物理化学实验课程改革探索

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摘要:“物理化学实验”是化学相关理工科专业的一门必修专业基础课，也是该大类专业学生的一项非常重要的实践环节。本文以教育工程认证为背景，总结了现阶段该课程的教学现状和存在的课程教学问题，以此为基础，从教材编订、教学模式、科研教学结合、多媒体化教学等四个方面进行了课程改革探索，并优化了以往单一的教学评价模式，将课程各个环节的考查纳入考核范围，全方位、公平公正地评价学生的学习效果。通过这一系列的教学改革举措，激发了学生的学习积极性，教学效果显著。

关键词:物理化学实验；教育工程认证；教学改革

“物理化学实验”是化学、材料、环境、冶金专业的学科基础课，是理工科教学的重要实践环节[1-3]。该课程是验证理论课所学的连接纽带，其目的一是为了培养学生仔细观察实验现象，准确、高效记录实验数据，合理处理实验数据并分析实验结果的能力；二是为了让学生掌握物理化学的相关原理，提高学生灵活运用所学原理的能力。在国家鼓励推动专业教育工程认证的大背景下，现今国内很多高校加强了课程实践环节的投入力度，旨在培养应用技术型人才，提高人才培养的质量。故相关高校老师也从多个方面展开了对“物理化学实验”的课程改革[5-8]，希望能取得更好的教学效果。

1“物理化学实验”课程教学现状及存在的问题

笔者上半学年承担了“物理化学实验”这门课程的教学任务，在以往的实验课程教学中，通常采用的教学模式是，学生根据教材提前预习实验内容；每次课程的前半节课由教师讲解实验原理，简述实验步骤；教师明确告知需要记录的实验数据；学生分组进行实验；课后学生完成实验报告；教师批改实验报告，给予最终成绩评定。这样一种机械的教学模式，让学生失去了探索的兴趣。而且，大多数的实验都是建立在理论课已经学过的原理基础上，往往在实验前学生就已能猜到大概的实验结果，学生的积极性和创新性被严重影响。此外，教师的成绩评价方式太过单一，仅从实验报告的撰写和实验结果的好坏并不能真正准确评价学生的动手能力、思维能力和逻辑能力，且多数学生存在抄写实验报告的情况。因此，笔者通过总结经验教训，探索了不同的教学改革措施，并应用到该课程的教学中。

2“物理化学实验”课程教学改革探索

2.1教材自编。为了配合学生理论课程的学习，在学院现有的实验条件下，笔者所在“物理化学实验”课程教学小组自编了课程所需教材，从光、热、电等方面设计了8个不同的综合性实验。通过这几个综合性实验，引导学生建立设计实验的能力，培养学生的创新精神。并在后续的数据处理过程中，培养学生分析实验结果的可靠性、对实验结果进行分析和处理的能力，将马克思主义哲学观点方法与处理复杂问题方法论有效结合，培养学生科学的思维和方法。2.2主人公教学模式。在实验教学过程中，突出学生的主体地位，仅将每次的实验目标告知学生，准备好基本的实验用品和试剂。然后让学生自由分组，以小组为单位设计、优化实验过程，经过仔细讨论后再开始实验操作。在实验过程中如遇到小组内不能解决的问题，先与其他小组讨论解决，不同小组间互相帮助。若还不能解决，则继续与教师进行沟通，寻找合适的解决方案。通过这样一种发现问题—讨论—解决问题的实验模式，可以让学生将课本所学理论知识灵活应用于实验设计，也可培养学生的自主学习能力、创新思维能力、团结合作能力，教学效果显著。若最终仍不能取得教师之前预期的实验结果，也要求学生认真寻找、分析失败原因，只要言之有理，就是一次成功的实验。2.3科教结合教学模式。在以往的实验教学中，学生总会有疑问，安排的实验是否仅仅是为了课程学习，对于以后的科研和工作是否有帮助。故笔者在该实验课程教授时，增强了教学在科研中的应用介绍。如在设计的8个实验中，经常会用到紫外分光光度计，笔者从自身在博士阶段的研究出发，介绍了该仪器可以应用于哪些科研实验，这些科研实验有什么意义，是否有实际应用价值。除此之外，笔者也鼓励学生进入科研实验室，观察学习该课程所学是怎么应用到科学研究甚至是实际生产中的，让学生真正体会到他们的学习是有实际应用价值的，为学生指明学习方向。通过这些具象的应用介绍，不仅丰富了物理化学实验课的课程内容，也可以激发学生的探索热情，提升了学生的学习积极性和主动性。2.4多媒体化教学模式。以往的教学中，教师与学生的沟通仅限于课堂，实验结束后，教师与学生之间很少有联系。为了取得更好的教学效果，笔者以班为单位建立了QQ课程群，学生可随时在群内向教师提问，学生间也可以互相交流，答疑解惑。在每次实验课前，笔者也会在群内实验室安全、仪器使用等相关教学小视频，以便学生清楚明了地理解实验安全与操作的重要性。QQ群内也会有关课程安排的通知，同时在课后推送一些基于实验原理、实验操作细节等的闯关小游戏，激发学生的探索欲，再一次巩固学生课堂所学。这样一种多媒体化教学模式，让教师与学生在课前和课后都可以进行有效沟通，师生互动效果很好，与此同时，通过多元化的视频和闯关小游戏，学生的学习热情高涨，学习效果也显著提升。

3“物理化学实验”课程考核方式改革

笔者优化了之前单一的考核方式，从预习情况、实验操作、数据处理和思考题讨论四个方面细化了考核标准。以往的教学过程中，学生的实验预习仅是机械地重复抄写实验目的、原理和步骤，学生不思考，没有自己的理解。故笔者改变了预习的考核方式，由每个实验小组轮流讲解实验梗要，学生和老师可以随时向该小组成员提问，通过“提问—回答”的方式达到较好的预习效果，教师根据小组介绍情况进行打分。在实验过程中，在不同小组观察，给出相应的实验操作分。实验后，鼓励学生使用Excel、origin等软件处理数据，发现更多问题，为今后处理科研数据奠定坚实基础。并且，根据每次实验的内容，笔者将给出几个小思考题，考查学生对本次实验的理解和思考，根据回答情况给出相应分值。通过这种多元化的考核手段，教师能更加全面地考量学生的学习效果，学生也能及时发现自身问题，查漏补缺，提升自我实践能力。

4结语

“物理化学实验”是一门非常重要的实践课程，主要关注的是学生动手能力、思维能力和创新能力的培养。笔者希望通过教材编订、教学模式、考核方式等方面的改革，能够满足材料专业教育工程认证的要求，同时，培养学生科学的思维方式，发扬学生的创新精神，锻炼学生的动手能力，并与学生共同进步，不断提升教学效果，为社会培养高质量的应用研究型创新人才。

参考文献

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[7]杨素芳,孙雨琳,查媌,等.论微信平台在大学物理化学实验教学中的运用[J].科技风,2019(9):60-61.

[8]何田,胡自强,边界,等.浅谈物理化学实验课程的教学改革[J].广东化工,2019(15):206-207.

作者:吴诗婷 白王峰 元勇军 鲍 亮 陈逸凡 裴 浪 张怀伟 单位:杭州电子科技大学材料与环境工程学院材料科学与工程系