馬方
物理化學實驗作為化學專業(yè)學生的一門重要的必修基礎(chǔ)課,是物理化學理論課程的深化、理解及拓展的基礎(chǔ),是構(gòu)成學生基礎(chǔ)知識鏈的重要組成部分。物理化學實驗室擁有較多的儀器設(shè)備,綜合了化學領(lǐng)域中各分支所需要的基本實驗工具和實驗方法。培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才,是物理化學實驗教學的根本目的[1]-[3]。目前一般高校沿用的陳舊落后的、死板的教學模式很難適應(yīng)當今創(chuàng)新人才的培養(yǎng),以我校為例,存在的問題有:(1)綜合性、自主設(shè)計性實驗項目數(shù)少;(2)實驗教學內(nèi)容相對性較差;(3)實驗教學手段、方法單一;(4)師生互動探討性較少;(5)實驗結(jié)果探討和拓展效果不理想。因此,本文針對出現(xiàn)的問題,談?wù)勎锢砘瘜W實驗實踐教學體系改革的思路,期望多角度、全方位地為學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的物理化學實驗教學的實施搭建平臺,大力推進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),以期達到挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能,強化學生的創(chuàng)新意識,鍛煉創(chuàng)新思維,全面培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。
1.加大綜合性實驗的比例,鼓勵自主設(shè)計實驗
以往的一些物理化學實驗存在一定的局限性,未將實驗與所學習的理論知識相結(jié)合,沒有達到學以致用的教學效果。對于某些實驗,多數(shù)學生只是按照實驗教材的操作步驟按部就班,沒有對實驗進行深入細致的思索,只是機械地進行操作,更不能體現(xiàn)創(chuàng)新性。為此,我們通過刪減教學內(nèi)容中簡單的驗證性實驗,或修改原來的實驗內(nèi)容,將原來的驗證性實驗變?yōu)樘剿餍詫嶒?,相對增加綜合性實驗的比例,例如對于物理化學實驗中經(jīng)典的“燃燒熱的測定”[4]實驗,安排部分組的學生測萘的燃燒熱,其他組的學生測萘同系物及衍生物的燃燒熱。通過對比分析,不僅掌握燃燒熱測定的基本方法,而且進一步理解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。對于另一個經(jīng)典的實驗“分子偶極矩的測定”[5],通常分別測定待測物質(zhì)的介電常數(shù),折光率及密度的物理量。我們鼓勵學生自主革新實驗操作,這樣做能簡化實驗操作步驟,更能深刻理解實驗的原理,培養(yǎng)學生提出問題并解決問題的能力,發(fā)揮學生在物理化學實驗中的能動性。
2.革新實驗教學內(nèi)容,適應(yīng)當前物理化學的發(fā)展
近年來,物理化學學科的發(fā)展很快,以傳統(tǒng)教材的物理化學實驗為基礎(chǔ)而設(shè)置的實驗項目和內(nèi)容,明顯不適應(yīng)新形勢下物理化學學科發(fā)展的步伐。多數(shù)驗證性質(zhì)的實驗,教學內(nèi)容陳舊落后,很難激發(fā)學生興趣,不利于學生的思維能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。比如,恒溫槽的裝配和性能測試的實驗,真正的實驗操作很少,而且耗時,致使學生被動消極地做這個實驗。最近,我們學院新開了一些實驗,如,光催化降解實驗,表面吸附污染物的實驗等。實驗更貼近生活,更適應(yīng)物理化學研究熱點的潮流。
3.開展多手段,多探討的物理化學實驗的教學
傳統(tǒng)的物理化學教學,局限于單個實驗室,老師講解,學生照做,學生在實驗過程中很難有自己的創(chuàng)造性想法。目前,多媒體手段可以融入物理化學實驗教學課堂,使學生直觀清楚地看到實驗過程的具體步驟。同時,重視與學生交流對實驗內(nèi)容和操作步驟的看法,更多的師生交流能夠讓教師充分了解學生對實驗理解水平的高低,認識到學生實驗的不足之處,做到有的放矢,提高實驗效率。
4.重視實驗結(jié)果探討和拓展
對實驗結(jié)果的理解和反思十分重要,是加深對理論知識的理解的重要過程。盡管如此,長久以來學生處理實驗報告這一環(huán)節(jié)仍是過于形式化,淺膚,只是簡單的數(shù)據(jù)處理,不能夠看到問題的本質(zhì)。老師對這一環(huán)節(jié)也重視不夠。現(xiàn)在,我們學院物理化學課程組規(guī)定學生在處理實驗報告的過程中闡明個人對實驗的理解和感悟,怎樣運用理論知識解釋實驗過程與結(jié)果,以及如何把理論知識拓展到其他物理現(xiàn)象的解釋。
改進物理化學實驗教學是一項提高化學專業(yè)學生創(chuàng)新思維和能力的重要教學內(nèi)容,也是長期而艱巨的任務(wù)。合理的物理化學實驗教學可以有效地培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力,要把學生作為實驗教學過程中的主體,充分發(fā)揮學生創(chuàng)新能力,在實驗內(nèi)容和教學手段方面深化改革,重視實驗結(jié)果探討和拓展,提高學生分析和解決問題的能力,著眼于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
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