物理化学一体化教学任务开发探索

谢威 潘桂生 陈鑫 李俊 袁爱群

【摘要】探讨在物理化学课程中实施“教、学、做一体化”教学模式，开发相关任务，采用任务驱动，突出物理化学的特色，培养学生的职业能力。

【关键词】物理化学一体化任务开发

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）05C-0143-02

物理化学一体化课程以无机、有机化学等课程为基础，这些前期课程为学生提供化学相关方面的基础知识和基本操作技能，同时本门课程为后续的化学工艺学、化工原理、高分子材料、分离工程、金属材料等众多专业课程提供化学知识和技能的储备，为学生日后进入工农商行业、企业实习和工作打下了基础。

物理化学一体化课程实施之后，学生成绩明显改善，综合能力提高，但是课程任务选择面小，此矛盾十分突出。当前，高职院校普遍存在实训项目老化的问题。教师应主动关注本专业发展的动向，及时更新知识，掌握新工艺、新技术并将其及时充实到教学中，这样才能使学生的能力满足社会需要，跟上时代发展步伐。本课题组根据全国高职工业院校物理化学教学大纲，探索性地开发一些一体化教学任务，以供参考。

一、课程改革的思路

第一，教学内容。教学内容选择上本着理论知识以“必需、够用”为度，加强应用能力和创新意识培养，构建为专业服务、为岗位服务的合理教学体系。

第二，项目化教学。根据每个任务的教学内容，结合企业生产中的实际项目和学生个性特点，合理开发设计训练项目，以项目为主线展开教学，充分体现职业性、实践性、趣味性和开放性。

第三，一体化教学。以项目为载体，项目力求与专业、企业对接，体现广西教育特色，实现教学师资一体化、教学场地一体化、教学计划一体化、教学内容一体化、教学过程一体化、考核方式一体化。

第四，突破常规教学模式，采用任务驱动，项目导向新型教学模式。项目教学资源的构建是实施项目驱动法一体化教学的基础。教学内容围绕项目组织，理论知识作为能力培养的补充；采用分组教学、角色扮演、小组讨论、专题研究、多媒体展示、现代教育信息技术、虚拟现实技术、开发实训项目等灵活多样的教学形式，进行真实的职业模拟训练，形成教、学、做一体化。

第五，突出物理化学特色的教学过程。物理化学的知识体系庞大，需要精选教学内容。即把物质的物理和化学性质及研究方法作为贯穿课程教学的主线，围绕主线精讲生产实践。

第六，物理化学以职业能力培养为重点，与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。在教学过程中尽量把物理化学基础知识“融合”到工农业科学中去，将本学科新的学术思想、内容、应用方法及时纳入教学中去，通过本课程的学习，使学生掌握物理化学的基本理论、基本知识，提高学生分析问题和解决问题的能力，为学习有关专业课，以及将来从事科研、教学、生产和开发工作打下必要的基础。

二、设计思路

（一）操作思路。根据全国高职工业院校物理化学教学大纲，本课题组精选课程内容，编写了能反映广西教育特点，满足高职高专化学工艺类专业教学需要的“一体化”教学模式的课程标准。

在一体化教材内容的选择上既保持物理化学的系统性、科学性和先进性，能反映物理化学学科的新进展，适应工业科学发展的要求，也融入了自主开发的内容，使教学更直观。

（二）操作方法。典型工作任务设计见表1。

表1

原来任务 新任务

项目一：

相平衡操作 1.物质的状态 1.具有代表性新型物质的三态临界温度

2.物质临界温度与压力、分子量的关系

3.工业上热处理的方式

2. CCl4沸点的测定；

尿素、桂皮酸熔点的测定 2.发电机冷却液沸点的测定（沸点仪的使用）；熔点的测定（显微熔点仪的使用）

3. 测定乙醇和水的饱和蒸汽压 3.不同型号汽油和柴油饱和蒸汽压的测定

项目二：

相图的工业应用 1. 相图 1.酒精-水相图

2.环己烷-丙酮相图

3.金属相图

4.相图的工业应用

2.酒精的蒸馏 2. 环己烷-乙醇双液系气液平衡相图的绘制

3.酒精的精馏 3.酒精的蒸馏和精馏

项目三：化学动力学基础 1.电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 1.上网搜索后课堂展示：工业传质传热（企业合作开发项目）

2.测定萘完全燃烧时恒容燃烧热 2.旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

3.新恒容燃烧热测定（企业合作开发项目）

4.功、热、焓、熵的相互关联

项目四：结晶操作 1. 乙酰苯胺的重结晶 1.粗蔗糖的重结晶（企业合作开发项目）

2. 阿司匹林的制备 新合作开发项目

项目五：萃取 1.从茶叶提取咖啡因（索氏法） 1.从茶叶提取咖啡因和茶多酚（微波法）

2.从肉桂皮中提取肉桂油及其主要成分的鉴定 2.植物多成分的提取及鉴定

项目六：电化学 1. 原电池原理

2.电解

3.化学镀铜 1. 原电池原理

2. 废干电池的综合应用

3. 阴极保护（企业合作开发项目）

三、有关说明

与原来的任务相比，新任务不仅紧贴物理化学基础理论，并且涉及的新技术、设备更多，立足服务广西北部湾千亿型龙头产业，依托石油、食品、化工、冶金、汽车和材料等学科区内重点科研攻关项目，操作性强，可以极大提高仪器设备的利用率，同时还让学生通过新兴企业和著名高校学习了先进的方法，还保证学生知识的延续性。

以茶叶提取为例。之前只提取咖啡因，且检验方法单一。随着茶叶多种利用的深化，从茶叶中提取的各种生化成分制品日渐增多，而制品纯度的检测工作也随之复杂化，例如，对茶多酚制品纯度测定的准确度问题，特别是采用国标法测定成品中茶多酚的含量时，就出现过含量测定值超过百分之百的情况。茶多酚在医药、食品、化妆品、饲料等行业有广泛的用途，日本在此项研究及应用方面处于领先地位。茶叶多成分提取及检验过程涉及的热力学和相平衡原理以及实验操作技能覆盖了物理化学许多知识点，充分展现了这门课的精髓，同时可以接触到许多基本和高级的仪器设备。

又如微波提取法。与索氏提取法比较，微波提取法提取黄酮和皂苷，提取时间大大缩短，且提取效率显著提高。而与超临界二氧化碳萃取相比，它成本低，投资少，提取效率高。

过程分析仪在优化生产控制、稳定产品质量、降低劳动成本、提高经济效益等方面起到越来越重要的作用，其中在线近红外光谱分析技术是目前发展最快和最具有前景的过程分析技术之一。有关近红外光谱的研究及应用文献几乎呈指数增长。

诸如此类的项目载体有石油、蔗糖、木薯、玉米、罗汉果、金银花、金属材料等，原来的教材没有涉及这些内容，实施新项目后更符合绿色化学理念，是企、校、生三方均感兴趣的内容。

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【基金项目】广西工职院教学研究项目（桂工业院［2012］94号；桂工业院教研2012Y002）

【作者简介】谢 威（1967-），男，广西南宁人，广西工业职业技术学院副教授，研究方向：应用化学工艺，教学管理。