物理化学课程是研究化学最普遍规律的一门课程，是本科环境类、化学类、材料类专业的必修课程^[1]。目前我校开展物理化学课程的专业主要包括环境工程、环境科学、环境科学与工程、水质科学与技术等专业，均为环境类相关专业。物理化学实验操作是对物理化学理论基础知识的复习和巩固，可以使学生更好地将理论知识应用到实验中。与其它化学实验课程相比，物理化学实验更加侧重于对化学理论和化学规律的解释，要求学生既要掌握物理化学的基础理论，也要理解实验过程的基本原理，同时掌握实验所用仪器的操作技术。因此学生学习困难，学习缺乏主动性，更加难与环境专业知识挂钩^[2-3]。特别是在向应用型本科转型的背景下，为充分培养学生的能力和素质^[4-5]，环境类专业物理化学实验课程的设计与改革显得至关重要。

1  物理化学实验教学现状及存在问题

1.1  实验条件

在实验条件方面，由于我校2016年由高职院校升入本科院校后才开始开设物理化学及实验课程，实验室条件有限，经费紧张，实验仪器设备套数少，造成学生实验时每组人数较多。目前开设物理化学实验共包括6个项目，每个项目为5套设备，因此学生分组时大约5~6个人一组，每组人数过多，很多同学不能积极的参与到实验中来，实验结果存在雷同现象。但从目前实验室条件来看不能依靠增加实验设备来解决问题。

1.2  实验教材

目前使用的本科物理化学实验教材包含内容较多，由于课程专业学时的限制，只能开设部分实验。另外涉及的实验设备较陈旧，比如“凝固的测定萘的摩尔质量”实验中，很多教材还在使用人工搅拌操作。实验教学过程中，缺少将新型设备、先进技术引入，同时目前新采购的设备操作使用和实验教材内容不匹配，失去了实验教材的指导意义。

1.3  实验项目

目前的实验项目主要为基础性和验证性实验，缺少综合性实验和与实际应用及专业方向相结合的应用性实验，不利于培养学生能力，抑制了学生的创新意识和探索精神。

1.4  实验方法

实验的教学方法仍以传统的教师讲授、学生被动接受为主导，学生学习缺乏主动性，同时物理化学实验原理较难懂，学生照抄书本的实验原理，不能进行独立思考和分析，实验效果不佳。

2  物理化学实验教学改革措施探讨

2.1  改善实验条件

目前由于受实验室场地和经费限制，物理化学实验设备台套数较少，学生进行分组实验时，每组人数较多。为了改善学生实验时的实验条件，学生进行实验时同时开设2个实验，这样每组学生人数减少至2~3人，每个人都可以参与到实验中来。但学生学习物理化学实验原理的时候难度大，老师讲解实验原理和实验操作占用了大量的实验时间，同时开设2个实验学生实验时间不足。因此，利用目前的线上线下混合式教学，将实验原理的讲解录制好视频，上传到超星学习通平台，学生通过线上学习的模式进行理论学习，在实验课程中老师只需要讲解2个实验的操作步骤即可，节约了实验讲解的时间。通过一个学期的实验教学可以看出，学生实验时参与度得到了大幅的提升，实验的积极性也得到了提高。

2.2  自编实验教材

目前的物理化学实验教材涉及的实验项目过多，同时由于学时的限制，我校针对环境类学生，目前只开设4~6个实验项目。由于我校于2017年才开始开设物理化学课程及相关实验，采购的仪器设备均为目前新型的配套实验设备。而实验教材上的仪器设备并不能和设备配套使用，甚至有的设备的操作步骤很不相同。因此，实验教材并不能很好的与学生实验配合使用。为了改善这一难点，物理化学课程组教师结合新配置的仪器设备自编物理化学实验教材，学生使用起来更加方便。同时，在实验项目和实验方案上，根据我校应用型环境类人才培养的要求，逐年及时修订自编实验教材。如在“过氧化氢分解反应动力学方程的建立”实验中，常规实验中学生们只掌握了过氧化氢分解反应中速率常数的测量方法，本实验中又增加了活化能的测量，使学生们更加能掌握活化能和反应速率的关系，加深了对环境处理相关实验中反应快慢的根本原因的理解。

2.3  更新实验项目

在具体实验内容方面，应减少验证性实验，多增加设计性和综合性实验。目前的实验课授课方式仍然以老师灌输式讲授的方式，学生学习主动性不高。进行验证性实验时，学生只是盲目地照抄书本，模仿老师的操作。在实验中遇到问题也是完全依赖老师来解决。为了结合应用型本科的特点，可在原有实验的基础上，逐步增加设计性和综合性实验的比重。在进行设计性和综合性实验时，培养学生查阅文献、设计实验的能力，将所学知识运用到实验中，从而培养学生的专业知识和创新意识。同时选拔部分同学利用实验室现有的仪器设备或对现有设备进行改造，参加环境类和化学类竞赛以及大学生创新创业项目，将所学的物理化学知识应用到实践中，充分调动了学生的积极性，提高了学生的动手能力和科研能力，以及在实验过程中遇到问题、发现问题、分析问题、解决问题的能力。

目前开设的实验项目只是物理化学实验中比较经典和传统的实验项目，因此在专业建设方面，也应多与环境类专业的人才培养方案结合，改进实验内容以使环境类专业学生明确学习课程的目的。比如在开展“蔗糖水解反应速率常数的测定”实验时，学生并不能很好的和专业知识结合。可将实验试剂蔗糖换成与学生平时生活息息相关的抗生素类试剂，使学生通过了解抗生素对环境的危害，从而激发学生对该实验的好奇心和兴趣，进一步确定测量抗生素含量的方法。通过此方法可以把学生实验和专业知识更好地结合起来，真正做到学有所用。

2.4  改良实验教学方法

 目前物理化学实验的教学模式为学生提前写好预习报告，到实验室后老师讲解实验课程的基本原理和具体操作步骤，学生按照操作步骤进行实验，根据实验结果进行数据处理。该传统教学方法不能很好地激发学生的学习兴趣，学生一直处于被动接受的状态。因此可选择1~2个实验进行教学方法的改革，如可通过分组准备、翻转课堂的形式，让学生来讲解实验原理及仪器的操作使用。这样学生在准备实验课程的过程中，通过查阅资料、组内讨论等形式，更能加深对理论基础知识的理解。也可以参考目前理论课程线上线下混合教学的模式，通过协调增加实验室开放时间，让学生分组录制实验原理讲解和仪器操作的视频，线上进行互评。以此方法更能调动学生的学习的积极性，更加有利于知识的掌握。

3  结语

物理化学实验是物理化学课程的重要补充，也是应用型环境类专业学生课程中不可缺少的一部分。针对当前应用型本科院校环境类专业物理化学实验的教学现状及存在问题进行分析，从实验条件、实验教材、实验项目、实验教学方法等4个方面探讨了如何进行教学改革以提高物理化学实验的课堂教学效果。应用型本科院校教学工作中重视学生专业基础知识的积累以及实践操作和学生创新能力的培养，因此在教学工作中应多结合生产生活中的应用实例，提高学生对环境类专业的认识，培养专业基础知识扎实、动手能力强的环境类专业人才。

参考文献

[1] 吴诗婷, 白王峰, 元勇军, 鲍亮, 陈逸凡, 裴浪, 张怀伟. 教育工程认证背景下的“物理化学实验”课程改革探索[J]. 科教文汇(下旬刊), 2020(3): 58-59.

[2] 李旭春, 陈华丽. 面向工程教育的环境类专业物理化学教学改革与实践[J]. 广东化工, 2020, 47(22): 129-130.

[3]丁祥, 靳俊玲, 黄小兵, 肖安国, 陈远道, 左成钢. 新形势下高校物理化学实验的改革与探索[J]. 广州化工, 2020, 48(5): 187-188, 191.

[4] 扶雄辉, 陈晓丹, 廖小建, 易松健, 朱毅. 基于创新能力培养的物理化学综合实验教学改革的探索与实践[J]. 广东化工, 2020, 47(1): 122-123.

[5] 褚玉婷, 严新. 应用型人才培养为导向的物理化学教学改革[J]. 广州化工, 2020, 49(15): 190-191, 207.

作者简介：杨俊（1981-），女，回族，河北大厂人，博士研究生，副教授，主要从事物理化学课程教学与研究工作。