將科研融入物理化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)

寧小媚，占 亮，周小松，羅 金

(嶺南師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，廣東 湛江 524048)

物理化學(xué)以物理的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究化學(xué)體系的性質(zhì)和行為，探索和歸納研究化學(xué)的基本規(guī)律和理論，使化學(xué)能更好的為實(shí)際生產(chǎn)和科學(xué)研究服務(wù)。隨著科學(xué)的迅速發(fā)展，物理化學(xué)具有眾多分支，如光電化學(xué)、催化化學(xué)、膠體及表界面化學(xué)等，其廣泛應(yīng)用于化工、能源、材料等相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究中。因此，在物理化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將實(shí)際生產(chǎn)和科學(xué)研究的相關(guān)內(nèi)容融入進(jìn)來(lái)，以案例的方式內(nèi)化于教學(xué)，即豐富了教學(xué)內(nèi)容，又可讓學(xué)生了解到所學(xué)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)和科學(xué)研究中的具體應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，踐行“理論、實(shí)踐與科研三位一體”，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，注重實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新科研意識(shí)，提升學(xué)生調(diào)動(dòng)理論知識(shí)解決問(wèn)題的能力具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 物理化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

物理化學(xué)作為地方高等院?；瘜W(xué)、應(yīng)用化學(xué)、食品和制藥等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生在大學(xué)期間的必修課，分為理論課和實(shí)驗(yàn)課兩大部分，其理論課內(nèi)容豐富，邏輯性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)課探索性強(qiáng)，適合作為培養(yǎng)高校學(xué)生實(shí)踐和科研創(chuàng)新能力的課程。但是，物理化學(xué)課程囊括的知識(shí)點(diǎn)眾多，公式繁多，推導(dǎo)過(guò)程也較為復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)中普遍感受物理化學(xué)知識(shí)點(diǎn)多而雜，難懂難學(xué)，內(nèi)容枯燥，學(xué)習(xí)往往陷入被動(dòng)，積極性不高。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中死記硬背，沒(méi)有真正的理解知識(shí)點(diǎn)，更談不上學(xué)以致用，舉一反三，導(dǎo)致物理化學(xué)課程的教學(xué)效果欠佳。開(kāi)設(shè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為理論課的重要補(bǔ)充和輔助，能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)處理、以及結(jié)果分析中更好的理解和吸收物理化學(xué)理論知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生動(dòng)手操作能力，以及提升學(xué)生的科研素養(yǎng)。但在實(shí)際授課中，開(kāi)設(shè)的內(nèi)容往往固定化，學(xué)生灌輸式的學(xué)習(xí)，過(guò)于依賴(lài)指導(dǎo)書(shū)和指導(dǎo)教師，缺乏主動(dòng)性與積極性；很多同學(xué)為做實(shí)驗(yàn)而機(jī)械式的操作，僅停留在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容層面，對(duì)研究方法和研究思路并不明晰；傳統(tǒng)式的實(shí)驗(yàn)考評(píng)方式，使得學(xué)生過(guò)于看重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，求同而忽略實(shí)驗(yàn)過(guò)程，規(guī)避掉差異性過(guò)程和結(jié)果的探究與深入分析，不利于提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2 科研與物理化學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合

為了更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，貫徹“理論、實(shí)踐與科研三位一體”的教學(xué)模式，用物理化學(xué)理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，以實(shí)驗(yàn)實(shí)踐為科研生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)，再用科研成果豐滿(mǎn)原有理論，提升教學(xué)質(zhì)量，將單純的知識(shí)傳授為中心轉(zhuǎn)向以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心。作為教師，要及時(shí)跟進(jìn)學(xué)科發(fā)展最新動(dòng)向，將最新的科研成果、技術(shù)轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，轉(zhuǎn)化為鮮活的科研案例來(lái)開(kāi)闊學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，避免照本宣科，僅僅停留在知識(shí)層面。在授課中，要循循善誘，啟發(fā)式教學(xué)，留給學(xué)生更多獨(dú)立思考的空間，避免灌輸式的教學(xué)。除了知識(shí)的講解與傳授，老師更應(yīng)該注重學(xué)生對(duì)研究方法與研究思路的理解和掌握，真正做到“授人以魚(yú)，不如授人以漁”。此外，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展中，對(duì)學(xué)生的操作作規(guī)范化要求，督促學(xué)生養(yǎng)好良好的行為習(xí)慣，將科研中因個(gè)人無(wú)意識(shí)的不良習(xí)慣和操作不規(guī)范帶來(lái)的負(fù)面影響作為反面教材向同學(xué)們進(jìn)行介紹，提高學(xué)生的科研素養(yǎng)?；诶碚?，注重實(shí)驗(yàn)，面向科研，鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的科研中去，在具體實(shí)踐中提高學(xué)生獲取知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力。

3 突出實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，科研創(chuàng)新

目前，地方高校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)大多開(kāi)設(shè)有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)兩大教學(xué)體系?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力及實(shí)驗(yàn)規(guī)范性，同時(shí)也為理論教學(xué)服務(wù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐更好的理解和吸收理論知識(shí)。綜合實(shí)驗(yàn)主要來(lái)自教師安排的某個(gè)課題，學(xué)生可根據(jù)興趣選擇參與到特定課題中，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很大程度上結(jié)合了教師的科研內(nèi)容。從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已具備一定的操作能力和科研素養(yǎng)，教師在充分了解學(xué)生的情況后，可鼓勵(lì)部分有興趣、有潛質(zhì)的學(xué)生及早的參與進(jìn)教師的科研課題中，接受更深層次的訓(xùn)練。參與形式可以是以教師為引導(dǎo)，以學(xué)生為主體的大創(chuàng)、挑戰(zhàn)杯，也可以是學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。在課題設(shè)計(jì)中，即要基于學(xué)生的專(zhuān)業(yè)和所學(xué)課程，融入學(xué)生所學(xué)知識(shí)以及技能，又要有較強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值和科研意義，最好將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課題與指導(dǎo)教師的科研課題相融合，使學(xué)生直接參與到國(guó)家、省課題、以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)課題的研究中,重在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，創(chuàng)新精神，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。如與能源息息相關(guān)的光電催化、電池存儲(chǔ)和超電容等領(lǐng)域，應(yīng)用到了物理化學(xué)理論課的電化學(xué)的內(nèi)容；催化反應(yīng)中性能的評(píng)價(jià)、機(jī)理的探究都屬于物理化學(xué)理論課中動(dòng)力學(xué)的范疇，紙上得來(lái)終覺(jué)淺，在實(shí)踐中學(xué)生更能深切感受動(dòng)力學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)實(shí)性意義。

課題的具體執(zhí)行過(guò)程中，需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性去探索與實(shí)驗(yàn)。從前期的文獻(xiàn)調(diào)研，資料搜集與整理開(kāi)始，指導(dǎo)教師要把好關(guān)，進(jìn)行科學(xué)的引導(dǎo)，學(xué)生要學(xué)會(huì)進(jìn)行文獻(xiàn)搜索、文獻(xiàn)整理(Endnote)，并在大量的文獻(xiàn)閱讀中提升科研品味；教師參與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)定、學(xué)生主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)裝置的搭建與調(diào)試，進(jìn)一步提升學(xué)生的動(dòng)手操作能力和解決問(wèn)題的能力；實(shí)驗(yàn)開(kāi)展中，學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程；后期鍛煉學(xué)生使用相關(guān)軟件(origin)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而深入分析數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提出問(wèn)題并解決問(wèn)題；實(shí)驗(yàn)結(jié)果定期以ppt形式進(jìn)行匯報(bào)展示，與指導(dǎo)教師溝通交流，到最后完成論文的撰寫(xiě)。經(jīng)過(guò)整個(gè)過(guò)程的系統(tǒng)性訓(xùn)練，學(xué)生的能力、思維方式、以及科研素養(yǎng)都會(huì)有極大的改善，對(duì)理論課的知識(shí)點(diǎn)也會(huì)有更深的理解，這對(duì)于應(yīng)用創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)極具積極作用。

4 結(jié)語(yǔ)

貫徹“理論、實(shí)踐與科研三位一體”的教學(xué)思路，教師在研中教,學(xué)生在研中學(xué)，參與式的教與學(xué)促進(jìn)師生科研的積極性，再以科研促教，提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。教師不僅是知識(shí)的傳授者，更是學(xué)生學(xué)習(xí)路上的指引者，在教學(xué)中除了讓學(xué)生更好的掌握物理化學(xué)理論知識(shí)，提升實(shí)驗(yàn)技能以外，怎么樣培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生，提高學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，以及提升學(xué)生的科研素養(yǎng)等是教師在執(zhí)教中需時(shí)刻思考的問(wèn)題。