物理化學(xué)教學(xué)改革在環(huán)境專業(yè)建設(shè)中的作用

丁慶偉

（太原科技大學(xué) 環(huán)境與安全學(xué)院，山西 太原 030024）

物理化學(xué)教學(xué)改革在環(huán)境專業(yè)建設(shè)中的作用

丁慶偉

（太原科技大學(xué) 環(huán)境與安全學(xué)院，山西 太原 030024）

闡述物理化學(xué)在環(huán)境專業(yè)建設(shè)中的地位和重要性，探討如何把教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)特點相結(jié)合，以課程改革促進(jìn)環(huán)境專業(yè)建設(shè)，實現(xiàn)教師引導(dǎo)下的學(xué)生自主學(xué)習(xí)，最終提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)。

物理化學(xué)；教學(xué)改革；環(huán)境專業(yè)建設(shè)

當(dāng)今高等院校對大學(xué)生的專業(yè)教育受傳統(tǒng)教育思想與模式的影響，更多的是把學(xué)生當(dāng)作教育的對象，而沒有充分發(fā)揮學(xué)生的主動性。隨著時代的發(fā)展，大學(xué)生的自我管理、自我教育、自我服務(wù)越來越顯示出其必要性，國內(nèi)外許多學(xué)者提出以學(xué)生為主體的自主性教育的理念也逐漸被教育者接受，但是在環(huán)境專業(yè)中的物理化學(xué)課卻顯示出枯燥無味、學(xué)生沒興趣去學(xué)、教師講授難度太大等特點。

其實，物理化學(xué)是運用物理學(xué)的方法研究物質(zhì)化學(xué)變化過程中普遍性規(guī)律的學(xué)科。它以豐富的化學(xué)現(xiàn)象和體系為對象，大量采納物理學(xué)和數(shù)學(xué)的理論成就、實驗技術(shù)與研究方法，探索、歸納和研究化學(xué)的基本規(guī)律和理論，構(gòu)成化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)。同時，環(huán)境科學(xué)是人類在認(rèn)識和改造自然進(jìn)一步深化的過程中，尋求人類社會與環(huán)境協(xié)同演化、可持續(xù)發(fā)展途徑與方法的科學(xué)，它是一門由物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、資源技術(shù)和工程、人口統(tǒng)計學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治和倫理學(xué)等自然科學(xué)和社會科學(xué)的多學(xué)科到跨學(xué)科的龐大科學(xué)體系組成的新興專業(yè)。

因此，作為探尋物質(zhì)變化的基本原理和規(guī)律的化學(xué)課必然是環(huán)境科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)課程。大學(xué)生沒有扎實的化學(xué)基礎(chǔ)的話，學(xué)好環(huán)境專業(yè)課更是無從談起，而物理化學(xué)更是化學(xué)的基礎(chǔ)。其他的化學(xué)課程是實際應(yīng)用的課程，它們的基本原理和規(guī)律需要在物理化學(xué)中去尋找，如果只學(xué)習(xí)其他化學(xué)課而不學(xué)好物理化學(xué)的話，學(xué)生會有知其然而不知其所以然的困惑。

對環(huán)境專業(yè)的學(xué)生來說，物理化學(xué)既是一門基礎(chǔ)理論課程，又是在基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程如環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)、生態(tài)學(xué)、污染控制等之間起承上啟下的樞紐課。因此，如何以提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)為宗旨，通過物理化學(xué)課程建設(shè)和授課體系的改革，使環(huán)境學(xué)業(yè)的學(xué)生學(xué)好物理化學(xué)知識，不僅是物理化學(xué)教師必須思考的問題，也是環(huán)境專業(yè)建設(shè)者必須思考的問題。我們對我校近三年的環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生通過調(diào)查問卷和訪談的形式得出如下結(jié)果（見表1）。

表1 太原科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)2010—2012級學(xué)生物理化學(xué)課程調(diào)查結(jié)果

本教研組通過分析以上調(diào)查結(jié)果得出原因有如下幾點。

1.許多院校環(huán)境專業(yè)的物理化學(xué)課程包含的實驗環(huán)節(jié)只占到48學(xué)時或64學(xué)時，而教學(xué)大綱又覆蓋到了教材上的絕大部分內(nèi)容，教師要在相對很短的學(xué)時內(nèi)將內(nèi)容講完、講好的確有很大的難度。所以，課堂上必然出現(xiàn)教師認(rèn)真講、學(xué)生跟不上的現(xiàn)象。

2.物理化學(xué)理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)公式應(yīng)用多、內(nèi)容和概念抽象、實驗現(xiàn)象解釋少，一直被學(xué)生視為難以掌握的課程。再加上針對本課程的開放性實驗開展不足或沒有開展，學(xué)生不知道學(xué)了有什么用，學(xué)習(xí)興趣不足，沒動力去學(xué)。

3.許多授課教師沿用老的授課辦法，教學(xué)過程中教師說了算、學(xué)生跟著轉(zhuǎn)、一言堂、滿堂灌的現(xiàn)象普遍存在。沒有針對新時代學(xué)生的特點充分引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，注重了“教”而忽視了“學(xué)”的效果。

本教研組在多年的環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程等專業(yè)本科生的物理化學(xué)課程教學(xué)過程中，一直探索物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革、創(chuàng)新，認(rèn)為在環(huán)境專業(yè)建設(shè)中切實做好物理化學(xué)的教學(xué)改革是非常必要的。具體有以下幾點思考。

一、確立物理化學(xué)在環(huán)境專業(yè)建設(shè)中的地位和重要性，進(jìn)行環(huán)境類專業(yè)中物理化學(xué)課程的教學(xué)改革

當(dāng)前，許多人在專業(yè)建設(shè)中認(rèn)為學(xué)好環(huán)境專業(yè)的根本任務(wù)是學(xué)好環(huán)境化學(xué)、生態(tài)學(xué)和污染控制等應(yīng)用性較強的課程。所以在課程設(shè)置時對基礎(chǔ)課程不重視。課時少，實驗條件滿足不了學(xué)生的需要。但是，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需要具備扎實的基礎(chǔ)理論知識和對基礎(chǔ)理論知識的靈活應(yīng)用能力，所以，“求標(biāo)不求本”的思想在專業(yè)設(shè)置中是不可取的。

因此，首先要從頂層設(shè)計上確立物理化學(xué)在專業(yè)中的重要性和地位，認(rèn)清物理化學(xué)在環(huán)境專業(yè)中對其他課程的促進(jìn)作用；其次要從制度上對物理化學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革，教研組制訂適合新時期大學(xué)生學(xué)習(xí)特點的教學(xué)方案。

二、如何以課程建設(shè)為核心，以課程改革促進(jìn)專業(yè)建設(shè)、推動專業(yè)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展

專業(yè)建設(shè)的目的是優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)體系，拓寬專業(yè)內(nèi)涵，活化專業(yè)方向，增加培養(yǎng)人才的類型，擴大學(xué)校服務(wù)方向，增強畢業(yè)生的適應(yīng)性，使高校的人才培養(yǎng)主動適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的需要。課程是專業(yè)的基本構(gòu)件，專業(yè)是課程的組織形式，課程是專業(yè)的基本結(jié)構(gòu)單元，相對于專業(yè)，課程則是更基本的實體。一個特定的專業(yè)也是一些特定課程的一種組織形式。因此，把課程建設(shè)作為專業(yè)建設(shè)的核心，是推動專業(yè)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的必要理念，我們從以下幾個方面進(jìn)行物理化學(xué)的課程建設(shè)。

1.教材的選擇和建設(shè)，注重內(nèi)容與專業(yè)的結(jié)合。在學(xué)時較少的情況下，必須結(jié)合專業(yè)特點對內(nèi)容進(jìn)行取舍，例如：熱力學(xué)部分是學(xué)好其他內(nèi)容的基礎(chǔ)，各專業(yè)都應(yīng)該掌握。對環(huán)境科學(xué)專業(yè)來說，隨著專業(yè)的不斷發(fā)展，電化學(xué)、化學(xué)平衡、多相平衡、膠體和表面活性劑的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾酉鄳?yīng)的內(nèi)容，而物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)動力學(xué)、統(tǒng)計熱力學(xué)等部分在保證知識點之間邏輯的嚴(yán)密性的情況下應(yīng)做適當(dāng)?shù)貏h減。

同時，注重緒論課的講授，幫助學(xué)生建立完整、清晰的知識框架，提前了解知識點相互之間的關(guān)聯(lián)，從而獲取邏輯結(jié)構(gòu)連貫的知識內(nèi)容。還要介紹本學(xué)科的學(xué)習(xí)方法和研究方法，使學(xué)生初步培養(yǎng)科學(xué)的思維方式。

2.關(guān)注學(xué)生對物理、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，同時使學(xué)生確立方法學(xué)習(xí)的觀念。學(xué)好物理化學(xué)在具備化學(xué)基礎(chǔ)知識外，還要熟練掌握物理及數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識。調(diào)查結(jié)果顯示：65.6%的學(xué)生認(rèn)為物理化學(xué)課程難學(xué)，原因之一是物理及數(shù)學(xué)知識沒有銜接起來造成的。因此，在開課前教師應(yīng)該給學(xué)生列出一份課程所需的物理和數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識清單，要求學(xué)生溫習(xí)。這樣，學(xué)生的困難心理會大大克服。

物理化學(xué)的學(xué)習(xí)是一種研究方法的學(xué)習(xí)和總結(jié)，而不是學(xué)習(xí)枯燥的公式和理論。要引導(dǎo)學(xué)生確立方法學(xué)習(xí)的觀念，學(xué)會歸類學(xué)習(xí)，結(jié)合基本原理舉一反三推導(dǎo)公式。這樣，學(xué)生就不會在面對大量公式推導(dǎo)和抽象概念時望而卻步。

3.重視實踐教學(xué)對課堂教學(xué)的促進(jìn)作用，加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的合理設(shè)置。實踐教學(xué)可以有效地促進(jìn)課堂教學(xué)，實踐教學(xué)的效果關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量、教師的教學(xué)水平和學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，要逐步改善實踐教學(xué)的條件，為學(xué)生進(jìn)行綜合性、設(shè)計性實驗提供更多的機會。

實驗課具有理論教學(xué)不可替代的作用，在培養(yǎng)學(xué)生基本認(rèn)知能力、創(chuàng)新能力、綜合能力上起著非常重要的作用。但目前物理化學(xué)實驗的教學(xué)與其他學(xué)科的實驗教學(xué)相比，還是一個薄弱的環(huán)節(jié)，有的學(xué)校的環(huán)境專業(yè)甚至不開設(shè)物理化學(xué)實驗。另外，在物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在教師講實驗步驟、儀器使用時，學(xué)生跟著做實驗的方法。這種陳舊、單一的教學(xué)方式嚴(yán)重影響了學(xué)生積極參與實驗的興趣。因此，加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的合理設(shè)置，給學(xué)生足夠的空間、時間和動手機會，使學(xué)生變被動為主動，充分調(diào)動青年人的主動性、創(chuàng)造性，就會提高學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本原理的靈活應(yīng)用能力和獨立解決實際問題的能力。

4.針對新時期大學(xué)生的特點，教學(xué)方法向教師引導(dǎo)下的自主學(xué)習(xí)方面轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)的教育過程中，教育者將自己作為教育主體、學(xué)生作為教育客體的教育理念是違背主體教育的精神的。它忽視了學(xué)生作為教育對象在教學(xué)活動實踐中的主體積極性的發(fā)揮和教育效果的實現(xiàn)，從而壓抑了學(xué)生的主動性、積極性，束縛了學(xué)生的個性、創(chuàng)造性，使我們培養(yǎng)的學(xué)生與社會主義事業(yè)所需要的合格建設(shè)者和可靠接班人的要求相距甚遠(yuǎn)。為了讓學(xué)生把認(rèn)為枯燥、難學(xué)、甚至沒用的物理化學(xué)課程學(xué)得有意思，我們在教學(xué)中探索改進(jìn)傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法，采用“啟發(fā)式、研究式、討論式”的教學(xué)方式，取得了良好的效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)活動由被動地接受知識變?yōu)橹鲃拥亟?gòu)知識，積極思考探索，從而拓寬了學(xué)習(xí)思路，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情。

三、結(jié)語

教育是民族振興和社會進(jìn)步的基石。教育的根本任務(wù)是立德樹人，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。任何一門學(xué)科的建設(shè)，都必須遵守事物內(nèi)部的邏輯與規(guī)律。倘若脫離了客觀實際條件，則可能使建設(shè)蛻變?yōu)橐环N眾聲喧嘩式的浮躁而流于形式。所以課程的改革與創(chuàng)新是搞好專業(yè)建設(shè)的強勁推動力。物理化學(xué)課程的教學(xué)改革與不斷創(chuàng)新必將為國家培養(yǎng)出更多高素質(zhì)人才做出貢獻(xiàn)。

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G642.0

A

1674-9324（2014）20-0059-03

山西省特色專業(yè)建設(shè)基金。

丁慶偉（1975-），男，山西太原人，副教授，在讀博士，環(huán)境污染控制。