土木工程专业工程化学课程的教学实践与思考

温勇+刘耘+汪海琴

摘要：工程化学是土木工程专业的一门重要的基础课程，课程的教学目的是培养学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题。本文通过阐述对新疆大学建筑工程学院土木工程专业工程化学课程理论教学内容的优化、实验教学内容的更新和完善以及课程考核方式的多元化改革内容的教学探索，希望能为工程化学课程的教学改革和提高教学质量积累一些经验。

关键词：工程化学;教学实践;教学改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）06-0150-02

工程化学课程是针对高等院校非化学化工专业本科生开设的公共基础必修课程，在工科大学生的知识结构体系中占据着重要地位，工程化学教学在专业培养中的定位是传授基础工程化学知识、健全学生的知识结构体系，训练学生掌握专业工程实际应用中涉及的基础化学知识和实验操作的技能[1]。工程化学课程从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、生命科学的发展等有关化学问题，使学生掌握有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识，促使学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题[2]。因此，工程化学课程的学习对非化学化工专业学生的全面培养起到相当重要的作用。

由于高考化学课程所占比例有所降低，过去原本在中学化学课程中讲授的内容放到大学来进行学习，工程化学基础课程对于现在非化学化工的大学一年级学生来说，存在着内容多、学时少，新名词新理论多、跨度大等问题，学生学习起来普遍感觉吃力、抓不住重点、掌握不住方法[3]。因而，在大学里工程化学的教学就显得尤为重要。

新疆大学建筑工程学院自2014年通过国家教育部土木工程专业评估后，为提高我校土木工程专业学生的化学素养及基本化学实验能力，将工程化学课程教学课时从原来的28学时调整为36学时，并增加了10学时的实验课课程教学。因此，如何在这有限的课堂教学和实验教学中提高我院土木工程专业学生的化学素养，让学生能在今后的学习和工作中能够有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题，是摆在工程化学课程授课教师面前的紧迫任务[4]。对此，笔者结合我院土木工程专业讲授工程化学课程的经验，结合我院大一新生特点，根据工程化学课程的内容并结合土木工程专业后续课程内容的需要，对工程化学基础课程的教学方法进行实践与思考。

一、优化课程教学内容

目前，工程化学课程使用化学工业出版社出版的贾朝霞教授主编的《工程化学》一书，全书从物质的聚集状态、化学反应的基本规律、溶液的离子平衡等基础理论出发，结合了无机材料、有机材料、常用油品和化学与环境保护等内容，适用范围较广。

结合我院土木工程专业的人才培养目标，对工程化学课程的基本知识、基本原理、专业知识和技能知识的讲授比例进行了优化，在保证基本知识和原理内容的教学课时的基础上，通过增加课程学时的办法，较大比例地增大了课程的专业性和技能性。当然，要想在有限的学时数里让学生掌握工程化学课程中涉及的所有内容，这是不现实的。因此，就需要教师在有限的讲授课时中，让学生真正领悟到化学是一门与我们生活息息相关的科学知识，激发学生学习兴趣，进而产生一股潜在的驱动力让学生提高自主学习的能力，使他们愿意将其学好、学透。

工程化学课程相较于化学化工专业的普通化学课程而言，是让非化学化工专业学生从较为具体和实际的化学角度认识和分析解决工程技术中的问题，这是一种通向学以致用的途径。因而工程化学课程应该有明确的专业针对性。因此，在基础理论的讲解过程中，对于应用量子力学的知识去理解核外电子运动状态的这部分内容，这部分教学内容笔者认为应重思维而轻具体内容，只需要求学生对量子力学解决原子结构问题的思路即可。讲授过程中可以较为系统地介绍人类认识微观世界的发展过程，从道尔顿提出的原子学说到卢瑟福的含核原子模型，由波尔理论、鲍林规则到量子力学理论的产生后，人类是如何逐步深入的探究微观粒子的运动状态、化学键和分子结构。使学生认识微观世界的本质，了解和掌握波粒二象性、测不准原理以及化学键的成键本质;再从微观本质的基础上，进一步学习化学变化的宏观现象，介绍如何运用这些原理来指导实际的科学问题。如可以现代液晶电视中分子间作用力是如何被表征的;混凝土中减水剂分子是如何通过表面化学现象实现高减水的等等。这样可使知识的讲授环环相扣，也避免了枯燥的理论满堂灌。

二、实验教学内容的更新和完善

工程化学实验是工程化学课程体系的重要组成部分，是培养学生工程实践基本素质的一个重要环节，为将来运用工程化学知识解决和化学有关的实际问题打下一定的基础。以往工程化学课程的实验项目多为验证性实验，如化学实验仪器的基本操作、酸碱滴定等，实验内容比较单一，综合性和设计性实验项目偏少，不能有效培养学生综合运用化学知识解决问题的能力[5];并且对于土木工程专业学生来说也无法突出专业特点，与后续专业课程的学习衔接性不好。

目前，我院对工程化学实验课的开设提出要积极增加综合性、设计性和创新性的实验项目，压缩验证性实验项目的要求。对此，实验室将原有化学实验仪器的认识和电子天平的使用、双指示剂法测定混合碱液中组分含量、水质检验及水硬度测定、氧化还原与电化学、固体氯化铵生成热的测定等五个实验调整为化学实验仪器的认识和电子天平的使用、粗食盐的提纯、水泥熟料中二氧化硅含量的测定和金属的防护与防腐等四个与今后专业课程内容联系更为紧密的实验项目。而且我院在实验室规定的开放实验时间内，学生可以通过查阅资料、拟定方案、设计实验并和老师讨论后可进实验室进行实验项目工作的开展，让学生自我发挥的空间更大。

新开的实验课项目在满足实验的基础性和创新性的前提下，注重了实验的设计与综合。大学实验课较为强调作为主体地位的学生在实验过程要有发散性的思维，敢于试错。指导教师要尊重学生的主体地位，不能再以教师为中心或者以知识权威者的身份进行知识的灌输，而是把学生作为中心，围绕学生的特点需要，以帮助学生学习不断进步为目的，与学生商讨问题，解决问题，把工程化学实验室建造成为大一新生步入的第一个进行研究性学习的场所，让他们学会利用大学的有利环境，锻炼提高自身的专业能力、心理能力和社会适应能力。

通过实际教学发现，根据专业需求设置实验项目内容，在大一新生掌握他们所需的化学知识和实验操作技能的基础上，还可使他们对今后所学专业的应用前景有一个初步的了解。

三、课程考核方式的改革

当前，工程化学课程在大一入学第一学期开设，我院对于土木工程专业将其设定为考查课。这对于大一新生来说，考核方式与高中一场接一场较为狭隘的学习目标有所不同。大一新生对大学的学习抱有强烈的好奇心，但经过对大学课程的接触后就会发现大学教学内容、方式和手段与中学时有很大差异，对于长期习惯于学生和老师捆绑式的鸟儿喂食的教学方法的大一新生开始感到茫然，很难在短时间里找到适应大学阶段的学习方法。而工程化学课程内容多、学时少、跨度大，入学的大一新生往往稍不努力学习，就会感觉学习吃力。高考胜利所带来的良好感觉将逐渐消失，精神压力也感觉较大。对此，笔者认为在授课过程就应指出大学工程化学课程与高中化学课程学习的巨大差异性，其中，课程的考核方式不在是单纯依靠期末的卷面成绩，而是要更多考查学生自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。

考勤（5%）+作业（5%）+实验成绩（10%）+期终卷面成绩（80%）这种传统的理论课考核权重方式和大一新生高中阶段的学习考核方式相仿，比较侧重于终结性的评价，笔者感觉这种方式由于与高中学习考核方式的相仿而不利于调动大一新生的学习积极性;对此，我院工程化学课程考核方式调整为考勤（5%）+作业（5%）+实验成绩（10%）+期终卷面成绩（40%）+个人专题论文（20%）+团队创新实验（20%）这样六部分构成。考核方式的多元化改革是希望学生逐步提高自主学习和团队合作的能力，在这种新体系的考核方式中，更突出了过程性考核，有利于学生将来走向社会后的职业发展。

四、结束语

通过实际教学发现，化学作为一门与工程实践紧密结合的基础科学，不仅要让学生掌握好基础理论，更要让学生学会运用所学的理论知识思考、解决所面对的生产实生活中的实际问题。

由于当前工程化学课程设置的教学时数和实验课时数相对较少，有限的学时往往也限制了部分教学方法和手段的使用，这些问题和不足，笔者认为随着今后互联网的蓬勃发展，信息化建设水平的不断提高，今后可在网络教学平台上搭建出一个不受教学时间和空间限制并且教师与学生能够良好互动的24小时教室。

总之，工程化学课程的教学改革取得了一些成绩，积累了一些经验，但改革是一项长期而艰巨的任务，需要相关教师在当前学校以教学为基础、以科研为导向的政策支持下，付出更多的努力。

参考文献：

[1]吴芳辉.关于工程化学基础课程教学策略的探讨[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2012，（29）：121-122.

[2]冉敬文，任乃林.《大学化学》教学经验与体会[J].广东化工，2009，（5）：214-215.

[3]王卫.基础化学原理教学改革探索[J].大学化学，2011，26（4）：21-23.

[4]周祖新，王根礼.大学工程化学课程的教学实践[J].大学化学，2010，25（4）：22-23.

[5]赵仲丽，李刚刚，李小东，等.工程化学实验教学改革探讨[J].山东化工，2015，44（13）：112-113.