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物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的團隊合作模式論文
摘要:《物理化學(xué)實(shí)驗》課程是化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的基礎實(shí)驗課，是“新工科教育”導向下培養化學(xué)化工類(lèi)人才綜合素質(zhì)和創(chuàng )新能力的關(guān)鍵課程之一。本文結合《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)的具體情況，針對《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，提出建立學(xué)生團隊合作模式進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)，并從實(shí)驗平臺、實(shí)驗項目及考核形式三個(gè)方面提出以學(xué)生團隊合作模式探討《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)改革，以此調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，在整體上優(yōu)化物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的結構和效果。
關(guān)鍵詞:物理化學(xué)實(shí)驗;教學(xué)改革;團隊合作;改進(jìn)措施
《物理化學(xué)實(shí)驗》是化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生必修的一門(mén)綜合性基礎實(shí)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，在實(shí)驗內容的選題上除了以培養訓練高校學(xué)生的基本實(shí)驗技能，及加強基本理論的理解為目的的經(jīng)典實(shí)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(zhuān)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實(shí)驗與理論的緊密聯(lián)系，也是學(xué)生進(jìn)行后續科研學(xué)習或生產(chǎn)實(shí)踐的專(zhuān)業(yè)技能之基石。然而，在長(cháng)期的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現，《物理化學(xué)實(shí)驗》課程傳統教學(xué)手段明顯模式化，沒(méi)有跟上時(shí)代的發(fā)展，導致學(xué)生出現正向反饋低靡、學(xué)習目標不明、動(dòng)手能力沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的鍛煉等現象，表明傳統的《物理化學(xué)實(shí)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有教學(xué)模式進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的改革和創(chuàng )新。
1團隊合作實(shí)驗教學(xué)模式
隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的社會(huì )化進(jìn)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(chǎng)需求方面顯得日益重要，任何項目的開(kāi)發(fā)，以及公司單位的管理，都需要一個(gè)和諧而默契的團隊，才能夠有條不紊地進(jìn)行下去。個(gè)體學(xué)習的教育模式對大學(xué)生融入社會(huì )造成了一定障礙，團隊合作精神是現代教育及學(xué)生逐漸面對的一項遲來(lái)的意識內容。不少企業(yè)為了保證組織的高效運轉，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)習的過(guò)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)習的發(fā)生絕不是孤立的，傳統課堂教學(xué)忽視了通過(guò)團隊合作使學(xué)生的學(xué)習成果最大化有效教育途徑，且成果受益學(xué)生個(gè)體終身甚至全社會(huì )的積極發(fā)展�，F代高校實(shí)驗課程教學(xué)環(huán)境恰好給教學(xué)過(guò)程提供了適應團隊合作學(xué)習的良好土壤，遺憾的是大量教學(xué)工作者們沒(méi)有將團隊合作學(xué)習這顆優(yōu)良的教學(xué)種子進(jìn)行精心的培育，以至教學(xué)效果遠不及教學(xué)目標制定的高度，這在《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)中尤其明顯。將團隊合作精神融入《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)中，給實(shí)驗教學(xué)帶來(lái)與時(shí)俱進(jìn)的活力，使實(shí)驗教學(xué)由單維度活動(dòng)變成多維度活動(dòng)，可以有效調動(dòng)學(xué)生對化學(xué)化工學(xué)科的學(xué)習積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學(xué)的結構和效果。
2《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)現狀
為了適應新時(shí)期國家經(jīng)濟建設和社會(huì )發(fā)展的需要，《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)進(jìn)行了多次重大改革。但長(cháng)期以來(lái)，其教學(xué)目標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(shí)驗的基本方法;其三是掌握一些基礎儀器的結構原理和操作方法，培養和提高學(xué)生的動(dòng)手能力［1－2］。但隨著(zhù)我國工業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統的《物理化學(xué)實(shí)驗》很難跟上“新工科”人才培養的需求，《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)還存在很多亟需改進(jìn)的地方。
2.1教學(xué)維度單一，學(xué)生興致低迷
現階段的《物理化學(xué)實(shí)驗》大多是驗證性實(shí)驗項目，采取的教學(xué)方式是先由教師講解實(shí)驗基本原理，熟悉實(shí)驗儀器結構和操作規程，學(xué)生按照教師要求逐步進(jìn)行實(shí)驗，得出數據并處理得到實(shí)驗結論［3］。此外，《物理化學(xué)實(shí)驗》都是借助相應的儀器設備完成實(shí)驗過(guò)程的，由于經(jīng)費的限制，學(xué)生分組共用一臺儀器，形式上表現出3～4人合作完成一個(gè)實(shí)驗項目，但由于操作流程的程序簡(jiǎn)化，實(shí)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(lài)性使然，另一方面不能人手一臺實(shí)驗儀器，容易造成學(xué)生眼高手低的現象。在此過(guò)程中，學(xué)生多表現被動(dòng)、缺乏創(chuàng )新，很難起到高效的學(xué)生能力培養作用，長(cháng)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(shí)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(diǎn)可以概括為:“宏觀(guān)研究與微觀(guān)研究相結合，但更多地向微觀(guān)層次深入;體相研究與表面相研究相結合，但更多地向表面延伸;在微觀(guān)研究的領(lǐng)域中，表現出靜態(tài)觀(guān)測與動(dòng)態(tài)觀(guān)測相結合，更多地向動(dòng)態(tài)研究轉移;理論與實(shí)踐結合更為緊密，并進(jìn)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(shí)驗教學(xué)提出了更廣闊的理論與實(shí)際課題，迫切需要現代教學(xué)工作者們能夠密切關(guān)注學(xué)科的發(fā)展特征［5］，能適當順應時(shí)代潮流，開(kāi)設一些具有學(xué)科發(fā)展代表性的綜合性實(shí)驗項目，提升學(xué)生探究事物現象背后科學(xué)規律的好奇心。而目前《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)部分內容較為陳舊［6］，在實(shí)驗安排上通常以驗證性實(shí)驗為主，對提升培養學(xué)生的學(xué)習興趣和探究事物現象背后科學(xué)規律的信心都不夠。即綜合性實(shí)驗開(kāi)設較少，尤其設計性、探究性實(shí)驗更是少有提及。
3團隊合作模式在物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中的實(shí)施方案
3.1提供開(kāi)放式實(shí)驗平臺
基于“因材施教、講求實(shí)效”的原則，根據學(xué)生不同學(xué)習理解層次和要求，確定開(kāi)放實(shí)驗的內容。內容應包括:設計性、綜合性和研究性實(shí)驗以及科技發(fā)明、制作、科研論文等課外科技活動(dòng)實(shí)驗。提倡學(xué)生通過(guò)文獻閱讀及調查研究自擬實(shí)驗課題，并提出可行性計劃，鼓勵學(xué)生參與教師課題，學(xué)習解決生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究問(wèn)題。在無(wú)實(shí)驗課時(shí)，實(shí)驗室可以部分向學(xué)生開(kāi)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(ài)好深度鉆研的學(xué)生可以組建科研分隊，申請利用開(kāi)放時(shí)間選做實(shí)驗項目。教師應鼓勵引導這類(lèi)學(xué)生團隊參與文獻查閱、設計具體實(shí)驗方案、分析實(shí)驗結果、討論改進(jìn)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”對培養學(xué)生的創(chuàng )新思維的全面要求。
3.2增設具有學(xué)科發(fā)展代表性的綜合性實(shí)驗項目
開(kāi)設物理化學(xué)研究型和開(kāi)放性實(shí)驗，讓學(xué)生在掌握熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、及電化學(xué)等理論知識和操作技能的同時(shí)，增強理論指導實(shí)際的應用意識，提高創(chuàng )新能力。教師由傳統的知識傳授型轉為指導型，學(xué)生則由被動(dòng)接受型轉為主動(dòng)參與探索型，進(jìn)一步提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的主動(dòng)性及能力。這就要求學(xué)生能夠主動(dòng)組建團隊，充分發(fā)揮每個(gè)人的優(yōu)勢，合力分析解決問(wèn)題。例如，電絮凝技術(shù)廣泛地應用在廢水處理的各種行業(yè)，其發(fā)展已進(jìn)入一個(gè)強產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程，學(xué)生對此技術(shù)的了解具有很強的實(shí)踐意義。而有關(guān)電絮凝過(guò)程的實(shí)驗一般會(huì )給環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)必修的《水污染控制技術(shù)》課程內作為專(zhuān)業(yè)實(shí)驗項目開(kāi)設，但非環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生就沒(méi)有機會(huì )了解這一基礎實(shí)驗技術(shù)。電絮凝過(guò)程涉及《物理化學(xué)》課程中的電化學(xué)及膠體化學(xué)兩章內容，很強地聯(lián)系到了基礎理論知識點(diǎn);同時(shí)，電絮凝過(guò)程作為物理化學(xué)實(shí)驗內容開(kāi)設時(shí)，所需設備及藥品耗材也不繁瑣，過(guò)程簡(jiǎn)易可行，可以作為研究性實(shí)驗項目，讓學(xué)生深切體會(huì )物理化學(xué)理論是如何密切聯(lián)系實(shí)際應用的。這類(lèi)型的實(shí)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(shí)驗設備的搭建及實(shí)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(shí)驗考核形式
評價(jià)考核是合作性學(xué)習中的重要環(huán)節，是檢查教學(xué)效果、評價(jià)學(xué)生成績(jì)的手段，合理的實(shí)驗考核評價(jià)體系對學(xué)生的學(xué)習過(guò)程具有反饋作用和激勵作用［7］。傳統的《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)都是通過(guò)實(shí)驗報告來(lái)評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗成績(jì)，而實(shí)驗報告無(wú)法體現學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作的狀態(tài)，以至多數學(xué)生以提交實(shí)驗結果為目的，忽視了實(shí)驗能力的培養和訓練，未能達到《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)課程的開(kāi)設目的。因此，需要建立適用于學(xué)生團隊合作實(shí)驗的考核評價(jià)辦法�？己丝煞譃閷�(shí)驗可行性設計考核，實(shí)驗過(guò)程考核和實(shí)驗報告考核，分數分配比例分別為20%，50%，30%，這種分數設置能夠客觀(guān)地反映團隊合作物理化學(xué)實(shí)驗中的實(shí)際情況。這就要求指導教師對整個(gè)實(shí)驗過(guò)程定期跟蹤，及時(shí)獲取學(xué)生實(shí)驗進(jìn)展情況，最終要求團隊將整個(gè)實(shí)驗過(guò)程以PPT匯報形式表現，綜合考慮學(xué)生團隊在實(shí)驗過(guò)程中的表現并予以評定;實(shí)驗報告考核要求學(xué)生以實(shí)驗團隊為單位撰寫(xiě)并提交，指導教師結合基本理論與實(shí)驗結果分析能力等對學(xué)生的報告成績(jì)進(jìn)行綜合評分，對整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中的不足和出色之處要給出明確的批改意見(jiàn)。新的考核辦法把傳統的結果質(zhì)量控制轉變?yōu)檫^(guò)程質(zhì)量控制，加大平時(shí)實(shí)驗過(guò)程中團隊合作交流和操作部分所占的比重。
4結語(yǔ)
經(jīng)過(guò)團隊合作模式進(jìn)行的《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)，必然能對學(xué)生的探索創(chuàng )新能力、動(dòng)手能力、表達能力起到不同程度的推進(jìn)和鍛煉作用。將團隊合作精神引入《物理化學(xué)實(shí)驗》教學(xué)中，給予課程新的形象和內容，使實(shí)驗教學(xué)由單維度活動(dòng)變成多維度活動(dòng)，可以有效調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學(xué)的結構和效果，有效地輔助物理化學(xué)理論課教學(xué)，同時(shí)提高物理化學(xué)實(shí)驗技能和科學(xué)研究能力，為其今后從事相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究打下堅實(shí)的理論和實(shí)踐基礎。
參考文獻
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