伊爾夏提·地里夏提，賽亞爾·斯迪克，白 翔，納森巴特

(伊犁師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 伊寧 835000)

習(xí)近平總書記在全國教育大會上發(fā)表重要講話中強(qiáng)調(diào)，要深化教育體制改革，建全立德樹人落實(shí)機(jī)制，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)驗?zāi)芰?。那問題就來了，現(xiàn)在的社會到底需要什么樣的大學(xué)生？面對上述的標(biāo)準(zhǔn), 每一位高校教育工作者都應(yīng)審時度勢, 積極研究對策, 加快改革步伐，迎接時代的挑戰(zhàn)[1]。近年來, 我學(xué)校重視課程建，加快了課程的質(zhì)量建設(shè)、師資隊伍建設(shè)，邁開了教學(xué)改革的第一步。物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)，在這樣嚴(yán)峻、激烈的環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)教育觀的轉(zhuǎn)變，怎樣改革教學(xué)手段及方法，怎樣培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)驗?zāi)芰Φ?，都是我們要?shí)際行動來回答的問題。

1 物理化學(xué)實(shí)驗的地位和作用

20世紀(jì)90年代初國內(nèi)外知名物理化學(xué)家、中科院唐有祺院士曾經(jīng)說過：“物理學(xué)與化學(xué)一起是當(dāng)代自然科學(xué)的軸心”[2]。將兩者有機(jī)結(jié)合在一起的物理化學(xué)學(xué)科正是運(yùn)用物理學(xué)的方法、手段研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性能、組成以及其相互轉(zhuǎn)化，是通往現(xiàn)代科學(xué)的橋梁。此外，物理化學(xué)理論課程涉及從宏觀到微觀關(guān)系規(guī)律、大量高等數(shù)學(xué)有關(guān)的公式推導(dǎo)、化學(xué)過程機(jī)理及其控制的研究等抽象等內(nèi)容[3]，所以它在四大化學(xué)中最難理解的一門理論課程。物理化學(xué)理論課對應(yīng)的物理化學(xué)實(shí)驗是理論課程教學(xué)的重要組成部分，是繼無機(jī)、有機(jī)、分析化學(xué)實(shí)驗之后，在學(xué)生做畢業(yè)論文之前的基礎(chǔ)實(shí)驗課，是培養(yǎng)學(xué)生物理化學(xué)基本素質(zhì)、動手能力和科研能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)[4-5]。這一特殊地位使它起著承前啟后的橋梁作用。

2 物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革的研究意義

作為新時代理科專業(yè)的大學(xué)生，除了具有廣博的專業(yè)知識和較強(qiáng)的創(chuàng)新意識以外，還要有扎實(shí)的實(shí)驗基本操作能力、良好的實(shí)驗技能以及熟練應(yīng)用現(xiàn)代化儀器設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐活動的能力。其中學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要靠實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)。因此,大學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革的成敗決定著學(xué)生掌握知識的深度及學(xué)生的綜合素質(zhì)水平。

最近幾年，隨著我校伊犁師范大學(xué)招生規(guī)模的擴(kuò)大，物理化學(xué)實(shí)驗由原來只向化學(xué)和應(yīng)化專業(yè)學(xué)生開設(shè)轉(zhuǎn)向材料化學(xué)、環(huán)境工程等專業(yè)學(xué)生開設(shè)。針對不同專業(yè)對物理化學(xué)知識需求的不同，實(shí)驗教學(xué)方面存在了一些薄弱環(huán)節(jié),例如, 大多是驗證性實(shí)驗，內(nèi)容也相對固定，很少會涉及到綜合性實(shí)驗和設(shè)計性實(shí)驗，影響學(xué)生的創(chuàng)新能力； 其次部分實(shí)驗儀器落后、性能不穩(wěn)定, 測出的實(shí)驗數(shù)據(jù)誤差大, 有時候得不到準(zhǔn)確的實(shí)驗結(jié)果, 直接削弱了學(xué)生的積極性； 最重要的是實(shí)驗內(nèi)容更新速度較慢, 滯后于科學(xué)研究發(fā)展的步伐； 涉及學(xué)科之間交叉領(lǐng)域的實(shí)驗內(nèi)容較少。為了扭轉(zhuǎn)上述局面，必須要強(qiáng)化物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革，并要對學(xué)生的創(chuàng)新能力和探索精神進(jìn)行培養(yǎng)，提高其自主學(xué)習(xí)性，這樣才能夠為該學(xué)科教學(xué)質(zhì)量提供保障[6]。

另外，就業(yè)率一直是我校就業(yè)工作的一項重要內(nèi)容，就業(yè)率的高低直接關(guān)系著我校本科生源的好壞，同時也影響著在社會上的口碑。而考上研究生即可認(rèn)為是就業(yè)，所以考研率的高低，也與就業(yè)緊密相連。如果能夠物理化學(xué)實(shí)驗這項內(nèi)容完整開發(fā)，并實(shí)施中本科教學(xué)中，將很可能會大大提高化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的考研上線率及錄取率，也可以向很多名牌高校輸送更多的我校畢業(yè)生的同時提高聲譽(yù)，也可間接的提高我校的就業(yè)率。

3 課程改革的有效途徑及建議

物理化學(xué)課程的公式多、理論知識難懂并且很多少數(shù)民族學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏學(xué)習(xí)的主動性[7]，因此，我組建的團(tuán)隊針對我校伊犁師范大學(xué)目前物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)存在的一些問題，結(jié)合本科物理化學(xué)課程特點(diǎn)，以及多年以來的教學(xué)經(jīng)驗，遠(yuǎn)離教師既是知識寶庫又是活的教科書的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生勤思考，運(yùn)用實(shí)驗教學(xué)提高學(xué)生對物理化學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)興趣和主動性。為了提高物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的質(zhì)量，對物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)提出一些必要的教學(xué)改革。

3.1 改革教學(xué)方式，提高學(xué)生自由思考

首先要實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)驗的完美結(jié)合，因為物理化學(xué)實(shí)驗課程的內(nèi)容在本質(zhì)上是與物理化學(xué)理論課程的內(nèi)容完全一致。我們在教學(xué)過程為了讓實(shí)驗與理論緊密結(jié)合起來，保證理論課與實(shí)驗課時比至少達(dá)到2:1。除此之外，加強(qiáng)實(shí)驗的豐富類型，除常見的基本實(shí)驗項目，還可加大設(shè)計實(shí)驗、開放實(shí)驗所占的比例。鼓勵學(xué)生大二年級時申請有關(guān)物理化學(xué)課程及實(shí)驗有關(guān)的研究與創(chuàng)新實(shí)驗題目，將所學(xué)的理論知識應(yīng)用于實(shí)踐，在科研和教學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的情商，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，能夠吸引更多的學(xué)生參與到課堂教學(xué)環(huán)節(jié)之中，從而學(xué)生在學(xué)習(xí)物理化學(xué)知識的同時能夠找到學(xué)習(xí)和科研的樂趣。

其次，做好預(yù)習(xí)階段的問題引導(dǎo)。實(shí)驗開始的前一周，一定要妥善做好實(shí)驗預(yù)習(xí)工作。這樣學(xué)生能夠提前了解實(shí)驗原理、試劑、儀器、實(shí)驗步驟等內(nèi)容。但就目前我校的學(xué)生的實(shí)際現(xiàn)狀來看，部分學(xué)生進(jìn)人實(shí)驗室后只知道實(shí)驗的大概內(nèi)容，反而不知道實(shí)驗的細(xì)節(jié)。這群的學(xué)生實(shí)驗開始時邊翻看著實(shí)驗報告冊或教材，囫圇吞棗地只照實(shí)驗步驟進(jìn)行操作，對實(shí)驗的順利完成帶來了一定的安全隱患。之所以產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，我們可以以下幾個方面來考慮：①學(xué)生對預(yù)習(xí)實(shí)驗的重要性沒有充分的認(rèn)識，于是就按照教材內(nèi)容一字不落的抄寫，導(dǎo)致了大部分學(xué)生的預(yù)習(xí)報告幾乎一樣的現(xiàn)象，缺乏創(chuàng)新 ，看起來預(yù)習(xí)報告寫的完好無誤，但對實(shí)驗的實(shí)際了解程度很低，導(dǎo)致實(shí)驗課中得不到創(chuàng)新。②實(shí)驗設(shè)備的更新速度快于我校實(shí)驗設(shè)備和教材中提到的設(shè)備。實(shí)驗過程中學(xué)生無法將操作步驟和儀器畫面對應(yīng)起來，影響了實(shí)驗操作部分的預(yù)習(xí)效果。以上問題直接降低了我校學(xué)生的預(yù)習(xí)的積極性，從而也會影響實(shí)驗的順利進(jìn)行。為了避免這種情況，結(jié)合我?，F(xiàn)有的實(shí)驗設(shè)備，根據(jù)豐富的教學(xué)經(jīng)驗，扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，對現(xiàn)用的教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整的同時在實(shí)驗預(yù)習(xí)過程中引入適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)技術(shù) ， 將實(shí)驗原理、實(shí)驗儀器組裝過程、實(shí)驗步驟等做成 Flash 動畫，并在實(shí)驗前一周通過班級微信群遞給學(xué)生 。學(xué)生通過觀看 Flash 動畫并結(jié)合課本來預(yù)習(xí)實(shí)驗[8]。

3.2 融入科技創(chuàng)新成果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

為了更有效地提高實(shí)驗效率，許多高校正在進(jìn)行各方面的改革嘗試。筆者認(rèn)為，融入科技創(chuàng)新成果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，對我們未來的實(shí)驗改革有很大的幫助。

首先，團(tuán)隊里的每一位老師抓好我校與創(chuàng)新學(xué)習(xí)通平臺合作的資源，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)反轉(zhuǎn)課堂，在學(xué)習(xí)通平臺里上傳親自錄的實(shí)驗操作及原理視頻，讓學(xué)生不限場地的條件下自行觀看學(xué)習(xí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和幫助學(xué)生獲取更多的知識。此外，每一個實(shí)驗指導(dǎo)老師在自己上課的平臺里建立搶答、主題討論等活動方式來解決學(xué)生實(shí)驗中遇到的難題，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

其次，為了在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗室難以開展的高危險、資源消耗大、污染嚴(yán)重、成本高、拓展學(xué)生操作能力，豐富教學(xué)手段和內(nèi)容，按照我校實(shí)際情況購買或資源分享的方式引進(jìn)虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺。虛擬平臺在實(shí)驗教學(xué)中的好處是，平臺提供了大量設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、工作過程、參數(shù)信息的影像、圖片、動畫等素材，教師在教學(xué)過程中可以利用這些素材將復(fù)雜的實(shí)驗原理和實(shí)驗過程講解得生動透徹，同時學(xué)生也可以利用虛擬平臺的這些素材通過自學(xué)進(jìn)行深入的理解，提升實(shí)驗教學(xué)的效果。另一方面，教師也可以將最新的科研成果，嵌入到平臺的教學(xué)資源，生動地展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生及時了解掌握最新的科技進(jìn)展，從而可以極大地豐富教學(xué)手段，增強(qiáng)了實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時性和先進(jìn)性。總之，通過這個平臺，學(xué)生可以增強(qiáng)工程應(yīng)用、創(chuàng)新研究、工程設(shè)計等工程能力的培養(yǎng)，解決以往的紙上談兵、簡單評價、無法深入改進(jìn)的難題。