冶金專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)探討

時(shí)間:2022-09-30 10:41:18

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冶金專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)探討

1講授重要知識(shí)點(diǎn),注重知識(shí)點(diǎn)之間的銜接,引導(dǎo)學(xué)生融會(huì)貫通

物理化學(xué)包含了熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象、膠體化學(xué)等方面的知識(shí),內(nèi)容覆蓋面廣、知識(shí)點(diǎn)多。對(duì)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(shí),主要是講授重要知識(shí)點(diǎn)、要少而精,理論聯(lián)系實(shí)際,不用在理論深度上過(guò)多擴(kuò)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)”。教學(xué)過(guò)程中,重點(diǎn)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(diǎn)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(shí)點(diǎn)之間的銜接關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生在這方面進(jìn)行思考與理解,從而幫助學(xué)生構(gòu)建物理化學(xué)知識(shí)框架。這點(diǎn)對(duì)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(rèn)識(shí)與理解專業(yè)知識(shí)、解決專業(yè)技術(shù)問(wèn)題的關(guān)鍵基礎(chǔ)。同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相類似規(guī)律定理之間的對(duì)比、相類似知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)與歸納,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的理解,從而達(dá)到融會(huì)貫通的目的。

2理論知識(shí)的講授聯(lián)系日常生活,引發(fā)學(xué)生對(duì)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(lái)剖析化學(xué)問(wèn)題,建立的公式形式復(fù)雜、種類繁多,容易顯得知識(shí)內(nèi)容枯燥乏味,致使學(xué)生對(duì)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(guò)程中需進(jìn)行改革之處。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),在講授理論知識(shí)時(shí),利用知識(shí)點(diǎn)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(shí),提及人們?cè)谘┑厣先鳆}以防止結(jié)冰路滑的行為。以提問(wèn)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(shí)解決日常生活問(wèn)題。同時(shí),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(duì)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(xì)現(xiàn)象時(shí),誘導(dǎo)學(xué)生思考與聯(lián)想在醫(yī)院體檢化驗(yàn)指血時(shí)為什么將透明玻璃細(xì)管放在手指扎破處即可讓血流入玻璃管而沒(méi)有施加任何負(fù)壓。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步聯(lián)想日常生活中遇到的什么問(wèn)題可以利用毛細(xì)現(xiàn)象原理加以解決。通過(guò)這樣的教學(xué)互動(dòng)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(dòng)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(wèn)題的良好習(xí)慣,為進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。

3理論知識(shí)的講授聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)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(shí),除了要引發(fā)學(xué)生對(duì)物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣、使掌握物理化學(xué)知識(shí)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(shí)體系中的作用、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)冶金專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。為達(dá)此目的,在物理化學(xué)理論知識(shí)的講授過(guò)程中,需對(duì)應(yīng)用性強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)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(shí)點(diǎn)時(shí),擴(kuò)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(shū)籍與文獻(xiàn)資料,通過(guò)閱讀了解浮選的目的、浮選工藝過(guò)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(shí)點(diǎn),理解如何根據(jù)礦物性質(zhì)選用表面活性劑進(jìn)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(jì)實(shí)現(xiàn)區(qū)域熔煉的裝置。通過(guò)將理論知識(shí)聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生了解冶金技術(shù)的由來(lái),初步體驗(yàn)如何利用理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題,逐步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)冶金專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣和樂(lè)趣。

4教學(xué)與科研互動(dòng),讓學(xué)生體會(huì)基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)科技創(chuàng)新的重要性

在物理化學(xué)講授過(guò)程中實(shí)施教學(xué)與科研互動(dòng),在講授重要知識(shí)點(diǎn)時(shí)進(jìn)行拓展,向?qū)W生介紹基于此知識(shí)點(diǎn)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(shí),能將教師對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深入理解與體會(huì)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(shí),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(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)的。倘若這些前沿科技成果是高年級(jí)本科生完成的,這將更加鼓舞學(xué)生對(duì)物理化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),也能調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的積極性。比如,在講授多相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)時(shí),筆者引入了大學(xué)三年級(jí)學(xué)生完成的釩渣焙燒熟料酸浸動(dòng)力學(xué)研究成果。以該實(shí)際體系為例,讓學(xué)生深入理解多相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)所經(jīng)歷的典型步驟,讓學(xué)生深入體會(huì)如何使用基礎(chǔ)知識(shí)解決科研中的相關(guān)問(wèn)題。同時(shí),由于該研究成果是由高年級(jí)本科生完成的,加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)重要性的認(rèn)識(shí),增強(qiáng)了參與科研活動(dòng)的信心和勇氣。通過(guò)這種教學(xué)與科研互動(dòng)的新型教學(xué)方式,一方面加深了學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與掌握;另一方面也讓學(xué)生深刻體會(huì)到基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)科技創(chuàng)新的重要性,只有掌握扎實(shí)的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)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(dòng)接受物理化學(xué)知識(shí)。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(wú)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(shí)框架。通過(guò)問(wèn)答互動(dòng)、學(xué)生板書(shū)、學(xué)生查閱資料并宣講、學(xué)生設(shè)問(wèn)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(dòng)性,以學(xué)生為教學(xué)主體,讓學(xué)生由被動(dòng)灌輸知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)吸取知識(shí)。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(shí)框架。比如,在推導(dǎo)各級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程時(shí),教師先推導(dǎo)零級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程積分式,由學(xué)生在黑板上推導(dǎo)一級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程積分式。再設(shè)問(wèn)二級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程積分式如何推導(dǎo),在學(xué)生進(jìn)行初步嘗試后,教師再在黑板上演繹推導(dǎo)過(guò)程。通過(guò)實(shí)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(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,將枯燥無(wú)味的教學(xué)過(guò)程變得生動(dòng)有趣,受到學(xué)生歡迎。這無(wú)疑將促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理化學(xué)知識(shí)的掌握。

6傳統(tǒng)教學(xué)手段與先進(jìn)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合

物理化學(xué)涵蓋內(nèi)容廣,對(duì)于不同教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)其自身特點(diǎn)選擇適宜的教學(xué)手段。比如,對(duì)于熱力學(xué)部分,由于理論公式較多,采用黑板板書(shū)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(guò)程。對(duì)于相圖部分,黑板板書(shū)會(huì)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(huà)圖的時(shí)間、利于控制教學(xué)進(jìn)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(diǎn),從多方面刺激學(xué)生加深印象。除幻燈片外,還可以采用動(dòng)畫(huà)方式向?qū)W生展示變化過(guò)程。比如,采用Flash動(dòng)畫(huà)向?qū)W生展示膠束的形成過(guò)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(guò)程等。因此,在物理化學(xué)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)采用傳統(tǒng)教學(xué)手段與先進(jìn)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合的方式進(jìn)行,相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。對(duì)于公式推導(dǎo)類內(nèi)容,在幻燈片上展現(xiàn)公式的同時(shí),還需在黑板上演繹推導(dǎo)過(guò)程、加深學(xué)生的理解。對(duì)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(shū),在黑板上板書(shū)重點(diǎn)概念與規(guī)律以強(qiáng)化學(xué)生印象。采用這種多種手段結(jié)合的方式進(jìn)行物理化學(xué)教學(xué),能增添物理化學(xué)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理化學(xué)知識(shí)的理解,促進(jìn)學(xué)生建立物理化學(xué)知識(shí)框架。

7結(jié)語(yǔ)

冶金專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)改革是永無(wú)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(shí)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(shí)與能力。我們將與時(shí)俱進(jìn),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)