導(dǎo)語(yǔ)：工科類專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:在新工科建設(shè)的背景下，以培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型的新工科技術(shù)人才為目標(biāo)，對(duì)工科類專業(yè)的物理化學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革與探索。將課程思政理念融入到教學(xué)過(guò)程中，建立全方位的教學(xué)改革體系及全流程的教學(xué)考核體系，以期能樹(shù)立學(xué)生的理想信念，夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)及科研素養(yǎng)，為國(guó)家培養(yǎng)具有更強(qiáng)實(shí)踐能力、更強(qiáng)創(chuàng)新能力的高素質(zhì)型新工科人才。

關(guān)鍵詞:物理化學(xué);教學(xué)改革;新工科

為積極應(yīng)對(duì)世界范圍內(nèi)的新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐一帶一路”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國(guó)制造2025“等國(guó)家重大戰(zhàn)略，我國(guó)積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，著力培養(yǎng)實(shí)踐能力更強(qiáng)、創(chuàng)新能力更強(qiáng)、并具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才［1－3］。在新工科建設(shè)的背景下，高等學(xué)校工科類專業(yè)應(yīng)以培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型高素質(zhì)人才為宗旨，大力推動(dòng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，加快人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等的改革創(chuàng)新。物理化學(xué)是基于物理和化學(xué)兩大基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來(lái)的，運(yùn)用物理學(xué)的基本理論方法去研究化學(xué)體系的性質(zhì)和行為，并建立化學(xué)體系中的特殊規(guī)律的學(xué)科［4］。物理化學(xué)課程是工科類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是后續(xù)學(xué)習(xí)更高層次專業(yè)課程的基礎(chǔ)，在工科類人才培養(yǎng)體系中有著舉足輕重的作用［5］。因此，在新工科建設(shè)的背景下，為培養(yǎng)符合社會(huì)需求的創(chuàng)新應(yīng)用工科專業(yè)人才，對(duì)物理化學(xué)課程教學(xué)的改革與探索勢(shì)在必行。

1融入課程思政內(nèi)容

在建設(shè)新工科的背景下，高校工科類專業(yè)應(yīng)著力于以科學(xué)教育、人文教育、工程教育的有機(jī)融合方式，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高且能實(shí)現(xiàn)跨界整合的人才［6－8］。因此，高校教育不僅要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)技能，還要重視對(duì)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)、道德情操的培養(yǎng)［8］。物理化學(xué)課程作為化學(xué)工程與工藝、制藥工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同樣也是高校工科類專業(yè)的思政育人主陣地。為培養(yǎng)思想過(guò)硬，德才兼?zhèn)涞男鹿た迫瞬牛谖锢砘瘜W(xué)課程教學(xué)中，要牢牢把握課程思政的內(nèi)涵，以相關(guān)的知識(shí)理論為載體，充分發(fā)掘課程中的相關(guān)思政元素，將課程思政有機(jī)融入到教學(xué)中。例如在講授單組分三元相圖的相關(guān)知識(shí)時(shí)，介紹水的三相點(diǎn)是由我國(guó)著名化學(xué)家黃子卿老先生精準(zhǔn)測(cè)量的，并將黃子卿老先生的愛(ài)國(guó)事跡引入到課堂教學(xué)中［9］。在上世紀(jì)30年代，為了建設(shè)祖國(guó)，黃子卿老先生毅然放棄了在美國(guó)的優(yōu)渥待遇，回到祖國(guó)不懈奮斗，體現(xiàn)了為祖國(guó)發(fā)展不計(jì)個(gè)人得失的家國(guó)情懷，以此培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)精神。在講授卡諾循環(huán)時(shí)，可以引入科學(xué)家從提出卡諾定律到找出提高熱機(jī)效率的根本途徑，孜孜不倦的鉆研了55年的故事［8］，鼓勵(lì)學(xué)生們要有理想信念，要有奮斗不息的精神。還有在講授化學(xué)平衡的內(nèi)容時(shí)，可以介紹發(fā)明了大規(guī)模合成氨技術(shù)的化學(xué)家哈伯的故事［6，10］。哈伯不僅是發(fā)明合成氨技術(shù)的諾貝爾獎(jiǎng)得主，還是研制氯氣、芥子氣等毒氣的戰(zhàn)爭(zhēng)魔鬼。通過(guò)他的故事，告誡學(xué)生務(wù)必要恪守科學(xué)倫理的底線，保持高度的社會(huì)責(zé)任感。通過(guò)將思政元素融入教學(xué)過(guò)程中，有助于培養(yǎng)兼具專業(yè)素養(yǎng)及理想信念的新工科人才。

2建立全方位教學(xué)改革體系

物理化學(xué)課程是高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝、制藥工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程，不僅是前期所學(xué)的無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的升華，又是后期化工原理、制藥原理、化工熱力學(xué)、新能源科學(xué)與材料等專業(yè)課程知識(shí)的基礎(chǔ)，在工科類人才培養(yǎng)體系中具有毋庸置疑的重要性。因此，物理化學(xué)課程必須要建立全方位的教學(xué)改革體系，提高物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合新工科建設(shè)要求的創(chuàng)新型，應(yīng)用型人才。

2.1引入現(xiàn)代教學(xué)手段

現(xiàn)階段雨課堂、慕課等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段蓬勃發(fā)展。充分引入現(xiàn)代教學(xué)手段，采用“線上+線下”混合教學(xué)，相比傳統(tǒng)PPT及板書(shū)的“線下”教學(xué)方式，能更好的提高教學(xué)質(zhì)量［11－12］?！坝暾n堂”是清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)解決方案。教師在課前可使用雨課堂設(shè)置相應(yīng)的預(yù)習(xí)習(xí)題，學(xué)生在充分預(yù)習(xí)后進(jìn)行答題，既有利于教師快速評(píng)價(jià)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，在課堂教學(xué)中能做到有的放矢，提升授課效率，又能使學(xué)生依據(jù)自身答題情況，在課堂上帶著問(wèn)題聽(tīng)講，提升學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，采用雨課堂的形式，還可以在授課過(guò)程中根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨堂小測(cè)，快速收到學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握情況的反饋，以便及時(shí)進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。利用微課可視化、碎片化的特點(diǎn)［13］，教師對(duì)物理化學(xué)中的熱力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、膠體及表面化學(xué)等重要基礎(chǔ)理論進(jìn)行梳理，提煉，將其中的重點(diǎn)難點(diǎn)分別錄制為10～15分鐘時(shí)長(zhǎng)的微課，方面學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，課后有針對(duì)性的復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。此外，還可以利用慕課資源及虛擬仿真技術(shù)，將物理化學(xué)課程通過(guò)線上與線下配合，虛實(shí)相結(jié)合的方式，幫助學(xué)生獲得專家授課，了解課程前沿，提高學(xué)習(xí)效果。

2.2實(shí)踐“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)模式

物理化學(xué)課程本身具有概念抽象，邏輯性強(qiáng)的難點(diǎn)，且隨著工科類教育改革的推進(jìn)，物理化學(xué)作為基礎(chǔ)類課程，面臨理論課學(xué)時(shí)壓縮的客觀問(wèn)題。為了獲得理想的教學(xué)效果，必須對(duì)現(xiàn)有的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革探索。在傳統(tǒng)的物理化學(xué)課堂教學(xué)中，主要是以“教師為中心”的教學(xué)模式，教師利用PPT對(duì)知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)經(jīng)典例題進(jìn)行授課。在學(xué)時(shí)數(shù)壓縮的情況下，為完成整門課程的教學(xué)任務(wù)，只能進(jìn)行“教師主動(dòng)傳遞—學(xué)生被動(dòng)接受”的填鴨式教學(xué)［11，14－15］。這種課堂教學(xué)方式，課堂氛圍枯燥，教師無(wú)法及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，也無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，無(wú)法達(dá)到理想的教學(xué)效果。為改變這一現(xiàn)狀，必須采用“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)模式。采用“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)模式，一方面應(yīng)當(dāng)注重對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的啟發(fā)。根據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解及教學(xué)大綱中對(duì)各知識(shí)點(diǎn)難易程度的要求，適當(dāng)選擇部分內(nèi)容，采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式［14－18］，在課前根據(jù)學(xué)習(xí)主動(dòng)性及對(duì)知識(shí)的掌握程度將學(xué)生分為不同小組，確保小組間的總體水平相近，既使小組內(nèi)部能夠相互輔導(dǎo)，又保證小組之間競(jìng)爭(zhēng)公平。在新課開(kāi)始前通過(guò)向各小組發(fā)放任務(wù)單，將新課應(yīng)掌握的知識(shí)點(diǎn)傳達(dá)給學(xué)生，要求各小組自行選擇一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，收集資料，相互討論，不斷修正，在課堂上以PPT的形式進(jìn)行10～15分鐘的授課，并在教師的指導(dǎo)點(diǎn)評(píng)后進(jìn)行認(rèn)真思考總結(jié)。教師在各小組完成授課后，及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，糾正學(xué)生授課中的錯(cuò)漏之處，加深對(duì)本次課程重難點(diǎn)的講授，幫助學(xué)生理清思路，更好的掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。采用這種翻轉(zhuǎn)課堂的方式，可以提升學(xué)生的課堂參與度，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能力性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到更好的教學(xué)效果。另一方面，教師在課堂教學(xué)中，要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)。在教學(xué)過(guò)程中，不能僅僅自顧自的把知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，要充分指導(dǎo)對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理總結(jié)，把握各章節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系，及時(shí)通過(guò)課堂提問(wèn)、隨堂小測(cè)、課后作業(yè)等方式，掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，并據(jù)此進(jìn)行認(rèn)真分析反思，不斷調(diào)整優(yōu)化授課內(nèi)容及方式，達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。

2.3優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)及科研素養(yǎng)

興趣是最好的老師，通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，將日常生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題與涉及的物理化學(xué)知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，使枯燥的知識(shí)點(diǎn)變得生動(dòng)易懂，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)知識(shí)的熱情。例如:荷葉上滾動(dòng)的液珠與表面現(xiàn)象相結(jié)合，灑鹽防止路面結(jié)冰凝動(dòng)與溶液的依數(shù)性相結(jié)合等，注意理論和實(shí)際的聯(lián)系，能夠幫助學(xué)生理解相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，也有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，應(yīng)在對(duì)工科類學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)適當(dāng)加入工程實(shí)例的引入。例如在教學(xué)中引入與經(jīng)典熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、表面化學(xué)等相關(guān)的具體工程實(shí)例，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的分析與探索，從而提供解決問(wèn)題的思路［19］。這一環(huán)節(jié)的引入，既增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握，又啟蒙了學(xué)生的工程意識(shí)，了解實(shí)際生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程，培養(yǎng)了應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。為培養(yǎng)工科類學(xué)生應(yīng)具備的科研素養(yǎng)，在教學(xué)過(guò)程中一方面可將理論教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)相合進(jìn)行講授，如在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)教學(xué)中，聯(lián)系“蔗糖水解反應(yīng)速率的研究”或“加速法測(cè)定藥物有效期”實(shí)驗(yàn)，在熱力學(xué)教學(xué)中，聯(lián)系“二組分液相完全互溶系統(tǒng)的沸點(diǎn)組成圖的繪制”實(shí)驗(yàn)，在膠體與表面化學(xué)教學(xué)中，聯(lián)系“電導(dǎo)法測(cè)定溶液臨界膠束濃度”實(shí)驗(yàn)等，將理論教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行綜合講解，同步提高學(xué)生的理論水平及實(shí)驗(yàn)操作能力。另一方面，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以適當(dāng)?shù)拇┎逡肱c基礎(chǔ)知識(shí)相關(guān)的科技前沿，例如催化劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)等的前沿研究，有助于拓展學(xué)生的視野，深化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

3建立全流程教學(xué)考核體系

考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果最為直接的方式，先進(jìn)的教學(xué)手段、合理的教學(xué)內(nèi)容都需要科學(xué)的考核方式對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)［20］。在著力培養(yǎng)新工科人才的背景下，需對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，則現(xiàn)有的以期末考試試卷為主要評(píng)分依據(jù)的考核方式也急需進(jìn)行相應(yīng)的改革，建立全流程、多樣化的考核體系，不僅考核學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基本知識(shí)重點(diǎn)的掌握程度，同時(shí)也考核學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)。就《物理化學(xué)》這門課程來(lái)說(shuō)，全流程、多樣化的考核體系是對(duì)整個(gè)授課環(huán)節(jié)的綜合表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體考核模式設(shè)置為平時(shí)成績(jī)占50%和期末考核占50%兩部分，其中平時(shí)成績(jī)又包括考勤、課下作業(yè)、隨堂小測(cè)、小組授課及綜述論文。(1)考勤占5%，主要內(nèi)容是在通過(guò)雨課堂點(diǎn)名及隨機(jī)提問(wèn)等方式檢查學(xué)生有無(wú)遲到、早退及曠課情況。(2)課下作業(yè)占10%，要求是完成課后習(xí)題并對(duì)每章節(jié)的重難點(diǎn)及各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系進(jìn)行總結(jié)概括。在解題中能有新思路的，在對(duì)重難點(diǎn)總結(jié)中能聯(lián)系自身學(xué)習(xí)情況進(jìn)行具體分析的，或能發(fā)散思維，將本章節(jié)知識(shí)點(diǎn)與其他章節(jié)知識(shí)點(diǎn)之間進(jìn)行合理聯(lián)系的，要進(jìn)行重點(diǎn)點(diǎn)評(píng)并給予充分的肯定。(3)隨堂小測(cè)占10%，采用雨課堂的形式，在授課過(guò)程中不定期對(duì)學(xué)生進(jìn)行隨堂小測(cè)，通過(guò)單項(xiàng)選擇題，多項(xiàng)選擇題、判斷題及填空題，快速檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)某個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)或每章節(jié)重要基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行查缺補(bǔ)漏。(4)小組授課占10%，主要是對(duì)在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生的表現(xiàn)以小組為單位進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括前期課堂資料的準(zhǔn)備，對(duì)規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行PPT的講解，課后的思考總結(jié)等方面，不僅加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)概念的理解與運(yùn)用，還培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。(5)綜述論文占15%，主要是要求學(xué)生在整門課程的授課環(huán)節(jié)中，任意選擇自己感興趣的1～2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)其發(fā)展歷程，前沿研究及在行業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)狀等進(jìn)行梳理，完成1篇1500字左右的綜述論文，學(xué)期結(jié)束時(shí)提交。重點(diǎn)考核學(xué)生個(gè)人的文獻(xiàn)查閱能力，書(shū)寫總結(jié)能力及對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解程度，激發(fā)學(xué)生的個(gè)人潛能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及創(chuàng)新的能力。(6)期末考核占50%，采用期末閉卷考試的方式，考試范圍，題型及難易程度等按照課程大綱中各個(gè)章節(jié)的權(quán)重而進(jìn)行設(shè)置，合理增加思考及創(chuàng)新類題目，不僅考核學(xué)生對(duì)本門課程全部所授基本知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，也考察學(xué)生在解題過(guò)程中是否具有創(chuàng)新的能力，是否具有運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。建立全流程、多樣化的考核體系，包含了對(duì)整門課程全部授課環(huán)節(jié)的考核，能夠更真實(shí)、更全面地對(duì)評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合表現(xiàn)，避免了學(xué)生可以通過(guò)死記硬背，考前突擊就能獲得高分的情況。這種考核方式，這種考試模式更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生既掌握基礎(chǔ)理論又提升了綜合能力。在我國(guó)正大力推進(jìn)“新工科”建設(shè)的背景下，地方本科院校應(yīng)著力于培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型的新工科技術(shù)人才。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我校工科類物理化學(xué)課程進(jìn)行了積極的改革和探索，通過(guò)將課程思政內(nèi)容有機(jī)融入教學(xué)過(guò)程，建立全方位教學(xué)改革體系，建立全流程教學(xué)考核體系等方法，以期使學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)體系，較強(qiáng)的工程意識(shí)及科研素養(yǎng)，為國(guó)家培養(yǎng)符合社會(huì)需求的新型創(chuàng)新應(yīng)用型工科人才。

作者：潘飛 呂夢(mèng)嵐 單位：貴州理工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院