把握時(shí)代脈搏 做好傳承與發(fā)展 打造工科《物理化學(xué)》經(jīng)典教材

劉俊吉 李松林

摘 要：介紹了天津大學(xué)工科《物理化學(xué)》教材發(fā)展的歷史脈絡(luò)，以版次為主線，結(jié)合當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景，回顧了各版次教材的編寫背景、思路、修訂的主要內(nèi)容、教材特色等。最后進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，某些經(jīng)驗(yàn)對(duì)兄弟院校教材的傳承與建設(shè)富有啟發(fā)性，值得借鑒。

關(guān)鍵詞：工科；物理化學(xué)；教學(xué)改革；教材建設(shè)；傳承

物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，歷史上也曾被稱作“理論化學(xué)”，它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的理論和方法研究化學(xué)變化過程遵循的普遍規(guī)律及這些規(guī)律與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，有人形容它是化學(xué)學(xué)科的靈魂。物理化學(xué)課程是化學(xué)、化工、材料、輕工、制藥、環(huán)境、生物（生命）等專業(yè)的必修主干課程。

天津大學(xué)物理化學(xué)教研室編寫的工科《物理化學(xué)》教材有著悠久的歷史。1961年，在當(dāng)時(shí)高教部的組織下，由天津大學(xué)物理化學(xué)資深教授劉云浦先生牽頭和主持，七所高等院校（天津大學(xué)、華南化工學(xué)院、華東化工學(xué)院、大連工學(xué)院、浙江大學(xué)、成都工學(xué)院、北京化工學(xué)院）聯(lián)合編寫了工科《物理化學(xué)》教材，由人民教育出版社出版，這是新中國成立后第一套高校工科物理化學(xué)課程通用教材。其后，1963年和1965年兩次修訂。這些教材立論嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容精練，深入淺出，聯(lián)系實(shí)際，在當(dāng)時(shí)被作為化工、輕工、冶金類專業(yè)使用的通用教材，影響深遠(yuǎn)，深受全國工科院校師生的歡迎。

“文革”結(jié)束后，天津大學(xué)重新組織業(yè)務(wù)功底深厚的教師編寫了《物理化學(xué)》（第一版，1979年）。之后在此基礎(chǔ)上，歷經(jīng)5次修訂，把教材打造成了經(jīng)典教材。教材發(fā)行量長期居全國同類教材首位，累計(jì)發(fā)行量已達(dá)數(shù)百萬冊(cè)，為我國化學(xué)化工類人才的培養(yǎng)做出了突出貢獻(xiàn)。

一、逐步發(fā)展完善的前五版教材回顧

“文革”結(jié)束后，我國高等教育逐步走上正軌。為了適應(yīng)高等院校教育教學(xué)的需要，課程教材建設(shè)也迫在眉睫。具體到工科化學(xué)教材建設(shè)，1977年召開了全國高等學(xué)校工科化學(xué)教材會(huì)議，1979年教育部重新成立了高校工科化學(xué)課程教材編委會(huì)（教指委前身），指導(dǎo)、規(guī)范工科化學(xué)教材建設(shè)。在這種背景下，天津大學(xué)物理化學(xué)教研室由李競慶、宋世謨、李宜泉、楊光中、廖興樹、莊公惠、王正烈組成精干的教材編寫團(tuán)隊(duì)，依據(jù)1977年全國高等學(xué)校工科化學(xué)教材會(huì)議制定的《物理化學(xué)》教材編寫大綱，編寫了奠定基礎(chǔ)的《物理化學(xué)》第一版，由人民教育出版社出版發(fā)行。第一版教材分上下兩冊(cè)，內(nèi)容涵蓋氣體的pVT性質(zhì)、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)平衡、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、相平衡、溶液的熱力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、催化作用與光化學(xué)、膠體化學(xué)等12章。這些內(nèi)容基本能滿足當(dāng)時(shí)工科院校化學(xué)化工類各專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)需要。第一版教材很好地適應(yīng)了當(dāng)時(shí)物理化學(xué)課程的教學(xué)需要，深受廣大工科院校師生的歡迎。教材自1979年1月出版后，截至1982年11月不到四年時(shí)間累計(jì)發(fā)行近20萬冊(cè)，這一發(fā)行量在當(dāng)時(shí)的高等教育招生規(guī)模下是十分可觀的。

20世紀(jì)80年代是我國改革開放的初期階段，各行各業(yè)都煥發(fā)了青春，發(fā)展日新月異，高等教育事業(yè)也不例外。作為高等教育人才培養(yǎng)重要的條件支撐，教材建設(shè)也迎來了重要的發(fā)展機(jī)遇。天津大學(xué)物理化學(xué)教研室緊緊抓住了這一難得的機(jī)遇，在《物理化學(xué)》第一版教材的基礎(chǔ)上，參照1980年審訂的高等工業(yè)學(xué)?！拔锢砘瘜W(xué)教學(xué)大綱（草案）”，結(jié)合兄弟院校的寶貴意見，編寫了《物理化學(xué)》第二版。該版教材對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，將溶液熱力學(xué)一章精簡后與相平衡一章合并，將化學(xué)動(dòng)力學(xué)拆分為基礎(chǔ)部分和特殊反應(yīng)部分，統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)一章后移至下冊(cè)，更加有利于教學(xué)。在教材內(nèi)容的處理上，融入了編者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)更加突出，敘述更加簡潔明了?？梢哉f，這一版教材開創(chuàng)了天津大學(xué)工科《物理化學(xué)》教材的新局面，確立了教材在全國同類教材陣地中的領(lǐng)先地位。教材在1987年國家教委舉辦的全國優(yōu)秀教材評(píng)選中獲優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)。自1982年11月出版，截至1992年5月，近九年半時(shí)間累計(jì)發(fā)行超過40萬冊(cè)，很好地滿足了改革開放初期我國高等教育化學(xué)化工類人才培養(yǎng)的需要。

在第二版教材使用期間，國外的物理化學(xué)教材不斷更新。與國外教材相比，當(dāng)時(shí)國內(nèi)的主流的物理化學(xué)教材在ISO國際標(biāo)準(zhǔn)的貫徹方面明顯滯后，表現(xiàn)在物理化學(xué)概念與術(shù)語、物理量的表示及運(yùn)算等方面不嚴(yán)謹(jǐn)，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力仍習(xí)慣采用舊的規(guī)定101.325 kPa，而國外教材已改為100 kPa。以宋世謨教授領(lǐng)銜的天津大學(xué)物理化學(xué)教材編寫團(tuán)隊(duì)在第三版的修訂過程中，率先嚴(yán)格執(zhí)行了ISO國際標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于物理量的表示及運(yùn)算的規(guī)定，使得相關(guān)內(nèi)容更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。同時(shí)，率先采用了標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力100 kPa的新規(guī)定，基于此新規(guī)定，教材中相應(yīng)的基礎(chǔ)熱力學(xué)數(shù)據(jù)（如標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)）、例題、習(xí)題等都要做相應(yīng)的調(diào)整，修訂工作量巨大。修訂完成的《物理化學(xué)》第三版成為當(dāng)時(shí)國內(nèi)貫徹國際標(biāo)準(zhǔn)的典范。該教材1997年獲得國家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。自1992年5月出版，截至2001年12月，九年半時(shí)間累計(jì)發(fā)行57萬冊(cè)。

世紀(jì)之交，教育部出臺(tái)了“面向21世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃”，啟動(dòng)了“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”項(xiàng)目，拉開了大規(guī)模高等教育教學(xué)改革的序幕。具體到教材建設(shè)，對(duì)教材體系與內(nèi)容提出了更高的要求，如何面向新世紀(jì)編寫教材成為主要研究方向。由王正烈教授領(lǐng)銜、中青年教師參與的物理化學(xué)教材編寫團(tuán)隊(duì)在充分醞釀、反復(fù)討論的基礎(chǔ)上形成了修訂共識(shí)。在教材體系方面，增加了量子力學(xué)基礎(chǔ)部分，這樣就使得物理化學(xué)課程體系更加完整、科學(xué)。對(duì)工科學(xué)生而言，適當(dāng)介紹量子力學(xué)的基本概念、原理，利于其后續(xù)的發(fā)展。在取材上深廣度適宜，利于教學(xué)。具體內(nèi)容的處理上，融入編者多年的教學(xué)改革成果與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，有明顯創(chuàng)新?！段锢砘瘜W(xué)》第四版2001年由高等教育出版社出版，該教材為普通高等教育“九五”國家教委重點(diǎn)教材、面向21世紀(jì)課程教材，2005年獲國家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。2003年教育部啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作，以教材為依托，物理化學(xué)課程2005年被評(píng)為國家精品課程，教材建設(shè)與課程建設(shè)相互促進(jìn)。教材自2001年11月出版，截至2009年5月，七年半時(shí)間累計(jì)發(fā)行64萬冊(cè)。

經(jīng)過近三十年的改革開放，我國發(fā)生了翻天覆地的變化。我國也由高等教育大國向高等教育強(qiáng)國邁進(jìn)。在世紀(jì)之交有關(guān)高等教育一系列教育教學(xué)改革措施（如“質(zhì)量工程”）基礎(chǔ)上，教育部、財(cái)政部決定在“十二五”期間繼續(xù)實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”（“本科教學(xué)工程”），其中“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”、國家精品資源共享課程建設(shè)等項(xiàng)目都對(duì)教材建設(shè)提出了更高的要求。經(jīng)過順利傳承、由中青年骨干組成的教材編寫團(tuán)隊(duì)精心組織，制訂了建設(shè)適應(yīng)新形勢(shì)要求的立體化物理化學(xué)教材的建設(shè)規(guī)劃，即在紙質(zhì)主教材基礎(chǔ)上，編寫包括簡明版教材（以滿足少學(xué)時(shí)物理化學(xué)課程教學(xué)需要）、配套的電子教案、配套的教學(xué)參考書（物理化學(xué)解題指南）、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、配套的網(wǎng)絡(luò)教育共享資源等一系列內(nèi)容充實(shí)豐富、適應(yīng)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的卓越工程人才需要的立體化教材及教學(xué)資源。紙質(zhì)主教材方面，教材選材深廣度適宜，處理繁簡得當(dāng)，符合高校工科物理化學(xué)課程教學(xué)的要求。結(jié)構(gòu)上每章后增加了小結(jié)，對(duì)各章的重要思想、方法及內(nèi)容間的邏輯關(guān)系等進(jìn)行了總結(jié)，有利于讀者在學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)內(nèi)容作整體把握。教材中多處內(nèi)容的處理有創(chuàng)新，并使用了國際最新的物理化學(xué)數(shù)據(jù)。《物理化學(xué)》第五版教材為面向21世紀(jì)課程教材、普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材、“十二五”普通高等教育本科國家級(jí)規(guī)劃教材。以立體化教材為依托，物理化學(xué)課程2012年被評(píng)為國家精品資源共享課程。教材自2009年5月出版，截至2017年8月，8年時(shí)間累計(jì)發(fā)行90萬冊(cè)，發(fā)行量再創(chuàng)新高。

二、新形勢(shì)下與時(shí)俱進(jìn)的《物理化學(xué)》第六版

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，人們的生活方式發(fā)生了很大的變化，資訊的獲得、交流、購物、支付等更為高效便捷。同樣對(duì)高等教育，也產(chǎn)生了革命性的影響，如科研文獻(xiàn)的獲得更加及時(shí)快捷，論文的投遞、評(píng)審變得更加簡單方便，慕課（MOOC）的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)教學(xué)模式受到了很大的沖擊。國外Coursera，Udacity，edX等MOOC平臺(tái)以及國內(nèi)的中國大學(xué)MOOC平臺(tái)等，為網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代高等教育課程教學(xué)提供了無限可能。為了適應(yīng)新形勢(shì)的變化，做到教材建設(shè)與時(shí)俱進(jìn)，我們的教材建設(shè)團(tuán)隊(duì)明確了新修訂教材要與MOOC資源建設(shè)相結(jié)合的建設(shè)思路。在認(rèn)真修訂、完善紙質(zhì)版主教材的同時(shí)，重視配套的MOOC課程建設(shè)。2017年完成了紙質(zhì)主教材《物理化學(xué)》第六版的修訂，由高等教育出版社出版。與其配套的“物理化學(xué)”MOOC也同步完成，2018年已正式由“中國大學(xué)MOOC”平臺(tái)上線開課。我們的MOOC課程具有以下特點(diǎn)：（1）課程內(nèi)容系統(tǒng)、全面，利于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)。課程內(nèi)容按《物理化學(xué)》第六版教材的順序漸次展開，涵蓋了所有知識(shí)點(diǎn)，《物理化學(xué)》（上）設(shè)計(jì)了98個(gè)知識(shí)點(diǎn)，《物理化學(xué)》（下）設(shè)計(jì)了94個(gè)知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)包含視頻（一般少于15分鐘）、視頻彈題、ppt文檔、測驗(yàn)題等，每一章最后還有單元測試、單元作業(yè)。可以說，在知識(shí)點(diǎn)的安排上我們沒有“偷工減料”，做到了完整呈現(xiàn)。（2）知

識(shí)點(diǎn)的重新組織、講授、各種測試題的編寫等反映了我們的教學(xué)水平。同樣一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如摩爾定壓熱容 ，有的MOOC課程只是簡單介紹一下其定義就算完事，而在我們的MOOC中，則對(duì)教材中涉及這一概念的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行重新組織、整合，最后呈現(xiàn)給學(xué)生的是一個(gè)“不一樣”的知識(shí)點(diǎn)——為什么要引入摩爾定壓熱容、它是如何定義的、借助它如何計(jì)算單純pVT變化過程的焓變、它如何隨溫度變化等。對(duì)于我們的處理，學(xué)生給予高度肯定。我們的MOOC課程第一次開課，學(xué)習(xí)人數(shù)已達(dá)6 400多人，深受學(xué)生歡迎。除了MOOC課程外，還將陸續(xù)出版簡明版教材、配套教輔書（物理化學(xué)解題指南、物理化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)）、配套的物理化學(xué)電子教案、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、配套的數(shù)字化教學(xué)資源等，將形成一套更加完整、豐富的立體化教材及教學(xué)資源，更好地滿足新形勢(shì)下物理化學(xué)課程教學(xué)的需要。

新修訂的紙質(zhì)版《物理化學(xué)》第六版，由幾位多年從事物理化學(xué)一線教學(xué)、有著豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師編寫。教材傳承了前五版教材幾十年積淀的精華，適當(dāng)介紹了反映學(xué)科前沿的內(nèi)容，融入了編者多年教學(xué)改革的成果、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，呈現(xiàn)給讀者的是一套教學(xué)適用性突出、特色鮮明的優(yōu)秀工科《物理化學(xué)》教材。其鮮明的特色體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）體系及結(jié)構(gòu)安排科學(xué)、系統(tǒng)。教材體系完整，包含了化學(xué)熱力學(xué)（宏觀層次）、量子力學(xué)（微觀層次）、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)（宏觀與微觀橋梁）、化學(xué)動(dòng)力學(xué)（宏觀層次）四部分，以十二章形式編排，各章節(jié)間相互銜接，結(jié)構(gòu)安排科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。每章內(nèi)前有序言、后有小結(jié)及開放性思考題，對(duì)該章的重要思想、方法及內(nèi)容間的邏輯關(guān)系畫龍點(diǎn)睛，系統(tǒng)性明顯加強(qiáng)，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，利于學(xué)生整體掌握及能力的培養(yǎng)。（2）內(nèi)容及語言精練、簡明。教材內(nèi)容選材精煉，深廣度適宜，符合化工與制藥類等各專業(yè)新形勢(shì)下高質(zhì)量卓越工程人才培養(yǎng)目標(biāo)及高校工科物理化學(xué)課程教學(xué)的要求，同時(shí)兼顧了基礎(chǔ)與前沿、理論與實(shí)際、宏觀與微觀三個(gè)維度。對(duì)基本概念及原理論述清晰、準(zhǔn)確，語言簡潔、明了，教學(xué)適用性突出。（3）定義、符號(hào)、單位及圖表規(guī)范、美觀。貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)和SI制嚴(yán)格徹底，定義、公式、圖表、符號(hào)、計(jì)量單位等符合標(biāo)準(zhǔn)，插圖嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、印刷清晰美觀?！段锢砘瘜W(xué)》第六版教材為“十二五”普通高等教育本科國家級(jí)規(guī)劃教材。希望該版教材能為我國化學(xué)化工類人才的培養(yǎng)做出更大貢獻(xiàn)。

三、啟示與展望

天津大學(xué)《物理化學(xué)》教材走過的幾十年，正是我國改革開放不斷取得巨大成就的幾十年，也是我國高等教育由教育大國向教育強(qiáng)國迅猛發(fā)展的幾十年。順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，把握時(shí)代脈搏，關(guān)注并積極參與不同時(shí)期國家高等教育的教育教學(xué)改革是天津大學(xué)《物理化學(xué)》教材不斷發(fā)展的基礎(chǔ)。

做好傳承與發(fā)展是打造經(jīng)典教材的法寶。天津大學(xué)幾代物化人代代相傳，他們?cè)诓煌瑫r(shí)期為教材的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。老先生們不計(jì)名利，很有遠(yuǎn)見地將教材版權(quán)歸屬天津大學(xué)物理化學(xué)教研室集體所有，避免了經(jīng)典教材因署名個(gè)人有可能帶來的版權(quán)糾紛后患。老先生們高風(fēng)亮節(jié)，做好教材編寫團(tuán)隊(duì)的傳幫帶后適時(shí)退出，保障了教材的與時(shí)俱進(jìn)與可持續(xù)發(fā)展，他們的貢獻(xiàn)不可磨滅。愿后來者都能以老先生為榜樣，繼續(xù)做好傳承與創(chuàng)新，將天津大學(xué)的《物理化學(xué)》教材傳承下去，使之發(fā)揚(yáng)光大，為我國化學(xué)化工人才的培養(yǎng)做出更大的貢獻(xiàn)。

未來的工科物理化學(xué)教材，在教材內(nèi)容上將更加豐富。隨著物理化學(xué)學(xué)科的迅速發(fā)展，新的學(xué)科前沿內(nèi)容、新的研究方法應(yīng)該被引入，以拓展學(xué)生的視野；一些理論聯(lián)系實(shí)際的內(nèi)容應(yīng)該加強(qiáng)，以適應(yīng)新形勢(shì)下卓越化工人才培養(yǎng)的需要。未來的工科物理化學(xué)教材，在教材形式（形態(tài)）上將更加多樣，除了傳統(tǒng)的紙質(zhì)教材，數(shù)字化資源、數(shù)字化教材、MOOC、SPOC教材等會(huì)隨著信息技術(shù)與高等教育的不斷融合與發(fā)展而變得越來越重要。但無論形勢(shì)如何變化，教材建設(shè)必須立足國情，必須結(jié)合我國高等教育的現(xiàn)狀，只有這樣，編寫出的教材才會(huì)有生命力。

教材建設(shè)最忌急功近利，最忌為了個(gè)人利益編寫升職晉升教材。教材建設(shè)在重視經(jīng)典優(yōu)秀教材的同時(shí)，也歡迎敢于大膽創(chuàng)新、有理念、有特色的高水平新教材。愿我國的物理化學(xué)教材在百花齊放的同時(shí)，升職晉升等功利教材越來越少，經(jīng)典教材越來越好，理念特色新教材越來越多，共同為我國物理化學(xué)學(xué)科及課程的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[責(zé)任編輯：余大品]