水務(wù)工程專業(yè)普通化學(xué)教學(xué)內(nèi)容探索

王蕾 陳國(guó)元 廖杰 廈門理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 福建廈門 361024

1.課程基本情況

水務(wù)工程專業(yè)是順應(yīng)我國(guó)從傳統(tǒng)的多龍管水向現(xiàn)代水務(wù)管理一體化轉(zhuǎn)換的,為解決城市各類水問題而發(fā)展起來(lái)的新興本科專業(yè).該專業(yè)涉及城市給排水工程、環(huán)境工程、水文與水資源、城市水利工程等諸多學(xué)科領(lǐng)域,除研究水量外,更以水質(zhì)為中心,將水質(zhì)工程技術(shù)的研究貫穿于解決水資源問題的整體概念和過(guò)程中【1】.其中普通化學(xué)作為專業(yè)必修課程要為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的理論基礎(chǔ),也是水分析化學(xué)和水質(zhì)工程學(xué)等核心專業(yè)課的先行課程,在學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)水處理理論與技術(shù)、利用化學(xué)思維解決工程問題等方面打好化學(xué)基礎(chǔ),并提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和培養(yǎng)科研素養(yǎng).

廈門理工學(xué)院水務(wù)工程專業(yè)的普通化學(xué)課程開設(shè)在大學(xué)一年級(jí)的第二學(xué)期,目前存在課程內(nèi)容較多而課時(shí)較少,傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)踐工程案例和學(xué)科前沿理論與技術(shù)等問題,影響教學(xué)效果,易導(dǎo)致學(xué)生在后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)踐中難以應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能.因此本文針對(duì)這些問題,結(jié)合近年來(lái)的授課經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了一些課程教學(xué)內(nèi)容的探討.

2. 課程教學(xué)內(nèi)容探索

2.1 教學(xué)內(nèi)容選取編排和衍生

非化學(xué)專業(yè)工科類普通化學(xué)教材較多,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和課時(shí)安排梳理教學(xué)內(nèi)容是保證教學(xué)質(zhì)量的必要手段【2】.然而目前尚無(wú)完全符合水務(wù)工程專業(yè)定位和學(xué)生培養(yǎng)訴求的教材,因此需要對(duì)已有教材的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選取編排和衍生.原來(lái)選用的教材是浙江大學(xué)普通化學(xué)教研組編寫的《普通化學(xué)》,該教材內(nèi)容系統(tǒng),而且知識(shí)點(diǎn)多涉及面廣,包含化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)及物質(zhì)結(jié)構(gòu)等化學(xué)反應(yīng)基本原理,同時(shí)涵蓋電化學(xué)、溶液化學(xué)、能源、環(huán)境、材料、生命健康等專題【3】.我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中結(jié)合水務(wù)工程專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn),在講授化學(xué)反應(yīng)基本原理之后,教學(xué)內(nèi)容偏重于溶液化學(xué)、電化學(xué)和環(huán)境化學(xué)這幾章節(jié).由于在本專業(yè)后續(xù)的課程中除水分析化學(xué)外并無(wú)其他化學(xué)類課程,為了更好的和核心專業(yè)課水質(zhì)工程學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行銜接,因此編排普通化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容時(shí)衍生加入水處理理論與技術(shù)中常用的物理化學(xué)原理.例如在電化學(xué)章節(jié)的學(xué)習(xí)中,強(qiáng)調(diào)氧化劑和還原劑的氧化性和還原性強(qiáng)弱的比較與計(jì)算,衍生到解決有機(jī)污染物的降解如何選用合適的氧化劑這一問題,使學(xué)生理解并可以應(yīng)用該化學(xué)原理到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)中,以及將來(lái)現(xiàn)實(shí)問題的解決中.

2.2 教學(xué)內(nèi)容中引入實(shí)際工程案例

水務(wù)工程專業(yè)與實(shí)際聯(lián)系緊密,要求學(xué)生在掌握專業(yè)基本理論的基礎(chǔ)上能夠在涉水工程領(lǐng)域具有一定的工程實(shí)踐能力.因此教學(xué)內(nèi)容中需要引入實(shí)際工程案例,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)解決工程中出現(xiàn)的實(shí)際化學(xué)問題,同時(shí)也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣【4】.我們?cè)谡n程教學(xué)中也嘗試將與專業(yè)緊密相關(guān)的實(shí)際工程問題引入授課過(guò)程,例如水務(wù)工程專業(yè)大學(xué)一年級(jí)下學(xué)期認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)時(shí),在參觀電鍍廢水處理廠時(shí)看到的水中重金屬離子的去除問題,將其作為溶液化學(xué)沉淀平衡章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的案例,結(jié)合鐵氧體法處理含鉻廢水的工藝設(shè)計(jì),引導(dǎo)學(xué)生理解并運(yùn)用其中的化學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì).幫助學(xué)生更加深入的理解理論原理并能在工程中應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題的綜合能力和專業(yè)素養(yǎng).

2.3 學(xué)科前沿及新技術(shù)中的化學(xué)問題與課程內(nèi)容的結(jié)合

和專業(yè)相關(guān)的科研成果可以應(yīng)用到教學(xué)內(nèi)容中,為學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)研究素質(zhì)的培養(yǎng)具有積極作用【5】.近年來(lái)在水務(wù)工程研究領(lǐng)域針對(duì)環(huán)境水污染問題開發(fā)了很多新型降解技術(shù)和深度處理技術(shù),將這些技術(shù)中的化學(xué)問題穿插在課程教學(xué)內(nèi)容中,引入研究型問題,在啟發(fā)學(xué)生化學(xué)思維的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng).比如在講授化學(xué)動(dòng)力學(xué)章節(jié)的理論知識(shí)時(shí),引入基于羥基自由基的高級(jí)氧化水處理技術(shù),簡(jiǎn)介相關(guān)的科學(xué)文獻(xiàn),加深學(xué)生對(duì)自由基反應(yīng)速率常數(shù)概念的理解.同時(shí),科研成果與教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合能夠拓寬學(xué)生的視野,為后續(xù)水質(zhì)工程學(xué)中水處理理論與新技術(shù)的學(xué)習(xí)做鋪墊.引導(dǎo)對(duì)科學(xué)研究有興趣的學(xué)生提前加入實(shí)驗(yàn)室,參與研究課題和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,為畢業(yè)后的深造和工程技術(shù)的工作積累一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).

3.結(jié)論

普通化學(xué)是水務(wù)工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的篩選編排衍生,引入實(shí)際工程案例和學(xué)科前沿科學(xué)研究及新技術(shù)中的化學(xué)問題,將傳授知識(shí)與啟發(fā)思維和提高能力相結(jié)合,對(duì)提高工科普通化學(xué)課程教學(xué)效果具有一定的教學(xué)研究意義.