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物理化學課程教學改革策略

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  摘要:考試是教學過程的重要環節, 而不僅是評價教與學效果的一種手段, 它對整個教學活動有強化功能、檢測功能和反饋功能[7]。目前大多數高校都把考試作為學生質量考核的一種重要手段, 但傳統的一次性閉卷考試并不能反映學生是否真正掌握了本學科的內在規律及解決實際問題的能力。

  物理化學是化學中重要組成之一,也是一門具有創新性和發展前途的學科。在《自然科學學科發展戰略調研報告(物理化學卷)》中指出了它的重要性:“實踐表明,凡是具有較好物理化學素養的大學本科畢業生,適應能力強,后勁足。由于有較好的理論基礎,他們容易觸類旁通、自學深造,能較快適應工作的變動,開辟新的研究陣地,從而有可能站在國際科技發展的前沿”[1]。由于物理化學涉及到的知識面廣,應用條件嚴格緊密、使用靈活,且較難理解,使得教師感到難教,學生覺得難學。因此,為了使物理化學的概念、理論和公式不再枯燥乏味,讓學生輕松又全面地掌握相關知識,提高物理化學的教學效果,全面提高學生的綜合素質,幾年來我們在課程教學改革中進行了大膽的嘗試, 取得了較好的效果。

  一、培養學生學習興趣,提高學生創新能力

  興趣是最好的老師,也是學好一門課最有利的工具之一。孔子曾說過:“知之者不如好知者,好知者不如樂知者。”要提高學生對學習的積極性和主動性,就必需具有良好的學習興趣。那么在課堂教學中,教師就應該把一些重點、難點的知識點通過設問的方式或引入一些生活中有趣的實例。例如為什么明礬可以凈化水?是因為溶膠的聚沉現象。在冬天,為什么撒上鹽可以防止路面結冰?可以用冰點下降原理來解釋。為什么腎功能有缺陷的人血液中的糖分將進入尿液形成糖尿病?可用人體中腎具有反滲透作用來說明。通過舉實例可以讓學生感覺到物理化學在我們日常生活無處不在,而不會認為物理化學太抽象。同時也能幫助學生加深記憶及深入理解,激發學習興趣,從而取得更好地教學效果。另外,可以增加定律公式背后的科學故事。每一個定律公式都凝結了無數科學家的辛勞,也往往伴隨一些趣事[2]。如果授課時把這些故事穿插在課堂里講,那么寥寥數語可在四十分鐘課堂時間里充當著小精靈的角色。這樣的授課不僅能激發學生的學習興趣,還能拉近學生與老師之間的距離,更重要的是學生在自己興趣愛好的基礎上,能做到銳意進取,積極探索,開拓創新。

  二、關注科學技術前沿中的物理化學,激發學生創新意識

  在教學過程中將物理化學與前沿科學技術相結合,帶領學生進入多姿多彩的物理化學世界,開闊他們的視野,加深對知識點的理解是提高物理化學教學效果的途徑之一。網絡是獲取前沿科學的一個便捷的方法,在中國科學網中,每天都有新的科學前沿信息,其中就有很多物理化學方面的科研進展。例如,納米材料—利用膠體化學中具有納米尺寸的油包水膠束作為納米反應器,從而合成了各種無機、有機、高分子納米粒子。因此,物理化學原理是一些高科技的根與源,而物理化學教學則是打開了一扇窗戶,讓學生臨窗眺望了高科技園區的無限風光[3]。另外,科普書籍和期刊也是獲取科學技術前沿的一個便捷手段,通過多閱讀與物理化學相關的書籍資料,如《環球科學》、《物理化學學報》和《中國學術期刊文摘》等,了解物理化學更多的前沿科技,提高學生的學習熱情。目前,物理化學已在一定程度上指導實踐,并在實踐中不斷得到豐富和發展。因此,引導學生關注物理化學的前沿領域,將會極大地激發他們的創新意識。

  三、建立多樣化教學模式,提高課堂教學效果

  當今隨著計算機技術的發展,多媒體技術的應用使原本枯燥無味的理論知識,通過生動、形象、直觀的形式表現出來,它能調動學生的學習興趣,為教師節省大量的板書繪圖的時間,課堂教學的信息量大大增強[4]。多媒體教學使理論知識形象生動的表現出來,可以調動課堂氣氛。在物理化學教學中,采用圖文聲色的課件可以使學生更容易理解知識要點,并且能提高教學效果。如:熱傳遞過程、電解時電極上的反應過程、膠團的形成、燃料電池等內容都可以通過簡單的動畫來加以描述,構建一個繪聲繪色的教學環境。因此,豐富教學手段和方法,構建和諧課堂環境是很重要的。當然,在構建多媒體教學的同時,也要綜合使用板書。由于物理化學是一門邏輯性很強的科目,一些公式需要演繹推導,多媒體表達雖顯示速度快,但學生的思維有時往往很難跟得上。而此時黑板上板書則更能讓學生跟著教師的思維加以深刻理解,也能讓學生有充分的時間去做筆記,同時架起了教師與學生之間互相溝通的一座橋梁。通過多樣化教學模式,大大提高了學生的學習積極性和興趣,教學效果顯著。

  四、加強開放性實驗教學,提高學生綜合能力

  盡管物理化學的理論性較強,但它仍然是一門實踐性的科學,所以重視實驗和實踐教學是十分必要的教學環節[5]。目前高校出現的普遍現象是學生進入實驗室一般都是根據實驗教材的要求開展一些驗證性實驗,這些實驗對培養學生的實驗操作技能起到一定的作用,但在培養學生綜合思維能力、全面地分析問題、解決問題的能力等方面有一定的局限性[6]。學生在掌握了物理化學理論和基本實驗技能的基礎上,加強開放性實驗教學,使學生在課余時間利用開放性實驗室獨立完成實驗項目。每學期開學后學生會根據實驗室給出的相關實驗課題進行有針對性的選擇,例如,乙酸乙酯皂化反應的動力學研究,循環伏安法定量測定苯甲酸鈉等綜合性實驗,學生在指導老師的啟發和引導下獨立設計完成實驗方案和具體的實驗過程,這不僅有利于培養學生的創新意識,也鍛煉了學生的綜合思維能力和動手實踐能力,更達程度上提高了學生的綜合能力。

  五、建立多形式的考核模式,全面考核學生綜合素質

  在實際物理化學教學中, 學生多反映該門課程涉及面廣、公式太多, 難于記憶, 因此為了引導學生的學習方向, 避免死記硬背, 我們將傳統的一次性閉卷考試轉變為一套多形式、分階段、閉卷與開卷相結合的綜合考試模式。階段性考試(占總成績的40%)是在平時教學過程中每章節結束時隨堂進行,采用閉卷考試形式主要考核學生對基礎知識的掌握程度。綜合考試(占總成績的40%)是在學期結束時進行,采用開卷考試形式,試卷內容為4~5道綜合應用題。學生需要通過查閱各種手冊, 教材和參考書, 運用扎實的基礎知識和解題技巧才能完成,這部分題有相當的難度, 主要考核學生對物理化學中化學熱力學、化學動力學、電化學、表面物理化學、膠體化學等知識的綜合運用能力。物理化學是化學學科中發展最快、應用最廣泛的學科分支之一。為此,期中安排寫應用小論文(占總成績的20%)是讓學生在較短的時間里掌握有物理化學方法的應用重要途徑之一,考核時間放在期末綜合考試前進行。學生通過查閱文獻可以更好地了解物理化學在自己專業領域的最新科學技術及應用進展。同學們一致認為通過查閱文獻, 可以主動學習知識, 增加了學習的興趣和積極性, 擴展了自己的知識面。實踐證明,該考核模式不僅激發學生學習積極性、主動性和創造性,還提高了學生發現問題、分析問題和解決問題的綜合能力,效果明顯。

  六、結語

  物理化學這一門課程的教學不僅是傳授知識,更重要得是傳授獲取知識的方法和思維、培養學生的創新意識和科學精神,提高學生的綜合素質。在高速發展的現代社會,通過研究性、探索性教學,提高了學生的積極性和主動性,培養了本科生分析問題和解決問題的能力。因此,只有在教學過程中不斷改革,探索新思路、新觀念和新模式,才能培養出符合社會發展需求的綜合性高素質人才。

  參考文獻:

  [1]高盤良. 物理化學類課程的作用與定位[J]. 中國大學教學, 1999, (6): 24-25.

  [2]曾義. 關于在物理化學教學中融入并傳遞人文精神的新思考—以物理化學的教學為例[J]. 高等教育研究(成都), 2011, (2): 25-26.

  [3]王明艷, 錢保華, 馬衛興, 等. 制藥工程專業物理化學教學改革的實踐與思考[J]. 甘肅科技, 2008, (24): 186-187.

  [4]聶龍輝, 胡立新. 關于物理化學課堂教學的思考[J]. 廣東化工, 2011, (1): 235-236.

  [5]劉維橋, 尚通明, 朱雯. 物理化學教學改革的探索與實踐[J]. 江蘇技術師范學院學報(自然科學版), 2009, (1): 23-26.

  [6]夏璐, 韋貽春, 姚興東. 加強實驗教學示范中心建設 構筑創新人才培養平臺[J]. 高教論壇, 2010, (12): 33-35.

  [7]王春華, 曲榮君, 劉春萍, 等. 改革有機化學考試方法的探討[J]. 化學教育, 2003, (9): 35-43.

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