大专物理化学论文

2022-04-16

进入20世纪以后,物理学、生物学和数学的迅猛发展以及各类实验技术和精密仪器的发明,特别是计算机技术的日益成熟,使化学学科的研究取得了突飞猛进的进展。美国化学工业实际上已经成为了国家的支柱产业。21世纪初,美国化学工业产值约占国民生产总值的35%,化学品出口量占出口产品总量的38%。下面小编整理了一些《大专物理化学论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

大专物理化学论文 篇1:

化学教师职业特色技能教育的深度开发与创新研究

摘要 从化学教育专业专升本函授生面授中级化学实验过程的心理状态研究入手,进行学生心理状态归因分析及调控策略研究,以进行创新思维、创新意识的培养,形成创新的内部动因。通过精选涵盖面广、具有代表性、与中学教学相关的实验内容,创设制作中级化学实验辅助教具,人性化合理编排实验教学顺序,自愿选择与合理调配原则分组,培养良好团队协作精神,强化环保意识等环节切实可行地去深度开发教师职业特色技能教育,促进创新能力的提高。

关键词 化学技能教育 教师职业特色 深度开发 创新研究 化学教育专业专升本函授生

在借鉴西方国家的一些成功的方式方法[1,2]并结合函授生的生源、年龄、职业、教育背景等函授教育自身特点,深入进行大学继续教育的基础上,提高化学教育专业专升本函授生教师职业特色技能水平的关键在于提高其化学实验技能和创新能力。在21世纪的今天,传统的教授方式已日渐显出其弊端和不足,限制着教育质量的进一步提高。所以,培养和提高中学教师的实践创新能力成为我国教育事业的当务之急。

我们从化学教育专业专升本函授生面授中级化学实验(物理化学实验和结构化学实验)过程的心理状态研究入手,进行学生心理状态归因分析及心理状态调控策略研究。

从提高函授生实验技能和创新能力的多个环节抓起,实施提高化学教师职业技能教育的研究方案策略。

1 对函授生的心理状态进行研究,开拓创新思维、创新意识,形成创新的内部动因

1.1 函授生的心理状态研究

函授生的中级化学实验教学是在函授生集中面授期间进行,课时集中,学生既要理解实验原理,操作观察记录,又得及时列表、画图、处理数据,写出实验报告,而实验基本技能的操作要求同全日制本科生的实验内容是一致的,这种密集的连续实验操作和持续学习使相当数量的函授生感到一时不能适应,加之中级化学实验具有仪器多,实验理论复杂,操作技能要求高,多因素影响实验结果的特点,全日制学生在做中级化学实验前必须先写出实验预习报告,而函授生受面授时间的限制,刚从某门理论课的考场出来,就要进实验室做实验,往往没有时间预习;他们在大专就读期间,很少接触到中级化学实验,对于这些使用现代光学、声学、热学、电学仪器来研究化学反应的实验内容感到新鲜、好奇的同时,也会有或多或少的畏惧心理。面对陌生的一套套仪器,复杂的反应装置,使用的氢、氧、氮高压储气瓶和电脑控制的现代仪器、特殊的玻璃仪器,加之化学药品的危险性,学生往往会产生一些恐惧、紧张的心理,他们担心自己在实验过程中是否会损坏仪器,是否因反应条件不当使反应失败,是否会出现意外事故。这些忧虑往往使他们在开始时缺乏自信,对自己的实验操作方式、实验结果的分析判断心存疑虑。在教师的注视下往往情绪紧张。

一部分函授生但求及格,不求优秀,实验操作过程中,机械地操作,被动地应付;怕损坏仪器、又怕实验失败。他们不能及时预习实验内容只是被动地操作和记录数据,技能的熟练受到影响,从学生书写的实验报告看,由于大多是经验丰富的中学化学教师,文字整齐、流畅,但数据分析欠缺,因中级化学实验的原始数据要求给老师留一份,每个学生留一份,防备学生抄袭数据处理。初始阶段的实验记录认真,分析仔细,表格设置合理,作图较仔细,实验操作也较规范,但随着集中连续实验课的进行,产生敷衍心理。

1.2 函授生的心理状态归因分析

专升本函授生在中级化学实验教学过程中的心理状态主要归因于函授生自身因素、物理化学实验、结构化学实验课的组织因素和函授教育管理因素。

(1)函授生面授期间的学习强度比平时大。专升本函授生均为在职进修,平日的工作强度大,自学时间少,函授学习多在工作之余,学习时间松散;在面授期间,系统深入、连续密集的理论课程及考试,函授生多靠突击来过关,直接影响到后继课程的学习效果;连续几天,全天都在实验室紧张地做实验,体力疲劳,导致心理疲劳。

(2)专升本函授生在面授实验课过程中,由于学生多来自于乡镇学校,演示实验做得较少,学生实验多是借助于黑板的图解讲授,少有进实验室操作的机会和使用现代仪器的条件,更是缺乏对物理化学、结构化学实验使用由电脑控制的现代光学、声学、热学、电学仪器操作经验,易损坏仪器,打破玻璃仪器,浪费药品,进而导致实验失败,这种身体疲劳和心理疲劳的相互诱导[3],最终导致实验操作中必需的心理协调遭到破坏。

(3)一部分函授生缺乏心理内驱力,认为“物理化学实验、结构化学实验中学教学用不上”,上实验课无精打采被动应付;或对实验内容理解欠缺,潜意识地回避与教师的互动交流;或强迫自己死记硬背而疲惫不堪,造成被动的局面;而动机过强,欲速则不达,往往会偏离运用物理化学的原理去解决问题的特殊思维方式,结果误解物理化学实验原理而陷入焦虑情绪。

1.3 函授生的心理状态调控策略

函授中级化学实验课教学中,面对函授生被动的心境和消极情绪,要通过教师的主导作用和调动学生求知欲望的主体作用,来促进创新思维、创新意识的产生,形成创新的内部动因。

(1)专升本函授生学习具有挑战性的物理化学实验和结构化学实验,首先,要使他们变被动学习为主动学习,发挥主观能动性和创造性,形成自己的知识体系和认知结构。因此,在教学过程中,加强对函授生的函授学习动机和专业思想教育,唤起学生学习的主体意识和学习责任感,通过主体积极主动做实验,才能促进化学技能的发展。

(2)在函授生物理化学实验课的教学过程中,使学生学习态度、实验能力表现和行为习惯等心理素质提高,心理状态改变,关键在于教师主导作用的发挥,而教师的主导和学生主体两者之间的协调,将会使函授生在物理化学实验操作过程中培养出沉着、细致、踏实、吃苦、耐挫的心理品质。同时,教师通过操作演示[4,5]耐心指导每一位学生,发掘各实验小组协作配合作用,从实验指导到学习氛围方面,为学生提供及时有效的帮助,使函授生能够及时克服困难,走出困境,恢复自信,努力向上。

2 创设多种形式提高函授生中级化学实验操作技能的研究

2.1 精选实验内容

中级化学实验独立设课,以复旦大学等校主编的《物理化学实验》为主要教材。选择适合培养化学教学技能的实验为函授生的教学内容,使学生们在较短的集中面授期间能够较快、较全面地学到一些必需的、有提高性的实验技能。再回到中学教学岗位后就能立竿见影地促进中学化学实验技能的提高,并提高化学教学质量和水平。

2.1.1 选择涵盖面广、具有代表性的实验内容

精选热力学、动力学、电化学、胶体化学和表面化学、结构化学中涵盖面广、具有代表性的实验内容,使学生能够全面掌握物理化学、结构化学实验技能,并提高创新能力。

2.1.2 选择与中学教材内容相关的实验内容

注重选择典型实验,提高和深化中学实验内容,促进创新能力的提高。中级化学实验用现代精密物理化学仪器研究化学反应及物质的微观结构组成,是每一位从事化学教育的人都应该重视和掌握的课程。对其他化学课程的学习和理解化学变化的规律有很大的启发。引导函授生深入理解每个实验的意义、精讲原理、操作示范,创设与应用相似的情景,同历年高考题,高中化学奥林匹克竞赛中出现的有关物理化学实验和结构化学实验的内容,中学化学实验的一些原理、装置和操作联系起来,采用逐层深入的方法加以讲解,循循善诱、深入浅出进行指导,师生充分互动,思维保持高度一致,使学生在不知不觉中领会知识,掌握技能,觉得物理化学实验很有实际用途,学有所用,在专升本函授生教学过程中,学习的化学专业的理论课程物理化学、结构化学及其实验课并不是束之高阁的理论,而是与今后中学化学教学、高考、化学奥林匹克竞赛的指导息息相关的重要基础和必要环节,可提供广阔的思维、操作技能空间,随着中学化学教育、高考、化学奥林匹克竞赛的纵深发展和改革,物理化学实验、结构化学实验显得越来越重要。做好中级化学实验确实能提高他们的实验技能和思维方法;有利于他们回到中学教学岗位上有能力突破旧框架,闯入新领域,进行创新性研究;可进一步提高自身的职业技能、创新能力和综合素质。

2.2 制作中级化学实验辅助教具

物理化学实验和结构化学实验仪器多、原理抽象、操作复杂、数据处理烦琐,在有限的实验课时内,很难对十余台仪器组成的由电脑控制的一套仪器装置的工作原理、反应机理、操作程序、数据处理、作图等实验内容有比较清晰的理解和掌握,笔者针对诸如此类的实际问题,利用一些化学等作图软件,创设、制作一些实验操作说明示意牌,仪器量纲换算说明示意牌,仪器组装最佳性能示意图示牌,仪器电路、气路示意图示牌,光学、电学、热学仪器原理示意图示牌,各类反应机理示意图示牌等。这些辅助教具色彩鲜艳明快,使实验者不需要查阅实验教材后附内容:仪器、技术部分的介绍及说明书,即可对实验原理、仪器工作原理、反应机理、操作流程、数据处理、量纲换算等实验内容一目了然,使学生们方便、快捷、直观地操作各类光学、声学、热学、电学现代实验仪器,运用计算机控制实验条件、进行实验、数据处理、应用化学软件作图,不再面对陌生的一套套仪器、复杂的反应装置而感到束手无策、恐慌、紧张了,充分激发学生的求知欲和创新的冲动,唤起学习的责任感,顺利地完成难度较大的中级化学实验,演示实验的能力得到提高的同时,也提高了对实验现象和实验结果进行表述分析的综合能力,从而较快地提高实验技能和创新能力。

3 科学管理面授实验课程,有效促进实验技能和创新能力的提高

3.1 在课程管理上合理编排好实验教学顺序

进行适当的调整,避免集中学习密集实验课的压力,对同级的3或4个平行班,改变集中进行实验课的办法,分班循环,同理论课穿插进行,学生们的恐惧、紧张心理与身体疲劳、心理疲劳得到缓冲和调节,为函授生有张有弛合理用脑营造最佳心理场,随着学生对实验仪器、药品性能的掌握,实验环境的逐渐熟悉,实验次数的增多和深入,自信心明显增强,其心理素质明显提高。

3.2 自愿选择与合理调配分组,培养良好团队协作精神

注重非智力因素的培养,培养学生敢于冒险,善于协作,富有恒心和毅力,具有良好的团队协作精神。我们认为这是创新成功的重要保障。在实验题目公布后,本着自愿结合、男女生合理搭配的基本原则进行分组,根据学生性别、学业成绩、素质特点等方面的差异,由教师适当调配,并选出实验小组长。在这种自愿选择与合理调配相结合分组的实验小组中,组员们互相了解和信任,配合比较默契,实验氛围融洽,实验的成功率高,损坏仪器的现象大大减少。面对物理化学、结构化学实验室中陌生的仪器、复杂的反应装置,使用的氢、氧、氮高压储气瓶和电脑控制的现代仪器、特殊的玻璃仪器等,学生的恐惧、紧张心理被同学间的信任和默契取代。以往他们总担心自己在实验过程中会损坏仪器,会因反应条件不当使反应失败,会爆炸出现事故等等。这些顾虑使他们缺乏自信心。现在这些忧虑在实验小组协作、和谐的氛围中逐渐消除了,函授生对自己的实验操作方式、实验结果分析判断的疑虑减轻。在教师的注视下情绪紧张、出现颤抖、出汗及焦虑的现象也明显减少。团结、协作的氛围使得学生自信心增强,随着实验的顺利进行,情绪饱满,思维敏捷,表现出强烈的探究兴趣,教师因势利导,充分互动,学生在掌握实验技能的同时,创新能力也得到提高。

3.3 强化环境保护意识

在物理化学实验教学中,随时注意唤起函授生的环保意识,对实验用过的废滤纸、废液、废渣分门别类集中收集,统一处理,使污染物转化为无污染物后再倒入废液桶。鼓励他们充分利用药品,循环使用,减少污染和消耗。期望他们也把环境保护意识带入中学,使我们的青少年都有环保意识,形成全民共识。

4 结语

我们对在职的化学专业专升本函授生进行化学教师职业特色技能教育的深度开发和创新研究,调整和改善中级化学实验教学的策略和多个环节,使之适应21世纪对中学化学教师职业特色技能的新要求、新挑战,这是新的大学继续教育实验课教学模式的一种尝试。我们在实验教学实践过程中充分体会到化学教师职业特色技能教育的深度开发与创新研究对于化学教育专业专升本函授生的物理化学实验、结构化学实验教学的作用之大。不少函授生考取了硕士、博士甚至留学生。几年的教学成果积累和学生的受欢迎程度证明这是一条阳关大道。化学教师职业特色技能教育的深度开发与创新研究旨在抛砖引玉,希望有更多的老师投入到大学继续教育的教师职业特色技能教育的深度开发与创新研究中来,为国家、社会培养出更多素质全、能力强的高质量优秀中学教师。

参 考 文 献

[1] Sally C.Journal of Chemical Education,2001,78(4):488-490

[2] Goodwin J A,Brian D G.Journal of Chemical Education,2001,78(4):491-493

[3] 王淑秀,孙继民.心理学.兰州:甘肃教育出版社,1996:221-240

[4] 秦淑琪,刘秀辉.实验室研究与探索,1991,(2):3-5

[5] 秦淑琪,刘秀辉.西北师范大学学报,1993,(4):45-46

作者:秦淑琪 黄玉花

大专物理化学论文 篇2:

美国大学化学专业Top 10介绍

进入20世纪以后,物理学、生物学和数学的迅猛发展以及各类实验技术和精密仪器的发明,特别是计算机技术的日益成熟,使化学学科的研究取得了突飞猛进的进展。美国化学工业实际上已经成为了国家的支柱产业。21世纪初,美国化学工业产值约占国民生产总值的35%,化学品出口量占出口产品总量的38%。近年来,美国化学专业的四大传统研究领域——分析化学、无机化学、有机化学和物理化学——已向生物学、材料科学和物理学等学科领域不断地渗透发展,逐步形成了以下八类专业领域:分析化学(Analytic Chemistry)、无机化学(Inorganic Chemistry)、有机化学(Organic Chemistry)、物理化学(Physical Chemistry)、生物化学(Biological Chemistry)、理论化学(Theoretical Chemistry)、材料化学(Materials Chemistry,包括高分子化学Polymer Chemistry和纳米科学Nanoscience等研究领域)、核化学(Nuclear Chemistry)、环境化学(Environmental Chemistry)和大气化学(Atmospheric Chemistry)等其他交叉学科领域。

Top10介绍

1 Massachusetts Institute

of Technology

该校在招收新生时非常注重申请者的本科化学成绩,对于申请者的本科数学和物理成绩也较为重视。考虑到化学系目前的专业方向,学校建议数学和物理基础较好的申请者可以选择物理化学(Physical Chemistry)或化学物理(Chemical Physics)研究方向,而数学和物理基础相对薄弱的申请者选择有机化学(Organic Chemistry)方向。

在录取过程中,学校也很注重申请者以往的研究经验。国际申请者申请时需要向校方提交GRE和TOEFL成绩,尽管GRE化学专项考试(Subject Test)成绩不是必需的条件,但校方仍建议申请者尽量提供这一成绩,以衡量其化学专业水平。该校化学系的申请截止时间为12月15日,申请费为70美元。

网址:http://web.mit.edu/chemistry/www/index.html

2 University of

California-Berkeley

该校化学系要求入学新生的本科平均GPA在3.0以上。国际申请者必须向校方提交GRE和TOEFL成绩,同时还必须提交GRE化学专项考试成绩,但也接受GRE生物和物理专项考试作为化学专项的替代成绩。在录取过程中,起决定作用的是申请者在本科阶段所从事的化学研究。学校重点考查的因素有:申请者所从事研究的深度和感兴趣的方向、未来的研究潜力以及潜在的科学创造力。

化学系每年约收到500~600份申请材料,最终被录取的新生将免除就读期间的一切费用(包括学费和生活费用),但申请者必须在1月5日的最后截止日期之前提交完整的申请材料,国际学生的申请费为80美元。获得化学博士学位的平均时间为4~6年。

网址:http://chem.berkeley.edu/

3 California Institute

of Technology

该校化学系规模不大,每年从700多名申请者中招收10名左右的新生。申请该校需要提交的材料有:完整的申请表格、个人陈述、GRE和TOEFL考试成绩(国际学生)、以前任何就读学校的官方成绩单、至少3封推荐信。学校要求每位申请者都提交GRE的化学专项考试成绩。申请加州理工学院的截止日期为1月1日,申请费为80美元。

网址:http://chemistry.caltech.edu/

4 Harvard University

该校化学系提供化学和化学物理两个方向的博士学位,但并不提供化学硕士学位。在录取的新生中,绝大多数都接受过生物化学、有机和无机化学、物理化学方面的实验室专门训练。为此,化学系非常看重申请者GRE的化学专项考试成绩。

化学系要求申请者必须参加GRE的General和化学专项考试。由于申请截止日期是12月8日,因此这些考试最晚应于入学前一年的11月份之前完成。该校化学系对于所有入学新生均提供全额奖学金,包括系奖学金、助教奖学金和助研奖学金等形式。申请费用为90美元。

网址:http://www.chem.harvard.edu/academic/index.php

5 Stanford University

该校化学系单独不提供化学硕士学位,仅接受申请博士学位的新生。提交在线申请表格的截止日期为1月3日,但包括3封推荐信、GRE成绩单和本科官方GPA成绩的文件可以延迟到1月31日。

学校建议申请者最晚于秋季参加GRE General考试,在11或12月参加GRE的化学专项考试。对于国际学生而言,TOEFL成绩也是必须提交的材料之一。化学系的申请费用为105美元。对于所有获得入学许可的新生,化学系均提供包括学费和生活费在内的全额奖学金。2006~2007学年的入学新生在学费全免之外还将获得每年近20000美元的生活补助。

网址:http://www.stanford.edu/dept/chemistry/academic/index.html

6 University of Illinois-

Urbana Champaign

该校化学系提供的主要研究方向有:分析化学、化学生物、化学物理、有机和无机化学,以及物理化学。学校在化学领域仅提供化学教学的硕士学位,其余专业方向均只提供博士学位。

化学系的申请截止期限为1月31日,国际学生的申请费为60美元。申请者需要提交的材料有:完整的申请表格、3封推荐信、官方GPA成绩单、GRE General和化学专项考试成绩,国际学生还需要提交TOEFL成绩。值得一提的是,化学系要求国际申请者的新TOEFL成绩中口语部分不得低于24分(满分30分)。

网址:http://www.scs.uiuc.edu/chem/

7 Columbia University

该校在化学领域并不提供硕士学位,因此学校仅考虑接受那些有意攻读博士学位的新生。决定录取与否的基本标准是学生在本科阶段所接受的化学训练、GRE General和化学专项考试成绩。由于每年成功申请的学生中往往许多人具有不同的专业背景,因此化学系没有严格限定申请者的本科专业。

国际学生申请时需提交TOEFL成绩,学校也接受雅思(IELTS)成绩作为替代。申请的截止日期为12月15日,申请费为85美元。

网址:http://www.columbia.edu/cu/gsas/departments/chemistry/department.html

8 University of

Wisconsin-Madison

该校的化学系囊括了分析化学、有机化学、无机化学、材料化学和物理化学等五大专业方向,每个研究方向均提供硕士和博士学位。全系共有近60名全职教授,科研实力相当雄厚。化学系要求申请者拥有化学专业学士学位,或者本科专业与化学相关。学校对申请者本科GPA的最低要求为3.0,但被化学系录取的新生GPA一般都在3.5以上。此外,学校对国际学生的TOEFL成绩提出了较高要求,新TOEFL成绩在92分以下者即使被录取,仍必须接受学校自行组织的英语水平测试。

化学系要求所有国际申请者都必须提交GRE General和化学专项考试成绩。GRE成绩的最低分数为语文440分,数学660分,写作3.5分。申请秋季入学的最后截止日期是1月15日,申请费为45美元。

网址:http://www.chem.wisc.edu/graduate/guide/graduate

9 Cornell University

该校化学系的研究内容非常广泛,涵盖了理论化学、分析化学、生物有机化学、生物物理化学、化学生物、无机化学、有机化学、材料化学、物理化学和高分子化学等十大领域。化学系只接受秋季入学攻读博士学位的申请者,每年申请的最后截止日期为1月10日。

化学系要求每位申请人提交的申请材料有:完整的申请表格、化学系和化学生物的课程记录表、个人陈述、3封推荐信、本科官方成绩单、GRE和TOEFL考试成绩。所有申请者都必须提交GRE General和化学专项考试成绩。在近年被录取的新生中,GRE化学专项考试(Subject Test)成绩一般在850分以上(满分为990分)。

网址:http://www.chem.cornell.edu/grad/index.asp

10 Northwestern University

该校化学系每年录取新生的平均本科GPA在3.3以上,GRE平均成绩为语文544分,数学738分,写作4.9分,GRE化学专项考试平均成绩为702分(满分为990分)。化学系非常注重申请者的实验能力和独立思考能力,并鼓励申请者提交已出版的论文或著作以证明自己的研究能力。申请的截止日期为12月31日。

学校将对每位被录取的新生提供包括学费和生活费在内的全额奖学金。国际学生必须提供TOEFL成绩来证明自己的语言水平,但也可以提供IELTS成绩作为替代。化学系所要求的新TOEFL最低成绩为100分(满分为120),IELTS成绩最低为7分。

网址:http://www.chem.northwestern.edu/graduate/

对申请者的建议

美国的Top 10化学系均拥有较长的研究历史,在学术上有雄厚的积累,但相对于其他理科专业,如物理、数学及生物学科而言,美国大学里的化学学科规模相对较小,一般系内全职教授的人数不超过40人,因此招生规模也相对较小。加之许多学校并不严格限定申请者的本科专业,因此化学系的申请难度非常高。

为此,立志申请美国TOP 10化学专业的同学需要在自己的“硬件”条件上苦下工夫。具体来看,包括以下两大方面:

1、尽力提高自己的本科GPA、TOEFL和GRE考试成绩等指标。理想的状态是本科GPA在3.6以上,GRE语文600分、数学750分、写作5.0以上,新TOEFL成绩105分以上,GRE化学专项考试成绩争取满分,至少达到900分。

2、努力提高科研水平。本科生在校期间应争取多参与一些国家乃至国际级的化学科研项目,早日进入自己感兴趣的实验室从事专业领域研究,同时不放松对其他相关学科的钻研。近年来,化学已向其他领域如生物学、材料科学和物理学方向不断渗透发展,成为新型的化学交叉学科或边缘学科研究人才必然会获得美国顶尖化学系的青睐。

作者:杨维新

大专物理化学论文 篇3:

案例研究型学习模式下大学生创新能力培养的探究

摘要:大学生是创新型国家建设的中坚力量,培养大学生的创新意识和创新能力是我国高等教育改革的重要任务之一,也是提升大学生素质的重要措施。本文以专业基础课程“物理化学”教学中采用的案例研究型学习模式为例,探索其对于培养和增强大学生创新意识和创新能力的作用。

关键词:大学生;主动学习;创新能力;案例研究型学习模式

随着全球知识经济的迅速发展,创新能力的强弱已成为一个国家能否在国际竞争中取胜的决定性因素。大学生是创新型国家建设的中坚力量,培养大学生的创新意识和创新能力是我国高等教育现阶段的重要目标之一[1,2]。然而,对于大一学生而言,他们对大学的学习与学术环境的适应才刚刚开始,普遍存在着专业基础不扎实、知识积累不够、科研创新能力欠缺等问题,因此在科研训练计划实践过程中,一些学生也相继出现了兴趣缺乏、创新动力不足的情况[3,4]。笔者以“物理化学”专业基础課教学中采用的案例研究型团队学习模式为例,探索如何通过专业基础课的学习帮助学生挖掘他们的研究兴趣和科研潜力,在学习探究过程中激发大学生的创新意识和培养创新能力。

一、什么是案例研究型团队学习模式[5]

案例研究型团队学习模式的核心思想是将科研训练融入课程教学过程中。教师要做到寓教于创新,真正将自身的科研工作与教学工作充分融合,使大学生在专业基础课学习过程中得到科研创新能力的训练。为此,笔者结合“物理化学”本科课程的教学任务和上海海洋大学食品科学与食品安全、生物制药以及环境科学等专业特点,以科研创新能力训练为目标,对授课内容进行了适当调整,增设了“表面活性剂在食品工业中的应用”、“超临界流体及其在食品、医药、环境中的应用”、“电化学传感在食品检测、环境保护以及生物医药等领域的应用”,以及“胶体化学在药物中的应用研究”等授课专题,面向胶体化学、超临界流体、电化学传感等领域的国际研究前沿,开拓了学生的国际视野,引导学生结合自己的兴趣,聚焦某一研究领域并挖掘其中存在的主要科学问题,进而提出自己的科研设想。

学生则结合自身的兴趣,以团队(由4—5个学生组成)的形式开展相关专题的文献调研工作,挖掘专题内的研究热点和难点,并探究研究难点背后存在的关键科学问题。在这个过程中,如何凝练科学问题是培养创新能力的关键环节,也是后续科研实践训练的前提。而这对于刚接受科研训练的学生而言比较困难,此时教师一定要给予适当的引导和帮助,让学生在探究的过程中收获自信和快乐,做到寓学于乐。

案例研究型团队学习模式下创新能力的培养,不仅关注学生的创新思维能力训练,同时也十分注重学生写作能力和语言表达能力的培养。写作是用科学的语言编辑创新性思维的过程,每个团队均需撰写1份正式的科研计划书,内容需要涵盖拟选课题的研究意义、当前的研究现状、存在的主要问题、拟采取的研究思路和方法、技术路线及可行性分析、主要的创新点,以及课题的时间安排和经费预算。语言表达能力的培养体现在最终的答辩环节,每位学生代表需要在规定的时间内(8—9分钟)简明扼要地陈述团队拟申报的课题的研究意义、拟解决的关键科学问题、研究思路及主要创新点。答辩环节可以直接折射出学生对课题的探究和思考的深度。

二、案例研究型团队学习模式下学生的学习效果分析

较强的主动学习意识和主动学习能力是培养创新能力的重要前提。案例研究型团队学习模式下,学生的主动学习意识和主动学习能力明显增强。具体表现在学生在课后围绕以上几大专题,主动搜集资料,了解相关领域目前的研究现状。例如,食品科学专业的学生以“表面活性剂在食品工业中的应用”为主线,选择硬脂酰乳酸盐(一种食品乳化剂)为研究主题,探讨了其如何通过调节食品混合料液中各种构成相之间的表面张力,从而稳定食品的物理状态,改进食品的组织结构,控制食品加工过程,改善风味、口感,提高食品质量。并从乳化剂的作用机理、乳化剂的性能指标、乳化剂与食品中的蛋白、淀粉的相互作用等多个方面进行了深度调研;另有学生从表面活性剂结构的角度,探讨了其在食品工作中所具有的增溶、起泡、湿润等功效,对于书本上阐述的表面活性剂的两亲结构理解得更加透彻。此外,还有学生从生物表面活性剂在食品保鲜防腐中的应用角度,在列举生物表面活性剂的优点(低毒、可生物降解、来源广泛)的同时,剖析了其中的不足,如产量低、价格贵、批量生产难、食品保鲜防腐毒理学评价资料欠缺等,并提出了对于未来如何解决这些问题的见解和思考。环境科学专业的学生在案例研究型团队学习模式的引导下,从所在专业的角度,以电化学技术为切入点,分组探讨了电化学技术在污水处理以及生物电化学技术在海水淡化方面的应用。案例研究型团队学习模式建议学生将物理化学基础理论与所学专业结合,同时也鼓励学生发散思维,可以将物理化学基础理论与当下的研究热点或者是自身的研究兴趣结合。在此引导下,有学生将电化学技术与新能源研发相结合。在能源缺乏、环境污染严重的大背景下,以太阳能电池为例,调研了电化学在新能源研发中的应用。并以几种太阳能电池的特性为切入点,分别叙述了它们的优缺点,以及光电转换效率和发展前景,经过小组集体的讨论和思考,提出了晶硅电池材料和量子点太阳能电池在新能源开发方面很值得期待。

较强的独立思考能力是创新能力培养和提高的重要保证。案例研究型团队学习模式实施以来,学生的独立思考能力也有所增强。例如,在物理化学基本概念“广度性质与强度性质”学习过程中,学生对于“压强是强度性质”提出了疑问:“根据道尔顿分压定律,气体的分压与其摩尔分数成正比,那意味着气体的分压与与其物质的量正相关,如此,为什么压强却是强度性质而不是广度性质呢?”

案例研究型团队学习模式下,学生在完成作业时的表现也不同于以往被动的学习模式。主要体现在两个方面:(1)学生会主动运用思维导图的形式梳理“物理化学”的知识脉络,架构富有新意,形式表现丰富多样;(2)在解题过程中,学生会从不同角度思考问题,创新性地提出多种解题思路和方法,分析各种方法的优缺点,并从自我认识的角度选出最佳解决方案。

在案例研究型团队学习模式影响下,越来越多的本科生愿意更早地进入实验室,或是参与教师的课题,或是验证自己的设想,到目前为止有多名学生在教师的引导下获得“大学生创新项目”计划的资助。两年多以来已有1名本科生在中文核心期刊上发表了研究论文。

三、总结

案例研究型团队学习模式帮助学生从传统的“填鸭式”被动学习状态中解放出来,在课堂上为他们营造主动学习、独立思考的氛围,帮助他们顺利地迈出了传统的“学习舒适区”,让他们徜徉在知识探究的海洋里,品尝着从发现问题到解决问题过程中的快乐。案例研究型团队学习模式的探究结果表明,学生的主动学习意识和主动学习能力、独立思考能力、创新意识和能力均有明显的增强。在创新意识的驱动下,科研能力也得到了一定程度的提升。以上取得的成绩是令人欣慰的,然而大学生创新能力的培养不是一蹴而就的,教师和学生仍需不断努力,共同进步,以期在将来取得更大的进步。

参考文献:

[1]张敏,鞠春华.大学生创新能力培养的研究[J].教育探索,2013,(9):105-106.

[2]沈逢云.大学生创新创业能力培养路径探索[J].高校论坛,2017,(19):14-15.

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作者:卞晓军 熊振海

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