《物理化學(xué)》與《無機(jī)化學(xué)》課程優(yōu)化與整合的研究*

傅　麗，梁紅蓮，趙　娣，張素玲，王東升，馬麥霞

(廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,河北　廊坊　065000)

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《物理化學(xué)》與《無機(jī)化學(xué)》課程優(yōu)化與整合的研究*

傅麗，梁紅蓮，趙娣，張素玲，王東升，馬麥霞

(廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,河北廊坊065000)

為適應(yīng)地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才，高等院校面臨的緊要任務(wù)就是要進(jìn)行多方面的教學(xué)改革，包括教學(xué)方法與手段、課程建設(shè)、專業(yè)建設(shè)及實踐教學(xué)等多環(huán)節(jié)，其中課程改革是是實施創(chuàng)新教育的重中之重。我們對化學(xué)學(xué)科兩門主干課程《物理化學(xué)》和《無機(jī)化學(xué)》教學(xué)進(jìn)行改革，通過教師集體備課研討，整合、優(yōu)化授課內(nèi)容，精簡講課學(xué)時，以期為今后其他課程建設(shè)提供一些改革思路。

課程建設(shè)；整合優(yōu)化；創(chuàng)新增效

對于高等院?；瘜W(xué)、環(huán)境科學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)來說，《無機(jī)化學(xué)》是很多學(xué)校開設(shè)的第一門基礎(chǔ)課程，它涵蓋了化學(xué)的基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和化學(xué)元素三大部分內(nèi)容，具有承上啟下，提綱挈領(lǐng)的作用?，F(xiàn)代無機(jī)化學(xué)是應(yīng)用現(xiàn)代物理技術(shù)及物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的觀點來研究和闡述化學(xué)元素及其無機(jī)化合物的組成、性能、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的科學(xué)；《物理化學(xué)》一般是繼《無機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》等課程之后開設(shè)的基礎(chǔ)課程，它主要運用物理的實驗方法與數(shù)學(xué)的演繹方法闡述化學(xué)變化過程中的基本規(guī)律與原理。物理化學(xué)基本原理在無機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用有離子極化理論、薛定諤方程式、勢能原子軌道理論等。應(yīng)用離子極化理論較全面、系統(tǒng)地解釋了無機(jī)化學(xué)中有關(guān)離子晶體晶型反常的現(xiàn)象、無機(jī)化合物的顏色變化規(guī)律、無機(jī)含氧酸鹽熱穩(wěn)定性等具體問題。由此可見，雖然兩大基礎(chǔ)課程各有不同特點，但又相互聯(lián)系，授課知識點有部分重疊情況，占用了一定量的重復(fù)授課學(xué)時。基于此，我們提出并實施對《物理化學(xué)》和《無機(jī)化學(xué)》課程優(yōu)化整合的改革，通過整理與合并授課內(nèi)容，以期優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，兩大基礎(chǔ)課程也逐漸能夠形成各自新的知識體系和新的授課理念，從而為建立培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的特色課程體系提供改革思路。

1　課程優(yōu)化整合

1.1課程內(nèi)容

傳統(tǒng)的《物理化學(xué)》和《無機(jī)化學(xué)》授課知識點有較多重合內(nèi)容，包括以下幾大部分：(1)化學(xué)熱力學(xué)：物理化學(xué)課程(熱力學(xué)第一定律、第二定律)學(xué)時數(shù)24；無機(jī)化學(xué)課程(化學(xué)基礎(chǔ)知識， 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ))學(xué)時數(shù)10。涵蓋的知識點內(nèi)容有：狀態(tài)函數(shù)的概念，熱力學(xué)第一定律，功，焓，等壓熱效應(yīng)，等容熱效應(yīng)，熱容，自發(fā)過程；熱力學(xué)第二定律，熵增加原理；熱力學(xué)第三定律；熱化學(xué)，化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)度，蓋斯定律，熱化學(xué)方程式，燃燒熱，生成熱，化學(xué)反應(yīng)熵變的計算，吉布斯函數(shù)，吉布斯判據(jù)，化學(xué)反應(yīng)等溫式等。(2)化學(xué)動力學(xué)：物理化學(xué)課程(化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)一、基礎(chǔ)二)學(xué)時數(shù)20；無機(jī)化學(xué)課程(化學(xué)反應(yīng)速率)學(xué)時數(shù)4。涵蓋的知識點內(nèi)容有：化學(xué)反應(yīng)速率，反應(yīng)級數(shù)，化學(xué)反應(yīng)速率方程，Arrhenius方程；碰撞理論，過渡態(tài)理論；反應(yīng)機(jī)理，催化劑等。(3)化學(xué)平衡：物理化學(xué)課程，學(xué)時數(shù)6；無機(jī)化學(xué)課程，學(xué)時數(shù)4。涉及的知識點有：化學(xué)平衡常數(shù)與|Gr|的關(guān)系，濃度、溫度、壓強(qiáng)對平衡常數(shù)的影響等。(4)電化學(xué)：物理化學(xué)課程(可逆電池的電動勢及應(yīng)用， 電解與極化作用)學(xué)時數(shù)24；無機(jī)化學(xué)課程(氧化還原反應(yīng))學(xué)時數(shù)6。包含的知識點有：原電池的結(jié)構(gòu)，正負(fù)極符號，原電池的電動勢，電極電勢，Nernst方程，化學(xué)電源與電解等。(5)價鍵理論：結(jié)構(gòu)化學(xué)(共價鍵理論和分子結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu))學(xué)時數(shù)16；無機(jī)化學(xué)課程(化學(xué)鍵理論概述)學(xué)時數(shù)8。涉及的知識點內(nèi)容：價鍵理論，價層電子對互斥理論，雜化軌道理論，分子軌道理論，金屬鍵理論，離子鍵理論等。(6)晶體場理論：結(jié)構(gòu)化學(xué)(配位場理論和絡(luò)合物結(jié)構(gòu))學(xué)時數(shù)4；無機(jī)化學(xué)課程(配位化合物)學(xué)時數(shù)6。涉及的知識點有：晶體場理論，晶體場理論與分子軌道理論的區(qū)別等。這些內(nèi)容雖然在呈現(xiàn)方式、知識點的重點難點程度和研究目的上有所不同，但是在教學(xué)過程中，仍然避免不了兩門課程在這些知識點上的簡單重復(fù)[1]。

1.2優(yōu)化后的課程內(nèi)容

優(yōu)化整改后，物理化學(xué)課程中：(1)化學(xué)熱力學(xué)內(nèi)容總學(xué)時不變，但對不同條件下體積功的計算增加了練習(xí)和總結(jié)，對的計算做了歸納，對作為化學(xué)反應(yīng)的方向判據(jù)做了比較；(2)化學(xué)動力學(xué)部分增加4學(xué)時，突出了對零級、一級、二級反應(yīng)的特點及判斷方法以及過渡態(tài)理論，反應(yīng)機(jī)理的講解；(3)化學(xué)平衡增加2學(xué)時，強(qiáng)化影響化學(xué)平衡因素的講解，以及在實際生產(chǎn)中的調(diào)控應(yīng)用；(4)電化學(xué)部分增加4學(xué)時，著重對電極電勢，Nernst方程進(jìn)行重點講解；(5)在價鍵理論內(nèi)容上，無機(jī)化學(xué)相應(yīng)簡化講解這一部分的內(nèi)容，減少了2學(xué)時，而在結(jié)構(gòu)化學(xué)的講授內(nèi)容上增加了8學(xué)時；(6)在晶體場理論部分，無機(jī)化學(xué)課程對此也進(jìn)行了弱化處理，相應(yīng)減少了2學(xué)時，而在結(jié)構(gòu)化學(xué)的講授內(nèi)容上增加4學(xué)時。

2　優(yōu)化整合的宗旨與措施

2.1培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力

優(yōu)化整合后的課程，課堂講授時間少了，相應(yīng)地學(xué)生自學(xué)的時間多了。為此，在教學(xué)過程中一定要加強(qiáng)對學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，不僅是教學(xué)活動的必要手段，而且對學(xué)生在大學(xué)階段乃至終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，都有著積極的作用[2]。因此，授之以魚不如授之以漁，使他們體會“發(fā)現(xiàn)”的樂趣，體會自己學(xué)習(xí)能力上質(zhì)的飛躍就顯得尤為重要。這就要求教師要根據(jù)不同類型學(xué)生出現(xiàn)的不同問題，順勢引導(dǎo)。指導(dǎo)缺乏主動學(xué)習(xí)習(xí)慣的被動型學(xué)生，學(xué)會預(yù)習(xí)、認(rèn)真探索和復(fù)習(xí)；指導(dǎo)懶惰型學(xué)生要自己按時獨立完成作業(yè)，忌抄襲，杜絕考試作弊；而指導(dǎo)具有良好自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的學(xué)生閱讀參考書和相關(guān)文獻(xiàn)，擴(kuò)展知識面。使不同類型的學(xué)生都處于對知識的不斷追求之中。而且也讓學(xué)生們明白，自學(xué)是大學(xué)學(xué)習(xí)的一種基本方法和能力，也是終身學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)，增強(qiáng)他們的自學(xué)信念和動力。

2.2改變傳統(tǒng)教學(xué)方法 提高教學(xué)質(zhì)量

改革的形勢迫使我們改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，必須精講。講清重點和難點，介紹學(xué)科的最新發(fā)展，使學(xué)生感到聽每一堂課都有新收獲。

學(xué)生要有比較寬的知識面，才能提高今后的適應(yīng)性和創(chuàng)新能力。要拓寬學(xué)生的知識面,就要求教師具備淵博的知識，所以教師要不斷提高自身素養(yǎng)，更新授課內(nèi)容，密切關(guān)注科研新動態(tài)。在教學(xué)中適當(dāng)介紹本學(xué)科的最新成就及發(fā)展前景,并將它與我們學(xué)習(xí)的理論知識聯(lián)系起來,通過設(shè)問、講解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣。興趣是最好的老師，是學(xué)生學(xué)習(xí)的原動力[3]。我國古代思想家、教育家孔子就曾說過“知之者不如好知者，好之者不如樂知者”。學(xué)生只有喜愛上了物理化學(xué)，才能被這個抽象的世界所吸引，才能對它產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，才能開啟對它進(jìn)行研究的興趣，鉆研的行動。因此，課堂教學(xué)方法要不斷改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)是關(guān)鍵。在無機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)中，有許多原理在實際生產(chǎn)和生活中都有廣泛的應(yīng)用[4]，教學(xué)中若能注意理論聯(lián)系實際，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)理論知識去解答，就可以使學(xué)生感到學(xué)有所用，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情[5]。

比如：我們在講到稀溶液的凝固點降低時提問：你如何用我們今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容解釋下雪時在路面上撒鹽？在講到Clapeyron方程時，讓學(xué)生用此方程解釋雪崩現(xiàn)象。

滑冰運動員的冰刀與Clapeyron方程又有什么關(guān)系呢？在傅獻(xiàn)彩，沈文霞等編著的《物理化學(xué)》(第五版)336頁第7題有所體現(xiàn)。

又如，在講熱力學(xué)第二定律時，可以引入非平衡態(tài)熱力學(xué)知識，簡介耗散結(jié)構(gòu)理論，提出以下問題:生命體的熵怎么計算? 熵與生命有何關(guān)系? 發(fā)燒和中暑與熵有何關(guān)系? 從熱力學(xué)角度看，怎樣治療發(fā)燒和中暑? 再比如，在講到潤濕問題時，列舉荷葉具有“出污泥而不染的特性，即具有自清潔功能，為什么它具有這種功能呢? 具有這種超疏水結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品能給我們帶來什么好處?在講電化學(xué)時,先簡介燃料電池,設(shè)問有沒有完全綠色、環(huán)保的電池? 怎樣使電池源源不斷地對外放電,而且容量不受體積和質(zhì)量的限制? 它的工作原理是什么?[6]特斯拉汽車的充電效率問題又如何解決？這就要求老師平時要注意搜集素材,在適當(dāng)時候在課堂上引入生產(chǎn)生活實例或?qū)W科前沿,通過設(shè)問、類比等方法,運用生動的語言,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決實際問題能力,提高課堂教學(xué)效果。

3　結(jié)　語

《無機(jī)化學(xué)》和《物理化學(xué)》重復(fù)授課內(nèi)容的優(yōu)化整合，既可以縮減教師授課的學(xué)時，又可以避免學(xué)生重復(fù)聽課。要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，教師就要提高授課功效，壓縮客觀性內(nèi)容，減少重復(fù)性內(nèi)容，補(bǔ)充熱點、動態(tài)、規(guī)律等內(nèi)容，并把先進(jìn)理論與研究成果轉(zhuǎn)化為教材。打破傳統(tǒng)是困難的，但作為高校老師，一定要擔(dān)當(dāng)起人才培養(yǎng)這個根本責(zé)任，要敢于嘗試變革并勇于創(chuàng)新。

[1]王小兵, 盧文貫, 任健敏.無機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)課程整合與優(yōu)化初步探討[J].大學(xué)化學(xué), 2014, 29(2): 23-25.

[2]沈文霞, 姚天揚(yáng), 傅獻(xiàn)彩. 努力提高物理化學(xué)課的教學(xué)質(zhì)量[J].大學(xué)化學(xué), 1991, 6(2): 11-13.

[3]鄧斌.物理化學(xué)課程教學(xué)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].中國西部科技,2008,7(34):56-57.

[4]趙東江,馬松艷,樊鐵波,等.物理化學(xué)課程建設(shè)和教學(xué)改革的探索[J],2006,26(5):167-169.

[5]姚秋萍,伍丹.藥學(xué)專業(yè)無機(jī)與物理化學(xué)課程的教學(xué)改革與探索[J].科技信息,2010(23):667-668.

[6]楊鳳霞, 連照勛. 提高物理化學(xué)課堂教學(xué)效果的幾點體會[J].大學(xué)化學(xué), 2012, 27(4): 23-26.

Study on Integration and Optimization between Physical and Inorganic Chemistry Curriculums*

FULi,LIANGHong-lian,ZHAODi,ZHANGSu-ling,WANGDong-sheng,MAMai-xia

(School of Chemistry & Material, Langfang Teachers University, Hebei Langfang 065000, China)

For adapting to the transformation and development of local colleges and training high-quality personnels with innovate, reform between two main curriculums Physical and Inorganic Chemistry was carried out, and expected results were achieved. Meanwhile some methods such as collective lesson preparation, discussion and the integration and optimization of content were used to provide ideas for other courses’ reform and construction.

curriculum construction; integration and optimization; innovation synergy

河北省高等教育教學(xué)改革研究項目(2015GJJG163)；廊坊師范學(xué)院教學(xué)改革研究項目(K2014-15)。

傅麗(1971-)，女，副教授，主要從事物理化學(xué)教學(xué)和分子光譜的研究工作。

O64

A

1001-9677(2016)07-0178-02