卓越工程師培養中“膠體與界面化學”教學改革的實踐與探索

張婉萍

（上海應用技術學院 香料香精技術與工程學院，上海 201418）

卓越工程師培養中“膠體與界面化學”教學改革的實踐與探索

張婉萍

（上海應用技術學院 香料香精技術與工程學院，上海 201418）

針對輕化工程化妝品方向《膠體與界面化學》課程的教學，文章在分析了《膠體與界面化學》課程教學的現狀及問題的基礎上，探討了通過啟發學生的學習興趣，根據專業方向調整教學內容，與下游課程的融會貫通以及與企業的緊密結合等方面，多層面探討提高《膠體與界面化學》的教學效果。

膠體與界面化學；教學；改革

《膠體與界面化學》是研究膠體分散體系、物理化學性質及界面現象的學科，屬于《物理化學》的一個分支。但《物理化學》屬于基礎理論學科，而《膠體與界面化學》是與生產、生活有密切聯系的實踐性基礎學科。《膠體與界面化學》和許多學科領域、國民經濟的各個部門以及日常生活都密切相關，如醫藥、食品、洗滌劑、化妝品、農藥、涂料、油漆、紡織等。因此，《膠體與界面化學》就不應該是一個單一的理論教學過程，而是結合各自院校相應的學科發展方向應用型的教學。《膠體與界面化學》的教學應該是結合本專業學生的發展方向，激發學生學習興趣的前提下，培養學生具備行業所需理論知識與實際技能。通過理論知識與實踐技能相結合的教學過程，使學生完整地、系統地掌握實驗的基本原理、方法和技能，培養學生實驗操作技能和創新能力，增強學生理論聯系實際和分析、解決問題的能力。

一、《膠體與界面化學》課程教學的現狀及問題

1.教學內容理論性太強。《膠體與界面化學》從知識體系而言側重于理論知識，講授膠體體系的制備及其性質、界面吸附現象、表面活性劑體系性質及乳狀液的形成等相關理論知識。其中包含了大量的公式推導與計算，但傳統的教學方式，沒有讓學生真正理解公式的含義與實際應用過程中的意義。這些內容均理論性太強，使學生感覺到枯燥無味，找不到學習這門課程的興趣。

2.教學模式單一。《膠體與界面化學》是一門理論與實際緊密結合的學科，在學習膠體、界面及表面活性劑相關理論知識的基礎上，主要掌握在不同領域實際膠體體系的特性以及改變膠體體系特性的方式與原理。在教學過程中應該把理論知識應用于實際體系中，解讀理論知識對實際體系的分析研究過程。而《膠體與界面化學》沿用純理論學科的教學模式，采取“滿堂灌”、“填鴨式”講述型方式授課，學生被動地聽課，大大降低了對于實踐性學科的學習興趣，課堂缺乏生機。

3.忽視實驗教學的重要性。傳統的《膠體與界面化學》教學，側重于理論教學，關于《膠體與界面化學》的理論教材很多，但實驗部分目前尚沒有系統性的教材，各大專院校只是根據自己的實驗條件編寫可行的實驗講義，實踐教學存在覆蓋面窄、深淺不一的問題。而《膠體與界面化學》是一門與實際緊密結合的學科，需要通過實踐教學深化理論知識。如果僅僅側重于理論教學，則很難把相關的理論知識與實際應用體系相聯系。

4.考試目的不明確。目前一般院校《膠體與界面化學》考試都采取書面、閉卷方式。而且考試的內容僅僅圍繞書本，為了應付考試，教師重點講述書本上的理論知識；而學生也是被動學習，以接受知識為主，存在死記硬背的現象，很少能從培養實際技能的角度出發，關于《膠體與界面化學》相關知識在實際體系中的應用則很難考察，學生所學知識仍停留在紙上談兵的階段[1]。

二、《膠體與界面化學》課程教學改革設想

1.運用理論知識解釋實際生活實例。隨著科學技術的發展，《膠體與界面化學》的應用與我們的生活密切相關，在我們生存的環境中膠體體系隨處可見，云、霧、太陽的顏色、人工降雨等現象都可以通過《膠體與界面化學》的相關知識進行解釋，因此，在講授《膠體與界面化學》時，要充分列舉實際生活例子，通過對實際現象的解釋，激發學生對理論知識學習的興趣，提高學生對理論知識的理解與掌握程度。

在《膠體與界面化學》中有很多的理論概念很難講清楚，如“界面張力”，是一個非常抽象的概念，很難通過圖畫與語言等常規的教學方式解釋明白，例如“氣球、水滴、氣泡”等球形形態的存在是因為在各介質中球形的表面積最小，而這又是因為其表面存在“界面張力”等現象，可以較好地理解界面張力的存在；在講到增溶作用時，要聯系日化產

品中的透明產品，比如一些油溶性原料的增溶等；在講到潤濕作用時，要將眼鏡防霧、衣物防雨防油及農藥噴灑等實際例子與潤濕作用聯系起來，讓學生發揮自己的想象力，將枯燥的理論知識與實際現象結合起來，加強理解與記憶[2]。

在《膠體與界面化學》教學中結合實際例子講解，可以使得學生更容易理解抽象的概念，同時使理論知識與生活緊密結合，解釋生活中的各種現象，以激發學生學習的興趣。

2.根據專業方向調整課程內容。《膠體與界面化學》是一門基礎理論學科，在不同領域的應用會有不同的側重。我院的《膠體與界面化學》課程是為輕化工程化妝品方向的學生開設的一門專業基礎課程。化妝品產品主要包括凝膠、乳狀液及表面活性劑混合體系，因此，與這些體系的形成、穩定及應用性能相關的知識要講清楚，使學生能更好地掌握。

針對我院本科學生的教學，重點在于緊密聯系實際產品，運用《膠體與界面化學》相關知識解釋這些產品體系的形成與性能。對理論公式的學習在于理解與應用，即公式在應用過程中各參數的含義，而不是掌握公式的推導與計算。比如講到膠體粒子在布朗運動過程中“平均位移”的計算公式，重點不是“平均位移”公式的推導及計算，而是結合實際體系講授清楚“平均位移”的平方與溫度成正比，與體系的黏度及膠體粒子成反比。這樣既有利于學生更好地理解公式，也有利于學生將公式應用于分析研究實際體系。因此對于這些純理論知識的內容要適當精簡，可以將純理論知識學習的重心放在與實際的結合過程中。

3.與下游課程的融會貫通。在本科的教學環節中，每門課程都不是獨立設置的，而是課程與課程之間具有相互支撐的關系。《膠體與界面化學》作為專業基礎課程，是學習《化妝品工藝學》的基礎。因此，在講解《膠體與界面化學》的知識體系時，要盡可能列舉化妝品產品及其性能的實際例子，比如在講解膠體體系的流變特性時，要舉例講解化妝品膏霜乳液體系的剪切變稀性能；在講到泡沫的形成及其穩定性時，要聯系化妝品清潔產品的泡沫特性及其穩定性；在講解乳狀液的形成及其穩定性時，要聯系化妝品膏霜乳液的穩定性、膚感等特性。這樣可以為《化妝品工藝學》的學習奠定很好的基礎，同時激發學生學習基礎理論知識的興趣。

同時在《化妝品工藝學》教學過程中，要不斷引用《膠體與界面化學》的理論知識，通過這種課程與課程之間知識的融會貫通，達到對理論知識的掌握并靈活運用的目的，使學生既具備扎實的理論知識，又具有較強的實踐技能。

4.改革教學方法和教學手段。①教學方法多樣化，突出學生的主體作用要真正做到課堂教學以學生為主體，首先要轉變教育思想與教育觀念。要把課堂教學效率作為教改的主要問題，向課堂教學要質量、要效率。《膠體與界面化學》課程不僅要培養學生掌握相關的理論知識，還要培養學生具備一定的實驗技能，教學過程中應注重突出學生的主體地位，積極調動學生自己思考、探索的興趣與動力。真正實現由單純接受知識轉變為接受與探索相結合，由培養知識型人才轉變為培養技能型人才。此外，應該大膽借鑒國外的先進教育理念，注重師生間的互動，以一種平等、相互交流、相互激活的方式組織課堂教學活動，要求學生主動參與，自由思考，隨時提出問題并解決問題。在實現“授”與“受”統一的同時，培養學生的創造能力和學習能力。②實現教學手段現代化。多媒體集圖文聲像于一身，以其多維化的表現形式，為《膠體與界面化學》課堂與實驗教學提供了新的手段。這就要求教師充分利用多媒體教學手段，生動而形象地展現《膠體與界面化學》實驗的工藝以及實際膠體體系產品的性狀，使學生有更好的感性認識[3]。

5.設置適合專業方向的實踐教學內容。《膠體與界面化學》適合應用于不同的領域體系，但針對不同的領域又有不同的側重，所以實踐教學環節要緊扣本專業學生的發展方向，結合化妝品領域所需的實踐技能，增加與專業相關的綜合型實驗與設計型實驗教學內容。鑒于《膠體與界面化學》針對輕化工程化妝品方向的學生，實踐教學內容與日用化工緊密結合，如在“乳狀液的制備”實驗中，不僅僅是不同類型乳狀液的制備，同時要增加乳狀液的顯微鏡觀察、乳狀液的高低溫、離心穩定性、粘度測定等與產品技術開發相關的實驗方法，形成一個綜合型實驗，使學生不僅能掌握乳狀液的制備，同時也能掌握乳狀液的乳化性能與穩定特性，為未來實際膏霜乳液體系配方的開發奠定基礎，可以很好地運用乳狀液形成與破乳的理論，更好地設計穩定性、使用性能良好的產品配方。

6.提高教師自身的工程素質。《膠體與界面化學》在教學過程中，需要與各相關領域的緊密結合，與下游課程的融會貫通，對教師的要求較高。不僅僅是對《膠體與界面化學》理論知識體系的講授，更多的是通過該課程的教學，增加學生對化妝品行業的了解，激發學生對行業的極大熱愛，同時要引申到下游課程的相關內容，這就要求教師不僅對行業非常熟悉，還具備一定的本專業的技術背景。為了更好地引導學生未來對化妝品相關知識的學習，最好能具有化妝品行業的工程背景，不僅熟悉行業的現狀，還了解行業的發展趨勢，同時還有配方開發的基礎，才有可能更好地啟發學生將《膠體與界面化學》的理論知識，應用到化妝品領域及配方開發的過程中。

7.教學中應注重產、學、研相結合。目前高校與企業的聯系不夠緊密，導致學校的教學內容與企業需求脫節等問題。在課程的教學過程中，盡可能結合企業與學校的產、學、研，通過與企業共建實驗室和研發中心，與企業有更多的溝通交流機會，聯合優化課程內容，使得學生有機會參與到產、學、研合作的過程中[4]，把實踐性課程引入課堂與實驗室。高校要及時吸收新的科學技術、科學研究及教學改革的新成果并轉化為開放實驗的教學內容[5]。根據行業的發展趨勢，及時更新實驗教學內容，不斷改進實驗教學方法，有效提高教學質量。要有意識地培養、訓練學生理論聯系實際的學風和嚴謹的科學態度，提高學生分析問題、解決問題的能力。

綜上所述，針對我院輕化工程化妝品方向《膠體與界面化學》課程的教學，必須根據本專業的特色，在教學過程中緊密聯系實際，將枯燥的理論知識靈活應用于實際體系；通過激發學生對化妝品行業的熱愛，啟發學生對生活中實際例子的觀察與思考，充分調動學生的學習積極性；并通過與下游課程的融會貫通，與企業的緊密結合，以培養動手能力強的高級技能型人才為目標，使教學處于良性循環，從而達到較好的教學效果。

[1]魏利濱，宋長友，劉昆.無機化學實驗教學改革的思考與實踐[J].唐山學院學報，2010，23（3）：67-69.

[2]呂志鳳，戰風濤，姜翠玉.淺談高校專業選修課的教學改革與實踐[J].教改經緯，2011，197：43-44.

[3]楊繼生.精細化工教學改革的探索與實踐 [J].大學化學，2010，25（5）：39-41.

[4]余志衛.論本科院校卓越工程師的培養[J].武漢職業技術學院學報，2011，10（2）：81-83.

[5]闞鳳龍，周悅，韓中華，等.卓越工程師教育培養的開放式實驗教學研究[J].科技廣場，2011，（2）：245-247.

G642.0

A

1674-9324（2014）04-0052-03

上海高校本科重點教學改革項目。

張婉萍（1970-），女，山西人，副教授，博士。