冶金專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)探討

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1講授重要知識點，注重知識點之間的銜接，引導(dǎo)學(xué)生融會貫通

物理化學(xué)包含了熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象、膠體化學(xué)等方面的知識，內(nèi)容覆蓋面廣、知識點多。對冶金專業(yè)本科生而言，學(xué)習(xí)物理化學(xué)主要以應(yīng)用為目的。因此，在講授冶金專業(yè)物理化學(xué)課程時，主要是講授重要知識點、要少而精，理論聯(lián)系實際，不用在理論深度上過多擴展。胡英院士指出：“教學(xué)內(nèi)容一定要少而精，這樣才能為今后博而通打下堅實的基礎(chǔ)”。教學(xué)過程中，重點講解物理化學(xué)的基本概念，使學(xué)生深刻理解其物理意義。重點講解基本原理，使學(xué)生理解物理量之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系。此外，注重向?qū)W生展示重要知識點之間的銜接關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生在這方面進行思考與理解，從而幫助學(xué)生構(gòu)建物理化學(xué)知識框架。這點對于學(xué)生而言至關(guān)重要，是其在后續(xù)課程《冶金原理》、《煉鐵學(xué)》、《煉鋼學(xué)》、《有色冶金學(xué)》等的學(xué)習(xí)中應(yīng)用物理化學(xué)規(guī)律認識與理解專業(yè)知識、解決專業(yè)技術(shù)問題的關(guān)鍵基礎(chǔ)。同時，引導(dǎo)學(xué)生進行相類似規(guī)律定理之間的對比、相類似知識點的總結(jié)與歸納，加強學(xué)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(lián)系日常生活，引發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣

由于物理化學(xué)是以數(shù)學(xué)、物理工具來剖析化學(xué)問題，建立的公式形式復(fù)雜、種類繁多，容易顯得知識內(nèi)容枯燥乏味，致使學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不濃厚。如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也是物理化學(xué)教學(xué)過程中需進行改革之處。通過實踐發(fā)現(xiàn)，在講授理論知識時，利用知識點解釋日常生活中的相關(guān)物理化學(xué)現(xiàn)象，能極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如，在講解稀溶液依數(shù)性時，提及人們在雪地上撒鹽以防止結(jié)冰路滑的行為。以提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考人們這種行為的原因、是利用了什么物理化學(xué)原理，讓學(xué)生領(lǐng)悟如何利用理論知識解決日常生活問題。同時，讓學(xué)生列舉出日常生活中利用稀溶液依數(shù)性的例子，分析該例子中的物理量分別對應(yīng)于相關(guān)理論公式中的什么物理量。再比如，在講授毛細現(xiàn)象時，誘導(dǎo)學(xué)生思考與聯(lián)想在醫(yī)院體檢化驗指血時為什么將透明玻璃細管放在手指扎破處即可讓血流入玻璃管而沒有施加任何負壓。引導(dǎo)學(xué)生進一步聯(lián)想日常生活中遇到的什么問題可以利用毛細現(xiàn)象原理加以解決。通過這樣的教學(xué)互動方式，一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的主觀能動性與學(xué)習(xí)興趣，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生善于觀察、善于思考與分析問題的良好習(xí)慣，為進一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。

3理論知識的講授聯(lián)系生產(chǎn)實踐，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣

由于物理化學(xué)是冶金專業(yè)本科生的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，因此在講授物理化學(xué)時，除了要引發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣、使掌握物理化學(xué)知識框架外，還需要讓學(xué)生了解物理化學(xué)在冶金專業(yè)知識體系中的作用、培養(yǎng)學(xué)生對冶金專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣。為達此目的，在物理化學(xué)理論知識的講授過程中，需對應(yīng)用性強的知識點進行擴展講解，介紹相關(guān)的冶金生產(chǎn)技術(shù)。比如，在講授完畢表面活性劑的相關(guān)知識點時，擴展介紹利用表面活性劑的特性而發(fā)展的浮選技術(shù)。引導(dǎo)學(xué)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(shè)備等；結(jié)合所講授的表面活性劑的相關(guān)知識點，理解如何根據(jù)礦物性質(zhì)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(guān)于區(qū)域熔煉的原理后，給學(xué)生列舉目前常用區(qū)域熔煉技術(shù)提純的材料種類，讓學(xué)生分析這些體系中雜質(zhì)與待提純物質(zhì)分別是什么、并指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實現(xiàn)區(qū)域熔煉的裝置。通過將理論知識聯(lián)系生產(chǎn)實踐，充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性，讓學(xué)生了解冶金技術(shù)的由來，初步體驗如何利用理論知識解決實際生產(chǎn)問題，逐步培養(yǎng)學(xué)生對冶金專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣和樂趣。

4教學(xué)與科研互動，讓學(xué)生體會基礎(chǔ)知識對科技創(chuàng)新的重要性

在物理化學(xué)講授過程中實施教學(xué)與科研互動，在講授重要知識點時進行拓展，向?qū)W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(xué)生。比如，筆者在講授膠束的形成及特性時，向?qū)W生介紹了本課題組新近發(fā)展的膠束介導(dǎo)法合成復(fù)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(zhì)，讓學(xué)生感受到科技創(chuàng)新是立足于扎實的基礎(chǔ)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(xué)生對物理化學(xué)知識的學(xué)習(xí)，也能調(diào)動學(xué)生對科學(xué)研究的積極性。比如，在講授多相反應(yīng)動力學(xué)時，筆者引入了大學(xué)三年級學(xué)生完成的釩渣焙燒熟料酸浸動力學(xué)研究成果。以該實際體系為例，讓學(xué)生深入理解多相反應(yīng)動力學(xué)所經(jīng)歷的典型步驟，讓學(xué)生深入體會如何使用基礎(chǔ)知識解決科研中的相關(guān)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(xué)生對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)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(xué)與科研互動的新型教學(xué)方式，一方面加深了學(xué)生對物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的理解與掌握；另一方面也讓學(xué)生深刻體會到基礎(chǔ)知識對科技創(chuàng)新的重要性，只有掌握扎實的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識才能發(fā)展與完善冶金技術(shù)或創(chuàng)建冶金新技術(shù)。

5發(fā)展“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的教學(xué)模式

在傳統(tǒng)物理化學(xué)教學(xué)模式中，是以教師為主、學(xué)生被動接受物理化學(xué)知識。由于物理化學(xué)新概念多、公式多且復(fù)雜，學(xué)生常感到枯燥無味、難以掌握教學(xué)內(nèi)容。鑒于此，積極建立“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的雙主體教學(xué)模式。從教師角度看，由教師引導(dǎo)學(xué)生建立物理化學(xué)知識框架。通過問答互動、學(xué)生板書、學(xué)生查閱資料并宣講、學(xué)生設(shè)問學(xué)生答等教學(xué)環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，以學(xué)生為教學(xué)主體，讓學(xué)生由被動灌輸知識變?yōu)橹鲃游≈R。從學(xué)生角度看，學(xué)生在教師的幫助下建立物理化學(xué)知識框架。比如，在推導(dǎo)各級反應(yīng)的動力學(xué)方程時，教師先推導(dǎo)零級反應(yīng)的動力學(xué)方程積分式，由學(xué)生在黑板上推導(dǎo)一級反應(yīng)的動力學(xué)方程積分式。再設(shè)問二級反應(yīng)的動力學(xué)方程積分式如何推導(dǎo)，在學(xué)生進行初步嘗試后，教師再在黑板上演繹推導(dǎo)過程。通過實踐，該種“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的雙主體教學(xué)模式能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將枯燥無味的教學(xué)過程變得生動有趣，受到學(xué)生歡迎。這無疑將促進學(xué)生對物理化學(xué)知識的掌握。

6傳統(tǒng)教學(xué)手段與先進教學(xué)手段有機結(jié)合

物理化學(xué)涵蓋內(nèi)容廣，對于不同教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)其自身特點選擇適宜的教學(xué)手段。比如，對于熱力學(xué)部分，由于理論公式較多，采用黑板板書教學(xué)能讓學(xué)生跟隨教師思路理解公式推導(dǎo)或建立的過程。對于相圖部分，黑板板書會降低教學(xué)效率，而采用多媒體教學(xué)便起到事半功倍的效果。這不但節(jié)省了在課堂上畫圖的時間、利于控制教學(xué)進度；還可以在幻燈片上圖文并茂地向?qū)W生展示相圖中各區(qū)域的物相狀態(tài)、以不同字體或顏色突出重點，從多方面刺激學(xué)生加深印象。除幻燈片外，還可以采用動畫方式向?qū)W生展示變化過程。比如，采用Flash動畫向?qū)W生展示膠束的形成過程、如何根據(jù)氣液二組分系統(tǒng)的p-x圖作T-x圖、蒸餾的原理與過程等。因此，在物理化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)采用傳統(tǒng)教學(xué)手段與先進教學(xué)手段有機結(jié)合的方式進行，相互取長補短。對于公式推導(dǎo)類內(nèi)容，在幻燈片上展現(xiàn)公式的同時，還需在黑板上演繹推導(dǎo)過程、加深學(xué)生的理解。對于相圖類需以多媒體教學(xué)為主的教學(xué)內(nèi)容，還需輔以板書，在黑板上板書重點概念與規(guī)律以強化學(xué)生印象。采用這種多種手段結(jié)合的方式進行物理化學(xué)教學(xué)，能增添物理化學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣，強化學(xué)生對物理化學(xué)知識的理解，促進學(xué)生建立物理化學(xué)知識框架。

7結(jié)語

冶金專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)改革是永無止境的。歷代冶金教學(xué)工作者都在探尋著教學(xué)改革方式以使這門“學(xué)生難學(xué)、教師難教”的專業(yè)基礎(chǔ)課能深受學(xué)生歡迎，能更好地幫助學(xué)生建立物理化學(xué)知識框架，為今后冶金專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)；能更好地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提升專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新意識與能力。我們將與時俱進，繼續(xù)深化冶金專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革、繼續(xù)探尋其教學(xué)改革之路。

作者:李鴻乂 謝兵 單位:重慶大學(xué)