基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教剿?/h1>

2015-04-09 06:21:10陳萍華蔣華麟舒紅英鄒建平鐘勁茅吳美鳳

實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)訂閱 2015年1期 收藏

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)模式

陳萍華，蔣華麟，舒紅英，鄒建平，鐘勁茅，吳美鳳，王 芊

(南昌航空大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，南昌 330063)

基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教剿?/p>

陳萍華，蔣華麟，舒紅英，鄒建平，鐘勁茅，吳美鳳，王 芊

(南昌航空大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，南昌 330063)

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。以提高學(xué)生興趣和科研創(chuàng)新能力為目標(biāo)，針對(duì)南昌航空大學(xué)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方式及實(shí)驗(yàn)考核等方面進(jìn)行了探索，構(gòu)建了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)→綜合性→設(shè)計(jì)性→開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)” 循序漸進(jìn)教育模式，通過(guò)基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的教學(xué)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

物理化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新；探索

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，不僅能加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的理解、掌握實(shí)驗(yàn)基本操作技能，而且，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力[1-3]。隨著新時(shí)期化學(xué)、化工專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的發(fā)展，高校作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基地，正在改變傳統(tǒng)傳授知識(shí)的教育模式，轉(zhuǎn)變?yōu)楦幼⒅嘏囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新精神[4]。

南昌航空大學(xué)從物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系優(yōu)化、教學(xué)方法的改革及考核體系的完善等方面進(jìn)行了基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索與實(shí)踐，構(gòu)建了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)→綜合性→設(shè)計(jì)性→開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)” 循序漸進(jìn)教育模式。

1 轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，整個(gè)實(shí)驗(yàn)按教材或教師預(yù)先設(shè)計(jì)的步驟和方案進(jìn)行，學(xué)生被動(dòng)參與，這樣不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門理論性、實(shí)踐性和技術(shù)性都很強(qiáng)的課程，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更側(cè)重于定量地解釋化學(xué)過(guò)程的規(guī)律，提高運(yùn)用其技術(shù)與方法去分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法，使綜合能力得到提高[5]。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)未來(lái)化學(xué)工作者的教育中，占有特別重要的地位，對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力起著理論教學(xué)無(wú)法替代的作用[6]。

2 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程體系及優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

俗話說(shuō)“萬(wàn)丈高樓平地起”，扎牢基礎(chǔ)，利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。我們構(gòu)建了循序漸進(jìn)型的物理化學(xué)實(shí)踐課程體系“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)→綜合性→設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)”，利于提高大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)，按照已擬定的實(shí)驗(yàn)方案測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)原理和方法科學(xué)地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有一個(gè)較直觀和深刻的理解[7]；綜合實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)及研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。學(xué)生掌握不同層次的實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)驗(yàn)技能，初步建立起研究科學(xué)問(wèn)題的方法和態(tài)度[8]。

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是南昌航空大學(xué)的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)春曉班及材料化學(xué)專業(yè)等的基礎(chǔ)課程。以春曉班為例，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行，是一門單獨(dú)設(shè)立的實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、界面現(xiàn)象、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)(表面活性劑的臨界膠束濃度的測(cè)定及影響分析)、探索研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)(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(cè)定研究)等組成。其中基礎(chǔ)性、綜合性實(shí)驗(yàn)為40學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)性、開(kāi)放探索性實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)。

3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及教學(xué)方法

向?qū)W生開(kāi)放物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要舉措之一[9]。開(kāi)放物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)模式，鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生接觸到科研前沿的很多最新的成果，從而從根本上引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣和重視[10]。

傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)過(guò)程中，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理都進(jìn)行了詳細(xì)講解，學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性得不到充分發(fā)揮[11]。為此，我們將實(shí)驗(yàn)的順序調(diào)整為：“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)→綜合性→設(shè)計(jì)性→開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)”。在第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)給定設(shè)計(jì)性和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)題目，隨后學(xué)生先做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，在課后根據(jù)自己選定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目積極地查找文獻(xiàn)，尋找合適的方法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，如果在課內(nèi)沒(méi)有完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以與老師預(yù)約時(shí)間來(lái)進(jìn)行未完成的實(shí)驗(yàn)。逐步推行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，重在吸引學(xué)生主動(dòng)參與科研實(shí)踐活動(dòng)。

還充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用。將一些儀器設(shè)備的操作、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)制成多媒體視頻；鼓勵(lì)學(xué)生用計(jì)算機(jī)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，利用 Excel或Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理不但速度快而且準(zhǔn)確性高，規(guī)范物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程，為學(xué)生將來(lái)從事實(shí)驗(yàn)或科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)[12-13]。

4 完善實(shí)驗(yàn)課程考核體系

為了較為客觀全面地評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的真實(shí)水平，必須完善實(shí)驗(yàn)課成績(jī)?cè)u(píng)定方式。考核內(nèi)容包括預(yù)習(xí)、操作、紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等；將考核的形式多樣化，主要從操作前的提問(wèn)、操作是否規(guī)范、是否有原始記錄、對(duì)自己方案的可行性進(jìn)行論證及可視化總結(jié)等方面進(jìn)行綜合考核?？陀^全面的考核評(píng)價(jià)體系有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其綜合能力，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度。

5 學(xué)生培養(yǎng)成果

近年來(lái)我院本科生在國(guó)家級(jí)科研創(chuàng)新大賽中屢創(chuàng)佳績(jī)，例如：在2012年第十二屆全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”比賽中，聶珊珊等同學(xué)《磁性銅離子印跡聚合物的合成與性能研究》獲得三等獎(jiǎng)；在2013年第十三屆全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”比賽中，冷樂(lè)輝等同學(xué)《新型復(fù)合光催化劑的合成及光催化降解有機(jī)染料性能研究》獲得一等獎(jiǎng)；李蕾等同學(xué)《廢棄鋰離子中鈷酸鋰的高效浸出技術(shù)研究》獲得三等獎(jiǎng)。這些成果大部分都與物理化學(xué)的知識(shí)息息相關(guān)，基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對(duì)學(xué)生科研興趣的激發(fā)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了積極的作用。

6 結(jié)束語(yǔ)

加強(qiáng)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，更新教育理念，從物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系優(yōu)化、教學(xué)方法的改革及考核體系的完善等方面入手，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)行“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)→綜合性→設(shè)計(jì)性→開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)” 循序漸進(jìn)教育模式，基礎(chǔ)與創(chuàng)新并重，重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程，建立科學(xué)的全面的考核評(píng)價(jià)體系，改善教學(xué)效果，利于把基礎(chǔ)扎牢，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和科研創(chuàng)新能力。

[1]李國(guó)斌,陳勇.《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2013,11(4):72-74.

[2]李浩,張喜斌,金真,等.地方高校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(10):114-115.

[3]陳阿娜,杭志喜,王嵐嵐,等.物理化學(xué)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011,28(10):125-127.

[4]劉淑珍,訾學(xué)紅,陳永寶.物理化學(xué)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的探索與實(shí)踐——以“食用醋的鑒別”項(xiàng)目為例[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2013(15):41-42.

[5]張鵬，李凱慧.加強(qiáng)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生綜合能力[J].許昌學(xué)院學(xué)報(bào)，2013,32(2):144-146.

[6]杜春芳,蘇毅國(guó),劉志亮.物理化學(xué)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013(1):34-35.

[7]張國(guó)艷,金為群,王嵐.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013,32(6):329-331.

[8]曹靜,林海莉,張玉洲.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的多層次設(shè)計(jì)與學(xué)生的能力培養(yǎng)[J].廣州化工，2013,41(3):148-149.

[9]張虎成,李苞.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013,16(4):50-52,55.

[10]周薇薇,趙旺,趙星.高校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的弊端與其開(kāi)放教學(xué)模式的探索[J].中國(guó)電力教育，2013(34):162-163.

[11]周艷軍，張啟儉，齊平，等.提升學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑的探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28(7)：218-220.

[12]段海婷，陳星星.利用Excel軟件處理物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2013,5(7)：79-80.

[13]楊海燕,李穎嬌,劉玉琛.網(wǎng)絡(luò)時(shí)代物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革[J].化學(xué)教與學(xué)，2013(3):25-26.

Exploration of Teaching Model for Physical Chemistry Experiment Laying Equal Stress on Basis and Innovation

CHEN Pinghua, JIANG Hualin, SHU Hongying, ZOU Jianping, ZHONG Jinmao, WU Meifeng, WANG qian

(Department of Environmental and Chemical Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China)

Physical chemistry experiment plays a significant role in fostering students’ practical ability. In order to improve the students’ interest and innovation of research, the areas of the experiment, teaching method and the experimental appraisal were studied and explored. The progressive education model that is “basis experiments→ comprehensive experiments → design experiments → open experiments” is structured. This model lays the equal stress on both basis and innovation.

physical chemistry; experimental teaching; research innovation; exploration

2014-03-27

國(guó)家基金資助項(xiàng)目(51368044)； 江西省教育廳基金資助項(xiàng)目(DB201302154)；江西省教改課題資助項(xiàng)目(JXJG-12-7-19)；江西省教改課題資助項(xiàng)目( JXJG-12-7-15)；南昌航空大學(xué)校教改課題: “一體化、多層次”的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心管理新模式的研究與實(shí)踐”資助項(xiàng)目。

陳萍華(1979 -), 女,碩士，講師, 主要從事物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)與管理工作。

G642.423;O64

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.044

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