材料物理專業(yè)普通化學(xué)課程中多元化教學(xué)模式探索

李艷艷 周艷艷 李 湘 吳昊洋

(寶雞文理學(xué)院物理與光電技術(shù)學(xué)院 陜西 寶雞 721016)

0 引言

《普通化學(xué)》課程主要是針對(duì)材料物理專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。這門課程的主要教學(xué)目的是使學(xué)生掌握基本的化學(xué)原理并將它們應(yīng)用于實(shí)際生活當(dāng)中。如何用一種簡(jiǎn)單的方式將《普通化學(xué)》課程系統(tǒng)地傳授給學(xué)生，使他們能夠在學(xué)習(xí)其他化學(xué)課程之前獲得相應(yīng)的化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，是這門課程目前的主要任務(wù)[1]。然而，目前這門課程存在諸多問(wèn)題，例如教材不能緊跟時(shí)代，教學(xué)內(nèi)容繁冗，缺乏配套的實(shí)驗(yàn)課程，評(píng)價(jià)體系單一。這些問(wèn)題使得這門課程目前不能取得良好的教學(xué)效果[2]。筆者已經(jīng)積累了相關(guān)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)《普通化學(xué)》課程有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)，現(xiàn)針對(duì)這門課程目前存在的問(wèn)題提出多元化教學(xué)模式。

1 優(yōu)化課件，采用多媒體輔助教學(xué)

《普通化學(xué)》課程涵蓋知識(shí)較廣，覆蓋了四大化學(xué)的主要知識(shí)點(diǎn)，并且公式繁雜。傳統(tǒng)的板書(shū)式教學(xué)模式過(guò)于單調(diào)、抽象，容易導(dǎo)致學(xué)生消極的學(xué)習(xí)情緒，無(wú)法集中注意力，這極大地減弱了教學(xué)效果。多媒體輔助教學(xué)是一種集合圖像、聲音、顏色等為一體的教學(xué)模式，可以將抽象難懂的理論知識(shí)以生動(dòng)的形式展現(xiàn)出來(lái)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教學(xué)效果。雖然目前的大學(xué)課堂均已采用多媒體教學(xué)，但是大多數(shù)老師僅限于把書(shū)本上的文字、公式搬到PPT中。上課的過(guò)程中課件播放速度快，像公式推導(dǎo)類的知識(shí)學(xué)生無(wú)法跟上教師速度，這樣的方式相比于傳統(tǒng)的板書(shū)式教學(xué)，效果更差。對(duì)于抽象的純理論概念，動(dòng)畫(huà)仿真可以幫助學(xué)生建立良好的知識(shí)構(gòu)架，并且加深他們的理解。例如，講解原電池中的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，學(xué)生總是無(wú)法正確區(qū)分正負(fù)極以及電子的流動(dòng)方向，則可以將銅鋅原電池做成動(dòng)畫(huà)的形式，讓學(xué)生直觀地看到電子的流向以及負(fù)極(鋅)被腐蝕、正極(銅)有金屬析出的過(guò)程，從而加深學(xué)生的印象。然后通過(guò)和銅銀原電池對(duì)比，讓學(xué)生總結(jié)出在兩種情況下，同一電極在什么情況下充當(dāng)正極，在什么情況下充當(dāng)負(fù)極，從而鞏固學(xué)生對(duì)于原電池正負(fù)極的判斷和理解。除了畫(huà)面和聲音的刺激之外，可以通過(guò)雨課堂等軟件的輔助，對(duì)于重要的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的題目，在講完知識(shí)點(diǎn)之后立馬將題目推送給學(xué)生，讓學(xué)生在手機(jī)上作答。作答完成之后公布作答結(jié)果，根據(jù)學(xué)生的作答情況可以很好地了解到學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，然后再對(duì)題目進(jìn)行講解，加以鞏固。除此之外，學(xué)生往往不可能整堂課都集中注意力，通過(guò)設(shè)置題目作答時(shí)長(zhǎng)，讓學(xué)生在作答完之后可以稍作休息，在后半堂課中才可以更加集中注意力。并且學(xué)生課后可以對(duì)不懂的課件進(jìn)行標(biāo)注，根據(jù)學(xué)生標(biāo)注的情況，可以詳細(xì)地了解到學(xué)生對(duì)于整堂課的掌握情況，然后對(duì)于學(xué)生標(biāo)注較多的知識(shí)點(diǎn)再次進(jìn)行講解。需要注意的是，多媒體并不是任何情況下都適用的，教師不能過(guò)于依賴。例如，對(duì)于公式的推導(dǎo)，還需要以板書(shū)的形式展現(xiàn)，在教師一步步推導(dǎo)的過(guò)程中，學(xué)生的思維緊跟教師，才能給予學(xué)生更多的時(shí)間去思考。

2 將課本與實(shí)際生活和科學(xué)前沿相聯(lián)系

對(duì)于《普通化學(xué)》這門課程來(lái)說(shuō)，雖然有很多公式和理論推導(dǎo)，但是所涉及的化學(xué)知識(shí)和實(shí)際生活聯(lián)系非常緊密，可以在講授完知識(shí)點(diǎn)之后再插入相應(yīng)的生活常識(shí)。例如，第一章熱化學(xué)可以和能源的合理利用聯(lián)系起來(lái)，第二章化學(xué)反應(yīng)的基本原理可以和大氣污染和環(huán)境化學(xué)聯(lián)系起來(lái)，第三章水溶液化學(xué)可以和污水處理聯(lián)系起來(lái)，等等。學(xué)生往往會(huì)覺(jué)得學(xué)習(xí)書(shū)本上的知識(shí)沒(méi)有實(shí)際用途，通過(guò)這種方式，可以讓學(xué)生更加清楚地認(rèn)識(shí)自己所學(xué)的課本知識(shí)在實(shí)際生活中的重要性。除此之外，在講授相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)之后，可以插入科學(xué)前沿，為學(xué)生以后上研究生選擇研究方向打好基礎(chǔ)[3]。例如，在講授完第四章電化學(xué)之后，可以將目前比較熱門的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的文章給學(xué)生作簡(jiǎn)單介紹；在講解完第六章無(wú)機(jī)化合物之后，可以將目前無(wú)機(jī)材料的相關(guān)前沿給學(xué)生作簡(jiǎn)單介紹?，F(xiàn)在的學(xué)生大部分都有考研的打算，但是他們完全不知道如何選擇導(dǎo)師和研究方向。通過(guò)這種方式，一方面可以激發(fā)學(xué)生的科研熱情，另一方面可以為他們以后選擇導(dǎo)師打好基礎(chǔ)。

3 采取主題討論和學(xué)生講授的方式

在傳統(tǒng)課堂中，一般都是老師講授，學(xué)生聽(tīng)取的方式，這種“填鴨式”教學(xué)中學(xué)生的積極性沒(méi)有得到開(kāi)發(fā)，再加上大學(xué)課堂講授內(nèi)容多且難，學(xué)生無(wú)法全程集中注意力聽(tīng)課。因此，開(kāi)發(fā)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式可以給學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)空間，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的方式，可以達(dá)到事半功倍的效果。對(duì)于一些能夠引起學(xué)生興趣的知識(shí)點(diǎn)，可以采用這種模擬教學(xué)的模式，在這種模式中學(xué)生在課堂上講授、討論，以達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。在這個(gè)模式中，學(xué)生需要積極準(zhǔn)備，收集資料。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要了解知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈，通過(guò)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，可以將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)全部復(fù)習(xí)一遍，從而構(gòu)建更加完整的知識(shí)體系。另一方面，在互換角色的過(guò)程中，可以訓(xùn)練學(xué)生的表達(dá)和組織能力，了解備課和教學(xué)的過(guò)程，感受教師備課和上課的不易，培養(yǎng)學(xué)生的同理心以及尊重他人的品質(zhì)，達(dá)到價(jià)值觀的教育目的。例如，講到無(wú)機(jī)材料基礎(chǔ)的時(shí)候，可以給學(xué)生指派幾個(gè)無(wú)機(jī)材料相關(guān)的研究方向，讓學(xué)生分組調(diào)研，然后再派代表給大家介紹相關(guān)前沿。采用這樣的方式，一是可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，二是可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。所謂“授人以魚(yú)不如授人以漁”，通過(guò)這種方式可以讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法，從而增強(qiáng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，而不再是依賴?yán)蠋煛?/p>

4 完善考核機(jī)制

目前，大多數(shù)課程的考核方式是平時(shí)成績(jī)與期末考試成績(jī)加權(quán)而成，一般平時(shí)成績(jī)占比30%左右。在這種情況下，期末考試成績(jī)基本決定了學(xué)生能否通過(guò)這門課程，所以造成學(xué)生平時(shí)不學(xué)，考前突擊的現(xiàn)象。除此之外，平時(shí)成績(jī)主要由課后作業(yè)成績(jī)決定。而學(xué)生在完成課后作業(yè)的過(guò)程中，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致平時(shí)成績(jī)區(qū)分度不大，所以課后作業(yè)成績(jī)不能準(zhǔn)確地反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。總而言之，這種考核方式過(guò)于單一，不夠客觀，導(dǎo)致部分學(xué)生認(rèn)為，平時(shí)作業(yè)抄一抄，考前突擊幾天就能通過(guò)考試。為了綜合評(píng)定學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以前這種結(jié)果考核制應(yīng)該改變?yōu)檫^(guò)程考核制。最終的總分應(yīng)該包括作業(yè)、隨堂測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和最終考試成績(jī)。首先，作業(yè)成績(jī)包括課后作業(yè)和課堂中插入的題目的分?jǐn)?shù)。之前已經(jīng)提到過(guò)在上課過(guò)程中對(duì)于重要的知識(shí)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)題目，隨堂推送給學(xué)生，參與程度和正確率也作為作業(yè)成績(jī)的一部分。而課后作業(yè)則可以布置討論型或調(diào)查型題目，避免學(xué)生之間互相抄襲。其次，對(duì)于每章重點(diǎn)的知識(shí)，可出相應(yīng)的計(jì)算題讓學(xué)生隨堂完成，既減少了學(xué)生課后作業(yè)的負(fù)擔(dān)，也保證了作業(yè)完成的獨(dú)立性。例如，在講解熱化學(xué)部分時(shí)，如何計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變是這一部分的重點(diǎn)，可以讓學(xué)生計(jì)算不同溫度下碳酸銀分解反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變，并判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。通過(guò)這道題目的計(jì)算，既讓學(xué)生掌握了相應(yīng)的公式，又讓學(xué)生鞏固了影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素之一：溫度。對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生之間互相合作，在教師的指導(dǎo)下查閱相關(guān)文獻(xiàn)，尋找與材料物理專業(yè)相關(guān)的化學(xué)前沿?zé)狳c(diǎn)課題，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)化學(xué)的基本研究方法和手段，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，并且可以提高他們的科研能力。最后，期末考試成績(jī)的占比可以相應(yīng)減少。若學(xué)生平時(shí)已經(jīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)，前三項(xiàng)考核已經(jīng)完成地非常好了，證明學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握比較好，期末也不用花費(fèi)太多功夫去復(fù)習(xí)，減少了學(xué)生期末考試的負(fù)擔(dān)。而對(duì)于平時(shí)不學(xué)習(xí)的同學(xué)來(lái)說(shuō)，也不可能通過(guò)突擊通過(guò)這門課程。所以，通過(guò)這樣的方式，可以引起學(xué)生對(duì)這門課程和平時(shí)成績(jī)的重視，而最終的成績(jī)也可以全方位客觀地反映學(xué)生對(duì)這門課程的掌握程度。

5 加入思政化元素，提高學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情

習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思政工作會(huì)議上提出“課程思政”的概念，他指出堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程。因此，在專業(yè)課教學(xué)中加強(qiáng)課程思政教育具有非常重要的意義。教師可以結(jié)合專業(yè)知識(shí)與社會(huì)實(shí)際問(wèn)題，迎合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收。在此基礎(chǔ)上，教師的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)于專業(yè)發(fā)展的理解可以幫助學(xué)生規(guī)劃他們的職業(yè)生涯，清晰地分析行業(yè)的短板，思忖未來(lái)行業(yè)發(fā)展的多種可能性，以此來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生在化學(xué)和材料領(lǐng)域執(zhí)著追求。除此之外，我們應(yīng)該結(jié)合社會(huì)主義核心價(jià)值觀和學(xué)生個(gè)人價(jià)值觀，使學(xué)生真正意識(shí)到通過(guò)專業(yè)知識(shí)建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義的責(zé)任感和使命感，將個(gè)人發(fā)展和國(guó)家未來(lái)發(fā)展導(dǎo)向密切聯(lián)系起來(lái)。

例如，在講到熱化學(xué)時(shí)，可以將其和能源的合理利用聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)給學(xué)生介紹石油、天然氣、氫能、太陽(yáng)能等能量的特點(diǎn)，讓學(xué)生意識(shí)到在當(dāng)前能源危機(jī)和環(huán)境污染的背景下，我們應(yīng)該盡量使用清潔能源。而對(duì)于氫氣的制備和儲(chǔ)存、太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換等，又可以和科學(xué)前沿聯(lián)系起來(lái)。再例如，講到水溶液化學(xué)時(shí)，可以給學(xué)生介紹水污染的幾種形式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代水荒并不是由于自然界水分不足以支持人類發(fā)展，而是人類使用得過(guò)于粗放和無(wú)序，從而意識(shí)到節(jié)水防污不只是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，更是一項(xiàng)關(guān)系全社會(huì)、需全社會(huì)共同參與的重大事業(yè)。通過(guò)這種方式不但可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，同時(shí)可以加強(qiáng)他們對(duì)化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的理解，拓寬思考問(wèn)題的維度。最重要的是，這種方式將理論知識(shí)和實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)。學(xué)生不僅能夠理解化學(xué)理論，還可以了解到化學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的指導(dǎo)作用，使學(xué)生能夠看見(jiàn)化學(xué)未來(lái)的發(fā)展空間和社會(huì)對(duì)化學(xué)的需求。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著時(shí)代的變遷和社會(huì)的進(jìn)步，社會(huì)對(duì)大學(xué)生的要求已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。因此，教師應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)新的教學(xué)模式。在傳統(tǒng)教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，我們應(yīng)該不斷思考和改革，融合新的教育理念，建立多樣化的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的潛力，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力?？傊?，教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為本，對(duì)不同的課程和不同的學(xué)生嘗試合適的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱忱，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。