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簡(jiǎn)析化工專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索論文
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)中處于非常重要的位置，是本科層次化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)綜合能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)提高的重要部分。與其它化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不同的是，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)更側(cè)重于定量地解釋化學(xué)過(guò)程的規(guī)律，所采用的實(shí)驗(yàn)方法更加多種多樣，涉及到熱、電、光、聲、磁等物理方面的內(nèi)容較多。長(zhǎng)期以來(lái)我校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在突出的問(wèn)題有：(1)由于受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念、思想的束縛和教與學(xué)地位認(rèn)識(shí)不清，實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終擺在一個(gè)單純配合驗(yàn)證理論教學(xué)的從屬地位上，成了理論課的附庸課。(2)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重要性認(rèn)識(shí)不夠，積極性差，課前不預(yù)習(xí)，課上不思考，缺乏探究意識(shí)，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課總歸會(huì)過(guò)關(guān)的，有時(shí)候老師也沒(méi)有把知識(shí)的學(xué)習(xí)、能力的培養(yǎng)、綜合素質(zhì)的提高放在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一位。(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)份側(cè)重學(xué)科訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)功能單一，主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，應(yīng)付了事。(4)學(xué)生實(shí)驗(yàn)挫敗的心理素質(zhì)差，在實(shí)驗(yàn)中，若出現(xiàn)“異�！鼻闆r和實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)不能冷靜地分析原因，尋求解決問(wèn)題的辦法。這些現(xiàn)狀導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)與訓(xùn)練的削弱以及抑制了學(xué)生主觀能動(dòng)作用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式很難適應(yīng)社會(huì)對(duì)高級(jí)人才素質(zhì)的要求，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，我們對(duì)化工專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革。
1調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
由于長(zhǎng)期以來(lái)在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常較多重視的是實(shí)驗(yàn)課程的顯性功能，例如驗(yàn)證化學(xué)理論、訓(xùn)練化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)習(xí)有關(guān)數(shù)據(jù)的處理方法等，而對(duì)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和創(chuàng)造能力重視不夠，缺少培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，因此，必須從物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行改革與整合。
1.1調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)
打破物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隸屬于相應(yīng)理論課程開(kāi)設(shè)的傳統(tǒng)模式，實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課，構(gòu)建新的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系，新的課程體系是以物理化學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)，以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰楹诵�，以�?xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能與操作為主線(xiàn)而建立。
1.2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成四大部分：(1)實(shí)驗(yàn)基本理論與技術(shù)講座;(2)基本試驗(yàn)的訓(xùn)練;(3)綜合試驗(yàn);(4)設(shè)計(jì)試驗(yàn)。并以先基礎(chǔ)，再綜合，后設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置模式，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生循序漸進(jìn)，靈活多樣，因材施教的教學(xué)新模式，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。
目前我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)目一共有13個(gè)，改革前，必做的實(shí)驗(yàn)為10個(gè)，改革后必做實(shí)驗(yàn)為10個(gè)，選做實(shí)驗(yàn)3個(gè)。選做實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師向?qū)W生提供實(shí)驗(yàn)題目、與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)的目的意義和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件、本實(shí)驗(yàn)方法和手段在未來(lái)科研開(kāi)發(fā)中的一些具體應(yīng)用等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。然后學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師提出的要求進(jìn)行查閱文獻(xiàn)，了解目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試方法和手段以及研究進(jìn)展。學(xué)生通過(guò)對(duì)收集到的文獻(xiàn)進(jìn)行科學(xué)分析對(duì)比，提出自己的見(jiàn)解。并且每位學(xué)生在此基礎(chǔ)上制定一個(gè)較為完整的方案，雖然學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不一定合理、科學(xué)，也不一定跟現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件相匹配等，但是教師可以把學(xué)生組織在若干小組內(nèi)，進(jìn)行討論，公開(kāi)收集到的相關(guān)信息，并根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，探討其方案的可行性，通過(guò)多方案的對(duì)比分析，選出大家認(rèn)為較為合理的方案。在整個(gè)討論過(guò)程中，教師的作用是給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力和創(chuàng)新能力。
2改進(jìn)教學(xué)方法，采用現(xiàn)代教學(xué)手段
長(zhǎng)期以來(lái)，大部分物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用灌輸式教學(xué)方法，簡(jiǎn)單落后，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)細(xì)節(jié)完全交代清楚，因此學(xué)生不知不覺(jué)就產(chǎn)生了一些依賴(lài)?yán)蠋煹乃枷�，很多學(xué)生在課前預(yù)習(xí)只是一種形式，為了完成老師布置的任務(wù)而將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容抄了一遍，葫蘆畫(huà)瓢來(lái)模仿，甚至根本就沒(méi)有通過(guò)大腦思考，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，學(xué)生感到枯燥無(wú)味，積極性和創(chuàng)造性得不到發(fā)揮，也滿(mǎn)足不了實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，因此必須對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段進(jìn)行改革。
2.1部分實(shí)驗(yàn)“先做后講”
在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過(guò)程中，我們根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整教學(xué)方法。對(duì)于那些實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)所用的儀器及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為簡(jiǎn)單時(shí)，可采用“先做后講”的方法。即教師在實(shí)驗(yàn)前不先講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)操作等，學(xué)生在做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)的情況進(jìn)行總結(jié)和解析。因此，如果學(xué)生沒(méi)有做好預(yù)習(xí)，是很難按計(jì)劃完成任務(wù)的。預(yù)習(xí)與否、預(yù)習(xí)態(tài)度和質(zhì)量決定實(shí)驗(yàn)的成功與否。因此，該方法可以促使學(xué)生主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由于實(shí)驗(yàn)是學(xué)生自己實(shí)施進(jìn)行，且在相互討論的基礎(chǔ)上自己進(jìn)行推斷，從而大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“開(kāi)放式”
在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)以教科書(shū)按部就班地進(jìn)行，學(xué)生按教材上所寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)步驟做完一遍，交上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師通過(guò)將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果比較進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定。這種教學(xué)方式在化學(xué)化工人才的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)過(guò)程中也發(fā)揮過(guò)重要作用。但這種教學(xué)模式很難做到因材施教，不利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，難以激活創(chuàng)新思維。因此我們通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，并在開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)課中，改變強(qiáng)調(diào)一次性獲得準(zhǔn)確結(jié)果的觀念，允許出現(xiàn)誤差或失敗，讓學(xué)生從失敗中學(xué)習(xí)，通過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。對(duì)實(shí)驗(yàn)課時(shí)長(zhǎng)，難以在課內(nèi)重做，可在課余時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)，有利于對(duì)學(xué)生因材施教，有利于學(xué)生個(gè)性發(fā)展，也有利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。幾年的實(shí)踐證明，學(xué)生對(duì)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式比較歡迎，普遍反映學(xué)習(xí)效果較好。
2.3教學(xué)手段“現(xiàn)代化”
盡管實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身就是直觀教學(xué)，但由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器水平較低，儀器數(shù)量不足;人力投入不夠和教學(xué)效果不理想等原因，因此還是要重視現(xiàn)代化教學(xué)手段的運(yùn)用，特別要重視計(jì)算機(jī)多媒體在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握更多的儀器使用和操作技術(shù)，更深刻地理解實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理方法。例如通過(guò)多媒體課件，向?qū)W生較系統(tǒng)的講授數(shù)據(jù)處理和誤差傳遞、真空技術(shù)、溫標(biāo)及測(cè)溫技術(shù)、電工電子技術(shù)、常用儀器、實(shí)用電路及線(xiàn)路分析、常用配套電極的制備方法等，通過(guò)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)知識(shí)講座的開(kāi)設(shè)加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的掌握。此外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力也是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)非常重要的一部分，加強(qiáng)這一能力的培養(yǎng)，我們既要學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)記錄與整理，更要注意實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)分析與處理。隨著計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，可以使用計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)處理是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖或?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算后作圖，然后線(xiàn)性擬合或非線(xiàn)性曲線(xiàn)擬合求得需要的參數(shù)，用Origin軟件在計(jì)算機(jī)上很快完成。如“液體飽和蒸氣壓的測(cè)定”、“一級(jí)反應(yīng)——蔗糖的轉(zhuǎn)化”、“丙酮碘化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定”、“乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定”、“氫超電勢(shì)的測(cè)定”、“粘度法測(cè)大分子化合物的分子量”、“固體比表面的測(cè)定”等實(shí)驗(yàn)用線(xiàn)性擬合的方法。
2.4考試方式“多樣化”
改變以往物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)和期末筆試成績(jī)來(lái)評(píng)定的方式，建立“注重平時(shí)、能力為主，兼顧理論，口筆結(jié)合”的綜合考核辦法，其中課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、獨(dú)立工作能力、儀器保護(hù)及損壞情況、環(huán)境衛(wèi)生及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容，記入學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)檔案，作為平時(shí)成績(jī)，占總成績(jī)的40%;期末進(jìn)行筆試、實(shí)際操作、口試三結(jié)合的考核辦式，分別總成績(jī)的20%。筆試主要注重于實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面的內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)操作和口試是在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)場(chǎng)抽簽進(jìn)行，把學(xué)生做過(guò)的實(shí)驗(yàn)事先做了一些改動(dòng)后，然后制成卡片讓學(xué)生隨機(jī)抽取，抽到哪個(gè)實(shí)驗(yàn)，卡片上設(shè)有口試題，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中就口試題進(jìn)行解答。通過(guò)嚴(yán)格的成績(jī)考核，不只是為了給學(xué)生一個(gè)學(xué)習(xí)成績(jī)，也是該課程最后一次實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)一步強(qiáng)化的鞏固過(guò)程，有助于加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
3結(jié)語(yǔ)
幾年來(lái)，我校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程經(jīng)過(guò)不斷改革探索和實(shí)踐，通過(guò)改革教學(xué)內(nèi)容和課程體系、教學(xué)方法和手段以及考核辦法;通過(guò)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、增加綜合性實(shí)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了增強(qiáng)，特別是在對(duì)待物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的態(tài)度上，學(xué)生較為重視，通過(guò)這一教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力得到了提高，效果是令人滿(mǎn)意的。但由于我校是一所普通地方工科院校，基礎(chǔ)差，起步晚，儀器水平較低，儀器數(shù)量不足，要真正使物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革具有開(kāi)拓性，尚需要更深入的探討和實(shí)踐。
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