兰州交通大学：《工程化学》课程教学资源（参考资料）工程化学实验课程的相关探索

工程化学实验课程的探索 (工程化学教学组教学研究交流资料) 工程化学是原有普遍化学课程教学改革的成果。在原有普通化学课程的基础 上，以化学在工程实际中的应用为目的，从材料、能源、环境、信息、生命五个 领域人手，加强化学与工程学的相互渗透、相互联系、相互揉合，改革了原有普 通化学那种纯化学的结构体系，建立起化学理论与工程实际应用相结合的新体 系。为了适应经济发展对人才培养的要求，近几年来，各大院校都在转变教育思 想，深化教育教学改革，积极探索培养学生的实践能力与创新精神的有效途径。 化学工程与工艺专业属于技术性、综合性、通用性很强的专业，主要培养从事化 工类型过程和设备的生产、研究、开发、设计等工作的高级工程技术人才。因此 在培养方案实施过程中，必须强调学生工程实践能力的培养和学生综合素质的提 高。实践教学是培养学生工程能力、全面提高学生素质的重要教学环节。加强实 践性教学环节，不仅能巩固己学到的理论知识，而且能够培养学生理论联系实际 的能力和分析问题解决问题的能力，对于活跃思维、开阔思路、提高创新能力起 着积极的作用。所以实践性教学环节质量的高低，直接影响到学生创新思维和综 合能力的培养。为此，必须不断进行实践性教学环节的改革，在已制定的化工类 专业人才培养方案的总框架下，构建新的化工实验、化工设计和实习等实践教学 环节体系深化、细化、优化和拓展三个环节的教学方案，提高学生的创新精神 与工程实践能力。 化学是一门实验科学，工程化学实验课程改革是工程化学课程改革的重要组 成部分。以往普通化学实验课程中，验证性实验偏多，实验内容较为简单，使用 仪器单一，有些实验在中学都己做过，而综合应用型实验偏少或重未开设过。如 何将工程化学实验课程的改革与理论课程的改革有机地结合来，利用有限的学 时，提高学员在实验中应用化学知识的能力，我们从教学实践中总结了一些经验 在这里提出，和大家共同探讨。 一、精选基础理论实验 实验教学内容改革的指导思想是加强动手动脑能力的训练，加强综合素质的 培养。根据这一思想，在有限实验学时的限制下，我们精选了醋酸离解度和离解 常数的测定实验作为基础理论实验教学的主要内容。 通过这一实验，使学员在理解醋酸离解平衡原理的同时，掌握化学分析仪器

工程化学实验课程的探索 （工程化学教学组教学研究交流资料） 工程化学是原有普遍化学课程教学改革的成果。在原有普通化学课程的基础 上，以化学在工程实际中的应用为目的，从材料、能源、环境、信息、生命五个 领域人手，加强化学与工程学的相互渗透、相互联系、相互揉合，改革了原有普 通化学那种纯化学的结构体系，建立起化学理论与工程实际应用相结合的新体 系。为了适应经济发展对人才培养的要求，近几年来，各大院校都在转变教育思 想，深化教育教学改革，积极探索培养学生的实践能力与创新精神的有效途径。 化学工程与工艺专业属于技术性、综合性、通用性很强的专业，主要培养从事化 工类型过程和设备的生产、研究、开发、设计等工作的高级工程技术人才。因此 在培养方案实施过程中，必须强调学生工程实践能力的培养和学生综合素质的提 高。实践教学是培养学生工程能力、全面提高学生素质的重要教学环节。加强实 践性教学环节，不仅能巩固已学到的理论知识，而且能够培养学生理论联系实际 的能力和分析问题解决问题的能力，对于活跃思维、开阔思路、提高创新能力起 着积极的作用。所以实践性教学环节质量的高低，直接影响到学生创新思维和综 合能力的培养。为此，必须不断进行实践性教学环节的改革，在已制定的化工类 专业人才培养方案的总框架下，构建新的化工实验、化工设计和实习等实践教学 环节体系!深化、细化、优化和拓展三个环节的教学方案，提高学生的创新精神 与工程实践能力。 化学是一门实验科学，工程化学实验课程改革是工程化学课程改革的重要组 成部分。以往普通化学实验课程中，验证性实验偏多，实验内容较为简单，使用 仪器单一，有些实验在中学都已做过，而综合应用型实验偏少或重未开设过。如 何将工程化学实验课程的改革与理论课程的改革有机地结合来，利用有限的学 时，提高学员在实验中应用化学知识的能力，我们从教学实践中总结了一些经验， 在这里提出，和大家共同探讨。 一、精选基础理论实验 实验教学内容改革的指导思想是加强动手动脑能力的训练，加强综合素质的 培养。根据这一思想，在有限实验学时的限制下，我们精选了醋酸离解度和离解 常数的测定实验作为基础理论实验教学的主要内容。 通过这一实验，使学员在理解醋酸离解平衡原理的同时，掌握化学分析仪器

新型酸度计和电导率仪的使用，改变了以往普通化学实验只与试管烧杯这些简单 的玻璃仪器打交道局面，提高工程化学实验的水平档次和学员使用现代化仪器的 能力，培养学员的综合素质。通过教员的重点讲解和自己的亲自操作，学员不仅 掌握这两种分析仪器的使用方法，还和自己学到的仪电知识相结合，了解了化学 仪器的构造及有关化学、电学的原理，提高自己综合应用知识的能力，增强了对 化学实验的兴趣 二、精简重组验证性实验 实验教学内容改革的另一指导思想是减少验证性实验。验证性实验在以往教 学中是实验教学的主要内容，多而繁的验证内容不但不利于培养学员的综合素质 而且浪费有限的课堂时间。工程化学实验课时少内容多的矛盾也应通过精简验证 性实验解决。改变这种实验模式，精简重组验证性实验内容是实验课程改革的必 然趋势，但减少验证性实验不等于减掉验证性实验。工程化学是一门公共基础课， 对于非化学专业的学员而言，验证性实验对于他们理解化学原理、掌握物质的化 学性质具有很大帮助。“氧化还原反应与电化学”及“电解质溶液”是原有普通 化学实验中两个经典的验证性实验。易于观察的实验现象，对学员理解化学原理 有很大的帮助。但简单的实验内容，不能调动学员的积极主动性，尤其是“电解 质溶液”实验，内容简单易于操作，学员只用1学时就能完成两个学时的教学任 务。为了改革这种局面，节约有限的课堂教学时间，我们将这两个实验精简地 有机地重组为一个实验开设。 以“氧化还原反应与电化学”实验为主体，将弱电解质溶液的电离平衡这部 分实验内容融人到原电池的组成和电动势的测定中，在铜电极的铁电极组成的原 电池中，让学员在原电池的电解质溶液中加入不同的适当的物质（硫化钠、氨水。 醋酸钠等)，用精密的微安表观察电池电动势的变化，了解物质的浓度变化对电 极电势的影响。用精密的H试纸检测本实验学员感兴趣的所有药品的值。将缓 冲溶液的配制和应用放到水质的检测实验中，在实际应用中，学习缓冲溶液的酸 制及起缓冲作用原理。将难溶电解质的多相离子平衡实验作为电解质溶液的重点 单独实验。学员们感到，实验内容充实，主动性很强，通过实验过程，验证物质 的特性，观察物质的变化，从而了解物质的本质，对书本所学的内容有了充分理 解，加深了印象，实现了一个从感性认识到理性认识的飞跃，而且激发实验的兴 趣。 有一个学员在自己的体会中写到，化学理论的学习一般是按照比较单一固定

新型酸度计和电导率仪的使用，改变了以往普通化学实验只与试管烧杯这些简单 的玻璃仪器打交道局面，提高工程化学实验的水平档次和学员使用现代化仪器的 能力，培养学员的综合素质。通过教员的重点讲解和自己的亲自操作，学员不仅 掌握这两种分析仪器的使用方法，还和自己学到的仪电知识相结合，了解了化学 仪器的构造及有关化学、电学的原理，提高自己综合应用知识的能力，增强了对 化学实验的兴趣。 二、精简重组验证性实验 实验教学内容改革的另一指导思想是减少验证性实验。验证性实验在以往教 学中是实验教学的主要内容，多而繁的验证内容不但不利于培养学员的综合素质 而且浪费有限的课堂时间。工程化学实验课时少内容多的矛盾也应通过精简验证 性实验解决。改变这种实验模式，精简重组验证性实验内容是实验课程改革的必 然趋势，但减少验证性实验不等于减掉验证性实验。工程化学是一门公共基础课， 对于非化学专业的学员而言，验证性实验对于他们理解化学原理、掌握物质的化 学性质具有很大帮助。“氧化还原反应与电化学”及“电解质溶液”是原有普通 化学实验中两个经典的验证性实验。易于观察的实验现象，对学员理解化学原理 有很大的帮助。但简单的实验内容，不能调动学员的积极主动性，尤其是“电解 质溶液”实验，内容简单易于操作，学员只用l学时就能完成两个学时的教学任 务。为了改革这种局面，节约有限的课堂教学时间，我们将这两个实验精简地、 有机地重组为一个实验开设。 以“氧化还原反应与电化学”实验为主体，将弱电解质溶液的电离平衡这部 分实验内容融人到原电池的组成和电动势的测定中，在铜电极的铁电极组成的原 电池中，让学员在原电池的电解质溶液中加入不同的适当的物质(硫化钠、氨水、 醋酸钠等)，用精密的微安表观察电池电动势的变化，了解物质的浓度变化对电 极电势的影响。用精密的pH试纸检测本实验学员感兴趣的所有药品的pH值。将缓 冲溶液的配制和应用放到水质的检测实验中，在实际应用中，学习缓冲溶液的酸 制及起缓冲作用原理。将难溶电解质的多相离子平衡实验作为电解质溶液的重点 单独实验。学员们感到，实验内容充实，主动性很强，通过实验过程，验证物质 的特性，观察物质的变化，从而了解物质的本质，对书本所学的内容有了充分理 解，加深了印象，实现了一个从感性认识到理性认识的飞跃，而且激发实验的兴 趣。 有一个学员在自己的体会中写到，化学理论的学习一般是按照比较单一固定

的方式设置问题，锻炼思维，而化学实验则因其实用性而增加了更多的不确定因 素，这就要求遇到具体问题具体分析，这无疑锻炼了把理论应用于实际，在实际 中寻找理论依据的多项思维能力。 三、开设综合应用型实验 根据实验教学改革的指导思想，结合学员的专业特点，新开设了水的硬度测 定、金属材料的腐蚀与防腐及非金属材料的老化等综合应用型实验。以往这些实 验是给化学专业的学生开设的，对于非化学专业学生实施起来有一定的难度。为 解决这一问题，我们在知识内容和实验内容方面做了大量的准备工作。例如，在 水的硬度测定中，我们用简短的时间给学员介绍自来水的来源，水的三种净化方 法：离子交换法、蒸馏法和电渗析法。演示了用离子交换法和蒸馏法净化水的过 程。说明了用电导率这一物理量值评价水的纯度的重要性。指导学员用先进的电 导率仪测定、比较自来水和净化水的电导率值。利用经典络和滴定分析方法让学 员测定自己所用自来水水质的硬度，了解所用水质是否达标。学员们对实验的兴 趣很高，为了得到一个准确的实验数据，不厌其烦地重复自己的实验，不断地改 进自己的操作方法，直到达到一个满意的精确度为止。学员们感到，这种综合应 用型实验既贴近生活又有实用意义，不仅提高了实验兴趣，锻炼他们统筹安排实 验的能力，开拓他们的思路，学到了进行科学研究的方法，而且增强了保护水资 源的意识，通过金属材料的腐蚀与防腐及非金属材料的老化的实验，对武器装备 的维护保养有了一些实践经验，为将来的部队建设打下了良好的基础。 工程化学是工科院校的一门公共基础课，课时少内容多是工程化学教学中普 遍存在的问题。如何充分发挥化学在科学、生活中各个领域中的重要作用，使工 程化学像基础物理一样得到足够的重视，在有限的学时里获得良好的实验教学效 果，值得每个从事工程化学教学的教师认真思考。结合学生所学专业的特点，开 设一些应用型实验。例如金属腐蚀实验，污水处理实验。亦可结合科研课题，开 设一些有科研价值的实验，拓宽学生的知识面，让学生了解科学研究的方法。贴 近学员生活，开设综合应用型实验。例如，结合有关氟里昂禁用公约，开设有关 氟里昂破坏大气环境的实验，结合某些药物的作用和副作用的常识，开设药物检 测的实验。这些都是我们从事工程化学实验教学人员今后应不断探索的课题。 实验课程不仅是为了巩固和加深学员对所学的理论的理解以及基本技能的训练， 更重要的是逐步培养学员（尤其非化学专业类学员）运用化学知识的能力。如何使 选材更加联系实际、联系工程类专业的特点，扩大学员的知识面，提高学习的兴

的方式设置问题，锻炼思维，而化学实验则因其实用性而增加了更多的不确定因 素，这就要求遇到具体问题具体分析，这无疑锻炼了把理论应用于实际，在实际 中寻找理论依据的多项思维能力。 三、开设综合应用型实验 根据实验教学改革的指导思想，结合学员的专业特点，新开设了水的硬度测 定、金属材料的腐蚀与防腐及非金属材料的老化等综合应用型实验。以往这些实 验是给化学专业的学生开设的，对于非化学专业学生实施起来有一定的难度。为 解决这一问题，我们在知识内容和实验内容方面做了大量的准备工作。例如，在 水的硬度测定中，我们用简短的时间给学员介绍自来水的来源，水的三种净化方 法：离子交换法、蒸馏法和电渗析法。演示了用离子交换法和蒸馏法净化水的过 程。说明了用电导率这一物理量值评价水的纯度的重要性。指导学员用先进的电 导率仪测定、比较自来水和净化水的电导率值。利用经典络和滴定分析方法让学 员测定自己所用自来水水质的硬度，了解所用水质是否达标。学员们对实验的兴 趣很高，为了得到一个准确的实验数据，不厌其烦地重复自己的实验，不断地改 进自己的操作方法，直到达到一个满意的精确度为止。学员们感到，这种综合应 用型实验既贴近生活又有实用意义，不仅提高了实验兴趣，锻炼他们统筹安排实 验的能力，开拓他们的思路，学到了进行科学研究的方法，而且增强了保护水资 源的意识，通过金属材料的腐蚀与防腐及非金属材料的老化的实验，对武器装备 的维护保养有了一些实践经验，为将来的部队建设打下了良好的基础。 工程化学是工科院校的一门公共基础课，课时少内容多是工程化学教学中普 遍存在的问题。如何充分发挥化学在科学、生活中各个领域中的重要作用，使工 程化学像基础物理一样得到足够的重视，在有限的学时里获得良好的实验教学效 果，值得每个从事工程化学教学的教师认真思考。结合学生所学专业的特点，开 设一些应用型实验。例如金属腐蚀实验，污水处理实验。亦可结合科研课题，开 设一些有科研价值的实验，拓宽学生的知识面，让学生了解科学研究的方法。贴 近学员生活，开设综合应用型实验。例如，结合有关氟里昂禁用公约，开设有关 氟里昂破坏大气环境的实验，结合某些药物的作用和副作用的常识，开设药物检 测的实验。这些都是我们从事工程化学实验教学人员今后应不断探索的课题。 实验课程不仅是为了巩固和加深学员对所学的理论的理解以及基本技能的训练， 更重要的是逐步培养学员(尤其非化学专业类学员)运用化学知识的能力。如何使 选材更加联系实际、联系工程类专业的特点，扩大学员的知识面，提高学习的兴

趣，增强学员灵活运用所学化学知识的能力，工程化学实验课的改革还需要根据 实际情况，不断地改进、充实与提高

趣，增强学员灵活运用所学化学知识的能力，工程化学实验课的改革还需要根据 实际情况，不断地改进、充实与提高