項目設計-分析法在課堂教學中的應用*

武小滿,向天成

(許昌學院化學化工學院，河南　許昌　461000)

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項目設計-分析法在課堂教學中的應用*

武小滿,向天成

(許昌學院化學化工學院，河南許昌461000)

應用型人才培養(yǎng)重在動手操作能力、應用知識能力的培養(yǎng)。物理化學研究的是化學的本質與規(guī)律，概念抽象，理論邏輯性強，但其應用性非常廣。筆者結合工程班的教學目標和學生的實際特點，提出一種獨特的教學方法，即項目設計-分析法，并應用于物理化學課堂教學實踐。通過項目方案的可行性設計、評估，能夠加強學生理論與實踐的聯(lián)系，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。

項目設計-分析法；工程班；課堂教學改革；物理化學

應用型本科高校是區(qū)別于研究型大學和教學型大學的一類院校，是在當前經濟發(fā)展現(xiàn)代化的推動下，伴隨高等教育大眾化理念而產生的一類以培養(yǎng)應用型人才為辦學定位的新型本科院校。應用型人才培養(yǎng)目標為系統(tǒng)掌握專業(yè)基礎知識和相關理論，能夠熟練運用專業(yè)技能、應用技術及現(xiàn)代信息通訊技術，勝任與專業(yè)相關的各類工作。是加強與社會經濟發(fā)展相銜接，探索與社會行業(yè)需求、就業(yè)創(chuàng)業(yè)相適應的人才培養(yǎng)模式，強調掌握扎實寬廣的、以社會需求為導向的專業(yè)技術知識，重在動手操作能力、應用知識能力的培養(yǎng)。簡言之，即要求具有“服務性、基礎性、應用性、銜接性”的特點[1-2]。

我校的定位是應用型人才的培養(yǎng)，2015年我校入選首批河南省示范性應用技術類型本科院校建設項目。因此傳統(tǒng)的以“教師中心，教材中心，課堂中心”的教學方法已不能適應應用型人才培養(yǎng)目標的要求。項目教學法指在老師的指導下，將一個相對獨立的實際工業(yè)生產項目或有實際生產需求的項目交由學生自己處理，信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價，都由學生自己負責，學生通過該項目的進行，了解并把握整個過程及每一個環(huán)節(jié)中的基本要求[3-5]。項目設計-分析法是由筆者根據(jù)實際情況提出的一種獨特的教學方法，源于項目教學法，區(qū)別在于：限于實際條件不足而淡化項目實施及對產品的最終評價步驟。由于不強調項目的最終實施，選定的項目可大可小，非常靈活。該方法同樣強調學生的自主學習，主動參與，從嘗試入手，從練習開始，調動學生學習的主動性、創(chuàng)造性、積極性等，而老師轉為“配角”，實現(xiàn)教師角色的換位，有利于加強對學生自學能力、創(chuàng)新能力、應用能力的培養(yǎng)，也有利于學生去發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題。

教師應根據(jù)學生的學習水平來確定項目的難易度，所有項目都應該有一定的實際應用價值和難度，這樣既可以提高學生學習的積極性，又可以使學生必須通過一定的努力才能完成項目而掌握知識。要做到這一點,教師必須能夠從較高的角度掌握教材知識，精通教材知識點之間的聯(lián)系和應用背景。另外，教師在布置項目時應給出一個輪廓清晰的項目任務書，在實施項目過程中要求學生填寫項目任務書中的實施步驟、具體實施、總結等內容，而其中的學習評價項則由教師填寫。

現(xiàn)以物理化學中多組分系統(tǒng)熱力學一章為例，用項目設計-分析法進行教學設計。

1　提出、設計項目

物理化學核心教程(第二版)第四章多組分系統(tǒng)熱力學第八節(jié)稀溶液的依數(shù)性主要講授：在含有非揮發(fā)性溶質的二組分稀溶液中，溶液的一些性質只與溶質質點的數(shù)目有關，如溶質的加入導致溶劑的蒸氣壓下降，溶液凝固點降低、沸點升高及產生滲透壓等。其中加入溶質導致溶液凝固點降低的性質在實際生產生活中應用非常廣泛[6]，如撒鹽化雪，汽車防凍液，冷鹽水循環(huán)降溫等。為減輕汽車尾氣給大氣環(huán)境造成的污染，我國于2015年1月1日起，全面推行柴油車國IV排放標準，車用尿素溶液是實現(xiàn)這一標準的必需尾氣催化還原劑。目前車用尿素溶液一般由32.5%高純尿素和67.5%的超純水組成。這個濃度的尿素溶液結晶點最低，在低于-11℃的時候會結晶，使其在北方尤其是東北等冬季寒冷天氣下的使用受到限制。故提出“設計一類耐低溫型柴油車車用尾氣催化還原劑”這一項目，也是國內大多數(shù)車用尿素生產企業(yè)正急需解決的困難。

2　分析項目

在進行實施方案的可行性設計前，指導教師需要給予相關的簡單背景介紹及設計中注意的關鍵問題。加入改性劑降低車用尿素溶液的凝固點是最方便的方法，應用的理論基礎正是本節(jié)溶液凝固點降低的性質，但由于SCR催化劑對車用尿素溶液純度和潔凈度的高要求，能明顯降低水溶液凝固點的金屬鹽不能使用，如，氯化鈉、碳酸鈉等，使得改性劑的選擇范圍非常有限，除了少量銨鹽，只能主要考慮有機物的添加。此外還要考慮溶液的質量指標是否符合企業(yè)和實際使用要求；目標產品的凝固點很低，測定凝固點時基礎實驗中使用的冷劑達不到要求，必須設計新的冷劑系統(tǒng)；改性劑的成本、安全性如何？改性劑是否容易獲得？改性劑是否易揮發(fā)？毒性大小是否適合用于生產，產品的實際使用效果如何檢測等，這些問題在設計方案時都需考慮?？刹捎脠D1所示簡易流程來設計方案。

圖1　項目設計-分析流程圖

3　可行性方案設計——本項目的關鍵部分

(1)分組成立項目小組，每個小組需制定一份具體的項目任務書，包括項目名稱、項目簡介、學習目標、主要知識、實驗測試方法、所用儀器和原料、簡略實驗步驟等。

(2)要求學生熟練掌握溶液的依數(shù)性的基本原理，應用所學知識，自主或協(xié)作收集有關信息選擇可行的改性劑。還要考慮其增加的成本、安全性及易獲得性以滿足實際的工業(yè)要求。

(3)要求提供各種性能測定的可行性方案，如使用儀器的類型，測定的方法等。

(4)產品的實際使用效果在正式用于柴油車之前可通過什么方式進行檢測，避免造成不必要的損失。

4　項目評估

評估項目是激發(fā)學生學習主動性的重要手段，是培養(yǎng)學生分析問題和明辨是非的有效途徑。教師在項目任務書提交并評閱后，安排學生互評或教師點評，這是知識形成和提高的重要階段，同時也能極大地促進培養(yǎng)學生的成就感。

(1)教師點評 指導教師對設計不合理之處只是提出問題而不是答案，由學生自己改進完善。通過教師的點評會使學生對重點問題上的解決印象深刻，理解全面。如其中一組的方案只是籠統(tǒng)地選擇使用甲醇的衍生物，沒給出具體的物質。實際使用時除了考慮圖1中列出的因素，還需考慮是否溶于水，分子量需適中等因素；而凝固點的測定只是列出使用的儀器，沒有測定的具體方案。

(2)小組互評 通過比較各組方案的優(yōu)缺點，取長補短，培養(yǎng)學生學習的主動性。

(3)成績評估 根據(jù)各組上交的方案初稿、終稿及完善過程中團隊和個人的表現(xiàn)在平時成績中給予相應體現(xiàn)。

項目的評估重點在于能否通過項目的正確分析，鞏固理論上的知識，進而選擇合適的手段去實施，提高學生學習的主動性和解決實際問題的綜合能力。

5　結　語

稀溶液依數(shù)性在生產實踐中有非常很廣泛的應用，物理化學課程中涉及的主要是其基本原理，而在實際生產中需考慮很多主客觀因素，這些知識僅僅通過教材上的學習無法獲得。通過完成該項目設計方案的過程，可以加強理論與實踐的聯(lián)系，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。

[1]秦瑋.新建本科高校轉型發(fā)展中人才培養(yǎng)模式淺探[J].長春工業(yè)大學學報(高教研究版),2014,35(4):17-19.

[2]董艷珍.新建本科院校應用型人才培養(yǎng)的思考 ——以西昌學院為例[J].學理論,2014(35):180-181.

[3]李文娟,林海平,楊陽,等.基于項目教學法的教學改革研究與實踐[J].高教學刊,2015(18):133-134.

[4]鄧作杰,譚小蘭,莫海燕.基于項目教學法的教學實踐與研究[J].湖南工程學院學報,2010,20(3):91-93.

[5]劉新春.用項目教學法實施熱力學第一定律教學的嘗試[J].科協(xié)論壇,2007(6):231-231.

[6]鄧崇海,胡寒梅,邵國泉.稀溶液依數(shù)性的相圖解析與應用[J].合肥學院學報(自然科學版),2013,23(1):70-73.

Application of the Project Design-analysis Method in Physical Chemistry*

WU Xiao-man,XIANG Tian-cheng

(School of Chemistry and Chemical Engineering,Xuchang University,Henan Xuchang 461000,China)

The application-oriented talents training is emphasis on the cultivating of hands-on ability and application knowledge ability.The purpose of the physical chemistry course is the study of the nature and law of chemistry,with abstract concept and logical theory,but it is applied widely in daily life and chemical industry production.In response to the teaching goal for the engineering class and student’s learning problems,a unique teaching method,project design-analysis method,was put forward to the classroom teaching practice.The process of the feasibility design and evaluation can strengthen the connection of theory and practice,cultivate the ability to analyze and solve practical problems.

project design-analysis method; engineering class; classroom teaching reform; physical chemistry

許昌學院教育教學改革研究項目(02015059)。

武小滿(1977-)，女，博士，副教授，主要從事物理化學教學和光催化研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)06-0193-02