“雙創(chuàng)”模式下《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)改革與實(shí)踐

向翠麗+梁靖

【摘 要】本文從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與教學(xué)方法、建立多方面綜合考核機(jī)制、大力開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)創(chuàng)新等方面探討了在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模式下物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐，開(kāi)展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)新性，加強(qiáng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；教育改革

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)利用物理學(xué)上的原理和技術(shù)，面向材料、化學(xué)和生物等專(zhuān)業(yè)學(xué)科的重要基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程，運(yùn)用物理化學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)表征方法揭示材料成分、結(jié)構(gòu)、工藝、性能之間的相互關(guān)系。如何將物理化學(xué)中抽象的原理概念公式轉(zhuǎn)為更簡(jiǎn)單、具體、客觀的知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)基本理論的理解，能針對(duì)復(fù)雜問(wèn)題制定可行的解決方案，利用理論知識(shí)分析后并進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)際操作透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，激發(fā)他們的思維能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，上好物化實(shí)驗(yàn)課就顯得十分重要。結(jié)合十九大人才培養(yǎng)的精神指導(dǎo)，構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)教學(xué)模式，加大綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)動(dòng)手操作能力與自學(xué)能力，開(kāi)設(shè)新的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

以往的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容過(guò)于陳舊單一，與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新發(fā)現(xiàn)結(jié)合較少，多為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，以物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)為基底，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作對(duì)課本內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重要性認(rèn)識(shí)不足，降低教學(xué)質(zhì)量，減弱了學(xué)生對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，阻礙學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化改革，加強(qiáng)教學(xué)和科研相結(jié)合，將新知識(shí)、新理論、新技術(shù)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中，增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注重物理化學(xué)理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的融入，通過(guò)理論知識(shí)來(lái)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、正確記錄和處理數(shù)據(jù)、分析和解決基于材料成分、結(jié)構(gòu)、工藝、性能的復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，全面提高學(xué)生素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)可由老師指定測(cè)定的物理量，學(xué)生結(jié)合掌握的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法和技術(shù)原理，通過(guò)查閱文獻(xiàn)正確選擇合適精度的儀器來(lái)制定實(shí)驗(yàn)方案，真正明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和步驟等。使學(xué)生確立"量"的概念，在實(shí)驗(yàn)中能根據(jù)準(zhǔn)確度的要求，正確的表示分析結(jié)果和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。例如，“原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)通常采用銅-鋅原電池在室溫下采用電位差計(jì)測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)的方法，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較簡(jiǎn)單。當(dāng)前科研目標(biāo)為如何在低溫下仍保持電池較高的電動(dòng)勢(shì)，我們可以結(jié)合這個(gè)目標(biāo)改變其中一項(xiàng)條件，測(cè)定在不同溫度下電池電動(dòng)勢(shì)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求查閱文獻(xiàn)制定實(shí)驗(yàn)方案，不僅測(cè)定了電池電動(dòng)勢(shì)，也通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將電化學(xué)與熱力學(xué)結(jié)合起來(lái)，測(cè)定溫度對(duì)電動(dòng)勢(shì)的影響，知識(shí)有了系統(tǒng)的聯(lián)系，不再單一；或者我們采用不同原材料盡可能設(shè)計(jì)成本低、效率高的電池來(lái)測(cè)定其電動(dòng)勢(shì)，從最基本的樣品出發(fā)觀察原電池電動(dòng)勢(shì)的高低。這樣的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)加深了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和知識(shí)的理解與掌握，通過(guò)學(xué)生的實(shí)際操作，掌握所用儀器的工作原理和使用方法，結(jié)合最新科研目標(biāo)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，開(kāi)闊學(xué)生視野，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力及解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。

2 調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與教學(xué)方法

一般的教學(xué)模式以老師為主體，按照講解-教師演示-學(xué)生操作的模式進(jìn)行，這樣一來(lái)，雖然看似每個(gè)學(xué)生都完成實(shí)驗(yàn)，但實(shí)際大部分只是“照搬”實(shí)驗(yàn)步驟，并沒(méi)有思考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及意義，造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、步驟、方法等參差不齊的理解掌握度，學(xué)生始終處于被動(dòng)學(xué)習(xí)，進(jìn)入不了真正的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，對(duì)其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效果更差。面對(duì)這種現(xiàn)象，調(diào)整教學(xué)模式，針對(duì)基礎(chǔ)理論中抽象的概念公式，學(xué)生先預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義，了解實(shí)驗(yàn)原理、步驟、方法等，將不懂的問(wèn)題整理出來(lái)，參考相關(guān)文獻(xiàn)基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)材料成分、結(jié)構(gòu)、工藝、性能及相互關(guān)系的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，將不同的方案、解決辦法進(jìn)行對(duì)比，得到合理有效的結(jié)論，設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)方案，從而真正投入實(shí)驗(yàn)，做到胸有成竹。教學(xué)方法上，跟蹤行業(yè)發(fā)展前沿探討當(dāng)前熱點(diǎn)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。老師可在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段提出引導(dǎo)性問(wèn)題，通過(guò)學(xué)生的自學(xué)搞懂“為什么”，在課堂上隨機(jī)提問(wèn)來(lái)判斷學(xué)生自學(xué)情況；針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)的觀察和思考；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生整理分析數(shù)據(jù)并進(jìn)行課后總結(jié)，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在“提問(wèn)-預(yù)習(xí)-思考-總結(jié)”這樣新的教學(xué)模式方法下，學(xué)生結(jié)合當(dāng)前最新科研文獻(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方面展開(kāi)討論，學(xué)生成為主體，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的角色轉(zhuǎn)變，提高學(xué)生之間的協(xié)作凝聚力，使其對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握更加認(rèn)真深刻，提高實(shí)驗(yàn)效果。

3 建立多方面綜合考核機(jī)制

為了達(dá)到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的培養(yǎng)目標(biāo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)思考能力以及動(dòng)手操作能力，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、期末考試（基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）三項(xiàng)做為考核內(nèi)容，全面客觀的評(píng)估學(xué)生能力?？荚噧?nèi)容中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就要求學(xué)生結(jié)合當(dāng)前熱點(diǎn)科研問(wèn)題，查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，自主完成實(shí)驗(yàn)操作，達(dá)到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4 大力開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)創(chuàng)新

通過(guò)實(shí)施“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”，轉(zhuǎn)變高校教育思想觀念，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，增強(qiáng)高校學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力。高校在正常教學(xué)情況下，加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度，鼓勵(lì)學(xué)生積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)?？蓮谋拘＝處煹淖钚驴蒲谐晒羞x擇合適的內(nèi)容設(shè)計(jì)成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從身邊的人和事引導(dǎo)學(xué)生大膽進(jìn)行創(chuàng)新嘗試，鼓勵(lì)學(xué)生積極投入科學(xué)研究。成立專(zhuān)業(yè)的老師小組對(duì)有想法的學(xué)生給予實(shí)際性的建議指導(dǎo)，開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)處理課程，學(xué)習(xí)Excel或origin基本數(shù)據(jù)處理軟件，提高數(shù)據(jù)處理效率；充分利用學(xué)校的科研平臺(tái)資源，通過(guò)介紹新的、先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如X射線衍射儀、紅外光譜儀、掃描電鏡、透射電鏡等，結(jié)合恰當(dāng)?shù)姆治鰷y(cè)試技術(shù)，最大程度的鍛煉學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)處理解決當(dāng)前科研復(fù)雜工程問(wèn)題，理解其局限性，提高學(xué)生科研興趣，加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。

5 總結(jié)

本文就“雙創(chuàng)”模式下《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)改革與實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式與方法、考核機(jī)制和鼓勵(lì)創(chuàng)新四個(gè)方面提出了一些思路和設(shè)想，通過(guò)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性，為發(fā)展更優(yōu)秀人才而不斷努力。

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