王呂陽(yáng)，胡俊青，哈恩娜，柏 青，蘇靜韻

（深圳技術(shù)大學(xué) a.新材料與新能源學(xué)院；b.健康與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 深圳 518118）

近年來(lái)，隨著科學(xué)的發(fā)展，各學(xué)科知識(shí)更加多元化，化學(xué)與眾多學(xué)科進(jìn)行前沿交叉，形成了新的研究領(lǐng)域?！按髮W(xué)化學(xué)”作為本科教學(xué)必修基礎(chǔ)課程，要適應(yīng)相關(guān)專業(yè)的特點(diǎn)與要求，在教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法等方面與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)行改革，在傳授基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，要更加注重相關(guān)專業(yè)內(nèi)容的教學(xué)［1］?！按髮W(xué)化學(xué)”本科教學(xué)創(chuàng)新體系的建立和實(shí)踐，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高水平、國(guó)際化、應(yīng)用型復(fù)合人才的重要內(nèi)容。本科層次的化學(xué)教學(xué)，既需要教授化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能，更需要培養(yǎng)擁有科研素質(zhì)和綜合能力的創(chuàng)新型人才［2-3］。

目前傳統(tǒng)“大學(xué)化學(xué)”課程教學(xué)存在一些問(wèn)題，包括如下幾點(diǎn)：（1）教學(xué)手段單一，教學(xué)模式固定。大學(xué)化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科的一門分支學(xué)科，目前教學(xué)手段主要是以教師講授為主，結(jié)合板書輔助教學(xué)。在這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師是課堂教學(xué)的主體，學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中始終處于被動(dòng)接受狀態(tài)，對(duì)課程內(nèi)容吃不透學(xué)不深，阻礙了學(xué)生思維的發(fā)展，也不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（2）《大學(xué)化學(xué)》教材、實(shí)驗(yàn)以知識(shí)傳授為主，無(wú)法與應(yīng)用型本科教育接軌。目前“大學(xué)化學(xué)”本科教學(xué)內(nèi)容依賴于課程教材，其中大部分都是基礎(chǔ)知識(shí)，也涉及較多的原理和公式，內(nèi)容上忽略了學(xué)科發(fā)展的前沿信息；缺乏與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的溝通、互動(dòng)，難以獲得相關(guān)的新理論、新方法、新技術(shù)；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與普通高校非化學(xué)類專業(yè)無(wú)較大差別，未針對(duì)應(yīng)用型本科開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)。因此，“重知識(shí)，輕實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)導(dǎo)向也是制約應(yīng)用型本科院校“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)效果的重要因素。（3）缺乏創(chuàng)新型的指導(dǎo)體系和多維測(cè)評(píng)方法。目前應(yīng)用型本科高校教師的研究方向與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密，但“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)以基礎(chǔ)知識(shí)為主。二者的矛盾，也是目前應(yīng)用型本科教育創(chuàng)新能力培養(yǎng)的最大難點(diǎn)。因此，提高創(chuàng)新能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)術(shù)研究和工業(yè)生產(chǎn)的重視程度，是教學(xué)改革的重要方向。傳統(tǒng)的考核方式很難將創(chuàng)新力的多樣性和多維性等特點(diǎn)充分體現(xiàn)出來(lái)，也不利于滿足培養(yǎng)人才的內(nèi)在需求,因而無(wú)法促進(jìn)學(xué)生在科研和實(shí)際應(yīng)用中的成長(zhǎng)和進(jìn)步。筆者結(jié)合在深圳技術(shù)大學(xué)這所理工類應(yīng)用型高等學(xué)校中開(kāi)展“大學(xué)化學(xué)”課堂教學(xué)和課內(nèi)課外實(shí)踐的相關(guān)經(jīng)歷，對(duì)如何在應(yīng)用型本科高校開(kāi)展“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)改革，提出一些個(gè)人看法與思考。

一、教學(xué)模式改革

在“大學(xué)化學(xué)”的教學(xué)過(guò)程特別是課堂教學(xué)中，需要豐富教學(xué)手段，將多媒體教學(xué)有效地運(yùn)用到實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，最大限度把準(zhǔn)備的教學(xué)內(nèi)容講解出來(lái)，讓學(xué)生吸收消化，多媒體的運(yùn)用可以增強(qiáng)和學(xué)生的互動(dòng)，讓不同程度的學(xué)生都能夠跟上教學(xué)的進(jìn)度。比如通信多媒體的運(yùn)用還可以增加課后師生之間的互動(dòng)，由傳統(tǒng)的以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的新模式。在教學(xué)過(guò)程中引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)的“問(wèn)題引導(dǎo)式”“互動(dòng)引導(dǎo)型”和雨課堂等教學(xué)方法，訓(xùn)練學(xué)生的科研思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為了提升學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)備條件，可以與實(shí)驗(yàn)老師一同制作系列實(shí)驗(yàn)和儀器操作視頻，上線“表面化學(xué)實(shí)驗(yàn)小助手”微信公眾號(hào)。通過(guò)前往多家深圳知名公司，洽談校企合作并了解企業(yè)相關(guān)技術(shù)痛點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)前沿課題，在課堂講授時(shí)，融入企業(yè)的最新資訊和表面化學(xué)相關(guān)前沿進(jìn)展。同時(shí)，可以邀請(qǐng)知名專家為學(xué)生帶來(lái)表面化學(xué)的科普講座。這種模式還可以進(jìn)一步拓展到中小學(xué)興趣教育中，通過(guò)名師進(jìn)中學(xué)等方式，帶同學(xué)走進(jìn)表面與界面現(xiàn)象的科學(xué)世界。通過(guò)將實(shí)際問(wèn)題抽象化，采用設(shè)問(wèn)—求證的方式，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，反向思考理論基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生對(duì)于化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)機(jī)，進(jìn)而針對(duì)性地將理論知識(shí)升華，將重點(diǎn)突出。讓學(xué)生真實(shí)地感受到學(xué)習(xí)的知識(shí)并不是書本上枯燥的文字，而是生活中隨處可見(jiàn)的事例。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

在教學(xué)內(nèi)容改革的過(guò)程中，要注重將學(xué)科范圍擴(kuò)大，尤其注重與高新科技結(jié)合在一起，滿足社會(huì)不斷發(fā)展的需要。尤其是表面化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域涵蓋的范圍廣，授課教師可根據(jù)學(xué)科發(fā)展方向和自身的科研方向個(gè)性化選擇補(bǔ)充學(xué)科相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容和安排相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。將實(shí)驗(yàn)課程根據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分類，讓學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)進(jìn)行選擇和自主性學(xué)習(xí)。參照《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)要求,結(jié)合深圳技術(shù)大學(xué)的生源特點(diǎn)與培養(yǎng)特色，撰寫教案、教學(xué)大綱和PPT，結(jié)合光源與照明、新能源科學(xué)與工程、微電子、材料科學(xué)與工程、生物醫(yī)學(xué)工程等不同專業(yè)的特點(diǎn)，在課程教學(xué)上補(bǔ)充表面化學(xué)內(nèi)容，特別是納米材料的表面化學(xué)，例如納米粒子的表面改性機(jī)理、表面改性劑、表面改性方法和應(yīng)用等相關(guān)研究。引入表面化學(xué)改性的光催化材料的合成、表征與實(shí)際應(yīng)用、如具有高效產(chǎn)氫性能的二氧化鈦制備與應(yīng)用、半導(dǎo)體納米材料的太陽(yáng)燃料轉(zhuǎn)化性能、納米醫(yī)用生物材料的表面改性研究等。

筆者的主要研究方向?yàn)橛袡C(jī)化學(xué)反應(yīng)在無(wú)機(jī)物表界面化學(xué)中的應(yīng)用。研究?jī)?nèi)容包含以下兩個(gè)方面：（1）金屬氧化物/硫化物半導(dǎo)體的表面缺陷構(gòu)筑及其光催化性能研究。通過(guò)人工構(gòu)造晶體表面缺陷，引入氧空位和降價(jià)金屬中心，提高了半導(dǎo)體表面載流子濃度、空間電子空穴分離能力，進(jìn)而提高了催化活性。（2）金屬氧化物/硫化物中金屬元素的提取和分離。通過(guò)引入自由電子溶液和低溫共熔體溶液兩個(gè)體系，在綠色環(huán)保的宗旨下，進(jìn)行金屬元素的回收提取。在本科生“大學(xué)化學(xué)”的課堂講授和課內(nèi)實(shí)踐中，筆者將表面化學(xué)科研的前沿進(jìn)展融入其中，并將學(xué)生所學(xué)的表面化學(xué)的相關(guān)知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題中，完成從傳統(tǒng)教學(xué)模式到產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變。

三、實(shí)驗(yàn)課程形式和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心改革

高校教學(xué)資源的受眾是本科生，而科研資源的受眾則主要為科研人員和研究生，教學(xué)與科研資源相對(duì)獨(dú)立的現(xiàn)象比較普遍，資源配置過(guò)程缺少協(xié)同機(jī)制。教學(xué)資源通過(guò)教研融合方式，可有效節(jié)約教師隊(duì)伍發(fā)展成本和投入，有利于高校和教師的持續(xù)發(fā)展，提高高校知名度，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)效果?！按髮W(xué)化學(xué)”實(shí)驗(yàn)是以培養(yǎng)基本操作技能，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力為目的的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的“大學(xué)化學(xué)”實(shí)驗(yàn)是教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作步驟，學(xué)生完全按照教授的方法進(jìn)行重復(fù)性操作，這種教學(xué)方式不能滿足應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新探究能力的教學(xué)需求。所以要在增加實(shí)驗(yàn)課程的同時(shí)加強(qiáng)教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)室共建，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到表面化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)精密大型試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試儀器。按照高校理論教育和企業(yè)實(shí)踐并重的原則，大力開(kāi)展校企合作、聯(lián)合培養(yǎng)和實(shí)踐基地等多元化的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的新模式。

目前已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)課程中增設(shè)了“表面改性方法與測(cè)量”拓展性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用表面親疏水理論和簡(jiǎn)單的表面改性方法，掌握接觸角測(cè)量?jī)x的使用，加深對(duì)“親水—親水”和“疏水—疏水”相互作用的理解，增強(qiáng)對(duì)在化工生產(chǎn)、電子器件領(lǐng)域中有實(shí)際意義的表面改性方法的感性認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中讓學(xué)生了解和掌握：什么是表面活性劑；表面活性劑有哪些大類；為什么表面活性劑可以改變?nèi)芤旱谋砻鎻埩?；什么樣的基底可以進(jìn)行表面改性；如果基底清洗不徹底，基底表面的灰塵或污漬對(duì)基底的接觸角數(shù)據(jù)有什么影響；為什么；氧等離子清洗和聚乙二烯溶液處理的玻璃基片表面張力的改變有什么不同；舉例說(shuō)明自然界中存在的表面疏水和清水的物體，論述表面親水/疏水的材料，在日常中可以有哪些應(yīng)用，將課堂上的理論與實(shí)踐有機(jī)地串聯(lián)到一起。

四、改革課程考查方式，進(jìn)行多維測(cè)評(píng)

全新的教學(xué)模式，需要對(duì)應(yīng)全新的評(píng)價(jià)方式，為學(xué)生取得成果的評(píng)價(jià)提供便利性。為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的教育體系的構(gòu)建目標(biāo)，高校需要對(duì)現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革，從傳統(tǒng)的過(guò)于注重考試，借助分?jǐn)?shù)，以此來(lái)對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)和創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，改革為結(jié)合考試成績(jī)、創(chuàng)新能力及實(shí)踐發(fā)展等要素的多元化評(píng)價(jià)體系。通過(guò)多維的考核方式來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)表面化學(xué)的掌握和運(yùn)用，比如進(jìn)行形成性測(cè)驗(yàn)，針對(duì)不同的教學(xué)單元內(nèi)容而設(shè)計(jì)測(cè)試內(nèi)容；在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，不定期的評(píng)定方便調(diào)控教學(xué)，考核方式可以選擇大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)、課堂討論、小組學(xué)習(xí)、小論文等。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將表面化學(xué)引入“大學(xué)化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容中，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得最大的學(xué)術(shù)科研和技術(shù)應(yīng)用感受，學(xué)生能夠結(jié)合課堂上教師的講授和引導(dǎo)，提高本課程學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率，并能夠根據(jù)自身的情況，把學(xué)習(xí)表面化學(xué)的科研和技術(shù)方法推廣到其他專業(yè)課程中，從而培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型復(fù)合人才。在本學(xué)科領(lǐng)域之中，打造創(chuàng)新、參與學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)研究等方面的教師團(tuán)隊(duì)，教師首先要對(duì)學(xué)科發(fā)展的前沿動(dòng)向進(jìn)行充分了解，在將知識(shí)傳遞給學(xué)生的同時(shí)，將團(tuán)隊(duì)效應(yīng)充分發(fā)揮出來(lái)，從而確保團(tuán)隊(duì)教師創(chuàng)新教學(xué)能力的穩(wěn)步提升，最終實(shí)現(xiàn)科研和教學(xué)的相互促進(jìn)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)科技的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度與科技成果的轉(zhuǎn)化水平將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。因此，將高?？萍汲晒D(zhuǎn)化到企業(yè)生產(chǎn)中去，有助于把有實(shí)用價(jià)值的成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際的生產(chǎn)力，從而提高高校畢業(yè)生的就業(yè)深度及科研方向的選擇廣度。