新工科背景下环境类专业物理化学实验教学改革

on the Background of the Novel Engineering PrinciplesShi Mei1, Gao Hongfeng1, Zheng Hongwei2(1. Department of Applied Chemistry, School of Chemical Engineering and Technology, China University of Mining and Technology, Xuzhou

221116； 2. Experimental Center of Chemistry and Chemical Engineering, Xuzhou 221116, China)

Abstract: This paper investigates the reform of physical chemistry experiments for environmental majors from three areas, including laboratory safe education, course system construction and criteria of evaluating final result. It is concluded that the reform help students improve not only their ability of doing-experiment, but also solid the basic knowledge of the course, which could offer some advice for cultivate of students who are capable in innovation.Keywords: physical chemistry experiments； reform； environmental majors物理化学与其它化学分支一样，是在总结大量经验规律后建 立起来，以实验为基础的学科。因此，高质量完成物理化学实验 对理论内容深层次理解有很大帮助。目前国内很多高校在人才培 养上精力多放在抽象知识的学习，忽略了实践操作和应用能力的 培养⑴。在新工科背景下环境类工程教育专业认证过程中，许多 学校将办学定位改为坚持“学生为本、产出导向、持续改进”核 心理念，探索“产出导向”的人才培养新模式【2】。在该大背景下， 我校环境类专业物理化学实验课程改变培养模式和理念，本着培 养学生能力为核心，学生未来发展为导向，充分利用各种教学资 源，优化实验课内容设置，将理论和实验课程有效地结合.最大 化发挥实验课程在人才培养中的作用，为此，我们对做了如下三 个方面的改革，结果表明，学生能高效完成物理化学实验，并将 在实验过程中学到的思路和技能用于后续课程的学习中，为将来 在工作岗位上解决复杂的实际问题奠定良好的基础。1重视实验室安全知识教育学生在做物理化学实验前已经接受了无机与分析化学实验和 有机化学实验的专业技能训练，具备了一定的实验室安全知识和 紧急情况处理办法。物理化学实验与前者略有不同，涉及仪器操 作较多，而玻璃仪器使用相对较少，因此安全用电、气瓶正确使 用方法、如何防止事故发生以及事故发生时应急处理措施作为安 全教育的重点，是完成物理实验课程的学生都应具备的素养。在 安全知识培训时，要求学生熟悉实验室结构，便于突发事件发生 时安全有序地撤离实验室。不少非单独设课或课时较少的物理化 学实验，往往忽略了安全知识教育，这不利于学生养成规范操作 和树立“安全第一”的理念，若在今后的工作岗位因缺乏安全意 识而发生事故，则背离了 “产出导向”的人才培养模式理念。但 受学时，难以细致地普及物理化学实验室安全知识。幸运的 是不少大学已细致全面地建立了与安全知识教育有关的课程，教 师可提供这些课程资源，让学生在进入实验室前完成要求的安全 知识教育环节。为确保学生认真观看学习视频，可以选取课堂提 问或小测验等不同形式的考核方式，并将成绩计入总评成绩，提 高学生对安全知识教育的重视程度。验设定目标，学生需掌握多门课程，具备查阅文献并从中找到或 受启发设计实验方案的能力，并在指导教师启发和帮助下，寻找 合理的实验方案，指导教师应鼓励和启发学生自己寻找实验方案， 并指出实验方案中不合理之处，在学生完成实验过程中，指导教 师需引导学生学会思考、学会综合运用理论和实践知识、实现在 科技或工程领域创新；第三层次实验与导师的课题相关，体现了 我校能源特色。该层次实验要求学生进入导师课题组，参与导师 课题的研究工作，运用层次一中的基础知识，加强层次二已初步 掌握的科学研究方法，完成研究课题，另外学生还可以申请大学 生训练计划等项目，自行立项并完成项目任务。该层次意在培养 学生创新创业能力、团队协作能力、系统的科学研究或工程观。 第一层和第二层次的实验在公共实验室完成，第三层次的实验在 导师研究室完成。第三层次的要求需要学生在大学生科研训练计 划或毕业论文中完成，这个过程符合基础■•综合■创新的基本规律， 实现师生良性互动。3改变成绩评定标准我校环境类专业物理化学实验为非单独设课实验，在评定成 绩时应结合课程大纲要求，制定详细合理的评分标准。单独设课 物理化学实验课成绩评定包含实验理论考核，可以帮助学生强化 实验室安全知识、使用仪器以及加深所涉及理论知识的记忆，而 环境类专业物理化学实验没有该项考核内容。如果要求学生达到 高水准的实验技能训练，则需釆用更灵活多变的考核方式用以督 促学生认真完成实验，提高学生解决实际问题的能力。因此实验 成绩的评分应包括实验预习、实验操作和完成实验报告三个部分， 考核也应从这三部分着手。预习报告撰写、实验前学生回答教师 问题计入实验预习部分的考核；学生在实验过程中操作是否规范、 实验是否顺利完成计入实验操作考核；实验报告撰写、数据处理 是否正确、结果是否准确、结果讨论计入实验报告考核。这三部 分考核中，应增大实验操作和结果讨论的考核比例，增大实验操 作所占考核比例有助于提高学生对实验过程的重视程度；学生对 实验内容是否理解透彻，能够培养培养灵活运用知识、完成“理 论-实践-理论”过程深刻领会知识的学生。在实验开始前，应向 学生说明考核方法和评分标准，使学生把握实验的每一阶段，提 高学习效奉。目前，我国正践行\"新工科”建设，为培养高素质、国际化 标准的学生不断探索实践⑷。而物理化学实验课程作为学科基础 课，应改变固有的教育模式，强调以学生为中心的培养理念，不 断探索更新教学方法，培养学生学会学习、有效学习，并能扎实 掌握实验内容，为后续课程的学习打下良好知识基础和实验能力， 为高校研究所以及企业单位输送优质的人才。(下转第167页)2合理构建课程体系

让新工科理念融入实验课程中，需对原有实验教材做细致系 统的修订卩】。我校针对环境类专业特点，将实验教材修订为三个 层次，第一层次是大纲要求必须完成的实验，为验证性和综合设 计实验，验证性实验用于加深学生对相应理论知识的理解，加强 实验基础操作技能训练，提高学生的动手能力，综合设计实验覆 盖多个知识点，旨在培养学生设计能力、动手能力、知识运用能 力和解决实际问题的能力；第二层次是开放创新实验，若完成实

［收稿日期］2019-09-15［基金项目］中国矿业大学教学研究项目2018YY05和20I9ZD06；中国矿业大学研究生教改项目2019YJSJG035和2019 YJSJG004 ［作者简介］石美(1973-).女，博士研究生，环境监测和污水处理。年第21期第46卷总第407期2019广东化工www.gdchem.com• 167-刊和专业网站的信息和热点的关注，将教材与参考书结合使用， 避免靠教材的局限和不足，并激发学生的学习兴趣。在选用优质 教材的同时，还应对教学内容进行优化整合，分析归纳课程间的 相关性，避免教学内容的重复，并注重基础知识与基本理论的传 承，这样才能让食品质量与安全专业知识不断向纵深方向发展。 此外，还要根据就业方向，适当安排与就业直接相关的教学内容， 注重理论和实践的结合，让学生能对所学知识做到融会贯通。 3.2丰富教学模式在理论知识教学中，应根据具体讲授内容的不同特点，综合 性的采用网络式、案例式、启发式、引导式等教学方式，改革教 学手段，发挥学生的积极性和主动能动性，将枯燥的教学知识和 教学过程变得形象生动，并逐渐提高课程对学生的吸引程度。加 深学生对知识的理解。对课程进行网络平台建设，可以摆脱传统 教学模式的束缚，实现教学资源的更合理利用，最大化地利用多 媒体等电子资源和设备。开展讨论式教学，可以培养学生的创新 精神和思考能力，但讨论式教学需要教师在课程前进行针对 性的准备和方案设计，才能更有效的启发和引导学生进行自主辩 论和思考。开展案例教学也是一种很好的手段，食品质量与安全 专业的教材中缺乏实践的具体案例，而专业课程理论又与生产实 践联系紧密，将来自于生产实践中的案例穿插在理论教学过程中， 将有助于提高学生的分析问题和解决问题能力，有助于学生在学 习过程中，逐步的了解行业特点和工作实际情况，会使学生更有 收获。此外还可以采用双语教学、探究式教学、实践性教学等教 学模式。3.3实竊开放式实验教学真正承担生产岗位职责过程中，提高实践能力，促进学习的积极 性和主动性，逐步培养专业精神。在实践教学培养方案的制定过程中，企业要积极进行参与， 制定符合需求的应用型人才培养方案，在实训中，一方面要分阶 段分层次进行，将企业的技术应用能力与高校的研发能力相给合； 另一方面要让学生深入生产各个环节，开展生产工艺、生产组织、 劳动纪律等的系统培训，在实训中得到企业专业技术人员的指导 和帮助，有效解决理论学习过程和实践过程中遇到的疑难困惑， 培养专业精神和专业认同感。此外，校企之间应高效对接并建立 产学研结合的长效机制，学校应建立以实践环境为基础的教育教 学体系，结合科研训练不断整合学生的创新创业能力，并打造“双 师双能”型的教师队伍。5结束语食品质量与安全专业的实践教学在培养综合素质高、适应能 力强的复合型人才过程中起着举足轻重的作用，是解决目前专业 学生创新意识淡薄、实践动手能力不足的最佳办法。食品与质量 安全专业的实践教学，要根据行业需求，主动适应国家新工科建 设的新形势，在实践基础上积极探索，进一步总结经验，加快学 科体系建设，优化资源整合能力、学科队伍结构和建设环境，培 养出高素质的工程化创新人才。实践教学改革也是一个长期的系 统工程，需要学校、教师、行业、企业各方面的积极参与，为新 工科建设和食品行业的发展不懈努力。高校实验室是开展实验教学和培养学生创新能力的重要场 所，对于提高学生的综合素质具有关键的作用。在专业课实验中 设立综合性的开放实验，打破传统实践教学的单向教学模式，鼓 励和引导学生根据自己的特点和兴趣，在专业领域范围内或教师 给定的框架内，自定实验内容，结合实际情况选择实验设备，自 行设计实验方案和完善实验步骤，自主开展实验，教师只起到辅 助引导、过程监督和结果审核的作用，并在实验过程中解答出现 的问题并保障实验室的安全。开放式实验室可以更好的激发学生 的积极性和主观能动性，提高学生的自主学习能力和动手能力， 更有效的培养学生的创新精神，开放实验室将实验的主动权交给 学生，并可以提供一个实验过程可自由支配的宽松环境，让学生 能享受到实验的学习过程，获得对于自主学习和获取知识的自我 成就感和满足感。在此过程中，不断促进创新意识、创新能力和 实践能力的提高。通过开放实验室，还可以最大限度地利用学校 的仪器设备资源，有利于教学资源的合理配置和共享优化。参考文献

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(本文文献格式：李雅琪，李冰冰，孔德昭，等.“新工科”背景 下食品质量与安全专业实践教学体系改革探索[J].广东化工，

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