簡(jiǎn)談材料科學(xué)與工程專業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)建議論文

　　物理化學(xué)課程是高校化學(xué)專業(yè)最重要的一門基礎(chǔ)課程，該課程內(nèi)容豐富、前后連貫、邏輯推理清晰、理論性強(qiáng)，不僅可對(duì)化學(xué)、化工、環(huán)境專業(yè)學(xué)生開設(shè)，也可為生物、材料、食品、水建等專業(yè)學(xué)生設(shè)置。隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高等學(xué)校不斷深化教學(xué)改革，全面提高教學(xué)質(zhì)量，對(duì)物理化學(xué)學(xué)科的課程講授和發(fā)展也提出了更高的要求。結(jié)合我校的實(shí)際情況，以及我們近幾年在建設(shè)校級(jí)精品課程的探索與實(shí)踐，重新審視材料科學(xué)與工程專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)目前我校材料專業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)中還存在以下的問(wèn)題：

　　1.現(xiàn)行的教學(xué)計(jì)劃中，無(wú)機(jī)化學(xué)相關(guān)課程以及后續(xù)一些專業(yè)課，與物理化學(xué)授課內(nèi)容中有一些重復(fù)之處。

　　2.教材中抽象理論太多，造成了學(xué)生對(duì)這門基礎(chǔ)課程產(chǎn)生了比較枯燥無(wú)味的感覺(jué);加之內(nèi)容多，課時(shí)量有限，老師在課堂講授中不能針對(duì)某一化學(xué)原理或原理推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行深入的剖析和講解。

　　3.與之配套的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，經(jīng)常采用多個(gè)班級(jí)集中循環(huán)進(jìn)行試驗(yàn)的模式，有時(shí)理論部分未講授到，但實(shí)驗(yàn)課程因?yàn)檠�環(huán)時(shí)間到，又必須開始，即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容超前于理論教學(xué)的進(jìn)度，或者理論課早已講授完畢，而實(shí)驗(yàn)課程卻推后進(jìn)行，學(xué)生不能及時(shí)將理論和實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。目前我校物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，基本以驗(yàn)證基礎(chǔ)理論為主，缺少綜合性、設(shè)計(jì)性及性能測(cè)試試驗(yàn)，因此物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系缺少培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的意識(shí)以及提高學(xué)生動(dòng)手能力的舞臺(tái)。

　　因此，需要積極推進(jìn)課程體系改革，充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而全面提高物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果。

　　一、優(yōu)化整合相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，打破學(xué)科壁壘，構(gòu)建新的教學(xué)體系

　　對(duì)于我校材料科學(xué)與工程專業(yè)，按照2013版教學(xué)大綱的要求和已制定的教學(xué)計(jì)劃，其中包含的課程，如無(wú)機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)非金屬材料、催化作用原理、膠體與界面化學(xué)等專業(yè)課，它們都與物理化學(xué)課程密切相關(guān)，有些課程如催化作用原理和膠體與界面化學(xué)，直接是從物理化學(xué)的大體系中劃分出去的。由于我院材料專業(yè)招生時(shí)間不長(zhǎng)，而這些課程總是不同的教師授課，教師之間就授課內(nèi)容未來(lái)得及進(jìn)行充分的交流，經(jīng)過(guò)幾年的.授課，發(fā)現(xiàn)同一知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單重復(fù)難以避免。因此，建議課程組就這一現(xiàn)象，加強(qiáng)教師間的交流與合作，將這些課程的內(nèi)容進(jìn)行有效的整合，突破原來(lái)以學(xué)科和專業(yè)來(lái)劃分的粗放型的課程體系，建立起適合于自己專業(yè)的有效課程體系，是目前我院物理化學(xué)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要任務(wù)。

　　我校材料學(xué)科專業(yè)物理化學(xué)課程采用的是南京大學(xué)沈文霞主編的《物理化學(xué)核心教程》第二版教材，主要的授課內(nèi)容包括熱力學(xué)(熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)平衡和相平衡)和動(dòng)力學(xué)部分(包括化學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)、表面現(xiàn)象和膠體化學(xué))，共56課學(xué)時(shí)，大學(xué)二年級(jí)上半年授課;而無(wú)機(jī)化學(xué)，同分析化學(xué)一起共48學(xué)時(shí)，無(wú)機(jī)部分主要講授熱化學(xué)(熱力學(xué)第一定律)、稀溶液的性質(zhì)、膠體溶液、化學(xué)平衡及化學(xué)反應(yīng)速率;根據(jù)教學(xué)大綱的安排，膠體和界面化學(xué)、催化作用原理這兩門課程各安排24個(gè)學(xué)時(shí)，在大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期開展。通過(guò)幾年授課，經(jīng)老師觀察和學(xué)生反映不難發(fā)現(xiàn)，以上所述這些課程，在知識(shí)內(nèi)容上相互之間都存在著一定的重復(fù)性和交叉性。

　　針對(duì)課程內(nèi)容重復(fù)的問(wèn)題，為了避免盲目浪費(fèi)學(xué)時(shí)數(shù)，有效改善不同課程之間的重復(fù)授課，充分利用大學(xué)課堂掌握更多的知識(shí)，使我們?cè)谡n堂上的幾十分鐘內(nèi)有效地完成教學(xué)任務(wù)，這里提議對(duì)材料系開設(shè)的幾門相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，使每門課都有其側(cè)重點(diǎn)，建議組建一個(gè)全新的教學(xué)體系，同時(shí)要照顧到這些學(xué)科知識(shí)的完整性和獨(dú)立性。例如，講授無(wú)機(jī)化學(xué)課程時(shí)，建議把化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)平衡作為重點(diǎn)內(nèi)容詳細(xì)講授，而其他內(nèi)容，如電化學(xué)、相平衡和化學(xué)反應(yīng)速率這些內(nèi)容作為物理化學(xué)課程的授課側(cè)重點(diǎn)。物理化學(xué)理論課程中的膠體、表面現(xiàn)象則可放在膠體和界面化學(xué)以及催化作用原理這兩門課程中主要講授，物理化學(xué)課程就不講授這部分內(nèi)容。這樣既節(jié)省了時(shí)間，又突出了重點(diǎn)，不僅使教學(xué)內(nèi)容獨(dú)立而完整，還可以適當(dāng)減輕因課時(shí)量小帶來(lái)的物理化學(xué)的教學(xué)壓力，彌補(bǔ)了物理化學(xué)課程內(nèi)容多、課時(shí)少的矛盾，老師在授課的過(guò)程中再也不擔(dān)心時(shí)間不夠用而只能淺顯的表述;對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，仍然是掌握了整個(gè)物理化學(xué)的原理，而且更加堅(jiān)實(shí)。

　　二、掌握專業(yè)知識(shí)框架，改革教學(xué)方法

　　通過(guò)對(duì)物理化學(xué)課堂的觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們剛開始對(duì)這門課還保持有神秘感，大多數(shù)同學(xué)對(duì)這門課還是很有興趣的，加之從師哥師姐們那里聽說(shuō)這門課容易掛科，因此學(xué)生們剛開始上課的時(shí)候都很認(rèn)真。但是隨著課程的深入，部分同學(xué)開始松懈，開始排斥這門課程，以至于后來(lái)干脆放棄學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)細(xì)心調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)谑�去學(xué)習(xí)興趣后，慢慢迷失在這門課程中。盡管老師在課堂上一再?gòu)?qiáng)調(diào)要理清楚各章節(jié)之間內(nèi)容的聯(lián)系，重點(diǎn)記憶關(guān)鍵結(jié)論，但大部分同學(xué)仍然做不到，不能掌握物理化學(xué)課程的知識(shí)框架，也沒(méi)有選擇性的記憶關(guān)鍵問(wèn)題，總是被動(dòng)地接受課堂上講授的內(nèi)容，甚至被很多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程迷惑。而實(shí)際上這門課程內(nèi)容銜接緊密，邏輯性很強(qiáng)。把各章節(jié)之間的知識(shí)框架理清楚之后，就坦然的接受和明白了各章的結(jié)論，也有利于知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)記憶。在教學(xué)過(guò)程中，注重課程之間的聯(lián)系，通過(guò)知識(shí)點(diǎn)的連接和相關(guān)內(nèi)容銜接相關(guān)的課程，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的內(nèi)容納入到學(xué)科的框架中，幫助學(xué)生建立較完整的知識(shí)框架，不要迷失在盲目的理論推導(dǎo)中。

　　物理化學(xué)這門課理論性很強(qiáng)，內(nèi)容較多而抽象，公式又多，學(xué)生接受很困難，這就對(duì)老師的課堂教學(xué)提出了更高的要求。為了能夠進(jìn)行有效的課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，常把日常生活現(xiàn)象中涉及的物理化學(xué)原理介紹給學(xué)生。比如，舉例高溫下食物容易變質(zhì)的問(wèn)題，聯(lián)系化學(xué)動(dòng)力學(xué)的理論加以說(shuō)明;講解溫度對(duì)反應(yīng)平衡和反應(yīng)速率的雙重影響時(shí)，例舉合成氨工業(yè)中如何選擇最佳溫度;涉及講授表面化學(xué)的理論時(shí)，可以例舉農(nóng)民鋤地能防止水分蒸發(fā)的現(xiàn)象，或者小氣泡、液滴、呈球形的現(xiàn)象，加以解釋后，學(xué)生就會(huì)對(duì)表面性質(zhì)有清晰的認(rèn)識(shí);講授滲透壓的時(shí)候，聯(lián)系滲透壓的作用，提問(wèn)為什么肥料用多了農(nóng)作物會(huì)“燒死”?打吊瓶時(shí)為什么會(huì)感覺(jué)到疼痛?讓學(xué)生帶著問(wèn)題聽課，面對(duì)生活中各種現(xiàn)象去思考，多問(wèn)幾個(gè)為什么，自己到物理化學(xué)中去尋找答案，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的興趣，也就達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

　　除此之外，在課堂上還可以采用小班討論或者Seminar討論式教學(xué)模式，以教師和學(xué)生為共同的教學(xué)主體，就某些共同關(guān)注的問(wèn)題，在和諧的氣氛中進(jìn)行討論，加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的交流和溝通。課下，利用我校教務(wù)處網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，與學(xué)生進(jìn)行課下的交流和習(xí)題討論、小測(cè)驗(yàn)等，與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式相比，它具有互動(dòng)性、合作性、學(xué)術(shù)性的優(yōu)勢(shì)。

　　三、強(qiáng)化配套實(shí)驗(yàn)教學(xué)

　　實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理化學(xué)課程的教學(xué)中占有十分重要的地位，它與物理化學(xué)課程緊密配合，鞏固和加深對(duì)物理化學(xué)原理的理解，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)靈活應(yīng)用的創(chuàng)新能力，還培養(yǎng)了觀察和分析問(wèn)題的能力。

　　為了避免實(shí)驗(yàn)課程超前理論課程，建議在學(xué)習(xí)完物理化學(xué)相關(guān)理論后，及時(shí)在學(xué)期后半學(xué)期開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。課程組已經(jīng)設(shè)置獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課并計(jì)算學(xué)分，如：配合表面現(xiàn)象，開展了液體表面張力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)、粉體粒度分析實(shí)驗(yàn);為了鞏固反應(yīng)速率反應(yīng)章節(jié)的學(xué)習(xí)，開設(shè)蔗糖反應(yīng)速率常數(shù)、乙酸乙酯反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)，也應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開展綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的題目、要求等內(nèi)容，讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，并利用學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，選用相關(guān)的儀器、藥品，分析實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)和關(guān)鍵步驟等，自行完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、并上講臺(tái)講授實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力。

　　經(jīng)過(guò)幾年的探索和實(shí)踐，我院化學(xué)化工學(xué)院材料專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)改革將有助于提高學(xué)校物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和效果，促進(jìn)了物理化學(xué)這門校級(jí)精品課程的建設(shè)和發(fā)展。