工程化學理論和實踐課程改革的探索與思考*

王曉丹，肖　雪，宿　輝，胡明星，喬春玉

(黑龍江工程學院材料與化學工程學院，黑龍江　哈爾濱　150050)

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工程化學理論和實踐課程改革的探索與思考*

王曉丹，肖雪，宿輝，胡明星，喬春玉

(黑龍江工程學院材料與化學工程學院，黑龍江哈爾濱150050)

在高校教學中如何提高教學水平，培養具有創新能力的應用型人才是工程化學教學改革的一項重要任務。在素質教育的環境下，對工程化學課程的理論和實踐課程的改革進行了探索，對現行工程化學的教學的內容進行了整改，對進一步促進化學改革，提高教學質量提出合理化的建議。使學生的工程理念和實踐能力得以提高，為進一步培養學生的創新能力打下了良好的基礎。

工程化學；教學改革；課程體系

21世紀的教育趨于綜合化和整體化，隨著高校教育教學改革素質教育的不斷推進，化學在當代教育和經濟建設中日益發揮著日益明顯的作用，學生的創新思維和實踐能力成為教學的重要目標。“工程化學”是本科院校針對非化學非化工專業學生開設的一門公共基礎課。 其特點是學時數少，學生人數多，內容含量大，動手能力差，理論聯系實際不足，應用性不強。針對以上特點，初步對工程化學的課程體系設置和教育教學方法及內容構建進行改革與探討。

1　工程化學改革的背景

隨著新世紀各個新學科的不斷涌現，交叉學科的優勢日益體現出來。諸多工科專業如金屬加工、功能材料、土木建筑、能源、材料科學、采礦、機電、汽車、電工電子等技術學科無一不與化學相關。以往的“工程化學”和“大學化學”的教學把“無機化學”、“有機化學”、“物理化學”、“環境化學”、“結構化學”“分析化學”等諸多化學分支中的重點內容組合起來，突出基礎的理論知識的教學，和當今飛速發展的前沿知識聯系不足，存在著學完考完就忘的現象。很難從根本上讓學生認識化學，接受化學。而各個專業對化學需求的角度不同，側重點不一。統一用一本書，一個教案去面對所有的學生，明顯有所牽強。在可持續發展的大環境下，如何在有限的學時內優化教育教學內容，根據各專業的不同需要進行有的放矢的刪改，根據當代不斷變換的大時代進行信息更新和重組，是每一位“工程化學”的教師面臨的刻不容緩的任務。“工程化學”理論和實踐的改革勢在必行[1-2]。

2　教學內容的重組

2.1基礎知識和應用知識的整合

“工程化學”的授課對象是非化學專業的學生，因此相對于化學專業的學生，難度應該有所降低，弱化微觀化學，強化知識的應用。對于公式的推導和計算應該有所刪減，對于結構化學部分中的電子運動狀態、能級躍遷，量子數、極化和非極化、雜化軌道理論、原子軌道理論和分子軌道理論、波函數等內容作為簡單了解。而加強緩沖溶液，材料的老化與保護，電鍍與化學鍍，金屬的腐蝕與老化，溶液的酸堿性，水體及大氣的污染及防治，綠色化學，化工環保與安全，新能源的開發與利用，溶液的依數性等應用性強的知識加強講解，為后續的專業課所用，為未來的工作所用[3]。

2.2課內外知識相輔相成

傳統“工程化學”教材內容大多以基礎知識為主，面對當今不斷涌現的新思維新方法更新不足。化學與其他學科之間的關聯日益緊密，備課時，不僅僅是背書本，備學生，備方法，更要關注最近知識的積累與應用[4-6]。通過網絡、雜志、報刊、媒體把最新的化學知識傳輸給學生。例如在講解富勒烯時，把2010年的諾貝爾物理學獎石墨烯介紹給同學；講“化學與環境”時，介紹DDT的錯誤發明和淡水水質污染情況，講解能源時向學生介紹世界各國的探月歷史，原因和月球上的能源。同時增加海水淡化、酸雨和臭氧層空洞、汽車尾氣的排放、PM2.5、核輻射與污染、垃圾的分類處理等眾多和生活生產息息相關的知識[6]。增強環保理念，建立可持續發展的理念，使學生意識到發明創造的同時要把環保理念放在首位，為子孫后代留一片綠色的天空[7]。

2.3教學模塊的設置

根據工程化學內容以及工科院校學生的需要，大致把工程化學的教學分為三個模塊：基礎模塊、應用模塊和實驗模塊。基礎模塊涵蓋了普通化學所涉及到的化學基本理論知識，包括化學熱力學、化學動力學、化學平衡、電化學基礎、物質的結構等。應用模塊包括化學與能源、化學與環境、化學與社會、化學與材料以及有關于化學的前沿科技與信息。實驗模塊包括水質監測實驗、電離平衡實驗、粘合劑的性能及選用實驗等。三個模塊的學時分配比例為2:2:1,總學時控制在40～50之間。

3　加強實驗教學

大力加強對大學生實驗能力的培養，是高校提高教學質量的重中之重。而化學是一門以實驗為基礎的學科，學生在實驗中分析問題、發現問題、解決問題，再把得到的結論和對應的理論知識進行整合，從而即達到了對理論知識的加深領悟，又在實踐中增強了動手能力。在總學時中，適當增加實驗學時比例。在有限的實驗學時內，盡可能多的讓學生熟悉化學儀器，在實驗操作中，側重訓練學生的精、準、細。同時在驗證性實驗的基礎上，增加探究性實驗，學生自己進行資料的整理收集，方法的設計，實驗的分析總結。在整個實驗的運行中，學生之間的團結協作精神得以體現，同時學生的多種能力同時得以鍛煉，獲益匪淺。在實驗中同時體現環保意識和綠色化學，通過改進實驗裝置，減少污染物的排放[8]。使學生在實驗的基礎上，逐漸建立起綠色化學和可持續發展的概念，為學生后繼課程的學習以及將來的工作打下基礎。同時可以引導學生以此立項，參加大學生創新創新項目。

4　對學生創新精神的培養

開拓創新精神要求我們必須具有創造性思維和較強的從經驗、事實和材料中提煉出自己思想的能力。培養大學生的開拓創新精神，既依賴于教師的教，又依賴于學生的學及自我培養，應將兩方面有機地結合起來化學教學中的很重要的目標就是在向學生傳授知識的同時，培養學生的創新精神。這種精神的培養，會直接關系到以后的學習和工作。在過去幾年的工程化學教學實踐探索中，進一步完善了教學方法、教學內容，學生既學到了化學理論的基本知識又掌握了學習方法，同時提高了實踐能力。今后，對于工程化學的改革還應該結合我校的實際情況不斷的進行深化與提高。在課堂教學中以教師為主導，學生為主體，突出以生為本的教學理念。在每章開始時, 講明重點，讓學生帶著問題去學習。盡最大的可能對學生進行啟發，引導，鼓勵學生多發言，學生也可以自行提出問題，其他同學進行探討，進而培養學生獨立獲取知識的能力和獨立解決問題的能力；鼓勵學生提出教師課堂教學中存在的問題，并給出合理化的建議。

在具體的實踐教學中，多設置發散性思維習題，習題是學生進行創造性思維訓練好教材，通過學習一題多解、可以培養學生的創造性思維，一題多變可以使學生的定勢思維轉為多向思維，拓寬學生的思路。同時創造化學課堂教氛圍，結合化學知識的發展歷史和最新科研，利用學生的好奇心和求知欲，培養學生的創新精神。根據高等學校化學實驗教學的實際情況，加強學生實驗內容的探究性，多增加化學實驗的設計性實驗、探究性實驗、綜合性實驗，以提高學生的創新精神和創新意識。

5　結　論

在多年的“工程化學”的教學過程中，不斷積累經驗，拓展知識，完善教學方法和內容。使學生在有限的時間內盡可能的學到更多的化學知識，學生的學習方法和學習能力都得到了提高。在今后的教學中，結合我校的工程文化背景，進一步對“工程化學”這門基礎課進行 優化改革，使之上一個新的臺階。

[1]劉明貴．應用型人才培養:新建本科高校的根本任務[J].嘉應學院學報，2010,28(6): 66-70．

[2]萬紅敬,張敏,崔海萍.工程化學教學實踐與思考[J].大學化學,2007,22(3):15-18.

[3]皮宗新.綠色化學教育的實踐與探索[J].合肥師范學院學報,2009, 27(6):83-86．

[4]崔玉民,苗慧,張文保,等.以科研促教學,培養學生科研創新能力[J].化工高等教育,2010, 27(4): 61-62.

[5]歐陽玉祝,陳小東,彭曉春.基于綠色化學理念的基礎化學實驗教學研究[J].化工高等教育,2010,27(2):64-67.

[6]陳林根編,工程化學基礎[M].北京:高等教育出版社, 1999:56-58.

[7]張變香,方莉,魏學紅.綠色化學在山西大學的探索與實踐[J].化工高等教育, 2010,27(6):27- 29.

[8]胡擁軍,雷存善,龍立.地方院校基礎化學實驗教學改革與實踐[J].實驗科學與技術,2009,7(6):81-83.

Exploration and Thinking of the Engineering Chemical Theory and Practice Curriculum Reform*

WANG Xiao-dan, XIAO Xue, XIU Hui, HU Ming-xing, QIAO Chun-yu

(Heilongjiang Institute Technology, College of Materials and Chemical Engineering,HeilongjiangHarbin150050,China)

It is one of the important duty for teaching reform of college chemistry that how to improve the quality of teaching to train practical talents having innovation ability. Under the environment of quality education, the theoretical and experimental teaching of Engineering Chemistry was explored. The teaching contents reform on Engineering Chemistry was changed and some suggestions of the chemistry reformation and the quality of education were put forward. The engineering consciousness and the innovation ability of the students will be improved in the future.

Engineering Chemistry; teaching reforming; curriculum system

黑龍江工程學院教育教學改革工程項目:工程化學課程理論和實驗教學的改革與探索(No：JG2014015)。

王曉丹(1977-)，女，講師，理學碩士。主要從事功能材料的研究。

G642

A

1001-9677(2016)09-0192-02