工程化学理论和实践课程改革的探索与思考*

王晓丹，肖　雪，宿　辉，胡明星，乔春玉

(黑龙江工程学院材料与化学工程学院，黑龙江　哈尔滨　150050)



工程化学理论和实践课程改革的探索与思考*

王晓丹，肖雪，宿辉，胡明星，乔春玉

(黑龙江工程学院材料与化学工程学院，黑龙江哈尔滨150050)

在高校教学中如何提高教学水平，培养具有创新能力的应用型人才是工程化学教学改革的一项重要任务。在素质教育的环境下，对工程化学课程的理论和实践课程的改革进行了探索，对现行工程化学的教学的内容进行了整改，对进一步促进化学改革，提高教学质量提出合理化的建议。使学生的工程理念和实践能力得以提高，为进一步培养学生的创新能力打下了良好的基础。

工程化学；教学改革；课程体系

21世纪的教育趋于综合化和整体化，随着高校教育教学改革素质教育的不断推进，化学在当代教育和经济建设中日益发挥着日益明显的作用，学生的创新思维和实践能力成为教学的重要目标。“工程化学”是本科院校针对非化学非化工专业学生开设的一门公共基础课。 其特点是学时数少，学生人数多，内容含量大，动手能力差，理论联系实际不足，应用性不强。针对以上特点，初步对工程化学的课程体系设置和教育教学方法及内容构建进行改革与探讨。

1　工程化学改革的背景

随着新世纪各个新学科的不断涌现，交叉学科的优势日益体现出来。诸多工科专业如金属加工、功能材料、土木建筑、能源、材料科学、采矿、机电、汽车、电工电子等技术学科无一不与化学相关。以往的“工程化学”和“大学化学”的教学把“无机化学”、“有机化学”、“物理化学”、“环境化学”、“结构化学”“分析化学”等诸多化学分支中的重点内容组合起来，突出基础的理论知识的教学，和当今飞速发展的前沿知识联系不足，存在着学完考完就忘的现象。很难从根本上让学生认识化学，接受化学。而各个专业对化学需求的角度不同，侧重点不一。统一用一本书，一个教案去面对所有的学生，明显有所牵强。在可持续发展的大环境下，如何在有限的学时内优化教育教学内容，根据各专业的不同需要进行有的放矢的删改，根据当代不断变换的大时代进行信息更新和重组，是每一位“工程化学”的教师面临的刻不容缓的任务。“工程化学”理论和实践的改革势在必行[1-2]。

2　教学内容的重组

2.1基础知识和应用知识的整合

“工程化学”的授课对象是非化学专业的学生，因此相对于化学专业的学生，难度应该有所降低，弱化微观化学，强化知识的应用。对于公式的推导和计算应该有所删减，对于结构化学部分中的电子运动状态、能级跃迁，量子数、极化和非极化、杂化轨道理论、原子轨道理论和分子轨道理论、波函数等内容作为简单了解。而加强缓冲溶液，材料的老化与保护，电镀与化学镀，金属的腐蚀与老化，溶液的酸碱性，水体及大气的污染及防治，绿色化学，化工环保与安全，新能源的开发与利用，溶液的依数性等应用性强的知识加强讲解，为后续的专业课所用，为未来的工作所用[3]。

2.2课内外知识相辅相成

传统“工程化学”教材内容大多以基础知识为主，面对当今不断涌现的新思维新方法更新不足。化学与其他学科之间的关联日益紧密，备课时，不仅仅是背书本，备学生，备方法，更要关注最近知识的积累与应用[4-6]。通过网络、杂志、报刊、媒体把最新的化学知识传输给学生。例如在讲解富勒烯时，把2010年的诺贝尔物理学奖石墨烯介绍给同学；讲“化学与环境”时，介绍DDT的错误发明和淡水水质污染情况，讲解能源时向学生介绍世界各国的探月历史，原因和月球上的能源。同时增加海水淡化、酸雨和臭氧层空洞、汽车尾气的排放、PM2.5、核辐射与污染、垃圾的分类处理等众多和生活生产息息相关的知识[6]。增强环保理念，建立可持续发展的理念，使学生意识到发明创造的同时要把环保理念放在首位，为子孙后代留一片绿色的天空[7]。

2.3教学模块的设置

根据工程化学内容以及工科院校学生的需要，大致把工程化学的教学分为三个模块：基础模块、应用模块和实验模块。基础模块涵盖了普通化学所涉及到的化学基本理论知识，包括化学热力学、化学动力学、化学平衡、电化学基础、物质的结构等。应用模块包括化学与能源、化学与环境、化学与社会、化学与材料以及有关于化学的前沿科技与信息。实验模块包括水质监测实验、电离平衡实验、粘合剂的性能及选用实验等。三个模块的学时分配比例为2:2:1,总学时控制在40～50之间。

3　加强实验教学

大力加强对大学生实验能力的培养，是高校提高教学质量的重中之重。而化学是一门以实验为基础的学科，学生在实验中分析问题、发现问题、解决问题，再把得到的结论和对应的理论知识进行整合，从而即达到了对理论知识的加深领悟，又在实践中增强了动手能力。在总学时中，适当增加实验学时比例。在有限的实验学时内，尽可能多的让学生熟悉化学仪器，在实验操作中，侧重训练学生的精、准、细。同时在验证性实验的基础上，增加探究性实验，学生自己进行资料的整理收集，方法的设计，实验的分析总结。在整个实验的运行中，学生之间的团结协作精神得以体现，同时学生的多种能力同时得以锻炼，获益匪浅。在实验中同时体现环保意识和绿色化学，通过改进实验装置，减少污染物的排放[8]。使学生在实验的基础上，逐渐建立起绿色化学和可持续发展的概念，为学生后继课程的学习以及将来的工作打下基础。同时可以引导学生以此立项，参加大学生创新创新项目。

4　对学生创新精神的培养

开拓创新精神要求我们必须具有创造性思维和较强的从经验、事实和材料中提炼出自己思想的能力。培养大学生的开拓创新精神，既依赖于教师的教，又依赖于学生的学及自我培养，应将两方面有机地结合起来化学教学中的很重要的目标就是在向学生传授知识的同时，培养学生的创新精神。这种精神的培养，会直接关系到以后的学习和工作。在过去几年的工程化学教学实践探索中，进一步完善了教学方法、教学内容，学生既学到了化学理论的基本知识又掌握了学习方法，同时提高了实践能力。今后，对于工程化学的改革还应该结合我校的实际情况不断的进行深化与提高。在课堂教学中以教师为主导，学生为主体，突出以生为本的教学理念。在每章开始时, 讲明重点，让学生带着问题去学习。尽最大的可能对学生进行启发，引导，鼓励学生多发言，学生也可以自行提出问题，其他同学进行探讨，进而培养学生独立获取知识的能力和独立解决问题的能力；鼓励学生提出教师课堂教学中存在的问题，并给出合理化的建议。

在具体的实践教学中，多设置发散性思维习题，习题是学生进行创造性思维训练好教材，通过学习一题多解、可以培养学生的创造性思维，一题多变可以使学生的定势思维转为多向思维，拓宽学生的思路。同时创造化学课堂教氛围，结合化学知识的发展历史和最新科研，利用学生的好奇心和求知欲，培养学生的创新精神。根据高等学校化学实验教学的实际情况，加强学生实验内容的探究性，多增加化学实验的设计性实验、探究性实验、综合性实验，以提高学生的创新精神和创新意识。

5　结　论

在多年的“工程化学”的教学过程中，不断积累经验，拓展知识，完善教学方法和内容。使学生在有限的时间内尽可能的学到更多的化学知识，学生的学习方法和学习能力都得到了提高。在今后的教学中，结合我校的工程文化背景，进一步对“工程化学”这门基础课进行 优化改革，使之上一个新的台阶。

[1]刘明贵．应用型人才培养:新建本科高校的根本任务[J].嘉应学院学报，2010,28(6): 66-70．

[2]万红敬,张敏,崔海萍.工程化学教学实践与思考[J].大学化学,2007,22(3):15-18.

[3]皮宗新.绿色化学教育的实践与探索[J].合肥师范学院学报,2009, 27(6):83-86．

[4]崔玉民,苗慧,张文保,等.以科研促教学,培养学生科研创新能力[J].化工高等教育,2010, 27(4): 61-62.

[5]欧阳玉祝,陈小东,彭晓春.基于绿色化学理念的基础化学实验教学研究[J].化工高等教育,2010,27(2):64-67.

[6]陈林根编,工程化学基础[M].北京:高等教育出版社, 1999:56-58.

[7]张变香,方莉,魏学红.绿色化学在山西大学的探索与实践[J].化工高等教育, 2010,27(6):27- 29.

[8]胡拥军,雷存善,龙立.地方院校基础化学实验教学改革与实践[J].实验科学与技术,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

黑龙江工程学院教育教学改革工程项目:工程化学课程理论和实验教学的改革与探索(No：JG2014015)。

王晓丹(1977-)，女，讲师，理学硕士。主要从事功能材料的研究。

G642

A

1001-9677(2016)09-0192-02