觀摩美國田納西大學物理化學教學得到的啟示

謝逢春

(華南理工大學化學與化工學院 廣東廣州510640)

國外化學教育

觀摩美國田納西大學物理化學教學得到的啟示

謝逢春

(華南理工大學化學與化工學院 廣東廣州510640)

闡述美國田納西大學物理化學課程教學的教學內容、教學方式、學生成績的評估方式以及對教師教學工作的評估方式，并對比我國華南理工大學的物理化學教學，提出了借鑒美國高校物理化學教學的先進經驗，將以教師為中心的教學模式轉變為以學生為中心的教學模式是提高物理化學教學效果的一個有效途徑。

物理化學課程是化學、化工、生物、環境、材料等專業的一門重要專業基礎課，對于這些專業的學生形成完整的知識結構具有不可替代的作用。華南理工大學作為首批進入國家“211工程”和“985計劃”建設的重點大學，在物理化學課程建設上進行了長期努力，目前華南理工大學的物理化學課程已經成為廣東省精品課程。

美國田納西大學具有200多年歷史，為田納西州最大的大學，也是受政府資助的公立大學。田納西大學的物理化學課程是該?；瘜W、環境、材料、生物專業本科生的骨干基礎課程，受到學校的高度重視，該課程在改進教學方法、提高教學效果方面取得的成就令人矚目。筆者作為在華南理工大學承擔物理化學教學工作達20年的教師，以訪問學者的身份應邀到田納西大學訪問，觀摩了田納西大學物理化學教學的全過程，并同主講教師T.Ffrancon Williams教授進行了深入的交流，得到了一些較為深刻的啟示和借鑒。

1 比較

1.1 教學內容

田納西大學開出的物理化學課程分為物理化學和生物物理化學兩種類型。其中物理化學是為化學、化工、材料等專業本科生開出的專業基礎課，主要包含經典熱力學、多組分體系、化學平衡、相平衡、電化學、化學動力學、量子化學、統計熱力學、偶極分子及其相互作用、固態結構等內容，共84學時，分上下兩學期開出，每學期42學時。生物物理化學是為生物、環境等專業本科生開出的專業基礎課，課時及開課時間同物理化學課程相同，內容刪減了偶極分子及其相互作用、固態結構等內容，增加了生物熱力學、生物膜、生物大分子、酶動力學、細胞動力學等生物學方面的相關內容。

華南理工大學開出的物理化學課程分為84學時、64學時和48學時三類。其中84學時的課是為應用化學專業本科生開出的專業基礎課，分上下兩學期，每學期42學時。64學時的課是為化工、材料等專業的本科生開出的專業基礎課，一學期上完。48學時的課是為生物、食品、環境等專業的本科生開出的專業基礎課，也是一學期上完。這三類物理化學課程主要涵蓋了經典熱力學、多組分體系、化學平衡、相平衡、電化學、化學動力學、統計熱力學、表面化學、膠體化學等內容，其中64學時和48學時的課不包含統計熱力學的內容，并根據學時不同對其他章節的內容做一定的刪減。

這兩個學校的物理化學課程涵蓋的內容各有千秋，其中田納西大學的物理化學課程偏重于量子化學、統計熱力學以及生物領域方面的內容;而華南理工大學的物理化學課程偏重于表面化學、膠體化學方面的內容，但非化學專業的課時偏少，在某種程度上影響了學生對物理化學知識的掌握。

1.2 教學方法

1.2.1 注重師生互動的課堂教學

田納西大學的物理化學課堂教學非常注重師生互動。教師在講授一個知識點前，經常先向學生提出問題，引導學生思考，并啟發學生提問，然后再根據學生的問題，展開這個知識點。教師和學生經常就某個熱點和難點問題進行討論。課堂上既有講授，也有討論，讓學生通過思考和提問，逐步領會和掌握所學內容。為了活躍課堂氣氛，教師還將一些有關社會上熱點問題的資料印發給學生，讓學生結合課程內容進行討論。如講授熱力學第二定律時，將總統競選過程中辯論激烈的能源問題結合能量的轉換規律進行討論;在講物質的光譜和電磁波時，結合社會上有爭議的有關家用電器產生的電磁波是否對人體有危害的問題進行討論。學生通過對一些大家關心的實際問題進行探討和研究，提高了對物理化學課程作用和地位的認識，并產生了對課程知識學習的濃厚興趣。

華南理工大學同國內其他高校一樣，物理化學的課堂教學以教師講授為主，學生有問題一般在課下向教師提問，教師進行解答。近年來學校大力倡導師生互動教學，力圖改革傳統的教學模式。筆者在課堂教學中講授難點問題時，一般先啟發學生進行思考，讓學生思考一段時間后，再展開問題進行講解。這種互動教學方式很受學生歡迎，已經取得了較好的教學效果。

1.2.2 引導學生合作學習

在田納西大學的物理化學教學過程中，學生被分為若干個小組，每個組3～4名學生。小組活動有兩類，一類是小組討論，一類是小組作業。

小組討論課1～2周舉行一次，每次一節課(50分鐘)，教師首先將一些重點、難點問題作為討論主題布置給學生，讓學生先進行思考，并查閱有關資料，然后再在小組討論課上分組討論，教師對每個小組巡回指導。小組討論課上氣氛一般都很熱烈，學生們各抒己見，爭相提出自己的觀點，并對其他人的觀點提出個人見解。例如，在討論熵的概念時，有的學生提出熵和溫度一樣，也是一種系統熱運動激烈程度的量度;有的學生提出熵是系統惰性的量度。有的學生還查閱了信息熵、經濟熵等資料，拿來和熱力學熵進行對比。經常一節課時間到了，學生們還意猶未盡，自發地在課下繼續小組討論。討論完后，小組學生共同寫出討論記錄和總結，交給教師。教師對正確的觀點給予肯定;而對不正確的觀點則肯定其正確的部分，修正其錯誤的部分;并對提出獨特見解的學生給予特別鼓勵。

小組作業一般題量都很大，必須由小組成員分工完成。學生們先進行思考，查閱相關資料，找到自己分工的作業題的解題方法，然后在小組作業會上報告自己的解題思路，再聽取其他同學的意見，并對其他同學分工的作業題的解題思路提出自己的見解，最后按分工共同完成作業。這樣，雖然每個學生完成的只是自己分工的那部分題，但實際上掌握了全部小組作業題的解題方法。合作學習不但有效地提高了學生的學習效率和效果，還促進了良好學習風氣的形成。學生在合作學習中，互幫互學，共同提高。

華南理工大學的物理化學教學雖然以大班講授為主，但也進行了大班授課和小組討論相結合的嘗試。筆者在1998年曾將一個物理化學授課班的96個學生分成10個小組，每組10個學生左右，一學期開展3次討論，每次討論時間約3小時，均為對前面學過的課程內容進行的階段性總結討論。在討論會上，學生相互交流，教師進行總結。小組討論有效地促進了學生對課程知識的理解和掌握，提高了教學效果，并獲得學生們的好評。筆者已經將這項教學成果總結成一篇教學研究論文發表。

1.2.3 促進學生主動學習

主動學習貫串于田納西大學學生學習物理化學課程的整個過程中。教師在課堂上講解的只是課程內容中的難點和重點部分，課程內容中的一大半要求學生通過自學和合作學習掌握。每次小組討論課前，學生都要查閱大量相關資料，對有關問題進行思考和探索，形成自己的見解，以便進行討論。教師布置的作業，大部分都涉及到未講解的課程內容，學生必須針對這些作業中的問題，對有關課程內容進行學習和討論，掌握這些內容后，才能完成作業。另外，學生每學期還要寫兩篇課程階段總結和一篇課程論文，學生必須自己對課程內容進行認真的總結和研究后，才能完成這些工作。學生經常是帶著問題學習，帶著明確的目標學習，這些問題和目標推動著學生去主動學習，這是學生學習物理化學課程的主要方式。

華南理工大學為了提高物理化學課程的教學效果，也采用了一些方式，促進學生主動學習。筆者在物理化學課程教學中，經常在作業題外，給學生布置一些內容較深的思考題，讓學生通過自己的深入思考，對課程中的一些重要問題進行探索，以加深對課程內容的理解。

1.3 學生成績的評估方法

田納西大學物理化學課程學生期末總評成績評定方式為:小組討論10%;小組作業9%;課程階段總結(兩篇)9%;平時測驗(兩次)36%;課程論文16%;期末考試20%。從中看出，學生成績評估中的綜合因素較多，期末考試在總評成績中占的比例較小。學生的成績在很大程度上并不取決于期末考試的分數。

在華南理工大學物理化學課程期末總評成績中，期末考試占70%～80%，平時成績占20%～30%。平時成績包含作業、考勤以及平時測驗。期末考試所占的分量較大，學生成績主要決定于期末考試的分數。

1.4 教師教學工作的考核方法

田納西大學非常注重學生對教師的評價，在評價時采用的是美國高等教育協會編制的標準問卷，通過對學生的問卷調查，來評估教師的教學工作。問卷評估每學期進行兩次，一次在開學一個月后，一次在期末。第一次評估是考察教師是否能夠勝任課程教學，并希望教師能夠通過評估結果改進教學方法。如果第一次評估不合格，則撤換任課教師。期末評估是考核教師教學工作的最重要依據，在教師的續聘和升職中占有很大的分量。

華南理工大學對教師教學工作的考核以教學工作量為主，近年來也開展了學生網上評教工作，但評教結果只作為教師考核的參考，對教師的考核結果影響很小。

2 評述

物理化學是一門抽象性較強的課程，其中很多重要概念和原理，如焓、熵、熵增大原理、吉布斯函數、化學勢、化學勢判據、配分函數等，初學者必須通過思考、領悟、理解、融會貫通的過程，才能夠真正把握其中的實質和要點。而在傳統的以課堂授課為主的教學過程中，除少數抽象思維能力很強的學生外，大部分學生都很難順利完成這一過程。他們對課堂上的講解內容似乎都“聽懂”了，但一旦讓他們綜合這些內容解答問題，就往往束手無策。其原因就在于他們并沒有真正弄懂這些內容的要點和實質。而在互動教學、合作學習、主動學習的過程中，學生通過反復探討、深入思考、相互啟發，通過多次對課程內容的接收、思索、反饋、再接收、再思索、再反饋的過程，不斷地修正、補充、加深自己對課程內容的理解和領會，進而順利地掌握課程內容的要點和實質。而實施互動教學、引導學生合作學習、推動學生主動學習的關鍵，就在于建立以學生為中心的教學模式，以調動學生的主觀能動性作為教學過程的最重要任務，尊重學生的學習自主性，讓學生從被動的知識接收者轉變為主動的知識尋求者。

在20世紀80年代，為了提高美國高等教育的質量，美國高等教育協會投入了大量的人力、物力對大學的教學方法進行了研究，并于1987年3月發布了大學教育七大原則，這七大原則是:鼓勵學生與教師接觸;鼓勵學生間的合作;鼓勵主動學習;及時反饋;強調刻苦學習;表達高期望;尊重多才多藝和多種學習方法。這七大原則的中心就是讓學生成為教學過程的主體，讓學生成為教學工作主動參與者，實施以學生為中心的教學模式。田納西大學物理化學課程的教學方式就是以此為基礎而建立的，其教學的整個過程都貫串了這七大原則的精神。這七大原則是美國高校保持較高教育質量的一個重要因素。

縱觀我國高校，物理化學課程的教學還基本停留在以課堂授課為主、以教師為中心的傳統教學模式上。華南理工大學的物理化學教學通過教師多年的努力，雖然取得了很大成績，但對比世界先進水平，還有相當長的一段路要走。

3 結語

為了適應社會的發展，改革物理化學課程的教學方式，提高教學效果，已經成為當務之急。雖然中美兩國高校的教學條件和教學環境不同，有些做法不能完全照搬。然而他山之石，可以攻玉，借鑒美國高校物理化學教學的先進經驗，將以教師為中心的教學模式轉變為以學生為中心的教學模式，積極調動學生參與教學、大力激發學生的主觀能動性，則是提高物理化學教學效果的一個有效途徑。

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