材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革方法探討

褚玉婷， 嚴(yán)　新

(鹽城工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院， 江蘇　鹽城　224000)

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材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革方法探討

褚玉婷， 嚴(yán)新

(鹽城工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院， 江蘇鹽城224000)

材料專業(yè)是非化工專業(yè)，其學(xué)生在學(xué)習(xí)物理化學(xué)的過程中因其難度大而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。針對以上問題，本文提出了針對材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革的幾種方法，具體有理論聯(lián)系實際，講授時注意穿插實際應(yīng)用；及時復(fù)習(xí)，理清條理框架；實施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性；將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和材料專業(yè)緊密相連；教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進作用；考核方式改革，多樣化考核并存等方面。通過這些方法來讓學(xué)生有信心、有興趣學(xué)好物理化學(xué)。

物理化學(xué)；材料專業(yè)；改革

物理化學(xué)是一門理論性和實踐性比較強的學(xué)科，其學(xué)習(xí)難度大，是化工、制藥、材料、環(huán)境、食品等專業(yè)學(xué)生必學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)時安排一般也是根據(jù)不同專業(yè)分96學(xué)時，72學(xué)時和56學(xué)時不等。材料專業(yè)是非化工類專業(yè)，在筆者所在的工科類院校安排的學(xué)時是72學(xué)時，但材料專業(yè)的學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)較差，再加上物理化學(xué)這門課概念抽象，公式較多，所以學(xué)習(xí)起來特別困難，大多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中因?qū)W習(xí)困難而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)，如何提高物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，是每一個物理化學(xué)教師必須思考的問題，筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗，對材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革進行思索和探討，提出以下幾點建議：

1　理論聯(lián)系實際，講授時注意穿插實際應(yīng)用

物理化學(xué)課程概念較多，公式也多，學(xué)習(xí)過程比較枯燥，但實際上物理化學(xué)理論知識和我們的現(xiàn)實生活息息相關(guān)[1]，尤其是針對材料專業(yè)的學(xué)生，比如界面現(xiàn)象就可以和材料前沿科學(xué)納米材料相關(guān)聯(lián)，所以在學(xué)習(xí)的時候我們可以穿插實際應(yīng)用。比如在講稀溶液的依數(shù)性時，我們得知稀溶液相對于純?nèi)軇┠厅c降低，結(jié)合實際，在寒冷的冬天里，我們經(jīng)常在汽車水箱里滴加乙二醇或者甘油作為防凍劑，就是利用的這一點性質(zhì)。在講絕熱恒容系統(tǒng)的時候，可以請學(xué)生思考打開冰箱門是否可以降溫，因為冰箱是一個絕熱恒容系統(tǒng)，電冰箱長期開門運行時，它從外界得到的電功將全部用來提高系統(tǒng)的熱力學(xué)能，故室內(nèi)溫度不會逐漸降低，反而會漸漸升高。在講解的過程中，可以根據(jù)具體的知識穿插一些實際應(yīng)用的思考題，理論結(jié)合實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2　及時復(fù)習(xí)，整理條理框架

物理化學(xué)公式較多，對于同一個物理量的計算，因過程不同，其計算公式也不相同，比如對物理量熵的單純的PVT變化的計算，我們就可以分為恒容過程，恒壓過程，恒溫過程和溫度、壓力和體積都發(fā)生變化的過程，不同的過程有不同的公式，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候容易混淆，及時復(fù)習(xí)很有必要。在每堂課開始前都應(yīng)設(shè)“復(fù)習(xí)與思考”環(huán)節(jié)[2]，及時讓學(xué)生復(fù)習(xí)上一堂課的內(nèi)容，在一章內(nèi)容結(jié)束后也要對本章內(nèi)容搭建框架，以便學(xué)生理清條理，比如在熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律學(xué)完后，我們可以自己構(gòu)建一個框架，比如這兩章涉及的物理量的計算包括熱、功、熱力學(xué)能、焓、熵、亥母霍茲函數(shù)和吉布斯函數(shù)七個物理量，縱向過程中涉及的過程有單純的PVT變化，相變化和化學(xué)變化三大過程，每個大過程又可以包括一些小過程，每個過程的計算公式不同，搭建框架后便于學(xué)生學(xué)習(xí)，不易混淆概念和公式。

3　實施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性

在教學(xué)過程中一味的填鴨式教學(xué)效果顯然不行，很多學(xué)生會因為課程本身的難度加上枯燥的課堂氛圍而導(dǎo)致厭學(xué)情緒，再加上現(xiàn)在手機的誘惑太大，一旦產(chǎn)生厭學(xué)情緒學(xué)生就會在課堂上不停玩手機，學(xué)生注意力轉(zhuǎn)移就無法接受新知識，因此在課堂中應(yīng)該發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。在筆者所在的課堂教學(xué)中，每次課給十分鐘讓一個學(xué)生自己上來講一個PPT，按學(xué)號排序，他們可以選擇某一公式或者例題講解，也可以選擇某一物理化學(xué)的研究工作者介紹，介紹過后其他學(xué)生可以點評。此環(huán)節(jié)稱為討論課環(huán)節(jié)。在做PPT的過程中，學(xué)生自己查閱資料，拓寬自己的知識面，另外上臺演講PPT鍛煉了學(xué)生的膽量，增強了學(xué)生與大家的互動，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂氣氛較好。

4　將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容與材料學(xué)專業(yè)緊密銜接

物理化學(xué)是我校化工、制藥、材料、環(huán)境、食品等專業(yè)學(xué)生必學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，因此，教師在授課時，針對不同的專業(yè)要會區(qū)分對待。物理化學(xué)研究的是化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)、動力學(xué)，傳質(zhì)過程，各種反應(yīng)的模型等等，是對反應(yīng)原理、反應(yīng)進展程度、反應(yīng)所需條件的深入研究。材料都是由反應(yīng)生成的，物理化學(xué)是材料學(xué)的基礎(chǔ)。 作為材料專業(yè)的學(xué)生理應(yīng)學(xué)好物理化學(xué)，將其與材料學(xué)緊密相聯(lián)。針對材料學(xué)專業(yè)學(xué)生，應(yīng)當(dāng)將理論知識與材料學(xué)的相關(guān)內(nèi)容相結(jié)合。比如在講述《相平衡》一章時，結(jié)合材料學(xué)專業(yè)冶金方向，重點講述相平衡在冶金工藝當(dāng)中的重要應(yīng)用[3]。在講述《界面現(xiàn)象》一章時，可以結(jié)合材料學(xué)納米材料方向，講解比表面積大小與界面現(xiàn)象的聯(lián)系。教師要做到學(xué)生專業(yè)與教學(xué)內(nèi)容的有機結(jié)合，讓學(xué)生將所學(xué)知識、理論與實際應(yīng)用結(jié)合起來，從而提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。

5　教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進作用

現(xiàn)在的教學(xué)大多從傳統(tǒng)的板書進入到多媒體時代，在教學(xué)過程中一味使用多媒體會出現(xiàn)教學(xué)形式單一的現(xiàn)象，有時還會因為播放PPT過快讓學(xué)生難以消化新知識，所以在教學(xué)過程中應(yīng)該多種教學(xué)方式并存。在講到一些重要的概念時我們應(yīng)適當(dāng)板書，以加強學(xué)生的記憶，比如在講理想氣體熱力學(xué)能和焓的計算公式時，我們就可以板書強化記憶。另外，我們要充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進作用，建立網(wǎng)絡(luò)平臺，在筆者所在的學(xué)校，其學(xué)校網(wǎng)站上有個精品課程模塊，學(xué)生點擊進入后可以看到課程的教學(xué)大綱，考核大綱，多媒體課件，教學(xué)視頻，微課視頻，例題與講解等等，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。作為任課老師，及時關(guān)注此網(wǎng)絡(luò)平臺，及時更新，如今我們在做的一件事是建立物理化學(xué)典型例題庫，選出一些經(jīng)典的例題，給出詳細的講解，這樣學(xué)生在考前復(fù)習(xí)時才知道方向，并且將與物理化學(xué)知識相關(guān)的最新研究成果也建立在網(wǎng)絡(luò)平臺上，與時俱進。比如何敏等人研究了高鈦渣中金紅石相非等溫過程的動力學(xué)，就是用物理化學(xué)的動力學(xué)基礎(chǔ)知識研究高鈦渣，發(fā)現(xiàn)其動力學(xué)規(guī)律[4]。丁治英等人研究了含鋅礦物的微觀結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性，就是利用物理化學(xué)中的量化理論研究含鋅礦物，用計算化學(xué)的方法研究了其微觀結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性[5]。我們可以在網(wǎng)絡(luò)平臺上提供最新的研究資料，方便學(xué)生多了解研究前沿，為他們將來讀研也鋪上道路。

6　考核方式改革，多樣化考核并存

很多學(xué)校考核都是以期末考核為主，大多學(xué)生就不注重平時的表現(xiàn)，考試前臨時復(fù)習(xí)，強化突擊，效果往往不理想。建議平時占40%，期末占60%，綜合考核。平時成績包括討論課的表現(xiàn)，以及上課提問回答問題的情況，討論課是讓學(xué)生自己做PPT，自己講解，根據(jù)PPT的內(nèi)容和講解情況打分，上課時我們可以適當(dāng)對學(xué)生提問，根據(jù)學(xué)生回答問題的表現(xiàn)也可以適當(dāng)給予考評，平時上課到勤情況和課后作業(yè)完成情況等這些都計入平時成績，這種多樣化考核方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

因物理化學(xué)課程理論性和實踐性都比較強，學(xué)習(xí)難度大，材料專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中易出現(xiàn)畏難情緒、興趣不高等消極因素，但物理化學(xué)是材料專業(yè)非常重要的專業(yè)課程，對材料學(xué)的研究有非常重要的理論指導(dǎo)作用，因此，本文提出了針對材料學(xué)院物理化學(xué)教學(xué)改革的幾種方法，具體有理論聯(lián)系實際，講授時注意穿插實際應(yīng)用；及時復(fù)習(xí)，理清條理框架；實施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性；將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和材料專業(yè)緊密相連；教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進作用；考核方式改革，多樣化考核并存等方面，通過這些方法來讓學(xué)生有信心、有興趣學(xué)好物理化學(xué)，為材料學(xué)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

7　結(jié)　論

針對材料專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)中出現(xiàn)的厭學(xué)情緒，本文提出了教學(xué)改革的幾種方法，具體有理論聯(lián)系實際，講授時注意穿插實際應(yīng)用；及時復(fù)習(xí)，理清條理框架；實施討論課，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性；將物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和材料專業(yè)緊密相連；教學(xué)方式多樣化，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的先進作用；考核方式改革，多樣化考核并存等方面。通過這些方法來讓學(xué)生有信心、有興趣學(xué)好物理化學(xué)。

[1]朱曉東.材料專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革探索.教育與教學(xué)研究 [J],2011,25(12):90-92.

[2]褚玉婷,石文艷,朱雪梅,等.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革探討[J].廣州化工,2015,43(7):211-212.

[3]王芳,劉俊華.物理化學(xué)教學(xué)改革的探索與實踐[J].廣東化工,2014,41(19):221-222.

[4]何敏,婁太平,都興紅,等.高鈦渣中金紅石相非等溫過程析出動力學(xué)研究[J].鋼鐵釩鈦,2015,36(5):11-15.

[5]丁治英,敬珊珊,陳啟元.含鋅礦物的微觀結(jié)構(gòu)與反應(yīng)活性[J].中國科技論文,2015,10(18):2178-2181.

Research of Teaching Reform on Physical Chemistry for Material Science and Engineering

CHUYu-ting,YANXin

(School of Chemistry & Chemical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224051, China)

The Material Science and Engineering is not professional Chemical Engineering specialty, the students are hard to learn Physical Chemistry because of its difficulty and emotional weariness. Aiming at the above problems, several methods of Physical Chemistry for the students of Material Science and Engineering were proposed, the teaching theory and practice must pay attention to with practical application, timely review, clarify the implementation of organization framework were necessary, students played the subjective initiative from the class discussion, the content of Physical Chemistry teaching materials and professional must be together, diversified teaching methods and advanced to give full play to the role of modern educational technology, the reform of assessment methods, assessment and other aspects of the coexistence of diversification. These methods can enhance the students’ confidence and interesting in learning physical chemistry.

Physical Chemistry; Material Science and Engineering; teaching reform

褚玉婷(1985-)，講師，主要從事物理化學(xué)的教學(xué)工作。

G642.3

A

1001-9677(2016)08-0216-02