基于物理化学实验中探究型教学模式的研究

王立

现代物理化学是研究所有物质化学行为的原理、规律和方法的学科。物理化学学科作为现代化学的基础，发展速度日新月异。物理化学学科是化学学科的一个分支，与其他学科（如生命科学、材料科学等）有着密不可分的联系。

物理化学实验课程利用实践训练加深大学生对物理化学基本规律和原理的认识与理解，培养大学生探究自然科学规律的兴趣和能力。其主要目的是培养学生掌握基本实验操作技能、观察实验现象、分析和处理实验数据的能力，进一步培养学生独立思考、设计和创新的能力。[1-3]物理化学从物质的物理现象和化学现象的联系入手，探求化学变化基本规律，实验方法主要采用物理学的方法。

随着科学技术和学科理论的快速发展，高校本科教育面临着重要的改革，以适应科学技术的变革。当前改革的重点之一就是转变教学思路，从单纯的“填鸭式”的教与学的过程中解脱出来，建立“以学生为主体，以教师为主导”的引导式新型教学方式，给予学生更多的自主学习和独立思考的空间，以期培养更多适应社会需求的研究型和创新型人才。目前，单纯以验证式实验为主的实验教学方式已无法满足培养创新型现代人才的要求，如何培养大学生的探究型思维，培养大学生的创新能力和综合能力是当前高等教育改革的难点之一。对于物理化学实验课程来说，其更适合提出和验证“探究式”教学新模式，培养学生对物理化学课程的兴趣与爱好，利用物理化学基本原理认识化学现象和物质性质的探究型思维。但是限于物理化学实验自身的特点，要真正实现这一转变，仍有不少困难。[4]

物理化学实验是立足于物理化学的理论基础，主要包括化学热力学、化学动力学、电化学、胶体与表面化学、结构化学等方面的内容。[5]与其他化学实验不同，物理化学要运用较多的物理学方法和仪器，具有很强的理论性和实践性。许多经典的物理化学实验都分别采用电导率仪、旋光仪和阿贝折光仪等仪器测定电导率、旋光度、折光率等物理学参数。此外，物理化学实验中会用到一些贵重仪器，对这些仪器的基本原理的了解和使用方法的训练将会占据很多教学时间。现结合物理化学实验的特点和实践，建议从以下几个方面改革传统教学模式，提高本科生对物理化学的兴趣，构建物理化学思维。

一、合理设计物理化学实验课程模块

在制订新实验教学计划时，首先要坚持基础，包括基本知识、基本概念、基本技能、基本操作等，本科生需要掌握物理化学实验的基本功，包括对各种仪器的了解和熟悉，这是对提高物理化学实验教学质量的基本保证。基本训练实验建议放在实验课程的前期进行。

其次，建立以“兴趣”为导向的开放式物理化学实验课程教学模块，学生在完成了物理化学实验基础课程，掌握了规定的基本知识和基本技能之后，结合物理化学实验重点单元内容，引入学生的自主性讨论模块，建立开放式实验课程，增强本科生学习的自主性，培养学生对物理化学课程的兴趣。这部分内容建议放在实验课程的中后期进行。

最后，安排“探究式”实验模块，指导学生根据各自兴趣点，自主设计实验，探究物理化学的基本原理或现象。这部分内容建议放在实验课程末期进行，可以进行打分评测，加入本门课程的最终成绩。

二、建立“探究式”实验课程的评价体系

科学完善的评价体系能够增强物理化学实验课程的教学效果，提高本科生的学习兴趣。结合上述物理化学实验课程模块，建立具有“探究型”实验特色的课程评价体系，能激发本科生学习实验课程的动力。

基本实验训练沿用原来的评价模式，通过验证式教学模式培训学生相关的基本实验技术和方法，特别是经典的物理化学实验项目。需要特别指出的是，经典物理化学实验项目是经历几代人的心血汇集而成的，对基本知识、基本概念、基本技能、基本操作等经典实验训练必须坚持，至少占本门课程期末成绩的50%以上。

开发式教学模块中的评价体系区别于验证式培训模式，其以学生主动性为核心，重点在于对学生对实验课程的兴趣、积极性，以及物理化学思维模式的评价。开发式教学模块中实验报告不再像验证式培训一样需要标准格式和模式，而鼓励学生在实验报告中体现对实验的独立思考，以及提出问题和理解，并记入学生的成绩。在这一模块中，学生实验报告将不再千篇一律，鼓励学生思考，提出问题。

最后一部分“探究式”实验模块，以学生兴趣为主，不以实验结果为评价，对学生自主解决兴趣问题的过程进行全程评价，属于加分环节，激发学生对物理化学课程的兴趣，特别有助于了解学术领域中物理化学的前沿问题。

三、拓展教学方式，推动网络公共课程的建设

相比于验证式教学模式，“探究式”教学模式丰富了物理化学实验课程内容，加重了物理化学实验课程的目的和任务。因此在有限的课程时间条件下，除了传统教学方式外，还得建立具有“探究式”特色的网络公共课程，特别是具有互动功能的网络公共课程，一方面拓宽学生的知识面，加深对物理化学学科前沿学术问题的了解，另一方面激发学生对物理化学实验课程的兴趣，为学生自主设计实验，进行“探究式”实验模块提供支持。

“探究式”物理化学实验课程是初级的研究型课程，物理化学实验课程的改革不是一蹴而就的，需要一个循序渐进的科学改革过程，特别要在坚持基础、保证物理化学实验课程教学质量的前提下进行。物理化学实验中探究型教学模式的尝试，将为培养研究型和创新型人才提供有益的科学思索。

参考文献：

[1]胡学寅.工科院校物理化学实验教学改革的尝试[J].实验技术与管理，2003，20（3）：94-95.

[2]武克忠，马子川，王庆飞，等.物理化学实验教改的探讨[J].绍兴文理学院学报，2010，30（8）：67-69.

[3]Cao X K，Qian Q Z，Wang Q，et al.Study of Biochemistry ExperimentalTeaching Reform[J].Lecture Notes in Electrical Engineering，2013，226：509-516.

[4]曾明荣，黄婷婷，翁建新.物理化学实验教学改革创新与实践探索[J].高等理科教育，2008，4：95-97.

[5]周崇松，李旭，刘文奇，邓斌，叶丽娟.应用型人才培养与物理化学实验教学改革[J].广东化工，2013，40（256）：216-217.