王衛(wèi)東

(湖北師范學(xué)院 文理學(xué)院，湖北 黃石 435002)

基于獨立學(xué)院化學(xué)創(chuàng)新人才的培養(yǎng) 構(gòu)建創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)模式

王衛(wèi)東

(湖北師范學(xué)院 文理學(xué)院，湖北 黃石 435002)

以構(gòu)建創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的研究為手段，以學(xué)生發(fā)展為本，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力為主要內(nèi)容，構(gòu)建開放式、探究式的化學(xué)實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力培養(yǎng)基地。重視大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過各種方法提高大學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。

獨立學(xué)院;物理化學(xué)實驗;化學(xué)創(chuàng)新人才

加快創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，推進經(jīng)濟與社會的全面發(fā)展，是我國高等教育面臨的一項十分緊迫而又重要的戰(zhàn)略任務(wù)。如何提高大學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，是當(dāng)前人才培養(yǎng)的關(guān)鍵所在。構(gòu)建創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)模式, 對于獨立學(xué)院物理化學(xué)實驗課程的教學(xué)和研究，對于更好地培養(yǎng)優(yōu)秀的化學(xué)創(chuàng)新型人才，培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力和素質(zhì)，都是非常重要！

物理化學(xué)實驗課程在化學(xué)課程教學(xué)中有著重要的地位, 該課程教學(xué)不僅有利于完善學(xué)生的化學(xué)專業(yè)知識結(jié)構(gòu), 而且可培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和分析問題, 解決問題的能力[1]。深化物理化學(xué)實驗課程教學(xué)改革，樹立新型的教學(xué)理念，創(chuàng)建新型的教學(xué)模式，利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，提高本科學(xué)生的素質(zhì)能力迫在眉睫。這就需要我們加強師范院校物理化學(xué)實驗的教學(xué)改革, 通過改革實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等來提高學(xué)生的各方面能力和素質(zhì)。總之，深化物理化學(xué)實驗課程教學(xué)改革，提高學(xué)生素質(zhì)能力培養(yǎng)是每個人值得思考，值得去探討并付諸行動的重大問題。通過師生共同的努力，物理化學(xué)實驗這門課程的優(yōu)越地位將愈加明顯，學(xué)生素質(zhì)能力將得到全面的培養(yǎng)和提高。物理化學(xué)實驗課程應(yīng)該更多地受到師生的共同重視，從而通過共同努力來進行實驗課程的建設(shè)和改革，讓其發(fā)揮更大的效益。

1 構(gòu)建創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)模式

對實踐性較強的理工科來說，實驗是掌握科學(xué)知識和技能的重要手段，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力與創(chuàng)新能力的重要途徑。目前，我國高校在實驗教學(xué)方面，大多停留在上世紀(jì)80-90年代的水平，缺乏創(chuàng)新能力和設(shè)計實驗的環(huán)境，大多采用驗證式的實驗方法，不利于培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，難以滿足素質(zhì)教育的要求。那么，如何提高學(xué)生對物理化學(xué)實驗的興趣，最大可能的促進物理化學(xué)實驗教學(xué)的改革，我們對省內(nèi)外十幾所高校的理工科專業(yè)的物理化學(xué)實驗教學(xué)進行了調(diào)研，認(rèn)為科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這就要求教師在教學(xué)中加強學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)。為了適應(yīng)21世紀(jì)的高等教育新形式，進行創(chuàng)

新人才培養(yǎng)模式研究，構(gòu)建新型物理化學(xué)實驗教學(xué)體系，改革物理化學(xué)實驗教學(xué)模式，促進學(xué)生動手能力和創(chuàng)造性的發(fā)展，成為當(dāng)前高校實驗教學(xué)改革進程中刻不容緩的大事。

1.1創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)模式研究內(nèi)容

1) 構(gòu)建“基礎(chǔ)-綜合-科研”三階段多層次實踐教學(xué)培養(yǎng)體系, 依托化學(xué)學(xué)科優(yōu)勢，傳承實驗教學(xué)優(yōu)良傳統(tǒng)，以培養(yǎng)學(xué)生寬厚的基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新能力作為人才培養(yǎng)的核心，加強學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力，并在科學(xué)研究訓(xùn)練中進一步注重創(chuàng)新意識和研究能力的培養(yǎng)；在多層次環(huán)節(jié)中，開展拓展性, 綜合性實驗和開放性實驗，體現(xiàn)個性化實驗教學(xué)，激發(fā)優(yōu)秀學(xué)生對于化學(xué)研究的興趣和潛能。

2) 充分發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，促進科研與實踐教學(xué)的融合與發(fā)展以“科學(xué)研究訓(xùn)練實驗”課程為紐帶，將學(xué)生實踐教學(xué)延伸到科學(xué)研究第一線，設(shè)立物理化學(xué)開放實驗室，本科生參與課題研究成為培養(yǎng)學(xué)生能力的重要支持點。重視大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過各種方法提高大學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實踐能力，積極組織和指導(dǎo)大學(xué)生參加國家級、省部級各類化學(xué)實驗比賽。

1.2創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的實施方案、實施辦法

1) 建立系統(tǒng)、完善、科學(xué)的化學(xué)實驗課程新體系。根據(jù)素質(zhì)教育的要求，著眼于化學(xué)一級學(xué)科層面，建立“基礎(chǔ)物理化學(xué)實驗→綜合物理化學(xué)實驗→開放創(chuàng)新物理化學(xué)實驗”彼此聯(lián)系、逐層遞進、科學(xué)完整的物理化學(xué)實驗課程新體系。新體系充分體現(xiàn)了“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、大綜合”的現(xiàn)代教育理念，極大地推動物理化學(xué)實驗教學(xué)改革。

2) 物理化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容更新。省級化學(xué)實驗教學(xué)中心的成立為大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)造了條件。在總結(jié)了以往的經(jīng)驗和吸收了國內(nèi)外大學(xué)的先進教學(xué)理念的基礎(chǔ)上，以實驗技術(shù)要素為主線整合重組了基礎(chǔ)類化學(xué)實驗課程，以綜合能力和研究能力培養(yǎng)為目標(biāo)建設(shè)了“綜合化學(xué)實驗”。綜合化學(xué)實驗是打破原來專門化實驗，取消了二級學(xué)科的專業(yè)界限，在化學(xué)一級學(xué)科層面上建立的內(nèi)容交叉、技術(shù)綜合的實驗。這些實驗項目跨兩個以上二級學(xué)科或跨兩個以上一級學(xué)科，大多數(shù)內(nèi)容均直接來自于教師的科學(xué)研究成果, 將比較多的基本理論、基本實驗技能融合在一個實驗中，使實驗內(nèi)容綜合聯(lián)系化學(xué)、化工、材料、環(huán)境等學(xué)科，大多數(shù)綜合化學(xué)實驗均綜合了無機或有機化合物的制備、分離提純、物理化學(xué)性質(zhì)的測試、結(jié)構(gòu)表征及其在催化劑、傳感材料、功能材料等領(lǐng)域的實際應(yīng)用，具有系統(tǒng)性和創(chuàng)新性。使實驗教學(xué)更加接近于實際，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)和提高學(xué)生解決實際問題的能力。

3) 學(xué)生自主實驗的創(chuàng)新與實踐

課堂內(nèi)容模式取消了單純的驗證性實驗，由基本操作到多個層次的綜合，由多個層次的綜合到設(shè)計創(chuàng)新；從2006年開始全面啟動開放化學(xué)實驗室。開放化學(xué)實驗室目前進行的內(nèi)容分為二部分:

① 消化型內(nèi)容：主要進行基本知識、基本操作、基本技能的強化訓(xùn)練。針對大一學(xué)生來自不同的中學(xué)，實驗基礎(chǔ)相差較大,那些實驗基礎(chǔ)能力較差的學(xué)生,在課堂規(guī)定的時間內(nèi)達(dá)不到基本要求,可以自選時間來開放實驗室進行再訓(xùn)練,直至達(dá)到基本要求為止。

② 提高型內(nèi)容：主要針對大二、大三實驗理論、實驗技能優(yōu)良、學(xué)有余力的優(yōu)秀生。這部分內(nèi)容選題要求前瞻、新穎，學(xué)生以課題組為單位結(jié)合本院的科研工作自選課題，在教師的指導(dǎo)下經(jīng)過立項申請、課題組答辯和專家組評審確定立項后來開放實驗室進行科研活動。實驗中心提供必要的實驗場地和儀器設(shè)備及大部分實驗試劑，學(xué)院、學(xué)校給每個課題組400元經(jīng)費的資助，由課題組負(fù)責(zé)人統(tǒng)一掌握，用來支付資料、檢測等費用。資助期限一般為一年。學(xué)生根據(jù)自己上課情況自主安排時間進入開放實驗室，利用課余、節(jié)假日等時間進行實驗。在開放創(chuàng)新實驗過程中學(xué)生在充分查閱資料的基礎(chǔ)上自行設(shè)計實驗方案，經(jīng)教師審閱后進行操作，在實驗的基礎(chǔ)上撰寫研究論文，使學(xué)生受到從查閱資料、設(shè)計實驗方案、實驗操作到書寫論文全過程的科研訓(xùn)練。顯然，開放化學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、創(chuàng)新思維能力和團隊精神優(yōu)勢得天獨厚。

4) 計算機輔助物理化學(xué)實驗教學(xué)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機技術(shù)已在各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，特別是在物理化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用更具有廣泛性。物理化學(xué)實驗多媒體課件及其教學(xué)網(wǎng)絡(luò)的制作與應(yīng)用是改革師范院校物理化學(xué)實驗課程教學(xué)方法和教學(xué)手段的主要途徑。應(yīng)用計算機多媒體教學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來輔助物理化學(xué)實驗教學(xué)，構(gòu)建合理的物理化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源平臺，為學(xué)生獲取豐富的教學(xué)資源, 實行個性化學(xué)習(xí)提供自由的空間。物理化學(xué)實驗課程網(wǎng)頁可以為學(xué)生提供豐富的課程內(nèi)容、課程文獻資源, 實現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)優(yōu)化，能較好地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、獨立工作能力。使得教師和學(xué)生的教學(xué)活動不在局限與課堂，大家可通過計算機，在自己認(rèn)為合適的地點和時間，通過計算機網(wǎng)絡(luò)和CAI軟件從事教學(xué)活動。通過這樣的學(xué)習(xí)，淡化了教師的作用，突出了學(xué)生的自主性和主動性，有利于對學(xué)生自學(xué)能力和綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)，利用網(wǎng)上論壇和留言系統(tǒng)讓老師實時掌握學(xué)生存在的問題。

通過采用多種實驗形式和現(xiàn)代化的教學(xué)手段(多媒體、網(wǎng)絡(luò)等)，實現(xiàn)了物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的多元化和教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新。

1) 制作基礎(chǔ)物理化學(xué)實驗基本操作視頻演示: 目的是規(guī)范教師與學(xué)生的基本操作，使學(xué)生打下堅實寬厚的實驗技能基礎(chǔ)。該內(nèi)容以多媒體播放格式放到網(wǎng)站上，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)可以隨時觀看。

2) 網(wǎng)絡(luò)模擬物理化學(xué)實驗的建設(shè): 構(gòu)建“虛擬物理化學(xué)實驗室”和化學(xué)實驗常用儀器設(shè)備素材庫，為相關(guān)人員提供互聯(lián)網(wǎng)上物理化學(xué)實驗的模擬操作。

3) 物理化學(xué)實驗多媒體教學(xué)軟件的研制: 我們充分考慮到物理化學(xué)實驗和儀器設(shè)備的特點。運用各種多媒體技術(shù)，力求達(dá)到物理化學(xué)實驗教學(xué)的系統(tǒng)性、科學(xué)性與圖象畫面的完整性、美觀性和生動性的較好統(tǒng)一。相信隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，物理化學(xué)實驗多媒體教學(xué)軟件的研制和開發(fā)將會向更完美的方向發(fā)展，從而達(dá)到提高物理化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量目的。

4) 建設(shè)開放性物理化學(xué)實驗室，形成新的物理化學(xué)實驗教學(xué)管理模式。對物理化學(xué)實驗教學(xué)進行改革，既保留了優(yōu)秀的驗證性實驗，又更新了實驗內(nèi)容，增強綜合性、設(shè)計性及創(chuàng)新實驗，這樣，不僅開拓了學(xué)生的知識面，而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識。但常規(guī)的實驗教學(xué)管理模式已不適應(yīng)要求，尤其是綜合性、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新實驗的開設(shè)，往往需要大量的時間和精力，不像一般的基礎(chǔ)性實驗按實驗指導(dǎo)書的規(guī)定即可完成，它需要付出創(chuàng)造性的勞動，對優(yōu)選出來的創(chuàng)新作品，需立項并進行制作，以參加更高層次的創(chuàng)新設(shè)計競賽。建立物理化學(xué)開放性實驗室，是物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的一種改革，也是物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的方向，其思路是鼓勵學(xué)生在課余時間參加開放式實驗、創(chuàng)新實驗、科研和各類社會活動，提高實驗教學(xué)水平，進一步加強素質(zhì)教育，提高學(xué)生綜合創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

2 構(gòu)建創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)效果

以理論教學(xué)帶動物理化學(xué)實驗教學(xué)的改革，以實驗創(chuàng)新促進實驗室建設(shè)，以實驗創(chuàng)新促進師資隊伍的建設(shè)，以實驗創(chuàng)新提高學(xué)生對實驗的興趣，以實驗創(chuàng)新增強學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。以創(chuàng)新實驗基地與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有機結(jié)合為切入點，以創(chuàng)新設(shè)計和創(chuàng)新競賽為手段，改革高校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的模式，解決高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需解決的關(guān)鍵問題。以學(xué)生發(fā)展為本，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力為主要內(nèi)容，構(gòu)建開放式、探究式的化學(xué)實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力培養(yǎng)基地。結(jié)合化學(xué)專業(yè)的特點，要求學(xué)生理論和實踐并重，特別是對物理化學(xué)實驗教學(xué)的改革，進行了一些有益的嘗試，構(gòu)建并逐步完善了“基礎(chǔ)-綜合-開放” 三階段多層次實踐能力教學(xué)培養(yǎng)體系，以培養(yǎng)學(xué)生寬厚的基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新能力作為人才培養(yǎng)的核心。開放物理化學(xué)實驗室，加強學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力, 努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及動手能力。重視大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，通過各種方法提高大學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實踐能力，以全面提高學(xué)生綜合能力和獨立工作能力，適應(yīng)社會市場經(jīng)濟發(fā)展的需要。

通過創(chuàng)新型物理化學(xué)實驗教學(xué)模式的研究與實踐，大力開展科技創(chuàng)新活動，營造良好的科技創(chuàng)新氛圍，通過各種方法提高大學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和實踐能力，逐步使其規(guī)范化、制度化；促進物理化學(xué)實驗教學(xué)的改革，以創(chuàng)新促進實驗室建設(shè)，以創(chuàng)新促進師資隊伍的建設(shè)，以創(chuàng)新提高學(xué)生對實驗的興趣，以創(chuàng)新競賽激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進學(xué)風(fēng)建設(shè)，以創(chuàng)新增強學(xué)生的自信心，創(chuàng)業(yè)意識。

[1]陳 芳，易回陽，王衛(wèi)東,等. 物理化學(xué)實驗[M]. 武漢: 武漢大學(xué)出版社, 2013.

Cultivatingchemicalinnovativetalentsbasedontheindependentcollege,buildinginnovativeteachingmodeofphysicalchemistryexperiment

WANG Wei-dong

(Department of Chemistry and Chemical Engineering,College of Arts and Science College,Hubei Normal University，Huangshi 435002,China)

To build innovative teaching mode of physical chemistry experiment as the research method，the development of students oriented，to cultivate students' creation spirit and practice ability as the main content，construct open and inquiry-based experimental and innovative ability cultivation station. Attention to cultivating innovative ability of undergraduates, improve their operative ability, creation ability and practice ability through various means.

independent college ; physical chemistry experiment; chemical creative talents

2013—12—12

湖北師范學(xué)院文理學(xué)院教研項目(XJ201301)資助

王衛(wèi)東(1964— )，男，遼寧錦州人，教授，主要從事結(jié)構(gòu)化學(xué)，物理化學(xué)教學(xué)與研究.

O6-31

A

1009-2714(2014)02- 0098- 04

10.3969/j.issn.1009-2714.2014.02.022