時間：2023-01-22 04:34:08
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關(guān)鍵詞：物理化學；改革；結(jié)合
物理化學是物理學與化學交叉的邊緣學科，是化學學科的一個重要分支，是化學學科的理論基礎。該課程是化工技術(shù)類專業(yè)一門必修的重要的基礎課，它在化學與化工人才培養(yǎng)中有負有極其重要的作用，對學生科學世界觀和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)、動手能力和創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。因此必須加強物理化學課程建設，不斷深化教學改革，提高教學質(zhì)量，創(chuàng)建精品課程，才能完成時代賦予我們的使命。
物理化學教學改革包括教學內(nèi)容(即教材)改革、教學過程改革、教學方法手段改革、教學管理(包括教學時間、教學安排、考試內(nèi)容、考試方法、評分標準等等)改革。
1教學內(nèi)容改革。即教材改革
我們先后使用了天津大學王正烈主編的《物理化學》第一版、第二版，教學過程中，不斷選用新教材，對老師來說要加重負擔，要不斷寫新的備課筆記。但我們體會到，寫備課筆記可以加深對內(nèi)容理解，提高教學效果。近些年來由于量子力學、微電子技術(shù)、波譜技術(shù)的發(fā)展，新材料、新催化劑、納米材料的出現(xiàn)，促進了物理化學的發(fā)展。因此在教學內(nèi)容上就不能局限于教材，要把物理化學的新知識、新成果介紹給學生。
2教學過程改革中。采用“六個相結(jié)合”
①宏觀與微觀相結(jié)合。對于難理解的概念，先從微觀上解釋，說明其物理化學意義，再從宏觀上形象化。比如介紹熵的物理意義時，我們可以將紅墨水滴入水中，紅墨水不斷擴散。系統(tǒng)混亂度逐漸增大，來描述熵是系統(tǒng)混亂度的量度。
②理論與實際相結(jié)合。例如講孤立體系熵增加，而開放體系因為可以有負熵流，可使開放體系熵減少。教學中聯(lián)系生物體成長、壯大、死亡過程與熵的變化情況；還聯(lián)系我國的改革開放政策，孤立體系——“一個封閉的山村”，熵值會越來越大，發(fā)展的動力就越來越小，經(jīng)濟落后，人民受窮，而要改變面貌。必須改革開放，把山村變成開放體系，“要想富先修路，少生孩子多種樹”，引進外資、引進先進科學技術(shù)，就是引進負熵流，使體系熵值減少，才能快速發(fā)展。這樣既加深了對熵定律理論的理解，又能從自然科學角度說明黨的改革開放政策是正確性。
③內(nèi)容與方法論相結(jié)合。對物理化學中一些原理、定律的建立，除了要講清原理的內(nèi)容外，還要說明該原理是采用何種研究方法得來的。例如講理想氣體、理想溶液、理想吸附時，向?qū)W生說明這是采用理想模型法得來的；講可逆過程時，說明這是采用科學抽象法得來的；講標準燃燒熱、標準生成熱、標準電極電位等時，說明這是采用相對數(shù)值法得來的。還結(jié)合教學內(nèi)容向?qū)W生說明逆向思維、發(fā)散思維、類比思維方法的運用，教學中注意培養(yǎng)學生創(chuàng)造思維能力。
④基礎知識與前沿知識相結(jié)合。在教材的每一章末尾。或習題課上，介紹與本章內(nèi)容相關(guān)物理化學前沿新知識、新理論、新成果、新技術(shù)。
⑤課堂教學與教學研究相結(jié)合。在課堂教學中，要把教學研究成果結(jié)合進去。例如在講熵判據(jù)時，結(jié)合教研論文“對化學熱力學熵判據(jù)的討論”，來討論“熵總是過程方向的判據(jù)嗎?”，在講化學平衡移動時，結(jié)合教研論文“反應組分濃度對化學平衡的影響”，來討論“增加反應的濃度平衡一定向產(chǎn)物方向移動嗎?”等等。
⑥理論教學與化工生產(chǎn)相結(jié)合。我們是職業(yè)院校，培養(yǎng)的大多數(shù)學生將來要到化工生產(chǎn)第一線，因此更要注重實驗環(huán)節(jié)，增強學生學習興趣，培養(yǎng)高技能，高水平的應用性人才。例如在講化學反應速率時，結(jié)合工業(yè)合成氨的具體狀況。探討如何提高反應速率，增加氨的產(chǎn)量。3習題課是提高教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)
物理化學課程是一門十分強調(diào)概念、定律和邏輯推理的理論課程。要學好它很不容易的，物理化學被認為是化工技術(shù)類專業(yè)中最難學的課程。難學的原因在于它有許多基本概念、基本定律，非常抽象不好理解，不好掌握，習題難解。我們在教學實踐中體會到，要化難為易。提高學生學習積極性，除了上好理論課外，習題課是一個重要的、必有可少的環(huán)節(jié)。學過物理化學的人都知道，必需多做習題。在解題過程中，加深對理論的熟悉與理解，培養(yǎng)分析問題、解決問題能力，解題過程是理論聯(lián)系實際的過程。上習題課要象上理論課一樣，認真?zhèn)湔n、寫好教案。我們習題課的內(nèi)容一般包括下列幾個部分：
①擴大知識面的新理論、新知識介紹。
②歸納總結(jié)一章中所學的知識。學生每節(jié)課所學的知識往往是“零碎”的感覺、片段的知識，只有把它們聯(lián)系在一起，形成相互關(guān)聯(lián)的知識系統(tǒng)，才能更深刻理解，更好掌握。為此，每一章學習后，我們幫助學生把一章中所學的知識點以“聯(lián)絡圖”形式進行歸納總結(jié)。
③總結(jié)學生作業(yè)中問題。對學生作業(yè)中的錯誤，特別是典型的有代表性的錯誤要及時指出，對有特色的解題技巧要介紹推廣。
④組織討論思考題。一般教材的每章后面，都有一些思考題。我們先布置給學生先思考、解答，習題課時進行討論講解。
⑤做一定數(shù)量的練習題。每章學習后，我們都印發(fā)給學生一些數(shù)量的練習題，其中選擇題20個左右，計算題5至8個。這些練習題都是歷年教學中精心挑選出來的，有代表性，有一定的難度。我們一般提前發(fā)給學生，要學生先做一遍，上習題課時，老師選擇其中典型試題講解。
4把現(xiàn)代化教學手段應用到物理化學教學中
20世紀90年代以來，計算機技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)飛快發(fā)展，多媒體計算機集文字、聲音、圖形、圖像、動畫、影視等為一體，突破了時空限制，虛擬現(xiàn)實。多媒體計算機與網(wǎng)絡成為重要的教學手段、教學工具，把多媒體計算機應用到教學上，實現(xiàn)教學現(xiàn)代化。多媒體計算機在教學上應用，使教學的思想、教學的理論發(fā)生了變化，教學手段、教學方法、教學觀點與形式發(fā)生了變化，課堂教學的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容、課外輔導的內(nèi)容與形式、考試內(nèi)容與方式、學生成績評定的標準與手段等發(fā)生了變化。國內(nèi)外的大量實踐表明，進行計算機輔助教學，提高了教學質(zhì)量，提高了學生的素質(zhì)。把多媒體計算機和網(wǎng)絡技術(shù)應用到教學中，是教學改革的一個重要方向。計算機輔助教學有以下建議和思考
①編制課堂教學的電子教案與教學課件。
②對教材的思考題、練習題、習題進行詳細解答。并且輸入到計算機中，形成word文檔。
③編制計算機輔助教學課件(CAI)。
物理化學與物理學或其他化學(如無機化學、分析化學)重疊的知識部分盡量讓學生在課前學習或者采用課堂提問等方式減少不必要的重復。在有限的學時內(nèi)貫徹少而精的原則，將一些公式的推導(例如統(tǒng)計熱力學中的公式)和概念的引出(例如熱力學部分利用卡諾循環(huán)引出熵函數(shù))做適當?shù)木啠n堂上只講具體的結(jié)論，推導過程留給學生課外自學[4]。再比如，界面化學和膠體化學可合并講解，對這兩章的內(nèi)容可做一定程度的刪減和調(diào)整。課堂內(nèi)學時及內(nèi)容雖然減少了，但要注意加強課外學時，教師可提供一些課外的參考資料或者自學講義，教給學生學習的方法，引導學生自己去學習，培養(yǎng)學生的自學能力。
2設計課堂教學
在課程教學中介紹物理化學原理的同時，采取理論聯(lián)系實際的教學方式，結(jié)合生活中常見的或有趣的實際現(xiàn)象，讓學生帶著問題去聽課，以激發(fā)學生的學習熱情和學習興趣，使原本晦澀難懂的內(nèi)容變得生動、易于理解。例如，在講化學熱力學的知識時，先問為什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰會非常順暢？在講到表面化學的知識時，先問為什么衣物上的油污只用水是洗不干凈的，必須用肥皂、洗衣粉等表面活性劑？為什么雨后荷葉、小草上水珠都呈球形？為什么毛細玻璃管中的水呈現(xiàn)凹液面，汞則呈現(xiàn)凸液面？還有讓學生用化學動力學的理論來說明為什么天氣熱的時候，牛奶、食物更容易變質(zhì)？能否應用滲透壓的知識來解決海水的淡化問題等等。讓學生帶著問題去聽課，利用所學的知識對問題做出合理的解釋，才能讓學生真正的體會到物理化學理論學習的重要性和實用性，激發(fā)學生的學習熱情和學習興趣。
3改革教學模式
美國教育家杜威指出：教育不是一種“告訴”和“被告訴”的事情，而是一個主動和建設的過程。改革以前“填鴨式”、“灌輸式”的教學方法，盡量采用“研究式、啟發(fā)式、討論式”教學模式。教學方法的先進與否，將直接影響創(chuàng)新人才的培養(yǎng)成果。因此，在課堂上一方面教師講課要堅持少而精、博而通的原則，另一方面也要適當?shù)拈_展討論啟發(fā)式教學，提出一些拓寬思路的研究型問題，增加課堂上師生的互動，增強雙向交流。改變教師“一言堂”的傳統(tǒng)教學模式，利于學生注意力的集中，激發(fā)學生的學習積極性，有效提高課堂教學效果。
4實施創(chuàng)新教育
同志曾將講過：“一個沒有創(chuàng)新精神的民族是永遠不會前進的民族”。換而言之，沒有創(chuàng)新精神的教育也將是永遠不會成功的教育。教育教學的本質(zhì)就是開發(fā)人的潛能，塑造具有健全人格的人。建立“以人為本”的教育理念，以學生為主體，教師為主導，把學生的發(fā)展放在首位，教學中應介紹些和教學相關(guān)的科學前沿的內(nèi)容，拓寬學生的知識面，不斷培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提高學生的綜合能力和創(chuàng)新能力。例如，在電化學部分講授化學電源時，除了介紹早期使用的鋅錳電池、可充電的鉛酸電池和鎳氫電池外，可以結(jié)合現(xiàn)代社會面臨的節(jié)能和環(huán)保的要求，向?qū)W生講解一些綠色環(huán)保新電池的知識。如20世紀60年代以來就被用作空間站及宇宙飛船空間電源的燃料電池，利用太陽光中的能量進行光電轉(zhuǎn)化的太陽能電池等。在化學動力學部分，光化學反應雖然內(nèi)容較少，但是光化學與環(huán)境科學、生命科學、材料科學及信息科學等緊密相關(guān)。因此，可結(jié)合科學前沿介紹一些光催化技術(shù)在環(huán)境污水處理中的應用，開闊學生的視野，激發(fā)學生參與科學研究的積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
5結(jié)束語
傳統(tǒng)的教學方法多以教師講為主，偏重于灌輸，忽略和限制了學生學習的主動性和積極性，引起學生厭學和逆反心理，導致教學效果不理想。因此，必須對教學方法進行改進。教學過程中，以啟發(fā)式，討論式教學方法為主，激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對所學內(nèi)容的理解和掌握。比如，在講克克方程時提出“在高原上煮雞蛋能煮熟嗎？為什么？”，在講膠體分散系時，可以提出“江河入海口處的三角洲是如何形成的？”以及“明礬凈水的原理是什么？”。在講化學動力學時，提出“不同的藥品為什么每天吃的次數(shù)會不同呢？”等問題。學生會給出不同的答案，教師就可以結(jié)合課堂內(nèi)容，與學生一起分析并找出答案。此外，教師要對教材充分了解，深入分析，區(qū)分重難點內(nèi)容，加深教學內(nèi)容與醫(yī)學專業(yè)之間的聯(lián)系，這樣不但教學重點突出，教學內(nèi)容也更具有針對性。比如在講熱力學定律的時候，這部分內(nèi)容與藥學專業(yè)的聯(lián)系不大，那么我們?nèi)绾蝸硖岣邔W生的學習興趣呢？可以將熱力學內(nèi)容和藥物反應聯(lián)系在一起，以藥物為例，設計幾道計算題，這樣就達到了學以致用的效果。在講授動力學內(nèi)容時，可增加藥物儲存期，有效期的測定相關(guān)內(nèi)容。同時，教師要引領(lǐng)學生學會歸納總結(jié)。由于物理化學課程知識點多，公式多，看似雜亂無章，其實各知識點之間存在著一定的邏輯關(guān)系。比如自發(fā)過程的判據(jù)包括三個，熵，吉布斯自由能，赫姆霍茲自由能，但是適用條件不同，在教學中，教師就可以鼓勵學生自己總結(jié)，這樣有利于調(diào)動學生學習的積極性。啟發(fā)式，討論式教學方法的運用，激發(fā)了學生的學習興趣，調(diào)動了學生學習的積極性，培養(yǎng)了學生分析問題，解決問題的能力，提高了教學效果。
2理論聯(lián)系實際
雖然物理化學這門課程理論性比較強，但也是從大量實踐基礎上總結(jié)出來的，因此，在教學中，盡可能地把物理化學中的抽象的概念，理論與實際生活中的現(xiàn)象聯(lián)系在一起，加深學生對這門課程內(nèi)容的理解，提高教學效果。比如，在講滲透壓的時候，可以介紹臨床使用的0.9%生理鹽水，以及與血漿滲透壓的關(guān)系。在講電解質(zhì)使膠體聚沉的機制時，可以介紹“鹵水點豆腐”，鹵水中主要含有MgCl2,豆?jié){中含有大量蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)具有膠體的性質(zhì)，膠體遇到電解質(zhì)會發(fā)生聚沉，所以豆?jié){遇到鹵水會變成豆腐。在講開爾文公式的時候，可以解釋土壤含水保濕的機制。在講表面張力的時候，可以和學生一起做肥皂膜的實驗，讓學生自己發(fā)現(xiàn)表面張力和力的方向。物理化學實驗作為理論教學的重要組成部分，不僅實現(xiàn)了理論知識的具體應用，還培養(yǎng)了學生的動手能力和獨立思考能力。比如在講到多組分相圖的時候，內(nèi)容比較抽象，學生不能直觀的理解這章內(nèi)容，但是通過實際操作雙液系相圖的實驗，加深了學生對這章內(nèi)容的理解，使教學效果更加完善。比如在講到燃燒熱時，在強調(diào)只有1mol物質(zhì)完全燃燒時放出的熱量才是燃燒熱，以及根據(jù)各物質(zhì)的燃燒焓求算反應焓以外，還可以在課堂上播放《燃燒熱測定》實驗的視頻，使學生更直觀地理解課堂內(nèi)容，加深知識點的理解。在物理化學教學中，將基礎理論和實際生活聯(lián)系在一起，能夠充分激發(fā)學生的學習興趣，達到學以致用的效果。
3教學與科研緊密結(jié)合
隨著現(xiàn)代科技逐漸發(fā)展，教師在教學過程中不能只局限于課本的內(nèi)容，應將教學知識擴展，將課內(nèi)與課外知識有效結(jié)合在一起，把學科發(fā)展前沿的新技術(shù)和新成果滲透進來，充分激發(fā)學生的學習熱情，讓學生對物理化學這門課程不再敬而遠之，而是自發(fā)地想要學好這門課。例如超臨界流體萃取這一高新技術(shù)結(jié)合了物理化學中的溶解度定律，分配定律以及焦耳-湯姆生效應等理論；現(xiàn)代文明離不開磁性材料，如家用電器，磁懸浮列車，發(fā)電機等，目前得到廣泛應用的銣鐵硼永磁材料是利用凝固點降低原理和二組分體系相圖等技術(shù)設計的。在介紹表面活性劑時，引入學生比較感興趣的石油開采過程，簡單介紹一次開采，二次開采等概念，使學生更加輕松地吸收新的知識點。學生還可以根據(jù)自己的專業(yè)和興趣參與到教師的科研中，比如，在講到催化反應動力學時，就可以介紹教師的關(guān)于催化劑制備的科研項目，學生也可以參與到其中，從查閱文獻開始，設計實驗方案，最后進行實驗。充分調(diào)動了學生學習的積極性。
4結(jié)束語
著名心理學家皮亞杰說過，學習是從問題開始的．教學過程是一種提出問題和解決問題的持續(xù)不斷的活動．通過多年的物理化學教學工作，筆者體會到，以問題驅(qū)動物理化學教學，對學生具有如下作用：
1.1激發(fā)學習興趣
興趣，是最好的老師，是點燃智慧的火花，是探索知識的動力，是學習積極性中很現(xiàn)實、很活躍的心理成分．例如，講電導測定內(nèi)容之前提出：滴定操作者能是色盲嗎？這一新奇的事物，能吸引學生的注意和好奇心．好奇心是學習興趣的源泉，使學生處于心求通而不解，幾欲言而不能的憤悱狀態(tài)，激發(fā)起學生濃厚的學習興趣．老師這時來講授新課內(nèi)容，教學效果必然會大大提高．興趣是追求真理的第一步．在學習后，學生會產(chǎn)生滿足感，并由此產(chǎn)生歡快、愜意的心情，所以，學習興趣是人才成長的起點．
1.2架設思維橋梁
思維是由目的產(chǎn)生的．教師精心設疑，明確章節(jié)和公式以及知識點要解決的問題．問題成為所學理論與其應用之間的思維橋梁．使學生產(chǎn)生強烈的求知欲，一旦思想活躍起來，很快便進入學習的最佳思維狀態(tài)．從而使理論教學扎實有效．
1.3滲透創(chuàng)新理念
以問題驅(qū)動物理化學教學，不僅及時鞏固所學理論知識，更重要的是可以提高學生對課堂理論的把握能力以及解決實際工作問題的能力，滲透創(chuàng)新理念，做到學而有思、學以致用、用以促學、學用相長的良性循環(huán)．
1.4培養(yǎng)社會責任感
在學習相平衡和化學動力學內(nèi)容之前提出：請解釋食鹽濃度為23%、冬季咸菜缸在室外就能夠耐﹣21℃的低溫使缸不凍裂、地下排污管道焊接前應先將甲烷濃度稀釋等問題，培養(yǎng)學生運用自己的專業(yè)知識對身邊的百姓事給予理論指導的社會責任感，與此同時也使增加了學生的成功感和專業(yè)自豪感．
2驅(qū)動物理化學教學的問題
旋光性是有機手性分子特有的物理性質(zhì)，即一組對映異構(gòu)體對一束偏振光的偏振方向不同，一種使偏振光左旋，則另一種使偏振光右旋。在一定溫度和光程下，偏振的角度由物質(zhì)的比旋光度和濃度決定。在酸催化下，右旋(+)的蔗糖可以較快地水解為右旋(+)葡萄糖和左旋(－)果糖。可以看出，果糖的旋光能力最強。隨著水解反應的進行，蔗糖濃度逐漸減小，葡萄糖和果糖濃度等量地增加。實驗過程中，如以一束偏振光穿透過反應溶液體系，則偏振光的振動方向?qū)饾u向左偏轉(zhuǎn)。在式(1)、(2)中，c為反應物濃度，c0為反應起始時蔗糖的濃度，ct為t時刻蔗糖的濃度，k為水解反應的速率常數(shù)。從積分式可以看出，通過測定反應物在不同時刻t的濃度ct，并以lnct對t作圖，可得一直線，由直線斜率可求出反應速率常數(shù)k。然而，由于各物質(zhì)的濃度隨著反應的進行而不斷變化，要快速分析出某一時刻反應物的濃度比較困難。但是根據(jù)蔗糖及其水解產(chǎn)物都具有旋光性、而且旋光能力不同這一特點，可以利用體系在反應過程中旋光度隨時間的變化來量度反應的進程。已知在溫度、光程、光源等條件確定時，旋光度α與反應物濃度c之間呈線性關(guān)系，
2旋光儀光路介紹
旋光儀就是根據(jù)這種原理設計的，其光路如圖1所示。在30℃下，取25mL2．0mol/L的氯化氫溶液與25mL200g/L的蔗糖溶液混合，催化促進蔗糖發(fā)生水解反應，分別用手動和自動兩種旋光儀測量溶液旋光度隨時間的變化。進行數(shù)據(jù)處理后，ln(αt－α∞)對反應時間t之間的關(guān)系如圖2所示，用一元一次方程擬合所得結(jié)果標注于圖中。根據(jù)實驗原理可得對應實驗條件下蔗糖水解反應的速率常數(shù):自動儀器測量所得為0．03486min－1，手動儀器測量所得為0．03694min－1，兩者之間有一定的偏差。由圖2也可以看出，用手動儀器測量的數(shù)據(jù)，其線性相關(guān)度較差，一個原因是手動儀器恒溫性較差，隨著實驗的進行，鈉光源發(fā)出的熱使反應溶液溫度逐漸升高，水解速率增大，即在整個實驗過程中，反應溫度沒有保持恒定，使得測量誤差較大。另外，手動儀器的旋光度需要手動調(diào)節(jié)讀取，在數(shù)據(jù)讀出時刻與計時時刻之間有一定的延遲，也給測試結(jié)果帶來影響。而自動測試儀器則不受以上兩個因素的影響。因為自動儀器帶有恒溫水浴裝置，可以確保實驗過程溫度維持恒定;另外，溶液的旋光度值通過數(shù)顯讀取，具有方便、快捷、準確的特點。因此，用自動儀器測量所得結(jié)果更為真實可靠。但是，在實驗教學過程中我們也發(fā)現(xiàn)，用自動旋光儀做實驗，學生不能直接觀察到光的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，因此對偏振光這一重要的物理量就沒有直觀認識。通過這一實驗，學生只能在數(shù)據(jù)處理方面得到較多的訓練，而對實驗過程的理解則較為欠缺，這也是其它實驗項目中存在的問題。手動旋光儀是利用“三分視界”的方法，通過手動調(diào)節(jié)檢偏鏡的角度，使三分視界的暗度相同，然后讀得偏振光偏轉(zhuǎn)角度值。自動旋光儀則是通過電子元件，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，然后直接通過數(shù)字顯示的方式將偏振光的偏轉(zhuǎn)角度自動顯示出來。
3結(jié)論
一直以來，在傳統(tǒng)的化學課堂上教師只注重知識的傳授，教師講，學生聽，學生長期被動地接受，很快就沒有積極性了。教師卻忽視了物理化學思想方法的教學，思想方法比形式化的知識更具有普遍性。學生畢業(yè)后，可能很少用到物理化學的理論知識，但思想方法卻一直起著作用。大學生正處于青春年華的時期，對最新的科研成果，化學前沿的東西比較感興趣，教師在授課時，可以要讓學生明白學習的意義，讓他們明白唯有現(xiàn)在打下扎實的基礎，方能輕松涉入未來的與科學有關(guān)的事業(yè)中。同時，經(jīng)過幾年的教學發(fā)現(xiàn)，安排并監(jiān)督學生在課前帶著教師規(guī)定的基礎性問題預習，將會達到較好的效果，這是學習該部分至關(guān)重要的一步，學生在預習的過程中，解決教師安排的問題，從而獲得一種成就感，致使他們對這部分的內(nèi)容開始有信心，降低對即將學習的知識產(chǎn)生抵觸情緒。此外，教師在教學過程中摸清學生的心理，了解大學生在這一階段的心理需要及大腦的接受能力，將使教學工作得心應手、事半功倍。因此，在教學過程中，教師要學會適時、恰當?shù)谋頁P或贊賞學生，善于發(fā)掘?qū)W生的突出之處，經(jīng)常用鼓勵和相信的態(tài)度和學生交流，當學生對某些問題產(chǎn)生新想法時，無論對錯，教師都不應該打擊學生的創(chuàng)新的念頭，反而要積極地引導，校正學生在學習中出現(xiàn)的偏差。使教師對學生的贊賞、評價與指導相結(jié)合，形成一個比較和諧、活躍的教學氛圍。學生獲得贊賞就會產(chǎn)生愉悅的心情，進而產(chǎn)生學習興趣，也就會形成越學越有興趣，越有興趣越愛學的良性循環(huán)。隨著時間的推移，學生就養(yǎng)成了一種積極投入學習的好習慣，這樣的好習慣將使學生受用終身，也達到了教學工作的目標。
2教師要提高自身教學水平
要想達到理想的教學效果，教師應該對學生的知識基礎準確掌握，這樣才能把握好教學總體思路，突出教學重點，設計合理的教學梯度，使難點簡單化，使學生在課堂上主動動腦思考，師生互動以達到教與學的共鳴，而要做到這一點，教師的授課水平也是十分關(guān)鍵的。有的教師自身水平有限，教學經(jīng)驗不足，教學方法傳統(tǒng)、單一;有些教師只教學，幾乎不從事科學研究，所以出現(xiàn)教研不結(jié)合的情況，從而在教學過程中無法將教學與科研有效結(jié)合起來，正如前面所提到的，學生會產(chǎn)生懷疑，這門課程幾乎就是公式的推導，畢業(yè)后走上工作崗位能用得上嗎?筆者多年來從事半導體納米晶的科學研究，比如在熱力學第二定律學習的時候，我會告訴學生，化學勢在晶體成核中起著至關(guān)重要的作用，化學勢必須達到某一個具體值，成核過程才會發(fā)生，成核之后的生長過程，化學勢又不能過高，否則容易產(chǎn)生其他過程的自成核，降低化學勢的有效手段就是降低單體濃度和反應溫度。對一個抽象的理論，可以從多方面入手引導學生進行理解。如怎樣由熱功轉(zhuǎn)換的不可逆性的開爾文說法到理解一切實際過程都是不可逆的;怎樣由熱傳導的不可逆性的克勞修斯說法到理解一切實際過程都是不可逆的。比如，通過講述各類永動機的不可能實現(xiàn)性，進一步闡釋任何事物的進行都具有一定的方向和限度的實質(zhì)。這樣才能體現(xiàn)出教師在教學中尊重接受知識的主體，緊抓教學要點原則。
3改進教學方法和手段，提高學生學習興趣
教師只有具備良好的教學技能，才能在教學課堂中游刃有余，把學生的注意力集中起來從而順利地將知識傳授給學生。這些需要教師在教學過程中，錘煉自己的教學語言，反復完善自己上課的技巧，將物理化學的知識爛熟于心，分清主次，緊抓重點把基本問題講透徹，將抽象的問題具體化，復雜的問題簡單化。傳統(tǒng)的物理化學教學，往往枯燥無味，學生甚至上課昏昏欲睡，教學效果不好。因此，教師在上課過程中可以采用啟發(fā)式教學，可以在課堂上提出一些問題，帶動學生的思維，比如在滲透壓的學習過程中，我會提問:你們知道海水制鹽的淡化原理嗎?給植物澆肥，肥料濃度過大往往導致植物死亡是什么原因?甚至，當課堂上遇到一些問題時，我會給學生留一些作業(yè)，讓學生課后去查閱一些資料，閱讀并總結(jié)出答案。這樣，不僅僅提高了學生的趣味性和積極性，還提高了學生獨立思考問題的能力。現(xiàn)代教學，多媒體教學以及成為一種普遍采用的教學手段。相對于傳統(tǒng)的板書教學，多媒體教學能將文字、聲音、圖畫、視頻結(jié)合起來，更加生動有趣，教學內(nèi)容也大大增加，內(nèi)容更加豐富多彩，一些枯燥的知識點可以較為生動的展現(xiàn)出來，教學效果大大提高。我們要摒除傳統(tǒng)的、單一的教學方式，勇于嘗試新的、有利于傳授知識的方法。在熱力學第二定律吉布斯自由能的教學中，采用板書學生很難理解，可以采用三維動畫，可以使學生提高學習興趣，很直觀的讓學生掌握這一抽象概念。當然，多媒體教學中，教師往往很難控制教學的進度，一堂課下來，二十多頁課件往往不知不覺就講完了，學生思維跟不上，難以對其邏輯性進行理解。因此，在多媒體教學中，可以結(jié)合一些傳統(tǒng)的板書教學，教師在備課過程中要做好相應的編排，這樣上課過程中才能按部就班地進行講解。總之，應當充分發(fā)揮兩種教學手段的優(yōu)點，揚長避短，充分提高教學效果。
4改進考核方法
教師可利用啟發(fā)式教學方法把物理化學中比較抽象，不容易被學生接受、理解的知識，巧用生活中的實例，言簡意賅解決問題。既能激發(fā)學生的學習興趣，又能吸引學生聽課時的注意力。如，講稀溶液依數(shù)性時，提出問題，為什么冬季下雪時，城市道路路政人員在路面撒食鹽？學生討論歸納，是應用依數(shù)性的凝固點降低原理。醫(yī)院輸液用生理鹽水濃度0.9%，葡萄糖注射液濃度5%，高于或低于這個濃度是否可以？會出現(xiàn)什么癥狀？最后用滲透壓原理說明生理鹽水和葡萄糖注射液，是人體血液中紅細胞和血漿正常滲透壓維持平衡而配制的等滲溶液。
2充分使用標準簡潔普通話教學，增強師生互動
少數(shù)民族學生多數(shù)漢語基礎差，聽課有一定難度，教師在授課過程中必須顧及這些民族學生，授課中要控制好合適的語速。少數(shù)民族學生先把漢語轉(zhuǎn)化為自己的民族語言再進行思維和分析。理解記憶需要一個過程，用標準普通話講授，授課內(nèi)容深入淺出，避免個人的方言，避免冗長的句子和生僻詞語，以及文言文和歇后語。這樣才能有助于學生對課本知識理解，有利于少數(shù)民族學生吃透教材，掌握知識點。另外，在講授臨界狀態(tài)時，CO2臨界溫度與壓力對應關(guān)系，即P-V圖，讓學生提前預習，課上師生互換角色，少數(shù)民族學生充當“小老師”，充分發(fā)揮學生的主體作用，既促進物理化學專業(yè)課的學習，同時提高少數(shù)民族學生的漢語言表達能力，增加其鍛煉機會。
3綜合利用板書教學與多媒體教學，提高課堂聽課效率
少數(shù)民族學生漢語水平不高，教學過程中，完全依賴多媒體這種教學手段，學生會覺得是在“看電影”過眼煙云，熱力學公式特別多，公式推導這個環(huán)節(jié)，切不可圖省時省力，離開傳統(tǒng)的板書演示。一定要在黑板上認認真真地詳細推導和講解，讓學生緊跟教師的思度，掌握推導的技巧和技能。當講授Bi-Cd相圖，用步冷曲線繪制相圖時，用動畫flash將課本中的文字和簡單的插圖轉(zhuǎn)化為生動、有趣的視聽語言展現(xiàn)在學生面前，可起到事倍功半的效果。
4采用“精講多練”，注重講授習題的解題方法
少數(shù)民族學生普遍反映，“物理化學課上講的能聽懂，課后看書也能看懂，就是做題時不知從何下手”，或者，不知該用哪一個公式合適。解題時學生缺乏靈活應變能力，原來題目上稍微改動一些條件、更改一下數(shù)據(jù)順序，學生就束手無策。針對這種情況，教師備課時準備些有針對性選擇題、判斷題，課上教師講授完新課，及時讓學生練習，加強對概念，定律的理解。對學生提出明確要求：這些題必須記筆記。在做作業(yè)之前，多舉各種類型的例題，讓學生能獨立完成作業(yè)，學生若抄襲作業(yè)一次，從平時成績中減去3分。利用課外時間專門給學生安排習題課和輔導課，并詳細分析講解作業(yè)習題。在講解化學平衡習題時，給學生講清楚，在解題以前首先必須對題目進行仔細分析。分析的一般步驟是：寫出正確的化學反應式，并配平；寫出反應物或產(chǎn)物的起始濃度或壓力；找出反應物或產(chǎn)物的平衡濃度或壓力；寫出化學反應的標準平衡常數(shù)。
5注重實驗教學，培養(yǎng)學生動手能力
一、根據(jù)科技發(fā)展，更新教學內(nèi)容
物理化學作為基礎理論課，其內(nèi)容相對比較穩(wěn)定，但科技日新月異的發(fā)展，給物理化學注入了新的生命力，初步從宏觀到微觀，從平衡態(tài)到非平衡態(tài)的越來越成為熱點。因此，我們在教學中除把物理化學中的經(jīng)典理論、經(jīng)典技術(shù)講授給學生之外，還需讓他們了解學科動向，吸收現(xiàn)代科學發(fā)展的新成果。如在介紹熵函數(shù)時，除把物理化學中的經(jīng)典熵概念介紹給學生外，還可以把信息熵，管理熵等現(xiàn)代熵理論及其應用介紹給學生，既提高學生興趣，又提升學生學以致用、理論聯(lián)系實際的應用能力，避免概念的抽象乏味。
二、理清思路，抓住重點
物理化學雖概念多，公式多，但內(nèi)部間卻存在著密切聯(lián)系，如果教師能幫學生理清學習思路，使學生能夠抓住其中的主線，學生學習起來就有層次多了。物理化學的理論邏輯性強，教師教學時可在講解每一章前，先告知學生研究的思路和內(nèi)容間的聯(lián)系。在講到一定階段時，注重各章直接的聯(lián)系。比如說物理化學在介紹完熱力學第一定律和第二定律之后，分別側(cè)重熱的計算和熵變的計算，而所研究的過程和思路卻是一致的，都首先介紹單純變化過程，之后是相變化，最后是化學變化。再理清熱和熵變之間的關(guān)系，那么掌握和理解這兩個章節(jié)的公式和計算就不再困難。
三、注重實驗環(huán)節(jié)的改革
物理化學實驗在我院是附屬于物理化學課程教學的。物理化學實驗與前面所學的無機化學實驗和有機化學實驗存在重要的不同。它實驗設備比較大，操作時間長，數(shù)據(jù)后處理與作圖繁鎖，所以物理化學實驗對培養(yǎng)學生的動手能力與分析處理數(shù)據(jù)能力起著非常重要的作用。因此我們要注重物理化學實驗的改革。
1.加強學生課前預習。因物理化學實驗時間久，測試數(shù)據(jù)多，內(nèi)容復雜，所以加強實驗前的預習，是順利做好實驗的關(guān)鍵之一。針對此種情況，我們給學生分組，開出任務清單，要學生知道所用儀器，了解實驗原理，弄清操作步驟，實驗前對學生進行提問，回答合格者方可進行實驗。避免了學生課前不預習而導致實驗失敗的情況。從效果上看，既減少了教師講學生不認真聽的壞習慣，又提高了實驗的成功率，讓學生改正了做試驗報告不明層次、不進行數(shù)據(jù)處理的毛病。
2.改善考核機制。物理化學每個實驗都作為期末考試成績的一部分，從課前預習，到操作，數(shù)據(jù)，態(tài)度，實驗報告和實驗后答辯，這也就是說，期末考試成績并非單純的一紙考卷的終結(jié)性成績，而是學生在學習過程中自己不斷形成的。
3.建立實驗基礎平臺，實施因?qū)I(yè)施教的模式。隨著學科專業(yè)數(shù)量與規(guī)模的不斷發(fā)展，物理化學實驗面向全院8個不同專業(yè)的學生開出，現(xiàn)有的物理化學實驗項目數(shù)已完全不能滿__足各學科專業(yè)的具體要求。在建立物理化學實驗平臺的基礎上，對實驗教學的內(nèi)容需要重新補充、及時更新，根據(jù)不同學科專業(yè)的特點與需求，各專業(yè)的物理化學實驗教學內(nèi)容應該有自己的側(cè)重點，在實驗項目選擇上，實行“基礎平臺+專業(yè)特點”的施教模式，為各專業(yè)學生以后學習專業(yè)知識和從事專業(yè)實驗打下堅實的基礎。同時，積極探討采用“必做實驗（80%）+自選實驗（20%）”相結(jié)合的形式，增加實驗安排的透明度，實行因材施教，從而提高學生參與的主動性，培養(yǎng)學生學習的興趣，并從整個學院角度考慮，結(jié)合其它實驗課的條件，為實現(xiàn)實驗室全面開放提供實驗基礎。因此，有針對性地增加實驗項目，是因?qū)I(yè)施教的需要，也是學生主動學習的需要，是實驗室實現(xiàn)全面開放的需要，是提高實驗教學相對性和教學質(zhì)量的重要因素之一。
1.1課件編輯器的設計
該開發(fā)平臺對課件的設計沒有“合成”或“編譯”等過程，它是對課件資料進行組合，就像搭積木一樣，把每一個時間點應完成的任務寫在時間點上就可以了。為了方便組合，我們特設計了一個課件編輯器。從圖中可看出，該編輯器具有所見之所得的效果，如，在時間點②，顯示2號圖片，播放2.mp3，講解實驗目的，延長時間填多少呢？點擊時間點②后面延時計時器的“開始”，就會講解實驗目的，講完后，再點擊“結(jié)束”，延長時間18000毫秒就自動填入了；在時間點③，顯示3號圖片，顯示1號GIF動畫，延時15000毫秒，即15秒;在時間點④，顯示4號圖片，消去1號GIF動畫，延時2000毫秒。這個編輯器還有插入幀、刪除幀、設置幀數(shù)、設置開始幀以及保存和播放等功能，有了這些功能就可靈活地組合課件，輕松地設計出所需要的課件。
1.2課件進程控制器的設計課件播放器只能按時間順序號
OrdinalNumber從頭到尾地播放課件資料，完成圖像顯示和語音解說等功能，無法控制播放進程，使用起來有點不便。課件進程控制器，能有選擇地播放課件內(nèi)容，便于學生對某些內(nèi)容進行反復性地觀看。利用VB中橫向滾動條控件HscrollBar1，見圖4下部的滾動框，將HScroll1.Max設為課件的幀數(shù)，HScroll1.Min設為1，拖動滾動滑塊可選擇開始播放的內(nèi)容，點擊講解就調(diào)用主程序從選擇的內(nèi)容開始講解。
2應用實例
2.1雙液系氣—液平衡相圖繪制課件的設計
該實驗用回流冷凝法測定12個不同濃度的環(huán)己烷-異丙醇溶液的沸點和氣液兩相平衡的組成后，再繪出T-x相圖。實驗牽涉到的儀器多、過程雜、時間長，實驗課講短了，很多問題說不清，講長了，又耽誤做實驗的時間。為了緩解這一矛盾，我們將課件拷給學生，讓他們自由觀看，一進實驗室就做，結(jié)果，效果良好，大部分學生都能按課件的要求完成實驗任務。該實驗課件的結(jié)構(gòu)，1～2幀講解實驗目的與要求；3～5幀講解實驗原理，其中第5幀，用GIF動畫模擬溶液在沸點儀中平衡和分別取出平衡后氣、液兩相溶液的方法；6～8幀講環(huán)己烷-異丙醇溶液與折射率關(guān)系的標準曲線的繪制的方法，其中第7幀用錄像講解阿貝折射儀的使用方法；9～10幀講解實驗步驟；第11幀講解實驗數(shù)據(jù)處理方法和技巧；12～14幀講解實驗中要注意的問題。用多媒體課件講解實驗比較符合物理化學實驗教學的特點，圖文聲結(jié)合，能直觀形象地講清實驗目的和實驗原理，動靜圖像結(jié)合能模擬實驗過程和演示儀器使用的方法，反復觀看可讓學生弄懂實驗的各個環(huán)節(jié)，從而達到明明白白做實驗的目的。另外用多媒體課件講解實驗，還可擴充實驗內(nèi)容，將實驗原理、儀器原理以及問題討論講得更加細致，使學生對實驗內(nèi)容有一個更加深入和全面地了解，從而達到提高學生探究問題能力的培養(yǎng)的目的。
2.2電極制備和電池電動勢測定課件的更新
該課件的結(jié)構(gòu)如圖6所示，以前使用的是SDC-Ⅱ型的電位差計，現(xiàn)在用的是EM-3C型的，課件更新時，只需修改7～12幀的內(nèi)容就可以了。更新方法是這樣的，先將新的課件資料分別放在Image、GIF、Sound和Video四個文件夾中，然后更改7～12號時間點中各點應顯示或播放的資料，再適當調(diào)整一下時間間隔就完成了更新任務。在這一更新過程中，不需對整個課件進行重新調(diào)整，只對部分幀進行重組，顯得簡捷容易，它體現(xiàn)了開放式課件的優(yōu)勢。
2.3GIF動畫在課件中的作用
GIF動畫能將多幅圖片逐一反復地顯示在屏幕上。在物理化學實驗課件開發(fā)平臺中嵌入GIF動畫，具有得天獨厚的優(yōu)勢，它能模擬如旋轉(zhuǎn)、沸騰、鼓泡以及反復運動等過程的動作或?qū)嶒灛F(xiàn)象，使課件表現(xiàn)更加真實、設計更加容易；它能強調(diào)教學重點，用動畫的形式提醒學生關(guān)注屏幕中某些重要的內(nèi)容；它能增強課件的動感，引起學生的興趣，提高課件的感染力。例如，在溶液表面張力測定課件中，可用GIF動畫描述“滴液鼓氣氣泡增大壓力增高氣泡逸出壓力降低”這一反復性的動作，如果平臺中沒有嵌入GIF動畫，對這一反復出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象的描述就復雜多了；在液體飽和蒸氣壓測定課件中，不銹鋼穩(wěn)壓罐上有3個閥，可用GIF動畫強調(diào)在抽氣、開關(guān)真空泵、檢漏和測量等過程中應該開或關(guān)哪一個閥。用動畫強調(diào)的優(yōu)勢是更能引起學生的注意，從而使學生看得更明白。
2.4AVI錄像在課件中的作用
AVI是主流視頻文件，WINDOWS能直接播放它。在開發(fā)平臺中嵌入AVI播放器有利于實驗現(xiàn)象的描述、實驗過程的演示，增加學生的感性認識，提高教學的效果和效率。如燃燒熱測定實驗，實驗過程復雜，實驗步驟較多，總的來說包括四個大的部分，即：壓片、充氧、測量和數(shù)據(jù)處理，在實驗課教學中，教師要講很長時間，結(jié)果學生印象模糊，首次實驗往往是以失敗而告終。在我們的課件中將講解與錄像結(jié)合起來，實驗內(nèi)容講完后，讓學生看實驗過程錄像，這樣將理性認識與感性認識結(jié)合起來后，學生實驗基本上是一次性成功，既節(jié)約了時間，又降低了教學成本。
3結(jié)果及討論
(1)設計了依時間順序顯示課件資料的課件開發(fā)平臺，該平臺使課件開發(fā)顯得非常簡單，不需對開發(fā)者進行專門的培訓，利用編輯器將課件資料組合起來就可形成課件。
(2)該課件平臺將圖片、聲音、動畫和視頻融為一體，使課件的組合方便靈活，實驗現(xiàn)象和過程的模擬形象生動，特別適合于物理化學實驗課件的制作。
