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浅论新建地方本科院校物理化学实验教学改革的思考

  物理化学实验是继物理、化学、高等数学的知识和方法为一体的一门基础必修课。物理化学实验注重实验方法的设计、实验技能的掌握、科学思维能力的培养以及解决实际问题能力的提升,在锻炼学生思考能力、动手能力、科学研究能力等方面具有重要的作用。随着现代实验仪器和实验技术的飞速发展,教育理念的不断更新,实验方法也在不断改进,传统的物理化学实验教学中出现的问题日益突出。因此,顺应化学学科的发展规律,对物理化学实验教学进行改革和实践探索是一项非常重要的研究课题。新升地方本科院校在物理化学实验教学方面出现的问题比较多,以凯里学院为例,也存在教学观念落后、教材陈旧、实验教学经费投入少、实验仪器老化严重、实验数据处理方法落后等问题。
  1物理化学实验教学的现状
  1.1教学观念陈旧,将实验教学服从于物理化学理论教学
  物理化学实验是一门相对于物理化学理论课程既相对独立又相互依存的课程体系。物理化学侧重于培养学生的科学思维能力,物理化学实验侧重于加深学生实验原理的理解、按照实验方案或自行设计方案并完成实验方面的科学研究能力。传统物理化学实验教学观念常将实验教学变成理论教学的附庸,有意无意地暗示学生做某一物理化学实验教学的目的只是为了让学生通过实验操作、获取并处理实验数据等途径去验证是不是跟理论上某一节的内容一致。这种教学观念束缚了学生的实验思维,不利于对学生主动思考问题的能力、动手能力、科研创新能力的培养。
  1.2教学大纲不完善、经常变动
  编写大纲时,未经教研室从事物理化学和物理化学实验的老师集体讨论、反复论证而在教研室指定一两位老师根据个人教学经验编写出大纲的现象存在。没有长期稳定使用实验教学大纲,实验大纲修订次数频繁,不同专业同用一个专业的大纲或只是在此基础上简单作出修改成不同专业大纲后使用的现象,这些实验教学大纲明显不利于化学及相关专业人才的培养。
  1.3教学内容更新慢,教材疏于推陈出新
  目前,新升地方院校所选的物理化学实验教材中验证性实验多,综合性、设计性实验少。物理化学实验设备在不断更新换代,但实验教学内容和教材却鲜有改变,如凯里学院选择的物理化学实验教材从2003年以来都是东北师范大学等校主编的第二版教材。原来老式的恒温装置已经被新的恒温装置替代了多年,但实验教材一直未变。学生预习时总是照着书上的装置图来预习,老师上课时依然拿着老教材中的装置图来讲解或者只是简单强调用到的新实验仪器,学生写实验报告时还是把实验书上老式恒温装置图照画下来。这说明调整陈旧过时的教学内容和教材十分必要。
  1.4教学模式过于程式化
  新升地方院校仍沿用传统的学生预习——教师讲授——学生操作——学生处理数据——学生撰写实验报告教学模式,形成了以教师为中心、学生为被动学习者的教学主客体关系。学生根据教材预习,教师板书后全盘讲授实验目的、实验原理、实验仪器试剂、实验步骤及实验数据的处理等,实验的准备几乎都由指导老师完成,学生只是照方抓药式做实验,留给思考的机会和空间少。该教学模式下,学生形成了认不认真预习没关系反正老师会讲、先不先利用网络或教材了解实际的实验仪器及其操作没关系反正老师会操作示范的依赖心理,影响了学生学习的主动性,更影响学生创新能力的培养。
  1.5实验数据处理方法落后
  传统处理实验数据时通常根据数学中求平均值、误差、有效数字等规则将数据处理好后用坐标纸绘图或简单地用microsoft-pointward等比较老的程序作图。处理数据的结果,往往是作图时引入的人为误差大、耗费处理实验数据的时间和精力多。
  1.6新增仪器少、维修经费少
  新升地方高校物化实验仪器设备少,不采用大循环方式轮流用实验仪器往往不能满足教学的需要。如凯里学院物理化学实验室一个学年开出的实验项目一般只有十四个且无适应多个专业的新增实验项目的精密实验仪器设备(如材料化学专业的差热分析实验设备、催化剂评价装置等),支撑每个实验项目的仪器设备只有3至5套,仪器老化破损严重、需维修和更新仪器多、日常维持运转的经费少等。每个学期至少有2至3个专业需开实验课,班级人数多、使用仪器频率大、经费投入少、新增仪器无投入、设备报修报账困难,增加实验指导教师的压力,严重影响了实验教学的质量。
  1.7多媒体实验室少、网络教学硬件投入低
  多媒体在图文编辑、动画演示、声音编辑、界面交互等方面具有诸多优势。但新升地方高校一般都没有网络化条件或多媒体条件下的实验室。无支撑实验前预习、实验中监控、实验后测试的网络硬件设施。这些也制约了物理化学实验教学质量的提升。
  1.8实验双语教学探索少,实验激励式教学实践少
  新升地方院校实验教学停留在术语引导型、半英型、中英混合型中“术语引导型”这个初级阶段、影响实验双语教学的展开有多种原因,如对双语教学认识不足、缺少配套的教材、教学方法和手段还不适应双语教学需要、教师和学生的英语总体水平低。通过组织比赛的激励机制方式来促进物化实验教学方面的实践探索少。
  2物理化学实验教学改革的具体措施建议
  2.1更新教学观念,重视实验教学
  更新教学观念,重视实验教学的作用。既要加强理论知识的学习并用于指导实验教学,又要通过实验来加深学生对物理化学理论知识的理解。在教学中要扭转实验是服从于理论教学的观念,纠正教学过程中有意无意地灌输或暗示给学生的某一实验项目是对理论课程中某一原理的验证等观点。
  2.2完善教学大纲,长期稳定使用好大纲
  教学大纲的编写要针对不同专业编写不同的大纲,编写时要集众人成,经过集体论证、集体编写出来供实验指导老师长期稳定地使用,指导老师在大纲指导下精心准备和开展教学实验。
  2.3及时更新教学内容,精选教材和编写教案
  教学内容要根据培养方案和大纲来仔细斟酌、做到教学内容的及时更新;教材选定时要切合实验室仪器设备的实际进行订购或教研组统一编写;教师教案编写时要综合考虑培养方案、实验大纲、实验设备数、专业设置情况、班级人数等。
  2.4应用origin、excel等软件程序处理实验数据
  摈弃陈旧过时的作图方法,教会学生使用origin、excel、CAD等软件作图程序处理实验数据,减少人为误差、降低数据处理过程中时间精力的消耗。
  2.5争取实验经费、实验条件的改善
  如实反映实验室仪器设备情况,最大限度地争取实验经费和实验仪器设备条件的改善(含网络条件下得实验室、多媒体实验室硬件设施);尽可能使新旧设备得到综合利用,不能整体利用的老旧设备经报修备案后拆取可用元件来维修那些出现故障的新设备或旧对旧设备进行维修。
  2.6积极尝试双语教学,探索实验比赛机制,增加实验室的开放度
  根据已有条件,加大双语型师资队伍建设,探索和实施物理化学实验双语教学。开放实验室,积极引入比赛激励机制,探索提高学生对物理化学实验兴趣的渠道和方法。
  3结语
  充分认识新升地方本科院校的实际情况,努力探索物理化学实验教学改革的措施和方法,勇于进行实验教学改革,着力提高实验的教学质量,使实验教学改革真正为化学、材料化学、制药工程等专业的人才培养服务是一项长期而艰巨的任务。众志成城、集思广益地推进物理化学实验教学改革,就能有效提升地方高校的化学实验教学质量,为地方高校的专业人才培养服务。