物理化学科研促进教学 培养创新应用型人才初探

刘 兴,李俊华,曾荣英,聂 雪,王成勇

(衡阳师范学院化学与材料科学学院,湖南 衡阳 421008)

物理化学作为化工、材料、生命、地学、环境等相关专业的基础课程，在培养创新应用型人才中发挥着重要作用。目前，在某些地方本科高校，物理化学课程的教学呈现出重理论轻实验实践、学生学习积极性不高、教学效果不理想等不少问题。如何根据地方高校学生的特点，使物理化学的教与学变得轻松有趣并学以致用，是该课程教学所追求的目标[1-6]。

人才培养不仅仅是教给学生课本上的理论知识,更重要的是提高学生应用知识、解决实际问题的能力和培养创新意识与能力。以科研促进物理化学教学无疑是培养创新应用人才的有效途径和可行方式。钱伟长院士曾经说:“大学必须拆除教学与科研之间的高墙,教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教育,没有灵魂的教育”[7]。这充分说明了教学与科研之间的密切关系：教学是高校科研的基础；科研是提高办学水平和实现学校内涵式发展的关键。科研与教学的有机结合,使教师在教学实践中从事研究，同时在研究背景下实施教学,研究过程成为教学过程,使教学和科研实现有效整合、相辅相成。纵观国内外有关科研促进教学的做法，考虑到化学化工类专业，特别是物理化学学科的特点-以实验为基础，同时结合地方普通本科高校的特点，相比那些重点大学，我们提出针对化学及材料相关专业本科层次学生，教师主导下的中、高年级本科生的课外科技创新、本科毕业论文，以及教师课堂教学融入自己科研成果和学科前沿等两种基本的科研促进教学、创新应用型人才培养模式。以下，结合经验谈几点看法：

1 科研融入物理化学教学的内容选择

教师把科研与教学有机融合,在教学中引入研究成果及最新科技发展信息，以教学案例的方式内化于课堂教学中去，即可激发学生的学习兴趣，又可以了解所学知识在实际生产生活和科技研究中的具体应用。如把压电材料融入热力学第一定律教学中：在讲述热力学第一定律内容时，说明其实质就是能量守恒与转化定律在热现象中的特殊形式。自然界的一切物质都具有能量，能量有各种形式，并且可以从一种形式转化为另一种形式。在转化过程中，能量的总量不变。有一种表述即"第二类永动机不可能制造出来"。再如以申请人的光催化研究方向为例，利用太阳光分解水制氢是基础研究的热点之一。从化学角度上看，该方向属于物理化学的范畴，将光催化分解水制氢引入物理化学课程，既能拓展和创新教学内容，同时也有利于激发学生的科学研究兴趣。因此，可将可见光催化分解水制氢引入课堂演示或作为物理化学综合实验，系统介绍催化剂制备、表征及光催化反应性能评价。

2 科研促进物理化学教学的途径与方式[8]

2.1 突出物理化学实验教学，启发学生探索问题

要充分发挥基础实验室、专业实验室、大学生化学化工大学生创新训练中心等在本科教学中的作用，尽可能让学生自己设计基础实验方案、自己发现实验过程可能出现的问题、现象，自己用所学的物理化学理论解释实验结果并学会用计算机处理实验数据，写出完整详细的实验报告。

2.2 学校科研仪器设备向本科生开放

充分利用各种渠道和方式,鼓励学生进行开放实验，参与各种研究项目课题。加大实验、见习、实习等实践课程(环节)的学时数、学分数,加强学生的工程技术应用及实操能力的训练。

2.3 将学生的毕业论文、课外科技创新活动等与教师的科研和物理化学理论知识结合起来

科学研究是完成高校人才培养这一中心工作的重要手段。由于科学研究是在继承是对原有知识进行重组加工以获取新知的认识过程，即在原有"教学"意义上的创新。所以与教学相比，可以起到巩固教学成果，是教学过程的升华。同时，科学技术研究是一种复杂创造性脑力劳动，其本质在于探索和创新，这有利于培养学生严谨务实的治学态度、认真踏实的工作作风以及创新实践能力。在这样的过程中，教师给与一定范围的课题选择，学生自己查阅国内外文献、寻找设计科学创新方案，在教师指导下开展科研活动，对取得的现象尤其注重让学生自主用已学过的理论知识去解释、按照理论公式进行数据处理，让所学知识成为认知未知事物、形成创造能力的有利工具，反过来也进一步巩固所学理论。

3 科研促进物理化学教学的效果评价

科学的评价是科研促进教学的重要环节，建立合理的科学评价指标体系具有重要意义。科学评价指标体系是在对评价科研促进教学科学分析的基础上，形成的定量或定性的决策指标体系系统，既要客观全面又要具有可操作性。(1)评价科研促进教学的工作量，本着尊重知识、尊重劳动的原则，科学测算科研促进教学项目实施的工作量。可以由院系进行工作量的初步认定，学校根据工作量、实施效果，给予相应的报酬和奖励，从而提高教师以科研促进教学的积极性和热情[9]。(2)可以从毕业生求职经历、考研经历等反馈这一改革的成效，例如学生考研面试中涉及的专业问题、学术创新活动经历，通过"物理化学科研促进教学"能否显著提高学生在这一方面的表现成绩。(3)也可以从教师的角度评价。如教师发表论文中本科学生贡献有多少(以论文中出现学生名字为准)，也可以从正常的课堂教学督导反馈来评价课堂教学加入研究成果及在研究过程中获得的最新科技信息后的教学效果来看。