物理化学“常教常新”的教学思考
胡玮 董超
（湖北大学化学化工学院 湖北武汉 430062）
摘要：如何在有限的课堂教学活动中充分发挥教师-学生的双主体作用，吸引学生思考，激发学生主动探索是物理化学课程教学中的难题。在教学活动中不断引入新的思考、方法、模式与内容，秉承“常教常新”的教学理念，充分融入提问引导、科研实例、实例分析、小组讨论等手段，在课堂教学效率、学生兴趣培养及教学效果上均能取得不错的效果。
关键词：常教常新 提问引导 科研实例 讨论教学
Investigation on the open teaching mode in physical chemistry for engineering
Hu Wei, Dong Chao
(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei University, Wuhan, Hubei, 430062)
Abstract: It’s always a challenge to the physical chemistry course teaching that how to exert the double main role of students and teachers, attract students to think, and inspire students to explore the problems actively. It’s found that introducing some new ways of thinking, methods and models in the teaching activities continually, adhering to the teaching philosophy of "teaching often and newly", and combining the guide questions, research examples, case studies, group discussions and other means, the efficiency of teaching, the culture of students’interests in chemistry, and the teaching effectiveness have achieved good results.
Keywords: teaching often and newly; question guide; research examples; discussion teaching
随着高等教育改革的逐渐深化及创新性人才培养要求的不断提升，人们一方面更加关注高校课堂教学的有效性，另一方面对课堂教学效果的延展性也提出了要求。课堂教学的有效性是指通过课堂教学活动，使学生掌握课堂教学知识点，通过教师讲解的专业知识，提高化学素养；课堂教学效果的延展性是指本门课程对相关后续学科的基础作用，以及对学生化学兴趣的养成和科研基本能力的培养等。
物理化学是化学化工、材料学、化学生物学及药学等专业学生的必修课程，但该课程具有很强的理论性、系统性、逻辑性，且公式概念繁多，公式与规律适用的条件也多，内容抽象，加之随着科学的不断发展，课程内容在深度和广度上不断增加。与此同时教学时数却有所缩减，学生在学习过程中普遍出现了思想负担重、畏难心理明显、学习兴趣不足等现象。如何在有限的课堂教学活动中充分发挥教师的引导作用，吸引学生一起思考，激发学生主动探索依然是教师在物理化学课程教学中面临的难题[1,2]。在多年的教学实践中，笔者发现，在教学活动中不断引入新的思考、方法、模式与内容，秉承“常教常新”的教学理念，充分融入提问引导、科研实例、实例分析、小组讨论等手段，在课堂教学效率和学生兴趣培养及教学效果延展性上均能取得较好的效果。
一、提问引导的教学实践
课堂提问是教师启发学生思维的一种基本教学手段，问题的难易程度和质量，直接影响到学生的兴趣、思维发展和课堂教学的效率[3]。教师在课堂上设计一些环环相扣的问题，犹如在平静水面上激起的层层涟漪，紧紧地“牵引”学生跟着做出相应的反应与思考。教师则可以根据学生的回答判断学生对内容的掌握情况，及时对下一步的教学方案进行调整，有效提高教学效率。
问题需要根据讲授的内容精心设计，大体上可以分为四个层面。1.概念辨析层面：在概念教学时，设计一些简短的判断问题，可以辨析基本概念，如在介绍熵函数及Clausius不等式时，提出“系统经历一个不可逆循环后，熵值增加”的问题，通过类似的提问，纠正学生的理解；2.理论理解层面：这一类型的提问主要用于启迪学生深入理解所学的知识，准确地弄清它们的含义，即不仅要求学生能用自己的语言来叙述所学的知识，并对有关的知识和事件进行对照和比较。此类问题的提出，需要学生有一定的总结能力，如“简述斯特恩双电层模型的要点，比较热力学电势、斯特恩电势和
ξ电势的区别”等。此类问题通常在相关知识点均已讲授后提出，用以判断学生对知识点的掌握，并加深学生的理解与深化。3.应用知识层面：这一类问题主要用于引导学生运用已有的知识去解决实际问题，促使他们学会对问题进行分类和选择，灵活而准确地运用所学过的理论或规律，并寻找到正确的答案。如“表面活性剂的分散作用是如何产生的，有何应用”等，从而引导学生运用已有的知识去分析判断，教师在分析回答时也从生活经验与科研实践两个角度加以引导，充分激发学生探究的兴趣。4.知识总结层面：这类型提问主要用于引导学生将所学的知识，以创造性的方式重组织起来，从而形成一种新的关系，由此培养学生的创造能力。回答此类问题时，它需要学生能够对某一课题或有关因素进行整体性的理解，并能提出预见，从而创造性地去解决这一问题，当然这类问题适宜于课后查阅文献资料后完成。如“催化剂的基本特征是什么？列举人们利用催化作用促进反应速率，创造生产价值的例子”等开放性的问题，让学生以小组制作PPT的形式汇报查阅信息，教师对相应解答加以理论分析，这样不仅扩大了信息量，更加有利用培养学生的创造性与主观能动性。二、科研实例更新教学内容
为了加强化学素养的形成并培育学生的科研兴趣，加深学生对物理化学抽象概念的理解和深奥内容的掌握，笔者认为对教材内容进行合理的更新是十分必要的[4]。在讲授相关基本物理化学知识时穿插讲解相关科研实例，将枯燥的理论与研究实际相联系，借此说明物理化学知识并不是虚无缥缈，而是后续研究的基础，很大程度上提高了学生的学习动力。如，在讲解电解与极化时，以电解水的阳极氧析出反应面临的困难及其极化曲线的测定实例，给学生介绍超电势的概念及极化曲线的测定方法（课堂教学设计见图1）；在讲解胶体知识时可以材料合成中溶胶-凝胶法的运用、用乳液法合成空心微球及在药物输送中的应用等；在介绍电化学内容时以太阳能电池的开发、利用电化学反应进行镀膜、海洋船舶的电化学防腐等。教学与科研是相辅相成的过程，科研可促进教学内容的更新及教学方法和手段的改进。教师把最新科技前沿和科研成果及时转化为课程的教学内容，可以丰富课堂教学和学生的知识面。同时，激励高年级本科生充当科研助手，带领学生参与课题研究，可充分利用学生们活跃的思维促进教师的科研，从而进一步反哺教学。
三、生产生活实例分析促进理解
物理化学课程理论性强、内容抽象，为促进学生对抽象内容及理论的理解，教师可以引导学生注意观察生活中的物理化学现象，促使学生运用所学的物理化学知识解释客观现象，解决实际问题，从而提升学生学习的兴趣。例如，在讲解热力学第一定律时，以化工生产中的能量守恒及节能措施、冬季北方热力公司供热防寒等为实例；在讲解热与功的转化时以发动机的效率、空调制冷致热为例子；在讲解稀溶液的两个定律时可参考金属冶炼时助溶剂的作用、生物实验中半透膜的应用等；在讲解稀溶液的依数性时，可以路面上撒盐融雪、生理盐水浓度等为例；在讲解相平衡时，讲述相平衡在冶金工艺当中的重要应用，包括枝晶偏析、退火、淬火和区域熔炼等技术的原理和具体过程；在讲解润湿问题时列举超疏水材料的自清洁机制、喷洒农药杀虫等；在讲解开尔文公式时，结合人工降雨、暴沸、晶体陈化等例子；在讲动力学时，引入生病吃药时为何要求每天定时定量，文物的年代是如何确定等例子，引导学生注意观察生活中的物理化学现象，促使学生运用所学的物理化学知识解释客观现象，解决实际问题。
图1电解与极化结合科研实例教学设计
四、讨论课教学实践
1946年，爱德加.戴尔首先发现了学习金字塔，即学习效果在30%以下的几种传统方式，都是个人学习或被动学习；而学习效果在50%以上的，则是团队学习、主动学习和参与式学习[5,6]。授课与研讨相结合的教学模式在世界一流大学的教学实践中被广泛采用，在激发学生创造性和内在潜力上功不可没。我们在教学过程中大可借鉴先进经验，将讨论教学模式充分融入课堂讲授中。笔者认为讨论教学并不必“大动干戈”，而是需要“化整为零”，灵活运用。例如，将讲解开尔文公式的使用时，可用一道例题的正误辨析引发同学们进行简短讨论，找出错误原因，得到正确认识（其教学设计见图2）；在介绍渗透压时，讨论海水的淡化的问题，同学们自然而然地想到了渗透压，但用反渗透的原理来解决海水淡化问题暂时未能准确想出，但是在讨论过程中也提出了较接近的想法，教师加一点拨变立刻茅塞顿开了。这样通过对问题的讨论有利于充分调动“教师-学生”的双主体作用，极大程度上将课堂交予学生，在提高教学质量和培养创新人才中发挥着重要作用。
图2课堂讨论教学设计示例
参考文献：
[1]曾义.关于在理科教学中融入并传递人文精神的新思考———以物理化学的教学为例 [J].高等教育研究, 2011, 28: 25-27
[2]余刚,谭权,潘远梅等. 一种新型物理化学课堂教学模式的研究[J].化工高等教育, 2014, 5: 21-23
[3]戚洪彬,梁树平,吕国诚.课堂教学中提问的设计与思考———以“物理化学”课程为例[J].中国地质教育, 2011, 2: 96-98
[4]冯利邦,刘艳花.材料物理化学课堂教学模式探索[J].中国电力教育, 2014, 3: 105-106
[5] 张军,刘秀艳,初雪慢.中外大学讨论课之比较研究———以本校外教授课为例[J].科教导刊（上旬刊）, 2013, 3: 10-11
[6] 姜玲.哈佛大学的讨论课制度对我国高校的启示[J].教育研究与实验, 2009, s1: 34-37