基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的獨(dú)立學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

陳 芳，程翠霞，孫靜俞

(1.湖北師范大學(xué)文理學(xué)院，湖北 黃石 435003； 2.湖北師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，湖北 黃石 435002)

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的獨(dú)立學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

陳 芳1，2，程翠霞2，孫靜俞2

(1.湖北師范大學(xué)文理學(xué)院，湖北 黃石 435003； 2.湖北師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，湖北 黃石 435002)

對物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革進(jìn)行探究，針對獨(dú)立學(xué)院創(chuàng)新人才培養(yǎng)特點(diǎn)和學(xué)生生源質(zhì)量特點(diǎn)，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容體系，更新部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)制作了實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力。

創(chuàng)新能力；獨(dú)立學(xué)院；物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)

獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)的主要是應(yīng)用型人才，培養(yǎng)的學(xué)生不僅要了解企業(yè)市場的需求，更要掌握整個行業(yè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，這就要求獨(dú)立學(xué)院在人才培養(yǎng)上不僅要注意學(xué)科知識體系的系統(tǒng)性、完整性，還要注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神及學(xué)生的實(shí)踐能力[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)的獨(dú)立的課程，綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支學(xué)科需要的基本研究技術(shù)和研究方法[2]。據(jù)調(diào)查，目前我國許多高校，尤其是獨(dú)立學(xué)院的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多仍在沿用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教材，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，研究性實(shí)驗(yàn)少[3]，不能適應(yīng)當(dāng)前培養(yǎng)學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力的需要。另外受生源質(zhì)量的影響，獨(dú)立學(xué)院學(xué)生對理論性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏興趣，受實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)條件的限制，學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練也不夠，所以在獨(dú)立學(xué)院探討物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行。

近年來，國內(nèi)許多高校對物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革進(jìn)行了有益的探索和研究，如北京大學(xué)改革物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)時分配，增加了部分設(shè)計實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)[4]；同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)提出了多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教改方案等[5]。本文結(jié)合湖北師范大學(xué)文理學(xué)院在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面開展的相關(guān)工作，探討了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的內(nèi)容，期望能夠?yàn)樾聲r期獨(dú)立學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革提供一些可行的參考建議。

1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系

根據(jù)獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)特點(diǎn)及學(xué)生實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，制定適合獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)需要的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系。由于獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，有些學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱，實(shí)驗(yàn)技能比較差，因此要確立不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。第一層次是基本技能訓(xùn)練，使學(xué)生熟練掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能。第二層次是綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)，利用現(xiàn)代儀器及計算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)條件，并處理數(shù)據(jù)。第三層次是研究設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。第四層次是學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可根據(jù)自身的需要和興趣自主安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)課真正體現(xiàn)基礎(chǔ)、綜合、能力多層次的教學(xué)模式。注意反映學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及學(xué)科前沿，注重引入與其他學(xué)科交叉的綜合性實(shí)驗(yàn)，注重體現(xiàn)現(xiàn)代化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方法。結(jié)合專業(yè)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計能力和實(shí)際動手能力作為實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的目標(biāo)。

2 更新部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

對實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備進(jìn)行更新和補(bǔ)充。利用新的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，改變傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備操作步驟煩瑣的問題，對實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟進(jìn)行更新。如電動勢的測定一般采用UJ-25型電位差計，儀器的操作煩瑣復(fù)雜且費(fèi)時，用數(shù)字式電位差計替代UJ-25等傳統(tǒng)儀器，不僅使用方便、直觀清晰、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，還可大大縮短實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間，讓學(xué)生有更多的時間和精力思考如何根據(jù)測量電動勢的應(yīng)用方法設(shè)計實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，調(diào)動他們的積極性，培養(yǎng)學(xué)生積極探索精神和開拓思維能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還嘗試綜合無機(jī)或有機(jī)化合物的制備、分離、提純、物理化學(xué)性質(zhì)的測試、結(jié)構(gòu)表征等實(shí)驗(yàn)手段，更新綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如配合物的制備及表征，碳納米管催化合成乳酸正丁酯及性能測試等內(nèi)容已增設(shè)在學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)中。

設(shè)計性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新則結(jié)合學(xué)科研究的最新成果和教師的科研課題，如電導(dǎo)法測定電解質(zhì)溶液活度系數(shù)、電池材料的制備等內(nèi)容都是將教師的科研成果轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。另外也鼓勵學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活，學(xué)會將枯燥的理論知識與現(xiàn)實(shí)生活中的一些現(xiàn)象聯(lián)系起來，自行設(shè)計貼近我們生活的實(shí)驗(yàn)。探討將化學(xué)與生物、環(huán)境等學(xué)科聯(lián)系，開發(fā)學(xué)科之間交叉、與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法，這需要在教學(xué)實(shí)施中不斷修改和完善。

3 開發(fā)制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目的之一就是使學(xué)生掌握物理化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能，為后續(xù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)以及科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。但在具體實(shí)施物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，會遇到一些問題，比如：由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)所涉及的儀器較多，且不同實(shí)驗(yàn)所涉及的儀器也不同，學(xué)生對儀器不熟悉且缺乏直觀的認(rèn)知，給學(xué)生預(yù)習(xí)和教師的教學(xué)增加了難度。實(shí)驗(yàn)中使用的儀器套數(shù)有限，許多實(shí)驗(yàn)需要2～3人共用一套儀器完成實(shí)驗(yàn)，在有限的實(shí)驗(yàn)課時內(nèi)，不能保證每個學(xué)生都能熟練掌握實(shí)驗(yàn)儀器的操作。有些實(shí)驗(yàn)儀器并不是通用的，只在特定的實(shí)驗(yàn)中使用，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后容易忘記其操作方法。我們通過制作“物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻”改變教學(xué)方式，將視頻課件發(fā)布到網(wǎng)上，方便學(xué)生隨時觀看和學(xué)習(xí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時也可隨時播放視頻課件，詳細(xì)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的方法，防止因?yàn)閮x器操作不當(dāng)或操作錯誤導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。實(shí)驗(yàn)中遇到問題，學(xué)生也可通過觀看視頻自行想辦法解決，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行有實(shí)際的幫助。學(xué)生在以后參加各類實(shí)驗(yàn)競賽或參加考研復(fù)試時，對照實(shí)驗(yàn)視頻課件可自行復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)儀器的操作方法。充分利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等手段，展示制作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)視頻課件，使學(xué)生通過虛擬、仿真實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，起到很好的預(yù)習(xí)和鞏固實(shí)驗(yàn)知識的效果，還可有效解決實(shí)驗(yàn)課時少、實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量少的問題，提高學(xué)習(xí)效率。

4 樹立以學(xué)生為本，以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)不僅需要教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，還需要教師教育觀念、教學(xué)方式、教學(xué)手段等的更新，教學(xué)中要以學(xué)生為主體，盡最大可能挖掘?qū)W生的潛能。如在學(xué)生掌握了氧彈法測定燃燒熱的實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，可讓學(xué)生自行設(shè)計液體燃燒熱的測定方法，利用測定苯、環(huán)已烯、環(huán)已烷的恒容燃燒熱數(shù)據(jù)計算苯分子的共振能[6]，使學(xué)生通過熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)將熱力學(xué)數(shù)據(jù)與一定的結(jié)構(gòu)化學(xué)概念聯(lián)系；還可以讓學(xué)生了解利用氧彈法可測煤的發(fā)熱量，通過發(fā)熱量的高低分析煤質(zhì)的好壞。注意將創(chuàng)新意識全面系統(tǒng)地貫穿到各個教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生追求創(chuàng)造、探求新奇的意識和敢冒風(fēng)險、不怕挫折的精神，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)能適應(yīng)獨(dú)立學(xué)院創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，為適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展需要，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

[1] 肖立容，朱柳.獨(dú)立學(xué)院制訂人才培養(yǎng)方案的思考[J].求知導(dǎo)刊，2016，(08)：69-71.

[2] 錢維蘭，葉亞平，顧聰.淺談物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)對學(xué)生能力的培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26(60)：100-101.

[3] 康慧玨，孫鳳琴.高職高專化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀與對策[J].齊齊哈爾師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2007，99(5)：140-141.

[4] 賀德華，麻英.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢與改革探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，23(3)：13-15.

[5] 甘禮華，陳龍武，錢君律.多層次物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的再思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2002，21(6)：8-16.

[6] 陳芳.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2013.

Studyonphysicalandchemistryexperimentteachingreformofindependentcollegesbasedonthetrainingofinnovationability

CHEN Fang1,2, CHENG Cui-xia2, SUN Jing-yu2

(1.College of Liberal Arts, Hubei Normal University, Huangshi 435003, China; 2.College of Chemical and Engineering, Hubei Normal University, Huangshi 435002, China)

In this paper, the reform of physical chemistry experiment course has been explored for characteristics of innovative talents cultivation of independent colleges and students’ quality, so as to optimize the teaching content system, update the part of the experiment teaching content, develop and product experimental instructional videos, so as to stimulate students’ autonomy and creativity, and cultivate students’ innovative ability and practical ability by taking students as the objects.

Innovation ability; Independent college; Physical and chemistry experiment

G647.2

： A

： 1674-8646(2017)15-0142-02

2017-05-06

湖北省教育廳教學(xué)研究項目(2015478)

陳芳(1964-)，女，副教授。