表面化学论文范文10篇

时间:2024-05-08 02:08:40

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表面化学论文

工科类专业物理化学教学改革研究

摘要:在新工科建设的背景下,以培养应用型、创新型的新工科技术人才为目标,对工科类专业的物理化学教学进行改革与探索。将课程思政理念融入到教学过程中,建立全方位的教学改革体系及全流程的教学考核体系,以期能树立学生的理想信念,夯实学生的专业知识,培养学生的工程意识及科研素养,为国家培养具有更强实践能力、更强创新能力的高素质型新工科人才。

关键词:物理化学;教学改革;新工科

为积极应对世界范围内的新一轮科技革命与产业变革,支撑一带一路”、“互联网+”、“中国制造2025“等国家重大战略,我国积极推进“新工科”建设,先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,着力培养实践能力更强、创新能力更强、并具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[1-3]。在新工科建设的背景下,高等学校工科类专业应以培养创新型、应用型高素质人才为宗旨,大力推动专业内涵建设,加快人才培养方案、课程设置、实践教学环节等的改革创新。物理化学是基于物理和化学两大基础学科发展起来的,运用物理学的基本理论方法去研究化学体系的性质和行为,并建立化学体系中的特殊规律的学科[4]。物理化学课程是工科类专业必修的专业基础课程之一,是后续学习更高层次专业课程的基础,在工科类人才培养体系中有着举足轻重的作用[5]。因此,在新工科建设的背景下,为培养符合社会需求的创新应用工科专业人才,对物理化学课程教学的改革与探索势在必行。

1融入课程思政内容

在建设新工科的背景下,高校工科类专业应着力于以科学教育、人文教育、工程教育的有机融合方式,培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高且能实现跨界整合的人才[6-8]。因此,高校教育不仅要培养学生的专业知识技能,还要重视对学生职业素养、道德情操的培养[8]。物理化学课程作为化学工程与工艺、制药工程、环境工程、材料科学与工程等专业的专业基础课程,同样也是高校工科类专业的思政育人主阵地。为培养思想过硬,德才兼备的新工科人才,在物理化学课程教学中,要牢牢把握课程思政的内涵,以相关的知识理论为载体,充分发掘课程中的相关思政元素,将课程思政有机融入到教学中。例如在讲授单组分三元相图的相关知识时,介绍水的三相点是由我国著名化学家黄子卿老先生精准测量的,并将黄子卿老先生的爱国事迹引入到课堂教学中[9]。在上世纪30年代,为了建设祖国,黄子卿老先生毅然放弃了在美国的优渥待遇,回到祖国不懈奋斗,体现了为祖国发展不计个人得失的家国情怀,以此培养学生的爱国精神。在讲授卡诺循环时,可以引入科学家从提出卡诺定律到找出提高热机效率的根本途径,孜孜不倦的钻研了55年的故事[8],鼓励学生们要有理想信念,要有奋斗不息的精神。还有在讲授化学平衡的内容时,可以介绍发明了大规模合成氨技术的化学家哈伯的故事[6,10]。哈伯不仅是发明合成氨技术的诺贝尔奖得主,还是研制氯气、芥子气等毒气的战争魔鬼。通过他的故事,告诫学生务必要恪守科学伦理的底线,保持高度的社会责任感。通过将思政元素融入教学过程中,有助于培养兼具专业素养及理想信念的新工科人才。

2建立全方位教学改革体系

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工科物理化学教学课程思政研究

[摘要]课程思政在实现价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体的高等学校人才培养目标中发挥着重要的作用。在工科物理化学教学中,以蕴含丰富思政元素的案例系统地进行了课程思政教学。内容包括个人成长篇、科学思维篇和工程应用篇三个部分。培养了学生的个人成长基本素养,创新性探索未知世界的科学思维方法,理论联系实际的工程思维能力。

[关键词]工科物理化学;课程思政;个人成长素养;科学思维方法;工程应用能力

高等学校人才培养必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体,要在知识传授和能力培养之中融入价值观引导,帮助学生建立正确的世界观、人生观、价值观[1],为民族复兴和国家崛起培养德才兼备的后备人才。2020年5月28日,教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》,进一步细化了理工类专业课程思政的要求。理学类专业的课程,要训练科学思维方法、加强科学伦理教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。工学类专业的课程,要强化工程伦理教育,培养精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[2]。四川大学面向工科学生开设的《物理化学》课程,在大学二年级执行。经过一年的大学学习,有同学仍然没有明确大学的学习目标,出现了学习热情丧失、疲于应付学业的现象;有同学仍然沿用中学时期的题海战术,没有适应大学的学习方法。《物理化学》是化工类各专业本科生一门重要的主干基础课程,具有较强的理论性、系统性和逻辑性。由于学科公式繁多、概念严格及推导复杂,容易导致学生学习困难、理论与实际脱节等问题,不利于大化工类相关专业后续课程的学习。为了解决学生的学习动力与学习方法问题,长期以来,在教学过程中,经过反复锤炼,形成了一套较为完整的融合思政元素的教学内容。课程思政内容包括个人成长篇、科学思维篇和工程应用篇三个部分。目的是提升大学生创新意识和能力、工程应用能力及科学探索精神;在潜移默化中坚定学生实业兴邦的理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养,提升学生的综合素质;在教学中陶冶情操、温润心灵、激发创造创新活力。

1课程思政的主要内容

1.1个人成长篇

通过介绍杰出校友的成功案例及科学家的生平事迹,培养学生在个人成长中需要具备的基本素养,提升学生综合素质和能力,陶冶情操、温润心灵。1.1.1案例一:实业兴邦、规划和积累、技能和方法物理化学是所有其他化学课程共同的基础,需要学生一方面学会从理论的高度来认识精彩纷呈的化学现象的本质,另一方面又学会如何通过物理量的测量,来了解某些物理化学过程,从而能够有效地调控其中的关键步骤或整个过程。它对于学生科学思维、工程应用能力、综合素质的培养和提高起着至关重要的作用[3]。因此,要求学生在开始接触物理化学时,就要重视本课程的知识框架和学科的思想方法。在绪论中,以2011年四川大学的杰出校友海普瑞公司董事长李锂致我校校友会的书信开篇;从书信中的“一九八四年的春天,开始了对糖化学和肝素的兴趣和研究。”及李锂的简历推断,一九八四年的春天正值李锂大学一年级下期学习阶段,引出“规划与积累”思政元素;从书信中“系统地受学术思想的影响并且受到适当的技能的培训。”导出“技能与方法”思政元素;结合李锂个人的成长历程,引导学生重视个人能力的成长,并将自身的成长规划与国家的长远目标结合起来,融入自身的思想和行动中,激发科技报国、实业兴邦的家国情怀和使命担当。1.1.2案例二:如何让生命充满生机与活力?在学习吉布斯函数时,介绍对物理化学作出杰出贡献的物理学家吉布斯(GibbsWG)的生平故事。1836年他因为《几何学研究设计火车齿轮》的研究获得美国历史上第一个博士学位,同时也给他带来了巨大的名气和财富之后,不计名利地投身于基础科学问题“如何描述功与热量的关系?”的研究[4]。吉布斯研究的动力是什么?同时也给学生提出思考问题:如何让你的生命充满生机与活力?在课程结束时,分享本人的观点和方法。引导学生在困境中坚强努力、积极向上,陶冶情操、温润心灵、激发创造创新活力。本人观点如下:首先要发现美,介绍中国科学技术大学先进技术研究院和清华大学出版社联合出版的《美丽化学》视频[5],发现化学中的美;进而发现物理化学的美,如逻辑之美、简约之美等。例如:统计热力学处理纷繁复杂的微观粒子组成的系统,用概率最大的玻尔兹曼分布代替平衡分布,进而根据粒子的能量得到系统的能量,方法之精妙而简洁。其次需要创造成就感,以肺炎爆发时钟南山院士被急招赴武汉动车餐车上的照片和总书记为钟南山院士颁发“共和国勋章”的照片为思政元素,体验成就感有助于享受学习的过程,激发生命的激情与活力。最后需要好的方法,大量时间精力的投入收获不到良好的效果会挫伤学生的积极性,产生学习懈怠与疲惫感。学生的学习需要有以下几个层次,首先向有经验的人学习,然后向书本系统地学习,最后在实践中学习,要向小马过河一样摸索着前进,并不断地自我总结与反思。此外,在讲解可逆过程的概念时,引申出秦始皇派徐福去寻找长生不老的仙药的历史故事,结合李白“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪”的诗句,给出“人生就是一个不可逆过程”,规劝年轻的同学们,珍惜生命中的每一天。

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分析化学实验综合能力探索

摘要:“分析化学”是卫生检验与检疫专业的专业基础课,该课程实践性强,对提高学生实验技能、培养学生自主学习能力意义重大。实验课是其中很重要的有机组成部分,对实验课采取综合能力考核评价的方式可以有效促进学生动手、自主学习以及团结协作等多方面能力的培养。文章以山西医科大学卫检专业“分析化学”课程学生自主设计性实验为例,对实验综合能力考核评价的必要性、模式、效果及存在的问题和整改措施进行了总结。

关键词:分析化学;设计性实验;实验综合能力;考核评价

实验教学不仅是课程的有机组成部分,也是课程的内化部分。大学实验的开设通常有两种形式:一种是独立开设实验课,一种是附属于课程。任何一种形式的实验都是由目标、内容、过程、条件等构成的完整体系[1]。实验教学评价贯穿于实验教学体系所有环节,它是从教与学的角度对实验教学的效果作出判断,是高校实验课程教学评价体系的一个重要组成部分[2]。然而,以往的实验教学评价以终结性评价为主,主要以实验报告为依据,从而忽略了学生自主学习能力、分析问题和解决问题能力等综合能力的培养,以及在实际操作过程中能动性的激发和创造性思维的体现。实验性质的课程中考核评价作为教学中不可或缺的一个环节,不仅可以在最后的实验报告中体现,也可以渗透于实验设计、操作以及问题解决等各环节。加强实验课综合能力的考核评价,应综合考虑各环节,将形成性评价、过程性评价与终结性评价三者有机结合起来,具体就是不仅要看实验报告,更重要的是要综合考虑学生对实验的设计、操作、问题分析与解决以及总结等一系列过程。这样就使得实验教学评价由注重结果转为注重过程,评价的取向由注重成绩的获得转为注重能力的培养,从而有效促进学生综合能力的培养。为此,本文以山西医科大学卫生检验与检疫专业(以下简称“卫检专业”)2014级学生为研究对象,对“分析化学”实验综合能力考核评价进行了初步探索。

一、实验综合能力考核评价的必要性

“分析化学”是“卫检专业”必修的核心基础课程之一,该课程的实验不仅可以帮助学生进一步理解理论知识,更重要的是培养学生动手能力和实验操作技能,为今后学习和工作打下扎实的基础。然而在以往的教学中,内容以验证性实验为主,学生常常不加思考、照方配药,致使学生自主分析问题和解决问题的机会较少,对实验的细节也没能引起足够重视,如试剂浓度、用量不知由何而来等;考核评价以实验报告为主,学生通常是将教材内容照抄一遍,实验结果与总结也是进行表面化分析而对本质性分析似乎无所适从。这种教学形式尤其是评价方式枯燥单一乏味,加之“卫检专业”学生化学基础薄弱,从而影响了学生积极参与实验的兴趣,对提高学生实验规范化操作、培养其动手能力和解决问题的能力极为不利[3]。“分析化学”实验在整个“卫检专业”中占据着重要的地位,教学考核评价的方式直接影响学生学习的取向,同时对学生后期的学习也会产生影响。完善以往“以实验报告为依据”的单一能力考核评价模式,加强对本课程实验综合能力的考核评价,不仅可以促使学生加深对本门专业基本理论的理解,更好地掌握各种基本实验操作技能,为后续课程的学习和工作打下扎实基础,更重要的是可以培养学生严谨的科学态度、实事求是的实验作风和创新意识,有利于提高分析问题、解决问题、自主学习、创新以及合作等综合能力。

二、实验综合能力考核评价的模式

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现代煤炭企业文化构建创新论文

论文关键词:煤炭企业企业文化再造

论文摘要:新经济时代的企业竞争是文化的竞争,是理念的竞争。煤炭企业作为传统型企业要想更好的取得竞争优势、战胜竞争对手,必须对其企业文化实施再造。论文将就这一问题展开分析和研究。

2l世纪人类经济形态已经进入了以知识、速度、创新、文化理念为根本特征的新经济模式。新经济条件下,企业文化成为一种重要的企业能力,是一种现代企业管理的重要途径,是一种为企业生成价值的重要来源。一个企业要打造具有自己独特优势的核心价值观和核心理念,就必须要从企业文化建设和管理着手,培养具有个性的企业文化。企业文化管理是新世纪重要的企业管理模式。煤炭行业作为能源基础性行业,其作用和地位不容质疑。不久前国家为了力促煤炭工业持续稳定健康发展,出台了《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》,明确指出:煤炭是我国重要的基础能源和原料,在国民经济中具有重要的战略地位。由于历史和现时的一些因素积淀,煤炭企业发展遇到许多困难与挑战。煤炭企业正经过着历史性转化过程:即从“制度+控制”型转变成为“学习+激励”型。最近几年随着国民经济发展速度加快和国际原油等替代性能源价格上涨等因素的综合作用下,煤炭行业的形势开始出现好转。在这样的历史机遇下,煤炭企业必须牢牢抓住时机、适时掀起企业变革、塑造新型企业文化,推动整个煤炭行业和企业自身的可持续化发展。

一、企业文化理念的产生与实质

企业文化理念的产生源自美日两国不同管理模式的比较。20世纪60~80年代日本经济迅猛发展,一跃成为世界第二号经济强国,并在各个领域与世界经济第一的美国展开强有力的竞争。美国学界在惊呼“狼来了”的同时,分析思考认为日本的成功在于其“管理软件——文化因素”的成功。从1981年到1982年间美国管理学界连续推出了四部重要著作:《z理论——美国企业界怎样迎接日本的挑战》、《战略家的头脑——日本企业管理艺术》、<企业文化》、《寻求优势——美国最成功公司的经验》。系统精辟的分析构成了企业文化这一新的理论系统,标志着企业文化理论的诞生。一般认为企业文化是指企业在其内外环境中长期形成的以价值观为核心的行为规范、制度规范和外部形象的总和,是激发企业员工积极性的唯一源动力。企业文化的核心是价值观,价值观为企业职工提供了一种共同意识,以及日常行为的指导方针。企业文化通过以价值观为核心的文化意识观念,说服、感染、诱导、约束企业成员,用一种共同的价值观把全体职工凝聚在一起,最大限度地调动职工的积极性和创造性,促进生产力的发展。

二、煤炭企业文化以往建设中存在的一些问题

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新经济时代煤炭企业探索论文

论文关键词:煤炭企业企业文化再造

论文摘要:新经济时代的企业竞争是文化的竞争,是理念的竞争。煤炭企业作为传统型企业要想更好的取得竞争优势、战胜竞争对手,必须对其企业文化实施再造。论文将就这一问题展开分析和研究。

2l世纪人类经济形态已经进入了以知识、速度、创新、文化理念为根本特征的新经济模式。新经济条件下,企业文化成为一种重要的企业能力,是一种现代企业管理的重要途径,是一种为企业生成价值的重要来源。一个企业要打造具有自己独特优势的核心价值观和核心理念,就必须要从企业文化建设和管理着手,培养具有个性的企业文化。企业文化管理是新世纪重要的企业管理模式。煤炭行业作为能源基础性行业,其作用和地位不容质疑。不久前国家为了力促煤炭工业持续稳定健康发展,出台了《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》,明确指出:煤炭是我国重要的基础能源和原料,在国民经济中具有重要的战略地位。由于历史和现时的一些因素积淀,煤炭企业发展遇到许多困难与挑战。煤炭企业正经过着历史性转化过程:即从“制度+控制”型转变成为“学习+激励”型。最近几年随着国民经济发展速度加快和国际原油等替代性能源价格上涨等因素的综合作用下,煤炭行业的形势开始出现好转。在这样的历史机遇下,煤炭企业必须牢牢抓住时机、适时掀起企业变革、塑造新型企业文化,推动整个煤炭行业和企业自身的可持续化发展。

l企业文化理念的产生与实质

企业文化理念的产生源自美日两国不同管理模式的比较。20世纪60~80年代日本经济迅猛发展,一跃成为世界第二号经济强国,并在各个领域与世界经济第一的美国展开强有力的竞争。美国学界在惊呼“狼来了”的同时,分析思考认为日本的成功在于其“管理软件——文化因素”的成功。从1981年到1982年间美国管理学界连续推出了四部重要著作:《z理论——美国企业界怎样迎接日本的挑战》、《战略家的头脑——日本企业管理艺术》、<企业文化》、《寻求优势——美国最成功公司的经验》。系统精辟的分析构成了企业文化这一新的理论系统,标志着企业文化理论的诞生。一般认为企业文化是指企业在其内外环境中长期形成的以价值观为核心的行为规范、制度规范和外部形象的总和,是激发企业员工积极性的唯一源动力。企业文化的核心是价值观,价值观为企业职工提供了一种共同意识,以及日常行为的指导方针。企业文化通过以价值观为核心的文化意识观念,说服、感染、诱导、约束企业成员,用一种共同的价值观把全体职工凝聚在一起,最大限度地调动职工的积极性和创造性,促进生产力的发展。

2煤炭企业文化以往建设中存在的一些问题

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中等职业学校德育教育论文

一、中职学生思想道德现状

1.文化基础差,厌学情绪较重。

近年来,高等教育招生人数的急剧增加在拉动以升学为主的普通高中教育大发展的同时,也不可避免的压缩了中职院校的生源群体,导致中等职业学校生源的平均文化基础一落千丈。据统计,目前有2/3的新生未达到普通高中的录取分数线.其中相当一部分甚至没有达到九年义务教育的文化水平。这些学生文化素质普遍偏低,更有甚者,数学、语文、理化、英语、政治等科目加起来都不足百分。由于生源质量偏低,加之社会上“职高无用论”的盛行致使他们厌学情绪普遍高涨。

2.自我约束能力较差,法制观念淡薄。

目前在读的中职学生都出生于上世纪90年代初期,大部分是从小就被全家人视为掌上明珠,称作“小太阳”的独生子女。由于长期生长在家人百般呵护的溺爱环境当中,这些孩子普遍养成了任性、自私、唯我独尊的性格,在行为上缺乏自我约束和控制能力,做事率性而为,不计后果。相当一部分学生法制观念淡薄,视校规校纪于无物,将违反纪律当作家常便饭。迟到、旷课、上课睡觉、甚至逃学、夜不归宿等现象在许多学生身上表现突出,且屡教不改。

3.一切以自我为中心,挫折承受能力差。

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材料专业物理化学实验改革研究

摘要:基于“新工科”和“双一流”建设的背景及要求,针对材料专业物理化学实验教学中的问题,通过教学内容、教学模式、课程思政及英文教学等方面对于实验课程进行改革探索,兼具“科学”与“工程”特色,不断革新实验内容、改革教学模式、融入课程思政及探索留学生培养模式,对于工科专业基础实验课程改革提供参考,并为“卓越工程师”的培养奠定基础。

关键词:材料专业;物理化学实验;教学改革

自2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,先后形成了“复旦共识”,“天大行动”和“北京指南”。随着2019年以来“双一流”建设的如火如荼开展,对于新工科建设提出了进一步的挑战,特别是高校的实验教学,这种实践性要求比较高的课程[1-2]。物理化学实验作为化学、化工、材料、药学等专业的必修基础实验课程,是一门兼具理论知识和实践应用的课程,特别突出强调实践性,是培养学生一丝不苟的科学态度、严谨认真的实验作风以及灵活创新的分析和解决问题能力的重要教学环节。然而,现在的物理化学实验内容多为较传统实验,以验证性实验为主,且与实际生活关联性较小,不利于激发学生的学习动力;教学模式较单一,多为“填鸭式教学”,课堂上教师讲解和演示操作,学生只是掌握了基本的实验操作技能,不利于思维创新能力的培养;课堂讲解多为枯燥的实验相关的单一理论知识点,很难保证学生时刻集中注意力,不利于知识的学习及综合运用知识能力的培养;此外,目前多为中文教学或者中英双语授课,不利于留学生的培养及本土学生全球视野的培养[3-4]。因此,针对目前物理化学实验课程的现状,基于“新工科”与“双一流”建设的背景及要求,通过对物理化学实验课程教学过程中的经验积累及学生反馈情况,对于材料专业的物理化学实验课程进行改革已是当务之急,刻不容缓。本文主要通过实验教学内容、教学模式、课程思政及英文教学等方面进行改革探索,旨在推动材料专业物理化学实验课程的不断革新,为新时代德才兼备的“卓越工程师”的培养助力。

1创新实验内容,兼具“科学”与“工程”特色

传统的物理化学实验主要包括热力学、动力学、电化学、表面化学(胶体化学)和物质结构五个部分的内容,从五个方面选取部分实验让学生进行操作及学习。实验内容多为验证性实验,上课时学生只需根据实验方案,并按照老师讲解及演示进行操作,学生能够掌握实验操作技能,但缺乏对于实验的认知与思考,不能激发学生的思考与创新思维。由于实验内容偏理论,且实验试剂多为日常生活中并不常见物质,不利于激发学生学习兴趣,从而导致学生学习缺乏积极性和主动性。因此,我们通过“燃烧热的测定实验”对于物理化学实验内容改革进行初探。传统且经典的“燃烧热的测定实验”测定的物质为苯甲酸和萘,通过测定一种物质的恒容燃烧热,计算出量热计的比热容,然后再通过测试和计算得到另一种物质的燃烧热。本实验可以培养化学专业学生的一系列基本实验技能,是理科的经典实验,但是作为材料专业的工科学生,既要掌握基本的“科学”技能,又要具备“工程”实践能力,因此,本实验将苯甲酸和萘换成了木头、煤炭和木炭,以日程生活最常见的“烧烤”引入,提出问题:为什么我们烧烤采用木炭作为燃料,而不使用煤炭和木头呢?学生会从多方面进行回答,如木头容易将食物表面烧糊,煤炭烟尘比较大等,进一步引导学生哪种燃料的热值比较大呢,学生会猜测可能是木炭,那么我们通过实验进行验证,所谓的“热值”就是实验中我们要测定的“燃烧热”,通过实验测定三种可燃物质的燃烧热,并从科学角度回答日常生活中的问题。为了充分锻炼学生的动手能力,实验准备了木棒、煤块和木炭块,并准备了刀锯和锤子,学生需要自己将样品制作成1克左右的小块,因此,学生纷纷动手使用刀锯将木棒锯成1克的短棒,用锤子将煤块和木炭块分割成1克左右的小块。学生在制备样品过程中体会到了“劳动”的乐趣,也为以后的工业实习奠定了实践基础。实验中通过称量、充氧、使用量热计测定温度变化,将“科学”基础理论与“工程”实践相结合,通过实际动手操作并计算实验结果回答了日常生活中的实际问题,提高了学生分析问题和解决问题的能力,激发了学生学习的积极性和主动性,并且有利于提升学生的思维和创新能力。

2融入“微课”和“雨课堂”的混合教学模式创新

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物理化学教学质量初探

[摘要]分析物理化学教学现状,探讨将科学研究与物理化学教学有机融合的教学模式,初步培养学生创新意识和科研素养,激发学生学习兴趣,有效提升物理化学教学质量。

[关键词]科学研究;物理化学;教学质量

在本科阶段,人才培养不但要让学生学会书本知识,更要的通过教与学的实践过程培养和提高学生应用所学知识解决现实问题的能力,着力培养本科学生的学习能力与创新意识。以科研实践为牵引提升物理化学教学的质量对于培养创新应用型人才显得尤为重要。钱伟长院士曾说:“大学必须拆除教学与科研之间的高墙,教学如果没有科研做底蕴,那就是一种没有观点和灵魂的教育”[1]。我们的前辈戴安邦院士也曾精辟地指出:现代的教学,既传授科学知识和技能;还训练学生的思维方法;更培养学生的科学精神和品德!这充分说明了教学活动与科研实践之间的密切关系:教学是高校科学研究的基础;科学研究则是提高办学质量和实现高校内涵式发展的关键。科学研究实践与物理化学教学有机结合,使任课教师在教学活动中从事科学研究,在研究背景下有针对性地实施物理化学教学,使教学和科研实现有机融合、互相促进[2],取得良好的教学效果。物理化学是化学工程与工艺、应用化学、环境工程、制药工程、生物工程、材料成型、过程装备与控制、给水排水工程、材料科学等专业四年制本科生开设的一门专业基础课程。通过本课程的学习,其目的是使学生在已获得的数学、物理、化学等基础知识和实验技能的基础上系统地掌握物理化学的学习方法和基本原理,研究物质的性质特征和变化规律。对化学变化的一般规律性,能够从理论上给予更本质、更深刻的说明;培养学生理论思维能力,能定量地描述和处理化学运动的规律与问题。使学生了解物理化学一般研究方法与特有研究方法,树立正确的自然观,掌握和应用科学方法论,增强他们在学习、科学研究中分析问题与解决问题的能力。然而,物理化学涉及高等数学、大学物理和大学化学等学科,并且公式的使用条件严格。同时,现代科研的最新研究进展进一步丰富了物理化学内容,与环境化学、能源化学、材料化学等其他化学学科结合非常紧密[3],出现了教学内容强度大、学时短、理解吃透难度大等问题,从而对物理化学的教与学增加了难度。因此,如何结合物理化学教师教学和科研实际,使物理化学的教与学变得高效、有趣和轻松,是任课教师始终努力的方向[4-6]。

1物理化学教学现状分析

物理化学理论性、系统性和逻辑性都很强,对高等数学相关知识要求高,初学者往往感到理论性强,抽象难于理解,很容易产生畏难情绪。同时,目前教师上课以教材内容为主,教学方法相对单一,枯燥乏味,基本上为上课而上课,使得很多学生认为理论知识学了没有用途,导致学生对物理化学课程学习兴趣不浓、学习积极性不高及学习效果不理想等问题。究其原因,主要存在以下几个方面:1.1引领物理化学教学的科研思想较为缺乏。在物理化学教学中,每讲到新的一章内容时,必须思考并让学生明白三个问题:为什么要教(学)这一章?教(学)什么?如何教(学)?。其中第一个问题尤为重要,使得学生在思想上就认为应该学好物理化学的内容,主动接受,积极学习。但在实际的物理化学教学过程中,由于只偏重于物理化学课本上所列举的学习该章知识的重要性,没有结合科学研究领域的新思想、新观念、新变化、新热点,特别是与该章知识相关的国际科学研究前沿的最新进展不能很好地介绍给学生,科研领域新思想的灌输较为缺乏,导致学认为只是为了学知识而学习,不能从思想上真正意识到学习物理化学知识对科技发展的重要性,也就无法积极主动学习物理化学知识。1.2融入物理化学教学的科研实践少之又少。在物理化学教学中,为了解决物理化学中抽象难懂的问题,教师讲课时通常列举一些与生活实践结合紧密的现象,并利用物理化学相关知识加以解决。如讲到多组分系统热力学这一章的水溶液的依数性,通常例举冰雪路面撒盐来说明凝固点降低,盐碱地庄稼长势不良是由于渗透压造成的等等。但这些只是对物理化学知识简单的应用,并且借助于教材或者互联网络都能查到且容易理解,对于大学本科生已经具有一定知识水平,这样的解释似乎显得过于简单,并不能有效地激发他们的学习热情和兴趣,解决他们对物理化学知识学习的困惑。同时,任课教师很少将自己所从事的科学研究工作,包括研究背景、原理、思路、研究方案以及创新之处与相关的物理化学教学内容有机结合,没有较好地将物理化学理论知识与科学研究和生产生活实践紧密结合,从而无法真正让学生感受到物理化学作为专业基础课的价值。1.3与物理化学理论知识相关的实验内容不够丰富。物理化学实验是面向化学工程与工艺、冶金工程、应用化学、材料科学、能源化工、环境工程等化学化工类相关专业开设的专业基础课实验。它是独立设课并且与物理化学课程内容相匹配的实验课程。物理化学实验教学内容主要涉及与理论课程同步的热力学、相平衡、电化学、化学动力学、表面化学等领域所涉及的基本研究工具和研究方法,在实验教学过程中引导学生应用物理化学相关知识,解决实验过程中出现的基本问题,培养学生基本的实验技能和初步的科研能力,同时对学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起到促进作用。虽然实验课程涉及的范围较广,但具体的实验内容较少,特别是实验课课时少(16学时),导致真正做好的实验就更少了。很多物理化学理论课的内容本可以通过做实验得到验证,但由于实验内容不够丰富,导致无法很好的实现物理化学理论知识的有效验证。从而使学生不能很好地通过实验验证来理解物理化学的基本原理和掌握物理化学基础知识,也就激发不了学生学习物理化学的兴趣。因此,在物理化学实验课程之外,任课教师结合科学研究的实际,将部分科研实验的内容展示或者让学生参与进来,这样一定程度上能够填补物理化学实验内容不够丰富的不足,也能激发学生学习物理化学的热情。

2科教融合的途径与方法

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学术期刊评价与发展

在知网收录的报刊中,搜索“学术评价”关键词,检索到的文章多达3900余篇,输入其他相近关键词会有更多文献。随着“核心期刊”“来源期刊”“权威期刊”等目录的一次次周期性地强势推出,一般两三年的周期轮转,社会上对其认可度不一,但评价机构基本发展到成为凌驾于学者、编者之上的支配力量。2017年2月“SCI之父”尤金•加菲尔德的不幸离世,再次引发了学术界、期刊出版界对“核心期刊”“影响因子”的争议。当前以“影响因子”为主要衡量指标的学术期刊评价争议激烈,伴随着不绝于耳的批评与讨伐声,“期刊榜单”的花样不断翻新,学术评价机构的数量不降反升,声势越来越大,然而,透过表面繁荣,隐约看到的是学术评价利益盘根错节、学术评价创新一次次蜕变以及学术期刊发展的困境。

1学术期刊评价量化的理论基础及在中国的发展运用

布拉德福在20世纪30年代最早提出“核心期刊”的概念,1934年,身为英国科学图书馆馆长的布拉德福首次提出了定量描述文献分散规律:如果把科技期刊按其刊载论文专业数以递减顺序排列,可以发现这些期刊分出一个核心区域和接连几个区域,且每个区域的论文数相等。[1]这一定律成为核心期刊遴选最为原始的理论基础,由于该定律还存在一些缺陷,直到1948年,该研究才开始逐渐赢得学术上的赞誉,后经英国著名文献学家维克利等人的修订、补充和传承发展,最终形成了包含两个不同学派、十余个经验公式和4个数学模型的布拉德福分布理论体系,用于核心期刊测定的基本理论依据,并逐渐成为文献计量学史上最负盛名的“经典定律”。20世纪40年代末,国际科学计量学领域著名的学者普赖斯便开始关注并投入到对文献增长现象的研究中,1949年他敏感地发现“一沓沓的《哲学汇刊》堆放在图书馆的阅览室,竟然靠墙堆成了一条完美的指数曲线”。继而,他惊喜地发现,在过去的200余年,科学期刊、科学文献的数量几乎是每50年增长10倍,这就是“文献指数增长规律”。l961年,普赖斯正式出版《巴比伦以来的科学》,他用坐标轴的形式绘制出文献指数增长曲线。后来他进一步研究并认识到,科学文献的增长并不会疯狂按指数规律无限制增长,[2]而是会趋于饱和,由指数增长转为线形增长。原有文献利用价值也在减退,1971年,普赖斯提出“文献老化指数”,用以度量文献的老化速度。随着深入研究,他还发现,后两年内被引用的频率最高,之后会慢慢减少,并逐渐进入老化期,被称为“引文峰值理论”。[3]美国文献计量学著名的加菲尔德教授经过长期研究,1953年他发现了“期刊文献引用规律”。20世纪60年代初,他发现767种期刊在所有学术论文的引用文献中占了75%,152种期刊在所有学术论文的引用文献中占了50%,25种期刊占了24%,开创性地创立了引文索引系统。[3]1963年他编制出版了《科学引文索引》(简称SCI)单卷本,第二年开始正式按周期出版发行SCI。被引文献在期刊上的分布,同样具有布拉德福所揭示的聚散特征,这就是著名的加菲尔德“引文集中定律”,后来很多引申指标的运用都是以此理论为基础,也是他对布氏定律的重大超越、突破和发展。1972年,加菲尔德设计、提出了多个基于“引文数”测度的指标,如最负盛名的“影响因子”。它能够有效评价期刊的整体学术影响力和文献被利用程度,这不仅在更广泛的意义上证实了布拉德福定律,而且从理论上进一步发展和丰富布氏定律,后来逐步成为国际通行的一种学术期刊定量评价指标。1973年《社会科学引文索引》(简称SSCI)、1978年《艺术与人文社会科学引文索引》(简称A&HCI)相继正式出版,由此,他的“引文索引帝国”逐渐形成,覆盖多学科、国际性和综合性的引文索引体系和引文分析理论体系。[4](1)《中文核心期刊要目总览》,1990年以北京大学图书馆牵头的几家单位,按文献计量学的基本原理评选出一些“核心刊物”,以蔡蓉华研究馆员领衔,1992年版至今已出版7届,2014年版共评选出1983家核心期刊,其指标内涵更加丰富:不但有反映期刊规模和容量的指标,还有反映期刊质量和影响力的指标;既有绝对量指标,又有相对量指标;既有引证指标,又有网络传播指标,还有信息资源管理指标。(2)《中国社会科学引文索引》(CSSCI),这是在直接引入SCI模式基础上发展的,由南京大学中国社会科学评价中心1998年研制,基本每两年一次(其中2016年因各种原因未)。2017年1月最新版CSSCI(2017-2018)收录来源期刊554种,收录扩展版来源期刊200种,收录集刊189种。(3)《中国人文社会科学核心期刊要览》,以姜晓辉研究员领衔,2000年开始编制,目前已不定期出版三次:2004年版、2008年版、2013年版。随着AMI2014年强势推出,中国社科院内部就有两家单位参与人文社科期刊评价。(4)《中国学术期刊影响因子年报》(CNKI—JIF),作为知网每年定期的重要数据性报告,受到广大期刊界的好评,是中国科学文献计量评价中心、同方知网和清华大学图书馆等单位共同研制。(5)《中国学术期刊评价研究报告》(RCCSE),是武汉大学中国科学评价研究中心、武汉大学图书馆等部门2008年发起的,以邱均平教授领衔的团队研究报告,作为期刊评价领域的后起之秀,2009年版至今已连续出版5届,2017版共6193种学术期刊评价结果。(6)《“复印报刊资料”重要转载来源期刊》,首次于2012年10月,是人大人文社会科学学术成果评价研究中心和人大书报资料中心共同研制;[5]2014年版共有747种期刊最终入选;2016年3月首次研制并了另一评价成果《“复印报刊资料”重要转载来源机构(2015年版)》;之后又《“复印报刊资料”重要转载来源作者(2016年版)》。(7)《中国人文社会科学期刊综合评价指标体系》(AMI),2014年11月在人民大会堂举行“首届全国人文社会科学评价高峰论坛”上,是中国社会科学院中国社会科学评价中心研制,首版对733种中文人文社会科学学术期刊进行评价。

2学术期刊评价量化牵制学术期刊发展

不可置否,曾对推动学术发展起过重要作用的量化学术评价在理论层面具有一定的合理性,也难怪目前我国大部分高等院校都在积极推进量化考核,因为量化管理具有公正性、客观性、便捷性等优点。事实上,过度量化的学术评价体系,抹杀了个人创造潜能的多样性,制造了大批“学术垃圾”,严重阻碍了学术创新繁荣发展。首先,以量化评估取代质量评估从根本上违背了学术评价的真实内涵,会严重危害学术进步,造成学术虚假繁荣的景象。当前高校和科研院推行过度量化的学术评价体系,在执行过程中往往存在重数量轻质量的现象,不少高等院校与科研单位在年度工作考核中实行“工分制”,按照科研分统计,将学术评价与特定的量化指标绑定。在量化管理政策的激励下,我国SCI论文总数已连续多年位列世界第二,但单篇论文平均引文数只有3.01次,且世界顶尖水平的学者寥寥无几。2011年,中国入选“高被引研究者”的人数仅为28人,大陆的学者屈指可数,其余大多数均来自中国香港地区。不由得令人感叹“国家每年投入巨额资金,换来的却是大量‘垃圾’论文,学术科研创新严重不足。”在“一刀切”的数字量化模式下,往往只管数量不顾质量,千军万马写论文、拼数量,而质量如何,倒是其次。量化评价方式正在成为学术浮夸的“催化剂”,其结果使得学术创新匮乏、学术领域混乱、学术研究表面化,违背学术发展规律,有悖于学术的健康可持续发展。其次,期刊被划分等级成为罪魁祸首,核心期刊制度因此遭到期刊界绝大多数人的讨伐,[6]这种简单化的以刊物级别评定学术质量、学术水平、科研业绩,带来了诸多严重后果,最明显的就是核心期刊功能产生人为异化,发生了不应有的放大、扭曲、变形,学术期刊评价量化扼杀学术创新,对学术研究、期刊发展造成了极为不利的影响。再次,量化的学术考评机制的确促进过我国学术事业快速发展,却营造了不良的科研文化。学术活动本质上是一种探索性活动,科学研究本身具有周期性和波动性,很多学者不得不最终屈从于这种崇尚数量的文化,但是量化标准并不考虑。此外,对于教师个人来说,其学术生涯也有高峰期和低谷期,一些研究成果的出现往往需要酝酿数年时间,在这种过度的硬性数量要求引导和刺激下,“不管白猫黑猫,抓到老鼠就是好猫”,一些学术研究人员为了提高自己的学术成就,拿到项目,评上更高一级职称,往往不顾一切采取各种手段增加学术数量。最后,影响因子本身就是一种比较原始的、粗暴的量化标准,大量经费管理者以及科研院校纷纷将其作为学术水平的评估指标。是从自然科学移植而来的直接套用到人文社会科学领域,实际上,由于没有考虑到不同学科间的基本特征及其差异性,对人文社会科学造成了极大伤害。此外,不同学科的引用模式也存在很大差异,即便同一学科内,不同研究领域之间有很大差异,[7]仅仅依靠“算术平均”这一数值来进行评判,显然是有问题的。有学者不由得发出感叹:量化评价成为“用最简单的算术方法来管理世界上最复杂的脑力劳动”。学术期刊评价已被简单的排行榜取代,必将给学术期刊带来损害,因为其完全背离了科学发展规律。评价一本学术期刊的品质,原本就是要整体评价期刊的刊文水平和编校质量。学术期刊品质优劣,一是看刊文水平,包括所发论文的学术导向、学术价值等;二是看编校质量,包括错别字、错误标点符号,所刊论文语言的通顺、数据的准确、引证的严密、来源的可靠、撰写的规范等等。首先,单纯以复合影响因子、可被引文献比和转引率进行测评排序,忽略了从事某一学科学术研究群体的规模差异。由于量化评价体系按计算分值进行期刊排序,更加偏好一两年内的短期指标,过分迷信量化分值,忽视很多长期性的指数,将复杂的分析内容和过程简单地以几个数字进行表达,难以考察期刊的历史性学术贡献和学术史价值。殊不知,正是这种已被大大弱化且远离内容和特点的通适性纯量化指标体系造成了其对学术期刊的评价结果难有说服力。这也在客观上直接限制了某些期刊人对于长远办刊思路的布局,导致短视性、功利性、碎片化办刊思路盛行。[8]其次,现实中最滑稽可笑的事,是学者的学术水平不进步却要期刊的学术水平不断提升。这种荒唐之事,也只能在当今这个时代才会出现。可是,众多人都在评价期刊,没有水平的学者却来评价学术期刊的高下。它们没有别的办法,就只好按照所谓的排名,尤其是“C刊”体系中的排名,在转载体系中的排名。不评价好学者的水平根本就无法评价期刊的水平。换言之,没有好的学者就不可能有好的期刊。学者是期刊的重要依托,学者的水平决定了期刊的水平。然而,中国哲学社会科学学术创新严重乏力,大多在从事中低水平重复的所谓研究工作,期刊的选稿是根据刊物的办刊方针和学术定位来选稿的,并非完全是依据学术水平来选稿的,而是在办刊方针的基础上来选择高质量的论文。再次,迫于严峻的定量排行榜压力以及其他指标的压力,一些期刊出版者唯“影响因子”马首是瞻,置期刊的既有学科特色于不顾,决然朝着高被引学科与研究方向“努力调整”,甚至全盘“改革”,压缩并削减了传统学科、小众学科学术期刊的成长空间,毅然改变学术期刊原有的很多优秀风格与特色,这有可能危及该类学科的生存与发展。其实,有时候甚至是一份小刊物也会因高水平的文章产生世界性的学术影响。21世纪初,俄罗斯一名从事数学研究的学者在互联网上发表了自己的一篇论文,竟然因此获得了菲尔茨奖。按照中国的标准,他根本就没有资格参与申报。因此,发表的平台并不重要,重要的还是内容。期刊是一个平台,要打造好这个平台,当然首先要有好的内容,好的内容来自于好的学者。学者的眼界和水平决定了研究的高度和深度,也决定了期刊的水平。最后,对于专业期刊来说,不同学科专业期刊的影响因子差别巨大最常见的期刊评价是人为地将学术期刊分为三六九等,导致出现学术期刊评价基本由外行主导的状况。一般而言,社会科学学科的引文半衰期大多在2.8~3.8年,而以历史、文学为代表的人文学科引文半衰期在10年以上,几乎相差3倍。实际上,目前人文社科学术期刊的评价也主要采用影响因子等量化指标,已对学术期刊造成了严重伤害。以《历史研究》和《经济研究》为例,近年来,其复合影响因子分别为0.954、9.831,相差整整10倍,但《历史研究》一点也不比《经济研究》差。绝大部分人文社会科学学科论证过程不易计量,结果难以用统一标准评价,决定了对人文学科学术期刊的评价也不宜采取量化标准。从某种意义上说,学术期刊评价也是一种追求主观与客观相一致的过程,因为学术研究是追求真理的过程,从这个角度来讲,学术期刊评价只能根据科学依据。目前在中国各种学术期刊评价中,这些评价标准表面上看非常科学,但几乎全是以各种数据为基础,其实质可能是最不科学、最不符合学术研究规律的。首先,评价标准的绝对数据化,导致学术评价以及期刊评价的偏颇并遭到学术界的诟病,甚至影响了中国学术在世界上的形象。因为定量评价固有的缺陷体现在:“客观、公正、公平”的前提比较困难,只能是尽量,且仅仅体现有限性;专业的缺位也使评价的科学性大打折扣,为弥补这一缺陷,定量评价通过大量数据的采集和看似复杂的数学统计运算。[9]其次,通过对学术期刊进行分等分级,使得复杂的论文评价变得简单。由于对学科分属不同、数量巨大、价值各异的学术论文进行全面的学术评价、统一的价值判断较难,量化评价导致评价创新缺失。而学术期刊评价是根据论文所发表的刊物等级来确定论文的质量,并可以直接作为分配和管理资源的重要依据。学术期刊评价的对象是多元的,主体也是多元的。在学术研究领域,学术研究正是在反复的批评与反批评中实现超越的,一成不变的评价几乎不会存在,需要不断进行创新发展。[9]再次,作为管理工具的评价所需的并不是学术批评的科学精神,而是工具化的使用。评价在成了资源分配的主要依据后,又成了科研管理的重要工具,而且这个工具应有良好的“操作性”。定性也好,定量也罢,都只不过是学术评价的一种具体方法,后来以“定量评价”的专业评价机构应运而生,并开始与学术共同体抢夺评价主体的资格。[9]基于此,定性评价和定量评价才由具体方法上升成为不同的评价类别。

3改进学术期刊评价助推学术期刊发展

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大学生创新创业项目的应用实践

[摘要]创新创业教育是高校人才培养的重要途径之一,针对大二学生处于基础课程学习阶段尚未进行专业课程学习的情况,在物理化学教学过程中强化学生对实验原理的掌握,加强实验设计的主观意识,严格要求实验报告的撰写规范等方面着手,培养学生创新创业技能,并设计一个物理化学知识衍生的创新训练模式,将物理化学基础课程学习与创新实践相结合,使得学生学有所用,也促进教师在后期的理论课程教学中提供生动的教学案例。

[关键词]创新创业;物理化学;实验教学;训练模式;案例

2021年10月12日国务院办公厅印发《关于进一步支持大学生创新创业的指导意见》,其中指出深化高校创新创业教育改革,将创新创业教育贯穿人才培养全过程,建立以创新创业为导向的新型人才培养模式。完善中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛可持续发展机制,鼓励各学段学生积极参赛[1]。在分析大学生创新创业项目实施过程中,不难发现部分项目与学科专业脱节、学生参与度低等问题[2-5]。造成如此局面的原因主要有两种,一方面很多学生申请或参与创新创业项目主要是为了获得学分,并非是源于兴趣,缺少了主动性。另一方面,对于大二的学生而言,仍处于基础课程学习阶段,缺乏专业知识储备,对研究背景、研究方法和技术路线、研究手段及拟解决的关键问题等一知半解,使得学生在创新项目选题、执行方面具有一定的挑战性,从而影响影响了参与度和申报参与项目的积极性[6-7]。在此背景下,依托中南大学化学化工学院教学和科研实验平台,在教学过程中强化学生创新创业能力的培养,引导本科生利用已学的物理化学理论知识和实验技能孵化创新创业项目,通过教师科研平台帮助学生将想法进行验证和探索,设计一个物理化学知识衍生的创新训练模式,将物理化学基础课程学习与创新实践相结合,促进学生对知识的学有所用,同时为教师在后期的理论课程教学中提供生动的教学案例。

1教学过程中强化学生创新创业能力的培养

如图1所示,在本科生创新创业项目中,需要团队具有项目选题-文献检索-实验方案设计-数据获取-数据分析处理-撰写调研报告及学术论文等能力[8],因此在物理化学实验教学中设计了实验目的-实验原理-仪器与试剂-实验步骤和现象-原始数据收集-数据处理分析-实验结果讨论几个部分进行相关的教学和能力培养。

1.1丰富的教学内容

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