物理化学实验教学改革研究

[摘要]以提高化学生物学专业学生的创新实践能力、综合素质及培养该专业的高素质应用型人才为目的，针对物理化学实验教学中存在的实验内容不能满足专业需要、教学模式陈旧以及实验数据处理还停留在手工处理阶段等问题，在教学内容、数据处理、实验考核评价等方面对物理化学实验进行了改革。

[关键词]物理化学实验；化学生物学；教学质量

物理化学实验是化学生物学专业学生的一门基础实验课，该课程综合了化学领域中各分支所需的研究工具和方法。通过培养学生掌握物理化学实验的方法和技能、常用仪器的使用、正确记录实验数据和现象以及归纳处理实验数据和分析实验结果的能力，可以加深对物理化学原理和概念的理解，提高学生科学思维以及综合解决实际问题的能力。因此，物理化学实验在培养学生能力上具有特殊意义。但目前，我院化学生物学专业的物理化学实验教学还不能完全适应化学生物学专业的需要，因此对原有的实验教学进行改革变得尤为迫切和重要。

1化学生物学专业物理化学实验教学中存在的问题

1.1实验内容不能满足专业需要

现行实验内容由于受普通化学专业的影响，偏重于基础的知识和技能的训练，而忽视了化学生物学专业的内在需要与联系，实验内容和方法相对老化，没有及时跟上新技术、新方法在化学生物学中的应用，学生学习的物理化学实验内容不能完全满足今后工作的需要。另外，有些实验内容陈旧，反映不出学科的发展现状及学科前沿，有些实验过于简单，不利于培养学生的动手能力和综合分析问题的思维能力。

1.2教学模式陈旧

实验教材中验证性实验内容较多，这部分实验内容的选择、方案设计以及操作步等方面的工作均由实验教师包办或指定完成，学生按照教师安排完成实验，缺乏科学思维的训练和创造性的激励，从而造成学生在实验中缺乏主动性，其独立思考能力不能有效发挥，且动手能力、分析问题和解决问题的能力得不到有效锻炼。

1.3物理化学实验数据处理还停留在手工处理阶段

物理化学实验的数据处理经常会涉及到作曲线、作切线、线性拟合、求斜率和截距等问题，学生往往是在坐标纸上手工作图，得出结果。这样既会引入较大的人为误差，又要花费大量时间。很显然学生仅仅只会手工处理实验数据，已不符合时展的要求，而应辅以电脑软件对实验数据进行处理。但是，如果所有数据都通过电脑软件处理，学生又没能掌握手工处理数据的方法和技巧，这在实验技能上也是一大缺陷，因此，学生应既会手工处理也会用电脑软件处理实验数据。

2化学生物学专业物理化学实验教学改革探索

2.1结合专业特点，优化实验内容

物理化学实验内容的设置要结合化学生物学专业的特点，对传统的实验内容作出适当的筛选。首先，实验内容应与化学生物学理论知识接轨，例如，物理化学实验中的表面化学、胶体化学等内容与化学生物学的理论基础结合紧密，可以选择“最大气泡压力法测表面张力”、“电泳法测定胶体的电动电位”等实验内容。另外，教学模式上应强调以学生为主体，通过开设设计性实验培养学生的创新能力，如将“固体药片燃烧热的测定”作为设计性实验，让学生在查阅资料的基础上，结合所学的理论知识以及实验方法和技能制定出实验方案、开展实验、得出结果，并提交实验报告或小论文，进一步激发学生的思维和创新能力。

2.2利用电脑软件对实验数据进行处理

物理化学实验的数据处理较为复杂。利用计算机软件处理实验数据既可以提高工作效率，又能获得更为准确的实验结果。比如，学生在进行“燃烧热的测定”、“乙酸乙酯皂化反应速率的测定”以及“最大气泡压力法测表面张力”等实验时可以利用Excel、Matlab、Origin等软件处理实验处理数据并作图，得出较准确的实验结论。另一方面，如果学生能熟练掌握这些软件的使用方法，还可以为今后进行数据分析或从事科研工作打下良好基础。当然，学生在掌握用电脑软件处理数据的同时也应熟悉手工处理数据的技术方法，将二者有机结合，得到全面发展。

2.3开设开放性、创新性实验

根据实验教学安排，可以利用一定时间设置开放性和创新性实验。学生在进行开放性和创新性实验时，通过查阅文献资料、设计实验方案、在教师的协助下开展实验研究、撰写小型科研论文等系列工作，可以提高科学思维能力并培养初步的科学研究能力。

2.4改进实验考核评价体系

实验课程的考核方法对保证实验课程质量，提高学生的动手能力、培养实验研究的科学态度、增强分析解决问题能力非常重要[2]。我院的物理化学实验考核评价体系由实验报告成绩和期末考试成绩两部分组成。虽然期末考核在一定程度上可以加强学生对实验教学的重视程度，促使学生注意在实验基础理论和实验技能方面的积累，但把学生的实验报告成绩定为学生的平时成绩有一定的局限性，会造成有一些学生不求甚解、互相抄袭或蒙混过关。因此，平时成绩应分配到实验过程的各个阶段，如实验预习、实验操作、实验卫生、实验报告等多方面，进行综合评分。以上方法经过多年的教学实践，学生们普遍反映记忆效果良好，避免了死记硬背的困难，而且不易忘记，大大提高了他们的学习积极性，取得良好的学习效果。

参考文献

[1]辛凌云，李云平．巧记物理化学中的“麦克斯韦”关系式[J]．洛阳师范学院学报，2008(05)：180-182．

[2]康丽华，肖芙蓉，马存花．一种简单记忆Maxwell关系式的方法[J]．山东化工，2014，43(10)：143-144．

[3]宋小利，李梅．热力学基本方程、对应系数关系式和麦克斯韦关系式的简捷记忆[J]．榆林学院学报，2008，18(2)：74-75．

[4]陈桂芳，高之清，李胜利，等．麦克斯韦关系式的简捷记忆方法[J]．广东化工，2010，38(2)：22-23．

[5]刘辉．化学热力学公式的记忆方法[J]．化学教育，2014，35(12)：10-13．

作者：李燕 靳永胜 单位：长治学院