拔尖人才培養(yǎng)模式下“物理化學(xué)”課程的教學(xué)改革

池玉娟，仲　華，于海濤

(黑龍江大學(xué) 化學(xué)化工與材料學(xué)院，哈爾濱 150080)

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拔尖人才培養(yǎng)模式下“物理化學(xué)”課程的教學(xué)改革

池玉娟，仲華，于海濤

(黑龍江大學(xué) 化學(xué)化工與材料學(xué)院，哈爾濱 150080)

摘要：從“物理化學(xué)”課程教學(xué)改革出發(fā)，討論在拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗(yàn)計(jì)劃中如何改革教學(xué)方式和理念、如何利用傳統(tǒng)教學(xué)方式與現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)相結(jié)合來提高教學(xué)質(zhì)量，以適應(yīng)拔尖學(xué)生培養(yǎng)的教學(xué)任務(wù)，為更好地完成這一教學(xué)目標(biāo)提供更好的課堂教育方法，也為完成這一教學(xué)、培養(yǎng)任務(wù)提供一些在教學(xué)方式、方法上的探索。

關(guān)鍵詞：拔尖人才；物理化學(xué)；教學(xué)改革

1前言

依據(jù)教育部《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》(教高〔2012〕4號)關(guān)于“實(shí)施基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗(yàn)計(jì)劃”的戰(zhàn)略部署，自2012年以來，我校實(shí)施了“黑龍江大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗(yàn)計(jì)劃”，化學(xué)化工與材料學(xué)院設(shè)立了化學(xué)類拔尖人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班。該實(shí)驗(yàn)班以精英教育為主，采用“前期厚基礎(chǔ)，后期增特色”的模式培養(yǎng)學(xué)生。

物理化學(xué)作為化學(xué)的一個二級學(xué)科，是化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，所以歷史上最早被稱作“理論化學(xué)”。“物理化學(xué)”(含“結(jié)構(gòu)化學(xué)”，下同)課程是化學(xué)一級學(xué)科內(nèi)所有本科專業(yè)的基礎(chǔ)課，也是許多其他一級學(xué)科內(nèi)本科專業(yè)的必修課。“物理化學(xué)”課程是幾乎所有化學(xué)類課程的基礎(chǔ)，對學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有很大的影響，因此“物理化學(xué)”課程的建設(shè)與發(fā)展備受重視。

隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)、技術(shù)的進(jìn)步，物理化學(xué)理論的應(yīng)用在化學(xué)、材料、化工、生物等各個研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，其復(fù)雜性、系統(tǒng)性、跨學(xué)科交叉融合等對傳統(tǒng)“物理化學(xué)”體系提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)；教育體系中所采用的拔尖人才培養(yǎng)教育模式對“物理化學(xué)”課程的建設(shè)也提出了更高的要求。為適應(yīng)這些變化，轉(zhuǎn)變教育理念、合理修訂教學(xué)大綱、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和改革教學(xué)方法已成為“物理化學(xué)”教學(xué)工作者面臨的緊迫任務(wù)。

2“物理化學(xué)”課程的教學(xué)改革思路探討

2.1　應(yīng)轉(zhuǎn)變教育、教學(xué)理念及指導(dǎo)思想

在傳統(tǒng)的教育體系中，大眾教育和精英教育是兩種十分重要的教育形式。大眾教育能滿足國人的公平需要和提高全民素質(zhì)需要，并能為精英教育提供發(fā)展空間和基礎(chǔ)；精英教育是以綜合素質(zhì)提高，并獲得某一或多方面的專長來衡量學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的教育方式。拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)實(shí)際上非常接近于精英教育，即是在大眾化平臺上的高層次、高素質(zhì)、特別專長的教育。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是立足于現(xiàn)在的，但創(chuàng)新人才是面向未來的，他們應(yīng)該具備系統(tǒng)的知識儲備、專而精的專業(yè)知識、優(yōu)秀的創(chuàng)新能力、高度的判斷能力。當(dāng)然，他們還應(yīng)該具有“以創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識為中心的自由發(fā)展的個性”[1]。我們國家目前已經(jīng)從“窮國辦大教育”的階段轉(zhuǎn)變到“大國辦強(qiáng)教育”的時(shí)期。無論在什么時(shí)期和階段，教育的核心都應(yīng)該是人才和人才質(zhì)量，而人才質(zhì)量的關(guān)鍵是創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱。創(chuàng)新能力既來源于學(xué)生本身對知識和解決問題的渴望，也在一定程度上依賴于教育體系所能提供給他們的培養(yǎng)和鍛煉。這種培養(yǎng)和鍛煉能夠達(dá)成的最好的土壤就是創(chuàng)新型教育，激發(fā)他們的能動性。在創(chuàng)新型教育中，學(xué)會提出科學(xué)問題、解釋科學(xué)問題和展望科學(xué)問題是一個長期過程，必須在不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中獲得。對于依照拔尖人才培養(yǎng)模式基本理念所培養(yǎng)的學(xué)生，教師的教學(xué)方式和方法必須由原來的大眾教育方式向精英教育方式轉(zhuǎn)變，在教學(xué)過程中不僅培養(yǎng)他們具有較扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和靈活的運(yùn)用能力，還要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使他們在以后的科學(xué)研究、社會生產(chǎn)等工作領(lǐng)域內(nèi)成為優(yōu)秀人才。

2.2　重新修訂教學(xué)大綱，完善課程教學(xué)內(nèi)容體系

由于招生方式的原因，高等學(xué)校學(xué)生的生源層次多、地區(qū)差異性大、知識基礎(chǔ)良莠不齊，即使在同一學(xué)院的不同專業(yè)內(nèi)，不同的學(xué)生在基礎(chǔ)知識體系、學(xué)習(xí)能力等方面都有很大的差異。由于目前高等學(xué)校師資力量不足等原因，難以做到因材施教，就會出現(xiàn)所謂“吃不飽”“吃不了”的現(xiàn)象。為適合目前化學(xué)類拔尖人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班的人才培養(yǎng)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)拔尖人才的培養(yǎng)目標(biāo)，“物理化學(xué)”課程體系的重新整合、課程知識框架的重新構(gòu)建等成為目前積極推進(jìn)“物理化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的重要任務(wù)。這種變革的首要目標(biāo)就是要改進(jìn)教學(xué)大綱與現(xiàn)在教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的適應(yīng)性。由于原有知識體系已經(jīng)形成穩(wěn)固的狀態(tài)，既不能適應(yīng)目前拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)型教育方式，也與其他前沿學(xué)科發(fā)展不協(xié)調(diào)。要打破這種壁壘，首先要做的就是提高“物理化學(xué)”教學(xué)大綱的教學(xué)起點(diǎn)，考慮適應(yīng)度，考慮專業(yè)區(qū)別和側(cè)重，注重教學(xué)內(nèi)容與新的物理化學(xué)現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)，從而對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新和精煉。教學(xué)大綱的修訂在滿足基本的教學(xué)需求以外，還要使學(xué)生有機(jī)會了解本專業(yè)最新的研究成果、對物理化學(xué)現(xiàn)象的解釋及理論的擴(kuò)充，這樣既能保證課程知識體系的完整性，又能增加一定的深度和廣度，從而拓寬學(xué)生的知識體系結(jié)構(gòu)，建立一套更加完備的理論知識與現(xiàn)代科學(xué)前沿相結(jié)合的物理化學(xué)體系，以更加適應(yīng)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)型教學(xué)方式，為培養(yǎng)出具有更加完備基礎(chǔ)知識體系的人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3　改進(jìn)教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

由于要對眾多物理、化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行根源式的理論解釋，這就注定了物理化學(xué)會成為集化學(xué)現(xiàn)象、物理現(xiàn)象、數(shù)學(xué)模型求解于一身的學(xué)科。在實(shí)際的系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中，充分地反映出了“物理化學(xué)”課程是一門概念多、原理定律多、公式推導(dǎo)多、模型復(fù)雜的基礎(chǔ)理論課程。雖然多年來提倡使用啟發(fā)式教學(xué)等多種方法以打破原有的枯燥、沉悶的傳統(tǒng)教學(xué)課堂，但由于“物理化學(xué)”課程理論基礎(chǔ)強(qiáng)，解決復(fù)雜數(shù)學(xué)模型時(shí)學(xué)生難于理解，影響了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，所以教學(xué)方法更新一直是“物理化學(xué)”教學(xué)改革中的一個重要任務(wù)。根據(jù)目前教育理念，許多人建議教學(xué)方法應(yīng)該從注重“教法”轉(zhuǎn)向注重“學(xué)法”。

在以往的教學(xué)過程中，教師更重視教學(xué)內(nèi)容的講解，注重知識體系的建立與具體數(shù)理模型的闡釋，而對學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決科學(xué)問題的培養(yǎng)略顯不足。目前的教學(xué)理論中已經(jīng)提出，在教學(xué)過程中教師是主導(dǎo)，學(xué)生才是主體。那么面對拔尖人才培養(yǎng)型教學(xué)，在啟發(fā)式教學(xué)的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步更新教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容，還學(xué)生以教學(xué)主體的地位。例如可以加強(qiáng)學(xué)習(xí)任務(wù)性引導(dǎo)，在課前預(yù)留問題，讓學(xué)生有目的地去學(xué)習(xí)，在課上帶著問題、帶著思考來聽課，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，以提高學(xué)習(xí)興趣來提高學(xué)習(xí)動力。在講解具體理論知識時(shí)，不但要詳細(xì)講解理論或公式本身的含義，還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)解決該問題的科學(xué)思維、科學(xué)方法和具體措施，引導(dǎo)學(xué)生去主動發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題并獨(dú)立去解決該科學(xué)問題。

隨著高等教育改革的深化和學(xué)分制的實(shí)行，“物理化學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)方面都略顯不足。為了能在有限的時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量地完成教學(xué)計(jì)劃，就需要在教學(xué)過程中合理地設(shè)計(jì)講授內(nèi)容、合理地利用課堂教學(xué)，同時(shí)也需要在安排學(xué)生自學(xué)部分章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容方面做很多必要的嘗試。比如，在教學(xué)方式上可以采用課內(nèi)教學(xué)與課外教學(xué)相結(jié)合的方式，適當(dāng)增加課內(nèi)及課外專題講座討論環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生在研討課上各抒己見，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維；也可以鼓勵學(xué)生在課外通過查閱文獻(xiàn)或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決一些具體的問題，逐步積累經(jīng)驗(yàn)，提高科學(xué)素養(yǎng)，為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的人才打下良好的基礎(chǔ)[2]。

除上述問題外，教學(xué)手段也應(yīng)該得到足夠的重視。教學(xué)手段是師生之間傳遞教與學(xué)信息的方式，包括語言講述、文字與圖片工具、板書教學(xué)及近些年流行的多媒體輔助教學(xué)等。好的教學(xué)手段可以大幅度提高教學(xué)質(zhì)量，是教學(xué)過程中極其重要的環(huán)節(jié)。就目前所流行的把多媒體計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中這一發(fā)展趨勢，已經(jīng)成為大多數(shù)教學(xué)改革的重要方向。在拔尖人才培養(yǎng)型教學(xué)中，我們也應(yīng)該極力提倡在“物理化學(xué)”教學(xué)過程中合理地將現(xiàn)代化教育技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中去，但又不能完全使這種方式統(tǒng)治教學(xué)過程。對于理論性較強(qiáng)的原理概念的講解，可以借助于多媒體技術(shù)，插入形象的圖片、圖像、動畫等，用較直觀的影像加強(qiáng)對抽象概念的理解和消化，并借助于多媒體教學(xué)所提供的包含大量圖表信息的輔助教學(xué)來共同完成整體教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)的平衡取舍是提高課堂綜合教學(xué)效果的關(guān)鍵。只有將傳統(tǒng)板書與多媒體教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，才能把重要公式的講解及推導(dǎo)深深地植入學(xué)生的理解過程，引領(lǐng)學(xué)生的思路，解決科學(xué)問題，加深對相應(yīng)知識的理解和掌握。

由于多媒體課件可以增大課堂教學(xué)容量、提高信息量等特點(diǎn)，就可以以課內(nèi)或課外的方式適當(dāng)增加介紹物理化學(xué)理論在科學(xué)前沿以及生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，以增加理解。例如在電化學(xué)一章，可以介紹化學(xué)電源的研究現(xiàn)狀及其他新型綠色能源的開發(fā)與利用，在表界面膠體化學(xué)一章介紹納米材料的特性及其重要應(yīng)用，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的能力，開拓他們的視野，增加他們的興趣。

總之，在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下，作為化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一的“物理化學(xué)”課程，應(yīng)該在現(xiàn)在的教學(xué)方法中轉(zhuǎn)變與之不適的教育理念，遵循教育規(guī)律，尊重個性成長，從教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法方式等方面不斷地進(jìn)行探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，讓學(xué)生能很好地學(xué)習(xí)和掌握物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，為實(shí)現(xiàn)本科化學(xué)類拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)做出一份貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝嘉利,康永征.高校拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探討[J].山西高等學(xué)校社會科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，24(4)：102—103.

[2]黑恩成. 以“少而精和博而通”的思想指引教學(xué)[J].化工高等教育,2010,(2):1—3.

[3]李春霞，晏石林.高校多媒體教學(xué)的誤區(qū)及建議[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，23(2):121—122.

(責(zé)任編輯：侯秀梅)

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-7836(2015)05-0068-02

作者簡介：池玉娟(1970—)，女，黑龍江雙城人，副教授，博士研究生，從事材料物理與化學(xué)研究；仲華(1976—)，女，黑龍江牡丹江人，講師，碩士研究生，從事催化化學(xué)研究；于海濤(1971—)，男，黑龍江呼蘭人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，從事計(jì)算材料科學(xué)研究。

基金項(xiàng)目：黑龍江大學(xué)新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程“拔尖人才培養(yǎng)模式下的物理化學(xué)課程的研究與實(shí)踐”

收稿日期：2015-03-11