物理化学实验课程教学改革思考分析

[摘要]新冠疫情的发生给高校的化学实验类课程带来了前所未有的挑战。本文基于疫情防控期间《物理化学实验》在线教学工作实践，提出线上线下混合的物理化学实验教学模式和多元化的考核方法，以期提高学生的学习兴趣、自主学习能力和创新意识。

 

[关键词]物理化学实验；线上线下；混合式教学模式；教学改革

 

1引言

 

2020年初，新冠肺炎疫情在全国大爆发。受疫情影响，高校学生无法正常返校上课，使得在线教学成为主要教学手段和教学支撑。根据教育部发布的《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》和吉林省发布的《春季学期延期开学期间教育教学工作方案》要求，吉林化工学院《物理化学实验》课程积极响应教育部的号召，探索实施了线上多平台互动的新型教学模式，取得了较好的授课效果。疫情期间《物理化学实验》课程线上教学工作的顺利完成为实验课堂的教学改革提供了新思路。

 

2线上教学实践

 

为了适应特殊时期的“互联网+教育”教学需要，《物理化学实验》课程作为高等院校理工类专业的一门必修专业基础课[1-4]，开展了基于学堂在线app、超星泛雅网络教学平台(超星学习通)、QQ群和微瑞虚拟仿真实验平台相结合的线上教学。

 

2.1实验室工作教育和实验预习

 

因疫情影响学生返校时间不能确定，线上授课的第一阶段为实验室工作教育和实验预习。经过对比查找各教育资源共享平台提供的《物理化学实验》“慕课”课程，最终选取与我校开设实验题目类似的“学堂在线”西安交通大学《物理化学实验》国家精品课。学生通过观看物理化学实验室工作教育“慕课”视频学习并掌握实验室安全知识及规范操作。为了解学生对以上知识的掌握程度，学生自主学习后，在超星泛雅网络教学平台统一发放工作教育测试问卷，大多数学生测试成绩均在90分以上。实验预习阶段，学生自主观看《物理化学实验》“慕课”视频，回答学习通上每个实验对应的思考题。

 

2.2实验操作——虚拟仿真与实际操作相结合

 

实验操作分为两个部分，一是线上授课，二是返校后实际操作。线上授课阶段采用QQ群讲授结合虚拟仿真平台操作的方式。针对线上教学需求迫切，QQ群新推出了名为“群课堂”的直播间。在直播间中选择语音开课并进行录制，结合我校开设实验和虚拟仿真平台设定的实验内容，为学生讲授我校开设的9个物理化学实验的具体实验目的、原理、步骤和操作等注意事项，并对数据处理提出要求。线上直播教学每周安排1次，每次讲授2~3个实验，每次时间为30~40分钟。此外，我们还应用QQ群作为与学生交流互动的平台，学生听讲之后在仿真平台进行实验操作，在仿真平台操作和数据处理过程中遇到问题及时在QQ群中反馈，群中老师和同学帮助解答。每个实验完成后，学生必须在超星学习通上提交实验报告。学生回归课堂后，从9个实验中选择2个实验进行实际操作。

 

2.3成绩评定

 

我校以往的《物理化学实验》课程考核方式是结合预习报告、实验操作和实验报告三个方面给出成绩。在线上实验教学中，我们增加了实验室工作教育考核，包含物理化学实验室安全和物理化学实验仪器设备的使用等相关内容测试，用以检测学生掌握实验室工作知识的程度，实验室工作教育测试成绩占总成绩的10%。在线上的实验预习考核中，学生自主观看“慕课”视频后，需回答学习通上每个实验对应的课后思考题，思考题的成绩作为实验预习成绩，占总成绩的18%。实验操作和实验报告各占总成绩的36%。实验操作同以往线下实验操作考核的标准不同，线上仿真实验更加注重学生独立完成实验的能力，线下实验操作侧重学生动手能力及团队合作意识，所以，实验操作考核结合线上9次仿真实验成绩和2次实际操作实验成绩综合评定。实验报告考察学生处理数据和分析问题的能力，实验报告必须独立撰写，如果出现作假或抄袭情况，则考虑其实验总成绩为不及格。

 

3《物理化学实验》教学改革思考

 

疫情防控期间，线上《物理化学实验》课程的顺利完成，对于改进课程的教学效果积累了有益经验。

 

3.1实验教学模式改进

 

以往的《物理化学实验》教学模式为：①实验开始前，学生通过实验讲义预习实验，撰写预习报告；②上课时，教师讲授实验目的和内容，示范操作步骤，学生操作实验，观察并记录实验结果[5]；③实验结束时，老师提出数据处理要求，学生课后按要求撰写实验报告。这样的实验模式下，存在着很多弊端，比如：①一些学生撰写预习报告时仅是机械地抄写实验讲义，没有思考；②部分学生对实验内容不感兴趣，不做实验，依赖同小组成员获得实验数据；③部分学生撰写实验报告时不能独立完成，抄袭他人报告等。在这种传统的实验教学模式下，学生被动的接受知识，并不利于学生的自主学习和创新意识的养成。针对上述问题，根据线上教学结果提出改进意见：①新学期开始时，教师建立QQ或者微信群，发布实验题目和实验相关讨论话题，调动学生对实验的兴趣；②实验开始前，学生通过“慕课”视频和阅读实验讲义预习实验，撰写预习报告并回答思考题，增加学生对实验的思考和兴趣；③上课时，学生根据预习内容优先讲述实验梗要，老师进行补充说明，并演示实验，加深学生对实验内容的思考和理解；④在热力学、动力学和电化学实验中各选取1个实验开设线上仿真实验，学生预习实验后，可自行进行虚拟仿真实验操作，验证实验步骤，培养学生独立思考和完成实验能力；亦可提出创新实验想法，课前与老师和同学们在QQ或者微信群中讨论说明，如果创新想法正确又在实验条件允许的情况下，学生可以在上课时对创新实验步骤进行验证。这种仿真实验与线下实验操作相结合的教学模式，充分调动了学生的学习兴趣，培养了学生的思维能力和创新能力。

 

3.2考核方式改进

 

《物理化学实验》课程主要培养学生自主学习的能力。根据课程特点，《物理化学实验》课程成绩考核主要为平时成绩考核，包括实验预习、实验操作和实验报告。总结疫情期间线上授课经验，我们将考核标准进一步细化：①增加实验室工作教育考核，以测试问卷方式考核学生对物理化学实验室设备、仪器操作及安全知识掌握情况，成绩占实验总成绩的10%；②实验预习考核由视频观看、小组提问和预习报告综合给出成绩，占实验总成绩的18%；③实验操作考核涉及线上仿真实验操作和线下实际操作，占实验总成绩的36%；④实验报告考核主要由报告撰写、数据处理、知识拓展等评估，占实验总成绩的36%。

 

4结语

 

本文以疫情防控下《物理化学实验》课程的线上教学实践为契机，探索了高校化学实验类课程的教学改革。笔者希望通过《物理化学实验》课程教学模式和考核方式的改革，提升课程的教学质量和教学效果，提高学生的学习积极性、培养学生的思维能力和创新能力。

 

参考文献

 

[1]张岩，高先池，周立敏．高校物理化学实验教学的改革探索[J]．广东化工，2020，47(12)：226-227．

 

[2]李艳艳，章剑波，叶飞．基于Blackboard与微课的《物理化学实验》教学改革与实践[J]．山东化工，2020，49(15)：201-202．

 

[3]易松健，扶雄辉．当前大学物理化学实验教学中的问题与探讨[J]．广州化工，2020，48(8)：151-153．

 

[4]焉炳飞，李文佐．“课程思政”融入物理化学实验教学模式的初步探索[J]．云南化工，2020，47(2)：182-184．

 

[5]商飞．农林院校生物制药专业生物化学实验教学改革——以安徽农业大学为例[J]．现代农业科，2020(3)：257-258．

 

作者：李双宝 陈杰 单位：吉林化工学院

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