中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:2096-000X(2025)14-0042-04
Abstract:Physical Chemistryisaprofesional basiccourserequiredforundergraduatesofchemistryandchemical engineeringcolegesanduniversities,whichisadisciplinetostudytheprinciples,lawsandmethodsofchemicalbehaviorofal materialsystemsthroughphysicalprinciplesandphysicalexperimentaltechniques.PhysicalChemistrycourseischaracterizedby itsinterdisciplinarynatureandrobusttheoreticalfoundation.Tecombinationofinnovativeteachingmethodsinitsteaching process isconducivetothecultivationofstudents’innovativethinkingandinovativeability.However,intheteachingprocesof Physical Chemistryincolegesanduniversies,thereareproblemssuchaserrorsinteachingconcepts,backwarddevelopmentof teachingmodes,biasintheteachingprocess,andshortcomingsinteachingevaluation.Toaddresstheseisues,thisarticle proposesaseriesofsolutionstrategies:encompasingcase-basedteaching,flippedclasroomtechniques,reformof physical chemistryexperiments,optimizationof teaching assessments,etc.,soastomakephysicalchemistyteachingreformmorerealistic.
Keywords: Physical Chemistry; purpose; meaning; teaching reform; strategic and methods
物理化學教學改革的腳步在滾滾的歷史長河中從未停歇,盡管取得了不錯的成績,身為教育工作者的我們要堅守初心,不畏艱難險阻,勇往直前。在新的時代背景下,物理化學教學改革要促進教學理念向深層次發展,滿足現代社會對人才的要求,讓學生能更好地在現代快速發展的社會大環境中生活,實現人生追求[1-;要實現物理化學知識從理論化向實踐化的轉變,不僅僅只是簡單地完成教學自標的第一個層次:知識與技能的熟練掌握,而要更能注重教學目標的第二個層次:親身體驗物理化學知識的學習過程、清楚地對物理化學學習方法進行系統總結,并且在以后的物理化學學習中進行靈活的綜合應用,最后實現教學目標的第三個層次:個人對化學情感的提升,明白物理化學學科的學習對個人發展、社會貢獻、環境保護有著重要的意義,完成個人態度和價值觀的升華]。
一物理化學教學存在的問題
物理化學是各高校化學學科中一門重要的必修課程。其重要性不僅在于加深對化學反應和物質變化的理解,還為許多實際應用提供了理論基礎。然而,在實際的教學過程中,還存在著諸多需要解決的問題,列舉如下。
(一) 教學理念
傳統的物理化學教學理念強調在重視結論的同時輕視討論,傾向于堅持單一、線性的教學方法,并持續以靜態方式進行發展。所謂的“重結論、輕討論”即指教師在課堂上呈現的內容,僅僅是對課本中知識結論的表面呈現,不容許學生提出質疑或展開討論。這種教學方式僵化地鼓勵記憶式學習,導致了背誦取代了應用理解,學習結論取代了深入探索的過程。而“單一化、直線性\"則意味著強調縱向上的主要知識要點,忽視了橫向上的知識拓展和補充。教師按照一個單一的教學主線,沿著縱向遞進的方式來構建整個物理化學知識體系。因此,這種絕對靜態的物理化學教學方式可能導致學生思維模式的僵化,對培養學生的發散性思維毫無益處,甚至帶來諸多負面影響,
(二) 教學模式
傳統的物理化學教學模式是一種以教師講授、課本背誦、課堂聽講為中心的傳統模式。由于物理化學的知識點繁多,課程時間有限,教學任務異常繁重。這導致教師常常在課堂上匆匆進行新課講解,而忽略了學生對知識的理解和吸收情況。學生只能零散地吸收知識,缺乏深入的理解,導致教與學不夠精細匹配。教師花費大量時間和精力講授,而學生則在模糊不清中學習,這使得課堂效率難以提升。傳統的物理化學教學范式忽視了學生學習的核心地位,過分強調教師的講授角色,導致課堂嚴重失衡。
(三) 教學過程
傳統的物理化學教學過程是一種教師直接灌輸知識給學生、學生全盤接受的填鴨式過程。在此過程中教師“授人與魚”,而不是“授人與漁”。理論知識的傳授完全依賴于課本,演示文稿中的內容也僅僅是課本知識的簡單呈現;實驗的設計流程、主題內容、實施方法等都是基于教材及教師的主觀經驗而構建的。學生以機械刻板的方式進行學習,缺乏自主思考的意識,從而導致學習效率不高。高校的物理化學教學整體效率較低,教學效果未能達到預期,導致付出的努力難以獲得相應的回報。
(四) 教學結果的評估
傳統的物理化學教學結果評估是以一種考核形式單一、卷面成績比重大、凸顯應試教育主題的方式。考核的方式主要為期末、期中考試,而考試的內容大部分為課本和題庫上的習題,大部分同學死記硬背考試內容,也可以達到及格線通過考試。這樣的考核方式只能對卷面成績進行評估,做不到對學習能力的評估。長此以往,學生只著眼于卷面成績的高低,學習能力得不到鍛煉和提高。教師也會滿足于現狀,止步于當前的教學水平,教學水平也不會得到真正的提升。
教育依然是新時代中國特色社會主義的重要內容。物理化學教學改革一直在不斷進行中,而在當前的時代背景下,對物理化學教學改革的討論顯得尤為重要。為了更好促進物理化學教學的發展,物理化學教學改革應該在傳統的教學理念、模式、過程以及評估的基礎上,將其中符合教育發展要求的內容,繼續保持和沿用;跟不上新時代物理化學教學發展的,必須自覺地加以改造或摒棄。
二 物理化學教學改革的自的和意義
(一) 目的
1教師
① 知識層面:物理化學教學改革讓教師在教學過程中不斷查找自己在知識層面的漏洞,及時填補。能準確、清楚地解答學生提出的問題,并能進行知識的延伸與拓展,讓知識體系更加豐滿。 ② 能力層面:物理化學教學改革讓教師在課堂教學中更加熟練地掌握教學技能、把握教學進度、提高課堂教學效果。加強和學生的溝通,了解學生知識點的接納和吸收情況,及時做出調整,真正提高課堂效率。 ③ 意識層面:物理化學教學改革讓教師轉變傳統的姿態,真正地和學生成為朋友。教師不能只關心學生的考試成績和自己的教研成果,也要關心學生身心的全面發展,及時地發現并糾正學生的問題,真正地培育出對社會有貢獻的現代高素質人才。
2學生
① 知識層面:能熟練地對每一章節的重點內容進行系統地羅列,能對化學名詞進行準確地敘述。能領悟新舊知識的聯系,進行知識的延伸拓展,形成完整的知識體系,進行知識的綜合應用。能準確地解釋化學現象背后的原因,提出自己的見解。能準確地書寫化學方程式、熟練地進行化學學科的計算。 ② 能力層面:讓學生真正地獲得能用已學的化學知識解決現實存在問題的能力,而不僅僅是應試教育下考高分的能力,完成從“紙上談兵\"到\"實際應用\"的轉變。具有自主學習和探索的能力,能發現有探究價值的問題、提出問題的假設、確定探究的目的,設計出合適探究的方案來解決問題。具有創新和開拓能力,能夠基于已有的思路進行自己的創新發展,開拓思維。 ③ 意識層面:培養學生的證據意識,能結合現有的證據和已有的知識對所給案例進行假設,能通過分析推理證明所假設的觀點是正確的還是錯誤的,并能單獨地建立結論與證據之間的邏輯關系。具有將理論真正地應用于實踐的意識,能自覺地將書本上的化學知識點用化學實驗的方式進行科學探究,不拘泥于課本所給的現象和原理,有自己的觀點和想法。具有團隊協作的精神,有很強地維護集體榮譽感的意識,減少個人主義意識。激發對化學學科的熱愛,贊美化學對人類社會和自然環境的巨大貢獻,提高保護生態環境的個人意識和節約自然資源的環保意識。
(二) 意義
1教師
讓教師學會教學,在和學生交流探討問題的過程中發現自己存在的知識漏洞,并及時修補自己的知識網絡,拓寬自己的知識廣度,夯實教學的基礎。和學生有更多的交流,能更好地掌握學生接受知識的情況,及時對課堂所講的重難點進行加強鞏固,提高課堂效率。能更加熟練地應用教師的教學技能,并進行開拓創新,讓教學技能得到更好的發展,成為更能適應現代快速發展型社會的優秀教師,更好地促進現代教育事業的發展。教師不僅能培育出高質量的知識型人才,更能培育出高素質的全面型人才,真正地發揮教師\"園丁\"的作用。
2學生
讓學生學會學習,化學的學習主要分為兩個過程,就是理論知識 .+ 化學實驗。兩個過程要齊頭并進,交叉組合,將化學學習過程中的“枯燥”與“有趣\"融合,最終讓學生真正地學透化學。在案例分析式學習的過程中,能加強同學之間、師生之間的交流,有助于培養學生之間、師生之間的深厚感情,最終形成和諧美好的集體環境。滿足現代社會對人才的要求,讓學生能更好地在現代快速發展的社會大環境中生活,實現人生追求。能明白化學學科對于能源的節約與利用、環境的保護與凈化、人類社會的存在和發展等方面有著重要的意義,支持社會的綠色健康發展,并能用正確的價值觀來評判社會熱點問題。
三物理化學教學改革的策略和方法
(一) 案例分析式教學
在現代教學方法中,案例分析式教學是一種快速發展且富有創新性的教學方法,也是一種行之有效提高課堂效率的教學手段。案例分析式教學是一種以教師和學生為“雙中心”,化學課本和課堂講授為“雙輔助”的教學模式。教師根據學生學過的舊知識,設計出能將新舊知識點結合在一起的學習案例,引導學生進行對學習案例的分析推導。既能檢驗舊知識點的掌握是否透徹,又能促進對新知識的接納和吸收,最后指導學生對案例所包含的知識進行擴展和創新,讓學生的知識思維由點到面,再到立體,形成自己對于化學學習的創造性立體思維方式,以及自己的知識體系[45]。
知識點:飽和蒸氣壓。
1)案例引入。日常生活中,冬季下雪之后會在公路上撒鹽(NaCI),作用是什么,原理是什么?
2)思考與討論。這個案例在生活中十分常見,學生們很熟悉。先進行小組活動,最后再全班進行交流,將所有的觀點匯總到一起,從凝固點知出發得到結論:作用是讓雪融化;原理是路面撒鹽是為了降低溶液的凝固點。
3)教師講解。 ① 物理化學的知識一飽和蒸氣壓。氣相壓力最終將穩定在一個固定的數值上,這時的氣相壓力稱為水在該溫度下的飽和蒸氣壓。加入鹽以后,變成了飽和氯化鈉溶液,由于氯離子和鈉離子占據了水溶液的一部分位置,所以蒸氣壓降低,同時其沸騰所需的飽和蒸氣壓降低,所以凝固點降低。 ② 通過日常生活中的現象引出凝固點和飽和蒸氣壓的知識點,開啟第四章 理想液態混合物的講解。
4)總結。教師找出化學與生活聯系緊密的案例,進行案例設計,原則是把教學目標的實現安排在學生活動,引導學生在已有的物理化學基礎知識上,對教師給出的案例進行分析,開展一系列的學習探究活動,學生此過程中獲得相關知識、培養相關技能、提高科學素養,能立足于當代快速發展的學習型社會,積極主動地投身到社會事業建設之中。
(二) 翻轉課堂
“翻轉課堂\"(FlippedClass-room)是本世紀提出的一種極具創新性的教育理念,其主要以現代教育技術為依托,通過構建把傳統的知識傳授過程和知識內化過程顛倒的個性化學習環境,讓學生在課下通過教師提供的教學資源完成預設知識點和概念的自主學習,將課下的討論互動轉移到課堂上來,改變了傳統教學中的師生教學方式和對學習時間利用方式,以實現教學目標為目的的一種教學形態。
知識點:單組分水的相圖。
1)課前預習。第一,學生自主學習教師指出的相關概念。 ① 相圖中,各點、線和面的含義、自由度的多少以及計算方法; ② 三相點的含義,它和普通的水的冰點有何區別; ③ 水的相圖中,三條曲線是否可以無限延伸、一條曲線的斜率為負值的原因; ④ 水的相圖的實際應用。第二,分組進行,每一小組制作講課PPT。
2)課堂活動。第一,選一組同學為代表在課堂上展示PPT,進行知識的講解,其他同學可以補充,也可以提問,講課小組負責回答。第二,教師進行總結,指出對知識理解錯誤的地方,及時糾正,對本節課的重點一相圖的繪制進行深入的、系統的講解。
3)總結。學生在制作PPT的過程中,主動學習了本節課的知識。在講解PPT的過程,既掌握了重點,又加深了對本節課知識理解。學生自講、自問、自答,真正地實現了課堂主體從教師到學生的轉換。學生積極地參與到課堂討論中,讓原本沉悶的課堂氛圍變得輕松愉快,激發了學生對物理化學的學習興趣,引發學習內驅力,真正喜歡學習物理化學課程;教師和學生有更多關于物理化學知識的探討,增進教師與學生之間的感情,彼此互相促進,共同成長,達到“雙贏\"的模式。
(三) 物理化學實驗改革
物理化學的學習主要分為兩部分:理論知識 ?+ 化學實驗。物理化學實驗課程的開設可以鞏固學生已修實驗課程的基本技能,同時通過進一步學習物理化學性能的測定,從而理解物理化學處理問題的思路和方法,加深對物理化學乃至整個化學基本理論的認識,在整個實驗體系里起到承上啟下的作用。
實驗:二級反應-乙酸乙酯的皂化反應。
1)課前預習。第一,學生自主學習教師找到的課前資源,包括觀看實驗視頻、學習實驗儀器的使用方法和整個實驗的操作流程,閱讀課本,學習實驗原理,查找擴展資源,了解其他相關的測定方法。第二,教師要與學生進行積極的交流,提前了解學生的創新點,以便制定新的課堂計劃。第三,課堂活動。 ① 課上教師進行提問,既能巧妙地引入本節課的學習主題,又能檢查學生課前預習情況。 ② 預實驗階段,找一名學生講授實驗操作,在老師的指導下帶領其他學生一起進行實驗操作,掌握實驗操作重點。 ③ 實驗進行階段,按流程進行實驗操作,記錄實驗現象和數據。若實驗失敗,學生和教師討論實驗失敗的原因,總結經驗,繼續開啟新一輪實驗。待實驗結束后,教師對本次實驗課進行總結,對教學內容中的重點和難點進行鞏固。 ④ 若有創新的想法,如果實驗室條件允許,可以課下設計實驗流程,課上進行創新實驗,新舊實驗兩者對比,檢驗新實驗的可行性,開闊思路。
2)總結。現在是大數據的時代,我們應利用好時代變遷帶給教育改革的機會,才能更好地適應現代教育體制改革的發展和需要。在實驗課方面,教師要整合課內外物理化學教學模式,通過課程設計將課內外的資源、課內外的學習時間、課內外的實踐活動有機地整合在一起,充分調動學生自主學習的積極性,培養學生探究及實驗能力,幫助學生將理論與實踐更好地結合。
(四) 優化教學評價策略
教學評價體系的構建對于促進物理化學教學的發展起著至關重要的作用。然而,只有以學生為客觀主體,將學生的學習過程作為起點,將提高學生學習效率作為目標,對教學評價方面進行全面地改革,才能更有效地引導學生學習物理化學。
1)實施方案。第一,物理化學實驗課程:學生的總成績滿分為100分,形成性評價 (70%)+ 終結性評價1 30% )。在實驗課程中,教師可以增加形成性評價的權重,對學生在日常學習過程中的表現、成績及所呈現出的情感、態度、學習策略等方面的發展進行評估。評價成績的構成主要包括課外資料查閱、課堂參與、預實驗報告、實驗報告和實驗操作等要素。同時,終結性評價的成績可由期末考試決定。第二,物理化學理論課程:學生的總成績滿分為100分,形成性評價( 50% ))+ 終結性評價( 50% )。形成性評價成績包括課堂參與度、課前預習報告、課后作業、思維導圖、章節測試和期中考試。終結性評價成績通過期末考試成績得出,要改變題型比例,題庫中的基礎考試題目,其中能力考察題目(知識遷移與課外拓展方面)為1:1。兩者結合,組成了對學生課內課外教學的綜合性評價體系。
2)總結。對教學評估進行優化,引導學生利用“碎片化”的時間自由查閱資料,將課內知識與拓展知識進行有效連接。最終,直線式知識體系會發展成放射型知識體系。物理化學教學評價優化,推動了物理化學理論課程從“生澀\"到“鮮活\"的轉變,是真正提高教學效率的重要途徑。
四 結束語
在新時代教育背景下,物理化學教學改革要從根本上改變學生在傳統觀念上“被動者\"角色,成為知識的挖掘者;這樣可以激發出學生對物理化學知識的學習興趣,培養學生學習知識的主觀能動性,提高學生對物理化學知識的理解能力,從而真正地學懂物理化學。滿足現代社會對人才的要求,讓學生能更好地在現代快速發展的社會大環境中生活,實現人生追求。能明白化學學科對于能源的節約與利用、環境的保護與凈化、人類社會的存在和發展等方面有著重要的意義,支持社會的綠色健康發展,并用正確的價值觀來評判社會熱點問題。同時也打破了教師在傳統觀念上“輸出者\"的角色,成為學生學習的引路者,答疑解惑。在和學生交流探討問題的過程中發現自己存在的知識漏洞,并及時修補自己的知識網絡,拓寬自己的知識廣度,夯實教學基礎。和學生有更多的交流,能更好地掌握學生接受知識的情況,及時對課堂所講的重難點加強鞏固,提高課堂效率。能更加熟練地應用教師的教學技能,并進行開拓創新,讓教學技能得到更好的發展,成為更能適應現代快速發展型社會的優秀教師,更好地促進現代教育事業的發展。教師不僅僅能培育出高質量的知識型人才,更能培育出高素質的全面型人才,真正地發揮教師“園丁\"的作用。由此可見,物理化學教學改革在現代教育體系中有著越來越重要的作用,值得所有的教育工作者進行更加深入全面的研究。
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