工科普通化学教改实践与效果分析

摘要：普通化学是工科非化学类学生的一门公共基础课。本文针对目前普遍存在的工科学生对普通化学重视程度不够，学习兴趣欠浓等问题，对我校普通化学的教学内容和教学方法进行了改革。提出了改编体现化学与工科学生专业交叉性的内容、增加与日常生活和工程实际结合的内容等措施；增加了实验课时数，改革实验课教学方式，强化了学生动手能力培养，提高了工科学生学习化学的兴趣。在此基础上，分析了教学改革的实际效果和实践中存在的问题。

关键词：普通化学；改革实践；效果分析

【中图分类号】G640

本论文为“以化学素养和创新思维培养为主线的《大学化学》教学改革与实践”项目部分研究成果，项目由湖南省教育厅资助（N0.127，2010，9-2012，12）

前言

《普通化学》是面向非化学化工类学生的一门公共基础课。我校的土木工程、道路与交通工程、水利工程、能源与动力、建筑环境与设备工程等专业均将其作为选修课开设。本课程不仅要求学生掌握化学基础知识，而且要求学生对于一些后续学习关系较大的章节有更深入掌握和理解。这意味着不同专业对于普通化学课程提出了不同要求，例如能源与动力专业，后续课程主要包括《工程热力学》、《传热学》、《热工设备》、《热能转换利用》、《工程材料》与《机械制造基础》等，要求学生对普通化学中热力学、动力学、有机高分子化学等相关知识有更深入的掌握，而土木工程专业后续只有《土木工程材料》这门化学相关的专业课程，要求对结构化学、有机高分子化学等有更深入了解。但是，目前本校对不同专业在《普通化学》课程教学中仍使用同样的教学大纲和教材，这已明显不能满足学科发展的需要。我校工科学生选修普通化学的人数逐年下降，目前全校只有4个班级开设了该门课程。因此，为了改善目前这种状况，我们对《普通化学》课程进行了些列改革探索，主要包括以下几个方面。

一、改革的主导思想

本次《普通化学》改革是希望能在我校学时少（48学时）的情况下，通过重新选择、处理教材内容和实验内容，使之达到普通化学课程的教学要求和目的，同时又能体现适于工科学生的特点，适当结合工程实际，扩大知识面进而提高学生的实验技能。根据工科学生的培养目标，笔者认为普通化学课程的基本要求为：a、掌握化学的基本理论和知识，熟悉化学变化的基本规律；b、懂得目前主要工程材料的结构与性能；c、具备相关环境化学及能源的基本知识；d、具有一定的化学实验技能。

二、改革的主要措施

（一）改革教材内容

从工科学生的培养目标以及工科的专业特点来看，笔者认为国内眼下的普通化学教材，整体上看与无机化学的区别不大，工科的特点不够突出。针对这一情况，我们在教材的编写过程中作了如下改革尝试：

1.教材结构的调整

本课题组采取了按基本理论分章节的体系，即教材的理论部分分为：物质结构、化学热力学、化学动力学、化学平衡以及电化学等五章。例如“化学平衡”一章，我们在其首“化学平衡原理”之后，分别介绍了气体平衡、溶液中的离子平衡、沉淀平衡、络合平衡以及氧化还原平衡五种“化学平衡”理论。

这样编写旨在在教学时少的情况下，让学生较系统地掌握主要化学理论的基本要点和规律，利于学生比较各种反应的不同特征，同时又可以精简课程内容，减少与中学教材内容中重叠部分。

2.教材内容的处理

针对目前学校规定的《普通化学》教材存在的不足，我们对教材做出如下处理：a、调整了部分理论的深度。例如，在物质结构内容部分，适当降低了原子结构理论的深度；减低了某些定量计算内容和要求；但则提高了分子结构理论和化学平衡理论的深度。b、元素化学部分，主要介绍工科学生以后工作中接触最多的实际物质------桥梁和路面材料的组成、结构与性能，扩大知识范围。例如，增加了能源与水利化学（含生态平衡）等方面的内容。c、适当结合介绍各种理论在相关工程上的应用以及某些新的科技成果。

通过这些对教材内容的改动，提高了普通化学与工科学生专业知识的衔接，改变了工科学生对普通化学“学习无用论”的错误认识；提高了学生对普通化学的学习兴趣。

（二）改进实验教学

普通化学是一门实验科学，所以，实验教学该是普化课的非常重要组成部分。长期以来，我国工科学生之所以在实验技方能面远远逊色于国外学生，其主要问题是：国内师生对实验教学的重视不够，实验内容偏浅；实验教学资源和手段落后。因此，加强实验教学，提高实验质量是我们这次普通化学改革的一个重要方面。

1.提高实验课比例和增加实验内容

将实验课占普通化学课程总学时的比例，由原来的20%（68学时，做5个实验）增加到36～40%（48学时，做3～4实验）；每次实验课的内容也增多，以便让学生有较多的训练机会。

2.更新实验内容和添补仪器设备

根据教材内容并结合工科的特点，我们较大幅度地更新了实验内容，将原来15%的涉及试管、烧杯的内容进行了定性实验，更新到定量或半定量的实验内容占70%，而且一半以上的实验使用到了目前比较好的仪器设备。另外，我们特地安排了一些综合性的实验。例如，基本上按正规实验室的操作程序设计的“氯化钠的纯化”实验，我们改为了“硫酸亚铁胺的制备和分析”。在实验室中再现了工业生产方法的“硫酸亚铁制备”实验。这些实验中应用了多种理论知识，例如置换反应、氧化反应等，它包括了多个单元实验操作训练，而且又与科研、生产实际结合较紧，所以特受学生欢迎。

3.严格实验课的要求

为了在有限的实验课内使学生得到更好地训练，保证实验课的质量，我们还制订了相应的较严格的实验管理制度。例如，学生被要求认真写好预习报告方可参加实验，实验中每个学生都必须亲自动手操作，而且实验数据必须达到要求才准离开实验室等等。另外，为了检查学生的实验技能，还将实验课单独在实验室进行考试，其成绩作为普通化学成绩的一部分（占30%）。这样做其一使学生在实验课中得到了有效的训练，另外，培养了学生严谨、认真和踏实的科学态度。

三、实际效果分析

两年多来的普通化学教改试点，总的来说取得了一定的效果，上达到了预期目的，但在改革过程中也存在一些问题。

1、完成教学计划的情况：按照48学时完成了全部教学任务，其中课堂教学30～32学时，实验教学，实验教学18～20学时，具体授课情况如下：

第一章物质的结构7～8学时

第二章化学热力学初步4学时

第三章化学动力学2学时

第四章化学平衡5～6学时

第五章电化学5学时

第六章元素化学与非金属材料4～5学时（元素化学内容自学）

第七章环境保护与能源自学

实验9～10次，18～20学时

2、课堂讲授效果。通过使用现代教学手段如多媒体等基本上保证了主要理论的系统讲授，同时兼顾介绍了这些理论与专业结合以及其在工程上的某些应用实例，并从组成和结构的视角介绍了目前重要工业材料的概况和无机非金属材料。在一定程度上讲，基本保持了普通化学课程的系统性和完整性，克服了学生非常忌讳的、在授课中大篇幅地砍掉章节或跳跃式的讲授的问题。另一方面，与以往使用的教材和教授方式相比，学生的知识面有所扩大，并一定程度地结合了工科学生专业和工程实际。

3、学生接受效果：在普通化学教改实际中，我们仔细观察记录了学生反应，发现总的情况比较好。无论是从课堂纪律，完成作业的情况，还是从近年的考试成绩来看，效果非常明显。另一方，与教改之前比较，学生的学习兴趣和学习自觉性都大有提高。

4、实验教学情况：改革后的实验教学增加了实验学时，强化了学生动手能力培养，提高对学生严格管理要求。从实际效果来看：首先是学生对待实验课比以前重视，做实验的态度也比以前更认真，实验的兴趣大为提高。有不少学生还主动要求利用星期六、日等课余时间到实验室来做实验，这是过去从未有过的现象；从实验完成的质量以及实验课考试的结果来看，如今学生的实验技能比过去的学生强了许多。

5、存在的间题：a、教学时数太少。经调查，我校是全国普通化学教学课时数和选课人数偏少的理工科院校，以目前的教学时数基本上没有习题课和机动时间，很多章节（如物质结构）讲课有开快车的现象，少数学生学习有点费劲。b、比较先进的教学手段（如电化教学）和实验手段跟不上，影响教学教果。c、有的内容安排自学，学生反映时间得不到保证。d、学生得到老师的课外指导和交流的愿望难以实现，挫伤了学生学习化学的兴趣。

结束语

本课题组在我校进行的普通化学教改试点，仅仅是本课程教学改革的初步探索，有许多问题我们正在研究解决。本文中所述及的一些观点，只是笔者个人在该课题中的一点体会和肤浅看法，有些问题值得商议。选择和处理教材内容的作法，也有必要进一步探讨、改进。

参考文献：

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[2]同济大学普通化学及无机化学教研室.普通化学（第二版）[M].上海：同济大学出版社，1997.

[3]温鸣，吴庆生，姚天明.实例引导与实践促动相结合普通化学教学探讨[J].大学化学，2009，24（5）：14-16.

作者简介：龚福春，1968年9月生于湖南道县，博士，教授。主要研究方向为天然产物化学和生物分析化学。

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