1、焊接技术与工程专业的工程化学研究与改革探索在工程教育专业认证背景下,对焊接技术与工程专业的工程化学课程进行研究与改革探索,以期培养国际化的工程师。结合专业特色和学生实际,在教学内容选择、教学方法和教学方式上进行了改革探索。通过针对性选择教学内容,实践化教学方式和案例化教学启发,激发学生对工程化学的兴趣,提高教学质量。随着“一带一路”和“丝绸之路”国家战略不断推进,我国高端装备制造业走出国门。我国急需能顺应国际发展趋势,获得国际认可的工程师,以增加我国高端装备在国际的话语权。工程教育专业认证是当今国际通行的工程教育质量保证制度,实现教育经历国际互认的重要媒介,也是当今国际通用性强、认可度高、培养
2、结构体系完善的国际标准。我国于 2016 年 6 月正式成为华盛顿协议成员国,标志着我国获得工程教育认证专业的毕业生将在国际上获得互认。多种高端装备由金属材料构成,需焊接工艺进行连接。我校焊接技术与工程专业结合国家战略,基于工程教育专业认证要求,对本科生的课程体系进行了重构,工科专业的学生需掌握化学基础知识,以培养解决复杂工程问题思维方式。工程化学是一门综合多学科的工程应用性较强的课程,涉及化学学科中多门分支,如无机化学、有机化学、高分子化学、分析化学、物理化学、结构化学等,讲授内容多且涵盖广,如物质化学组成和聚集状态、物质结构和材料性质、化学反应基本原理、金属材料腐蚀和防护等。为服务于工程教
3、育专业认证,该课程主要讲授基本化学知识,更注重将化学知识应用于工程实践中。在前期教学中发现,工科学生对化学基本知识理解较难,学习积极性不够;课程学时数少,教学内容多;学生很难将知识进行迁移并融会贯通。因此,在讲授工程化学知识中,如何将知识以通俗易懂的方式讲授给学生,培养学生们解决复杂工程问题思维方式,是需要改革和研究的内容。1 基于专业特色,提高内容针对性由于工程化学内容多,而分配的学时少,系统深入讲解全部内容势必将增加师生负担。因此,必须结合该专业面向的具体工程实践,选择性重点讲解部分内容。我校焊接技术专业毕业生多从事与船舶行业相关的工作,课程侧重讲解金属材料的基础知识及应用过程中的基本化学
4、知识,如晶体金属键和金属材料、晶体缺陷和晶体材料、化学反应的方向和限度、金属材料腐蚀和防护措施等。在讲授物质化学组成章节时,重点阐述晶体的分类、晶体在服役过程中的演化及液体材料的基本性质,适当缩减生物大分子、气体等内容。在讲授化学反应基本规律中,重点讲授化学反应过程中的焓变、熵变、吉布斯函数变等内容,而对原电池和化学能源的讲授则较少。课题教学中同时引入最新的研究动态,结合非晶材料研究热点,引入非晶材料如何焊接的内容。2 引入案例教学,增加学生积极性化学知识是苦涩的理论,而工科学生关注将知识应用到实践中,为此,在授课中更多关注将化学理论与工程实践相结合,以激发学生们学习兴趣和积极性。例如,在讲解
5、溶液的蒸气压、凝固点、沸点内容中,先抛出为什么下雪以后需要在高速公路上撒盐,而不是撒沙子增大摩擦力呢?引导学生们思考生活实例背后的化学知识。在讲解金属材料腐蚀和防护一章中,从生活中常见的钢铁材料生锈,而不锈钢在很长时间也不腐蚀,思考同样是钢铁材料,为什么不锈钢的耐蚀性很好?通过引入案例可有效活跃气氛,加深学生对知识理解和掌握。3 运用模型及多媒体教学,提高学生体验感焊接技术与工程专业主要面向金属材料的焊接过程,着重金属材料焊接中微观组织演变,涉及到多种金属材料晶体结构的变化,需要对金属常见晶体结构进行深入了解。而晶体结构多为三维立体结构,而点缺陷、线缺陷、面缺陷等内容对空间想象能力要求更高。为
6、克服这一困难,在教学过程中通过球棍模型增强学生们对晶体的实物体验,制作 flash程序,让学生们理解位错滑移、晶界移动等常见金属材料性质。在讲解金属材料常见性质中,在课堂上选取弹塑性好的橡皮条和刚度较好的钢铁材料,让同学们亲身体验塑性及强度概念。工科专业毕业生将来从事工程技术相关工作,引入模型可有效增強学生们对化学知识的体会。4 总结与展望工程化学作为我校焊接技术与工程专业的平台基础课程,设置目的是为学生解决复杂工程问题提供基本化学知识,培养理科严谨求实的思维方式,以期通过多学科交叉解决工程问题。作为授课教师,要为国家培养国际工程师为目标,不断提高自身的业务水平和科学素养,积极开展教学研究,不断提高教学水平和效果。资助江苏省品牌专业建设工程资助项目。(作者单位:1 江苏科技大学 2 扬州大学)