应用型高校物理化学实验教学的改革与探索

张 倩，何 莉，于琼燕

(1. 河南工程学院 材料与化学工程学院，河南 郑州 451191；2. 河南工程学院 计算机学院，河南 郑州 451191；3. 河南工程学院 理学院，河南 郑州 451191)

应用型高校物理化学实验教学的改革与探索

张 倩1，何 莉2，于琼燕3

(1. 河南工程学院 材料与化学工程学院，河南 郑州 451191；2. 河南工程学院 计算机学院，河南 郑州 451191；3. 河南工程学院 理学院，河南 郑州 451191)

结合应用型本科高校的实际情况与特点，河南工程学院材料与化学工程学院通过近些年来对物理化学教学的改革与探索，从四个方面提出了应用型本科高校物理化学实验教学模式的构建措施。这些措施为物理化学实验教学的改革提供了一些有益的经验。

物理化学实验；教学改革；应用型高校

实验是将学生所学知识转化为实践，在实践中对所学理论进行验证和应用，同时激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，培养学生的创新精神的一种十分重要的手段。实验教学作为应用型本科高校培养应用型人才的重要手段之一，是培养兼具动手技能和创新精神，符合地方经济发展需求的人才的主要途径[1-2]。

物理化学实验是物理化学课程的重要组成部分，通过实验训练，可以培养学生的实验技能与常用测试仪器设备的使用能力；培养学生综合运用所学课程知识，学会观察思考和分析实验过程的能力，为今后从事科学研究工作打下基础；培养学生理论联系实际作风，实事求是，严肃认真的科学态度和良好的工作作风，达到"理论-实践----再理论"的目的。与有机化学，无机化学，分析化学的实验课程有所区别的是，物理化学实验是采用物理学的实验技术来验证探索和研究化学的基本规律，更侧重于理论方面，因此在实验设置上要求理论性比较强，在实验的讲解与准备上要求比较高，在实验过程中要求时刻将理论与实践相结合，在数据的处理上要求有比较强的科学素养[3-4]。

对于应用型本科高校，传统物理化学课程需要根据人才培养的需要进行改进，相应的传统的物理化学实验培养模式同样已经不能适应注重实践能力的应用型人才的培养，也需要进行改革[5-6]。为此，本文结合应用型本科高校物理化学实验的现状，结合本校的实际情况，对在物理化学实验教学改革上所做的一些探索和实践进行了总结。

1 实验内容的选择

传统的物理化学实验大多数都是验证性实验，虽然比较经典，但是也存在着内容比较陈旧，更新缓慢，而且与日常生活联系不紧密的现象[7]。学生对这些经典验证性实验的兴趣普遍不浓，通常都是照着实验教材的步骤照猫画虎的进行，数据处理也比较粗糙，难以得到比较良好的效果。因此可以在这些物理化学实验的基础上，增加一些比较直观的演示实验，这些实验操作比较简单，与现实生活有一定的关联性，而且对仪器药品依赖性比较小，可以因地制宜地进行。举个例子，在课堂上讲解接触角和润湿的概念时，教师可以当场用钢笔在不同的介质，比如说纸和塑料布上写字，发现在纸上出现清晰的线条，而在塑料袋上只能出现断续的线。另外在实验室做正式实验之前，可以携带一袋牛奶倒入烧杯中，然后用小型手电筒从侧面照射烧杯，可以很直观的显示光路的出现，也就演示了丁达尔现象。再用手电筒照射硫酸铜溶液作为对比，可以给学生留下深刻的印象，而不是将理论停留在纸面上。

此外，也可以增加一些大型的综合性实验，提高学生的自学能力和创新意识。在学生具有一定的动手能力及查阅文献能力的基础上，可以利用学校的已有的实验条件和仪器设备，给学生布置题目进行自主的设计和构思。比如笔者曾经给学生布置实验“制备SiO2纳米粒子并表征”，并提供相应的实验药品和试剂。由于纳米SiO2的制备是比较成熟的方法，所以学生很容易查找到相应的文献并设计实验方案，得到的纳米粒子可以在学校的电子扫描电镜上进行形貌的表征(大型实验仪器不一定要让学生操作，可以把相应的表征结果拿到课堂上让学生观看)。学生在查阅文献、设计实验、进行操作及表征的过程中，创新意识得到很大的培养。

2 实验的讲解与准备

传统的物理化学实验的讲解，一般情况下都是在实验之前指导教师花一些时间进行实验原理的介绍，实验步骤的讲解及演示，以及对于实验操作的注意事项的说明等[8]。为了不占用实验时间，实验讲解时间一般都控制在10-15分钟左右，很难达到良好的效果。教师也会安排在实验前阅读实验教材的工作，撰写预习报告的工作，但是很多学生只是当成一个任务来完成，撰写预习报告只是简单的抄写而没有真正理解实验原理，在实验操作过程中只是对照实验步骤进行按部就班的操作。这样很不利于学生通过物理化学实验进行知识的总结与提高。有鉴于此，本人通过使用Camtasia Studio 8，会声会影等软件，设计制作了一些时长在5-10分钟的微课，每个微课着重介绍了了一个物理化学实验的内容，包括实验原理，实验操作，注意事项，思考题等。微课内容主要是以PPT播放及教师配音来组成，但是也包括一些视频，例如旋光仪，阿贝折光仪的操作。因为对于这类仪器的操作，如果教师在实验室当场讲解的话，由于仪器比较小，而且需要靠近观察，很难做到每位学生都能看清楚教师的操作，而将其制作成视频就会非常清晰明了。这些微课可以通过QQ群等方式进行下载，学生可以随时随地观看，而且短小精悍，会给学生一种"一对一"教学的感觉，起到良好的效果。

3 实验的过程指导

在学生进行实验操作的过程中，对于具体的操作的过程一定要进行详细的观察与指导。而且不能是仅仅指出其操作的具体错误，还要将其错误与实验原理结合起来，以加强学生的对相应物理化学内容的理解。例如在燃烧焓的测定实验中，在氧弹中加入蒸馏水时，蒸馏水的量要严格控制，如果有学生用烧杯称量要及时阻止，因为会影响实验数据的准确度；在饱和蒸汽压的测定实验中，抽真空的时间一定不能太长，否则会使乙醇的量太少不能继续实验。同时对于学生的实验数据也要检查，不合格的话要及时重做。例如在最大泡压法测表面张力的实验中，测得的压力差值数据的变化趋势要逐渐减少，否则就不正确；在吸附法测定活性炭比表面积的实验中，首先测得的亚甲基蓝工作曲线里的吸光度必须符合线性关系，其次吸附后的亚甲基蓝溶液的浓度必须在工作曲线上合理的范围内，否则就是不正确的。而且实验过程中要求学生随时记录实验数据，教师随时检查，不许实验结束后再填写实验数据。如果发现学生存在弄虚作假行为，例如编造数据、篡改数据，必须严肃处理。

4 实验的数据处理

在物理化学实验报告的撰写中，数据处理是非常重要的一环。因为物理化学是门理论性非常强的学科，数据处理的好坏直接影响到实验结果的准确度，进行影响到对物理化学理论的验证。而且数据处理的严谨性也有助于培养学生的科学精神。教师要在实验刚开始的时候就向学生强调严肃的实验态度和严谨的科学精神，同时强调实验数据的误差是允许存在的，但一定要找到实验误差存在的原因，在任何情况下都不允许编造和篡改实验数据。在数据处理时，要严格按照以下要求进行：(1)有效数字的舍入规则和计算规则，一定要按照正确的处理方法进行；(2)物理量的计算，要按照数值和单位都同时进行计算的规则进行；(3)在绘制表和曲线时，表格内部和曲线上的点用数值表示，表头和坐标轴上用物理量与其单位的比值表示。在进行数据处理时，作图也是很重要的一个方面，以前采用手工做图，不但费时而且会造成很大的误差。因此教师花了一些时间对学生进行Origin等绘图软件的培训，使学生可以通过这些软件进行数据的作图、拟合及求斜率等。利用这些新型软件处理数据，不但可以使学生与时俱进地学习新的技能，而且还能使学生对原始数据与结论数据之间的关系有了更深入的认识，提高物理化学的理论知识。

5 结语

实验教学是一项掌握学生理论知识和培养创新能力的重要环节，是一项长期又艰巨的任务。本文从培养创新型、应用型人才的目标出发，从物理化学实验内容的选择、实验的讲解与准备、实验的过程指导和实验的数据处理四个方面，制备出一套比较完备的物理化学实验教学改革方案，可以不断地提高物理化学实验教学的质量，提高学生的综合素质。当然，物理化学实验教学改革没有完成时，只有进行时，如何提高物理化学实验的教学水平，还需要我们不断地研究、探索、实践和总结。

[1] 周以力. 物理化学实验课程在独立院校教学中的改革与探索[J].科技信息，2012，33：649.

[2] 李 浩，张喜斌，金 真,等.地方院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)：114-116.

[3] 郑燕升,莫 倩.化工专业物理化学实验教学改革与探索[J].广东化工，2008，35 (9)：154-156.

[4] 贺德华，麻 英. 物理化学实验教学的发展趋势与改革探讨[J].实验技术与管理，2006， 23 (3) ：13-15.

[5] 张秋霞，王 香.改革物理化学实验教学提高实验教学质量[J]. 实验室科学，2007 (5)：45-47.

[6] 武克忠，马子川，王庆飞,等.物理化学实验教改的探讨[J].绍兴文理学院学报，2010，30 (8)：67 -69.

[7] 闫怀义，赵二劳，石玉芳,等.物理化学实验课程改革与实践[J].广州化工，2011，39(4) ：142-143.

[8] 吴莉莉，周小菊，张 嫦,等.大学物理化学实验课教学改革的探索[J].西南民族大学学报:自然科学版，2003，29 (5)：649-650.

(本文文献格式：张 倩，何 莉，于琼燕.应用型高校物理化学实验教学的改革与探索[J].山东化工，2016，45(14)：114-115.)

Reform and Exploration of Physical Chemistry Experiment teaching in Applied-oriented Colleges

ZhangQian,HeLi,YuQiongyan

(Department of Materials and Chemical Engineering,Henan University of Engineering,Zhengzhou 450007,China)

Based on the situation and characteristics of applied-oriented colleges, through reform and exploration of physical chemistry experiment teaching for these years, School of Materials and Chemical Engineering, Henan Institute of Engineering elaborated the construction of the teaching mode of physical chemistry experiment in the applied-oriented colleges, which provided some useful experience for the reform of physical chemistry experiment teaching.

physical chemistry experiment; teaching reform; applied-oriented colleges

2016-05-11

张 倩(1982—)，女，河南驻马店人，讲师，获博士学位，主要从事功能配合物方面的研究。

G642.0

A

1008-021X(2016)14-0114-02