物理化學(xué)成果的教學(xué)質(zhì)量論文
第1篇：物理化學(xué)成果的教學(xué)質(zhì)量論文
物理化學(xué)成果是我院化學(xué)教育、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)及化學(xué)工程與工藝四個(gè)專業(yè)學(xué)生的必修課，其內(nèi)容主要是運(yùn)用物理和數(shù)學(xué)有關(guān)理論和方法進(jìn)一步研究物理化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式的普遍規(guī)律。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)教學(xué)中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生分析問題和解決問題的重要環(huán)節(jié)。但它涉及面廣，如涉及無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一些重要儀器的正確操作，還具有“公式多，概念多，公式的使用條件繁雜”，同時(shí)有些物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)較多，學(xué)生處理困難。[1，2]因此有些學(xué)生對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了畏難情緒，影響了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。下面我結(jié)合自己在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積累的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勗谖锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的感受和體會(huì)。
一、課前準(zhǔn)備工作
要想讓實(shí)驗(yàn)課正常進(jìn)行，收到較好的教學(xué)效果，教師和學(xué)生都要作出努力。首先，物理化學(xué)教研室最好進(jìn)行集體備課，讓有經(jīng)驗(yàn)的教師講解實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，以及學(xué)生中易出現(xiàn)的問題。講解結(jié)束后，全體教師共同制定出最佳實(shí)驗(yàn)方案。然后教師根據(jù)制定出的最佳實(shí)驗(yàn)方案親自動(dòng)手做一遍，做到心中有數(shù)。
學(xué)生加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)是順利做好實(shí)驗(yàn)的前提條件之一。要求每個(gè)學(xué)生都必須認(rèn)真預(yù)習(xí)，填寫預(yù)習(xí)報(bào)告，涉及溶液配制時(shí)，要求學(xué)生提前做好計(jì)算。學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問題，以便在實(shí)驗(yàn)課上解決，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性。
二、綠色物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)
隨著科技水平生產(chǎn)力的提高，能源的消耗和廢棄物的排放急劇增長(zhǎng)，由此帶來(lái)了前所未有的嚴(yán)峻的環(huán)境問題，保護(hù)人類的家園成為人類社會(huì)的共識(shí)。近年來(lái)，由于大學(xué)擴(kuò)招，開設(shè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的專業(yè)急劇增多，化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的環(huán)境污染已不容忽視。在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。應(yīng)盡可能地開展微型實(shí)驗(yàn)，避免污染；對(duì)于污染大、危險(xiǎn)性大的實(shí)驗(yàn)可以采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，達(dá)到讓學(xué)生如同身臨其境的效果；注意廢氣、廢水及廢渣的處理。
三、數(shù)據(jù)處理
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理大多比較繁瑣，幾乎每個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要作圖。如碳鋼極化曲線的測(cè)定，如果用坐標(biāo)紙?zhí)幚韯t比較繁瑣且誤差較大，可以讓學(xué)生通過(guò)Excel、Origin等軟件完成。這樣可以使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理變得簡(jiǎn)單，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)教師要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)這些軟件，提高學(xué)生處理數(shù)據(jù)及作圖能力。
四、科研在教學(xué)中的作用
高校教學(xué)不僅要傳授知識(shí)，傳承文明，還擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生探求新知能力的任務(wù)。因此，高校教學(xué)過(guò)程本身就包括教學(xué)與科研兩種因素，兩者是緊密結(jié)合在一起的�；谶@種共識(shí)，我們嘗試采用將教師的科研課題與物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法。例如，在講解《磁化率的測(cè)定》這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以講解磁性產(chǎn)生的原因，如何尋找高性能磁性材料，高性能磁性材料在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用；在講解燃燒熱時(shí)，教師可以根據(jù)自己的科研課題，指導(dǎo)學(xué)生測(cè)定生活中垃圾的燃燒熱。這樣可以拓寬學(xué)生視野，同時(shí)讓學(xué)生了解這方面的.科研最新動(dòng)態(tài)及國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立操作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
五、結(jié)語(yǔ)
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)取得了一定的成果。首先，幫助學(xué)生克服了畏難心理，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；其次，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科研創(chuàng)新能力，學(xué)生由被動(dòng)做實(shí)驗(yàn)變?yōu)橹鲃?dòng)做實(shí)驗(yàn)。今后我們要加大改革力度，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，把培養(yǎng)創(chuàng)新型人才作為教學(xué)的目標(biāo)。
第2篇：物理化學(xué)成果的教學(xué)質(zhì)量論文
物理化學(xué)課程作為一門化工專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，既承擔(dān)著將無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)等課程的知識(shí)上升到更高理論層次的責(zé)任，也扮演著承擔(dān)化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程等課程的理論基礎(chǔ)的角色[1]。另一方面，物理化學(xué)作為一門研究化學(xué)體系中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和變化基本規(guī)律的學(xué)科，從20世紀(jì)以來(lái)，通過(guò)量子力學(xué)和現(xiàn)代物理方法，在化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)和電化學(xué)等領(lǐng)域取得了大量令人興奮的科研成果，加上物理化學(xué)和其他學(xué)科的交叉和滲透，驅(qū)動(dòng)了很多新穎的，如生命、材料、能源和環(huán)境等前沿研究領(lǐng)域[2-4]。本文將以大慶師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院化工專業(yè)本科生教學(xué)為例，從物理化學(xué)前沿成果的獲取、前沿成果的引入在提高教師課堂教學(xué)以及學(xué)生學(xué)習(xí)效率等方面的作用，就引入物理化學(xué)前沿成果對(duì)課程教學(xué)質(zhì)量的提高進(jìn)行初步的探討。
一獲取前沿成果的方式
1教學(xué)科研相結(jié)合
隨著科學(xué)技術(shù)手段的進(jìn)步，學(xué)科之間的不斷融合與交叉，物理化學(xué)的研究成果也早已實(shí)現(xiàn)了在電子-原子-分子水平上去探索物質(zhì)的性能和演化規(guī)律[3]。前沿的最新成果日新月異，全面把握前沿成果似乎不太可能，但是初步的了解還是能夠做到的，最好的途徑就是教師自身的科學(xué)研究。缺少科研的教學(xué)沒有底蘊(yùn)，缺少教學(xué)的科研不夠全面。只有將教學(xué)和科研緊密結(jié)合，既傳遞知識(shí)，又探索、創(chuàng)新知識(shí)，教學(xué)相長(zhǎng)，才能促進(jìn)教學(xué)的良性循環(huán)和科研的高效發(fā)展。在科研中，無(wú)論教師還是學(xué)生都在不斷地總結(jié)前人的成果，發(fā)現(xiàn)未解決的問題，尋找新的方法，提出新的觀點(diǎn)，取得新的成果。這些過(guò)程無(wú)時(shí)無(wú)刻不與科研最新的動(dòng)態(tài)緊緊相連。因此，教研相結(jié)合不僅是獲取前沿成果的最佳途徑，更是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必要手段。
2其他途徑
物理化學(xué)是隸屬于化學(xué)的二級(jí)學(xué)科，個(gè)人研究方向更是物理化學(xué)中的“三級(jí)學(xué)科”。因此，僅通過(guò)個(gè)人科研工作還很難全面把握物理化學(xué)的前沿成果。想要獲取這些成果，就需要通過(guò)一定的途徑。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)定期的學(xué)科前沿總結(jié)以及獲批項(xiàng)目的研究方向?yàn)槲锢砘瘜W(xué)的前沿成果提供了一個(gè)很好的導(dǎo)向；再者，物理化學(xué)雜志超過(guò)120種，其中以美國(guó)、中國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、荷蘭等國(guó)為主的化學(xué)會(huì)承辦的各種主流學(xué)術(shù)雜志如：JournalofPhysicalChemistryA/B/C（簡(jiǎn)稱JPC），JournalofChemicalPhysics（簡(jiǎn)稱JCP）等發(fā)表了大量的學(xué)術(shù)成果。根據(jù)ESI（EssentialScienceIndicators）對(duì)1999年1月1日至2009年6月30日期間所有雜志發(fā)表論文和引用數(shù)目的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，JPC系列雜志發(fā)表論文44724篇，被引用586924次（在世界所有雜志中排名第10，化學(xué)類排名第2），JCP雜志發(fā)表文章25071篇，被引用376662次（在世界所有雜志中排名第20）[4]�？梢娺@些學(xué)術(shù)雜志和期刊上刊載的成果很好地反映了物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展的程度和深度。此外，國(guó)內(nèi)外定期舉辦的化學(xué)會(huì)議為物理化學(xué)近期取得的成果和未來(lái)展望提供了很好的總結(jié)；當(dāng)然，國(guó)內(nèi)外重要的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、課題組的成果也為了解物理化學(xué)的前沿成果提供了很好的啟發(fā)。
二結(jié)合前沿成果提高課堂教學(xué)質(zhì)量
1合理引入前沿成果
物理化學(xué)作為一門基礎(chǔ)課程，其教學(xué)內(nèi)容大體分為：化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、量子化學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)。大多數(shù)教師頭腦中都存在一種“基礎(chǔ)課程的內(nèi)容是經(jīng)典的知識(shí)，不存在更新的理由”的思維定勢(shì)。因此，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，獲取相關(guān)的前沿成果，簡(jiǎn)單而且清晰地介紹成果的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)之間的聯(lián)系。以量子化學(xué)為例，自1900年，從普朗克提出輻射量子假說(shuō)開始，通過(guò)愛因斯坦、狄拉克、海森堡等人被建設(shè)成了一門物理化學(xué)的重要的分支學(xué)科。課程內(nèi)容的講述也基本局限于這些經(jīng)典內(nèi)容。實(shí)際上，量子化學(xué)作為強(qiáng)大的理論工具，能夠很好地幫助人們認(rèn)識(shí)微觀世界。1998年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予兩位卓越的量子化學(xué)家：美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的沃爾特·科恩（Walter.Kohn）和美國(guó)西北大學(xué)的約翰·波普爾（JohnA.Pople），以獎(jiǎng)勵(lì)他們?cè)诿芏确汉碚摵土孔踊瘜W(xué)計(jì)算方法方面的貢獻(xiàn)。這是對(duì)量子化學(xué)在科學(xué)界地位的充分肯定。然而，在教科書中，對(duì)于這些前沿成果的介紹和應(yīng)用卻是難得一見，顯然是不合適的。在此，教師可以用簡(jiǎn)單的氫氣分子或甲醛等簡(jiǎn)單分子為例，介紹求解薛定諤方程的原理，進(jìn)而得出微觀結(jié)構(gòu)中的能量、結(jié)構(gòu)參數(shù)等簡(jiǎn)單信息。這樣既使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的用途有所了解，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又不會(huì)使學(xué)生陷于繁瑣的公式推導(dǎo)。
2經(jīng)典內(nèi)容和前沿成果相輔相成
物理化學(xué)家Atkins早在1987年就指出，“傳統(tǒng)的物理化學(xué)已經(jīng)處于革命的前夜，因?yàn)榛瘜W(xué)家終于可以關(guān)注真實(shí)而且高度復(fù)雜的體系了，新課程必須反映這個(gè)巨大的變化，計(jì)算機(jī)正在開始改變我們的思維以及教學(xué)的方式”[5-6]。經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容相比于前沿的成果似乎略顯陳舊，而且在受到考研、課時(shí)量減少、和無(wú)機(jī)化學(xué)、大學(xué)物理等課程存在重復(fù)內(nèi)容等因素的影響下，各類高校都在精簡(jiǎn)物理化學(xué)經(jīng)典內(nèi)容的比重，這是一種很好的現(xiàn)象。但在精簡(jiǎn)過(guò)程中，教師應(yīng)該注意到，經(jīng)典內(nèi)容是物理化學(xué)學(xué)科的根基，也是前沿進(jìn)展的基石。在講述這些經(jīng)典內(nèi)容時(shí)，一定要把握住經(jīng)典內(nèi)容的核心所在，讓學(xué)生能夠抓住主線，不要僅關(guān)注前沿，而忽略基礎(chǔ)。以熱力學(xué)三大定律為例，其核心所在就是如何使用這三大定律去判斷化學(xué)反應(yīng)的方向、限度以及能量轉(zhuǎn)換的問題。這部分內(nèi)容在無(wú)機(jī)化學(xué)中已經(jīng)有過(guò)簡(jiǎn)略的介紹，因此，教師完全可以讓學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，在課堂講解的同時(shí)，引入前沿成果。例如，引入線性和非線性非平衡態(tài)的熱力學(xué)，對(duì)比平衡態(tài)的熱力學(xué)，在開放體系中判斷系統(tǒng)變化的方向和限度，區(qū)分平衡態(tài)和耗散結(jié)構(gòu)。但要注意，應(yīng)僅限于原理和概念的簡(jiǎn)單介紹，這樣既鞏固了平衡態(tài)熱力學(xué)，又開拓了學(xué)生的眼界，而且不會(huì)陷于前人的爭(zhēng)論以及復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。
3引入前沿成果要配合教育理念的更新
在教學(xué)中，前沿高新技術(shù)信息的融入，既可以使教師在物理化學(xué)的教學(xué)時(shí)，感到時(shí)代感與吸引力，同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使其具有更加明確的學(xué)習(xí)目的性[7]。然而，機(jī)械地介紹前沿成果，往往會(huì)占用大量課時(shí)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使教學(xué)內(nèi)容主次不清，知識(shí)混亂。因此，引入先進(jìn)前沿的成果，更需要先引進(jìn)先進(jìn)的教育理念。美國(guó)教育家杜威指出：教育并不是一種“告訴”和“被告訴”的事情，而是一個(gè)主動(dòng)和建設(shè)的過(guò)程[8]。我們應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心，以學(xué)生為主體，尊重學(xué)生提出的問題，解答學(xué)生的疑惑。首先，改變填鴨式的教學(xué)模式，跳出教師的主觀誤區(qū)，即，教師總是認(rèn)為課時(shí)太少，怕學(xué)生學(xué)得不夠多，理解得不夠深，考試的成績(jī)不夠理想等等。這樣做的結(jié)果很有可能使學(xué)生的學(xué)習(xí)從主動(dòng)變成被動(dòng)。因此，教師應(yīng)當(dāng)教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生能動(dòng)地自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)提出問題，提出知識(shí)的前沿應(yīng)用。其次，提高教師指導(dǎo)作用。教師應(yīng)當(dāng)在有限的課時(shí)內(nèi)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)引入前沿成果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)靈感，引導(dǎo)學(xué)生探索課程內(nèi)容，提出個(gè)人見解。再者，因材施教。注意優(yōu)秀學(xué)生以及多數(shù)學(xué)生的鮮明個(gè)性，尊重他們的獨(dú)特見解，因勢(shì)利導(dǎo)，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣，發(fā)揮學(xué)生的優(yōu)勢(shì)，從而加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解。
三課堂外延，提高學(xué)生應(yīng)用能力
受限于課堂教學(xué)的時(shí)間，經(jīng)典基礎(chǔ)知識(shí)和前沿成果之間本末關(guān)系的影響，在課堂上不可能大篇幅地講述科研的成果，課外教學(xué)討論就成為了一個(gè)擴(kuò)充課堂內(nèi)容、提高學(xué)生能力的有效途徑。以大慶師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院2010級(jí)的學(xué)生為例，我們將每一章的最后一次課設(shè)置成習(xí)題討論課。在此之前，教師會(huì)將本章的重、難點(diǎn)內(nèi)容以及相關(guān)的前沿?zé)狳c(diǎn)預(yù)先布置，引導(dǎo)學(xué)生分組去查找相關(guān)資料和文獻(xiàn)，進(jìn)行小組討論，形成自己的觀點(diǎn)，最后帶到課堂上進(jìn)行成果展示，小組之間進(jìn)行討論，并將學(xué)生的成果納入最終的成績(jī)考核，滿足學(xué)生的成就感。以相律為例，相律的知識(shí)不僅是物理化學(xué)的重要知識(shí)，更是化工原理的重要基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)生人數(shù)，我們將學(xué)生4-5名分為一個(gè)小組。教師事先將石油精煉的內(nèi)容以及科研成果的查找方法告知學(xué)生，經(jīng)1-2周的準(zhǔn)備，讓學(xué)生形成簡(jiǎn)單報(bào)告，進(jìn)而在課堂上，每個(gè)小組就自身感興趣的問題進(jìn)行介紹，進(jìn)而小組間談?wù)�。促使學(xué)生反復(fù)思考，互相啟發(fā)，進(jìn)而對(duì)課堂上基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行反饋，再接受，同時(shí)對(duì)知識(shí)應(yīng)用和前沿成果簡(jiǎn)單了解，最終深刻地掌握課程內(nèi)容的實(shí)質(zhì)，激發(fā)了學(xué)生探索未知世界的興趣。
物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展日新月異，前沿成果層出不窮。物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容相比之下略顯陳舊。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)于人才的要求，改革物理化學(xué)的教學(xué)模式，已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的問題。前沿成果的引入對(duì)于提高物理化學(xué)的教學(xué)效果，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率等都是一個(gè)行之有效的途徑。
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