[出处] 教育教学论坛_2022年第17期

蒙丽丽 李媛媛 李猛 朱汝葵

[关键词] 物理化学实验;课程思政;混合式教学;教学改革

[基金项目] 2020年度广西壮族自治区教育厅自治区级“一流本科课程线上线下混合式一流课程‘物理化学实验’”;2020年度南宁师范大学教学改革项目“基于‘两性一度’的大学化学实验课程评价实践研究——以‘物理化学实验’课程为例”（2020JGXO16）;2021年度南宁师范大学课程思政示范项目“物理化学实验”;2021年度南宁师范大学课程思政示范课程教学团队“‘物理化学实验’课程教学团队”

[作者简介] 蒙丽丽（1972—），女，广西上林人，博士，南宁师范大学化学与材料学院教授，硕士生导师，主要从事发光材料研究;李媛媛（1980—），女，黑龙江齐齐哈尔人，博士，南宁师范大学化学与材料学院讲师，主要从事无机材料研究;朱汝葵（1970—），女，广西玉林人，硕士，南宁师范大学化学与材料学院副教授（通信作者），硕士生导师，主要从事中学教育研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）17-0121-04 [收稿日期] 2022-01-05

“物理化学实验”课程是高等师范院校化学专业的核心课程，它将物理化学理论具体化、实践化，属于高阶性实验范畴，其在塑造学生价值理念、培养学生的科学素质和创新能力方面起着至关重要的作用。目标导向教育理念（Outcome Based Education， OBE）是以成果为目标导向，以学生为中心，采用逆向思维的方式来组织、实施和评价课程的理念。在普通高等学校师范类专业认证大背景下，如何基于OBE理念在“物理化学实验”课程中贯彻“学生中心、产出导向、持续改进”的方针，不断提高师范生培养质量，是新时期化学专业师范教育面临的关键问题。

根據《教育部关于印发〈普通高等学校师范类专业认证实施办法（暂行）〉的通知》和《教育部关于印发〈高等学校课程思政建设指导纲要〉的通知》，化学专业是要培养具有政治认同、社会责任、家国情怀的“有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心”的化学教师。“物理化学实验”课程是实现专业培养目标的课程载体，它面对的是师范教育中的微观问题，要解决的是培养目标落地的问题。

现阶段，我国大多数高校沿用注入式物理化学实验教学模式。刘莹[1]提出了考核重心向平时成绩迁移来全面培养学生的创造性;陈素艳[2]提出了物理化学实验教学评价参与实验过程的各个环节;陈修文[3]构建了以成果为导向的物理化学实验评价体系。以上教学改革增强了物理化学实验的教学效果。教学中如何坚持立德树人的理念，坚持“两性一度”的标准，创新实验课程的人才培养模式仍是亟待解决的问题。

作为西部师范类院校，我校主要是为少数民族地区培养服务于基础教育的师范生。针对师范生“践行师德、学会教学、学会育人、学会发展”的毕业要求和我校学生实际，对化学专业的“物理化学实验”课程进行了教学改革。

一、基于OBE理念的物理化学实验内容的改革和实践

本科教学应该坚持“以本为本”，做到“四个回归”。“物理化学实验”课程既要关注“教学”，又要脚踏实地地关注“教育”。物理化学实验内容是实现上述目标的实践类课程载体，该课程内容在OBE理念下的重新构建是关键环节。基于我校为少数民族地区培养服务于基础教育的化学师范生的目标，主要在以下几方面对课程内容进行了改革。

1.建立以课程思政引领的物理化学实验内容体系，在实验课程中突出立德树人的目标。“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”是教育的根本问题，立德树人的成效是检验高校一切工作的根本标准。化学专业的课程思政要注重学生科学思维方法的训练和科学伦理的教育，培养学生具备探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。

“课程思政”是对课程深层次的改革要求，是赋予课程之“魂”的举措。“物理化学实验”课程思政目标是注重学思结合、知行统一，增强学生勇于探索的创新精神，以及善于解决问题的实践能力。为实现上述目标，我们深挖“物理化学实验”课程相对应的思政元素，在日常实验课程教学中将思政元素融入其中，避免专业教育和思想政治教育“两张皮”，实现课程思政的本质作用，达到“课程承载思政、思政寓于课程”的“润物细无声”的效果。

我校“物理化学实验”课程包含化学热力学实验、化学动力学实验、电化学实验、界面与胶体化学实验、结构化学实验和综合性实验设计六大部分内容。其中化学热力学和化学动力学实验是对基本原理和定律的验证性实验，与物理化学发展史紧密相连，学生在实验过程中可以深入体会科学家的奇思妙想、失败与成功的经验，感受知识的传承与发展过程，并学会如何运用批判性思维方法;电化学实验部分与现实应用紧密，既可以联系实际应用理解其相关原理，又可以介绍其最新研究成果;界面与胶体化学实验部分的相关实验理论可以解释新冠检测试剂盒的原理，培养学生的家国情怀和担当精神;结构化学实验部分充分体现了微观结构决定宏观性质的科学道理，使学生知道认识事物要看其本质的哲学道理，同时体会从量变到质变的哲学思想;科学综合性实验设计主要培养学生的创新意识和善于解决问题的实践能力。在问题导向的引领下，我们建立了融合价值观的物理化学实验内容，通过着力点精准把控，实现“课程承载思政、思政寓于课程”。在实验课堂中，结合思政元素，我们重视培养学生立志扎根少数民族地区基础教育事业，具有教书育人的使命感和责任感，实现少数民族地区师范院校物理化学实验课程的高阶性。

2.建立线上课程内容，为学生提供自主选择的物理化学实验线上内容。物理化学实验是借助物理学相关的测试仪器测定物理量，通过数学手段对实验数据进行处理，来验证物理化学相关理论的实验课程。因此，物理化学实验所涉及的仪器设备较多，仪器原理复杂，操作难度大，学生在实验过程中会因不了解仪器性能而影响实验效果。虽然我校在前期教学改革中在课前向学生提供相关实验仪器设备的操作文本资料，帮助其进行课前预习，但由于缺乏直观的感受，效果并不理想。随着现代教学技术的发展，通过微课教学向学生传授知识已成为现实。作为师范类本科院校，充分利用现代教学手段，改变传统教学模式，不仅是教学的需求，也为学生日后的教学工作起到引领和示范的作用。传统实验课堂中的实验理论基础及操作过程所涉及的是实验课程的事实性知识和理论性知识，该部分很多相关内容可以通过线上辅助教学完成。我校进行了微课教学内容制作，包括物理化学实验操作过程中相关实验安全问题、实验数据处理方法、实验仪器设备的原理讲解，以及相关实验仪器设备的操作和不同的实验项目实验操作过程的微视频等。以上教学内容供学生线上自主学习，学生可以根据自身情况，选择性地开展相关内容的学习，实现以学生为中心的个性化教学。

3.将科研与教学紧密结合，提升学生的教研能力，培养学生的创新精神。根据教育部《关于一流本科课程建设的实施意见》，本科教学内容应该体现前沿性与时代性，应及时将学术研究、科技发展前沿成果引入课程。唯有让学生与学术研究、科技发展前沿成果接触，学生才能紧跟当今的创新主题，激发创新意识，才能在今后的基础教学工作中培养学生的创新意识。基于以上，物理化学实验教学可从以下几方面培养学生的创新意识：首先，在物理化学实验教学中，根据具体实验项目将科技发展成果引入课程，如在电泳实验教学中介绍新型冠状病毒检测试剂盒的研究进展，让学生感悟科学技术对防疫的贡献。其次，物理化学实验教学团队教师将吸收学生参与相关科研课题作为常态化的教学内容，学生参与团队教师主持的国家级或省部级项目，加深对所学物理化学实验相关理论的理解，进一步提升学生对实验数据处理及解释的能力。最后，物理化学实验教学团队通过指导学生申报各类大学生创新创业项目来提高学生的逻辑思维能力和文字表达能力，为学生今后的教研生涯打下基础。通过大学生创新创业项目的锻炼，学生的专业素养、创新能力得到了显著提升，学生在“互联网+”大学生创新創业大赛中取得了较好的成绩。近三年来，获国家级、省级奖励20余项。另外，我们尝试在经典的物理化学实验中加入自选内容，同时提供学生根据实验项目进行自主设计实验的机会，从而不断提升学生的教研能力，培养学生的创新精神。

二、基于OBE理念的物理化学实验教学方法的改革与实践

高质量的教育依靠高质量的教师队伍。习近平总书记曾经寄语广大教师要“不忘立德树人初心，牢记为党育人、为国育才使命，积极探索新时代教育教学方法，不断提升教书育人本领，为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人作出新的更大贡献。”[4]“物理化学实验”课程作为师范类本科院校的专业核心课程，通过不断探索新的教学方法，为基础教育培养合格的化学教师。

1.建设灵活多样的物理化学实验课程思政教学模式。课程思政是传统教学的改革升华，灵活多样的课程思政教学模式是提高学生学习兴趣的手段，让学生真正入耳、入脑、入心。为了实现“物理化学实验”课程思政“润物细无声”的效果，在教学模式上主要采用以下几种方法：通过线上课程提供与具体实验内容有关联的科学家人物故事或相关实验改革链接，为学生提供可自由选择了解的内容;通过线下课堂学生分享自主查阅的与实验项目相关的事件或人物，经教师指导起到触动学生心灵的作用;通过提交的实验报告中的体会与反思，可使学生深入理解相关的思政元素;通过教师对学生实验报告中的体会与反思的批阅，起到精准“滴灌”的作用。

2.充分发挥线上线下混合式课堂优势，大力推进现代信息技术与物理化学实验教学的深度融合。“物理化学实验”课程利用MOOC国家精品课程的SPOC教学模式，将录制的校本视频资料上传到线上具体实验项目中，学生通过校本视频的线上学习，深入理解并完成个性化的预习报告，带着问题进入实验线下课堂。线上课程不仅使学生能做到线下有目的地实验，同时在线下实验中有充足的时间思考、验证自己的猜想，既提高了学生的自主学习能力，还能激发学生的思辨思维。线上线下混合式的“物理化学实验”课程杜绝了信息技术应用的简单化和形式化，取得了实实在在的效果，深受学生的认可。

3.强化实验课堂设计，改革教学方法，让课堂活起来。针对物理化学实验课堂中学生被动接受的问题，我校进行了物理化学实验探究型教学方法研究，把主动权交给学生。学生完成线上课程中的思考题，进入线下实验课堂。小组成员通过讨论分析实验设计思路，开始小组合作实验。在此过程中，教师处于协助地位，对于学生提出的实验改进方案提出指导性建议，让学生讨论并确定实验方案，不断提高学生自主改进实验的能力，同时学生交流与沟通能力、合作与协同能力也得到了强化。实验结束后，师生再次分析讨论实验设计的思路，分享实验过程的收获和教训，不断提升学生的创新精神，以及善于解决问题的实践能力。通过上述课堂教学改革，学生主动解决问题的能力增强了，课后能够主动学习并正确使用相关制图软件，对物理化学实验数据进行表格、线图等形式的正确处理，并能在实验报告的反思部分运用物理化学实验理论去尝试性地解释中学化学教学中的相关知识。

三、基于OBE理念的物理化学实验考核方法的改革与实践

物理化学实验考核方法要依据一定的考核理念，采用必要的方法、途径对学生的课程学习效果做出判断。考核结果将为该实验课程理念与结构的反思、课程目标合理性与达成度的关系、课程设置与培养目标的一致性提供参考依据。基于我校化学专业的培养目标，物理化学实验考核要突出评价学生在课程思政理念下，“学会教学”“学会育人”“学会发展”的能力，同时为学生今后成为优秀教师不断改进评价方法和手段。

“物理化学实验”课程在考核方法上重视学生学习过程的考核，强调学生“物理化学实验”课程学习的主动性和自觉性。作为线上线下混合式的实验课程，通过线上课程學习考核学生的主动性和参与度，线下的实验课堂是对学生素质养成、学习能力、团队合作、沟通水平、创新思维的考核。线上课程学习考核包括实验慕课学习情况、实验相关文献查阅和归纳总结能力、实验的原理表述情况，以及对仪器、药品性能的了解程度、预习报告个性化的完成情况，该部分考核占最终考核成绩的12%。线下学习考核包括按时出勤率、化学实验操作参与度、与他人合作和交流沟通的能力、观察和记录化学实验现象的准确度、偶发的实验问题的处理能力、实验习惯情况和实验过程的兴趣水平，该部分考核占最终考核成绩的30%。以上评价通过线上课程数据和线下师生间的口头交流、书面交流、学生自我评价、教师的观察记录、小组相互评价和学生进行自我评价与反思等多个维度来完成。同时，通过学生提交的实验报告进行效果检测评价，该部分考核占最终考核成绩的18%。期末考试是以过程评价为主的物理化学实验考核，占最终考核成绩的40%。

结语

根据培养目标进行“物理化学实验”课程的教学改革是提高学生培养质量的关键环节，如何充分发挥课程思政的育人功能和拓展线上线下混合式教学的优势，是物理化学实验教学改革中必须不断探索的内容。OBE理念下的线上线下混合式物理化学实验课程改革能充分发挥学生的学习主动性，实现以学生为中心的实验教学。该改革与实践成果为本科院校实验类一流课程建设提供了有效参考。