材料物理專業普通化學課程中多元化教學模式探索

李艷艷 周艷艷 李 湘 吳昊洋

(寶雞文理學院物理與光電技術學院 陜西 寶雞 721016)

0 引言

《普通化學》課程主要是針對材料物理專業的學生開設的一門專業基礎課。這門課程的主要教學目的是使學生掌握基本的化學原理并將它們應用于實際生活當中。如何用一種簡單的方式將《普通化學》課程系統地傳授給學生，使他們能夠在學習其他化學課程之前獲得相應的化學知識儲備，是這門課程目前的主要任務[1]。然而，目前這門課程存在諸多問題，例如教材不能緊跟時代，教學內容繁冗，缺乏配套的實驗課程，評價體系單一。這些問題使得這門課程目前不能取得良好的教學效果[2]。筆者已經積累了相關的教學經驗，對《普通化學》課程有了系統而深刻的認識，現針對這門課程目前存在的問題提出多元化教學模式。

1 優化課件，采用多媒體輔助教學

《普通化學》課程涵蓋知識較廣，覆蓋了四大化學的主要知識點，并且公式繁雜。傳統的板書式教學模式過于單調、抽象，容易導致學生消極的學習情緒，無法集中注意力，這極大地減弱了教學效果。多媒體輔助教學是一種集合圖像、聲音、顏色等為一體的教學模式，可以將抽象難懂的理論知識以生動的形式展現出來，激發學生的學習興趣，增強教學效果。雖然目前的大學課堂均已采用多媒體教學，但是大多數老師僅限于把書本上的文字、公式搬到PPT中。上課的過程中課件播放速度快，像公式推導類的知識學生無法跟上教師速度，這樣的方式相比于傳統的板書式教學，效果更差。對于抽象的純理論概念，動畫仿真可以幫助學生建立良好的知識構架，并且加深他們的理解。例如，講解原電池中的化學反應時，學生總是無法正確區分正負極以及電子的流動方向，則可以將銅鋅原電池做成動畫的形式，讓學生直觀地看到電子的流向以及負極(鋅)被腐蝕、正極(銅)有金屬析出的過程，從而加深學生的印象。然后通過和銅銀原電池對比，讓學生總結出在兩種情況下，同一電極在什么情況下充當正極，在什么情況下充當負極，從而鞏固學生對于原電池正負極的判斷和理解。除了畫面和聲音的刺激之外，可以通過雨課堂等軟件的輔助，對于重要的知識點，設置相應的題目，在講完知識點之后立馬將題目推送給學生，讓學生在手機上作答。作答完成之后公布作答結果，根據學生的作答情況可以很好地了解到學生對該知識點的掌握情況，然后再對題目進行講解，加以鞏固。除此之外，學生往往不可能整堂課都集中注意力，通過設置題目作答時長，讓學生在作答完之后可以稍作休息，在后半堂課中才可以更加集中注意力。并且學生課后可以對不懂的課件進行標注，根據學生標注的情況，可以詳細地了解到學生對于整堂課的掌握情況，然后對于學生標注較多的知識點再次進行講解。需要注意的是，多媒體并不是任何情況下都適用的，教師不能過于依賴。例如，對于公式的推導，還需要以板書的形式展現，在教師一步步推導的過程中，學生的思維緊跟教師，才能給予學生更多的時間去思考。

2 將課本與實際生活和科學前沿相聯系

對于《普通化學》這門課程來說，雖然有很多公式和理論推導，但是所涉及的化學知識和實際生活聯系非常緊密，可以在講授完知識點之后再插入相應的生活常識。例如，第一章熱化學可以和能源的合理利用聯系起來，第二章化學反應的基本原理可以和大氣污染和環境化學聯系起來，第三章水溶液化學可以和污水處理聯系起來，等等。學生往往會覺得學習書本上的知識沒有實際用途，通過這種方式，可以讓學生更加清楚地認識自己所學的課本知識在實際生活中的重要性。除此之外，在講授相應的知識點之后，可以插入科學前沿，為學生以后上研究生選擇研究方向打好基礎[3]。例如，在講授完第四章電化學之后，可以將目前比較熱門的鈣鈦礦太陽能電池的文章給學生作簡單介紹；在講解完第六章無機化合物之后，可以將目前無機材料的相關前沿給學生作簡單介紹。現在的學生大部分都有考研的打算，但是他們完全不知道如何選擇導師和研究方向。通過這種方式，一方面可以激發學生的科研熱情，另一方面可以為他們以后選擇導師打好基礎。

3 采取主題討論和學生講授的方式

在傳統課堂中，一般都是老師講授，學生聽取的方式，這種“填鴨式”教學中學生的積極性沒有得到開發，再加上大學課堂講授內容多且難，學生無法全程集中注意力聽課。因此，開發以學生為中心的教學模式可以給學生提供更多的學習空間，增強學生獨立學習的能力，改變學生被動學習的方式，可以達到事半功倍的效果。對于一些能夠引起學生興趣的知識點，可以采用這種模擬教學的模式，在這種模式中學生在課堂上講授、討論，以達到鞏固知識的目的。在這個模式中，學生需要積極準備，收集資料。在這個過程中，學生需要了解知識點的來龍去脈，通過一個知識點的學習，可以將相關的知識點全部復習一遍，從而構建更加完整的知識體系。另一方面，在互換角色的過程中，可以訓練學生的表達和組織能力，了解備課和教學的過程，感受教師備課和上課的不易，培養學生的同理心以及尊重他人的品質，達到價值觀的教育目的。例如，講到無機材料基礎的時候，可以給學生指派幾個無機材料相關的研究方向，讓學生分組調研，然后再派代表給大家介紹相關前沿。采用這樣的方式，一是可以調動學生學習的積極性，二是可以加深學生對知識點的掌握。所謂“授人以魚不如授人以漁”，通過這種方式可以讓學生掌握學習新知識的方法，從而增強學生解決問題的能力，而不再是依賴老師。

4 完善考核機制

目前，大多數課程的考核方式是平時成績與期末考試成績加權而成，一般平時成績占比30%左右。在這種情況下，期末考試成績基本決定了學生能否通過這門課程，所以造成學生平時不學，考前突擊的現象。除此之外，平時成績主要由課后作業成績決定。而學生在完成課后作業的過程中，抄襲現象嚴重，導致平時成績區分度不大，所以課后作業成績不能準確地反映學生對知識的掌握程度。總而言之，這種考核方式過于單一，不夠客觀，導致部分學生認為，平時作業抄一抄，考前突擊幾天就能通過考試。為了綜合評定學生對知識的掌握程度和應用化學知識解決實際問題的能力，以前這種結果考核制應該改變為過程考核制。最終的總分應該包括作業、隨堂測驗、實驗設計和最終考試成績。首先，作業成績包括課后作業和課堂中插入的題目的分數。之前已經提到過在上課過程中對于重要的知識點設置相應題目，隨堂推送給學生，參與程度和正確率也作為作業成績的一部分。而課后作業則可以布置討論型或調查型題目，避免學生之間互相抄襲。其次，對于每章重點的知識，可出相應的計算題讓學生隨堂完成，既減少了學生課后作業的負擔，也保證了作業完成的獨立性。例如，在講解熱化學部分時，如何計算反應的標準摩爾吉布斯函數變是這一部分的重點，可以讓學生計算不同溫度下碳酸銀分解反應的標準摩爾吉布斯函數變，并判斷反應進行的方向。通過這道題目的計算，既讓學生掌握了相應的公式，又讓學生鞏固了影響化學反應方向的因素之一：溫度。對于實驗設計，鼓勵學生之間互相合作，在教師的指導下查閱相關文獻，尋找與材料物理專業相關的化學前沿熱點課題，設計相關實驗，學習化學的基本研究方法和手段，開發學生的創新能力和獨立獲取知識的能力，并且可以提高他們的科研能力。最后，期末考試成績的占比可以相應減少。若學生平時已經認真學習，前三項考核已經完成地非常好了，證明學生對知識點的掌握比較好，期末也不用花費太多功夫去復習，減少了學生期末考試的負擔。而對于平時不學習的同學來說，也不可能通過突擊通過這門課程。所以，通過這樣的方式，可以引起學生對這門課程和平時成績的重視，而最終的成績也可以全方位客觀地反映學生對這門課程的掌握程度。

5 加入思政化元素，提高學生的愛國熱情

習近平總書記在全國高校思政工作會議上提出“課程思政”的概念，他指出堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程。因此，在專業課教學中加強課程思政教育具有非常重要的意義。教師可以結合專業知識與社會實際問題，迎合學生的學習特點，促進學生對知識的吸收。在此基礎上，教師的經驗和對于專業發展的理解可以幫助學生規劃他們的職業生涯，清晰地分析行業的短板，思忖未來行業發展的多種可能性，以此來鼓勵學生在化學和材料領域執著追求。除此之外，我們應該結合社會主義核心價值觀和學生個人價值觀，使學生真正意識到通過專業知識建設中國特色社會主義的責任感和使命感，將個人發展和國家未來發展導向密切聯系起來。

例如，在講到熱化學時，可以將其和能源的合理利用聯系起來，通過給學生介紹石油、天然氣、氫能、太陽能等能量的特點，讓學生意識到在當前能源危機和環境污染的背景下，我們應該盡量使用清潔能源。而對于氫氣的制備和儲存、太陽能的轉換等，又可以和科學前沿聯系起來。再例如，講到水溶液化學時，可以給學生介紹水污染的幾種形式，讓學生認識到現代水荒并不是由于自然界水分不足以支持人類發展，而是人類使用得過于粗放和無序，從而意識到節水防污不只是一個科學問題，更是一項關系全社會、需全社會共同參與的重大事業。通過這種方式不但可以引導學生學習化學知識，同時可以加強他們對化學相關領域的理解，拓寬思考問題的維度。最重要的是，這種方式將理論知識和實際生活聯系起來。學生不僅能夠理解化學理論，還可以了解到化學知識在實際生活中的指導作用，使學生能夠看見化學未來的發展空間和社會對化學的需求。

6 結語

總而言之，隨著時代的變遷和社會的進步，社會對大學生的要求已經發生了巨大的變化。因此，教師應該不斷地學習和開發新的教學模式。在傳統教學方法的基礎上，我們應該不斷思考和改革，融合新的教育理念，建立多樣化的教學模式，激發學生自主學習的潛力，鍛煉學生獨立思考的能力。總之，教學應以學生為本，對不同的課程和不同的學生嘗試合適的教學方式，激發學生的學習興趣和熱忱，培養學生獨立思考和解決問題的能力。