應(yīng)用型人才背景下地方院校物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的探討

劉潤清，黃繼明，吳思展

(銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

大學(xué)教育在經(jīng)歷了少數(shù)人的精英教育，相對多數(shù)人的大眾化教育后，發(fā)展到今天已經(jīng)是一般人的普及化教育，我們也應(yīng)客觀地看到其發(fā)展也遇到了一個瓶頸。2015年10月，教育發(fā)布關(guān)于《引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》中指出: 高等教育矛盾突現(xiàn)，同質(zhì)化嚴(yán)重，就業(yè)難和就業(yè)質(zhì)量低的問題仍未有效緩解，應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制尚未完全建立，人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量尚不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的要求[1]。因此，培養(yǎng)和地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要相符的應(yīng)用型才是地方院校發(fā)展培養(yǎng)人才的風(fēng)向標(biāo)[2]。物理化學(xué)實(shí)驗是面向我院化學(xué)師范方向、精細(xì)化工、材料、制藥工程等專業(yè)開設(shè)的一門與物理化學(xué)理論課程內(nèi)容相配套的，獨(dú)立開課的專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗課程。其教學(xué)內(nèi)容包括熱力學(xué)、電化學(xué)、動力學(xué)、相平衡、表面化學(xué)與膠體化學(xué)等方面，它綜合運(yùn)用了物理學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域中一些重要實(shí)驗技術(shù)，手段及數(shù)學(xué)運(yùn)算工具來研究物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生利用物理化學(xué)及相關(guān)理論知識，解決化學(xué)、化工過程的基本問題，培養(yǎng)學(xué)生具備堅實(shí)的實(shí)驗基礎(chǔ)和初步研究的能力，實(shí)現(xiàn)由學(xué)習(xí)知識技能到進(jìn)行科學(xué)研究的初步轉(zhuǎn)化[3]。本文針對目前物理化學(xué)實(shí)驗課程教學(xué)的現(xiàn)狀與不足，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、考核體系、地方特色等方面的優(yōu)化進(jìn)行了探索性研究。本課題組以貴州銅仁地方發(fā)展需求為驅(qū)動力，圍繞我校材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗實(shí)踐教學(xué)改革，探討一種為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式[4]。

1 當(dāng)前物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)存在的不足與問題

以我院精細(xì)化工專業(yè)的物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)為例，我們共開設(shè)了8個實(shí)驗項目，總課時數(shù)為30，分別為: 強(qiáng)酸強(qiáng)堿中和熱的測定、凝固點(diǎn)降低法測定分子的摩爾質(zhì)量、硝酸鉀溶解熱測定、電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)、液體飽和蒸汽壓測定、Pb-Sn金屬相圖的繪制、黏度法測定高聚物的相對分子質(zhì)量、最大氣泡壓法測定液體的表面張力。結(jié)合近倆年的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)出當(dāng)前物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的不足:(1)傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)開設(shè)的多是一些驗證性實(shí)驗，由于其大都是依附于物理化學(xué)理論課程，這在一定程度上削弱了學(xué)生對物理化學(xué)實(shí)驗的興趣與積極性，不益培養(yǎng)學(xué)生動手動腦能力與科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。隨著研究手段和實(shí)驗技術(shù)不斷進(jìn)步，學(xué)科之間的交叉和綜合是化學(xué)發(fā)展的顯著特點(diǎn)。因此，原有的課程體系和課程內(nèi)容已與時代發(fā)展的要求脫節(jié)，有必要對其進(jìn)行改革和優(yōu)化；(2)大部分實(shí)驗內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐，尤其是與學(xué)生未來就業(yè)行業(yè)的關(guān)聯(lián)性不大，缺乏一定的應(yīng)用性；(3)教學(xué)模式也主要是采取傳統(tǒng)的模式，如: 學(xué)生先進(jìn)行實(shí)驗預(yù)習(xí)，教師再在課堂上講解實(shí)驗原理、具體操作方法、實(shí)驗注意事 項和數(shù)據(jù)處理方法等等，最后學(xué)生再按書本和教師所講的方法按部就班地做實(shí)驗。在該模式教學(xué)下，學(xué)生只是機(jī)械性地操作實(shí)驗，沒有獨(dú)立思考，致使學(xué)生在實(shí)驗過程中沒有參與感和成就感，缺乏主動性，缺少創(chuàng)新性思維；(4)在整個實(shí)驗教學(xué)過程中，師生只在課堂上有些互動性，而實(shí)驗后的互動較少，也缺乏交流平臺；(5)在實(shí)驗成績考核過程中，往往只憑實(shí)驗報告來反應(yīng)學(xué)生的實(shí)驗技能，該方法存在明顯的片面性，考核制度不完善。總的來說，當(dāng)前我校采用的傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)模式已不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，有必要探索一種新的物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)模式[5]。

2 物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革探討

根據(jù)高校改革精神，我校屬于逐步轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型大學(xué)的改革范圍，所以我校的物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革的首要任務(wù)也是面向銅仁，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需求。例，對于我院材料化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說就是要將其培養(yǎng)成能運(yùn)用材料學(xué)和化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能獨(dú)立進(jìn)行研究、教學(xué)、生產(chǎn)和開發(fā)工作的具有良好實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才。為此，我們對物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革進(jìn)行了思考與探索，現(xiàn)將其總結(jié)如下。

2.1 實(shí)驗內(nèi)容的優(yōu)化

物理化學(xué)實(shí)驗內(nèi)容的設(shè)置要結(jié)合不同專業(yè)的特點(diǎn)，對傳統(tǒng)的實(shí)驗內(nèi)容作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。首先，實(shí)驗內(nèi)容應(yīng)與其專業(yè)學(xué)科理論知識接軌，例如，物理化學(xué)實(shí)驗中的相平衡、電化學(xué)等內(nèi)容與材料學(xué)專業(yè)的理論基礎(chǔ)結(jié)合緊密，是儲能材料及冶金材料制備技術(shù)與工藝等的基礎(chǔ)，可以選擇“金屬相圖”、“最大氣泡壓力法測定液體表面張力”、“溶液吸附法測定固體的比表面積”等實(shí)驗內(nèi)容。而制藥工程相關(guān)專業(yè)課程應(yīng)與制藥工程專業(yè)應(yīng)用相結(jié)合起來，如將一級反應(yīng)速率常數(shù)測定實(shí)驗中的蔗糖水解速率常數(shù)的測定，改為測定符合一級水解動力學(xué)的硫酸鏈霉素水解速率常數(shù)的測定，用于考察藥物有效期的研究；燃燒熱的測定實(shí)驗中可以增加測量不同藥物的燃燒熱，探索如何利用燃燒熱的相關(guān)知識來判斷藥物的純度等[6]。

2.2 教學(xué)資源的優(yōu)化

目前，銅仁學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗現(xiàn)有的教學(xué)資源較為匱乏，僅局限于實(shí)驗教材及實(shí)驗儀器，往往是簡單地根據(jù)教材的實(shí)驗步驟和儀器的使用說明來完成整個實(shí)驗，脫離了教材和說明書，學(xué)生將感到實(shí)驗無從下手。如果把實(shí)驗教材、實(shí)驗儀器和實(shí)驗過程、教學(xué)課件有機(jī)地結(jié)合起來，將極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和效益，這勢必要求我們重視物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)多媒體資源和精品課程建設(shè)[7]。抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)建立資源共享群，將會取得事倍功半的效果?，F(xiàn)代大學(xué)生都熱衷于網(wǎng)絡(luò)平臺，建立物理化學(xué)實(shí)驗QQ群或是微信群，教師可以把相關(guān)的教學(xué)資源如電子教案、教學(xué)視頻及相關(guān)通知等上傳到群里供同學(xué)們參閱；同時，教學(xué)模式上應(yīng)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，我們的實(shí)驗內(nèi)容也應(yīng)該多元化，驗證性實(shí)驗、設(shè)計性實(shí)驗、綜合性實(shí)驗都不可少，同時適時更新實(shí)驗內(nèi)容，增設(shè)與科研及工程實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合的創(chuàng)新性實(shí)驗。

2.3 考核體系的優(yōu)化

物理化學(xué)實(shí)驗課程考核和學(xué)生成績評定方法比較簡單，多以考查的方式進(jìn)行，通常由實(shí)驗報告和平時成績倆部分組成。這種考核方會導(dǎo)致一種現(xiàn)象: 部分學(xué)生不認(rèn)真做實(shí)驗，抄襲實(shí)驗報告，弄虛作假。此外平時成績也大多依賴教師的主觀判斷。因此，現(xiàn)行的物理化學(xué)實(shí)驗課程考核方式不客觀，評價不合理。因此,建立公正、合理、客觀的物理化學(xué)實(shí)驗課程考核機(jī)制是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)良好學(xué)風(fēng)、提高教學(xué)質(zhì)量的有效保障。我們需要打破“重理論、輕實(shí)踐應(yīng)用”的觀念，采用全面的考核方式評定學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗課成績。比如將實(shí)驗報告論文化，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，要求學(xué)生將實(shí)驗報告以科學(xué)論文方式呈現(xiàn)出來，以此來全面訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。論文要有摘要、關(guān)鍵詞。論文主體要解釋清楚3個問題: 一是為什么要做實(shí)驗，即實(shí)驗的意義；二是如何做的實(shí)驗，包括實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析處理； 三是得出了什么結(jié)論，并指出需要改進(jìn)的方向。在論文最后面要列出參考文獻(xiàn)。學(xué)生在提交實(shí)驗小論文后，還需要向其他同學(xué)和教師匯報實(shí)驗情況，完成相互交流、共同提高的教學(xué)環(huán)節(jié)[8]。

2.4 強(qiáng)化地方特色

在物理化學(xué)理論課授課期間穿插引入將來要開展的基礎(chǔ)驗證性實(shí)驗，并在課堂中進(jìn)行演示，減小理論課和實(shí)驗課在時間和空間上的脫節(jié)，同時，在實(shí)驗內(nèi)容上也盡量增加與銅仁當(dāng)?shù)仉娊忮i，汞觸媒行業(yè)相關(guān)的實(shí)驗項目。比如，電解錳行業(yè)適當(dāng)增加與電化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗，電動勢的測定，循環(huán)伏安法測定電極反應(yīng)過程，以及非性性平衡關(guān)系的B-Z振蕩實(shí)驗等；取消恒溫槽性能測定實(shí)驗，增加溶液表面吸附的測定實(shí)驗；取消中和熱的測定，增加碳鋼在碳酸銨溶液中的極化曲線測定實(shí)驗。通過這樣的實(shí)驗內(nèi)容調(diào)整來強(qiáng)化地方實(shí)踐特色，與地方行業(yè)接軌。

3 結(jié)語

隨著大眾化教育的深入發(fā)展，應(yīng)用型人才培養(yǎng)成為地方院校發(fā)展的必然趨勢。物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改進(jìn)是一項長期的任務(wù)，筆者只是在師資隊伍及教學(xué)條件、教學(xué)內(nèi)容、課程考核等方面做了有益的思考，這些建議及改進(jìn)措施對提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量具有一定實(shí)用意義。希望這些思考能給大家參考，為物理化學(xué)實(shí)驗課的教學(xué)質(zhì)量及應(yīng)用型人才培養(yǎng)水平的提高而努力。

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