高校物理化学教学改革研究

高校物理化学教学改革研究

摘要:物理化学学科是高校教育教学体系中重要的组成部分,也是化工、材料等理工专业学生必学的内容,主要包括物质化学及物理性质之间的联系以及物理化学变化的基本规律等。该学科知识结构较为复杂,难度较大,但作为基础性知识,物理化学学科与其他专业学科之间有着密切的联系,如高等数学、计算机等,需要学生灵活运用多种计算机数据分析软件,推导相关公式,并综合运用各学科知识,获得物理化学的科学分析方式,学生在学习时容易因畏难心理而打消其学习的积极性。随着高校教育教学改革的持续推进,物理化学学科的创新教学方式及教学理念百花齐放,其中整合课内外教学模式能够提高学生自主学习意识,丰富学生物理化学知识储备,转变课堂结构,继而提高教学效率,是高校物理化学教学改革的重要路径之一。文章结合实际教学经验,探讨整合课内外教学模式下高校物理化学教学改革策略。

关键词:整合课内外教学模式;高校;物理化学;教学改革

当前高校物理化学教学方式较为单一,虽然物理化学学科强调以实验为主,但实验的流程、内容、操作方式等都基于教材及教师的主观经验,难以培养学生创新精神及创造能力,导致高校物理化学教学效率低下。同时,随着现代信息技术的日新月异,高校学生的思维方式及观念也发生了巨大的转变,已不再满足于接受现有的物理化学知识,而是希望通过探究、实践自主构建物理化学知识结构体系。为了解决上述问题,文章提出整合课内外物理化学教学模式,将课内外资源、课内外学习时间、课内外实践结合为有机整体,充分调动学生自主学习的积极性,培养学生探究及实验能力,帮助学生掌握物理化学知识,降低学生的学习难度,提高物理化学教学效率。

一、整合课内外教学模式概述

(一)整合课内外教学模式的概念

整合课内外教学模式,即将课堂教学延伸至课外的教学模式,通过整合课内外教学资源,丰富教学内容;通过在课前向学生发送学习资源,引导学生自主学习,继而提高教学效率;通过课外实践活动,提高学生社会实践能力,培养学生自主学习的习惯。在现代科学技术飞速发展的背景下,整合课内外教学模式不仅仅是将课堂教学与学生课下自学整合在一起,还包括线上教学与线下教学的整合。在疫情防控期间,高校物理化学课程线上教学已经积累了丰富的经验,但其中存在线上教学与线下教学失衡的问题,导致学生过于依赖现代学习技术。为此,教师需要深刻把握整合课内外教学模式的内涵,平衡课内外教学,提高教学效率。

(二)整合课内外教学模式的特点

首先,整合课内外教学模式具有开放性的特点,不仅注重物理化学基础知识的传授,还能够引导学生从自己的兴趣出发,广泛学习物理化学相关的拓展知识,有助于培养“基础+专长”应用型人才。其次,整合课内外教学模式以“学”为主,将学习内容、学习方式、学习目标的决定权交给学生,继而培养学生自主学习能力。最后,整合课内外教学模式具有灵活性的特点,教学方式不再是“教师讲+学生听”,而是学生通过合作探究、实验、讨论等方式自主构建物理化学知识,以促进学生知识的内化。

二、整合课内外教学模式下高校物理化学教学改革的策略

(一)“课内资源+课外资源”,拓宽教学资源

学习资源是高校物理化学课程整合课内外教学模式构建的基础。学习资源包括基础性学习资源、拓展性学习资源及网络学习资源平台。其中,基础性学习资源是与物理化学课程相关的课程简介、课程标准、校本教材、试题汇编、微课、综合实践课等;拓展性学习资源是对网络或其他渠道获取资源的整合[1]。拓展性学习资源不限于校内或课堂,具备良好的通用性主要包括物理化学拓展知识、网络教程、模拟工厂、公开课收集、师生文献赏析、能力提升软件、测试软件等。如师生文献赏析收集了各校教师及学生发表的物理化学研究论文,可供学生阅读欣赏,增强自身知识覆盖面;模拟工厂是指物理化学实验的模拟操作平台,其中有专业的物理化学学实验视频,学生可以参照该视频进行模拟实验,提高自身的专业技能;学习资源平台是对物理化学课程网络资源及教学资源的汇总,能够促进师生间的有效互动。同时,通过学习资源平台,可以了解学生浏览、下载、使用学习资源的重点及频率,继而根据学生需求优化物理化学线上课程结构。

(二)“课内教学+课外预习”,优化课堂结构

整合课内外教学模式是对传统教学模式的颠覆,将学习内容、学习方式的决定权交给学生,教师在课堂上的主要职责为“解惑”,解答学生在自主学习过程中遇到的困难。整合课内外教学模式重视学生的主体性地位,能够提高学生自主探究的意识,培养学生创新精神及创造能力,符合现代教育对人才培养的要求。通过整合课内外教学模式实现课内教学与课外预习完美衔接的策略如下:首先,课前自主学习。教师需要将教学内容细化,分为多个模块[2]。以《在性能测试实验以及恒温槽组装实验》课程为例,教师可以抓住本节课的教学重点,将与该重点相关的知识分为四个模块:实验基本原理;实验目的;实验步骤;实验方法。再将教学内容以慕课、微课等形式发送至网络学习平台,督促学生自主学习。同时,教师总结学生自主学习中遇到的共性问题,并针对教学难点进行教学设计。其次,课中合作探究。在授课时,教师要灵活使用现代教学技术,如利用微课视频创设学习情境,利用雨课堂的投票功能,增强与学生间的互动。同时,教师可以先引导学生小组合作讨论自主学习中遇到的问题。此外,教师针对学生共性问题开展教学活动。最后,教师将拓展学习资源及课后测试发送至网络学习平台,引导学生巩固本次课程内容,加深学生对关键知识点的记忆。整合课内外教学模式能够优化课堂结构,培养学生的探究、合作意识。同时,能够实现课前自主学习——课中合作探究——课后及时巩固的良性循环,使学生获得良好的学习体验。

(三)“课内讨论+课外资料”,创新教学方式

传统高校物理化学教学方式以“教师讲+学生听”为主,教师确定学生学习的内容及目标,学生被动接收知识,导致学生学习兴趣低下。为了转变此种教学状况,教师需要创新教学方式,可将学习内容的决定权交给学生,引导学生结合教材,通过网络或查阅图书收集学习资源,制作成PPT,为降低学生收集资源的难度,教师可将学生分为四人小组[3]。在课堂上,教师可以结合本节课学习的重难点设置问题,引导学生展开讨论,如“常见食物中热量计算的方式”,每小组选派一名代表,围绕问题并结合所收集的资料阐释食物热量计算方法,其他小组进行评价,可提出质疑或反对,教师此时要维护课堂秩序,请学生遵守讨论的规则。讨论过程中,学生间不同的思维产生碰撞,不仅能够加深学生对本节课知识的理解,还有助于学生秉承严谨的理念看待物理化学的学习。

(四)“课内实验+课外项目”,转变教学目标

高校的物理化学实验是继有机化学、无机化学等课程之后的一门基础性化学实验课程,它主要就是在化学、物理以及数学等学科的基础上,对化学理论进行进一步概括和阐述,能够为后续的知识应用、课程学习以及科研等提供最全面的参考。高校的物理化学实验大多数都属于验证性实验,实验的过程中,内容也相对固定,很少会涉及到综合性实验和设计性实验,而这也在很大程度上限制了学生创新能力和创新意识的提高,同时也无法培养学生的动脑思考和动手实践能力。此外,高校物理化学实验的主要目标为验证理论知识,缺乏实践性。为此,高校可以与企业合作,引入企业项目,如“纳米材料的制备”,教师可以引导学生自主阅读教材,通过课内实验探讨纳米材料制备的原理及流程,按照企业项目的要求,调整实验试剂及方法,获得符合企业标准的实验成果,再将实验成果交给企业检测,并给予学生一定的物质奖励,将学生的学习成果可视化[4]。

(五)“课内评价+课外反馈”,改进教学流程

首先,教师—学生评价。教师根据学生自主学习时的反馈情况、课堂表现、课后测试成绩,对学生课内上及课外学习进行全面评价,发现学生学习方式、学习态度中存在的问题,并对学生学习进行指导。如部分学生不能够掌握物理化学的知识体系,教师可以引导学生绘制思维导图;部分学生难以把握学习重点,教师可以引导学生利用批注,在教材或学习资源上标记出自己不能理解的知识,以便在课中合作探究中抓住学习的重点[5]。同时,教师可以采用小组成员互评、学生自评的方式,提高学生的自我意识,帮助学生树立学习物理化学课程的信心。其次,学生—教师评价。学生可以对教师的教学方式、教学内容提出建议,教师则根据学生建议,优化教学设计及教学流程。为此,教师可以开展“意见征集”活动,利用QQ的投票功能,设置多组问题,如:教师教学方式是否合理?教师教学态度是否亲和?教师教学内容是否科学等。QQ投票能够保护学生的隐私,使学生能够畅所欲言,通过投票活动,能够增进师生间的关系,继而实现师生共成长。

三、结语

构建整合课内外教学模式是高校物理化学教学改革的需求,也是学生全面、个性化发展的需求。为此,教师应以课程资源开发为基础,构建课内外教学资源平台,开发物理化学课内外课程资源。同时,教师可以采用课前预习+课内讨论+课后巩固的一体化教学方式,优化课堂结构,培养学生探究意识及合作意识。此外,教师需要转变教学目标,充分尊重学生的主体性地位,以项目任务为驱动,鼓励学生创新。最后,教师需要注重学生的反馈,不断优化教学流程。

参考文献:

[1]钟邦超.新工科教育背景下高校物理化学实验教学改革探讨[J].国际公关,2020(02).

[2]张帆.新时期高校物理化学实验教学改革与实践探究[J].云南化工,2020,47(01).

[3]陈裕雲,周艳,谭学才.民族类高校物理化学课程教学改革的探索与实践[J].广东化工,2019,46(13).

[4]张义娜.新时期高校物理化学实验教学改革与实践探究[J].教育教学论坛,2019(13).

[5]柳叶,刘存海.应用型高校物理化学实验教学改革与探索[J].科教导刊(中旬刊),2019(02).

作者:张平 尹奋平 孟淑娟 张宏 魏小红 单位:西北民族大学化工学院