建设双一流学科的“物理化学实验”教学改革探索*

杨秀林，石路岩

(广西师范大学化学与药学学院，广西 桂林 541004)

我国对提升高等学校的教育质量所提出的重大战略是建设双一流学校以及双一流学科[1]。对于物理化学实验这门学科而言，建设为双一流学科的关键是重视和提高本科生的科研能力。而且物理化学实验是物理化学课程中不可缺少的一部分，因此进行教学改革的目的是培养学生创新精神、实践能力和学习能力，是提高教学质量的有力抓手[2]。那么如何进行改革？这是摆在我院物理化学老师面前一项重要和紧急的工作。

1 当前物理化学实验教学中存在的问题

1.1 实验教学内容相对固定和陈旧

目前在我院的本科教学中，选用的教材是广西师范大学出版社所出版的版本。所开展的实验都是与课本理论有关的基础性实验、验证性实验，而且很少有与教师的当前研究内容相联系的实验项目；同时教师也很少给学生讲授目前国内和国外物理化学发展的最新内容，这可能会使学生对物理化学专业所扮演的角色和物理化学在科技、在生活、在娱乐等方面的应用了解甚少。

1.2 实验教学模式、方法较单一和传统

长期以来，我校物化实验教学所采用的是先在物理化学课堂中学习基本理论，之后根据已学的理论开展实验教学。在实验教学中，教师主要讲授预防措施、注意事项和重点仪器的操作，之后学生依照课本上的实验步骤来操作，这无助于培养学生的实验创造力、自主设计能力、创新能力和主观能动性，从而导致学生非常依赖实验课本，也导致学生对实验缺乏实质性的思考。其次学生是采用小组的方式进行实验，这就出现了一个小组中会出现浑水摸鱼的情况，小组中的成员并没有完全参与其中，久而久之这些同学不仅没有学到实验操作而且失去了对科研的兴趣，目前这一现状远远不能满足双一流学科的要求。

1.3 教学设备偏老旧

由于化学专业在建校初期便有，化学专业到目前已有八十多年的发展历史，有些设备已老化或者被损坏，导致学生不能正常操作。或者一次实验课中有可能会出现四五台仪器中，只有一台可用，导致全班的同学只能轮流来做。因此教学设备的老化会使学生的实验成就感降低，对实验逐渐失去兴趣，也严重影响实验教学的进度。

2 对物理化学实验课程教学改革的思考

2.1 更新教学内容，创立新的教学体系

首先，对于原教材的相关实验进行删减和合并，开展实验课的主要目的是让学生熟悉有关的基本操作，因此可以设计一个实验中包括多种基本操作，减少基础性实验所占的课时，将剩余的课时用于设计型和应用型实验。设计型实验以小组的形式进行，教师在学期初开始分好小组[3]，给出一些与物理化学领域相关的实验课题供学生选择，也鼓励学生自主去了解有关实验课题并进行选择。选好课题后，小组全体成员查阅文献，并且要求每周进行汇报，当这个小组文献积累一定量之后，小组一起讨论所要设计的实验项目，确定好项目之后，小组分工合作列所需药品清单，寻找或采购药品，做实验，写论文等等。通过设计性实验，学生在查找文献的时，不仅了解了目前学科发展的前沿研究，而且锤炼了学生自主思考问题和处理问题的能力，也增加了学生与老师之间的交流，提高了学生小组合作的能力[4]。应用型实验可以采取和老师合作的方式进行，并结合桂林的实际情况。桂林是一所旅游城市，有很多船舶。船舶面临的问题是如何更有效的防止金属腐蚀，因此应用型实验便可以让学生结合桂林的实际情况来进行探索，进而培养学生的应用能力。

2.2 教学方法和教学制度多元化

2.2.1 实行学生助教制度

学生助教制度，旨在学生协助教师管理实验仪器，由于物理化学实验的特点是仪器多，因此仪器能否通畅的使用，直接影响物化实验能否顺利进行。而学院的一些设备时间已长，很容易出现故障，因此需要助教在每次上课前确认仪器是否完好。通过助教系统，师生可以对仪器进行共同管理，不仅可以提高工作的效率，还可以培养学生的管理技能、责任心技能以及增加学生维修仪器的专业知识。

2.2.2 采用因材施教的教学方法

在素质教育中，要求教师正视学生的个别差异，不以统一的标准来要求每个学生，承认学生的个性和差异，即“因材施教”。因材施教来自于《论语·先进篇》，因材施教既是重要的教学原则，也是非常有效的教学方法[5]。结合我院的实际情况，专业分为本硕连读培养班，师范类化学班，应化班和制药班。每个班级的培养方案和培养方向不一样，所以对于物理化学实验这门课程，我们也可以采用“因材施教”的教学方法。例如本硕连读培养班可以让每个学生自主设计实验，不再是分小组；增加对外交流的机会，在2019年12月18日，国家印发了《粤港澳大湾区发展规划纲要》，明确要打造粤港澳大湾区教育和人才高地，因此可以增加学生与粤港澳地区高校学生交流的机会，以交换生的身份来进行学习和交流。

2.2.3 采用差别化分层教学方法[6]

好的课堂不仅仅重视课中，而课前和课后同样重要。为了能够更好的开展实验课，需要将课前、课中和课后连接起来。课前可发放项目任务书，使学生知道本节课的学习目标；再发放学案，使学生知道实验流程，并结合网络学习平台上的操作视频、仿真动画，使学生提前熟悉如何操作仪器，以及需要注意的细节，在进行网上模拟操作时记录出现的问题。课中进行实际的实验操作，在操作过程中注意是否还会有课前所遇到的问题，若有，则进行进一步的思考并和老师进行交流。在课中，小组同学互相拍摄视频进行记录。课后将互拍的视频上传到网络学习平台当中，不同的小组互相进行找茬，并按照示例视频进行纠正，这样便可以同时将课前、课中和课后同时联系起来。

2.3 改善教学设备

实验仪器是进行实验教学所必须的，没有或者设备不好，都会很影响教学。而且近年来，每年高校都在进行扩招，而仪器偏少，所以学院应更换实验仪器，提高设备的利用率。

2.4 更新理念，提升认知，打开眼界

思维决定行为，即一个人的思维，认知，眼界都会决定一个人的行为。因此想要建设一流学科，就必须要先更新和提升教师以及学生的认知。双一流学科是为国家在培养人才，培养出能够为国家做出巨大贡献的人才，想要培养出满足国家需要的人才，就必须让学生跳出自己所处在的圈子，打开眼界。我校是地方性高校，学生大部分来自农村地区，而农村地区由于经济的限制，很多学生知道知识改变命运，但仅限于学习知识方面，很多仅限于毕业之后找到一个好工作，养活自己即可。而国家要求更多的是不仅仅只为了自己的温饱，而是可以推动国家科研事业发展的人才。因此教师应该在实验课堂多和学生分享现在国家化学发展的情况，以及需要怎样的人才，优秀的化学人他们都在思考着什么，以及做着什么，打开学生的眼界，看到好的，才会去追求更好的。

3 结 语

在很大程度上，物理化学的发展深度反映着化学学科发展的深度。因此很有必要对物理化学实验教学进行改革。为了建设为双一流学科，所以结合了我校以及我院的性质和学生特点，对物理化学实验教学做出了以上的分析以及改革，来激发学生的学习欲望、学习热情以及提高学生的创新能力、学习能力和综合素养等等，真正做到为国家培养人才，真正使学生达到一流学科学生所具备的素质。