機械專業工程化學教學改革途徑論文

[摘要]本文針對目前工程化學課程教學存在的若干問題，結合機械專業課程體系和培養目標，以提高學生綜合素質爲出發點，從課程體系的優化設置、教學內容更新與方法的改進等方面進行改革探索。通過教學改革措施的實施，學生對工程化學學習的積極性、創造性以及實踐操作能力得以提高，爲進一步提高工程化學課程的教學質量奠定基礎。

[關鍵詞]機械專業；工程化學；教學改革

隨着科技的進步及社會的發展，各學科的交叉和滲透日益增強。特別是化學作爲一門基礎學科，日益滲透到生活的各個方面，與人類的衣、食、住、行以及能源、機械、材料、環境保護、醫藥衛生等方面都有密切的聯繫。因此，對非化學化工專業的學生和工程技術人員進行一定的化學基礎知識和應用教育，將會促進他們綜合運用化學知識來認識，分析和解決一些工程技術問題[1—2]。工程化學課程是基礎化學教學中的一個重大改革[3]，它是高等院校爲非化學專業的工程技術人才培養設立的一門重要基礎課，是培養全面發展的現代工程技術人員素質和能力的重要組成部分。通過本課程的學習使學生了解現代化學的基本理論和實驗技術，能在工程技術中以化學的觀點分析問題和解決問題，對一些涉及化學的工程實際問題有初步分析的能力，具有選擇正確的分析化學測試方法、正確判斷表達分析測試結果的能力，爲解決科學研究的實際問題打下基礎[4—5]。目前，我校爲培養適應社會經濟發展需要的高素質人才，在機械專業大一學期開設了《工程化學》課程，但是一些教學問題日益顯現，影響了工程化學課程教學質量的進一步提高，有必要對工程化學課程教學進行了一些改革探索，以求收到最佳的教學效果。

1、課程教學存在的問題

1.1教材內容未能充分顧及機械專業的特點

目前，我校採用徐甲強主編的《工程化學》一書作爲本科教材，本教材系統介紹現代化學的基礎理論和基本知識以及在工程中的應用，並結合相關學科，對當前社會熱點問題展開討論。內容包括化學反應熱效應；化學熱力學和動力學基礎；溶液與離子平衡；電化學與金屬腐蝕；物質結構基礎；化學與材料；化學與環境保護；現代分析測試技術以及能培養學生掌握實驗基本技能和內容豐富的工程化學實驗。但是本課程體系是以所有非化學專業爲對象而編寫，不是針對機械工程專業編寫的，教材不少內容與機械工程專業關聯度不大，難以凸顯機械工程專業所需要的知識內容，難以激發學生學習的興趣。

1.2對學生解決實際問題能力的培養力度不夠

工程化學作爲公共基礎課，突出特點就是內容多，範圍廣。目前，我校《工程化學》課程要求學生掌握物質結構基礎，化學熱力學基礎，化學反應的基本規律，電化學基礎及化學實驗等諸多知識內容。但是工程化學授課學時僅有40個課時，即使將全部課時均用於基本化學理論的講解上，對每個知識點也只能做到點到爲止。目前，不少老師爲了完成大綱規定的教學任務普遍存在趕進度的現象，課堂教學“重理論輕應用”，很少引導學生分析或解決機械生產加工過程中出現的化學問題，學生很難運用基礎化學理論去解決實際問題，顯然無法達到工程化學課程原定的教學目標。

1.3學生缺乏對化學理論學習的主動性

目前，我校《工程化學》課程在第一個學期。大一學生普遍不適應大學生活和學習，學習狀態不穩定。此外，學生來自不同地區，各地區開設的化學課程選用教材、課時，基本要求均有一定的差別，甚至還有部分學生在高中沒有選修過化學，這給老師的教學帶來很大困難。並且，由於教學內容多，教學課數少，目前工程化學課堂教學主要講授化學基本理論，對每個知識點也只是泛泛而談，不能讓學生學精、吃透課本中涉及的內容。我們調查發現，大一新生面對不斷涌現的新鮮名詞和知識，普遍感覺工程化學課程抽象枯燥難學，學習時缺乏積極性和主動性。

2、解決問題的教改途徑

針對以上教學問題，若依然按照既定的教學實施方案，採用以前的教學模式，根據教材內容照本宣科，必定會導致教學質量下降，也不利於學生對於知識的掌握和應用。因此，只有根據學生實際，專業特點及人才培養要求，以促進學生知識能力的全面發展爲出發點，打破原有的教學體系，調整教學內容，改進教學方法，凸顯機械專業人才培養特色，才能使《工程化學》的課程改革走上一條正確的道路，取得令人滿意的教學效果。

2.1結合專業特點，激發學生的學習熱情

興趣是最好的老師。爲了激發學生的學習熱情，我們結合工程化學的內容結構和機械專業特點，注重理論知識與專業應用相結合，對教學內容和主要知識點進行了適當調整，增加了部分與機械學科相關的內容，重點介紹了化學知識在機械領域及其相關企業的重要應用，要讓學生了解到機械製造行業確實與化學相關，還要讓學生進一步真正的認識到學好化學知識的重要性。例如，我們向學生介紹，航天器上各種儀器儀表用的真空無潤滑軸承，現代IT中各種芯片用的大規模集成電路等機械設備加工過程中都要用到化學機械拋光技術。不同加工材料在化學機械拋光時使用不同的拋光液，拋光液對化學機械拋光效果有決定性的影響，而拋光液的選擇及設計需要豐富的化學知識。我們講授酸鹼內容時，向學生介紹，不鏽鋼在熱處理過程中表面產生了一層氧化皮，對其質量影響很大，需要進行酸洗。不同清洗劑的選擇及清洗工藝的設計也需要豐富的化學知識，使學生真正瞭解到機械製造企業確實與化學相關，認識到化學知識的重要性。我們還向學生介紹了國內一些與化學密切相關的機械製造類企業，並介紹一些企業遇到的化學難題，如汽車尾氣的高效處理，高性能車用電池的開發，節能減排工藝的改進等，已制約了企業進一步發展，需要化學和機械複合型人才來解決，讓學生認識到學好化學知識在機械領域大有可爲，從而增強學習的動力，取得了良好的教學效果。

2.2聯繫實際問題，提高學生分析和解決問題的能力

《工程化學》的教學目標是不僅要讓學生掌握基本的化學理論知識，還要培養學生運用化學的觀點認識、思考、解決實際問題的能力。根據課程的教學目標，我們將部分教學內容由傳統的理論講解改爲強化化學理論知識的實際應用。在講解毛細現象時，我們向學生解釋植物是怎樣源源不斷地從土壤中吸取水分和營養；在講解毛細壓力時，向學生解釋受潮的平板玻璃爲何很難分開，新買的衣服洗滌後爲何會縮水；在講解稀溶液的滲透壓時，向學生解釋爲什麼鹽鹼地的農作物長勢不良，施肥太濃時爲什麼花樹反而會枯萎；在講授稀溶液的依數性時，向學生解釋爲什麼冬季建築施工中在澆注混凝土時加入少量鹽類降低混凝土的固化溫度；在講解表面張力時，向學生解釋爲什麼噴灑農藥時在農藥中加表面活性劑可以增大農藥與葉子的接觸面而提高殺蟲效果。通過以上教法，將生活中的一些常見現象引人工程化學的課堂教學，用化學理論知識來分析其過程，這對於促進學生對化學知識的理解，還是培養學生應用理論知識解決實際問題的.能力均有重要作用。

2.3做好大學化學和高中化學的有效銜接，增強大一新生的學習效能感

大學化學的教學目標、內容、方法、模式等，與中學化學均有着明顯的差異。如果大學教師解決不好兩者的銜接問題，勢必會造成了大一新生學習的不適應，影響人才培養的質量。因此我們首先組織教師研究當今高中化學課程的知識體系和設置，清楚中學已學習的知識，將要學習的知識及其兩者間的內在聯繫，引導學生對已學知識進行復習和鞏固，作好新舊知識間的鋪墊，讓學生從“舊知識”平穩地過渡到將要學習的“新內容”。例如，講到“核外電子排布”的知識，學生已經學習了電子層的相關知識，將要學習亞電子層，軌道等相關內容，我們讓學生把電子層想象成一棟樓的一個樓層，亞電子層軌道就是你們的寢室，軌道就是你的牀鋪，你的牀鋪上只能睡兩個方向相反的電子。這樣通過學生已有知識進行過渡，有利於學生對知識的理解和掌握，教師才能進行有效教學。此外，高中化學內容少學時多，一節課往往只講一個小知識點，教師講解細緻入微，然後通過大量習題反覆鞏固強化。然而大學化學內容多但學時少，課堂知識密度大，教學進度快，課堂教學往往提綱挈領地突出重難點，有些知識點到爲止甚至不講，留給學生課後學習。大一新生一時很難適應大學化學的學習，往往可以勉強聽懂課堂上講授的知識，但是很難應用知識分析解決問題。因此，我們藉助現代教育手段，建立了工程化學在線學習平臺，引導學生積極的進行在線學習，提高學生的課外學習效率。在線學習平臺有豐富的課程教學資料，有利於學生進行高效的自學；在線任務可以引導學生養成課前預習、課後複習的習慣；在線習題演練及答案即時反饋，可以提高學生分析解決問題的能力。通過針對性的在線學習，做好大學化學與中學化學的銜接和鋪墊，有助於大一新生儘快的適應大學化學的學習。

3、總結

近年來，我們根據《工程化學》課程一些教學問題，針對性的進行教學改革，教學效果有了明顯的提高。我們打破傳統的教學模式，根據教學任務、目標和機械專業特點，合理選用和調整教學內容，增加了部分與機械學科相關的內容，突顯機械專業人才培養的要求，激發了學生的學習熱情；根據學生實際情況，改進課堂教學模式，做好大學化學和高中化學的有效銜接，增強大一新生的學習效能感，提高了學生學習的主動性，受到了學生的歡迎，學生的平均總成績也有所增加；在介紹化學知識時，注意學用結合，引導學生如何靈活運用書本上的知識去解決實際問題，最終達到提高學生分析和解決實際問題能力的目標。在今後的教學過程中，我們將繼續進行改革探索和總結，努力完善教學過程的每個環節，彌補了傳統教學模式存在的一些缺陷，培養學生自學的能力，引導學生形成終身學習的良好習慣，爲培養機械專業高層次人才發揮更加顯著的功能與作用。

參考文獻

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