物理化學(xué)實驗教學(xué)改革初探

摘 要：文章初步探討了近年來我院在物理化學(xué)實驗教學(xué)管理及實驗設(shè)備方面進(jìn)行的改革，提出了進(jìn)一步深化物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的思路。

關(guān)鍵詞：物理化學(xué) 實驗教學(xué) 教學(xué)改革

化學(xué)實驗是實踐性很強的課程，是傳授知識、技能、訓(xùn)練科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)精神和品質(zhì)，全面實施化學(xué)教育的最有效形式［１，２］，在化學(xué)教育中起著重要的作用。物理化學(xué)實驗是教育部規(guī)定獨立開設(shè)的一門實驗課程［３］，它要求從事科學(xué)研究和從事化學(xué)教育的各類人才必須具備完整全面的知識及各種技能，知識可以通過學(xué)習(xí)獲得，各種技能要通過嚴(yán)格的訓(xùn)練才能掌握。當(dāng)代高校的教育不僅要傳授知識，更要注重各種技能的訓(xùn)練。

一

物理化學(xué)實驗教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握物理化學(xué)理論知識及相應(yīng)的操作技能，培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)他們將理論應(yīng)用于實踐的能力，具有物理化學(xué)理論教學(xué)不可取代的作用；是物理化學(xué)課程教學(xué)的重要組成部分；是一門獨立的實踐性及技術(shù)性很強的課程；是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和科學(xué)研究能力的重要實踐環(huán)節(jié)；在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合能力上發(fā)揮著重要的作用。然而在部分高校，物理化學(xué)實驗教學(xué)仍然沒有得到足夠的重視，認(rèn)為實驗教學(xué)是理論教學(xué)的輔助部分，是對理論教學(xué)的驗證。在這種教學(xué)理念的指導(dǎo)下，投入不足導(dǎo)致儀器設(shè)備陳舊、數(shù)量不足，教學(xué)程序簡單化，不能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，綜合能力的培養(yǎng)。要徹底改變這種狀況，就必須進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理秩序等方面的系統(tǒng)改革。本文介紹了我院物理化學(xué)實驗課進(jìn)行的一些改革，探討進(jìn)一步深化物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的思路。

1.增加新的精密儀器及設(shè)備，改善實驗教學(xué)條件。

近幾年隨著我院的發(fā)展，我們使用世行貸款購進(jìn)了一些新的儀器及新設(shè)備，并使用到實驗中來。在許多物理化學(xué)實驗中，傳統(tǒng)的測溫、測壓儀器都是大量含汞的儀器。如在測定液體飽和蒸汽壓實驗中使用的U型管水銀壓力計、測量凝固點下降實驗中使用的貝克曼溫度計、測量大氣壓實驗中使用的水銀氣壓計等。水銀是有毒有害的物質(zhì)，實驗過程中一旦操作不慎，發(fā)生泄漏，會造成污染，危害教師和學(xué)生的健康。為此，我們購進(jìn)了新型的測溫測壓儀器，用數(shù)字式精密溫差測量儀取代了原有的貝克曼溫度計，用數(shù)字式低真空測壓儀取代了原有的U型管水銀壓力計，用數(shù)字式氣壓計取代了水銀氣壓計。它們的特點是采用新型傳感技術(shù)，精確度高、穩(wěn)定性好、無污染。這些儀器的使用不僅解決了實驗室的汞污染問題，而且操作簡單、讀數(shù)清晰、測量精度高，使得整個物理化學(xué)實驗的測溫測壓手段更方便安全。此外，有許多實驗（如燃燒熱的測定實驗）利用計算機在線測定和處理實驗數(shù)據(jù)。

2.改進(jìn)舊的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果。

改進(jìn)舊的教學(xué)模式已是形勢所迫，勢在必行。物理化學(xué)實驗所用到的儀器、設(shè)備具有數(shù)量多、投資大等特點，國內(nèi)大部分高校都受到儀器、設(shè)備數(shù)量的限制，在同一時間里開設(shè)同一個物理化學(xué)實驗存在一定的困難，多采用在同一時間里開設(shè)多個實驗，然后再進(jìn)行輪換。這樣做會導(dǎo)致兩個方面的不良后果：首先，會造成教師投入嚴(yán)重不足，不能很好地輔導(dǎo)學(xué)生。其次，給學(xué)生對實驗內(nèi)容的預(yù)習(xí)帶來了很多不便。由于在一學(xué)期內(nèi)要做完那么多實驗，勢必要在開學(xué)后的很短時間內(nèi)就要開設(shè)好幾個實驗，有些實驗的理論知識學(xué)生還沒有學(xué)到，就要進(jìn)行操作，這樣在實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)上學(xué)生只能是走馬觀花，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。目前我們采用延長做實驗的時間，由原來的一學(xué)期改為兩學(xué)期；其次實行了小循環(huán)實驗，即每四個實驗內(nèi)容為一個單元，然后進(jìn)行輪換，這樣做可部分克服以前存在的問題，增加了學(xué)生做實驗的興趣，提高了教學(xué)效果。

3.加強學(xué)生對實驗前的預(yù)習(xí)工作。

實驗前預(yù)習(xí)與否及預(yù)習(xí)的程度，對實驗?zāi)芊耥樌M(jìn)行起著關(guān)鍵性作用。如果實驗前不進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，對實驗步驟、儀器及設(shè)備的結(jié)構(gòu)操作規(guī)程及注意事項等一無所知，在實驗過程中就會手腳忙亂，造成儀器使用不當(dāng)，或不能及時記錄實驗數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致實驗失敗。為了保證實驗的順利進(jìn)行，我們大力加強實驗前的預(yù)習(xí)工作，要求每個學(xué)生在做實驗前必須認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)報告，由指導(dǎo)教師檢查簽字確認(rèn)后，方可進(jìn)入實驗室。讓學(xué)生在實驗前知道實驗過程中該做什么不該做什么，做到心中有數(shù)，為保證實驗順利有序地進(jìn)行打下堅實的基礎(chǔ)。

4.進(jìn)一步加強實驗成績的考核制度。

為了促進(jìn)物理化學(xué)實驗教學(xué)水平的更進(jìn)一步提高，針對以往對實驗成績的考核只憑實驗報告的書寫整齊程度和理論考試成績來評定的弊端，近年來對物理化學(xué)實驗課成績的考核做了如下改革：第一制定了“物理化學(xué)實驗學(xué)生成績考核細(xì)則與評分標(biāo)準(zhǔn)”，明確實驗成績考核的具體內(nèi)容為預(yù)習(xí)、操作的熟練程度、紀(jì)律、安全、實驗報告、操作考試、理論考試七部分及各部分所占的比例。第二實行實驗教學(xué)過程階段性考試，主要對基本原理、基本操作、基本技能的現(xiàn)場抽題考試，抽題是由學(xué)生本人隨機抽簽，有筆試、口試、現(xiàn)場操作三種形式。通過以上改革，避免了以往只憑實驗報告評定成績的弊端，使實驗教學(xué)的考核趨向科學(xué)化，有利于規(guī)范實驗教學(xué)的管理。

5.增加設(shè)計和綜合性實驗，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。

驗證性實驗可以使學(xué)生對所學(xué)的理論知識有更直接的感性認(rèn)識和加深記憶的作用。但單純的驗證性實驗往往使學(xué)生處于一個被動的位置上，創(chuàng)造性思維受到一定限制，通過增加設(shè)計和綜合性實驗，學(xué)生的主觀能動性得到充分的發(fā)揮，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

二

經(jīng)過幾年來對實驗教學(xué)的不斷改革，物理化學(xué)實驗教學(xué)目前有了較大的改觀，學(xué)生的實驗動手能力和研究能力有了較大提高，大大地增加了學(xué)生的興趣，教學(xué)效果明顯。今后還要繼續(xù)加大實驗教學(xué)方面的改革，主要從以下幾個方面進(jìn)行改革：

1.加大對實驗室建設(shè)的投資力度，進(jìn)一步改變教學(xué)條件。

雖然我院的物理化學(xué)實驗教學(xué)條件在近年來有了很大改善，但還是不能滿足國家教委規(guī)定的一人一組的要求。以后我們要逐漸加大對實驗室建設(shè)的投資力度，徹底改變兩人一組甚至多人一組的現(xiàn)狀。

2.進(jìn)一步完善實驗教學(xué)內(nèi)容，注重能力培養(yǎng)。

物理化學(xué)實驗課程的內(nèi)容應(yīng)該達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的目的。而目前物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗證性實驗，這樣的教學(xué)內(nèi)容已不能滿足當(dāng)前社會對人才培養(yǎng)的要求。因此，有必要對實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)改革，增加一些應(yīng)用性較強的設(shè)計性、綜合性實驗，加強學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

3.提高實驗教師的業(yè)務(wù)水平，加強師資力量。

加強實驗室教師的培訓(xùn)工作，提高業(yè)務(wù)水平；促進(jìn)校際間的實驗交流與學(xué)習(xí)；另外讓一些理論水平高、對實驗教學(xué)有經(jīng)驗的理論課教師從事實驗教學(xué)，通過這種方法可以改善實驗室?guī)熧Y隊伍的結(jié)構(gòu)，增加實驗教學(xué)的實力，提高實驗教學(xué)效果。

總之，物理化學(xué)實驗教學(xué)涉及教學(xué)過程的方方面面，需要做大量的工作。物理化學(xué)實驗教學(xué)的改革不是在短時間內(nèi)就能夠完成的，只有不懈努力、不斷探索，把注重學(xué)生的能力培養(yǎng)作為實驗教學(xué)的重要任務(wù)，把實驗教學(xué)工作搞好，才能夠為國家培養(yǎng)出更多有用人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]張學(xué)軍，王鎖萍.全面改革實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索，2005，24(1)：4-6.

[2]甘禮華，陳龍武，錢君律.多層次物理化學(xué)實驗教學(xué)的再思考[J].實驗室研究與探索，2002，21(6)：8-9.

[3]教育部理科化學(xué)教材編審委員會.物理化學(xué)實驗教學(xué)大綱[M].北京：人民教育出版社，1980.