譚瑤(重慶三峽學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,重慶 404000)
物理化學(xué)(Physical Chemistry)是化學(xué)及相關(guān)學(xué)科的理論基礎(chǔ),是化學(xué)、化工、冶金、材料等專業(yè)本科生必修的專業(yè)主干基礎(chǔ)課之一。它是從化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手,借助數(shù)學(xué)、物理學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的理論及其提供的實驗手段,來探求化學(xué)變化中最具普遍性的基本規(guī)律的一門學(xué)科[8]。對于我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)來說,該課程在整個化工人才培養(yǎng)計劃里起著承上啟下的作用,它是先行課程無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)普適規(guī)律的理論歸納和定量探討,是后續(xù)專業(yè)知識深造和科研工作的理論基礎(chǔ),也是連接化學(xué)與其他學(xué)科的橋梁。
從專業(yè)特點來看,化工專業(yè)化工與實際生產(chǎn)結(jié)合緊密,而物理化學(xué)為化工原理、分離工程、反應(yīng)工程以及化工設(shè)計提供直接的理論依據(jù)[3]。然而作為一門基礎(chǔ)課程,物理化學(xué)中的理論和定律多為19世紀早期提出,都是人類通過長期生產(chǎn)實踐總結(jié)出來的經(jīng)驗定律,一般情況下不可更改和推翻,該課程中也涉及到很多公式的推導(dǎo)和計算。因此,在教學(xué)過程中會存在以下問題。(1)課程內(nèi)容死板,缺乏新理論,新技術(shù);(2)教師上課手段單一;(3)公式計算繁多學(xué)生難于理解掌握;(4)知識點與生產(chǎn)實際需要脫節(jié)等問題,鑒于以上問題,必須對物理化學(xué)課程教學(xué)進行深入研究和調(diào)整,通過對教學(xué)大綱,教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)手段等方面的改革,培養(yǎng)具有能夠解決化工生產(chǎn)過程中實際問題的應(yīng)用型人才。
近年來,我校逐步加大向應(yīng)用型本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的力度,旨在培養(yǎng)術(shù)素結(jié)合,具有一定專業(yè)能力,解決相關(guān)實際問題的新型創(chuàng)新型人才。那么對于專業(yè)相關(guān)課程的改革也勢在必行。課程的改革首先應(yīng)從教學(xué)大綱入手,根據(jù)本課程在教學(xué)計劃中的地位、作用以及課程性質(zhì)、目的和任務(wù)而規(guī)定課程內(nèi)容、體系、范圍和基本要求。物理化學(xué)作為化工專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,通過本課程的學(xué)習(xí),不僅應(yīng)使學(xué)生明確物理化學(xué)的重要概念及基本原理,牢固地掌握物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識,掌握物理化學(xué)的基本計算方法[3]。為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ);而且應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生分析和解決化學(xué)化工問題的能力,特別是使學(xué)生進一步具備根據(jù)具體條件應(yīng)用理論知識解決實際問題的能力;同時也促進學(xué)生實踐技能的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng);獨立學(xué)習(xí)及獲取新知識、新技能、新方法的能力。
物理化學(xué)之前的教學(xué)大綱是以教材為導(dǎo)向,根據(jù)教材章節(jié)安排教學(xué)內(nèi)容和課時,在教學(xué)過程中,按照教材先后順序千篇一律講解課本內(nèi)容,沒有新意,學(xué)生學(xué)起來很乏味,在遇到難的知識點,理解困難的時候很多學(xué)生就選擇放棄,周而復(fù)始,學(xué)習(xí)效果很差。新的教學(xué)大綱以提高學(xué)生能力為導(dǎo)向,將教材里的各個章節(jié)的重點知識點提煉出來,化繁為簡。并且明確知識點在本課程中的權(quán)重,以及畢業(yè)要求。因此,在教學(xué)過程中,可以有的放矢,根據(jù)教學(xué)大綱可以將不重要或者與本專業(yè)無關(guān)的知識點去掉,將重難點知識著重講解,大大提高了學(xué)習(xí)效率,使學(xué)生能更好的消化吸收重要內(nèi)容。同時,每個知識點對應(yīng)能夠提高學(xué)生哪方面的能力,預(yù)測相應(yīng)的學(xué)習(xí)結(jié)果,基于能力培養(yǎng)為目標(biāo),學(xué)生明白通過本知識點的學(xué)習(xí)可以解決實際生產(chǎn)中的哪些問題,從而,學(xué)生有了明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),大大提高了學(xué)習(xí)興趣。如表1所示,以電化學(xué)這章舉例說明教學(xué)大綱的制定。
表1“電化學(xué)”教學(xué)大綱
“四大化學(xué)”之一的物理化學(xué),和其他三門理論課程比較有許多相同之處,作為化學(xué)、化工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,課程內(nèi)容偏向于基本定律和基本理論知識點,并且公式繁多;通過教學(xué)總結(jié)發(fā)現(xiàn),物理化學(xué)中的一些理論與無機化學(xué)中的內(nèi)容有部分重合,比如化學(xué)平衡,化學(xué)反應(yīng)速率等。因此,在調(diào)研其他課程的基礎(chǔ)上,應(yīng)該對重復(fù)內(nèi)容作精簡,或者課堂講解時應(yīng)該減少這部分重復(fù)內(nèi)容的課時時間。由于化工專業(yè)的特點,更偏向于實際應(yīng)用,學(xué)生畢業(yè)后更多是進入工廠車間實際操作,服務(wù)于地方經(jīng)濟的發(fā)展,由此可見,在教學(xué)內(nèi)容上對于理論性太強,或是繁瑣的公式推導(dǎo)應(yīng)加以減少或刪減,對知識的掌握以適合、會用、夠用為標(biāo)準(zhǔn),把講課重點放在科學(xué)思維方法和解決實際問題能力的培養(yǎng)上。
建立科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容體系,還可以與案例式教學(xué)結(jié)合。比如在講解二元汽液平衡體系相圖時,可以結(jié)合化工精餾操作單元分析,由汽液平衡理論可知,液體反復(fù)的部分汽化和部分冷凝,可以使混合物較為完全的分離;在講解熱力學(xué)第二定律吉布斯自由能判斷過程和化學(xué)反應(yīng)的方向時,可以結(jié)合實際案例讓學(xué)生分析和判斷,然后怎樣計算ΔG。這樣有針對性的選擇教學(xué)內(nèi)容,將所學(xué)知識與所具備的能力相對應(yīng),使教學(xué)內(nèi)容簡而精,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和學(xué)習(xí)效率。
目前傳統(tǒng)的教學(xué)方式為“PPT+板書”的模式,主要是教師講,學(xué)生被動接受為主。在教學(xué)過程中也經(jīng)常用到引導(dǎo)式、啟發(fā)式、探究式教學(xué),但學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性卻沒有明顯提高。單純的課堂教學(xué)很難吸引學(xué)生集中精力進行學(xué)習(xí)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,大數(shù)據(jù)時代引領(lǐng)傳統(tǒng)課堂走向了一個新的領(lǐng)域,各種在線課堂應(yīng)運而生。物理化學(xué)課程結(jié)合在線課程教學(xué),可以大大增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師利用在線課程平臺建立本課程教學(xué)視頻、教學(xué)課件、電子教案、習(xí)題庫等輔助學(xué)習(xí)資料,構(gòu)建了整體教學(xué)體系,結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式,形成線上線下混合式教學(xué),學(xué)生利用課余時間可以自主完成學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)。有疑問和難點再通過課堂講授解決。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中還可以設(shè)置討論、提問、評分等環(huán)節(jié),增加課程趣味性。課后教師向?qū)W生發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù),推送與專業(yè)相關(guān)的知識、信息,與學(xué)生進行在線交流,答疑解惑。這樣教師在教學(xué)中真正做到課前、課中、課后對學(xué)生學(xué)習(xí)進行把控,時時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。同時學(xué)生通過學(xué)習(xí)平臺可以更好的與老師交流互動。通過師生互動營造出一個全方位立體的教學(xué)氛圍,能夠使學(xué)生感受一種活潑的教學(xué)氛圍,大大地提高教學(xué)的效率。
但是,信息化是一種教學(xué)的輔助手段和方法,不能完全取代傳統(tǒng)的教育。教師的深度講解、示范、剖析、點評等在課堂中也是不可獲取的元素,在課堂中要加強教學(xué)設(shè)計,充分利用好信息化平臺,為教育所用[9]。
針對目前物理化學(xué)教學(xué)中的不足,結(jié)合物理化學(xué)課程理論性、邏輯性和概括性強的特點,為了提高化工專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用型思維和實際應(yīng)用能力,物理化學(xué)教學(xué)必須以化工專業(yè)特點為宗旨,從教學(xué)大綱的調(diào)整入手,著重培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力,不僅需要對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化,還要與時俱進,在教學(xué)方式和教學(xué)手段上,不斷改革和創(chuàng)新,要系統(tǒng)掌握物理化學(xué)的學(xué)科體系,提高思辨能力,培養(yǎng)學(xué)生綜合解決實際解決問題的能力,做到理論與實際相結(jié)合,才能得到理想的教學(xué)效果,才能培養(yǎng)出真正為地方經(jīng)濟發(fā)展出力的應(yīng)用型人才。