李紅英，姚成立

(合肥師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,安徽 合肥 230601)

1 前言

化學(xué)(師范)專業(yè)是我校最早建設(shè)的專業(yè)之一。為應(yīng)對基礎(chǔ)教育課程改革的需要，提高未來中學(xué)化學(xué)教師的培養(yǎng)質(zhì)量，近年來，在專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展規(guī)劃上，我們始終堅(jiān)持學(xué)?！皫煼缎浴?yīng)用型”的辦學(xué)定位，在師范生培養(yǎng)上，堅(jiān)持自己的特色和優(yōu)勢。2013年省級卓越人才教育培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目——卓越中學(xué)化學(xué)教師培養(yǎng)計(jì)劃開始實(shí)施，項(xiàng)目以培養(yǎng)“卓越中學(xué)化學(xué)教師”為目標(biāo)，制定了由本科通識教育課程、專業(yè)教育課程和教師教育課程構(gòu)成的“三板塊”新型師資培養(yǎng)方案和課程體系。化學(xué)(師范)專業(yè)的各門課程也以培養(yǎng)“卓越中學(xué)化學(xué)教師”為導(dǎo)向，積極進(jìn)行著教學(xué)改革。

物理化學(xué)是化學(xué)(師范)專業(yè)學(xué)生的四大專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門概念性、邏輯性和理論性很強(qiáng)的學(xué)科，課程教學(xué)內(nèi)容比較抽象，公式繁多，課程中還涉及大量的數(shù)理、邏輯推理，因此，不少學(xué)生在學(xué)習(xí)上產(chǎn)生了嚴(yán)重的畏難情緒。學(xué)生中還有一種不正確的觀點(diǎn)：認(rèn)為自己畢業(yè)后反正是教中學(xué)，不需要高深的理論，因此覺得物理化學(xué)的學(xué)習(xí)對將來從事中學(xué)化學(xué)教學(xué)用途不是太大，結(jié)果不少學(xué)生沒有像無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)課那樣學(xué)得扎實(shí)。中學(xué)化學(xué)的知識層次雖然比較低淺，但卻涉及化學(xué)領(lǐng)域的各個方面，因此，為了把握知識的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，必須掌握化學(xué)基礎(chǔ)理論并具有深厚的專業(yè)功底。無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等領(lǐng)域的內(nèi)容講的是化學(xué)里面的“是什么”，而物理化學(xué)講的是化學(xué)里面的“為什么”。比如：為什么化學(xué)反應(yīng)存在平衡?為什么有些反應(yīng)的反應(yīng)速率很快，瞬間即可完成，可是有的反應(yīng)的速率非常慢，甚至幾年都觀察不到變化？為什么H2在點(diǎn)燃之前要先驗(yàn)純？為什么明礬可以用做凈水劑?為什么晴朗的天空呈現(xiàn)藍(lán)色？為什么液滴呈球形？等等。要想對上述問題有較深入、全面的理解就必須很好地學(xué)習(xí)和掌握物理化學(xué)的相關(guān)內(nèi)容?？梢哉f，物理化學(xué)是整個化學(xué)課的理論基礎(chǔ)，是連接化學(xué)與應(yīng)用學(xué)科的橋梁，對學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)有至關(guān)重要的作用[1]。只有學(xué)好物理化學(xué)，才能把握化學(xué)的本質(zhì)，回答化學(xué)中的“為什么”，確保知識的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

2 物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容改革

物理化學(xué)涉及領(lǐng)域廣泛，與化學(xué)各分支學(xué)科領(lǐng)域相互交叉、滲透發(fā)展。但化學(xué)各專業(yè)對物理化學(xué)知識本身的需求卻大相徑庭，因而教學(xué)內(nèi)容必須根據(jù)專業(yè)的需求進(jìn)行取舍和側(cè)重，根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，以培養(yǎng)“卓越中學(xué)化學(xué)教師”為導(dǎo)向，我們對化學(xué)(師范)專業(yè)的物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了如下改革嘗試：

2.1 精簡教學(xué)內(nèi)容

物理化學(xué)這一學(xué)科的形成，是以1887年德文的《物理化學(xué)雜志》的創(chuàng)辦為標(biāo)志的[2]。學(xué)科發(fā)展至今，已經(jīng)不可能在有限的學(xué)時內(nèi)將全部相關(guān)知識介紹給學(xué)生。特別是新培養(yǎng)方案中為了提高學(xué)生的教學(xué)技能，增加了教師教育課程的比重，使得專業(yè)課學(xué)時不是很多，因此，在有限的學(xué)時內(nèi)精簡教學(xué)內(nèi)容是很有必要的。在物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過大學(xué)物理、無機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，對一些基本理論有了一定的了解。比如：大學(xué)物理課程中介紹到了理想氣體狀態(tài)方程、Dalton分壓定律、描述實(shí)際氣體的Van der Walls方程等關(guān)于氣體的很多相關(guān)知識，因此，在物理化學(xué)課程中，我們刪除了“氣體”這一章節(jié)的內(nèi)容；無機(jī)化學(xué)課程中也介紹到了物理化學(xué)教材中的部分相關(guān)知識，比如：“熱力學(xué)第一定律”章節(jié)中的反應(yīng)進(jìn)度、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓等幾種熱效應(yīng)等、“熱力學(xué)第二定律”章節(jié)中的關(guān)于熵概念的引出，熵的統(tǒng)計(jì)意義等；“多組分系統(tǒng)熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用”章節(jié)中多組分系統(tǒng)的組成表示方法、描述非理想溶液的活度和活度因子的概念、描述非理想氣體的逸度和逸度因子的概念等；“化學(xué)平衡”章節(jié)中的平衡常數(shù)的表示式、各種條件對化學(xué)平衡的影響等；“化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)”章節(jié)中反應(yīng)速率的表示方法、各種外界條件對反應(yīng)速率的影響、活化能的概念、碰撞理論、過渡態(tài)理論等等。因此，在物理化學(xué)的教學(xué)中，我們將學(xué)生之前在其他課程中學(xué)過的一些內(nèi)容略去不講或者只做簡單介紹，避免過多重復(fù)，從而把節(jié)省下來的時間更多地放在學(xué)生之前沒有接觸到的教學(xué)內(nèi)容的講解上。

2.2 調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)

物理化學(xué)是一門邏輯性和理論性很強(qiáng)的學(xué)科，我們選擇的傅獻(xiàn)彩等編的《物理化學(xué)》教材是一套擁有完整理論體系的、知識點(diǎn)講解比較詳細(xì)的國家級規(guī)劃教材。書中對一些基本理論都有詳細(xì)的介紹，從理論的起源、理論的推導(dǎo)，一直到理論的應(yīng)用。在之前的教學(xué)中，為了使學(xué)生較好地掌握抽象的物理化學(xué)理論體系，課堂上大量的理論推導(dǎo)與講解占用了較多的學(xué)時，造成理論聯(lián)系實(shí)際方面涉及較少，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，教學(xué)效果也不如人意?？紤]到化學(xué)(師范)專業(yè)的學(xué)生以后要走上中學(xué)教學(xué)崗位，對公式的理論推導(dǎo)用得較少，更需要的是掌握基本概念、公式和理論，并能用物理化學(xué)相關(guān)知識解決實(shí)際問題，并科學(xué)、準(zhǔn)確地回答學(xué)生可能問到的“為什么”。因此，根據(jù)專業(yè)需求，調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)顯得尤為必要。我們在教學(xué)中有選擇地忽略了一部分公式和理論的推導(dǎo)，比如：Carnot定理的推導(dǎo)、相律的推導(dǎo)、Young-Laplace公式的推導(dǎo)、Kelvin公式的推導(dǎo)等，將教學(xué)重點(diǎn)放在對概念的理解和公式、理論的應(yīng)用上，突出本課程的實(shí)用性。比如：在講到Kelvin公式時，可以提出一些問題引導(dǎo)學(xué)生用此公式進(jìn)行解釋，例如，為什么向云層中打入AgI顆粒，就可以形成人工降雨？為什么向液體中加入“沸石”就可以防止液體暴沸？通過類似這樣一些問題的講解，不僅可以讓學(xué)生意識到物理化學(xué)并不是距離自己遙遠(yuǎn)的一門理論學(xué)科，那些看似無用的計(jì)算公式不僅僅是一些數(shù)字和字母，而是可以解決實(shí)際問題的工具，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；而且可以有較多的時間將物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識融合到實(shí)際應(yīng)用中去，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解，達(dá)到良好的教學(xué)效果，為把學(xué)生培養(yǎng)成為未來的“卓越中學(xué)化學(xué)教師”奠定基礎(chǔ)。

2.3 增加學(xué)科發(fā)展前沿知識

中學(xué)教育屬于基礎(chǔ)教育范疇，中學(xué)教材從編寫、試用、修改、審定、出版經(jīng)歷時間較長，而且教材中大都會沿用一些年份較遠(yuǎn)的經(jīng)典案例，因此，中學(xué)教材中教學(xué)內(nèi)容陳舊及知識老化的現(xiàn)象比較突出，中學(xué)化學(xué)教材也不例外。普通高中課程方案中要求高中課程內(nèi)容應(yīng)當(dāng)選擇具有時代性和選擇性的內(nèi)容[3]?；瘜W(xué)新課標(biāo)也要求加強(qiáng)中學(xué)化學(xué)課程和教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化，能夠反映出化學(xué)科學(xué)技術(shù)在生活中的應(yīng)用，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新的研究成果對社會的貢獻(xiàn)和作用，從而加強(qiáng)化學(xué)與社會生活的聯(lián)系，適應(yīng)現(xiàn)代社會的需求[4]。

化學(xué)(師范)專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大多走入中學(xué)化學(xué)教學(xué)崗位，因此，他們的新知識儲備對于以后成為一名“卓越中學(xué)化學(xué)教師”至關(guān)重要。目前傳統(tǒng)的《物理化學(xué)》教材的內(nèi)容大多分為熱力學(xué)、動力學(xué)、電化學(xué)、表面與膠體化學(xué)幾大部分，介紹的均是經(jīng)典的物理化學(xué)理論，很少涉及物理化學(xué)的最新研究成果和應(yīng)用，如果只介紹教材中的內(nèi)容，將造成與中學(xué)化學(xué)教學(xué)需求產(chǎn)生脫節(jié)的現(xiàn)象。因此，更新物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容，將一定量的物理化學(xué)學(xué)科的前沿知識融入到教學(xué)中是非常有必要的[5,6]。

我們在教學(xué)中，適量地增加了一些學(xué)科前沿知識[7]。比如：在“熱力學(xué)”這一部分，書中介紹的只是處于平衡態(tài)的熱力學(xué)的相關(guān)知識，我們在教學(xué)中增加了非平衡態(tài)熱力學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解非平衡態(tài)熱力學(xué)的方法，和它在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境、生命科學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用價值。能源短缺和環(huán)境污染是人類面臨的兩個突出的難題，電化學(xué)將在這兩大問題的解決中扮演重要的角色：在能源問題上，電化學(xué)是各類儲能電池、燃料電池、太陽能電池等化學(xué)電源的科學(xué)基礎(chǔ)；在環(huán)境問題上，電化學(xué)技術(shù)可以使很多重要的化工產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，也是污染處理的有效手段，因此，在“電化學(xué)”這一部分，我們在教學(xué)中增加了關(guān)于燃料電池、太陽能電池等新型化學(xué)電源的相關(guān)知識，讓學(xué)生了解它們的技術(shù)原理，基本特點(diǎn)，主要類型，組成結(jié)構(gòu)，應(yīng)用領(lǐng)域，國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀及最新的研究進(jìn)展等；還增加了現(xiàn)在廣泛用于化學(xué)、輕工、冶金、造紙等工業(yè)以及在制備純水和保護(hù)環(huán)境中處理三廢最受重視的一種技術(shù)——電滲析技術(shù)，讓學(xué)生了解到這種技術(shù)的原理、方法特點(diǎn)、實(shí)際應(yīng)用等多方面的知識。在“膠體與界面化學(xué)”部分，我們增加了分子自組裝技術(shù)的介紹，讓學(xué)生了解什么是分子自組裝、分子自組裝的技術(shù)原理和在實(shí)際生活中的應(yīng)用等；我們還增加了膠體分散體系在微納米功能材料合成、清潔能源和環(huán)境中的應(yīng)用等內(nèi)容。

3 總結(jié)與展望

“因材施教，應(yīng)需培養(yǎng)”是應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)的基本原則。我校自改建為普通本科高校以來，按照“舉行知旗，走應(yīng)用路，創(chuàng)師范牌”的發(fā)展方略，確立了“三新三會”的人才培養(yǎng)規(guī)格，對教師教育專業(yè)而言，培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備“新理念、新知識、新技能”，學(xué)生應(yīng)“會備課、會上課、會當(dāng)班主任”?！白吭街袑W(xué)化學(xué)教師”就是具有“三新三會”能力的應(yīng)用型人才。物理化學(xué)課程偏難，涉及內(nèi)容廣，課程教學(xué)任務(wù)繁重，改革也一直在進(jìn)行。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式要求下，以“卓越中學(xué)化學(xué)教師培養(yǎng)計(jì)劃”項(xiàng)目為依托，我們在化學(xué)(師范)專業(yè)的物理化學(xué)教學(xué)中做了一些改革和探索，但仍然是路漫漫而修遠(yuǎn)，教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)的大工程，不僅包括我們這里提到的教學(xué)內(nèi)容的改革，還涉及教學(xué)方法、教學(xué)考核模式等多方面的改革，我們將在以后的教學(xué)實(shí)踐中，不斷地探索和總結(jié)，從而提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)未來的“卓越中學(xué)化學(xué)教師”做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1] 侯文華, 姚天揚(yáng). 物理化學(xué)課程教學(xué)探索與實(shí)踐[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2012, 11(7): 38-40.

[2] 傅獻(xiàn)彩, 沈文霞, 姚天揚(yáng)等. 物理化學(xué)(第五版)[M]. 北京:高等教育出版社, 2005.

[3] 鐘啟泉, 崔允漷, 吳剛平. 普通高中新課程方案導(dǎo)讀[M]. 上海:華東師范大學(xué)出版社, 2003.

[4] 中華人民共和國教育部. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[S]. 北京:人民教育出版社, 2003.

[5] 李廣斌. 教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具備科學(xué)性、先進(jìn)性和前沿性[J]. 山西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, (5): 38-39.

[6] 曹坤. 介紹化學(xué)前沿知識培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考, 2001, (6): 31-32.

[7] 梁文平, 楊俊林, 陳擁軍等. 新世紀(jì)的物理化學(xué)—學(xué)科前沿與展望[M]. 北京:科學(xué)出版社, 2004.