對于物理化學實驗教學改革的思考

陳歡歡+孫桂芳

摘 要 從我校實際情況出發，結合當前物理化學實驗課的授課現狀以及物理化學實驗的自身特點，從物理化學實驗的教學內容、教學手段、教學模式以及實驗指導書的更新為出發點，提出物理化學實驗教學改革的一些想法，以提高物理化學實驗課的教學質量和教學效率，增強學生的綜合實踐能力。

關鍵詞 物理化學實驗 教學改革 能力培養 教學質量

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Thinking on Physics Chemistry Experiment Teaching Reform

CHEN Huanhuan， SUN Guifang

（School of Resources and Materials Science， Northeastern University at Qinhuangdao， Qinhuangdao， Hebei 066004）

Abstract From our school actual situation， combined with the current physical chemistry experiment course teaching status quo and physical chemistry experiments with its own characteristics， from the teaching content of physical chemistry experiments， teaching methods， teaching models and experimental guidance update as a starting point， given the physical chemistry experiment Some ideas of teaching reform in order to improve the teaching of physical chemistry experiment teaching quality and efficiency， and enhance students' comprehensive ability in practice.

Key words physics and chemistry experiment； teaching reform； ability training； teaching quality

我校物理化學實驗的教學內容主要是以驗證性為主，開設了燃燒熱的測定，凝固點降低法測定摩爾質量，極化曲線的測定，二組分金屬固液相圖的繪制等八個實驗。隨著實驗技術不斷改進，新的實驗模式和儀器不斷涌現，傳統的教學模式已不能滿足科技發展對人才培養的要求。以驗證性為主的實驗模式不能適應當前培養學生綜合能力、創新能力的需要。因此，結合材料、環境等專業特點和本校實際情況，需要對物理化學實驗教學進行改革。

1 與科研結合，增加綜合設計性實驗

通過基礎性實驗的教學，學生們對物理化學實驗有了初步的認識，也掌握了一定的基本操作技能，可以嘗試開設一些綜合設計性實驗。在我校資源與材料學院的材料環境實驗中心擁有很多大型儀器設備，如：X-射線衍射儀（XRD） ，熱重分析，掃描電子顯微鏡，金相顯微鏡，紅外光譜儀等。并且實驗中心一直執行開放實驗室制度，這些為我院增設綜合設計性實驗提供了保障。以實驗滲透科技前沿，將物理化學實驗教學與科學研究緊密結合起來，構建教學、科研緊密結合的可持續發展模式。如“粘度法測定高聚物的分子量”，可以將該實驗與一個高分子的合成實驗結合。合理安排兩個實驗課的上課時間，讓學生先進行高分子合成實驗課并保留自己的實驗樣品。在進行“粘度法測定高聚物的分子量”這個實驗時，讓學生測定自己合成高聚物的粘度，并計算其分子量。這樣可以使學生理解進行科研的程序，并了解科技前沿動態。同時，激發學生對科研的興趣，提高了學生進行實驗的積極性，使實驗課的質量和效率大幅提高。將科研內容反哺于教學活動，是物理化學實驗教學改革的重要舉措。

2 改進實驗教學手段

2.1 更新實驗儀器設備，配備計算機，改進教學方法

我們已經從南京桑力公司、南京多助公司購置了多套新型的實驗儀器設備，如，如燃燒熱測定裝置，溶解熱測定裝置，可控升降溫電爐及數字控溫儀等。因此，可以將計算機等先進技術引入這些實驗中。通過將實驗裝置聯機化，學生不用不斷重復地記錄數據，而是可以從計算機上時時觀測數據及曲線的變化趨勢。這樣，學生可以依據數據的差異和圖像趨勢的變化查找實驗操作中可能存在的問題，并及時解決。將計算機與實驗設備相結合，提高了實驗的自動化程度以及實驗數據的測量精度，從而提高了實驗報告的質量。同時極大地提高學生的實驗積極性，取得良好的實驗教學效果。

2.2 利用計算機軟件進行數據處理

我校學生仍然用坐標紙繪圖來完成實驗報告，處理數據的效率低且人為誤差較大。因此，應該對物理化學實驗數據處理與分析的方法進行改革，要求學生掌握并運用計算機軟件處理實驗數據。由于實驗課學時有限，可以在實驗課開課之前給學生進行專題講座，講解數據處理相關軟件的使用方法，如Excel、Origin等，并針對不同的實驗給學生提供相應的軟件參考。例如，在極化曲線的測定這一實驗中，根據該實驗特點，學生得到的數據有上百個點，使用Origin作圖軟件，能夠既快速又準確地完成作圖。利用計算機軟件進行數據處理，學生在完成實驗報告的同時也學會了相關軟件的使用方法，為他們四年級做畢業論文也打下了一定的基礎。

3 豐富實驗教學模式

3.1 開放實驗室

從2010年至今，我校資源與材料學院的實驗中心一直執行開放實驗室制度，周一至周五全面向學生開放。對于進行綜合設計性實驗要用到的大型儀器設備，學生每周五都可以到實驗中心預約實驗。之后，在預約的時間獨立完成實驗。通過開放實驗室，在學生掌握了一定的知識和技能的條件下，讓學生綜合運用物理化學及相關學科的知識獨立完成實驗。從查閱文獻、設計實驗方案，分析實驗數據方面培養學生自主學習的能力，初步建立起研究科學問題的方法。endprint

3.2 引入計算機平臺，建設網上課堂

計算機技術日新月異，為了豐富實驗教學的方式，可以將計算機輔助教學引入物理化學實驗課程中。根據我校開設的具體實驗項目，制作適合本校的物理化學實驗網上課件。如燃燒熱的測定這一實驗，我們可以把燃燒熱測定裝置、充氧氣、氧彈等設備拍成圖片掛到網上并附注儀器的使用方法，使學生對所用的實驗儀器裝置有直觀的了解。對于實驗的難點、重點，比如如何快速正確地將燃燒絲固定在氧彈上，點火后儀器指示燈的變化及顯示溫度的變化，可以做成動畫視頻進行動態播放，以使學生對實驗過程有深入的認識。另外，通過網絡課堂，教師可以把數據處理方法、實驗過程中常見問題等列出并加以注釋。使學生能夠充分理解并掌握整個實驗項目的內容。以網上課堂為指導進行實驗預習，學生能夠在較短的時間內掌握實驗要領及操作規范，為學生順利完成實驗提供了保證，同時也將極大地提高教學效果。

4 完善物理化學實驗指導書

合適的實驗指導書是高質量教學的重要保證。結合我院實驗課的基本情況，優化實驗大綱，適當增加實驗教學的學時，依據試驗大綱增設綜合設計性實驗項目。每輪實驗教學結束，及時對實驗教學的內容進行補充更新，關注科技前沿，加入最新的科研成果。隨著實驗設備的不斷更新，教學內容中的實驗原理與操作方法隨之更新，使實驗指導書和現有實驗儀器更好地融合。只有不斷完善實驗指導書，才能充分發揮指導書對學生的指導作用。

5 結論

物理化學實驗教學改革是一個循序漸進的過程。加強物理化學實驗教學，增加綜合設計實驗，重視實驗過程，實現小組實驗，強化數據處理，開放實驗室，更好地鍛煉學生運用綜合知識的能力及動手能力。通過對物理化學實驗體系的不斷改進，不斷提高實驗教學質量，使物理化學實驗課在學生思維能力和創新能力的培養上成為一個較好的平臺。

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