冶金工程专业基础化学实验教学体系构建与教学内容.pdf

总第 1 5 9期 2 0 1 6年第1 期 山西冶金 S HANXI ME T AL L URGY T o t a l 1 5 9 No． 1，2 01 6 行韭毅_瓣一 ∞ ≯ “ I DOI 1 0 ． 1 6 5 2 5 ． c n k i ． c n 1 4 - 1 1 6 7 ／ t f ． 2 0 1 6 ． O 1 ． 1 9 冶金工程专业基础化学实验教学体 系构建与教学 内容★ 吴汉福， 田玲， 李 志， 李松 ， 张绪勇 六盘水师范学院化学与化学工程系， 贵州水城5 5 3 0 0 4 摘要 针对冶金工程专业基础化学实验教学中存在的问题， 结合冶金工程专业特点， 提出基础化学实验教学 改革思路， 构建“ 基础一综合一创新” 三个模块的基础化学实验教学体系， 整合优化实验项目， 设置与冶金工程 专业方向紧密结合的基础化学实验， 充分体现化学实验技术在冶金工程专业中的具体应用。通过实践， 证明该 改革取得了较好的效果。 关键词 冶金工程专业基础化学实验实验课程体系教学内容 中图分类号 G6 4 2 ． 0 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 1 1 5 2 2 0 1 6 0 1 0 0 5 1 0 3 六 盘水师范学院是一所新 升格的地方本科院 校。冶金工程专业是为了使本院专业建设与地方产 业对接于2 0 1 2 年开设的，主要培养具备钢铁冶金、 有色冶金等方面的专业知识和基本技能，能在冶金 领域从事科学研究、 技术开发、 生产过程设计、 生产 经营和管理工作的高级应用型人才。化学学科是冶 金工程专业中较为重要的基础学科，基础化学实验 课程是冶金工程专业学生进入大学后首先要系统学 习的课程 ， 是冶金技能的基础[ 1 ] 。通过基础化学实验 课程教学，可以培养冶金工程专业学生的化学实验 技能以及分析问题和解决问题的能力。 本院结合冶金工程专业办学特色与方向以及学 生需要具备的化学知识和实验技能要求， 总结 2 0 1 2 级开设的基础化学实验课程，积极探索基础化学实 验课程体系和内容的改革，进一步提高基础化学实 验教学水平 。 1 冶金工程专业基础化学实验存在的问题 2 0 1 2级冶金工程专业开设的基础化学实验有无 机化学实验 、分析化学实验和物理化学实验 ，共 9 0 个学时，分别在第一学期、第二学期和第四学期开 设 。主要存在的问题是 验证性实验项 目较多 ， 而综 合性、创新性项 目 较少，实验涉及的方法和技术单 一 ，几乎没有实验方法和技术的综合应用； 开设的实 收稿 日期 2 0 1 6 0 卜2 7 ★基金项目贵州省质量工程一贵州省高等学校教学内容和 课程体系改革培育项目 黔教[ 2 0 1 2 1 4 2 6 0 3 5 第一作者简介 吴汉福 1 9 7 2 一 ， 男， 副教授 ， 硕士， 主要研究 方向 资源化学与环境污染控制。 验与冶金工程专业相关性不是很强 ，不能充分发挥 基础化学实验是专业实验与技能 的基础作用 ；选择 实验内容较为陈旧，实验涉及的技术手段也较为落 后，基础化学实验教学几乎没有涉及现代精密大型 仪器 。 因此 ， 学生觉得基础化学实验内容没有实用性， 于是对基础化学实验没有积极性。 2 冶金工程专业基础化学实验教学改革思路与构建 根据 冶金工程 专业 的基础化学实验教学 体系 构建与改革 目 标 ， 按照“ 基础一综合一创新” 模块思 路， 以三个模块编排教学课程体系， 以基础化学实 验必备知识和技能为核心， 以培养学生的应用能力 和创新能力为主线 ，构建以培养基本技能扎实、 创 新能力强的应用型人才为主的基础化学实验课程 教学体系 ] 。 2 ． 1 基础性模块 基础性模块是学生进入大学后首先学习的实验 课程 ， 内容重在基础， 所 以在设置时要全面考虑无机 化学实验 、分析化学实验和物理化学实验 的共性问 题 ， 凸显基础化学实验 的基本知识 、 基本技能 、 基本 操作以及该部分学习在冶金工程专业人才培养中重 要的基础作用。 这一部分的对应课程为 基础化学实 验 ， 共 5 6 个学时， 在第 1 学期到第 3 学期开设。本 模块实验内容选择重点在于培养和强化学生化学实 验的基本操作、基本技能和实验方法以及一般性的 分析问题能力[4 ] 。例如 实验室安全知识的学习， 玻 璃器皿洗涤、 药品称量、 溶液配制、 滴定操作 、 分离纯 化操作以及仪器的基本操作使用。这部分重在强调 化学实验的基本操作和基本技能的规范性。改革优 5 2 山西冶金 E - ma i l s x y j b j b 1 2 6 ． c o rn 第 3 9卷 化的实验项 目见表 1 。 表 1 “ 基础化学实验一 基础 性” 项 目内容 序号 实验项 目名称 学 时 技能培养 基础化学实验要求及实验室 2 实验规 范性 1 安全知识 玻璃仪器洗涤、 干燥以及简单的 3 基本操作训练 2 玻璃加工 3 硝酸钾的溶解度测定与提纯 3 称量 、 分离 和提纯操作 p H计的使用和平衡常 4 p H法测定醋酸电离常数 2 ‘ 数的测定 5 重铬酸钾标准溶液和氨冲缓溶 3 溶液配制的练习 液的配制 6 酸碱标准溶液的标定 3 滴定操作训练 7 P区元素化合物 的性质 2 鉴别 、 验证操作训练 8 d区元素化合物的性质 3 鉴别、 验证操作训练 9 阳离子混合液的分离与鉴定 3 分离与鉴定操作训练 1 0 混合溶液的连续滴定 3 滴定分析应用操作 1 l H 2 0 含量的测定 高锰酸钾法 3 氧化还原分析原理与 应用训练 莫尔法测定 可溶性氯 化物中 1 2 氯含 量 3 重量法分析应用训练 1 3 4 分光光度计的使用 分光光度法测定 自来水中铁的 含量 1 4 燃烧热的测定 4 氧弹量热计的操作以及 热效应 的测定方法 1 5 五水硫酸铜热分析 4 热分析仪的操作以及 原理和分析方法 金属相图仪器操作以及 1 6 二组分合金相图 5 相图绘制训练 1 7 电池电动势的测定 3 电位差计或电化学工作 站的使用 1 8 化学反应速率、 反应级数和 3 反应速率、 反应级数和 活化能的测定 活化能测定方法 的训 练 2 ． 2 综合性模块 综合 眭实验的设置 ，目的是让学生具有运用本 课程和相关课程的知识、技能和方法等分析问题的 能力 ，从 而对 同一 问题从不 同方法角度来思考 、 分 析 ，用批判 的眼光看待已有 的实验方法和 自己获得 的实验结果 ， 训练 自己的创造性思维意识 ， 培养 自己 的创新能力 ∞ 。综合性基础化学实验是在学生完成 基础性化学实验基础上开设的 ，因此对实验项 目的 选择既要考虑基础化学的内容特点，又要考虑冶金 工程专业方向， 增强学生对专业的学习兴趣， 凸显实 验的应用性 ，体现实验技能应用和实验内容拓展的 重要性 ，尽可能适应冶金工程专业应用型人才培养 的定位与要求。相应的课程为基础化学实验一综合 性的重要性 ， 共 1 6 个学时， 在第 3 学期开设。 实验项 目见表 2 。 2 ．3 创新性模块 创新性实验的原本设置内容超出了实验教学大 表 2 “ 基础化学实验一综合性” 项目内容 序 号 实验项 目名称 学时 技能培养 制备无机化合物的常用 1 硫酸亚铁铵的制备 4 基本操作 制备无机化合物的常用 2 硫代硫酸钠的制备和性质 4 基本操作 以及性质检验 四氧化三铅的组成及其含 4 无机化合物组成分析 3 量的测定 问接碘量法测定铜合金中 4 铜含量 4 间接碘量法定量分析方法 纲的范畴口 ] ， 而本文中此模块是在学生经过基础化 学实验一基础性和基础化学实验一综合性的训练后 具有一定的理论和实践基础上开设的，具备一定 的 设计性、 探索性与研究性， 重在化学技术与技能的拓 展 ，培养冶金工程专业学生对化学实验技术技能的 应用和独立 自主的学习能力。实验项 目包括设计性 和研究创新 I生类 内容 ，强调化学实验技术技能的实 际应用。对应课程是基础化学实验创新性 ， 共 1 8 个学时， 在第 4 学期开设。优化实验内容见表 3 。 表 3 “ 基础化学实验一创新性” 项目内容 序号 实 验项 目名称 学 时 技能 培养 1 钢铁中镍的含量测定 6 设计 、 应用研究 明湖湿地公园水中可溶性磷 2 的测定 6 设计、 探索 、 应用研究 3 赫章铁矿石热分析 6 设计 、 探索 、 应 用研究 3 实施效果与展望 通过对 2 0 1 3级和 2 0 1 4级 的基础化学实验课程 的改革与实践， 目 前已初步形成较为适合本院冶金工 程专业的基础化学实验教学体系和教学内容。与 2 0 1 2级相 比，现行的基础化学实验强调与专业方 向 相结合并力求凸显化学实验技术技能在冶金领域的 应用。在实施过程 中， 学生学习基础化学实验的积极 性有了显著提高， 从应付性完成实验到我要做好实验 的思想转变， 特别体现在学生对基础化学实验课前预 习、 提出问题、 操作过程、 实验报告撰写的认知性和积 极 眭方面。 基于学生对基础化学实验课程思想认识的 转变 ， 学生的操作技能、 应用与分析、 判断问题以及解 决问题的能力得到了有效提高 ， 真正认识到基础化学 实验是专业的基础， 不再问教师为什么冶金工程专业 要学习基础化学实验。 虽然 目前的改革实施取得 了一 定的效果， 但在今后的教学中， 仍要继续在实践中不 断探索完善课程体系和教学内容， 从应用型人才培养 的角度出发 ， 通过对基础化学实验教学体系和内容进 行改革 ， 最终实现本院冶金工程专业学生从被动完成 2 0 1 6年第 1 期 吴汉福， 等 冶金工程专业基础化学实验教学体系构建与教学内容 5 3 基础化学实验到主动完成的转变 ， 要重点实现以现代 仪器在冶金方面的应用为导向开设符合现代冶金工 程发展的基础化学实验， 为冶金工程专业应用型人才 的培养奠定坚实的基础。 参考文献 [ 1 ] 肖 利 ， 刘建华， 唐娴敏， 等． 冶金、 材料类专业物理化学课程教学 改革与实践[ J ] ． 2 0 1 1 ， 2 5 3 9 3 9 6 ． [ 2 ] 周立亚， 龚福忠， 秦伟， 等． 基础化学实验课程建设及实验教学 改革[ J ] ． 实验技术与管理， 2 0 0 9 ， 2 6 3 1 4 8 1 5 4 ． [ 3 ] 郝爱平， 陈贞干， 周诗彪． 基础化学实验教学体系的改革与实践 [ J ] ． 广州化工 ， 2 0 1 2 ， 4 O 9 2 1 4 2 1 5 ． [ 4 ] 王崇均， 傅敏， 古昌红 ， 等． 基础化学实验教学内容与运行模式 改革 [ J ] ．广州化工， 2 0 1 2 ， 4 0 8 1 8 2 1 8 4 ． [ 5 】 肖 建富， 高瞻， 李桂新． 综合性实验的界定与作用探析[ J ] ． 实验 技术与管理 ， 2 0 0 8 ， 2 5 1 2 1 4 3 1 6 5 ． [ 6 ] 薛雅蓉， 庄重 ， 康铁宝， 等． 构建三级细胞生物学实验教学体系 的实践 [ J ] ． 高等理科教育 ， 2 o 1 3 2 9 0 9 4 ． [ 7 ] 程永扬， 王为， 李小昱， 等． 构建立体化的创新性实验教学体系 与模式[ J ] ． 实验室研究与探索， 2 0 0 8 ， 2 7 7 1 0 2 1 5 2 ． 编辑 胡玉香 Co n s t r u c t i o n o f Co u r s e S y s t e m o f F u n d a me n t a l Ch e mi s t r y Ex p e r i me n t a n d Te a c h i n g Co n t e n t f o r t h e M e t a l l u r g i c a l En g i n e e r i n g WU Ha n f u ， TI AN Li n g ， LI Zh i ， LI S o n g ， ZHANG Xu y o n g De p a r t me n t o f C h e mi s t r y a n d C h e mi c a l E n g i n e e r i n g ， L i u p a n s h u i No r ma l C o l l e g e ， S h u i c h e n g Gu i z h o u 5 5 3 0 0 4 Ab s t r a c t F o r me t a l l u r g i c a l e n g i n e e rin g p r o b l e ms o f b a s i c c h e mi s t r y e x p e rime n t t e a c h i n g ，c o mb ini n g w i t h t h e c h a r a c t e ri s t i c s o f m e t a l l u r g i c a l e n gi n e e r i n g ， t h i s p a per p u t s f o r w a r d s o m e t e a c h i n g r e f o r m i d e a s o f b a s i c c h e m i s t r y e x p e ri me n t 。e s t a b l i s h e s ” b asi s s y n the s i s i n n o v a t i o n ” t h r e e mo d u l e s o f b a s i c c h e mi s t r y e x p e ri me n t t e a c h i n g s y s t e m， in t e g r a t e s o p ti mi z a ti o n e x p e r i me n t p r o j e c t ， s e t s u p b a s i c c h e mi c al e x p e ri m e n t c l o s e l y i n t e gr a t e d w i t h m e t a l l u r gi c al e n g ine e ri n g ，a n d f u u y e m b o d i e s the s p e c i fi c a p p l i c a t i o n o f c h e mi c a l e x peri m e n t t e c h n o l o g y i n m e t a l l u r g i c al e n g i n e e ri n g ． T h rou g h p r a c t i c e ， i t p r o v e s t h a t the r e f o r m h a s o b t a i n e d g o o d e ff e c t ． Ke y wo r d s me t a l l u r gi c al e n gin e e r i n g ， b a s i c c h e mic al e x p e r i me n t ， e x p e ri m e n t al c o u r s e s y s t e m， t e a c h i n g c o n t e n t 上接第 5 0页 参考文献 [ 1 ] 邹家祥． 轧钢机械[ ．北京 冶金工业出版社， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 陈华江， 胡占齐， 杨成林， 等． 新型步进式冷床的设计与应用[ J ] ． 机械设计与制造， 2 0 0 6 6 1 2 1 3 ． [ 3 ] 徐言东， 程知松， 曹秀芬 ， 等． ， J 、 型交流传动步进式窄冷床的设 计改进[ J ] ．冶金设备， 2 0 0 2 4 5 7 5 9 ． [ 4 ] 徐言东， 张立杰， 范建飞， 等． 棒材步进式冷床机构设计选型[ J ] ． 冶金设备， 2 0 0 4 6 2 8 3 0 ． [ 5 ] 蔡立春， 张浩， 贾新辉， 等． 步进式棒材成品冷床介绍及应用 [ J ] ． 机械工程师 ， 2 0 l 2 7 1 4 7 1 4 8 ． [ 6 ] 刘文昌， 王振祥， 郑炀曾， 等．4 5 V非调质钢连续冷却转变的研究 [ J ] ．燕 山大学学报 ， 1 9 9 5 4 2 0 2 1 ． [ 7 ] 彭万刚， 籍晋英． 棒材冷床新技术的工程设计 [ J ] ． 山西冶金， 2 0 0 4 3 4 7 4 8 ． [ 8 ] 黄庆学_车 L 钢机械设计[ M ] ．北京 冶金工业出版社， 2 0 0 7 ． [ 9 ] 戚新军， 靳玉海， 韩彩凤， 等． 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a m fi n i s h i n g p r o c e s s ，c o n s e q u e n tl y s a v i n g c o s t and b r in gi n g m o r e b e n e fi t s fo r e n t e r p r i s e s ． Ke y wo r d s h i g h q u a h t y s p e c i a l s t e e l ， b a r ， c ool ing b e d