李敏
【摘 要】物化實驗是化學專業(yè)學生必修的一門獨立的基礎實驗課程,加深對物理化學基本理論和概念的理解,增強解決實際問題的能力十分重要。目前教師往往管得過多,學生被動應付,學習積極性得不到充分發(fā)揮,對實驗教學方法改革:有意識地引導學生注意物理化學實驗的設計思想,要求做一個實驗,學習一個方法就能舉一反三、解決一種類型的實驗問題。
【關鍵詞】物化實驗;教學方法;改革
物化實驗是化學專業(yè)學生必修的一門獨立的基礎實驗課程,它對于掌握物理化學的研究方法,加深對物理化學基本理論和概念的理解,增強解決實際問題的能力,無疑是十分重要的。因此,不斷充實和更新物理化學實驗課的教學方法研究,提高實驗課的教學質量,對培養(yǎng)合格的化學專業(yè)學生有重要的意義。本文簡要介紹我們在物理化學實驗課中進行教學改革的情況,并提出自己的一點見解。
一、基本設想
物理化學實驗教學的基本過程,一般都是在確定實驗內容后,通過學生對實驗的預習和準備,教師的講解,實驗操作和寫實驗報告等步驟進行。這樣的過程對學生學會物理化學實驗的基本技術,掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法上起著良好作用。但也存在以下不足:
學生實驗的內容完全限制在實驗講義所指定的范圍內,教師安排幾個實驗,學生就按照講義做幾個實驗,教學方法基本上是驗證式的,對于啟發(fā)學生特別是大學高年級學生獨立思考問題,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力是不夠的。教師往往管得過多,學生被動應付,學生的學習積極性不能得到充分發(fā)揮。教學形式比較單調刻板,學生在學習了一些必要的基礎實驗方法后,沒有進一步進行實踐的機會。
教學活動應該是生動、活躍、富有創(chuàng)造性的過程,因此必須同時發(fā)揮師生雙方的主動性和積極性。特別是在科學技術飛躍發(fā)展的今天,學校的教學過程不僅要傳授知識,更重要的是重視學生智力的開發(fā),即重視學生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
二、具體做法
將物化實驗教學分為兩個階段:
第一階段:進行14個基本實驗。內容包括物理化學的各個基本方面以及主要的物理化學實驗基本操作。通過這部分的教學,使學生學習物理化學實驗的常用方法,掌握必要的基本技能技巧,同時有意識地引導學生注意物理化學實驗的設計思想,要求做一個實驗,學習一個方法就能舉一反三、解決一種類型的實驗問題。
第二階段:選出10個題目作為學生的獨立實驗。這些實驗主要有三種類型:
(1)應用已經學到的實驗知識,解決進一步的問題。
(2)在原有實驗的基礎上,進一步應用一些新的儀器設備,解決有關問題。如:應用2042型自動平衡記錄儀記錄步冷曲線,測繪Bi—Cd相圖;應用CDR—1型差動熱分析儀測定KNO-3和BaCl2· 2H2O的差熱譜等。
(3)補充前一階段實驗中實驗技術訓練方面的不足。如:考慮到在前一階段實驗中電標定法測定量熱計的熱容以及量氣法都未讓學生應用到,所以這時就分別安排熔解熱的測定和H2O2分解反應速度常數(shù)的測定實驗來予以補上。
第二階段獨立實驗進行時,仍將全年級學生按每二人一組編排,每組選做所列題目中的一個實驗,確定題目后在一周內查閱資料,預習準備,教師對這些實驗只作答疑討論,不再詳細講解。然后用10-12學時進行實驗,要求學生獨立完成,但允許學生實驗失敗重做。實驗完畢后,分別按規(guī)定作出實驗報告,并要求將測得的數(shù)據(jù)與文獻值進行對照比較,做出誤差分析和實驗討論。最后每個小組進行一次交流,采用實驗展覽的形式,每個實驗選派一名代表,邊演示邊講解,報告實驗結果和實驗過程中的體會,并進行討論和質疑。這樣,使每個學生除了自己做的實驗外,對整個獨立實驗的內容都有一個比較全面的了解。
三、幾點體會
(1)物理化學實驗教學分成基本實驗和獨立實驗二部分來進行,受到學生的普遍歡迎。由于在教學的第一階段比較強調實驗的基本技能和設想思想,學生學習目的性比較明確,針對性強,基礎知識掌握得比較牢固。第二階段強調學生獨立解決問題,學生的積極性得到較好發(fā)揮,同時也能使學生獲得進行科學研究的初步訓練。通過這種教學安排,學生的實驗技能技巧,數(shù)據(jù)處理能力等多方面都提高得比較快。
(2)從學生獨立實驗的結果看,大部分學生的實驗結果在誤差范圍內,個別學生雖然有較大的誤差,但也能從實驗操作過程中,儀器設備的使用方面著手分析誤差產生的原因。另外,不少學生在實驗過程中能自覺查找資料,摸索合適的實驗條件,總結實驗的關鍵。
(3)高年級學生的實驗課,應放手讓學生自己研究和解決問題。從這次教學改革嘗試看,獨立實驗可以多安排幾個,難度也可以再適當增大。在實驗時間的安排上,可以靈活一些,最好逐步做到實驗室開放,讓學生有更多的時間在實驗室里進行實驗。
(4)按照目前物理化學實驗教學的情況,我認為安排基本實驗10-12個,獨立實驗3-4個比較適宜,并配合適當?shù)膶嶒灱夹g講座。實驗課的考試成績可以根據(jù)獨立實驗的結果和平時實驗情況進行評定。
(5)要實現(xiàn)上述方案,需要建立一支具有較高質量的實驗教師隊伍。實驗指導教師要有較豐富的實驗知識和操作經驗,并要比較多的新實驗。實驗室的設備也要充裕一些,要能比較靈活地對物化實驗教學的需要作出安排。當前,雖然這些方面存在一定的差距,但從物化實驗課作為一門獨立的基礎實驗課來衡量,這樣的要求還是必須達到的。