研究性學(xué)習(xí)在農(nóng)業(yè)院校《物理化學(xué)》教學(xué)中研究與實(shí)踐

摘 要：結(jié)合農(nóng)業(yè)院校《物理化學(xué)》的特點(diǎn)，從研究性學(xué)習(xí)角度上論述了，高校教師如何應(yīng)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段與學(xué)生產(chǎn)生互動(dòng)，充分利用學(xué)生的空閑時(shí)間解決好教師教與學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)系，從而適應(yīng)現(xiàn)代的教育體制改革的發(fā)展和需要。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)院校；研究性學(xué)習(xí)；物理化學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1002-2589（2012）36-0264-02

《物理化學(xué)》是研究化學(xué)學(xué)科中的原理和方法，研究化學(xué)體系行為最一般規(guī)律的學(xué)科，是食品、化工類學(xué)生所必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是學(xué)好后續(xù)專業(yè)課的必要準(zhǔn)備。由于《物理化學(xué)》與高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、普通化學(xué)等科目聯(lián)系性強(qiáng)，數(shù)理推導(dǎo)多，公式繁雜等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)“物理化學(xué)”時(shí)感到知識跨度較大，理論性強(qiáng)，對該門課程的學(xué)習(xí)都有不同程度的畏難情緒，在一定程度上影響教學(xué)質(zhì)量的提高。國內(nèi)學(xué)者對研究性學(xué)習(xí)在課程教學(xué)中的應(yīng)用研究較多，而針對農(nóng)業(yè)、食品類專業(yè)物理化學(xué)課程相關(guān)研究較少。吳云影等提出物理化學(xué)探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)習(xí)過程[1]；劉道勝等研究了日常生活中的案例在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用對研究性教學(xué)的效果[2]；石海信等采取建立開放式實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)建開放的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中發(fā)掘研究題材，從綜合性實(shí)驗(yàn)中拓展實(shí)驗(yàn)范圍，從現(xiàn)實(shí)生活中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等措施來實(shí)施開放式研究性物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[3]。

隨著近年來教學(xué)改革的不斷深入，《物理化學(xué)》學(xué)時(shí)數(shù)不斷壓縮。在這種形勢下，教好《物理化學(xué)》這門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課并非易事。農(nóng)業(yè)院校注重專業(yè)課程的、技能課程的培訓(xùn)，而物理化學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)不斷壓縮。在這種形勢下，教好《物理化學(xué)》這門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，使其能更好地為學(xué)生掌握，成為今后工作和學(xué)習(xí)中的理論基礎(chǔ)，對于高校的教師來說變得絕非易事。本文主要論述了農(nóng)業(yè)院校，物理化學(xué)課程采用探究性教學(xué)方法，重在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高研究性人才培養(yǎng)質(zhì)量，為相關(guān)課程改革提供借鑒。改革以往《物理化學(xué)》教學(xué)過程，教師占主要地位，讓學(xué)生參與《教與學(xué)》，真正調(diào)動(dòng)他們的積極性，使他們成為“教與學(xué)的主體”。通過嘗試，實(shí)踐證明，在“物理化學(xué)”教學(xué)過程中采用這些改革措施后，取得了良好的教學(xué)效果。

一、基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，以教師講授為主

物理化學(xué)是一門研究化學(xué)變化過程中物理現(xiàn)象的學(xué)科，對學(xué)生來講學(xué)習(xí)最大的難點(diǎn)就是概念多且抽象，難于理解，還要有相關(guān)的高等物理、數(shù)學(xué)等理論性比較強(qiáng)的學(xué)科的相關(guān)知識的支撐。因此讓學(xué)生像學(xué)習(xí)其他課程一樣，在課下研究為主，教師輔助的研究性教學(xué)來說，學(xué)生在對知識點(diǎn)的把握上會(huì)出現(xiàn)很多的問題，所以在對傳統(tǒng)的教學(xué)有所保留的基礎(chǔ)上，本研究主要是結(jié)合具體的實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例，將一整套的物理化學(xué)研究方法引入到學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)生認(rèn)識到這門課程的真正實(shí)質(zhì)和學(xué)習(xí)的樂趣，而不是感覺到枯燥、乏味。例如，熱力學(xué)部分是《物理化學(xué)》開篇部分，通過講解，首先引入相關(guān)的基礎(chǔ)概念，從相關(guān)的基本概念講解，使學(xué)生認(rèn)識到《物理化學(xué)》分析問題的方法。1）主要是用宏觀可以測量的宏觀物理量，如壓強(qiáng)（P）、溫度（T）、容積（V）等在經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化后，能夠用其變化量來衡量一些未知量狀態(tài)量變化的過程，如未知變化量焓（H）、熵（S）等。2）加深學(xué)生對大學(xué)物理、數(shù)學(xué)分析方法和數(shù)學(xué)建模的理解，可以將一個(gè)復(fù)雜的過程，簡化為多個(gè)簡單過程的加和處理，這樣使學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解問題上不會(huì)感覺到抽象。3）講解時(shí)不注重傳統(tǒng)公式的死記硬背上，而是將學(xué)生的注意力引導(dǎo)到公式的由來上，讓學(xué)生充分理解《物理化學(xué)》的分析問題方法。如一些常用的《物理化學(xué)》的基本概念，多數(shù)都是“從實(shí)踐中來，總結(jié)其規(guī)律性，又用到實(shí)踐中去的過程”。

二、設(shè)立相關(guān)問題，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間尋找答案

目前國外學(xué)者對研究性學(xué)習(xí)研究比較深入而廣泛。研究性學(xué)習(xí)用英文表示是Inquiry-Based Learning或Enquiry-Based，關(guān)于研究性學(xué)習(xí)概念的界定方面，對于研究性學(xué)習(xí)與問題式學(xué)習(xí)（Problem-based Learning）、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-basedLearning）等概念內(nèi)涵看法不一，有學(xué)者認(rèn)為后兩者是前者的特例，其二者實(shí)質(zhì)就是研究性學(xué)習(xí)，也有學(xué)者認(rèn)為研究性學(xué)習(xí)是一種比后兩者更寬泛、更為靈活的一種學(xué)習(xí)方法。在研究性學(xué)習(xí)的基本要素研究方面，美國德克薩斯農(nóng)工大學(xué)博士德根哈特認(rèn)為教師作為傾聽者是所有因素中對學(xué)生的學(xué)習(xí)信念和興趣產(chǎn)生影響最大的，而杰克斯等人從學(xué)生視角提出開展研究性學(xué)習(xí)必須給學(xué)生提供豐富的網(wǎng)絡(luò)信息資源。研究性學(xué)習(xí)也面臨諸多問題，如埃德森等人提到了在高校的科學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生所面臨的四大挑戰(zhàn)：1）需要有持續(xù)的研究動(dòng)機(jī)；2）學(xué)生缺乏研究所必須的技術(shù)；3）學(xué)生缺乏使研究有意義的知識背景；4）學(xué)生無法控制不斷拓展延伸的研究活動(dòng)等[4-6]。

從前面的分析中可以看出研究性學(xué)習(xí)是國外普遍采用的學(xué)習(xí)方式，但對于我國來說，大多數(shù)的學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于傳統(tǒng)的教育模式，學(xué)生們不用自己動(dòng)腦考慮這個(gè)問題應(yīng)該從什么地方來分析，如何反駁老師的講授。對于其他理論課的學(xué)習(xí)，學(xué)生有這樣的思想可以理解，但對于《物理化學(xué)》課程，這種想法要讓學(xué)生堅(jiān)決杜絕，因?yàn)椤段锢砘瘜W(xué)》是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的理論課程，一些經(jīng)典的理論都是來源于實(shí)踐的，總結(jié)后又要用具體的實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)，不斷的擬合過程中，得出化學(xué)反應(yīng)過程的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)理論。所以學(xué)生要學(xué)會(huì)用《物理化學(xué)》的分析問題的方法，通過動(dòng)手、動(dòng)腦，與實(shí)際過程相結(jié)合，來解決實(shí)際問題。所以學(xué)習(xí)《物理化學(xué)》的分析問題、解決問題的方法反而變成學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。由于理論和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的壓縮，給學(xué)生動(dòng)手的時(shí)間會(huì)變得很少，這樣就要多結(jié)合實(shí)踐過程的現(xiàn)象，讓學(xué)生在課上有感性的認(rèn)識，在課下通過具體實(shí)踐和查閱相關(guān)資料豐富其知識體系。

對于農(nóng)業(yè)院校來講，《物理化學(xué)》中與其相關(guān)性比較大的內(nèi)容是“表面現(xiàn)象”的內(nèi)容，在講授過程中，就要結(jié)合相關(guān)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)象講解，讓學(xué)生理解表面現(xiàn)象的原理。例如1）農(nóng)業(yè)天氣的預(yù)測—大氣的過飽和、人工降雨、干旱預(yù)測等；2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的“除地保熵”、耕地深度等；3）農(nóng)產(chǎn)品加工過程的乳化、破乳、凝膠，以及濃縮和干旱過程的水的相變化等等。這些看似簡單的問題都可以用物理化學(xué)的相關(guān)原理加以合理的解釋，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中就會(huì)產(chǎn)生興趣。

在研究性過程，還應(yīng)該注意加強(qiáng)的教育改革如下。1）如何引導(dǎo)學(xué)生合理利用好數(shù)字化資源，學(xué)生是未來現(xiàn)代化建設(shè)的主力軍，他們身上有著巨大的潛力，他們有對未知世界無窮的探知欲望，但當(dāng)今隨著數(shù)字資源的大量涌入，學(xué)生們不知道應(yīng)該如何運(yùn)用現(xiàn)代化的資源，作為教師我們有能力和義務(wù)引導(dǎo)學(xué)生將他們的時(shí)間和經(jīng)歷，運(yùn)用到網(wǎng)絡(luò)上的教育資源上，比如有好多的學(xué)生現(xiàn)在不知道應(yīng)該如何運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)數(shù)字資源，如何對網(wǎng)絡(luò)上的有用資源加以整理變?yōu)榭梢岳玫挠杏觅Y源，例如在課上點(diǎn)出，相關(guān)理論的查閱網(wǎng)站和下載一些常用的數(shù)據(jù)處理軟件，在條件允許下，課下組織學(xué)習(xí)相關(guān)軟件的數(shù)字化教程。2）在運(yùn)用過程中，讓學(xué)生真正理解數(shù)字資源的使用規(guī)范，使學(xué)生理解和掌握如何合理地利用，而不是濫用。

三、布置相關(guān)內(nèi)容的研究性討論

結(jié)合《物理化學(xué)》課程的特點(diǎn)，布置相關(guān)的探討性的研究性課題，讓學(xué)生充分調(diào)動(dòng)起來，真正認(rèn)識其理論的本質(zhì)。可以采用在課上，講解其相關(guān)的理論和原理，總結(jié)出規(guī)律性，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)（即其他課程的關(guān)知識點(diǎn)），建立此理論在農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工及食品等相關(guān)專業(yè)上的應(yīng)用。例如，在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分講解完后，給學(xué)生布置了一個(gè)討論題目為“酸奶發(fā)酵過程乳酸菌隨時(shí)間變化情況”的課題，分別讓學(xué)生擬合理論加入量、發(fā)酵時(shí)間和實(shí)際過程中的加入量、時(shí)間和及其他影響因素對發(fā)酵過程區(qū)別和聯(lián)系，建立的動(dòng)力擬合方程。通過計(jì)算和實(shí)際操作，學(xué)生們自己結(jié)合所學(xué)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)的資料，同時(shí)讓學(xué)生編寫研究性報(bào)告，并且分組討論其結(jié)果的差異性，使學(xué)生們認(rèn)識到物理化學(xué)不是無用的、枯燥的理論，而是和生產(chǎn)密切相關(guān)的理論體系。

綜上所述，研究性學(xué)習(xí)雖然應(yīng)以學(xué)生自身為主體，但如果教師不介入或介入少的話，或者對其引導(dǎo)不夠的話，研究性學(xué)習(xí)也不能合理、有效地開展，作為新時(shí)期的教師來說，在課堂的教學(xué)不能作為我們傳授知識的重點(diǎn)，而是應(yīng)該考慮如何能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓他們能夠動(dòng)起來，并且朝著我們帶領(lǐng)的方向?qū)W習(xí)和工作。只有這樣，才能完成《物理化學(xué)》教學(xué)的目標(biāo)，也才能培養(yǎng)出有用的現(xiàn)代化人才。以上是我們對“物理化學(xué)”教學(xué)方法進(jìn)行的一些改革，實(shí)踐證明，我們這些改革措施取得了較好的教學(xué)效果，我們的改革還在不斷地深入，以期取得更好的教學(xué)效果。

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（責(zé)任編輯：范秀利）