首頁 > 優(yōu)秀范文 > 物理化學(xué)教學(xué)
時間：2022-12-11 22:35:57
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇物理化學(xué)教學(xué)范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
1.引言
物理化學(xué)是一門通過研究物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象來探求化學(xué)基本規(guī)律的學(xué)科，是化工、輕化、高分子、環(huán)境工程等專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)理論課，其概念性、理論性、系統(tǒng)性、邏輯性很強，涉及的公式多，應(yīng)用條件嚴(yán)格，比較抽象，初學(xué)者往往覺得困難較大。而且，近年來隨著高校擴招，使得物理化學(xué)這門基礎(chǔ)課往往采用大班教學(xué)，課堂通常要容納百人左右，增加了教師調(diào)動課堂氣氛的難度;此外擴招后的學(xué)生對知識的吸收能力和理解水平以及學(xué)習(xí)積極性有所降低。如何在科技迅速發(fā)展，交叉滲透口益突出的當(dāng)今，克服這些困難，提高物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，是每一個物化教師應(yīng)當(dāng)不斷研究的課題。
2.目前物理化學(xué)教學(xué)中存在的一些問題
課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由于物理化學(xué)理論性強、內(nèi)容抽象、公式、定律多，很多同學(xué)對物理化學(xué)畏懼、缺乏信心，普遍感到困難。由于學(xué)習(xí)卜的困難，有的同學(xué)甚至產(chǎn)生了放棄的心理，以致上課根本就不聽;由于缺乏對所學(xué)專業(yè)的總體把握，部分學(xué)生沒有認(rèn)識到物理化學(xué)與專業(yè)課程之間的關(guān)系，對學(xué)習(xí)物理化學(xué)的必要性理解不夠，抱著應(yīng)付考試的心態(tài)學(xué)習(xí)物理化學(xué)，很多學(xué)生寄希望于考試前的突擊學(xué)習(xí);還有的學(xué)生存在盲目自信、眼高手低的缺點，上課雖然能聽懂，但是不復(fù)習(xí)而且不獨立完成作業(yè)。眾所周知，物理化學(xué)的公式龐雜眾多，必須經(jīng)過自己的反復(fù)推導(dǎo)練習(xí)才能熟練應(yīng)用。由于其理論性強，公式多且較為繁雜，教師、學(xué)生都花了不少精力，但往往都沒有達到預(yù)期的效果，教學(xué)效率不高，所以如何提高物理化學(xué)的教學(xué)效率具有現(xiàn)實的意義。
2.1把物理化學(xué)的特點轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)的優(yōu)勢
物理化學(xué)的特點是條理清晰、推理嚴(yán)密，要把物理化學(xué)的特點轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)的優(yōu)勢。要學(xué)好物理化學(xué)必須把握物理化學(xué)思維的特點，在課堂上經(jīng)常把物理化學(xué)的教材的主線拎出來，并且反復(fù)強調(diào)，使學(xué)生不再感覺到內(nèi)容散亂，找不到規(guī)律。物理化學(xué)的難點在土冊熱力學(xué)基本定律部分，涉及的計算、證明推理不僅內(nèi)容繁多，而且難度高，很容易打擊初學(xué)者的學(xué)習(xí)成就感和積極性，這時候就特別需要教師在課堂上回顧復(fù)習(xí)知識點的來龍去脈，強化學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的感知。在每一章內(nèi)，要強調(diào)本章的基本思路，而開始新的一章時章時，要強調(diào)這一冊書內(nèi)容的安排規(guī)律，此外還要注重每一章節(jié)的復(fù)習(xí)以及學(xué)期末復(fù)習(xí)。比如第一冊內(nèi)容的安排，在學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律之前就應(yīng)當(dāng)講清楚:首先學(xué)習(xí)熱力學(xué)基本定律，然后將這些基本規(guī)律用于稍復(fù)雜的多組分體系、化學(xué)反應(yīng)以及相平衡體系。這種反復(fù)強調(diào)可以讓學(xué)生站在更高的角度來看這門課程，把握課程總體，理清課程思路，有利于學(xué)生更好地掌握細(xì)節(jié)，細(xì)節(jié)之間增加了有機的聯(lián)系，自然容易學(xué)好記牢。而且，在教學(xué)中不能僅僅局限于物理化學(xué)問題本身，還要經(jīng)常讓學(xué)生從物理化學(xué)具體的知識點中走出來，審視物理化學(xué)解決問題的方法。例如，熱力學(xué)定律學(xué)完之后首先處理的是單組分體系，然后再處理多組分體系，在第二冊又在此基礎(chǔ)上處理有電能以及表面能參與的體系，這樣一種循序的、由簡單到復(fù)雜的處理問題的方法在解決其他問題時也是很重要的。因此，學(xué)習(xí)物理化學(xué)也應(yīng)當(dāng)是一個方法論的學(xué)習(xí)過程。
2.2注意課堂教學(xué)的趣味性
知識的趣味性是重要的學(xué)習(xí)推動力，把理論性強、抽象而枯燥的內(nèi)容變得生動有趣，是提高課堂教學(xué)的有效手段。如果一直按課本的內(nèi)容平鋪直敘，只能使學(xué)生感到乏味和厭倦。課堂提問是重要的方法，與實際生活相聯(lián)系的問題，多提問，可以調(diào)動學(xué)生的思維的積極性。例如，在學(xué)習(xí)“表面現(xiàn)象”這一節(jié)時，可以創(chuàng)設(shè)生活中常見有容易被忽略的實例。(1 )荷葉上的露珠為什么呈球形而不是長方體或是正方體呢?學(xué)生在思考這個問題時，我們可以趁機引入表面和表面張力的概念。(2)將干毛巾的一端浸在水盆中時，過一會兒毛巾的另一端也會潮濕，這是為什么?新買的毛巾很容易浸濕，但是經(jīng)長時間使用的毛巾就變得不容易浸濕，這又是為什么?通過這些問題又可以讓學(xué)生帶著興趣進人毛細(xì)現(xiàn)象的學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生學(xué)完知識理論并且會運用所學(xué)的來分析現(xiàn)象找答案時，教師將成就感。
2.3注意理論知識和實際的結(jié)合
(1 )比如水蒸氣蒸餾。在學(xué)組氣液相圖后，知道了兩種完全不互溶液體形成的液態(tài)混合物的沸點低于任一組分的沸點，這一點對于分離提純一些不溶于水的有機物非常有用，采用水蒸氣蒸餾的方法，不僅可以降低提純溫度節(jié)約能量，而且在低溫下還有利于保護易分解的有機物。此外，這樣還把物理化學(xué)的知識和前面有機化學(xué)里的內(nèi)容聯(lián)系了起來，使學(xué)生的腦海里的知識點不再孤立。(2)通過熱力學(xué)第二定律中的熱機內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解了熱機的工作原理，并且學(xué)會了計算熱機效率，這時可以將這些與實際生活中的空調(diào)聯(lián)系起來，將空調(diào)供暖與取暖器相比較，這時學(xué)生們會發(fā)現(xiàn)通過熱機供暖的優(yōu)越性，加深對熱機的理解，將有利于熱力學(xué)第二定律其他章節(jié)的學(xué)習(xí)。(3)在學(xué)習(xí)完電化學(xué)中電池對外做功計算后，可以將同樣的物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后放熱并將放出的熱設(shè)計成熱機對外做功，并將之與用同樣的物質(zhì)設(shè)計成電池對外做功相比較，又會發(fā)現(xiàn)通過電池對外作功的優(yōu)越性，這不僅加深了對電化學(xué)的理解，而且加深了對熱力學(xué)第二定律的理解。通過理論與實踐的結(jié)合，讓學(xué)生感受到物理化學(xué)其實并不難，而且挺有用，消除學(xué)生的物理化學(xué)無用論思想。
2.4適當(dāng)采用多媒體教學(xué)
多媒體教學(xué)具有直觀性、生動性和簡潔性，適當(dāng)采用多媒體教學(xué)，也可以一定程度上調(diào)動學(xué)生在課堂土的積極性。信息技術(shù)的發(fā)展和普及為教學(xué)提供了很大的便利，目前很多學(xué)校相當(dāng)一部分教室都配備了電腦、實物投影儀。通過制作教學(xué)幻燈片可以省卻教師在課堂上的板書時間，而且講解圖表時也更加方便，富余的時間還可以補充一些本學(xué)科的前沿知識。但是，也應(yīng)當(dāng)對多媒體教學(xué)的負(fù)面一影響有充分的認(rèn)識。在課堂教學(xué)中發(fā)’現(xiàn)，在使用多媒體教學(xué)后，學(xué)生記筆記的積極性明顯下降，其實記課堂筆記也是一個主動學(xué)習(xí)的過程，而在使用多媒體教學(xué)時，學(xué)生完全處于被動接受知識.的狀態(tài)，課堂教學(xué)的內(nèi)容在學(xué)生的腦海里成了匆匆過客。因此，多媒體教學(xué)的應(yīng)用要適可而止，以免適得其反。
2.5注重考核方法的與時俱進
考核是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，如何設(shè)計適合的考核方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和積極性，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和綜合素一質(zhì)的提高給出合理的評價，也是廣大物一化教師應(yīng)當(dāng)思考的問題。我們主要采取了開卷與閉卷、平時成績和考試成績相。結(jié)合的方式。
開卷與閉卷相結(jié)合。每一門課程開一始時，很多學(xué)生最關(guān)注的不是這門課要學(xué)什么，而是這門課怎么考試、考什么。讓考試成為學(xué)生學(xué)習(xí)的指揮棒，弊端是顯而易見的，學(xué)習(xí)的過程和結(jié)果是可悲的?？荚噾?yīng)當(dāng)是一種促進學(xué)生學(xué)習(xí)的手段，而不應(yīng)當(dāng)成為學(xué)生臨時抱佛腳的幫兇。傳統(tǒng)的終結(jié)式考試模式，即在一學(xué)期末進行一次考核，雖然易于組織便于操作，但顯然不利于教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。我們參照了其他一些院校的做法，確定了開卷和閉卷相結(jié)合的考核模式。開卷的形式是開展十分鐘不定期課堂練習(xí).內(nèi)容以講解過的知識點為主，可以翻看書和筆記，但不準(zhǔn)相互交流討論，一這樣可以督促學(xué)生平時的學(xué)習(xí)消化。而且從學(xué)生平時掌握知識的情況，教師還可以對教學(xué)作及時的反饋。期末采取閉卷考試，測試學(xué)生是否牢固掌握物理化學(xué)基本概念和原理方面的知識。在考試.的命題方面，要設(shè)計既能反映學(xué)生知識水平又能檢測學(xué)生能力素質(zhì)的考題。由于有平時學(xué)習(xí)，在期末考試時學(xué)生就不至于慌亂無措。
2教學(xué)上要下功夫提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
教學(xué)是由老師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”共同組成一個有機的整體，兩者缺一不可［2］。好的教學(xué)能引導(dǎo)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率?，F(xiàn)行的多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的黑板板書教學(xué)方法相比，前者借助多媒體課件，講課的色彩更加豐富，形象逼真，信息量大，生動直觀，在增強教學(xué)效果方面作用明顯。我們在教學(xué)中將講課PPT制作成精美的課件，在課件中穿插動畫，F(xiàn)lash和聲音，做到知識點和欣賞性兼顧的原則，從而使學(xué)生提高學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣。比如表面張力的概念，我們引入了動畫，很直觀的將液體表面張力的形成予以展示。為了進一步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，首先，我們努力將物理化學(xué)的知識與我們的日常生活緊密聯(lián)系。比如發(fā)生火災(zāi)時，逃生用的防毒面具里面含有的活性炭，它可以吸附有害氣體，從而引入物理吸附和化學(xué)吸附的概念問題。還有生活中，荷葉上的小水滴為什么是圓球狀的?洗衣服時加入含表面活性劑的洗衣粉，為什么能把衣服上的污物洗掉等問題，都與我們的物理化學(xué)知識相關(guān)聯(lián)。其次，教學(xué)內(nèi)容與我們教師的科研內(nèi)容相結(jié)合。鼓勵學(xué)生積極參加老師的科研訓(xùn)練項目和大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目，在參與的過程中，將書本理論知識與科研訓(xùn)練實際相結(jié)合，能起到學(xué)以致用的效果。最后，也要將教學(xué)與生產(chǎn)實際相結(jié)合。我們的學(xué)生都有實習(xí)的階段，教學(xué)過程中，有些章節(jié)結(jié)合生產(chǎn)實際講解，學(xué)生更能領(lǐng)會。如相圖這部分，精餾的過程，在化工企業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常用到，由雙液相液氣平衡理論可知，液體經(jīng)過不斷地部分冷凝和部分汽化，液相中的組成就無限接近于難揮發(fā)的物質(zhì)，而蒸汽中的組成無限接近于易揮發(fā)的物質(zhì)，從而使二組分得到較好地分離［3］。由于與生產(chǎn)實際結(jié)合，學(xué)生聽課認(rèn)真，學(xué)得有興趣，收到了較好的教學(xué)效果。
3引入物理化學(xué)科學(xué)家故事闡述人生哲理
在學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程中，我們會接觸到很多著名的物理化學(xué)科學(xué)家。上課講到相關(guān)內(nèi)容時，涉及到一些科學(xué)家，我們會講解他們的個人簡歷和趣聞逸事，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。給學(xué)生講解科學(xué)家的一些故事，一方面可以提高學(xué)生的注意力，緩解一下課堂的學(xué)習(xí)氣氛，也給物理化學(xué)的學(xué)習(xí)增加一點調(diào)味劑;另一方面，每一位科學(xué)家的成功都離不開其自身不斷努力奮斗的過程，通過了解他們的經(jīng)歷，不僅課堂教學(xué)內(nèi)容豐富了，而且學(xué)生對科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了濃厚的興趣，對科學(xué)家也產(chǎn)生了崇拜。鼓勵學(xué)生以這些科學(xué)家作為學(xué)習(xí)的榜樣，比如追溯物理化學(xué)這個學(xué)科的起源，我們不得不提到物理化學(xué)“三劍客”［4］，他們?yōu)殚_創(chuàng)物理化學(xué)而作出了重大的貢獻。他們是1901年、1903年和1909年先后獲得諾貝爾化學(xué)獎的三位不同國籍的化學(xué)家:荷蘭的范特霍夫、瑞典的阿累尼烏斯和德國的奧斯特瓦爾德。他們在“科學(xué)無國界”旗幟下，在以捍衛(wèi)電離學(xué)說為中心的共同戰(zhàn)斗中，結(jié)成了化學(xué)史上一個新型的科學(xué)聯(lián)盟，正是他們的團結(jié)協(xié)作促成了一門嶄新的化學(xué)分支學(xué)科物理化學(xué)的誕生。其中范特霍夫是第一位獲得諾貝爾化學(xué)獎的科學(xué)獎，他50多歲時，還經(jīng)營著一家鄉(xiāng)村牧場，每天清晨親自送牛奶，被譽為“牧場化學(xué)家”。阿累尼烏斯于1859年2月19日生于瑞烏普薩拉附近的維克城堡。他是電離理論的創(chuàng)立者，成功解釋了溶液中的元素是如何被電解分離的現(xiàn)象，研究溫度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響，得出著名的阿累尼烏斯公式。此外，他還提出了等氫離子現(xiàn)象理論、分子活化理論和鹽的水解理論。對宇宙化學(xué)、天體物理學(xué)和生物化學(xué)等也有研究。在講到稀釋定律時，介紹了奧斯特瓦爾德的生平事跡，他出身普通家庭，求學(xué)時對化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣，1884年在博士論文中提出了電離假設(shè)，1888年提出了以他的名字命名的奧斯特瓦爾德稀釋定律，1909年因在催化作用，化學(xué)平衡，氨制硝酸等方面的杰出貢獻而獲得諾貝爾化學(xué)獎。這些科學(xué)家的共同點就是求學(xué)的道路上經(jīng)歷坎坷，有強烈的求知欲，經(jīng)歷了不同的幾所大學(xué)，終身學(xué)習(xí)，從而使他們在物理化學(xué)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就，這種精神值得我們后人學(xué)習(xí)。
4實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，理論結(jié)合實踐
物理化學(xué)課程具有理論抽象、推理復(fù)雜和計算繁瑣的特點，是一門既難教又難學(xué)的理論課程。在課堂上學(xué)生只能學(xué)到書本上的理論知識，只注重基本概念的講解、簡單數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和計算，學(xué)生感到枯燥無味，對學(xué)習(xí)沒有興趣。為了讓學(xué)生真正理解和掌握物理化學(xué)基本原理知識，實驗教學(xué)是必不可少的環(huán)節(jié)之一。通過實驗教學(xué)使得理論知識與實際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。實驗教學(xué)是物理化學(xué)教學(xué)過程的一個重要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)具有至關(guān)重要的作用。在傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗教學(xué)模式中，教師按實驗教科書先把實驗所涉及的原理、儀器和具體實驗過程進行詳盡的講解，然后由學(xué)生按部就班地去重現(xiàn)實驗內(nèi)容［5］。實踐證明在這種以老師為主導(dǎo)的實驗教學(xué)過程中，學(xué)生在實驗動手能力培養(yǎng)上和獨立思考上都收獲不大?；诖?，我們對現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式進行了改革創(chuàng)新嘗試。把實驗教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)驗證性實驗和綜合性實驗兩大部分。在基礎(chǔ)驗證性實驗部分，主要是要求學(xué)生熟悉物理化學(xué)實驗中常用儀器的用途、使用原理和操作方法。在綜合性實驗部分，指定幾個實驗任務(wù)，要求學(xué)生自己查閱文獻相關(guān)資料，進行實驗設(shè)計，將實驗設(shè)計報告在規(guī)定的時間內(nèi)，交給指導(dǎo)教師審閱，再完成實驗內(nèi)容。在實驗進行過程中，老師可以進行必要的輔導(dǎo)。實驗結(jié)束后，老師結(jié)合整個實驗過程，包括實驗設(shè)計的科學(xué)性、儀器操作、數(shù)據(jù)分析和研究報告等綜合給出評分。綜合性實驗具有鮮明的研究型特點，能更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和獨立的科研思考能力，受到學(xué)生的一致好評。
5建立課程過程考核評價體系
為了檢驗教師教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，同時檢查學(xué)生對所學(xué)知識掌握的程度和存在的問題，必須建立一套完整的考核評價體系。物理化學(xué)課程考核辦法一般是由平時成績(20%)和期末考試成績(80%)兩部分構(gòu)成，存在的主要問題是期末考試成績在總評成績中的比例偏重。這種考核方式的弊端是學(xué)生平時學(xué)習(xí)不認(rèn)真，期末考試前一周搞突擊，起不到督促學(xué)生平時學(xué)習(xí)的作用。因此，我們重新建立了課程過程考核評價體系，采取的是平時成績占10%，主要評分標(biāo)準(zhǔn)是課后作業(yè)的完成情況;出勤率成績占10%，督促學(xué)生平時認(rèn)真上課;增加一次階段考試或者考核占30%，可以采取卷面考試的方式，也可以采取隨堂考試或者課程論文的方式;期末考試比例下降，只占50%，期末考試全學(xué)期所學(xué)的內(nèi)容都在考核范圍內(nèi)。在原有基礎(chǔ)上，降低了期末考試的比重，不同學(xué)時的課程中間加上階段性考試或考核的次數(shù)也不同，規(guī)定小于等于48學(xué)時的課程，期間加一次階段性考試或考核;大于48學(xué)時小于等于64學(xué)時的課程，期間加兩次階段性考試或考核［6］。雖然教師的工作量比改革前增加了，學(xué)生的考試或考核次數(shù)也增加了，但學(xué)生的學(xué)習(xí)主動積極性得到了提高。學(xué)生要想取得優(yōu)異的成績，階段性成績也不能馬虎。目前我們建立的這套過程考核評價方法，其實質(zhì)就是將考核貫穿于學(xué)習(xí)的整個過程，學(xué)生要適應(yīng)這種體系，就要不斷的學(xué)習(xí)。
中圖分類號：O642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：167Z-3198(2009)05-0188-02
物理化學(xué)是物理學(xué)與化學(xué)交叉的邊緣學(xué)科，是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，是化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)。該課程是化工技術(shù)類專業(yè)一門必修的重要的基礎(chǔ)課，它在化學(xué)與化工人才培養(yǎng)中有負(fù)有極其重要的作用，對學(xué)生科學(xué)世界觀和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)、動手能力和創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。因此必須加強物理化學(xué)課程建設(shè)，不斷深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，創(chuàng)建精品課程，才能完成時代賦予我們的使命。
物理化學(xué)教學(xué)改革包括教學(xué)內(nèi)容(即教材)改革、教學(xué)過程改革、教學(xué)方法手段改革、教學(xué)管理(包括教學(xué)時間、教學(xué)安排、考試內(nèi)容、考試方法、評分標(biāo)準(zhǔn)等等)改革。
1 教學(xué)內(nèi)容改革。即教材改革
我們先后使用了天津大學(xué)王正烈主編的《物理化學(xué)》第一版、第二版，教學(xué)過程中，不斷選用新教材，對老師來說要加重負(fù)擔(dān)，要不斷寫新的備課筆記。但我們體會到，寫備課筆記可以加深對內(nèi)容理解，提高教學(xué)效果。近些年來由于量子力學(xué)、微電子技術(shù)、波譜技術(shù)的發(fā)展，新材料、新催化劑、納米材料的出現(xiàn)，促進了物理化學(xué)的發(fā)展。因此在教學(xué)內(nèi)容上就不能局限于教材，要把物理化學(xué)的新知識、新成果介紹給學(xué)生。
2 教學(xué)過程改革中。采用“六個相結(jié)合”
①宏觀與微觀相結(jié)合。對于難理解的概念，先從微觀上解釋，說明其物理化學(xué)意義，再從宏觀上形象化。比如介紹熵的物理意義時，我們可以將紅墨水滴入水中，紅墨水不斷擴散。系統(tǒng)混亂度逐漸增大，來描述熵是系統(tǒng)混亂度的量度。
②理論與實際相結(jié)合。例如講孤立體系熵增加，而開放體系因為可以有負(fù)熵流，可使開放體系熵減少。教學(xué)中聯(lián)系生物體成長、壯大、死亡過程與熵的變化情況；還聯(lián)系我國的改革開放政策，孤立體系――“一個封閉的山村”，熵值會越來越大，發(fā)展的動力就越來越小，經(jīng)濟落后，人民受窮，而要改變面貌。必須改革開放，把山村變成開放體系，“要想富先修路，少生孩子多種樹”，引進外資、引進先進科學(xué)技術(shù)，就是引進負(fù)熵流，使體系熵值減少，才能快速發(fā)展。這樣既加深了對熵定律理論的理解，又能從自然科學(xué)角度說明黨的改革開放政策是正確性。
③內(nèi)容與方法論相結(jié)合。對物理化學(xué)中一些原理、定律的建立，除了要講清原理的內(nèi)容外，還要說明該原理是采用何種研究方法得來的。例如講理想氣體、理想溶液、理想吸附時，向?qū)W生說明這是采用理想模型法得來的；講可逆過程時，說明這是采用科學(xué)抽象法得來的；講標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱、標(biāo)準(zhǔn)生成熱、標(biāo)準(zhǔn)電極電位等時，說明這是采用相對數(shù)值法得來的。還結(jié)合教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生說明逆向思維、發(fā)散思維、類比思維方法的運用，教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力。
④基礎(chǔ)知識與前沿知識相結(jié)合。在教材的每一章末尾?；蛄?xí)題課上，介紹與本章內(nèi)容相關(guān)物理化學(xué)前沿新知識、新理論、新成果、新技術(shù)。
⑤課堂教學(xué)與教學(xué)研究相結(jié)合。在課堂教學(xué)中，要把教學(xué)研究成果結(jié)合進去。例如在講熵判據(jù)時，結(jié)合教研論文“對化學(xué)熱力學(xué)熵判據(jù)的討論”，來討論“熵總是過程方向的判據(jù)嗎?”，在講化學(xué)平衡移動時，結(jié)合教研論文“反應(yīng)組分濃度對化學(xué)平衡的影響”，來討論“增加反應(yīng)的濃度平衡一定向產(chǎn)物方向移動嗎?”等等。
⑥理論教學(xué)與化工生產(chǎn)相結(jié)合。我們是職業(yè)院校，培養(yǎng)的大多數(shù)學(xué)生將來要到化工生產(chǎn)第一線，因此更要注重實驗環(huán)節(jié)，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)高技能，高水平的應(yīng)用性人才。例如在講化學(xué)反應(yīng)速率時，結(jié)合工業(yè)合成氨的具體狀況。探討如何提高反應(yīng)速率，增加氨的產(chǎn)量。
3 習(xí)題課是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)
物理化學(xué)課程是一門十分強調(diào)概念、定律和邏輯推理的理論課程。要學(xué)好它很不容易的，物理化學(xué)被認(rèn)為是化工技術(shù)類專業(yè)中最難學(xué)的課程。難學(xué)的原因在于它有許多基本概念、基本定律，非常抽象不好理解，不好掌握，習(xí)題難解。我們在教學(xué)實踐中體會到，要化難為易。提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，除了上好理論課外，習(xí)題課是一個重要的、必有可少的環(huán)節(jié)。學(xué)過物理化學(xué)的人都知道，必需多做習(xí)題。在解題過程中，加深對理論的熟悉與理解，培養(yǎng)分析問題、解決問題能力，解題過程是理論聯(lián)系實際的過程。上習(xí)題課要象上理論課一樣，認(rèn)真?zhèn)湔n、寫好教案。我們習(xí)題課的內(nèi)容一般包括下列幾個部分：
①擴大知識面的新理論、新知識介紹。
②歸納總結(jié)一章中所學(xué)的知識。學(xué)生每節(jié)課所學(xué)的知識往往是“零碎”的感覺、片段的知識，只有把它們聯(lián)系在一起，形成相互關(guān)聯(lián)的知識系統(tǒng)，才能更深刻理解，更好掌握。為此，每一章學(xué)習(xí)后，我們幫助學(xué)生把一章中所學(xué)的知識點以“聯(lián)絡(luò)圖”形式進行歸納總結(jié)。
③總結(jié)學(xué)生作業(yè)中問題。對學(xué)生作業(yè)中的錯誤，特別是典型的有代表性的錯誤要及時指出，對有特色的解題技巧要介紹推廣。
④組織討論思考題。一般教材的每章后面，都有一些思考題。我們先布置給學(xué)生先思考、解答，習(xí)題課時進行討論講解。
⑤做一定數(shù)量的練習(xí)題。每章學(xué)習(xí)后，我們都印發(fā)給學(xué)生一些數(shù)量的練習(xí)題，其中選擇題20個左右，計算題5至8個。這些練習(xí)題都是歷年教學(xué)中精心挑選出來的，有代表性，有一定的難度。我們一般提前發(fā)給學(xué)生，要學(xué)生先做一遍，上習(xí)題課時，老師選擇其中典型試題講解。
4 把現(xiàn)代化教學(xué)手段應(yīng)用到物理化學(xué)教學(xué)中
20世紀(jì)90年代以來，計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛快發(fā)展，多媒體計算機集文字、聲音、圖形、圖像、動畫、影視等為一體，突破了時空限制，虛擬現(xiàn)實。多媒體計算機與網(wǎng)絡(luò)成為重要的教學(xué)手段、教學(xué)工具，把多媒體計算機應(yīng)用到教學(xué)上，實現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化。多媒體計算機在教學(xué)上應(yīng)用，使教學(xué)的思想、教學(xué)的理論發(fā)生了變化，教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)觀點與形式發(fā)生了變化，課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容、課外輔導(dǎo)的內(nèi)容與形式、考試內(nèi)容與方式、學(xué)生成績評定的標(biāo)準(zhǔn)與手段等發(fā)生了變化。國內(nèi)外的大量實踐表明，進行計算機輔助教學(xué)，提高了教學(xué)質(zhì)量，提高了學(xué)生的素質(zhì)。把多媒體計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中，是教學(xué)改革的一個重要方向。計算機輔助教學(xué)有以下建議和思考
①編制課堂教學(xué)的電子教案與教學(xué)課件。
②對教材的思考題、練習(xí)題、習(xí)題進行詳細(xì)解答。并且輸入到計算機中，形成word文檔。
中圖分類號：G420 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0127-01
《物理化學(xué)》是國家教育部制定的藥學(xué)類專業(yè)的非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，我校開設(shè)物理化學(xué)的專業(yè)很多，例如制藥工程專業(yè)、藥物制劑專業(yè)、藥學(xué)專業(yè)實驗班等，物理化學(xué)課程已經(jīng)成為各藥學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)平臺課程，但是在教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反映物理化學(xué)公式多、理論性強、邏輯推理嚴(yán)密、課時雖多但過于抽象（理論課80學(xué)時，實驗課20學(xué)時），教學(xué)內(nèi)容難以掌握；學(xué)生感到難學(xué)，教師感到難教。特別是學(xué)生做到學(xué)以致用更是難上加難，因此要提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須結(jié)合藥學(xué)專業(yè)特點，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段。
從前我只承擔(dān)物理化學(xué)的教學(xué)任務(wù)，考慮到該專業(yè)基礎(chǔ)課和很多藥學(xué)課程銜接緊密，特別是藥物制劑學(xué)，如何能把物理化學(xué)的理論知識融入到藥物制劑學(xué)中是我長期思考的一個問題，在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，物理化學(xué)教師從化學(xué)教研室分離出來，加入到藥劑教研室這個團隊中，因此筆者也逐步承擔(dān)了一些藥物制劑學(xué)的課程，在給幾個年級、專業(yè)授課的過程中，分別采用了傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容（純物理化學(xué)）和課程整合后內(nèi)容（物理化學(xué)與藥劑學(xué)融合）并跟蹤了解了教學(xué)效果。
1 授課對象的選擇
為了比較課程整合后與整合前的學(xué)生知識掌握程度，選擇授課對象是非常重要的，為此我選擇了11級制藥工程專業(yè)和11級藥物制劑專業(yè)作為傳統(tǒng)教學(xué)授課，這兩個專業(yè)物理化學(xué)課程的開設(shè)學(xué)期為大二下學(xué)期；選擇10級藥學(xué)實驗班進行物理化學(xué)與藥劑學(xué)課程整合后的試點，課程開設(shè)學(xué)期為大三下學(xué)期。這三個專業(yè)的授課教師相同，同一學(xué)期授課。（為方便起見，以下稱11級制藥工程專業(yè)與藥物制劑專業(yè)為A組、藥學(xué)實驗班為B組）兩組具體情況如表1所示。
2 課堂教學(xué)的設(shè)計
2.1 傳統(tǒng)教學(xué)（A組）的課堂教學(xué)設(shè)計
授課所選的實驗為單純的物理化學(xué)實驗與藥劑學(xué)實驗，實驗內(nèi)容主要包括物理化學(xué)實驗：熱力學(xué)原理、相平衡原理、動力學(xué)原理、表面現(xiàn)象、溶膠性質(zhì)等，藥劑學(xué)實驗：鑒定新型制劑中間體的形成、制備穩(wěn)定的乳劑的重要理論基礎(chǔ)、藥物制劑有效期、表面活性劑是藥物制劑中常用的輔料1、電位是判斷微粒制劑（如微乳）穩(wěn)定性的一個重要參數(shù)[1]。課上教師利用20 min的時間通過提問、引導(dǎo)的方式對理論課的知識點進行梳理，以便學(xué)生能加深記憶。能夠把理論知識應(yīng)用到物理化學(xué)實驗中，獨立的完成物理化學(xué)實驗。
2.2 物理化學(xué)與藥物制劑學(xué)整合（B組） 的課堂教學(xué)設(shè)計
（1）精心設(shè)計實驗
為了把物理化學(xué)的理論知識與藥物制劑學(xué)理論進行完美的融合，使學(xué)生能夠把所學(xué)的知識應(yīng)用到日后的實際工作中，在韓翠艷主任的帶領(lǐng)下，全體教師對實驗內(nèi)容進行了精心的設(shè)計，整合后的實驗主要有五個：差熱分析固體分散體或包合物、乳劑配方的篩選、Vc和青霉素或硫酸鏈霉素有效期的測定[2]、表面活性劑的篩選、微乳制備及電位測定[3]。
3 教學(xué)效果的分析
課堂上學(xué)生的表現(xiàn)與期末考試成績是檢驗課堂教學(xué)效果的最好手段。
3.1 考核內(nèi)容及考試成績統(tǒng)計
3.2 成績分析比較
（1）從實驗課成績來看，A組平均分為38.8，得分率為77.6%；而B組平均分為45，得分率為90%，可見采用整合后的綜合實驗學(xué)生實際操作能力明顯高于整合前的傳統(tǒng)授課。
（2）從期末考試成績來看，A組平均分為32，得分率為64%；而B組平均分為37分，得分率為74%，可見采用整合式教學(xué)專業(yè)學(xué)生成績明顯高于傳統(tǒng)授課專業(yè)，但考慮實驗班學(xué)生入學(xué)時成績較高，學(xué)習(xí)努力，因此，期末考試成績僅做參考。
（3）平均成績來看，A組的平均成績?yōu)?0.8分，B班的平均成績?yōu)?2分，可見兩組成績有明顯差異。
4 結(jié)語
采用物理化學(xué)與藥物制劑學(xué)課程相互融合進行教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生運用理論知識對實驗進行分析，這樣可使學(xué)生更深切地理解理論的真諦，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決問題以及查閱文獻的實際能力，另外通過學(xué)生的聽課效果反饋，實驗班學(xué)生普遍認(rèn)為整合后的實驗內(nèi)容實踐性更強，對其提高綜合能力幫助很大，因此在以后的教學(xué)過程中應(yīng)面向藥學(xué)專業(yè)，體現(xiàn)藥學(xué)專業(yè)特色，選擇合理的教學(xué)內(nèi)容進行整合，探索最有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量，為國家培養(yǎng)合格的藥學(xué)專業(yè)人才做出自己的貢獻。
參考文獻
物理化學(xué)課程是我校中藥學(xué)、藥物制劑和藥學(xué)等相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)化學(xué)課程，它是針對藥學(xué)相關(guān)專業(yè)二年級的學(xué)生開設(shè)的，與后續(xù)藥劑學(xué)、藥物動力學(xué)以及藥物化學(xué)課程關(guān)系密切，在基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間起著重要的橋梁和紐帶作用。物理化學(xué)是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手，利用物理儀器和實驗手段來探求化學(xué)變化基本原理和規(guī)律的一門科學(xué)。物理化學(xué)具有理論性強、內(nèi)容抽象、邏輯性較強、公式繁多等特點，其教學(xué)內(nèi)容不僅涉及無機化學(xué)、有機化學(xué)和分析化學(xué)的知識，而且還要用到物理學(xué)和高等數(shù)學(xué)的知識。我校藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生，數(shù)理基礎(chǔ)相對薄弱，抽象思維和邏輯思維較差。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理化學(xué)時感到非常吃力，畏難情緒嚴(yán)重，難以學(xué)以致用，缺乏學(xué)習(xí)的興趣和熱情。針對以上這些問題，我們結(jié)合藥學(xué)專業(yè)特色，從教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進行物理化學(xué)教學(xué)改革，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。
1.結(jié)合藥學(xué)專業(yè)特色，精簡教學(xué)內(nèi)容
在實際的教學(xué)過程中，結(jié)合藥學(xué)專業(yè)特色，精簡教學(xué)內(nèi)容。適當(dāng)減少熱力學(xué)部分的授課學(xué)時，增加相平衡、動力學(xué)及表面現(xiàn)象等與藥學(xué)密切相關(guān)的授課學(xué)時[1]。熱力學(xué)部分的重點在于學(xué)生對熱力學(xué)研究方法的理解和掌握，而不是熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系，省去復(fù)雜的公式推導(dǎo)，讓學(xué)生清楚公式的使用條件和應(yīng)用范圍即可。相平衡部分重點介紹吉布斯相律、單組分和二組分體系的相圖，要求學(xué)生掌握相、組分?jǐn)?shù)和自由度等基本概念，學(xué)會分析單組分體系和二組分體系的相圖及應(yīng)用，特別是蒸餾和精餾的原理以及萃取的基本原則。化學(xué)動力學(xué)部分主要講授濃度對反應(yīng)速率的影響，阿累尼烏斯公式及其應(yīng)用，催化作用等，對反應(yīng)速率理論可以不做介紹，作為課外閱讀要求學(xué)生自學(xué)。表面現(xiàn)象是藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)的重點和難點部分，與后續(xù)藥學(xué)專業(yè)課關(guān)系最為密切。重點介紹比表面、表面吉布斯自由能、鋪展、潤濕與吸附等知識，難點是高分散度對物理性質(zhì)的影響，拉普拉斯方程和開爾文公式的推導(dǎo)及應(yīng)用。膠體化學(xué)部分，重點介紹膠體的動力學(xué)、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)以及大分子溶液的基本性質(zhì)、溶解規(guī)律及其應(yīng)用。
2.優(yōu)化教學(xué)方法
在物理化學(xué)教學(xué)過程中，要徹底摒棄傳統(tǒng)的滿堂灌、填鴨式的教學(xué)方法，積極倡導(dǎo)問題式、探究式和啟發(fā)式的教學(xué)方法。尤其是在互聯(lián)網(wǎng)+教育的理念下，我們更應(yīng)該與時俱進，優(yōu)化教學(xué)方法，使教學(xué)活動能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進行，老師在互聯(lián)網(wǎng)上教，學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上學(xué)，師生可以互動，學(xué)生之間也可以相互討論和交流。這就需要教師不斷提升自身的業(yè)務(wù)水平，提高教育信息技術(shù)，做好教學(xué)網(wǎng)站和教學(xué)視頻的建設(shè)，改進教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，改變現(xiàn)在學(xué)生被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，從要我學(xué)變成我要學(xué)，真正成為學(xué)習(xí)的主人。
3.豐富教學(xué)手段
目前我們大多采用多媒體課件和板書相結(jié)合的教學(xué)手段，兩者可以相互補充，大大增加課堂信息量，提高課堂教學(xué)效果[2]。目前多媒體課件作為輔助教學(xué)手段，可以節(jié)省板書的時間，增加授課內(nèi)容，但是形式比較單一，基本上以文字和圖片為主，很少出現(xiàn)音頻和視頻等媒體，教學(xué)手段仍需要豐富。在互聯(lián)網(wǎng)+的時代背景下，我們可以借助互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，搜集各大網(wǎng)站的音頻和視頻等教學(xué)資料，制作教學(xué)網(wǎng)頁和教學(xué)視頻，利用各種在線教學(xué)資源來豐富教學(xué)手段。當(dāng)下非常流行的“翻轉(zhuǎn)課堂”、微課、慕課等新興的教學(xué)手段勢必應(yīng)用到物理化學(xué)課程的教學(xué)過程中，使我們的教學(xué)手段更加多元化和國際化。
4.改革考核評價制度
原有的成績考核分為實驗成績和理論成績兩部分，其中實驗成績占30%，理論成績占70%。改革后的考核評價制度，加強對學(xué)生課堂出勤和課堂表現(xiàn)的考核，促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)，積極思考，增強課堂的互動效果。另外加強互聯(lián)網(wǎng)在線學(xué)習(xí)的考核，不僅可以調(diào)動學(xué)生日常學(xué)習(xí)的積極性，還可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立思考的能力；最后加強平時作業(yè)質(zhì)量考核，特別是要求學(xué)生查閱科技文獻的相關(guān)作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng)，訓(xùn)練學(xué)生運用學(xué)科語言的能力。在新的考核制度中學(xué)生總成績包括課堂表現(xiàn)成績、平時作業(yè)成績、實驗成績和理論考試成績，其中課堂表現(xiàn)成績占20%、平時作業(yè)成績占20%，實驗成績占20%，理論考試成績占40%。通過以上幾個方面的教學(xué)改革證明，學(xué)生對物理化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性得到了很大的提高，能夠主動參與課堂討論，敢于提出問題，解決問題。學(xué)生對待物理化學(xué)課程的態(tài)度有了明顯的改觀，覺得物理化學(xué)對今后的學(xué)習(xí)和工作是有幫助的，改變了以往被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)。當(dāng)然，物理化學(xué)教學(xué)改革任重而道遠，我們將根據(jù)學(xué)生的實際反映和需求，及時作出調(diào)整。在國家互聯(lián)網(wǎng)+的時代背景下，進一步加深對物理化學(xué)課程教學(xué)的改革和探索，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中掌握專業(yè)知識，從而提高物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻：
物理化學(xué)是一門借助物理的基本原理，揭示化學(xué)基本規(guī)律的學(xué)科，也是一門理論性、系統(tǒng)性、邏輯性很強的學(xué)科，具有理論公式多，推導(dǎo)復(fù)雜的學(xué)科特點。初學(xué)者往往感到抽象難懂，對數(shù)學(xué)知識要求高，容易產(chǎn)生畏難情緒，也往往認(rèn)為理論知識學(xué)了沒有用途，導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)的興趣。為了解決物理化學(xué)中抽象難懂的問題，通常采用的方法是在教師授課時列舉一些與生活實踐相關(guān)的現(xiàn)象，借助物理化學(xué)知識加以解決，但是這只是一些簡單的應(yīng)用，并且借助于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)都能得到容易理解的結(jié)果，但是對于有一定知識水平的大學(xué)生似乎顯得過于簡單，并不能激發(fā)他們對物理化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，解決他們對物理化學(xué)理論學(xué)習(xí)的困惑，展示理論知識與科學(xué)實踐和生產(chǎn)實踐的緊密聯(lián)系，從而體現(xiàn)物理化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科的價值。另外，物理化學(xué)中化學(xué)規(guī)律和數(shù)學(xué)公式都是從科學(xué)實踐總結(jié)出來的，能指導(dǎo)科學(xué)實踐活動。因而，在物理化學(xué)實際教學(xué)中，除了要結(jié)合生活實踐之外，教師應(yīng)該適當(dāng)闡述理論公式的實際科研來源以及這些理論知識在科學(xué)前沿研究和生產(chǎn)實踐的應(yīng)用價值，才能引導(dǎo)學(xué)生逐漸認(rèn)識到物理化學(xué)知識理論學(xué)習(xí)的重要性，同時也可以通過科研實例刺激學(xué)生的好奇心和求知欲，從而激發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。因此，教師科研能促進物理化學(xué)理論教學(xué)，也能促進學(xué)生對當(dāng)前科研前沿的了解，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
1科研實踐對物理化學(xué)教學(xué)的促進作用
1．1物理化學(xué)理論在科研實踐中的應(yīng)用
盡管物理化學(xué)科研實踐的實驗方法和手段比較復(fù)雜，但是常常使用了大學(xué)物理化學(xué)書本上的基本原理和基礎(chǔ)知識，因而，我們可以選擇一些合適的科研實踐活動將其應(yīng)用到物理化學(xué)教學(xué)中，以提高學(xué)生對物理化學(xué)基礎(chǔ)理論重要性的認(rèn)識，幫助他們更好地理解這些基礎(chǔ)知識，激發(fā)他們對物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。這里我們以原電池的基本原理在科研中的應(yīng)用來闡述物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)的重要性。已有文獻報道具有缺陷的碳納米管浸入到一定濃度的氯鉑酸或者氯金酸溶液中，通過原子力顯微鏡能夠觀察到在碳納米管的邊壁缺陷上快速形成金屬鉑納米粒子或者金納米粒子［1］。這金屬離子自發(fā)還原沉積碳納米管上的現(xiàn)象歸因于金屬離子與碳納米管之間的原電池效應(yīng)，電極反應(yīng)分別是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根據(jù)電極電勢的數(shù)學(xué)公式計算出PtCl42－和AuCl4－的還原電勢以及碳納米管的氧化電勢，并比較它們的大小，從而能判斷出金屬鉑或者金粒子是否能沉積在碳納米管的邊壁上。更進一步地研究表明利用原電池效應(yīng)可以在碳納米管的表面邊壁上沉積四氧化三鐵、氧化亞銅、二氧化釩等中間價態(tài)的金屬氧化物，計算這些金屬離子與碳納米管之間的電極電勢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），通過控制溶液的pH值和碳納米管的結(jié)構(gòu)等反應(yīng)條件實現(xiàn)中間價態(tài)的金屬氧化物沉積在碳納米管的表面，關(guān)鍵是通過原電池效應(yīng)合成的碳納米管－金屬氧化物復(fù)合材料在催化加氫反應(yīng)、苯酚羥基化反應(yīng)等催化反應(yīng)中展示了比其他方法合成的該種復(fù)合材料更加優(yōu)異的性能，體現(xiàn)了合理的使用電化學(xué)方法合成材料具有重要的應(yīng)用價值［2－4］。盡管這些科研工作涉及的內(nèi)容比較廣泛，考慮的因素復(fù)雜，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化學(xué)中原電池電極電勢的相關(guān)基礎(chǔ)知識。實際上，物理化學(xué)中熱力學(xué)、溶液中的化學(xué)勢、物質(zhì)的相圖、吸附脫附、動力學(xué)研究等基本知識在當(dāng)前的科研都有廣泛的應(yīng)用，利用這些基本知識來驗證過程的可行性或者借助它們推斷出物理化學(xué)及其相關(guān)學(xué)科中更深層次的機理或者原理［5－7］。因此，物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識在當(dāng)前的科學(xué)研究工作中仍然具有重要的價值，是學(xué)生為今后工作和學(xué)習(xí)所必須要掌握的。
1．2科研實踐對學(xué)生物理化學(xué)學(xué)習(xí)的促進作用
物理化學(xué)中的基礎(chǔ)知識都是比較抽象，數(shù)學(xué)公式比較多，這增大了學(xué)生學(xué)習(xí)的困難，但是這些基礎(chǔ)知識都是來自科學(xué)實踐，相應(yīng)地能用來指導(dǎo)科學(xué)實踐活動，因而，學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的時候借助于科研實踐來展示這些知識，能幫助學(xué)生更好了解和掌握這些知識。首先，科研實踐的學(xué)術(shù)論文為了更好地解釋相關(guān)原理往往都使用大量的圖表或者視頻，直觀地展示和支撐他們的實驗結(jié)果，幫助讀者理解論文的結(jié)論。教師可以根據(jù)物理化學(xué)相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容提煉這些學(xué)術(shù)論文，在教學(xué)中利用論文中直觀的圖片或者視頻給學(xué)生展示對應(yīng)的知識點，使得抽象的知識圖像化、具體化，同時將枯燥無味的理論知識形象生動地呈現(xiàn)到學(xué)生的面前，加深學(xué)生對該知識點的印象，促進學(xué)生對該知識點的理解和掌握。其次，物理化學(xué)的教學(xué)過程中可以借助科研實踐論文生動地展示給學(xué)生，不僅能幫助學(xué)生理解這些知識點，更能讓學(xué)生意識到物理化學(xué)課程中基礎(chǔ)知識與生產(chǎn)實際有緊密的聯(lián)系，而不是為了學(xué)習(xí)抽象的知識而學(xué)習(xí)這些知識。它們能夠直接應(yīng)用到實際科研和生產(chǎn)實踐中，并指導(dǎo)科學(xué)實踐和生產(chǎn)實踐活動，使得學(xué)生不再認(rèn)為理論知識難學(xué)而沒有用途，更不會消極地學(xué)習(xí)和理解這些物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識。學(xué)生會更加積極主動理解和掌握所學(xué)知識點，甚至通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等相關(guān)工具，更進一步地詳細(xì)了解與物理化學(xué)書本上相關(guān)知識內(nèi)容，從而間接地提高他們的自學(xué)能力，培養(yǎng)他們積極主動學(xué)習(xí)的能力。最后，借助物理化學(xué)教學(xué)引入科研生產(chǎn)實踐的概念，讓學(xué)生接觸基礎(chǔ)知識應(yīng)用到令人好奇的未知世界，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的興趣。既使學(xué)生學(xué)習(xí)到必須掌握的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識，同時又接觸到物理化學(xué)方向科研和生產(chǎn)實踐的前沿，掌握當(dāng)前物理化學(xué)科研和生產(chǎn)實踐的動態(tài)。讓學(xué)生從一開始學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識灌輸科研實踐的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本學(xué)科發(fā)展前沿和科研動態(tài)，使學(xué)生浸潤在科研的氛圍下，產(chǎn)生濃烈的科研傾向［8］。從而使學(xué)生尋找自身喜歡的學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)興趣，建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲泻蛯W(xué)習(xí)態(tài)度，刺激學(xué)生對未知世界的求知欲望，并潛移默化地培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的工作學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。因此，物理化學(xué)教學(xué)中引進科研實踐，不僅將枯燥無味的理論知識形象生動化，而且能讓學(xué)生認(rèn)識到物理化學(xué)理論知識學(xué)習(xí)的重要性，培養(yǎng)他們的基本科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)他們對未知世界的求知欲望。
1．3教師科研實踐對物理化學(xué)教學(xué)的重要影響
對于普通本科院校來講，無論什么樣的教學(xué)改革都是圍繞教學(xué)方式和手段在課堂教學(xué)過程中的運用，無法代替教師的角色，無法改變教師授課主體的本質(zhì)，因而，教師在教學(xué)過程中起著重要的作用。只有通過教師的教導(dǎo)和示范作用才能使課堂教學(xué)變得更加生動鮮活，也對學(xué)生的學(xué)習(xí)和行為有直接地引導(dǎo)作用。因而，教師自身的專業(yè)水平?jīng)Q定了他的教學(xué)水平和教學(xué)能力，而科研實踐活動對教師有很大的鍛煉和啟發(fā)作用，增加了教師的業(yè)務(wù)知識水平，對課堂教學(xué)有非常大的促進作用，因而，要提高教師的專業(yè)水平應(yīng)該鼓勵教師積極參與科研實踐工作［9］。首先，本學(xué)科專業(yè)教師開展科研實踐工作之前必須不斷查閱大量新的文獻資料，了解當(dāng)前科技發(fā)展的動態(tài)，及時跟蹤本學(xué)科領(lǐng)域的最新進展，更新和豐富本學(xué)科的理論和知識。這個過程有利于提高教師發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，并不斷更新和完善自己的知識體系，能更好地將當(dāng)前本學(xué)科科技發(fā)展動態(tài)傳授給學(xué)生，同時隨著知識水平的提高教師將以新的高度去思考學(xué)科發(fā)展趨勢，自然而然地應(yīng)用到教育教學(xué)和人才培養(yǎng)的模式，進而思考未來人才的發(fā)展趨勢和人才培養(yǎng)的最佳方法。其次，教師從事科研工作對該學(xué)科未知領(lǐng)域的探索研究是一個長期而艱苦的過程，能提高教師的邏輯思維能力和表達能力，能培養(yǎng)教師一絲不茍和勇于創(chuàng)新的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、頑強拼搏的精神以及良好的科研素質(zhì)，激發(fā)教師的創(chuàng)新思想，迎合當(dāng)前國家鼓勵創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的潮流。教師在科研中的鍛煉往往對學(xué)生起到表率作用，促進培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、頑強拼搏精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，對學(xué)生成才起到推動作用。此外，教師的科研成果能讓學(xué)生直接感受到科研并非遙不可及，對學(xué)生有很大的引導(dǎo)和促進作用，同時可以激發(fā)學(xué)生對科研的興趣和求知欲望，主動參與到教師的科研實踐，激起他們對物理化學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的熱情［9］。因此，教師要實現(xiàn)物理化學(xué)教學(xué)的改革創(chuàng)新，適應(yīng)當(dāng)前形式下物理化學(xué)教學(xué)的發(fā)展，僅憑教學(xué)經(jīng)驗是遠遠不夠的，必須從事科學(xué)研究去實踐、去探索、去創(chuàng)新，進一步提高本學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)，從而加快教育觀念的更替，逐步形成具有自身特色的教學(xué)方式，將新理論、新方法滲透到物理化學(xué)教學(xué)實踐中，才能改變多年從教的疲憊與困惑，同時也激發(fā)了自身潛在的創(chuàng)造力。
物理化學(xué)是在物理和化學(xué)兩大學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它以豐富的化學(xué)現(xiàn)象和體系為研究對象，大量采納物理學(xué)的理論成就與實驗技術(shù)，探索、歸納和研究化學(xué)的基本規(guī)律和理論，構(gòu)成化學(xué)科學(xué)的理論基礎(chǔ)，也是本科教學(xué)中四大基礎(chǔ)化學(xué)之一[1]。物理化學(xué)的形成與進步得力于數(shù)學(xué)、物理學(xué)兩大基礎(chǔ)科學(xué)的基本理論與技術(shù)，同時反過來也推動了它們的發(fā)展，豐富了它們的內(nèi)涵。物理化學(xué)的水平在相當(dāng)大程度上反映了化學(xué)發(fā)展的深度。對于非化學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生，例如：建筑工程、環(huán)境專業(yè)，物理化學(xué)也是這些專業(yè)的必修課程之一，并且我校安排的授課學(xué)時為48學(xué)時，授課時間為一學(xué)期。目前各化學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)時在縮減，而對學(xué)生創(chuàng)新能力和素質(zhì)的要求則在提高，這就要求對基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容大膽改革，與時俱進，不斷地進行整合與更新。由于該課程是一門概念性、理論性、系統(tǒng)性和邏輯性都很強的學(xué)科，涉及的公式多，應(yīng)用條件嚴(yán)格，且比較抽象，因而對于本科初學(xué)者感覺《物理化學(xué)》難學(xué)難懂，就連教師也感覺難教難講。在這種情況下，如何使得教師講好此門課程，充分帶動學(xué)生的主觀能動性，提高教學(xué)質(zhì)量？通過《物理化學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生新的思考問題，解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力，培養(yǎng)學(xué)生更多、更好地掌握新的理論、新技術(shù)的能力。因此，主要在以下幾個方面做了些有益的嘗試。
1強調(diào)學(xué)習(xí)物理化學(xué)的重要性
對于非化學(xué)化工專業(yè)的學(xué)生來說，物理化學(xué)不屬于本專業(yè)的基礎(chǔ)課程，所以學(xué)生會有只要考試考及格就可以的想法。面對這種局面，教師在上課的時候就要首先強調(diào)物理化學(xué)課程的重要性以及與學(xué)生專業(yè)的相關(guān)性，以期改變學(xué)生的這種想法，這對以后的上課是非常有益的。目前對化學(xué)分為“無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)”四個分支，有人比喻說：無機化學(xué)、有機化學(xué)是化學(xué)的軀體，分析化學(xué)是化學(xué)的眼睛，物理化學(xué)是化學(xué)的靈魂，可見物理化學(xué)的地位有多重要。這些學(xué)生雖然沒有接受化學(xué)專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)的各種化學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，但是大部分學(xué)生都學(xué)習(xí)過無機化學(xué)或者工程化學(xué)基礎(chǔ)，這些課程里面已經(jīng)包含了簡單的物理化學(xué)基本知識，特別是熱力學(xué)的一些基本知識[2]。物理化學(xué)的任務(wù)是把化學(xué)領(lǐng)域中各種現(xiàn)象聯(lián)系起來，對其中的一般規(guī)律予以更深刻、更本質(zhì)的探討，所以學(xué)生學(xué)習(xí)起來會有種看不見、摸不著、抽象難理解的感覺。所以，教師的第一堂課是非常重要的[3]，根據(jù)學(xué)生手中的課本，簡單介紹各章節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系，使學(xué)生對整個課程安排有個基本的了解。同時，由于物理化學(xué)概念多公式多，學(xué)生按照以往死記硬背的學(xué)習(xí)方法達不到較高的學(xué)習(xí)效率。所以，第一堂課中教師要幫助學(xué)生建立正確的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生盡快地進入物理化學(xué)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。
2多種教學(xué)手段并用
隨著近年來多媒體教學(xué)在課堂教學(xué)中的普及，從小學(xué)到大學(xué)，多數(shù)教師上課時會使用多媒體教學(xué)[4]。多媒體教學(xué)的關(guān)鍵是課件制作。每個教師都有自己獨特的教學(xué)風(fēng)格，因此教師自己編制課件也會體現(xiàn)自己的教學(xué)風(fēng)格，使課件具有自己的特色。這在教師備課的過程中尤為重要，通過自己制作課件，可以有意識地突出課程的重點、難點，并將各種知識按照自己的習(xí)慣連貫起來，這樣在講課的時候才會得心應(yīng)手。目前，各門課程在網(wǎng)上的課件都有很多，很多教師會直接下載網(wǎng)上的課件或拷貝其他教師的課件，這對于課程整體的把握沒有幫助，因此教師自己制作課件也是對課程系統(tǒng)性和連貫性的把握。任何新生事物有利也有弊，多媒體教學(xué)也不例外。經(jīng)過大量的教學(xué)實踐，多媒體教學(xué)的弊端也顯現(xiàn)了出來。例如，信息量過大，導(dǎo)致學(xué)生對文字、公式的印象不深；課件講解太快，不利于學(xué)生理解和簡化晦澀難懂的數(shù)學(xué)公式，縮短了學(xué)生的思考時間。同時，這門課程的內(nèi)容又較多較難，48學(xué)時僅僅夠教師按照課件快速講解。如果多些板書或者講解再深入些、和學(xué)生互動多些，那么這些學(xué)時就完全不夠了。為了盡量避免這些弊端，作者在授課時會采用多媒體和板書相結(jié)合的方式，特別是一些難點、重點，邊講邊板書可以放慢講解速度，使學(xué)生有足夠的時間思考，有助于學(xué)生對各知識點間的邏輯關(guān)系有清楚的理解。按照學(xué)校的教學(xué)大綱要求，在教學(xué)時所有知識點都要涉及，但是可以選擇性的將一些重點、難點課上詳細(xì)講解，而一些易懂易學(xué)的內(nèi)容留待學(xué)生自己學(xué)習(xí)，教師講課時可以盡快的一帶而過，這也鍛煉了學(xué)生自學(xué)的能力。
3活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的興趣
課堂教學(xué)中，師生之間除了知識信息的傳遞外，情感的交流與互動也是很重要的一個方面。如果一個學(xué)生喜歡這個教師，也會“愛屋及烏”的喜歡這個教師所上的課，在課堂中就會積極主動的按照老師的要求去完成，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。那么，如何增加課堂的吸引力呢？興趣是最好的老師，尤其對物理化學(xué)這種理論性強，抽象難懂公式多的課程更是如此。學(xué)生在上課時往往很難長時間集中注意力和保持較高的興趣。因此，教師在講課時要通過一些技巧來增加課堂的吸引力。例如，講課時聲音洪亮，音調(diào)抑揚頓挫，語速適中，語氣親切。使用富有感染力、豐富多彩的語言來提高學(xué)生的興趣。其次，注重課堂提問與討論。將“教為中心”的課堂轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;學(xué)為中心”的課堂，讓課堂真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)的場所，讓學(xué)習(xí)成為課堂活動的核心。許多教師會發(fā)現(xiàn)隨著學(xué)生年級的增長，學(xué)生的課堂活躍性越差。長久以往，教師在課堂上不再提問，學(xué)生不再回答，完全變成了“教師講，學(xué)生聽”的模式。往往低年級的學(xué)生對于老師的課堂提問都非常踴躍的回答，但是高年級的學(xué)生就不是這樣。作者在課堂上也遇到這種問題的時候沒有氣餒，而是繼續(xù)鼓勵學(xué)生積極討論和回答問題。采取了讓學(xué)生主動回答或者坐在座位上回答問題，而不是選擇某個同學(xué)站起來回答問題，這樣可以摒棄學(xué)生心理上害怕回答問題出錯而覺得丟臉的想法。通過多次課堂實踐，這樣的方式確實會起到提高課堂教學(xué)氣氛的效果，學(xué)生也能接受這樣的方式，同時在學(xué)習(xí)新知識的時候也復(fù)習(xí)了舊知識。
4理論和實踐相結(jié)合
由于物理化學(xué)學(xué)科的特點，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很難有直接的感官認(rèn)識，認(rèn)為物理化學(xué)知識只是書本上的知識，與日常生活無關(guān)，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)完課程后除了應(yīng)付考試，好像不知道這門課到底有什么用處。因此，教師除了講授書本知識之外，還要結(jié)合生活生產(chǎn)中的各方面介紹應(yīng)用，真正讓學(xué)生做到學(xué)為所用。例如講解稀溶液的依數(shù)性時，公式講完后順便介紹依數(shù)性的應(yīng)用，加深學(xué)生印象[5]。利用凝固點下降原理，將食鹽和冰(或雪)混合，可以使溫度降低到252K，所以，北方的下雪天會在地上撒些食鹽。溶液的滲透壓在生物學(xué)中有很重要的作用，為什么土壤中的水分可以運輸?shù)街参锏捻敹耍繛槭裁春Ｋ械聂~不能在淡水中生活？為什么人類靜脈注射生理鹽水的濃度一般都是0.9%？這些都與滲透壓有關(guān)。再比如，新房裝修后使用活性炭來除甲醛，荷葉上的小水滴近似呈球形并且能夠滾來滾去，日常生活中各種表面活性劑(洗滌、農(nóng)藥噴灑)的使用，人工降雨，納米材料等都離不開界面現(xiàn)象的知識。在講授物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識的同時，也可以將物理化學(xué)基礎(chǔ)知識與教師自身的科研內(nèi)容相結(jié)合，進一步鞏固課堂上所學(xué)的知識，鼓勵學(xué)生培養(yǎng)自己的科研興趣。例如，催化是物理化學(xué)中很重要的一個分支，在化學(xué)、化工生產(chǎn)、能源、環(huán)境、醫(yī)藥、生命科學(xué)等領(lǐng)域都有及其重要的意義。實現(xiàn)一個化學(xué)反應(yīng)需要兩方面的因素—熱力學(xué)可行性和動力學(xué)可行性。一個熱力學(xué)上可行的反應(yīng)如果反應(yīng)速度太慢也是不能實現(xiàn)的。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用不僅可以加快反應(yīng)速度，也可以提高反應(yīng)的選擇性。目前大部分催化劑都屬于納米材料，納米材料巨大的比表面積，以及大量表面原子的過高表面張力使納米材料與常規(guī)材料表現(xiàn)出性能的差異。因此，催化劑可以加快反應(yīng)速度主要因為催化劑可以改變反應(yīng)的路徑，降低反應(yīng)的活化能。由此可以看出，催化研究包含了物理化學(xué)中熱力學(xué)、動力學(xué)、界面等多方面知識的應(yīng)用。通過簡單的講解，讓學(xué)生認(rèn)識到枯燥、難懂的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用也有如此之多，從心里上消除這門課程無用的想法，重新燃起學(xué)習(xí)物理化學(xué)知識的興趣。
5結(jié)語
經(jīng)過幾年的物理化學(xué)教學(xué)工作，事實證明：要上好這門課，就要不斷的進行物理化學(xué)教學(xué)改革的嘗試和探討，努力培養(yǎng)學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)積極性和主觀能動性，通過學(xué)習(xí)物理化學(xué)訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。為今后學(xué)習(xí)其它學(xué)科打下堅實的理論和實踐知識基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]魏光，曾人杰，馬兆海，等．重新認(rèn)識“物理化學(xué)”課程的戰(zhàn)略地位[J]．高等理科教育，2001，1：21-24．
[2]吳慧敏，艾佑紅，董超．物理化學(xué)課程體系的改革與實踐[J]．廣東化工，2014，41(16)：191．
[3]王艷玲．論物理化學(xué)緒論課的重要性及教學(xué)方法[J]．考試周刊，2011，51：174-175．
2理論知識的講授聯(lián)系日常生活，引發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣
由于物理化學(xué)是以數(shù)學(xué)、物理工具來剖析化學(xué)問題，建立的公式形式復(fù)雜、種類繁多，容易顯得知識內(nèi)容枯燥乏味，致使學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不濃厚。如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也是物理化學(xué)教學(xué)過程中需進行改革之處。通過實踐發(fā)現(xiàn)，在講授理論知識時，利用知識點解釋日常生活中的相關(guān)物理化學(xué)現(xiàn)象，能極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如，在講解稀溶液依數(shù)性時，提及人們在雪地上撒鹽以防止結(jié)冰路滑的行為。以提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考人們這種行為的原因、是利用了什么物理化學(xué)原理，讓學(xué)生領(lǐng)悟如何利用理論知識解決日常生活問題。同時，讓學(xué)生列舉出日常生活中利用稀溶液依數(shù)性的例子，分析該例子中的物理量分別對應(yīng)于相關(guān)理論公式中的什么物理量。再比如，在講授毛細(xì)現(xiàn)象時，誘導(dǎo)學(xué)生思考與聯(lián)想在醫(yī)院體檢化驗指血時為什么將透明玻璃細(xì)管放在手指扎即可讓血流入玻璃管而沒有施加任何負(fù)壓。引導(dǎo)學(xué)生進一步聯(lián)想日常生活中遇到的什么問題可以利用毛細(xì)現(xiàn)象原理加以解決。通過這樣的教學(xué)互動方式，一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的主觀能動性與學(xué)習(xí)興趣，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生善于觀察、善于思考與分析問題的良好習(xí)慣，為進一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。
3理論知識的講授聯(lián)系生產(chǎn)實踐，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣
由于物理化學(xué)是冶金專業(yè)本科生的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，因此在講授物理化學(xué)時，除了要引發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣、使掌握物理化學(xué)知識框架外，還需要讓學(xué)生了解物理化學(xué)在冶金專業(yè)知識體系中的作用、培養(yǎng)學(xué)生對冶金專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣。為達此目的，在物理化學(xué)理論知識的講授過程中，需對應(yīng)用性強的知識點進行擴展講解，介紹相關(guān)的冶金生產(chǎn)技術(shù)。比如，在講授完畢表面活性劑的相關(guān)知識點時，擴展介紹利用表面活性劑的特性而發(fā)展的浮選技術(shù)。引導(dǎo)學(xué)生查閱書籍與文獻資料，通過閱讀了解浮選的目的、浮選工藝過程與主要設(shè)備等；結(jié)合所講授的表面活性劑的相關(guān)知識點，理解如何根據(jù)礦物性質(zhì)選用表面活性劑進行浮選。再比如，在講授固相完全互溶的二組分相圖關(guān)于區(qū)域熔煉的原理后，給學(xué)生列舉目前常用區(qū)域熔煉技術(shù)提純的材料種類，讓學(xué)生分析這些體系中雜質(zhì)與待提純物質(zhì)分別是什么、并指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實現(xiàn)區(qū)域熔煉的裝置。通過將理論知識聯(lián)系生產(chǎn)實踐，充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性，讓學(xué)生了解冶金技術(shù)的由來，初步體驗如何利用理論知識解決實際生產(chǎn)問題，逐步培養(yǎng)學(xué)生對冶金專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣和樂趣。
4教學(xué)與科研互動，讓學(xué)生體會基礎(chǔ)知識對科技創(chuàng)新的重要性
在物理化學(xué)講授過程中實施教學(xué)與科研互動，在講授重要知識點時進行拓展，向?qū)W生介紹基于此知識點的前沿科技成果。特別地，所介紹的前沿科技成果是教師本身的科研成果時，能將教師對知識點的深入理解與體會更好地傳授給學(xué)生。比如，筆者在講授膠束的形成及特性時，向?qū)W生介紹了本課題組新近發(fā)展的膠束介導(dǎo)法合成復(fù)合納米材料的原理、并展示了所合成的納米材料的形貌與性質(zhì)，讓學(xué)生感受到科技創(chuàng)新是立足于扎實的基礎(chǔ)知識的。倘若這些前沿科技成果是高年級本科生完成的，這將更加鼓舞學(xué)生對物理化學(xué)知識的學(xué)習(xí)，也能調(diào)動學(xué)生對科學(xué)研究的積極性。比如，在講授多相反應(yīng)動力學(xué)時，筆者引入了大學(xué)三年級學(xué)生完成的釩渣焙燒熟料酸浸動力學(xué)研究成果。以該實際體系為例，讓學(xué)生深入理解多相反應(yīng)動力學(xué)所經(jīng)歷的典型步驟，讓學(xué)生深入體會如何使用基礎(chǔ)知識解決科研中的相關(guān)問題。同時，由于該研究成果是由高年級本科生完成的，加強了學(xué)生對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識重要性的認(rèn)識，增強了參與科研活動的信心和勇氣。通過這種教學(xué)與科研互動的新型教學(xué)方式，一方面加深了學(xué)生對物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的理解與掌握；另一方面也讓學(xué)生深刻體會到基礎(chǔ)知識對科技創(chuàng)新的重要性，只有掌握扎實的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識才能發(fā)展與完善冶金技術(shù)或創(chuàng)建冶金新技術(shù)。
5發(fā)展“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的教學(xué)模式
在傳統(tǒng)物理化學(xué)教學(xué)模式中，是以教師為主、學(xué)生被動接受物理化學(xué)知識。由于物理化學(xué)新概念多、公式多且復(fù)雜，學(xué)生常感到枯燥無味、難以掌握教學(xué)內(nèi)容。鑒于此，積極建立“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的雙主體教學(xué)模式。從教師角度看，由教師引導(dǎo)學(xué)生建立物理化學(xué)知識框架。通過問答互動、學(xué)生板書、學(xué)生查閱資料并宣講、學(xué)生設(shè)問學(xué)生答等教學(xué)環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，以學(xué)生為教學(xué)主體，讓學(xué)生由被動灌輸知識變?yōu)橹鲃游≈R。從學(xué)生角度看，學(xué)生在教師的幫助下建立物理化學(xué)知識框架。比如，在推導(dǎo)各級反應(yīng)的動力學(xué)方程時，教師先推導(dǎo)零級反應(yīng)的動力學(xué)方程積分式，由學(xué)生在黑板上推導(dǎo)一級反應(yīng)的動力學(xué)方程積分式。再設(shè)問二級反應(yīng)的動力學(xué)方程積分式如何推導(dǎo)，在學(xué)生進行初步嘗試后，教師再在黑板上演繹推導(dǎo)過程。通過實踐，該種“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的雙主體教學(xué)模式能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將枯燥無味的教學(xué)過程變得生動有趣，受到學(xué)生歡迎。這無疑將促進學(xué)生對物理化學(xué)知識的掌握。
6傳統(tǒng)教學(xué)手段與先進教學(xué)手段有機結(jié)合
物理化學(xué)涵蓋內(nèi)容廣，對于不同教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)其自身特點選擇適宜的教學(xué)手段。比如，對于熱力學(xué)部分，由于理論公式較多，采用黑板板書教學(xué)能讓學(xué)生跟隨教師思路理解公式推導(dǎo)或建立的過程。對于相圖部分，黑板板書會降低教學(xué)效率，而采用多媒體教學(xué)便起到事半功倍的效果。這不但節(jié)省了在課堂上畫圖的時間、利于控制教學(xué)進度；還可以在幻燈片上圖文并茂地向?qū)W生展示相圖中各區(qū)域的物相狀態(tài)、以不同字體或顏色突出重點，從多方面刺激學(xué)生加深印象。除幻燈片外，還可以采用動畫方式向?qū)W生展示變化過程。比如，采用Flas向?qū)W生展示膠束的形成過程、如何根據(jù)氣液二組分系統(tǒng)的p-x圖作T-x圖、蒸餾的原理與過程等。因此，在物理化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)采用傳統(tǒng)教學(xué)手段與先進教學(xué)手段有機結(jié)合的方式進行，相互取長補短。對于公式推導(dǎo)類內(nèi)容，在幻燈片上展現(xiàn)公式的同時，還需在黑板上演繹推導(dǎo)過程、加深學(xué)生的理解。對于相圖類需以多媒體教學(xué)為主的教學(xué)內(nèi)容，還需輔以板書，在黑板上板書重點概念與規(guī)律以強化學(xué)生印象。采用這種多種手段結(jié)合的方式進行物理化學(xué)教學(xué)，能增添物理化學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣，強化學(xué)生對物理化學(xué)知識的理解，促進學(xué)生建立物理化學(xué)知識框架。
化學(xué)實驗是實踐性很強的課程，是傳授知識、技能、訓(xùn)練科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)精神和品質(zhì)，全面實施化學(xué)教育的最有效形式［1，2］，在化學(xué)教育中起著重要的作用。物理化學(xué)實驗是教育部規(guī)定獨立開設(shè)的一門實驗課程［3］，它要求從事科學(xué)研究和從事化學(xué)教育的各類人才必須具備完整全面的知識及各種技能，知識可以通過學(xué)習(xí)獲得，各種技能要通過嚴(yán)格的訓(xùn)練才能掌握。當(dāng)代高校的教育不僅要傳授知識，更要注重各種技能的訓(xùn)練。
一
物理化學(xué)實驗教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握物理化學(xué)理論知識及相應(yīng)的操作技能，培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)他們將理論應(yīng)用于實踐的能力，具有物理化學(xué)理論教學(xué)不可取代的作用；是物理化學(xué)課程教學(xué)的重要組成部分；是一門獨立的實踐性及技術(shù)性很強的課程；是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和科學(xué)研究能力的重要實踐環(huán)節(jié)；在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合能力上發(fā)揮著重要的作用。然而在部分高校，物理化學(xué)實驗教學(xué)仍然沒有得到足夠的重視，認(rèn)為實驗教學(xué)是理論教學(xué)的輔助部分，是對理論教學(xué)的驗證。在這種教學(xué)理念的指導(dǎo)下，投入不足導(dǎo)致儀器設(shè)備陳舊、數(shù)量不足，教學(xué)程序簡單化，不能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性，不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，綜合能力的培養(yǎng)。要徹底改變這種狀況，就必須進行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理秩序等方面的系統(tǒng)改革。本文介紹了我院物理化學(xué)實驗課進行的一些改革，探討進一步深化物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的思路。
1.增加新的精密儀器及設(shè)備，改善實驗教學(xué)條件。
近幾年隨著我院的發(fā)展，我們使用世行貸款購進了一些新的儀器及新設(shè)備，并使用到實驗中來。在許多物理化學(xué)實驗中，傳統(tǒng)的測溫、測壓儀器都是大量含汞的儀器。如在測定液體飽和蒸汽壓實驗中使用的U型管水銀壓力計、測量凝固點下降實驗中使用的貝克曼溫度計、測量大氣壓實驗中使用的水銀氣壓計等。水銀是有毒有害的物質(zhì)，實驗過程中一旦操作不慎，發(fā)生泄漏，會造成污染，危害教師和學(xué)生的健康。為此，我們購進了新型的測溫測壓儀器，用數(shù)字式精密溫差測量儀取代了原有的貝克曼溫度計，用數(shù)字式低真空測壓儀取代了原有的U型管水銀壓力計，用數(shù)字式氣壓計取代了水銀氣壓計。它們的特點是采用新型傳感技術(shù)，精確度高、穩(wěn)定性好、無污染。這些儀器的使用不僅解決了實驗室的汞污染問題，而且操作簡單、讀數(shù)清晰、測量精度高，使得整個物理化學(xué)實驗的測溫測壓手段更方便安全。此外，有許多實驗（如燃燒熱的測定實驗）利用計算機在線測定和處理實驗數(shù)據(jù)。
2.改進舊的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果。
改進舊的教學(xué)模式已是形勢所迫，勢在必行。物理化學(xué)實驗所用到的儀器、設(shè)備具有數(shù)量多、投資大等特點，國內(nèi)大部分高校都受到儀器、設(shè)備數(shù)量的限制，在同一時間里開設(shè)同一個物理化學(xué)實驗存在一定的困難，多采用在同一時間里開設(shè)多個實驗，然后再進行輪換。這樣做會導(dǎo)致兩個方面的不良后果：首先，會造成教師投入嚴(yán)重不足，不能很好地輔導(dǎo)學(xué)生。其次，給學(xué)生對實驗內(nèi)容的預(yù)習(xí)帶來了很多不便。由于在一學(xué)期內(nèi)要做完那么多實驗，勢必要在開學(xué)后的很短時間內(nèi)就要開設(shè)好幾個實驗，有些實驗的理論知識學(xué)生還沒有學(xué)到，就要進行操作，這樣在實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)上學(xué)生只能是走馬觀花，達不到預(yù)期的教學(xué)效果。目前我們采用延長做實驗的時間，由原來的一學(xué)期改為兩學(xué)期；其次實行了小循環(huán)實驗，即每四個實驗內(nèi)容為一個單元，然后進行輪換，這樣做可部分克服以前存在的問題，增加了學(xué)生做實驗的興趣，提高了教學(xué)效果。
3.加強學(xué)生對實驗前的預(yù)習(xí)工作。
實驗前預(yù)習(xí)與否及預(yù)習(xí)的程度，對實驗?zāi)芊耥樌M行起著關(guān)鍵性作用。如果實驗前不進行充分的預(yù)習(xí)，對實驗步驟、儀器及設(shè)備的結(jié)構(gòu)操作規(guī)程及注意事項等一無所知，在實驗過程中就會手腳忙亂，造成儀器使用不當(dāng)，或不能及時記錄實驗數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致實驗失敗。為了保證實驗的順利進行，我們大力加強實驗前的預(yù)習(xí)工作，要求每個學(xué)生在做實驗前必須認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)報告，由指導(dǎo)教師檢查簽字確認(rèn)后，方可進入實驗室。讓學(xué)生在實驗前知道實驗過程中該做什么不該做什么，做到心中有數(shù)，為保證實驗順利有序地進行打下堅實的基礎(chǔ)。
4.進一步加強實驗成績的考核制度。
為了促進物理化學(xué)實驗教學(xué)水平的更進一步提高，針對以往對實驗成績的考核只憑實驗報告的書寫整齊程度和理論考試成績來評定的弊端，近年來對物理化學(xué)實驗課成績的考核做了如下改革：第一制定了“物理化學(xué)實驗學(xué)生成績考核細(xì)則與評分標(biāo)準(zhǔn)”，明確實驗成績考核的具體內(nèi)容為預(yù)習(xí)、操作的熟練程度、紀(jì)律、安全、實驗報告、操作考試、理論考試七部分及各部分所占的比例。第二實行實驗教學(xué)過程階段性考試，主要對基本原理、基本操作、基本技能的現(xiàn)場抽題考試，抽題是由學(xué)生本人隨機抽簽，有筆試、口試、現(xiàn)場操作三種形式。通過以上改革，避免了以往只憑實驗報告評定成績的弊端，使實驗教學(xué)的考核趨向科學(xué)化，有利于規(guī)范實驗教學(xué)的管理。
5.增加設(shè)計和綜合性實驗，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。
驗證性實驗可以使學(xué)生對所學(xué)的理論知識有更直接的感性認(rèn)識和加深記憶的作用。但單純的驗證性實驗往往使學(xué)生處于一個被動的位置上，創(chuàng)造性思維受到一定限制，通過增加設(shè)計和綜合性實驗，學(xué)生的主觀能動性得到充分的發(fā)揮，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
二
經(jīng)過幾年來對實驗教學(xué)的不斷改革，物理化學(xué)實驗教學(xué)目前有了較大的改觀，學(xué)生的實驗動手能力和研究能力有了較大提高，大大地增加了學(xué)生的興趣，教學(xué)效果明顯。今后還要繼續(xù)加大實驗教學(xué)方面的改革，主要從以下幾個方面進行改革：
1.加大對實驗室建設(shè)的投資力度，進一步改變教學(xué)條件。
雖然我院的物理化學(xué)實驗教學(xué)條件在近年來有了很大改善,但還是不能滿足國家教委規(guī)定的一人一組的要求。以后我們要逐漸加大對實驗室建設(shè)的投資力度，徹底改變兩人一組甚至多人一組的現(xiàn)狀。
2.進一步完善實驗教學(xué)內(nèi)容，注重能力培養(yǎng)。
物理化學(xué)實驗課程的內(nèi)容應(yīng)該達到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的目的。而目前物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為驗證性實驗，這樣的教學(xué)內(nèi)容已不能滿足當(dāng)前社會對人才培養(yǎng)的要求。因此，有必要對實驗教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)改革，增加一些應(yīng)用性較強的設(shè)計性、綜合性實驗,加強學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
3.提高實驗教師的業(yè)務(wù)水平，加強師資力量。
加強實驗室教師的培訓(xùn)工作，提高業(yè)務(wù)水平；促進校際間的實驗交流與學(xué)習(xí)；另外讓一些理論水平高、對實驗教學(xué)有經(jīng)驗的理論課教師從事實驗教學(xué)，通過這種方法可以改善實驗室?guī)熧Y隊伍的結(jié)構(gòu)，增加實驗教學(xué)的實力，提高實驗教學(xué)效果。
總之，物理化學(xué)實驗教學(xué)涉及教學(xué)過程的方方面面，需要做大量的工作。物理化學(xué)實驗教學(xué)的改革不是在短時間內(nèi)就能夠完成的，只有不懈努力、不斷探索，把注重學(xué)生的能力培養(yǎng)作為實驗教學(xué)的重要任務(wù)，把實驗教學(xué)工作搞好，才能夠為國家培養(yǎng)出更多有用人才。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：
全校公選課；碩士研究生；表面物理化學(xué)；分類教學(xué)
2007年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)(哈工大)開始在一級學(xué)科進行碩士研究生分類培養(yǎng)的改革試點工作[1,2]。2009年，哈工大化工學(xué)科開始實施碩士研究生培養(yǎng)模式改革，確定了學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型研究生培養(yǎng)方案，其中“表面物理化學(xué)”既是學(xué)術(shù)型研究生的學(xué)位課程，也是應(yīng)用型研究生的學(xué)位課程。同時由于表面、界面科學(xué)在化學(xué)、化工學(xué)科和其他交叉學(xué)科研究中作為共性的基礎(chǔ)理論支撐作用，“表面物理化學(xué)”在研究生院統(tǒng)一協(xié)調(diào)下確定為全校公選課，除化學(xué)、化工學(xué)科外，還服務(wù)于其他交叉學(xué)科研究生的培養(yǎng)。那么，“表面物理化學(xué)”成為全校公選課后，針對各種類型學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和研究生分類培養(yǎng)的需要，如何確定課程內(nèi)容體系？如何組織和實施教學(xué)？以及如何在教學(xué)過程中實現(xiàn)教學(xué)與科研、理論與實踐的有機結(jié)合？這些問題則成為“表面物理化學(xué)”課程建設(shè)和改革的關(guān)鍵。針對以上問題，我們基于“表面物理化學(xué)”課程特點，從學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)以及交叉學(xué)科研究生培養(yǎng)的具體要求出發(fā)，進行了全校公選課“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)改革和實踐。
1“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)內(nèi)容體系的確立
表面科學(xué)因其學(xué)科交叉特色突出，越來越受到人們的重視。國內(nèi)外各理工科類高校一般都為研究生(材料、化學(xué)、化工學(xué)科居多)開設(shè)了表面科學(xué)類課程。從課程內(nèi)容看，主要是講授表面科學(xué)基本原理及應(yīng)用和表面科學(xué)分析方法，并有針對性地對表面科學(xué)不同應(yīng)用領(lǐng)域(如催化、納米材料等)進行深入介紹。各個學(xué)校講授的內(nèi)容側(cè)重各不相同，課程名稱也不一致。我?；W(xué)科從20世紀(jì)80年代起就為化學(xué)、化工學(xué)科研究生開設(shè)了“表面物理化學(xué)”課程，在長期的課程建設(shè)和發(fā)展過程中形成了適于(學(xué)術(shù)型)研究生培養(yǎng)的課程體系。
1.1分類教學(xué)的必要性
研究生分類培養(yǎng)是教育發(fā)展過程的必然選擇[3,4]，它涉及研究生培養(yǎng)的各個方面和環(huán)節(jié)，其中也包括課程內(nèi)容體系的確定及教學(xué)的組織和實施。雖然2009年制定的培養(yǎng)方案中“表面物理化學(xué)”作為全校公選課，供化學(xué)、化工學(xué)科以及其他交叉學(xué)科的研究生選修。但是，在開始的教學(xué)實施過程中仍然為各類學(xué)生集中上課。在教學(xué)過程中，注重表面物理化學(xué)原理的講授以強化基礎(chǔ)，還注重將基本原理與能源、材料、生物、環(huán)境等國際熱門領(lǐng)域和學(xué)術(shù)前沿相結(jié)合，啟發(fā)學(xué)生的科研思路和創(chuàng)新意識。在教學(xué)過程中，采用了多種教學(xué)方法(設(shè)立討論課、自學(xué)報告和課程作業(yè)等)，針對不同類型的研究生提出不同的學(xué)習(xí)要求：如學(xué)術(shù)型研究生在討論課中要求講述表面物理化學(xué)在當(dāng)今學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域的研究成果和進展，應(yīng)用型研究生要求講述表面物理化學(xué)基本原理在工程實際中的具體運用，而交叉學(xué)科的研究生則要求講述表面物理化學(xué)基本原理與本學(xué)科的交叉實例。在自學(xué)報告和課程作業(yè)方面也根據(jù)學(xué)生類型的不同而提出了不同的要求。這樣，一定程度上滿足了學(xué)生分類培養(yǎng)的要求。然而，從前期的教學(xué)實踐效果看，該課程教學(xué)中存在如下問題：(1)這種統(tǒng)一集中上課的教學(xué)模式，存在著教學(xué)追求全面性與不同類型研究生學(xué)習(xí)需求不同的矛盾，使得分類培養(yǎng)的針對性不強。(2)從學(xué)生反饋來看，學(xué)術(shù)型研究生認(rèn)為表面物理化學(xué)基本原理的學(xué)習(xí)過于簡單，而交叉學(xué)科的研究生由于化學(xué)基礎(chǔ)薄弱而認(rèn)為理論介紹難度過大，內(nèi)容偏多。這一問題還導(dǎo)致學(xué)生成績分布不合理，交叉學(xué)科學(xué)生選課的積極性不高。因此，“表面物理化學(xué)”課程切實的分類教學(xué)改革勢在必行。
1.2適應(yīng)分類教學(xué)的“表面物理化學(xué)”課程內(nèi)容體系的確立
“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)要依據(jù)研究生培養(yǎng)目標(biāo)所需要的知識結(jié)構(gòu)，統(tǒng)籌考慮本科已有的基礎(chǔ)和不同授課對象的需求。在研究生分類培養(yǎng)的新形勢下，“表面物理化學(xué)”課程作為全校公選課，在教學(xué)內(nèi)容上既要滿足化學(xué)、化工學(xué)科學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型這兩類人才培養(yǎng)模式的需要，又要滿足非化工學(xué)科研究生選修本課程的新需求。在教學(xué)過程中，既要滿足學(xué)術(shù)型研究生對表面/界面科學(xué)知識的深度和系統(tǒng)性的需求，又要滿足應(yīng)用型研究生將表/界面科學(xué)知識有效運用于工程實際的需求，還要使得其他交叉學(xué)科研究生能夠建立界面觀點、掌握表/界面基本原理并能運用于自身的科研工作中。此外，本課程還要為不同研究方向的研究生奠定理論基礎(chǔ)?；W(xué)科目前有9大具體研究方向(表面與界面化學(xué)，高分子復(fù)合與改性，化學(xué)電源，金屬電沉積與化學(xué)沉積，功能材料制備與性能，催化劑與催化反應(yīng)工程，生物合成與分離工程，生物分子工程，新能源化工)，涉及到能源、材料、生物、環(huán)境四大國際熱門領(lǐng)域和學(xué)術(shù)前沿。這些領(lǐng)域都需要從分子水平上研究材料、能源、生命中的相界面物理化學(xué)變化規(guī)律，這里涉及界面的共性知識和理論是本課程重要的內(nèi)容體系。因此，本課程以表面/界面的物理化學(xué)原理和規(guī)律為基礎(chǔ)，以界面科學(xué)及應(yīng)用新進展為前沿，以拓展科研思路與方法、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力為目標(biāo)，把各具體學(xué)科研究方向要求的知識結(jié)構(gòu)細(xì)化為知識點，用知識點間的邏輯關(guān)系，協(xié)調(diào)界面物理化學(xué)原理、規(guī)律、應(yīng)用及前沿進展的內(nèi)容，進行分類教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建。本課程從化工學(xué)科9大研究方向中，凝練出3個共性的表面科學(xué)知識和理論方向，即表面熱力學(xué)基礎(chǔ)、固體表面與界面以及表面活性劑。在此基礎(chǔ)上，針對化學(xué)、化工學(xué)科的學(xué)術(shù)型研究生的需要，重點介紹固/液界面的電化學(xué)熱力學(xué)與電結(jié)晶過程中成核與長大的影響因素及潤濕規(guī)律等；針對化學(xué)、化工學(xué)科的應(yīng)用型研究生及食品、航天、材料等交叉學(xué)科的研究生，重點講授固體表面態(tài)和鍵合、表面層結(jié)構(gòu)性質(zhì)及表面改性技術(shù)，以及潤濕現(xiàn)象的應(yīng)用等內(nèi)容。基于上述思路，修改了化工學(xué)院的研究生培養(yǎng)方案，取消了原來的“固體表面與鍵合”課程，將其有關(guān)內(nèi)容納入“表面物理化學(xué)II”，作為應(yīng)用型研究生的學(xué)位課程及非化學(xué)、化工學(xué)科研究生的全校公選課；原“表面物理化學(xué)”改為“表面物理化學(xué)I”，作為學(xué)術(shù)型研究生的學(xué)位課。
2“表面物理化學(xué)”課程分類教學(xué)的組織和實施
在課堂教學(xué)組織與實施中，首要考慮的是學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型這兩類研究生培養(yǎng)目標(biāo)的不同及交叉學(xué)科研究生的學(xué)習(xí)需求。“表面物理化學(xué)I”是針對化學(xué)、化工學(xué)科的學(xué)術(shù)型研究生開設(shè)，重點在于基本理論的深度理解和掌握。在教學(xué)過程中偏重于演繹法，從解釋表面現(xiàn)象開始，深入到基本原理的推導(dǎo)過程和基本規(guī)律的理論分析，注重知識體系的系統(tǒng)性和完整性；將表面科學(xué)的學(xué)術(shù)前沿與表面科學(xué)基本理論結(jié)合起來，提高學(xué)生對學(xué)術(shù)前沿中表面科學(xué)問題的認(rèn)識深度；同時，在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的科研意識、科研興趣和科學(xué)思維習(xí)慣。“表面物理化學(xué)II”是針對化學(xué)、化工學(xué)科的應(yīng)用型研究生和交叉學(xué)科的研究生開設(shè)的。其教學(xué)過程中偏重于采用歸納法，從各類表面現(xiàn)象及工程實際應(yīng)用入手，在物理化學(xué)知識的基礎(chǔ)上介紹表面科學(xué)的基本知識和理論，注重基本理論與工程應(yīng)用實踐的結(jié)合，加強培養(yǎng)學(xué)生在工程應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)表面科學(xué)問題和運用表面科學(xué)原理的能力，突出表面科學(xué)原理在工程實際中的應(yīng)用創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新。其次，在教學(xué)過程中還要考慮研究生原本科階段的表面化學(xué)以及物理化學(xué)課程的知識基礎(chǔ)。我校化工學(xué)科為本科生開設(shè)了表面化學(xué)類課程“應(yīng)用表面化學(xué)與技術(shù)”，化學(xué)學(xué)科開設(shè)了“表面化學(xué)”，還有服務(wù)于全校本科生的創(chuàng)新研修課“應(yīng)用表面化學(xué)基礎(chǔ)”。但是化學(xué)、化工學(xué)科每年招收的碩士研究生有相當(dāng)一定比例的學(xué)生在本科階段沒有學(xué)過表面化學(xué)類課程，而交叉學(xué)科的研究生學(xué)習(xí)過此類課程的人數(shù)更少。為解決這一類研究生表面化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的問題，我們建議有條件的學(xué)生選修相關(guān)的表面化學(xué)類本科生課程。另外，由于本課程對本科生的物理化學(xué)知識要求較高，因此針對沒有物理化學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生(主要是來自交叉學(xué)科的研究生)，要求課外自學(xué)由授課教師指定的相關(guān)內(nèi)容，或利用緒論課適當(dāng)補講相關(guān)內(nèi)容。再次，通過累加式考核的導(dǎo)向作用，細(xì)化各項考核的要求，加強不同類型研究生的分類培養(yǎng)。“表面物理化學(xué)I”針對學(xué)術(shù)型研究生對系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和學(xué)術(shù)前沿知識要求高的特點，確定考核內(nèi)容如下：閉卷考試，占60分，考核基本理論和原理等；討論課每名學(xué)生以PPT方式講述與本人課程相關(guān)的表面科學(xué)前沿問題，占20分；以理論推導(dǎo)和討論為主的開卷考試，占10分；以教材為藍本自學(xué)其中的第二章固體表面的自學(xué)報告，占10分。“表面物理化學(xué)II”針對應(yīng)用型研究生和交叉學(xué)科研究生注重理論與工程實際相結(jié)合的特點，采用如下考核方式：閉卷考試，占50分，考核基本理論和原理等；討論課每名學(xué)生以PPT方式講述表面科學(xué)問題或表面分析方法在工程實際的應(yīng)用，占20分；作業(yè)占20分，包括運用表面基本原理對某一表面現(xiàn)象和問題進行解釋和綜述某一固體材料表面或界面的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)兩個方面；隨堂開卷測驗2次，共10分。
3通過教學(xué)與科研相結(jié)合、理論與實踐相統(tǒng)一，服務(wù)于兩類研究生人才培養(yǎng)
研究生的課程教學(xué)不僅是傳授基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，也是拓展科研思路與方法、培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力的有效途徑。表面物理化學(xué)內(nèi)容的學(xué)科交叉特色突出，使得該課程具有教學(xué)與科研、理論與實踐相結(jié)合的優(yōu)勢。本課程在滿足教學(xué)基本要求的前提下，利用界面化學(xué)涉及面廣的特點，引導(dǎo)學(xué)術(shù)型研究生從界面的物理化學(xué)原理和規(guī)律走向?qū)W術(shù)前沿、應(yīng)用型研究生將表面化學(xué)基本理論應(yīng)用到工程實際，使“表面物理化學(xué)”課程教學(xué)有效地服務(wù)于研究生的分類培養(yǎng)。
3.1教學(xué)過程中注重教學(xué)與科研相結(jié)合
本課程在長期的建設(shè)和發(fā)展過程中形成了課程組，建立了適合于研究生培養(yǎng)，特別是學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)的課程體系，在教學(xué)與科研相結(jié)合方面也進行了大量卓有成效的工作。本課程組的授課教師利用自身的科研優(yōu)勢，將自己與表面科學(xué)相關(guān)的研究成果運用于教學(xué)之中，啟發(fā)學(xué)生的科研思路、培養(yǎng)科研興趣；課程組成員的部分研究成果直接轉(zhuǎn)化為與課程內(nèi)容對應(yīng)的實驗項目，納入學(xué)院的研究生實驗平臺[5]之中，建立學(xué)院層面的“表面物理化學(xué)”課程實踐環(huán)節(jié)；此外，課程組教師在研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)上，服務(wù)于科研方向與表面科學(xué)密切相關(guān)的研究生導(dǎo)師，對研究生學(xué)位論文中與表面科學(xué)相關(guān)的內(nèi)容進行把關(guān)和理論指導(dǎo)，反饋于科研工作。
3.2加強理論與實踐相統(tǒng)一，強化應(yīng)用型研究生工程實踐能力培養(yǎng)
針對我國研究生人才培養(yǎng)和實際需求脫節(jié)的問題，2009年起教育部即宣布研究生培養(yǎng)將從過去的學(xué)術(shù)型為主轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用型為主，現(xiàn)在應(yīng)用型研究生招生比例逐年增加[6]。為提高我校化學(xué)、化工學(xué)科應(yīng)用型研究生的工程實踐能力，化工學(xué)科在研究生院的支持下建立了校內(nèi)外實踐基地[7]，并與“表面物理化學(xué)II”有機結(jié)合起來，工程實踐活動成為課程的生動實例。如在課程組成員參與建立的“化工學(xué)科應(yīng)用型研究生校內(nèi)實踐基地”，研究生可以在生產(chǎn)線上進行鋰離子電池制造各個環(huán)節(jié)的實踐活動，包括材料合成、電極制備、電池組裝及電池性能檢測，全面系統(tǒng)地掌握鋰離子電池的制造技術(shù)，培養(yǎng)化工學(xué)科研究生的工程實踐能力，提高其對產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造的系統(tǒng)觀、全局觀，特別是使學(xué)生體會到了本課程的基本原理和規(guī)律在電池制備中的理論指導(dǎo)作用，真正做到了理論與實踐的統(tǒng)一。再如在化工學(xué)科的“上海山富數(shù)碼噴繪復(fù)合材料有限公司校外實踐基地”，研究生可以進行從膠水、涂料、涂布、貼合、分切，到產(chǎn)品包裝的一條龍生產(chǎn)實踐，使應(yīng)用型研究生能真實了解企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)的基本過程，又深刻體會到界面問題的重要性。
4“表面物理化學(xué)”課程分類教學(xué)實踐效果
全校公選課“表面物理化學(xué)”課程的分類教學(xué)在我校研究生院支持下正式實施以來，本課程的學(xué)生成績分布更趨合理，學(xué)生選課情況和學(xué)習(xí)興趣都呈現(xiàn)了良性的發(fā)展態(tài)勢。從學(xué)習(xí)效果看，此前本課程閉卷考核中成績優(yōu)秀的學(xué)生都集中在化學(xué)、化工學(xué)科，并以學(xué)術(shù)型研究生居多；現(xiàn)在由于分類教學(xué)中基于不同類型學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，調(diào)整了教學(xué)內(nèi)容和考核要求，使得學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型研究生各出現(xiàn)一定比例的優(yōu)秀生，特別是來自交叉學(xué)科的研究生成績也出現(xiàn)了優(yōu)秀。其二，分類教學(xué)實施后，選“表面物理化學(xué)II”課的交叉學(xué)科研究生從航天、食品、材料學(xué)院又增加了機械、電子和能源等學(xué)院，表明分類教學(xué)法的實施符合交叉學(xué)科研究生對表面化學(xué)類課程的學(xué)習(xí)需求。因此，可以預(yù)期“表面物理化學(xué)”全校公選課會吸引更多的交叉學(xué)科研究生選課，選課波及面也會進一步加大。其三，由于課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與各類研究生的培養(yǎng)目標(biāo)更為一致，從而使得研究生的學(xué)習(xí)興趣提高，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識明顯增強。特別是課間學(xué)生找老師討論問題的現(xiàn)象明顯增多，既有對課堂上課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的討論，也有把自己課題方向中與表面科學(xué)相關(guān)的問題與授課教師交流。學(xué)生反饋結(jié)果表明，選修此課的研究生對“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)普遍認(rèn)可。另外，我院應(yīng)用型研究生在培養(yǎng)上增加了校內(nèi)外實踐基地的實踐與考核環(huán)節(jié)，從學(xué)生對校內(nèi)外實踐基地實踐活動的總結(jié)報告中可以發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)一部分學(xué)生將表面科學(xué)問題與具體的工程實踐結(jié)合起來，將在“表面物理化學(xué)”課程中學(xué)習(xí)的知識原理直接運用到具體實踐之中。在教學(xué)過程中設(shè)置的討論課上，有一定比例的研究生將自己將要進行的碩士研究課題中的表面物理化學(xué)問題在課堂上與老師和同學(xué)直接交流，這樣授課教師可以直接進行理論指導(dǎo)，使教學(xué)更好地服務(wù)于研究生的學(xué)位論文工作。
5結(jié)束語
我國高校研究生階段人才培養(yǎng)的全校公選課一般為英語、數(shù)學(xué)或思想政治理論課等。而理論性較強的“表面物理化學(xué)”課程如何發(fā)揮其全校公選課的作用、有效地服務(wù)于研究生的分類培養(yǎng)，是“表面物理化學(xué)”課程建設(shè)的首要問題。哈工大化工學(xué)院“表面物理化學(xué)”課程組在我校研究生院和化工學(xué)院的支持下，對“表面物理化學(xué)”分類教學(xué)改革進行了有益的探索。但是要真正實現(xiàn)從原來單一地服務(wù)于學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)到服務(wù)于學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型兩類研究生的分類培養(yǎng)，還需要進一步的理論研究和實踐。
作者：姚忠平 姜兆華 黃玉東 岳會敏 安茂忠 韓曉軍 尹鴿平 單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院
參考文獻
[1]丁雪梅,甄良,宋平,楊連茂,魏憲宇.學(xué)位與研究生教育,2010,No.2,1.
[2]丁雪梅,甄良,宋平.研究生教育研究,2011,No.5,1.
[3]阮平章.學(xué)位與研究生教育,2004,No.8,21.
[4]吳愛祥.中國高等教育,2013,No.18,58.
二、物理化學(xué)實驗分層次教學(xué)模式的實施
廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院物理化學(xué)課程組承擔(dān)著全校理、工、生、農(nóng)等專業(yè)物理化學(xué)課程的理論教學(xué)和實驗指導(dǎo)工作，根據(jù)專業(yè)教學(xué)大綱的不同，化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)這兩門理科專業(yè)的物理化學(xué)實驗獨立設(shè)課，計108學(xué)時；而工、生、農(nóng)專業(yè)的物理化學(xué)實驗與基礎(chǔ)理論課相結(jié)合，實驗部分計33學(xué)時。課程組根據(jù)教學(xué)班級編制實驗班并開展工作：實驗教學(xué)分層次培養(yǎng)，分為基礎(chǔ)層次、提高性層次和科研性層次三類，它是在提高實驗課教學(xué)效率的同時，把大綱要求的教學(xué)與開放性實驗教學(xué)結(jié)合起來，在規(guī)定的實驗時間內(nèi)，既完成教學(xué)大綱要求，又能使能力強、興趣濃的學(xué)生在創(chuàng)新精神、動手能力方面得到進一步加強[3]。從表1中可以看出，實驗教學(xué)改革不僅注重縱向分層次，使實驗教學(xué)循序漸進，在夯實基礎(chǔ)的同時構(gòu)筑高地；也注重了橫向的分層次，將實驗等級不斷提高，依據(jù)學(xué)生的專業(yè)及他們的意愿和能力，選擇不同層次的實驗，給予學(xué)生更大的積極性和創(chuàng)造性的發(fā)展空間。
（一）基礎(chǔ)層次
基礎(chǔ)層次主要包括工、生、農(nóng)等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，占開展物理化學(xué)實驗學(xué)生的80%以上，該層次強調(diào)實驗與理論教學(xué)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，旨在讓學(xué)生更深入地理解和掌握物理化學(xué)的一些基本原理、基礎(chǔ)技術(shù)與實驗方法。目前開設(shè)實驗8個，涵蓋了化學(xué)熱力學(xué)、相平衡、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)和表面化學(xué)的內(nèi)容。其中電化學(xué)部分開設(shè)實驗1個：波根多夫?qū)οy定原電池電動勢。該實驗為驗證性實驗，可使學(xué)生對銅、鋅等電極有初步的感性認(rèn)識，學(xué)習(xí)電極制備與處理的基本技能以及電化學(xué)測量體系的組建、電解池與電解質(zhì)溶液的選擇等基本操作；通過原電池電動勢的測定實驗，訓(xùn)練基本物理量電勢的測定以及電位差計的測量原理和正確使用方法。在教學(xué)上，由教師嚴(yán)格把關(guān)，把實驗要求、原理、步驟等較完整地提供給學(xué)生，使學(xué)生通過實驗，達到感性認(rèn)識的訓(xùn)練目的。
（二）提高層次
提高層次實驗開放的對象為本學(xué)院化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)這兩門理科專業(yè)的學(xué)生，每年向約80名學(xué)生開放。旨在使學(xué)生在教師的啟發(fā)和指導(dǎo)下，通過認(rèn)真思考和研究完成實驗，達到更高層次上對電化學(xué)的全面掌握，除了基礎(chǔ)層次的實驗內(nèi)容，引入一些實驗技能要求較高，知識點覆蓋更廣泛的實驗，同時開設(shè)設(shè)計性實驗。該層次開放必修實驗13個，此外還有3～5個設(shè)計性實驗。目前的電化學(xué)設(shè)計性實驗《金屬-空氣電極的制備及性能檢測》是物理化學(xué)教學(xué)改革過程中將原有實驗《鉛蓄電池及其充放電曲線的測定》改進后開設(shè)的，克服了原有使用成品密封鉛蓄電池，學(xué)生無法觀察電池的正負(fù)極、電解液和隔膜等結(jié)構(gòu)，只能簡單操作測試儀器，實驗內(nèi)容單一的缺點。并且金屬-空氣電池是目前化學(xué)電源的研究熱點之一，改進后的實驗內(nèi)容不僅涵蓋了原實驗內(nèi)容的設(shè)計要點，更是結(jié)合了實驗設(shè)備等硬件設(shè)施建設(shè)情況，貼近社會需求和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平。在教學(xué)上，結(jié)合理科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，要求提高層次的學(xué)生能在預(yù)習(xí)過程中就能夠結(jié)合所學(xué)的物理化學(xué)知識基本掌握實驗內(nèi)容。實驗過程中是由學(xué)生進行實驗?zāi)康?、原理和實驗步驟的講解，實驗指導(dǎo)教師做補充并指出實驗要點和注意事項，同時引入討論課或小論文等環(huán)節(jié)。提高層次學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)是：掌握實驗原理，實驗操作規(guī)范，實驗報告正確，實驗討論合理。上述措施旨在端正理科專業(yè)學(xué)生的科研態(tài)度和提高學(xué)以致用的能力，為將來的科研實踐工作打基礎(chǔ)。
（三）科研層次
科研層次的教學(xué)是結(jié)合我?！按髮W(xué)生實驗技能和科技創(chuàng)新能力訓(xùn)練基金項目”進行的，該項目于2012年7月開始啟動，旨在鼓勵和支持本科生早進課題、早進實驗室、早進團隊，在導(dǎo)師指導(dǎo)下強化實驗技能，參與科學(xué)研究或工程設(shè)計，增強本科生創(chuàng)新、實踐、創(chuàng)業(yè)、就業(yè)等四種能力，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此，參與項目的本科生需要開展的是某一科研課題的研究，以有關(guān)物理化學(xué)實驗技能為基礎(chǔ)，充分利用物理化學(xué)基礎(chǔ)實驗室的現(xiàn)有條件，在教師的指導(dǎo)下開展科研活動。項目開展兩年多來，第一批項目已經(jīng)結(jié)題，學(xué)生均反映基礎(chǔ)層次和提高層次學(xué)到的一些實驗技能，如電池測試、粘度測定，比表面測定等測試技術(shù)都能用在科研實踐中，相關(guān)理論知識也得到了進一步鞏固。
三、分層次實驗教學(xué)模式對實驗室建設(shè)的作用
實現(xiàn)分層次實驗教學(xué)后，實驗室的建設(shè)也可以分層次進行。2014年，課程組出版了新的《物理化學(xué)實驗》教材，使大學(xué)物理化學(xué)實驗適應(yīng)新的發(fā)展形勢：針對更新后的設(shè)備，對基礎(chǔ)層次的實驗內(nèi)容進行了調(diào)整，如《乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定》。同時，結(jié)合本次課程組教師的科研成果增加了一些提高層次的綜合性、設(shè)計性實驗，如《藥物有效期的測定》、《TiO2納米材料的制備與表征》等。對科研層次主要是引進先進的精密儀器，提高測定準(zhǔn)確率，目前物理化學(xué)基礎(chǔ)實驗室已更換了比表面測試儀，不僅能在實驗教學(xué)中起作用，更能為學(xué)生開展科研項目提供分析測試平臺，利用測試數(shù)據(jù)發(fā)表的科研成果也能夠激勵教師和學(xué)生及時地改進實驗方法，不斷更新實驗題目，充分鍛煉教師和學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，促進實驗室的建設(shè)。
