物理化学设计性实验教学模式探讨

孙 丽,王莉莉,贾颖萍

（大连大学 环境与化学工程学院,辽宁 大连 116622）

物理化学设计性实验教学模式探讨

孙 丽,王莉莉,贾颖萍＊

（大连大学 环境与化学工程学院,辽宁 大连 116622）

设计性实验有利于培养学生严谨的科学态度,增强学生的自主意识和创新意识,提高学生的学习兴趣和分析问题、解决问题的能力,是培养高素质创新人才的有效途径。

物理化学;设计性实验;验证性实验;实验教学改革

实验教学相对于理论教学具有直观性、实践性、综合性、设计性和创新性。实验教学模式对于加强学生的素质教育,培养创新型人才起着至关重要的作用。以往传统的实验教学都是以验证性实验为主[1],而物理化学实验多数都要涉及到物理、化学、数学等多学科知识的灵活运用,验证性实验已不能满足培养学生创新能力的要求。实践证明,设计性实验可以使学生变被动为主动,增强学生的学习兴趣,为学生提供动脑思考问题、解决问题的机会,是培养学生创造性思维、提高综合素质的一条有效途径,也是实验教学改革的发展方向。[2]

一、验证性实验与设计性实验教学模式的比较

验证性实验也称传授性实验,物理化学实验大体上是“课前预习、课堂实验、课后学生完成报告、教师评阅”这样一个过程。教师和学生都了解实验内容,学生按照实验讲义给出的实验操作步骤进行重复验证,教师给予仪器操作上的指导,学生课后按照讲义上给出的数据处理格式对实验数据进行处理。这种类型的实验有利于强化学生基本知识的掌握和基本技能的训练,但往往是以教师为中心,问题和结论都是已知,不利于启发学生的思维,束缚了学生的创新意识,常常导致学生产生惰性,实验时不愿意动手,课后不认真思考,处理报告敷衍甚至抄袭,在很大程度上制约了学生主观能动性的发挥,严重影响了学生的研究、探索和创新精神。[3]

物理化学设计性实验是教师先选出若干个实验题目,学生2～3人一组,然后选择要做的实验题目,小组成员查阅文献资料,独立设计出包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验仪器,以及药品、数据处理采用的方法、预期达到的实验结果等实验方案。教师审阅其合理性和可行性,给予指导和完善,并最终确定实验方案。学生按所确定的设计方案到实验室进行实验,实验过程中要求学生细心观察实验现象并做好记录,对实验中出现的一些问题自己动脑思考并加以解决,对发生的一些实验现象利用所学过的知识进行分析得出实验结果,并在此基础上分析讨论得出结论。整个实验内容最后以科研论文的形式呈现,通过师生答辩会形式确定实验成绩。

验证性实验教学以教师为中心,设计性实验教学模式是把主动权交给学生,让学生利用所学过的知识去设计、探索实验方案。教师由传授转变为指导,学生由被动转变为主动探索创新。物理化学设计性实验的实验内容涉及的知识比较多,需要学生掌握物理、化学、数学等一些相关知识。如实验题目为碳载型M nO2的制备及其催化过氧化氢分解的动力学研究（用到物理吸附法、色谱法和动力学计算法）,甲酸盐氧化反应的动力学研究（利用微积分和分光光度法）,络合物磁化率的测定,循环伏安法定量测定苯甲酸钠,等等,都要用到相关知识。学生为了完成实验,往往需要利用自己学到的知识独立思考、分析一些实验现象,解决实验中出现的一些问题,得出较好的实验方法和实验结果。通过这个过程,充分调动学生学习的积极性,使学生克服对知识理解的片面化、孤立化,同时也能够培养学生严谨的科学态度和科研能力。

二、设计性实验教学的实施

设计性实验对学生和教师都提出了更高的要求。首先是选题要适当,难度要适中。选题要具有科学性、创造性、可行性和实用性,与实践联系密切,涉及多学科知识和多项基本实验技术,使学生通过实验把已学过的知识系统化、实用化,在探索未知中产生有所发现的成就感。

学生选定设计性实验题目后,利用课余时间查阅相关文献,小组进行讨论制定出多种可行性实验方案,教师对其进行审阅,对无法进行的实验方案给予修改和调整,在条件允许的情况下鼓励学生采用多种方法进行实验。方案确定后,教师在学生进行实验前应将实验仪器、药品以及相关用品准备好。

学生按设计的实验方案到实验室进行实验。教师要加强实验过程的巡视和指导。由于学生知识储备有限,实验操作有时不是很规范,可能会出现一些问题,教师应尽可能做到提前发现并给予及时指导或纠正,以保证学生顺利完成实验。学生对实验过程中出现的一些实验现象和疑问要自己动脑思考,并加以解决,最终得出最佳实验结果。

物理化学设计性实验完成后,要求学生将实验内容用论文的形式写出,其中包括设计方案的理论依据、基本原理、实验步骤、实验现象以及实验结果。学生要对实验现象和实验结果加以分析讨论,重点写出实验过程中遇到的问题以及采用何种方法解决问题。同时要写出实验的收获和体会。

学生完成设计性实验报告后以小组为单位到讲台上进行论述,然后师生就此实验对每个学生提出一些问题,学生根据自己查阅资料所掌握的知识和实验过程中的内容进行答辩,最后教师根据每个学生的实验态度、实验结果和答辩情况进行评分。

[1]谢志东,曾小龙.设计性实验：新课程实验教学新模式[J].基础教育,2007（3）：13-14.

[2]祖立武,张小舟,王雅珍.高分子化学设计性实验的教学实践[J].高师理科学刊,2007（1）：94-95.

[3]刘涛.深化实验教学改革,培养高素质创新型人才[J].边疆经济与文化,2007（1）：132-133.

Exploration of Teaching Mode of Physical Chem istry Designed Experiment

SUN Li,WANG Li-li,JIA Ying-ping
（College of Environmental and Chemical Engineering,Dalian University,Dalian 116622,China）

Designed Experiments help to cultivate students’rigorous scientific attitude,to enhance students’autonomous consciousness and sense of innovation,and to imp rove students’study interest and abilities to analyze and solve p roblem s,and thus it is an effective way to cultivate high-quality creative talents.

physical chemistry;designed experiment;confirmato ry experiment;mode

G424 < class="emphasis_bold">文献标识码：A文章编号：

1008-388X（2010）01-0055-02

2009-12-11

孙丽（1960-）,女,辽宁大连人,工程师。

阅力]