王 琪,魯?shù)罉s

合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院,安徽合肥,230009

物理化學(xué)教學(xué)模式改革初探

王 琪,魯?shù)罉s

合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院,安徽合肥,230009

結(jié)合“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)施,對(duì)物理化學(xué)的課堂教學(xué)和平時(shí)考察方式進(jìn)行了一些改革嘗試。在課堂教學(xué)中,要將教會(huì)學(xué)生熟練掌握和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題作為目標(biāo);平時(shí)考核時(shí),要將學(xué)生參與教學(xué)的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái),從而提高教學(xué)效果。

物理化學(xué);課堂教學(xué);測(cè)試;教學(xué)模式;改革

物理化學(xué)是一門(mén)理論性、系統(tǒng)性和邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,也是本科生學(xué)習(xí)的“四大基礎(chǔ)化學(xué)”中最后一門(mén)基礎(chǔ)理論課程,公式繁多、推導(dǎo)復(fù)雜、應(yīng)用條件嚴(yán)格,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度。同時(shí),由于物理化學(xué)有很多抽象的概念,學(xué)生學(xué)起來(lái)感到枯燥無(wú)味,缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力。部分學(xué)生將物理化學(xué)視為和其他理論課程一樣,認(rèn)為考試前突擊背公式就可以應(yīng)付,平時(shí)不需要花過(guò)多的時(shí)間學(xué)習(xí),從而造成期末考試成績(jī)不理想,甚至有的學(xué)生視物理化學(xué)為“天書(shū)”。合肥工業(yè)大學(xué)作為第一批教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”高校,對(duì)于工科學(xué)生提出了基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、工程能力強(qiáng)的要求,物理化學(xué)課程的教學(xué)也面臨新的要求與挑戰(zhàn);2013年又提出加強(qiáng)平時(shí)學(xué)習(xí)效果的跟蹤管理,降低最終卷面成績(jī)比重,將平時(shí)成績(jī)與卷面成績(jī)的比例由原來(lái)的30%和70%變?yōu)?0%和50%,為此筆者對(duì)物理化學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了一些改革嘗試。

1 學(xué)用結(jié)合,提高學(xué)生興趣

物理化學(xué)課程公式繁多、概念抽象,很多學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)感覺(jué)很吃力,學(xué)習(xí)興趣不濃。長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)總是認(rèn)為物理化學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)理論課程,將來(lái)用不著,甚至有些研究生也不能靈活運(yùn)用所學(xué)過(guò)的物理化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題,在平時(shí)課堂教學(xué)時(shí),教師就需要注重理論聯(lián)系實(shí)際,教會(huì)學(xué)生靈活使用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。

1.1 結(jié)合實(shí)例,加深理解

比如,物理化學(xué)中的熱力學(xué)內(nèi)容主要用于判斷一個(gè)變化發(fā)生的方向和限度問(wèn)題。在講到熵判據(jù)時(shí),筆者問(wèn)學(xué)生,氫氣和氧氣在高溫下會(huì)發(fā)生燃燒反應(yīng)生成水,那么在 25℃、標(biāo)準(zhǔn)壓力下,氫氣和氧氣能否反應(yīng)生成水?通過(guò)查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),可以計(jì)算出這個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)的熵變是小于零的,而且在室溫下將氫氣和氧氣混合后確實(shí)沒(méi)有看到水的生成,好像與計(jì)算結(jié)果相符,有些學(xué)生就回答不能發(fā)生反應(yīng)。于是,筆者提示:現(xiàn)在氫氧燃料電池是在室溫下工作的,利用的就是氫氣和氧氣反應(yīng)的化學(xué)能來(lái)提供電能的,從而引導(dǎo)學(xué)生注意熵判據(jù)的條件,得出非隔離系統(tǒng)還必須計(jì)算環(huán)境熵變,利用總熵變判據(jù)。在后面學(xué)習(xí)到吉布斯函數(shù)判據(jù)時(shí),還要利用這個(gè)反應(yīng)作進(jìn)一步的分析和判斷,以加深學(xué)生對(duì)這幾個(gè)判據(jù)函數(shù)及相關(guān)判據(jù)條件的了解。

1.2 結(jié)合科研,提高興趣

國(guó)家級(jí)教學(xué)名師高盤(pán)良教授曾撰文寫(xiě)道:“有學(xué)生反映課堂上聽(tīng)不到物理化學(xué)在高科技中激動(dòng)人心的輝煌。如果真是如此,說(shuō)明物理化學(xué)教材的編寫(xiě)及課堂教學(xué)不能適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的需要,其后果必將挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！盵1]為此,筆者在教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,穿插介紹個(gè)人的科研。比如,講到表面一章接觸角問(wèn)題時(shí),筆者就向?qū)W生提出如何解決雨雪天氣玻璃起霧問(wèn)題,同時(shí)介紹目前常用的一些方法以及本人課題組所開(kāi)展的 TiO2防霧玻璃的科研情況,引起了學(xué)生的興趣。并借此向?qū)W生介紹接觸角與液滴滾落傾斜角度的相關(guān)知識(shí)。在講吸附理論時(shí),向?qū)W生介紹關(guān)于目前科研中所用的測(cè)定固體比表面積的方法——氮?dú)馕摳椒?。并結(jié)合氣體吸脫附曲線滯后回環(huán)的位置,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用開(kāi)爾文公式解釋相關(guān)現(xiàn)象,從而促使學(xué)生樹(shù)立正確的物理化學(xué)學(xué)習(xí)理念。

1.3 結(jié)合環(huán)保,樹(shù)立責(zé)任意識(shí)

化工專(zhuān)業(yè)學(xué)生將來(lái)要從事化學(xué)化工類(lèi)相關(guān)設(shè)計(jì)、操作工作,他們將決定未來(lái)化工企業(yè)的發(fā)展理念,而化工企業(yè)環(huán)保責(zé)任重大,未來(lái)化工工作者必須要樹(shù)立正確的環(huán)保理念。因此,在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中,筆者注重給學(xué)生灌輸環(huán)保理念。比如,在講到兩組分系統(tǒng)相圖時(shí),筆者舉例介紹氯苯硝化產(chǎn)物的分離。在分析相圖時(shí),引導(dǎo)學(xué)生注意鄰硝基氯苯和對(duì)硝基氯苯在分離時(shí)由于性質(zhì)接近,難于分離,精餾塔要求塔板數(shù)較多,同時(shí)在分離過(guò)程中一會(huì)兒要冷卻結(jié)晶,一會(huì)兒又要蒸發(fā)精餾,能耗大,不符合節(jié)能環(huán)保的理念。于是,筆者補(bǔ)充講解工業(yè)上甲苯歧化制二甲苯的反應(yīng),該反應(yīng)利用了一種擇形催化劑 ZSM-5分子篩,由于分子篩孔道的限域效應(yīng),甲苯歧化后的主要產(chǎn)物為對(duì)二甲苯。告訴學(xué)生,將來(lái)如果工作中遇到一些問(wèn)題,不要只針對(duì)問(wèn)題本身去解決,而應(yīng)從源頭考慮,解決問(wèn)題可能事半功倍。

教學(xué)中,采取以上措施后,學(xué)生表現(xiàn)出了極大的興趣,并且認(rèn)為物理化學(xué)知識(shí)也是挺有趣和有用的。

2 狠抓平時(shí),打牢基礎(chǔ)

目前,部分學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)不努力,期末考試靠突擊,對(duì)所學(xué)的知識(shí)考完就忘,有悖于“基礎(chǔ)扎實(shí)、作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)”的卓越工程師培養(yǎng)理念。因此,學(xué)校提出要重視平時(shí)教學(xué)質(zhì)量的考察,為此筆者針對(duì)性地設(shè)計(jì)了平時(shí)教學(xué)質(zhì)量考察方式。

2.1 平時(shí)成績(jī)組成及原則

學(xué)生課程學(xué)習(xí)成績(jī)是平時(shí)成績(jī)與卷面成績(jī)按照一定比例給出的綜合成績(jī)。以往平時(shí)成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生的出勤、作業(yè)情況給出,但由于有些學(xué)生抄襲作業(yè),所以無(wú)法直觀考察學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)狀況。修改后的物理化學(xué)平時(shí)成績(jī)組成:對(duì)于本院學(xué)生平時(shí)成績(jī)由出勤、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、期中考試和學(xué)習(xí)小結(jié)組成,比例分別為10%、20%、20%、40%和10%,平時(shí)成績(jī)?cè)诰C合成績(jī)中占50分。對(duì)于外院學(xué)生,由于學(xué)時(shí)較少,又沒(méi)有設(shè)定期中考試,故外院學(xué)生平時(shí)成績(jī)組成為出勤 10%、作業(yè)20%、測(cè)驗(yàn)40%、實(shí)驗(yàn)20%和學(xué)習(xí)小結(jié)10%。

對(duì)于平時(shí)成績(jī)的給分,筆者堅(jiān)持以下原則:(1)如果無(wú)故缺勤一次,出勤成績(jī)即為零分。請(qǐng)假必須有輔導(dǎo)員簽字的請(qǐng)假條。(2)鼓勵(lì)學(xué)生互相討論完成作業(yè),允許作業(yè)抄題后空著不做,嚴(yán)禁盲目抄襲,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),作業(yè)成績(jī)?yōu)榱惴帧?(3)平時(shí)測(cè)試根據(jù)全班卷面成績(jī)劃分等級(jí),按照一定比例給出100分、90分、80分、70分和60分等五檔不同等級(jí)的成績(jī)。同樣也是嚴(yán)禁抄襲。 (4)對(duì)于學(xué)習(xí)小結(jié),要求學(xué)生對(duì)本學(xué)期的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié),同時(shí)查找文獻(xiàn),討論物理化學(xué)在本專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用,并對(duì)教師上課情況給予建議。這些原則在第一次上課時(shí)即給予公布并堅(jiān)決執(zhí)行。

2.2 平時(shí)測(cè)驗(yàn)方式

在平時(shí)成績(jī)的組成中,最能反映學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容掌握情況的是平時(shí)測(cè)驗(yàn)。筆者在每一章結(jié)束時(shí)均設(shè)計(jì)一次平時(shí)測(cè)驗(yàn),平時(shí)測(cè)驗(yàn)主要考察學(xué)生對(duì)于概念的理解與掌握;而對(duì)于測(cè)驗(yàn)形式,筆者也進(jìn)行了以下嘗試。

(1)常規(guī)測(cè)驗(yàn)。對(duì)于熱力學(xué)第一定律和第二定律,采取常規(guī)測(cè)驗(yàn)的形式,由老師尋找一些填空、問(wèn)答和計(jì)算題,考察學(xué)生對(duì)于基本概念的掌握,一是讓學(xué)生掌握物理化學(xué)的相關(guān)概念,二是讓學(xué)生學(xué)會(huì)物理化學(xué)的思考方法和解題思路。

(2)學(xué)生出題解答。要求學(xué)生每人出 5道填空、選擇題,并附上解題思路;然后在所有學(xué)生出的題目中選擇 10～ 15道題。并且告訴學(xué)生如果題目被選中,將會(huì)對(duì)平時(shí)測(cè)驗(yàn)成績(jī)有額外的加分。對(duì)于這樣的平時(shí)考核,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高,并積極主動(dòng)地查閱資料,完成命題。學(xué)生普遍感覺(jué)比單純復(fù)習(xí)應(yīng)考對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握要更好,他們覺(jué)得必須對(duì)教材要求掌握的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析,并對(duì)認(rèn)真審題,才能出好一道題。

(3)搶答競(jìng)賽。為了培養(yǎng)學(xué)生的集體精神,在測(cè)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了搶答競(jìng)賽。將學(xué)生分組或者分班進(jìn)行搶答,規(guī)定每位同學(xué)都只有一次回答機(jī)會(huì),若答錯(cuò),其他同學(xué)可以補(bǔ)充回答,最后對(duì)各組成績(jī)進(jìn)行排序,最好一組的所有成員成績(jī)都是 100分,然后 10分一個(gè)檔次給分。競(jìng)賽過(guò)程中氣氛熱烈,各組成員也都表現(xiàn)出很強(qiáng)的集體榮譽(yù)感。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明,對(duì)于工科院校學(xué)生物理化學(xué)課程教學(xué),不能照本宣科、只講述課本知識(shí),必須結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際,緊跟學(xué)科前沿知識(shí)進(jìn)行講解,并教會(huì)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法。

[1]高盤(pán)良.化學(xué)基本原理與現(xiàn)代技術(shù) [J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2008(8):7-9

G642

A

1673-2006(2013)10-0094-02

10.3969/j.issn.1673-2006.2013.10.028

2013-08-30

安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目“超親水多元復(fù)合膜的制備和應(yīng)用研究”(K J2009A006)。

王琪(1978-),安徽蚌埠人 ,博士,副研究員,主要研究方向:工業(yè)催化。

(責(zé)任編輯:劉小陽(yáng))