建設雙一流學科的“物理化學實驗”教學改革探索*

楊秀林，石路巖

(廣西師范大學化學與藥學學院，廣西 桂林 541004)

我國對提升高等學校的教育質量所提出的重大戰略是建設雙一流學校以及雙一流學科[1]。對于物理化學實驗這門學科而言，建設為雙一流學科的關鍵是重視和提高本科生的科研能力。而且物理化學實驗是物理化學課程中不可缺少的一部分，因此進行教學改革的目的是培養學生創新精神、實踐能力和學習能力，是提高教學質量的有力抓手[2]。那么如何進行改革？這是擺在我院物理化學老師面前一項重要和緊急的工作。

1 當前物理化學實驗教學中存在的問題

1.1 實驗教學內容相對固定和陳舊

目前在我院的本科教學中，選用的教材是廣西師范大學出版社所出版的版本。所開展的實驗都是與課本理論有關的基礎性實驗、驗證性實驗，而且很少有與教師的當前研究內容相聯系的實驗項目；同時教師也很少給學生講授目前國內和國外物理化學發展的最新內容，這可能會使學生對物理化學專業所扮演的角色和物理化學在科技、在生活、在娛樂等方面的應用了解甚少。

1.2 實驗教學模式、方法較單一和傳統

長期以來，我校物化實驗教學所采用的是先在物理化學課堂中學習基本理論，之后根據已學的理論開展實驗教學。在實驗教學中，教師主要講授預防措施、注意事項和重點儀器的操作，之后學生依照課本上的實驗步驟來操作，這無助于培養學生的實驗創造力、自主設計能力、創新能力和主觀能動性，從而導致學生非常依賴實驗課本，也導致學生對實驗缺乏實質性的思考。其次學生是采用小組的方式進行實驗，這就出現了一個小組中會出現渾水摸魚的情況，小組中的成員并沒有完全參與其中，久而久之這些同學不僅沒有學到實驗操作而且失去了對科研的興趣，目前這一現狀遠遠不能滿足雙一流學科的要求。

1.3 教學設備偏老舊

由于化學專業在建校初期便有，化學專業到目前已有八十多年的發展歷史，有些設備已老化或者被損壞，導致學生不能正常操作。或者一次實驗課中有可能會出現四五臺儀器中，只有一臺可用，導致全班的同學只能輪流來做。因此教學設備的老化會使學生的實驗成就感降低，對實驗逐漸失去興趣，也嚴重影響實驗教學的進度。

2 對物理化學實驗課程教學改革的思考

2.1 更新教學內容，創立新的教學體系

首先，對于原教材的相關實驗進行刪減和合并，開展實驗課的主要目的是讓學生熟悉有關的基本操作，因此可以設計一個實驗中包括多種基本操作，減少基礎性實驗所占的課時，將剩余的課時用于設計型和應用型實驗。設計型實驗以小組的形式進行，教師在學期初開始分好小組[3]，給出一些與物理化學領域相關的實驗課題供學生選擇，也鼓勵學生自主去了解有關實驗課題并進行選擇。選好課題后，小組全體成員查閱文獻，并且要求每周進行匯報，當這個小組文獻積累一定量之后，小組一起討論所要設計的實驗項目，確定好項目之后，小組分工合作列所需藥品清單，尋找或采購藥品，做實驗，寫論文等等。通過設計性實驗，學生在查找文獻的時，不僅了解了目前學科發展的前沿研究，而且錘煉了學生自主思考問題和處理問題的能力，也增加了學生與老師之間的交流，提高了學生小組合作的能力[4]。應用型實驗可以采取和老師合作的方式進行，并結合桂林的實際情況。桂林是一所旅游城市，有很多船舶。船舶面臨的問題是如何更有效的防止金屬腐蝕，因此應用型實驗便可以讓學生結合桂林的實際情況來進行探索，進而培養學生的應用能力。

2.2 教學方法和教學制度多元化

2.2.1 實行學生助教制度

學生助教制度，旨在學生協助教師管理實驗儀器，由于物理化學實驗的特點是儀器多，因此儀器能否通暢的使用，直接影響物化實驗能否順利進行。而學院的一些設備時間已長，很容易出現故障，因此需要助教在每次上課前確認儀器是否完好。通過助教系統，師生可以對儀器進行共同管理，不僅可以提高工作的效率，還可以培養學生的管理技能、責任心技能以及增加學生維修儀器的專業知識。

2.2.2 采用因材施教的教學方法

在素質教育中，要求教師正視學生的個別差異，不以統一的標準來要求每個學生，承認學生的個性和差異，即“因材施教”。因材施教來自于《論語·先進篇》，因材施教既是重要的教學原則，也是非常有效的教學方法[5]。結合我院的實際情況，專業分為本碩連讀培養班，師范類化學班，應化班和制藥班。每個班級的培養方案和培養方向不一樣，所以對于物理化學實驗這門課程，我們也可以采用“因材施教”的教學方法。例如本碩連讀培養班可以讓每個學生自主設計實驗，不再是分小組；增加對外交流的機會，在2019年12月18日，國家印發了《粵港澳大灣區發展規劃綱要》，明確要打造粵港澳大灣區教育和人才高地，因此可以增加學生與粵港澳地區高校學生交流的機會，以交換生的身份來進行學習和交流。

2.2.3 采用差別化分層教學方法[6]

好的課堂不僅僅重視課中，而課前和課后同樣重要。為了能夠更好的開展實驗課，需要將課前、課中和課后連接起來。課前可發放項目任務書，使學生知道本節課的學習目標；再發放學案，使學生知道實驗流程，并結合網絡學習平臺上的操作視頻、仿真動畫，使學生提前熟悉如何操作儀器，以及需要注意的細節，在進行網上模擬操作時記錄出現的問題。課中進行實際的實驗操作，在操作過程中注意是否還會有課前所遇到的問題，若有，則進行進一步的思考并和老師進行交流。在課中，小組同學互相拍攝視頻進行記錄。課后將互拍的視頻上傳到網絡學習平臺當中，不同的小組互相進行找茬，并按照示例視頻進行糾正，這樣便可以同時將課前、課中和課后同時聯系起來。

2.3 改善教學設備

實驗儀器是進行實驗教學所必須的，沒有或者設備不好，都會很影響教學。而且近年來，每年高校都在進行擴招，而儀器偏少，所以學院應更換實驗儀器，提高設備的利用率。

2.4 更新理念，提升認知，打開眼界

思維決定行為，即一個人的思維，認知，眼界都會決定一個人的行為。因此想要建設一流學科，就必須要先更新和提升教師以及學生的認知。雙一流學科是為國家在培養人才，培養出能夠為國家做出巨大貢獻的人才，想要培養出滿足國家需要的人才，就必須讓學生跳出自己所處在的圈子，打開眼界。我校是地方性高校，學生大部分來自農村地區，而農村地區由于經濟的限制，很多學生知道知識改變命運，但僅限于學習知識方面，很多僅限于畢業之后找到一個好工作，養活自己即可。而國家要求更多的是不僅僅只為了自己的溫飽，而是可以推動國家科研事業發展的人才。因此教師應該在實驗課堂多和學生分享現在國家化學發展的情況，以及需要怎樣的人才，優秀的化學人他們都在思考著什么，以及做著什么，打開學生的眼界，看到好的，才會去追求更好的。

3 結 語

在很大程度上，物理化學的發展深度反映著化學學科發展的深度。因此很有必要對物理化學實驗教學進行改革。為了建設為雙一流學科，所以結合了我校以及我院的性質和學生特點，對物理化學實驗教學做出了以上的分析以及改革，來激發學生的學習欲望、學習熱情以及提高學生的創新能力、學習能力和綜合素養等等，真正做到為國家培養人才，真正使學生達到一流學科學生所具備的素質。