基于物理化学实验浅谈高校化学实验课程改革*

高宁宁，龚升高

(湖南工学院材料与化学工程学院，湖南 衡阳 421002)

21世纪对人才教育提出了新要求。高校教育是人才从校园到社会的关键性阶段，对人才的培养起到至关重要的作用。高校中的实验课程更是人才培养的重要环节[1]。为了培养新世纪合格化学人才，改革高校化学实验课程是很有必要的。实验课程不仅仅是让学生强化对理论的认识和理解，更是引导学生将理论知识和实际实践相结合，培养其自主思考和实践能力[2-3]，培养学生的动手能力，促进学生的知识、技能向创新研究能力转化的一门课程。作为化工专业、制药专业、环境专业等诸多本科高校理工科专业必修的基础实验课程，物理化学实验课程具有一定的代表性。面对新的人才培养目标，物理化学实验课程体系必须做出相应的调整。本文基于物理化学实验，从实验课程预习、实验内容、实验教学手段、实验考核等方面对高校化学实验课程改革提出以下几点建议：

1 重视实验预习环节

在很多高校中，学生错误的认为实验课只是补充和辅助理论课，更甚之，有些学生在实验课开始前从未翻看过实验指导书，轻视实验预习过程。或者认为实验预习只是对实验内容进行一个简单的抄写，甚至出现找人代替抄写实验预习报告的现象，对于具体的实验内容一无所知，更不要奢想学生对即将进行的实验有所思考。这样的实验预习俨然演变成了一项体力劳动。长此以往，实验预习形同虚设。这样的学生在做实验的过程中只会一边翻看实验指导书，一边生搬硬套地、机械地做，根本没有思考，整个实验过程中过度依赖实验教师和指导书。很显然，无法达到实验预期的基本目标和效果。

做好实验预习工作是顺利开展实验的前提。通过预习实验，可以提高实验课效率、加深对理论课内容的理解、提高学生的主观能动性、同时学生的自学能力和研究能力也得到锻炼。为了强化实验预习的重要性，实验教师可以设置课前小测试、讨论或者课堂提问，检查学生的实验预习效果，同时对表现优秀的学生进行适当的加分奖励，表现不好的学生实施减分惩罚，使学生重视实验课程的预习环节，形成良好的实验课程学习氛围。实验预习是实验课程整个流程中必不可少的一个环节，学生应该保质保量完成，为实验教学的高效、安全、顺利的进行开一个好头。

2 实验内容体现专业和层次差异性

虽然一些高校不同专业(如制药类、化工类等)、不同层次(如一本、二本等)所用的物理化学实验教材不同，但是教材的内容基本上是大同小异，相差不大，甚至有些高校不分专业和层次，所用实验教材、教案，教学设计都相同。

不同的专业和本科层次应有不同的培养目标，在设置实验内容的时候，教师应该充分考虑专业和层次的差异性，适当调整实验的重点内容，合理分配实验学时。因专业和层次的不同，适当地对实验内容进行优化，体现自身特色，这也坚守了教学中一直倡导的“因材施教”理念。如针对制药工程专业，可以在燃烧热的测定实验中考察药物的燃烧热和药物的纯度之间的关系，更贴近专业，更容易激发学习兴趣。

实验不是一种机械性的操作，它的整个过程涉及各类知识，需要注入思考，思考“做什么”、“怎么做”等问题，高校教育不能培养“读死书”、“死读书”的 无用书生。实验课不仅要培养学生的动手能力，更要培养学生在实验操作过程中的思考能力。学习的最高目标是学以致用。实践过程中除了要能够直接、简单地应用书本上所学的知识以外，还要能创造性地发挥所学知识。而要做到这些，除了具备动手能力以外，更要具备思考的能力，才能推动实验课走向实践应用，才能将书本知识幻化成一种内在能力，才能避免知识和技能的脱节，培养新世纪新人才，面向市场需求，因此在实验课的内容上应该聚焦新世纪市场需求，助推人才培养。

3 实验教学手段与时俱进

现代信息技术发展迅速，除了传统的板书以外，与科技结合产生了一些先进的教学方法，如“慕课”、“虚拟仿真实验室”。近年来我国正在广泛开展在化学教学中引入计算机。国家五部门印发《教师教育振兴行动计划(2018-2022)》，强调“互联网+教师教育”的重要性，要充分利用大数据、云计算以及虚拟现实等新技术，推进教学信息化。高等学校在顺应教学发展的趋势下，在物理化学实验教学中，教师应引入计算机辅助实验教学，与时俱进地改革实验教学手段。计算机的引入有以下五大优势：

3.1 提高实验效率

计算机的引入使得实验装置和实验步骤大幅度简化，而且可以通过物理量随时间变化的趋势及时判断实验成功与否，节约了时间，提高了适当拓展实验内容的可能性。比如燃烧热的测定实验，通过计算机软件可以直观地根据点火后温度随时间变化的趋势判断点火是否成功，及时调整实验步骤，节约实验时间，提高实验效率。

3.2 实验过程形象直观

通过使用计算机制作多媒体课件，可以动态展示实验过程，给学生留下更直观的印象。比如Flash软件可以绘制出仪器内部的结构图片，仪器的整个使用过程和实验演变的动画，学生通过动画展示更直观地了解仪器和实验操作过程，更好地了解整个实验的过程。学生也可以随时再次调出实验内容，及时查漏补缺，或者提前预习，提高学习效率，培养自学能力。

3.3 打破各种约束

以往物理化学实验课程被安排在固定的时间段、固定的实验教室开展，学生实验操作的次数也受实验学时和实验仪器的限制。利用计算机开展模拟实验后，学生可以随时随地对实验进行预习，对不理解的地方可以反复、多次回看，不再受实验时间、地点、次数的限制。

3.4 提高实验数据处理的准确性

在运用软件处理实验数据方面，计算机也起到了很大的积极作用。比如在对实验数据进行读取、记数和作图等方面处理时，计算机处理的数据精度高，人为误差小，而且省时省力，比如在中和热的测定实验中，利用软件直接进行数据处理，对同学们的实验成绩评定也更公正。

3.5 增强学生学习兴趣

实验动画逼真、形象又生动，增强了学生的学习兴趣，使实验课堂的教学活动变得活泼生动有趣，富有启发性、真实性，从根本上改变了传统单调的板书教学模式，使学生的思维更加活跃，更容易吸引他们的注意力，激发学习兴趣，充分调动学生的学习主动性，这对提高教学质量和实验教学水平有益。

4 实验课程考核合理化

实验考核是教学效果评价必不可少的手段，对师生双方都具有重要的导向作用。建立科学合理的实验考核体系是激发学生学习兴趣，提高学生实验操作技能，提高实验教学质量的有效手段。实验过程管理的最终目的是更好地达成实验教学目标。

传统的实验考核方式只关注实验操作是否规范与熟练、实验测定结果的准确度高低以及实验报告的书写规范与否，有些高校甚至没有实验预习环节，只根据学生的实验报告的质量对学生的实验课程进行评定，这类考核方式非常单一，缺少对学生创新意识和综合素质的考核。现在是21世纪，更注重学生的综合素质，更关注学生经过教育后所取得的学习成果。因此高校实验教学应该丰富考核方式，比如建立实验期末考试题库，从实验安全、实验原理实验操作等进行较全面的考核，将安全意识、环保意识、学术道德、学术规范等纳入实验考核中，促进学生素质的全面发展。目前比较先进实验考核方式有国际认证理念[4]和OBE理念[5]等。

5 结 语

高校化学实验课程改革是应势而为。通过本次对化学实验教学改革的探讨，期望学生加强对实验预习环节的重视，教师在制定实验教学内容的时候考虑专业和层次的差异性，在教学手段上紧跟时代步伐，最后合理的实验教学考核方式促进学生的“学”和教师的“教”良性循环，提高学生自主思考的能力和学习主动性，激励教师不断充电，提高专业素养，培养新时代化学人才。