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关键词:小学数学; 两极分化; 对策;
一、小学数学两极分化内涵及成因
(一) 小学数学两极分化内涵
在小学数学教学中, 两极分化主要是指优秀学生与学困生之间的差异[1].通常情况下, 在一个班级中, 优生与学困生人数基本相当, 并且都占少数部分, 全班大部分学生都不怎么优秀, 但也不会太差, 这是一种正常现象。但由于数学学科特殊性, 若优生与学困生之间出现了严重的极端, 不仅会使学困生人数明显增加, 而且学困生与优生的差距也会越来越大, 进而出现严重的失衡现象, 这就是小学数学的两极分化。
(二) 小学数学两极分化现象的主要原因
导致小学数学两极分化的原因是多方面的。一是由于学生个体本身存在的差异。学生由于受先天因素影响, 智力高低本就存在差异, 而且这种差异还会随着年级的增高, 知识难度的加大, 表现得更为明显。二是由于家庭教育的缺失。近年来, 特别是农村小学生, 父母纷纷外出务工, 把教育子女的重任直接推给学校。三是因为教育评价的不全面。部分教师深受应试教育的洗礼, 死守传统教法不知道与时俱进, 观念保守, 生怕因为改革而影响了学生的学习成绩, 继续采用传统教法进行教学, 动辄就讽刺挖苦, 甚至拳打脚踢, 粗暴野蛮, 严重打击了学生的学习积极性。
二、有效消除小学数学两极分化现象的对策
(一) 想方设法, 培养学生的数学学习兴趣
兴趣是最好的老师。特别是对于小学生而言, 教师要不断激发学生学习数学的积极性, 培养学生的数学学习兴趣, 让学生产生主动学习数学的欲望, 变“要我学”为“我要学”.笔者在调查问卷中也发现, 凡是参与调查的学困生, 对“你喜欢学习数学吗”中的四个选项“A.喜欢, B.不喜欢, C.不清楚”, 都选择的是“B.不喜欢”.由此可见, 培养学生的数学学习兴趣对消除两极分化现象是多么重要。实际教学中, 教师可以从建立新型师生关系, 改变教学方法等方面入手, 培养学生的数学学习兴趣。
(二) 尊重个体差异, 实施分层教学
学生的个体差异是不可避免的。教学中, 教师若对不同层次的学生采用相同的要求, 势必会打击学困生的学习积极性和主动性, 使其破罐子破摔, 进而加重两极分化现象。因此, 教师要尊重个体差异, 根据不同层次的学生, 设置不同的学习目标和学习要求, 对学生实施分层教学。在课堂教学中, 特别要关注学困生的表现, 鼓励他们主动积极地参与课堂活动, 善于发现他们的闪光点, 及时肯定他们的点滴进步, 耐心引导他们学会发现问题、提出问题, 并运用适合自己的方法尝试着解决问题, 从而增强他们学习数学的兴趣和信心。对于学有余力, 数学思维强, 解决问题快的优秀学生, 教师应为他们尽可能多地创造探索和研究的机会, 引导他们向更深更广的层次发展, 以便挖掘他们的学习潜能, 学到更多更有用的数学知识。如笔者在教学人教版五年级数学下册第七章《数学广角》“找次品”时, 对于学困生, 笔者要求他们只要知道在已知产品数量及次品轻重的前提下, 需要称几次, 在不知道次品轻重的前提下, 需要称几次即可。而对于其他学生, 不仅要知道称重的次数, 还要能够说出称重的方法。
(三) 从实际出发, 有效组织小组合作学习活动
在众多的新课程教法中, 小组合作学习无疑是最常用的模式之一。但在实际教学中, 小组活动往往成了优生展示才华的舞台, 学困生干脆连边都沾不上。因此, 作为教师, 要从学生实际出发, 有效组织小组合作学习活动, 让全体学生都能积极参与其中。如笔者在组织小组活动时, 简单的问题让学困生来回答, 给他们创造展示自己的机会, 让他们觉得自己在课堂活动中的重要性。同时, 在小组内, 根据学习差异, 建立一对一的帮扶对子, 让他们在小组活动中, 通过“兵帮兵、兵教兵”的学习形式, 让学生互帮互学, 切实提高小组合作学习效率。
关键词:凌河流域;DO;COD;水质监测
前言
溶解氧(DO)是水体的资本,是水体自净能力的表示。天然水中溶解氧近于饱和值,藻类繁殖旺盛时,溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低,对于水产养殖业来说,水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响,当溶解氧低于4mg/L时,就会引起鱼类窒息死亡,对于人类来说,健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时,溶解氧的含量可趋近于0,此时厌氧菌得以繁殖,使水体恶化,所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染,特别是有机物污染的程度,它是水体污染程度的重要指标,也是衡量水质的综合指标。因此,水体溶解氧含量的测量,对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。目前国际上发展的主流是基于荧光淬灭原理的光纤溶解氧仪。
在水质监测中,化学需氧量(COD)是评价水体受有机物污染程度的重要指标。他是指在一定条件下用强氧化剂处理废水,水中还原性物质所消耗的强氧化剂的量,其结果折算成氧的含量(以mg/L计)。
凌河:凌河区位于锦州市区东半部,是锦州市的政治、经济、文化中心,是辽西沿海经济区中心城市的核心城区。辖区面积41平方公里,占主城区面积的58.41%,人口37.5万人,气候条件:降水集中、季风明显、风力较大。
目前大、小凌河流域湿地水质状况:根据1997年至1999年大凌河流域主要河流断面水质监测数据,分枯水期和丰水期两个特征水文期,对大凌河河流水质进行了详细评价,评价总河长498km.分析结果表明,辽西沿海河流总体水质状况较差,污染严重,干、支流河段水质多为Ⅳ类或更差,且丰水期水质劣于枯水期.
小凌河评价河长105公里,代表河段两个。丰水期:缸窑口段为Ⅲ类水质符合地面水环境质量标准;锦州段为Ⅴ类水质。枯水期:锦州段为超Ⅴ类水质。在日益发达的工业发展进程中,小凌河也面临着极大地威胁。与此同时,我市也采取一系列措施来治理小凌河污染。
通过对DO和COD进行监测和评价,及时了解水环境质量现状和趋势,为水环境管理提供科学依据。
材料与方法
实验材料:GPS导航仪、多参数水质分析仪、采样器、棕色瓶、哇哈哈矿泉水、黑色记号笔、标签、笔记本等。
实验方法:根据排污口、源头、入海口、湿地等设断面进行采样点布设。
采样时间:2013年5月29-31日
实验方法:先用采样器进行水样的采集,装到棕色瓶当中然后用塑料袋包好,回到实验室测量DO、COD的含量。测量之前先用试剂调解零浓度,在进行测量。每测量完一个水样都要用纯净水清洗一次。记录数据。
结果与讨论
通过室内实验,得出研究结果,得到数据:
凌河流域DO含量上游比其他断面要少,水体自净能力较弱,而其他部分DO含量差不多,水体自净能力较强。COD的含量上游要比其他断面要多,受有机物污染较重,中游下游以及入海口COD的含量较多受有机物污染程度轻。导致这种情况
是因为凌河流域包括大凌河、小凌河及其支流,内有7条主要支流,目前仅有1条支流为四类水质,其他6条支流均为劣五类水质。解决这个问题通过污水处理设施建设、污水处理设施截污干管、湿地处理、河道清污、工业点源治理、畜禽养殖治理等工程,集中治理水污染,从根本上改善凌河流域水质,全面实现凌河流域干流及其主要支流达到四类水质的目标。
结论
凌河流域上游部分污染比较严重,下游部分污染较轻。经过湿地处理等使流域得到了改善。
参考文献
[1]马永才;李英;韩永生总有机碳与高锰酸盐指数及化学需氧量的相关性[期刊论文]-环境监测管理与技术
[2]何容信.刘长海.谭超.He Rongxin.Liu Changhai.Tan Chao辽河水质中CODMn与TOC的相关关系探讨[期刊论文]-环境科学与管理
[2]靳辉.丁冬以新思路寻求新突破辽河水质持续改善[期刊论文]-环境保护与循环经济
关键词:电气设备运行,温升,电气发热,温度测量
在工厂发供电系统中,电气设备较多。电气设备运行中发热产生温升,随着长时间运行,设备老化、积灰造成发热量增大,造成温升异常,如果不加以检测和控制,随着电力负荷的增长,如果原有的电气设备不加以检测和维护,对设备危害会很大。电气设备发生故障,故障点的电流及支路电流会增加,电气设备接头比同截面导线,出现超限负荷,后果是:接头松动,长时间后接头发热,设备老化,最严重发生电缆爆炸或者接头熔断。
1.温升产生的原因
电气设备发热时电流热效应引起,按照i²r的公式产生热量。公式说明,电气设备热量主要是两因素组成,即电流、电阻。
下面对影响接触电阻发热的因素进行分析:
接触电阻由两部分组成,收缩电阻Rs、表面膜电阻Rb。收缩电阻:电流流经电接触区域,由原来截面较大导体转入截面较小接触点,电流发生收缩,此现象呈现的电阻称为收缩电阻。表面膜电阻是在电接触面上,由于覆盖一层导电性差的物质,产生膜电阻。
接触电阻形式:点接触、线接触、面接触。接触形式与收缩电阻Rs的影响表现在接触点数目。通常情况,面接触点数最大Rs最小;点接触最小,Rs最大;线接触处于之间。
接触形式与膜电阻Rb的关系主要是接触点承受的压力F。接触压力F对收缩电阻Rs值、膜电阻Rb值影响最大,F增加,接触有效面积增大,接触点数增加,使Rs减小。接触不到位,触头失去弹性,接触压力F下降,接触面积减少,电阻Rs增大,膜电阻Rb受F的作用减弱或不受其影响,使表面膜电阻Rb增大。
接触表面光洁度对电阻有影响,主要表现为接触点数不同。电阻接触在长期工作中要受到腐蚀作用,电接触长期允许温度都很低,接触面金属基本不与周围介质接触,但介质中的氧从接触点逐渐侵入,并金属发生化学反映,形成氧化物,造成实际接触面积降低,使Rj增加,接触点温度上升。论文格式。
电化学腐蚀:两种金属构成电接触,会发生这种腐蚀。它使低价金属溶解,造成低价金属腐蚀。
电气发热使接触面形成氧化层薄膜,增加接触电阻。论文格式。氧化速度和触头温度关系密切,发热温度高,超过临界温度,氧化膜形成过程会加速,这就决定了接触面极限温度。此外,当发热温度超过极限值,接触部分的垫片会被退火,压力降低,使接触的电阻增加,最后导致连接状态破坏。
2.绝缘等级
绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级,分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。最高允许温度分别是(℃)105、 120 、130 、155 、180。
运行中电气设备,要求温度不大于绝缘等级。超过绝缘等级规定时,需要进行处理。
3.电气发热检查方法
3.1用试温蜡片
把试温蜡片粘贴在电气接点触头,运行中观察试温蜡片颜色变化情况,有60℃(黄色)70℃(绿色)80℃(红色),每达到一定的温度,相应的色块会变成黑色。
3.2使用红外线测温仪:
使用红外线测温仪可以直接对电气触头、电缆接头、电机外壳进行测温。测量误差小,使用方便。
4.使用红外线测温仪时应该注意的问题
(1)使用测温仪应当注意测量距离,按照使用说明书,一般最佳测量距离为1米,距离越远,误差越大。
(2)使用测温仪时应尽量避免红外光线穿透玻璃。虽然在产品说明书中注明可以穿透玻璃测量,但是在实际使用中发现,穿透玻璃使测量结果误差增大。所以应该尽量避免。
(3)在使用测温仪过程中,应该遵循定时、定点原则并做适当的记录。定时原则就是在24小时的某一个固定时间检测。定点原则是指在测量温度时的测温点应当固定,有条件的话,在检修状态应当做适当标记。论文格式。坚持定点定时原则并加以记录才能够及时发现异常发热的触点,并及时加以处理。
综上所述,使用红外线测温仪检测温度,可以有效避免电气设备发生异常温升。
学会常务理事、多相流专委会主任郭烈锦教授主持会议。本次学术年会共收录239篇论文,有40多家高校及科研院所240余位专家学者参加了年会,宣读和交流了187篇学术论文。本次国家自然科学基金进展交流会共有30个面上项目通过口头和墙报的方式汇报项目进展。
在全体大会报告会上,共进行了4个特邀学术报告。英国The University of Manchester的杨五强教授就“Industrial tomography for multiphase flow measurement”得最新研究成果与进展与参会人员进行交流。
中科院大连化学物理研究所叶茂教授、中国石油大学(北京)李相方教授分别做了“工业催化反应反应器中的气固两相流问题:研究现状和展望”“气液两相流在石油天然气工业中的应用”精彩的大会邀请报告。国家自然科学基金会工程科学三处刘涛处长代表基金委报告了国家自然科学基金申报、评议、最新动态以及重点资助领域等情况,鼓励青年学者勇于创新,发表高水平国际期刊论文。专委会对2010年度青年学者优秀论文陈学俊奖获得者共8名青年学者(35岁以下)进行了表彰,颁发了证书和奖金。
本次学术年会与往年一样设置了8个专题,包括:气液两相流与沸腾传热传质,气固两相流与燃烧及其污染控制,多相流数理模型和数值方法,石油工程多相流,多相流测量技术,反应堆热工水力,两相流相变传热强化和节能,高新技术中的两相流与传热传质。
本书共8章:1. 引言:介绍了分析化学的历史以及它在当今社会中的作用;2. 质量管理导论:论述了质量管理的历史背景,容差、标准、控制过程、指导方针以及质量管理的系统要求等;3. 统计学基础:论述了统计学的基本概念,重要术语及各种测量偏差的计算法,分析结果的准确度和精确度,以及回归分析等;4. 分析过程:介绍了分析过程的整体范围,设计、取样、分析、评估及验证等过程及方法;5. 验证策略的实例:以测定工业废水中苯酚为例,讲述了验证分析方法的途径,包括对精确度、准确度、校正函数、测量的不准确性、耐用性等的测量;6. 教学实验室章程中的组织实用规则:论述了建立这些章程及规则的目的及内容,包括实验室的安全性、实验项目的工作流程、准备工作、实验室纪录本及报告等;7. 文献:讲述了引用的文献、推荐的标准、校正、内部测试及质量管理等;8. 课题:以工业生产或生活中的实际问题为分析课题,系统地讲解了色谱、光谱、电泳分离、流动注射分析、质谱、凯氏氮测定法、溶解氧测定法以及场流分级等分析方法。每章的结尾有参考书目,本书的结尾有6个附录,最后是主题索引。
本书著者Keling Liu是瑞士苏黎世应用科学大学的副教授,是该校化学和生物化学研究所分析化学实验室导师。他长期在实验室从事教学和实验工作,在很多国际杂志上发表过大量论文。
本书在向学生系统地讲授各种仪器分析方法的同时,通过一些分析实例向学生灌输了以下思想:分析方法是学习化学和物理学的基础;分析过程从订单的输入开始,到分析报告的打出结束;分析工作就是一种服务。本书可作为化学系大学生实验课的教科书、研究生或分析化学领域工作者的实验室参考书。
【关键词】预埋件;埋设;技术;控制
1工程概况
工程实例概况:该工程为某地一栋127m高层建筑,用途为商业和商务办公楼,建筑面积8万多平方米,地下3层,地上25层。由于建筑特点决定,本工程外装饰幕墙工程主要内容有:石材幕墙、玻璃幕墙、(百叶窗、铝合金窗、隔栅)等。本工程的施工过程中需要大量的预埋件施工,因此作为本文的实例具有很强的代表性,预埋件埋设质量的好坏,肩膀各队后面进行的结构搭接和外部设备安装起到重要的影响。下面将分别就幕墙预埋件的工程特点和预埋件施工方法、技术及注意事项等分别进行阐述。
2预埋件的加工及埋设施工方法
2.1预埋件的加工应符合下列要求
焊缝高度必须达到设计要求;焊角没有咬边现象;防锈漆涂刷是否均匀;所用材料是否符合设计要求;加工尺寸与图是否一致;填写预埋件进场验收表;填写《进场物资报验表》以及上述资料经过自检和监理人员检查、验收通过后才可进行埋设。
2.2预埋件的埋设
2.2.1 预埋件埋设之前,首先根据施工设计深化图进行放线定位,特别是注意转角位置埋件的埋设,并填写《技术交底》表备案。
2.2.2 当每一层楼土建梁柱钢筋绑扎完毕后,按照预埋件点位布置图及标高尺寸,根据土建梁柱尺寸控制线,在钢筋上视具体情况用红笔划出预埋件埋设控制线。
2.2.3 在埋设预埋件之前,当土建支模时,就进行分格,将预埋件分格线弹在底模外檐口处。
2.2.4 根据埋件施工图埋件分布的情况,对埋件以轴线右边起第一个埋件进行编号,从1 至若干个进行埋设并以埋件检查表填写埋件埋设的情况。上下、左右、前后将埋设的情况记录下来,埋件埋设后填写《隐蔽验收单》并附《检查表》报监理验收。
2.3 预埋件埋设的要求
2.3.1 预埋件在埋设过程中,要以多轴线进行埋设,相对来说轴线之间的精确度足以满足埋件的几何尺寸,若以单轴线定位,丈量过程中尺寸误差会积累,造成埋件的偏位,相对轴线偏差小于20mm。
2.3.2 幕墙与主体结构连接的预埋件,应在主体结构施工时按设计要求埋设;预埋件位置偏差上下不应大于 10mm,上下测量依据底模用卷尺进行测量。图 1所示。
2.3.3 当土建梁柱钢筋绑扎完毕后,将预埋件用铁丝临时固定在钢筋上,或点焊在箍筋上。
2.3.4 若预埋件埋设中碰到埋件在箍筋的空档处,则可添加辅助钢筋,或用铁丝与主筋扎牢。
2.3.5 预埋件在埋设过程中,一定要紧贴模板(参见图 2),上下、左右偏差到20mm 影响不大,而前后倾斜将造成角码与埋件之间接触减少,施工难度加大。采取措施,加垫铁块等均为点接触,受力将受影响。这时候只能采用楔型铁块辅助修正,这样势必造成施工周期长、成本增加。
2.3.6 埋件埋设好以后,在浇捣砼时,要注意保护埋件。混凝土施工的振动棒在埋件边应延长振捣时间,埋件周边的砼一定要浇捣密实,避免产生漏浆及空鼓现象,影响埋件的质量。
2.3.7预埋件在墙面埋设时,在浇混凝土时,应跟踪进行检查,若埋件高出混凝土应立即往下打,使埋件与混凝土面一样平。
2.3.8结构阴阳角的埋件处理
a、阴角部位埋件的埋设,依据幕墙安装的需要在角位处拉开50mm,否则影响今后施工安装。
b、阳角部位埋件的埋设,阳角处的埋设应与阴角处埋设相反,角位两个埋件应贴边靠紧。
2.3.9剪力墙处埋件施工
一般情况下,待剪力墙模板合模后埋件无法进行调整,因而在和模前将埋件固定好,采用吊线法进行,埋件与线锤退缩5mm,以免影响合模。
2.3.10圆弧处埋件施工
圆弧位埋件的施工,应明确是建筑分格还是结构分格,及时与设计沟通,以免误差扩大无法进行施工。
2.3.11 当预埋件埋设完毕后,应做好记录,并填写预埋件安装检查表。
3 预埋件安装
3.1 每位埋件安装人员清楚预埋件的施工技术、工艺,明确分工。埋件安装前,施工单位项目经理要向安装队长、技术员及埋件安装的有关人员进行施工技术交底。安装队长和技术员向埋件班长、组员,进行技术交底。同时,技术交底的内容必须知会监理人员。
3.2 每位埋件安装人员必须认真领会技术交底内容并执行,严格按设计图纸的内容和要求并依据施工组织设计进行埋件安装。
3.3 确定每个面、每个层的基准,并清楚识别基准标识。明确化学锚栓需符合设计要求及安装方法和使用的工具及方法。
3.4 详细的膨胀螺栓和穿透螺栓的施工方法。
3.5 详细的化学锚栓的施工方法。
3.6 确定从那个基础开始安装,以及安装顺序。
3.7 确定土建预埋件误差的补救方案,(必要时,须征得甲方、甲方监理、土建及设计部门同意)。
3.8 埋件安装必须按照放线的基准线、埋件位置图、节点图进行安装。
3.9 埋件安装应采取可靠方法处理,主受力埋件至少采用两方对穿螺栓加两个膨胀螺栓,对穿螺栓直径不小于12mm,其周围的缝隙应用玻璃丝布堵赛,膨胀螺栓不小于M12*110 并加环氧树脂加固,剂量符合说明书要求。
3.10 膨胀螺栓因不能置于钢板内部时,应至少保证两个膨胀螺栓打在埋件钢板内部,其余允许打在外部,且中心至埋件边缘距离不应小于30mm,并通过厚度不小于8mm 的铺助压板与埋件焊牢,焊缝长度不小于50mm。
3.11 埋件安装完毕后,必须进行防腐处理,涂刷防漆两遍(特殊情况必须依据设计要求进行)。
3.12 应进行承载力现场试验,必要时应进行极限拉拔试验,并有检验报告。
3.13 每个连接点不应少于 2 个锚栓。
3.14 化学锚栓的安装符合图纸要求,安装方法符合化学锚栓的说明书的要求。
3.15 不允许在化学锚栓接触的连接件上进行焊接操作。
3.16 预埋件清凿后应露出金属光泽,表面不允许有混凝土、鳞片、焊接的杂质存在。
3.17 卡埋件和结构预留口的预留槽口内充满聚苯乙烯(苯板)无混凝土杂物。
参考文献
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[论文摘要]通过对压力测量、温度测量、控制技术的改进和测定体系的优化,以及实验小型化、微型化及综合性发展,不断改善实验技术,改良实验环境。
物理化学是化工、应化、冶金、成型、环境等专业学生的一门重要的专业基础课,物化实验自然也是这些专业学生的一门重要的实践课。近几年来,随着技术的发展,我们通过对压力测量、温度测量控制技术的改进,对实验室反应和测定体系的改进以及实验小型化、微型化及综合性发展,不断改善实验技术,改良实验环境,创建高、精、准的实验条件和无汞、无苯、无毒的实验环境,大大提高了实验的验证性功效,同时改善了实验环境。
首先,从仪器入手进行了改良
在物化实验中,纯液体饱和蒸汽压的测定和碳酸钙热分解等实验中都涉及到压力值的测量,原来使用的u型压力计含有大量的汞,操作不慎容易污染环境,危害实验人员的健康。现在我们把U型水银压力计换成电子数显压力传感器测压计。既不会污染环境,读数更快更便捷。另外,在一些实验中要用到测温装置和控制装置,例如燃烧热测定实验中,关键是测试温度的变化,对于测量精度要求较高,原来我们一直使用贝克曼温度计测量温度,虽然测量精密度高,但其含有大量汞,而且操作繁琐,现在我们把它换成电子精密数显温度计,并且与计算机相连接,实现了自动化跟踪和数字化输出,提高了实验的准确率和测定速度。还有一些物化试验都需要在恒温条件下进行,如饱和蒸汽压测定、蔗糖水解、电导法测定醋酸电离平衡常数、乙酸乙酯皂化、最大泡压法测定溶液表面张力等实验,以前是使用水银导电温度计来调节,现在都更换成数显的超级恒温器,恒温精度可达0.02度。
其次,改进了实验项目和测定体系
BZ震荡反应已成为物理化学实验中的一个重要实验,在以往的实验中,都采用记录仪和数字电压表记录BZ震荡反应波形,存在分辨率低、易引入人为误差、操作复杂等缺点,并且记录数据以及最终处理的工作量大。针对这一问题,我们引入了计算机自动测控系统,不仅有利于开展单人实验,训练学生的计算机能力,而且提高了物理化学实验现代化测试水平。另外我们对传统的实验体系也做了改进。取液系相图是一个比较传统的实验,过去很多年来一直测定的是苯-乙醇体系,由于苯的毒性强,使得实验室的环境严重污染,现在改为环己烷-乙醇体系,实验结果更具有代表性,而且环境得到了大大改善,另外饱和蒸汽压的测定改用无水乙醇,介电常数的测定也采用四氯化碳作为试样。通过对实验项目的改进和测定体系的更换,使得物化实验朝着更科学、更安全的方向发展。
另外,物化实验逐步朝着小型化、微型化及综合性发展
研究性教学的实施离不开教学内容的创新。因此,根据课程教学目标和研究性教学模式特点,课题组成员贯彻“重思想、重方法、重应用”的教学理念,以“结构物理性质制备方法化学性质反应机理反应规律主要用途”为主线,精心设计了由结构与命名、反应类型与机理、合成设计基本理论、合成方法与技术等四大知识模块组成的有机化学理论课程研究性教学内容。特别强调处理好教学内容的基础性和先进性的关系,不仅加强基础知识和基本理论,重点讲解有机化学反应原理和方法,而且注重把有机化学学科的发展前沿和生产中的最新应用,以及相关学科的交叉知识等研究性内容引入课堂。例如:绪论课中,教师从衣、食、住、行、医疗保健、环境保护、生命科学等方面入手,介绍有机化学及有机化合物在生产、生活中的应用及重要作用。而且引入绿色化学、富勒烯家族、有机纳米材料、有机光电功能材料、生命有机科学的糖化学、DNA重组技术和定点突变技术、蛋白质化学的分子识别技术等学科前沿[3],早期给学生渗入有机化学学科前沿和应用意识。并通过大量生动形象的图片、事例来反映有机化学世界之神奇和有机化学工作之乐趣,使学生初步了解当代有机化学的发展动态和最新成果、拓宽知识面,激发学生学习与探究有机化学知识的兴趣。教学过程中,课程组成员积极探索“问题式研究性教学法(PBL)”。根据教学内容,教师课前精心设计能够引导学生对学习对象产生研究兴趣或质疑态度的一系列问题,创设一种类似科学研究的教学环境和途径,为所有学生营造研究性学习氛围。课上应用生动的语言描述简单事例,以案例或图片形式把每节课的主要内容展现给学生,激发学习新知识的兴趣和主动性,使学生带着解决问题的热情去听课[4]。同时采用案例分析、启发式、讨论式等多种教学方法,逐步引导学生进行研究性学习,将问题逐一解决,实现学生在研究性“教”与“学”的过程中获取知识、训练思维、培养能力的目的。例如:讲授立体化学章节时,首先讲述一个简单例子:小芳梦见自己来到了神奇的镜像世界,发现平时最爱吃的口香糖变成了香菜味道。告诉学生口香糖味道改变的真正原因是所含主要化学成分“香芹酮”的手性,手性的存在使香芹酮具有互为镜像的R型和S型两种异构体,而两种异构体的性能不同。学生就会产生强烈的好奇心,很想知道日常口香糖中香芹酮的结构到底是怎样的?这时,教师适时提出本章所要解决的主要问题:(1)什么是手性分子?(2)什么是对映异构体?(3)如何判断对映异构体的绝对构型?学生的注意力很快就集中到特定的问题情境中,带着疑惑和探究答案的激情参与到教学环节中,进行主动学习。通过教师的引导和重点讲解,以上问题逐一解决,学生在下课前,能够运用所学的立体化学知识,顺利地确定口香糖中香芹酮为S型异构体。这种以问题为载体的研究性教学模式符合学生勇于探究的心态,便于学生实现从“要我学”到“我要学”的转变。学生经历了艰辛的思考过程之后,不仅能够深刻理解所学内容、感受到主动获取知识的乐趣,而且增强了运用理论知识解决实际问题的能力。
二、建设三层次实验教学新体系,推进研究性学习,提高学生的综合素质和创新实践能力
以“方案设计物质制备分离提纯结构表征性能测试”五要素为主线,以培养学生的创新实践能力及科研兴趣为目标,建设了螺旋式上升的“三层次”(基础型、综合设计型、研究创新型)有机化学实验教学新体系。通过删减简单的验证性实验,在原有基础型实验中增加设计性元素,把有机化合物的典型性质实验安排在相关的合成实验中,提高基础型实验的教学起点。通过串联序列化的多步骤合成、提纯、分离等多个单元操作,构建综合设计型实验项目;例如:将乙酰苯胺、对硝基乙酰苯胺、对硝基苯胺三个合成实验合并成一个综合实验。研究创新型实验包括方案设计、合成反应、分离提纯、产品结构表征或元素分析等多个阶段。大多数实验项目是结合教师科研课题或者学科研究热点凝练而形成的,内容新颖,难度适中,具有本科生进一步可研究探索、发挥一定创造性的空间,能够充分调动学生的研究兴趣。该实验教学新体系由基本单元技能训练到综合技能训练,最后进入研究创新实验技能训练,循序渐进,体现了有机化学实验自身的系统性和规律性。研究性实验教学模式通过改进实验内容和教学方法等,激发学生自主学习和探究动机,是一种培养学生研究兴趣的新型教学方式,适应当前教学改革的要求。因此,课程组成员探索了“分层次开放式”的研究性实验教学模式,使学生科研意识和科研能力的培养融入到正常的实验教学秩序中,基础型实验采取开放式预习和互动式教学方法,加强实验的启发性,增加学生动手动脑、查阅资料的机会。综合设计型实验采用必做实验与选做实验相结合方式,为学有余力的学生提供更多的锻炼机会,全面提高综合实验技能。研究创新型实验既要求学生必须掌握一定的有机化学实验知识和实验技能,又能够灵活地、创造性地综合运用这些知识和技能。教学实践过程中更注重研究性,主要体现在实验的内容、方法、技术和过程等多个层面,采用实验教学与科研项目相结合的开放式教学方法。学生自主选题,在“查阅文献、方案设计、实验准备、实验操作、结果分析、撰写报告、汇报讨论”等环节中,以学生为主体、教师为主导,教师给予全方位的研究性指导,为学生提供更多的自主学习空间,发挥学生的主观能动性,进行自行设计、独立实验、主动思考与讨论。同时倡导团队合作,合理分工、共同探索研究,调动学生研究性学习的积极性,增强学生发现问题、解决问题和团结协作的能力。
三、提供多元化的课外实践途径,鼓励学生参加科研训练,培养学生的科研素质
东南大学作为一所研究型大学,拥有高素质的师资力量、先进的实验设施、学科发展及项目资源优势,通过由专题研究、科技创新、学科竞赛、SRTP活动组成的“四路并进综合实践”环节,为本科生研究性教学模式的实施提供了良好的课外科研实践平台。结合理论课程教学内容,教师拟定研讨主题,例如自己身边的有机新材料、微波辐射有机合成新方法、足球烯家族等有机化学热点问题。鼓励学生选择感兴趣的内容,利用网络和图书馆资源查阅相关文献、自拟题目、撰写课程论文。通过组织学生“专题研究”汇报,加强师生间、学生间的交流研讨和教师点评总结,使学生了解有机化学、有机化工与社会和生活的密切联系,培养学生的探索兴趣、诱发学生的创新萌芽。“科技创新活动”通过展示科研训练成果和实验方案设计,激发学生的创新意识。鼓励和资助学生积极参加学科竞赛,培养学生的创新实践能力。依托学科发展优势,结合教师科研课题,鼓励学生自主申报“SRTP项目”,引导学生参加科研实践、感受学术氛围,接受科研训练,激发学生的科研兴趣,学会如何通过实验现象和数据处理,分析讨论实验结果,运用理论知识解决实际科研问题。多元化的课外综合实践途径能够促进学生自主研究性学习,帮助学生延伸课内知识、拓展课外知识,提高学生的文献检索和阅读能力、综合实验技能、分析讨论、交流表达、论文写作等综合科研素质,培养学生的创新思维和科研创新能力。
四、探索研究性教学新的考核方案
研究性教学模式评价系统应该遵循学习过程评价和教学目标管理相结合的基本原则,进行多种方案的探索。因此,在有机化学研究性教学模式实施过程中,改变以往期末“一张考卷定高下”的做法,考核评价内容从以知识测量为主转变为以能力测量为主。加大平时考核力度,平时考核包括一系列有利于引导学生提高实践能力和科学素质的内容,例如:教学基本知识的测验、学习阶段总结、综合问题讨论、课程论文、作业质量等。理论课程采用“平时作业及测试成绩×15%+学习阶段总结×10%+课程论文成绩×20%+课堂讨论成绩×10%+期末考试成绩×45%”考核方案。针对“三层次”研究性实验教学新体系,实验成绩考核主要根据学生查阅资料、实验方案设计、实验预习、实验操作、报告撰写、分析问题及解决问题的能力,指导教师对学生在不同阶段所表现的实践能力分别给出相应分数,按照一定权重,加权平均,最终进行综合评定考核。新的考核方案贯穿于整个学习过程,是对学生在研究性学习过程中获取知识、探索研究、思维创新等多方面能力的综合评价,有利于开辟教师研究性“教”和学生研究性“学”的新局面,为在课程教学中贯彻素质教育、能力培养营造宽松的环境,培养学生的创新思维和创新实践能力。