創新能力在物理化學實驗教學中的培養

馬方

物理化學實驗作為化學專業學生的一門重要的必修基礎課，是物理化學理論課程的深化、理解及拓展的基礎，是構成學生基礎知識鏈的重要組成部分。物理化學實驗室擁有較多的儀器設備，綜合了化學領域中各分支所需要的基本實驗工具和實驗方法。培養具有創新能力的人才，是物理化學實驗教學的根本目的[1]-[3]。目前一般高校沿用的陳舊落后的、死板的教學模式很難適應當今創新人才的培養，以我校為例，存在的問題有：（1）綜合性、自主設計性實驗項目數少；（2）實驗教學內容相對性較差；（3）實驗教學手段、方法單一；（4）師生互動探討性較少；（5）實驗結果探討和拓展效果不理想。因此，本文針對出現的問題，談談物理化學實驗實踐教學體系改革的思路，期望多角度、全方位地為學生創新能力培養的物理化學實驗教學的實施搭建平臺，大力推進學生創新能力的培養，以期達到挖掘學生的創新潛能，強化學生的創新意識，鍛煉創新思維，全面培養創新能力的目的。

1.加大綜合性實驗的比例，鼓勵自主設計實驗

以往的一些物理化學實驗存在一定的局限性，未將實驗與所學習的理論知識相結合，沒有達到學以致用的教學效果。對于某些實驗，多數學生只是按照實驗教材的操作步驟按部就班，沒有對實驗進行深入細致的思索，只是機械地進行操作，更不能體現創新性。為此，我們通過刪減教學內容中簡單的驗證性實驗，或修改原來的實驗內容，將原來的驗證性實驗變為探索性實驗，相對增加綜合性實驗的比例，例如對于物理化學實驗中經典的“燃燒熱的測定”[4]實驗，安排部分組的學生測萘的燃燒熱，其他組的學生測萘同系物及衍生物的燃燒熱。通過對比分析，不僅掌握燃燒熱測定的基本方法，而且進一步理解結構與性質的關系。對于另一個經典的實驗“分子偶極矩的測定”[5]，通常分別測定待測物質的介電常數，折光率及密度的物理量。我們鼓勵學生自主革新實驗操作，這樣做能簡化實驗操作步驟，更能深刻理解實驗的原理，培養學生提出問題并解決問題的能力，發揮學生在物理化學實驗中的能動性。

2.革新實驗教學內容，適應當前物理化學的發展

近年來，物理化學學科的發展很快，以傳統教材的物理化學實驗為基礎而設置的實驗項目和內容，明顯不適應新形勢下物理化學學科發展的步伐。多數驗證性質的實驗，教學內容陳舊落后，很難激發學生興趣，不利于學生的思維能力和創新能力培養。比如，恒溫槽的裝配和性能測試的實驗，真正的實驗操作很少，而且耗時，致使學生被動消極地做這個實驗。最近，我們學院新開了一些實驗，如，光催化降解實驗，表面吸附污染物的實驗等。實驗更貼近生活，更適應物理化學研究熱點的潮流。

3.開展多手段，多探討的物理化學實驗的教學

傳統的物理化學教學，局限于單個實驗室，老師講解，學生照做，學生在實驗過程中很難有自己的創造性想法。目前，多媒體手段可以融入物理化學實驗教學課堂，使學生直觀清楚地看到實驗過程的具體步驟。同時，重視與學生交流對實驗內容和操作步驟的看法，更多的師生交流能夠讓教師充分了解學生對實驗理解水平的高低，認識到學生實驗的不足之處，做到有的放矢，提高實驗效率。

4.重視實驗結果探討和拓展

對實驗結果的理解和反思十分重要，是加深對理論知識的理解的重要過程。盡管如此，長久以來學生處理實驗報告這一環節仍是過于形式化，淺膚，只是簡單的數據處理，不能夠看到問題的本質。老師對這一環節也重視不夠。現在，我們學院物理化學課程組規定學生在處理實驗報告的過程中闡明個人對實驗的理解和感悟，怎樣運用理論知識解釋實驗過程與結果，以及如何把理論知識拓展到其他物理現象的解釋。

改進物理化學實驗教學是一項提高化學專業學生創新思維和能力的重要教學內容，也是長期而艱巨的任務。合理的物理化學實驗教學可以有效地培養學生創新能力，要把學生作為實驗教學過程中的主體，充分發揮學生創新能力，在實驗內容和教學手段方面深化改革，重視實驗結果探討和拓展，提高學生分析和解決問題的能力，著眼于學生創新能力的培養。

參考文獻：

[1]甘禮華，陳龍武，錢君律.多層次物理化學實驗教學的再思考[J].實驗室研究與探索，2002，21（6）：8-9.

[2]胡學寅.工科院校物理化學實驗教學改革的嘗試[J].實驗技術與管理，2003，20（3）：94-95.

[3]周曉海，夏春蘭，吳玲.物理化學實驗改革探討[J].大學化學，2005，20（4）：16-19.

[4]韓民樂，吳海霞，鄒丁艷，王二永.液體試樣燃燒熱的測定[J].洛陽師范學院學報，2010，2：208-209.

[5]玉占君，任慶云，張婷婷.溶液法測定極性分子偶極矩的數據處理方法[J].實驗技術與管理，2007，08：32-34.