物理化学实验教学改革探索

邓斌

摘 要： 实验教学是化学化工类专业培养学生动手能力和创新精神的主要途径，目前地方本科学校物理化学实验教学难以适应新时代高素质创新型人才培养的需要，为此，必须对其进行改革。本文总结了湘南学院近年来物理化学实验教学改革的措施，内容包括调整教学内容、改革教学方法、开放实验室、开设综合性和研究设计性实验等，取得了良好的教学效果。

关键词： 物理化学实验 教学改革 人才培养

化学是以实验为基础的科学，实验教学在人才培养中的作用举足轻重，而物理化学实验的教学改革又是实验教学体系改革的重要方面。近年来，地方本科院校结合实际在物理化学实验改革方面都做了不少尝试。我们针对学生轻视实验、重理论、实验热情不高，自主性、能动性和创造性难以发挥等问题，以提高动手能力和创新能力为抓手，在物理化学实验教学中进行了改革探索与实践，提高了教学效率和人才培养质量，现总结如下，供大家参考。

1.加强课程教学改革，确保理论课与实验课同步进行

物理化学实验是化学化工类专业学生必须掌握的一门基本技术课程，教学内容综合了化学领域中无机化学、分析化学、有机化学等各基础学科的基本研究工具和方法。目前，由于理论课与实验课单独设课，受传统教学模式的限制，加之实验课一般又由不同的老师分小组指导，致使理论课与实验课经常出现脱节现象。往往理论还没有讲完，实验课就要先行开展，而实验课中涉及的理论知识受课时所限，不可能讲深讲透，导致学生在实验过程中对相关理论知识理解不透，只能依照教科书机械地进行实验，学生不能理解实验现象与内容间的内在联系，应付了事，实验课成了走过场。为此，我们重新审核理论课与实验课之间的内在承接关系，调整实验开设时间，确保在完成按时实验教学任务的前提下，做到理论指导与实验操作的步调一致。同时，改革一些过去不符合“绿色化学”观念的污染严重、毒害较大的实验内容，取而代之的是绿色、环保，又具趣味性和应用性的实验项目。实践证明，正因为学习了相应的理论知识，学生对实验过程中出现的不同现象才会有自己的理解和思考，实验的成就感大大增强。

2.更新实验教学理念，改革实验教学方法

为培养学生的创新能力，我们探索实施了“以学生为主，以教师为辅，注重综合素质培养和创新能力训练”的教学方法，在实验过程中，要求学生仔细观察实验现象，引导学生深入思考问题，激发学生的参与热情和主观能动性。如在实验过程中发生意外或出现突发故障，鼓励学生大胆提问，独立思考，对實验中发生的情况提倡相互讨论和争辩等。这样既加深了学生对实验过程的印象，又使学生对所学知识有了更深入的了解，并做到了举一反三，融会贯通；又如随着计算机技术的发展和普及，我们结合新仪器和新方法制作出与教学紧密相关的多媒体课件，使教学活动更具互动性和形象性；再如我们实施以小组为单位分批进行实验的教学方法，要求组内每个学生都要熟知实验的全过程，这样先做的同学可给下批实验的同学进行示范和指导等。上述方法的实施既可节约教学资源、提高实验效率，又可提高学生的自主性和协作精神，也给予学生足够的空间发挥实验技能和主观能动性，突出学生在实验过程的主体地位等。

3.建立开放实验室，实施开放式实验教学

自2010年物理化学实验被立为院级精品课程建设以来，我们开始尝试开放式教学，实验室全面向学生开放，给予学生充足的实验时间和空间。我们的具体做法是：对实验时间实行开放，学生可根据自己的安排，自主选择时间到实验室做实验，有足够的时间和自由度“准备、思考、消化、完成”实验内容；对实验仪器设备实行开放，把实验室闲置的仪器设备集中在一起，供学生了解仪器结构和工作原理，并鼓励他们维修和改装用，增强他们的动手能力。这样既给学生练就了一套过硬的实验技能提供了条件，又提高了仪器设备的使用率；对实验项目实行开放，学生结合自己的专业方向和兴趣爱好，自主选择课程大纲规定的实验内容，同时还根据实际需要选择实验内容，学生通过自学和与教师交流，独立完成实验。此外，对参与开放式实验的同学，我们还在文献查阅、实验方案设计、实验操作规范、实验仪器仪表组装及其调试、实验数据计算机处理、实验论文撰写和交流答辩等方面进行系统训练，进一步拓宽学生的知识面，激发他们的求知欲和好奇心等。

4.开设综合性和研究设计性实验，培养学生自主创新能力

为了能有效地培养学生的综合分析、研究创新能力，我们通过开设综合性和研究设计性实验来实现。综合性实验是物理化学实验课程知识的综合体现，其中包含大量的基础知识和基本技能的综合运用；研究设计性实验是教师只给出一个实验题目和实验目的，学生根据已有的知识，结合相关文献资料设计出实验方案，与教师讨论认为可后方可独立实施。研究设计性实验对学生的实验技能要求更高，往往被安排在综合性实验完成后再进行。这时基本实验技能课已上完，学生也做过了一些综合性实验，做研究设计性实验的基础已经具备。学生从教师那里得到实验题目后，通过到图书馆和互联网查阅相关的资料设计出实验方案，交给教师审阅，带审核通过后学生可进入实验室独立完成实验。实验结束后，教师会与学生一起讨论实验的得失，提出相应的问题，以求下次改进。例如在“微量热法测定药物对细菌生长代谢的抑制作用”研究设计性实验中，学生通过查阅资料和文献，可设计出多种实验方案，内容涉及药物和细菌的筛选、微量热数据收集与分析，细菌生长代谢环境的设置与控制，将多个单元操作串联在一起，并包含大型表征仪器的使用。实践证明，开设综合性和研究设计性实验使学生掌握了科学研究的一般方法和程序，巩固了理论知识，实验技能得到了锻炼，创新能力得到了培养。

总之，几年来我们在物理化学实验教学中坚持以上做法，加强对学生创新能力的培养，对全面提高教学质量起到了积极的促进作用。教学改革不应该是一成不变的，随着形势的变化，针对不断变化的培养对象，应该不断地向前发展，在继承前人优秀教学成果的基础上，推陈出新，开拓进取，灵活运用，为培养新世纪创新人才作出更大的贡献。

项目来源：湖南省重点建设学科资金资助项目。