發布時間：2021-03-06所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： 前言 冶金工程專業是安徽工業大學最早設立的專業之一，也是華東地區唯一擁有學士、碩士和博士授予權的冶金類專業，其詳細的專業和學科發展歷程見圖1。四十多年來，本專業立足地方、服務行業，培養基礎扎實、知識面寬、實踐能力強，具有創新精神和社會責任感
前言
冶金工程專業是安徽工業大學最早設立的專業之一，也是華東地區唯一擁有學士、碩士和博士授予權的冶金類專業，其詳細的專業和學科發展歷程見圖1。四十多年來，本專業立足地方、服務行業，培養基礎扎實、知識面寬、實踐能力強，具有創新精神和社會責任感的冶金工程及相關領域專門人才，為地方、行業的科技創新和產業升級，提供人才支持和學科支撐。
安徽工業大學冶金工程專業自2015年通過首輪工程教育專業認證以來，嚴格按照工程教育專業認證的理念，堅決貫徹“以學生為中心、目標導向、持續改進”的核心理念和基本思想，保障學生畢業要求的達成。2019年順利通過了第二輪工程教育專業認證。
物理化學(冶金類)作為我校冶金工程專業(鋼鐵冶金和有色冶金方向)和資源循環科學與工程專業的第一門專業基礎課程，是公共基礎課到專業課的橋梁和紐帶，校內課程編號為物理化學D。該課程對于學生基礎知識和專業知識的學習具有承上啟下的重要作用，也是學生了解本專業的入門，因此對其進行教學研究探討具有重要意義。
近年來，該課程由我校冶金工程學院的教學團隊承擔教學，通過團結協作，推動了精品課程建設，促進了專業的特色化建設。
一、基本情況
物理化學(冶金類)的教學內容包括化學熱力學、溶液與相平衡、化學動力學、電化學、表面現象與分散系統等。通過該課程的學習，學生將牢固地掌握物理化學基本概念及計算方法，同時還會得到科學方法的訓練和邏輯思維能力的培養。這種訓練和培養將貫穿在課程教學的整個過程中，使學生體會和掌握怎樣由實驗結果出發進行歸納和演繹，或由假設和模型上升為理論，并結合具體條件應用理論解決實際問題的方法。通過以上培訓，提高學生概括問題、分析問題和解決問題的能力以及運用理論知識解決實際問題的綜合素質，為后續專業課程的學習奠定堅實的理論和實驗基礎。
二、教學要求的變化
1.教學內容的選擇
我校冶金工程專業過去一直局限于鋼鐵冶金方向，隨著學科建設的發展，2011年，冶金工程系開設了資源循環科學與工程專業，同時突破了單一的鋼鐵冶金，設置了有色冶金方向，實現了“多專業、大冶金”的建設目標。面對新專業(資源循環科學與工程專業)、大冶金(鋼鐵冶金、有色冶金)辦學的新形勢，物理化學在教學內容上必須進行相應的調整，有所側重，實現模塊化教學，以適應新專業建設的需要。
2.支撐指標的要求
在專業課程體系中，物理化學(冶金類)支撐的畢業要求指標點是“掌握本專業所需的基礎知識和基本理論知識”。為實現這一目的，需要開展研究性教學，將工程實踐、科學研究引入到教學實踐中去，激發學生的自主學習意識。
3.教學方式的更新
作為第一門專業基礎課程，課程需要探索引入啟發式教學方法，運用現代化工具以實現“線上+線下”的混合式教學，打造智慧課堂，避免枯燥情緒，為后續專業課程的學習奠定堅實的基礎。
三、課程優化
針對以上教學要求的變化，我校物理化學(冶金類)教學團隊開展了以下課程優化：
1.教學內容上，結合專業特點開展針對性教學
物理化學(冶金類)作為大學生入學后接觸的第一門專業基礎課，既不能過于理論化地教學，又不能被專業所束縛。因此我們試圖在理論體系的完整性和專業背景的特色中尋找一個平衡點。按照“內容多元化”的準則，構建若干具有獨立階段功能的教學模塊，在加強物理化學通用內容教學的基礎上，通過不同知識點的補充，突出不同專業、不同方向的差異性和側重點，從而在實際教學過程中能根據學生的專業和方向進行有效組合，以適應培養要求的差異性。
本教學團隊一方面緊密結合專業特點，對教學內容進行了針對性的節選。原教材(王淑蘭主編《物理化學》，第四版)的十一章106節內容，我們只選擇了八章56節進行課堂教學;另一方面從應用型冶金工程專業人才的培養出發，在給學生搭建“大冶金”專業基礎知識體系的同時，兼顧資源循環科學與工程專業的學科特點，對教學內容進行梯度化梳理、層次性建設，通過典型案例的設置和特殊問題的一般化討論，滿足不同方向、不同專業對物理化學基礎知識的需要。
除了教材，本教學團隊還積極引入補充內容，擴展學生知識面。例如，FactSage作為國際通用的綜合熱力學數據庫系統，廣泛應用于冶金過程的脫氧計算、相圖計算和動力學計算等。團隊教師積極探索在教學中導入該軟件(我校已經購買使用版權)，嘗試基于部分知識點設置案例教學，以體現物理化學研究的前沿性和時代性。FactSage案例的引入為物理化學教學提供了現代化的教學手段，有助于學生跟蹤學科前沿。
2.在教學方式上，開展研究性教學，培養批判性思維
對于課堂教學，國家教學名師李志義老師有個比喻：課堂講授的重點不是將教材規定內容的所有重點、難點和疑點全部解決，為其畫上一個個“句號”，而是不斷地畫出“問號”，引導學生主動思考，鼓勵學生自己將“問號”變成“句號。因此，教學不能只限于教材已有的東西，還要結合授課知識點提出相應的研究性問題，以激發學生興趣并培養其自主學習能力。
例如，對于熱力學第一定律中體積功的計算公式，提出“為什么體積功的計算公式要采用環境壓強來計算，而不采用系統自身的壓強進行計算?”;對于卡諾熱機的介紹，提出“在高低溫端，除了構造卡諾可逆熱機外，能否構造其他的可逆熱機?”;對于克勞修斯等式和不等式的推導，提出“能否不采用卡諾循環，而是設計其他可逆循環完成克勞修斯等式和不等式的推導?”;對于克拉佩龍方程的推導，提出“凝聚相的熱力學壓強如何規定?”等。
通過以上方式，圍繞一個個具體知識點展開研究性教學，既引發了學生的興趣，又保證了對這些問題感興趣的學生可以利用業余時間完成，培養了學生敢于質疑而不盲目迷信教材的獨立思考能力。
更進一步，這種思辨性的學習也提升了教師的教研能力。例如，我們在課堂上曾就教材和文獻中出現的體積功計算方法的分歧與爭議展開探討。充分討論后，我們依據功的計算式，在修正現有教材體積功計算式推導的模型基礎上，提出采用對非準靜態熱力學過程，采用氣體自身壓強計算體積功，并對該公式帶來的一系列相關修正予以分析說明。
3.在教學思路上，聯系工程實踐，提高理論應用能力
我們將物理化學的基本理論與冶金工程的實踐工作緊密結合，從科研中的熱力學、動力學現象中提煉出基礎理論的問題，作為相應章節的應用實例，不斷強化物理化學理論與工程實際的緊密聯系，克服以概念解釋概念的傳統說教，加深學生對專業基礎理論知識的理解，凸顯鋼鐵、有色、冶金資源的專業特點。
以表面現象教學為例，隨著對冶金工藝微觀現象研究的深入，表面與界面理論在冶金工藝優化中的重要性越來越大，實現表面現象與傳統冶金工藝的交叉融合十分關鍵。本教學團隊圍繞一系列研究性問題開展研究，并在《化學通報》、《大學化學》等期刊上發表了系列教學論文，使得表面現象的課堂教學更具深度。
4.在教學資源上，運用現代網絡平臺，提升智慧課堂水平
安徽工業大學于2014年成功上線了“網絡教學平臺”。基于該平臺，物理化學課程試行了網絡化教學模式，實現對課程的輔助性教學和全過程管理。目前通過補充新專業、新方向的相關教學資料，上傳教學課件(雙語、中文)、實驗課程資料、習題解答，“物理化學”的所有教學內容都已經實現了網絡化，從而滿足了學生個體的差異性需求，擴展了其專業眼界，有助于其自學。并且通過網絡互動，實現了學生與老師之間順暢的交流。
更進一步，“互聯網+”的蓬勃興趣為高校智慧課堂的發展奠定了良好的基礎，有助于實現智慧的教和智慧的學。因此本課程積極開展“線上+線下”的教學模式改革，授人以漁，實時獲得教學反饋并及時調整。物理化學課程(冶金類)于2018年獲首批“安徽省智慧課程試點項目”資助，利用“學習通”軟件探索了混合式教學。課前，為學生推送PPT、預習題等;課中，發送限時小測試，并實時顯示答題結果，隨機點名激發學生發言，調動課堂氛圍;課后，推送復習PPT、自測題等，學生可與老師線上互動，隨時答疑，提供全周期的教學數據分析，量化了教學過程。這種教學模式可以營造更好的課堂學習氛圍，提高師生互動、生生互動。目前，該教學模式還在前期探索中。
四、建設成果
自從2007年我校冶金類物理化學教學團隊進行新老交替以來，經過十二年的辛勤教學、積極探索，課程建設取得了豐碩成果。2017年，“冶金背景下物理化學課程的特色化建設”，獲得安徽省教學成果三等獎和安徽工業大學教學成果一等獎，課程還獲批了省級智慧課堂試點項目。課程負責人孔輝也先后獲得安徽省教壇新秀和安徽省教科文衛體系統師德先進個人等稱號。
五、結語
物理化學(冶金類)作為安徽工業大學冶金工程專業(鋼鐵冶金和有色冶金方向)和資源循環科學與工程專業的第一門專業基礎課程，地位重要。本教學團隊結合專業特點選擇教學內容，注重思辨能力優化教學方式，聯系工程實踐講解教學難點，基于智慧課堂充實教學資源，探索符合工程教育專業認證要求的人才培養方式，取得了良好的教學效果。——論文作者：孔輝李娜肖賽君何世偉李媛廖直友章俊王海川
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