物理化学课堂教学中多向交流的教学模式探索

2010-11-07庞秀江陈利孟阿兰

大学化学 2010年5期

关键词：物理化学博客青岛

庞秀江陈利孟阿兰

(1青岛科技大学化学与分子工程学院山东青岛 266042;2青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛 266042)

物理化学课堂教学中多向交流的教学模式探索

庞秀江1＊陈利2孟阿兰1

(1青岛科技大学化学与分子工程学院山东青岛 266042;2青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛 266042)

针对物理化学教学中普遍存在的问题,提出多向交流的教学模式,即通过课前预习、课堂讨论、教师博客等途径实现,还指出了在教学中实现多向交流应注意的主要问题。

物理化学是一门理论性很强的学科,较多难懂的理论知识易使学生感到枯燥,所以教师应在教学中不断激发学生的学习兴趣,增强课堂活力,使学生的潜能得到充分发挥。要达到这个目标,应在教学中努力实现多向交流,即教学中要变教师讲学生听的单向交流为教师讲学生听、学生讲教师听和学生之间交流的多向交流。

1 实现多向交流的途径

1.1 通过预习实现多向交流

在教学中,预习是非常重要的一环。在预习过程中学生不但会接受智力挑战,而且学生之间可以围绕问题有针对性地进行讨论,从而开阔思维,为课堂教学打下坚实的基础。

在讲授物理化学中“热力学第一定律在物理变化中的应用”这部分内容的上一节课结束的时候,布置以下预习作业:①计算一次膨胀(压缩)、二次膨胀 (压缩)系统对外所做的功,并用图表示出来。②运用高等数学所学的知识推导出无限次膨胀 (压缩)系统对外做功 (环境对系统做功)应为多少?③指出膨胀(压缩)次数与系统对外做功(环境对系统做功)的关系。④什么是可逆过程?什么是不可逆过程?⑤可逆过程的特点是什么?⑥研究可逆过程的意义是什么?

在学习这部分内容时,教师依次给出一次膨胀、二次膨胀、无限次膨胀的示意图(图 1)。

由于学生在上节课已经学过体积功的计算,所以不难得出 3种膨胀过程系统对外所做的功,通过计算所得的结果,学生可以依次给出系统对外做功图(图 2)。

由图 2能够很直观地得出膨胀 (压缩)次数与系统对外做功 (环境对系统做功)的关系。通过分析图 2可引出可逆过程的定义,并且分析其特点。

可逆过程是化学热力学中非常重要的一部分内容,在这个问题的讨论中,课本已经给出了详细的举例,并且学生已经学习了体积功公式的计算,所以将这部分内容让学生预习可以使学生进一步复习与理解体积功。学生通过自学完全能够理解可逆过程的含义。在课堂上,教师的主要任务是倾听学生对知识的理解,把握住学生主要的理解难点,然后引导学生解决问题并学会对知识进行规律性的总结。

图1 一次膨胀、二次膨胀及无限次膨胀示意图

图2 系统对外做功图

1.2 通过课堂讨论实现多向交流

课堂讨论是学生之间相互交流的有效手段。在课堂讨论中,学生有机会发表自己的观点和看法,相互启发、拓宽思路,使思维能力得到训练,最终使学生学习的自主性得到培养。

在物理化学中的“简单二组分凝聚态相图”这部分内容教学中,在学生已经了解简单二组分相图概念并能够正确分析相图的基础上提出以下问题[1]:

相图在实际应用中方便、直观,那么如何得到简单的二组分凝聚态相图呢?

经过讨论后大部分学生能够得到如下答案:先制作不同组成的步冷曲线,然后通过步冷曲线得到相图。因为学生的目的性很强,会迅速从课本上找到自己想要的答案。这时,在肯定学生的基础上,教师继续提出如下问题:如何设计一个实验得到 Cd-Bi简单二组分凝聚态相图?

相图这部分内容与实际联系非常紧密,通过实验的设计可使教学内容更加形象。由于学生在学习这部分知识之前已经有一定的设计简单物理化学实验的能力,这种在课堂上给定实验题目并且要求短时间内设计实验的方法会让学生认识到:物理化学虽然是一门理论性很强的基础课,但理论是从实践而来,选择化学化工这个行业,就要注意将理论与实践联系在一起。

1.3 通过教师博客实现多向交流

传统的教育模式很难使所有学生参与互动以及建立开放的师生关系。博客作为一种新式的交流手段可以很好地实现教师与学生,学生与学生之间的多向交流。

关于化学动力学中的“支链反应与爆炸”这部分内容,课本[2]上讲到产生爆炸的原因有热爆炸和链爆炸,并举例说明了链爆炸的原因,但没有指出如何避免爆炸。教师在讲解这部分内容时,可要求学生积极思考这个问题,并鼓励学生到教师的博客中查找相关资料。学生在教师的博客中发现通过学校的网上图书馆查找文献[3]可对解决问题有很大的帮助。阅读该文后,学生能对微化工技术有基本了解,同时可学习到对于易燃易爆的反应过程,利用微反应器的特征尺度小于火焰传播临界直径以及强的传热能力,能够有效地抑制气相自由基链爆炸反应,使反应过程可以在很宽的原料浓度和操作温度下安全进行。除此以外,该文还举例说明了微化工技术的研究现状,可以激起学生的学习兴趣。用这种课堂外的学习方式,学生之间可以无拘束地交流,并可以通过博客将交流结果反馈给老师,从而实现教师与学生之间,学生与学生之间的多向交流,达到课堂讲解无法达到的教学效果。

教师在讲解完电化学部分时,可以在博客中给学生设计如下问题:请通过设计实验得到25℃时AgCl的溶解度。

在电化学这一章中,涉及到电解质和电池两大部分内容,通过博客交流,学生会得到两种解决问题的方法:

诸如此类的例子还有很多,教师可以通过博客随时将想到的问题上传,让学生在博客中自由讨论,这样可以避免过多的课堂讨论占用有限的课时,从而拓展了课堂教学的时间和空间,并且能够打破课堂所特有的气氛壁垒,使更多的学生参与进来。

2 有效实现多向交流应注意的问题

(1)良好的师生关系是实现多向交流的前提。教师应在教学中紧密围绕教学目标,不断引导学生思考。不论学生给出的答案是否正确,都要肯定学生在学习过程中所做出的努力,通过不断的肯定实现更高的教学目标。在这个过程中,良好的师生关系也能自然地建立起来。

(2)不断提高学生的学习兴趣,是多向交流持续进行的动力。在多向交流教学模式中,教师备课时要精心设计教学过程中的各个环节,备课内容不仅仅局限于课本,还要关注科技发展的前沿,将新的科技成果不断带到课堂中,使原本枯燥难懂的理论知识能够引起学生兴趣。另外,教师要不断提高自己的课堂组织能力,从而使多向交流得以有效实现。