物理化学范文

时间:2023-03-20 01:57:51

导语:如何才能写好一篇物理化学,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

物理化学

篇1

通过一学期的学习,只能说是对物理化学有了一些初步知识,对于能量转换关系,各学科之间的紧密联系,个研究领域之间的内在联系有了初步了解 ,知道电化学与热力学之间的桥梁是,知道宏观与微观的枢纽是,知道理想气体与非理想气体之间的联系与区别,等等这一切,都展现了事物之间的稳定而富于规律的联系 。

  但是只知道大体框架毕竟不够,还需要对个公式间相互转化又灵活的应用,能够灵活运用,但是在学习过程中遇到很大的问题就是公式太多,他们之间的转换有特别灵活,有时很难记忆,当然也许是还没有掌握它们之间的内在联系所致,像焓·熵·吉布斯自由能·等等之间的变形与转化公式就有好几套,令人有点恼火,还有就是在求他们是有涉及很多不同的过程,像等温等压,绝热可逆,等体积等等,每一过程的计算公式又不一样,更是难上加难,级多了用的时候都会混淆,再就是书中的一些小知识点很繁琐,什么广度性质·容量性质等等,总之比较繁琐缺乏系统性的感觉。

  当然在学习过程中,也发现所有的只是都是在实践中总结,总结后研究,研究后运用总结好的规律来指导实践,像相图,这么简单一张图谱就可以包含如此多的物理化学过程,并可以根据详图来指导实践的工业活动,还有依数性能在多组分下知道日常的生产生活并提供了科学而具体的理论依据。

篇2

1.1学生对物理化学实验重视不够有不少同学把物理化学看作“四大基础化学”中最难的,因此对物理化学实验也有抵触情绪,认为只是理论课的衍生物,没有认识到它对培养分析问题、解决问题能力,培养创新精神的重要作用。学生来做实验只是“走过场”,带有应付的心理,这也给物理化学实验教学带来很大困难。

1.2独立师资力量不足目前大多数独立学院都面临两难的尴尬境地,就是不独立难以规范,太独立又影响办学质量。还有大部分独立学院的师资力量不足,需要向母校聘请一些教师和聘用刚毕业的研究生作为师资来完成教学任务,前者虽然具有较高的教学水平,教学经验丰富,但是思想保守,教学模式化。甚至有的教师没有合理地根据独立学院学生的基础来精减教学内容、改变原来给大一、大二学生上课的教学方式,让学生听课像“雾里看花”,后者虽然活力充沛,思想新潮,但是教学经验不足,他们对部分仪器的工作原理都一知半解,这些都影响了学生学习物理化学实验的积极性。

1.3独立学院学生群体特点独立学院是现代高等教育的产物,学生的基础薄弱,每个学生的学习能力和水平也相差很多。扩招的学生有高考失利的,有高考发挥好而实际学习水平不理想的;有知识面较广,但学习能力欠缺;也有一些偏科严重,这些就形成了独立学院学生群体的多样性。基于这一特点,独立学院以后的教学可以采取多层次性,针对不同层次的学生实施不同的教学模式有利于实现培养“复合型的应用人才”的办学目标[7]。

2自主学习型物理化学实验教学模式的建立

2.1教学内容和教学条件的建立在物理化学实验教学的实践中,虽然也有不少的院校开设了综合性和探索性实验,但由于教学内容和教学条件等方面的原因,一般都是基础实验的叠加,而且是按照实验教师的思路做实验。另外,物理化学理论课和实验课程不同步,有些实验课程早于理论课程,使学生在实验过程中过于依赖实验教材,比较被动,打击了学生做实验的积极性和主动性[8],教学效果不理想。可以从以下几个方面改进:第一要对实验内容进行调整,实验内容紧跟实验设备的更新。例如碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定实验,实验教材内容过于陈旧,而实验设备是新增的,学生在实验前的预习和所写报告都是按照实验教材进行的,以至于到课堂上再重新熟习实验内容,学生的自主性降低了。第二实验课程应与理论课程进度同步或者稍微滞后,使实验课程真正成为学生学习理论知识和培养能力的课堂。从2013年,怀德学院就改进了部分专业的培养方案,将物理化学实验课程与理论课程同步,通过实验课程的教学,使之成为理论课程引导和深化的手段。第三对简单的验证性实验进行删减,增加综合性和设计性实验,使学生通过简单的验证性实验锻炼其基本操作技能,在此基础上,逐步过渡到综合性和设计性实验,培养其初步的科学研究能力。这一点也是怀德学院和其他独立学院在以后培养综合应用型人才应该重视和努力的方向。独立学院自主学习型教学模式要求教师应该树立“以学生为中心”的教学观[9],相信学生的自主实验和学习能力,在物理化学实验教学中更加注意创设情境式教学,激发学生实验的潜能和内驱力。同时,要求学生应具有自主实验的意识和能力,即将“要我做实验”的被动性转变为“我要做实验”的自主性,不断提高自主实验的水平和能力,实现自己的学习目标。

2.2教学思路和教学目标的建立近年来,大学教育围绕着培养高素质的创新型人才为中心,因此在自主学习型教学模式下,物理化学实验的教学思路也应该围绕这一主题,建立新的教学思路和教学目标。这就要求物理化学实验课程对学生的培养不仅仅是使学生深化物理化学的理论知识和掌握物理化学领域的基本操作技能,更要注重培养学生发现问题和解决问题的基本素养和科研能力。在自主学习型教学模式下,物理化学实验教学目标应该强调学生自主实验的主动性,将学生自主实验的学习能力也作为教学目标的一项指标。学生按照教学大纲的要求,在任课教师的指导下能够自行制定实验的计划和进度,进行自我管理和评价。这样克服了传统教学模式教师占主导地位的弊端,发挥了学生的主体作用。也许物理化学实验课的前期教师讲得很生动形象,学生也产生了学习兴趣和热情,但如果后期不注重理论联系实际,学生的这种学习热情也会慢慢地减弱。就算教师讲了很多有关物理化学对社会发展的贡献,但是如果学生看不到物理化学实验在其专业中的作用,就会产生物理化学实验与其专业没有多大联系的想法,进而会慢慢产生抵触情绪甚至应付心理。因此,教师在物理化学实验教学过程中,要不断拓展知识面,与时俱进,经常阅读相关的科技文献,根据各专业的特点,找出该专业与物理化学实验的契合点,通过形象生动的实例和实验过程中的各种现象,对其加以阐述,进一步培养学生学习的兴趣。

2.3合理科学的实验成绩评定方法的建立为了培养出具有自主学习能力和创造力的学生,达到物理化学实验课程的设定目标,激发学生学习物理化学实验课程的学习兴趣,那么在新的自主学习实验的模式下,新型物理化学实验成绩的评定方法也应该随之而建立。新型的物理化学实验成绩评定方法的建立应该灵活多样,我们对学生物理化学实验成绩评定由原来的单一实验报告百分制转化为采用多层次的五个级制。考核内容可以包括以下五个部分:(1)考勤(10%)。要求学生至少提前5~10min进入实验室,不无故旷课和早退;实验过程中不大声喧哗,不玩手机,没有特殊情况不离开实验操作台。(2)预习报告(15%)。实验前,学生应该查阅相关资料和实验操作手册,了解实验原理、仪器的工作原理及使用、实验步骤、注意事项以及实验的思考题,并将这些写在实验报告上,教师实验前仔细检查并登记预习成绩。(3)实验操作(20%),实验过程操作应规范、正确,实验数据不弄虚作假,实验过程中认真观察实验现象,并将实验数据认真详细地记录在实验报告上,实验结束由教师签字确认,实验数据不正确应重新实验。(4)值日(5%)。实验后整理自己实验台面的仪器,药品放回原处,擦洗台面,当天值日生要打扫实验室地面,由教师检查批准后方可离开。(5)实验报告(50%)。学生能够独立根据原始数据实事求是地处理,可以用一些常用软件,例如excel、origin等进行数据分析处理、绘图,并对思考题以及实验过程中出现的问题进行讨论。

3结语

篇3

中图分类号:R943;G427 文献标志码:B 文章编号:1008―2409(2016)04―0134―03

物理化学是药物制剂专业的一门必修专业基础课,是应用物理的理论和实验方法借助于数学作为工具来研究化学变化的规律及一般理论问题的学科。物理化学的理论性较强,公式推导以及概念比较多,众多的公式推导、严密的逻辑推论和严格的应用条件,使教与学都枯燥无味,加上某些药物制剂的同学错误地认为这些抽象的内容与生产实际结合不上,学了也没有用,因此,学习积极性不高,影响了教学效果。如何培养药物制剂专业学生的学习兴趣,使物理化学的教与学变得轻松、有趣,概念与公式变得易懂、易学和易记,这是从事物理化学教学的教师追求的目标。

1讲述名人伟大成就 增强学生学习兴趣

兴趣是学习最大的动力,因此,怎样培养学生的学习兴趣是一个关键的问题。针对物理化学的特点,教师要帮助学生树立信心,只要努力学习、认真思考、用心体会,就能把物理化学学好。物理化学的多数理论基本上由国外的化学家创立,在课堂教学中,适当地增加一些人文素质教育,比如说介绍一些成功的中国科学家的范例,也是对学生的一种鼓励,如著名的物理化学家黄子卿先生不仅测得了水的三相点温度,成为1948年国际实用温标(IPTS-1948)选择基准点一水的三相点的参照数据之一,而且在溶液化学方面的研究颇有建树,是我国的物理化学的奠基人之一;亲手创办福州大学和中科院福建物质结构研究所的卢嘉锡教授,也是我国著名的物理化学家,他在结构化学研究工作中有突出的贡献,曾提出固氮酶活性中心的结构模型,并对原子簇化学的发展起了重要的推动作用,还有屠呦呦、唐敖庆、徐光宪等化学家的伟大成就。通过介绍既活跃了课堂气氛,又激发学生的学习兴趣,树立了自信心。在教学中,还向学生展现当代化学令人振奋的前景:化学研究不断向宏观和微观扩展。在实验室中,空间分辨率已可达10-10m(原子大小);时间分辨率已可达10-15s,这就意味可跟踪电子运动;分析试样的量可少至10-13g;体积小至10-12ml;还有计算机科学在化学中的应用,使得化学高速发展,化学理论期待着突破。这样无疑能激励起学生强烈的时代使命感和旺盛的求知欲,并进而转化为强劲的学习动力。

2适当删除重复章节 理论联系科学研究

由于教学改革,我校药物制剂专业无机化学教材(主编:徐春祥)由高等教育出版社出版,而现在用的物理化学教材(主编:濮良忠)是由人民卫生出版社出版的教材,两本教材内容不统一,有许多章节内容重复,因此,适当删除与无机化学重复的内容,选择讲授,突出物理化学的重点,用较少的学时完成物理化学的教学任务是可行的。在教学实践中,在不影响知识系统性的情况下,将无机化学已讲授的部分内容略讲或不讲,必要时让学生自学,再用较少的课时加以总结,如气体的P、T、V性质、体系与环境、反应速率与反应级数等概念,以及标准平衡常数与浓度的计算、能斯特方程的应用等计算。两门课程基本相同,因此本课程的讲授应注重以上知识的理论依据,而不是理论的应用,这样既避免了重复教学,又使学生明确了学习重点,在较少的课时内获得较好的教学效果,同时节省出一部分教学课时,可以用于新知识介绍及教学方法改革。

另外,教学要与实际的科学研究相结合。在学习化学动力学时,讲到温度对化学反应速率影响的内容时,联系当时正在进行的科研,利用阿累尼乌斯方程的定量关系,解决了某些药品在常规保存时的保质期及半衰期,既解决了实际问题,也使学生意识到,物理化学在药物制剂专业上的重要性。

3注重多种教学方法 全面提高教学质量

讲授法是最常用的一种教学方法,在概念的讲解与公式的推导课程中更是一般教师首选的教学方法。但如果教师仅照本宣科地满堂灌,往往得不到好的教学效果,而若是针对问题有的放矢地进行讲解,则会启发学生思考,帮助他们正确理解,给他们留下深刻的印象。在学习温度对化学平衡的影响时,结合G-H公式,让同学们既在感性上增强了温度对化学平衡的影响的理解,也在理性上有了更加深刻的认识。在课堂讲授时要合理地进行举例。往往有些学生上课似乎听懂了,课后却不会做作业,这是由于对概念还没有真正理解,对公式中各物理量的含义还不太明白。教师可以通过随堂习题或者课后作业了解到,并在教学后记中做记录,然后通过录制微课的形式,把学生没有掌握的知识点通过视频的形式录制下来,并通过网络平台。这些视频具有暂停、回放等多种功能,学生可以根据自己的接受程度自我控制视频。从而使学生能够较好掌握关键概念与相关公式。

在注意充分利用讲授法及课后补充教学难点视频的同时,要与其他教学法有机结合。

翻转课堂是现在一些课程常用的一种教学方式。它是一种由教师创建教学视频,学生利用课余时间在家或其他地方观看视频中教师的讲解,回到课堂上通过师生面对面交流互动共同完成教学任务的一种全新的教学模式。

在翻转课堂教学模式中,最大程度的发挥了学生的积极性和主动性。在部分章节中,采用翻转课堂的教法,要求学生课前先在线学习课程,了解主要内容,而课堂上主要解决不懂的关键问题,学生是将学习的主体。有利于真正提高学生的积极性、主动性,能让学生真正参与进去。这样,才有利于其真正理解书本知识和掌握技能。

习题课是提高教学质量的重要环节,是解决问题的主要途径,也是培养学生分析问题、解决问题能力的重要步骤。习题课的内容主要包括归纳总结这一部分所学的知识(重点与难点)、小结作业中主要存在的问题、做一定量难度较大具有综合性的习题等几个方面。好的例题不但可以帮助学生正确地理解概念掌握公式,例题的巧解还可以开拓学生的思路,错例的讲解也可以解除学生的疑虑。

实验课也是一个较为重要的教学环节。通过实验,同学们可以进一步理解与掌握实验所对应的知识,理论联系实践,还可以掌握对实验仪器的操作方法,培养自己的动手能力,及数据处理能力跟误差分析能力。另外,还在课时外开设设计性实验,进一步提高学生的综合素质。

4利用电脑辅助教学 争取进行双语教学

物理化学是药物制剂专业的专业基础课程,学生普遍认为抽象难学,采用单一的传统讲授法教学,教学内容展示效果差,教学效果不理想,教学效率低。计算机辅助教学(computer assisted instruction,CAI)是目前高校教育普遍使用的一种教学方式。CAI是信息时代在教学方法和教学手段上最具代表性的产物,它具有交互性、集成性和自适应性等特点,教学效果好。虽然,现在有关物理化学的CAI课件很多,但是有些内容文字叙述过多,体现不出CAI课件的优势。所以,针对这种情况,有些授课内容在展示的时候,就需要自己动手,搜集素材,做成flas。比如完全不互溶双液体系这段内容,在讲知识应用的时候,把水蒸气蒸馏做成flas,从仪器组装、热源提供、样品收集等步骤进行展示,使学生更明了实验室里进行水蒸气蒸馏的操作步骤,对水蒸气蒸馏的原理也有了更深刻的认识。

篇4

关键词: 物理化学课程建设改革

课程建设是高校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。现在,课程建设作为质量工程的重要内容已在高校普遍开展,受到高度重视。[1-4]物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化基本规律的科学,[5]物理化学是化学学科的一个分支,它借助数学及物理的理论和实验手段研究化学行为的最一般的规律和理论,是化学的灵魂。近年来本课程组围绕人才培养目标,在课程建设中以师资队伍建设为关键,以教学内容建设为核心,以规范的教学质量管理为保障,在课程建设中取得了一些可喜的成绩。

1.师资队伍建设

师资队伍建设是精品课程建设的坚实基础和核心内容,是提高教学质量的重要环节。近年来我们一直十分重视师资队伍建设,课程组师资力量得到大大加强,共11名主讲教师,其中教授3人,副教授4人,讲师4人;具有硕士、博士学位9人,占总人数82%;45岁以下教师9人,占总人数82%;省级学术带头人2人,省中青年骨干教师1人,校拔尖人才2人;主持国家自然科学基金2项、教育部重点项目3项及省级项目多项。已形成了以中青年教师为学科带头人,以一批年轻博士、硕士为教学骨干,学历、职称、年龄、学源结构合理,教学科研结合紧密的高素质教师队伍。

2.教学方法改革

创新型人才的培养,关键是教师要有创新思维,教师是教学活动的组织者和学习过程的指导者。培养学生学会学习、学会应用知识,比培养学生掌握知识更为重要。课堂教学中讨论式的授课方式,可使学生在教师的主导下有最大的自主创造性学习和个性发展的空间,形成师生之间的互动,变被动学习为主动学习,提高学习效率。在讨论时,教师安排每组准备一个题目,让学生可以自由组合,组内人员共同准备,积极查阅资料,这样可培养学生互相配合的团队精神。学生为了参加讨论,会主动上网或去图书馆查阅资料,并对资料进行归纳整理;一些在课堂上没有机会发言的学生,可在教学平台上展开讨论。教师通过这种方式,可使学生拓展知识,学会利用网络资源查阅文献的方法。总之,教学模式的改革开阔了学生视野,在培养学生分析问题和解决问题的能力方面取得了显著成效。

3.课程科学管理

为了使课程建设规范、科学,本课程组从建立、完善课程档案入手,全面实施课程的规范管理。本课程组修订了教学大纲,提出了明确的教学目的、任务和要求,力求使教学大纲更具有科学性、先进性和实践性;选定优秀获奖教材并根据我们实验室设备情况自编实验教材。本课程组建立了教学环节质量标准,如物理化学平时成绩考核标准、物理化学实验课成绩考核具体实施办法等;具体规定了各项考核指标,课前向学生公布,使学生心中有数,教师则以此为标准,公平、公正、公开地评定学生成绩。此外,本课程组还指定了相关的规章制度,如集体备课制度、听课制度、实验预做制度等,使课程建设有章可循,逐步规范。

4.精品课程网页建设

根据课程建设的发展需要,我们精心设计了物理化学课程网站。该教学网站设计合理、内容丰富、交互性好,使网络技术和远程教育成为大学课堂的重要补充和完善手段,使教师和学生可以便捷地进行交流和沟通。课程网站主要面对的是本院各专业的学生,以及从事物理化学教学的教师,同时也是其他高等学校的教师同行了解该课程的窗口。课程网站的主要栏目包括:1.课程负责人:简要介绍课程负责人的概况。2.师资队伍:介绍课程组主要教师的教学、科研情况。3.教学大纲:详细阐述本课程的性质、地位、任务、基本要求、考试方法。4.课件:包括电子课件、解题指导、实验指导。5.教学参考:给学生指定几本物理化学参考书。6.交流论坛:给学生和同行提供一个互相交流的平台。这方便了学生在网络中自主学习,使优质教学资源得到了共享。

5.考核制度

考核具有评价、诊断、反馈、激励等功能和作用,是教学过程的重要环节。要想科学客观地评价学生的学习情况,就需要建立科学合理的考试评价体系。我们依据素质教育的大方针,对考试进行了改革,取得了一定成果。具体做法是:1.考试评价贯穿于教学全过程。取消一张试卷定成败的考核方法,采用平时考核和期末考试相结合的方法:平时成绩占30%,期末考试成绩占70%,综合成绩达60分为通过,不及格的学生进行重修或补考。平时考核内容包括:课堂出勤情况、平时测验、课堂回答问题情况、课外作业等。2.实施教考分离。在命题方面,由非任课老师从试题库中抽取试题组卷;在阅卷方面,实行流水作业;使用国内先进的成绩分析系统对学生的成绩进行统计、分析,写出分析报告及课程总结。这样保证了考试的客观性、准确性和公正性,既反映了学的情况,又反映了教的情况。

通过物理化学课程建设,我们的师资队伍的结构更为合理,教学方法有了明显改进,考核更加公正、合理,管理更加科学、规范,教学质量有了明显提高。随着物理化学的学科发展,物理化学课程建设还需要不断探索和完善。

参考文献:

[1]陈强,刘宝珍.湖北师范学院学报(哲学社会科学版),2004,24,(3):126.

[2]王旭林,王宏波.天水师范学院学报,2005,25,(3):108.

[3]吴国良.山西农业大学学报(社会科学版),2004,3,(4):357.

篇5

[关键词]MOOC时代;地方高校;物理化学

MOOC(MassiveOpenOnlineCourse,又称慕课,即大规模开放在线课程)[1]是近年来以开放和共享为理念的一种全新教学模式。MOOC课程的出现对高等学校教育理念、教学管理和教学模式等将产生巨大的冲击。教育部高等学校化学类专业教学指导分委员会于2011年制定了《高等学校化学类专业指导性专业规范》中提出“淡化二级学科、减少课堂学时,撤销专门化课程”等要求[2]。因此,许多高校减少相关二级学科的学时。例如,我校的工科物理化学理论课时由88学时减少到64学时,在这种背景下,如何保证教学质量?MOOC的出现,为高校教师提供了机遇和不错的选择,因为它的开放性和学生学习时间的自主性,可逐步向“翻转课堂”教学模式的转变[3],有利于减少对课堂教学课时数的依赖。目前为止,国内绝大部分高校都没有建立自己的物理化学MOOC网站资源及将其应用到现实的教学当中。2015年3月,武汉大学以汪存信为首的教学团队首次在中国大学MOOC上上线了物理化学第1期网络课程[4]。地方高校在师资,教学条件,网络资源等方面与部属高校相比都存在不同程度的差距,在此情况下如何应对在教学课时数减少条件下保证教学质量?以下从三方面来谈谈对这个问题的思考与应对。

1MOOC的特点与发展趋势

1.1MOOC的特点

(1)大规模性:随着MOOC的巨大优势和强大生命力的展现,越来越多的学生、高校和课程加入到MOOC当中去,MOOC的发展规模迅速扩大。以Coursera为例,到2015年9月,Coursera在线注册人数达到1500万[5]。138所世界著名高校加入了Coursera并与其展开合作,包括美国的斯坦福大学、普林斯顿大学、中国的北京大学、南京大学等[5-6]。(2)开放性:MOOC的宗旨和优势之一就是它的开放性。MOOC大部分课程完全免费向学生开放,学生只要能上网就可注册学习。学生可以根据自己的兴趣爱好选择相关课程学习。(3)在线性:所有学生的学习和教师的教学活动都是在网上在线进行。学生通过网络在线进行注册、学习、讨论、考试、交流等学习活动;教师通过MOOC课程网站,在线进行网络授课、答疑、考核等教学活动。学生的学习活动不受时间和地点限制。(4)学生学习的自主性与自觉性:MOOC课程赋予了学生很大的学习自主性,同时也要求学生具有高度的学习自觉性,否则,难以顺利完成课程的学习。学生学习的自主性给MOOC课程带来了较高的入学率,但同时学习的自觉性高要求也带来了较高的辍学率[7]。

1.2发展趋势

(1)MOOC的规模将进一步扩大:目前除了最著名的三大MOOC网络机构(Udacity、coursera与Edx)在不断发展壮大外,其它类似迅猛发展的MOOC网络机构有可汗学院(Khanacademy)、点对点大学(P2PU)等,国内有清华大学学堂在线、中国大学MOOC等。(2)促进教师教育理念与教学方法、学生学习方法将发生重大改变:MOOC时代,教师将从知识的传授者向MOOC课程的组织者、建设成员和合作者转变;教学以“教师为中心”的理念将向以“学生为中心”的理念转变。教师教学方法将从以课堂讲授为主,向以学生自主学习为主转变。学生传统的被动接受式学习方式向主动索取式学习方式转变。(3)促进教育体制和运行模式的变革:MOOC的发展将对现存的高等教育生态系统(包括对学校运行模式、教育理念、教学方法、教学管理、学校招生、学位管理和学生管理等方方面面)产生重大影响和冲击,最终将促进教育体制和运行模式的变革。

2物理化学课程特点

物理化学是一门以物理学原理和实验技术为基础,研究化学体系行为最一般规律和理论的科学。它是包括化工、轻化、高分子、材料、环境工程等专业的重要基础理论课。物理化学课程特点是概念多且具有抽象性、公式多且具有严密的逻辑性、理论与实验相结合等特点。

3MOOC时代地方高校物理化学教师的教学思考和应对

随着MOOC时代的到来,高校中MOOC课程必将得到越来越广泛的认同和推广,这既对各高校老师带来了机遇同时也带来了巨大的挑战。地方高校物理化学教师和教学团队如何应对这些挑战,本文结合MOOC的特点探讨性提出一些应对策略。

3.1首先是要建立以“学生为中心”的教学理念

在MOOC课程学习过程中,学习的主动权属于学生,学生通过自主选择MOOC课程、制定学习计划、自主安排学习时间和场所,事先学生课下自主在线学习和提问,课堂上教师对学生疑问和知识难点进行讨论和解答。教师的角色转变为MOOC课程的组织者和建设者,学生疑问的解惑者,学生是“主角”,教师成了“配角”。物理化学教师也必须适应自己角色的转变。例如,在讲授表面现象、电化学和分散系统章节的部分内容时,可以事先让学生自己寻找日常生活中相关的物理化学现象,然后结合课本理论以小组讨论的形式来探讨这些现象背后的物理化学原理,整个过程以学生发言、讨论为主,教师辅以组织、引导和总结作用。在学习化学热力学逻辑推理比较强的相关内容时(如,麦克斯韦关系式的推导),学生通过MOOC事先在课前学习,然后课堂上让学生到黑板上来推导相关的内容。

3.2其次转变教学方法,寻求新的教学方式

MOOC课堂要求学生“先学”,教师再在课堂上“后教”。这种教学方式更有利于对学生个性的培养,提高学习效率,也有利于缓解因课时数减少而难以完成教学任务的难题。教师同时还需要探索新的教学方式。比如,可以借鉴现在比较流行的“混合式”教学,即在线学习与课堂教学的混合:老师课前布置学习任务,学生自主学习,包括网络视频学习、完成练习和提问等;课堂上教师组织各种活动进行讨论、答疑和指导;课后学生复习和总结,教师通过网络在线答疑和反思。这种教学方式集合了在线学习与课堂教学的优点,在线学习具有自主性和灵活性等,课堂教学具有集中和直面交流及解决问题等优势。物理化学老师在积极开展混合式教学及教学方法探索的过程中,一定要结合物理化学的课程特点,探讨课程内容是否适合MOOC教学模式以及采用什么样的教学方法能取得更好的教学效果。作者认为部分逻辑推理特别强的物理化学课程内容不是特别适合MOOC教学,比如:化学热力学中Cp,m和Cv,m的关系推导,麦克斯韦关系式的推导及克拉佩龙方程的推导等,这部分内容采用传统的板书往往会取得更好的教学效果,因为传统板书能更好地把逻辑推理过程清晰地呈现在学生面前,更有利于培养学生的逻辑思维能力。

3.3加强MOOC及现代教育技术的学习

一方面,MOOC课程对许多地方高校教师还是新鲜事务;另一方面,网络、信息技术发展迅猛,现代教育技术对许多老师还没有完全掌握好,而MOOC课程中又涉及到大量的现代教育技术的应用。这都要求物理化学教师加强MOOC及现代教育技术的学习。特别是近年来新出现的云计算、大数据等新技术,物理化学教师在学习掌握这些新技术特点的基础上,结合物理化学课程特点,探索该如何将其引入到物理化学及实验的教学当中去。

3.4建立自己的物理化学MOOC网站资源

在未建立自己的MOOC网站资源前,地方高校物理化学教师可以先利用现有其它高校的网络MOOC资源探索性开展“混合式”教学,积累经验,同时探索新的教学方法。这种“混合式”教学方法缺点是教师和学生交流不够,开课时间不能自主,课程内容不一定完全符合自己学校和学生专业的特点,教学效果也无法在线评价。为更好利用MOOC优势,提高学习效果,教师必须建立自己的物理化学MOOC网站资源,根据高校或自身的特色,不断推陈出新。

3.5注重物理化学教学人才团队建设

教学团队成员结构合理、教学手段和教学经验丰富是优秀教学团队的特征,也是建设优秀MOOC网站和长期取得良好教学效果的关键一环。MOOC课程尤其需要教学团队成员间的通力合作及无私奉献精神。物理化学教学人才队伍建设过程中应注意以下几点:首先教学团队成员要掌握好现代教育技术,特别是网络信息技术在现代教育中应用;其次要共同探讨适合MOOC课程的新教学方法;第三,教学团队之间注重传承和交流;第四,形成合理的“老、中、青”的教学团队结构,充分发挥老教师教学经验丰富、中青年教师接受新鲜事物快、精力充沛等的优点。

3.6积极与兄弟院校交流合作,共同探讨物理化学MOOC网站资源建设和教学方法新模式

目前,现有可利用的物理化学MOOC课程网站还非常少,能见到的中文物理化学MOOC网站只有武汉大学汪存信教学团队建立的物理化学MOOC课程网站。[4]英文网站有曼彻斯特大学在Coursera上线了物理化学导论[8]和印度为JEE/AIPMT工程和医学专业考试在udemy上线了物理化学基础(EssentialsofPhysicalChemistry)MOOC课程网站。[9]可能还有一些物理化学MOOC课程网站正处在建设之中。在MOOC课程网站建设及教学过程中会遇到许多新问题,有些问题单纯依靠自身的力量难以解决,这时同处于同一区域的高校展开战略联盟,就共同建设MOOC网站,资源共享,新教学方法的探索等方面展开合作。这样有利于充分利用不同高校的人才与智慧资源,能更快捷、有效地建设MOOC网站资源,更好应对MOOC时代对高校教师带来的各种挑战。

4结束语

篇6

物理化学是一门理论性和实践性都很强的课程,是化学和其他相关学科的理论基础。文章从学生的思想上、启发式教学的运用、教学形式上对物理化学教学方法改革进行一些初步探索,提高学生的学习兴趣,以达到提高课堂教学质量的目的。

[关键词]

物理 化学教学 方法启发式教学

物理化学是高等教育化学化工类专业的主干基础课程之一,但由于物理化学所包含的教学内容多,概念抽象,公式多,计算多,逻辑性很强,推理十分严谨,而且还涉及数学、物理及其它化学的一些相关知识,对于化学化工类专业的学生,在物理化学课时量较少,而需要掌握的内容较多的情况下,如果前期没有奠定良好的基础化学知识,要想学好物理化学难度就更大了[1]。因此,采用何种教学方法让课堂教学内容引起学生的兴趣,激发兴趣,进而提高学习的效率是课堂教学的关键。在几年的物理化学教学实践中,笔者对课堂教学方法不停的进行改进,并取得了一定的成效,现将相关经验分享如下。

1思想上要重视物理化学的学习

物理化学是化学学科的四大理论基础之一,又称为理论化学,被誉为化学中的“哲学”,在高等教育课程中对化学、材料化学、制药工程等专业后续课程的学习起着承上启下的作用,而且在大部分的考研中,物理化学是化学化工类专业的必考科目,因为学习物理化学不仅能锻炼学生的逻辑思维,还会训练学生的思维方式,统计资料表明,从20世纪以来在132位获得诺贝尔化学奖的科学家中,有85位是物理化学工作者,约占64%,而在近49年中,这个比例增加到72%,可见物理化学不仅对学生今后专业课的学习起着至关重要的作用,也对学生今后的科研工作起着重要的作用,甚至影响其一生。通过这样的教育让学生了解物理化学的重要性,从思想上去重视他,去克服对物理化学的恐惧和厌学,从而变被动学习为主动学习。

2启发式教学在物理化学教学中的运用

物理化学概念多且抽象,逻辑性强,对数学和物理知识要求高,如果教师在课堂上只是单纯的按照“概念→公式→例题”进行讲解,很容易就会使学生觉得枯燥乏味,难于理解,或者即使理解了,面对不同的例题时,也无从下手,解决此问题的一个重要措施就是适当地引入与知识点相关的日常生活案例,拉近理论与生活的距离,将抽象的知识与生动具体的生活实例联系起来,调动学生学习的积极性,让学生体会到物理化学在现实生活中的重要性和实用性,激发学生的好奇心和学习的兴趣,实现“教学互动”,提高授课效率。

2.1将物理化学名人事迹引入课堂

我校位于贵州省黔东南苗族侗族自治州,学生以苗族、侗族为主,基础教育薄弱,而且学生自信心不强,所以在课堂教学中引入著名的物理化学科学家的奋斗史,一方面可以充实课堂教学内容,引起学生的注意,缓解学生学习的疲惫和紧张的课堂学习气氛;另一方面,通过了解科学家的经历,让学生明白成功离不开其自身坚持不懈的努力奋斗,从而增强学生的自信心。比如在介绍化学平衡的时候,可以介绍范特霍夫出身于荷兰的一个普通家庭,一生痴迷化学实验,因为当时选择化学研究作为职业的人,还要兼做其他工作才能够维持生活,面对父母的反对,范特霍夫仍然坚持学习化学,一点也没有放松,使其不仅在化学反应速度、化学平衡和渗透压方面取得了骄人的研究成果,还开创了以有机化合物为研究对象的立体化学,并且于1901年获得诺贝尔化学奖,是第一位获得诺贝尔化学奖的科学家,在他50多岁时,还经营着一家乡村牧场,每天清晨坚持亲自送牛奶,被誉为“牧场化学家”。范特霍夫没有显赫的家庭背景,仅是凭着对化学的狂热和对科学的执着,在物理化学领域取得了举世瞩目的成就。

2.2将日常生活与物理化学知识相联系

由于物理化学理论性强,内容抽象枯燥,而且概念多、公式多、计算多,让许多学生对其望而生畏,缺乏学习的兴趣和积极性,并且学生普遍认为学习物理化学没有任何用处,从而对其产生厌学的心理,因此,从生活实例出发,在课堂上简单的穿插一些生活中常见的实例,引导学生思考,让学生体会物理化学在现实生活中的重要性,进而提高学习兴趣,同时也能让枯燥的知识变得灵活起来,让难以理解的概念变得通俗易懂,下面笔者就重点介绍一下在课堂中引入的一些生活实例。

2.2.1稀溶液的依数性

在学习“热力学第二定律”章节的“稀溶液的依数性”时,可以引导学生思考,“北方冬天吃冻梨前,先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间,取出来后冻梨表面会结一层薄冰,但是梨子里边却解冻了,这是为什么”[2]?等学生思考讨论后,提示梨中的水不是纯水,而是溶有糖和其他物质的溶液,然后公布答案当把冻梨放在水中浸泡时,凉水温度比冻梨温度高,冻梨就从水中吸热。使冻梨解冻。因为冻梨内含有糖分,是大量的糖水溶液,根据冰点下降规律冻梨内的温度必定低于零摄氏度,故其凝固点低于纯水的冰点,当冻梨内部解冻时,虽然要从周围吸收热量,但是解冻后的温度仍略低于纯水的冰点,所以冻梨内部解冻了而表面上凝结一层薄冰。这就是我们要学习的“稀溶液的依数性“中的“溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点低”。“在大雪过后,环卫工人为什么在大街上洒盐,以及在化工生产中为什么经常用盐水溶液做冷冻液”?也是运用“稀溶液的依数性”中的“溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点低”的性质,因为融化的雪与盐形成盐水,盐水的凝固点比纯水的凝固点低,所以加入盐可以使雪融化。而用盐水溶液做冷冻液也是因为盐水凝固点比纯水的凝固点低,相对纯水而言不容易凝固。

2.2.2相平衡

在讲到“相平衡”在药学中的应用时,举例说明“为什么用氯霉素与尿素形成低共熔混合物可以改善氯霉素的溶解和吸收”?因为低共熔混合物的熔点比纯氯霉素和纯尿素的熔点都低。

2.2.3化学动力学

在讲“化学动力学”时,可以先让学生思考为什么有的药一天吃三次,而有的药却一天只需要吃一次?有的药为什么需要常温保存,而又的要却必须在低温下保存?药厂生产的药品是如何预测药物的有效期(药剂学中的有效期是指制剂中的药物降解10%所需的时间)?人体内药物的浓度是如何随着时间而变化的?这些问题既与教学内容有关又与日常生活密切联系,学生非常好奇,想了解但又回答不上来原因,这就激起学生强烈的求知欲,让他们的思维一下子就活跃起来,此时再不失时机地转入“化学动力学”内容的学习。

2.2.4表面现象和胶体

在物理化学所有章节中,“表面现象和胶体”是离我们日常生活最近的一章内容,许多日常生活中看到的、遇到的现象都能用这一章的理论来解释,比如卤水点豆腐,因为豆腐的原料是含蛋白质丰富的黄豆,经水浸、磨浆、除渣、加热等一系列程序后,得到带负电荷的蛋白质胶体,由于负电荷之间互相排斥,导致蛋白质胶体互相分散在水中。而卤水学名盐卤,主要成分是氯化镁,属于带正电荷的电解质溶液,可以与带负电荷的蛋白质胶体发生中和反应,得到中性的蛋白质分子,使蛋白质分子因变成中性分子排斥力消失而互相凝聚起来得到豆腐。点豆腐就是设法消除蛋白质表面的负电荷,使其变成中性分子发生凝聚而与水分离。比如为什么防毒面具具有防毒功能,因为防毒面具里面含有活性炭,活性炭可以吸附有毒物质,从而引入物理吸附和化学吸附的概念问题[3]。再比如洗衣液为什么可以起到清洗衣物的作用,这是因为洗衣液的主要成分是由亲水的极性基团和憎水的非极性基团所组成的表面活性剂,能使污垢从衣物表面分离而进入水中,并且能使污垢分散在水中,以免这些污垢重新聚积到洁净衣物的表面,还有我们日常使用的化妆品、食品及药品也是使用表面活性剂的原理。这也是“物理化学”所涉及的内容。在江河入海处三角洲的形成也是“物理化学”现象,属于胶体的聚沉现象。在河流的入海处经常会有由随着河水长驱入海的泥沙形成的三角洲,因为这些泥沙颗粒细小能形成胶体状态悬浮于河水中,所以没有在中途沉降下来,但这些泥沙微粒带有阴离子,在与含有许多食盐、硫酸镁等带阳离子的电解质海水相遇时,微粒中的阴离子被海水中的阳离子所中和,微粒的胶体状态被破坏,变成了中性分子,从而结成较大的粒子沉淀下来。还有应用铺展与润湿的知识介绍软膏剂基质、片剂辅料的选择和应用开尔文公式介绍制药工艺常用的喷雾干燥法等等。除此之外在文物遗产保护领域,比如纸质档案保护,照片、底片和电影胶片等影像档案保护,文物彩绘病害治理等方面[4],界面现象都起到了至关重要的作用。

3将课程内容与就业联系

就业问题是学生重点关注的首要问题,对自己将来可以去什么岗位工作,就业前景如何非常关心,因此教师在课堂上可以适当的介绍一下近几年国内外知名企业在岗位招聘时,对笔试科目的要求。比如在讲到“电化学”这一章内容时,可以简单介绍一下电池和电瓶生产企业比如理士国际技术有限公司和福建南平南孚电池有限公司在招聘时的要求,不仅能增加学生的兴趣,更能让学生认识到学好物理化学的重要性。

4采取板书与多媒体教学相结合的教学形式

随着多媒体课件的广泛使用,越来越多的教师依赖多媒体课件,导致传统的板书教学鲜少有人使用,也使许多教师产生懒惰的情绪,比如使用的多媒体课件是以前上课使用过的或直接从网上下载的,课前没有认真的备课,导致上课时思维混乱,知识点重点不突出,并且一味的使用多媒体课件会使课堂教学单调,学生思想容易走神,加上多媒体课件内容较多,学生一旦思想走神就不容易再跟上教师的教学思路。采用板书教学,可以将重要的知识点写在黑板上,由于知识点在黑板上的停留时间比多媒体教学放映的时间长,即使学生思想走神,也可根据黑板上的知识点摘要重新跟上教师的思路,还可以将重要计算例题的求解过程用板书进行演算,因为板书教学会降低授课的速度,可以让学生有足够的时间去思考,加深学生对所授相关知识的回忆和理解,通过例题去理解、记忆理论概念,降低学习物理化学的难度。但需要注意的是,多媒体课件具有形象直观的特点,在讲授比较抽象的概念时,可以让生硬难懂的理论,通过多媒体演示变得通俗化,易于理解,让人一目了然。因此板书与多媒体教学相结合起到互补的作用,可以使课堂教学变得生动活泼。

5总结

物理化学已经深入到我们生活的方方面面,在不知不觉间,对我们的生活方式产生巨大的影响,但在教学过程中教师很少将生活中的实例与物理化学联系起来,导致其脱离实际,失去了其真正的意义,因此在教学过程中教师要根据不同的教学内容将物理化学知识与生活实例联系起来,让学生认识到物理化学在我们生活中的重要作用,使枯燥乏味的教学内容变得丰富多彩,提高学生学习物理化学的兴趣,从而达到提高教学质量的目的。

作者:郑璇 单位:凯里学院化学与材料工程学院

参考文献

[1]邓斌.物理化学课程教学内容与方法改革的研究[J].广州化工,2009,37(3):189-191.

[2]肖琦,黄珊.物理化学教学改革探索[J].大学教育,2012,1(5):81.

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关键词: 物理化学 实验课程 教学思考

物理化学是从研究物理变化和化学变化的联系入手,探求化学变化的基本规律的一门科学。其内容除涉及无机化学、有机化学、分析化学的知识外,还与物理学、高等数学和生物化学等知识密切相关,是医学检验、药学、药剂、制药工程专业基础课程和专业课程之间的桥梁和纽带[1],对于学生科学思维、综合专业素质的培养与提高起着至关重要的作用。但对医学院校的学生来讲,物理化学具有理论性逻辑性强、内容抽象、公式多且推导过程繁杂等特点[2],加之教学改革引起课程调整后,课时少、内容多的矛盾比较突出,因此在教学过程中学生往往觉得枯燥、难学,缺乏学习兴趣,教学质量难以提高。为改变现状,我就增强学习效果、提高教学质量进行了深入思考,并在物理化学课程的教学实践中加以尝试,取得了较好的教学效果。

1.理论联系实际,持续激发学生学习热情

物理化学理论抽象、概念和公式较多,如果在授课时仅仅教会学生如何应用概念、公式去解题,学生往往就会感到既难学又没有实际应用价值,缺乏学习热情。因此,要提高学生学习物理化学课程的积极性,在教学中就应注重理论联系实际,将抽象的物理化学原理与专业知识结合起来,特别是通过一些精选的案例来说明学好物理化学对搞好专业学习的重要性,以此激发学生学习兴趣,提高学习热情。如:在热力学章节中,介绍可应用化学热力学的知识来确定药物合成的反应路线,判断和分析反应的可能性;在相平衡章节中,介绍可以利用熔点来检测药物的纯度,根据低共熔相图固体分散物知识来改良剂型提高药物在体内的吸收[3];在电化学章节中,介绍可应用电化学知识进行药物的合成和杂质分析;在化学动力学章节中,介绍化学动力学在药物吸收、代谢等,以及药物的贮存期和稳定性等方面的广泛应用[4];在表面现象章节中,介绍开发治疗胆结石的新药研究;在胶体章节中,介绍利用胶体粒子带电的特性通过电泳方法分离体液来判断人体的某个器官是否病变等。

2.结合专业特点,不断优化教学内容

物理化学作为药学等专业的重要基础课程,教学改革后课时少、内容多的矛盾尤为突出。因此,在授课中应根据教学对象的专业特点,按照“实用为先,够用为度”的原则对教学内容进行调整优化。一是避免教学内容重复。在教学实践中,在不影响知识系统性的前提下,将无机化学所讲授的与物理化学内容相同的部分略讲或不讲[5]。比如体系与环境、热和功、反应速率与反应级数等概念,以及盖斯定律的应用、平衡常数与浓度计算、能斯特方程等基本计算,两门课程中的这些内容基本相同,因此物理化学的讲授应注重以上知识的理论依据而不是理论的应用,这样既避免了重复教学又使学生明确了学习重点,用较少的课时取得了较好的教学效果。二是降低理论深度。如化学热力学部分,不讲述热力学函数之间的关系,强调热力学的研究方法,注重宏观的始终态的变化和理想化的研究;多组分体系的热力学函数关系突出实际应用中一加一不等于二的现象,并作为难点进行讲授;相平衡部分主要涉及单组分、双组分、三组分的液相体系研究;化学动力学部分教学重点在于简单级数反应的速率方程的特点及温度对反应速率常数的影响,复杂反应和催化反应则略讲,反应速率理论不做讲授;电化学部分主要集中在溶液理论及应用,对化学电池则可简单介绍热力学函数与电池电动势的关系。表面现象侧重于溶液体系,双电层理论不做要求;大分子溶液主要掌握一些概念和应用。三是革新实验内容。长期以来在物理化学实验教学中,大部分实验为注重训练学生实验操作和学习有关数据处理方法等方面能力的实验,与学生所学专业联系不紧密。因此,要真正增强物理化学教学总体效果,就必须对实验教学内容进行大胆的改革。一方面精简一些内容重复的实验。如在测定反应速率常数的实验中,可舍去乙酸乙酯皂化反应和H2O2分解反应速率常数的测定,而只做旋光法测定蔗糖转化反应速率常数实验[6]。另一方面改进一些与专业联系不紧密的实验。如利用凝固点降低法测量萘的分子量的实验可改为测量葡萄糖的分子量,同时还可利用该实验的原理和方法测定中药注射液的渗透压等[7]。

3.紧贴教学实际,不断改进教学方式方法

教学中,要结合不同的教学内容和学生实际,适当采用不同的教学方式或方法,增强教学效果、提高教学质量。一是深入剖析基本概念和重要定律。在课堂讲授中,应对一些重要的基本概念和定律首先给出准确的概念,然后由浅入深、由表及里逐步展开,使学生理解透彻。如在讲热力学能时,首先明确给出热力学能的定义,其次讲述热力学能的性质及决定热力学能的因素,最后总结出正确理解热力学能要注意的几个方面。二是将理论深、逻辑强、抽象难懂的内容直观化、实用化和简单化。根据学生的思维特点、接受能力及培养目标,将一些抽象、理论性逻辑性较强的概念、定律及公式用文字、图、表等方式形象、直观地表现出来,降低难度和深度,并加以对比、归纳和总结,将学生注意力转移到公式、定律的适用条件、应用范围及相关物理意义上来,帮助他们掌握理解、融会贯通、加深记忆。三是合理使用现代化教学手段增强教学效果。传统的板书加讲授的教学模式,对于物理化学课程中理论和公式的教学效果较好,学生能跟上讲课节奏,理解深入、记忆深刻。但是物理化学是一门实验性学科,有些教学内容用传统教学方式很难表达或无法生动直观地显示出来。而多媒体作为一种现代化的教学手段具有利用图、文、声、像来创设生动教学情境,使抽象的教学内容具体化清晰化的特点,能有效克服传统教学方式的弊端,大大增加课堂信息量,从而提高教学效率,增强教学效果。因此授课中要结合教学内容,合理运用多媒体和传统教学手段,充分利用其优点增强教学效果、提高教学质量。

参考文献:

[1]田青平,丁红,邢桂琴.物理化学在药学中的作用[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2003,5(4):360-361.

[2]赵小菁,华瑞年,张树彪等.非化工专业物理化学教学方法改革的探索[J].化学世界,2009,(12):755-757.

[3]崔福德.药剂学(第五版)[M].北京:人民卫生出版社,2006:66-80.

[4]Whittaker,A.G.Mount,A.R.Heal,M.R.Physical Chemistry[M].Guildford UK Springer,2000:180-196.

[5]黄宏妙,程世贤,戴航等.药学专业物理化学课程教学体会[J].Journal of Guangxi Traditional Chinese Medical University,2008,11(2):108.

[6]周春琼,邹敏,游文玮等.大胆尝试改革药学专业物理化学实验教学方法[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2007,9(3):286.

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【关键词】物理化学;教学改革;策略

1物理化学实验教学中存在的问题

1.1实验内容陈旧

当前的物理化学实验内容多为传统、经典的验证性实验,对于学生基本操作技能训练虽具有一定的意义,但随着学生学习的深入以及知识面的扩展,这些验证性的实验内容就显得有点单一陈旧[6,7]。导致学生学习兴趣不高,起不到培养学生分析问题、解决问题能力的功能,更谈不上培养学生的创新能力。

1.2教学方法单一老套

物理化学实验教学多采用传统的实验教学方法,即由教师讲解实验内容,帮助学生熟悉实验中所使用的仪器后,由学生按照课本上的步骤进行实验操作,得出实验结果。这种单一的教学方法虽然可使学生基本在规定的课时内完成实验任务,基本实验操作技能得到一定的训练,但是难以拓展学生的思维、培养学生的兴趣和活跃课堂氛围,从而导致实验课堂教学枯燥乏味,学生对实验缺乏好奇心和探索欲[8,9]。

1.3实验开展与理论教学不同步

长期以来,物理化学实验教学与理论教学相分割,实验课教师与理论课教师分别由不同的教师担任,不能很好地交流教学情况。而且,每个教师的教学进度不一,常常理论知识的学习已过去很久才开展实验教学,大部分同学对相应实验所涉及的理论知识都已淡忘。由于课时有限,实验教师仅能简单讲解理论知识,主要关注点放在实验仪器的正确使用、实验步骤和注意事项等上。理论知识与实验不能有机联系,学生只会“照猫画虎”,整个实验过程是一个机械过程,缺乏理论指导,学生少有学习兴趣,得过且过,降低了教学效果。

1.4成绩考核制度不完善

物理化学实验考核主要考查预习报告和实验报告。这种方式忽视了对学生学习态度和实验过程的考核,不能充分反映学生对实验的掌握情况。反而导致多数学生为获取高分仅在预习报告和实验报告书写的整齐度上下功夫,不思考实验中所遇到的问题,部分学生的实验数据还存在抄袭情况,不利于学生的自我成长。这种考核方式忽略了对学生操作能力的考核,起不到考核方式正确引领学生学习方向的作用,也不利于培养学生严谨的科学态度和团结协作精神,更不能客观反映学生的学业成绩。

2理论和实践相结合的物理化学实验教学改革策略

2.1建立多样化的教学方法

改善传统的教学方法,建立多样化的教学方法。教学方法有多种,可分为讲授法、讨论法、直观演示法、练习法和读书指导法等,不同的教学方法有着不一样的教学效果。实验课教师应根据所带班级的实际情况与实验教学内容的不同,恰当地选择和采用多种教学方法,突出理论指导下的实验教学,提前布置实验预习内容,理解实验所依据理论知识,实验课中要适当提问实验的基本原理,了解学生对理论知识的掌握程度,同时起到督促学生课前预习实验原理的作用,使学生理解实验原理,实现理论与实践相结合的教学。在实验教学中,教师也应突出实验原理的讲解,注重引导,注重培养学生的发散思维,让学生学会独立思考,从而分析与解决现实问题。同时,教师也应关注每个学生的操作,及时纠正错误,培养学生严谨的态度和规范的操作。

2.2理论与实验教学同步开展

在教学中,理论教学与实验教学同等重要,既要注重理论知识的学习,也要重视实践能力的培养。理论课和实验课要尽可能的同步开展,将理论和实践紧密融合在一起,实现理论指导下进行实验教学,而不能实验教学超前于理论知识的教学。在实际中,理论课与实验课任课老师不可能由一人担任,因此,各任课老师要及时进行沟通,掌握内容教学进度,了解学生的情况。要教会学生运用理论知识解决实际遇到的问题。

2.3完善考核制度

完善考核制度是激发学生学习积极性、提高教学效果的重要保障。建立合理、公正、全面的考核方式,客观评价每一位学生。实验课的考核不但要考核学生对理论知识的掌握、应用情况,而且要考核学生的动手能力、科研态度、分析数据及解决实际问题的能力。物理化学实验课程总成绩应包括科研态度、实验预习、实验操作、实验报告和实验考试等五部分内容,各部分考核可设定不同的权重比例,如科研态度占10%、实验预习占15%、实验操作占25%、实验报告占15%和实验考试占35%等。从理论和实践两方面客观评价学生对理论知识的掌握程度和实践动手能力,使学生的实验技能和思维能力得到有力提升,培养学生的创新能力。

3理论与实践相结合教学模式的优点

3.1利于学生树立正确的学习观

在实验教学过程中,教师是主导,学生是主体,学生的学习态度和学习方法是学习过程中逐步形成的。实施理论与实践相结合的物理化学实验教学,可使学生有效掌握物理化学基础理论、基本研究方法和基本操作技能,有助于培养学生的科学思维、分析解决问题和创新能力,提高学生的科学素养。更有助于学生养成正确的学习态度和形成有效的学习方法,使学生树立正确的学习观。

3.2利于培养学生理论和实践相结合的思想

理论教学是学生掌握基本知识的主要手段,实验教学是培养学生理论联系实际的必要措施。理论知识是基础,学生要有扎实的基本功,才能学会用理论知识解释和解决实际问题。实践能力对学生以后的发展非常重要。实施理论与实践相结合的物理化学实验教学,有助于培养学生理论和实践相结合的思想,灵活运用所学知识的能力,提升学生的科学思维能力,提高学生的科学素养。

3.3利于培养学生的创新能力

创新是时代的主题,创新人才的培养是新时期赋予高等院校人才培养的新要求[10]。在物理化学实验教学中实施理论与实践相结合的教学改革,能够有效提高学生对知识的掌握能力以及创新能力,使学生敢于发现问题、敢于提出问题并敢于向实践找寻问题的答案,能突出学生学习的主体地位,调动学生学习的积极性,激发学生的学习兴趣,使创新思维成为学生的学习习惯,有效培养学生的创新能力。

篇9

与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。

2两组分液态完全互溶系统的相图

虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。

3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图

具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。

4相图在金属材料中的应用

4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。

4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。

5结语

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关键词 物理化学 多媒体教学 教学改革

中图分类号:G712 文献标识码:A

物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来研究化学反应规律的一门课程,它的特点是基本概念和理论抽象、系统性和逻辑推理性强、公式繁多且应用条件严谨,是学生普遍感到枯燥难学的一门课程。①本文作者结合多年教学实践,针对高职院校物理化学教学存在的问题,对物理化学课程教学进行一系列改革探索,实践证明,取得了较好的教学效果。

1 结合高职专业特点,精选教学内容

针对高职院校人才培养的目标,物理化学课程教学要依据教学大纲,从学生的实际情况出发,以“ 必需、够用” 为原则,合理组织教学内容,以强化对学生技能和能力的培养训练。(1)精简内容,避免不同课程之间的交叉重复:讲授时注意重点、难点的把握,避免不必要的低层次重复,充分利用学生已有的知识,重点介绍以前未学的知识点;(2)弱化复杂公式的推导过程,强化应用: 强调公式在通过计算解决实际问题中的应用,突出分析思路与分析方法,避免将学生引入复杂抽象的逻辑推导中,从而更加重视培养和训练学生将理论应用于实际生产和生活的能力;(3)适当增加与专业学科相联系的知识,将物理化学基础知识融入到实际应用中去,学以致用,提高学生理论知识的应用能力。

2 合理运用现代化教学手段,提高教学效果

随着现代化教学形式的发展与多元化,在本课程中合理运用现代化的教学手段,可以融入传统教学方法的优点,对教学过程进行最优化设计,从而有效提高教学效率,增强教学效果。②但在使用课件时,我们必须认识到它只是一种辅助手段,在教学中必须把握好度的问题。这就要求我们在教学安排上,根据不同的教学内容采用不同的教学形式。

2.1 较抽象、难理解的内容和图形适合采用多媒体教学形式

在教学中我们对较抽象、难理解的内容和图形通过多媒体课件向学生进行讲解,可使讲授内容形象易懂,生动有趣,同时增加了教学信息量,从而很好地调动了学生的积极性和学习兴趣,加深学生对问题的理解,从而提高教学效率。例如,在讲授相平衡一章时,利用多媒体手段对相图进行展现,相比老师在黑板上用粉笔画图,不仅可以使学生对相图有更直观、形象的认识,同时还避免了老师在黑板上大量绘图从而浪费上课时间。又如对于某些抽象、难懂的概念,如过渡状态理论、丁达尔现象及电泳等,可将其设计成图片或以三维动画的形式进行演示,从而把抽象的概念具体化与形象化,把微观的图像宏观化,把复杂的理论简单化。

2.2 公式推导过程适合采用传统的板书教学形式

物理化学课程的理论性、逻辑性强,涉及的公式、定律多,应用条件严谨,推导过程繁复,这种情况就不适合使用多媒体课件进行教学,仍要采用传统的板书教学方式。例如熵的定义式、一级反应的积分速率方程的推导等内容适宜采用传统的板书形式讲解。利用“黑板+粉笔”这种方式进行公式推导,教师可以依据学生的课堂反应随时对上课的节奏进行调整,从而有效地引导学生跟着教师的思路进行思考,以加深他们对所授知识的理解,同时掌握处理问题的方法。

3 培养学生的学习兴趣

兴趣是学生学习的动力,是创造性思维的源泉,只有让学生对“物理化学”产生浓厚的兴趣,才能学好物理化学。这就要求教师在教学过程中,努力激发和培养学生学习“物理化学”的兴趣。③

3.1 将教学内容与相关课程相联系

在教学计划中物理化学是设在无机化学后面的课程,在内容上它与无机化学有部分的重叠,在不影响知识系统性的前提下,可以删减或弱化这部分内容,使物理化学和无机化学合理衔接。例如,将化学平衡一章中的各种因素对化学平衡的影响,化学动力学中的反应速率与反应级数等概念略讲或不讲,也可先让学生自学,再用较少的课时加以总结,但要注意提高讲授的深度和广度,这样既避免了重复教学,节约课时,又使学生明确了学习重点,提高教学效果和教学质量。另外化工原理、化工热力学等后续课程也涉及到物理化学中的相关知识,在教学中要处理好这些知识与专业课程知识的衔接与渗透,让学生感觉学有所用,从而激发学生探求新知识的兴趣,使学生自觉认识到学习物理化学的重要性和意义,为学生将来应用理论解决实际问题建立牢固的基础。

3.2 将教学内容与科学技术前沿相结合

在教学过程中教师应充分结合自己的研究方向,将最新的科研成果和新技术新思想转化为知识形态,纳入到教学内容当中,让它与原有的知识体系发生结合,使学生对所学基本理论和规律有了更形象、深刻的了解,激发学生的学习兴趣和勇于进取的精神。例如讲微观反应动力学时介绍飞秒化学的创立,在表面化学部分介绍纳米材料的制备、性质等。这样不仅可以开阔学生的视野,激发学生的学习兴趣和求知欲,而且对于培养学生的科研兴趣和创新意识大有裨益。

3.3 将教学内容与实际应用相结合

物理化学并不是深奥的理论、抽象的定理和繁琐的公式,而是解决实际问题的有力工具,与生活有着紧密联系,在教学过程中适当插入一些贴切生活的例子,可以使物理化学教学变枯燥为有趣,变抽象为具体。例如在讲授稀溶液的依数性时就可以对学生提出问题“为什么冬天人们会在积雪的公路上撒盐”,“在高原上煮鸡蛋为什么不容易熟”,讲解化学动力学时就可以问学生“为什么在夏天食物更容易变质”,“为何生病吃药时要求每天要定时定量服药?”等等。通过这种将身边常见的事例和现象结合到教学中的教学方式,使学生在理论与实践的结合中理解和掌握物理化学知识,从而提高分析问题和解决问题的能力,让他们感觉到能够学以致用,为将来走向社会奠定良好的基础。

3.4 适当穿插物理化学史和物理化学家

在教学过程中,可适当穿插介绍与教学体系相承的物理化学史和物理化学家的相关内容以增添课堂趣味性,使学生在轻松愉快的氛围中对整个物理化学学科体系有了一个概略的了解,同时可以体现自然科学和人文科学的兼容和互补。例如,在讲授亨利定律时介绍该定律的产生及发展的历史过程,在讲授相律时介绍一下近代物化之父——吉布斯,这样既可以激发学生的听课兴趣,培养学生严密的科学思维,增加学生的人文修养,又可以为他们将来从事相关专业的科学研究奠定良好的基础。

4 完善考核机制,客观评定成绩

课程考核是检验学生的综合素质和水平的重要标准,是教学的重要环节。为了客观地评价学生的学习情况,我们将考核成绩分为平时考核成绩(占总成绩的20%)和期末考试成绩(占总成绩的80%)两部分。平时考核成绩包括学习态度、课后作业、期中测试、课堂讨论的考核等几个部分,重视对学生的课堂出勤、上课状态、作业完成质量等方面的考核。期末考试我们采用闭卷形式进行,实行考教分离,并注重实际应用方面的考查。实践表明,这种全面考核的机制可以客观地反映学生的学习成绩和学习效果,从而督促学生树立正确的学习观,增强对课堂知识的掌握能力,有助于提高物理化学的教学质量和教学效果。

注释

① 李延伟,姚金环,刘长久,等.《物理化学》课程教学改革与探索[J].广东化工,2009.36(12).