机械专业工程化学教学改革途径论文

机械专业工程化学教学改革途径论文

　　[摘要]本文针对目前工程化学课程教学存在的若干问题，结合机械专业课程体系和培养目标，以提高学生综合素质为出发点，从课程体系的优化设置、教学内容更新与方法的改进等方面进行改革探索。通过教学改革措施的实施，学生对工程化学学习的积极性、创造性以及实践操作能力得以提高，为进一步提高工程化学课程的教学质量奠定基础。

　　[关键词]机械专业；工程化学；教学改革

　　随着科技的进步及社会的发展，各学科的交叉和渗透日益增强。特别是化学作为一门基础学科，日益渗透到生活的各个方面，与人类的衣、食、住、行以及能源、机械、材料、环境保护、医药卫生等方面都有密切的联系。因此，对非化学化工专业的学生和工程技术人员进行一定的化学基础知识和应用教育，将会促进他们综合运用化学知识来认识，分析和解决一些工程技术问题[1—2]。工程化学课程是基础化学教学中的一个重大改革[3]，它是高等院校为非化学专业的工程技术人才培养设立的一门重要基础课，是培养全面发展的现代工程技术人员素质和能力的重要组成部分。通过本课程的学习使学生了解现代化学的基本理论和实验技术，能在工程技术中以化学的观点分析问题和解决问题，对一些涉及化学的工程实际问题有初步分析的能力，具有选择正确的分析化学测试方法、正确判断表达分析测试结果的能力，为解决科学研究的实际问题打下基础[4—5]。目前，我校为培养适应社会经济发展需要的高素质人才，在机械专业大一学期开设了《工程化学》课程，但是一些教学问题日益显现，影响了工程化学课程教学质量的进一步提高，有必要对工程化学课程教学进行了一些改革探索，以求收到最佳的教学效果。

　　1、课程教学存在的问题

　　1.1教材内容未能充分顾及机械专业的特点

　　目前，我校采用徐甲强主编的《工程化学》一书作为本科教材，本教材系统介绍现代化学的基础理论和基本知识以及在工程中的应用，并结合相关学科，对当前社会热点问题展开讨论。内容包括化学反应热效应；化学热力学和动力学基础；溶液与离子平衡；电化学与金属腐蚀；物质结构基础；化学与材料；化学与环境保护；现代分析测试技术以及能培养学生掌握实验基本技能和内容丰富的工程化学实验。但是本课程体系是以所有非化学专业为对象而编写，不是针对机械工程专业编写的，教材不少内容与机械工程专业关联度不大，难以凸显机械工程专业所需要的知识内容，难以激发学生学习的兴趣。

　　1.2对学生解决实际问题能力的培养力度不够

　　工程化学作为公共基础课，突出特点就是内容多，范围广。目前，我校《工程化学》课程要求学生掌握物质结构基础，化学热力学基础，化学反应的基本规律，电化学基础及化学实验等诸多知识内容。但是工程化学授课学时仅有40个课时，即使将全部课时均用于基本化学理论的讲解上，对每个知识点也只能做到点到为止。目前，不少老师为了完成大纲规定的教学任务普遍存在赶进度的现象，课堂教学“重理论轻应用”，很少引导学生分析或解决机械生产加工过程中出现的化学问题，学生很难运用基础化学理论去解决实际问题，显然无法达到工程化学课程原定的教学目标。

　　1.3学生缺乏对化学理论学习的主动性

　　目前，我校《工程化学》课程在第一个学期。大一学生普遍不适应大学生活和学习，学习状态不稳定。此外，学生来自不同地区，各地区开设的化学课程选用教材、课时，基本要求均有一定的差别，甚至还有部分学生在高中没有选修过化学，这给老师的教学带来很大困难。并且，由于教学内容多，教学课数少，目前工程化学课堂教学主要讲授化学基本理论，对每个知识点也只是泛泛而谈，不能让学生学精、吃透课本中涉及的内容。我们调查发现，大一新生面对不断涌现的新鲜名词和知识，普遍感觉工程化学课程抽象枯燥难学，学习时缺乏积极性和主动性。

　　2、解决问题的教改途径

　　针对以上教学问题，若依然按照既定的教学实施方案，采用以前的教学模式，根据教材内容照本宣科，必定会导致教学质量下降，也不利于学生对于知识的掌握和应用。因此，只有根据学生实际，专业特点及人才培养要求，以促进学生知识能力的全面发展为出发点，打破原有的教学体系，调整教学内容，改进教学方法，凸显机械专业人才培养特色，才能使《工程化学》的课程改革走上一条正确的道路，取得令人满意的教学效果。

　　2.1结合专业特点，激发学生的学习热情

　　兴趣是最好的老师。为了激发学生的学习热情，我们结合工程化学的内容结构和机械专业特点，注重理论知识与专业应用相结合，对教学内容和主要知识点进行了适当调整，增加了部分与机械学科相关的内容，重点介绍了化学知识在机械领域及其相关企业的重要应用，要让学生了解到机械制造行业确实与化学相关，还要让学生进一步真正的认识到学好化学知识的重要性。例如，我们向学生介绍，航天器上各种仪器仪表用的真空无润滑轴承，现代IT中各种芯片用的大规模集成电路等机械设备加工过程中都要用到化学机械抛光技术。不同加工材料在化学机械抛光时使用不同的抛光液，抛光液对化学机械抛光效果有决定性的影响，而抛光液的选择及设计需要丰富的化学知识。我们讲授酸碱内容时，向学生介绍，不锈钢在热处理过程中表面产生了一层氧化皮，对其质量影响很大，需要进行酸洗。不同清洗剂的选择及清洗工艺的设计也需要丰富的化学知识，使学生真正了解到机械制造企业确实与化学相关，认识到化学知识的重要性。我们还向学生介绍了国内一些与化学密切相关的机械制造类企业，并介绍一些企业遇到的化学难题，如汽车尾气的高效处理，高性能车用电池的开发，节能减排工艺的改进等，已制约了企业进一步发展，需要化学和机械复合型人才来解决，让学生认识到学好化学知识在机械领域大有可为，从而增强学习的动力，取得了良好的教学效果。

　　2.2联系实际问题，提高学生分析和解决问题的能力

　　《工程化学》的教学目标是不仅要让学生掌握基本的化学理论知识，还要培养学生运用化学的观点认识、思考、解决实际问题的能力。根据课程的教学目标，我们将部分教学内容由传统的理论讲解改为强化化学理论知识的实际应用。在讲解毛细现象时，我们向学生解释植物是怎样源源不断地从土壤中吸取水分和营养；在讲解毛细压力时，向学生解释受潮的平板玻璃为何很难分开，新买的衣服洗涤后为何会缩水；在讲解稀溶液的渗透压时，向学生解释为什么盐碱地的农作物长势不良，施肥太浓时为什么花树反而会枯萎；在讲授稀溶液的依数性时，向学生解释为什么冬季建筑施工中在浇注混凝土时加入少量盐类降低混凝土的固化温度；在讲解表面张力时，向学生解释为什么喷洒农药时在农药中加表面活性剂可以增大农药与叶子的接触面而提高杀虫效果。通过以上教法，将生活中的一些常见现象引人工程化学的课堂教学，用化学理论知识来分析其过程，这对于促进学生对化学知识的理解，还是培养学生应用理论知识解决实际问题的能力均有重要作用。

　　2.3做好大学化学和高中化学的有效衔接，增强大一新生的学习效能感

　　大学化学的教学目标、内容、方法、模式等，与中学化学均有着明显的差异。如果大学教师解决不好两者的衔接问题，势必会造成了大一新生学习的不适应，影响人才培养的质量。因此我们首先组织教师研究当今高中化学课程的知识体系和设置，清楚中学已学习的知识，将要学习的知识及其两者间的内在联系，引导学生对已学知识进行复习和巩固，作好新旧知识间的铺垫，让学生从“旧知识”平稳地过渡到将要学习的“新内容”。例如，讲到“核外电子排布”的知识，学生已经学习了电子层的相关知识，将要学习亚电子层，轨道等相关内容，我们让学生把电子层想象成一栋楼的一个楼层，亚电子层轨道就是你们的寝室，轨道就是你的床铺，你的床铺上只能睡两个方向相反的电子。这样通过学生已有知识进行过渡，有利于学生对知识的理解和掌握，教师才能进行有效教学。此外，高中化学内容少学时多，一节课往往只讲一个小知识点，教师讲解细致入微，然后通过大量习题反复巩固强化。然而大学化学内容多但学时少，课堂知识密度大，教学进度快，课堂教学往往提纲挈领地突出重难点，有些知识点到为止甚至不讲，留给学生课后学习。大一新生一时很难适应大学化学的学习，往往可以勉强听懂课堂上讲授的知识，但是很难应用知识分析解决问题。因此，我们借助现代教育手段，建立了工程化学在线学习平台，引导学生积极的进行在线学习，提高学生的课外学习效率。在线学习平台有丰富的课程教学资料，有利于学生进行高效的自学；在线任务可以引导学生养成课前预习、课后复习的习惯；在线习题演练及答案即时反馈，可以提高学生分析解决问题的能力。通过针对性的在线学习，做好大学化学与中学化学的衔接和铺垫，有助于大一新生尽快的适应大学化学的学习。

　　3、总结

　　近年来，我们根据《工程化学》课程一些教学问题，针对性的进行教学改革，教学效果有了明显的提高。我们打破传统的教学模式，根据教学任务、目标和机械专业特点，合理选用和调整教学内容，增加了部分与机械学科相关的内容，突显机械专业人才培养的要求，激发了学生的学习热情；根据学生实际情况，改进课堂教学模式，做好大学化学和高中化学的有效衔接，增强大一新生的学习效能感，提高了学生学习的主动性，受到了学生的欢迎，学生的平均总成绩也有所增加；在介绍化学知识时，注意学用结合，引导学生如何灵活运用书本上的知识去解决实际问题，最终达到提高学生分析和解决实际问题能力的目标。在今后的教学过程中，我们将继续进行改革探索和总结，努力完善教学过程的每个环节，弥补了传统教学模式存在的一些缺陷，培养学生自学的能力，引导学生形成终身学习的良好习惯，为培养机械专业高层次人才发挥更加显著的功能与作用。

　　参考文献

　　[1]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．

　　[2]李海艳．工程化学课程的教学实践探讨[J]．产业与科技论坛，2011，10（11）：109—110．

　　[3]刘润萍．工程化学实验课程教学方法的研究与探讨[J]．科技情报开发与经济，2006，16（14）：244—245．

　　[4]李颖，刘松琴．工程化学教学与创新能力培养的探讨[J]．大学化学，2011，26（4）：42—44．

　　[5]杜可杰，赵玉宝，刘华，等．土木工程专业工程化学教学改革探讨[J]．广东化工，2016，43（5）：191．

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