材料腐蝕與防護實驗教學(xué)方法探索*

楊敏

德州學(xué)院化學(xué)系 山東 德州 253023

腐蝕與防護是一門源于以及服務(wù)于生產(chǎn)實踐的課程。實驗教學(xué)不僅可以提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而且是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力的途徑之一[1]。因此，結(jié)合培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)，為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，應(yīng)該應(yīng)用以下教學(xué)方法進行實驗教學(xué)。

1 研討式教學(xué)模式

在腐蝕與防護實驗教學(xué)中，采用研討式教學(xué)方法，教師以導(dǎo)為主，創(chuàng)設(shè)問題情境，調(diào)動學(xué)生思考問題的主動性，然后師生在查找文獻資料的基礎(chǔ)上研究、討論問題，再進行實驗、探索，使學(xué)生掌握知識和技能。

研討式教學(xué)可以分為四大模塊[2]。

1.1 課前選題

在學(xué)生進行基礎(chǔ)理論、原理、實驗方法以及文獻檢索方法的學(xué)習(xí)后，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合研究的熱點問題，確定學(xué)生感興趣的課題。

1.2 討論交流

學(xué)生進行討論后，指導(dǎo)學(xué)生選擇合適的題目。學(xué)生根據(jù)選題，進一步查閱相關(guān)資料，進行小組內(nèi)討論，并寫出實驗方案。教師組織全班學(xué)生討論各組制定的實驗方案，從選題、實驗方法的選擇等各個方面，進行提問、討論。在此過程中，教師是學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，突出學(xué)生的主體地位，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

1.3 實驗實施

教師根據(jù)確定的實驗方案，指導(dǎo)學(xué)生做好實驗的準(zhǔn)備工作。在實驗過程中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進行實驗，并要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗。在實驗過程中，要求學(xué)生認(rèn)真做好實驗參數(shù)、實驗現(xiàn)象以及實驗數(shù)據(jù)等內(nèi)容的記錄。

1.4 結(jié)果評定

實驗完成后，各組學(xué)生應(yīng)及時撰寫實驗報告，并制作PPT，在課堂向全體同學(xué)匯報。根據(jù)實驗方法、實驗方案、實驗結(jié)果以及課堂討論的表現(xiàn)評出優(yōu)秀小組和優(yōu)秀個人，在期末實驗綜合測評中相應(yīng)加分。

1.5 成績考核

在實驗教學(xué)過程中，對不同的教學(xué)模式制定相應(yīng)評分標(biāo)準(zhǔn)。研討式實驗教學(xué)的各環(huán)節(jié)所占實驗總成績的比例為：選題占10%，討論交流占20%，實驗過程占30%，實驗報告占30%，匯報占10%。

1）選題（10分）。①學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)知識，查閱文獻資料能力強，能全面查閱相關(guān)的資料，選題符合課程目標(biāo)，題目有較高難度，8～10分；②學(xué)生較認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)知識，查閱文獻資料能力較強，查閱的相關(guān)資料較全，選題符合課程目標(biāo)，題目有一定難度，6～7分；③學(xué)生能夠?qū)W習(xí)相關(guān)知識，查閱文獻資料能力一般，查閱相關(guān)的資料不夠全面，選題符合課程目標(biāo)，題目難度小，0～5分。

2）討論交流（20分）。①討論前期準(zhǔn)備充分，制定的實驗方案合理，實驗方法可行；在討論過程中，清晰地闡述實驗原理、方法和實驗方案，能準(zhǔn)確回答有關(guān)的問題，16～20分。②討論前期準(zhǔn)備較充分，制定的實驗方案較合理，實驗方法基本可行；在討論過程中，能闡述實驗原理、方法和實驗方案，能回答有關(guān)的問題，12～15分。③討論前期準(zhǔn)備不夠充分，制定的實驗方案需要改進；在討論過程中，不能清晰地闡述實驗原理、方法和實驗方案，對提出的問題一般能回答，0～11分。

3）實驗過程（30分）。①實驗態(tài)度端正，嚴(yán)格實驗操作規(guī)程，動手能力強，實驗數(shù)據(jù)記錄完整，認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象并記錄詳細(xì)，24～30分；②實驗態(tài)度基本端正，實驗中出現(xiàn)錯誤能及時糾正，動手能力較強，實驗數(shù)據(jù)記錄基本完整，能觀察實驗現(xiàn)象但記錄不詳細(xì)，18～23分；③實驗態(tài)度不夠端正，實驗操作不規(guī)范，動手能力較差，實驗數(shù)據(jù)記錄不完整，不能及時觀察實驗現(xiàn)象，記錄不完全，0～17分。

4）實驗報告（30分）。①實驗報告內(nèi)容完整，實驗數(shù)據(jù)真實可靠，格式規(guī)范，文字簡練、通順，圖表整潔、布局合理，字跡工整，24～30分；②實驗報告內(nèi)容基本完整，實驗數(shù)據(jù)較可靠，格式較規(guī)范，文字較通順，圖表布局基本合理，字跡較工整，18～23分；③實驗報告內(nèi)容不夠完整，實驗數(shù)據(jù)有問題，格式不夠規(guī)范，文字不夠通順，圖表不夠整潔，字跡不夠工整，0～17分。

5）匯報（10分）。①PPT內(nèi)容正確，無科學(xué)性和知識性的錯誤，結(jié)構(gòu)合理；能流利地陳述實驗的主要內(nèi)容，回答問題思路清晰，表達準(zhǔn)確，8～10分。②PPT內(nèi)容基本正確，有少量錯誤，結(jié)構(gòu)基本合理；能陳述實驗的主要內(nèi)容，回答問題思路較清晰，表達基本準(zhǔn)確，6～7分。③PPT內(nèi)容不夠正確，有一些錯誤，結(jié)構(gòu)不夠合理；能陳述實驗的主要內(nèi)容，回答問題不夠準(zhǔn)確，0～5分。

研討式教學(xué)模式為學(xué)生提供了思考和討論問題的機會，使學(xué)生能系統(tǒng)地掌握腐蝕的基本知識、基本原理以及常用的防腐方法，加深對前期相關(guān)課程所學(xué)知識的理解和應(yīng)用。在實驗教學(xué)過程中，采用這種教學(xué)模式調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并進行科技研究的能力及綜合運用知識解決問題的能力，同時培養(yǎng)了文獻檢索與閱讀的能力、表達能力、計算機及信息技術(shù)應(yīng)用能力。

2 層次化教學(xué)模式

在開設(shè)材料腐蝕與防護實驗課程之前，對材料化學(xué)本科班的學(xué)生的知識水平和實驗?zāi)芰M行調(diào)查，了解全班學(xué)生的實際情況。通過對學(xué)生知識掌握情況的了解，對學(xué)生進行分組，每組3～4人。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的知識與能力水平，將實驗分為驗證型實驗、綜合型實驗與設(shè)計型實驗[3]，實驗項目如表1所示。

表1 材料腐蝕與防護綜合與設(shè)計型實驗項目表

驗證型實驗以驗證腐蝕原理與方法為主，以鞏固理論知識與強化基本實驗?zāi)芰槟康模谝欢ǖ膶嶒灄l件下，學(xué)生按照實驗步驟，對已知結(jié)果進行驗證。通過這類實驗，學(xué)生可以加深基本原理和方法的理解以及加強基本實驗技能的訓(xùn)練。因為驗證型實驗形式單一，不能很好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，正逐步減少驗證型實驗的比例。

為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，進一步調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容，增加綜合實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。綜合設(shè)計實驗以學(xué)生掌握和運用多種實驗原理和方法為主，在實驗過程中要求學(xué)生能夠綜合運用多個知識點分析問題和解決問題。在實驗教學(xué)過程中，開設(shè)“金屬腐蝕速度的測定”“閉塞電池腐蝕實驗”“極化曲線的繪制”和“碳鋼在水體系中的腐蝕實驗”等實驗項目[4]。例如：在“金屬腐蝕速度的測定”實驗過程中，學(xué)生可以選擇重量法、容量法、電化學(xué)方法測定金屬腐蝕的速度；在“碳鋼在水體系中的腐蝕實驗”中，學(xué)生可以選擇自來水、鹽水以及加入緩蝕劑水體系進行研究[5]。通過綜合實驗，學(xué)生可以掌握多個知識點，為后續(xù)的創(chuàng)新實驗打下基礎(chǔ)。

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在實驗教學(xué)過程中增加設(shè)計型實驗項目，如“電鍍與化學(xué)鍍”“不同緩蝕劑的緩釋效率評定”等。學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識后，在現(xiàn)有的實驗條件基礎(chǔ)上，通過查閱各種文獻資料→設(shè)計實驗方案→經(jīng)過教師的指導(dǎo)后修改并制定可行的實驗方案→再獨立進行實驗的過程中，可以獨立地思考問題和解決問題，從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

3 結(jié)束語

實驗是腐蝕與防護課程的重要實踐環(huán)節(jié)。在實驗教學(xué)中開展研討式、層次化教學(xué)模式，學(xué)生不僅加深了對理論的理解，調(diào)動了學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)習(xí)質(zhì)量，更重要的是培養(yǎng)了創(chuàng)新意識，提高了綜合運用知識分析問題和解決問題的能力。

[1]劉繼華.材料腐蝕與保護實驗的教學(xué)改革與實踐[J].上海工程技術(shù)大學(xué)教育研究,2008(4):40-43.

[2]李渝萍.通過“研討式”分子生物學(xué)實驗課培養(yǎng)八年制醫(yī)學(xué)生科研素質(zhì)[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育,2011(5):106-107.

[3]王孝威,曹慧.“四層次漸進式”實驗教學(xué)模式的探索與實踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(34):17218-17219.

[4]孫霜青.材料腐蝕與防護實驗教學(xué)改革[J].科技信息,2012(12):125-126.

[5]張捍東.碳鋼在鹽水體系中的腐蝕研究[J].當(dāng)代化工,2005(4):243-245.