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關鍵詞:小學數學; 兩極分化; 對策;
一、小學數學兩極分化內涵及成因
(一) 小學數學兩極分化內涵
在小學數學教學中, 兩極分化主要是指優秀學生與學困生之間的差異[1].通常情況下, 在一個班級中, 優生與學困生人數基本相當, 并且都占少數部分, 全班大部分學生都不怎么優秀, 但也不會太差, 這是一種正常現象。但由于數學學科特殊性, 若優生與學困生之間出現了嚴重的極端, 不僅會使學困生人數明顯增加, 而且學困生與優生的差距也會越來越大, 進而出現嚴重的失衡現象, 這就是小學數學的兩極分化。
(二) 小學數學兩極分化現象的主要原因
導致小學數學兩極分化的原因是多方面的。一是由于學生個體本身存在的差異。學生由于受先天因素影響, 智力高低本就存在差異, 而且這種差異還會隨著年級的增高, 知識難度的加大, 表現得更為明顯。二是由于家庭教育的缺失。近年來, 特別是農村小學生, 父母紛紛外出務工, 把教育子女的重任直接推給學校。三是因為教育評價的不全面。部分教師深受應試教育的洗禮, 死守傳統教法不知道與時俱進, 觀念保守, 生怕因為改革而影響了學生的學習成績, 繼續采用傳統教法進行教學, 動輒就諷刺挖苦, 甚至拳打腳踢, 粗暴野蠻, 嚴重打擊了學生的學習積極性。
二、有效消除小學數學兩極分化現象的對策
(一) 想方設法, 培養學生的數學學習興趣
興趣是最好的老師。特別是對于小學生而言, 教師要不斷激發學生學習數學的積極性, 培養學生的數學學習興趣, 讓學生產生主動學習數學的欲望, 變“要我學”為“我要學”.筆者在調查問卷中也發現, 凡是參與調查的學困生, 對“你喜歡學習數學嗎”中的四個選項“A.喜歡, B.不喜歡, C.不清楚”, 都選擇的是“B.不喜歡”.由此可見, 培養學生的數學學習興趣對消除兩極分化現象是多么重要。實際教學中, 教師可以從建立新型師生關系, 改變教學方法等方面入手, 培養學生的數學學習興趣。
(二) 尊重個體差異, 實施分層教學
學生的個體差異是不可避免的。教學中, 教師若對不同層次的學生采用相同的要求, 勢必會打擊學困生的學習積極性和主動性, 使其破罐子破摔, 進而加重兩極分化現象。因此, 教師要尊重個體差異, 根據不同層次的學生, 設置不同的學習目標和學習要求, 對學生實施分層教學。在課堂教學中, 特別要關注學困生的表現, 鼓勵他們主動積極地參與課堂活動, 善于發現他們的閃光點, 及時肯定他們的點滴進步, 耐心引導他們學會發現問題、提出問題, 并運用適合自己的方法嘗試著解決問題, 從而增強他們學習數學的興趣和信心。對于學有余力, 數學思維強, 解決問題快的優秀學生, 教師應為他們盡可能多地創造探索和研究的機會, 引導他們向更深更廣的層次發展, 以便挖掘他們的學習潛能, 學到更多更有用的數學知識。如筆者在教學人教版五年級數學下冊第七章《數學廣角》“找次品”時, 對于學困生, 筆者要求他們只要知道在已知產品數量及次品輕重的前提下, 需要稱幾次, 在不知道次品輕重的前提下, 需要稱幾次即可。而對于其他學生, 不僅要知道稱重的次數, 還要能夠說出稱重的方法。
(三) 從實際出發, 有效組織小組合作學習活動
在眾多的新課程教法中, 小組合作學習無疑是最常用的模式之一。但在實際教學中, 小組活動往往成了優生展示才華的舞臺, 學困生干脆連邊都沾不上。因此, 作為教師, 要從學生實際出發, 有效組織小組合作學習活動, 讓全體學生都能積極參與其中。如筆者在組織小組活動時, 簡單的問題讓學困生來回答, 給他們創造展示自己的機會, 讓他們覺得自己在課堂活動中的重要性。同時, 在小組內, 根據學習差異, 建立一對一的幫扶對子, 讓他們在小組活動中, 通過“兵幫兵、兵教兵”的學習形式, 讓學生互幫互學, 切實提高小組合作學習效率。
關鍵詞:凌河流域;DO;COD;水質監測
前言
溶解氧(DO)是水體的資本,是水體自凈能力的表示。天然水中溶解氧近于飽和值,藻類繁殖旺盛時,溶解氧含量下降。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低,對于水產養殖業來說,水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響,當溶解氧低于4mg/L時,就會引起魚類窒息死亡,對于人類來說,健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。當溶解氧消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時,溶解氧的含量可趨近于0,此時厭氧菌得以繁殖,使水體惡化,所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染,特別是有機物污染的程度,它是水體污染程度的重要指標,也是衡量水質的綜合指標。因此,水體溶解氧含量的測量,對于環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。目前國際上發展的主流是基于熒光淬滅原理的光纖溶解氧儀。
在水質監測中,化學需氧量(COD)是評價水體受有機物污染程度的重要指標。他是指在一定條件下用強氧化劑處理廢水,水中還原性物質所消耗的強氧化劑的量,其結果折算成氧的含量(以mg/L計)。
凌河:凌河區位于錦州市區東半部,是錦州市的政治、經濟、文化中心,是遼西沿海經濟區中心城市的核心城區。轄區面積41平方公里,占主城區面積的58.41%,人口37.5萬人,氣候條件:降水集中、季風明顯、風力較大。
目前大、小凌河流域濕地水質狀況:根據1997年至1999年大凌河流域主要河流斷面水質監測數據,分枯水期和豐水期兩個特征水文期,對大凌河河流水質進行了詳細評價,評價總河長498km.分析結果表明,遼西沿海河流總體水質狀況較差,污染嚴重,干、支流河段水質多為Ⅳ類或更差,且豐水期水質劣于枯水期.
小凌河評價河長105公里,代表河段兩個。豐水期:缸窯口段為Ⅲ類水質符合地面水環境質量標準;錦州段為Ⅴ類水質。枯水期:錦州段為超Ⅴ類水質。在日益發達的工業發展進程中,小凌河也面臨著極大地威脅。與此同時,我市也采取一系列措施來治理小凌河污染。
通過對DO和COD進行監測和評價,及時了解水環境質量現狀和趨勢,為水環境管理提供科學依據。
材料與方法
實驗材料:GPS導航儀、多參數水質分析儀、采樣器、棕色瓶、哇哈哈礦泉水、黑色記號筆、標簽、筆記本等。
實驗方法:根據排污口、源頭、入海口、濕地等設斷面進行采樣點布設。
采樣時間:2013年5月29-31日
實驗方法:先用采樣器進行水樣的采集,裝到棕色瓶當中然后用塑料袋包好,回到實驗室測量DO、COD的含量。測量之前先用試劑調解零濃度,在進行測量。每測量完一個水樣都要用純凈水清洗一次。記錄數據。
結果與討論
通過室內實驗,得出研究結果,得到數據:
凌河流域DO含量上游比其他斷面要少,水體自凈能力較弱,而其他部分DO含量差不多,水體自凈能力較強。COD的含量上游要比其他斷面要多,受有機物污染較重,中游下游以及入海口COD的含量較多受有機物污染程度輕。導致這種情況
是因為凌河流域包括大凌河、小凌河及其支流,內有7條主要支流,目前僅有1條支流為四類水質,其他6條支流均為劣五類水質。解決這個問題通過污水處理設施建設、污水處理設施截污干管、濕地處理、河道清污、工業點源治理、畜禽養殖治理等工程,集中治理水污染,從根本上改善凌河流域水質,全面實現凌河流域干流及其主要支流達到四類水質的目標。
結論
凌河流域上游部分污染比較嚴重,下游部分污染較輕。經過濕地處理等使流域得到了改善。
參考文獻
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[2]靳輝.丁冬以新思路尋求新突破遼河水質持續改善[期刊論文]-環境保護與循環經濟
關鍵詞:電氣設備運行,溫升,電氣發熱,溫度測量
在工廠發供電系統中,電氣設備較多。電氣設備運行中發熱產生溫升,隨著長時間運行,設備老化、積灰造成發熱量增大,造成溫升異常,如果不加以檢測和控制,隨著電力負荷的增長,如果原有的電氣設備不加以檢測和維護,對設備危害會很大。電氣設備發生故障,故障點的電流及支路電流會增加,電氣設備接頭比同截面導線,出現超限負荷,后果是:接頭松動,長時間后接頭發熱,設備老化,最嚴重發生電纜爆炸或者接頭熔斷。
1.溫升產生的原因
電氣設備發熱時電流熱效應引起,按照i²r的公式產生熱量。公式說明,電氣設備熱量主要是兩因素組成,即電流、電阻。
下面對影響接觸電阻發熱的因素進行分析:
接觸電阻由兩部分組成,收縮電阻Rs、表面膜電阻Rb。收縮電阻:電流流經電接觸區域,由原來截面較大導體轉入截面較小接觸點,電流發生收縮,此現象呈現的電阻稱為收縮電阻。表面膜電阻是在電接觸面上,由于覆蓋一層導電性差的物質,產生膜電阻。
接觸電阻形式:點接觸、線接觸、面接觸。接觸形式與收縮電阻Rs的影響表現在接觸點數目。通常情況,面接觸點數最大Rs最小;點接觸最小,Rs最大;線接觸處于之間。
接觸形式與膜電阻Rb的關系主要是接觸點承受的壓力F。接觸壓力F對收縮電阻Rs值、膜電阻Rb值影響最大,F增加,接觸有效面積增大,接觸點數增加,使Rs減小。接觸不到位,觸頭失去彈性,接觸壓力F下降,接觸面積減少,電阻Rs增大,膜電阻Rb受F的作用減弱或不受其影響,使表面膜電阻Rb增大。
接觸表面光潔度對電阻有影響,主要表現為接觸點數不同。電阻接觸在長期工作中要受到腐蝕作用,電接觸長期允許溫度都很低,接觸面金屬基本不與周圍介質接觸,但介質中的氧從接觸點逐漸侵入,并金屬發生化學反映,形成氧化物,造成實際接觸面積降低,使Rj增加,接觸點溫度上升。論文格式。
電化學腐蝕:兩種金屬構成電接觸,會發生這種腐蝕。它使低價金屬溶解,造成低價金屬腐蝕。
電氣發熱使接觸面形成氧化層薄膜,增加接觸電阻。論文格式。氧化速度和觸頭溫度關系密切,發熱溫度高,超過臨界溫度,氧化膜形成過程會加速,這就決定了接觸面極限溫度。此外,當發熱溫度超過極限值,接觸部分的墊片會被退火,壓力降低,使接觸的電阻增加,最后導致連接狀態破壞。
2.絕緣等級
絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級,分A、E、B、F、H級。允許溫升是指電動機的溫度與周圍環境溫度相比升高的限度。最高允許溫度分別是(℃)105、 120 、130 、155 、180。
運行中電氣設備,要求溫度不大于絕緣等級。超過絕緣等級規定時,需要進行處理。
3.電氣發熱檢查方法
3.1用試溫蠟片
把試溫蠟片粘貼在電氣接點觸頭,運行中觀察試溫蠟片顏色變化情況,有60℃(黃色)70℃(綠色)80℃(紅色),每達到一定的溫度,相應的色塊會變成黑色。
3.2使用紅外線測溫儀:
使用紅外線測溫儀可以直接對電氣觸頭、電纜接頭、電機外殼進行測溫。測量誤差小,使用方便。
4.使用紅外線測溫儀時應該注意的問題
(1)使用測溫儀應當注意測量距離,按照使用說明書,一般最佳測量距離為1米,距離越遠,誤差越大。
(2)使用測溫儀時應盡量避免紅外光線穿透玻璃。雖然在產品說明書中注明可以穿透玻璃測量,但是在實際使用中發現,穿透玻璃使測量結果誤差增大。所以應該盡量避免。
(3)在使用測溫儀過程中,應該遵循定時、定點原則并做適當的記錄。定時原則就是在24小時的某一個固定時間檢測。定點原則是指在測量溫度時的測溫點應當固定,有條件的話,在檢修狀態應當做適當標記。論文格式。堅持定點定時原則并加以記錄才能夠及時發現異常發熱的觸點,并及時加以處理。
綜上所述,使用紅外線測溫儀檢測溫度,可以有效避免電氣設備發生異常溫升。
學會常務理事、多相流專委會主任郭烈錦教授主持會議。本次學術年會共收錄239篇論文,有40多家高校及科研院所240余位專家學者參加了年會,宣讀和交流了187篇學術論文。本次國家自然科學基金進展交流會共有30個面上項目通過口頭和墻報的方式匯報項目進展。
在全體大會報告會上,共進行了4個特邀學術報告。英國The University of Manchester的楊五強教授就“Industrial tomography for multiphase flow measurement”得最新研究成果與進展與參會人員進行交流。
中科院大連化學物理研究所葉茂教授、中國石油大學(北京)李相方教授分別做了“工業催化反應反應器中的氣固兩相流問題:研究現狀和展望”“氣液兩相流在石油天然氣工業中的應用”精彩的大會邀請報告。國家自然科學基金會工程科學三處劉濤處長代表基金委報告了國家自然科學基金申報、評議、最新動態以及重點資助領域等情況,鼓勵青年學者勇于創新,發表高水平國際期刊論文。專委會對2010年度青年學者優秀論文陳學俊獎獲得者共8名青年學者(35歲以下)進行了表彰,頒發了證書和獎金。
本次學術年會與往年一樣設置了8個專題,包括:氣液兩相流與沸騰傳熱傳質,氣固兩相流與燃燒及其污染控制,多相流數理模型和數值方法,石油工程多相流,多相流測量技術,反應堆熱工水力,兩相流相變傳熱強化和節能,高新技術中的兩相流與傳熱傳質。
本書共8章:1. 引言:介紹了分析化學的歷史以及它在當今社會中的作用;2. 質量管理導論:論述了質量管理的歷史背景,容差、標準、控制過程、指導方針以及質量管理的系統要求等;3. 統計學基礎:論述了統計學的基本概念,重要術語及各種測量偏差的計算法,分析結果的準確度和精確度,以及回歸分析等;4. 分析過程:介紹了分析過程的整體范圍,設計、取樣、分析、評估及驗證等過程及方法;5. 驗證策略的實例:以測定工業廢水中苯酚為例,講述了驗證分析方法的途徑,包括對精確度、準確度、校正函數、測量的不準確性、耐用性等的測量;6. 教學實驗室章程中的組織實用規則:論述了建立這些章程及規則的目的及內容,包括實驗室的安全性、實驗項目的工作流程、準備工作、實驗室紀錄本及報告等;7. 文獻:講述了引用的文獻、推薦的標準、校正、內部測試及質量管理等;8. 課題:以工業生產或生活中的實際問題為分析課題,系統地講解了色譜、光譜、電泳分離、流動注射分析、質譜、凱氏氮測定法、溶解氧測定法以及場流分級等分析方法。每章的結尾有參考書目,本書的結尾有6個附錄,最后是主題索引。
本書著者Keling Liu是瑞士蘇黎世應用科學大學的副教授,是該校化學和生物化學研究所分析化學實驗室導師。他長期在實驗室從事教學和實驗工作,在很多國際雜志上發表過大量論文。
本書在向學生系統地講授各種儀器分析方法的同時,通過一些分析實例向學生灌輸了以下思想:分析方法是學習化學和物理學的基礎;分析過程從訂單的輸入開始,到分析報告的打出結束;分析工作就是一種服務。本書可作為化學系大學生實驗課的教科書、研究生或分析化學領域工作者的實驗室參考書。
【關鍵詞】預埋件;埋設;技術;控制
1工程概況
工程實例概況:該工程為某地一棟127m高層建筑,用途為商業和商務辦公樓,建筑面積8萬多平方米,地下3層,地上25層。由于建筑特點決定,本工程外裝飾幕墻工程主要內容有:石材幕墻、玻璃幕墻、(百葉窗、鋁合金窗、隔柵)等。本工程的施工過程中需要大量的預埋件施工,因此作為本文的實例具有很強的代表性,預埋件埋設質量的好壞,肩膀各隊后面進行的結構搭接和外部設備安裝起到重要的影響。下面將分別就幕墻預埋件的工程特點和預埋件施工方法、技術及注意事項等分別進行闡述。
2預埋件的加工及埋設施工方法
2.1預埋件的加工應符合下列要求
焊縫高度必須達到設計要求;焊角沒有咬邊現象;防銹漆涂刷是否均勻;所用材料是否符合設計要求;加工尺寸與圖是否一致;填寫預埋件進場驗收表;填寫《進場物資報驗表》以及上述資料經過自檢和監理人員檢查、驗收通過后才可進行埋設。
2.2預埋件的埋設
2.2.1 預埋件埋設之前,首先根據施工設計深化圖進行放線定位,特別是注意轉角位置埋件的埋設,并填寫《技術交底》表備案。
2.2.2 當每一層樓土建梁柱鋼筋綁扎完畢后,按照預埋件點位布置圖及標高尺寸,根據土建梁柱尺寸控制線,在鋼筋上視具體情況用紅筆劃出預埋件埋設控制線。
2.2.3 在埋設預埋件之前,當土建支模時,就進行分格,將預埋件分格線彈在底模外檐口處。
2.2.4 根據埋件施工圖埋件分布的情況,對埋件以軸線右邊起第一個埋件進行編號,從1 至若干個進行埋設并以埋件檢查表填寫埋件埋設的情況。上下、左右、前后將埋設的情況記錄下來,埋件埋設后填寫《隱蔽驗收單》并附《檢查表》報監理驗收。
2.3 預埋件埋設的要求
2.3.1 預埋件在埋設過程中,要以多軸線進行埋設,相對來說軸線之間的精確度足以滿足埋件的幾何尺寸,若以單軸線定位,丈量過程中尺寸誤差會積累,造成埋件的偏位,相對軸線偏差小于20mm。
2.3.2 幕墻與主體結構連接的預埋件,應在主體結構施工時按設計要求埋設;預埋件位置偏差上下不應大于 10mm,上下測量依據底模用卷尺進行測量。圖 1所示。
2.3.3 當土建梁柱鋼筋綁扎完畢后,將預埋件用鐵絲臨時固定在鋼筋上,或點焊在箍筋上。
2.3.4 若預埋件埋設中碰到埋件在箍筋的空檔處,則可添加輔助鋼筋,或用鐵絲與主筋扎牢。
2.3.5 預埋件在埋設過程中,一定要緊貼模板(參見圖 2),上下、左右偏差到20mm 影響不大,而前后傾斜將造成角碼與埋件之間接觸減少,施工難度加大。采取措施,加墊鐵塊等均為點接觸,受力將受影響。這時候只能采用楔型鐵塊輔助修正,這樣勢必造成施工周期長、成本增加。
2.3.6 埋件埋設好以后,在澆搗砼時,要注意保護埋件。混凝土施工的振動棒在埋件邊應延長振搗時間,埋件周邊的砼一定要澆搗密實,避免產生漏漿及空鼓現象,影響埋件的質量。
2.3.7預埋件在墻面埋設時,在澆混凝土時,應跟蹤進行檢查,若埋件高出混凝土應立即往下打,使埋件與混凝土面一樣平。
2.3.8結構陰陽角的埋件處理
a、陰角部位埋件的埋設,依據幕墻安裝的需要在角位處拉開50mm,否則影響今后施工安裝。
b、陽角部位埋件的埋設,陽角處的埋設應與陰角處埋設相反,角位兩個埋件應貼邊靠緊。
2.3.9剪力墻處埋件施工
一般情況下,待剪力墻模板合模后埋件無法進行調整,因而在和模前將埋件固定好,采用吊線法進行,埋件與線錘退縮5mm,以免影響合模。
2.3.10圓弧處埋件施工
圓弧位埋件的施工,應明確是建筑分格還是結構分格,及時與設計溝通,以免誤差擴大無法進行施工。
2.3.11 當預埋件埋設完畢后,應做好記錄,并填寫預埋件安裝檢查表。
3 預埋件安裝
3.1 每位埋件安裝人員清楚預埋件的施工技術、工藝,明確分工。埋件安裝前,施工單位項目經理要向安裝隊長、技術員及埋件安裝的有關人員進行施工技術交底。安裝隊長和技術員向埋件班長、組員,進行技術交底。同時,技術交底的內容必須知會監理人員。
3.2 每位埋件安裝人員必須認真領會技術交底內容并執行,嚴格按設計圖紙的內容和要求并依據施工組織設計進行埋件安裝。
3.3 確定每個面、每個層的基準,并清楚識別基準標識。明確化學錨栓需符合設計要求及安裝方法和使用的工具及方法。
3.4 詳細的膨脹螺栓和穿透螺栓的施工方法。
3.5 詳細的化學錨栓的施工方法。
3.6 確定從那個基礎開始安裝,以及安裝順序。
3.7 確定土建預埋件誤差的補救方案,(必要時,須征得甲方、甲方監理、土建及設計部門同意)。
3.8 埋件安裝必須按照放線的基準線、埋件位置圖、節點圖進行安裝。
3.9 埋件安裝應采取可靠方法處理,主受力埋件至少采用兩方對穿螺栓加兩個膨脹螺栓,對穿螺栓直徑不小于12mm,其周圍的縫隙應用玻璃絲布堵賽,膨脹螺栓不小于M12*110 并加環氧樹脂加固,劑量符合說明書要求。
3.10 膨脹螺栓因不能置于鋼板內部時,應至少保證兩個膨脹螺栓打在埋件鋼板內部,其余允許打在外部,且中心至埋件邊緣距離不應小于30mm,并通過厚度不小于8mm 的鋪助壓板與埋件焊牢,焊縫長度不小于50mm。
3.11 埋件安裝完畢后,必須進行防腐處理,涂刷防漆兩遍(特殊情況必須依據設計要求進行)。
3.12 應進行承載力現場試驗,必要時應進行極限拉拔試驗,并有檢驗報告。
3.13 每個連接點不應少于 2 個錨栓。
3.14 化學錨栓的安裝符合圖紙要求,安裝方法符合化學錨栓的說明書的要求。
3.15 不允許在化學錨栓接觸的連接件上進行焊接操作。
3.16 預埋件清鑿后應露出金屬光澤,表面不允許有混凝土、鱗片、焊接的雜質存在。
3.17 卡埋件和結構預留口的預留槽口內充滿聚苯乙烯(苯板)無混凝土雜物。
參考文獻
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[論文摘要]通過對壓力測量、溫度測量、控制技術的改進和測定體系的優化,以及實驗小型化、微型化及綜合性發展,不斷改善實驗技術,改良實驗環境。
物理化學是化工、應化、冶金、成型、環境等專業學生的一門重要的專業基礎課,物化實驗自然也是這些專業學生的一門重要的實踐課。近幾年來,隨著技術的發展,我們通過對壓力測量、溫度測量控制技術的改進,對實驗室反應和測定體系的改進以及實驗小型化、微型化及綜合性發展,不斷改善實驗技術,改良實驗環境,創建高、精、準的實驗條件和無汞、無苯、無毒的實驗環境,大大提高了實驗的驗證性功效,同時改善了實驗環境。
首先,從儀器入手進行了改良
在物化實驗中,純液體飽和蒸汽壓的測定和碳酸鈣熱分解等實驗中都涉及到壓力值的測量,原來使用的u型壓力計含有大量的汞,操作不慎容易污染環境,危害實驗人員的健康。現在我們把U型水銀壓力計換成電子數顯壓力傳感器測壓計。既不會污染環境,讀數更快更便捷。另外,在一些實驗中要用到測溫裝置和控制裝置,例如燃燒熱測定實驗中,關鍵是測試溫度的變化,對于測量精度要求較高,原來我們一直使用貝克曼溫度計測量溫度,雖然測量精密度高,但其含有大量汞,而且操作繁瑣,現在我們把它換成電子精密數顯溫度計,并且與計算機相連接,實現了自動化跟蹤和數字化輸出,提高了實驗的準確率和測定速度。還有一些物化試驗都需要在恒溫條件下進行,如飽和蒸汽壓測定、蔗糖水解、電導法測定醋酸電離平衡常數、乙酸乙酯皂化、最大泡壓法測定溶液表面張力等實驗,以前是使用水銀導電溫度計來調節,現在都更換成數顯的超級恒溫器,恒溫精度可達0.02度。
其次,改進了實驗項目和測定體系
BZ震蕩反應已成為物理化學實驗中的一個重要實驗,在以往的實驗中,都采用記錄儀和數字電壓表記錄BZ震蕩反應波形,存在分辨率低、易引入人為誤差、操作復雜等缺點,并且記錄數據以及最終處理的工作量大。針對這一問題,我們引入了計算機自動測控系統,不僅有利于開展單人實驗,訓練學生的計算機能力,而且提高了物理化學實驗現代化測試水平。另外我們對傳統的實驗體系也做了改進。取液系相圖是一個比較傳統的實驗,過去很多年來一直測定的是苯-乙醇體系,由于苯的毒性強,使得實驗室的環境嚴重污染,現在改為環己烷-乙醇體系,實驗結果更具有代表性,而且環境得到了大大改善,另外飽和蒸汽壓的測定改用無水乙醇,介電常數的測定也采用四氯化碳作為試樣。通過對實驗項目的改進和測定體系的更換,使得物化實驗朝著更科學、更安全的方向發展。
另外,物化實驗逐步朝著小型化、微型化及綜合性發展
研究性教學的實施離不開教學內容的創新。因此,根據課程教學目標和研究性教學模式特點,課題組成員貫徹“重思想、重方法、重應用”的教學理念,以“結構物理性質制備方法化學性質反應機理反應規律主要用途”為主線,精心設計了由結構與命名、反應類型與機理、合成設計基本理論、合成方法與技術等四大知識模塊組成的有機化學理論課程研究性教學內容。特別強調處理好教學內容的基礎性和先進性的關系,不僅加強基礎知識和基本理論,重點講解有機化學反應原理和方法,而且注重把有機化學學科的發展前沿和生產中的最新應用,以及相關學科的交叉知識等研究性內容引入課堂。例如:緒論課中,教師從衣、食、住、行、醫療保健、環境保護、生命科學等方面入手,介紹有機化學及有機化合物在生產、生活中的應用及重要作用。而且引入綠色化學、富勒烯家族、有機納米材料、有機光電功能材料、生命有機科學的糖化學、DNA重組技術和定點突變技術、蛋白質化學的分子識別技術等學科前沿[3],早期給學生滲入有機化學學科前沿和應用意識。并通過大量生動形象的圖片、事例來反映有機化學世界之神奇和有機化學工作之樂趣,使學生初步了解當代有機化學的發展動態和最新成果、拓寬知識面,激發學生學習與探究有機化學知識的興趣。教學過程中,課程組成員積極探索“問題式研究性教學法(PBL)”。根據教學內容,教師課前精心設計能夠引導學生對學習對象產生研究興趣或質疑態度的一系列問題,創設一種類似科學研究的教學環境和途徑,為所有學生營造研究性學習氛圍。課上應用生動的語言描述簡單事例,以案例或圖片形式把每節課的主要內容展現給學生,激發學習新知識的興趣和主動性,使學生帶著解決問題的熱情去聽課[4]。同時采用案例分析、啟發式、討論式等多種教學方法,逐步引導學生進行研究性學習,將問題逐一解決,實現學生在研究性“教”與“學”的過程中獲取知識、訓練思維、培養能力的目的。例如:講授立體化學章節時,首先講述一個簡單例子:小芳夢見自己來到了神奇的鏡像世界,發現平時最愛吃的口香糖變成了香菜味道。告訴學生口香糖味道改變的真正原因是所含主要化學成分“香芹酮”的手性,手性的存在使香芹酮具有互為鏡像的R型和S型兩種異構體,而兩種異構體的性能不同。學生就會產生強烈的好奇心,很想知道日常口香糖中香芹酮的結構到底是怎樣的?這時,教師適時提出本章所要解決的主要問題:(1)什么是手性分子?(2)什么是對映異構體?(3)如何判斷對映異構體的絕對構型?學生的注意力很快就集中到特定的問題情境中,帶著疑惑和探究答案的激情參與到教學環節中,進行主動學習。通過教師的引導和重點講解,以上問題逐一解決,學生在下課前,能夠運用所學的立體化學知識,順利地確定口香糖中香芹酮為S型異構體。這種以問題為載體的研究性教學模式符合學生勇于探究的心態,便于學生實現從“要我學”到“我要學”的轉變。學生經歷了艱辛的思考過程之后,不僅能夠深刻理解所學內容、感受到主動獲取知識的樂趣,而且增強了運用理論知識解決實際問題的能力。
二、建設三層次實驗教學新體系,推進研究性學習,提高學生的綜合素質和創新實踐能力
以“方案設計物質制備分離提純結構表征性能測試”五要素為主線,以培養學生的創新實踐能力及科研興趣為目標,建設了螺旋式上升的“三層次”(基礎型、綜合設計型、研究創新型)有機化學實驗教學新體系。通過刪減簡單的驗證性實驗,在原有基礎型實驗中增加設計性元素,把有機化合物的典型性質實驗安排在相關的合成實驗中,提高基礎型實驗的教學起點。通過串聯序列化的多步驟合成、提純、分離等多個單元操作,構建綜合設計型實驗項目;例如:將乙酰苯胺、對硝基乙酰苯胺、對硝基苯胺三個合成實驗合并成一個綜合實驗。研究創新型實驗包括方案設計、合成反應、分離提純、產品結構表征或元素分析等多個階段。大多數實驗項目是結合教師科研課題或者學科研究熱點凝練而形成的,內容新穎,難度適中,具有本科生進一步可研究探索、發揮一定創造性的空間,能夠充分調動學生的研究興趣。該實驗教學新體系由基本單元技能訓練到綜合技能訓練,最后進入研究創新實驗技能訓練,循序漸進,體現了有機化學實驗自身的系統性和規律性。研究性實驗教學模式通過改進實驗內容和教學方法等,激發學生自主學習和探究動機,是一種培養學生研究興趣的新型教學方式,適應當前教學改革的要求。因此,課程組成員探索了“分層次開放式”的研究性實驗教學模式,使學生科研意識和科研能力的培養融入到正常的實驗教學秩序中,基礎型實驗采取開放式預習和互動式教學方法,加強實驗的啟發性,增加學生動手動腦、查閱資料的機會。綜合設計型實驗采用必做實驗與選做實驗相結合方式,為學有余力的學生提供更多的鍛煉機會,全面提高綜合實驗技能。研究創新型實驗既要求學生必須掌握一定的有機化學實驗知識和實驗技能,又能夠靈活地、創造性地綜合運用這些知識和技能。教學實踐過程中更注重研究性,主要體現在實驗的內容、方法、技術和過程等多個層面,采用實驗教學與科研項目相結合的開放式教學方法。學生自主選題,在“查閱文獻、方案設計、實驗準備、實驗操作、結果分析、撰寫報告、匯報討論”等環節中,以學生為主體、教師為主導,教師給予全方位的研究性指導,為學生提供更多的自主學習空間,發揮學生的主觀能動性,進行自行設計、獨立實驗、主動思考與討論。同時倡導團隊合作,合理分工、共同探索研究,調動學生研究性學習的積極性,增強學生發現問題、解決問題和團結協作的能力。
三、提供多元化的課外實踐途徑,鼓勵學生參加科研訓練,培養學生的科研素質
東南大學作為一所研究型大學,擁有高素質的師資力量、先進的實驗設施、學科發展及項目資源優勢,通過由專題研究、科技創新、學科競賽、SRTP活動組成的“四路并進綜合實踐”環節,為本科生研究性教學模式的實施提供了良好的課外科研實踐平臺。結合理論課程教學內容,教師擬定研討主題,例如自己身邊的有機新材料、微波輻射有機合成新方法、足球烯家族等有機化學熱點問題。鼓勵學生選擇感興趣的內容,利用網絡和圖書館資源查閱相關文獻、自擬題目、撰寫課程論文。通過組織學生“專題研究”匯報,加強師生間、學生間的交流研討和教師點評總結,使學生了解有機化學、有機化工與社會和生活的密切聯系,培養學生的探索興趣、誘發學生的創新萌芽。“科技創新活動”通過展示科研訓練成果和實驗方案設計,激發學生的創新意識。鼓勵和資助學生積極參加學科競賽,培養學生的創新實踐能力。依托學科發展優勢,結合教師科研課題,鼓勵學生自主申報“SRTP項目”,引導學生參加科研實踐、感受學術氛圍,接受科研訓練,激發學生的科研興趣,學會如何通過實驗現象和數據處理,分析討論實驗結果,運用理論知識解決實際科研問題。多元化的課外綜合實踐途徑能夠促進學生自主研究性學習,幫助學生延伸課內知識、拓展課外知識,提高學生的文獻檢索和閱讀能力、綜合實驗技能、分析討論、交流表達、論文寫作等綜合科研素質,培養學生的創新思維和科研創新能力。
四、探索研究性教學新的考核方案
研究性教學模式評價系統應該遵循學習過程評價和教學目標管理相結合的基本原則,進行多種方案的探索。因此,在有機化學研究性教學模式實施過程中,改變以往期末“一張考卷定高下”的做法,考核評價內容從以知識測量為主轉變為以能力測量為主。加大平時考核力度,平時考核包括一系列有利于引導學生提高實踐能力和科學素質的內容,例如:教學基本知識的測驗、學習階段總結、綜合問題討論、課程論文、作業質量等。理論課程采用“平時作業及測試成績×15%+學習階段總結×10%+課程論文成績×20%+課堂討論成績×10%+期末考試成績×45%”考核方案。針對“三層次”研究性實驗教學新體系,實驗成績考核主要根據學生查閱資料、實驗方案設計、實驗預習、實驗操作、報告撰寫、分析問題及解決問題的能力,指導教師對學生在不同階段所表現的實踐能力分別給出相應分數,按照一定權重,加權平均,最終進行綜合評定考核。新的考核方案貫穿于整個學習過程,是對學生在研究性學習過程中獲取知識、探索研究、思維創新等多方面能力的綜合評價,有利于開辟教師研究性“教”和學生研究性“學”的新局面,為在課程教學中貫徹素質教育、能力培養營造寬松的環境,培養學生的創新思維和創新實踐能力。