基础与创新并重的物理化学实验模式探索

陈萍华，蒋华麟，舒红英，邹建平，钟劲茅，吴美凤，王 芊

(南昌航空大学 环境与化学工程学院，南昌 330063)

基础与创新并重的物理化学实验模式探索

陈萍华，蒋华麟，舒红英，邹建平，钟劲茅，吴美凤，王 芊

(南昌航空大学 环境与化学工程学院，南昌 330063)

物理化学实验是培养学生实践能力的重要实践环节。以提高学生兴趣和科研创新能力为目标，针对南昌航空大学的物理化学实验内容、教学方式及实验考核等方面进行了探索，构建了“基础实验→综合性→设计性→开放性实验” 循序渐进教育模式，通过基础与创新并重的教学达到教学目标。

物理化学；实验教学；创新；探索

物理化学实验是培养学生实践能力的重要实践环节，不仅能加深学生对基础理论的理解、掌握实验基本操作技能，而且，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力[1-3]。随着新时期化学、化工专业人才培养目标的发展，高校作为培养创新型人才的基地，正在改变传统传授知识的教育模式，转变为更加注重培养学生的创新能力、创新精神[4]。

南昌航空大学从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面进行了基础与创新并重的物理化学实验教学模式探索与实践，构建了“基础实验→综合性→设计性→开放性实验” 循序渐进教育模式。

1 转变实验教学观念

传统的教学模式，整个实验按教材或教师预先设计的步骤和方案进行，学生被动参与，这样不利于学生创新能力的培养[1]。物理化学实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程，其实验内容更侧重于定量地解释化学过程的规律，提高运用其技术与方法去分析和解决实际问题的能力，从而形成科学严谨的思维方法，使综合能力得到提高[5]。物理化学实验在培养未来化学工作者的教育中，占有特别重要的地位，对培养大学生的创新意识、创新精神和实践能力起着理论教学无法替代的作用[6]。

2 构建实验课程体系及优化教学内容

俗话说“万丈高楼平地起”，扎牢基础，利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验→综合性→设计性实验和开放性实验”，利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验，按照已拟定的实验方案测得实验数据，用数学原理和方法科学地处理实验数据，使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解[7]；综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力；设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能，初步建立起研究科学问题的方法和态度[8]。

物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例，物理化学实验课程学时为64学时，分两个学期进行，是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时，设计性、开放探索性实验24学时。

3 改革实验教学模式及教学方法

向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一[9]。开放物理化学实验室的教学模式，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，让学生接触到科研前沿的很多最新的成果，从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视[10]。

传统的灌输式教学过程中，教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解，学生的积极性和创造性得不到充分发挥[11]。为此，我们将实验的顺序调整为：“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目，随后学生先做基础实验，在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献，寻找合适的方法在实验室进行，如果在课内没有完成实验项目，可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式，重在吸引学生主动参与科研实践活动。

还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频；鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理，利用 Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高，规范物理化学实验数据处理过程，为学生将来从事实验或科学研究奠定基础[12-13]。

4 完善实验课程考核体系

为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平，必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等；将考核的形式多样化，主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性，培养其综合能力，养成良好的实验习惯和科学态度。

5 学生培养成果

近年来我院本科生在国家级科研创新大赛中屡创佳绩，例如：在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中，聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖；在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中，冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖；李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关，基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。

6 结束语

加强物理化学实验教学的改革，更新教育理念，从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手，以创新能力培养为核心，实验教学内容实行“基础实验→综合性→设计性→开放性实验” 循序渐进教育模式，基础与创新并重，重视实验过程，建立科学的全面的考核评价体系，改善教学效果，利于把基础扎牢，提高学生学习兴趣和科研创新能力。

[1]李国斌,陈勇.《物理化学实验》教学探索与实践[J].实验科学与技术,2013,11(4):72-74.

[2]李浩,张喜斌,金真,等.地方高校物理化学实验教学改革探讨[J].实验室研究与探索,2011,30(10):114-115.

[3]陈阿娜,杭志喜,王岚岚,等.物理化学开放式实验教学改革与实践[J].实验技术与管理,2011,28(10):125-127.

[4]刘淑珍,訾学红,陈永宝.物理化学创新性实验项目的探索与实践——以“食用醋的鉴别”项目为例[J].中国现代教育装备，2013(15):41-42.

[5]张鹏，李凯慧.加强物理化学实验教学,提高学生综合能力[J].许昌学院学报，2013,32(2):144-146.

[6]杜春芳,苏毅国,刘志亮.物理化学开放式实验教学的实践与探索[J].中国科教创新导刊，2013(1):34-35.

[7]张国艳,金为群,王岚.物理化学实验教学的改革与创新[J].实验室研究与探索，2013,32(6):329-331.

[8]曹静,林海莉,张玉洲.物理化学实验的多层次设计与学生的能力培养[J].广州化工，2013,41(3):148-149.

[9]张虎成,李苞.物理化学实验探究性教学模式的探索与实践[J].实验室科学，2013,16(4):50-52,55.

[10]周薇薇,赵旺,赵星.高校物理化学实验的弊端与其开放教学模式的探索[J].中国电力教育，2013(34):162-163.

[11]周艳军，张启俭，齐平，等.提升学生实践与创新能力培养途径的探索[J].实验技术与管理，2011，28(7)：218-220.

[12]段海婷，陈星星.利用Excel软件处理物理化学实验数据[J].当代教育理论与实践，2013,5(7)：79-80.

[13]杨海燕,李颖娇,刘玉琛.网络时代物理化学实验教学方法的改革[J].化学教与学，2013(3):25-26.

Exploration of Teaching Model for Physical Chemistry Experiment Laying Equal Stress on Basis and Innovation

CHEN Pinghua, JIANG Hualin, SHU Hongying, ZOU Jianping, ZHONG Jinmao, WU Meifeng, WANG qian

(Department of Environmental and Chemical Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China)

Physical chemistry experiment plays a significant role in fostering students’ practical ability. In order to improve the students’ interest and innovation of research, the areas of the experiment, teaching method and the experimental appraisal were studied and explored. The progressive education model that is “basis experiments→ comprehensive experiments → design experiments → open experiments” is structured. This model lays the equal stress on both basis and innovation.

physical chemistry; experimental teaching; research innovation; exploration

2014-03-27

国家基金资助项目(51368044)； 江西省教育厅基金资助项目(DB201302154)；江西省教改课题资助项目(JXJG-12-7-19)；江西省教改课题资助项目( JXJG-12-7-15)；南昌航空大学校教改课题: “一体化、多层次”的基础化学实验中心管理新模式的研究与实践”资助项目。

陈萍华(1979 -), 女,硕士，讲师, 主要从事物理化学的实验室的教学与管理工作。

G642.423;O64

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.044