鐘炳偉　郭超　金首文

摘 要 本文針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型獨立學院的物理化學教學內(nèi)容及教學方法手段提出了相應(yīng)的改革措施，構(gòu)建了符合專業(yè)培養(yǎng)目標的課程教法新體系。旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質(zhì)，與培養(yǎng)應(yīng)用型人才接軌，取得了明顯的教學效果。

關(guān)鍵詞 物理化學 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.05.053

Teaching Reform of Physical Chemistry Course Based on

Cultivation of Innovative and Entrepreneurial Talents

ZHONG Bingwei， GUO Chao， JIN Shouwen

（Jiyang College of Zhejiang A & F University， Zhuji， Zhejiang 311800）

Abstract This paper focuses on the reform measures for teaching content and teaching methods of physical chemistry in independent college of innovation and entrepreneurship， and constructs a new curriculum teaching method according with professional training objectives. The purpose of the reform is to cultivate students' innovative consciousness and ability， improve their comprehensive quality， and help for the training of applied talents. It has got marked teaching effectiveness in this reform.

Keywords physical chemistry； innovation and entrepreneurial ability； teaching reform

物理化學作為化學化工、環(huán)境工程、食品科學等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，對培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、實踐創(chuàng)新能力和嚴謹科學作風等方面都有著重要作用。但物理化學課程概念性、理論性、邏輯性都很強，其內(nèi)容涉及到很多數(shù)學和物理知識，導致概念抽象，數(shù)理推導多，公式繁雜且彼此關(guān)聯(lián)，這不僅對學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)不利，更對實踐能力的提高起反作用。[1-2]如何從本科院校人才培養(yǎng)的要求和目標出發(fā)，更好地改善物理化學課程的教學質(zhì)量與教學效果，使其能夠切合開設(shè)專業(yè)的具體情況，是現(xiàn)實中面臨的一大難題。目前，國內(nèi)的各大高校關(guān)于物理化學的教學也都進行了相應(yīng)改革，[3-7]學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，實踐能力等均有了一定程度的提高，但是針對獨立學院的物理化學課程改革還有待進一步研究。根據(jù)我院物理化學課程的教學現(xiàn)狀，本文從教學目標，教學內(nèi)容，教學方法與教學手段等幾個方面進行了分析和討論，提出了一些看法和建議，希望能夠為該課程的教學改革工作做出一定貢獻。

1 物理化學課程的現(xiàn)狀和問題

作為注重創(chuàng)新就業(yè)能力培養(yǎng)的獨立學院，我院對物理化學的教學目標旨在增強學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，從而提高學生的綜合素質(zhì)，與培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才接軌。本課程的教學內(nèi)容多而雜，教學課時與教學需求存在較大的沖突，如何在有限的教學時間內(nèi)高效傳授課程知識，是一個亟需解決的基礎(chǔ)課題。另一方面，學生基礎(chǔ)不同，如何將被動學習轉(zhuǎn)化為主動學習，塑造基礎(chǔ)扎實的本科人才，全方位適應(yīng)社會與學科發(fā)展的需要，也是教學過程中遇到的難題。

2 根據(jù)培養(yǎng)目標調(diào)整教學內(nèi)容

物理化學涉及知識面十分廣泛，不同的人才培養(yǎng)方式對物理化學的需求也各不相同。從教學目標，專業(yè)需求出發(fā)，對教學內(nèi)容進行精簡，詳略得當，做到面廣且有所側(cè)重。

首先，要優(yōu)化課程內(nèi)容，篩選合適教材。教材的選擇對于調(diào)動學生學習的積極性和提升學習效果具有重要的意義，因此，在物理化學的教學和學習中，選擇適合學生特點的教材，對學生的學習會起到極大的輔助作用。[8]本課程選用周魯版《物理化學教程》，該教材不僅在課程的內(nèi)容上，還是例題、課后習題方面，都能滿足我院專業(yè)設(shè)置要求，而且能帶動學生主動學習，有效地提高其學習興趣。此外，根據(jù)開課專業(yè)學生的具體情況編寫了《物理化學實驗》教材，將符合專業(yè)設(shè)置及學生感興趣的實驗項目列入教材，從而不斷更新本課程相關(guān)的實驗項目，加強本課程與專業(yè)的結(jié)合，鞏固學生掌握的知識，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。

其次，做好“承上啟下”的銜接作用。物理化學是無機及分析化學，有機化學的后續(xù)大學化學課程，其中部分章節(jié)內(nèi)容有一定程度的重疊。例如，化學熱力學中的系統(tǒng)與環(huán)境、狀態(tài)函數(shù)、熱力學定律等基本概念與術(shù)語；化學反應(yīng)熱力學中的熱效應(yīng)計算；化學平衡中的平衡常數(shù)計算、影響化學平衡的因素等知識點。因此，該部分知識主要以學生自主學習為主，著重將這部分內(nèi)容加以延伸和拓寬，并融入到物理化學教學中去，使學生抓住“回顧—延伸—理解—提升”的主線，從而起到事半功倍的效果。此外，做好物理化學知識與專業(yè)課知識的銜接與滲透工作，并將生活中的案例和經(jīng)驗與理論課程有機結(jié)合起來。例如，通過向?qū)W生介紹有關(guān)電化學方法在污水處理中的應(yīng)用，了解電解法、電凝聚法、電滲析法、電解還原法及電解氧化法等常用的應(yīng)用技術(shù)。利用釀酒廠中將粗酒加工成高度白酒的原理介紹，引出水-乙醇兩相相圖。在講授膠體化學時，引出乳牛乳飲品中乳化劑的作用機理?？傊浞职l(fā)揮出物理化學課程在專業(yè)課程中的重要作用。

最后，做到“主次分明”。物理化學中大量的純理論性質(zhì)敘述及數(shù)學公式推導，這使我們在教學過程中不可能做到面面俱到，繁瑣的公式推導使學生難以在課堂上就掌握，不僅會加大學生的學習負擔，還會引起學生的畏難情緒，這樣往往會導致事倍功半，事與愿違。例如，在熱力學基本方程的講解中，可以從熱力學第一定律的數(shù)學表達公式“ U=Q+W”出發(fā)，利用基礎(chǔ)公式推導出熱力學四個基本方程，對應(yīng)系數(shù)關(guān)系式，麥克斯韋關(guān)系式。通過對這部分知識重點講解，從根源上解決問題，加深學生對公式的理解記憶，“知其然，知其所以然”。而在學習封閉系統(tǒng)熱力學函數(shù)關(guān)系及表面熱力學基礎(chǔ)內(nèi)容，結(jié)合熱力學基本方程，通過“比較對照”、“舉一反三”的方法，理解偏摩爾量、化學勢及表面吉布斯函數(shù)等概念和公式。再如，在理想和非理想物質(zhì)狀態(tài)下，著重講解理想狀態(tài)的內(nèi)容，簡述非理想狀態(tài)，辨清兩者之間的區(qū)別。

3 改進教學方法

在物理化學教學過程中，學生對課程內(nèi)容的興趣程度尤為重要，教師應(yīng)當注重培養(yǎng)和激發(fā)其學習興趣，加強其自我主動學習、自我發(fā)展能力的培養(yǎng)，使其感到學有所值、學有所用。我們以啟發(fā)探索發(fā)現(xiàn)歸納式教學方式，通過引出問題—知識點講解剖析—實例解決問題—知識總結(jié)應(yīng)用，以多媒體教學演示+課堂的案例分析+具體練習+課后作業(yè)的鞏固，真正突出“教、學、練、做”一體化，實現(xiàn)教師為主導、學生為主體的雙向互動，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性，激發(fā)他們的學習興趣，從而提高教學質(zhì)量，并且把以教師為中心的單向傳授知識的傳統(tǒng)學習模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為主體、以教師為主導的新型教學模式。

3.1 “飲水思源，走進前沿”

物理化學中眾多的定律都是科學家們經(jīng)歷多年的曲折研究而來的，講授過程中可以介紹科學發(fā)展史，不僅可以讓學生端正對科學的態(tài)度，尊重前人的研究成果，也可以使學生向科學家的堅持和奮斗精神學習。例如，在講授熱力學第一定律時，介紹研究及產(chǎn)生的歷史過程，了解當時得出定律的艱辛和不易，引發(fā)學生聽課興趣，加深對定律的理解記憶，培養(yǎng)學生嚴密的科學思維，為將來從事相關(guān)專業(yè)的科學研究奠定良好的基礎(chǔ)。另一方面，前沿科學對一門課程也尤為重要。在教學過程中，可以以課程內(nèi)容為主線，介紹課程新知識及科學進展，從而更貼近生活，使學生感到學有所用。例如，在緒論章節(jié)的教學中，引入大量的前沿知識內(nèi)容，向?qū)W生介紹清潔能源、新材料、新技術(shù)等發(fā)展；在表面化學章節(jié)中，介紹新型納米材料的合成、表征和應(yīng)用；在膠體化學章節(jié)的教學中，介紹利用表面活性劑采油，去污等。

3.2 “理論聯(lián)系實際”

物理化學的很多理論知識都與實際生產(chǎn)生活密切有關(guān)，通過問題設(shè)計、案例分析，利用學生所學的物理化學理論知識來解釋生活中與物理化學有關(guān)的現(xiàn)象和生產(chǎn)實際問題。例如，通過稀溶液的飽和蒸氣壓下降來解釋為什么高原上不容易煮熟食物；通過凝固點下降來解釋海水較河水難結(jié)冰；通過滲透壓來解釋參天的大樹，如何從土壤中獲得水分、施肥過多植物會燒死等問題。通過解析水—鹽相圖來解釋利用結(jié)晶法精制粗鹽的原理，通過水與水銀撒在光滑地面上現(xiàn)象的不同，引出鋪展與潤濕等相關(guān)知識。通過設(shè)置一系列與課程內(nèi)容有關(guān)的實際問題，引起學生主動思考，激發(fā)學生學習興趣，活化課堂教學氛圍。

3.3 “一帶一路，良性競爭”

在教學過程中，有些學生在課程學習中掌握知識比較快，這不僅與學生的基礎(chǔ)、學習方法和學習態(tài)度有關(guān)，還與學生適應(yīng)教師的教學方式有關(guān)。因此，通過組建興趣小組，掌握好的同學與組內(nèi)其他同學在課后互相討論，共同進步，實現(xiàn)“一帶一路”。同時，定期給各組布置討論課題，引導學生帶著興趣和問題去學習，并在課堂上分組討論，考核各隊的掌握情況，形成良性競爭。通過這種教學方法，利用學生小組化合作學習，釋放學習主動權(quán)，以學生為主體，充分發(fā)揮學生的學習潛力，激發(fā)學生的學習熱情和積極性，培養(yǎng)學生自主學習和主動解決問題的能力。

3.4 “科技創(chuàng)新，科學研究”

目前，大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)備受關(guān)注，鼓勵學生參加教師課外的實驗開放項目、科研項目，利用掌握的物理化學知識解決現(xiàn)實問題，使教學更加貼近現(xiàn)實，貼近生活。組織學生參加全國大學生“挑戰(zhàn)杯”、浙江省大學生化學競賽等科技競賽，通過競賽對學生進行專業(yè)知識訓練，包括基礎(chǔ)知識、設(shè)計方案、創(chuàng)新性研究、結(jié)果總結(jié)以及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，從而達到學習知識技能到初步科學研究的轉(zhuǎn)變，為培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)研究生打下基礎(chǔ)。

4 豐富教學手段

傳統(tǒng)的教學方式形式單一、演示內(nèi)容有限、拓展難，已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技高速發(fā)展的信息時代需求，其教學效果也難以令人滿意，因此豐富教學方法與手段就勢在必行。[9]多媒體教學手段集文、圖、像、音等功能，可以獲取更為直觀形象的教學內(nèi)容，吸引課堂上學生的注意力，顯示出良好的教學效果。同時，在一些例題的講解和公式的推導中，多媒體結(jié)合板書可以讓學生更快地、更容易地跟上教師的解題思路，加深對一些關(guān)鍵概念、公式以及例題的理解，并節(jié)省大量的課時。

建設(shè)網(wǎng)絡(luò)資源，以培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)造能力和科學素養(yǎng)。通過“我是校園”微信網(wǎng)絡(luò)平臺，將課程的課件PPT，教學大綱，習題解答，講課視頻，動畫，趣味實驗等上傳，實施網(wǎng)絡(luò)教學，不僅大大地擴展了課堂信息量，還可以充分利用不同類型的教學資源，體現(xiàn)不同的教學效果。這種方式不僅大大提高了學生學習的便捷性，根據(jù)自身情況，在課下自由安排學習時間，提高學習效率和積極性，而且可充分滿足學生的求知欲望，激發(fā)學生學習興趣，引導學生熱愛科學、熱愛生活。同時，也為師生交流提供了便捷的空間，教師在手機上就可以完成答疑，作業(yè)布置，小測試等，了解學生對課程內(nèi)容的掌握程度。

對交叉的基礎(chǔ)化學知識實行“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式。例如，稀溶液依數(shù)性知識點和膠體化學章節(jié)，學生通過自學錄制的視頻PPT講解、案例分析等資料，自主規(guī)劃學習內(nèi)容、學習節(jié)奏，引導學生形成正確的思維方式，把握分析問題的切入點，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，讓學生通過實踐獲得更真實的學習。這對學生自主學習能力的提高以及發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力培養(yǎng)具有很大的幫助，可以有效提高學生學習積極性。

將簡單的物理化學實驗帶入課堂，以“眼見為實”的形式讓學生親臨其境，令枯燥的理論教學變得生動有趣，化抽象為具體，激發(fā)學生學習物理化學課的興趣，理解其實用性。例如，通過水和乙醇混合實驗，指出二者混合后體積并不是混合前的簡單加和，提出偏摩爾量的概念。水液面的凹液面和汞液面的凸液面、毛細凝聚現(xiàn)象、丁達爾現(xiàn)象、表面活性劑的親水親油性等等。這種教學方式將原本抽象、繁雜、枯燥的理論知識，形象、生動、直觀地表現(xiàn)出來，充分調(diào)動了學生的主動能動性和學習興趣，使學生樂于學、好于學。

5 小結(jié)

基于目前大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的大環(huán)境下，信息快速發(fā)展的時代下，通過分析存在問題，調(diào)整教學內(nèi)容，改進教學方法和豐富教學手段等方面對物理化學課程的教學模式進行了實踐探討。通過教學與改革，我們深刻體會到，學生作為教學主體，在教學過程中要充分發(fā)揮其主觀能動性，激發(fā)其創(chuàng)新思維，鍛煉其獨立思考問題和解決問題的能力，同時培養(yǎng)其創(chuàng)新和實踐能力。同時，教師是促進物理化學教學改革的執(zhí)行者，也是提高物理化學教學效果的核心因素，要不斷提高自身素質(zhì)，還要充分發(fā)揮教師的能動性。

*通訊作者：鐘炳偉

基金項目：紹興市高等教育課堂教學改革研究項目（SXSKG2017060）；浙江農(nóng)林大學暨陽學院教學建設(shè)項目（KGYB201608）

參考文獻

[1] 楊風霞，安彩霞，王愛榮.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的物理化學教學模式探索與實踐[J].化學教育，2016.37（24）：16-20.

[2] 李喜蘭，李靜，宋佳隆，等.獨立學院物理化學教學改革的探索與思考[J].時代教育，2016.3（5）：197-198.

[3] 曹映玉，楊恩翠.如何讓學生“愛上”物理化學[J].化學教育，2016.37（6）：23-27.

[4] 那立艷，張樹彪，華瑞年，等.精心設(shè)問活化物理化學課堂教學[J].化學世界，2009.50（11）：703-705.

[5] 杜為紅.淺議物理化學課程的教學實踐與改革[J].化學教育，2008.29（6）：35-36.

[6] 楊風霞，連照勛，王愛榮.物理化學課堂教學中的興趣教育[J].化學教育，2011.32（8）：28-31.

[7] 楊風霞，連照勛.提高物理化學課堂教學效果的幾點體會[J].大學化學，2012.27（4）：23-26.

[8] 黑恩成，彭昌軍，薛平，等.在改革與創(chuàng)新實踐中提升“物理化學”教學質(zhì)量[J].中國大學教育，2010（4）：30-31.

[9] 姚思童，張進，劉利，呂丹.工科物理化學課程教學改革實踐[J].化工高等教育，2010（2）：29-31.