唐樹(shù)戈+牟林+鄭其格+卜平宇+夏泉
\[作者簡(jiǎn)介\]唐樹(shù)戈(1971),遼寧沈陽(yáng)人。副教授,博士,主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)教育工作。
\[摘要\]
物理化學(xué)是高等院校一些專業(yè)的重要課程,在學(xué)生素質(zhì)教育的過(guò)程中起重要作用。目前在教學(xué)中仍存在著很多深層次的問(wèn)題需要解決。作者結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐,從精選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、多種考核方式相結(jié)合等方面,探討如何改善教學(xué)中所面臨的問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,提高物理化學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量。
\[關(guān)鍵詞\]高等院校;物理化學(xué);改革;教學(xué)實(shí)踐
\[中圖分類號(hào)\]G642.0\[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼\]A\[文章編號(hào)\]10054634(2015)0308103
0引言
物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支,從研究化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手來(lái)探求化學(xué)運(yùn)動(dòng)中具有普遍性基本規(guī)律的一門學(xué)科,被稱為“化學(xué)的靈魂”。事實(shí)上,多年的教學(xué)實(shí)踐表明,大部分具有較好物理化學(xué)素養(yǎng)的大學(xué)畢業(yè)生,工作中都具有適應(yīng)能力強(qiáng)、后勁足的特點(diǎn),因?yàn)樗麄冇辛己玫睦碚摶A(chǔ)和較強(qiáng)的動(dòng)手能力,遇事能觸類旁通、自學(xué)深造,較快地適應(yīng)工作環(huán)境,開(kāi)辟新的研究陣地,因此物理化學(xué)課程在高等學(xué)校的日常教學(xué)中普遍受到高度重視。在高等院校中《物理化學(xué)》是生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、食品科學(xué)、能源等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課,一般在大學(xué)二年級(jí)開(kāi)設(shè),它雖然是基礎(chǔ)課,但其內(nèi)容可以輻射到專業(yè)基礎(chǔ)課甚至專業(yè)課,是基礎(chǔ)課中的前沿學(xué)科,通過(guò)該課程的教學(xué)可以為學(xué)生傳授科學(xué)思維和科學(xué)方法。
由于物理化學(xué)這門課理論性與邏輯性強(qiáng),涉及的概念、定律和公式較多,學(xué)生一接觸就容易產(chǎn)生畏懼感、缺乏自信心,普遍感到困難。從全國(guó)農(nóng)林院校物理化學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看,仍存在很多亟待解決的深層次問(wèn)題,迫切需要通過(guò)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法的變革來(lái)解決。根據(jù)教育部2007年“質(zhì)量工程”文件中關(guān)于“深化教育教學(xué)改革,全面加強(qiáng)大學(xué)生素質(zhì)和能力培養(yǎng)”的要求,為了讓學(xué)生學(xué)好物理化學(xué)這門課并充分發(fā)揮其作用,筆者在教學(xué)實(shí)踐中做了一些初步嘗試。本研究所取得的教學(xué)成果對(duì)國(guó)內(nèi),尤其是農(nóng)業(yè)院校教學(xué)改革和師資隊(duì)伍建設(shè)能夠起到積極推動(dòng)和輻射作用,為創(chuàng)新型國(guó)家農(nóng)業(yè)領(lǐng)域拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
1高等院校物理化學(xué)課程教學(xué)中存在的主
要問(wèn)題
從教學(xué)的主導(dǎo)思想來(lái)看,陳舊的教育教學(xué)觀念是影響教學(xué)效果的主要障礙,教學(xué)過(guò)程中過(guò)于注重知識(shí)的傳授而忽視方法的傳授,學(xué)生缺少獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)過(guò)程,考試成績(jī)雖然較好,但解決實(shí)際問(wèn)題的能力較差\[1\]。
1.1教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)知識(shí)脫節(jié)
物理化學(xué)包括熱力學(xué)、電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)與膠體化學(xué)等內(nèi)容,其中熱力學(xué)部分理論知識(shí)較深,所用學(xué)時(shí)也很多,學(xué)起來(lái)存在一定難度,學(xué)生對(duì)這門課的第一印象就是難學(xué),不利于課堂教學(xué)的開(kāi)展;另外教學(xué)中普遍存在著“重理論輕應(yīng)用”的現(xiàn)象,教師不注重與農(nóng)業(yè)科學(xué)和生命科學(xué)的聯(lián)系,做不到理論聯(lián)系實(shí)際,容易讓學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué),物理化學(xué)這門課用處不大。
1.2課程間存在重復(fù)現(xiàn)象
物理化學(xué)課中的熱力學(xué)部分,一些基本概念如系統(tǒng)、環(huán)境、狀態(tài)函數(shù)等在無(wú)機(jī)化學(xué)課中已經(jīng)講過(guò),卡諾定理、熵的計(jì)算在物理課中也已講過(guò),造成學(xué)時(shí)的浪費(fèi)。
1.3內(nèi)容陳舊
教學(xué)內(nèi)容大多是經(jīng)典知識(shí),與目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度不協(xié)調(diào),沒(méi)有體現(xiàn)該學(xué)科的先進(jìn)性,缺乏新知識(shí)、新理論和最新的科技動(dòng)態(tài)。
1.4教學(xué)手段落后
在教學(xué)中現(xiàn)代化的教學(xué)手段沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的作用,某些章節(jié)理論內(nèi)容非常抽象,學(xué)生很難理解,僅僅利用黑板不能達(dá)到理想的教學(xué)效果。
1.5考核方式單一
考核方式比較單一,期末考卷決定學(xué)生的成績(jī),試題覆蓋面窄,題型老套,理論考試較多,實(shí)踐能力的考察較少,忽視學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的要求,不能真實(shí)、客觀、科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和應(yīng)用能力;從另一方面講,考核方法不科學(xué),不能很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性\[2\]。
2教學(xué)內(nèi)容的改革
2.1調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
物理化學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面有其他課程無(wú)法替代的作用。因此,在重視基礎(chǔ)教育的同時(shí),要把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力放在首位,在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)合理選擇和安排教學(xué)內(nèi)容。課程中公式多、條件復(fù)雜,學(xué)生記憶比較困難,根據(jù)這種實(shí)際情況并結(jié)合后續(xù)課程的要求,一些公式的邏輯推導(dǎo)過(guò)程對(duì)學(xué)生不做要求,只要能看懂理解即可,記住公式及其應(yīng)用條件,達(dá)到靈活運(yùn)用的目的。
2.2補(bǔ)充新知識(shí)
在物理化學(xué)課上要充分體現(xiàn)出該學(xué)科的迅猛發(fā)展,經(jīng)典傳統(tǒng)內(nèi)容當(dāng)然不可或缺,同時(shí)還應(yīng)不斷補(bǔ)充現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的新知識(shí)、新理論,修正不正確、不科學(xué)的概念、原理和規(guī)則。在授課時(shí)合理安排課堂時(shí)間,選擇與專業(yè)結(jié)合的新知識(shí),深入淺出地進(jìn)行概括性介紹,使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸科技發(fā)展的前沿,了解科學(xué)發(fā)展的新動(dòng)態(tài)。例如,平衡移動(dòng)原理,現(xiàn)在普遍講的是勒夏里規(guī)則,但近幾十年這個(gè)規(guī)則一直處于爭(zhēng)議之中,原因是存在與該規(guī)則相反的平衡移動(dòng)反應(yīng),例如合成氨反應(yīng)外加氮?dú)鈺r(shí),在某些濃度范圍中向氨分解的方向移動(dòng),因此在講解時(shí)需指出它是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)律,雖然很方便,但不是普遍成立,原因是實(shí)際生產(chǎn)是一個(gè)敞開(kāi)體系,不是該規(guī)則的應(yīng)用范圍,只有在均相封閉體系,且只允許單一熱力學(xué)量改變時(shí),勒夏里規(guī)則才能給出準(zhǔn)確的平衡移動(dòng)方向。因此,范特霍夫平衡移動(dòng)原理更具普遍性。
長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)生錯(cuò)誤的認(rèn)為物理化學(xué)離科學(xué)前沿很遠(yuǎn),但事實(shí)并非如此?;A(chǔ)理論是高新技術(shù)的先導(dǎo)和源泉,一旦取得突破性進(jìn)展,會(huì)帶動(dòng)應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展。納米材料具有很多意想不到的功能,如此微小的材料是如何制成的?人們利用膠體化學(xué)中納米尺寸的油包水膠束作為納米反應(yīng)器,從而合成了各種無(wú)機(jī)、有機(jī)、高分子納米材料\[3\]。
3教學(xué)方法的改革
3.1運(yùn)用設(shè)疑啟發(fā)教學(xué)
在課堂教學(xué)中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),筆者認(rèn)為并不是課程內(nèi)容本身,而是學(xué)生在課堂上獨(dú)立思考的過(guò)程。物理化學(xué)課本身就比較難學(xué),再加上很多同學(xué)有畏難情緒,課堂教學(xué)效果并不是很理想,針對(duì)這種現(xiàn)實(shí)情況,在教學(xué)方法上要有所改進(jìn),才能提高課堂效率。傳統(tǒng)的教學(xué)以教師為主、學(xué)生為輔,一般是“填鴨式”的滿堂灌,不能發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性\[4\]。這種方式對(duì)物理化學(xué)課堂教學(xué)非常不利,容易使學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài),產(chǎn)生枯燥乏味的感覺(jué)。因此,教師首先應(yīng)考慮如何調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,形成教、學(xué)互動(dòng)的氛圍,課堂設(shè)疑啟發(fā)是一個(gè)非常簡(jiǎn)單有效的手段,提出的問(wèn)題可以激發(fā)學(xué)生積極思考,加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和記憶。課堂上老師是導(dǎo)演,學(xué)生是演員,在老師的引導(dǎo)下學(xué)習(xí),讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè),同時(shí)記住學(xué)習(xí)的結(jié)果,獲得解決問(wèn)題后的成就感。
教師所提問(wèn)題是提高物理化學(xué)課堂教學(xué)效果的關(guān)鍵所在。提出的問(wèn)題理論性要強(qiáng),又要將抽象枯燥的知識(shí)變得生動(dòng)有趣,經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容選用學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和日常生活中的實(shí)例作為問(wèn)題提出,學(xué)生積極思考,使其學(xué)習(xí)過(guò)程成為一個(gè)探索的過(guò)程,并從中受益。
例如,在講解附加壓力之前,先給出大家非常熟悉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,將毛細(xì)管分別放在汞和水中,毛細(xì)管中的汞要下降而水要上升,這是為什么?在講動(dòng)力學(xué)時(shí),可以問(wèn)不同的藥每天吃的次數(shù)為何不一樣?藥物的有效期是怎樣計(jì)算出來(lái)的?提出問(wèn)題后,再做進(jìn)一步講解,并啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論分析解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從而激發(fā)學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣\[5,6\]。
3.2合理運(yùn)用各種教學(xué)手段,提高教學(xué)效果
在授課過(guò)程中多種教學(xué)手段相結(jié)合,不能一味的黑板加粉筆,也不能簡(jiǎn)單的只用多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)通過(guò)生動(dòng)、形象、直觀的形式將理論知識(shí)表現(xiàn)出來(lái),調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣,為教師節(jié)省時(shí)間,增加了課堂的信息量。物理化學(xué)中有很多抽象的概念,可以通過(guò)直觀生動(dòng)的圖片加以講解;另外有些內(nèi)容需要大量圖形進(jìn)行輔助教學(xué)如相圖部分,利用多媒體教學(xué)更能顯示其優(yōu)越性;對(duì)于難以理解的內(nèi)容,如過(guò)渡態(tài)理論、固液平衡相圖與晶體的析出,都可以利用三維動(dòng)畫(huà)進(jìn)行教學(xué)。這種教學(xué)方式很大程度上解放了教師,給老師以很大的發(fā)揮空間,促進(jìn)課堂教學(xué)效果的提高\[7,8\]。
但多媒體教學(xué)在物理化學(xué)課中起到輔助教學(xué)的作用,并不是在每一章、每一節(jié)都適用,在公式和推導(dǎo)較多的章節(jié),就不適合利用多媒體教學(xué),在黑板上將推導(dǎo)過(guò)程一步一步清晰的展現(xiàn)出來(lái),便于學(xué)生理解及記錄。
另外,要充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué),老師可以將上課的PPT放在網(wǎng)上供學(xué)生下載和瀏覽,同時(shí)每一章還應(yīng)有一定數(shù)量的練習(xí)題,供學(xué)生課后復(fù)習(xí),在網(wǎng)上開(kāi)辦在線問(wèn)答,及時(shí)解決學(xué)生復(fù)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題,加深和鞏固課上的學(xué)習(xí)內(nèi)容。對(duì)某些特殊的內(nèi)容還可以使用更直觀的教具,讓學(xué)生一目了然??傊?,教學(xué)手段因人而異、因內(nèi)容而異,不能一概而論,要多種教學(xué)手段相結(jié)合才能達(dá)到事半功倍的效果。
3.3多種考核方式相結(jié)合
考核是教學(xué)過(guò)程的非常重要環(huán)節(jié),通過(guò)它可以檢查學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況,也是評(píng)價(jià)課堂教學(xué)效果的一個(gè)重要方面,但同時(shí)考核方式本身要具有科學(xué)性、客觀性與可行性,好的考核方法可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí),提高教學(xué)效果,促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)方法。首先,增加課堂提問(wèn),由于客觀原因,在大學(xué)課堂上提問(wèn)比較少,但提問(wèn)是檢驗(yàn)學(xué)生聽(tīng)課效果非常有效的手段,它可以集中學(xué)生的注意力,促進(jìn)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋積極思考。其次,建立過(guò)程評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的考核方式,完成一章或一部分進(jìn)行一次階段性測(cè)驗(yàn),隨學(xué)隨考,使學(xué)生注重復(fù)習(xí)剛學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容,避免平時(shí)不學(xué),期末考試臨時(shí)突擊的陋習(xí)。在成績(jī)組成上,按照階段性成績(jī):期末成績(jī)=1∶1的比例計(jì)算。最后,加強(qiáng)期末考試的科學(xué)性和客觀性,考試內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識(shí)(占60%)和綜合運(yùn)用(占40%)兩部分,平時(shí)學(xué)習(xí)必須認(rèn)真,能夠靈活運(yùn)用理論知識(shí)的學(xué)生成績(jī)比較好,只靠死記硬背的成績(jī)較差。通過(guò)這些手段建立一個(gè)合理、客觀、能真實(shí)反映學(xué)習(xí)情況的考核體系。
總之,物理化學(xué)課在高等院校中是一門非常重要的基礎(chǔ)課,其教學(xué)要跟上時(shí)代的腳步,與時(shí)俱進(jìn),不斷的充實(shí)新內(nèi)容、新知識(shí),改進(jìn)教學(xué)方法,發(fā)揮該課程在培養(yǎng)創(chuàng)新人才上的作用。
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Teaching practice of Physical Chemistry in universities
TANG Shuge,MU Lin,ZHENG Qige,BU Pingyu,XIA Quan
(College of Science,Shengyang Agriculture University,Liaoning,Shengyang110866,China)
AbstractPhysical chemistry is a basis course and plays an important role in education for allround development in universities.There are many problems on physical chemistry.With regard to the aspects of selecting teaching content,teaching methods and reforming test form,this paper expounded the ways to solve problems in the teaching so as to improve the teaching quality of physical chemistry.
Key wordsuniversities;physical chemistry;reformation;teaching practice