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淺談電鍍工藝學實驗教學與理論知識相結合
www.gzjinlian.cn 化學鍍鎳--合航集團 2013-03-25 13:58
深圳電鍍廠資訊：
(山東建筑大學材料科學與工程學院，山東濟南250101)
實驗實踐教學是培養學生動手的一個重要途徑，作為教學環節的重要一環，實驗實踐教學應充分發揮其自身優勢，為培養學生的創新思維、創新意識和創新能力服務;實驗教學效果的好壞將直接影響到學生在實際工作中的分析與解決工程實際問題能力［1－3］。把實驗教學與學生動手創新能力的培養結合起來，努力提高電鍍工藝學的實驗教學質量，可以使學生畢業后能夠很快勝任工作崗位［4－6］。
在電鍍工藝學課程的實驗實踐教學中，由于教材內容主要涉及的是溶液配方、工藝條件等知識，學生在實驗實踐時經常會出現在教材內容沒有涉及的問題，如果不認真去思考解決的辦法，就會走很多彎路，實驗效果大打折扣，既耽誤了學生的實驗時間，又會使學生產生“實驗過程很麻煩”的感覺。
針對這些問題，我們在實驗實踐教學時，把專業知識所涉及的基礎理論知識運用于其中，使學生清晰地明白了這些知識的所以然。通過講授基礎理論知識后，學生聽課的積極性明顯提高，學生動手的積極性明顯提高，專業知識掌握程度也明顯提高，同時也學會運用理論知識去解決專業知識的有關問題［7－11］。
1·基礎理論知識在電鍍工藝學實驗實踐教學中的應用
1．1鋅酸鹽鍍鋅液配制
在鋅酸鹽鍍鋅液配制中，如果按照電鍍工藝學的配方，稱量好藥品加水以后不斷攪拌，可以發現粉狀ZnO在玻璃棒的攪拌下，很容易被水包成一個個疙瘩，不易分散，溶解速度很慢，如果放置一天的話，也可能絡合不完。這是因為ZnO+NaOH→Na2
ZnO2+H2
O的反應速度在常溫下是比較慢的。雖然可以通過加熱進行溶解，但是一般要加熱到七八十度左右，然后保溫再攪拌一段時間才能完成藥品的溶解，這又需要消耗電能。
我們通過實踐，發現了一種不加熱實現ZnO快速溶解的途徑。在容器中倒入1/5要配制的鍍鋅液體積的水，加入規定量的ZnO，攪拌成糊狀，然后倒入規定量的NaOH，不斷攪拌。可以發現經過3～4分鐘左右，溶液開始由白色的懸濁液變為稍微透明的溶液了。這時就可以加入足量的水來稀釋到規定體積，攪拌均勻，這樣溶液就配制好了。
為什么這次不用加熱就讓溶液配制的很好了呢?這是因為NaOH溶解是放熱反應，加入NaOH后，我們可以感覺到燒杯內溶液溫度很高，有些燙手。溫度提高，反應速度加快，這是物理化學中化學反應動力學中的基本知識。另外，我們在容器中倒入了1/5要配制的鍍鋅液體積的水，此時NaOH的濃度也比全部加足水時的濃度高4倍。反應物的濃度提高，正向反應速度也提高，這也是物理化學中化學反應動力學中的基本知識。
1．2電鍍鎳的中陽極鈍化
在電鍍工藝實驗周鍍鎳時，發現舊鍍液不好用了，電流升不上去。取出陽極一看，陽極表面有棕黑色的鈍化膜。于是在鍍液中加入了一些NaCl解決了這個問題。為什么NaCl能起到這個作用呢?我們給學生講授，這是因為Cl－與鎳離子形成的絡合物的穩定常數要比水分子與鎳離子形成的絡合物的穩定常數大得多，所以Cl－在這里是作活化劑的。學生通過查閱分析化學手冊中的絡合物的穩定常數表驗證了這一說法，這又是理論化學知識中絡合知識在專業實踐知識中的結合應用。通過此次實驗，同學們牢固地掌握了鍍鎳工藝的這一知識，效果很好。
1．3堿性鋅酸鹽鍍鋅溶液的過濾
在配制堿性鋅酸鹽鍍鋅溶液時，我們為了節約成本，采用化工級原料和自來水。但是這樣的結果是配好的鍍液中會有一些不溶的沉淀渣。這就需要過濾。按照學生的一般實驗知識，采取了用濾紙過濾的方法。但是剛開始過濾，問題就出現了，濾紙馬上泡爛了，過濾沒法進行了。
為什么會出現這樣的問題呢?因為堿性鋅酸鹽鍍鋅溶液NaOH含量高達100g/L，這樣的高堿性馬上把濾紙溶脹成紙漿了。這些知識在造紙制漿理論知識中可以查到。那樣的話鍍液怎么過濾呢?我們找來幾塊的確良布疊在一起，拎起4個角就可以當濾材了。通過此次實驗，學生直觀地感受到了生產一線的操作辦法，印象感覺非常深刻。
2·教學效果反饋
2．1學生反饋
同學們在做完相關工藝實驗以后，普遍反映在實驗室獲得很多鮮活生動的知識，感覺課程知識內容也不是那么空洞。復習鞏固課程知識時，也能積極聯系相關課程知識，做到融會貫通，專業知識的掌握效果大為提高。
2．2公司反饋
在與學生畢業后參加工作的公司交流時了解到，有的學生畢業工作后正好碰到此類問題。由于有在專業實驗中獲得的知識為基礎，學生很快能用生產一線問題處理的方式方法，解決了實踐中的問題，受到公司領導的好評。專業公司普遍認為學校的畢業生動手能力很好，表達了希望今后畢業生能繼續去公司工作的愿望。
3·結論
諸如此類的理論知識在實驗教學中應用的內容很多，理論知識是專業知識的基礎，我們在專業課的實驗教學中盡量多地充分運用理論知識去解釋專業知識的原理，會很好地激發學生的興趣，增強了學生學習的探究動機，獲得很好的教學效果，可以很好地提高學生對專業知識的掌握。
社會上需要的是具有很強的實踐能力和分析問題、解決問題的能力且具有自主創新精神和合作意識的綜合性人才，因此我們必須以社會的需求為指南，加強實驗實踐教學內容，培養學生具有扎實的實踐操作基本功的同時，還要做好理論與實踐的有機結合，相互貫通，這樣才能使培養的學生具有良好的自主創新精神，培養出具有過硬的專業技術的專門人才。
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