“雙創(chuàng)”教育背景下應(yīng)用型本科院校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

雷以柱，萬亞荔，馮 靜，范志芳

(六盤水師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 六盤水 553004)

立足地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才，是應(yīng)用型本科院校的核心任務(wù)[1-4]。當(dāng)前，我國(guó)正在加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)，而科技強(qiáng)國(guó)的建設(shè)，關(guān)鍵在于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[5-6]。在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的時(shí)代背景下，應(yīng)用型本科院校如何通過本科教學(xué)改革和實(shí)踐，提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和知識(shí)應(yīng)用能力，顯得尤為重要。

六盤水師范學(xué)院是一所省市共建的地方院校，是貴州省首批向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型發(fā)展的試點(diǎn)院校。學(xué)校大部分專業(yè)為理工科專業(yè)，在理工類應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是聯(lián)系理論和實(shí)踐的重要橋梁，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)?！段锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)》作為化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、冶金工程等專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，具有理論性強(qiáng)、探索性強(qiáng)及應(yīng)用廣等特點(diǎn)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和知識(shí)應(yīng)用能力均具有重要作用。本文基于“雙創(chuàng)”的時(shí)代教育背景，就應(yīng)用型本科院校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提出幾點(diǎn)思考。

1 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及問題

通常，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在相應(yīng)的理論知識(shí)完成后進(jìn)行，其教學(xué)模式是：學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前教師講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)，學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生撰寫并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師依據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行考核評(píng)價(jià)[7-9]。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在以下幾個(gè)方面的不足：(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為教材上的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足；(2)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展聯(lián)系不緊密，不利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)，也不利于培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力和知識(shí)應(yīng)用能力；(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，沒有及時(shí)根據(jù)學(xué)科前沿進(jìn)行調(diào)整，不利于開闊學(xué)生視野，難以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)；(4)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，沒能根據(jù)現(xiàn)代生產(chǎn)及科研實(shí)際，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備更新；(5)評(píng)價(jià)方式較簡(jiǎn)單，學(xué)生真實(shí)表現(xiàn)和考核成績(jī)往往存在一定甚至較大出入。

針對(duì)這些問題，本文以六盤水師范學(xué)院的化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、冶金工程等專業(yè)為例，對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革初探。

2 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

2.1 將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念融入課程教學(xué)中

在我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，一方面，我們將學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)納入了課程目標(biāo)，從大綱上要求教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力；另一方面，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，在保留經(jīng)典基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加大了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，并設(shè)置開放性創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與地方社會(huì)發(fā)展相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生了解地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的遷移和應(yīng)用能力。例如，我校所在地六盤水是西南地區(qū)的能源基地，在燃燒熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，可以增加不同煤樣的燃燒熱，探索用燃燒熱來判斷煤的品位。又比如，貴州是我國(guó)地氟病的高發(fā)區(qū)，病區(qū)人口1500多萬，占全國(guó)病區(qū)人口數(shù)的一半；為此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)項(xiàng)目中加入了氟離子選擇電極測(cè)定水中的微量氟，以此增加學(xué)生對(duì)氟的認(rèn)識(shí)，等等。對(duì)于基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，盡量將實(shí)驗(yàn)與地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和地方產(chǎn)業(yè)結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)，拓寬學(xué)生知識(shí)面，增加學(xué)生對(duì)學(xué)科專業(yè)的認(rèn)同感。

(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)科前沿相結(jié)合，將前沿學(xué)科知識(shí)和新技術(shù)融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，設(shè)置綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，注重物理化學(xué)理論知識(shí)與學(xué)科前沿的融合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜科學(xué)問題的能力，提升學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)和實(shí)踐動(dòng)手能力。例如，氫能源和生物質(zhì)資源利用是能源化工領(lǐng)域的研究前沿，而能源化工產(chǎn)業(yè)又是六盤水市的支柱產(chǎn)業(yè)，基于此，我們?cè)O(shè)置了“生物質(zhì)基活性炭負(fù)載金屬納米粒子的制備及其催化硼氨烷水解制氫”綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)涉及生物質(zhì)基活性炭的制備、負(fù)載型催化劑的制備、催化劑的表征、催化硼氨烷水解制備氫氣等系列步驟，融合了無機(jī)合成、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、表面化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)等方面知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生解決系統(tǒng)工程問題的綜合能力， 提升了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式改革

(1)開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，虛實(shí)結(jié)合，為學(xué)生提供更加豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，彌補(bǔ)了因課時(shí)或設(shè)備不足，部分實(shí)驗(yàn)無法開出等問題。六盤水師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院于2015年建立了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心的運(yùn)用有效地輔助了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升了實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

(2)在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過微課、慕課等方式，將新技術(shù)和新手段引入實(shí)驗(yàn)操作前的理論講解，使學(xué)生及時(shí)了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最新研究手段和相關(guān)研究前沿，加深學(xué)生對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)及物理化學(xué)學(xué)科的整體認(rèn)識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維。

(3)以往物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)較為簡(jiǎn)單，主要由實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)構(gòu)成。但是，實(shí)驗(yàn)報(bào)告容易因抄襲而趨同，難以區(qū)分成績(jī)，導(dǎo)致考核成績(jī)與學(xué)生真實(shí)表現(xiàn)往往存在差異，打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?；诖?，對(duì)考核評(píng)價(jià)方式進(jìn)行了改革。對(duì)于基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采用虛擬仿真模擬、學(xué)生預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等多階段進(jìn)行考核；而對(duì)于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，采取文獻(xiàn)查閱、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、創(chuàng)新點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等階段進(jìn)行考核。最后，按照基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)各占一定比例得出總成績(jī)。

3 結(jié)語

通過改革，我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得了良好的成效，課堂氣氛活躍，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)積極性明顯提高，思考問題和解決問題的能力也明顯提升。相關(guān)專業(yè)學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)技能大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等學(xué)科競(jìng)賽中的成績(jī)逐年提高。但是，教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，在實(shí)踐教學(xué)過程中仍需我們根據(jù)各專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求進(jìn)行不斷探索。