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《物理化学》课程组构建的研究与实践

2023-06-05吴友吉金盈徐凯佳

科学大众·教师版 2023年3期
关键词:物理化学专业实验

吴友吉 金盈 徐凯佳

课程群不是几门课程的简单组合,而是由内容密切相关,在学生的专业素质和专业能力培养上自成一体的若干课程集合。课程组构建则以课程群建设为载体,通过对课程整合重组和资源优化配置,旨在推进教学团队、教学条件、教学方法、教学管理等重要环节的改革,规范教学运行,推进重点课程、一流课程建设,充分发挥课程在课程群中的独特作用。

1.《物理化学》课程组构建的现状与背景分析

为提高高等院校的教学质量,2003年教育部推出了建设“精品课程”这一项重要举措,以建设具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程为目标。2007年,为了深化教育改革,进一步提高教学质量,教育部又推出了“质量工程”建设,其中教学团队的建设是其重要的组成部分。2016年6月2日,在吉隆坡召开的国际工程联盟大会上,中國成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员,这是我国高等教育发展的一个里程碑,意味着英、美等发达国家认可了我国工程教育质量,我们开始从国际高等教育发展趋势的跟随者向领跑者转变。经历了多年的发展,涌现了一批批国家级、省级和校级精品课程和优秀的教学团队,对高校的教学工作产生了深远的影响,也取得了丰硕的成果。但是精品课程和教学团队的数量毕竟有限,对于全面提高教学质量有一定的带头作用,却不能起到决定作用。为了全面提升学校的教学质量,提高教师的教学能力,在专业认证导向下课程组建设在高校中逐渐发展起来。

课程建设是高等学校教学工作中的一项基础性的建设。为了进一步加强课程建设,提高教学质量和办学效益,经生物与化学工程学院(原)党政联席会议研究决定,在全院范围内实施课程组(群)(简称课程组)计划,并建立课程组负责人负责制。课程组负责人负责制是以课程组为平台,整合课程资源与教师队伍,进一步健全基层教学组织建设,展开教学科研活动,深化课程体系和教学内容改革,实现对青年教师的培养及帮带措施,逐步形成一个结构合理、人员稳定的高水平教师梯队。

《物理化学》是一门重要的专业基础课程,在我校化学工程与工艺、高分子材料与工程、食品科学与工程、生物工程、环境工程、生物制药以及应用化学等专业的课程体系中起着承上启下的重要作用。本课程体系的构架、定位和发展需顺应高校教育改革的潮流和方向,既要立足于工科院校的特点,又要体现物理化学特有的学科性质的要求。做好该课程的教学工作,对于现有专业知识体系的完善、今后新专业的建设及发展举足轻重,对于专业认证及提高专业人才的培养质量具有重要意义。为此,生物与化学工程学院(原)依据《生物与化学工程学院课程组(群)实施管理办法》(生院字2016[2]号),首先选择《物理化学》作为试点,开展《物理化学》课程组建设。并希望《物理化学》课程组能够依据学院《实施管理办法》,积极推进“四统一、一分离”教学改革,即统一大纲、统一计划、统一教案、统一试卷,实行教考分离。

2.《物理化学》课程组构建的研究目标、研究内容及主要特色

2.1《物理化学》课程组构建的研究目标

将《物理化学》课程建设成为一个系统性强、涵盖面宽、深度适中、与前置-后续课程紧密配合的理论-实践有机结合的教学体系。改变传统的教师教-学生学的教学模式为教师-教学生学的现代教学模式,实现“以课程为中心”到“以学生为中心”的积极转变,充分发挥学生的主体作用,使学生既掌握科学思维方法,又具有较强的实际动手能力,进一步培养学生的科研素质,提高教学质量和水平。

(1)增进和完善理论课教学内容,更新教学用及网络电子版需要的教学讲义;

(2)进一步完善多媒体课件,引进“雨课堂”等授课模式,打造智慧课堂;

(3)《物理化学习题集》的编写及试题库的建设;

(4)实行开放性物理化学实验,不仅时间上对学生开放,而且在实验室条件允许的基础上,在内容上也开放。这种教学模式能满足学生求知、探索和创新的欲望,侧重创新精神与能力培养;体现工程教育专业认证中的能力导向,落实以学生为中心的理念;

(5)随着我校网络教学环境的逐步完善,建立物理化学网络教学平台,使学生能够看到图文并茂、视听一体的交互式集成信息,改变枯燥单一的学习方式,使学生不再是信息的被动接受者,能产生学习的兴趣,主动、及时地获取信息,集中学生的注意力,激发学生表达的欲望。

2.2《物理化学》课程组构建的研究内容

(1)以《物理化学》课程组为平台,结合各工科专业认证的特点与需要,基于过程培养整合教学资源,进一步健全基层教学组织建设,展开教学科研活动,深化课程体系和教学内容改革;

(2)完善理论教学和实验环节中相关的教材、课件、网络资源整合等基础建设;将已有的教学经验和教学成果在教材、实验和实践环节中加以体现,真正做到教学相长、相辅相成;

(3)完善多媒体课件,引进“雨课堂”等授课模式,推动课堂教学模式、方式、手段的改革,提高教师信息化教学水平与能力,打造智慧课堂;

(4)编写与教材及课程教学大纲配套的《物理化学习题集》;

(5)加强《物理化学实验》方面的探索,增加综合性实验和设计性实验的比例,实行开放性物理化学实验,充分发挥学生的聪明才智和创造力。

2.3《物理化学》课程组构建的主要特色

(1)通过教学内容的增补和完善,建立一个系统性强、涵盖面宽、结构科学合理的《物理化学》课程教学体系;该教学体系将符合由浅入深、循序渐进的教学规律,成为与前置-后续课程联系更紧密、延续性及互补性更强的理论结合实践的教学内容体系;

(2)通过教学方法的改革,培养学生的学习兴趣,营造良好的课堂教学氛围;

(3)积极推进“四统一、一分离”教学改革,即统一大纲、统一计划、统一教案、统一试卷,实行教考分离;

(4)通过物理化学实验教学改革,着重提高学生的实践能力,拓宽学生的视野,培养学生的科研能力,促进科研与教学的相互融合及共赢。

3.《物理化学》课程组构建中存在的问题、原因及对策

3.1《物理化学》课程教学大纲众多

开设《物理化学》课程涉及多个专业,学生群体庞大。各个专业对该课程的要求各不相同,给予的课时也相差较大。有些专业要求较高,但课时偏少,课程内容多和课时少的结构性矛盾难以调和,授课难度增加,不利于学生的学习和知识的接受、消化和提升,教学效果欠佳。

面对这种结构性矛盾,物理化学课程组对《物理化学》课程体系进行重新梳理,改革课程结构,重点进行课程内容改革,优化教学设计。通过雨课堂推送慕课视频、预习题、章节测试,并以QQ群为答疑解惑平台,简单的内容以自学为主,课堂上针对课程内容的重难点进行重点讲解和强化,构筑线上线下混合课堂,积极提升教学质量。开展信息化教学,现阶段缺乏完善的网络教学平台,教学团队分工协作,积极完善教学资源(课程简介、教师队伍、教学大纲、授课教案、作业习题、资料库等),搭建网络教学平台。

3.2《物理化学》课程安排有待完善,应真正贯彻“以学生为本”

课程安排既要完成各专业的培养计划,也要体现“以学生为本”的教学理念。在实际课程安排中存在如下问题:某些专业的《物理化学实验》课程与《物理化学》理论课程同一学期开设,而我校《物理化学实验》通常是8~10个实验同时开设,循环进行,这就造成了部分实验未理论先实验的情况,从而引起部分同学的困扰与质疑,也对教师的教学产生不利影响;其次基础化学各课程之间存在一定的先后承启关系,但部分专业未能遵循大学基础化学教育教学规律,在同一学期同时开设两门基础化学课程,教学效果受到一定影响。在今后的教学中,应真正贯彻“以学生为本”的教学理念,遵循基础化学教育教学规律,在实际课程安排中改善、优化。

4.《物理化学》课程组已有研究实践基础

4.1建立了跨专业的《物理化學》课程组

通过对课程资源与教师队伍的整合,建立跨专业的《物理化学》课程组,逐步形成一个结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队。《物理化学》课程组实行课程负责人制度,由课程负责人组织制定并主持实施课程建设规划;组织制订或修订课程教学大纲、课程教学规范等教学文件;组织本课程范围内的教学改革活动和教学研究活动;组织课程教学任务安排等工作。

4.2优化教学大纲

教学大纲是课程教学的规范性指导文件,是进行教学工作的基本依据。物理化学课程组立足于“新技术、新产业、新业态、新模式”为特征的人才培养的新要求,根据不同专业的特点和要求,对《物理化学》课程体系进行重新梳理,改革课程结构,构建教学新体系,进行课程内容改革。本学期已完成《物理化学Ⅰ》《物理化学Ⅱ》《物理化学Ⅲ》《物理化学实验Ⅰ》《物理化学实验Ⅱ》《物理化学设计性实验》等课程教学大纲的修订优化工作。

4.3优化教学方式

《物理化学》课程内容体系庞杂、概念抽象、理论逻辑性强、推证过程繁杂。该课程的特点及处理问题的抽象化、理想化的方法,使初学者不适应,给学生的学习造成了一定难度。传统教学方法以预习-课堂教学-复习(作业)为主要形式,课堂教学以教师板书讲授为主,辅以一定的习题课,课堂讨论内容偏少,学生的学习兴趣不高。为了加强教学的互动性,《物理化学》课程组教师在发挥传统讲授式教学法重要作用的同时,充分考虑物理化学教学的实际情况,积极改进教学方法,从单纯的讲授式教学法逐步过渡为以讲授式教学法为主,课题式课堂教学、研讨式教学、信息化教学为辅的现代教学方法。在完善理论教学体系基础上,形成了具有专业特色的物理化学相关实验课,使学生经过学习,成为既有较深的理论基础,又有扎实实验动手能力的理工科兼备型人才,对实现专业培养目标具有重要意义。

4.4加强实验方面的探索

物理化学实验是化学实验科学的重要分支,它通过实验的方法,研究物质的物理化学性质以及这些物理化学性质与化学反应之间的关系,从中形成规律性的认识,使学生掌握物理化学的有关理论、实验方法和实验技术。但传统的物理化学实验大多数都局限于验证原理、单纯掌握操作技术以及依附于理论课程的情况,这样的实验会给学生造成一种错觉,那就是物理化学实验的单一性、验证性,不利于学生创新能力的培养。为此,我们在实验内容的选择上增加了综合性实验和设计性实验的比例;实行开放性物理化学实验,不仅时间上对学生开放,而且在实验室条件允许的基础上,在内容上也开放。这种教学模式能满足学生求知、探索和创新的欲望,侧重创新精神与能力的培养,使学生经过学习,成为既有较深的理论基础,又有扎实实验动手能力的理工科兼备型人才,对实现专业培养目标具有重要意义。

《物理化学》课程组成立五年来,结合各工科专业认证的特点与需要,已完成了《物理化学》课程教学大纲的修订,统一了授课计划,多媒体课件正在进一步完善中,《物理化学习题集》初稿已经完成,待其正式完成并投入使用后,即可实现真正意义上的教考分离。

5.《物理化学》课程组构建的推广价值

5.1有利于教师教学理念的优化,促进教师的成长。教师的教学设计能力、现代化教学手段的应用能力得到明显提升。教师的知识建构者和情景设计者的作用能得到一定的发挥。有效教学研究能够提高教师的整体素质和业务水平,使大多数教师自觉地变“经验型”为“反思型”,从而加快物理化学课程组教师队伍的建设。

5.2有利于改变学生学习方式。以饱满的精神状态积极参与课堂教学活动,实行师生互动、生生互动的探究式学习方式,学会并自觉地将新知识纳入已有的认知结构,在已有的经验基础上建构自己的知识框架和理论体系。

5.3可以推广应用到其他基础化学课程组教学研究领域。

总之,通过对课程资源与教师队伍的整合,建立跨专业的《物理化学》课程组,逐步形成一个结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队。我们始终坚持以学生为主体,本着“授人以鱼”不如“授人以渔”的教学理念,注重学生学习能力的培养,注重理论联系实际,为同学们展现一个鲜活的化学世界。

【基金项目:2020年安徽省高等学校省级质量工程项目(2020jyxm0138、2020xskt042);2020年安徽省省级教学示范课无机及分析化学;2019年安徽工程大学教学研究项目(2019jyxm09)。】

(吴友吉,硕士,讲师,研究方向:物理化学。)

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