新建本科大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革與實(shí)踐

孫開(kāi)蓮，葛秀濤,章守權(quán),馮 劍,王俊海

（滁州學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 滁州 239000）

新建本科大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革與實(shí)踐

孫開(kāi)蓮，葛秀濤,章守權(quán),馮 劍,王俊海

（滁州學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 滁州 239000）

對(duì)新建本科院校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式進(jìn)行探索，提出根據(jù)專業(yè)精選優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提供多種實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)平臺(tái)、逐步增加綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以及嚴(yán)格高效執(zhí)行考核機(jī)制等改革思路，其結(jié)果有助于提高物理化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，并有望在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和創(chuàng)新能力方面取得良好的教學(xué)效果.

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；創(chuàng)新

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是依靠物理學(xué)方法和手段、運(yùn)用數(shù)學(xué)工具來(lái)研究物質(zhì)體系的物理、化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的一門重要課程，綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支學(xué)科所需要的基本研究技術(shù)和方法，在連接理論基礎(chǔ)學(xué)科、應(yīng)用學(xué)科和和科學(xué)研究起到橋梁作用，在幫助學(xué)生理解物理化學(xué)理論知識(shí)、了解化學(xué)研究的各種手段和方法、提高實(shí)踐應(yīng)用能力和培養(yǎng)創(chuàng)新和科研能力等方面有著不可替代的作用.

面對(duì)新時(shí)代、新形勢(shì)對(duì)人才培養(yǎng)的新要求和我校由師范?？葡驊?yīng)用型本科院校的辦學(xué)定位轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的教學(xué)模式對(duì)于培養(yǎng)具有實(shí)踐和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才已經(jīng)顯得力不從心，改革勢(shì)在必行.以我校建設(shè)較高水平應(yīng)用型本科院校，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的階段性辦學(xué)目標(biāo)為指導(dǎo)，結(jié)合我院實(shí)際情況和調(diào)查結(jié)果，我們對(duì)物理化學(xué)課程進(jìn)行了初步改革與探索.

1 結(jié)合專業(yè)科學(xué)設(shè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫課程大綱和講義

目前所用教材一般不分專業(yè)，且為多年前的老版本，所提到的實(shí)驗(yàn)儀器與新型儀器相比功能落后，操作方法有較大出入，此外體現(xiàn)不出現(xiàn)代新方法、新手段.根據(jù)不同專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和我院現(xiàn)有的軟、硬件設(shè)備，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，編寫針對(duì)不同專業(yè)的物理化學(xué)課程大綱；精選傳統(tǒng)經(jīng)典物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)并在其基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)步驟等方面進(jìn)行優(yōu)化、整合、拓展，合理安排與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求相適應(yīng)的具有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，整理成課程講義.例如化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，為了使實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)有的放矢，密切結(jié)合專業(yè)實(shí)際應(yīng)用，將參考教材中萘換成蔗糖，該實(shí)驗(yàn)搖身一變成為食品專業(yè)專業(yè)性很強(qiáng)的某種食品熱值的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，對(duì)于化工專業(yè)的學(xué)生可以使測(cè)量煤的燃燒熱，這種改革提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)讓其多掌握一種專業(yè)研究方法，激發(fā)創(chuàng)新思維能力.此外將教師的科技創(chuàng)新成果融入到相關(guān)專業(yè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系中，既提高了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的創(chuàng)新性，又讓學(xué)生接觸科學(xué)前沿研究.講義編寫按照基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)——綜合性實(shí)驗(yàn)——設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)三個(gè)教學(xué)層次，形成從基本到綜合，從被動(dòng)接受到自我獲取，逐步提高創(chuàng)新思維能力.其中基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中將大量的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按照熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、膠體與界面四大模塊分類，有利于學(xué)生全面系統(tǒng)了解物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程.

2 教學(xué)方法改革

2.1 搭建平臺(tái)，強(qiáng)化自主預(yù)習(xí)

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是提高實(shí)驗(yàn)效率和教學(xué)質(zhì)量的有效手段之一.調(diào)查和實(shí)踐表明，學(xué)生的預(yù)習(xí)效果較差，幾乎是照搬講義，原因是實(shí)驗(yàn)原理深?yuàn)W、實(shí)驗(yàn)步驟多學(xué)生難以預(yù)習(xí)明白；學(xué)生重視程度不夠等.我們通過(guò)以下三種改革強(qiáng)化學(xué)生自主預(yù)習(xí)效果：依托物理化學(xué)省級(jí)精品課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程，包括各專業(yè)實(shí)驗(yàn)講義、實(shí)驗(yàn)儀器圖片展和視頻；實(shí)行實(shí)驗(yàn)室“半開(kāi)放”式管理平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室面對(duì)儀器、藥品進(jìn)行預(yù)習(xí)；在實(shí)驗(yàn)講義中列出預(yù)習(xí)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)，引起對(duì)實(shí)驗(yàn)的好奇心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生獨(dú)立思維，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.實(shí)驗(yàn)課時(shí)教師通過(guò)檢查預(yù)習(xí)報(bào)告以及提問(wèn)預(yù)習(xí)問(wèn)題等方式檢查預(yù)習(xí)效果，給出公平的預(yù)習(xí)成績(jī)，以此促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真主動(dòng)去預(yù)習(xí).

2.2 增加實(shí)驗(yàn)緒論課，激發(fā)好奇心和學(xué)習(xí)興趣

在講義開(kāi)始編寫緒論，主要四部分內(nèi)容：課程目的和要求；實(shí)驗(yàn)誤差和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理；計(jì)算機(jī)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方面的應(yīng)用；用到的實(shí)驗(yàn)儀器功能與介紹.在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)始之前，采用多媒體輔助開(kāi)展緒論課講座，使學(xué)生了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性和強(qiáng)大指導(dǎo)應(yīng)用功能、應(yīng)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)手段、化學(xué)方法，數(shù)學(xué)及計(jì)算機(jī)軟件為工具等課程特點(diǎn)，引起學(xué)生重視和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有些過(guò)于“追求完美”的學(xué)生當(dāng)遇到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大，操作過(guò)程中失控或失誤或者實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想等情況時(shí)不能冷靜分析原因，積極尋求解決問(wèn)題，出現(xiàn)消極低落情緒.因而在實(shí)驗(yàn)誤差講解部分，除引導(dǎo)學(xué)生對(duì)誤差產(chǎn)生有正確認(rèn)識(shí)和指導(dǎo)如何控制誤差在最小范圍內(nèi)的方法等問(wèn)題外，還對(duì)學(xué)生學(xué)會(huì)承受實(shí)驗(yàn)失敗方面的心理素質(zhì)進(jìn)行教育.

2.3 以學(xué)生為主體，探索新的教學(xué)方法

傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師處于單向傳輸信息的主導(dǎo)地位，花費(fèi)較多時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等細(xì)節(jié)完全交代清楚，甚至演示儀器的使用與連接，學(xué)生按部就班地“照方抓藥”，記錄數(shù)據(jù)，這造成學(xué)生依賴心理過(guò)重，課前不認(rèn)真預(yù)習(xí)，削弱了課程對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，抑制了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性.為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高積極性，應(yīng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在實(shí)踐教學(xué)中給予學(xué)生更多的自主性和靈活性，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，建立“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[1].例如在學(xué)生經(jīng)預(yù)習(xí)做好充分準(zhǔn)備下，教師無(wú)需對(duì)實(shí)驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié)講解，簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)原理和要注意的事項(xiàng)，其中可采取問(wèn)題啟發(fā)式教學(xué)方法，對(duì)講義中的預(yù)習(xí)問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)和解答，檢查預(yù)習(xí)效果的同時(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考.與以往教師全盤灌輸相比，該教學(xué)模式不僅節(jié)省時(shí)間，還培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)、動(dòng)手和科學(xué)思維能力.

2.4 逐步增加綜合型和專業(yè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)綜合素質(zhì)

改革單純以驗(yàn)證、鞏固和加深對(duì)物理化學(xué)理論理解及掌握實(shí)驗(yàn)方法、技能的實(shí)驗(yàn)體系，以基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)—綜合運(yùn)用—專業(yè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)逐級(jí)推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程，在注重扎實(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)研究素質(zhì).基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為確保實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系的系統(tǒng)和連續(xù)性，針對(duì)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)，膠體與乳液等內(nèi)容進(jìn)行了模塊化設(shè)置，不同專業(yè)會(huì)從每個(gè)模塊中選擇1～2個(gè)與專業(yè)研究相近的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)設(shè)，在基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)完成，學(xué)生初步掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法后，每學(xué)期開(kāi)設(shè)1～2個(gè)綜合型和1個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，我院逐步開(kāi)設(shè)的綜合實(shí)驗(yàn)有Fe(OH)3溶膠的制備、純化及電泳測(cè)量其電勢(shì)，復(fù)合Ag電極與鹽橋制備以及可逆電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定與應(yīng)用等，實(shí)踐證明，通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)融合，多種儀器的使用以及多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪_(dá)到，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到快速提高.近來(lái)，又嘗試將教師科研成果引進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合不同專業(yè)，開(kāi)設(shè)了專業(yè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，教師確定實(shí)驗(yàn)課題大方向和參考講義，簡(jiǎn)單介紹本方向的科學(xué)前沿和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中關(guān)鍵性問(wèn)題，要求學(xué)生參考講義、查閱文獻(xiàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改動(dòng)及設(shè)計(jì)，比如改變實(shí)驗(yàn)條件、另辟與之相關(guān)研究?jī)?nèi)容、改變研究物質(zhì)等，隨后自行設(shè)計(jì)以及完成實(shí)驗(yàn)，整個(gè)過(guò)程教師僅指導(dǎo)、答疑和參與結(jié)果探討，以此培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和獨(dú)立思維意識(shí)，逐步養(yǎng)成良好的科學(xué)研究習(xí)慣，同時(shí)為后期畢業(yè)論文設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)做鋪墊[2].

3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告兼是實(shí)驗(yàn)檔案卡片，建立公平合理、嚴(yán)格的考核機(jī)制

公平、合理、嚴(yán)格的考核機(jī)制會(huì)激勵(lì)學(xué)生，反之會(huì)讓學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)，缺乏積極性.堅(jiān)持“注重平時(shí)、能力為主、綜合考核”方針，建立每個(gè)學(xué)生一學(xué)期的實(shí)驗(yàn)檔案卡片，登錄其預(yù)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，最終成績(jī)來(lái)自于三者綜合，這是我們近幾年來(lái)的建立的比較公平合理的考核機(jī)制.實(shí)踐結(jié)果發(fā)現(xiàn)，學(xué)生最終實(shí)驗(yàn)成績(jī)?nèi)圆荒苷鎸?shí)的反應(yīng)學(xué)生的綜合能力.主要原因來(lái)自于教師不能及時(shí)登錄成績(jī)、嚴(yán)格執(zhí)行，這也情有可原，教師要在多處反復(fù)多次重復(fù)謄寫學(xué)生生這三個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的成績(jī)，教師普遍反映繁瑣、耗時(shí)，勢(shì)必造成教師執(zhí)行該考核機(jī)制的積極性不高，不及時(shí)登錄，在學(xué)期末補(bǔ)錄前兩項(xiàng)，往往根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)來(lái)給出最終成績(jī).然而實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在同組參考、抄襲、數(shù)據(jù)處理圖表復(fù)印（手工繪圖除外等現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)報(bào)告大同小異，往往書寫認(rèn)真、圖表清楚漂亮的女生報(bào)告成績(jī)突出；此外由于分組實(shí)驗(yàn)使得后面組員實(shí)驗(yàn)報(bào)告由于參考了前面同學(xué)錯(cuò)誤減少，成績(jī)偏高，可見(jiàn)緊靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能公平有效評(píng)定學(xué)生能力，該考核辦法需要改革.

為便于教師的記錄，進(jìn)而更有效地執(zhí)行公平的考核措施，我們編排新的實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式和與之配套的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表[3]，采取實(shí)驗(yàn)報(bào)告兼是預(yù)習(xí)本和實(shí)驗(yàn)檔案卡片，學(xué)生將預(yù)習(xí)內(nèi)容整理到實(shí)驗(yàn)報(bào)告前部分，避免以往重復(fù)抄寫，實(shí)驗(yàn)報(bào)告最后設(shè)置打分欄，包括預(yù)習(xí)、操作、報(bào)告以及綜合成績(jī)四部分，教師課初檢查完預(yù)習(xí)效果，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告預(yù)習(xí)欄記錄成績(jī).實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生將單頁(yè)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表拿給教師看，教師根據(jù)操作表現(xiàn)和數(shù)據(jù)操作欄給予成績(jī)，最后原始數(shù)據(jù)記錄表和實(shí)驗(yàn)報(bào)告一并上交，教師核對(duì)兩個(gè)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及結(jié)果，判斷實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否存在數(shù)據(jù)處理部分的抄襲，給出實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，接著就可以給出綜合成績(jī).改革后便于教師更高效、嚴(yán)格的執(zhí)行考核措施，學(xué)生體會(huì)到成績(jī)的公平合理，認(rèn)真程度和實(shí)驗(yàn)興趣明顯提高，教學(xué)質(zhì)量隨之提升.

4 結(jié)束語(yǔ)

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù)，教學(xué)效果還有很大的提升空間，進(jìn)一步提高學(xué)生的自學(xué)能力，實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生初步的科研能力還需要我們教師在實(shí)踐過(guò)程中不斷的總結(jié)、探索和研究.相信只要我們不斷進(jìn)取，在利用物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面一定會(huì)取得更好的成效.

〔1〕朱學(xué)道,陳士夫,黃維蘭.淺議實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題與改革思路[J].淮北煤師院學(xué)報(bào)，2011,22(2)：61-63.

〔2〕范文琴,周曉慧.物理化學(xué)研究型實(shí)驗(yàn)的探索與實(shí)踐[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2011（2）:5-7.

〔3〕許海，路航，劉曉冬.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].廣州化工，2011,39(13):176-178.

G642.0

A

1673-260X（2012）11-0234-02

滁州學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2011）；安徽省應(yīng)用化學(xué)省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(200802187C)