物理化学实验教学改进

第２６卷第５期　２００６年１Ｏ月　河池学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＨＥＣＨＩ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖ０１．２６　Ｎｏ．５　Ｏｃｔ．２ｏｏ６　物理化学实验教学改进　张丽霞　（广西师范学院化学系。广西南宁５３０００１）　［摘要］　分析了目前一般师范院校物理化学实验课教学所存在的弊端。从尝试开放式物理化学实验教学。　更新和充分利用现代化实验仪器设备，利用新仪器和科研成果更新实验内容、设计新实验等方面论述了物理化学　实验教学的改进及改进后取得的成果。　［关键词］　物理化学实验；实验教学；教学改革　［中国分类号］　Ｇ６４２．４２３　【文献标识码］　Ａ　【文章编号］　１６７２—９０２１（２００６）０５—０１０３—０３　［作者简介］　张丽霞（１９７０一），女，河北藁城人，广西师范学院化学系讲师，从事稀土配合物制备以及聚合物　制备方面的研究。　物理化学实验是－－Ｉ＇ｑ独立的基础实验课，主要是为了培养学生的基本操作、基本技能和独立实验工作的　能力，进一步加深基本理论和基本概念的理解和掌握，并通过实验了解部分近代科学研究成果。物理化学实　验对培养学生的初步科研能力，数据分析能力起到了至关重要的作用。　１　传统物化实验教学模式的表现　随着物理化学学科的迅速发展，和实验仪器的不断更新，传统的物化实验教学模式，已经阻碍了物化实　验在人才培养方面应发挥的功能。主要表现在以下几个方面。　１．１　物理化学教学内容与实验内容的不协调　在高等师范院校的教学中，普遍存在教学内容落后于实验内容的情况。在所做的物化实验中，电化学、　动力学及胶体、表面性质等方面的实验较多。按照传统的实验开课方式，学生还没有学到相关方面的基础理　论知识，就要开始这方面的实验。学生在不知道实验的理论基础、不知道数据处理的依据的情况下，只盲目　地去完成实验，照猫画虎处理完数据，就算完成了任务。既不利于学生实验思维能力的提高，也不能激发学　生的积极性和创造性，更不能将所学理论知识通过实验进一步消化理解。更重要的是由于没有相关理论知　识作基础，实验课教师必须花费大量时间去讲解实验原理及数据处理公式，一方面导致实验学时拉长，另一　方面学生对相关知识只能片面了解，大大降低了学生的实验热情。　１．２实验仪器的落后带来的不良后果　当今科技发展迅猛，实验技术不断突破，新的仪器不断产生，其性能不断提高。由于物化实验所涉及的　仪器种类繁多，对师范院校而言，仪器方面的投入是一笔不小的开支。由于资金短缺，仪器的更新率很低。　些旧的仪器设备，仪器性能不稳定，实验前的调试工作很繁琐，耗时很长，是实验学时拉长的主要因素之　一一。比如测原电池的电动势实验，在这一实验中，用到的是ｕＪ２５型电位差计，仅调试仪器零点一项，就需要　半个小时，大大分散了学生做实验的注意力和精力。另一方面，陈旧的仪器由于长期耗损，性能稳定性差，测　出的数据不准确，误差大，实验得不到应有的结果。比如熔解热测定实验，由于电压表等仪器的不稳定，导致　读出的数据不准确，最后计算出氯化钾的熔解热与文献值相差很大。学生很失落，甚至怀疑所学知识的正确　性，消弱了学习新知识的积极性。　１．３实验仪器的间断性使用，不利于学生熟练操作实验　随着招生规模的日益扩大，课程的安排也相应作出调整。按照传统的授课模式，对一个班级，一周只能　１０３　维普资讯 http://www.cqvip.com

安排一次物化实验。如果不同实验用到了同一类型的仪器，在讲解了仪器的使用操作后，要间隔相当长时间　才能再次接触到该仪器，而大多数学生对仪器的使用操作已差不多忘记了。这势必造成实验课教师每次都　要对仪器的使用说明做不必要的重复。而学生对所用仪器也不能熟练掌握，影响到学生实验技能的发挥。　２物化实验教学的改进　针对以上几点，为了适应目前实验教学及人才培养的需要，我们对物化实验教学进行了尝试性实验改进。　２．１　配合物化教学改革，尝试开放式物化实验教学　．　随着物化教学的改革，以及多媒体教学软件的应用，大大缩短了讲授课时数，而每堂课的信息量却大大　增加了。加上各个学科的改革，学生基本趋向于系统性的接受知识。而不希望在理论课程比较紧张的情况　下，再与实验课交叉进行。学生普遍反映，在时间相对紧张的情况下，对实验内容来不及用心思考，来不及把　问题弄清楚，就要完成实验及报告，于是便机器般的完成实验操作，照猫画虎般完成实验报告。结果是费力　又费时，还一无所获。经过对学生调查，我还发现学生对物化实验很感兴趣，普遍认为通过物化试验可以锻　炼自己的动手能力，及解决问题的能力，只是传统的物化实验授课方式在一定程度上束缚了学生的手脚。为　了更好的把主动权交给学生，我尝试了开放式实验教学，一反传统式的实验教学方法。不再规定学生必须在　某一天，某一个时间到实验室作某一个指定的实验，而是将时间宽限在物化理论课程授完后的第一个学期，　时间相对充分，学生可根据自己学过的知识，根据自己的具体情况去完成实验。在这种授课方式中，实验教　师仍起到引导作用，辅助性的帮助学生解决问题，启发诱导学生对实验做些探讨性工作，逐步培养其实验思　维能力。开放式物化实验教学给了学生一个锻炼的机会，一个用已有知识进行思维的空间，更重要的是，学　生对所做实验及实验所涉及到的理论知识印象非常深刻，并且能在毕业论文完成的过程中，主动利用相关知　识及实验作出相应参数或性质的测定，对锻炼思维能力起到了一定的作用，学生受益非浅。　２．２适应社会发展，进行设备更新，缩短实验时间　进行开放式实验教学，仪器的落后是制约其施行的一大因素，而且仪器的落后，会使学生产生一种所学　知识远远落后于时代的感觉，对自己没有信心，对所学专业没信心。现代化科学技术的发展使物化实验仪器　不断推陈出新，为使学生与时代同进，充分利用世行贷款，购进一批新的仪器设备，大胆利用现代化教学手　段，特别是计算机来辅助试验。一方面，实验仪器科技含量的提高，促使学生的求知欲不断提高，实验时间的　大大缩短，激发了学生的实验兴趣。比如：燃烧热的测定，溶解热的测定，差热分析，循环伏安法测定三价铁　离子和二价铁粒子的循环曲线等实验，我们引进了微机处理系统，并将微机与部分陈旧的仪器重新组装，既　节省了开支，又大大提高了实验质量。学生们也从中感受到科技的进步对获取知识的重要性。　２．３充分利用现代化的仪器。激发学生对实验的探讨和软件的开发　实验中引进微机操作系统，大大激发了学生的探索欲和求知欲。学生在教师的指导下，对部分实验进行　探讨，并根据结果对实验作出相应调整。调整后的实验，完成得很顺利，实验结果令人满意。学生从中也深　刻体会到，已定的实验方案，可能不是最好的，只要肯钻研，总能将其设计得更好；同时培养了学生敢于怀疑，　敢于创新的精神。引进微机的同时，还和学生一起开发了“物理化学实验数据处理系统”软件，对需作图处　理的双液系平衡相图、络合物组成和不稳定常数的测定、电势一ｐＨ曲线的测定、丙酮碘化反应、蔗糖水解反　应速率常数的测定、甲基红酸离解平衡常数的测定、乙酸乙酯皂化、粘度法测高聚物得分子量、强电解质极限　摩尔电导的测定等九个实验的数据进行处理。缩短了数据处理的时间，提高了实验报告的质量。　２．４调动学生的主观能动性，利用新仪器，重新设计实验　由于仪器设备的更新，实验课本上原有的实验步骤和装置，已不再适用。传统的教学模式，是由教师重　新设计好后，再由学生照搬过来进行试验。为了调动学生的主观能动性，提高学生的实验技能，由教师采用　启发式引导教学，让学生自己动手动脑去设计试验和组装仪器，激发学生的成就感和探求欲，这一点很受学　生欢迎。比如电势一ｐＨ曲线的测定，实验中用到了酸度计，较新的酸度计采用的是复合电极代替原来的两　个电极。而试验讲义中装置的设置仍采用旧式酸度计。在认真研究了试验的原理及仪器的功能后，学生很　快便设计出正确的仪器连接图。在整个参与过程中，学生积极发言，讨论得很热烈，问题很快得到了解决。　２．５启发学生进行系统性的实验　传统的大循环的授课方法，学生不自主，相关的实验不能连续做，不能将所学知识系统化，也不能更好的　１Ｏ４　维普资讯 http://www.cqvip.com

掌握一些常用仪器的功能。开放式实验教学，将进一步改观这种现象。在教师的指导下，可将相关实验在较　短的时间内集中完成。既能将理论知识与试验相结合，形成系统化知识，又减少了讲解仪器所用的时问。比　如液相平衡，丙酮碘化络合物组成的测定等试验，都用到了分光光度计。将这几个实验连续排在一起做，学　生能很快掌握分光光度计的使用。还比如将电池电动式的测定，电势一ｐＨ曲线的测定连续排在一起做，既　加深了学生对奈斯特方程的理解及应用，同时各种电极的使用注意事项也会给学生留下很深的印象。　２．６将教师的科研工作与实验教学结合起来，利用科研成果更新实验教学　物化实验的教学内容多为经典内容，但有些试验由于各种因素的影响，实验效果并不好。比如表面张力　的测定，一般用乙醇的水溶液，但实验效果很不理想，很难做到让气泡均匀单一的冒出。我们一直在寻找更　加理想的试剂。我系教师在从事科研工作中发现，其制备的一种絮凝剂在做表面张力测定实验时，实验现象　很明显，气泡均匀单一的冒出。我立即将这一科研成果应用到表面张力实验中去，实验结果非常好。这件事　情对学生触动很大，也使学生进一步认识到，科研活动是和基础实验分不开的，大大刺激了学生的创新兴趣　和对科研的兴趣。于是，我充分利用学生的积极心理，让学生加入到教师的科研工作中，利用所掌握的实验　技能和原理帮助教师做一些参数的测定，同时也锻炼了学生的思考能力。学生在教师的指导下，又利用燃烧　热测定原理和实验室现有的微机控制测定燃烧热的量热计，设计了“添加二茂铁提高柴油燃烧值的研究”和　“柴油＋乙醇混合燃烧值研究”的实验。在设计实验的过程中，学生不仅体验到了基础知识和基本技能的重　要性，更体会到将理论和实际结合起来的乐趣。这两个实验取得了较好的数据和结果，前一个实验已经以论　文形式在《广西师范学院学报》发表，见文［１］。　３　结论　总之，物理化学实验不仅向学生进行理论和实验辩证关系的教育，使他们养成既重视理论又重视实验的　科学作风，另一方面，在人才培养方面，特别是在培养严谨的科学态度和良好的实验素质方面起了至关重要　的作用。如何使物理化学实验教学发挥出它应有的作用　是每一个物化试验教学工作者都应思考的问题。　在物理化学实验教学改革中，仁者见仁，智者见智。如同济大学建立了多层次物理化学实验的教学思路和教　学体系　、３　；苏州铁道学院化学系从培养人才素质方面人手，对物理化学实验进行了改革　。教无定法，只　有在教学中认真探索，深入思考，及时总结，灵活调整，大胆改进，找到适合培养学生的路子，物理化学实验教　学才能不断注入新的活力，从而发挥其应有的功能。　参考文献：　［１］庞承新。梁雷。李舜安．添加二茂铁提高柴油燃烧热值的研究［Ｊ］．广西师范学院学报。２００６。（１）：３９—４１．　［２］甘礼华，陈龙武，等．多层次物理化学实验的教学研究［Ｊ］．同济教育研究，１９９６，（４）：４８—４９．　［３］甘礼华，陈龙武，等．多层次物理化学实验教学的再思考［Ｊ］．同济教育研究，２００２，６（４）：８—９．　［４］赵凯元，王敌清．物理化学实验教学改革中培养人才素质的探索［Ｊ］，铁道师院学报，２０００，１７（３）：５４—５９．　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　Ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ－ｘｉａ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｔｅａｃｈｅｒｓ’Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５３０００　１，Ｃｈｉｎａ）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｅａｃｈｅｒｓ　ｃｏｌｌｅｇｅｓ　ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｓｉｓｅｄ．ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｓｐｅｃｔｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ：ａｔｔｅｍｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｐｅｎｉｎｇ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｕｐｄａｔｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｍａｋｉｎｇ　ｕｓｅ　ｏｆ　ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｒｅ—　ｓｅａｒｃｈ　ｔｏ　ｕｐｄａｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｎｅｗ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｒｅｆｏｒｍ　ｏｆ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　收稿日期２００６—０５—０９　［责任编辑刘景平］　１Ｏ５