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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)03-0078-02
一、前言
能源作为社会经济发展的重要基础,是人类赖以生存和发展的保障。但是,随着科技的进步与时代的发展,人类对传统能源的消耗日益增多和对新型能源的探索日渐深入,使能源的开发和利用已不单纯是能源技术工作者所关心的问题。各大高校已经开设能源及利用的相关课程,以确保能源开发与利用方面的人才培养,及能源环境协调统一知识的普及等相关教育教学工作。《能源工程概论》是我校针对高年级化工类本科生开设的一门重要专业选修课,课程主要介绍各种能源的开发、生产、转换、传输、分配、储存及综合利用的理论、技术和能源政策。知识点多、综合性强及与工程联系紧密是《能源工程概论》课程有别于其他专业选修课的显著特点。其中知识点多是指课程不仅涉及煤炭、石油、天然气等多种常规能源,还包括太阳能、生物质能、风能、氢能等新能源以及节能与节能相关技术等。综合性强是指课程涉及材料、(电)化学、化工、机械等学科,属交叉学科课程,具有很强的理论性与实践性。与工程联系紧密是指大部分课程内容涉及化学工程、热力工程与机械工程等基础知识。基于以上特点,我们认为如何梳理各类能源之间的连带关系,整理不同学科理论基础之间的递进关系,改革教学方法,帮助学生循序渐进地掌握能源学科知识是授课教师的工作重点。而目前的教学内容繁杂,缺乏条理,教师授课以说教为主,注重知识的灌输,忽视能力的培养;考核采用单一的闭卷形式。由此可见,目前的教学严重制约了学生自我思考意识的形成与创新能力的培养,已很难满足课程的需求,也无法实现课程教学的目标。因此,非常有必要对《能源工程概论》进行教学改革。
二、教学改革探讨
针对《能源工程概论》课程的特点与教学中存在的问题,笔者致力于对该课程的教学内容、教学方法以及考核方式进行调整与改革,以提升学生的综合能力及教师的教学水平。
1.调整教学内容。《能源工程概论》课程目前可选用的教材较少,且内容注重覆盖面,忽略了深度,难以激发学生的兴趣。笔者根据化工专业学生的知识构成与本校的专业特色,认为该课程的教学内容应兼顾一定的广度与深度。要有针对性地选择教学内容,条理清楚。根据所选授课内容的包含、递进、总括等关系,优化教学内容,避免重复。在内容的安排上,可从介绍能源入手,然后具体讲授不同的能源种类,最后介绍节能与节能相关的技术;在讲授过程中,要掌握好三者间一般性与特殊性的关系;在内容的选取与学时安排上,需做到重点突出。例如,首先介绍能源的定义与分类、世界能源结构、中国能源现状、全球能源危机等,让学生对能源有大致的了解。由于目前常规能源的开发与使用占主导地位,因此可将煤炭、石油、天然气与电能四种常规能源作为主要讲授内容,讲解详细、深入,要求学生重点掌握。这不仅结合本校化工专业学生的知识背景,而且符合学校的办学特色,适应当前社会对能源人才的需求。由于新能源的利用比例偏低,以氢能、燃料电池、生物质能等与本校科研方向结合紧密的新能源作为补充介绍对象,以了解为主。最后节能与节能相关技术的部分要求学生了解即可。此外,合并相似的教学内容,做到高效教学。例如在讲授电能这一章时,对于三种火力发电方式而言,它们具有相同的能量转换途径,即化学能热能机械能电能;在讲授煤炭发电相关知识时,可通过举例讲述、分析;而后讲授石油、天然气发电时,重点把握相对煤炭发电的特殊性,引导学生对知识进行迁移,培养学生的思维能力。再者,《能源工程概论》是一门新兴的课程,教学内容所涉及的数据在不断地发展变化,每年都有大量的新调研数据公布,因此在教学过程中必须注意教学内容的时效性与前沿性。以全球石油的储量为例,教材只给出了BP2013的数据,授课教师应注意搜集近1―2年的调研结果。在介绍碳素制品时,笔者精选了碳材料领域的最新研究成果,着重介绍碳纤维、碳纳米管作为超级电容器等储能材料的应用,并重新编排了讲义,力求内容深入浅出,图文并茂,前沿性与科普性并重,以激发和培养学生的创新意识。
2.改革教学方法。①发挥多媒体教学方式的优势。《能源工程概论》课程内容多以文字和图片的形式呈现,且不具有逻辑性,更没有公式推导等。如果在课堂教学中,教师只是一味地讲解知识点,学生一时难以理解,难以调动学生的学习积极性。因此坚持“以教师为主导,以学生为主体”,采用多媒体教学,精心准备相关图片、动画和视频来丰富教学内容与教学形式,以激发学生的学习热情。例如,煤炭的演变过程涉及泥炭化、成岩、变质三个阶段,笔者根据流程图进行相关定义及过程的讲授,发现学生仍难以理解。如果将煤炭的演变视频穿插于教学过程中,不仅能使学生获得更多的感官认识,能更好地理解讲授的知识点,还激发了学生的学习兴趣。②改革课堂组织形式。与一般的专业基础课不同,本课程内容比较科普,学生在听课过程中容易走神。因此如何有效地组织课堂,调动学生的学习积极性尤为重要。在讲授新课时,以举例讲解、分析为主,并穿插提问,以加深学生对所学知识的印象,强化理解。例如在讲授可燃冰的开采方法时,热激发开采通过加热方式实现了可燃冰向气态甲烷的转化。由此,教师讲授时可从分析影响化学平衡的因素(温度、浓度及压力等)出发,让学生提出理论可行的开采方法,加深学生对化学试剂法和减压开采法的理解。对不同的能源形式,采取比较式的教学方法,引导学生分析各种类型的能源、能量转化方式、发电原理及三者之间的关联,引导学生逐步将知识点汇成知识链。在讲授完部分章节内容之后,组织学生进行课堂讨论并总结。例如在讲授完煤、石油、天然气的相关知识后,要求学生对这三种化石能源的形成过程、分布情况、开采与运输的方式与特点、元素组成、燃烧与污染、与之相关的化工技术及相应的化工产品等进行总结后讨论,可将学生分成若干组,分别给定专题方向。学生通过总结、查阅资料、讨论的学习,不仅巩固了课堂所学知识,还加深了对知识的理解。此外,应尽可能地丰富课堂组织形式,将热点问题调研、邀请专家讲座及到企业参观等教学形式引入课堂教学中。例如,将煤炭的燃烧与当前的雾霾相联系,让学生调研煤炭燃烧与PM2.5的关系;然后安排1―2节课让学生自己上台,结合课堂所学知识,对煤炭燃烧与PM2.5的关系作相关介绍;另外可邀请专家学者来进行讲座交流,甚至可以将课堂延伸到企业,安排学生到相关化工能源企业参观、学习,并要求学生参观结束后撰写报告,作为平时成绩。
3.优化考核方式。目前闭卷考试作为检验学生学习效果的主要考核方式,考核的仅仅是大脑储备知识的能力。这种单一的考核方式造成学生考前突击、死记硬背,对能源知识缺乏正确的理解与认识。因此必须优化考核方式,丰富考核形式。例如,将平时考核与期末考核的成绩纳入总成绩的范畴。平时成绩包含对学生的课堂问题回答、讨论发言、课后作业及热点问题调研等情况进行地量化赋分,并在各个考核环节中体现激励机制。期末考试采用开卷考试,要求内容灵活,考察学生对所学知识的理解。这样将考核内容与教学内容进行有机结合,有利于提高学生的综合素质。
三、总结
能源及能源的开发利用关乎社会、经济的发展与人们生活水平的提高。在能源课程的教学实践中,要逐渐发展和总结一套切实可行的方法,以充分调动学生学习的积极性,进而提高教学质量。在不断的教学实践探索的基础上完成综合能力的培养,才是课程教学探索的方向。
参考文献:
[1]张坤,施悦.《新能源开发与利用》课程教学改革的探索与实践[J].课程教育研究,2016,(241).
[2]黄素逸,杜一庆,明廷臻.“新能源技术”[M].普通高等教育“十二五”规划教材,2011.
[3]陈代芬,肖建坤.我校“新能源技术”课程教学改革与实践的思考[J].高等教育,2016,(11).
Discussion on Teaching Reform of Introduction to Energy Engineering Course
YANG Ying,LIU Bai-jun
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)09-0001-02
【Abstract】According to existing problems of introduction to environment protection optional course in Henan Polytechnic University, this paper make a deep discussion about teaching intention,teaching contents and teaching method, and some measures are put forward to further improve the quality of instruction in this course.
【Key words】Environment protection Optional course Teaching method Exploration
环境保护部、中央宣传部、中央文明办、教育部、、全国妇联等六部门联合编制的《全国环境宣传教育行动纲要(2011~2015年)》中明确规定:“推进高等学校开展环境教育,将环境教育作为高校学生素质教育的重要内容纳入教学计划。”目前,全国很多高校已开设了环境科学类的校级公共选修课,如《环境保护概论》、《环境科学概论》等,这些课程的开设对提高在校大学生的环境意识、普及环境保护知识起到了一定的促进作用,但在实践教学过程中,也存在一些问题,本文结合河南理工大学校级公共选修课《环境保护概论》的实际情况及笔者的教学体会,对《环境保护概论》的教学内容和教学方法进行了探索。
一、明确课程目标
对于非环境专业的学生来说,学习《环境保护概论》的目的是提高学生环境保护的意识。因为各学科及其发展都与环境有着密切的关系,对环境有着重要的影响,如在机械加工及制造行业,机械加工及制造会对环境产生多方面的污染。首先,机械及其原料在加工中(尤其一些化学处理)会将废气排放到空气中造成大气污染。第二,机械加工中的酸洗车间会排放出酸性工业废水,而电镀所产生的重金属离子等污染更会对环境产生严重污染。第三,机械加工中切、削等工艺会产生严重的噪声污染。第四,机械加工及制造所用原料加工制造中会产生一系列的固体废物,造成环境污染。第五,机械设备加工产生的切削液污染也很多。再如,在能源行业,热电厂会产生SO2、烟尘等污染物,严重污染大气环境,同时排放出CO2造成温室效应。核电厂会产生大量核废料,而被人们认为是清洁能源的水电,在建设过程中会破坏自然遗迹和生态平衡,同时还会引发滑坡甚至地震。也就是说,环境问题涉及面非常广,在很多产业都不同程度的存在环境污染的问题,那么对于这些专业的学生来讲,《环境保护概论》课程的学习,使他们在自己的工作领域内,有意识的减少和避免对环境的污染,并且尽可能地采取不污染环境的工艺和方法。再者,高等学校培养出来的学生,在走上工作岗位之后,大多会在不同行业或部门成为不同层次的决策者和管理者,如果缺少环境意识,他们很可能沿袭以牺牲环境为代价来换取经济增长的传统模式工作,这非常不利于可持续发展战略的实施。最后,这些学生若干年后也会为人父母,他们自身的环境意识也会直接影响下一代的观念。因此,对于非环境专业的本科生,树立环境意识,使他们拥有解决当前环境问题和防止新的环境问题的知识、态度、动机、承诺和技巧是重中之重,所有的教学改革都将为这一个中心目标来服务,而这个中心目标决定了如何科学地优化教学内容以及创新教学方法。
二、优化教学内容
目前,我校关于在公选课《环境保护概论》课程的安排上,存在两个实际问题:其一,学时数很少,只有16学时,因此如何在有限的时间内提高学生的环境意识显得非常重要。其二,作为非环境专业的一门公共选修课,上课时间一般都安排在下午3、4节课或晚上,而这时学生们大部分已上了一天的课,精神上已较疲惫,如果此时再按照传统的章节按部就班来讲述的话,学生很难集中注意力,教学效果也很难保证,再加上学生自身的学习积极性不高,普遍存在公选课“混”学分的思想。因此,如何调动学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣,就显得尤为重要。
鉴于上述情况,在教学内容的安排上,必须进行优化改革。
1.教材的选择
专业代码
专业名称
专业课Ⅰ
专业课Ⅱ
01、35
财政学(文、理)
财政学
会计学
02、38
电子商务(文、理)
电子商务概论
市场营销学
03、64、82
工程管理(文、理)
建筑材料
建筑构造
04
工程造价(文)
工程测量
工程材料
05、51
人力资源管理(文、理)
管理学
人力资源管理原理
06
新闻学(文)
新闻学概论
采访与写作
07、59
行政管理(文、理)
管理学
行政管理学
08
英语(文)
综合英语
翻译写作
09
汉语言文学(文)
现代汉语
中国现代文学
10
法学(文)
法理学
宪法学
11、43
工商管理(文、理)
管理学
会计学
12、49
金融学(文、理)
货币银行学
会计学
13、50
旅游管理(文、理)
旅游学概论
中国旅游地理
14
思想政治教育(文)
哲学原理
政治经济学
15
历史学(文)
中国古代史
世界近代史
16
广播电视学(文)
新闻学理论
汉语写作
17
学前教育(文)
学前教育学
学前心理学
18
应用心理学(文)
普通心理学
实验心理学
19、75、80、86
会计学(文、理)
财务会计
会计学基础
20、45
国际经济与贸易(文、理)
西方经济学
会计学
21、54
市场营销(文、理)
市场营销
市场调查与预测
22、34、81
财务管理(文、理)
财务管理学
会计学
23、57
物流管理(文、理)
物流学
管理学
24
翻译(文)
基础英语
翻译
25
视觉传达设计(艺)
素描
平面构成
26
服装与服饰设计(艺)
素描
平面构成
27
美术学(艺)
素描
色彩
28
播音与主持艺术(艺)
播音业务
主持业务
29
产品设计(艺)
素描
平面构成
30
动画(艺)
素描
平面构成
31
广播电视编导(艺)
新闻学
汉语写作
32
环境设计(艺)
素描
平面构成
33
材料成型及控制工程(理)
机械制造基础
机械设计基础
36
测控技术与仪器(理)
电路分析基础
数字电子技术
37
电子科学与技术(理)
电路分析基础
数字电子技术
39
电子信息工程(理)
电路分析基础
模拟电子技术
40
飞行器制造工程(理)
工程力学
机械设计基础
41
服装设计与工程(理)
服装设计
服装材料学
42
给排水科学与工程(理)
水力学
水处理微生物学
44
工业设计(理)
工业设计概论
设计方法学
46
环境工程(理)
普通化学
环境监测
47
建筑环境与能源应用工程(理)
流体力学
传热学
48
建筑学(理)
建筑初步
建筑力学
52
软件工程(理)
数据结构
C语言
53
生物工程(理)
生物化学
普通生物学
55、83
土木工程(理)
材料力学
建筑材料
56
微电子科学与工程(理)
电子技术基础
电路基础
58
信息管理与信息系统(理)
管理学
数据库
60
制药工程(理)
有机化学
药事管理
61
自动化(理)
电路分析基础
模拟电子技术
62
通信工程(理)
电路分析基础
模拟电子技术
63
计算机科学与技术(理)
电路分析基础
模拟电子技术
65、84
机械设计制造及其自动化(理)
材料力学
机械设计基础
66、85
电气工程及其自动化(理)
电路分析基础
模拟电子技术
67
电子信息科学与技术(理)
电路分析基础
模拟电子技术
68
数学与应用数学(理)
高等代数
数学分析
69
纺织工程(理)
纺织材料学
纺纱工程
70
应用化学(理)
有机化学
无机化学
71
化学工程与工艺(理)
物理化学
化工原理
72
生物科学(理)
植物学
动物学
73
药学(理)
有机化学
分析化学
74
园林(理)
植物学
生态学
76
中药学(医)
中药学
中药制剂
77
康复治疗学(医)
康复评定学
康复技术学
(作业与物理疗法)
78
护理学(医)
解剖学
诊断学
79
中医学(医)
中医基础理论
中医内科学
87
园艺(理)
植物学
土壤与植物营养
88
飞行器动力工程(理)
航空概论
工程力学
89
2现代科学技术概论的教学内容与体系
根据上述三原则,笔者认为,思想政治教育专业现代科学技术概论课程的内容与体系可做如下安排。导言。概要介绍现代科学技术及其理论基础、前沿阵地、中心内容和综合体现。
第一章,现代物理学革命及其影响。介绍现代科学技术的理论基础———相对论和量子力学。引言,概述近代物理学的辉煌成就及其所遇到的“两朵乌云”。第一节,相对论的建立。根据逻辑与历史相统一的原则,具体讲授伽利略变换和力学相对性原理,迈克尔逊—莫雷实验,洛伦兹变换的提出,爱因斯坦的狭义相对论及其主要结论,广义相对论及其验证。第二节,量子力学的建立和发展。一、量子力学产生的历史背景,概要介绍黑体辐射理论和紫外灾难。二、量子力学的建立与发展,具体讲述普朗克的量子假说,爱因斯坦的光量子理论,玻尔对原子结构的量子解释,德布罗意的物质波,薛定谔的波动方程,海森伯的矩阵力学。第三节,现代化学理论的发展。主要讲授元素周期理论的新发展和现代化学键理论。
第二章,原子物理学的开发研究及应用。主要讲授从物质结构的研究到原子能的开发和应用。第一节,对微观世界的探索和认识。一、物质结构初探,复习回忆德谟克利特的原子论,道尔顿的原子说,门捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的进军,主要讲授X射线、放射性元素及电子的发现,原子结构模型及其实验和发现,原子核结构模型及其实验和发现,对基本粒子家族的认识。第二节,原子能的开发研究及应用。一、原子能的开发研究:重点介绍原子能开发研究中的三大发现,即慢中子效应的发现、核裂变的发现和链式反应的发现。二、原子能的应用,包括能源方面的应用和放射性同位素的应用。能源方面的应用包括两个方面:一是军用三弹即原子弹、氢弹和中子弹的研制;二是核电站的发展,主要介绍从慢中子反应堆到快中子增殖堆再到核聚变反应堆的历史发展。放射性同位素的应用可概要介绍在生产、生活、科研、军事上的应用及其成果。
第三章,生物学与生物工程技术。生物学是研究生命的科学;生物工程技术是用人工的方法创造生命的技术。生命科学是现代科学的三大前沿阵地之一;生物工程技术是现代科学技术的主要内容。第一节,生命的起源和生物的进化。一、生命起源的化学进化历程:从无机小分子物质生成有机小分子物质;从有机小分子物质形成有机高分子物质;从有机高分子物质形成有机多分子体系;从有机多分子体系演化成原始生命物质。二、生物进化论,主要介绍拉马克的生物进化学说和达尔文的生物进化论。第二节,现代遗传学和分子生物学。一、遗传学:主要讲授孟德尔的豌豆实验及其遗传学说;摩尔根的果蝇实验及其遗传学说。二、分子生物学:重点介绍蛋白质的性质、结构和功能;核酸的性质、结构和功能。第三节,生物工程技术。生物工程包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程四个部分的内容。因学时限制,可重点介绍细胞工程和基因工程两个部分。一、细胞工程,应首先讲授细胞的全能性,然后在细胞全能性的基础上具体介绍植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞折合和胚胎移植技术、克隆技术等内容。二、基因工程:(1)基因工程的基础研究,主要介绍限制性内切酶、连接酶和基因载体的发现和研制。(2)基因工程的基本程序和方法,包括获取目的基因DNA、获取载体基因DNA、目的基因DNA与载体基因DNA的重组、把重组的DNA转入受体细胞进行增殖和筛选转基因生物体五个步骤及方法。三、生物技术的应用前景。主要介绍生物医药的研制及应用、生化工业的迅速发展、转基因动植物的大量出现,人类基因组计划(HGP)及其广阔的应用前景。
第四章,天文学和天体演化学说。天体演化学说是现代科学的三大前沿阵地之一,本章在重点讲述天体演化学说之前,先把天文学的相关知识作一简单介绍。第一节,天文学及其产生和发展。一、概要介绍天文学的研究对象和分类;二、重点讲授天文学的产生和发展:具体介绍古代天文学、近代经典天文学和现代天文学的发展情况。第二节,获取天体信息的渠道和手段;可分三个大问题来讲述。一、获取天体信息的渠道,主要介绍电磁辐射、宇宙线和中微子三条途径;二、获取天体信息的物质手段和仪器设备,主要介绍人眼的构造和功能、光学望远镜、射电望远镜和天体摄谱仪;三、天文观测发展简史:依次介绍光学天文学、射电天文学和空间天文学。第三节,天体的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介绍牛顿“无限无边”宇宙模型及其疑难、爱因斯坦“有限无边静态”宇宙模型及其疑难、哈勃定律与大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先对星系及其类型作一简单的介绍,然后在此基础上介绍星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具体介绍恒星的形成,表征恒星演化过程的赫罗图,恒星演化过程的三阶段,即主序星阶段、红巨星阶段和恒星的三种归宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太阳系的形成和演化:主要介绍太阳系的基本情况和太阳系的形成和演化两部分内容;五、地球的构造和演化:包括地球概况、地球的圈层构造和地球的形成和演化。
论文关键词:电力生产;自主教学法;学习兴趣;教学效果
“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识,为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生,数学、物理基础不扎实,而且大学期间又没有开设电气专业基础课(如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等),所以学习起来有难度,而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关,学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理,笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后,在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上,把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证,本方法是行之有效的。
一、教材内容及教学方法介绍
长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材,李光辉主编。该教材内容全面、难度适中,是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章,教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识,然后重点讲述了三大常规能源发电:火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术,依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理,难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完,对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解,收获是很大的。
针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点,要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣,并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后,讲述该课程要采用的教学方法,即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述,让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的,只是所使用的一次能源不同而已,而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电,可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成,如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述;如果是三个行政班级,则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。
在让每个学生详细了解教学方法之后,又提醒学生,如果前四章的基础内容没学好,要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来,学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式,最后把选定的结果向全体同学公布,并告诉他们,只有发挥全班同学的合力,共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上,为了使学生有充分的时间准备课件,在学生授课前2~3周提前通知他们。 "
二、常规能源发电原理讲述
通过第一节课教学内容、方法的介绍,学生都心中有数,对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此,在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时,首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力,所以作为当代大学生,了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。
了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后,学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理,这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后,很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机,为了给用户输送电能,慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外,重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。
电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能,然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机转子磁极旋转,在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场,从而在绕组内感应出电动势。若定子中的绕组按一定的绕线规律,与外电路形成回路,则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下,电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能,水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似,也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能,其能量转换过程是:核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。
医学免疫学、病理生理学、医学微生物学、无机化学、有机化学、生物化学、定量分析、仪器分析、物理化学、基础化学实验、药物化学、天然药物化学、药剂学、药物分析、药理学、毒理学基础、药物的波谱解析、药事管理学、专业技能实验等。
药学专业就业前景 我国的药学事业的发展也是非常迅猛的,许多药品都得到了国际市场的认可,也与外国企业建立了合作关系,但在专业人才方面有稀缺,这表明药学专业有很广阔的发展前景。
社会对药学才的需求正在增加,本专业的大学生就业率高达95%。制药业发展较快,尤其是生活水平提高以后,人们对保健品的需求在增大,企业对药学人才比较青睐。还有一块就是生化药品,这是一个新兴也是尖端的行业,发展前景很好。
药学专业毕业生主要分配到制药厂和医药研究所从事各类药物开发、研究、生产质量保证和合理用药等方面的工作,也有很多人从事药品销售。
药学专业就业方向 本专业学生毕业后可可以到制药厂和医药研究所从事各类药物开发、研究、生产质量保证和合理用药等方面的工作,药学专业就业方向也有很多人从事药品销售。
从事行业:
毕业后主要在制药、医疗、新能源等行业工作,大致如下:
1 制药/生物工程;
2 医疗/护理/卫生;
3 新能源;
4 医疗设备/器械;
5 批发/零售。
从事岗位:
毕业后主要从事医药代表、销售代表、产品经理等工作,大致如下:
1 医药代表;
2 销售代表;
3 产品经理;
特高压空载线路过电压研究
新型球头立铣刀刃磨加工研究
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分析化学实验课教学改革的几点尝试
认真学习实践科学发展观,把握形势,超前思维,突出创新,切实做好学院各项工作
浅谈在高职化学教学中实施探究式教学模式的意义
以工作过程为导向的专业基础课程改革初探——《工程力学》课程学习情境的设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0162-02
新能源材料与器件专业是教育部2010年公布的战略性新兴产业相关专业之一,从2011年开始招生。三峡大学于2012年首次招收本专业学生。目前,我校新能源材料与器件专业人才培养方案已根据理论教学和实践教学过程中出现的具体问题进行了3次修订。在培养方案修订过程中,我们探索出一条以综合实验课程为主线,构筑相应理论课程体系和实践教学模式的新思路。该思路对于国内高校制订具体人才培养方案具有重要价值。
一、新能源材料与器件专业人才培养方案制订特征
目前,在已开设新能源材料与器件专业的高校中,有的高校偏重于物理与器件,将新能源材料与器件专业开设在物理学院;有的高校偏重于化学与性能,将新能源材料与器件专业开设在化工学院;也有的高校偏重于材料,注重材料的制备与应用,将新能源材料与器件专业开设在材料学院。三峡大学是一所水、电特色鲜明的地方综合性大学,而新能源材料与器件专业所在的材料与化工学院具有较强的服务地方材料、化工行业等特色。因此,在前期制订新能源材料与器件专业人才培养方案时较多考虑了本专业学生服务地方新能源相关产业的需求。在制定相关理论课程体系时充分考虑了系统掌握新能源材料、新能源器件设计与制造工艺的厚基础、强能力和志向远大,适应社会需求且有较好的人文、艺术和社会科学基础的复合型人才这一培养目标。
二、新能源材料与器件专业人才培养方案修订主线
在我校新能源材料与器件专业人才培养方案的修订过程中,我们对国内新能源材料与器件领域相关企业进行了深入的交流,认真听取了企业的基本需求,以及企业关于学生企业实践、毕业实习结果的反馈。结果发现,我们所指定的人才培养方案与企业对所需人才的要求具有一定的差距,主要体现在两方面:第一,我们的人才培养方案以理论课程体系为主,围绕理论课程体系开设了相关的实验环节。在学生实践过程中发现,实验环节过于偏重基础理论的应用,实践性不够;第二,理论课程体系设计本身缺乏明确的指导思想,各理论课程之间缺乏紧密的逻辑联系,在课程设置及各课程开设先后顺序、侧重点方面存在明显不足。通过深入思考及广泛交流,我们发现,所培养的人才滞后于企业需求是目前我国高校人才培养所存在的一个普遍问题。主要原因在于,在社会发展过程中,虽然技术的发展依赖于基础理论,但实践对技术发展的影响更为直接,而且基础理论也在实践过程中不断完善。从实践中产生的经验、知识成为固化的基础理论往往需要一个比较漫长的实践过程,这使得现有成熟的基础理论必然会滞后于现有的实践需求。有效衔接高校理论课程体系与社会实践需求是减小这一差距的必然途径,这取决于人才培养方案的制订以及不断修订和完善。
目前,关于人才培养方案的修订缺乏可靠的指导思想及主线。本文中采取以综合实验为主线进行理论课程及实践教学设计,所修订的人才培养方案则具有明显的优越性。首先,可以有效的将各理论课程体系衔接起来,增强各理论课程间的逻辑联系,从而使得各门基础理论课程的开设顺序以及侧重点可以完整的统一起来。其次,综合实验可以有效衔接基础理论知识与企业需求,从而保证人才培养方案中理论教学的时效性,使学生能够更快适应企业的具体工作,显著提升学生就业的竞争力。再次,以综合实验为主线的人才培养方案可以有效结合多门理论课程的基础知识,培养学生在实验中灵活应用的能力,从而增强学生的学习主动性,培养学生的学习兴趣,这有利于显著提升教学质量。
三、新能源材料与器件专业人才培养方案理论课程体系
经过多次修订,逐渐形成了以材料制备综合实验、材料性能综合实验为主线,注重学生实践能力培养的人才培养方案,以通识核心课程、素质拓展课程、专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程为主体的课程体系。(1)通识核心课程包括:基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、大学英语、大学计算机基础、军事理论与军事训练、大学生心理健康教育等。(2)素质拓展课程包括:科技普及与知识拓展、文艺欣赏与人格熏陶、公民教育与身心发展、社会实践与调查研究等综合素质。(3)专业基础课程包括:高等数学Ⅰ、线性代数Ⅰ、概率论与数理统计Ⅰ、大学物理Ⅰ、物理实验Ⅰ、机械制图Ⅲ、新能源材料专业概论,注重培养学生数学、物理、机械、材料方面的基本素质及能力。(4)专业核心课程包括:工科化学、材料科学基础、材料物理化学、热工基础、电工电子学、无机材料合成基础、固体物理、半导体物理与器件等,注重培养学生在新能源材料制备、表征,器件制备、组装、性能测试,等等方面的专业理论知识。(5)专业拓展课程包括:化学电源工艺学、热工设备、光伏材料与器件检测技术、材料制备综合实验、材料性能综合实验、新能源材料认知实习、企业实践、毕业论文、毕业实习、半导体物理与器件课程设计、储能材料与器件必修课程,注重培养学生对新能源材料及器件相关方法及工艺的掌握。同时,涵盖大量选修课程,注重依据学生的兴趣爱好,有针对性地培养学生的专业特长。目前,已经形成体系特征鲜明、素质拓展贯穿各培养环节的课程体系。
四、新能源材料与器件专业人才培养方案实践教学体系
实践教学体系是培养系统掌握新能源材料、新能源器件设计与制造工艺的厚基础、强能力人才必不可缺的重要环节。在我们的人才培养方案中,充分考虑了实践教学的重要性。从大一新生开始,设置了新能源材料认知实习,主要目的在于增强学生对新能源材料与器件领域发展概况的了解及认识,培养学生的学习兴趣,鼓励他们树立远大志向。在培养学生熟练掌握专业基础知识和实践动手能力方面开设了系列实验环节,通过课程实验方式培养学生对基础理论知识的掌握及实践动手能力;在学生系统学习专业理论知识并进行实验动手操作之后,进一步安排学生参加企业实践,培养学生将专业知识、实验操作与实际应用结合的能力,通过企业实践使学生完成从学校学习到社会工作的具体转换,增强社会的适应能力。最终,为了提升学生的就业竞争力,将安排学生参加毕业实习,具体参与到企业的生产、研发环节,培养学生独立工作的能力;经过不断优化,我校新能源材料与器件专业目前已经形成了以专业实验课程、认知实习、企业实践、毕业实习为主体的实践教学主线,实践教学贯穿始终的特色人才培养方案。实践教学各学期分配如下。
五、结论
文章编号:978-7-5369-4434-3(2012)03-215-02
与生俱来的好奇心,是人类观察和认识世界的动力,关注地球以及宇宙的人们已经发现:地球及整个宇宙都是由永恒运动的物质构成的。地球内部的不稳定核素自发地进行衰变,其所释放的能量是地球物质运动的主要能源,它们足以引发岩石熔融、岩浆活动、火山喷溢,以及全球性的构造运动等各种作用过程,而地球化学面对的就是这样一个经历了几十亿年发展变动,至今仍在持续演化的地球。
一、地球化学的内涵
地球化学是研究地壳、地球以及太阳系各层次天体的化学组成、化学作用与化学演化的科学,它研究地球乃至宇宙中元素与核素的起源、分布、相互作用、迁移与聚集的规律与演化历史。地球化学脱胎于地质学和化学,并与其它相邻学科(如大气科学、海洋科学、空间科学、环境科学、天文学、物理学、生物学等)相互渗透与结合,产生了一系列分支学科,建立了自己的理论系统,构成了完整的学科体系,完善了一整套研究方法,与地质学、地球物理学和大地测量学一起成为固体地球科学的四大支柱学科。地球化学既肩负着解决当代地球科学面临的基本问题―天体、地球、生命、人类及元素的起源与演化的重大使命,又有责任为人类社会提供充足的、可持续发展的能源、矿产资源和良好的生存环境。
二、地球化学发展简史
地球化学产生于20世纪,但是地球化学的萌芽思想却源远流长。大致在20世纪40年代末期和50年代初期,地球化学才发展成为一种独立成型的学科,地球化学的发展大致经历的三个主要阶段:
(一)经典地球化学阶段
20世纪40年代第二次世界大战之前,着重研究元素的丰度、分布和迁移,研究的手段主要是无机化学、晶体化学和分析化学的方法。美国化学家克拉克是地球化学的奠基者,他着重研究化学元素在地壳当中的分布和丰度。俄罗斯矿物学家维尔纳茨基开创了生物地球化学和同位素地球化学研究领域,发表《地球化学概论》一书。挪威地质学家戈尔德施密特开创了微量元素地球化学的研究,指出了微量元素在矿物和岩石中的存在形式和分布规律。
(二)近代地球化学阶段
20世纪第二次世界大战之后,随着各项科学技术(宇航技术、高温高压实验技术、核物理探测技术等)的发展,地球化学的研究领域不断扩展,朝着地球内部和宇宙空间发展,形成了以地幔为研究对象的深部地球化学和研究陨石、月球、宇宙尘的宇宙化学。除研究元素以外,还发展和注重同位素研究,建立了同位素地球化学。在研究手段上更加注意了物理化学的热力学和动力学的理论和方法,发展了各种地球化学的模式研究,形成了地球化学全面发展的新时期。
(三)现代地球化学阶段
20世纪70年代以来,地球化学进入了现代地球化学发展阶段,现代地球化学中各种精密、灵敏、高效的分析技术不断引入,微区、微量分析(X光荧光分析、等离子光量计、精密质谱仪、电子探针等)和实验模拟技术不断得到改进;随宇航、超深钻、深海探测等研究的进展,人类得以更全面深入地观察和认识地球;基础科学成果的引入和广泛运用,提高了地球化学的理解能力和认识深度;电子计算机的普及及电子技术的不断提升,使地球化学“正在进入一个对自然过程进行全面、广泛的数字模拟的阶段;在解决与人类息息相关的诸如矿产资源、能源、环境以及地震问题方面地球化学提供了重要途径,做出了实际成果。
三、地球化学的发展前景
(一)由经验性转向理论化、由定性研究转向定向研究
地球化学已有可能将对地壳和地幔中化学作用的研究与模拟实验研究相结合,即将逆向研究与正向研究相结合;不断引用相邻学科的最新理论和技术,使地球化学研究继续由定性研究向定向研究发展。
(二)对同一科学问题进行综合探索
为避免单项研究造成的结论的多解性,研究正在向与地球化学科学系统内其他学科及其相邻学科间密切结合的方向发展,即重视对同一科学问题进行综合探索。
(三)积极参与重大科学问题的研究
以地球化学理论、方法的不断发展为支持,地球化学参与重大科学问题研究的能力不断增强。如已积极参与地球和生命的起源、地幔柱的活动、地球动力学、造山带形成、地壳和大气圈的形成和演化等重大基础性课题的研究等。
(四)为全球变化研究和生态环境保护提供理论依据
通过对海洋沉积物、冰芯、黄土―古土壤、泥炭和树轮等对象元素和同位素组成的测定,可以恢复古气候和古环境的演变;通过多种地球化学示踪剂的研究,可以阐明元素的生物地球化学循环的机制、过程和速率;进一步识别全球变化中自然作用和人类活动的份额。
(五)为人类社会的可持续发展提供新的洁净能源与矿产资源
天然气水合物将是21世纪最具有开发利用前景的新能源。天然气水合物的地球化学特征、形成环境、找矿与勘探的地球化学标志、开发与利用的地球化学研究,将是地球化学在新世纪的重大任务。寻找大型、超大型矿床和矿产密集区,开发利用丰富的海水和海底矿产资源,发现和利用各种岩石、矿物、元素和同位素的资源和特殊性能,不断满足人类社会日益增长的广泛需求,地球化学任重而道远。
(六)进一步增强防灾减灾和人群健康的社会功能
地球化学独特的研究思路与预测方法,对各种地质灾害和工程灾害的成因、演化过程及其预警发挥了重要作用。今后还将为地震监测与预报、火山喷发与预警、泥石流与滑坡的预防和治理、大型工程稳定性研究等方面作出新贡献。地球化学环境与人类的健康与疾病的关系,一直是地球化学研究中备受关注的领域,生物地球化学省某些元素丰度的异常与地方病的成因联系,已进行过深入系统的调查和综合治理研究。进一步研究不同的生物地球化学省形成过程中化学元素的迁移转化规律、赋存状态与形态及元素转化动力学,因地制宜地采取改造生物地球化学食物链等防治对策,为地方病的防治提供科学依据。
参考文献:
[1]欧阳自远主编.中国矿物学岩石学地球化学研究新进展[M].兰州:兰州大学出版社,1994.
[2]陈道公,支霞臣,杨海涛.地球化学[M].合肥:中国科技大学出版社,1994.
[3]傅家谟,秦匡宗主编.干酪根地球化学[M].广州:广东科技出版社,1995.
[4]欧阳自远主编.行星地球的形成和演化[J].地质地球化学,1995,(5).
二、提问式教学和反馈式教学相结合
(一)提问式教学
提问式教学是指在课堂教学过程中以教师提问为授课主线,通过激发学生的学习兴趣,最终达到课堂教学的目的。提问式教学法的理论基础有主体性教育理论和建构主义教学论[2]。主体性教育的目的是培养被教育者的自主性、能动性和创造性,而建构主义特别强调主体在认知过程中的建构作用,二者的相同点是培养被教育者的主动性和创造性,不同的是,前者教师起主导作用,后者教师起组织者、帮助者或促进者的作用。《生物技术概论》涵盖了生命科学的各个领域,每章内容的侧重点都有较大的区别。因此,在进行提问式教学中,首先要围绕章节的重点提出问题,以检查学生对基本内容的理解,同时,让学生带着问题投入到课程学习中去;其次,在课堂结束前提出问题,一是让学生回顾课堂上学习的内容,理出一条学习的主线,二是让学生在课余时间通过主动式学习解答问题,从而促进学生与课程内容的交互作用。
(二)反馈式教学
反馈式教学与提问式教学相辅相成,其包括课堂反馈式教学和作业反馈式教学等方面的内容。正确实施反馈式教学,可及时发现教学过程中存在的问题,了解学生的学习状态,培养学生的自学能力。课堂反馈式教学是指教师采用一定的教学方法和手段在课堂上获得学生学习状况的反馈,从而根据反馈结果进行教学上的调整[3]。《生物技术概论》课程浓缩了多学科的基础知识,教师在课堂上往往需要在短时间内向学生灌输大量的内容,这就造成学生对知识的理解和掌握不够,从而降低了他们对课程内容的兴趣。因此,在课堂教学中,教师应充分尊重学生的主体地位[4],允许学生随时打断教学、提出问题并展开讨论,增加教师与学生的互动。或者在讲授课程重点的基础上,教师通过反问或其他方式检查学生学习掌握的信息,培养学生对问题的思考能力,并通过信息反馈,对学生不清楚的理论知识做更深入地讲解,改善课堂的授课效果。作业反馈式教学注重培养学生的自学能力,同时,又可以检测和反馈学生对课堂教学知识的吸收情况。在作业反馈式教学中,应注意以下几方面的问题:首先,作业应围绕课堂讲授的重点内容,结合具体案例或实际设题,减少名词解释等常规问题,避免与教科书章节问题重复。因为结合具体案例或实际设置的题目,往往没有标准答案,这样既可以促进学生认真思考和分析问题,又可以避免学生相互抄袭。其次,作业应作为课程考核的一部分,这样可以引起学生对作业的重视。再次,教师应对学生的作业进行认真批改,一方面能发现学生学习中存在的问题,以便于在后面的教学中进行解释;另一方面,教师的认真批改会影响学生的行为规范,提高他们的综合素质。
三、加强多学科交叉内容教学
(一)提升学生信息技术素养
对学生进行信息技术培养,可以培养学生的信息意识与合作交流能力,但最主要的目的是培养学生的信息获取能力、信息判断能力、信息处理能力及信息利用能力[5]。《生物技术概论》课程介绍了生命科学领域的研究热点,这些热点往往是学生最感兴趣的,但课程教材的内容又不能及时反映热点问题的最新进展,因此,在课堂教学过程中,我们可以通过信息检索的方式跟踪热点问题的最新进展。以清洁能源为例,通过百度、Google或图书馆信息检索等方式,风能、太阳能、生物质能等关键词映入眼帘。与我们生物相关的是生物质能,这些生物质能又包括生物质降解和转化、生物制氢和生物成因气等,每一个关键词背后都有大量的文献和最新报道,这样我们就可以进一步了解自己感兴趣的方向。同时,针对不同章节的研究热点,教师可以设置一些问题,让学生利用信息检索的方式,收集、分析和汇总有价值的网络资源。
(二)加强与工科专业知识的融合
发酵工程是生物技术的重要组成部分,发酵工程的规模化应用离不开化学、化学工程学、电气工程、微电子技术和计算机科学等学科的理论知识。以维生素B2发酵生产为例,湖北广济药业股份有限公司是世界最大的维生素B2生产厂家,公司维生素B2高产菌株工业化大生产技术处于国际领先水平,与之配套的也是先进的仪器设备,因此在产品发酵过程中需要集成不同专业领域的人才,如空压机和发酵罐电机的维护需要具备电气专业基础,发酵过程的控制需要结合微生物学、微电子技术和计算机科学的理论知识,发酵产物的分离纯化又要依据其化学性质并结合化学工程的手段完成。因此,维生素B2的发酵生产是一个大的系统工程,与不同的工科专业结合必不可少。在课堂教学工程中,通过维生素B2发酵工艺介绍和发酵过程中相关仪器设备的图片展示,可以让学生有更加直观地认识和理解,同时,让学生体会到多学科交叉的重要性。
(三)提高对生物知识产权保护的意识
作为一项高新技术,生物技术领域的发明范围十分广泛。生物知识产权包括生物遗传资源知识产权、生物仪器知识产权、生物产品开发工艺知识产权和生物基产品知识产权等四个方面。作为生物技术专业的教师,培养学生借助已有的生物遗传资源,利用生物仪器,研究新的开发工艺,制造新产品的意识,培养他们正确利用和保护生物知识产权,是课程教学的目的之一。以我国生物医药企业知识产权现状为例,据文献报道,生物技术成果的60%~70%应用于生物医药领域,生物医药企业知识产权工作的源头是技术创新,培养自主创新能力是保证企业在市场中具有持续竞争力的重要手段[6]。2010年,我国生物医药大中型企业共有1754家,其中具有研发能力的仅有102家,这说明我国大部分的生物医药企业没有进行研发活动或自主创新[7],使得他们只能花费巨资购买国外生物医药企业的技术和产品专利。2010年,我国生物医药产业技术引进或购买的经费支出为19.92亿元就说明了这一问题。因此,提升我国生物医药产业自主知识产权能力是保证企业核心竞争力的重要体现。我国地广物博,生物资源丰富,必须采取切实有效的措施保护生物遗传资源,建立和完善生物遗传资源知识产权制度;国家生物仪器重大专项的实施也说明了政府对科研院所和企业自主创新的支持。所以,对于生物技术业的学生,在《生物技术概论》课程中熏陶生物知识产权的内容,是课程改革的一个重要方面。