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摘要：主要分析了物理化學實驗教學現狀中存在的弊端，探討了深化教學改革中切實可行的新思路，提出了基于慕課（MOOC）和虛擬仿真平臺的混合式教學模式的新舉措，致力于提高物理化學實驗課程的教學效果，優化評價體系，培養學生解決問題的能力和創新思維．

關鍵詞：物理化學實驗；慕課；虛擬仿真；教學模式

1分析物理化學實驗教學現狀

目前物理化學實驗課程采取的教學方式是將每個班級分為12～14個同學組成的實驗小組，4個實驗老師同時開設4個實驗，各實驗小組循環完成4個實驗的教學過程．這樣的教學方式主要在以下幾個方面存在弊端．

1．1實驗教學與理論教學脫節

實驗教學與理論教學存在一定程度的脫節現象．目前的課程設置有可能存在實驗教學與理論教學先后順序不合理以及時間間隔過長造成教學效果不理想等弊端．實驗教學到底應該安排在理論教學之前還是之后，不能一概而論，而應該根據具體的實驗涉及的物理化學教學內容來具體分析，比如“恒溫水浴的組裝及性能測試”這個實驗完全可以設置在理論教學之前．另外，“甲基紅的酸離解平衡常數的測定”這個實驗涉及理論教學第六章化學平衡的內容，比較容易理解，且學生具有一定的基礎，也可以設置在理論教學之前，這樣學生通過實驗可以對相關的理論知識形成一定的認識，緊接著再進行理論教學，有利于加深學生對化學平衡理論知識的理解和掌握，鍛煉從實驗現象出發總結出一般規律的能力，這樣才能保證較好的教學效果．而有些實驗則更適宜安排在理論教學之后，比如“雙液系的氣液平衡相圖”，這個實驗涉及第五章相平衡的內容，最好是系統學習過相的概念、相律以及不同種類的相圖之后再來做這個實驗，通過對理論知識在實驗中進行運用來促進學生更好地掌握相關知識，鍛煉操作技能，并初步了解科學研究的方法．如果這個實驗安排在理論教學之前，一方面實驗教師的授課時長有限，學生對基本概念的辨析和實驗原理的理解不夠清楚、透徹，很容易造成“按方抓藥”的現象，即學生只是機械地按照書本上的實驗步驟完成實驗，使得培養過程更像是培訓“技術工人”，而不是培養“創新型人才”，學生無法得到綜合能力和創新能力的鍛煉，與最初開設實驗課的目的背道而馳．

1．2學生參與程度低

傳統的實驗教學模式下，課前由學生自主預習并書寫預習報告，實驗課開始時由教師講授實驗原理和注意事項，然后學生開始實驗，教師在一旁指導．首先，預習環節可能存在的問題是：一些學生沒有認真思考，只是敷衍了事，把書上的內容簡單地抄寫一遍；教師由于時間有限，大多數情況也只有根據預習報告給學生打出預習成績．其次，實驗前的準備工作，包括標準溶液的配制等等，全部由教師完成，學生對實驗缺乏一個整體的規劃和認識．而實驗開始時，由教師講解實驗內容，此時教師是課堂的中心，學生大多數情況只是被動地接受教師講授的內容．如果學生因為一些原因聽課效果不理想，學習效率就會大打折扣，影響后續的實驗過程，甚至影響學習信心，形成惡性循環．

1．3實驗內容不新穎

目前物理化學實驗課程內容存在著內容較為陳舊的弊端，課程體系仍然沿用數十年之前制定的體系，以驗證性實驗為主，綜合性實驗少，與前沿基礎研究有關的實驗內容也非常少，難以反映學科發展現狀［5］．學生對實驗課的興趣不大，重視程度也不夠，最終造成學生動手能力差，知識遷移能力以及舉一反三地解決實際問題的能力都較差，無法滿足培養目標的要求．

2改革思路與新舉措

如果嘗試將飛速發展的多媒體技術、云技術和大數據技術等引入教學過程，實現線上－線下混合教學模式，將會得到更好的教學效果．

2．1多樣化教學方式

隨著時代的進步和社會的發展，現在的學生不僅在日常生活中更依賴手機等移動設備，而且也習慣于通過手機等移動設備學習知識．MOOC作為一種新型在線教育模式，形式靈活多樣，內容豐富形象，有利于激發學生的學習興趣［6］．可以將教師的授課內容全部做成“MOOC”的形式，學生觀看視頻學習結束之后通過簡單的測試，回答合格之后在虛擬仿真實驗平臺上進行虛擬實驗．然后實驗課開始的時候可以采取包括“翻轉課堂”等形式的集體答疑，最后再由學生自主實驗．這樣教師的角色從講授者轉變為啟發者，學生的參與度也大大提高，學習的積極性和主動性也會得到提高，最終的學習效果也會更好．另外，學生的學習進度可以利用“云技術”存儲起來，方便學生隨時在不同設備上調取學習進度繼續學習，這樣理解問題快慢不一致的學生都可以根據自身學習情況在任意時間和地點用手機或電腦反復觀看視頻，自主選擇學習內容和進度，學習時間安排和學習地點也具有了更大的靈活性．目前存在的很多問題都可以得到解決．但是考慮到部分同學學習自覺性差，因此需要教師課前檢查學生學習進度，監督并促進學生按時完成學習任務．目前，我院已經搭建了虛擬仿真實驗平臺，并對學生開放運行，能夠提供包含操作訓練、綜合提高和創新設計的多個虛擬仿真實驗項目［7－8］．傳統的以實驗小組為單位的教學模式，受限于儀器數量，一些學習自主性較差的學生參與程度不高，有可能依賴于小組里其他同學進行實驗操作和數據處理．現在學生可以通過校園網訪問虛擬仿真實驗室進行化學實驗，參與到包括實驗準備的整個過程中來，保證每個同學全程參與實驗，發揮學生作為學習主體的主觀能動性．此外，還可以在現有基礎上，結合大數據分析技術，將易出錯的地方進行特別標注與提醒，同時也將個人出錯的地方進行分析，以便學生復習鞏固相關內容，實現了人機交互，大大提高了學習效率．

2．2鼓勵研究性學習

研究性學習是一種注重引導學生獨立思考和實踐過程的教學方法．該方法注重學生思考，有利于培養學生的創新能力．構建系統的研究性學習實驗教學內容是推行研究性學習教學改革的前提和基礎［9］．按照教學大綱要求，在維持原有實驗內容不變的基礎上，可以對整個物理化學實驗的教學內容和順序進行調整優化，把一些基本實驗技術整合到相應的綜合實驗中，并與前沿的科研成果或者是生活生產實際有機結合，從而使實驗教學形成一個系統的有機整體［10－11］．研究性學習把學生置于一種類似科學研究的情境之中，教師的角色不再是講授者而是啟發者，一個綜合性的實驗不再由教師或者課本給出具體的操作步驟，而是由學生自己篩選并確定最優的研究方案，最后可以由學生親自操作整個實驗過程，也可以選擇在虛擬仿真平臺上完成實驗，從而體驗科學研究的過程和樂趣，提高獲取知識、應用知識和解決實際問題的能力．比如，“電導法測定難溶鹽溶解度”和“甲基紅的酸離解平衡常數”這兩個實驗，都涉及弱電解質的解離平衡，不過由于各自體系的特點，最終選擇不同的儀器進行測試．在教學過程中通過提問可以發現，學生往往沒有深入思考為什么前者采用電導率儀測定而后者使用分光光度計測定，僅僅是按部就班地照著書本上的實驗步驟完成實驗．因此，可以將這兩個實驗合并為一個綜合性實驗———“弱電解質的解離平衡常數”．給出包括難溶鹽、弱酸性染料等弱電解質，由學生自主設計實驗方案，最后得出結論，有利于加深學生對理論知識的理解以及對相關儀器應用范圍的認識．此外，物理化學實驗中測定表面活性劑的臨界膠束濃度也要用到電導率儀．測定臨界膠束濃度的方法有很多，包括一些科學研究論文也有涉及．因此，這個實驗可以改成開放性實驗，給定離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑，由學生查找資料或文獻之后設計實驗方案，不僅學習了教學大綱要求的教學內容，還培養了學生的科研思維和創新能力．

2．3建立科學的考核評價體系

MOOC和虛擬仿真相結合的混合式教學模式有利于評價方式由過去主要依靠實驗結果和實驗報告逐步轉向關注實驗過程．如果實驗內容中增加了綜合性實驗和研究性學習，科學的評價標準應該更注重思維方式和實踐過程，更強調實驗操作的規范性而不是實驗操作中的細節，重視對實驗數據和結果的分析，合理解釋導致異常實驗結果的原因，提出解決辦法，這樣才能培養學生的科研思維和創新能力．比如“臨界膠束濃度的測定”這個實驗，不再規定使用電導法測定，學生先通過查找資料和檢索文獻，設計出實驗方案．教師可根據學生檢索及綜述文獻的能力打出一個預習分數．而實驗報告的分數則根據實驗方案的合理性等給出分數．假如學生能夠提出具有創新性的方法來解決這個問題，即便最后得到的數據不是特別理想，只要學生能正確分析實驗結果和理論值出現偏差的原因，也應該得到鼓勵．

3結論

物理化學實驗的教學改革應緊跟時展，以新時期新要求為導向，結合新技術新方法，推動改革，提高人才培養質量．在改革過程中，教師也要不斷提高自身能力和素質，認真總結，積極探索，提高學生學習興趣，調動學生學習主動性，切實提高學生的核心素養．

作者:凌玉 李念兵 羅紅群 單位:西南大學