王珩

摘 要：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)當(dāng)前物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，從實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程考核、科技競(jìng)賽、師資建設(shè)等方面進(jìn)行改革與優(yōu)化，進(jìn)一步將大學(xué)生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)落到實(shí)處，為更好地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力，提升其綜合素質(zhì)，提供了一些新思路，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作更好地為高等學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才服務(wù)。

關(guān)鍵詞：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.433

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-7836（2019）06-0046-03

隨著全球經(jīng)濟(jì)不斷地飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)大學(xué)畢業(yè)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的要求也越來(lái)越高。教育部為迎接世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對(duì)工程教育人才的挑戰(zhàn)，也積極深化工程教育改革，加快推進(jìn)新工科建設(shè)的步伐。高等教育肩負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要使命，如何才能滿(mǎn)足國(guó)家及社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需要，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)，是每個(gè)高校教師面臨的歷史任務(wù)和重大課題[1]。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)工作的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程結(jié)構(gòu)、課程體系和教學(xué)改革等都有著密切的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為理論與實(shí)際聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)，是理論教學(xué)的必要補(bǔ)充和發(fā)展，對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)造性思維，分析和解決問(wèn)題的能力，以及綜合素質(zhì)的提高，都具有舉足輕重的作用。針對(duì)于此，開(kāi)展以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力為目標(biāo)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究，其目的就是通過(guò)自身的教學(xué)研究和實(shí)踐，提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，繼而全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

一、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的地位和作用

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課之一，在化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中占有重要地位。通過(guò)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼課程和進(jìn)一步擴(kuò)大化學(xué)知識(shí)面奠定必要的基礎(chǔ)，而且在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)分析能力、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析及解決問(wèn)題能力、自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐與創(chuàng)新能力等方面都具有非常重要的作用[2]。

二、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件方面

實(shí)驗(yàn)教學(xué)，相對(duì)于理論教學(xué)需要更多的硬件建設(shè)，包括實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)藥品等，均需要學(xué)校各部門(mén)的緊密配合和協(xié)調(diào)。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程由于自身的學(xué)科特點(diǎn)，需要較多的專(zhuān)屬性的儀器與設(shè)備來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。而高校往往教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，不能及時(shí)更新儀器設(shè)備，導(dǎo)致物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、儀器臺(tái)套數(shù)少，多名學(xué)生使用一臺(tái)儀器做實(shí)驗(yàn)，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，以至于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中參與度降低，動(dòng)手能力得不到有效鍛煉，學(xué)習(xí)不到新技術(shù)、新方法。同時(shí)，由于設(shè)備陳舊，儀器性能不穩(wěn)定，測(cè)量出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大，重現(xiàn)性和分辨率都不理想，削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的積極性。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件方面

1.教學(xué)內(nèi)容陳舊。學(xué)校開(kāi)設(shè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性與綜合性實(shí)驗(yàn)占的比例少。致使大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生按照教材上已給出的實(shí)驗(yàn)方案“照單抓藥”，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中思考少，學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性不高。

2.教學(xué)方法單一。教師上課多采用“填鴨式”授課，按部就班地把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從頭講到尾，然后學(xué)生開(kāi)始動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。這樣的教學(xué)方法缺乏新穎性、多樣性和靈活性，未能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.成績(jī)考核不科學(xué)、不全面。實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核多采用“平時(shí)+筆試”來(lái)評(píng)定，平時(shí)成績(jī)的評(píng)定主要依據(jù)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)處理，由于儀器設(shè)備少，多名學(xué)生使用一臺(tái)儀器做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相同，學(xué)生之間相互抄襲報(bào)告的現(xiàn)象較嚴(yán)重，所以平時(shí)成績(jī)不能真實(shí)地反映每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。筆試考試的內(nèi)容又僅局限于教材和課堂教授知識(shí)的再現(xiàn)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力考查不夠。有些學(xué)生只重視理論知識(shí)學(xué)習(xí)，輕視實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手操作，在實(shí)驗(yàn)課上表現(xiàn)平平，雖然最終成績(jī)較高，但并不能說(shuō)明他對(duì)實(shí)驗(yàn)課程有很好的理解與掌握。

三、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與優(yōu)化

（一）增加教學(xué)資金投入，注重實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

雄厚的硬件教學(xué)資源是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的物質(zhì)基礎(chǔ)。為了能開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富的實(shí)驗(yàn)課，以及滿(mǎn)足學(xué)生的求知欲，學(xué)校必須有充足的教學(xué)硬件資源。首先，要從思想上提高對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是聯(lián)系理論教學(xué)的橋梁，又是強(qiáng)化學(xué)生理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的有效途徑。其次，學(xué)校要重視實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，千方百計(jì)地籌措資金用于教學(xué)，對(duì)陳舊落后的儀器設(shè)備及時(shí)更新，為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)條件，為學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供強(qiáng)有力的支持。同時(shí)，對(duì)所購(gòu)進(jìn)的儀器設(shè)備要實(shí)行專(zhuān)人負(fù)責(zé)制，要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)儀器設(shè)備的日常維護(hù)與保養(yǎng)，跟蹤儀器設(shè)備的使用情況，提高儀器設(shè)備的利用率，使有限的教學(xué)資金有效利用率最大化，避免資金的浪費(fèi)。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的改革應(yīng)立足于實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系的改革與創(chuàng)新，吸收科技發(fā)展和教學(xué)改革的成果，優(yōu)化內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，構(gòu)建學(xué)生合理的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)[3]。經(jīng)典的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性的，在教學(xué)過(guò)程中要根據(jù)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)適當(dāng)保留，這樣有利于學(xué)生對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理和實(shí)驗(yàn)技能的理解與掌握。除此之外，應(yīng)加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，以求拓寬學(xué)生的知識(shí)面。通過(guò)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，自行設(shè)定實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生有效運(yùn)用已有的知識(shí)，去理解和獲取新知識(shí)，解決新問(wèn)題的能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。比如：燃燒熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)，以往實(shí)驗(yàn)多是測(cè)定萘的摩爾燃燒熱，由于萘易揮發(fā)，且具有刺激性氣味，難以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。針對(duì)于此，可以讓學(xué)生自行選擇多種市售糖，如白砂糖、木糖醇、紅糖、冰糖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前學(xué)生根據(jù)教師給定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)查閱資料，了解實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及在實(shí)驗(yàn)中如何避免或者降低這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的幾率，實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等。實(shí)驗(yàn)中教師對(duì)學(xué)生給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和幫助，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析和討論，將理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。這樣的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)用的樣品都是我們?nèi)粘Ｉ钏熘?，既增加了?shí)驗(yàn)的趣味性，又提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。通過(guò)測(cè)定這些糖的熱值，使學(xué)生不僅掌握燃燒熱的測(cè)定方法，同時(shí)也從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度了解更多有關(guān)糖的性質(zhì)，豐富了自身的知識(shí)。

（三）采用多種教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法多樣性

教學(xué)中建立“課堂演示與多媒體課件相結(jié)合，課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合，常規(guī)教學(xué)與個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合”的教學(xué)模式。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高其自主學(xué)習(xí)的能力。在教學(xué)中應(yīng)盡可能多地設(shè)立問(wèn)題。比如：燃燒熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)，教師可提出藥品質(zhì)量大小對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差有無(wú)影響，引火絲的纏繞要注意什么，實(shí)驗(yàn)中有散熱或熱量引入時(shí)雷諾溫度校正圖是否有變化，充氧量及水溫對(duì)實(shí)驗(yàn)有無(wú)影響等問(wèn)題。啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生思維的活躍性，讓學(xué)生始終處于實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)地位[4]。課堂是啟迪學(xué)生智慧，引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)、認(rèn)真思考和努力實(shí)踐的重要場(chǎng)所，但課堂的學(xué)習(xí)時(shí)間畢竟有限，課后學(xué)生在處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，總會(huì)遇到一些難以解決的問(wèn)題，教師可以通過(guò)建立微信學(xué)習(xí)交流群，利用網(wǎng)絡(luò)的便捷性，及時(shí)為學(xué)生答疑解惑。另外，隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的操作簡(jiǎn)便、快捷，實(shí)驗(yàn)教師可充分利用仿真軟件，把理論講解與實(shí)驗(yàn)操作有機(jī)地融合起來(lái)，將教材上平面、靜止的實(shí)驗(yàn)儀器與操作立體化、動(dòng)態(tài)化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣[5—6]。教師還可以將實(shí)驗(yàn)課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、儀器使用方法等編輯成視頻做成微課，方便學(xué)生隨時(shí)重復(fù)觀看，使學(xué)生能深入地理解并掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和技能，把握實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成功率。

（四）確立科學(xué)、合理的考核辦法

隨著高等學(xué)校教學(xué)改革的不斷深入，課程考核的改革也勢(shì)在必行。建立科學(xué)、合理的課程考核辦法，可以有效地提升學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)也能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己在學(xué)習(xí)中的不足，從而進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。因此，教師要加大整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核力度，細(xì)化每項(xiàng)考核環(huán)節(jié)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。教師在評(píng)定成績(jī)時(shí)，對(duì)待學(xué)生要公平、公正，一視同仁，嚴(yán)格執(zhí)行評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)教師都要依據(jù)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，給出該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)生每個(gè)考核環(huán)節(jié)的成績(jī)，再經(jīng)過(guò)加權(quán)平均后，得出學(xué)生該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的成績(jī)。課程結(jié)束后，再對(duì)學(xué)生完成的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所獲得的成績(jī)累加平均，得出學(xué)生物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的最終成績(jī)。

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的效果如何，得益于對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的掌握程度。教師在評(píng)定預(yù)習(xí)成績(jī)時(shí)，不僅要檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，還要通過(guò)提問(wèn)實(shí)驗(yàn)步驟中的操作細(xì)節(jié)、可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，或讓學(xué)生演示儀器操作等辦法，考查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)是對(duì)學(xué)生考核的重點(diǎn)，教師通過(guò)課堂巡視及時(shí)掌握學(xué)生的操作情況，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，啟發(fā)引導(dǎo)其自行解決，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，提出個(gè)人見(jiàn)解，對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維要給予充分的肯定。評(píng)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，不僅要檢查學(xué)生的數(shù)據(jù)處理情況，還要重點(diǎn)看學(xué)生對(duì)所完成的實(shí)驗(yàn)所做的反思，對(duì)學(xué)生在反思中提出的問(wèn)題及觀點(diǎn)，閃現(xiàn)的思想火花等，教師要及時(shí)給予總結(jié)。只有扎扎實(shí)實(shí)做好每一步，才能逐漸穩(wěn)步提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。

（五）以科技競(jìng)賽為契機(jī)，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)

高等學(xué)校的根本任務(wù)就是為國(guó)家培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新和實(shí)踐能力的人才?？萍几?jìng)賽是與課堂教學(xué)緊密相連的，是課堂教學(xué)的延展與拓寬，是對(duì)學(xué)生知識(shí)體系的掌握情況及其綜合素質(zhì)能力的全方位的考量，對(duì)促進(jìn)學(xué)科建設(shè)和課程改革，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力等方面起著積極的推動(dòng)作用。教師要積極鼓勵(lì)和組織學(xué)生參加科技競(jìng)賽，有計(jì)劃地使各類(lèi)競(jìng)賽與人才培養(yǎng)目標(biāo)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，把組織學(xué)生參加科技競(jìng)賽作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)組織學(xué)生參加科技競(jìng)賽，使學(xué)生親身經(jīng)歷查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)條件、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等環(huán)節(jié)，既培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)又讓學(xué)生走出學(xué)校，加強(qiáng)與其他高校同學(xué)之間的交流，取長(zhǎng)補(bǔ)短，更有利于學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（六）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)

教師在教學(xué)過(guò)程中起主導(dǎo)作用。教師的教育理念、專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、知識(shí)水平以及教學(xué)能力等，都與教學(xué)改革的成敗息息相關(guān)，尤其在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教學(xué)工作中更是起著舉足輕重的作用。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的師資隊(duì)伍提出了較高的要求。實(shí)驗(yàn)教師的工作量大，既要做好教學(xué)工作，又要做好實(shí)驗(yàn)室的日常管理及儀器設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)工作，要求教師要以飽滿(mǎn)的熱情投入到工作中，不僅要有甘于奉獻(xiàn)的精神，還要有廣博的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)研究的經(jīng)歷[7]。教師只有不斷豐富和完善自身的知識(shí)體系，不斷掌握學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的新發(fā)展、新動(dòng)態(tài)，才能使自身的教學(xué)工作永葆先進(jìn)性和生命力。學(xué)校要積極鼓勵(lì)教師進(jìn)行教學(xué)研究，定期組織教學(xué)研討會(huì)，觀摩優(yōu)秀教師授課等，還要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源、參加專(zhuān)題講座及學(xué)術(shù)會(huì)議等形式，對(duì)教師進(jìn)行教學(xué)觀念、教學(xué)方法、科研能力的培訓(xùn)，不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的建設(shè)。

四、結(jié)束語(yǔ)

培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力是高等教育與教學(xué)改革的一項(xiàng)重要工作，也是時(shí)代賦予高校的歷史使命。雖然本文對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提出了一些可行的思路和辦法，但是教學(xué)改革永遠(yuǎn)在路上，廣大高校教師只有不忘初心，砥礪前行，積極更新教育觀念，把握人才市場(chǎng)的需求，緊跟時(shí)代的發(fā)展步伐，時(shí)刻把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要任務(wù)，才能更多、更好地培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才。

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