勘查技术与工程专业普通化学课程教学改革实践

司维江

(山东理工大学 化学工程学院，山东 淄博 255049)

勘查技术与工程专业普通化学课程教学改革实践

司维江

(山东理工大学 化学工程学院，山东 淄博 255049)

普通化学是工程专业领域人才培养的基础课之一，本文根据勘查技术与工程专业人才培养目标及普通化学课程教学现状，结合学生专业实际，对该课程理论教学内容侧重点和实验教学项目进行了调整和改革，在教学中加强了化学学科和学生所学专业的联系，体现了化学学科新的研究内容和研究方法，突出了化学与工程技术专业的桥梁作用，取得了较好的教学成效。

普通化学；勘查工程与技术专业；教学改革

普通化学作为工科院校非化学化工专业的基础课，是对学生实施化学教育，完善知识结构和提高综合创新能力的一门重要课程。普通化学课程教学内容涵盖了无机、有机、分析和物化的基础知识，该课程在欧美等国家和一些世界著名大学普遍受到重视，安排的学时数通常较多，一般为60～100学时[1]，但在国内各高校中目前只有部分985高校仍作为必修课，其他普通高校受教学条件、总学时数等因素制约，有的已取消了普通化学课程，有的列为选修课，有的虽然仍为必修课，但学时数却一降再降，造成了普通化学教学出现了一些突出问题：如教学内容繁多、教学课时数严重不足，学生对普通化学重视程度不高、缺乏学习兴趣，普通化学教学形式单一，教学过程中重理论轻应用，重课堂轻实验等，这些问题严重影响了教与学的效果，因此对普通化学的教学进行改革势在必行[2]。我校的勘察技术与工程专业以培养应用型高级工程技术人才为目标，在专业课程体系构建中，普通化学课程作为基础课程之一，其教学目的为：一是构建和完善学生的知识体系，使其在以后的工程技术中能用化学的观点观察物质变化的现象，对一些涉及化学有关的工程技术的实际问题，有初步分析和解决的能力；二是为后续课程如《地球化学》《矿物学》与《结晶学》等课程学习和今后从事生产和科研打下一定的化学基础。我们结合多年对于勘察技术与工程专业的教学实践，对普通化学教学内容和方法进行了一些改革，取得了一定的成效。

1 结合学生和勘查专业特点，丰富课程教学内容和教学资源

我校目前勘查技术与工程专业有两个教学层次，一是按二本招生的普通教学班，学生来自全国26个省市自治区；二是参加春季高考录取的中职学生组成的春季班。普通化学是我校勘察专业新生入学第一学期开设的一门必修基础课，学生从中学进入大学，面对新的学习和生活环境，很多学生不能及时适应大学宽松自由的学习生活，教师应该传授给学生如何从被动学习到主动学习的学习方法，调动学生学习的内在动力。而内在动力要从两个方面去驱动，一是激发学生对化学科学的学习产生兴趣，调动学生学习的自觉性[3-4]，二是要将化学与专业知识相结合，激发学生认识到学习化学的必要性。化学来源于社会来源于生活，如果脱离了社会和生活，就会显得枯燥乏味，如果脱离了学生所学专业，又会显得空洞而和学生的实际需求脱节。因此，教师在课堂教学中既需要重视化学学科理论知识的传授，也要关注化学与勘查专业密切相关内容的讲授，所以在本课程的课堂教学过程中，我们不仅适时增加一些与日常生活相联系的具体实例，更为重要的是我们结合化学与该专业相关学科内容的讲解，让学生了解和认识到勘查专业化学理论和方法知识储备的重要性。例如，化学与地学相结合产生了勘查地球化学这一新兴学科，其内容包括岩石测量、土壤测量和水系沉积物及水化学测量等均与化学理论与方法紧密相关。目前世界各国十分重视的勘查技术资料之一是地球化学填图，地球化学填图的目的是要了解地壳表层岩石中多种元素的含量，它是矿产勘查、基础地质和环境研究最有价值的基础资料之一。此外，化学勘探方法也是目前进行矿产探测和勘查探矿的有效手段，而化学探矿必须取得地质样本进行必要的加工和分析，然后进行化学实验，针对地质变迁和产生的过程，分析金属元素发生移动和集中的可能方式和外部条件，才能最终应用合理的方式进行判断，只有具备坚实的化学基础理论储备和实验方法的掌握，才能够制定出合理的化学勘探方法。我们通过在教学过程中适时地将教学内容与勘查专业知识相结合，调动了学生学习化学的主动性，也为他们的专业学习奠定了一定的基础。

在课程建设过程中，我们高度重视加强课程教学资源建设。为了提高学生课外学习效果，充分利用各种媒体网络，特别是我校的精品课程、视频教学、慕课等平台，丰富普通化学课程教学资源，力争为学生创造一种主动学习、认真思考、深入钻研的学习氛围，多方位培养学生理解和掌握应用化学的理论和方法去分析和解决问题的能力。我们利用我校网络教学平台，将传统的预习、课后复习、教师答疑、自我评价甚至自学内容等教学环节设计为让学生利用熟悉的网络在线上进行的方式，以便使每个学生都能充分利用他们不尽相同的课余时间，同时增加学生学习的主动性和趣味性[5]。该网络教学平台的内容主要有教学材料、课程介绍、课程通知、答疑讨论、作业、在线测试、学习心得等几大模块，每一模块又包含若干子菜单。如教学材料模块中，有教学课件、教学视频、动画、内容提要和学习要求以及平台需要的其它内容，课程介绍则主要包括课程开设目的意义、教学大纲、教学计划、考核办法、任课教师介绍等，课程通知主要是学习进度、学习要求、作业(或实验报告)及上传时间和有关说明等，答疑讨论主要解决学生的疑难问题，教师可以直接给出答案，也可以和学生讨论或推荐参考文献，作业模块主要是学习过程中需要完成的习题，学生必须在课程通知中规定的时间内完成然后直接上传，学生事后可以查看教师的批改情况，在线测试是在学生完成线上学习任务后，进行的自我评价，学生可以根据自己的实际情况选择较难、中等、容易等不同等级的试题，开始答题后自动计时，上交后自动给出答案和成绩。在线测试的目的是让学生通过自我评价，实现自我调整。在整个过程中，学生根据自己的用户名和密码登录，在每一模块的浏览学习时间都被自动记录，教师根据学生的在线学习时间、作业和在线测试等给出一个成绩并计入到整个课程的平时成绩中。我们发现通过上述措施，在一定程度上改变了以教师为中心的传统教学模式，初步体现了以学生为中心的数字化学习模式，提高了学生学习自觉性和主动性，学习效果较好。

2 根据勘察专业培养目标要求，优化课程教学内容

普通化学教学改革应从专业培养目标特殊性入手，选取内容，形成具有专业特色的教学体系，使其发挥普通化学知识和方法与工程技术专业间的桥梁作用[6]。我校勘察专业使用的是浙江大学徐端钧等编著的普通化学教材，该教材共有九章内容，涵盖了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学甚至高分子化学和生物化学等诸多内容。我们认为，在教学过程中教师不仅应向学生传授知识，更重要的是在传授知识的过程中教会学生学习的方法、培养学生的批判精神和创新能力，况且在知识爆炸的今天，没有必要也没有足够的学时数向学生讲授所有的基础和专业知识。因此我们根据学生的化学基础和学习能力以及专业需求等实际情况对课程教学内容进行调整和优化。

我们首先将普通化学课程按照知识结构分为化学理论和应用两大部分，理论部分主要包括化学热力学、动力学和物质结构，应用部分主要有用热力学解释四大平衡、动力学解释反应速率及电极极化现象、物质结构奠定仪器分析基础，三种理论综合应用阐明无机化合物、有机高分子化合物和生物大分子的性质用途。然后按照培养计划将课程内容作如下处理：简化物质结构中的分子轨道理论、晶体场(配位场)理论部分的内容，增加岩矿样品分析教学内容，目的是通过该部分内容学习能够让学生了解反映地球化学信息的岩矿鉴定和元素测试等手段。对于有机高分子、生物大分子、动力学中的电极极化部分内容，教师不再课堂讲授，改为学生自学了解。其余内容如三大理论和四大平衡构成了化学学科的基本框架、无机化合物即为勘察专业的勘察目标而保留，但其中的知识点则根据其重要性和与专业的相关度做适当调整。

随着科学术技术的发展，大型分析测试仪器的使用越来越普遍，了解一些仪器的原理和使用方法，是勘察专业学生应当具有的技能，为此新教学计划增加了仪器分析基础一章，主要包括原子光谱、紫外-可见吸收光谱、红外光谱、色谱和质谱等内容，为了更好地学习这部分知识，我们调整了教材中物质结构部分的教学和实验，主要是加强原子结构部分的教学，而教材中该部分内容的系统性、连贯性较差而跳跃性较大，给学生的学习带来较大的困难，同时我们考虑到该专业的学生没有物理化学和结构化学等后续课程，因此我们结合有关纪录片和视频教学资料向学生比较系统地讲述了从原子的最初定义到电子的发现说明原子的可分性，再从依据试验事实推测出的各种原子结构模型，最后到薛定谔的量子力学模型，通过量子力学模型计算，最终得到原子结构即核外电子的运动状态和分布规律。对于这部分内容，我们努力做到既要深入，更要浅出，主要是介绍科学家根据实验事实而提出解决问题的思路方法及得到的结论。对基础较好的普通班学生，我们会进行详细深入的讲解，如玻尔氢原子结构模型，我们会和学生一起分析核外电子在氢原子核形成的势场中的势能和相互作用力，核外电子绕核运动所具有的动能和向心力等，根据原子稳定存在和线状光谱等事实和现象，需要作出几点假设，然后用上述分析得到的公式计算，很自然地就得到了原子轨道及其能量量子化的结论。接着介绍玻尔理论的缺陷和产生的原因，从而说明应用经典力学原理，仅仅加上几点假设，是不足以揭示微观粒子运动本质规律的，结合光与微粒的波粒二象性等实验事实，说明必须建立全新的理论用于描述微观粒子的运动。然后介绍薛定谔根据电子在微观世界具有突出的波性特征建立了著名的薛定谔波动方程，从而建立了量子力学结构模型，用从波动方程中得到的波函数来描述电子的运动状态，是因为通过波函数可以知道和电子运动状态有关的力学量如能量等。使学生感到知识是逐渐加深而又具有一定的连贯性，对原子结构的认识更深刻。当然对于基础相对较差的春季班学生，我们则进行简单讲解，只要求掌握各种原子结构模型。

3 改革实验教学项目和教学方法，加强学生实践能力培养

化学是建立在实验基础之上的一门科学，实验是化学教学的重要组成部分，是学生理解化学原理、验证和发现物质的化学性质、培养创新思维和动手能力的重要手段。因此化学实验教学是相当重要的，结合专业特点设计实验项目，不仅要求学生掌握化学的基本理论，更有利于建立其化学知识与专业技术间的关系[7-8]。我校勘查专业普通化学的课程计划中只有8学时的基础化学实验，以往实验中心只给学生按教材安排2～3个实验，内容一般为基本操作和元素化合物性质验证，教学方法多为教师先讲解实验的内容，操作注意事项等，然后学生按教材分组进行实验，实验结束后教师按照实验报告给出实验成绩。由于实验前学生就已经知道结果是什么，操作和中学也没有什么两样，缺乏对实验的新鲜感，继而对实验失去兴趣，甚至有个别同学签完到后中途逃课，事后找同学抄一下实验报告应付了事，还有的同学即使人在实验室，也只是当看客，使实验教学难以达到预期目的。为了使学生变被动应付为主动学习，真正落实实验教学的目的，我们针对我校学生的专业特点，做了一些改革尝试。如对于勘察专业，我们安排了三个实验，即实验一：走进实验室，实验二：粗盐的提纯，实验三：弱电解质电离度和电离常数的测定。第一个实验主要采用现场介绍，示范和观看录像等手段，让学生了解实验室基本情况(如布局、功能、安全和应急措施等)，熟悉常见仪器的使用方法。第二、第三个实验是通过具体实验将几个操作串联起来，如粗盐的提纯，就包括药品的称量、溶液的配制、加热蒸发、过滤、干燥甚至重结晶等；弱电解质的电离常数的测定则含有酸碱滴定、溶液稀释、酸度计的使用等操作。第一个实验，学生看到题目后普遍感到很好奇，不知道“走进实验室”会是什么实验，反而有所期待。通过第二、三个基础实验，要求学生掌握基本操作，掌握普通化合物的一般制备、分离和测定方法，基本能达到独立进行综合性实验的能力。如在粗盐的提纯实验中，实验前两周左右，教师在课程通知中通知学生实验的时间、地点、实验安排及要求等，核心内容是：教师只向每位同学提供固定质量的粗盐原料，要求学生自己通过设计实验除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-、K+以及其他不溶性的杂质，并写出详细的方案上传，教师根据产品的质量和杂质的去除情况判定成绩，并附有关杂质的检验方法和标准；实验过程中用到的仪器、材料和药品可以事先向实验员领取或从实验室固定的橱柜中取用，但有关溶液需要自己配制(每次配制不超过100mL，试剂瓶要贴标签)，实验中仪器如果不会使用可以寻求指导老师的帮助，实验不理想或失败允许重做，而且成绩和重做的次数无关。由于该实验中没有危险性较大的化学试剂和操作步骤，因此学生只要有方案，我们一般不作纠正，目的是让学生在试验中发现问题，在失败中解决问题。尽管该实验都是化学实验室中的基本操作，学生也不感陌生，但真正让他们在教师的关注下独立操作，仍然有一定的难度，因为这些操作的熟练程度、质量高低对最终的实验结果会产生重大影响，即这些操作的目的性和单独安排学生做练习的目的性发生了根本的变化。以致于不少同学频频求助于老师，在一定程度上实现了变“要我学”为“我要学”。据统计，大部分同学或者由于操作不慎，或者试剂加入顺序出错，或者沉淀不完全等原因，都需要重新进行实验，所以我们实行实验室开放制度，晚上和周六周日全天时间允许学生进入实验室补做实验，这样还确实达到了开放实验室的效果。

总之，经过几年来的探索和实践，我们认识到普通化学作为勘查专业课程体系中的重要基础课之一，在教学过程中教师应该研究专业人才培养目标，了解专业特色，将普通化学课程教学真正融入到工科专业课程体系这个链条中去，让学生在今后的学习中将化学理论知识和方法应用到自己的专业学习中，才能真正发挥普通化学在应用型人才培养中的基础和桥梁作用。

[1] 高 璟，高艳阳，高建峰，等. 非化学化工专业“大学化学”课程教学改革研究[J].化学通报，2015(5)：475-479.

[2] 付引霞，郭 昆.浅谈工科普通化学教学[J].北京理工大学高等教育研究，2001(4)：7-9.

[3] 陈 云，吴庆生. 土木工程类专业普通化学教学改革的研究与实践[J].大学化学，2013，28(6)：6-8.

[4] 张 庶，李恩竹.小班教学方法在普通化学课程教学中的实践与思考[J].教学研究，2015，38(1)：49-52.

[5] 张安琪，郑耿锋.互动式教学在普通化学全英文授课中的探索[J].教育教学论坛，2016(6)：143-144.

[6] 要红昌，孙希孟.材料专业普通化学绪论课教学的重要性及其实践[J].教育教学论坛，2014(51)：134-135.

[7] 任冬梅. 浅谈大学新生普通化学教学方法[J].科研教学，2014(8)：33-34.

[8] 陈 林, 张美玲. 改革普通化学实验教学加强学生能力的培养[J].山东化工，2013，42(9)：157-158.

(本文文献格式：司维江.勘查技术与工程专业普通化学课程教学改革实践[J].山东化工,2017,46(5):132-134.)

浙江丰利视信誉为金再获省工商企业信用AAA级“守合同重信用”单位荣誉证书

国家高新技术企业浙江丰利粉碎设备有限公司接到了浙江省工商行政管理局颁发的浙江省工商企业信用AAA级“守合同重信用”单位荣誉证书，有效期三年。

浙江省工商企业信用AAA级“守合同重信用”单位认定每三年一次，这是自2003年以来，浙江丰利连续多届获得该项殊荣。

据了解，“守合同重信用”单位的评选是工商管理行政管理机关对企业信誉状况和合同管理水平的认定，是企业信誉最重要的评价证明之一，相当程度上反映了企业的资信与经营管理水平情况。“AAA级”是省工商局对企业信用最高级别的评价。企业被认定为“浙江省工商企业信用等级‘守合同重信用’单位”的，可按规定享受企业年检免检等优惠措施。

浙江丰利自成立至今，一直以“质量为本、信誉是金”为宗旨，坚持以质量求生存，以信誉求发展，积极推进企业信用体系建设，加强合同管理，倡导企业依法经营、诚信守约，提高商业信誉，树立了良好的社会口碑，促进了企业全面和谐发展。连续二十多年被评为“银行资信AAA级”及“纳税AAA级”企业，先后获得省金承诺信誉单位、省级诚信示范企业等荣誉称号。2009年浙江“丰利”被认定为浙江省知名商号，2015年再次获得延续认定，有效期6年，至2020年。

优异的信用，过硬的质量，创新的技术，周到的服务，铸造了粉碎设备行业独有的浙江名牌产品。目前，浙江丰利已跻身中国化工装备百强，成为我国粉体设备领域规模大、实力强、品种全，新品多的行业龙头企业，全国颗粒表征与分检及筛网标委会超微粉碎设备工作组秘书长单位，闻名海内外的成套超微粉体设备和绿色环保装备生产基地。(吴红富)

Reform and Practice of Teaching of Course of General Chemistry Subject on Exploration Engineering and Technology Specialty

SiWeijiang

(School of Chemical Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049,China)

General chemistry is one of the essential courses for the talent cultivation in the engineering specialty. In this paper, Combining the specialty of the students, both the theoretical teaching contents and the experimental projects were reformed and carried out according to the cultivation objectives?and the teaching situation of Exploration engineering and technology specialty. In the teaching process, by strengthening the relationship between the discipline and the subject of the students and introducing the new researching contents and methods, it was played the role of the bridge between the chemistry and engineering specialty and the good teaching results were achieved.

general chemistry;exploration engineering and technology specialty;teaching reform

2017-02-02

司维江(1961—)，男，山东淄博人，教授，主要从事无机功能材料研究。

G642

B

1008-021X(2017)05-0132-03