在大学《工程化学》课程中开展兴趣教学的实践初探论文

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1、在大学《工程化学》课程中开展兴趣教学的实践初探论文【摘要】大学《工程化学》课程具有课时少而内容多的特点，如何处理好这一矛盾，应将课程的目的定位于“培养学生用化学的思维方法去认识世界”。因此授课在保证基本知识传授的基础上，以激发同学听课兴趣和拓【摘要】大学《工程化学》课程具有课时少而内容多的特点，如何处理好这一矛盾，应将课程的目的定位于“培养学生用化学的思维方法去认识世界”。因此授课在保证基本知识传授的基础上，以激发同学听课兴趣和拓展思维方法为重要任务。在充分了解教材和充实准备素材的前提下，我校首先在“原子结构”、“熵”和“手性现象”三个教学点上开展了兴趣教

2、学的实践尝试，取得了良好的教学效果。【关键词】工程化学；教学改革；兴趣教学针对非化学化工专业的工科大学本科生开设的《工程化学》课程，具有课时较少(我校限制在26～40学时内)，而涵盖内容却很丰富的特点。目前所用教材1不但涵盖了无机化学和物理化学的一般化学原理，还适当介绍了当今科技前沿和热点的一些内容，涉及到材料、能源和生命科学等诸多领域。因此在教学中面临的首要问题，是如何处理好学时少与内容多这一矛盾。另外在教学过程中还会遇到的一个问题就是，部分学生对于这一课程的学习热情不高，甚至提出“我们非化学化工专业的学生为什么要学化学”这样的问题。因此在讲课过程中照本

3、宣科、面面俱到显然是行不通的。课程内容多课时少，什么都讲等于什么都没有讲，而学生们对化学的认知程度本来就比化学化工专业的学生薄弱得多，造成了学生听不懂而不想听，不想听更听不懂的恶性循环。实际上《工程化学》的设置是有其必要性的，这体现了中学“数理化”三大课程在大学中的延续深化。在大学中“高等数学”和“大学物理”是必修的重要课程，而《工科化学》可以看成是“大学化学”（在部分院校的课程设置中确实有这样的名称），是理工科学生构筑自然科学知识体系的重要基石。因此现在可以回答学生在前面提出的问题了：缺少了化学基本知识和基本理论学习环节的理工科大学生，是知识不扎实、思维

4、不全面的“跛子”人才。明白了这一点，不妨将本课程的教学目标设定为：培养学生用化学的思维方法去认识世界。根据这一出发点，在教学过程中内容应当有所取舍，侧重于基本知识的掌握和基本方法的训练，内容不宜过深过难，切忌枯燥无味的课堂气氛，逐步培养学生对化学的兴趣。根据多年的教学经验和教学效果，我认为课程中有三个部分的内容可以适当阐发，作为兴趣教学开展的突破口。一、原子结构原子作为化学研究中的最小单位，其结构知识是基础中的基础，但由于涉及的内容比较艰深，在具体的介绍中要深入浅出，即避免相对复杂的数学推导，但在思考问题方面却要引学生往深处去想。可以将量子力学的发展史话作

5、为介绍的切入点，因为上个世纪初期对于原子结构的突破性研究成果是量子力学建立和发展的重要阶段2，诸多科学巨擘得以一展他们天才的光芒，这里面包含的曲折与成就、趣闻和佳话，对学生来说是一个难得的启发教育机会。另外在学习这一章节始终要对学生强调的是，原子内部的结构属于微观世界，与我们一般接触的宏观世界，其尺度差距当在1010以上，可用天壤之别来形容。所以在微观世界中很多方面，比如“波粒二象性”、“测不准关系”等量子力学的基本概念，是很难被一般人理解的，因为它们在宏观世界里没有对应的参照物，学习在一个完全不同的世界里去认识问题、思考问题，是一个挑战。听了这样的介绍后

6、，学生既感觉有挑战性而提高了学习热情，也不会死钻牛角尖非用宏观的情景来联系微观而不能理解、难以自拔。比如说“物质波”这一微观粒子的存在方式，实际上是“波粒二象性”的另外一种表达，介绍的时候往往以宏观世界的“机械波”举例来帮助学生对于诸如“波长”、“干涉”等概念的理解，但同时一定要强调，此“（物质）波”非彼“（机械）波”，从本质上它们是不同的，比如前者不但传递能量而且也输送物质本身，即不需要介质就可以传播，而后者仅仅是传递能量（暂不考虑能量本身也是抽象意义上的物质）。通过这个例子，同学们可以体会到类比这一方法的长处和局限性，再进一步举例说明玻尔的原子模型为什

7、么较先被提出，而最后却不能自圆其说，就是因为这一模型实际上是带着“先入为主”的想法，比拟了宏观世界中恒星行星体系，而最终为微观世界所不相容。这样带有实例的启发，会使得学生们在思维方法上的眼界有所拓宽。二、熵作为热力学重要函数的熵，在课堂学习中若是光介绍其计算公式，未免过于枯燥。而作为对当代科学有所了解的教师，都会知道这一概念在化学、物理、生命科学以至于社会、经济等非理工学科中的重要性3。熵就是混乱度的量衡，熵值越高，系统越趋向于混乱和无秩序化，这是熵这一概念的核心。为何在万物变化中总有不可逆过程，什么过程又是自发的？孤立体系的熵值不会减少这一判据的重要性，

8、揭示了万事万物错综复杂变化表象下一条内在的本质规律。为什么“水往低