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地方高校应用化学专业“3+4”班级物理化学课程教学改革──以应用思维导图为例

2020-07-13

山东化工 2020年11期
关键词:物理化学章节导图

宋 娟

(泰州学院,江苏 泰州 225300)

“3+4”分段培养模式,是江苏省现代职业教育体系建设试点项目,中考时由中职进行招生,中职与应用型本科进行分段培养,中职学习3年,转段进入应用型本科学习4年。这种培养模式对于中高等职业教育的衔接起到了良好的促进作用,打通了中职院校毕业生的毕业之路。但是,对高校而言,“3+4”分段培养模式不仅是一次招生方式的改革,同时也对高校的师资配备、专业课程一体化、传统的教学方案等方面提出了改革的要求。“3+4”的学生主要是适合上普通高中却又难以进入四星级高中的学生,其学习能力和习惯与经历过高考洗礼的高考生相比存在一定差距。且我国传统的职业教育长期处于教育的弱势地位,其质量相比普通高中要差一些,“3+4”的学生即使通过测试顺利完成转段升学,仍然无法采用与原来本科生一样的教学方法和考核方案。换句话说,“3+4”分段培养应突出其大众教育的特点,将人才培养由学术型向应用型转变。

我校与当地中职合作试点,对中职阶段的精细化工专业和本科阶段的应用化学专业制定了一体化的培养方案,通过“知识+技能”的选拔制度,录取了35名同学。入校以来,在专业基础课程教学中进行了改革探索,笔者在 “物理化学”课程中融合中学教学的方法,尝试了思维导图、讲练结合、课后复述等方法,取得了不错的效果。现就在课程教学中应用思维导图的情况做具体介绍。

物理化学是应用化学专业的一门必修专业基础课,其内容庞杂,概念抽象、公式繁多,大多数学生学习时感到枯燥无味。且物理化学理论相比于之前的无机化学更加深奥,知识体系范围更广,“3+4”的学生基础较为薄弱,对物理化学的内容更加难以理解和掌握,因此很难产生学习兴趣,学习积极性较差,甚至产生厌学情绪。物理化学课程涵盖反应热力学(含化学平衡、相平衡)、反应动力学、电化学、界面与胶体化学等方面,覆盖范围广,知识点众多且繁杂难记。不过物理化学的知识点虽然多而繁杂,但各个章节中知识点之间往往彼此密切联系,其纵横交错的相互关系形成了一个立体网状的知识体系。若学生能够从整体上把握住物理化学的知识体系,此时,庞杂的知识点就可以通过其系统性和关联性而变得容易记忆和掌握。笔者在教学过程中发现,引入思维导图,可以帮助学生快速构建章节知识体系,激发学生学习兴趣,提高学习效率。

1 思维导图概述

思维导图是英国著名心理学家东尼博赞在20世纪60年代发明的笔记工具[1]。作为一种非线性的笔记工具,它是记录者放射性思维的图式表达,具有中心突出、层次分明、易于理解、可操作性强等特点[2]。思维导图最初应用于帮助“学困生”克服学习障碍,之后被不断推广应用到包括商业等众多领域。2000年以后,我国教育界对教育实践中思维导图的应用逐渐重视起来,但主要集中在中学教育领域,高等学校里将思维导图用于教学实践中的研究较少[3]。学科教学中运用思维导图的好处是:(1)让学生对所有内容一目了然。(2)使用关键词,容易刺激大脑自由联想。(3)不用费时费力做笔记。(4)有效地促进学生主动学习[4]。而对于我校“3+4”的学生来讲,在大学学习内容要远远多于中学,由于其学习能力较弱,在教学中应用思维导图可以帮助他们将原本难以掌握的内容厘清关系,以便于其对课程内容系统把握,更重要的是教会他们自己运用思维导图以培养其发散性思维提高其自学能力。

2 思维导图在物理化学教学中的应用

在本校18级“3+4”应用化学专业的物理化学教学中,笔者利用思维导图把章节知识划分成各级主题,并将不同主题相互间的关系表现出来,利用图像和颜色建立记忆链接。通过呈现各知识点之间的层次关系和思维顺序关系,实现概念表征的可视化。在教学设计、课堂教学中将学习内容通过思维导图的方式呈现出来,能有效提高学生的学习效率。课后通过要求学生完成进一步深入的个性化思维导图来培养学生的归纳整理能力,从而提升学生的学习效果。下面以化学反应动力学为例,具体阐述在物理化学教学中如何使用思维导图。

2.1 思维导图在课前的应用

大学的课程学习因其体系庞大内容繁多往往需要学生课前做好预习工作才能保证其在课堂听课效果,但是,实际情况中,教师布置的课前预习工作往往被学生流于形式了。认真的同学翻翻书浏览一下,不认真的同学可能看都不看,主要原因是学习内容难度较大内容较多,而学生又没有掌握很好的自学技巧。这样的预习根本不能发挥作用,最多是部分同学知道下节课大概要学习什么。此时,若课前给学生发布一张思维导图,告诉学生本章节我们主要的学习内容是什么,将不同类型的知识点(包括基本概念、基本理论、涉及的数学方程、影响因素、生产应用等)在思维导图中以子主题的形式按顺时针列在章节主题周围,用不同颜色进行标注有利于学生进行识别,第三层次则是列出进一步细化的知识点。学生看到这样的预习任务导图,很容易就了解在本章节即将要学习和掌握的内容。如图1。

图1 化学动力学章节预习任务思维导图

2.2 思维导图在课上的应用

图2是授课过程中针对每一部分的知识进行总结而绘制的思维导图,此时依据章节内容之间的纵向联系和美观的原则,将原先二级主题的内容和次序做了一定调整。将最为重要的内容保留在导图主界面,一些重要程度稍低的内容则进行了收缩(在教学过程中,可根据教学的需要,可以通过点击打开节点进行讲述)。课堂中应用的思维导图以教师为主导,同时也需要注重学生的主体作用,通过提问、讨论等活动充分激发学生的思维、使其主动参与到课堂当中来,还能在授课同时提高学生的归纳总结能力和想像力。思维导图的可视化特点,使得课堂没那么枯燥乏味,而且学生在讨论绘制导图的过程中可以了解自己对整章知识内容掌握的程度,及时进行查漏补缺,以此加深对知识的把握和记忆,最终达到提高学习效率的作用。如图2中简单级数化学反应速率方程,学生们经过讨论后将0、1、2和n级速率方程及其反应的特征进行整理,用表格列出,便于比较和记忆。过渡态理论中用图的形式表达过渡化合物既可以向生成物方向反应又可以向反应物方向反应,还能看出宏观反应热的情况。而催化剂对反应速率的影响同样用图解释,反应历程的改变使得活化能降低,反应速率增加。活化能作为碰撞理论、过渡态理论、阿仑尼乌斯方程和催化剂影响反应速率中都出现的知识点,又将这几个部分联系在一起。

图2 化学动力学章节知识体系思维导图

2.3 课后复习中的应用

图3 简单级数反应速率方程板块思维导图

课后针对课上学习内容教师可布置进一步的学习任务,将简单级数反应的速率方程和活化能作为思维导图的主题,要求学生通过复习课堂内容总结习题经验来绘制板块知识点的思维导图。图3和图4则为学生绘制的上述两个知识点的思维导图。图3中,将简单级数反应的反应级数、速率方程和特征作为第一级子主题,进一步展开到二级子主题。利用箭头虚线将反应级数、速率方程以及反应特征之间进行联系,意味着这三者彼此之间均可以相互推断得到,正是学生们在课后习题中体会出来的,有了这样的总结,学生们在解决此类题目的时候公式可以信手拈来。图4是将涉及活化能的四个知识点作为一级子主题,利用颜色字体的不同,每个分支解决一个知识点的内容,既讲清楚原理又讲清楚结论。通过这个思维导图对活化能知识的整理,学生就可以从全方位的把握好活化能在动力学章节中的作用,自然也就提升了学习效果。

图4 活化能板块思维导图

3 结语

笔者同时承担本校应用化学专业“3+4”和正常高考生班的物理化学课程教学,发现在“3+4”班级教学中运用思维导图,有利于该班学生提升学习能力,缩小与正常班级差距。思维导图通过图像的形式呈现知识,可以较好地引起学生兴趣,有利于学生对各个知识点创立链接及系统知识的建立,不再需要死记硬背,还能对学生各方面能力的培养起到很明显的作用。关于思维导图在“3+4”班级教学中的具体应用,还有很多方面可以进行探索,比如用于实验课程教学、线上线下混合式教学以及课程成绩评价等等。

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