魏 嫻，呂夢(mèng)嵐

(貴州理工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550003)

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等一系列重大國(guó)家戰(zhàn)略，我國(guó)高等工程教育積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，著力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式、中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)[1-3]。在新工科建設(shè)的背景下，我院化學(xué)工程與工藝專業(yè)以培養(yǎng)應(yīng)用型高素質(zhì)人才為宗旨，大力推動(dòng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，有計(jì)劃、有步驟的加快人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革創(chuàng)新。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)的實(shí)踐課程，作為連接基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)的橋梁，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和理論聯(lián)系實(shí)際能力上具有舉足輕重的作用，是化工專業(yè)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程[4]。所以，結(jié)合新工科建設(shè)的要求，為培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型化工專業(yè)人才，對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

1 課程思政的有機(jī)融入

“課程思政”是指以構(gòu)建全員、全程、全課程育人格局的形式，將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，把“立德樹(shù)人”作為教育的根本任務(wù)的一種綜合教育理念[5]。在新工科建設(shè)的背景下，要培養(yǎng)中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)的有用之才，不僅要重視傳授學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)及實(shí)踐操作技能，更不能忽視對(duì)學(xué)生道德情操及職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)[6]。在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，嘗試將課程思政融入到教學(xué)的全過(guò)程，培養(yǎng)全面發(fā)展，德才兼?zhèn)涞男滦突と瞬拧?/p>

在具體的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，堅(jiān)持以立德樹(shù)人為根本，牢牢把握課程思政的內(nèi)涵，以相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為載體，充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)中的思政元素，將課程思政融入到實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在進(jìn)入物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室前，根據(jù)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，必須要對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)培訓(xùn)，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全的重視程度，牢牢樹(shù)立“安全第一”的理念，培養(yǎng)新型化工人才安全生產(chǎn)的基本職業(yè)素養(yǎng)[7]。在引入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的環(huán)節(jié)，結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，向?qū)W生介紹相關(guān)化學(xué)家的感人故事，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和對(duì)科學(xué)孜孜不倦的探索精神。在實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理階段，注重對(duì)學(xué)生一對(duì)一的指導(dǎo)，敦促學(xué)生規(guī)范操作步驟，認(rèn)真觀察現(xiàn)象，如實(shí)記錄數(shù)據(jù)，科學(xué)處理數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)誠(chéng)信的科研作風(fēng)。在結(jié)果討論環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，并有意識(shí)的列出實(shí)驗(yàn)中一些易被學(xué)生忽視的細(xì)節(jié)問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)進(jìn)行集體討論，例如：“溶解熱的測(cè)定”中，通常的實(shí)驗(yàn)教材使用的是硝酸鉀，我們?yōu)槭裁匆臑槭褂寐然洠俊叭紵裏岬臏y(cè)定”中，為什么要使用蔗糖而不是使用萘？“二組分液相完全互溶系統(tǒng)的沸點(diǎn)組成圖的繪制”中，實(shí)驗(yàn)后的乙醇-環(huán)己烷廢液應(yīng)該如何收集？是否可回收利用？如何回收利用？通過(guò)這樣操作，旨在引導(dǎo)學(xué)生思考是否能對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綠色化改進(jìn)，降低實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，堅(jiān)持將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與思政元素相結(jié)合，有助于培養(yǎng)出既有專業(yè)素質(zhì)又有理想信念的化工專業(yè)應(yīng)用型人才。

2 引入現(xiàn)代教學(xué)手段

我院化工專業(yè)傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題有：(1)由于實(shí)驗(yàn)原理相對(duì)抽象且篇幅較長(zhǎng)，并且指導(dǎo)教師由于時(shí)間有限，對(duì)預(yù)習(xí)的檢查以抽查為主，因此大部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)習(xí)有逃避心理，只是機(jī)械的抄寫(xiě)指導(dǎo)書(shū)上的相關(guān)內(nèi)容，并沒(méi)有進(jìn)行思考，造成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果不好。(2)由于實(shí)驗(yàn)儀器構(gòu)造通常較為復(fù)雜，部分學(xué)生僅憑指導(dǎo)書(shū)上的步驟及指導(dǎo)教師的課堂集中講解無(wú)法完全掌握操作，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通常會(huì)有無(wú)從下手的情況，指導(dǎo)教師需要對(duì)這部分學(xué)生不斷重復(fù)指導(dǎo)，對(duì)其余學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作可能會(huì)有疏于管理的情況。(3)由于經(jīng)費(fèi)及場(chǎng)地的限制，不可能及時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行更新?lián)Q代，不利于學(xué)生了解本實(shí)驗(yàn)課程的前沿技術(shù)。

為解決以上問(wèn)題，嘗試將現(xiàn)代教學(xué)手段引入物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。(1)在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段引入雨課堂。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理設(shè)置相應(yīng)的預(yù)習(xí)習(xí)題，利用填空、選擇、判斷等題型考察學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，既能夠節(jié)省學(xué)生抄寫(xiě)的時(shí)間，又能使教師全面評(píng)價(jià)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。學(xué)生可根據(jù)自身答題情況，在課堂上帶著問(wèn)題聽(tīng)講，有助于學(xué)習(xí)效率的提高。(2)利用微課碎片化，可視化的特點(diǎn)[8]，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行梳理，提煉，將其中的每個(gè)重點(diǎn)及難點(diǎn)分別錄制為10～15分鐘時(shí)長(zhǎng)的微課，例如對(duì)“溶解熱的測(cè)定”中微分溶解熱、積分溶解熱、微分稀釋熱、微分稀釋熱的概念及計(jì)算推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行講解錄制，在實(shí)驗(yàn)前提前發(fā)送給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，可以幫助學(xué)生克服畏難心理，有針對(duì)性的進(jìn)行預(yù)習(xí)，將重難點(diǎn)逐個(gè)擊破。同時(shí)，還可以利用微課將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作合理拆分后分步錄制或針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中的難點(diǎn)進(jìn)行錄制，例如在“燃燒熱的測(cè)定”中，將測(cè)定前的復(fù)雜準(zhǔn)備工作拆分為待測(cè)物的壓片、裝入氧彈、充氧等步驟進(jìn)行操作錄制，在“溶液表面張力的測(cè)定”中針對(duì)自動(dòng)表面張力測(cè)定儀發(fā)出蜂鳴警報(bào)聲的處理方法進(jìn)行錄制，在“液體飽和蒸氣壓的測(cè)定”中針對(duì)測(cè)定裝置、穩(wěn)壓包、循環(huán)水式真空泵的各接口如何接連和如何檢漏進(jìn)行錄制，方便學(xué)生在課前對(duì)儀器操作能有初步了解，或在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有基本操作問(wèn)題時(shí)可以有針對(duì)性的自行觀看解決，提高了實(shí)驗(yàn)的效率和操作準(zhǔn)確度。(3)利用慕課資源及虛擬仿真技術(shù)，將物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)通過(guò)線上線下配合，虛實(shí)結(jié)合的方式，幫助學(xué)生了解課程前沿技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

3 開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

新工科建設(shè)需要應(yīng)用型創(chuàng)新人才，應(yīng)用型本科院校在實(shí)踐教學(xué)中要加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)[1,9]。我院化工專業(yè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，結(jié)合化工專業(yè)特點(diǎn)，嘗試開(kāi)設(shè)三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)類型。第一層次：教學(xué)大綱要求開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程必修項(xiàng)目，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，增加少量綜合性實(shí)驗(yàn)，以提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能及啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題為目標(biāo)。第二層次：以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室為依托，開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(選修)，由指導(dǎo)教師指定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料后，基于現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室條件，自行確定實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)藥品儀器及實(shí)驗(yàn)步驟，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案上交指導(dǎo)教師審批并經(jīng)過(guò)課程組教師集體論證可行性后，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。通過(guò)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，以期培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)的能力。第三層次：經(jīng)過(guò)前兩個(gè)層次培養(yǎng)合格后，可進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室，加入教師科研團(tuán)隊(duì)，結(jié)合教師科研項(xiàng)目，以大創(chuàng)項(xiàng)目或畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的形式，開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。通過(guò)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，創(chuàng)新科研意識(shí)和科學(xué)思維方法，激發(fā)他們投身化學(xué)工業(yè)研究的熱情。

目前，我國(guó)正在大力推進(jìn)“新工科”建設(shè)，對(duì)于應(yīng)用型地方本科院校，培養(yǎng)實(shí)用型、綜合型、創(chuàng)新型的工程技術(shù)人才是新工科人才培養(yǎng)的重點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我院化工專業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程積極進(jìn)行改革探索，通過(guò)將課程思政引入教學(xué)，積極使用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，為學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)提供必要支持等手段，提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，創(chuàng)新能力，科研精神，職業(yè)素養(yǎng)，為國(guó)家培養(yǎng)符合社會(huì)需求的新型化工人才。