药学院物理化学实验PBL教学法研究论文
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篇1：药学院物理化学实验PBL教学法研究论文
药学院物理化学实验PBL教学法研究论文
摘要：通过调研、问题创设、教学实施、问卷调查和考核评价等方法进行PBL互动式教学方法探索，探讨在药学院物理化学实验教学中应用PBL教学法的效果和可行性。结果表明：在药学院物理化学实验教学中应用PBL教学法，能有效提高学生的学习兴趣和分析解决问题能力，效果优于传统教学模式。
关键词：PBL教学法；药学院；物理化学；实验教学
PBL是基于问题的教学模式，它强调把学习置于复杂的、有意义的问题情景中，让学生成为该情景的主体，自己分析问题，学习解决该问题所需的知识，通过合作解决问题。PBL教学中，教师通过预设问题、提问等方式，激发学生去思考和探索，以培养学生自主学习能力。与传统教学模式相比，PBL教学更注重对学生自学能力，创新能力，发现问题、分析问题和解决问题能力的培养，在提高学生思维能力，培养团队合作精神等方面有着独特的作用[1，2]。物理化学实验教学内容多以验证性实验为主，教师在教学过程中主要承担“教”的任务。实验前教师通常讲解实验原理、步骤，实验仪器的使用方法、注意事项等，这种传统的教学模式导致整个实验过程中学生只是一名“操作工”，只要按实验步骤完成操作即可，始终处于被动学习状态，缺乏独立思考过程，不能激发主观能动性，对学生能力的培养极为不利[3]。因此，我们对药学院物理化学实验课程PBL教学模式的应用进行探索研究，针对药学院校专业特点和物理化学实验课程体系的设置，探讨具有药学教育特色的教学方式与方法，力求对物理化学实验教学模式有一突破。
1研究对象
以山东中医药大学制药工程专业本科级两个班共120名学生为研究对象，平均分为对照组和实验组，对照组采用传统教学法，实验组采用PBL教学法。
2PBL教学法的实施
用预设问题引导学生，提高学习主动性，修改、完善实验项目、实施方案。本研究选择设计性实验进行PBL教学尝试，实施步骤：实验前教师先提出问题，学生根据问题查找资料，设计实验方案；实验中学生发现问题并进行分组讨论，教师适当引导；实验后教师评价、反馈、总结，学生撰写实验报告。
2.1实验项目选择
在完成“蔗糖水解反应速率常数的测定”实验教学后，学生对化学动力学实验有了一定认识，因此选择“金霉素水溶液或维生素C注射液的稳定性及有效期的测定”进行PBL教学，共6学时。
2.1.1提出问题针对该实验，给学生提出以下问题：药物的稳定性和哪些因素有关？金霉素水溶液和维生素C注射液有何性质、特点？有没有文献报道过这两种药物有效期的测定方法？可采用哪些分析测定浓度的方法？哪种方法具有良好的可行性和可靠性？什么是加速法确定药物的有效期？如何通过快速实验得到的数据，计算正常条件下药物的有效期？设计实验方案时，应注意什么？要求学生带着问题去查阅有关文献资料，加深学生对加速法确定药物有效期过程的理解；比较不同浓度的测定方法，应用教材中的理论知识进行思考、分析，掌握加速法测定药物有效期的原理和方法，设计出合理详细的实验方案。
2.1.2分组讨论以小组为单位进行分组讨论，学生针对实验方案中的细节各抒己见，提出科学的解决问题的方法，确定可行的实验方案。教师在讨论中给予学生适当引导或提示，促使问题得到解决。
2.1.3实验实施通过讨论确定实验方案，各组按方案进行实验，记录实验结果。教师进行点评、讲解和总结。学生完成实验报告。教师根据学生讨论中的表现、实验设计、实验操作和最终实验报告对学生进行评价、考核。
2.2结果
实验项目结束后，对两组分别进行问卷调查，让学生对教学效果进行评价。问卷调查内容和结果汇总分析如下：
（1）实验组76.0%的学生认为本实验项目激发了学习物理化学的兴趣，而对照组仅为45.0%。
（2）实验组82.0%的学生认为本实验项目调动了主观能动性，对照组为58.3%。（3）实验组80.0%的学生认为本实验项目能提高分析解决问题能力，对照组为63.3%。
（4）实验组88.0%的`学生认为本实验项目能锻炼文献查阅能力，而对照组仅为26.7%。
（5）实验组76.0%的学生认为本实验项目有助于创新能力的提高，对照组为35.0%。
（6）实验组82.0%的学生认为本实验项目能增强自学能力，对照组为45.0%。
（7）实验组75.0%的学生认为本实验项目能加强同学、师生间交流，对照组为53.3%。从分析结果可见，与对照组相比，实验组学生的主观能动性、分析解决问题和查阅文献能力显著提高，说明PBL教学法对学生创新能力的提高和促进师生及同学之间的交流具有重要作用。
3讨论
PBL教学法更注重对学生自学能力、创新能力和思维方式的培养。“药物稳定性和有效期的测定”实验体现了物理化学课程作为药剂学基础课程的特点，让学生学习如何将理论知识应用到实践，应用课本理论知识解决实际问题，培养学生的自学能力和思维能力。该实验综合了多学科知识，巩固和强化了以下知识点：
（1）药物的稳定性研究可分为影响因素试验、加速试验、长期试验等；
（2）需要根据药物的性质和特点，确定适合的动力学方程式，推算药物有效期；
（3）反应中产物的瞬时浓度的测定可转化为一些容易测定的物理常数的测定，如旋光度、吸光度等；
（4）可升高温度测定适当的高温下的物理量，利用加速反应测定药物的有效期；
（5）有效期测定中要避免副反应的发生。毋庸置疑，PBL教学法对教师的专业素养要求更高，需要教师更深入地了解实验项目领域的相关专业知识，具有较强的责任心，以保证教学效果。此外，PBL教学需要学生利用大量课余时间检索文献资料，进行实验设计、讨论和总结，而大多数学生由于习惯于灌输式教学模式，对于探索式的PBL教学法尚有些不适应。因此，综合实验课时和学生实际情况考虑，PBL教学法在物理化学实验教学中尚不适合全面推广，建议可在2～3个综合性实验中尝试开展。总之，在“药物稳定性和有效期测定”实验中初步运用PBL教学法，提高了学生学习物理化学的兴趣，取得了满意的教学效果，为今后在其他物理化学实验项目中开展PBL教学提供了参考。
参考文献：
[1]尹飞，赵骏，琚辉.PBL教学法在有机化学实验教学中的应用[J].实验室科学，，14（5）：49-51.
[2]张志国，王慧生，阚湘苓，等.谈PBL实施中几个关键环节的把握[J].天津中医药大学学报，，31（2）：105-106.
[3]冯玉.药学院物理化学实验教学改革的初步探索[J].广州化工，2011，39（12）：167-168.
作者:冯玉 王集会 单位:山东中医药大学药学院 山东中医药大学教学实验中心
篇2：初中生物实验教学法研究论文
初中生物实验教学法研究论文
摘要：生物课程具有较大的特殊性，具有很大的探究性不仅需要教师进行理论知识的讲解，还需要学生亲自进行实验，才能让学生对知识领会得更加深刻。因此，在初中生物课堂上，教师常常采用实验教学法来开展教学活动。但是实验教学法的应用需要掌握一定的技巧，才能达到更好的教学效果。本文对实验教学法在初中生物教学中的运用技巧进行探讨，并阐述实验教学法在初中生物教学中的运用优势。
关键词：实验教学法；初中生物；运用
在初中阶段，生物不是主修课程，很多学生对于生物教学的重视程度不够，因此参与教学活动的积极性较低。但为了学生能够为将来生物学科的学习打下一定的基础，教师必须注重生物课堂的教学质量[1]。如果教师采用纯理论的教学方式进行教学，更加无法吸引学生的注意力。在很多学校中，初中生物教师运用实验教学法来提高学生的学习效率，取得了较好的成效。笔者从自己的工作经验出发，并结合相关文献内容，对实验教学法在初中生物教学中的应用技巧探讨和总结，并对实验教学法的运用优势进行阐述。
一、实验教学法在初中生物教学中的运用技巧
1、以分组的形式展开实验，培养学生的合作精神
教师在进行实验时，可以以小组的形式来展开。很多实验过程比较复杂，需要进行的操作比较多，单人完成任务的难度比较大。采用分小组的形式进行实验，让小组内成员分工合作，能够保证实验任务较好地完成，同时，还能培养学生之间团结互助的团队合作精神。但在实验过程中，教师还是应当充分发挥其主导地位，组织整个活动的开展，并能够对学生进行及时的指导，从而提高实验的有效性。例如，在《观察叶片的'结构》一课的试验中，学生可以分为几个小组来展开实验。小组内成员有的收集材料，有的负责树叶的切割，有的进行药品标记，有的对相关数据进行记录，有的负责相关资料的查阅等，小组内可以选一个小组长对于组内的工作进行安排与管理，保证小组任务能够顺利的开展。当实验结束之后，小组内成员即可对实验结果进行讨论，相互交流心得，最后进行总结，填写实验报告等。
2、以探究的形式展开实验，让实验充满乐趣
初中生思维较为活跃，在进行实验时，如果实验内容枯燥无味，很难提高学生学习的积极性。如果教师在进行实验设计时，能够让实验内容具有一定的趣味性，就会激起学生进行实验的欲望[2]。生活中很多生物现象都是充满乐趣的，例如，向日葵总是向着太阳转，有些植物被风吹倒之后会重新朝着太阳生长，在一颗植物中，长在下面的枝杈会比上面一节的长等。这些现象都充满了乐趣，也充满了神秘感。教师在设置实验时，可以先由这些现象引出生长素的知识点，再提出相关的问题：植物为什么具有向光性？如果将一直立生长的幼苗横向放置，过几天后，植物会像哪个方向生长？如果对一株植物采用单侧光进行照射，过几天后，植物会朝哪个方向发展？这些事物现象本身就充满乐趣，当教师提出这些问题后，学生便会迫不及待地想要进行实验。学生可以采用实物进行实验观察，也可以采用琼脂块、云母片以及生长素等进行实验室内的实验。
3、与实际生活相结合，使实验更具有吸引力
当教师讲述到与人类生活关系较为密切的内容时，可以结合实际生活来对实验进行设计，让学生更加积极加入到实验中来。学生总是对生活中常见的现象才会表现出极大的兴趣，教师应该充分利用这一特点来将实验教学法运用到初中生物教学中，结合实际生活中的现象来进行实验，这样的实验内容会让学生觉得很接地气，从而达到吸引学生注意力的目的，让学生更加积极参与到实验活动中来[3]。同时，由于实验内容与实际生活相关，因此学生在实验过程中，可以将自己现实中的生活经验相关的知识进行迁移，有助于学生对实现现象的理解。以《人体对事物的消化与吸收》一刻为例。人类每一天都在进食，但是大部分人在进食时都没有想过实物消化和吸收的原理。教师在设计与之相关的实验时，可让学生先进行思考，为什么食物在我们人体内能够消化和吸收？然后引出唾液淀粉酶的概念，让学生对于其原理有一个理论上的了解[4]。当进行实验时，学生就会带着极大的兴趣去观察，并能够主动去查阅相关的资料，从而对唾液淀粉酶以及消化酶等进行更加深度的探究。
二、实验教学法在初中生物教学中的应用优势
1、提高学生学习的积极性传统教学模式中，纯理论的教学方法容易让学生产生烦躁的心理，上课时注意力容易分散，同时，课堂气氛较为沉闷，教学效率较低。采用实验教学法进行教学，能够有效地将课堂气氛活跃起来，增添课堂的乐趣，从而提高学生学习的积极性。
2、降低生物课程的学习难度
生物课程中一些内容比较难以理解，如果光靠理论知识的传输，很难让学生理解。但是如果采用实验教学法来进行教学，学生就可以直观地观察到一些生物现象。例如叶片的内部结构，如果教师光采用理论或者画图来进行教学，这些内容就会显得比较抽象。但是如果能够让学生在显微镜下观察叶片的结构，学生便可以直观地看到叶片内的叶绿体、线粒体、高尔基体等结构，使学生对于相关知识的学习难度降低，教学效果得到很大的提高[5]。
3、促进师生关系的和谐
教师采用实验教学法展开教学时，会增强课堂上师生之间的互动，促进师生之间关系的融洽。同时，在进行实验时，教师作为指导者的身份加入实验活动中，无形中拉近了教师和学生之间的距离。融洽的师生关系能够让学生在一个轻松的氛围下学习，其学习效率也会得到较大的提高。
三、结语
近年来，实验教学法已经被很多教师应用到初中生物课堂上，并且取得了较好的教学效果。该教学方法能够使拖堂脱离枯燥的纯理论教学模式，使得课堂气氛较为活跃，能够有效地将学生的注意力集中在课堂上，提高学生的学习积极性。同时，教学实验还能够培养学生的动手能力，对知识的探究能力等，是一种较为有效的学习方法。
参考文献:
[1]李灿洪.实验教学法用于初中生物教学的实践探究[J].考试周刊,,64:143.
[2]陆海春.实验教学法在初中生物教学中的应用[J].新课程导学,2016,23:77.
[3]刘敏.实验教学法在初中生物教学中的应用研究[J].新课程(中学),2016,08:58.
[4]崔亚萍.实验教学法在初中生物教学中的运用[J].中华少年,2016,23:142-143.
[5]黄玉岷.实验教学法在初中生物教学中的应用探究[J].考试周刊,2016,61:154.
篇3：初中物理实验教学法研究论文
初中物理实验教学法研究论文
摘要：初中物理学科是一门实验性很强的学科，因此在初中物理教学过程中要主要合理利用实验教学法来对所学知识进行巩固和加深。很多教学方法的误区是很容易将学生引入一个错误的学习方式的，因此，在进行实践教学的过程中，教师要加强对于学生实践能力的培养和对于理论知识的合理引用。针对学生的具体实践情况来分层对学生进行系统化科学化的教学，这样的教学策略对于学生综合素质水平是有很高的提升的。本文将针对一些初中物理教学的实验教学具体方面来进行一些自己的阐述，希望对于初中物理学科的教学工作有所帮助。
关键词：初中物理；实验教学；创新意识
物理的许多基础知识是基于实验开展的，因此通过实验的教学方法来让学生对于基础知识有更好的理解是一种科学有效的教学方法。物理实验室很考验学生对于新事物的掌握和理解能力的，一些物理知识发展能力的综合水平测试手段都是通过实践步骤来完成的。因此，教师在对于学生的观察能力，思考能力，动手实践能力进行考察测评的时候，也要采取一些灵活有效的'教学方法来强化实验教学的积极作用，充分发挥实验教学在推动物理知识应用，提高物理教师质量和效率的积极作用。
一、突出实用性
物理教育的很多用处都体现生活方面，因此实用性是很关键的。在调动学生参与物理实践教学的过程中，培养学生积极性很重要。因为实用，所以才要加强学生对于实验学习的理解，每个学生探索实践的过程都是他们思考能力显著提升的过程，因此，在对一些具体的实践分析问题进行讲解和解答时，要以合作交流，辩证分析为前提，加强学生对于提高动手操作能力，观察事物变化并且进行具体独立思考分析的过程是对于提升学生科学素养，养成良好的学习习惯很重要而关键的部分。许多教学单从学习知识的角度看，对于学生学习水平的提高，起着很关键的作用。但是在实用性角度出发就显得相形见绌，因此重视培养学生对于实用性的掌握能力是物理教学中最基本的教学活动形式。例如，在讲解伽利略观察教堂里吊灯摆动从而发现了单摆振动的规律课堂内容时可以结合牛顿由于观察苹果落地而发明万有引力定律，奥斯特因细心观察而发现了电流的磁效应等一些生活中善于发现的实例给予阐述，让学生加深理解。
二、扩展实验的范围
在教材上设定的实验案例是教学过程中必要的组成部分，但是一些针对其他教材内容而开展的实验就没有能够引起老师的合理重视，这样一来，许多教材内容只能通过教师自己的口头讲解来进行分析，学生也只是对于知识进行复制和吸收。这在一定程度上是很容易造成学生学习效率低下，没有学习兴趣的很大原因，因此要想法设法的让学生可以自己动手做实验所需要材料，然后根据课本内容自己制作教具，这样一下，学生的动手实践能力可以得到显著的提升。例如：在学习压强这节内容时，我会让每位学生都用圆规和橡皮泥做压强实验：圆规的尖端可以放在橡皮泥上和平放在橡皮泥上，这样一下可以明显得到一些印记深度不一样的实验结果，这就说明压强与受力面积有关;这样虽然很简单但是却很实用的实验教学对于学生实验学习时很有帮助的，而且在实验教学中所取得的教学效果也是很明显的。
三、将实验向日常生活延伸
学生的课外实验和小制作，是锻造学生的动手能力和对于知识的理解的能力的有效方法，让学生自己观察自己所设计实验的一些现场和结果可以让教材内容跟进变得更加轻松容易。而且课堂气氛会十分活跃，很多学生在不同层次的知识基础上所进行的集体性活动是很有影响的。尤其是叫教学内容与日常的生活实践想联系，那么教学和学习都会有所裨益。例如学习能的转化，对物体做功物体内能增加，课堂实验效果不明显，教师就可以让学生在课下利用课余实践观察做机械铁门时刚才所出现的火花，从而在这种课外研究的过程中能够有自己的理解。同时，在寻求和课外生活联系时寻找好延伸点，做到课内、课外实验相衔接。同时，一些实验内容和实验任务的安排是要有一定层次的，要根据学生具体的情况，让每个学生都有操作机会前提下，对于学生进行合理的分组，然后教师对于一些存在难度的步骤进行讲解督导，及时对于研究成果做一定的总结和回报，这样一来，学生就会知道自己的基本情况，从而在接下来的学习过程中不断的充实自己，增加自己长处，对于短板有自己的训练和研究。
四、加强对学生探究性实验能力和创新意识
例如，我们可以在教学过程中的教材所需实验材料让每位学生都能够有自己的理解从而有所创造和发明，相信利用自己的实验材料进行实验学习的过程会给他们的学习过程留下很深刻的影响。
五、总结
在初中物理的实验教学中，每个教师都要利用自己的教学经验进行实践教学的具体分析和谈及，并且最终形成一个科学有效的实验发明，发散学生思维，创造自己的创新实践能力提升，对于实验教学的理解程度加深等都可以在物理实验教学中有所表现。总体来说，就是要用积极有效的引导手段提升学生综合实践能力，为以后的学习工作奠基。
参考文献：
[1]司金涛.初中物理高效课堂教学的构建与应用[J].时代教育,,(18).
[2]陆伟明.初中物理高效课堂模式新思考[J].考试周刊,2014,(40).
篇4：物理化学实验教学体系研究论文
摘要：:物理化学实验教学体系的改革以培养学生创新能力，提升综合素质为目标，从教学目标、教学内容、教学模式等方面进行改革与创新;突出以学生为中心，激发学生的学习兴趣和积极主动性，提升创新能力和综合素质。
关键词:物理化学实验;教学改革;创新能力
如何激发学生的创新意识、自主学习能力和严谨的科学研究态度，适应时代要求，满足新世纪高素质、创新性人才培养的需求是新时期、新形势下高等教育改革的焦点话题。为了提高学生的综合素质，培养其创新能力和解决问题的能力，很多高校老师依据自身学科特点开展相关的实验教学体系教育教学改革，提出了不同的改革方法与思路［1，2］。物理化学实验作为公共平台课程是培养学生的基本技能和提高学生综合素质的重要手段和途径，我们对物理化学实验的教学目标、教学内容和教学模式等方面进行了改革与创新，以期真正发挥物理化学实验在高水平创新人才培养中的作用。
篇5：物理化学实验教学体系研究论文
以往的物理化学实验教学内容以验证性实验为主，侧重于学生理论体系的培养，缺乏创新性，学生动手能力和主动学习的能力得不到提升。为了调动学生学习的积极主动性，培养其动手能力和创新能力，提高综合素质，我校物理化学实验教学教研组在教学实践中不断探索，建立了“基础－提高－综合”分层次教学体系，构建了立体化物理化学实验综合创新平台，以精选的少量验证性实验为基础，通过设计性实验提高学生的动手能力，以综合实验调动学生学习的积极主动性，培养学生的创新能力和综合素质，逐步实现:“强化创新设计性、淡化验证性、提升综合素质、培养创新能力”的教学改革目标。
篇6：物理化学实验教学体系研究论文
由于物理化学实验自身的学科特点需要较多的依赖部分专用仪器和设备［3］，因此，设计性实验和综合性实验的数量和范围很大程度上受到条件的限制。以往学生接触到的多是以验证性为主的基础实验:以已学的理论知识为原理，按照预先设定好的实验方案测得实验数据，根据实验原理处理实验数据后与理论值相比较，加深对前面学的理论知识的理解。这样的教学体系存在的问题是教学内容陈旧，缺乏创新性和前沿性，学生被动的按照实验步骤完成实验任务，在操作过程中思考的少，想法少，学习的积极主动性不高，不利于学生动手能力和自主学习能力的培养。近年来教研组在物理化学实验教学的实践中以传统的实验教学体系为基础，精选少量验证性实验，增设大量在传统教学体系中即可实现的设计性和综合性实验，本着以设计性综合性实验为主，验证性实验为辅的教学改革思路，通过大量的教学实践和不断探索，逐步实现实验教学改革的目标。
2．1精选少量验证性实验，夯实理论基础
物理化学实验中有大量经典的实验，如二元液系的气液平衡相图、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定、液体饱和蒸气压的测定、电动势法测定热力学函数等，都是为了能更直观的解释物化课堂上所讲的理论知识，让学生加深对所学相图、二级反应、饱和蒸气压、热力学函数等抽象理论知识的理解。在物理化学实验教学体系的改革中保留了这些经典的实验，进一步夯实理论课堂的基础。
2．2增设大量设计性实验，提高动手能力
在传统的理论教学体系中，设计性实验所占比例较少，学生自主思考能力受到限制，在物理化学实验的改革体系中增设了大量的设计性实验，设计性实验由老师给出题目和要求，具体的实验方法和步骤由学生自主设计，学生可根据自己的专业设计符合自身学科特点的'实验，例如:燃烧热的测定实验:食品学院的学生可测定旺仔小馒头的燃烧热、化工学院的学生可测定苯甲酸的燃烧热、药学院的学生可测定合成单体的燃烧热、生工学院的学生可测定液体啤酒的燃烧热等。实验要求学生根据实验室现有的仪器设备独立完成实验设计方案，写出设计报告，经教师审阅批准后在规定的学时内完成实验，并在课后提交实验论文。学生在设计实验的过程中会将课堂所学的理论知识运用到实际实验当中去，在理论联系实际的过程中进一步巩固所学的理论知识。在提高学习兴趣与学习效果的同时极大的提高了学生学习的积极性与动手能力。
2．3提高综合性实验比例，提升综合素质
在改革的物理化学实验教学体系中提高了综合性实验的比例，旨在提高学生自主思考的能力，提升综合素质。综合性实验由老师给出题目及实验目的，学生通过查阅文献、查找资料等方式寻求达到实验目的的方法，通过小组讨论的方式确定最终的实验方案，同一种实验可用不同的仪器设备达到实验目的。例如:粘度的测定实验既可用传统的奥氏粘度计也可用实际生产中常见的旋转粘度计来进行测定。再例如蔗糖水解反应速率常数的测定实验中由学生通过查找文献资料选择催化剂的种类，通过实验探索确定催化剂的浓度，最终通过几个小组的配合完成实验内容。综合性实验在提高学生对实验内容的兴趣的同时调动了学生学习的积极主动性，有利于学生自主学习能力和创新能力的培养。
3物理化学实验教学模式的多样化
物理化学实验是一门基础实验课，数量大、覆盖面广，对于培养自主探究型创新人才具有不容忽视的重要支撑作用，针对目前学生的学习兴趣不高、创新意识不强的问题，探索多种形式的物理化学实验教学模式，旨在提高学生学习的积极主动性，提升综合素质。
3．1建立了物理化学实验仿真平台体系
物理化学是一门抽象的的理论课，单靠书本的描述及理论讲解很难调动学生学习的积极主动性，由物理化学教研组开发制作完成的物理化学实验仿真平台将理论讲解与实验操作有机的融合在一起，将传统教材上平面的、静态的实验仪器与操作立体化、动态化，在激发学生学习兴趣的同时提高学生学习的乐趣［4，5］。学生通过仿真平台可提前对实验进行预习，了解本次实验课的重点难点及操作的过程中可能出现的问题，在进行实验操作时就可以做到有的放矢，减少误操作的几率。例如:“燃烧焓的测定”实验操作注意点多，实验过程复杂，通过仿真平台的预习可以了解在实验过程中易出现失误的地方如:“绕丝”要做到“三点接触，一点不能接触”;充氧要适量;水温调节要适当;按下点火开关后要及时记录数据等。在实验操作过程中有效避免误操作可能引发的后果，高效的完成实验。仿真平台的数据处理环节可以帮助学生更好的掌握作图的技巧，如:“电动势法测热力学函数”中的镜像法作切线在平台中有生动形象的演示。仿真平台对实验报告的撰写也起到了积极的作用，学生可根据平台的提示回忆实验中的重点难点，讨论出现问题的可能原因，提高实验报告的质量。仿真平台突破了以往课堂的限制，利用校园网和个人移动终端的普及，为学生提供了一个不受时间和地点限制的第二课堂，是一部活的物理化学实验教科书［6］。
3．2引入了多媒体教学方式
在物理化学实验教学中引入了多媒体的教学方式，使现代化的教学手段在物理化学实验教学改革体系中得到应用，与目前大形势下的微课、慕课等多种教学方式相结合，使学生在深入理解和掌握实验内容和实验技能的同时也能跟上时代发展的潮流，为今后的工作和科研打好基础。多媒体中的高清摄像头能清晰的捕捉教师的操作手法且能将之反应在大屏幕上，老师可以非常详尽的讲解实验仪器的功能与操作，同时也解决了在讲解过程中后排同学被前排同学遮挡看不到老师操作的问题。多媒体有记录储存和播放的功能，将理论课堂的PPT导入到多媒体设备中，在实验讲解过程中可随时将用到的理论知识导出，引导学生理论联系实际，加深对所学知识的理解和掌握，有利于学生自主学习能力和综合素质的培养。
4结语
物理化学实验作为一门公共平台课程，实验教学体系改革的成果对数量庞大、不同专业领域的物理化学实验教学均具有广泛适用性，受益面广，具有很好的推广应用价值。
参考文献:
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［4］熊焰，姚俊．在线仿真物理化学虚拟实验系统的开发［J］化工高等教育，，29(1):26－29．
［5］郑鑫，张晓洁．虚拟实验室立体化教学资源平台建设［J］．实验室研究与探索，2014，33(8):109－111．
［6］倪晟，金炳尧，王璟瑶．实验教学信息化体系建设的探索与实践．［J］实验室研究与探索，2013，32(6):117－120.
篇7：针对物理化学实验绿色化的教学改革研究论文
针对物理化学实验绿色化的教学改革研究论文
［摘要］
近几年东北大学在物理化学实验教学改革中引入绿色化学思想，在满足物理化学实验教学大纲基本要求、保证实验教学效果的前提下，合理选择和设计实验内容，采取环境友好的化学实验新技术、新方法，尽量减少或消除对环境或人体有毒、有害的化学物质的使用。在实验教学方式上，注意培养学生实验操作规范性，提高学生的绿色化意识。在教学实践过程中，提出了物理化学实验绿色化教学的一些具体措施。例如，更新实验设备、优化实验内容、实验微型化小型化设计、综合经典实验等。经过长期的努力和探索，增强了学生的绿色实验意识和环保意识，同时也改善了实验教学环境，基本实现物理化学实验教学的绿色化。
［关键词］物理化学实验；绿色化学；教学改革
随着科学技术的发展和社会的进步，人们越来越清醒地认识到经济发展所带来的环境污染问题已经对人类生存和社会发展构成了巨大威胁。引起生态环境破坏的污染物中很大一部分都是在人类自身的生产、生活过程中产生的。因此建设绿色生态环境已成为人与自然和谐发展的基本前提。绿色化学（GreenChemistry）就是近些年发展起来的与防治污染、保护生态环境密切相关的一门学科，目前已经成为国际化学学科领域研究的热点。绿色化学又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”等。绿色化学倡导利用化学的技术和方法减少或避免在工业生产及日常生活过程中使用、生产对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质。[1][2][3][4]高等院校中物理化学实验的绿色化改革正是契合了绿色化学的研究发展方向，向化学实验的无毒、无害化迈出了积极的一步。其目的是将绿色化学的研究思想传递给学生，使学生在今后的科学研究、生产、生活中也能积极主动地践行绿色化学观念；其方法是将绿色化学的实验设计理念融入基础物理化学实验教学进程之中；其核心内容是最大限度地减少或避免使用有毒、有害的化学物质，最大限度地减少或避免产生化学废物，也无需再处理废物，从源头处减少或消除环境污染。
一、物理化学实验教学绿色化的总体设想
物理化学是东北大学应用化学、生物工程、材料科学、冶金工程、环境科学、资源与矿物等专业的基础课程之一。而物理化学实验是物理化学教学的重要组成部分，是培养学生实践能力和科研能力的重要教学环节。[5]学校的化学实验中心每年为全校12个专业的近1200名学生开设数十个不同的物理化学实验项目。其中的“液体饱和蒸气压的测定”、“酸碱中和反应热效应的测定”、“铋－锡二元相图的绘制”等这些我们耳熟能详的、经典的物理化学实验项目曾经见证过几代学子的成长。毋庸置疑，这些实验设计得简单易行。通过实际的操作，实验者很容易理解其中蕴含的物理化学原理。然而，这些实验过程中都不可避免地会使用或产生某些有毒、有害的物质。如果不对这些物质进行无害化处理而直接排放，日积月累，不仅会影响师生的身体健康，还会污染周围环境。因此，物理化学实验绿色化是化学实验教学改革发展的必然趋势。在长期的物理化学实验教学改革过程中，我校化学实验中心高度重视贯彻绿色化学的教学理念，将绿色化学作为实验教学改革的重要组成部分。在对物理化学实验教学进行绿色化改革的进程中，我们从实验内容、实验设计、实验设备、经典实验项目整合、教学方法和教学理念等方面进行了积极的研究和探索，并取得了一定的效果。
二、物理化学实验教学绿色化的实践
（一）实验内容的绿色化
在实验项目的选择和实验内容的调整方面，尽量排除或减少对环境污染大、对人体毒性大的实验项目。在不影响实验效果的前提下，选用环境友好的试剂替代有毒或后处理困难的试剂，从而实现物理化学实验的绿色化。例如，“弛豫法测定铬酸根－重铬酸根离子反应速率常数”是以往我校应用化学专业学生必修的一个化学动力学实验项目。这个实验过程中需要使用的主要化学试剂是重铬酸钾。然而，通过对重铬酸钾性质的学习不难知道，它不仅有化学毒性和致癌性，而且还是一种强氧化剂，长期吸入，能破坏鼻粘膜，引起鼻膜炎和鼻中隔软骨穿孔，使呼吸器官受到损伤，甚至造成肺硬化。皮肤接触重铬酸钾溶液时易引起铬疮和皮炎。不仅如此，化学实验中心每年还需要投入高昂的实验经费用于处理由此产生的铬酸废液。因此，为保证实验教师和学生的身体免受危害，现已将其改为另一动力学实验“旋光光度法测定蔗糖水解反应的速率常数”，实验中用到的原料蔗糖无毒，而且使学生有机会学习旋光仪的使用方法。又如，在“气泡最大压力法测定溶液的表面张力”实验中，原来所使用正丁醇水溶液的最大浓度达到了0．35moldm－3。为了降低正丁醇使用浓度，我们曾对实验方案和实验装置进行了多次改进，使正丁醇的最大浓度降至0．1moldm－3。而且，实验操作也更加简便易行，实验中气泡的逸出平稳、连续。上述改进已经过多次教学实践检验，结果表明，正丁醇浓度的降低不仅节约了实验药品，而且低浓度正丁醇水溶液的表面吸附量随浓度的变化规律更符合吉布斯吸附等温式，有利于得出好的实验结果。
（二）实验微型化、小型化设计，减少药品用量
所谓微型化实验是指在微型的仪器设备中，用尽可能少的试剂获取所需的'化学信息的实验方法。在保证可观测到与普通实验相同的实验现象的前提下，微型化实验还具有节约实验材料和时间、减少环境污染、操作安全等优点。所以，开展微型化实验是实现化学实验绿色化的好方法。在长期的物理化学实验教学过程中，在保证实验方案合理、实验结果稳定、实验效果显著的前提下，我们积极推行实验的微型化、小型化设计。例如，在“差热分析”实验中采用微型化实验样品管后，每份CaC2O4样品使用量减少到不超过0．05克，每学期仅CaC2O4试剂的使用量就减少到原来的十分之一。对于目前尚无法实现微型化的实验项目，我们采取了小型化设计或减少化学试剂使用量等方法，以期将物理化学实验对环境的污染降至最低。例如，在“金属二元相图的绘制”实验中，由于金属铋和锡具有熔点低、化学稳定性好、数据重现性好、原料易得、价格低廉等特点，所以，铋－锡二元系统一直以来都是我们进行此项实验教学的首选系统。若使用以往的实验设备，在实验过程中，以各种比例混合的金属铋和金属锡试样被放置在瓷坩埚中，上面覆盖一层硅油，以防止加热过程中金属样品被氧化。但是，通过查阅相关化学数据手册可知，金属铋的熔点为271℃，而硅油的燃点为320℃，仅仅比铋的熔点高约50℃。这意味着，在加热纯铋试样时，若操作者没有控制好升温速率而导致系统温度上升过快，那么样品温度很容易冲高至硅油燃点而引燃硅油。这不仅会造成大量硅油的损耗，容易引起教学事故，而且硅油高温挥发及不完全燃烧的产物还会污染空气。为此，我们放弃使用瓷坩埚而改用金属样品管盛装样品。这样不仅使单个样品的质量从过去的120克减少到几克，而且使用时很容易将金属样品管抽真空后密封，并循环使用。这种全封闭的手段有效避免了大量使用硅油作为样品保护层所带来的空气污染问题的发生。又如，在“酸碱中和反应热效应的测定”实验中，我们更换了体积更小的杜瓦瓶，使氢氧化钠和盐酸的用量减少到原来的四分之一。减少试剂用量后的中和反应系统由于溶液体积大幅减少，搅拌效率更高，系统各处的温度更趋一致，对温度变化的监测更容易，温度数据也更准确。除此之外，我们对“凝固点降低法测定分子量”、“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”等实验项目也进行了小型化改进，不同程度地减少了化学试剂使用量，显著降低了实验成本，改善了实验环境。实践证明，物理化学实验的微型化、小型化设计不但可以达到与常规实验相同的实验目的和效果，而且可以大幅减少试剂用量、不同程度地减少实验过程中产生的化学废弃物、节约后处理费用、减少污染、改善实验环境，因此，此举已经成为物理化学实验教学改革的一个重要发展趋势。
（三）实验仪器和设备的选择
与其他化学分支学科的基础实验相比，物理化学实验需要的中、小型实验仪器设备种类较多。其中多个实验需要测定温度和压力。传统的测温、测压装置都是含汞的，不但操作步骤繁琐复杂，而且易造成实验室汞污染，危及教师及学生的身体健康。例如，在“液体饱和蒸气压测定”实验中，过去常用U型水银压力计测定系统压力差。此种压力计中需要使用大量的金属汞，汞面用水液封。然而，由于此装有汞的U型玻璃管不宜经常清洗，所以管壁会吸附环境中的气体分子及尘埃等颗粒物。而在实验过程中U型管内汞液面会不断变化，会有少量汞由于与管壁上的吸附物作用而产生挂壁现象，从而使汞暴露于空气中并挥发为汞蒸气，这会对人体产生极大危害。目前，我们物理化学实验室中全部的测压装置均用数字式低真空测压仪替代水银压力计，从根本上消除了汞蒸气可能对教师和学生产生的危害。又如，在“凝固点降低法测定物质的摩尔质量”、“酸碱中和反应热效应的测定”及“燃烧热的测定”等热力学实验中，过去一直使用贝克曼温度计来监测实验体系温度的变化。贝克曼温度计虽然测量精密度高，但在实际使用时，存在操作繁琐且易碎等缺点。目前我们用数字式温度温差测量仪替代贝克曼温度计，不仅使实验操作难度降低，实验过程简化，而且也规避了由于操作不当造成温度计破裂而引起环境污染的风险。上述实验仪器设备的替换无疑使物理化学实验的测温测压手段更安全、更方便。
（四）综合经典实验内容
通过长期的教学实践和教学研究我们发现，传统的物理化学实验门类齐全、架构完整，大量的基础实验内容至今仍值得我们继承和发展。但囿于当时实验条件的限制，导致许多简单的实验耗时费力。因此，我们在保留经典实验内容的前提下，致力于整合实验方案，不仅大幅减少了试剂用量，有效降低了环境污染风险，而且还提升了学生综合分析实验结果的能力。例如，“原电池电动势的测定”、“电解质溶液电导率的测定”及“原电池温度系数的测定”这三个实验同属于电化学基础实验，内容相对简单。但是在过去，由于实验设备和实验手段的落后，完成这三个实验中的任何一个都需要很长时间，所以每一个都被设计为一个相对独立的实验项目，而这显然不利于学生将所学到的电化学基础知识融会贯通。通过认真分析、研究这三个实验的目的及内容，我们将它们融合并设计成了一个新的电化学综合实验。经过精心的实验方案设计和内容的整合，这个新的综合实验得到了学生和教师的广泛好评。由于实验试剂循环使用，避免了浪费和对环境造成的污染，为化学实验中心节省了实验经费。同时，学生对理论课中学到的电化学基础知识也有了比较全面且更为深刻的理解。
（五）合理分工协作
在实验教学过程中，我们不仅对经典内容重新进行综合设计，而且还会根据不同实验的特点，实时调整学生所做实验的部分内容。例如，学生在进行“双液系气液平衡相图”实验过程中需要测定的实验点较多，做出一个完整相图大约需要6个小时的时间，显然在规定的4学时内是无法完成的。为此，我们设计由两组学生分别测定相图的左半支和右半支，之后将两组数据合并，从而做出一个完整的相图。这就要求每组学生在实验过程中都必须认真仔细地完成操作并记录好数据，否则可能会因而某一环节的失误而导致合作双方的数据都出现偏差。实践结果表明，这种分工合作，在保证实验教学质量的前提下，既节省了药品，又有利于培养学生的协作精神和良好的操作技能。因此，对于复杂的实验项目，我们认为这不失为一个值得尝试和推广的好办法。
（六）规范操作方法，提升绿色化意识
长期的教学实践表明，在物理化学实验教学过程中，严格规范实验操作方法、督促学生养成良好的实验习惯是学生科研素质教育的重要内容。规范的实验操作方法和良好的实验习惯不仅是提升学生实验操作技能的重要基础，也是培养学生自觉进行绿色化实验的前提。在实验过程中，指导教师要认真监督学生不要随意丢弃药品，并纠正学生中普遍存在的“药品用量越多，实验现象就越明显”的错误观念，杜绝学生在做实验时随意加大试剂用量的现象，鼓励学生用最少的试剂做出成功的实验。同时也要求学生每次实验之前都要充分预习，提高实验成功率，减少重复实验引起的药品损耗现象。此外，教育学生从实验过程中的每件小事做起，逐步树立起绿色化科研意识和对社会的责任感。
三、改革后的成效
多年以来，经过对物理化学实验教学改革的绿色化探索与实践，在提升了教师自身的绿色化学教学理念的同时，在培养学生的协作精神、综合科研素质等方面也取得了良好效果。这些效果体现在学生在校学习期间养成了良好的实验操作习惯，明晰并理解了实验设计中绿色化改进之处，学会了用绿色化学知识设计实验等方面。而且，近几年来，我们对大量本科生就业后反馈的信息进行了分析并从中了解到，经过我们多年的绿色化实验教学训练，毕业生们在各自的工作岗位上都表现出较高的实验技能和良好的团队合作精神，综合素质高，受到用人单位的广泛欢迎。
