研究性學習在農業院校《物理化學》教學中研究與實踐

摘 要：結合農業院校《物理化學》的特點，從研究性學習角度上論述了，高校教師如何應用現代化的教學手段與學生產生互動，充分利用學生的空閑時間解決好教師教與學生學習的關系，從而適應現代的教育體制改革的發展和需要。

關鍵詞：農業院校；研究性學習；物理化學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2012）36-0264-02

《物理化學》是研究化學學科中的原理和方法，研究化學體系行為最一般規律的學科，是食品、化工類學生所必修的專業基礎課程，也是學好后續專業課的必要準備。由于《物理化學》與高等數學、大學物理、普通化學等科目聯系性強，數理推導多，公式繁雜等特點，學生在學習“物理化學”時感到知識跨度較大，理論性強，對該門課程的學習都有不同程度的畏難情緒，在一定程度上影響教學質量的提高。國內學者對研究性學習在課程教學中的應用研究較多，而針對農業、食品類專業物理化學課程相關研究較少。吳云影等提出物理化學探究性學習的教學設計和教學實習過程[1]；劉道勝等研究了日常生活中的案例在物理化學教學中的應用對研究性教學的效果[2]；石海信等采取建立開放式實驗室，構建開放的實驗內容體系，從基礎實驗中發掘研究題材，從綜合性實驗中拓展實驗范圍，從現實生活中設計實驗項目等措施來實施開放式研究性物理化學實驗教學[3]。

隨著近年來教學改革的不斷深入，《物理化學》學時數不斷壓縮。在這種形勢下，教好《物理化學》這門重要的專業基礎課并非易事。農業院校注重專業課程的、技能課程的培訓，而物理化學學時數不斷壓縮。在這種形勢下，教好《物理化學》這門重要的專業基礎課，使其能更好地為學生掌握，成為今后工作和學習中的理論基礎，對于高校的教師來說變得絕非易事。本文主要論述了農業院校，物理化學課程采用探究性教學方法，重在培養學生學習興趣，提高研究性人才培養質量，為相關課程改革提供借鑒。改革以往《物理化學》教學過程，教師占主要地位，讓學生參與《教與學》，真正調動他們的積極性，使他們成為“教與學的主體”。通過嘗試，實踐證明，在“物理化學”教學過程中采用這些改革措施后，取得了良好的教學效果。

一、基礎理論和相關知識的學習，以教師講授為主

物理化學是一門研究化學變化過程中物理現象的學科，對學生來講學習最大的難點就是概念多且抽象，難于理解，還要有相關的高等物理、數學等理論性比較強的學科的相關知識的支撐。因此讓學生像學習其他課程一樣，在課下研究為主，教師輔助的研究性教學來說，學生在對知識點的把握上會出現很多的問題，所以在對傳統的教學有所保留的基礎上，本研究主要是結合具體的實際應用的實例，將一整套的物理化學研究方法引入到學生的學習過程中，讓學生認識到這門課程的真正實質和學習的樂趣，而不是感覺到枯燥、乏味。例如，熱力學部分是《物理化學》開篇部分，通過講解，首先引入相關的基礎概念，從相關的基本概念講解，使學生認識到《物理化學》分析問題的方法。1）主要是用宏觀可以測量的宏觀物理量，如壓強（P）、溫度（T）、容積（V）等在經過一系列的狀態變化后，能夠用其變化量來衡量一些未知量狀態量變化的過程，如未知變化量焓（H）、熵（S）等。2）加深學生對大學物理、數學分析方法和數學建模的理解，可以將一個復雜的過程，簡化為多個簡單過程的加和處理，這樣使學生在學習和理解問題上不會感覺到抽象。3）講解時不注重傳統公式的死記硬背上，而是將學生的注意力引導到公式的由來上，讓學生充分理解《物理化學》的分析問題方法。如一些常用的《物理化學》的基本概念，多數都是“從實踐中來，總結其規律性，又用到實踐中去的過程”。

二、設立相關問題，鼓勵學生利用課余時間尋找答案

目前國外學者對研究性學習研究比較深入而廣泛。研究性學習用英文表示是Inquiry-Based Learning或Enquiry-Based，關于研究性學習概念的界定方面，對于研究性學習與問題式學習（Problem-based Learning）、項目式學習（Project-basedLearning）等概念內涵看法不一，有學者認為后兩者是前者的特例，其二者實質就是研究性學習，也有學者認為研究性學習是一種比后兩者更寬泛、更為靈活的一種學習方法。在研究性學習的基本要素研究方面，美國德克薩斯農工大學博士德根哈特認為教師作為傾聽者是所有因素中對學生的學習信念和興趣產生影響最大的，而杰克斯等人從學生視角提出開展研究性學習必須給學生提供豐富的網絡信息資源。研究性學習也面臨諸多問題，如埃德森等人提到了在高校的科學學習中學生所面臨的四大挑戰：1）需要有持續的研究動機；2）學生缺乏研究所必須的技術；3）學生缺乏使研究有意義的知識背景；4）學生無法控制不斷拓展延伸的研究活動等[4-6]。

從前面的分析中可以看出研究性學習是國外普遍采用的學習方式，但對于我國來說，大多數的學生已經習慣于傳統的教育模式，學生們不用自己動腦考慮這個問題應該從什么地方來分析，如何反駁老師的講授。對于其他理論課的學習，學生有這樣的思想可以理解，但對于《物理化學》課程，這種想法要讓學生堅決杜絕，因為《物理化學》是一門應用性很強的理論課程，一些經典的理論都是來源于實踐的，總結后又要用具體的實踐進行檢驗，不斷的擬合過程中，得出化學反應過程的相關經驗理論。所以學生要學會用《物理化學》的分析問題的方法，通過動手、動腦，與實際過程相結合，來解決實際問題。所以學習《物理化學》的分析問題、解決問題的方法反而變成學習的關鍵。由于理論和實驗學時的壓縮，給學生動手的時間會變得很少，這樣就要多結合實踐過程的現象，讓學生在課上有感性的認識，在課下通過具體實踐和查閱相關資料豐富其知識體系。

對于農業院校來講，《物理化學》中與其相關性比較大的內容是“表面現象”的內容，在講授過程中，就要結合相關的農業現象講解，讓學生理解表面現象的原理。例如1）農業天氣的預測—大氣的過飽和、人工降雨、干旱預測等；2）農業生產上的“除地保熵”、耕地深度等；3）農產品加工過程的乳化、破乳、凝膠，以及濃縮和干旱過程的水的相變化等等。這些看似簡單的問題都可以用物理化學的相關原理加以合理的解釋，學生在學習的過程中就會產生興趣。

在研究性過程，還應該注意加強的教育改革如下。1）如何引導學生合理利用好數字化資源，學生是未來現代化建設的主力軍，他們身上有著巨大的潛力，他們有對未知世界無窮的探知欲望，但當今隨著數字資源的大量涌入，學生們不知道應該如何運用現代化的資源，作為教師我們有能力和義務引導學生將他們的時間和經歷，運用到網絡上的教育資源上，比如有好多的學生現在不知道應該如何運用網絡學習，查閱相關數字資源，如何對網絡上的有用資源加以整理變為可以利用的有用資源，例如在課上點出，相關理論的查閱網站和下載一些常用的數據處理軟件，在條件允許下，課下組織學習相關軟件的數字化教程。2）在運用過程中，讓學生真正理解數字資源的使用規范，使學生理解和掌握如何合理地利用，而不是濫用。

三、布置相關內容的研究性討論

結合《物理化學》課程的特點，布置相關的探討性的研究性課題，讓學生充分調動起來，真正認識其理論的本質。可以采用在課上，講解其相關的理論和原理，總結出規律性，讓學生結合所學（即其他課程的關知識點），建立此理論在農業、農產品加工及食品等相關專業上的應用。例如，在熱力學和動力學部分講解完后，給學生布置了一個討論題目為“酸奶發酵過程乳酸菌隨時間變化情況”的課題，分別讓學生擬合理論加入量、發酵時間和實際過程中的加入量、時間和及其他影響因素對發酵過程區別和聯系，建立的動力擬合方程。通過計算和實際操作，學生們自己結合所學的計算和統計的資料，同時讓學生編寫研究性報告，并且分組討論其結果的差異性，使學生們認識到物理化學不是無用的、枯燥的理論，而是和生產密切相關的理論體系。

綜上所述，研究性學習雖然應以學生自身為主體，但如果教師不介入或介入少的話，或者對其引導不夠的話，研究性學習也不能合理、有效地開展，作為新時期的教師來說，在課堂的教學不能作為我們傳授知識的重點，而是應該考慮如何能更好地調動學生的積極性，讓他們能夠動起來，并且朝著我們帶領的方向學習和工作。只有這樣，才能完成《物理化學》教學的目標，也才能培養出有用的現代化人才。以上是我們對“物理化學”教學方法進行的一些改革，實踐證明，我們這些改革措施取得了較好的教學效果，我們的改革還在不斷地深入，以期取得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]吳云影，師范院校《物理化學》課程中科學探究性教學的實踐[J].廣東化工，2009，（4）：209-211.

[2]劉道勝.問題式教學法在物理化學教學中的應用[J].化工高等教育，2010，（3）：99-101.

[3]石海信.物理化學實驗開放式研究性教學模式的研究與探索[J].廣東化工，2008，（4）：119-122.

[4]謝逢春.中美兩高校物理化學課程教學的對比[J].化工高等教育，2009，（3）：27-29，104.

[5]趙明仁，黃顯華.西方研究性學習的研究綜述[J].教育理論與實踐，2008，（13），54-57.

[6]左璜.西方研究性學習研究的新進展及其啟示[J].外國教育研究，2010，（8）：42-47.

（責任編輯：范秀利）