摘 要:學生應(yīng)用電廠應(yīng)用化學理論知識,解決實際問題能力的高低與電廠應(yīng)用化學的教學質(zhì)量密切相關(guān)。但是,這門課程對于學生來說比較抽象乏味,理解起來比較困難,使學生對其不感興趣,不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,為了能夠更好地培養(yǎng)電廠應(yīng)用化學這一學科創(chuàng)新型高素質(zhì)人才,需要提高電廠應(yīng)用化學的教學質(zhì)量,充分發(fā)揮其作用。目前,電廠應(yīng)用化學教學中還存在一些問題,需要進行教學改革。
關(guān)鍵詞:電廠應(yīng)用化學;路徑探討;專業(yè)人才
電廠應(yīng)用化學是連接電化學應(yīng)用技術(shù)和電化學理論的一門學科,其內(nèi)容不僅包括基礎(chǔ)的理論,還非常重視應(yīng)用技術(shù)。電廠應(yīng)用化學的目的,是運用電化學的基本理論解決實際問題,主要包括電化學應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的生產(chǎn)和科研等方面的問題。例如,電化學能源開發(fā)、無機物電解合成、金屬腐蝕與防護、電解、電鍍等,是一門專業(yè)必修課程,對于材料化學和應(yīng)用化學等相關(guān)專業(yè)的學生來說,能否更好地掌握基礎(chǔ)理論知識、能否利用理論知識解決實際問題,與電廠應(yīng)用化學的教學質(zhì)量密切相關(guān)。
近些年來,通過應(yīng)用電化學專業(yè)教師的不斷創(chuàng)新和努力、探求,積累了不少關(guān)于應(yīng)用電化學教學方式和方法的經(jīng)驗,但是問題依然存在,學生仍舊不具有很強的動手能力,也缺少主觀能動性,這樣一來,學生的創(chuàng)新能力也被限制住。習近平總書記曾指出:“創(chuàng)新是民族進步的靈魂”。在素質(zhì)教育中,創(chuàng)新的作用也不能被忽視,《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》指出:“確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位,著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才”。由此可見,創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是國家大計,所以在應(yīng)用電化學的教學過程中,要注重培養(yǎng)學生的實踐和動手能力,讓學生更加主動地參與進來,增加學生的興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在我國的教育體系中,高等教育對于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。接下來,初步總結(jié)應(yīng)用化學教學多年來的經(jīng)驗,并做進一步探討。
一、 理論與實踐相結(jié)合
應(yīng)用電化學作為一門應(yīng)用型學科,主要是把電化學的基本規(guī)律應(yīng)用到實際生產(chǎn)實踐中,主要內(nèi)容包括電化學新能源的開采利用、金屬表面鍍層處理、電化學腐蝕和修復(fù)、電化學的開發(fā)驗證以及有機物的電解合成和無機物的電解合成等方面。
在電化學合成方面,電化學方法迅速取代了傳統(tǒng)老舊的化學方法,并且氯氣、含有過氧化物的氧化劑以及鈉、鎂、鈷等金屬類的產(chǎn)生,只能依賴于電化學方法。電化學的應(yīng)用具有復(fù)雜性,需要用到多領(lǐng)域的工作機理和構(gòu)成原理,這樣會使學生的學習過程乏味無趣。而且應(yīng)用電化學具有較強的實踐性和應(yīng)用性,在進行社會生產(chǎn)過程中,這些煩瑣的原理離不開生產(chǎn)實踐,被采用的比較普遍。所以,應(yīng)用電化學的教學需要,采用多種方式把理論和實踐相結(jié)合,讓學生更加熱愛這門學科,提高學生的學習積極性和主動性。
過去的應(yīng)用電化學教學大多采用“填鴨式”教學方式,教師只會單純地講授理論基礎(chǔ),缺乏對學生創(chuàng)新潛能的開發(fā)。學生學習過程始終沒有主動權(quán),這就導致學生失去自我風格和學習樂趣,并且思維也會變得教條,思想越來越保守。所以,需要變革教學方法,注重將科學研究成果和在生產(chǎn)過程中,提煉的經(jīng)驗貫穿于課堂教學過程中。通過采用情景模擬,互動討論等形式,啟發(fā)學生思維,引導學生在理解理論知識的基礎(chǔ)上,運用創(chuàng)新性思維研究問題并提出解決問題的方法,不僅可以理解掌握知識,并且能夠?qū)W以致用。
例如,對化學電源課程進行教學時,首先用“當解剖刀一碰到蛙腿時,蛙腿開始抽動的原因是什么?”這一問題引起下文。比如,為學生講解“電池的工作原理”時,首先進行課前提問,提出“怎樣通過實驗證明,把干電池的兩端相連后,小燈泡就會發(fā)光”的問題,然后引導學生思考“電極反應(yīng)的產(chǎn)生原因是什么?”使學生意識到蛙腿抽搐是由于產(chǎn)生了電,而小燈泡發(fā)光是因為有了電,從而講述干電池的工作原理,就是化學能經(jīng)過一定形式轉(zhuǎn)變成電能。按照這種遞進式教學方法,開發(fā)學生的大腦,讓學生積極、自主地學習,提高學習積極性。學生在對問題的探究過程中,理清思路,掌握原理,提高對未知領(lǐng)域探索的成就感,激發(fā)學生學以致用,理論結(jié)合實踐的濃厚興趣。
另外,大部分學生對生活中與應(yīng)用電化學有關(guān)的現(xiàn)象毫不留意,教師在進行課堂教學時,如果只讓學生通過想象掌握知識是遠遠不夠的,為了提高課堂教學質(zhì)量,需要結(jié)合實際和學生需求,在課前提出問題讓學生進行資料搜集,結(jié)合自身生活實踐經(jīng)驗探究問題的答案。例如,對金屬的腐蝕過程原理進行講解時,要求學生提前通過資料,搜索“銅板上的鐵鉚釘比較容易生銹的原因”。在對金屬防護要點進行課堂教學時,提前讓學生找到“暖氣為何要在表面鉻層、輪船基底的四個角為何要裝置純鋅塊”的問題答案……在對這些問題的探究過程中,不但使學生的注意力更加集中,而且還可以提高學生動手能力和處事能力,調(diào)動學生學習主觀能動性,培養(yǎng)學生的學習興趣,開發(fā)學生的創(chuàng)新潛力。
總之,在課堂教學中加入課外實踐活動,有助于學生在把握理論知識的基礎(chǔ)上,在生產(chǎn)實踐活動中學以致用。這個過程需要教師掌握好分寸,引入實踐時要做到時機恰當,內(nèi)容合理,言簡意賅。這樣,學生才能更準確地領(lǐng)會課本理論的意義,從而增強學生理論結(jié)合實際解決問題的能力。
二、 注重實驗課的引導
培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識,最行之有效的手段就是實踐教育。各大高校一直很注重實驗課的開設(shè),它不但可以鞏固學生理論知識的記憶和理解,還有利于學生通過自己動手,對知識有更加細致的觀察和體會,更有利于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維。以往由老師先進行原理講解,然后進行實驗操作,最后學生再根據(jù)約定俗成的實驗步驟,進行操作是存在弊端的。例如,限制了學生參與實驗的積極性和自主性,生搬硬套地完成實驗步驟,沒有開動腦筋,進行實驗探索,不利于其創(chuàng)新精神的培養(yǎng),不利于新時代高校的人才培養(yǎng)。面對這種現(xiàn)實,沈陽師大著手進行了實驗改革,利用已經(jīng)有的實驗設(shè)備和條件,對實驗的步驟進行總結(jié)研究,圍繞基礎(chǔ)知識,重點培養(yǎng)學生動手操作的能力,并輔以一些生產(chǎn)實踐活動,將符合實驗原理的科技研究和檢驗手法融合實驗中,增加實驗的可操作性和系統(tǒng)性。
除此之外,培養(yǎng)學生的動手能力,還可以大力倡導學生加入創(chuàng)造性的創(chuàng)業(yè)或者科技研究活動中。高校可以通過學分制等手段,吸引學生參與實踐活動,既有利于學生豐富自己的課余生活,也有利于學生加強自主學習的積極性,并能夠很好地掌握已學知識點。長期堅持下來,學生的創(chuàng)新力和科研力,都能得到較大程度的提高。
三、 合理改革考試方案
以往的應(yīng)用電化學,只對理論部分進行考核,而且命題者是相關(guān)的任課老師。所以說,這種模式的教學會限制學生基礎(chǔ)知識的獲取和個人興趣的培養(yǎng),就算學得好,也只是對理論的掌握,無法獲知動手操作的能力。
根據(jù)這個實際情況,并結(jié)合這些年的教學理念,各高校在力圖將應(yīng)用電化學的考核分為理論、實踐和應(yīng)用三個方面。然后,理論部分還是需要任課老師出題,實踐部分則主要考核學生親自動手操作實驗的綜合能力。應(yīng)用方面主要是學生根據(jù)自己的興趣確定命題,然后查閱相關(guān)資料,結(jié)合自己的知識和體會,撰寫一篇有理有據(jù)的研究論文,論文中要包括應(yīng)用電化學在國內(nèi)國際的發(fā)展狀況和前景,而且還要包括一個自行研究設(shè)計的相關(guān)實驗,并詳細闡述實驗的目的、原理、步驟和實際操作的可行性,然后再通過與其他同學的探討交流,進行論文演示。
整個過程都由學生自己完成,不僅有利于引導學生自主查閱參考資料和文獻,加深對基礎(chǔ)知識的掌握和消化,更有利于學生表達能力和撰寫能力的培養(yǎng)。老師對學生的演示和論文進行評分,然后將理論、實踐和應(yīng)用三個方面的成績綜合評定,給出學生本課程的最終成績。這種考核方式避免了以往理論考試的不全面和單一,更適合學生培養(yǎng)自己的興趣愛好,加強學生的動手能力和創(chuàng)新精神。
四、 結(jié)語
應(yīng)用電化學是一門比較籠統(tǒng)和乏味的學科,理論學習難免造成學生學習興趣不高,主動性不強的心理。所以說,理論結(jié)合實踐的教學模式,是新時代發(fā)展的必然趨勢。通過這種結(jié)合教學的方法,可以提高學生自主學習的積極性,培養(yǎng)學生興趣,提高學生的創(chuàng)新力。各個高校通過對癥下藥,改變考核方式,引導學生通過實驗自己觀察和體會知識點,以及將理論知識融合到具體的實踐生產(chǎn)中等途徑,改革教育手段和考核手段。
教育的改革對老師和學生都提出了新的要求,老師的身份也從以往的傳授者變成指引者,老師的教授知識不再局限于課本理論,更需要引導學生將知識點理解透徹之后進行消化,真正形成自己的知識體系,老師應(yīng)該利用多種手段和方法,引導學生進行全面的學習和實踐。
參考文獻:
[1]胡承志,劉會娟,曲久輝.電化學水處理技術(shù)研究進展[J].環(huán)境工程學報,2018(3):677-696.
[2]徐夢文,韋秋曦,胡曄,周雪,王星,李春涯.基于離子液體的生物電化學傳感器[J].武漢大學學報,2018(1):17-27.
[3]馮建朋,張香平,尚大偉,高紅帥.離子液體中電化學還原CO2[J].化工學報,2018(1):69-75.
[4]高利芳,宋忠乾,孫中輝,李風華,韓冬雪,牛利.新型二維納米材料在電化學領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展[J].應(yīng)用化學,2018(3):247-258.
[5]陳東洋,劉程,王錦艷,潘春躍,喻桂朋.納米多孔有機聚合物電化學應(yīng)用研究[J].高分子學報,2018(5):559-570.
作者簡介:李志勇,副教授,河北省保定市,華北電力大學環(huán)境科學與工程系。