遞進(jìn)式物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革與探索

劉棟 李躍華 崔文權(quán)

摘 要：該文以物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，探討了河北聯(lián)合大學(xué)在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面所進(jìn)行的教學(xué)改革，提出了多層次多模塊的遞進(jìn)式教學(xué)改革基本思路及具體措施，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效率，增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) 遞進(jìn)式 教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）02（a）-0207-01

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是理工類(lèi)院校中面向化學(xué)、化工、材料和冶金等專(zhuān)業(yè)的一份重要實(shí)驗(yàn)課程，是物理化學(xué)課程教學(xué)的重要組成部分。該課程在培養(yǎng)合格的化學(xué)、化工、材料等專(zhuān)業(yè)人才方面起著極其重要的作用。目前國(guó)內(nèi)大部分理工類(lèi)高校中物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，學(xué)時(shí)偏少，且數(shù)據(jù)處理手段落后，對(duì)其進(jìn)行全面改革勢(shì)在必行。我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)面向化學(xué)工程與工藝、化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、冶金工程、高分子材料與工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等13個(gè)專(zhuān)業(yè)，其中理科學(xué)生安排32實(shí)驗(yàn)課時(shí)，工科學(xué)生安排27實(shí)驗(yàn)課時(shí)。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)體系既要符合省級(jí)精品課程的基本要求，又要協(xié)調(diào)好各個(gè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)需要，并能體現(xiàn)出一定的專(zhuān)業(yè)特色，既要保留經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容，又要體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。該文以河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革為切入點(diǎn)，提出遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革。

1 教學(xué)模式的改革

為了改變傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)目的，我們建立了“三個(gè)層次、四個(gè)模塊”的遞進(jìn)式教學(xué)體系，使學(xué)生得到基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新能力等多層次的培養(yǎng)。我們將基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)列為第一層次，通過(guò)基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，使學(xué)生熟練掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)知識(shí)，為更高層次的培養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；綜合性實(shí)驗(yàn)作為第二層次，在第一層次的基礎(chǔ)上，更側(cè)重于物理化學(xué)相關(guān)原理的綜合應(yīng)用，進(jìn)一步深化第一層次掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力；遞進(jìn)式教學(xué)體系的最高層次為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，這個(gè)層次是在學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基本原理熟練掌握的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)新內(nèi)容，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并嘗試解決工程或生活中的實(shí)際問(wèn)題。和以上三個(gè)層次相對(duì)應(yīng)，我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為四個(gè)模塊，即基礎(chǔ)性模塊（第一層次），綜合性模塊（第二層次），創(chuàng)新性模塊和拓展性模塊（第三層次）。

通過(guò)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的教學(xué)改革，一方面強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能上更具綜合性，實(shí)驗(yàn)操作上更具獨(dú)立性，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以給學(xué)生提供大量的思考、交流機(jī)會(huì)等特點(diǎn)，是鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力；另一方面強(qiáng)調(diào)教師指導(dǎo)下的學(xué)生針對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)自主創(chuàng)新實(shí)踐，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和意識(shí)、激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的濃厚興趣能明顯提高畢業(yè)論文過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析解決問(wèn)題的能力，建立培養(yǎng)綜合應(yīng)用型高素質(zhì)人才的實(shí)踐教學(xué)模式。

2 教學(xué)改革的內(nèi)容

2.1 更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高綜合性、創(chuàng)新性和拓展性實(shí)驗(yàn)比例

在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)占有很大的比重，其中有很大一部分操作簡(jiǎn)單并且重復(fù)性高。對(duì)于這類(lèi)實(shí)驗(yàn)，我們?cè)诒ＷC學(xué)生掌握基本操作技能的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行合并重組刪減，并制成仿真軟件作為網(wǎng)絡(luò)資源共享；該校化工學(xué)院大部分教師從事科研工作，我們也鼓勵(lì)教師將與物理化學(xué)相關(guān)的科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化成創(chuàng)新拓展型實(shí)驗(yàn)課題，由學(xué)生申請(qǐng)參與，從而開(kāi)拓學(xué)生的視野，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力；建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，按周期發(fā)布一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)“河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”，申請(qǐng)創(chuàng)新基金，利用物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室以及教師科研室的設(shè)備條件進(jìn)行自主創(chuàng)新活動(dòng)，采用學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)為主，教師指導(dǎo)為輔的模式，為學(xué)生提供創(chuàng)新拓展的空間。

2.2 “因材施教”推進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的完善

我校在化學(xué)工程與工藝、化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、冶金工程、高分子材料與工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等13個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課。對(duì)于不同專(zhuān)業(yè)，以往采用相似的教學(xué)計(jì)劃，區(qū)分度很差。為了提高不同專(zhuān)業(yè)的針對(duì)性，我們根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，在更新教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)，建立有專(zhuān)業(yè)特色的針對(duì)性實(shí)驗(yàn)方案。此外，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法。比如：對(duì)于第一層次的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)采用歸納法，在講授基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的同時(shí)，將前人的經(jīng)驗(yàn)及問(wèn)題穿插其中，而后進(jìn)行討論；而對(duì)于第三層次的創(chuàng)新拓展性實(shí)驗(yàn)，采用啟發(fā)式教學(xué)，對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題設(shè)置問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)尋找解決方案并驗(yàn)證方案的正確性。同時(shí)對(duì)于有自主學(xué)習(xí)要求且具有較好基礎(chǔ)的學(xué)生，可施以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和培養(yǎng)。

2.3 利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段的革新

為了更有效地提高實(shí)驗(yàn)效率，需要利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的便利性推進(jìn)實(shí)驗(yàn)革新。我們的具體做法是：首先，推廣運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)手段，推進(jìn)仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，有效縮減簡(jiǎn)單重復(fù)實(shí)驗(yàn)所占用的大量學(xué)時(shí)，從而使學(xué)生有足夠時(shí)間參與創(chuàng)新拓展型實(shí)驗(yàn)；其次，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面，鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生使用origin等數(shù)據(jù)處理軟件，提高數(shù)據(jù)處理的效率及準(zhǔn)確性；另外，利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)課程管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上排課，建立實(shí)驗(yàn)開(kāi)放預(yù)約系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生網(wǎng)上互動(dòng)。

2.4 構(gòu)建多主體多維度的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

為了對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的成果進(jìn)行準(zhǔn)備評(píng)價(jià)，必須建立多主體多維度的評(píng)價(jià)體系。

（1）構(gòu)建多主體的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。以往實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)質(zhì)量好壞一般由督導(dǎo)組專(zhuān)家通過(guò)學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)成績(jī)判定，這種評(píng)定方式會(huì)由于專(zhuān)家專(zhuān)業(yè)的不同以及信息量的問(wèn)題而產(chǎn)生偏頗。

（2）構(gòu)建多維度的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系中由于過(guò)于強(qiáng)調(diào)基本操作技能的學(xué)習(xí)，在學(xué)生成績(jī)的評(píng)價(jià)體系中也是以基本技能為主，主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告體現(xiàn)。為了配合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的革新，評(píng)價(jià)體系也做了相應(yīng)的調(diào)整，從三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的能力，并更加重視學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是近年來(lái)理工類(lèi)高校一直努力推進(jìn)的工作，我們所建立的遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式符合物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本規(guī)律，在鍛煉學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上，循序漸進(jìn)地提高學(xué)生的綜合能力，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了良好的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

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