物理化學(xué)科研促進教學(xué) 培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才初探

劉 興,李俊華,曾榮英,聶 雪,王成勇

(衡陽師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,湖南 衡陽 421008)

物理化學(xué)作為化工、材料、生命、地學(xué)、環(huán)境等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才中發(fā)揮著重要作用。目前，在某些地方本科高校，物理化學(xué)課程的教學(xué)呈現(xiàn)出重理論輕實驗實踐、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、教學(xué)效果不理想等不少問題。如何根據(jù)地方高校學(xué)生的特點，使物理化學(xué)的教與學(xué)變得輕松有趣并學(xué)以致用，是該課程教學(xué)所追求的目標[1-6]。

人才培養(yǎng)不僅僅是教給學(xué)生課本上的理論知識,更重要的是提高學(xué)生應(yīng)用知識、解決實際問題的能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識與能力。以科研促進物理化學(xué)教學(xué)無疑是培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用人才的有效途徑和可行方式。錢偉長院士曾經(jīng)說:“大學(xué)必須拆除教學(xué)與科研之間的高墻,教學(xué)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(xué)與科研之間的密切關(guān)系：教學(xué)是高校科研的基礎(chǔ)；科研是提高辦學(xué)水平和實現(xiàn)學(xué)校內(nèi)涵式發(fā)展的關(guān)鍵。科研與教學(xué)的有機結(jié)合,使教師在教學(xué)實踐中從事研究，同時在研究背景下實施教學(xué),研究過程成為教學(xué)過程,使教學(xué)和科研實現(xiàn)有效整合、相輔相成。縱觀國內(nèi)外有關(guān)科研促進教學(xué)的做法，考慮到化學(xué)化工類專業(yè)，特別是物理化學(xué)學(xué)科的特點-以實驗為基礎(chǔ)，同時結(jié)合地方普通本科高校的特點，相比那些重點大學(xué)，我們提出針對化學(xué)及材料相關(guān)專業(yè)本科層次學(xué)生，教師主導(dǎo)下的中、高年級本科生的課外科技創(chuàng)新、本科畢業(yè)論文，以及教師課堂教學(xué)融入自己科研成果和學(xué)科前沿等兩種基本的科研促進教學(xué)、創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。以下，結(jié)合經(jīng)驗談幾點看法：

1 科研融入物理化學(xué)教學(xué)的內(nèi)容選擇

教師把科研與教學(xué)有機融合,在教學(xué)中引入研究成果及最新科技發(fā)展信息，以教學(xué)案例的方式內(nèi)化于課堂教學(xué)中去，即可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以了解所學(xué)知識在實際生產(chǎn)生活和科技研究中的具體應(yīng)用。如把壓電材料融入熱力學(xué)第一定律教學(xué)中：在講述熱力學(xué)第一定律內(nèi)容時，說明其實質(zhì)就是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律在熱現(xiàn)象中的特殊形式。自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種形式，并且可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。在轉(zhuǎn)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(chǔ)研究的熱點之一。從化學(xué)角度上看，該方向?qū)儆谖锢砘瘜W(xué)的范疇，將光催化分解水制氫引入物理化學(xué)課程，既能拓展和創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，同時也有利于激發(fā)學(xué)生的科學(xué)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(xué)綜合實驗，系統(tǒng)介紹催化劑制備、表征及光催化反應(yīng)性能評價。

2 科研促進物理化學(xué)教學(xué)的途徑與方式[8]

2.1 突出物理化學(xué)實驗教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生探索問題

要充分發(fā)揮基礎(chǔ)實驗室、專業(yè)實驗室、大學(xué)生化學(xué)化工大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練中心等在本科教學(xué)中的作用，盡可能讓學(xué)生自己設(shè)計基礎(chǔ)實驗方案、自己發(fā)現(xiàn)實驗過程可能出現(xiàn)的問題、現(xiàn)象，自己用所學(xué)的物理化學(xué)理論解釋實驗結(jié)果并學(xué)會用計算機處理實驗數(shù)據(jù)，寫出完整詳細的實驗報告。

2.2 學(xué)校科研儀器設(shè)備向本科生開放

充分利用各種渠道和方式,鼓勵學(xué)生進行開放實驗，參與各種研究項目課題。加大實驗、見習(xí)、實習(xí)等實踐課程(環(huán)節(jié))的學(xué)時數(shù)、學(xué)分數(shù),加強學(xué)生的工程技術(shù)應(yīng)用及實操能力的訓(xùn)練。

2.3 將學(xué)生的畢業(yè)論文、課外科技創(chuàng)新活動等與教師的科研和物理化學(xué)理論知識結(jié)合起來

科學(xué)研究是完成高校人才培養(yǎng)這一中心工作的重要手段。由于科學(xué)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(xué)"意義上的創(chuàng)新。所以與教學(xué)相比，可以起到鞏固教學(xué)成果，是教學(xué)過程的升華。同時，科學(xué)技術(shù)研究是一種復(fù)雜創(chuàng)造性腦力勞動，其本質(zhì)在于探索和創(chuàng)新，這有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹務(wù)實的治學(xué)態(tài)度、認真踏實的工作作風以及創(chuàng)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(xué)生自己查閱國內(nèi)外文獻、尋找設(shè)計科學(xué)創(chuàng)新方案，在教師指導(dǎo)下開展科研活動，對取得的現(xiàn)象尤其注重讓學(xué)生自主用已學(xué)過的理論知識去解釋、按照理論公式進行數(shù)據(jù)處理，讓所學(xué)知識成為認知未知事物、形成創(chuàng)造能力的有利工具，反過來也進一步鞏固所學(xué)理論。

3 科研促進物理化學(xué)教學(xué)的效果評價

科學(xué)的評價是科研促進教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，建立合理的科學(xué)評價指標體系具有重要意義。科學(xué)評價指標體系是在對評價科研促進教學(xué)科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，形成的定量或定性的決策指標體系系統(tǒng)，既要客觀全面又要具有可操作性。(1)評價科研促進教學(xué)的工作量，本著尊重知識、尊重勞動的原則，科學(xué)測算科研促進教學(xué)項目實施的工作量。可以由院系進行工作量的初步認定，學(xué)校根據(jù)工作量、實施效果，給予相應(yīng)的報酬和獎勵，從而提高教師以科研促進教學(xué)的積極性和熱情[9]。(2)可以從畢業(yè)生求職經(jīng)歷、考研經(jīng)歷等反饋這一改革的成效，例如學(xué)生考研面試中涉及的專業(yè)問題、學(xué)術(shù)創(chuàng)新活動經(jīng)歷，通過"物理化學(xué)科研促進教學(xué)"能否顯著提高學(xué)生在這一方面的表現(xiàn)成績。(3)也可以從教師的角度評價。如教師發(fā)表論文中本科學(xué)生貢獻有多少(以論文中出現(xiàn)學(xué)生名字為準)，也可以從正常的課堂教學(xué)督導(dǎo)反饋來評價課堂教學(xué)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(xué)效果來看。