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物理化學實驗教學中的團隊合作模式論文
摘要:《物理化學實驗》課程是化學化工類專業(yè)一門重要的基礎實驗課，是“新工科教育”導向下培養(yǎng)化學化工類人才綜合素質和創(chuàng)新能力的關鍵課程之一。本文結合《物理化學實驗》教學的具體情況，針對《物理化學實驗》教學中存在的一些問題，提出建立學生團隊合作模式進行實驗教學，并從實驗平臺、實驗項目及考核形式三個方面提出以學生團隊合作模式探討《物理化學實驗》教學改革，以此調動學生的學習積極性，在整體上優(yōu)化物理化學實驗教學的結構和效果。
關鍵詞:物理化學實驗;教學改革;團隊合作;改進措施
《物理化學實驗》是化學化工類專業(yè)本科生必修的一門綜合性基礎實驗課，它以高等學校物理化學課程教學基本要求為依據(jù)，在實驗內容的選題上除了以培養(yǎng)訓練高校學生的基本實驗技能，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研究基本的物理化學測試方法。因此，本課程不僅在化學專業(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，也是學生進行后續(xù)科研學習或生產(chǎn)實踐的專業(yè)技能之基石。然而，在長期的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，《物理化學實驗》課程傳統(tǒng)教學手段明顯模式化，沒有跟上時代的發(fā)展，導致學生出現(xiàn)正向反饋低靡、學習目標不明、動手能力沒有得到實質性的鍛煉等現(xiàn)象，表明傳統(tǒng)的《物理化學實驗》教學模式與“新工科教育”的發(fā)展要求相悖，因此必須對本課程現(xiàn)有教學模式進行與時俱進的改革和創(chuàng)新。
1團隊合作實驗教學模式
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。個體學習的教育模式對大學生融入社會造成了一定障礙，團隊合作精神是現(xiàn)代教育及學生逐漸面對的一項遲來的意識內容。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，要求大學生將團隊精神融入自身整體素質，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，高校在追求高質量學習的過程中，恰恰又忽略了團隊合作模式發(fā)揮的重要意義。高質量學習的發(fā)生絕不是孤立的，傳統(tǒng)課堂教學忽視了通過團隊合作使學生的學習成果最大化有效教育途徑，且成果受益學生個體終身甚至全社會的積極發(fā)展。現(xiàn)代高校實驗課程教學環(huán)境恰好給教學過程提供了適應團隊合作學習的良好土壤，遺憾的是大量教學工作者們沒有將團隊合作學習這顆優(yōu)良的教學種子進行精心的培育，以至教學效果遠不及教學目標制定的高度，這在《物理化學實驗》教學中尤其明顯。將團隊合作精神融入《物理化學實驗》教學中，給實驗教學帶來與時俱進的活力，使實驗教學由單維度活動變成多維度活動，可以有效調動學生對化學化工學科的學習積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學的結構和效果。
2《物理化學實驗》教學現(xiàn)狀
為了適應新時期國家經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的需要，《物理化學實驗》教學進行了多次重大改革。但長期以來，其教學目標仍然主要以三方面為主，其一是加深和鞏固物理化學基本理論知識;其二是掌握物理化學實驗的基本方法;其三是掌握一些基礎儀器的結構原理和操作方法，培養(yǎng)和提高學生的動手能力［1－2］。但隨著我國工業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的《物理化學實驗》很難跟上“新工科”人才培養(yǎng)的需求，《物理化學實驗》教學還存在很多亟需改進的地方。
2.1教學維度單一，學生興致低迷
現(xiàn)階段的《物理化學實驗》大多是驗證性實驗項目，采取的教學方式是先由教師講解實驗基本原理，熟悉實驗儀器結構和操作規(guī)程，學生按照教師要求逐步進行實驗，得出數(shù)據(jù)并處理得到實驗結論［3］。此外，《物理化學實驗》都是借助相應的儀器設備完成實驗過程的，由于經(jīng)費的限制，學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生得到了儀器操作體驗，一方面由于學生的惰性和依賴性使然，另一方面不能人手一臺實驗儀器，容易造成學生眼高手低的現(xiàn)象。在此過程中，學生多表現(xiàn)被動、缺乏創(chuàng)新，很難起到高效的學生能力培養(yǎng)作用，長此下去，勢必陷入惡性循環(huán)，降低高校物理化學教學質量。
2.2實驗教學項目陳舊，缺乏學科發(fā)展新趨勢
物理化學學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合，但更多地向微觀層次深入;體相研究與表面相研究相結合，但更多地向表面延伸;在微觀研究的領域中，表現(xiàn)出靜態(tài)觀測與動態(tài)觀測相結合，更多地向動態(tài)研究轉移;理論與實踐結合更為緊密，并進入更高的層次［4］�！迸c物理化學學科密切相關的生命、材料、能源、環(huán)境及電子科學等的迅猛發(fā)展，都給物理化學實驗教學提出了更廣闊的理論與實際課題，迫切需要現(xiàn)代教學工作者們能夠密切關注學科的發(fā)展特征［5］，能適當順應時代潮流，開設一些具有學科發(fā)展代表性的綜合性實驗項目，提升學生探究事物現(xiàn)象背后科學規(guī)律的好奇心。而目前《物理化學實驗》教學部分內容較為陳舊［6］，在實驗安排上通常以驗證性實驗為主，對提升培養(yǎng)學生的學習興趣和探究事物現(xiàn)象背后科學規(guī)律的信心都不夠。即綜合性實驗開設較少，尤其設計性、探究性實驗更是少有提及。
3團隊合作模式在物理化學實驗教學中的實施方案
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)學生不同學習理解層次和要求，確定開放實驗的內容。內容應包括:設計性、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。提倡學生通過文獻閱讀及調查研究自擬實驗課題，并提出可行性計劃，鼓勵學生參與教師課題，學習解決生產(chǎn)實踐和科學研究問題。在無實驗課時，實驗室可以部分向學生開放，為學生提供積極發(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。教師應鼓勵引導這類學生團隊參與文獻查閱、設計具體實驗方案、分析實驗結果、討論改進計劃。這不但有利于學生對物理化學知識的綜合理解，更重要的是，契合“新工科教育”對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維的全面要求。
3.2增設具有學科發(fā)展代表性的綜合性實驗項目
開設物理化學研究型和開放性實驗，讓學生在掌握熱力學、動力學、及電化學等理論知識和操作技能的同時，增強理論指導實際的應用意識，提高創(chuàng)新能力。教師由傳統(tǒng)的知識傳授型轉為指導型，學生則由被動接受型轉為主動參與探索型，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，電絮凝技術廣泛地應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，學生對此技術的了解具有很強的實踐意義。而有關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》課程內作為專業(yè)實驗項目開設，但非環(huán)境工程專業(yè)的學生就沒有機會了解這一基礎實驗技術。電絮凝過程涉及《物理化學》課程中的電化學及膠體化學兩章內容，很強地聯(lián)系到了基礎理論知識點;同時，電絮凝過程作為物理化學實驗內容開設時，所需設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，讓學生深切體會物理化學理論是如何密切聯(lián)系實際應用的。這類型的實驗若由學生獨立完成，有一定難度，但若由學生團隊共同努力，一起探討實驗設備的搭建及實驗方案的制定，對學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習中的重要環(huán)節(jié)，是檢查教學效果、評價學生成績的手段，合理的實驗考核評價體系對學生的學習過程具有反饋作用和激勵作用［7］。傳統(tǒng)的《物理化學實驗》教學都是通過實驗報告來評價學生的實驗成績，而實驗報告無法體現(xiàn)學生實際動手操作的狀態(tài)，以至多數(shù)學生以提交實驗結果為目的，忽視了實驗能力的培養(yǎng)和訓練，未能達到《物理化學實驗》教學課程的開設目的。因此，需要建立適用于學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計考核，實驗過程考核和實驗報告考核，分數(shù)分配比例分別為20%，50%，30%，這種分數(shù)設置能夠客觀地反映團隊合作物理化學實驗中的實際情況。這就要求指導教師對整個實驗過程定期跟蹤，及時獲取學生實驗進展情況，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生以實驗團隊為單位撰寫并提交，指導教師結合基本理論與實驗結果分析能力等對學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)的結果質量控制轉變?yōu)檫^程質量控制，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結語
經(jīng)過團隊合作模式進行的《物理化學實驗》教學，必然能對學生的探索創(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《物理化學實驗》教學中，給予課程新的形象和內容，使實驗教學由單維度活動變成多維度活動，可以有效調動學生的學習積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學的結構和效果，有效地輔助物理化學理論課教學，同時提高物理化學實驗技能和科學研究能力，為其今后從事相關專業(yè)研究打下堅實的理論和實踐基礎。
參考文獻
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