龐秀江陳利孟阿蘭

(1青島科技大學化學與分子工程學院 山東青島 266042;2青島科技大學高分子科學與工程學院 山東青島 266042)

物理化學課堂教學中多向交流的教學模式探索

龐秀江1＊陳利2孟阿蘭1

(1青島科技大學化學與分子工程學院 山東青島 266042;2青島科技大學高分子科學與工程學院 山東青島 266042)

針對物理化學教學中普遍存在的問題,提出多向交流的教學模式,即通過課前預習、課堂討論、教師博客等途徑實現(xiàn),還指出了在教學中實現(xiàn)多向交流應注意的主要問題。

物理化學是一門理論性很強的學科,較多難懂的理論知識易使學生感到枯燥,所以教師應在教學中不斷激發(fā)學生的學習興趣,增強課堂活力,使學生的潛能得到充分發(fā)揮。要達到這個目標,應在教學中努力實現(xiàn)多向交流,即教學中要變教師講學生聽的單向交流為教師講學生聽、學生講教師聽和學生之間交流的多向交流。

1 實現(xiàn)多向交流的途徑

1.1 通過預習實現(xiàn)多向交流

在教學中,預習是非常重要的一環(huán)。在預習過程中學生不但會接受智力挑戰(zhàn),而且學生之間可以圍繞問題有針對性地進行討論,從而開闊思維,為課堂教學打下堅實的基礎。

在講授物理化學中“熱力學第一定律在物理變化中的應用”這部分內(nèi)容的上一節(jié)課結(jié)束的時候,布置以下預習作業(yè):①計算一次膨脹(壓縮)、二次膨脹 (壓縮)系統(tǒng)對外所做的功,并用圖表示出來。②運用高等數(shù)學所學的知識推導出無限次膨脹 (壓縮)系統(tǒng)對外做功 (環(huán)境對系統(tǒng)做功)應為多少?③指出膨脹(壓縮)次數(shù)與系統(tǒng)對外做功(環(huán)境對系統(tǒng)做功)的關系。④什么是可逆過程?什么是不可逆過程?⑤可逆過程的特點是什么?⑥研究可逆過程的意義是什么?

在學習這部分內(nèi)容時,教師依次給出一次膨脹、二次膨脹、無限次膨脹的示意圖(圖 1)。

由于學生在上節(jié)課已經(jīng)學過體積功的計算,所以不難得出 3種膨脹過程系統(tǒng)對外所做的功,通過計算所得的結(jié)果,學生可以依次給出系統(tǒng)對外做功圖(圖 2)。

由圖 2能夠很直觀地得出膨脹 (壓縮)次數(shù)與系統(tǒng)對外做功 (環(huán)境對系統(tǒng)做功)的關系。通過分析圖 2可引出可逆過程的定義,并且分析其特點。

可逆過程是化學熱力學中非常重要的一部分內(nèi)容,在這個問題的討論中,課本已經(jīng)給出了詳細的舉例,并且學生已經(jīng)學習了體積功公式的計算,所以將這部分內(nèi)容讓學生預習可以使學生進一步復習與理解體積功。學生通過自學完全能夠理解可逆過程的含義。在課堂上,教師的主要任務是傾聽學生對知識的理解,把握住學生主要的理解難點,然后引導學生解決問題并學會對知識進行規(guī)律性的總結(jié)。

圖1 一次膨脹、二次膨脹及無限次膨脹示意圖

圖2 系統(tǒng)對外做功圖

1.2 通過課堂討論實現(xiàn)多向交流

課堂討論是學生之間相互交流的有效手段。在課堂討論中,學生有機會發(fā)表自己的觀點和看法,相互啟發(fā)、拓寬思路,使思維能力得到訓練,最終使學生學習的自主性得到培養(yǎng)。

在物理化學中的“簡單二組分凝聚態(tài)相圖”這部分內(nèi)容教學中,在學生已經(jīng)了解簡單二組分相圖概念并能夠正確分析相圖的基礎上提出以下問題[1]:

相圖在實際應用中方便、直觀,那么如何得到簡單的二組分凝聚態(tài)相圖呢?

經(jīng)過討論后大部分學生能夠得到如下答案:先制作不同組成的步冷曲線,然后通過步冷曲線得到相圖。因為學生的目的性很強,會迅速從課本上找到自己想要的答案。這時,在肯定學生的基礎上,教師繼續(xù)提出如下問題:如何設計一個實驗得到 Cd-Bi簡單二組分凝聚態(tài)相圖?

相圖這部分內(nèi)容與實際聯(lián)系非常緊密,通過實驗的設計可使教學內(nèi)容更加形象。由于學生在學習這部分知識之前已經(jīng)有一定的設計簡單物理化學實驗的能力,這種在課堂上給定實驗題目并且要求短時間內(nèi)設計實驗的方法會讓學生認識到:物理化學雖然是一門理論性很強的基礎課,但理論是從實踐而來,選擇化學化工這個行業(yè),就要注意將理論與實踐聯(lián)系在一起。

1.3 通過教師博客實現(xiàn)多向交流

傳統(tǒng)的教育模式很難使所有學生參與互動以及建立開放的師生關系。博客作為一種新式的交流手段可以很好地實現(xiàn)教師與學生,學生與學生之間的多向交流。

關于化學動力學中的“支鏈反應與爆炸”這部分內(nèi)容,課本[2]上講到產(chǎn)生爆炸的原因有熱爆炸和鏈爆炸,并舉例說明了鏈爆炸的原因,但沒有指出如何避免爆炸。教師在講解這部分內(nèi)容時,可要求學生積極思考這個問題,并鼓勵學生到教師的博客中查找相關資料。學生在教師的博客中發(fā)現(xiàn)通過學校的網(wǎng)上圖書館查找文獻[3]可對解決問題有很大的幫助。閱讀該文后,學生能對微化工技術有基本了解,同時可學習到對于易燃易爆的反應過程,利用微反應器的特征尺度小于火焰?zhèn)鞑ヅR界直徑以及強的傳熱能力,能夠有效地抑制氣相自由基鏈爆炸反應,使反應過程可以在很寬的原料濃度和操作溫度下安全進行。除此以外,該文還舉例說明了微化工技術的研究現(xiàn)狀,可以激起學生的學習興趣。用這種課堂外的學習方式,學生之間可以無拘束地交流,并可以通過博客將交流結(jié)果反饋給老師,從而實現(xiàn)教師與學生之間,學生與學生之間的多向交流,達到課堂講解無法達到的教學效果。

教師在講解完電化學部分時,可以在博客中給學生設計如下問題:請通過設計實驗得到25℃時AgCl的溶解度。

在電化學這一章中,涉及到電解質(zhì)和電池兩大部分內(nèi)容,通過博客交流,學生會得到兩種解決問題的方法:

諸如此類的例子還有很多,教師可以通過博客隨時將想到的問題上傳,讓學生在博客中自由討論,這樣可以避免過多的課堂討論占用有限的課時,從而拓展了課堂教學的時間和空間,并且能夠打破課堂所特有的氣氛壁壘,使更多的學生參與進來。

2 有效實現(xiàn)多向交流應注意的問題

(1)良好的師生關系是實現(xiàn)多向交流的前提。教師應在教學中緊密圍繞教學目標,不斷引導學生思考。不論學生給出的答案是否正確,都要肯定學生在學習過程中所做出的努力,通過不斷的肯定實現(xiàn)更高的教學目標。在這個過程中,良好的師生關系也能自然地建立起來。

(2)不斷提高學生的學習興趣,是多向交流持續(xù)進行的動力。在多向交流教學模式中,教師備課時要精心設計教學過程中的各個環(huán)節(jié),備課內(nèi)容不僅僅局限于課本,還要關注科技發(fā)展的前沿,將新的科技成果不斷帶到課堂中,使原本枯燥難懂的理論知識能夠引起學生興趣。另外,教師要不斷提高自己的課堂組織能力,從而使多向交流得以有效實現(xiàn)。

3 總結(jié)

在教授物理化學的過程中,如何將每一部分內(nèi)容形象化并且讓學生參與進來,應作為教師的一個教學目標。多向交流的教學模式正是圍繞這個目標進行了多方面探討。在多向交流中,能夠增加學生自主獲得的知識的機會,有利于實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標。

[1] 龐秀江,陳利,趙繼寬.化學教育,2008,29(2):39

[2] 王光信,孟阿蘭,任志華.物理化學.第 3版.北京:化學工業(yè)出版社,2007

[3] 陳光文,袁權(quán).化工學報,2003,54(4):427

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