大學物理化學實驗教學改革與實踐

王思怡　賈碩　趙璐璐

【摘要】隨著中國教育體制改革的逐步推進，進一步完善高校的物理化學實驗教學，有助于發揮大學生主體地位，提升物理化學教學效果。物理化學實驗屬于實踐性、理論性以及技術性獨立課程，綜合物理化學各學科基本研究技術與方法，結合時代發展要求以及新世紀人才培養需求，是物理化學實驗研究者需要不斷探索的課題。本文基于對高校物理化學實驗教學必要性分析，提出大學物理化學實驗教學改革思路，為推動大學物理化學實驗教學改革提供意見及建議。

【關鍵詞】大學? 物理化學? 實驗? 教學? 實踐

實驗課程不僅是高校物理化學的基礎性課程，也是與實踐應用緊密聯系的學科，通過實踐化地概括與闡釋物理化學理論，為后續學習、應用與科研等提供感性認知。因此，物理化學實驗課程對知識的持續性積累至關重要[1]。課程教師可通過到企業及國家重點實驗室頂崗實踐，深入了解企業的業務需求、工藝流程、儀器操作等生產管理過程。通過在生產實踐中學習新知識、新技能、新工藝、新標準等，提出產學研結合的高校物理化學實驗課程教學改革。

一、高校物理化學實驗教學改革必要性

作為一門獨立、基礎性課程，物理化學實驗對提升化學、化學化工等專業基礎技能非常重要。同其他基礎實驗不同，物理化學實驗主要借助光、磁、電等儀器完成，能有效提升大學生的創造思維能力、獨立分析能力、問題解決能力和動手實踐能力。在中國高校課程設置過程中，高校物理化學實驗教改不只要滿足高校物理化學教學內在要求，還需要滿足高校大學生提升探索性思維客觀要求。傳統物理化學教學過程中，高校更加重視理論教學，但是卻削弱了物理化學實驗教學作用，一部分物理化學教師片面認為物理化學實驗不過是驗證理論知識，使得物理化學教學效率大大降低。從整個專業教學過程來看，知識灌輸的目的性不強，在一定程度上抑制了大學生探索性思維，直接影響大學生物理化學學習興趣，進而導致大學生的科研能力與創新能力偏低。中國素質教育改革正逐步推進，重視高校物理化學實驗不僅有利于提高大學生的問題分析能力和問題解決能力，還有利于培養大學生的實用性技能，讓學生將理論和實踐有效結合，全方面提升學生素質及能力，踐行應用型人才的培養目標。

二、大學物理化學實驗教學改革思路

（一）拓展式實驗教學法

拓展式實驗教學法是目前常規性教學方式，室內內容不僅涉及科學知識，還設計實驗技能拓展，通過拓展實驗內容，有利于調動大學生學習興趣，調節枯燥、呆板的課堂學習氛圍，致使學生能夠感受到物理化學實驗知識內容應用價值，鼓勵學生能夠有效應用所學知識，培養大學生的鉆研精神。例如，在三元液系相圖教學過程中，學生已經學習過化工原理等工科課程，那么教師可以引導學生將實驗內容和萃取塔設計相關聯，要求學生在課后有效應用實驗基礎設計數據，完成簡單設計與計算步驟。以舊帶新的拓展式實驗教學法引導學生具備應用實驗數據的意識，這樣能夠起到鞭策作用，對培養學生主動性與積極性具有非常重要的作用。大學生在認識到實驗內容的應用價值后，雖然加大了實驗任務，實驗壓力增加了，但學生并未感到枯燥，反而激發了學生的問題挑戰精神。若是能夠將化工原理課程、分離工程課程和實驗教學有效結合，對優化物理化學教學效果具有非常重要的作用。任課教師教學過程中，可以選擇優秀的研究性論文，根據實驗內容開展教學，授課前要求學生認真閱讀，結合文獻的研究對象、研究目的等書寫完整實驗方案，這樣不僅能夠激發學生研究興趣，還有利于培養學生科研能力。

（二）探究式實驗教學法

探究式實驗教學法主要應用于難度與深度更多的內容，對培養大學生的問題分析及解決能力具有非常重要的作用，有助于提升大學生的科研水平。在實驗科研過程中，利用探究式實驗教學法可使大學生能夠真正感受到科學研究思想與科學研究方法。在基礎化物理化學實驗中，由于場地、時間與條件限制，參與者基礎知識與技能較為有限，更加側重學生實踐能力的訓練，避免照抄照搬科學研究模式，適當簡化研究內容，適度增加理論深度，更加注重物理化學實驗的直觀性與可操作性。為了能夠實現物理化學探究方面的綜合訓練，教師需要增強選題與內容方面的把控力。可以基于自己的科研項目內容或者是學科前沿相關內容，在明確研究課題后提前分解好研究任務，將班級學生劃分為若干個小組，每個小組承擔不同研究內容。在制定實驗方案后交由任課教師進行審定，最終全班綜合完成研究報告。在學生實驗與研究中，教師則需要全程參與，同時給予實時指導。例如，在電化學相關測試實驗中，可以根據電極材料與制備方法將學生劃分為若干個小組，完成實驗后，整合各組實驗結果，對電極材料與制備方法對電化學性能的影響作出分析，最終形成嚴謹的研究報告，雖然整個研究過程的物力、時間與精力消耗都比較大，但有利于克服教師思維惰性，激發教師教學創作性以及教學積極性，同時增加學生課堂參與度，知識應用的靈活性更強，避免給予學生枯燥乏味感受，全面培養大學生的實驗能力與創新意識。

三、結語

物理化學實驗教改屬于長久而艱巨工作，在教改過程中所面臨的諸多問題都值得教師去探索與研究。物理化學實驗有助于培養學生的綜合能力、思維能力以及創新能力，有效銜接基礎知識和專業課程，在化工類專業教學中具有至關重要的作用。同時物理化學又是需要與時俱進的學科，教師需要不斷深入企業了解行業技術發展方向及需求，將所獲所得反饋到自身的試驗教學工作中，繼而借助多樣化教學方式推動大學物理化學實驗教學改革，為培養全面且高素質的應用型人才提供保障。

參考文獻：

[1]鄭修成， 張曉麗， 劉壽長， et al. 大學物理化學實驗教學改革與實踐[C]// 全國大學化學教學研討會. 2011.

[2]張義娜. 新時期高校物理化學實驗教學改革與實踐探究[J]. 教育教學論壇， 2019， 407（13）：121-122.

[3]侯向陽， 高樓軍， 李東升， et al. 物理化學實驗教學改革實踐與再思考[J]. 實驗室研究與探索（11）.2016：1423-1425.

作者簡介：王思怡（1987-），女，碩士，遼寧省大連市，潔凈煤燃燒技術;通信作者：賈碩（1990-），女，碩士，中級工程。