工程化學(xué)教學(xué)過程中理論學(xué)習(xí)與實踐能力的培養(yǎng)策略分析

陳麗

摘要：簡要介紹了工程化學(xué)在工科院校的地位和意義，結(jié)合相關(guān)工程專業(yè)學(xué)生的特點，闡明了工程化學(xué)教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)主動性，在加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)和理解的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。

關(guān)鍵詞：工程化學(xué);思維方法;實踐能力;創(chuàng)新能力

工程化學(xué)是工科院校中多個非化學(xué)化工類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。課程以化學(xué)學(xué)科的研究對象和基本內(nèi)容為主線，側(cè)重于學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識體系的構(gòu)建和基本科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，使學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)的一般原理、化學(xué)平衡及其利用、物質(zhì)的組成、原子和分子結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)化學(xué)知識。通過實驗環(huán)節(jié)的設(shè)置和實施，使學(xué)生在掌握基本實驗技能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。結(jié)合化學(xué)及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基本研究方法在工程實踐中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)主動性，完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)素質(zhì)，使學(xué)生了解化學(xué)在工程實踐中的應(yīng)用及當(dāng)前化學(xué)學(xué)科的基本發(fā)展概況，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生化學(xué)學(xué)科的基本思維方法。

一、工程化學(xué)的重要性

工程化學(xué)與人類的生活和生產(chǎn)有著極其緊密的聯(lián)系，融合化學(xué)理論和工程實踐于一體，并與多門學(xué)科相互滲透，其最大的特點是內(nèi)容分散性大。雖然化學(xué)應(yīng)用的工程領(lǐng)域有所不同，但化學(xué)的基本理論是完全相同的。隨著學(xué)科的進(jìn)一步融合和化學(xué)學(xué)科地位的凸顯，學(xué)科的綜合化已經(jīng)成為一種趨勢。因此，作為一名工程專業(yè)的學(xué)生，僅僅具備專業(yè)知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要具備廣博的學(xué)科基礎(chǔ)知識，如在設(shè)計、施工和生產(chǎn)中能否運用化學(xué)知識考慮物質(zhì)或設(shè)備在特定環(huán)境下可能發(fā)生的化學(xué)變化及其造成的影響和后果，并采取恰當(dāng)?shù)姆绞郊右灶A(yù)防和保護(hù)。可見，化學(xué)基礎(chǔ)知識及其應(yīng)用實踐是優(yōu)化工程技術(shù)人才知識結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)復(fù)合型人才的必要途徑。

二、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

化學(xué)學(xué)科自身的發(fā)展使人們逐漸掌握了物質(zhì)變化的客觀規(guī)律，也使得人們在掌握化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的基礎(chǔ)上更深層次的認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)過程。基于化學(xué)過程的物質(zhì)生產(chǎn)更是經(jīng)歷了飛躍式的發(fā)展，化學(xué)成為生活必需品的制造者，也是糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)者。基于此，在工程化學(xué)的教學(xué)過程中，提高和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)主動性顯得非常重要，讓學(xué)生能夠切實地感受到化學(xué)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用不是孤立和無趣的，而是與我們的生活和生產(chǎn)密切相關(guān)。因此，教師在課堂教學(xué)及討論中，引導(dǎo)學(xué)生觀察、查閱和分析一些自然現(xiàn)象和工程應(yīng)用實例，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題及解決問題。例如，在緩沖溶液的教學(xué)過程中，引入人體血液的緩沖體系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在化學(xué)的應(yīng)用的教學(xué)過程中，要求學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)，以化學(xué)基礎(chǔ)知識在工程領(lǐng)域的應(yīng)用為主題撰寫一篇論文。學(xué)生通過查閱大量資料，進(jìn)一步了解自身專業(yè)所涉及的化學(xué)知識。

三、培養(yǎng)思維能力

工程化學(xué)涉及的內(nèi)容多、分散性強(qiáng)，可分為化學(xué)基礎(chǔ)理論和化學(xué)知識的應(yīng)用兩大部分。化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)研究的核心，涉及到化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、化學(xué)平衡等化學(xué)反應(yīng)的基本原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識，即工程化學(xué)的基礎(chǔ)理論部分。在化學(xué)熱力學(xué)的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考一些問題：某個反應(yīng)在特定的條件下能否像熱傳遞一樣自發(fā)進(jìn)行？能否從理論上判斷或預(yù)測化學(xué)反應(yīng)的方向？如果這個反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)速率是多少？轉(zhuǎn)化率有多大？能否從結(jié)構(gòu)的角度解釋物質(zhì)的性質(zhì)？通過一系列問題的提出，使學(xué)生將課程涉及的知識相互關(guān)聯(lián)，加深理解和認(rèn)知。

將上述化學(xué)反應(yīng)的基本原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識應(yīng)用到酸堿反應(yīng)、沉淀生成與溶解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、配位反應(yīng)，并將其應(yīng)用到多個工程領(lǐng)域，從化學(xué)的角度探討并解決存在的工程問題，就構(gòu)成了課程的知識應(yīng)用部分。在沉淀生成與溶解反應(yīng)的教學(xué)過程中，提出如何除去鍋垢的主要組分CaSO4沉淀？引導(dǎo)學(xué)生積極思考，帶著問題進(jìn)入新課內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)沉淀生成與溶解反應(yīng)的基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生使用化學(xué)基礎(chǔ)知識解決生產(chǎn)中遇到的實際問題。

四、培養(yǎng)實踐能力

工程化學(xué)具有很強(qiáng)的實踐性及應(yīng)用性，是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。因此，通過實驗環(huán)節(jié)的教學(xué)與實踐，不僅能夠加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的理解和掌握，而且能夠通過嚴(yán)格的實驗訓(xùn)練，使學(xué)生在掌握基本實驗技能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。開展化學(xué)實驗?zāi)軌蛎黠@地激發(fā)學(xué)生的興趣，促使學(xué)生敏銳觀察、大膽探索、認(rèn)真操作、積極思考，并在探究的過程中產(chǎn)生愉快的情感體驗，從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。同時，通過實驗教學(xué)，使學(xué)生了解化學(xué)實驗基本操作規(guī)程和相關(guān)安全規(guī)范;能夠正確選用或搭建化學(xué)實驗儀器設(shè)備，構(gòu)建實驗系統(tǒng)，進(jìn)行實驗;學(xué)會實驗數(shù)據(jù)的采集、整理、分析和解釋等數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法和思維方式。

五、結(jié)語

工程化學(xué)作為一門與人類生產(chǎn)和生活密切相關(guān)的科學(xué)，在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、理解能力、歸納能力以及實踐能力，使學(xué)生能以化學(xué)觀點觀察、解釋工程實際和生活實際中出現(xiàn)的化學(xué)現(xiàn)象，了解化學(xué)學(xué)科的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的綜合能力，提高學(xué)生對化學(xué)在科技進(jìn)步和社會可持續(xù)發(fā)展中的作用的認(rèn)識水平，增強(qiáng)化學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李憶平，關(guān)于提高工程化學(xué)教學(xué)效果的探討[J]，科學(xué)時代，2013，（17）： 2-2.

[2] 王毅，陳麗，陳娜麗，工程化學(xué)[M]，北京：中國石化出版社，2013.

[3] 李紅英，李周，范曉慧，劉義倫，鄔力祥，大材料學(xué)科研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐與成效[J]，創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2012，3 （1）： 3-6.