基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的物理化學(xué)課程教學(xué)的思考與實(shí)踐

黃穎霞+薛斌+孫迎春

摘 要： 以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，對(duì)物理化學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行思考和實(shí)踐。采用與學(xué)科特色相結(jié)合、提高教師自身素質(zhì)、建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等手段，全方位對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步創(chuàng)新實(shí)踐能力訓(xùn)練，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 應(yīng)用型人才 物理化學(xué) 教學(xué)方法 教學(xué)效果

物理化學(xué)是高等院校化工類專業(yè)必修的一門重要的基礎(chǔ)課程，它是從研究物理變化和化學(xué)變化的聯(lián)系入手，探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門學(xué)科[1]。物理化學(xué)側(cè)重理論研究，為日常生活、生產(chǎn)中的現(xiàn)象提供理論基礎(chǔ)，并用抽象的理論解決實(shí)際問題。其應(yīng)用體現(xiàn)在諸多領(lǐng)域，如化工、材料、農(nóng)林、環(huán)境、冶金、電池等方面[2]。因此，搞好物理化學(xué)教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)及后續(xù)課程學(xué)習(xí)至關(guān)重要。筆者自參加工作以來，一直從事物理化學(xué)教學(xué)方面的工作和研究，認(rèn)為要培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用型人才，在注重傳授知識(shí)的同時(shí)，更要注重加強(qiáng)綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)能力培養(yǎng)。本文結(jié)合物理化學(xué)教研室的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及催化劑方面科研工作的實(shí)踐，就如何培養(yǎng)應(yīng)用型人才這個(gè)問題闡述觀點(diǎn)，并簡(jiǎn)要介紹相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

1.與學(xué)科特色相結(jié)合，培養(yǎng)應(yīng)用型人才

物理化學(xué)要適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展的需要，其內(nèi)容必須不斷地更新、完善。作為我院化工本科專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程，應(yīng)該把握專業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)專業(yè)學(xué)習(xí)的需要、學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)及化學(xué)知識(shí)在本專業(yè)培養(yǎng)人才中的作用開展教學(xué)；在傳授基本原理、基本概念、公式等重要理論的前提下，注重結(jié)合學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀、最新研究成果及遠(yuǎn)景等前沿性知識(shí)，以更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使理工科物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)屬性更加明顯，時(shí)代特色更加突出。在具體操作上，一方面教師應(yīng)認(rèn)真考慮如何依據(jù)“少而精”的原則對(duì)教材和教學(xué)內(nèi)容做出合理的取舍，使教學(xué)內(nèi)容合理優(yōu)化、重點(diǎn)突出，使其比較全面地體現(xiàn)基礎(chǔ)理論性和科學(xué)創(chuàng)新性原則。以環(huán)境工程專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)為例說明。在教學(xué)過程中我們充分了解環(huán)境工程專業(yè)的特點(diǎn)，相應(yīng)地針對(duì)專業(yè)選擇物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)與環(huán)境緊密相關(guān)的化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、表面和膠體等部分作重點(diǎn)講授，對(duì)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)等理論性較強(qiáng)的部分做一般性介紹，即有選擇、有針對(duì)性地安排教學(xué)內(nèi)容。另一方面要根據(jù)學(xué)科的特色及與相關(guān)專業(yè)的聯(lián)系，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的拓展和延伸，同時(shí)適當(dāng)介紹學(xué)科前沿領(lǐng)域的新知識(shí)，融匯基礎(chǔ)與前沿，即加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。比如，在講解化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)時(shí)，通過實(shí)例向?qū)W生展示熱化學(xué)在污水處理過程、熱污染控制等多方面的計(jì)算問題。這樣可使物理化學(xué)更貼近專業(yè)教學(xué)，更貼近生活，使學(xué)生不僅具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且開闊視野，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到入門作用，也為其今后的專業(yè)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

2.提高教師自身素質(zhì)，努力形成自己的教學(xué)風(fēng)格

知識(shí)創(chuàng)新在于教育，而培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵是教師，教師的教學(xué)風(fēng)格和教學(xué)藝術(shù)對(duì)教學(xué)效果起著至關(guān)重要的作用。所以，我們擺脫“你教、我學(xué)”一味灌輸書本知識(shí)的教學(xué)模式，樹立先進(jìn)的教學(xué)理念，采用課堂互動(dòng)式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的雙向互動(dòng)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

2.1采用啟發(fā)式教學(xué)方法

啟發(fā)式教學(xué)有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)其獨(dú)立思考能力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。這就要求教師在準(zhǔn)備工作中吃透教材，精心備課，恰當(dāng)?shù)貙⒔虒W(xué)內(nèi)容與一些學(xué)生遇到過的熟悉的實(shí)際生活、生產(chǎn)實(shí)例聯(lián)系起來，遵循“提出問題——引入新內(nèi)容——啟發(fā)學(xué)生得出答案——?dú)w納總結(jié)”的原則[5]，使學(xué)生感受物理化學(xué)知識(shí)的魅力。如介紹化學(xué)勢(shì)這個(gè)概念時(shí)，可以借用詩句“黃河之水天上來，奔流到海不復(fù)回”為引，提問：“水為什么總是從高處流向低處？”聰明的學(xué)生會(huì)回答因?yàn)楦咛幍乃畡?shì)能比較高，由此抓住時(shí)機(jī)引入我們要介紹的概念——化學(xué)勢(shì)，并由老師總結(jié)得出化學(xué)勢(shì)類似于物理學(xué)中的勢(shì)能，即一定條件下，一切變化必然朝著化學(xué)勢(shì)減小的方向移動(dòng)，使學(xué)生對(duì)化學(xué)勢(shì)有了初步了解。這時(shí)為了進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)化學(xué)勢(shì)的理解，可以繼續(xù)提問“在373.15K、101.325KPa狀態(tài)下的液態(tài)水和水蒸氣的化學(xué)勢(shì)的相對(duì)大小及其原因”，學(xué)生通過所學(xué)化學(xué)勢(shì)的知識(shí)，自己總結(jié)得出結(jié)論：化學(xué)勢(shì)作為判據(jù)應(yīng)用于相變化過程，若兩相平衡則兩相的化學(xué)勢(shì)必然相等，這就是化學(xué)勢(shì)的物理意義，從而使原來干巴巴的教學(xué)過程變得生動(dòng)有趣。此外，為避免教學(xué)中的灌輸現(xiàn)象，我們重點(diǎn)講清思路和基本方法，啟發(fā)學(xué)生動(dòng)手推導(dǎo)一些物理化學(xué)公式。如在化學(xué)動(dòng)力學(xué)這章中，公式眾多，推導(dǎo)過程繁復(fù)，若都通過老師上課一一講授，則既浪費(fèi)時(shí)間，又不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們對(duì)簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的速率方程采用學(xué)生課后自學(xué)、上課抽簽進(jìn)行黑板推導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上加以指導(dǎo)、總結(jié)，然后通過例題和習(xí)題，使學(xué)生加深對(duì)概念、公式及其應(yīng)用條件的理解。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力，從而培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)和創(chuàng)造思維能力。

2.2采用互動(dòng)式教學(xué)方法

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，也是教學(xué)活動(dòng)的主體，因此，教師在教學(xué)中要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性，與學(xué)生在教學(xué)中產(chǎn)生良性互動(dòng)。采取互動(dòng)的方式有很多。設(shè)置疑問是一個(gè)非常好的方法，在講授一個(gè)知識(shí)點(diǎn)前，可以先向?qū)W生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，并啟發(fā)學(xué)生提問，再根據(jù)學(xué)生的問題，展開這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。課堂上既有講授，又有討論，讓學(xué)生通過思考和提問，逐步領(lǐng)會(huì)和掌握所學(xué)內(nèi)容。如在講授稀溶液的依數(shù)性知識(shí)時(shí)，我們提問：“為什么冰棒越吸越不甜？”供學(xué)生討論，通過教師對(duì)學(xué)生回答問題思路的引導(dǎo)，學(xué)生得出了如下結(jié)論：“冰棒在冰凍之前是飽和的糖溶液，隨著溫度的降低糖的溶解度隨之降低，于是就會(huì)有一部分糖分子游離出來，分布在冰棒里。冰棒遇熱融化糖分子隨之溶解，被吸進(jìn)口中，于是冰棒里的糖分子越來越少，感覺糖味愈來愈淡”。接下來，我們進(jìn)一步讓學(xué)生列舉其他稀溶液依數(shù)性的實(shí)例。學(xué)生踴躍發(fā)言，列舉了“腌咸菜的水冬天不易結(jié)冰”，“海洋中的動(dòng)物不能在淡水中生活”，“經(jīng)過霜打的白菜格外甜”，以及“點(diǎn)滴要用濃度為0.9%的生理鹽水、5%葡萄糖水”等例子。通過這種互動(dòng)式教學(xué)方法，嘗試使物理化學(xué)知識(shí)圍繞實(shí)際問題而展開，使問題不僅成為激發(fā)學(xué)生求知欲的前提，而且成為學(xué)生期盼、理解和吸收知識(shí)的前提，提高對(duì)物理化學(xué)課程作用和地位的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主意識(shí)，取得較好的教學(xué)效果。

3.建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和智能手機(jī)、平板電腦等的不斷普及，移動(dòng)學(xué)習(xí)成了一種新的發(fā)展趨勢(shì)。微信是當(dāng)前移動(dòng)設(shè)備的熱門應(yīng)用程序之一，其豐富的功能可為移動(dòng)學(xué)習(xí)的開展提供有力的支持。筆者所在的物理化學(xué)教研室建立了自己的微信平臺(tái)，教師和學(xué)生可以通過微信的私信、朋友圈、群聊等功能與自己關(guān)注的對(duì)象或公眾號(hào)進(jìn)行同步或異步的便捷交流，實(shí)現(xiàn)與特定群體通過文字、圖片、語音、視頻等形式進(jìn)行全方位的溝通與互動(dòng)，從而達(dá)到課堂講解無法達(dá)到的教學(xué)效果，更好地提高教學(xué)效率。例如通過微信教師可以群發(fā)功能推送消息，將有關(guān)教學(xué)的課程內(nèi)容或問題隨時(shí)上傳，讓學(xué)生自由討論；學(xué)生可以實(shí)時(shí)通過語音或短信的形式向教師提出問題，請(qǐng)求幫助，教師在線回答學(xué)生的疑問，即使當(dāng)時(shí)不在線，提問也會(huì)被記錄下來，老師上線以后再進(jìn)行答復(fù)。這樣可以避免過多的課堂討論占用有限的課時(shí)，并且能讓更多的學(xué)生參與進(jìn)來。另外，微信作為一種社會(huì)性軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，具備全天候、便捷性、移動(dòng)化、易溝通等特點(diǎn)，它不僅為學(xué)生的個(gè)人知識(shí)管理提供空間，而且能夠通過建立學(xué)習(xí)群體，為師生間網(wǎng)上同步交流架設(shè)一座橋梁，在教師的組織和引導(dǎo)下，師生一起進(jìn)行討論和交流分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，共同解決學(xué)習(xí)上遇到的困難。

通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，不但實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源共享，而且把教與學(xué)的交互過程進(jìn)一步延伸到了課堂以外，充分地體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的互動(dòng)化教學(xué)模式，使學(xué)生有更多自由思考的空間，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時(shí)擴(kuò)大了學(xué)生的視野，取得了較好的教學(xué)效果。

總之，物理化學(xué)教師要在今后的教學(xué)實(shí)踐過程中繼續(xù)探索，不斷思考與創(chuàng)新教學(xué)過程，在不斷學(xué)習(xí)和探索的過程中與學(xué)生一起分享傳授知識(shí)、獲取知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)帶來的快樂，以培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需要的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，努力完善教學(xué)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)課堂活力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和解決實(shí)際問題能力，強(qiáng)化課堂教學(xué)效果。

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