復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)課改意見(jiàn)

潘成嶺++++童磊

摘 要： 通過(guò)改進(jìn)教學(xué)方法和開(kāi)展自主實(shí)驗(yàn)等提高物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，建立知識(shí)框架和形成關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)，聯(lián)系科研與生產(chǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力，最終促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)學(xué)習(xí)方法。

關(guān)鍵詞： 物理化學(xué) 復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè) 課改意見(jiàn)

物理化學(xué)是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手，探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門(mén)學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)方法上主要采用物理學(xué)中的方法[1]。現(xiàn)代物理化學(xué)主要研究?jī)?nèi)容包括化學(xué)熱力學(xué)及應(yīng)用、電化學(xué)、表面與膠體化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)五個(gè)方面。物理化學(xué)課程是高等學(xué)校化學(xué)教育的主干課程，是化學(xué)、化工、材料、冶金、生物、醫(yī)藥、地質(zhì)、熱工等學(xué)科的理論基礎(chǔ)，也是眾多專(zhuān)業(yè)招收研究生的必考科目[2]。

對(duì)于復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè)而言，物理化學(xué)是一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)化學(xué)課程，與專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)緊密聯(lián)系，學(xué)好物理化學(xué)是學(xué)好復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)的前提，但在實(shí)際教學(xué)中物理化學(xué)這門(mén)課程在本專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中存在一些問(wèn)題，以下分別闡明現(xiàn)有問(wèn)題及課改意見(jiàn)。

一、合理安排教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)

物理化學(xué)是一門(mén)概念性、理論性、系統(tǒng)性和邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，涉及的公式多，應(yīng)用條件嚴(yán)格，比較抽象，是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感到難度較大的一門(mén)課。在本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中只安排了一學(xué)期的課程學(xué)習(xí)，因此選用高等教育出版社的《物理化學(xué)簡(jiǎn)明教程》作為學(xué)習(xí)教材。這本教材簡(jiǎn)明扼要地闡述了物理化學(xué)學(xué)科的主要內(nèi)容及材料類(lèi)學(xué)生所需的基礎(chǔ)知識(shí)，是一本符合本專(zhuān)業(yè)實(shí)際教學(xué)目標(biāo)的好教材。但由于本專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)的課時(shí)較少，最終只能摘取部分章節(jié)學(xué)習(xí)。例如在2010級(jí)的教學(xué)方案中，只教學(xué)了化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)部分內(nèi)容（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)勢(shì)、多相平衡等章節(jié)）及表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)章節(jié)，電化學(xué)及化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)兩個(gè)重要章節(jié)都未學(xué)習(xí)，這無(wú)疑會(huì)對(duì)物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性產(chǎn)生不小的損害。面對(duì)這一實(shí)際情況，我們完全可以從整個(gè)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃出發(fā)，篩選出多門(mén)課程的重疊內(nèi)容，選排重疊知識(shí)在哪門(mén)課需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)，在哪門(mén)課可以了解。如在物理化學(xué)這門(mén)課程中多相平衡章節(jié)就和材料科學(xué)基礎(chǔ)課程里相關(guān)相圖的章節(jié)有所重復(fù)，對(duì)于復(fù)合材料與工程專(zhuān)業(yè)而言，材料科學(xué)基礎(chǔ)里的相圖知識(shí)更重要，因此在物理化學(xué)教學(xué)中完全可以減少多相平衡的教學(xué)任務(wù)，簡(jiǎn)要介紹一些基本概念和原理即可，主要學(xué)習(xí)可在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中完成。同時(shí)，物理化學(xué)中的表面化學(xué)章節(jié)也與學(xué)習(xí)材料表界面課程知識(shí)重復(fù)，在材料表界面課程中更系統(tǒng)豐富地闡述了表面化學(xué)，因此在物理化學(xué)課程也可以酌情減少教學(xué)任務(wù)。此外，像膠體化學(xué)此類(lèi)比較簡(jiǎn)單的內(nèi)容也可以安排學(xué)生自學(xué)，如果擔(dān)心學(xué)生的自覺(jué)性，就可以一些代表性問(wèn)題作為作業(yè)，讓學(xué)生完成。

此外，如果有可能就應(yīng)盡量合理制訂培養(yǎng)計(jì)劃，空出一些課時(shí)，把物理化學(xué)這門(mén)分為兩學(xué)期學(xué)習(xí)，因?yàn)橹挥邢到y(tǒng)、透徹地學(xué)習(xí)才能讓學(xué)生真正走進(jìn)物理化學(xué)的世界。

二、改進(jìn)教學(xué)方法

物理化學(xué)這門(mén)比較讓學(xué)生學(xué)起來(lái)吃力的課程，應(yīng)該積極采取有效的教學(xué)方法，改變這一現(xiàn)狀。

首先要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，比如在學(xué)習(xí)熱力學(xué)的過(guò)程中可以從歷史背景及名人軼事出發(fā)引出熱力學(xué)定律，又如在電化學(xué)中可以介紹鋰電的研究前景、新能源汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀等。興趣始終是學(xué)習(xí)的最好動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是最大挑戰(zhàn)也是最有效的教學(xué)方法。

其次采取案例法[3]、類(lèi)比法[4]等總結(jié)所學(xué)知識(shí)與生活的聯(lián)系及知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)對(duì)比，加深學(xué)生印象，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識(shí)。對(duì)于案例法，我們可以從工業(yè)生產(chǎn)的角度選取一種產(chǎn)品總結(jié)其中涉及的化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等知識(shí)，這樣可以使學(xué)生產(chǎn)生直觀的學(xué)習(xí)感受，應(yīng)用更好的學(xué)習(xí)方式。物理化學(xué)中有很多知識(shí)是可以用類(lèi)比法學(xué)習(xí)的，如可逆電池與不可逆電池、理想氣體與非理想氣體等。這些類(lèi)比不應(yīng)由老師直接給出，而應(yīng)讓學(xué)生先獨(dú)自完成這些類(lèi)比，最后再對(duì)學(xué)生的類(lèi)比結(jié)果進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，這樣不但可以加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象，更可以鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

傳統(tǒng)的“滿堂灌”教學(xué)方法培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生，最明顯的弱點(diǎn)是思維呆板，缺乏創(chuàng)新能力和發(fā)散思維[5]。因此，我們可以設(shè)置專(zhuān)門(mén)的討論課，在相互交流中使學(xué)生的思維活躍起來(lái)，對(duì)于一些重要概念如熱力學(xué)部分的焓、熵等，讓學(xué)生通過(guò)獨(dú)立思考提出見(jiàn)解，得到教師和其他同學(xué)的幫助和啟發(fā)。討論課不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能形成良好的相互探討和交流的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，有利于發(fā)散思維及創(chuàng)新能力的發(fā)展。

三、開(kāi)展自主實(shí)驗(yàn)

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展無(wú)疑在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中是十分必要的，有很多概念公式都可以從實(shí)驗(yàn)中得到深刻體會(huì)理解，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)也能充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手和思考能力。作為工科材料類(lèi)的學(xué)生沒(méi)有必要也沒(méi)有時(shí)間學(xué)習(xí)整個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，但開(kāi)展一些重要公式概念所涉及的實(shí)驗(yàn)是十分必要的，因此我們可以在教學(xué)計(jì)劃中安排一些實(shí)驗(yàn)由學(xué)生動(dòng)手完成，這是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一個(gè)有效途徑。以往，實(shí)驗(yàn)課大多是老師在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行講解示范，然后學(xué)生跟著模仿一遍，這種教學(xué)過(guò)程對(duì)大多數(shù)學(xué)生而言更像是走馬觀花，達(dá)不到較好的教學(xué)效果。對(duì)此，我們可以適當(dāng)安排一些自主實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生查找相關(guān)實(shí)驗(yàn)的文獻(xiàn)資料和數(shù)據(jù)手冊(cè)，并調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性，讓他們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最后聯(lián)系所學(xué)知識(shí)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析[6]。在整個(gè)過(guò)程中，老師所要做的是扮演好答疑者和督促者的角色。這樣不僅會(huì)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ鼤?huì)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

參考文獻(xiàn)：

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