时间：2023-01-11 16:24:00
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［关键词］科研实践；物理化学；教学
物理化学是一门借助物理的基本原理，揭示化学基本规律的学科，也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科，具有理论公式多，推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂，对数学知识要求高，容易产生畏难情绪，也往往认为理论知识学了没有用途，导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题，通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象，借助物理化学知识加以解决，但是这只是一些简单的应用，并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果，但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单，并不能激发他们对物理化学学习兴趣，解决他们对物理化学理论学习的困惑，展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系，从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外，物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的，能指导科学实践活动。因而，在物理化学实际教学中，除了要结合生活实践之外，教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值，才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性，同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲，从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此，教师科研能促进物理化学理论教学，也能促进学生对当前科研前沿的了解，激发学生的求知欲，培养学生的科学素养，为今后的发展奠定基础。
1科研实践对物理化学教学的促进作用
1．1物理化学理论在科研实践中的应用
尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂，但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识，因而，我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中，以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识，帮助他们更好地理解这些基础知识，激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中，通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子［1］。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应，电极反应分别是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42－和AuCl4－的还原电势以及碳纳米管的氧化电势，并比较它们的大小，从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物，计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面，关键是通过原电池效应合成的碳纳米管－金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能，体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值［2－4］。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛，考虑的因素复杂，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上，物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用，利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理［5－7］。因此，物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值，是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。
1．2科研实践对学生物理化学学习的促进作用
物理化学中的基础知识都是比较抽象，数学公式比较多，这增大了学生学习的困难，但是这些基础知识都是来自科学实践，相应地能用来指导科学实践活动，因而，学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识，能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先，科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频，直观地展示和支撑他们的实验结果，帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文，在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点，使得抽象的知识图像化、具体化，同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前，加深学生对该知识点的印象，促进学生对该知识点的理解和掌握。其次，物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生，不仅能帮助学生理解这些知识点，更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系，而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中，并指导科学实践和生产实践活动，使得学生不再认为理论知识难学而没有用途，更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点，甚至通过网络数据库等相关工具，更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容，从而间接地提高他们的自学能力，培养他们积极主动学习的能力。最后，借助物理化学教学引入科研生产实践的概念，让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界，从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识，同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿，掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识，引导学生关注本学科发展前沿和科研动态，使学生浸润在科研的氛围下，产生浓烈的科研倾向［8］。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣，建立严谨的科研和学习态度，刺激学生对未知世界的求知欲望，并潜移默化地培养他们的科学素养，为今后的工作学习提供基础。因此，物理化学教学中引进科研实践，不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化，而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性，培养他们的基本科学素养，激发他们对未知世界的求知欲望。
1．3教师科研实践对物理化学教学的重要影响
对于普通本科院校来讲，无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用，无法代替教师的角色，无法改变教师授课主体的本质，因而，教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活，也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而，教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力，而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用，增加了教师的业务知识水平，对课堂教学有非常大的促进作用，因而，要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作［9］。首先，本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料，了解当前科技发展的动态，及时跟踪本学科领域的最新进展，更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力，并不断更新和完善自己的知识体系，能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生，同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势，自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式，进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次，教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程，能提高教师的逻辑思维能力和表达能力，能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质，激发教师的创新思想，迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用，促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风，对学生成才起到推动作用。此外，教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及，对学生有很大的引导和促进作用，同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望，主动参与到教师的科研实践，激起他们对物理化学基础理论学习的热情［9］。因此，教师要实现物理化学教学的改革创新，适应当前形式下物理化学教学的发展，仅凭教学经验是远远不够的，必须从事科学研究去实践、去探索、去创新，进一步提高本学科的知识结构，从而加快教育观念的更替，逐步形成具有自身特色的教学方式，将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中，才能改变多年从教的疲惫与困惑，同时也激发了自身潜在的创造力。
2结论
关键词：研究生；Seminar；教学模式；表面物理化学
中图分类号：G643文献标志码：A文章编号：1674-9324（2018）09-0216-02
一、引言
研究生学位课常常为理论性较强的课程，过去常采用老师讲学生听的传统“填鸭式”教育模式，教学过程中学生参与感不强，被动接受书本知识，缺乏主动性和积极性。为此，迫切需要对目前的教学方式进行改革和调整。Seminar源自拉丁文的Seminarium，原意为“苗圃”、“发祥地”，国内多将其译为“讨论课”、“研讨课”、“席明纳”或“习明纳尔”，也有学者将其理解为“学者之间的对话”。欧美各大学普遍采用的Seminar，源于19世纪初期的柏林大学，以洪堡（W.VHumboldt）倡导的学术自由、教学与科研相结合教育思想为基础。它具有教学与科研双重职能，是以高深学问为研究内容、以讨论和辩论为基本交流形式、师生平等交流的教学范式，其目的是探究高深学问，促进教学相长，以创新性研究为其精髓，以趋近和发现真理为最终目的[1]。国内清华大学、北京大学、浙江大学都有较为全面、较为成功的研讨型课程教学[2]。从查阅的资料来看，深圳大学、浙江中医药大学、吉林大学、国防科技大学、中国科技大学、石河子大学、浙江工业大学、贵州财经大学等数十所高校都或多或少有人以seminar的方式开设专业课程，其中有的是全校性系统开设研讨课，国防科技大学从2011年春季学期起在本科高年级学生中开设了21门专题研讨课，全部以seminar的方式出现[3]。
二、Seminar教学组织过程
1.授课对象。授课对象为西南科技大学矿物加工工程专业学术型硕士研究生，所有学生经报送或通过全国硕士研究生招生统一考试录取入学，学生学习成绩较好，本专业理论基础比较扎实。进行Seminar模式教学时，学生根据自己研究生期间可能遇到的研究课题，负责一个相近专题，以便提升学习的积极性，也能提高学生讨论问题的兴趣。
2.教材选择和教师组织。在矿产资源开发利用过程中，由于矿物分离与富集的依据是有用矿物与脉石矿物之间的物理化学性质差异，表面物理化学的作用也不可替代[4]，因此，将《表面物理化学》作为矿物加工工程硕士点的学位课程之一；王中平等编著的《面物理化学》（同济大学出版社，2015年）作为教材，内容包括界面和界面张力、表面化学三大经典公式、固-液界面的润湿现象、固液界面电化学、范德华引力和胶体的稳定、固-固界面与粘附、气-固界面的吸附、固体自溶液中的吸附、表面活性剂及其应用、常用表面分析技术、材料表面改性和制备应用[5]。其中界面和界面张力、表面化学三大经典公式和常用表面分析技术由教师主讲，其余部分采用Seminar教学模式授课。教学团队由1名主讲教师、1名第二主讲教师和1名助教组成，主讲教师负责基础理论授课，第二主讲教师负责研讨专题设置，助教负责成绩评定表格设计以及成绩统计。
3.授课内容。界面和界面张力、表面化学三大经典公式和常用表面分析技术由教师主讲。其余内容结合学生研究课题设计研讨专题，每次seminar完整教学过程包括理论课（2课时）—查阅研究文献（教师指导课外完成，并制作PPT）—讨论课（2课时）。三位授课老师紧扣教学大纲和培养方案，根据学生研究课题和当前研究热点，讨论确定专题方向，由第二主讲教师引导学生查询高水平文献，初步判断与课程内容的相关性和前沿性，选择代表性论文，最终设置了“原子插层法测量石墨烯在石墨表面的粘附能”、“蒙脱石纳米复合材料对Cr（VI）的吸附”和“三维石墨烯对水溶液中抗生素环丙沙星的吸附研究”等五个专题。学生仔细研读论文，在指导老师探讨相关问题过程中深刻理解论文研究内容的前提下，制作交流汇报PPT。介绍该论文与教材指导的相关性，如何将教材知识点应用于科学研究。
4.交流发言。与国外学生相比，中国学生受到传统教育的影响，普遍不喜欢发表自己的意见，为此引导和调动学生发言的积极性和主动性是seminar教学模式成功与否的关键。要使学生踊跃发言，通常要做好以下三个方面的工作：（1）培养学生发言的品质，这种品质指的是发言者语言礼貌、态度大方，听者虚心地学习和友好的帮助。对于正确的观点见解，教师应加以赞同肯定，对于片面或错误的观点，教师应进行修正和补充，课堂就会呈现出“百家争鸣，百花齐放”的局面；（2）正确评价每位发言者，对科学问题每个同学都可以有自己的观点，鼓励不同的看法和见解，不主观评价学生的对错与否；（3）提高教师自身的亲和力，我个人的习惯是多和学生交流，让他们感觉和你讨论问题是平等的，没有任何压力。讨论结束后，教师应该对整个教学内容进行归纳总结，紧扣教材知识点，对各种观点进行归纳点评。
5.成绩评定。我们在《表面物理化学》Seminar教学模式中的成绩考核主要包括三部分：文献查阅（20%）、文献阅读探讨（30%）、汇报交流（50%）。文献查阅成绩评定主要考虑时效性、针对性、论文质量等，文献阅读探讨考虑阅读熟练程度、问题认识深度、研究内容与教材知识关联性认识、思考问题的深度等，汇报交流考虑PPT的质量、普通话水平、汇报逻辑性等。提前告知学生成绩评定标准，各环节结束后，对学生表现进行成绩评定。
三、结语
本文以西南科技大学矿物加工工程专业研究生学位课的《表面物理化学》教学过程中的授课对象、教材选择和教师组织、授课内容、交流发言、成绩评定进行了相关介绍。采用Seminar教学模式进行学位课授课，学生反响较好，觉得这样的授课方式比“填鸭式”好，收获更多，对基础理论知识的认识更加深刻。但仍然存在些问题：（1）如何融合课程全部知识点，设置研讨专题；（2）如何建立学生课堂表现的科学评讲体系；（3）如何才能更好地培养学生探索问题和解决问题的能力；（4）如何科学合理评价学生学习成绩等。我们将会在未来的教学中继续探索和实践，以期用Seminar教学模式进行学位课授课能成为可复制和推广的模式。
参考文献：
[1]罗启，高峰.Seminar教学范式的价值意蕴[J].长江大学学报（社会科学版），2011，34（10）：148-151.
[2]張海燕.seminar教学法的应用模式探析[J].教育教学论坛，2014，（53）：170-172.
[3]刘国福，杨俊，熊艳.本科生专题研讨课教学的认识与实践[J].高等教育研究学报，2012，35（3）：63-64.
[4]冯博，汪惠惠.矿物加工工程专业表面物理化学教学改革研究[J].教育教学论坛，2016，（3）：117-118.
关键词：物理化学；贴近专业；细化教学
中图分类号：G642.4 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2013）16-0055-02
一、引言
物理化学是用物理的理论及实验方法来研究化学的一般理论问题[1]，它为了建立可以适用于各个化学分支的知识，采用了理想气体、理想液体等在现实中不存在的物质作为研究对象，导致物理化学的内容抽象、不易与现实联系起来的情况。
自2008年开始，作者承担了本校建筑工程学院给水排水专业《物理化学》的教学任务。对于这门课的教学，从教师角度来讲，课时数太少（其中理论教学32课时，实验教学16课时），即使采用篇幅精练的《物理化学简明教程》[2]，平均到每节课应完成的教学内容也不少，从学生角度来看，这门课属于选修课，在专业课程较多、学习时间较紧张的情况下，利用课后时间来加深对物理化学理解的主动性并不高。因此，只有让学生明白学好物理化学，可以准确认识给水排水过程所涉及现象的产生原因、能够提供解决专业问题的实用思路和方法，才会让学生与物理化学产生共鸣，引起他们的兴趣，从而主动地自学，增加这门课的学习时间。
分析学生的专业，可以发现他们的课程体系是围绕着“水”来安排的，在给水排水专业的课程设置中，名称带有“水”的课程共有23门。由于水是与人类生活和生产密切相关的液体，在水中发生的化学反应是最常见的化学变化，这使得“水”是物理化学知识逐渐形成和建立的主要载体之一。所以，“水”完全可以把学生的专业与《物理化学》联系起来，如果恰当运用“水情景”来进行各知识点的教学，可以让学生在较短的学习时间内对《物理化学》形成全面认识，进而掌握其中的基本规律和应用方法。
二、教学实例
《物理化学》中有很多与“水”相关的知识点和对应的习题，如热力学第一定律的应用和相关的计算、热量计的工作介质涉及溶液的内容、利用H2与O2反应生成H2O进行平衡常数的计算、水的相图，电化学中各种现象和计算基本上是发生在水环境中的，溶胶的聚沉和絮凝也是较多地与水联系在一起。
但在教学中，只是指出和强调这些知识点与水有关还不能让学生掌握在给水排水专业上，应用物理化学知识来解决实际问题这一方法。因此，教师需要进行一些教学内容的细化讲解，作者采用图1所示的思路来实施课堂教学，以说明物理化学可以解释日常生活，它的知识及内容已经融入到部分专业课程中，掌握物理化学知识能够对将来从事的科研工作进行指导。
1.物理化学知识对日常生活的揭秘。教学实例一：近年来，我国南方地区经常发生大范围的降雪，路面结冰导致交通受阻，融雪剂被大量使用，作者在课堂上适时进行习题演算，如：在某种情况下需要配制25kg的甘油水溶液（此溶液在-17.8C时才不致结冰），设此溶液为理想液态混合物，试计算最少需用甘油多少公斤？练习这种类型的习题，能够直接让学生感受到理想稀溶液依数性知识的实用性价值。
教学实例二：冰上运动给观众留下了灵活印象，人们大多认为这种灵活性来自于冰刀的锐利，而利用克劳修斯-克拉佩龙（Clausius-Clapeyron）方程对固态冰-液态水之间的相变过程进行定量研究后，发现冰刀的主要功用是通过显著减小运动员对冰的作用面积，从而产生足够大的压强，使得冰刀下方的固态冰因凝固点下降而变成了液态水，这才让运动员能够灵活地滑动，这项运动的奥妙，原来是处于冰刀下的冰至水的相变所致。这些知识会让学生体验到物理化学在日常生活中的效用，有助于消除对《物理化学》是抽象性课程的认识，并对它产生亲近感，乐于通过自学获取更多的物理化学知识。
2.物理化学知识在给水排水专业的应用。教学实例三：给水排水系统要大量使用金属管件，它们的腐蚀与防护是工程建设上必须要注意的问题。电化学腐蚀是导致金属管件损坏的一种因素，而电化学保护是一种有效解决手段。发生腐蚀和产生保护现象，都是由所用材料与环境的电极电势相对高低决定的，这会促进学生更深入地理解电极电势概念，对安排的电极电势测定实验有着更强烈的动手欲望。教学实例四：溶液表面的吸附现象包括正吸附和负吸附，根据这两种类型中的溶质分布特征，引导学生考虑是否可以根据不同污染物在水中的分布特性来开发相应的水处理方法，这项要求会引导学生深究正吸附和负吸附产生的原因，加深对表面能概念的理解和运用。通过这方面的教学，能够引导学生主动地将物理化学内容与专业学习融合起来，在将来的职业发展中，他们有可能成为善于运用理论来解决实际问题的专家。
3.物理化学知识对科学研究的指导。教学实例五：在表面张力教学中，引入其他学科的研究实例。介绍具有不同表面张力的溶剂，如水和无水乙醇用于催化剂制备时，它们对催化剂结构和反应性能会产生明显不同的影响[3]，通过对催化剂样品的透射电镜照片展示，学生可以直观地认识液体表面张力对材料制备的影响，同时起到拓宽学生的知识面的作用。
教学实例六：向学生推荐给水排水的专业学术论文，让他们对物理化学知识在专业科研工作上的应用有具体认识，如邹卫华等[4]在脱除污水中的重金属离子工作中，系统地运用了多项物理化学知识，其使用的确定吸附等温式类型、反应级数的程序、热力学函数的求算方法、活化能的计算等，这些内容在《物理化学》课本中都能找到。这种介绍能够破除学生对科研工作的神秘感，建立起从事专业研究的信心。
展示这些具体的科研实例，有助于学生悟到物理化学并不是运用难度非常高的一门知识，表述简洁的热力学定律和方程能够用于各种类型的研究中。
三、结论
通过采用上述方法来教学，可以让学生逐渐形成物理化学在专业学习和工作上有着广泛应用，并且易于运用的认识，消除他们对物理化学内容过于理论化的感觉。作者仍在继续探索和完善这种细化的教学方法，以更好地激发学生的学习兴趣，鼓励他们将来能在专业上创造性应用物理化学知识，并对物理化学的进一步发展做出贡献。
参考文献：
[1]天津大学物理化学教研室.物理化学（第四版）（上册）[M].北京：高等教育出版社，2001：1.
关键词：物理化学课程 教学方法 职业教育
物理化学是冶金、材料各专业的一门基础课程，物理化学学习的差与好影响到接下来专业理论课程的学习。作为一门必修课，相比其他高职高专中有机化学等化学课程，物理化学具有概念的抽象性、逻辑性强，规律的前后相关性强，学习过程中应用其他学科的知识面广，计算公式繁多等特点。因此，学习者要想掌握好物理化学这门课程，不仅要具有良好的基础化学知识，还必须具有一定的高等数学和普通物理学的基础。物理化学课程作为材料专业与冶金专业学生学习的一门必修课、一门理论课、一门专业基础课，教师怎样教好、学生如何学好这门枯燥难学的课程，都存在困难。本文从物理化学课程教学的自身特点和逐步培养学生学习兴趣方面入手，对这门主要的基础课的教学方法进行一些粗浅的探讨。
一、适当减少理论深度，加强应用
物理化学这门课理论性、系统性很强，内容较多而抽象，公式又多，每个公式有其特定的使用条件和范围，所以学生接受起来感到有一定的困难，特别对于高职高专层次的学生，数学、物理和化学基础比较薄弱，学起物理化学来倍感吃力，听课很辛苦、作业很难做。这就对老师的课堂教学提出了更高的要求，作为教师应该因材施教，充分考虑到授课对象是基础比较差的学生，对物理化学理论的获得不应以大而多为目标，而是以够用、能懂为标准，并且能满足各专业学生学习专业课的需要，就可以了。对于大量的物理化学公式，推导过程复杂并且涉及到大量的高等数学的知识，要让学生都记住和掌握是不可能的，也是没有必要的。其实数学推导过程只是获得结果的一种手段，不是目的，所以对于一般公式及其推导过程，要求理解就可以不要求掌握，对于特别重要的公式要掌握其使用条件和物理意义并且要牢记。物理化学理论性很强并且概念规律偏于抽象，授课过程中要适当加以淡化，并且多联系一些简单易懂的实例。如在热力学第一定律和热力学第二定律的讲解中，遇到具体的计算时，重点关注化学反应过程的能量改变、反应的方向与限度以及反应的速率，而淡化对抽象物理的讲述，方便学生理解和接受。
二、根据不同专业需要，侧重不同教学内容
物理化学这门课程内容的覆盖程度广、综合度高，它包括了热力学、化学动力学、表面化学、溶液等知识内容。在实际的讲授过程中，不同专业对同一课程有不同的要求。对于物理化学这门课程，不同的专业不能用同样的讲课方法讲述同样的内容。根据不同的专业的教学大纲要求，对教学内容进行删减取舍。作为物理化学核心内容的热力学第一定律和热力学第二定律，是每个学习物理化学的学生必须学习的内容，可以不考虑是否与专业理论密切相关。而对于化学动力学应用部分，则可以根据实际教学情况，根据不同专业自身教学大纲和学时安排的要求，有选择、有侧重地讲述。如材料成型与控制技术专业在热力学应用部分要加大学时，重点讲授。化学平衡、表面化学应是材料工程技术专业的重点内容，在该专业的湿法冶金中经常用到化学平衡原理、表面活性物质等概念。而化学反应速率应是冶金专业有色方向的重点内容，多项反应、扩散等内容出现在铝电解的课程中，溶液应是冶金黑色方向专业的重点内容，而胶体化学、电化学和冶金技术专业相关很少，基本不用作为教学内容。应该特别指出的是，物理化学删减教学内容不是删减一些该讲的内容，要综合考虑教学大纲和整门课程体系的完整性，抓关键抓主要。
三、教学中恰当安排随堂加强直观教学
实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位，它与物理化学课程紧密配合，通过实验教学，学生不仅可以巩固和加深对物理化学原理的理解，提高学生对物理化学知识灵活应用的创新能力，还培养了观察和分析问题的能力，加强学生动手能力，培养严肃认真、实事求是的科学态度和作风。例如，在讲解多相平衡反应这一章节时，我们让学生先做碳酸钙热分解的测定实验，这是一个典型的多项平衡反应。在学生有了对多项反应感性认识的基础上讲授这部分内容。像这样的做法还有很多，如实验室用蒸馏水洗涤容器为什么要少量多次和分配定律相联系，分离操作中的陈化原理和开尔文公式相联系等。
总之，恰当地将教学内容与实验操作联系起来，遵循“实验操作中的问题――引入讲授新内容――给出答案”，可以培养学生的科学思维能力与解决问题能力，提高学习物理化学的积极性。
四、列举实际生活实例，提高学生学习兴趣
物理化学知识其实存在于我们生活中的方方面面，只要稍加留意，就会在衣食住行中找到和物理化学有关的现象。因此在组织教学内容时，特别注意恰当地将教学内容和生活中学生遇到的实例结合起来，使学生认识到理论学习可以帮助解决实际问题，以此激发学生对物理化学这门课程浓厚的学习兴趣。将复杂的规律、原理、方法通过用熟悉、生动、简单的生活实例进行讲解，使学生容易接受，并且逐步培养兴趣。如考古工作中怎样根据动力学原理估算尸体的埋葬时间？根据一级反应的动力学方程，由于古尸上裹的碎布片中放射性元素碳14的衰变是一级反应，利用衰变半衰期及其活性可以计算出来。其他如陶瓷制品表面的结晶釉会产生富丽堂皇、光彩夺目的效果；打湿了的化纤衣服比全棉衣服易干，等等，这些奇妙的现象激起学生的兴趣后，就能促使他们去学习，当学生最终恍然大悟时，会深感学以致用的无限乐趣，从而投入到积极主动的思维之中，激发浓厚的学习兴趣，保证课堂教学效果。
五、贯穿人文教育，培养科学文化素养
物理化学中涉及的科学家很多，如盖斯、范托夫、克劳休斯、能斯特、范德华、阿伦尼乌斯、吉布斯等。他们发现建立的物理化学定理的方法不同，个人成长、成功经历也不同，在讲课过程中根据内容让学生去查阅科学家的生平、传记，了解他们成长的经历，写出小论文，有助于科学文化素质的养成。同时，在讲课过程中还可穿插一些科学家的小故事，把科学家观念的创新和科学思维的动人情节引入课堂教学，启发学生的创新激情，充分调动学生学习的积极性。比如发现了溶液中的化学动力学法则的荷兰科学家范托夫是第一位诺贝尔化学奖获得者，其他科学家像阿伦尼乌斯等等也曾获得过诺贝尔奖，通过在课堂中穿插这样的科学小故事，逐步培养学生的科学素养。同时，还可以讲讲我国物理化学的发展及作出贡献的中国物理化学科学家，培养学生们的爱国热情。
因此，物理化学的教学不应仅仅是向学生传授综合了数学化学的理论知识，培养其实验操作能力，更应是一种课程文化、科学文化的熏陶。
物理化学课程是一门基础理论性和实践性都较强的课程，对其他相关学科的专业课基础理论产生一定作用和影响。它在冶金与材料各专业教学中具有重要的基础地位。通过对教材选择、内容取舍、深浅把握、教学应用等方面多做思考研究，以取得更加良好的教学效果。
参考文献：
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[3]蔡邦宏.物理化学教学的几点体会.科教平台，2006（1）
关键词：案例研究型 团队学习 物理化学
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0040-02
在传统化学四大分支中，《物理化学》对学生的高等数学和物理知识要求比较高，也比较抽象，因此，被公认为比较难学的一门课。与此同时，对于非化学专业的学生而言，拼命理解、记忆到的那些枯燥的公式和定律，也并不见得就会在后续的专业课程中需要掌握得特别熟练。
本校《物理化学》课程面向超过20个专业进行学科教育基础课授课，学生的知识基础、课程期望以及专业培养方案对本课程的教学需求都不尽相同。如果不能给学生很有针对性地提供教学案例，在挖掘学生的学习兴趣方面存在一定的困难。
面对这种状况，从2013年上半年开始，课程组决定对本课程的教学和考核模式进行改革。改变以往课堂教学为主和以卷面考试定成绩（卷面考试占70%）的方式，大胆引进案例研究型团队学习模式，通过增加课外研讨的成绩比重，充分调动学生的主动性，实现因材施教。
1 教学与考核方案的制定
为了确保案例研究型团队学习模式的顺利实施，笔者在查阅兄弟院校研究论文[1～5]的基础上，重点参考了万里学院省级精品课程《免疫学》课程的实践经验，并通过书面问卷调查的方式广泛征求了学生的意见，根据本校实际情况基本确定了具体实施方案。同时，通过对课程知识点进行精心筛选，并认真考察了该专业的一些情况，确定了30个知识点的近40个案例，供12个小组的同学自由选择。
1.1 实施方案
1.1.1 研讨小组分组规则
根据实际情况，每个小组组员人数控制在5人左右。在小组成员结构安排上，主要由学生自由组合。组长负责人任务分配、课后研讨召集和书面材料的收集；主持人和记录员分别负责课后研讨的主持和记录；发言人负责根据小组成员讨论的结果撰写小组学习报告，并在课堂讨论中制作PPT进行工作汇报。
1.1.2 研讨主题的确定
（1）由主讲教师根据授课内容拟订备选研讨主题，再提交课程改革小组集体讨论确定。主题选择主要涉及授课内容中的一些重点、难点、热点与前沿问题，以及一些理论授课无法展开而又需要学生掌握的问题。各小组在研讨过程中，可根据实际情况对备选主题做适当调整，并与主讲教师及时沟通。（2）主讲教师提前2～3周向各学习研讨小组分配研讨主题，各研讨小组组长进一步将本分组承担的研讨任务细分到每个小组成员，确保每个组员负责承担一个研讨主题下子题目的研讨资料收集及研究报告的撰写工作。
1.1.3 学习研讨资料的收集与学习（课堂研讨之前完成）
（1）在主讲教师指导下，各小组及其成员应就其承担的研讨主题开展资料收集工作。（2）每一研讨主题应制作一份学习研讨资料清单，资料数量为5～10篇。（3）要求收集资料的组员认真阅读并归纳总结所收集的资料。
1.1.4 各小组组长在本组资料收集工作结束后、课堂研讨活动开展之前，召集本组成员就所承担的各项研讨主题进行课余自主研讨（课堂研讨之前完成）
该课余学习研讨活动要由指定的记录员做好相应的分组学习研讨记录，并及时提交给小组发言人。
1.1.5 学习研究报告的撰写
（1）每一个分组成员应就其承担的研究主题撰写一份个人自主学习研究报告，并提交给本次学习研讨活动的小组发言人。（2）小组发言人在综合课余研讨主要观点、参考分组学习研讨记录和全体组员的个人自主学习研究报告基础上，撰写一份小组“学习研讨”发言报告（规范格式文件略）。
1.1.6 自主学习小组课堂研讨活动的开展流程
（1）发言人就《小组学习研讨发言报告》中的核心内容做简明扼要的发言。（2）其他小组的同学以及主讲老师就该发言人的发言以及该发言人所在分组承担的研究主题相关问题展开提问，发言人及其小组的其他成员予以做答。（3）主讲教师就上述发言、提问及应答情况予以现场评分，并做简短总结。
1.1.7 自主学习分组学习研讨活动相关资料的汇集、整理与上交
各小组本次学习研讨活动的发言人应于本次研讨活动结束后，在小组组长、记录员及其他组员的配合下，将本次活动中形成的各类书面资料与电子文稿按要求加以汇集整理，并制作本次《学习研讨活动书面材料汇编》的封面与目录（格式文件略），上交给主讲老师。
1.2 考核方法
本课程主要从对课程理论知识的掌握程度（期末考试）、实验（数据处理能力、仪器操作能力和实验原理的掌握）和讨论（应用本课程知识点解决本专业相关问题）三个方面对学生进行考核，详细指标体系如表1所示。
2 实施效果
本学期第十四周的课程中，我们专门组织了这学期案例研究型团队学习模式的论文答辩，请了教学经验比较丰富的教师、课程组教师和工程专业教师各一名做评委。同学们的表现总体得到了评委老师们的一致好评，学生们对这种新的学习方式也给予了普遍肯定。
通过第一学期的探索，我们发现，这种教学模式比传统的教学模式具有明显的优势，同时在具体实践过程中也有一些需要不断改进的地方。
2.1 相对传统教学模式的优势
一学期下来，除个别不尽如人意的现象外，大部分同学的表现还是很让人感到欣慰的。主要表现在几个方面：
（1）绝大多数同学都认真查阅了文献，并撰写了论文，部分论文已经投稿到学术期刊。大家实实在在地选择了自己喜欢的案例并进行了广泛而且比较系统的调研。相信这个过程对于开拓学生本人的视野、锻炼他们主动查阅文献、提高学习兴趣会很有帮助。（2）部分在“应试型”学习方面表现不是很理想的同学在感兴趣的案例资料检索、材料组织、PPT制作方面充分展示了他们的才能。当然，原来表现比较突出的学生，在这次活动中也有表现非常出色的。这样的对比告诉我们，单一的考核模式，确实很容易埋没人才。
2.2 实践工作中的不足
由于初次实施这种教学模式，本学期的项目实施过程中还是暴露了很多问题，值得我们吸取教训。
（1）探讨建立更多种类的教学考核模式，鼓励学生自愿选择研讨，不能强迫。（2）任课教师应该充分跟进和掌握学生的学习进度。虽然我们邀请了图书馆有经验的老师对学生专门进行了文献检索的讲座，也通过QQ群进行了部分指导。但是从学生们交上来的论文来看，对于大学二年级的学生，还是应该给予更多的课后研讨、资料整理和论文写作方面的指导。
（1）增加案例研究型团队学习模式所占学期成绩的比例。考虑到前边所述的部分不善于试卷考试同学在这方面有很好的表现，今后尝试将实验课单独设课的同时增加案例研究型团队学习模式的比重。（2）本学期本校同时开始了三个学时数、教学大纲和授课教师完全相同的物理化学授课班级。其中，A班进行案例研究型团队学习模式的教学，B&C班采用传统教学模式，其卷面考试难度基本相同。通过对三个班级的试卷进行目标达成度分析（另有论文专门讨论）发现，A班学生在试卷考试方面的表现大幅低于另外两个班级。究其原因，可能有以下两种：
①A班学生的培养计划中，物理化学课程是必修课，部分同学尤其是化学基础不太好的同学从学期开始就表现出部分排斥感。而B&C班的学生是选修课，对本课程接受能力相对来说要一些。②考试成绩后，有部分学生反映，“案例研究型团队学习模式”的试行，使得一部分同学以为这部分成绩（占学期总成绩的30%）完全由任课教师随意给分，应该很容易拿分。所以，没有给予卷面考试足够的重视（见表2）。
两方面因素的综合作用下，A班学生在出勤率、作业完成情况以及课后找老师问习题等方面表现都不尽如人意。应该说，学生的平时表现与卷面成绩反映出的结果基本上是一致的。这也反馈给我们一个重要的信息，像“物理化学”这种难度比较大的课程，如何帮助学生养成正确的学习态度和习惯非常重要。
3 结语
我们对案例研究型团队学习模式在《物理化学》课程中的应用进行了有效探索。实践证明，只要能够帮助学生养成正确的学习态度和习惯，这种教学模式不仅不会在学时数方面对传统教学模式构成太大冲突，还能够帮助学生从传统填鸭式被动学习中解脱出来，通过提高学生主动学习能力在提高其对课程内容的学习兴趣的同时增加研究能力的锻炼。如果任课教师能够比较恰当的选择研讨案例并给予学生较多的课外辅导，也能够有效帮助学生克服对新教学模式的不适应感。
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关键词：高等物理化学；环境专业；教学内容；教学方法
浙江工商大学案例型《高等物理化学》课程改革研究 （xgy12105）项目。
【中图分类号】G642
物理化学作为环境、化学、生物、化工、材料等专业本科生基础课，由于概念多、公式多，学生在学习过程中普遍感到抽象、难学和难理解，厌学倾向比较明显。然而，物理化学中的理论、方法和观念在培养学生创新能力方面又具备其他课程无法替代的作用。高等物理化学作为物理化学的延伸，是研究生阶段的核心基础课之一。因此，根据具体研究方向，改革教学方法，避免满堂灌输式的传统教学模式，重新点燃学生的学习兴趣，对培养研究生科研创新能力至关重要，是未来高等物理化学课程改革的必然出路。
一、我校环境专业研究方向与物理化学的联系
我校环境科学与工程专业具有一级学科硕士学位授予权，经过多年发展，已形成5个特色的学科方向：（1）废水处理与优化控制技术；（2）废物处置与资源化技术；（3）大气污染控制理论与技术；（4）环境功能材料与友好过程技术；（5）环境生物与生态修复技术。这些特色研究方向与物理化学有着非常紧密的联系，物理化学的理论和方法一直被运用到环境保护中。例如：（1）水处理过程、污泥消化处理、热污染控制等许多方面都涉及热化学模拟计算；（2）作为常用的高级氧化技术之一-电化学方法涉及电化学基本原理、内电解、电凝聚、电解氧化/还原及电渗析等物理化学知识；（3）环境功能催化材料涉及热力学和动力学等多方面的知识；（4）吸附剂、表面活性剂等污染修复方法与物理化学中胶体与界面部分密不可分。因此，针对研究生高等物理化学课程改革，必须考虑如何体现课程特色、以何种模式实现研究生科研活动中基础知识再认识以及创新性思维能力的提高等关键问题。
二、环境专业高等物理化学教学设计改革
1.教学内容改革
高等物理化学包括化学热力学、化学动力学、统计热力学、结构化学四大块内容。作为环境专业研究生的基础课程，各部分教学内容应注重突出特色，有所取舍，不能简单重复本科阶段的物理化学教学。针对本校环境专业研究方向和有限的课堂学时，笔者认为，选取化学变化的方向和限度问题、化学反应的速率和机理问题、催化剂结构与性能关系、电化学基本原理和应用作为核心教学内容，有利于吸引学生结合自己的研究课题进行深入的自主学习。
在理论教学的基础上，适当增加1-2个具体实验，通过实践教学深入、形象地理解环境净化技术应用时的物理化学基础知识。
2.教学方法改革
大量的实践表明： 传统的以教师讲授为主的教学模式已经不能适应时代的发展，尤其是抽象性、概括性、逻辑性很强的高等物理化学教学。要培养研究生的科研创新能力，必须激发学生的自主学习热情。因此，改革教学方式，以学生为主体，教师讲授为辅，进行前沿引导式教学为现代高等物理化学教学改革点亮希望。
具体课程安排过程中，可按教师讲授（提出问题）学生互动（解决问题）教师总结点评（基本原理强化）顺序展开教学。改变传统的系统讲授为重点讲授，教师根据学科特色，有侧重地突出物理化学专业知识点的应用和前沿，设置课程研讨课题；学生根据兴趣自主选者课题，课后进行文献调研和归纳，并在课堂上展示学习心得；最后，教师根据学生自主学习情况进行点评，并提出改进的建议。此外，在课堂教学上，应经常以启发式的语言、事例来激励学生，引导他们积极主动进行学习。
三、物理化学教学改革初探
根据教学设计，笔者初步尝试了教师主讲3个专题，提供学生6个课题，辅助1个实验的教学模式。教师主讲内容包括：（1）物理化学在光催化环境净化技术中的应用；（2）物理化学在环境电化学技术中的应用；（3）物理化学中的胶体界面化学。提供学生选择自主学习的课题如下：（1）物理化学与环境保护；（2）光催化体系的反应机制及应用时的瓶颈突破；（3）电化学处理有毒难降解有机污染物的电子转移机理；（4）污水处理中的热力学过程；（5）吸附法处理环境污染物的动力学过程；（6）胶体表面/界面调控与环境污染治理。要求学生学会利用学校图书馆的Web of Science和google学术搜索工具，查阅自选课题相关的文献，主要是主流TOP期刊的论文，在大量阅读文献的基础上，写出能体现课题核心内容和研究亮点的综述。经过这两阶段的学习，学生已基本具备文献查新、科学问题提炼的能力。最后笔者选取环境污染治理的新技术-太阳能光催化处理印染废水为辅助实践教学，通过改变反应条件，观察废水色度变化，既能给学生直观感受，又能通过后续的数据处理，让学生体会到物理化学基本理论的美妙。
本实验中主要涉及物理化学中的阿伦尼乌斯公式：
（1）
其中k为反应的速率常数，可以通过不同时间染料降解动力学进行拟合得到；A为反应的频率因子，对于确定的化学反应为一常数；Ea为反应活化能；R为理想气体常量；T为热力学温度。通过对公式（1）进行对数转换，可以得到公式（2）：
（2）
通过测定不同温度下染料降解的速率常数k ，可以利用公式（2）计算得到反应的活化能Ea；进一步通过有无催化剂的对比实验，可以计算出染料降解反应中添加催化剂对Ea的影响，预测反应过渡态的相关信息，直观而深刻地体会到物理化学基础知识点在实际环保技术中的应用，使理论与实践完美结合，激发学生在各自研究领域重新学习物理化学的兴趣。
四、结束语
总之，物理化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科，加强物理化学知识的学习，特别是通过课程解析物理化学基本规律在现代环境保护研究前沿热点的作用，将会有助于我校环境专业研究生从分子本质上加深对本专业和研究方向的认识，促进研究生更快地实现从知识学习到科学研究的角色转变。
参考文献：
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关键词：物理化学；改革；结合
中图分类号：O642.0 文献标识码：A 文章编号：167Z-3198(2009)05-0188-02
物理化学是物理学与化学交叉的边缘学科，是化学学科的一个重要分支，是化学学科的理论基础。该课程是化工技术类专业一门必修的重要的基础课，它在化学与化工人才培养中有负有极其重要的作用，对学生科学世界观和综合素质的培养、动手能力和创造思维能力的培养起着至关重要的作用。因此必须加强物理化学课程建设，不断深化教学改革，提高教学质量，创建精品课程，才能完成时代赋予我们的使命。
物理化学教学改革包括教学内容(即教材)改革、教学过程改革、教学方法手段改革、教学管理(包括教学时间、教学安排、考试内容、考试方法、评分标准等等)改革。
1 教学内容改革。即教材改革
我们先后使用了天津大学王正烈主编的《物理化学》第一版、第二版，教学过程中，不断选用新教材，对老师来说要加重负担，要不断写新的备课笔记。但我们体会到，写备课笔记可以加深对内容理解，提高教学效果。近些年来由于量子力学、微电子技术、波谱技术的发展，新材料、新催化剂、纳米材料的出现，促进了物理化学的发展。因此在教学内容上就不能局限于教材，要把物理化学的新知识、新成果介绍给学生。
2 教学过程改革中。采用“六个相结合”
①宏观与微观相结合。对于难理解的概念，先从微观上解释，说明其物理化学意义，再从宏观上形象化。比如介绍熵的物理意义时，我们可以将红墨水滴入水中，红墨水不断扩散。系统混乱度逐渐增大，来描述熵是系统混乱度的量度。
②理论与实际相结合。例如讲孤立体系熵增加，而开放体系因为可以有负熵流，可使开放体系熵减少。教学中联系生物体成长、壮大、死亡过程与熵的变化情况；还联系我国的改革开放政策，孤立体系――“一个封闭的山村”，熵值会越来越大，发展的动力就越来越小，经济落后，人民受穷，而要改变面貌。必须改革开放，把山村变成开放体系，“要想富先修路，少生孩子多种树”，引进外资、引进先进科学技术，就是引进负熵流，使体系熵值减少，才能快速发展。这样既加深了对熵定律理论的理解，又能从自然科学角度说明党的改革开放政策是正确性。
③内容与方法论相结合。对物理化学中一些原理、定律的建立，除了要讲清原理的内容外，还要说明该原理是采用何种研究方法得来的。例如讲理想气体、理想溶液、理想吸附时，向学生说明这是采用理想模型法得来的；讲可逆过程时，说明这是采用科学抽象法得来的；讲标准燃烧热、标准生成热、标准电极电位等时，说明这是采用相对数值法得来的。还结合教学内容向学生说明逆向思维、发散思维、类比思维方法的运用，教学中注意培养学生创造思维能力。
④基础知识与前沿知识相结合。在教材的每一章末尾。或习题课上，介绍与本章内容相关物理化学前沿新知识、新理论、新成果、新技术。
⑤课堂教学与教学研究相结合。在课堂教学中，要把教学研究成果结合进去。例如在讲熵判据时，结合教研论文“对化学热力学熵判据的讨论”，来讨论“熵总是过程方向的判据吗?”，在讲化学平衡移动时，结合教研论文“反应组分浓度对化学平衡的影响”，来讨论“增加反应的浓度平衡一定向产物方向移动吗?”等等。
⑥理论教学与化工生产相结合。我们是职业院校，培养的大多数学生将来要到化工生产第一线，因此更要注重实验环节，增强学生学习兴趣，培养高技能，高水平的应用性人才。例如在讲化学反应速率时，结合工业合成氨的具体状况。探讨如何提高反应速率，增加氨的产量。
3 习题课是提高教学质量的重要环节
物理化学课程是一门十分强调概念、定律和逻辑推理的理论课程。要学好它很不容易的，物理化学被认为是化工技术类专业中最难学的课程。难学的原因在于它有许多基本概念、基本定律，非常抽象不好理解，不好掌握，习题难解。我们在教学实践中体会到，要化难为易。提高学生学习积极性，除了上好理论课外，习题课是一个重要的、必有可少的环节。学过物理化学的人都知道，必需多做习题。在解题过程中，加深对理论的熟悉与理解，培养分析问题、解决问题能力，解题过程是理论联系实际的过程。上习题课要象上理论课一样，认真备课、写好教案。我们习题课的内容一般包括下列几个部分：
①扩大知识面的新理论、新知识介绍。
②归纳总结一章中所学的知识。学生每节课所学的知识往往是“零碎”的感觉、片段的知识，只有把它们联系在一起，形成相互关联的知识系统，才能更深刻理解，更好掌握。为此，每一章学习后，我们帮助学生把一章中所学的知识点以“联络图”形式进行归纳总结。
③总结学生作业中问题。对学生作业中的错误，特别是典型的有代表性的错误要及时指出，对有特色的解题技巧要介绍推广。
④组织讨论思考题。一般教材的每章后面，都有一些思考题。我们先布置给学生先思考、解答，习题课时进行讨论讲解。
⑤做一定数量的练习题。每章学习后，我们都印发给学生一些数量的练习题，其中选择题20个左右，计算题5至8个。这些练习题都是历年教学中精心挑选出来的，有代表性，有一定的难度。我们一般提前发给学生，要学生先做一遍，上习题课时，老师选择其中典型试题讲解。
4 把现代化教学手段应用到物理化学教学中
20世纪90年代以来，计算机技术与网络技术飞快发展，多媒体计算机集文字、声音、图形、图像、动画、影视等为一体，突破了时空限制，虚拟现实。多媒体计算机与网络成为重要的教学手段、教学工具，把多媒体计算机应用到教学上，实现教学现代化。多媒体计算机在教学上应用，使教学的思想、教学的理论发生了变化，教学手段、教学方法、教学观点与形式发生了变化，课堂教学的结构与内容、课外辅导的内容与形式、考试内容与方式、学生成绩评定的标准与手段等发生了变化。国内外的大量实践表明，进行计算机辅助教学，提高了教学质量，提高了学生的素质。把多媒体计算机和网络技术应用到教学中，是教学改革的一个重要方向。计算机辅助教学有以下建议和思考
①编制课堂教学的电子教案与教学课件。
②对教材的思考题、练习题、习题进行详细解答。并且输入到计算机中，形成word文档。
③编制计算机辅助教学课件(CAI)。
关键词：物理化学 药物制剂 教学内容 教学方法
物理化学是学生在具备了高等数学、普通物理、无机化学、分析化学等基础理论课后，一门必修的理论基础课，是药学院药物制专业的一门主干基础理论课程。现代物理化学是研究物质体系的化学行为的原理、规律和方法的学科，物理化学作为化学学科的一个重要分支，它所研究的内容主要包括三大块：（1）化学的反应方向和限度问题，（2）化学反应的速率和机理问题，（3）物质的结构和性能之间的关系问题。特别是有关相平衡、化学动力学、胶体化学以及表面化学的知识，为后续专业课程如药剂学、药理学、药物化学和药物动力学等专业课程的学习提供理论指导和方法。因此物理化学在药物制剂专业的基础课和专业课之间起到了桥梁和纽带的作用。
一、药物制剂专业学生在学习物理化学课程存在的主要问题
吉林医药学院（我校）自2004年药物制剂专业招生以来，经过了十多年的物理化学教学工作，我们的实践经验表明在药物制剂专业的课堂上，针对物理化学的教学模式主要存在以下四方面的弊端。首先，教学内容上强调面面俱到，没有注重精华素材的重点讲解，忽视了物理化学与药物制剂专业知识的联系与衔接。其次，学生基础参差不齐，基础相对较差的学生失去了学习物理化学的兴趣，从而导致对后续专业课的学习不够深入。再次，实验数据处理过于复杂繁琐，理论教学与实验内容存在脱节现象。最后，在考核方式上侧重对理论知识的考核，弱化学生的平时表现和实验操作成绩。这些缺点，制约了学生综合素质的提高，脱离了高校对药物制剂专业人才的培养要求，限制了本学科的发展，因此，对于物理化学的教学改革势在必行。
二、物理化学教学改革的初步探索
1.提倡知识的“少而精”、注重与专业课的联系
正确的教育思想是课堂教学的灵魂，在教学活动中尽量减少与专业课程联系不大的知识的讲解，而应该侧重构建物理化学与药剂学相关的理论框架。物理化学所包括的公式较多而且公式推导繁琐，可以有针对性地对相关内容进行删减；无机化学中讲过的知识点也可以略讲，以学生自主学习为主。例如，针对多组分系统热力学的这一章节，在无机化学中已经对稀溶液的四个依数性（蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压）做了比较详细的讲解，只要安排几道习题巩固相关的知识，就能够使同学们比较容易地掌握这部分内容；而应该把剩余的时间分配给新的知识-化学势，因为它是后续课程的基础，对药物的配伍、新材料和纳米药物机理的研究起着重要的指导作用。采用少而精的教学方法，可以使教师更加灵活地合理分配学时，对于与药物制剂专业结合密切的重点内容如果讲授得越深入，那么学生对知识的理解就越透彻，他们在解决实际问题的时候才能够举一反三、触类旁通。再比如，化学动力学这一章节一共包含二十多项教学内容，讲授者应选择与药物制剂专业有紧密联系的知识点进行详细地讲解。其中涉及反应级数的知识点很多，但只有对简单级数反应掌握的比较熟练，同学们在解决其他复杂反应的时候才会更有信心。而且一级反应是必须重点讲解的知识点，许多热分解反应、分子重排反应、药物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，常常被看作一级反应或者准一级反应来处理。表面现象是自然界中随处可见的现象，特别是从药物的合成、提取、分析、制剂的准备、制剂的性质、药物在体内的作用和代谢均与表面现象有关。而表面活性剂及其重要作用是药剂专业应该重点掌握的内容，它们对药物制剂的生产工艺及药剂的质量都具有重要的指导作用。
2.重视理论联系实际，激发学生学习兴趣
美国心理学家和教育家布卢姆说过：“学习的最大动力，是对学习材料的兴趣。”物理化学的原理枯燥难懂，单单讲授物理化学中书本的知识，而缺少与实际生活的联系，或者授课者忽视了物理化学与专业知识的联系，学生们学习的兴趣就不大。然而针对晦涩难懂的理论要点既要讲清楚又要讲透彻，因此为了激发学生的学习兴趣，务必要注重理论联系实际，通过物理化学知识的学习来解决本专业或者生活中常见的问题。比如，应用热力学第一定律和第二定律是学好热力学的基础，讲授者可以通过解释人体能量的新陈代谢作用帮助学生理解内能与热量和功之间的关系；热力学第二定律引入熵的概念，对于孤立体系可以利用熵增加原理来判断自发过程，实际上如果一个健康的生物体应该保持deS0的条件，才能够维持生命的延续。表面上看这与熵增加原理存在相互矛盾的地方，但实际上生物体属于一个热力学开放体系，处于非平衡态，以摄取食物并加以分解为代价而成长，使生物体从无序进入有序的耗散状态，这与热力学学第二定律理论并不冲突。对于分歧较大的问题和较难的知识点，可以通过小组讨论的方式，结合教师的最终讲解，确定正确的理论观点，使同学们加深对知识点的理解。为了激发学生的学习兴趣，我们教研室也尝试着通过学生主动参与科研课题的研究工作，帮助学生建立科研小组，让他们在了解科学前沿的基础上，通过主动学习与科研课题相关的知识来增加对物理化学的兴趣。例如我们科研小组通过测定不同复合材料对废水中的染料或者重金属离子的吸附能力，对材料的最大吸附量、吸附等温线和热力学曲线等相关数据进行研究、分析和处理。要想对实验结果做出比较合理地解释，这就要求科研小组成员有主动学习的能力，能够较好地掌握吸附等温线以及热力学函数的相关知识。通过理论与实践的联系，不仅培养了学生对学习物理化学的兴趣，同时也提高了学生的动手能力、逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
3.引入计算机软件处理技术，优化物理化学实验
物理化学实验通常会产生大量的实验数据，最常见的方法就是通过计算器处理非常复杂的实验数据，然后将处理过的数据用坐标纸作图，通过描点法确定线性或非线性关系。这种简单的处理数据的方法受人为因素影响很大、重现性很差、浪费时间、获得的实验结果与理论值存在很大的偏差。采用传统的数据处理方法使同学们产生很大的挫败感，容易使学生失去对物理化学的学习热情，因此在物理化学实验课中引入计算机数据处理软件显得尤为重要。相对Excel、Powerpoint和Matlab等数据处理软件，Origin具有功能强大、快速、灵活、使用方便等特点，在学术科研领域有着广泛的应用。例如，物理化学实验中的B-Z振荡反应中求算振荡反应的表观活化能实验：首先测定在一定的温度条件下反应所用的振荡时间t振，再根据阿伦尼乌斯方程ln（1/t）=-（E/RT）+lnA（式中E为表观活化能，R=8.314J/Kmol，T为热力学温度，A为经验常数），分别以1/T为横坐标和ln（1/t振）为纵坐标，最后将获得的具体数值输入到Origin软件里，选中数据在Plot菜单中选scatter选项得到散点图，点击Analysis菜单选择FitLinear，就会得到经过计算机拟合后的直线。软件会给出拟合直线的斜率、截距及相关系数，然后从已知直线的斜率求算出反应的表观活化能E振=52.92kJ/mol，相关系数为R=0.9993。在物理化学实验教学中也要注意与药剂专业知识的联系，例如将蔗糖水解速率常数测定的实验改为同样符合一级降解动力学的硫酸链霉素水解速率常数的测定，利用相似的教学方法也可以完成对硫酸链霉素水解反应速率常数的测定，以ln（αt-α∞]）对时间t作图，可得一条拟合的直线，通过计算机直接得出的斜率求算药物的半衰期。以上实例说明：将计算机数据处理软件引入物理化学实验课堂，简化了数据处理过程，得出的实验结果更具有科学性，这不仅能够提高学生学习的主动性和积极性，同时也能够激发他们的学习兴趣，为今后从事论文的书写和科研实践打下良好的基础。
4.改革考核方式，注重能力培养
良好的课程考核方式能积极、有效地引导学生形成良好的学习习惯，激发学生的学习兴趣。传统的知识记忆性考试在一定程度上制约了学生的创新思维，使学生对知识的学习缺乏主动性；加之物理化学的公式较多，计算题的难度较大，学生往往会具有畏难情绪和挫败感。因此，单纯以终结性考试为主要形式的考核方式，并不能够全面反映学生对物理化学课程的学习质量，只有对考核方式进行革新，才能让教育评价真正发挥导向功能。考核成绩由平时成绩、实验成绩和理论成绩三部分组成，针对药物制剂专业物理化学课程的考核方式，应紧密围绕该专业特点，针对与专业知识有重要联系的章节进行平时成绩的考核，要求学生独立完成，把成绩计入总分，其比例可占总成绩10%-20%。物理化学实验成绩主要由出勤率、实验操作技能、实验报告的书写和实验台面的整洁程度来全面评定，每次实验结束后都要进行综合评价，直接给出本次实验分数。实验分数的透明化使他们不仅对每次成绩具有知情权，也使他们认识到自身的不足，督促他们在后续的实验中继续改进和提高，物理化学实验成绩占总成绩的20%～40%。期末采取闭卷考试形式，命题时应尽量减少套用公式的题目，避免与专业知识的脱节，适当增加一些与药物制剂相关的知识点，这样可以有助于提高学生综合解决问题的能力，避免学生搞临时突击学习而不注重知识积累现象的发生。
三、结语
物理化学教学改革必须从根本上改变“重理论、轻实践”和“重结果、轻过程”的单一而陈旧的教学模式。药物制剂专业的物理化学课程建设只有从培养目标出发，以提高学生的专业技能为根本，结合药物制剂的专业特点进行教学改革，才能够培养出适应行业需要的高素质复合型专业人才。为此需要加强物理化学教学与药物制剂专业相关知识点的联系，提倡“少而精”的教授方法；在实践中强调科学技能与先进技术的结合，激发学生的学习兴趣；考核方式上采用能全面反映学生综合素质的评价体系。建立物理化学课程与药物制剂专业融合的教学模式是一个长期的教学实践过程，需要广大教师在日常教学中坚持、改进和不断完善。
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[关键词]小班研讨 工科 物理化学 教学改革
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）05-0021-02
物理化学是大化工类各专业本科教学计划中的一门专业基础课程，是理论性、系统性、逻辑性都很强的一门课程。由于学科本身公式繁多、概念严格、推导复杂，容易导致学生学习困难，知识掌握不牢、理论与实际脱节等问题，对大化工类相关专业的后续课程的学习带来不利影响。[1]长期以来，物理化学的学习一直是学生的难点。近年来，小班研讨这种创新性的教学模式由于在激发学生的学习兴趣和热情、引导学生养成自主学习的习惯、培养学生的创新思维能力和知识交流的能力等方面具有优势，逐渐被应用于许多学科的课堂教学。[2]
通过近几年的教学实践，我们认为，将小班研讨应用于工科物理化学课堂教学时，教师要充分发挥在教学过程中的主导地位[3]，合理地选择研讨内容，这样才能发挥小班研讨的上述优势，达到既定的教学目标。结合本校工科物理化学教学的实际情况，我们对工科物理化学小班研讨的研讨内容，提出下列的思考并进行了实际的探索。
本校使用的教材是科学出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《物理化学教程》。在该教材的框架体系下，我们认为工科物理化学课程除了培养学生具有扎实的基础知识、良好的逻辑思维能力，建立科学的思维方法外，还应当突出基础理论与实际应用并重、注重联系实际的工科特色；并能够关注学科发展前沿，理解新兴领域的研究思路。因此，在小班研讨的研讨内容选择上，就要兼顾上述三个方面。
此外，本校本科学生在二年级上学期和下学期学习物理化学课程，这时学生正处在由基础课程到专业课程学习的过渡期，学生的理论联系实际的能力和创新意识都较薄弱；同时，多数学生的口头表达能力尚需鼓励和培养。在研讨内容的选择上也需要考虑这个问题。
一、基础核心内容的研讨
对于热力学、动力学、化学平衡和相平衡这部分基础核心内容，在教学过程中，为了让学生形成完整的知识系统，教师要站在整个学科的高度向学生讲述物理化学的主要框架和思想方法。
首先，研讨内容中学生的陈述内容可选择对每章的重点进行归纳总结，讨论内容可以选择学生易于混淆的概念、定理和基本原理进行辨析。对基础核心内容的难点问题，教师可通过拟定思考题的形式由学生进行讨论。这样做一方面可以夯实基础，强化学生的自主学习能力，为理论应用于实际打下基础；另一方面，可以逐渐培养学生的口头表达能力和学术交流能力，使研讨能够循序渐进地越做越好。
其次，在基础理论建立的过程中，通过分析科学家的研究过程、研究方法，可以学习科学家的逻辑思维方法。因此，从物理化学发展的历史中，选取某些知识的起源、发展和完善的历史作为研讨内容，通过学科发展和背景的讨论能促进学生对理论和公式的深刻理解，让学生掌握系统的学科思想方法。此外，科学家的生平介绍，研究方向的确立与变化，也可作为研讨内容，这样可以激发学生的学习兴趣和热情。
此外，融合章节间的研讨内容可以让学生对所学知识融会贯通，培养学生综合分析问题的能力。例如：以某一具体实例，将热力学和动力学结合起来，研究化工生产的反应条件。首先采用热力学中化学反应的等温方程判定反应的自发性，再采用等压方程优化反应温度，结合动力学中温度对反应速率的影响，在综合考虑平衡转化率和反应速度的基础上，确定最佳反应温度，反应时间等参数。这类的研讨内容可以提高学生分析问题的能力。物理化学课程中有许多相似的逻辑关系，这种相似的逻辑关系背后隐藏着更深刻的内在联系。例如，基于热力学的状态函数方法获得的相变焓与温度的关系，与化学反应焓变与温度的关系极其相似；在相变热力学中纯物质气液或气固两相平衡中，饱和蒸气压与温度的关系，在化学反应热力学中，标准平衡常数与温度的关系，在化学反应动力学中，速率常数与温度的关系，三者极其相似。这些没有现成答案的研讨可以活跃学生的思维，培养学生探索未知领域的意识和勇气。
二、扩展内容的研讨
工科物理化学的扩展内容为电化学、胶体化学和表面化学，这部分内容与科学研究和生产实践联系紧密，学生既可以用基本原理来解释自然现象，又可以用基本原理来解决实际问题。这部分的研讨内容相当丰富，也是探讨的重点。
例如：在电化学领域内，研讨腐蚀产生的原因以及应对策略，如阳极保护、阴极保护、钝化等措施的应用；研讨玻璃电极、离子选择性电极、化学电源、电化学合成的原理、装置和应用。在表面化学的学习中，研讨表面活性剂，从表面活性剂的结构到表面活性剂的性质，再到用途，如作为剂、去污剂、增溶剂和乳化剂等；研讨膜分离技术，基于膜具有较大比表面的特殊的表面性质，被应用于化工、食品、医疗、卫生等领域；研讨具有巨大比表面的吸附剂和纳米材料，它们的结构、性质和在工业生产和人民生活中的用途；可研讨毛细现象，解释“锄下有水”，“棉布吸水”等自然现象；研讨润湿现象，解释眼镜起雾的原理，并采取有效措施预防。学习胶体化学时，研讨解释胶体稳定性的DLVO理论，找到胶体稳定存在的原因，从而制定出破坏胶体的措施或者稳定胶体的对策；研讨电泳的原理，在分析化学、生物化学、临床化学、毒剂学、药理学、免疫学、微生物学、食品化学等各个领域的应用。
这部分的研讨着重从基本原理的应用，到实验装置或生产设备的建立，再到工艺条件的选择，能训练学生将基本原理用于解决问题的习惯和能力，有助于学生形成系统发现问题、分析问题和解决问题的能力。
三、与专业相结合的学科前沿的研讨
本校每年学习物理化学的本科生有1000多名，专业涵盖大化工的许多专业，如冶金、材料、化工、环境、轻工等专业。大化工的不同专业的后续课程对物理化学知识的延伸和应用存在差异。比如，冶金和材料类的专业对相平衡知识应用较多，制药和纺织等专业对胶体化学的知识应用较多。针对这一特点，小班研讨的内容可视学生的专业特点而定，由学生自主选题，着重于工程应用和学科前沿。
在小班研讨的实践过程中，这部分的研讨尤其让教师深刻地体会到学生自身的巨大潜力和可塑性。例如：学习了相图中的临界状态，引出新兴的超临界流体萃取技术，食品专业的学生主要研讨用于萃取啤酒花、香辛料、植物色素和动物油脂等超临界流体萃取的原理、装备和工艺条件等；制药专业的学生主要研讨将之应用于中药有效成分的提取和中药的现代化；化工专业的学生主要研讨天然香精香料和天然色素等的提取；环境专业的学生研讨萃取污水中的有毒物质，如有机氯、有机硫等。关于电化学的应用，对环境科学和工程专业的学生，研讨将电化学氧化、电化学还原、电凝聚和电渗析等方法用于废水处理；对化工专业的学生，讨论燃料电池、新型海洋电池的设计原理、工作方式等；对生物化工专业的学生，研讨生物电催化、微电极传感器的原理及应用。当学习表面张力的时候，研讨内容对冶金专业可选择表面活性剂用于矿石的浮选原理与应用；对纺织专业，可选择荷叶效应对材料制作的启迪；对于生物化工专业，新型的生物表面活性剂又是研究的热点，由于它与环境具有兼容性，既无毒又可被生物降解，随着人们环保意识的不断增强，生物表面活性剂越来越受到人们的关注，需要研讨生物表面活性剂的结构、制备、应用以及与传统表面活性剂的优缺点比较等。在胶体化学中，微乳状液的制备和应用，双向凝胶电泳的技术及应用也是目前研究的新方向，可以提供给高分子材料专业的学生作为研讨内容。
四、结论
在知识更新迅速和信息爆炸的时代，迫切需要掌握扎实的基础知识，具备将基础知识应用于实际的能力，能够客观分析各行业的实际需求，创新性地解决问题的人才。在近几年小班研讨的实践中，我们逐渐发现，只有通过多层次、全方位、针对专业特色地精选研讨内容，才能循序渐进地培养人才的综合素质。在夯实学科基础知识的基础上，培养学生理论联系实际的能力，能进一步提升学生的创新性思维能力，最大限度地发挥小班研讨的作用。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 肖琦，黄珊.物理化学教学改革探索[J].大学教育，2012（5）：81-82.
