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简析材料类专业物理化学课程教学探索与实践

作者:2017-01-17 16:04文章来源:未知
  0引言
  随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,大力提升人才培养水平,主动适应现代社会对学生知识、能力和素质日益提高的要求。在这样的形势下,作为材料类专业基础课的物理化学的教学课时数明显压缩,教学内容不断更新。因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。结合江苏科技大学材料类专业的办学定位、人才培养目标和人才培养方案,笔者对材料类专业物理化学教学做了一些改革尝试,经过多年的教学实践证明,成效显著。
  1充实和更新教学内容
  物理化学是化学学科的一个重要分支,是从研究化学现象和物理现象的联系入手,应用物理学的基本原理和实验方法,探求化学变化规律的一门科学。物理化学课是高等工科院校材料类专业的一门理论基础课程。课程内容面广、量大、更新快,数学推导多、逻辑性强,理论性、实践性高。自2000年以来,物理化学课程一直是江苏科技大学校级重点建设课程,2005年入选首批校级精品课程建设项目,2008年被评为江苏省精品课程。2003年以前,江苏科技大学金属材料工程、焊接工艺与技术、材料成型与控制工程等材料类专业一直采用程兰征教授等所编《物理化学》为教材,化工类专业的学生一直采用天津大学所编《物理化学》为教材。为明确教学目的和要求,保证教学质量,在参照有关《综合性大学化学化工专业物理化学教学大纲》和《高师物化标准化考试大纲》的基础上,以《高等工业学校物理化学课程教学基本要求》为依据,充分考虑在教学的内容组织上注意处理好该课程各部分内容之间的关系与基本知识、基础理论与实际应用的关系以及后续课程的关系,结合江苏科技大学的办学定位、人才培养目标、生源情况及各专业的人才培养方案,2003年物理化学课程针对不同专业特点分别设置为:56学时(含实验8学时)的物理化学A(适用于材料成型与控制工程、金属材料工程、焊接技术与工程等材料类专业)和88学时(含实验16学时)的物理化学B(适用于高分子材料与工程、环境工程等化工类专业)两大不同系列;并采用天津大学所编的《物理化学》作为统一教材。经过10年的实践和研究,江苏科技大学目前材料类专业物理化学在教材、教学内容和学时的分配为:绪论、热力学第一定律,7课时;热力学第二定律,7课时;多组分系统热力学,5课时;化学平衡,4课时;相平衡,7课时;电化学,6课时;表面现象,6课时;化学动力学,6课时。这样的安排有利于教学质量和效果的提高。
  考虑到学生毕业后要从事教学、科研、开发等工作的实际,江苏科技大学物理化学教学团队在参照国家教委综合性大学的理、工科《物理化学实验教学大纲》的基础上,制定了与江苏科技大学物理化学实验的教学和科研特色相适应的教学大纲,编写了《物理化学实验》讲义,10年来先后3次对其进行了修订。材料类物理化学实验教学时数为8学时,至少开设2个实验,学生必须按要求完成一个必开实验和至少一个选开实验。必开实验为燃烧热测定,选开实验为过氧化氢分解动力学测定、纯液体饱和蒸汽压的测定、碳酸钙分解压的测定、二组分合金相图的测定、粘度的测定、电动势的测定、电导的测定及应用等。学生实验成绩按10%的比例计入课程总成绩,缺做实验者课程的实验成绩以0分计算,实验成绩不及格者课程总成绩以不及格处理。新大纲进一步明确了物理化学实验的教学目标和要求,突出了重点、难点,增加了与本学科有关的科技新成就和新发展,增加选修实验和开放实验,使之更符合江苏科技大学物理化学实验教学实际,并有江苏科技大学物理化学实验的特色。
  2改进教学方法
  物理化学内容繁多,理论性强,学生学习积极性不高,教学难度大,必须依靠教师的主观能动性,结合多媒体技术等现代教学手段的充分、合理运用,坚持突出重点,力求内容条理化、讲清难点,采用启发式教学方法。在教学过程中,教师要适时、恰当地提出问题,启发学生掌握通过自己的思考获得知识的方法,以激发学生的学习兴趣和学习热情,发挥学生的学习主动性和积极性,并逐步由教师启发转向学生自我启发完成学习任务,激发学生的独立思考和创新意识,从而有利于教学质量和效果的提高。不能忽视绪论课的作用,更不能忽略绪论课的讲授。上好绪论课,既可以使学生初步明确物理化学课程的学习目的(“为什么学”)、学习内容(“学什么”)以及学习方法(“怎么学”),又可以让学生初步产生学习兴趣。重点放在从学生身边的现象寻找物理化学问题,让他们认识到为什么要学习物理化学,而不是照本宣科。这样可以给学生留下一个良好的第一印象,激发他们的学习兴趣,让他们体会到学习这门课程对自己的价值,这样才有可能在以后的学习过程中花时间、花精力去学习这门课程,从而学好这门课程。
  物理化学内容繁多,学生不可能一下子将教师讲过的知识全部理解掌握,为了让学生明确课堂重点,教师在全面系统讲授课程内容的同时,要把重点内容讲清楚说明白(比如在讲到复杂的数学公式推导时,在不失数学推导严密性的前提下,着重讲清各推导环节的物理意义),加重语气,反复强调,配以板书,引起学生对重点内容的重视。采用录像、模拟实验等多种教学媒体,扩大学生接受知识的容量,加快接受知识的速度,提高教学效率。例如,讲热力学时,可以让学生观看滑冰录像,思考滑冰鞋冰刀下冰的凝固点的变化,强化Clapeyron方程的应用;讲动力学时,可以让学生观看计算机模拟碰撞行为实验,使其马上就产生了弄清碰撞理论的迫切感,自然就增大了学习的积极性、主动性。此外,适时地将物理化学学科发展的最新动态介绍给学生,激发他们的学习兴趣,同时鼓励和吸引他们参与教师的科研工作,以科研促教学,更有利于创新性人才的培养。
  3丰富教学手段
  充分利用现代化教学手段辅助教学。在多媒体教学课件中,教学内容的处理思路、教学重点和难点等以各种形式突出,并有动画效果。课件除具有正常板书的优点外,还具有内容丰富、信息量大、直观、学生课后便于复习、课前便于预习等优点。2004年初,江苏科技大学物理化学课程建立了教学网站。该网站内容丰富、面广量大,主要包括课程描述、教学文档、网络课件、在线自测、在线答疑、来宾留言等内容。多媒体教学适于课堂教学,教学网站便于学生课外自学;同时,还保留传统板书的课堂教学形式,强化教学内容的重点和层次。实践表明,物理化学课程多媒体教学与网络教学,在实际教学中已收到了很好的教学效果,受到了同学、同行和督导的广泛赞许。网络教学的使用促进了学生在课前和课后的学习、巩固和提高,多媒体教学的实施提高了师生的课堂教学效率。
  4改革课程考核和考试制度
  全面提高材料类专业物理化学课程的教学质量和效果,加强物理化学专业基础课程的教与学,加强教师授课和学生学习的统一评价与管理。严格考试制度,物理化学课程考试采用“全国高师物理化学标准化考试试题库”和“全国综合性大学物理化学试题库”随机出题,收到了很好的教学效果。执行全体学生评教制度,所有学生通过学校教务处网络平台对上一学期所学课程进行教学评价,教务处将学生评教结果通知给教师本人。教师授课认真、负责、规范,教师的授课和学生学习的教学效果得到了统一的评价与管理。对教师和学生有明确要求,严格规范教学,调动了各方面的积极性和创造性。综观近年来所取得的成绩,学生学期的题库考试平均成绩高于试题库给出的平均成绩。根据教师、督导和学生的反馈意见,在以后一段相当长的时期内,对江苏科技大学工科物理化学课程仍将继续采用全国理科物理化学题库随机出题的方式,进一步促进教师的授课和学生学习的教学效果。
  为了较好的体现现代教育思想,符合国内外同类课程改革趋势和建设方向,全面开放所有物理化学实验,一名教师负责一个实验,一个实验最多同时开设4组,每组实验最多允许2名学生参与。对《物理化学实验》讲义进行修订与补充,在燃烧热测定、金属相图测定等实验中增加了自动化实时测量与监控技术。每年至少对2个物理化学实验进行改进或更新。
  5结束语
  江苏科技大学材料类专业物理化学课程教学与时俱进,不断充实和更新教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,经过10年的探索和实践证明该课程的教学改革有助于提高教学质量和效果。
 

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