物理化学课程教学改革与实践

程宏英 刘家辉 刘勇健

[摘要] 结合物理化学课程教学实践,阐述了在该课程教学改革中,加强教学教材建设,教学方法改革和物理化学综合实验的开设,为激发学生学习兴趣,提高本科教学质量奠定基础。

[关键词] 物理化学 教学改革 实践

物理化学是一门理论化学,由于其严密的理论性、高度的概括性及广泛的实用性,使其成为本科化学及其相关专业的重要基础课程之一。本文结合物理化学课程教学改革的实践,阐述了在教改过程中,加强教材建设,教学方法和教学手段改革,同时大力加强实验教学,激发学生学习兴趣的各种措施进行探讨和实践。

一、优化课程内容,加强教材建设

物理化学是继无机化学、有机化学、分析化学等课程后的又一门非常重要的基础化学课程,它在数学、物理学及前述化学基础上,进一步系统阐述化学的理论,为后续的专业课程学习、知识应用和科学研究提供更全面、更直接的基础,是链接基础学科、应用学科和科学研究的桥梁。因此,在物理化学的教学和学习中,选用或编写适合学生特点的教材,对学生的学习起到极大的辅助作用。近年来,理论教材一直选用南京大学主编的《物理化学》,并配套习题册。在实际应用中,针对学生的接受能力,灵活做好物理化学与基础化学理论的衔接。实际教学中,在不影响知识系统性的情况下,学生在基础化学中已学过的内容。另外,针对物理化学课程主要内容是理论及数学推导的特点,在教学过程中,进一步做好与实际应用的衔接。例如,将有机中常见的蒸馏与二组分体系的相图结合起来,介绍蒸馏在天然有机产物和中草药有效成分提取中的应用等。物理化学理论知识,也是后续课程专业课知识的铺垫,因此,适当做好物理化学与专业课知识和科学研究的连接,将极大地提高学生的学习积极性,激发学生从事科学研究的热情。例如,电化学的工作原理和方法与T iO₂ 超微粒纳米材料的制备、表征及在废水治理中的应用和阳极熔出微分脉冲极谱法连续测定人发中的铜、铅、镉、锌等相结合,将有效地提高学生的学习兴趣,同时也提高了本科教学的教学质量。

在理论课不断优化课程内容的基础上,加强配套实验教材的建设,根据学生接受和掌握知识的程度,编写学生易接受和感兴趣的实验项目列入教材,既做到了实验项目的不断更新,也能很好的融入学科内外知识的联系中, 加强学科与生活、社会、科学的联系,引导学生关心社会发展、关心生存环境、关心科技进步。

二、改进教学方法,提高教学质量

在传统的教学方法中,物理化学课程以教师的讲授法为主—讲台+粉笔+黑板,这种教学方法通过学生听课,可以使学生用较少的时间,吸收积累较多的知识。但是,这种方法以单向地灌输为主,学生一直处于被动的学习状态,课堂气氛较为沉闷,不利于学生学习能力的培养,对于较为枯燥和乏味的概念推导,学生更缺乏学习兴趣。因此,如何引导、激发和指导学生由被动的客体转变为自主学习、自主思维的主体是物理化学教学改革至关重要的问题。

1.注重应用启发式教学,要让学生获得探求知识的主动权。由于《物理化学》课程在教学中有一定难度,既要在较短的教学时间内组织好教学内容,把握适度的教学深度,同时,在讲授中更要注意引导学生循序渐进。例如,在主讲热力学第二定律时和过程方向的判据时,教师要引导学生把握整章的思路,使学生一开始就在头脑中形成总体思路,学生的学习和思维自然就主动了,再利用热力学第二定律引出状态函数,通过计算状态函数的变化值来判断过程的方向和限度。这样,整个课堂教学从过去的以“获取知识”为主,转变为以“探究知识”为主,使学生始终处于自觉的主动状态,使学生思在前、想在点,全局在胸,处于主动,达到较佳的学习效果。

2.适当采用多媒体教学,丰富课程内容,提高教学效果。多媒体教学是计算机辅助教学(CAI)的一种。作为一种现代教学技术,与以教材、黑板和粉笔为主的传统教学技术相比,具有形象、省时、高效等优势。适当采用多媒体授课增加了每堂课的内容。简单的动画效果使教学内容形象生动,这有利于丰富学生的视觉效果,激发学生的学习兴趣。因此,在教学中将一些形象化、信息量大和学生易于接受的教学内容制成多媒体,可以让学生自学和反复翻阅,将一些物理化学习题编成软件库,方便学生自由选答,对一些学生不易接受或较难的公式推导过程,则仍可以采用粉笔在黑板上反复推算和演练。因此,将多媒体教学与传统教学模式灵活相结合,在课堂教学效率、教学效果及调动学生积极性方面有很大的提高。多媒体教学在保持原有教学模式连贯性的基础上,灵活地改变教学方式,采用多种多样的教学策略,创造更简洁的教学环境,提高课堂教学效果,促进课堂教学的发展提供了教学手段的创新。

三、加强实验教改,培养学生综合素质

《物理化学实验》是与《物理化学》课程相配套的一门极为重要的基础课。《物理化学实验》课程对于学生理解化学学科的基础理论,掌握运用化学中基本的物理方法和技能,训练学生设计科学实验方法与动手能力,培养学生科学思维和分析解决问题的能力,引导学生自觉地树立科学世界观、方法论有着重要的作用。以前的物化实验教改中,曾采用扩展实验内容、改进实验方法或装置、提高实验的准确性以及开辟部分新的物理化学实验等几个方面的课题。为了培养学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力,并与社会发展的需求相适应,仅开设上述课题是远远不够的。在综合与创新化学实验新体系中,要求开设的综合和创新性实验尽可能反映材料、生命、环境、信息等学科的内容。了解和学习化学研究方法与现代实验技术在高新科技学科中的应用,成为创新人才培养的新的建设目标。因此,不仅要打破专业的界限,还要打破学科的界限,使综合和创新性实验成为跨学科、多技能的综合训练。

因此,在所选好实验,编写实验教材的基础上,开设与材料相关的载体电催化剂的制备、表征与反应性能;T iO₂ 超微粒纳米材料的制备、表征及在废水治理中的应用等,与生命科学相关的天然药物活性成分的测定与指纹图谱研究等,与环境相关的有生物质废弃物热解特性的热重分析;反相悬浮法制备明胶/PVA球形吸附树脂及其性能测试等。使学生通过这些知识型的综合和创新性化学实验的学习,逐步培养创新意识,更新陈旧观念,以适应新时代的需求。

总之,《物理化学》课程,是一门基础理论性和实践性都较强的课程,对化学和其他相关学科的基础理论的作用和影响是巨大的。因此,在深化物理化学教学改革的同时,更注重传授获取新知识的方法和思想,培养学生的创新意识和科学品质,使学生成为素质全面的、能适应21世纪的知识经济时代需求的应用性人才。

参考文献:

[1]贾丽慧,刘安昌.浅谈物理化学教学的几点体会[J].大众科技,2006,(4):139-140.

[2]熊建军.多媒体教学与教学创新思维[J].湖南轻工业高等专科学校学报,2002,14(3):38-40.

本文系校级“物理化学精品课程建设”与“物理化学实验课程体系改革及培养学生创新能力研究探索”项目资助。