新建本科大學物理化學實驗課程改革與實踐

孫開蓮，葛秀濤,章守權,馮 劍,王俊海

（滁州學院 材料與化學工程學院，安徽 滁州 239000）

新建本科大學物理化學實驗課程改革與實踐

孫開蓮，葛秀濤,章守權,馮 劍,王俊海

（滁州學院 材料與化學工程學院，安徽 滁州 239000）

對新建本科院校物理化學實驗課程教學模式進行探索，提出根據專業精選優化實驗內容，提供多種實驗預習平臺、逐步增加綜合設計型實驗以及嚴格高效執行考核機制等改革思路，其結果有助于提高物理化學課程教學質量，并有望在培養學生動手實踐和創新能力方面取得良好的教學效果.

物理化學實驗；教學改革；創新

物理化學實驗是依靠物理學方法和手段、運用數學工具來研究物質體系的物理、化學性質和化學反應規律的一門重要課程，綜合了化學領域中各分支學科所需要的基本研究技術和方法，在連接理論基礎學科、應用學科和和科學研究起到橋梁作用，在幫助學生理解物理化學理論知識、了解化學研究的各種手段和方法、提高實踐應用能力和培養創新和科研能力等方面有著不可替代的作用.

面對新時代、新形勢對人才培養的新要求和我校由師范專科向應用型本科院校的辦學定位轉變，傳統的教學模式對于培養具有實踐和創新能力的高素質應用型人才已經顯得力不從心，改革勢在必行.以我校建設較高水平應用型本科院校，培養高素質應用型人才，服務地方經濟社會發展的階段性辦學目標為指導，結合我院實際情況和調查結果，我們對物理化學課程進行了初步改革與探索.

1 結合專業科學設定實驗內容，編寫課程大綱和講義

目前所用教材一般不分專業，且為多年前的老版本，所提到的實驗儀器與新型儀器相比功能落后，操作方法有較大出入，此外體現不出現代新方法、新手段.根據不同專業人才培養目標和我院現有的軟、硬件設備，改革實驗教學內容體系，編寫針對不同專業的物理化學課程大綱；精選傳統經典物理化學實驗并在其基礎上，對實驗藥品、實驗方法以及實驗步驟等方面進行優化、整合、拓展，合理安排與專業培養目標要求相適應的具有創新性的實驗項目，整理成課程講義.例如化學反應熱效應的測定實驗，為了使實驗的開設有的放矢，密切結合專業實際應用，將參考教材中萘換成蔗糖，該實驗搖身一變成為食品專業專業性很強的某種食品熱值的測定實驗，對于化工專業的學生可以使測量煤的燃燒熱，這種改革提高學生學習興趣的同時讓其多掌握一種專業研究方法，激發創新思維能力.此外將教師的科技創新成果融入到相關專業的物理化學實驗教學內容體系中，既提高了實驗內容的創新性，又讓學生接觸科學前沿研究.講義編寫按照基礎驗證性實驗——綜合性實驗——設計研究型實驗三個教學層次，形成從基本到綜合，從被動接受到自我獲取，逐步提高創新思維能力.其中基礎驗證性實驗中將大量的實驗項目按照熱力學、動力學、電化學、膠體與界面四大模塊分類，有利于學生全面系統了解物理化學及實驗課程.

2 教學方法改革

2.1 搭建平臺，強化自主預習

實驗預習是提高實驗效率和教學質量的有效手段之一.調查和實踐表明，學生的預習效果較差，幾乎是照搬講義，原因是實驗原理深奧、實驗步驟多學生難以預習明白；學生重視程度不夠等.我們通過以下三種改革強化學生自主預習效果：依托物理化學省級精品課程網絡平臺，建立物理化學實驗網絡課程，包括各專業實驗講義、實驗儀器圖片展和視頻；實行實驗室“半開放”式管理平臺，鼓勵學生到實驗室面對儀器、藥品進行預習；在實驗講義中列出預習問題引導學生預習，引起對實驗的好奇心，充分調動學生獨立思維，培養分析問題和解決問題的能力.實驗課時教師通過檢查預習報告以及提問預習問題等方式檢查預習效果，給出公平的預習成績，以此促進學生認真主動去預習.

2.2 增加實驗緒論課，激發好奇心和學習興趣

在講義開始編寫緒論，主要四部分內容：課程目的和要求；實驗誤差和實驗數據處理；計算機在處理實驗數據方面的應用；用到的實驗儀器功能與介紹.在實驗課程開始之前，采用多媒體輔助開展緒論課講座，使學生了解物理化學實驗綜合性和強大指導應用功能、應用物理學實驗手段、化學方法，數學及計算機軟件為工具等課程特點，引起學生重視和提高學生的學習興趣.實踐過程中發現，有些過于“追求完美”的學生當遇到實驗數據誤差大，操作過程中失控或失誤或者實驗結果不理想等情況時不能冷靜分析原因，積極尋求解決問題，出現消極低落情緒.因而在實驗誤差講解部分，除引導學生對誤差產生有正確認識和指導如何控制誤差在最小范圍內的方法等問題外，還對學生學會承受實驗失敗方面的心理素質進行教育.

2.3 以學生為主體，探索新的教學方法

傳統的物理化學實驗教學是教師處于單向傳輸信息的主導地位，花費較多時間對實驗原理、實驗步驟、數據處理等細節完全交代清楚，甚至演示儀器的使用與連接，學生按部就班地“照方抓藥”，記錄數據，這造成學生依賴心理過重，課前不認真預習，削弱了課程對學生實驗能力的培養，抑制了學生的積極性和創造性.為了激發學生的學習興趣，提高積極性，應改變傳統的教學方式，在實踐教學中給予學生更多的自主性和靈活性，使學生變被動為主動，建立“以學生為主體，以教師為主導”的實驗教學模式[1].例如在學生經預習做好充分準備下，教師無需對實驗的每個細節講解，簡要介紹實驗原理和要注意的事項，其中可采取問題啟發式教學方法，對講義中的預習問題進行提問和解答，檢查預習效果的同時，調動學生主動思考.與以往教師全盤灌輸相比，該教學模式不僅節省時間，還培養了學生自學、動手和科學思維能力.

2.4 逐步增加綜合型和專業設計型實驗，培養綜合素質

改革單純以驗證、鞏固和加深對物理化學理論理解及掌握實驗方法、技能的實驗體系，以基礎驗證實驗—綜合運用—專業設計型實驗逐級推進教學進程，在注重扎實基礎訓練的同時，培養學生創新意識和科學研究素質.基礎驗證型實驗為確保實驗內容體系的系統和連續性，針對熱力學、動力學、電化學，膠體與乳液等內容進行了模塊化設置，不同專業會從每個模塊中選擇1～2個與專業研究相近的實驗項目開設，在基礎驗證型實驗完成，學生初步掌握物理化學實驗的研究方法后，每學期開設1～2個綜合型和1個專業設計型實驗，我院逐步開設的綜合實驗有Fe(OH)3溶膠的制備、純化及電泳測量其電勢，復合Ag電極與鹽橋制備以及可逆電池電動勢的測定與應用等，實踐證明，通過綜合實驗多個知識點融合，多種儀器的使用以及多個實驗目的達到，學生的綜合素質得到快速提高.近來，又嘗試將教師科研成果引進學生實驗中，結合不同專業，開設了專業設計型實驗，教師確定實驗課題大方向和參考講義，簡單介紹本方向的科學前沿和實驗過程中關鍵性問題，要求學生參考講義、查閱文獻，對實驗內容改動及設計，比如改變實驗條件、另辟與之相關研究內容、改變研究物質等，隨后自行設計以及完成實驗，整個過程教師僅指導、答疑和參與結果探討，以此培養學生自主學習的能力和獨立思維意識，逐步養成良好的科學研究習慣，同時為后期畢業論文設計或實驗做鋪墊[2].

3 實驗報告兼是實驗檔案卡片，建立公平合理、嚴格的考核機制

公平、合理、嚴格的考核機制會激勵學生，反之會讓學生不重視實驗，缺乏積極性.堅持“注重平時、能力為主、綜合考核”方針，建立每個學生一學期的實驗檔案卡片，登錄其預習成績、實驗操作成績以及實驗報告成績，最終成績來自于三者綜合，這是我們近幾年來的建立的比較公平合理的考核機制.實踐結果發現，學生最終實驗成績仍不能真實的反應學生的綜合能力.主要原因來自于教師不能及時登錄成績、嚴格執行，這也情有可原，教師要在多處反復多次重復謄寫學生生這三個實驗環節的成績，教師普遍反映繁瑣、耗時，勢必造成教師執行該考核機制的積極性不高，不及時登錄，在學期末補錄前兩項，往往根據實驗報告成績來給出最終成績.然而實驗報告存在同組參考、抄襲、數據處理圖表復印（手工繪圖除外等現象，實驗報告大同小異，往往書寫認真、圖表清楚漂亮的女生報告成績突出；此外由于分組實驗使得后面組員實驗報告由于參考了前面同學錯誤減少，成績偏高，可見緊靠實驗報告不能公平有效評定學生能力，該考核辦法需要改革.

為便于教師的記錄，進而更有效地執行公平的考核措施，我們編排新的實驗報告格式和與之配套的實驗原始數據記錄表[3]，采取實驗報告兼是預習本和實驗檔案卡片，學生將預習內容整理到實驗報告前部分，避免以往重復抄寫，實驗報告最后設置打分欄，包括預習、操作、報告以及綜合成績四部分，教師課初檢查完預習效果，在實驗報告預習欄記錄成績.實驗結束后學生將單頁實驗原始數據記錄表拿給教師看，教師根據操作表現和數據操作欄給予成績，最后原始數據記錄表和實驗報告一并上交，教師核對兩個表中實驗數據以及結果，判斷實驗報告是否存在數據處理部分的抄襲，給出實驗報告成績，接著就可以給出綜合成績.改革后便于教師更高效、嚴格的執行考核措施，學生體會到成績的公平合理，認真程度和實驗興趣明顯提高，教學質量隨之提升.

4 結束語

物理化學實驗改革是一項長期而又艱巨的任務，教學效果還有很大的提升空間，進一步提高學生的自學能力，實踐動手能力、創新能力，培養學生初步的科研能力還需要我們教師在實踐過程中不斷的總結、探索和研究.相信只要我們不斷進取，在利用物理化學實驗培養學生創新能力方面一定會取得更好的成效.

〔1〕朱學道,陳士夫,黃維蘭.淺議實驗教學存在的問題與改革思路[J].淮北煤師院學報，2011,22(2)：61-63.

〔2〕范文琴,周曉慧.物理化學研究型實驗的探索與實踐[J].高校實驗室工作研究，2011（2）:5-7.

〔3〕許海，路航，劉曉冬.物理化學實驗課程成績評定方法的設計與實踐[J].廣州化工，2011,39(13):176-178.

G642.0

A

1673-260X（2012）11-0234-02

滁州學院教學改革研究項目（2011）；安徽省應用化學省級重點學科建設項目(200802187C)