以理论结合实践为导向的物理化学实验教学改革

李洋洋

摘要：物理化学是在传统化学和现代物理学的基础上发展起来的，其理论对实际的工业生产具有重要的指导作用。而物理化学实验的研究方法和实验技能正是学生日后成为合格的化工行业从业者的重要基础。在传统的物理化学实验教学中，教师往往忽视课堂教学与工业生产之间的关系的重要性，在这方面对学生的引导和启发不够。鉴于此种情况，文章在我校物理化学实验课程教学实践的背景下，就教材、教法、评价考核体系等方面的改革进行了论述。

关键词：物理化学实验;教学改革;理论结合实际

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2020）21-0165-02

一、前言

改革开放以来，我国高等教育所取得的辉煌成就，为我国的国力提升做出了巨大贡献。2018年，教育部部长陈宝生强调：“高教大计、本科为本，本科不牢、地动山摇。”可见，国家对高等教育的发展越来越重视。然而我國的高等教育水平仍然不能满足国家快速发展对高质量人才的需要，尤其在对大学生的“理论与实践相结合”的培养方面。

实验教学正是锻炼学生将理论与实践相结合的重要教学手段[1，2]。物理化学实验是化学相关专业，尤其是化工专业学生日后从事化工行业的理论基础[3]。因此在本科阶段，如何将物理化学实验课程更贴近实践是贯穿整个课程的基本思路。但是，目前传统的物理化学实验教学情况不能满足快速发展的社会对高端人才的需要[4]，普遍存在教学方法十几年不变、教材内容老旧、实验仪器设备陈旧、教学与实际应用脱节、考核方法不科学等方面的问题。因此，针对此现状，物理化学实验的教学改革势在必行。

二、实验教学存在的问题及解决方法

物理化学实验内容具有很强的综合性，不仅涉及较难的数学、物理和化学等课程的理论知识基础，同时其实践性和技术性也很强。学好本门课程不仅能巩固学生对理论知识的掌握和熟练程度，而且能为学生后续从事专业岗位的工作奠定重要基础，是将理论融入实践的关键阶段。然而，随着科学技术的快速进步，现在的工业生产技术也在不断更新，使得高校物理化学实验教学也必须与时俱进[5]。经过与国外先进的实验教学相对比，同时听取了往届学生的反馈意见，总结了目前我校物理化学实验教学存在的主要问题。

（一）教材内容和仪器设备陈旧

目前，工业生产已经大规模地实现了自动化和智能化，所用仪器设备已经非常先进。相比而言，高校所用的实验教学教具却相当落后，有的仪器已经十几年没有更新，仍在使用，使课堂所学与实际工业脱节严重。例如，二组分金属相图的绘制实验中，旧仪器的操作烦琐、复杂，且一次只能测得一个组分样品的步冷曲线，将8个不同组分的样品全部测完至少需要5个小时，实验效率很低。长时间机械式的重复实验也会打消学生的积极性。现在市面上已经有8通道的金属相图绘制仪器，该仪器可以同时测8个样品的步冷曲线，不但节约时间而且大大降低了因多次平行实验造成的误差。此外，仪器还配有先进的绘图软件，可将得到的步冷曲线直接绘制成相图，通过打印机输出实验结果。这样一来，学生在课堂上就能感受到智能化和自动化，对其今后的职业发展大有益处。另外，教材内容的更新也不够及时。例如，我校所使用的物化实验教材中，燃烧热的测定实验中所介绍的压片仪器和压片方法都比较落后。针对以上情况，学校应加大对实验教学的重视程度和投资力度，及时更新仪器设备，紧跟时代步伐。

（二）教学方法单一

目前的实验教学方法更多的是将关注点放在实验步骤和数据处理上。这虽然能加深学生对相关实验的理论知识的理解，但却忽视了对实验所用仪器的内部构造、工作原理及其与实际工业中所用设备的区别和相似之处的讲授，导致理论与实践相脱节。这样按部就班的实验操作教学，极大地削弱了学生独立思考、分析和解决问题的能力。另外，教师和学生对于数据处理结果的过度重视，导致实验过程和结果一成不变，实验报告书写刻板教条。而事实上，实际生产具有很大的不确定性，过程中往往会遇到很多意料不到的问题。所以单一刻板的教学方式必然导致学生发现问题和解决问题的能力比较弱。因此，教师应主动丰富自己的教学手段。例如，在教学过程中，采用科学探究式、问题启发式教学对学生进行指导和创新能力培养，使其由原来的验证性基础实验上升到应用、综合、研究的层次。具体来讲，对于同一个实验，可将学生分成若干个3至4人的实验小组，自行设计实验步骤，与老师讨论后确定实验方案。实验结束后教师对不同小组的实验方法进行分析和总结，得出各种方法的优缺点。设计性实验教学，能提高学生的科学探究能力和实践能力，逐步培养学生的科学创新意识和创新品质。

（三）考核方法不科学

在实验开始前，大多数教师只用十几分钟甚至几分钟对实验进行讲解，实际上有很多学生对一些实验过程和原理的理解并不是很清晰，但却很少有人提问，教师与学生之间缺乏必要的沟通和讨论。学生不懂却不提问的主要原因是他们知道这门课的成绩主要取决于实验报告的质量，而实验过程并不重要。这就使得学生对本课程的关注点只局限于如何将实验报告写好，而忽略了实验中观察问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力的培养。因此我认为，在实验过程中，教师应仔细观察每个学生操作过程中存在的问题并认真记录，必要时给予指导;同时，针对重点实验原理和关键实验步骤进行随机提问，并做好记录;最后根据学生的课堂表现和课后实验报告的完成情况对学生的成绩进行综合评价。这样的考核机制必将改变学生对实验课的看法，提高他们对实验课的重视程度。

三、结语

物理化学实验内容涉及高等数学、物理和化学等课程的理论知识基础，其实践性和技术性很强。对于化学及相关专业的学生来说，本门课程不仅能巩固学生对理论知识的掌握和熟练程度，而且能为学生后续从事专业岗位的工作奠定重要基础，是将理论融入实践的关键阶段。因此，作为物理化学实验教师，应该以学生的长远发展为目标，注重给学生灌输理论与实践相结合的思想，不断优化教学模式，完善教学内容，使用现代化的教学手段，开发适合当代大学生的教学方法。本文物理化学实验中存在的问题虽是根据本校实际情况提出的，但确是大部分高校实验教学中普遍存在的问题。针对这些问题提出的解决办法，对于物理化学实验教学改革具有一定的借鉴意义。

參考文献：

[1] 陈国松，陈昌云.仪器分析实验[M].南京：南京大学出版社，2009.

[2] 刘纯友，何丽媛，田玉红，程谦伟，许金蓉.基于理论与实践一体化教学的物理化学实验教学改革探索与实践[J].广东化工，2018，45（05）：238-239.

[3] 孙文彬.开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2006，（02）：148-151.

[4] 郭丽丽，武小满，张洪浩，刘春辉，燕小然，杨洋，杨振东.应用型人才培养背景下物理化学实验教学改革[J].山东化工，2018，47（19）：132-133+135.

[5] 王玉峰，张秀成，方涛，荣春光，王崇，周志强，向兴德，孙墨珑.基于“学习金字塔理论”的物理化学实验教学模式改革实践[J].大学化学，2017，32（12）：25-30.

Abstract： Physical chemistry is developed on the basis of traditional chemistry and modern physics. Its theory plays an important guiding role in actual industrial production. The research methods and experimental skills of Physical Chemistry Experiment are the important foundation for students to become qualified practitioners in chemical industry in the future. In the traditional experiment teaching of physical chemistry， the importance of the relationship between classroom teaching and industrial production is neglected. In view of this situation， under the background of the teaching practice of Physical Chemistry Experiment in Yangtze Normal University， the reform of teaching materials， teaching methods and evaluation system are discussed in the paper.

Key words： Physical Chemistry Experiment; teaching reform; combination of theory and practice