《金屬腐蝕與防護(hù)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

陳 武,梅 平,賴 璐 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北荊州434023)

金屬腐蝕問(wèn)題遍及各個(gè)部門及行業(yè),腐蝕危害巨大,各國(guó)由于腐蝕破壞造成的年度經(jīng)濟(jì)損失約占當(dāng)年國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的1.5%～4.2%,而我國(guó)近年來(lái)的年腐蝕損失約為5000億元,約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的5%[1]。腐蝕除造成經(jīng)濟(jì)損失外,腐蝕還造成對(duì)地球資源、能源的極大浪費(fèi),造成重大安全事故和環(huán)境污染事件,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和人們生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。但如果能普遍、正確地采用適當(dāng)?shù)母g控制技術(shù)和方法,就可以使腐蝕損失降低25%～30%[2-3]。正因?yàn)槿绱?目前世界各國(guó)都非常重視金屬腐蝕與防護(hù)的教育問(wèn)題,通過(guò)腐蝕與防護(hù)的課程學(xué)習(xí),可使學(xué)生掌握金屬腐蝕與防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù),培養(yǎng)一批掌握防腐技能的專業(yè)人才,對(duì)于保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。當(dāng)前,隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,很多工業(yè)生產(chǎn)部門尤其是油氣田和石油化工防腐人才需求巨增。筆者根據(jù)多年 《金屬腐蝕與防護(hù)》的教學(xué)及科研工作的體會(huì)和認(rèn)識(shí),分析了教學(xué)中存在的問(wèn)題及影響,對(duì)長(zhǎng)江大學(xué) 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程改革和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行研究??長(zhǎng)江大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目 (JY2010021)。。

1 課程教學(xué)概況及存在的問(wèn)題

1.1 課程教學(xué)概況

《金屬腐蝕與防護(hù)》是一門以物理化學(xué)為基礎(chǔ),涉及材料科學(xué)、電化學(xué)、化學(xué)、金屬學(xué)、表面科學(xué)、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、生物科學(xué)、工程力學(xué)、固體物理等學(xué)科的交叉性、綜合性學(xué)科。該課程多年來(lái)是長(zhǎng)江大學(xué)應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、石油工程等專業(yè)本科生和碩士研究生的專業(yè)選修課程。雖然 《金屬腐蝕與防護(hù)》是一門選修課程,但由于 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程是理論性與實(shí)用性并重的課程,學(xué)生畢業(yè)后可作為一個(gè)專業(yè)研究方向或就業(yè)方向,很多同學(xué)通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)了金屬腐蝕與防護(hù)的危害、基本原理及其防腐的基本技術(shù),提高了學(xué)生的綜合能力,很多學(xué)生畢業(yè)后到各大油田研究院的防腐中心工作,成為油氣田和石油化工生產(chǎn)的專業(yè)防腐人才。

1.2 存在的問(wèn)題及影響

1)對(duì)該課程重視程度不夠 在思想認(rèn)識(shí)方面,教師、學(xué)生甚至是教學(xué)管理部門對(duì)該課程的重視程度不夠,對(duì)該課程的重要性沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí),或?qū)x修該課程的意義不夠明確或者說(shuō)立足點(diǎn)太低。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先是學(xué)生普遍不買教材,很多學(xué)生上該課程的主要目的就是拿學(xué)分,隨便應(yīng)付了事,上課全憑主觀興趣,學(xué)習(xí)不夠?qū)Ｗⅰ２糠謱W(xué)生坐在課堂是為了不缺勤,但在課堂上卻看一些必修課程如英語(yǔ)等;二是教師也只認(rèn)識(shí)到開設(shè)選修課有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì),對(duì)于選修課如何轉(zhuǎn)化為學(xué)生的素質(zhì),應(yīng)采取怎樣的教學(xué)方法等更深層次更具體的問(wèn)題卻缺乏思考,常常導(dǎo)致教學(xué)上缺少創(chuàng)新意識(shí);教學(xué)管理部門對(duì)選修課程的重視程度不夠,主要表現(xiàn)在:①選修課多安排在晚上或周六、周日的白天或晚上;②對(duì)選修課程的考核沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定,由上課教師自主考核,隨意性強(qiáng);③對(duì)選修課程學(xué)時(shí)計(jì)算方法與必修課不一樣,選修課程50人計(jì)1個(gè)班,必修課40人計(jì)1個(gè)班,超過(guò)40人學(xué)時(shí)數(shù)就乘系數(shù)。這種情況無(wú)論是任課教師還是學(xué)生的心理都不可避免地產(chǎn)生一種該課程不重要的誤解,對(duì)選修課的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生偏差,導(dǎo)致教師授課積極性和動(dòng)力不足,學(xué)生學(xué)習(xí)也缺乏積極性和主動(dòng)性。因此,導(dǎo)致課堂教學(xué)效果不盡人意,無(wú)法讓選修課收到應(yīng)有的教學(xué)效果。

2)學(xué)時(shí)分配不盡合理 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)少,且不斷在調(diào)整,最早為32學(xué)時(shí),后分別調(diào)整為24及現(xiàn)在的30學(xué)時(shí),而 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程信息量非常大,概念、原理、規(guī)律多,關(guān)系多,且內(nèi)容抽象,有些微觀腐蝕機(jī)理不清楚,甚至有些內(nèi)容和理論尚未有定論,因此學(xué)習(xí)難度較大。但由于學(xué)時(shí)數(shù)有限,為了完成既定的教學(xué)任務(wù),教師不能對(duì)課程進(jìn)行系統(tǒng)講解,只能是簡(jiǎn)略地介紹書本知識(shí),缺乏與實(shí)際腐蝕實(shí)例的聯(lián)系,導(dǎo)致學(xué)生只能被動(dòng)地跟著老師走,根本不能主動(dòng)學(xué)習(xí),更談不上在課后認(rèn)真看書、考慮問(wèn)題了。

3)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置不匹配 目前長(zhǎng)江大學(xué)的 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程不僅理論學(xué)時(shí)少,而且沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生沒(méi)有機(jī)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際,也沒(méi)有在教師指導(dǎo)下開展腐蝕與防護(hù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),這就從根本上導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足、學(xué)過(guò)后印象不深、前學(xué)后忘的現(xiàn)象,更談不上動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的鍛煉與培養(yǎng),這樣也就導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后在工作之初,面對(duì)緩蝕劑評(píng)價(jià)、腐蝕測(cè)定、電化學(xué)保護(hù)設(shè)計(jì)等腐蝕與防護(hù)問(wèn)題時(shí)不知所措。

4)課程考核不嚴(yán) 該課程的考核主要是依據(jù)平時(shí)課堂提問(wèn)、小作業(yè)及最后的大作業(yè)或讀書報(bào)告給成績(jī),這種考核方式本意是針對(duì)開設(shè)選修課程目的是開拓學(xué)生知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和初步科研能力而確定的。但總有部分學(xué)生卻因此對(duì) 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程的學(xué)習(xí)很不認(rèn)真,導(dǎo)致課堂學(xué)習(xí)氣氛不濃,教學(xué)效果不好。

2 教學(xué)改革

2.1 重新認(rèn)識(shí) 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程教學(xué)的重要性

柯偉院士指出,政府和社會(huì)各界應(yīng)該像關(guān)注醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)一樣關(guān)注腐蝕問(wèn)題,腐蝕控制的問(wèn)題應(yīng)引起社會(huì)的高度重視[2]。從1962年12月國(guó)家科委、中國(guó)科學(xué)院和教育部共同制定了腐蝕與防護(hù)科技發(fā)展規(guī)劃以來(lái),我國(guó)逐步建立了專門的腐蝕研究機(jī)構(gòu)和教學(xué)單位,科技隊(duì)伍不斷成長(zhǎng)。從1961年全國(guó)大專以上水平的人員一共不過(guò)182人,發(fā)展到現(xiàn)在專業(yè)工程師6000人以上。這些人員在降低腐蝕損失方面發(fā)揮了顯著作用。現(xiàn)在由于大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè),防腐蝕正在形成一門新興的產(chǎn)業(yè),人才問(wèn)題就更為緊迫。目前我國(guó)在勞動(dòng)力資源方面投入腐蝕領(lǐng)域的比例很大,但他們多數(shù)是臨時(shí)工、農(nóng)民工,合格的工程師和高級(jí)管理人員嚴(yán)重短缺,直接影響到了我國(guó)腐蝕與防護(hù)科學(xué)技術(shù)水平的提高及防腐蝕新技術(shù)的推廣應(yīng)用。柯偉院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組建議國(guó)家科技部、教育部和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委聯(lián)合發(fā)文,要求大學(xué)工程教育中包含必要的腐蝕基礎(chǔ)知識(shí),要求工程建設(shè)與企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)參加腐蝕與防護(hù)科技知識(shí)培訓(xùn),對(duì)有關(guān)工程技術(shù)人員要通過(guò)培訓(xùn)、考核獲得資格證書,持證上崗[3]。由此可見開展金屬腐蝕與防護(hù)基礎(chǔ)理論與實(shí)踐教育的重要性。學(xué)校教學(xué)主管部門、教師、學(xué)生應(yīng)該重新認(rèn)識(shí)并重視該課程教學(xué),根據(jù)長(zhǎng)江大學(xué)油氣開發(fā)和石油化工的背景,結(jié)合油氣田和石油化工腐蝕情況和防護(hù)要求,對(duì) 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程進(jìn)行全面建設(shè),加強(qiáng)油氣田和石油化工腐蝕與防護(hù)內(nèi)容,把該課程建設(shè)成具有長(zhǎng)江大學(xué)特色的課程,注重培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力,引導(dǎo)學(xué)生參加腐蝕工程師技術(shù)資格認(rèn)證考試,為油氣田和石油化工生產(chǎn)提供急需的專業(yè)防腐人才,同時(shí)也可以擴(kuò)寬學(xué)生的就業(yè)面和就業(yè)率。

2.2 理論教學(xué)改革

1)及時(shí)更新教材 目前學(xué)生普遍使用的較經(jīng)典的教材如 《金屬腐蝕理論及應(yīng)用》最早出版在1984年,2002年雖經(jīng)再版,但其內(nèi)容沒(méi)有變化。目前有關(guān) 《金屬腐蝕與防護(hù)》新教材盡管每年都有出版,但內(nèi)容大多類似,很難選到有特色和創(chuàng)新的教材。而且隨著科技的進(jìn)步,新型材料的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用,工程材料不再局限于鋼鐵材料,因此腐蝕與防護(hù)的教學(xué)也要與時(shí)俱進(jìn)。在教學(xué)中,要么使用最新教材,以教材內(nèi)容為主線,結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)補(bǔ)充最新的知識(shí),要么根據(jù)腐蝕學(xué)科最新研究進(jìn)展和研究成果自編教學(xué)講義,以保證將該學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)和最新成果傳授給學(xué)生。

2)建立具有長(zhǎng)江大學(xué)特色的 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程體系 在 《金屬腐蝕與防護(hù)》教學(xué)中要結(jié)合油田生產(chǎn)、石油環(huán)保、煉油中常用的設(shè)備的腐蝕與防護(hù)問(wèn)題進(jìn)行講授,讓學(xué)生了解生產(chǎn)工藝、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境及設(shè)備腐蝕特點(diǎn)。講課的重點(diǎn)偏重于油田腐蝕、煉油廠腐蝕原因分析和常用腐蝕防護(hù)技術(shù)的介紹,并引入一些典型腐蝕與防護(hù)實(shí)例,不僅使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)腐蝕與防護(hù)的意義,更知道學(xué)這門課程與今后工作之間的關(guān)系,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)也有利于把該課程建設(shè)成具有長(zhǎng)江大學(xué)特色的油氣田和石油化工腐蝕與防護(hù)的課程,使該課程的教學(xué)更具實(shí)用性和針對(duì)性。

3)多種手段并用教學(xué) 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程學(xué)習(xí)難度較大,教師在課堂要講清概念、理論及教材中圖、表的含義,同時(shí)還要引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),閱讀教材。教學(xué)中還要幫助學(xué)生理清知識(shí)結(jié)構(gòu)和前后關(guān)系、概念分類和對(duì)比,如平衡體系的極化、腐蝕體系的極化,極化的分類、極化的本質(zhì)、極化與防腐技術(shù)的關(guān)系等,使學(xué)生牢固地掌握腐蝕與防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)。為了提高課堂教學(xué)質(zhì)量,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,要多種教學(xué)手段并用,如教師可采用講解、一起討論、多媒體展示、動(dòng)畫和錄像等多種教學(xué)形式。讓學(xué)生觀看有關(guān)腐蝕與防護(hù)的錄像資料,利用多媒體演示各種腐蝕形態(tài)典型的宏觀和微觀照片,便于學(xué)生更加直觀區(qū)分各種腐蝕形態(tài),讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)腐蝕防護(hù)技術(shù)留下深刻印象,使課堂教學(xué)效果大大提高。

4)結(jié)合科研教學(xué) 長(zhǎng)江大學(xué)在油氣田腐蝕與防護(hù)技術(shù)方面承擔(dān)過(guò)多項(xiàng)國(guó)家863、中石油創(chuàng)新基金、湖北省自然科學(xué)基金以及來(lái)自中國(guó)石油、中國(guó)石化和中國(guó)海洋石油的各大油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)委托的腐蝕與防護(hù)方面的科研課題,其中 “油氣田緩蝕技術(shù)研究及應(yīng)用”獲2005年湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),同時(shí)還有2項(xiàng)關(guān)于緩蝕劑的國(guó)家發(fā)明專利及幾十篇腐蝕與防護(hù)方面的研究論文。如果能把這些科研成果與教學(xué)相結(jié)合,教學(xué)中以油氣田開發(fā)、含油污水處理和石油化工生產(chǎn)中發(fā)生的腐蝕實(shí)例作為教學(xué)中的重要資料,以實(shí)際腐蝕失效樣品為教具,將科學(xué)研究的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、成果引入課堂教學(xué),既可豐富教學(xué)內(nèi)容、突出課程特色,又可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生研究和創(chuàng)新能力,使學(xué)生加深對(duì)腐蝕理論的理解,體驗(yàn)理論對(duì)解決實(shí)際腐蝕問(wèn)題的重要意義。

5)結(jié)合就業(yè)和資格認(rèn)證教學(xué) 在教學(xué)中可將教學(xué)目的與學(xué)生的職業(yè)能力、防腐蝕工程師技術(shù)資格認(rèn)證考試直接結(jié)合,既可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,又可為我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國(guó)防建設(shè),尤其是為油氣田和石油化工生產(chǎn)提供急需的專業(yè)防腐人才,同時(shí)也可以擴(kuò)寬學(xué)生的就業(yè)面和提高就業(yè)率。

6)建立更趨合理的考核方式 長(zhǎng)江大學(xué) 《金屬腐蝕與防護(hù)》課程考核主要是依據(jù)出勤情況、平時(shí)課堂表現(xiàn)、小作業(yè)及最后的大作業(yè)或讀書報(bào)告給成績(jī)。為了彌補(bǔ)現(xiàn)有考核方式的不足,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的重視,可增加實(shí)踐環(huán)節(jié)在最終考核中所占的比例,實(shí)踐環(huán)節(jié)著重考查學(xué)生的創(chuàng)新能力、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力,可彌補(bǔ)考核教材化、定義化[4]的不足,真正起到專業(yè)選修課程鍛煉學(xué)生自主創(chuàng)新能力的作用,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

實(shí)踐教學(xué)在課程教學(xué)中起著非常重要的作用,它是鞏固理論學(xué)習(xí)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力、鍛煉學(xué)生分析和解決問(wèn)題及實(shí)際動(dòng)手能力的一種重要方式,也是理論教學(xué)的重要補(bǔ)充,對(duì)學(xué)生理解和鞏固理論教學(xué)內(nèi)容起著重要的作用[5-6]。金屬腐蝕與防護(hù)是理論與實(shí)踐并重的課程,但長(zhǎng)江大學(xué)目前還沒(méi)有專門的金屬腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)室,沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,也沒(méi)有開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此希望學(xué)校能建立針對(duì)石油化工腐蝕與防護(hù)的實(shí)驗(yàn)室,同時(shí)制定教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,并在教學(xué)中增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容,以提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面和就業(yè)面,擴(kuò)寬學(xué)生的就業(yè)渠道。

[1]曾榮昌.“腐蝕與防護(hù)”課程建設(shè)及教學(xué)[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2008,22(6):162-165.

[2]柯偉.中國(guó)工業(yè)與自然環(huán)境腐蝕調(diào)查的進(jìn)展 [J].腐蝕與防護(hù),2004,25(1):1-8.

[3]柯偉.中國(guó)工業(yè)與自然環(huán)境腐蝕調(diào)查 [J].全面腐蝕控制,2003,17(1):1-10.

[4]李正.高校高年級(jí)專業(yè)選修課考核方式優(yōu)化 [J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2008,18(9):182.

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