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摘要:在新工科建設的背景下，以培養應用型、創新型的新工科技術人才為目標，對工科類專業的物理化學教學進行改革與探索。將課程思政理念融入到教學過程中，建立全方位的教學改革體系及全流程的教學考核體系，以期能樹立學生的理想信念，夯實學生的專業知識，培養學生的工程意識及科研素養，為國家培養具有更強實踐能力、更強創新能力的高素質型新工科人才。

關鍵詞:物理化學;教學改革;新工科

為積極應對世界范圍內的新一輪科技革命與產業變革，支撐一帶一路”、“互聯網+”、“中國制造2025“等國家重大戰略，我國積極推進“新工科”建設，先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，著力培養實踐能力更強、創新能力更強、并具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才［1－3］。在新工科建設的背景下，高等學校工科類專業應以培養創新型、應用型高素質人才為宗旨，大力推動專業內涵建設，加快人才培養方案、課程設置、實踐教學環節等的改革創新。物理化學是基于物理和化學兩大基礎學科發展起來的，運用物理學的基本理論方法去研究化學體系的性質和行為，并建立化學體系中的特殊規律的學科［4］。物理化學課程是工科類專業必修的專業基礎課程之一，是后續學習更高層次專業課程的基礎，在工科類人才培養體系中有著舉足輕重的作用［5］。因此，在新工科建設的背景下，為培養符合社會需求的創新應用工科專業人才，對物理化學課程教學的改革與探索勢在必行。

1融入課程思政內容

在建設新工科的背景下，高校工科類專業應著力于以科學教育、人文教育、工程教育的有機融合方式，培養科學基礎厚、工程能力強、綜合素質高且能實現跨界整合的人才［6－8］。因此，高校教育不僅要培養學生的專業知識技能，還要重視對學生職業素養、道德情操的培養［8］。物理化學課程作為化學工程與工藝、制藥工程、環境工程、材料科學與工程等專業的專業基礎課程，同樣也是高校工科類專業的思政育人主陣地。為培養思想過硬，德才兼備的新工科人才，在物理化學課程教學中，要牢牢把握課程思政的內涵，以相關的知識理論為載體，充分發掘課程中的相關思政元素，將課程思政有機融入到教學中。例如在講授單組分三元相圖的相關知識時，介紹水的三相點是由我國著名化學家黃子卿老先生精準測量的，并將黃子卿老先生的愛國事跡引入到課堂教學中［9］。在上世紀30年代，為了建設祖國，黃子卿老先生毅然放棄了在美國的優渥待遇，回到祖國不懈奮斗，體現了為祖國發展不計個人得失的家國情懷，以此培養學生的愛國精神。在講授卡諾循環時，可以引入科學家從提出卡諾定律到找出提高熱機效率的根本途徑，孜孜不倦的鉆研了55年的故事［8］，鼓勵學生們要有理想信念，要有奮斗不息的精神。還有在講授化學平衡的內容時，可以介紹發明了大規模合成氨技術的化學家哈伯的故事［6，10］。哈伯不僅是發明合成氨技術的諾貝爾獎得主，還是研制氯氣、芥子氣等毒氣的戰爭魔鬼。通過他的故事，告誡學生務必要恪守科學倫理的底線，保持高度的社會責任感。通過將思政元素融入教學過程中，有助于培養兼具專業素養及理想信念的新工科人才。

2建立全方位教學改革體系

物理化學課程是高等學校化學工程與工藝、制藥工程、環境工程、材料科學與工程等專業必修的一門基礎課程，不僅是前期所學的無機化學、分析化學、有機化學等基礎化學知識的升華，又是后期化工原理、制藥原理、化工熱力學、新能源科學與材料等專業課程知識的基礎，在工科類人才培養體系中具有毋庸置疑的重要性。因此，物理化學課程必須要建立全方位的教學改革體系，提高物理化學教學質量，培養符合新工科建設要求的創新型，應用型人才。

2.1引入現代教學手段

現階段雨課堂、慕課等現代網絡教學手段蓬勃發展。充分引入現代教學手段，采用“線上+線下”混合教學，相比傳統PPT及板書的“線下”教學方式，能更好的提高教學質量［11－12］。“雨課堂”是清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案。教師在課前可使用雨課堂設置相應的預習習題，學生在充分預習后進行答題，既有利于教師快速評價學生的預習情況，在課堂教學中能做到有的放矢，提升授課效率，又能使學生依據自身答題情況，在課堂上帶著問題聽講，提升學習效率。同時，采用雨課堂的形式，還可以在授課過程中根據教學進度，對學生進行隨堂小測，快速收到學生對知識點掌握情況的反饋，以便及時進行查缺補漏，優化教學內容，調整教學進度。利用微課可視化、碎片化的特點［13］，教師對物理化學中的熱力學、化學平衡、相平衡、化學動力學、電化學、膠體及表面化學等重要基礎理論進行梳理，提煉，將其中的重點難點分別錄制為10～15分鐘時長的微課，方面學生在課前進行預習，課后有針對性的復習，提高學習效率。此外，還可以利用慕課資源及虛擬仿真技術，將物理化學課程通過線上與線下配合，虛實相結合的方式，幫助學生獲得專家授課，了解課程前沿，提高學習效果。

2.2實踐“以學生為中心”的課堂教學模式

物理化學課程本身具有概念抽象，邏輯性強的難點，且隨著工科類教育改革的推進，物理化學作為基礎類課程，面臨理論課學時壓縮的客觀問題。為了獲得理想的教學效果，必須對現有的傳統課堂教學模式進行改革探索。在傳統的物理化學課堂教學中，主要是以“教師為中心”的教學模式，教師利用PPT對知識點及相關經典例題進行授課。在學時數壓縮的情況下，為完成整門課程的教學任務，只能進行“教師主動傳遞—學生被動接受”的填鴨式教學［11，14－15］。這種課堂教學方式，課堂氛圍枯燥，教師無法及時了解學生對知識的掌握情況，也無法調動學生的學習積極性，無法達到理想的教學效果。為改變這一現狀，必須采用“以學生為中心”的課堂教學模式。采用“以學生為中心”的課堂教學模式，一方面應當注重對學生自主學習的啟發。根據對學生學習情況的了解及教學大綱中對各知識點難易程度的要求，適當選擇部分內容，采用翻轉課堂的方式［14－18］，在課前根據學習主動性及對知識的掌握程度將學生分為不同小組，確保小組間的總體水平相近，既使小組內部能夠相互輔導，又保證小組之間競爭公平。在新課開始前通過向各小組發放任務單，將新課應掌握的知識點傳達給學生，要求各小組自行選擇一個知識點，在課前認真預習，收集資料，相互討論，不斷修正，在課堂上以PPT的形式進行10～15分鐘的授課，并在教師的指導點評后進行認真思考總結。教師在各小組完成授課后，及時進行點評，糾正學生授課中的錯漏之處，加深對本次課程重難點的講授，幫助學生理清思路，更好的掌握所學知識點。采用這種翻轉課堂的方式，可以提升學生的課堂參與度，調動學生學習的主觀能力性，激發學生的學習興趣，達到更好的教學效果。另一方面，教師在課堂教學中，要加強對學生學習效果的評價。在教學過程中，不能僅僅自顧自的把知識點傳授給學生，要充分指導對學生對知識點進行梳理總結，把握各章節的內在聯系，及時通過課堂提問、隨堂小測、課后作業等方式，掌握學生對知識點的學習情況，并據此進行認真分析反思，不斷調整優化授課內容及方式，達到較為理想的教學效果。

2.3優化教學內容，激發學生興趣，培養學生工程意識及科研素養

興趣是最好的老師，通過對教學內容的優化，將日常生活中遇到的實際問題與涉及的物理化學知識點相結合，使枯燥的知識點變得生動易懂，調動學生學習物理化學知識的熱情。例如:荷葉上滾動的液珠與表面現象相結合，灑鹽防止路面結冰凝動與溶液的依數性相結合等，注意理論和實際的聯系，能夠幫助學生理解相應的知識點，也有助于提升學生的學習主動性。培養創新型、應用型人才，應在對工科類學生的教學內容中應適當加入工程實例的引入。例如在教學中引入與經典熱力學、化學動力學、表面化學等相關的具體工程實例，并對其進行科學的分析與探索，從而提供解決問題的思路［19］。這一環節的引入，既增強了學生對知識點的理解與掌握，又啟蒙了學生的工程意識，了解實際生產研發過程，培養了應用理論知識解決實際問題的綜合能力。為培養工科類學生應具備的科研素養，在教學過程中一方面可將理論教學的知識點與實驗教學的知識點相合進行講授，如在化學反應動力學教學中，聯系“蔗糖水解反應速率的研究”或“加速法測定藥物有效期”實驗，在熱力學教學中，聯系“二組分液相完全互溶系統的沸點組成圖的繪制”實驗，在膠體與表面化學教學中，聯系“電導法測定溶液臨界膠束濃度”實驗等，將理論教學的知識點與實驗原理、實驗現象及實驗結論進行綜合講解，同步提高學生的理論水平及實驗操作能力。另一方面，在教學過程中，教師可以適當的穿插引入與基礎知識相關的科技前沿，例如催化劑反應動力學、電化學等的前沿研究，有助于拓展學生的視野，深化學生的知識結構，培養學生的科研素養。

3建立全流程教學考核體系

考核是檢驗教學效果最為直接的方式，先進的教學手段、合理的教學內容都需要科學的考核方式對其進行評價［20］。在著力培養新工科人才的背景下，需對現有的教學手段和教學內容進行優化，則現有的以期末考試試卷為主要評分依據的考核方式也急需進行相應的改革，建立全流程、多樣化的考核體系，不僅考核學生對物理化學基本知識重點的掌握程度，同時也考核學生的實際應用能力和綜合素質。就《物理化學》這門課程來說，全流程、多樣化的考核體系是對整個授課環節的綜合表現進行評價，具體考核模式設置為平時成績占50%和期末考核占50%兩部分，其中平時成績又包括考勤、課下作業、隨堂小測、小組授課及綜述論文。(1)考勤占5%，主要內容是在通過雨課堂點名及隨機提問等方式檢查學生有無遲到、早退及曠課情況。(2)課下作業占10%，要求是完成課后習題并對每章節的重難點及各知識點之間的聯系進行總結概括。在解題中能有新思路的，在對重難點總結中能聯系自身學習情況進行具體分析的，或能發散思維，將本章節知識點與其他章節知識點之間進行合理聯系的，要進行重點點評并給予充分的肯定。(3)隨堂小測占10%，采用雨課堂的形式，在授課過程中不定期對學生進行隨堂小測，通過單項選擇題，多項選擇題、判斷題及填空題，快速檢驗學生對某個重要知識點或每章節重要基本概念、基礎知識的掌握程度，及時對學生的學習情況進行查缺補漏。(4)小組授課占10%，主要是對在翻轉課堂中學生的表現以小組為單位進行評價，包括前期課堂資料的準備，對規定內容進行PPT的講解，課后的思考總結等方面，不僅加深學生對所學知識概念的理解與運用，還培養學生的創新能力及團隊合作意識。(5)綜述論文占15%，主要是要求學生在整門課程的授課環節中，任意選擇自己感興趣的1～2個知識點，對其發展歷程，前沿研究及在行業中應用現狀等進行梳理，完成1篇1500字左右的綜述論文，學期結束時提交。重點考核學生個人的文獻查閱能力，書寫總結能力及對該知識點的理解程度，激發學生的個人潛能，培養學生獨立思考及創新的能力。(6)期末考核占50%，采用期末閉卷考試的方式，考試范圍，題型及難易程度等按照課程大綱中各個章節的權重而進行設置，合理增加思考及創新類題目，不僅考核學生對本門課程全部所授基本知識點的掌握情況，也考察學生在解題過程中是否具有創新的能力，是否具有運用所學知識解決實際問題的能力。建立全流程、多樣化的考核體系，包含了對整門課程全部授課環節的考核，能夠更真實、更全面地對評價學生的綜合表現，避免了學生可以通過死記硬背，考前突擊就能獲得高分的情況。這種考核方式，這種考試模式更有利于激發學生的學習主動性，提高教學質量，使學生既掌握基礎理論又提升了綜合能力。在我國正大力推進“新工科”建設的背景下，地方本科院校應著力于培養創新型、應用型的新工科技術人才。為了實現這一目標，我校工科類物理化學課程進行了積極的改革和探索，通過將課程思政內容有機融入教學過程，建立全方位教學改革體系，建立全流程教學考核體系等方法，以期使學生具有扎實的專業知識體系，較強的工程意識及科研素養，為國家培養符合社會需求的新型創新應用型工科人才。

作者：潘飛 呂夢嵐 單位：貴州理工學院化學工程學院