淺談生物技術(shù)專業(yè)物理化學教學改革的探索

汪衛(wèi)東 陽澤平 陳朝暉

（1.西南大學榮昌校區(qū)，重慶 榮昌 402460，2.西南大學生物技術(shù)學院，重慶 北碚 400715）

化學是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學，具有較大的普適性與較高的實用價值，因此化學是眾多理、工、農(nóng)、醫(yī)等學科的重要基礎(chǔ)課程，是一門應用廣泛，極具創(chuàng)新性和發(fā)展前途的學科。而物理化學作為化學的重要分支學科之一，更是綜合了物理、化學、化工、數(shù)學的研究內(nèi)容，在基礎(chǔ)課與專業(yè)課的銜接上起著舉足輕重的作用[1-5]。對于生物技術(shù)專業(yè)而言，物理化學將高等數(shù)學與物理、化學等眾多學科相關(guān)知識的概念性、理論性、系統(tǒng)性和邏輯性集于一身，承上啟下，為后續(xù)專業(yè)課程的學習和研究提供了重要的理論基礎(chǔ)。基于上述分析，針對物理化學理論性較強這一特點，作者在教學過程中，結(jié)合生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，計劃通過以下四個方面對物理化學的課程改革進行初步探討，以期探索出提高學生獨立分析問題和解決問題的能力的教學方法，為學生日后的工作和科學研究打下堅實的基礎(chǔ)。

1 構(gòu)建課程體系

根據(jù)物理化學知識內(nèi)容特點，科學設(shè)置課程開設(shè)時間。物理化學是一門理論性很強的基礎(chǔ)課程，它用物理與數(shù)學知識從基本原理上對大量化學知識及概念進行闡述，因此涉及的概念多，公式多，應用條件復雜，必須理解各個概念及公式的物理意義，才能準確地掌握各個知識點之間的聯(lián)系。《物理化學》課程中包括化學熱力學、電化學、化學動力學、表面與膠體、結(jié)構(gòu)化學、生物大分子等章節(jié)，內(nèi)容涵蓋無機化學、分析化學和有機化學等內(nèi)容，作者在教學過程中發(fā)現(xiàn)物理化學課程課程通常在第二學期開設(shè)，而教材與學生第一學期學習的《基礎(chǔ)化學》在內(nèi)容上有一些重疊，雖然教材從編寫角度及內(nèi)容濃度等方面二者均存在較大不同，但學生在學習過程中的好奇心及求知欲往往有較為明顯的下降。因此，根據(jù)學校對生物技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程的統(tǒng)一安排，可將物理化學課開設(shè)于第三學期，從而更有利于學生對物理化學知識的理解和掌握。

2 改革教學內(nèi)容及方法

2.1 教學內(nèi)容

我校生物技術(shù)專業(yè)學生在第一和第二學期分別開設(shè)基礎(chǔ)化學、分析化學和有機化學以及第三學期開設(shè)物理化學。與其他化學基礎(chǔ)課程類似，物理化學知識點分散，概念眾多，公式推導復雜，應用范圍及前提條件多，因此，短時間內(nèi)對物理化學的相關(guān)知識點的理解和記憶均有較大難度。因此，教師需根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)的特點及其培養(yǎng)方案對教學內(nèi)容進行適當?shù)恼{(diào)整優(yōu)化，對學生已學習過的基本概念和公式不再長篇贅述，而要結(jié)合物理化學特點，從基本原理方面進行重點講解，這更有利于加深學生對所學知識內(nèi)容的理解。例如在化學熱力學基礎(chǔ)等章節(jié)中，對于焓、熵和自由能等基本定義不需詳細講解，而要對其來源和物理意義作重點的課堂講述，使學生對上述抽象的定義形成形象的邏輯思維。

此外，物理化學中大量計算公式的推導過程非常復雜，難以全部記憶，所以作者在對教材內(nèi)容進行深入理解后，將教學內(nèi)容加以適當調(diào)整和精簡，選擇各個章節(jié)中重點與難點作為課堂講述的主要內(nèi)容，找出各個知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，按照一定的邏輯順序?qū)W生進行講述，并且在此過程中將與物理化學相關(guān)內(nèi)容的前沿性和前瞻性的研究成果與課程內(nèi)容相結(jié)合，啟發(fā)學生的學習興趣，獲得良好的學習效果。

2.2 教學方法

在我國各級學校中傳統(tǒng)的教學方法幾乎相同，通常以教師為中心，即由教師對教材內(nèi)容進行講解，學生聽課作筆記，是一種典型的填壓式教學方法，最主要的缺點在于忽略了學生學習的主觀能動性，也沒有考慮學生個體之間的差異。如果采用任務型教學法，將學生作為學習過程的主體，既可大大提高學生的主觀能動性，還能夠培養(yǎng)學生獨立思考問題的良好學習習慣。例如，教師在對物理化學的某一具體章節(jié)進行講解時，首先通過自己對于教材的深入研究，找出重點與難點，在課堂講解之前把上述重點和難點提出來，請學生思考各個知識點的物理意義及其內(nèi)在聯(lián)系，學生在聽課過程中就有了明確的目標，學習思維也會更加清晰，從而獲得事半功倍的結(jié)果。

教學手段也是教學方法中重要的組成部分。傳統(tǒng)教學手段形式較為單一，能夠展示的知識容量有限，已經(jīng)遠遠不能適應現(xiàn)代教育形勢發(fā)展的需要，學生的學習效率也難以令人滿意。目前，我校的所有教室均實現(xiàn)了多媒體化，這為豐富多樣化教學手段提供了有力的支持。多媒體技術(shù)可使教材中枯燥的文字轉(zhuǎn)變成直觀、形像的教學內(nèi)容。教師將教學內(nèi)容制作成多媒體課件，可引入大量文字、圖片、視頻、動畫等形式多樣的信息，有效地豐富了教學手段，大大增強了學生學習的趣味性。此外，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)極度發(fā)達，學生獲得知識的渠道異常廣泛，尤其對于目前一些與物理化學相關(guān)的高、精、尖的研究成果，教師可將所了解的信息源告知學生，使其對本專業(yè)的科研尖端有所了解，增強學習的自信心和興趣。

3 建立科學的考核評價體系

物理化學課程具有概念多、公式多、理論性強等特點，學生在學習過程中如果不注意對知識的理解及綜合運用，在進行課程考核時往往難以獲得較好的成績。作者在教學過程中發(fā)現(xiàn)，即使學生通過對物理化學知識重點的記憶在考試中得到較高的分數(shù)，但并不能將物理化學知識很好地應用到實際中來，主要表現(xiàn)為實驗考核效果較差。簡言之，學生不能獨立地分析和解決問題，因此，建立科學的評價體系就非常必要，這不但可以在一定程度上提高教學質(zhì)量，更有利于樹立良好學習風氣。作者在實際操作中將期末考試成績、實驗成績與平時成績相結(jié)合，三者在最終的考核成績中均占有一定比例，分別為60%、20%和20%，其中平時成績主要由考勤、作業(yè)完成情況、課堂提問等部分構(gòu)成。此外教師在試卷命題中應注意兼顧學生對物理化學基礎(chǔ)知識的理解以及綜合運用能力，體現(xiàn)考試的科學性和全面性。最后，要求教師做好平時成績的考核和管理，并做好試卷分析以便以后進一步改進物理化學教學體系。

4 理論教學與生產(chǎn)實際相結(jié)合

物理化學雖然理論性極強，但與其他化學基礎(chǔ)課程一樣，物理化學仍然屬于實踐性課程，大多數(shù)理論、公式、概念均是由實驗結(jié)果得來。所以，實驗教學改革在物理化學課程改革中起著舉足輕重的作用。實驗是將理論學習與實際生產(chǎn)相聯(lián)系的重要途徑之一。通過實驗，學生能夠更加形象地理解和掌握所學的理論知識，加強邏輯思維能力，并且經(jīng)由基本實驗技能、方法和思維的訓練，還可大大提高學生的動手能力，為解決實際問題打下良好的基礎(chǔ)，真正做到理論聯(lián)系實際。生物技術(shù)是一門專業(yè)性極強的學科，通過合理地設(shè)計實驗，找到物理化學知識與專業(yè)課之間的有機聯(lián)系，建立基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的橋梁和紐帶，心然可以大大增強學生的重視程度與學習熱情。在實驗教學中，需注意以下三個問題：

（1）實驗內(nèi)容的預習：在實驗課前，要求學生寫出預習實驗報告，包括實驗目的、實驗原理、儀器與化學藥品、實驗步驟，這可使學生在實驗前預先在大腦中對整個實驗內(nèi)容大致了解，并形成邏輯思維，在做實驗時即可提高成功率及安全性。

（2）講解實驗內(nèi)容：教師在實驗前詳細講述實驗內(nèi)容，主要包括實驗目的、原理和步驟，實驗數(shù)據(jù)記錄和處理方法，實驗結(jié)果的討論方法等，尤其應注意講述內(nèi)容的啟發(fā)性。例如，在講述過程中提出思考題，讓學生在實驗過程中通過觀察現(xiàn)象、分析問題，解決思考題中的疑問，從而達到同時動手、動腦，鍛煉獨立研究的能力的目的。

（3）撰寫實驗報告：學生在實驗課后對實驗內(nèi)容進行總結(jié)，撰寫實驗報告。報告主要包括實驗名稱、目的、原理和步驟，實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)，分析與討論，要求學生撰寫實驗報告遵循規(guī)范性和獨立性，養(yǎng)成嚴肅認真的科學態(tài)度和實事求是的研究作風，達到提高學生撰寫科技論文及專利的水平的目的。

5 小結(jié)

作為生物技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，物理化學知識與其研究的各個領(lǐng)域均有不同程度的關(guān)聯(lián)，提高物理化學課程的教學質(zhì)量對于培養(yǎng)合格的生物技術(shù)人才具有至關(guān)重要的作用。總之，物理化學教學改革應當結(jié)合生物技術(shù)專業(yè)的特點，構(gòu)建課程體系，調(diào)整教學內(nèi)容，將物理化學知識應用于生物技術(shù)的實際需求中，注重用物理化學的基本原理解釋生物技術(shù)的有關(guān)現(xiàn)象、規(guī)律及應用，并及時將物理化學的前沿成果引入知識結(jié)構(gòu)中，增加學生對物理化學課程學習的興趣，從而使物理化學的教學改革取得較好的效果。

[1]方文軍，雷群芳，王國平，等.工科物理化學教學改革與實踐[J].化工高等教育，2005，2：33-35.

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[4]范美強，沈杭燕，秦來順等.材料科學與工程專業(yè)物理化學教學改革的思索[J].科技信息，2009，31：275.

[5]劉翠萍.環(huán)境工程專業(yè)物理化學教學改革[J].2009，8（36）：284-285.