浅谈《物理化学》课程的教学方法

2022-09-11

物理化学是高等学校教育的骨干课程, 是化学、化工、材料、冶金、生物、农林、医药、地质等学科的理论基础课。物理化学是一门理论性、概念性、系统性和逻辑性很强的学科, 其特点是概念多而且很抽象, 理论深逻辑性强, 公式多且适用范围严格。这就决定了该课程能有效地培养学生化学素质, 提高思维能力以及对实际问题的分析解决能力, 但同时也决定了初学者学习起来普遍感到困难。因而, 探索新的教学方法, 提高学生对“物理化学”课的兴趣, 对提高课程教学效果是十分重要的。笔者从以下几个方面谈一点认识和体会。

1 整合教学内容, 结合专业精选教学内容

物理化学这门课涉及的内容较多, 在有限的教学实数内, 要保证教与学的内容完成和提高, 就必须精选安排教学内容。首先, 构建物理化学内容框架, 整合教学内容。内容框架为:热力学和动力学, 热力学部分由热力学的三大定律和应用构成。整合教学内容:首先理出无机化学和普通物理的重复的内容, 例如理想气体、功和热、溶液的依数性、化学平衡常数的计算等, 只让学生自己复习。把热力学定律整合为一章, 集中介绍基本术语和概念及五个状态函数, 然后以热力学基本原理和热力学函数基本关系为基础, 分简单P V T状态变化、相变化和化学变化三大类过程, 对热力学函数变化进行系统的计算讲解和练习, 这样使学生感觉条理清晰, 概念明确, 公式不易混乱。其次, 结合学生的专业, 授课时不能以同样的模式、相同的内容一概而论, 要充分考虑所授专业的特点和教学要求, 做到轻重有别, 按需取舍。热力学是物理的核心, 各专业学生普遍要学, 而热力学应用部分, 则可根据不同专业及学时数, 有选择地安排, 有重点地传授。如热力学应用部分的多相平衡、表面及胶体化学和动力学是生物、制药和食品专业的重点。

2 设问教学, 调动学生学习的积极性

设问教学法的教学过程是从公知公认的现象中或从学习者中提炼出的问题或困惑开始的。设问教学法与传统的课堂讲授不同, 教师不是单纯的知识传授者, 而是高级设置一系列与课程有关的实际问题, 引导学生通过深入分析、广泛讨论等方式来解决这些问题。设问教学法让学生带着问题, 有目的地学, 不但能激发学生的学习兴趣, 促进学生参与教学, 让学生学到有关的基础知识, 还有利于培养学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决问题的能力[1]。例如, 在学习热力学定律及其应用时, 提出“在一个封闭的房间里打开电冰箱门, 让冰箱工作足够长的时间, 房间会变凉爽吗?”[2];在讲节流过程时, 提出“我们日常生活中很熟悉的电冰箱, 其工作原理是怎样的?”;在讲化学动力学时, 可以问“我们生病吃药时为何不同的药一天吃的次数不同呢?”;讲界面现象及胶体化学部分, 可联系生活中常见的实例, 如“露珠为何呈球状”, “为什么豆浆遇到一点卤水 (主要含有M g C l2) 就会变成豆腐呢”等等。通过设问, 理论与实际相结合, 从而激发学生浓厚的学习兴趣, 引起学生求知的欲望, 保证物理化学课堂效果。

3 不断总结, 使学生所学知识系统化

总结实际上是二次学习过程, 总结有利于学生记忆, 有利于学生把握知识的整体及其内在联系, 因此是学习过程中的重要环节。对总结的要求:一是总结要体现每章节的知识结构, 要使学生对知识的结构性有所认识;二是总结要体现知识间的联系, 使学生认识到知识的规律;三是总结要体现知识要点, 使学生对重点具有把握能力。通过总结, 可以改变学生在知识学习存在的支离破碎的状况, 使各种知识以比较系统的形式被学生掌握, 使学生以联系的观点去学习知识、掌握知识。例如内容繁杂的热力学三大定律的总结, 可以基本概念、基本定律、基本公式为主线归纳总结, 其中对基本公式—热 (Q) 、功 (W) , 内能变化 (△U) 、焓变 (△H) 、熵变 (△S) 、功焓变 (△F) 、吉布斯自由能变 (△G) 的求算公式, 以简单P V T状态变化、相变化和化学变化三大类过程为主线重点归纳。每章总结后, 再举几道典型例题相配合, 效果更好。又例如学习完多章, 联系、比较归纳总结, 比如在热力学、动力学、相平衡、界面现象、电化学等章节中陆续出现了五个形式非常接近的公式:化学反应等压方程、阿累尼乌斯方程、克劳修斯-克拉佩龙方程、开尔文公式、能斯特方程, 通过比较容易记忆和理解, 这可使知识的学习具有连贯性, 可避免学生学了后面忘了前面内容的的弊病。归纳总结是学生学好物理化学的的重要环节。

4 结合教学内容, 采用多媒体教学手段

计算机科学的高速发展为课堂教学提供了集图、文、声、一体的现代教学技术, 这与以教材、黑板和粉笔为主的传统教学技术相比, 具有形声性、再现性、先进性和高效性的优势。对于难以讲解或表达的内容, 可以运用动画、影片等手段把难以理解的概念形象化, 引起学生的兴趣, 加深学生的理解。同时多媒体教学片也可以把物理化学教材中的各种实验技术和方法, 尤其是那些国内或本校还无法拥有的高新科技的实验设备和技术展现出来。这样不仅能引起学生的学习兴趣, 也启发了学生的创新思维。比如, 热分析法绘制二组分体系相图的过程、电解时电极上的反应过程、金属腐蚀和防腐的原理、燃料电池的应用等内容, 若采用多媒体教学, 可以发挥多媒体图文声色的优势, 增强教学效果。

总而言之, 教学既是一门艺术, 也是一门科学, 更是两者的结合, 使教学达到艺术的境界迸进入科学的殿堂, 应是我们每位教师孜孜不倦的追求。在教学过程中, 应时时刻刻把教学内容与人才培养目标有机地结合起来, 使学生在学习到基础知识的同时, 更好地在创新素质等方面有较大的提高。

摘要：基于物理化学的课程特点及学生现有的学习现状, 本文从精选教学内容、激发学生的学习兴趣、引导学生归纳总结、改进教学手段四个方面就如何提高物理化学课程的教学效果谈了一些体会。

关键词：物理化学,教学效果,教学