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[摘要]本文結合物理化學的課程特點和近幾年教學經驗,從多方面探討了物理化學的課堂教學改革。實踐證明:學生對課程的重視和興趣,多種教學手段并用,師生課堂互動和理論聯系實際應用可明顯提高物理化學的課堂教學效果。
[關鍵詞]物理化學;課堂教學改革;教學手段
物理化學是在物理和化學兩大學科基礎上發展起來的。它以豐富的化學現象和體系為研究對象,大量采納物理學的理論成就與實驗技術,探索、歸納和研究化學的基本規律和理論,構成化學科學的理論基礎,也是本科教學中四大基礎化學之一[1]。物理化學的形成與進步得力于數學、物理學兩大基礎科學的基本理論與技術,同時反過來也推動了它們的發展,豐富了它們的內涵。物理化學的水平在相當大程度上反映了化學發展的深度。對于非化學相關專業本科生,例如:建筑工程、環境專業,物理化學也是這些專業的必修課程之一,并且我校安排的授課學時為48學時,授課時間為一學期。目前各化學基礎課的學時在縮減,而對學生創新能力和素質的要求則在提高,這就要求對基礎課教學內容大膽改革,與時俱進,不斷地進行整合與更新。由于該課程是一門概念性、理論性、系統性和邏輯性都很強的學科,涉及的公式多,應用條件嚴格,且比較抽象,因而對于本科初學者感覺《物理化學》難學難懂,就連教師也感覺難教難講。在這種情況下,如何使得教師講好此門課程,充分帶動學生的主觀能動性,提高教學質量?通過《物理化學》課程的學習,培養學生新的思考問題,解決問題的能力,培養學生獨立工作能力,培養學生更多、更好地掌握新的理論、新技術的能力。因此,主要在以下幾個方面做了些有益的嘗試。
1強調學習物理化學的重要性
對于非化學化工專業的學生來說,物理化學不屬于本專業的基礎課程,所以學生會有只要考試考及格就可以的想法。面對這種局面,教師在上課的時候就要首先強調物理化學課程的重要性以及與學生專業的相關性,以期改變學生的這種想法,這對以后的上課是非常有益的。目前對化學分為“無機化學、有機化學、分析化學、物理化學”四個分支,有人比喻說:無機化學、有機化學是化學的軀體,分析化學是化學的眼睛,物理化學是化學的靈魂,可見物理化學的地位有多重要。這些學生雖然沒有接受化學專業學生系統的各種化學基礎課的學習,但是大部分學生都學習過無機化學或者工程化學基礎,這些課程里面已經包含了簡單的物理化學基本知識,特別是熱力學的一些基本知識[2]。物理化學的任務是把化學領域中各種現象聯系起來,對其中的一般規律予以更深刻、更本質的探討,所以學生學習起來會有種看不見、摸不著、抽象難理解的感覺。所以,教師的第一堂課是非常重要的[3],根據學生手中的課本,簡單介紹各章節內容之間的聯系,使學生對整個課程安排有個基本的了解。同時,由于物理化學概念多公式多,學生按照以往死記硬背的學習方法達不到較高的學習效率。所以,第一堂課中教師要幫助學生建立正確的學習方法,使學生盡快地進入物理化學的學習狀態。
2多種教學手段并用
隨著近年來多媒體教學在課堂教學中的普及,從小學到大學,多數教師上課時會使用多媒體教學[4]。多媒體教學的關鍵是課件制作。每個教師都有自己獨特的教學風格,因此教師自己編制課件也會體現自己的教學風格,使課件具有自己的特色。這在教師備課的過程中尤為重要,通過自己制作課件,可以有意識地突出課程的重點、難點,并將各種知識按照自己的習慣連貫起來,這樣在講課的時候才會得心應手。目前,各門課程在網上的課件都有很多,很多教師會直接下載網上的課件或拷貝其他教師的課件,這對于課程整體的把握沒有幫助,因此教師自己制作課件也是對課程系統性和連貫性的把握。任何新生事物有利也有弊,多媒體教學也不例外。經過大量的教學實踐,多媒體教學的弊端也顯現了出來。例如,信息量過大,導致學生對文字、公式的印象不深;課件講解太快,不利于學生理解和簡化晦澀難懂的數學公式,縮短了學生的思考時間。同時,這門課程的內容又較多較難,48學時僅僅夠教師按照課件快速講解。如果多些板書或者講解再深入些、和學生互動多些,那么這些學時就完全不夠了。為了盡量避免這些弊端,作者在授課時會采用多媒體和板書相結合的方式,特別是一些難點、重點,邊講邊板書可以放慢講解速度,使學生有足夠的時間思考,有助于學生對各知識點間的邏輯關系有清楚的理解。按照學校的教學大綱要求,在教學時所有知識點都要涉及,但是可以選擇性的將一些重點、難點課上詳細講解,而一些易懂易學的內容留待學生自己學習,教師講課時可以盡快的一帶而過,這也鍛煉了學生自學的能力。
3活躍課堂氣氛,提高學生的興趣
課堂教學中,師生之間除了知識信息的傳遞外,情感的交流與互動也是很重要的一個方面。如果一個學生喜歡這個教師,也會“愛屋及烏”的喜歡這個教師所上的課,在課堂中就會積極主動的按照老師的要求去完成,變被動學習為主動學習。那么,如何增加課堂的吸引力呢?興趣是最好的老師,尤其對物理化學這種理論性強,抽象難懂公式多的課程更是如此。學生在上課時往往很難長時間集中注意力和保持較高的興趣。因此,教師在講課時要通過一些技巧來增加課堂的吸引力。例如,講課時聲音洪亮,音調抑揚頓挫,語速適中,語氣親切。使用富有感染力、豐富多彩的語言來提高學生的興趣。其次,注重課堂提問與討論。將“教為中心”的課堂轉變為“學為中心”的課堂,讓課堂真正成為學生學習的場所,讓學習成為課堂活動的核心。許多教師會發現隨著學生年級的增長,學生的課堂活躍性越差。長久以往,教師在課堂上不再提問,學生不再回答,完全變成了“教師講,學生聽”的模式。往往低年級的學生對于老師的課堂提問都非常踴躍的回答,但是高年級的學生就不是這樣。作者在課堂上也遇到這種問題的時候沒有氣餒,而是繼續鼓勵學生積極討論和回答問題。采取了讓學生主動回答或者坐在座位上回答問題,而不是選擇某個同學站起來回答問題,這樣可以摒棄學生心理上害怕回答問題出錯而覺得丟臉的想法。通過多次課堂實踐,這樣的方式確實會起到提高課堂教學氣氛的效果,學生也能接受這樣的方式,同時在學習新知識的時候也復習了舊知識。
4理論和實踐相結合
由于物理化學學科的特點,學生在學習過程中很難有直接的感官認識,認為物理化學知識只是書本上的知識,與日常生活無關,導致學生在學完課程后除了應付考試,好像不知道這門課到底有什么用處。因此,教師除了講授書本知識之外,還要結合生活生產中的各方面介紹應用,真正讓學生做到學為所用。例如講解稀溶液的依數性時,公式講完后順便介紹依數性的應用,加深學生印象[5]。利用凝固點下降原理,將食鹽和冰(或雪)混合,可以使溫度降低到252K,所以,北方的下雪天會在地上撒些食鹽。溶液的滲透壓在生物學中有很重要的作用,為什么土壤中的水分可以運輸到植物的頂端?為什么海水中的魚不能在淡水中生活?為什么人類靜脈注射生理鹽水的濃度一般都是0.9%?這些都與滲透壓有關。再比如,新房裝修后使用活性炭來除甲醛,荷葉上的小水滴近似呈球形并且能夠滾來滾去,日常生活中各種表面活性劑(洗滌、農藥噴灑)的使用,人工降雨,納米材料等都離不開界面現象的知識。在講授物理化學基礎理論知識的同時,也可以將物理化學基礎知識與教師自身的科研內容相結合,進一步鞏固課堂上所學的知識,鼓勵學生培養自己的科研興趣。例如,催化是物理化學中很重要的一個分支,在化學、化工生產、能源、環境、醫藥、生命科學等領域都有及其重要的意義。實現一個化學反應需要兩方面的因素—熱力學可行性和動力學可行性。一個熱力學上可行的反應如果反應速度太慢也是不能實現的。催化劑在化學反應中的作用不僅可以加快反應速度,也可以提高反應的選擇性。目前大部分催化劑都屬于納米材料,納米材料巨大的比表面積,以及大量表面原子的過高表面張力使納米材料與常規材料表現出性能的差異。因此,催化劑可以加快反應速度主要因為催化劑可以改變反應的路徑,降低反應的活化能。由此可以看出,催化研究包含了物理化學中熱力學、動力學、界面等多方面知識的應用。通過簡單的講解,讓學生認識到枯燥、難懂的物理化學基礎知識在生產生活中的應用也有如此之多,從心里上消除這門課程無用的想法,重新燃起學習物理化學知識的興趣。
5結語
經過幾年的物理化學教學工作,事實證明:要上好這門課,就要不斷的進行物理化學教學改革的嘗試和探討,努力培養學生對這門課程的學習興趣和學習熱情,充分調動學生學習物理化學積極性和主觀能動性,通過學習物理化學訓練學生的邏輯思維能力,培養學生發現問題和解決問題的能力。為今后學習其它學科打下堅實的理論和實踐知識基礎。
參考文獻
[1]魏光,曾人杰,馬兆海,等.重新認識“物理化學”課程的戰略地位[J].高等理科教育,2001,1:21-24.
[2]吳慧敏,艾佑紅,董超.物理化學課程體系的改革與實踐[J].廣東化工,2014,41(16):191.
[3]王艷玲.論物理化學緒論課的重要性及教學方法[J].考試周刊,2011,51:174-175.
[4]范閩光,許雪棠,李斌,等.工科物理化學多媒體教學的實踐與思考[J].廣西大學學報(自然科學版),2008,33:242-244.
[5]石月丹,劉春光,關曉輝.《物理化學》教學改革的思考—以稀溶液依數性為例[J].才智.2015(10):232-234.
作者:徐紅 范果紅 葉明富 單位:安徽工業大學