物理化學論文匯總十篇

時間:2023-03-16 15:27:09

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物理化學論文

篇(1)

二、使學科發展前沿的新技術和新成果滲透到課堂

物理化學作為一門化學專業的基礎課,在本科生的培養過程中,不僅具有為其它課程服務的作用,更重要的是培養學生的創新能力。這就要求物理化學的教學內容也需在原有課程體系的基礎上,精簡一些次要內容,而把學科發展前沿的新技術和新成果滲透進來,讓學生感受到物理化學課程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式,而是活生生的現實。另外,物理化學與其他學科相互滲透、相互結合,形成了許多邊緣學科,拓寬了物理化學的研究領域。像光化反應與環境科學,生命科學,材料科學及信息科學的關系十分緊密,而光化反應在化學動力學中僅占很小比重,常被忽略,但在講課時介紹光催化在環境凈化和生命過程的應用,開拓學生的視野。在介紹表面活性劑時,引入學生比較關心的石油開采過程,扼要介紹一次開采、二次開采、三次開采等概念,使學生既掌握了表面活性劑的作用原理,又拓展了知識面;在講解電化學時介紹燃料電池,在講解真實氣體時介紹超臨界萃取技術等。教學大綱中雖然沒要求這些內容,但可以增加學生的信息量,引起學生學習的興趣,激發學生的學習積極性。

三、注重教學內容與教師科研的相互滲透

將教師的科研課題或成果直接轉化為教學資源或綜合性、設計性實驗的內容,學生根據自己的專業和興趣參加到教師的科研中,也可參加大學生創新創業項目,早期介入科研。例如,講到活度的概念時,就向學生介紹一位研究生的碩士論文的部分內容;講到接觸角時,又給學生介紹我們測定金屬溶液與不同種類固體接界時的接觸角的過程和結果;講到langmuir吸附和BET公式時,給學生推出了測定固體比表面的常用儀器-ASAP2020物理吸附儀,并給學生詳細講解測定分析過程。我們還將教師的科研項目二甲醚重整和甲烷重整用的催化劑的制備部分,轉化成綜合性、設計性實驗,要求學生從查閱文獻資料開始,自己設計全套實驗方案,經指導教師審核后即可進行制備,所得產品直接用于后續的重整反應。對于部分參與科研活動實驗結果較好的學生,我們積極鼓勵學生整理數據,撰寫論文并發表在國家級學術刊物上,曾先后在表面技術、天津化工、遼寧化工、化學工程師等期刊上5篇。這樣將教學內容與科研課題相互滲透,提高了學生的科研創新能力,還學到了科技論文寫作方法,增強了學生的自信心,激發了學生的學習興趣,調動了學生的學習積極性。

四、采用設問教學法活化物理化學課堂教學

所謂設問教學法,就是從人們公知公認的現象中提煉問題或困惑入手,設計一些與所講授課程內容相關的問題,引導學生仔細思考分析,展開廣泛討論等解決這些問題。在教學過程中,我們始終堅持一個原則,就是教學的目的絕非是向學生灌輸多少知識,學會推導多少個公式,完成多少種計算,而在于激發學生如何去思考與創造,授人以“漁”,而不授人以“魚”。精心設計問題成為物理化學課堂教學常用的組織形式。通過采用設問教學法,讓學生帶著問題學,不僅激發學生的學習興趣,積極參與教學,也讓學生學到有關的基礎知識,同時還培養了學生的科學思維能力、自學能力和運用所學知識解決實際問題的能力。例如,引出Kelvin公式時,先通過密閉容器中放置的大小不等的汞滴的變化情況,提問學生飽和蒸氣壓都與哪些因素有關?然后再從熱力學角度進行公式的推導,加深了學生對公式的理解,也調動學生積極參與到教學環節中,教師與學生互動,活躍了課堂氣氛。

篇(2)

2設計課堂教學

在課程教學中介紹物理化學原理的同時,采取理論聯系實際的教學方式,結合生活中常見的或有趣的實際現象,讓學生帶著問題去聽課,以激發學生的學習熱情和學習興趣,使原本晦澀難懂的內容變得生動、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凹液面,汞則呈現凸液面?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?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、啟發式、討論式”教學模式。教學方法的先進與否,將直接影響創新人才的培養成果。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,另一方面也要適當的開展討論啟發式教學,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”的傳統教學模式,利于學生注意力的集中,激發學生的學習積極性,有效提高課堂教學效果。

4實施創新教育

同志曾將講過:“一個沒有創新精神的民族是永遠不會前進的民族”。換而言之,沒有創新精神的教育也將是永遠不會成功的教育。教育教學的本質就是開發人的潛能,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,把學生的發展放在首位,教學中應介紹些和教學相關的科學前沿的內容,拓寬學生的知識面,不斷培養學生的創新意識,提高學生的綜合能力和創新能力。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,可以結合現代社會面臨的節能和環保的要求,向學生講解一些綠色環保新電池的知識。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化的太陽能電池等。在化學動力學部分,光化學反應雖然內容較少,但是光化學與環境科學、生命科學、材料科學及信息科學等緊密相關。因此,可結合科學前沿介紹一些光催化技術在環境污水處理中的應用,開闊學生的視野,激發學生參與科學研究的積極性,培養學生的創新能力。

篇(3)

1.2獨立師資力量不足目前大多數獨立學院都面臨兩難的尷尬境地,就是不獨立難以規范,太獨立又影響辦學質量。還有大部分獨立學院的師資力量不足,需要向母校聘請一些教師和聘用剛畢業的研究生作為師資來完成教學任務,前者雖然具有較高的教學水平,教學經驗豐富,但是思想保守,教學模式化。甚至有的教師沒有合理地根據獨立學院學生的基礎來精減教學內容、改變原來給大一、大二學生上課的教學方式,讓學生聽課像“霧里看花”,后者雖然活力充沛,思想新潮,但是教學經驗不足,他們對部分儀器的工作原理都一知半解,這些都影響了學生學習物理化學實驗的積極性。

1.3獨立學院學生群體特點獨立學院是現代高等教育的產物,學生的基礎薄弱,每個學生的學習能力和水平也相差很多。擴招的學生有高考失利的,有高考發揮好而實際學習水平不理想的;有知識面較廣,但學習能力欠缺;也有一些偏科嚴重,這些就形成了獨立學院學生群體的多樣性。基于這一特點,獨立學院以后的教學可以采取多層次性,針對不同層次的學生實施不同的教學模式有利于實現培養“復合型的應用人才”的辦學目標[7]。

2自主學習型物理化學實驗教學模式的建立

2.1教學內容和教學條件的建立在物理化學實驗教學的實踐中,雖然也有不少的院校開設了綜合性和探索性實驗,但由于教學內容和教學條件等方面的原因,一般都是基礎實驗的疊加,而且是按照實驗教師的思路做實驗。另外,物理化學理論課和實驗課程不同步,有些實驗課程早于理論課程,使學生在實驗過程中過于依賴實驗教材,比較被動,打擊了學生做實驗的積極性和主動性[8],教學效果不理想。可以從以下幾個方面改進:第一要對實驗內容進行調整,實驗內容緊跟實驗設備的更新。例如碳鋼在碳酸氫銨溶液中極化曲線的測定實驗,實驗教材內容過于陳舊,而實驗設備是新增的,學生在實驗前的預習和所寫報告都是按照實驗教材進行的,以至于到課堂上再重新熟習實驗內容,學生的自主性降低了。第二實驗課程應與理論課程進度同步或者稍微滯后,使實驗課程真正成為學生學習理論知識和培養能力的課堂。從2013年,懷德學院就改進了部分專業的培養方案,將物理化學實驗課程與理論課程同步,通過實驗課程的教學,使之成為理論課程引導和深化的手段。第三對簡單的驗證性實驗進行刪減,增加綜合性和設計性實驗,使學生通過簡單的驗證性實驗鍛煉其基本操作技能,在此基礎上,逐步過渡到綜合性和設計性實驗,培養其初步的科學研究能力。這一點也是懷德學院和其他獨立學院在以后培養綜合應用型人才應該重視和努力的方向。獨立學院自主學習型教學模式要求教師應該樹立“以學生為中心”的教學觀[9],相信學生的自主實驗和學習能力,在物理化學實驗教學中更加注意創設情境式教學,激發學生實驗的潛能和內驅力。同時,要求學生應具有自主實驗的意識和能力,即將“要我做實驗”的被動性轉變為“我要做實驗”的自主性,不斷提高自主實驗的水平和能力,實現自己的學習目標。

2.2教學思路和教學目標的建立近年來,大學教育圍繞著培養高素質的創新型人才為中心,因此在自主學習型教學模式下,物理化學實驗的教學思路也應該圍繞這一主題,建立新的教學思路和教學目標。這就要求物理化學實驗課程對學生的培養不僅僅是使學生深化物理化學的理論知識和掌握物理化學領域的基本操作技能,更要注重培養學生發現問題和解決問題的基本素養和科研能力。在自主學習型教學模式下,物理化學實驗教學目標應該強調學生自主實驗的主動性,將學生自主實驗的學習能力也作為教學目標的一項指標。學生按照教學大綱的要求,在任課教師的指導下能夠自行制定實驗的計劃和進度,進行自我管理和評價。這樣克服了傳統教學模式教師占主導地位的弊端,發揮了學生的主體作用。也許物理化學實驗課的前期教師講得很生動形象,學生也產生了學習興趣和熱情,但如果后期不注重理論聯系實際,學生的這種學習熱情也會慢慢地減弱。就算教師講了很多有關物理化學對社會發展的貢獻,但是如果學生看不到物理化學實驗在其專業中的作用,就會產生物理化學實驗與其專業沒有多大聯系的想法,進而會慢慢產生抵觸情緒甚至應付心理。因此,教師在物理化學實驗教學過程中,要不斷拓展知識面,與時俱進,經常閱讀相關的科技文獻,根據各專業的特點,找出該專業與物理化學實驗的契合點,通過形象生動的實例和實驗過程中的各種現象,對其加以闡述,進一步培養學生學習的興趣。

2.3合理科學的實驗成績評定方法的建立為了培養出具有自主學習能力和創造力的學生,達到物理化學實驗課程的設定目標,激發學生學習物理化學實驗課程的學習興趣,那么在新的自主學習實驗的模式下,新型物理化學實驗成績的評定方法也應該隨之而建立。新型的物理化學實驗成績評定方法的建立應該靈活多樣,我們對學生物理化學實驗成績評定由原來的單一實驗報告百分制轉化為采用多層次的五個級制。考核內容可以包括以下五個部分:(1)考勤(10%)。要求學生至少提前5~10min進入實驗室,不無故曠課和早退;實驗過程中不大聲喧嘩,不玩手機,沒有特殊情況不離開實驗操作臺。(2)預習報告(15%)。實驗前,學生應該查閱相關資料和實驗操作手冊,了解實驗原理、儀器的工作原理及使用、實驗步驟、注意事項以及實驗的思考題,并將這些寫在實驗報告上,教師實驗前仔細檢查并登記預習成績。(3)實驗操作(20%),實驗過程操作應規范、正確,實驗數據不弄虛作假,實驗過程中認真觀察實驗現象,并將實驗數據認真詳細地記錄在實驗報告上,實驗結束由教師簽字確認,實驗數據不正確應重新實驗。(4)值日(5%)。實驗后整理自己實驗臺面的儀器,藥品放回原處,擦洗臺面,當天值日生要打掃實驗室地面,由教師檢查批準后方可離開。(5)實驗報告(50%)。學生能夠獨立根據原始數據實事求是地處理,可以用一些常用軟件,例如excel、origin等進行數據分析處理、繪圖,并對思考題以及實驗過程中出現的問題進行討論。

篇(4)

2物理化學實驗教學中存在的問題

物理化學實驗作為是一門實踐性課程,在實際教學中常出現與實踐課程不符的情況。首先,由于教學內容主要為基礎性驗證實驗,所以存在照方抓藥、照葫蘆畫瓢的問題:實驗在教師精心安排下進行,即實驗內容有指定的教材,實驗儀器設備經過調試,實驗試劑及藥品提前配好。上課時,先由指導老師詳細講解實驗原理、步驟以及儀器的使用注意事項,才由學生在指定的時間內完成實驗。其次,在整個實驗過程中,實驗教師充當保姆的角色,學生往往疏于思考,為實驗而實驗,甚至出現由于儀器插頭沒插上,儀器無法運行,學生找不出原因,這樣讓人啼笑皆非的事情。最后,由于儀器有限,學生通常被分成小組,分組進行實驗,由此出現部分學生不參與實驗,只是進行實驗記錄等簡單工作,因而出現不會操作實驗儀器設備,更無法提高實驗技能。

3結合實際在民族地區師范院校進行

物理化學實驗教學改革針對上述問題,有必要進行物理化學實驗改革,提高學生的學習效果,真正提高學生綜合素質,培養創新精神及實踐能力。為了提高物理化學實驗教學效果,實驗改革可以從以下幾個方面入手。

3.1充實教學內容

在基礎性驗證實驗基礎上增加開放式物理化學實驗。開放式物理化學實驗帶有綜合性和設計型實驗的特點,以學生自學、自主活動為主,教師只提供必要的幫助和指導。作為少數民族地區的師范類高校,由于學生知識儲備、動手能力都不能和其他地方師范類院校相比,加之現有實驗儀器又和綜合性大學存在差異。本著創新即為充分發揮學生主動性、調動學生實驗熱情、培養和發展創造能力,在實驗內容上應更多關注能對未來教學工作提供教學信息的實驗內容,如:日常生活中的化學,包括洗衣粉表面活性的測定、牛奶中蛋白質含量的測定、柴油燃燒值的測定,環境保護相關的話題如含酒精汽油的燃燒性能、蔬菜中重金屬含量的測定等。這些實驗內容雖不具有研究的創新性,但對學生卻是更具吸引力。

3.2采取靈活自主的實驗設計

對于開放性實驗部分取消具體實驗安排,由學生自行查閱資料,設計實驗方案,提出所需儀器、藥品。為了培養學生的創新能力,將易做實驗做出新意,可附加要求:如牛奶中蛋白質含量的測定,要求學生利用現有的不同儀器提出至少兩種實驗方案;在固體燃燒值的測定基礎上要求學生測定液體燃燒值,如添加二茂鐵對柴油燃燒值的影響。實驗過程完全由學生自行完成,過程中遇到的問題,老師只是幫助分析原因,把問題的最終解決權交給學生,讓學生在解決問題中體會到實驗的樂趣。總之,整個實驗過程中強調學生的主體作用,大到設計實驗方案、測試數據、分析實驗結果,小到查閱資料、組裝實驗儀器、配制實驗溶液均由學生自行完成。在實驗過程中提高學生獨立思考、自主安排、自由發揮的能力,激發學生的求知欲,培養了學生的創造性思維和創新精神。

3.3健全科學、合理的評價體系

改變傳統評價體系,實驗指導教師擺脫保姆角色,成為評判者。在實驗過程中,觀察學生實驗情況,并細化每個實驗的得分點,提高課堂表現及開放實驗的得分百分比,使實驗成績與學生的實際表現緊密聯系,調動學生參與實踐的積極性。

4民族地區師范院校物理化學實驗教學改革實施的思考

通過物理化學實驗教學改革可以加強學生的獨立性,培養自信心,鍛煉意志力。但由于民族地區學生自身的特點,在實驗教學改革時需要注意以下幾點:(1)根據學生總體素質的實際情況,注意學生在實驗過程中創造能力的發揮,而不應過多強調實驗內容是否具有最新的科學研究價值。因為實驗教學改革的主體是民族地區師范類學生,生源大多來自欠發達地區,總體素質無法與發達地區相比,所以應注重于創新理念的傳達,過多強調科研價值勢必打擊學生實驗熱情,更難激發其創新信心。(2)開放性實驗的時間安排上,應放在基礎實驗結束后,時間安排上應更寬松,讓學生可以充分拓展自己的潛能。開放性實驗個數上不應過多,應該少而精。(3)在實驗改革中要強調實驗過程的團隊精神,使學生在實踐環節培養團隊意識,為學生日后的學習、生活打下良好的基礎。

篇(5)

2旋光儀光路介紹

旋光儀就是根據這種原理設計的,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。進行數據處理后,ln(αt-α∞)對反應時間t之間的關系如圖2所示,用一元一次方程擬合所得結果標注于圖中。根據實驗原理可得對應實驗條件下蔗糖水解反應的速率常數: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據,其線性相關度較差,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節讀取,在數據讀出時刻與計時時刻之間有一定的延遲,也給測試結果帶來影響。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果更為真實可靠。但是,在實驗教學過程中我們也發現,用自動旋光儀做實驗,學生不能直接觀察到光的偏轉現象,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,學生只能在數據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,通過手動調節檢偏鏡的角度,使三分視界的暗度相同,然后讀得偏振光偏轉角度值。自動旋光儀則是通過電子元件,將光信號轉化為電信號,然后直接通過數字顯示的方式將偏振光的偏轉角度自動顯示出來。

篇(6)

改革后的物理化學課程,將原有的理論課程96學時和實訓課程24學時,共計120學時的教學任務整合成一門60學時的項目化教學課程。全部教學過程包括五個項目大類,分別是化學熱力學、化學動力學、相平衡熱力學、界面現象及分散性質、電化學系統和電解質溶液。教學中除學生必須掌握的常規理論知識外,設計了17個實訓項目,它們是恒溫水浴性能測定、溶解熱的測定、凝固點測定、蔗糖水解常數測定、電導率測定、乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定、過氧化氫的催化分解、完全互溶雙液系的平衡相圖、飽和蒸汽壓的測定、洗衣粉的合成和餐具洗滌劑的制備、肥皂和洗衣粉的性能比較、溶液表面吸附的測定、臨界膠束濃度的測定、溶膠和乳狀液的制備及性質研究、界面法測定離子遷移數、電導法測定弱電解質的電離常數、原電池電動勢的測定及其應用。這17個實訓項目貫穿于整個教材,教學過程中根據實際情況,可以先講理論后進行實訓,也可以先實訓后講理論課,具體問題具體分析,教學方法更加靈活多樣。

教學中本著加大實踐教學的原則,學時分配上理論與實踐各占50%,學生全部課程有一半的時間是在教室上課,另一半時間全部用來做實訓和完成實訓報告,全面鍛煉學生的動手操作能力。實訓報告在課堂上完成,及時上交,不占用課余時間,也不留課后作業,大大減輕學生課余時間負擔,為同學營造一個輕松、積極的學習環境。關于理論教學部分,課上采用多媒體教學方式授課,結合大量的圖片和動畫將抽象的理論知識形象化,便于學生理解和掌握。物理化學內容有其自身的邏輯聯系,學生必須獨立進行歸納,才能把課本越學越薄,使知識融會貫通。為了有利于學生對課堂知識的鞏固,將理論部分重點內容以習題冊的形式發給大家。教學中,課程組教師重新制定了教學計劃和課程整體設計方案,在理論聯系實際的基礎上,注重以教學內容為依托,鍛煉學生通過實際動手操作理清課堂知識的相關理論。同時結合實訓報告,培養學生自己動手,自己歸納,分工合作,獨立完成,和不恥下問等多種習慣,以提高同學的課堂注意力,發揮他們學習的積極性。

與此同時,學生的期末考核采取理論成績、實訓成績和平時成績相結合的形式綜合考慮給出。學生期末成績滿分為100分,其中理論部分占50分,以考試答卷的形式體現,考試時間1個小時;實訓部分占40分,以實訓操作和實訓報告來體現(其中實訓出勤分值占20%,實訓操作分占20%,數據處理占40%,實訓報告完成情況占40%);平時成績為10分,通過理論課出勤、遲到、曠課、請假、課堂表現和學生素質等各方面因素綜合考慮給出。以此為依據,最終折算出的學生期末考核成績,其統計數據完全符合正態分布,體現了每一個學生的真實的綜合素質水平,效果令人滿意。

通過改革,精選教學內容,引入現代化的先進教學手段,將物理化學的課堂教學和實踐教學有機的結合起來,使學生用較少的學時高效率地掌握物理化學的精髓并擴大知識面。雖然教學改革的成果較為顯著,但是畢竟是第一次實施這樣的教學,整個教學過程中還有各種各樣的不足,有待進一步改進。例如:學生的教材還需進一步校對和完善;實訓設備運轉率太高,不利于設備的正常維護;與教材配套的習題冊也需進一步擴充;理論教學的多媒體課件還需進一步改進,使其具備形象化、簡單化和條理性。隨著教學改革的進一步實施,相信以上問題一定會逐步解決,物理化學的教學改革成果也會更加明顯,真正做到使學生學有所得,學以致用。

作者:閆碧瑩 郭俊鎖 魏鳳琴 單位:烏海職業技術學院

篇(7)

《物理化學實驗》是化學化工類專業本科生必修的一門綜合性基礎實驗課,它以高等學校物理化學課程教學基本要求為依據,在實驗內容的選題上除了以培養訓練高校學生的基本實驗技能,及加強基本理論的理解為目的的經典實驗外,還引入了一些近代科學研究基本的物理化學測試方法。因此,本課程不僅在化學專業的課程體系中具有承前啟后的地位和作用,而且更能具體地體現實驗與理論的緊密聯系,也是學生進行后續科研學習或生產實踐的專業技能之基石。然而,在長期的教學實踐中發現,《物理化學實驗》課程傳統教學手段明顯模式化,沒有跟上時代的發展,導致學生出現正向反饋低靡、學習目標不明、動手能力沒有得到實質性的鍛煉等現象,表明傳統的《物理化學實驗》教學模式與“新工科教育”的發展要求相悖,因此必須對本課程現有教學模式進行與時俱進的改革和創新。

1團隊合作實驗教學模式

隨著工業生產的社會化進程加深,合作意識和團隊精神在提高產品競爭力,掌握市場需求方面顯得日益重要,任何項目的開發,以及公司單位的管理,都需要一個和諧而默契的團隊,才能夠有條不紊地進行下去。個體學習的教育模式對大學生融入社會造成了一定障礙,團隊合作精神是現代教育及學生逐漸面對的一項遲來的意識內容。不少企業為了保證組織的高效運轉,已明確將“合作精神”或“團隊意識”作為用人選聘的一項基本要求,要求大學生將團隊精神融入自身整體素質,這對現代高等教育提出了更高更全方位的要求。另一方面,高校在追求高質量學習的過程中,恰恰又忽略了團隊合作模式發揮的重要意義。高質量學習的發生絕不是孤立的,傳統課堂教學忽視了通過團隊合作使學生的學習成果最大化有效教育途徑,且成果受益學生個體終身甚至全社會的積極發展。現代高校實驗課程教學環境恰好給教學過程提供了適應團隊合作學習的良好土壤,遺憾的是大量教學工作者們沒有將團隊合作學習這顆優良的教學種子進行精心的培育,以至教學效果遠不及教學目標制定的高度,這在《物理化學實驗》教學中尤其明顯。將團隊合作精神融入《物理化學實驗》教學中,給實驗教學帶來與時俱進的活力,使實驗教學由單維度活動變成多維度活動,可以有效調動學生對化學化工學科的學習積極性,從而能在整體上優化課堂教學的結構和效果。

2《物理化學實驗》教學現狀

為了適應新時期國家經濟建設和社會發展的需要,《物理化學實驗》教學進行了多次重大改革。但長期以來,其教學目標仍然主要以三方面為主,其一是加深和鞏固物理化學基本理論知識;其二是掌握物理化學實驗的基本方法;其三是掌握一些基礎儀器的結構原理和操作方法,培養和提高學生的動手能力[1-2]。但隨著我國工業的迅猛發展,傳統的《物理化學實驗》很難跟上“新工科”人才培養的需求,《物理化學實驗》教學還存在很多亟需改進的地方。

2.1教學維度單一,學生興致低迷

現階段的《物理化學實驗》大多是驗證性實驗項目,采取的教學方式是先由教師講解實驗基本原理,熟悉實驗儀器結構和操作規程,學生按照教師要求逐步進行實驗,得出數據并處理得到實驗結論[3]。此外,《物理化學實驗》都是借助相應的儀器設備完成實驗過程的,由于經費的限制,學生分組共用一臺儀器,形式上表現出3~4人合作完成一個實驗項目,但由于操作流程的程序簡化,實際可能并非全部學生得到了儀器操作體驗,一方面由于學生的惰性和依賴性使然,另一方面不能人手一臺實驗儀器,容易造成學生眼高手低的現象。在此過程中,學生多表現被動、缺乏創新,很難起到高效的學生能力培養作用,長此下去,勢必陷入惡性循環,降低高校物理化學教學質量。

2.2實驗教學項目陳舊,缺乏學科發展新趨勢

物理化學學科正以日新月異的步伐向前發展,其趨勢和特點可以概括為:“宏觀研究與微觀研究相結合,但更多地向微觀層次深入;體相研究與表面相研究相結合,但更多地向表面延伸;在微觀研究的領域中,表現出靜態觀測與動態觀測相結合,更多地向動態研究轉移;理論與實踐結合更為緊密,并進入更高的層次[4]。”與物理化學學科密切相關的生命、材料、能源、環境及電子科學等的迅猛發展,都給物理化學實驗教學提出了更廣闊的理論與實際課題,迫切需要現代教學工作者們能夠密切關注學科的發展特征[5],能適當順應時代潮流,開設一些具有學科發展代表性的綜合性實驗項目,提升學生探究事物現象背后科學規律的好奇心。而目前《物理化學實驗》教學部分內容較為陳舊[6],在實驗安排上通常以驗證性實驗為主,對提升培養學生的學習興趣和探究事物現象背后科學規律的信心都不夠。即綜合性實驗開設較少,尤其設計性、探究性實驗更是少有提及。

3團隊合作模式在物理化學實驗教學中的實施方案

3.1提供開放式實驗平臺

基于“因材施教、講求實效”的原則,根據學生不同學習理解層次和要求,確定開放實驗的內容。內容應包括:設計性、綜合性和研究性實驗以及科技發明、制作、科研論文等課外科技活動實驗。提倡學生通過文獻閱讀及調查研究自擬實驗課題,并提出可行性計劃,鼓勵學生參與教師課題,學習解決生產實踐和科學研究問題。在無實驗課時,實驗室可以部分向學生開放,為學生提供積極發揮創造力的平臺和良好的氛圍。愛好深度鉆研的學生可以組建科研分隊,申請利用開放時間選做實驗項目。教師應鼓勵引導這類學生團隊參與文獻查閱、設計具體實驗方案、分析實驗結果、討論改進計劃。這不但有利于學生對物理化學知識的綜合理解,更重要的是,契合“新工科教育”對培養學生的創新思維的全面要求。

3.2增設具有學科發展代表性的綜合性實驗項目

開設物理化學研究型和開放性實驗,讓學生在掌握熱力學、動力學、及電化學等理論知識和操作技能的同時,增強理論指導實際的應用意識,提高創新能力。教師由傳統的知識傳授型轉為指導型,學生則由被動接受型轉為主動參與探索型,進一步提高分析問題、解決問題的主動性及能力。這就要求學生能夠主動組建團隊,充分發揮每個人的優勢,合力分析解決問題。例如,電絮凝技術廣泛地應用在廢水處理的各種行業,其發展已進入一個強產業化的過程,學生對此技術的了解具有很強的實踐意義。而有關電絮凝過程的實驗一般會給環境工程專業必修的《水污染控制技術》課程內作為專業實驗項目開設,但非環境工程專業的學生就沒有機會了解這一基礎實驗技術。電絮凝過程涉及《物理化學》課程中的電化學及膠體化學兩章內容,很強地聯系到了基礎理論知識點;同時,電絮凝過程作為物理化學實驗內容開設時,所需設備及藥品耗材也不繁瑣,過程簡易可行,可以作為研究性實驗項目,讓學生深切體會物理化學理論是如何密切聯系實際應用的。這類型的實驗若由學生獨立完成,有一定難度,但若由學生團隊共同努力,一起探討實驗設備的搭建及實驗方案的制定,對學生將起到很強的鍛煉作用。

3.3團隊合作實驗考核形式

評價考核是合作性學習中的重要環節,是檢查教學效果、評價學生成績的手段,合理的實驗考核評價體系對學生的學習過程具有反饋作用和激勵作用[7]。傳統的《物理化學實驗》教學都是通過實驗報告來評價學生的實驗成績,而實驗報告無法體現學生實際動手操作的狀態,以至多數學生以提交實驗結果為目的,忽視了實驗能力的培養和訓練,未能達到《物理化學實驗》教學課程的開設目的。因此,需要建立適用于學生團隊合作實驗的考核評價辦法。考核可分為實驗可行性設計考核,實驗過程考核和實驗報告考核,分數分配比例分別為20%,50%,30%,這種分數設置能夠客觀地反映團隊合作物理化學實驗中的實際情況。這就要求指導教師對整個實驗過程定期跟蹤,及時獲取學生實驗進展情況,最終要求團隊將整個實驗過程以PPT匯報形式表現,綜合考慮學生團隊在實驗過程中的表現并予以評定;實驗報告考核要求學生以實驗團隊為單位撰寫并提交,指導教師結合基本理論與實驗結果分析能力等對學生的報告成績進行綜合評分,對整個實驗過程中的不足和出色之處要給出明確的批改意見。新的考核辦法把傳統的結果質量控制轉變為過程質量控制,加大平時實驗過程中團隊合作交流和操作部分所占的比重。

4結語

經過團隊合作模式進行的《物理化學實驗》教學,必然能對學生的探索創新能力、動手能力、表達能力起到不同程度的推進和鍛煉作用。將團隊合作精神引入《物理化學實驗》教學中,給予課程新的形象和內容,使實驗教學由單維度活動變成多維度活動,可以有效調動學生的學習積極性,從而能在整體上優化課堂教學的結構和效果,有效地輔助物理化學理論課教學,同時提高物理化學實驗技能和科學研究能力,為其今后從事相關專業研究打下堅實的理論和實踐基礎。

參考文獻

[1]張姝明,王桂香,陳玉煥.物理化學實驗教學改革與學生綜合能力的培養[J].廣州化工,2015(15):252-253.

[2]吳慧敏,艾佑宏.物理化學實驗教學改革的初步探索[J].實驗室科學,201619(4):116-117.

[3]梁吉雷,吳萌萌,宋娟,等.基于應用型人才培養的物理化學實驗教學思考[J].山東化工,2017(5):125-126.

[4]國家自然科學基金委員會.自然科學學科發展戰略研究報告之五:物理化學[J].科技導報,1992,10(92081):7-20.

篇(8)

物理化學作為基礎理論課,其內容相對比較穩定,但科技日新月異的發展,給物理化學注入了新的生命力,初步從宏觀到微觀,從平衡態到非平衡態的越來越成為熱點。因此,我們在教學中除把物理化學中的經典理論、經典技術講授給學生之外,還需讓他們了解學科動向,吸收現代科學發展的新成果。如在介紹熵函數時,除把物理化學中的經典熵概念介紹給學生外,還可以把信息熵,管理熵等現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,但內部間卻存在著密切聯系,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容間的聯系。在講到一定階段時,注重各章直接的聯系。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系,那么掌握和理解這兩個章節的公式和計算就不再困難。

三、注重實驗環節的改革

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,數據后處理與作圖繁鎖,所以物理化學實驗對培養學生的動手能力與分析處理數據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,測試數據多,內容復雜,所以加強實驗前的預習,是順利做好實驗的關鍵之一。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、不進行數據處理的毛病。

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,數據,態度,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性成績,而是學生在學習過程中自己不斷形成的。

篇(9)

授人以魚不如授人以漁,在實驗教學當中,我們的目的不在于完成實驗本身,而在于通過實驗使學生獲得培養實驗技能的科學方法,從而培養學生自主學習,自主創新的能力。在物理化學實驗教學中,教師應該結合教學內容和自己的學習經驗,注意創設情境,傳授給學生恰當實用的實踐能力培養的方法。在思維上給予學生最大的自由,并注意激發學生實驗的潛能。教師在教學過程中應當有意識的誘發學生對自己的實驗進行有意識、有效的調控、調節,從而不斷提高自主實驗的水平和能力,獲得實驗技能的科學方法。

1.2教師要精心準備并設計教學過程

首先,老師要根據實驗教學大綱的要求,要求學生借助于各信息資源,自由選擇實驗內容,通過自主獨立學習實驗內容之后,向老師提交實驗方案。其次,為了盡可能掌握應該掌握的實驗知識和技能,教師應該通過學生提交的實驗方案及時了解學生的自學情況,確定實驗指導的要點,通過老師對學生實驗的積極參與,從而大大的提高學生對實驗課參與的積極性,師生的共同參與能大大提高實驗課程效果。其次,老師要注重學生的實驗操作過程,要注重細節,在使用儀器設備之前要進行嚴格培訓,培訓過關才能使用設備,老師要對學生細節錯誤及時指出并引導學生改正,培養學生嚴格遵守實驗規范并養成良好的實驗習慣。最后,注重實驗現象和數據的記錄,嚴格書寫實驗報告,培養學生客觀公正、實事求是的科學態度,總結實驗過程中的得失,整個實驗過程都是學生自主完成。

1.3合理實施設計考試

教師需要合理選擇考試項目,考試項目最好能與實踐相聯系而又要讓學生有發揮自己創造力的余地,學生必須通過獨立思考,設計合理的實驗方案,不能機械照搬現成實驗方案來完成實驗項目。老師需要靈活設定實驗考試成績評定標準,應從實驗方案設計、實驗操作、實驗數據處理與分析、實驗總結這幾個方面客觀評定學生的實驗成績,考試結束之后,以師生互動的形式,組織學生對實驗項目進行答辯,總的成績包括學生自我評價和教師評價兩部分。這樣通過實施設計考試可使學生自主創新能力獲得進一步的提高。

篇(10)

專業的課程設置

由完成工作所需要的能力,確定以下學習領域:1、物理化學的知識體系一般公認的物理化學的研究內容大致可以概括為三個方面:化學體系的宏觀平衡性質以熱力學的三個基本定律為理論基礎,研究宏觀化學體系在氣態、液態、固態、溶解態以及高分散狀態的平衡物理化學性質及其規律性。在這一情況下,時間不是一個變量。屬于這方面的內容有化學熱力學,溶液、膠體和表面化學。化學體系的微觀結構和性質以量子理論為理論基礎,研究原子和分子的結構,物體的體相中原子和分子的空間結構、表面相的結構,以及結構與物性的規律性。屬于這方面的內容有結構化學和量子化學。化學體系的動態性質研究由于化學或物理因素的擾動而引起體系中發生的化學變化過程的速率和變化機理。在這一情況下,時間是重要的變量。屬于這方面的內容有化學動力學、催化、光化學和電化學。物理化學的主要理論支柱是熱力學、統計力學和量子力學三大部分。熱力學和量子力學分別適用于宏觀和微觀系統,統計力學則為二者的橋梁。原則上用統計力學方法能通過個另分子、原子的微觀數據來推斷或計算物質的宏觀現象。物理化學由化學熱力學、化學動力學和結構化學三大部分組成。2、應用化工專業所需內容的選擇對照操作崗位的知識和能力需要,本著實用、夠用,適當拓展的原則,選取化學熱力學、化學動力學兩大部分,主要內容有物質PVT性質、熱力學第一定律、熱力學第二定律、熱力學在多組分體系和相平衡體系中的應用、化學平衡、化學動力學基礎、膠體、粗分散系和表面化學。根據課程內容及深度,決定選用高職高專化學教材編寫組編寫的《物理化學》(第三版,化學工業出版社)為基本教材,以傅獻彩主編《物理化學》(第五版,高等教育出版社)為主要參考資料。3、物理化學課程定位學習物理化學需要大學物理、高等數學、基礎化學的基礎知識,同時,物理化學又為學習化工設備基礎、化工熱力學、化學反應工程、煤化工工藝學等課程打下基礎。因此,《物理化學》課程是應用化工專業的重要專業課,是其他主要專業課的基礎。

基于工作過程的教學方法

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