基于成果导向教育理念的本科工程教育

王惠娟

物理化学是化工类专业一门重要的专业基础课程。针对本科工程教育对人才培养的要求，将成果导向教育理念运用到物理化学课程教学中，并对教学目标、教学内容、教学策略、教学评价等方面进行了探索，有助于提升学生解决实际问题的能力。

本科工程教育要求高等教育从面向精英教育的学科办学，转变为面向大众化教育的社会需求办学，其培养目标要满足社会要求，培养出的学生要具备解决复杂工程问题的能力。物理化学课程是用物理的原理和方法研究化学中最基本的规律和理论。物理化学虽然是一门系统性高、逻辑性强、内容抽象的课程，但又被称为“消失于无处不在的科学”，广泛应用于化工、材料、环境、冶金、能源、生物等领域。如何让物理化学课程更加符合社会生产需求，提升学生解决工程问题的能力，是课程改革的方向。

成果导向的理念强调教育要聚焦于学生能够获得在未来生活中取得成功的经验，是以最终学习成果为起点，反向进行课程设计，“需求”既是教育的起点又是终点，从而保证了教育目标与教育结果的一致性。因此在本科工程教育物理化学课程教學中，可以应用成果导向教育理念，根据学生需要具备的专业能力，合理设置物理化学教学内容，引领学生学习物理化学的基本知识和应用方法，使学生能够利用物理化学的知识解决实际生产应用中的问题。本文将成果导向教育理念运用到物理化学课程的教学中，对其教学目标、教学内容、教学策略、教学评价等方面进行了研究。

1 教学目标

成果导向教育理念要求课程教学目标指向最终学习成果。因此需要先依据社会需求、行业企业需求、个人能力及发展需求来确定学生最终学习成果、毕业要求，然后明确课程教学目标，按需设置教学内容，确保学习成果的达成。以化学工程与工艺专业为例，通过调研分析，物理化学课程的教学目标为：（1）掌握物理化学相关知识、计算方法和基本实验技能;（2）能够结合具体条件运用物理化学的基本原理去解决实际化工生产和生活中的问题;（3）培养学生创新思维、逻辑思维及分析解决问题的能力。

2 教学内容

当前物理化学以热力学、化学动力学、电化学、化学平衡、相平衡、界面化学、胶体化学、统计热力学、量子力学等内容组成，以往化学工程与工艺专业的学生都需要系统讲授相关知识点，教学任务繁重、课时不够用，普遍反映教师难教、学生难学。采用成果导向教育，可根据课程核心能力目标设置教学单元，选取教学内容，删减或弱化核心能力目标涉及不到的课程内容，使教学内容满足行业企业需求、满足家长及学生未来发展需求。根据课程教学目标，我们分析了化学工程与工艺专业物理化学课程教学内容的选择和顺序安排，教学内容要保证课程目标的实现，顺序安排要符合教学和认知规律。由于该专业的学生毕业后主要从事煤化工类、电化学类、日化类等工作，因此应该重点讲授热力学、化学动力学（部分知识）、电化学、相平衡、化学平衡、界面和胶体化学方面的知识，合理删减统计热力学、量子力学、化学动力学中部分理论知识及繁杂的公式推导等内容。另外要结合科技进步、企业发展、工艺改进所涉及新知识、新理论，不断更改教学内容，从而满足企业对人才的需求。

3 教学策略

物理化学课程内容相对抽象、难懂，仅采用单一的课堂理论讲授，容易导致学生学习倦怠，失去学习兴趣，难以实现教学目标。需要根据教学内容，以学生为中心，选择合适的教学策略，有效提升教学效果，实现教学目标。

3.1 注重理论联系实际

在讲解枯燥的理论知识时，要尽可能联系实际生产生活，激发学生学习兴趣，培养学生应用理论知识分析解决实际问题的能力。在讲解胶体化学章节时，可以引入豆腐制作来讲解溶胶的聚沉，向豆浆（带负电荷的大豆蛋白溶胶）中加入卤水（含镁离子）、石膏（含钙离子）等电解质溶液，使溶胶发生聚沉。加卤水制成的豆腐粗老偏黄，俗称“老豆腐”;加石膏制成的豆腐光滑洁白，俗称“嫩豆腐”。在讲解热力学章节时，可以将晦涩抽象的熵概念与人体的生老病死相结合。人体可以看成是一个处于非平衡状态的开放系统。在人体生长发育的阶段，人体系统总熵减小，ΔS<0，人体向有序的方向发展;当人体处于老年阶段，系统总熵不断增加，ΔS>0，人体逐渐衰老;当人体混乱度达到高度无序，人就将面对死亡;在生命周期中如果出现短期的或局部的熵急增，呈现无序、混乱状态，就会生病，在生病的过程中出现发烧的现象，是人体自动防御降低熵的过程。在教学中，还可以引导学生去查阅资料，找到所学知识与生活生产相关的实例，在课堂上与同学分享讨论，培养学生主动学习思考的能力，达到良好的学习效果。

3.2 引导学生自主学习

物理化学课程不仅公式繁多，而且应用条件严格，单纯教师讲解学生很难牢固掌握。因此在每章节都需要设置自学总结环节。可以让学生在课下提前总结，课上找总结全面、逻辑清晰的同学分享成果，享受到收获知识的喜悦。另外，想要学好物理化学还需引导学生多做练习题，通过解题，将大量的公式、概念、定理融会贯通，真正找出他们之间的联系。通过自己总结知识、做练习题，可以培养学生自主学习的能力和良好的逻辑思维能力。

3.3 加强物理化学实验教学

物理化学是一门理论性强的课程，在课时紧张的情况下，经常会删除实验教学部分。实际上如果能加入物理化学实验环节，不仅能够提升学生的动手能力，对于理论知识的理解也有很大帮助。例如，可以通过乙醇饱和蒸气压的测定实验帮助学生进一步理解饱和蒸气压的概念和克拉贝龙——克劳修斯方程;通过Pb-Sn合金相图实验帮助学生掌握热分析法（步冷曲线法）绘制相图的方法，使学生对于二元凝聚物系相图有更清楚的认识。另外教师还可以将自己的一些科研实验拿出来与学生分享探讨，鼓励学生成立科研小组，申报大学生立项课题，激发学生从事科学研究的乐趣，培养学生的创新精神。

4 教学评价

以往物理化学课程考核以期末考试成绩为主要评价指标。成果导向教育理念，要求考核方式能证明学生是否达成了预期学习目标，要将重点放在考查学生运用知识的能力上。因此要注重过程化考核和多元化考核，不能仅仅是考查理论知识的掌握，还要重点考查解决实际问题的能力。可以采用总评成绩=平时成绩+实验成绩+考试成绩，平时成绩包括出勤情况、作业总结、课堂讨论等方面，实验成绩包括实验操作、科研创新等方面，考试成绩包括章节测试、期中测试、期末测试等方面。而且在过程考核中还要关注学生不同阶段的学习成果，要与每个学生自身对比是否取得了学习上的进步，不断帮助学生树立学习信心，使每位学生在物理化学学习中都能获得成功。

通过将成果导向教育理念引入物理化学课程教学，加强了学生自主学习能力的培养，有效提升了学生将理论知识用于解决实际问题的能力，进而满足了社会对工程人才的需求。

基金项目：河北省高等教育教学改革研究与实践项目（编号：2017GJJG390）

（作者单位：河北工业职业技术学院环境与化学工程系）