淺析如何上好物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課

李海燕，李亞敏，李永紅，冷春莉

（河南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，河南 開封 475001）

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)課程的一個(gè)重要組成部分。主要目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能，使學(xué)生能夠借助于實(shí)驗(yàn)教學(xué)加深對(duì)物理化學(xué)基本概念的理解，對(duì)物理化學(xué)的基本原理形成規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，提高其靈活運(yùn)用物理化學(xué)基本原理判斷和解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生將來獨(dú)立從事科學(xué)研究工作的能力。然而，目前在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的一些問題嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的積極性、主動(dòng)性，進(jìn)一步阻礙了物化實(shí)驗(yàn)在人才培養(yǎng)方面發(fā)揮的功能。

一、物化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.儀器設(shè)備落后。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及到的儀器種類繁多。一些舊的儀器設(shè)備，穩(wěn)定性不高，測(cè)量數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)，某些儀器實(shí)驗(yàn)前調(diào)試工作繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)，并且學(xué)生較難掌握其使用方法，不僅無法取得理想的效果，而且嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的積極性。比如在恒溫水浴的裝配及性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，貝克曼溫度計(jì)的調(diào)節(jié)就是個(gè)技術(shù)活，有些學(xué)生幾個(gè)學(xué)時(shí)下來還沒有調(diào)節(jié)好溫度計(jì)，不僅延長(zhǎng)了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，而且使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)完全失去了興趣和耐心。再比如凝固點(diǎn)降低測(cè)定物質(zhì)摩爾質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中，用的是手動(dòng)攪拌，攪拌速度不均勻，最終所得到的環(huán)己烷的凝固點(diǎn)與理論值相差較大。

2.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課不重視。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安排主要是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，因此，教材編排時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中均詳細(xì)列出了實(shí)驗(yàn)的目的、原理，所用到的儀器和試劑以及詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟。而實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)行通常是按照學(xué)生課下預(yù)習(xí)、教師課堂講解、老師指導(dǎo)下學(xué)生動(dòng)手操作、學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告這樣一個(gè)固定的模式來進(jìn)行的。盡管老師每次都會(huì)檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告，但是由于學(xué)生對(duì)教材的依賴性及對(duì)實(shí)驗(yàn)課缺乏重視，預(yù)習(xí)報(bào)告通常是照著課本抄抄了事。課下沒有認(rèn)真預(yù)習(xí)，即使老師進(jìn)行了講解，動(dòng)手操作時(shí)，仍有部分學(xué)生不知所措，只好翻開教材對(duì)著課本照單抓藥，這樣不僅不能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)書本知識(shí)的理解，培訓(xùn)其基本的實(shí)驗(yàn)技能，更罔顧要培養(yǎng)學(xué)生從事科研工作的能力了。

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容超前于理論課。許多高校中普遍存在著實(shí)驗(yàn)內(nèi)容超前于理論課的情況，學(xué)生還沒有相關(guān)的理論基礎(chǔ)，就要開始這方面的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果只能是依葫蘆畫瓢，草草地完成實(shí)驗(yàn)了事。沒有相關(guān)的理論知識(shí)支撐，老師需要花費(fèi)很多時(shí)間去講解實(shí)驗(yàn)原理，但是受到實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，老師不可能講解的非常詳細(xì)，因此學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)也只能是一知半解，大大降低了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，從而也降低了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

二、物化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)措施

1.嚴(yán)把預(yù)習(xí)關(guān)。為了讓實(shí)驗(yàn)課真正地發(fā)揮作用，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)進(jìn)行了強(qiáng)化。首先，在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前對(duì)預(yù)習(xí)報(bào)告進(jìn)行檢查，其內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)的目的、原理、儀器和試劑、操作步驟、數(shù)據(jù)記錄表格、注意事項(xiàng)等，并要求學(xué)生將預(yù)習(xí)過程中不明白的地方提出來，并將預(yù)習(xí)報(bào)告打分記入總成績(jī)。為了進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的熟悉程度，課堂講授時(shí)，我們還以提問的方式再次檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，從而啟發(fā)學(xué)生的思維，這樣做的結(jié)果不僅加大了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度，還提高了學(xué)生的積極性以及對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，實(shí)驗(yàn)課程不僅能夠順利完成，而且還縮短了學(xué)時(shí)。

2.更新部分儀器設(shè)備。為了使基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容更好地適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在學(xué)校資助下，我們更新了一批陳舊落后的儀器。比如將貝克曼溫度計(jì)換成了數(shù)字式精密溫差測(cè)量?jī)x，大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)貝克曼溫度計(jì)的時(shí)間，而且讀數(shù)方便，數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性也提高了。在凝固點(diǎn)降低測(cè)定物質(zhì)摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，我們購置了一體化的凝固點(diǎn)測(cè)定裝置，攪拌速度容易控制而且攪拌均勻，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性大大提高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較接近于文獻(xiàn)值。新儀器設(shè)備的投入使用，大大縮短了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，提高了實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，同時(shí)也使學(xué)生從中感受到了科技的進(jìn)步對(duì)獲取知識(shí)的重要性。

3.更新實(shí)驗(yàn)教材。每一所院校所購置的儀器都不盡相同，而且儀器也在不斷地更新，因此一本實(shí)驗(yàn)教材并不是通用的。我們實(shí)驗(yàn)課題組的老師根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室所擁有的儀器設(shè)備編寫了特色鮮明的物化實(shí)驗(yàn)教材，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器設(shè)備相配套，從而避免了學(xué)生使用其他教材導(dǎo)致的預(yù)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際操作脫節(jié)的問題。

4.多媒體教學(xué)及Origin數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用。傳統(tǒng)的物化實(shí)驗(yàn)教學(xué)均是教師處于主動(dòng)地位，大大降低了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣，而且物化實(shí)驗(yàn)課采用的是大循環(huán)的方式，還存在部分實(shí)驗(yàn)超前理論課教學(xué)的情況，再加上實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的限制，課堂上老師不可能把每個(gè)實(shí)驗(yàn)都從頭到尾詳細(xì)地講解一遍，因而無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。而多媒體技術(shù)具有強(qiáng)大的信息傳播功能，在教學(xué)方面展現(xiàn)出了新的應(yīng)用前景。多媒體課件的使用不僅可以節(jié)省課堂板書時(shí)間，而且課堂容量大，教師可以在課堂上給學(xué)生講授更多的知識(shí)，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理也是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)不可缺少的一部分，但是目前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法落后，大多還是采用坐標(biāo)紙手工作圖，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且誤差較大，這將不可避免地影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。而采用Origin軟件來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不僅可以減少手工處理數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，而且能減少數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的人為誤差。

5.期末考核制度的改革。對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行期末考核是本課程不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的考核方式中，我們主要是采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告占70%，筆試占30%的考核方法。由于占70%的實(shí)驗(yàn)報(bào)告足以讓學(xué)生及格，因此大多數(shù)學(xué)生根本不重視筆試。于是我們改革了考核辦法。方法如下：期末成績(jī)=實(shí)驗(yàn)報(bào)告×40%+課堂表現(xiàn)×60%。其中課堂表現(xiàn)包括實(shí)驗(yàn)操作能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)真程度、預(yù)習(xí)報(bào)告、是否遵守實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律等四個(gè)方面來進(jìn)行考核。實(shí)驗(yàn)報(bào)告則根據(jù)是否按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、內(nèi)容是否完整、數(shù)據(jù)處理是否正確、是否存在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲等進(jìn)行分段評(píng)分。雖然去掉了筆試環(huán)節(jié)，但由于課堂表現(xiàn)都是現(xiàn)場(chǎng)打分，且降低了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的比例，因此大大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度，有助于加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

目前對(duì)于物化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革我們已經(jīng)取得了初步的成果，提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度，激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，但是我們應(yīng)該意識(shí)到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，比如，我們還需要將部分科研成果融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中（關(guān)于這一點(diǎn)有部分院校已經(jīng)實(shí)現(xiàn)），增加綜合性實(shí)驗(yàn)所占的比例等，以便進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及將來獨(dú)立從事科學(xué)研究工作的能力。

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