物理化学课程教学质量提升的困境及其应对策略论文

2023-12-23 23:40:10 来源: 作者:heting
摘要:文章首先从学生缺乏学习热情和主动性、教学内容陈旧、教学模式单一、教学评价体系落后四个方面 分析了物理化学课程教学质量提升的困境,然后提出了物理化学课程教学质量提升困境的应对策略,包括 激发学生的学习热情和主动性、选择与整合教学内容、改革教学模式、构建新的教学评价体系。
摘要:文章首先从学生缺乏学习热情和主动性、教学内容陈旧、教学模式单一、教学评价体系落后四个方面 分析了物理化学课程教学质量提升的困境,然后提出了物理化学课程教学质量提升困境的应对策略,包括 激发学生的学习热情和主动性、选择与整合教学内容、改革教学模式、构建新的教学评价体系。
关键词:物理化学课程;教学质量;教学评价体系
从学科的角度来看,物理化学是物理学和化学融 合形成的交叉学科,即运用物理学的概念、原理、手段 和方法研究化学体系、化学现象、化学反应和化学过 程,从而给出某些具有普遍性的一般规律。从课程的角 度来看,物理化学是化学、化工、环境、生物、材料等相 关专业的一门重要专业基础课,起到了衔接基础课与 专业课的作用,为后继课程教学奠定了理论基础[1-2]。
知识经济时代对高等教育提出了更高的要求,教 学改革逐渐深入。一方面,教学质量管理不断加强,促 进了教学质量提高;另一方面,开设了更多的课程,单 门课程课时缩短。而物理化学课程由于知识点多、内 容逻辑性强、概念内涵丰富而抽象、公式繁多且适用 条件严格,令学生感到内容枯燥,学习难度大,因此提 升物理化学课程教学质量绝非易事[3-4]。本文拟通过 分析物理化学课程教学质量提升的困境,提出具体的 应对策略,从而促进该课程教学质量提高。
一、物理化学课程教学质量提升的困境
(一)学生缺乏学习热情和主动性
物理化学课程内容丰富、内涵深刻、概念高度抽象、 逻辑严密、知识点之间的关联性强、公式众多且适用条 件严格,学生初次接触容易感到内容枯燥乏味、概念难 以理解、公式推导烦琐,渐渐会产生抵触情绪,从而失 去学习兴趣和热情,内驱力不足,学习的主动性不高, 不愿意自主预习、复习,短时记忆无法转化为长时记 忆,学过的知识遗忘速度较快,未能建立起知识点之间 的联系,原本完整的知识体系在大脑中变成了一个个 零散、孤立的知识点,进而造成记忆检索困难,影响了 后续内容的识记、理解和运用,如此往复,恶性循环[5]。 课程教学结束后,学生可能具备一定的解题能力,但并 未真正领会物理化学知识的内涵和外延,无法将物理,化学课程传递的科学思想、方法及精神内化为自己的 思维方式和行为模式,获得的智力发展空间较小,为后 继课程打下的基础不牢固,导致物理化学课程不能在 基础课和专业课之间充分发挥承上启下的桥梁作用。
(二)教学内容陈旧,与学生专业脱节
20世纪 70年代,完备的物理化学理论体系已经大 致建立起来,相应的教材内容也基本固定。人们普遍 认为物理化学课程教学内容是一个完整不可分割的 整体,是基本的、基础的,没有必要再进行更新,因此 虽然科学技术飞速发展,物理化学课程的理论层面和 应用层面不断拓展,但物理化学课程教学内容仍停留 在 20世纪,多年以来,其教学内容变化甚少。例如,热 力学部分一直侧重“热机”理论忽视统计热力学,只介 绍平衡态热力学而不涉及非平衡热力学,且对胶体和 表面化学部分内容往往一带而过[6]。教师常年教授相 同的内容,体验不到教学的快乐,慢慢就会丧失教学 的激情,学生则失去学习兴趣,导致课堂教学效率不 高。另外,国内的经典物理化学课程教材不多,不同专 业往往使用相同的教材,未针对专业特色建立相应的 教材体系,缺乏专业相关性,难以发挥专业基础课的 作用,由于感受不到物理化学课程知识点与专业课之 间的实际联系,学生学习的主动性和积极性较低,课 程目标未能较好实现,教学质量受到影响[7-8]。
(三)课时缩短,教学模式单一
知识经济时代需要全面发展的人才,高等教育为 顺应时代发展大势,正在经历深刻的变革,不断开设 新的课程,压缩原有课程课时,要求提高单位课时的 知识信息量和质量,这加大了物理化学课程教学的难 度。课时缩短,使得教师在课堂上没有足够的时间将每 个公式的来龙去脉讲清楚,而学生头脑中的知识点孤立存在,使他们始终无法透彻理解公式的推导过程和 适用条件,只能靠死记硬背的方法完成课程的学习任 务。由于物理化学课程内容有一定难度,许多知识点都 需要教师点拨,久而久之,多数教师认定讲授法是将物 理化学知识传递给学生的最高效的教学方法,并逐渐 习惯于单纯采用课堂讲授这一教学模式,不再钻研教 法。课堂讲授的本质是一种由教师控制的单向传递、 “灌输”知识的活动,学生处于被动接受的地位,思路 被教师牵引,大脑皮层不兴奋、思维不活跃,对深入思 考和探究新知产生抵触情绪,难以深刻理解物理化学 课程教师教授的抽象概念,无法透彻领悟物理化学课 程教师介绍的科学思维和工作方法,以致未能感受到 知识和技能的形成过程,体验不到获得知识的快乐。一 旦知识与技能不能有效传递给学生,无法使学生树立 正确的情感、态度和价值观,教学目标就难以达成[9]。
(四)教学评价体系落后
教学评价是教学活动中不可或缺的一环,其目的 是对教师的教学质量和学生的学习效果进行反馈。及 时、正确的评价能够帮助教师反思教学过程,从而根 据实际情况做出有针对性的调整,使学生了解自己真实 的学习状况,激发学生的学习热情。 目前,物理化学课 程教学评价过于注重期末卷面成绩,而忽略学生的学习 过程评价,缺少对学生能力的评价,课程考核方案往 往规定期末考试成绩占总成绩的 70%—80%,平时成 绩占 20%—30%,平时成绩一般由考勤成绩、课堂表 现成绩、作业成绩三部分组成。期末试题通常比较简 单,学生记住公式和一些解题套路就能轻松通过考 试;平时只要出勤率高、不违反课堂纪律、及时提交作 业,就可以拿到比较高的平时成绩[10]。但是采用这样 的教学评价体系,无法在整个教学过程中及时、客观、 全面地反馈学生的学习状况,不能判断学生是否真正 理解了每一个重要的概念、是否找到了知识点之间的联 系、是否能够推导每一个公式、是否掌握了科学的思 维和方法,同时教师也难以根据学生实际学习效果对 教学方法和策略迅速做出调整,“教 ”与“学”没能同步 互动,不能起到诊断性评价和过程性评价的作用[11]。由 此来看,落后的教学评价体系会阻碍教学质量的提升。
二、物理化学课程教学质量提升困境的应对策略
(一)激发学生的学习热情和主动性
现代教育理论指出,在教学活动中必须明确教师 的主导作用和学生的主体地位。教师在教学中的主要 作用是组织教学和引导学生自主学习。 爱因斯坦说 过:“兴趣是最好的老师。 ”只有当学生有强烈的学习兴趣时才会产生学习的内驱力,表现出较强的学习热 情,积极主动地投入学习。对于物理化学课程来说,教 师作为教学的组织者和引导者,可以通过介绍课程的 重要性、增加教学的趣味性、注重教学的直观性、加强 教学的互动性、提高学生的参与度、活跃课堂气氛等 途径使学生在轻松愉快的学习氛围中获得大量的知 识、掌握科学思维和方法、发展智力,进而自觉学习,主 动参与教学活动[12]。首先,教师可充分利用绪论课,采用 简练、准确、生动、形象、幽默的语言,深入浅出地向学 生介绍物理化学课程的基本内容,强调本课程的重要 性和实际意义,以激发学生对本课程的学习兴趣。其 次,教师应科学、合理地安排教学内容,确保教学节奏 有张有弛。在讲解难点时,教师可以利用故事将物理化 学知识和现象具体化,并与学生熟悉的背景知识结合 起来,引导学生展开联想,使学生轻松愉悦地领悟和 掌握难点且加深印象。再次,学生在学习过程中遇到 障碍时,教师应及时进行点拨,给予支持和帮助,并适 时鼓励与安慰,缓解学生的焦虑情绪,帮助学生树立 学习信心,让学生保持学习的热情、积极性和主动性。 最后,教师可布置形式多样的课后任务,如做习题、撰 写小论文、回答思考题、开展课外活动等,这样既能巩 固学生的基础知识,又能扩充知识内涵和外延,并让 学生体验主动探究知识的快乐,保持好奇心和新鲜 感。通过采取以上措施,能够成功激发学生的学习热 情,调动其学习主动性,从而提升教学质量。
(二)选择与整合教学内容
根据学生的专业和学习水平选择和整合教学内 容是保证教学质量的重要一环。教学内容主要来源于 经典教材,但绝大多数物理化学课程教材承袭了 1979年以来的编排体系,内容变化小,相似度高,脱离实 际,远离学科研究前沿,专业特色不明显,而许多物理 化学课程教师将教材视为唯一的课程资源,导致教学 内容陈旧,造成教师的教学激情丧失、教学思路狭窄、 授课语言匮乏,也使学生感到课程内容枯燥乏味。因 此,对于物理化学这门理论性强、知识点多的课程,如 何选择和整合教学内容,以最大限度地吸引学生的注 意力,是一个值得探讨的问题[13-15]。在物理化学课程教 学过程中,通过不断与学生和同行教师进行沟通交流, 大家一致认为选择和整合教学内容有以下途径。一是 将学科研究的前沿和热点问题融入教学内容,将基础 理论与前沿研究相结合。 在讲授基础理论的时候,教 师可适时介绍前沿研究成果,阐述基础理论与前沿问 题之间的关系,并基于自身的科研经验引导学生将所学理论知识运用于科学研究,让学生对理论知识形成 更加全面、深刻的理解。例如,在讲授“电极电势和电 池的电动势 ”这一节内容时,教师可以向学生介绍我 国研究人员利用分子晶体在电极表面直接构筑具有非 晶结构的单层氢氧化镍及其在电催化产氧过程中的本 征催化机制。二是收集整理物理化学原理在生产生活 中应用的实例,在讲解抽象的概念和原理时加以应用, 从而帮助学生更好地理解和掌握相关教学内容。例 如, 在“稀溶液的依数性 ”这一节教学过程中,教师可 以告诉学生冬天北方地区路面容易结冰,为防止交通 事故发生,常常在道路上撒盐,这是因为水溶解食盐 后会形成稀溶液,这种稀溶液的依数性使溶液凝固点 降低,进而可使冰雪融化。三是引入物理化学史,让学 生沿着科学家发现物理化学原理和规律的足迹学习 科学家的研究思路和方法,激发学生的求知欲和探索 精神。例如,在讲授“热机效率 ”这一节内容时,教师可 以对学生讲述卡诺研究热机效率的背景,具体如下:卡 诺出生于法国巴黎一个贵族家庭,生活在蒸汽机广泛 运用的时代,他发现法国制造的蒸汽机性能远远不如 英国制造的,便决心研究热机效率问题,独辟蹊径地 运用了理想模型的研究方法,提出了卡诺循环和卡诺 定理,最终从理论上解决了热机效率的问题。四是在不 影响物理化学知识结构框架完整的情况下,加入与学 生专业相关的内容,引领学生发现物理化学与专业课 之间的联系及如何运用物理化学的基本原理解决在 专业领域遇到的问题。以环境科学专业为例,在讲授 “链反应 ”这一节内容时,教师可将光化学烟雾形成的 反应机制融入教学内容,告诉学生光化学烟雾是氮氧化 合物(NOx)、碳氢化合物及氧化剂在阳光直射下发生 一系列的化学反应而产生的蓝色烟雾,机制如下:NO2发生光解生成氧自由基(O·) , O·与 O2作用生成 O3和 HO·, 经过一系列自由基链反应,碳氢化合物转变为 多种自由基(大部分为过氧烷基自由基),使 NO变为 NO2.O3不再消耗,O·、O3、NO参与碳氢化合物的光化 学反应,产生二次污染物,如醛类、过氧乙酰基硝酸酯 (PAN)等[16]。另外,教师还应该将合适的情景素材与基 本知识点进行整合,以使教学内容兼备科学性和趣味 性, 再辅以多样化的媒体(如文字、图像、声音、动画、 模型等)呈现出来,把看不见、摸不着、抽象晦涩的理 论知识转化为生动的场景,这样才能最大限度地吸引 学生的注意力,为提升教学质量创造条件。
(三)改革教学模式
物理化学课程的传统教学模式是一种在课堂上
教师讲、学生听,以教师为中心的教学模式,忽略了学 生的主体地位。物理化学课程内容逻辑性强、概念抽 象、公式繁多,故传统教学模式下,师生互动少,课堂 氛围沉闷,教学质量不高。教育教学改革逐年深入,在 课时减少的情况下要求提升教学质量,这就要求教师 必须转变传统的教学模式。现代教育强调教师的主导 作用、学生的主体地位,提倡师生互动交流,较为推崇 探究性教学模式和翻转课堂教学模式[17]。因此,教师可 将这两种教学模式与传统教学模式相结合,形成一种 混合教学模式,充分发挥各教学模式的优势,提高学 生的自主学习能力和学习效果,从而提升教学质量。 具体来说,这种混合教学模式实施流程如下。课前,教 师将教学资料以 PPT、视频、论文等形式通过网络学 习平台发给学生,让学生提前学习,对知识产生初步 的印象。课中,在介绍概念和基本原理时,教师利用生 产生活中的实例和问题引导学生进行阅读、观察、实 验、思考、分组讨论,以帮助学生理解和记忆;同时,适 时穿插科学家科学研究的故事,与学生一起沿着科学 家的足迹探究物理化学的原理和规律,使学生掌握科 学的思维方法和工作方法。课后,通过布置适量作业, 帮助学生巩固学过的知识点,使学生能灵活运用知识 解决问题;要求学生以物理化学领域亟待解决的问题 为研究对象撰写小论文,培养学生的知识迁移能力; 通过网络学习平台与学生进行互动交流,及时把握学 生的学习情况;开展形式多样的课外活动,如设置知 识抢答赛、读书活动、探究性实验等,以开阔学生的视 野,促进其智力发展,让学生始终保持学习的热情和 主动性[18]。如此,按照以上实施流程切实推进教学模式 改革是提高物理化学课程教学质量的关键。
(四)构建新的教学评价体系
物理化学课程教学模式改革要求构建新的课程 教学评价体系,以便能够全面、客观、合理地评价学生 的学习情况,体现学生能力水平的动态发展变化,及时 反馈教学过程中存在的问题,进而方便教师给予教学 干预,真正践行“以教师为主导,学生为主体 ”的教学 理念,改变传统课程教学评价体系“重结果轻过程、重 课内轻课外、重知识轻能力、重记忆轻思维”的状况。 传统物理化学课程教学评价体系以卷面考试的总结 性评价为主,期末卷面成绩占总成绩的 70%—80%,重 点考查学生的记忆力和解题能力,而知识经济时代需 要的是全面发展的人才,因此,教学评价除总结性评 价外还应注重过程性评价、形成性评价和发展性评价。 新的课程教学评价体系应该是多元化的,对此,教师可以将物理化学课程期末成绩在总成绩中的百分比 降至 40%—60%。期末成绩主要用于发展性评价,由 期末卷面成绩和口试成绩两部分组成,笔试考查学生 对知识点的记忆情况和解题能力,口试考查学生理解 和运用知识的能力及语言组织能力、逻辑思维能力、创 新能力;平时成绩主要用于对学生进行形成性评价和 过程性评价,由自主学习成绩、作业成绩、小组讨论成 绩、课外活动成绩等组成,考查学生在整个学习过程 中的表现、情感、态度、价值观[19]。完善的物理化学课程 评价考核体系可以促进课程教学目标的顺利达成,提 升教学质量,因此构建新的教学评价体系势在必行。
三、结语
在知识经济时代背景下,高校教学改革日益深 入,对课堂教学效率提出了更高的要求。物理化学课 程内容庞杂、概念抽象、理论逻辑性强、公式多,造成 了教师难教、学生难学的局面,并且随着教育教学改 革的逐步深化,课时不断压缩,进一步加剧了本课程 的教学难度,导致教学质量下降。基于此,本文分析了 物理化学课程教学陷入困境的主客观原因,提出了通 过激发学生的学习热情和主动性、合理选择与整合教 学内容、改革教学模式、构建新的课程教学评价体系 等策略,旨在使物理化学课程教学摆脱困境,让物理 化学这门课程真正发挥承上启下的桥梁作用,为国家 培养出掌握科学思维和工作方法、拥有知识迁移能 力、具有创新意识和创新能力的现代新型人才。
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