化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗教學(xué)改革探索
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[摘要]針對應(yīng)用化學(xué)學(xué)科發(fā)展需要，設(shè)計出適合工科類學(xué)生的物理化學(xué)實驗教學(xué)模式，在原有的實驗操作訓(xùn)練模式上可以嘗試引入計算機輔助教學(xué)，例如可采用虛擬仿真試驗?zāi)K，可以充分激發(fā)學(xué)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(xué)實驗課程的教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實施方法、考核方式等幾方面對新形勢下的物理化學(xué)實驗課程的教學(xué)改革進行了初步的探索。
[關(guān)鍵詞]物理化學(xué)實驗；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力
1課程概述
教育也要改革開放，實驗教學(xué)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(yīng)該認識到這一點，把教學(xué)改革變成自己的自覺行動。物理化學(xué)教學(xué)改革包括教學(xué)內(nèi)容(即教材)改革、教學(xué)過程改革、教學(xué)方法手段改革、教學(xué)管理(包括教學(xué)時間、教學(xué)安排、考試內(nèi)容、考試方法、評分標準等等)改革[1]。物理化學(xué)實驗的開展是十分必要的。這不僅是對物理化學(xué)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(xué)實驗內(nèi)容貫穿了物化的全部章節(jié)，特別是熱力學(xué)、動力學(xué)及電化學(xué)的部分均設(shè)置有實驗。通過物理化學(xué)實驗可以對學(xué)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(xué)實驗課程往往總是按照教師提供教材—學(xué)生進行預(yù)習(xí)—教師進行課堂演示—學(xué)生實際操作—撰寫報告的模式進行[2]。其中學(xué)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(xué)成果并不理想。傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗課程通常由講座和實驗兩個教學(xué)環(huán)節(jié)組成。實驗講座的設(shè)置為的是讓學(xué)生從理論上理解實驗的原理。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，對實驗?zāi)康模瑢嶒炇侄斡谐醪降牧私狻２⑶依枚嗝襟w技術(shù)向?qū)W生播放實驗操作視頻，幫助學(xué)生進一步了解實驗流程[3]。實驗方面，要求學(xué)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(xué)實驗方法，熟悉各種物理化學(xué)現(xiàn)象，并學(xué)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(xué)理論學(xué)習(xí)部分的所有章節(jié)。包括熱力學(xué)、化學(xué)平衡、動力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象、大分子系統(tǒng)等章節(jié)均有設(shè)置相應(yīng)的實驗。使學(xué)生了解物理化學(xué)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(xùn)練[4]。
2課程目標
通過熱力學(xué)、化學(xué)平衡、動力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象、大分子系統(tǒng)等相關(guān)實驗內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲取基本的實驗操作與數(shù)據(jù)處理能力。物理化學(xué)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(xué)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(dǎo)學(xué)生在實踐中了解和體驗物理化學(xué)實驗研究的基本思路，鍛煉學(xué)生的理解能力，運用知識的能力與創(chuàng)新能力。物理化學(xué)實驗一般需要6~8課時才能完成，這也考驗的學(xué)生的注意力與耐心程度。最后實驗完成后學(xué)生與自己的組員共同完成實驗報告，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理與誤差分析。一般物理化學(xué)實驗會設(shè)置1~2個綜合設(shè)計性實驗讓學(xué)生自行分析操作，這為學(xué)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(xué)建議
實驗操作訓(xùn)練是本課程主要內(nèi)容，通過物化實驗的操作訓(xùn)練與數(shù)據(jù)處理分析，使學(xué)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(xué)。在培養(yǎng)學(xué)生探索與創(chuàng)新開拓能力方面，實驗操作訓(xùn)練是課堂理論教學(xué)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(xué)，搭配購買的虛擬仿真軟件來進行部分實驗的教學(xué)。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(xué)可以使學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。自主設(shè)計實驗。通過已經(jīng)學(xué)習(xí)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(xué)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(yīng)用于我們的實際生活。
3.2考核方式建議
物理化學(xué)實驗考試(筆試)，評價評價學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)實驗教學(xué)改革的初探[J]．教育教學(xué)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(xué)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(xué)實驗內(nèi)容的設(shè)計與思考[J]．中國大學(xué)教學(xué)，2014(10)：90-93．
[4]薛美香．新辦本科院校物理化學(xué)實驗教學(xué)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(xué)院
