遞進式物理化學(xué)實驗改革與探索

劉棟 李躍華 崔文權(quán)

摘 要：該文以物理化學(xué)實驗現(xiàn)狀為出發(fā)點，探討了河北聯(lián)合大學(xué)在物理化學(xué)實驗方面所進行的教學(xué)改革，提出了多層次多模塊的遞進式教學(xué)改革基本思路及具體措施，以提高實驗教學(xué)質(zhì)量和效率，增強學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞：物理化學(xué)實驗 遞進式 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0207-01

物理化學(xué)實驗是理工類院校中面向化學(xué)、化工、材料和冶金等專業(yè)的一份重要實驗課程，是物理化學(xué)課程教學(xué)的重要組成部分。該課程在培養(yǎng)合格的化學(xué)、化工、材料等專業(yè)人才方面起著極其重要的作用。目前國內(nèi)大部分理工類高校中物理化學(xué)實驗教學(xué)模式單一，學(xué)時偏少，且數(shù)據(jù)處理手段落后，對其進行全面改革勢在必行。我校物理化學(xué)實驗面向化學(xué)工程與工藝、化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、冶金工程、高分子材料與工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等13個專業(yè)，其中理科學(xué)生安排32實驗課時，工科學(xué)生安排27實驗課時。物理化學(xué)實驗課程知識體系既要符合省級精品課程的基本要求，又要協(xié)調(diào)好各個專業(yè)知識需要，并能體現(xiàn)出一定的專業(yè)特色，既要保留經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容，又要體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。該文以河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院物理化學(xué)實驗改革為切入點，提出遞進式實驗教學(xué)模式改革。

1 教學(xué)模式的改革

為了改變傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容，強化培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)目的，我們建立了“三個層次、四個模塊”的遞進式教學(xué)體系，使學(xué)生得到基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新能力等多層次的培養(yǎng)。我們將基礎(chǔ)驗證性實驗列為第一層次，通過基礎(chǔ)驗證實驗的訓(xùn)練，使學(xué)生熟練掌握物理化學(xué)實驗課程的基礎(chǔ)知識，為更高層次的培養(yǎng)打下堅實基礎(chǔ)；綜合性實驗作為第二層次，在第一層次的基礎(chǔ)上，更側(cè)重于物理化學(xué)相關(guān)原理的綜合應(yīng)用，進一步深化第一層次掌握的基礎(chǔ)知識，同時培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力；遞進式教學(xué)體系的最高層次為創(chuàng)新性實驗，這個層次是在學(xué)生對物理化學(xué)基本原理熟練掌握的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)新內(nèi)容，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗并嘗試解決工程或生活中的實際問題。和以上三個層次相對應(yīng)，我們將實驗內(nèi)容分為四個模塊，即基礎(chǔ)性模塊（第一層次），綜合性模塊（第二層次），創(chuàng)新性模塊和拓展性模塊（第三層次）。

通過物理化學(xué)實驗進一步的教學(xué)改革，一方面強調(diào)實驗技能上更具綜合性，實驗操作上更具獨立性，實驗過程中可以給學(xué)生提供大量的思考、交流機會等特點，是鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問題的能力；另一方面強調(diào)教師指導(dǎo)下的學(xué)生針對所學(xué)專業(yè)自主創(chuàng)新實踐，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和意識、激發(fā)學(xué)生對科研的濃厚興趣能明顯提高畢業(yè)論文過程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析解決問題的能力，建立培養(yǎng)綜合應(yīng)用型高素質(zhì)人才的實踐教學(xué)模式。

2 教學(xué)改革的內(nèi)容

2.1 更新實驗內(nèi)容，提高綜合性、創(chuàng)新性和拓展性實驗比例

在以往的實驗教學(xué)體系中驗證性的基礎(chǔ)實驗占有很大的比重，其中有很大一部分操作簡單并且重復(fù)性高。對于這類實驗，我們在保證學(xué)生掌握基本操作技能的基礎(chǔ)上對其進行合并重組刪減，并制成仿真軟件作為網(wǎng)絡(luò)資源共享；該校化工學(xué)院大部分教師從事科研工作，我們也鼓勵教師將與物理化學(xué)相關(guān)的科研項目轉(zhuǎn)化成創(chuàng)新拓展型實驗課題，由學(xué)生申請參與，從而開拓學(xué)生的視野，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力；建立創(chuàng)新實驗室，按周期發(fā)布一定數(shù)量的實驗項目，同時也鼓勵學(xué)生申報“河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃”，申請創(chuàng)新基金，利用物理化學(xué)實驗室以及教師科研室的設(shè)備條件進行自主創(chuàng)新活動，采用學(xué)生獨立設(shè)計為主，教師指導(dǎo)為輔的模式，為學(xué)生提供創(chuàng)新拓展的空間。

2.2 “因材施教”推進實驗內(nèi)容的完善

我校在化學(xué)工程與工藝、化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、冶金工程、高分子材料與工程、環(huán)境工程、材料科學(xué)與工程等13個專業(yè)開設(shè)了物理化學(xué)實驗課。對于不同專業(yè)，以往采用相似的教學(xué)計劃，區(qū)分度很差。為了提高不同專業(yè)的針對性，我們根據(jù)專業(yè)特點，在更新教學(xué)內(nèi)容的同時，針對不同專業(yè)調(diào)整實驗內(nèi)容的側(cè)重點，建立有專業(yè)特色的針對性實驗方案。此外，針對不同的實驗內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法。比如：對于第一層次的基礎(chǔ)性實驗采用歸納法，在講授基礎(chǔ)實驗過程的同時，將前人的經(jīng)驗及問題穿插其中，而后進行討論；而對于第三層次的創(chuàng)新拓展性實驗，采用啟發(fā)式教學(xué)，對專業(yè)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的實際問題設(shè)置問題，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻尋找解決方案并驗證方案的正確性。同時對于有自主學(xué)習(xí)要求且具有較好基礎(chǔ)的學(xué)生，可施以適當?shù)囊龑?dǎo)和培養(yǎng)。

2.3 利用計算機和網(wǎng)絡(luò)推進實驗手段的革新

為了更有效地提高實驗效率，需要利用計算機和網(wǎng)絡(luò)的便利性推進實驗革新。我們的具體做法是：首先，推廣運用仿真實驗手段，推進仿真實驗和實際實驗的結(jié)合，有效縮減簡單重復(fù)實驗所占用的大量學(xué)時，從而使學(xué)生有足夠時間參與創(chuàng)新拓展型實驗；其次，在實驗數(shù)據(jù)處理方面，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生使用origin等數(shù)據(jù)處理軟件，提高數(shù)據(jù)處理的效率及準確性；另外，利用學(xué)校實驗課程管理系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)上排課，建立實驗開放預(yù)約系統(tǒng)，實現(xiàn)教師與學(xué)生網(wǎng)上互動。

2.4 構(gòu)建多主體多維度的教學(xué)質(zhì)量評價體系

為了對實驗教學(xué)改革的成果進行準備評價，必須建立多主體多維度的評價體系。

（1）構(gòu)建多主體的教學(xué)質(zhì)量評價體系。以往實驗教師的教學(xué)質(zhì)量好壞一般由督導(dǎo)組專家通過學(xué)生上交的實驗報告及實驗成績判定，這種評定方式會由于專家專業(yè)的不同以及信息量的問題而產(chǎn)生偏頗。

（2）構(gòu)建多維度的教學(xué)質(zhì)量評價體系。傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗體系中由于過于強調(diào)基本操作技能的學(xué)習(xí)，在學(xué)生成績的評價體系中也是以基本技能為主，主要通過實驗操作和實驗報告體現(xiàn)。為了配合實驗內(nèi)容的革新，評價體系也做了相應(yīng)的調(diào)整，從三個層次的實驗內(nèi)容綜合評價學(xué)生的能力，并更加重視學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3 結(jié)語

綜上所述，物理化學(xué)實驗教學(xué)改革是近年來理工類高校一直努力推進的工作，我們所建立的遞進式實驗教學(xué)模式符合物理化學(xué)實驗教學(xué)的基本規(guī)律，在鍛煉學(xué)生基本實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上，循序漸進地提高學(xué)生的綜合能力，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了良好的平臺。

參考文獻

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