拔尖人才培养模式下“物理化学”课程的教学改革

池玉娟，仲　华，于海涛

(黑龙江大学 化学化工与材料学院，哈尔滨 150080)



拔尖人才培养模式下“物理化学”课程的教学改革

池玉娟，仲华，于海涛

(黑龙江大学 化学化工与材料学院，哈尔滨 150080)

摘要：从“物理化学”课程教学改革出发，讨论在拔尖学生培养试验计划中如何改革教学方式和理念、如何利用传统教学方式与现代化教学技术相结合来提高教学质量，以适应拔尖学生培养的教学任务，为更好地完成这一教学目标提供更好的课堂教育方法，也为完成这一教学、培养任务提供一些在教学方式、方法上的探索。

关键词：拔尖人才；物理化学；教学改革

1前言

依据教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)关于“实施基础学科拔尖学生培养试验计划”的战略部署，自2012年以来，我校实施了“黑龙江大学基础学科拔尖学生培养试验计划”，化学化工与材料学院设立了化学类拔尖人才培养实验班。该实验班以精英教育为主，采用“前期厚基础，后期增特色”的模式培养学生。

物理化学作为化学的一个二级学科，是化学学科的理论基础，所以历史上最早被称作“理论化学”。“物理化学”(含“结构化学”，下同)课程是化学一级学科内所有本科专业的基础课，也是许多其他一级学科内本科专业的必修课。“物理化学”课程是几乎所有化学类课程的基础，对学生后续课程的学习有很大的影响，因此“物理化学”课程的建设与发展备受重视。

随着时代的发展和科学、技术的进步，物理化学理论的应用在化学、材料、化工、生物等各个研究领域不断扩大，其复杂性、系统性、跨学科交叉融合等对传统“物理化学”体系提出了相当大的挑战；教育体系中所采用的拔尖人才培养教育模式对“物理化学”课程的建设也提出了更高的要求。为适应这些变化，转变教育理念、合理修订教学大纲、优化教学内容和改革教学方法已成为“物理化学”教学工作者面临的紧迫任务。

2“物理化学”课程的教学改革思路探讨

2.1　应转变教育、教学理念及指导思想

在传统的教育体系中，大众教育和精英教育是两种十分重要的教育形式。大众教育能满足国人的公平需要和提高全民素质需要，并能为精英教育提供发展空间和基础；精英教育是以综合素质提高，并获得某一或多方面的专长来衡量学生培养目标的教育方式。拔尖创新人才的培养实际上非常接近于精英教育，即是在大众化平台上的高层次、高素质、特别专长的教育。创新人才的培养是立足于现在的，但创新人才是面向未来的，他们应该具备系统的知识储备、专而精的专业知识、优秀的创新能力、高度的判断能力。当然，他们还应该具有“以创新精神和创新意识为中心的自由发展的个性”[1]。我们国家目前已经从“穷国办大教育”的阶段转变到“大国办强教育”的时期。无论在什么时期和阶段，教育的核心都应该是人才和人才质量，而人才质量的关键是创新能力的强弱。创新能力既来源于学生本身对知识和解决问题的渴望，也在一定程度上依赖于教育体系所能提供给他们的培养和锻炼。这种培养和锻炼能够达成的最好的土壤就是创新型教育，激发他们的能动性。在创新型教育中，学会提出科学问题、解释科学问题和展望科学问题是一个长期过程，必须在不断的学习和实践中获得。对于依照拔尖人才培养模式基本理念所培养的学生，教师的教学方式和方法必须由原来的大众教育方式向精英教育方式转变，在教学过程中不仅培养他们具有较扎实的理论基础和灵活的运用能力，还要有意识地培养学生的创新能力，使他们在以后的科学研究、社会生产等工作领域内成为优秀人才。

2.2　重新修订教学大纲，完善课程教学内容体系

由于招生方式的原因，高等学校学生的生源层次多、地区差异性大、知识基础良莠不齐，即使在同一学院的不同专业内，不同的学生在基础知识体系、学习能力等方面都有很大的差异。由于目前高等学校师资力量不足等原因，难以做到因材施教，就会出现所谓“吃不饱”“吃不了”的现象。为适合目前化学类拔尖人才培养实验班的人才培养计划，实现拔尖人才的培养目标，“物理化学”课程体系的重新整合、课程知识框架的重新构建等成为目前积极推进“物理化学”教学内容和课程体系改革的重要任务。这种变革的首要目标就是要改进教学大纲与现在教学培养目标的适应性。由于原有知识体系已经形成稳固的状态，既不能适应目前拔尖创新人才培养型教育方式，也与其他前沿学科发展不协调。要打破这种壁垒，首先要做的就是提高“物理化学”教学大纲的教学起点，考虑适应度，考虑专业区别和侧重，注重教学内容与新的物理化学现象的关联，从而对教学内容进行更新和精炼。教学大纲的修订在满足基本的教学需求以外，还要使学生有机会了解本专业最新的研究成果、对物理化学现象的解释及理论的扩充，这样既能保证课程知识体系的完整性，又能增加一定的深度和广度，从而拓宽学生的知识体系结构，建立一套更加完备的理论知识与现代科学前沿相结合的物理化学体系，以更加适应拔尖创新人才培养型教学方式，为培养出具有更加完备基础知识体系的人才奠定坚实的基础。

2.3　改进教学方法，丰富教学手段

由于要对众多物理、化学现象进行根源式的理论解释，这就注定了物理化学会成为集化学现象、物理现象、数学模型求解于一身的学科。在实际的系统教学内容中，充分地反映出了“物理化学”课程是一门概念多、原理定律多、公式推导多、模型复杂的基础理论课程。虽然多年来提倡使用启发式教学等多种方法以打破原有的枯燥、沉闷的传统教学课堂，但由于“物理化学”课程理论基础强，解决复杂数学模型时学生难于理解，影响了教学效果和教学质量，所以教学方法更新一直是“物理化学”教学改革中的一个重要任务。根据目前教育理念，许多人建议教学方法应该从注重“教法”转向注重“学法”。

在以往的教学过程中，教师更重视教学内容的讲解，注重知识体系的建立与具体数理模型的阐释，而对学生独立思考、独立解决科学问题的培养略显不足。目前的教学理论中已经提出，在教学过程中教师是主导，学生才是主体。那么面对拔尖人才培养型教学，在启发式教学的基础上，应进一步更新教学方法、教学内容，还学生以教学主体的地位。例如可以加强学习任务性引导，在课前预留问题，让学生有目的地去学习，在课上带着问题、带着思考来听课，调动学习的积极性，以提高学习兴趣来提高学习动力。在讲解具体理论知识时，不但要详细讲解理论或公式本身的含义，还应该强调解决该问题的科学思维、科学方法和具体措施，引导学生去主动发现科学问题并独立去解决该科学问题。

随着高等教育改革的深化和学分制的实行，“物理化学”课程在教学内容和学时方面都略显不足。为了能在有限的时间内高质量地完成教学计划，就需要在教学过程中合理地设计讲授内容、合理地利用课堂教学，同时也需要在安排学生自学部分章节的教学内容方面做很多必要的尝试。比如，在教学方式上可以采用课内教学与课外教学相结合的方式，适当增加课内及课外专题讲座讨论环节，鼓励学生在研讨课上各抒己见，培养学生自主学习能力和创新思维；也可以鼓励学生在课外通过查阅文献或设计实验解决一些具体的问题，逐步积累经验，提高科学素养，为培养出具有创新能力的人才打下良好的基础[2]。

除上述问题外，教学手段也应该得到足够的重视。教学手段是师生之间传递教与学信息的方式，包括语言讲述、文字与图片工具、板书教学及近些年流行的多媒体辅助教学等。好的教学手段可以大幅度提高教学质量，是教学过程中极其重要的环节。就目前所流行的把多媒体计算机和网络技术应用到教学中这一发展趋势，已经成为大多数教学改革的重要方向。在拔尖人才培养型教学中，我们也应该极力提倡在“物理化学”教学过程中合理地将现代化教育技术应用到教学中去，但又不能完全使这种方式统治教学过程。对于理论性较强的原理概念的讲解，可以借助于多媒体技术，插入形象的图片、图像、动画等，用较直观的影像加强对抽象概念的理解和消化，并借助于多媒体教学所提供的包含大量图表信息的辅助教学来共同完成整体教学任务，提高教学质量。传统教学与多媒体教学的平衡取舍是提高课堂综合教学效果的关键。只有将传统板书与多媒体教学有机结合起来，才能把重要公式的讲解及推导深深地植入学生的理解过程，引领学生的思路，解决科学问题，加深对相应知识的理解和掌握。

由于多媒体课件可以增大课堂教学容量、提高信息量等特点，就可以以课内或课外的方式适当增加介绍物理化学理论在科学前沿以及生产实践中的应用，以增加理解。例如在电化学一章，可以介绍化学电源的研究现状及其他新型绿色能源的开发与利用，在表界面胶体化学一章介绍纳米材料的特性及其重要应用，从而引导学生学以致用，培养学生将科学理论与生产实践相结合的能力，开拓他们的视野，增加他们的兴趣。

总之，在拔尖创新人才培养模式下，作为化学专业的基础课程之一的“物理化学”课程，应该在现在的教学方法中转变与之不适的教育理念，遵循教育规律，尊重个性成长，从教学大纲、教学内容、教学方法方式等方面不断地进行探索，总结经验，提高教学质量，适应拔尖创新人才培养模式，让学生能很好地学习和掌握物理化学的基础理论知识，增强自主创新能力，为实现本科化学类拔尖创新人才的培养目标做出一份贡献。

参考文献：

[1]郝嘉利,康永征.高校拔尖创新人才培养模式探讨[J].山西高等学校社会科学学报，2012，24(4)：102—103.

[2]黑恩成. 以“少而精和博而通”的思想指引教学[J].化工高等教育,2010,(2):1—3.

[3]李春霞，晏石林.高校多媒体教学的误区及建议[J].华中科技大学学报，2006，23(2):121—122.

(责任编辑：侯秀梅)

中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：1001-7836(2015)05-0068-02

作者简介：池玉娟(1970—)，女，黑龙江双城人，副教授，博士研究生，从事材料物理与化学研究；仲华(1976—)，女，黑龙江牡丹江人，讲师，硕士研究生，从事催化化学研究；于海涛(1971—)，男，黑龙江呼兰人，教授，博士，博士生导师，从事计算材料科学研究。

基金项目：黑龙江大学新世纪教育教学改革工程“拔尖人才培养模式下的物理化学课程的研究与实践”

收稿日期：2015-03-11