材料腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探索*

楊敏

德州學(xué)院化學(xué)系 山東 德州 253023

腐蝕與防護(hù)是一門源于以及服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐的課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，而且是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的途徑之一[1]。因此，結(jié)合培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)，為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，應(yīng)該應(yīng)用以下教學(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1 研討式教學(xué)模式

在腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用研討式教學(xué)方法，教師以導(dǎo)為主，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考問(wèn)題的主動(dòng)性，然后師生在查找文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上研究、討論問(wèn)題，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、探索，使學(xué)生掌握知識(shí)和技能。

研討式教學(xué)可以分為四大模塊[2]。

1.1 課前選題

在學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)理論、原理、實(shí)驗(yàn)方法以及文獻(xiàn)檢索方法的學(xué)習(xí)后，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，確定學(xué)生感興趣的課題。

1.2 討論交流

學(xué)生進(jìn)行討論后，指導(dǎo)學(xué)生選擇合適的題目。學(xué)生根據(jù)選題，進(jìn)一步查閱相關(guān)資料，進(jìn)行小組內(nèi)討論，并寫出實(shí)驗(yàn)方案。教師組織全班學(xué)生討論各組制定的實(shí)驗(yàn)方案，從選題、實(shí)驗(yàn)方法的選擇等各個(gè)方面，進(jìn)行提問(wèn)、討論。在此過(guò)程中，教師是學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，突出學(xué)生的主體地位，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

1.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

教師根據(jù)確定的實(shí)驗(yàn)方案，指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等內(nèi)容的記錄。

1.4 結(jié)果評(píng)定

實(shí)驗(yàn)完成后，各組學(xué)生應(yīng)及時(shí)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并制作PPT，在課堂向全體同學(xué)匯報(bào)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及課堂討論的表現(xiàn)評(píng)出優(yōu)秀小組和優(yōu)秀個(gè)人，在期末實(shí)驗(yàn)綜合測(cè)評(píng)中相應(yīng)加分。

1.5 成績(jī)考核

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)不同的教學(xué)模式制定相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。研討式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各環(huán)節(jié)所占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的比例為：選題占10%，討論交流占20%，實(shí)驗(yàn)過(guò)程占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%，匯報(bào)占10%。

1）選題（10分）。①學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，查閱文獻(xiàn)資料能力強(qiáng)，能全面查閱相關(guān)的資料，選題符合課程目標(biāo)，題目有較高難度，8～10分；②學(xué)生較認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，查閱文獻(xiàn)資料能力較強(qiáng)，查閱的相關(guān)資料較全，選題符合課程目標(biāo)，題目有一定難度，6～7分；③學(xué)生能夠?qū)W習(xí)相關(guān)知識(shí)，查閱文獻(xiàn)資料能力一般，查閱相關(guān)的資料不夠全面，選題符合課程目標(biāo)，題目難度小，0～5分。

2）討論交流（20分）。①討論前期準(zhǔn)備充分，制定的實(shí)驗(yàn)方案合理，實(shí)驗(yàn)方法可行；在討論過(guò)程中，清晰地闡述實(shí)驗(yàn)原理、方法和實(shí)驗(yàn)方案，能準(zhǔn)確回答有關(guān)的問(wèn)題，16～20分。②討論前期準(zhǔn)備較充分，制定的實(shí)驗(yàn)方案較合理，實(shí)驗(yàn)方法基本可行；在討論過(guò)程中，能闡述實(shí)驗(yàn)原理、方法和實(shí)驗(yàn)方案，能回答有關(guān)的問(wèn)題，12～15分。③討論前期準(zhǔn)備不夠充分，制定的實(shí)驗(yàn)方案需要改進(jìn)；在討論過(guò)程中，不能清晰地闡述實(shí)驗(yàn)原理、方法和實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)提出的問(wèn)題一般能回答，0～11分。

3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程（30分）。①實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正，嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，動(dòng)手能力強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄完整，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄詳細(xì)，24～30分；②實(shí)驗(yàn)態(tài)度基本端正，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤能及時(shí)糾正，動(dòng)手能力較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄基本完整，能觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象但記錄不詳細(xì)，18～23分；③實(shí)驗(yàn)態(tài)度不夠端正，實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，動(dòng)手能力較差，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄不完整，不能及時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄不完全，0～17分。

4）實(shí)驗(yàn)報(bào)告（30分）。①實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完整，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，格式規(guī)范，文字簡(jiǎn)練、通順，圖表整潔、布局合理，字跡工整，24～30分；②實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容基本完整，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較可靠，格式較規(guī)范，文字較通順，圖表布局基本合理，字跡較工整，18～23分；③實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容不夠完整，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有問(wèn)題，格式不夠規(guī)范，文字不夠通順，圖表不夠整潔，字跡不夠工整，0～17分。

5）匯報(bào)（10分）。①PPT內(nèi)容正確，無(wú)科學(xué)性和知識(shí)性的錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)合理；能流利地陳述實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容，回答問(wèn)題思路清晰，表達(dá)準(zhǔn)確，8～10分。②PPT內(nèi)容基本正確，有少量錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)基本合理；能陳述實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容，回答問(wèn)題思路較清晰，表達(dá)基本準(zhǔn)確，6～7分。③PPT內(nèi)容不夠正確，有一些錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)不夠合理；能陳述實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容，回答問(wèn)題不夠準(zhǔn)確，0～5分。

研討式教學(xué)模式為學(xué)生提供了思考和討論問(wèn)題的機(jī)會(huì)，使學(xué)生能系統(tǒng)地掌握腐蝕的基本知識(shí)、基本原理以及常用的防腐方法，加深對(duì)前期相關(guān)課程所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，采用這種教學(xué)模式調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行科技研究的能力及綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，同時(shí)培養(yǎng)了文獻(xiàn)檢索與閱讀的能力、表達(dá)能力、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)應(yīng)用能力。

2 層次化教學(xué)模式

在開設(shè)材料腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)課程之前，對(duì)材料化學(xué)本科班的學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行調(diào)查，了解全班學(xué)生的實(shí)際情況。通過(guò)對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況的了解，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組3～4人。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的知識(shí)與能力水平，將實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)[3]，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表1所示。

表1 材料腐蝕與防護(hù)綜合與設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表

驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證腐蝕原理與方法為主，以鞏固理論知識(shí)與強(qiáng)化基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槟康?，在一定的?shí)驗(yàn)條件下，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)已知結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)這類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以加深基本原理和方法的理解以及加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。因?yàn)轵?yàn)證型實(shí)驗(yàn)形式單一，不能很好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，正逐步減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的比例。

為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，進(jìn)一步調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增加綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以學(xué)生掌握和運(yùn)用多種實(shí)驗(yàn)原理和方法為主，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生能夠綜合運(yùn)用多個(gè)知識(shí)點(diǎn)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，開設(shè)“金屬腐蝕速度的測(cè)定”“閉塞電池腐蝕實(shí)驗(yàn)”“極化曲線的繪制”和“碳鋼在水體系中的腐蝕實(shí)驗(yàn)”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4]。例如：在“金屬腐蝕速度的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以選擇重量法、容量法、電化學(xué)方法測(cè)定金屬腐蝕的速度；在“碳鋼在水體系中的腐蝕實(shí)驗(yàn)”中，學(xué)生可以選擇自來(lái)水、鹽水以及加入緩蝕劑水體系進(jìn)行研究[5]。通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以掌握多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，為后續(xù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如“電鍍與化學(xué)鍍”“不同緩蝕劑的緩釋效率評(píng)定”等。學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)后，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件基礎(chǔ)上，通過(guò)查閱各種文獻(xiàn)資料→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→經(jīng)過(guò)教師的指導(dǎo)后修改并制定可行的實(shí)驗(yàn)方案→再獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可以獨(dú)立地思考問(wèn)題和解決問(wèn)題，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)是腐蝕與防護(hù)課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展研討式、層次化教學(xué)模式，學(xué)生不僅加深了對(duì)理論的理解，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)習(xí)質(zhì)量，更重要的是培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)，提高了綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

[1]劉繼華.材料腐蝕與保護(hù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].上海工程技術(shù)大學(xué)教育研究,2008(4):40-43.

[2]李渝萍.通過(guò)“研討式”分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)八年制醫(yī)學(xué)生科研素質(zhì)[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育,2011(5):106-107.

[3]王孝威,曹慧.“四層次漸進(jìn)式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(34):17218-17219.

[4]孫霜青.材料腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].科技信息,2012(12):125-126.

[5]張捍東.碳鋼在鹽水體系中的腐蝕研究[J].當(dāng)代化工,2005(4):243-245.