基于以生為本的《物理化學(xué)》課堂教學(xué)探索

汪小華　張炳林　張燕　張淑一　謝金奶

【摘 要】基于對(duì)13材料科學(xué)與工程專業(yè)的問(wèn)卷調(diào)查，從物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法和考評(píng)方式三方面探索提高物理化學(xué)課堂教學(xué)效果的方法。

【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)與工程；物理化學(xué)；教學(xué)方法；考評(píng)方式

0 前言

物理化學(xué)是我校材料科學(xué)與工程、環(huán)境工程和給排水工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。物理化學(xué)課程內(nèi)容抽象，內(nèi)容多，公式多，邏輯性很強(qiáng)，教學(xué)難度較大[2-4]，為了讓學(xué)生真正參與到教學(xué)中，“以學(xué)定教”，我們對(duì)13材料科學(xué)與工程的50名學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，研究學(xué)生的評(píng)價(jià)和學(xué)生的提議，對(duì)物理化學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行的研究，以期待真真切切提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

1 分析問(wèn)卷探索物理化學(xué)課堂教學(xué)體系

本次問(wèn)卷共發(fā)50份收回49份，有效問(wèn)卷48份，問(wèn)卷主要從三個(gè)方面展開，即教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法，學(xué)生專題討論教學(xué)模式。

1.1 物理化學(xué)課堂教學(xué)體系之教學(xué)內(nèi)容

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，教學(xué)內(nèi)容是首要考慮的要素，我們?cè)O(shè)置了關(guān)于課堂上教學(xué)內(nèi)容掌握情況的問(wèn)題，如表1所示。結(jié)合問(wèn)題1，30%學(xué)生認(rèn)為第七章電化學(xué)部分內(nèi)容課堂上比較難掌握，19%學(xué)生認(rèn)為第六章相平衡部分，16%認(rèn)為第五章化學(xué)平衡，11%認(rèn)為第九章動(dòng)力學(xué)，5%認(rèn)為第二章熱力學(xué)第一定律，5%認(rèn)為第三章熱力學(xué)第二定律，5%認(rèn)為第十章膠體化學(xué)[5]?？梢?，在課堂教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上，我們?cè)陔娀瘜W(xué)部分和相平衡部分應(yīng)該更加詳細(xì)，并且放慢教學(xué)進(jìn)度，盡量讓學(xué)生在課堂上掌握其中的內(nèi)容。結(jié)合問(wèn)題2，對(duì)于難以在課堂上掌握的章節(jié)，38%的同學(xué)認(rèn)為概念多，難理解是難學(xué)的原因，25%覺得公式多，22%覺得教學(xué)進(jìn)度快，15%覺得內(nèi)容多?？梢姡蟛糠謱W(xué)生對(duì)于物理化學(xué)中概念的理解還是覺得困難，公式多，教學(xué)進(jìn)度快，內(nèi)容多也是學(xué)生認(rèn)為課堂上掌握知識(shí)較難的原因，因此，在課堂教學(xué)中，應(yīng)該更加重視概念的理解，對(duì)公式應(yīng)該分析其來(lái)源、意義和應(yīng)用加深學(xué)生的理解和掌握，甚至可以編寫公式、概念理解方面的小冊(cè)子，輔助學(xué)生掌握。教學(xué)進(jìn)度的把握應(yīng)該與學(xué)生的課堂反應(yīng)密切結(jié)合。

我們還設(shè)置了開放性的問(wèn)題，如表1問(wèn)題3所示，根據(jù)學(xué)生的回答，我們認(rèn)為在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上要想吸引學(xué)生，應(yīng)該從三方面展開，第一，增加貼近專業(yè)方向的內(nèi)容或前沿的研究，增加實(shí)例教學(xué)，增加習(xí)題環(huán)節(jié)，增加經(jīng)典例題分析，增加對(duì)新概念，定義，公式的解釋。第二，播放跟課堂內(nèi)容相關(guān)的視頻，引入動(dòng)態(tài)Gif設(shè)計(jì)，增加有趣的圖片。第三，增加期末考試試題類型的題目練習(xí)，請(qǐng)學(xué)生一起參與課后作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案的制作。

1.2 物理化學(xué)課堂教學(xué)體系之教學(xué)方法探索

教學(xué)方法的探索主要從課堂提問(wèn)，引入化學(xué)名家的介紹教學(xué)，從基礎(chǔ)課程出發(fā)教學(xué)，由淺入深教學(xué)等方面展開，相關(guān)問(wèn)題設(shè)置如表2所示。

結(jié)合問(wèn)題4考查了學(xué)生對(duì)待教師課堂提問(wèn)的反應(yīng)，73%學(xué)生會(huì)結(jié)合課堂內(nèi)容，積極思考，16%認(rèn)為無(wú)所謂，10%學(xué)生覺得懶得想，不理睬。說(shuō)明課堂提問(wèn)的方式還是能吸引大部分學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考的，但有27%的學(xué)生態(tài)度消極。究其原因，一方面是學(xué)生根本沒有用心聽課，無(wú)從作答，也有可能設(shè)置的問(wèn)題太難，學(xué)生望而卻步。因此，在問(wèn)題的設(shè)置和問(wèn)題的問(wèn)法上，還應(yīng)深入思考。結(jié)合問(wèn)題5，在《物理化學(xué)》課堂上，假如老師引入化學(xué)名家的介紹，55%學(xué)生一下子精神抖擻，比較感興趣，33%學(xué)生覺得與課程內(nèi)容無(wú)關(guān)，不感興趣，12%學(xué)生很感興趣，并且課下會(huì)去查相關(guān)資料，進(jìn)行深入思考，受到很大的啟發(fā)。結(jié)合問(wèn)題6，在《物理化學(xué)》課堂上，假如老師引入與課程內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例或者前沿的研究，63%學(xué)生課堂上比較感興趣，26%課堂上很感興趣，并且課下可能會(huì)去查相關(guān)資料，進(jìn)行深入思考，11%覺得不屬于考試內(nèi)容，不感興趣。結(jié)合問(wèn)題7，假如老師引入與課程內(nèi)容相關(guān)的《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中的內(nèi)容，51%課堂上比較感興趣，38%不太感興趣，10%覺得課堂上很感興趣，并且課后會(huì)結(jié)合自己做的實(shí)驗(yàn)去查相關(guān)資料，進(jìn)行深入思考。可見，在課堂上引入化學(xué)名家的介紹，引入與課程內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例或者前沿的研究，引入與課程內(nèi)容相關(guān)的《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中的內(nèi)容的教學(xué)方法都是受到大部分學(xué)生的認(rèn)可，能夠引起學(xué)生的興趣，甚至小部分學(xué)生還會(huì)在課后深入思考，達(dá)到非常好的教學(xué)效果。結(jié)合問(wèn)題8，在《物理化學(xué)》課堂上，假如老師結(jié)合《普通化學(xué)》或《無(wú)機(jī)化學(xué)》等基礎(chǔ)課程內(nèi)容來(lái)介紹新知識(shí)，88%的學(xué)生認(rèn)為對(duì)新知識(shí)的理解變得更加容易了，例如在無(wú)機(jī)化學(xué)中學(xué)過(guò)的知識(shí)，化學(xué)反應(yīng)的方向，化學(xué)平衡中標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和吉布斯自由能變的聯(lián)系，熵變，焓變；電化學(xué)中電池電動(dòng)勢(shì)計(jì)算，Gibbs函數(shù)等等；12%的學(xué)生認(rèn)為讓新知識(shí)的理解變得更加復(fù)雜了，但學(xué)生沒有舉例說(shuō)明。由此可見，教學(xué)中結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)方法很受學(xué)生歡迎，值得繼續(xù)探索。

綜上所述，在教學(xué)方法上，我們應(yīng)該充分抓課堂提問(wèn)來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，結(jié)合化學(xué)名家的介紹在提高學(xué)生人文素養(yǎng)的同時(shí)，引起學(xué)生對(duì)《物理化學(xué)》課程的興趣；注重結(jié)合與課程內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例或者前沿的研究教學(xué)；在講理論的同時(shí)引入《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中的內(nèi)容，讓理論與實(shí)際之間相互聯(lián)系；《普通化學(xué)》或《無(wú)機(jī)化學(xué)》等基礎(chǔ)課程在《物理化學(xué)》課程中起著“奠基石”的作用，不能忽視[6]。

1.3 物理化學(xué)課堂教學(xué)體系之考核模式探索

前文[6]提出在考評(píng)體系中加入專題匯報(bào)和討論模塊，學(xué)生匯報(bào)專題的課題方向如表3所示。這8個(gè)方向中有的在課程講解過(guò)程中直接提及，如催化劑，表面活性劑，超臨界流體，有的在教學(xué)內(nèi)容中延伸開去，如納米材料，涂料，碳燃料電池，膜化學(xué)，有的屬于學(xué)生自己選題，如X射線衍射分析。對(duì)于以上8個(gè)方向，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式，查資料，結(jié)合理論知識(shí)分析所選課題的內(nèi)容、意義和應(yīng)用，認(rèn)真制作PPT，最終力求以完美的PPT制作和較強(qiáng)的邏輯分析能力展現(xiàn)給大家，這個(gè)過(guò)程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、應(yīng)用能力、分析和解決問(wèn)題的能力大有裨益。

學(xué)生對(duì)該考評(píng)模式的評(píng)價(jià)情況如表4所示。問(wèn)題9，假如老師給出與《物理化學(xué)》課程內(nèi)容相關(guān)的前沿研究課題，請(qǐng)同學(xué)們分組查閱資料，再以PPT的形式進(jìn)行互動(dòng)交流，29%學(xué)生認(rèn)為可以增強(qiáng)自己和團(tuán)隊(duì)的合作能力，17%以是否有平時(shí)成績(jī)?yōu)榍疤幔?6%學(xué)生認(rèn)為可以提高自己的語(yǔ)言表達(dá)能力，15%學(xué)生可以有機(jī)會(huì)就某一個(gè)專題進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，很感興趣，14%學(xué)生認(rèn)為可以提高自己帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)能力，6%學(xué)生認(rèn)為沒時(shí)間去查資料，2%的學(xué)生隨便加入一組，但不想做實(shí)際工作，1%的學(xué)生不感興趣。可見，在教學(xué)考核中引入專題匯報(bào)和討論模式，請(qǐng)同學(xué)們分組查閱資料，再以PPT的形式進(jìn)行互動(dòng)交流深得學(xué)生的喜愛，只有2%的學(xué)生隨便加入一組，不想做實(shí)際工作，1%的學(xué)生不感興趣，97%的學(xué)生都從中收獲了正能量，這也可以從問(wèn)題9中再次得到驗(yàn)證。結(jié)合問(wèn)題10，13材料班的學(xué)生覺得自己在專題匯報(bào)討論中收獲頗豐，整理起來(lái)主要有三方面：第一，自己團(tuán)隊(duì)在準(zhǔn)備時(shí)有收獲，聽取別人匯報(bào)時(shí)可以學(xué)習(xí)課外知識(shí)，討論中可以和同學(xué)老師進(jìn)行交流，這是一個(gè)調(diào)動(dòng)了大家的積極性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)氛圍，增加自己和團(tuán)隊(duì)的合作能力，拓展思維的好平臺(tái)；第二，學(xué)習(xí)如何查資料和文獻(xiàn)，充分發(fā)揮出自己對(duì)于PPT的理解，知道了很多有趣的知識(shí)。第三，對(duì)所研究的專題和課內(nèi)知識(shí)點(diǎn)的理解更深入，了解了關(guān)于納米材料、膜化學(xué)等多方面知識(shí)，增長(zhǎng)了知識(shí)面，覺得課堂更有趣。

綜上可見，對(duì)于工科的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們渴望將自己所學(xué)理論運(yùn)用到實(shí)踐中，渴望自己動(dòng)手去查找資料豐富理論知識(shí)，再將自己的技能運(yùn)用其中，這讓他們更有自信。因此，在《物理化學(xué)》教學(xué)考核中加入專題匯報(bào)和討論模塊可行。當(dāng)然，探索其他多元化的考核形式，將團(tuán)隊(duì)合作能力，交際能力以及對(duì)問(wèn)題的分析能力在考核中得以體現(xiàn)和量化也值得我們?cè)诮虒W(xué)考核改革中多思考。

2 結(jié)語(yǔ)

《物理化學(xué)》課程雖然內(nèi)容繁多且需要的儲(chǔ)備知識(shí)較多，但該課程在本科學(xué)生的思維訓(xùn)練和素質(zhì)拓展，以及專業(yè)課程、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约肮ぷ髦卸加泻艽蟮淖饔肹7]。因此，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考評(píng)方式的想法，以此來(lái)知曉課堂教學(xué)內(nèi)容中學(xué)生的難點(diǎn)，革新教學(xué)方法以及推行新的考核模式，切切實(shí)實(shí)地提高《物理化學(xué)》課堂教學(xué)質(zhì)量。

3 致謝

本課題得到了浙江省教育廳教改項(xiàng)目支持，項(xiàng)目編號(hào)Kg2013614。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王楠]