基于成果導(dǎo)向教育理念的本科工程教育

王惠娟

物理化學是化工類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。針對本科工程教育對人才培養(yǎng)的要求，將成果導(dǎo)向教育理念運用到物理化學課程教學中，并對教學目標、教學內(nèi)容、教學策略、教學評價等方面進行了探索，有助于提升學生解決實際問題的能力。

本科工程教育要求高等教育從面向精英教育的學科辦學，轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦虼蟊娀逃纳鐣枨筠k學，其培養(yǎng)目標要滿足社會要求，培養(yǎng)出的學生要具備解決復(fù)雜工程問題的能力。物理化學課程是用物理的原理和方法研究化學中最基本的規(guī)律和理論。物理化學雖然是一門系統(tǒng)性高、邏輯性強、內(nèi)容抽象的課程，但又被稱為“消失于無處不在的科學”，廣泛應(yīng)用于化工、材料、環(huán)境、冶金、能源、生物等領(lǐng)域。如何讓物理化學課程更加符合社會生產(chǎn)需求，提升學生解決工程問題的能力，是課程改革的方向。

成果導(dǎo)向的理念強調(diào)教育要聚焦于學生能夠獲得在未來生活中取得成功的經(jīng)驗，是以最終學習成果為起點，反向進行課程設(shè)計，“需求”既是教育的起點又是終點，從而保證了教育目標與教育結(jié)果的一致性。因此在本科工程教育物理化學課程教學中，可以應(yīng)用成果導(dǎo)向教育理念，根據(jù)學生需要具備的專業(yè)能力，合理設(shè)置物理化學教學內(nèi)容，引領(lǐng)學生學習物理化學的基本知識和應(yīng)用方法，使學生能夠利用物理化學的知識解決實際生產(chǎn)應(yīng)用中的問題。本文將成果導(dǎo)向教育理念運用到物理化學課程的教學中，對其教學目標、教學內(nèi)容、教學策略、教學評價等方面進行了研究。

1 教學目標

成果導(dǎo)向教育理念要求課程教學目標指向最終學習成果。因此需要先依據(jù)社會需求、行業(yè)企業(yè)需求、個人能力及發(fā)展需求來確定學生最終學習成果、畢業(yè)要求，然后明確課程教學目標，按需設(shè)置教學內(nèi)容，確保學習成果的達成。以化學工程與工藝專業(yè)為例，通過調(diào)研分析，物理化學課程的教學目標為：（1）掌握物理化學相關(guān)知識、計算方法和基本實驗技能;（2）能夠結(jié)合具體條件運用物理化學的基本原理去解決實際化工生產(chǎn)和生活中的問題;（3）培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維、邏輯思維及分析解決問題的能力。

2 教學內(nèi)容

當前物理化學以熱力學、化學動力學、電化學、化學平衡、相平衡、界面化學、膠體化學、統(tǒng)計熱力學、量子力學等內(nèi)容組成，以往化學工程與工藝專業(yè)的學生都需要系統(tǒng)講授相關(guān)知識點，教學任務(wù)繁重、課時不夠用，普遍反映教師難教、學生難學。采用成果導(dǎo)向教育，可根據(jù)課程核心能力目標設(shè)置教學單元，選取教學內(nèi)容，刪減或弱化核心能力目標涉及不到的課程內(nèi)容，使教學內(nèi)容滿足行業(yè)企業(yè)需求、滿足家長及學生未來發(fā)展需求。根據(jù)課程教學目標，我們分析了化學工程與工藝專業(yè)物理化學課程教學內(nèi)容的選擇和順序安排，教學內(nèi)容要保證課程目標的實現(xiàn)，順序安排要符合教學和認知規(guī)律。由于該專業(yè)的學生畢業(yè)后主要從事煤化工類、電化學類、日化類等工作，因此應(yīng)該重點講授熱力學、化學動力學（部分知識）、電化學、相平衡、化學平衡、界面和膠體化學方面的知識，合理刪減統(tǒng)計熱力學、量子力學、化學動力學中部分理論知識及繁雜的公式推導(dǎo)等內(nèi)容。另外要結(jié)合科技進步、企業(yè)發(fā)展、工藝改進所涉及新知識、新理論，不斷更改教學內(nèi)容，從而滿足企業(yè)對人才的需求。

3 教學策略

物理化學課程內(nèi)容相對抽象、難懂，僅采用單一的課堂理論講授，容易導(dǎo)致學生學習倦怠，失去學習興趣，難以實現(xiàn)教學目標。需要根據(jù)教學內(nèi)容，以學生為中心，選擇合適的教學策略，有效提升教學效果，實現(xiàn)教學目標。

3.1 注重理論聯(lián)系實際

在講解枯燥的理論知識時，要盡可能聯(lián)系實際生產(chǎn)生活，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生應(yīng)用理論知識分析解決實際問題的能力。在講解膠體化學章節(jié)時，可以引入豆腐制作來講解溶膠的聚沉，向豆?jié){（帶負電荷的大豆蛋白溶膠）中加入鹵水（含鎂離子）、石膏（含鈣離子）等電解質(zhì)溶液，使溶膠發(fā)生聚沉。加鹵水制成的豆腐粗老偏黃，俗稱“老豆腐”;加石膏制成的豆腐光滑潔白，俗稱“嫩豆腐”。在講解熱力學章節(jié)時，可以將晦澀抽象的熵概念與人體的生老病死相結(jié)合。人體可以看成是一個處于非平衡狀態(tài)的開放系統(tǒng)。在人體生長發(fā)育的階段，人體系統(tǒng)總熵減小，ΔS<0，人體向有序的方向發(fā)展;當人體處于老年階段，系統(tǒng)總熵不斷增加，ΔS>0，人體逐漸衰老;當人體混亂度達到高度無序，人就將面對死亡;在生命周期中如果出現(xiàn)短期的或局部的熵急增，呈現(xiàn)無序、混亂狀態(tài)，就會生病，在生病的過程中出現(xiàn)發(fā)燒的現(xiàn)象，是人體自動防御降低熵的過程。在教學中，還可以引導(dǎo)學生去查閱資料，找到所學知識與生活生產(chǎn)相關(guān)的實例，在課堂上與同學分享討論，培養(yǎng)學生主動學習思考的能力，達到良好的學習效果。

3.2 引導(dǎo)學生自主學習

物理化學課程不僅公式繁多，而且應(yīng)用條件嚴格，單純教師講解學生很難牢固掌握。因此在每章節(jié)都需要設(shè)置自學總結(jié)環(huán)節(jié)。可以讓學生在課下提前總結(jié)，課上找總結(jié)全面、邏輯清晰的同學分享成果，享受到收獲知識的喜悅。另外，想要學好物理化學還需引導(dǎo)學生多做練習題，通過解題，將大量的公式、概念、定理融會貫通，真正找出他們之間的聯(lián)系。通過自己總結(jié)知識、做練習題，可以培養(yǎng)學生自主學習的能力和良好的邏輯思維能力。

3.3 加強物理化學實驗教學

物理化學是一門理論性強的課程，在課時緊張的情況下，經(jīng)常會刪除實驗教學部分。實際上如果能加入物理化學實驗環(huán)節(jié)，不僅能夠提升學生的動手能力，對于理論知識的理解也有很大幫助。例如，可以通過乙醇飽和蒸氣壓的測定實驗幫助學生進一步理解飽和蒸氣壓的概念和克拉貝龍——克勞修斯方程;通過Pb-Sn合金相圖實驗幫助學生掌握熱分析法（步冷曲線法）繪制相圖的方法，使學生對于二元凝聚物系相圖有更清楚的認識。另外教師還可以將自己的一些科研實驗?zāi)贸鰜砼c學生分享探討，鼓勵學生成立科研小組，申報大學生立項課題，激發(fā)學生從事科學研究的樂趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。

4 教學評價

以往物理化學課程考核以期末考試成績?yōu)橹饕u價指標。成果導(dǎo)向教育理念，要求考核方式能證明學生是否達成了預(yù)期學習目標，要將重點放在考查學生運用知識的能力上。因此要注重過程化考核和多元化考核，不能僅僅是考查理論知識的掌握，還要重點考查解決實際問題的能力。可以采用總評成績=平時成績+實驗成績+考試成績，平時成績包括出勤情況、作業(yè)總結(jié)、課堂討論等方面，實驗成績包括實驗操作、科研創(chuàng)新等方面，考試成績包括章節(jié)測試、期中測試、期末測試等方面。而且在過程考核中還要關(guān)注學生不同階段的學習成果，要與每個學生自身對比是否取得了學習上的進步，不斷幫助學生樹立學習信心，使每位學生在物理化學學習中都能獲得成功。

通過將成果導(dǎo)向教育理念引入物理化學課程教學，加強了學生自主學習能力的培養(yǎng)，有效提升了學生將理論知識用于解決實際問題的能力，進而滿足了社會對工程人才的需求。

基金項目：河北省高等教育教學改革研究與實踐項目（編號：2017GJJG390）

（作者單位：河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院環(huán)境與化學工程系）