“雙創”模式下《物理化學實驗》的教學改革與實踐

向翠麗+梁靖

【摘 要】本文從優化實驗教學內容、調整實驗教學模式與教學方法、建立多方面綜合考核機制、大力開放實驗室鼓勵創新等方面探討了在創新創業模式下物理化學實驗教學改革與實踐，開展綜合設計性實驗，激發學生學習積極性，調動學生主動性和創新性，加強創新型人才培養。

【關鍵詞】物理化學實驗；創新創業；教育改革

物理化學實驗是一門利用物理學上的原理和技術，面向材料、化學和生物等專業學科的重要基礎性實驗課程，運用物理化學理論知識和實驗表征方法揭示材料成分、結構、工藝、性能之間的相互關系。如何將物理化學中抽象的原理概念公式轉為更簡單、具體、客觀的知識，加深學生對基本理論的理解，能針對復雜問題制定可行的解決方案，利用理論知識分析后并進行驗證，通過實際操作透過現象看本質，激發他們的思維能力和創新創業能力，上好物化實驗課就顯得十分重要。結合十九大人才培養的精神指導，構建創新創業能力培養教學模式，加大綜合設計性實驗，增強動手操作能力與自學能力，開設新的創新型實驗。

1 優化實驗教學內容

以往的物理化學實驗教學內容過于陳舊單一，與現代科學技術新發現結合較少，多為基礎驗證性實驗，以物理化學基礎理論知識為基底，通過簡單的操作對課本內容進行驗證，導致學生對實驗課的重要性認識不足，降低教學質量，減弱了學生對物理化學實驗的興趣，阻礙學生創新思維的發展。因此，對實驗內容進行優化改革，加強教學和科研相結合，將新知識、新理論、新技術充實到教學內容中，增加綜合設計性實驗。綜合設計性實驗在基礎驗證性實驗的基礎上注重物理化學理論知識對實驗環節的融入，通過理論知識來指導實驗，培養學生觀察現象、正確記錄和處理數據、分析和解決基于材料成分、結構、工藝、性能的復雜工程問題的能力，全面提高學生素質。實驗可由老師指定測定的物理量，學生結合掌握的物理化學實驗基本方法和技術原理，通過查閱文獻正確選擇合適精度的儀器來制定實驗方案，真正明白實驗目的、原理、方法和步驟等。使學生確立"量"的概念，在實驗中能根據準確度的要求，正確的表示分析結果和處理實驗數據，完成實驗報告。例如，“原電池電動勢的測定”實驗通常采用銅-鋅原電池在室溫下采用電位差計測定電池電動勢的方法，實驗內容比較簡單。當前科研目標為如何在低溫下仍保持電池較高的電動勢，我們可以結合這個目標改變其中一項條件，測定在不同溫度下電池電動勢。學生根據實驗要求查閱文獻制定實驗方案，不僅測定了電池電動勢，也通過自己的實驗設計將電化學與熱力學結合起來，測定溫度對電動勢的影響，知識有了系統的聯系，不再單一；或者我們采用不同原材料盡可能設計成本低、效率高的電池來測定其電動勢，從最基本的樣品出發觀察原電池電動勢的高低。這樣的綜合設計性實驗加深了學生對基礎理論和知識的理解與掌握，通過學生的實際操作，掌握所用儀器的工作原理和使用方法，結合最新科研目標改進實驗方案，開闊學生視野，提高學生的創新思維能力，培養學生的創造能力及解決實際問題的綜合能力。

2 調整實驗教學模式與教學方法

一般的教學模式以老師為主體，按照講解-教師演示-學生操作的模式進行，這樣一來，雖然看似每個學生都完成實驗，但實際大部分只是“照搬”實驗步驟，并沒有思考實驗內容及意義，造成學生對實驗的原理、步驟、方法等參差不齊的理解掌握度，學生始終處于被動學習，進入不了真正的實驗狀態，對其創新能力的培養效果更差。面對這種現象，調整教學模式，針對基礎理論中抽象的概念公式，學生先預習實驗講義，了解實驗原理、步驟、方法等，將不懂的問題整理出來，參考相關文獻基于科學原理并采用科學方法對材料成分、結構、工藝、性能及相互關系的復雜工程問題進行研究，將不同的方案、解決辦法進行對比，得到合理有效的結論，設計自己的實驗方案，從而真正投入實驗，做到胸有成竹。教學方法上，跟蹤行業發展前沿探討當前熱點問題，激發學生學習的興趣。老師可在實驗預習階段提出引導性問題，通過學生的自學搞懂“為什么”，在課堂上隨機提問來判斷學生自學情況；針對實驗操作過程中的問題進行提問，引導學生進行詳細的觀察和思考；實驗結束后學生整理分析數據并進行課后總結，撰寫實驗報告。在“提問-預習-思考-總結”這樣新的教學模式方法下，學生結合當前最新科研文獻學生在實驗方案的設計方面展開討論，學生成為主體，實現學生自我學習的角色轉變，提高學生之間的協作凝聚力，使其對實驗的掌握更加認真深刻，提高實驗效果。

3 建立多方面綜合考核機制

為了達到物理化學實驗課的培養目標，提高學生學習積極性，促進學生自主學習思考能力以及動手操作能力，將實驗報告、實驗操作、期末考試（基礎知識與實驗設計）三項做為考核內容，全面客觀的評估學生能力。考試內容中的實驗設計就要求學生結合當前熱點科研問題，查閱文獻設計新的實驗方案，自主完成實驗操作，達到創新能力的培養。

4 大力開放實驗室鼓勵創新

通過實施“大學生創新創業訓練計劃項目”，轉變高校教育思想觀念，強化創新創業能力訓練，增強高校學生的創新能力和在創新基礎上的創業能力。高校在正常教學情況下，加大實驗室開放力度，鼓勵學生積極開展實驗。可從本校教師的最新科研成果中選擇合適的內容設計成創新實驗項目，從身邊的人和事引導學生大膽進行創新嘗試，鼓勵學生積極投入科學研究。成立專業的老師小組對有想法的學生給予實際性的建議指導，開設數據處理課程，學習Excel或origin基本數據處理軟件，提高數據處理效率；充分利用學校的科研平臺資源，通過介紹新的、先進的實驗設備、實驗儀器和實驗技術，如X射線衍射儀、紅外光譜儀、掃描電鏡、透射電鏡等，結合恰當的分析測試技術，最大程度的鍛煉學生應用所學知識處理解決當前科研復雜工程問題，理解其局限性，提高學生科研興趣，加強創新意識。

5 總結

本文就“雙創”模式下《物理化學實驗》的教學改革與實踐，從教學內容、教學模式與方法、考核機制和鼓勵創新四個方面提出了一些思路和設想，通過提高學生自主學習能力培養學生創新性，為發展更優秀人才而不斷努力。

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