刍议物理化学实验教学改革实践与探索

摘要:根据物理化学实验教学的特点和发展现状,本文就物理化学实验教学过程中如何提高教学水平和培养学生的科研创新能力提出了一些参考性的意见,以期对物理化学实验教学改革起到一定的借鉴和示范作用。

关键词: 物理化学实验教学现状教学改革

1.物理化学实验教学的现状

物理化学实验是化学化工类专业培养体系中的一门理论和实践性都很强的基础训练课程,与其它基础化学实验课程相比,该课程更注重于定量地解释化学过程的规律。[1]然而在多年的教学实践中,由于实验条件和认识上的局限性,该课程体系虽然经过了多次改革,但仍普遍存在一些亟需解决的问题,这些弊端主要体现在:(1)实验课教学方法单一、枯燥,“依葫芦画瓢”、“照方抓药”式的教学模式严重挫伤了学生对实验课的兴趣和学习热情,不利于学生创新能力的培养;(2)实验内容陈旧,多以验证性、经典性实验为主,更新率慢,引入现代物理化学新的研究成果和方法太少,不利于学生综合素质的培养和教学质量的提高;(3)大循环式的授课时间安排,容易造成部分实验与理论教学相脱节,达不到理论与实践相辅相成的教学目的,教学效果不理想。在充分分析物理化学实验现状的基础上,结合培养化学化工类创新型人才的需要,从2006年我校物理化学课程被批准为湖南省第一批精品课程以来,笔者在化学与生命科学系的应用化学、生物技术、药学等专业班级中开展了物理化学实验教学探索和改革实践,经过近3年的活动开展,取得了一些教学心得和体会,现将其总结如下,供同行参考。

2.物理化学实验教学改革的探索

(1)更新物理化学实验教学内容。

针对物理化学实验内容多为验证型、经典型,综合设计型不多的现状,笔者在内容上加大了综合性、研究性、开放性实验的比例。基于教师的科研项目和湖南省基础化学示范性实验室的建设,笔者将科研成果及时编成实验教学内容,使学生尽早融入到科学前沿中去。笔者要求学生根据题目自己查阅文献资料、自行设计实验方案、独立完成实验内容、撰写实验总结与报告。笔者在这个过程中给学生充分的指导,尽量满足他们实验中所涉及的试剂和仪器的需求,让学生有机会尽早接触到最新的科研前沿内容,这样激发了学生的学习热情和创造力。

(2)大力开展物理化学实验教学课堂内外师生互动活动。

教师的教与学生的学是相互依存、不可分割的统一体,师生之间只有建立了真正融洽、互为一体的教学关系,才能达到教学相长的理想境界。教师在物理化学实验教学中要注重因材施教,多采用启发式、引导式、鼓励式、探讨式的教学方法,这样既能提高学生的注意力,又能让教师随时掌握学生的学习状况。师生互动活动既可以在课堂内进行,又可以在课外进行,在探讨中师生可以不断交流各自观念和信息,教师在此过程中应引导学生独立思考和解决问题,不断提高学生的综合素质和实践能力。

(3)不断改善实验教学软硬件条件。

实验室不仅是高校进行科学研究的重要基地,而且是进行人才培养、提高学生科研意识的重要课堂,而提升实验教学条件是进行研究性实验教学的基础,[2]因此,良好的创新教育环境和条件是高校培养学生创新能力的关键。我校现有的物理化学实验教学资源虽然十分有限,但笔者因地制宜,充分利用现有资源,在所设计的研究性、综合性新实验中,增加了产物表征和性质研究部分的实验内容,使得学生有机会到接触大型科研仪器。这样在很大程度上提高了学生的学习兴趣和贵重设备的利用率,开阔了学生的眼界,提高了他们的动手能力。

(4)适当引入辅助教学手段,不断激发学生的实验兴趣。

激发创新思维是培养学生创新能力的重要手段,在物理化学实验教学中,除了课堂教学以外,辅助教学手段的作用也是不可忽视的。比如提高物理化学实验教学的信息化程度,加强网络教学,成立课外兴趣实验小组,定期进行实验技能比赛等。有了实验的兴趣,学生自然就有了科研创新的意识和好奇心,最终可使学生的积极性和创造性得到充分的发挥。

我校实行物理化学实验教学改革虽然只有短短的三年时间,但已有了明显的成效,学生的自信心、创造力和责任感不断提升,表现出较强的动手能力和一定的操作大型仪器的能力,毕业论文完成质量较前几年也有了明显进步。比如我系05级应用化学专业学生在2009年完成毕业论文的整个过程中,表现出很好的文献检索和阅读能力、一定的独立设计和完成实验能力,论文内容丰富,书写规范,答辩自信,多篇论文获省级优秀论文,我系选派三名学生参加湖南省第二届基础化学实验竞赛,获一、二、三等奖各一项,总成绩在所有参赛学校中名列前茅。然而,实验教学的改革是一个持续的过程,我们在实践中还须不断适应变化的新形势和发展的新理念,当前探索出的教学模式体系还有待在实践中进一步优化和完善,尤其在物理化学实验的创新性、研究性、综合性方面,还有待于进一步的探索和研究。

参考文献:

[1]甘礼华,陈龙武,钱君律.多层次物理化学实验教学的再思考[J].实验室研究与探索,2002,21(6):8-16.

[2]鲁彬,秦玫.物理化学实验的教学改革与探索[J].实验室科学,2006,5:29-30.

项目来源:湖南省“十一五”教育科学研究规划课题(XJK08CXJ002)