观摩美国田纳西大学物理化学教学得到的启示

谢逢春

(华南理工大学化学与化工学院 广东广州510640)

国外化学教育

观摩美国田纳西大学物理化学教学得到的启示

谢逢春

(华南理工大学化学与化工学院 广东广州510640)

阐述美国田纳西大学物理化学课程教学的教学内容、教学方式、学生成绩的评估方式以及对教师教学工作的评估方式，并对比我国华南理工大学的物理化学教学，提出了借鉴美国高校物理化学教学的先进经验，将以教师为中心的教学模式转变为以学生为中心的教学模式是提高物理化学教学效果的一个有效途径。

物理化学课程是化学、化工、生物、环境、材料等专业的一门重要专业基础课，对于这些专业的学生形成完整的知识结构具有不可替代的作用。华南理工大学作为首批进入国家“211工程”和“985计划”建设的重点大学，在物理化学课程建设上进行了长期努力，目前华南理工大学的物理化学课程已经成为广东省精品课程。

美国田纳西大学具有200多年历史，为田纳西州最大的大学，也是受政府资助的公立大学。田纳西大学的物理化学课程是该校化学、环境、材料、生物专业本科生的骨干基础课程，受到学校的高度重视，该课程在改进教学方法、提高教学效果方面取得的成就令人瞩目。笔者作为在华南理工大学承担物理化学教学工作达20年的教师，以访问学者的身份应邀到田纳西大学访问，观摩了田纳西大学物理化学教学的全过程，并同主讲教师T.Ffrancon Williams教授进行了深入的交流，得到了一些较为深刻的启示和借鉴。

1 比较

1.1 教学内容

田纳西大学开出的物理化学课程分为物理化学和生物物理化学两种类型。其中物理化学是为化学、化工、材料等专业本科生开出的专业基础课，主要包含经典热力学、多组分体系、化学平衡、相平衡、电化学、化学动力学、量子化学、统计热力学、偶极分子及其相互作用、固态结构等内容，共84学时，分上下两学期开出，每学期42学时。生物物理化学是为生物、环境等专业本科生开出的专业基础课，课时及开课时间同物理化学课程相同，内容删减了偶极分子及其相互作用、固态结构等内容，增加了生物热力学、生物膜、生物大分子、酶动力学、细胞动力学等生物学方面的相关内容。

华南理工大学开出的物理化学课程分为84学时、64学时和48学时三类。其中84学时的课是为应用化学专业本科生开出的专业基础课，分上下两学期，每学期42学时。64学时的课是为化工、材料等专业的本科生开出的专业基础课，一学期上完。48学时的课是为生物、食品、环境等专业的本科生开出的专业基础课，也是一学期上完。这三类物理化学课程主要涵盖了经典热力学、多组分体系、化学平衡、相平衡、电化学、化学动力学、统计热力学、表面化学、胶体化学等内容，其中64学时和48学时的课不包含统计热力学的内容，并根据学时不同对其他章节的内容做一定的删减。

这两个学校的物理化学课程涵盖的内容各有千秋，其中田纳西大学的物理化学课程偏重于量子化学、统计热力学以及生物领域方面的内容;而华南理工大学的物理化学课程偏重于表面化学、胶体化学方面的内容，但非化学专业的课时偏少，在某种程度上影响了学生对物理化学知识的掌握。

1.2 教学方法

1.2.1 注重师生互动的课堂教学

田纳西大学的物理化学课堂教学非常注重师生互动。教师在讲授一个知识点前，经常先向学生提出问题，引导学生思考，并启发学生提问，然后再根据学生的问题，展开这个知识点。教师和学生经常就某个热点和难点问题进行讨论。课堂上既有讲授，也有讨论，让学生通过思考和提问，逐步领会和掌握所学内容。为了活跃课堂气氛，教师还将一些有关社会上热点问题的资料印发给学生，让学生结合课程内容进行讨论。如讲授热力学第二定律时，将总统竞选过程中辩论激烈的能源问题结合能量的转换规律进行讨论;在讲物质的光谱和电磁波时，结合社会上有争议的有关家用电器产生的电磁波是否对人体有危害的问题进行讨论。学生通过对一些大家关心的实际问题进行探讨和研究，提高了对物理化学课程作用和地位的认识，并产生了对课程知识学习的浓厚兴趣。

华南理工大学同国内其他高校一样，物理化学的课堂教学以教师讲授为主，学生有问题一般在课下向教师提问，教师进行解答。近年来学校大力倡导师生互动教学，力图改革传统的教学模式。笔者在课堂教学中讲授难点问题时，一般先启发学生进行思考，让学生思考一段时间后，再展开问题进行讲解。这种互动教学方式很受学生欢迎，已经取得了较好的教学效果。

1.2.2 引导学生合作学习

在田纳西大学的物理化学教学过程中，学生被分为若干个小组，每个组3～4名学生。小组活动有两类，一类是小组讨论，一类是小组作业。

小组讨论课1～2周举行一次，每次一节课(50分钟)，教师首先将一些重点、难点问题作为讨论主题布置给学生，让学生先进行思考，并查阅有关资料，然后再在小组讨论课上分组讨论，教师对每个小组巡回指导。小组讨论课上气氛一般都很热烈，学生们各抒己见，争相提出自己的观点，并对其他人的观点提出个人见解。例如，在讨论熵的概念时，有的学生提出熵和温度一样，也是一种系统热运动激烈程度的量度;有的学生提出熵是系统惰性的量度。有的学生还查阅了信息熵、经济熵等资料，拿来和热力学熵进行对比。经常一节课时间到了，学生们还意犹未尽，自发地在课下继续小组讨论。讨论完后，小组学生共同写出讨论记录和总结，交给教师。教师对正确的观点给予肯定;而对不正确的观点则肯定其正确的部分，修正其错误的部分;并对提出独特见解的学生给予特别鼓励。

小组作业一般题量都很大，必须由小组成员分工完成。学生们先进行思考，查阅相关资料，找到自己分工的作业题的解题方法，然后在小组作业会上报告自己的解题思路，再听取其他同学的意见，并对其他同学分工的作业题的解题思路提出自己的见解，最后按分工共同完成作业。这样，虽然每个学生完成的只是自己分工的那部分题，但实际上掌握了全部小组作业题的解题方法。合作学习不但有效地提高了学生的学习效率和效果，还促进了良好学习风气的形成。学生在合作学习中，互帮互学，共同提高。

华南理工大学的物理化学教学虽然以大班讲授为主，但也进行了大班授课和小组讨论相结合的尝试。笔者在1998年曾将一个物理化学授课班的96个学生分成10个小组，每组10个学生左右，一学期开展3次讨论，每次讨论时间约3小时，均为对前面学过的课程内容进行的阶段性总结讨论。在讨论会上，学生相互交流，教师进行总结。小组讨论有效地促进了学生对课程知识的理解和掌握，提高了教学效果，并获得学生们的好评。笔者已经将这项教学成果总结成一篇教学研究论文发表。

1.2.3 促进学生主动学习

主动学习贯串于田纳西大学学生学习物理化学课程的整个过程中。教师在课堂上讲解的只是课程内容中的难点和重点部分，课程内容中的一大半要求学生通过自学和合作学习掌握。每次小组讨论课前，学生都要查阅大量相关资料，对有关问题进行思考和探索，形成自己的见解，以便进行讨论。教师布置的作业，大部分都涉及到未讲解的课程内容，学生必须针对这些作业中的问题，对有关课程内容进行学习和讨论，掌握这些内容后，才能完成作业。另外，学生每学期还要写两篇课程阶段总结和一篇课程论文，学生必须自己对课程内容进行认真的总结和研究后，才能完成这些工作。学生经常是带着问题学习，带着明确的目标学习，这些问题和目标推动着学生去主动学习，这是学生学习物理化学课程的主要方式。

华南理工大学为了提高物理化学课程的教学效果，也采用了一些方式，促进学生主动学习。笔者在物理化学课程教学中，经常在作业题外，给学生布置一些内容较深的思考题，让学生通过自己的深入思考，对课程中的一些重要问题进行探索，以加深对课程内容的理解。

1.3 学生成绩的评估方法

田纳西大学物理化学课程学生期末总评成绩评定方式为:小组讨论10%;小组作业9%;课程阶段总结(两篇)9%;平时测验(两次)36%;课程论文16%;期末考试20%。从中看出，学生成绩评估中的综合因素较多，期末考试在总评成绩中占的比例较小。学生的成绩在很大程度上并不取决于期末考试的分数。

在华南理工大学物理化学课程期末总评成绩中，期末考试占70%～80%，平时成绩占20%～30%。平时成绩包含作业、考勤以及平时测验。期末考试所占的分量较大，学生成绩主要决定于期末考试的分数。

1.4 教师教学工作的考核方法

田纳西大学非常注重学生对教师的评价，在评价时采用的是美国高等教育协会编制的标准问卷，通过对学生的问卷调查，来评估教师的教学工作。问卷评估每学期进行两次，一次在开学一个月后，一次在期末。第一次评估是考察教师是否能够胜任课程教学，并希望教师能够通过评估结果改进教学方法。如果第一次评估不合格，则撤换任课教师。期末评估是考核教师教学工作的最重要依据，在教师的续聘和升职中占有很大的分量。

华南理工大学对教师教学工作的考核以教学工作量为主，近年来也开展了学生网上评教工作，但评教结果只作为教师考核的参考，对教师的考核结果影响很小。

2 评述

物理化学是一门抽象性较强的课程，其中很多重要概念和原理，如焓、熵、熵增大原理、吉布斯函数、化学势、化学势判据、配分函数等，初学者必须通过思考、领悟、理解、融会贯通的过程，才能够真正把握其中的实质和要点。而在传统的以课堂授课为主的教学过程中，除少数抽象思维能力很强的学生外，大部分学生都很难顺利完成这一过程。他们对课堂上的讲解内容似乎都“听懂”了，但一旦让他们综合这些内容解答问题，就往往束手无策。其原因就在于他们并没有真正弄懂这些内容的要点和实质。而在互动教学、合作学习、主动学习的过程中，学生通过反复探讨、深入思考、相互启发，通过多次对课程内容的接收、思索、反馈、再接收、再思索、再反馈的过程，不断地修正、补充、加深自己对课程内容的理解和领会，进而顺利地掌握课程内容的要点和实质。而实施互动教学、引导学生合作学习、推动学生主动学习的关键，就在于建立以学生为中心的教学模式，以调动学生的主观能动性作为教学过程的最重要任务，尊重学生的学习自主性，让学生从被动的知识接收者转变为主动的知识寻求者。

在20世纪80年代，为了提高美国高等教育的质量，美国高等教育协会投入了大量的人力、物力对大学的教学方法进行了研究，并于1987年3月发布了大学教育七大原则，这七大原则是:鼓励学生与教师接触;鼓励学生间的合作;鼓励主动学习;及时反馈;强调刻苦学习;表达高期望;尊重多才多艺和多种学习方法。这七大原则的中心就是让学生成为教学过程的主体，让学生成为教学工作主动参与者，实施以学生为中心的教学模式。田纳西大学物理化学课程的教学方式就是以此为基础而建立的，其教学的整个过程都贯串了这七大原则的精神。这七大原则是美国高校保持较高教育质量的一个重要因素。

纵观我国高校，物理化学课程的教学还基本停留在以课堂授课为主、以教师为中心的传统教学模式上。华南理工大学的物理化学教学通过教师多年的努力，虽然取得了很大成绩，但对比世界先进水平，还有相当长的一段路要走。

3 结语

为了适应社会的发展，改革物理化学课程的教学方式，提高教学效果，已经成为当务之急。虽然中美两国高校的教学条件和教学环境不同，有些做法不能完全照搬。然而他山之石，可以攻玉，借鉴美国高校物理化学教学的先进经验，将以教师为中心的教学模式转变为以学生为中心的教学模式，积极调动学生参与教学、大力激发学生的主观能动性，则是提高物理化学教学效果的一个有效途径。

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