應用型人才背景下地方院校物理化學實驗教學的探討

劉潤清，黃繼明，吳思展

(銅仁學院 材料與化學工程學院，貴州 銅仁 554300)

大學教育在經歷了少數人的精英教育，相對多數人的大眾化教育后，發展到今天已經是一般人的普及化教育，我們也應客觀地看到其發展也遇到了一個瓶頸。2015年10月，教育發布關于《引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》中指出: 高等教育矛盾突現，同質化嚴重，就業難和就業質量低的問題仍未有效緩解，應用型、復合型、創新型人才培養機制尚未完全建立，人才培養結構和質量尚不適應經濟結構調整和產業升級的要求[1]。因此，培養和地方經濟社會發展需要相符的應用型才是地方院校發展培養人才的風向標[2]。物理化學實驗是面向我院化學師范方向、精細化工、材料、制藥工程等專業開設的一門與物理化學理論課程內容相配套的，獨立開課的專業的基礎實驗課程。其教學內容包括熱力學、電化學、動力學、相平衡、表面化學與膠體化學等方面，它綜合運用了物理學和化學領域中一些重要實驗技術，手段及數學運算工具來研究物質的性質和化學反應規律。在教學過程中引導學生利用物理化學及相關理論知識，解決化學、化工過程的基本問題，培養學生具備堅實的實驗基礎和初步研究的能力，實現由學習知識技能到進行科學研究的初步轉化[3]。本文針對目前物理化學實驗課程教學的現狀與不足，從教學內容、教學資源、考核體系、地方特色等方面的優化進行了探索性研究。本課題組以貴州銅仁地方發展需求為驅動力，圍繞我校材料化學專業學生的物理化學實驗實踐教學改革，探討一種為地方經濟服務的應用型人才培養模式[4]。

1 當前物理化學實驗教學存在的不足與問題

以我院精細化工專業的物理化學實驗教學為例，我們共開設了8個實驗項目，總課時數為30，分別為: 強酸強堿中和熱的測定、凝固點降低法測定分子的摩爾質量、硝酸鉀溶解熱測定、電導法測定乙酸乙酯皂化反應的速率常數、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量、最大氣泡壓法測定液體的表面張力。結合近倆年的教學經驗，總結出當前物理化學實驗教學的不足:(1)傳統物理化學實驗教學開設的多是一些驗證性實驗，由于其大都是依附于物理化學理論課程，這在一定程度上削弱了學生對物理化學實驗的興趣與積極性，不益培養學生動手動腦能力與科學素養及創新性思維的培養。隨著研究手段和實驗技術不斷進步，學科之間的交叉和綜合是化學發展的顯著特點。因此，原有的課程體系和課程內容已與時代發展的要求脫節，有必要對其進行改革和優化；(2)大部分實驗內容與生產實踐，尤其是與學生未來就業行業的關聯性不大，缺乏一定的應用性；(3)教學模式也主要是采取傳統的模式，如: 學生先進行實驗預習，教師再在課堂上講解實驗原理、具體操作方法、實驗注意事 項和數據處理方法等等，最后學生再按書本和教師所講的方法按部就班地做實驗。在該模式教學下，學生只是機械性地操作實驗，沒有獨立思考，致使學生在實驗過程中沒有參與感和成就感，缺乏主動性，缺少創新性思維；(4)在整個實驗教學過程中，師生只在課堂上有些互動性，而實驗后的互動較少，也缺乏交流平臺；(5)在實驗成績考核過程中，往往只憑實驗報告來反應學生的實驗技能，該方法存在明顯的片面性，考核制度不完善。總的來說，當前我校采用的傳統物理化學實驗教學模式已不能滿足應用型人才培養要求，有必要探索一種新的物理化學實驗教學模式[5]。

2 物理化學實驗教學改革探討

根據高校改革精神，我校屬于逐步轉型為應用型大學的改革范圍，所以我校的物理化學實驗教學改革的首要任務也是面向銅仁，服務地方經濟和社會發展需求。例，對于我院材料化學專業的學生來說就是要將其培養成能運用材料學和化學的基礎理論、基本知識和基本技能獨立進行研究、教學、生產和開發工作的具有良好實踐能力的應用型人才。為此，我們對物理化學實驗教學改革進行了思考與探索，現將其總結如下。

2.1 實驗內容的優化

物理化學實驗內容的設置要結合不同專業的特點，對傳統的實驗內容作出適當的調整。首先，實驗內容應與其專業學科理論知識接軌，例如，物理化學實驗中的相平衡、電化學等內容與材料學專業的理論基礎結合緊密，是儲能材料及冶金材料制備技術與工藝等的基礎，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”等實驗內容。而制藥工程相關專業課程應與制藥工程專業應用相結合起來，如將一級反應速率常數測定實驗中的蔗糖水解速率常數的測定，改為測定符合一級水解動力學的硫酸鏈霉素水解速率常數的測定，用于考察藥物有效期的研究；燃燒熱的測定實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知識來判斷藥物的純度等[6]。

2.2 教學資源的優化

目前，銅仁學院物理化學實驗現有的教學資源較為匱乏，僅局限于實驗教材及實驗儀器，往往是簡單地根據教材的實驗步驟和儀器的使用說明來完成整個實驗，脫離了教材和說明書，學生將感到實驗無從下手。如果把實驗教材、實驗儀器和實驗過程、教學課件有機地結合起來，將極大地提高學生的學習熱情和效益，這勢必要求我們重視物理化學實驗教學多媒體資源和精品課程建設[7]。抓住學生的興趣點建立資源共享群，將會取得事倍功半的效果。現代大學生都熱衷于網絡平臺，建立物理化學實驗QQ群或是微信群，教師可以把相關的教學資源如電子教案、教學視頻及相關通知等上傳到群里供同學們參閱；同時，教學模式上應強調以學生為主體，我們的實驗內容也應該多元化，驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗都不可少，同時適時更新實驗內容，增設與科研及工程實際應用緊密結合的創新性實驗。

2.3 考核體系的優化

物理化學實驗課程考核和學生成績評定方法比較簡單，多以考查的方式進行，通常由實驗報告和平時成績倆部分組成。這種考核方會導致一種現象: 部分學生不認真做實驗，抄襲實驗報告，弄虛作假。此外平時成績也大多依賴教師的主觀判斷。因此，現行的物理化學實驗課程考核方式不客觀，評價不合理。因此,建立公正、合理、客觀的物理化學實驗課程考核機制是激發學生學習興趣、培養良好學風、提高教學質量的有效保障。我們需要打破“重理論、輕實踐應用”的觀念，采用全面的考核方式評定學生的物理化學實驗課成績。比如將實驗報告論文化，訓練學生的科學思維，要求學生將實驗報告以科學論文方式呈現出來，以此來全面訓練學生的科學素養。論文要有摘要、關鍵詞。論文主體要解釋清楚3個問題: 一是為什么要做實驗，即實驗的意義；二是如何做的實驗，包括實驗數據的分析處理； 三是得出了什么結論，并指出需要改進的方向。在論文最后面要列出參考文獻。學生在提交實驗小論文后，還需要向其他同學和教師匯報實驗情況，完成相互交流、共同提高的教學環節[8]。

2.4 強化地方特色

在物理化學理論課授課期間穿插引入將來要開展的基礎驗證性實驗，并在課堂中進行演示，減小理論課和實驗課在時間和空間上的脫節，同時，在實驗內容上也盡量增加與銅仁當地電解錳，汞觸媒行業相關的實驗項目。比如，電解錳行業適當增加與電化學相關的實驗，電動勢的測定，循環伏安法測定電極反應過程，以及非性性平衡關系的B-Z振蕩實驗等；取消恒溫槽性能測定實驗，增加溶液表面吸附的測定實驗；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驗。通過這樣的實驗內容調整來強化地方實踐特色，與地方行業接軌。

3 結語

隨著大眾化教育的深入發展，應用型人才培養成為地方院校發展的必然趨勢。物理化學實驗教學改進是一項長期的任務，筆者只是在師資隊伍及教學條件、教學內容、課程考核等方面做了有益的思考，這些建議及改進措施對提高應用型人才培養質量具有一定實用意義。希望這些思考能給大家參考，為物理化學實驗課的教學質量及應用型人才培養水平的提高而努力。

參考文獻

[1]沈 奇,張 燕,羅 揚.應用型本科實踐教學體系的構建與改革[J].實驗技術與管理,2010,27(10) : 36-38.

[2]孫長遠,齊 珍.應用型本科發展的歷史脈絡、困厄與出路[J].河北師范大學學報,2014,16(5):68-72.

[3]趙 明,鐘志宇,李宏剛,等.物理化學實驗教學改革與創新[J].實驗科學與技術,2014,12(3):33-35.

[4]任為民,施志毅．國家開放大學建設中幾個亟待解決的問題[J].現代遠程教育研究,2011,14(2) : 9-13.

[5]潘 越．物理化學實驗課程的教學實踐與改進[J].山東化工,2016,45(20) : 175-176．

[6]鄒桂華,沈廣志.制藥工程專業物理化學實驗教學改革探討[J].實驗室科學,2015,18(1):103-105.

[7]胡新根,胡茂林,方國勇,等.以應用型人才培養為導向的物理化學教學改革[J].廣州化工,2012,40(22):154-156.

[8]陳永寶,訾學紅,劉淑珍.物理化學實驗教學的創新研究[J].大學化學,2013,28(6):12-14.