安全工程專業(yè)《普通化學(xué)》高效教學(xué)探索

朱文娟

(新疆工程學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830091)

《普通化學(xué)》是新疆工程學(xué)院為非化工專業(yè)理工科學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。課程內(nèi)容覆蓋面廣，對(duì)物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和高分子化合物等相關(guān)的知識(shí)都不同程度地做了介紹。該課程開設(shè)于學(xué)生學(xué)完大學(xué)英語和高等數(shù)學(xué)等公共課后，學(xué)習(xí)燃燒學(xué)等專業(yè)課之前。作為安全工程專業(yè)學(xué)生的化學(xué)入門課程，該門課程的學(xué)習(xí)，既要讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)知識(shí)和后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的順利接軌，又要把環(huán)境問題、能源問題、人類健康問題等重大課題無縫對(duì)接地融入學(xué)生的認(rèn)識(shí)中[1-2]。新疆工程學(xué)院選用高等教育出版社的《普通化學(xué)》(第六版)作教材，由浙江大學(xué)《普通化學(xué)》教研組編寫。教材前兩章介紹了化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)，其余章節(jié)依次為水溶液化學(xué)、電化學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的元素周期律、無機(jī)化合物、高分子化合物等相關(guān)知識(shí)。課程分兩學(xué)期進(jìn)行教學(xué)，力求展現(xiàn)化學(xué)學(xué)科全貌，聯(lián)系實(shí)際生活生產(chǎn)，貼近工程和社會(huì)活動(dòng)，體現(xiàn)各學(xué)科交叉[3]。通過該課程的開設(shè)，使理工科的學(xué)生能夠在遇到實(shí)際問題時(shí)，結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行全面而綜合的設(shè)計(jì)和考慮。同時(shí)，通過課程學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-用途”邏輯關(guān)系和化學(xué)思維方式，提高實(shí)際情景中的應(yīng)用和實(shí)踐能力。

1 《普通化學(xué)》教學(xué)中存在的主要問題

1.1 強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論，忽視與安全工程專業(yè)的有機(jī)結(jié)合

首先，《普通化學(xué)》教材中的內(nèi)容涵蓋面廣，內(nèi)容多難度大，且部分沒有太強(qiáng)的規(guī)律性。如無機(jī)化合物部分的知識(shí)點(diǎn)散碎零亂，系統(tǒng)性不強(qiáng)；物質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)則理論性太強(qiáng)，對(duì)高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)要求較高，內(nèi)容過于抽象，與生活生產(chǎn)相距甚遠(yuǎn)[4]。課程的這種理論性太強(qiáng)的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生容易在學(xué)習(xí)初期感覺難懂吃力而輕言放棄，更談不上與安全工程專業(yè)的有機(jī)結(jié)合。其次，課程教學(xué)方法過于傳統(tǒng)單一，對(duì)紛繁復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)的傳授大多以課堂講授為主，教學(xué)過程偏理論而非實(shí)踐，不能有效激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性[5]。再次，在教材中與實(shí)際生活貼近的內(nèi)容，沒有能夠適時(shí)地補(bǔ)充與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的案例，無法讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)際相結(jié)合相聯(lián)系的重要性[6]。針對(duì)以上的幾點(diǎn)問題，本文作者提出一系列的有效措施，提升課程趣味性和實(shí)用性，增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.2 課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)不匹配

浙江大學(xué)第六版《普通化學(xué)》教材中的內(nèi)容分九章，課程內(nèi)容涉及無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化合物、生物化學(xué)和儀器分析等方面。這些知識(shí)對(duì)于化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，每一章都是按照一門課程進(jìn)行學(xué)習(xí)的。安全工程專業(yè)的學(xué)生分兩學(xué)期對(duì)該課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，每學(xué)期48課時(shí)，其中課內(nèi)實(shí)驗(yàn)8課時(shí)。課程理論性很強(qiáng)，課時(shí)數(shù)分配得太少，無法在教學(xué)時(shí)兼顧基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系。例如第二章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染控制只能分配到8課時(shí)。通過這8個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生理解熵和吉布斯函數(shù)兩個(gè)狀態(tài)函數(shù)，掌握反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯能變?chǔ)Gmθ的計(jì)算并能用于反應(yīng)方向的判斷。理解標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ與ΔrGmθ的關(guān)系，明白為什么濃度、溫度和壓力對(duì)化學(xué)平衡有影響。還要向?qū)W生介紹活化能、阿倫尼烏斯公式、反應(yīng)級(jí)數(shù)等背景知識(shí)，并通過這些知識(shí)讓學(xué)生了解大氣污染及控制和清潔生產(chǎn)的概念。時(shí)間太少，教師無法做到全面而又深入的教學(xué)，學(xué)生無法獲得有效的學(xué)習(xí)效果。

1.3 師資隊(duì)伍無工業(yè)背景，缺乏實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)

新疆工程學(xué)院是一所以理工科類專業(yè)為主的綜合高等院校，在校教師的學(xué)科背景大都以工科和理科應(yīng)屆畢業(yè)研究生為主。這就客觀上導(dǎo)致相當(dāng)一部分教師缺乏實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，無法為學(xué)生提供與實(shí)際生產(chǎn)相貼近的第一手教學(xué)資料，更談不上經(jīng)驗(yàn)和感想[7]。

1.4 學(xué)生知識(shí)功底差異大，無法做好兼顧

新疆工程學(xué)院在校生中少數(shù)民族同學(xué)比例占一半以上，這部分同學(xué)中有很多人國語水平有待提高，上課對(duì)老師的講解存在跟不上和聽不懂的問題。還有一部分同學(xué)中學(xué)時(shí)期專業(yè)知識(shí)水平不過關(guān)，對(duì)于化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)相關(guān)推導(dǎo)和計(jì)算部分知識(shí)無法進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。

1.5 教法過于單一，教學(xué)效果不理想

課程的教學(xué)目前仍以課堂講授為主，雖然部分知識(shí)講解可以借助多媒體等手段進(jìn)行模擬，但收效甚微。以老師為主體的教學(xué)過程，沒有為學(xué)生留出充足的時(shí)間和空間進(jìn)行主觀能動(dòng)性的發(fā)揮。部分學(xué)生甚至出現(xiàn)消極懈怠傾向，課堂教學(xué)效果非常不理想。

2 提升《普通化學(xué)》教學(xué)效果的對(duì)策

2.1 有重點(diǎn)地靈活安排授課內(nèi)容

教材內(nèi)容頗多，課程安排課時(shí)又有限。針對(duì)這種情況，可以結(jié)合安全工程專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)和專業(yè)特色，靈活選擇授課內(nèi)容，深講精講部分和實(shí)際生產(chǎn)息息相關(guān)的章節(jié)。第1章熱化學(xué)與能源講述了化學(xué)反應(yīng)中能量的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換，第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染控制在第1章熱力學(xué)的基礎(chǔ)上討論了反應(yīng)的方向、限度和速率問題。這些看似晦澀冷僻的知識(shí)其實(shí)回答了很多和生活相關(guān)的問題，如實(shí)際生產(chǎn)中為何要規(guī)范操作，如何通過能量估算，實(shí)現(xiàn)合理規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和安全生產(chǎn)等。城市發(fā)展離不開以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的商品樓盤，市政路橋等建筑施工項(xiàng)目，掌握第4章電化學(xué)與金屬腐蝕的內(nèi)容可以有效防止鋼筋的腐蝕，從而提高建筑物的安全性能，延長(zhǎng)其使用壽命。這些內(nèi)容可以靈活安排，有重點(diǎn)地進(jìn)行講授。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

學(xué)高為師，身正為范。教師必須時(shí)時(shí)刻刻不忘提高自己，與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)補(bǔ)充新知識(shí)，積極提高專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)技能。除了引進(jìn)高學(xué)歷高層次人才外，也要注重對(duì)現(xiàn)有的《普通化學(xué)》教師進(jìn)行培訓(xùn)[8]。條件允許的話，盡量組織教師到生產(chǎn)一線收集更多上課素材并積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，或者支持教師到國內(nèi)外的高校、院所進(jìn)行進(jìn)修和深造，吸取國外先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)方法。以此來大力改進(jìn)教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，取得更好的教學(xué)效果。

2.3 教學(xué)手段多樣化，提升學(xué)生能力

一是采用積極教學(xué)法，以學(xué)生為主體，把課堂還給學(xué)生，無論是教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定還是教學(xué)過程的進(jìn)行，都以學(xué)生為中心。尤其是一些認(rèn)識(shí)性和擴(kuò)展了解性的知識(shí)，可以提前布置給學(xué)生，讓學(xué)生準(zhǔn)備內(nèi)容并進(jìn)行講解。這樣做既能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，還可以讓教師從學(xué)生的視角探索和發(fā)現(xiàn)更好的教學(xué)方式[9]。二是重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，當(dāng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證了自己在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)的時(shí)候，可以體會(huì)到更為真切的獲得感；各種新奇又直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)為學(xué)生繼續(xù)求知和進(jìn)取增添更多的趣味性。

2.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生動(dòng)手能力

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)操作和動(dòng)手能力為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)化和吸收的最佳途徑。古人云，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。課堂教學(xué)為理論知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)操作則對(duì)理論知識(shí)起到了檢驗(yàn)和證實(shí)。化學(xué)是一門和生活實(shí)踐和生產(chǎn)緊密聯(lián)系的學(xué)科，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生真切地體驗(yàn)和感受到大千世界里各種新奇百變的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提升學(xué)生的動(dòng)手能力[10]。在教學(xué)過程中，老師不能為了省事圖方便，把演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)都通過播放視頻影像資料的方式呈現(xiàn)。這在錯(cuò)失提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，還導(dǎo)致了學(xué)生動(dòng)手能力不足，無法取得理想的教學(xué)效果。在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)該盡量多做演示實(shí)驗(yàn)，并盡可能多地讓學(xué)生親自動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)操作，從聽覺、嗅覺和視覺等各個(gè)感官上了解化學(xué)反應(yīng)伴隨的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和出現(xiàn)這種現(xiàn)象背后的原因。這不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，也有利于提高學(xué)生分析問題和思考，結(jié)局問題的能力，是提升學(xué)生綜合素質(zhì)的良好途徑。

3 總結(jié)

安全工程專業(yè)雖是一個(gè)非化工專業(yè)，卻從方方面面和化學(xué)相關(guān)知識(shí)脫不了干系。無論從該專業(yè)課程設(shè)置的層次，還是學(xué)生新舊知識(shí)的無縫對(duì)接，都需要《普通化學(xué)》打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，安全工程專業(yè)《普通化學(xué)》課程的教學(xué)在諸多方面都存在問題，引起這些問題的既有主觀因素又有客觀因素。本文作者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在歸納存在的問題和分析各個(gè)問題產(chǎn)生的原因后，針對(duì)問題一一對(duì)陣下藥，從合理化授課內(nèi)容安排、改進(jìn)教法、多樣化教學(xué)手段和強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面提出了提升《普通化學(xué)》教學(xué)效果的對(duì)策。希望能通過這些這些對(duì)策的實(shí)施，切實(shí)提升安全工程專業(yè)學(xué)生對(duì)《普通化學(xué)》課程的學(xué)習(xí)效果，以為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和掌握打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。