趙 明，鐘志宇，李宏剛，王健禮

(四川大學 化學學院，成都 610064)

在基礎物理化學實驗中提高學生的綜合能力

趙 明，鐘志宇，李宏剛，王健禮

(四川大學 化學學院，成都 610064)

基礎物理化學實驗是一門涉及多學科的綜合性課程，通過對物質的物理化學性能和化學反應性能的測量，掌握物理化學實驗的研究方法和實驗技能。不斷改革實驗教學方法和內(nèi)容，提高基礎化學實驗的教學質量，在基礎物理化學實驗的教學實踐中提高學生綜合能力。

基礎物理化學實驗；教學改革；綜合能力；實驗教學

物理化學實驗是以實驗手段研究物質的物理化學性質及其化學反應性能間關系的一門科學，涉及多學科的基礎知識和基本原理的理解與運用，也是一門理論與實踐緊密相連的綜合性課程[1-2]。培養(yǎng)學生用所學的理論原理設計實驗方案，選擇儀器設備和實驗條件，以獲取待測物理量的能力。訓練學生觀察實驗現(xiàn)象，正確記錄實驗數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，判斷所得實驗結果的可靠性，分析主要誤差的來源以及減小或消除實驗誤差等。不斷提高學生的實驗技能和實驗綜合能力，培養(yǎng)學生的邏輯思維和科學研究能力，全面培養(yǎng)學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，逐步完成從基礎實驗到獨立科研間的過渡，為今后的學習和開展科學研究工作奠定堅實的基礎。

1 提高解決實際問題能力的實驗教學內(nèi)容

物理化學實驗測定物質的物理化學性質和化學反應性能。每一個實驗都代表某一類或者一個方面的物理化學研究方法，并且在物理化學理論發(fā)展中起了重要的作用。從比較抽象的物理化學理論到實驗中的宏觀可測量，涉及實驗條件的選擇和控制，必須掌握和理解物理化學的研究方法，因此，實驗內(nèi)容的設置對培養(yǎng)創(chuàng)新性人才具有重要的作用。優(yōu)化實驗內(nèi)容，建立與社會發(fā)展相適應的實驗內(nèi)容體系，既要保證基礎理論的掌握，基本技能的訓練，又要注重綜合實驗能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。需要對傳統(tǒng)化學實驗內(nèi)容進行重組優(yōu)化，保留部分應熟練掌握基礎操作的經(jīng)典實驗，同時把能解決實際問題的、學科交叉的、具有學科前沿性的成熟的研究成果轉化為實驗內(nèi)容，增加實驗項目的實用性和先進性，培養(yǎng)學生的知識遷移能力[3-4]。如在物質的燃燒熱測定的實驗中，除了測定苯甲酸的熱值外，還可以測定食用油及燃料油等的熱值；根據(jù)半衰期的性質，可以測定食物及藥物的保質期及有效期等。把理論與實際生活緊密聯(lián)系，通過實驗解決身邊的問題，提高學生的實驗興趣和解決實際問題的能力，真正做到學以致用。

2 培養(yǎng)學生科學思維和創(chuàng)新能力的方法

物理化學實驗的一個特點就是用體系做實驗。用體系做實驗實際上是對學生進行科學研究工作的系統(tǒng)訓練的開始，這也是在現(xiàn)行實驗課程的訓練中的一個薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)學生對理論知識和基本實驗技能的掌握程度，可將實驗課程設計成幾種梯度，如基礎實驗、設計實驗、創(chuàng)新實驗等?；A實驗目的在于培養(yǎng)學生掌握物理化學實驗的基本方法和技能，鞏固和加深對物理化學原理的理解，獲得實驗研究的基本素質。設計實驗是引入一些實驗技能要求較高、內(nèi)容較新穎的實驗，一般由教師的科研成果提煉和轉化而來。學生在教師的啟發(fā)和指導下，通過分組討論后來完成實驗，以提高學生對實驗設備及物理化學知識的靈活運用能力。創(chuàng)新實驗是教師將科學前沿問題交給學生，在教師的指導下學生獨立查閱文獻、設計實驗方案、準備實驗器材等，然后完成實驗的具體操作、實驗現(xiàn)象的記錄及對實驗結果的分析等，以培養(yǎng)學生解決科學問題的能力[5-6]。在整個實驗體系中，全面實施由淺到深的物理化學實驗教學模式，實現(xiàn)對學生循序漸進。靈活多樣的教學方法，讓學生主動參與實驗，深入探究, 并在積極探究中透過現(xiàn)象達到對科學問題本質的認識, 從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律得出結論。提高學生的素質和技能，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力。

3 培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力的實驗技能

物理化學實驗是一門與其他學科基礎知識和基本技能相互交叉、相互滲透的獨立實驗課程。它綜合了化學學科中各分支所需要的基本實驗儀器和實驗方法。物理化學實驗通過物理的實驗方法和手段探討化學規(guī)律,實驗中大量使用由多種儀器設備所組成的實驗體系。隨著科學研究和科學技術的不斷發(fā)展，在基礎實驗教學中，不斷地引入自動化儀器設備，這樣有利于學生了解新技術，開闊視野，拓寬思路。尤其是計算機技術的發(fā)展極大地促進了物理化學實驗儀器的自動化，不同程度地影響了物理化學實驗的教學效果。學生在接受新技術、新儀器的同時，加強對基本技能和基礎知識的掌握和運用變得尤為重要，這兩者必須同時進行，并且兩手都要硬。本文針對物理化學實驗中常用的基本測量技術及儀器進行講座，如溫度的測量及控制，除介紹常規(guī)的水銀溫度計外，還詳細介紹了熱電偶溫度計、電阻溫度計及數(shù)字溫度計，讓學生了解不同溫度計的測溫原理及適用領域；還對氣體的流量的測定及控制技術以及真空技術等進行分析，了解不同流量計的工作原理及測試范圍。通過對學生進行基本實驗技能的強化，當學生在用新技術實驗時，可以更快地了解和接受新技術、新方法，培養(yǎng)學生技術改造的意識。緊跟科技發(fā)展步伐，保證教學內(nèi)容的新穎性，有利于提高學生的創(chuàng)造性思維能力。

4 提高學生分析問題和解決問題能力的途徑

在物理化學實驗中常用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)，特別是對于變量多或復雜的非線性模擬，手工處理變得十分困難，因此需要尋求一種具有較強的作圖和數(shù)據(jù)處理功能的軟件來進行處理。Origin、Excel 等常用作圖軟件被用于物理化學實驗數(shù)據(jù)的處理過程中，計算機對實驗數(shù)據(jù)的自動處理加速了現(xiàn)代科學研究的步伐， 給科研工作者帶來了極大的便利，但對于學習科學知識的學生來說，其自動化進程反而忽略了對學生某些方面的訓練。在平時教學過程中，我們不僅要求學生利用自動化的物理化學儀器設備進行完整的實驗并對數(shù)據(jù)進行處理，還要求學生課后采取相應的方法對實驗數(shù)據(jù)進行手工處理。最后，讓學生把經(jīng)計算機或儀器處理后得出的結果與自己手動處理的結果進行對比，看看是否存在差異，并分析其原因，對癥下藥，在實驗過程中或是數(shù)據(jù)處理過程中注意并加以改正。這樣做可以很好地調(diào)動學生學習的主動性，提高學生分析問題和解決問題的能力。

5 結束語

通過基礎物理化學實驗的實踐教學，綜合各學科的知識和技能，從實際和基礎入手，逐步培養(yǎng)學生解決實際問題和靈活運用知識的能力?，F(xiàn)代新技術不斷引入基礎實驗中，開闊了視野，調(diào)動了學生學習的積極性和主動性，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維能力、分析問題和解決問題的能力。

[1]龔茂初.物理化學實驗[M].北京：化學工業(yè)出版社, 2010.

[2] 唐樹戈.《物理化學實驗》教學的幾點體會[J].實驗科學與技術,2014,12(5):83 - 85.

[3] 賀德華. 物理化學實驗教學的發(fā)展趨勢與改革探討[J].實驗技術與管理,2006,23(3):13 - 15.

[4] 鄭傳明. 在物理化學實驗教學中注重培養(yǎng)學生的能力[J].實驗技術與管理,2008,25(1):132 - 134.

[5] 趙明. 物理化學基礎實驗成績評定方法初探[J].實驗科學與技術,2013,11(5):272 - 274.

[6] 趙明. 物理化學實驗改革與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].實驗科學與技術,2014,12(3):81- 83.

Improve Students’ Comprehensive Ability on the Basis of Physical Chemistry Experiment

ZHAO Ming, ZHONG Zhiyu, LI Honggang, WANG Jianli

(College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, China)

Basic physical chemistry experiment is a multidisciplinary comprehensive course. We can master the methods of research and the experimental skills according to the measurement of the properties of the physical chemical and chemical reactivity. The new experimental teaching methods and content is built. Practices show that the experimental teaching mode has good teaching effect, which can improve the students’ innovative thinking ability and comprehensive quality in basic chemistry experiment.

fundamental physical chemical experiment; teaching reform;comprehensive ability；experimental teaching

2015-03-18；修改日期:2015-05-15

國家自然科學基金(J1310008)；四川大學實驗室及設備管理處立項項目(2015-30)。

趙 明(1971-)， 女，博士，正高級實驗師，主要從事物理化學實驗及多相催化方面的研究。

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.06.055