陈 钰,张紫怡,郑慧敏,陈晴晴,吕佳琪
(廊坊师范学院化学与材料科学学院,河北 廊坊 065000)
新时代教育是新时代中国特色社会主义思想性的重要内容,新时代教育背景下的物理化学教学改革十分迫切。虽然物理化学教学也在不断改革,但是新时代教育背景下的物理化学教学改革探讨更具现实意义。为了更好促进物理化学教学的发展,在教学过程中应将新时代教育背景的最新思想和理论知识恰当地融入到物理化学教学内容中,以拓宽学生的视野和学习领域,激发学生学习物理化学的兴趣,提高学生的学习能力和解决实际问题的能力,为促进中华民族的伟大复兴提供人才支撑。新时代教育背景下物理化学教学可在教学理念的创新、教学融入生态文明建设、教学知识实践化、经济持续健康发展等方面进行改革。
首先,坚持物理化学多媒体教学。多媒体教学打破原有传统黑板教学方式的直接讲解方式创新形式教学,不仅激发了学生的求知欲,强化教学过程,还可将课堂由静至动。多媒体技术的运用能让学生理解物理化学知识更充分、更透彻,师生之间互动更频繁。然后,注重学生参与物理化学课堂教学。要让学生参与课堂,利用讨论的形式总结一个阶段物理化学学习中的心得体会和疑惑。教师应该着重研究物理化学课程内容的内在联系,并尽可能地将一些前沿知识融入到教学过程中[6]。物理化学教学不仅需要教得深入而且需要全面。因此,在新时代教育背景下,物理化学的课堂教学创新是很有必要,能使学生乐在其中,还能使学生增长知识,增强学生学习物理化学的兴趣。
实验数据处理相对繁琐,更需要团结协作,培养共赢精神。数据的处理过程是发现问题→处理问题→解决问题的过程。实验数据的处理的经历和过程非常重要,由此提出“历程的记录”微课模式,即学生通过实验记录下处理过程、实验心得、实验总结。教师收藏并做好记录,以与下届的学生分享学长的实验过程中的得与失。通过这些引领好的学习风气,营造好的学习氛围。因此,新时代教育背景下的物理化学实验要提高学生的实验操作能力,注重实验过程和学生之间的经验分享,从而提高学生的物理化学实验综合能力。
新时代教育背景下的物理化学中的绿色方面主要是体现在从理论上解释环境的保护和治理。例如,物理化学中的有机电合成的方法可制备有机化肥和特殊的植物养料,来满足植物荒漠中植物的营养物质需求。利用有机电合成来制备植物的有机物,不用额外添加氧化剂和挥发性有机溶剂,在实验过程中就可以达到绿色节能减排的指标。电化学合成过程中要避免使用含铅、含汞电极,要推广使用绿色、生物可降解性电极材料,电化学合成过程中要使用电解质溶液,不仅要电导率高、能提高产物的产率和选择性,还要确保绿色无污染。电极的反应过程中尽量降低超电势,使得电极反应更易发生、 耗能更少, 成本更低。因此,新时代教育背景下物理化学教学改革能促进绿色发展,不仅符合五位一体总的战略布局,而且对人类命运共同体的建设也能提供帮助。
物理化学中的循环过程要求在工业生产过程中催化剂要实现再利用。结合新时代的绿色低碳绿色的背景下,在催化反应中不管是均相催化还是异相催化,都要求重复再利用的,这样不仅成本降低,同样也使得经济效益增加。在工业生产中,水资源的的短缺有目共睹,利用物理化学中的胶体聚沉原理可以使得废水得到再利用变成饮用水。胶体聚沉分为物理凝聚和化学凝聚,进行沉降而后过滤。进而可以利用相平衡原理找到合适的温度和压力来进行聚沉,以达到很好对比分离效果,实现废水的再利用。因此,新时代教育背景下物理化学教学改革既能提高效率,还能促进循环发展。
新时代教育背景下物理化学教学可与碳中和碳达峰的国家战略相结合,二氧化碳捕集一般包括物理吸附或化学吸附。有关物理吸附和化学吸附中,因为物理吸附的作用力较弱,后期二氧化碳的脱附较为容易。化学吸附的作用力较强,后期二氧化碳的脱附耗能较高,但是化学吸附量一般也较高。可开发新型功能化材料同时实现二氧化碳的高效捕集和低能耗脱附,为下一步二氧化碳转化为高附加值产物提供铺垫。因此,新时代教育背景下物理化学教学改革能在低碳发展领域做出贡献。
新时代教育背景下物理化学教学注重学有所用,学以致用,推广高校学生将所学知识实践化。以物理化学中电化学为例,利用电化学知识可以开发金属防腐方法,将课本理论应用于生活实践化,例如,如今在航天领域,飞机成为人类出行的重要交通方式,制作飞机材料标准愈来愈高,长期在高空领域飞行会导致其金属外壳会受到严重腐蚀,可利用电镀方法制备防腐蚀性飞机外壳材料:首先将飞机原有金属外壳作为阴极,选择防腐性能好的金属材料作为阳极镀层,在电镀槽内进行电镀,增强飞机外壳的耐腐性、硬度,延长其使用寿命。因此,新时代教育背景下物理化学改革要注重将物理化学知识实践化,要培养学生学有所用、学以致用的精神,真正的将知识融入到实际生活和工业生产中。
新时代教育背景下物理化学应使学生认识到学习物理化学不仅仅是一般的数据处理,还要将物理化学的理论知识用于推动经济的发展,为经济发展提供新技术,提供专业性的科技人才。每年都有数以万计的学习物理化学的大学生、硕士生以及博士生毕业,学生们学到物理化学中的热力学、相平衡、化学平衡、电化学、胶体界面、动力学等理论知与工业生产关系密不可分,把物理化学知识应用于化学化工生产中能提高生产效率和经济健康持续发展。所以,新时代教育背景下物理化学改革可以降低成本,提高生产力,增加经济效能,可以加快我国进入创新型国家前列的速度,提高我国人均国内生产总值。
新时代教育背景下物理化学教学改革的几点建议,包括物理化学教学在教学理念的创新、教学融入生态文明建设、教学知识实践化、经济持续健康发展等。新时代教育背景下物理化学教学改革能改善生态环境,促进广泛形成绿色低碳发展。