物理化學(xué)實驗教學(xué)改革探索

鄧斌

摘 要： 實驗教學(xué)是化學(xué)化工類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新精神的主要途徑，目前地方本科學(xué)校物理化學(xué)實驗教學(xué)難以適應(yīng)新時代高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要，為此，必須對其進行改革。本文總結(jié)了湘南學(xué)院近年來物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的措施，內(nèi)容包括調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、開放實驗室、開設(shè)綜合性和研究設(shè)計性實驗等，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 物理化學(xué)實驗 教學(xué)改革 人才培養(yǎng)

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用舉足輕重，而物理化學(xué)實驗的教學(xué)改革又是實驗教學(xué)體系改革的重要方面。近年來，地方本科院校結(jié)合實際在物理化學(xué)實驗改革方面都做了不少嘗試。我們針對學(xué)生輕視實驗、重理論、實驗熱情不高，自主性、能動性和創(chuàng)造性難以發(fā)揮等問題，以提高動手能力和創(chuàng)新能力為抓手，在物理化學(xué)實驗教學(xué)中進行了改革探索與實踐，提高了教學(xué)效率和人才培養(yǎng)質(zhì)量，現(xiàn)總結(jié)如下，供大家參考。

1.加強課程教學(xué)改革，確保理論課與實驗課同步進行

物理化學(xué)實驗是化學(xué)化工類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門基本技術(shù)課程，教學(xué)內(nèi)容綜合了化學(xué)領(lǐng)域中無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)等各基礎(chǔ)學(xué)科的基本研究工具和方法。目前，由于理論課與實驗課單獨設(shè)課，受傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，加之實驗課一般又由不同的老師分小組指導(dǎo)，致使理論課與實驗課經(jīng)常出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。往往理論還沒有講完，實驗課就要先行開展，而實驗課中涉及的理論知識受課時所限，不可能講深講透，導(dǎo)致學(xué)生在實驗過程中對相關(guān)理論知識理解不透，只能依照教科書機械地進行實驗，學(xué)生不能理解實驗現(xiàn)象與內(nèi)容間的內(nèi)在聯(lián)系，應(yīng)付了事，實驗課成了走過場。為此，我們重新審核理論課與實驗課之間的內(nèi)在承接關(guān)系，調(diào)整實驗開設(shè)時間，確保在完成按時實驗教學(xué)任務(wù)的前提下，做到理論指導(dǎo)與實驗操作的步調(diào)一致。同時，改革一些過去不符合“綠色化學(xué)”觀念的污染嚴(yán)重、毒害較大的實驗內(nèi)容，取而代之的是綠色、環(huán)保，又具趣味性和應(yīng)用性的實驗項目。實踐證明，正因為學(xué)習(xí)了相應(yīng)的理論知識，學(xué)生對實驗過程中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象才會有自己的理解和思考，實驗的成就感大大增強。

2.更新實驗教學(xué)理念，改革實驗教學(xué)方法

為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們探索實施了“以學(xué)生為主，以教師為輔，注重綜合素質(zhì)培養(yǎng)和創(chuàng)新能力訓(xùn)練”的教學(xué)方法，在實驗過程中，要求學(xué)生仔細觀察實驗現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生深入思考問題，激發(fā)學(xué)生的參與熱情和主觀能動性。如在實驗過程中發(fā)生意外或出現(xiàn)突發(fā)故障，鼓勵學(xué)生大膽提問，獨立思考，對實驗中發(fā)生的情況提倡相互討論和爭辯等。這樣既加深了學(xué)生對實驗過程的印象，又使學(xué)生對所學(xué)知識有了更深入的了解，并做到了舉一反三，融會貫通；又如隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，我們結(jié)合新儀器和新方法制作出與教學(xué)緊密相關(guān)的多媒體課件，使教學(xué)活動更具互動性和形象性；再如我們實施以小組為單位分批進行實驗的教學(xué)方法，要求組內(nèi)每個學(xué)生都要熟知實驗的全過程，這樣先做的同學(xué)可給下批實驗的同學(xué)進行示范和指導(dǎo)等。上述方法的實施既可節(jié)約教學(xué)資源、提高實驗效率，又可提高學(xué)生的自主性和協(xié)作精神，也給予學(xué)生足夠的空間發(fā)揮實驗技能和主觀能動性，突出學(xué)生在實驗過程的主體地位等。

3.建立開放實驗室，實施開放式實驗教學(xué)

自2010年物理化學(xué)實驗被立為院級精品課程建設(shè)以來，我們開始嘗試開放式教學(xué)，實驗室全面向?qū)W生開放，給予學(xué)生充足的實驗時間和空間。我們的具體做法是：對實驗時間實行開放，學(xué)生可根據(jù)自己的安排，自主選擇時間到實驗室做實驗，有足夠的時間和自由度“準(zhǔn)備、思考、消化、完成”實驗內(nèi)容；對實驗儀器設(shè)備實行開放，把實驗室閑置的儀器設(shè)備集中在一起，供學(xué)生了解儀器結(jié)構(gòu)和工作原理，并鼓勵他們維修和改裝用，增強他們的動手能力。這樣既給學(xué)生練就了一套過硬的實驗技能提供了條件，又提高了儀器設(shè)備的使用率；對實驗項目實行開放，學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)方向和興趣愛好，自主選擇課程大綱規(guī)定的實驗內(nèi)容，同時還根據(jù)實際需要選擇實驗內(nèi)容，學(xué)生通過自學(xué)和與教師交流，獨立完成實驗。此外，對參與開放式實驗的同學(xué)，我們還在文獻查閱、實驗方案設(shè)計、實驗操作規(guī)范、實驗儀器儀表組裝及其調(diào)試、實驗數(shù)據(jù)計算機處理、實驗論文撰寫和交流答辯等方面進行系統(tǒng)訓(xùn)練，進一步拓寬學(xué)生的知識面，激發(fā)他們的求知欲和好奇心等。

4.開設(shè)綜合性和研究設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力

為了能有效地培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析、研究創(chuàng)新能力，我們通過開設(shè)綜合性和研究設(shè)計性實驗來實現(xiàn)。綜合性實驗是物理化學(xué)實驗課程知識的綜合體現(xiàn)，其中包含大量的基礎(chǔ)知識和基本技能的綜合運用；研究設(shè)計性實驗是教師只給出一個實驗題目和實驗?zāi)康?，學(xué)生根據(jù)已有的知識，結(jié)合相關(guān)文獻資料設(shè)計出實驗方案，與教師討論認為可后方可獨立實施。研究設(shè)計性實驗對學(xué)生的實驗技能要求更高，往往被安排在綜合性實驗完成后再進行。這時基本實驗技能課已上完，學(xué)生也做過了一些綜合性實驗，做研究設(shè)計性實驗的基礎(chǔ)已經(jīng)具備。學(xué)生從教師那里得到實驗題目后，通過到圖書館和互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)的資料設(shè)計出實驗方案，交給教師審閱，帶審核通過后學(xué)生可進入實驗室獨立完成實驗。實驗結(jié)束后，教師會與學(xué)生一起討論實驗的得失，提出相應(yīng)的問題，以求下次改進。例如在“微量熱法測定藥物對細菌生長代謝的抑制作用”研究設(shè)計性實驗中，學(xué)生通過查閱資料和文獻，可設(shè)計出多種實驗方案，內(nèi)容涉及藥物和細菌的篩選、微量熱數(shù)據(jù)收集與分析，細菌生長代謝環(huán)境的設(shè)置與控制，將多個單元操作串聯(lián)在一起，并包含大型表征儀器的使用。實踐證明，開設(shè)綜合性和研究設(shè)計性實驗使學(xué)生掌握了科學(xué)研究的一般方法和程序，鞏固了理論知識，實驗技能得到了鍛煉，創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)。

總之，幾年來我們在物理化學(xué)實驗教學(xué)中堅持以上做法，加強對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對全面提高教學(xué)質(zhì)量起到了積極的促進作用。教學(xué)改革不應(yīng)該是一成不變的，隨著形勢的變化，針對不斷變化的培養(yǎng)對象，應(yīng)該不斷地向前發(fā)展，在繼承前人優(yōu)秀教學(xué)成果的基礎(chǔ)上，推陳出新，開拓進取，靈活運用，為培養(yǎng)新世紀(jì)創(chuàng)新人才作出更大的貢獻。

項目來源：湖南省重點建設(shè)學(xué)科資金資助項目。