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物理化学教学精选(九篇)

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物理化学教学

第1篇:物理化学教学范文

[关键词]物理化学教学方法

在这几年的物理化学的教学中,通过本身的了解以及多方的查询资料。深知物理化学是药学类专业的必修课程,其理论在药学中得到广泛的应用,是一门重要的药学类基础课程,并且对于其他的自然科学理论课程中而言,物理化学课程居于承上启下的枢纽地位。因此,如何运用好的物理化学教学方法,使学生更轻松、全面、系统地掌握物理化学知识,并使学生在掌握知识的同时,引导学生善思、敢想、有创见,是物理化学教学中必须面对和思考的问题。在担任物理化学教学的几年里,鉴于本人自身教学经验及查询资料组织总结了如下一些方法,希望与同行老师们能够相互切磋,在教学中有所帮助。

一、注重学生推理能力的培养

物理化学中概念抽象,对于新学习本课程的学生而言,好多的概念不好记,也容易混淆,后期授课过程容易出现学生跟不上趟而厌学的现象。除此,物理化学中公式繁多,每个公式都是由物理化学的基本原理、基本概念和基本假设出发,通过逻辑推理,可以得到物理化学的有关理论和数学的表达式得到的,所以都有严格的适用条件。学生往往是理解记住了公式,却忽视了其适用条件。所以,必须经过学生自己的反复推导才能熟练应用。如在推导热力学基本函数关系式时,只要记住最基本的关系式:dU=TdS-PdV,知道H,F,G的定义,就可以逐步推出其他三个热力学基本关系式:dH=TdS+VdP;dF=-SdT-PdV;dG=-SdT+VdP;比如通过焦耳实验确定热力学能是温度的函数U=f(T),可以接下来让学生尝试自己去推理焓、热容等与温度的关系,只有亲自推理印象才会更深。当然,在授课过程中,还可结合学生实际情况--制药专业方向,有关一些繁冗的公式推导过程在教学中可以大胆地舍去,只需强调其适用条件,这样既减轻了学生的负担,又更加突出物理化学在实际生产中的作用。

二、联系与实际相结合

物理化学是理论性很强的一门学科,只有理论联系实际,才能让学生感觉到自己所学的东西具有实际意义,那些看似无用的理论推导和公式不单单是一些符号和字母,其中很多的理论知识不仅与大家熟悉的生产生活有关而,更是可以解决实际问题的工具。通过例证将理论与实际相联系,解释实际现象和问题,一方面可以增加学生对物理化学课程的学习兴趣,另一方面也可以提高学生的理论联系实践的能力。例如在讲自发过程和非自发过程时:水总是自发地从高处流向低处,气体总是自发地从压力高的地方向压力低的地方流动等等,而他们的相反过程虽然可以发生,但都是需要外力做功来完成的。在此处可以启发学生去发现并尝试解释生活中的自发现象,最终得出自发过程的共同特征是--不可逆性;在讲化学热力学和化学动力学的知识时,通常可以研究人体能量代谢与代谢速率为例子引入问题和进行推理,同时介绍与之相关的药物稳定性预测、药物的生产过程等;如讲真实气体临界状态时,我们给学生提出临界点是物质非常重要的特性,它导致了一种新兴技术的发展,即超临界萃取技术;讲述渗透压概念时,可以将其与医院常见的打吊针相联系;讲述渗透原理时,我们可以向学生介绍反渗透的应用包括海水淡化、环境中污水处理等;讲述界面现象时,对描述弯曲液面饱和蒸汽压的开尔文公式的定性定量讨论,可以解释人工降雨原理,喷雾;讲相平衡时,学生可以明白炼油厂中的精馏塔如何利用相平衡原理来实现组分的分离;讲述界面现象时,对描述弯曲液面饱和蒸汽压的开尔文公式的定性定量讨论, 可以解释人工降雨原理,喷雾干燥工艺原理,液滴蒸发现象;讲胶体化学时,学生可以从胶体化学的角度讨论黄河三角洲形成的原因,解释卤水点豆腐;讲化学动力学时,可以问生病吃药时,为何不同的药一天吃的次数不同? 在高山和山脚下煮鸡蛋为什么所需时间不同? 引这种理论与应用的结合,可激发学生的学习兴趣,引起学生探求知识的欲望。再次,教学过程中适当地介绍现代科技成果、前沿发展动态、重大发现、科研课题,不但可开阔学生的视野,丰富教内容,更重要的是可激发学生 的求知欲望、培养学生的创新精神。最后,物理化学教学中还应注意培养学生的归纳和演绎、分析和综合,具体和抽象等辩证思维方法。

三、将教学与科研相结合

教学与科研的关系是高等学校发展过程中一个永恒的话题,高校教师通过科研,在教学过程中适当地介绍现代科技成果、前沿发展动态、重大发现、科研课题;通过科研,不断更新自己的知识结构,从而可以不断地完善教材,充实教学内容,并进行教学改革; 在教学上就会得心应手,所讲授的课程内容也会更加生动、翔实,会更加注重理论与实际的有机结合,学生的学习效果会得到相应的提高。同时,不但可开阔学生的视野,丰富教学内容,更重要的是可激发学生 的求知欲望、培养学生的创新精神,尤其是在实践中融入自己的科研方面的内容,会使得课堂内容充实而丰富,这样教师既容易讲,学生也愿意听,更易于接受。

四、适当运用辅助工具

现代的教学方法已经逐步深入教学,尤其多媒体已经普及化。把多媒体引进课堂,许多教学内容形象化,能大大增加课堂信息量、提高教学效率,成为解决当前学时不足矛盾的重要手段。比如在讲解相平衡的知识时,利用水的气液平衡动态效果来演示相变的过程,就显得直观、形象。授课过程中要多了解学生理解、记录隋况,多收集学生对教学效果的意见,适时做出调整。同时,在实验教学方面也可以尝试用多媒体,我们学校已经进行了初步的试验,学生可以自由登陆学院网页进行实验内容的提前预习,总结,效果良好。

总之,教好物理化学课程并非易事,以上只是本人在物理化学教学中的一些体会。对教学方法的认识和探索是永无止境的,我们还在不断研究、探讨和改进,希望在今后的教学过程中,可以取得更好的效果。

[参考文献]:

第2篇:物理化学教学范文

近几年东北大学在物理化学实验教学改革中引入绿色化学思想,在满足物理化学实验教学大纲基本要求、保证实验教学效果的前提下,合理选择和设计实验内容,采取环境友好的化学实验新技术、新方法,尽量减少或消除对环境或人体有毒、有害的化学物质的使用。在实验教学方式上,注意培养学生实验操作规范性,提高学生的绿色化意识。在教学实践过程中,提出了物理化学实验绿色化教学的一些具体措施。例如,更新实验设备、优化实验内容、实验微型化小型化设计、综合经典实验等。经过长期的努力和探索,增强了学生的绿色实验意识和环保意识,同时也改善了实验教学环境,基本实现物理化学实验教学的绿色化。

[关键词]物理化学实验;绿色化学;教学改革

随着科学技术的发展和社会的进步,人们越来越清醒地认识到经济发展所带来的环境污染问题已经对人类生存和社会发展构成了巨大威胁。引起生态环境破坏的污染物中很大一部分都是在人类自身的生产、生活过程中产生的。因此建设绿色生态环境已成为人与自然和谐发展的基本前提。绿色化学(GreenChemistry)就是近些年发展起来的与防治污染、保护生态环境密切相关的一门学科,目前已经成为国际化学学科领域研究的热点。绿色化学又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”等。绿色化学倡导利用化学的技术和方法减少或避免在工业生产及日常生活过程中使用、生产对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质。[1][2][3][4]高等院校中物理化学实验的绿色化改革正是契合了绿色化学的研究发展方向,向化学实验的无毒、无害化迈出了积极的一步。其目的是将绿色化学的研究思想传递给学生,使学生在今后的科学研究、生产、生活中也能积极主动地践行绿色化学观念;其方法是将绿色化学的实验设计理念融入基础物理化学实验教学进程之中;其核心内容是最大限度地减少或避免使用有毒、有害的化学物质,最大限度地减少或避免产生化学废物,也无需再处理废物,从源头处减少或消除环境污染。

一、物理化学实验教学绿色化的总体设想

物理化学是东北大学应用化学、生物工程、材料科学、冶金工程、环境科学、资源与矿物等专业的基础课程之一。而物理化学实验是物理化学教学的重要组成部分,是培养学生实践能力和科研能力的重要教学环节。[5]学校的化学实验中心每年为全校12个专业的近1200名学生开设数十个不同的物理化学实验项目。其中的“液体饱和蒸气压的测定”、“酸碱中和反应热效应的测定”、“铋-锡二元相图的绘制”等这些我们耳熟能详的、经典的物理化学实验项目曾经见证过几代学子的成长。毋庸置疑,这些实验设计得简单易行。通过实际的操作,实验者很容易理解其中蕴含的物理化学原理。然而,这些实验过程中都不可避免地会使用或产生某些有毒、有害的物质。如果不对这些物质进行无害化处理而直接排放,日积月累,不仅会影响师生的身体健康,还会污染周围环境。因此,物理化学实验绿色化是化学实验教学改革发展的必然趋势。在长期的物理化学实验教学改革过程中,我校化学实验中心高度重视贯彻绿色化学的教学理念,将绿色化学作为实验教学改革的重要组成部分。在对物理化学实验教学进行绿色化改革的进程中,我们从实验内容、实验设计、实验设备、经典实验项目整合、教学方法和教学理念等方面进行了积极的研究和探索,并取得了一定的效果。

二、物理化学实验教学绿色化的实践

(一)实验内容的绿色化

在实验项目的选择和实验内容的调整方面,尽量排除或减少对环境污染大、对人体毒性大的实验项目。在不影响实验效果的前提下,选用环境友好的试剂替代有毒或后处理困难的试剂,从而实现物理化学实验的绿色化。例如,“弛豫法测定铬酸根-重铬酸根离子反应速率常数”是以往我校应用化学专业学生必修的一个化学动力学实验项目。这个实验过程中需要使用的主要化学试剂是重铬酸钾。然而,通过对重铬酸钾性质的学习不难知道,它不仅有化学毒性和致癌性,而且还是一种强氧化剂,长期吸入,能破坏鼻粘膜,引起鼻膜炎和鼻中隔软骨穿孔,使呼吸器官受到损伤,甚至造成肺硬化。皮肤接触重铬酸钾溶液时易引起铬疮和皮炎。不仅如此,化学实验中心每年还需要投入高昂的实验经费用于处理由此产生的铬酸废液。因此,为保证实验教师和学生的身体免受危害,现已将其改为另一动力学实验“旋光光度法测定蔗糖水解反应的速率常数”,实验中用到的原料蔗糖无毒,而且使学生有机会学习旋光仪的使用方法。又如,在“气泡最大压力法测定溶液的表面张力”实验中,原来所使用正丁醇水溶液的最大浓度达到了0.35mol•dm-3。为了降低正丁醇使用浓度,我们曾对实验方案和实验装置进行了多次改进,使正丁醇的最大浓度降至0.1mol•dm-3。而且,实验操作也更加简便易行,实验中气泡的逸出平稳、连续。上述改进已经过多次教学实践检验,结果表明,正丁醇浓度的降低不仅节约了实验药品,而且低浓度正丁醇水溶液的表面吸附量随浓度的变化规律更符合吉布斯吸附等温式,有利于得出好的实验结果。

(二)实验微型化、小型化设计,减少药品用量

所谓微型化实验是指在微型的仪器设备中,用尽可能少的试剂获取所需的化学信息的实验方法。在保证可观测到与普通实验相同的实验现象的前提下,微型化实验还具有节约实验材料和时间、减少环境污染、操作安全等优点。所以,开展微型化实验是实现化学实验绿色化的好方法。在长期的物理化学实验教学过程中,在保证实验方案合理、实验结果稳定、实验效果显著的前提下,我们积极推行实验的微型化、小型化设计。例如,在“差热分析”实验中采用微型化实验样品管后,每份CaC2O4样品使用量减少到不超过0.05克,每学期仅CaC2O4试剂的使用量就减少到原来的十分之一。对于目前尚无法实现微型化的实验项目,我们采取了小型化设计或减少化学试剂使用量等方法,以期将物理化学实验对环境的污染降至最低。例如,在“金属二元相图的绘制”实验中,由于金属铋和锡具有熔点低、化学稳定性好、数据重现性好、原料易得、价格低廉等特点,所以,铋-锡二元系统一直以来都是我们进行此项实验教学的首选系统。若使用以往的实验设备,在实验过程中,以各种比例混合的金属铋和金属锡试样被放置在瓷坩埚中,上面覆盖一层硅油,以防止加热过程中金属样品被氧化。但是,通过查阅相关化学数据手册可知,金属铋的熔点为271℃,而硅油的燃点为320℃,仅仅比铋的熔点高约50℃。这意味着,在加热纯铋试样时,若操作者没有控制好升温速率而导致系统温度上升过快,那么样品温度很容易冲高至硅油燃点而引燃硅油。这不仅会造成大量硅油的损耗,容易引起教学事故,而且硅油高温挥发及不完全燃烧的产物还会污染空气。为此,我们放弃使用瓷坩埚而改用金属样品管盛装样品。这样不仅使单个样品的质量从过去的120克减少到几克,而且使用时很容易将金属样品管抽真空后密封,并循环使用。这种全封闭的手段有效避免了大量使用硅油作为样品保护层所带来的空气污染问题的发生。又如,在“酸碱中和反应热效应的测定”实验中,我们更换了体积更小的杜瓦瓶,使氢氧化钠和盐酸的用量减少到原来的四分之一。减少试剂用量后的中和反应系统由于溶液体积大幅减少,搅拌效率更高,系统各处的温度更趋一致,对温度变化的监测更容易,温度数据也更准确。除此之外,我们对“凝固点降低法测定分子量”、“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”等实验项目也进行了小型化改进,不同程度地减少了化学试剂使用量,显著降低了实验成本,改善了实验环境。实践证明,物理化学实验的微型化、小型化设计不但可以达到与常规实验相同的实验目的和效果,而且可以大幅减少试剂用量、不同程度地减少实验过程中产生的化学废弃物、节约后处理费用、减少污染、改善实验环境,因此,此举已经成为物理化学实验教学改革的一个重要发展趋势。

(三)实验仪器和设备的选择

与其他化学分支学科的基础实验相比,物理化学实验需要的中、小型实验仪器设备种类较多。其中多个实验需要测定温度和压力。传统的测温、测压装置都是含汞的,不但操作步骤繁琐复杂,而且易造成实验室汞污染,危及教师及学生的身体健康。例如,在“液体饱和蒸气压测定”实验中,过去常用U型水银压力计测定系统压力差。此种压力计中需要使用大量的金属汞,汞面用水液封。然而,由于此装有汞的U型玻璃管不宜经常清洗,所以管壁会吸附环境中的气体分子及尘埃等颗粒物。而在实验过程中U型管内汞液面会不断变化,会有少量汞由于与管壁上的吸附物作用而产生挂壁现象,从而使汞暴露于空气中并挥发为汞蒸气,这会对人体产生极大危害。目前,我们物理化学实验室中全部的测压装置均用数字式低真空测压仪替代水银压力计,从根本上消除了汞蒸气可能对教师和学生产生的危害。又如,在“凝固点降低法测定物质的摩尔质量”、“酸碱中和反应热效应的测定”及“燃烧热的测定”等热力学实验中,过去一直使用贝克曼温度计来监测实验体系温度的变化。贝克曼温度计虽然测量精密度高,但在实际使用时,存在操作繁琐且易碎等缺点。目前我们用数字式温度温差测量仪替代贝克曼温度计,不仅使实验操作难度降低,实验过程简化,而且也规避了由于操作不当造成温度计破裂而引起环境污染的风险。上述实验仪器设备的替换无疑使物理化学实验的测温测压手段更安全、更方便。

(四)综合经典实验内容

通过长期的教学实践和教学研究我们发现,传统的物理化学实验门类齐全、架构完整,大量的基础实验内容至今仍值得我们继承和发展。但囿于当时实验条件的限制,导致许多简单的实验耗时费力。因此,我们在保留经典实验内容的前提下,致力于整合实验方案,不仅大幅减少了试剂用量,有效降低了环境污染风险,而且还提升了学生综合分析实验结果的能力。例如,“原电池电动势的测定”、“电解质溶液电导率的测定”及“原电池温度系数的测定”这三个实验同属于电化学基础实验,内容相对简单。但是在过去,由于实验设备和实验手段的落后,完成这三个实验中的任何一个都需要很长时间,所以每一个都被设计为一个相对独立的实验项目,而这显然不利于学生将所学到的电化学基础知识融会贯通。通过认真分析、研究这三个实验的目的及内容,我们将它们融合并设计成了一个新的电化学综合实验。经过精心的实验方案设计和内容的整合,这个新的综合实验得到了学生和教师的广泛好评。由于实验试剂循环使用,避免了浪费和对环境造成的污染,为化学实验中心节省了实验经费。同时,学生对理论课中学到的电化学基础知识也有了比较全面且更为深刻的理解。

(五)合理分工协作

在实验教学过程中,我们不仅对经典内容重新进行综合设计,而且还会根据不同实验的特点,实时调整学生所做实验的部分内容。例如,学生在进行“双液系气液平衡相图”实验过程中需要测定的实验点较多,做出一个完整相图大约需要6个小时的时间,显然在规定的4学时内是无法完成的。为此,我们设计由两组学生分别测定相图的左半支和右半支,之后将两组数据合并,从而做出一个完整的相图。这就要求每组学生在实验过程中都必须认真仔细地完成操作并记录好数据,否则可能会因而某一环节的失误而导致合作双方的数据都出现偏差。实践结果表明,这种分工合作,在保证实验教学质量的前提下,既节省了药品,又有利于培养学生的协作精神和良好的操作技能。因此,对于复杂的实验项目,我们认为这不失为一个值得尝试和推广的好办法。

(六)规范操作方法,提升绿色化意识

长期的教学实践表明,在物理化学实验教学过程中,严格规范实验操作方法、督促学生养成良好的实验习惯是学生科研素质教育的重要内容。规范的实验操作方法和良好的实验习惯不仅是提升学生实验操作技能的重要基础,也是培养学生自觉进行绿色化实验的前提。在实验过程中,指导教师要认真监督学生不要随意丢弃药品,并纠正学生中普遍存在的“药品用量越多,实验现象就越明显”的错误观念,杜绝学生在做实验时随意加大试剂用量的现象,鼓励学生用最少的试剂做出成功的实验。同时也要求学生每次实验之前都要充分预习,提高实验成功率,减少重复实验引起的药品损耗现象。此外,教育学生从实验过程中的每件小事做起,逐步树立起绿色化科研意识和对社会的责任感。

三、改革后的成效

多年以来,经过对物理化学实验教学改革的绿色化探索与实践,在提升了教师自身的绿色化学教学理念的同时,在培养学生的协作精神、综合科研素质等方面也取得了良好效果。这些效果体现在学生在校学习期间养成了良好的实验操作习惯,明晰并理解了实验设计中绿色化改进之处,学会了用绿色化学知识设计实验等方面。而且,近几年来,我们对大量本科生就业后反馈的信息进行了分析并从中了解到,经过我们多年的绿色化实验教学训练,毕业生们在各自的工作岗位上都表现出较高的实验技能和良好的团队合作精神,综合素质高,受到用人单位的广泛欢迎。

[注释]

[1]平措,马橘红.物理化学实验室绿色化建设初探[J].实验技术与管理,2009(12):132-133.

[2]张康华,曹小华,谢宝华,等.化学实验教学与绿色化学教育[J].实验室研究与探索,2010(5):123-125.

[3]徐英,王桂清,陈灵谦.物理化学实验教学改革的探索[J].高校实验室工作研究,2010(4):5-6.

[4]魏泽英,李树全,谢小燕,等.物理化学实验教学绿色化改革实践[J].教育教学论坛,2014(1):245-246.

第3篇:物理化学教学范文

【关键词】物理化学 实验 教学改革

物理化学实验作为普通高等师范院校化学专业学生的必修基础课之一,是与无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验一样独立的基础实验课程,具有理论性强、实践性强、应用性广的特点。通过物理化学实验课程的学习,可以加强学生对基本理论知识的理解,熟练掌握基本实验技能,提高学生的动手能力和创新能力。随着现代科技和化学学科的飞速发展,传统的物理化学实验教学模式已不能满足日新月异的科技发展对人才培养的要求,因此,物理化学实验教学改革、提高实验教学质量势在必行。

一、物理化学实验现况及存在的问题

目前选用的物理化学实验课本内容基本上都是固定的,实验内容多为验证性实验,缺乏综合性和设计性的实验。采用的教学方法往往是老师先系统地讲解实验原理、实验步骤及实验注意事项,以及仪器的操作方法,然后学生根据老师讲解的内容和实验课本的要求“按部就班”的进行实验。这种教学方式使学生对于实验内容没有可选择的余地,对于部分学生来说较浪费时间,并且限制了他们的创新意识和创新能力。此外,由于同学们所做的实验内容枯燥,导致学生对实验课的重视性认识不够,学习积极性差,课前预习不认真,实验操作不认真,实验数据记录不认真,抄袭数据和实验报告,对实验课应付了事。

物理化学实验采用的仪器种类繁多,且多数仪器设备较陈旧,仪器性能不稳定,导致实验前的调试工作繁琐耗时。如:原电池电动势的测定,我们采用的仪器是UJ25型电位差计,此仪器非常陈旧,数据波动较大,测定前仅调试仪器零点就需半个小时,极大地分散了学生做实验的注意力,大大降低了学生学习的兴趣和积极性。此外,由于陈旧的仪器性能稳定性较差,测定数据波动较大,测量结果不准确,数据误差大,从而使学生丧失了学习的兴趣,降低了学习的积极性。

二、物理化学实验教学改革初试

根据物理化学实验课程的要求,适时保留一些经典的验证性实验,取消一些相对陈旧的验证性实验,并增设一些相关内容的综合性和设计性的实验,可让学生在老师的指导下选择合适的题目,查阅相关的文献,设计实验,进行实验,并进行数据的处理,调动学生的主动性和创造性,提高学生的学习兴趣和积极性。传统的实验教学方法会使学生养成“照法抓药”的懒惰习惯,无法取得较好的实验效果。为此,我们加强了学生实验课程的监督和管理,并改革了传统的实验教学方法,取得了初步的成效。首先,我们对学生预习报告进行了严格的要求,要求学生预先对实验原理和实验步骤有较详细的了解,对实验仪器操作有较深的熟悉,并通过提问和讨论的方式进行检查,使学生实验时做到心中有数,激发学生参与实验的兴趣。其次,在实验过程中,我们严格监督和指导学生实验,及时纠正学生错误的实验操作,督促学生正确处理实验数据,按要求书写实验报告,并进行结果讨论。经过这些改革,学生在实验时得心应手,实验积极性大大提高,分析问题和解决问题的能力均有了明显提高。

物理化学实验对仪器的要求较高,落后的仪器会使学生对所学专业丧失信心。因此,仪器的更新显得尤为重要。我们利用世界银行贷款,购进了一批较新的仪器设备,并利用计算机等现代化教学手段来辅助实验。这样既可大大缩短实验时间,提高实验结果的准确性,极大提高学生的求知欲,激发学生的兴趣和积极性。学生们也可从中对实验过程有了更直观的认识,学会掌握“Origin”和“Excel”等数据处理软件,增长了见识,激发了实验兴趣并深刻体会到了物理化学知识的重要性。严格物理化学实验课程考核是端正学习态度、提高教学质量的重要途径。因此,我们将实验课成绩分为两部分:平时成绩和期终考试成绩,各占60%和40%。平时成绩是根据每次实验的预习报告、实验操作、数据处理和实验报告这四个部分进行综合评定。期终考试成绩则主要考察学生对实验原理的理解和实验基本操作两方面。这样的考核方式和内容较科学合理,有利于激发学生兴趣和提高学生实验认真程度。

三、物理化学实验课程改革

通过我们对物理化学实验教学的改革与实践,初步取得了良好的成效。学生的实验重视程度有了较大地提高,实验态度也端正了很多,参与实验的积极性和主动性也有了很大地提高,学生的创新能力有了明显的提高。今后我们还将继续在各方面加大物理化学实验教学改革的力度,提高实验教学质量。

参考文献:

[1]过家好,陈俊明.物理化学实验教学的探索与改革[J].广州化工.2009(37).

[2]王丽芳.浅议物理化学实验教学改革[J].吕梁高等专科学校学报.2010(26).

[3]徐彩霞,马存花,肖芙蓉,但建明.物理化学实验教学模式改革的探索[J].兵团教育学院学报.2008(18).

[4]黄燕梅,张飞跃,李斌,李启辉.浅谈物理化学实验教学改革[J].广西大学学报(哲学社会科学版).2007(29).

第4篇:物理化学教学范文

关键词:物理化学 教学实践 教学体会

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(a)-0-01

物理化学课程是大学化学、化工类专业非常重要的基础理论课,它是用物理学的理论和实验方法研究化学变化及其伴随的物理变化的本质、规律的一门学科。物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度,与无机化学、有机化学以及分析化学相比,该课程理论性强、公式多、推导多、知识的逻辑性和前后关联性强,而且对高等数学知识还有一定的要求,因此,物理化学是学生普遍觉得枯燥、难学的一门课程。另外,近年教学改革的推行,物理化学课程的学时数被不断压缩更加大了学生学习的难度。那么怎么样在有限的学时内使学生很好的掌握物理化学这门核心课程是值得思考的问题,下面笔者根据几年的教学实践浅谈几点个人的认识和体会。

1 结合学生特点,选择合适的教材

现在物理化学教材有许多版本,有的教材内容丰富、水平很高,我们要根据所教学生的特点,选择合适的教材。比如,笔者的教学对象是独立学院的大二学生,独立学院的办学目标是要突出基础性、先进性和应用性的特点,培养应用型、复合型人才;另外,独立学院的学生无论是化学基础还是学习能力方面,与普通高校本科学生都存在一定的差距[1]。因此,不能按照“一本”、“二本”学生的教学要求来授课,我们不要求学生掌握公式的推导、证明,只要求他们能用基本原理、公式去解决一些实际问题即可。结合这些特点,我们选择的是南京大学沈文霞老师编写的《物理化学核心教程》。这本教材避免了繁杂的公式推导和数学计算,把主要精力放在阐明物理化学的基本原理及其应用上,符合我们独立学院的教学宗旨。

2 充分利用课堂教学,激发学习兴趣,提高学习热情

2.1 课堂教学引入化学史知识

托尔斯泰说过:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的兴趣。”兴趣是最好的老师,学生对物理化学产生兴趣后,可以变被动学习为主动探索,所以在平时的课堂教学中笔者会适当引入一些物理化学史料,培养学习兴趣。例如,在讲真实气体的状态方程时,融入了范德华的生平事迹介绍,范德华从小家境贫寒无法上学,但他在工作之余,刻苦钻研、自学成才。1873年,他最先假设原子间和分子间存在某种吸引力,后来被称为van der Waals力。1881年,得出van der Waals方程。1910年,因研究气态和液态方程成绩显著,获诺贝尔物理学奖[2]。引入化学史的介绍,不但激发了学生的学习兴趣、活跃课堂气氛,而且向学生潜移默化地传递了良好的生活、学习态度,加强了学生的思想

教育。

2.2 课堂教学要理论联系实际

物理化学是探索、归纳和研究化学基本规律和理论的一门学科,其概念多、定律多且内容较抽象。如果课堂上一味向学生灌输这些理论知识,久之学生便会失去学习热情。教学实践表明,若将理论知识与生产、生活实例相结合,不但可以提高学生的学习热情,而且可以培养学生应用所学理论知识解决实际问题的能力。例如,在学习热力学定律及其应用时,提出“夏天,在一个封闭的房间里打开电冰箱门,让冰箱工作足够长时间,房子会变凉爽吗?”。在讲稀溶液的依数性时,让学生解决“人在输液时,生理盐水的浓度为什么要配制成0.9%,如果浓度高了或低了,输液时又会出现什么样的状况?”;“在寒冷的国家,冬天下雪之前,为什么要在路上撒盐”。在讲表面化学及胶体化学时,提出“做实验时,从滴管中出来的液滴是什么形状的,为什么不是其他形状?”等等。

此外,对于一些学生难理解的内容我们也可以结合生活实例来讲透彻。例如,在讲功和热时要强调它们是途径函数,计算功和热时一定要与具体过程联系。我们可以用自然现象“雨”来类比。什么叫雨?雨就是从天而降的水,水在天上称为云,降到地上称为雨水,水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨,也就是说雨是一个与过程联系的名词[3]。这样类比以后,学生不但能快速掌握计算功和热的关键点,而且激发了他们对物理化学的学习兴趣,事半功倍。

2.3 课堂教学要及时归纳总结,突出重点

物理化学课堂信息量很大,每一章节的内容都很多。笔者在每一章结束后都会带领学生一起对本章内容进行总结概括。通过总结,让学生明确这一章的主要内容是什么,要解决什么问题,采用什么方法解决的,又是根据什么定律和理论,得出什么结果,公式的使用条件是什么等等。如此,学生会对本章内容有非常清晰条理的认识,从而掌握一些重要的内容。

3 重视习题,重视作业反馈

物理化学由于概念多,原理多,内容较抽象,因此导致这门课程另外一个显著特点是不容易听懂、即使课上听懂了课后不一定会解题,“一听就懂,一做就错” 的现象可说非常普遍,从听懂到会做还有很长的一段距离,这段距离只有通过多解题、多做练习来缩短。因为习题是培养独立思考问题和解决问题必不可少的环节之一,通过解题可以检查对课程内容的理解程度和加深对课程内容的理解。但是我们没有必要搞题海战术,而是选择典型的、具有代表性的题目,培养学生举一反三的能力。另外,重视学生上交的作业,学生的每一份作业,笔者都会批注。通过作业,不但可以看出学生对课堂内容的掌握情况,而且增加了一个和学生交流的途径,有时候学生会把自己的看法、迷惑写在作业上传递给教师,对于有代表性的,则在课堂上进行讲解、总结。

4 关爱学生,建立和谐的师生关系

教学活动是师生的互动过程,而教师和同学间和谐的关系是教学互动能够进行的重要前提,建立和谐的师生关系,对提高课堂教学效果十分有效。笔者所教独立学院的学生与一般院校相比具有化学基础薄弱、整体自主学习能力差、思维活跃、表现能力强的特点。但我们并没有因为学生学习基础差而忽略、轻视他们。相反,无论是对于品行端正、学业上进的学生,还是对于屡犯错误,成绩不好的学生,都给予信任、爱护,并利用他们的优点,课堂上加强与他们的互动,充分调动学生的积极性和主动性。

参考文献

[1] 朱建华,刘博.独立学院生源基本现状调查[J].民办教育研究,2009(7):59-61.

第5篇:物理化学教学范文

【关键词】硅酸盐;物理化学;教学改革;探索

【Abstract】The silicate physical chemistry is required of students majoring in materials engineering technology in higher vocational colleges is an important professional basic course, in the aspect of cultivating high-quality applied talents play an important role. In this paper, the silicate physical chemistry course teaching this course content, teaching methods and teaching evaluation are discussed in this paper.

【Key words】Portland;Physical chemistry;The teaching reform;To explore

0 引言

硅酸盐物理化学是高职院校材料工程技术专业学生必修的一门重要的专业基础课,主要讲授本专业范围内各种物理化学过程的变化和规律性,为学习专业课打下理论基础。但受教材、教学模式、教师教学观念、课时安排以及学生态度等因素的制约,教学效果欠佳。为了提高教育教学质量,我院根据材料工程技术专业人才的培养目标,对《硅酸盐物理化学》本门课程内容进行了适当的调整,同时,结合我院的教学环境以及学生的实际情况,在教学过程中了进行了各种各样行之有效的改革,并取得了一定的成效。

1 多样化的教学内容表现形式

针对高职院校学生的特点,通过多样化的教学内容表现形式,可以使学生更容易接受应掌握的理论知识。

通过将理论知识和应用技能整合在一起,形成以就业为导向的项目教学方式。理论教学中引入实际工程案例,由浅入深地讲述相关理论知识和实际应用案例。例如:在讲热力学基本公式时,通过多列举热力学在硅酸盐材料应用方面的实例,加深理解,提高学习兴趣。

利用“暗盒”游戏原型,组织学生进行讨论、启发式教学。将学生进行合理的分组,每个小组布置一个大课题,每个学生都布置有相应的小任务,进行任务驱动导向性教学。

采用多媒体电子课件,省去板书过程中画图的时间,课堂中可以有更多的时间来讲述和讨论。另外,通过三维软件的演示,可以获得更加完整简捷的展示。例如在讲述"晶体结构"时,采用生动形象的多媒体演示,教学效果更好。

充分利用实习实训基地,通过专业认知实习和专业生产实习,使学生加深理论知识的理解,也提高了理论联系实际的能力。

2 多种教学方法的运用

2.1 自学指导法

在教师讲述理论后,布置学生以小组为单位查阅相关资料或结合工厂实际,各自表述其心得体会,学生提出的问题最好让学生自己解决,但教师要把好最后一关,培养学生的自学习惯和能力。

2.2 分组讨论法

在教学过程中,成立学习小组,在教师的指导下由学生就某个问题展开讨论,而后教师进行总结。通过这种方法极大地提高了学生学习的主动性和创造性。

2.3 多媒体教学法

利用和发挥多媒体教学的优势,把难讲、难懂的教学内容用形象、直观的多媒体演示展现给学生,降低了教学难度,提高了教学质量提高教学效果。例如在讲述"晶体结构"时,采用生动形象的多媒体演示,教学效果更好。

2.4 现场教学法

充分利用校内外实训基地,组织学生到与专业相关的工厂进行现场教学,让学生身临其,丰富第一手知识,提高学生的实践能力,取得事半功倍的教学效果。

3 多元化的教学效果评价

3.1 校外评价

授课教师每年利用寒暑假到各相关单位和相关高校进行调研,请各单位的高级工程师及相关高校专业教师对于《硅酸盐物理化学》这门课程提出宝贵意见,以便进一步深化教学改革。

3.2 校内评价

学校实行教学督导组听课和老师相互听课的制度,督导组专家和老师对《硅酸盐物理化学》这门课程都给予了很高的评价,同时也指出现有教学过程中的不足,有利于促进教学改革。

学校每学期还会组织学生进行教学评价。通过学生对教学效果的反馈,便于授课教师能更清楚地了解学生对该门课程的掌握程度、教学方式的接受程度以及学生认为这门课程的难点所在,为后续教学改革指明方向。

4 结语

新世纪高职院校专业人才培养对高职院校《硅酸盐物理化学》提出了更高要求。只有对《硅酸盐物理化学》这门课程的教学内容的表现形式、教学方法、教学效果评价方式等进行不断的改革和创新,才能充分提高学生对硅酸盐物理化学课程的重视程度,有利于激发学生的学习热情,调动学生的学习积极性。这对于培养高职学生的理论联系实际的能力,提高学生的创新能力具有重要意义。

【参考文献】

[1]李丽霞.硅酸盐物理化学[M].天津:天津大学出版社,2010.

第6篇:物理化学教学范文

俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验综合性设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解[7];综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度[8]。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。

2改革实验教学模式及教学方法

向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一[9]。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视[10]。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥[11]。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验综合性设计性开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础[12-13]。

3完善实验课程考核体系

为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。

4学生培养成果

近年来我院本科生在国家级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。

5结束语

第7篇:物理化学教学范文

教师可利用启发式教学方法把物理化学中比较抽象,不容易被学生接受、理解的知识,巧用生活中的实例,言简意赅解决问题。既能激发学生的学习兴趣,又能吸引学生听课时的注意力。如,讲稀溶液依数性时,提出问题,为什么冬季下雪时,城市道路路政人员在路面撒食盐?学生讨论归纳,是应用依数性的凝固点降低原理。医院输液用生理盐水浓度0.9%,葡萄糖注射液浓度5%,高于或低于这个浓度是否可以?会出现什么症状?最后用渗透压原理说明生理盐水和葡萄糖注射液,是人体血液中红细胞和血浆正常渗透压维持平衡而配制的等渗溶液。

2充分使用标准简洁普通话教学,增强师生互动

少数民族学生多数汉语基础差,听课有一定难度,教师在授课过程中必须顾及这些民族学生,授课中要控制好合适的语速。少数民族学生先把汉语转化为自己的民族语言再进行思维和分析。理解记忆需要一个过程,用标准普通话讲授,授课内容深入浅出,避免个人的方言,避免冗长的句子和生僻词语,以及文言文和歇后语。这样才能有助于学生对课本知识理解,有利于少数民族学生吃透教材,掌握知识点。另外,在讲授临界状态时,CO2临界温度与压力对应关系,即P-V图,让学生提前预习,课上师生互换角色,少数民族学生充当“小老师”,充分发挥学生的主体作用,既促进物理化学专业课的学习,同时提高少数民族学生的汉语言表达能力,增加其锻炼机会。

3综合利用板书教学与多媒体教学,提高课堂听课效率

少数民族学生汉语水平不高,教学过程中,完全依赖多媒体这种教学手段,学生会觉得是在“看电影”过眼烟云,热力学公式特别多,公式推导这个环节,切不可图省时省力,离开传统的板书演示。一定要在黑板上认认真真地详细推导和讲解,让学生紧跟教师的思度,掌握推导的技巧和技能。当讲授Bi-Cd相图,用步冷曲线绘制相图时,用动画flash将课本中的文字和简单的插图转化为生动、有趣的视听语言展现在学生面前,可起到事倍功半的效果。

4采用“精讲多练”,注重讲授习题的解题方法

少数民族学生普遍反映,“物理化学课上讲的能听懂,课后看书也能看懂,就是做题时不知从何下手”,或者,不知该用哪一个公式合适。解题时学生缺乏灵活应变能力,原来题目上稍微改动一些条件、更改一下数据顺序,学生就束手无策。针对这种情况,教师备课时准备些有针对性选择题、判断题,课上教师讲授完新课,及时让学生练习,加强对概念,定律的理解。对学生提出明确要求:这些题必须记笔记。在做作业之前,多举各种类型的例题,让学生能独立完成作业,学生若抄袭作业一次,从平时成绩中减去3分。利用课外时间专门给学生安排习题课和辅导课,并详细分析讲解作业习题。在讲解化学平衡习题时,给学生讲清楚,在解题以前首先必须对题目进行仔细分析。分析的一般步骤是:写出正确的化学反应式,并配平;写出反应物或产物的起始浓度或压力;找出反应物或产物的平衡浓度或压力;写出化学反应的标准平衡常数。

5注重实验教学,培养学生动手能力

第8篇:物理化学教学范文

1.1实验仪器设备更新缓慢物理化学实验主要是测定物质的理化性质,因此需要相应的仪器设备。近年来,随着现代实验科学技术的进步,涌现出了大量的智能数显式仪器。这些新仪器的使用,不仅使测量过程更为便捷,而且提高了学生的学习兴趣,也有助于他们毕业后更好地适应工作环境。但有些院校由于对基础化学实验不够重视,实验经费投入不足,致使仪器设备老旧,长年无更新换代,从而影响了实验技术水平和教学质量的提高。

1.2实验数据处理方法落后物理化学实验结果得到的是一系列实验数据,目前大多数学生仍采用传统的数据处理方法,即通过计算器计算、用坐标纸手工作图以获取斜率、截距,或在手工绘制的曲线上作切线等。由于物理化学实验数据量大,处理繁杂,这种方法不仅费时费力,而且处理结果易出现人为误差,影响实验结果的准确性。教师在批改实验报告时也不得不花费大量时间核查其计算结果。因此,有必要选择适当的计算机应用程序来辅助物理化学实验教学。

2物理化学实验教学改革探索

2.1构建理论教学与实验教学并重的教学模式近年来,创新人才的培养越来越受到重视,而实验教学是培养高素质创新人才的重要环节,是提高学生动手能力和科研能力的重要手段,有着课堂教学不可替代的作用。因此,要改变传统观念,重视实验教学,建立理论教学与实验教学并重的教学模式。笔者所在学院在专业人才培养方案中,经过论证适当减少物理化学理论课的学时,增加实验课的学时,并将物理化学实验从理论课中脱离出来,作为一门独立课程列入专业教学计划,单独计算学分。同时,根据实验课单设的要求,对物理化学实验教学大纲进行了修订,对实验教学提出了更高的目标和要求,注重对学生综合动手能力的培养,保证实验教学质量。

2.2优化实验项目与内容,突出专业特色药学专业物理化学实验在实验项目选择与内容设计上除了体现物理化学原理的应用外,还必须突出药学专业特色,以便更好地在有限的实验操作中锻炼、培养学生,提高学生的能力。我们对原有的物理化学实验教学内容体系重新进行了设计和调整。首先,对实验进行整合,减少一些重复性的实验内容和操作,多出的学时用于开设新的实验项目。如“电解质水溶液电导的测定和应用”和“电导法测定临界胶团浓度”这两个实验使用的仪器都是电导率仪,而且电导测定所需时间较短,于是将两个实验整合在一起同时开展。实验中需要用到超级恒温槽,恒温槽的相关知识也在此实验中一并讲解。这样做虽然需要学生提前了解表面活性剂的相关知识,但避免了仪器重复使用,提高了实验效率,节省了学时。其次,对一些经典物理化学实验项目测定内容进行了调整,尽可能地改用实际的药物,使其更好地体现在药学中的应用。如将凝固点降低法测定萘的摩尔质量改为测定中药注射液的渗透压;将三组分相图绘制中的水-醋酸-氯仿体系改为吐温-薄荷油-水体系制备药物乳剂[9];将蔗糖水解速率常数的测定改为同样符合一级降解动力学的硫酸链霉素水解速率常数的测定等。再者,新增一些与药学密切相关的综合性、设计性实验。如药物有效期的测定,给学生提供的药品有盐酸四环素、维生素C、金霉素、硫酸链霉素等,要求学生查阅相关资料,独立设计实验方案,提交教师审核后,安排实验顺序和时间,对实验结果进行分析后再做出整体评价。在新的物理化学实验教学体系下,不仅实验项目数增加了,学生有机会接触更多的实验内容和仪器,锻炼动手能力和创新能力,而且突出了知识点在药学领域中的应用,让学生明白物理化学和自己专业的相关性,提高物理化学及实验的学习兴趣。

2.3更新升级实验仪器设备物理化学实验需要较多的仪器设备,这些仪器设备的好坏直接影响着实验结果。随着技术的发展,仪器推陈出新。笔者所在的学院近年来就投入经费逐步对一些仪器设备进行了更新换代。如更新了电子天平、数字式压力计、数字温度温差仪、数字贝克曼温度计、自动指示旋光仪、数显式恒温槽、数字电导率仪等常规仪器,同时也添置紫外、红外、荧光光谱仪及气相、液相色谱仪和原子吸收分光光度计等大型仪器。这些仪器极大地提高了实验室装备水平,满足了各种实验需求。现代实验仪器价格昂贵,为避免浪费,合理高效利用资源,物理化学实验在项目选择和内容设计上,也充分考虑到药学专业特色,所开设的实验内容尽可能与药学专业融合,充分利用现有药学实验仪器设备。在经费允许的条件下,结合药学专业课程实验教学的需要,共同添置现代实验仪器,供物理化学实验及后续专业课程实验使用。

2.4计算机处理实验数据目前计算机应用逐步普及。计算机除了采集实验数据外,还可对大量的、繁琐的物理化学实验数据进行快速而准确的处理。现阶段大学生群体中计算机普及率较高,我们提倡学生使用计算机软件来处理实验数据和绘制图表。Excel、Origin等是使用最多的数据分析软件,学生利用这些软件可以方便地进行数据批量处理、作图、线性拟合、非线性曲线拟合等步骤处理,快捷准确。笔者曾在所教授的班级进行试点,先向学生详细讲授软件的使用方法,然后要求他们用软件处理数据和作图,再打印出来。由于避免了繁琐的人工处理过程,这一要求受到学生的一致欢迎,学生的积极性很高,所得表格和图形整洁美观,有的学生甚至用word软件来写实验报告。经过几轮试点,逐步推进,现在计算机软件处理实验数据已成为物理化学实验的教学要求之一。随着数字化校园的发展,我们更期待有一天能实现“无纸化实验报告”,即学生网上提交报告,教师网上批改并反馈结果给学生。此外,学生在物理化学实验过程中,获得了一系列的实验数据,通过实验数据一般不能马上得知学生的实验是否成功,往往是在实验结束后的数据处理作图过程中才发现问题,而此时,为时已晚,只能另找时间进实验室补做。为解决此问题,我们利用计算机将相应实验项目数据处理的有关公式和流程编写成一个系统程序,学生做完实验后,把数据输入程序中,可立即得出实验结果并绘出相应的图形,从而判断实验成功与否。若不符合要求,立即查找实验失败的原因并当场改正。

2.5开放实验室实验室开放为学生创造了自主学习、自主探索的环境和条件,有利于培养学生综合实验能力和创新意识。除了正常的实验教学,我们物理化学实验室部分时间定期对学生开放。目前情况下,实验室开放的目的主要有两个:一是给实验课上数据不理想或实验失败的学生提供重新做实验的机会;二是对一部分学有余力且感兴趣的学生,根据所学过的内容及实验操作自行设计实验方案,在教师的协助下完成实验。比如学生学习过电导率的相关知识,知道电导测定的一个重要应用是水的纯度检验,也做过电导法测定弱酸的电离度及难溶盐的溶解度实验,懂得电导率仪如何使用,有的学生会想到收集学校及周边的自来水、井水、雨水、河水、海水、山泉水等用电导率仪进行水质检测,有的学生会更进一步想到设计电导滴定的实验来测定这些水样本中离子的浓度,如用氯化钡溶液滴定来测定水中硫酸根离子的浓度。学生的这些创新性、发散性思维非常值得鼓励,而实验室开放给他们提供了付诸实践的机会,极大地提升了学习兴趣,也锻炼了他们独立的学习能力和动手能力。

3结语

第9篇:物理化学教学范文

[关键词]物理化学;教学;兴趣;食品相关专业

[中图分类号]G4[文献标识码]B[文章编号]1007-1865(2016)09-0253-02

在自然科学的众多学科中,物理化学以科学实践过程中的物理、化学现象为切入点,以物理和数学的方法来研究化学问题,具有基础性、理论性、先导性和综合性的特点,是包括化学、化学工程、环境工程、食品科学、生物医药、材料学等众多学科的重要理论基石。在现代大学本科教育的食品科学相关专业开设物理化学课程,意在为食品的加工、贮藏、杀菌、保鲜等全产业链提供理论指导,服务食品生产和科学实践。相对于其他课程,物理化学课程的特点突出表现在以下几个方面:(1)课程的学习需要提前掌握多学科的专业知识。这就要求把物理化学课程开设在基础化学、高等数学、大学物理等课程之后,以便于学生相对容易地理解和掌握教学内容。(2)物理化学课程设计到的大都是一些全新的概念、理论和问题处理方法。这就要求学生在学习过程中必须花时间认真研读教材,重视老师的课堂内容讲解,并通过解习题来掌握处理问题的方法。(3)物理化学课程不仅学习的是全新的知识,而且理论性比较强,内容抽象,学习难度较大。(4)由于学习难度较大致使学生的学习积极性不高,影响教学过程中教与学的效果。针对食品相关专业的专业特征和物理化学课程自身的特点,笔者所在教研室在物理化学课程的教学过程中不断探索,积累了一些经验和体会,本文从教学过程中积极培育学生对物理化学的学习兴趣,提升学生在教学过程中的主动参与度方面谈一下对食品相关专业物理化学教学的认识和体会。

1精简理论教学内容,适当增加实验教学以提高学生的教学参与度,并在实验过程中注重对学生的理论知识引导

食品相关专业安排的物理化学教学学时较少,通常只有50~60学时。在教学过程中,考虑到学时的限制,我们把食品专业不是经常涉及到的统计热力学章节删除,对经典热力学、动力学原理的教学内容进行精简,重点讲授了与食品专业切合度比较高的相变与相图分析、表面化学及胶体化学的内容,把理论课的教学控制在45~48学时。实践表明,开设实验课更能调动学生主动学习的积极性,为不同章节重要的或者难理解的内容开设实验课能获得很好的教学效果。在实验教学过程中,我们注重理论与实验的结合,通常会安排一个学时深入讲解实验内容与理论课的联系,并严格要求学生阅读大量的实验材料充分预习并完成预习报告。对连续五届学生关于物理化学教学进行问卷调查,100%的学生认为物理化学课程有必要开设实验课,25%学生认为应该在已有15个学时实验课的基础上适当增加实验学时。

2从绪论教学入手培养学生学习物理化学课程的兴趣

对于物理化学这种理论性很强的课程而言,学生一般都会提前从师兄师姐方面获得物理化学难学的信息。课程开设之初,学生一般都会对这样的课程充满好奇心和急迫感,迫切地想从老师的第一堂课获得对该门课程总的印象,特别是要了解诸如:(1)既然物理化学这么难学,学习它有什么作用?(2)怎样才能学好物理化学?之类的问题。绪论课开设的最终教学目的应该是激发学生学习的积极性。在第一堂课,我们一定要充分利用学生对新的课程好奇心强的特点,精心设计有效的教学方法,向学生讲清本门课程在食品相关专业课程体系中的地位、与其他课程的关系、课程的性质、学习要求、学习方法、参考资料和可以利用的课程资源等。学生只有明确了要学什么、课程学习的重要性、怎么学,才会逐步对课程产生足够的认真学习的热情。例如,讲到物理化学在专业课程体系中的地位和作用时,我们可以列举一些实例,说明物理化学在食品果蔬的杀菌保鲜、加工、贮藏方面的应用,也可以列举很多近年来在物理化学领域作出重大贡献而获得诺贝尔奖的人和事迹,使学生对物理化学学科充满探索心和好奇心,使第一堂课在他们脑海中留下深刻的印象,使他们从“要我学”的被动状态转变为“我要学”的主动状态,从而激发学生通过物理化学这门课程探索自然的兴趣,主动性去学习。通过物理化学绪论课的教学提高学生学习的主动性和积极性,是调动学生学习兴趣的重要开端,是为教师取得良好的教学效果开一个好头,上好绪论课是上好物理化学课程的关键。

3对微积分知识进行适当回顾,帮助学生理解物理化学公式,减轻学生学习压力

物理化学是一门理论性很强的学科,很多公式定理的得出都离不开数学推导过程,因此要求学生在学习物理化学之前掌握必要的微积分知识。在讲授课程之初,和学生一起对物理化学中常用的微积分内容进行回顾,避免学生因课堂中涉及到微积分公式而表现出不适应,较快地融入物理化学课程的学习中去,增强学生学好物理化学的信心。微积分在物理化学中不是简单的数学处理过程,而应该与实际的物理化学过程相联系。故在讲解微积分公式时,应该同时注意讲解积分或求导过程的物理意义。例如物理化学中广泛用到了二元函数或多元函数的微积分,对二元函数F(x,y)求导时,可以用(/)y∂F∂x来描述在y不变时对x偏导,当下标y变成物理化学中的温度T、压力P、熵S等体系的性质时,下标分别表示在等温、等压或等熵条件下的偏导过程,如可以描述成在体积不变的情况下因温度改变而引起内能的变化量。把具体的物理过程与公式紧密联系在一起进行教学,既可以使学生更容易理解物理化学的基本原理,又可以使学生领悟到物理化学指导生产实践的巨大作用,激发学生学习物理化学的兴趣。

4以学生为中心教学,贴近生活,紧扣所学专业进行教学,教有所用

大学扩招致使目前国内的高校广泛采用大班授课,理论课堂上老师和学生一对一交流的机会有限,教师很难时刻把握每个学生的学习情况。对于食品相关专业的学生而言,要在少量的教学学时内要尽可能深入地让学生了解物理化学的原理和方法,就要求学生的学习应该是以教师为引导、以学生为主体来进行。对学生而言,要真正理解并能运用知识,他们必须主动地去发现问题、解决问题,主动地深入思考。教师教学的任务不是将知识信息灌输到学生头脑中,而是用有效的、实用的概念或理论来充实学生的头脑。[1]物理化学的教学理应以学生为中心教学,老师的课堂讲授主要起到引导作用,要尽量做到少而精,要求学生通过自己的思考不断强化和深入对课堂知识的理解。物理化学所涉及的内容理论性比较强,很多结论的得出都讲求严密的逻辑推理,而且涉及到比较复杂的数学推导过程,容易给学生留下物理化学既难学又与实际应用脱节的初步印象,从而使部分学生学习的积极性不高。因此要取得好的教学效果,教师把必要的理论知识介绍给学生的同时,又要重视理论联系实际,使学生感受到物理化学指导生产实践和日常生活的学科魅力,增强学生主动探索问题的积极性。在介绍理论知识前,精彩的设疑,创设问题情境,是活跃教学气氛,激发学习兴趣的有效途径。[2]例如热力学第二定律“不可能从单一热源吸热并使之全部变为功而不留下任何其它变化”很抽象,教师可以从自然界发生的现象都是有方向性的出发,列举水总是从高处往低处流、热量总是由高温物体流向低温物体等等自发过程,通过分析这些自发过程发现,只有满足“热量可以在不引起其他任何变化的情况下100%转变成功”才可以使自然界的这些有方向性的自发现象变成可逆过程,从而就引出了人民迫切需要解决的问题给学生主动去思考:是否可以在不引起其他任何变化的情况下让热量完全转变成为功?对于食品相关专业的学生,物理化学的教学内容可能与学生的其他专业基础课联系不太紧密,如果教师在教学过程中完全沉浸在物理化学的理论和公式推导当中,即使课堂讲授得很精彩,学生如果觉得物理化学知识无助于自己专业课的学习,认真听课的兴趣也会减退,而且听懂了也不会应用,达不到教学效果。这就需要教师在教学过程中紧扣学生所学的专业实施教学,把物理化学的知识有机地和学生本身的专业结合起来。例如:在讲解热-功转换时,可以引入关于食品营养学中食品热量值的测定。在讲解熵的概念时,可以用熵增原理来阐述食品腐败变质的机制,指出生物有机体为保持低熵的稳定状态就必须不断地与环境进行物质交流,吸进负熵以维持生命,从食品安全的角度分析食品腐败变质的危害。

5实施以师爱为中心的积极情感教学,对学生满怀期待

研究表明,情绪情感对人类认识活动具有强大动力作用。积极的情绪使个体的感知敏锐,记忆深刻,思维灵活,想象丰富,大大提高学习和认识活动的效率,反之,将阻碍认识活动的进程,不利于学生的学习。[3]教学中的情感效能,能够激发学习者的互惠内驱力,从而使学习保持较高的内部动机。[4]高校学生对师生间情感交流极其重视,并把融洽的师生关系、和谐教学氛围作为教与学的基本要求。[5]作为一名合格的教师,应该培养以师爱为核心的积极情感,关怀和爱护学生,尊重和信任学生,同情和理解学生,热情期望和严格要求学生,通过激励、感化、调节和榜样的作用调动学生学习的积极性。这种关心和爱护在教学过程中体现为不忽视每一个学生的存在,关心学生旷课、迟到、早退的情况,关心学生在课堂上的每一个行为和表现,关心学生对每一个知识点的掌握情况,对表现优良的学生予以及时恰当的肯定,对学习倦怠的学生予以诚恳友善的规劝。对学生满怀期待是实施情感教学的重要内容。[6]物理化学的教学有其自身的特点,必须要有学生积极主动地参与并深入其中,除了在课堂上认真听讲外,还需要在课余时间做大量的习题,来理解物理化学所阐述的理论和掌握公式定理,从而达到良好的教与学的效果。这就要求教师在教学过程中通过情感教学来激发学生学习的兴趣,对每一个学生抱有期望,期望他们通过对物理化学这门课程的学习来提升对自然界事物和现象的认识深度,鼓励他们积极主动地去认识自然、探索自然。

参考文献

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[3]陈陈.移情在高校教学中的运用[J].江苏高教,2004,5:72-74.

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[5]董静娟,闫志明.高校学生对教师的情感需求分析[J].科技信息,2007,24:12-13.