物理化學(xué)中電化學(xué)部分的教學(xué)改革探討

張　杰，古昌紅

(重慶工商大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，重慶　400067)

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物理化學(xué)中電化學(xué)部分的教學(xué)改革探討

張杰，古昌紅

(重慶工商大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，重慶400067)

物理化學(xué)中電化學(xué)部分的知識(shí)主要是要求學(xué)生掌握所學(xué)的電化學(xué)原理，然后將其運(yùn)用到生產(chǎn)、生活實(shí)踐中去解決實(shí)際問題。本文分析闡述了電化學(xué)教學(xué)中存在的問題，并探討了物理化學(xué)中電化學(xué)教學(xué)的改革方案。主要采取激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、采用多種教學(xué)手段相結(jié)合、組織學(xué)生專題演講等方式來提升教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的自我探索和創(chuàng)新精神，讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

物理化學(xué)；電化學(xué)；教學(xué)改革

物理化學(xué)作為“四大化學(xué)”(無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué))的一部分，是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門必修課，它主要涵蓋了化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)和表面化學(xué)等方面的知識(shí)。物理化學(xué)的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、難理解、涉及到的公式多而復(fù)雜，并且它又綜合了許多其他專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)，而它又是其他專業(yè)課的基礎(chǔ)課程。不難看出，物理化學(xué)對(duì)于化學(xué)專業(yè)方向?qū)W生不可或缺的重要性[1]。

電化學(xué)，物理化學(xué)的一個(gè)重要分支，該方面的知識(shí)在我校所用的物理化學(xué)教材中囊括了三個(gè)主要板塊(電解質(zhì)溶液、可逆電池電動(dòng)勢(shì)及其應(yīng)用、電解與極化作用)。但是，物理化學(xué)中所涉及到的電化學(xué)方面的內(nèi)容畢竟與專門化的電化學(xué)課程有所不同，它主要是要求學(xué)生掌握所學(xué)的電化學(xué)原理，并鍛煉學(xué)生將所學(xué)知識(shí)靈活運(yùn)用到生產(chǎn)與生活實(shí)踐中，并得以解決實(shí)際問題。本文就物理化學(xué)中電化學(xué)部分的教學(xué)中所存在的問題及其教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

1　電化學(xué)教學(xué)中存在的問題

由于物理化學(xué)中所涉及到的電化學(xué)方面知識(shí)與專門化的電化學(xué)課程不同，所以在物理化學(xué)書中對(duì)于有些電化學(xué)方面的知識(shí)點(diǎn)的闡述不會(huì)特別詳盡，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在理解某些原理的時(shí)候有些吃力。另外，電化學(xué)概念抽象、與數(shù)學(xué)知識(shí)聯(lián)系緊密、理論性較強(qiáng)、公式復(fù)雜且適用條件有一定的限制性，這也是導(dǎo)致一部分基礎(chǔ)欠扎實(shí)的學(xué)生對(duì)其厭煩的原因。在電化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面我校缺乏“學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，而主要采取的是“填鴨式”的教學(xué)方法，這樣就導(dǎo)致了學(xué)生上課走神，人在課堂而思維已經(jīng)跑到了千里之外的現(xiàn)象。另外，我校電化學(xué)教學(xué)儀器少且陳舊，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上往往是以看老師操作為主，對(duì)電化學(xué)儀器的了解也是鳳毛麟角，這樣，學(xué)生的動(dòng)手操作能力自然也就差了許多。怎樣在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)激發(fā)學(xué)生對(duì)電化學(xué)部分的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的電化學(xué)原理解決工業(yè)和生活等方面的實(shí)際問題，是一個(gè)很有必要去探索的課題。

2　電化學(xué)教學(xué)改革

2.1轉(zhuǎn)變教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式大多是以教師教學(xué)講授為主體，而忽視了學(xué)生自身的主觀能動(dòng)性，這無疑是一種本末倒置的教學(xué)方法。在電化學(xué)的教學(xué)中，應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生自我探索以及獨(dú)立思考的能力，同時(shí)，我們還可以采取“以教師為導(dǎo)向，學(xué)生為中心”的雙向教學(xué)新型模式，教師要逐漸地從單純的信息傳達(dá)者轉(zhuǎn)換成學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)步過程中的引導(dǎo)者，甚至合作者[2]。這樣不僅可以發(fā)揮教師在課堂教學(xué)的主導(dǎo)作用，提升課程教學(xué)的效果，進(jìn)一步可以提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力及其科學(xué)素養(yǎng)。

平常的教學(xué)中教師對(duì)學(xué)生解決電化學(xué)問題的內(nèi)隱操作關(guān)注力度不足，學(xué)生在處理問題的時(shí)候可能完全理不清頭緒。針對(duì)這種情況，我們可以借助心理學(xué)方法——出聲思維(Thinking aloud)為教學(xué)手段，要求學(xué)生對(duì)不理解的知識(shí)點(diǎn)說出自己的真實(shí)想法并闡述各自的觀點(diǎn)，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂討論。這種教學(xué)方式不僅可以讓教師了解不同類型的學(xué)生在處理電化學(xué)問題過程中所存在的差異性，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在解決問題中存在的根源性因素，從而針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生。進(jìn)一步來說，可以增加學(xué)生的課堂參與度，消除其思維懶惰的情況，有效地提高學(xué)生對(duì)電化學(xué)內(nèi)容中難點(diǎn)與重點(diǎn)的理解及問題解決的能力。

2.2激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

電化學(xué)概念抽象、理論性較強(qiáng)、公式復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中往往會(huì)產(chǎn)生畏懼心理和厭惡感，可見激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要性。事實(shí)上電化學(xué)理論的形成，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展階段，而這些重要的發(fā)現(xiàn)和公式的導(dǎo)出與科學(xué)工作者們的刻苦鉆研是密不可分的。當(dāng)然在科研過程中不免會(huì)有些有趣的小故事、小插曲，適當(dāng)?shù)亟榻B一些電化學(xué)方面的背景以及科學(xué)家背后的故事有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，課堂開始時(shí)可以向?qū)W生講述伽伐尼的青蛙實(shí)驗(yàn)和順鉑發(fā)現(xiàn)的化學(xué)故事，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)研究過程中，一個(gè)實(shí)驗(yàn)意外也有可能會(huì)引發(fā)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，從內(nèi)心真正重視實(shí)驗(yàn)過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。

課程開始前的準(zhǔn)備階段，讓學(xué)生查閱電化學(xué)方面的前沿研究文獻(xiàn)，了解最新研究成果可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，消除其厭學(xué)的情緒。周遠(yuǎn)清教授曾說過，“在國際上，我國培養(yǎng)的大學(xué)生基礎(chǔ)理論和基本訓(xùn)練較好，是個(gè)強(qiáng)項(xiàng)；但創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力不足是個(gè)很大的弱點(diǎn)?！边@個(gè)問題與教師講課不注重介紹前沿成果有很大的關(guān)聯(lián)[3]。對(duì)于求知欲強(qiáng)的學(xué)生而言，只關(guān)注課本上的知識(shí)，顯然不能得到滿足，自然也就提不起學(xué)習(xí)的興趣。教師在教學(xué)過程中用前沿成果來更新基礎(chǔ)知識(shí)，不僅可以豐富課堂內(nèi)容、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的自我探索和創(chuàng)新精神，同時(shí)這種方式還可以提高學(xué)生的知識(shí)厚度，拓展學(xué)生的視野。因此，在電化學(xué)理論教學(xué)開始前，教師可以讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)，了解最新科研動(dòng)向，課程中要注意穿插最新的科研進(jìn)展及有爭議的論題。例如，在講“化學(xué)電源”這一板塊時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生查閱與其相關(guān)的資料與國內(nèi)外文獻(xiàn)，關(guān)注燃料電池、太陽能電池、鋰離子電池及超級(jí)電容器材料等的最新研究成果，從根本上激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)電源的好奇心，并自愿地去探索不同化學(xué)電源的工作原理。另外，可以在課程講課過程中結(jié)合自己的科研成果，講解材料的創(chuàng)新之處、制備方法及表征手段，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)對(duì)其科研素養(yǎng)的培育也將會(huì)起到潛移默化的作用。

2.3多種教學(xué)手段相結(jié)合

現(xiàn)如今，人們已經(jīng)步入了“讀圖時(shí)代”，無時(shí)無刻不在接收著各種各樣鋪天蓋地的圖片，毫無猶豫的說，讀圖已經(jīng)成為了現(xiàn)當(dāng)代社會(huì)的一種新新風(fēng)尚。而我們現(xiàn)在所用的物理化學(xué)課本中大部分知識(shí)點(diǎn)的描述都是采用文字的形式呈現(xiàn)的，在這個(gè)讀圖的時(shí)代，大篇幅的文字?jǐn)⑹鲎匀粫?huì)引發(fā)學(xué)生的厭惡感，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解能力也有所下降。而且電化學(xué)課程中有很多內(nèi)容比較抽象，有些時(shí)候又不能單純地通過語言表達(dá)表述清楚，先進(jìn)的多媒體教學(xué)恰恰就可以滿足這種需求。采用先進(jìn)的多媒體設(shè)備通過聲音、圖像和視頻等形式將電化學(xué)知識(shí)生動(dòng)形象地展示在學(xué)生面前，可以滿足學(xué)生全方位的交互感官需求，讓學(xué)生在腦海中對(duì)所學(xué)知識(shí)形成清晰明確的印象[4-6]。例如，在講解“原電池”、“電解池”、“離子遷移”等知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，教師可以設(shè)計(jì)、制作PPT、Flash動(dòng)畫等動(dòng)態(tài)分析媒體課件，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，以提高教學(xué)效率。

當(dāng)然，多媒體教學(xué)也有缺陷，雖然它可以節(jié)約板書的時(shí)間，在較短的時(shí)間內(nèi)快速向?qū)W生傳達(dá)更多信息、擴(kuò)寬學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)面，但是對(duì)于一些反應(yīng)較遲鈍的學(xué)生而言，有些公式的推導(dǎo)和演繹的過程中聽、寫、理解的不同步性會(huì)導(dǎo)致他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生疑惑。對(duì)于這種情況，就需要教師根據(jù)實(shí)際情況權(quán)衡板書和多媒體教學(xué)利弊，合理利用多種手段教學(xué)，以優(yōu)化教學(xué)效果。

2.4實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革

針對(duì)電化學(xué)教學(xué)儀器少且陳舊，學(xué)生動(dòng)手操作欠缺的情況，一方面可以向?qū)W校申請(qǐng)購置一批先進(jìn)的電化學(xué)儀器，另一方面可以采取“少量多次”(一個(gè)班學(xué)生分多組多批次開展實(shí)驗(yàn)教學(xué))的方式來達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。另外，由于我校理論課和實(shí)驗(yàn)課的代課教師的不一致以及實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的滯后性，嚴(yán)重影響了理論與實(shí)踐的緊密性，針對(duì)這種情況教師要和學(xué)校做好協(xié)商，爭取保證理論課所學(xué)的知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中起到立竿見影的效果。由于先進(jìn)的電化學(xué)儀器很多程序語言都是英語，為了讓學(xué)生快速地熟悉儀器的使用，了解各個(gè)軟件的功能，在電化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中可以采取雙語教學(xué)的模式，通過這種方式學(xué)生不僅能夠準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)操作，還在無形當(dāng)中提高自己的英語水平[7]。與此同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)課堂中，也要盡可能地采用多種教學(xué)方式相結(jié)合的模式教學(xué)，增強(qiáng)多媒體教學(xué)和板書之間的協(xié)調(diào)性，不斷鞏固學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象，由此達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

2.5組織專題演講

演講是培養(yǎng)人才的一條有效途徑，而專題演講可以有效地提高學(xué)生的口才能力、思維能力及應(yīng)變能力等[8]。在電化學(xué)課程教學(xué)中組織學(xué)生專題討論、演講，就是指教師根據(jù)電化學(xué)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)合理地劃分幾個(gè)專題，讓學(xué)生根據(jù)專題所涉及到的知識(shí)點(diǎn)及學(xué)術(shù)前沿成果，在課堂開始前事先查閱資料，設(shè)計(jì)演講方式和思路，做好演講內(nèi)容，并在課堂演講結(jié)束后發(fā)表自己對(duì)專題內(nèi)容的觀點(diǎn)與同學(xué)、老師討論溝通。例如，在介紹電池的應(yīng)用時(shí)，教師可以組織學(xué)生就“手機(jī)電池的種類與使用”、“燃料電池汽車的展望”、“鋰電池的技術(shù)與應(yīng)用前景”等專題進(jìn)行演講討論。學(xué)生在查閱相關(guān)資料的過程中，就會(huì)自行研究各種問題，尋找準(zhǔn)確的論據(jù)，從而讓學(xué)生達(dá)到自我探求真理的目的，而在學(xué)生演講、討論的過程中又會(huì)實(shí)現(xiàn)學(xué)生間的相互教育，此教學(xué)方法所能達(dá)到的教學(xué)效果是教師為主的傳授所不能企及的。專題演講的組織與開展不僅能夠活躍課堂氣氛、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與欲望，而且可以增強(qiáng)學(xué)生自身的心理素質(zhì)，增加學(xué)生的自我探索能力、綜合能力，進(jìn)而更好地讓學(xué)生體現(xiàn)主體性，達(dá)到教育教學(xué)的初衷。

3　結(jié)　語

作為物理化學(xué)中的一個(gè)主要分支，電化學(xué)與人類的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，電化學(xué)技術(shù)與原理的熟練掌握可以解決很多實(shí)際問題。電化學(xué)教育教學(xué)的改革應(yīng)該順應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求。在教學(xué)過程中應(yīng)以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為途徑，采用多種教學(xué)手段相結(jié)合的手段，優(yōu)化教學(xué)效果，提高學(xué)生的主體性，增加知識(shí)深度，開闊視野，最終提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和自我探索能力。

[1]陳燕芹,劉紅,石謙,等.化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革的研究與思考[J].廣州化工,2013,41(19):153-154.

[2]朱志昂.物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革[J].大學(xué)化學(xué),2012,27(5):9-13.

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Reform of the Electrochemical Part in Physical Chemistry

ZHANGJie,GUChang-hong

(College of Environment and Resources, Chongqing Technology and Business University,Chongqing 400067, China)

Electrochemistry, as a part of the physical chemistry, required students to master the electrochemical theory, and then applied it to solve the practical problems in the production and life practice. The existential questions and probes into the reform of electrochemical teaching in electrochemistry were analyzed. Many measures such as stimulating the interest of students in learning, using a variety of teaching methods, organizing students to make a keynote speech, were adopted to improve the teaching effect. The measures can cultivate the self-exploration and innovation spirit, give play to creativity and promote the comprehensive quality of students.

Physical Chemistry; electrochemistry; reform

張杰(1988-)，男，講師，博士。

O64

B

1001-9677(2016)07-0222-03