基于物理化學實驗中探究型教學模式的研究

王立

現代物理化學是研究所有物質化學行為的原理、規律和方法的學科。物理化學學科作為現代化學的基礎，發展速度日新月異。物理化學學科是化學學科的一個分支，與其他學科（如生命科學、材料科學等）有著密不可分的聯系。

物理化學實驗課程利用實踐訓練加深大學生對物理化學基本規律和原理的認識與理解，培養大學生探究自然科學規律的興趣和能力。其主要目的是培養學生掌握基本實驗操作技能、觀察實驗現象、分析和處理實驗數據的能力，進一步培養學生獨立思考、設計和創新的能力。[1-3]物理化學從物質的物理現象和化學現象的聯系入手，探求化學變化基本規律，實驗方法主要采用物理學的方法。

隨著科學技術和學科理論的快速發展，高校本科教育面臨著重要的改革，以適應科學技術的變革。當前改革的重點之一就是轉變教學思路，從單純的“填鴨式”的教與學的過程中解脫出來，建立“以學生為主體，以教師為主導”的引導式新型教學方式，給予學生更多的自主學習和獨立思考的空間，以期培養更多適應社會需求的研究型和創新型人才。目前，單純以驗證式實驗為主的實驗教學方式已無法滿足培養創新型現代人才的要求，如何培養大學生的探究型思維，培養大學生的創新能力和綜合能力是當前高等教育改革的難點之一。對于物理化學實驗課程來說，其更適合提出和驗證“探究式”教學新模式，培養學生對物理化學課程的興趣與愛好，利用物理化學基本原理認識化學現象和物質性質的探究型思維。但是限于物理化學實驗自身的特點，要真正實現這一轉變，仍有不少困難。[4]

物理化學實驗是立足于物理化學的理論基礎，主要包括化學熱力學、化學動力學、電化學、膠體與表面化學、結構化學等方面的內容。[5]與其他化學實驗不同，物理化學要運用較多的物理學方法和儀器，具有很強的理論性和實踐性。許多經典的物理化學實驗都分別采用電導率儀、旋光儀和阿貝折光儀等儀器測定電導率、旋光度、折光率等物理學參數。此外，物理化學實驗中會用到一些貴重儀器，對這些儀器的基本原理的了解和使用方法的訓練將會占據很多教學時間。現結合物理化學實驗的特點和實踐，建議從以下幾個方面改革傳統教學模式，提高本科生對物理化學的興趣，構建物理化學思維。

一、合理設計物理化學實驗課程模塊

在制訂新實驗教學計劃時，首先要堅持基礎，包括基本知識、基本概念、基本技能、基本操作等，本科生需要掌握物理化學實驗的基本功，包括對各種儀器的了解和熟悉，這是對提高物理化學實驗教學質量的基本保證。基本訓練實驗建議放在實驗課程的前期進行。

其次，建立以“興趣”為導向的開放式物理化學實驗課程教學模塊，學生在完成了物理化學實驗基礎課程，掌握了規定的基本知識和基本技能之后，結合物理化學實驗重點單元內容，引入學生的自主性討論模塊，建立開放式實驗課程，增強本科生學習的自主性，培養學生對物理化學課程的興趣。這部分內容建議放在實驗課程的中后期進行。

最后，安排“探究式”實驗模塊，指導學生根據各自興趣點，自主設計實驗，探究物理化學的基本原理或現象。這部分內容建議放在實驗課程末期進行，可以進行打分評測，加入本門課程的最終成績。

二、建立“探究式”實驗課程的評價體系

科學完善的評價體系能夠增強物理化學實驗課程的教學效果，提高本科生的學習興趣。結合上述物理化學實驗課程模塊，建立具有“探究型”實驗特色的課程評價體系，能激發本科生學習實驗課程的動力。

基本實驗訓練沿用原來的評價模式，通過驗證式教學模式培訓學生相關的基本實驗技術和方法，特別是經典的物理化學實驗項目。需要特別指出的是，經典物理化學實驗項目是經歷幾代人的心血匯集而成的，對基本知識、基本概念、基本技能、基本操作等經典實驗訓練必須堅持，至少占本門課程期末成績的50%以上。

開發式教學模塊中的評價體系區別于驗證式培訓模式，其以學生主動性為核心，重點在于對學生對實驗課程的興趣、積極性，以及物理化學思維模式的評價。開發式教學模塊中實驗報告不再像驗證式培訓一樣需要標準格式和模式，而鼓勵學生在實驗報告中體現對實驗的獨立思考，以及提出問題和理解，并記入學生的成績。在這一模塊中，學生實驗報告將不再千篇一律，鼓勵學生思考，提出問題。

最后一部分“探究式”實驗模塊，以學生興趣為主，不以實驗結果為評價，對學生自主解決興趣問題的過程進行全程評價，屬于加分環節，激發學生對物理化學課程的興趣，特別有助于了解學術領域中物理化學的前沿問題。

三、拓展教學方式，推動網絡公共課程的建設

相比于驗證式教學模式，“探究式”教學模式豐富了物理化學實驗課程內容，加重了物理化學實驗課程的目的和任務。因此在有限的課程時間條件下，除了傳統教學方式外，還得建立具有“探究式”特色的網絡公共課程，特別是具有互動功能的網絡公共課程，一方面拓寬學生的知識面，加深對物理化學學科前沿學術問題的了解，另一方面激發學生對物理化學實驗課程的興趣，為學生自主設計實驗，進行“探究式”實驗模塊提供支持。

“探究式”物理化學實驗課程是初級的研究型課程，物理化學實驗課程的改革不是一蹴而就的，需要一個循序漸進的科學改革過程，特別要在堅持基礎、保證物理化學實驗課程教學質量的前提下進行。物理化學實驗中探究型教學模式的嘗試，將為培養研究型和創新型人才提供有益的科學思索。

參考文獻：

[1]胡學寅.工科院校物理化學實驗教學改革的嘗試[J].實驗技術與管理，2003，20（3）：94-95.

[2]武克忠，馬子川，王慶飛，等.物理化學實驗教改的探討[J].紹興文理學院學報，2010，30（8）：67-69.

[3]Cao X K，Qian Q Z，Wang Q，et al.Study of Biochemistry ExperimentalTeaching Reform[J].Lecture Notes in Electrical Engineering，2013，226：509-516.

[4]曾明榮，黃婷婷，翁建新.物理化學實驗教學改革創新與實踐探索[J].高等理科教育，2008，4：95-97.

[5]周崇松，李旭，劉文奇，鄧斌，葉麗娟.應用型人才培養與物理化學實驗教學改革[J].廣東化工，2013，40（256）：216-217.