公维娟^{[通讯作者]}    韩丽    王欣欣    姚伟

（齐鲁理工学院 化学与生物工程学院，山东济南 250200）

摘要：根据物理化学实验课程的自身特点和传统教学过程中存在的问题，结合齐鲁理工学院的实际情况和特点，提出了物理化学实验教学改革的措施，包括强化实验预习、整合实验内容、优化考核方式以及数据处理电脑化。这些改革措施有效地提高了物理化学实验的教学质量和学生的综合能力，对应用型人才的培养起到了良好的效果。

关键词：物理化学实验；教学改革；民办高校

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2015）01—0000—05 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.01.000

民办高等学校的兴起是中国教育体制的重要改革，民办高等教育已成为我国高等教育事业的重要组成部分^[1]。现如今，我国民办高等教育在法律制度环境以及办学规模方面都取得了一定的成绩。近些年来，民办高校的竞争愈演愈烈，这对民办高校来说即是机遇又是挑战。齐鲁理工学院是一所民办本科高校，其办学理念是“培养适应社会需求的应用型人才”，教学过程中，不仅重视理论知识的传授，更注重将理论知识转化为实践。实践教学是理论知识转化为能力和素质的重要手段^[2]，而实验又是实践教学中的重要环节，所以我们应当不断加强我校实验教学的改革力度，为我校的可持续发展奠定基础。

一 现状

物理化学实验是一门借助于物理学的原理、技术、手段、仪器和设备，并借助数学运算工具来研究和探讨物质体系的物理化学性质和化学反应规律的科学，是一门理论性、实践性、综合性和研究性很强的课程^[3]。其作为我校应用化学、化学工程与工艺、生物工程和环境科学专业的必修课程独立开课并设置相应的学分，对应用型人才的培养起到了不可替代的作用。目前，我校的物理化学实验教学体系仍存在一些问题，需要及时进行改革，才能适应社会发展对多样性人才的需要。

1 物理化学实验教学中存在的问题

我校在近几年的物理化学实验教学中仍遵循传统的培养模式，比如绝大部分实验是验证性实验，项目单调且和专业联系不紧密，实验教学方法和手段过于陈旧，考核方式较单一等。该传统模式不利于培养学生的实验兴趣、动手能力和创新能力，对于应用型的民办本科高校，已经不能适应注重实践能力的应用型人才的培养。

2 我校学生的特点

我校的招生主体为高考分数处于本科录取线的末端学生，和重点公办院校的学生相比，学习基础较差且参差不齐，学习习惯不佳，学习方法不够科学，自学能力和自我约束管理能力较弱。但他们头脑中形成的思维定势较少，性格活泼，不呆板，接收新鲜事物较快，动手能力和沟通能力较强，并且学生乐于从事创新性、探索性的实践活动。

因此，作为民办高校，如何在该种情况下，寻找到既能适合学生自身特点又能符合社会要求的教学方法亦是迫切需要解决的问题。通过几年的教学实践，结合教学过程中的经验和存在的问题，从实验内容、实验教学方法、实验教学手段、考核方式等方面对物理化学实验进行了一些教学改革。

二 改革措施

1 强化实验预习，理论与实验一体化

根据人才培养方案对我院化学工程与工艺、应用化学、环境科学、生物工程四个专业人才培养的要求，化学工程与工艺和应用化学专业物理化学实验开设60个学时，分两个学期完成，共2.5学分，而环境科学和生物工程专业物理化学实验开设24个学时，一个学期完成，共1学分。特别对后两个专业学生来说，物理化学课堂教学和实验开展严重不同步，往往是做完了实验，理论课还没讲到，导致在讲解实验原理部分时学生听的云里雾里，对于实验操作更是照搬步骤，依葫芦画瓢。使整个实验过程失去了理论的支撑，成了无本之木，学生无法加深对物理化学基本原理的理解，更妄谈给学生提供理论联系实际和理论应用于实践的机会。加之理论教师和实验教师分别由不同的教师担任，缺少沟通，使得实验和理论割裂开来，严重打击了学生的实验积极性，降低了实验质量。

针对该种弊端，要强化学生在上实验课前的实验预习。在信息时代的今天，信息技术已成为学生学习和教师教学的重要认知实践工具，利用互联网、移动通信技术搭建起来的信息互联网平台发挥了很好的作用^[4]。把教研室自行制作或从网上下载的微课视频发到班级QQ群，并鼓励学生合理利用网络搜索相关资料来做实验预习，增加学生对仪器使用和实验操作的感性认识。课前检查预习报告并进行提问，有效地提高了学生的预习质量，教师在实验前就可以针对关键步骤和注意事项等重点问题进行详细讲解，而对于一般的过程简单讲解，既加深了学生对实验原理的理解，又可以让学生有更多的时间进行实验操作，保证了实验内容的顺利完成，锻炼了学生的独立思考和动手操作能力，使理论和实验有机地融合。

2 整合实验项目，实验内容系统化

（1）增加综合设计性实验的比重

随着社会对应用型人才和研究型人才需求的日益增长，传统的以验证性实验为主，综合设计性实验比重偏少的教学模式已远不能满足高等教育对人才培养的需求。对于民办普通本科高校，在人才培养模式上更加注重应用型人才的培养，因此教学中不仅要培养学生掌握一定的实验方法和动手能力，还要培养学生自主学习和创造性思维的发展。传统的物理化学实验大多数都是验证性实验，虽然比较经典，但是内容陈旧、枯燥乏味，基本反映不出学科的发展现状及学科前沿，学生对这些实验的兴趣不高。因此，我们把原有的单一物理化学实验教学体系扩展为基础性实验、综合设计性实验两个层次，其中基础性实验又分为学生必做项目和选做项目。必做项目主要包括物理化学中的几个经典实验，比如燃烧热的测定、电动势的测定及应用、最大气泡法测定溶液的表面张力等。选做项目主要包括两类实验。第一，使用同一实验仪器的不同实验，比如弱电解质溶液的电离常数的测定实验和表面活性剂cmc值的测定实验，用的主要实验仪器都是电导率仪，学生可根据自己的兴趣爱好来选做，掌握电导率仪的使用方法。第二，同一实验项目的不同测定方法。比如液体饱和蒸气压的测定实验，学生可以选择升温法或降温法进行测定，之后可以对实验过程及结果进行比较，看哪一种方法操作简便、精确度更高，从而有效地培养学生的综合思考及对比分析能力。综合设计性实验是在学生完成物理化学基础实验，且具有一定的物理化学理论知识、实验知识和技能的基础上开设的，旨在培养学生解决实际问题的实践能力、综合能力和创新意识，是深化实验教学改革，提高实验教学质量的良好途径^[5]。该部分实验内容要能和物理化学学科发展前沿接轨，并体现一定的综合性和设计性，学生根据指导老师提供的实验题目或自选的实验题目，自行查阅文献资料，选取实验设备，设计实验方案，经指导老师审查方案合格后进行实验。综合设计性实验的开设，调动了学生学习物理化学实验的积极性和主动性，激发了学生的学习热情，提高了学生的实践能力，分析和解决问题的能力，对应用型和研究型人才的培养发挥着积极的作用。

（2）引入量子化学计算实验内容

量子化学是理论化学的一个分支学科，是以量子力学为基础，利用其基本原理和方法来研究化学问题的一门科学。随着计算机水平的飞速发展以及计算模型与方法的不断改进，量子化学计算方法被广泛运用于催化反应、纳米材料、药物领域及实验化学研究等方面，结果显示出了与其他研究手段相比无可比拟的优越性^[6]。我院物理化学方向的研究中，有教师是专门做量子化学计算研究的，不管是为拓展大学生的现有知识体系还是便于其进一步深造，都有必要让学生了解量子化学计算相关方面的知识。我们拟开展重排反应以及异构化反应过渡态的预测，如频哪醇重排反应，植物油不饱和脂肪酸热致异构化形成TFA的机理及过渡态研究等，希望通过模拟实验的开展，让学生能进一步了解量子化学的计算方法和手段。

3 优化考核方式，成绩评定科学化

为了提高物理化学实验课堂教学效果，我们需要建立合理、有效的实验考核方法^[7]。传统的以实验报告为主的实验评价体系存在许多弊端，比如：一些学生实验报告成绩好，但实验操作能力差；实验报告照搬教材内容，对实验仪器和所用实验方法与教材不一致的情况，实验步骤描述不完整；同组学生的数据处理完全一致，存在抄袭实验报告的现象；由于期末考试成绩所占比例小，部分学生对待期末考试的态度不端正。针对上述问题，我们对物化实验考核方式进行了改革，建立了全面、科学、正确地反映学生学习情况和实验技能；充分调动学生上好实验课的自主性和积极性；保证实验教学质量的有效性和高效性的实验课成绩评定方法。

该成绩评定方法采取平时成绩和期末成绩相结合的方式进行，平时成绩部分包括考勤、实验预习（撰写预习报告）、实验操作和实验报告；期末成绩包括期末笔试和操作考试，各部分的具体比例如图1。实践证明，优化后的考核方式能够全面客观地评价学生的学习掌握情况，既加强了学生对基础知识和原理的理解，又有利于调动学生从事实验的积极性、规范学生的实验操作，加强学生对实验过程各个必要环节的重视，学生的综合能力得到很大的提高。

图1  实验考核成绩组成示意图

4 数据处理电脑化

数据处理是完成物理化学实验中一个非常关键的步骤，数据处理结果好坏在一定程度上影响了整个实验的质量，且物理化学实验数据处理计算量大、过程繁琐。目前学生的数据处理方法是用计算器计算，然后手工在坐标纸上绘图，该种方法不仅耗费大量时间且误差较大，因此，可以借助计算机软件处理实验数据，进行曲线模拟，如Excel、Chemdraw、Origin。这样不仅节省了时间，而且有效地避免了学生在手动绘图时引入的人为误差，提高精确度。除采用计算机软件处理数据外，还可以把实验装置计算机化，如燃烧热的测定实验，我们新引入的实验装置配有计算机接口，可方便地与电脑连接，将数据采集、点火控制、搅拌控制集成于一体，实验实验检测的自动化。随着实验的进行，计算机直接记录数据，绘出图形，实验结束后把电脑连到打印机上，直接打印出数据及处理结果。该方法克服了繁琐的计时和读数工作，使处理结果更加合理并能得到规范的图形。在教学实践中发现，计算机在实验教学中的应用大大地激发了学生的实验兴趣，提高了实验的准确性、实验操作及实验报告的质量。

三 结语

目前我校的物理化学实验教学改革还处在实践验证阶段，经学生和任课教师反馈本次的教学改革效果显著，学生的学习主动性、学习兴趣和实验操作技能得到较大程度的提高，并增强了分析问题和解决实际问题的能力。同时，在教学改革的过程中，教师也在不断尝试新的教学方法和教学手段，教学水平也在逐渐提高。但教学改革是一项长期而艰巨的工作，在改革实施的过程中需要我们不断地研究、探索和实践。

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参考文献

[1]冯蜀龙.我国民办高等学历教育可持续发展研究[D].成都:西南财经大学,2006:1-3.

[2]陈新民.民办高校的实践教学与实验室建设探讨[J].实验室研究与探索,2007,(4):132-133.

[3]刘海峰,陈明洁,陈敏.《物理化学实验》教学方法改革的探索与实践[J].实验科学与技术,2013,(4):66-68.

[4]郝红英,郝红强.运用信息技术提高民办高校化学实验教学效率的研究[J].广东化工,2014,(16):228-230.

[5]宋红杰,张立春,吕弋.大学化学综合设计实验的教学探索[J].实验技术与管理,2015,(7):197-201.

[6]刘永梅,张晋芬,戴维林,等.新形势下物理化学实验内容的设计与思考[J].中国大学教学,2014,(10):88-91.

[7]王彦卿,张红梅,周秋华.高校化学实验改革与学生综合能力的培养[J].广东化工,2010,(7):149-156.