物理化學教學質量初探

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[摘要]分析物理化學教學現狀，探討將科學研究與物理化學教學有機融合的教學模式，初步培養學生創新意識和科研素養，激發學生學習興趣，有效提升物理化學教學質量。

[關鍵詞]科學研究；物理化學；教學質量

在本科階段，人才培養不但要讓學生學會書本知識，更要的通過教與學的實踐過程培養和提高學生應用所學知識解決現實問題的能力，著力培養本科學生的學習能力與創新意識。以科研實踐為牽引提升物理化學教學的質量對于培養創新應用型人才顯得尤為重要。錢偉長院士曾說：“大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學如果沒有科研做底蘊，那就是一種沒有觀點和靈魂的教育”[1]。我們的前輩戴安邦院士也曾精辟地指出：現代的教學，既傳授科學知識和技能；還訓練學生的思維方法；更培養學生的科學精神和品德！這充分說明了教學活動與科研實踐之間的密切關系：教學是高校科學研究的基礎；科學研究則是提高辦學質量和實現高校內涵式發展的關鍵?？茖W研究實踐與物理化學教學有機結合，使任課教師在教學活動中從事科學研究，在研究背景下有針對性地實施物理化學教學，使教學和科研實現有機融合、互相促進[2]，取得良好的教學效果。物理化學是化學工程與工藝、應用化學、環境工程、制藥工程、生物工程、材料成型、過程裝備與控制、給水排水工程、材料科學等專業四年制本科生開設的一門專業基礎課程。通過本課程的學習，其目的是使學生在已獲得的數學、物理、化學等基礎知識和實驗技能的基礎上系統地掌握物理化學的學習方法和基本原理，研究物質的性質特征和變化規律。對化學變化的一般規律性，能夠從理論上給予更本質、更深刻的說明；培養學生理論思維能力，能定量地描述和處理化學運動的規律與問題。使學生了解物理化學一般研究方法與特有研究方法，樹立正確的自然觀，掌握和應用科學方法論，增強他們在學習、科學研究中分析問題與解決問題的能力。然而，物理化學涉及高等數學、大學物理和大學化學等學科，并且公式的使用條件嚴格。同時，現代科研的最新研究進展進一步豐富了物理化學內容，與環境化學、能源化學、材料化學等其他化學學科結合非常緊密[3]，出現了教學內容強度大、學時短、理解吃透難度大等問題，從而對物理化學的教與學增加了難度。因此，如何結合物理化學教師教學和科研實際，使物理化學的教與學變得高效、有趣和輕松，是任課教師始終努力的方向[4-6]。

1物理化學教學現狀分析

物理化學理論性、系統性和邏輯性都很強，對高等數學相關知識要求高，初學者往往感到理論性強，抽象難于理解，很容易產生畏難情緒。同時，目前教師上課以教材內容為主，教學方法相對單一，枯燥乏味，基本上為上課而上課，使得很多學生認為理論知識學了沒有用途，導致學生對物理化學課程學習興趣不濃、學習積極性不高及學習效果不理想等問題。究其原因，主要存在以下幾個方面：1.1引領物理化學教學的科研思想較為缺乏。在物理化學教學中，每講到新的一章內容時，必須思考并讓學生明白三個問題：為什么要教(學)這一章？教(學)什么？如何教(學)？。其中第一個問題尤為重要，使得學生在思想上就認為應該學好物理化學的內容，主動接受，積極學習。但在實際的物理化學教學過程中，由于只偏重于物理化學課本上所列舉的學習該章知識的重要性，沒有結合科學研究領域的新思想、新觀念、新變化、新熱點，特別是與該章知識相關的國際科學研究前沿的最新進展不能很好地介紹給學生，科研領域新思想的灌輸較為缺乏，導致學認為只是為了學知識而學習，不能從思想上真正意識到學習物理化學知識對科技發展的重要性，也就無法積極主動學習物理化學知識。1.2融入物理化學教學的科研實踐少之又少。在物理化學教學中，為了解決物理化學中抽象難懂的問題，教師講課時通常列舉一些與生活實踐結合緊密的現象，并利用物理化學相關知識加以解決。如講到多組分系統熱力學這一章的水溶液的依數性，通常例舉冰雪路面撒鹽來說明凝固點降低，鹽堿地莊稼長勢不良是由于滲透壓造成的等等。但這些只是對物理化學知識簡單的應用，并且借助于教材或者互聯網絡都能查到且容易理解，對于大學本科生已經具有一定知識水平，這樣的解釋似乎顯得過于簡單，并不能有效地激發他們的學習熱情和興趣，解決他們對物理化學知識學習的困惑。同時，任課教師很少將自己所從事的科學研究工作，包括研究背景、原理、思路、研究方案以及創新之處與相關的物理化學教學內容有機結合，沒有較好地將物理化學理論知識與科學研究和生產生活實踐緊密結合，從而無法真正讓學生感受到物理化學作為專業基礎課的價值。1.3與物理化學理論知識相關的實驗內容不夠豐富。物理化學實驗是面向化學工程與工藝、冶金工程、應用化學、材料科學、能源化工、環境工程等化學化工類相關專業開設的專業基礎課實驗。它是獨立設課并且與物理化學課程內容相匹配的實驗課程。物理化學實驗教學內容主要涉及與理論課程同步的熱力學、相平衡、電化學、化學動力學、表面化學等領域所涉及的基本研究工具和研究方法，在實驗教學過程中引導學生應用物理化學相關知識，解決實驗過程中出現的基本問題，培養學生基本的實驗技能和初步的科研能力，同時對學生的知識、能力和綜合素質的培養與提高起到促進作用。雖然實驗課程涉及的范圍較廣，但具體的實驗內容較少，特別是實驗課課時少(16學時)，導致真正做好的實驗就更少了。很多物理化學理論課的內容本可以通過做實驗得到驗證，但由于實驗內容不夠豐富，導致無法很好的實現物理化學理論知識的有效驗證。從而使學生不能很好地通過實驗驗證來理解物理化學的基本原理和掌握物理化學基礎知識，也就激發不了學生學習物理化學的興趣。因此，在物理化學實驗課程之外，任課教師結合科學研究的實際，將部分科研實驗的內容展示或者讓學生參與進來，這樣一定程度上能夠填補物理化學實驗內容不夠豐富的不足，也能激發學生學習物理化學的熱情。

2科教融合的途徑與方法

2.1通過大量相關科研文獻調研，深入挖掘科研前沿領域與物理化學教學內容相關的新熱點、新思想和新理念。主要結合本人研究的光催化領域，凝練出光催化涉及的能源轉化、綠色環保、環境凈化等與物理化學教學內容息息相關的前沿熱點及新理念，并貫穿于物理化學相關教學內容的課堂教學。讓學生感受到物理化學知識與科研實踐緊密聯系，從思想上真正意識到學習物理化學的重要性和必要性。2.2將科研實踐與物理化學教學內容有機融合，完善教學設計和規劃。根據前期文獻調研的科研資料，結合現有科研成果和科研條件進行歸納梳理，與相關的物理化學教學內容銜接，有目的、有計劃、有條理地修訂教學大綱，完善教學計劃，周密規劃教學進度，在原有教學學時的前提下有效高質量完成教學任務。2.3利用科研原理、方法及過程改革創新教學方式方法，激發學生學習物理化學知識的興趣和熱情。按照科教融合思路修訂的教學大綱和完善的教學計劃進行教學改革實踐。主要包括幾個方面：一是將研究領域的科研原理和方法穿插在相關教學內容的課堂教學中，讓學生了解科學研究的基本原理和方法，以及和所學內容的緊密聯系；二是將發表的科研論文中表征用的圖片、數據圖及重要結論穿插在課堂教學PPT中，用圖文并茂的形式將科研成果展示學生，并簡要講解；三是對一些有趣的實驗過程和現象錄制短視頻，在課堂教學中或課余時間讓學生觀看，直觀了解科學研究的魅力；四是尋找合適的時機讓學生參觀實驗室，甚至參與做一些簡單有趣的科研實驗環節。讓學生零距離接觸科研實踐，不再感到科研很神秘，很遙遠，而是很結合實際，并與物理化學知識是密不可分的，進一步激發學生學習物理化學知識的熱情和興趣；五是將物理化學理論知識與學生的課外科技創新活動、畢業論文結合起來，對所學知識進一步鞏固和升華，并得以實踐和創新；六是鼓勵部分對科學研究特別感興趣的同學加入到科研小組，利用課余時間參與科學研究，建議和溝通學校部分實驗儀器設備向本科生開放，進行定期培訓達到熟練操作儀器水平后，頒發合格證書，允許本科生上機操作，初步養成學生良好的科研習慣，培養科研技能和科研素養。2.4將科研實踐與物理化學實驗互為補充，相互促進，用實踐的手段來驗證更多的物理化學理論知識。物理化學是一門理論性很強的學科，好多內容需要通過實驗驗證，才能更好地理解和掌握。針對物理化學理論知識內容多，覆蓋面廣，而物理化學實驗課時少，內容不夠豐富的實際，深入挖掘相關科研實踐作以補充，更好地驗證更多的物理化學理論知識，對物理化學課堂教學起到補充和推動作用。2.5完善科研促進物理化學教學的效果評價體系。在考核和評價方面進一步合理化，根據課程教學內容與科研實踐結合的教學方法改革，建立考核評價新模式，加強教學效果考核全程考察。同時，對于學生在平時學習過程中參與科研情況，給予適當比例的平時考核成績。2.6提高物理化學教師隊伍科研水平以更好提升物理化學教學質量。教師在教學活動中起著非常重要的作用，其本身的專業知識水平決定了其的教學水平和能力，而科研實踐對教師有很好的啟發和鍛煉作用，能夠有效提升教師業務水平，對課堂教學有很好的促進作用。因此，要在教師現有科研基礎上，鼓勵和吸引更多的教師從事科學研究，進一步提高物理化學教師隊伍整體科研水平，逐步形成具有鮮明特色的教學模式，將新理論、新觀念和新方法貫穿到物理化學教學活動中，更好提升物理化學教學質量，促進培養學生創新能力和科學精神。

3結論

總之，教師從事的科學研究工作有效的融入物理化學教學過程，將會改變以往物理化學課堂教學的單一枯燥氣氛和學生被動學習的狀態，使學生從思想上真正意義到物理化學重要性和有趣性，從而喜歡學習物理化學課程，積極參與課堂教學和科研實踐，最終實現物理化學教學質量大幅提高和學生實踐創新意識有效增強的教學目標。

參考文獻

[1]葛文君．關于高等學?？蒲写龠M教學的幾點思考[J]．哈爾濱學院學報，2007，28(9)：1-3．

[2]劉興，李俊華，曾榮英，等．物理化學科研促進教學培養創新應用型人才初探[J]．山東化工，2018，47(16)：167，169．

[3]許秀芳．大學化學，2014，29(6)：25．

[4]天津大學物理化學教研室．物理化學[M]．4版．北京：高等教育出版社，2001．

[5]樊曉丹，黃科林，楊波，等．物理化學在化學工業中的應用[J]．化工技術與開發，2008，37(11)：23-27．

[6]方文軍，雷群芳，王國平，等．工科物理化學教學改革與實踐[J]．化工高等教育，2005(2)：33-35

作者:馬成海 曹紅翠 李長順 晁顯玉 馬曉東 單位:青海大學