物理化學(xué)教學(xué)模式改革初探

王 琪,魯?shù)罉s

合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院,安徽合肥,230009

物理化學(xué)教學(xué)模式改革初探

王 琪,魯?shù)罉s

合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院,安徽合肥,230009

結(jié)合“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實(shí)施,對物理化學(xué)的課堂教學(xué)和平時考察方式進(jìn)行了一些改革嘗試。在課堂教學(xué)中,要將教會學(xué)生熟練掌握和運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題作為目標(biāo);平時考核時,要將學(xué)生參與教學(xué)的積極性調(diào)動起來,從而提高教學(xué)效果。

物理化學(xué);課堂教學(xué);測試;教學(xué)模式;改革

物理化學(xué)是一門理論性、系統(tǒng)性和邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,也是本科生學(xué)習(xí)的“四大基礎(chǔ)化學(xué)”中最后一門基礎(chǔ)理論課程,公式繁多、推導(dǎo)復(fù)雜、應(yīng)用條件嚴(yán)格,學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定的難度。同時,由于物理化學(xué)有很多抽象的概念,學(xué)生學(xué)起來感到枯燥無味,缺乏學(xué)習(xí)動力。部分學(xué)生將物理化學(xué)視為和其他理論課程一樣,認(rèn)為考試前突擊背公式就可以應(yīng)付,平時不需要花過多的時間學(xué)習(xí),從而造成期末考試成績不理想,甚至有的學(xué)生視物理化學(xué)為“天書”。合肥工業(yè)大學(xué)作為第一批教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校,對于工科學(xué)生提出了基礎(chǔ)知識扎實(shí)、工程能力強(qiáng)的要求,物理化學(xué)課程的教學(xué)也面臨新的要求與挑戰(zhàn);2013年又提出加強(qiáng)平時學(xué)習(xí)效果的跟蹤管理,降低最終卷面成績比重,將平時成績與卷面成績的比例由原來的30%和70%變?yōu)?0%和50%,為此筆者對物理化學(xué)的教學(xué)進(jìn)行了一些改革嘗試。

1 學(xué)用結(jié)合,提高學(xué)生興趣

物理化學(xué)課程公式繁多、概念抽象,很多學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺很吃力,學(xué)習(xí)興趣不濃。長期以來,學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)總是認(rèn)為物理化學(xué)是一門基礎(chǔ)理論課程,將來用不著,甚至有些研究生也不能靈活運(yùn)用所學(xué)過的物理化學(xué)知識解決問題。為解決這個問題,在平時課堂教學(xué)時,教師就需要注重理論聯(lián)系實(shí)際,教會學(xué)生靈活使用所學(xué)知識解決問題。

1.1 結(jié)合實(shí)例,加深理解

比如,物理化學(xué)中的熱力學(xué)內(nèi)容主要用于判斷一個變化發(fā)生的方向和限度問題。在講到熵判據(jù)時,筆者問學(xué)生,氫氣和氧氣在高溫下會發(fā)生燃燒反應(yīng)生成水,那么在 25℃、標(biāo)準(zhǔn)壓力下,氫氣和氧氣能否反應(yīng)生成水?通過查標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),可以計算出這個反應(yīng)系統(tǒng)的熵變是小于零的,而且在室溫下將氫氣和氧氣混合后確實(shí)沒有看到水的生成,好像與計算結(jié)果相符,有些學(xué)生就回答不能發(fā)生反應(yīng)。于是,筆者提示:現(xiàn)在氫氧燃料電池是在室溫下工作的,利用的就是氫氣和氧氣反應(yīng)的化學(xué)能來提供電能的,從而引導(dǎo)學(xué)生注意熵判據(jù)的條件,得出非隔離系統(tǒng)還必須計算環(huán)境熵變,利用總熵變判據(jù)。在后面學(xué)習(xí)到吉布斯函數(shù)判據(jù)時,還要利用這個反應(yīng)作進(jìn)一步的分析和判斷,以加深學(xué)生對這幾個判據(jù)函數(shù)及相關(guān)判據(jù)條件的了解。

1.2 結(jié)合科研,提高興趣

國家級教學(xué)名師高盤良教授曾撰文寫道:“有學(xué)生反映課堂上聽不到物理化學(xué)在高科技中激動人心的輝煌。如果真是如此,說明物理化學(xué)教材的編寫及課堂教學(xué)不能適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的需要,其后果必將挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！盵1]為此,筆者在教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,穿插介紹個人的科研。比如,講到表面一章接觸角問題時,筆者就向?qū)W生提出如何解決雨雪天氣玻璃起霧問題,同時介紹目前常用的一些方法以及本人課題組所開展的 TiO2防霧玻璃的科研情況,引起了學(xué)生的興趣。并借此向?qū)W生介紹接觸角與液滴滾落傾斜角度的相關(guān)知識。在講吸附理論時,向?qū)W生介紹關(guān)于目前科研中所用的測定固體比表面積的方法——氮?dú)馕摳椒?。并結(jié)合氣體吸脫附曲線滯后回環(huán)的位置,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用開爾文公式解釋相關(guān)現(xiàn)象,從而促使學(xué)生樹立正確的物理化學(xué)學(xué)習(xí)理念。

1.3 結(jié)合環(huán)保,樹立責(zé)任意識

化工專業(yè)學(xué)生將來要從事化學(xué)化工類相關(guān)設(shè)計、操作工作,他們將決定未來化工企業(yè)的發(fā)展理念,而化工企業(yè)環(huán)保責(zé)任重大,未來化工工作者必須要樹立正確的環(huán)保理念。因此,在課程學(xué)習(xí)過程中,筆者注重給學(xué)生灌輸環(huán)保理念。比如,在講到兩組分系統(tǒng)相圖時,筆者舉例介紹氯苯硝化產(chǎn)物的分離。在分析相圖時,引導(dǎo)學(xué)生注意鄰硝基氯苯和對硝基氯苯在分離時由于性質(zhì)接近,難于分離,精餾塔要求塔板數(shù)較多,同時在分離過程中一會兒要冷卻結(jié)晶,一會兒又要蒸發(fā)精餾,能耗大,不符合節(jié)能環(huán)保的理念。于是,筆者補(bǔ)充講解工業(yè)上甲苯歧化制二甲苯的反應(yīng),該反應(yīng)利用了一種擇形催化劑 ZSM-5分子篩,由于分子篩孔道的限域效應(yīng),甲苯歧化后的主要產(chǎn)物為對二甲苯。告訴學(xué)生,將來如果工作中遇到一些問題,不要只針對問題本身去解決,而應(yīng)從源頭考慮,解決問題可能事半功倍。

教學(xué)中,采取以上措施后,學(xué)生表現(xiàn)出了極大的興趣,并且認(rèn)為物理化學(xué)知識也是挺有趣和有用的。

2 狠抓平時,打牢基礎(chǔ)

目前,部分學(xué)生平時學(xué)習(xí)不努力,期末考試靠突擊,對所學(xué)的知識考完就忘,有悖于“基礎(chǔ)扎實(shí)、作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)”的卓越工程師培養(yǎng)理念。因此,學(xué)校提出要重視平時教學(xué)質(zhì)量的考察,為此筆者針對性地設(shè)計了平時教學(xué)質(zhì)量考察方式。

2.1 平時成績組成及原則

學(xué)生課程學(xué)習(xí)成績是平時成績與卷面成績按照一定比例給出的綜合成績。以往平時成績主要根據(jù)學(xué)生的出勤、作業(yè)情況給出,但由于有些學(xué)生抄襲作業(yè),所以無法直觀考察學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)狀況。修改后的物理化學(xué)平時成績組成:對于本院學(xué)生平時成績由出勤、作業(yè)、測驗、期中考試和學(xué)習(xí)小結(jié)組成,比例分別為10%、20%、20%、40%和10%,平時成績在綜合成績中占50分。對于外院學(xué)生,由于學(xué)時較少,又沒有設(shè)定期中考試,故外院學(xué)生平時成績組成為出勤 10%、作業(yè)20%、測驗40%、實(shí)驗20%和學(xué)習(xí)小結(jié)10%。

對于平時成績的給分,筆者堅持以下原則:(1)如果無故缺勤一次,出勤成績即為零分。請假必須有輔導(dǎo)員簽字的請假條。(2)鼓勵學(xué)生互相討論完成作業(yè),允許作業(yè)抄題后空著不做,嚴(yán)禁盲目抄襲,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),作業(yè)成績?yōu)榱惴帧?(3)平時測試根據(jù)全班卷面成績劃分等級,按照一定比例給出100分、90分、80分、70分和60分等五檔不同等級的成績。同樣也是嚴(yán)禁抄襲。 (4)對于學(xué)習(xí)小結(jié),要求學(xué)生對本學(xué)期的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié),同時查找文獻(xiàn),討論物理化學(xué)在本專業(yè)中的應(yīng)用,并對教師上課情況給予建議。這些原則在第一次上課時即給予公布并堅決執(zhí)行。

2.2 平時測驗方式

在平時成績的組成中,最能反映學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容掌握情況的是平時測驗。筆者在每一章結(jié)束時均設(shè)計一次平時測驗,平時測驗主要考察學(xué)生對于概念的理解與掌握;而對于測驗形式,筆者也進(jìn)行了以下嘗試。

(1)常規(guī)測驗。對于熱力學(xué)第一定律和第二定律,采取常規(guī)測驗的形式,由老師尋找一些填空、問答和計算題,考察學(xué)生對于基本概念的掌握,一是讓學(xué)生掌握物理化學(xué)的相關(guān)概念,二是讓學(xué)生學(xué)會物理化學(xué)的思考方法和解題思路。

(2)學(xué)生出題解答。要求學(xué)生每人出 5道填空、選擇題,并附上解題思路;然后在所有學(xué)生出的題目中選擇 10～ 15道題。并且告訴學(xué)生如果題目被選中,將會對平時測驗成績有額外的加分。對于這樣的平時考核,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高,并積極主動地查閱資料,完成命題。學(xué)生普遍感覺比單純復(fù)習(xí)應(yīng)考對知識點(diǎn)的掌握要更好,他們覺得必須對教材要求掌握的知識點(diǎn)進(jìn)行分析,并對認(rèn)真審題,才能出好一道題。

(3)搶答競賽。為了培養(yǎng)學(xué)生的集體精神,在測驗中設(shè)計了搶答競賽。將學(xué)生分組或者分班進(jìn)行搶答,規(guī)定每位同學(xué)都只有一次回答機(jī)會,若答錯,其他同學(xué)可以補(bǔ)充回答,最后對各組成績進(jìn)行排序,最好一組的所有成員成績都是 100分,然后 10分一個檔次給分。競賽過程中氣氛熱烈,各組成員也都表現(xiàn)出很強(qiáng)的集體榮譽(yù)感。

3 結(jié)束語

實(shí)踐證明,對于工科院校學(xué)生物理化學(xué)課程教學(xué),不能照本宣科、只講述課本知識,必須結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際,緊跟學(xué)科前沿知識進(jìn)行講解,并教會學(xué)生利用所學(xué)的知識解決實(shí)際問題的方法。

[1]高盤良.化學(xué)基本原理與現(xiàn)代技術(shù) [J].中國大學(xué)教學(xué),2008(8):7-9

G642

A

1673-2006(2013)10-0094-02

10.3969/j.issn.1673-2006.2013.10.028

2013-08-30

安徽省高校省級自然科學(xué)研究重點(diǎn)項目“超親水多元復(fù)合膜的制備和應(yīng)用研究”(K J2009A006)。

王琪(1978-),安徽蚌埠人 ,博士,副研究員,主要研究方向:工業(yè)催化。

(責(zé)任編輯:劉小陽)