“雙創”教育背景下應用型本科院校物理化學實驗教學改革初探

雷以柱，萬亞荔，馮 靜，范志芳

(六盤水師范學院 化學與材料工程學院，貴州 六盤水 553004)

立足地方經濟社會發展，培養高水平應用型人才，是應用型本科院校的核心任務[1-4]。當前，我國正在加快建設創新型國家和世界科技強國，而科技強國的建設，關鍵在于培養創新型人才[5-6]。在“大眾創業、萬眾創新”的時代背景下，應用型本科院校如何通過本科教學改革和實踐，提升學生創新創業能力和知識應用能力，顯得尤為重要。

六盤水師范學院是一所省市共建的地方院校，是貴州省首批向應用型轉型發展的試點院校。學校大部分專業為理工科專業，在理工類應用型人才培養過程中，實驗教學是聯系理論和實踐的重要橋梁，是培養應用型人才的重要環節。《物理化學實驗》作為化學、化學工程與工藝、環境工程、冶金工程等專業的學科基礎實驗課，具有理論性強、探索性強及應用廣等特點，對于培養學生理論聯系實際、創新創業能力和知識應用能力均具有重要作用。本文基于“雙創”的時代教育背景，就應用型本科院校物理化學實驗教學改革提出幾點思考。

1 物理化學實驗教學現狀及問題

通常，物理化學實驗是在相應的理論知識完成后進行，其教學模式是：學生提前預習實驗，實驗前教師講解實驗原理、實驗步驟及注意事項，學生動手完成實驗，學生撰寫并提交實驗報告，教師依據學生實驗操作及實驗報告，進行考核評價[7-9]。這種傳統的教學模式存在以下幾個方面的不足：(1)實驗內容多為教材上的驗證性實驗，缺乏綜合設計性實驗，難以調動學生的積極性，對學生創新能力培養不足；(2)實驗項目與地方經濟社會發展聯系不緊密，不利于應用型人才培養，也不利于培養學生知識遷移能力和知識應用能力；(3)實驗內容陳舊，沒有及時根據學科前沿進行調整，不利于開闊學生視野，難以培養學生創新意識；(4)實驗設備陳舊，沒能根據現代生產及科研實際，及時進行設備更新；(5)評價方式較簡單，學生真實表現和考核成績往往存在一定甚至較大出入。

針對這些問題，本文以六盤水師范學院的化學、化學工程與工藝、環境工程、冶金工程等專業為例，對物理化學實驗教學進行改革初探。

2 物理化學實驗教學改革探討

2.1 將創新創業教育理念融入課程教學中

在我校物理化學實驗教學改革中，一方面，我們將學生創新思維和創新意識的培養納入了課程目標，從大綱上要求教師在實驗教學過程中，重視培養學生創新思維和創新能力；另一方面，優化了實驗教學項目，在保留經典基礎驗證性實驗的基礎上，加大了綜合性和設計性實驗的比例，并設置開放性創新型實驗。

2.2 實驗教學內容的改革

(1)實驗內容與地方社會發展相結合，引導學生了解地方產業結構，激發學生學習興趣，培養學生知識的遷移和應用能力。例如，我校所在地六盤水是西南地區的能源基地，在燃燒熱的測定實驗中，可以增加不同煤樣的燃燒熱，探索用燃燒熱來判斷煤的品位。又比如，貴州是我國地氟病的高發區，病區人口1500多萬，占全國病區人口數的一半；為此，我們在實驗項目中加入了氟離子選擇電極測定水中的微量氟，以此增加學生對氟的認識，等等。對于基礎驗證性實驗，盡量將實驗與地方經濟社會發展和地方產業結合，理論聯系實際生產，拓寬學生知識面，增加學生對學科專業的認同感。

(2)實驗內容與學科前沿相結合，將前沿學科知識和新技術融入到實驗教學中，設置綜合設計性實驗項目。綜合性設計性實驗在基礎驗證性實驗的基礎上，注重物理化學理論知識與學科前沿的融合，培養學生解決復雜科學問題的能力，提升學生創新素質和實踐動手能力。例如，氫能源和生物質資源利用是能源化工領域的研究前沿，而能源化工產業又是六盤水市的支柱產業，基于此，我們設置了“生物質基活性炭負載金屬納米粒子的制備及其催化硼氨烷水解制氫”綜合設計性實驗，該實驗涉及生物質基活性炭的制備、負載型催化劑的制備、催化劑的表征、催化硼氨烷水解制備氫氣等系列步驟，融合了無機合成、化學動力學、表面化學、化學熱力學等方面知識，培養了學生解決系統工程問題的綜合能力， 提升了學生創新意識和創新思維。

2.3 實驗教學方法和評價方式改革

(1)開發虛擬仿真實驗教學資源，虛實結合，為學生提供更加豐富的實驗教學資源，彌補了因課時或設備不足，部分實驗無法開出等問題。六盤水師范學院化學與材料工程學院于2015年建立了虛擬仿真實驗中心，虛擬仿真實驗中心的運用有效地輔助了實驗教學，提升了實踐教學的教學質量。

(2)在物理化學實驗教學中，通過微課、慕課等方式，將新技術和新手段引入實驗操作前的理論講解，使學生及時了解物理化學實驗的最新研究手段和相關研究前沿，加深學生對物理化學實驗及物理化學學科的整體認識，進而培養學生創新意識和創新思維。

(3)以往物理化學實驗考核評價較為簡單，主要由實驗報告和實驗操作成績構成。但是，實驗報告容易因抄襲而趨同，難以區分成績，導致考核成績與學生真實表現往往存在差異，打擊了學生學習的積極性。基于此，對考核評價方式進行了改革。對于基礎驗證性實驗，采用虛擬仿真模擬、學生預習、實驗操作、實驗報告等多階段進行考核；而對于綜合設計性實驗，采取文獻查閱、方案設計、實驗操作、創新點、實驗結果、實驗報告等階段進行考核。最后，按照基礎驗證性實驗和綜合設計性實驗成績各占一定比例得出總成績。

3 結語

通過改革，我校物理化學實驗教學取得了良好的成效，課堂氣氛活躍，學生自主學習和團隊合作學習積極性明顯提高，思考問題和解決問題的能力也明顯提升。相關專業學生，在實驗技能大賽、創新創業大賽等學科競賽中的成績逐年提高。但是，教學改革是一項長期、復雜且系統的工作，在實踐教學過程中仍需我們根據各專業培養目標和培養要求進行不斷探索。