材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革方法探討

褚玉婷， 嚴(yán)　新

(鹽城工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院， 江蘇　鹽城　224000)

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材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革方法探討

褚玉婷， 嚴(yán)新

(鹽城工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院， 江蘇鹽城224000)

材料專業(yè)是非化工專業(yè)，其學(xué)生在學(xué)習(xí)物理化學(xué)的過(guò)程中因其難度大而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了針對(duì)材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革的幾種方法，具體有理論聯(lián)系實(shí)際，講授時(shí)注意穿插實(shí)際應(yīng)用；及時(shí)復(fù)習(xí)，理清條理框架；實(shí)施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性；將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和材料專業(yè)緊密相連；教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進(jìn)作用；考核方式改革，多樣化考核并存等方面。通過(guò)這些方法來(lái)讓學(xué)生有信心、有興趣學(xué)好物理化學(xué)。

物理化學(xué)；材料專業(yè)；改革

物理化學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，其學(xué)習(xí)難度大，是化工、制藥、材料、環(huán)境、食品等專業(yè)學(xué)生必學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)時(shí)安排一般也是根據(jù)不同專業(yè)分96學(xué)時(shí)，72學(xué)時(shí)和56學(xué)時(shí)不等。材料專業(yè)是非化工類專業(yè)，在筆者所在的工科類院校安排的學(xué)時(shí)是72學(xué)時(shí)，但材料專業(yè)的學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)較差，再加上物理化學(xué)這門課概念抽象，公式較多，所以學(xué)習(xí)起來(lái)特別困難，大多學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中因?qū)W習(xí)困難而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)，如何提高物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，是每一個(gè)物理化學(xué)教師必須思考的問(wèn)題，筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行思索和探討，提出以下幾點(diǎn)建議：

1　理論聯(lián)系實(shí)際，講授時(shí)注意穿插實(shí)際應(yīng)用

物理化學(xué)課程概念較多，公式也多，學(xué)習(xí)過(guò)程比較枯燥，但實(shí)際上物理化學(xué)理論知識(shí)和我們的現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān)[1]，尤其是針對(duì)材料專業(yè)的學(xué)生，比如界面現(xiàn)象就可以和材料前沿科學(xué)納米材料相關(guān)聯(lián)，所以在學(xué)習(xí)的時(shí)候我們可以穿插實(shí)際應(yīng)用。比如在講稀溶液的依數(shù)性時(shí)，我們得知稀溶液相對(duì)于純?nèi)軇┠厅c(diǎn)降低，結(jié)合實(shí)際，在寒冷的冬天里，我們經(jīng)常在汽車水箱里滴加乙二醇或者甘油作為防凍劑，就是利用的這一點(diǎn)性質(zhì)。在講絕熱恒容系統(tǒng)的時(shí)候，可以請(qǐng)學(xué)生思考打開(kāi)冰箱門是否可以降溫，因?yàn)楸涫且粋€(gè)絕熱恒容系統(tǒng)，電冰箱長(zhǎng)期開(kāi)門運(yùn)行時(shí)，它從外界得到的電功將全部用來(lái)提高系統(tǒng)的熱力學(xué)能，故室內(nèi)溫度不會(huì)逐漸降低，反而會(huì)漸漸升高。在講解的過(guò)程中，可以根據(jù)具體的知識(shí)穿插一些實(shí)際應(yīng)用的思考題，理論結(jié)合實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2　及時(shí)復(fù)習(xí)，整理?xiàng)l理框架

物理化學(xué)公式較多，對(duì)于同一個(gè)物理量的計(jì)算，因過(guò)程不同，其計(jì)算公式也不相同，比如對(duì)物理量熵的單純的PVT變化的計(jì)算，我們就可以分為恒容過(guò)程，恒壓過(guò)程，恒溫過(guò)程和溫度、壓力和體積都發(fā)生變化的過(guò)程，不同的過(guò)程有不同的公式，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候容易混淆，及時(shí)復(fù)習(xí)很有必要。在每堂課開(kāi)始前都應(yīng)設(shè)“復(fù)習(xí)與思考”環(huán)節(jié)[2]，及時(shí)讓學(xué)生復(fù)習(xí)上一堂課的內(nèi)容，在一章內(nèi)容結(jié)束后也要對(duì)本章內(nèi)容搭建框架，以便學(xué)生理清條理，比如在熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律學(xué)完后，我們可以自己構(gòu)建一個(gè)框架，比如這兩章涉及的物理量的計(jì)算包括熱、功、熱力學(xué)能、焓、熵、亥母霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)七個(gè)物理量，縱向過(guò)程中涉及的過(guò)程有單純的PVT變化，相變化和化學(xué)變化三大過(guò)程，每個(gè)大過(guò)程又可以包括一些小過(guò)程，每個(gè)過(guò)程的計(jì)算公式不同，搭建框架后便于學(xué)生學(xué)習(xí)，不易混淆概念和公式。

3　實(shí)施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性

在教學(xué)過(guò)程中一味的填鴨式教學(xué)效果顯然不行，很多學(xué)生會(huì)因?yàn)檎n程本身的難度加上枯燥的課堂氛圍而導(dǎo)致厭學(xué)情緒，再加上現(xiàn)在手機(jī)的誘惑太大，一旦產(chǎn)生厭學(xué)情緒學(xué)生就會(huì)在課堂上不停玩手機(jī)，學(xué)生注意力轉(zhuǎn)移就無(wú)法接受新知識(shí)，因此在課堂中應(yīng)該發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在筆者所在的課堂教學(xué)中，每次課給十分鐘讓一個(gè)學(xué)生自己上來(lái)講一個(gè)PPT，按學(xué)號(hào)排序，他們可以選擇某一公式或者例題講解，也可以選擇某一物理化學(xué)的研究工作者介紹，介紹過(guò)后其他學(xué)生可以點(diǎn)評(píng)。此環(huán)節(jié)稱為討論課環(huán)節(jié)。在做PPT的過(guò)程中，學(xué)生自己查閱資料，拓寬自己的知識(shí)面，另外上臺(tái)演講PPT鍛煉了學(xué)生的膽量，增強(qiáng)了學(xué)生與大家的互動(dòng)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂氣氛較好。

4　將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容與材料學(xué)專業(yè)緊密銜接

物理化學(xué)是我校化工、制藥、材料、環(huán)境、食品等專業(yè)學(xué)生必學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，因此，教師在授課時(shí)，針對(duì)不同的專業(yè)要會(huì)區(qū)分對(duì)待。物理化學(xué)研究的是化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)，傳質(zhì)過(guò)程，各種反應(yīng)的模型等等，是對(duì)反應(yīng)原理、反應(yīng)進(jìn)展程度、反應(yīng)所需條件的深入研究。材料都是由反應(yīng)生成的，物理化學(xué)是材料學(xué)的基礎(chǔ)。 作為材料專業(yè)的學(xué)生理應(yīng)學(xué)好物理化學(xué)，將其與材料學(xué)緊密相聯(lián)。針對(duì)材料學(xué)專業(yè)學(xué)生，應(yīng)當(dāng)將理論知識(shí)與材料學(xué)的相關(guān)內(nèi)容相結(jié)合。比如在講述《相平衡》一章時(shí)，結(jié)合材料學(xué)專業(yè)冶金方向，重點(diǎn)講述相平衡在冶金工藝當(dāng)中的重要應(yīng)用[3]。在講述《界面現(xiàn)象》一章時(shí)，可以結(jié)合材料學(xué)納米材料方向，講解比表面積大小與界面現(xiàn)象的聯(lián)系。教師要做到學(xué)生專業(yè)與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)、理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，從而提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

5　教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進(jìn)作用

現(xiàn)在的教學(xué)大多從傳統(tǒng)的板書進(jìn)入到多媒體時(shí)代，在教學(xué)過(guò)程中一味使用多媒體會(huì)出現(xiàn)教學(xué)形式單一的現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)因?yàn)椴シ臥PT過(guò)快讓學(xué)生難以消化新知識(shí)，所以在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該多種教學(xué)方式并存。在講到一些重要的概念時(shí)我們應(yīng)適當(dāng)板書，以加強(qiáng)學(xué)生的記憶，比如在講理想氣體熱力學(xué)能和焓的計(jì)算公式時(shí)，我們就可以板書強(qiáng)化記憶。另外，我們要充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進(jìn)作用，建立網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在筆者所在的學(xué)校，其學(xué)校網(wǎng)站上有個(gè)精品課程模塊，學(xué)生點(diǎn)擊進(jìn)入后可以看到課程的教學(xué)大綱，考核大綱，多媒體課件，教學(xué)視頻，微課視頻，例題與講解等等，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。作為任課老師，及時(shí)關(guān)注此網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，及時(shí)更新，如今我們?cè)谧龅囊患率墙⑽锢砘瘜W(xué)典型例題庫(kù)，選出一些經(jīng)典的例題，給出詳細(xì)的講解，這樣學(xué)生在考前復(fù)習(xí)時(shí)才知道方向，并且將與物理化學(xué)知識(shí)相關(guān)的最新研究成果也建立在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，與時(shí)俱進(jìn)。比如何敏等人研究了高鈦渣中金紅石相非等溫過(guò)程的動(dòng)力學(xué)，就是用物理化學(xué)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)研究高鈦渣，發(fā)現(xiàn)其動(dòng)力學(xué)規(guī)律[4]。丁治英等人研究了含鋅礦物的微觀結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性，就是利用物理化學(xué)中的量化理論研究含鋅礦物，用計(jì)算化學(xué)的方法研究了其微觀結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性[5]。我們可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提供最新的研究資料，方便學(xué)生多了解研究前沿，為他們將來(lái)讀研也鋪上道路。

6　考核方式改革，多樣化考核并存

很多學(xué)校考核都是以期末考核為主，大多學(xué)生就不注重平時(shí)的表現(xiàn)，考試前臨時(shí)復(fù)習(xí)，強(qiáng)化突擊，效果往往不理想。建議平時(shí)占40%，期末占60%，綜合考核。平時(shí)成績(jī)包括討論課的表現(xiàn)，以及上課提問(wèn)回答問(wèn)題的情況，討論課是讓學(xué)生自己做PPT，自己講解，根據(jù)PPT的內(nèi)容和講解情況打分，上課時(shí)我們可以適當(dāng)對(duì)學(xué)生提問(wèn)，根據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題的表現(xiàn)也可以適當(dāng)給予考評(píng)，平時(shí)上課到勤情況和課后作業(yè)完成情況等這些都計(jì)入平時(shí)成績(jī)，這種多樣化考核方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

因物理化學(xué)課程理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)，學(xué)習(xí)難度大，材料專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中易出現(xiàn)畏難情緒、興趣不高等消極因素，但物理化學(xué)是材料專業(yè)非常重要的專業(yè)課程，對(duì)材料學(xué)的研究有非常重要的理論指導(dǎo)作用，因此，本文提出了針對(duì)材料學(xué)院物理化學(xué)教學(xué)改革的幾種方法，具體有理論聯(lián)系實(shí)際，講授時(shí)注意穿插實(shí)際應(yīng)用；及時(shí)復(fù)習(xí)，理清條理框架；實(shí)施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性；將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和材料專業(yè)緊密相連；教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進(jìn)作用；考核方式改革，多樣化考核并存等方面，通過(guò)這些方法來(lái)讓學(xué)生有信心、有興趣學(xué)好物理化學(xué)，為材料學(xué)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

7　結(jié)　論

針對(duì)材料專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)中出現(xiàn)的厭學(xué)情緒，本文提出了教學(xué)改革的幾種方法，具體有理論聯(lián)系實(shí)際，講授時(shí)注意穿插實(shí)際應(yīng)用；及時(shí)復(fù)習(xí)，理清條理框架；實(shí)施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性；將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和材料專業(yè)緊密相連；教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進(jìn)作用；考核方式改革，多樣化考核并存等方面。通過(guò)這些方法來(lái)讓學(xué)生有信心、有興趣學(xué)好物理化學(xué)。

[1]朱曉東.材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革探索.教育與教學(xué)研究 [J],2011,25(12):90-92.

[2]褚玉婷,石文艷,朱雪梅,等.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革探討[J].廣州化工,2015,43(7):211-212.

[3]王芳,劉俊華.物理化學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].廣東化工,2014,41(19):221-222.

[4]何敏,婁太平,都興紅,等.高鈦渣中金紅石相非等溫過(guò)程析出動(dòng)力學(xué)研究[J].鋼鐵釩鈦,2015,36(5):11-15.

[5]丁治英,敬珊珊,陳啟元.含鋅礦物的微觀結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性[J].中國(guó)科技論文,2015,10(18):2178-2181.

Research of Teaching Reform on Physical Chemistry for Material Science and Engineering

CHUYu-ting,YANXin

(School of Chemistry & Chemical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224051, China)

The Material Science and Engineering is not professional Chemical Engineering specialty, the students are hard to learn Physical Chemistry because of its difficulty and emotional weariness. Aiming at the above problems, several methods of Physical Chemistry for the students of Material Science and Engineering were proposed, the teaching theory and practice must pay attention to with practical application, timely review, clarify the implementation of organization framework were necessary, students played the subjective initiative from the class discussion, the content of Physical Chemistry teaching materials and professional must be together, diversified teaching methods and advanced to give full play to the role of modern educational technology, the reform of assessment methods, assessment and other aspects of the coexistence of diversification. These methods can enhance the students’ confidence and interesting in learning physical chemistry.

Physical Chemistry; Material Science and Engineering; teaching reform

褚玉婷(1985-)，講師，主要從事物理化學(xué)的教學(xué)工作。

G642.3

A

1001-9677(2016)08-0216-02