新形勢下應用型高校物理化學實驗教學的改革探究

吳淑杰（吉林大學化學學院物理化學研究所，吉林 長春 130021）

新形勢下應用型高校物理化學實驗教學的改革探究

吳淑杰（吉林大學化學學院物理化學研究所，吉林 長春 130021）

在教育體制改革的帶動下，高校物理化學實驗教學得到了進一步創新和完善，教學過程更加看重學生的主體地位，所取得的教學效果也十分可觀。物理化學實驗教學強調的是學生的動手實踐能力提高，通過教師的規范化引導來讓學生掌握實驗操作的要點，進而在實踐中強化物理化學的理論知識。傳統的物理化學實驗教學缺少必要的實踐條件和環境，學生很難將理論和實踐充分融合，造成高校物理化學實驗課程跟不上素質教育的人才培養要求，這就需要高校在時代發展背景下，不斷創新實驗教學的內容、方法等，并完善實驗教學所需的硬件基礎，為學生提供完整的實驗教學條件，從而提高學生實踐技能。

物理化學實驗；教學創新；人才培養

物理化學實驗課程從本質上來講是對生活現象的一種深層次研究，通過動手實踐來分析物理化學現象，從而為生活提供科學指導。高校作為物理化學人才培養的重要基地，在當前形勢下，培養應用型物理化學實驗人才，為社會輸送更多綜合型人才具有重要意義。物理化學實驗教學不同于其他理論型課程，它主要是以學生的動手實踐為主，通過實驗來論證規律特點，最終達到理論和實踐相結合的目標。當前形勢下，要對物理化學實驗教學進行創新完善，培養多技能的應用型人才，需要高校立足實際，不斷健全硬件設施，并優化實驗教學方法和內容，從而提高實驗教學質量，滿足社會對應用型人才的需求。

1 高校物理化學實驗教學改革的必要性

我國的高校課程設置中，物理化學實驗教學是必不可少的一項內容，它不僅僅是物理化學課程教學內容的內在要求，更是培養學生探究性思維的客觀要求。在傳統的物理化學實驗教學中，過于看重理論教學而忽視了實驗操作的重要性，很多教師認為實驗只是對理論知識的一種驗證，這種觀點是錯誤的，整個實驗操作過程缺少目的性，學生根據規定的流程和步驟來進行格式化驗證，這種實驗形式對于學生來說效果甚微，很容易對學生的探究性思維形成束縛，抑制學生的學習興趣，不利于學生科研能力和創新能力的提高。而在當前素質教育廣泛推行形勢下，學生的物理化學實驗技能強化尤為重要，不單單是因為這樣可以提高學生對問題的分析能力和解決能力，而且也可以在實踐中掌握更多實用性技能，能夠將理論和實踐融為一體，能夠對物理化學實驗教學過程中的常見問題有理性分析，這樣學生的各方面能力例如發現問題的能力、化學操作的細節問題以及流程規范性等能力都可以得到提高，自然而然的也就達到了應用型人才培養的教學目標。

2 高校物理化學實驗教學改革的內容

2.1 實驗教學內容的正確選擇

傳統的物理化學實驗在性質上屬于是驗證性實驗，具有一定的權威性，但是由于時代的進步，它在實驗內容選擇上顯得過于滯后，更新較為緩慢，而且所驗證的現象也與生活實際有很大距離，學生在進行實驗操作時參與興趣不高，對于實驗數據的處理也較為粗糙，因此，很難達到實驗的予以目的。要培養應用型物理化學實驗人才，首先就要對實驗內容進行創新，適當增加一些直觀性演示實驗，降低操作的難度和復雜性，盡可能的從現實生活中取材，例如紅外設備的性能實驗，就可以從生活中的常見設備入手，可以選取多個智能設備，通過實際調試運用來分析紅外傳感的基本原理，并對這種原理進行歸納處理，這樣學生可以對實驗內容更感興趣，愿意參與到實驗過程中，也就不再只是簡單的把紅外理論生搬硬套。

除此之外，教師還可以根據實驗教材的安排，適當增加部分大型綜合性實驗項目，改變傳統的局限性實驗題材，這樣可以培養學生的自主學習能力和創新意識。例如差熱分析儀的實驗應用，它是通過加熱過程中所產生的吸熱和放熱行為以及實驗材料的自身重量變化來分析實驗材料在處于加熱狀態時所發生的物理化學變化過程，它在很多領域都有廣泛應用，在玻璃研究中，可以根據熱差分析的測試結果，得到玻璃的特征溫度，并依據這些溫度來計算出涉及到的各項指標，進而從多個角度和多項指標來斷定玻璃是否具有穩定性。在這一實驗過程中，教師一定要對學生的實驗操作進行規范化指導，相對于傳統物理化學實驗來說，這一實驗項目更貼近于實際生活。

2.2 啟發式教學模式，引導學生自主思考

在實驗教學過程中，指導教師要根據學生的知識掌握情況，有針對性的提出一些具有啟發性的問題，以此來激發學生的思維活躍度，這樣學生就會在實驗中處于主動地位，在實驗中嚴格依據標準流程進行。例如在乙酸乙酯的皂化反應速率常數的測定實驗中，過去采用的測定方法是物理法，也就是通過對不同時刻體系的電導率變化進行測定來間接的得到速率常數，那么除了這種測定方法以外是否還有其他方法呢？教師可以向學生提出該問題，學生在課前預習后可以知道該反應所產生的物質之一是氫氧化鈉，但是體系導電率的變化是和氫氧濃度有密切關系的，這就可以引導學生來思考是否可以依據體系的pH值的變化來測定速率常數？具體的實驗方案是什么？學生在經過討論后，可以分別采用兩種方法進行實驗，并對實驗結果進行對比分析，進而根據結果來分析哪一方法更為精確，并給出理由。

2.3 對于實驗數據的科學處理

物理化學實驗教學中最為關鍵的一個環節就是對實驗數據的處理，實驗數據是對整個實驗過程的一種記錄，也是對總結實驗結果的必要參考，同時也是實驗報告的撰寫的關鍵，這是因為物理化學這一學科的理論性非常強，它的理論要點需要有實驗來支持，因此，實驗數據處理的好壞會直接影響到最終結果的準確度。由于數據處理的嚴謹性比較高，因此，教師要在實驗初始階段就要向學生重點強調實驗態度的嚴肅性和嚴謹性，并且要盡可能的將實驗所產生的數據誤差控制在最小，而且也要找出誤差出現的原因，絕對不允許私自編造和篡改實驗數據，這也是傳統實驗教學容易忽略的一點，具體來講，首先，實驗數據的有效取舍，要將取舍浮動保持在穩定范圍內，并采用正確方法進行處理；其次，對于實驗中涉及到的物理量計算，需要依據實驗的數值和單位兩者同時進行計算的原則來進行，確保物理量計算的精確無誤；第三，實驗圖表的繪制，在繪制表和曲線過程中，表格內部和曲線上的各個點都要采用數值來表示，在表頭和坐標軸上也要采用物理量預期單位的比值來表示。

此外，在對實驗數據進行處理時，還需要對作圖予以重視，在過去的物理化學實驗教學中，作圖大多是手工形式，這種形式不僅會浪費大量的時間成本，而且也會很容易造成數據誤差的出現，基于此，教師在對物理化學實驗教學進行改革創新時，就要額外支出多余的時間來對學生培訓相關制圖軟件，例如Origin等繪圖軟件，同時也要使學生能夠通過這些軟件來完成對數據的相關作圖、擬合和斜率等等，通過這些新型處理軟件的應用，一方面可以使學生了解新的技能，與時俱進，另一方面還可以幫助學生對原始數據和結論數據之間所存在的關系有更為深層次的理解和認識，從而對物理化學學習有新的高度。

3 結語

高校物理化學實驗教學是培養學生創新能力的重要課程，也是一項長期且又艱巨的任務。在當前物理化學綜合型人才大量需求的背景下，高校需要與時俱進，把握人才市場的需求動向，對現有的物理化學實驗教學進行創新完善，從實驗教學的課程設置、內容選取以及實驗數據處理等等環節，都要堅持嚴謹、認真的態度，提高實驗數據的真實性，從而保證實驗結果可以有力支持理論，進而使學生的創新能力得到提高，更具有競爭力。

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吳淑杰（1964-）女，漢族，吉林省梅河口人，高級工程師，本科，主要從事物理化學催化研究。