性学习在农业院校《物理化学》教学中与实践

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摘 要:结合农业院校《物理化学》的特点,从研究性学习角度上论述了,高校教师如何应用现代化的教学手段与学生产生互动,充分利用学生的空闲时间解决好教师教与学生学习的关系,从而适应现代的教育体制改革的发展和需要.

关 键 词:农业院校;研究性学习;物理化学

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1002-2589(2012)36-0264-02

《物理化学》是研究化学学科中的原理和方法,研究化学体系行为最一般规律的学科,是食品、化工类学生所必修的专业基础课程,也是学好后续专业课的必要准备.由于《物理化学》与高等数学、大学物理、普通化学等科目联系性强,数理推导多,公式繁杂等特点,学生在学习“物理化学”时感到知识跨度较大,理论性强,对该门课程的学习都有不同程度的畏难情绪,在一定程度上影响教学质量的提高.国内学者对研究性学习在课程教学中的应用研究较多,而针对农业、食品类专业物理化学课程相关研究较少.吴云影等提出物理化学探究性学习的教学设计和教学实习过程[1];刘道胜等研究了日常生活中的案例在物理化学教学中的应用对研究性教学的效果[2];石海信等采取建立开放式实验室,构建开放的实验内容体系,从基础实验中发掘研究题材,从综合性实验中拓展实验范围,从现实生活中设计实验项目等措施来实施开放式研究性物理化学实验教学[3].

随着近年来教学改革的不断深入,《物理化学》学时数不断压缩.在这种形势下,教好《物理化学》这门重要的专业基础课并非易事.农业院校注重专业课程的、技能课程的培训,而物理化学学时数不断压缩.在这种形势下,教好《物理化学》这门重要的专业基础课,使其能更好地为学生掌握,成为今后工作和学习中的理论基础,对于高校的教师来说变得绝非易事.本文主要论述了农业院校,物理化学课程采用探究性教学方法,重在培养学生学习兴趣,提高研究性人才培养质量,为相关课程改革提供借鉴.改革以往《物理化学》教学过程,教师占主要地位,让学生参与《教与学》,真正调动他们的积极性,使他们成为“教与学的主体”.通过尝试,实践证明,在“物理化学”教学过程中采用这些改革措施后,取得了良好的教学效果.

一、基础理论和相关知识的学习,以教师讲授为主

物理化学是一门研究化学变化过程中物理现象的学科,对学生来讲学习最大的难点就是概念多且抽象,难于理解,还要有相关的高等物理、数学等理论性比较强的学科的相关知识的支撑.因此让学生像学习其他课程一样,在课下研究为主,教师辅助的研究性教学来说,学生在对知识点的把握上会出现很多的问题,所以在对传统的教学有所保留的基础上,本研究主要是结合具体的实际应用的实例,将一整套的物理化学研究方法引入到学生的学习过程中,让学生认识到这门课程的真正实质和学习的乐趣,而不是感觉到枯燥、乏味.例如,热力学部分是《物理化学》开篇部分,通过讲解,首先引入相关的基础概念,从相关的基本概念讲解,使学生认识到《物理化学》分析问题的方法.1)主要是用宏观可以测量的宏观物理量,如压强(P)、温度(T)、容积(V)等在经过一系列的状态变化后,能够用其变化量来衡量一些未知量状态量变化的过程,如未知变化量焓(H)、熵(S)等.2)加深学生对大学物理、数学分析方法和数学建模的理解,可以将一个复杂的过程,简化为多个简单过程的加和处理,这样使学生在学习和理解问题上不会感觉到抽象.3)讲解时不注重传统公式的死记硬背上,而是将学生的注意力引导到公式的由来上,让学生充分理解《物理化学》的分析问题方法.如一些常用的《物理化学》的基本概念,多数都是“从实践中来,总结其规律性,又用到实践中去的过程”.

二、设立相关问题,鼓励学生利用课余时间寻找答案

目前国外学者对研究性学习研究比较深入而广泛.研究性学习用英文表示是Inquiry-Based Learning或Enquiry-Based,关于研究性学习概念的界定方面,对于研究性学习与问题式学习(Problem-based Learning)、项目式学习(Project-basedLearning)等概念内涵看法不一,有学者认为后两者是前者的特例,其二者实质就是研究性学习,也有学者认为研究性学习是一种比后两者更宽泛、更为灵活的一种学习方法.在研究性学习的基本要素研究方面,美国德克萨斯农工大学博士德根哈特认为教师作为倾听者是所有因素中对学生的学习信念和兴趣产生影响最大的,而杰克斯等人从学生视角提出开展研究性学习必须给学生提供丰富的网络信息资源.研究性学习也面临诸多问题,如埃德森等人提到了在高校的科学学习中学生所面临的四大挑战:1)需要有持续的研究动机;2)学生缺乏研究所必须的技术;3)学生缺乏使研究有意义的知识背景;4)学生无法控制不断拓展延伸的研究活动等[4-6].


从前面的分析中可以看出研究性学习是国外普遍采用的学习方式,但对于我国来说,大多数的学生已经习惯于传统的教育模式,学生们不用自己动脑考虑这个问题应该从什么地方来分析,如何反驳老师的讲授.对于其他理论课的学习,学生有这样的思想可以理解,但对于《物理化学》课程,这种想法要让学生坚决杜绝,因为《物理化学》是一门应用性很强的理论课程,一些经典的理论都是来源于实践的,总结后又要用具体的实践进行检验,不断的拟合过程中,得出化学反应过程的相关经验理论.所以学生要学会用《物理化学》的分析问题的方法,通过动手、动脑,与实际过程相结合,来解决实际问题.所以学习《物理化学》的分析问题、解决问题的方法反而变成学习的关键.由于理论和实验学时的压缩,给学生动手的时间会变得很少,这样就要多结合实践过程的现象,让学生在课上有感性的认识,在课下通过具体实践和查阅相关资料丰富其知识体系.

对于农业院校来讲,《物理化学》中与其相关性比较大的内容是“表面现象”的内容,在讲授过程中,就要结合相关的农业现象讲解,让学生理解表面现象的原理.例如1)农业天气的预测—大气的过饱和、人工降雨、干旱预测等;2)农业生产上的“除地保熵”、耕地深度等;3)农产品加工过程的乳化、破乳、凝胶,以及浓缩和干旱过程的水的相变化等等.这些看似简单的问题都可以用物理化学的相关原理加以合理的解释,学生在学习的过程中就会产生兴趣.在研究性过程,还应该注意加强的教育改革如下.1)如何引导学生合理利用好数字化资源,学生是未来现代化建设的主力军,他们身上有着巨大的潜力,他们有对未知世界无穷的探知,但当今随着数字资源的大量涌入,学生们不知道应该如何运用现代化的资源,作为教师我们有能力和义务引导学生将他们的时间和经历,运用到网络上的教育资源上,比如有好多的学生现在不知道应该如何运用网络学习,查阅相关数字资源,如何对网络上的有用资源加以整理变为可以利用的有用资源,例如在课上点出,相关理论的查阅网站和下载一些常用的数据处理软件,在条件允许下,课下组织学习相关软件的数字化教程.2)在运用过程中,让学生真正理解数字资源的使用规范,使学生理解和掌握如何合理地利用,而不是滥用.

三、布置相关内容的研究性讨论

结合《物理化学》课程的特点,布置相关的探讨性的研究性课题,让学生充分调动起来,真正认识其理论的本质.可以采用在课上,讲解其相关的理论和原理,总结出规律性,让学生结合所学(即其他课程的关知识点),建立此理论在农业、农产品加工及食品等相关专业上的应用.例如,在热力学和动力学部分讲解完后,给学生布置了一个讨论题目为“酸奶发酵过程乳酸菌随时间变化情况”的课题,分别让学生拟合理论加入量、发酵时间和实际过程中的加入量、时间和及其他影响因素对发酵过程区别和联系,建立的动力拟合方程.通过计算和实际操作,学生们自己结合所学的计算和统计的资料,同时让学生编写研究性报告,并且分组讨论其结果的差异性,使学生们认识到物理化学不是无用的、枯燥的理论,而是和生产密切相关的理论体系.

综上所述,研究性学习虽然应以学生自身为主体,但如果教师不介入或介入少的话,或者对其引导不够的话,研究性学习也不能合理、有效地开展,作为新时期的教师来说,在课堂的教学不能作为我们传授知识的重点,而是应该考虑如何能更好地调动学生的积极性,让他们能够动起来,并且朝着我们带领的方向学习和工作.只有这样,才能完成《物理化学》教学的目标,也才能培养出有用的现代化人才.以上是我们对“物理化学”教学方法进行的一些改革,实践证明,我们这些改革措施取得了较好的教学效果,我们的改革还在不断地深入,以期取得更好的教学效果.

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