材料物理化学论文

2022-05-13

今天小编为大家推荐《材料物理化学论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘要:材料化学专业所开设的《材料物理化学》课程是一门专业基础课,在整个专业学习过程中起着举足轻重的作用。为进一步提高教学效果,培养学生的学习自主性及提高学习效果,本文针对教学过程及考核方式等方面存在的问题提出了几项改革措施。

第一篇:材料物理化学论文

浅谈材料化学专业《材料化学》课程的教学改革与实践

摘  要:《材料化学》是郑州大学材料科学与工程学院材料化学专业本科生的一门重要的专业基础课、主干课,其内容综合了超分子化学、纳米材料等内容,是一门材料科学与现代化学相结合的新兴课程。该课程是在四大化学、生物化学和结构化学的基础上进行的有效延伸,对扩展学生的知识面,改善学生的知识结构具有十分重要的意义。然而,由于该部分内容牵涉知识面广,内容新,知识点间的跨越较大,国内没有合适的配套教材等因素,往往导致学生觉得课程章节间上下联系不紧密、概念理解不透彻、理论枯燥乏味,晦涩难懂以及对所学知识综合运用能力弱等问题。为此,文章作者从多年教学实践出发,围绕着《材料化学》课程教学内容展开创新性的探索,通过优化教学方式和方法,极大增加了学生的学习热情,提高了教学和人才培养的质量,获得了优异的教学效果。

关键词:材料化学;超分子化学;纳米材料;教学改革

鄭州大学材料科学与工程学院成立材料化学专业的初衷是在坚持应用型理科人才培养目标定位的基础上,努力拓展学科专业的生存空间,坚持以高分子材料为特色的办学定位,通过创新的人才培养模式研究、培养机制研究,让学生达到基础扎实、知识面宽、系统掌握化学和材料科学的基本原理和基本实验技能,能在材料科学及相关领域从事研究、科技开发和相关管理工作,最终成为具有创新精神的高端应用型人才。因此,课程除了开设有化学专业和材料专业的一些基础课,高分子材料的一些专业课外,如何进一步拓展该专业学生的化学和材料的相关知识,实现化学和材料课程的紧密结合成为课程设置的一项十分重要的内容。基于此目的,包含了材料化学和纳米材料等内容的《材料化学》课程被定为材料化学专业本科生的一门重要的专业的基础课和主干课。然而,在授课过程中,却发现该部分内容存在着涉及的知识面广、内容新,知识点间的跨越较大[1]、国内没有合适的配套教材以及国内没有成体系的课程值得借鉴等一系列的问题。同时,学生的反馈也是课程章节之间联系不够紧密,概念理解不够透彻、理论枯燥乏味,晦涩难懂以及对所学知识综合运用能力弱等问题。

为了激发学生的学习兴趣,提高该门课程的教学质量和教学效果,提高学生对所学知识的融会贯通能力,我们对《材料化学》课程教学过程中存在的问题进行了分析和总结,从教学内容和教学方法等方面进行了积极的探索和研究。

一、《材料化学》课程的教学现状

(一)缺乏合适的教材

目前,国内很多高校都开设有《材料化学》这门专业课,同时,以《材料化学》命名的教材国内也很常见,但是,不同高校开设的材料化学专业,其《材料化学》课程包含的内容有不同的侧重点[2]。对于郑州大学《材料化学》这门课程来说,由于学生之前已经学习了《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》、《分析化学》、《高分子物理》、《高分子化学》和《高分子材料》等课程,在《材料化学》再过多的增加基础化学和材料学的知识不仅在教学内容上会产生重复,同时也会增加学生的厌学情绪,无法达到进一步拓展学生化学和材料相关知识的初衷。而将超分子化学和纳米材料等内容加入到《材料化学》教学内容中,则既可达到最初课程开设的目的,也可拓宽学生的知识面,提高学生的学习兴趣。然而,目前市面上的《材料化学》教材均不含超分子化学的内容,同时,其有关纳米材料的内容也过于简单,无法满足课程开设的需求。

(二)教学内容差异化较大

国内开设《超分子化学》本科生课程的高校并不普遍,另外,在课程内容的选择上各个高校的差异化也较大,这一方面和课程开设的目的息息相关,另一方面也和课程开设的性质有着紧密的关系。有些高校将《超分子化学》作为专业课程,有些将其作为拓展课,因此教学内容上有些偏重于超分子化学的基本概念和基本理论,有些则更多关注超分子化学的最新进展。如吉林大学开设的双语课程《超分子化学》,其在引入超分子化学的基本概念后,更多的内容则倾向于超分子化学在各个领域取得的进展[3],这与其课程开设的目的是开阔学生的视野,培养学生对科学研究的兴趣息息相关。而郑州大学引入超分子化学内容的主要目的是让学生掌握超分子化学的基本概念、基本原理、能够通过超分子化学的手段设计、合成一些简单的材料,能够分析常见的主客体化学中的作用力类型以及作用力的增强或减弱的原因,拓展其在化学和材料领域方面的基础知识。有关纳米材料教学内容方面,郑州大学材料化学专业坚持高分子材料的办学特色必然要求高分子纳米材料要作为其中的重要内容。因此,如何解决教学内容差异大,同时突出自己的办学特色,成为摆在我们面前的一个重要问题。

二、教材和教学内容的选择

(一)教材的选择

超分子化学和纳米材料在本科教学方面基本没有现成的教材,没有成体系的教学模式和内容可以参考,很多院校都是在引入基本概念后,结合国内外研究的最新进展开展拓展性的教学[4]。这种教学模式比较适合在研究生教学中开展,但对于材料化学专业的本科生,源于以下几个方面的考虑,该方法就不太适合。1. 课程所涉及的概念、理论和方法要成熟,进展类的内容尽量少涉及;2. 《材料化学》仅安排了48学时,教学内容要重点要放在了基本概念、基本理论和基本方法上;3. 本科生对知识理解的广度和深度和研究生有一定的差距,过于复杂的理论和实验不利于其理解和吸收。基于以上几点考虑,在参考教材的选择上,我们针对不同内容采取了不同的方案。对于超分子化学,我们主要选择了国外的原版英文教材的译著,如化学工业出版社出版的国外优秀化学著作译丛《超分子化学》和北京大学出版社出版的《超分子化学-概念和展望》等。而对于纳米材料,我们主要选择的是在国内纳米材料领域的一些代表著作,如白春礼主编,四川教育出版社出版的《纳米科技-现在与未来》和施利毅主编的华东理工大学出版社出版的《纳米科技基础等》。同时,为了更加适应我们专业的教学,我们成立了材料化学编写小组,在参考了国内外大量书籍的基础上,自编了《材料化学》教材,更加方便了学生的学习和参考。

(二)教学内容

根据本科生知识结构的特点,结合我们课程自身的实际情况,我们在超分子化学和纳米材料授课内容的选择上重点放在了基本概念、基本理论和基本方法的讲解上。在超分子化学的教学内容上,我们主要讲解了超分子化学的相关概念、生命中的超分子化学与生物模拟、阳离子的络合、阴离子的键合、中性分子的络合以及自组装和模板等内容。在纳米材料部分,我们主要讲解纳米材料概述、纳米材料的化学制备方法、无机纳米材料、高分子纳米材料等。教学内容的选择上除了突出重点,突出基础外,更加注重章节间的联系和逻辑关系,提高了课程的系统性和关联性。具体来说,在超分子化学内容的选择上,我们沿着什么是超分子化学-超分子化学是怎么发展起来的-超分子化学和普通化学有什么异同-超分子化学为什么是一门重要的值得学习的课程这条主线。而在纳米材料内容的选择上,我们则沿着什么是纳米材料-纳米材料和体相材料相比具有哪些优异的性质-纳米材料具有独特性质的原因是什么-纳米材料的常规制备手段有哪些-常见的高分子纳米材料的制备方法-常见的无机纳米材料的制备方法这条主线。沿着这些主线,极大提高了课程章节之间的逻辑性、系统性以及内容的关联性,提高了学生的学习效率,增强了教学效果。同时为了增加学生的实验能力,我们还开设了48学时的《材料化学实验》课程,这在增强学生动手能力的同时,还可进一步提高学生对所学理论知识的理解。

三、教學方法探讨

(一)激发式教学

针对该专业学生读研和出国率较高的特点,在课堂上给他们简单规划科研成长的道路,告诉他们在科研的成长道路上选题的重要性,列举了近些年在超分子化学领域和纳米材料领域的重要研究成果和诺贝奖获得者,让学生深刻认识到学好超分子化学和纳米材料的相关知识,可以在今后他们的学术成长道路上帮助他们易出成果、多出成果,出好成果,从而激励学生发自内心去学习这两个方向的知识的热情。同时,鼓励学生多思考,多用自己而非书上的文字来发表自己的观点,并对他们进行启迪和鼓励,让学生在回答问题的过程中去思考,让其他学生对其观点进行评述和补充,从而调动他们的积极性、能动性和创造性,达到激发式教学的效果。

(二)归纳对比式教学

超分子化学和纳米材料教学内容点多面散,如何让学生能够在短暂的课堂上掌握这些教学内容中的基本概念和基本理论,学会用这些概念和理论分析和解决一些实验中遇到的问题,理解文献中报道的最新内容,是摆在任课教师面前一个十分现实的问题。为此,我们对这部分教学内容进行了归纳,同时将相近的内容进行了对比,这样不仅能够加深加快学生对教学内容的理解和掌握,还有利于学生学会思考,掌握分析问题的方法和技巧。例如,在超分子化学的教学上,我们就如何分析主客体之间键合的稳定性进行了归纳,得出如下分析和解决问题的技巧:1. 主体的空腔和客体在空间尺寸上越匹配,主客体间的键合越强;2. 主体的空腔和客体在形状上越类似,主客体间的键合越强;3. 主体和客体在电荷上要互补,相同条件下电荷密度越大,主客体结合越强;4. 相同条件下,主体的刚性越强,主客体间的结合力越强;5. 相同条件下,主体的预组织性越强,主客体间的结合力越强;6. 溶剂对主客体间的结合力影响很大,因此可利用亲疏水性增强主客体间的结合;7. 利用大环效应、大二环效应可放大键合位点间的弱相互作用,增强主客体间的键合;8. 主客体和溶剂间的溶剂化自由能越大,主客体间的键合能力越弱。另外,为了对比分子化学和超分子化学的不同,我们采用图像和表格两种方式对他们进行了详细的对比。其从结构和功能上形象地对比了超分子化学和分子化学之间的差异和联系,阐明了分子化学是合成新物质,而超分子化学是形成分子组装体。而表1则从结构单元、单元名称、结合力、结构实现方式、结构以及性能等多方面对分子化学和超分子化学进行了多层次的对比,这在加深学生的理解和掌握的同时,也方便学生记忆。

(三)化抽象为形象式教学

超分子化学中的弱相互作用力的种类很多,包括氢键、离子-偶极、偶极-偶极、阳离子-π、π-π堆积、范德华力以及疏水效应等。在主客体的结合过程中通过将这些弱的相互作用力放大,可形成稳定的主客体化合物,并且这些主客体化合物和主体与客体在适当的条件下可实现快速的转换。如果只是讲解这些抽象的理论,学生很容易困惑和迷茫。为了便于学生的理解,我们采取了化抽象为形象的教学方式。例如在讲解冠醚,我们将冠醚比作一顶可伸缩的带有几个魔术贴粘接点的简易柔性帽子,将碱金属阳离子比作不同的人的头。冠醚和阳离子络合时,就好比不同人选择不同帽子,只有帽子的尺寸和人头的大小匹配时,其戴在头上才会比较牢固和舒适,否则就容易脱落。而固定在冠醚环上的氧原子好比帽子上的魔术贴粘接点,只有帽子尺寸和头的大小比较合适时,这些粘接点才能同时和头部比较好的作用上,实现冠醚和阳离子的稳定络合。同时由于冠醚具有一定的柔性,就像有一顶伸缩性的帽子,其在尺寸不太匹配时,仍可通过帽子的伸缩不太舒服的戴在头上,具有一定的结合性,就像冠醚尺寸和碱金属离子不太匹配时,依然呈现出平台选择性相似。

四、结束语

本文针对郑州大学材料科学与工程学院现有的《材料化学》课程中超分子化学和纳米材料两部分的教学内容的特点、现状以及存在的问题,分析了教学改革的必要性,并从教材和教学内容的选择、教学方法的改进等方面进行了该门课程的教学与实践改革,取得了理想的教学效果。但是由于这门课程中涉及的教学内容庞杂,新的概念和理論不断完善和替代旧者,新的研究成果不断涌现,其和其它学科间的交叉也日益密切,因此课程的教学改革和实践必定是一个长期的过程。在随后的教学过程中,我们还需对《材料化学》课程在实践中不断地进行探索和总结,以使该课程的教学效果得到不断的完善和提高。

参考文献:

[1]刘东青,余金山,祖梅.《纳米材料》本科课程教学探讨[J].高教学刊,2017(11):84-85.

[2]王学雷,周晓谦,洪晓东,等.《材料化学》课程设置与教学改革初探[J].广州化工,2018(46):135-136.

[3]杜建周.以培养学生创新实践能力为导向的《纳米材料》课程教学改革与实践[J].教育教学论坛,2018(10):125-126.

[4]陈晓欣,孙俊奇,王力彦.超分子化学课程建设与教学实践[J]. 化学教育,2018(39):7-11.

作者:陈志民

第二篇:材料化学专业《材料物理化学》课程的教学改革研究

摘 要:材料化学专业所开设的《材料物理化学》课程是一门专业基础课,在整个专业学习过程中起着举足轻重的作用。为进一步提高教学效果,培养学生的学习自主性及提高学习效果,本文针对教学过程及考核方式等方面存在的问题提出了几项改革措施。包括在教学过程中,对部分教学内容采用混合教学,翻转课堂及与实践教学相结合的方式,同时在考核中提高过程考察所占比重,从而全面增强学生的学习效果,提高学习兴趣,达到培养全面型人才的目的。

关键词:材料物理化学 材料化学 教学改革

随着社会的进步和科技的发展,材料、能源及信息成为了当代科技的三大支柱。其中,材料主要包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料及由这三种材料形成的复合材料等。材料科学是当今世界的带头学科之一,而材料的开发是一切技术发展的物质基础。材料化学专业作为一门新兴学科,主要研究材料化学合成方法,化学结构组成及其性质等方面的相关知识,承担着培养未来能够在材料科学与化学及其相关领域从事研究相关工作的复合型高级人才的重要责任[1]。

1 课程的重要性及存在的问题

《材料物理化学》作为材料化学专业重要的专业基础课,该课程的教学目标是理解及应用物理和数学的有关理论及方法研究化学运动的普遍规律。通过本課程的学习,能够使学生理解及掌握材料化学学科的基本原理,培养学生的理论思维能力,为将来的工作及学习打下扎实的理论基础。本课程共80学时,分上下两学期学习,是我校材料化学专业学生所接触的第一门专业课程,可以说,本课程学生学习效果的优劣直接关系到后续专业课的掌握情况。同时,《材料物理化学》这门课也是许多高校研究生入学考试的必考科目。因此,学好这门课是十分必要的。

目前本课程的教学模式主要是以教师讲解为主,考核内容主要包括期末笔试及出勤情况两部分。然而,调研发现,由于本课程与数学物理的联系密切,抽象概念多,公式推导繁琐,学生普遍觉得课程的内容多,难度高,学起来较为吃力,导致学生容易失去学习兴趣,影响学习效果。同时,由于该课程的授课时间是第二和第三学期,处于这一时期的学生具有较的求知欲和学习热情,如何有效的激发学生的学习兴趣,让学生掌握学习方法,进而激发出对自己的专业热爱是专业课老师深入思考的。因此,对现有的教学模式与考核方式进行改革是一个值得我们教育工作者深入探索的重要方向。

2 教学改革措施

2.1 混合式教学探索

基于学生普遍觉得本课程内容过于抽象,理论深奥的问题,可尝试近年来新兴的混合式教学模式,即将在线教学和传统教学的优势结合起来,实行“线上”与“线下”相结合的教学。通过将两种教学组织形式的有机结合,可以把学生的学习由浅到深地引向深度学习。教师应首先将课程中相关较为抽象的理论知识整理出来,按照一定的顺序发布到网络上,指导学生通过网络进行线上理论部分的学习;同时教师还应设置出相应的问题,让学生自主寻求答案。通过网络自主学习并寻求答案,能够给予学生较强的自由,同时督促学生通过网络得到更加具体或多样化的学习内容,进而将抽象的理论进行具体化。因此,相信通过这种方式,能够充分调动起学生的学习主动性,从而提高学生的学习兴趣。

2.2 翻转课堂的尝试

随着网络的发展及普及,通过网络获取知识已经成为当下最流行的学习方式。翻转课堂是对理解性教学理念的有益探索,其实践本质是帮助学生实现深度学习、培养学生创新实践能力。因此,教师可选取《材料物理化学》课程中较为简单的知识采用翻转课堂的方式进行教学。在具体实施过程中,教师将学习的决定权交给学生自己,即学生在上课前通过查阅相关资料,或者在网络上与其他同学讨论,自主学习新的专业知。教师在课堂上采用讲授法和协作法相结合的方法与学生进行交流,答疑解惑,实现共同研究及解决问题的目标。在这种教学方式下,学生能够通过实践主动获得相关知识,让学生的参与度更强,而不是被动的被灌输知识。因此,可以增强学生的学习主动性,提高自学能力。

2.3 实践教学与理论教学的有机结合

提高学生的实践及动手能力,增强学生的分析问题和解决问题的主动性,培养出适应社会需要的应用型人才是本科教学的目标。因此,在注重专业知识理论教学的同时,与《材料物理化学》课程配套的实践教学也应当进行必要的改革。以往的一些实验,往往是要求学生照搬实验指导书内容完成相关实验即可,对学生深刻理解相关理论,以及提高学生的分析问题及解决问题的能力效果不大[2]。因此,理论课教师应与实验老师共同探讨实验内容,适当增加一些能够充分激发学生兴趣的综合性及设计性实验。让学生自己动手,通过实验探索获得相应的知识或理论,从而提高学生的综合实践能力,加深对理论知识的理解。

2.4 过程考核方式探索

传统的考核方式主要为闭卷考试,这种方式所得成绩尽管简便客观,但易使学生仅凭机械记忆来通过考试,对于考查学生的整个课堂学习状态及效果不够全面,学生对理论应用能力及创新能力无法在考核成绩中充分体现。在教学改革过程中,应当充分关注学生的基础理论知识的掌握程度、实践操作的动手能力、分析问题及解决问题的能力,以及学习的积极主动性等。因此,教师应当通过加大过程考核的比重,即对学生的整体表现进行全方位立体式的考核,让学生在整个学习的过程中随时保持积极的心态,从而达到更加客观的评价的效果[3]。

3 总结与讨论

《材料物理化学》作为被大多学生认为“难学”的课程之一,如何提高学生的学习兴趣,提高学习效果,一直是我们教师深入探索钻研的问题。在该课程的教学过程中,教师应当积极关注学生的学习状态,避免灌输式教学,让学生随时保持学习的激情。通过将传统教学与混合式教学及翻转课堂等新式教学手段相结合,能够让学生在学习的过程中发挥主观性,提高学生的参与度。但是,教师作为课堂的主导者,应当随时做好“掌舵人”的角色。做到既让学生积极主动的学习,又不会因学生太过 “自由”而失去课堂的本质。总之,教师应在教学过程中积极采用引导启发的方式,激发学生的求知欲,感受到课程自身的魅力,让学生主动的去学习,爱学习,从而实现本课程的教学目标,提高学生的学习效果及学习能力。

参考文献

[1] 郝占军,程云环.材料化学专业材料性能学的教学实践[J],广东化工,2019,46(7):237.

[2] 徐艳.《材料物理化学》课程教学改革探析[J].广东化工,2019,46(14):215-216.

[3] 王新平.关于物理化学课程基本内容教学改革的建议[J].大学化学,2016,31(8):8-12.

作者:张国芳 蔡颖 许剑轶 胡锋 宋金玲

第三篇:材料类专业物理化学教学改革探索

摘要:物理化学作为材料类专业的专业基础课,在人才培养中具有非常重要的地位与作用。本文立足应用型本科人才培养、材料类专业人才培养和工科学生人才培养的要求,结合教学实践,对物理化学的教学改革进行了初步探索,以期达到提高学生学习兴趣、改善教学效果的目的。

关键词:材料类专业;物理化学;教学改革

一、引言

物理化学又称理论化学,是化学学科的一个重要分支,是从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手来探求化学运动中具有普遍性的基本规律的一门学科,是物理学与化学最早相互渗透的一门交叉边缘学科,是化学及化工、材料、生物等学科的理论基础,被称为“化学的灵魂”[1,2]。物理化学作为材料类专业的一门专业基础核心课、必修课,与无机化学、有机化学、分析化学等课程共同构成了主要专业基础知识平台,居于承上(公共理论层次)启下(专业理论层次)的重要枢纽地位,对于学生科学素养的培养和动手能力、创造能力的提高起着至关重要的作用。物理化学的学习要求学生具备扎实的物理和数学理论功底,也要求学生具有较强的理论联系实际的能力。物理化学的这种跨学科性对学生提出了更高的要求,也加深了学生的学习难度。但是,材料类专业的学生化学基础较差,再加上物理化学这门课程逻辑性强,公式繁多,比较抽象,学生学习起来比较困难,难免产生畏难情绪,导致恶性循环。因此,如何提高物理化学的教学质量,成为每个物理化学教师必须思考的问题。本文根据专业特点,结合自己的教学实践,对材料类专业物理化学的教学改革及教学思路进行了如下思索和探讨。

二、深入浅出,把握主线,科学方法贯穿于教学中

鉴于物理化学逻辑性、系统性强,章节之间联系紧密的特点,教师注重课程整体性和系统性的把握,有助于学生从整体上理解课程的基本脉络和内在联系。因此,我们每次在讲述新内容之前都会将上次课程的主要内容进行一个简单回顾。如我们在讲“热力学第二定律”之前,就可以先回顾一下“热力学第一定律”的相关知识,阐述其能解决哪些问题,不能解决哪些问题,自然而然地就过渡到“热力学第二定律”。这样做除了可以起到对所学知识的复习、巩固外,还有助于学生找到各章节之间的联系,抓住各章节的重点、难点和关键点。

在传授学生学习知识的同时,也注意科学研究方法,如科学抽象法、理想模型法、本质揭示法、极限外推法、数值相关法、归纳演绎法等的渗透。例如,理想模型法是自然科学中重要的研究方法,也是物理化学理论的一个重要内容。理想模型法简化了实际过程,揭示了运动规律,透过现象抓住事物的本质。物理化学中的理想气体、理想溶液、可逆过程都是理想模型法的应用。教师从课堂教学的角度选择一些方法进行讨论,加深学生的认识。学习物理化学的基本知识,更须注重认识物理化学科学思维的研究方法,这几个要点互相渗透,相辅相成。有了正确的研究与学习方法,才能更好地掌握理论的基本内容与知识,并指导实践。学习中只有坚持理论与实践相结合,才能更深刻地理解与运用理论,并在解决实际问题中掌握理论和方法,培养创新能力。

三、改革教学内容,采用课堂讨论式、互动式教学方法

根据学校办学定位和专业培养目标及国家化学教学指导委员会制定的基本教学内容,针对材料类专业物理化学课时少(64学时,含16学时实验)的特点,编制《物理化学教学大纲》,明确教学要求与教学目的,规范教学内容。教学内容上体现“少而精”、“精而新”的原则,精简与材料基础化学Ⅰ重复的内容(如化学平衡),引进本学科领域最新科技成果,如热力学部分的不可逆热力学问题、信息熵等,动力学部分的微观反应动力学等,电化学中的纳米电化学[3]、燃料电池[4]、锂离子电池[5]等新能源技术等。适当引入一些科学家的内容,通过科学家小故事的介绍,使学生懂得科学道路的艰辛,学习科学家的科研方法与科学态度以及如何抓住机遇,获得成功。

传统教学法是教师讲、学生听,课堂讲授是教学的重点和中心。为了调动学生的学习积极性和主动性,尽可能地采用讨论式、互动式等启发式教学为主,多种形式相结合的教学方法。例如,我们在讲“克劳修斯—克拉佩龙方程”的时候,在讲解完“高原地区随着压强的增加,水的沸点降低”这个例题之后,同学们终于明白为什么高原地区鸡蛋煮不熟的道理。基于此,我们可以顺势让同学们继续讨论这个方程还可以解释生活中的哪些现象等。这样不但可以调动课堂气氛,还可以激发学生的学习兴趣,使原本枯燥的课程显得不再那么单调,使学生由被动接受转为主动参与、思考,发挥学生的主体作用,培养学生的发散性和创造性思维。

四、及时复习,善于小结,坚持上好习题课

任课教师在全面深入理解和吃透教材的基础上,对授课内容进行深入浅出的讲解,让学生更好地掌握各章节的内在联系。每章讲完及时进行小结,使学生对所学内容有清晰的脉络,复习起来有重点、有方向。除此之外,课后作业也是非常重要的,作业的完成有助于学生更好地理解、强化并掌握所学内容。

习题课、答疑课是教学工作的有效补充,对物理化学基本概念和基本原理的理解,离不开教材中的例题和习题。因此,任课教师在讲清基本概念、基本原理的基础上,要坚持上好习题课、答疑课,从而加深学生对物理化学基本概念、基本原理的理解与掌握。通过实例和习题的练习,可以帮助学生正确理解和运用知识点,避免眼高手低。还可以调节学生的学习兴奋点,让学生能与书对话,及时消化阅读产生的问题,帮助学生理解所学内容,掌握和积累知识,让不懂的学生能提出问题,让听懂的学生会做作业。通过增删、变条件、延伸等手段,诱导学生构造思考题,鼓励学生发现和提出问题,对教学内容提出质疑。其目的是使学生乐于动脑,勤于思考,养成受益終生的良好学习习惯,提高分析问题和解决问题的能力。

五、科研进课堂,理论联系实际,培养解决实际问题的能力

采取理论联系实际的方法教学,培养学生运用物理化学基本原理解释生产和生活实际问题的能力。例如,通过热力学计算解决实际化工过程的能量恒算,产物的理论收率问题;利用相平衡原理解决金属冶炼和中草药有效成分提取等问题;利用电化学原理指导新型能源的设计与开发等。

强调科研对教学的促进作用,注重科研与教学的有机结合,把科研成果带入课堂,把最新的知识和信息传递给学生,以促进教学质量的不断提高。例如,在教学实践中,将教师承担的部级、省级重点科研项目的内容引入教学,作为教学案例,使学生通过实实在在的项目、研究内容加深对课本理论概念的理解及应用。实践证明,这些举措改变了那些只进行教学工作而不进行科研学术工作的教师在教学中只能教死书的状况。

六、结语

针对物理化学理论性、逻辑性和概括性强的特点,教学方法以讲解为主,同时辅以课堂讨论法、习题教学法、实验教学法等多种教学方法。教学中,强调学生的课前预习、课后复习和进行练习,几种教学方法灵活使用,有机结合,使学生系统掌握物理化学的基本知识和基本原理,加深对化学变化规律本质的认识,加深理解前期课程所学基本知识和基本理论的认识,从宏观和微观上能够理解和解释化学变化的本质。要系统掌握物理化学的科学、辩证的思维方法,培养学生发现问题、研究问题、分析问题和解决问题的能力,做到理论与实际相结合。

参考文献:

[1]天津大学物理化学教研室.物理化学[M].第6版.北京:高等教育出版社,2017.

[2]傅獻彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学[M].第5版.北京:高等教育出版社,2005.

[3]王宗花,郭新美,夏建飞,等.基于纳米材料电化学生物传感器的研究进展[J].分析测试学报,2011,30(11):1216-1223.

[4]Y.Lee,J.Jang,J.G.Lee,et al.Optimization of the Pd-Fe-Mo Catalysts for Oxygen Reduction Reaction in Proton-Exchange Membrane Fuel Cells[J]. Electrochimica Acta,2016,220:29-35.

[5]朱文均.过渡金属氧化物锂离子电池负极材料的纳米化构建及电化学性能[D].杭州:浙江工业大学,2013.

作者:秦润华 郝凌云 叶原丰