以培養應用型人才為目標的物理化學教學改革
——以銅仁學院制藥工程專業為例

王 霞 楊凱旭 舒亞非 楊曉紅 舒 華

（銅仁學院材料與化學工程學院，貴州 銅仁 554300）

物理化學位列四大經典化學，一方面因其知識內容的基礎性而成為化學的支柱課程之一，另一方面又因其研究領域、研究方法的特殊性而成為融合各科知識、跟蹤學科前沿的一大基石。物理化學課程目前是我校制藥工程、材料物理、化學、食品科學與工程等專業的必修課，是一門重要的理論基礎課。然而，該課程理論性極強，內容抽象，概念多、公式多、條件多[1-3]，需要扎實的數學和物理基礎。同時，由于工科專業物理化學課時較少，使側重于工程能力培養的工科專業學生學習起來頗有難度，以致學習興趣不高。

銅仁學院作為地方性本科院校，依托武陵、服務社會，以培養滿足地方經濟和社會發展需求的應用型人才為辦學目標。結合物理化學課程的特點，從教學內容、教學方法、教學手段、評價方式等方面進行教學改革，探討以培養應用型人才為目標的物理化學教學改革的具體做法。以制藥工程專業為試點，根據學校的辦學定位，在物理化學課程教學中樹立課程教學服務于授課專業的意識，讓學生學以致用，培養學生解決實際問題的能力，增強課堂教學的實效性。

一、以基礎知識夠用為前提，精簡優化教學內容

（一）教學內容的選取及學時分配

本校制藥工程專業主要培養能夠在生產一線從事產品開發、技術管理、質量監控、設備設計、產品銷售等方面工作的應用型人才，因此，教學內容的選取應充分體現課程“基礎性、應用性、服務性”的特點，遵循“基礎夠用、應用為本、培養能力”的原則，加強基礎知識的教學。同時，物理化學課程作為制藥工程專業的基礎課、橋梁課，是學習專業課的鋪墊，具有銜接性[4-5]，教學內容的取舍需參照后續專業課，如《藥劑學》的內容進行選取。本專業本課程所選教材為南京大學沈文霞教授編寫的《物理化學核心教程（第二版）》，設定課程學時為48，教學課時少。如何在保證教學體系基本完整的前提下，充分體現課程內容的系統性和實用性成為改革的難點。本改革結合專業需求及后續課程體系特點，對各部分內容學時進行精簡、優化，見表1。

表1 制藥工程專業物理化學教學內容與學時分配

其中，熱力學第一定律和熱力學第二定律是化學熱力學的基礎，學時分配較多，占總學時的25．0%；化學熱力學在多組分系統、化學平衡和相平衡中的應用幾章內容不多，三章共占總學時的22．9%；化學動力學和膠體與表面現象在制藥工程中應用廣泛，在實際教學過程中要結合專業需求進行教學，且該部分內容與后續專業課《藥劑學》聯系緊密，需加大學時，為學生將來學習《藥劑學》及參加工作打好基礎，分別占總學時的16．7%和31．2%；電化學知識在制藥工程專業中應用不多，了解即可，因此所占學時不多，僅4．2%。

（二）結合生產生活中的實例，將抽象知識形象化

在教學內容改革方面，遵循以基礎知識為抓手、著力培養學生實踐能力的原則，實際授課中充分做到理論聯系實際，同時注重科技前沿[6]。

例如在講稀溶液的依數性時，讓學生結合所學知識，討論為什么眼藥水和馬拉松運動員喝的飲料必須是等滲溶液、為什么生理鹽水的濃度必須是0．9%，并對其進行詳細解釋；在講各因素對化學平衡的影響時，讓學生思考討論在原料制成藥品的過程中溫度、pH值、溶液濃度、反應時間等因素對反應的影響及產生該影響的原因，從而有效利用物理化學的規律和原理來指導生產，并將其與同時進行的企業見習和實習相結合，探究企業實際生產中降低生產成本和提高生產效率及藥物藥效等的具體方法；在講水的相圖時給學生介紹冷凍干燥法，通過分析水的相圖來解釋冷凍干燥法的工作原理，讓學生理解冷凍干燥法在制藥工程方面的應用；講授具有簡單級數反應的特點時結合藥物的保質期及定點吃藥等日常知識；講表面活性劑時介紹安瓿瓶、針劑等進行疏水處理的原理；講聚沉值與聚沉能力時可介紹“鹵水點豆腐”等等。

（三）介紹相關物理化學家的成就，培養學生熱愛科學的情感

課堂教學過程中適時簡單講述相關科學家的故事，能夠有效增強課堂的趣味性，激發學生學習興趣，通過相關科學家的故事可以培養學生熱愛科學的情感。例如，在講授熱力學第一定律時，簡單介紹焦耳、邁耶、赫姆霍茲的生平及成就，鼓勵學生向科學家學習，珍惜學習機會。同時可以介紹焦耳與第一類永動機的故事，讓學生知道即使焦耳這樣偉大的科學家在科學的道路上也犯過錯、走過彎路，但只要及時改正，依然可以取得傲人的成績；講水的三相點時介紹我國著名的物理化學家和化學教育家黃子卿先生，學成歸國后致力于化學教學和科研五十多年，一生勤奮好學，勇于探索，一絲不茍，是師生學習的楷模。

二、以能力培養為核心，多種教學方法相結合

物理化學內容枯燥乏味，理論性強，學生很難有學習興趣。為了充分調動學生學習的積極性，引導學生自主學習，在課堂教學過程中應結合實際，靈活選擇合適的教學方法。本項改革將學習環模式貫穿于整個教學過程。學習環模式是目前公認的理工科教學中最有效的教學模式，由美國的一項關于小學科學課程的項目——科學課程改善研究（science curriculum improvement study，簡稱SCIS）項目在20世紀50年代末60年代初首次提出[7-8]。它是基于問題的解決并“以‘學生為中心’、以‘活動為中心’的探究式教學法，是以建構主義教學法為基礎所發展出的一套三階段的教學模式”[9]，即：探索階段、概念介紹和概念應用。該方法以問題為導向，在探索階段，設置一個情景，在情景中提出問題，而問題的解決是學生目前所掌握的知識無法解決的，需要在學生原有知識體系的基礎上學習新知識才能解決，這一問題的提出使得學生心理失衡，激發學生學習新知識的興趣，此時需及時進入概念介紹階段，將新知識講授給學生，同時解決之前所提出的問題，最后進入概念應用階段，加強學生對所學新知識的理解。整個學習環過程學生心理上經歷了平衡-失衡-再平衡的過程，知識體系從原有舊知識體系達到新的更高層的知識體系，呈現螺旋上升趨勢。加強理論與實踐的融合，推行基于問題、基于項目、基于案例的教學方法和學習方法。該方法雖由小學科學課程項目提出，但同樣適用于大學工科專業物理化學課程的教學。該方法已應用于我院2011-2018級制藥工程專業，效果甚佳。

教學有法、教無定法，物理化學教學方法是多種多樣的，在上述“學習環教學模式”中，采用不同教學方法，培養學生的交流合作能力和語言表達能力。到企業參觀學習并請企業相關技術人員講座也是物理化學教學方法的一種，通過參觀企業實際生產，體會理論知識在實際生產中的應用會使學生更加直觀地感受到所學知識是能夠解決實際問題的，更能激發學生的學習熱情。

三、取消單一考試制度，多種評價方式并用

對學生學習效果的評價方面，從以下兩方面進行改革：一是考試試題分布，將原來的客觀題占多數、主觀題占少數改為主觀題占多數、客觀題占少數，且以應用分析題為重點，提高題目的靈活性，充分發揮學生的主動性；二是不再簡單的采取期末試卷考試這一單一的方式，而是將平時的課堂討論、課后作業、課程論文、線上學習等方面一并納入評價中，提高學生參與度[10]，全面綜合地對學生的學習效果進行評價。

四、結論

在基礎知識夠用的前提下，以培養應用型人才為目標，精簡優化教學內容，靈活運用多種教學方法，通過我校2011-2018級8個年級制藥工程專業的物理化學教學改革，證明了該教學改革成效顯著。