物理化學(xué)一體化教學(xué)任務(wù)開發(fā)探索

謝威 潘桂生 陳鑫 李俊 袁愛群

【摘要】探討在物理化學(xué)課程中實(shí)施“教、學(xué)、做一體化”教學(xué)模式，開發(fā)相關(guān)任務(wù)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)，突出物理化學(xué)的特色，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。

【關(guān)鍵詞】物理化學(xué)一體化任務(wù)開發(fā)

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2014）05C-0143-02

物理化學(xué)一體化課程以無(wú)機(jī)、有機(jī)化學(xué)等課程為基礎(chǔ)，這些前期課程為學(xué)生提供化學(xué)相關(guān)方面的基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能，同時(shí)本門課程為后續(xù)的化學(xué)工藝學(xué)、化工原理、高分子材料、分離工程、金屬材料等眾多專業(yè)課程提供化學(xué)知識(shí)和技能的儲(chǔ)備，為學(xué)生日后進(jìn)入工農(nóng)商行業(yè)、企業(yè)實(shí)習(xí)和工作打下了基礎(chǔ)。

物理化學(xué)一體化課程實(shí)施之后，學(xué)生成績(jī)明顯改善，綜合能力提高，但是課程任務(wù)選擇面小，此矛盾十分突出。當(dāng)前，高職院校普遍存在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目老化的問(wèn)題。教師應(yīng)主動(dòng)關(guān)注本專業(yè)發(fā)展的動(dòng)向，及時(shí)更新知識(shí)，掌握新工藝、新技術(shù)并將其及時(shí)充實(shí)到教學(xué)中，這樣才能使學(xué)生的能力滿足社會(huì)需要，跟上時(shí)代發(fā)展步伐。本課題組根據(jù)全國(guó)高職工業(yè)院校物理化學(xué)教學(xué)大綱，探索性地開發(fā)一些一體化教學(xué)任務(wù)，以供參考。

一、課程改革的思路

第一，教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容選擇上本著理論知識(shí)以“必需、夠用”為度，加強(qiáng)應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)，構(gòu)建為專業(yè)服務(wù)、為崗位服務(wù)的合理教學(xué)體系。

第二，項(xiàng)目化教學(xué)。根據(jù)每個(gè)任務(wù)的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際項(xiàng)目和學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)，合理開發(fā)設(shè)計(jì)訓(xùn)練項(xiàng)目，以項(xiàng)目為主線展開教學(xué)，充分體現(xiàn)職業(yè)性、實(shí)踐性、趣味性和開放性。

第三，一體化教學(xué)。以項(xiàng)目為載體，項(xiàng)目力求與專業(yè)、企業(yè)對(duì)接，體現(xiàn)廣西教育特色，實(shí)現(xiàn)教學(xué)師資一體化、教學(xué)場(chǎng)地一體化、教學(xué)計(jì)劃一體化、教學(xué)內(nèi)容一體化、教學(xué)過(guò)程一體化、考核方式一體化。

第四，突破常規(guī)教學(xué)模式，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目導(dǎo)向新型教學(xué)模式。項(xiàng)目教學(xué)資源的構(gòu)建是實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法一體化教學(xué)的基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容圍繞項(xiàng)目組織，理論知識(shí)作為能力培養(yǎng)的補(bǔ)充；采用分組教學(xué)、角色扮演、小組討論、專題研究、多媒體展示、現(xiàn)代教育信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、開發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目等靈活多樣的教學(xué)形式，進(jìn)行真實(shí)的職業(yè)模擬訓(xùn)練，形成教、學(xué)、做一體化。

第五，突出物理化學(xué)特色的教學(xué)過(guò)程。物理化學(xué)的知識(shí)體系龐大，需要精選教學(xué)內(nèi)容。即把物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)及研究方法作為貫穿課程教學(xué)的主線，圍繞主線精講生產(chǎn)實(shí)踐。

第六，物理化學(xué)以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，與行業(yè)企業(yè)合作進(jìn)行基于工作過(guò)程的課程開發(fā)與設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)職業(yè)性、實(shí)踐性和開放性的要求。在教學(xué)過(guò)程中盡量把物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)“融合”到工農(nóng)業(yè)科學(xué)中去，將本學(xué)科新的學(xué)術(shù)思想、內(nèi)容、應(yīng)用方法及時(shí)納入教學(xué)中去，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握物理化學(xué)的基本理論、基本知識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課，以及將來(lái)從事科研、教學(xué)、生產(chǎn)和開發(fā)工作打下必要的基礎(chǔ)。

二、設(shè)計(jì)思路

（一）操作思路。根據(jù)全國(guó)高職工業(yè)院校物理化學(xué)教學(xué)大綱，本課題組精選課程內(nèi)容，編寫了能反映廣西教育特點(diǎn)，滿足高職高?；瘜W(xué)工藝類專業(yè)教學(xué)需要的“一體化”教學(xué)模式的課程標(biāo)準(zhǔn)。

在一體化教材內(nèi)容的選擇上既保持物理化學(xué)的系統(tǒng)性、科學(xué)性和先進(jìn)性，能反映物理化學(xué)學(xué)科的新進(jìn)展，適應(yīng)工業(yè)科學(xué)發(fā)展的要求，也融入了自主開發(fā)的內(nèi)容，使教學(xué)更直觀。

（二）操作方法。典型工作任務(wù)設(shè)計(jì)見表1。

表1

原來(lái)任務(wù) 新任務(wù)

項(xiàng)目一：

相平衡操作 1.物質(zhì)的狀態(tài) 1.具有代表性新型物質(zhì)的三態(tài)臨界溫度

2.物質(zhì)臨界溫度與壓力、分子量的關(guān)系

3.工業(yè)上熱處理的方式

2. CCl4沸點(diǎn)的測(cè)定；

尿素、桂皮酸熔點(diǎn)的測(cè)定 2.發(fā)電機(jī)冷卻液沸點(diǎn)的測(cè)定（沸點(diǎn)儀的使用）；熔點(diǎn)的測(cè)定（顯微熔點(diǎn)儀的使用）

3. 測(cè)定乙醇和水的飽和蒸汽壓 3.不同型號(hào)汽油和柴油飽和蒸汽壓的測(cè)定

項(xiàng)目二：

相圖的工業(yè)應(yīng)用 1. 相圖 1.酒精-水相圖

2.環(huán)己烷-丙酮相圖

3.金屬相圖

4.相圖的工業(yè)應(yīng)用

2.酒精的蒸餾 2. 環(huán)己烷-乙醇雙液系氣液平衡相圖的繪制

3.酒精的精餾 3.酒精的蒸餾和精餾

項(xiàng)目三：化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1.電導(dǎo)法測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù) 1.上網(wǎng)搜索后課堂展示：工業(yè)傳質(zhì)傳熱（企業(yè)合作開發(fā)項(xiàng)目）

2.測(cè)定萘完全燃燒時(shí)恒容燃燒熱 2.旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)

3.新恒容燃燒熱測(cè)定（企業(yè)合作開發(fā)項(xiàng)目）

4.功、熱、焓、熵的相互關(guān)聯(lián)

項(xiàng)目四：結(jié)晶操作 1. 乙酰苯胺的重結(jié)晶 1.粗蔗糖的重結(jié)晶（企業(yè)合作開發(fā)項(xiàng)目）

2. 阿司匹林的制備 新合作開發(fā)項(xiàng)目

項(xiàng)目五：萃取 1.從茶葉提取咖啡因（索氏法） 1.從茶葉提取咖啡因和茶多酚（微波法）

2.從肉桂皮中提取肉桂油及其主要成分的鑒定 2.植物多成分的提取及鑒定

項(xiàng)目六：電化學(xué) 1. 原電池原理

2.電解

3.化學(xué)鍍銅 1. 原電池原理

2. 廢干電池的綜合應(yīng)用

3. 陰極保護(hù)（企業(yè)合作開發(fā)項(xiàng)目）

三、有關(guān)說(shuō)明

與原來(lái)的任務(wù)相比，新任務(wù)不僅緊貼物理化學(xué)基礎(chǔ)理論，并且涉及的新技術(shù)、設(shè)備更多，立足服務(wù)廣西北部灣千億型龍頭產(chǎn)業(yè)，依托石油、食品、化工、冶金、汽車和材料等學(xué)科區(qū)內(nèi)重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目，操作性強(qiáng)，可以極大提高儀器設(shè)備的利用率，同時(shí)還讓學(xué)生通過(guò)新興企業(yè)和著名高校學(xué)習(xí)了先進(jìn)的方法，還保證學(xué)生知識(shí)的延續(xù)性。

以茶葉提取為例。之前只提取咖啡因，且檢驗(yàn)方法單一。隨著茶葉多種利用的深化，從茶葉中提取的各種生化成分制品日漸增多，而制品純度的檢測(cè)工作也隨之復(fù)雜化，例如，對(duì)茶多酚制品純度測(cè)定的準(zhǔn)確度問(wèn)題，特別是采用國(guó)標(biāo)法測(cè)定成品中茶多酚的含量時(shí)，就出現(xiàn)過(guò)含量測(cè)定值超過(guò)百分之百的情況。茶多酚在醫(yī)藥、食品、化妝品、飼料等行業(yè)有廣泛的用途，日本在此項(xiàng)研究及應(yīng)用方面處于領(lǐng)先地位。茶葉多成分提取及檢驗(yàn)過(guò)程涉及的熱力學(xué)和相平衡原理以及實(shí)驗(yàn)操作技能覆蓋了物理化學(xué)許多知識(shí)點(diǎn)，充分展現(xiàn)了這門課的精髓，同時(shí)可以接觸到許多基本和高級(jí)的儀器設(shè)備。

又如微波提取法。與索氏提取法比較，微波提取法提取黃酮和皂苷，提取時(shí)間大大縮短，且提取效率顯著提高。而與超臨界二氧化碳萃取相比，它成本低，投資少，提取效率高。

過(guò)程分析儀在優(yōu)化生產(chǎn)控制、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動(dòng)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面起到越來(lái)越重要的作用，其中在線近紅外光譜分析技術(shù)是目前發(fā)展最快和最具有前景的過(guò)程分析技術(shù)之一。有關(guān)近紅外光譜的研究及應(yīng)用文獻(xiàn)幾乎呈指數(shù)增長(zhǎng)。

諸如此類的項(xiàng)目載體有石油、蔗糖、木薯、玉米、羅漢果、金銀花、金屬材料等，原來(lái)的教材沒有涉及這些內(nèi)容，實(shí)施新項(xiàng)目后更符合綠色化學(xué)理念，是企、校、生三方均感興趣的內(nèi)容。

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【基金項(xiàng)目】廣西工職院教學(xué)研究項(xiàng)目（桂工業(yè)院［2012］94號(hào)；桂工業(yè)院教研2012Y002）

【作者簡(jiǎn)介】謝 威（1967-），男，廣西南寧人，廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：應(yīng)用化學(xué)工藝，教學(xué)管理。