于建成
(六盤水師范學(xué)院國有資產(chǎn)管理處,貴州 六盤水 553000)
物理化學(xué)實驗,作為依托物理手段與方法,借助數(shù)學(xué)工具探索物質(zhì)體系的化學(xué),物理性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的重要學(xué)科,其融合化學(xué)領(lǐng)域當中各分支學(xué)科需求的基礎(chǔ)研究方法與技術(shù),在銜接基礎(chǔ)理論和應(yīng)用學(xué)科以及科學(xué)研究方面發(fā)揮著橋梁作用,同時在幫助大學(xué)生掌握物理化學(xué)相關(guān)理論內(nèi)容,了解化學(xué)研究多元化方法及手段,加強實踐應(yīng)用水平與培育科研,創(chuàng)新能力等層面發(fā)揮著不可代替的作用。基于新形勢與新時期人才培育新要求,以及新建本科大學(xué)辦學(xué)定位特征,原有的教育模式對培育具備創(chuàng)新與實踐能力的高端人才已顯得有心無力,因此物理化學(xué)實驗教改已迫在眉睫。
因大型精密儀器設(shè)施設(shè)備價值相對較高,多數(shù)院校并不會頻繁更新,所以在物理化學(xué)相關(guān)實驗室所配備的儀器多已應(yīng)用十余年乃至二十余年。多數(shù)儀器設(shè)施因超過本身使用年限,儀器性能不具備較高的穩(wěn)定性,使得實驗具體操作中檢測數(shù)據(jù)存在較大誤差,難以獲得有效且科學(xué)的實驗結(jié)論,此現(xiàn)象嚴重弱化了大學(xué)生積極思考問題與認真完成實驗的積極性,甚至部分老師都會有“沒意思”的感覺。并且,如若實驗儀器或相關(guān)設(shè)施更新時間緩慢還易致使新建本科大學(xué)物理化學(xué)實驗課程人才培育脫離社會需求。部分陳舊的實驗儀器設(shè)施操作步驟繁瑣,在不斷實踐中已經(jīng)被集成度與自動化程度較高的新型儀器設(shè)施所淘汰,例如,阿貝折射儀、自治熱電偶以及托盤天平等。
教育環(huán)節(jié)不合理的問題具體呈現(xiàn)在下述兩個層面:一方面,教育環(huán)節(jié)相對保守且實驗教學(xué)內(nèi)容較為陳舊,普遍甚至所有實驗內(nèi)容均源自傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗課程教材當中所包括的經(jīng)典實驗內(nèi)容。這一內(nèi)容的設(shè)計有其可取之處,體現(xiàn)在容易把控教育過程,可以最大程度確保學(xué)生們在規(guī)定時間里切實完成課程實驗內(nèi)容,并達到理想化的訓(xùn)練目標。然而,這一形式的不足之處也極為顯著,此類歷經(jīng)反復(fù)交叉驗證過的且較為成熟的課程實驗項目,在實驗開始前便已得知最終實驗結(jié)果與結(jié)論,在較大程度上會導(dǎo)致學(xué)生們放棄主動思考,從而機械化的完成課程實驗任務(wù),并且對學(xué)生們創(chuàng)新意識以及思維能力均會造成嚴重影響。另一方面,教育手段及考核形式較為單一化。一直以來,物理化學(xué)實驗教育普遍采用教師講析、學(xué)生實踐操作、課后撰寫實驗報告以及期末實施考核傳統(tǒng)教育形式。同時,考核內(nèi)容普遍離不開陳舊的實驗教育內(nèi)容,甚至有時在實驗教育內(nèi)容設(shè)計層面僅憑教師主觀意識。
現(xiàn)如今,在相對保守的實驗教育環(huán)節(jié)當中,教師具有較強的主動性。教師的教學(xué)質(zhì)量對于教育成效有著不可忽略的影響。新建本科大學(xué)物理化學(xué)實驗教師普遍由學(xué)校理論課教師擔(dān)任,但是因為諸多因素影響,物理化學(xué)實驗教育并未獲得和理論教育相同重要的教學(xué)地位,甚至有時淪為相關(guān)理論課教育的附屬學(xué)科,致使多數(shù)實驗教學(xué)教師對于物理化學(xué)實驗課程教育缺乏足夠的重視程度。此現(xiàn)象所導(dǎo)致的結(jié)果便是,教師并未主動積極更新個體知識架構(gòu),探究學(xué)生們知識學(xué)習(xí)、能力培育以及素質(zhì)提高等層面的內(nèi)在關(guān)聯(lián),忽略學(xué)生們于具體學(xué)習(xí)過程當中的現(xiàn)實需求。此時,教師和學(xué)生需要通過共同努力與探討研究才可找尋到解決問題的答案[1]。
當前,新建本科大學(xué)應(yīng)按照專業(yè)育人目標及學(xué)校軟硬件設(shè)施,創(chuàng)新實驗課程體系,完善針對各專業(yè)物理化學(xué)的課程大綱。同時,精選以往經(jīng)典實驗內(nèi)容,并對于實驗物品、方法與實驗環(huán)節(jié)等層面實施整合、優(yōu)化以及延伸,科學(xué)安排和專業(yè)育人目標現(xiàn)實需求契合且具備創(chuàng)新意義的實驗項目,最終歸納總結(jié)為課程講義[2]。比如,化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)相關(guān)實驗,為使得實驗教學(xué)過程具有針對性,緊密聯(lián)系專業(yè)實踐運用,將教材當中的萘以蔗糖代替,此實驗便轉(zhuǎn)換成食品領(lǐng)域?qū)I(yè)性較強的食物熱值實驗,而對化工專業(yè)的大學(xué)生,可使檢測煤的燃燒熱,此改革在提升大學(xué)生對實驗學(xué)習(xí)興趣及熱情的同時,還能使其把握新的專業(yè)研究手段,調(diào)動其創(chuàng)新思維。另外,將教師科研創(chuàng)新成果引進物理化學(xué)實驗課程體系當中,不僅可加強實驗項目創(chuàng)新性,還可使學(xué)生們接觸到科學(xué)前沿的實驗研究。
首先,開設(shè)實驗緒論課,調(diào)動學(xué)習(xí)興趣與好奇心。實驗緒論課涵蓋:課程要求與目的、實驗數(shù)據(jù)處理與實驗誤差、計算機技術(shù)在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)的運用、所用實驗儀器功能和介紹。課程教學(xué)前,教師應(yīng)利用多媒體技術(shù)輔助緒論講座的進行,令學(xué)生們掌握物理化學(xué)實驗所具備的綜合性及較強的指導(dǎo)應(yīng)用功能,運用物理學(xué)實驗方法及化學(xué)手段、計算機軟件與數(shù)學(xué)為工具多途徑結(jié)合,綜合分析結(jié)果特征等,引起大學(xué)生關(guān)注并提升其學(xué)習(xí)興趣。其次,突出學(xué)生主體性,創(chuàng)新教育手段。以往物理化學(xué)實驗課程教育中,教師占據(jù)絕對的課堂主導(dǎo)地位,并面向?qū)W生群體實施知識單向傳輸,消耗過多精力與時間在實驗原理、步驟以及數(shù)據(jù)處理等實驗細節(jié)講解方面,導(dǎo)致學(xué)生生成依賴心理,對于課前預(yù)習(xí)存在懈怠心理,從而對學(xué)生們實驗?zāi)芰ε嘤斐上麡O影響,也制約了學(xué)生們創(chuàng)造性與積極性的發(fā)展。
嚴格、公平與合理的考核制度能夠達到有效激勵學(xué)生的作用。針對物理化學(xué)實驗課程而言,教師應(yīng)建立每學(xué)期學(xué)生實驗檔案記錄卡,并記錄其課程預(yù)習(xí)成績、具體實驗操作成績與實驗報告成績,學(xué)生最后課程成績由三者共同構(gòu)成,這是近年來相對合理與嚴格的考核制度,但學(xué)生實驗課程最終成績依然難以真實的體現(xiàn)其綜合能力。因此,應(yīng)在此基礎(chǔ)上設(shè)計新的物理化學(xué)實驗報告范式及其相匹配的原始數(shù)據(jù)記錄報表,采用實驗報告兼具實驗檔案卡與預(yù)習(xí)本,大學(xué)生們把預(yù)習(xí)內(nèi)容確切整理歸納到實驗報告中,不可重復(fù)抄寫以往內(nèi)容,實驗報告最后確立打分欄,涵蓋預(yù)習(xí)、實操、報告與綜合成績等。教師授課前檢查學(xué)生們預(yù)習(xí)成果,并在實驗報告相關(guān)板塊進行打分。在實驗結(jié)束后,大學(xué)生們把單頁實驗數(shù)據(jù)交由教師,教師按照實操表現(xiàn)與數(shù)據(jù)操作欄為學(xué)生打分,最終數(shù)據(jù)記錄與實驗報告共同上交。教師審核兩個表格當中實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果,并判斷該實驗報告在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)是否為學(xué)生原創(chuàng),從而給予相應(yīng)成績,隨后確定學(xué)生綜合成績。這一考核方式,便于教師更為嚴格與有效的實施考核制度,學(xué)生也能感受到公平合理的成績,從而提升實驗興趣與認證程度,最終提高實驗教育質(zhì)量。
綜上所述,物理化學(xué)實驗教育有著培育學(xué)生們創(chuàng)新意識、思維能力以及提高其綜合能力的作用,并在專業(yè)課和基礎(chǔ)課之間發(fā)揮著橋梁作用,所以物理化學(xué)實驗教育在工科類專業(yè)大學(xué)本科教育體系當中有著不可代替的作用與地位,尤其在新建本科大學(xué)當中。因諸多主觀與客觀因素,現(xiàn)階段該實驗教育面臨眾多難題,學(xué)校與教師應(yīng)針對自身面臨的實際問題,制定針對化解決措施,融合教育內(nèi)容及學(xué)生們實際狀況進行因材施教,進而培育創(chuàng)新型與應(yīng)用型人才。