如何在“物理化學實驗”教學中滲透創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念

張來英 夏文生 李海燕 鄭明森 徐曉明 吳平平

[摘 要] 通過分析當前“物理化學實驗”教學中存在的問題，探討了在“物理化學實驗”教學中改革教學方式和引入新教學模式的舉措，通過這些改革措施的實施培養(yǎng)和提高了學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，收到了較好的教學效果。

[關鍵詞] 物理化學實驗;教學;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念

[基金項目] 2013年國家基礎科學人才培養(yǎng)基金項目（J1310024）;2017年廈門大學教學改革研究項目“改革教學模式，提升實驗課程教學? ? ? 質量”（JG20170222）

[作者簡介] 張來英 （1975—），女，福建永定人，理學碩士，廈門大學化學化工學院高級實驗師（通信作者），主要從事物理化學實驗教學與研究;李海燕（1965—），女，河南信陽人，理學博士，廈門大學化學化工學院副教授，主要從事物理化學和實驗教學的研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0387-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-16

一、引言

物理化學實驗是基礎化學實驗課程之一，是化學國家級實驗教學示范中心（廈門大學）的重要組成部分，與物理化學緊密配合，但又是一門獨立的、理論性與實踐性和技術性很強的課程，是繼無機及分析化學實驗和有機化學實驗之后而獨立開設的實驗課程。

物理化學實驗作為化學化工學院各專業(yè)核心基礎課之一，同時是海洋、醫(yī)學、材料等院系學生的必修課，教學目的是使學生通過實驗課程的學習與實踐，了解物理化學的基本研究思想和方法，掌握物理化學的基本實驗技能和現代的科學研究技術，加深對物理化學基本原理和基本知識的理解和掌握，培養(yǎng)并不斷提高學生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，為今后從事化學研究或相關領域的科學研究和技術工作打下扎實的基礎[1，2]。

我校自1921年建校以來便開設了物理化學實驗課程，至今已經歷了近百年的教學改革的探索，并根據不同時代的社會需求和學生特點改變過幾種教學模式，培養(yǎng)了一代又一代沖在科研前列，能挑科研大梁的研究型人才。

二、教學中存在的問題

目前，大學生就業(yè)問題日趨嚴峻，國家則鼓勵大學生積極開展自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，學以致用。事實上，也越來越多的學生畢業(yè)后積極響應國家號召，投入到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的潮流里。然而，剛畢業(yè)的大學生往往由于缺乏經驗和相關的創(chuàng)業(yè)知識的積累，對風險的認識和評估的不足而以失敗告終。在此背景下，如何培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力就顯得尤其重要。在這種新的人才需求模式下，高校該如何緊跟目前的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大潮，讓這些充滿創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)激情的學生立足于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大潮中？這就給我們高校的教學特別是實踐實驗教學提出了新的要求，呼喚我們進行一些“接地氣”的教學實驗改革。

在這種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的大環(huán)境下，我們急切須要探索解決如下問題：如何使“物理化學實驗”的教學緊跟科學發(fā)展的步伐;如何讓教與學有機的統(tǒng)一而不是矛盾;如何讓學生在系統(tǒng)學習物理化學理論知識以及技術方法的同時，學會靈活運用它們解決現實中的問題;如何讓學生在相關領域創(chuàng)業(yè)時，對于創(chuàng)業(yè)風險有充分的認識和評估并能進行有效的規(guī)避。

我校傳統(tǒng)的“物理化學實驗”共開設16個經典實驗，化學和化學生物學的學生要求16個實驗都做，共96學時，3學分，對化工、材料等專業(yè)的學生則只要求做其中的10～12個實驗，共66學時，2學分。這就導致實驗課時偏少，實驗內容覆蓋面少，實驗教學內容局限于對理論知識的驗證，而研究性、開放性和實用性強的實驗內容無法開設等問題。在上課時，教師主要講解實驗目的、原理、步驟以及需要觀察記錄的現象和注意事項，最后學生依葫蘆畫瓢地完成實驗內容，再交上實驗報告。這使得教學內容的實際應用性不強，和當前具體的現實問題嚴重脫節(jié)，創(chuàng)新探索能力不足，學生不知道這門課所學的知識在將來的工作、科研和生活中如何應用，極大地影響了學生對本門課程的學習興趣和學習動力。

以上問題警醒了我們必須改革當前教學模式，應該培養(yǎng)能理論聯(lián)系實際、活學活用、具有較強實踐能力，能符合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需求的人才。

三、增加實驗內容，改革教學方式，引入新的教學模式

針對實驗教學課時不足的問題，我們增設了“物理化學強化實驗”課程，包括自搭建拉曼譜學裝置、光催化、溶膠的制備及其性質測定、電極過程動力學、銀催化反應動力學、凝固點的測定、計算化學、B-Z振蕩等實驗，共48學時，1學分，為化學拔尖班學生必修課程，非拔尖班學生選修課程。這在很大程度上保證了學生實驗操作和拓展實驗技能的時間。

在課堂教學上，為了提高學生的學習興趣和靈活運用知識的能力，我們在教學形式和教學內容上做了較大更新和調整。在實驗理論的講授時與實驗前、中、后各個過程深度融合，以利于學生知識、能力、思維和素質的全面協(xié)調發(fā)展，培養(yǎng)化學拔尖創(chuàng)新人才。教學中豐富了教學形式，如增加動畫教學、錄像教學，讓理論知識應用于實驗更形象、具體和生動，便于學生理解和應用，學生反響很好。

“物理化學強化實驗”極大地拓展了實驗的廣度和深度。例如，在“自搭建拉曼譜學裝置”實驗中，由于整個裝置是可視化的，學生可以很直觀地了解儀器的結構，并通過自行組裝、調節(jié)和校準，對儀器的原理、內部構造有更深的理解，把平面的原理圖很好的投射到儀器的零部件上，有利于學生掌握儀器內部的工作狀態(tài)和過程，而不再是面對“黑盒子”想象。學生還可以針對譜學技術開展一場從技術革新到創(chuàng)業(yè)管理的討論，極大程度上激發(fā)了學生的自主學習、獨立思考和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。

另外，為了強化學生理論聯(lián)系實際、靈活運用所學知識的能力，我們經常將身邊涉及生活生產的事情有意識地融入實驗教學中，讓學生做分析和處理，以增強他們理論聯(lián)系實際、活學活用的能力。如“燃燒熱的測定”實驗中強化量熱法及其技術知識體系的同時，注重培養(yǎng)學生的獨立應用能力：確定固或液體試樣熱值測定方法、儀器選用、實驗條件，獲取、分析和評價數據，最終得出實驗結論的基本能力。學生經過本實驗訓練后，具有對量熱法及其技術進行綜合應用的能力，如測定固體、液體或氣體試樣的，能夠了解到使用本實驗所用裝置測定燃燒熱的優(yōu)勢以及局限性，突破了學生僅關注實驗教材知識點的局限性，拓寬了學生學習視野，培養(yǎng)了學生發(fā)散性思維，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打下了基礎。

在整個實驗教學過程中，我們不斷鼓勵學生做一些突破性的嘗試和改變，并進行匯報交流。同學們在廣泛查閱資料后都提出了很有創(chuàng)新性的實驗設計，并對某些煩瑣的實驗步驟進行了便于操作的改變，極大地提高了他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。學生們深切感受到了知識的力量和學以致用的成就感，感覺實驗讓抽象的理論知識更詳細明了了，對相關知識點的應用也有更深的把握，以后遇到類似的事情就容易和這些知識點建立條件反射，變被動學習為主動獲取知識。

四、創(chuàng)造條件，鼓勵和支持學生參加創(chuàng)新實驗競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目

大力支持和鼓勵大學生積極參與“大學生化學實驗創(chuàng)新大賽”和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，充分利用各種渠道為學生的創(chuàng)新競賽、科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動提供方便，更好地延伸實驗教學環(huán)節(jié)，實現創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。2019年有9位同學參與了3個實驗的創(chuàng)新大賽，均取得優(yōu)異的成績。我們也積極鼓勵學生申報大創(chuàng)項目，為學生提供很好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，極大程度上提高了學生學習興趣和學以致用的能力。

五、結語

“物理化學實驗”是一門操作性很強的課程，在教學過程中需要結合實際情況拓展實驗教學，培養(yǎng)學生的實驗實踐能力，并在實驗實踐過程中激發(fā)和強化學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，使學生從知識的被動接受者轉變成主動的探索者和執(zhí)行者。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的時代背景和社會需求下開展實驗教學改革，提高教與學的質量和效果，是值得每位教師進行深層次思考的問題。

參考文獻

[1]張來英，陳良坦，李海燕.乙酸乙酯皂化反應的熱動力學實驗[J].大學化學，2015，30（2）：56-60.

[2]張來英.物理化學實驗教學情況介紹[J].教育教學論壇，2017，44（11）：272-274.