项目设计-分析法在课堂教学中的应用*

武小满,向天成

(许昌学院化学化工学院，河南　许昌　461000)



项目设计-分析法在课堂教学中的应用*

武小满,向天成

(许昌学院化学化工学院，河南许昌461000)

应用型人才培养重在动手操作能力、应用知识能力的培养。物理化学研究的是化学的本质与规律，概念抽象，理论逻辑性强，但其应用性非常广。笔者结合工程班的教学目标和学生的实际特点，提出一种独特的教学方法，即项目设计-分析法，并应用于物理化学课堂教学实践。通过项目方案的可行性设计、评估，能够加强学生理论与实践的联系，培养分析和解决实际问题的能力。

项目设计-分析法；工程班；课堂教学改革；物理化学

应用型本科高校是区别于研究型大学和教学型大学的一类院校，是在当前经济发展现代化的推动下，伴随高等教育大众化理念而产生的一类以培养应用型人才为办学定位的新型本科院校。应用型人才培养目标为系统掌握专业基础知识和相关理论，能够熟练运用专业技能、应用技术及现代信息通讯技术，胜任与专业相关的各类工作。是加强与社会经济发展相衔接，探索与社会行业需求、就业创业相适应的人才培养模式，强调掌握扎实宽广的、以社会需求为导向的专业技术知识，重在动手操作能力、应用知识能力的培养。简言之，即要求具有“服务性、基础性、应用性、衔接性”的特点[1-2]。

我校的定位是应用型人才的培养，2015年我校入选首批河南省示范性应用技术类型本科院校建设项目。因此传统的以“教师中心，教材中心，课堂中心”的教学方法已不能适应应用型人才培养目标的要求。项目教学法指在老师的指导下，将一个相对独立的实际工业生产项目或有实际生产需求的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价，都由学生自己负责，学生通过该项目的进行，了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求[3-5]。项目设计-分析法是由笔者根据实际情况提出的一种独特的教学方法，源于项目教学法，区别在于：限于实际条件不足而淡化项目实施及对产品的最终评价步骤。由于不强调项目的最终实施，选定的项目可大可小，非常灵活。该方法同样强调学生的自主学习，主动参与，从尝试入手，从练习开始，调动学生学习的主动性、创造性、积极性等，而老师转为“配角”，实现教师角色的换位，有利于加强对学生自学能力、创新能力、应用能力的培养，也有利于学生去发现问题、思考问题和解决问题。

教师应根据学生的学习水平来确定项目的难易度，所有项目都应该有一定的实际应用价值和难度，这样既可以提高学生学习的积极性，又可以使学生必须通过一定的努力才能完成项目而掌握知识。要做到这一点,教师必须能够从较高的角度掌握教材知识，精通教材知识点之间的联系和应用背景。另外，教师在布置项目时应给出一个轮廓清晰的项目任务书，在实施项目过程中要求学生填写项目任务书中的实施步骤、具体实施、总结等内容，而其中的学习评价项则由教师填写。

现以物理化学中多组分系统热力学一章为例，用项目设计-分析法进行教学设计。

1　提出、设计项目

物理化学核心教程(第二版)第四章多组分系统热力学第八节稀溶液的依数性主要讲授：在含有非挥发性溶质的二组分稀溶液中，溶液的一些性质只与溶质质点的数目有关，如溶质的加入导致溶剂的蒸气压下降，溶液凝固点降低、沸点升高及产生渗透压等。其中加入溶质导致溶液凝固点降低的性质在实际生产生活中应用非常广泛[6]，如撒盐化雪，汽车防冻液，冷盐水循环降温等。为减轻汽车尾气给大气环境造成的污染，我国于2015年1月1日起，全面推行柴油车国IV排放标准，车用尿素溶液是实现这一标准的必需尾气催化还原剂。目前车用尿素溶液一般由32.5%高纯尿素和67.5%的超纯水组成。这个浓度的尿素溶液结晶点最低，在低于-11℃的时候会结晶，使其在北方尤其是东北等冬季寒冷天气下的使用受到限制。故提出“设计一类耐低温型柴油车车用尾气催化还原剂”这一项目，也是国内大多数车用尿素生产企业正急需解决的困难。

2　分析项目

在进行实施方案的可行性设计前，指导教师需要给予相关的简单背景介绍及设计中注意的关键问题。加入改性剂降低车用尿素溶液的凝固点是最方便的方法，应用的理论基础正是本节溶液凝固点降低的性质，但由于SCR催化剂对车用尿素溶液纯度和洁净度的高要求，能明显降低水溶液凝固点的金属盐不能使用，如，氯化钠、碳酸钠等，使得改性剂的选择范围非常有限，除了少量铵盐，只能主要考虑有机物的添加。此外还要考虑溶液的质量指标是否符合企业和实际使用要求；目标产品的凝固点很低，测定凝固点时基础实验中使用的冷剂达不到要求，必须设计新的冷剂系统；改性剂的成本、安全性如何？改性剂是否容易获得？改性剂是否易挥发？毒性大小是否适合用于生产，产品的实际使用效果如何检测等，这些问题在设计方案时都需考虑。可采用图1所示简易流程来设计方案。

图1　项目设计-分析流程图

3　可行性方案设计——本项目的关键部分

(1)分组成立项目小组，每个小组需制定一份具体的项目任务书，包括项目名称、项目简介、学习目标、主要知识、实验测试方法、所用仪器和原料、简略实验步骤等。

(2)要求学生熟练掌握溶液的依数性的基本原理，应用所学知识，自主或协作收集有关信息选择可行的改性剂。还要考虑其增加的成本、安全性及易获得性以满足实际的工业要求。

(3)要求提供各种性能测定的可行性方案，如使用仪器的类型，测定的方法等。

(4)产品的实际使用效果在正式用于柴油车之前可通过什么方式进行检测，避免造成不必要的损失。

4　项目评估

评估项目是激发学生学习主动性的重要手段，是培养学生分析问题和明辨是非的有效途径。教师在项目任务书提交并评阅后，安排学生互评或教师点评，这是知识形成和提高的重要阶段，同时也能极大地促进培养学生的成就感。

(1)教师点评 指导教师对设计不合理之处只是提出问题而不是答案，由学生自己改进完善。通过教师的点评会使学生对重点问题上的解决印象深刻，理解全面。如其中一组的方案只是笼统地选择使用甲醇的衍生物，没给出具体的物质。实际使用时除了考虑图1中列出的因素，还需考虑是否溶于水，分子量需适中等因素；而凝固点的测定只是列出使用的仪器，没有测定的具体方案。

(2)小组互评 通过比较各组方案的优缺点，取长补短，培养学生学习的主动性。

(3)成绩评估 根据各组上交的方案初稿、终稿及完善过程中团队和个人的表现在平时成绩中给予相应体现。

项目的评估重点在于能否通过项目的正确分析，巩固理论上的知识，进而选择合适的手段去实施，提高学生学习的主动性和解决实际问题的综合能力。

5　结　语

稀溶液依数性在生产实践中有非常很广泛的应用，物理化学课程中涉及的主要是其基本原理，而在实际生产中需考虑很多主客观因素，这些知识仅仅通过教材上的学习无法获得。通过完成该项目设计方案的过程，可以加强理论与实践的联系，培养分析和解决实际问题的能力。

[1]秦玮.新建本科高校转型发展中人才培养模式浅探[J].长春工业大学学报(高教研究版),2014,35(4):17-19.

[2]董艳珍.新建本科院校应用型人才培养的思考 ——以西昌学院为例[J].学理论,2014(35):180-181.

[3]李文娟,林海平,杨阳,等.基于项目教学法的教学改革研究与实践[J].高教学刊,2015(18):133-134.

[4]邓作杰,谭小兰,莫海燕.基于项目教学法的教学实践与研究[J].湖南工程学院学报,2010,20(3):91-93.

[5]刘新春.用项目教学法实施热力学第一定律教学的尝试[J].科协论坛,2007(6):231-231.

[6]邓崇海,胡寒梅,邵国泉.稀溶液依数性的相图解析与应用[J].合肥学院学报(自然科学版),2013,23(1):70-73.

Application of the Project Design-analysis Method in Physical Chemistry*

WU Xiao-man,XIANG Tian-cheng

(School of Chemistry and Chemical Engineering,Xuchang University,Henan Xuchang 461000,China)

The application-oriented talents training is emphasis on the cultivating of hands-on ability and application knowledge ability.The purpose of the physical chemistry course is the study of the nature and law of chemistry,with abstract concept and logical theory,but it is applied widely in daily life and chemical industry production.In response to the teaching goal for the engineering class and student’s learning problems,a unique teaching method,project design-analysis method,was put forward to the classroom teaching practice.The process of the feasibility design and evaluation can strengthen the connection of theory and practice,cultivate the ability to analyze and solve practical problems.

project design-analysis method; engineering class; classroom teaching reform; physical chemistry

许昌学院教育教学改革研究项目(02015059)。

武小满(1977-)，女，博士，副教授，主要从事物理化学教学和光催化研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)06-0193-02