基于成果導(dǎo)向教育理念的本科工程教育

王惠娟

物理化學(xué)是化工類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。針對本科工程教育對人才培養(yǎng)的要求，將成果導(dǎo)向教育理念運用到物理化學(xué)課程教學(xué)中，并對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略、教學(xué)評價等方面進(jìn)行了探索，有助于提升學(xué)生解決實際問題的能力。

本科工程教育要求高等教育從面向精英教育的學(xué)科辦學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦虼蟊娀逃纳鐣枨筠k學(xué)，其培養(yǎng)目標(biāo)要滿足社會要求，培養(yǎng)出的學(xué)生要具備解決復(fù)雜工程問題的能力。物理化學(xué)課程是用物理的原理和方法研究化學(xué)中最基本的規(guī)律和理論。物理化學(xué)雖然是一門系統(tǒng)性高、邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容抽象的課程，但又被稱為“消失于無處不在的科學(xué)”，廣泛應(yīng)用于化工、材料、環(huán)境、冶金、能源、生物等領(lǐng)域。如何讓物理化學(xué)課程更加符合社會生產(chǎn)需求，提升學(xué)生解決工程問題的能力，是課程改革的方向。

成果導(dǎo)向的理念強(qiáng)調(diào)教育要聚焦于學(xué)生能夠獲得在未來生活中取得成功的經(jīng)驗，是以最終學(xué)習(xí)成果為起點，反向進(jìn)行課程設(shè)計，“需求”既是教育的起點又是終點，從而保證了教育目標(biāo)與教育結(jié)果的一致性。因此在本科工程教育物理化學(xué)課程教學(xué)中，可以應(yīng)用成果導(dǎo)向教育理念，根據(jù)學(xué)生需要具備的專業(yè)能力，合理設(shè)置物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的基本知識和應(yīng)用方法，使學(xué)生能夠利用物理化學(xué)的知識解決實際生產(chǎn)應(yīng)用中的問題。本文將成果導(dǎo)向教育理念運用到物理化學(xué)課程的教學(xué)中，對其教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)策略、教學(xué)評價等方面進(jìn)行了研究。

1 教學(xué)目標(biāo)

成果導(dǎo)向教育理念要求課程教學(xué)目標(biāo)指向最終學(xué)習(xí)成果。因此需要先依據(jù)社會需求、行業(yè)企業(yè)需求、個人能力及發(fā)展需求來確定學(xué)生最終學(xué)習(xí)成果、畢業(yè)要求，然后明確課程教學(xué)目標(biāo)，按需設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，確保學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。以化學(xué)工程與工藝專業(yè)為例，通過調(diào)研分析，物理化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)為：（1）掌握物理化學(xué)相關(guān)知識、計算方法和基本實驗技能;（2）能夠結(jié)合具體條件運用物理化學(xué)的基本原理去解決實際化工生產(chǎn)和生活中的問題;（3）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、邏輯思維及分析解決問題的能力。

2 教學(xué)內(nèi)容

當(dāng)前物理化學(xué)以熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡、界面化學(xué)、膠體化學(xué)、統(tǒng)計熱力學(xué)、量子力學(xué)等內(nèi)容組成，以往化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生都需要系統(tǒng)講授相關(guān)知識點，教學(xué)任務(wù)繁重、課時不夠用，普遍反映教師難教、學(xué)生難學(xué)。采用成果導(dǎo)向教育，可根據(jù)課程核心能力目標(biāo)設(shè)置教學(xué)單元，選取教學(xué)內(nèi)容，刪減或弱化核心能力目標(biāo)涉及不到的課程內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容滿足行業(yè)企業(yè)需求、滿足家長及學(xué)生未來發(fā)展需求。根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)，我們分析了化學(xué)工程與工藝專業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的選擇和順序安排，教學(xué)內(nèi)容要保證課程目標(biāo)的實現(xiàn)，順序安排要符合教學(xué)和認(rèn)知規(guī)律。由于該專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要從事煤化工類、電化學(xué)類、日化類等工作，因此應(yīng)該重點講授熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)（部分知識）、電化學(xué)、相平衡、化學(xué)平衡、界面和膠體化學(xué)方面的知識，合理刪減統(tǒng)計熱力學(xué)、量子力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)中部分理論知識及繁雜的公式推導(dǎo)等內(nèi)容。另外要結(jié)合科技進(jìn)步、企業(yè)發(fā)展、工藝改進(jìn)所涉及新知識、新理論，不斷更改教學(xué)內(nèi)容，從而滿足企業(yè)對人才的需求。

3 教學(xué)策略

物理化學(xué)課程內(nèi)容相對抽象、難懂，僅采用單一的課堂理論講授，容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)倦怠，失去學(xué)習(xí)興趣，難以實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)生為中心，選擇合適的教學(xué)策略，有效提升教學(xué)效果，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

3.1 注重理論聯(lián)系實際

在講解枯燥的理論知識時，要盡可能聯(lián)系實際生產(chǎn)生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識分析解決實際問題的能力。在講解膠體化學(xué)章節(jié)時，可以引入豆腐制作來講解溶膠的聚沉，向豆?jié){（帶負(fù)電荷的大豆蛋白溶膠）中加入鹵水（含鎂離子）、石膏（含鈣離子）等電解質(zhì)溶液，使溶膠發(fā)生聚沉。加鹵水制成的豆腐粗老偏黃，俗稱“老豆腐”;加石膏制成的豆腐光滑潔白，俗稱“嫩豆腐”。在講解熱力學(xué)章節(jié)時，可以將晦澀抽象的熵概念與人體的生老病死相結(jié)合。人體可以看成是一個處于非平衡狀態(tài)的開放系統(tǒng)。在人體生長發(fā)育的階段，人體系統(tǒng)總熵減小，ΔS<0，人體向有序的方向發(fā)展;當(dāng)人體處于老年階段，系統(tǒng)總熵不斷增加，ΔS>0，人體逐漸衰老;當(dāng)人體混亂度達(dá)到高度無序，人就將面對死亡;在生命周期中如果出現(xiàn)短期的或局部的熵急增，呈現(xiàn)無序、混亂狀態(tài)，就會生病，在生病的過程中出現(xiàn)發(fā)燒的現(xiàn)象，是人體自動防御降低熵的過程。在教學(xué)中，還可以引導(dǎo)學(xué)生去查閱資料，找到所學(xué)知識與生活生產(chǎn)相關(guān)的實例，在課堂上與同學(xué)分享討論，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)思考的能力，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

3.2 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

物理化學(xué)課程不僅公式繁多，而且應(yīng)用條件嚴(yán)格，單純教師講解學(xué)生很難牢固掌握。因此在每章節(jié)都需要設(shè)置自學(xué)總結(jié)環(huán)節(jié)?？梢宰寣W(xué)生在課下提前總結(jié)，課上找總結(jié)全面、邏輯清晰的同學(xué)分享成果，享受到收獲知識的喜悅。另外，想要學(xué)好物理化學(xué)還需引導(dǎo)學(xué)生多做練習(xí)題，通過解題，將大量的公式、概念、定理融會貫通，真正找出他們之間的聯(lián)系。通過自己總結(jié)知識、做練習(xí)題，可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和良好的邏輯思維能力。

3.3 加強(qiáng)物理化學(xué)實驗教學(xué)

物理化學(xué)是一門理論性強(qiáng)的課程，在課時緊張的情況下，經(jīng)常會刪除實驗教學(xué)部分。實際上如果能加入物理化學(xué)實驗環(huán)節(jié)，不僅能夠提升學(xué)生的動手能力，對于理論知識的理解也有很大幫助。例如，可以通過乙醇飽和蒸氣壓的測定實驗幫助學(xué)生進(jìn)一步理解飽和蒸氣壓的概念和克拉貝龍——克勞修斯方程;通過Pb-Sn合金相圖實驗幫助學(xué)生掌握熱分析法（步冷曲線法）繪制相圖的方法，使學(xué)生對于二元凝聚物系相圖有更清楚的認(rèn)識。另外教師還可以將自己的一些科研實驗?zāi)贸鰜砼c學(xué)生分享探討，鼓勵學(xué)生成立科研小組，申報大學(xué)生立項課題，激發(fā)學(xué)生從事科學(xué)研究的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

4 教學(xué)評價

以往物理化學(xué)課程考核以期末考試成績?yōu)橹饕u價指標(biāo)。成果導(dǎo)向教育理念，要求考核方式能證明學(xué)生是否達(dá)成了預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)，要將重點放在考查學(xué)生運用知識的能力上。因此要注重過程化考核和多元化考核，不能僅僅是考查理論知識的掌握，還要重點考查解決實際問題的能力?？梢圆捎每傇u成績=平時成績+實驗成績+考試成績，平時成績包括出勤情況、作業(yè)總結(jié)、課堂討論等方面，實驗成績包括實驗操作、科研創(chuàng)新等方面，考試成績包括章節(jié)測試、期中測試、期末測試等方面。而且在過程考核中還要關(guān)注學(xué)生不同階段的學(xué)習(xí)成果，要與每個學(xué)生自身對比是否取得了學(xué)習(xí)上的進(jìn)步，不斷幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)信心，使每位學(xué)生在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中都能獲得成功。

通過將成果導(dǎo)向教育理念引入物理化學(xué)課程教學(xué)，加強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，有效提升了學(xué)生將理論知識用于解決實際問題的能力，進(jìn)而滿足了社會對工程人才的需求。

基金項目：河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目（編號：2017GJJG390）

（作者單位：河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程系）