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

王蕾 陳國元 廖杰

【摘要】：水務(wù)工程專業(yè)是涉及多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性新興專業(yè)，普通化學(xué)是其專業(yè)建設(shè)中重要的基礎(chǔ)課程。傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容存在專業(yè)針對性不足，工程實踐與理論基礎(chǔ)脫節(jié)，科研成果在教學(xué)內(nèi)容中的應(yīng)用缺乏等問題。針對以上問題對課程教學(xué)內(nèi)容進行了一些探索。

【關(guān)鍵詞】：水務(wù)工程 普通化學(xué) 教學(xué)內(nèi)容

1.課程基本情況

水務(wù)工程專業(yè)是順應(yīng)我國從傳統(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)一年級的第二學(xué)期，目前存在課程內(nèi)容較多而課時較少，傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容缺乏實踐工程案例和學(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)與實踐中難以應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)知識和實驗技能。因此本文針對這些問題，結(jié)合近年來的授課經(jīng)驗進行了一些課程教學(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)特點和課時安排梳理教學(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，因此需要對已有教材的教學(xué)內(nèi)容進行選取編排和衍生。原來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)，而且知識點多涉及面廣，包含化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)及物質(zhì)結(jié)構(gòu)等化學(xué)反應(yīng)基本原理，同時涵蓋電化學(xué)、溶液化學(xué)、能源、環(huán)境、材料、生命健康等專題【3】。我們在教學(xué)過程中結(jié)合水務(wù)工程專業(yè)的教學(xué)目標和專業(yè)特點，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)的知識點進行銜接，因此編排普通化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容時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，強調(diào)氧化劑和還原劑的氧化性和還原性強弱的比較與計算，衍生到解決有機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，以及將來現(xiàn)實問題的解決中。

2.2教學(xué)內(nèi)容中引入實際工程案例

水務(wù)工程專業(yè)與實際聯(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踐能力。因此教學(xué)內(nèi)容中需要引入實際工程案例，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)知識解決工程中出現(xiàn)的實際化學(xué)問題，同時也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣【4】。我們在課程教學(xué)中也嘗試將與專業(yè)緊密相關(guān)的實際工程問題引入授課過程，例如水務(wù)工程專業(yè)大學(xué)一年級下學(xué)期認識實習(xí)時，在參觀電鍍廢水處理廠時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，引導(dǎo)學(xué)生理解并運用其中的化學(xué)原理進行計算和設(shè)計。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】。近年來在水務(wù)工程研究領(lǐng)域針對環(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)思維的同時培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。比如在講授化學(xué)動力學(xué)章節(jié)的理論知識時，引入基于羥基自由基的高級氧化水處理技術(shù)，簡介相關(guān)的科學(xué)文獻，加深學(xué)生對自由基反應(yīng)速率常數(shù)概念的理解。同時，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)對科學(xué)研究有興趣的學(xué)生提前加入實驗室，參與研究課題和創(chuàng)新性實驗項目，為畢業(yè)后的深造和工程技術(shù)的工作積累一些實踐經(jīng)驗。

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，通過對教學(xué)內(nèi)容的篩選編排衍生，引入實際工程案例和學(xué)科前沿科學(xué)研究及新技術(shù)中的化學(xué)問題，將傳授知識與啟發(fā)思維和提高能力相結(jié)合，對提高工科普通化學(xué)課程教學(xué)效果具有一定的教學(xué)研究意義。

【參考文獻】：

【1】 暴瑞玲，劉俊，徐向陽. 水務(wù)工程專業(yè)實驗教學(xué)改革與探索[J]. 黑龍江教育， 2016， 4：23-24.

【2】 閆紅亮，王明文，李新學(xué)，車平，臧麗坤. 淺談少學(xué)時普通化學(xué)的教學(xué)方法[J]. 大學(xué)化學(xué)， 2018，33（4）：7-10.

【3】 浙江大學(xué)普通化學(xué)教研組. 普通化學(xué). 第6版. 北京： 高等教育出版社， 2011.

【4】 吳義平， 楊本宏. 普通化學(xué)案例教學(xué)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[J]. 大學(xué)化學(xué)， 2017， 32（6）：27-30.

【5】 張開龍， 戴偉城， 宋爍爍. 科研成果在無機化學(xué)課程教學(xué)中的運用[J]. 廣東化工， 2018， 21（45）：124-132.

基金項目：廈門理工學(xué)院環(huán)境教研教改課題（JGHGXY2019025）

作者簡介：王蕾，廈門理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，博士，主要從事水務(wù)工程專業(yè)研究