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随着新工科建设的深入推进，地方高校在服务区域产业转型升级、培养高素质应用型工科人才方面的使命愈发凸显。“物理化学实验”作为工科专业的核心实践课程，是连接理论知识与工程应用的重要桥梁，课程教学质量直接关系到学生工程实践能力的培养成效[1]。

然而，调研发现，当前地方高校“物理化学实验”课程普遍存在三重教学困境：其一，教学内容陈旧模式化，多以经典验证性实验为主，缺乏与产业实际的关联；其二，教学模式单一，沿用“教师讲解—学生模仿—数据记录”的被动学习模式；其三，评价体系不完善，过分侧重实验结果准确性，忽视对学生实验设计、问题解决等工程素养的考查[2]。这些问题导致学生“只知其然，不知其所以然”，难以满足应用型人才培养对学生综合创新能力的要求[3]。

为破解上述教学困境，本研究以项目式学习为核心方法，开展“物理化学实验”课程教学改革实践。通过系统整合地方特色产业资源、重构教学流程、创新评价方式，探索适配地方高校办学定位、具备可操作性与可迁移性的实践教学改革路径[4]。本文重点阐述改革的设计框架、具体实施举措及实践成效，为同类院校的实践教学改革提供参考。

1 教学改革设计与实施：构建“产业对接、能力递进”的可迁移体系

本次教学改革遵循“体系构建—过程实施—评价保障”的三阶逻辑，整体研究思路与技术路线如图1所示。改革核心围绕三大模块推进：以产业融入重构实验教学内容，以开放式教学重塑学生学习过程，以多元评价保障人才培养质量[5]。

图 1 本研究技术路线图

Figure 1 Technology roadmap of this study

1.1 阶梯式项目设计：融入地方特色产业元素，实现教学内容重构

以学生能力发展的阶段性规律为依据，按照“基础—综合—创新”的递进逻辑，设计四层次实验项目体系（如表1所示）[6]。每个层次均设置多个具体项目，并将地方特色产业典型案例的操作细节完整呈现，便于同行直接参考使用。

在基础验证实验改造中，通过注入产业实境增强学习代入感。例如，在“燃烧热的测定”项目中，引入地方特色食品（如修山面条）燃烧热值分析任务[7]。学生不再机械操作仪器，而是从“食品加工副产物如何能源化利用”的工程视角出发，自主设计实验方案、分析数据并评估应用价值。

在设计性实验拓展中，通过增设开放环节强化方案论证能力。如将“双液体系相图绘制”升级为“基于相图分析的合金工艺优化设计”，学生需根据给定材料的性能要求，完成合金配比设计、工艺参数模拟与可行性论证[8]。

在综合性与创新性实验中，通过整合学科知识培养系统思维。例如，将“表面活性剂临界胶束浓度的测定”置于环保洗涤产品研发情境中，实验任务贯穿“原料筛选—配方设计—效能评价—成本控制—环保要求”全链条，引导学生综合运用物理化学、材料科学、环境工程等多学科知识。

表 1 阶梯式实验项目体系及工程案例

Table 1 Tiered experimental project system and engineering cases

1.2 开放式教学过程：推行“课前探究—课中协作—课后固化”三阶开放式教学流程

突破传统教学中教师主导、学生跟从的被动格局，构建以学生为主体的三阶开放式教学流程，充分发挥学生的主观能动性[4]。

1.2.1 课前项目启动：自主调研，拟订方案

以真实产业问题为导向发布项目任务，学生以小组为单位开展文献查阅、资料收集与问题分析，自主拟订初步实验方案。此阶段旨在培养学生的问题识别与自主探究能力。

1.2.2 课中协作实施：引导探究，迭代优化

教师由知识传授者转变为学习引导者，为学生提供设备支持与方法指导。学生分组开展实验操作、数据采集与结果分析，遇到问题时通过小组讨论寻求解决方案，必要时调整实验方案并重新实施。此环节重点锻炼学生的工程实践操作能力与问题解决能力[9]。

1.2.3 课后成果固化：规范撰写，整合输出

引导学生按照科研论文规范格式完成实验报告，遵循“题目—摘要—关键词—前言—数据处理—结果与讨论—结论”的完整结构撰写。通过规范化写作训练，帮助学生实现知识整合、逻辑思维与学术表达能力的系统提升。

1.3 多元评价机制：贯穿全程、多方参与，支撑能力导向的教学改进

为保障项目式教学对学生工程实践能力的培养效果，本研究构建了“全程覆盖、多主体参与、多维度量化”的多元协同评价体系[10]。该体系摒弃“唯实验结果”的评价模式，既关注实验数据的准确性，更重视学生在项目实施过程中展现的设计思维、协作能力、创新意识与工程素养。以下以“地方特色产业食品燃烧热值测量”项目为例，具体说明多元量化评价机制的实施过程。

1.3.1 评价主体多元化：教师、学生、小组协同参与

评价主体由单一教师扩展为教师、学生本人及小组成员三方，形成全方位评价视角[9]。课程总评满分100分，成绩由三部分加权构成。

教师评价（占60%）：依据项目评价量化表进行专业评分，满分60分。其中方案设计（25分）从科学性（10分）、安全性（8分）、可行性（7分）三维度评分；实验执行（20分）从操作规范性（8分）、数据记录完整性（7分）、问题解决主动性（5分）三维度评分；报告撰写（15分）从数据完整性（6分）、分析深度（5分）、工程应用讨论合理性（4分）三维度评分。

学生自评（占20%）：使用自评量表（满分20分），从知识掌握（6分）、能力提升（8分）、学习态度（6分）等维度开展自我评价，设置如“是否理解食品加工副产物热值评价的工程意义”（2分）、“是否熟练掌握氧弹量热仪操作规范”（3分）等具体评分项。

小组互评（占20%）：依据小组协作互评表（满分20分），从团队协作（8分）、贡献度（7分）、沟通能力（5分）等维度相互评分，针对“实验分工合理性”“数据记录规范性”等具体行为进行量化评分。

1.3.2 评价指标多维化：聚焦工程素养，实现能力全面考量

在教师60分的权重内，进一步细化对各维度工程实践能力的考核，确保所有评价指标均可观测、可量化统计（如表2所示）。

表 2 工程实践能力多维评价指标及分值

Table 2 Multi-dimensional evaluation indicators and scores for engineering practice ability

1.3.3 评价过程全程化：覆盖项目全周期，实现过程管控

评价贯穿“项目启动—方案设计—实验执行—数据分析—成果呈现”全流程，各阶段设置明确的量化节点，并建立持续反馈机制[2]。

项目启动与方案设计阶段：考核调研报告完整性、实验方案创新性与工程设计逻辑性，针对样品干燥方式设计、热值计算方法论证等细节进行评分。

实验执行阶段：评定考核操作规范性、原始数据记录完整性、主动问题解决能力。观察学生是否根据样品燃烧特性调整氧弹充氧压力、是否主动记录并分析燃烧残留物异常数据。

数据分析与报告撰写阶段：考核数据处理严谨度、结果讨论深度、工程应用结合度，要求定量分析不同含水量样品的燃烧热值差异，提出固体燃料领域应用建议，并依据建议的可行性评分。

1.3.4 评价方式融合化：定量为主、定性为辅，强化反馈改进

采用项目总评表汇总各维度评分，总分核算公式为：教师评价（60分）+学生自评（20分）+小组互评（20分），满分100分。同时，结合定性评语形成综合评价[2]。在项目答辩、报告评阅环节，教师针对得分较低的维度提供针对性反馈，如：“你的热值差异分析得分偏低，建议进一步结合样品加工工艺，阐释含水量对燃烧效率的影响机制。”

建立“阶段性反馈—总评闭环”机制，及时公布各阶段评价结果，支持学生在后续环节实现针对性调整提升。项目总评纳入课程总成绩，权重占比40%［10］。

为方便同行参考使用，现将评价体系核心要素结构化汇总，形成标准化工具模板（如表3所示）。通过上述多元量化评价机制，学生可在贴近区域产业的项目中，完整经历“工程问题界定—实验方案设计—团队协作实施—研究成果输出”全流程训练。量化评价实现能力发展可视化，成为推动学生持续反思与能力建构的有效工具。该框架具备明确的观测点与统一评分标准，可直接迁移应用于其他实验项目。

表 3 多元量化评价机制核心要素

Table 3 Core elements of multi-agent quantitative evaluation mechanism

2 实践成效与迁移应用价值

本次教学改革历经两轮教学实践，取得了显著成效，并形成了一套可供同类院校借鉴的操作范式。

2.1 教学实践的主要变化

2.1.1 学生学习行为发生变化

问卷调查结果显示，改革后认为“物理化学实验”具有挑战性和趣味性的学生比例，由改革前的30%提升至80%。课前主动开展资料调研、文献查阅的学生比例明显增加，自主预习逐渐成为部分学生的学习常态。

2.1.2 学生能力测评结果呈现正向趋势

从实验设计、数据分析、团队协作等维度的量化评分来看，参与改革班级的学生群体较往届学生提升幅度在30%～40%之间，学生在多学科知识整合、实际问题解决等能力亦有改善。

2.1.3 课外延伸成果逐步积累

依托课程实验，学生成功项目申报省级大学生创新训练项目3项，参与省级学科竞赛斩获一等奖1项、二等奖2项。部分课程实验报告格式规范、内容完整，具备进一步修改完善的基础条件。

2.1.4 教学资源建设持续推进

教学团队围绕改革实践撰写并发表教学论文2篇，初步形成可供后续教学持续使用的“物理化学实验”项目式教学资源包。

2.2 改革模式的迁移应用价值

2.2.1 实施路径清晰，便于借鉴

形成“地方特色产业案例导入—阶梯式能力训练—多元量化评价保障”的标准化实施流程，各环节均配套明确的操作要求与工具模板，同类院校可根据自身条件选择性借鉴、适应性改造。

2.2.2 资源依托务实，易于落地

改革充分利用现有实验室条件与地方特色产业特色资源，无需大规模投入硬件设备，有效降低改革实施成本，与地方高校的办学条件高度适配。

2.2.3 运行机制灵活，可适应性调整

团队共建共享教学资源、持续优化评价工具与教学方案的运用模式，可根据不同院校的学科特色、区域产业特点灵活调整，具有较强的可移植性。

3 结论与展望：构建“产教融合、开放共享”的实践教学新生态

以工程实践能力为导向的“物理化学实验”项目式教学改革，通过系统化课程设计、本土化案例融入、全程化量化评价，有效激活了地方高校实践教学内生动力。实践表明，将地方特色产业资源转化为教学项目，推动实验教学从传统的验证性操作向工程化实践转型，不仅使课程更具工程性与趣味性，破解传统实验教学与工程实际脱节的问题，又让学生学习与区域产业发展紧密结合，为其未来参与地方产业发展奠定扎实能力基础。

基于现有成果，未来将从三方面深化改革与拓展工作，构建“产教融合、开放共享”的实践教学新生态。

（1）共建区域性教学案例库：联合地方高校、行业协会与本地企业，系统开发基于地方特色产业（如食品加工、有色金属冶炼、环保材料研发等）的实验教学项目，推动教学资源开放共享与常态化更新。

（2）探索线上线下混合式项目学习模式：依托虚拟仿真实验平台与在线协作工具，拓展项目式教学的时空边界，为实验设备不足或教学时间有限的高校提供替代性实施方案。

（3）建立跨校教师发展共同体：通过举办教学改革工作坊、开展教学观摩、组织跨校合作备课等形式，促进教师之间的经验交流增多与能力提升，形成可持续的师资支持网络。

综上，本次“物理化学实验”项目式教学改革不仅为该课程的教学升级提供了实践范本，也为新工科建设背景下地方高校推进产教融合、创新实践教学模式提供了可复制、可迁移的行动参考。下一步，教学团队将继续深化与地方产业界的合作，进一步完善教学资源与评价工具，推动形成“课程教学—产业发展—创新培养”协同共进的应用型人才育人新生态。

参考文献

[1] 李小明，王静，张伟．新工科背景下地方高校实践教学体系重构研究［J］．高等工程教育研究，2022，40（3）：78-83．

[2] 陈丽，刘强，王敏．项目式学习在理工科实验教学中的应用研究综述［J］．实验室研究与探索，2023，42（2）：112-118．

[3] 王昊栋，刘洋，张敏，等．新工科背景下大学生工程实践能力提升机制的探索研究［J］．国家通用语言文字教学与研究，2022（152）：4-6．

[4] 张华，李娜，王军，等．新工科背景下项目式学习的设计与实施策略［J］．高等工程教育研究，2023，41（2）：84-89．

[5] 赵明，周涛．工程教育认证视域下学生实践能力评价体系构建［J］．高等工程教育研究，2021，39（5）：92-97．

[6] 王小红，李国强．产教融合背景下地方高校实践教学改革路径研究［J］．中国高教研究，2023（4）：67-72．

[7] 刘洋，张敏，陈华．基于OBE理念的化学实验课程教学改革与实践［J］．实验室科学，2022，25（6）：45-50．

[8] 董婧，周伟，吴芳，等．以培养工程实践能力为导向的数据原理课程实验教学改革［J］．实验室研究与探索，2020，39（8）：200-203．

[9] 周伟，吴芳．项目式学习评价指标体系研究：基于核心素养视角［J］．全球教育展望，2021，50（8）：56-65．

[10] 吴晓红，陈建平．工程实践能力导向的课程评价改革探索［J］．中国大学教学，2022（5）：62-67．