物理化学实验是地方应用型本科院校的一门重要的基础实验课程,具有很强的理论性、实践性和技术性,作为化学实验科学的重要分支,主要研究物质的物理化学性质以及与化学反应之间的关系,使学生形成规律性的认识,掌握物理化学的有关理论、实验方法和实验技术。作为我校新增设工科专业学生的一门基础课,是学完无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验之后的又一门新的实验课程,主要培养学生掌握基本的实验知识和技能,科学的思维方式和综合实验能力。然而一直以来,物理化学实验课程的教学没有引起足够重视,存在很多问题如教学方法单一、教学内容陈旧、教学手段落后、学生学习兴趣低等,严重影响了教学效果和教学质量,甚至阻碍应用型人才培养模式的建立。因此,物理化学实验课程的教学工作中如何积极的迎合时代发展要求,满足新世纪创新型、高素质专业人才培养的需要,如何更好地与学科研究的发展相结合,是当前物理化学实验教学工作者研究和探索的重要课题。基于上述问题,我们根据地方本科院校化学专业培养目标的要求,从课程建设和培养方案等方面对物理化学实验教学进行了综合改革,并取得了良好的教学效果。
1实验内容以及课程体系的更新
传统的教学理念将实验教学当作理论教学的衍生物,仅仅是对理论教学的验证。因此,受这种观念的影响,致使实验设备仪器得不到更新,数量有限,教学的程序相对简单化,抑制了学生在实验中的主动性和创造性,学生的科学素养和综合实践能力也得不到锻炼。鉴于以上情况的分析,对实验教学在教学方法,教学内容以及教学管理秩序等方面的系统改革是十分必要的。改革后的课程体系和课程内容不仅要培养出学生基本的实验技能,对仪器的操作能力以及科学的研究方法,同时也为学生在今后从事科学研究打下坚实的基础。把课堂教学,问题讨论,课后作业,实验操作,实验设计,实验成绩评定,实验教材和课后辅导作为有机的整体,运用现代的教学方法和手段,从而建立系统的立体化教学模式。
1.1首先是对实验教材和大纲的改革,进一步优化实验内容,对实验设备进行更新
加强教材建设,完善和充实实验教学内容。结合我校本科教学评估的要求,对实验教学大纲,考核大纲,实验课时安排以及实验内容重新进行调整。对教材建设进行加强,筛选出一些必做实验,通过增加一些必做实验淘汰掉陈旧过时的实验,并将实验内容进行优化组合。学生在教师的指导下查阅文献,进行选题,通过对实验的设计,实验操作,数据处理分析,实验结果讨论达到实验技能和科研能力的充分锻炼。根据新的制定的教学目标,教材和实验仪器,重写编写适合我校学生的物理化学实验教材。同时加强教学方法的研究,从以往的单一传授的教学型的教学迷失向研究型的教学模式的转变,从而开发出学生的学习潜能,学生的科研能力和创造能力得到培养。同时搭建立体化教材的建设平台,建立多媒体课件,电子教案,教学资源库以及计算机软件等多种配套的教学资源。
由于我校的开始的学科专业不同,物理化学实验课程的教学计划和教学内容有很大的不同,针对不同专业制订了不同的教学计划。经过修订后的工科实验采用8+2模式。验证性的基础实验为8个,其中热力学1个、化学平衡1个、相平衡1个、动力学2个、电化学1个、表面化学1个、胶体1个。选做实验2个,包含热力学1个、溶液1个。
1.2其次是对教学硬件的更新
近年来,我们在学校资助下淘汰了一些落后、陈旧、老化的实验仪器,增加新的精密仪器及设备,改善实验教学条件为了扩大实验教学内容,能够使学生接触和使用更多更好的仪器,购进了一批先进的仪器设备,增加了学生实验的准确性。这样使学生在学习知识的同时,也可以享受科技进步带来的成果,从而将物理化学实验教学提高到一个新的层次,并给物理化学实验教学提供了一个更好喝更快的发展前提。
1.3对实验教学内容的优化
物理化学教研室在实验的整体优化,数字化,现代化,绿色化思想的指导下,充实实验教学内容的综合性。改变传统是实验在基础理论和基础实验教学上的单一的教学模式,设计出新的多元化的教学模式。通过开放式的教学模式,使学生在预习的基础上自己制定出具体方案和详细的实验路线,这个过程提倡学生的独立完成,教师指导起辅助作用。做到开放实验室,学生可以利用课余实验进行实验的各项工作,遇到问题及时和指导教师沟通,从而使学生的动手能力得到提高,锻炼了学生的创造性和主动性,提高学生对物理化学理论知识的进一步理解,应用能力和独立解决实际问题的能力得到提高。
2教学方法和教学模式的改革
物理化学理论和实验教学是一个有机整体,由于物理化学的抽象性,因此后者的教学可以加强对前者的理解,两者是相辅相成的。我们将物理化学实验设置成与理论教学并重,在相关教学内容上做到协调同步进行。
2.1授课方式的改变
传统的物理化学实验教学一般采用教师先讲实验原理,方法,步骤,注意事项这样的教学模式,使得学生在对于实验课的学习很被动,照法抓药,形成不愿意独立思考的懒惰习惯。此种教学模式必然造成少部分学生在操作实验,大部分学生在旁观看,等待实验结果,不仅课堂时间得不到充分利用,学生的动手能力也得不到提高,从而大大降低了对理论知识的兴趣。学生授课是改革之一,由于物化实验的特殊性,我们采用轮班式的分组方式,由已经做过该实验的学生充分查阅相关资料,并将获得资料归纳整理,结合自己实验过程所遇问题以及解决方式,在实验课上讲授给其他学生,同时老师对学生的授课内容进行点评以及补充,这种方式可以改变以往学生对老师教学模式的麻木,被动学习习惯为主动学习,提高该课程的教学效果,通过授课学生的讲解效果达到检查学生预习实验的情况,作为学生实验成绩的评定标准之一,极大地提高了学生学习物理化学实验的兴趣。采用问题教学与讨论教学法和思考题教学法,通过这样的研讨既可使学生增长知识,开阔视野,又活跃了课堂气氛,还提高了学生的创新意识和培养科学思维。通过对教学方法的改进学生的分析,解决具体问题的能力得到了提高,教学效果得到了改善。
2.2实践与科研的结合是一个不断深化的过程
通过学生参与教师的科研课题或者在教师指导下申报大学生科研项目,采用物理化学理论、实践、科研三者相结合的教学模式充分调动学生的学习积极性。学生从要我学变成我要学,教师改变单纯的知识传授,提高学生分析问题,解决问题和动手操作的能力,创新能力会得到进一步培养。同时教师自身也有所提高,真正做到教学相长。近年来物化教研室教师已顺利指导多项大学生科研项目在学校立项、结题并通过验收,这很大程度上提高了学生的创新能力和科研能力,为将来独立从事科研工作打下夯实的基础。
2.3尝试半开放式的实验教学模式,以弥补传统实验教学的不足
在传统规定的教学内容中有步骤和计划地加入一定开放性的教学内容,使得传统式的教学模式和开放式的教学模式相结合进行教学,学生对物化实验的掌握力得到培养。开放的实验室不仅增加了学生的动手机会,也使他们的独立解决问题的能力得到提高。由于基础物理化学实验内容多,课时安排上存在课时不够等特点,学生的个性得不到体现,加上实验任务繁重,学习兴趣必然低下。通过开放实验室,不仅可以增加学生的动手机会,学生的主动性、创造性和开拓性得到充分调动,学生对化学知识的灵活应用和创新能力从而提高,学生的综合素质得到全面提高。
3学生成绩评定以及考核方的改革
为了培养出具有学习主动性,创造力的学生,达到物理化学实验课程的培养目标,有效的激发学生对物理化学实验课程的学习兴趣,我们对以往的考核方式进行改革。鉴于物化实验课程独立成课的特殊性以及减轻学生的学习负担,我们采用以下的实验成绩考核发方式:平时成绩70%+期末成绩30%。平时实验考核是教师对学生每次实验情况进行的考核,主要包含课前预习,实验操作以及实验报告数据处理分析。预习成绩主要是在学生主动性学习中体现,通过学生授课和预习报告判断学生的课前预习;实验操作由教师当场打分,考察学生的实验操作规范化程度,实验报告成绩是教师在批阅实验报告时根据学生的实验数据及问题分析情况进行评定。根据我校教学评估的新要求期末进行笔试考试,主要是对一学期实验的原理,基本操作和仪器的使用和技术等方面的考察,实验操作考核是从学生以往实验中随机抽取一个,学生独立操作,指导教师通过学生的实际操作来考察其对基本操作技术的掌握情况,然后给出成绩。
4结语
通过物理化学实验课程建设发展过程,使我们感到课物理化学实验教学改革是一项复杂的长期的系统工程。随着人们认识水平的提高,教学环境的改善而逐步提高,也向我们提出了新的问题和要求,我们的改革模式应该为了适应快速发展的时代需求,切实提高教学质量,培养出高素质的创新型人才。为了培养出具有良好实验习惯,严谨科学作风的应用型复合型人才我们仍需不断探索和实践。
