高校物理化學實驗課程混合式教學模式改革探究

張平 尹奮平

摘 要：如今的高校教育教學不斷深化改革，同時物理化學實驗教學也在實現創新和發展，不斷在教學過程中突出學生的主體地位，取得的教學成果也很可觀。在高校物理化學實驗教學中，主要側重培養學生的動手實踐能力，在教師的規范化引導下，幫助學生扎實掌握實驗操作的要點，進而在實踐中對物理化學理論知識加以掌握。傳統的高校物理化學實驗教學受實驗條件和環境影響，不利于理論與實踐的充分結合，導致學生綜合素質不足，所以高校實驗教學改革迫在眉睫，需要對實驗教學的內容方法創新。本文從當前高校物理化學實驗課程教學存在的問題入手，討論高校物理化學實驗教學改革的作用，最后分析如何開展高校物理化學實驗課程混合式教學，希望可以為社會培養出更多高質量科研類人才。

關鍵詞：高校;物理化學實驗課程;混合式教學模式;改革

中圖分類號：O64-4;G642 文獻標識碼：A 文章編號：2096-3866（2020）14-0-02

物理化學實驗突出實驗性和技術性的特點，對于諸多學科的關系十分密切。高校作為培養高素質人才的基地，需要在新形勢下大力培養應用型物理化學人才，對于高校物理化學實驗教學來說，主要引導學生通過實驗論證總結規律解決實際問題，所以高校要立足實際情況，加強師資建設，創新實驗教學方法，最終提升教學質量。

一、當前高校物理化學實驗課程教學存在的問題

（一）教學條件和教師隊伍問題

要想有效開展高校物理化學混合式教學，首先，需要保證良好的硬件設施，不過當前部分高校由于實驗投入成本較高，不能及時更新設備與器材，尤其是高精尖的信息化設備還無法充分滿足物理化學混合實驗的教學需要，導致部分實驗設備數量和質量無法得到保障。其次，從教師隊伍的角度講，也存在師源緊張和教學隊伍整體素質不高的問題，未能在教學中充分將物理與化學的學科知識聯系起來，缺乏對學生創新思維的培養[1]。

（二）教學方法與實踐考核問題

當前的部分高校物理化學實驗教學中存在理論與實踐脫節的情況，這是由于很多高校獨立開設理論教學和實踐教學，甚至存在先開展實驗教學，后進行理論講解的情況，該情況下學生的理論支撐較為缺乏，使得實驗過程不連貫，實驗效果也會受到影響。同時受到課時和設備的影響，導致很多教師對實驗的安排較為固定，或者經常設計普遍操作的基礎項目，導致學生未能深入了解實驗與生產生活之間的關系，在教學方法上很多教師只能分析操作原理步驟以及注意事項，但是也經常忽視學生的學習興趣，在后期的考核上，很多教師更加看重報告內容，對于學生探究意識的培養關注不足，與應用型人才的培養要求相背離。

二、高校物理化學實驗教學改革的作用

在傳統的教學觀念下，很多高校教師僅僅把實驗理解為檢驗學生理論知識掌握情況的重要途徑，在這種思想下學生實驗操作的目標性不明確，比如更加看重實驗后的報告以及學生期末考試成績，這種程序化的實驗操作流程下無法達到良好的教學效果，也不利于對學生探究思維的培養，目前在高校物理化學實驗教學的過程中，需要突出實踐操作能力的基礎上，側重培養學生的分析能力和解決問題的能力，進而不斷對實驗過程進行優化，以此讓學生在今后的工作中解決實際問題，不僅可以達到實用性人才培養的目標，還有利于促進我國科研事業的發展[2]。

三、如何開展高校物理化學實驗課程混合式教學

（一）科學選擇實驗內容

傳統的高校物理化學實驗教學，主要是根據課本內容進行實驗的設計和操作，如今我國物理化學試驗飛速發展，但是一些高校設計實驗內容相對滯后，并且與實際生活關聯密切性不足，使得學生在實驗操作的過程中興趣較為缺乏。要解決這一問題，教師可以在實驗教學的過程中加強演示實驗，緊密的與生活建立聯系，比如講解紅外設備的性能實驗內容時，教師可以為學生提供生活中常見的素材，之后有效利用多個智能設備，進而分析出紅外傳感的基本原理，引導學生對該原理進行歸納，通過趣味性的生活實驗可以有效培養學生的學習興趣，再如照射實驗中可以在兩個燒杯中分別加入牛奶以及硫酸銅溶液之后用手電筒進行照射。對于綜合性的大型實驗教學來說，教師要側重培養學生的創新思維，根據學生的實踐操作水平，綜合對現有實驗設備進行利用，比如制備二氧化硅納米粒子并表征，對于這部分的教學，教師需要提前準備好實驗設備和用品，引導學生設計實驗方案，最后利用電子掃描電鏡進行被制備納米粒的表征。在這一過程中就可以提升學生的實踐操作能力與分析能力。再如差熱分析儀的實驗應用教學中，主要是利用加熱過程產生的吸熱與放熱，用實驗材料自身重量的變化分析在加熱狀態時出現的物理化學變化，在玻璃研究中能夠根據熱差分析的測試結果，搜集到玻璃的特征溫度和各項指標，進而從不同的角度判定玻璃穩定性，在該實驗中教師需要對學生的實驗操作過程進行規范指導，這些實驗內容都與生活實際存在不同程度的聯系，同時也在實驗中達到培養學生的探究意識與操作能力的目標[3]。

（二）引導學生進行獨立思考

在高校物理化學實驗教學過程中，教師需要根據學生獲取理論知識的情況，設計出具有啟發性的問題和實驗內容，并且鼓勵學生在實驗過程中獨立思考，比如乙酸乙酯的皂化反應速率常數測定實驗中，傳統的物理教學方法是讓學生測定電導率在不同時刻的變化中出現的速率常數，教師可以向學生提問，讓學生分析是否可以想到其他的實驗方法，之后學生就會有效利用氫氧化鈉的濃度改變體系導電率，進而聯想到自身PF數值在改變時對速率常數進行測定，為了保證實驗效果，教師可以讓學生進行分組討論，對比分析以上兩種實驗的操作流程和結果。通過啟發式教學可以讓學生對實驗內容進行深入思考，有利于確立學生在實驗中的主體地位。此外，在高校物理化學實驗教學過程中通過課前預習也可以有效培養學生的獨立思考能力，教師可以在實驗前一周將實驗問題發送給學生，比如黏度法測定高聚物相對分子量的實驗中，教師可以設置如下問題培養學生的探究能力：測定高聚物平均相對分子量的方法、高聚物溶液的特點、高聚物溶液的黏度包括哪幾種內摩擦力、實驗中需要測量哪些數據、實驗中的注意事項是什么。通過學生查閱資料，思考實際測量和儀器操作，就可以有效完成課前預習，提升實驗操作質量[4]。

（三）綜合利用信息技術開展教學

在高校物理化學實驗過程中會利用到大量的儀器和設備，并且實驗流程較為復雜，采用傳統的物理化學實驗教學方法側重學生對實驗過程進行觀察，借助信息技術可以有效解決這一問題，通過文字、圖片、視頻的有效結合并且在多媒體畫面中呈現，或者利用微課的方法展示出操作細節，都可以達到良好的教學效果，當前“雨課堂”App在高校物理化學實驗課程混合教學模式中發揮出了重要的作用，可以向學生傳送實驗的視頻內容進而讓課內課外有效結合加強了師生之間的互動和交流，相較于傳統的教學模式，利用網絡資源開展教學可以更好地培養學生探究意識和創新思維。在具體教學過程中，需要教師引導學生對網絡資源合理利用，在綜合設計實驗教學之前可以布置相關任務，要求學生對實驗過程有效設計，指出實驗中試劑的危害性、存儲方法、實驗過程中發生危險后的緊急處理措施，結合視頻中的相關參數把設計方案上傳到教師郵箱當中，經過教師評定后方可進行實驗操作，最后生成實驗報告。在課堂教學環節，教師可以利用信息技術展示出操作視頻儀器，說明實驗目的、實驗步驟、實驗原理、注意事項，同時也可以為學生提供相關的習題，以及課外知識，全面提升物理化學混合式教學質量[5]。

（四）優化實驗教學評價方式

為了有效保證高校物理化學實驗課程混合式教學模式效果，教師自身也需要不斷加強專業能力，進而有效指導學生的實驗操作。從高校的角度講，也需要對教學和科研工作加以重視，大力培養教師的專業能力，教師在開展實驗教學的過程中，設計出科學的理論與操作方案、考核方案，進而從多角度對學生進行評價，在理論知識的考察過程中需要結合學生的課堂表現實驗操作等相關情況，比如問題回答情況、小組合作情況、實踐操作細節等，在期末考評中需要教師結合教學目標能力訓練等內容設計出科學的考卷，在強化理論知識的同時，也要重視實踐操作，將實驗過程和實驗結果放在同樣重要的位置，最終讓學生的操作能力得到培養。在考評過程中教師需要對學生的實驗預習、實驗操作和實驗報告三個部分加以考核，占比分別為15%、50%和35%，對于實驗預習考核來說，教師需要隨機向學生提出2—3個問題，然后根據學生的回答情況記錄預習成績。在實驗操作過程中重點考察學生的操作規范、數據測量、衛生安全，要求學生測量的數據具有準確性和真實性，在實驗報告考核過程中，教師要分析內容的完整性、正確性，規范性和獨立性，通過以上系統的考核模式有利于培養學生良好的實驗行為[6]。

四、結語

綜上所述，在高校教育教學領域不斷深化改革的背景下，需要在教學模式上與時俱進。高校物理化學實驗教學作為培養學生探究意識、創新思維和操作能力的重要課程，要以培養綜合性人才為目標，優化實驗教學內容，創新實驗教學模式，有效利用信息技術開展教學，優化實驗教學評價方式，這樣才能讓學生為社會發展服務。

參考文獻：

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[2]崔萍，彭榮，肖作安.虛擬仿真實驗在物理化學實驗教學中的應用[J].化工設計通訊，2019，45（11）.

[3]許立.物理化學實驗教學的改革與實踐[J].廣州化工，2019，47（22）.

[4]段雨愛，等.物理化學實驗數據處理過程中擬合函數問題的探討[J].首都師范大學學報：自然科學版，2019，40（4）.

[5]李笑峰，喬洪濤，趙二勞.物理化學實驗教學的課程思政改革探索[J].山東化工，2019，48（22）.

[6]朱元強，等.基于OBE理念的物理化學實驗教學的改革與實踐[J].教育教學論壇，2019（49）.