè)人才,才能辦出高水平的材料化學(xué)專業(yè),以滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需求。

1 材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案基本框架

從“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)總體要求出發(fā),設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案、課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。我校材料化學(xué)專業(yè)教育內(nèi)容和知識(shí)體系由公共基礎(chǔ)課程、通識(shí)教育課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程和實(shí)踐性課程五大部分內(nèi)容構(gòu)成。

公共基礎(chǔ)課程包括:思想教育,體育活動(dòng),大學(xué)英語(yǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等。

通識(shí)教育課程包括:人文社會(huì)類,自然科學(xué)和藝術(shù)類等知識(shí)體系。

專業(yè)課程包括:大類平臺(tái)專業(yè)基礎(chǔ)課程和材料化學(xué)專業(yè)課程。

專業(yè)選修課程包括:材料化學(xué)專業(yè)方向性選修課程。

實(shí)踐性課程包括:課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文、社會(huì)實(shí)踐、科技活動(dòng)等材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練知識(shí)體系。

2 材料化學(xué)專業(yè)課程體系設(shè)計(jì)

材料化學(xué)作為化學(xué)和材料科學(xué)的交叉學(xué)科,其課程要求學(xué)生掌握材料化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論,培養(yǎng)學(xué)生具有材料的制備、表征、技術(shù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的基本能力。在構(gòu)建材料化學(xué)專業(yè)課程體系時(shí),我們一直強(qiáng)化教學(xué)環(huán)節(jié)的科學(xué)性、系統(tǒng)性和綜合性,將所有教育環(huán)節(jié)分為公共基礎(chǔ)課程、通識(shí)教育課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程和實(shí)踐性課程五個(gè)知識(shí)體系。其專業(yè)課程體系以無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)的理論課程和實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ),把材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料化學(xué)、材料物理等作為本專業(yè)的入門專業(yè)課程。在經(jīng)過(guò)這些課程的學(xué)習(xí)之后,陸續(xù)學(xué)習(xí)高分子化學(xué)、高分子物理、材料性能學(xué)、材料現(xiàn)代分析技術(shù)、機(jī)械制圖等專業(yè)課程,在此基礎(chǔ)上通過(guò)專業(yè)選修課程的學(xué)習(xí)形成專業(yè)特色方向。并通過(guò)開(kāi)設(shè)材料科學(xué)導(dǎo)論、納米材料導(dǎo)論等任選課程拓寬學(xué)生的知識(shí)面。為了淡化專業(yè)界限,我校材料化學(xué)專業(yè)和化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)施按大類培養(yǎng),統(tǒng)一設(shè)置通識(shí)教育和基礎(chǔ)教育平臺(tái)。在2011年修訂的材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中,課程教學(xué)計(jì)劃課內(nèi)總學(xué)時(shí)為2633學(xué)時(shí),學(xué)生畢業(yè)應(yīng)取得總學(xué)分為154學(xué)分,其中,通識(shí)教育和基礎(chǔ)教育與我校化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一致;專業(yè)教育、實(shí)踐教學(xué)和綜合教育的課程體系與化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有區(qū)別的開(kāi)設(shè),更加突顯材料化學(xué)的特色。

3 構(gòu)建相對(duì)完善的實(shí)踐教學(xué)體系

3.1 構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系

材料化學(xué)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的交叉學(xué)科,在教學(xué)計(jì)劃中強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),確保實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施。按照本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位,我們優(yōu)化完善了實(shí)踐教學(xué)體系。將實(shí)踐教學(xué)體系分為三個(gè)層次:一是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層次,注重基礎(chǔ)技能訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的觀察和分析能力;二是測(cè)量實(shí)驗(yàn)層次,注重專業(yè)技能訓(xùn)練,設(shè)置了課程設(shè)計(jì)、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力;三是綜合實(shí)踐層次,注重綜合素質(zhì)訓(xùn)練,設(shè)置了畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、社會(huì)實(shí)踐、科技競(jìng)賽和創(chuàng)新性實(shí)踐活動(dòng)等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

3.2 更新重組實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

在2011年修訂的人才培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為35學(xué)分,占總學(xué)分的22.7%。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以能力培養(yǎng)為核心,優(yōu)化和重組了原四大化學(xué)(無(wú)機(jī)、有機(jī)、分析和物理化學(xué))實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu),將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分層次進(jìn)行教學(xué),確立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、測(cè)量實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)三層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,涵蓋了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容。同時(shí),積極推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的更新和方法手段的改革,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),積極創(chuàng)造條件增開(kāi)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化畢業(yè)論文實(shí)踐環(huán)節(jié)的檢查和指導(dǎo);加強(qiáng)校企合作,積極安排生產(chǎn)實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)踐能力的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語(yǔ)

材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系的探索和完善將是在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下我們今后多年的一大工作任務(wù)。要堅(jiān)持以就業(yè)為導(dǎo)向定位人才培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合社會(huì)需求和學(xué)科發(fā)展實(shí)際,研究建立專業(yè)人才培養(yǎng)模式,提高材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)能力;以能力培養(yǎng)為本位構(gòu)建專業(yè)課程體系,提高學(xué)生的理論知識(shí)水平,課程體系遵循“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重實(shí)踐”的人才培養(yǎng)模式制定教學(xué)計(jì)劃,在四年教學(xué)計(jì)劃的基礎(chǔ)上,分析理論教學(xué)相關(guān)課程,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,合理分配理論課程學(xué)時(shí)數(shù),使課程體系逐漸趨于科學(xué)、規(guī)范,達(dá)到構(gòu)建合理的專業(yè)課程體系、優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和促進(jìn)專業(yè)人才培養(yǎng)的目的。

參考文獻(xiàn)

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第2篇:應(yīng)用化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論范文

約2500年前,中國(guó)的孔子和希臘的蘇格拉底分別采用啟發(fā)式和問(wèn)題式教學(xué)法,可以被認(rèn)為是案例法的雛形?,F(xiàn)代的案例教學(xué)法以哈佛大學(xué)為代表,最初應(yīng)用于法學(xué),后被推廣到醫(yī)學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。20世紀(jì)末形成的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論則在很大程度上為案例教學(xué)法提供了相應(yīng)的理論支撐?,F(xiàn)代案例教學(xué)法的一個(gè)主要特征是突出學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生就業(yè)后從事工作的職業(yè)特性,以培養(yǎng)具備職業(yè)素養(yǎng)、具有解決實(shí)際問(wèn)題能力的人才為導(dǎo)向,把教學(xué)與實(shí)踐緊密地結(jié)合起來(lái)。近十年來(lái),隨著對(duì)高等院校培養(yǎng)實(shí)用型工程技術(shù)人員要求的提出,特別是“卓越工程師”計(jì)劃的實(shí)施,國(guó)內(nèi)高等教育工作者對(duì)案例教學(xué)法在工科專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的理論研究。

二有效實(shí)施案例教學(xué)法的方法

案例是案例教學(xué)法的核心。如何在完成繁重的教學(xué)和科研任務(wù)的同時(shí),形成豐富、高水平和具有實(shí)效性的案例群,對(duì)高校教師是一個(gè)挑戰(zhàn)。我們根據(jù)任課教師自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),主要從三個(gè)方面尋找案例素材。第一,來(lái)自于教材和傳統(tǒng)工業(yè)的經(jīng)典化工過(guò)程。這些案例都經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展,工藝往往比較成熟,適合用來(lái)引導(dǎo)學(xué)生入門。此類案例極為豐富,而且都有詳盡的描述和解釋,可以用來(lái)建立基礎(chǔ)的案例庫(kù)。根據(jù)化學(xué)工程和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn),案例教學(xué)法的目的是讓學(xué)生養(yǎng)成從工程的角度看待和描述問(wèn)題,而不僅僅是解決問(wèn)題的習(xí)慣,即“授人以漁”。因此,在具體授課過(guò)程中,從實(shí)際教學(xué)需要出發(fā),求精而不求全,避免為了案例而案例。我們從《化工過(guò)程分析與設(shè)計(jì)導(dǎo)論》教材中選取了合成氨和庚烷提純介紹過(guò)程設(shè)計(jì)的總體思路,選取海水脫鹽、流體管內(nèi)流動(dòng)分別介紹建模和無(wú)量綱分析兩種重要的設(shè)計(jì)手段。針對(duì)這幾個(gè)具體案例,采用課堂講授為主的形式,把相關(guān)的問(wèn)題搞透搞細(xì)。第二,來(lái)自于專業(yè)教師的在研項(xiàng)目。我們?cè)诿總€(gè)班次一學(xué)期的教學(xué)中,安排三位老師分別就自己的科研項(xiàng)目中提煉一個(gè)案例,一般包括一個(gè)自然科學(xué)基金項(xiàng)目和兩個(gè)橫向課題。我們將學(xué)生也分為三組。每一個(gè)案例首先由教師利用兩個(gè)課時(shí)進(jìn)行講解和介紹,然后由一組學(xué)生用兩周的時(shí)間按照要求完成設(shè)計(jì)任務(wù),并以墻報(bào)的形式提交作品,最后再利用兩課時(shí)進(jìn)行學(xué)生間答辯和討論以及教師的點(diǎn)評(píng)。這些在研課題中抽取的案例具有真實(shí)性和前沿性,也是教師最熟悉的領(lǐng)域。教師最有把握掌控該部分內(nèi)容,能夠做到深入淺出,給學(xué)生以最到位的引導(dǎo)。第三,來(lái)自于學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)本科生每年暑假參加省級(jí)和國(guó)家級(jí)的大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽,由主辦方委托專家命題,近三年分別為CO2的捕捉及綜合利用、甲醇制烯烴(MTO)和C4組分綜合利用,都是我國(guó)化工行業(yè)中正在大力發(fā)展或推進(jìn)的綜合性項(xiàng)目。

第3篇:應(yīng)用化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論范文

關(guān)鍵詞 化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生 綠色化學(xué)意識(shí) 綠色化學(xué)原則 綠色化學(xué)素養(yǎng)建構(gòu)

近年來(lái),隨著科技的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展,資源與能源消耗逐漸加大,大量生活垃圾和工業(yè)污染物的排放,以及化學(xué)品的濫用,使人類的生存環(huán)境日益惡化,這不僅嚴(yán)重威脅到人類的健康、生存與發(fā)展,更危及子孫后代的前途和命運(yùn)。然而,幾乎所有的環(huán)境問(wèn)題都與化學(xué)有著直接或間接的關(guān)系。就化學(xué)化工本身來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)上,一方面化學(xué)家在開(kāi)發(fā)化學(xué)物質(zhì)合成方法時(shí),主要考慮效率,另一方面合成化學(xué)家在開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)如何合成所需化學(xué)品的方法時(shí),只重視化學(xué)工程的始端,往往忽略處于過(guò)程末端的廢物處理問(wèn)題。所以,許多已存在的化學(xué)過(guò)程,在獲得滿意經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),卻對(duì)環(huán)境和人類健康造成了極大的負(fù)面影響。為了保護(hù)環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展的道路,培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感的年輕一代,在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中滲透綠色環(huán)保理念是非常必要的。化學(xué)教師不但應(yīng)是科學(xué)文化知識(shí)的傳播者,更應(yīng)成為綠色環(huán)保理念的創(chuàng)導(dǎo)者和踐行人。為了有針對(duì)性地對(duì)化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育,筆者就化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了調(diào)研。

1.調(diào)查方案的設(shè)計(jì)

以綠色化學(xué)的概念、作用及原則為主要調(diào)查內(nèi)容,通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,進(jìn)行問(wèn)卷設(shè)計(jì);采用問(wèn)卷調(diào)查及訪談方法對(duì)山西晉中學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院2—4年級(jí)化學(xué)(含師范)及應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查。對(duì)獲得的第一手資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析,在此基礎(chǔ)上參閱相關(guān)文獻(xiàn)給出相應(yīng)對(duì)策與建議。本次調(diào)查采用以班發(fā)放問(wèn)卷、現(xiàn)場(chǎng)答卷與收卷方法。實(shí)發(fā)問(wèn)卷400份,收回有效問(wèn)卷364份。

2.調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)

化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)認(rèn)識(shí)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

3.調(diào)查結(jié)果分析

表1顯示,多數(shù)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的屬性有較好的理解與認(rèn)識(shí);不少學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的作用理解與認(rèn)識(shí)不足,甚至是錯(cuò)誤的。如約74.2%的學(xué)生誤認(rèn)為“綠色化學(xué)使化工過(guò)程含有廢物處理環(huán)節(jié),因而會(huì)使整個(gè)費(fèi)用增加”。這些學(xué)生不懂得,先污染后治理,不僅難度大,費(fèi)用不菲,而且多數(shù)需要停產(chǎn)整頓,隨之而來(lái)的是更大的經(jīng)濟(jì)損失。如果化工過(guò)程實(shí)現(xiàn)了綠色化,即做到五個(gè)“R”:第一Reduction——“減量”,即減少“三廢”排放;第二Reuse——“重復(fù)使用”,即重復(fù)使用催化劑、載體等;第三Recycling——“回收”;第四Regeneration——“再生”;第五Rejection——“拒用”,指對(duì)一些無(wú)法替代、無(wú)法回收、無(wú)法再生和重復(fù)使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)過(guò)程中使用,這就能有效實(shí)現(xiàn)節(jié)省資源、能源,減少污染,變廢為寶,降低成本的目標(biāo),避免出現(xiàn)先污染后治理的惡劣情況。僅約54.2%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到“綠色化學(xué)追求高選擇性化學(xué)反應(yīng),極少副產(chǎn)品,甚至達(dá)到原子經(jīng)濟(jì)性”。原因是不少學(xué)生缺少對(duì)原子經(jīng)濟(jì)性的認(rèn)識(shí)。原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,指原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物“零排放”??梢?jiàn),綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng),首先是最大限度地利用原料,其次是最大限度地減少?gòu)U物的排放。

表1中選項(xiàng)8-19是綠色化學(xué)的12條原則。學(xué)生對(duì)其中9條原則有較好的理解與認(rèn)識(shí)。但僅約52.7%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)要求“能量使用應(yīng)最小,并應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響”。以前化學(xué)家在設(shè)計(jì)化學(xué)過(guò)程時(shí),往往考慮的是如何提高產(chǎn)率,而忽略了能量問(wèn)題,認(rèn)為該問(wèn)題是工程師的事情,使得化學(xué)工業(yè)成為了耗能大戶。生產(chǎn)和使用能量的工程,往往也會(huì)造成污染,如以煤為燃料所提供的熱能,多用一份能量,就多一份污染。因此,設(shè)計(jì)化工過(guò)程的化學(xué)家需要對(duì)化工各階段進(jìn)行調(diào)節(jié)與優(yōu)化,從根本上改變其對(duì)能量的需求,從而使能量最低,減小對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響,減輕對(duì)能源危機(jī)帶來(lái)的壓迫。僅約42.3%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到,化工過(guò)程應(yīng)盡量避免不必要的衍生步驟。衍生步驟會(huì)帶來(lái)更多的副產(chǎn)物,消耗更多的資源與能量。更多的產(chǎn)物意味著可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生更多的污染和破壞,必然產(chǎn)生需要處理更多廢物的費(fèi)用;更多能量的使用會(huì)使成本變高,造成不必要的能源浪費(fèi)。因此,在化工過(guò)程中應(yīng)最大限度地避免衍生步驟,以降低原料的消耗及對(duì)人類健康與環(huán)境的影響。僅約32.4%的學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到化工過(guò)程中催化試劑優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑。化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生應(yīng)該明確,催化反應(yīng)不僅具有提高原料利用率與降低廢物產(chǎn)生的益處,而且催化劑可以降低反應(yīng)活化能,既利于控制,也可以降低反應(yīng)發(fā)生所需要的溫度。選擇性催化劑是綠色化學(xué)的重要工具和重點(diǎn)研究方向。

4.思考與建議

不少學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的作用、原則缺少認(rèn)識(shí),其主要原因:一是學(xué)校對(duì)學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)教育重視不夠,缺少要求;二是化學(xué)類專業(yè)課的課堂教學(xué)缺少綠色化學(xué)思想與原則的滲透;三是沒(méi)有開(kāi)設(shè)“綠色化學(xué)”課程,學(xué)生缺少了對(duì)綠色化學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。樹(shù)立綠色化學(xué)思想,不僅是化學(xué)家與化工專家的事,而且是所有從事與化學(xué)有關(guān)的人們關(guān)注的事。作為專門培養(yǎng)化學(xué)化工專業(yè)高級(jí)人才的高校,應(yīng)把綠色化學(xué)理念滲透到化學(xué)教育的全過(guò)程中,并作為課改與教改的指導(dǎo)思想。

4.1在化學(xué)類的基礎(chǔ)課教學(xué)中滲透綠色化學(xué)思想

化學(xué)教材中蘊(yùn)涵有大量綠色化學(xué)的素材,因此,在課堂教學(xué)中要時(shí)時(shí)體現(xiàn)綠色化學(xué)的原則和思想。通過(guò)環(huán)境污染及其危害的具體事例,讓學(xué)生了解我國(guó)乃至全球環(huán)境日益惡化的現(xiàn)狀,并探討相應(yīng)的解決措施,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到石油、天然氣、煤炭等能源與資源作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)都是不可再生的,新能源和可再生能源是重要的戰(zhàn)略選擇,從而對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源與能源的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認(rèn)識(shí),明確發(fā)展經(jīng)濟(jì)不能走先污染再治理的老路。把“原子經(jīng)濟(jì)性理論”、現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)與方法滲透到理論課與實(shí)驗(yàn)課中,就如何優(yōu)化定量與定性實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)合成及當(dāng)前資源利用、環(huán)境污染、化學(xué)品亂用等重大問(wèn)題與學(xué)生進(jìn)行討論,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)思想及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,為學(xué)生在校學(xué)習(xí)與以后的工作中能夠充分發(fā)揮化學(xué)的正面作用,更好地造福于人類社會(huì)奠基。

4.2在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中培養(yǎng)綠色化學(xué)理念

化學(xué)化工專業(yè),各類實(shí)驗(yàn)課所占的比重很大,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生、排放大量的污染環(huán)境的有毒有害物質(zhì),這就需要實(shí)驗(yàn)教師盡量改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),應(yīng)用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)研究新成果,以綠色化學(xué)思想與原則指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)儀器和試劑的選擇,指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)“三廢”的處理,在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)中力求減少或避免有毒有害廢物的產(chǎn)生,為師生和工作人員提供安全的工作環(huán)境。為此,首先,在實(shí)驗(yàn)中盡量采用無(wú)毒無(wú)害的反應(yīng)原料。在進(jìn)行無(wú)機(jī)、有機(jī)、分析、物化等實(shí)驗(yàn)時(shí),在滿足教學(xué)需要的情況下,為避開(kāi)毒害品的使用,可考慮尋找替代品,變更反應(yīng)路線,設(shè)計(jì)綠色實(shí)驗(yàn)方案,如用維生素B1替代劇毒的KCN做催化劑進(jìn)行安息香縮合反應(yīng);以葡萄糖替代有致癌作用的苯為起始原料,用遺傳工程獲得的微生物為催化劑合成已二酸;用新型的固體溴化劑四丁基三溴化銨替代Brz與苯酚、苯胺反應(yīng)制備對(duì)位的一溴代物,不僅反應(yīng)產(chǎn)物更易于控制,避免了使用Br2帶來(lái)的有毒、易揮發(fā)、不便準(zhǔn)確量取等弊端,而且還具有可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。其次,使用封閉實(shí)驗(yàn)裝置,回收實(shí)驗(yàn)廢料。注意化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇、設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化。一方面盡量減少污染很嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn),另一方面對(duì)一些實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生有毒有害氣體、且污染環(huán)境的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新,想方設(shè)法將其設(shè)計(jì)成為封閉的實(shí)驗(yàn)裝置。包括:氣體發(fā)生與收集裝置、氣體性質(zhì)反應(yīng)容器、尾氣收集與處理、導(dǎo)氣裝置等。在無(wú)法封閉的情況下,要注意回收、通風(fēng)或采取其他防護(hù)措施。對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料,設(shè)法予以回收或適當(dāng)處理。第三,采用微型實(shí)驗(yàn)。在微型化的條件下對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索,以達(dá)到用盡可能少的試劑來(lái)獲取盡可能多的化學(xué)信息。

4.3開(kāi)設(shè)專門的綠色化學(xué)課程

首先,從課程設(shè)置上滿足培養(yǎng)具有綠色環(huán)境意識(shí)的新一代化學(xué)工作者和公民的需要出發(fā),借鑒國(guó)內(nèi)外大學(xué)的經(jīng)驗(yàn),開(kāi)設(shè)“環(huán)境生態(tài)化學(xué)”、“零排放有機(jī)化學(xué)”、“環(huán)境友好催化”、“綠色生態(tài)材料”、“生物技術(shù)”、“綠色能源”、“綠色化學(xué)導(dǎo)論”等綠色化學(xué)選修課程。其次,使綠色化學(xué)課程內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性與時(shí)代性。教學(xué)內(nèi)容以綠色化學(xué)的12條原則為主線,圍繞綠色化學(xué)的基本問(wèn)題展開(kāi)討論,介紹綠色化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展,綠色化學(xué)的概念、原理、應(yīng)用、主要研究成果及動(dòng)向。第三,依據(jù)綠色化學(xué)課程內(nèi)容的特點(diǎn),采用講授、討論、研究、參觀、調(diào)查和文獻(xiàn)研究等適當(dāng)?shù)慕谭?,提高教學(xué)質(zhì)量,把學(xué)生的心留在課堂上。

第4篇:應(yīng)用化學(xué)專業(yè)導(dǎo)論范文

關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);現(xiàn)代化;傳感實(shí)驗(yàn)

文章編號(hào):1005–6629(2013)10–0003–04 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

跟200多年之前比,我們中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器沒(méi)有多大變化。

現(xiàn)在,有人到中學(xué)參觀時(shí),校長(zhǎng)們最不愿意帶客人看的地方可能就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室了,原因是“沒(méi)什么看點(diǎn)”!確實(shí),如果不看光鮮氣派的房舍和桌椅,就只有簡(jiǎn)陋、落后,類似古董的瓶瓶罐罐,簡(jiǎn)直就像煉丹術(shù)士的實(shí)驗(yàn)室,不能給校長(zhǎng)臉面帶來(lái)光彩,卻可能讓校長(zhǎng)難堪。而物理實(shí)驗(yàn)可以讓客人看看復(fù)雜、精巧和洋溢現(xiàn)代氣息的儀器,生物實(shí)驗(yàn)室可以讓客人看看稀奇、珍貴的標(biāo)本、模型……所謂化學(xué)實(shí)驗(yàn)也只不過(guò)用來(lái)重現(xiàn)教師講述的某些化學(xué)現(xiàn)象,使學(xué)生能夠更好地應(yīng)付考試而已。至于化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難免產(chǎn)生污染,就更令人唯恐避之不及了。

究竟我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛳蛉藗冋宫F(xiàn)怎樣的美好形象?怎樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更好地幫助學(xué)生了解化學(xué)、學(xué)好化學(xué)?怎樣才能與時(shí)俱進(jìn)、反映時(shí)代氣息?這樣,化學(xué)實(shí)驗(yàn)及化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化就成了我們必須思考和研究的問(wèn)題。

1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為什么要現(xiàn)代化

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為什么要現(xiàn)代化?大體上可以概括為下列幾點(diǎn):

(1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化可以減少繁瑣、低效的實(shí)驗(yàn)運(yùn)作,更加突出實(shí)驗(yàn)思維過(guò)程,顯著地提高教學(xué)效果。同時(shí),也能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境,顯著地減少人身傷害事故和環(huán)境污染。

(2)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化能讓學(xué)生初步了解和學(xué)習(xí)現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能,為他們?nèi)娴靥岣呖茖W(xué)技術(shù)素養(yǎng),手腦并用,更好地發(fā)展并順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需要奠定良好的基礎(chǔ)。

(3)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化能讓學(xué)生生動(dòng)地感受、體驗(yàn)現(xiàn)代化學(xué)和現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)在泛分子水平上開(kāi)展的微觀探究、深入化學(xué)過(guò)程探究、強(qiáng)化理論指導(dǎo)作用以及研究的跨學(xué)科性等重要特點(diǎn)。

(4)現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代科學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)越來(lái)越緊密結(jié)合的范例之一。因此,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化有利于學(xué)生更好地了解現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù),也有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí),有利于創(chuàng)新人才的成長(zhǎng)。

(5)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化能夠展現(xiàn)現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)的美好形象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,減少恐懼感,促進(jìn)他們學(xué)好化學(xué)。

(6)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化能實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)、反映時(shí)代進(jìn)步,鼓勵(lì)積極進(jìn)取、革新的精神等等。

但是,對(duì)于什么是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化、怎樣實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化等問(wèn)題,人們大多缺少深入的理性思考,憑著感覺(jué)從事,使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化的實(shí)踐難合人意。針對(duì)這種情況,有必要對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化做專門的思考和討論。

2 什么是現(xiàn)代化

現(xiàn)代化是一種社會(huì)和文化的變遷現(xiàn)象,常被用來(lái)描述人類社會(huì)從工業(yè)革命以來(lái)所經(jīng)歷的涉及社會(huì)生活諸領(lǐng)域的深刻的變革過(guò)程。狹義的現(xiàn)代化僅指使社會(huì)具有現(xiàn)代先進(jìn)科技水平。廣義的現(xiàn)代化有多種不同的解釋,例如指稱近代以來(lái)世界各國(guó)追求歐美國(guó)家近現(xiàn)代價(jià)值目標(biāo)、尋求新的出路的過(guò)程,包括學(xué)術(shù)知識(shí)的科學(xué)化、政治的民主化、經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化、社會(huì)生活的城市化、思想領(lǐng)域的自由化和民主化、文化的人性化等,與西方化的內(nèi)涵相近。很多研究認(rèn)為,由于東西方文化存在差別,國(guó)家和地區(qū)之間存在差異,西方化并不是現(xiàn)代化的唯一模式。

隨著現(xiàn)代化的發(fā)生,社會(huì)文化各個(gè)方面都要隨之發(fā)生變化。它使人類思想以驚人的速度和數(shù)量增長(zhǎng)與傳遞,不同文化之間的差別在縮小,學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)擴(kuò)大,技術(shù)飛速發(fā)展并且在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域方面差別擴(kuò)大。

現(xiàn)代化的核心是“人性的解放”和“效率的解放”,是社會(huì)文明要素的創(chuàng)新、選擇、傳播和改革交叉進(jìn)行的過(guò)程,是追趕、達(dá)到和保持世界先進(jìn)水平的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),因而是人類文明的一種深刻變化。

現(xiàn)代化是社會(huì)科學(xué)的重要研究課題,在這個(gè)研究領(lǐng)域,有多種不同的現(xiàn)代化理論。

教育領(lǐng)域的現(xiàn)代化即教育現(xiàn)代化,其界定及主要內(nèi)容存在著多種不同意見(jiàn)。通常認(rèn)為,教育現(xiàn)代化是用現(xiàn)代先進(jìn)教育思想和科學(xué)技術(shù)武裝人們,使教育思想觀念、教育內(nèi)容、方法與手段以及裝備等逐步提高到現(xiàn)代世界的先進(jìn)水平,培養(yǎng)出適應(yīng)參與國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)和綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的新型勞動(dòng)者和高素質(zhì)人才的過(guò)程。教育現(xiàn)代化包括教育觀念現(xiàn)代化、教育內(nèi)容現(xiàn)代化、教育裝備現(xiàn)代化、師資隊(duì)伍現(xiàn)代化、教育管理現(xiàn)代化等;也有人認(rèn)為,教育現(xiàn)代化包括教育普及化、教育終生化、教育個(gè)性化、教育國(guó)際化和教育信息化。

教育現(xiàn)代化是對(duì)傳統(tǒng)教育的超越,是傳統(tǒng)教育在現(xiàn)代社會(huì)的轉(zhuǎn)化。教育現(xiàn)代化的核心是實(shí)現(xiàn)人的現(xiàn)代化。

3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)怎樣才算現(xiàn)代化

化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化不能簡(jiǎn)單地搬用社會(huì)現(xiàn)代化的思維框架。但是,必須認(rèn)真地考慮“人性的解放”和“效率的解放”問(wèn)題,考慮思想觀念的現(xiàn)代化、內(nèi)容的現(xiàn)代化、方法的現(xiàn)代化、裝備的現(xiàn)代化以及評(píng)價(jià)的現(xiàn)代化等問(wèn)題,努力實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新、改革和超越式發(fā)展。

從歷史的角度看,近代科學(xué)起源于西方,是一種西方文化,而我國(guó)的化學(xué)教育從一開(kāi)始就受到讀經(jīng)講經(jīng)教育的嚴(yán)重干擾,到了現(xiàn)在又受到應(yīng)試教育的嚴(yán)重掣肘。在多數(shù)地方,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化實(shí)際上是補(bǔ)課的問(wèn)題,是革舊布新的問(wèn)題,必須在各方面做出全面的努力,否則就難以成功。

3.1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念現(xiàn)代化

要做到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念現(xiàn)代化,就要體現(xiàn)“人性的解放”,在思考和研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題時(shí),首先必須做到以人為本,尤其要注意以學(xué)生為本,絕不能“見(jiàn)物不見(jiàn)人”、心中無(wú)學(xué)生。其次,要以學(xué)生的發(fā)展為本,重視發(fā)展他們的聰明才智及創(chuàng)造性潛力,使他們既實(shí)現(xiàn)“腦的解放”,也實(shí)現(xiàn)“手的解放”,全面、持續(xù)、健康、快樂(lè)和有個(gè)性地發(fā)展。第三,要真正地把學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體,讓他們自主地學(xué)習(xí),要發(fā)揮并協(xié)調(diào)好教師與學(xué)生的主動(dòng)性和能動(dòng)性。第四,近代科學(xué)是伴隨著解放人性的“文藝復(fù)興”運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的?!拔乃噺?fù)興”運(yùn)動(dòng)啟示我們:不但要努力傳承人類的文明和智慧,弘揚(yáng)人文精神,而且要反對(duì)盲從,反對(duì)抹殺學(xué)生的人性,把學(xué)生當(dāng)作灌注知識(shí)的被動(dòng)容器,禁止危害學(xué)生健康的反人道、反文明行為。這4條可以簡(jiǎn)單地概括為人本觀、發(fā)展觀、主體觀、人道和人性精神,也適用于其他教育教學(xué)活動(dòng)。

要做到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念現(xiàn)代化,還要體現(xiàn)“效率的解放”,首先要調(diào)動(dòng)人的主動(dòng)性,發(fā)揮并協(xié)調(diào)好教師的主導(dǎo)積極性、能動(dòng)性和學(xué)生的主體積極性、能動(dòng)性,沒(méi)有教師與學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和能動(dòng)性相互協(xié)調(diào)、配合,就不可能有“效率的解放”。第二,要強(qiáng)化教師與學(xué)生“雙主體”的理性意識(shí),注重價(jià)值的導(dǎo)向、內(nèi)容的選擇,注重通過(guò)方法、手段和裝備的改進(jìn)來(lái)提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)過(guò)程的效率。為此,要有正確的實(shí)驗(yàn)觀,正確看待和處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位、目的、任務(wù)和方法等問(wèn)題,認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)不但是搞好科學(xué)教學(xué)的重要手段,是現(xiàn)代社會(huì)培養(yǎng)后備人才和合格公民,使他們手腦協(xié)同發(fā)展的重要育人手段,也是科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一;認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的根本目的是認(rèn)識(shí)包括人自身在內(nèi)的自然界,處理好人與自然的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)人類更好的發(fā)展;認(rèn)識(shí)到不但要重視實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的效率,還要重視實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的價(jià)值,重視人的能動(dòng)性的發(fā)揮,等等。概括地說(shuō),“雙主體”協(xié)調(diào)觀、實(shí)驗(yàn)觀、效率觀、實(shí)驗(yàn)理性等,都是實(shí)現(xiàn)“效率的解放”所必須的。

要做到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念現(xiàn)代化,重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是前提。在作為歐洲現(xiàn)代化運(yùn)動(dòng)前奏的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)中,科學(xué)方法和科學(xué)實(shí)驗(yàn)起了開(kāi)路先鋒作用。沒(méi)有科學(xué)方法和科學(xué)實(shí)驗(yàn),就不能摧毀僵化死板的經(jīng)院哲學(xué)體系,就難以開(kāi)創(chuàng)探索人和現(xiàn)實(shí)世界的新風(fēng)氣,就不能為17到19世紀(jì)自然科學(xué)的大發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)時(shí),伽利略通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了自由落體、拋物體和振擺三大定律,使人對(duì)宇宙有了新的認(rèn)識(shí)。他的學(xué)生托里拆利經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了空氣壓力,發(fā)明了水銀柱氣壓計(jì);法國(guó)科學(xué)家帕斯卡發(fā)現(xiàn)液體和氣體中壓力的傳播定律;英國(guó)科學(xué)家波義耳發(fā)現(xiàn)氣體壓力定律。笛卡爾第一次對(duì)折射定律提出了理論上的推證、第一次明確地提出了動(dòng)量守恒定律,對(duì)碰撞和離心力等問(wèn)題曾作過(guò)初步研究,給后來(lái)惠更斯的成功創(chuàng)造了條件。

對(duì)于當(dāng)前的化學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō),怎樣看待實(shí)驗(yàn)教學(xué)與知識(shí)教學(xué),怎樣看待實(shí)驗(yàn)教學(xué)與知識(shí)教學(xué)的關(guān)系,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)為知識(shí)教學(xué)服務(wù)還是相反,是關(guān)系著實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位的重要問(wèn)題之一。把實(shí)驗(yàn)僅僅看作是為知識(shí)教學(xué)服務(wù)的工具,很容易造成實(shí)驗(yàn)像“使喚丫頭”那樣“用則喚來(lái),不用揮去”的狀況。實(shí)際上,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅為學(xué)生建構(gòu)化學(xué)知識(shí)提供直接的和間接的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ),為學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)提供實(shí)際的情境和場(chǎng)所,是學(xué)生自主地建構(gòu)化學(xué)知識(shí)的必要條件,而且是完整地了解化學(xué)、學(xué)習(xí)化學(xué)必不可少的,必須明確地作為化學(xué)課程過(guò)程方法目標(biāo)的主要內(nèi)容之一。

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)和技術(shù)結(jié)合的結(jié)晶,有很強(qiáng)的技術(shù)性,需要講究實(shí)驗(yàn)理性。對(duì)于實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)說(shuō),要實(shí)現(xiàn)“人性的解放”,就必須具有價(jià)值理性。要實(shí)現(xiàn)“效率的解放”就必須講究工具理性。從根本上說(shuō),沒(méi)有“人性的解放”就沒(méi)有“效率的解放”,首先要講究?jī)r(jià)值理性,還要講究工具理性。

3.2 化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)及其裝備現(xiàn)代化

說(shuō)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化,人們往往首先關(guān)注化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)代化,特別是化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備的現(xiàn)代化。其實(shí),化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備的現(xiàn)代化是一個(gè)歷史的過(guò)程,或者說(shuō),化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備具有歷史性,它跟化學(xué)科學(xué)的發(fā)展,跟不同時(shí)期化學(xué)科學(xué)所關(guān)注的問(wèn)題的演變有關(guān)。

3.2.1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其裝備的現(xiàn)代化回顧

17世紀(jì)中葉,波義耳把科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法引入化學(xué),他以實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ),證明元素是對(duì)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分解的最后界限,物質(zhì)的性質(zhì)決定于物質(zhì)的元素組成,物質(zhì)分解和結(jié)合的過(guò)程就是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。不過(guò),由于掌握的實(shí)驗(yàn)依據(jù)很有限,他沒(méi)能確定究竟哪些物質(zhì)是真正的元素。在18世紀(jì),許多化學(xué)家接受了他的這個(gè)思想,相繼發(fā)現(xiàn)了許多元素,特別是發(fā)現(xiàn)了氣體元素氧,建立了燃燒的氧化學(xué)說(shuō),使化學(xué)走上了正確道路;化學(xué)研究從定性發(fā)展到定量,相繼確立了物質(zhì)組成和化學(xué)反應(yīng)中的一些基本定律,如質(zhì)量守恒定律、當(dāng)量定律、定組成定律等。但是,經(jīng)驗(yàn)資料積累不夠致使化學(xué)家們對(duì)化學(xué)反應(yīng)的研究難以深入,對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的研究沒(méi)有多大進(jìn)展。

就實(shí)驗(yàn)研究方法和裝備來(lái)說(shuō),在近代化學(xué)形成之前,人們主要從煉金術(shù)士、實(shí)用冶金工藝和醫(yī)藥化學(xué)研究者那里繼承了簡(jiǎn)陋粗笨、各不相同的研究方法和裝備。從17世紀(jì)中葉到18世紀(jì)末,是近代化學(xué)的形成時(shí)期。在近代化學(xué)形成時(shí)期,化學(xué)家們通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)發(fā)現(xiàn)新的元素和化合物,形成了多種分離提純方法、分析方法和各種檢驗(yàn)檢定方法、吹管分析、硼砂珠試驗(yàn)、焰色反應(yīng)、顯微結(jié)晶分析、有機(jī)物的元素分析和滴定分析法等逐步成為常用手段。這時(shí),已經(jīng)有了專門設(shè)計(jì)的、用玻璃制造的一些實(shí)驗(yàn)器皿,這些器皿是后來(lái)實(shí)驗(yàn)儀器的雛形。利用天平進(jìn)行量的分析和研究,對(duì)于化學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展起了很大的作用。

進(jìn)入19世紀(jì),特別是19世紀(jì)上半葉,化學(xué)在繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新元素、研究物質(zhì)的性質(zhì)及其化學(xué)變化的同時(shí),著重研究了物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu),取得了引人矚目的成果。19世紀(jì)初,道爾頓建立了化學(xué)原子論,半個(gè)世紀(jì)后,阿伏伽德羅提出的分子假說(shuō)獲得廣泛承認(rèn)。在化學(xué)反應(yīng)研究方面也有了許多成果:1800年,伏特宣布制成電堆裝置,揭開(kāi)了電化學(xué)研究的大幕;1815年,比奧發(fā)現(xiàn)了一些有機(jī)物的旋光性,促成了立體有機(jī)化學(xué)的興起;1824年,維勒首次實(shí)現(xiàn)了尿素的人工合成,有機(jī)合成自此迅速發(fā)展;1850年,威廉用旋光儀研究蔗糖水解問(wèn)題,最終導(dǎo)致動(dòng)態(tài)平衡概念和質(zhì)量守恒定律的提出;1887年,阿倫尼烏斯提出電離理論,科學(xué)的電解質(zhì)溶液理論自此建立;19世紀(jì)下半葉,化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論相繼提出……整個(gè)19世紀(jì)是近代化學(xué)的發(fā)展時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期,一套相對(duì)比較完整的化學(xué)常規(guī)儀器和設(shè)備基本形成,化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段初步擺脫簡(jiǎn)陋粗笨,達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃剑惶炱届`敏度大有提高,使原子量和分子量的測(cè)定更加精密,從特定角度為確定原子和分子的存在,以及元素周期律的發(fā)現(xiàn)提供了保證;重量分析法以及電解法、光譜法開(kāi)始在化學(xué)研究中得到應(yīng)用,滴定分析法則進(jìn)入發(fā)展中的極盛時(shí)期。

進(jìn)入20世紀(jì)后,科學(xué)認(rèn)識(shí)深入到原子內(nèi)部,化學(xué)家們開(kāi)始研究物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么?;陔娮拥陌l(fā)現(xiàn)、原子核模型的提出和量子力學(xué)理論的建立,化學(xué)研究以化學(xué)鍵概念和理論為中心,進(jìn)一步揭示了化學(xué)結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì),在此基礎(chǔ)上深入認(rèn)識(shí)了化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律性,認(rèn)識(shí)了化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)的聯(lián)系,化學(xué)科學(xué)進(jìn)入到現(xiàn)代化學(xué)時(shí)期。無(wú)機(jī)制備、有機(jī)合成的發(fā)展,導(dǎo)致材料化學(xué)、儀器分析、天然有機(jī)物化學(xué)、高分子化學(xué)以及結(jié)構(gòu)化學(xué)等等分支的建立和發(fā)展。

為了解決19世紀(jì)基本定型的化學(xué)常規(guī)儀器設(shè)備使用還不夠方便、種類還不夠齊全、精確性和靈敏度還不夠等不足,在20世紀(jì),人們?cè)趯?duì)原有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí),積極吸收現(xiàn)代各種科學(xué)技術(shù)的新成果,創(chuàng)造和發(fā)明了一大批現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備。在分析、分離手段,微量和痕量檢測(cè),化學(xué)元素或組分測(cè)定,微觀分子結(jié)構(gòu),晶體結(jié)構(gòu),表面化學(xué)結(jié)構(gòu)等研究中應(yīng)用吸收與輻射光譜、核磁共振、順磁共振、質(zhì)譜、光電子能譜、拉曼激光光譜、熒光光譜、掃描電鏡、電子探針、低能電子衍射、X射線晶體衍射、中子衍射、分子束等等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果,使用了很多靈敏、精確和快速的實(shí)驗(yàn)手段,呈現(xiàn)出儀器化的特點(diǎn)?;瘜W(xué)定量檢測(cè)達(dá)到微米(10-6)、納米(10-9)、甚至皮米(10--12)數(shù)量級(jí),大大促進(jìn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段的精密化。傳感技術(shù)和微電子技術(shù)的應(yīng)用、各種儀器的聯(lián)機(jī)使用,使傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和化學(xué)操作自動(dòng)化、智能化,使化學(xué)科學(xué)進(jìn)入了加速發(fā)展的道路,化學(xué)從研究已有的物質(zhì)發(fā)展到創(chuàng)造自然界沒(méi)有的物質(zhì),從探索物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展到進(jìn)行分子設(shè)計(jì),從了解化學(xué)變化過(guò)程發(fā)展到調(diào)控化學(xué)變化過(guò)程……領(lǐng)域越來(lái)越寬廣、復(fù)雜,手段越來(lái)越強(qiáng)大、有效,研究越來(lái)越精細(xì)、深入。化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的自動(dòng)化、智能化使化學(xué)實(shí)驗(yàn)在“人性解放”和“效率解放”方面有了很大進(jìn)步。

3.2.2 化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)及其裝備的現(xiàn)代化

回顧化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其裝備的現(xiàn)代化發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代化學(xué)的許多重大突破都與化學(xué)實(shí)驗(yàn)手段的改進(jìn)、發(fā)明和創(chuàng)造緊密相關(guān)?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)手段是制約化學(xué)科學(xué)研究的重要因素,常常能夠起到?jīng)Q定性的作用?;仡櫥瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)及其裝備的現(xiàn)代化發(fā)展歷程還可以發(fā)現(xiàn),在不同的發(fā)展時(shí)期,化學(xué)科學(xué)研究的問(wèn)題不同,研究對(duì)象不同,所采用的研究方法、手段也不同,實(shí)驗(yàn)裝備會(huì)發(fā)生很大的變化。

化學(xué)課程內(nèi)容的發(fā)展與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的基本邏輯是一致的。中學(xué)化學(xué)具有基礎(chǔ)性,肯定要涉及近代化學(xué)關(guān)注的物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)化關(guān)系3個(gè)基本問(wèn)題。這決定了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其裝備必然有很強(qiáng)的近代色彩,不可能也不應(yīng)該是完全現(xiàn)代化的。但是,中學(xué)化學(xué)課程還必須具有時(shí)代性和選擇性,也應(yīng)適當(dāng)?shù)厣婕艾F(xiàn)代化學(xué)的內(nèi)容,中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其裝備也要適當(dāng)反映它的現(xiàn)代化特點(diǎn),反映現(xiàn)代化學(xué)對(duì)組成、結(jié)構(gòu)、功能和過(guò)程調(diào)控等基本問(wèn)題的關(guān)注。即使在引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)化關(guān)系3個(gè)基本問(wèn)題時(shí),也可以使用現(xiàn)代化的手段?,F(xiàn)實(shí)的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其裝備應(yīng)該處理好基礎(chǔ)性和時(shí)代性的平衡,以選擇性幫助處理好基礎(chǔ)性和時(shí)代性的平衡,并且適應(yīng)不同地區(qū)、學(xué)校的實(shí)際,滿足不同的需要。

隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)增加和實(shí)驗(yàn)儀器裝備制造能力增長(zhǎng),以科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)為主要用戶的現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備將會(huì)越來(lái)越多地出現(xiàn)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。但是跟傳統(tǒng)裝備不同,現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝備大多精度很高、價(jià)格昂貴,需要開(kāi)發(fā)要求較低、價(jià)格適于推廣的“教學(xué)級(jí)”儀器設(shè)備供應(yīng)學(xué)校所需,或者組織建立現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,作為共有資源由學(xué)區(qū)各校所共享。

有人把用電腦和多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)也歸屬于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)代化,這樣的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。模擬實(shí)驗(yàn)代替不了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)。所以,必須堅(jiān)決反對(duì)用電腦和多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)完全取代化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

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