开放式课堂教学在物理化学教学中的应用

第３Ｏ卷第８期　２０１０年６月　绍兴文理学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＡＯＸＩＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖ０Ｊ．３０　Ｎｏ．８　Ｊｕｎ．２０１０　

开放式课堂教学在物理化学教学中的应用　

李一呜　包木太　姬泓巍　

（中国海洋大学化学化工学院，山东青岛２６６１００）　

摘要：物理化学是化学及相关专业学生的必修课，为促进学生学习物理化学课程的积极性和主动性，培养学生的创新能　力和实践能力，在当前形势下进行物理化学课程教学方法的改革显得尤为重要．文章针对物理化学课程的特点和学生的专　业特色，并结合教学中存在的一些问题，对有特色的开放式教学理念在物理化学教学中的应用进行了探讨，重点阐述了开　放式物理化学教学的内涵和建立面向本科生的具有专业特色的开放式的物理化学教学的具体方法．　关键词：物理化学；教学改革；开放式；特色教学　中图分类号：Ｇ６４２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—２９３Ｘ（２０１０）０８—００８２—０４　

随着科学技术的飞速发展，对大学生的培养目标应在强调知识深度的基础上突出对学生应用能力的　

培养；在强调知识积累的基础上突出创新能力的培养．但目前，我国的大学教育主要还停留在传统的教学　模式上，即“被灌输”的教育模式，学生上课通常是“带着笔记本去上课，而不是带着大脑作好思考的准备”．　

旧的教学体制已不适应时代的发展和需求，这就要求我们必须对现有的教学模式进行改革．　

开放式教学理念的提出要逐步改变以教师为中心、课堂为中心、书本为中心的传统模式，适应改革的需要；　开放式教学要将以学生发展为本，以营造自主、开放的教学情境为特征的教学理念逐渐融入到大学课堂教学中．　物理化学知识应用非常广泛，涉及到工业生产的各个领域ｌ１］．物理化学是各个高校化学专业以及各相关　

本科专业的重要基础课程．作为以培养海洋科学方面的人才为主体的高等院校，由于培养的人才未来大部分　

从事与海洋科学相关领域的工作，更应该紧紧扣住当代海洋科学发展的前沿领域，培养具有海洋特色的技术　

人才．物理化学与海洋科学关系密切，学科知识交叉较多，因此，作为物理化学的教学，就应该使学生在学好　物理化学基础理论的同时，亦加强其与海洋科学知识的交叉，提高学生的知识面覆盖度，使物理化学的教学　

充分显示出海洋特色，这对培养学生的创新能力、走向工作岗位后解决实际问题的能力等都具有重要作用．　

在作者近年来对中国海洋大学本科生的物理化学课程及实验课程的教学工作中，深刻体会到建立具有海洋　特色的开放式物理化学课堂教学模式的重要性，“开放式”和“海洋特色”两方面特点缺一不可．　

目前，对物理化学实验开放式教学模式的研究与探索的报道较多【２Ｉ３］，但应用开放式的理念并融人高　

等院校的办学特色对物理化学课堂教学过程进行摸索和探讨的报道较为少见．为此，本课题组在教学实践　

中根据我校物理化学课程的具体情况和海洋大学的办学特点，探讨了具有海洋特色的物理化学课程开放　式理念的教学模式．　

１物理化学教学中存在的问题　

１．１教学形式单一。方法大众化　

物理化学综合了研究化学反应规律的一系列基础知识，重点在于培养学生科学的思想方法及正确的　

逻辑推理能力．传统的物理化学课程的教学模式是：教师对课程内容，包括基本概念、基本理论、公式推导　等进行讲解，学生成为被动的接受者．但由于物理化学所研究的内容复杂抽象，导致物理化学教学程序僵　

化，学生不能充分发挥自己的主动性和创造性，学生学习兴趣不大，积极性不高，不利于学生科研能力和创　

收稿日期：２０１０—０５—２０　基金项目：中国海洋大学实验室研究基金项目（ＳＹＳ２００８０７）“《（物理化学实验）》教学模式探索》　作者简介：李一呜（１９８０一），女，山东平度人，讲师，硕导，研究方向：表面活性剂物理化学．

　第８期　李一呜　包木太姬泓巍：开放式课堂教学在物理化学教学中的应用　８３　

新能力的提高．　１．２教学内容单一，无特色　物理化学教学中的另一个突出的问题是课堂教学内容仅围绕课本中的理论与公式，内容广度与其它　

学科的交叉不够，跟不上学科的发展需要，并且院校和专业特色不显著．例如，在物理化学的教学中，花费　大量的时间和精力介绍经典的物理化学内容，而对２０世纪中后期物理化学新的成果与理论，物理化学与　

其它学科交叉所产生的新的应用等未予充分的重视．同时，每个高等院校都具有自己的办学特色和培养目　

标，但许多学校未将自己的办学特色融人到物理化学的教学中，导致培养的学生专业性和特色性不突出．　如，中国海洋大学是一所以海洋、水产为特色的大学，将物理化学的知识与海洋科学的相关知识有机的融　

合在一起，在物理化学的教学中体现出海洋大学的办学特色和培养目标，必将成为今后物理化学教学改革　的重要方向．　

１．３学生不能将所学知识灵活运用　目前，通过传统物理化学教学模式培养出的学生虽能掌握一定的理论和基本概念，但学生综合运用知　

识的能力不强．碰到实际问题不能灵活运用已经学过的原理或理论．比如，讲授完物理化学中的依数性质　这一部分后，让学生思考如何对金属物质做纯度鉴定，就很少有同学能想到应用已经学习过的凝固点下降　

这一知识点来解决工业生产中的实际问题；学习过完全不互溶双液系的蒸气压和沸点相关知识后，让学生　

完成讨论题目“溴苯的沸点为４２９Ｋ，由于在高温下有机物可能发生分解，如何在较低温度下将溴苯与其它　有机物分离提纯”，能够想到用水蒸气蒸馏方法的学生非常有限．又如，相关的理论知识已经学完，但在物　

理化学实验中，许多同学仍然不了解实验的原理和实验过程的设计思路，因此实验过程中出现的问题不能　及时排查．这说明我们目前采用的传统教学模式不利于学生实践能力的提高和创新思维的培养．　

１．４大班授课。不利于学生与老师的沟通和探讨　近年来，因高校扩招学生人数迅速增多，大班授课尤为普遍，经常是一个老师给１００个学生同时上课，　这导致我们培养的学生有“麦当劳”化的发展趋势．课堂上学生人数过多，老师调动学生积极性的难度增　

加，不利于学生和老师之间的沟通和讨论．在这种大班课堂上，学生往往不愿发表独立见解，不愿意质疑问　题，学生和老师之间互动性较差，也不利于老师从中发现教学中的一些问题．　

２有特色的开放式教学内涵探析　

目前，大部分欧美国家已将有特色的开放式教学理念应用到高等教育中．在我国，随着科技的不断发　

展，单一的教学及其评价模式势必要被打破，转而提倡和鼓励在教学方法上的创新，以开放的心态、开放的　环境，结合学校或专业特色，从而形成有特色的开放式的教学模式．　

从物理化学课程的教学来讲，教学模式开放的最终目的是实现从封闭的教学过程向开放的教学过程　转化．第一，是由传统的以教师为中心转变为以学生为中心，由重教转向重学．把学生看作教学过程中的主　

体，使他们不仅成为知识的被动接受者，更成为知识的主动探究者和创造者．第二，营造和谐的教学气氛，　

在教学中建立民主平等的师生关系和同学关系，鼓励学生发表独立见解，鼓励学生向教师质疑问题，鼓励　学生坚持真理．第三，面向教学过程的开放式教学理念应注重在教学工作中采用启发式教学、实践式教学、　

自主式教学等，培养学生的自学能力，自我评价能力，选择知识、判断知识、综合知识和应用所学知识的能　力．　

３开放式物理化学教学的实施方法　

３．１教学内容紧跟科学前沿　化学专业本科生的物理化学教学工作，一定要紧跟当今时代自然科学发展的前沿和热点，并结合学校　

特色或专业特色，将物理化学的发展近况，物理化学在海洋科学、生命科学、环境科学及材料科学等前沿科　学中的应用融入新的教案中，不断推陈出新．在高等院校，很多物理化学课程都是针对生物、医学、海洋、环　境和材料等专业的本科生所开设的．如，在物理化学的教学过程中，经常会有环境专业的学生提出“为什么　

环境专业的学生要学习物理化学”这样的疑问．为解决学生的疑问并激发他们的学习热情和兴趣，物理化　８４　绍兴文理学院学报（自然科学）　第３０卷　

学课程的教学就一定要和其它学科进行交叉，跟上当前科学发展的步伐．　

教师应在教学中尽可能多地结合物理化学的科学发展前沿及在其它学科领域应用的热点实例进行讲　解，才能培养学生对相关化学理论的学习兴趣．例如，在给生物化学专业学生讲授化学热力学章节时，就应　介绍生物化学热力学的一些研究动态，如膜蛋白的化学热力学研究，酶与底物分子作用的化学热力学研究　

及酶活性测定等，鼓励学生将物理化学知识与自己所学专业研究方向密切联系，立志解决新的问题，探求　科学前沿与热点ｌ４ｊ．而在海洋大学，在物理化学的教学内容上应该突现出海洋特色，将物理化学与海洋科　

学的内容有机结合，如在讲授稀溶液具有渗透、反渗透现象时，应让学生充分了解反渗透现象可以用来使　溶液提浓，因此在海水淡化、地下水及河水的淡化及废水处理等领域中广泛采用．而若对于医学专业的学　生，在学习这部分内容时，就可以重点介绍渗透现象及渗透压的测定在临床上的意义，让学生了解通过测　定血清或血浆、尿液、胃液、注射液、透析液等溶液的渗透压，可以用来研究水盐代谢平衡、评价肾功能紊　

乱、监护糖尿病以及对人工透析的药理分析等．为此，要求任课教师除对当前科学的发展有深入全面的了　

解外，自身的科研工作也应不断有所建树，结合自身的科研工作讲解，使科研与教学工作相辅相成．只有在　教学过程中不断将物理化学与科学发展的前沿相联系，才能培养学生对相关化学理论的学习兴趣，使学生　

感到学之有用，从而产生对自己所学专业的认识及从事科学研究的兴趣．　３．２开拓学生思维，培养学生自主学习习惯　

开放式教学理念应注重激发学生思维，鼓励学生自己去发现问题、探索问题，关键之处在于设法激发　

学生的求知欲望，使学生处于积极思维状态．如在讲授热力学定律时，掌握了热力学中关于定压热容与定　容热容的关系式后，理想气体绝热可逆过程的三个“过程方程”即可让学生自行推导，启发学生进行独立思　

考，创新思维．又如，在物理化学教学中，讲到表面现象中表面活性剂及其作用这部分内容时，可以让学生　通过看产品说明给出我们生活中常用的日用品中哪些含有表面活性剂，为什么这些产品中含有表面活性　剂，表面活性剂在这些产品中都起到什么作用，含有的表面活性剂是什么类型等等？这样，学生就会把所　学到的知识和我们的日常生活或实际应用联系起来，觉得学有所用，提高兴趣，也能培养学生的实践能力．　

同时，在学到某一部分知识前，教师应先给学生开好相应的学习资料，然后学生课后阅读、课堂讨论；并设　

置一定数量的综合性较强、需要通过查阅资料才能完成的习题或称之为课程项目，并形成课程项目书面报　告，彻底改变以“教师为中心”的传统教学模式，锻炼学生自主分析问题和解决实际问题的能力．　３．３改革传统考试模式　为加强学生综合能力的培养，应改革物理化学考试模式，期末考试占分不超过５０％，合理分配可以为　课堂参与１５％；平时测验１５％；课程项目３０％，期末考试４０％．一门课有两到三次课堂小测验，每次２０分　钟左右．结合学生的专业特色并利用物理化学的相关知识点，一门课给出一个与课程内容相关的项目，每　

个学生需做一个项目陈述并递交一个项目报告．由于课程项目将综合学生本门课程的所有所学知识，故学　生将耗费大量时间，所以学校需要开辟专门场地供学生进行讨论之用．　３．４改革授课制度　度，以３０人左右为宜．小班授课有利于营造和谐的教学气氛，学生在学习的过程中有团队意识，可以　充分调动学生的积极主动性，在教师的指导下，能够独立去发现问题、解决问题．小班授课有利于发动学生