時間：2023-03-08 14:53:20
導(dǎo)語：在物理化學(xué)實驗報告的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】非專業(yè) 物理化學(xué) 改革
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多和化學(xué)相關(guān)的非化學(xué)專業(yè)，如環(huán)境、生物、材料、能源等在課程的開設(shè)中，有關(guān)化學(xué)學(xué)科課程的設(shè)置占有重要的位置，其中隨著物理化學(xué)與各學(xué)科之間的交叉與日俱增，許多高校為非化學(xué)專業(yè)的本科生開設(shè)了《物理化學(xué)》課程，希望學(xué)生通過對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)，能夠基本掌握物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論和研究方法，學(xué)會利用物理化學(xué)的理論和方法來解決科學(xué)和實踐中化學(xué)問題。物理化學(xué)的學(xué)習(xí)不僅為學(xué)習(xí)專業(yè)課打下堅實的基礎(chǔ)，更能通過課堂教學(xué)和實驗教學(xué)的訓(xùn)練，拓寬學(xué)術(shù)視野、提高學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)造能力。物理化學(xué)實驗是物理化學(xué)教學(xué)中不可缺少的一個重要組成部分，但是大部分高校非專業(yè)《物理化學(xué)》課程的培養(yǎng)課時少，以本校為例，非專業(yè)物理化學(xué)實驗學(xué)時一般不到20個學(xué)時，學(xué)生無法進行系統(tǒng)的物理化學(xué)實驗的鍛煉，大部分學(xué)生在實驗過程中不能和所學(xué)習(xí)的理論知識有機結(jié)合起來，所以通過對實驗類型、實驗內(nèi)容及實驗教學(xué)方法的改革切實關(guān)系到學(xué)生對物理化學(xué)掌握和理解。本文結(jié)合近年從事為非化學(xué)專業(yè)講授《物理化學(xué)》課程的教學(xué)經(jīng)歷及學(xué)生在實驗過程中提出的中肯建議，總結(jié)出幾點體會，與大家一起分享，并希望能對其他課程實驗的開設(shè)提供有益的的幫助。
一、精選實驗內(nèi)容
針對非專業(yè)物理化學(xué)實驗學(xué)時較少的特點，對物理化學(xué)的實驗教學(xué)內(nèi)容一定要精辟，應(yīng)考慮一下幾個因素：
1.注重學(xué)生實驗基本技能的培養(yǎng)
在物理化學(xué)實驗內(nèi)容的安排上，盡量能讓學(xué)生在實驗過程中進行一些基本的實驗訓(xùn)練，比如：氣體鋼瓶的使用、恒溫條件的控制與調(diào)節(jié)、電化學(xué)測量技術(shù)，簡單相圖的繪制等，學(xué)會使用常用的儀器設(shè)備，如能分別不同氣體的鋼瓶并會使用、貝克曼溫度計、阿貝折射儀、沸點儀等，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗和儀器操作習(xí)慣，這是實驗?zāi)軌蝽樌?、有效進行的關(guān)鍵因素。
2.充分結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容
物理化學(xué)實驗內(nèi)容的確定必須緊密結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容，這樣能是學(xué)生在理論和實踐之間進行有效的結(jié)合。但是有限的實驗學(xué)時內(nèi)對實驗內(nèi)容的選擇面臨幾個問題：怎樣能在有限的幾個實驗中涵蓋更多基本的實驗操作項目、那些實驗為重點、開設(shè)那些實驗更有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)和對物理化學(xué)理論原理的掌握。在物理化學(xué)實驗內(nèi)容的安排上應(yīng)考慮理論教學(xué)體系的組成，從熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)、表面化學(xué)等幾個體系組成部分分別選取必做的、代表性的實驗項目進行實驗。若學(xué)時允許，實驗內(nèi)容應(yīng)涵蓋每個體系；如果教學(xué)計劃學(xué)時不允許，應(yīng)根據(jù)學(xué)生所在學(xué)科的特點進行權(quán)衡。比如本校材料學(xué)院的學(xué)生，物理化學(xué)中相平衡基本知識的學(xué)習(xí)能有效幫助學(xué)生對材料加工中相轉(zhuǎn)化的理解，相平衡實驗項目的選擇對學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)起到關(guān)鍵作用。
3.將基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗有機結(jié)合
基礎(chǔ)實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生良好的實驗素質(zhì)，熟練的操作技能；綜合性實驗則培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計和統(tǒng)一的能力，把基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗有機結(jié)合起來對物理化學(xué)實驗的改革起到關(guān)鍵作用，對學(xué)生的基本和綜合能力的培養(yǎng)有關(guān)鍵作用。如電化學(xué)實驗項目設(shè)置時，可將電池電動勢測定難溶鹽的溶度積和測定電解溶液的活度系數(shù)統(tǒng)一成一個實驗，實驗內(nèi)容涵蓋鹽橋的制備、電化學(xué)測量一起的使用、電解池的連接、恒溫的調(diào)節(jié)和控制等、克服單個實驗開設(shè)的單一性，并能讓學(xué)生掌握電化學(xué)的理論知識。
二、創(chuàng)新實驗教學(xué)方法
多年來物理化學(xué)教學(xué)模式基本形成一種定式，實驗教材上涵蓋有實驗?zāi)康?、要求、基本原理、操作所需的基本儀器并介紹實驗的方法和步驟；教學(xué)方法上采用學(xué)生對實驗進行預(yù)習(xí)，學(xué)生進入實驗室教師對實驗教材中的各部分內(nèi)容進行講解，重點講述實驗原理、實驗步驟及實驗過程中的注意事項，對部分生疏的實驗儀器進行演示。傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的缺點是學(xué)生在對實驗的預(yù)習(xí)并沒有認(rèn)真對待，在實驗的操作過程中只是一種簡單的模仿，實驗數(shù)據(jù)的記錄和處理包括完成實驗報告整個過程沒有興趣。創(chuàng)新實驗教學(xué)方法要結(jié)合以下幾點
1.把實驗帶進課堂
物理化學(xué)作為非化學(xué)專業(yè)的一門必修課，學(xué)生對物理化學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)非常重視，所以把實驗教學(xué)的部分內(nèi)容，比如實驗原理，實驗方法等內(nèi)容帶進課堂，盡量以課堂習(xí)題的形式出現(xiàn)并外延相關(guān)的實驗方法，讓學(xué)生在課堂上即學(xué)習(xí)了物理化學(xué)的相關(guān)理論，進行了適當(dāng)?shù)恼n堂習(xí)題練習(xí)，同時對怎樣采取適當(dāng)?shù)膶嶒灧椒ǐ@得相關(guān)的數(shù)據(jù)進行初步認(rèn)識，學(xué)生們體會到理論與實踐的有效結(jié)合，對理論體系的掌握也提到積極作用。這樣學(xué)生在進行實驗預(yù)習(xí)是能輕松總結(jié)出實驗進行的關(guān)鍵因素，進入實驗之后教師只要簡單講解和演示，學(xué)生就能馬上領(lǐng)悟。比如熱力學(xué)部分我們設(shè)置的實驗為萘燃燒熱的測定，那么課堂習(xí)題練習(xí)結(jié)合定容體系下萘燃燒的計算（恒容熱）并和恒壓熱進行聯(lián)系，引申提問該怎樣去獲取燃燒熱的實驗數(shù)據(jù)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的積極性高，進入實驗室后學(xué)生對各部分操作能有效統(tǒng)一起來，實驗?zāi)苡袟l不紊的進行。
2.把主動性還給學(xué)生
很多教師在實驗過程中總是用心講解、細(xì)心演示、耐心指導(dǎo)，但真正讓學(xué)生去做的時候發(fā)現(xiàn)還是一塌糊涂，所以總是抱怨學(xué)生怎么不按照演示的操作。在學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣的基礎(chǔ)上，只要對生疏的實驗儀器簡單的演示，把主動給學(xué)生，這樣才能激發(fā)學(xué)生的興趣和解決問題的能力。比如最大泡壓法測定表面張力的實驗中，我把毛細(xì)管可能不冒泡的問題留給了學(xué)生，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分同學(xué)在實驗過程中能對問題可能產(chǎn)生的原因進行總結(jié)，在處理問題時能做到不急躁。
3.演示正確處理實驗數(shù)據(jù)和撰寫實驗報告的方法
實驗數(shù)據(jù)的處理和實驗報告的撰寫體現(xiàn)了學(xué)生分析問題，解決問題及成功展示自己成果的能力。本科階段實驗報告的撰寫一般會給出現(xiàn)成的實驗?zāi)０澹词惯@樣，教師也應(yīng)該給出一份撰寫規(guī)范的實驗報告給學(xué)生演示，讓學(xué)生自己去分辨高質(zhì)量實驗報告能告訴給別人的信息量，讓學(xué)生體會到成功展示自己勞動成果的自豪感并給學(xué)生提供可行的方法。實驗數(shù)據(jù)的獲得首先要真實，對學(xué)生要反復(fù)強調(diào)客觀記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的重要性，在實驗過程中學(xué)生遇到問題總會問“老師，我的實驗數(shù)據(jù)對不對”這樣的問題，我覺得應(yīng)該反問他“你的實驗操作是不是正確？你記錄的數(shù)據(jù)是不是真實？”。最后，培養(yǎng)學(xué)生正確處理處理實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果的能力，完成一份有質(zhì)量的實驗報告，告訴學(xué)生一份真實的，能說明問題的實驗報告是呈現(xiàn)在別人面前的最能說明你的實驗效果的證明材料，引起重視。
三、執(zhí)行嚴(yán)格的考試制度
為了培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)，提高教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)該擬定科學(xué)的實驗考試考核方法。實驗課程的考試應(yīng)該包括兩部分內(nèi)容：一是實驗理論的考試，一個是實驗操作的考試。對于非化學(xué)專業(yè)的物理化學(xué)實驗，實驗理論的考試可同物理化學(xué)課程考試同時進行；實驗操作的考試可采取抽查的方式進行。非專業(yè)物理化學(xué)實驗學(xué)時少，實驗項目安排較少，對實驗操作的考試一般流于形式或根本沒有，學(xué)生認(rèn)為只要把理論課學(xué)好就行，引不起重視，實驗報告的撰寫潦草從事。若要物理化學(xué)實驗進一步規(guī)范，就必須執(zhí)行嚴(yán)格的考試制度。
非化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的探索不僅能提高物理化學(xué)實驗的教學(xué)效率，更為非專業(yè)其他化學(xué)學(xué)科的實驗改革提供依據(jù)。高校教學(xué)應(yīng)能有效結(jié)合學(xué)生和前線教師的經(jīng)驗，轉(zhuǎn)變教育觀念，探索出切實可行的非專業(yè)化學(xué)實驗的教學(xué)模式。物理化學(xué)實驗作為非化學(xué)專業(yè)重要的實驗課程之一，應(yīng)不斷深入實驗教學(xué)改革，將專業(yè)性質(zhì)和課程性質(zhì)有機的統(tǒng)一起來，探索一條能有效培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)平臺。
參考文獻：
關(guān)鍵詞:物理化學(xué)實驗;教學(xué)改革;團隊合作;改進措施
《物理化學(xué)實驗》是化學(xué)化工類專業(yè)本科生必修的一門綜合性基礎(chǔ)實驗課，它以高等學(xué)校物理化學(xué)課程教學(xué)基本要求為依據(jù)，在實驗內(nèi)容的選題上除了以培養(yǎng)訓(xùn)練高校學(xué)生的基本實驗技能，及加強基本理論的理解為目的的經(jīng)典實驗外，還引入了一些近代科學(xué)研究基本的物理化學(xué)測試方法。因此，本課程不僅在化學(xué)專業(yè)的課程體系中具有承前啟后的地位和作用，而且更能具體地體現(xiàn)實驗與理論的緊密聯(lián)系，也是學(xué)生進行后續(xù)科研學(xué)習(xí)或生產(chǎn)實踐的專業(yè)技能之基石。然而，在長期的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，《物理化學(xué)實驗》課程傳統(tǒng)教學(xué)手段明顯模式化，沒有跟上時代的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)正向反饋低靡、學(xué)習(xí)目標(biāo)不明、動手能力沒有得到實質(zhì)性的鍛煉等現(xiàn)象，表明傳統(tǒng)的《物理化學(xué)實驗》教學(xué)模式與“新工科教育”的發(fā)展要求相悖，因此必須對本課程現(xiàn)有教學(xué)模式進行與時俱進的改革和創(chuàng)新。
1團隊合作實驗教學(xué)模式
隨著工業(yè)生產(chǎn)的社會化進程加深，合作意識和團隊精神在提高產(chǎn)品競爭力，掌握市場需求方面顯得日益重要，任何項目的開發(fā)，以及公司單位的管理，都需要一個和諧而默契的團隊，才能夠有條不紊地進行下去。個體學(xué)習(xí)的教育模式對大學(xué)生融入社會造成了一定障礙，團隊合作精神是現(xiàn)代教育及學(xué)生逐漸面對的一項遲來的意識內(nèi)容。不少企業(yè)為了保證組織的高效運轉(zhuǎn)，已明確將“合作精神”或“團隊意識”作為用人選聘的一項基本要求，要求大學(xué)生將團隊精神融入自身整體素質(zhì)，這對現(xiàn)代高等教育提出了更高更全方位的要求。另一方面，高校在追求高質(zhì)量學(xué)習(xí)的過程中，恰恰又忽略了團隊合作模式發(fā)揮的重要意義。高質(zhì)量學(xué)習(xí)的發(fā)生絕不是孤立的，傳統(tǒng)課堂教學(xué)忽視了通過團隊合作使學(xué)生的學(xué)習(xí)成果最大化有效教育途徑，且成果受益學(xué)生個體終身甚至全社會的積極發(fā)展?，F(xiàn)代高校實驗課程教學(xué)環(huán)境恰好給教學(xué)過程提供了適應(yīng)團隊合作學(xué)習(xí)的良好土壤，遺憾的是大量教學(xué)工作者們沒有將團隊合作學(xué)習(xí)這顆優(yōu)良的教學(xué)種子進行精心的培育，以至教學(xué)效果遠不及教學(xué)目標(biāo)制定的高度，這在《物理化學(xué)實驗》教學(xué)中尤其明顯。將團隊合作精神融入《物理化學(xué)實驗》教學(xué)中，給實驗教學(xué)帶來與時俱進的活力，使實驗教學(xué)由單維度活動變成多維度活動，可以有效調(diào)動學(xué)生對化學(xué)化工學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)和效果。
2《物理化學(xué)實驗》教學(xué)現(xiàn)狀
為了適應(yīng)新時期國家經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的需要，《物理化學(xué)實驗》教學(xué)進行了多次重大改革。但長期以來，其教學(xué)目標(biāo)仍然主要以三方面為主，其一是加深和鞏固物理化學(xué)基本理論知識;其二是掌握物理化學(xué)實驗的基本方法;其三是掌握一些基礎(chǔ)儀器的結(jié)構(gòu)原理和操作方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力［1－2］。但隨著我國工業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的《物理化學(xué)實驗》很難跟上“新工科”人才培養(yǎng)的需求，《物理化學(xué)實驗》教學(xué)還存在很多亟需改進的地方。
2.1教學(xué)維度單一，學(xué)生興致低迷
現(xiàn)階段的《物理化學(xué)實驗》大多是驗證性實驗項目，采取的教學(xué)方式是先由教師講解實驗基本原理，熟悉實驗儀器結(jié)構(gòu)和操作規(guī)程，學(xué)生按照教師要求逐步進行實驗，得出數(shù)據(jù)并處理得到實驗結(jié)論［3］。此外，《物理化學(xué)實驗》都是借助相應(yīng)的儀器設(shè)備完成實驗過程的，由于經(jīng)費的限制，學(xué)生分組共用一臺儀器，形式上表現(xiàn)出3～4人合作完成一個實驗項目，但由于操作流程的程序簡化，實際可能并非全部學(xué)生得到了儀器操作體驗，一方面由于學(xué)生的惰性和依賴性使然，另一方面不能人手一臺實驗儀器，容易造成學(xué)生眼高手低的現(xiàn)象。在此過程中，學(xué)生多表現(xiàn)被動、缺乏創(chuàng)新，很難起到高效的學(xué)生能力培養(yǎng)作用，長此下去，勢必陷入惡性循環(huán)，降低高校物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。
2.2實驗教學(xué)項目陳舊，缺乏學(xué)科發(fā)展新趨勢
物理化學(xué)學(xué)科正以日新月異的步伐向前發(fā)展，其趨勢和特點可以概括為:“宏觀研究與微觀研究相結(jié)合，但更多地向微觀層次深入;體相研究與表面相研究相結(jié)合，但更多地向表面延伸;在微觀研究的領(lǐng)域中，表現(xiàn)出靜態(tài)觀測與動態(tài)觀測相結(jié)合，更多地向動態(tài)研究轉(zhuǎn)移;理論與實踐結(jié)合更為緊密，并進入更高的層次［4］?！迸c物理化學(xué)學(xué)科密切相關(guān)的生命、材料、能源、環(huán)境及電子科學(xué)等的迅猛發(fā)展，都給物理化學(xué)實驗教學(xué)提出了更廣闊的理論與實際課題，迫切需要現(xiàn)代教學(xué)工作者們能夠密切關(guān)注學(xué)科的發(fā)展特征［5］，能適當(dāng)順應(yīng)時代潮流，開設(shè)一些具有學(xué)科發(fā)展代表性的綜合性實驗項目，提升學(xué)生探究事物現(xiàn)象背后科學(xué)規(guī)律的好奇心。而目前《物理化學(xué)實驗》教學(xué)部分內(nèi)容較為陳舊［6］，在實驗安排上通常以驗證性實驗為主，對提升培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究事物現(xiàn)象背后科學(xué)規(guī)律的信心都不夠。即綜合性實驗開設(shè)較少，尤其設(shè)計性、探究性實驗更是少有提及。
3團隊合作模式在物理化學(xué)實驗教學(xué)中的實施方案
3.1提供開放式實驗平臺
基于“因材施教、講求實效”的原則，根據(jù)學(xué)生不同學(xué)習(xí)理解層次和要求，確定開放實驗的內(nèi)容。內(nèi)容應(yīng)包括:設(shè)計性、綜合性和研究性實驗以及科技發(fā)明、制作、科研論文等課外科技活動實驗。提倡學(xué)生通過文獻閱讀及調(diào)查研究自擬實驗課題，并提出可行性計劃，鼓勵學(xué)生參與教師課題，學(xué)習(xí)解決生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究問題。在無實驗課時，實驗室可以部分向?qū)W生開放，為學(xué)生提供積極發(fā)揮創(chuàng)造力的平臺和良好的氛圍。愛好深度鉆研的學(xué)生可以組建科研分隊，申請利用開放時間選做實驗項目。教師應(yīng)鼓勵引導(dǎo)這類學(xué)生團隊參與文獻查閱、設(shè)計具體實驗方案、分析實驗結(jié)果、討論改進計劃。這不但有利于學(xué)生對物理化學(xué)知識的綜合理解，更重要的是，契合“新工科教育”對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維的全面要求。
3.2增設(shè)具有學(xué)科發(fā)展代表性的綜合性實驗項目
開設(shè)物理化學(xué)研究型和開放性實驗，讓學(xué)生在掌握熱力學(xué)、動力學(xué)、及電化學(xué)等理論知識和操作技能的同時，增強理論指導(dǎo)實際的應(yīng)用意識，提高創(chuàng)新能力。教師由傳統(tǒng)的知識傳授型轉(zhuǎn)為指導(dǎo)型，學(xué)生則由被動接受型轉(zhuǎn)為主動參與探索型，進一步提高分析問題、解決問題的主動性及能力。這就要求學(xué)生能夠主動組建團隊，充分發(fā)揮每個人的優(yōu)勢，合力分析解決問題。例如，電絮凝技術(shù)廣泛地應(yīng)用在廢水處理的各種行業(yè)，其發(fā)展已進入一個強產(chǎn)業(yè)化的過程，學(xué)生對此技術(shù)的了解具有很強的實踐意義。而有關(guān)電絮凝過程的實驗一般會給環(huán)境工程專業(yè)必修的《水污染控制技術(shù)》課程內(nèi)作為專業(yè)實驗項目開設(shè)，但非環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生就沒有機會了解這一基礎(chǔ)實驗技術(shù)。電絮凝過程涉及《物理化學(xué)》課程中的電化學(xué)及膠體化學(xué)兩章內(nèi)容，很強地聯(lián)系到了基礎(chǔ)理論知識點;同時，電絮凝過程作為物理化學(xué)實驗內(nèi)容開設(shè)時，所需設(shè)備及藥品耗材也不繁瑣，過程簡易可行，可以作為研究性實驗項目，讓學(xué)生深切體會物理化學(xué)理論是如何密切聯(lián)系實際應(yīng)用的。這類型的實驗若由學(xué)生獨立完成，有一定難度，但若由學(xué)生團隊共同努力，一起探討實驗設(shè)備的搭建及實驗方案的制定，對學(xué)生將起到很強的鍛煉作用。
3.3團隊合作實驗考核形式
評價考核是合作性學(xué)習(xí)中的重要環(huán)節(jié)，是檢查教學(xué)效果、評價學(xué)生成績的手段，合理的實驗考核評價體系對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程具有反饋作用和激勵作用［7］。傳統(tǒng)的《物理化學(xué)實驗》教學(xué)都是通過實驗報告來評價學(xué)生的實驗成績，而實驗報告無法體現(xiàn)學(xué)生實際動手操作的狀態(tài)，以至多數(shù)學(xué)生以提交實驗結(jié)果為目的，忽視了實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和訓(xùn)練，未能達到《物理化學(xué)實驗》教學(xué)課程的開設(shè)目的。因此，需要建立適用于學(xué)生團隊合作實驗的考核評價辦法?？己丝煞譃閷嶒灴尚行栽O(shè)計考核，實驗過程考核和實驗報告考核，分?jǐn)?shù)分配比例分別為20%，50%，30%，這種分?jǐn)?shù)設(shè)置能夠客觀地反映團隊合作物理化學(xué)實驗中的實際情況。這就要求指導(dǎo)教師對整個實驗過程定期跟蹤，及時獲取學(xué)生實驗進展情況，最終要求團隊將整個實驗過程以PPT匯報形式表現(xiàn)，綜合考慮學(xué)生團隊在實驗過程中的表現(xiàn)并予以評定;實驗報告考核要求學(xué)生以實驗團隊為單位撰寫并提交，指導(dǎo)教師結(jié)合基本理論與實驗結(jié)果分析能力等對學(xué)生的報告成績進行綜合評分，對整個實驗過程中的不足和出色之處要給出明確的批改意見。新的考核辦法把傳統(tǒng)的結(jié)果質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程質(zhì)量控制，加大平時實驗過程中團隊合作交流和操作部分所占的比重。
4結(jié)語
經(jīng)過團隊合作模式進行的《物理化學(xué)實驗》教學(xué)，必然能對學(xué)生的探索創(chuàng)新能力、動手能力、表達能力起到不同程度的推進和鍛煉作用。將團隊合作精神引入《物理化學(xué)實驗》教學(xué)中，給予課程新的形象和內(nèi)容，使實驗教學(xué)由單維度活動變成多維度活動，可以有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而能在整體上優(yōu)化課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)和效果，有效地輔助物理化學(xué)理論課教學(xué)，同時提高物理化學(xué)實驗技能和科學(xué)研究能力，為其今后從事相關(guān)專業(yè)研究打下堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。
參考文獻
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學(xué)生在做物理化學(xué)實驗前已經(jīng)接受了無機與分析化學(xué)實驗和有機化學(xué)實驗的專業(yè)技能訓(xùn)練，具備了一定的實驗室安全知識和緊急情況處理辦法。物理化學(xué)實驗與前者略有不同，涉及儀器操作較多，而玻璃儀器使用相對較少，因此安全用電、氣瓶正確使用方法、如何防止事故發(fā)生以及事故發(fā)生時應(yīng)急處理措施作為安全教育的重點，是完成物理實驗課程的學(xué)生都應(yīng)具備的素養(yǎng)。在安全知識培訓(xùn)時，要求學(xué)生熟悉實驗室結(jié)構(gòu)，便于突發(fā)事件發(fā)生時安全有序地撤離實驗室。不少非單獨設(shè)課或課時較少的物理化學(xué)實驗，往往忽略了安全知識教育，這不利于學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范操作和樹立“安全第一”的理念，若在今后的工作崗位因缺乏安全意識而發(fā)生事故，則背離了“產(chǎn)出導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)模式理念。但受學(xué)時限制，難以細(xì)致地普及物理化學(xué)實驗室安全知識。幸運的是不少大學(xué)已細(xì)致全面地建立了與安全知識教育有關(guān)的課程，教師可提供這些課程資源，讓學(xué)生在進入實驗室前完成要求的安全知識教育環(huán)節(jié)。為確保學(xué)生認(rèn)真觀看學(xué)習(xí)視頻，可以選取課堂提問或小測驗等不同形式的考核方式，并將成績計入總評成績，提高學(xué)生對安全知識教育的重視程度。
2合理構(gòu)建課程體系
讓新工科理念融入實驗課程中，需對原有實驗教材做細(xì)致系統(tǒng)的修訂[3]。我校針對環(huán)境類專業(yè)特點，將實驗教材修訂為三個層次，第一層次是大綱要求必須完成的實驗，為驗證性和綜合設(shè)計實驗，驗證性實驗用于加深學(xué)生對相應(yīng)理論知識的理解，加強實驗基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練，提高學(xué)生的動手能力，綜合設(shè)計實驗覆蓋多個知識點，旨在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力、動手能力、知識運用能力和解決實際問題的能力；第二層次是開放創(chuàng)新實驗，若完成實驗設(shè)定目標(biāo)，學(xué)生需掌握多門課程，具備查閱文獻并從中找到或受啟發(fā)設(shè)計實驗方案的能力，并在指導(dǎo)教師啟發(fā)和幫助下，尋找合理的實驗方案，指導(dǎo)教師應(yīng)鼓勵和啟發(fā)學(xué)生自己尋找實驗方案，并指出實驗方案中不合理之處，在學(xué)生完成實驗過程中，指導(dǎo)教師需引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會思考、學(xué)會綜合運用理論和實踐知識、實現(xiàn)在科技或工程領(lǐng)域創(chuàng)新；第三層次實驗與導(dǎo)師的課題相關(guān)，體現(xiàn)了我校能源特色。該層次實驗要求學(xué)生進入導(dǎo)師課題組，參與導(dǎo)師課題的研究工作，運用層次一中的基礎(chǔ)知識，加強層次二已初步掌握的科學(xué)研究方法，完成研究課題，另外學(xué)生還可以申請大學(xué)生訓(xùn)練計劃等項目，自行立項并完成項目任務(wù)。該層次意在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、團隊協(xié)作能力、系統(tǒng)的科學(xué)研究或工程觀。第一層和第二層次的實驗在公共實驗室完成，第三層次的實驗在導(dǎo)師研究室完成。第三層次的要求需要學(xué)生在大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃或畢業(yè)論文中完成，這個過程符合基礎(chǔ)-綜合-創(chuàng)新的基本規(guī)律，實現(xiàn)師生良性互動。
1實驗內(nèi)容以及課程體系的更新
傳統(tǒng)的教學(xué)理念將實驗教學(xué)當(dāng)作理論教學(xué)的衍生物,僅僅是對理論教學(xué)的驗證。因此,受這種觀念的影響,致使實驗設(shè)備儀器得不到更新,數(shù)量有限,教學(xué)的程序相對簡單化,抑制了學(xué)生在實驗中的主動性和創(chuàng)造性,學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合實踐能力也得不到鍛煉。鑒于以上情況的分析,對實驗教學(xué)在教學(xué)方法,教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)管理秩序等方面的系統(tǒng)改革是十分必要的。改革后的課程體系和課程內(nèi)容不僅要培養(yǎng)出學(xué)生基本的實驗技能,對儀器的操作能力以及科學(xué)的研究方法,同時也為學(xué)生在今后從事科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。把課堂教學(xué),問題討論,課后作業(yè),實驗操作,實驗設(shè)計,實驗成績評定,實驗教材和課后輔導(dǎo)作為有機的整體,運用現(xiàn)代的教學(xué)方法和手段,從而建立系統(tǒng)的立體化教學(xué)模式。
1.1首先是對實驗教材和大綱的改革,進一步優(yōu)化實驗內(nèi)容,對實驗設(shè)備進行更新
加強教材建設(shè),完善和充實實驗教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合我校本科教學(xué)評估的要求,對實驗教學(xué)大綱,考核大綱,實驗課時安排以及實驗內(nèi)容重新進行調(diào)整。對教材建設(shè)進行加強,篩選出一些必做實驗,通過增加一些必做實驗淘汰掉陳舊過時的實驗,并將實驗內(nèi)容進行優(yōu)化組合。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下查閱文獻,進行選題,通過對實驗的設(shè)計,實驗操作,數(shù)據(jù)處理分析,實驗結(jié)果討論達到實驗技能和科研能力的充分鍛煉。根據(jù)新的制定的教學(xué)目標(biāo),教材和實驗儀器,重寫編寫適合我校學(xué)生的物理化學(xué)實驗教材。同時加強教學(xué)方法的研究,從以往的單一傳授的教學(xué)型的教學(xué)迷失向研究型的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,從而開發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,學(xué)生的科研能力和創(chuàng)造能力得到培養(yǎng)。同時搭建立體化教材的建設(shè)平臺,建立多媒體課件,電子教案,教學(xué)資源庫以及計算機軟件等多種配套的教學(xué)資源。
由于我校的開始的學(xué)科專業(yè)不同,物理化學(xué)實驗課程的教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容有很大的不同,針對不同專業(yè)制訂了不同的教學(xué)計劃。經(jīng)過修訂后的工科實驗采用8+2模式。驗證性的基礎(chǔ)實驗為8個,其中熱力學(xué)1個、化學(xué)平衡1個、相平衡1個、動力學(xué)2個、電化學(xué)1個、表面化學(xué)1個、膠體1個。選做實驗2個,包含熱力學(xué)1個、溶液1個。
1.2其次是對教學(xué)硬件的更新
近年來,我們在學(xué)校資助下淘汰了一些落后、陳舊、老化的實驗儀器,增加新的精密儀器及設(shè)備,改善實驗教學(xué)條件為了擴大實驗教學(xué)內(nèi)容,能夠使學(xué)生接觸和使用更多更好的儀器,購進了一批先進的儀器設(shè)備,增加了學(xué)生實驗的準(zhǔn)確性。這樣使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時,也可以享受科技進步帶來的成果,從而將物理化學(xué)實驗教學(xué)提高到一個新的層次,并給物理化學(xué)實驗教學(xué)提供了一個更好喝更快的發(fā)展前提。
1.3對實驗教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
物理化學(xué)教研室在實驗的整體優(yōu)化,數(shù)字化,現(xiàn)代化,綠色化思想的指導(dǎo)下,充實實驗教學(xué)內(nèi)容的綜合性。改變傳統(tǒng)是實驗在基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)實驗教學(xué)上的單一的教學(xué)模式,設(shè)計出新的多元化的教學(xué)模式。通過開放式的教學(xué)模式,使學(xué)生在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上自己制定出具體方案和詳細(xì)的實驗路線,這個過程提倡學(xué)生的獨立完成,教師指導(dǎo)起輔助作用。做到開放實驗室,學(xué)生可以利用課余實驗進行實驗的各項工作,遇到問題及時和指導(dǎo)教師溝通,從而使學(xué)生的動手能力得到提高,鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)造性和主動性,提高學(xué)生對物理化學(xué)理論知識的進一步理解,應(yīng)用能力和獨立解決實際問題的能力得到提高。
2教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革
物理化學(xué)理論和實驗教學(xué)是一個有機整體,由于物理化學(xué)的抽象性,因此后者的教學(xué)可以加強對前者的理解,兩者是相輔相成的。我們將物理化學(xué)實驗設(shè)置成與理論教學(xué)并重,在相關(guān)教學(xué)內(nèi)容上做到協(xié)調(diào)同步進行。
2.1授課方式的改變
傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗教學(xué)一般采用教師先講實驗原理,方法,步驟,注意事項這樣的教學(xué)模式,使得學(xué)生在對于實驗課的學(xué)習(xí)很被動,照法抓藥,形成不愿意獨立思考的懶惰習(xí)慣。此種教學(xué)模式必然造成少部分學(xué)生在操作實驗,大部分學(xué)生在旁觀看,等待實驗結(jié)果,不僅課堂時間得不到充分利用,學(xué)生的動手能力也得不到提高,從而大大降低了對理論知識的興趣。學(xué)生授課是改革之一,由于物化實驗的特殊性,我們采用輪班式的分組方式,由已經(jīng)做過該實驗的學(xué)生充分查閱相關(guān)資料,并將獲得資料歸納整理,結(jié)合自己實驗過程所遇問題以及解決方式,在實驗課上講授給其他學(xué)生,同時老師對學(xué)生的授課內(nèi)容進行點評以及補充,這種方式可以改變以往學(xué)生對老師教學(xué)模式的麻木,被動學(xué)習(xí)習(xí)慣為主動學(xué)習(xí),提高該課程的教學(xué)效果,通過授課學(xué)生的講解效果達到檢查學(xué)生預(yù)習(xí)實驗的情況,作為學(xué)生實驗成績的評定標(biāo)準(zhǔn)之一,極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)實驗的興趣。采用問題教學(xué)與討論教學(xué)法和思考題教學(xué)法,通過這樣的研討既可使學(xué)生增長知識,開闊視野,又活躍了課堂氣氛,還提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和培養(yǎng)科學(xué)思維。通過對教學(xué)方法的改進學(xué)生的分析,解決具體問題的能力得到了提高,教學(xué)效果得到了改善。
2.2實踐與科研的結(jié)合是一個不斷深化的過程
通過學(xué)生參與教師的科研課題或者在教師指導(dǎo)下申報大學(xué)生科研項目,采用物理化學(xué)理論、實踐、科研三者相結(jié)合的教學(xué)模式充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生從要我學(xué)變成我要學(xué),教師改變單純的知識傳授,提高學(xué)生分析問題,解決問題和動手操作的能力,創(chuàng)新能力會得到進一步培養(yǎng)。同時教師自身也有所提高,真正做到教學(xué)相長。近年來物化教研室教師已順利指導(dǎo)多項大學(xué)生科研項目在學(xué)校立項、結(jié)題并通過驗收,這很大程度上提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力,為將來獨立從事科研工作打下夯實的基礎(chǔ)。
2.3嘗試半開放式的實驗教學(xué)模式,以彌補傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足
在傳統(tǒng)規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容中有步驟和計劃地加入一定開放性的教學(xué)內(nèi)容,使得傳統(tǒng)式的教學(xué)模式和開放式的教學(xué)模式相結(jié)合進行教學(xué),學(xué)生對物化實驗的掌握力得到培養(yǎng)。開放的實驗室不僅增加了學(xué)生的動手機會,也使他們的獨立解決問題的能力得到提高。由于基礎(chǔ)物理化學(xué)實驗內(nèi)容多,課時安排上存在課時不夠等特點,學(xué)生的個性得不到體現(xiàn),加上實驗任務(wù)繁重,學(xué)習(xí)興趣必然低下。通過開放實驗室,不僅可以增加學(xué)生的動手機會,學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性和開拓性得到充分調(diào)動,學(xué)生對化學(xué)知識的靈活應(yīng)用和創(chuàng)新能力從而提高,學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面提高。
3學(xué)生成績評定以及考核方的改革
為了培養(yǎng)出具有學(xué)習(xí)主動性,創(chuàng)造力的學(xué)生,達到物理化學(xué)實驗課程的培養(yǎng)目標(biāo),有效的激發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)興趣,我們對以往的考核方式進行改革。鑒于物化實驗課程獨立成課的特殊性以及減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),我們采用以下的實驗成績考核發(fā)方式:平時成績70%+期末成績30%。平時實驗考核是教師對學(xué)生每次實驗情況進行的考核,主要包含課前預(yù)習(xí),實驗操作以及實驗報告數(shù)據(jù)處理分析。預(yù)習(xí)成績主要是在學(xué)生主動性學(xué)習(xí)中體現(xiàn),通過學(xué)生授課和預(yù)習(xí)報告判斷學(xué)生的課前預(yù)習(xí);實驗操作由教師當(dāng)場打分,考察學(xué)生的實驗操作規(guī)范化程度,實驗報告成績是教師在批閱實驗報告時根據(jù)學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)及問題分析情況進行評定。根據(jù)我校教學(xué)評估的新要求期末進行筆試考試,主要是對一學(xué)期實驗的原理,基本操作和儀器的使用和技術(shù)等方面的考察,實驗操作考核是從學(xué)生以往實驗中隨機抽取一個,學(xué)生獨立操作,指導(dǎo)教師通過學(xué)生的實際操作來考察其對基本操作技術(shù)的掌握情況,然后給出成績。
關(guān)鍵詞： 物理化學(xué) 教學(xué)改革 實驗
物理化學(xué)是從研究物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象之間的聯(lián)系入手，從而探討化學(xué)變化基本規(guī)律的一門學(xué)科。因其公式多，概念抽象，計算繁雜，一直以來被高職高專學(xué)生稱為最難學(xué)的學(xué)科之一。加之教學(xué)改革的推進，物理化學(xué)教學(xué)的課時也越來越少，那么如何在更少的學(xué)時內(nèi)，讓學(xué)生充分掌握物理化學(xué)知識，全面提高學(xué)生技能，讓學(xué)生面對物理化學(xué)不再恐懼，成為眾多物理化學(xué)教師研究的重要課題。我根據(jù)這幾年的教學(xué)經(jīng)驗，談?wù)勛约旱母母飳嵺`與體會。
一、根據(jù)科技發(fā)展，更新教學(xué)內(nèi)容
物理化學(xué)作為基礎(chǔ)理論課，其內(nèi)容相對比較穩(wěn)定，但科技日新月異的發(fā)展，給物理化學(xué)注入了新的生命力，初步從宏觀到微觀，從平衡態(tài)到非平衡態(tài)的越來越成為熱點。因此，我們在教學(xué)中除把物理化學(xué)中的經(jīng)典理論、經(jīng)典技術(shù)講授給學(xué)生之外，還需讓他們了解學(xué)科動向，吸收現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的新成果。如在介紹熵函數(shù)時，除把物理化學(xué)中的經(jīng)典熵概念介紹給學(xué)生外，還可以把信息熵，管理熵等現(xiàn)代熵理論及其應(yīng)用介紹給學(xué)生，既提高學(xué)生興趣，又提升學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力，避免概念的抽象乏味。
二、理清思路，抓住重點
物理化學(xué)雖概念多，公式多，但內(nèi)部間卻存在著密切聯(lián)系，如果教師能幫學(xué)生理清學(xué)習(xí)思路，使學(xué)生能夠抓住其中的主線，學(xué)生學(xué)習(xí)起來就有層次多了。物理化學(xué)的理論邏輯性強，教師教學(xué)時可在講解每一章前，先告知學(xué)生研究的思路和內(nèi)容間的聯(lián)系。在講到一定階段時，注重各章直接的聯(lián)系。比如說物理化學(xué)在介紹完熱力學(xué)第一定律和第二定律之后，分別側(cè)重?zé)岬挠嬎愫挽刈兊挠嬎?，而所研究的過程和思路卻是一致的，都首先介紹單純pVT變化過程，之后是相變化，最后是化學(xué)變化。再理清熱和熵變之間的關(guān)系，那么掌握和理解這兩個章節(jié)的公式和計算就不再困難。
三、注重實驗環(huán)節(jié)的改革
物理化學(xué)實驗在我院是附屬于物理化學(xué)課程教學(xué)的。物理化學(xué)實驗與前面所學(xué)的無機化學(xué)實驗和有機化學(xué)實驗存在重要的不同。它實驗設(shè)備比較大，操作時間長，數(shù)據(jù)后處理與作圖繁鎖，所以物理化學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與分析處理數(shù)據(jù)能力起著非常重要的作用。因此我們要注重物理化學(xué)實驗的改革。
1.加強學(xué)生課前預(yù)習(xí)。因物理化學(xué)實驗時間久，測試數(shù)據(jù)多，內(nèi)容復(fù)雜，所以加強實驗前的預(yù)習(xí)，是順利做好實驗的關(guān)鍵之一。針對此種情況，我們給學(xué)生分組，開出任務(wù)清單，要學(xué)生知道所用儀器，了解實驗原理，弄清操作步驟，實驗前對學(xué)生進行提問，回答合格者方可進行實驗。避免了學(xué)生課前不預(yù)習(xí)而導(dǎo)致實驗失敗的情況。從效果上看，既減少了教師講學(xué)生不認(rèn)真聽的壞習(xí)慣，又提高了實驗的成功率，讓學(xué)生改正了做試驗報告不明層次、不進行數(shù)據(jù)處理的毛病。
2.改善考核機制。物理化學(xué)每個實驗都作為期末考試成績的一部分，從課前預(yù)習(xí)，到操作，數(shù)據(jù)，態(tài)度，實驗報告和實驗后答辯，這也就是說，期末考試成績并非單純的一紙考卷的終結(jié)性成績，而是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自己不斷形成的。
3.建立實驗基礎(chǔ)平臺，實施因?qū)I(yè)施教的模式。隨著學(xué)科專業(yè)數(shù)量與規(guī)模的不斷發(fā)展，物理化學(xué)實驗面向全院8個不同專業(yè)的學(xué)生開出，現(xiàn)有的物理化學(xué)實驗項目數(shù)已完全不能滿足各學(xué)科專業(yè)的具體要求。在建立物理化學(xué)實驗平臺的基礎(chǔ)上，對實驗教學(xué)的內(nèi)容需要重新補充、及時更新，根據(jù)不同學(xué)科專業(yè)的特點與需求，各專業(yè)的物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該有自己的側(cè)重點，在實驗項目選擇上，實行“基礎(chǔ)平臺+專業(yè)特點”的施教模式，為各專業(yè)學(xué)生以后學(xué)習(xí)專業(yè)知識和從事專業(yè)實驗打下堅實的基礎(chǔ)。同時，積極探討采用“必做實驗（80%）+自選實驗（20%）”相結(jié)合的形式，增加實驗安排的透明度，實行因材施教，從而提高學(xué)生參與的主動性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并從整個學(xué)院角度考慮，結(jié)合其它實驗課的條件，為實現(xiàn)實驗室全面開放提供實驗基礎(chǔ)。因此，有針對性地增加實驗項目，是因?qū)I(yè)施教的需要，也是學(xué)生主動學(xué)習(xí)的需要，是實驗室實現(xiàn)全面開放的需要，是提高實驗教學(xué)相對性和教學(xué)質(zhì)量的重要因素之一。
四、教學(xué)模式和方法的改革
物理化學(xué)是理論性非常強的一門基礎(chǔ)課，以前大多采用教師講授為主的教學(xué)方法。針對課時減少這一現(xiàn)狀，單純靠課上講授，學(xué)生再去理解物理化學(xué)是非常有限的，因此我們改革了教學(xué)模式，按模塊任務(wù)式進行教學(xué)，課前下發(fā)學(xué)習(xí)單，把教學(xué)內(nèi)容模塊化、任務(wù)化，如分成熱力學(xué)、動力學(xué)兩大模塊，再把它們分成若干任務(wù)，學(xué)生上課前通過查閱書籍或上網(wǎng)，完成學(xué)習(xí)單，上課后進行提交，這樣，學(xué)生上課學(xué)習(xí)時，就有目的、有重點。
教學(xué)具體手段上注重八個結(jié)合：①宏觀與微觀相結(jié)合；②理論與實際相結(jié)合；③內(nèi)容與方法論相結(jié)合；④基礎(chǔ)知識與前沿知識相結(jié)合；⑤課堂教學(xué)與教學(xué)研究相結(jié)合；⑥理論教學(xué)與化工生產(chǎn)相結(jié)合；⑦板書與多媒體課件相結(jié)合；⑧科學(xué)家小史與其研究成果相結(jié)合。
教學(xué)改革是一項長期而艱巨的工作，我們在改革實施的過程中會遇到許多的問題，需要不斷地研究和探索，只要堅持改革，就能夠達到提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)既具有一定理論基礎(chǔ)，又具有較高操作技能的應(yīng)用性人才。
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傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗大部分采用灌輸式教學(xué)方法，教師對實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理都進行詳細(xì)講解，學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性得不到充分發(fā)揮。［2］重視學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的開發(fā)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，已成為當(dāng)今高校教育改革的核心。［3］實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要的作用。［4］因此，我們在總結(jié)實驗教學(xué)中經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對“立足基礎(chǔ)知識培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力面向科研實踐”的三層次進階型的物理化學(xué)實驗教學(xué)模式進行了探索和實踐。
（一）立足基礎(chǔ)知識
基礎(chǔ)性實驗的目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握基本操作，正確使用儀器；能夠認(rèn)真觀察、準(zhǔn)確記錄實驗現(xiàn)象和科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)；初步具有查閱手冊、工具書及其他信息源的能力，以及實事求是的科學(xué)態(tài)度、勤儉節(jié)約的優(yōu)良作風(fēng)。環(huán)化學(xué)院“春曉班”是從應(yīng)用化學(xué)和材料化學(xué)專業(yè)新生中選拔的優(yōu)秀學(xué)生所組成的特色班級，以中國工程院曹春曉院士的名字命名。下面以“春曉班”為例介紹物理化學(xué)實驗立足基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容。“春曉班”中一共開設(shè)了15個實驗（共64學(xué)時，分2個學(xué)期進行），其中10個實驗為基礎(chǔ)性實驗（共40學(xué)時），占總實驗學(xué)時的62．5％，學(xué)生如果基礎(chǔ)實驗部分做得不好，就不能通過物理化學(xué)實驗這門課程。在實際教學(xué)中，教師從嚴(yán)規(guī)范基本操作，嚴(yán)格把關(guān)，耐心指導(dǎo)，未掌握規(guī)范操作的學(xué)生必須重新進行實驗，直至合格。從嚴(yán)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生準(zhǔn)確觀察實驗的能力，掌握實驗的基本技能，同時也培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的態(tài)度，學(xué)會了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧椒ā?/p>
（二）培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力
物理化學(xué)實驗課第一個學(xué)期的最后一個實驗為設(shè)計性實驗。此實驗要求學(xué)生自己查閱文獻，設(shè)計方案，實施實驗，以提高實踐創(chuàng)新能力。學(xué)生沒有現(xiàn)成的實驗方案，需要自己動手設(shè)計方案。下面以設(shè)計型實驗“表面活性劑的臨界膠束濃度的測定及影響分析”為例介紹具體的實施過程：實驗中，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇表面活性物質(zhì)的種類、實驗測定的方法及影響因素（溫度、離子及醇的種類及醇的用量）。因此，在老師的指導(dǎo)選題下，每位同學(xué)選擇的實驗內(nèi)容都不相同，這意味著每位同學(xué)要獨立進行實驗方案的設(shè)計，并根據(jù)自己的實驗內(nèi)容查閱文獻資料，實施方案。教師在實驗前提供文獻檢索的途徑、一個主題或幾個關(guān)鍵詞，由學(xué)生自己檢索、篩選、閱讀相關(guān)的文獻，學(xué)生要在規(guī)定的時間段內(nèi)根據(jù)查閱的資料，組織、總結(jié)前人的工作，然后設(shè)計自己的實驗方案。教師面對的學(xué)生的設(shè)計方案往往是五花八門的，這就需要教師做好足夠的預(yù)案。對于部分設(shè)計實驗?zāi)芰η芳?，實在找不到相關(guān)文獻的同學(xué)，教師則會提供幾篇相關(guān)文獻供學(xué)生參考，但設(shè)計方案則必須由學(xué)生自己總結(jié)提出。實驗實施過程中，教師在場提供幫助，但不再手把手地指導(dǎo)，目的是培養(yǎng)學(xué)生獨立自主完成實驗的能力。實驗完成后同學(xué)們分組進行討論，如：選擇不同離子及醇的同學(xué)在一組討論，可以了解各種離子及醇對臨界膠束濃度的影響。這樣能提高大家的團結(jié)合作、共同討論的積極性，為后面的畢業(yè)設(shè)計及進行科研創(chuàng)新起到積極的作用。經(jīng)過基礎(chǔ)性和設(shè)計性實驗的學(xué)習(xí)，第二個學(xué)期物理化學(xué)實驗的最后四個實驗為創(chuàng)新探索研究型實驗。我們開設(shè)了B－Z振蕩反應(yīng)的影響因素分析、不同體系鈍化曲線的繪制及其鈍化劑的影響、高聚物分子量的測定研究、不同方法測定粉體的比表面積4個創(chuàng)新探索研究型實驗。選好創(chuàng)新探索研究型實驗項目后，同學(xué)們根據(jù)自己的選題方向搜集所需要的文獻資料，寫好實驗方案，由指導(dǎo)老師把關(guān)，方案可行才能進入實驗室進行實驗。實驗后如果發(fā)現(xiàn)問題或與原先預(yù)想的結(jié)果不一致，學(xué)生會積極地與老師探討，共同查找原因及重做實驗。同學(xué)因進度、實驗內(nèi)容及儀器藥品不一樣，除了在規(guī)定的實驗時間內(nèi)可以來進行實驗，還可以跟老師預(yù)約其他時間來進行實驗，直到實驗完成為止。該類實驗有可能成功也有可能失敗。實驗過程中，我們鼓勵同學(xué)由淺入深，先從自己熟悉的部分開始實驗，在此基礎(chǔ)上進行改進、探索，得出有益的結(jié)論。實驗方案的設(shè)計及實驗完成后均要求制作PPT進行答辯，對方案中可能碰到的問題，同學(xué)們共同探討解決的方法，實驗完成后將成果組織成論文格式的實驗報告，這樣學(xué)生的積極主動性及好奇心都大大地提高了。
（三）面向科研實踐
面向科研實踐方面所做的革新主要是打破原來物理化學(xué)實驗室只承接課程任務(wù)的局面。由于課時的限制，學(xué)生課程內(nèi)在物理化學(xué)實驗室進行的實驗是有限的，然而他們在后繼的科研實踐如畢業(yè)設(shè)計、科學(xué)研究訓(xùn)練及課外科技創(chuàng)新（如省級和校級大學(xué)生科技創(chuàng)新項目）等方面往往又會用到物理化學(xué)實驗相關(guān)的知識和操作，而這時的學(xué)生往往對以前課程內(nèi)學(xué)習(xí)的知識會有所淡忘，如果能夠允許學(xué)生重新回到物理化學(xué)實驗室，結(jié)合自身正遇到的科研實踐問題進行物理化學(xué)實驗，不但能加深以前學(xué)過的知識的印象，而且對其今后的科研創(chuàng)新會有巨大的促進作用。但不可回避的問題是，這樣一來必然增加了物理化學(xué)實驗室管理的工作量。為了解決這一問題，我們采取的措施是預(yù)約制和指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)制。那些課程外要來物理化學(xué)實驗室實驗的同學(xué)，必須先行預(yù)約。為此，我們正在構(gòu)建網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)，五臺基礎(chǔ)化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)查詢及預(yù)約機也已經(jīng)到位，不日即可投入使用。指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)制是指來進行實驗的學(xué)生由其指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)，所產(chǎn)生的儀器、藥品損耗等藥費一律由指導(dǎo)教師承擔(dān)。并且，該指導(dǎo)教師在學(xué)生進入實驗室之前，自身必須接受相關(guān)培訓(xùn)，在得到物理化學(xué)實驗室管理教師認(rèn)可的前提下才能使用物理化學(xué)實驗室。這對學(xué)生和教師的科研創(chuàng)新都起到了積極的促進作用。
二、改革實驗教學(xué)方法與手段，強化能力培養(yǎng)
傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗采用“預(yù)習(xí)－實驗－總結(jié)實驗結(jié)果”，學(xué)生學(xué)多局限于教材，這不利于提高他們的自主創(chuàng)新性。在進階型的實驗教學(xué)過程中，我們結(jié)合具體的教學(xué)任務(wù)選擇合適的教學(xué)方法進行教學(xué)。如：在探索研究型實驗過程中，我們引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)會自主學(xué)習(xí)，即采用以學(xué)生自主探究為主，教師根據(jù)學(xué)生的需求加以引導(dǎo)為輔的主體性教學(xué)方式。［3］實驗完成后，要求學(xué)生將成果撰寫成論文格式的實驗報告及制作成幻燈片，并組織學(xué)生進行現(xiàn)場答辯。教師和參與整個項目的同學(xué)共同積極討論，根據(jù)答辯情況給出學(xué)生的成績，營造一個良好的師生互動、積極向上的氛圍。這樣，可以鍛煉學(xué)生的語言表達能力，對現(xiàn)場提問的思辨能力和綜合能力，增強自信心，提高學(xué)習(xí)、思考的積極性。“教學(xué)有法，教無定法”。新的教學(xué)模式應(yīng)以現(xiàn)代信息技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，能使學(xué)生選擇適合自己需要的材料和方法進行學(xué)習(xí)，并獲得學(xué)習(xí)策略的指導(dǎo)，逐步提高學(xué)習(xí)的能力。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)已是實驗教學(xué)的大勢所趨?；A(chǔ)化學(xué)實驗中心為此建立了開放的網(wǎng)絡(luò)平臺，為實驗預(yù)習(xí)及實施提供幫助。我們鼓勵學(xué)生利用Excel、Origin、Chemoffice等軟件進行數(shù)據(jù)處理，同時規(guī)范了數(shù)據(jù)處理過程，為學(xué)生將來從事實驗或科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。
三、以人為本，創(chuàng)建“物理化學(xué)實踐教學(xué)大環(huán)境”，加強教學(xué)的平臺與團隊建設(shè)，達成“教學(xué)相長”
根據(jù)我校實驗儀器臺套數(shù)較少、學(xué)生數(shù)量較多的實際情況，我們應(yīng)采用“少臺套，大循環(huán)”的實驗課運行模式，用較小的資金投入來完成繁重的實驗教學(xué)任務(wù)。在傳統(tǒng)的實驗運行模式下，由于實驗儀器臺數(shù)較少，每個實驗只能由幾人共同完成，這樣就使得一些學(xué)生沒辦法親自動手操作實驗，只能在旁邊觀摩，甚至導(dǎo)致在實驗結(jié)束時出現(xiàn)相互抄襲實驗數(shù)據(jù)的不良現(xiàn)象?！吧倥_套，大循環(huán)”的實驗課運行模式能夠滿足學(xué)生人手一臺儀器的需求，從而從源頭上杜絕了上述不良現(xiàn)象的發(fā)生，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、思考問題、解決問題的能力，進而強化了學(xué)生的實驗操作技能。
實驗預(yù)習(xí)是提高實驗效率、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)習(xí)慣的有效手段。學(xué)生進入實驗室要向帶教老師提交實驗預(yù)習(xí)報告，老師要對學(xué)生進行隨機提問或讓學(xué)生敘述實驗儀器、實驗原理、實驗步驟，最后根據(jù)學(xué)生回答問題的情況，給出一個比較客觀的實驗預(yù)習(xí)成績（占總成績20％），如果學(xué)生預(yù)習(xí)不夠充分，可以要求下次再做。這樣做不僅可以培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)習(xí)慣，而且可以促進學(xué)生積極思考，最終達到良好的教學(xué)效果。
這樣不僅可以大大提高學(xué)生實驗動手操作能力，部分優(yōu)秀學(xué)生甚至還可以從中發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新規(guī)律。有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種能力：獨立的實驗設(shè)計能力、獨立的發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力、發(fā)明創(chuàng)造能力、動手操作能力，尤為重要的是可以養(yǎng)成大學(xué)生獨立自主地學(xué)習(xí)和主動完成研究的能力[5～7]?？梢詮浹a“指導(dǎo)性實驗”教學(xué)的不足。建立、建全開放性實驗室，需制定一系列開放模式，如①指定項目開放模式：學(xué)科不同，實驗室類型不同，實驗室開放模式就應(yīng)有所不同。學(xué)生根據(jù)實驗室所列出的實驗內(nèi)容，向?qū)嶒炇姨岢錾暾垼缓笥蓪嶒炇疫M行安排。實驗內(nèi)容的開放，以大綱要求的內(nèi)容為主，以注重學(xué)生基本知識和基本技能培養(yǎng)為主，以學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成綜合性和設(shè)計實驗為主。②自選實驗項目開放模式：實驗室公布教學(xué)計劃以外的綜合型、設(shè)計型自選實驗課題，鼓勵學(xué)生進行創(chuàng)新設(shè)計實驗。這種開放模式主要針對階段性專業(yè)課程學(xué)習(xí)完成的學(xué)生。③自定義實驗項目模式：學(xué)生根據(jù)實驗室的條件結(jié)合自己的專業(yè)，通過分析，自己制定實驗項目，并獨自或小組合作完成實驗方案的設(shè)計及細(xì)化，然后由實驗指導(dǎo)教師對實驗方案進行可行性分析，并對實驗注意事項提出建議，最后由學(xué)生自主完成實驗。④參與教師科研項目開放模式：這種開放形式是個別學(xué)生參與教師的一些科研活動，既幫助了教師科研項目的順利完成，又加深了學(xué)生對專業(yè)知識的理解和動手能力的增強[8]。
無機化學(xué)實驗是學(xué)生進入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門化學(xué)基礎(chǔ)實驗課，同時無機化學(xué)實驗又是后續(xù)有機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗的基礎(chǔ)。因此，無機化學(xué)實驗要著重基本知識、基本操作、基本技能的訓(xùn)練和培養(yǎng)，包括實驗結(jié)果的記錄、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗報告的撰寫等。實驗教師要狠抓學(xué)生化學(xué)實驗基本功訓(xùn)練，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，對于學(xué)生錯誤的實驗操作要及時給予糾正和指導(dǎo)，要讓學(xué)生知道什么是標(biāo)準(zhǔn)的實驗操作，經(jīng)過無機化學(xué)實驗的訓(xùn)練要讓學(xué)生對化學(xué)實驗有一個清晰的認(rèn)識、形成規(guī)范的實驗操作習(xí)慣，為后續(xù)有機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗開展打下堅實的基礎(chǔ)。
2優(yōu)化實驗內(nèi)容
無機化學(xué)實驗大都是沿用已久的實驗，有些實驗存在知識陳舊或結(jié)構(gòu)不合理等問題。因此，應(yīng)及時對這部分實驗進行調(diào)整、修訂和刪除[3]。本著循序漸進的原則，在無機化學(xué)實驗教學(xué)的前期課程中，可以適當(dāng)安排一些基礎(chǔ)性和驗證性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的基本動手能力。在這類驗證性實驗中，可以適當(dāng)穿插一些趣味性的實驗。例如，無機化學(xué)實驗中常用指示劑來檢驗溶液的酸堿性，也可以用植物色素的浸取液代替酸堿指示劑，實際應(yīng)用效果教好，增強了學(xué)生參與化學(xué)實驗的積極性。
3改進教學(xué)方法
無機化學(xué)實驗教學(xué)的傳統(tǒng)方式是填鴨式的講課方式，即先由教師講授實驗?zāi)康摹嶒炘?、試劑及儀器、實驗步驟、實驗注意事項等，大約30分鐘，然后學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書“按方抓藥”進行實驗。學(xué)生處于被動接受和被灌輸狀態(tài)，一些學(xué)生不認(rèn)真聽或根本聽不懂，有的學(xué)生干脆就是看手機，同時實驗的時間和進度受到限制，不利于培養(yǎng)學(xué)生的主體性和創(chuàng)新能力。教師可以提前將實驗操作制作成微課視頻，把微課視頻和PPT放在相關(guān)課程網(wǎng)站上，選課的學(xué)生有權(quán)限進入實驗課程網(wǎng)站并下載視頻和PPT，學(xué)生就可以自主學(xué)習(xí)和反復(fù)觀看，實驗前對于實驗儀器和操作步驟已了然在胸，實驗教師只需重點介紹實驗注意事項，同時節(jié)省大量的時間和精力在實驗過程中指導(dǎo)學(xué)生。微課雖然短小精悍，但實際效果非常好。
4完善評價體系
實驗考核是化學(xué)實驗教學(xué)中重要的檢測手段，合理的評價體系可以更好的激發(fā)學(xué)生參與實驗的積極性。考評體系包括預(yù)習(xí)報告、實驗操作、實驗報告和期末考試，對每一個環(huán)節(jié)都進行考核，可以對學(xué)生進行全面、科學(xué)、合理地評價。為了提高預(yù)習(xí)效果，學(xué)生的預(yù)習(xí)報告不能只抄書，要用化學(xué)語言表達所要做的實驗。實驗結(jié)果沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案，即便是結(jié)果不理想，但學(xué)生能夠認(rèn)真分析，探討實驗誤差產(chǎn)生的原因，也達到了培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力提高的教學(xué)目標(biāo)。對于學(xué)生涂改數(shù)據(jù)和偽造實驗教師簽字等現(xiàn)象，一但發(fā)現(xiàn)給予警告，實驗成績?yōu)榱惴帧?/p>
5提升實驗教師素質(zhì)
實驗教師是實驗教學(xué)的設(shè)計者、參與者和指導(dǎo)者，實驗教學(xué)效果的好壞與實驗教師自身素質(zhì)有著密切關(guān)系，因此，實驗教師的自身素質(zhì)和自我提升顯得尤為重要。實驗教師應(yīng)該及時對課堂中出現(xiàn)的問題進行記錄、總結(jié)、整理和后期歸檔，把教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題記錄下來，尋根溯源，找到問題解決的辦法，避免以后同類型的問題重復(fù)出現(xiàn)，同時整理后以問題庫的形式作為教學(xué)檔案保存，可以與其它老師共享，減少學(xué)生實驗出現(xiàn)錯誤的機會。實驗教師對于實驗的關(guān)鍵和重點要了然于胸，同時不斷給自己提出更高的目標(biāo)和追求，以高度的使命感和責(zé)任感認(rèn)真準(zhǔn)備好每一次實驗課，對學(xué)生實驗操作給予指導(dǎo)，對學(xué)生嚴(yán)格要求，讓學(xué)生形成規(guī)范操作的習(xí)慣，為其以后走上工作崗位、服務(wù)社會打下堅實基礎(chǔ)。
6結(jié)語
查閱了大量文獻，教材等，提煉出符合專業(yè)特色的實驗內(nèi)容，并且在內(nèi)容上除了一些基本的實驗外，加入了驗證性和開放性的實驗，允許學(xué)生自己提出感興趣的物化實驗內(nèi)容，在實驗室條件滿足的情況下進行操作。改革后實驗內(nèi)容更加符合煤化工專業(yè)的特點，與我校的煤化工專業(yè)方向更加的吻合。并且通過學(xué)生自主選擇和設(shè)計實驗，提高了其獨立思考、動手、文獻查閱、創(chuàng)新等多方面綜合能力，同時物理化學(xué)實驗內(nèi)容的更新也符合素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求。
2構(gòu)建了物理化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)交流模式
制作了相應(yīng)的多媒體課件，針對每一個實驗的目的，意義、原理、實驗試劑、實驗具體步驟、實驗儀器使用，數(shù)據(jù)處理及注意事項等，通過課件的形式傳遞給學(xué)生［3］;通過多種途徑還收集了大量的物理化學(xué)實驗素材，如實驗?zāi)M、實驗動畫、實驗參考書、實驗文獻等。學(xué)生由知識的被動灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)者，老師由知識內(nèi)容的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)建者，這樣學(xué)生在沒有正式上課之前可以做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，達到了預(yù)習(xí)的目的，能很快開始實驗，在有限的實驗學(xué)時內(nèi)提高了實驗時間的有效利用，教師的工作量也減少了許多，教師也有了更多充裕的時間指導(dǎo)學(xué)生時間和即使解決學(xué)生實驗中的問題。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也得高了提高，為實驗的高效開展做好了鋪墊工作。
3改變實驗教學(xué)模式
在講解的過程中加入多種教授模式，比如實驗教學(xué)模式改變了以前傳統(tǒng)的只有老師講解，學(xué)生操作的模式，增加了學(xué)生自我講解實驗和實驗后講解實驗的模式，老師講解的時候也不再像以前那樣詳細(xì)的講解每個實驗，面面俱到，現(xiàn)在做到簡單實驗，教師充分放手［4］;復(fù)雜實驗，教師重點指導(dǎo)。另外引入啟發(fā)式教學(xué)模式，一方面檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，另一方面活躍學(xué)生的思維，使學(xué)生處于主動地位，使其產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，且還能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和對知識的應(yīng)用能力。在多個問題同時出現(xiàn)的時候，由于多組同學(xué)同時做幾個實驗，教師可能會應(yīng)付不過來。這時可以將一些相對簡單的問題，交給已經(jīng)做過該實驗的、學(xué)習(xí)和操作均較好的學(xué)生去予以指導(dǎo)解決。實踐證明，這個方法既減輕了教師的工作量又鍛煉了學(xué)生的能力，一舉兩得。
4改變實驗分組
改革后的實驗分組由以前的一人單獨做一個實驗，改為2～3人合作完成一個實驗，雖然每組實驗的人數(shù)增多了，但是同學(xué)們在實驗的過程中有更多的學(xué)習(xí)和交流的機會，同時指導(dǎo)教師有更多的時間指導(dǎo)學(xué)生進行實驗操作和解決學(xué)生實驗中出現(xiàn)的問題，最終師生雙方的效率和質(zhì)量都有所提高。同時提高了學(xué)生的團隊合作能力。
5規(guī)范實驗考核模式
對實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、實驗后的儀器清洗、實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗報告撰寫和處理、思考題、問題討論等進行全方位的多方面的考核，并按照不同的比例計入了期末成績中，消除了學(xué)生消極對待實驗?zāi)骋贿^程的思想，使實驗考核更加全面、公正和客觀，學(xué)生在平時實驗中也會自覺的高標(biāo)準(zhǔn)要求自己，摒棄一些不良的態(tài)度和習(xí)慣，最終提高自己實驗技能與水平，使其實驗?zāi)芰Φ玫饺娴奶舾?，也更好的調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性及創(chuàng)新能力，最終提高了實驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合能力。
6結(jié)語