“双创”模式下《物理化学实验》的教学改革与实践

向翠丽+梁靖

【摘 要】本文从优化实验教学内容、调整实验教学模式与教学方法、建立多方面综合考核机制、大力开放实验室鼓励创新等方面探讨了在创新创业模式下物理化学实验教学改革与实践，开展综合设计性实验，激发学生学习积极性，调动学生主动性和创新性，加强创新型人才培养。

【关键词】物理化学实验；创新创业；教育改革

物理化学实验是一门利用物理学上的原理和技术，面向材料、化学和生物等专业学科的重要基础性实验课程，运用物理化学理论知识和实验表征方法揭示材料成分、结构、工艺、性能之间的相互关系。如何将物理化学中抽象的原理概念公式转为更简单、具体、客观的知识，加深学生对基本理论的理解，能针对复杂问题制定可行的解决方案，利用理论知识分析后并进行验证，通过实际操作透过现象看本质，激发他们的思维能力和创新创业能力，上好物化实验课就显得十分重要。结合十九大人才培养的精神指导，构建创新创业能力培养教学模式，加大综合设计性实验，增强动手操作能力与自学能力，开设新的创新型实验。

1 优化实验教学内容

以往的物理化学实验教学内容过于陈旧单一，与现代科学技术新发现结合较少，多为基础验证性实验，以物理化学基础理论知识为基底，通过简单的操作对课本内容进行验证，导致学生对实验课的重要性认识不足，降低教学质量，减弱了学生对物理化学实验的兴趣，阻碍学生创新思维的发展。因此，对实验内容进行优化改革，加强教学和科研相结合，将新知识、新理论、新技术充实到教学内容中，增加综合设计性实验。综合设计性实验在基础验证性实验的基础上注重物理化学理论知识对实验环节的融入，通过理论知识来指导实验，培养学生观察现象、正确记录和处理数据、分析和解决基于材料成分、结构、工艺、性能的复杂工程问题的能力，全面提高学生素质。实验可由老师指定测定的物理量，学生结合掌握的物理化学实验基本方法和技术原理，通过查阅文献正确选择合适精度的仪器来制定实验方案，真正明白实验目的、原理、方法和步骤等。使学生确立"量"的概念，在实验中能根据准确度的要求，正确的表示分析结果和处理实验数据，完成实验报告。例如，“原电池電动势的测定”实验通常采用铜-锌原电池在室温下采用电位差计测定电池电动势的方法，实验内容比较简单。当前科研目标为如何在低温下仍保持电池较高的电动势，我们可以结合这个目标改变其中一项条件，测定在不同温度下电池电动势。学生根据实验要求查阅文献制定实验方案，不仅测定了电池电动势，也通过自己的实验设计将电化学与热力学结合起来，测定温度对电动势的影响，知识有了系统的联系，不再单一；或者我们采用不同原材料尽可能设计成本低、效率高的电池来测定其电动势，从最基本的样品出发观察原电池电动势的高低。这样的综合设计性实验加深了学生对基础理论和知识的理解与掌握，通过学生的实际操作，掌握所用仪器的工作原理和使用方法，结合最新科研目标改进实验方案，开阔学生视野，提高学生的创新思维能力，培养学生的创造能力及解决实际问题的综合能力。

2 调整实验教学模式与教学方法

一般的教学模式以老师为主体，按照讲解-教师演示-学生操作的模式进行，这样一来，虽然看似每个学生都完成实验，但实际大部分只是“照搬”实验步骤，并没有思考实验内容及意义，造成学生对实验的原理、步骤、方法等参差不齐的理解掌握度，学生始终处于被动学习，进入不了真正的实验状态，对其创新能力的培养效果更差。面对这种现象，调整教学模式，针对基础理论中抽象的概念公式，学生先预习实验讲义，了解实验原理、步骤、方法等，将不懂的问题整理出来，参考相关文献基于科学原理并采用科学方法对材料成分、结构、工艺、性能及相互关系的复杂工程问题进行研究，将不同的方案、解决办法进行对比，得到合理有效的结论，设计自己的实验方案，从而真正投入实验，做到胸有成竹。教学方法上，跟踪行业发展前沿探讨当前热点问题，激发学生学习的兴趣。老师可在实验预习阶段提出引导性问题，通过学生的自学搞懂“为什么”，在课堂上随机提问来判断学生自学情况；针对实验操作过程中的问题进行提问，引导学生进行详细的观察和思考；实验结束后学生整理分析数据并进行课后总结，撰写实验报告。在“提问-预习-思考-总结”这样新的教学模式方法下，学生结合当前最新科研文献学生在实验方案的设计方面展开讨论，学生成为主体，实现学生自我学习的角色转变，提高学生之间的协作凝聚力，使其对实验的掌握更加认真深刻，提高实验效果。

3 建立多方面综合考核机制

为了达到物理化学实验课的培养目标，提高学生学习积极性，促进学生自主学习思考能力以及动手操作能力，将实验报告、实验操作、期末考试（基础知识与实验设计）三项做为考核内容，全面客观的评估学生能力。考试内容中的实验设计就要求学生结合当前热点科研问题，查阅文献设计新的实验方案，自主完成实验操作，达到创新能力的培养。

4 大力开放实验室鼓励创新

通过实施“大学生创新创业训练计划项目”，转变高校教育思想观念，强化创新创业能力训练，增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力。高校在正常教学情况下，加大实验室开放力度，鼓励学生积极开展实验。可从本校教师的最新科研成果中选择合适的内容设计成创新实验项目，从身边的人和事引导学生大胆进行创新尝试，鼓励学生积极投入科学研究。成立专业的老师小组对有想法的学生给予实际性的建议指导，开设数据处理课程，学习Excel或origin基本数据处理软件，提高数据处理效率；充分利用学校的科研平台资源，通过介绍新的、先进的实验设备、实验仪器和实验技术，如X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电镜、透射电镜等，结合恰当的分析测试技术，最大程度的锻炼学生应用所学知识处理解决当前科研复杂工程问题，理解其局限性，提高学生科研兴趣，加强创新意识。

5 总结

本文就“双创”模式下《物理化学实验》的教学改革与实践，从教学内容、教学模式与方法、考核机制和鼓励创新四个方面提出了一些思路和设想，通过提高学生自主学习能力培养学生创新性，为发展更优秀人才而不断努力。

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