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譯者說明:國際化學競賽過去只有理論原理的大綱沒有實驗競賽的大綱。1998年10月在斯洛伐克布拉津斯拉伐斯的摩爾尼斯宮會議中心舉行的國際化學奧林匹克指導委員會工作會議上,提出了一個實驗競賽大綱,現譯制如下。這個大綱跟理論大綱的格式相同,分一、二、三級,其具體說明請參照理論大綱,不再細述,應強調的只是:屬于第三級的內容在競賽前由主辦國發出的預備題中提及的才能作為下屆國際化學競賽的實驗競賽內容。建議我國全國化學競賽的實驗競賽的內容參照此大綱進行調整。
1.無機物與有機物的合成
1.1使用燃具和電熱板加熱1
1.2液體的加熱1
1.3易燃物和易燃材料的處理與操作1
1.4用分析天平稱量1
1.5量筒、移液管、滴定管的使用1
1.6由固體和溶劑制備溶液1
1.7溶液的混合與稀釋1
1.8液體的混合與攪拌1
1.9攪拌器和電磁攪拌器的使用2
1.10滴液漏斗的使用1
1.11在平底燒瓶里進行合成-一般原理1
1.12在圓底燒瓶里進行合成-一般原理1
1.13在密閉儀器裝置里進行合成--一般原理1
1.14用微型儀器進行合成3
1.15回流下加熱反應混合物2
1.16常壓蒸餾2
1.17減壓蒸餾3
1.18水蒸氣蒸餾3
1.19透過平攤的濾紙的過濾1
1.20透過卷攏的濾紙的過濾1
1.21減壓水泵操作1
1.22布氏漏斗操作1
1.23玻璃漏斗(垂熔漏斗、燒結漏斗)過濾1
1.24傾析法洗滌沉淀1
1.25在漏斗上洗滌沉淀2
1.26在漏斗上用恰當的溶劑干燥沉淀2
1.27在水溶液中重結晶1
1.28在給定的(已知的)有機溶劑里進行重結晶2
1.29選擇適當的溶劑進行重結晶3
1.30在干燥箱里進行干燥2
1.31在保干器里進行干燥2
1.32洗氣瓶的連結和使用2
1.33用不相溶的溶劑進行萃取1
2.無機物和有機物的鑒定--一般原理
2.1試管反應1
2.2使用點滴板和濾紙的反應操作技術1
2.3命題人選定某些陽離子和陰離子進行分組反應檢出2
2.4命題人選定某些陽離子和陰離子通過個別反應檢出2
2.5命題人選定某些陽離子和陰離子通過特殊反應檢出3
2.6用鉑絲、MgO棒、鈷玻璃的焰色反應檢出元素2
2.7使用手持光譜儀/煤氣燈光譜儀3
2.8使用Kofler熔點測定儀或類似儀器3
2.9命題人選定有機物基本官能團的定性檢出2
2.10使用特殊試劑檢出有機物3
3.無機物和有機物的測定--一般原理
3.1利用沉淀反應的定量測定2
3.2沉淀在坩堝里灼燒1
3.3容量分析1
3.4滴定的規則1
3.5移液球的使用1
3.6標準溶液的制備2
3.7酸堿滴定2
3.8酸堿滴定中的指示劑變色2
3.9直接滴定與間接滴定(返滴定)3
3.10磁性測定3
3.11碘量法3
3.12基于氧化還原反應的其他測定類型3
3.13配合滴定3
3.14配合滴定中溶液的顏色變化3
3.15沉淀滴定3
3.16量熱滴定3
4.特殊測量和操作步驟
4.1用pH計的測量2
4.2薄層色譜3
4.3柱層析3
4.4離子交換分離3
4.5紫外可見光譜3
4.6電導測定3
5.實驗結果處理
就連續性問題情境的涵義來看,連續性問題情境主要包括以下因素:1.要具備新的事物,可以說,這是產生連續性問題情境的主要核心因素;2.要有想要了解答案的欲望或渴求,這是形成連續性問題情境的基本要素;3.學生要具備一定的認識和知識水平,因為有一定的知識儲備是產生思維動機的前提與保障.創建連續性問題情境,實質上就是提出一定的問題,之后構建必須要解決問題的矛盾或沖突.也就是說,構建一種使學生原有知識儲備與現有新知識之間的一種沖突,進一步激化學生意識矛盾的情境,進而達到激發學生學習興趣和提高學生學習動機的目的和效果.
二、構建連續性問題情境的原則
1.啟發誘導性原則
在中學化學課堂教學中,教師提出的問題應帶有一定的啟發性,也就是說,問題要能進一步激發學生的學習興趣,進而促使他們主動思考,去探索問題的答案.為此,在進行連續性問題情境教學方式下,中學化學教師要保證設置的相關情境能夠在一定程度上激發學生的認知矛盾,進而推動學生積極主動地思考問題、解決問題.
2.適度恰當性原則
適度性原則要求教師在進行連續性問題情境教學時,對于情境的設置一定要恰當合理.也就是說,教師在提出相關問題時,一定要依據特定的教學內容和教學目標,并且設置的問題要能將學生原有的知識與未有的即將接觸的知識緊密聯系起來.為此,教師在連續性情境教學中設置的問題既不能過于簡單也不能過于繁雜.過難或過易的問題設置都不能很好地促進學生的思考,進而不能更好地達到連續性問題情境教學的目的和效果.
3.層次性原則
層次性原則也就是要求教師在進行問題設置時,一定要依照由簡單到復雜、由表面到實質、由單一到綜合的順序構建一系列問題.換言之,教師在設置問題時,要注重問題與問題之間的銜接,運用鋪墊等手法使問題的設置更加具有層次,進一步提高問題的整體水平.
4.共同促進原則
教師在進行連續性問題情境教學時,要通過問題的提出和解決進一步活躍學生的思維,引導學生朝著正確的方向進行深入的思考探究,進而提出不同的問題,這也是培養學生創造性思維的重要途徑之一.另外,隨著學生提出問題的增加,學生學習的積極主動性也將進一步提高.通過學生提出的一系列問題,教師還能實時了解學生對于教學內容的吸收程度,通過相互之間的交流溝通,教師與學生之間能夠相互促進、共同進步,進而不斷地提高教學效果.
三、構建連續性問題情境的途徑
1.充分發揮語言藝術的作用
在提出相關教學問題時,化學教師應當在一定程度上展示自己的藝術能力,而不是始終以一種一成不變的面孔進行課堂教學.盡管科學是十分嚴謹的,但課堂氛圍卻應當是活躍的.為此,教師在課堂教學中,可以運用一些比較有創意和吸引力的口頭語言、肢體語言和相關實驗等作為連續性問題情境教學的載體,進一步激發學生的化學學習興趣.將樂趣融入到連續性問題情境教學中,是目前教學的迫切需要.
2.組織進行一些化學實驗
化學實驗以其生動直觀的特點可以使學生更快地融入到情境教學中,為此,中學化學教師要充分運用化學實驗的優點,進一步提高學生的思維活躍度.化學實驗過程中,影響其結果的因素很多,產生的實驗現象也十分多樣.所以,教師在進行化學實驗時,一定要對實驗方案進行精心的設計安排,同時要控制好實驗條件,盡量以最佳的實驗方式對一些化學問題進行闡釋.另外,在進行問題情境設置時,教師可以通過一些與常理認識相違背的實驗現象引導出相關教學問題,這樣不僅可以在一定程度上提高學生對一些化學問題的探索興趣,還可以培養學生的思維和創新能力.
3.課后留置一些問題讓學生進行思考
《無機及分析化學》是精細化學品生產技術專業的一門必修課,也是一門專業基礎課。為找準課程定位,明確課程培養目標,并為課程教學內容改革及課程建設提供充分的依據,《無機及分析化學》課程教學團隊于2013年9月至12月在西安北方惠安化學工業有限公司、渭南海泰電子材料有限公司等13家企業和3所同類職業技術院校從企業生產、質量管理、分析檢驗等方面進行了調研,為該課程的定位和課程建設提供了充分的依據。
2課程調研基本情況
2.1調研背景和意義
2.1.1課程發展歷程
《無機及分析化學》是由《無機化學》與《分析化學》兩門課程整合形成的[1]。《無機及分析化學》的發展經歷了三個階段:①整合前,《無機化學》與《分析化學》分別強調無機化學的理論性和基礎性、分析化學的實踐性。②整合后,《無機及分析化學》強調無機內容與分析內容的有機結合和融匯貫通。③工學結合、行動導向下的《無機及分析化學》課程教學模式。
2.1.2工學結合人才培養的要求
2010年教育部、財政部聯合下發的《教育部財政部關于進一步推進“國家示范性高等職業院校建設計劃”實施工作的通知》即教高〔2010〕8號文件和教育部教高〔2006〕16號文件,明確提出“要積極推行與生產勞動和社會實踐相結合的學習模式,把工學結合作為高等職業教育人才培養模式改革的重要切入點,帶動專業調整與建設,引導課程設置、教學內容和教學方法改革”。“加大課程建設與改革的力度,增強學生的職業能力。課程建設與改革是提高教學質量的核心,也是教學改革的重點和難點。高等職業院校要積極與行業企業合作開發課程,根據技術領域和職業崗位(群)的任職要求,參照相關的職業資格標準,改革課程體系和教學內容”[2-3]。因此,深入行業、企業調研,了解企業的崗位設置歸納崗位職業能力,找準課程定位,明確培養目標是我們亟待解決的問題。
2.2調研思路與方法
本課程的調研思路是:從生產實際出發,調研企業關于分析檢驗等崗位設置,人才的需求,并分析崗位與能力的需求關系,再基于工作過程設計課程的學習單元,制定課程標準。課程組到精細化學品生產企業、同類高職院校考察,采用問卷調查、座談、專家探討等形式對分析檢驗及相關崗位設置和人才能力等方面開展市場調研;收集整理調研及專家討論的材料,分析職業崗位和職業能力,確定企業對人才質量的要求。
2.3調研企業
西安北方惠安化學工業有限公司、渭南海泰電子材料有限公司、江蘇大和氯堿化工有限公司、陜西渭河煤化工集團有限責任公司、陜西寶塔山油漆股份有限公司、陜西天宏硅材料有限責任公司、寶雞阜豐生物科技有限公司、甘肅銀光化學工業集團有限公司、西安高科理化技術有限公司、西安唐星生物科技有限公司、西安彩晶光電科技股份有限公司、西安瑟福能源科技有限公司、西安萬邦制漆有限公司、陜西工業職業技術學院、楊凌職業技術學院蘭州、承德職業技術學院。
2.4調研內容
調研的內容主要包括:需要無機及分析化學知識和技能的崗位有哪些、需要具備的知識是什么、需要具備的能力有哪些、本課程主要欠缺的方面、學生取得相關職業資格證書的重要性、本課程的意見和建議等。
2.5調研對象和方式
與企業負責人、企業人力資源部門負責人、生產一線單位負責人、生產一線的技術人員、管理人員和生產人員、同類高校專業技術人員進行訪談;參觀精細化學品生產企業現場,在精細化學品生產企業質量部頂崗實習,填寫《無機及分析化學》課程調查表等方式了解企業基本情況、企業生產組織情況、崗位設置、人才需求情況以及對課程知識的要求等信息。共發放問卷139份,回收有效問卷128份,有效回收率為92.09%。
3課程調研結果與分析
通過行業企業調研,取得到了第一手調研資料,通過對這些調研資料的整理,掌握了課程崗位方向和能力需求。
3.1崗位對相關知識和技能的能力要求
通過調研,確定了生產操作、分析檢驗、質量管理三個崗位需要用到《無機及分析化學》相關知識和技能,如表1所示。
3.2勝任工作崗位需要的相關知識或技能
①氣體和溶液性質;②化學反應速率和化學平衡;③物質結構;④定量分析基礎;⑤酸堿平衡和酸堿滴定法;⑥重量分析法和沉淀滴定法;⑦氧化還原反應和氧化還原滴定法;⑧配位平衡和配位滴定法;⑨吸光光度法;⑩元素及其化合物。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:④、⑨、③、⑤、②、⑧、⑦、⑥、⑩、①。
3.3勝任工作崗位需要的相關技能
①滴定分析;②儀器分析;③無機物制備;④物質分離、鑒定;⑤其他。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:③、①、④、②、⑤。
3.4課程在培養目標的具體要求上的不足方面
①基礎知識;②基本理論;③基本技能;④基本能力;⑤綜合素質;⑥整體協調發展;⑦綜合能力提高;⑧特長培養;⑨其他。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:⑤、⑥、⑧、⑦、④、③、②、①、⑨。
3.5在課程中加強實踐性教學環節的最有效方式
①加強社會調查;②增大實踐性教學環節比例;③增加實驗、實訓;④舉辦專題講座;⑤增加現場實習;⑥開展技能競賽;⑦舉辦相關知識競賽;⑧教學做一體化;⑨其他。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:⑧、⑤、②、③、①、⑥、④、⑦、⑨。
3.6課程改革應主要從哪些方面進行
①加強課程整合;②使課程模塊化;③搭建課程平臺;④使課程“小”學時化;⑤加強實踐性教學環節;⑥增設專題講座。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:②、⑤、③、④、⑥、①。
3.7實訓內容安排
①讓學生自己設計,分組討論,確定實訓方案,老師歸納總結,任務實施;②保持現有模式;③任務驅動,學生自主完成,老師檢查輔導。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:③、①、②。
3.8在學習中哪些教學資源對你幫助最大
①主教材;②輔導教材;③實驗教材;④參考資料;⑤直播課堂;⑥網絡課程;⑦CAI課件;⑧網上動態資源。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:①、⑧、⑦、⑥、⑤、③、②、④。
3.9在學習中哪些方面可以提高你的學習動力
①老師的表揚;②同學的認可;③疑問解決時的快樂;④無論怎么樣都不喜歡學習;⑤其他。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:③、①、②、④、⑤。
3.10學生學習評價應該怎樣確立
①老師根據平時表現自主確定;②老師和部分同學討論后共同確定;③其他。以所選項目的數量按降序進行排列,依次為:②、③、①。
3.11對《無機及分析化學》課程的意見或建議
經對128份有效問卷進行統計分析,有以下幾點建議:1)課程主要欠缺和應增強的方面是實際的動手操作能力,查閱一般無機及分析化學書刊、選擇分析方法以及正確判斷和表達分析結果的能力也有待加強。2)《無機及分析化學》課程應該增強專業基礎理論知識、專業實操技能、實踐檢驗的數據處理能力。3)建議《無機及分析化學》課程將實踐內容大幅增加,理論與實踐有效結合,同時采取更豐富的教學手段和教學方法,使課堂內容更加生動有趣。4)通過本課程和后續相關課程的學習,取得中級分析工職業資格證書是必要的。調研結果表明:《無機及分析化學》是精細化學品生產技術專業的基礎課程,該課程的教學對學生掌握精細化學品生產技術的基本知識與技能起到重要的作用,是精細化學品生產技術專業學生職業能力培養和職業素質養成的重要部分,是銜接學校教育與精細化學品生產企業人才要求的關鍵課程。課程應在課程的定位以及課程目標的確定、更新教學內容、加強學生的實踐動手能力的培養、選擇合適的教材及教學手段等方面加強建設,通過建設,將本課程建設成為教學理念先進,教學方法和教學手段靈活有效,高等職業教育教學特色鮮明,工學結合的示范性精品課程。
4《無機及分析化學》課程建設建議
4.1課程的定位以及課程目標的確定
4.1.1課程定位
《無機及分析化學》是一門專業基礎課,其中分析化學內容更強調實踐性,偏向于專業崗位技能的拓展[2-3]。本課程主要包括無機化學和分析化學兩門分支學科的基本內容,是一門闡述無機化學和分析化學基本理論、基本知識和應用性的綜合性基礎課程。
4.1.2課程性質
《無機及分析化學》是精化專業進行崗位能力培養的一門基礎課程,本課程針對精化人才需求組織教學內容,按照工作過程設計教學環節,為化工分析崗位需求提供職業能力,為培養高素質技能型專門人才提供保障。
4.1.3課程任務
通過本課程的學習,使學生了解近代物質結構理論的基本知識;掌握化學變化及水溶液中四大平衡的基本規律;熟悉常見元素及化合物的性質與作用;掌握滴定分析的基本原理與方法及在相關崗位中的應用。培養學生具備認真、嚴謹、務實的職業素質,為取得《化工分析工》職業資格證書打下良好的基礎。
4.2優化課程設置,更新教學內容
在素質教育的前提下,構建全新的課程方案,完善學生的知識結構;以崗位能力培養為主線,開發教學項目;加強實訓教學,充分調動學生的學習興趣;在教學中努力培養學生自主學習能力,為學生未來可持續發展奠定基礎[4-5]。
4.3加強學生的實踐動手能力的培養
充分利用我院教學資源,進一步改革、完善、充實實訓內容。重點培養學生動手能力,充分發揮“教、學、做”一體化教學職能。
4.4選擇合適的教材
在教材的選擇上充分考慮崗位任務、崗位能力的要求,選擇按照項目化教學改革編寫的教材,如果沒有合適的則建議在教學實踐中自行編寫相關教材。
4.5改進教學手段
4.5.1多媒體教學手段
盡量采用現代化教學手段。多媒體教學手段及現代教育技術的應用,能有效提高教學質量和效果[6-7]。多媒體技術所展示的圖、文、聲、像并茂,生動活潑,具有強烈的感染力和吸引力,能激發學生興趣,活躍思維。
4.5.2網絡教學手段
課程教學中教師制作該課程的電子課件、電子教材、習題、教學素材庫、試卷庫等教學資源,形成網絡課程,使之具備助教系統、助學系統、自測系統。教師利用助教系統進行網上備課、網上教學、網上答疑。學生利用助學系統進行課后復習、完成作業、網上答疑、進行學習測試等。這一教學手段的應用將提高學生課后靈活學習、自主學習的積極性。
4.5.3情境教學手段