物理化学课程互动式教学模式的初探*

何宏伟

(太原理工大学材料科学与工程学院，山西 太原 030024)

物理化学是化工、材料类相关专业的重要基础类课程，因其地位的重要性而被称为“化学的灵魂”[1-2]。通过学习，学生应较全面地掌握物理化学课程所涉及内容的基本概念、基本知识和原理以及其在相关领域的应用情况。但该课程内容抽象枯燥，公式、定律较多，且内容体系庞杂、概念新颖、理论性强、推导过程复杂，导致学生对该课程缺乏学习兴趣和积极性。最终使得该课程进入到一个老师难教，学生难学的尴尬境地。

随着互联网对传统教学模式的冲击，微课、MOOC、手机课堂等新的教学模式不断出现[1-3]，虽然对传统教学模式是一种有益的补充，但是网络教学存在以下致命的缺陷：

(1)高校开展度网络教学，老师、学生之间的互动很少，没有相互讨论、思想激烈碰撞的机会，老师和同学需要一个长期的转变与适应过程。

(2)操作不便，手机、电脑屏幕空间有限，好多信息无法生动表达。

(3)答疑响应有较大时差，信息沟通不顺畅，远不如面对面讲解便利。

(4)网络运行情况、设备配置好坏都直接影响教学效果，不可控因素太多。

(5)目前国内高校信息技术教育相对滞后，也限制了网络教学的发展。

可见，网络教学对受教育者思想意识的培养是无法与属高校传统教学模式相比的，而这种思想意识的培养对受教育者的素质教育、创新教育是至关重要的。所以，我在2017年提出“加大互动式教学在物理化学课程中应用”这一课题。所谓互动式教学指将传统的“填鸭式”课堂教学方法转变为启发式和讨论式教学方法，它包含了师生互动、生生互动和师师互动。该教学模式以学生积极主动参与为主要切入点，希望为物理化学课程的教学改革提供有益的尝试。

1 教学过程中创造互动

课堂教学教师精心编排，上课前，我会给学生提前发布学习大纲，学生要通过学习大纲进行预习，这个环节可以培养学生自主学习和独立思考的能力，调动学生学习的主动性及积极性。课堂上会组织学生进行相关内容的讨论和讲解，培养学生的分析和解决问题的能力，也可以培养学生的表达能力。这样，老师和学生将会一起攻克重点及难点，学生从中也体会到了学习的乐趣。

另外，讨论主题的选择要有深度，选取学生容易模糊的知识点，如敞开体系、封闭体系、隔离体系，以往教学一般会采用直接讲述三个概念，学生对这三个概念的理解比较模糊。

以具体实例加深对这些概念的理解，则克服了上述缺点，首先介绍敞开体系的概念，敞开体系又称开放体系，是指系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换，经典热力学不研究敞开系统。例如合成氨反应器(塔)，原料〔氢和氮)可以进人反应器，而生成物—氨可被排出反应器。反应放出的热可被环境取走。一敞开烧杯中装满水，放在大气环境下也是一个敞开系统。而封闭体系指系统与外部环境只有能量交换，而无物质交换的体系，称为封闭体系。实验室研究多数是封闭体系的相平衡状态关系，可以用热源提供热能，但不能任意加入或取出物质。例如：烧杯中装满水，我将杯口密封，水不会蒸发，但热量会向外散出；反之，冷水在密封的杯子里，放在太阳底下，也会吸收温度，这就是一个封闭体系。最后，向同学提问：什么是隔离体系呢？大家能不能按照上述两个举例的思路说出一个例子呢？通过这样的启发式诱导，学生很容易就总结出了隔离体系的概念和例子。隔离体系指的是系统与环境间既没有物质交换也没有能量交换。环境对隔离体系中发生的一切变化不会有任何影响。学生很容易举例说明隔离体系，那就是烧杯中装满水，我将杯口密封，并且放置在真空环境下。杯口密封，水不会蒸发，系统和与环境间没有物质交换，放置在真空环境下，热量不会向外散出，系统和与环境间也没有能量交换。再如讲解胶体时，可以安排学生调查研究本地区 PM2.5的成分及结构，使学生的学习由被动接受成为主动探究。

师生角色可以互换，讨论过程中适当增加板书的利用率可以给学生充分的思考时间。物理化学内容本身就抽象枯燥，将抽象问题活生生地呈现在黑板上，有利于学生跟随教师的思路，加深对相关知识点的理解。

2 学时安排上补充互动

互动式教学不同于传统的“填鸭式”课堂教学方法，它主要体现是师生互动、生生互动和师师互动。所以，我们对传统德学时安排进行了大胆地调整，在保证总学时不变的前提下，提高师生互动的占比。比如在讲授热力学第一定律时，互动式教学模式下总的教学学时并未改变，仍为12学时，但课堂讲授时间进行压缩，调整为8学时，4学时的时间进行讨论、答疑，甚至用于学生个性化学习和能力训练。

物理化学课程的答疑是课内课堂的重要补充。该部分通过调动学生自身的学习主动性及积极性，用以培养学生的分析和解决问题的能力，也是培养学生表达能力的重要手段。个性化辅导本身又要求教师对知识点进行深度拓展。尤其对于学生所提出的不常见的问题，教师需要查阅更多的参考资料，甚至需要整个教研室的教师进行研讨。

当然，教师课堂讲授时间的压缩并不是意味着教师授课内容的减少，相反，通过师生间的不断讨论，会激发教师不断的阐述重点内容并且发现新问题，这是一种对传统教学方式的有益探索。

3 教学测评上促进互动

传统课堂教学模式下，物理化学考试的考试成绩主要包含两个部分，分别是期末成绩和平时成绩。其中，期末成绩往往占有绝大部份，一般为80%～90%，平时成绩一般为10%～20%。这一做法的弊端是学生为了应付考试，临时抱佛脚，考前突击，死记硬背公式、题目，不能真正理解和掌握物理化学课程的精髓，知其然不知其所以然，甚至还会出现高分低能的现象。往年我们在授课时经常发现：课程结束时，学生的求知欲很强，他们会要求教师给他们辅导重点内容，这充分说明了学生没有重视平时的努力，这与我们高等教育培养人才的目标相悖。

为了改变这种现状，我们将平时成绩占比提高，一般为30%，这其中包含课前预习、课堂回答问题情况、课堂讨论情况、课后讨论情况、讨论答疑表现等等，极大地提高了学生课堂参与的积极性，将力气用在平时，效果较好。

互动式课堂对学生提出了更高的要求，其各个环节的运转都需要学生良好的自主学习能力相配合。课前学生需要自觉自主地储备相关的知识，课中需要积极参与讨论预习中所遇到的难点问题，而课后需要自觉测试巩固所学知识。这对于培养学生独立学习的能力具有重要的推动作用。另外，随着信息技术的不断发展，微课、MOOC、手机课堂等新的教学模式也必将会对互动式教学模式产生有益的影响，也成为推动教师实施课堂互动的重要因素。

4 结 语

物理化学教学中互动式教学使学生积极参与到课堂的教学活动中，主动学习，从思考中获得学习的乐趣，学生的求知欲望更强了。主要表现在以下三点：教学过程中创造互动；学时安排上补充互动；教学测评上促进互动。通过以上方式，课本中的相关知识点不再是死气沉沉地“躺在”教材中，而是学生们相互讨论、相互说服、相互理解的“利器”。通过营造热切讨论的学术环境，师生之间的感情更好了，学生的自信心也培养起来了。另外，将教学和心理学结合起来，与学生真诚交流，充分保证教学效果和质量。