時間：2023-05-29 17:39:06
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇物理化學(xué)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
物理化學(xué)實驗報告格式一、 實驗?zāi)康?/p>
內(nèi)容宋體小四號 行距：固定值20磅(下同)
二、 實驗原理
原理簡明扼要(必須的計算公式和原理圖不能少)
三、 實驗儀器、試劑
儀器：
試劑：
四、 實驗步驟
步驟簡明扼要(包括操作關(guān)鍵)
五、 實驗記錄與處理
實驗記錄盡可能用表格形式
六、 結(jié)果與討論
物理化學(xué)實驗報告范文一：目的要求
繪制在p下環(huán)已烷-乙醇雙液系的氣----液平衡圖，了解相圖和相率的基本概念 掌握測定雙組分液系的沸點的方法 掌握用折光率確定二元液體組成的方法
二：儀器 試劑
實驗討論。
在測定沸點時，溶液過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象，將使繪出的相圖圖形發(fā)生變化?
答：當(dāng)溶液出現(xiàn)過熱或出現(xiàn)分餾現(xiàn)象，會使測沸點偏高，所以繪出的相圖圖形向上偏移。
討論本實驗的主要誤差來源。
答：本實驗的主要來源是在于，給雙液體系加熱而產(chǎn)生的液相的組成并不固定，而是視加熱的時間長短而定 因此而使測定的折光率產(chǎn)生誤差。
三，被測體系的選擇 本實驗所選體系，沸點范圍較為合適。由相圖可知，該體系與烏拉爾定律比較存在嚴重偏差。作為有最小值得相圖，該體系有一定的典型義意。但相圖的液相較為平坦，再有限的學(xué)時內(nèi)不可能將整個相圖精確繪出。
四，沸點測定儀 儀器的設(shè)計必須方便與沸點和氣液兩相組成的測定。蒸汽冷凝部分的設(shè)計是關(guān)鍵之一。若收集冷凝液的凹形半球容積過大，在客觀上即造成溶液得分餾;而過小則回因取太少而給測定帶來一定困難。連接冷凝和圓底燒瓶之間的連接管過短或位置過低，沸騰的液體就有可能濺入小球內(nèi);相反，則易導(dǎo)致沸點較高的組分先被冷凝下來，這樣一來，氣相樣品組成將有偏差。在華工實驗中，可用羅斯平衡釜測的平衡、測得溫度及氣液相組成數(shù)據(jù)，效果較好。
五，組成測定 可用相對密度或其他方法測定，但折光率的測定快速簡單，特別是需要樣品少，但為了減少誤差，通常重復(fù)測定三次。當(dāng)樣品的折光率隨組分變化率較小，此法測量誤差較大。
關(guān)鍵詞物理化學(xué)；改革；科教融合
在綜合型大學(xué)的自然科學(xué)理論教學(xué)中，物理化學(xué)介于通用理論層次與專業(yè)理論層次中間。這門課程是在學(xué)生學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)化學(xué)知識之后進一步深入、系統(tǒng)地闡述相關(guān)化學(xué)理論，進而為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。因此，物理化學(xué)課程在化學(xué)化工類各門學(xué)科的學(xué)習(xí)體系中處于極其重要的樞紐地位。傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)體系已逐漸顯示出其弊端，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差、動手能力及創(chuàng)新性鍛煉不夠，物理化學(xué)實驗種類受限且多為驗證性實驗、分析及總結(jié)能力缺乏、不能學(xué)以致用等等，這些問題已嚴重制約高校物理化學(xué)課程的建設(shè)與發(fā)展。基于此，物理化學(xué)的教學(xué)體系亟須進行改革，而改革必須以學(xué)生今后的整體發(fā)展為基礎(chǔ)，注重邏輯思維、分析能力、創(chuàng)新素養(yǎng)及獨立思考習(xí)慣的培養(yǎng)。本文旨在通過剖析傳統(tǒng)物理化學(xué)教學(xué)體系，進而提出以科教融合為核心的理念，以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯、創(chuàng)新思維為著力點，積極拓展物理化學(xué)理論教學(xué)至科研應(yīng)用實踐環(huán)節(jié)，將課堂教學(xué)與科學(xué)研究有機結(jié)合，努力創(chuàng)造應(yīng)用研究型教學(xué)平臺，在一定程度上實施科研化的教學(xué)工作。
1目前物理化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及不足
物理化學(xué)是一門基于物理、化學(xué)原理及其實驗技術(shù)的重要基礎(chǔ)理論課程，其本質(zhì)為通過深入研究物質(zhì)的性質(zhì)及行為形成普適性的基本化學(xué)理論及規(guī)律。相對于其他化學(xué)課程，物理化學(xué)由于理論性強、邏輯性強的特點已成為一門公認的教師難教、學(xué)生難學(xué)的化學(xué)課程。在提倡素質(zhì)教育的今天，物理化學(xué)教學(xué)正承擔(dān)著教學(xué)內(nèi)容需要更新、教學(xué)學(xué)時不斷削減的壓力。作為四大基礎(chǔ)化學(xué)的理論基礎(chǔ)，物理化學(xué)課程的作用是不可比擬和不可取代的。然而物理化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀卻是一味注重教學(xué)內(nèi)容的灌輸，幾乎完全忽視了其本該具有的科研實踐功能，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難和抵觸心理，認為學(xué)習(xí)物理化學(xué)解決不了實際問題，從而也嚴重影響了教學(xué)質(zhì)量與效果。目前，物理化學(xué)課程教學(xué)體系改革已受到部分高校的教學(xué)人員的重視，并已有相關(guān)的改革成果付諸于實踐，如辨證或形式邏輯法、比較法、理論模型化法以及邏輯推理與教學(xué)處理分析相結(jié)合的方法等[1]。
2物理化學(xué)課程科教融合的必要性
科教融合的教學(xué)方式已經(jīng)被越來越多的教育研究者所認同，這種方式是指以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識積累為基礎(chǔ)，同時在科研實踐中掌握相關(guān)應(yīng)用知識，在教學(xué)、科研雙軌并行的教育體系中培養(yǎng)創(chuàng)新思維和鍛煉應(yīng)用能力。其基本特征是“三個突出”，即：突出教學(xué)中學(xué)生的主體地位，突出科學(xué)研究在教學(xué)中的重要作用，突出達到知識、能力及素質(zhì)三維度的教學(xué)目標(biāo)[2]。基于以上特征并針對物理化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀及我校的實際情況，我們認為有必要對物理化學(xué)課程進行科教融合式的改革，而拓展物理化學(xué)教學(xué)至科研實踐的教學(xué)改革有利于解決以下主要問題：1）枯燥的物理化學(xué)理論教學(xué)，授之以魚而非授之以漁，學(xué)生的創(chuàng)新能力得不到任何提高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程中學(xué)生逐漸呆板化、不能舉一反三以及學(xué)以致用。而且，傳統(tǒng)的純理論教學(xué)會導(dǎo)致教學(xué)過程中出現(xiàn)照本宣科，對教師教學(xué)水平的提高會產(chǎn)生較大的副作用。這種輕實踐重理論的教學(xué)體系已違背了現(xiàn)代高等教育的教學(xué)要求。2）大部分的化學(xué)類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后會從事相關(guān)的科研工作或者進一步的深造，其中很多學(xué)生缺乏數(shù)據(jù)處理及分析能力，實驗基本功較差，動手能力較差，這就需要在教學(xué)過程中注重理論向?qū)嶋H拓展，這樣有利于提高學(xué)生綜合科研及應(yīng)用能力。3）進行物理化學(xué)教學(xué)的實踐化改革能更新當(dāng)代最新發(fā)展前沿的教學(xué)內(nèi)容、聯(lián)系最新科研熱點，可實現(xiàn)一箭雙雕，既有利于解決教師面臨的高強度教學(xué)內(nèi)容與短學(xué)時的矛盾以及自身發(fā)展過程中存在的教學(xué)與科研脫鉤、科研及教學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)不平衡的現(xiàn)象，促進教師真正從單一的科研或教學(xué)型人才向高素質(zhì)的教學(xué)科研綜合型人才轉(zhuǎn)變，又可有效解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏主動性的問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
3科教融合構(gòu)建物理化學(xué)教學(xué)新體系的策略探討
教學(xué)與科研互相補充、互相促進是物理化學(xué)課程改革的新途徑。將在課堂外所學(xué)的知識與課本知識有機結(jié)合才可有效實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能動性的提高，并能讓其深刻認識到這門課程的重大應(yīng)用價值。教師在教學(xué)及研究過程中也可激發(fā)出更多理論與實際結(jié)合的思想及思路。根據(jù)物理化學(xué)教學(xué)體系的建設(shè)目標(biāo)，本文針對科教融合的新型教學(xué)機制提出如下教學(xué)改革策略：1）在教學(xué)理念上，教師不能做一個傳統(tǒng)教學(xué)體系的“衛(wèi)道士”，而必須做到及時更新，去糟粕取精華。學(xué)生不是用來灌輸知識的容器，每個學(xué)生都具有不同的創(chuàng)造潛力，對不同的學(xué)生采用相同的教學(xué)手段會產(chǎn)生差異，因此要努力創(chuàng)造一個多樣化的、讓學(xué)生積極參與的課內(nèi)外實踐活動平臺。2）教師要不斷改進教學(xué)手段，更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，融入的最新前沿動態(tài)和教學(xué)成果可作為科研項目的背景材料來研讀，例如光催化材料、太陽能電池、熱電材料等，這些科技前沿很多與物理化學(xué)書本中的知識點相關(guān)聯(lián)。將二者有機結(jié)合，可以讓學(xué)生從本科起就直接接觸到科學(xué)研究，培養(yǎng)科研創(chuàng)新意識[3]。同時，需有效改革課程考核方式，逐步擯除唯卷面考試的制度，加入科研報告的考核內(nèi)容，形成全面考查學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的考核體系。3）將教師科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，鼓勵學(xué)生從低年級就積極參與大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃或教師的科研課題中，嘗試實行本科生“導(dǎo)師制”，“導(dǎo)師制”的實行可為學(xué)生高標(biāo)準(zhǔn)地完成畢業(yè)論文及今后的充電深造鋪平道路，可極大地提高學(xué)生的研究工作能力和實驗操作能力。4）開設(shè)及開放研究性實驗，實行物理化學(xué)實驗教學(xué)體系改革，按照“基礎(chǔ)性—綜合性—探究性”三步走的策略，將物理化學(xué)實驗進行有效地層次分割，并設(shè)置相應(yīng)學(xué)分，激勵學(xué)生不斷探究的精神，從而可再反哺影響課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。5）鼓勵本科生積極參與學(xué)術(shù)交流，參加校內(nèi)外組織的各類專家講座、青年論壇、博士學(xué)術(shù)論壇等活動。在條件允許的情況下，導(dǎo)師可組織學(xué)生共同參與到各類學(xué)術(shù)研討會議中。通過多種方式加強學(xué)術(shù)交流，鼓勵“交流生”政策，一方面教師的眼界可得到開闊，其教學(xué)認知和科研素養(yǎng)的層次可得到進一步提升，另一方面，可積極促進學(xué)生自身科研創(chuàng)新意識的提高。
4結(jié)語
教學(xué)與科研是高等學(xué)校的兩大重要職能，兩者的協(xié)同作用構(gòu)成了高校創(chuàng)新發(fā)展的源動力，高水平的大學(xué)必定是融實踐教學(xué)與科學(xué)研究為一體，這毋庸置疑也體現(xiàn)在課程教學(xué)改革進程中。本文針對物理化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，對拓展物理化學(xué)理論教學(xué)至科研實際應(yīng)用進行了思考，力求摒棄重理論輕實踐的教學(xué)模式，探索了一些具有較強操作性的教學(xué)改革方案，提出了新型的科研、教學(xué)互融模式。我們認為改革傳統(tǒng)的物理化學(xué)理論教學(xué)模式，構(gòu)建及更新結(jié)合有最新科研成果的教學(xué)內(nèi)容，可使物理化學(xué)教學(xué)體系更加適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展潮流，能有力推動物理化學(xué)的課程建設(shè)，從而提高高校本科教學(xué)的質(zhì)量。再次，圍繞“科研融入教學(xué)，科研提升教學(xué)”的先進教學(xué)理念，在理論及實驗教學(xué)中可以給學(xué)生指明學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師將自身的科研成果與教學(xué)融會貫通，可為學(xué)生今后的科研工作或深造奠定堅實的理論及實踐基礎(chǔ)，盡最大可能杜絕出現(xiàn)只會做題不會做事的“機器人”學(xué)生。同時，科研性教學(xué)產(chǎn)生的創(chuàng)新性研究人才也可起到帶動及反哺課堂教學(xué)的良性循環(huán)的作用。最后，這種新型的教學(xué)體系可進一步促進師生在教與學(xué)過程中的相互融合和溝通，從而加強師生團隊合作精神，實現(xiàn)學(xué)生獨立思考及解決問題能力與教師科研素養(yǎng)提高的雙豐收。
參考文獻
[1]凌錦龍.物理化學(xué)科研型教學(xué)模式的構(gòu)建與實踐[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報,2014(36):77-80.
[2]王旭珍,王新平,等.物理化學(xué)研究型教學(xué)模式的構(gòu)建與實踐[J].教育教學(xué)論壇,2012(5):36-38.
關(guān)鍵詞:物理化學(xué);教學(xué)改革;實驗教學(xué)
物理化學(xué)是化工、制藥、輕工、材料、紡織等專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課，是一門應(yīng)用廣泛，極具創(chuàng)新性和發(fā)展前途的學(xué)科［1］。然而，物理化學(xué)作為一門交叉學(xué)科，涉及化學(xué)、物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)等多門學(xué)科的內(nèi)容［2］，理論性強，歷來被學(xué)生們認為公式多、概念多，是一門較難掌握的基礎(chǔ)課［3－5］。針對河南科技大學(xué)(以下簡稱“我校”)相關(guān)專業(yè)的特色及物理化學(xué)課程自身的特點，筆者在物理化學(xué)課程的教學(xué)過程中不斷探索和積累經(jīng)驗，在對工科學(xué)生的授課過程中取得了良好的教學(xué)效果。本文將從如何提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力以及課程考核改革等方面談一下近幾年來對物理化學(xué)教學(xué)的心得和體會，希望能夠?qū)υ撜n程的教學(xué)改革工作有所推進。
1教學(xué)方法的改革
1.1以點帶面，提高課堂教學(xué)效率
隨著高校教學(xué)改革，一些非化學(xué)化工專業(yè)工科對基礎(chǔ)課程的課時數(shù)進行壓縮，如在我校給環(huán)境工程專業(yè)《物理化學(xué)》課由原來68學(xué)時縮減到48學(xué)時。那么如何在有限的課時內(nèi)教好這門基礎(chǔ)課呢?筆者認為在實際教學(xué)工作中要著眼于提高課堂教學(xué)效率。首先，教師要“吃透”教材，認真研究教學(xué)內(nèi)容，掌握教材編排體系各部分的內(nèi)在聯(lián)系。其次，要明確教學(xué)目的，在教學(xué)過程中分清主次，區(qū)別輕重，突出重點，解決難點，做到以點帶面。比如學(xué)習(xí)化學(xué)平衡一章中理想氣體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，首先講述標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義，這就是“點”，進而將本章節(jié)的其它內(nèi)容緊緊圍繞這個“點”展開，探討標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變的關(guān)系，以及復(fù)相化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)。同時緊扣課后思考題和習(xí)題，采用課堂提問或小測驗的方式，加深學(xué)生對本章基本概念的理解，增進學(xué)生對計算題的解題能力。
1.2理論聯(lián)系實際，采用啟發(fā)式教學(xué)
在教學(xué)中，注重理論與實際相結(jié)合，從學(xué)生感興趣的生活化內(nèi)容入手，培養(yǎng)學(xué)生感知與理解，分析及解決問題的能力。例如，在講授表面物理化學(xué)一章時，舉出實際生活中的界面現(xiàn)象作為實例，與課本上的理論知識緊密相連，提出“為什么玻璃毛細管內(nèi)水面上升，汞面下降”、“硅膠吸水，塑料防水”、“水過冷而不結(jié)冰，液體過熱而不沸騰”等問題。引導(dǎo)學(xué)生積極思考并做出回答，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散性思維能力，又使學(xué)生體會到學(xué)以致用的樂趣和成就感。再如，在講授化學(xué)動力學(xué)部分勢能面與過渡態(tài)理論時，在課堂上展示勢能面的三維立體模型，使學(xué)生能形象、清晰地理解“過渡態(tài)”、“活化能”、“活化絡(luò)合物”等概念。運用啟發(fā)式教學(xué)，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在教學(xué)過程由被動接受轉(zhuǎn)為主動參與、思考，把傳統(tǒng)教學(xué)中的以教師為中心的單向傳播模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴耙越處煘橹鲗?dǎo)，以學(xué)生為主體”的雙向感應(yīng)模式。
1.3新舊結(jié)合，融會貫通
由于擴招及高考考試改革方案的改革，使得我校工科學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊，部分學(xué)生在高中階段沒有主修化學(xué)，化學(xué)底子薄弱，進入大學(xué)后遇到公式多、邏輯性強的物理化學(xué)，普遍感覺學(xué)習(xí)比較困難。此時要從學(xué)生實際出發(fā)，摸清學(xué)生的底子，不要急于求成，而是保證學(xué)生學(xué)一點，掌握一點。根據(jù)物理化學(xué)的課程特點，循序漸進，查漏補缺，不斷鞏固。教師可利用每節(jié)課開頭的數(shù)分鐘時間回顧上一次課的重點內(nèi)容，這樣既注重新舊知識的銜接，又在鞏固舊知識基礎(chǔ)上增進新知識。如在講述化學(xué)動力學(xué)一章反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)溫度關(guān)系的阿倫尼烏斯方程時，可向?qū)W生提及已經(jīng)學(xué)過的化學(xué)平衡一章的范特荷夫等壓方程及相平衡一章的克勞修斯－克拉佩龍方程，由于這三個方程數(shù)學(xué)形式上的相近，既加深了學(xué)生對所學(xué)公式及其應(yīng)用的理解，又能起到新舊結(jié)合、舉一反三的教學(xué)效果。
1.4利用多媒體教學(xué)，制作富有個性化的課件
目前多媒體教學(xué)在全國高校已被普遍使用，通過幻燈片播放的教學(xué)形式，能在一定程度上提高課時利用率，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中“黑板+粉筆”的單一模式。根據(jù)物理化學(xué)課程內(nèi)容特點，筆者在近幾年的教學(xué)過程中也制作了物理化學(xué)多媒體課件。教學(xué)方式“畫面動起來，老師站起來”，這些措施不僅活躍了課堂氣氛，促進了教師和學(xué)生的雙邊互動，也有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性［6］。例如課堂講授中通過圖文、視頻展現(xiàn)一些著名化學(xué)家，如焦耳、邁耶爾的生平事跡和簡介，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到寓教于樂的教學(xué)效果。再如將化學(xué)動力學(xué)氣體反應(yīng)的碰撞理論一節(jié)采用動畫的形式進行教學(xué)，使學(xué)生能更直觀、清晰地理解“活化碰撞”、“碰撞截面”、“概率因子”等理論和概念。我們在發(fā)揮多媒體優(yōu)勢同時，不提倡大家采用同一個課件，而是鼓勵各位教師根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)的不同，有針對性地制作具有個性化的課件。課下各位教師還要跟學(xué)生積極交流，根據(jù)授課情況和學(xué)生的反映不斷修改、完善和補充課件。只有不斷提高課件的質(zhì)量，才能充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，才有助于物理化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。
2實驗教學(xué)的改革
根據(jù)課程教學(xué)大綱的要求，結(jié)合物理化學(xué)課程特點和各專業(yè)特色，筆者所在的教研室將物理化學(xué)的實驗教學(xué)分為課內(nèi)實驗和創(chuàng)新設(shè)計性實驗兩部分，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新能力。如冶金專業(yè)物理化學(xué)實驗共40學(xué)時，其中，綜合性實驗24學(xué)時，占60%，設(shè)計性實驗16學(xué)時，占40%。課內(nèi)實驗的開設(shè)目的是既能反映物理化學(xué)課程的主要教學(xué)內(nèi)容，又體現(xiàn)其在本專業(yè)的應(yīng)用，以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作能力。如冶金工程專業(yè)的課內(nèi)綜合性實驗“有簡單共晶系統(tǒng)相圖的繪制”、“原電池電動勢的測定”、“最大氣泡法測表面張力”及“丙酮碘化動力學(xué)方程的確定”，這些實驗涵蓋了相平衡、電化學(xué)、界面化學(xué)及化學(xué)動力學(xué)的內(nèi)容，并且和冶金傳輸原理、鋼鐵冶金學(xué)、金屬學(xué)及熱處理、冶金工藝學(xué)等專業(yè)課程的相關(guān)知識有機結(jié)合起來。通過課內(nèi)實驗，使學(xué)生掌握物理化學(xué)的基本實驗技能，正確使用各種測量儀器，掌握物理化學(xué)的測定方法和原理，并能對實驗數(shù)據(jù)進行科學(xué)、合理、有效的分析和評價。而創(chuàng)新設(shè)計性實驗是讓學(xué)生為解決實際問題，自行查找資料并制定實驗方案和具體步驟，有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用物理化學(xué)理論知識的能力和動手能力。如課程組教師指導(dǎo)學(xué)生利用“電導(dǎo)滴定法”進行食用醋的鑒別。通過電化學(xué)一章的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到電導(dǎo)測定可以應(yīng)用于電導(dǎo)滴定，利用電導(dǎo)滴定法測醋中的總酸度，以區(qū)別釀造醋和勾兌醋。鼓勵學(xué)生根據(jù)自己掌握的理論知識，制定具體的實驗步驟，并列出自己所需的儀器和試劑。實驗過程中學(xué)生獨立完成實驗，實驗結(jié)束后學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進行處理，繪制電導(dǎo)滴定曲線，計算醋中乙酸的含量。通過開展創(chuàng)新設(shè)計性實驗，學(xué)生的獨立分析、實際操作和解決問題的能力都得到了鍛煉，為以后的繼續(xù)學(xué)習(xí)深造和工作實踐打下堅實的基礎(chǔ)。
3考核方法的改革
為全面衡量學(xué)生對所學(xué)知識掌握的程度和學(xué)習(xí)情況，我們結(jié)合物理化學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)和特點，對課程的考核形式、評價方式、考核權(quán)重等方面進行改革，制定課程總成績評分體系，避免一張試卷定成績的傳統(tǒng)考核方式。課程總成績由平時成績、實驗成績和期末考試三方面構(gòu)成。平時成績占總成績的15%，包括作業(yè)評分、出勤情況、課堂表現(xiàn)和隨機測試等。作業(yè)即老師布置的課后作業(yè)，每次作業(yè)上交后按百分制給出成績，平均成績即為作業(yè)測評成績。課堂表現(xiàn)主要采取提問的形式，保證課程進行過程中每個學(xué)生都被提問至少一次。隨機測試為及時檢查學(xué)生的階段學(xué)習(xí)情況，也使得學(xué)生了解自身的學(xué)習(xí)情況，每學(xué)期采用3～4次平時測驗，通常采取閉卷、筆試的方式。實驗成績占總成績的15%，包括預(yù)習(xí)報告、實驗準(zhǔn)備、操作環(huán)節(jié)和實驗報告處理等。最后的期末考試占總成績的70%，在試卷命題過程中注重試卷考察知識點的涵蓋面、廣度、深度和命題的多樣性，力求能對學(xué)生的記憶、理解和應(yīng)用水平進行全面考察。這種過程化考核和期末性考試的結(jié)合，改變了單純知識化考核的評價模式，降低了成績的隨機性因素，更注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，能更好地反映學(xué)生對知識的掌握程度。
4結(jié)語
為了提高高校教學(xué)水平，積極推動素質(zhì)教育的可持續(xù)性發(fā)展，改革物理化學(xué)課的教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容，已經(jīng)成為目前工科教育工作中的當(dāng)務(wù)之急。物理化學(xué)教學(xué)改革屬于系統(tǒng)工程，需要各個環(huán)節(jié)齊頭并進。除了對教學(xué)內(nèi)容進行全方位的規(guī)劃，教學(xué)方法、教學(xué)手段和評價體系的改革也應(yīng)與時俱進。路漫漫其修遠兮，隨著社會的發(fā)展和時代對人才的需要，物理化學(xué)的教學(xué)改革將一如既往。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：物理化學(xué)實驗，科研性實驗，本科生
科研訓(xùn)練物理化學(xué)實驗是一門綜合性的基礎(chǔ)化學(xué)實驗[1-2]，在本科生的教學(xué)工作中備受關(guān)注，其將分析化學(xué)的手段和數(shù)學(xué)分析方法綜合運用的一門化學(xué)學(xué)科。傳統(tǒng)的實驗課程模式通常是老師講解、學(xué)生照做，并且每個實驗只做一次，對大部分學(xué)生來講難以留下深刻印象[3-5]。這種模式不利于學(xué)生創(chuàng)新模式的培養(yǎng)，物理化學(xué)實驗教學(xué)體系的改革也因此成為被關(guān)注的重要教研問題之一，其主要目標(biāo)在于使學(xué)生更好地了解物理化學(xué)的研究方法和技能，加深對物理化學(xué)基本概念和理論的理解，進一步培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)能力和創(chuàng)新能力[6-7]。我們進行了大膽的嘗試——將科研活動與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，結(jié)合教學(xué)計劃中的本科學(xué)位論文工作以及推行的本科生科研訓(xùn)練計劃，開展多種形式、多層次的開放實驗教學(xué)：將實踐證實適合本科生教學(xué)的科研實驗內(nèi)容，先通過本科論文的形式對內(nèi)容進行優(yōu)化，然后補充到現(xiàn)有的物理化學(xué)教學(xué)體系中；物化實驗中的基本實驗拓寬到應(yīng)用領(lǐng)域，賦予明確的、鮮明的專業(yè)特色的教學(xué)目標(biāo)，并借助于學(xué)校的科研訓(xùn)練項目，設(shè)計研究性實驗供學(xué)生進行科研訓(xùn)練。
1.從本科生畢業(yè)論文到的物理化學(xué)實驗中的綜合實驗
在日常的教學(xué)和科研工作中，有意識地將科研工作中涉及到的所屬專業(yè)的共性和基礎(chǔ)的內(nèi)容與本科教學(xué)中相關(guān)知識相結(jié)合。首先合理選擇實驗內(nèi)容，并將這些內(nèi)容融合到本科畢業(yè)論文中。之后對實驗結(jié)果進行總結(jié)和升華，轉(zhuǎn)化為物理化學(xué)實驗中的綜合實驗。目前，我們選擇的物理化學(xué)實驗中的綜合實驗之一——“化學(xué)電源基本性能的測定”便是我們總結(jié)了科研工作中的一些基礎(chǔ)內(nèi)容并與物理化學(xué)課程中的電化學(xué)部分內(nèi)容相聯(lián)系進行設(shè)計的。“化學(xué)電源基本性能的測定”實驗的目的在于使學(xué)生了解化學(xué)電源基本性能的評價指標(biāo)以及設(shè)計相應(yīng)的測試方法，同時加深理解極化作用對化學(xué)電源性能產(chǎn)生的影響。其所用設(shè)備均為物化實驗室中的常用設(shè)備，如：電流表、電壓表、穩(wěn)壓電源等；具體測試的性能指標(biāo)主要有：電動勢、開路電壓、工作電壓、容量、能量、功率等；所測試的電池也是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫匿\錳電池、鎳氫電池、鉛酸電池等。實驗對象為化學(xué)和化工專業(yè)大學(xué)三年級學(xué)生，實驗是以開放實驗的形式展開的。實驗通常由4-5人組成的小組完成，實驗由學(xué)生自己設(shè)計，獨立操作，教師在其中只起到引導(dǎo)作用。通過開展這樣的綜合實驗，學(xué)生興趣濃厚、樂于動手，勤于思考，通過觀察實驗現(xiàn)象，記錄和分析實驗數(shù)據(jù)，獲得豐富的關(guān)于電池性能的感性認識，達到對理論概念深刻理解和熟練掌握的目的。另外通過這個實驗，學(xué)生們了解了不同類型的電池在性能上的差別，拓寬了物理化學(xué)的知識面，增加了對電化學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣。在整個實驗實施過程中，我們組織學(xué)生學(xué)習(xí)了有關(guān)設(shè)計性實驗的要求，查閱電池相關(guān)的文獻，并安排學(xué)生根據(jù)本實驗所提供的儀器，完成一下工作兩方面的工作：1)設(shè)計實驗測定給定電池的基本性能。2）設(shè)計實驗考察電池極化行為對電池性能的影響。物理化學(xué)實驗課程作為化學(xué)專業(yè)教學(xué)計劃中一門重要的課程，它對于學(xué)生理解化學(xué)學(xué)科的基本理論,掌握和運用化學(xué)中基本的物理方法和技能，以及培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和綜合分析解決問題的能力等方面都起著重要的作用。將科研中一些基礎(chǔ)的、經(jīng)典的測試方法引入物理化學(xué)實驗課程，對該課程的內(nèi)容進行了一個良好的補充。
2、物理化學(xué)實驗中的基本實驗與本科生的科技訓(xùn)練結(jié)合
為進一步培養(yǎng)本科生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神、提高本科生的創(chuàng)新實踐能力，學(xué)校自2005年開始設(shè)立本科生研究訓(xùn)練計劃，為本科生開展科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)活動提供專門化的訓(xùn)練和指導(dǎo)，其英文表述為“StudentResearchDevelopingProgram”，縮寫為“SRDP”，實施原則是“自主申請、公平立項、擇優(yōu)資助、規(guī)范管理”，由項目申報學(xué)生在教師指導(dǎo)下主持完成，其主要是針對已經(jīng)具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識的化學(xué)和化工專業(yè)大學(xué)二年級和三年級的學(xué)生開展。項目按期進行，結(jié)束時要進行答辯，答辯專家根據(jù)學(xué)生匯報情況進行考核，根據(jù)考核的結(jié)果相應(yīng)的給予2-3個學(xué)分。近年來我們已經(jīng)進行了兩屆物理化學(xué)實驗到SRDP課題的嘗試，分別是關(guān)于“海洋沉積物中表面活性劑的提取和分析”研究和“銅離子在海洋沉積物上的吸附等溫線”研究，先后組織9名本科生進行科研訓(xùn)練。上述兩個課題內(nèi)容覆蓋了大學(xué)無機、有機、分析和物化課程的內(nèi)容，突出了物理化學(xué)基礎(chǔ)實驗內(nèi)容的應(yīng)用。界面現(xiàn)象是物理化學(xué)課程中較為重要的內(nèi)容之一，其內(nèi)容較為抽象，加大了學(xué)生對該部分內(nèi)容的理解難度。“醋酸在活性炭上的吸附”是物理化學(xué)實驗課程在該知識面設(shè)計的基礎(chǔ)實驗。通過該實驗，學(xué)生能夠?qū)σ汗涛浆F(xiàn)象以及吸附等溫線的測定等有了較好的感性認識，并更好的掌握了有關(guān)的概念和理論知識。以此為契機，我們引導(dǎo)學(xué)生進一步加以訓(xùn)練，對本科生而言是一個對所學(xué)知識進行融會貫通以期進一步提高的好機會，可使學(xué)生充分理解和掌握有關(guān)液固界面性質(zhì)、吸附脫附過程等的基礎(chǔ)理論和相關(guān)的實驗原理及技術(shù)、方法。SRDP課題實施中學(xué)生從查閱文獻開始，然后設(shè)計實驗，自己動手開展實驗，認識海洋中的界面現(xiàn)象，并了解污染物的去除和分析技術(shù)，將課本中學(xué)到的抽象技術(shù)和理論與具體的海洋環(huán)境問題聯(lián)系在一起，在具體科研工作中加深對有關(guān)知識的理解，同時增強對海洋環(huán)境問題的認識。SRDP工作開展不僅鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，而且增強其工作中的觀察能力、操作能力和結(jié)果分析能力，從而使得學(xué)生具備一定的科研素質(zhì)。學(xué)校組織的SRDP計劃，給在讀的本科生提供一個科研鍛煉的平臺，讓他們較早地近距離地參與到科研項目中，接受科學(xué)研究的熏陶。幾年的努力結(jié)果表明，我們的措施對學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)、孕育創(chuàng)新意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力等都起到了積極作用。不少學(xué)生因?qū)氖耂RDP科研工作的喜愛，繼續(xù)從事該方向的本科畢業(yè)論文設(shè)計，甚至有的學(xué)生因此選擇繼續(xù)從事該方向的科研工作。
有著合理目標(biāo)和計劃的科研訓(xùn)練對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)有著積極促進作用。通過補充有利于學(xué)生思維能力培養(yǎng)和科學(xué)素質(zhì)提高為的實驗訓(xùn)練項目，使化學(xué)專業(yè)的學(xué)生更好地掌握思考、探索和研究的方法,并在理論和實踐上都得到全面的提高，為以后學(xué)習(xí)及工作打下扎實的基礎(chǔ)。幾年來進行多層次物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的有益嘗試，我們和學(xué)生們的共同努力已經(jīng)取得了令人較為滿意的效果。
作者:王麗莎 曹曉燕 姬泓巍 包木太李先國 單位:中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
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物理化學(xué)中的每個概念、公式或模型都有其出現(xiàn)的背景，都是在某個年代為解決某一問題而提出的。適當(dāng)講授物理化學(xué)史有助于學(xué)生對本學(xué)科發(fā)展的了解，對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣非常有利。比如講化學(xué)平衡時向?qū)W生介紹:在1861－863年間，法國化學(xué)家貝賽洛和圣吉爾研究醋酸和乙醇的反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系時注意到逆反應(yīng)的存在，并能達到動態(tài)平衡。1864－1879年間，挪威的瓦格和古德貝格在此基礎(chǔ)上確立了質(zhì)量作用定律，并指出速率常數(shù)之比只是溫度的函數(shù)。荷蘭的范特霍夫稱之為平衡常數(shù)。1878年，美國的吉布斯引入化學(xué)勢，得到了化學(xué)平衡條件。1884年法國的呂·查德里得出了平衡移動原理，即呂·查德里原理。1889年范特霍夫論證了呂·查德里原理，并得到平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系式，即范特霍夫方程。1906年德國的能斯特提出了熱定理，解決了平衡常數(shù)的理論計算問題。這些史實的介紹使學(xué)生知道任何理論從提出、確立到完善都是逐漸完成的。化學(xué)史的講解有助于增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也有助于學(xué)生人格和世界觀的形成。
2理論聯(lián)系實際，充分體現(xiàn)藥學(xué)特色
物理化學(xué)的學(xué)習(xí)為藥學(xué)類學(xué)生后續(xù)課程如藥劑學(xué)、藥理學(xué)等的學(xué)習(xí)提供方法和理論指導(dǎo)，因此，在教學(xué)的過程中恰當(dāng)?shù)亟榻B與藥學(xué)有關(guān)的物理化學(xué)知識和新技術(shù)，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以開闊學(xué)生的視野，豐富教學(xué)內(nèi)容。講緒論時，可以舉一個具體的藥物合成的例子來說明物理化學(xué)課程的重要性，如藥物合成的反應(yīng)路線要根據(jù)熱力學(xué)來確定反應(yīng)的可能性，反應(yīng)的條件及產(chǎn)率等通過化學(xué)平衡來解決，合成出來的藥品其半衰期和有效期要由化學(xué)動力學(xué)來解決，其安全性、有效性要由藥理學(xué)來確定，制備什么劑型來滿足順應(yīng)性要由藥劑學(xué)來完成。這個例子既彰顯了物理化學(xué)的重要性，同時使物理化學(xué)知識與后續(xù)的藥物化學(xué)、藥理學(xué)、藥劑學(xué)等有機地結(jié)合起來，使學(xué)生認識到物理化學(xué)不是獨立和枯燥無味的，而且也體現(xiàn)了藥學(xué)類專業(yè)的特點。如在講授水的相圖時，可以聯(lián)系藥劑學(xué)中常用的冷凍干燥技術(shù)，即青霉素等抗生素在水溶液中不穩(wěn)定又不易制得結(jié)晶，先將盛有這類藥物水溶液的敞口安瓿用快速、深度冷凍的方法，短時間內(nèi)全部凝結(jié)成冰，同時將系統(tǒng)壓力降至冰的飽和蒸氣壓以下，使冰升華出去，封口后便得到可以長時間儲存的粉針劑;利用簡單低共熔相圖可以指導(dǎo)栓劑的制備，也可以用來檢查藥品的純度。在講授電化學(xué)時，可以適當(dāng)講述諸如酶等生物電化學(xué)傳感器的相關(guān)知識，介紹多種生物傳感器、微生物傳感器等在藥學(xué)和醫(yī)學(xué)中的研究和應(yīng)用。再如講動力學(xué)中藥物儲存期的預(yù)測時，可詳細講解藥劑學(xué)中常用的經(jīng)典恒溫法預(yù)測藥物的有效期。既使物理化學(xué)知識得到了應(yīng)用和擴展，也使物理化學(xué)與后續(xù)課程得到很好地銜接。講膠體化學(xué)中沉降平衡時，可介紹藥物制劑中一個重要的劑型－混懸劑，評定混懸劑的方法一個是混懸劑微粒大小的測定，另一個就是沉降容積比的測定。沉降容積比可用Hu/H0表示，H0為沉降前混懸液的高度，Hu為沉降后沉降面的高度。沉降容積比是時間的函數(shù)，以Hu/H0對沉降時間t作圖，可得沉降曲線，根據(jù)沉降曲線的形狀可以判斷混懸劑處方設(shè)計的優(yōu)劣。講授膠體電泳現(xiàn)象時介紹利用膠體粒子帶電的特點，可通過電泳方法進行體液分離來判斷某器官是否存在病變，通過電泳的測定還可判定人體的肝功能是否正常。講表面化學(xué)時的聯(lián)系更多，如講潤濕和鋪展時，可聯(lián)系制劑中安瓿的內(nèi)表面經(jīng)常涂布一層非潤濕性表面活性劑，使得在用注射劑吸取藥品時可一次性吸干凈;利用開爾文公式能很好理解制劑中為什么難溶性藥物經(jīng)常要微粉化，就是因為顆粒越小其溶解度就越大。講授物理化學(xué)課程時除了與藥學(xué)相聯(lián)系外還要和生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系起來。比如說講到表面化學(xué)中的固體吸附就可以舉生活中為什么煎魚時總粘鍋的例子，就是因為魚皮與鍋的表面張力大，鍋吸附魚皮來降低自身的表面能。再比如說講附加壓力時，可以解釋為什么人從高壓區(qū)回到低壓區(qū)時速度要非常慢。
3理清課程的脈絡(luò)
教師在講授課程時不能一味填鴨式地羅列材料，要把每一章重點是什么，每一章要解決的是什么問題等告訴學(xué)生，及時為學(xué)生歸納、梳理出一個大的框架和一個小的脈絡(luò)，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來能更方便、快捷，而且能抓住重點，從而能達到事半功倍的效果。比如說:熱力學(xué)第一定律解決的是能量守恒問題;熱力學(xué)第二定律解決的是方向問題;化學(xué)平衡解決的是限度問題;相平衡要解決的是物質(zhì)的分離和提純;電化學(xué)是熱力學(xué)的一個重要應(yīng)用;化學(xué)動力學(xué)解決的是化學(xué)反應(yīng)的速率和機理問題;表面化學(xué)圍繞Laplace方程、kelvin公式等五大方程，講述的是四個現(xiàn)象一個物質(zhì);膠體化學(xué)圍繞膠體的性質(zhì)來展開等等。理清脈絡(luò)后，學(xué)生就能對知識有個總體的把握，學(xué)習(xí)起來就不會感到無所適從。
4公式的記憶方法要得當(dāng)
物理化學(xué)中公式特別多，而且公式的限制條件也多，這讓學(xué)生記起來很吃力，也是學(xué)生感到課程難學(xué)，產(chǎn)生厭學(xué)的一大原因。多教學(xué)生一些記憶的方法將有助于增加學(xué)生學(xué)習(xí)物化的興趣。
5重視物理化學(xué)實驗
物理化學(xué)實驗是對學(xué)生所學(xué)的有關(guān)基礎(chǔ)理論的驗證，也是對物理化學(xué)的基本概念、基本原理的理解和掌握程度的一個檢驗，能夠增強學(xué)生解決實際化學(xué)問題的能力。由于在整個實驗過程中學(xué)生是主體，要自己動手操作，因此很好地鍛煉了其動手能力。藥學(xué)類專業(yè)學(xué)生的物理化學(xué)實驗共開設(shè)12－16個，實驗內(nèi)容體現(xiàn)了藥學(xué)專業(yè)的特色。比如，凝固點降低法測定氯化鈉注射液的滲透壓;經(jīng)典恒溫法預(yù)測藥物的有效期(一級反應(yīng)－硫酸鏈霉素水解常數(shù)的測定);電導(dǎo)法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度;最大泡壓法測溶液的表面張力(藥品為正丁醇)。這些實驗都是緊密圍繞后續(xù)課程而設(shè)置的，大大增強了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣。另外，針對課時較多的專業(yè)還開設(shè)了綜合設(shè)計性實驗，學(xué)生根據(jù)自己的興趣查閱相關(guān)的文獻，自己給出實驗原理，并設(shè)計實驗過程，自己動手進行藥品配制、儀器操作、結(jié)果討論，教師對整個過程加以指導(dǎo)。綜合設(shè)計性實驗的開設(shè)不僅鍛煉學(xué)生查閱文獻能力、動手能力、寫作能力，同時也提高了科研思維能力，為以后的科研工作打下良好的基礎(chǔ)。多年的實踐表明綜合設(shè)計性實驗極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣。
6改進教學(xué)手段
關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；速課平臺；難點突破；并行教學(xué)
教育信息化2.0 行動計劃（教育部教技〔2018 〕6 號）要求積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，堅持信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的核心理念，建立健全教育信息化可持續(xù)發(fā)展機制，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、個性化、終身化的教育體系，建設(shè)人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的學(xué)習(xí)型社會，推動我國教育信息化整體水平走在世界前列，真正走出一條中國特色的教育信息化發(fā)展路子[1]。該行動計劃的推出，對教學(xué)資源建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)應(yīng)用、教育治理能力、智慧教育創(chuàng)新、信息素養(yǎng)提升等方面提供了具體的指導(dǎo)思想。如何踐行該行動計劃，真正實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合是每位一線教師應(yīng)該思考和努力的方向。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的物理化學(xué)（公共）課程是為生物技術(shù)、生物工程、食品科學(xué)與工程、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)與工程等專業(yè)在大學(xué)二年級開設(shè)的一門重要的必修課。物理化學(xué)是在物理和化學(xué)兩大學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的研究化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)，它集物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)于一身，是整個化學(xué)科學(xué)和上述各專業(yè)的專業(yè)課程的基礎(chǔ)[2]。通過對本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能比較系統(tǒng)地掌握物理化學(xué)基本理論和方法，進而培養(yǎng)學(xué)生嚴密的邏輯思維和科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力[3]。這些不僅是后續(xù)培養(yǎng)方案中學(xué)生專業(yè)課程的必要基礎(chǔ)，同時也對學(xué)生今后從事本專業(yè)的技術(shù)與科研工作都有著深遠影響。
一、物理化學(xué)教學(xué)長期存在的問題
目前，我校物理化學(xué)（公共）課程的教學(xué)方式基于運用多媒體教學(xué)手段，以課堂教授為主，學(xué)生自學(xué)為輔的教學(xué)模式組織教學(xué)。然而，由于物理化學(xué)的學(xué)習(xí)涉及高等數(shù)學(xué)和物理相關(guān)的基礎(chǔ)知識，存在一定的學(xué)習(xí)門檻，加之課時有限，物理化學(xué)的課堂講解存在很大的挑戰(zhàn)，學(xué)生普遍反映該門課的學(xué)習(xí)難度大，存在“教師教的累、學(xué)生聽的暈”的現(xiàn)象。尤其是一些知識難點和疑點，即便教師在充分利用課堂時間、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的情況下，每屆學(xué)生的期末試卷分析中發(fā)現(xiàn)丟分點、混淆點都基本一致。比如，熱力學(xué)中熵變的計算和自發(fā)性的判定，化學(xué)勢、不可逆相變等概念；電化學(xué)中電動勢的計算，標(biāo)準(zhǔn)電極電勢和活度等概念，以及動力學(xué)中速率常數(shù)的計算和動力學(xué)方程的近似處理。為了解決這一問題，我們也進行了其他途徑的嘗試，比如在教授知識難點之前，要求學(xué)生做到課前必須預(yù)習(xí)、課后必須復(fù)習(xí)，每章的知識難點作為平時作業(yè)布置以及考前重點答疑。但由于缺乏有效的監(jiān)督機制和交流途徑，上述手段的效果十分有限，單是平時作業(yè)就發(fā)現(xiàn)雷同現(xiàn)象較為普遍。加之信息時代的來臨，學(xué)生大部分課下時間被網(wǎng)絡(luò)“占領(lǐng)”，據(jù)教育部《在校大學(xué)生智能手機使用情況調(diào)研報告》顯示，在校大學(xué)生每天使用手機時長5 小時以上的人群占比為67.9%，為了預(yù)防手機上網(wǎng)成癮，學(xué)校為此也采取了上課手機統(tǒng)一保存的措施，甚至打出了“走下網(wǎng)絡(luò)，走上操場”的口號。上述局面，使得課時有限、課堂難點教授不充分，而課下學(xué)生時間被手機網(wǎng)絡(luò)霸占，不能被充分利用在學(xué)習(xí)上的矛盾尤為突出[4]。如何能夠讓學(xué)生更輕松的掌握知識，提高物理化學(xué)知識難點教學(xué)質(zhì)量和效果，如何與信息時代對接，轉(zhuǎn)弊端為優(yōu)勢，將導(dǎo)致學(xué)生墮落的工具轉(zhuǎn)變成督促其成長的有利武器，成為需要解決迫在眉睫的問題。
二、線上并行教學(xué)改革模式的研究
在大力提倡教師信息化能力與教學(xué)融合以及移動信息化發(fā)展趨勢不斷上升的大背景下[5]，實現(xiàn)移動教學(xué)，利用移動信息化教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用來解決上述物理化學(xué)教學(xué)中面臨的問題，是本研究的出發(fā)點。91 速課網(wǎng)（https：//91suke.com/）是免費為學(xué)生、老師、管理者提供輕便、高效的教學(xué)應(yīng)用與管理服務(wù)的移動教學(xué)平臺，滿足MOOC、SPOC等教學(xué)理念，強化翻轉(zhuǎn)課堂與混合式教學(xué)，在教學(xué)中通過即時推送技術(shù)，實時向?qū)W生手機推送課件、資料測試等學(xué)習(xí)內(nèi)容，并可通過簽到、點名、作業(yè)等教學(xué)任務(wù)，促進師生交互，打造全面的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，促使老師從經(jīng)驗驅(qū)動教學(xué)向數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)轉(zhuǎn)變。老師可利用其提供的輕便、強交互性的教學(xué)內(nèi)涵建設(shè)服務(wù)，進行創(chuàng)作型課件、PPT轉(zhuǎn)換課件、速繪微課、輕課件等多種資源建設(shè)（圖1 ）。本研究可利用速課網(wǎng)提供的上述技術(shù)支持，輕松的建設(shè)線上知識難點、疑點微課堂并實時追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握情況。比如：可在知識難點課堂講授前，將該課程的“PPT轉(zhuǎn)換課件”推送給學(xué)生預(yù)習(xí)，通過手機微信即可追蹤每位同學(xué)的預(yù)習(xí)情況，并根據(jù)討論區(qū)提出的問題在課堂上針對性的講解和提問；對于課后每個知識難點、疑點的線上強化和補充，教師可在電腦端通過制作“輕課件”和“創(chuàng)作型課件”微課堂完成；對于知識難點、疑點的答疑和習(xí)題講解則可輕松的隨時隨地在手機端制作“速繪微課堂”實現(xiàn)。每類課件微課堂都可以插入難點、疑點強化試卷，通過后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計掌握每位同學(xué)的完成情況，并可通過大數(shù)據(jù)分析掌握到每個班級中的需要督促的學(xué)生名單在物理化學(xué)教學(xué)中，微課堂可以輔助優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)，有效突破難點、疑點，提高教學(xué)質(zhì)量。有時一堂課所要突破的難點用那些傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法講清或很難講清楚，但微課可以通過動畫、圖形、聲音等方式傳遞信息，把復(fù)雜抽象的內(nèi)容生動、形象、直觀地表現(xiàn)出來，這樣既優(yōu)化了教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生更容易理解和掌握，又提高了教學(xué)質(zhì)量，利于教學(xué)難點的突破。這類微課可以幫助學(xué)生課后重復(fù)學(xué)習(xí)，不斷再現(xiàn)知識形成過程、難點突破過程，幫助學(xué)生順利度過學(xué)習(xí)難關(guān)，進入后續(xù)的知識學(xué)習(xí)，避免出現(xiàn)較多的“困難”學(xué)生[6]。本研究利用信息技術(shù)改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，將每章的知識難點、疑點、易混點和必考點提煉出來的，具體分析每個知識難點課堂講授的困難點和學(xué)生學(xué)習(xí)的糾結(jié)點的具體成因和線上的針對性解決方案；然后基于每個知識難點的特點在速課教學(xué)平臺上將其做成視頻類微課、交互式微課、測驗型微課和混合型等不同類型的微課堂，在教學(xué)前和教學(xué)后通過即時推送技術(shù)，實時向?qū)W生推送預(yù)習(xí)課件、補充資料和測試等學(xué)習(xí)內(nèi)容；在此基礎(chǔ)上，通過立體化數(shù)據(jù)分析與線上師生雙向交流途徑，掌握學(xué)生每個知識難點的學(xué)習(xí)實況，使教師從經(jīng)驗驅(qū)動教學(xué)向數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)轉(zhuǎn)變，從而提升教學(xué)效率并打造更全面的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，技術(shù)路線見圖2 。如上建立的系統(tǒng)移動端微課程并行教學(xué)體系，在對串行教學(xué)內(nèi)容不做大動作調(diào)整的情況下進行課后知識難點強化補充，同時充分利用學(xué)生的線上時間，擴大師生交流途徑，建立更有效的監(jiān)督、評價體系。最后，提供可借鑒的經(jīng)驗和理論從而助力教學(xué)變革、提升師生信息化素養(yǎng)、強化學(xué)校信息化應(yīng)用水平以及促進高等教育資源共享的可持續(xù)發(fā)展。從長遠看，本改革模式的實施一方面可助力教學(xué)變革，提升師生信息化素養(yǎng)，強化學(xué)校信息化應(yīng)用水平，另一方面對于項目建設(shè)、教學(xué)成果積累、學(xué)校品牌塑造等工作都有良好的促進作用。
三、改革的初步成效和展望
本改革模式在2019 年第一學(xué)期針對19 級制藥工程專業(yè)的學(xué)生進行了并行教學(xué)的初步嘗試。第一次上課，讓學(xué)生通過掃二維碼的方式加入到速課班級群里，教師可以通過手機實時查看所上班級學(xué)生總數(shù)和詳細信息，無需依賴紙質(zhì)版點名冊，如圖3 所示。速課平臺支持密碼，手勢和定位三種簽到方式，每次上課前讓學(xué)生拿出手機簽到，教師可以即刻看到考勤情況，該方法避免了大班上課點名浪費時間和學(xué)生冒名簽到的情況。每次上課前，我會將本次課的PPT提前推送到班級，學(xué)生手機會接收到推送信息提示并進行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)情況可以查看數(shù)據(jù)，對于沒有預(yù)習(xí)的學(xué)生，我課堂上會作為提問的重點，督促其改進學(xué)習(xí)態(tài)度，如圖4 所示。上課期間，我不容許學(xué)生再看手機，因為手機帶入課堂會對現(xiàn)有的課堂教學(xué)內(nèi)容和秩序造成影響，并嚴重分散學(xué)生的注意力。尤其是大班教學(xué)，課堂上等所有學(xué)生拿出手機做題，再監(jiān)督其放好手機，很難做到整齊劃一。針對預(yù)習(xí)時學(xué)生在速課網(wǎng)上的提問，我會針對性的在課堂上進行講解。課后對于本次課涉及的重點知識，我會及時推送重點內(nèi)容補充課件和相應(yīng)的試題，如熱力學(xué)第二定律相應(yīng)測試內(nèi)容推送給學(xué)生后，學(xué)生成績排名，題目出錯率等一目了然，見圖5 。通過數(shù)據(jù)分析，我能及時掌握學(xué)生每個知識難點的學(xué)習(xí)情況，并對出錯率高的題目在速課平臺上講解，不占用課堂時間。針對知識難點不理解的地方，學(xué)生可以在討論區(qū)提問，我的回答所有學(xué)生都可以看到，避免了相同問題多次提問，多次回答的重復(fù)工作，和學(xué)生的交流效率大大提高。速課平臺對總的簽到率、課件學(xué)習(xí)完成率、測試達標(biāo)率、作業(yè)提交率、討論覆蓋率以及學(xué)生綜合排名都有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，教師可以全面掌握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對知識難點的理解程度，并在后面的總復(fù)習(xí)中有針對性的教學(xué)。通過把速課微課堂應(yīng)用于物理化學(xué)難點、疑點并行教學(xué)當(dāng)中，我們發(fā)現(xiàn)線下補充式的并行教學(xué)模式可以有效改善當(dāng)前傳統(tǒng)物理化學(xué)教學(xué)當(dāng)中存在的主要問題，考勤和課前、課間與課后的良性互動，擴大和加深了師生間的交流；通過課前推送學(xué)習(xí)內(nèi)容，并加強對學(xué)生預(yù)習(xí)的監(jiān)督，可針對性的增加一些重難點知識點的講授深度；課后重點知識內(nèi)容和測試的補充可以進一步鞏固學(xué)習(xí)效果并及時發(fā)現(xiàn)問題。通過一學(xué)期的實踐應(yīng)用，證明利用速課微課堂輔助物理化學(xué)課程重點、難點教學(xué)，學(xué)生評價較好，對教學(xué)效果的提高有良好的促進作用。相對于需要較高的技術(shù)條件、可觀的經(jīng)費支持和制作過程較為復(fù)雜的慕課建設(shè)，本研究將現(xiàn)有的91 速課移動端教學(xué)平臺引進我校《物理化學(xué)》課程教學(xué)，以簡易的方式構(gòu)建PPT轉(zhuǎn)換課件、速繪微課、輕課件等多種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，及時將教學(xué)難點、疑點微課堂推送到學(xué)生手機微信的公眾號上。同時，本研究著重于課前和課后知識難點、疑點的線上補充教學(xué)，并不要求將手機帶入課堂從而對現(xiàn)有的課堂教學(xué)內(nèi)容和秩序造成影響。通過91 速課教學(xué)平臺提供的立體化數(shù)據(jù)分析與全面的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，實時掌握學(xué)生對知識難點、疑點的掌握情況，提升教學(xué)效率并解決課后師生交流不暢問題。今后，我們會進一步完善物理化學(xué)知識難點、疑點速課微課堂并行教學(xué)實踐方案，形成一套完整的物理化學(xué)知識難點、疑點教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源，并覆蓋所有的公共物理化學(xué)課堂，逐步推廣到其他課程和專業(yè)。成果還將推廣到當(dāng)屆數(shù)字化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)資源中，強化優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源建設(shè)與共享行動，通過發(fā)揮示范輻射作用，使更多的學(xué)生受益。
參考文獻
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關(guān)鍵詞: 物理化學(xué)多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢缺點
傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)模式是,作為認知主體的學(xué)生在教學(xué)過程中,自始至終處于受灌輸?shù)谋粍拥匚弧Ｆ渲鲃有浴⒎e極性難以發(fā)揮。傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)模式很不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維,即不利于創(chuàng)新能力的形成和創(chuàng)造型人才的成長。而在現(xiàn)代教育理論指導(dǎo)下的物理化學(xué)教學(xué)模式,它強調(diào)學(xué)生以“學(xué)”為主,以教師“教”為輔,注意充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正成為信息加工的主體和知識意義的主動建構(gòu)者,而教師則應(yīng)成為課堂教學(xué)的組織者、指導(dǎo)者。在這種理論指導(dǎo)下建構(gòu)的教學(xué)模式,才能使學(xué)生獲得最佳的學(xué)習(xí)環(huán)境,才能很好地培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。在大學(xué)化學(xué)中,物理化學(xué)因其理論性、邏輯性強,概念抽象難懂,成為學(xué)生公認的比較難學(xué)的課程。如果將多媒體和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于物化教學(xué)中,使教學(xué)活動與文字、聲音、圖片、影像、動畫、視訊等傳播媒體有機融合,就能使抽象難學(xué)的物化內(nèi)容形象生動,易于被學(xué)生接受。
當(dāng)今世界,以多媒體和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主的信息技術(shù)已日漸成為科學(xué)技術(shù)和教育領(lǐng)域的最重要的技術(shù)力量之一。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)即指應(yīng)用計算機多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過多種媒體教學(xué)信息的收集、傳輸、處理和共享來實現(xiàn)教育教學(xué)目標(biāo)的新型教學(xué)模式。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展到今天,有三個比較突出的變化。一是教育環(huán)境的變化。過去是文字課本加教師輔導(dǎo)講解的環(huán)境;電視出現(xiàn)后,就發(fā)展為通過遠程教室方式,或通過電視、錄像深入到家庭環(huán)境;現(xiàn)在在計算機網(wǎng)絡(luò)支持下,通過點播、選學(xué),學(xué)生想學(xué)什么就學(xué)什么,有問題也可以及時反饋,因而是個體化、自主化的學(xué)習(xí)環(huán)境。二是多種媒體使用。過去只有文字或聲像,現(xiàn)在有各種動畫、視頻結(jié)合等多種表現(xiàn)形式,增加了感染力。三是交互性。現(xiàn)代多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)很重要的一點是提倡多層面、實時交互。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)比較提倡以學(xué)生為主體,適應(yīng)學(xué)生自學(xué)。就目前而言,以學(xué)為主還不是主流。因為以學(xué)為主首先要解決幾個問題:學(xué)生有自學(xué)能力,有學(xué)習(xí)支持服務(wù),有便于學(xué)生自學(xué)的課件。另外,在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中教師應(yīng)重視充分利用網(wǎng)絡(luò)的豐富資源和多渠道的交流手段這兩大媒體優(yōu)勢,同時還應(yīng)加強對知識建構(gòu)、創(chuàng)新意識培養(yǎng)和協(xié)作方面的教學(xué)設(shè)計。
一、多媒體網(wǎng)絡(luò)在物理化學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢
1.活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
多媒體生動活潑的情境相比傳統(tǒng)教學(xué)而言往往能使學(xué)生感到莫大的好奇,產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)渴望。教師也可鼓勵學(xué)生改編對話,增強表演時的真實感和趣味性。在教學(xué)中,教師使用直觀手段創(chuàng)設(shè)情境,集圖、文、聲、像為一體,能使抽象的事物、概念變得直觀、容易理解和掌握,在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)出真實生動的情境,吸引學(xué)生的注意,激發(fā)學(xué)生的興趣,并幫助學(xué)生理解和記憶。
2.可以克服物理化學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。
物理化學(xué)教學(xué)中有許多重要的現(xiàn)象和過程是比較抽象的,看不見摸不著。借助多媒體技術(shù),利用多媒體效果來制造模擬的運動現(xiàn)象和過程,可化不可見為可見,化抽象為形象,化靜為動,使學(xué)生接受信息時首先有一種嚴謹務(wù)實的感覺,配之以精練的講解,知識重難點會得以突破,從而收到事半功倍的教學(xué)效果。
3.增大課堂教學(xué)容量,與傳統(tǒng)課堂教學(xué)互補。
物理化學(xué)授課容量大,密度強。多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)具有較強的互補性。多媒體的使用能大大縮短教師板書實踐,在較短時間內(nèi)提高大量知識信息,讓學(xué)生有更多語言實踐機會,教師還可以利用多媒體技術(shù),根據(jù)教材內(nèi)容,補充呈現(xiàn)相關(guān)材料,引導(dǎo)學(xué)生深入思考,豐富教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)效率,使得傳統(tǒng)的課堂教學(xué)應(yīng)與現(xiàn)代化教學(xué)手段有機結(jié)合起來,達到優(yōu)勢互補、相輔相成、協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。
4.加強了教師之間的合作與交流。
傳統(tǒng)教學(xué)模式下教師互相之間的交流很有限,教師都是使用自己的講稿、教案等教學(xué)材料,很少和同事共享這些資料。實施多媒體教學(xué)后,優(yōu)秀的教學(xué)課件和來自網(wǎng)上的豐富多彩的教學(xué)資源成為大家共享的財富,教師也可把自己制作的課件相互比較,取長補短,這不僅能提高教師應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段的能力,而且能加強教師之間的合作與交流。
二、多媒體網(wǎng)絡(luò)在物理化學(xué)教學(xué)中的弊端
多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為一種全新的教學(xué)模式,并非是十全十美的。在現(xiàn)階段的社會經(jīng)濟和技術(shù)等條件下,其自身也存在著一些對教學(xué)不利的因素。主要有以下幾點。
1.教學(xué)內(nèi)容演示過快,學(xué)生來不及消化吸收。
多媒體課堂教學(xué)的特點之一是多而快。面對大容量、高速度的教學(xué)內(nèi)容演示,學(xué)生因為大量的信息無法得到消化吸收,又沒有足夠的時間做筆記,時間一長有可能引發(fā)焦慮感。周軍平指出[1],有60.2%的學(xué)生認為教學(xué)內(nèi)容演示過快,思維跟不上老師的節(jié)奏;35.6%的學(xué)生認為教學(xué)信息量過大,造成認知和記憶負擔(dān)。
2.長期的多媒體授課降低了教師的業(yè)務(wù)水平。
傳統(tǒng)的授課方式雖然存在一定弊端,但教師在備課、板書、講課過程中與學(xué)生交流方面可謂個個都是能手。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)引入后,很多教師變成了課堂上課件的“放映者”,機械而生硬地依賴著多媒體教學(xué),離開了多媒體就上不好課或不會講課。
3.多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)對學(xué)生思想意識的培養(yǎng)無法實現(xiàn)。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)對受教育者思想意識的培養(yǎng)是無法與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比的,而這種思想意識的培養(yǎng)對受教育者的素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育是至關(guān)重要的。在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師的言傳身教及師生間默契在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中是無法很好實現(xiàn)的。
4.多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的安全性。
多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的各種教學(xué)信息的安全性也是我們不得不考慮的問題。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是一種完全開放的教學(xué)方式,學(xué)生可以自由地進出,其他網(wǎng)絡(luò)用戶也有可能通過非法方式進入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng),對教學(xué)資源進行非法的使用甚至惡意破壞,還有網(wǎng)絡(luò)病毒等,這些都是對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息安全性的威脅。
多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是社會科技進步、教育發(fā)展的產(chǎn)物,更有其不受時間、地理位置限制,以及資源共享等優(yōu)勢。但多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)目前還處于萌芽狀態(tài),有必要對它進行各項優(yōu)化。如優(yōu)化它的教學(xué)設(shè)計,呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的多媒體化和情境化,交互方式的多樣化,完善其信息資源安全性,等等。傳統(tǒng)教學(xué)也有其獨特的優(yōu)點,它能面對面地教學(xué)和答疑,學(xué)生在教室里能充分地發(fā)揮其主觀能動作用,教師能根據(jù)不同學(xué)生的差異性采取相應(yīng)的教學(xué)方式,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。在多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中對學(xué)生的行為作出鼓勵或批評有很大的不便性,在這種情況下教師就要應(yīng)用課堂教學(xué)來彌補多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的不足。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)其實并不排斥傳統(tǒng)課堂教學(xué),二者各具特色,各有所長,很難互相代替。沒有哪一種媒體能保證教學(xué)目的的絕對實現(xiàn),只有隨著教學(xué)目的不同,將多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與課堂教學(xué)有機結(jié)合起來,才能提高教學(xué)質(zhì)量,收到顯著的教學(xué)效果。
參考文獻:
[1]傅獻彩,沈文霞.物理化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]胡英.物理化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1999.
［關(guān)鍵詞］應(yīng)用化學(xué)專業(yè)；物理化學(xué)實驗；教學(xué)改革
［中圖分類號］O64；G642.0［文獻標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2016）02-0145-03
物理化學(xué)是東北大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在完成了無機化學(xué)、分析化學(xué)的學(xué)習(xí)之后，繼續(xù)修學(xué)的又一門化學(xué)基礎(chǔ)課程。[1]物理化學(xué)實驗作為理論課教學(xué)的輔助手段，綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支所需要的基礎(chǔ)研究工具和方法，是化學(xué)實驗科學(xué)的重要組成部分。[2]學(xué)生能通過實驗驗證所學(xué)的理論，鞏固和加深對物理化學(xué)原理的理解[3]，提高對物理化學(xué)知識的靈活運用能力，這有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神[4]，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。因此，科學(xué)合理地設(shè)置物理化學(xué)實驗課程內(nèi)容，對構(gòu)建完整的化學(xué)基礎(chǔ)課程體系、提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。[5]
一、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗課程存在的問題
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的特點決定了其對物理化學(xué)實驗內(nèi)容深度、廣度和綜合度的要求不同于材料、冶金、成型、環(huán)境、生物工程等其他專業(yè)。東北大學(xué)化學(xué)實驗中心為遼寧省級實驗教學(xué)示范中心，為使學(xué)生能系統(tǒng)學(xué)習(xí)并掌握各種物理化學(xué)基礎(chǔ)實驗研究方法，便于教師在教學(xué)過程中實時掌控實驗進度和學(xué)習(xí)效果，實驗中心為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)單獨開設(shè)了兩個學(xué)期的物理化學(xué)實驗課程，而且取得了豐碩的教學(xué)成果。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及社會對應(yīng)用化學(xué)專門化人才素質(zhì)要求的提高，過去曾經(jīng)被師生們樂道的一些優(yōu)秀的實驗項目已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前的需求。表1中分別列出了過去和現(xiàn)在為東北大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)的物理化學(xué)實驗項目。通過調(diào)查研究，我們發(fā)現(xiàn)過去制定的培養(yǎng)計劃主要存在以下兩個方面的問題。其一，由表1可以看出，大部分的物理化學(xué)實驗為驗證性實驗，研究性、綜合性實驗較少。這顯然不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。其二，過去物理化學(xué)課程體系中理論課與實驗課的課時比例為2∶1，即理論課課時是實驗課的2倍。教學(xué)研究表明，雖然通過理論課的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握較多的理論知識，但由于實驗課時較少，學(xué)生的動手能力較差，對實驗室的各種基礎(chǔ)儀器設(shè)備的使用方法不能完全掌握，因此學(xué)生很難將所學(xué)到的各種實驗知識融會貫通，這對其以后的學(xué)習(xí)和工作是十分不利的。而且由于實驗項目較少、內(nèi)容不新穎等問題，學(xué)生對物化實驗課的重要性認識不足，普遍存在重視理論課學(xué)習(xí)而輕視實驗操作訓(xùn)練的現(xiàn)象，缺乏主動學(xué)習(xí)實驗技能、掌握實驗技術(shù)的積極性。因此，亟須對物理化學(xué)實驗課程的設(shè)置進行改革。
二、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實驗課程設(shè)置改革
（一）增加新的實驗項目
為培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，在東北大學(xué)教務(wù)處的大力支持下，根據(jù)培養(yǎng)科研拔尖創(chuàng)新人才的需要，我們重新修訂了應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)計劃和物理化學(xué)實驗教學(xué)大綱。大幅提高了實驗課時在物理化學(xué)課程體系中的比例，將理論課和實驗課的課時比由原來的2:1調(diào)整為1:1；實驗項目也由原來的12個增加到了現(xiàn)在的22個，并允許學(xué)生選做其中的20個實驗。原教學(xué)大綱中設(shè)置的實驗項目中屬于熱力學(xué)模塊的實驗較多，而屬于電化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)知識模塊的實驗較少。在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生對后兩個模塊中的實驗項目接觸較少，缺少理論聯(lián)系實際的機會，所以對相關(guān)知識掌握得不好。因此，在修訂物理化學(xué)實驗教學(xué)大綱時，除保留原有實驗外，還增加了10個實驗。其中包括熱力學(xué)模塊實驗項目1個，電化學(xué)模塊實驗項目3個，化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模塊實驗項目5個，界面與膠體化學(xué)模塊實驗項目1個。增加了新的實驗項目后，物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容在各個知識模塊間的分布變得更加合理。通過物理化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能加深對理論知識的理解，還能開拓視野，提升綜合運用理論與實驗知識的能力。
（二）改革實驗方案
除了增加新的實驗項目以外，我們還對原來的一些實驗項目進行了重新設(shè)計，以使實驗方案更加合理。例如“表面張力和接觸角的測定”實驗，原來的實驗方案是通過測定毛細管的半徑和水壓計的壓差值，再利用氣泡最大壓力法中表面張力的基本公式計算出水的表面張力。這種實驗內(nèi)容比較單一，學(xué)生做實驗的興趣不高。通過反復(fù)的測試和調(diào)整，我們將實驗方案修改為測定一系列濃度不超過0.1mol·L-1的正丁醇水溶液的界面張力，再根據(jù)吉布斯吸附公式計算溶液表面的吸附量以及正丁醇的橫截面積。實驗內(nèi)容調(diào)整后，學(xué)生普遍反映對界面張力的性質(zhì)、表面自由能的意義以及界面張力和吸附的關(guān)系了解得更透徹了。再例如“冰點下降測分子量”實驗，原來的實驗方案是分別測定水和濃度為0.3%的尿素水溶液的凝固點，再計算出尿素的分子量。由于尿素溶液濃度比較小，雖然選擇的溶液滿足稀溶液的條件，但測出的水與尿素溶液的凝固點之差不明顯。為了加深學(xué)生對溶液凝固點降低這一概念的理解，提高學(xué)生對這個物理化學(xué)現(xiàn)象對人們生產(chǎn)生活所產(chǎn)生影響的認識，經(jīng)過多次對比實驗，我們最終確定將實驗中所用的尿素溶液濃度提高到1%，從而使測得的凝固點降低值達到0.3℃左右，實驗現(xiàn)象明顯，獲得比較好的實驗效果，達到了預(yù)期實驗?zāi)康摹?/p>
（三）重組實驗內(nèi)容
針對物理化學(xué)學(xué)科的特點和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的需要，我們對一些物理化學(xué)實驗內(nèi)容進行了調(diào)整。保留并整合了一些基礎(chǔ)性實驗以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作能力。同時也拓展了一些經(jīng)典實驗內(nèi)容，將不同的知識點聯(lián)系在一起，使學(xué)生在實驗過程中能靈活運用所學(xué)的物理化學(xué)知識。例如在新增加的實驗項目“臨界膠束濃度的測定”中，除了用電導(dǎo)法測定不同濃度的十二烷基磺酸鈉的電導(dǎo)率以確定其臨界膠束濃度外，還增加了臨界膠束濃度的另一種測定方法———界面張力法———的內(nèi)容。在實驗過程中，學(xué)生們采用兩種不同的實驗方法確定相同表面活性劑體系的臨界膠束濃度，加深了對表面活性劑溶液性質(zhì)的理解，同時還對兩種不同的實驗方法進行了實際操作和比較。再例如在“原電池電動勢的測定”實驗中，我們采用電位差綜合測試儀取代了原來使用的電位差計和檢流計，顯著縮短了實驗過程中儀器調(diào)試占用的時間，并增加了新的內(nèi)容以充分利用這些節(jié)余下來的寶貴時間。經(jīng)過對實驗內(nèi)容的重新設(shè)計和組合，學(xué)生在測定了以銅/硫酸銅為半電池構(gòu)造成的原電池電動勢后，還可以繼續(xù)測定不同溫度和不同濃度的硫酸銅水溶液對溶液電導(dǎo)率的影響，進而分析對原電池電動勢產(chǎn)生的影響。因此，重組后的“原電池電動勢的測定”實驗已經(jīng)成為一個綜合性較強的實驗，而不再是一個簡單的驗證性實驗。通過對這個實驗的訓(xùn)練，學(xué)生可以對理論課中學(xué)到的電化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識有比較全面且深入的理解。
（四）開設(shè)物理化學(xué)大型綜合性實驗
為培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)和科研能力，從2003年開始，我們又將物理化學(xué)基礎(chǔ)實驗與教師科研成果相結(jié)合，面向應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)了一套大型綜合性實驗———聚苯胺的制備、表征及性能測試。這個大型綜合性實驗總共包括6個子實驗項目：聚苯胺的化學(xué)法制備、聚苯胺摻雜-反摻雜性能研究、聚苯胺的電化學(xué)法制備及電化學(xué)性能測試、聚苯胺電化學(xué)催化性能研究、聚苯胺氣敏性研究、聚苯胺在不同pH值的酸溶液中的電化學(xué)響應(yīng)。學(xué)生完成這個大型綜合性實驗需要24學(xué)時。在實驗前，我們要求學(xué)生獨立查閱相關(guān)文獻資料并設(shè)計出完整的實驗方案，經(jīng)與指導(dǎo)教師討論確認后，才能通過網(wǎng)上預(yù)約確定實驗時間并進入實驗室做實驗。學(xué)生在獨立完成全部子實驗項目后，應(yīng)按照通用的學(xué)術(shù)研究報告標(biāo)準(zhǔn)寫出綜述報告，并對實驗過程中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象及出現(xiàn)的問題開展分組討論。數(shù)年的實踐結(jié)果表明，這項綜合實驗的設(shè)置，不僅使學(xué)生熟悉了多種電化學(xué)實驗儀器和設(shè)備（例如，四探針電導(dǎo)率測試儀、電化學(xué)工作站以及CHI軟件）的使用方法，還對導(dǎo)電有機高分子材料有了一定的了解，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識、獨立解決實際問題的能力，并為學(xué)生將來從事科研工作打下了基礎(chǔ)。
三、課程設(shè)置改革后的成效
近幾年來，通過對物理化學(xué)實驗課程不斷研究和改革，不僅提升了學(xué)生的實驗操作技能，提高了學(xué)生做實驗的主動和積極性性，而且培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。實踐證明，重新設(shè)置后的物理化學(xué)實驗課程有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，對培養(yǎng)科研拔尖創(chuàng)新人才有重要意義。
參考文獻
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1精簡課堂內(nèi)容
物理化學(xué)與物理學(xué)或其他化學(xué)(如無機化學(xué)、分析化學(xué))重疊的知識部分盡量讓學(xué)生在課前學(xué)習(xí)或者采用課堂提問等方式減少不必要的重復(fù)。在有限的學(xué)時內(nèi)貫徹少而精的原則，將一些公式的推導(dǎo)(例如統(tǒng)計熱力學(xué)中的公式)和概念的引出(例如熱力學(xué)部分利用卡諾循環(huán)引出熵函數(shù))做適當(dāng)?shù)木啠n堂上只講具體的結(jié)論，推導(dǎo)過程留給學(xué)生課外自學(xué)[4]。再比如，界面化學(xué)和膠體化學(xué)可合并講解，對這兩章的內(nèi)容可做一定程度的刪減和調(diào)整。課堂內(nèi)學(xué)時及內(nèi)容雖然減少了，但要注意加強課外學(xué)時，教師可提供一些課外的參考資料或者自學(xué)講義，教給學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，引導(dǎo)學(xué)生自己去學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。
2設(shè)計課堂教學(xué)
在課程教學(xué)中介紹物理化學(xué)原理的同時，采取理論聯(lián)系實際的教學(xué)方式，結(jié)合生活中常見的或有趣的實際現(xiàn)象，讓學(xué)生帶著問題去聽課，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，使原本晦澀難懂的內(nèi)容變得生動、易于理解。例如，在講化學(xué)熱力學(xué)的知識時，先問為什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰會非常順暢？在講到表面化學(xué)的知識時，先問為什么衣物上的油污只用水是洗不干凈的，必須用肥皂、洗衣粉等表面活性劑？為什么雨后荷葉、小草上水珠都呈球形？為什么毛細玻璃管中的水呈現(xiàn)凹液面，汞則呈現(xiàn)凸液面？還有讓學(xué)生用化學(xué)動力學(xué)的理論來說明為什么天氣熱的時候，牛奶、食物更容易變質(zhì)？能否應(yīng)用滲透壓的知識來解決海水的淡化問題等等。讓學(xué)生帶著問題去聽課，利用所學(xué)的知識對問題做出合理的解釋，才能讓學(xué)生真正的體會到物理化學(xué)理論學(xué)習(xí)的重要性和實用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣。
3改革教學(xué)模式
美國教育家杜威指出：教育不是一種“告訴”和“被告訴”的事情，而是一個主動和建設(shè)的過程。改革以前“填鴨式”、“灌輸式”的教學(xué)方法，盡量采用“研究式、啟發(fā)式、討論式”教學(xué)模式。教學(xué)方法的先進與否，將直接影響創(chuàng)新人才的培養(yǎng)成果。因此，在課堂上一方面教師講課要堅持少而精、博而通的原則，另一方面也要適當(dāng)?shù)拈_展討論啟發(fā)式教學(xué)，提出一些拓寬思路的研究型問題，增加課堂上師生的互動，增強雙向交流。改變教師“一言堂”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，利于學(xué)生注意力的集中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效提高課堂教學(xué)效果。
4實施創(chuàng)新教育
同志曾將講過：“一個沒有創(chuàng)新精神的民族是永遠不會前進的民族”。換而言之，沒有創(chuàng)新精神的教育也將是永遠不會成功的教育。教育教學(xué)的本質(zhì)就是開發(fā)人的潛能，塑造具有健全人格的人。建立“以人為本”的教育理念，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，把學(xué)生的發(fā)展放在首位，教學(xué)中應(yīng)介紹些和教學(xué)相關(guān)的科學(xué)前沿的內(nèi)容，拓寬學(xué)生的知識面，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。例如，在電化學(xué)部分講授化學(xué)電源時，除了介紹早期使用的鋅錳電池、可充電的鉛酸電池和鎳氫電池外，可以結(jié)合現(xiàn)代社會面臨的節(jié)能和環(huán)保的要求，向?qū)W生講解一些綠色環(huán)保新電池的知識。如20世紀(jì)60年代以來就被用作空間站及宇宙飛船空間電源的燃料電池，利用太陽光中的能量進行光電轉(zhuǎn)化的太陽能電池等。在化學(xué)動力學(xué)部分，光化學(xué)反應(yīng)雖然內(nèi)容較少，但是光化學(xué)與環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)及信息科學(xué)等緊密相關(guān)。因此，可結(jié)合科學(xué)前沿介紹一些光催化技術(shù)在環(huán)境污水處理中的應(yīng)用，開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)研究的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
5結(jié)束語
本文就科學(xué)教育專業(yè)的物理化學(xué)課程的教學(xué)進行了初步的探討，在改革教學(xué)內(nèi)容的同時，教學(xué)方法，教學(xué)要求等也應(yīng)與時俱進，一線教師要不斷提高自身的能力和素質(zhì)，注重學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，努力培養(yǎng)素質(zhì)全面、能力突出的創(chuàng)新型人才。
作者：劉俊龍 師瑞娟 單位：阜陽師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院 環(huán)境污染物降解與監(jiān)測安徽省重點實驗室
關(guān)鍵詞：物理化學(xué)實驗；實驗改革
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）14-0269-02
物理化學(xué)實驗是物理化學(xué)課程的一個重要組成部分。主要目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握物理化學(xué)實驗的基本方法和技能，使學(xué)生能夠借助于實驗教學(xué)加深對物理化學(xué)基本概念的理解，對物理化學(xué)的基本原理形成規(guī)律性的認識，提高其靈活運用物理化學(xué)基本原理判斷和解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生將來獨立從事科學(xué)研究工作的能力。然而，目前在物理化學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的一些問題嚴重阻礙了學(xué)生對實驗操作的積極性、主動性，進一步阻礙了物化實驗在人才培養(yǎng)方面發(fā)揮的功能。
一、物化實驗教學(xué)中存在的問題
1.儀器設(shè)備落后。物理化學(xué)實驗中涉及到的儀器種類繁多。一些舊的儀器設(shè)備，穩(wěn)定性不高，測量數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)，某些儀器實驗前調(diào)試工作繁瑣，耗時較長，并且學(xué)生較難掌握其使用方法，不僅無法取得理想的效果，而且嚴重阻礙了學(xué)生的積極性。比如在恒溫水浴的裝配及性能測試實驗中，貝克曼溫度計的調(diào)節(jié)就是個技術(shù)活，有些學(xué)生幾個學(xué)時下來還沒有調(diào)節(jié)好溫度計，不僅延長了實驗學(xué)時，而且使學(xué)生對實驗完全失去了興趣和耐心。再比如凝固點降低測定物質(zhì)摩爾質(zhì)量的實驗中，用的是手動攪拌，攪拌速度不均勻，最終所得到的環(huán)己烷的凝固點與理論值相差較大。
2.學(xué)生對實驗課不重視。物理化學(xué)實驗的安排主要是以驗證性實驗為主，因此，教材編排時實驗內(nèi)容中均詳細列出了實驗的目的、原理，所用到的儀器和試劑以及詳細的實驗操作步驟。而實驗課的進行通常是按照學(xué)生課下預(yù)習(xí)、教師課堂講解、老師指導(dǎo)下學(xué)生動手操作、學(xué)生提交實驗報告這樣一個固定的模式來進行的。盡管老師每次都會檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報告，但是由于學(xué)生對教材的依賴性及對實驗課缺乏重視，預(yù)習(xí)報告通常是照著課本抄抄了事。課下沒有認真預(yù)習(xí)，即使老師進行了講解，動手操作時，仍有部分學(xué)生不知所措，只好翻開教材對著課本照單抓藥，這樣不僅不能加深學(xué)生對所學(xué)書本知識的理解，培訓(xùn)其基本的實驗技能，更罔顧要培養(yǎng)學(xué)生從事科研工作的能力了。
3.實驗內(nèi)容超前于理論課。許多高校中普遍存在著實驗內(nèi)容超前于理論課的情況，學(xué)生還沒有相關(guān)的理論基礎(chǔ)，就要開始這方面的實驗，結(jié)果只能是依葫蘆畫瓢，草草地完成實驗了事。沒有相關(guān)的理論知識支撐，老師需要花費很多時間去講解實驗原理，但是受到實驗學(xué)時的限制，老師不可能講解的非常詳細，因此學(xué)生對相關(guān)知識也只能是一知半解，大大降低了學(xué)生對實驗的興趣，從而也降低了物理化學(xué)實驗的教學(xué)效果。
二、物化實驗教學(xué)的改進措施
1.嚴把預(yù)習(xí)關(guān)。為了讓實驗課真正地發(fā)揮作用，我們對實驗前的預(yù)習(xí)進行了強化。首先，在學(xué)生進入實驗室之前對預(yù)習(xí)報告進行檢查，其內(nèi)容主要包括實驗的目的、原理、儀器和試劑、操作步驟、數(shù)據(jù)記錄表格、注意事項等，并要求學(xué)生將預(yù)習(xí)過程中不明白的地方提出來，并將預(yù)習(xí)報告打分記入總成績。為了進一步強化學(xué)生對實驗的熟悉程度，課堂講授時，我們還以提問的方式再次檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，從而啟發(fā)學(xué)生的思維，這樣做的結(jié)果不僅加大了學(xué)生對實驗課的重視程度，還提高了學(xué)生的積極性以及對實驗的興趣，實驗課程不僅能夠順利完成，而且還縮短了學(xué)時。
2.更新部分儀器設(shè)備。為了使基礎(chǔ)實驗課的內(nèi)容更好地適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在學(xué)校資助下，我們更新了一批陳舊落后的儀器。比如將貝克曼溫度計換成了數(shù)字式精密溫差測量儀，大大節(jié)省了實驗中調(diào)節(jié)貝克曼溫度計的時間，而且讀數(shù)方便，數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性也提高了。在凝固點降低測定物質(zhì)摩爾質(zhì)量實驗中，我們購置了一體化的凝固點測定裝置，攪拌速度容易控制而且攪拌均勻，實驗數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性大大提高，實驗結(jié)果比較接近于文獻值。新儀器設(shè)備的投入使用，大大縮短了實驗的時間，激發(fā)了學(xué)生對實驗的興趣，提高了實驗的質(zhì)量，同時也使學(xué)生從中感受到了科技的進步對獲取知識的重要性。
3.更新實驗教材。每一所院校所購置的儀器都不盡相同，而且儀器也在不斷地更新，因此一本實驗教材并不是通用的。我們實驗課題組的老師根據(jù)本實驗室所擁有的儀器設(shè)備編寫了特色鮮明的物化實驗教材，使實驗內(nèi)容與實驗室現(xiàn)有儀器設(shè)備相配套，從而避免了學(xué)生使用其他教材導(dǎo)致的預(yù)習(xí)內(nèi)容與實際操作脫節(jié)的問題。
4.多媒體教學(xué)及Origin數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用。傳統(tǒng)的物化實驗教學(xué)均是教師處于主動地位，大大降低了學(xué)生對理論知識學(xué)習(xí)的興趣，而且物化實驗課采用的是大循環(huán)的方式，還存在部分實驗超前理論課教學(xué)的情況，再加上實驗學(xué)時的限制，課堂上老師不可能把每個實驗都從頭到尾詳細地講解一遍，因而無法達到預(yù)期的教學(xué)效果。而多媒體技術(shù)具有強大的信息傳播功能，在教學(xué)方面展現(xiàn)出了新的應(yīng)用前景。多媒體課件的使用不僅可以節(jié)省課堂板書時間，而且課堂容量大，教師可以在課堂上給學(xué)生講授更多的知識，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率。物理化學(xué)實驗數(shù)據(jù)的處理也是物理化學(xué)實驗不可缺少的一部分，但是目前實驗數(shù)據(jù)的處理方法落后，大多還是采用坐標(biāo)紙手工作圖，不僅費時費力，且誤差較大，這將不可避免地影響到實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。而采用Origin軟件來處理實驗數(shù)據(jù)，不僅可以減少手工處理數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，而且能減少數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的人為誤差。
5.期末考核制度的改革。對物理化學(xué)實驗進行期末考核是本課程不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的考核方式中，我們主要是采用實驗報告占70%，筆試占30%的考核方法。由于占70%的實驗報告足以讓學(xué)生及格，因此大多數(shù)學(xué)生根本不重視筆試。于是我們改革了考核辦法。方法如下：期末成績=實驗報告×40%+課堂表現(xiàn)×60%。其中課堂表現(xiàn)包括實驗操作能力、對實驗的認真程度、預(yù)習(xí)報告、是否遵守實驗室紀(jì)律等四個方面來進行考核。實驗報告則根據(jù)是否按時完成實驗報告、內(nèi)容是否完整、數(shù)據(jù)處理是否正確、是否存在實驗報告的抄襲等進行分段評分。雖然去掉了筆試環(huán)節(jié)，但由于課堂表現(xiàn)都是現(xiàn)場打分，且降低了實驗報告的比例，因此大大提高了學(xué)生對實驗課的重視程度，有助于加強學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
目前對于物化實驗教學(xué)的改革我們已經(jīng)取得了初步的成果，提高了學(xué)生對實驗課的重視程度，激發(fā)了學(xué)生做實驗的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的實驗操作能力，但是我們應(yīng)該意識到物理化學(xué)實驗教學(xué)的改革是一項長期而艱巨的任務(wù)，比如，我們還需要將部分科研成果融入到實驗教學(xué)中（關(guān)于這一點有部分院校已經(jīng)實現(xiàn)），增加綜合性實驗所占的比例等，以便進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及將來獨立從事科學(xué)研究工作的能力。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；綠色化學(xué)；環(huán)境保護；低成本
物理化學(xué)改革是建設(shè)物理化學(xué)一流課程的重要組成部分[1-3]，綠色低成本理念對實驗改革具有重大意義[4-6]，也是物理化學(xué)改革的重要組成部分。如凝固點降低法來測定物質(zhì)的分子量需要用到環(huán)己烷和萘，但是環(huán)己烷是一種有機化合物、有刺激性氣味的極易燃燒的液體，持續(xù)吸入對人體有很大危害；萘是一種有毒的物質(zhì)，氣味揮發(fā)到空氣中對環(huán)境也有很大破壞。同時，環(huán)己烷和萘價格也比較高。所以對實驗進行綠色低成本改進很有必要。自來水是一種綠色溶劑，不但無毒無味環(huán)保綠色而且和其他溶劑相比廉價易得。葡萄糖無毒無害且廉價易得。用自來水替換環(huán)己烷，用葡萄糖替換萘，可以對凝固點降低法測定物質(zhì)分子量的實驗進行綠色低成本改進，符合綠色化學(xué)要求和低成本的目標(biāo)。
1實驗部分
1.1實驗原理
凝固點降低法測定物質(zhì)的摩爾質(zhì)量是一個簡單而比較準(zhǔn)確的測定方法，當(dāng)溶液凝固析出純固體溶劑時，溶液的凝固點低于純?nèi)軇┑哪厅c，其降低值與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。即ΔTf=Tf*-Tf=KfmB，其中Tf*表示純?nèi)軇┑哪厅c，Tf表示溶液的凝固點，mB表示溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，Kf表示溶劑的質(zhì)量摩爾凝固點降低常數(shù)。若稱取一定量的溶質(zhì)WB(g)和溶劑WA(g)，配成稀溶液，則可以通過公式MB=KfWB/ΔTfWA得出溶質(zhì)的分子量。
1.2試劑或材料
D-(+)-葡萄糖(C6H12O6)來自北京伊諾凱科技有限公司，自來水(分子式H2O)來自實驗室。
1.3儀器和表征方法
測試儀器為FPD-4A型凝固點降低(半導(dǎo)體制冷)實驗裝置(南京南大萬和科技有限公司)。測試條件為常溫常壓。
1.4實驗步驟/方法
將實驗需要的軟件安裝在電腦上，把電腦與凝固點降低裝置連接好。打開裝置電源，調(diào)節(jié)功率在5V左右，設(shè)置合適的攪拌速度(實驗期間不能調(diào)節(jié)功率和攪拌速度)。用分析天平稱取15g左右的自來水加入凝固點管中，將其放入凝固點降低裝置里，蓋好蓋子，插好傳感器和攪拌棒，此時打開電腦上的千分溫度計軟件，開始運行，進行水的凝固點的測定。待圖中出現(xiàn)第一個平臺(即水的凝固點)，取出凝固點管將其捂熱至融化后，稱取0.05g左右的葡萄糖加入水中，進行測定葡萄糖溶液的凝固點，待圖中出現(xiàn)第二個平臺(即葡萄糖溶液的凝固點)時，停止實驗，保存實驗數(shù)據(jù)、關(guān)閉儀器、切斷電源、收拾好實驗臺。
2結(jié)果與討論
2.1數(shù)據(jù)處理
根據(jù)以下計算公式：再結(jié)合實驗數(shù)據(jù)可以得出曲線圖，如圖1所示。
2.2對曲線圖的分析
將實驗樣品改進為葡萄糖和自來水后，圖中出現(xiàn)的兩個平臺與之前的曲線圖相比更加清晰直觀、簡單明了，圖中可讀出自來水的凝固點為273.639K，與水的理論凝固點相差不太大，葡萄糖水溶液的凝固點在曲線圖中可以讀出為273.572K，改進后的實驗明顯可以使結(jié)果更加準(zhǔn)確可信且結(jié)果易得，初步驗證了此改進實驗比原實驗更加簡便。相比之下，較簡便的實驗可以使學(xué)生們對化學(xué)實驗產(chǎn)生更加濃厚的興趣，并且不再恐懼對實驗數(shù)據(jù)的處理，經(jīng)過多方面考慮可知此改進實驗具有可行性。
2.3對計算結(jié)果的分析
從誤差值看出改進后的實驗所得葡萄糖分子量與查表得到的葡萄糖理論分子量是有一定差距的，經(jīng)過對誤差的分析可得出誤差的原因與進行實驗時實驗室當(dāng)時的溫度濕度、葡萄糖吸濕性、自來水雜質(zhì)等有關(guān)，但此誤差值在該實驗允許的范圍內(nèi)，而且可以通過實驗時準(zhǔn)確地操作來盡量減小。從計算量角度分析，改進后的實驗計算量較小，可以讓學(xué)生們將此次實驗的重心放在操作上，更好鍛煉了學(xué)生們的動手能力。另外，可以引導(dǎo)學(xué)生們對實驗產(chǎn)生的誤差進行討論分析，鍛煉學(xué)生們的實驗分析思維。改進后的實驗有利于學(xué)生們各種能力的發(fā)展，所以可以進一步確定此實驗用葡萄糖和水來代替環(huán)己烷和萘是可行的。
2.4對減小實驗誤差的分析
為減小葡萄糖吸濕性的誤差，可以將未稱量的葡萄糖分為幾個塑封袋密封保存，用后將剩余葡萄糖及時封袋以備下次實驗使用，稱量好的葡萄糖及時放入凝固點測試儀中；其次由于儀器本身的規(guī)格不同也會產(chǎn)生誤差；以上所述的誤差可以通過規(guī)范操作來減小。為了達到更加綠色環(huán)保的理念，改進后采用自來水作為溶劑。相比環(huán)己烷，雖然自來水中有各種雜質(zhì)會影響其凝固點的準(zhǔn)確性，但從數(shù)據(jù)以及曲線圖可以得出這幾種誤差都不會對實驗結(jié)果有太大影響，所以改進實驗可以順利進行。
2.5對改進實驗整體的可行性進行分析
此改進基于綠色廉價等理念，以實驗的可操作性為原則探究出合適的樣品(葡萄糖和自來水)代替環(huán)己烷和萘，改進后的樣品無環(huán)己烷和萘的刺激性氣味。環(huán)己烷和萘的刺激性氣味長時間吸入會對人體有非常大的危害，改進后的實驗避免了環(huán)己烷和萘的這種致癌性危害，避免長時間吸入而帶來的身體不適，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)進度、學(xué)習(xí)興趣和精力。所以改進實驗后不僅保護了實驗環(huán)境，更重要的是保護師生的健康，使學(xué)生們更好的生活和學(xué)習(xí)進而更加喜歡實驗。雖然自來水中雜質(zhì)較多，但是經(jīng)過大量嘗試以及對多次實驗數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)自來水中的雜質(zhì)對此實驗結(jié)果影響較小，產(chǎn)生的誤差在可接受的范圍內(nèi)。此改進的另一個優(yōu)點是成本較低，與改進前的樣品環(huán)己烷和萘相比，自來水可以直接在實驗室獲得，葡萄糖在購買時同樣比較便宜而且購買時比較容易，不像某些毒性藥品在購買時需要經(jīng)過各種審批才可以到達實驗室供使用。所以在對此實驗的綠色低成本改進是成功的，達到了預(yù)期的目標(biāo)。
3結(jié)語
改進后的實驗經(jīng)過多次嘗試，對多次結(jié)果進行定性分析，對多次實驗數(shù)據(jù)進行定量分析，發(fā)現(xiàn)誤差值都在此實驗允許的范圍內(nèi)，而且操作比改進前更加便捷。此次改進的另一大特色是用自來水作為溶劑、葡萄糖作為溶質(zhì)后，使得實驗樣品廉價易得、實驗更加符合綠色化學(xué)發(fā)展理念，有利于確保實驗室環(huán)境衛(wèi)生，很好的響應(yīng)了國家對環(huán)境保護以及綠色化學(xué)的號召。
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注重教學(xué)相長，提高教學(xué)質(zhì)量(1)在教學(xué)方法上，我們采用啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。引導(dǎo)學(xué)生深入思考實驗內(nèi)容:比如在實驗過程中多問為什么，可以對實驗現(xiàn)象提問，對實驗結(jié)果提問，對實驗內(nèi)容提問，對反常實驗現(xiàn)象提問，促進學(xué)生思考，在學(xué)生回答問題的基礎(chǔ)上教師給與補充和完善答案。通過多提問題，啟發(fā)、引導(dǎo)、督促學(xué)生深入了解實驗內(nèi)容，弄清楚實驗過程每一步驟所發(fā)生的變化對實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響，這樣學(xué)生才容易加深實驗過程印象，才能對所學(xué)知識深入了解并且融會貫通，最終達到牢固掌握的目的。(2)強調(diào)實驗內(nèi)容對將來實際工作要有指導(dǎo)意義，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣:比如做動力學(xué)實驗，熱力學(xué)實驗，電化學(xué)實驗分別要解決什么問題，對將來的工作有什么指導(dǎo)意義等，教師只起拋磚引玉的作用，啟發(fā)學(xué)生對某一實驗內(nèi)容可以解決一系列相關(guān)的實際問題更深入地思考和探究。(3)師生互動，改進實驗方法:我們在每個實驗室備有實驗記事本，學(xué)生在作完實驗后就實驗內(nèi)容、實驗操作、儀器的使用等等有關(guān)實驗方面的意見或建議記錄下來，同時還可以對教師的授課方法和態(tài)度作評判或提建議，然后我們對學(xué)生意見進行匯總、討論、采納從而改進實驗方法，優(yōu)化講課方式，真正提高實驗教學(xué)質(zhì)量。新舊儀器對比激發(fā)學(xué)生的求知欲由于現(xiàn)代儀器的發(fā)展日新月異，尤其對于微量物質(zhì)的測量更是既方便、又省時，效率高且準(zhǔn)確。物理化學(xué)實驗室目前實驗儀器改進了許多，雖然省時、省事，但學(xué)生實驗過后印象頗淺，更談不上真正掌握。針對這個問題，我們特意留有部分手工操作儀器讓學(xué)生做對比實驗，分析實驗結(jié)果。通過這個過程可以激發(fā)學(xué)生了解儀器構(gòu)造，探索測量原理，從而掌握了儀器性能，為今后工作奠定了良好的基礎(chǔ)。建立計算機實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以往作完實驗學(xué)生讓教師看一下數(shù)據(jù)掉頭就走，即便數(shù)據(jù)有誤，都不知錯在哪里，稀里糊涂交了實驗報告了事。自從利用計算機建立實驗數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)后，學(xué)生完成實驗后及時輸入數(shù)據(jù)，其結(jié)果馬上顯現(xiàn)，若有錯誤結(jié)論，需要重新返工。學(xué)生則針對具體問題詳細討論，一步一步找原因，探究竟，直到得出正確答案，實驗方可結(jié)束。雖然每次實驗時數(shù)會延長，但是學(xué)生們深刻掌握了所學(xué)知識，并且使其融會貫通這才是教學(xué)要達到的真正目的。培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻的能力物理化學(xué)在處理數(shù)據(jù)過程中常常會遇到查閱理論值的問題［6］。對此，我們安排學(xué)生自己去圖書館查閱資料，并且把理論值與實驗計算結(jié)果進行分析、對比，然后找出產(chǎn)生誤差的原因，此舉既提高了學(xué)生查閱文獻的能力同時也規(guī)范了學(xué)生實驗操作方法。現(xiàn)有的實驗教學(xué)既保留了啟發(fā)式教學(xué)的長處，又引入研究式教學(xué)內(nèi)容，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和求知欲，使學(xué)生掌握了一個完整的實驗研究工作方法，包括實驗設(shè)計思路、實驗操作和條件的選擇、實驗現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)果的分析以及實驗研究報告的書寫等訓(xùn)練，逐步培養(yǎng)學(xué)生由知識技能向研究能力轉(zhuǎn)化的過程。
實施“開放式、研究性”實驗
師生群策群力，共同為開放式實驗教學(xué)更上一層樓獻計獻策。大力推進“研究性實驗教學(xué)”因為“探究”和“創(chuàng)造”是人的本性，并且每一個人都有自己的研究和探索的學(xué)習(xí)方式，教師應(yīng)該尊重這種學(xué)習(xí)方式的獨特性，并且引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與其獨特個性相適應(yīng)。“研究性學(xué)習(xí)”可使學(xué)生在科學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、設(shè)計解決問題方案、交流研究成果并作出評價，從中獲得知識、發(fā)展技能、提高解決實際問題的能力。教師積極鼓勵學(xué)生自帶課題進行自主式探索研究，此舉不但提高了學(xué)生的全面發(fā)展能力，同時受到科學(xué)方法、科學(xué)精神和價值觀的教育，并發(fā)展自己的個性，這顯然符合認知規(guī)律和教學(xué)目標(biāo)的要求，已被學(xué)習(xí)者廣泛接受。研究性實驗應(yīng)選擇一些具有研究性、開放性的實驗題目，以及生產(chǎn)、生活實際中的一些問題，在探究中讓學(xué)生試著用自然科學(xué)方法論為依據(jù)進行設(shè)計。其過程包括:提出要解決的問題、通過查文獻和收集相關(guān)數(shù)據(jù)、提出幾種假設(shè)、從而驗證假設(shè)、發(fā)現(xiàn)問題的規(guī)律性、得出正反結(jié)論。為了交流研究性實驗的經(jīng)驗，每學(xué)年組織“‘開放式、研究性’實驗交流(答辯)會”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、動手動腦能力，同時也弘揚了團隊合作精神。參與“開放式、研究性”實驗的同學(xué)，給予加分政策。通過近幾年的“開放式、研究性”實驗教學(xué)，越來越多的一線教師看到了將研究性學(xué)習(xí)與學(xué)科教育相結(jié)合的重要性和緊迫性，也認識到將研究性學(xué)習(xí)引向課堂是研究性學(xué)習(xí)保持其強大生命力的必要條件，我們要在現(xiàn)有的改革實驗教學(xué)基礎(chǔ)上不斷開發(fā)、探索，為提高實驗教學(xué)質(zhì)量下大功夫。
通過教材建設(shè)，不斷更新和優(yōu)化實驗內(nèi)容
針對物理化學(xué)實驗內(nèi)容本教研組編寫了《物理化學(xué)實驗》教材［9］，其指導(dǎo)思想是盡可能反映近年來高校物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的經(jīng)驗，從實際出發(fā)，并且在對國內(nèi)外優(yōu)秀實驗教材引進、發(fā)展和轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，融入了本校教師諸多的科研成果，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代化實驗教學(xué)的先進性、時代性和廣泛性［10］。《物理化學(xué)實驗》教材已沿用多年，并且在不斷地更新及改進。
作者：武正簧 楊冬花 閆果蘭 謝鮮梅 龐先勇 單位：太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
