基于創新能力培養的獨立學院物理化學實驗教學改革研究

陳 芳，程翠霞，孫靜俞

(1.湖北師范大學文理學院，湖北 黃石 435003； 2.湖北師范大學 化學化工學院，湖北 黃石 435002)

基于創新能力培養的獨立學院物理化學實驗教學改革研究

陳 芳1，2，程翠霞2，孫靜俞2

(1.湖北師范大學文理學院，湖北 黃石 435003； 2.湖北師范大學 化學化工學院，湖北 黃石 435002)

對物理化學實驗教學的改革進行探究，針對獨立學院創新人才培養特點和學生生源質量特點，優化了教學內容體系，更新部分實驗教學內容，開發制作了實驗教學視頻，以學生為主體，激發學生的自主性和創造性，培養學生的創新能力及實踐能力。

創新能力；獨立學院；物理化學實驗

獨立學院培養的主要是應用型人才，培養的學生不僅要了解企業市場的需求，更要掌握整個行業的現狀和未來發展趨勢，這就要求獨立學院在人才培養上不僅要注意學科知識體系的系統性、完整性，還要注意培養學生的創新意識、創新精神及學生的實踐能力[1]。

物理化學實驗是一門理論性、實踐性和技術性都很強的獨立的課程，綜合了化學領域中各分支學科需要的基本研究技術和研究方法[2]。據調查，目前我國許多高校，尤其是獨立學院的物理化學實驗內容大多仍在沿用傳統實驗教材，驗證性實驗多，研究性實驗少[3]，不能適應當前培養學生綜合能力、創新能力的需要。另外受生源質量的影響，獨立學院學生對理論性很強的實驗內容缺乏興趣，受實驗經費和實驗條件的限制，學生實驗動手能力的培養和訓練也不夠，所以在獨立學院探討物理化學實驗教學改革勢在必行。

近年來，國內許多高校對物理化學實驗課程改革進行了有益的探索和研究，如北京大學改革物理化學實驗內容和學時分配，增加了部分設計實驗和綜合實驗[4]；同濟大學、天津大學提出了多層次實驗教學的教改方案等[5]。本文結合湖北師范大學文理學院在物理化學實驗教學改革方面開展的相關工作，探討了物理化學實驗課程教學改革的內容，期望能夠為新時期獨立學院物理化學實驗教學的改革提供一些可行的參考建議。

1 優化實驗教學內容體系

根據獨立學院人才培養目標、專業特點及學生實際情況，科學設計教學目標，制定適合獨立學院人才培養需要的物理化學實驗教學內容體系。由于獨立學院學生的學習基礎參差不齊，有些學生的基礎薄弱，實驗技能比較差，因此要確立不同層次的實驗教學。第一層次是基本技能訓練，使學生熟練掌握化學實驗的基本技能。第二層次是綜合實驗，使學生掌握現代實驗技術，利用現代儀器及計算機控制實驗條件，并處理數據。第三層次是研究設計性實驗，由學生自行設計實驗方案和準備實驗，以培養學生的綜合能力和創新能力。第四層次是學生自主實驗，學生可根據自身的需要和興趣自主安排實驗內容，使實驗課真正體現基礎、綜合、能力多層次的教學模式。注意反映學科發展現狀及學科前沿，注重引入與其他學科交叉的綜合性實驗，注重體現現代化學實驗技術的實驗方法。結合專業要求進行實驗教學，把培養學生的創新能力、綜合設計能力和實際動手能力作為實驗課程教學改革的目標。

2 更新部分實驗教學內容

對實驗室儀器設備進行更新和補充。利用新的實驗儀器設備，改變傳統的物理化學實驗儀器設備操作步驟煩瑣的問題，對實驗方法和操作步驟進行更新。如電動勢的測定一般采用UJ-25型電位差計，儀器的操作煩瑣復雜且費時，用數字式電位差計替代UJ-25等傳統儀器，不僅使用方便、直觀清晰、結果準確可靠，還可大大縮短實驗教學時間，讓學生有更多的時間和精力思考如何根據測量電動勢的應用方法設計實驗，充分發揮學生的主動性，調動他們的積極性，培養學生積極探索精神和開拓思維能力。

實驗教學中還嘗試綜合無機或有機化合物的制備、分離、提純、物理化學性質的測試、結構表征等實驗手段，更新綜合性實驗內容。如配合物的制備及表征，碳納米管催化合成乳酸正丁酯及性能測試等內容已增設在學生的綜合實驗中。

設計性實驗內容的更新則結合學科研究的最新成果和教師的科研課題，如電導法測定電解質溶液活度系數、電池材料的制備等內容都是將教師的科研成果轉化的實驗教學內容。另外也鼓勵學生關注現實生活，學會將枯燥的理論知識與現實生活中的一些現象聯系起來，自行設計貼近我們生活的實驗。探討將化學與生物、環境等學科聯系，開發學科之間交叉、與實際應用相結合的創新性實驗內容和實驗方法，這需要在教學實施中不斷修改和完善。

3 開發制作實驗教學視頻，輔助實驗教學

物理化學實驗課程的目的之一就是使學生掌握物理化學的基本實驗技術和技能，為后續的專業實驗以及科學研究打下良好的基礎。但在具體實施物理化學實驗教學過程中，會遇到一些問題，比如：由于物理化學實驗所涉及的儀器較多，且不同實驗所涉及的儀器也不同，學生對儀器不熟悉且缺乏直觀的認知，給學生預習和教師的教學增加了難度。實驗中使用的儀器套數有限，許多實驗需要2～3人共用一套儀器完成實驗，在有限的實驗課時內，不能保證每個學生都能熟練掌握實驗儀器的操作。有些實驗儀器并不是通用的，只在特定的實驗中使用，學生完成實驗后容易忘記其操作方法。我們通過制作“物理化學實驗教學視頻”改變教學方式，將視頻課件發布到網上，方便學生隨時觀看和學習。學生在實驗時也可隨時播放視頻課件，詳細學習實驗的方法，防止因為儀器操作不當或操作錯誤導致實驗的失敗。實驗中遇到問題，學生也可通過觀看視頻自行想辦法解決，對實驗教學的順利進行有實際的幫助。學生在以后參加各類實驗競賽或參加考研復試時，對照實驗視頻課件可自行復習實驗儀器的操作方法。充分利用網絡、多媒體等手段，展示制作的實驗內容的教學視頻課件，使學生通過虛擬、仿真實驗的學習，起到很好的預習和鞏固實驗知識的效果，還可有效解決實驗課時少、實驗設備數量少的問題，提高學習效率。

4 樹立以學生為本，以學生能力培養為核心的實驗教學觀念

創新人才的培養不僅需要教學內容的不斷更新，還需要教師教育觀念、教學方式、教學手段等的更新，教學中要以學生為主體，盡最大可能挖掘學生的潛能。如在學生掌握了氧彈法測定燃燒熱的實驗原理及實驗方法的基礎上，可讓學生自行設計液體燃燒熱的測定方法，利用測定苯、環已烯、環已烷的恒容燃燒熱數據計算苯分子的共振能[6]，使學生通過熱化學實驗將熱力學數據與一定的結構化學概念聯系；還可以讓學生了解利用氧彈法可測煤的發熱量，通過發熱量的高低分析煤質的好壞。注意將創新意識全面系統地貫穿到各個教學環節，激發學生的自主性和創造性，培養學生追求創造、探求新奇的意識和敢冒風險、不怕挫折的精神，使實驗教學能適應獨立學院創新人才培養的要求，為適應地方經濟建設和社會發展需要，培養高素質的應用型人才。

[1] 肖立容，朱柳.獨立學院制訂人才培養方案的思考[J].求知導刊，2016，(08)：69-71.

[2] 錢維蘭，葉亞平，顧聰.淺談物理化學實驗對學生能力的培養[J].實驗室研究與探索，2007，26(60)：100-101.

[3] 康慧玨，孫鳳琴.高職高專化學專業物理化學實驗的現狀與對策[J].齊齊哈爾師范高等專科學校學報，2007，99(5)：140-141.

[4] 賀德華，麻英.物理化學實驗教學的發展趨勢與改革探討[J].實驗技術與管理，2006，23(3)：13-15.

[5] 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)：8-16.

[6] 陳芳.物理化學實驗[M].武漢：武漢大學出版社，2013.

Studyonphysicalandchemistryexperimentteachingreformofindependentcollegesbasedonthetrainingofinnovationability

CHEN Fang1,2, CHENG Cui-xia2, SUN Jing-yu2

(1.College of Liberal Arts, Hubei Normal University, Huangshi 435003, China; 2.College of Chemical and Engineering, Hubei Normal University, Huangshi 435002, China)

In this paper, the reform of physical chemistry experiment course has been explored for characteristics of innovative talents cultivation of independent colleges and students’ quality, so as to optimize the teaching content system, update the part of the experiment teaching content, develop and product experimental instructional videos, so as to stimulate students’ autonomy and creativity, and cultivate students’ innovative ability and practical ability by taking students as the objects.

Innovation ability; Independent college; Physical and chemistry experiment

G647.2

： A

： 1674-8646(2017)15-0142-02

2017-05-06

湖北省教育廳教學研究項目(2015478)

陳芳(1964-)，女，副教授。