物理化學實驗課程改革探索

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摘要:“物理化學實驗”是化學相關理工科專業的一門必修專業基礎課，也是該大類專業學生的一項非常重要的實踐環節。本文以教育工程認證為背景，總結了現階段該課程的教學現狀和存在的課程教學問題，以此為基礎，從教材編訂、教學模式、科研教學結合、多媒體化教學等四個方面進行了課程改革探索，并優化了以往單一的教學評價模式，將課程各個環節的考查納入考核范圍，全方位、公平公正地評價學生的學習效果。通過這一系列的教學改革舉措，激發了學生的學習積極性，教學效果顯著。

關鍵詞:物理化學實驗；教育工程認證；教學改革

“物理化學實驗”是化學、材料、環境、冶金專業的學科基礎課，是理工科教學的重要實踐環節[1-3]。該課程是驗證理論課所學的連接紐帶，其目的一是為了培養學生仔細觀察實驗現象，準確、高效記錄實驗數據，合理處理實驗數據并分析實驗結果的能力；二是為了讓學生掌握物理化學的相關原理，提高學生靈活運用所學原理的能力。在國家鼓勵推動專業教育工程認證的大背景下，現今國內很多高校加強了課程實踐環節的投入力度，旨在培養應用技術型人才，提高人才培養的質量。故相關高校老師也從多個方面展開了對“物理化學實驗”的課程改革[5-8]，希望能取得更好的教學效果。

1“物理化學實驗”課程教學現狀及存在的問題

筆者上半學年承擔了“物理化學實驗”這門課程的教學任務，在以往的實驗課程教學中，通常采用的教學模式是，學生根據教材提前預習實驗內容；每次課程的前半節課由教師講解實驗原理，簡述實驗步驟；教師明確告知需要記錄的實驗數據；學生分組進行實驗；課后學生完成實驗報告；教師批改實驗報告，給予最終成績評定。這樣一種機械的教學模式，讓學生失去了探索的興趣。而且，大多數的實驗都是建立在理論課已經學過的原理基礎上，往往在實驗前學生就已能猜到大概的實驗結果，學生的積極性和創新性被嚴重影響。此外，教師的成績評價方式太過單一，僅從實驗報告的撰寫和實驗結果的好壞并不能真正準確評價學生的動手能力、思維能力和邏輯能力，且多數學生存在抄寫實驗報告的情況。因此，筆者通過總結經驗教訓，探索了不同的教學改革措施，并應用到該課程的教學中。

2“物理化學實驗”課程教學改革探索

2.1教材自編。為了配合學生理論課程的學習，在學院現有的實驗條件下，筆者所在“物理化學實驗”課程教學小組自編了課程所需教材，從光、熱、電等方面設計了8個不同的綜合性實驗。通過這幾個綜合性實驗，引導學生建立設計實驗的能力，培養學生的創新精神。并在后續的數據處理過程中，培養學生分析實驗結果的可靠性、對實驗結果進行分析和處理的能力，將馬克思主義哲學觀點方法與處理復雜問題方法論有效結合，培養學生科學的思維和方法。2.2主人公教學模式。在實驗教學過程中，突出學生的主體地位，僅將每次的實驗目標告知學生，準備好基本的實驗用品和試劑。然后讓學生自由分組，以小組為單位設計、優化實驗過程，經過仔細討論后再開始實驗操作。在實驗過程中如遇到小組內不能解決的問題，先與其他小組討論解決，不同小組間互相幫助。若還不能解決，則繼續與教師進行溝通，尋找合適的解決方案。通過這樣一種發現問題—討論—解決問題的實驗模式，可以讓學生將課本所學理論知識靈活應用于實驗設計，也可培養學生的自主學習能力、創新思維能力、團結合作能力，教學效果顯著。若最終仍不能取得教師之前預期的實驗結果，也要求學生認真尋找、分析失敗原因，只要言之有理，就是一次成功的實驗。2.3科教結合教學模式。在以往的實驗教學中，學生總會有疑問，安排的實驗是否僅僅是為了課程學習，對于以后的科研和工作是否有幫助。故筆者在該實驗課程教授時，增強了教學在科研中的應用介紹。如在設計的8個實驗中，經常會用到紫外分光光度計，筆者從自身在博士階段的研究出發，介紹了該儀器可以應用于哪些科研實驗，這些科研實驗有什么意義，是否有實際應用價值。除此之外，筆者也鼓勵學生進入科研實驗室，觀察學習該課程所學是怎么應用到科學研究甚至是實際生產中的，讓學生真正體會到他們的學習是有實際應用價值的，為學生指明學習方向。通過這些具象的應用介紹，不僅豐富了物理化學實驗課的課程內容，也可以激發學生的探索熱情，提升了學生的學習積極性和主動性。2.4多媒體化教學模式。以往的教學中，教師與學生的溝通僅限于課堂，實驗結束后，教師與學生之間很少有聯系。為了取得更好的教學效果，筆者以班為單位建立了QQ課程群，學生可隨時在群內向教師提問，學生間也可以互相交流，答疑解惑。在每次實驗課前，筆者也會在群內實驗室安全、儀器使用等相關教學小視頻，以便學生清楚明了地理解實驗安全與操作的重要性。QQ群內也會有關課程安排的通知，同時在課后推送一些基于實驗原理、實驗操作細節等的闖關小游戲，激發學生的探索欲，再一次鞏固學生課堂所學。這樣一種多媒體化教學模式，讓教師與學生在課前和課后都可以進行有效溝通，師生互動效果很好，與此同時，通過多元化的視頻和闖關小游戲，學生的學習熱情高漲，學習效果也顯著提升。

3“物理化學實驗”課程考核方式改革

筆者優化了之前單一的考核方式，從預習情況、實驗操作、數據處理和思考題討論四個方面細化了考核標準。以往的教學過程中，學生的實驗預習僅是機械地重復抄寫實驗目的、原理和步驟，學生不思考，沒有自己的理解。故筆者改變了預習的考核方式，由每個實驗小組輪流講解實驗梗要，學生和老師可以隨時向該小組成員提問，通過“提問—回答”的方式達到較好的預習效果，教師根據小組介紹情況進行打分。在實驗過程中，在不同小組觀察，給出相應的實驗操作分。實驗后，鼓勵學生使用Excel、origin等軟件處理數據，發現更多問題，為今后處理科研數據奠定堅實基礎。并且，根據每次實驗的內容，筆者將給出幾個小思考題，考查學生對本次實驗的理解和思考，根據回答情況給出相應分值。通過這種多元化的考核手段，教師能更加全面地考量學生的學習效果，學生也能及時發現自身問題，查漏補缺，提升自我實踐能力。

4結語

“物理化學實驗”是一門非常重要的實踐課程，主要關注的是學生動手能力、思維能力和創新能力的培養。筆者希望通過教材編訂、教學模式、考核方式等方面的改革，能夠滿足材料專業教育工程認證的要求，同時，培養學生科學的思維方式，發揚學生的創新精神，鍛煉學生的動手能力，并與學生共同進步，不斷提升教學效果，為社會培養高質量的應用研究型創新人才。

參考文獻

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作者:吳詩婷 白王峰 元勇軍 鮑 亮 陳逸凡 裴 浪 張懷偉 單位:杭州電子科技大學材料與環境工程學院材料科學與工程系