对物理化学实验教学的几点建议

对物理化学实验教学的几点建议

刘雪梅王文珍邓强

（西安石油大学化学化工学院陕西·西安710065）

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-7894（2013）03-0040-02

摘要对物理化学实验的仪器、药品和实验的三个教学环节提出了一些建议，以提高实验课程的教学效果，培养学生的实验综合能力。

关键词物理化学实验实验综合能力教学效果

Some Suggestions on Physical Chemistry Experiment Teaching//Liu Xuemei,Wang Wenzhen,Deng Qiang

Abstract Experimental instrument,medicines and teaching pro-cess were discussed in the paper,in order to improve the teaching effectiveness of physical chemistry experiment and cultivate the students'experimental comprehensive ability.

Key words physical chemistry experiment;experimental com-prehensive ability;teaching effect

物理化学实验是提高学生实验综合能力的一门重要的基础实验课程，下面结合近年来对物化实验教学的一些体会提出一些建议。

1实验仪器与药品

1.1实验仪器应择时更新

随着科技的进步和研发人员的不断努力，物化实验仪器不断推陈出新。新型仪器不但弥补了旧式仪器的一些缺点，而且操作方便、读数直观，有的直接与电脑连接，自动化程度大大提高，而且提高了实验的效率和实验的精度。因此，根据各校的实际情况可以分批淘汰一些陈旧的仪器，补充一些新的仪器设备。

1.2实验药品尽可能绿色环保——

—选择无毒或者低毒的全国高校使用的物理化学实验教材虽然有多种，但是对于经典实验项目的开设，实验药品基本都一样。例如，对于燃烧热测定的实验，几乎所有的教材中都测的是萘的燃烧热，大家都知道，萘容易挥发和升华，吸入萘蒸汽后，可引起头痛、乏力、恶心呕吐，皮肤接触后可引起皮炎。严重者会导致溶血性贫血及肝、肾损害及白内障、视神经炎和视网膜病变等。再比如最大气泡法测溶液表面张力的实验，教材中选用的是正丁醇，容易挥发，会刺激呼吸系统和皮肤，对眼睛也会有严重的伤害。从绿色环保的思想出发，我们应该尽可能选择无毒或低毒的药品进行实验。对于燃烧热的实验可以选择蔗糖、葡萄糖或者面粉等作为实验样品；对表面张力的实验，建议选择乙醇[1]或一些无机盐[2]NaCl、KCl、CaCl2、Na2SO4等，也可以选一些常用的表面活性剂，这些物质都是大家生活中非常熟悉的物质，这一点会增强学生实验的积极性并激发学生的实验兴趣。

2实验教学方面

2.1预习环节

传统的物理化学实验教学模式是学生在做实验之前首先看书写出实验预习报告，由于物理化学实验教材上的实验原理部分没有介绍太多的背景知识，学生大多局限于教材，照搬照抄写出实验目的、实验原理和实验步骤等。为了提高实验课程的教学效果，建议在学生写预习报告之前，先在网络数据库中查阅相关的文献资料，一方面使学生更加清楚整个实验的原理和细节，另一方面可以了解到一些实验内容的研究现状，扩充学生的知识面，同时激发学生的科研兴趣。例如：磁化率的测定实验，学生通过阅读实验教材可以了解物质磁性的基本分类——

—顺磁、抗磁、铁磁、亚铁磁和反铁磁。学生通过查阅资料，对物质磁性质的内容和研究进展会有一个更全面和深入的了解，可以学习到在分子磁性材料中有很多新颖的和复杂的磁现象，如单分子磁体、单链磁体、自旋交叉等磁性双稳态，自旋翻转、变磁性和弱铁磁性等[3]，从而可以激发学生对科学实验的研究兴趣。

2.2课堂教学环节

物理化学实验是大循环，由于实验开设的时间有限，课堂上不可能从头到尾把每个实验都详细地讲解一遍，任课教师把仪器的操作和实验操作过程中的注意事项仔细地讲解后，学生就开始动手做实验。在实验过程中有以下几点建议：

2.2.1重视实验操作的细节

物理化学实验最大的一个特点是：专用实验仪器比较多，每一个开设的实验项目都要用专门的仪器来测试。由于学生在大一、大二的无机、有机和分析实验中基本操作技能已经得到了训练，因此对不同仪器的操作掌握比较快。伟大的国际巨星成龙先生说过：

“细节决定成败。”对于物化实验也是一样的道理，一定让学生重视实验操作的每一个细节，一个细节出问题，整个实验就会失败。例如，在燃烧热的实验中，有的学生在实验操作中忘了打开搅拌器，结果样品燃烧的热量不

基金资助：西安石油大学科技基金研究项目(No.Ys28030516)；陕西省教育厅专项基金项目(No.2010JK782)。

作者简介：刘雪梅（1976-），陕西西安人，硕士学位，讲师，现就职于西安石油大学化学化工学院，研究方向为杂多酸盐。

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能及时传递到水中，仪器上的温差值基本不变，导致实验失败。蔗糖水解实验中，有的学生急于完成实验，没有用蒸馏水矫正仪器就动手实验，结果实验数据有问题，必须用蒸馏水矫正仪器零点后，再重新进行实验，浪费了时间。

2.2.2实验课堂上增加提问的环节

开设实验课程的一个重要目的就是加深学生对物理化学理论课所学知识的理解。然而不尽如人意的是相当一部分同学把理论知识和实验脱节，课堂上学的知识用不到实验上来。做实验之前，学生都进行实验预习并写了预习报告，但把实验原理看懂吃透的为数不多，因此在实验课堂上让学生讲解正在进行的实验原理或者设置一些问题进行提问，这样会引起学生的思考，回忆所学的理论知识，把理论与实验结合起来，真正把实验原理理解透彻，巩固了所学的理论知识，并为实验操作节约了时间。

2.2.3允许学生实验失败或重做

在实验过程中，学生由于一时的疏忽某个细节出问题会导致实验的失败。任课教师应该有耐心鼓励学生思考实验失败的原因，在学生找不到问题的情况下跟学生一起分析实验失败的原因。“失败乃成功之母”，要让学生相信，只要找到问题所在，实验一定会成功的。一方面引导了学生主动独立的分析问题，另一方面让学生养成一个做事认真的态度，同时会增强学生学习的积极性和自信心。

2.3书写实验报告环节

2.3.1建议用现代化的手段——

—Origin或Excel软件进行实验数据的处理与分析

据笔者所知，一些学校的物理化学实验仍然要求学生用坐标纸绘图来完成实验报告。笔者认为，物理化学实验数据的处理与分析应该与时俱进，应该让学生学会并掌握计算机软件处理实验数据[4-5]的方法和技能，提高学生的计算机操作能力和水平。任课教师应该给学生提供这个学习的机会和过程以适应时代的进步，同时为他们后续课程的学习、本科毕业论文的完成和未来工作奠定基础。2.3.2重视实验数据的处理与分析

通过在实验教学中对不同层次的学生的调查，学生普遍认为，物化实验仪器操作比较简单，但是与其他基础化学实验相比，实验数据处理复杂费时（如表面张力的实验，整个数据处理过程中要作三次图和四次数据计算，完成整个实验报告需要4～6小时）。而且笔者发现，学生在数据处理中引入的误差比较大，误差来源很大程度上是由于学生缺乏作图的经验，不知道一些可疑的数据点应该舍弃，因此在实验课之前应该进行专题讲座，给学生讲解数据处理与分析的方法、步骤和技巧。

要求学生一定独立地完成实验数据的处理与分析，掌握列表、作图的方法技巧，这是实验报告中非常关键的一步，也是科学研究中非常重要的一个环节。通过实验数据的处理与分析，加深了学生对所学基本理论和公式的理解，提高了学生应用计算机软件作图和科学研究的能力，因此要非常重视用计算机软件进行数据处理与分析。

结合物理化学实验教学的体会，以上是对物理化学实验的一些建议，总之，通过物理化学实验的教学，锻炼学生的实验综合能力，提高学生独立分析问题、解决问题的能力，并且使学生能够将理论知识与实验结合起来，进一步加深对物化基本理论和公式的理解。

参考文献

[1]李羚,李德光.乙醇水溶液表面吸附量测定数据处理方法的改进

[J].云南师范大学学报,2008,28(4):49-51.

[2]欧阳跃军.无机盐溶液表面张力的影响研究[J].2009,22:12-13.

[3]袁梅,王新益,张闻,高松.分子磁性材料及其研究进展[J].2012,27

(4):1-8.

[4]邓立志,侯安新,席美云.关于物理化学实验教学改革的几点思考

[J].2006,21(4):25-28.

[5]胡玮，曹红燕.Origin用于物理化学实验数据的非线性拟合[J].2006,

21(3):43-47.

回收,以实现无污染排放。如对乙醇、环己烷、硝酸银溶液进行回收，既能避免药品的直接排放，又能节省实验药品、减少开支[3]。

2.4对实验时间进行合理安排，有效节约能耗

物理化学实验中使用了较多的测量仪器，耗费电能较多，而且操作过程中加热时间长，若能合理安排实验时间，则可有效节约大量的能耗。例如：若在气温较高时做加热实验——

—“液体饱和蒸汽压的测定”实验，可以减少大量加热时间，节约电能消耗，如在气温较低时做上述实验，会需要加热时间过长，很难达到液体的气液平衡，造成实验误差结果增大；若在气温较低时做冷却实验——

—“凝固点下降法测定萘的摩尔质量”实验，此实验需要冰水混合物，若在气温较高时做上述实验，实验条件很难控制在冰水混合物5℃左右，会造成实验结果误差相对较大。

3结语

在物理化学实验的课程教学中,除了要注重提高学生综合实验的技能,还应该时刻贯穿绿色化学的思想,通过建立“绿色化”物理化学实验室,采用半微量的实验方式、实现对废弃物进行无害化处理和合理安排实验时间等教学改革，既可以培养学生的“绿色化”和“环境保护”意识，又能促进学生可持续发展的价值观和价值取向，为新世纪化学教育教学改革探索出新的途径。

参考文献

[1]康晓燕.工科基础化学实验绿色化的探索[J].湖南科技学院学报,

2006,27(5):92.

[2]张晋芬.物理化学实验室的绿色化建设[J].大学化学,2003,18(5):

140-142.

[3]陈艳.物理化学实验室绿色化建设探讨[J].安徽建筑工业学院学

报,2008,16(6):49-50.

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