黃繼明，劉潤(rùn)清，吳思展，高 森

(銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

探究教學(xué)就是將研究的理論教授給學(xué)生，讓其按著過(guò)去科學(xué)家得出理論的過(guò)程，探究一遍，從而來(lái)解釋理論的發(fā)生。其主要是刺激學(xué)生對(duì)科學(xué)的理解，進(jìn)一步深化學(xué)生動(dòng)腦，查閱的能力，是一個(gè)對(duì)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的提升方法。具體包括兩個(gè)方面：第一方面就是給學(xué)生提供一個(gè)可以能夠自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，使其能夠自主的學(xué)習(xí)去學(xué)習(xí)知識(shí)，并掌握相應(yīng)的技能[1]。第二方面就是在學(xué)生有困惑時(shí)及時(shí)給出相應(yīng)的指導(dǎo)和糾正。探究教學(xué)總而言之并不是直接給學(xué)生填鴨式的教學(xué)，而是讓學(xué)生在探究過(guò)程中更加深層次的理解科學(xué)理論，并能更加準(zhǔn)確的解釋相關(guān)科學(xué)理論。

1 物理化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介及意義

物理化學(xué)本身是一個(gè)相對(duì)較難的學(xué)科，大多的學(xué)生反應(yīng)該學(xué)科的理論難理解，實(shí)驗(yàn)更是沒法深究，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)也是老師設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是在一旁觀摩或者就是按老師的步驟做實(shí)驗(yàn)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系卻無(wú)法得到深刻的理解[2]。而且在更深層次的研究和實(shí)驗(yàn)中并沒有將該學(xué)科的知識(shí)運(yùn)用的到實(shí)驗(yàn)中，造成該學(xué)科只是成為學(xué)生的噩夢(mèng)。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的主角主要是老師，學(xué)生大都在旁聽老師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)步驟和方案。多數(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)都采用的是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所用的實(shí)驗(yàn)方法也是按老師的設(shè)計(jì)的套路一步一步操作[3]。到最后實(shí)驗(yàn)結(jié)束其實(shí)并不能將實(shí)驗(yàn)與理論聯(lián)系起來(lái)。大多和無(wú)用功無(wú)大差別。目前學(xué)生大多仍然處于"填鴨式"教學(xué)，學(xué)生一味的處于接受狀態(tài)，而忽視了學(xué)生創(chuàng)新的能力和想象力的開發(fā)。為未來(lái)科學(xué)研究是個(gè)不小的打擊。因此，改變當(dāng)今的教育模式刻不容緩。若持續(xù)當(dāng)下的教育模式，許多的有創(chuàng)新性和有想法的專業(yè)性人才會(huì)被在本科教學(xué)中扼殺在搖籃里，為未來(lái)國(guó)家持續(xù)人才的培養(yǎng)以及有更多的創(chuàng)新性人才可以為國(guó)家做貢獻(xiàn)，探究性教育模式無(wú)疑是一個(gè)很好的選擇[4]。

物理化學(xué)研究性實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很好的方式，既能達(dá)到解決學(xué)生們的困惑，使學(xué)生對(duì)物理化學(xué)有進(jìn)一步的理解與探討，不懼怕犯錯(cuò)與結(jié)果，深化了學(xué)生在該學(xué)科的能力的培養(yǎng)。是一個(gè)兩全齊美的方法。

2 大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 課堂教學(xué)中選擇典型方案引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之前，需要在課堂上告知學(xué)生一定的理論知識(shí)，并告知該試驗(yàn)在未來(lái)工作或研究中的用途，并且列出推薦查閱書目，鼓勵(lì)學(xué)生首先對(duì)理論知識(shí)理解透徹，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并告知學(xué)生應(yīng)該多查閱文獻(xiàn)使實(shí)驗(yàn)方案更加完善。同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新與思考的能力。并規(guī)定在指定時(shí)間上交學(xué)生的自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，老師仔細(xì)研讀了學(xué)生的方案后，需要給學(xué)生拿出典型的的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)講解。

挑選的方案應(yīng)該是有缺陷或者會(huì)失敗的方案，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有更深層次的理解自己的實(shí)驗(yàn)，并看到自己實(shí)驗(yàn)的不足及時(shí)調(diào)整自己的方案，但不要強(qiáng)行讓學(xué)生改變自己的方案，應(yīng)該尊重學(xué)生自己的意愿。哪怕是學(xué)生依舊堅(jiān)持錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)。只要在安全范圍內(nèi)，尊學(xué)生的選擇。這樣的情況，即使實(shí)驗(yàn)失敗，學(xué)生也能吸取教訓(xùn)，能從中收益[5]。

2.2 提高學(xué)生的科研創(chuàng)新和分析解決具體問題的能力

實(shí)驗(yàn)中有一些放手讓學(xué)生按他們自己設(shè)計(jì)的方案去操作，老師只是在旁邊起到一個(gè)糾錯(cuò)的存在，避免有一些特殊的情況發(fā)生。比如電解質(zhì)溶液電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用。在測(cè)定難容鹽的溶解度和溶度積中。難容鹽在水中的溶解度很小，溶液可視為無(wú)限稀溶液，因此溶液的摩爾電導(dǎo)率可用無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率代替，即飽和難容鹽濃度=(溶液電導(dǎo)率-水的電導(dǎo)率)/摩爾電導(dǎo)率。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必定會(huì)用到電表以及電線通到水里，這個(gè)時(shí)候必定有微弱的電流通過(guò)水，這個(gè)時(shí)候老師需要提醒學(xué)生務(wù)必帶上塑膠手套，避免觸碰到電線被電到，而且要加小心將電線的其他部分用膠布裹好，盡量減少導(dǎo)電部分裸露[6]。

在課堂中，老師需要告訴學(xué)生一些高危機(jī)器的使用的方法，避免學(xué)生在使用中遇到危險(xiǎn)，但其他方法提醒學(xué)生的盡量少，因?yàn)閷W(xué)生只有在實(shí)驗(yàn)出狀況與自己預(yù)想的進(jìn)展不一樣的時(shí)候才會(huì)思考自己有哪些點(diǎn)做的不對(duì)或遺忘了哪一步以及自己哪些方面操作不當(dāng)，進(jìn)而修改自己的方案并進(jìn)一步規(guī)范自己的操。

遇到是在無(wú)法解決必須由老師出面的時(shí)候，老師也要耐心給學(xué)生講解并提出稍合理的解決方案，讓學(xué)生自主的去試驗(yàn)。例如膠體實(shí)驗(yàn)的電泳測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，電勢(shì)的測(cè)定，電勢(shì)由于儀器設(shè)備的制作工藝，造成儀器讀數(shù)不一，難以穩(wěn)定。學(xué)生重復(fù)測(cè)一個(gè)數(shù)據(jù)，仍不能得到一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。教師可引導(dǎo)學(xué)生考慮換一臺(tái)更加穩(wěn)定的電表，且測(cè)量環(huán)境遠(yuǎn)離噪音，影響讀數(shù)。促使學(xué)生選擇更合理的方法和儀器來(lái)進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)量。

2.3 引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立應(yīng)對(duì)異常狀況

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，傳統(tǒng)課后都會(huì)讓學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，前面大篇幅的實(shí)驗(yàn)原理從課本中抄下來(lái)，做了很多的無(wú)用功，老師仍應(yīng)該要求學(xué)生依舊提交報(bào)告，但重點(diǎn)在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)中遇到的情況以及解決方式。并讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較優(yōu)秀的同學(xué)演示一下自己的實(shí)驗(yàn)，讓其他實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不足的同學(xué)查缺補(bǔ)漏看到自己的不足并在之后的實(shí)驗(yàn)中有進(jìn)一步的改進(jìn)。并嚴(yán)格控制同學(xué)之間互相抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雙方該次實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)作廢，實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)會(huì)被嚴(yán)格記錄在期末考核里。嚴(yán)重者，直接在改學(xué)期課程中給出不及格的分?jǐn)?shù)。

2.4 采取“雙階段”考核模式激發(fā)學(xué)生探究積極性

大多課程都會(huì)選擇考試作為評(píng)價(jià)該科成績(jī)的常規(guī)方法。但考慮到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特殊性，考試做為考核標(biāo)準(zhǔn)不太符合探究實(shí)驗(yàn)的初衷。為考慮能讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，且激發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新性，并且考慮到該學(xué)科課程一般有兩個(gè)學(xué)期，且一般都按部就班循序漸進(jìn)的模式，以及不使學(xué)生在繁重的課程中添加該學(xué)科考試的重壓，參考之前文獻(xiàn)里提到的方法，作者覺得比較可取的考核模式：“雙階段”考核模式[12]。

將“雙階段”考核模式分為兩個(gè)階段。第一階段采用"平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)+實(shí)驗(yàn)操作基本技能考試成績(jī)+實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)考試成績(jī)“方案，第二階段采用”設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)+平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)"方案。以百分制作為每隔階段的評(píng)分。

具體實(shí)施方案：第一階段：“平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)(20%)+實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)考試成績(jī)(45%)+實(shí)驗(yàn)操作基本技能考試成績(jī)(35%)”方案，這一階段主要是學(xué)習(xí)理論知識(shí)，希望學(xué)生能在這個(gè)階段能對(duì)理論知識(shí)有一個(gè)透徹的理解，但是實(shí)驗(yàn)操作也基本學(xué)習(xí)了并操作了，因此在這個(gè)階段，除了考察基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的技能打分。實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)主要采取閉卷筆試進(jìn)行考核，該考試題目由物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)組出題，題型盡量多樣，涵蓋內(nèi)容豐富，盡量概括更多的知識(shí)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)操作考試分為筆試和操作考核，設(shè)置隨機(jī)卡片，卡片上為操作題，學(xué)生隨機(jī)抽取，按卡片上要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，考場(chǎng)兩名老師，來(lái)對(duì)考生的操作打分，取兩位老師打分的平均分。如有學(xué)生不及格，需要即使去實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)自己的不足，下次補(bǔ)考。

第二階段：“平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)(40%)+設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)(60%)”方案，這個(gè)階段主要針對(duì)第二個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課程。這一學(xué)期主要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，查閱文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，是一個(gè)綜合性的提高的過(guò)程。再這過(guò)程中，培養(yǎng)了學(xué)生自主創(chuàng)新，敢于挑戰(zhàn)，團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。為了完成這一教學(xué)目標(biāo)，考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，老師再選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮實(shí)驗(yàn)的可行性以及難易程度，學(xué)生大都初學(xué)者，太難會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的熱情消退，打擊學(xué)生自信心。太容易又達(dá)不到具有考核的標(biāo)準(zhǔn)，可以室平時(shí)實(shí)驗(yàn)的升華或?qū)嶒?yàn)改進(jìn)，查閱文獻(xiàn)找到更好的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，或者自選題目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在具體考核的時(shí)候，老師應(yīng)該公布幾個(gè)實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選擇，學(xué)生需要在接下來(lái)的幾天上交自己選擇的題目或者自己選擇非老師提供的題目，并上交實(shí)驗(yàn)方案。規(guī)定在某一天，學(xué)生需要親自操作自己的實(shí)驗(yàn)，由2～3個(gè)老師觀察，觀察學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。考試結(jié)束，學(xué)生需要提交一份的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告，寫自己在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)以及自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問題及解決方案。老師依據(jù)最終報(bào)告及實(shí)驗(yàn)操作正確度打分。

3 結(jié)論

教學(xué)實(shí)踐表明:物理化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提高了老師的教學(xué)水平與質(zhì)量，同時(shí)提高了學(xué)生對(duì)該學(xué)科的熱情與探討。學(xué)生不僅更好的掌握的相關(guān)知識(shí)理論，而且增加學(xué)生將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)的能力，提高該學(xué)科的理論素養(yǎng)。相關(guān)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)一步掌握了實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)該學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情也被激發(fā)出來(lái)。同時(shí)查閱文獻(xiàn)與相關(guān)書籍，執(zhí)行能力也大大的增強(qiáng)，提高了科研興趣。

[1] 夏春蘭,鄧立志,劉欲文,等.物理化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013,32(8):181-183.

[2] 王春香，張富強(qiáng)，陳麗梅，等.基于液體表面張力系數(shù)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目分析[J].高師理科 學(xué)刊, 2016,36(1):80-82 .

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[4] 張樹永，侯文華，刁國(guó)旺.高等學(xué)?；瘜W(xué)類專業(yè)物理化學(xué)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求建議[J].大學(xué)化學(xué),2017,32(2),9-18

[5] 肖鄭穎.基于Matlab 的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2015,15(6):45-47.

[6] 楊 冬,梅王軍.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化改革[J].大學(xué)教育，2016(1):90-92.

(本文文獻(xiàn)格式：黃繼明，劉潤(rùn)清，吳思展，等.物理化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)思考與淺探[J].山東化工，2018，47(02)：121-122.)