物理化学实验教学改革实践与再思考_侯向阳.pdf

第 25 卷 第11 期 2006 年 11 月 实验室研究与探索 RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY Vol 25 No 11 Nov 2006 物理化学实验教学改革实践与再思考 侯向阳 高楼军 李东升 周彩华 柴红梅 唐 龙 延安大学 化学与化工学院 陕西 延安 716000 摘 要 结合物理化学实验教学中存在的问题 进行了物理化学实验教学改革实践与探索 提出教学改 革的一些设想 以提高物理化学实验课教学质量 关键词 物理化学实验 教学改革 中图分类号 G642 423文献标识码 A文章编号 1006 7167 2006 11 1423 03 Practice and Reconsideration of the Physical Chemistry Experimental Teaching Reform HOUXiang yang GAO Lou jun LI Dong sheng ZHOU Cai hua C HAI Hong mei TANG Long Dept of Chemistry Yan an Univ Yan an 716000 China Abstract By combining the main problems existing in physical chemistry experiments this article described the teaching reform of the physical chemistry experiments and put forward the ideas of the teaching reform in order to improve the teaching quality of the physical chemistry experiments Key words physical chemistry experiments teaching reform 收稿日期 2005 12 01 基金项目 陕西省教育厅第三轮高等教育教学改革研究项目 延安 大学面向 21世纪教改项目 编号 YDJG05 06 作者简介 侯向阳 1973 男 讲师 在职硕士 1 前 言 化学实验不仅是实践性很强的课程 而且是传授 知识 技能 训练科学思维 培养科学精神和品质 全面 实施化学教育的最有效形式 1 2 在化学教育中起着无 法替代的作用 物理化学实验是教育部规定独立开设 的一门实验课程 3 北京大学韩德刚教授指出 任何有 成就的化学家 往往都渗透着物理化学和物理化学实 验的素养和内因 4 这一方面说明物理化学实验是应 该受到重视的一门必修课程 另一方面也说明物理化 学实验课程具有理论性强 仪器设备多 涉及知识面广 等自身特点 因此 怎样实现该课程的教学目的 较好 地完成教学任务 达到理想的教学效果 是一个值得研 究的课题 沿袭数十年的传统教学方法 曾很好地发 挥了实验课的功能 对化学学科和教育的发展起过重 大的作用 5 但随着科学技术日新月异的发展 素质 教育的全面推进 教育教学改革的不断深入 化学实验 课程尤其是物理化学实验课程作为学生创新精神 创 新意识 创新能力培养的要求 其课程内容和教学方法 的改革愈发显得迫切 重要 因此将在物理化学实验 教学中的一些实践和想法列出 与同行讨论 共同提高 该课程的教学质量 2 目前物理化学实验教学中存在的主要问题 物理化学实验教学走过 50多年的历程 课程体系 经过几次改革 但由于实际情况 在目前的教学中还 存在一些问题 主要体现在以下几个方面 1 实验内容陈旧 更新速度缓慢 多以验证经 典理论为主 与现代科学发展结合较少 与现代物理化 学的研究内容和方法衔接较少 不利于学生学习新知 识和综合素质的提高 2 实验课教学方法单一 落后 单一 落后的教 学模式严重影响学生对实验课的兴趣 不利于实验课 教学质量的提高 3 学生实验仅仅是 照方抓药 按讲义进行实 验操作 多半是被动应付 造成学生对实验课重视程 度不够 4 采取大循环方式开课 造成部分实验内容往 往超前理论教学的实际情况 达不到预期教学效果 3 物理化学实验教学改革 物理化学实验教学具有两方面的作用 一是通过 实验巩固物理化学的基本知识 一是通过实验培养学 生的综合实验素质和能力 总结以前物理化学实验教 学经验 结合我校物理化学实验教学中存在的问题 进 行了或正在进行如下教学改革 目的是建立一个物理 化学实验教学的新模式 使物理化学实验具有教学内 容前瞻性 教学方法创新性 教学手段现代性的特点 积极促进物理化学实验课教学质量的提高 1 优化实验课程结构 实验条件 使实验教学能 够满足新时期人才培养的要求 物理化学实验教学内 容的改革方向应向着减少描述性 验证性 重复性的实 验 保留能较好培养学生能力和掌握实验方法的方向 发展 尽可能使实验内容和深度拓宽 并赋予现代化的 特点 向着增开综合性 设计性 研究型实验的方向深 入进行改革 使物理化学实验具有基础 综合 研究应 用等多层次的实验教学体系 6 从而对学生进行创新 意识和创新能力的培养 反映最新的教学 实验研究成 果 结合国内外多家教材的特点 对部分实验内容和方 法进行改进 如 恒温槽组装及其性能测试 这一实 验 比较经典 但在教学过程中发现其具有很大重复 性 于是在具体教学中删除这一实验 但将这一实验的 内容放在需要恒温槽的实验中给予详细讲解 根据文 献 7 对 粘度法测定高聚物相对分子质量 的实验操 作方法做了改进 这样做不仅可以消除高聚物在毛细 管上吸附对实验结果的影响 而且更加省时省力 简单 易行 新增 8 个综合 研究型实验 要求学生在第一层 次实验的基础上 运用所学的知识 方法 技能独立完 成实验 目的在于培养学生的综合素质和能力 结合 各专业的特点 选择相应的实验内容进行教学 如对化 工专业的学生 开设 二元相图的绘制 阴极极化曲 线测定 等实验 编写实验讲义时增设 实验评注 介 绍与这一实验相关的内容 加强基础实验与现代科学 研究的联系 拓宽学生知识面 激励学生创新 对部分 实验试剂进行替换 现在我校开设的物理化学实验所 用试剂没有一种是有毒性和致癌性的 为物理化学实 验室成为 绿色环境友好 实验室做了最基础的工作 对仪器和设备进行了改造 更新 使物理化学实验室所 用仪器和设备与现代数字化的特点相适应 我校先后 向物理化学实验室投入了 20 多万元 其中大部分用于 仪器更新 这些教学改革实践 对实验课教学质量的 提高起到了积极的推动作用 2 加强计算机在物理化学实验中的应用 促进 实验课教学方法改进 实验教学方法是影响实验教学 效果的主要因素之一 以程序教学理论为基础 以计 算机技术为手段的 CAI 教学是一种崭新的教学方式 具有教学和辅助双重功能 已成为高校教改的主要方 向 国家重点科技攻关项目的 CAI 课件已公开出版发 行 但由于物理化学实验课的特殊性 各学校选择实 验 使用仪器 测试方法的不同 不可能有一套普遍适 用的 CAI 课件 因此结合我校物理化学实验的具体情 况 研制物理化学实验的 CAI 课件 并将课件挂置在校 园网上 实现网上实验教学 具有很大的实际应用价 值 对提高物理化学实验课教学质量会产生有效的推 动作用 计算机在物理化学实验中的应用的另一方面 作用是实现物理化学实验的计算机控制 实验数据的 计算机采集 处理 传统方法是实验过程进行人工控 制 实验数据进行人工读取 记录和处理 这些过程必 定引入人为误差 而且有些实验数据的读取和处理相 当繁琐 可见加强计算机在物理化学实验中的作用 不 仅可以使实验内容更加丰富 省时省力 产生较好的教 学效果 还可以培养学生驾驭现代教学技术的能力 3 结合课程特点 加强实验教学过程管理 建 立正常的实验课教学秩序 实现实验教学的科学化 规 范化 不断提高实验教学和管理水平 加强实验课教学 过程管理是提高实验教学质量的基本保证 结合学校 有关制度制定了物理化学实验具体的 过程管理 办 法 包括对实验员 教师 学生 3 个方面的要求 共 16 条 具体实验时 学生和实验教师还必须认真填写 物 理化学实验学生实验基本情况记录表 具体内容包括 实验预习情况 实验预习实际使用时间 试剂使 用情况 仪器使用情况 实验操作实际使用时间 教师指导实验情况 学生签名 学生实验情况 指导教师签名 其中前 7 项由学生填写 后两项由实 验指导教师填写 这些措施有力加强了对实验课的 过程管理 坚持了 学生为主体 教师为指导 的指导 思想 提高了实验课教学质量 4 严格要求学生的实验预习 要求学生在实验 前必须进行预习 写出预习提纲 内容包括 实验原理 实验操作步骤 实验数据记录表格 实验注意事项及需 要讨论的问题等几方面 上课前检查预习报告 并给出 成绩 最后依一定比例 15 记入学期总成绩 没有预 习或预习达不到要求者不允许做实验 实验预习时允 许学生讨论问题 支持做过该实验的学生谈自己的体 会和经验 以提高实验课教学质量 5 确立科学的实验课考核办法 考试是教学的 重要环节 严格科学的考试 可以检查教学中存在的问 题 促进教学质量的提高 改变了过去 一锤定音 的 考试方式 将学期成绩与平时教学过程考核和考试结 合起来 平时占 70 主要体现在实验预习 实验操 作 实验报告 学生实验态度等几个方面 制定了详细 的实验预习 实验操作 实验报告 学生实验态度评分 标准 共 36条 考试占 30 建立了实验考试试题库 1424 实 验 室 研 究 与 探 索第 25 卷 考试时随机抽题 几年的实践说明 这种考试方式改 变了学生对实验课的态度 学生对实验课的重视程度 明显得到改善 6 加强教学与科研相结合 教学和科研是高等 学校的基本职能 不可偏颇 两者互相结合既有利于提 高师资队伍素质 又有助于培养学生的创新意识 教 师只有通过对物理化学学科的科学研究 才能加深对 本学科的理解和认识 从而获得最新 最先进的科学知 识 由此丰富教师的知识结构 而教师知识结构的改 善 学术水平的提高 使教师在教学过程中思路开阔 也能站在新的高度对教学内容进行取舍更新 丰富教 学内容 对学生进行生动 灵活的教学 再者 积极进 行科学研究的教师 在教学中会比较自然的用科研所 必要的实践精神和创造精神感染学生 使学生受到鼓 舞 得到启迪 更快地步入学术研究的正途 学生参与 物理化学课题的研究也是物化实验训练的继续和延 伸 通过这些方面的训练锻炼了学生的科学思维 提高 了综合素质 培养了初步的科学研究能力 为以后工作 奠定良好的基础 7 体现双语教学的要求 教育部 2001 4 号文 件明确提出 本科教学要创造条件使用英语等外语进 行公共课和专业课教学 8 同时又提出加强大学本科 教学的12 项措施 其中之一是要求各高校在 3 年内开 设5 10 的双语课程 物理化学实验虽还不能实 现双语教学 但在实际教学中应该为开展双语教学做 一些基础性的前期准备工作 如编写教材时尽量使用 英语介绍一些概念 仪器 化学物质的名称等 对部分 实验内容用英语编写实验教材 实际教学时要求学生 每天尽量记一些专业英语词汇 这些措施可以为双语 教学创造条件 物理化学实验教学改革是一项长期而艰巨的任 务 只是在一些方面做了探索 取得了一定成效 但还 许多工作要做 还存在不少问题和困难 有待进一步探 索 以上就是我们的一些实践和设想 目的能与同行 进行讨论 提高物理化学实验课教学质量 参考文献 1 王志林 姚天扬 等 深化改革 加强建设 提高质量 办出特色 南京大学化学基地建设的实践与体会 J 大学化学 2000 15 2 18 22 2 蔡炳新 陈贻文 等 基础化学 三级实验教学 模式的研究与实践 J 大学化学 2001 16 4 11 13 3 教育部理科化学教材编审委员会 物理化学实验教学大纲 M 北 京 人民教育出版社 1980 4 苗 慧 朱良俊 等 物理化学实验课程培养学生综合素质和能力 的几点做法 J 阜阳师范学院学报 自然科学版 2004 21 1 72 73 5 陈 睿 等 改革实验教学 加强学生能力培养 J 大学化学 2001 16 4 22 23 6 甘礼华 陈龙武 等 多层次物理化学实验的教学改革 J 同济教 育研究 1996 4 48 49 7 杨海洋 朱平平 等 粘度法研究高分子溶液行为的实验改进 J 化学通报 2002 9 631 634 8 刘弋潞 胡晓洪 等 物理化学实验开展英汉双语教学初探 J 广 东化工 2004 9 10 65 67 上接第 1422 页 信息量增大 使实验不限于掌握物性的测定方法 还可 了解物性的影响因素和规律 因此更能引起学生的实 验兴趣 3 解决了由于仪器等原因造成实验失败的学生 无实验数据处理的问题 由于多方面原因 学生实验 时有可能会出现失败现象 传统的处理办法是重做 但 时间不许可重做时将使学生无数据处理 采用实验数 据共享可避免这个问题 4 提高了学生分析和解决实验现象的能力及使 用计算机处理问题的能力 不同学生做不同条件的实 验 使得学生必须自己解决实验中出现的问题 实验数 据量的增加和计算机的应用 又提高了学生综合能力 的培养 当然 在教学中亦会出现一些新问题 主要表现在 实验员和教师的工作量增大