對于物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的思考

陳歡歡+孫桂芳

摘 要 從我校實際情況出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前物理化學(xué)實驗課的授課現(xiàn)狀以及物理化學(xué)實驗的自身特點，從物理化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)模式以及實驗指導(dǎo)書的更新為出發(fā)點，提出物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的一些想法，以提高物理化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，增強學(xué)生的綜合實踐能力。

關(guān)鍵詞 物理化學(xué)實驗 教學(xué)改革 能力培養(yǎng) 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A

Thinking on Physics Chemistry Experiment Teaching Reform

CHEN Huanhuan， SUN Guifang

（School of Resources and Materials Science， Northeastern University at Qinhuangdao， Qinhuangdao， Hebei 066004）

Abstract From our school actual situation， combined with the current physical chemistry experiment course teaching status quo and physical chemistry experiments with its own characteristics， from the teaching content of physical chemistry experiments， teaching methods， teaching models and experimental guidance update as a starting point， given the physical chemistry experiment Some ideas of teaching reform in order to improve the teaching of physical chemistry experiment teaching quality and efficiency， and enhance students' comprehensive ability in practice.

Key words physics and chemistry experiment； teaching reform； ability training； teaching quality

我校物理化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容主要是以驗證性為主，開設(shè)了燃燒熱的測定，凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量，極化曲線的測定，二組分金屬固液相圖的繪制等八個實驗。隨著實驗技術(shù)不斷改進，新的實驗?zāi)Ｊ胶蛢x器不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足科技發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求。以驗證性為主的實驗?zāi)Ｊ讲荒苓m應(yīng)當(dāng)前培養(yǎng)學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力的需要。因此，結(jié)合材料、環(huán)境等專業(yè)特點和本校實際情況，需要對物理化學(xué)實驗教學(xué)進行改革。

1 與科研結(jié)合，增加綜合設(shè)計性實驗

通過基礎(chǔ)性實驗的教學(xué)，學(xué)生們對物理化學(xué)實驗有了初步的認(rèn)識，也掌握了一定的基本操作技能，可以嘗試開設(shè)一些綜合設(shè)計性實驗。在我校資源與材料學(xué)院的材料環(huán)境實驗中心擁有很多大型儀器設(shè)備，如：X-射線衍射儀（XRD） ，熱重分析，掃描電子顯微鏡，金相顯微鏡，紅外光譜儀等。并且實驗中心一直執(zhí)行開放實驗室制度，這些為我院增設(shè)綜合設(shè)計性實驗提供了保障。以實驗滲透科技前沿，將物理化學(xué)實驗教學(xué)與科學(xué)研究緊密結(jié)合起來，構(gòu)建教學(xué)、科研緊密結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展模式。如“粘度法測定高聚物的分子量”，可以將該實驗與一個高分子的合成實驗結(jié)合。合理安排兩個實驗課的上課時間，讓學(xué)生先進行高分子合成實驗課并保留自己的實驗樣品。在進行“粘度法測定高聚物的分子量”這個實驗時，讓學(xué)生測定自己合成高聚物的粘度，并計算其分子量。這樣可以使學(xué)生理解進行科研的程序，并了解科技前沿動態(tài)。同時，激發(fā)學(xué)生對科研的興趣，提高了學(xué)生進行實驗的積極性，使實驗課的質(zhì)量和效率大幅提高。將科研內(nèi)容反哺于教學(xué)活動，是物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的重要舉措。

2 改進實驗教學(xué)手段

2.1 更新實驗儀器設(shè)備，配備計算機，改進教學(xué)方法

我們已經(jīng)從南京桑力公司、南京多助公司購置了多套新型的實驗儀器設(shè)備，如，如燃燒熱測定裝置，溶解熱測定裝置，可控升降溫電爐及數(shù)字控溫儀等。因此，可以將計算機等先進技術(shù)引入這些實驗中。通過將實驗裝置聯(lián)機化，學(xué)生不用不斷重復(fù)地記錄數(shù)據(jù)，而是可以從計算機上時時觀測數(shù)據(jù)及曲線的變化趨勢。這樣，學(xué)生可以依據(jù)數(shù)據(jù)的差異和圖像趨勢的變化查找實驗操作中可能存在的問題，并及時解決。將計算機與實驗設(shè)備相結(jié)合，提高了實驗的自動化程度以及實驗數(shù)據(jù)的測量精度，從而提高了實驗報告的質(zhì)量。同時極大地提高學(xué)生的實驗積極性，取得良好的實驗教學(xué)效果。

2.2 利用計算機軟件進行數(shù)據(jù)處理

我校學(xué)生仍然用坐標(biāo)紙繪圖來完成實驗報告，處理數(shù)據(jù)的效率低且人為誤差較大。因此，應(yīng)該對物理化學(xué)實驗數(shù)據(jù)處理與分析的方法進行改革，要求學(xué)生掌握并運用計算機軟件處理實驗數(shù)據(jù)。由于實驗課學(xué)時有限，可以在實驗課開課之前給學(xué)生進行專題講座，講解數(shù)據(jù)處理相關(guān)軟件的使用方法，如Excel、Origin等，并針對不同的實驗給學(xué)生提供相應(yīng)的軟件參考。例如，在極化曲線的測定這一實驗中，根據(jù)該實驗特點，學(xué)生得到的數(shù)據(jù)有上百個點，使用Origin作圖軟件，能夠既快速又準(zhǔn)確地完成作圖。利用計算機軟件進行數(shù)據(jù)處理，學(xué)生在完成實驗報告的同時也學(xué)會了相關(guān)軟件的使用方法，為他們四年級做畢業(yè)論文也打下了一定的基礎(chǔ)。

3 豐富實驗教學(xué)模式

3.1 開放實驗室

從2010年至今，我校資源與材料學(xué)院的實驗中心一直執(zhí)行開放實驗室制度，周一至周五全面向?qū)W生開放。對于進行綜合設(shè)計性實驗要用到的大型儀器設(shè)備，學(xué)生每周五都可以到實驗中心預(yù)約實驗。之后，在預(yù)約的時間獨立完成實驗。通過開放實驗室，在學(xué)生掌握了一定的知識和技能的條件下，讓學(xué)生綜合運用物理化學(xué)及相關(guān)學(xué)科的知識獨立完成實驗。從查閱文獻、設(shè)計實驗方案，分析實驗數(shù)據(jù)方面培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，初步建立起研究科學(xué)問題的方法。endprint

3.2 引入計算機平臺，建設(shè)網(wǎng)上課堂

計算機技術(shù)日新月異，為了豐富實驗教學(xué)的方式，可以將計算機輔助教學(xué)引入物理化學(xué)實驗課程中。根據(jù)我校開設(shè)的具體實驗項目，制作適合本校的物理化學(xué)實驗網(wǎng)上課件。如燃燒熱的測定這一實驗，我們可以把燃燒熱測定裝置、充氧氣、氧彈等設(shè)備拍成圖片掛到網(wǎng)上并附注儀器的使用方法，使學(xué)生對所用的實驗儀器裝置有直觀的了解。對于實驗的難點、重點，比如如何快速正確地將燃燒絲固定在氧彈上，點火后儀器指示燈的變化及顯示溫度的變化，可以做成動畫視頻進行動態(tài)播放，以使學(xué)生對實驗過程有深入的認(rèn)識。另外，通過網(wǎng)絡(luò)課堂，教師可以把數(shù)據(jù)處理方法、實驗過程中常見問題等列出并加以注釋。使學(xué)生能夠充分理解并掌握整個實驗項目的內(nèi)容。以網(wǎng)上課堂為指導(dǎo)進行實驗預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠在較短的時間內(nèi)掌握實驗要領(lǐng)及操作規(guī)范，為學(xué)生順利完成實驗提供了保證，同時也將極大地提高教學(xué)效果。

4 完善物理化學(xué)實驗指導(dǎo)書

合適的實驗指導(dǎo)書是高質(zhì)量教學(xué)的重要保證。結(jié)合我院實驗課的基本情況，優(yōu)化實驗大綱，適當(dāng)增加實驗教學(xué)的學(xué)時，依據(jù)試驗大綱增設(shè)綜合設(shè)計性實驗項目。每輪實驗教學(xué)結(jié)束，及時對實驗教學(xué)的內(nèi)容進行補充更新，關(guān)注科技前沿，加入最新的科研成果。隨著實驗設(shè)備的不斷更新，教學(xué)內(nèi)容中的實驗原理與操作方法隨之更新，使實驗指導(dǎo)書和現(xiàn)有實驗儀器更好地融合。只有不斷完善實驗指導(dǎo)書，才能充分發(fā)揮指導(dǎo)書對學(xué)生的指導(dǎo)作用。

5 結(jié)論

物理化學(xué)實驗教學(xué)改革是一個循序漸進的過程。加強物理化學(xué)實驗教學(xué)，增加綜合設(shè)計實驗，重視實驗過程，實現(xiàn)小組實驗，強化數(shù)據(jù)處理，開放實驗室，更好地鍛煉學(xué)生運用綜合知識的能力及動手能力。通過對物理化學(xué)實驗體系的不斷改進，不斷提高實驗教學(xué)質(zhì)量，使物理化學(xué)實驗課在學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上成為一個較好的平臺。

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