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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇物理化學教學范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)02(c)-0127-01
《物理化學》是國家教育部制定的藥學類專業的非常重要的一門專業基礎課,我校開設物理化學的專業很多,例如制藥工程專業、藥物制劑專業、藥學專業實驗班等,物理化學課程已經成為各藥學專業的基礎平臺課程,但是在教學過程中,學生普遍反映物理化學公式多、理論性強、邏輯推理嚴密、課時雖多但過于抽象(理論課80學時,實驗課20學時),教學內容難以掌握;學生感到難學,教師感到難教。特別是學生做到學以致用更是難上加難,因此要提高教學質量,激發學生的學習興趣,就必須結合藥學專業特點,優化教學內容、教學方法和教學手段。
從前我只承擔物理化學的教學任務,考慮到該專業基礎課和很多藥學課程銜接緊密,特別是藥物制劑學,如何能把物理化學的理論知識融入到藥物制劑學中是我長期思考的一個問題,在學院領導的大力支持下,物理化學教師從化學教研室分離出來,加入到藥劑教研室這個團隊中,因此筆者也逐步承擔了一些藥物制劑學的課程,在給幾個年級、專業授課的過程中,分別采用了傳統教學內容(純物理化學)和課程整合后內容(物理化學與藥劑學融合)并跟蹤了解了教學效果。
1 授課對象的選擇
為了比較課程整合后與整合前的學生知識掌握程度,選擇授課對象是非常重要的,為此我選擇了11級制藥工程專業和11級藥物制劑專業作為傳統教學授課,這兩個專業物理化學課程的開設學期為大二下學期;選擇10級藥學實驗班進行物理化學與藥劑學課程整合后的試點,課程開設學期為大三下學期。這三個專業的授課教師相同,同一學期授課。(為方便起見,以下稱11級制藥工程專業與藥物制劑專業為A組、藥學實驗班為B組)兩組具體情況如表1所示。
2 課堂教學的設計
2.1 傳統教學(A組)的課堂教學設計
授課所選的實驗為單純的物理化學實驗與藥劑學實驗,實驗內容主要包括物理化學實驗:熱力學原理、相平衡原理、動力學原理、表面現象、溶膠性質等,藥劑學實驗:鑒定新型制劑中間體的形成、制備穩定的乳劑的重要理論基礎、藥物制劑有效期、表面活性劑是藥物制劑中常用的輔料1、電位是判斷微粒制劑(如微乳)穩定性的一個重要參數[1]。課上教師利用20 min的時間通過提問、引導的方式對理論課的知識點進行梳理,以便學生能加深記憶。能夠把理論知識應用到物理化學實驗中,獨立的完成物理化學實驗。
2.2 物理化學與藥物制劑學整合(B組) 的課堂教學設計
(1)精心設計實驗
為了把物理化學的理論知識與藥物制劑學理論進行完美的融合,使學生能夠把所學的知識應用到日后的實際工作中,在韓翠艷主任的帶領下,全體教師對實驗內容進行了精心的設計,整合后的實驗主要有五個:差熱分析固體分散體或包合物、乳劑配方的篩選、Vc和青霉素或硫酸鏈霉素有效期的測定[2]、表面活性劑的篩選、微乳制備及電位測定[3]。
3 教學效果的分析
課堂上學生的表現與期末考試成績是檢驗課堂教學效果的最好手段。
3.1 考核內容及考試成績統計
3.2 成績分析比較
(1)從實驗課成績來看,A組平均分為38.8,得分率為77.6%;而B組平均分為45,得分率為90%,可見采用整合后的綜合實驗學生實際操作能力明顯高于整合前的傳統授課。
(2)從期末考試成績來看,A組平均分為32,得分率為64%;而B組平均分為37分,得分率為74%,可見采用整合式教學專業學生成績明顯高于傳統授課專業,但考慮實驗班學生入學時成績較高,學習努力,因此,期末考試成績僅做參考。
(3)平均成績來看,A組的平均成績為70.8分,B班的平均成績為82分,可見兩組成績有明顯差異。
4 結語
采用物理化學與藥物制劑學課程相互融合進行教學,可以引導學生運用理論知識對實驗進行分析,這樣可使學生更深切地理解理論的真諦,另一方面培養了學生分析、解決問題以及查閱文獻的實際能力,另外通過學生的聽課效果反饋,實驗班學生普遍認為整合后的實驗內容實踐性更強,對其提高綜合能力幫助很大,因此在以后的教學過程中應面向藥學專業,體現藥學專業特色,選擇合理的教學內容進行整合,探索最有效的教學方法和教學手段,提高教學質量,為國家培養合格的藥學專業人才做出自己的貢獻。
參考文獻
[1] 鄭增娟.藥劑學教學改革初探[J].藥學教育,2008,24(2):38-40.
物理化學包含了熱力學、動力學、電化學、表面現象、膠體化學等方面的知識,內容覆蓋面廣、知識點多。對冶金專業本科生而言,學習物理化學主要以應用為目的。因此,在講授冶金專業物理化學課程時,主要是講授重要知識點、要少而精,理論聯系實際,不用在理論深度上過多擴展。胡英院士指出:“教學內容一定要少而精,這樣才能為今后博而通打下堅實的基礎”。教學過程中,重點講解物理化學的基本概念,使學生深刻理解其物理意義。重點講解基本原理,使學生理解物理量之間的內在邏輯關系。此外,注重向學生展示重要知識點之間的銜接關系,引導學生在這方面進行思考與理解,從而幫助學生構建物理化學知識框架。這點對于學生而言至關重要,是其在后續課程《冶金原理》、《煉鐵學》、《煉鋼學》、《有色冶金學》等的學習中應用物理化學規律認識與理解專業知識、解決專業技術問題的關鍵基礎。同時,引導學生進行相類似規律定理之間的對比、相類似知識點的總結與歸納,加強學生對重要知識點的理解,從而達到融會貫通的目的。
2理論知識的講授聯系日常生活,引發學生對物理化學的學習興趣
由于物理化學是以數學、物理工具來剖析化學問題,建立的公式形式復雜、種類繁多,容易顯得知識內容枯燥乏味,致使學生對物理化學的學習興趣不濃厚。如何提升學生的學習興趣,也是物理化學教學過程中需進行改革之處。通過實踐發現,在講授理論知識時,利用知識點解釋日常生活中的相關物理化學現象,能極大地提升學生的學習興趣。比如,在講解稀溶液依數性時,提及人們在雪地上撒鹽以防止結冰路滑的行為。以提問的方式,引導學生思考人們這種行為的原因、是利用了什么物理化學原理,讓學生領悟如何利用理論知識解決日常生活問題。同時,讓學生列舉出日常生活中利用稀溶液依數性的例子,分析該例子中的物理量分別對應于相關理論公式中的什么物理量。再比如,在講授毛細現象時,誘導學生思考與聯想在醫院體檢化驗指血時為什么將透明玻璃細管放在手指扎即可讓血流入玻璃管而沒有施加任何負壓。引導學生進一步聯想日常生活中遇到的什么問題可以利用毛細現象原理加以解決。通過這樣的教學互動方式,一方面提高了學生學習物理化學的主觀能動性與學習興趣,另一方面培養了學生善于觀察、善于思考與分析問題的良好習慣,為進一步培養創新能力奠定基礎。
3理論知識的講授聯系生產實踐,培養學生對專業知識的學習興趣
由于物理化學是冶金專業本科生的第一門專業基礎課程,因此在講授物理化學時,除了要引發學生對物理化學的學習興趣、使掌握物理化學知識框架外,還需要讓學生了解物理化學在冶金專業知識體系中的作用、培養學生對冶金專業知識的學習興趣。為達此目的,在物理化學理論知識的講授過程中,需對應用性強的知識點進行擴展講解,介紹相關的冶金生產技術。比如,在講授完畢表面活性劑的相關知識點時,擴展介紹利用表面活性劑的特性而發展的浮選技術。引導學生查閱書籍與文獻資料,通過閱讀了解浮選的目的、浮選工藝過程與主要設備等;結合所講授的表面活性劑的相關知識點,理解如何根據礦物性質選用表面活性劑進行浮選。再比如,在講授固相完全互溶的二組分相圖關于區域熔煉的原理后,給學生列舉目前常用區域熔煉技術提純的材料種類,讓學生分析這些體系中雜質與待提純物質分別是什么、并指導學生設計實現區域熔煉的裝置。通過將理論知識聯系生產實踐,充分調動學生主觀能動性,讓學生了解冶金技術的由來,初步體驗如何利用理論知識解決實際生產問題,逐步培養學生對冶金專業知識的學習興趣和樂趣。
4教學與科研互動,讓學生體會基礎知識對科技創新的重要性
在物理化學講授過程中實施教學與科研互動,在講授重要知識點時進行拓展,向學生介紹基于此知識點的前沿科技成果。特別地,所介紹的前沿科技成果是教師本身的科研成果時,能將教師對知識點的深入理解與體會更好地傳授給學生。比如,筆者在講授膠束的形成及特性時,向學生介紹了本課題組新近發展的膠束介導法合成復合納米材料的原理、并展示了所合成的納米材料的形貌與性質,讓學生感受到科技創新是立足于扎實的基礎知識的。倘若這些前沿科技成果是高年級本科生完成的,這將更加鼓舞學生對物理化學知識的學習,也能調動學生對科學研究的積極性。比如,在講授多相反應動力學時,筆者引入了大學三年級學生完成的釩渣焙燒熟料酸浸動力學研究成果。以該實際體系為例,讓學生深入理解多相反應動力學所經歷的典型步驟,讓學生深入體會如何使用基礎知識解決科研中的相關問題。同時,由于該研究成果是由高年級本科生完成的,加強了學生對學習基礎理論知識重要性的認識,增強了參與科研活動的信心和勇氣。通過這種教學與科研互動的新型教學方式,一方面加深了學生對物理化學基礎知識的理解與掌握;另一方面也讓學生深刻體會到基礎知識對科技創新的重要性,只有掌握扎實的物理化學基礎知識才能發展與完善冶金技術或創建冶金新技術。
5發展“教師主導、學生主體”的教學模式
在傳統物理化學教學模式中,是以教師為主、學生被動接受物理化學知識。由于物理化學新概念多、公式多且復雜,學生常感到枯燥無味、難以掌握教學內容。鑒于此,積極建立“教師主導、學生主體”的雙主體教學模式。從教師角度看,由教師引導學生建立物理化學知識框架。通過問答互動、學生板書、學生查閱資料并宣講、學生設問學生答等教學環節,充分發揮學生的主觀能動性,以學生為教學主體,讓學生由被動灌輸知識變為主動吸取知識。從學生角度看,學生在教師的幫助下建立物理化學知識框架。比如,在推導各級反應的動力學方程時,教師先推導零級反應的動力學方程積分式,由學生在黑板上推導一級反應的動力學方程積分式。再設問二級反應的動力學方程積分式如何推導,在學生進行初步嘗試后,教師再在黑板上演繹推導過程。通過實踐,該種“教師主導、學生主體”的雙主體教學模式能充分調動學生的學習積極性,將枯燥無味的教學過程變得生動有趣,受到學生歡迎。這無疑將促進學生對物理化學知識的掌握。
6傳統教學手段與先進教學手段有機結合
物理化學涵蓋內容廣,對于不同教學內容應根據其自身特點選擇適宜的教學手段。比如,對于熱力學部分,由于理論公式較多,采用黑板板書教學能讓學生跟隨教師思路理解公式推導或建立的過程。對于相圖部分,黑板板書會降低教學效率,而采用多媒體教學便起到事半功倍的效果。這不但節省了在課堂上畫圖的時間、利于控制教學進度;還可以在幻燈片上圖文并茂地向學生展示相圖中各區域的物相狀態、以不同字體或顏色突出重點,從多方面刺激學生加深印象。除幻燈片外,還可以采用動畫方式向學生展示變化過程。比如,采用Flas向學生展示膠束的形成過程、如何根據氣液二組分系統的p-x圖作T-x圖、蒸餾的原理與過程等。因此,在物理化學教學過程中應采用傳統教學手段與先進教學手段有機結合的方式進行,相互取長補短。對于公式推導類內容,在幻燈片上展現公式的同時,還需在黑板上演繹推導過程、加深學生的理解。對于相圖類需以多媒體教學為主的教學內容,還需輔以板書,在黑板上板書重點概念與規律以強化學生印象。采用這種多種手段結合的方式進行物理化學教學,能增添物理化學學習的樂趣,強化學生對物理化學知識的理解,促進學生建立物理化學知識框架。
7結語
關鍵詞:物理化學實驗;合作性學習;實驗考核
實驗課程是對理論內容的深化,高等院校開設實驗課程有利于培養理論聯系實際的創新型人才?!段锢砘瘜W實驗》是化工相關專業本科生必須掌握的綜合性基礎實驗課,它不僅在化學專業的課程體系中具有承前啟后的地位和作用,而且實驗中涉及到許多基本理論和儀器工作原理,更能體現實驗與理論的緊密聯系,也是學生進行畢業設計與后續學習科研工作的必要鋪墊和基礎訓練[1]。然而,在長期的教學實踐中,物理化學實驗課程沿襲的傳統教學模式缺少靈活性,僵硬固化,造成諸多問題,導致學生出現學習熱情低、綜合能力弱、動手能力差等現象,說明傳統教學模式已經無法適應新世紀高等教育的發展要求,必須對既有教學模式進行改革和創新。合作性學習是上世紀70年代在美國興起的一種新的富有創意和實效的教學理論與策略體系,由羅伯特•斯萊文首先提出[2]。合作性學習是一種以學習小組為基本單位,以小組成員之間的良性互動為基礎,共同完成學習任務,以小組總體表現為評價依據的學習過程。目的是讓學生在學習中通過互相幫助、資源共享、分工合作來體驗學習樂趣,并對其情感、態度和價值觀等產生積極影響。合作性學習有利于學生“多元智能[3]”的充分和諧發展,學生間相互取長補短,發揮自身優勢,從而形成整體優勢,獲得最好的學習效果。
一、物理化學實驗教學中存在的問題
1.實驗內容與理論教學不同步。理論是實驗的基礎,實驗是對理論的驗證,特別對于物理化學實驗,要求學生必須具備一定的相關理論知識,才能保證實驗的順利進行。但物理化學教學中普遍存在理論教學落后于實驗內容的情況[4],導致指導教師在實驗教學中需耗費更多的時間和精力講授實驗原理和數據處理方法。在有限的實驗教學時間內,這種“填鴨式”的方法很難讓學生完全理解相關理論內容,結果就是學生一頭霧水,無法達到實驗教學的目的。
2.學生參與實驗的積極性不高。雖然反復強調實驗課程的重要性,但仍有學生思想不重視,認為實驗教學只是理論教學的輔助部分,單純為了完成實驗而忽視實驗操作,參與實驗的積極性不高,主要表現在四個方面:(1)學生應付預習報告,要么寥寥幾句,要么囫圇吞棗的抄襲教材;(2)指導教師在進行原理和實驗內容講授時,部分學生走神,處于游離狀態;(3)學生在進行實驗時只能機械模仿教材去做,遇到實際問題,無法自行分析解決,任由錯誤發生;(4)實驗過程中,一些小組的個別學生甚至根本沒有親自動手操作過,完全靠他人完成實驗。這樣很難激發學生的學習熱情,教學效果很差。
3.綜合性實驗項目少。目前很多高校的物理化學實驗課以基礎性實驗為主,綜合設計型實驗項目相對較少?;A性實驗的任務是幫助學生掌握基礎知識、基本實驗技能和基本測量方法,這對學生動手能力的鍛煉和綜合素質的提高顯然是不利的。根據物理化學實驗課程的教學要求和目標,在完成基礎性實驗的前提下必須開設一定的綜合性實驗。然而,綜合性實驗需要學生具備較高的分析問題和解決問題的能力,在現有的實驗教學模式下難以取得良好的效果。
二、合作性學習在物理化學實驗教學中的意義
大學生處于成年階段,具有更好的獨立思考能力、社會交往與協調能力以及自主學習能力,具備開展合作性學習的優勢。
1.合作性學習有利于提高學生的積極性,并協調實驗與理論教學的不同步。為了共同的實驗任務,學生的個人潛能得到充分的發展,學生的集體意識得到強化,學生在實驗中互動、資源共享、分工合作。一方面理論能力強的學生能夠自學實驗理論并幫助其他同學理解,克服了實驗內容與教學理論不同步造成的問題;另一方面在相互交流的過程中,每個學生既能獲取知識又能幫助影響他人[5],既滿足了歸屬感,又提升了自信心,提高了對物理化學實驗的興趣。可以說,合作性學習法賦予學生更多的學習自主性,使他們把每一個物理化學實驗當作自己的課題來完成,這就顯著提升了學生參與實驗的積極性,有效地提高教學效果。
2.合作性學習有利于開展綜合性實驗。物理化學綜合性實驗要求高、難度大,在傳統教學模式下,指導老師需耗費大量時間講解理論基礎和數據處理方法,導致教學過程控制困難,效果不好。引入合作性學習法,各學習小組可在課下查閱資料、討論實驗方案,不僅綜合運用了所學知識,增強了獨立思考和創造性思維的能力,而且減小了教師的工作量,僅在學生需要時予以指導,充分發揮學生的主動性和教師的指導性[6]?;ハ鄥f作的學習方式也使每個學生都能充分理解和掌握綜合性實驗課程,同時培養學生合作學習的習慣,這對于學生今后開展科學研究具有重要意義。
三、合作性學習在物理化學實驗教學中的應用
1.合理分組。合作性學習是以小組為基礎的學習,科學地組織學習小組是成功開展合作性學習的前提。建議采取自主原則進行分組,小組成員為4~6人,由學生自由組合形成穩定的學習小組并民主推選一名組長,這有助于培養學生間信任、責任和互助等心理特征。同時,教師對分組也要進行適當的干預,在綜合考慮學生的物理化學基礎、學習能力、學習態度、學習興趣以及性別、性格、技能等不同情況的前提下,對小組成員進行微調,使組員間能夠相互影響,相互幫助,取長補短。需要注意的是,單純組成學習小組并非真正意義上的合作性學習,只有發展成為合作性的關系,才能形成有效學習。具體表現為組員對解決實驗問題提出自己的有益建議,協調處理不同的意見沖突,并對各種解決問題的途徑進行分析和選擇,最終實現問題的有效解決。
2.實驗的問題設計。設計實驗問題就是設計物理化學實驗中小組的學習任務,這對于開展合作性學習是至關重要的。首先要保證問題具有適當的難度,這樣既能激發學生的學習興趣,又不會挫傷他們的自信心;其次要設計一些需要學生進行發散性思維并能夠提供自己觀點的問題,這有利于小組討論等合作性學習方式的展開。例如,在反應熱測定實驗中,我們鼓勵學生采用多種方法,包括量熱法、電動勢法和平衡濃度法進行測定,討論并分析各種方法的優缺點,不但激發了學生對物理化學實驗的興趣,更使學生熟練掌握了相關的物理化學知識。
3.開放實驗室。在無實驗課時,實驗室要向學生開放。指導教師需設計一些難度較大、完成時間較長、綜合能力要求更高的實驗問題,以供學有余力、愛好鉆研的合作學習小組利用開放時間選做。鼓勵引導這些學習小組自己查閱資料、尋找試驗方法、設計實驗方案、討論實驗結果、分析實驗誤差。這不但有利于學生對物理化學知識的綜合應用,更有利于培養學生的創新思維和全面的科研能力。
4.建立合理的實驗考核辦法。學習評價對學生的學習進步具有反饋作用和激勵作用[7]。評價考核是合作性學習中的重要環節,是檢查教學效果、評價學生成績的手段。傳統的物理化學實驗教學都是通過實驗報告來評價學生的實驗成績,造成很多學生只注重實驗結果而忽視實驗能力的訓練,未能充分發揮實驗教學的優勢。因此,需要建立適用于合作性學習的實驗考核辦法。考核可分為實驗過程考核和實驗報告考核,其中過程考核占60%,報告考核占40%,這種分配比例能夠引導學生注重平時的實驗過程,更客觀地反映實驗中合作性學習的實際情況。過程考核從實驗預習(20%)、實驗小組的分工合作表現(40%)和實驗操作技能(40%)三方面考核,這就要求指導教師對整個實驗過程全程跟蹤,綜合考慮學生小組在整個實驗過程中的表現并予以評定;實驗報告考核要求學生以小組為單位撰寫和提交實驗報告,由指導教師結合基本理論與分析能力、實驗方案設計、實驗結果討論、實驗報告質量等對學生的報告成績進行綜合評分,對學生的不足和優秀之處要給出明確的批改意見。新的考核辦法把傳統的結果質量控制轉變為過程質量控制,加大平時實驗過程中合作性學習和操作部分所占的比重;同時對實驗報告的要求也未放松,確保學生建立合作性關系,形成有效學習,以及對基礎理論知識和基本操作技能的掌握。
四、結語
物理化學實驗是化工和材料類相關專業重要的基礎實驗課程。針對其理論性、綜合性強的特點,在教學中引入“合作性學習”,能克服現有物理化學實驗教學中存在的問題,充分體現以學生為本的教學理念,調動學生的積極性,提高學生的觀察能力、設計能力和動手能力,同時培養他們與人合作、與人溝通的人際交往能力,這不僅有效地提高了實驗教學效果,而且符合21世紀素質教育的根本要求。
參考文獻:
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[2]王坦.合作學習:原理與策略[M].北京:學苑出版社,2001.
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[4]張秋霞,王香.改革物理化學實驗教學提高實驗教學質量[J].實驗室科學,2007,(5):45-47.
[5]王坦.合作學習簡論[J].中國教育學刊,2002,1(2):32-35.
[6]潘懋元.新編高等教育學[M].北京師范大學出版社,1996.
關鍵詞:雙語教學;化學;物理化學
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)43-0197-02
隨著經濟全球化的快速發展,文化、科技、教育的全球化趨勢也越來越明顯。作為國際大家庭的重要一員,中國隨著自身經濟實力的不斷提升,勢必要在科技、教育、文化領域發揮越來越重要的作用。這既需要我們走出國門,將科教文化領域的研究成果介紹給國際同行,又需要將優秀突出的國際同行請進國門,交流其先進的科教文化研究理念。因此,使用國際通用語言――英語,進行無障礙交流,顯得尤為重要。
然而,雖然改革開放后,我國在中小學和大學都開設了英語課程,但英語課程以語言學習為主,主要目的是考試過關,以英語進行專業教育的課程較少。目前,我國依然活躍于學術研究一線的“40后”、“50后”等老科學家,主要靠自主學習專業英語,實現自身科研成果的國際化交流,為我國的科技實力提升奠定基礎。中青年學者,由于具有較好的英語學習階段,加之國外留學經歷的歷練,具有比較好的國際交流能力,在國際舞臺上也發揮著越來越重要的作用。但這遠遠不能滿足我國科技文化教育快速發展對高端國際化專業人才的需求。加強高校各專業的英語教學,開展雙語教學或全英語教學已成為我國科技教育與國際接軌、迎接經濟全球化挑戰和教學改革發展的必然趨勢。教育部在2001年和2004年分別頒布《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》和《關于本科教育進一步推進雙語教學工作的若干意見》,從政策上推動高等學校專業課程的英語教學。
一、物理化學雙語教學研究現狀
化學學科作為一門重要的自然科學,在人類社會發展過程中發揮著非常重要的作用。近年來,我國的化學發展非常迅速,SCI數量自2008年之后已躍居世界第一,高質量、高水平的研究論文數目也在指數增長。英語在化學教學、科研、文化交流中也起著非常重要的作用。各大高校都在開展不同程度的化學雙語教學,關于化學雙語教學的教學研究近年來也呈現快速增長趨勢。根據中國知網的數據,從2001年的3篇到2011年的34篇關于化學雙語教學的研究,10年間增長10多倍。涉及的化學學科和專業也比較全面,有物理化學雙語、分析化學雙語、有機化學雙語、高分子化學雙語、生物化學雙語、天然產物化學雙語等。可以說,目前我國各高校都在嘗試開展不同專業的雙語教學,其正處于一個不斷探索和發展的階段。各個學校應根據自身的特點,抓住優勢學科,利用優秀教師資源,開展雙語教學活動,探索適合自己的教學方法和規律,創建獨特的教學模式和技巧。例如,楊雅麗等人提出可將“以問題為基礎的學習”和“分層互動”的教學模式應用于生物化學雙語教學中。
二、物理化學雙語教學實踐
1.物理化學雙語教學現狀。物理化學是化學的重要二級學科,對物理化學的雙語教學,有助于提高學生的化學專業素養,滿足新世紀高素質創新人才培養的需求。我校從2012年開始實施物理化學雙語課程教學,選修學生人數從20人逐年增加至40人、60人,到2015年激增至230人。這些學生的專業背景不僅有化學專業,還有物理專業、食品專業、材料專業。這從一方面說明學生對雙語授課的需求和重視程度在增加,另一方面也說明我校雙語課程開設較少,學生可選修課程不多。選修人數的增多,無疑有助于任課教師更好地了解學生的需求愿望,但也對教師教學提出更高的要求。
2.教學實施模式。我校物理化學雙語課程會在大二第二學期開設,主要考慮學生在大二第一學期開始物理化學的學習,有一定的物理化學知識背景,接受起來不是太難。考慮到學生接受全英語授課的困難,但又想增強學生用英語接受思考交流的專業能力,在授課時教師會采用交叉滲透式的教學方法,即采用全英文課件,用中英雙語并以英語為主的授課語言。教師會容首先用英語介紹課程內容,對重點概念、公式、理論進行英語介紹后會加強中文解釋,使學生不因無法理解而失去學習興趣。但整個授課過程要使英語授課的比例高于50%。隨著教學內容和學生適應程度,不斷調整并增加英語授課比例,使學生逐漸適應英語授課方式,養成用英語思考問題的習慣。
3.課堂教學方法。課堂教學主要以PPT講授為主,輔以板書教學。相比于傳統的板書教學,PPT講授課程具有很大的優勢,可以將課程內容以豐富多彩的形式呈現給學生。例如,舉例子時,不是簡單的口述或文字記錄,而是將各種例子以圖片的形式呈現,使學生一目了然,更加快速清晰地理解教學內容。再如,利用PPT的文字編輯功能,將重點部分用不同顏色和字體highlight(突出),以加深學生的印象。利用PPT的動畫功能,將邏輯性很強的概念、公式分步講解給學生,便于理解。然而,由于PPT是提前制作好的,失去一定的靈活性,而課堂教學是動態和變化的,因此,輔以板書教學可以彌補這一不足。
為了加強與學生的互動,課堂教學中常采用提問、小組討論的方式,來引導學生思考教學內容。提問以及小組討論盡量采用英語,學生對用英語回答問題在開始時并不適應,但教師堅持英語提問以及英語討論,會讓學生逐漸接納這種方式,并嘗試用英語回答、討論專業問題。
三、物理化學雙語教學的思考
1.如何調動學生的積極性。物理化學會引起較強的邏輯性和抽象性,是化學各專業中相對較難的一門課程。用英語講授該課程,無疑會進一步增加學生的接受難度。因此,如何調動學生物理化學雙語課程的學習積極性,顯得非常重要。經過幾年的教學實踐,教師可以從以下方面入手,會取得一定的效果。第一,任課教師的英語水平尤其是口語水平,在很多程度上決定學生對這門課的認同。因此,盡量選擇英語水平尤其是口語水平高的教師擔任雙語課程教師,增加學生對雙語課程的學習興趣。任課教師應注重自身英語口語教學能力的提高。第二,PPT課件承載主要的教學內容,其呈現形式也會影響學生的興趣和注意力。因此,對PPT課件的制作應格外重視,既要注意內容的邏輯性、準確性,也應注意課件的趣味性、豐富性和簡潔性,避免通篇文字,適當增加圖片、視頻等多媒體輔助材料,增強課程的可觀賞性。第三,教師應參與學生小組討論。小組討論是一種非常有效的增加學生課堂興趣的方式,但如果僅僅停留于小組討論,則會讓學生逐漸失去討論的興趣。因此,需要教師給予及時點評和分析等,助學生價值感的實現。
2.課程內容的設置。很多學校的物理化學雙語課程學時少,不可能將物理化學的全部內容引入課堂教學。因此,對雙語課程教學內容的設置,顯得非常關鍵。教學內容設置與教學目標、學生專業特點、學校特點等應掛鉤,各個學校和專業有不同的選擇。但課程內容不宜過分復雜,對于本科生,課程內容應以淺顯、易懂、概念清楚為宜。這才能有效地引導學生習慣雙語課程學習,逐漸增強專業英語思維方式。以“Phase Equilibrium”為例,其主要是在介紹相、相數、相轉變、相律、相圖等基本概念的基礎上,著重介紹單組份相圖和雙組份相圖。在介紹雙組份相圖時,將其與精餾過程一同介紹,既讓學生清楚地理解相圖的含義,又能感受到枯燥相圖的實際作用。
3.各種資源的充分利用。由于雙語課程課時少,可講授內容有限,在一定程度上會影響雙語教學的效果和質量。因此,為了充分發揮雙語課程的作用,使學生能有效地增強用英語學習物理化學的能力,應充分利用各種資源,尤其是網絡資源。涉及物理化學的網絡資源之一是視頻課程資源,例如,MOOC學院()網站提供的物理化學導論(Introduction to Physical Chemistry),是全英文授課視頻,學生可利用課余時間觀看,反復學習,增強英語聽課學習能力。但這種專業性強的網絡視頻較少,學生還可觀看一些與化學相關的網絡視頻,如化學概論(Introduction to Chemistry)、普通化學(General Chemistry)等。觀看與學習這些化學專業視頻,有助于學生專業英語水平的大幅度提高。另一種資源是相關專業網站,學生可通過網絡搜索引擎查找相關專題的英文網頁內容,通過閱讀,增強專業英語閱讀和理解能力。
總之,開展物理化學等課程的雙語教學,既需要教師的精心設計和講解,又需要學生的積極努力和用心學習。教師教得好,會激發學生的學習興趣,提升習熱情高,而反之又會進一步促進教師教學熱情,二者相輔相成。因此,教師的教是關鍵,要從教學能力、教學方法、教材選擇、課堂設計等方面充分提高雙語教學水平,引導學生學習,真正實現雙語教學,增強學生用英語接受專業知識、交流專業知識的能力,為他們的進一步深造奠定良好基礎。
參考文獻:
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[2]王智香.物理化學實驗雙語教學的思考[J].廣州化工,2015,43(4):198.
【關鍵詞】物理化學;教學改革;策略
1物理化學實驗教學中存在的問題
1.1實驗內容陳舊
當前的物理化學實驗內容多為傳統、經典的驗證性實驗,對于學生基本操作技能訓練雖具有一定的意義,但隨著學生學習的深入以及知識面的擴展,這些驗證性的實驗內容就顯得有點單一陳舊[6,7]。導致學生學習興趣不高,起不到培養學生分析問題、解決問題能力的功能,更談不上培養學生的創新能力。
1.2教學方法單一老套
物理化學實驗教學多采用傳統的實驗教學方法,即由教師講解實驗內容,幫助學生熟悉實驗中所使用的儀器后,由學生按照課本上的步驟進行實驗操作,得出實驗結果。這種單一的教學方法雖然可使學生基本在規定的課時內完成實驗任務,基本實驗操作技能得到一定的訓練,但是難以拓展學生的思維、培養學生的興趣和活躍課堂氛圍,從而導致實驗課堂教學枯燥乏味,學生對實驗缺乏好奇心和探索欲[8,9]。
1.3實驗開展與理論教學不同步
長期以來,物理化學實驗教學與理論教學相分割,實驗課教師與理論課教師分別由不同的教師擔任,不能很好地交流教學情況。而且,每個教師的教學進度不一,常常理論知識的學習已過去很久才開展實驗教學,大部分同學對相應實驗所涉及的理論知識都已淡忘。由于課時有限,實驗教師僅能簡單講解理論知識,主要關注點放在實驗儀器的正確使用、實驗步驟和注意事項等上。理論知識與實驗不能有機聯系,學生只會“照貓畫虎”,整個實驗過程是一個機械過程,缺乏理論指導,學生少有學習興趣,得過且過,降低了教學效果。
1.4成績考核制度不完善
物理化學實驗考核主要考查預習報告和實驗報告。這種方式忽視了對學生學習態度和實驗過程的考核,不能充分反映學生對實驗的掌握情況。反而導致多數學生為獲取高分僅在預習報告和實驗報告書寫的整齊度上下功夫,不思考實驗中所遇到的問題,部分學生的實驗數據還存在抄襲情況,不利于學生的自我成長。這種考核方式忽略了對學生操作能力的考核,起不到考核方式正確引領學生學習方向的作用,也不利于培養學生嚴謹的科學態度和團結協作精神,更不能客觀反映學生的學業成績。
2理論和實踐相結合的物理化學實驗教學改革策略
2.1建立多樣化的教學方法
改善傳統的教學方法,建立多樣化的教學方法。教學方法有多種,可分為講授法、討論法、直觀演示法、練習法和讀書指導法等,不同的教學方法有著不一樣的教學效果。實驗課教師應根據所帶班級的實際情況與實驗教學內容的不同,恰當地選擇和采用多種教學方法,突出理論指導下的實驗教學,提前布置實驗預習內容,理解實驗所依據理論知識,實驗課中要適當提問實驗的基本原理,了解學生對理論知識的掌握程度,同時起到督促學生課前預習實驗原理的作用,使學生理解實驗原理,實現理論與實踐相結合的教學。在實驗教學中,教師也應突出實驗原理的講解,注重引導,注重培養學生的發散思維,讓學生學會獨立思考,從而分析與解決現實問題。同時,教師也應關注每個學生的操作,及時糾正錯誤,培養學生嚴謹的態度和規范的操作。
2.2理論與實驗教學同步開展
在教學中,理論教學與實驗教學同等重要,既要注重理論知識的學習,也要重視實踐能力的培養。理論課和實驗課要盡可能的同步開展,將理論和實踐緊密融合在一起,實現理論指導下進行實驗教學,而不能實驗教學超前于理論知識的教學。在實際中,理論課與實驗課任課老師不可能由一人擔任,因此,各任課老師要及時進行溝通,掌握內容教學進度,了解學生的情況。要教會學生運用理論知識解決實際遇到的問題。
2.3完善考核制度
完善考核制度是激發學生學習積極性、提高教學效果的重要保障。建立合理、公正、全面的考核方式,客觀評價每一位學生。實驗課的考核不但要考核學生對理論知識的掌握、應用情況,而且要考核學生的動手能力、科研態度、分析數據及解決實際問題的能力。物理化學實驗課程總成績應包括科研態度、實驗預習、實驗操作、實驗報告和實驗考試等五部分內容,各部分考核可設定不同的權重比例,如科研態度占10%、實驗預習占15%、實驗操作占25%、實驗報告占15%和實驗考試占35%等。從理論和實踐兩方面客觀評價學生對理論知識的掌握程度和實踐動手能力,使學生的實驗技能和思維能力得到有力提升,培養學生的創新能力。
3理論與實踐相結合教學模式的優點
3.1利于學生樹立正確的學習觀
在實驗教學過程中,教師是主導,學生是主體,學生的學習態度和學習方法是學習過程中逐步形成的。實施理論與實踐相結合的物理化學實驗教學,可使學生有效掌握物理化學基礎理論、基本研究方法和基本操作技能,有助于培養學生的科學思維、分析解決問題和創新能力,提高學生的科學素養。更有助于學生養成正確的學習態度和形成有效的學習方法,使學生樹立正確的學習觀。
3.2利于培養學生理論和實踐相結合的思想
理論教學是學生掌握基本知識的主要手段,實驗教學是培養學生理論聯系實際的必要措施。理論知識是基礎,學生要有扎實的基本功,才能學會用理論知識解釋和解決實際問題。實踐能力對學生以后的發展非常重要。實施理論與實踐相結合的物理化學實驗教學,有助于培養學生理論和實踐相結合的思想,靈活運用所學知識的能力,提升學生的科學思維能力,提高學生的科學素養。
3.3利于培養學生的創新能力
創新是時代的主題,創新人才的培養是新時期賦予高等院校人才培養的新要求[10]。在物理化學實驗教學中實施理論與實踐相結合的教學改革,能夠有效提高學生對知識的掌握能力以及創新能力,使學生敢于發現問題、敢于提出問題并敢于向實踐找尋問題的答案,能突出學生學習的主體地位,調動學生學習的積極性,激發學生的學習興趣,使創新思維成為學生的學習習慣,有效培養學生的創新能力。
1督促學生做好實驗預習
物理化學實驗大多實驗步驟較多,儀器操作比較繁瑣或者數據處理過程比較復雜,學生沒有預習的結果就是實驗操作及數據處理過程中不斷出錯,甚至損壞儀器,造成時間精力的浪費和實驗室財產的損失[5]。因此我們在上實驗課之前要求學生認真預習實驗并寫好實驗報告,在上課之前要上交預習報告,教師要批閱預習報告,掌握學生對本實驗的了解程度。在講解實驗內容過程中還要對學生進行提問,以便發現學生是否只是敷衍了事,照抄書本上的實驗內容。預習報告也將作為實驗成績的一部分,以這種方式敦促學生做好實驗預習,這樣學生便可以順利地完成實驗和更好地理解實驗內容、提高實踐能力。
2實驗藥品選擇不必拘泥于教材
在全國提倡綠色環保的大環境下,我們對實驗藥品的選擇也應盡量是無毒或是低毒的?,F各高校使用的物理化學教材多種多樣,但都包括經典的實驗項目,且實驗藥品也基本相同。比如燃燒熱的測定,幾乎所有的教材都是使用萘作為測定對象,萘容易揮發和升華,吸入萘蒸氣后,可引起頭痛、乏力、惡心嘔吐,皮膚接觸后可引起皮炎。嚴重者會導致溶血性貧血及肝、腎損害及白內障、視神經炎和視網膜病變等[6]。從綠色環保和對學生安全的角度考慮可采用蔗糖或葡萄糖等代替萘,同樣能達到實驗目的。再比如最大氣泡法測定表面張力的實驗,我校原來采用教材上的實驗藥品正丁醇,但學生普遍反應此藥品氣味大,長時間實驗感覺眼睛不舒服,因此現改為用乙醇做實驗,盡管乙醇也稍有氣味但無毒,學生使用安全且環保,并且學生對該藥品熟悉、接觸多,還會增加學生對實驗的積極性,取得更好的實驗效果。
3全面考核學生的實驗教學成績
以往傳統的物理化學實驗成績的評定,是學生做完實驗后,將實驗記錄下來的有關實驗數據,利用課后時間將實驗報告完成,老師根據學生實驗報告的好壞評定出實驗成績,這樣不能全面真實反映學生實驗水平,往往會造成有些同學實驗時認真,動手能力強,但由于實驗報告寫得不好而成績不高;有些同學做實驗時敷衍了事甚至不動手,課后抄襲或綜合他人數據報告寫的好而得高分,出現“高分低能”、“低能高分”現象,這種隨意性和偶然性,勢必影響到實驗總成績[7]。因此對學生實驗成績應全面考核,實驗成績的評定可包括預習報告、操作能力、現象及數據記錄、實驗報告等幾方面內容,每一項指標均在實驗總成績中占有比例,實驗教師根據學生在各個方面的表現給出成績,避免上述狀況的出現,做到對學生的成績評定公平合理。
4結語
【關鍵詞】非專業 物理化學 改革
隨著科學技術的發展,許多和化學相關的非化學專業,如環境、生物、材料、能源等在課程的開設中,有關化學學科課程的設置占有重要的位置,其中隨著物理化學與各學科之間的交叉與日俱增,許多高校為非化學專業的本科生開設了《物理化學》課程,希望學生通過對物理化學的學習,能夠基本掌握物理化學的基礎理論和研究方法,學會利用物理化學的理論和方法來解決科學和實踐中化學問題。物理化學的學習不僅為學習專業課打下堅實的基礎,更能通過課堂教學和實驗教學的訓練,拓寬學術視野、提高學生的邏輯思維能力和創造能力。物理化學實驗是物理化學教學中不可缺少的一個重要組成部分,但是大部分高校非專業《物理化學》課程的培養課時少,以本校為例,非專業物理化學實驗學時一般不到20個學時,學生無法進行系統的物理化學實驗的鍛煉,大部分學生在實驗過程中不能和所學習的理論知識有機結合起來,所以通過對實驗類型、實驗內容及實驗教學方法的改革切實關系到學生對物理化學掌握和理解。本文結合近年從事為非化學專業講授《物理化學》課程的教學經歷及學生在實驗過程中提出的中肯建議,總結出幾點體會,與大家一起分享,并希望能對其他課程實驗的開設提供有益的的幫助。
一、精選實驗內容
針對非專業物理化學實驗學時較少的特點,對物理化學的實驗教學內容一定要精辟,應考慮一下幾個因素:
1.注重學生實驗基本技能的培養
在物理化學實驗內容的安排上,盡量能讓學生在實驗過程中進行一些基本的實驗訓練,比如:氣體鋼瓶的使用、恒溫條件的控制與調節、電化學測量技術,簡單相圖的繪制等,學會使用常用的儀器設備,如能分別不同氣體的鋼瓶并會使用、貝克曼溫度計、阿貝折射儀、沸點儀等,培養學生良好的實驗和儀器操作習慣,這是實驗能夠順利、有效進行的關鍵因素。
2.充分結合理論教學內容
物理化學實驗內容的確定必須緊密結合理論教學內容,這樣能是學生在理論和實踐之間進行有效的結合。但是有限的實驗學時內對實驗內容的選擇面臨幾個問題:怎樣能在有限的幾個實驗中涵蓋更多基本的實驗操作項目、那些實驗為重點、開設那些實驗更有利于學生能力的培養和對物理化學理論原理的掌握。在物理化學實驗內容的安排上應考慮理論教學體系的組成,從熱力學、動力學、電化學、表面化學等幾個體系組成部分分別選取必做的、代表性的實驗項目進行實驗。若學時允許,實驗內容應涵蓋每個體系;如果教學計劃學時不允許,應根據學生所在學科的特點進行權衡。比如本校材料學院的學生,物理化學中相平衡基本知識的學習能有效幫助學生對材料加工中相轉化的理解,相平衡實驗項目的選擇對學生的專業學習起到關鍵作用。
3.將基礎實驗和綜合性實驗有機結合
基礎實驗能培養學生良好的實驗素質,熟練的操作技能;綜合性實驗則培養學生設計和統一的能力,把基礎實驗和綜合性實驗有機結合起來對物理化學實驗的改革起到關鍵作用,對學生的基本和綜合能力的培養有關鍵作用。如電化學實驗項目設置時,可將電池電動勢測定難溶鹽的溶度積和測定電解溶液的活度系數統一成一個實驗,實驗內容涵蓋鹽橋的制備、電化學測量一起的使用、電解池的連接、恒溫的調節和控制等、克服單個實驗開設的單一性,并能讓學生掌握電化學的理論知識。
二、創新實驗教學方法
多年來物理化學教學模式基本形成一種定式,實驗教材上涵蓋有實驗目的、要求、基本原理、操作所需的基本儀器并介紹實驗的方法和步驟;教學方法上采用學生對實驗進行預習,學生進入實驗室教師對實驗教材中的各部分內容進行講解,重點講述實驗原理、實驗步驟及實驗過程中的注意事項,對部分生疏的實驗儀器進行演示。傳統教學模式存在的缺點是學生在對實驗的預習并沒有認真對待,在實驗的操作過程中只是一種簡單的模仿,實驗數據的記錄和處理包括完成實驗報告整個過程沒有興趣。創新實驗教學方法要結合以下幾點
1.把實驗帶進課堂
物理化學作為非化學專業的一門必修課,學生對物理化學理論知識的學習非常重視,所以把實驗教學的部分內容,比如實驗原理,實驗方法等內容帶進課堂,盡量以課堂習題的形式出現并外延相關的實驗方法,讓學生在課堂上即學習了物理化學的相關理論,進行了適當的課堂習題練習,同時對怎樣采取適當的實驗方法獲得相關的數據進行初步認識,學生們體會到理論與實踐的有效結合,對理論體系的掌握也提到積極作用。這樣學生在進行實驗預習是能輕松總結出實驗進行的關鍵因素,進入實驗之后教師只要簡單講解和演示,學生就能馬上領悟。比如熱力學部分我們設置的實驗為萘燃燒熱的測定,那么課堂習題練習結合定容體系下萘燃燒的計算(恒容熱)并和恒壓熱進行聯系,引申提問該怎樣去獲取燃燒熱的實驗數據,我發現學生的積極性高,進入實驗室后學生對各部分操作能有效統一起來,實驗能有條不紊的進行。
2.把主動性還給學生
很多教師在實驗過程中總是用心講解、細心演示、耐心指導,但真正讓學生去做的時候發現還是一塌糊涂,所以總是抱怨學生怎么不按照演示的操作。在學生養成良好的實驗操作習慣的基礎上,只要對生疏的實驗儀器簡單的演示,把主動給學生,這樣才能激發學生的興趣和解決問題的能力。比如最大泡壓法測定表面張力的實驗中,我把毛細管可能不冒泡的問題留給了學生,結果發現大部分同學在實驗過程中能對問題可能產生的原因進行總結,在處理問題時能做到不急躁。
3.演示正確處理實驗數據和撰寫實驗報告的方法
實驗數據的處理和實驗報告的撰寫體現了學生分析問題,解決問題及成功展示自己成果的能力。本科階段實驗報告的撰寫一般會給出現成的實驗模板,即使這樣,教師也應該給出一份撰寫規范的實驗報告給學生演示,讓學生自己去分辨高質量實驗報告能告訴給別人的信息量,讓學生體會到成功展示自己勞動成果的自豪感并給學生提供可行的方法。實驗數據的獲得首先要真實,對學生要反復強調客觀記錄實驗數據和現象的重要性,在實驗過程中學生遇到問題總會問“老師,我的實驗數據對不對”這樣的問題,我覺得應該反問他“你的實驗操作是不是正確?你記錄的數據是不是真實?”。最后,培養學生正確處理處理實驗數據和分析實驗結果的能力,完成一份有質量的實驗報告,告訴學生一份真實的,能說明問題的實驗報告是呈現在別人面前的最能說明你的實驗效果的證明材料,引起重視。
三、執行嚴格的考試制度
為了培養良好的學風,提高教學質量,應該擬定科學的實驗考試考核方法。實驗課程的考試應該包括兩部分內容:一是實驗理論的考試,一個是實驗操作的考試。對于非化學專業的物理化學實驗,實驗理論的考試可同物理化學課程考試同時進行;實驗操作的考試可采取抽查的方式進行。非專業物理化學實驗學時少,實驗項目安排較少,對實驗操作的考試一般流于形式或根本沒有,學生認為只要把理論課學好就行,引不起重視,實驗報告的撰寫潦草從事。若要物理化學實驗進一步規范,就必須執行嚴格的考試制度。
非化學專業物理化學實驗教學模式的探索不僅能提高物理化學實驗的教學效率,更為非專業其他化學學科的實驗改革提供依據。高校教學應能有效結合學生和前線教師的經驗,轉變教育觀念,探索出切實可行的非專業化學實驗的教學模式。物理化學實驗作為非化學專業重要的實驗課程之一,應不斷深入實驗教學改革,將專業性質和課程性質有機的統一起來,探索一條能有效培養學生實踐和創新能力的實驗教學平臺。
參考文獻: