物理化学研究型教学模式的构建与实践

 摘要：结合研究型教学的特点，本文从优化教学内容、实施研讨式教学、开发科研创新实验项目、建设有效实施研究型教学的骨干队伍等四个方面，介绍了在物理化学课程中开展研究型教学的探索与实践。这种教学模式突出学生参与、自主获得物理化学知识与技能，对全面培养学生实践与创新能力有良好效果。
　　关键词：物理化学；研究型教学；能力培养
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）02-0036-03
　　
　　 质量是高等教育的生命线。自教育部启动“质量工程”以来，我们作为身处本科教学第一线的物理化学教师，积极行动起来，围绕我校“建设高水平研究型大学”的总体发展目标，对如何提高教学质量，培养创新人才进行了深入思考，提出了适应新形势下物理化学课程的研究型教学模式，通过近四年的教学实践，获得了一些粗浅的认识，在此与同行交流。研究型教学是遵循当代教育发展的一般规律，与创新素质教育相适应的一种教学模式。它是指教师以课程内容和学生的学识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在研究中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式。其基本特征是“三个突出”，即：突出学生在教学中的主体地位，突出研究在教学中的重要作用，突出知识、能力、素质三维度的教学目标。因此，研究型教学模式的实施应以探究为基础，强化自主学习、思考、创新、合作和表达能力，强化师生共同学习、探索和发现的能力。在教学实践中，我们主要从以下四个方面进行了研究和探索：
　　一、优化教学内容，注重课内外结合
　　在研究型教学中，教师把教学重点从传授知识转移到以探索、研究知识为基础的教学上来，学生则在教师的指导下，以探究为基础，通过学生个体实现知识的主动建构，教学过程是课内外结合、双向互动、以学生为主体进行的。这就要求在课程教学内容的安排上必须为学生课外自主学习留有广阔的空间。因此，我们首先从优化教学内容入手进行改革。物理化学是高校理工科专业基础理论课和专业课的纽带和桥梁，笔耕文化传播，在教学体系中具有承上启下的作用。我校物理化学课程授课对象量大面广，涵盖化工、环境、材料三个院系十四个专业，每年有8个平行大班（每个大班含2-4个小班，每小班25-30人）同时开课。基于我校倡导的以“通识教育”为前提的高素质人才培养模式，教研室经过多次认真讨论，对原有教学大纲进行了修改。根据不同专业的知识需求，调整了授课内容的侧重点，精简课内学时，大力加强对后继专业课“有用、必需”的知识，使教学内容合理优化、重点突出、与时俱进，使学生在有限的学时内能够掌握教学基本要求的内容，并了解知识的应用领域，为开展研讨式教学、培养学生课外自主学习能力给出时间基础和知识保障。目前我们共有五个不同层次的物理化学教学大纲，分别适用于化工与制药（80学时）、应用化学（96学时）、环境与生物工程（72学时）、材料（64学时）和化工英语强化专业（80学时）本科生。对理科班和化工英强班，教学内容要求比较全面系统；材料专业重在热力学部分，尤其要突出相平衡和相图内容；工科学生则强调基础，注重应用方面的知识拓展，针对不同专业又各有侧重。如对化学工程和工艺专业的学生，教师在课堂上要尽可能多地渗透工程意识，穿插一些化工生产实例，让学生了解物理化学原理在实际中的应用；对环境工程专业，要更多地结合当前环境恶化现状，介绍新的对策和与物理化学有关的环境科学研究进展，使学生开阔眼界，学会思考和运用所学知识处理问题。总之，课程的教学目标是让学生掌握基本概念，了解知识框架体系，对基本概念和原理削枝强干，强化应用，为自主获取知识留有余地。与该教学体系相对应的新教材编写正在进行中。
　　二、实行研讨式教学，强化自主学习能力
　　研究型教学要求在教学过程中体现“研究”的本质特点，侧重的是科学研究精神，意识、态度、能力等的培养，最终目的是全面提高学生的综合素质。为了能够建立一套行之有效的研究型教学模式，我们采用循序渐进的办法，第一年选择一个大班试行“大班授课，小班研讨”的教学方式，次年推广到化工与环境专业四个大班，逐步展开“分组学习、主题研讨、读书报告”等教学环节，取得了良好效果。在试点班进行“大班授课，小班研讨”教学方式的具体措施是：在课堂上，集中讲授基本概念、基础知识和共性问题；当学生具备了一定的知识背景，了解物理化学处理问题的方法（如逻辑思维和高等数学工具的运用）之后，把一些非基本内容和特殊问题留给学生，通过提前布置任务，让学生自主学习、广泛搜集资料，在小班开展由主讲教师和助教协助的“主题研讨”活动，从而将教师“一言堂”的系统讲授转变为激发学生能动创造的学习过程。针对不同知识层次和教学内容，可采用不同类型的操作方式。
　　1.分组学习：根据课程进度和内容，把全班学生分成若干小组，每组3-5人，选定一名学生为组长，合作进行某项研究。教师推荐国内外物理化学精品课程和化学化工资源网站，鼓励学生查阅外文书籍资料，以提升学生综合运用所学知识和计算机技术获取信息的能力。组内成员自行分工，各有侧重，合作完成研究，最后在全班进行答辩汇报。
　　2.定期研讨：以教学中的重点、难点内容、疑难问题为研究内容，定期开展主讲教师参与指导下的学习研讨会，促进学生主动学习，培养其探究能力、质疑意识、创新精神。
　　3.读书报告：对与学科前沿或工程实践相关的知识点，课堂上稍做展开与铺垫，把更为深入的阐述任务留给学生去解决，并通过个人进行“学术报告”的形式验收，以锻炼学生查阅文献、整理概括、讲解评述等获取知识的能力。表1总结了部分不同层次自主学习与研讨的主题与学生撰写的读书报告题目。
　　
　　
　　实践表明，这种教学模式体现了“以学生为主、以人为本”的教育理念，深受欢迎。学生们为了上好自己主持的讨论课，都十分重视和认真投入，提前查阅大量资料，并在课下与教师多次进行交流，对所承担的知识做到成竹在胸，制作的课件内容丰富、画面精美，在讨论课上的精彩讲述和回答博得热烈掌声。学生们普遍反映，这样的学习过程有力地促进了他们各种能力的培养，“收获很多”，包括从书本或网站查找资料和梳理信息能力，同学之间的团结与分工协作能力，制作高水平ppt课件的能力，以及对知识的深入理解、逻辑思维、语言表达和刻苦钻研能力等，都得到了锻炼和提高。此外，学生通过参加小组讨论活动，激发了学习热情，增强了交往和交流能力，培养了团队合作精神和创新求实意识，提高了对科研的兴趣。
　　三、科学研究渗透教学，培养创新实践能力
　　按照“质量工程”要求，我校在2007年夏季开始实施“大学生创新性实验计划项目”。教研室各位主讲教师积极响应，根据各自科研条件，提出并承担适合大学生结合物理化学知识进行科研实践的创新课题迄今已达56项，其中有两项获得国家级资助、14项获得校级资助，其余为院级资助项目，内容主要涉及催化材料制备与应用、表面与吸附、清洁能源、储氢等相关研究。在这些课题研究过程中，充分发挥学生的主体作用，通过文献调研、设计实验方案、在实验中解决实际问题、处理数据、撰写研究报告和论文等环节，逐步提升学生独立思考、分析与解决问题、应用技能等科学研究能力和创新能力。目前，参与教研室

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