物理化学综合实验的设计与实践

田迪英,毕丽君，张鸿发

（浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江 杭州 310018）

随着时代的发展，对人才的知识结构、综合素质要求越来越高，要求学校培养的大学生知识、素质、能力三者融合发展。对理工科学生来说，综合实验在培养综合能力方面具有特有的优势[1-2]。

物理化学实验是继无机、有机、分析化学实验后开设的一门必修课。它是运用物理学的原理、方法完成测量、表征、研究，再运用数学运算完成数据处理的一门综合性学科。在物化实验教学中引入适应新时期发展的综合性实验，改革教学的手段、方法，提高物化实验的质量,培养学生发现、分析、解决问题的综合能力。本文探讨物化综合实验的设计与实践，以期为相关部门与领域提供一定的参考。

1 以往实验中存在的问题

以往实验过程是：教师要求学生根据实验教材先预习，进实验室后由教师详细讲解实验原理、步骤以及各种影响因素、注意事项,再让学生进行实验操作完成相关实验内容。经多年教学发现：学生只是机械性地完成实验，把其当成了一个按指令进行的操作过程,但凡实验结果不理想，让他们分析原因大多以自我为中心：我没做到什么什么；还有的同学索性把老师上课讲过的影响因素不管自己实验中是否存在都进行罗列，不会结合数据进行针对性分析和通过实验发现问题，分析、解决问题成为空谈。

2 物化综合实验设计的目的、原则与思路

为了真正做到通过实验帮助学生巩固理论知识，在实验中发现问题，分析、解决问题，我们觉得应针对实验中存在的问题进行改革：改变教学思路、方法，让学生由被动变主动，从中不仅学会技能还应学会思考方法，以提高其综合能力。当然改革应遵循循序渐进、启发式且兼有一定开拓、创新性的原则，在适量保留验证性实验作为基本技能训练的基础上开设符合学生专业要求且能理论联系实际的综合性实验[3-5]。

3 物化综合实验开设经验与效果

3.1 改变授课方式，采用翻转课堂的教学模式，激发学生好奇心和求知欲

为了达到预期效果，首先改变授课方式。随着信息化技术的发展，为翻转传统教学流程，撼动传统教学中教师主体地位，实施“主体-主导相结合”的课堂教学模式提供了良好的平台[6]。

考虑到物化实验仪器设备多，理论性强，涉及的知识面较宽，设计出“微课－翻转－实验探究－评讨结合”的实验教学模式，其设计流程见图1。

教师将构建完整的相关实验知识体系以微课视频的方式借助网络平台共享给学生，让学生自主学习，引导其设计综合实验初步方案，由教师组织课堂讨论，进行知识内化，再由学生独立完成实验操作及相关的数据处理和讨论分析。为了更好地实现师生互动，让学生当主角，实验结束后，教师再次组织学生上讲台陈述实验中的疑惑、实验失败与成功的原因、感想、体会，在实践后的基础上集思广议讨论设计出实验最佳方案并进一步实施，让学生从中获得成功后的喜悦。

图1 物理化学实验综合实验微课－翻转－实验探究－评讨结合模式流程图

多年来，学生都是被动地完成实验内容，不能激发他们的主动性，思维相对不够活跃，改革后教师主要是引导，提供相应平台，绝大部分环节都得靠自己完成，实验过程成为巩固理论、扩展知识面、开拓智力发展的过程，相应地学生的学习兴趣被激发出来：他们不仅仅局限于老师提供的微课视频网络平台，还去图书馆、相关网站查阅资料，了解实验的背景、意义、原理、实施的可能性以及实施过程中可能出现的状况。学生为了能在讲台上充分展示自己的才能，在台下还进行多次模拟演讲，相互取长补短，不仅增加了教师对学生的了解，也增加了学生相互间的交流，活跃了课堂气氛，不仅发挥了学生的口头表达能力，还促进学生思维、组织能力的提高，同时也锻炼了学生的胆略。

3.2 改变实验报告格式，提高学生分析、解决问题能力

报告是学生实验过程的真实记录和小结，是学生写科研报告、科学论文的基础，所以综合实验我们舍弃了实验报告目的、原理、步骤及数据记录、处理的固有模式，采用学术论文的格式书写。

整个实验过程给予学生充分的自主权，由学生自己设计、讨论、操作、再设计、操作完成，所以学生查阅资料比较积极，思维相对比较清晰，实验过程中遇到的问题也会进行针对性分析。让学生以科研论文的形式书写，不但培养了学生查阅文献、应用文献的能力，还培养了学生分析、解决问题的能力。

3.3 改变考核标准，调动学生实验积极性

考核是教学质量最好的信息反馈，既能体现教学效果，又能反映教学中的薄弱环节。此外，合理的考核除了反映学生的水平，还能调动学生的实验积极性。以前，我们对学生实验成绩的评价大部分根据其书写的实验报告，而实验过程中的技术手段、解决问题的能力单凭报告很难全面体现，对学生实际能力、综合水平的判断有一定的局限性。为了能全面而准确地评定学生的综合能力，培养学生的科研素养，我们也对考核标准进行了改革：将考核内容分为6部分，共100分，其中文献查阅、知识应用10分；方案设计20分；实验操作20分；数据处理分析20分；科研论文书写15分；课堂陈述10分；科学作风5分。

4 结论

物理化学综合实验是培养具有扎实的化学理论知识和创新实践能力人才的重要教学环节。综合实验开设过程中我们遵循循序渐进、理论联系实际、启发式且兼有一定开拓、创新性原则，采用“微课－翻转－实验探究－评讨结合”的实验教学模式，收到了较好的反馈，学生对实验的兴趣被激发，并且学会主动分析实验报告，使实验论文质量明显提高。

[1]朱振中，刘俊康.基础化学综合实验的基础与思考[J].中国科教创新导刊，2008，1（5）：135-137.

[2]李羽让，梅景春，彭金华，等.基础化学综合实验教学的探索[J].实验室研究与探索，2005（9）：67-71.

[3]周光迅.大学教育综合化[M].山东:山东教育出版社，1999.

[4]华东师大教育研究所.技术教育概论[M].上海:华东师范大学出版社，1985.

[5]李铣.教学原则新论[M].北京：北京教育出版社，1988.

[6]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研究，2014，2（128）：55-61.

[7]田迪英.有机化学教学实习改革尝试[J].大学化学，2004，19（1）：26-27.□