高職物理化學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐探索

陽鐵建

摘 要： 針對(duì)物理化學(xué)課程的特點(diǎn)，教師改革教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用案例化、問題情境化等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)，充實(shí)科學(xué)前沿的內(nèi)容， 拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高實(shí)驗(yàn)課起點(diǎn)，組織綜合型的實(shí)驗(yàn)，深化教學(xué)改革，強(qiáng)化教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 化工計(jì)算 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 改革實(shí)踐

物理化學(xué)是高職化工工藝類專業(yè)的一門非常重要的核心專業(yè)課程，其學(xué)習(xí)效果直接影響到學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程（如化工原理、畢業(yè)論文與設(shè)計(jì)）的學(xué)習(xí)，更間接地影響到學(xué)生畢業(yè)以后的崗位適應(yīng)能力和發(fā)展能力。從總體上講，高職學(xué)生數(shù)理邏輯能力是明顯的弱項(xiàng)，大部分學(xué)生對(duì)本課程存在不同程度的學(xué)習(xí)障礙。如何推動(dòng)物理化學(xué)課程教學(xué)改變，一直是基礎(chǔ)化學(xué)課程授課教師面臨的一個(gè)懸而未決的老大難問題。

一、刪繁就簡

從教材與教學(xué)內(nèi)容改革入手調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。從內(nèi)容上看，若干教材版本基本上由緒論、氣體、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)平衡、相平衡、膠體與表面化學(xué)、電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)構(gòu)成。教材理論色彩濃厚，缺少鮮活的行業(yè)實(shí)踐案例，對(duì)其進(jìn)行增刪取舍是非常必要的。筆者的主要做法可概括為單元化、模塊化改革，突出實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容。首先將教學(xué)內(nèi)容劃分為五個(gè)單元：熱力學(xué)基礎(chǔ)單元、化學(xué)平衡單元、物質(zhì)分離提純單元、電化學(xué)單元、動(dòng)力學(xué)單元。五個(gè)單元按照由簡單到復(fù)雜的邏輯方式遞進(jìn)，既遵循專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的內(nèi)在邏輯規(guī)律，又考慮到刪繁就簡，以適應(yīng)高職學(xué)生的偏好。每個(gè)學(xué)習(xí)單元設(shè)置數(shù)量多少不一的學(xué)習(xí)模塊或任務(wù)，這些學(xué)習(xí)模塊之間既有相互之間的內(nèi)在聯(lián)系，又各具獨(dú)立性特點(diǎn)。對(duì)高職化工工藝類學(xué)生而言，重在如何應(yīng)用所學(xué)到和掌握的專業(yè)知識(shí)、技能解決現(xiàn)實(shí)化工生產(chǎn)問題，而不應(yīng)過于強(qiáng)調(diào)課程知識(shí)的系統(tǒng)性。因此，筆者對(duì)本課程內(nèi)容刪減最多的要數(shù)熱力學(xué)基本定律。教學(xué)實(shí)踐表明，熱力學(xué)基本定律能解決兩個(gè)問題：能量衡算和方向判斷，而這一直是一個(gè)幾乎令所有課程師生傷腦筋的問題。解決的辦法是大幅刪減具有相當(dāng)難度、師生都厭煩的理論內(nèi)容，突出具有實(shí)用性、行業(yè)實(shí)戰(zhàn)性的內(nèi)容。

二、高度重視案例教學(xué)和情境教學(xué)的巨大作用

物理化學(xué)是一門理論性很強(qiáng)的、比較枯燥乏味的專業(yè)基礎(chǔ)課程，教學(xué)過程與方法策劃不當(dāng)，教學(xué)雙方的主體性均不可能得到充分發(fā)揮，效果不言自喻。通過案例的引入，開展研討式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)生顯然能提高學(xué)習(xí)興趣。例如，在化學(xué)平衡單元教學(xué)中，筆者引入我院生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)裝置——乙苯脫氫反應(yīng)案例，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，迅速理解了溫度、壓力、催化劑、惰性氣體-水等工藝參數(shù)的重要性及原則性的操作步驟與方法，活躍了課堂氣氛，發(fā)展了發(fā)散思維能力和綜合能力。此外，從教學(xué)過程來看，企業(yè)鮮活現(xiàn)實(shí)再現(xiàn)于課堂，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中現(xiàn)實(shí)的策劃、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、作業(yè)管理決策的再現(xiàn)，能使學(xué)生掌握發(fā)現(xiàn)問題、診斷問題成因、解決現(xiàn)實(shí)問題的思路、方法技能，持之以恒，逐步養(yǎng)成創(chuàng)造性思維和靈活運(yùn)用理論知識(shí)的習(xí)慣，提高分析、綜合能力和創(chuàng)造性，從根本上內(nèi)化理論知識(shí)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

三、注重引導(dǎo)好學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)

所謂研究性學(xué)習(xí)，從廣義上理解，泛指學(xué)生主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，是一種學(xué)習(xí)的理念、策略、方法，適用于學(xué)生對(duì)所有學(xué)科的學(xué)習(xí)。從狹義看，是指教學(xué)以問題為載體，創(chuàng)設(shè)類似科學(xué)研究的情境和途徑，讓學(xué)生通過自己收集、分析和處理信息實(shí)際感受和體驗(yàn)知識(shí)的生產(chǎn)過程，進(jìn)而學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造能力。毫無疑問，研究性學(xué)習(xí)給老師留下了很大的創(chuàng)造空間，但也增加了課程實(shí)施中的大量的不確定因素：課程的實(shí)施模式、價(jià)值判斷、切入口、推行步驟、資料來源、研究結(jié)果及呈現(xiàn)方式，等等，幾乎每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要因地制宜、因人而異、因現(xiàn)存條件而決定。針對(duì)物理化學(xué)課程，研究性學(xué)習(xí)中“問題”的呈現(xiàn)可以是多種多樣的。筆者主張這些問題來源于化工生產(chǎn)實(shí)際過程比較妥當(dāng)，也可以與問題情境教學(xué)配合進(jìn)行。在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過課程知識(shí)整合，合作研究，逐步明晰了解決這一問題的邏輯思路，最終內(nèi)化專業(yè)知識(shí)與技能。

四、充實(shí)反映科學(xué)前沿的內(nèi)容，拓寬學(xué)生的知識(shí)面

例如：光化反應(yīng)在動(dòng)力學(xué)內(nèi)容占很小比例，常被忽略，但光化反應(yīng)與環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)反應(yīng)及信息科學(xué)緊密相關(guān)，在講課時(shí)結(jié)合科研內(nèi)容介紹光催化在環(huán)境凈化的應(yīng)用，開闊學(xué)生的視野，引起學(xué)生的興趣，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生參與到部分科研工作中，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，爭取近年內(nèi)開設(shè)若干高層次應(yīng)用物理化學(xué)基礎(chǔ)理論的選修課程，如界面與膠體化學(xué)，表面活性劑物理化學(xué)、生物物理化學(xué)。這些課程不僅可以彌補(bǔ)課內(nèi)學(xué)時(shí)的不足，加深學(xué)生應(yīng)用與掌握物理化學(xué)的基本理論，而且與前沿科技均有密切關(guān)系，可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

五、提高實(shí)驗(yàn)課起點(diǎn)，組織綜合型的實(shí)驗(yàn)

第一，刪減部分和整合陳舊簡單的實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)課的起點(diǎn)。如恒溫槽與其性能測(cè)定這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于單一，應(yīng)與以后涉及使用恒溫槽實(shí)驗(yàn)整合，“化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)測(cè)定”和“中和熱-電離熱測(cè)定”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備和操作過于簡易，顯得落后陳舊，應(yīng)當(dāng)刪減，或與無機(jī)分析實(shí)驗(yàn)整合，動(dòng)力學(xué)章節(jié)涉及速率常數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)有3個(gè)，顯得重復(fù)，應(yīng)刪減或增加新的內(nèi)容，如增加流體黏度及表面張力的測(cè)定等內(nèi)容。第二，擴(kuò)充和加深實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，組織開發(fā)性、綜合型的實(shí)驗(yàn)。例如電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中“電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定和應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)可與綠色化學(xué)結(jié)合，對(duì)含Cr+6廢水進(jìn)行處理，不僅拓寬了基礎(chǔ)知識(shí)面，還讓同學(xué)們了解了學(xué)科間知識(shí)交叉與滲透，又如二元?dú)?液相圖實(shí)驗(yàn)中可增加高難度非均相氣液平衡內(nèi)容。同時(shí)準(zhǔn)備開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)光催化氧化處理高濃度有機(jī)廢水，這一實(shí)驗(yàn)不僅涉及物理化學(xué)中的光化反應(yīng)，速率常數(shù)的測(cè)定，反應(yīng)級(jí)數(shù)的求法，還涉及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，催化劑的篩選和工藝改造，以及計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等多方面知識(shí)，可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造能力，自行改造與設(shè)計(jì)。

教學(xué)改革是擺在我們面前的新問題，對(duì)許多問題的認(rèn)識(shí)還很膚淺，有待進(jìn)一步認(rèn)真地研究和探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]金若水，吳性良，謝高陽.大學(xué)本科化學(xué)專業(yè)課程體系改革方案[J].大學(xué)化學(xué)，1998，（6）：12.

[2]蔡炳新，胡瑤村，高倩雷，張季爽.物理化學(xué)課程教材建設(shè)與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué)，2001，（2）：29

[3]馬雪巖.與時(shí)俱進(jìn)，勇于創(chuàng)新——高職院?；瘜W(xué)課程改革芻議[J]化學(xué)工程與裝備，2010，（6）.