潘 飛，呂夢嵐

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

為積極應(yīng)對世界范圍內(nèi)的新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐一帶一路”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國制造2025“等國家重大戰(zhàn)略，我國積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，著力培養(yǎng)實踐能力更強、創(chuàng)新能力更強、并具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[1-3]。在新工科建設(shè)的背景下，高等學(xué)校工科類專業(yè)應(yīng)以培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型高素質(zhì)人才為宗旨，大力推動專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，加快人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等的改革創(chuàng)新。物理化學(xué)是基于物理和化學(xué)兩大基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來的，運用物理學(xué)的基本理論方法去研究化學(xué)體系的性質(zhì)和行為，并建立化學(xué)體系中的特殊規(guī)律的學(xué)科[4]。物理化學(xué)課程是工科類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是后續(xù)學(xué)習(xí)更高層次專業(yè)課程的基礎(chǔ)，在工科類人才培養(yǎng)體系中有著舉足輕重的作用[5]。因此，在新工科建設(shè)的背景下，為培養(yǎng)符合社會需求的創(chuàng)新應(yīng)用工科專業(yè)人才，對物理化學(xué)課程教學(xué)的改革與探索勢在必行。

1 融入課程思政內(nèi)容

在建設(shè)新工科的背景下，高校工科類專業(yè)應(yīng)著力于以科學(xué)教育、人文教育、工程教育的有機融合方式，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強、綜合素質(zhì)高且能實現(xiàn)跨界整合的人才[6-8]。因此，高校教育不僅要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識技能，還要重視對學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)、道德情操的培養(yǎng)[8]。物理化學(xué)課程作為化學(xué)工程與工藝、制藥工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，同樣也是高校工科類專業(yè)的思政育人主陣地。

為培養(yǎng)思想過硬，德才兼?zhèn)涞男鹿た迫瞬?，在物理化學(xué)課程教學(xué)中，要牢牢把握課程思政的內(nèi)涵，以相關(guān)的知識理論為載體，充分發(fā)掘課程中的相關(guān)思政元素，將課程思政有機融入到教學(xué)中。例如在講授單組分三元相圖的相關(guān)知識時，介紹水的三相點是由我國著名化學(xué)家黃子卿老先生精準(zhǔn)測量的，并將黃子卿老先生的愛國事跡引入到課堂教學(xué)中[9]。在上世紀(jì)30年代，為了建設(shè)祖國，黃子卿老先生毅然放棄了在美國的優(yōu)渥待遇，回到祖國不懈奮斗，體現(xiàn)了為祖國發(fā)展不計個人得失的家國情懷，以此培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神。在講授卡諾循環(huán)時，可以引入科學(xué)家從提出卡諾定律到找出提高熱機效率的根本途徑，孜孜不倦的鉆研了55年的故事[8]，鼓勵學(xué)生們要有理想信念，要有奮斗不息的精神。還有在講授化學(xué)平衡的內(nèi)容時，可以介紹發(fā)明了大規(guī)模合成氨技術(shù)的化學(xué)家哈伯的故事[6,10]，哈伯不僅是發(fā)明合成氨技術(shù)的諾貝爾獎得主，還是研制氯氣、芥子氣等毒氣的戰(zhàn)爭魔鬼。通過他的故事，告誡學(xué)生務(wù)必要恪守科學(xué)倫理的底線，保持高度的社會責(zé)任感。通過將思政元素融入教學(xué)過程中，有助于培養(yǎng)兼具專業(yè)素養(yǎng)及理想信念的新工科人才。

2 建立全方位教學(xué)改革體系

物理化學(xué)課程是高等學(xué)?；瘜W(xué)工程與工藝、制藥工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程，不僅是前期所學(xué)的無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)知識的升華，又是后期化工原理、制藥原理、化工熱力學(xué)、新能源科學(xué)與材料等專業(yè)課程知識的基礎(chǔ)，在工科類人才培養(yǎng)體系中具有毋庸置疑的重要性。因此，物理化學(xué)課程必須要建立全方位的教學(xué)改革體系，提高物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合新工科建設(shè)要求的創(chuàng)新型，應(yīng)用型人才。

2.1 引入現(xiàn)代教學(xué)手段

現(xiàn)階段雨課堂、慕課等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段蓬勃發(fā)展。充分引入現(xiàn)代教學(xué)手段，采用“線上+線下”混合教學(xué)，相比傳統(tǒng)PPT及板書的“線下”教學(xué)方式，能更好的提高教學(xué)質(zhì)量[11-12]。

“雨課堂”是清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)解決方案。教師在課前可使用雨課堂設(shè)置相應(yīng)的預(yù)習(xí)習(xí)題，學(xué)生在充分預(yù)習(xí)后進(jìn)行答題，既有利于教師快速評價學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，在課堂教學(xué)中能做到有的放矢，提升授課效率，又能使學(xué)生依據(jù)自身答題情況，在課堂上帶著問題聽講，提升學(xué)習(xí)效率。同時，采用雨課堂的形式，還可以在授課過程中根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，對學(xué)生進(jìn)行隨堂小測，快速收到學(xué)生對知識點掌握情況的反饋，以便及時進(jìn)行查缺補漏，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。利用微課可視化、碎片化的特點[13]，教師對物理化學(xué)中的熱力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、膠體及表面化學(xué)等重要基礎(chǔ)理論進(jìn)行梳理，提煉，將其中的重點難點分別錄制為10～15分鐘時長的微課，方面學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，課后有針對性的復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。此外，還可以利用慕課資源及虛擬仿真技術(shù)，將物理化學(xué)課程通過線上與線下配合，虛實相結(jié)合的方式，幫助學(xué)生獲得專家授課，了解課程前沿，提高學(xué)習(xí)效果。

2.2 實踐“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)模式

物理化學(xué)課程本身具有概念抽象，邏輯性強的難點，且隨著工科類教育改革的推進(jìn)，物理化學(xué)作為基礎(chǔ)類課程，面臨理論課學(xué)時壓縮的客觀問題。為了獲得理想的教學(xué)效果，必須對現(xiàn)有的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革探索。

在傳統(tǒng)的物理化學(xué)課堂教學(xué)中，主要是以“教師為中心”的教學(xué)模式，教師利用PPT對知識點及相關(guān)經(jīng)典例題進(jìn)行授課。在學(xué)時數(shù)壓縮的情況下，為完成整門課程的教學(xué)任務(wù)，只能進(jìn)行“教師主動傳遞—學(xué)生被動接受”的填鴨式教學(xué)[11,14-15]。這種課堂教學(xué)方式，課堂氛圍枯燥，教師無法及時了解學(xué)生對知識的掌握情況，也無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，無法達(dá)到理想的教學(xué)效果。為改變這一現(xiàn)狀，必須采用“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)模式。

采用“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)模式，一方面應(yīng)當(dāng)注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的啟發(fā)。根據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解及教學(xué)大綱中對各知識點難易程度的要求，適當(dāng)選擇部分內(nèi)容，采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式[14-18]，在課前根據(jù)學(xué)習(xí)主動性及對知識的掌握程度將學(xué)生分為不同小組，確保小組間的總體水平相近，既使小組內(nèi)部能夠相互輔導(dǎo)，又保證小組之間競爭公平。在新課開始前通過向各小組發(fā)放任務(wù)單，將新課應(yīng)掌握的知識點傳達(dá)給學(xué)生，要求各小組自行選擇一個知識點，在課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，收集資料，相互討論，不斷修正，在課堂上以PPT的形式進(jìn)行10～15分鐘的授課，并在教師的指導(dǎo)點評后進(jìn)行認(rèn)真思考總結(jié)。教師在各小組完成授課后，及時進(jìn)行點評，糾正學(xué)生授課中的錯漏之處，加深對本次課程重難點的講授，幫助學(xué)生理清思路，更好的掌握所學(xué)知識點。采用這種翻轉(zhuǎn)課堂的方式，可以提升學(xué)生的課堂參與度，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能力性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到更好的教學(xué)效果。另一方面，教師在課堂教學(xué)中，要加強對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價。在教學(xué)過程中，不能僅僅自顧自的把知識點傳授給學(xué)生，要充分指導(dǎo)對學(xué)生對知識點進(jìn)行梳理總結(jié)，把握各章節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系，及時通過課堂提問、隨堂小測、課后作業(yè)等方式，掌握學(xué)生對知識點的學(xué)習(xí)情況，并據(jù)此進(jìn)行認(rèn)真分析反思，不斷調(diào)整優(yōu)化授課內(nèi)容及方式，達(dá)到較為理想的教學(xué)效果。

2.3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生工程意識及科研素養(yǎng)

興趣是最好的老師，通過對教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，將日常生活中遇到的實際問題與涉及的物理化學(xué)知識點相結(jié)合，使枯燥的知識點變得生動易懂，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)知識的熱情。例如：荷葉上滾動的液珠與表面現(xiàn)象相結(jié)合，灑鹽防止路面結(jié)冰凝動與溶液的依數(shù)性相結(jié)合等，注意理論和實際的聯(lián)系，能夠幫助學(xué)生理解相應(yīng)的知識點，也有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，應(yīng)在對工科類學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)適當(dāng)加入工程實例的引入。例如在教學(xué)中引入與經(jīng)典熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、表面化學(xué)等相關(guān)的具體工程實例，并對其進(jìn)行科學(xué)的分析與探索，從而提供解決問題的思路[19]。這一環(huán)節(jié)的引入，既增強了學(xué)生對知識點的理解與掌握，又啟蒙了學(xué)生的工程意識，了解實際生產(chǎn)研發(fā)過程，培養(yǎng)了應(yīng)用理論知識解決實際問題的綜合能力。

為培養(yǎng)工科類學(xué)生應(yīng)具備的科研素養(yǎng)，在教學(xué)過程中一方面可將理論教學(xué)的知識點與實驗教學(xué)的知識點相合進(jìn)行講授，如在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)教學(xué)中，聯(lián)系“蔗糖水解反應(yīng)速率的研究”或“加速法測定藥物有效期”實驗，在熱力學(xué)教學(xué)中，聯(lián)系“二組分液相完全互溶系統(tǒng)的沸點組成圖的繪制”實驗，在膠體與表面化學(xué)教學(xué)中，聯(lián)系“電導(dǎo)法測定溶液臨界膠束濃度”實驗等，將理論教學(xué)的知識點與實驗原理、實驗現(xiàn)象及實驗結(jié)論進(jìn)行綜合講解，同步提高學(xué)生的理論水平及實驗操作能力。另一方面，在教學(xué)過程中，教師可以適當(dāng)?shù)拇┎逡肱c基礎(chǔ)知識相關(guān)的科技前沿，例如催化劑反應(yīng)動力學(xué)、電化學(xué)等的前沿研究，有助于拓展學(xué)生的視野，深化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

3 建立全流程教學(xué)考核體系

考核是檢驗教學(xué)效果最為直接的方式，先進(jìn)的教學(xué)手段、合理的教學(xué)內(nèi)容都需要科學(xué)的考核方式對其進(jìn)行評價[20]。在著力培養(yǎng)新工科人才的背景下，需對現(xiàn)有的教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，則現(xiàn)有的以期末考試試卷為主要評分依據(jù)的考核方式也急需進(jìn)行相應(yīng)的改革，建立全流程、多樣化的考核體系，不僅考核學(xué)生對物理化學(xué)基本知識重點的掌握程度，同時也考核學(xué)生的實際應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)。

就《物理化學(xué)》這門課程來說，全流程、多樣化的考核體系是對整個授課環(huán)節(jié)的綜合表現(xiàn)進(jìn)行評價，具體考核模式設(shè)置為平時成績占50%和期末考核占50%兩部分，其中平時成績又包括考勤、課下作業(yè)、隨堂小測、小組授課及綜述論文。(1)考勤占5%，主要內(nèi)容是在通過雨課堂點名及隨機提問等方式檢查學(xué)生有無遲到、早退及曠課情況。(2)課下作業(yè)占10%，要求是完成課后習(xí)題并對每章節(jié)的重難點及各知識點之間的聯(lián)系進(jìn)行總結(jié)概括。在解題中能有新思路的，在對重難點總結(jié)中能聯(lián)系自身學(xué)習(xí)情況進(jìn)行具體分析的，或能發(fā)散思維，將本章節(jié)知識點與其他章節(jié)知識點之間進(jìn)行合理聯(lián)系的，要進(jìn)行重點點評并給予充分的肯定。(3)隨堂小測占10%，采用雨課堂的形式，在授課過程中不定期對學(xué)生進(jìn)行隨堂小測，通過單項選擇題，多項選擇題、判斷題及填空題，快速檢驗學(xué)生對某個重要知識點或每章節(jié)重要基本概念、基礎(chǔ)知識的掌握程度，及時對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行查缺補漏。(4)小組授課占10%，主要是對在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生的表現(xiàn)以小組為單位進(jìn)行評價，包括前期課堂資料的準(zhǔn)備，對規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行PPT的講解，課后的思考總結(jié)等方面，不僅加深學(xué)生對所學(xué)知識概念的理解與運用，還培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及團隊合作意識。(5)綜述論文占15%，主要是要求學(xué)生在整門課程的授課環(huán)節(jié)中，任意選擇自己感興趣的1～2個知識點，對其發(fā)展歷程，前沿研究及在行業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)狀等進(jìn)行梳理，完成1篇1500字左右的綜述論文，學(xué)期結(jié)束時提交。重點考核學(xué)生個人的文獻(xiàn)查閱能力，書寫總結(jié)能力及對該知識點的理解程度，激發(fā)學(xué)生的個人潛能，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考及創(chuàng)新的能力。(6)期末考核占50%，采用期末閉卷考試的方式，考試范圍，題型及難易程度等按照課程大綱中各個章節(jié)的權(quán)重而進(jìn)行設(shè)置，合理增加思考及創(chuàng)新類題目，不僅考核學(xué)生對本門課程全部所授基本知識點的掌握情況，也考察學(xué)生在解題過程中是否具有創(chuàng)新的能力，是否具有運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

建立全流程、多樣化的考核體系，包含了對整門課程全部授課環(huán)節(jié)的考核，能夠更真實、更全面地對評價學(xué)生的綜合表現(xiàn)，避免了學(xué)生可以通過死記硬背，考前突擊就能獲得高分的情況。這種考核方式，這種考試模式更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生既掌握基礎(chǔ)理論又提升了綜合能力。

在我國正大力推進(jìn)“新工科”建設(shè)的背景下，地方本科院校應(yīng)著力于培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型的新工科技術(shù)人才。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，我校工科類物理化學(xué)課程進(jìn)行了積極的改革和探索，通過將課程思政內(nèi)容有機融入教學(xué)過程，建立全方位教學(xué)改革體系，建立全流程教學(xué)考核體系等方法，以期使學(xué)生具有扎實的專業(yè)知識體系，較強的工程意識及科研素養(yǎng)，為國家培養(yǎng)符合社會需求的新型創(chuàng)新應(yīng)用型工科人才。