基于創新能力培養的物理化學實驗教學改革

苗常青，趙二勞

(忻州師范學院 化學系，山西 忻州 034000)

物理化學實驗是高等師范院校化學專業繼無機化學實驗、分析化學實驗及有機化學實驗后開設的一門專業基礎實驗課程，它綜合了化學領域中各分支學科所需的基本研究技術和研究方法，在化學實驗課程中占有重要地位，在培養學生創新能力中具有獨特的作用[1]。通過物理化學實驗的學習，不但能加深學生對物理化學理論知識的理解，使學生掌握一些相應的基本操作技能，培養學生科學思維和綜合、分析解決問題及科學探究能力，而且能培養學生創新能力，以適應時代對未來中學化學教師的要求。然而目前我院物理化學實驗教學，學生學習缺乏主動性和積極性，極易阻礙學生學習中思維的拓展，不利于創新能力的培養[2-3]，尚難以滿足時代對未來中學化學教師培養的需要，改革物理化學實驗教學勢在必行。本文以忻州師范學院化學專業物理化學實驗教學為例，在分析目前物理化學實驗教學現狀及存在問題的基礎上，以培養學生創新能力為目標，探索物理化學實驗教學改革，培養合格的中學化學教師。

1 物理化學實驗教學存在問題

隨著我國物理化學研究深入發展，各類應用技術層出不窮，發展前景廣闊。但物理化學實驗教學依然是以教為中心，開設的實驗缺乏創新，不能符合社會對人才培養的要求，就我院而言，物理化學實驗教學主要存在問題有以下幾方面：

1.1 實驗教材落后，內容陳舊，更新速度緩慢

物理化學實驗內容多為經典驗證性實驗，缺乏自主創新設計性實驗和綜合性實驗，不能滿足學生的需求，不利于拓展學生的知識面。經典驗證性實驗雖然一定程度上可以鍛煉學生基本操作能力，加深理論課程中的一些基本概念，但在實際意義上，其實驗原理及步驟在教材中已有詳解，削弱了學生對實驗的興趣，抑制了學生的求知欲和探索精神，同時限制了學生自由思考問題的空間，不利于培養學生創新能力。

1.2 實驗儀器設備落后，數量無法滿足學生的實驗需求

受限與設備經費，儀器更新速度緩慢，學生不能很好地掌握儀器的構造及使用方法。而且實驗室容納學生人數較多，沒有相應擴充實驗儀器，多為幾人共用一臺儀器，不能使每個學生都親自動手操作，個別同學可能都沒有參與其中，學生的動手能力不能得到有效鍛煉。

1.3 實驗教學課時數有限，實驗室對學生開放不足

在教學過程中，由于儀器和場地的限制，學生只能在限定時間做規定的實驗，導致多數實驗不能給學生留下深刻印象，只是大致了解實驗過程。而且實驗室經常處于關閉狀態，學生不能進行提前預習或練習，不利于提高教學質量和效率。

1.4 實驗教學方法單一落后

實驗教學依然采用傳統的灌輸式講授方式，學生與老師之間缺乏溝通和討論，學生的學習缺乏主動性，削弱了學生的積極性，不利用教學質量的提高。

1.5 實驗考核方式簡單，不能充分反映學生對實驗的掌握情況

實驗多作為考查課，老師根據學生的實驗報告及預習報告情況對其實驗成績進行單一打分，學生的關注點只局限于書寫實驗報告，忽視了實驗中發現問題，思考問題和分析問題的思維，不利于學生的創新能力的培養，而且學生抄襲實驗報告情況較多。

2 物理化學實驗教學改革措施

2.1 及時修訂或更新教材內容

根據國家對人才的培養要求，及時修訂物理化學實驗教材，緊跟時代腳步。物理化學實驗教學內容改革方向應朝著減少驗證性的實驗，增設設計性、綜合性實驗，培養學生的創新意識和創新能力的方向。一方面，將部分驗證性實驗轉換為設計性實驗，學生運用所學知識，查閱相關文獻，設計實驗。另一方面，部分實驗可結合較簡單的前沿科研課題設計成綜合性實驗，鍛煉學生的思維、動手和綜合分析能力，提高學生的科研創新能力。同時，參考國內外物理化學實驗新教材，對部分實驗進行改進，拓寬深度。

2.2 更新并增設教學儀器

物理化學實驗使用儀器較多，學生對儀器的掌握顯得尤為重要。應盡可能增加教學設備經費投入，重視教學設備的增設工作，滿足學生實驗需求學生，使學生都有動手實驗的機會，利于學生更好的掌握儀器設備的構造性能、工作原理、使用方法及注意事項等，應做到教材中實驗儀器與實驗室儀器相統一，減少由于儀器不同而帶來的一系列問題，提高學生的操作能力。

2.3 增大實驗室開放力度

物理化學實驗課程是一門需要理論與實踐相結合的科學，動手能力是其主要的學習手段。這體現了增大實驗室開放工作的必要性，同時很好的滿足學生開展自主學習、自主實驗和自主研究的需要。在實驗室開放過程中，可以拓展知識面，完善知識結構，促進學生的全面發展。實驗室開放可以體現高等教育以人為本的精神。以培養學生技術技能與社會發展需求為出發點，深化實驗室建設，以就業、學術探索研究為導向，培養真正對社會、對學術有用的具有創新能力的人才。

2.4 優化教學方法，鼓勵創新

2.4.1 優化教學目標

教學目標是教學的出發點和歸宿，對教學過程起著導向和控制作用。一切教學活動都是圍繞教學目標來進行和發展的。學生是教學活動的基本要素，是教育對象。老師在預設目標時，可借鑒以往教學目標，但不能照搬，結合學生的實際水平，制定相應的教學目標。目標過高，學生達不到，失去了意義，目標過低，學生太容易達到，失去了進步意識。老師應深入學生內部，與學生進行溝通交流，了解學生的需求，制定詳細、具體和合理的教學目標，提高教學效率。

2.4.2 優化教學內容

教學內容是教學活動的核心部分，決定著課堂教學形式。老師應根據目前社會科學技術發展對內容進行更新，拓寬學生視野，按照由淺入深的方法，對內容進行整合，突出重點、難點和疑點，開拓學生思維，通過具體事例講清問題，引導學生用相關知識解決實際問題。

2.4.3 優化教學過程

首先要重視學生的自主學習。自主學習是重要的現代化學習方式。以學生為主體，本著自己作為、自己支配的方陣，通過觀察、研究、實踐等手段使學生學習的知識與技能，在學習中得到進一步升華，為以后的工作打下基礎。其次，要重視學生的探究學習。探究學習是一種新型的學習方式。學生作為主體，老師為主導，從問題出發，通過不斷探索，得出結論。探究性學習有利于發揮學生的主體性，有利于學生自主學習，有利于培養學生的創造精神。最后要重視合作學習。合作學習是一種結構化和系統化的學習方式。可將學生分成若干小組，以合作和互助的方式從事學習，共同完成小組目標，既促進了個性化學習，又可提高了小組整體學習水平。在合作學習過程中，學生將個人融入集體，一切以集體利益為出發點，不僅可培養學生合作意識與合作能力，而且可增強學生間交往，相互溝通，培養學生交往能力。另外，每個學生的學習能力、學習興趣、知識面寬度不一致，會有新的思維、新的視角，培養了學生的創新能力。

2.5 完善考核制度

實驗考核與評定是教學過程中的一個重要環節，是檢驗教學效果，促使教師進一步改進教學，促進學生發展的主要措施。考核的目的是充分發揮考核的預測、診斷、反饋以及評價的正面功能，樹立正確的考核觀，將素質教育觀念核心課程評價理念內化到考核中，促進學生全面、和諧和主動發展。考核要遵守全面性、全體性和激勵性原則。不但要考查學生的基礎知識、基本技能以及運用所學知識和技能分析問題、解決問題的實際能力。同時也要注重考核學生情感、態度、價值觀與學習的過程與方法。考核包括實驗預習(10%)+實驗報告(40%)+實驗操作(40%)+其他(10%)。其中實驗預習主要考核學生的自學能力；實驗報告考核學生的分析和處理實驗數據的能力及綜合分析能力；實驗操作考核學生儀器操作能力、洞察力、思維能力和小組合作能力。其他則主要考查學生的態度等。

3 總結

針對物理化學實驗教學所存在的問題，提出物理化學實驗教學改革措施，實施這些措施的過程中，培養了學生創新意識和創新能力，提高了學生的整體素質。在物理化學實驗教學過程中，以學生為主體，教師為主導，實現了“以教為中心”向“教學相長”的轉變，調動了學生學習的積極性，培養了學生對物理化學實驗的興趣和創新能力，從而提高了物理化學實驗教學效率與質量。