趙 星，田 冬

（淮南師范學(xué)院 化學(xué)與化工系，安徽 淮南232038）

應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下物理化學(xué)實驗內(nèi)容改革探索

趙 星，田 冬

（淮南師范學(xué)院 化學(xué)與化工系，安徽 淮南232038）

隨著社會對人才素質(zhì)要求的不斷提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，本文主要按照“實基礎(chǔ)、適口徑、重實踐、能創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)方案，針對地方院校的化學(xué)各個專業(yè)的社會定位不同，提出新的物理化學(xué)實驗課程內(nèi)容－按專業(yè)設(shè)定實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)想。實現(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新品質(zhì)為核心，提高學(xué)生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)能力為目標(biāo)的化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

應(yīng)用型；人才培養(yǎng)；模式；物理化學(xué)實驗；內(nèi)容；改革；探索

隨著21世紀(jì)快速而巨大的變化，社會對人才素質(zhì)要求的不斷提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能符合現(xiàn)代社會的要求，必須以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的科研能力，是每個學(xué)科不容忽視的問題。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，各學(xué)科就要根據(jù)其特點提出新要求，想出新辦法。在化學(xué)教育中，實驗占有舉足輕重的地位，化學(xué)教育不僅要傳授學(xué)生相關(guān)的化學(xué)理論知識，而且要培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)基本實驗技能。而對于物理化學(xué)來說，加強(qiáng)實驗教學(xué)是實現(xiàn)知識與能力、理論與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)新型研究性人才的重要一環(huán)。

由化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、結(jié)構(gòu)量化等三大理論體系締結(jié)而成的物理化學(xué)因為具有經(jīng)典的嚴(yán)密科學(xué)體系，一直被認(rèn)為化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)。而物理化學(xué)實驗作為物理化學(xué)課程的一門獨立設(shè)課的實驗課程，是繼普通物理、無機(jī)、有機(jī)、分析等前修實驗課后的一門綜合基礎(chǔ)化學(xué)實驗課。它建立在數(shù)學(xué)、物理學(xué)及化學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步系統(tǒng)的闡述物理化學(xué)課程中的理論知識，是連接基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科、科學(xué)研究的橋梁。在物理化學(xué)實驗中，一般需要通過測量體系的某些化學(xué)物理量，從而對物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)或反應(yīng)性能進(jìn)行定量的描述。由于實驗中涉及到多種多樣的體系，需要針對不同體系的具體特點，綜合運(yùn)用各種物理的或化學(xué)的知識，設(shè)計出合理的實驗方案。物理化學(xué)實驗綜合了化學(xué)領(lǐng)域各分支學(xué)科涉及的研究方法和研究工具，具有綜合性、研究性較強(qiáng)和定量化程度較高的特點。因此在提高學(xué)生運(yùn)用基本理論分析解決問題的能力，學(xué)習(xí)實驗研究的工作方法，促進(jìn)學(xué)生的知識、技能向研究能力轉(zhuǎn)化等方面，具有重要的作用。

傳統(tǒng)的物化實驗教學(xué)模式是在相關(guān)物理化學(xué)知識課堂教學(xué)完成后，學(xué)生先預(yù)習(xí)實驗，教師在實驗現(xiàn)場講解實驗原理、具體操作方法、實驗中要注意的問題及數(shù)據(jù)處理方法，然后學(xué)生再做實驗。實驗內(nèi)容多為驗證性的，每次實驗都是老師設(shè)計好的，學(xué)生只需跟著老師的思路走，無須獨立思考，實驗過程只要按部就班就能完成。教師是教學(xué)主體、是“中心”，學(xué)生成了被動接受知識的“容器”，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性被抑制或扼殺。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，實驗技術(shù)不斷進(jìn)步，導(dǎo)致實驗儀器更新很快，為此實驗方法也在不斷改進(jìn)，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)體系已不能滿足科技發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，因此物理化學(xué)實驗教學(xué)體系的改革勢在必行。

目前國內(nèi)不少高校都在進(jìn)行物理化學(xué)實驗教學(xué)改革，其中也不乏很多好的經(jīng)驗。包括訓(xùn)練學(xué)生理論聯(lián)系實際、設(shè)計實驗方法、培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問題能力等。還有些學(xué)校將物理化學(xué)實驗分為兩個階段，第一階段開設(shè)常規(guī)實驗，重在基本技能和基本操作訓(xùn)練；第二階段開設(shè)綜合性和設(shè)計性實驗，重在培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。讓一些興趣高、愛鉆研、動手能力強(qiáng)的學(xué)生，利用開放時間到實驗室做自選的實驗。這些改革都取得了一定得效果，學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識的能力得到了提高。

結(jié)合目前各高校的實際情況，如果要進(jìn)行成功的物理化學(xué)課程體系改革，培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)人才，必須做到：立足于課本理論知識，讓學(xué)生認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性，充分激發(fā)學(xué)生進(jìn)行物理化學(xué)實驗的興趣；應(yīng)采用循序漸進(jìn)的方式，讓學(xué)生從基礎(chǔ)常規(guī)實驗開始入手，最后能夠自己設(shè)計綜合性實驗；讓大多數(shù)的學(xué)生在進(jìn)行實驗的過程中學(xué)會從“這個實驗是這樣做的”到“這個實驗也這樣做”甚至“這個實驗還可以這樣”的思維方式，充分激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和自主學(xué)習(xí)能力。

通過多年的物理化學(xué)實驗教學(xué)，結(jié)合實際情況，本著“以人為本，實施因材施教；以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新品質(zhì)為核心，提高學(xué)生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)能力為目標(biāo)”的教學(xué)理念，按照“實基礎(chǔ)、適口徑、重實踐、能創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)方案，針對地方院校的化學(xué)各個專業(yè)的社會定位不同，提出新的物理化學(xué)實驗課程內(nèi)容設(shè)想－按專業(yè)設(shè)定實驗教學(xué)內(nèi)容，將物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容分為四大部分：一是實驗基礎(chǔ)實驗，二是專業(yè)實驗，三是創(chuàng)新實驗，四是綜合設(shè)計實驗。按“先基礎(chǔ)，再專業(yè)，最后綜合創(chuàng)新”的課程設(shè)置模式，實現(xiàn)對學(xué)生循序漸進(jìn)，因材施教的教學(xué)目的，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力，這樣更加適合培養(yǎng)符合社會需要的應(yīng)用型人才。

1 基礎(chǔ)實驗

選作6－8個以基礎(chǔ)物理化學(xué)理論為主的代表性實驗，不分專業(yè)，主要幫助學(xué)生理解物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識，如簡單的熱力學(xué)實驗－燃燒熱的測定、電學(xué)實驗－電動勢的測定等，使同學(xué)們對物化實驗及儀器使用有一個基本認(rèn)識。鍛煉學(xué)生的動手能力，觀察能力，數(shù)據(jù)處理能力，使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真，實事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)。

2 專業(yè)實驗

根據(jù)專業(yè)選擇6－8個專業(yè)性實驗，驗證專業(yè)知識。如針對化學(xué)教育專業(yè)的同學(xué)應(yīng)選擇以中學(xué)基礎(chǔ)理論驗證為主的實驗，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)可以選擇以實際生產(chǎn)測量為主的實驗。這樣可以在常規(guī)實驗的基礎(chǔ)上，立足于課本理論知識，但是又不拘泥于實驗教材上的固定操作模式，提高學(xué)生對物理化學(xué)實驗的興趣，同時改變了反應(yīng)的物質(zhì)或條件，在數(shù)據(jù)處理上一些參數(shù)就會發(fā)生改變，學(xué)生如果要得到準(zhǔn)確的實驗結(jié)果，必須要通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，對計算公式進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。比如我們在做燃燒熱的測量實驗中，對于師范類的學(xué)生，我們以介紹燃燒熱的理論為主，實驗操作中可以采用苯甲酸和鄰苯二甲酸酐等常用藥品；而對于應(yīng)用類的學(xué)生，可以讓同學(xué)們測量煤碳中的熱量值，甚至可以選擇一些含熱量較低不能直接燃燒的物質(zhì)通過與已知燃燒熱的物質(zhì)混合壓片的方式進(jìn)行測量，進(jìn)一步加深學(xué)生對理論聯(lián)系實際的理解。

3 創(chuàng)新實驗

選擇4－6個實驗，由教師將實驗的原理及儀器做簡單介紹，給定相關(guān)內(nèi)容，由學(xué)生根據(jù)自己的興趣，查閱文獻(xiàn)，選擇藥品或者改變實驗條件，設(shè)計相關(guān)實驗的具體方案、步驟和數(shù)據(jù)處理公式，經(jīng)教師批準(zhǔn)后，進(jìn)行實驗，初步鍛煉學(xué)生的實驗綜合能力。如凝固點降低法測定物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，在學(xué)生按照常規(guī)做法測定了萘的摩爾質(zhì)量以后，給同學(xué)提出如何利用凝固點降低法測定葡萄糖的摩爾質(zhì)量的問題，讓同學(xué)們選擇合適的溶劑和相關(guān)實驗條件進(jìn)行測定。

4 綜合設(shè)計性實驗

2－4個實驗，教學(xué)時只給出實驗?zāi)康?，并讓學(xué)生們自由選擇實驗內(nèi)容，并通過選題、資料查詢、自擬實驗方案、設(shè)計步驟、儀器調(diào)試、操作實踐等過程，激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和綜合創(chuàng)新意識，重在培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。如對于物質(zhì)摩爾質(zhì)量的測量可以通過凝固點降低法、粘度法測定，讓同學(xué)們結(jié)合理論選擇其它方式測定，實際上這個問題如果結(jié)合稀溶液的依數(shù)性理論選擇測量溶劑和溶液的滲透壓也很容易進(jìn)行解決。

5 對策

對于上述的教學(xué)體系改革，還需要解決以下三個問題：

5.1 教師

要進(jìn)一步提升專業(yè)素質(zhì)。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，關(guān)鍵是建設(shè)一支能適應(yīng)創(chuàng)新教育的教師隊伍，教師的創(chuàng)新意識有多強(qiáng)、自身素質(zhì)有多高，培養(yǎng)出來的學(xué)生的創(chuàng)新程度就有多高。同時要求教師必須具有較廣的知識面、豐富的實踐經(jīng)驗，這樣才能對學(xué)生的實驗給予科學(xué)、合理的評價與指導(dǎo)。在實驗課教學(xué)中增加對學(xué)生自學(xué)的引導(dǎo)性教育，以激發(fā)學(xué)生興趣為主，讓學(xué)生自覺地參與到實驗創(chuàng)新中來，促使其提高學(xué)習(xí)熱情和主動性，使學(xué)生從被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向自覺的研討。在興趣實驗過程中及時把握實驗動態(tài)，發(fā)現(xiàn)實驗過程中的問題，糾正不規(guī)范的操作，遇到實驗故障及時啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生分析原因。

5.2 教材

編寫適合各校物理化學(xué)實驗改革的教材。目前所用教材一般不分專業(yè)，且為多年前的老版本，在一些實驗儀器的操作上，與近幾年所購置的實驗儀器有較大出入，而且大部分的學(xué)校中無論什么專業(yè)在學(xué)習(xí)物理化學(xué)實驗課程時，都用同一版本的教材，只不過在實驗選擇上可能略有不同而已。在新設(shè)想下實驗項目與內(nèi)容要按鍛煉學(xué)生實驗基礎(chǔ)能力的基礎(chǔ)實驗，提升學(xué)生興趣鍛煉學(xué)生的實驗綜合能力的基礎(chǔ)創(chuàng)新實驗，培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的綜合設(shè)計實驗重新編排。

5.3 實驗室

進(jìn)一步完善“半開放”實驗室管理制度。對于綜合設(shè)計實驗，必須有充分的時間讓同學(xué)們進(jìn)行資料查閱并設(shè)計可行的實驗路線，所以僅依靠上課的時間是不能夠滿足實驗要求的，有些同學(xué)會利用課余時間來實驗室進(jìn)行相關(guān)實驗；同時每個同學(xué)的思路不一樣，在設(shè)計實驗時所選用的儀器藥品也不盡相同，正常情況下單一實驗室也不會將所有可能被用到的化學(xué)試劑和儀器都放置在實驗室內(nèi)，所以就算同學(xué)們能夠自由的進(jìn)入實驗室，也不能夠保證就一定能夠進(jìn)行實驗。而且一些物理化學(xué)實驗儀器價格比較高，不能隨便同學(xué)們自由使用，對于一些可以自由使用的儀器，在無人監(jiān)管的情況下也容易損壞或者丟失。因此必須進(jìn)一步完善“半開放”的實驗室管理制度，學(xué)生在綜合設(shè)計實驗環(huán)節(jié)首先要提交相關(guān)的實驗方案、路線、藥品和儀器清單給任課教師，在教師批準(zhǔn)其設(shè)計的實驗方案后，提前預(yù)約相關(guān)實驗室、實驗時間、藥品和儀器，利用課余時間進(jìn)行綜合設(shè)計實驗。

［1］周錫波，黃燕梅，薛 紅，等.在物理化學(xué)實驗教學(xué)中提高學(xué)生創(chuàng)新能力的嘗試［J］.廣西大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2008，5（1）：48.

［2］曾明榮，黃婷婷，翁建新.物理化學(xué)實驗教學(xué)改革創(chuàng)新與實踐探索［J］.高等理科教育，2008，16（4）：26.

［3］王麗梅.物理化學(xué)實驗教學(xué)改革與實踐［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì).2008，18（3）：115.

［4］王保玉，薛麗平，凌勛利，等.物理化學(xué)實驗教學(xué)改革研究［J］.洛陽師范學(xué)院學(xué)報，2008，（2）：124－126.

G642.0

：A

：1673－1794（2010）05－0102－02

趙 星（1978－），男，碩士，淮南師范學(xué)院科研處副科長，化學(xué)與化工系教師。

淮南師范學(xué)院教學(xué)研究項目（HSJY201020，HSJY200901）

2010－07－07