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1、工科类专业物理化学教学改革研究摘要:在新工科建设的背景下，以培育应用型、创新型的新工科技术人才为目标，对工科类专业的物理化学教学进行改革与探究。将课程思政理念融入到教学过程中，建立全方位的教学改革体系及全流程的教学考核体系，以期能树立学生的理想信念，夯实学生的专业学问，培育学生的工程意识及科研素养，为国家培育具有更强实践能力、更强创新能力的高素养型新工科人才。关键词:物理化学;教学改革;新工科为主动应对世界范围内的新一轮科技革命与产业变革，支撑一带一路、“互联网+、“中国制造2025“等国家重大战略，我国主动推动“新工科建设，先后形成了“复旦共识、“天大行动和“北京指南，着力培育实践能力更强、
2、创新能力更强、并具备国际竞争力的高素养复合型新工科人才13。在新工科建设的背景下，高等学校工科类专业应以培育创新型、应用型高素养人才为宗旨，大力推动专业内涵建设，加快人才培育方案、课程设置、实践教学环节等的改革创新。物理化学是基于物理和化学两大基础学科进展起来的，运用物理学的基本理论方法去讨论化学体系的性质和行为，并建立化学体系中的特别规律的学科4。物理化学课程是工科类专业必修的专业基础课程之一，是后续学习更高层次专业课程的基础，在工科类人才培育体系中有着举足轻重的作用5。因此，在新工科建设的背景下，为培育符合社会需求的创新应用工科专业人才，对物理化学课程教学的改革与探究势在必行。1融入课程思
3、政内容在建设新工科的背景下，高校工科类专业应着力于以科学教育、人文教育、工程教育的有机融合方式，培育科学基础厚、工程能力强、综合素养高且能实现跨界整合的人才68。因此，高校教育不仅要培育学生的专业学问技能，还要重视对学生职业素养、道德情操的培育8。物理化学课程作为化学工程与工艺、制药工程、环境工程、材料科学与工程等专业的专业基础课程，同样也是高校工科类专业的思政育人主阵地。为培育思想过硬，德才兼备的新工科人才，在物理化学课程教学中，要牢牢把握课程思政的内涵，以相关的学问理论为载体，充分发掘课程中的相关思政元素，将课程思政有机融入到教学中。例如在讲授单组分三元相图的相关学问时，介绍水的三相点是由
4、我国有名化学家黄子卿老先生精准测量的，并将黄子卿老先生的爱国事迹引入到课堂教学中9。在上世纪30年月，为了建设祖国，黄子卿老先生毅然放弃了在美国的优渥待遇，回到祖国不懈奋斗，表达了为祖国进展不计个人得失的家国情怀，以此培育学生的爱国精神。在讲授卡诺循环时，可以引入科学家从提出卡诺定律到找出提高热机效率的根本途径，孜孜不倦的钻研了55年的故事8，鼓舞学生们要有理想信念，要有奋斗不息的精神。还有在讲授化学平衡的内容时，可以介绍发明了大规模合成氨技术的化学家哈伯的故事6，10。哈伯不仅是发明合成氨技术的诺贝尔奖得主，还是研制氯气、芥子气等毒气的战争魔鬼。通过他的故事，告诫学生务必要恪守科学伦理的底线
5、，保持高度的社会责任感。通过将思政元素融入教学过程中，有助于培育兼具专业素养及理想信念的新工科人才。2建立全方位教学改革体系物理化学课程是高等学校化学工程与工艺、制药工程、环境工程、材料科学与工程等专业必修的一门基础课程，不仅是前期所学的无机化学、分析化学、有机化学等基础化学学问的升华，又是后期化工原理、制药原理、化工热力学、新能源科学与材料等专业课程学问的基础，在工科类人才培育体系中具有毋庸置疑的重要性。因此，物理化学课程必需要建立全方位的教学改革体系，提高物理化学教学质量，培育符合新工科建设要求的创新型，应用型人才。2.1引入现代教学手段现阶段雨课堂、慕课等现代网络教学手段蓬勃进展。充分引
6、入现代教学手段，采纳“线上+线下混合教学，相比传统PPT及板书的“线下教学方式，能更好的提高教学质量1112。“雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案。教师在课前可使用雨课堂设置相应的预习习题，学生在充分预习后进行答题，既有利于教师快速评价学生的预习状况，在课堂教学中能做到有的放矢，提升授课效率，又能使学生根据自身答题状况，在课堂上带着问题听讲，提升学习效率。同时，采纳雨课堂的形式，还可以在授课过程中依据教学进度，对学生进行随堂小测，快速收到学生对学问点把握状况的反馈，以便准时进行查缺补漏，优化教学内容，调整教学进度。利用微课可视化、碎片化的特点13，教师对物理化学中的热力学
7、、化学平衡、相平衡、化学动力学、电化学、胶体及外表化学等重要基础理论进行梳理，提炼，将其中的重点难点分别录制为1015分钟时长的微课，方面学生在课前进行预习，课后有针对性的复习，提高学习效率。此外，还可以利用慕课资源及虚拟仿真技术，将物理化学课程通过线上与线下协作，虚实相结合的方式，关心学生获得专家授课，了解课程前沿，提高学习效果。2.2实践“以学生为中心的课堂教学模式物理化学课程本身具有概念抽象，规律性强的难点，且随着工科类教育改革的推动，物理化学作为基础类课程，面临理论课学时压缩的客观问题。为了获得理想的教学效果，必需对现有的传统课堂教学模式进行改革探究。在传统的物理化学课堂教学中，主要是
8、以“教师为中心的教学模式，教师利用PPT对学问点及相关经典例题进行授课。在学时数压缩的状况下，为完成整门课程的教学任务，只能进行“教师主动传递学生被动接受的填鸭式教学11，1415。这种课堂教学方式，课堂气氛枯燥，教师无法准时了解学生对学问的把握状况，也无法调动学生的学习主动性，无法到达理想的教学效果。为转变这一现状，必需采纳“以学生为中心的课堂教学模式。采纳“以学生为中心的课堂教学模式，一方面应当注重对学生自主学习的启发。依据对学生学习状况的了解及教学大纲中对各学问点难易程度的要求，适当选择部分内容，采纳翻转课堂的方式1418，在课前依据学习主动性及对学问的把握程度将学生分为不同小组，确保小
9、组间的总体水平相近，既使小组内部能够互相辅导，又保证小组之间竞争公平。在新课开始前通过向各小组发放任务单，将新课应把握的学问点传达给学生，要求各小组自行选择一个学问点，在课前仔细预习，收集资料，互相商量，不断修正，在课堂上以PPT的形式进行1015分钟的授课，并在教师的指导点评后进行仔细思索总结。教师在各小组完成授课后，准时进行点评，纠正学生授课中的错漏之处，加深对本次课程重难点的讲授，关心学生理清思路，更好的把握所学学问点。采纳这种翻转课堂的方式，可以提升学生的课堂参加度，调动学生学习的主观能力性，激发学生的学习兴趣，到达更好的教学效果。另一方面，教师在课堂教学中，要加强对学生学习效果的评价
10、。在教学过程中，不能仅仅自顾自的把学问点传授给学生，要充分指导对学生对学问点进行梳理总结，把握各章节的内在联系，准时通过课堂提问、随堂小测、课后作业等方式，把握学生对学问点的学习状况，并据此进行仔细分析反思，不断调整优化授课内容及方式，到达较为理想的教学效果。2.3优化教学内容，激发学生兴趣，培育学生工程意识及科研素养兴趣是最好的老师，通过对教学内容的优化，将日常生活中遇到的实际问题与涉及的物理化学学问点相结合，使枯燥的学问点变得生动易懂，调动学生学习物理化学学问的热情。例如:荷叶上滚动的液珠与外表现象相结合，洒盐防止路面结冰凝动与溶液的依数性相结合等，留意理论和实际的联系，能够关心学生理解相
11、应的学问点，也有助于提升学生的学习主动性。培育创新型、应用型人才，应在对工科类学生的教学内容中应适当加入工程实例的引入。例如在教学中引入与经典热力学、化学动力学、外表化学等相关的具体工程实例，并对其进行科学的分析与探究，从而提供解决问题的思路19。这一环节的引入，既增添了学生对学问点的理解与把握，又启蒙了学生的工程意识，了解实际生产研发过程，培育了应用理论学问解决实际问题的综合能力。为培育工科类学生应具备的科研素养，在教学过程中一方面可将理论教学的学问点与试验教学的学问点相合进行讲授，如在化学反应动力学教学中，联系“蔗糖水解反应速率的讨论或“加速法测定药物有效期试验，在热力学教学中，联系“二组
12、分液相完全互溶系统的沸点组成图的绘制试验，在胶体与外表化学教学中，联系“电导法测定溶液临界胶束浓度试验等，将理论教学的学问点与试验原理、试验现象及试验结论进行综合讲解，同步提高学生的理论水平及试验操作能力。另一方面，在教学过程中，教师可以适当的穿插引入与基础学问相关的科技前沿，例如催化剂反应动力学、电化学等的前沿讨论，有助于拓展学生的视野，深化学生的学问结构，培育学生的科研素养。3建立全流程教学考核体系考核是检验教学效果最为直接的方式，先进的教学手段、合理的教学内容都需要科学的考核方式对其进行评价20。在着力培育新工科人才的背景下，需对现有的教学手段和教学内容进行优化，则现有的以期末考试试卷为
13、主要评分根据的考核方式也急需进行相应的改革，建立全流程、多样化的考核体系，不仅考核学生对物理化学基本学问重点的把握程度，同时也考核学生的实际应用能力和综合素养。就物理化学这门课程来说，全流程、多样化的考核体系是对整个授课环节的综合表现进行评价，具体考核模式设置为平常成果占50%和期末考核占50%两部分，其中平常成果又包括考勤、课下作业、随堂小测、小组授课及综述论文。(1)考勤占5%，主要内容是在通过雨课堂点名及随机提问等方式检查学生有无迟到、早退及旷课状况。(2)课下作业占10%，要求是完成课后习题并对每章节的重难点及各学问点之间的联系进行总结概括。在解题中能有新思路的，在对重难点总结中能联系
14、自身学习状况进行具体分析的，或能发散思维，将本章节学问点与其他章节学问点之间进行合理联系的，要进行重点点评并给予充分的确定。(3)随堂小测占10%，采纳雨课堂的形式，在授课过程中不定期对学生进行随堂小测，通过单项选择题，多项选择题、推断题及填空题，快速检验学生对某个重要学问点或每章节重要基本概念、基础学问的把握程度，准时对学生的学习状况进行查缺补漏。(4)小组授课占10%，主要是对在翻转课堂中学生的表现以小组为单位进行评价，包括前期课堂资料的预备，对规定内容进行PPT的讲解，课后的思索总结等方面，不仅加深学生对所学学问概念的理解与运用，还培育学生的创新能力及团队合作意识。(5)综述论文占15%
15、，主要是要求学生在整门课程的授课环节中，任意选择自己感兴趣的12个学问点，对其进展历程，前沿讨论及在行业中应用现状等进行梳理，完成1篇1500字左右的综述论文，学期结束时提交。重点考核学生个人的文献查阅能力，书写总结能力及对该学问点的理解程度，激发学生的个人潜能，培育学生独立思索及创新的能力。(6)期末考核占50%，采纳期末闭卷考试的方式，考试范围，题型及难易程度等根据课程大纲中各个章节的权重而进行设置，合理增加思索及创新类题目，不仅考核学生对本门课程全部所授基本学问点的把握状况，也考察学生在解题过程中是否具有创新的能力，是否具有运用所学学问解决实际问题的能力。建立全流程、多样化的考核体系，包
16、含了对整门课程全部授课环节的考核，能够更真实、更全面地对评价学生的综合表现，避开了学生可以通过死记硬背，考前突击就能获得高分的状况。这种考核方式，这种考试模式更有利于激发学生的学习主动性，提高教学质量，使学生既把握基础理论又提升了综合能力。在我国正大力推动“新工科建设的背景下，地方本科院校应着力于培育创新型、应用型的新工科技术人才。为了实现这一目标，我校工科类物理化学课程进行了主动的改革和探究，通过将课程思政内容有机融入教学过程，建立全方位教学改革体系，建立全流程教学考核体系等方法，以期使学生具有扎实的专业学问体系，较强的工程意识及科研素养，为国家培育符合社会需求的新型创新应用型工科人才。 潘飞 吕梦岚 单位：贵州理工学院化学工程学院本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页