一、进阶型实验教学模式的构建与实践
传统的物理化学实验大部分采用灌输式教学方法，教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行详细讲解，学生的积极性和创造性得不到充分发挥。［２］重视学生实践能力和创新能力的开发，培养创新型人才，已成为当今高校教育改革的核心。［３］实验教学在培养学生实践创新能力方面发挥着重要的作用。［４］因此，我们在总结实验教学中经验的基础上，对“立足基础知识→培养创新思维能力→面向科研实践”的三层次进阶型的物理化学实验教学模式进行了探索和实践。
（一）立足基础知识
基础性实验的目的是培养学生掌握基本操作，正确使用仪器；能够认真观察、准确记录实验现象和科学处理实验数据；初步具有查阅手册、工具书及其他信息源的能力，以及实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风。环化学院“春晓班”是从应用化学和材料化学专业新生中选拔的优秀学生所组成的特色班级，以中国工程院曹春晓院士的名字命名。下面以“春晓班”为例介绍物理化学实验立足基础的教学内容。“春晓班”中一共开设了１５个实验（共６４学时，分２个学期进行），其中１０个实验为基础性实验（共４０学时），占总实验学时的６２．５％，学生如果基础实验部分做得不好，就不能通过物理化学实验这门课程。在实际教学中，教师从严规范基本操作，严格把关，耐心指导，未掌握规范操作的学生必须重新进行实验，直至合格。从严教学有利于培养学生准确观察实验的能力，掌握实验的基本技能，同时也培养了学生实事求是的态度，学会了严谨的实验方法。
（二）培养创新思维能力
物理化学实验课第一个学期的最后一个实验为设计性实验。此实验要求学生自己查阅文献，设计方案，实施实验，以提高实践创新能力。学生没有现成的实验方案，需要自己动手设计方案。下面以设计型实验“表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析”为例介绍具体的实施过程：实验中，学生可以根据自己的兴趣选择表面活性物质的种类、实验测定的方法及影响因素（温度、离子及醇的种类及醇的用量）。因此，在老师的指导选题下，每位同学选择的实验内容都不相同，这意味着每位同学要独立进行实验方案的设计，并根据自己的实验内容查阅文献资料，实施方案。教师在实验前提供文献检索的途径、一个主题或几个关键词，由学生自己检索、筛选、阅读相关的文献，学生要在规定的时间段内根据查阅的资料，组织、总结前人的工作，然后设计自己的实验方案。教师面对的学生的设计方案往往是五花八门的，这就需要教师做好足够的预案。对于部分设计实验能力欠佳，实在找不到相关文献的同学，教师则会提供几篇相关文献供学生参考，但设计方案则必须由学生自己总结提出。实验实施过程中，教师在场提供帮助，但不再手把手地指导，目的是培养学生独立自主完成实验的能力。实验完成后同学们分组进行讨论，如：选择不同离子及醇的同学在一组讨论，可以了解各种离子及醇对临界胶束浓度的影响。这样能提高大家的团结合作、共同讨论的积极性，为后面的毕业设计及进行科研创新起到积极的作用。经过基础性和设计性实验的学习，第二个学期物理化学实验的最后四个实验为创新探索研究型实验。我们开设了Ｂ－Ｚ振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究、不同方法测定粉体的比表面积４个创新探索研究型实验。选好创新探索研究型实验项目后，同学们根据自己的选题方向搜集所需要的文献资料，写好实验方案，由指导老师把关，方案可行才能进入实验室进行实验。实验后如果发现问题或与原先预想的结果不一致，学生会积极地与老师探讨，共同查找原因及重做实验。同学因进度、实验内容及仪器药品不一样，除了在规定的实验时间内可以来进行实验，还可以跟老师预约其他时间来进行实验，直到实验完成为止。该类实验有可能成功也有可能失败。实验过程中，我们鼓励同学由浅入深，先从自己熟悉的部分开始实验，在此基础上进行改进、探索，得出有益的结论。实验方案的设计及实验完成后均要求制作ＰＰＴ进行答辩，对方案中可能碰到的问题，同学们共同探讨解决的方法，实验完成后将成果组织成论文格式的实验报告，这样学生的积极主动性及好奇心都大大地提高了。
（三）面向科研实践
面向科研实践方面所做的革新主要是打破原来物理化学实验室只承接课程任务的局面。由于课时的限制，学生课程内在物理化学实验室进行的实验是有限的，然而他们在后继的科研实践如毕业设计、科学研究训练及课外科技创新（如省级和校级大学生科技创新项目）等方面往往又会用到物理化学实验相关的知识和操作，而这时的学生往往对以前课程内学习的知识会有所淡忘，如果能够允许学生重新回到物理化学实验室，结合自身正遇到的科研实践问题进行物理化学实验，不但能加深以前学过的知识的印象，而且对其今后的科研创新会有巨大的促进作用。但不可回避的问题是，这样一来必然增加了物理化学实验室管理的工作量。为了解决这一问题，我们采取的措施是预约制和指导教师负责制。那些课程外要来物理化学实验室实验的同学，必须先行预约。为此，我们正在构建网上预约系统，五台基础化学实验网络查询及预约机也已经到位，不日即可投入使用。指导教师负责制是指来进行实验的学生由其指导教师负责，所产生的仪器、药品损耗等药费一律由指导教师承担。并且，该指导教师在学生进入实验室之前，自身必须接受相关培训，在得到物理化学实验室管理教师认可的前提下才能使用物理化学实验室。这对学生和教师的科研创新都起到了积极的促进作用。
二、改革实验教学方法与手段，强化能力培养
传统的基础实验采用“预习－实验－总结实验结果”，学生学习大多局限于教材，这不利于提高他们的自主创新性。在进阶型的实验教学过程中，我们结合具体的教学任务选择合适的教学方法进行教学。如：在探索研究型实验过程中，我们引导学生积极学会自主学习，即采用以学生自主探究为主，教师根据学生的需求加以引导为辅的主体性教学方式。［３］实验完成后，要求学生将成果撰写成论文格式的实验报告及制作成幻灯片，并组织学生进行现场答辩。教师和参与整个项目的同学共同积极讨论，根据答辩情况给出学生的成绩，营造一个良好的师生互动、积极向上的氛围。这样，可以锻炼学生的语言表达能力，对现场提问的思辨能力和综合能力，增强自信心，提高学习、思考的积极性。“教学有法，教无定法”。新的教学模式应以现代信息技术，特别是网络技术为支撑，能使学生选择适合自己需要的材料和方法进行学习，并获得学习策略的指导，逐步提高学习的能力。随着现代教育技术的发展和应用，开展网络化教学已是实验教学的大势所趋。基础化学实验中心为此建立了开放的网络平台，为实验预习及实施提供帮助。我们鼓励学生利用Ｅｘｃｅｌ、Ｏｒｉｇｉｎ、Ｃｈｅｍｏｆｆｉｃｅ等软件进行数据处理，同时规范了数据处理过程，为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。
三、以人为本，创建“物理化学实践教学大环境”，加强教学的平台与团队建设，达成“教学相长”
“立足基础知识→培养创新思维能力→面向科研实践”三层次进阶型的物理化学实践教学模式在实验实施过程中，我们随时地在旁边组织和指导，及时规范同学的操作及帮助实验过程中遇到问题的同学。教师也从中不断提升自己可持续发展的能力，面对学生时刻提出的问题，及时寻求解决的办法，从而达到“教学相长”。教学方面，陈萍华与蒋华麟老师分别获评南昌航空大学“青年教师讲课比赛”２０１１年实验教学一等奖和２０１３年的理论教学二等奖。邹建平老师２０１０年参与的“高效有机电致发光材料及器件性能研究”项目获得江西省自然科学二等奖。舒红英、邹建平、陈萍华等老师获得２０１０年南昌航空大学“全新开放实验教学体系构建及实践”教学成果奖一等奖。学生方面，学生对实验方法和技术的综合运用能力极大增强，具备了一定的竞争意识、分工合作能力和创新探索能力。近年来，我院本科生在国家级科研创新大赛中屡创佳绩，例如：在２０１３年第十三届全国“挑战杯”比赛中，冷乐辉等同学获得一等奖；李蕾等同学获得三等奖。在２０１２年第十二届全国“挑战杯”比赛中，聂珊珊等同学获得三等奖；汪婷等同学获得三等奖。这些获奖项目与物理化学的知识息息相关，表明我们的培养模式初见成效，对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。
作者：陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 单位：南昌航空大学 环境与化学工程学院
