建設(shè)雙一流學(xué)科的“物理化學(xué)實驗”教學(xué)改革探索*

楊秀林，石路巖

(廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

我國對提升高等學(xué)校的教育質(zhì)量所提出的重大戰(zhàn)略是建設(shè)雙一流學(xué)校以及雙一流學(xué)科[1]。對于物理化學(xué)實驗這門學(xué)科而言，建設(shè)為雙一流學(xué)科的關(guān)鍵是重視和提高本科生的科研能力。而且物理化學(xué)實驗是物理化學(xué)課程中不可缺少的一部分，因此進(jìn)行教學(xué)改革的目的是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力和學(xué)習(xí)能力，是提高教學(xué)質(zhì)量的有力抓手[2]。那么如何進(jìn)行改革？這是擺在我院物理化學(xué)老師面前一項重要和緊急的工作。

1 當(dāng)前物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1.1 實驗教學(xué)內(nèi)容相對固定和陳舊

目前在我院的本科教學(xué)中，選用的教材是廣西師范大學(xué)出版社所出版的版本。所開展的實驗都是與課本理論有關(guān)的基礎(chǔ)性實驗、驗證性實驗，而且很少有與教師的當(dāng)前研究內(nèi)容相聯(lián)系的實驗項目；同時教師也很少給學(xué)生講授目前國內(nèi)和國外物理化學(xué)發(fā)展的最新內(nèi)容，這可能會使學(xué)生對物理化學(xué)專業(yè)所扮演的角色和物理化學(xué)在科技、在生活、在娛樂等方面的應(yīng)用了解甚少。

1.2 實驗教學(xué)模式、方法較單一和傳統(tǒng)

長期以來，我校物化實驗教學(xué)所采用的是先在物理化學(xué)課堂中學(xué)習(xí)基本理論，之后根據(jù)已學(xué)的理論開展實驗教學(xué)。在實驗教學(xué)中，教師主要講授預(yù)防措施、注意事項和重點儀器的操作，之后學(xué)生依照課本上的實驗步驟來操作，這無助于培養(yǎng)學(xué)生的實驗創(chuàng)造力、自主設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和主觀能動性，從而導(dǎo)致學(xué)生非常依賴實驗課本，也導(dǎo)致學(xué)生對實驗缺乏實質(zhì)性的思考。其次學(xué)生是采用小組的方式進(jìn)行實驗，這就出現(xiàn)了一個小組中會出現(xiàn)渾水摸魚的情況，小組中的成員并沒有完全參與其中，久而久之這些同學(xué)不僅沒有學(xué)到實驗操作而且失去了對科研的興趣，目前這一現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足雙一流學(xué)科的要求。

1.3 教學(xué)設(shè)備偏老舊

由于化學(xué)專業(yè)在建校初期便有，化學(xué)專業(yè)到目前已有八十多年的發(fā)展歷史，有些設(shè)備已老化或者被損壞，導(dǎo)致學(xué)生不能正常操作。或者一次實驗課中有可能會出現(xiàn)四五臺儀器中，只有一臺可用，導(dǎo)致全班的同學(xué)只能輪流來做。因此教學(xué)設(shè)備的老化會使學(xué)生的實驗成就感降低，對實驗逐漸失去興趣，也嚴(yán)重影響實驗教學(xué)的進(jìn)度。

2 對物理化學(xué)實驗課程教學(xué)改革的思考

2.1 更新教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)立新的教學(xué)體系

首先，對于原教材的相關(guān)實驗進(jìn)行刪減和合并，開展實驗課的主要目的是讓學(xué)生熟悉有關(guān)的基本操作，因此可以設(shè)計一個實驗中包括多種基本操作，減少基礎(chǔ)性實驗所占的課時，將剩余的課時用于設(shè)計型和應(yīng)用型實驗。設(shè)計型實驗以小組的形式進(jìn)行，教師在學(xué)期初開始分好小組[3]，給出一些與物理化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的實驗課題供學(xué)生選擇，也鼓勵學(xué)生自主去了解有關(guān)實驗課題并進(jìn)行選擇。選好課題后，小組全體成員查閱文獻(xiàn)，并且要求每周進(jìn)行匯報，當(dāng)這個小組文獻(xiàn)積累一定量之后，小組一起討論所要設(shè)計的實驗項目，確定好項目之后，小組分工合作列所需藥品清單，尋找或采購藥品，做實驗，寫論文等等。通過設(shè)計性實驗，學(xué)生在查找文獻(xiàn)的時，不僅了解了目前學(xué)科發(fā)展的前沿研究，而且錘煉了學(xué)生自主思考問題和處理問題的能力，也增加了學(xué)生與老師之間的交流，提高了學(xué)生小組合作的能力[4]。應(yīng)用型實驗可以采取和老師合作的方式進(jìn)行，并結(jié)合桂林的實際情況。桂林是一所旅游城市，有很多船舶。船舶面臨的問題是如何更有效的防止金屬腐蝕，因此應(yīng)用型實驗便可以讓學(xué)生結(jié)合桂林的實際情況來進(jìn)行探索，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

2.2 教學(xué)方法和教學(xué)制度多元化

2.2.1 實行學(xué)生助教制度

學(xué)生助教制度，旨在學(xué)生協(xié)助教師管理實驗儀器，由于物理化學(xué)實驗的特點是儀器多，因此儀器能否通暢的使用，直接影響物化實驗?zāi)芊耥樌M(jìn)行。而學(xué)院的一些設(shè)備時間已長，很容易出現(xiàn)故障，因此需要助教在每次上課前確認(rèn)儀器是否完好。通過助教系統(tǒng)，師生可以對儀器進(jìn)行共同管理，不僅可以提高工作的效率，還可以培養(yǎng)學(xué)生的管理技能、責(zé)任心技能以及增加學(xué)生維修儀器的專業(yè)知識。

2.2.2 采用因材施教的教學(xué)方法

在素質(zhì)教育中，要求教師正視學(xué)生的個別差異，不以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來要求每個學(xué)生，承認(rèn)學(xué)生的個性和差異，即“因材施教”。因材施教來自于《論語·先進(jìn)篇》，因材施教既是重要的教學(xué)原則，也是非常有效的教學(xué)方法[5]。結(jié)合我院的實際情況，專業(yè)分為本碩連讀培養(yǎng)班，師范類化學(xué)班，應(yīng)化班和制藥班。每個班級的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)方向不一樣，所以對于物理化學(xué)實驗這門課程，我們也可以采用“因材施教”的教學(xué)方法。例如本碩連讀培養(yǎng)班可以讓每個學(xué)生自主設(shè)計實驗，不再是分小組；增加對外交流的機(jī)會，在2019年12月18日，國家印發(fā)了《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》，明確要打造粵港澳大灣區(qū)教育和人才高地，因此可以增加學(xué)生與粵港澳地區(qū)高校學(xué)生交流的機(jī)會，以交換生的身份來進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流。

2.2.3 采用差別化分層教學(xué)方法[6]

好的課堂不僅僅重視課中，而課前和課后同樣重要。為了能夠更好的開展實驗課，需要將課前、課中和課后連接起來。課前可發(fā)放項目任務(wù)書，使學(xué)生知道本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)；再發(fā)放學(xué)案，使學(xué)生知道實驗流程，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上的操作視頻、仿真動畫，使學(xué)生提前熟悉如何操作儀器，以及需要注意的細(xì)節(jié)，在進(jìn)行網(wǎng)上模擬操作時記錄出現(xiàn)的問題。課中進(jìn)行實際的實驗操作，在操作過程中注意是否還會有課前所遇到的問題，若有，則進(jìn)行進(jìn)一步的思考并和老師進(jìn)行交流。在課中，小組同學(xué)互相拍攝視頻進(jìn)行記錄。課后將互拍的視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺當(dāng)中，不同的小組互相進(jìn)行找茬，并按照示例視頻進(jìn)行糾正，這樣便可以同時將課前、課中和課后同時聯(lián)系起來。

2.3 改善教學(xué)設(shè)備

實驗儀器是進(jìn)行實驗教學(xué)所必須的，沒有或者設(shè)備不好，都會很影響教學(xué)。而且近年來，每年高校都在進(jìn)行擴(kuò)招，而儀器偏少，所以學(xué)院應(yīng)更換實驗儀器，提高設(shè)備的利用率。

2.4 更新理念，提升認(rèn)知，打開眼界

思維決定行為，即一個人的思維，認(rèn)知，眼界都會決定一個人的行為。因此想要建設(shè)一流學(xué)科，就必須要先更新和提升教師以及學(xué)生的認(rèn)知。雙一流學(xué)科是為國家在培養(yǎng)人才，培養(yǎng)出能夠為國家做出巨大貢獻(xiàn)的人才，想要培養(yǎng)出滿足國家需要的人才，就必須讓學(xué)生跳出自己所處在的圈子，打開眼界。我校是地方性高校，學(xué)生大部分來自農(nóng)村地區(qū)，而農(nóng)村地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)的限制，很多學(xué)生知道知識改變命運(yùn)，但僅限于學(xué)習(xí)知識方面，很多僅限于畢業(yè)之后找到一個好工作，養(yǎng)活自己即可。而國家要求更多的是不僅僅只為了自己的溫飽，而是可以推動國家科研事業(yè)發(fā)展的人才。因此教師應(yīng)該在實驗課堂多和學(xué)生分享現(xiàn)在國家化學(xué)發(fā)展的情況，以及需要怎樣的人才，優(yōu)秀的化學(xué)人他們都在思考著什么，以及做著什么，打開學(xué)生的眼界，看到好的，才會去追求更好的。

3 結(jié) 語

在很大程度上，物理化學(xué)的發(fā)展深度反映著化學(xué)學(xué)科發(fā)展的深度。因此很有必要對物理化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行改革。為了建設(shè)為雙一流學(xué)科，所以結(jié)合了我校以及我院的性質(zhì)和學(xué)生特點，對物理化學(xué)實驗教學(xué)做出了以上的分析以及改革，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、學(xué)習(xí)熱情以及提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力和綜合素養(yǎng)等等，真正做到為國家培養(yǎng)人才，真正使學(xué)生達(dá)到一流學(xué)科學(xué)生所具備的素質(zhì)。