物理化學成果的教學質(zhì)量論文
第1篇：物理化學成果的教學質(zhì)量論文
物理化學成果是我院化學教育、應用化學、材料化學及化學工程與工藝四個專業(yè)學生的必修課，其內(nèi)容主要是運用物理和數(shù)學有關(guān)理論和方法進一步研究物理化學運動形式的普遍規(guī)律。物理化學實驗是物理化學教學中的重要組成部分，是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，提高學生分析問題和解決問題的重要環(huán)節(jié)。但它涉及面廣，如涉及無機化學實驗、有機化學實驗及分析化學實驗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”，同時有些物理化學實驗得到的數(shù)據(jù)較多，學生處理困難。[1，2]因此有些學生對物理化學實驗產(chǎn)生了畏難情緒，影響了物理化學實驗教學效果。下面我結(jié)合自己在物理化學實驗教學中積累的經(jīng)驗，談談在物理化學實驗教學中的感受和體會。
一、課前準備工作
要想讓實驗課正常進行，收到較好的教學效果，教師和學生都要作出努力。首先，物理化學教研室最好進行集體備課，讓有經(jīng)驗的教師講解實驗步驟，實驗操作中應該注意的事項，以及學生中易出現(xiàn)的問題。講解結(jié)束后，全體教師共同制定出最佳實驗方案。然后教師根據(jù)制定出的最佳實驗方案親自動手做一遍，做到心中有數(shù)。
學生加強實驗前預習是順利做好實驗的前提條件之一。要求每個學生都必須認真預習，填寫預習報告，涉及溶液配制時，要求學生提前做好計算。學生在預習過程中會發(fā)現(xiàn)一些問題，以便在實驗課上解決，這樣有利于培養(yǎng)學生獨立思考的能力，調(diào)動學生的自主性和創(chuàng)造性。
二、綠色物理化學實驗
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，由此帶來了前所未有的嚴峻的環(huán)境問題，保護人類的家園成為人類社會的共識。近年來，由于大學擴招，開設物理化學實驗的專業(yè)急劇增多，化學實驗帶來的環(huán)境污染已不容忽視。在物理化學實驗教學中，應注重培養(yǎng)學生的環(huán)境保護意識，使學生養(yǎng)成良好的實驗習慣。應盡可能地開展微型實驗，避免污染；對于污染大、危險性大的實驗可以采用計算機進行模擬，達到讓學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
物理化學實驗數(shù)據(jù)處理大多比較繁瑣，幾乎每個實驗都需要作圖。如碳鋼極化曲線的測定，如果用坐標紙?zhí)幚韯t比較繁瑣且誤差較大，可以讓學生通過Excel、Origin等軟件完成。這樣可以使實驗數(shù)據(jù)的處理變得簡單，有利于提高學生的學習興趣。當然實驗教師要指導學生學習這些軟件，提高學生處理數(shù)據(jù)及作圖能力。
四、科研在教學中的作用
高校教學不僅要傳授知識，傳承文明，還擔負著培養(yǎng)學生探求新知能力的任務。因此，高校教學過程本身就包括教學與科研兩種因素，兩者是緊密結(jié)合在一起的�；谶@種共識，我們嘗試采用將教師的科研課題與物理化學實驗相結(jié)合的方法。例如，在講解《磁化率的測定》這個實驗時，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行業(yè)中的應用；在講解燃燒熱時，教師可以根據(jù)自己的科研課題，指導學生測定生活中垃圾的燃燒熱。這樣可以拓寬學生視野，同時讓學生了解這方面的.科研最新動態(tài)及國際前沿熱點，培養(yǎng)學生的獨立操作能力，激發(fā)學生的學習熱情。
五、結(jié)語
物理化學實驗教學已經(jīng)取得了一定的成果。首先，幫助學生克服了畏難心理，激發(fā)了學生的學習熱情；其次，培養(yǎng)了學生的實驗操作能力和科研創(chuàng)新能力，學生由被動做實驗變?yōu)橹鲃幼鰧嶒�。今后我們要加大改革力度，充分發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用，把培養(yǎng)創(chuàng)新型人才作為教學的目標。
第2篇：物理化學成果的教學質(zhì)量論文
物理化學課程作為一門化工專業(yè)的基礎理論課程，既承擔著將無機化學、有機化學和分析化學等課程的知識上升到更高理論層次的責任，也扮演著承擔化工原理、化學反應工程等課程的理論基礎的角色[1]。另一方面，物理化學作為一門研究化學體系中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和變化基本規(guī)律的學科，從20世紀以來，通過量子力學和現(xiàn)代物理方法，在化學熱力學、化學動力學、結(jié)構(gòu)化學和電化學等領域取得了大量令人興奮的科研成果，加上物理化學和其他學科的交叉和滲透，驅(qū)動了很多新穎的，如生命、材料、能源和環(huán)境等前沿研究領域[2-4]。本文將以大慶師范學院化學化工學院化工專業(yè)本科生教學為例，從物理化學前沿成果的獲取、前沿成果的引入在提高教師課堂教學以及學生學習效率等方面的作用，就引入物理化學前沿成果對課程教學質(zhì)量的提高進行初步的探討。
一獲取前沿成果的方式
1教學科研相結(jié)合
隨著科學技術(shù)手段的進步，學科之間的不斷融合與交叉，物理化學的研究成果也早已實現(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研究。缺少科研的教學沒有底蘊，缺少教學的科研不夠全面。只有將教學和科研緊密結(jié)合，既傳遞知識，又探索、創(chuàng)新知識，教學相長，才能促進教學的良性循環(huán)和科研的高效發(fā)展。在科研中，無論教師還是學生都在不斷地總結(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，取得新的成果。這些過程無時無刻不與科研最新的動態(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
物理化學是隸屬于化學的二級學科，個人研究方向更是物理化學中的“三級學科”。因此，僅通過個人科研工作還很難全面把握物理化學的前沿成果。想要獲取這些成果，就需要通過一定的途徑。國家自然科學基金委員會定期的學科前沿總結(jié)以及獲批項目的研究方向為物理化學的前沿成果提供了一個很好的導向；再者，物理化學雜志超過120種，其中以美國、中國、英國、德國、荷蘭等國為主的化學會承辦的各種主流學術(shù)雜志如：JournalofPhysicalChemistryA/B/C（簡稱JPC），JournalofChemicalPhysics（簡稱JCP）等發(fā)表了大量的學術(shù)成果。根據(jù)ESI（EssentialScienceIndicators）對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@些學術(shù)雜志和期刊上刊載的成果很好地反映了物理化學學科發(fā)展的程度和深度。此外，國內(nèi)外定期舉辦的化學會議為物理化學近期取得的成果和未來展望提供了很好的總結(jié)；當然，國內(nèi)外重要的物理化學實驗室、課題組的成果也為了解物理化學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質(zhì)量
1合理引入前沿成果
物理化學作為一門基礎課程，其教學內(nèi)容大體分為：化學熱力學、化學動力學、量子化學和統(tǒng)計力學。大多數(shù)教師頭腦中都存在一種“基礎課程的內(nèi)容是經(jīng)典的知識，不存在更新的理由”的思維定勢。因此，教師應當結(jié)合教學內(nèi)容，獲取相關(guān)的前沿成果，簡單而且清晰地介紹成果的基本原理和基礎知識之間的聯(lián)系。以量子化學為例，自1900年，從普朗克提出輻射量子假說開始，通過愛因斯坦、狄拉克、海森堡等人被建設成了一門物理化學的重要的分支學科。課程內(nèi)容的講述也基本局限于這些經(jīng)典內(nèi)容。實際上，量子化學作為強大的理論工具，能夠很好地幫助人們認識微觀世界。1998年的諾貝爾化學獎授予兩位卓越的量子化學家：美國加利福尼亞大學的沃爾特·科恩（Walter.Kohn）和美國西北大學的約翰·波普爾（JohnA.Pople），以獎勵他們在密度泛函理論和量子化學計算方法方面的貢獻。這是對量子化學在科學界地位的充分肯定。然而，在教科書中，對于這些前沿成果的介紹和應用卻是難得一見，顯然是不合適的。在此，教師可以用簡單的氫氣分子或甲醛等簡單分子為例，介紹求解薛定諤方程的原理，進而得出微觀結(jié)構(gòu)中的能量、結(jié)構(gòu)參數(shù)等簡單信息。這樣既使學生對所學知識的用途有所了解，激發(fā)了學生的學習興趣，又不會使學生陷于繁瑣的公式推導。
2經(jīng)典內(nèi)容和前沿成果相輔相成
物理化學家Atkins早在1987年就指出，“傳統(tǒng)的物理化學已經(jīng)處于革命的前夜，因為化學家終于可以關(guān)注真實而且高度復雜的體系了，新課程必須反映這個巨大的變化，計算機正在開始改變我們的思維以及教學的方式”[5-6]。經(jīng)典的教學內(nèi)容相比于前沿的成果似乎略顯陳舊，而且在受到考研、課時量減少、和無機化學、大學物理等課程存在重復內(nèi)容等因素的影響下，各類高校都在精簡物理化學經(jīng)典內(nèi)容的比重，這是一種很好的現(xiàn)象。但在精簡過程中，教師應該注意到，經(jīng)典內(nèi)容是物理化學學科的根基，也是前沿進展的基石。在講述這些經(jīng)典內(nèi)容時，一定要把握住經(jīng)典內(nèi)容的核心所在，讓學生能夠抓住主線，不要僅關(guān)注前沿，而忽略基礎。以熱力學三大定律為例，其核心所在就是如何使用這三大定律去判斷化學反應的方向、限度以及能量轉(zhuǎn)換的問題。這部分內(nèi)容在無機化學中已經(jīng)有過簡略的介紹，因此，教師完全可以讓學生進行預習，在課堂講解的同時，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，對比平衡態(tài)的熱力學，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，應僅限于原理和概念的簡單介紹，這樣既鞏固了平衡態(tài)熱力學，又開拓了學生的眼界，而且不會陷于前人的爭論以及復雜的數(shù)學推導。
3引入前沿成果要配合教育理念的更新
在教學中，前沿高新技術(shù)信息的融入，既可以使教師在物理化學的教學時，感到時代感與吸引力，同時還可以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，使其具有更加明確的學習目的性[7]。然而，機械地介紹前沿成果，往往會占用大量課時，降低學生學習的積極性，使教學內(nèi)容主次不清，知識混亂。因此，引入先進前沿的成果，更需要先引進先進的教育理念。美國教育家杜威指出：教育并不是一種“告訴”和“被告訴”的事情，而是一個主動和建設的過程[8]。我們應當以學生為中心，以學生為主體，尊重學生提出的問題，解答學生的疑惑。首先，改變填鴨式的教學模式，跳出教師的主觀誤區(qū)，即，教師總是認為課時太少，怕學生學得不夠多，理解得不夠深，考試的成績不夠理想等等。這樣做的結(jié)果很有可能使學生的學習從主動變成被動。因此，教師應當教會學生學習，使學生能動地自主學習，主動提出問題，提出知識的前沿應用。其次，提高教師指導作用。教師應當在有限的課時內(nèi)，合理安排教學內(nèi)容，適當引入前沿成果，激發(fā)學生的學習靈感，引導學生探索課程內(nèi)容，提出個人見解。再者，因材施教。注意優(yōu)秀學生以及多數(shù)學生的鮮明個性，尊重他們的獨特見解，因勢利導，使學生產(chǎn)生學習的興趣，發(fā)揮學生的優(yōu)勢，從而加深學生對課程內(nèi)容的理解。
三課堂外延，提高學生應用能力
受限于課堂教學的時間，經(jīng)典基礎知識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，課外教學討論就成為了一個擴充課堂內(nèi)容、提高學生能力的有效途徑。以大慶師范學院化學化工學院2010級的學生為例，我們將每一章的最后一次課設置成習題討論課。在此之前，教師會將本章的重、難點內(nèi)容以及相關(guān)的前沿熱點預先布置，引導學生分組去查找相關(guān)資料和文獻，進行小組討論，形成自己的觀點，最后帶到課堂上進行成果展示，小組之間進行討論，并將學生的成果納入最終的成績考核，滿足學生的成就感。以相律為例，相律的知識不僅是物理化學的重要知識，更是化工原理的重要基礎。根據(jù)學生人數(shù)，我們將學生4-5名分為一個小組。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生，經(jīng)1-2周的準備，讓學生形成簡單報告，進而在課堂上，每個小組就自身感興趣的問題進行介紹，進而小組間談論。促使學生反復思考，互相啟發(fā)，進而對課堂上基礎知識進行反饋，再接受，同時對知識應用和前沿成果簡單了解，最終深刻地掌握課程內(nèi)容的實質(zhì)，激發(fā)了學生探索未知世界的興趣。
物理化學學科發(fā)展日新月異，前沿成果層出不窮。物理化學課程教學內(nèi)容相比之下略顯陳舊。為了適應社會對于人才的要求，改革物理化學的教學模式，已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。前沿成果的引入對于提高物理化學的教學效果，加深學生對知識的理解，提高學生的學習效率等都是一個行之有效的途徑。
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