環(huán)境類專業(yè)物理化學實驗教學改革

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1重視實驗室安全知識教育

學生在做物理化學實驗前已經接受了無機與分析化學實驗和有機化學實驗的專業(yè)技能訓練，具備了一定的實驗室安全知識和緊急情況處理辦法。物理化學實驗與前者略有不同，涉及儀器操作較多，而玻璃儀器使用相對較少，因此安全用電、氣瓶正確使用方法、如何防止事故發(fā)生以及事故發(fā)生時應急處理措施作為安全教育的重點，是完成物理實驗課程的學生都應具備的素養(yǎng)。在安全知識培訓時，要求學生熟悉實驗室結構，便于突發(fā)事件發(fā)生時安全有序地撤離實驗室。不少非單獨設課或課時較少的物理化學實驗，往往忽略了安全知識教育，這不利于學生養(yǎng)成規(guī)范操作和樹立“安全第一”的理念，若在今后的工作崗位因缺乏安全意識而發(fā)生事故，則背離了“產出導向”的人才培養(yǎng)模式理念。但受學時限制，難以細致地普及物理化學實驗室安全知識。幸運的是不少大學已細致全面地建立了與安全知識教育有關的課程，教師可提供這些課程資源，讓學生在進入實驗室前完成要求的安全知識教育環(huán)節(jié)。為確保學生認真觀看學習視頻，可以選取課堂提問或小測驗等不同形式的考核方式，并將成績計入總評成績，提高學生對安全知識教育的重視程度。

2合理構建課程體系

讓新工科理念融入實驗課程中，需對原有實驗教材做細致系統(tǒng)的修訂[3]。我校針對環(huán)境類專業(yè)特點，將實驗教材修訂為三個層次，第一層次是大綱要求必須完成的實驗，為驗證性和綜合設計實驗，驗證性實驗用于加深學生對相應理論知識的理解，加強實驗基礎操作技能訓練，提高學生的動手能力，綜合設計實驗覆蓋多個知識點，旨在培養(yǎng)學生設計能力、動手能力、知識運用能力和解決實際問題的能力；第二層次是開放創(chuàng)新實驗，若完成實驗設定目標，學生需掌握多門課程，具備查閱文獻并從中找到或受啟發(fā)設計實驗方案的能力，并在指導教師啟發(fā)和幫助下，尋找合理的實驗方案，指導教師應鼓勵和啟發(fā)學生自己尋找實驗方案，并指出實驗方案中不合理之處，在學生完成實驗過程中，指導教師需引導學生學會思考、學會綜合運用理論和實踐知識、實現(xiàn)在科技或工程領域創(chuàng)新；第三層次實驗與導師的課題相關，體現(xiàn)了我校能源特色。該層次實驗要求學生進入導師課題組，參與導師課題的研究工作，運用層次一中的基礎知識，加強層次二已初步掌握的科學研究方法，完成研究課題，另外學生還可以申請大學生訓練計劃等項目，自行立項并完成項目任務。該層次意在培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、團隊協(xié)作能力、系統(tǒng)的科學研究或工程觀。第一層和第二層次的實驗在公共實驗室完成，第三層次的實驗在導師研究室完成。第三層次的要求需要學生在大學生科研訓練計劃或畢業(yè)論文中完成，這個過程符合基礎-綜合-創(chuàng)新的基本規(guī)律，實現(xiàn)師生良性互動。

3改變成績評定標準

我校環(huán)境類專業(yè)物理化學實驗為非單獨設課實驗，在評定成績時應結合課程大綱要求，制定詳細合理的評分標準。單獨設課物理化學實驗課成績評定包含實驗理論考核，可以幫助學生強化實驗室安全知識、使用儀器以及加深所涉及理論知識的記憶，而環(huán)境類專業(yè)物理化學實驗沒有該項考核內容。如果要求學生達到高水準的實驗技能訓練，則需采用更靈活多變的考核方式用以督促學生認真完成實驗，提高學生解決實際問題的能力。因此實驗成績的評分應包括實驗預習、實驗操作和完成實驗報告三個部分，考核也應從這三部分著手。預習報告撰寫、實驗前學生回答教師問題計入實驗預習部分的考核；學生在實驗過程中操作是否規(guī)范、實驗是否順利完成計入實驗操作考核；實驗報告撰寫、數(shù)據處理是否正確、結果是否準確、結果討論計入實驗報告考核。這三部分考核中，應增大實驗操作和結果討論的考核比例，增大實驗操作所占考核比例有助于提高學生對實驗過程的重視程度；學生對實驗內容是否理解透徹，能夠培養(yǎng)培養(yǎng)靈活運用知識、完成“理論-實踐-理論”過程深刻領會知識的學生。在實驗開始前，應向學生說明考核方法和評分標準，使學生把握實驗的每一階段，提高學習效率。目前，我國正踐行“新工科”建設，為培養(yǎng)高素質、國際化標準的學生不斷探索實踐[4]。而物理化學實驗課程作為學科基礎課，應改變固有的教育模式，強調以學生為中心的培養(yǎng)理念，不斷探索更新教學方法，培養(yǎng)學生學會學習、有效學習，并能扎實掌握實驗內容，為后續(xù)課程的學習打下良好知識基礎和實驗能力，為高校研究所以及企業(yè)單位輸送優(yōu)質的人才。

參考文獻

[1]劉湉煒．新工科建設的“應為”與“可為”[J]．高等工程教育研究，2018(6)：11-15．

[2]馮修猛，歐陽晶晶，楊寧．新工科視域下地方高校儀器類專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J]．中國大學教育，2018(11)：30-34．

[3]馮莉，石美，李保民．物理化學實驗[M]．中國礦業(yè)大學出版社，2008．

[4]胡天助．STEAM及其對新工科建設的啟示[J]．高等工程教育研究，2018(1)：118-123．

作者：石美 高宏峰 鄭宏偉 單位：中國礦業(yè)大學