化學專業(yè)物理化學實驗教學改革探索

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[摘要]針對應用化學學科發(fā)展需要，設(shè)計出適合工科類學生的物理化學實驗教學模式，在原有的實驗操作訓練模式上可以嘗試引入計算機輔助教學，例如可采用虛擬仿真試驗模塊，可以充分激發(fā)學生主動性和積極性，改進考核機制，有利于創(chuàng)新思維培養(yǎng)。本文從物理化學實驗課程的教材建設(shè)、教學內(nèi)容、教學實施方法、考核方式等幾方面對新形勢下的物理化學實驗課程的教學改革進行了初步的探索。

[關(guān)鍵詞]物理化學實驗；教學改革；創(chuàng)新能力

1課程概述

教育也要改革開放，實驗教學也必然要改革開放，不改革就跟不上形勢，就不能培養(yǎng)出符合時代要求的人才。每個教師都應該認識到這一點，把教學改革變成自己的自覺行動。物理化學教學改革包括教學內(nèi)容(即教材)改革、教學過程改革、教學方法手段改革、教學管理(包括教學時間、教學安排、考試內(nèi)容、考試方法、評分標準等等)改革[1]。物理化學實驗的開展是十分必要的。這不僅是對物理化學理論課程的知識點進行了實踐，并且利用實驗的手段驗證了經(jīng)典的物化理論。物理化學實驗內(nèi)容貫穿了物化的全部章節(jié)，特別是熱力學、動力學及電化學的部分均設(shè)置有實驗。通過物理化學實驗可以對學生的儀器操作能力、數(shù)據(jù)分析能力有很大的鍛煉。但是傳統(tǒng)的物理化學實驗課程往往總是按照教師提供教材—學生進行預習—教師進行課堂演示—學生實際操作—撰寫報告的模式進行[2]。其中學生只是被動地參與，對于實驗很少有自己的思考與認識，總是機械式的操作。最后的教學成果并不理想。傳統(tǒng)的物理化學實驗課程通常由講座和實驗兩個教學環(huán)節(jié)組成。實驗講座的設(shè)置為的是讓學生從理論上理解實驗的原理。培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，對實驗目的，實驗手段有初步的了解。并且利用多媒體技術(shù)向?qū)W生播放實驗操作視頻，幫助學生進一步了解實驗流程[3]。實驗方面，要求學生完成不少于十二個基礎(chǔ)實驗，初步掌握重要的物理化學實驗方法，熟悉各種物理化學現(xiàn)象，并學會實驗數(shù)據(jù)的歸納和分析方法。實驗內(nèi)容上基本包括了物理化學理論學習部分的所有章節(jié)。包括熱力學、化學平衡、動力學、電化學、表面現(xiàn)象、大分子系統(tǒng)等章節(jié)均有設(shè)置相應的實驗。使學生了解物理化學的原理；另一方面，根據(jù)現(xiàn)有儀器設(shè)備的條件，力求在實驗方法和實驗技術(shù)上得到較全面的訓練[4]。

2課程目標

通過熱力學、化學平衡、動力學、電化學、表面現(xiàn)象、大分子系統(tǒng)等相關(guān)實驗內(nèi)容的學習，使學生獲取基本的實驗操作與數(shù)據(jù)處理能力。物理化學實驗中基本每個實驗都會接觸到一個新的小儀器，通過教師的講解，學生能夠基本掌握儀器的原理，零點校準，誤差來源，基本操作與注意事項等。引導學生在實踐中了解和體驗物理化學實驗研究的基本思路，鍛煉學生的理解能力，運用知識的能力與創(chuàng)新能力。物理化學實驗一般需要6~8課時才能完成，這也考驗的學生的注意力與耐心程度。最后實驗完成后學生與自己的組員共同完成實驗報告，進行相應的數(shù)據(jù)處理與誤差分析。一般物理化學實驗會設(shè)置1~2個綜合設(shè)計性實驗讓學生自行分析操作，這為學生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3課程改革實施建議

3.1教學建議

實驗操作訓練是本課程主要內(nèi)容，通過物化實驗的操作訓練與數(shù)據(jù)處理分析，使學生的計算能力與邏輯思維能力得到提升。開展計算機輔助教學。在培養(yǎng)學生探索與創(chuàng)新開拓能力方面，實驗操作訓練是課堂理論教學所不可替代的。但是某些實驗由于儀器昂貴，實驗室場地的限制與原料來源困難等原因始終無法順利開展，特別是在一些新辦的普通地方高等院校，由于種種限制無法進行一些實驗。因此可以采取目前新興的計算機輔助教學，搭配購買的虛擬仿真軟件來進行部分實驗的教學。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，制造業(yè)與工業(yè)的不斷革新，計算計智能化生產(chǎn)越來越普遍，因此上述的計算機教學可以使學生在這一方面得到鍛煉。同時使得實驗不再枯燥，有助于激發(fā)學生的學習興趣。自主設(shè)計實驗。通過已經(jīng)學習過的內(nèi)容與已經(jīng)掌握基本操作的儀器，自主的區(qū)設(shè)計新的實驗。例如燃燒熱的實驗中，我們的教材上規(guī)定的是測定萘和苯甲酸的燃燒熱。但是學生可以在教材的可以自行拓展，去測定一些食物，藥品，例如巧克力，軟糖，膠囊等的燃燒熱，將理論與實驗應用于我們的實際生活。

3.2考核方式建議

物理化學實驗考試(筆試)，評價評價學生對物化實驗基本原理的理解和運用。操作考試，物化實驗技術(shù)掌握情況。上機實驗：利用虛擬仿真軟件，在機房中對學生的操作進行考核。設(shè)計實驗；考察運用基本理論和物化實驗技術(shù)解決實際化學問題的能力。

參考文獻

[1]尹常杰，劉建勛，邱華．新形勢下工科院校物理化學實驗教學改革的初探[J]．教育教學論壇，2019，400(06)：117-118．

[2]丁祥，靳俊玲，黃小兵，等．新形勢下高校物理化學實驗的改革與探索[J]．廣州化工，2020，048(005)：187-188，191．

[3]劉永梅，張晉芬，戴維林，等．新形勢下物理化學實驗內(nèi)容的設(shè)計與思考[J]．中國大學教學，2014(10)：90-93．

[4]薛美香．新辦本科院校物理化學實驗教學改革初探[J]．廣東化工，2009，036(012)：189，191．

作者：梁若雯 何周駿 單位：寧德師范學院