物理化学教学过程中教学技巧的探讨

2015-08-15 00:51范志芳马潇潇
中国校外教育 2015年19期
关键词:物理化学热力学定律

范志芳 李 琳 马潇潇

(六盘水师范学院)

随着信息化时代的到来,未来社会对人才的要求是具备素质高、综合能力强的复合型人才,这就迫使各类高校必须对教育方式和教学模式进行改革,但是不论对于任何学科,改革的最终目的都要提高学生学习的质量和效率。物理化学作为一门理论基础课程,由于理论性强、公式概念多,学生一接触此课程,就很容易产生畏惧、厌学的心理。针对这种情况,如何能够改进教学方法,优化课堂效果,激发学生学习积极性,是相关教师亟待解决的重要问题。基于此,笔者结合多年实践经验,对教学过程技巧进行分析探讨。

一、物理化学课程的教学技巧

1.将科学史融入教学环节

目前物理化学课程涉及内容的十分广泛,远远超过经典化学二级学科的范畴,与其它自然学科,例如:化学二级学科、材料、微电子、计算机数学等的联系越来越紧密,这从本质上反映了目前物理化学课程庞大的覆盖面和基础性。通常在对物理化学课程的概念、定义进行讲解时,总是通过公式或一段文字来叙述概念的内涵和外延,很少向学生介绍概念的来龙去脉,这种教学模式会使学生觉得该课程枯燥、无味,激不起学生学习的兴趣。为了活跃课堂教学过程,在讲解概念类型的知识点时,可以适当融入相关科学史的内容,物理化学发展史属于该门课程很重要的内容,科学家在进行相关研究过程中会有很多痛苦的、有趣的、成败的经历等,通过向学生阐述这些内容,不仅能够强化理论支持,还能帮助学生树立正确的科学理念,激发学生勇于批评和创新的热情。

实例教学:学习热力学第一定律。在对学生讲解该课程内容时,要让学生了解该定律的来源,该定律并非轻易的出来的,而是经过很多科学家持续不懈的努力逐步发展和完善起来的。这种发展的科学理念,在自然科学的发展过程中具有十分重要的作用,通过此能够培养学生纵向思维、创新的能力,避免学生对科学家获取成就的盲目崇拜心理。同时,在伪科学和反科学尚存的社会中,对学生进行科学史教育,在一定程度上能够帮助学生树立正确的科学理念,能够更好的对待科学、社会和生活。

2.引子串联

在物理化学课程中,不同相邻章节之间的知识并非独立存在,而是存在一定的逻辑关系,例如:因果关系、拓展关系、补充关系等,此时教师在教学过程中可通过通俗形象的例子将相邻章节内容进行串联,这样在教学过程中能够很好地起到承上启下的过渡作用。

实例教学(上):用涡轮增压引出热力学第二定律。

目前,汽车在国内得到了广泛的普及,很多学生对汽车也很感兴趣,在校大学生也有不少学生在考驾照,教师在讲解热力学第二定律时,可以通过与汽车有关的问题来引入新课:关于汽车引擎,根据能量守恒定律,汽车内汽油燃烧后产生的热量一部分用于提高发动机整体内能,剩余部分的热量转换为汽车的功,但是实际上,剩余部分的能量并没有全部转变为动力,还有部分随着汽车的废气排出。通过对汽车进行一定程度的改进,在确保进气量定量的前提下,工作过程中获取的功率会存在一个峰值,若超过此峰值,其他都是徒劳无功的。要有效提高功率,最有效的办法是采用涡轮增压,通过汽油燃烧产生的气体对涡轮驱动压缩空气,这样就能够提高进气量,从而提高汽油燃烧量,最终实现增加功率的目的。然而,为什么汽油燃烧时产生的热量没有100%转化为功,使汽车发动机能够具有最大的输出功率呢?学习了热力学第二定律后可以立刻明白此问题。

通过这种新课引入过程不仅能够提高学生的学习积极性和学习热情,还能激发学生强烈的好奇心,迫切希望能够赶快学习热力学第二定律以便解决上述问题。

实例教学(下):从奥运会滑冰冠军王濛引出热力学第二定律的应用。

很多学生都十分喜欢奥运会,当然对于奥运会短道速滑的冠军王濛是不陌生的。此时对于热力学第二定律应用的教学可以提出这样的问题:若王濛穿着滑冰鞋在玻璃上滑行的话,能够依然成为奥运会冠军?很显然是不可能的,这就会使学生产生十分好奇的心理,为什么滑冰鞋在冰上能够滑行,在玻璃上却不能滑行呢?学生一定会很迫切的想知道问题的答案,此时可以告诉学生,在我们学习了克拉佩龙方程以后就能很轻易的明白此问题,基于此,就能够自然而然的过渡引入到下一节课的学习内容:热力学第二定律的应用——克拉佩龙方程。

3.比喻手法

在物理化学教学过程中,为了提高课堂效果,活跃课堂气氛,使枯燥的理论知识变得通俗易懂,教师在课堂教学过程中可以通过使用比喻手法来增进学生对物理概念的理解。

实例教学:范德华方程中的内压力的含义。

在热力学中,理想气体的分子在空间的运动状态是自由的,对容器壁的压力仅仅和气体温度、密度有关;然而实际上,由于分子之间存在一定引力,因此其对容器壁的压力会比理想值相对要小一点,这个减小的数值就是内压力。此时可通过比喻的形式对学生进行讲解,将气体分子比喻为人,人一时想不开,可能要去撞墙,如果周围没有任何人拉他,那么他自己就可能用较大的力去撞墙,他自己和墙都会受到较大的冲击力;而如果周围有人拉他,那么就算他使出和上述同样的力气,但是他自己和墙受到的力比前一种情况要小很多,墙面受损的程度也会小很多。

4.借助CAI 课件,激发学生的学习兴趣

随着信息化技术的迅猛发展,CAI 课件辅助教学获得了十分广泛的应用,对物理化学教学,可采用CAI 辅助教学课件,因为该课件能够将文字、图片、声音、图像和动画等各种因素有机融合在一起,使课堂教学组织行为风味逼真、新颖、活波,使学生感官受到全方位的刺激,从而激发其学生积极性。

二、结束语

综上所述,要激发学生的学习兴趣,将枯燥无味的物理化学知识变得通俗易懂,是每个物理化学教师都必须面临的一个难题。为了有效解决这个难题,笔者进行了多次尝试,结合实践应用,介绍了上述教学技巧,希望能起到抛砖引玉作用,希望同行批评指正。

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