物理化學實驗教學體系研究論文

　　摘要：:物理化學實驗教學體系的改革以培養學生創新能力，提升綜合素質為目標，從教學目標、教學內容、教學模式等方面進行改革與創新;突出以學生為中心，激發學生的學習興趣和積極主動性，提升創新能力和綜合素質。

　　關鍵詞:物理化學實驗;教學改革;創新能力

　　如何激發學生的創新意識、自主學習能力和嚴謹的科學研究態度，適應時代要求，滿足新世紀高素質、創新性人才培養的需求是新時期、新形勢下高等教育改革的焦點話題。為了提高學生的綜合素質，培養其創新能力和解決問題的能力，很多高校老師依據自身學科特點開展相關的實驗教學體系教育教學改革，提出了不同的改革方法與思路［1，2］。物理化學實驗作為公共平臺課程是培養學生的基本技能和提高學生綜合素質的重要手段和途徑，我們對物理化學實驗的教學目標、教學內容和教學模式等方面進行了改革與創新，以期真正發揮物理化學實驗在高水平創新人才培養中的作用。

　　1物理化學實驗教學目標的提升

　　以往的物理化學實驗教學內容以驗證性實驗為主，側重于學生理論體系的培養，缺乏創新性，學生動手能力和主動學習的能力得不到提升。為了調動學生學習的積極主動性，培養其動手能力和創新能力，提高綜合素質，我校物理化學實驗教學教研組在教學實踐中不斷探索，建立了“基礎－提高－綜合”分層次教學體系，構建了立體化物理化學實驗綜合創新平臺，以精選的少量驗證性實驗為基礎，通過設計性實驗提高學生的動手能力，以綜合實驗調動學生學習的積極主動性，培養學生的創新能力和綜合素質，逐步實現:“強化創新設計性、淡化驗證性、提升綜合素質、培養創新能力”的教學改革目標。

　　2物理化學實驗教學內容的優化

　　由于物理化學實驗自身的學科特點需要較多的依賴部分專用儀器和設備［3］，因此，設計性實驗和綜合性實驗的數量和范圍很大程度上受到條件的限制。以往學生接觸到的多是以驗證性為主的基礎實驗:以已學的理論知識為原理，按照預先設定好的實驗方案測得實驗數據，根據實驗原理處理實驗數據后與理論值相比較，加深對前面學的理論知識的理解。這樣的教學體系存在的問題是教學內容陳舊，缺乏創新性和前沿性，學生被動的按照實驗步驟完成實驗任務，在操作過程中思考的少，想法少，學習的積極主動性不高，不利于學生動手能力和自主學習能力的培養。近年來教研組在物理化學實驗教學的實踐中以傳統的實驗教學體系為基礎，精選少量驗證性實驗，增設大量在傳統教學體系中即可實現的設計性和綜合性實驗，本著以設計性綜合性實驗為主，驗證性實驗為輔的教學改革思路，通過大量的教學實踐和不斷探索，逐步實現實驗教學改革的目標。

　　2．1精選少量驗證性實驗，夯實理論基礎

　　物理化學實驗中有大量經典的實驗，如二元液系的氣液平衡相圖、乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定、液體飽和蒸氣壓的測定、電動勢法測定熱力學函數等，都是為了能更直觀的解釋物化課堂上所講的理論知識，讓學生加深對所學相圖、二級反應、飽和蒸氣壓、熱力學函數等抽象理論知識的理解。在物理化學實驗教學體系的改革中保留了這些經典的實驗，進一步夯實理論課堂的基礎。

　　2．2增設大量設計性實驗，提高動手能力

　　在傳統的理論教學體系中，設計性實驗所占比例較少，學生自主思考能力受到限制，在物理化學實驗的改革體系中增設了大量的設計性實驗，設計性實驗由老師給出題目和要求，具體的實驗方法和步驟由學生自主設計，學生可根據自己的專業設計符合自身學科特點的實驗，例如:燃燒熱的測定實驗:食品學院的學生可測定旺仔小饅頭的燃燒熱、化工學院的學生可測定苯甲酸的燃燒熱、藥學院的學生可測定合成單體的燃燒熱、生工學院的學生可測定液體啤酒的燃燒熱等。實驗要求學生根據實驗室現有的儀器設備獨立完成實驗設計方案，寫出設計報告，經教師審閱批準后在規定的學時內完成實驗，并在課后提交實驗論文。學生在設計實驗的過程中會將課堂所學的理論知識運用到實際實驗當中去，在理論聯系實際的過程中進一步鞏固所學的理論知識。在提高學習興趣與學習效果的同時極大的提高了學生學習的積極性與動手能力。

　　2．3提高綜合性實驗比例，提升綜合素質

　　在改革的物理化學實驗教學體系中提高了綜合性實驗的比例，旨在提高學生自主思考的能力，提升綜合素質。綜合性實驗由老師給出題目及實驗目的，學生通過查閱文獻、查找資料等方式尋求達到實驗目的的方法，通過小組討論的方式確定最終的實驗方案，同一種實驗可用不同的儀器設備達到實驗目的。例如:粘度的測定實驗既可用傳統的奧氏粘度計也可用實際生產中常見的旋轉粘度計來進行測定。再例如蔗糖水解反應速率常數的測定實驗中由學生通過查找文獻資料選擇催化劑的種類，通過實驗探索確定催化劑的濃度，最終通過幾個小組的配合完成實驗內容。綜合性實驗在提高學生對實驗內容的興趣的同時調動了學生學習的積極主動性，有利于學生自主學習能力和創新能力的培養。

　　3物理化學實驗教學模式的多樣化

　　物理化學實驗是一門基礎實驗課，數量大、覆蓋面廣，對于培養自主探究型創新人才具有不容忽視的重要支撐作用，針對目前學生的學習興趣不高、創新意識不強的問題，探索多種形式的物理化學實驗教學模式，旨在提高學生學習的積極主動性，提升綜合素質。

　　3．1建立了物理化學實驗仿真平臺體系

　　物理化學是一門抽象的的理論課，單靠書本的描述及理論講解很難調動學生學習的積極主動性，由物理化學教研組開發制作完成的物理化學實驗仿真平臺將理論講解與實驗操作有機的融合在一起，將傳統教材上平面的、靜態的實驗儀器與操作立體化、動態化，在激發學生學習興趣的同時提高學生學習的樂趣［4，5］。學生通過仿真平臺可提前對實驗進行預習，了解本次實驗課的重點難點及操作的過程中可能出現的問題，在進行實驗操作時就可以做到有的放矢，減少誤操作的幾率。例如:“燃燒焓的測定”實驗操作注意點多，實驗過程復雜，通過仿真平臺的預習可以了解在實驗過程中易出現失誤的地方如:“繞絲”要做到“三點接觸，一點不能接觸”;充氧要適量;水溫調節要適當;按下點火開關后要及時記錄數據等。在實驗操作過程中有效避免誤操作可能引發的后果，高效的完成實驗。仿真平臺的數據處理環節可以幫助學生更好的掌握作圖的技巧，如:“電動勢法測熱力學函數”中的鏡像法作切線在平臺中有生動形象的演示。仿真平臺對實驗報告的撰寫也起到了積極的作用，學生可根據平臺的提示回憶實驗中的重點難點，討論出現問題的可能原因，提高實驗報告的質量。仿真平臺突破了以往課堂的限制，利用校園網和個人移動終端的普及，為學生提供了一個不受時間和地點限制的第二課堂，是一部活的物理化學實驗教科書［6］。

　　3．2引入了多媒體教學方式

　　在物理化學實驗教學中引入了多媒體的教學方式，使現代化的教學手段在物理化學實驗教學改革體系中得到應用，與目前大形勢下的微課、慕課等多種教學方式相結合，使學生在深入理解和掌握實驗內容和實驗技能的同時也能跟上時代發展的潮流，為今后的工作和科研打好基礎。多媒體中的高清攝像頭能清晰的捕捉教師的操作手法且能將之反應在大屏幕上，老師可以非常詳盡的講解實驗儀器的功能與操作，同時也解決了在講解過程中后排同學被前排同學遮擋看不到老師操作的問題。多媒體有記錄儲存和播放的功能，將理論課堂的PPT導入到多媒體設備中，在實驗講解過程中可隨時將用到的理論知識導出，引導學生理論聯系實際，加深對所學知識的理解和掌握，有利于學生自主學習能力和綜合素質的培養。

　　4結語

　　物理化學實驗作為一門公共平臺課程，實驗教學體系改革的成果對數量龐大、不同專業領域的物理化學實驗教學均具有廣泛適用性，受益面廣，具有很好的推廣應用價值。

　　參考文獻:

　　［1］趙月，鐘志宇，李宏剛，等．物理化學實驗教學改革與創新［J］．實驗科學與技術，2014，12(3):81－83．

　　［2］王海波，孫青竹．提高實驗教學質量的探索與實踐［J］，實驗技術與管理，2011，28(7):174－176．

　　［3］張國艷，金為群，王嵐，等．物理化學實驗教學的改革與創新［J］．實驗室研究與探索，2013，32(6):329－331．

　　［4］熊焰，姚俊．在線仿真物理化學虛擬實驗系統的開發［J］化工高等教育，2012，29(1):26－29．

　　［5］鄭鑫，張曉潔．虛擬實驗室立體化教學資源平臺建設［J］．實驗室研究與探索，2014，33(8):109－111．

　　［6］倪晟，金炳堯，王璟瑤．實驗教學信息化體系建設的探索與實踐．［J］實驗室研究與探索，2013，32(6):117－120.

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