農林院校物理化學教學改革與實踐

摘 要：物理化學是被冠以“難學、難懂、難教”的一門課程。為解決物理化學難度高且課時少的問題，本文從加強課程間的聯系與銜接、課堂教學與專業背景的結合、多媒體教學手段的運用、精選物化實驗等方面進行改革與優化，形成農林院校物理化學課程教學新體系。

關鍵詞：物理化學 農林院校 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0082-01

物理化學是高等農林院校應用化學、環境工程、食品工程、制藥工程等專業的一門重要專業基礎課。該課程理論性較強，而且概念和公式多，由于學科的迅速發展，需要介紹給學生的知識越來越多，但講課學時卻越來越少，現在我校非化學專業的物理化學學時已壓縮到52學時（包括實驗16學時）。一些教學環節如輔導課、討論課等無法安排。在這種內容多、理論性較強、授課學時少的背景下，要保證學生學好是困難的。我們在這幾年的教學實踐中，結合實際從以下幾個方面入手，就非化學專業物理化學課程的教學內容與方法進行了一些改革與實踐。

1 注意課程銜接，優化教學安排

對于我校環工、食品專業的學生來說，先修的基礎理論課程有普通化學[1]。因此，教學過程中要注意課程間的銜接問題，優化教學安排。如普通化學中有相當分量的物理化學內容，例如，熱力學、化學平衡、電化學和動力學，因此，教師就要注意課堂上避免不必要的重復，而要求學生提前復習、參考普通化學所講的內容。毫無疑問，這不僅可以大幅度精簡課堂，更使學生對知識的掌握會更加扎實。而且教學過程中，應把重點放在知識框架的傳授，對于細節性的公式推導盡量少講，而把重點放在這些理論的新意和最新應用，這樣也可以節約課時，又可以吸引學生的學習興趣。

2 結合學校專業特點，充實教學內容

教師在授課時，應結合農林院校的特點，在理論教學內容的基礎上，進行充實拓展。比如，在講授界面化學中附加壓力知識時，可讓學生思考鋤地保墑的原理。在夏天天氣比較干旱的時候，經常可以看到農民在地里鋤地，其目的一方面是為了除去雜草，但更重要的原因是為了保持土壤中的水分，稱為“鋤地保墑”。“墑”即濕度。“鋤地保墑”的機制為毛細管上升與毛細管凝結。毛細管插入水中，由于附加壓力的原因，管中水柱將上升一定的高度，這種現象稱為毛細管上升；凹液面的飽和蒸汽壓比水平液面低，所以水蒸氣更容易在毛細孔道中凝結，這種現象稱為毛細管凝結。土壤存在許多由小土粒構成的極細毛細管，在天氣干旱時，鋤地可以切斷地表的毛細管，防止土壤中的水分順著毛細管上升到地表面而揮發。另一方面，鋤地切斷的毛細管又易使大氣中的水氣凝結，增加土壤的水分。這樣，學生在學習物理化學知識的同時，對專業知識也有所接觸和了解，加深了學生對與物理化學相關性質和原理的理解，使物理化學課程真正發揮出基礎課程的作用。

3 借助多媒體網絡教學，提高教學質量

現代教育學研究證明，要充分發揮學習的效能，就必須調動多種感官進行學習[2]。在物理化學課堂教學中，講解熱力學內容中體積功是途徑的函數時，要設計一次等外壓膨脹、兩次等外壓膨脹、三次等外壓膨脹以及無數次等外壓膨脹過程，并在P-V圖中用陰影面積大小表示出各種途徑體系對外做功的數值。這時若僅用傳統的粉筆加板擦的模式講課，畫圖就要浪費掉10余分鐘，費時而低效。如果事先做好多媒體課件，則各種途徑圖形的大小對比將一目了然。顯然在課時大幅度刪減的背景下，將板書與多媒體課件相結合的方式靈活運用，使復雜抽象的問題簡單化。對于難以講解或表達的內容，運用動畫、影片等手段形象化，才能有效提高教學質量。

多媒體教學手段可提供大量的素材資源庫，圖文并茂，動靜結合將抽象的行為形象化，不僅可以起到節省學時、提高教學效率的功效，而且有利于教師不再單純講書，在知識的深度和廣度上有較大的發揮余地。但是多媒體教學講課速度較快，信息量大，學生反映有點消化不良的感覺學生不能及時做課堂筆記，不利于課后的復習和考試。為解決此問題，一方面教師在制作多媒體課件時，一定要精選課件內容，遵循重點突出、層次分明的制作原則，把枯澀的問題趣味化，充分調動學生的積極性；另一方面，課堂教學中要注意適當控制授課速度以給學生緩沖的時間。此外，可以利用校園網絡平臺的建設，建立物理化學教學輔導網站，實現網絡課件、電子講稿、習題練習等全部上網，以供大家隨時下載復習。

4 精選物化實驗，培養實踐能力

物理化學雖然是一門理論學科，但許多定理都是建立在大量的實驗基礎上，所以物理化學的知識是理論和實驗相結合的。為了更好的理解課堂上的理論知識，開設對應的實驗課程，既能鍛煉學生的動手能力，又能加深學生對相關知識的理解程度，培養創新能力[3]。但是針對非應化專業16學時的實驗安排，精心設計安排了燃燒熱的測定、蔗糖轉化速率系數的測定、用電動勢法測定熱力學量、液體表面張力系數的測定四個實驗內容。通過實驗使學生對物理化學中熱力學、動力學、電化學、界面化學等章節內容有更深層次的理解。例如在燃燒熱測定實驗中，內筒以內的部件均為體系，以外的是環境，可幫助學生進一步了解體系與環境的概念；氧彈測的是定容熱效應，讓學生進一步推求定壓熱效應，可復習二者的換算關系式；實驗中需充入氧氣，可補充拓展學習氣體鋼瓶的相關知識；最后實驗過程中需要用Origin軟件進行數據處理，作出雷諾曲線溫度校正圖，可培養學生的操作動手能力。因此，四個物化實驗的精心選擇和安排，既能夠幫助學生對課堂所學理論內容留下深刻印象，把理論轉為“實用”，同時也培養他們的動手技能。從長遠來看，這也有利于培養學生發現問題、設計實驗、處理數據的科學研究能力。

總之，通過與先修基礎課程的統籌協調、結合院校特點拓展知識面、多媒體手段的靈活運用、精心設計實驗安排等方面的教學改革，可以在少學時數的情況下生動、形象、高效、高質量地教好物理化學。

參考文獻

[1]胡春燕，李艷霞，龔霞，等.培養大學新生普通化學自主學習能力的探討[J].中國科教創新導刊，2012（28）：153.

[2]孫如，徐西紅，顧仁敖.物理化學多媒體教學的體會[J].廣西師范學院學報：自然科學版，2004，21（10）：94-95.

[3]田福平，賈翠英，陳靜，等.物理化學實驗教學方法在創新人才培養中的作用[J].實驗技術與管理，2011，28（11）：109-111.