权变利 陈朝轶 王 芹 兰苑培
(贵州大学材料与冶金学院,贵阳 贵州550003)
物理化学一直以来都是冶金工程专业的专业基础课之一,是承接先修公共基础课程与后修专业类课程的重要桥梁。通过物理化学的学习,将先修的无机及分析化学、大学物理、高等数学等基础的化学、物理及数学知识应用到化学反应体系中,在冶金工程专业,物理化学主要涉及化学热力学和化学动力学两大模块的内容[1],从这些基础元素入手,详细介绍化学热力学及化学动力学中的基本原理和基础理论,通过其在冶金、化工等领域的应用,特别是其对日常生活中一些现象的理解及解释[2-3],进一步增强学生对物理化学课程学习的热情,同时通过相关理论涉及的科学家生平故事、有趣事迹及重大成就的介绍(卡诺、吉布斯、范特霍夫、阿累尼乌斯、胡刚复、卢嘉锡,等等)[4],培养学生对科学领域勇攀高峰的崇高热情及吃苦耐劳的工匠精神,培养新时代专业领军人才。
物理化学以往的考核其成绩分布主要由两大部分组成,一是平时成绩(30%)(包含平时到课率和作业完成情况),一是期末考试成绩(70%)。由于平时成绩中包含的内容死板,不能全面考查学生在各个章节中对教学内容的学习情况,因此,不能激发学生对课程学习的自主能动性及学习热情,导致平时上课效果较差,与教师的积极互动较少,导致学生临近期末考试时产生临时跑佛脚的思想极为严重,为了修到本课程的学分,采用短时突击的方式对所学知识进行死记硬背[5],对基础知识没有很好地理解,对相关基础知识的应用能力较差,考试结束基本知识很快被忘记,这种考核方式严重违背了本科培养方案中对该门课程设置的初衷,不能达到课程的教学目的,更不能达到对学生综合能力的培养。
针对现有物理化学课程的考核方式存在上述问题,对物理化学课程考核方式的改革显得极为重要。通过物理化学课程的学习,为了使学生掌握课程在工程教育认证中所获得的毕业要求,必须对教学过程进行考核,也就是要形成课程的过程性评价机制。
结合工程教育认证的要求,物理化学课程在冶金工程专业中的教学目标、教学内容及冶金工程专业学生的实际情况(生源质量、就业机会)等进行合理设计,同时针对现有考核方式存在的主要问题:(1)课堂上学生与教师的互动少、主动学习的积极性不高、课堂玩手机现象少量但依然存在;(2)对基础知识的综合应用能力欠缺,等等。围绕上述问题,教师可以针对性地建立相应知识点的考核指标体系。本文围绕工程教育认证中物理化学课程对应的三个毕业要求指标点1-3、2-3、4-1的明确要求[6],对今后该门课程的考核评价方式进行改革,在原有仅仅对平时成绩和期末考试成绩评价的基础上进行完善,大大提高学生对课堂及平时课程的参与度,如PPT制作及讲解、课堂回答问题、辅助线上教学平台中章节思维导图的总结、话题的讨论、随堂练习、问卷,等等环节,不断丰富物理化学课堂的终结性评价范围,进而形成一套高效可行的、全面考查学生学习度的考核评价机制,如图1所示。
图1 《物理化学》课程考核评价机制示意图
2.2.1 教学课堂实施及效果
物理化学课程的课堂教学目前依然主要以板书和多媒体PPT相结合的方式进行。因此,在教学过程中,以课堂提问的方式考查学生对所讲知识点的掌握情况,对学生的学习效果进行实时的监督与考查,并对其进行量化考核,计入课堂表现,以促进学生积极听课,同时积极做出响应回答所提问题;另外,根据物理化学的课程性质,选择性地就某些知识点的讲解布置给学生,让学生参与教学过程,考查学生在PPT制作过程中对查阅资料、团体合作等能力,同时通过课堂PPT讲解,考查学生对知识的理解及语言表达等能力。从PPT中对展示知识点的完整程度、PPT的展示效果、辅助相关视频、知识点的讲解及语言表达能力等方面进行学生打分和教师打分,取其平均值,结果如表1所示。从学生制作PPT及讲解来看,有了第一次PPT制作的经验,第二次的制作不管是从制作角度,还是从讲解角度都有了很大的提升。由此可见,只要教师愿意给学生施展才华的机会,对学生学习的积极性进行合理的引导,学生学习的积极性、主动性和创新性都会有所提升,一定会交出一份满意的答卷。
表1 2020—2021年度物理化学五个学习小组课堂PPT制作及讲解的效果分析
2.2.2 辅助线上平台的实施及效果
为了解决课堂教学过程中,学生与教师互动较少、课堂气氛死板,同时,受新课改的影响,教学课时严重不足导致课堂上讨论话题时间不足等现状,造成教学效果差,在物理化学课程的教学过程中,积极引进新的教学平台(如“雨课堂”“超星学习通”和QQ群课堂等)[7],通过多种途径提高学生对教学内容及教学活动的参与度,如借助“学习通”软件中的签到、抢答、随堂小练习、讨论、章节思维导图总结,等等环节的实施,对学生参与的程度进行积分排名,调动学生参与线上教学环节的积极性,通过互动,教师可对学生的课堂教学内容得到即时的反馈,同时也可借助主题讨论环节对课堂上涉及的相关知识、人物、事件及在日常生活的应用等进行大讨论,激发学生对知识挖掘的好奇心,进而加强学生对所学知识的理解与应用,同时完成了课程的对应目标,最终达到对应的毕业要求指标点。学生线上教学环节中课程互动、签到以及讨论话题的完成情况如图2所示。结果表明,签到环节学生都是100%的签到率,但是在课程互动上只有一个学生没有达到要求,其他学生的参与度还是比较高,学生的积极性也较好,但是在话题的讨论上,可能是对涉及的知识点的兴趣、难度等各种原因学生的参与度不是很高,还有待提升;从分析结果来看,学生对教学环节的参与度与所教学环节的类型及难度有关,因此,为了提高学生的参与度,今后要加大选择题、简答题及判断题的力度,而对于讨论性话题则可以采取提交调研报告的形式进行考查。
图2 2020—2021年度物理化学线上教学环节完成情况分析
为了实现全方位育人的教育理念,达到工程教育认证对学生综合能力的培养,本文在原有物理化学课程考核方式的基础上进行改革,加大学生在教学过程学习的考核环节,采取各种方式提高学生对物理化学课程学习的参与度,加深对知识点的理解,扩宽物理化学知识点在各个领域的应用,培养理论知识深厚、创新意识强的高素质专门人才。