物理化學(xué)課程教學(xué)改革研究

物理化學(xué)是現(xiàn)代化學(xué)的核心內(nèi)容和理論基礎(chǔ)，是研究化學(xué)運動中最具普遍性規(guī)律的一門學(xué)科。由70多位專家參與撰寫的自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研報告《物理化學(xué)》卷中指出：實踐表明，凡是具有較好物理化學(xué)素養(yǎng)的大學(xué)本科畢業(yè)生，適應(yīng)能力強(qiáng)，后勁足。該課程具有理論性強(qiáng)、內(nèi)容較抽象，且概念、定律、公式繁多，學(xué)生接受困難等特點，我們針對以上問題，探索并形成了一套具有自身特色的教學(xué)方案。

一 豐富教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)課程建設(shè)

1 在教學(xué)中構(gòu)筑知識網(wǎng)絡(luò)和思維框架

物理化學(xué)知識本身是一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是由嚴(yán)密的邏輯關(guān)系相互關(guān)聯(lián)所構(gòu)成。如果只是單純地推導(dǎo)公式、記憶公式，那只會形成片面的、孤立的印象，而不能對知識框架形成整體的印象。在具體授課中，教師不僅要清楚講授每個知識點，更要將它們串聯(lián)起來、分門別類，形成由點到線、由線到面、由面到體的知識體系，使學(xué)生對知識點的學(xué)習(xí)由單一性向關(guān)聯(lián)性轉(zhuǎn)變，這就是引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)筑思維框架和知識網(wǎng)絡(luò)的重要意義所在。例如，熱力學(xué)中的公式推導(dǎo)，常常讓學(xué)生感到繁雜而無從下手。那么首先應(yīng)該讓學(xué)生明確熱力學(xué)的研究對象，它主要是研究變化過程中能量效應(yīng)問題和方向性的判斷。而這些問題需要通過計算△U、△H、△G等物理量來解決，可這些物理量本身又是抽象的，無法通過實驗直接測得的，于是需要引出一些既便于測量又與以上物理量有函數(shù)關(guān)系的物理量，即P、V、T等，由它們之間的函數(shù)關(guān)系便構(gòu)成了熱力學(xué)的基本方程。這樣，思路清晰，學(xué)生便更容易掌握和應(yīng)用知識點了。

2 在教學(xué)中引入物理化學(xué)史

物理化學(xué)作為重要的基礎(chǔ)理論化學(xué)，在教學(xué)中可介紹物理化學(xué)發(fā)展史或某位物理化學(xué)家的事跡。讓學(xué)生了解物理化學(xué)家的生平，可讓學(xué)生從中受到感染，進(jìn)一步理解他們刻苦奮斗的精神。例如，瑞典物理化學(xué)家阿累尼烏斯，曾在博士論文中提出過電離理論，但在答辯中沒有通過。可他并未放棄，繼續(xù)鉆研，最終在1903年榮獲諾貝爾化學(xué)獎。該事例拉近了科學(xué)家與學(xué)生的距離，提高了學(xué)習(xí)興趣，收到了良好的教學(xué)效果。

3 在教學(xué)中引入課程發(fā)展的新動態(tài)

在本科教學(xué)中，學(xué)院越來越重視課堂教學(xué)與前沿科學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式。這相當(dāng)于在固有的書本知識之上，注入了一股新鮮的血液，讓書本知識更鮮活、更與時俱進(jìn)。在教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和學(xué)生的接受能力，適當(dāng)向?qū)W生展示并講述一些國內(nèi)外重要期刊上關(guān)于物理化學(xué)的文章。例如《化學(xué)通報》、《大學(xué)化學(xué)》等期刊，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之余增長見聞，并可挑選其中的一篇或幾篇文章與學(xué)生展開討論，從而發(fā)掘?qū)W生對文章的關(guān)注焦點，還可及時解決學(xué)生心中的疑問，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，這樣便可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。例如：給學(xué)生介紹“納米氧化鐵的制備及其對砷的吸附作用”、“關(guān)于物理化學(xué)吉布斯函數(shù)的幾個問題”，從而開闊學(xué)生的視野，拓展知識空間。

4 在教學(xué)中引入課程在學(xué)生所學(xué)專業(yè)中的應(yīng)用

一般來說，學(xué)生更關(guān)注課程與專業(yè)的相關(guān)程度。物理化學(xué)作為一門基礎(chǔ)課，只有與專業(yè)課有機(jī)結(jié)合，才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)更加完整，知識更趨全面。例如，在為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生講解熱力學(xué)部分時，可選擇論文《尿素和甲醇制備碳酸二甲酯的熱力學(xué)分析》，讓學(xué)生了解所學(xué)知識是如何進(jìn)行實際應(yīng)用及指導(dǎo)生產(chǎn)實踐的。該論文就選用了熱力學(xué)部分的三個重要定律或方程，分別是基爾霍夫定律、吉布斯——亥姆霍斯方程和范特霍夫方程。如果只憑借在課堂上單純地推導(dǎo)、講解，給學(xué)生留下的印象不深。而且對于如此抽象的公式，學(xué)生很難想象它們在實踐中有什么指導(dǎo)作用。通過對文獻(xiàn)資料的講解，并讓學(xué)生親自動手推導(dǎo)得出結(jié)論，才能真正意義上做到將課堂上所學(xué)的基本知識與科研與生產(chǎn)實際相結(jié)合，為將來學(xué)生向科研領(lǐng)域發(fā)展埋下伏筆，促進(jìn)學(xué)生由學(xué)習(xí)型向科研型的轉(zhuǎn)變。

5 在教學(xué)中引入課程在學(xué)生生活中的應(yīng)用

聯(lián)系生活實際，也就是將書本知識直接運用于我們熟悉的生活小事中，這無疑會激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生進(jìn)一步理解生活小事的大原理，從而更透徹地了解熟悉的生活事例，更有利于加強(qiáng)對現(xiàn)象、原理的理解和運用。例如，在講溶膠的聚沉和凝聚時，可以提問“為什么豆?jié){遇到一點點鹵水就會變成豆腐呢?”，讓學(xué)生帶著問題聽老師講解。通過理論知識的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生展開討論，最終由學(xué)生自己找到答案。這樣，學(xué)生對知識點的掌握不但透徹而且深刻。

二 改革教學(xué)方法，注重能力培養(yǎng)

1 在傳統(tǒng)板書教學(xué)中適當(dāng)融入多媒體技術(shù)

在課堂教學(xué)中，要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的教學(xué)方法。板書是一種傳統(tǒng)的主流教學(xué)方式。它有利于隨時調(diào)整講課節(jié)奏，并通過前后相關(guān)知識點的串聯(lián)及旁征博引的舉例進(jìn)行深入細(xì)致的刻畫，使學(xué)生能夠緊跟老師的思路和節(jié)奏，使講授過程有張有弛。可使用在一些重要的定義及公式的推導(dǎo)中。例如，熱力學(xué)基本方程、能斯特方程。

多媒體教學(xué)是逐漸發(fā)展起來的，它節(jié)約時間，增加信息量，通過聲音、文字、圖像和動畫等多種方式為學(xué)生提供特殊的教學(xué)環(huán)境，直接作用于學(xué)生的視覺和聽覺，給學(xué)生以直觀、明朗、形象生動的感受，有利于抓住學(xué)生的注意力。例如，在講解電化學(xué)的電遷移、表面活性劑的功能、潤濕現(xiàn)象時，多媒體教學(xué)就能把平面的知識立體化，把枯燥的知識趣味化，使學(xué)生對知識點更易理解和接受。

雖然二者各有其特點，但如何有機(jī)結(jié)合并在課堂教學(xué)中發(fā)揮最大的作用仍然不是件容易的事情。過度地使用多媒體或一味地使用板書都不利于教學(xué)，合理地分配二者在教學(xué)中的比例始終是取得良好教學(xué)效果的關(guān)鍵。

2 采用啟發(fā)式、討論式、研究式教學(xué)

在教學(xué)中采用啟發(fā)式、討論式、研究式的教學(xué)互動方法，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，使其產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。例如，在講表面張力時，可先讓學(xué)生做一個小實驗，用鐵絲彎成一個圈，再在肥皂水中蘸一下，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象并思考，然后讓學(xué)生進(jìn)行討論，研究出簡單結(jié)論，最后由老師分析，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。這樣，可以使學(xué)生對知識點的掌握更精確、熟練。

3 注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

就大學(xué)教學(xué)的目的而言，“會學(xué)”要比“學(xué)會”更重要。今天的教是為了明天的不需要教。教師在教學(xué)中應(yīng)有意識地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，在對知識點正確講解的基礎(chǔ)上應(yīng)重點講清思路和基本方法。例如，熱力學(xué)關(guān)系式的推導(dǎo)部分，學(xué)生一般都會覺得枯燥、乏味，教師此時應(yīng)講清思路和方法，讓學(xué)生自己動手推導(dǎo)，找出各公式間的聯(lián)系。讓學(xué)生明白只要記住基本公式，其他的公式都可由此推出。通過講解強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論、反應(yīng)速率理論等，使學(xué)生知道前任解決問題的方法，如何思考問題，如何由假設(shè)模型上升為理論，以培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、歸納的能力，同時促進(jìn)對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

4 提倡精講多練、一題多解

學(xué)習(xí)物理化學(xué)，練習(xí)是必不可少的，不但不能少還要求多。只有不斷練習(xí)，才能使學(xué)生將大量而繁雜的公式由熟悉到進(jìn)一步消化吸收。對于習(xí)題，要注意的事項較多，包括公式的形式、適用條件、各物理量的國際單位，而且要求學(xué)生不能單純地看，而要親自動手練，務(wù)必做到每個環(huán)節(jié)都心中有數(shù)，這樣才能保證學(xué)生對知識點掌握的全面性。另外，要注重一題多解，充分調(diào)動學(xué)生的思維，盡可能從不同角度解決問題，從而掌握公式之間的相關(guān)性。

5 提倡理清脈絡(luò)、適當(dāng)總結(jié)

由于物理化學(xué)內(nèi)容本身有一定的邏輯聯(lián)系，初學(xué)給人感覺公式繁多、龐雜、很難記憶，但實際上有很強(qiáng)的規(guī)律性。只要根據(jù)每一章自身的特點，抓住主線，理清脈絡(luò)，并根據(jù)自身理解進(jìn)行歸納總結(jié)，同時可以對解決特定問題的公式特殊標(biāo)記，這樣便可以有的放矢、事半功倍，使學(xué)生對物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)由薄變厚，再由厚變薄，從而融會貫通。

三 改革考核機(jī)制，客觀評定成績

考核是檢查教師的教學(xué)效果和評價學(xué)生學(xué)習(xí)水準(zhǔn)的有效方法，是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的考核方式以考試分?jǐn)?shù)作為唯一的評價標(biāo)準(zhǔn)。于是學(xué)生死記硬背公式，鉆進(jìn)了應(yīng)試教育的死胡同。為了客觀的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，課程的考核成績可分為平時成績(占總成績的30％)和期末考試成績(占總成績的70％)兩部分。平時成績可包括學(xué)生出勤、聽課狀態(tài)、聽課紀(jì)律、課堂回答問題情況、平時測驗和作業(yè)。課后作業(yè)要精心挑選有代表性的和有一定難度的。教師對作業(yè)應(yīng)及時批改，并認(rèn)真記錄完成情況和效果，作為考核的依據(jù)。通過作業(yè)，教師應(yīng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生中間容易出錯的共性問題，作為典型可集中輔導(dǎo)答疑。同時，將學(xué)生平時測試成績及時反饋給學(xué)生，讓學(xué)生及時掌握自身的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果，對學(xué)生的學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用。

總之，通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核機(jī)制的研究，提出并實踐了一些適合該學(xué)科的教學(xué)方法，一方面提高了教學(xué)質(zhì)量，另一方面加強(qiáng)了對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

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