舒洪波, 梁倩倩, 楊漢坤, 李 威

應用型創(chuàng)新人才是擅長理論研究的學術型人才和精通實際操作的技能型人才的有效結合, 既有足夠的理論基礎和專業(yè)素養(yǎng), 又能夠將知識應用于實際[1]。 《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020 年)》提出“服務發(fā)展、 人才優(yōu)先、 以用為本、創(chuàng)新機制、 高端引領、 整體開發(fā)” 的人才發(fā)展及培養(yǎng)指導方針。 對應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng), 不僅直接影響到經濟社會發(fā)展, 而且是關系者國家安全命脈的重大問題。 培養(yǎng)具備高素質的應用型創(chuàng)新人才便已經成為未來我們高校教育改革的根本目標, 是高校人才培養(yǎng)的核心任務[2]。 物理化學課作為高等院?；瘜W、 化工、 輕工、 材料、 冶金、 醫(yī)藥、 生物等學科教育的專業(yè)必修基礎課程, 是用數(shù)學和物理學等的知識研究化學變化的規(guī)律及這些規(guī)律與物質微觀結構的關系, 是通往現(xiàn)代科學的橋梁。 本課程要求學生運用已經掌握的物理化學理論知識, 并將其應用到實際生活和生產中所遇到的問題。 所以, 物理化學的教學對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和解決實際問題的能力起到極其重要的意義。 本文基于應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng), 針對目前物理化學課程教學存在的問題, 結合本校的實際情況, 初步探索物理化學課程教學改革。

1 行業(yè)發(fā)展給應用型創(chuàng)新人才帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)

物理化學是一門多學科交叉的課程, 涉及物理、 數(shù)學、 化學等學科知識, 研究化學變化的規(guī)律, 以及這些規(guī)律與物質微觀結構的關系, 涵蓋化學熱力學、 化學動力學、 量子力學和統(tǒng)計力學等內容。 它起著承前啟后的作用, 是一門無處不在的學科, 是通往現(xiàn)代科學的橋梁[3], 對國內外人才培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。 有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示, 自進入20 世紀以來, 獲得諾貝爾化學獎的科學家中, 約有60%直接或間接的進行著物理化學相關領域的研究。 值得指出的是, 僅在中國科學院化學系的院士中就有近三分之一的成員研究與物理化學相關的領域。 物理化學作為一門重要的基礎學科, 因其化學領域獨有的普適性具有旺盛的生命力, 同時它也是形成和發(fā)展新型交叉學科的重要基礎, 已深入影響到我們生產和生活的方方面面。

然而, 隨著我國科學技術和社會的發(fā)展, 目前我國的經濟建設正在進入全球化的軌道, 教育不但要順應國家的市場經濟建設, 還必須適應全球化知識經濟的需要, 這就對人才培養(yǎng)提出了更高的要求。 所以學生既需要有一定扎實的基礎理論和交叉學科知識, 又要能夠進行實踐和應用能力, 同時還需具備一定的創(chuàng)新思維和能力。 在高等教育中, 教學對學生創(chuàng)新和解決實際問題的能力培養(yǎng)尤為重要。 物理化學作為最具交叉性與創(chuàng)新風格特點的學科, 需要與時俱進的為行業(yè)培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才。

2 物理化學人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及存在的問題

2.1 單調的教學方法和手段不利于應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)

由于物理化學涉及的公式多、 數(shù)學推導繁雜、 應用條件嚴格、 基本概念多、 理論比較抽象, 對初學者往往難以理解, 被戲稱為天書。 而教師在上課過程時按照自身理解, 常常先入為主的介紹課程知識, 容易忽略學生的感受和體驗, 導致課堂教學未能達到預期的效果。 此外, 課堂通常采用單一的多媒體PPT 教案的教學方法和手段來完成既定課時的教學工作[4]。 這種教學是一種快速拉動的“填鴨式” 教學, 使學生還未對課堂學習的內容理解消化, 很快又進入下一個教學內容, 對學生來說很容易出現(xiàn)上課猶如“仙境云游”, “迷惑” 和“暈頭轉向”, 導致學生很快失去學習興趣和激情, 造成教師難教, 學生怕學, 教學脫節(jié)的尷尬局面。 顯然這種單調的教學方式和手段不利于新時代下高等教育階段的應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

2.2 單一的考核方式限制了應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)

物理化學課程考核方式通常是采用閉卷考試的, 這種方式能有效地促使學生記住物理化學課程中的重要知識, 但是任課老師在制卷的時候, 受到考試時間和試題體量的限制。 片面的考試內容會致使學生不能全面地掌握本課程知識體系, 更加不利于學生應用能力、 創(chuàng)新能力、 主觀學習能力和思考能力的培養(yǎng), 以及閉卷考試答案的客觀化、 標準化也抑制了應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[5]。 此外, 這也會導致學生片面的以追求分數(shù)為目的, 不會注重考試點知識的記憶和思考, 更不用講再創(chuàng)新。

3 以培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才為導向的教學改革

3.1 多樣化教學方法

多樣化的采用“問題式” 和“研究式” 等教學方法, 以啟發(fā)學生主動思考和學習, 實現(xiàn)師生互動, 提高學生自主學習的積極性[6]。 其中, “問題式” 教學是針對講授知識, 預先設計問題, 讓學生在課堂上思考和研究問題, 培養(yǎng)學生的思維能力和主動解決問題的能力。 例如, 講熱力學第一定律的時候, 先引出“小明宿舍采用冰箱制冷, 靠不靠譜?” 的故事, 進一步通過課程內容講解, 分析小明方法是錯誤的; 引出“農民鋤地保墑的原理是什么?” 的問題, 讓學生逐漸掌握彎曲液面的附加壓力知識點, 會應用拉普拉斯方程分析保墑原理, 進一步分析鋼筆芯和酒精燈芯的現(xiàn)象。 “討論式” 教學是設計開放式的問題, 給學生足夠的思考空間, 引導學生用已學的知識來驗證觀點和分析解決問題的途徑, 而非側重分析學生的觀點是否正確。 例如, 講解電化學部分知識時, 引出目前時下研究火熱的鋰離子電池, 為什么鋰離子電池稱為“搖椅式電池”, 如果看待鋰離子電池安全問題等。

3.2 優(yōu)化教學資源

現(xiàn)代信息技術的快速發(fā)展給教育提供了更廣闊的舞臺, 打破了教育受時間和地域等限制, 更加符合當前學生的學習習慣。 立體化的教學資源可以使多樣化的多媒體、 學習和教學方法、 教學軟件和板書等成為一個有機組合的整體教學系統(tǒng)。 將所有課程簡介、 課程大綱、 電子教案、 多媒體課件、 實驗教學、 習題、 實踐教學視頻等相關內容均在物理化學教學網上展示并不斷更新。 網絡教學作為課堂教學的重要延伸, 不僅能有效加強學生對物理化學基礎知識的掌握及部分疑點、 難點的理解和分析, 而且改善學生的主觀自主學習能力。 打造和靈活運用各種在線開放課程、 MOOC 平臺、 精品資源共享課, 實現(xiàn)教學資源精品化, 使學生可以利用網絡教學資源隨時隨地學習和討論。 這些優(yōu)質教學資源能拓展學生獲取知識的途徑, 為學生課前或課后自主學習和創(chuàng)新能力的訓練提供了良好的學習平臺。

3.3 靈活運用各種考核方式

建立一套適合于物理化學課程教學的新型考試模式和考試評價體系, 對于加強應用創(chuàng)新型人才的能力培養(yǎng)具有十分重要的意義。 ①采用“閉卷考試和開卷考試”、 “隨堂測驗” 等方式測評學生是否已掌握第一梯次物理化學課程知識。 “閉卷考試和開卷考試” 能全面考核學生對知識的記憶、 理解、 分析、綜合運用等, “隨堂測驗” 借助“雨課堂” 等軟件課堂上對學生隨時進行考察; ②采用“小論文或小設計考試”、 “開卷考試” 等方式, 對學生掌握的第二梯次知識進行評估; ③采用“實驗基本操作” 和“完成設計性實驗” 相結合的評估方法,實踐教學考核的重點是學生通過學習基礎知識化學實驗、 基礎理論與技能去解決實際問題的能力。 摒棄以往的單一的考核方式, 采取多樣化的考試方式, 有利于調動學生主觀能動性以加強自主學習的積極性, 從而有利于有效改善學生解決和分析實際問題和創(chuàng)新能力。

3.4 加強教學與科研的相互滲透

在物理化學教學過程中, 教師應積極結合自身教學和科研工作, 努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力, 以及分析和解決實際問題的能力, 從而提高學生的學習興趣。 同時鼓勵學生通過表面現(xiàn)象, 分析本質的科學問題, 并通過網絡資源、 學校圖書信息資源等查詢上述問題, 同時給予指導和建議, 開展可行和有意義的課題研究。 此外, 結合老師各自的研究方向特點,提供實驗平臺和條件, 有利于大大提高學生的實驗操作能力和科研創(chuàng)新能力。 例如, 將一位教師的科研課題或其他科研成果運用到實驗教學中, 作為一種綜合設計性的實驗; 鼓勵廣大學生積極參與到教師的科研活動課題中; 鼓勵廣大學生從自身的興趣愛好出發(fā), 并結合所學課程的知識點, 申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目。

4 結 語

隨著社會快速發(fā)展, 加快物理化學方向應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是適應行業(yè)發(fā)展和地方高校教育的迫切需求。 通過改革教學方式和手段、 轉變考核方式及加強教學科研相互滲透, 為培養(yǎng)物理化學方向應用型創(chuàng)新人才探索一條可借鑒的道路, 以利于地方高校與行業(yè)發(fā)展, 及人才培養(yǎng)發(fā)展有效融合。