新建本科大学物理化学实验课程改革与实践

孙开莲，葛秀涛,章守权,冯 剑,王俊海

（滁州学院 材料与化学工程学院，安徽 滁州 239000）

新建本科大学物理化学实验课程改革与实践

孙开莲，葛秀涛,章守权,冯 剑,王俊海

（滁州学院 材料与化学工程学院，安徽 滁州 239000）

对新建本科院校物理化学实验课程教学模式进行探索，提出根据专业精选优化实验内容，提供多种实验预习平台、逐步增加综合设计型实验以及严格高效执行考核机制等改革思路，其结果有助于提高物理化学课程教学质量，并有望在培养学生动手实践和创新能力方面取得良好的教学效果.

物理化学实验；教学改革；创新

物理化学实验是依靠物理学方法和手段、运用数学工具来研究物质体系的物理、化学性质和化学反应规律的一门重要课程，综合了化学领域中各分支学科所需要的基本研究技术和方法，在连接理论基础学科、应用学科和和科学研究起到桥梁作用，在帮助学生理解物理化学理论知识、了解化学研究的各种手段和方法、提高实践应用能力和培养创新和科研能力等方面有着不可替代的作用.

面对新时代、新形势对人才培养的新要求和我校由师范专科向应用型本科院校的办学定位转变，传统的教学模式对于培养具有实践和创新能力的高素质应用型人才已经显得力不从心，改革势在必行.以我校建设较高水平应用型本科院校，培养高素质应用型人才，服务地方经济社会发展的阶段性办学目标为指导，结合我院实际情况和调查结果，我们对物理化学课程进行了初步改革与探索.

1 结合专业科学设定实验内容，编写课程大纲和讲义

目前所用教材一般不分专业，且为多年前的老版本，所提到的实验仪器与新型仪器相比功能落后，操作方法有较大出入，此外体现不出现代新方法、新手段.根据不同专业人才培养目标和我院现有的软、硬件设备，改革实验教学内容体系，编写针对不同专业的物理化学课程大纲；精选传统经典物理化学实验并在其基础上，对实验药品、实验方法以及实验步骤等方面进行优化、整合、拓展，合理安排与专业培养目标要求相适应的具有创新性的实验项目，整理成课程讲义.例如化学反应热效应的测定实验，为了使实验的开设有的放矢，密切结合专业实际应用，将参考教材中萘换成蔗糖，该实验摇身一变成为食品专业专业性很强的某种食品热值的测定实验，对于化工专业的学生可以使测量煤的燃烧热，这种改革提高学生学习兴趣的同时让其多掌握一种专业研究方法，激发创新思维能力.此外将教师的科技创新成果融入到相关专业的物理化学实验教学内容体系中，既提高了实验内容的创新性，又让学生接触科学前沿研究.讲义编写按照基础验证性实验——综合性实验——设计研究型实验三个教学层次，形成从基本到综合，从被动接受到自我获取，逐步提高创新思维能力.其中基础验证性实验中将大量的实验项目按照热力学、动力学、电化学、胶体与界面四大模块分类，有利于学生全面系统了解物理化学及实验课程.

2 教学方法改革

2.1 搭建平台，强化自主预习

实验预习是提高实验效率和教学质量的有效手段之一.调查和实践表明，学生的预习效果较差，几乎是照搬讲义，原因是实验原理深奥、实验步骤多学生难以预习明白；学生重视程度不够等.我们通过以下三种改革强化学生自主预习效果：依托物理化学省级精品课程网络平台，建立物理化学实验网络课程，包括各专业实验讲义、实验仪器图片展和视频；实行实验室“半开放”式管理平台，鼓励学生到实验室面对仪器、药品进行预习；在实验讲义中列出预习问题引导学生预习，引起对实验的好奇心，充分调动学生独立思维，培养分析问题和解决问题的能力.实验课时教师通过检查预习报告以及提问预习问题等方式检查预习效果，给出公平的预习成绩，以此促进学生认真主动去预习.

2.2 增加实验绪论课，激发好奇心和学习兴趣

在讲义开始编写绪论，主要四部分内容：课程目的和要求；实验误差和实验数据处理；计算机在处理实验数据方面的应用；用到的实验仪器功能与介绍.在实验课程开始之前，采用多媒体辅助开展绪论课讲座，使学生了解物理化学实验综合性和强大指导应用功能、应用物理学实验手段、化学方法，数学及计算机软件为工具等课程特点，引起学生重视和提高学生的学习兴趣.实践过程中发现，有些过于“追求完美”的学生当遇到实验数据误差大，操作过程中失控或失误或者实验结果不理想等情况时不能冷静分析原因，积极寻求解决问题，出现消极低落情绪.因而在实验误差讲解部分，除引导学生对误差产生有正确认识和指导如何控制误差在最小范围内的方法等问题外，还对学生学会承受实验失败方面的心理素质进行教育.

2.3 以学生为主体，探索新的教学方法

传统的物理化学实验教学是教师处于单向传输信息的主导地位，花费较多时间对实验原理、实验步骤、数据处理等细节完全交代清楚，甚至演示仪器的使用与连接，学生按部就班地“照方抓药”，记录数据，这造成学生依赖心理过重，课前不认真预习，削弱了课程对学生实验能力的培养，抑制了学生的积极性和创造性.为了激发学生的学习兴趣，提高积极性，应改变传统的教学方式，在实践教学中给予学生更多的自主性和灵活性，使学生变被动为主动，建立“以学生为主体，以教师为主导”的实验教学模式[1].例如在学生经预习做好充分准备下，教师无需对实验的每个细节讲解，简要介绍实验原理和要注意的事项，其中可采取问题启发式教学方法，对讲义中的预习问题进行提问和解答，检查预习效果的同时，调动学生主动思考.与以往教师全盘灌输相比，该教学模式不仅节省时间，还培养了学生自学、动手和科学思维能力.

2.4 逐步增加综合型和专业设计型实验，培养综合素质

改革单纯以验证、巩固和加深对物理化学理论理解及掌握实验方法、技能的实验体系，以基础验证实验—综合运用—专业设计型实验逐级推进教学进程，在注重扎实基础训练的同时，培养学生创新意识和科学研究素质.基础验证型实验为确保实验内容体系的系统和连续性，针对热力学、动力学、电化学，胶体与乳液等内容进行了模块化设置，不同专业会从每个模块中选择1～2个与专业研究相近的实验项目开设，在基础验证型实验完成，学生初步掌握物理化学实验的研究方法后，每学期开设1～2个综合型和1个专业设计型实验，我院逐步开设的综合实验有Fe(OH)3溶胶的制备、纯化及电泳测量其电势，复合Ag电极与盐桥制备以及可逆电池电动势的测定与应用等，实践证明，通过综合实验多个知识点融合，多种仪器的使用以及多个实验目的达到，学生的综合素质得到快速提高.近来，又尝试将教师科研成果引进学生实验中，结合不同专业，开设了专业设计型实验，教师确定实验课题大方向和参考讲义，简单介绍本方向的科学前沿和实验过程中关键性问题，要求学生参考讲义、查阅文献，对实验内容改动及设计，比如改变实验条件、另辟与之相关研究内容、改变研究物质等，随后自行设计以及完成实验，整个过程教师仅指导、答疑和参与结果探讨，以此培养学生自主学习的能力和独立思维意识，逐步养成良好的科学研究习惯，同时为后期毕业论文设计或实验做铺垫[2].

3 实验报告兼是实验档案卡片，建立公平合理、严格的考核机制

公平、合理、严格的考核机制会激励学生，反之会让学生不重视实验，缺乏积极性.坚持“注重平时、能力为主、综合考核”方针，建立每个学生一学期的实验档案卡片，登录其预习成绩、实验操作成绩以及实验报告成绩，最终成绩来自于三者综合，这是我们近几年来的建立的比较公平合理的考核机制.实践结果发现，学生最终实验成绩仍不能真实的反应学生的综合能力.主要原因来自于教师不能及时登录成绩、严格执行，这也情有可原，教师要在多处反复多次重复誊写学生生这三个实验环节的成绩，教师普遍反映繁琐、耗时，势必造成教师执行该考核机制的积极性不高，不及时登录，在学期末补录前两项，往往根据实验报告成绩来给出最终成绩.然而实验报告存在同组参考、抄袭、数据处理图表复印（手工绘图除外等现象，实验报告大同小异，往往书写认真、图表清楚漂亮的女生报告成绩突出；此外由于分组实验使得后面组员实验报告由于参考了前面同学错误减少，成绩偏高，可见紧靠实验报告不能公平有效评定学生能力，该考核办法需要改革.

为便于教师的记录，进而更有效地执行公平的考核措施，我们编排新的实验报告格式和与之配套的实验原始数据记录表[3]，采取实验报告兼是预习本和实验档案卡片，学生将预习内容整理到实验报告前部分，避免以往重复抄写，实验报告最后设置打分栏，包括预习、操作、报告以及综合成绩四部分，教师课初检查完预习效果，在实验报告预习栏记录成绩.实验结束后学生将单页实验原始数据记录表拿给教师看，教师根据操作表现和数据操作栏给予成绩，最后原始数据记录表和实验报告一并上交，教师核对两个表中实验数据以及结果，判断实验报告是否存在数据处理部分的抄袭，给出实验报告成绩，接着就可以给出综合成绩.改革后便于教师更高效、严格的执行考核措施，学生体会到成绩的公平合理，认真程度和实验兴趣明显提高，教学质量随之提升.

4 结束语

物理化学实验改革是一项长期而又艰巨的任务，教学效果还有很大的提升空间，进一步提高学生的自学能力，实践动手能力、创新能力，培养学生初步的科研能力还需要我们教师在实践过程中不断的总结、探索和研究.相信只要我们不断进取，在利用物理化学实验培养学生创新能力方面一定会取得更好的成效.

〔1〕朱学道,陈士夫,黄维兰.浅议实验教学存在的问题与改革思路[J].淮北煤师院学报，2011,22(2)：61-63.

〔2〕范文琴,周晓慧.物理化学研究型实验的探索与实践[J].高校实验室工作研究，2011（2）:5-7.

〔3〕许海，路航，刘晓冬.物理化学实验课程成绩评定方法的设计与实践[J].广州化工，2011,39(13):176-178.

G642.0

A

1673-260X（2012）11-0234-02

滁州学院教学改革研究项目（2011）；安徽省应用化学省级重点学科建设项目(200802187C)