简谈一种新型物理化学实验教学模式的设计

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1、简谈一种新型物理化学实验教学模式的设计物理化学实验是我校化学、化学工程与工艺、环境工程、高分子材料与工程、药学等相关专业的一门必修基础实验课。它以测量系统的物理量为基本内容，研究系统的物理性质与化学变化之间的某些重要规律，综合了化学领域中各分支所需的基本研究工具和研究方法。物理化学实验主要依靠各种物理学精密仪器进行，与物理化学、结构化学等课程紧密联系，同时又是一门独立的、实践性及技术性很强的课程。物理化学实验课程的这些特点在很大程度上决定了其教学效果与实验教学仪器设备密切相关。　　传统的物理化学实验过多依附物理化学理论课程，其中验证性实验为教学的主体内容。随着现代科学技术的高

2、速发展，高科技与数字显示仪器设备大量诞生，但考虑到逐年提高的仪器设备损坏率及管理难度，物理化学实验室一直存在开放不足的问题。教师在教学时既想让学生独立操作，又担心学生弄坏实验仪器设备;教师既想让学生单人单组，但又因实验仪器台套数的限制，这种要求难以满足。在这些矛盾的状况下，物理化学实验教学很难达到考查学生综合运用物理化学实验原理、实验方法及实验技术解决实际测量问题的能力，考查学生综合运用和设计实验的思想和能力及正确处理实验数据能力的目标，更不能实现21世纪培养社会适应性人才的目标。因此，打破这种僵化、矛盾的局面，大胆对物理化学实验教学模式进行创新改革很有必要。经过多年的教学改

3、革与实践，我们建立了一种信息化、自主型、开放式的物理化学实验教学新模式。　　一、加强教材建设，调整课程体系　　(一)教材建设的必要性　　由于各高校学科专业侧重方向不同，物理化学实验课程的教学内容和教学方式也不尽相同，这为教学提供了很大的扩展空间。得益于仪器设备的更新换代和不断发展，尤其是微电子和计算机技术的飞速发展，过去物理化学实验中的一些手动记录仪器设备被计算机联机应用和数字显示仪器设备替代。但事物的发展是一把双刃剑，它使学生享受到科技发展带来的成果与便利，却在物理化学实验教材的选择上给我们带来了一个难题：各高校使用的物理化学实验仪器设备型号不可能完全相同，而已有的实验教材

4、很难完全符合我们教学的要求。鉴于此种现状，我们自2005年3月起就自编了一套《物理化学实验》讲义，在连续使用6年之后，又重新对实验讲义进行了大范围修订，并成功申报了学校的教材立项。经过两年的使用，教师和学生均反映修订版的讲义非常有特色，可以联合湖北的其他高校出版。最后，在湖北文理学院和黄冈师范学院两位老师的鼎力支持下，我们又一次增加和调整了部分实验内容，使实验总数达到45个。《物理化学实验》教材也于2013年9月在化学工业出版社正式出版。　　(二)课程体系调整的必然性　　从教学体系上看，物理化学实验由化学热力学、溶液、化学平衡、相平衡、电化学、动力学、表面化学和胶体化学等部分

5、组成。这些经典实验项目的设计大都偏重于验证性实验，属于基础知识应用和技能训练实验，缺少综合设计和研究性实验内容，与各高校的办学特色不符，物理化学实验作为一门独立必修实验课的教学目的难以体现，作为理论课的重要组成部分，对学生进行综合应用和创新能力培养的教学目标难以达到。另外，实验教师对基础验证性实验的评价往往忽略实验过程，而过于注重实验报告和实验结果。对于那些肯动手、会动脑，实验数据真实但实验结果不够理想的学生来说，这种评价模式就会在无形中打击学生的实验积极性和求知欲。在新出版的教材中，我们按照物理化学理论课程体系对实验内容进行了归类，基础性实验包括化学热力学部分的11个实验，

6、电化学部分的9个实验，动力学部分的4个实验，表面与胶体化学部分的6个实验及结构化学部分的3个实验。我们自主研发的8个综合设计性实验和7个研究性实验各占一章。为了使学生熟悉物理化学实验常用仪器的操作，我们把常用仪器的使用单列为一章，以方便教师和学生快速查阅所需仪器设备的使用方法，同时我们增加了常用仪器操作训练项目，要求学生结合开放性实验自主训练。　　(三)我校物理化学实验教学的特色　　我校化学专业物理化学实验总共有96学时，分两学期进行，每学期48学时。化学工程与工艺、高分子材料与工程、药学等专业的学时数均为48学时，环境工程专业的学时数为24学时，与基础化学实验合为一门课程，

7、一学期完成。针对不同专业的特点，我们制定了不同的教学计划。我们首先将原有单一的物理化学实验课程体系扩展为基础性实验、综合设计性实验和研究性实验三个层次，每个层次教学目的与要求不同，以期达到由浅入深，循序渐进，层层提高;其次兼顾经典实验项目与现代仪器设备，实现实验基本技能与综合应用能力共同培养，以最终达到培养学生独立或在教师指导下设计实验方案、独立完成实验操作的能力，促进学生的创新精神，提高学生的创新能力。改革后的物理化学实验课程体系完备，教学内容丰富，层次清晰，形成了从基本技能到综合应用、从被动接受知识