物理化學科研型教學模式的構建與實踐*

凌錦龍

(湖州師范學院生命科學學院,浙江湖州 313000)

物理化學科研型教學模式的構建與實踐*

凌錦龍

(湖州師范學院生命科學學院,浙江湖州 313000)

科研型教學的特點是理論與實踐相結合,目的是培養學生的學習主動性。本文從優化教學內容、培養學生科研興趣和鼓勵機制的實施等三方面,介紹了在物理化學課程中進行科研型教學的探索與實踐。通過改革教學內容、教學手段和教學模式來培養大學生的自主學習能力和科研創新能力,從而培養和造就高素質的創新型人才。

物理化學;科研型教學;實踐創新

隨著當今科學技術的發展,對高素質、綜合型人才的需求更為迫切,這使得有必要對傳統的教育方式,教學體系進行合理的改革,以適應新形勢下的教學理念?？蒲行徒虒W模式是根據教學內容,教師精心安排和設計一系列科研問題,通過師生共同分析和討論,確定相應課題內容,查閱相關知識,綜合應用所學的基本理論和基本技能,從而達到解決問題和學習知識為目的[1,2]的一種教學模式。

物理化學是化學學科的理論基礎,是研究所有物質體系的化學行為的原理、規律和方法的學科[3]。其基本內容是一相對成熟和穩定的知識體系,其理論性、方法性和觀念性的特征,決定了它在其他化學專業課程中的指導性和基礎性作用。通過物理化學課程的學習,能夠培養學生一種理論思維的能力,即用物理化學的觀點和方法分析和處理化學中一切問題的能力。比如,用熱力學觀點分析該過程或反應能否發生,以及程度如何;用動力學觀點分析該過程或反應的速率,其反應機理如何;用分子、原子內部結構的觀點分析化學變化的內因等等。在物理化學中任何有價值的理論,其提出和建立都具有生產實踐和科學實驗的基礎,并能對實踐起指導作用[3]。學習物理化學,只有通過不斷的前后聯系,反復思考,才能逐步達到較為熟悉或融會貫通的境界。

因此,物理化學課程教學模式的改革已受到各高校的普遍關注。已有大量的教學研究成果付諸于實踐應用,如辨證邏輯方法、形式邏輯方法、比較法、理論模型化方法,以及嚴密的邏輯推理與教學處理相結合的方法等[4～5]。將這些教學方法和手段靈活有機的結合起來,無疑有助于教師提高課堂教學質量,提高學生對物理化學的學習興趣和學習主動性?；谶@樣的思考,本文提出了在物理化學課程教學中采用科研型教學模式的探索和實踐?？蒲惺窃趯嵺`過程中學習,是應用科學理論的具體行動,有利于開發和鍛煉大學生獨立思考能力、應變能力和分析解決問題的能力,是理論聯系實際教學方法的具體應用。

一、優化教學內容,注重理論與實踐相結合

物理化學傳統教學往往是從概念和定理開始,通過推導,得出結論的教學模式,把教學內容和要求當作一成不變的,教師容易照本宣科,學生也聽得乏味。這種重理論輕實踐的教學模式顯然不利于創新人才的培養,不符合現代高等教育的要求。因此,教師首先要轉變傳統教育觀念,充分尊重學生的個性與創造性,培養學生自主創新能力,形成“以學生為中心,培養學生自主學習”[6～7]的教學新觀念和新模式。

課堂是教授知識的第一場所,教師集中講授基本概念、基礎知識和共性問題;當學生具備了一定的知識背景,掌握和了解物理化學處理問題的一般方法以后,把一些課外內容和特殊問題留給學生,通過提前布置任務,讓學生自主學習、廣泛搜集資料,再集中進行小組研討。例如,相律是各種平衡系統都必須遵循的規律,其一般形式為f=K-Φ+2。當將其應用于氣液平衡和氣固吸附平衡系統時,應該如何進行修正?這就涉及到相律所依據的熱力學基本原理,要求深刻領會各平衡條件的內涵。表1列出了部分教學內容與相應的科研創新題目。

表1 教材內容與相應的創新研究題目

同時,任課教師應適時地把自己以及本學科其他教師的科研工作的重點內容、進展情況、遇到的問題等應用實例融入到教學中,啟發學生的思維方式,開闊學生的視野,調動學生參與科學研究和實踐的熱情,這樣既可以使學生在探討中掌握知識,又激發學習的積極性和主動性。

往往一個問題,學生們可以有幾種不同的解答思路和觀點,他們在討論中可以發表自己的看法,提出不同的意見,展示自己的才華,這將有效地培養他們的學習興趣,也使得程度各異的學生都從中受益,對學生的成才起到重要的促進作用。

科研型教學模式的實施應以探究為基礎,強化自主學習、思考、創新和合作能力,強化師生共同學習、探索和發現的能力,這種教學模式體現了"以學生為主、以人為本"的教育理念,深受學生歡迎。

二、培養學生科研興趣

根據物理化學教研組各個教師承擔的科研項目及研究場地的容納量等情況,合理分配參與科研的學生人數。目前教研組有專職教師5位,實驗室管理人員1位。一般一名教師指導5-10名學生?？蒲胁煌谄綍r教學的基礎實驗課,這是一項連續的、持久的工作,所以要求學生具有吃苦耐勞的精神及較強的責任心。提倡學生從低年級開始,同研究生和教師一起,就某個課題進行研究和實驗,就像科研人員那樣從事科學研究工作,培養獨立學習和研究的能力。

學生在參與科研項目過程中,通過認真學習、觀察和思索,對科研逐步產生興趣。當學生對所研究的項目有一定的認識與了解以后,應適時鼓勵有興趣的學生,從項目中找出可獨立完成的問題,設計成子課題,并申報校級或者省級的大學生科技創新計劃和科研項目。指導教師本著為培養學生創新實踐能力的思想,從撰寫申請書,設計實驗方案,課題實施與結題等方面給予全程指導,并在經費上保證課題的完成。因此,指導教師主要作用是培養學生的科研興趣,激發學生的創新靈感,發揚學生的科研團隊精神,使學生親身經歷完整、真實的科研過程,享受科研的樂趣與成就感,同時也讓學生承擔自己的責任。

我校對學生設立的實驗室開放性項目,就是培養學生科研興趣的基礎研究平臺。學院各實驗室為學生創造良好的研究條件,如充足的實驗材料、設施完善的實驗場地。學生首先自己提出問題,進行小組研討,然后查閱相關的國內外文獻,設計實驗方案,進行可行性論證,最后由指導教師把關。每個課題指定指導教師1 -2名,由學生通過觀察、實驗、分析和總結,最后得出正確的結論。項目完成過程中抽象的化學知識變成了具體的實驗內容。尤其是在實驗數據處理過程中,學生對原來不熟悉的Excel、Origin和Chemdraw等軟件可以自如的使用,為今后的深造及科研工作打下良好的基礎。

科研型教學模式為學生提供了一個探求未知的平臺。學生為了完成課題的任務,就必須努力圍繞課題去思考、觀察和實踐。遇到未知的知識和疑難問題就會主動向書本學習,向教師請教,與同學探討。被動學習變為主動學習,抽象的基本概念變為具體的科研內容。所以,學生在完成課題的同時,對綜合能力的提高也有很大的幫助。學習能力、觀察和思考問題的能力、研究設計的能力、團隊之間的協作能力以及邏輯思維、語言表達能力等,都得到了鍛煉和提高。

教學工作科研化,就是把教學變成應用科學研究的方法和形式進行的教學。這是同開展大學生的教學研究工作相聯系的?？蒲泄ぷ鹘虒W化,就是把科研工作和教學內容結合起來,并在教學過程中加以實施,且使科研內容與教學課程相適應。這是同開展大學生參加的科研工作和教師的教學研究相聯系的。這樣能大大激發大學生參加科研的積極性,使學生初步獲得從事科研的本領,培養獨立工作的能力,因而學生在讀書期間,便表現出很強的科研能力,畢業后能很快適應社會的需要[8],而教師置身于教學與科研的互動中,科研激發教學的靈感,也有助于更好的培養人才。

三、鼓勵機制的實施

(一)鼓勵學生積極申報各種渠道的科研項目

包括學校實驗室開放項目,校級、市級和省級的大學生科技創新計劃和科研項目,每個項目均配備指導教師,從申請書的撰寫,實驗的設計,課題的實施與結題等方面給予全程指導。對于完成并順利結題的學生給予一定的獎勵以及創新學分。目前,學生科研是我校學生取得創新學分的主要來源。

(二)與學生畢業論文掛鉤,提高畢業論文質量

將科研課題與畢業論文接軌。畢業論文是對每個學生參加科研實踐活動的基本要求,也是培養學生實踐創新能力的重要過程。在科研過程中,學生的任務是選題立項、實驗設計、完成實驗、形成論文及發表論文的全過程。該項目將引導學生提前進入實驗室,最好是大二或大三,開始時主要幫教師做一些輔助性的工作,閱讀一些相關文獻,包括國內和國外的,使其逐漸對研究項目有一定的了解,之后在教師指導下,由學生自主立項,設計實驗方案,處理實驗數據,分析和討論實驗結果,撰寫論文。這樣指導教師將有時間對學生的畢業論文進行全方位的指導,從而提高學生畢業論文的質量。

(三)以科研鍛煉為契機,提高考研錄取率

從以往的情況來看,參加教師科研的學生在考研錄取率上明顯要高很多。物理化學作為一門理論化學,在化學專業的研究生入學考試中,是大部分專業都要求的一門考試課程。學生通過參與或承擔科研項目,拓展了自己的知識面,在考研中往往能取得較好的成績,另外因為有了大量的實踐經驗,在研究生面試環節也具有優勢。

四、結 語

教學的過程應該是教學相長和共同發展的過程?？蒲行徒虒W模式能使學生在課堂外學到更多東西,并與課堂上所學的理論知識結合起來,提高學習興趣,培養學生動手能力,使原本晦澀難懂的物理化學內容變得生動有趣、易于理解,達到理想的教學效果,有助于培養學生自身的創造性思維和實踐能力,激發和提高學生對物理化學的學習興趣和學習主動性,最終達到提高物理化學教學質量的目的。

參考文獻:

[1]王平祥,陳曉琳.開展研究性教學的探索與實踐[J].中國大學教學,2008(4).

[2]李志義.高水平研究型大學本科教學模式的選擇[J].中國高等教育,2007(23).

[3]傅獻彩,沈文霞,姚天楊,等.物理化學[M].北京:高等教育出版社2005:7.

[4]黃華良,田琦峰,劉安昌.理想化模型與物理化學教學[J].科技創新導報,2012(23).

[5]劉道勝.問題式教學法在物理化學教學中的應用[J].化工高等教育,2010(3).

[6]石玉芳.物理化學教學改革研究[J].中國科技創新導刊,2009(17).

[7]王旭珍,王新平,石川,等.物理化學研究型教學模式的構建與實踐[J].教育教學論壇,2012(5)

[8]安永輝,劉春波.從兩份數據報表中引發的思考-談如何培養和提高大學生的科研能力[J].長春師范學院學報,1997(6).

Establishment of the Scientific Research Mode in the Course of Phy-chemistry

LING Jin-long
(School of Life Sciences,Huzhou University,Huzhou 313000,China)

The characteristics of scientific research teaching method is integrating theory with practice,the purpose of which is to cultivate students’learning initiative.This essay introduces the exploration and practice in the scientific research mode of the phy-chemistry course from the three aspects of optimizing the teaching content,cultivating students’scientific research interest and implementing the encouraging mechanism.Through the reform of teaching content,teaching means and teaching mode,students’self-learning ability and innovation ability of scientific research are cultivated,so as to train and bring up high quality innovative talents.

phy-chemistry;scientific research teaching method;practice innovation

G424

A

10091734(2014)12007704

更正啟事

2014-09-27

湖州師范學院高等教育教學改革項目(項目編號:JGB13041)研究成果。

凌錦龍,副教授,碩士,從事物理化學、材料化學的研究。

本刊2014年第六期《高校文化育人視閾下的大學生外語節功能——以湖州師范學院"外語節"為例》一文系2013年浙江省教育廳科研項目"高校文化育人視閾下的大學生外語節功能研究"(項目編號: Y201326674)的部分研究成果,特此補充。