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物理化學(xué)實驗教學(xué)中的團隊合作模式論文
摘要:《物理化學(xué)實驗》課程是化學(xué)化工類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)實驗課，是“新工科教育”導(dǎo)向下培養(yǎng)化學(xué)化工類人才綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵課程之一。本文結(jié)合《物理化學(xué)實驗》教學(xué)的具體情況，針對《物理化學(xué)實驗》教學(xué)中存在的一些問題，提出建立學(xué)生團隊合作模式進行實驗教學(xué)，并從實驗平臺、實驗項目及考核形式三個方面提出以學(xué)生團隊合作模式探討《物理化學(xué)實驗》教學(xué)改革，以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在整體上優(yōu)化物理化學(xué)實驗教學(xué)的結(jié)構(gòu)和效果。
關(guān)鍵詞:物理化學(xué)實驗;教學(xué)改革;團隊合作;改進措施
《物理化學(xué)實驗》是化學(xué)化工類專業(yè)本科生必修的一門綜合性基礎(chǔ)實驗課，它以高等學(xué)校物理化學(xué)課程教學(xué)基本要求為依據(jù)，在實驗內(nèi)容的選題上除了以培養(yǎng)訓(xùn)練高校學(xué)生的基本實驗技能，及加強基本理論的理解為目的的經(jīng)典實驗外，還引入了一些近代科學(xué)研究基本的物理化學(xué)測試方法。因此，本課程不僅在化學(xué)專業(yè)的課程體系中具有承前啟后的地位和作用，而且更能具體地體現(xiàn)實驗與理論的緊密聯(lián)系，也是學(xué)生進行后續(xù)科研學(xué)習(xí)或生產(chǎn)實踐的專業(yè)技能之基石。然而，在長期的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，《物理化學(xué)實驗》課程傳統(tǒng)教學(xué)手段明顯模式化，沒有跟上時代的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)正向反饋低靡、學(xué)習(xí)目標(biāo)不明、動手能力沒有得到實質(zhì)性的鍛煉等現(xiàn)象，表明傳統(tǒng)的《物理化學(xué)實驗》教學(xué)模式與“新工科教育”的發(fā)展要求相悖，因此必須對本課程現(xiàn)有教學(xué)模式進行與時俱進的改革和創(chuàng)新。
1團隊合作實驗教學(xué)模式
隨著工業(yè)生產(chǎn)的社會化進程加深，合作意識和團隊精神在提高產(chǎn)品競爭力，掌握市場需求方面顯得日益重要，任何項目的開發(fā)，以及公司單位的管理，都需要一個和諧而默契的團隊，才能夠有條不紊地進行下去。個體學(xué)習(xí)的教育模式對大學(xué)生融入社會造成了一定障礙，團隊合作精神是現(xiàn)代教育及學(xué)生逐漸面對的一項遲來的意識內(nèi)容。不少企業(yè)為了保證組織的高效運轉(zhuǎn)，已明確將“合作精神”或“團隊意識”作為用人選聘的一項基本要求，要求大學(xué)生將團隊精神融入自身整體素質(zhì)，這對現(xiàn)代高等教育提出了更高更全方位的要求。另一方面，高校在追求高質(zhì)量學(xué)習(xí)的過程中，恰恰又忽略了團隊合作模式發(fā)揮的重要意義。高質(zhì)量學(xué)習(xí)的發(fā)生絕不是孤立的，傳統(tǒng)課堂教學(xué)忽視了通過團隊合作使學(xué)生的學(xué)習(xí)成果最大化有效教育途徑，且成果受益學(xué)生個體終身甚至全社會的積極發(fā)展�，F(xiàn)代高校實驗課程教學(xué)環(huán)境恰好給教學(xué)過程提供了適應(yīng)團隊合作學(xué)習(xí)的良好土壤，遺憾的是大量教學(xué)工作者們沒有將團隊合作學(xué)習(xí)這顆優(yōu)良的教學(xué)種子進行精心的培育，以至教學(xué)效果遠不及教學(xué)目標(biāo)制定的高度，這在《物理化學(xué)實驗》教學(xué)中尤其明顯。將團隊合作精神融入《物理化學(xué)實驗》教學(xué)中，給實驗教學(xué)帶來與時俱進的活力，使實驗教學(xué)由單維度活動變成多維度活動，可以有效調(diào)動學(xué)生對化學(xué)化工學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)和效果。
2《物理化學(xué)實驗》教學(xué)現(xiàn)狀
為了適應(yīng)新時期國家經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的需要，《物理化學(xué)實驗》教學(xué)進行了多次重大改革。但長期以來，其教學(xué)目標(biāo)仍然主要以三方面為主，其一是加深和鞏固物理化學(xué)基本理論知識;其二是掌握物理化學(xué)實驗的基本方法;其三是掌握一些基礎(chǔ)儀器的結(jié)構(gòu)原理和操作方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力［1－2］。但隨著我國工業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的《物理化學(xué)實驗》很難跟上“新工科”人才培養(yǎng)的需求，《物理化學(xué)實驗》教學(xué)還存在很多亟需改進的地方。
2.1教學(xué)維度單一，學(xué)生興致低迷
現(xiàn)階段的《物理化學(xué)實驗》大多是驗證性實驗項目，采取的教學(xué)方式是先由教師講解實驗基本原理，熟悉實驗儀器結(jié)構(gòu)和操作規(guī)程，學(xué)生按照教師要求逐步進行實驗，得出數(shù)據(jù)并處理得到實驗結(jié)論［3］。此外，《物理化學(xué)實驗》都是借助相應(yīng)的儀器設(shè)備完成實驗過程的，由于經(jīng)費的限制，學(xué)生分組共用一臺儀器，形式上表現(xiàn)出3～4人合作完成一個實驗項目，但由于操作流程的程序簡化，實際可能并非全部學(xué)生得到了儀器操作體驗，一方面由于學(xué)生的惰性和依賴性使然，另一方面不能人手一臺實驗儀器，容易造成學(xué)生眼高手低的現(xiàn)象。在此過程中，學(xué)生多表現(xiàn)被動、缺乏創(chuàng)新，很難起到高效的學(xué)生能力培養(yǎng)作用，長此下去，勢必陷入惡性循環(huán)，降低高校物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
2.2實驗教學(xué)項目陳舊，缺乏學(xué)科發(fā)展新趨勢
物理化學(xué)學(xué)科正以日新月異的步伐向前發(fā)展，其趨勢和特點可以概括為:“宏觀研究與微觀研究相結(jié)合，但更多地向微觀層次深入;體相研究與表面相研究相結(jié)合，但更多地向表面延伸;在微觀研究的領(lǐng)域中，表現(xiàn)出靜態(tài)觀測與動態(tài)觀測相結(jié)合，更多地向動態(tài)研究轉(zhuǎn)移;理論與實踐結(jié)合更為緊密，并進入更高的層次［4］�！迸c物理化學(xué)學(xué)科密切相關(guān)的生命、材料、能源、環(huán)境及電子科學(xué)等的迅猛發(fā)展，都給物理化學(xué)實驗教學(xué)提出了更廣闊的理論與實際課題，迫切需要現(xiàn)代教學(xué)工作者們能夠密切關(guān)注學(xué)科的發(fā)展特征［5］，能適當(dāng)順應(yīng)時代潮流，開設(shè)一些具有學(xué)科發(fā)展代表性的綜合性實驗項目，提升學(xué)生探究事物現(xiàn)象背后科學(xué)規(guī)律的好奇心。而目前《物理化學(xué)實驗》教學(xué)部分內(nèi)容較為陳舊［6］，在實驗安排上通常以驗證性實驗為主，對提升培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究事物現(xiàn)象背后科學(xué)規(guī)律的信心都不夠。即綜合性實驗開設(shè)較少，尤其設(shè)計性、探究性實驗更是少有提及。
3團隊合作模式在物理化學(xué)實驗教學(xué)中的實施方案
3.1提供開放式實驗平臺
基于“因材施教、講求實效”的原則，根據(jù)學(xué)生不同學(xué)習(xí)理解層次和要求，確定開放實驗的內(nèi)容。內(nèi)容應(yīng)包括:設(shè)計性、綜合性和研究性實驗以及科技發(fā)明、制作、科研論文等課外科技活動實驗。提倡學(xué)生通過文獻閱讀及調(diào)查研究自擬實驗課題，并提出可行性計劃，鼓勵學(xué)生參與教師課題，學(xué)習(xí)解決生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究問題。在無實驗課時，實驗室可以部分向?qū)W生開放，為學(xué)生提供積極發(fā)揮創(chuàng)造力的平臺和良好的氛圍。愛好深度鉆研的學(xué)生可以組建科研分隊，申請利用開放時間選做實驗項目。教師應(yīng)鼓勵引導(dǎo)這類學(xué)生團隊參與文獻查閱、設(shè)計具體實驗方案、分析實驗結(jié)果、討論改進計劃。這不但有利于學(xué)生對物理化學(xué)知識的綜合理解，更重要的是，契合“新工科教育”對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的全面要求。
3.2增設(shè)具有學(xué)科發(fā)展代表性的綜合性實驗項目
開設(shè)物理化學(xué)研究型和開放性實驗，讓學(xué)生在掌握熱力學(xué)、動力學(xué)、及電化學(xué)等理論知識和操作技能的同時，增強理論指導(dǎo)實際的應(yīng)用意識，提高創(chuàng)新能力。教師由傳統(tǒng)的知識傳授型轉(zhuǎn)為指導(dǎo)型，學(xué)生則由被動接受型轉(zhuǎn)為主動參與探索型，進一步提高分析問題、解決問題的主動性及能力。這就要求學(xué)生能夠主動組建團隊，充分發(fā)揮每個人的優(yōu)勢，合力分析解決問題。例如，電絮凝技術(shù)廣泛地應(yīng)用在廢水處理的各種行業(yè)，其發(fā)展已進入一個強產(chǎn)業(yè)化的過程，學(xué)生對此技術(shù)的了解具有很強的實踐意義。而有關(guān)電絮凝過程的實驗一般會給環(huán)境工程專業(yè)必修的《水污染控制技術(shù)》課程內(nèi)作為專業(yè)實驗項目開設(shè)，但非環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生就沒有機會了解這一基礎(chǔ)實驗技術(shù)。電絮凝過程涉及《物理化學(xué)》課程中的電化學(xué)及膠體化學(xué)兩章內(nèi)容，很強地聯(lián)系到了基礎(chǔ)理論知識點;同時，電絮凝過程作為物理化學(xué)實驗內(nèi)容開設(shè)時，所需設(shè)備及藥品耗材也不繁瑣，過程簡易可行，可以作為研究性實驗項目，讓學(xué)生深切體會物理化學(xué)理論是如何密切聯(lián)系實際應(yīng)用的。這類型的實驗若由學(xué)生獨立完成，有一定難度，但若由學(xué)生團隊共同努力，一起探討實驗設(shè)備的搭建及實驗方案的制定，對學(xué)生將起到很強的鍛煉作用。
3.3團隊合作實驗考核形式
評價考核是合作性學(xué)習(xí)中的重要環(huán)節(jié)，是檢查教學(xué)效果、評價學(xué)生成績的手段，合理的實驗考核評價體系對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程具有反饋作用和激勵作用［7］。傳統(tǒng)的《物理化學(xué)實驗》教學(xué)都是通過實驗報告來評價學(xué)生的實驗成績，而實驗報告無法體現(xiàn)學(xué)生實際動手操作的狀態(tài)，以至多數(shù)學(xué)生以提交實驗結(jié)果為目的，忽視了實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和訓(xùn)練，未能達到《物理化學(xué)實驗》教學(xué)課程的開設(shè)目的。因此，需要建立適用于學(xué)生團隊合作實驗的考核評價辦法�？己丝煞譃閷嶒灴尚行栽O(shè)計考核，實驗過程考核和實驗報告考核，分?jǐn)?shù)分配比例分別為20%，50%，30%，這種分?jǐn)?shù)設(shè)置能夠客觀地反映團隊合作物理化學(xué)實驗中的實際情況。這就要求指導(dǎo)教師對整個實驗過程定期跟蹤，及時獲取學(xué)生實驗進展情況，最終要求團隊將整個實驗過程以PPT匯報形式表現(xiàn)，綜合考慮學(xué)生團隊在實驗過程中的表現(xiàn)并予以評定;實驗報告考核要求學(xué)生以實驗團隊為單位撰寫并提交，指導(dǎo)教師結(jié)合基本理論與實驗結(jié)果分析能力等對學(xué)生的報告成績進行綜合評分，對整個實驗過程中的不足和出色之處要給出明確的批改意見。新的考核辦法把傳統(tǒng)的結(jié)果質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程質(zhì)量控制，加大平時實驗過程中團隊合作交流和操作部分所占的比重。
4結(jié)語
經(jīng)過團隊合作模式進行的《物理化學(xué)實驗》教學(xué)，必然能對學(xué)生的探索創(chuàng)新能力、動手能力、表達能力起到不同程度的推進和鍛煉作用。將團隊合作精神引入《物理化學(xué)實驗》教學(xué)中，給予課程新的形象和內(nèi)容，使實驗教學(xué)由單維度活動變成多維度活動，可以有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)和效果，有效地輔助物理化學(xué)理論課教學(xué)，同時提高物理化學(xué)實驗技能和科學(xué)研究能力，為其今后從事相關(guān)專業(yè)研究打下堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。
參考文獻
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