物理化學科研促進教學 培養創新應用型人才初探

劉 興,李俊華,曾榮英,聶 雪,王成勇

(衡陽師范學院化學與材料科學學院,湖南 衡陽 421008)

物理化學作為化工、材料、生命、地學、環境等相關專業的基礎課程，在培養創新應用型人才中發揮著重要作用。目前，在某些地方本科高校，物理化學課程的教學呈現出重理論輕實驗實踐、學生學習積極性不高、教學效果不理想等不少問題。如何根據地方高校學生的特點，使物理化學的教與學變得輕松有趣并學以致用，是該課程教學所追求的目標[1-6]。

人才培養不僅僅是教給學生課本上的理論知識,更重要的是提高學生應用知識、解決實際問題的能力和培養創新意識與能力。以科研促進物理化學教學無疑是培養創新應用人才的有效途徑和可行方式。錢偉長院士曾經說:“大學必須拆除教學與科研之間的高墻,教學沒有科研做底蘊,就是一種沒有觀點的教育,沒有靈魂的教育”[7]。這充分說明了教學與科研之間的密切關系：教學是高校科研的基礎；科研是提高辦學水平和實現學校內涵式發展的關鍵。科研與教學的有機結合,使教師在教學實踐中從事研究，同時在研究背景下實施教學,研究過程成為教學過程,使教學和科研實現有效整合、相輔相成。縱觀國內外有關科研促進教學的做法，考慮到化學化工類專業，特別是物理化學學科的特點-以實驗為基礎，同時結合地方普通本科高校的特點，相比那些重點大學，我們提出針對化學及材料相關專業本科層次學生，教師主導下的中、高年級本科生的課外科技創新、本科畢業論文，以及教師課堂教學融入自己科研成果和學科前沿等兩種基本的科研促進教學、創新應用型人才培養模式。以下，結合經驗談幾點看法：

1 科研融入物理化學教學的內容選擇

教師把科研與教學有機融合,在教學中引入研究成果及最新科技發展信息，以教學案例的方式內化于課堂教學中去，即可激發學生的學習興趣，又可以了解所學知識在實際生產生活和科技研究中的具體應用。如把壓電材料融入熱力學第一定律教學中：在講述熱力學第一定律內容時，說明其實質就是能量守恒與轉化定律在熱現象中的特殊形式。自然界的一切物質都具有能量，能量有各種形式，并且可以從一種形式轉化為另一種形式。在轉化過程中，能量的總量不變。有一種表述即"第二類永動機不可能制造出來"。再如以申請人的光催化研究方向為例，利用太陽光分解水制氫是基礎研究的熱點之一。從化學角度上看，該方向屬于物理化學的范疇，將光催化分解水制氫引入物理化學課程，既能拓展和創新教學內容，同時也有利于激發學生的科學研究興趣。因此，可將可見光催化分解水制氫引入課堂演示或作為物理化學綜合實驗，系統介紹催化劑制備、表征及光催化反應性能評價。

2 科研促進物理化學教學的途徑與方式[8]

2.1 突出物理化學實驗教學，啟發學生探索問題

要充分發揮基礎實驗室、專業實驗室、大學生化學化工大學生創新訓練中心等在本科教學中的作用，盡可能讓學生自己設計基礎實驗方案、自己發現實驗過程可能出現的問題、現象，自己用所學的物理化學理論解釋實驗結果并學會用計算機處理實驗數據，寫出完整詳細的實驗報告。

2.2 學校科研儀器設備向本科生開放

充分利用各種渠道和方式,鼓勵學生進行開放實驗，參與各種研究項目課題。加大實驗、見習、實習等實踐課程(環節)的學時數、學分數,加強學生的工程技術應用及實操能力的訓練。

2.3 將學生的畢業論文、課外科技創新活動等與教師的科研和物理化學理論知識結合起來

科學研究是完成高校人才培養這一中心工作的重要手段。由于科學研究是在繼承是對原有知識進行重組加工以獲取新知的認識過程，即在原有"教學"意義上的創新。所以與教學相比，可以起到鞏固教學成果，是教學過程的升華。同時，科學技術研究是一種復雜創造性腦力勞動，其本質在于探索和創新，這有利于培養學生嚴謹務實的治學態度、認真踏實的工作作風以及創新實踐能力。在這樣的過程中，教師給與一定范圍的課題選擇，學生自己查閱國內外文獻、尋找設計科學創新方案，在教師指導下開展科研活動，對取得的現象尤其注重讓學生自主用已學過的理論知識去解釋、按照理論公式進行數據處理，讓所學知識成為認知未知事物、形成創造能力的有利工具，反過來也進一步鞏固所學理論。

3 科研促進物理化學教學的效果評價

科學的評價是科研促進教學的重要環節，建立合理的科學評價指標體系具有重要意義?？茖W評價指標體系是在對評價科研促進教學科學分析的基礎上，形成的定量或定性的決策指標體系系統，既要客觀全面又要具有可操作性。(1)評價科研促進教學的工作量，本著尊重知識、尊重勞動的原則，科學測算科研促進教學項目實施的工作量?？梢杂稍合颠M行工作量的初步認定，學校根據工作量、實施效果，給予相應的報酬和獎勵，從而提高教師以科研促進教學的積極性和熱情[9]。(2)可以從畢業生求職經歷、考研經歷等反饋這一改革的成效，例如學生考研面試中涉及的專業問題、學術創新活動經歷，通過"物理化學科研促進教學"能否顯著提高學生在這一方面的表現成績。(3)也可以從教師的角度評價。如教師發表論文中本科學生貢獻有多少(以論文中出現學生名字為準)，也可以從正常的課堂教學督導反饋來評價課堂教學加入研究成果及在研究過程中獲得的最新科技信息后的教學效果來看。