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化学反应工程是被教育部颁发的《目录》确定的宽口径化学工程与工艺专业的四门主干课程之一,也是涉及研究过程工业(即通过化学变化或物理-化学变化制造产品的工业,包括化工、石油、冶金、材料、轻工、医药、生化、食品、建材、军工、环境等) 中生产过程、生产装置、工艺技术规律的诸多专业重要的必修或选修的技术类或技术基础课程[1]。化学反应工程既包含化学现象,又包含物理现象,是一门综合性强、涉及基础知识面广、对数学要求高的专业技术学科,学生在学习时普遍感到理论抽象、计算繁琐,不少学生认为化学反应工程课程是大学中最难学习的课程之一。又加之我校为一所地方性本科院校,学生的基础知识并不扎实,实验和实习条件有限,因此,如何在较短的课时数内使学生能够系统地掌握本课程主要内容,培养学生的工程观念和创新能力,成为我校化学反应工程教学改革的重点。基于此,我们在传统教学方式的基础上,进行教学改革,引入师生互动教学模式,并取得了一些进展。
1 化学反应工程的主要内容和作用
化学反应工程是化工类专业的一门专业主干课程、核心课程,涉及物理化学、化工热力学、化工传递过程、优化与控制等。主要研究工业规模化学反应过程的优化设计与控制。该课程对于培养学生的工程意识、强化工程分析能力具有十分重要的作用[2]。本课程的基本内容包括反应动力学和反应器设计与分析两个方面,重点是介绍气——固相催化反应本征动力学、气——固相催化反应宏观动力学、理想流动反应器、反应器中的混合及对反应的影响、气液反应及反应器和流——固相非催化反应等基本理论。目的是使学生掌握研究工业规模化学反应器中化学反应宏观动力学的基本方法和基本原理,具备进行反应器结构设计、最优操作条件的确定和最佳工况的分析控制、过程的开发研究和模拟放大的基本能力。
2 化学反应工程教学现状与存在的主要问题
传统的化学反应工程教学方式单一,主要是教师在讲台上讲,学生台下听。课堂教学不具有主体性、创造性、全面性、发展性的行为,其不足之处有以下几方面:灌输式过多,参与式过少。教师的启发式与学生的参与体现得不够,学生被动听课,课堂气氛大多比较沉闷。结论型过多,问题型过少。教师教给学生的都是定论,启发学生思考问题、提出问题不够,学生的问题意识和提出问题、研究问题的能力较弱,授课效果不佳。现代教学理论认为,教学是一个双边互动的过程。在这一过程中,教师是主导,学生是主体,任何一方的作用都不能忽视[3-4]。所以我们在化学反应工程的教学中,根据地方院校的特点引入了师生互动教学法。
3 互动式教学法在化学反应工程教学中的运用
互动式教学是指在教师的指导下,利用合适的教学选材,通过教与学双方交流、沟通,激发教学双方的主动性,拓展学生思维,培养学生发现问题、解决问题的能力,以达到提高教学效果的一种教学模式[5]。这种教学模式需要营造多边互动的教学环境,在教学双方平等交流探讨的过程中,达到不同观点碰撞交融,进而激发教学双方的主动性和探索性,从而提高教学效果。互动式教学常用的方式有多种,本教学改革选择问题教学法、案例教学法、上课提问、课后互动多种方法进行教学,由传统的讲授式转向讲授与提问、讨论相结合的教师与学生双向交流的启发式教学。在教改过程中,我们充分发挥互动式教学法的优势,努力寻找互动式教学与化学反应工程教学的最佳结合点,促进了化学反应工程教学的开展。
3.1问题教学法与案例教学
问题教学法是指围绕问题展开教学双方互动。一般为:提出问题—思考讨论问题—寻找答案—归纳总结。比如,在讲授多级cstr串联的计算及优化时采用此教学方法。首先提出两个问题,第一个问题是分析多级cstr串联的必要性,第二个问题是如何求串联体系的转化率。然后引导学生根据平推流和全混流反应器的优缺点和两种理想流动反应器数学模型的建立方法进行思考、讨论;进而利用已学知识点寻找答案,教师最后归纳总结。在讲授反应器中的混合及对反应的影响这章时,充分利用案例教学。案例教学一般程序为案例解说—尝试解决—设置悬念—理论学习—剖析方案。在这一章中利用案例教学,启发学生学会根据所测得的停留时间分布情况,利用非理想流动模型解决实际工业生产中的操作型和设计型问题。
3.2加强课堂提问
【关键词】化学方程式;多样化与零散性;推导;理解与应用
对化学反应xA+yB=mC+nD+qE(系数x、y、m、n、q的值为大于或等于0的整数),推导分析如下。
一、分解反应
当x=0、q=0时,则该反应为分解反应,B必然是化合物,C和D不一定都是单质。
1.若B是氧化物的液体,则该反应需在通电条件下发生分解;若B是含非极性键的氧化物,则B必含过氧根。
2.若C是氧气,D为含钾的化合物,则B可能是氯酸钾。
3.若C是能使澄清石灰水变浑浊的气体,则B所含的阴离子是碳酸根离子或亚硫酸根离子。
4. 若B中有元素化合价发生变化的,则为氧化还原反应。
5.若B是一种盐类,C、D均为单质,则反应条件通常是通电。
二、化合反应
当n与q均为0时,则C一定是化合物,该反应为化合反应,A和B不一定都是单质。
1. 若固体A在B中燃烧时火星四射,则C是四氧化三铁。
2.若A是良好的高能燃料,则C是水。
3.若C的水溶液能使酚酞变红色,B是常见的液体,则A一定是碱性氧化物或氨。
4. 若A是具有还原性的固体非金属单质,B是气体化合物,则C具有还原性和毒性。
5.若C溶液的pH=1,并能与BaCI2溶液反应生成白色沉淀,B是常见液体,则A是三氧化硫。
6. 若A是短周期原子半径最大的元素,B是空气中常见气体,则C可能是氧化钠或过氧化钠。
7.若C含有能使硫氰根离子变红色的离子,则该反应有电子得失。
三、置换反应
当A和C是单质、q=0时,则该反应是置换反应。
1.若D的溶液为浅绿色,C为红色固体,则A是铁。
2.在加热下,若B是金属氧化物,D为无色液体,则A是氢气。
3.在加热下,若B是金属氧化物、D是气体化合物,则A是碳。
4.若C和D均是可燃性气体,则D为一氧化碳
5.若B为蓝色溶液,则A活泼于C。
6.若B溶液的pH=1时,A为活泼金属,则C为氢气。
7.若B为蓝色溶液,当加入一定量的金属钠时,则最终产物中一定有氢氧化铜。
四、复分解反应(含中和反应)
当A、B、C、D是均为没有化合价变化的化合物、q=0,该反应是复分解反应。
1.若D溶液具有不稳定性,常温下易分解为两种氧化物,B溶液能使石蕊变红色,则A可能是碳酸盐或亚硫酸盐。
2.若B为AgNO3溶液,在酸性环境中,C为难溶物,则A可能含卤素离子。
3. 若B为含钡离子的溶液,C为不溶于酸的固体,则A可能是硫酸根或亚硫酸根。
4.若C和D都是可溶于水的物质,则该反应是否发生?(可能发生反应)。
5.若C和D均是盐,则该反应是否一定发生?(可能发生反应)。
6.若D为蓝色固体,则A、B中应含有OH-。
7.若A和B所含的阳离子分别为Na+和Ba2+,则该反应是否一定发生?(不一定发生反应)
8、若A为硫酸盐,B为BaCI2溶液,混合后有白色沉淀出现,则A是否一定可溶?(不一定可溶)
五、复杂的氧化还原反应
若A、B、C、D、E中有元素化合价变化的,则为复杂的氧化还原反应。
1.若A为铁或铝,B为浓硝酸或浓硫酸,在常温下会发生反应吗?(钝化)若在加热下,会发生怎样的反应呢?
2. 若A为浓盐酸,C为氯气,则B可能是哪些物质呢?(二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾等)
3.若A为漂白粉,要在什么条件下才能漂白?(酸)
4.若A为锌,B为浓硝酸,则可生成几种气体?若B为浓硫酸,情况又如何?(二氧化氮、一氧化氮等)(二氧化硫、氢气)
5.若A为硫化氢,B为浓硫酸,则可生成几组产物?若A为碳,则产物如何?
六、有机物
当q=0时的有机物反应
1.若A是有机物,B为氧气时,则燃烧产物一定有CO2和H2O。
2.若C、D分别是CO2和H2O,B为单质气体,则A一定含碳氢两种元素,可能含氧元素。
3.若A为烷烃或芳香烃,B为卤素,则可发生取代反应。
4.若A为羧酸类,B为醇类或酚类,则可在无机酸的作用下发生酯化反应;若A为酯类,要得到羧酸类和醇类或酚类,可在无机酸或碱的条件下发生水解,则B为水。
当n=0、q=0时的有机反应
5.若A为烯烃或炔烃,在一定条件下可发生加成反应,则B可为多种物质,如氢气、水、卤素、卤化氢等。
七、质量守恒定律
1.若反应物A、B各为α克,则生成物C和D、E的总量不定是2α克。
2.反应物A与B的质量比,不一定等于生成物C和D的质量比。
3.系数x和y之和,不一定等于m和n、q之和。
八、化学反应条件
1、在高温时,铁在纯氧中燃烧,剧烈反应,火星四射,生成Fe₃O₄,Fe₃O₄可以看成是FeO·Fe₂O₃。铁在氧气中燃烧火星四射的原因是铁丝中通常含有少量碳元素,而纯铁燃烧几乎不会有火星四射的现象。)
化学方程式为:3Fe+2O₂=Fe₃O₄(点燃)。
2、铁在常温下,与水、空气作用生成氧化铁,原理是和氧气、水反应,这也就是铁锈的生成原理。氧化铁是铁锈的主要成分。铁锈的主要成因是铁金属在杂质碳的存在下,与环境中的水分和氧气反应,铁金属便会生锈。
化学方式为:4Fe+3O₂+XH₂O=2Fe₂O₃·XH₂O。
(来源:文章屋网 )
一、原电池和电解池的两极的变化
1.在原电池中,要弄清“谁”在负极失(失电子)、升(化合价升高)、氧(被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物),“谁”在正极得(得电子)、降(化合价降低)、还(被还原,发生还原反应,生成还原产物)。在原电池中根据自发的氧化还原反应判断:还原剂在负极失、升、氧;氧化剂在正极得、降、还。
2.在电解池中,要弄清“谁”在阳极失、升、氧,“谁”在阴极得、降、还。根据阴极和阳极的放电顺序判断:金属阳极或阴离子在阳极失、升、氧:阳离子在阴极得、降、还。
即:阳极:金属阳极(Pt、Au除外)>S>I>Cl>OH>含氧酸根>F。
阴极:Ag>Fe>Cu>H(浓)>Pb>Sn>Fe>Zn>H>Al>Mg>Na>Ca>K。
二、书写电极反应式的三个关键问题
1.原电池根据自发氧化还原反应找出在负极和正极发生氧化反应和还原反应的物质。电解池根据阴极和阳极的放电情况,找出在阴极和阳极发生还原反应和氧化反应的物质或离子。
2.考虑对应的氧化产物或还原产物能否和介质反应,如果反应要写反应以后的产物。
3.通过比较电极反应的左边和右边氧原子数目的多少,根据溶液的酸碱性,按结合氧、提供氧的方法,调平两边的氧原子和氢原子。
(1)结合氧的物质是:HO或H
中性或碱性环境:1 mol HO结合1mol O转化成2mol OH
酸性环境:2 mol H结合1mol O转化成1mol HO
(2)提供氧的物质是:HO或OH
中性或碱性环境:2mol OH提供1molO转化成1 mol HO
酸性环境: 1 mol HO提供1mol O转化成2mol H
4.通过原子守恒、电荷守恒配平电极反应式。
三、常见电化学中电极反应式的书写
(一)原电池中电极反应式的书写
1.负极参与反应,正极不参与反应:在这类原电池中,负极的电极材料:失、升、氧,一般为金属;正极本身不参与反应,只起导体的作用,正极周围的离子或分子(如:H、Cu、O、Cl,等等)得、降、还。
例1.写出以Al、空气,海水为能源的海水电池的电极反应式。
解:还原剂:Al作负极:失、升、氧,对应的氧化产物为:Al与介质海水不反应。
负极:4Al-12e=4Al
氧化剂:O在正极:得、降、还,对应的还原产物为O,需要考虑结合氧的问题,由于反应环境呈弱碱性,所以用6 mol HO结合6mol O生成12mol OH。
正极:3O+12e+6HO=12OH。
2.正极和负极都参与反应:这类电池的两电极材料分别由金属和金属的化合物组成。金属作为负极:失、升、氧。金属的化合物作为正极:得、降、还。
例2.铅蓄电池(放电),负极是Pb,正极是PbO、HSO是电解质,写出该电池的电极反应。
解:还原剂:Pb作负极:失、升、氧,对应的氧化产物为:Pb,与介质中的SO反应结合成:PbSO沉淀。负极:Pb-2e+SO=PbSO。
氧化剂:PbO在正极:得、降、还,对应的还原产物为:Pb,与介质中的SO反应结合成:PbSO沉淀。且反应环境呈酸性,所以用4mol H结合2mol O生成2molHO。
正极:PbO+2e+4H+ SO=PbSO+2HO
3.正极和负极都不参与反应:电池的电极材料均为惰性材料,且为同一材料,但在两极周围的物质有差别。负极周围的物质有还原性:失、升、氧,正极周围的物质有氧化性:得、降、还。
例3.氢氧燃料电池,分别以KOH和HSO作电解质溶液。
解:(1)KOH作电解质溶液
还原剂:H在负极;失、升、氧,对应的氧化产物为:H,与反应环境中的OH不能共存,要反应生成HO。负极:2H-4e+4OH=4HO。
氧化剂:O在正极;得、降、还,由于反应环境呈碱性,所以用2mol HO结合2mol O生成4mol OH。正极:O+4e+2HO=4OH。
(2)HSO作电解质溶液
还原剂:H在负极;失、升、氧,对应的氧化产物为;H负极:2H-4e=4H。
氧化剂:O在正极;得、降、还,由于反应环境呈酸性,所以用4mol H结合2mol O生成2mol HO。正极:O+4e+4H=2HO。
练习:甲烷、空气、燃料电池,写出分别以KOH和HSO作电解质溶液的电极反应式。
(二)电解池中电极反应式的书写
1.阴极和阳极都不参与反应。即为惰性电极,还原性强的离子或者分子在阳极上失、升、氧,发生氧化反应;氧化性强的离子或者分子在阴极上得、降、还,发生还原反应。
例4.分别用惰性电极电解硫酸溶液、氢氧化钠溶液,写出电极反应式。
解:(1)硫酸溶液
根据阴离子的放电顺序判断:水电离出的OH在阳极:失、升、氧,对应的氧化产物为:氧气。阳极:2HO-4e= O+4H
根据阳离子的放电顺序判断。硫酸提供的H在阴极:得、降、还,对应的还原产物为:氢气。阴极:4H+4e= 2H
(2)氢氧化钠溶液
根据阴离子的放电顺序判断:氢氧化钠提供的OH在阳极:失、升、氧,对应的氧化产物为:氧气。阳极:4OH-4e= 2HO+ O。
根据阳离子的放电顺序判断:水电离出的H在阴极:得、降、还,对应的还原产物为:氢气。阴极:4HO +4e= H+4OH。
2.阳极参与反应,阴极不参与反应。此时阳极为金属,金属阳极失、升、氧,生成对应的金属阳离子;阴极按阳离子的放电顺序判断。如:电解法精炼铜的电极反应式。
(三)研究原电池和电解池的电极反应可以发现以下规律
1.正极反应还可由原电池反应减去负极反应直接、迅速获得。
阴极反应还可由电解池反应减去阳极反应直接、迅速获得。
2.充电时相当于电解池,由于电解反应就是该原电池反应的逆反应,因此电解(充电)时的电极反应也必定就是该原电池电极反应的逆反应,故又可迅速写出电解池的阴极反应与原电池负极的电极反应推得。
[中图分类号] R4 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701(2017)13-0132-03
[Abstract] Objective To explore the feasibility and effectiveness of the application of clinical simulation teaching system and participatory teaching method in the process of resident medical training, and to explore new ways to ensure the quality of resident training and to cultivate qualified medical talents. Methods 150 doctors in our hospital for resident physician standardized training from January 2015 to October 2016 were divided into three groups. Among them, 50 subjects in group A were given mimetic teaching method, 50 in group B were given participatory teaching method, and 50 in group C were given traditional clinical practice. The theoretical study, basic operation, case analysis and the total score of examination between the three groups were compared. Results The theoretical learning, basic operation, case analysis and total score of group A and group B were significantly higher than those of group C(P0.05). The stimulating learning interest, improving clinical thinking ability, mastering basic knowledge, improving problem-solving ability, cultivating self-learning ability and teaching satisfaction score in group A and group B were significantly higher than those in group C(P
[Key words] Resident physician standardized training; Clinical simulation teaching system; Participatory teaching method; Theory
住院医师规范化培训是医学生毕业后教育的重要组成部分,对于培训临床高层次医师、提高医疗质量具有重要作用[1]。住院医师规范化培训过程具有更强的实践性和专业性,因此其教学方法也应有所区别,但因长期以来由于我国尚无规范化的住院医师培训制度,因此也缺乏与之相适应的教学模式及方法,从而影响了住院医师培训的效果[2]。因此根据住院医师培训的内容与标准探索更有效、针对性的教学方法势在必行。模拟教学法作为一种新的教学方法,其通过各种模拟教学设备,创设模拟临床情境,在医学生的临床教学中已得到广泛应用[3]。参与式教学方法(Participatory Teaching Method)是目前国际上普遍倡导的一种进行教学、培训和研讨的方法[4]。本研究旨在探讨临床模拟教学系统、参与式教学方法在住院医师规范化培训中的应用效果,并与传统临床实习教学方式进行比较,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择2015年1月~2016年10月来我院进行住院医师规范化培训的医师150例。其中A组50例采用模拟教学法,其中男27例,女23例,年龄最小23岁,最大35岁,平均(27.8±5.2)岁,其中本科16例、硕士32例、博士2例。B组50例采用参与式教学方法,其中男26例,女24例,年龄最小22岁,最大36岁,平均(26.1±6.3)岁,其中本科15例、硕士32例、博士3例。C组50例采用传统临床实习方式,其中男25例,女25例,年龄最小23岁,最大34岁,平均(26.8±7.1)岁,其中本科18例、硕士31例、博士1例,各组入选研究对象的性别、年龄、学历等基础资料比较,组间差异不显著(P>0.05),具有可比性。
1.2 方法
将参加培训的住院医师分为三组:A组采用临床模拟教学系统(包括临床实验教学、临床智能模拟实践教学、标准化病人实践教学和网络实践教学);B组采用参与式教学方法(如课堂讨论、头脑风暴、示范和指导练习、小组活动、案例分析、辩论等方法)进行教学,按照住院医师规范化培训内容和目标的要求组织统一考核以评价培训效果;C组采用传统临床实习方式。每组均培训3个月。
1.3 评价指标
(1)3个月后进行出科考试,包括理论学习(40%)、基本操作(30%)、病例分析(30%),总分共100分[5]。(2)设计规培医生对教学效果评价的调查问卷,主要包括激发学习兴趣、提高临床思维能力、基础知识的掌握、提高解决问题能力、培养自学的能力、教学满意度等方面。每个方面采用五级评分法:很有帮助、有帮助、一般帮助、无帮助、毫无帮助或非常满意、满意、一般满意、不满意、很不满意,其分值分别为5分、4分、3分、2分及1分[6]。
1.4 统计学处理
使用SPSS17.0统计分析软件包处理,计量资料以(x±s)表示,两组比较采用t检验,多组间比较进行方差分析,检验水准取α=0.05,P
2 结果
2.1 各组考试成绩分数比较
见表1。A组、B组的理论学习、基本操作、案例分析及总分分别显著高于C组,组间比较,差异具有显著性(P0.05)。
2.2各组规陪医生对教学效果的评价
见表2。A组、B组的激发学习兴趣、提高临床思维能力、基础知识的掌握、提高解决问题能力、培养自学的能力、教学满意度评分分别显著高于C组,组间比较差异具有显著性(P0.05)。
3讨论
医学是实践性很强的学科,临床实践教学是培养医学人才的重要环节,没有反复、规范的操作实践就不会有熟谙疾病的诊断和治疗技术。传统临床实践技能训练的每一步都离不开操作的对象――患者[7]。但随着医学模式的转变、医疗法规的实施及患者自我保护意识的提高,临床实践机会越来越少。首先,《中华人民共和国执业医师法》规定,医学生毕业后在执业医师指导下必须有至少1年的临床工作经历,然后通过严格的理论和技能考核,并经注册后获得执业医师资格才能实施临床医疗行为[8]。也就是说,如果没有医师资格,不能合法地从事医疗操作,这无疑给临床实践教学带来极大困难。其次,患者越来越重视自身的“隐私权”,“自我保护意识”日渐增强,对教学的配合程度日益下降,实习医生经常陷入患者不让“碰”的尴尬处境,特别是涉及到患者隐私的医疗操作更是举步维艰[9]。再次,最高人民法院关于医疗纠纷诉讼中实行“举证责任倒置”的司法解释,使得许多临床教师对风险较大的操作项目采取回避态度,临床实践机会锐减。同时,由于高校研究生、本科生招生规模的增加,可以利用的临床教学资源相对不足[10]。凡此种种,导致临床实习困难重重,临床能力培养受到了严重的影响。
住院医师培训是对临床医学本科及以上学历的医学毕业生在临床培训基地实施毕业后教育,使其成?楹细竦牧俅沧?科医师。住院医师规范培训是医学生毕业后教育的重要组成部分,是培养合格的临床医学人才、提高临床医疗水平的重要措施之一。住院医师规范化培训的目的侧重于临床思维能力及临床技能的训练,使医学生转变为真正的临床医生。
在这种情况下,模拟教学系统应运而生,其以更加符合医学伦理学的方式进行医学教学,已经成为我国医学教学改革的必然趋势。模拟教学通过各种模拟教学设备,创设模拟临床情境,创造了实践操作机会,其直观、清晰、可多次重复,显示了教学上的优越性,在医学生教学中已得到广泛应用并取得了良好效果,在住院医师规范化培训过程中发挥了更大的作用[11]。
参与式教学方法(Participatory Teaching Method)是目前国际上普遍倡导的一种进行教学、培训和研讨的方法,是一种师生共同推进教学的教学形式。参与式教学过程是指受教育者在明确的教学目标指导下,运用科学的方法,在民主、宽容的课堂环境中,积极主动、具有创造性地介入教学活动的每一个环节,从而接受教育、获取知识并发展能力。教师与学生以平等的身份参与到教学活动中,共同讨论、共同解决问题[12-15]。
(一)“化学反应原理”模块
化学反应原理是高中化学开设的六个选修模块之一,授课对象是对化学反应有浓厚兴趣的同学。通过该模块的实验教学研究,可以让学生了解各种化学反应现象及原理,加深对化学物质本质变化的了解,可以利用化学反应创造新物质,推动社会的进步发展。
“化学反应原理”模块理论性较强,学生理解起来也存在一定的困难。因此在该模块教学的时候,教师除了向学生传授书本基础知识,还需要通过实验的方式让学生更加直观的了解各种化学反应,加深学生对化学反应原理的印象。
(二)化学的实验教学
化学实验教学指的是在某个固定情境中,为了实现本节课的化学教学目标,教师开展的实验教学活动。化学是门抽象性较强的学科,如果仅仅通过文字内容讲解,学生很难体会其中的原理,因此需要通过实验加以辅助。学生通过观察和参与实验,在加深对书本知识认识的同时,还可以提高动手创新的能力,是培养学生全方位素质的重要途径。
二、“化学反应原理”教学现状
(一)学生对化学实验的兴趣情况
通过笔者对某校高中生的调查统计发现,有80.6%的学生对“化学反应原理”章节的实验教学比较感兴趣。在对这80.6%学生的深入调查中发现,不同学生对化学实验的兴趣点也存在不同。绝大多数学生兴趣停留在动手实验和感官体会上,对于化学实验所揭示的原理却很少关注。在对19.4%不感兴趣学生的调查中发现,这部分学生之所以对实验不感兴趣,是因为他们认为实验趣味性不强,有的学生害怕实验中有各种危险隐患,还有的学生是因为不想写实验报告。这些因素的存在,都导致学生对化学实验失去了兴趣。
(二)学生参与化学实验教学的情况
在实践教学中,教师通常采用的实验教学方式是教师演示和学生动手操作两种,也有部分老师会利用动画演示来替代动手操作过程。在调查中发现,87.29%的学生认为老师有动手演示的必要,只有这样学生才会更加直观感受到化学反应变化情况。同时也有部分学生希望通过教师演示,了解实验的步骤、操作方式等。
对学生实验能力调查发现,绝大多数学生都认为自己动手能力与观测力比较强,但是对方案设计、结果总结、原理探索等能力则很弱。这也要求教师在化学实验中,多注意培养学生方案设计的能力,还需要培养学生善于总结经验的好习惯。
(三)教师在开展化学实验教学中的困境
在“化学反应原理”模块的教学中,绝大多数教师都可以感受到该模块实验比例越来越低,造成这种情况的原因也是多种多样的。
在对教师调查结果中显示,有60%的教师认为学校实验室所配备的设备基本可以支撑“化学反应原理”模块的教学;20%教师所在的学校配备了专职的实验管理员,但是仍然有许多学校的实验员是兼职。从化学实验次数来看,很多学校每周化学实验的次数在1次之下。
从化学实验内容来看,“原电池工作原理”“溶液酸碱性测试”“化学反应速率”这三个板块的教学经常采用实验教学方式,其它板块比如“热效应”“金属腐蚀”等都是以多媒体动画取代手工实验。
三、“化学反应原理”教学对策
(一)培养学生正确的实验方法
在“化学反应原理”教学模块中,通过实验的方式是最佳教学途径。笔者以“压强对化学平衡产生的影响”为例,设计教学方案。
教师在这个板块的教学中,可以通过几个比较明显的化学现象,来向学生解释化学平衡的概念。在实验教学时,除了利用多媒体技术来使化学结果放大化,还可以通过传感器来精确化结果,让学生直观感受到各种要素的变化。
教师先在传感器中装入NO2和N2O4的气体,并且将该注射器与传感器相连接,在电脑上显示出传感器数据的变化情况。教师让学生自己动手推动注射器,观察压强与现象变化之间的关系,并且绘制曲线图。学生通过直观感受,发现当气体被压缩到一半的时候,因为容器中NO2浓度加大,颜色变深。
(二)开发学生的实验能力
教师也可以让学生通过动手实验,巩固已知的理论知识。笔者以“化学反应速率”教学来解释该方法的运用“化学反应速率”教学板块,教师通过实验研究不同要素对化学反应速度产生的影响。
在课前预习阶段,学生可以通过查阅资料的方法了解生活中的化学反应,判断哪些要素会影响到化学反应速率。
在课堂教学阶段,教师可以提问学生:哪些化学反应需要加速?哪些则需要减速?学生会回答:希望在冰箱里的食物可以保存的更久?铁制品希望腐蚀速度慢些等等。教师可以进一步提问:如何控制化学反应速率,才能更好为人们生活服务呢?
在实验阶段中,教师设置锌片和铜片与盐酸反应速率对比;物体在纯氧和空气中燃烧剧烈程度对比等实验,来得出会影响反应速率的要素。在活塞保持一段时间不动之后,注射器当中的气体颜色会越来越前,这说明了化学反应平衡出现了变化。同样,在减压气体体积逐渐提高之后,注射器中颜色也会越来越浅,这是因为NO2气体浓度越来越小,而后颜色的变深意味着平衡再次发生移动。
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.027
一、设计思想
化学课堂教学中应遵循“从生活走进化学,从化学走向社会”的思路,教师在教学中要注意联系实际,帮助学生拓宽视野,开阔思路。因此,本节课从生活实际引入,激发学生学习的兴趣,使学生初步了解化学反应与能量之间的关系;然后从分类的角度出发,让学生从每一种反应类型中选做实验,使学生把握化学反应中质量守恒定律和能量守恒定律。进而让学生从实验现象、宏观、微观等角度认识反应放热和吸热的原因。基于化学服务于生活的理念,本节课采用暖宝宝引入新课又以它结束新课,同时展示了化学能的应用,让知识学以致用,使学生体验到用化学知识解决生活中实际问题的成就感,能给学生一种积极向上、健康乐观的学习情感。
二、教学目标
⑴知识与技能:了解化学键的断裂、形成与化学反应中能量变化的关系;通过实例和实验了解化学能与热能的转化;了解温度传感器的使用。
⑵过程与方法:通过实验探究,使学生体验科学探究的过程;同时,利用分类、类比等思想丰富学生对化学反应及其能量变化的认识角度。通过数据采集器实时采集并处理实验数据,让学生观察到温度随着化学反应进行的变化情况。
⑶情感、态度与价值观:体会能量转化在生活生产、社会进步中的重要地位;通过关注化学能源,使学生感受到化学学科的价值与魅力。
三、教学过程
[引入]播放视频――暖宝宝广告之广告语“温暖体贴长达12小时,温暖只要一片。”
(发给每个实验小组暖宝宝使学生体验热量变化,学生异常兴奋,迫不及待想体验)
设计意图:从生活中走进化学,拉近学科知识与生活的距离;小组体验,拉近了教师与学生之间的距离。
[提出问题]为什么撕开包装后,暖宝宝就变暖了呢?
(学生讨论,提醒学生认真阅读暖宝宝包装上的说明书)
[小组汇报]撕开包装后,铁粉与空气中的氧气发生反应,放出能量。
设计意图:引导学生解决问题从已有知识开始,使学生产生进一步学习的需求。
[提出问题]是不是所有的化学反应都伴随着能量的变化呢?
(大部分学生持肯定回答,少部分学生则相反)
[教师引导]实验是检验真理的唯一标准,但由于时间、药品、仪器等方面的限制,我们不可能将所有的化学反应逐一进行实验。
[交流讨论]如何设计可行的实验方案呢?
[小组汇报]可将化学反应进行分类,根据化学反应类型,每一类型的反应选做一个或几个实验。
设计意图:学生自由讨论归纳出结论,增强了学生合作意识和交流能力,并能从分类的角度对知识进行整理和归纳,有利于学生学科思维的培养。
[实验探究](根据化学反应类型,每一类型的反应选做一个或几个实验,并填写好实验报告)
实验报告
提供的药品和仪器:铝条、6mol/L盐酸、NaHCO3固体、2mol/LNaOH溶液、NH4Cl固体、Ba(OH)2・8H2O晶体、蒸馏水、试管、导管若干、温度计、烧杯、玻璃片、砂纸等。
实验目的:
小组成员:
选择的分类方式:
按照所选的分类方式你们小组计划做哪些实验?(可不填满也可补充)并按要求填写下表。
(学生设计实验和自由讨论,并提醒学生可以参阅教材实验;教师巡视各组学生操作,对一些不当的实验操作进行纠正。)
[汇报交流]通过实验,我们得出的结论是:有的化学反应放热,有的化学反应吸热。如金属与酸反应,酸碱中和反应是放热反应;Ba(OH)2・8H2O晶体与NH4Cl固体反应是吸热。
设计意图:培养学生的设计实验能力,增强了学生的合作意识;同时体现了理论对实验的指导作用;通过温度计的使用,培养学生从定量的角度认识反应中能量的变化;使学生由感性认识升华到理性认识。
[提出问题]凡是经过加热而发生的化学反应都是吸热反应吗?试举例说明。
[学生回答]不一定,如铝热反应。
设计意图:概念的矫正,避免学生形成错误的概念。
[演示实验]利用温度传感器测定铝和盐酸、NaOH溶液和盐酸、Ba(OH)2・8H2O晶体与NH4Cl固体反应过程中温度的变化。
设计意图:让现代技术进入实验室,使学生感受到现代技术在化学中的应用;无论在学科知识的扩展方面,还是在学生研究能力的培养方面都是行之有效的。
[引导和设问]化学反应中除了有新物质生成,还伴随着能量的变化。而能量的变化通常表现为热量的变化,据此你能得出什么结论?
[学生回答]化学反应中物质要遵循质量守恒定律,能量要遵循能量守恒。
设计意图:培养知识迁移的能力,从质量守恒定律迁移到能量守恒定律,帮助学生建立能量守恒的观点。
[提出问题]化学反应的本质是什么?可以从哪些角度判断一个反应是吸热反应或者放热反应?
(学生讨论,可以提醒学生键的断裂、形成与能量的关系)
[小组汇报]化学反应的本质是:旧的化学键断裂,新的化学键形成;可以从宏观、微观、实验现象三个角度判断反应是放热还是吸热。
[教师讲解](宏观角度)一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,我们可以将反应物与生成物类比于不同势能的水,请同学们看课本图2-1水能、化学能变化对比示意图。
(微观角度)化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
[投影]放热反应H2+Cl2=2HCl,H-H,Cl-Cl,H-Cl的键能数据和能量-反应过程示意图。
设计意图:从宏观、微观的角度认识化学反应中的能量变化,使学生初步了解类比思维方法,培养学生用图表的方式形象的解释反应放热、吸热的原因。
[提出问题]请用所学的知识解释暖宝宝制热的原因(从实验现象、宏观、微观三个角度)。并讨论化学能在日常生活中的广泛应用。
设计意图:学以致用,应用所学的化学知识解释生活中的问题,化学服务于生活。体现化学学科的价值所在,引发学生关注社会,培养对社会的责任感和使命感。
[教师总结并投影]根据所学知识,对化学反应进行新的分类,可分为放热反应和吸热反应。常见的放热反应有:燃烧反应、活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、绝大多数化合反应;吸热反应有:Ba(OH)2・8H2O晶体与NH4Cl的反应、大多数分解反应、C和CO2、C和H2O反应等。
设计意图:对本节课的知识进行总结,帮助学生形成知识网络,有利于学生形成良好的学习习惯。
四、教学反思
新课程的理念就是要将知识与生活联系起来,让知识服务于生活。本节课播放暖宝宝视频,让学生亲身体验到了暖宝宝的制热原理,在感性认识的基础上,产生了学习新知的欲望与冲动。通过精心设计问题情境,引导学生通过实验探究和分类、类比等思维方法对化学能与热能的关系进行了深入讨论和交流,使学生经常处于“愤悱”状态,从而达到能让学生从宏观、微观角度认识化学反应中的能量变化。本节课最后采用暖宝宝和化学能在日常生活中的应用结束新课,首尾相应,让知识学以致用,应用所学的化学知识解释生活中的问题,真正体现“从生活走进化学,从化学走向社会”的思想。
参考文献
关键词: 《化学反应原理》 新人教版 教学策略
自新课程改革以来,全国大部分省市均纷纷进入高中新课程改革试验阶段,将高中化学课程划分为多个模块,并分别定义为必修和选修两种类型。这就直接为新高考的内容奠定了考题基础,在新高考必考内容当中,新人教版《化学反应原理》的开设主要针对理科生,该教材具体划分为四个章节,即化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、水溶液中的离子平衡及电化学基础。如今新人教版《化学反应原理》在多个省市使用多年,其在高考中真正占据极重要的地位。
1.新人教版《化学反应原理》与《必修2》第二章之间的对比分析
1.1比较教学内容
新人教版《化学反应原理》对比《必修2》第二章的内容,其更系统地介绍了化学基础性的原理知识,包含了更丰富的知识点,但是整体内容比《必修2》第二章更抽象。因此,《必修2》第二章其实就是新人教版《化学反应原理》的重要基础,而新人教版《化学反应原理》是《必修2》第二章的内容深化。在《必修2》第二章中,学生知识点的学习更全面,但点到为止,并不深入探索。而新人教版则更在于对化学问题的揭示,着重对学生无机化学素养的培养,内容中添加大量无机化学知识,表现在电离度、有效碰撞理论、溶度积及沉淀溶解平衡等方面[1]。
1.2比较教学目标
两者在教学目标方面的具体表现为多样性和层次性的特点,像《必修2》第二章更多地重视化学知识和社会、科技之间的关系,因此学习该教材的目标主要是学生更多地了解、知道、掌握及体会更多的相关化学知识,可以说是一种认识性学习目标及体验性学习目标,对学生技能掌握要求不高。而新人教版《化学反应原理》更注重学生学习化学的基本思路和方法,主要教学目的是希望学生理解、认知、学会、应用及体会化学相关知识。相比《必修2》第二章而言,新人教版《化学反应原理》对学生的体验性和技能性提出更高的要求,教学目标也由此提升,所以直接成为考试的重点,从而为学生化学学习增加不小的难度。
2.新人教版《化学反应原理》难点及教学策略
2.1新人教版《化学反应原理》难点
新人教版《化学反应原理》难点具体表现在三个方面:(1)教材本身知识点过于集中,且内容较抽象,学生要理解所有知识点内容,具有一定的难度。(2)学生自身原因所致,由于教材知识点集中,内容抽象,多数学生学习兴趣严重匮乏。也有部分学生本身学习方法不当,真正投入学习的时间和精力严重不足等。(3)教材内容知识容易,但考试题目偏难,教材内容的设定是为了让学生更快地学习和掌握,但是考试试题完全不同,因此很多学生会感觉考试题目比教材知识难很多,从而形成教学难点。
2.2新人教版《化学反应原理》教学策略
2.2.1合理调整教材章节顺序。
新人教版《化学反应原理》不可能适用每个学校和班级,这就要求教师必须改善教材的内部特征,促使教材本身不断优化。要对教材进行创新性的应用,合理地调整教材章节学习顺序,比如第一章,化学反应与能量;第二章,电化学基础;第三章,化学反应速率和化学平衡;第四章,水溶液中的离子平衡。这样才能避免知识分散情况,便于学生理解学习[2]。
2.2.2化学实验结合多媒体展开教学。
化学实验教学能够有效地培养学生的实践能力,但是因为新教材教学难点问题,可以选择与多媒体联合教学的方式和策略。在这种教学模式下,学生可自行动手探究化学宏观现象,从而由此得出相应的实验结论,使自身的学习方式更形象。
例如:探究温度对化学反应速率的影响,可以采用投影仪向学生展示出食物在冰箱内保存的时间长短,通过多媒体的方式进行情境创设,帮助学生更好地体会到生活和化学之间的联系,有效地激发出学生学习兴趣。教师可借机提问:“食物在冰箱内时间较长,说明温度能够影响化学反应速率,但是怎么影响的呢?”由此促使学生进行讨论猜想,最终得出结论:在其他条件不变的情况下,温度升高,化学反应速率将随之加快。
2.2.3精选考题,总结解题经验。
经调查,发现多数学生反映学习化学知识时,都觉得教师所介绍的解题策略严重不足,知识学习起来容易,但是考试做题时却面临较大的难度。由此极大地打击学生化学知识学习的兴趣,要改善这一情况,必须改善教学情况,强化学生习题练习,帮助学生理清知识点之间的联系。但是切记不可选择题海战术,这样不但会挫伤学生的学习积极性,还将削弱学生的学习兴趣。这就需要采取针对性的措施,精选经典考题,由此归纳出不同的解题策略和思路,最终解决教学难点问题。
3.结语
新人教版《化学反应原理》与《必修2》第二章之间的差异对比非常明显,集中表现在教学内容和目标方面。因此新人教版《化学反应原理》由此逐渐成为高考的重要考试内容,然而该教材在教学当中面临一定的教学难点问题,导致学生学习效果不佳,对提高教学质量增加阻力。为此,本文推出合理调整教材章节顺序、化学实验结合多媒体展开教学以及精选考题,总结解题经验等策略加以解决,期望由此改善此类问题。
参考文献:
关键词:化学反应工程;教学改革;教材;实施方案
《化学反应工程》课程是化工类及相关专业的核心课程之一,属于本专业重要的专业基础课和必修课,在化工类学生的培养过程中起着举足轻重的作用。化学反应工程是一门研究与化学反应工程相关问题的一门科学技术,是从上世纪30年代初萌生到50年代末形成的一门由过程控制、传递工程、物理化学、化工热力学、化工工艺学、催化剂等相关学科互相交叉互相渗透而演变成的一门边缘学科[1]。通过近几年的教学经验和调查研究发现,学生普遍认为化学反应工程是大学课程中最难学的基础课程之一,学习过程中发现理论计算公式复杂,反应器种类繁多,课程学习结束后感到一头雾水,抓不住重点。因此,面对这样一门课程,如何进行教学,让学生理解起来更加形象生动,从更本上改变化学反应工程的教学现状是我们目前的重要任务。本文结合不同种类高等学校选用教材的特点和差异,并根据我校化工专业的特色,提出了《化学反应工程》课程教学的侧重点,从多方面对本课程的教学提出了改革实施方案。
1《化学反应工程》教学在化工专业中的作用
化学反应工程的主要任务是研究化工生产过程中反应器内的反应规律和传递现象,使化学反应实现工业化生产的一门技术科学,是提高化工生产技术所必需的科学技术理论。化学反应工程在化学化工领域中起着举足轻重的作用,目前各种化学品的生产和应用无不借助于化学反应工程相关的理论知识。在20世纪40年代,一个化学反应过程的技术开发到真正的工业生产大概需要十年以上的时间,而现在只需要三到五年。此外,随着计算机技术的快速发展,中试试验的规模不断缩小,试验的次数也不断减少,大大加快了化工厂建设的步伐,降低了投资建设的成本[2]。因此,作为一门理论教学课程,将化学反应工程这门课程作为化工专业方向的重点课程进行建设,对于高等学校教学改革的促进、本科教学质量的提高、优秀化工专业人才的培养具有十分重要的意义。济南大学作为一所省部共建的大学,化学工程与工艺专业一直是本学校的特色学科,学校对化工类学生的培养目标一直是培养应用型高技术的人才,每年为我国的精细化工和石油化工行业输送大约240名高水平人才,对精细化工和石油化工行业的发展起到重要的作用。为此在化学反应工程教学过程中,我们紧密结合我校的特点和化工实际生产的需要,着重提升学生的反应工程知识储备,培养学生分析解决实际工程问题的能力,并在教学过程中不断地进行教学改革和实践,把课程、教材的理论研究和教学方法相结合,不断提升《化学反应工程》的教学效果。
2不同类型高校选用教材的特点和差异
直到20世纪70年代,化学反应工程的相关研究成果才开始被大量地介绍到国内,其中华东理工大学的陈敏恒教授,天津大学的李绍芬教授,浙江大学的陈甘棠教授,四川大学的王建华教授等是国内最早从事反应工程教学的学者。到了80年代以后,国内从事化学反应工程学科教学研究的队伍迅速壮大,并且化学反应工程的研究逐渐渗透到各种化工领域,与世界研究水平之间的差距也不断缩小,不同版本的教科书和各种各样的专著也相继出版。反应工程已经成为我国化工类专业学生的一门非常重要的专业课程。目前国内已有120所大学和科研单位培养化工类相关专业的人才,例如清华大学、天津大学、华东理工大学、北京化工大学、中国石油大学、南京工业大学、浙江大学、大连理工大学、四川大学、华南理工大学和济南大学等。目前化学反应工程学科正在蓬勃发展,由于国内高校地区和专业特色的不同,不同高校在化学反应工程教材选择上也存在差异,各有各的特点。作者就不同高校所使用的《化学反应工程》教材进行了汇总和分析。首先介绍一下陈甘棠教授主编的《化学反应工程》(第三版),这本教材是国内许多化工类高校选用的主要教材之一,随着我国在化学反应工程这一重要学科的教育方面日渐普及,该部教材自1981年第一版问世以来,已经出版到了第三版,受到广大化工类专业师生的好评[3]。该部教材的特点是着重基础,本书共分为十章,分别介绍了均相反应过程,包括均相反应动力学基础、均相反应器、非理想流动:非均相反应过程,包括气—固相催化反应过程、非催化两流体相反应过程、固定床反应器、流化床反应器;聚合反应过程,包括聚合过程的化学与动力学基础;生化反应过程,包括生化动力学基础、生化反应器。该部教材注重反应工程研究方法的介绍,在不同的章节内容中论述了反应工程学的发展方向,有助于读者进一步深入研究。朱炳辰老师主编的《化学反应工程》也受到国内很多工科类高校化工专业老师和学生的青睐。本部教材的第一版是由化学工业出版社于1993年出版,截至目前本部教材已经出版到第四版,其中第三版累计发行量高达32000册。《化学反应工程》第四版主要吸收了一些关于现代化学反应工程发展方向方面的知识,本部教材的主线是围绕化学反应与动量、质量、热量传递交互作用的共性归纳综合的宏观反应过程,以及如何解决反应装置的工程分析和设计。该书对近年来出现的化学反应新概念、新理论和新方法做了大量阐述。另外,对于国内一些偏工科的化工类高等院校,选用的教材大多数以郭锴老师主编的《化学反应工程》为主,本部教材的主要内容包括:均相单一反应动力学和理想反应器、复合反应和反应器选型、非理想流动反应器、气固相催化反应本征动力学、气固相催化反应宏观动力学、气固相催化反应固定床反应器、气固相催化反应流化床反应器、气液相反应过程与反应器、反应器的热稳定性和参数灵敏性。本部教材的特点是主要突出了该门课程的重点和难点,删除了一些与教学大纲联系不是十分密切相关的内容,并着重讲解解决化学工程问题的基本方法。除此之外,罗康碧老师主编的《化学反应工程》教材结合了理科和工科的综合优势,吸收了国内外相关教材的许多内容和好的经验,增添了一些反应工程研究方面的最新成果。另外,本部教材在贯彻“少而精”的原则上更注意删繁就简,将重点放在化工专业领域内共性的基本问题上,并且同时体现了其教学性。本部教材先重点阐述基本概念和基本原理,然后结合实际生产,详细论述各种常用反应器的设计方法,并列出详细的例题和课后习题,用于帮助学生利用所学到的反应工程原理去分析和解决实际应用问题。近年来,梁斌等老师主编的《化学反应工程》第二版也受到国内许多化工类高校老师和学生的欢迎。在本部教材中,主要内容是以《化学反应工程》、《反应器理论分析》及国内外相关优秀教材为基础,致力于培养学生的分析问题能力和提高学生的工程实际知识储备,减少了教材内容在模型分析上的过程描述,加强学生在建立模型方面的训练。另外,本部教材还增加了工业应用背景的实例分析和课后习题,在分析解答这些习题的过程中让学生充分掌握反应工程的基本原理和相关知识,使教学内容尽量与科学研究和工程实践同步。
3我校化工专业的特点和教学侧重点
济南大学的化学工程与工艺专业属于理论性和应用性兼顾的一门特色化工学科,本专业始建于1992年,前身为山东建材学院精细化工专业,1993年招生,是济南大学重点学科的重要组成部分,2007年被学校授予校级特色专业,2012年成为山东省品牌(特色)专业,现为山东省氟化学化工材料重点实验室依托专业之一。其中化学反应工程这门课是本专业重要的专业基础课和必修课,另外,化学反应工程课程的理论教学是本专业本科教学的重要组成部分,起着理论指导和基础知识培养的作用。另外,从学校每年安排的工程实习学时就可以看出,学校对学生的动手能力和实践能力提出了更高的要求。例如学校每年组织化学工程与工艺专业大三学生去山东金城医药化工有限公司进行生产实习,主要参观和学习2-甲氧羰基甲氧亚胺基-4-氯-3-氧代丁酸生产车间的反应器设计和工艺装置流程图。通过调研每年的学生生产实习效果发现:学生在学习完实际工业生产装置后,对课本上的基本概念和原理理解的更加透彻。根据我校化工专业的特点,在《化学反应工程》的课程教学上,我们选择的教材是郭锴老师主编的《化学反应工程》第二版。在课堂教学过程中我们的教学目标为:通过对反应工程理论的学习,能够运用化学反应工程的理论方法建立数学模型,优化设计反应器、或者改善化学反应场所、改进现有的化工生产工艺;进一步提高学生的理论联系实际的能力,培养学生判断和解决问题的能力,使学生学会研究的方法,为进入研究生学习打下良好的基础;掌握由化学动力学特性建立动力学方程、建立数学模型、优化和设计反应器及改进化工工艺的理论;运用化学反应工程的知识,能够进行基本化工反应装置反应器的设计。
4拟采用或已经实施的教学方法
化学反应工程具有跨接多种学科的特点,结合本校化学工程与工艺专业的特色和优势,笔者从以下方面进行了教学方法的改进。(1)结合我校特点济南大学在医药中间体工业化生产、氟化学材料合成、精细化学品制备和环境催化方向具有鲜明的特色和优势,已经发展成为以新产品开发、新工艺设计、新技术应用为特色的精细化工和化工领域高级人才培养、科学研究和新技术开发的重要基地之一,并多次获得国家科技进步奖和发明奖。因此,在本科教学过程中,要结合我校化工专业的特色,着重讲解气固相催化反应和气液相反应过程,并要求学生能够运用化学反应工程的知识进行基本化工反应装置或反应器的设计,进一步提高学生的理论联系实际的能力,培养学生判断和解决问题的能力,为社会培养优秀的化学化工(医药中间体、氟化学材料和精细化学品)相关人才。(2)阐述方法和教学方式的改进目前全国高等学校的教学方式还是以灌输式教学为主,老师主动讲,学生盲目听,导致课堂利用率低,学生学习效率不高。随着计算机技术的不断发展,多媒体技术在高校已经普遍使用,虽然这样可以改善课堂教学方式,丰富课堂教学内容,提高学生的学习兴趣,但是多媒体技术的使用导致每节课的授课内容大大增加,学生并不能高效率的吸收每节课中所有的知识点,导致在学期末时学生对这门课的了解程度并不高[4]。例如,我在第一次讲授《化学反应工程》这门课程时,由于讲课经验和技巧都很欠缺,所以在整个课堂教学过程中完全按照多媒体上的内容进行阅读,这样生硬的填鸭式的教学模式,导致整个课堂教学效果很差。因此这样的灌输式教学模式会导致学生盲目听从,其自主性和能动性大大缺失,所以在以后的教学过程中,我们要“授之以渔”,而非“授之以鱼”,这需要我们在教学方式上加以引导[5]。笔者认为改变这种填鸭式的教学模式,主要的突破口就是让学生参与到课堂教学过程中,充分调动学生的积极性并培养学生对本门课的学习兴趣。针对这一措施,笔者在教学过程中进行了一些探索和改进,取得了很好的效果。具体探索过程如下:在阐述一些基本概念和原理的时候,可以在课前让学生充分的查阅资料,然后在课堂上让学生进行讲解,在这过程中并进行充分讨论,最后老师做总结,并纠正学生的错误观点。这种“查阅资料-主题讨论-问题反馈”的教学模式,能够让学生参与到课堂教学过程中,让学生做课堂真正的主人,提高学生的主观能动性,改变填鸭式教学的不足。(3)注重理论和实际的结合在高校的课堂教学过程中,教科书是一种不可或缺的教学工具,但也不能作为唯一的使用工具,教科书在本科教学过程中只能作为一种辅助的工具。这样就要求老师在教学过程中要灵活应用教材,既不能完全拘泥于教材,也不能完全脱离教材,在讲清楚基本原理和基本概念的基础上,注重理论和实际相结合。在每一章的讲述过程中,把每一个知识点都与实际工业应用相互关联,并阐明其主要的热量传递、动量传递、质量传递及化学反应在实际过程中是如何应用的,以加深学生对每一个知识点的理解。另外,还要注意结合科研成果,对学科前沿知识进行讲解,让学生了解目前化学反应工程的研究动向,例如在讲解气固相催化反应本征动力学时,可以引入最新发表的经典文献,通过对文献的讲解,加深学生对气固相反应本征动力学的理解,知道如何来研究一个催化剂的本征反应活性。通过这种理论与实际相结合的方法,可以大大提高学生在课堂上的学习效率。在对《化学反应工程》课程教学方法不断改进后,获得了良好的课堂效果,这不仅对教师的教学能力是一种转变和提高,对化工类学生思维和能力的培养也具有重要的意义。
参考文献
[1]金涌,程易,颜彬行.化学反应工程的前世、今生和未来[J].化工学报,2013,64(1):34-43.
[2]王安杰,周裕之,赵蓓.化学反应工程[M].北京:化学工业出版社,2005:1.
[3]陈甘棠.化学反应工程[M].北京:化学工业出版社,2011:1-3.
[4]吴元欣,朱圣东,吴迎.以多尺度理念构建新的化学反应工程体系[J].武汉工程大学学报,2011,33(1):2-3.