“双创”教育背景下应用型本科院校物理化学实验教学改革初探

雷以柱，万亚荔，冯 静，范志芳

(六盘水师范学院 化学与材料工程学院，贵州 六盘水 553004)

立足地方经济社会发展，培养高水平应用型人才，是应用型本科院校的核心任务[1-4]。当前，我国正在加快建设创新型国家和世界科技强国，而科技强国的建设，关键在于培养创新型人才[5-6]。在“大众创业、万众创新”的时代背景下，应用型本科院校如何通过本科教学改革和实践，提升学生创新创业能力和知识应用能力，显得尤为重要。

六盘水师范学院是一所省市共建的地方院校，是贵州省首批向应用型转型发展的试点院校。学校大部分专业为理工科专业，在理工类应用型人才培养过程中，实验教学是联系理论和实践的重要桥梁，是培养应用型人才的重要环节。《物理化学实验》作为化学、化学工程与工艺、环境工程、冶金工程等专业的学科基础实验课，具有理论性强、探索性强及应用广等特点，对于培养学生理论联系实际、创新创业能力和知识应用能力均具有重要作用。本文基于“双创”的时代教育背景，就应用型本科院校物理化学实验教学改革提出几点思考。

1 物理化学实验教学现状及问题

通常，物理化学实验是在相应的理论知识完成后进行，其教学模式是：学生提前预习实验，实验前教师讲解实验原理、实验步骤及注意事项，学生动手完成实验，学生撰写并提交实验报告，教师依据学生实验操作及实验报告，进行考核评价[7-9]。这种传统的教学模式存在以下几个方面的不足：(1)实验内容多为教材上的验证性实验，缺乏综合设计性实验，难以调动学生的积极性，对学生创新能力培养不足；(2)实验项目与地方经济社会发展联系不紧密，不利于应用型人才培养，也不利于培养学生知识迁移能力和知识应用能力；(3)实验内容陈旧，没有及时根据学科前沿进行调整，不利于开阔学生视野，难以培养学生创新意识；(4)实验设备陈旧，没能根据现代生产及科研实际，及时进行设备更新；(5)评价方式较简单，学生真实表现和考核成绩往往存在一定甚至较大出入。

针对这些问题，本文以六盘水师范学院的化学、化学工程与工艺、环境工程、冶金工程等专业为例，对物理化学实验教学进行改革初探。

2 物理化学实验教学改革探讨

2.1 将创新创业教育理念融入课程教学中

在我校物理化学实验教学改革中，一方面，我们将学生创新思维和创新意识的培养纳入了课程目标，从大纲上要求教师在实验教学过程中，重视培养学生创新思维和创新能力；另一方面，优化了实验教学项目，在保留经典基础验证性实验的基础上，加大了综合性和设计性实验的比例，并设置开放性创新型实验。

2.2 实验教学内容的改革

(1)实验内容与地方社会发展相结合，引导学生了解地方产业结构，激发学生学习兴趣，培养学生知识的迁移和应用能力。例如，我校所在地六盘水是西南地区的能源基地，在燃烧热的测定实验中，可以增加不同煤样的燃烧热，探索用燃烧热来判断煤的品位。又比如，贵州是我国地氟病的高发区，病区人口1500多万，占全国病区人口数的一半；为此，我们在实验项目中加入了氟离子选择电极测定水中的微量氟，以此增加学生对氟的认识，等等。对于基础验证性实验，尽量将实验与地方经济社会发展和地方产业结合，理论联系实际生产，拓宽学生知识面，增加学生对学科专业的认同感。

(2)实验内容与学科前沿相结合，将前沿学科知识和新技术融入到实验教学中，设置综合设计性实验项目。综合性设计性实验在基础验证性实验的基础上，注重物理化学理论知识与学科前沿的融合，培养学生解决复杂科学问题的能力，提升学生创新素质和实践动手能力。例如，氢能源和生物质资源利用是能源化工领域的研究前沿，而能源化工产业又是六盘水市的支柱产业，基于此，我们设置了“生物质基活性炭负载金属纳米粒子的制备及其催化硼氨烷水解制氢”综合设计性实验，该实验涉及生物质基活性炭的制备、负载型催化剂的制备、催化剂的表征、催化硼氨烷水解制备氢气等系列步骤，融合了无机合成、化学动力学、表面化学、化学热力学等方面知识，培养了学生解决系统工程问题的综合能力， 提升了学生创新意识和创新思维。

2.3 实验教学方法和评价方式改革

(1)开发虚拟仿真实验教学资源，虚实结合，为学生提供更加丰富的实验教学资源，弥补了因课时或设备不足，部分实验无法开出等问题。六盘水师范学院化学与材料工程学院于2015年建立了虚拟仿真实验中心，虚拟仿真实验中心的运用有效地辅助了实验教学，提升了实践教学的教学质量。

(2)在物理化学实验教学中，通过微课、慕课等方式，将新技术和新手段引入实验操作前的理论讲解，使学生及时了解物理化学实验的最新研究手段和相关研究前沿，加深学生对物理化学实验及物理化学学科的整体认识，进而培养学生创新意识和创新思维。

(3)以往物理化学实验考核评价较为简单，主要由实验报告和实验操作成绩构成。但是，实验报告容易因抄袭而趋同，难以区分成绩，导致考核成绩与学生真实表现往往存在差异，打击了学生学习的积极性。基于此，对考核评价方式进行了改革。对于基础验证性实验，采用虚拟仿真模拟、学生预习、实验操作、实验报告等多阶段进行考核；而对于综合设计性实验，采取文献查阅、方案设计、实验操作、创新点、实验结果、实验报告等阶段进行考核。最后，按照基础验证性实验和综合设计性实验成绩各占一定比例得出总成绩。

3 结语

通过改革，我校物理化学实验教学取得了良好的成效，课堂气氛活跃，学生自主学习和团队合作学习积极性明显提高，思考问题和解决问题的能力也明显提升。相关专业学生，在实验技能大赛、创新创业大赛等学科竞赛中的成绩逐年提高。但是，教学改革是一项长期、复杂且系统的工作，在实践教学过程中仍需我们根据各专业培养目标和培养要求进行不断探索。