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标题	应用型大学材料物理化学教学改革
范文	胡磊 摘要：本文针对应用型大学材料物理化学教学中出现的公式概念难理解，学时少，学生基础差等问题进行教学改革。教学改革后学生学习积极性增强，教学质量明显提高。 关键词：材料物理化学；应用型大学；教学改革 材料物理化学是材料类专业必修的一门专业基础课，它与材料科学基础、材料物理性能共同构成材料类专业最重要的三门专业基础课。材料物理化学与物理化学最大的区别是前者主要研究凝聚态物质，凝聚态物质对常压不太敏感，故在材料物理化学中通常忽略压强的影响。笔者在讲授该课程时发现其中存在一些问题，并采取了一些相应的教学改革措施。 1存在问题 1.物理公式多，概念难理解 在上课时学生普遍反映该课程概念难理解，公式多，难记忆，对公式的适用条件把握不准。有部分学生对该课程学习出现畏难情绪，上课注意力不集中，学习效率低，严重影响教学效果。 2.教学学时少，教学进度快 最近几年，一些应用型高校在制定人才培养方案时不断压缩学分，增加实践课学时，缩减理论课学时，强调理论够用就行。在缩减理论课学时的大背景下，材料物理化学这门理论性强、内容多的课程学时也大幅下降，这就要求任课教师尽可能加快教学进度才能讲授更多知识。而教学进度加快后难免造成部分学生难以消化所学知识，上课听不懂。 3.学生基础薄弱，学习压力大 由于广西高招在2015年二本和三本合并招生，再加上扩招的影响，广西二本线从2014年的407分降为2015年的320分，这就造成2014年之后的二本分数线大幅下降。笔者所在的高校2015年录取分数线也比2014年下降了大约50分。授课时发现2015年入学的学生学习基础差一些，接受新知识要比之前的学生略微困难些，学习压力也更大些。 2改革措施 为提高材料物理化学教学质量，针对存在的问题我们从以下几个方面进行教学改革： 1.注重概念讲解和公式的推导 针对物理公式多、概念难理解的问题，上课时应注重基本概念的讲解和基本公式的推导。在讲解理想气体和实际气体区别时特别强调理想气体分子间距较大，可以忽略分子间势能，故理想气体的内能只是温度T的函数；而实际气体存在分子间相互作用力，分子势能不能忽略不计，故实际气体内能是温度T和压强p的函数。又如在讲解焓概念时强调焓是状态函数，在节流过程中焓不变。在讲解讲解pVT过程、相变、和化学反应上用实例来比较三种变化的热效应，让学生对以上三种变化在热量上有深刻理解。公式最多的章节是热力学部分，在大学物理课程中已经简单学习过热力学三大定律，但教学中发现把这三大定律应用在材料物理化中时学生普遍出现了困难。学生对公式的推导证明感到吃力，甚至有部分学生认为这么多公式根本记不住。热力学中内能U、焓H、自由能A、吉布斯函数G、外界对系统做的功W、熵S、温度T、压强p、体积V满足如下几个公式： 公式（9）-（12）给出了在特定条件下求T、p、V、S的方程，这四个方程在以后的计算证明中作用很大。公式（5）-（12）是由最基本公式（1）-（4）进行数学运算得到的。课堂教学时应让学生懂得公式重在理解，不能死记硬背，对公式多推导几遍就能慢慢理解。在教学中还发现个别学生不明确公式的适用条件就盲目套用公式计算，如公式（9）只有在体积V不变的情况下温度T才等于内能U对熵S求偏导，忽略了体积V不变这个条件得到的也是错误的结果，因此在课堂教学时要时时强调公式的适用条件。針对学生高等数学基础薄弱的问题，在上课时补充一些数学知识，这样可以减少公式推导时遇到的困难而加深对公式的理解。我们在推导相平衡理论时补充多元函数的泰勒展开公式，函数极大值和极小值的条件等数学知识。学生具备了充足的数学知识后普遍反映公式容易推导和理解。在讲解本课程概念和公式时与材料物理化学实验和后续课程相联系，进一步加深学生对本课程知识的掌握，使学生明白该课程的重要性，学习也会更加认真。 2.调整章节内容 针对学时少的问题，对章节内容进行调整修改，避免上课赶进度。该课程在我校金属材料工程专业中主要讲授热力学三大定律、化学势、相平衡、电化学和表面与界面。与物理化学主要关注气体和化学变化不同，材料物理化学更加重视凝聚态物质相变过程，尤其是金属材料相变。针对这种情况笔者剔除了金属材料工程专业几乎用不到的化学平衡、化学动力学、胶体化学等章节，这样就可以把有限的学时用在热力学和固体相变理论的学习上。相图是金属材料工程专业最重要的理论基础，对研究钢铁、铝合金、镁合金等金属材料性质尤其重要，为了突出重点在上课时应对该章节重点讲授。为了充分利用上课学时，我们采用传统教学和多媒体相结合的教学方法。对一些文字比较长的概念、案例、图表等采用多媒体教学，这样就可以节省板书时间，而对重要公式的推导则采用黑板板书的方式，这样就可以重点突出推导过程，加深学生对公式的理解。学时减少不可避免造成教学进度有所加快，我们要求学生做好预习和课后作业，对预习和课后作业的完成情况计入期末平时成绩。另外，对在大学物理课程中已经学习过的知识章节减少学时，以此争取更多的学时对重点章节进行讲解。 3.修改人才培养计划 针对2015年入学的学生基础薄弱这一情况，我们在2015年修改了人才培养计划，在满足专业要求的前提下适当降低本课程的难度，突出本课程最重要的内容及其在本专业中的应用。精心选择学习的章节，授课时的讲解更加详细，公式推导更加完备。要求学生课前做好预习，课后加强复习。课堂教学时多和学生互动，以便随时了解学生的学习情况，对学生理解困难的知识点进行针对性的讲解。自习课上加强对学生的辅导。课后作业和期末考试也适当降低难度，避免出现偏题和怪题，增强学生学习的信心。 3改革效果 通过以上教学改革的措施，教学效果明显改善，学生普遍反映材料物理化学这门理论性强的课程不再那么难学，学习的积极性提高了。通过教师的讲解，对于这门课程中的公式，学生学会运用数学工具来推导，从而发现公式不再需要刻意记忆，对于课本中的概念理解也更加深刻。教师修改人才培养计划，上课时忽略重复内容，突出讲授重点章节，避免赶进度，学生学习压力普遍减小，学习更加轻松，增强了学习的兴趣和自信心。 总之，材料物理化学作为一门理论性强、内容多、公式概念多的专业基础课，对于金属材料工程专业学生的学习而言具有重要的意义。作为教师要不断在教学中进行改革，激发学生的学习兴趣，让学生学好并能用好课程中的理论知识，从而为后续的专业学习打下良好的基础。
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