拔尖人才培養(yǎng)模式下“物理化學”課程的教學改革

池玉娟+仲++華+于海濤

摘要：從“物理化學”課程教學改革出發(fā)，討論在拔尖學生培養(yǎng)試驗計劃中如何改革教學方式和理念、如何利用傳統(tǒng)教學方式與現(xiàn)代化教學技術(shù)相結(jié)合來提高教學質(zhì)量，以適應(yīng)拔尖學生培養(yǎng)的教學任務(wù)，為更好地完成這一教學目標提供更好的課堂教育方法，也為完成這一教學、培養(yǎng)任務(wù)提供一些在教學方式、方法上的探索。

關(guān)鍵詞：拔尖人才；物理化學；教學改革

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：1001-7836（2015）05-0068-02

1前言

依據(jù)教育部《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》（教高[2012]4號）關(guān)于“實施基礎(chǔ)學科拔尖學生培養(yǎng)試驗計劃”的戰(zhàn)略部署，自2012年以來，我校實施了“黑龍江大學基礎(chǔ)學科拔尖學生培養(yǎng)試驗計劃”，化學化工與材料學院設(shè)立了化學類拔尖人才培養(yǎng)實驗班。該實驗班以精英教育為主，采用“前期厚基礎(chǔ)，后期增特色”的模式培養(yǎng)學生。

物理化學作為化學的一個二級學科，是化學學科的理論基礎(chǔ)，所以歷史上最早被稱作“理論化學”?！拔锢砘瘜W”（含“結(jié)構(gòu)化學”，下同）課程是化學一級學科內(nèi)所有本科專業(yè)的基礎(chǔ)課，也是許多其他一級學科內(nèi)本科專業(yè)的必修課?！拔锢砘瘜W”課程是幾乎所有化學類課程的基礎(chǔ)，對學生后續(xù)課程的學習有很大的影響，因此“物理化學”課程的建設(shè)與發(fā)展備受重視。

隨著時代的發(fā)展和科學、技術(shù)的進步，物理化學理論的應(yīng)用在化學、材料、化工、生物等各個研究領(lǐng)域不斷擴大，其復(fù)雜性、系統(tǒng)性、跨學科交叉融合等對傳統(tǒng)“物理化學”體系提出了相當大的挑戰(zhàn)；教育體系中所采用的拔尖人才培養(yǎng)教育模式對“物理化學”課程的建設(shè)也提出了更高的要求。為適應(yīng)這些變化，轉(zhuǎn)變教育理念、合理修訂教學大綱、優(yōu)化教學內(nèi)容和改革教學方法已成為“物理化學”教學工作者面臨的緊迫任務(wù)。

2“物理化學”課程的教學改革思路探討

2.1 應(yīng)轉(zhuǎn)變教育、教學理念及指導(dǎo)思想

在傳統(tǒng)的教育體系中，大眾教育和精英教育是兩種十分重要的教育形式。大眾教育能滿足國人的公平需要和提高全民素質(zhì)需要，并能為精英教育提供發(fā)展空間和基礎(chǔ)；精英教育是以綜合素質(zhì)提高，并獲得某一或多方面的專長來衡量學生培養(yǎng)目標的教育方式。拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)實際上非常接近于精英教育，即是在大眾化平臺上的高層次、高素質(zhì)、特別專長的教育。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是立足于現(xiàn)在的，但創(chuàng)新人才是面向未來的，他們應(yīng)該具備系統(tǒng)的知識儲備、專而精的專業(yè)知識、優(yōu)秀的創(chuàng)新能力、高度的判斷能力。當然，他們還應(yīng)該具有“以創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識為中心的自由發(fā)展的個性”。我們國家目前已經(jīng)從“窮國辦大教育”的階段轉(zhuǎn)變到“大國辦強教育”的時期。無論在什么時期和階段，教育的核心都應(yīng)該是人才和人才質(zhì)量，而人才質(zhì)量的關(guān)鍵是創(chuàng)新能力的強弱。創(chuàng)新能力既來源于學生本身對知識和解決問題的渴望，也在一定程度上依賴于教育體系所能提供給他們的培養(yǎng)和鍛煉。這種培養(yǎng)和鍛煉能夠達成的最好的土壤就是創(chuàng)新型教育，激發(fā)他們的能動性。在創(chuàng)新型教育中，學會提出科學問題、解釋科學問題和展望科學問題是一個長期過程，必須在不斷的學習和實踐中獲得。對于依照拔尖人才培養(yǎng)模式基本理念所培養(yǎng)的學生，教師的教學方式和方法必須由原來的大眾教育方式向精英教育方式轉(zhuǎn)變，在教學過程中不僅培養(yǎng)他們具有較扎實的理論基礎(chǔ)和靈活的運用能力，還要有意識地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，使他們在以后的科學研究、社會生產(chǎn)等工作領(lǐng)域內(nèi)成為優(yōu)秀人才。

2.2重新修訂教學大綱，完善課程教學內(nèi)容體系

由于招生方式的原因，高等學校學生的生源層次多、地區(qū)差異性大、知識基礎(chǔ)良莠不齊，即使在同一學院的不同專業(yè)內(nèi)，不同的學生在基礎(chǔ)知識體系、學習能力等方面都有很大的差異。由于目前高等學校師資力量不足等原因，難以做到因材施教，就會出現(xiàn)所謂“吃不飽…‘吃不了”的現(xiàn)象。為適合目前化學類拔尖人才培養(yǎng)實驗班的人才培養(yǎng)計劃，實現(xiàn)拔尖人才的培養(yǎng)目標，“物理化學”課程體系的重新整合、課程知識框架的重新構(gòu)建等成為目前積極推進“物理化學”教學內(nèi)容和課程體系改革的重要任務(wù)。這種變革的首要目標就是要改進教學大綱與現(xiàn)在教學培養(yǎng)目標的適應(yīng)性。由于原有知識體系已經(jīng)形成穩(wěn)固的狀態(tài)，既不能適應(yīng)目前拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)型教育方式，也與其他前沿學科發(fā)展不協(xié)調(diào)。要打破這種壁壘，首先要做的就是提高“物理化學”教學大綱的教學起點，考慮適應(yīng)度，考慮專業(yè)區(qū)別和側(cè)重，注重教學內(nèi)容與新的物理化學現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)，從而對教學內(nèi)容進行更新和精煉。教學大綱的修訂在滿足基本的教學需求以外，還要使學生有機會了解本專業(yè)最新的研究成果、對物理化學現(xiàn)象的解釋及理論的擴充，這樣既能保證課程知識體系的完整性，又能增加一定的深度和廣度，從而拓寬學生的知識體系結(jié)構(gòu)，建立一套更加完備的理論知識與現(xiàn)代科學前沿相結(jié)合的物理化學體系，以更加適應(yīng)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)型教學方式，為培養(yǎng)出具有更加完備基礎(chǔ)知識體系的人才奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.3改進教學方法，豐富教學手段

由于要對眾多物理、化學現(xiàn)象進行根源式的理論解釋，這就注定了物理化學會成為集化學現(xiàn)象、物理現(xiàn)象、數(shù)學模型求解于一身的學科。在實際的系統(tǒng)教學內(nèi)容中，充分地反映出了“物理化學”課程是一門概念多、原理定律多、公式推導(dǎo)多、模型復(fù)雜的基礎(chǔ)理論課程。雖然多年來提倡使用啟發(fā)式教學等多種方法以打破原有的枯燥、沉悶的傳統(tǒng)教學課堂，但由于“物理化學”課程理論基礎(chǔ)強，解決復(fù)雜數(shù)學模型時學生難于理解，影響了教學效果和教學質(zhì)量，所以教學方法更新一直是“物理化學”教學改革中的一個重要任務(wù)。根據(jù)目前教育理念，許多人建議教學方法應(yīng)該從注重“教法”轉(zhuǎn)向注重“學法”。

在以往的教學過程中，教師更重視教學內(nèi)容的講解，注重知識體系的建立與具體數(shù)理模型的闡釋，而對學生獨立思考、獨立解決科學問題的培養(yǎng)略顯不足。目前的教學理論中已經(jīng)提出，在教學過程中教師是主導(dǎo)，學生才是主體。那么面對拔尖人才培養(yǎng)型教學，在啟發(fā)式教學的基礎(chǔ)上，應(yīng)進一步更新教學方法、教學內(nèi)容，還學生以教學主體的地位。例如可以加強學習任務(wù)性引導(dǎo)，在課前預(yù)留問題，讓學生有目的地去學習，在課上帶著問題、帶著思考來聽課，調(diào)動學習的積極性，以提高學習興趣來提高學習動力。在講解具體理論知識時，不但要詳細講解理論或公式本身的含義，還應(yīng)該強調(diào)解決該問題的科學思維、科學方法和具體措施，引導(dǎo)學生去主動發(fā)現(xiàn)科學問題并獨立去解決該科學問題。

隨著高等教育改革的深化和學分制的實行，“物理化學”課程在教學內(nèi)容和學時方面都略顯不足。為了能在有限的時間內(nèi)高質(zhì)量地完成教學計劃，就需要在教學過程中合理地設(shè)計講授內(nèi)容、合理地利用課堂教學，同時也需要在安排學生自學部分章節(jié)的教學內(nèi)容方面做很多必要的嘗試。比如，在教學方式上可以采用課內(nèi)教學與課外教學相結(jié)合的方式，適當增加課內(nèi)及課外專題講座討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生在研討課上各抒己見，培養(yǎng)學生自主學習能力和創(chuàng)新思維；也可以鼓勵學生在課外通過查閱文獻或設(shè)計實驗解決一些具體的問題，逐步積累經(jīng)驗，提高科學素養(yǎng)，為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的人才打下良好的基礎(chǔ)。

除上述問題外，教學手段也應(yīng)該得到足夠的重視。教學手段是師生之間傳遞教與學信息的方式，包括語言講述、文字與圖片工具、板書教學及近些年流行的多媒體輔助教學等。好的教學手段可以大幅度提高教學質(zhì)量，是教學過程中極其重要的環(huán)節(jié)。就目前所流行的把多媒體計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到教學中這一發(fā)展趨勢，已經(jīng)成為大多數(shù)教學改革的重要方向。在拔尖人才培養(yǎng)型教學中，我們也應(yīng)該極力提倡在“物理化學”教學過程中合理地將現(xiàn)代化教育技術(shù)應(yīng)用到教學中去，但又不能完全使這種方式統(tǒng)治教學過程。對于理論性較強的原理概念的講解，可以借助于多媒體技術(shù)，插入形象的圖片、圖像、動畫等，用較直觀的影像加強對抽象概念的理解和消化，并借助于多媒體教學所提供的包含大量圖表信息的輔助教學來共同完成整體教學任務(wù)，提高教學質(zhì)量。傳統(tǒng)教學與多媒體教學的平衡取舍是提高課堂綜合教學效果的關(guān)鍵。只有將傳統(tǒng)板書與多媒體教學有機結(jié)合起來，才能把重要公式的講解及推導(dǎo)深深地植入學生的理解過程，引領(lǐng)學生的思路，解決科學問題，加深對相應(yīng)知識的理解和掌握。

由于多媒體課件可以增大課堂教學容量、提高信息量等特點，就可以以課內(nèi)或課外的方式適當增加介紹物理化學理論在科學前沿以及生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，以增加理解。例如在電化學一章，可以介紹化學電源的研究現(xiàn)狀及其他新型綠色能源的開發(fā)與利用，在表界面膠體化學一章介紹納米材料的特性及其重要應(yīng)用，從而引導(dǎo)學生學以致用，培養(yǎng)學生將科學理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合的能力，開拓他們的視野，增加他們的興趣。

總之，在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下，作為化學專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一的“物理化學”課程，應(yīng)該在現(xiàn)在的教學方法中轉(zhuǎn)變與之不適的教育理念，遵循教育規(guī)律，尊重個性成長，從教學大綱、教學內(nèi)容、教學方法方式等方面不斷地進行探索，總結(jié)經(jīng)驗，提高教學質(zhì)量，適應(yīng)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，讓學生能很好地學習和掌握物理化學的基礎(chǔ)理論知識，增強自主創(chuàng)新能力，為實現(xiàn)本科化學類拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標做出一份貢獻。