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1、环境工程专业物理化学教学过程中的几点体会 摘 要: 针对环境工程专业的物理化学教学的特点, 作者从教学内容与已授课程的连接,与环境工程专业的连接,以及理论课程与试验教学环节的连接三个方面探讨教学体会,以帮助同仁提高教学质量和学习效率。 关键词: 环境工程专业 物理化学 教学体会 物理化学是化学科学的理论基础,它是从探讨化学现象和物理现象的相互联系入手,应用物理学的视察、测量和数学的处理方法来探求探究化学改变过程中普遍性规律的一门科学。探讨物理化学的目的在于探讨物质改变的基本规律,并用以解决生产实践和科学试验中的有关问题。物理化学是学习化学、化工、环境、生物、材料等专业的重要基础课程。 环境工程
2、是一门由多学科到跨学科的浩大科学体系组成的新兴边缘科学,它与自然科学、社会科学和技术科学相结合,是现代科学技术向深度广度进军的标记,是人类相识和改造自然进一步深化的表现。对环境工程专业的学生来说物理化学是一门重要的基础课程,是继无机化学、分析化学、有机化学之后的一门理论化学课程,同时又为后继课程如环境生态学、大气污染限制等的学习供应方法和理论指导,在基础课程和专业课程之间起着承上启下的枢纽作用。物理化学本身理论性较强,内容较抽象概念,公式较多,始终被学生视为比较难以驾驭的课程,加之部分工科学生的理科基础相对薄弱,因此,如何以传授学问、培育实力、提高素养为宗旨,通过物理化学教学方法的改革和授课体
3、系的重组,使环境工程专业的学生全面系统地驾驭物理化学学问,是物理化学老师必需思索的问题,是一项艰难的改革任务。我在教学过程中留意不断积累阅历,不断改进教学方法,依据实际的教学阅历,从以下三个方面谈谈教学体会。 1.注意与已授课程的连接与融合 环境工程专业的物理化学理论课时数一般为48学时,相对于化学专业而言,课时数削减一半,老师要在48学时内将物理化学全部内容讲完、讲好、讲透的确有肯定的难度,因此,老师须要在教学过程中注意与已授课程的连接与融合,做到突出重点、强化难点1。环境工程专业的学生一般在大一已经学习了无机化学及分析化学,其中有关化学热力学、化学平衡、化学动力学等章节学问与物理化学的部分
4、学问重叠。到大二学习物理化学时,若照本宣科、四平八稳,不仅学生没爱好,而且会加重学生的负担。若能将学生已有的学问和阅历很自然地融合到物理化学教学中,就会收到事半功倍的效果。比如热力学第肯定律的内容在无机化学中已有讲解,在讲授该部分内容时,老师应启发学生回顾在无机化学中学到的热力学学问,让学生自己提出这些定律的基本内容与基本概念,而老师只要对体系与环境、热与功、内能与焓、热力学第肯定律等重叠内容做复习性介绍就可以了2。这样一方面可以敬重学生个体已有的学问和阅历,另一方面学生的学习活动由被动地接受学问变为主动主动地建构学问,从而大大提高学生的学习爱好,使学生学习时能感到学问的渐进性。与此类似,热力
5、学其次定律、化学平衡等内容学习也应当主动引导学生去回忆,让环工专业学生主动主动地参加到教学活动中去,同时可以节约肯定的教学课时。此外,在教学热力学时,老师应适当删除某些理论性较强的内容,如Joule试验、节流膨胀、热力学基本方程、Maxwell关系式等内容,重点加强焓、熵、Gibbs函数、平衡原理的实际应用等内容的理论教学。考虑到学生后续课程的专业特点,重点强化溶液、表面现象、胶体化学教学内容。电化学部分的讲授应重点强化电解质溶液理论、电解的教学内容,淡化电池热力学内容。动力学部分应重点强化反应速率方程,淡化反应历程3。 2.注意教学内容与环境工程专业的连接 长期以来物理化学的教学给学生留下一
6、个错觉:物理化学原理和所学专业很难有干脆关联。事实上,物理化学是探讨物质的化学运动形式和物理运动形式之间的相互关系,驾驭物质化学运动的一般规律的科学3。正因为如此,物理化学理论在环境爱护中起了很大的作用,物理化学与环境工程的相关专业有着紧密的联系,它的理论和方法被运用到环境爱护中,对推动环境爱护事业的发展具有主动作用,为此老师可以将物理化学学问与环境专业相联系激发学生学习主动性。比如在讲解化学反应热效应时,应提示学生在水处理过程、污泥消化处理、热污染限制等很多方面都涉及热化学计算问题。在电化学部分讲解时,可以向学生介绍有关电化学方法在污水处理中的应用,其应用技术包括内电解法、电凝合法、电浮选法
7、、电解氧化法、电解还原法及电渗析法等4。每种方法可以举一个小实例,将理论与实际相结合,提高学生的学习爱好。在讲解表面现象这一章时,老师可以向学生介绍一些常用的吸附剂,如活性炭、自然黏土等,给出这些吸附剂的吸附特点和应用实例,如2022年松花江水污染事务中就是用活性炭作为吸附剂吸附苯和硝基苯。在胶体化学部分应向学生介绍凝合剂和乳化剂,以及它们在水处理过程中的应用5。也可以作为课后作业,让学生去查找有关凝合剂和乳化剂的资料,让学生自己去了解胶体化学在环境中的详细应用,为后续课程(水污染限制工程、土壤及地下水污染与修复技术)的教学打下很好的伏笔。老师在教学过程中适当介绍和引导,将物理化学的理论学问与
8、环境工程专业相联系,一方面可以激发学生的学习主动性,提高学生的学习爱好,另一方面可以使枯燥的理论教学变得生动好玩。 3.注意理论课程与试验教学环节的连接 物理化学试验是物理化学课程教学的重要组成部分,老师开好物理化学试验课可以使学生驾驭物理化学理论学问与相应的操作技能,培育他们分析问题、解决问题的实力,培育他们将理论应用于实践的实力。因此,物理化学试验具有物理化学理论教学不行取代的作用,是培育学生动手实力和科学探讨实力的重要实践环节,在培育学生创新实力、综合实力上发挥着重要作用6。 但目前物理化学试验的教学与同类其它学科的试验教学相比还是一个薄弱的环节。其首要缘由是没有足够的课时,开设试验较少
9、,师资、财力都没有大的投入,有的学校的环境工程专业甚至不开设物理化学试验。其次,没有配套的试验教材,完全套用理科化学的试验教材。最终,在物理化学试验教学教学方法上存在的主要问题是试验课理论化,试验内容多为验证性的,老师讲试验、讲仪器,学生再做试验。这种单一的试验教学模式影响了学生主动参加试验的爱好,对学生创新实力的培育也是极为不利的7。 因此,对于环境工程专业的物理化学试验,首先要保证足够的试验课时,试验课时与理论课时之比应不少于13,如条件允许可以实行开放式管理,给学生足够的空间和时间,增加动手的机会,充分调动学生的主动性、创建性,进而提高学生对化学学问的敏捷应用实力和独立解决实际问题的实力
10、。其次要加强教材建设,精选一些必做试验,取消一些陈旧过时的试验,增加与环境工程专业相关的试验内容,尽量选择与环境工程专业紧密结合的试验进行,如胶体的制备及其聚沉值的测定,溶液吸附法测定活性炭的比表面,等等。最终要改革传统的教学方法,使学生变被动为主动。试验前应要求学生预习并写预习报告,老师可针对试验原理、试验步骤检查学生预习状况。老师讲试验的重点,应依据学科特点放在各类测量技术对化学量测量的依据和原理及应用范围方面,让学生了解各类仪器的构造、设计思想、最基本的电子线路及正确的运用方法。这样,学生试验时思路清楚,操作精确,爱好提高,主动性强,独立处理和解决问题的实力就会得到提高。 4.结语 总之
11、,物理化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科,对环境工程专业基础理论的作用和影响是巨大的,它在教学中占有极为重要的地位。教学是一个困难的系统工程,是一个涉及到多方面的问题,受到老师的学问水平、学生的接受实力、教学方法和教学手段等多方面因素的影响,只有不断地改进教学方法,与时俱进,老师才能提高教学效果,强化教学质量。 参考文献: 1刘彬.环境工程专业一般化学和物理化学融合教学的改革J.高校化学,2003,18,(4):27. 2李琳.浅谈环境工程专业物理化学教学中的备课体会J.中国科教创新导刊,2022,3:125. 3朱云贵,曹庆林,李学良.非化工类一般化学与物理化学课程的综合改革J.合肥工
12、业高校学报(社会科学版),2002,16,(5):23. 4杨绮琴,方北龙,童叶翔.应用电化学M.广州:中山高校出版社,2022. 5石国乐.给水排水物理化学M.北京:机械工业出版社,2022. 6吕丹,刘利,张进,姚思童.物理化学授课过程中的教学体会J.沈阳教化学院学报,2022,11,(1):59. 7王祥洪,胡武洪,秦宗会.高校物理化学试验教学改革探讨J.科技创新导报,2022,2:138. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页