應用型人才背景下物理化學實驗教學的探討

杜曉潔

摘要：專業性的物理化學實驗，是培養學生良好素質和科學素養的重要環節.現階段，我院物理化學實驗教學取得了一定的發展，但與此同時，也存在一定的不足.在新形勢背景下，對應用型人才需求量增大，深入研究物理化學實驗教學方式十分必要.文章從物理化學實驗內容以及考核體系等方面闡述優化實驗教學的方案，旨在為社會培養專業性強、綜合素養高的應用型人才.

關鍵詞：應用型;人才;物理化學實驗;教學改革

中圖分類號：G642? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）02-0146-03

大學教育從少數人精英教育逐漸發展成為多數人大眾教育，隨著我國教育事業的不斷發展，大學教育已逐漸成了普及化教育，其發展從客觀角度來看也遇到了瓶頸.在2015年，我國教育部門頒布了《引導普通本科高校逐漸向應用型轉變指導性意見》中曾經指出：隨著高等教育的不斷發展，其矛盾凸顯，出現了嚴重的同質化，導致出現就業質量低、就業難等問題.現階段，我國教育創新性、復合型和應用型人才培養機制還未全方位建立，高校人才培養質量以及結構體系還無法完全適應產業的升級和經濟結構的調整.因此，培養社會經濟發展所需要的應用型人才是我國教育發展的重要目標[1].

物理化學是金屬材料工程專業重要的專業基礎理論課程之一，為后續專業課程的學習奠定了重要基礎，其相關內容理論在金屬表面工程、材料合成等方面有較為廣泛的應用，同時，該課程的學習在材料類專業的學生整體知識體系及能力的培養方面有著極其重要的作用[2].與理論課程相配套，物理化學實驗是一門獨立開課基礎性的專業實驗課程.其目的使學生系統掌握基本的物理化學實驗研究方法和基本技術，培養學生的實踐能力和觀察現象、正確記錄及處理數據的能力，從而全面提高學生綜合素質.教學內容主要包含了電化學、相平衡、動力學、表面化學、熱力學等內容，該課程將物理和化學領域的實驗技術相結合，利用數學計算工具研究物質化學反應以及性質和規律.在物理化學實驗教學開展過程中，可以引用相關的理論知識，從而使學生通過實驗課的學習加深對物理化學基本原理的理解，在實驗過程中解決各種問題，通過理論和實踐的相互結合，培養學生的動手能力和實踐能力、以及觀察現象、正確記錄和處理數據的能力，進一步鞏固學生實驗研究能力，從而實現從知識學習到科學研究的過渡轉化.針對物理化學實驗教學過程中存在的問題，從教學體系、教學內容以及教學資源等方面進行深入的研究.以學院教學特色為驅動力，緊緊圍繞物理化學相關專業的教學改革，培養應用型人才.

1 現階段物理化學實驗教學過程中存在的問題分析

本文以金屬材料工程專業物理化學實驗教學作為研究例子，對現階段物理化學實驗教學中存在的問題進行了分析.學院開設了六個實驗項目，設置16課時，教學內容包含了：燃燒熱的測定、雙液系沸點-成分圖的繪制、液體飽和氣壓的測定、液體表面張力的測定、金屬二元相圖繪制、原電池電動勢的測定等，必修實驗項目在選題時兼顧到理論課中熱力學、電化學、表面現象與膠體等幾個部分.作者結合教學經驗，分析出現階段物理化學實驗教學過程中存在的不足之處主要有以下幾點：1.傳統的物理化學實驗教學一般采用驗證式實驗方式，很多實驗過于依賴物理化學的理論課程，且理論課和實驗課經常出現不同步的現象;2.不同專業方向的學生學習到的都是完全一樣的實驗內容，沒有側重點，物理化學實驗教學內容單一;3.實驗教學方式方法相對比較單一，學生與教師溝通少，僅限于實驗課上的時間，缺少溝通交流平臺;4.一般情況下，學生只能通過實驗報告來展示實驗技能，實驗成績考核制度較為片面不夠完善.這些問題的存在都大大的削減了學生對物理化學實驗的學習積極性和學習興趣，對于培養學生的創新型思維以及動手能力都十分不利.

近年來，我國科學技術不斷發展，實驗水平也有所提升，各個學科之間的知識交叉也十分復雜，這也是物理化學學科發展的特點.由此可見，很多原有實驗課程體系和教學方法已經無法滿足學生的學習需求，與時代的發展相脫節，因此，必須不斷優化和改革;很多物理化學實驗內容和學生的未來就業關聯性并不大，在實際工作中缺少實踐的機會，缺乏應用性;除此之外，物理化學實驗教學模式大多采用傳統的教學模式，學生先對知識內容進行預習，在課堂講解中按照教師的要求和引導進行實驗，驗證原理，在操作中驗證理論，得出數據，并總結實驗注意事項，之后學生按照教師的傳授方式按部就班的操作.此種方式的弊端就是學生機械性的操作，缺少獨立思考，導致學生參與實驗教學活動的積極性不高，即使實驗成功依舊缺少成就感，學生的創新性思維得不到拓展;另外，在實驗教學過程中，教師和學生的溝通交流也極其重要，給學生和教師提供良好的交流平臺，使學生和老師能夠對實驗前后出現的問題及時地進行討論和探討，能大大提高實驗教學的質量與學習效果;除此之外，實驗成績的考核，是對學生對此門課程學習的態度與收獲的客觀體現，也應盡量完善實驗成績考核制度.總體來講，現階段，我院所采用的傳統化物理化學實驗教學模式很難滿足培養應用型人才的需求，因此，必須探索出新的教學形式.

隨著我國教育改革的不斷推進，我校逐漸向應用型大學方向轉型，物理化學實驗教學也加快了改革步伐，其首要任務就是培養應用型人才，為社會輸出綜合素質高、能力強的人才[3].如：我院相關專業的學生將基礎理論和實踐相結合，運用所學專業知識進行獨立的思考和研究，通過教師的逐步引導，培養學生良好的實踐能力和操作能力，通過多年來對物理化學實驗教學的研究探索，總結出培養應用型人才策略[4].

2 應用型人才背景下提升物理化學實驗教學質量策略

2.1 適當調整實驗課與理論課開展順序

傳統的物理化學實驗的教學，一般是在理論課講授完畢了安排學生進行相關實驗，根據實驗內容對理論內容的依賴程度，可以適當調整實驗課與理論課開展的先后順序，比如，對于燃燒熱的測定，該實驗涉及的理論知識“燃燒熱”的概念學生在高中時就已經涉及，但該實驗的教學有一個重要目的是“掌握氧彈式熱量計的構造、安裝及實驗技術”，對于此類實驗，可以將先進行實驗，使學生提前了解燃燒熱測定的裝置，從而在后續理論課的學習過程中，更形象具體的理解燃燒熱的概念，更重要的是，能夠使學生更好地將燃燒熱相關知識應用在熱力學部分的學習當中.在先進行實驗教學再進行理論學習，對于理論知識的掌握情況并不會過多的影響本實驗進行的效果，反而會對后續的理論課學習奠定了一定的基礎.對于一部分需要扎實的理論知識作為基礎的實驗，比如金屬二元相圖繪制，在開展實驗前，需要學生掌握金屬二元相圖的相關知識，對于此類實驗，則可以將實驗教學的進行安排在理論課之后，從而使學生鞏固所學理論知識，同時也提高了實驗教學的質量.

2.2 優化物理化學實驗教學內容

物理化學實驗教學內容設置需要根據不同的專業方向特點，適當的調整實驗內容.首先，將實驗內容和專業理論相結合，理論知識與實踐內容接軌，如：針對金屬材料工程專業焊接方向的學生，側重將電化學知識和材料學專業理論知識的結合、物理化學實驗平衡理論的連接，并重點學習金屬二元相圖等實驗內容，針對高分子材料方向的學生，側重選擇學習溶液吸附法測量固體表面積、最大氣泡壓力方法測量液體的表面張力等實驗內容.在進行實驗教學過程中，教師應多思考，適當選取使用跟專業學科內容相近的實驗材料.同時，應適當增加實驗的多樣性，提高學生對實驗的興趣與主動性，比如：測定燃燒熱實驗過程中，傳統的實驗教學通常是以苯甲酸作為實驗樣品，教師可以鼓勵學生在保證安全的前提下，對不同物品燃燒熱進行測定，從而探索燃燒熱相關知識，增加學生對實驗的興趣[5].

2.3 優化物理化學實驗教學資源

現階段，我院物理化學實驗的教學資源還比較匱乏，實驗局限于化學儀器以及實驗教材，一般情況下都是教師在實驗室講解實驗原理及步驟以及實驗注意事項等內容，學生則按照教材按部就班的使用儀器進行實驗操作，謹遵實驗步驟機械的進行整個實驗，如果脫離專業教材以及使用說明書，那么學生在實驗操作時很容易出現無從下手的現象[6].但是將物理化學實驗相關教材、實驗儀器以及實驗教學課件有效結合，那么將會大大提升實驗教學質量，提升學生學習積極性，因此，必須提升對物理化學實驗教學資源的重視度，豐富教學內容，建設精品課程.針對學生的學習特點建立實驗資源共享微信群或QQ群，那么實驗教學效果也會事半功倍.現階段，大學生十分熱衷于網絡平臺，教師可以將物理化學教學實驗資源上傳到共享平臺中，如：教學視頻、電子教案、實驗原理知識等內容上傳到群眾，學生們可以隨時隨地參觀閱覽.與此同時，在教學過程中，明確學生的主體地位，采用多種教學手段，進行設計性、驗證性和綜合性實驗，及時更新教學內容，與時俱進，開設和實際應用密切相關的實驗[7].

2.4 優化教學考核體系

針對物理化學實驗教學考核方式及評定學生成績形式比較單一的問題，一般采用實驗報告及平時成績雙重考核的方式，此種考核方式會導致一些學生抄襲他人實驗報告，自己不認真操作實驗，弄虛作假，一些教師對學生平時成績多依賴于主觀的判斷，導致物理化學實驗教學考核和評價方式缺少客觀性和合理性.因此，必須建立完善的物理化學實驗教學考核機制，公平、公正的評價學生實驗成績，培養良好的學習作風，為實驗教學質量的提升提供保障[8].除此之外，還需要打破傳統輕實踐、重理論的觀念，建立全面的考核機制，對學生實驗成績進行評判.如：實驗報告采用論文化形式，拓展學生科學思維，以科學論文的形式將學生實驗報告展示出來，培養學生的可續素養[9].在論文中需要有明確的觀點，并圍繞觀點進行闡述、實驗操作和分析.從主體上需要明確三個問題：實驗的目的是什么？實驗有什么意義？實驗的操作方式如何？怎樣處理和分析實驗數據？通過實驗獲得什么結論？總結實驗的不足之處.學生在提交論文之后，可以小組討論，總結之后向教師匯報本次實驗的情況，互相交流，不斷進步[10].

3 結語

物理化學實驗課程是金屬材料工程專業重要的知識節點，也存在其他影響教學效果的因素，考慮到目前我院該課程的培養體系，要進一步提高物理化學實驗教學的效果，不僅教師認真教，學生愿意學，更要學生樂意學，將教學模式以傳統的“以教師為中心”向“以學生為中心”轉變.綜上所述，隨著我國教育改革的不斷推進，培養應用型人才是我國高校發展必然趨勢.改革物理化學實驗教學模式是教育發展的必經之路，應從院校師資隊伍的建設、教學內容的改革、教學考核的完善等方面進行全方位思考，為培養應用型人才奠定良好的基礎，從而提升物理化學實驗教學水平，促進我國教育事業的不斷發展.

參考文獻：

〔1〕利明，劉長久.物理化學實驗教學的幾點體會及改革想法[J].高教論壇，2013.

〔2〕吳國元.材料、冶金類工科物理化學教學實踐與思考[J].云南大學學報，2014.

〔3〕李順華，吳文勝，郝向英，張明，李志偉.應用型轉型背景下地方高校物理化學實驗教學改革探究[J].廣東化工，2017.

〔4〕孫開蓮，葛秀濤，章守權，馮劍，王俊海.新建本科大學物理化學實驗課程改革與實踐[J].赤峰學院學報，2012.

〔5〕趙東江，馬松艷，田喜強，等.非化學專業物理化學實驗教學改革與實踐[J].綏化學院學報，2016.

〔6〕張盼良，孫碧珠，熊碧權，等.淺談當前大學物理實驗教學中的問題及教學改革的探討[J].教育現代化，2018.

〔7〕姜華昌，曾翎，張立慶，李菊清，傅曉航.物理化學實驗教學改革初探[J].浙江科技學院學報，2012.

〔8〕王明艷，馬衛興，錢保華，夏海濤，周麗華，張曉波.高等院校《物理化學實驗》教學改革思考及實踐[J].甘肅科技，2013.

〔9〕劉迎春，楊濤.物理化學實驗教學中貫穿科學素養的培養[J].教育教學論壇，2017.

〔10〕劉潤清，黃繼明，吳思展.應用型人才背景下地方院校物理化學實驗教學的探討[J].山東化工，2017.