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浅谈电镀工艺学实验教学与理论知识相结合

放大字体  缩小字体发布日期:2012-12-08  浏览次数:725
核心提示:在电镀工艺学专业课程的实验实践教学过程中,我们把基础理论知识与实验内容有机联系起来.一方面可以实现理论知识与实践知识的有机结合,另一方面可以使专业知识实验内容生动

  蔡元兴,孙德明,段培勇

  (山东建筑大学材料科学与工程学院,山东济南250101)

  摘要:在电镀工艺学专业课程的实验实践教学过程中,我们把基础理论知识与实验内容有机联系起来.一方面可以实现理论知识与实践知识的有机结合,另一方面可以使专业知识实验内容生动,激发学生学习的兴趣,培养学生专业知识学习的探索思维,增强学生动手能力,为今后的工作打下良好基础。

  关键词:电镀工艺学;实验教学;理论知识;有机结合

  中图分类号:TQ153;G642文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2012.02.006

  实验实践教学是培养学生动手的一个重要途径,作为教学环节的重要一环,实验实践教学应充分发挥其自身优势,为培养学生的创新思维、创新意识和创新能力服务;实验教学效果的好坏将直接影响到学生在实际工作中的分析与解决工程实际问题能力[1-3]。把实验教学与学生动手创新能力的培养结合起来,努力提高电镀工艺学的实验教学质量,可以使学生毕业后能够很快胜任工作岗位[4-6]。

  在电镀工艺学课程的实验实践教学中,由于教材内容主要涉及的是溶液配方、工艺条件等知识,学生在实验实践时经常会出现在教材内容没有涉及的问题,如果不认真去思考解决的办法,就会走很多弯路,实验效果大打折扣,既耽误了学生的实验时间,又会使学生产生“实验过程很麻烦”的感觉。

  针对这些问题,我们在实验实践教学时,把专业知识所涉及的基础理论知识运用于其中,使学生清晰地明白了这些知识的所以然。通过讲授基础理论知识后,学生听课的积极性明显提高,学生动手的积极性明显提高,专业知识掌握程度也明显提高,同时也学会运用理论知识去解决专业知识的有关问题[7-11]。

  1·基础理论知识在电镀工艺学实验实践教学中的应用

  1.1锌酸盐镀锌液配制 在锌酸盐镀锌液配制中,如果按照电镀工艺学的配方,称量好药品加水以后不断搅拌,可以发现粉状ZnO在玻璃棒的搅拌下,很容易被水包成一个个疙瘩,不易分散,溶解速度很慢,如果放置一天的话,也可能络合不完。这是因为ZnO+NaOH→Na2 ZnO2+H2 O的反应速度在常温下是比较慢的。虽然可以通过加热进行溶解,但是一般要加热到七八十度左右,然后保温再搅拌一段时间才能完成药品的溶解,这又需要消耗电能。

  我们通过实践,发现了一种不加热实现ZnO快速溶解的途径。在容器中倒入1/5要配制的镀锌液体积的水,加入规定量的ZnO,搅拌成糊状,然后倒入规定量的NaOH,不断搅拌。可以发现经过3~4分钟左右,溶液开始由白色的悬浊液变为稍微透明的溶液了。这时就可以加入足量的水来稀释到规定体积,搅拌均匀,这样溶液就配制好了。

  为什么这次不用加热就让溶液配制的很好了呢?这是因为NaOH溶解是放热反应,加入NaOH后,我们可以感觉到烧杯内溶液温度很高,有些烫手。温度提高,反应速度加快,这是物理化学中化学反应动力学中的基本知识。另外,我们在容器中倒入了1/5要配制的镀锌液体积的水,此时NaOH的浓度也比全部加足水时的浓度高4倍。反应物的浓度提高,正向反应速度也提高,这也是物理化学中化学反应动力学中的基本知识。

  1.2电镀镍的中阳极钝化

  在电镀工艺实验周镀镍时,发现旧镀液不好用了,电流升不上去。取出阳极一看,阳极表面有棕黑色的钝化膜。于是在镀液中加入了一些NaCl解决了这个问题。为什么NaCl能起到这个作用呢?我们给学生讲授,这是因为Cl-与镍离子形成的络合物的稳定常数要比水分子与镍离子形成的络合物的稳定常数大得多,所以Cl-在这里是作活化剂的。学生通过查阅分析化学手册中的络合物的稳定常数表验证了这一说法,这又是理论化学知识中络合知识在专业实践知识中的结合应用。通过此次实验,同学们牢固地掌握了镀镍工艺的这一知识,效果很好。

  1.3碱性锌酸盐镀锌溶液的过滤

  在配制碱性锌酸盐镀锌溶液时,我们为了节约成本,采用化工级原料和自来水。但是这样的结果是配好的镀液中会有一些不溶的沉淀渣。这就需要过滤。按照学生的一般实验知识,采取了用滤纸过滤的方法。但是刚开始过滤,问题就出现了,滤纸马上泡烂了,过滤没法进行了。

  为什么会出现这样的问题呢?因为碱性锌酸盐镀锌溶液NaOH含量高达100g/L,这样的高碱性马上把滤纸溶胀成纸浆了。这些知识在造纸制浆理论知识中可以查到。那样的话镀液怎么过滤呢?我们找来几块的确良布叠在一起,拎起4个角就可以当滤材了。通过此次实验,学生直观地感受到了生产一线的操作办法,印象感觉非常深刻。

  2·教学效果反馈

  2.1学生反馈

  同学们在做完相关工艺实验以后,普遍反映在实验室获得很多鲜活生动的知识,感觉课程知识内容也不是那么空洞。复习巩固课程知识时,也能积极联系相关课程知识,做到融会贯通,专业知识的掌握效果大为提高。

  2.2公司反馈

  在与学生毕业后参加工作的公司交流时了解到,有的学生毕业工作后正好碰到此类问题。由于有在专业实验中获得的知识为基础,学生很快能用生产一线问题处理的方式方法,解决了实践中的问题,受到公司领导的好评。专业公司普遍认为学校的毕业生动手能力很好,表达了希望今后毕业生能继续去公司工作的愿望。 3·结论

  诸如此类的理论知识在实验教学中应用的内容很多,理论知识是专业知识的基础,我们在专业课的实验教学中尽量多地充分运用理论知识去解释专业知识的原理,会很好地激发学生的兴趣,增强了学生学习的探究动机,获得很好的教学效果,可以很好地提高学生对专业知识的掌握。

  社会上需要的是具有很强的实践能力和分析问题、解决问题的能力且具有自主创新精神和合作意识的综合性人才,因此我们必须以社会的需求为指南,加强实验实践教学内容,培养学生具有扎实的实践操作基本功的同时,还要做好理论与实践的有机结合,相互贯通,这样才能使培养的学生具有良好的自主创新精神,培养出具有过硬的专业技术的专门人才。

  参考文献:

  [1]孙希明,郭红宇.化工专业实验教学改革和创新人才培养[J].实验技术与管理,2005,22(7):77-79.

  [2]米立伟,陈卫华.创新性提高实验在大学化学教学中的尝试[J].广州化工,2010,38(7):227-228.

  [3]李佑稷,欧阳玉祝,石爱华.浅谈基础化学实验教学体系的改革[J].实验科学与技术,2011,9(1):88-90.

  [4]王迎春,欧阳玉祝,李志平.基础化学实验教学改革的探索与实践[J].实验科学与技术,2010,8(2):120-122.[5]吴飞燕,张小林,周美华.综合大学基础化学实验课程建设与改革[J].实验科学与技术,2008,6(6):141-142,145.

  [6]郭占京,黄宏妙.如何在有机化学实验教学中培养学生的创新性思维[J].广西中医学院学报,2010,13(1):109-120.

  [7]肖丽萍,吕萍,王彦广.化学专业本科生创新能力培养的探索与实践[J].大学化学,2009,24(2):24-26.

  [8]杜曦,杜军,周锡兰.发现教学法在分析化学实验教学中的应用[J].实验科学与技术,2010,8(4):79-80.

  [9]贺世亮.谈本科生探究性化学实验教学[J].潍坊教育学院学报,2010,23(2):60-62.

  [10]许晶,徐宝荣.分析化学实验教学的改革与实践[J].实验室科学,2010,13(1):33-34.

  [11]李晓红.怎样培养大学生的创新思维能力[J].山西高等学校社会科学学报,2009,21(1):120-122.

  作者简介:蔡元兴(1972-),男,山东烟台人,硕士,讲师,主要从事材料表面与腐蚀教学与研究。

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