前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的物理化學教學方法改革研究,希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
[摘要]
物理化學是一門理論性和實踐性都很強的課程,是化學和其他相關學科的理論基礎。文章從學生的思想上、啟發式教學的運用、教學形式上對物理化學教學方法改革進行一些初步探索,提高學生的學習興趣,以達到提高課堂教學質量的目的。
[關鍵詞]
物理 化學教學 方法啟發式教學
物理化學是高等教育化學化工類專業的主干基礎課程之一,但由于物理化學所包含的教學內容多,概念抽象,公式多,計算多,邏輯性很強,推理十分嚴謹,而且還涉及數學、物理及其它化學的一些相關知識,對于化學化工類專業的學生,在物理化學課時量較少,而需要掌握的內容較多的情況下,如果前期沒有奠定良好的基礎化學知識,要想學好物理化學難度就更大了[1]。因此,采用何種教學方法讓課堂教學內容引起學生的興趣,激發興趣,進而提高學習的效率是課堂教學的關鍵。在幾年的物理化學教學實踐中,筆者對課堂教學方法不停的進行改進,并取得了一定的成效,現將相關經驗分享如下。
1思想上要重視物理化學的學習
物理化學是化學學科的四大理論基礎之一,又稱為理論化學,被譽為化學中的“哲學”,在高等教育課程中對化學、材料化學、制藥工程等專業后續課程的學習起著承上啟下的作用,而且在大部分的考研中,物理化學是化學化工類專業的必考科目,因為學習物理化學不僅能鍛煉學生的邏輯思維,還會訓練學生的思維方式,統計資料表明,從20世紀以來在132位獲得諾貝爾化學獎的科學家中,有85位是物理化學工作者,約占64%,而在近49年中,這個比例增加到72%,可見物理化學不僅對學生今后專業課的學習起著至關重要的作用,也對學生今后的科研工作起著重要的作用,甚至影響其一生。通過這樣的教育讓學生了解物理化學的重要性,從思想上去重視他,去克服對物理化學的恐懼和厭學,從而變被動學習為主動學習。
2啟發式教學在物理化學教學中的運用
物理化學概念多且抽象,邏輯性強,對數學和物理知識要求高,如果教師在課堂上只是單純的按照“概念→公式→例題”進行講解,很容易就會使學生覺得枯燥乏味,難于理解,或者即使理解了,面對不同的例題時,也無從下手,解決此問題的一個重要措施就是適當地引入與知識點相關的日常生活案例,拉近理論與生活的距離,將抽象的知識與生動具體的生活實例聯系起來,調動學生學習的積極性,讓學生體會到物理化學在現實生活中的重要性和實用性,激發學生的好奇心和學習的興趣,實現“教學互動”,提高授課效率。
2.1將物理化學名人事跡引入課堂
我校位于貴州省黔東南苗族侗族自治州,學生以苗族、侗族為主,基礎教育薄弱,而且學生自信心不強,所以在課堂教學中引入著名的物理化學科學家的奮斗史,一方面可以充實課堂教學內容,引起學生的注意,緩解學生學習的疲憊和緊張的課堂學習氣氛;另一方面,通過了解科學家的經歷,讓學生明白成功離不開其自身堅持不懈的努力奮斗,從而增強學生的自信心。比如在介紹化學平衡的時候,可以介紹范特霍夫出身于荷蘭的一個普通家庭,一生癡迷化學實驗,因為當時選擇化學研究作為職業的人,還要兼做其他工作才能夠維持生活,面對父母的反對,范特霍夫仍然堅持學習化學,一點也沒有放松,使其不僅在化學反應速度、化學平衡和滲透壓方面取得了驕人的研究成果,還開創了以有機化合物為研究對象的立體化學,并且于1901年獲得諾貝爾化學獎,是第一位獲得諾貝爾化學獎的科學家,在他50多歲時,還經營著一家鄉村牧場,每天清晨堅持親自送牛奶,被譽為“牧場化學家”。范特霍夫沒有顯赫的家庭背景,僅是憑著對化學的狂熱和對科學的執著,在物理化學領域取得了舉世矚目的成就。
2.2將日常生活與物理化學知識相聯系
由于物理化學理論性強,內容抽象枯燥,而且概念多、公式多、計算多,讓許多學生對其望而生畏,缺乏學習的興趣和積極性,并且學生普遍認為學習物理化學沒有任何用處,從而對其產生厭學的心理,因此,從生活實例出發,在課堂上簡單的穿插一些生活中常見的實例,引導學生思考,讓學生體會物理化學在現實生活中的重要性,進而提高學習興趣,同時也能讓枯燥的知識變得靈活起來,讓難以理解的概念變得通俗易懂,下面筆者就重點介紹一下在課堂中引入的一些生活實例。
2.2.1稀溶液的依數性
在學習“熱力學第二定律”章節的“稀溶液的依數性”時,可以引導學生思考,“北方冬天吃凍梨前,先將凍梨放入涼水中浸泡一段時間,取出來后凍梨表面會結一層薄冰,但是梨子里邊卻解凍了,這是為什么”[2]?等學生思考討論后,提示梨中的水不是純水,而是溶有糖和其他物質的溶液,然后公布答案當把凍梨放在水中浸泡時,涼水溫度比凍梨溫度高,凍梨就從水中吸熱。使凍梨解凍。因為凍梨內含有糖分,是大量的糖水溶液,根據冰點下降規律凍梨內的溫度必定低于零攝氏度,故其凝固點低于純水的冰點,當凍梨內部解凍時,雖然要從周圍吸收熱量,但是解凍后的溫度仍略低于純水的冰點,所以凍梨內部解凍了而表面上凝結一層薄冰。這就是我們要學習的“稀溶液的依數性“中的“溶液的凝固點比純溶劑的凝固點低”。“在大雪過后,環衛工人為什么在大街上灑鹽,以及在化工生產中為什么經常用鹽水溶液做冷凍液”?也是運用“稀溶液的依數性”中的“溶液的凝固點比純溶劑的凝固點低”的性質,因為融化的雪與鹽形成鹽水,鹽水的凝固點比純水的凝固點低,所以加入鹽可以使雪融化。而用鹽水溶液做冷凍液也是因為鹽水凝固點比純水的凝固點低,相對純水而言不容易凝固。
2.2.2相平衡
在講到“相平衡”在藥學中的應用時,舉例說明“為什么用氯霉素與尿素形成低共熔混合物可以改善氯霉素的溶解和吸收”?因為低共熔混合物的熔點比純氯霉素和純尿素的熔點都低。
2.2.3化學動力學
在講“化學動力學”時,可以先讓學生思考為什么有的藥一天吃三次,而有的藥卻一天只需要吃一次?有的藥為什么需要常溫保存,而又的要卻必須在低溫下保存?藥廠生產的藥品是如何預測藥物的有效期(藥劑學中的有效期是指制劑中的藥物降解10%所需的時間)?人體內藥物的濃度是如何隨著時間而變化的?這些問題既與教學內容有關又與日常生活密切聯系,學生非常好奇,想了解但又回答不上來原因,這就激起學生強烈的求知欲,讓他們的思維一下子就活躍起來,此時再不失時機地轉入“化學動力學”內容的學習。
2.2.4表面現象和膠體
在物理化學所有章節中,“表面現象和膠體”是離我們日常生活最近的一章內容,許多日常生活中看到的、遇到的現象都能用這一章的理論來解釋,比如鹵水點豆腐,因為豆腐的原料是含蛋白質豐富的黃豆,經水浸、磨漿、除渣、加熱等一系列程序后,得到帶負電荷的蛋白質膠體,由于負電荷之間互相排斥,導致蛋白質膠體互相分散在水中。而鹵水學名鹽鹵,主要成分是氯化鎂,屬于帶正電荷的電解質溶液,可以與帶負電荷的蛋白質膠體發生中和反應,得到中性的蛋白質分子,使蛋白質分子因變成中性分子排斥力消失而互相凝聚起來得到豆腐。點豆腐就是設法消除蛋白質表面的負電荷,使其變成中性分子發生凝聚而與水分離。比如為什么防毒面具具有防毒功能,因為防毒面具里面含有活性炭,活性炭可以吸附有毒物質,從而引入物理吸附和化學吸附的概念問題[3]。再比如洗衣液為什么可以起到清洗衣物的作用,這是因為洗衣液的主要成分是由親水的極性基團和憎水的非極性基團所組成的表面活性劑,能使污垢從衣物表面分離而進入水中,并且能使污垢分散在水中,以免這些污垢重新聚積到潔凈衣物的表面,還有我們日常使用的化妝品、食品及藥品也是使用表面活性劑的原理。這也是“物理化學”所涉及的內容。在江河入海處三角洲的形成也是“物理化學”現象,屬于膠體的聚沉現象。在河流的入海處經常會有由隨著河水長驅入海的泥沙形成的三角洲,因為這些泥沙顆粒細小能形成膠體狀態懸浮于河水中,所以沒有在中途沉降下來,但這些泥沙微粒帶有陰離子,在與含有許多食鹽、硫酸鎂等帶陽離子的電解質海水相遇時,微粒中的陰離子被海水中的陽離子所中和,微粒的膠體狀態被破壞,變成了中性分子,從而結成較大的粒子沉淀下來。還有應用鋪展與潤濕的知識介紹軟膏劑基質、片劑輔料的選擇和應用開爾文公式介紹制藥工藝常用的噴霧干燥法等等。除此之外在文物遺產保護領域,比如紙質檔案保護,照片、底片和電影膠片等影像檔案保護,文物彩繪病害治理等方面[4],界面現象都起到了至關重要的作用。
3將課程內容與就業聯系
就業問題是學生重點關注的首要問題,對自己將來可以去什么崗位工作,就業前景如何非常關心,因此教師在課堂上可以適當的介紹一下近幾年國內外知名企業在崗位招聘時,對筆試科目的要求。比如在講到“電化學”這一章內容時,可以簡單介紹一下電池和電瓶生產企業比如理士國際技術有限公司和福建南平南孚電池有限公司在招聘時的要求,不僅能增加學生的興趣,更能讓學生認識到學好物理化學的重要性。
4采取板書與多媒體教學相結合的教學形式
隨著多媒體課件的廣泛使用,越來越多的教師依賴多媒體課件,導致傳統的板書教學鮮少有人使用,也使許多教師產生懶惰的情緒,比如使用的多媒體課件是以前上課使用過的或直接從網上下載的,課前沒有認真的備課,導致上課時思維混亂,知識點重點不突出,并且一味的使用多媒體課件會使課堂教學單調,學生思想容易走神,加上多媒體課件內容較多,學生一旦思想走神就不容易再跟上教師的教學思路。采用板書教學,可以將重要的知識點寫在黑板上,由于知識點在黑板上的停留時間比多媒體教學放映的時間長,即使學生思想走神,也可根據黑板上的知識點摘要重新跟上教師的思路,還可以將重要計算例題的求解過程用板書進行演算,因為板書教學會降低授課的速度,可以讓學生有足夠的時間去思考,加深學生對所授相關知識的回憶和理解,通過例題去理解、記憶理論概念,降低學習物理化學的難度。但需要注意的是,多媒體課件具有形象直觀的特點,在講授比較抽象的概念時,可以讓生硬難懂的理論,通過多媒體演示變得通俗化,易于理解,讓人一目了然。因此板書與多媒體教學相結合起到互補的作用,可以使課堂教學變得生動活潑。
5總結
物理化學已經深入到我們生活的方方面面,在不知不覺間,對我們的生活方式產生巨大的影響,但在教學過程中教師很少將生活中的實例與物理化學聯系起來,導致其脫離實際,失去了其真正的意義,因此在教學過程中教師要根據不同的教學內容將物理化學知識與生活實例聯系起來,讓學生認識到物理化學在我們生活中的重要作用,使枯燥乏味的教學內容變得豐富多彩,提高學生學習物理化學的興趣,從而達到提高教學質量的目的。
作者:鄭璇 單位:凱里學院化學與材料工程學院
參考文獻
[1]鄧斌.物理化學課程教學內容與方法改革的研究[J].廣州化工,2009,37(3):189-191.
[2]肖琦,黃珊.物理化學教學改革探索[J].大學教育,2012,1(5):81.
[3]方濤,王玉峰,孫墨瓏,等.物理化學教學改革的探索與思考[J].化工時刊,2015,29(5):42-44.
[4]張穎,胡道道.專業選修課教學模式探索與實踐———以膠體與界面化學選修課教學為例[J].大學化學,2014,29(6):20-24.