應(yīng)用型人才背景下物理化學(xué)實驗教學(xué)的探討

杜曉潔

摘要：專業(yè)性的物理化學(xué)實驗，是培養(yǎng)學(xué)生良好素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié).現(xiàn)階段，我院物理化學(xué)實驗教學(xué)取得了一定的發(fā)展，但與此同時，也存在一定的不足.在新形勢背景下，對應(yīng)用型人才需求量增大，深入研究物理化學(xué)實驗教學(xué)方式十分必要.文章從物理化學(xué)實驗內(nèi)容以及考核體系等方面闡述優(yōu)化實驗教學(xué)的方案，旨在為社會培養(yǎng)專業(yè)性強、綜合素養(yǎng)高的應(yīng)用型人才.

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型;人才;物理化學(xué)實驗;教學(xué)改革

中圖分類號：G642? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）02-0146-03

大學(xué)教育從少數(shù)人精英教育逐漸發(fā)展成為多數(shù)人大眾教育，隨著我國教育事業(yè)的不斷發(fā)展，大學(xué)教育已逐漸成了普及化教育，其發(fā)展從客觀角度來看也遇到了瓶頸.在2015年，我國教育部門頒布了《引導(dǎo)普通本科高校逐漸向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變指導(dǎo)性意見》中曾經(jīng)指出：隨著高等教育的不斷發(fā)展，其矛盾凸顯，出現(xiàn)了嚴(yán)重的同質(zhì)化，導(dǎo)致出現(xiàn)就業(yè)質(zhì)量低、就業(yè)難等問題.現(xiàn)階段，我國教育創(chuàng)新性、復(fù)合型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)機(jī)制還未全方位建立，高校人才培養(yǎng)質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)體系還無法完全適應(yīng)產(chǎn)業(yè)的升級和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整.因此，培養(yǎng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的應(yīng)用型人才是我國教育發(fā)展的重要目標(biāo)[1].

物理化學(xué)是金屬材料工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)理論課程之一，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了重要基礎(chǔ)，其相關(guān)內(nèi)容理論在金屬表面工程、材料合成等方面有較為廣泛的應(yīng)用，同時，該課程的學(xué)習(xí)在材料類專業(yè)的學(xué)生整體知識體系及能力的培養(yǎng)方面有著極其重要的作用[2].與理論課程相配套，物理化學(xué)實驗是一門獨立開課基礎(chǔ)性的專業(yè)實驗課程.其目的使學(xué)生系統(tǒng)掌握基本的物理化學(xué)實驗研究方法和基本技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和觀察現(xiàn)象、正確記錄及處理數(shù)據(jù)的能力，從而全面提高學(xué)生綜合素質(zhì).教學(xué)內(nèi)容主要包含了電化學(xué)、相平衡、動力學(xué)、表面化學(xué)、熱力學(xué)等內(nèi)容，該課程將物理和化學(xué)領(lǐng)域的實驗技術(shù)相結(jié)合，利用數(shù)學(xué)計算工具研究物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)以及性質(zhì)和規(guī)律.在物理化學(xué)實驗教學(xué)開展過程中，可以引用相關(guān)的理論知識，從而使學(xué)生通過實驗課的學(xué)習(xí)加深對物理化學(xué)基本原理的理解，在實驗過程中解決各種問題，通過理論和實踐的相互結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力、以及觀察現(xiàn)象、正確記錄和處理數(shù)據(jù)的能力，進(jìn)一步鞏固學(xué)生實驗研究能力，從而實現(xiàn)從知識學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的過渡轉(zhuǎn)化.針對物理化學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的問題，從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)資源等方面進(jìn)行深入的研究.以學(xué)院教學(xué)特色為驅(qū)動力，緊緊圍繞物理化學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革，培養(yǎng)應(yīng)用型人才.

1 現(xiàn)階段物理化學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的問題分析

本文以金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)實驗教學(xué)作為研究例子，對現(xiàn)階段物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了分析.學(xué)院開設(shè)了六個實驗項目，設(shè)置16課時，教學(xué)內(nèi)容包含了：燃燒熱的測定、雙液系沸點-成分圖的繪制、液體飽和氣壓的測定、液體表面張力的測定、金屬二元相圖繪制、原電池電動勢的測定等，必修實驗項目在選題時兼顧到理論課中熱力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象與膠體等幾個部分.作者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗，分析出現(xiàn)階段物理化學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的不足之處主要有以下幾點：1.傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗教學(xué)一般采用驗證式實驗方式，很多實驗過于依賴物理化學(xué)的理論課程，且理論課和實驗課經(jīng)常出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象;2.不同專業(yè)方向的學(xué)生學(xué)習(xí)到的都是完全一樣的實驗內(nèi)容，沒有側(cè)重點，物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容單一;3.實驗教學(xué)方式方法相對比較單一，學(xué)生與教師溝通少，僅限于實驗課上的時間，缺少溝通交流平臺;4.一般情況下，學(xué)生只能通過實驗報告來展示實驗技能，實驗成績考核制度較為片面不夠完善.這些問題的存在都大大的削減了學(xué)生對物理化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維以及動手能力都十分不利.

近年來，我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，實驗水平也有所提升，各個學(xué)科之間的知識交叉也十分復(fù)雜，這也是物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展的特點.由此可見，很多原有實驗課程體系和教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，與時代的發(fā)展相脫節(jié)，因此，必須不斷優(yōu)化和改革;很多物理化學(xué)實驗內(nèi)容和學(xué)生的未來就業(yè)關(guān)聯(lián)性并不大，在實際工作中缺少實踐的機(jī)會，缺乏應(yīng)用性;除此之外，物理化學(xué)實驗教學(xué)模式大多采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，學(xué)生先對知識內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，在課堂講解中按照教師的要求和引導(dǎo)進(jìn)行實驗，驗證原理，在操作中驗證理論，得出數(shù)據(jù)，并總結(jié)實驗注意事項，之后學(xué)生按照教師的傳授方式按部就班的操作.此種方式的弊端就是學(xué)生機(jī)械性的操作，缺少獨立思考，導(dǎo)致學(xué)生參與實驗教學(xué)活動的積極性不高，即使實驗成功依舊缺少成就感，學(xué)生的創(chuàng)新性思維得不到拓展;另外，在實驗教學(xué)過程中，教師和學(xué)生的溝通交流也極其重要，給學(xué)生和教師提供良好的交流平臺，使學(xué)生和老師能夠?qū)嶒炃昂蟪霈F(xiàn)的問題及時地進(jìn)行討論和探討，能大大提高實驗教學(xué)的質(zhì)量與學(xué)習(xí)效果;除此之外，實驗成績的考核，是對學(xué)生對此門課程學(xué)習(xí)的態(tài)度與收獲的客觀體現(xiàn)，也應(yīng)盡量完善實驗成績考核制度.總體來講，現(xiàn)階段，我院所采用的傳統(tǒng)化物理化學(xué)實驗教學(xué)模式很難滿足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求，因此，必須探索出新的教學(xué)形式.

隨著我國教育改革的不斷推進(jìn)，我校逐漸向應(yīng)用型大學(xué)方向轉(zhuǎn)型，物理化學(xué)實驗教學(xué)也加快了改革步伐，其首要任務(wù)就是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，為社會輸出綜合素質(zhì)高、能力強的人才[3].如：我院相關(guān)專業(yè)的學(xué)生將基礎(chǔ)理論和實踐相結(jié)合，運用所學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行獨立的思考和研究，通過教師的逐步引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生良好的實踐能力和操作能力，通過多年來對物理化學(xué)實驗教學(xué)的研究探索，總結(jié)出培養(yǎng)應(yīng)用型人才策略[4].

2 應(yīng)用型人才背景下提升物理化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量策略

2.1 適當(dāng)調(diào)整實驗課與理論課開展順序

傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗的教學(xué)，一般是在理論課講授完畢了安排學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實驗，根據(jù)實驗內(nèi)容對理論內(nèi)容的依賴程度，可以適當(dāng)調(diào)整實驗課與理論課開展的先后順序，比如，對于燃燒熱的測定，該實驗涉及的理論知識“燃燒熱”的概念學(xué)生在高中時就已經(jīng)涉及，但該實驗的教學(xué)有一個重要目的是“掌握氧彈式熱量計的構(gòu)造、安裝及實驗技術(shù)”，對于此類實驗，可以將先進(jìn)行實驗，使學(xué)生提前了解燃燒熱測定的裝置，從而在后續(xù)理論課的學(xué)習(xí)過程中，更形象具體的理解燃燒熱的概念，更重要的是，能夠使學(xué)生更好地將燃燒熱相關(guān)知識應(yīng)用在熱力學(xué)部分的學(xué)習(xí)當(dāng)中.在先進(jìn)行實驗教學(xué)再進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，對于理論知識的掌握情況并不會過多的影響本實驗進(jìn)行的效果，反而會對后續(xù)的理論課學(xué)習(xí)奠定了一定的基礎(chǔ).對于一部分需要扎實的理論知識作為基礎(chǔ)的實驗，比如金屬二元相圖繪制，在開展實驗前，需要學(xué)生掌握金屬二元相圖的相關(guān)知識，對于此類實驗，則可以將實驗教學(xué)的進(jìn)行安排在理論課之后，從而使學(xué)生鞏固所學(xué)理論知識，同時也提高了實驗教學(xué)的質(zhì)量.

2.2 優(yōu)化物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容

物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置需要根據(jù)不同的專業(yè)方向特點，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整實驗內(nèi)容.首先，將實驗內(nèi)容和專業(yè)理論相結(jié)合，理論知識與實踐內(nèi)容接軌，如：針對金屬材料工程專業(yè)焊接方向的學(xué)生，側(cè)重將電化學(xué)知識和材料學(xué)專業(yè)理論知識的結(jié)合、物理化學(xué)實驗平衡理論的連接，并重點學(xué)習(xí)金屬二元相圖等實驗內(nèi)容，針對高分子材料方向的學(xué)生，側(cè)重選擇學(xué)習(xí)溶液吸附法測量固體表面積、最大氣泡壓力方法測量液體的表面張力等實驗內(nèi)容.在進(jìn)行實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)多思考，適當(dāng)選取使用跟專業(yè)學(xué)科內(nèi)容相近的實驗材料.同時，應(yīng)適當(dāng)增加實驗的多樣性，提高學(xué)生對實驗的興趣與主動性，比如：測定燃燒熱實驗過程中，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)通常是以苯甲酸作為實驗樣品，教師可以鼓勵學(xué)生在保證安全的前提下，對不同物品燃燒熱進(jìn)行測定，從而探索燃燒熱相關(guān)知識，增加學(xué)生對實驗的興趣[5].

2.3 優(yōu)化物理化學(xué)實驗教學(xué)資源

現(xiàn)階段，我院物理化學(xué)實驗的教學(xué)資源還比較匱乏，實驗局限于化學(xué)儀器以及實驗教材，一般情況下都是教師在實驗室講解實驗原理及步驟以及實驗注意事項等內(nèi)容，學(xué)生則按照教材按部就班的使用儀器進(jìn)行實驗操作，謹(jǐn)遵實驗步驟機(jī)械的進(jìn)行整個實驗，如果脫離專業(yè)教材以及使用說明書，那么學(xué)生在實驗操作時很容易出現(xiàn)無從下手的現(xiàn)象[6].但是將物理化學(xué)實驗相關(guān)教材、實驗儀器以及實驗教學(xué)課件有效結(jié)合，那么將會大大提升實驗教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，因此，必須提升對物理化學(xué)實驗教學(xué)資源的重視度，豐富教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)精品課程.針對學(xué)生的學(xué)習(xí)特點建立實驗資源共享微信群或QQ群，那么實驗教學(xué)效果也會事半功倍.現(xiàn)階段，大學(xué)生十分熱衷于網(wǎng)絡(luò)平臺，教師可以將物理化學(xué)教學(xué)實驗資源上傳到共享平臺中，如：教學(xué)視頻、電子教案、實驗原理知識等內(nèi)容上傳到群眾，學(xué)生們可以隨時隨地參觀閱覽.與此同時，在教學(xué)過程中，明確學(xué)生的主體地位，采用多種教學(xué)手段，進(jìn)行設(shè)計性、驗證性和綜合性實驗，及時更新教學(xué)內(nèi)容，與時俱進(jìn)，開設(shè)和實際應(yīng)用密切相關(guān)的實驗[7].

2.4 優(yōu)化教學(xué)考核體系

針對物理化學(xué)實驗教學(xué)考核方式及評定學(xué)生成績形式比較單一的問題，一般采用實驗報告及平時成績雙重考核的方式，此種考核方式會導(dǎo)致一些學(xué)生抄襲他人實驗報告，自己不認(rèn)真操作實驗，弄虛作假，一些教師對學(xué)生平時成績多依賴于主觀的判斷，導(dǎo)致物理化學(xué)實驗教學(xué)考核和評價方式缺少客觀性和合理性.因此，必須建立完善的物理化學(xué)實驗教學(xué)考核機(jī)制，公平、公正的評價學(xué)生實驗成績，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)作風(fēng)，為實驗教學(xué)質(zhì)量的提升提供保障[8].除此之外，還需要打破傳統(tǒng)輕實踐、重理論的觀念，建立全面的考核機(jī)制，對學(xué)生實驗成績進(jìn)行評判.如：實驗報告采用論文化形式，拓展學(xué)生科學(xué)思維，以科學(xué)論文的形式將學(xué)生實驗報告展示出來，培養(yǎng)學(xué)生的可續(xù)素養(yǎng)[9].在論文中需要有明確的觀點，并圍繞觀點進(jìn)行闡述、實驗操作和分析.從主體上需要明確三個問題：實驗的目的是什么？實驗有什么意義？實驗的操作方式如何？怎樣處理和分析實驗數(shù)據(jù)？通過實驗獲得什么結(jié)論？總結(jié)實驗的不足之處.學(xué)生在提交論文之后，可以小組討論，總結(jié)之后向教師匯報本次實驗的情況，互相交流，不斷進(jìn)步[10].

3 結(jié)語

物理化學(xué)實驗課程是金屬材料工程專業(yè)重要的知識節(jié)點，也存在其他影響教學(xué)效果的因素，考慮到目前我院該課程的培養(yǎng)體系，要進(jìn)一步提高物理化學(xué)實驗教學(xué)的效果，不僅教師認(rèn)真教，學(xué)生愿意學(xué)，更要學(xué)生樂意學(xué)，將教學(xué)模式以傳統(tǒng)的“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變.綜上所述，隨著我國教育改革的不斷推進(jìn)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才是我國高校發(fā)展必然趨勢.改革物理化學(xué)實驗教學(xué)模式是教育發(fā)展的必經(jīng)之路，應(yīng)從院校師資隊伍的建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容的改革、教學(xué)考核的完善等方面進(jìn)行全方位思考，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定良好的基礎(chǔ)，從而提升物理化學(xué)實驗教學(xué)水平，促進(jìn)我國教育事業(yè)的不斷發(fā)展.

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