農資專業膠體與物理化學實驗教學改革初探

姜小明 郝春玲

摘 要：膠體與物理化學實驗是農資專業的一門重要課程，該文提出了其實驗教學改革的對策，內容包括：加強實驗教材體系的建設、重視學生的課前預習、合理選擇實驗內容、增加創新性實驗、科學安排實驗時間、改革成績評定方法等。在實驗教學中引入創新性實驗，可以激發學生做實驗的積極性，提高學生的科研創新能力。

關鍵詞：膠體與物理化學；實驗教學；農業資源專業

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）09-0154-03

Education Reform of the Experiments of Micelle & Physical Chemistry in the Major of the Agriculture Resource

Jiang Xiaoming1 et al.

（1 Department of Chemistry and Chemical Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China）

Abstract：Physical chemistry experiments are regarded as important courses in the agriculture major，we studied the method to get better results in teaching.The following works were very important including writing experiment textbooks，the class preview of experiments，selectivity of experiments，innovative experiments，time management of experiments and the standard to give the scores to students.We found that the innovative experiments could encourage students to perform experiments and improve the innovation ability of students.

Key words：Micelle & physical chemistry；Experiment education；Agriculture resource major

膠體與物理化學是農資專業的一門重要課程，實驗教學是膠體與物理化學的重要內容。膠體與物理化學實驗是利用物理和化學的方法測定物質性質，是一門涉及多學科的實驗課程[1-3]。實驗教學的目的在于讓學生了解物理化學的基本原理和實驗的基本知識，掌握物理化學的實驗技能，利用現代物理化學的方法分析解決實際問題，提高學生分析問題和解決問題的能力。膠體與物理化學實驗的教學的最終目的是培養學生的科研能力和創新能力[4-6]。

1 膠體與物理化學實驗教學中存在的問題

隨著時代的進步，傳統的膠體與物理化學實驗教學難以達到農資專業培養的目標，實驗教學主要存在以下問題：

1.1 實驗內容難以滿足農資專業的需求 傳統實驗教學主要參照化學專業物理化學實驗教學內容，選擇其中的一些典型實驗進行教學。由于這些實驗與農資專業關系不緊密，學生對課程興趣不大，教學效果不佳[7，8]。因此，應該根據農資專業的特點，選擇或設計一些實驗課程，激發學生的實驗興趣，為專業課程打下基礎。

1.2 實驗課時和教學儀器較少，影響教學效果 膠體與物理化學實驗的課時一般較少，學生進行的實驗時間不多，積極性不高，難以獲得滿意的教學效果[9，10]。膠體與物理化學實驗所用儀器一般較為昂貴，儀器臺數少，學生多，學生上機操作的時間短，影響教學效果。

1.3 教學方法較為單一 實驗課程的教學一般采用教師講解、學生操作實驗、提交實驗報告的模式，學生主動學習的能力不足，學習積極性不高。教師對學生成績的評判難以體現學生真實水平[11]。

2 實驗教學改革的對策建議

2.1 加強實驗教材體系的建設 實驗教材是實驗教學的基礎，是整個實驗教學的重要條件。目前缺乏針對農資專業的專用實驗教材。我們針對農資專業的特點，編寫了教材。學生通過實驗課程的學習發現物理化學與農資專業密切相關，提高了學習興趣。例如，“利用激光粒度儀測定土壤顆粒的比表面積”的實驗，使學生了解土壤的性質。“紅外光譜法測定有機分子的結構參數”的實驗，使學生初步掌握了有機物的鑒別方法。

2.2 重視學生的課前預習 課前預習是成功完成實驗的重要條件，通過課前預習，學生可以掌握該實驗的基本原理，了解目的、實驗步驟、實驗要求和實驗難點。因此，我們非常重視學生的課前預習，要求學生認真完成預習報告，將預習報告的成績計入平時成績，沒有完成預習報告的同學不能進行實驗操作。上課時老師可以針對實驗中的問題向學生提問，要求學生回答，了解學生對實驗的掌握情況。

2.3 合理選擇實驗內容 為了滿足實驗教學的需要，我們需對實驗項目進行慎重選擇，滿足農資專業的培養要求，達到提高教學效果的目標。例如，在物質結構方面，可以選擇“紅外光譜法測定有機分子的結構參數”，在膠體化學方面，可以選擇“利用激光粒度儀測定土壤顆粒的比表面積”。在動力學方面，可以選擇“旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數”。在電化學方面，可以選擇“電勢-pH曲線的測定”。在熱力學方面，可以選擇“分解反應平衡常數的測定”。實驗項目見表1。

2.4 增加創新性實驗 目前許多大學為了激發大學生的科研興趣，培養學生的科研能力，一般都設置了一些科研小項目，如“大學生創新性研究項目”、“大學生創新性實驗項目”等。這些項目對提高大學生的科研能力具有重要作用。但這些項目主要針對少部分學生開放，且缺乏導師的有效指導，項目的作用受到限制。而膠體與物理化學實驗是農資專業學生的專業課程，面向全體學生開放，受眾面廣，老師可以全程指導。因此在實驗課程中有目的的引入一些創新性實驗，可以激發學生做實驗的興趣，提高教學效果。針對當地農業資源，可以選擇一些創新性物理化學實驗。例如，農藥殘留是學生關心的問題，我們設計了一個菊酯農藥在土壤中的降解實驗。測定在不同時間菊酯農藥在土壤中的含量，了結其降解動態，得到其降解曲線和降解動力學方程，發現降解規律。電導法測定表面活性劑的臨界膠團濃度是膠體化學的經典實驗，我們在此基礎上設計了一個創新性實驗，測定河水中表面活性劑的濃度。在河水不同地點取得水樣，測定其主要表面活性劑含量，了解生活污水中洗滌劑對河流水質的影響。在設計和實施創新性實驗時，應注意以下問題：（1）在設計和實施創新性實驗時，需注意實驗室現有實驗儀器條件，了解各個學生的實驗能力，合理安排學生進行實驗。由于實驗課學時有限，創新性實驗的個數不應安排過多，一般以1～2個為宜。（2）創新性實驗強調學生的主動性和積極性。老師一般為學生提供研究課題和研究背景，學生需自己查閱文獻，設計實驗方案，完成實驗步驟，獨立處理實驗數據。老師主要起指導作用。（3）創新性實驗應選擇一些與農資專業相關的課題，課題難度應適中。題目太大，學生難以開展實驗研究，題目太容易，實驗達不到培養學生的目的。（4）創新性實驗的成績應納入學生的實驗總評成績，從而提高學生參與創新性實驗的興趣。

2.5 科學安排實驗時間 針對實驗課時少、學生多的情況，需要科學安排實驗課程。膠體與物理化學實驗所需實驗時間較長，可以安排整個半天（如：下午）進行實驗教學，學生可以完成實驗。我們可以把所有實驗安排同時進行，學生可以分成數組，每次每個組可以完成一個實驗，不同組可以做不同的實驗項目，這樣可以克服實驗儀器臺數的不足，各個實驗可以統一進行講解。學生一般在完成1～2個試驗后，均能獨立完成余下的實驗。具體方法如下：以一個班45人為例，假設共有5個不同的實驗。我們可以把學生分為15組，每組3人。根據各實驗儀器的臺數，將這15組又分為3個不同的群，各個群每次完成不同實驗，實驗每周進行輪換，這樣可以充分利用有限的實驗儀器進行實驗教學。

2.6 重視實驗數據處理能力的培養 許多物理化學實驗需要進行數據計算和數據處理。例如，“電導法測定表面活性劑臨界膠團濃度”這一實驗需要畫出電導率與表面活性劑濃度的關系圖，從圖中曲線的拐點找出臨界膠團濃度。以前學生一般用坐標紙畫出曲線。現在我們要求學生熟練掌握Excel、Origin等軟件處理數據，利用計算機處理數據，提高了學生數據處理和數據分析的能力。

2.7 改革實驗課程的成績評定方法 實驗課的成績一般根據學生提交的實驗報告進行評定，這種傳統方法不能體現學生的真實情況，不利于調動學生做實驗的積極性。因此我們需對成績評定方法進行改革。一般而言，實驗課成績應綜合考慮學生預習報告、課堂回答、實驗過程、實驗報告完成等情況，綜合給出各個實驗的成績，最后將各個實驗的成績取平均值，得到學生的總評成績。實驗環節的權重見表2。

3 結語

通過實驗課程教學改革，學生對實驗的興趣得到大幅提升，動手能力得到加強，教學效果得到明顯改善，特別是創新性實驗的引入，極大地提高了學生查閱文獻和科研的能力，學生學習專業課的積極性也得到提高。但教學改革是一個長期的任務，針對教學改革中出現的新問題，今后還應繼續對課程進行優化，進一步提高教學效果。

參考文獻

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（責編：張宏民）