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物理化學教學范文1
1.1所學內容緊扣學生專業特點
物理化學課程涉及的公式約有150個,教學時,要求學生掌握基本公式的推導和證明,能用基本公式去解決一些實際性問題.提倡學生平時自學,上課前復習鞏固學過的知識,強調數學和物理基礎知識的重要性,培養學生對所學知識進行綜合應用的能力.利用高等數學知識,幫助學生掌握、理解物理化學公式.如從卡諾循環可以推導出可逆熱溫商之和為零;從理想氣體發生PVT變化,可以求焓變、熵變、吉布斯函數變和吉布斯函數判據等參數;從肥皂可以了解潤濕和乳化等概念.將現實生活中的某事件引入學習中,與物理化學緊密聯系,加深學生對知識概念的理解,提高學生實際運用知識的能力.
1.2引入物理化學科學家的故事進行勵志教育
在學習物理化學課程時,會涉及到很多著名的物理學家和化學家,講到相關內容時,教師會講解他們的個人簡歷和趣聞逸事.一方面,可以提高學生學習的積極性,集中他們的注意力,緩解課堂的學習氣氛;另一方面,每一位科學家的成功都離不開其自身不斷努力奮斗的過程,通過了解他們的經歷,不僅豐富了課堂教學內容,而且學生對科學的發展也產生了興趣,對科學家產生了崇拜,成為學生學習的榜樣.如首次提出物理化學這個概念的是1901年和1909年先后獲得諾貝爾化學獎的兩位化學家:荷蘭的范特霍夫和德國的奧斯特瓦爾德,正是他們的研究促成了物理化學學科的誕生.其中范特霍夫是首位諾貝爾化學獎的獲得者,他50多歲時還經營著一家牧場,親自送牛奶,被譽為“牧場化學家”.在講到稀釋定律時,介紹奧斯特瓦爾德的生平事跡,他出身普通家庭,求學時對化學產生濃厚的興趣,1884年在博士論文中提出了電離假設,1888年提出了以他名字命名的奧斯特瓦爾德稀釋定律,1909年因在催化作用、化學平衡和氨制硝酸等方面的杰出貢獻而獲得諾貝爾化學獎.
2教學方法與考核方式改革
2.1多媒體教學與傳統教學相結合
傳統教學采用粉筆板書的方式,書寫需要一定時間,導致學生接受知識量較少.而利用PPT課件,結合Flas,能使教學內容生動、信息量大,給學生更直觀的印象,提高課堂效率.物理化學課程公式多,邏輯性強,有些問題比較抽象,單純采用多媒體呈現,導致學生思維跟不上文字顯示的速度,因此不能僅用多媒體一種教學方式.結合教學實際,采用多媒體教學與板書相結合的方式授課,學生能充分地消化吸收所學的知識,教學速度適中,從而提高教學質量和效率.
2.2考核方式的改革與創新
物理化學課程考核方法普遍采用平時成績加期末考試兩大塊的組合,存在期末考試成績在總評成績中比例偏重的問題.考核方式改革前,平時成績占20%,期末考試成績占80%.這種考核方式可能導致學生平時學習不認真,期末考試前突擊,因而不能起到督促學生平時學習的作用.考核方式改革后,采取平時成績占20%,階段考試或考核成績占30%,期末考試成績占50%的形式.在原有基礎上,降低了期末考試的比例,規定小于等于48學時的課程,期間加一次階段性考試或考核;大于48學時小于等于64學時的課程,期間加兩次階段性考試或考核.雖然教師的工作量比改革前增加了,但學生學習的主動性和積極性得到了提高.學生要想取得優秀的成績,就不能忽視階段性成績.另外,也嘗試在總評成績中增加其它一些(如課堂討論、課程論文等)考核方式,從而促進學生積極學習.
3設計實驗教學環節,培養學生創新能力
物理化學教學范文2
學生在中學學了不少化學,但物理化學的內容幾乎沒有接觸,概念都是全新的。此外,物理化學知識的正確運用首先建立在對基本概念的熟練掌握和深刻理解之上。因此,基本概念的學習非常重要,教師應花大量時間幫助學生加深對概念的理解和掌握。例如,對“力平衡”這個概念,教師不只要指明“系統各處壓力相等”,還要引申到“邊界不再移動”,即如有剛壁存在,雖雙方壓力不等,但也能保持力平衡。有些概念看似簡簡單單的一、兩句話,但每個字、詞都有它特定的含義,要理解到位并不容易。這一點在該課程中尤為凸顯。同時,要注意與中學一些概念進行辨析。例如,熱力學中的“可逆過程”這一概念,幾乎貫穿教材的所有章節,極其重要,但初學者很容易將其與早先就接觸過的“可逆反應”的概念混淆?;诨靖拍畹闹匾?,教師在進行教學設計時,要通過講解例題、布置習題、效果測評等方式,幫助學生對概念進行辨析。仔細、深入地理解概念,熟練地掌握概念,是學好物理化學的基礎。
2.特別強調各種公式的適用條件
物理化學課程的另一難點,在于計算公式多,而且每個公式的適用條件非常嚴格。初學者往往只注意到了具體公式,而忽略了對適用條件的把握。只有當理想氣體、等溫、可逆過程三個條件都滿足時才能使用,可初學者常常只要看到是理想氣體膨脹或壓縮過程(比如理想氣體反抗恒外壓膨脹壓縮過程),不管是不是等溫過程和可逆過程,拿來就用,造成錯誤。還有,理想氣體絕熱可逆過程方程“PVr=常數”也必須在同時滿足“理想氣體、絕熱、可逆”三個條件下才能使用。再例如,熱力學第二定律主要用來判斷變化的方向和限度,其三個判據式必須在不同的條件下使用:判據“S孤立=S體系+S環境≥0平衡自發”只能用于孤立系統;判據“F≤0平衡自發”只適用于封閉系統的等溫等容過程;判據“G≤0平衡自發”只適用于封閉系統的等溫等壓過程。這樣的例子非常多。因此,教學過程中,教師應通過字詞講解、舉例比較等方法,幫助學生反復進行辨析,以達到正確使用公式,解決實際問題的目的。
3.注意與生活實際相結合
增強內容的實用性和趣味性,提高學生的學習興趣。教學不只是傳授知識或演示技能,關注學生的學習動機才是教學的起點。物理化學又稱理論化學,學生學習過程中難免感到枯燥。教師如何有目的地引導學生投入積極的學習狀態,引起學生的學習意向呢?教師應盡可能從學生生活中的現象、身邊的事入手,加深學生對知識的記憶和理解,激發學生的學習興趣。例如,在講解彎曲液面下的附加壓力這一內容時,可從學生孩童時期所玩的吹泡泡游戲切入;在講解克拉貝隆-克勞修斯方程時,可從生活中常用的高壓鍋說起;在講解表面活性劑時,可從我們日常生活中少不了的洗滌用品入手……興趣是激發求知欲的催化劑,如何使知識變得有趣,值得每一個教育工作者深思。
4.及時進行教學評價
物理化學教學范文3
關鍵詞:物理化學;教學改革;實驗教學
物理化學是化工、制藥、輕工、材料、紡織等專業學生的基礎課,是一門應用廣泛,極具創新性和發展前途的學科[1]。然而,物理化學作為一門交叉學科,涉及化學、物理學、高等數學等多門學科的內容[2],理論性強,歷來被學生們認為公式多、概念多,是一門較難掌握的基礎課[3-5]。針對河南科技大學(以下簡稱“我校”)相關專業的特色及物理化學課程自身的特點,筆者在物理化學課程的教學過程中不斷探索和積累經驗,在對工科學生的授課過程中取得了良好的教學效果。本文將從如何提高教學質量、培養學生的實踐創新能力以及課程考核改革等方面談一下近幾年來對物理化學教學的心得和體會,希望能夠對該課程的教學改革工作有所推進。
1教學方法的改革
1.1以點帶面,提高課堂教學效率
隨著高校教學改革,一些非化學化工專業工科對基礎課程的課時數進行壓縮,如在我校給環境工程專業《物理化學》課由原來68學時縮減到48學時。那么如何在有限的課時內教好這門基礎課呢?筆者認為在實際教學工作中要著眼于提高課堂教學效率。首先,教師要“吃透”教材,認真研究教學內容,掌握教材編排體系各部分的內在聯系。其次,要明確教學目的,在教學過程中分清主次,區別輕重,突出重點,解決難點,做到以點帶面。比如學習化學平衡一章中理想氣體反應的標準平衡常數,首先講述標準平衡常數的定義,這就是“點”,進而將本章節的其它內容緊緊圍繞這個“點”展開,探討標準平衡常數與反應標準摩爾吉布斯自由能變的關系,以及復相化學反應的平衡常數。同時緊扣課后思考題和習題,采用課堂提問或小測驗的方式,加深學生對本章基本概念的理解,增進學生對計算題的解題能力。
1.2理論聯系實際,采用啟發式教學
在教學中,注重理論與實際相結合,從學生感興趣的生活化內容入手,培養學生感知與理解,分析及解決問題的能力。例如,在講授表面物理化學一章時,舉出實際生活中的界面現象作為實例,與課本上的理論知識緊密相連,提出“為什么玻璃毛細管內水面上升,汞面下降”、“硅膠吸水,塑料防水”、“水過冷而不結冰,液體過熱而不沸騰”等問題。引導學生積極思考并做出回答,這樣既培養了學生的發散性思維能力,又使學生體會到學以致用的樂趣和成就感。再如,在講授化學動力學部分勢能面與過渡態理論時,在課堂上展示勢能面的三維立體模型,使學生能形象、清晰地理解“過渡態”、“活化能”、“活化絡合物”等概念。運用啟發式教學,著重培養學生的學習興趣,使學生在教學過程由被動接受轉為主動參與、思考,把傳統教學中的以教師為中心的單向傳播模式,轉變為以“以教師為主導,以學生為主體”的雙向感應模式。
1.3新舊結合,融會貫通
由于擴招及高考考試改革方案的改革,使得我校工科學生的化學基礎參差不齊,部分學生在高中階段沒有主修化學,化學底子薄弱,進入大學后遇到公式多、邏輯性強的物理化學,普遍感覺學習比較困難。此時要從學生實際出發,摸清學生的底子,不要急于求成,而是保證學生學一點,掌握一點。根據物理化學的課程特點,循序漸進,查漏補缺,不斷鞏固。教師可利用每節課開頭的數分鐘時間回顧上一次課的重點內容,這樣既注重新舊知識的銜接,又在鞏固舊知識基礎上增進新知識。如在講述化學動力學一章反應速率常數與反應溫度關系的阿倫尼烏斯方程時,可向學生提及已經學過的化學平衡一章的范特荷夫等壓方程及相平衡一章的克勞修斯-克拉佩龍方程,由于這三個方程數學形式上的相近,既加深了學生對所學公式及其應用的理解,又能起到新舊結合、舉一反三的教學效果。
1.4利用多媒體教學,制作富有個性化的課件
目前多媒體教學在全國高校已被普遍使用,通過幻燈片播放的教學形式,能在一定程度上提高課時利用率,改變了傳統教學中“黑板+粉筆”的單一模式。根據物理化學課程內容特點,筆者在近幾年的教學過程中也制作了物理化學多媒體課件。教學方式“畫面動起來,老師站起來”,這些措施不僅活躍了課堂氣氛,促進了教師和學生的雙邊互動,也有利于提高學生的學習積極性[6]。例如課堂講授中通過圖文、視頻展現一些著名化學家,如焦耳、邁耶爾的生平事跡和簡介,創設教學情境,激發學生的學習興趣,達到寓教于樂的教學效果。再如將化學動力學氣體反應的碰撞理論一節采用動畫的形式進行教學,使學生能更直觀、清晰地理解“活化碰撞”、“碰撞截面”、“概率因子”等理論和概念。我們在發揮多媒體優勢同時,不提倡大家采用同一個課件,而是鼓勵各位教師根據學生所學專業的不同,有針對性地制作具有個性化的課件。課下各位教師還要跟學生積極交流,根據授課情況和學生的反映不斷修改、完善和補充課件。只有不斷提高課件的質量,才能充分發揮多媒體教學的優勢,才有助于物理化學課程教學質量的提高。
2實驗教學的改革
根據課程教學大綱的要求,結合物理化學課程特點和各專業特色,筆者所在的教研室將物理化學的實驗教學分為課內實驗和創新設計性實驗兩部分,旨在培養學生的實際操作能力和創新能力。如冶金專業物理化學實驗共40學時,其中,綜合性實驗24學時,占60%,設計性實驗16學時,占40%。課內實驗的開設目的是既能反映物理化學課程的主要教學內容,又體現其在本專業的應用,以培養學生的基本操作能力。如冶金工程專業的課內綜合性實驗“有簡單共晶系統相圖的繪制”、“原電池電動勢的測定”、“最大氣泡法測表面張力”及“丙酮碘化動力學方程的確定”,這些實驗涵蓋了相平衡、電化學、界面化學及化學動力學的內容,并且和冶金傳輸原理、鋼鐵冶金學、金屬學及熱處理、冶金工藝學等專業課程的相關知識有機結合起來。通過課內實驗,使學生掌握物理化學的基本實驗技能,正確使用各種測量儀器,掌握物理化學的測定方法和原理,并能對實驗數據進行科學、合理、有效的分析和評價。而創新設計性實驗是讓學生為解決實際問題,自行查找資料并制定實驗方案和具體步驟,有助于培養學生綜合運用物理化學理論知識的能力和動手能力。如課程組教師指導學生利用“電導滴定法”進行食用醋的鑒別。通過電化學一章的學習,學生了解到電導測定可以應用于電導滴定,利用電導滴定法測醋中的總酸度,以區別釀造醋和勾兌醋。鼓勵學生根據自己掌握的理論知識,制定具體的實驗步驟,并列出自己所需的儀器和試劑。實驗過程中學生獨立完成實驗,實驗結束后學生對實驗數據進行處理,繪制電導滴定曲線,計算醋中乙酸的含量。通過開展創新設計性實驗,學生的獨立分析、實際操作和解決問題的能力都得到了鍛煉,為以后的繼續學習深造和工作實踐打下堅實的基礎。
3考核方法的改革
為全面衡量學生對所學知識掌握的程度和學習情況,我們結合物理化學課程教學目標和特點,對課程的考核形式、評價方式、考核權重等方面進行改革,制定課程總成績評分體系,避免一張試卷定成績的傳統考核方式。課程總成績由平時成績、實驗成績和期末考試三方面構成。平時成績占總成績的15%,包括作業評分、出勤情況、課堂表現和隨機測試等。作業即老師布置的課后作業,每次作業上交后按百分制給出成績,平均成績即為作業測評成績。課堂表現主要采取提問的形式,保證課程進行過程中每個學生都被提問至少一次。隨機測試為及時檢查學生的階段學習情況,也使得學生了解自身的學習情況,每學期采用3~4次平時測驗,通常采取閉卷、筆試的方式。實驗成績占總成績的15%,包括預習報告、實驗準備、操作環節和實驗報告處理等。最后的期末考試占總成績的70%,在試卷命題過程中注重試卷考察知識點的涵蓋面、廣度、深度和命題的多樣性,力求能對學生的記憶、理解和應用水平進行全面考察。這種過程化考核和期末性考試的結合,改變了單純知識化考核的評價模式,降低了成績的隨機性因素,更注重學生的學習過程,能更好地反映學生對知識的掌握程度。
4結語
為了提高高校教學水平,積極推動素質教育的可持續性發展,改革物理化學課的教學方式和教學內容,已經成為目前工科教育工作中的當務之急。物理化學教學改革屬于系統工程,需要各個環節齊頭并進。除了對教學內容進行全方位的規劃,教學方法、教學手段和評價體系的改革也應與時俱進。路漫漫其修遠兮,隨著社會的發展和時代對人才的需要,物理化學的教學改革將一如既往。
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物理化學教學范文4
關鍵詞:物理化學實驗,科研性實驗,本科生
科研訓練物理化學實驗是一門綜合性的基礎化學實驗[1-2],在本科生的教學工作中備受關注,其將分析化學的手段和數學分析方法綜合運用的一門化學學科。傳統的實驗課程模式通常是老師講解、學生照做,并且每個實驗只做一次,對大部分學生來講難以留下深刻印象[3-5]。這種模式不利于學生創新模式的培養,物理化學實驗教學體系的改革也因此成為被關注的重要教研問題之一,其主要目標在于使學生更好地了解物理化學的研究方法和技能,加深對物理化學基本概念和理論的理解,進一步培養和提高學生的科學能力和創新能力[6-7]。我們進行了大膽的嘗試——將科研活動與教學內容相結合,結合教學計劃中的本科學位論文工作以及推行的本科生科研訓練計劃,開展多種形式、多層次的開放實驗教學:將實踐證實適合本科生教學的科研實驗內容,先通過本科論文的形式對內容進行優化,然后補充到現有的物理化學教學體系中;物化實驗中的基本實驗拓寬到應用領域,賦予明確的、鮮明的專業特色的教學目標,并借助于學校的科研訓練項目,設計研究性實驗供學生進行科研訓練。
1.從本科生畢業論文到的物理化學實驗中的綜合實驗
在日常的教學和科研工作中,有意識地將科研工作中涉及到的所屬專業的共性和基礎的內容與本科教學中相關知識相結合。首先合理選擇實驗內容,并將這些內容融合到本科畢業論文中。之后對實驗結果進行總結和升華,轉化為物理化學實驗中的綜合實驗。目前,我們選擇的物理化學實驗中的綜合實驗之一——“化學電源基本性能的測定”便是我們總結了科研工作中的一些基礎內容并與物理化學課程中的電化學部分內容相聯系進行設計的?!盎瘜W電源基本性能的測定”實驗的目的在于使學生了解化學電源基本性能的評價指標以及設計相應的測試方法,同時加深理解極化作用對化學電源性能產生的影響。其所用設備均為物化實驗室中的常用設備,如:電流表、電壓表、穩壓電源等;具體測試的性能指標主要有:電動勢、開路電壓、工作電壓、容量、能量、功率等;所測試的電池也是我們日常生活中常用的鋅錳電池、鎳氫電池、鉛酸電池等。實驗對象為化學和化工專業大學三年級學生,實驗是以開放實驗的形式展開的。實驗通常由4-5人組成的小組完成,實驗由學生自己設計,獨立操作,教師在其中只起到引導作用。通過開展這樣的綜合實驗,學生興趣濃厚、樂于動手,勤于思考,通過觀察實驗現象,記錄和分析實驗數據,獲得豐富的關于電池性能的感性認識,達到對理論概念深刻理解和熟練掌握的目的。另外通過這個實驗,學生們了解了不同類型的電池在性能上的差別,拓寬了物理化學的知識面,增加了對電化學知識的學習興趣。在整個實驗實施過程中,我們組織學生學習了有關設計性實驗的要求,查閱電池相關的文獻,并安排學生根據本實驗所提供的儀器,完成一下工作兩方面的工作:1)設計實驗測定給定電池的基本性能。2)設計實驗考察電池極化行為對電池性能的影響。物理化學實驗課程作為化學專業教學計劃中一門重要的課程,它對于學生理解化學學科的基本理論,掌握和運用化學中基本的物理方法和技能,以及培養學生科學思維和綜合分析解決問題的能力等方面都起著重要的作用。將科研中一些基礎的、經典的測試方法引入物理化學實驗課程,對該課程的內容進行了一個良好的補充。
2、物理化學實驗中的基本實驗與本科生的科技訓練結合
為進一步培養本科生創新意識和創新精神、提高本科生的創新實踐能力,學校自2005年開始設立本科生研究訓練計劃,為本科生開展科學研究和技術開發活動提供專門化的訓練和指導,其英文表述為“StudentResearchDevelopingProgram”,縮寫為“SRDP”,實施原則是“自主申請、公平立項、擇優資助、規范管理”,由項目申報學生在教師指導下主持完成,其主要是針對已經具備一定的專業基礎知識的化學和化工專業大學二年級和三年級的學生開展。項目按期進行,結束時要進行答辯,答辯專家根據學生匯報情況進行考核,根據考核的結果相應的給予2-3個學分。近年來我們已經進行了兩屆物理化學實驗到SRDP課題的嘗試,分別是關于“海洋沉積物中表面活性劑的提取和分析”研究和“銅離子在海洋沉積物上的吸附等溫線”研究,先后組織9名本科生進行科研訓練。上述兩個課題內容覆蓋了大學無機、有機、分析和物化課程的內容,突出了物理化學基礎實驗內容的應用。界面現象是物理化學課程中較為重要的內容之一,其內容較為抽象,加大了學生對該部分內容的理解難度?!按姿嵩诨钚蕴可系奈健笔俏锢砘瘜W實驗課程在該知識面設計的基礎實驗。通過該實驗,學生能夠對液固吸附現象以及吸附等溫線的測定等有了較好的感性認識,并更好的掌握了有關的概念和理論知識。以此為契機,我們引導學生進一步加以訓練,對本科生而言是一個對所學知識進行融會貫通以期進一步提高的好機會,可使學生充分理解和掌握有關液固界面性質、吸附脫附過程等的基礎理論和相關的實驗原理及技術、方法。SRDP課題實施中學生從查閱文獻開始,然后設計實驗,自己動手開展實驗,認識海洋中的界面現象,并了解污染物的去除和分析技術,將課本中學到的抽象技術和理論與具體的海洋環境問題聯系在一起,在具體科研工作中加深對有關知識的理解,同時增強對海洋環境問題的認識。SRDP工作開展不僅鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,而且增強其工作中的觀察能力、操作能力和結果分析能力,從而使得學生具備一定的科研素質。學校組織的SRDP計劃,給在讀的本科生提供一個科研鍛煉的平臺,讓他們較早地近距離地參與到科研項目中,接受科學研究的熏陶。幾年的努力結果表明,我們的措施對學生進行研究性學習、孕育創新意識、培養創新能力等都起到了積極作用。不少學生因對從事SRDP科研工作的喜愛,繼續從事該方向的本科畢業論文設計,甚至有的學生因此選擇繼續從事該方向的科研工作。
有著合理目標和計劃的科研訓練對提高學生的綜合素質有著積極促進作用。通過補充有利于學生思維能力培養和科學素質提高為的實驗訓練項目,使化學專業的學生更好地掌握思考、探索和研究的方法,并在理論和實踐上都得到全面的提高,為以后學習及工作打下扎實的基礎。幾年來進行多層次物理化學實驗教學模式的有益嘗試,我們和學生們的共同努力已經取得了令人較為滿意的效果。
作者:王麗莎 曹曉燕 姬泓巍 包木太李先國 單位:中國海洋大學化學化工學院
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物理化學教學范文5
【關鍵詞】物化實驗;教學方法;改革
物化實驗是化學專業學生必修的一門獨立的基礎實驗課程,它對于掌握物理化學的研究方法,加深對物理化學基本理論和概念的理解,增強解決實際問題的能力,無疑是十分重要的。因此,不斷充實和更新物理化學實驗課的教學方法研究,提高實驗課的教學質量,對培養合格的化學專業學生有重要的意義。本文簡要介紹我們在物理化學實驗課中進行教學改革的情況,并提出自己的一點見解。
一、基本設想
物理化學實驗教學的基本過程,一般都是在確定實驗內容后,通過學生對實驗的預習和準備,教師的講解,實驗操作和寫實驗報告等步驟進行。這樣的過程對學生學會物理化學實驗的基本技術,掌握實驗數據的處理方法上起著良好作用。但也存在以下不足:
學生實驗的內容完全限制在實驗講義所指定的范圍內,教師安排幾個實驗,學生就按照講義做幾個實驗,教學方法基本上是驗證式的,對于啟發學生特別是大學高年級學生獨立思考問題,培養分析問題、解決問題的能力是不夠的。教師往往管得過多,學生被動應付,學生的學習積極性不能得到充分發揮。教學形式比較單調刻板,學生在學習了一些必要的基礎實驗方法后,沒有進一步進行實踐的機會。
教學活動應該是生動、活躍、富有創造性的過程,因此必須同時發揮師生雙方的主動性和積極性。特別是在科學技術飛躍發展的今天,學校的教學過程不僅要傳授知識,更重要的是重視學生智力的開發,即重視學生創造能力的培養。
二、具體做法
將物化實驗教學分為兩個階段:
第一階段:進行14個基本實驗。內容包括物理化學的各個基本方面以及主要的物理化學實驗基本操作。通過這部分的教學,使學生學習物理化學實驗的常用方法,掌握必要的基本技能技巧,同時有意識地引導學生注意物理化學實驗的設計思想,要求做一個實驗,學習一個方法就能舉一反三、解決一種類型的實驗問題。
第二階段:選出10個題目作為學生的獨立實驗。這些實驗主要有三種類型:
(1)應用已經學到的實驗知識,解決進一步的問題。
(2)在原有實驗的基礎上,進一步應用一些新的儀器設備,解決有關問題。如:應用2042型自動平衡記錄儀記錄步冷曲線,測繪Bi―Cd相圖;應用CDR―1型差動熱分析儀測定KNO-3和BaCl2? 2H2O的差熱譜等。
(3)補充前一階段實驗中實驗技術訓練方面的不足。如:考慮到在前一階段實驗中電標定法測定量熱計的熱容以及量氣法都未讓學生應用到,所以這時就分別安排熔解熱的測定和H2O2分解反應速度常數的測定實驗來予以補上。
第二階段獨立實驗進行時,仍將全年級學生按每二人一組編排,每組選做所列題目中的一個實驗,確定題目后在一周內查閱資料,預習準備,教師對這些實驗只作答疑討論,不再詳細講解。然后用10-12學時進行實驗,要求學生獨立完成,但允許學生實驗失敗重做。實驗完畢后,分別按規定作出實驗報告,并要求將測得的數據與文獻值進行對照比較,做出誤差分析和實驗討論。最后每個小組進行一次交流,采用實驗展覽的形式,每個實驗選派一名代表,邊演示邊講解,報告實驗結果和實驗過程中的體會,并進行討論和質疑。這樣,使每個學生除了自己做的實驗外,對整個獨立實驗的內容都有一個比較全面的了解。
三、幾點體會
(1)物理化學實驗教學分成基本實驗和獨立實驗二部分來進行,受到學生的普遍歡迎。由于在教學的第一階段比較強調實驗的基本技能和設想思想,學生學習目的性比較明確,針對性強,基礎知識掌握得比較牢固。第二階段強調學生獨立解決問題,學生的積極性得到較好發揮,同時也能使學生獲得進行科學研究的初步訓練。通過這種教學安排,學生的實驗技能技巧,數據處理能力等多方面都提高得比較快。
(2)從學生獨立實驗的結果看,大部分學生的實驗結果在誤差范圍內,個別學生雖然有較大的誤差,但也能從實驗操作過程中,儀器設備的使用方面著手分析誤差產生的原因。另外,不少學生在實驗過程中能自覺查找資料,摸索合適的實驗條件,總結實驗的關鍵。
(3)高年級學生的實驗課,應放手讓學生自己研究和解決問題。從這次教學改革嘗試看,獨立實驗可以多安排幾個,難度也可以再適當增大。在實驗時間的安排上,可以靈活一些,最好逐步做到實驗室開放,讓學生有更多的時間在實驗室里進行實驗。
物理化學教學范文6
關鍵詞:實驗教學;物理化學;留白策略
化學是一門實驗性學科,實驗教學是培養學生動手能力、科學素養的重要環節[1]。物理化學實驗除了鞏固理論知識外,著重培養學生創新思維、數據處理、分析問題和解決問題的能力[2,3]。在實驗教學中采用留白教學法,可以促使學生以探索的心對待實驗,從實驗中發現、分析、歸納和總結,實現在“做中學”。
1物理化學實驗當前遇到的問題
1.1照方抓藥
物理化學實驗教學中,常常存在理論和實驗脫節的現象?;蛘呤怯捎谖锢砘瘜W實驗裝置臺套購置原因,采用學生分組循環實驗;或者是由于實驗項目在課程中分布不均衡,造成與理論教學不同步。學生對原理不了解,實驗中就會按照講義照方抓藥,潦草完成。
1.2猜測結果
當前物理化學實驗內容多為驗證性實驗,實驗有確定的結果。教學中學生按照操作流程完成,并采用各種方法猜測“正確”答案,使自己的測定數據“看起來正確”。這樣的實驗教學僅僅訓練了學生的實驗操作技能,背離了實驗的初衷,學生的觀察能力和發現問題的能力都得不到訓練。
1.3工具落后
物理化學實驗中涉及數據的處理和數學模型的建立,傳統的計算器不能滿足現代數據統計和處理的需要,現代的計算機軟件豐富多樣,這些軟件在數據處理方面各有利弊。新編實驗教材建議使用計算機軟件進行數據處理,由于教材的更新速度落后于軟件的更新速度,計算工具落后的情況會持續存在。
2物理化學實驗中的留白策略
2.1實驗原理留白
實驗原理是實驗要驗證的基本規律,只有自己發現的,才會印象更深刻。在設計實驗時,結合學生特點,把學生能力所及的規律,借由實驗的設計,讓學生自己去發現。以雙液系氣液平衡相圖繪制的實驗為例,其中用到沸點儀(如圖1所示),實驗中液相受熱蒸發,冷凝后匯聚在冷凝管下端,其組分為氣相組成。但實驗中收集的氣相組分是開始加熱到沸騰過程的氣相組分,不是沸點時的氣相組分,這樣就影響了實驗結果的準確性。為此,教師們采用各種方法來改進實驗,或者改進實驗裝置,或者修改實驗操作。本著讓學生自己發現的目的,微調實驗內容,讓學生收集兩次氣相和液相組成。學生發現兩次收集的氣相和液相組成不相同,進而開始思考為什么不相同?哪一次的實驗數據更貼近實際情況?如何改實驗裝置可以使實驗更便捷?雙液系沸騰過程特點就可以經由學生實驗自己發現。
2.2實驗操作留白
實驗操作是實驗成功的保證,選擇的試劑和取用的量都經過反復優化,這反而剝奪了學生思考的過程。因此,我們在一定范圍內,鼓勵學生嘗試,允許學生試錯。以萘的環己烷溶液凝固點降低實驗為例,萘的加入量有一個建議范圍,當學生對超出加入量范圍感興趣時,鼓勵其嘗試,提醒注意觀察實驗現象,比對實驗結果。同一個實驗中,不同學生關注的焦點不同,試錯的方法也不同,在后續的實驗討論課,每組將分享自己進行的嘗試和發現的規律,全班在此基礎上進行改進和總結。
2.3實驗結果留白
傳統實驗多為驗證性實驗,通常在實驗原理講解的過程中,學生就能猜到實驗結果,學生會養成一種去印證而不是去發現的習慣。唯有不設答案才會有多種答案,不論教師知道實驗的結果是什么,一定要把發現的權力留給學生。以恒溫槽的使用實驗為例,傳統的實驗目的是了解恒溫槽和貝克曼溫度計的使用方法,測定恒溫槽的靈敏度曲線。物理化學實驗有培養學生數據處理能力的任務,恒溫槽實驗考驗了學生對數據的敏感程度和忠實于原數據的科學精神。對實驗內容進行如下處理:測定兩個溫度下恒溫槽的靈敏度,其中一個溫度略高于室溫,另一個在此基礎上高20°C。學生需要對實驗數據周期性,最大最小值進行判斷,并對兩組數據進行比較。低溫組的數據由于溫度變化較小,規律性的判斷會帶來很大干擾,這樣的情況在科學實驗中經常會遇到,如何面對困難并在困難中尋找方法,是對學生實驗心理素養的培養,也是對學生忠實于原數據的科學精神訓練。
2.4實驗課后討論留白
實驗目標達成,僅僅通過實驗過程是不夠的,實驗課后的討論可以把學生對實驗的理解深化,然后抽象為可供借鑒的方法。恒溫槽實驗,引導學生體會數據收集、整理、分析、對比的方法,以及如何進行數據挖掘,數據與實驗的結合觀察;雙液系相圖實驗,可以引導學生關注實驗中的現象觀察、正誤判斷、儀器改進、方法修正;旋光法測定蔗糖轉化反應速率常數實驗,可以引導學生解構實驗的設計方法和后續的數學處理方法。討論課的順利開展,離不開上述過程留白策略產生的疑問、思考、再實驗和總結,由實驗中產生的疑問開始,進行針對性的補充實驗進行驗證,最后總結討論。討論課的開展也要留白,針對大家討論的方法,指出這只是解決這類問題的其中一個方法,可以給學生課后思考留下空間,勾起學生課下拓展學習的興趣。
2.5數據處理工具留白
物理化學實驗要培養學生數據處理的能力?,F在計算機普及,軟件豐富適用,軟件的更新速度之快,讓人應接不暇。原則是傳授數據處理的方法,不統一數據處理的工具。在教學要求上,明確可接受的作圖方法有:坐標紙作圖、excel作圖、origin作圖;在教學方法上,以引導為主,在實驗報告提交后,對每一種數據處理方法進行點評,使學生認識到origin軟件的優勢;在教學安排上,數據處理的難度先易后難,當學生用傳統方法處理數據感到繁瑣時,就開始根據網絡教程自主學習origin作圖方法。雖然每一個同學開始使用origin軟件的時間點不同,期末大部分同學都能掌握or?igin作圖方法。這樣的留白設計,一方面尊重學生差異,遵循學生自身發展規律,符合啟發式教學的原則;另一方面培養了學生的自學能力和自學信心,實現“為不教而教”[4]的教學目的。
2.6教師評價留白
教師評價在實驗教學中有導向作用,傳統實驗的評價多以實驗認真程度和實驗結果與理論結果的吻合程度作為標準。我們則鼓勵學生自主的思考和創新的想法,在教學中對學生的活躍的思維進行呼應,共同分析討論其想法的可行性。在物理化學實驗教學調查問卷中,多位學生表示,對物理化學實驗的興趣始于教師對其突發想法的肯定和鼓勵。不以統一結果評價學生,因材施教是實驗教學的方向。
3結語
實驗教學中運用留白策略,在教學目的實現上,更有利于學生發現規律而不是驗證規律;在教學設計方面,更有利于呈現問題而不是消弭問題;在實驗操作上,允許學生合理試錯并從錯誤中發現規律;在實驗討論上,提倡分享發現而不是統一答案;在實驗期望上,以解決問題替代呈現結果。實驗的留白策略回歸實驗的初衷,讓學生在實驗中體驗發現的樂趣和探索的喜悅,同時提高解決問題的能力,形成嚴謹的科學精神。不是所有項目都留白,把任務交給學生自己完成,而是根據具體實驗特點,有選擇地,通過更高階的設計,把要傳遞的信息通過實驗結果呈現出來。通過留白促進學生思考,再輔以教師有技巧的引導,讓學生對模糊的認識明晰化。因此,實驗的設計很關鍵,需要教師謹慎把握,教師需要了解各種情況的實驗結果,熟悉可以與實驗關聯的理論信息點,在實驗教學中才能心中有數,引導學生指向目標而又不談結論。
參考文獻:
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