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刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号:2-418

历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1989

基于专题化方式的军校化学实验教学内容改革

【作者】 梁承红 金靓婕 李 荫 孙晓伟 郭云超

【机构】

【摘要】
【关键词】
【正文】摘   要:按照“向实战聚焦,向部队靠拢”的教学改革活动的目标要求,以“金属表面的防腐技术”和“海水淡化及检测技术”两个专题为中心进行化学实验教学内容的改革。教学内容将实用性、实验基本技能的训练和化学危险品安全意识的培养贯穿融合,提高了学员的积极性,取得了良好的教学效果。
  关键词:化学实验,专题化,金属防腐,海水淡化
  结合军队院校“向实战聚焦,向部队靠拢”的教学改革活动,我院化学实验教学组分别以“金属表面的防腐技术”和“海水淡化及检测技术”为方向,以专题化的方式,重新设计和调整了10个实验项目和相关实验内容,教学内容侧重实用性,重点在于使学员了解化学知识在武器装备维护和后勤保障服务方面的应用,同时将训练实验基本技能和培养危险化学品的安全意识贯穿教学的始终,取得了良好的教学效果。
  一、教学内容改革思路
  1、增强针对性
  海军的主要武器装备是舰船,用于舰船的结构材料主要有钢、铝合金、铜合金、钛合金、不锈钢、高温金属及各种新型材料等[1]。海军的主要工作和生活环境的海洋环境是一种极度苛刻的腐蚀环境,海水具有低电阻、含浸蚀性氯离子的特点[2],这使得舰船用各种材料及其器件均遭受着海洋环境的腐蚀。腐蚀不但能够缩短舰船寿命,还会增加航行阻力,影响舰载设备的性能和使用安全。“金属表面的防腐技术”实验专题针对海军对金属防腐的实际需求开设,内容涉及金属表面的除油、除锈、除垢技术,金属材料的电镀、电刷镀、发蓝、表面氧化等技术。
  “海水淡化及检测技术”实验专题针对海洋生活中对淡水的实际需求开设。一艘36765kw的蒸汽动力装置的中型舰船,其主机耗汽量为200t/h,编制人员为200人(人均生活用淡水量为30kg),每天需补充淡水量约为100m3 [3],远程航行期间,单靠贮水舱是无法保证日常淡水补充的,需要安装海水淡化装置。舰船用技术主要为反渗透法和蒸馏法。在化学实验室可对上述两种技术进行实验室水平的针对性模拟。
  2、突出系统性
  实验专题下各实验项目的选取遵循教学系统性的原则,以任务为中心设计实验内容。“海水淡化及检测技术”专题按照“制备淡水—定性分析—定量分析—水质调整”的顺序安排实验项目,学员通过该专题的学习训练,可了解海水淡化技术的主要流程,也对相关分析化学理论和技能的应用建立初步的认识。“金属表面的防腐技术”专题所涉及的基本工艺流程和关键问题,与实际生产中的情况是一致的。以专题的形式学习实验,可以引导学员将众多知识点融会贯通后,建立起一个较完整的知识体系,使学员在处理具体问题的时候,能够整体思路清晰、具体措施得当。
  二、实验内容的设计
  “金属表面的防腐技术”方向下包括5个实验:电镀铜、电刷镀、金属表面的发蓝、铝的阳极氧化、涂料在金属防腐上的应用等。“海水淡化及检测技术”也有5个实验:海水的淡化(包括反渗透法和蒸馏法)、海水及淡化水理化性质的检测、海水及淡化水总硬度的测定、海水及淡化水氯度的测定、海水中微量铁离子含量的测定。
  1、实验内容具有代表性
  如“电镀铜”实验,其工艺流程大致包括镀前处理、金属电镀、镀后处理三个过程,其中要学习的知识包括预处理技术、电镀液的选择,如何控制电镀过程中的工艺条件,这也是大多数金属进行电镀,如电镀铬、电镀镍、电镀银等所需要的基本知识。在掌握电镀铜技术的基础上,还可以继续学习合金镀和非金属电镀技术。像这样的实验,可以说是掌握一个,拓展一批。
  2、实验内容与理论知识相互配合
  “专题化”改革后的化学实验内容向具有较强的实用性,在一个实验中往往涉及多个理论知识点,对实验技能的应用也比较灵活。例如海水中的盐分含量,对装备防腐技术的选择和淡化海水的指标是否合格,有重要的参考价值。与其相关的实验为“海水氯度的测定”,实验内容涉及到的理论知识,包括:电解质溶液的性质、沉淀溶解平衡理论等;实验中涉及到的基本技能和基本操作有:电磁搅拌和手动滴定的配合、有效数字的读取及计算等。教员在设计实验内容和实施教学过程中,要了解学员的已有理论基础和操作能力,将各个理论知识点和相关操作技能的有机融合,培养学员解决实际问题的能力,加强学员横向思维的训练。
  三、教学改革的实施情况
  1、教学的关注点发生变化
  “专题化”教学内容的改革偏重实用性,培养学员应用化学理论解决实际问题的能力。教学的关注点,不再是简单的按教材要求完成相应的实验步骤。学员的学习重点主要为以下几点:一是要明确所做实验在整个专题中的位置,它与前后实验的关联;二是要了解所用药品的性能,以判断实验方案的安全性和可行性;三是学习统筹合理地安排实验过程,不拘泥于一个个孤立的实验步骤。相应的,教员授课的重点主要为:一是要了解学员已有的知识基础和理论课程的内容;二是要广泛查阅资料,了解实验中所涉技术的应用与发展情况,尤其是在军事上的应用;三是在将自己作为学员的合作者的同时,增强对课堂的掌控能力。
  2、实验的积极性明显提高
  在“海水淡化及检测技术”实验专题中,学员通过第1个实验得到的淡化水,是之后实验的主要检测对象。将整个专题实验的检测数据综合起来,方可评价自制淡化水的质量。由于前面的实验效果直接影响后面的实验质量,学员的认真程度大大提高。实验内容应用性的加强,使得学员在用知识解决问题的过程中感受到自己在实验中的主体地位,对自己实验结果的认可程度也大幅提高。过去在教学中发现,当所得结果与理论值有差距时,不少学员容易放弃自己所做的数据或现象。“海水淡化及检测技术”实验专题对实验结果的要求以合理性为主,学员们虽然相互比较测量数据,但并不盲目认同别人,只要操作没问题,就认可自己的实验结果。
  3、化学品安全意识逐渐养成
  作为军人,接触到的化学品多为危险化学品,如易燃易爆物、强酸强碱、压缩气体和液化气体等,在战场条件下,还涉及到化学战剂、有毒气体等问题。在化学实验课程教学内容改革中,增加了化学品对生产、储存、运输、废弃等各环节的安全要求,对人体、环境的影响等方面的介绍,在此基础上引导学员学习判断实验方案的安全性和可行性,并采取相应的防护措施。学员在戴手套、在通风橱操作时都显得有些许紧张,但也格外认真。部分有工作经历的学员,还和教员讨论一下使用涂料对装备进行防腐处理时、使用酸碱进行清洁工作时、在某些仓库进行保管时应注意的事项。
  四、结束语
  教学改革的实质就是人才素质的培养,教学内容直接决定了人才的知识、能力和素质结构。教学内容改革是教学改革必须把握的核心和重点。我院化学实验“专题化”的课程内容改革,紧紧结合部队的发展和需要,兼顾了实用性和实验技能的训练,提高了学员学习的积极性,取得了良好的教学效果。
  参考文献:
  [1] 周鑫磊, 王世安, 王大伟. 高温合金材料在大型现代化舰船动力的应用[J]. 材料开发与应用, 2012,2:72-74
  [2] 王其红, 刘家驹. 舰船材料发展研究[J]. 舰船科学技术, 2001,2: 13.
  [3] 杨延洲,杨劭辰.舰船海水反渗透淡化技术适用性分析[J].应用科技,2000,27(11):32-35.
  作者简介:梁承红(1966-),女,硕士,副教授。主要研究方向:化学实验教学理论。