司維江

(山東理工大學 化學工程學院，山東 淄博 255049)

勘查技術與工程專業(yè)普通化學課程教學改革實踐

司維江

(山東理工大學 化學工程學院，山東 淄博 255049)

普通化學是工程專業(yè)領域人才培養(yǎng)的基礎課之一，本文根據勘查技術與工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標及普通化學課程教學現狀，結合學生專業(yè)實際，對該課程理論教學內容側重點和實驗教學項目進行了調整和改革，在教學中加強了化學學科和學生所學專業(yè)的聯系，體現了化學學科新的研究內容和研究方法，突出了化學與工程技術專業(yè)的橋梁作用，取得了較好的教學成效。

普通化學；勘查工程與技術專業(yè)；教學改革

普通化學作為工科院校非化學化工專業(yè)的基礎課，是對學生實施化學教育，完善知識結構和提高綜合創(chuàng)新能力的一門重要課程。普通化學課程教學內容涵蓋了無機、有機、分析和物化的基礎知識，該課程在歐美等國家和一些世界著名大學普遍受到重視，安排的學時數通常較多，一般為60～100學時[1]，但在國內各高校中目前只有部分985高校仍作為必修課，其他普通高校受教學條件、總學時數等因素制約，有的已取消了普通化學課程，有的列為選修課，有的雖然仍為必修課，但學時數卻一降再降，造成了普通化學教學出現了一些突出問題：如教學內容繁多、教學課時數嚴重不足，學生對普通化學重視程度不高、缺乏學習興趣，普通化學教學形式單一，教學過程中重理論輕應用，重課堂輕實驗等，這些問題嚴重影響了教與學的效果，因此對普通化學的教學進行改革勢在必行[2]。我校的勘察技術與工程專業(yè)以培養(yǎng)應用型高級工程技術人才為目標，在專業(yè)課程體系構建中，普通化學課程作為基礎課程之一，其教學目的為：一是構建和完善學生的知識體系，使其在以后的工程技術中能用化學的觀點觀察物質變化的現象，對一些涉及化學有關的工程技術的實際問題，有初步分析和解決的能力；二是為后續(xù)課程如《地球化學》《礦物學》與《結晶學》等課程學習和今后從事生產和科研打下一定的化學基礎。我們結合多年對于勘察技術與工程專業(yè)的教學實踐，對普通化學教學內容和方法進行了一些改革，取得了一定的成效。

1 結合學生和勘查專業(yè)特點，豐富課程教學內容和教學資源

我校目前勘查技術與工程專業(yè)有兩個教學層次，一是按二本招生的普通教學班，學生來自全國26個省市自治區(qū)；二是參加春季高考錄取的中職學生組成的春季班。普通化學是我?？辈鞂I(yè)新生入學第一學期開設的一門必修基礎課，學生從中學進入大學，面對新的學習和生活環(huán)境，很多學生不能及時適應大學寬松自由的學習生活，教師應該傳授給學生如何從被動學習到主動學習的學習方法，調動學生學習的內在動力。而內在動力要從兩個方面去驅動，一是激發(fā)學生對化學科學的學習產生興趣，調動學生學習的自覺性[3-4]，二是要將化學與專業(yè)知識相結合，激發(fā)學生認識到學習化學的必要性?；瘜W來源于社會來源于生活，如果脫離了社會和生活，就會顯得枯燥乏味，如果脫離了學生所學專業(yè)，又會顯得空洞而和學生的實際需求脫節(jié)。因此，教師在課堂教學中既需要重視化學學科理論知識的傳授，也要關注化學與勘查專業(yè)密切相關內容的講授，所以在本課程的課堂教學過程中，我們不僅適時增加一些與日常生活相聯系的具體實例，更為重要的是我們結合化學與該專業(yè)相關學科內容的講解，讓學生了解和認識到勘查專業(yè)化學理論和方法知識儲備的重要性。例如，化學與地學相結合產生了勘查地球化學這一新興學科，其內容包括巖石測量、土壤測量和水系沉積物及水化學測量等均與化學理論與方法緊密相關。目前世界各國十分重視的勘查技術資料之一是地球化學填圖，地球化學填圖的目的是要了解地殼表層巖石中多種元素的含量，它是礦產勘查、基礎地質和環(huán)境研究最有價值的基礎資料之一。此外，化學勘探方法也是目前進行礦產探測和勘查探礦的有效手段，而化學探礦必須取得地質樣本進行必要的加工和分析，然后進行化學實驗，針對地質變遷和產生的過程，分析金屬元素發(fā)生移動和集中的可能方式和外部條件，才能最終應用合理的方式進行判斷，只有具備堅實的化學基礎理論儲備和實驗方法的掌握，才能夠制定出合理的化學勘探方法。我們通過在教學過程中適時地將教學內容與勘查專業(yè)知識相結合，調動了學生學習化學的主動性，也為他們的專業(yè)學習奠定了一定的基礎。

在課程建設過程中，我們高度重視加強課程教學資源建設。為了提高學生課外學習效果，充分利用各種媒體網絡，特別是我校的精品課程、視頻教學、慕課等平臺，豐富普通化學課程教學資源，力爭為學生創(chuàng)造一種主動學習、認真思考、深入鉆研的學習氛圍，多方位培養(yǎng)學生理解和掌握應用化學的理論和方法去分析和解決問題的能力。我們利用我校網絡教學平臺，將傳統(tǒng)的預習、課后復習、教師答疑、自我評價甚至自學內容等教學環(huán)節(jié)設計為讓學生利用熟悉的網絡在線上進行的方式，以便使每個學生都能充分利用他們不盡相同的課余時間，同時增加學生學習的主動性和趣味性[5]。該網絡教學平臺的內容主要有教學材料、課程介紹、課程通知、答疑討論、作業(yè)、在線測試、學習心得等幾大模塊，每一模塊又包含若干子菜單。如教學材料模塊中，有教學課件、教學視頻、動畫、內容提要和學習要求以及平臺需要的其它內容，課程介紹則主要包括課程開設目的意義、教學大綱、教學計劃、考核辦法、任課教師介紹等，課程通知主要是學習進度、學習要求、作業(yè)(或實驗報告)及上傳時間和有關說明等，答疑討論主要解決學生的疑難問題，教師可以直接給出答案，也可以和學生討論或推薦參考文獻，作業(yè)模塊主要是學習過程中需要完成的習題，學生必須在課程通知中規(guī)定的時間內完成然后直接上傳，學生事后可以查看教師的批改情況，在線測試是在學生完成線上學習任務后，進行的自我評價，學生可以根據自己的實際情況選擇較難、中等、容易等不同等級的試題，開始答題后自動計時，上交后自動給出答案和成績。在線測試的目的是讓學生通過自我評價，實現自我調整。在整個過程中，學生根據自己的用戶名和密碼登錄，在每一模塊的瀏覽學習時間都被自動記錄，教師根據學生的在線學習時間、作業(yè)和在線測試等給出一個成績并計入到整個課程的平時成績中。我們發(fā)現通過上述措施，在一定程度上改變了以教師為中心的傳統(tǒng)教學模式，初步體現了以學生為中心的數字化學習模式，提高了學生學習自覺性和主動性，學習效果較好。

2 根據勘察專業(yè)培養(yǎng)目標要求，優(yōu)化課程教學內容

普通化學教學改革應從專業(yè)培養(yǎng)目標特殊性入手，選取內容，形成具有專業(yè)特色的教學體系，使其發(fā)揮普通化學知識和方法與工程技術專業(yè)間的橋梁作用[6]。我?？辈鞂I(yè)使用的是浙江大學徐端鈞等編著的普通化學教材，該教材共有九章內容，涵蓋了無機化學、有機化學、分析化學、物理化學甚至高分子化學和生物化學等諸多內容。我們認為，在教學過程中教師不僅應向學生傳授知識，更重要的是在傳授知識的過程中教會學生學習的方法、培養(yǎng)學生的批判精神和創(chuàng)新能力，況且在知識爆炸的今天，沒有必要也沒有足夠的學時數向學生講授所有的基礎和專業(yè)知識。因此我們根據學生的化學基礎和學習能力以及專業(yè)需求等實際情況對課程教學內容進行調整和優(yōu)化。

我們首先將普通化學課程按照知識結構分為化學理論和應用兩大部分，理論部分主要包括化學熱力學、動力學和物質結構，應用部分主要有用熱力學解釋四大平衡、動力學解釋反應速率及電極極化現象、物質結構奠定儀器分析基礎，三種理論綜合應用闡明無機化合物、有機高分子化合物和生物大分子的性質用途。然后按照培養(yǎng)計劃將課程內容作如下處理：簡化物質結構中的分子軌道理論、晶體場(配位場)理論部分的內容，增加巖礦樣品分析教學內容，目的是通過該部分內容學習能夠讓學生了解反映地球化學信息的巖礦鑒定和元素測試等手段。對于有機高分子、生物大分子、動力學中的電極極化部分內容，教師不再課堂講授，改為學生自學了解。其余內容如三大理論和四大平衡構成了化學學科的基本框架、無機化合物即為勘察專業(yè)的勘察目標而保留，但其中的知識點則根據其重要性和與專業(yè)的相關度做適當調整。

隨著科學術技術的發(fā)展，大型分析測試儀器的使用越來越普遍，了解一些儀器的原理和使用方法，是勘察專業(yè)學生應當具有的技能，為此新教學計劃增加了儀器分析基礎一章，主要包括原子光譜、紫外-可見吸收光譜、紅外光譜、色譜和質譜等內容，為了更好地學習這部分知識，我們調整了教材中物質結構部分的教學和實驗，主要是加強原子結構部分的教學，而教材中該部分內容的系統(tǒng)性、連貫性較差而跳躍性較大，給學生的學習帶來較大的困難，同時我們考慮到該專業(yè)的學生沒有物理化學和結構化學等后續(xù)課程，因此我們結合有關紀錄片和視頻教學資料向學生比較系統(tǒng)地講述了從原子的最初定義到電子的發(fā)現說明原子的可分性，再從依據試驗事實推測出的各種原子結構模型，最后到薛定諤的量子力學模型，通過量子力學模型計算，最終得到原子結構即核外電子的運動狀態(tài)和分布規(guī)律。對于這部分內容，我們努力做到既要深入，更要淺出，主要是介紹科學家根據實驗事實而提出解決問題的思路方法及得到的結論。對基礎較好的普通班學生，我們會進行詳細深入的講解，如玻爾氫原子結構模型，我們會和學生一起分析核外電子在氫原子核形成的勢場中的勢能和相互作用力，核外電子繞核運動所具有的動能和向心力等，根據原子穩(wěn)定存在和線狀光譜等事實和現象，需要作出幾點假設，然后用上述分析得到的公式計算，很自然地就得到了原子軌道及其能量量子化的結論。接著介紹玻爾理論的缺陷和產生的原因，從而說明應用經典力學原理，僅僅加上幾點假設，是不足以揭示微觀粒子運動本質規(guī)律的，結合光與微粒的波粒二象性等實驗事實，說明必須建立全新的理論用于描述微觀粒子的運動。然后介紹薛定諤根據電子在微觀世界具有突出的波性特征建立了著名的薛定諤波動方程，從而建立了量子力學結構模型，用從波動方程中得到的波函數來描述電子的運動狀態(tài)，是因為通過波函數可以知道和電子運動狀態(tài)有關的力學量如能量等。使學生感到知識是逐漸加深而又具有一定的連貫性，對原子結構的認識更深刻。當然對于基礎相對較差的春季班學生，我們則進行簡單講解，只要求掌握各種原子結構模型。

3 改革實驗教學項目和教學方法，加強學生實踐能力培養(yǎng)

化學是建立在實驗基礎之上的一門科學，實驗是化學教學的重要組成部分，是學生理解化學原理、驗證和發(fā)現物質的化學性質、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和動手能力的重要手段。因此化學實驗教學是相當重要的，結合專業(yè)特點設計實驗項目，不僅要求學生掌握化學的基本理論，更有利于建立其化學知識與專業(yè)技術間的關系[7-8]。我校勘查專業(yè)普通化學的課程計劃中只有8學時的基礎化學實驗，以往實驗中心只給學生按教材安排2～3個實驗，內容一般為基本操作和元素化合物性質驗證，教學方法多為教師先講解實驗的內容，操作注意事項等，然后學生按教材分組進行實驗，實驗結束后教師按照實驗報告給出實驗成績。由于實驗前學生就已經知道結果是什么，操作和中學也沒有什么兩樣，缺乏對實驗的新鮮感，繼而對實驗失去興趣，甚至有個別同學簽完到后中途逃課，事后找同學抄一下實驗報告應付了事，還有的同學即使人在實驗室，也只是當看客，使實驗教學難以達到預期目的。為了使學生變被動應付為主動學習，真正落實實驗教學的目的，我們針對我校學生的專業(yè)特點，做了一些改革嘗試。如對于勘察專業(yè)，我們安排了三個實驗，即實驗一：走進實驗室，實驗二：粗鹽的提純，實驗三：弱電解質電離度和電離常數的測定。第一個實驗主要采用現場介紹，示范和觀看錄像等手段，讓學生了解實驗室基本情況(如布局、功能、安全和應急措施等)，熟悉常見儀器的使用方法。第二、第三個實驗是通過具體實驗將幾個操作串聯起來，如粗鹽的提純，就包括藥品的稱量、溶液的配制、加熱蒸發(fā)、過濾、干燥甚至重結晶等；弱電解質的電離常數的測定則含有酸堿滴定、溶液稀釋、酸度計的使用等操作。第一個實驗，學生看到題目后普遍感到很好奇，不知道“走進實驗室”會是什么實驗，反而有所期待。通過第二、三個基礎實驗，要求學生掌握基本操作，掌握普通化合物的一般制備、分離和測定方法，基本能達到獨立進行綜合性實驗的能力。如在粗鹽的提純實驗中，實驗前兩周左右，教師在課程通知中通知學生實驗的時間、地點、實驗安排及要求等，核心內容是：教師只向每位同學提供固定質量的粗鹽原料，要求學生自己通過設計實驗除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-、K+以及其他不溶性的雜質，并寫出詳細的方案上傳，教師根據產品的質量和雜質的去除情況判定成績，并附有關雜質的檢驗方法和標準；實驗過程中用到的儀器、材料和藥品可以事先向實驗員領取或從實驗室固定的櫥柜中取用，但有關溶液需要自己配制(每次配制不超過100mL，試劑瓶要貼標簽)，實驗中儀器如果不會使用可以尋求指導老師的幫助，實驗不理想或失敗允許重做，而且成績和重做的次數無關。由于該實驗中沒有危險性較大的化學試劑和操作步驟，因此學生只要有方案，我們一般不作糾正，目的是讓學生在試驗中發(fā)現問題，在失敗中解決問題。盡管該實驗都是化學實驗室中的基本操作，學生也不感陌生，但真正讓他們在教師的關注下獨立操作，仍然有一定的難度，因為這些操作的熟練程度、質量高低對最終的實驗結果會產生重大影響，即這些操作的目的性和單獨安排學生做練習的目的性發(fā)生了根本的變化。以致于不少同學頻頻求助于老師，在一定程度上實現了變“要我學”為“我要學”。據統(tǒng)計，大部分同學或者由于操作不慎，或者試劑加入順序出錯，或者沉淀不完全等原因，都需要重新進行實驗，所以我們實行實驗室開放制度，晚上和周六周日全天時間允許學生進入實驗室補做實驗，這樣還確實達到了開放實驗室的效果。

總之，經過幾年來的探索和實踐，我們認識到普通化學作為勘查專業(yè)課程體系中的重要基礎課之一，在教學過程中教師應該研究專業(yè)人才培養(yǎng)目標，了解專業(yè)特色，將普通化學課程教學真正融入到工科專業(yè)課程體系這個鏈條中去，讓學生在今后的學習中將化學理論知識和方法應用到自己的專業(yè)學習中，才能真正發(fā)揮普通化學在應用型人才培養(yǎng)中的基礎和橋梁作用。

[1] 高 璟，高艷陽，高建峰，等. 非化學化工專業(yè)“大學化學”課程教學改革研究[J].化學通報，2015(5)：475-479.

[2] 付引霞，郭 昆.淺談工科普通化學教學[J].北京理工大學高等教育研究，2001(4)：7-9.

[3] 陳 云，吳慶生. 土木工程類專業(yè)普通化學教學改革的研究與實踐[J].大學化學，2013，28(6)：6-8.

[4] 張 庶，李恩竹.小班教學方法在普通化學課程教學中的實踐與思考[J].教學研究，2015，38(1)：49-52.

[5] 張安琪，鄭耿鋒.互動式教學在普通化學全英文授課中的探索[J].教育教學論壇，2016(6)：143-144.

[6] 要紅昌，孫希孟.材料專業(yè)普通化學緒論課教學的重要性及其實踐[J].教育教學論壇，2014(51)：134-135.

[7] 任冬梅. 淺談大學新生普通化學教學方法[J].科研教學，2014(8)：33-34.

[8] 陳 林, 張美玲. 改革普通化學實驗教學加強學生能力的培養(yǎng)[J].山東化工，2013，42(9)：157-158.

(本文文獻格式：司維江.勘查技術與工程專業(yè)普通化學課程教學改革實踐[J].山東化工,2017,46(5):132-134.)

浙江豐利視信譽為金再獲省工商企業(yè)信用AAA級“守合同重信用”單位榮譽證書

國家高新技術企業(yè)浙江豐利粉碎設備有限公司接到了浙江省工商行政管理局頒發(fā)的浙江省工商企業(yè)信用AAA級“守合同重信用”單位榮譽證書，有效期三年。

浙江省工商企業(yè)信用AAA級“守合同重信用”單位認定每三年一次，這是自2003年以來，浙江豐利連續(xù)多屆獲得該項殊榮。

據了解，“守合同重信用”單位的評選是工商管理行政管理機關對企業(yè)信譽狀況和合同管理水平的認定，是企業(yè)信譽最重要的評價證明之一，相當程度上反映了企業(yè)的資信與經營管理水平情況?！癆AA級”是省工商局對企業(yè)信用最高級別的評價。企業(yè)被認定為“浙江省工商企業(yè)信用等級‘守合同重信用’單位”的，可按規(guī)定享受企業(yè)年檢免檢等優(yōu)惠措施。

浙江豐利自成立至今，一直以“質量為本、信譽是金”為宗旨，堅持以質量求生存，以信譽求發(fā)展，積極推進企業(yè)信用體系建設，加強合同管理，倡導企業(yè)依法經營、誠信守約，提高商業(yè)信譽，樹立了良好的社會口碑，促進了企業(yè)全面和諧發(fā)展。連續(xù)二十多年被評為“銀行資信AAA級”及“納稅AAA級”企業(yè)，先后獲得省金承諾信譽單位、省級誠信示范企業(yè)等榮譽稱號。2009年浙江“豐利”被認定為浙江省知名商號，2015年再次獲得延續(xù)認定，有效期6年，至2020年。

優(yōu)異的信用，過硬的質量，創(chuàng)新的技術，周到的服務，鑄造了粉碎設備行業(yè)獨有的浙江名牌產品。目前，浙江豐利已躋身中國化工裝備百強，成為我國粉體設備領域規(guī)模大、實力強、品種全，新品多的行業(yè)龍頭企業(yè)，全國顆粒表征與分檢及篩網標委會超微粉碎設備工作組秘書長單位，聞名海內外的成套超微粉體設備和綠色環(huán)保裝備生產基地。(吳紅富)

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

司維江(1961—)，男，山東淄博人，教授，主要從事無機功能材料研究。

G642

B

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