以“膠體化學(xué)”為例的物理化學(xué)說課探討*

趙利民　　倪俊杰　　賈正鋒

（聊城大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 聊城 252059）

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以“膠體化學(xué)”為例的物理化學(xué)說課探討*

趙利民倪俊杰賈正鋒

（聊城大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 聊城 252059）

摘要：以高等本科院校《物理化學(xué)》中“膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液”為基本內(nèi)容，從課程定位、教學(xué)對象、教材、教學(xué)程序及課堂評估與反思五個(gè)方面進(jìn)行分析，以說課的形式闡述教學(xué)方案的設(shè)計(jì)，為提高高校教學(xué)質(zhì)量打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液；說課

說課是上個(gè)世紀(jì) 80年代源于中國的一種具有原創(chuàng)性質(zhì)的教學(xué)研究成果。它一經(jīng)出現(xiàn)就獲得全國教育教學(xué)界的認(rèn)可并得到專家的肯定。很快在全國范圍內(nèi)由點(diǎn)到面，由小到大，有計(jì)劃的展開，并逐漸成為一項(xiàng)實(shí)用性很強(qiáng)的教研活動(dòng)形式。目前，說課活動(dòng)研究已突破了原有的局限，逐漸演變成為一種綜合的教學(xué)方式和教學(xué)研究方法。它具體內(nèi)容涉及備課、上課、評課各個(gè)環(huán)節(jié)，把課前設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方案實(shí)施、課后講評等教學(xué)環(huán)節(jié)統(tǒng)一在一起，體現(xiàn)了教學(xué)理論和教學(xué)實(shí)踐的結(jié)合，能夠充分表達(dá)教師的教學(xué)思路、教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)認(rèn)識。因此，發(fā)展說課研究對于促進(jìn)教師相互交流學(xué)習(xí)，激勵(lì)教師投身教育教學(xué)改革具有十分重要的意義。

說課是針對某次具體授課過程總體教學(xué)設(shè)計(jì)方案的闡述。教學(xué)人員在課余用較短的時(shí)間與同事從教學(xué)方法、教學(xué)程序、教材分析、學(xué)習(xí)方法等方面對教學(xué)方案進(jìn)行闡述。相對于中小學(xué)教育，高等院校一次授課過程所講述的內(nèi)容更多，難度更大。對于高校教師來說，如何有效地安排好一堂課的教和學(xué)是非常重要的。截至到目前，針對高校教材的相關(guān)說課研究還很少。文章以“膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液”為基本內(nèi)容，從課程定位、教學(xué)對象、教材、教學(xué)程序及課堂評估與反思五個(gè)方面進(jìn)行分析，以說課的形式闡述該單元教學(xué)方案的設(shè)計(jì)，為提高教學(xué)質(zhì)量打好基礎(chǔ)。

一、課程定位分析

物理化學(xué)是系統(tǒng)性和實(shí)用性都很強(qiáng)的一門自然科學(xué)，是學(xué)生進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)前的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。這一特定的地位，使它起著承前啟后的橋梁作用。為服務(wù)總體辦學(xué)定位，物理化學(xué)的教學(xué)應(yīng)該從應(yīng)用性、系統(tǒng)性、目的性以及開放性幾方面出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納、邏輯分析以及綜合應(yīng)用等方面的能力。

本課程是我校四年制本科在第二學(xué)年所開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，適用于材料學(xué)院各專業(yè)，上下兩冊總學(xué)時(shí)數(shù)為96，實(shí)驗(yàn)單獨(dú)開設(shè)課程。先修課程為高等數(shù)學(xué)、大學(xué)化學(xué)等。該課程的教學(xué)目標(biāo)可以分為以下幾方面：（1）知識目標(biāo)：通過對《物理化學(xué)》的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉和掌握物理化學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，加深對物理化學(xué)基本原理的理解，給學(xué)生提供理論聯(lián)系實(shí)際和理論應(yīng)用于實(shí)踐的機(jī)會，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程奠定良好的基礎(chǔ)；（2）技能目標(biāo)：鍛煉學(xué)生提出問題，分析問題、解決問題的能力；養(yǎng)成觀察、發(fā)現(xiàn)、引申問題，自覺運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決問題的良好習(xí)慣；（3）情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)、求真、求實(shí)，勤儉節(jié)約的優(yōu)良品德和科學(xué)創(chuàng)新精神。

二、教學(xué)對象分析（學(xué)情分析）

在生源方面，武書連在2015年對全國高校的畢業(yè)生質(zhì)量以及生源質(zhì)量進(jìn)行排名，聊城大學(xué)的生源質(zhì)量為D級，與其他高校存在明顯的差異。《物理化學(xué)》開課時(shí)間為大學(xué)二年級，通過大一一年的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)基本能夠接受大學(xué)課程的教學(xué)規(guī)律。在學(xué)生個(gè)人特征方面，90后的學(xué)生思想活躍，精力充沛，求知欲旺盛，但自我約束力相對薄弱，易受環(huán)境感染，對物理化學(xué)學(xué)習(xí)興趣不大。究其原因，普遍認(rèn)為課程理論性太強(qiáng)，涉及公式計(jì)算多，實(shí)用性弱。因此，課程教學(xué)過程中必須針對學(xué)生特點(diǎn)采用合適的課程教學(xué)模式和有效的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，挖掘?qū)W習(xí)潛能，才能達(dá)到實(shí)現(xiàn)本課程教學(xué)目標(biāo)的目的。

三、教材分析

（一）教材內(nèi)容

“膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液”選自《物理化學(xué)（第五版）》（南京大學(xué)物理化學(xué)教研室，傅獻(xiàn)彩等編寫）第十四章的第一、二、三節(jié)。具體教學(xué)內(nèi)容包括膠體和膠體的基本特性、溶膠的制備和凈化以及溶膠的動(dòng)力性質(zhì)。

（二）教材體系中的地位和作用

膠體化學(xué)是物理化學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它所研究的領(lǐng)域是化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、生物化學(xué)等諸多學(xué)科的交叉與重疊，它已成為這些學(xué)科的重要理論基礎(chǔ)。膠體化學(xué)的理論和技術(shù)已廣泛應(yīng)用在化工、催化、紡織、食品、醫(yī)藥和環(huán)保等工業(yè)部門和技術(shù)領(lǐng)域。本節(jié)內(nèi)容是膠體化學(xué)的初始內(nèi)容，通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對膠體化學(xué)的興趣，掌握膠體化學(xué)的基本理論，為后續(xù)知識學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

（三）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)的確立和依據(jù)

《大綱》對這部分內(nèi)容的要求是“了解膠體分散系統(tǒng)的大概分類，對憎液溶膠的膠粒結(jié)構(gòu)、制備和凈化常用的方法要有一定的熟悉；了解憎液溶膠在動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面的特點(diǎn)，以及如何利用這些特點(diǎn)對膠體進(jìn)行粒度大小、帶電情況等方面的研究。”根據(jù)以上教材分析可知，膠粒的結(jié)構(gòu)和膠體的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)是膠體化學(xué)的基礎(chǔ)，因此它們是本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)，其中，溶膠膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式也是本節(jié)的難點(diǎn)。

（四）教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)教學(xué)大綱要求，教材內(nèi)容和特點(diǎn)，本節(jié)課制定如下教學(xué)目標(biāo)：

（1）知識目標(biāo)：了解分散系統(tǒng)的分類；掌握膠體的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式；了解膠體的制備凈化；了解膠體粒的動(dòng)力性質(zhì)。

（2）能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，邏輯推理能力，理論聯(lián)系實(shí)際的能力以及運(yùn)用多媒體查閱資料的能力。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過本節(jié)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生體會理性認(rèn)識與感性認(rèn)識的相互關(guān)系，認(rèn)識矛盾對立統(tǒng)一的觀點(diǎn)，努力樹立辯證唯物主義的觀點(diǎn)。

（五）教學(xué)方法

教學(xué)活動(dòng)是施教者和受教者的雙邊活動(dòng)，必須充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，才能獲得良好的教學(xué)效果。在實(shí)際授課過程中，采用如下教學(xué)方法：（1）情境激學(xué)：通過問題創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)；（2）目標(biāo)導(dǎo)學(xué)：課程開始，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生有的放矢，學(xué)有方向，促使學(xué)生積極探索、發(fā)現(xiàn)；（3）適當(dāng)運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)：對于重點(diǎn)、難點(diǎn)及一些數(shù)學(xué)推導(dǎo)內(nèi)容，采用板書形式；對于教材中淺顯易懂的內(nèi)容，比較復(fù)雜的圖等，運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)；（4）指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查閱一些膠體化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，拓寬學(xué)生知識面，了解所學(xué)知識的前沿內(nèi)容。

四、教學(xué)程序

1.創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生興趣，引入新課。美國教育家布盧姆提出“教師創(chuàng)設(shè)一定的情境，使學(xué)生在這個(gè)情境中產(chǎn)生求知的欲望”是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的第一步。知識本身源于生活，運(yùn)用生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)情境是引入新課較好的方法。

在引入新課的過程中，通過多媒體向?qū)W生展示煙霧、寶石、牛奶等圖片，引導(dǎo)學(xué)生歸納其結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)，引出概念。通過把化學(xué)知識和生活實(shí)際聯(lián)系在一起，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，點(diǎn)燃思想火花，引起探索的欲望和沖動(dòng)。

2.認(rèn)定教學(xué)目標(biāo)，明確學(xué)習(xí)方向。教學(xué)目標(biāo)是整個(gè)教學(xué)過程的核心，學(xué)生只有目標(biāo)明確，學(xué)有方向，學(xué)有動(dòng)力，才能變被動(dòng)接受為主動(dòng)探求。在實(shí)際授課過程中，引出問題后立即展示本節(jié)教學(xué)目標(biāo)并圍繞教學(xué)目標(biāo)展開教學(xué)活動(dòng)。

3.通過比較、歸納等邏輯推理方法，導(dǎo)引出分散系統(tǒng)的概念以及分類，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，理論聯(lián)系實(shí)際能力的教學(xué)目標(biāo)。

首先通過引導(dǎo)學(xué)生對煙霧、牛奶等系統(tǒng)進(jìn)行分析，總結(jié)歸納出分散系統(tǒng)的概念，引導(dǎo)學(xué)生按照分散相粒子大小對分散系統(tǒng)進(jìn)行分類，導(dǎo)出膠體分散系統(tǒng)的概念。進(jìn)一步開闊學(xué)生思維，討論按照不同分類標(biāo)準(zhǔn)對分散系統(tǒng)進(jìn)行分類。討論完成后，在多媒體上展示教材中的分類。通過這一過程鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。

4.學(xué)會舉一反三，融會貫通。膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式是膠體化學(xué)的基礎(chǔ)，也是本節(jié)課程的重點(diǎn)內(nèi)容之一，在各類考試中經(jīng)常出現(xiàn)相關(guān)題目，因此這部分內(nèi)容比較重要。在講解這一部分內(nèi)容時(shí)，首先以制備AgI時(shí)KI過量為例，講解膠團(tuán)的形成，寫出結(jié)構(gòu)式；然后引導(dǎo)學(xué)生理解AgNO3過量時(shí)膠團(tuán)的形成過程，要求學(xué)生寫出結(jié)構(gòu)式；進(jìn)一步要求學(xué)生總結(jié)規(guī)律，同時(shí)布置練習(xí)，達(dá)到舉一反三，融會貫通的目的。

5.通過邏輯推理，導(dǎo)出溶膠的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)——擴(kuò)散和滲透壓。首先，和學(xué)生共同建立擴(kuò)散作用和滲透壓的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)符號表示出擴(kuò)散速度，推導(dǎo)出Fick第一擴(kuò)散定律；然后，根據(jù)實(shí)際過程中濃度梯度發(fā)生變化，考慮擴(kuò)散系數(shù)受濃度影響，推導(dǎo)出Fick第二擴(kuò)散定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在引出溶膠的滲透壓公式時(shí)，和學(xué)生一起回顧稀溶液的滲透壓公式，通過類比、聯(lián)想的方法得出溶膠的滲透壓公式。利用這種方式，溝通新舊知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。

6.課程的總結(jié)。在授課過程的最后，通過多媒體總結(jié)本次課程的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)本次課程的重點(diǎn)內(nèi)容，加深學(xué)生的印象。布置課后查閱資料以及書面作業(yè)。

五、課堂評估與反思

本次課程的評估可以分為兩部分：一部分是授課過程中對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，紀(jì)律情況，互動(dòng)程度以及課堂答問等進(jìn)行評估，另外一部分是課后書面作業(yè)。通過兩部分評估內(nèi)容對授課過程進(jìn)行總結(jié)，并進(jìn)行記錄。

參考文獻(xiàn)

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［5］傅獻(xiàn)彩，沈文霞，姚天楊.物理化學(xué)（第五版）［M］.北京：高等教育出版社，2006：404-432.

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）14-0063-02

*基金項(xiàng)目：山東省本科高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目（立項(xiàng)編號：2015M051）；聊城大學(xué)校級教改項(xiàng)目（311161533）。

作者簡介：趙利民，博士，講師，研究方向：功能微納材料。

Absract:The paper choose"colloidal dispersion systems and macromolecular solution"in Physical Chemistry as the basic content.Course orientation，teaching object，teaching materials，teaching procedures，classroom assessment and reflection in the teaching design are analyzed through speaking lesson method in order to improve the teaching quality of universities.

Keywords:physical chemistry；colloidal dispersion systems and macromolecular solution；speaking lesson