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物理化学教学

物理化学教学

物理化学教学范文第1篇

关键词:物理化学;综合能力;教学改革

物理化学是化学学科的一个重要分支,与无机化学、有机化学和分析化学一起被称为“四大化学”[1]。物理化学是一门具有悠久历史的学科,“物理化学”这一术语最早是由罗蒙诺索夫于18世纪中叶提出。物理化学同时又是一门十分时新的学科,与纳米材料、燃料电池、胶体化学等当下研究热点课题密切相关。物理化学具有内容抽象、公式繁多、逻辑性强特点[2],这为老师的教学和学生的学习都带来了困难。教学过程中与学生的交流发现,学生能够记住公式和定理,但对公式的具体内涵不理解,导致无法解决实际问题。当然,物理化学也是一门与生活密切相关的学科,且与许多学科之间相互渗透,衍生了许多极具生命力的学科,因此在物理化学教学中培养学生的综合能力至关重要。同时,教育部在“新世纪教改工程”中强调了新世纪人才培养的宗旨,即注重学生综合素质的培养和提高[3]。学生的综合能力主要包括:观察能力,理解能力,交流能力,实践能力和创新能力。本人在结合自身教学经历的基础上阐述了如何在物理化学教学过程中培养学生的综合能力,以期为高校物理化学教学改革提供几点参考。

1培养学生的观察能力

物理化学课程具有理论抽象、推理复杂和计算繁琐的特点,是一门既难教又难学的理论课程。物理化学课程中的理论多是对化学现象的理性认识,这些化学现象在日常生活中总是以不同形式呈现出来。培养学生的观察能力,对日常生活的观察能提高学生对物理化学理论有一定的感性认识。按照辩证唯物论的观点:理性认识依赖于感性认识,因为感性认识是理性认识的起点;感性需要理性认识作为基础,因为理性认识能指导感性认识[4]。鼓励学生观察生活获取感性认识,可以提高对于理论的理解,此外对理论理解能力的提高也能促进学生对生活现象的认知层次。我们在教学过程中,开展过如“寻找生活中的物理化学”等主题活动,鼓励学生走进自然观察生活。在课堂上,我们依据学生们观察的生活现象,进行接龙形式的比拼,并对胜出的学生在平时成绩给予一定的奖励,极大的激发了学生的积极性。我们规定了具体的竞赛答题格式,如:洗衣粉去除油污的现象与表面活性有关;生理盐水的浓度为0.9%与渗透压有关;有落汤鸡而没有落汤鸭的说法与表面疏水性有关。同学们在活动中有较强的积极性,提高了学生对于物理化学的学习兴趣,此外还使得学生更加热爱生活养成观察生活的兴趣。

2培养学生的理解能力

理解能力,指准确理解和运用物理化学概念和规律的能力。理解从实质来看包含两个方面的内容:一是吃透课本知识,二是运用知识。物理化学课程概念众多且容易混淆,因此提高学生理解能力加深对概念的理解至关重要,我们要求学生区分概念间的相同点和不同点,并将所掌握的内容熟练应用于实际。教学是由老师的“教”和学生的“学”共同组成,两者相互促进缺一不可[5]。在教学中,我们发现学生对于化学热力学和动力学两个章节内容理解较为困难,许多概念容易混淆。例如,在教学中有学生提出:反应过程中加入催化剂不会改变反应的吉布斯自由能变,因此不会改变平衡常数即产物的组成是固定的,但实际过程中加入催化剂往往能提高特定产物的选择性。理解这个问题需要学生对热力学和动力学的概念有比较好的理解。热力学研究的是反应的方向和限度,而催化剂的加入改变的是反应的速度是动力学的范畴,实际过程中往往在达到化学平衡之前停止反应,因此能提高产物选择性。物理化学课程与其他化工专业课程联系紧密,加深对物理化学概念的理解对专业课程的学习十分有益。

3培养学生的沟通交流能力

由于物理化学课程理论较强,因此在课堂教学过程中气氛经常会变得比较沉闷。在学生看来,物理化学的学习就只是简单的背公式,而不去理解公式背后的物理意义。当学生遇到难以理解的问题时,往往会表现出不敢也不愿意提问。为了提高教学质量,培养学生良好的沟通表达能力显得尤为重要。首先,我们要鼓励学生敢于与老师沟通交流,老师不可摆出一副高高在上的姿态。其次,面对学生的提问,我们要对他们这种勤于思考敢于提问的态度表示肯定,并且要耐心的给予他们解答。最后,我们一定要给他们树立自信,不要让他们觉得别人都能理解而自己不能理解而感到羞愧。在当前本科生教学中,大学老师不如高中老师那样频繁地与学生接触,当学生遇到问题不一定能及时寻求到老师的帮助。为解决上述问题,我们将学生进行分组,形成互帮互助的学习氛围,促进学生之间的沟通与交流活跃学习氛围。此外,我们还会组织一些小组活动,鼓励他们通过团队协作的方式来完成。教学实践证明,通过小组协作任务,学生们发挥了自己的特长为小组做出了贡献,加强了学生的自信;学生们通过协作,沟通交流表达能力得到了较大提高;学生通过这类有趣的项目,对许多知识的理解更加深刻。

4培养学生的实践动手能力

物理化学课程是一门与实际联系极为紧密的课程,因此培养学生解决实验和生产实践中的实际问题是物理化学教学过程中的首要目标。实验教学是物理化学教学过程的一个重要环节,对于培养学生的实践动手能力有至关重要的作用。教学实践表明,学生按照实验讲义按部就班的完成实验,实践动手能力和思考能力都难以得到提高。为了提高学生的实践动手能力,我们在教学过程中我们将实验课程分为两个部分,第一部分主要锻炼学生的基本操作能力,第二部分则主要锻炼学生思考和实践能力。第一部分教学主要包括常用仪器的用途、原理和操作方法,使学生对常用实验仪器有一定的了解。第二部分教学主要包括实验设计和操作,我们鼓励学生抛开实验讲义,自己设计实验方案并交予指导老师以确定实验的合理性和安全性,鼓励学生自己动手操作,遇到问题学会查找资料解决问题。实验结束后,老师对实验方案的设计进行点评,指出学生在实际操作过程中的不规范行为,并解答学生的提问。通过学生动手实践和设计实验方案,能更加深刻地理解所学的知识,此外,对课程内容更加深刻的理解能提高学生实验方案的设计能力。

5培养学生的创新能力

创新是知识经济的灵魂,而知识创新在于教育。只有那些具备扎实的基础知识、科学的思维方法及驾驭新知识、把握机遇的能力和良好的心理素质的人,才会有所创新、有所成就[5]。在物理化学教学中,注重学生创兴能力的培养,不仅对学生的理解问题和分析问题的能力有较大提高,还对学生将来的科研和工作有较大帮助。现今,有大量学生在毕业后选择保研、考研或留学,从事科研工作,这对学生的创新能力要求较高。在物理化学教学的同时,本人也承担了科研工作。主要研究方向为绿色催化,其中大部分课题与物理化学知识联系紧密。借助实际课题案例,加强学生对专业知识的理解,培养学生的创新能力,是一种行之有效的方法。例如,在“表面现象”这一章节的教学中,引入课题组的研究方向“微乳液体系中木质素自表面活化降解”,让学生了解一些最新的发展动态。此外,对于对该课题感兴趣的学生,我们鼓励他们跟随相关课题的博士或老师参与课题研究,运用所学知识参与实验设计和实施。在教学中,我们还会引入“webofscience”等科学数据库,鼓励学生通过文献查阅了解最新的科研动态,了解物理化学在当前研究热点中的应用,培养学生运用物理化学知识解决实际问题的能力。

6结语

物理化学是一门重要的专业基础课程,综合了数学、物理学和化学等学科,在培养学生综合能力方向有着得天独厚的优势。通过物理化学教学改革与实践,使学生的观察能力、理解能力、沟通交流能力、实践动手能力和创新能力都得到了一定的提高。教学改革不应该是成为一句空谈,而是要求学生和教师共同进步。对于老师而言,要加强自身素质,提高教学技巧,并勤于学习。对学生而言,要理解基础知识掌握基本技能,注重自身综合能力的提高,关注最新学科动态。

参考文献

[1]方涛,王玉峰,孙墨珑,等.物理化学教学改革的探索与思考[J].化工时刊,2015(5):42-44.

[2]刘长久,李延伟,刘勇平.《物理化学》精品课程建设的教学改革探索与实践[J].高教论坛,2010(1):21-22.

[3]钟秉林.认真实施“新世纪教改工程”推动更大范围更深层次教改实践[J].中国高等教育,2000(8):6-8.

[4]文军,王冬梅,叶玉蕾.论感性认识和理性认识的互相渗透[J].经营管理者,2011(6):53-53.

物理化学教学范文第2篇

    知识的趣味性是主动学习的推动力。物理化学课程具有较强的理论性,因此在课堂教学过程中适时地理论联系实际,把理论性强、抽象而枯燥的内容变得生动有趣,使学生明确所学的知识并不是空洞的理论,是可以为解决实际问题而服务的,从而调动他们进一步学习的积极性[3]。例如,在学习热力学第二定律时举例制冷机,从而说明热不可能从低温物体传递给高温物体不留下任何变化;在讲化学热力学时,可以解释人穿冰刀滑冰非常顺畅的原因;讲不挥发性溶质稀溶液的依数性时,结合三鹿婴幼儿奶粉添加的三聚氰胺事件;在讲渗透压时可以解释口渴时为什么不能喝海水?另外夏天食物容易变质、玻璃管中水呈凹面、小液滴呈球形、人工降雨、农民锄地既能锄草又能防止水分蒸发、冬天在路面上撒盐可以防冻、做炖菜时加盐可以快熟、城市晚上美丽的霓虹灯等现象都可以从物理化学原理中找到相应的答案。通过结合日常生活现象讲解物理化学的基本原理,不仅可以帮助学生对原理的理解与记忆,而且可以让学生觉得物理化学的原理与我们的生活息息相关,并非遥不可及,从而极大地激发学生的学习兴趣,使教与学产生共鸣。

    2.引导学生合理运用学习方法

    物理化学概念抽象,知识点多,看似凌乱,但是它们之间存在内在的逻辑关系。学生作为初学者,暂且还不能够掌握这个教材的全局,还不能理清章节之间的内在联系。教师作为引导者,应有意识地帮助学生构建合理的学习方法。(1)正确对待数学推导。由于物理化学概念抽象,公式繁多,使用条件苛刻,因而在学习中应当让学生一定要深入了解公式、概念之间的联系,学会自己推导公式,掌握其来龙去脉,在理解的基础上加以记忆,同时在此过程中要求学生始终明白,数学推导在这里仅仅是一种工具,不是目的,最终所得公式的使用范围和应用条件才是最重要的。(2)认真进行习题演算。对于习题要引导学生在学习过程中独立完成,同时注意总结方法,寻找规律,不要单纯地为做习题而做习题。对于比较灵活的习题,要求尝试一题多解,不仅要分析所得结果的合理性,还要比较各种解法的利弊。(3)类比方法的应用:类比法是根据两个对象之间在某些方面的相同或相似,推出它们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法[4]。在物理化学教学过程中,经常会发现诸如数学表达式、物理模型和处理问题方法等方面的相似性。再如,理想气体和理想液态混合物都是理想模型的表现形式,这两个模型的特征及化学势类似,性质相同。在课堂讲授中,可引导学生对所学内容前后贯通,类比记忆,指出它们的相似性、区分物理意义和使用上的差别,找出规律,从而加深对物理化学知识点的理解。

物理化学教学范文第3篇

关键词:无机化学;物理化学;热力学

基础物理化学作为工科院校四大化学中最后一门讲授的基础化学课程,课程难度较高。讲授物理化学时首先要注重基础知识。学生在完成该门课程的学习后,需要牢牢掌握物理化学各章中概念、基础公式,并能够掌握其应用条件,这是学好物理化学的根本。其次要培养学生解决现实问题的能力,这就要求对物理化学内容向深挖向广探,建立牢固的理论基础[1]。我校针对冶金、成型、材料、生物工程、食品工程等专业开设的物理化学课程,课时相对较少,热力学内容几乎占到总学时的1/3,这就导致其他章节讲授内容较少,直接影响了教学质量。为了改善目前的情况,考虑到前设课程无机化学与物理化学的紧密联系,在物理化学内容讲授时可以以无机化学基础为前提,少学时高质量的完成物理化学课程的讲授。

1热力学授课内容现状分析

以我校使用的由科学出版社出版的《无机化学核心教程》(第二版)和《物理化学核心教程》(第三版)为例。在两本教材中化学热力学、化学动力学、化学平衡和电化学中均有知识点的重复,相比而言,两本教材在化学热力学中重复知识点出现的频率最高。具体涉及到的重复的热力学知识点是:1.1热力学基本概念无机化学教材中系统与环境、状态与状态函数、过程和途径、体积功(W)、热(Q)、热力学能(U)等。不论是从文字描述还是由基本概念衍生的相关计算上,与物理化学热力学基本概念的讲述基本一致。1.2热力学基本定律化学热力学的基础就是热力学第一定律、热力学第二定律及热力学第三定律,三个定律的文字描述在两本教材中是一致的。除此之外,自发过程、熵增原理在无机化学中也有明确的描述,这在物理化学教材中也是重复出现的。1.3化学反应中所涉及函数无机化学教材中化学反应所涉及到的化学计量数(νB)、反应进度(ξ)、标准摩尔反应焓(ΔrHmθ)、标准摩尔反应熵(ΔrSmθ)、标准摩尔反应吉布斯自由能(ΔrGmθ)等函数的概念以及在化学反应中所涉及到的计算,这些概念的引入及计算的方法与物理化学的讲解基本相同。1.4其他热力学物理量、判据及方程无机化学教材中热容、恒容热、恒压热、化学反应等温方程、Van’tHoff方程等内容的引入、方程的结论及应用与物理化学教材中的相关内容也是重合的。综上,重复性的内容主要集中在无机化学教材中热力学的基本概念及原理部分,占无机化学热力学课程内容的25%左右,后续物理化学课会继续对相关知识点进行讲解,虽然无机化学的讲授重点在概念的介绍,而物理化学的讲授重点在概念的引入和推导,但在讲授物理化学时重复知识点是在所难免的。因此,如何将两门课程有机地结合在一起讲授,既可以有效地缩短热力学的讲授课时又可以提高物理化学的教学质量,是改善课堂教学的一项重要工作。

2提高教学质量的宗旨与措施

近几年,我校物理化学教研组主要针对物理化学热力学的讲授进行实践,密切关联无机化学的热力学相关内容,总结归纳出以下几条途径:

2.1优化整合,统一知识体系

优化整合无机化学和物理化学两门课程中热力学知识体系,降低知识点的重复,特别是物理化学课程讲授中,对于重复的知识点要做到“温故而知新”,在有限的课时中做到升华与提高,注重热力学知识体系的统一。优化整合要在两门课程的课程大纲、教学进度安排、课件设计等方面着重体现,避免学生重复地接受热力学知识,产生惰性。

2.2追根溯源,建立逻辑思维

对于后续课程物理化学来说,在无机化学中已比较充实的部分内容可以简单讲或不讲,让学生自己阅读巩固提高,再用较少的课时加以总结[2]。无机化学的教学内容中对于热力学基础中热(Q)、功(W)、热力学能(U)、焓(H)的定义及应用范围,热力学的几对基本概念讲授得都非常充分,是无机化学教学的重点,这与物理化学的讲授内容基本相同。相比而言,在习题的练习方面,无机化学中热、功及状态函数的题目众多,已涵盖了物理化学中的教学内容。因此这部分内容的讲授更应注重的是深挖理论基础,注重推导,着重建立逻辑思维。

2.3详略得当,强调来龙去脉

物理化学课程是学生初步建立逻辑完整性的很重要的一门必修课程[3]。学生一进校就开始接触无机化学,掌握了一定的热力学基础知识,但刚进入大学新生的数学、物理知识储备有限,在讲授无机化学时只能给出结论,学习内容不完整。学生对部分内容掌握较好,但是缺乏整体系统认识。如对于“孤立系统”的学习,无机化学中“孤立系统”就是按照定义来界定的无能量交换、无物质交换的系统,但在物理化学在处理“绝热系统”,尤其是利用熵判据来解决可逆与否的实际情况时,学生就会感到束手无策,本质上讲就是对孤立系统概念的理解不深入,缺乏对知识相互联系的认识。再如无机化学课程中恒压热Qp和恒容热Qv讨论的非常多,在无机化学考试中是一个重要考察的知识点,但学生仅凭记忆去记忆公式是经常会犯的错误,因此在物理化学课中要“知其然知其所以然”,使学生对Qp和Qv的认知要系统化。因此,强调物理化学公式的来龙去脉是提高物理化学教学质量的重要一环。

2.4深入浅出,防止惯性思维

惯性思维是没有进行过严格的推导,经验自然累积的结果[4],容易产生错误的观点。物理化学教学一个不容忽视的问题就是惯性思维,它会影响学生正确的理解理论知识。物理化学最重要的就是培养学生正确的逻辑思维方法及严谨的科学作风。惯性思维并不是一蹴而就的,而是逐渐形成的,所以在教学过程中要不断地对基础知识和理论进行强化训练,建立正确的逻辑思维方式。比如热力学第一定律中化学反应焓的计算,学生经常认为化学反应焓在任何温度下均可带入298K的公式进行求算,这就是惯性思维的一种体现,在工业的实际运用中,升高温度是常用的手段,其目的是提高化学反应速率增加工业产率,因此求算非298K下的化学反应焓是更贴近实际情况的。非298K下的化学反应焓是通过基尔霍夫公式实现的,该公式是物理化学教学中一个必不可少的知识点,不仅是拓展了化学反应焓的温度求算范围,同时也纠正了学生在无机化学中形成的惯性思维。通过实例说明与理论概括,纠正了学生对反应热的惯性思维,同时也建立了学生正确的逻辑思维方式。

3结论

重视物理化学与无机化学的关联,对热力学知识体系进行整合优化,可以在有限的课时内大幅度提高物理化学的教学质量。在授课中使学生感到物理化学是在无机化学知识基础上的纵向深入,是逻辑思维建立的重要课程。教师在教授课程时要减少机械重复,强调热力学知识的追根溯源,注重知识体系的来龙去脉,深入浅出地讲好物理化学这门课程。

参考文献

[1]白月光,马占芳,王玉洁.重视物理化学与无机化学的联系提高物理化学教学质量[J].大学化学,1995,10(1):15-17.

[2]王小兵,卢文贯,任健敏.无机化学和物理化学课程整合与优化初步探讨-以环境工程专业为例[J].大学化学,2014,29(2):23-25.

[3]傅丽,梁红莲,赵娣,等.《物理化学》与《无机化学》课程优化与整合的研究[J].广州化工,2016,44(7):178-179.

物理化学教学范文第4篇

以中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院目前在用的《无机化学》(大连理工大学无机化学教研室主编,高等教育出版社出版,第5版)以及《物理化学》(肖衍繁等编著,天津大学出版社出版,第2版)教材为例[3-4],2门课程在内容设置上有较多重复,主要为化学反应原理这一部分,重复内容如表1所示。这些内容占据了无机化学整门课程内容的30%~40%,如果单纯从章节设置上来看,这部分重复内容更是构成了物理化学所有章节的50%以上,并且是作为重点讲授。尽管这些内容在2门课程中的呈现方式、知识点的重难点和侧重点上有所不同,但由于2门课程一般为不同的教师授课,故对知识点的简单重复难以避免。同时,物理化学作为一门理论性较强的基础课程,涉及诸多的数学和物理公式推导,给人的印象常常是深奥、抽象、晦涩、难以理解。究其原因,是在无机化学的学习过程中由于学生基础有限,对许多基本内容了解得不够深入,缺乏对整体内容的系统认识,重视结论却忽视了其理论基础[5]。因此,对于物理化学的教学,首先要注重基础知识讲解,使学生牢固地掌握物理化学的基本概念、公式及其适用范围等,其次要提高讲授的深度和广度,为学生将来应用理论解决实际问题建立牢固的基础。 按照我校对化工类相关专业培养方案的规定,物理化学课程课堂讲授64学时,在有限的课时内,如何更好地把握知识点的讲解,突出重点、讲透难点,让学生理解透彻,培养学生的逻辑思维能力以及分析和解决问题的能力[6],对于物理化学的教学来说显得尤为重要。这就要求任课教师在课堂上能够更准确地抓住重点、难点,避免不必要的重复,把有限的教学时间用在对重点、难点知识的讲解上,使教学更具有针对性。如果按照教学大纲正常讲授,则有部分重点和难点问题讲解不透彻,影响教学质量。

2无机化学和物理化学教学的协调

结合无机化学和物理化学课程的特点以及2者的实际教学情况进行整合与优化时,必须遵循一定的基本原则,而不能简单、机械地对2者涉及到的知识点进行切块划分或简单重复[2]。物理化学和无机化学知识的衔接点及衔接方式比较多,既有如热力学和熵等概念内涵和外延的变化,也有对如化学平衡和电化学等知识的深化和拓展。无机化学课程一般在大学一年级开设,学生在高考之后经历近3个月的假期,对中学所学的知识有较大程度的遗忘,限于这一阶段学生的知识水平及认知能力,无机化学作为第一门专业基础课,在讲授过程中要注意与高中知识的衔接和复习[7],在教学过程中注意与学生的互动,了解不同生源地教学大纲的区别以及不同学生的基础,同时也要讲究教学策略。例如,不同类型化学反应平衡是无机化学的重要基础理论,也是教学的重点和难点。不同类型化学反应平衡的重点在于计算,难点在于公式多,学生对酸碱平衡、沉淀—溶解平衡、配合物和氧化还原反应这4大类反应进行计算时容易将公式混淆或根本记不清。可采用对比法对不同反应的平衡进行计算和公式的推导,寻找其共同规律,又根据各自特点突出区别[8]。这种方法可将此部分内容化繁为简,不仅使学生容易理解和接受,而且脉络清晰,便于记忆,从课堂效率角度考虑,反应平衡部分也可节省1个课时左右。物质结构部分由于比较抽象,在教学过程中也要注意基础知识的讲授和复习,笔者曾在4个课时之后发现某一学生参考高中化学教辅材料对这一部分进行学习,了解之后发现该地区高考大纲对物质结构部分要求较低,学生基础较弱。而对于无机化学中与物理化学课程重复的部分,教学主要以应用为主,把这部分内容作为工具来讲,重点在于某些特定条件下的应用,而不是系统地去讲述工具本身。而在物理化学课程中,则是系统地研究这些内容在各种条件下的应用,研究的是工具的本身,重点在于向学生传授工具的来源以及工具在不同情况下的应用[5]。

例如在热力学部分,无机化学通过混乱度引入熵的概念,又通过系统与环境总熵变的计算引出吉布斯自由能,并以此作为自发反应方向性的判据,而对于熵变为可逆过程的热温商这一物理意义只是一笔带过。在物理化学课程中则是通过对卡诺循环以及其他可逆过程的研究将热温商以及熵这一函数引出,并推导了其他物理过程的熵变计算公式。通过熵增原理对恒温恒容过程和恒温恒压过程的应用引出了亥姆霍兹自由能A和吉布斯自由能G,并通过分析解释了2个函数所代表的物理意义———最大体积功和最大非体积功。这就将抽象的内容具体化,扩展了判断不同过程自发变化方向性的判据,并为后续电化学反应电动势与ΔG关系式的推导奠定基础。又如化学平衡这部分内容,在无机化学中讲了化学平衡常数和反应熵等,为判定化学反应中的方向和限度问题提供依据,并为后续不同类型反应平衡组成以及电化学计算等内容服务;而在物理化学课程中,则通过偏摩尔吉布斯函数和化学势等函数的引出概念的讲解,结合化学势与浓度(或分压)的关系公式,从本质上揭示了化学平衡与吉布斯函数之间的关系,推导出化学反应平衡常数与平衡组成之间的数量关系,加深了学生对化学平衡以及相平衡等知识的理解。而对于此部分内容的应用以及计算,则需要与无机化学课程协调,对公式的应用略加讲授,引导或要求学生参考无机化学所讲的内容,对平衡常数的计算进行复习。由于现在学生已掌握了用化学势为工具严密地推导出化学平衡以及相平衡公式,对该公式的物理意义的理解又深入了一步,在这个基础上来复习无机化学所讲的该公式的应用内容,不是简单地重复,而是进一步地提高[9]。

物理化学教学范文第5篇

关键词电化教学;中学物理;应用

电化教学是现代教学媒体应用于课堂的产物,它源于传统教学,又丰富了传统教学,以其独特的、传统教学所不可比拟的特性,在课堂教学中显示出越来越重要的作用。电化教学在中学物理教学中的应用,有利于激发兴趣,提高教学效率,促进发展和能力的培养。就目前教学手段来看,应从实际情况出发,考虑成本、优越性等各方面的因素,将现代化教学手段和传统的手段相结合,以提高教学质量。现将电化教学在中学物理教学中的应用介绍如下。

1利用电教多媒体,激发学生参与物理实验活动的兴趣

兴趣是最好的老师,是主动学习、积极思考、探索知识的内在动力。教师可把丰富多彩的趣味物理问题和实验编制成游戏程序提供给学生,作为物理课外活动的补充,加深对所学知识的理解,培养学习物理的兴趣。如物理“序言”课的教学,除了演示有趣的物理现象外,还可以通过电脑播放一些我国现代科学技术发展状况(如火箭、卫星、核电站等)的录像;讲“机械运动”时,播放地球自转、绕太阳公转及整个太阳系运动影像;讲惯性时,播放“小女孩脚踏香蕉皮会摔跤”的影像;讲“杠杆”时,播放“2个小孩玩跷跷板”等,以激发学生学习物理的浓厚兴趣和求知欲望,为以后的物理学习奠定基础。

2利用电教多媒体,使物理课堂教学形象生动化

通过计算机多媒体可以向学生提供丰富的信息,把教材中抽象的、理性的知识通过多媒体转化为较形象的、感性的知识,如声音、灯光、图片、照片、动画以及电影的有机组合变化,可起到传递感性经验的作用。计算机灵活多变的组织和表现方法还能有机组合教学材料,帮助形成概念,加深理解,掌握原理,学会解决问题的方法,提高解决问题的能力[1]。

3利用电教多媒体,使学生自主学习

电教多媒体是一种替代教师讲授的形式,作为对课堂补充,教师根据教材的要求,编制一系列问题,如知识讲解、举例说明、信息演示(图片、动画、电影、解说等)、评价打分、反馈建议等方面的内容[2]。在自学的基础下,由计算机向学生提问,要求回答。在计算机多媒体环境下的学习,除了可广泛接受多媒体传递的物理教学信息的刺激外,还有其独特的地方,首先可以充分发挥个人主观能动性,掌握人机交流作用中的主动权,能充分参与学习;其次可以按人类思维方式,即学习过程中的非线性网状进展方式去获取知识,达到最佳学习效果,并根据自己的理解控制和调整学习过程。

4利用电教多媒体,创设教学情境

例如在高中物理上讲“滑动变阻器”时,可事先播放一段在晚会上或一些舞会上的录像情况,让学生在轻松愉快的音乐声中观看会场上灯光的强弱变化,并在最后出现字幕:灯光为什么会发生强弱变化?此时学生注意力十分集中,通过短短的几分钟,教师就将全班学生带入了课堂教学情境中。

5利用实物投影仪,增强实验演示效果

光学投影设备是揭示一些复杂的图像、历史资料和其他物理真实现象图片的优越手段,在制作软件时如果加上一些特技手段可以使图产生形变化,产生动态感,能更好地引导观察,并提高学生的学习兴趣;利用光学投影仪可以辅助演示实验的教学,把不易观察到的实验现象成功投影出来,提高实验效果;利用光学投影设备可以优化演示实验,把教材中抽象的、理性的知识转化为较形象的感性的知识,从而提高教学效果。例如,卫星的发射、火箭的结构和升空情况、宇航员在飞行中的失重现象以及宇航员在月球上行走的情况,这些都是平时难以形象表达出来的,而又具有教育意义的课例,利用电视录像就可以较好地把知识形象地表现出来,提高教学效果。

6利用计算机虚拟现实模拟演示实验,展现宏观和微观世界

视觉是人们获得信息和感知的主渠道。物理学是自然科学的一门实验学科,视觉尤其重要。在教学中,概念的建立,规律的验证,都要引导观察各种物理现象,而不少物理现象是发生在微观世界中的,难以观察,有些虽不是微观世界,但肉眼难以直接观察到。运用电教媒体可以较为顺利地解决这些问题,反映在投影屏幕上的物理图象,将微观现象变成宏观现象,可见度大,便于观察、记忆、理解和掌握。比如在学习摩擦起电时,原子推动电子使物体带正电,原子得到电子而使物体带负电这一物理现象,可运用投影方法,描述电子的得失清晰而明朗,从而将微观现象变成可直接观察的宏观现象,让每个学生都能形象地感知这一对现实世界产生巨大影响的物理现象,从而有效地掌握这一知识。又如学习“温度计的使用”,温度变化是细微的,课堂上很难做到每人一支温度计,操作起来又可能极不统一,使用投影仪就方便多了,可将画有温度计及其刻度的投影片逐一投影出来,可使全班均能看见,效果显著。

7充分运用电教媒体,实现信息的即时反馈

教学是双边活动,要使教师传授的书本上的科学知识转变成学生的科学知识和技能,是教学过程中的一个基本目标,这就需要反馈。投影仪不应成为老师的专利,同样可以反映学生学习效果。实践中,让每个学生准备一张空白明胶片,在上面做练习,教师可有针对性的选择部分练习,用投影演示出,即时讲评,及时更正,同时,也能使学生的新颖解题思路得到展示和推广。这种方法省时、省力、检查面大,又能使学生学习的正确和错误信息当堂反馈,既活跃了课堂气氛,又可大幅度提高学生的学习效率。

8利用电教媒体突破、解决教学难点

在教学中,引入电教媒体,便能化抽象为直观,成为提供形象思维的依据,促使形象思维向抽象思维转化,从而达到突破重点和难点的目的[4]。比如在讲述直线电流的周围磁感线环绕方向、磁场方向、以及摆上小磁针的指向等问题时,运用电教媒体,可使在同一空间发生的几个物理现象得到简洁、有序地表现和阐述,使教学手段得以进一步优化。又如在观察水波的干涉实验中,往往只见水动,不见波的干涉图样,此时也可以用电脑Flash动画软件制作水波干涉虚拟情景,运用单帧或慢镜头播放方式对水波振动进行分析,以建立起正确的波的干涉图样。再利用电脑逐帧播放,进一步分析,加深对波的干涉图样的正确认识。

9 充分运用电教媒体,培养创造能力

在高中物理教学内容中蕴含着极其丰富的创新教育内容,可以通过各种电教手段,培养学习兴趣,鼓励探究精神。例如,在讲述“大气的压强”时,不只是书写并讲解定义,而是先让学生看一段形象生动的“马德堡半球实验”录像,接着分组讨论,几分钟后再把录像图像放慢,甚至停留在某一变化过程,按其变化分步剖析,最后得出结论。可见,多媒体为教师提供了有力的帮助,使学生易于发现问题、解决问题,发挥主体作用,培养学生的积极探索精神,有利于启发学生的科学思维并培养学生的创造能力。

总之,在电化教学中,充分运用电教媒体这种比较先进的教学手段,可以激发学生学习的兴趣,提高其求知欲望,促进对知识的理解和记忆,拓宽思维,有效地培养各种能力。有效利用各种电教手段,可以使物理中的一些内容由静变动,由抽象变为具体,由微观变为宏观,由呆板变得活泼,使学生对物理的学习产生浓厚的兴趣,从而为将来揭示物理世界的无穷奥秘打下坚实的基础。

10参考文献

[1] 王琼芳.科学运用电教手段优化英语课堂教学[J].文教资料,2006(9):122-123.

[2] 郭启梅.利用电教媒体和课外观察活动优化小学科学教学[J].教学仪器与实验,2010(4):54.