“物理化學(xué)”課程建設(shè)探索與實(shí)踐

余盼，曹偉婭，楊克鵬，潘驍磊

（安徽理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，安徽 淮南 232001）

“物理化學(xué)”作為化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支和四大基礎(chǔ)化學(xué)之一，是高等教育化學(xué)化工制藥類專業(yè)本科生一門重要的主干基礎(chǔ)課程?！拔锢砘瘜W(xué)”綜合了“高等數(shù)學(xué)”“基礎(chǔ)化學(xué)”“普通物理”等基礎(chǔ)課程的知識(shí)，以物理的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究化學(xué)體系的性質(zhì)和行為中最一般的宏觀、微觀規(guī)律和理論，在高等教育課程中對(duì)化學(xué)、材料、制藥等專業(yè)的后續(xù)課程學(xué)習(xí)起著重要的承上啟下作用[1]。

但是“物理化學(xué)”的理論性和邏輯性較強(qiáng)，概念抽象難懂，公式定律較多，計(jì)算復(fù)雜，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，讓學(xué)生普遍感到比較難學(xué)，學(xué)習(xí)熱情喪失[2]。因此，為了有效地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力與學(xué)習(xí)方法問(wèn)題，提升該課程的教學(xué)質(zhì)量，本文針對(duì)該課程的特點(diǎn)和要求，對(duì)“物理化學(xué)”的課程建設(shè)進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐，適當(dāng)?shù)匾胄碌慕虒W(xué)方法，建立了多層次的“物理化學(xué)”教學(xué)模式，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。

1 課程的建設(shè)

1.1 課程性質(zhì)

“物理化學(xué)”是大學(xué)本科化學(xué)化工制藥類專業(yè)的一門重要的主干基礎(chǔ)理論課，是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手，探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門科學(xué)。

1.2 課程目的

通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握“物理化學(xué)”的基本概念、基本原理及計(jì)算方法，“物理化學(xué)”實(shí)驗(yàn)的基本原理與方法，具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.3 課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)

本課程3 學(xué)分，共計(jì)64 課時(shí)，其中課程教學(xué)48 課時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)16課時(shí)。

課程內(nèi)容主要包括3 個(gè)方面的內(nèi)容：①化學(xué)熱力學(xué)，主要研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化及化學(xué)反應(yīng)的方向及限度；②化學(xué)動(dòng)力學(xué)，主要研究化學(xué)反應(yīng)的速率和反應(yīng)機(jī)制；③物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)，用量子力學(xué)的方法研究分子、原子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律。按照安徽理工大學(xué)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃，作者將“物理化學(xué)”課程內(nèi)容分為十一章，主要包括緒論、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡、電化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、表面化學(xué)、膠體分散系統(tǒng)和大分子溶液，其中熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)部分的理論基礎(chǔ)，為后面幾章的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；化學(xué)動(dòng)力學(xué)這一章主要是研究化學(xué)反應(yīng)的速率和反應(yīng)機(jī)制，為后續(xù)其他課程特別是“有機(jī)化學(xué)”“藥物化學(xué)”等的機(jī)理研究提供了理論方法?！拔锢砘瘜W(xué)”課程的每一章節(jié)內(nèi)容相輔相成，完美契合，讓理論基礎(chǔ)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合。

2 課程的探索與實(shí)踐

2.1 充分了解學(xué)生，因材施教

由于來(lái)自不同的地方和不同的專業(yè)，學(xué)生在數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)存在較大的差別，這就給教師在教學(xué)過(guò)程中帶來(lái)了挑戰(zhàn)。在“物理化學(xué)”的授課中，教師要根據(jù)學(xué)生的不同情況和不同要求，采取不同的措施，做到因材施教[3]，比如可以在每次上課前20～30 min到達(dá)教室，利用這段時(shí)間與學(xué)生多多交流，課后多找班級(jí)干部和部分學(xué)生聊天，詢問(wèn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)情況，以及學(xué)生對(duì)“物理化學(xué)”課程的建議。只有全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，針對(duì)學(xué)生的不同情況，具體問(wèn)題具體分析，建檔分類，深入淺出，慢慢化解同學(xué)們的畏難情緒，對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行定期考核。

2.2 建立亦師亦友的師生關(guān)系

師生關(guān)系直接影響教學(xué)效果。正所謂“親其師，信其道”，融洽的師生關(guān)系是教師與學(xué)生增進(jìn)交流、提高教學(xué)質(zhì)量的必要條件。良好的師生關(guān)系可以使學(xué)生更加積極主動(dòng)地認(rèn)真聽(tīng)講，遇到任何問(wèn)題會(huì)及時(shí)請(qǐng)教，這樣學(xué)習(xí)效果肯定會(huì)有所提高。對(duì)不愿聽(tīng)講、逃課的學(xué)生，教師要耐心指導(dǎo)，了解原因，并且尊重學(xué)生的自尊心，不僅要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的錯(cuò)誤和改正的決心，也要讓學(xué)生感受到來(lái)自教師的關(guān)心和溫暖。

2.3 采用板書為主，多媒體課件為輔的授課模式

由于“物理化學(xué)”涉及較多的公式和計(jì)算，如果僅僅通過(guò)多媒體課件將公式呈現(xiàn)給學(xué)生，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生死記硬背，不能將其靈活運(yùn)用于計(jì)算，也沒(méi)有足夠的時(shí)間去理解消化，會(huì)出現(xiàn)走馬觀花，講完就忘的現(xiàn)象。如果采用板書為主，多媒體課件為輔的授課模式，加上相關(guān)例題的應(yīng)用，學(xué)生可以仔細(xì)理解公式每一步的推導(dǎo)過(guò)程和計(jì)算過(guò)程，降低學(xué)習(xí)難度，提高教學(xué)質(zhì)量[4]。

2.4 理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

俗話說(shuō)“興趣是最好的老師”。一味地進(jìn)行理論講解，“物理化學(xué)”公式和計(jì)算那么多，肯定會(huì)使學(xué)生感到枯燥，失去學(xué)習(xí)興趣[5]。教師可以在講解理論知識(shí)的同時(shí)引入實(shí)例。理論聯(lián)系實(shí)際的方式多種多樣，比如教學(xué)結(jié)合物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合視頻教學(xué)等等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更有動(dòng)力學(xué)習(xí)，才能降低學(xué)習(xí)壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.5 參加物理化學(xué)類競(jìng)賽，提高學(xué)習(xí)實(shí)踐能力

物理化學(xué)類競(jìng)賽的內(nèi)容很多，涉及到前期的選題和設(shè)計(jì)，競(jìng)賽過(guò)程中的操作和解決問(wèn)題的能力，后期的視頻制作和答辯等，鼓勵(lì)學(xué)生參加物理化學(xué)類競(jìng)賽，能夠讓學(xué)生在每個(gè)階段都有很大的收獲，不僅得到了鍛煉，而且磨練了意志。比如選題時(shí)要查閱大量參考材料，可以提高材料歸納總結(jié)能力；競(jìng)賽操作過(guò)程中遇到問(wèn)題，能夠鍛煉冷靜處理各類困難的能力；后期視頻制作和答辯，可以讓學(xué)生熟悉基本辦公軟件的操作等。

2.6 采用多元化考核方式，培養(yǎng)高素質(zhì)人才

采用多元化考核方式，主要包括采用線上與線下、上課出勤和結(jié)課考試相結(jié)合的方式，既有教師評(píng)價(jià)又有學(xué)生評(píng)價(jià)。現(xiàn)在網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)非常多，比如可以在慕課線上學(xué)習(xí)，線下再定期測(cè)試和期末考試。重視學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)，比如出勤率、提問(wèn)和回答問(wèn)題的次數(shù)和正確率、學(xué)生互評(píng)等，這樣才能全面客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)出高素質(zhì)人才[6]。

本課程是化學(xué)化工、藥學(xué)、材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程。講課時(shí)要注意內(nèi)容的系統(tǒng)性和邏輯的嚴(yán)密性。首先充分了解學(xué)生，因材施教；講課時(shí)采用板書為主，多媒體課件為輔的授課模式，做到概念準(zhǔn)確，重點(diǎn)突出，板書清楚，層次清晰，條理分明，并能承前啟后；理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，適當(dāng)介紹實(shí)際應(yīng)用的科研與工程實(shí)例，讓學(xué)生更有動(dòng)力學(xué)習(xí)，降低學(xué)習(xí)壓力，提高教學(xué)質(zhì)量；鼓勵(lì)學(xué)生參加物理化學(xué)類競(jìng)賽，提高學(xué)習(xí)實(shí)踐能力，才能真正將理論運(yùn)用于實(shí)踐；采用多元化考核方式，培養(yǎng)高素質(zhì)人才；本課程成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、期末考試組合而成，采用百分計(jì)分制，平時(shí)成績(jī)包括平時(shí)作業(yè)和網(wǎng)上學(xué)習(xí)與測(cè)驗(yàn)，期末考試采用閉卷模式。

每次課都確定一個(gè)或幾個(gè)需要解決的問(wèn)題，然后圍繞“問(wèn)題”展開(kāi)教學(xué)，每一章都進(jìn)行復(fù)習(xí)與總結(jié)。具體研討式教學(xué)的主題包括:①實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理在科研中的應(yīng)用；②運(yùn)用邏輯結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)法進(jìn)行化學(xué)熱力學(xué)歸納與討論；③利用項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)，判斷過(guò)程的方向；④稀溶液依數(shù)性的應(yīng)用實(shí)例討論（凝固點(diǎn)下降法測(cè)定溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量）；⑤采用項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算與討論；⑥相平衡理論的應(yīng)用實(shí)例討論（化工產(chǎn)品的分離與提純）；⑦原電池設(shè)計(jì)的分析與總結(jié)；⑧統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算分析與應(yīng)用；⑨催化劑的比表面計(jì)算與測(cè)定；⑩膠體聚沉理論的分析與應(yīng)用實(shí)例討論；?利用有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，建立動(dòng)力學(xué)方程。

本課程根據(jù)學(xué)生作業(yè)、課堂討論、在線測(cè)試等情況和學(xué)生、教學(xué)督導(dǎo)等反饋，及時(shí)對(duì)教學(xué)中不足之處進(jìn)行改進(jìn)，并在下一輪課程教學(xué)中改進(jìn)提高，確保相應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成。

3 結(jié)束語(yǔ)

高校教師的第一要?jiǎng)?wù)是教書育人，提高教學(xué)質(zhì)量是高等教育過(guò)程中教師孜孜不倦追尋的永恒主題。教師要精心備課，不斷積累和更新知識(shí)。作者會(huì)在“物理化學(xué)”教學(xué)過(guò)程中不斷改革教學(xué)方式，從思政、理論教學(xué)和實(shí)踐實(shí)習(xí)各方面不斷革新，努力為學(xué)生創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量，真正讓學(xué)生將“物理化學(xué)”的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際實(shí)踐，真正為國(guó)家建設(shè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。