鐘炳偉　郭超　金首文

摘 要 本文針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型獨(dú)立學(xué)院的物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)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(biāo)的課程教法新體系。旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高學(xué)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(xué)效果。

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

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)作為化學(xué)化工、環(huán)境工程、食品科學(xué)等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，對培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)作風(fēng)等方面都有著重要作用。但物理化學(xué)課程概念性、理論性、邏輯性都很強(qiáng)，其內(nèi)容涉及到很多數(shù)學(xué)和物理知識，導(dǎo)致概念抽象，數(shù)理推導(dǎo)多，公式繁雜且彼此關(guān)聯(lián)，這不僅對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)不利，更對實(shí)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(biāo)出發(fā)，更好地改善物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果，使其能夠切合開設(shè)專業(yè)的具體情況，是現(xiàn)實(shí)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(xué)的教學(xué)也都進(jìn)行了相應(yīng)改革，[3-7]學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，實(shí)踐能力等均有了一定程度的提高，但是針對獨(dú)立學(xué)院的物理化學(xué)課程改革還有待進(jìn)一步研究。根據(jù)我院物理化學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，本文從教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法與教學(xué)手段等幾個方面進(jìn)行了分析和討論，提出了一些看法和建議，希望能夠?yàn)樵撜n程的教學(xué)改革工作做出一定貢獻(xiàn)。

1 物理化學(xué)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(dú)立學(xué)院，我院對物理化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)旨在增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，從而提高學(xué)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(xué)內(nèi)容多而雜，教學(xué)課時與教學(xué)需求存在較大的沖突，如何在有限的教學(xué)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(xué)生基礎(chǔ)不同，如何將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)，塑造基礎(chǔ)扎實(shí)的本科人才，全方位適應(yīng)社會與學(xué)科發(fā)展的需要，也是教學(xué)過程中遇到的難題。

2 根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

物理化學(xué)涉及知識面十分廣泛，不同的人才培養(yǎng)方式對物理化學(xué)的需求也各不相同。從教學(xué)目標(biāo)，專業(yè)需求出發(fā)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精簡，詳略得當(dāng)，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(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和提升學(xué)習(xí)效果具有重要的意義，因此，在物理化學(xué)的教學(xué)和學(xué)習(xí)中，選擇適合學(xué)生特點(diǎn)的教材，對學(xué)生的學(xué)習(xí)會起到極大的輔助作用。[8]本課程選用周魯版《物理化學(xué)教程》，該教材不僅在課程的內(nèi)容上，還是例題、課后習(xí)題方面，都能滿足我院專業(yè)設(shè)置要求，而且能帶動學(xué)生主動學(xué)習(xí)，有效地提高其學(xué)習(xí)興趣。此外，根據(jù)開課專業(yè)學(xué)生的具體情況編寫了《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材，將符合專業(yè)設(shè)置及學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列入教材，從而不斷更新本課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)本課程與專業(yè)的結(jié)合，鞏固學(xué)生掌握的知識，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

其次，做好“承上啟下”的銜接作用。物理化學(xué)是無機(jī)及分析化學(xué)，有機(jī)化學(xué)的后續(xù)大學(xué)化學(xué)課程，其中部分章節(jié)內(nèi)容有一定程度的重疊。例如，化學(xué)熱力學(xué)中的系統(tǒng)與環(huán)境、狀態(tài)函數(shù)、熱力學(xué)定律等基本概念與術(shù)語；化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)中的熱效應(yīng)計(jì)算；化學(xué)平衡中的平衡常數(shù)計(jì)算、影響化學(xué)平衡的因素等知識點(diǎn)。因此，該部分知識主要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)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(xué)教學(xué)中去，使學(xué)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(xué)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(yàn)與理論課程有機(jī)結(jié)合起來。例如，通過向?qū)W生介紹有關(guān)電化學(xué)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(xué)時，引出乳牛乳飲品中乳化劑的作用機(jī)理。總之，充分發(fā)揮出物理化學(xué)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(xué)中大量的純理論性質(zhì)敘述及數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，這使我們在教學(xué)過程中不可能做到面面俱到，繁瑣的公式推導(dǎo)使學(xué)生難以在課堂上就掌握，不僅會加大學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，還會引起學(xué)生的畏難情緒，這樣往往會導(dǎo)致事倍功半，事與愿違。例如，在熱力學(xué)基本方程的講解中，可以從熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式“ U=Q+W”出發(fā)，利用基礎(chǔ)公式推導(dǎo)出熱力學(xué)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(diǎn)講解，從根源上解決問題，加深學(xué)生對公式的理解記憶，“知其然，知其所以然”。而在學(xué)習(xí)封閉系統(tǒng)熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系及表面熱力學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容，結(jié)合熱力學(xué)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(xué)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(jìn)教學(xué)方法

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

3.1 “飲水思源，走進(jìn)前沿”

物理化學(xué)中眾多的定律都是科學(xué)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(xué)發(fā)展史，不僅可以讓學(xué)生端正對科學(xué)的態(tài)度，尊重前人的研究成果，也可以使學(xué)生向科學(xué)家的堅(jiān)持和奮斗精神學(xué)習(xí)。例如，在講授熱力學(xué)第一定律時，介紹研究及產(chǎn)生的歷史過程，了解當(dāng)時得出定律的艱辛和不易，引發(fā)學(xué)生聽課興趣，加深對定律的理解記憶，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)思維，為將來從事相關(guān)專業(yè)的科學(xué)研究奠定良好的基礎(chǔ)。另一方面，前沿科學(xué)對一門課程也尤為重要。在教學(xué)過程中，可以以課程內(nèi)容為主線，介紹課程新知識及科學(xué)進(jìn)展，從而更貼近生活，使學(xué)生感到學(xué)有所用。例如，在緒論章節(jié)的教學(xué)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(xué)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(xué)章節(jié)的教學(xué)中，介紹利用表面活性劑采油，去污等。

3.2 “理論聯(lián)系實(shí)際”

物理化學(xué)的很多理論知識都與實(shí)際生產(chǎn)生活密切有關(guān)，通過問題設(shè)計(jì)、案例分析，利用學(xué)生所學(xué)的物理化學(xué)理論知識來解釋生活中與物理化學(xué)有關(guān)的現(xiàn)象和生產(chǎn)實(shí)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(diǎn)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(shí)際問題，引起學(xué)生主動思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活化課堂教學(xué)氛圍。

3.3 “一帶一路，良性競爭”

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

3.4 “科技創(chuàng)新，科學(xué)研究”

目前，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)備受關(guān)注，鼓勵學(xué)生參加教師課外的實(shí)驗(yàn)開放項(xiàng)目、科研項(xiàng)目，利用掌握的物理化學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題，使教學(xué)更加貼近現(xiàn)實(shí)，貼近生活。組織學(xué)生參加全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、浙江省大學(xué)生化學(xué)競賽等科技競賽，通過競賽對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識訓(xùn)練，包括基礎(chǔ)知識、設(shè)計(jì)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(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識技能到初步科學(xué)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(xué)手段

傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)效果也難以令人滿意，因此豐富教學(xué)方法與手段就勢在必行。[9]多媒體教學(xué)手段集文、圖、像、音等功能，可以獲取更為直觀形象的教學(xué)內(nèi)容，吸引課堂上學(xué)生的注意力，顯示出良好的教學(xué)效果。同時，在一些例題的講解和公式的推導(dǎo)中，多媒體結(jié)合板書可以讓學(xué)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(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力和科學(xué)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(xué)大綱，習(xí)題解答，講課視頻，動畫，趣味實(shí)驗(yàn)等上傳，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，不僅大大地?cái)U(kuò)展了課堂信息量，還可以充分利用不同類型的教學(xué)資源，體現(xiàn)不同的教學(xué)效果。這種方式不僅大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的便捷性，根據(jù)自身情況，在課下自由安排學(xué)習(xí)時間，提高學(xué)習(xí)效率和積極性，而且可充分滿足學(xué)生的求知欲望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生熱愛科學(xué)、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(jī)上就可以完成答疑，作業(yè)布置，小測試等，了解學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握程度。

對交叉的基礎(chǔ)化學(xué)知識實(shí)行“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。例如，稀溶液依數(shù)性知識點(diǎn)和膠體化學(xué)章節(jié)，學(xué)生通過自學(xué)錄制的視頻PPT講解、案例分析等資料，自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)節(jié)奏，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的思維方式，把握分析問題的切入點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，讓學(xué)生通過實(shí)踐獲得更真實(shí)的學(xué)習(xí)。這對學(xué)生自主學(xué)習(xí)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(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

將簡單的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶入課堂，以“眼見為實(shí)”的形式讓學(xué)生親臨其境，令枯燥的理論教學(xué)變得生動有趣，化抽象為具體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)課的興趣，理解其實(shí)用性。例如，通過水和乙醇混合實(shí)驗(yàn)，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(xì)凝聚現(xiàn)象、丁達(dá)爾現(xiàn)象、表面活性劑的親水親油性等等。這種教學(xué)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(xué)生的主動能動性和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生樂于學(xué)、好于學(xué)。

5 小結(jié)

基于目前大學(xué)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(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法和豐富教學(xué)手段等方面對物理化學(xué)課程的教學(xué)模式進(jìn)行了實(shí)踐探討。通過教學(xué)與改革，我們深刻體會到，學(xué)生作為教學(xué)主體，在教學(xué)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(dú)立思考問題和解決問題的能力，同時培養(yǎng)其創(chuàng)新和實(shí)踐能力。同時，教師是促進(jìn)物理化學(xué)教學(xué)改革的執(zhí)行者，也是提高物理化學(xué)教學(xué)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(xiàng)目：紹興市高等教育課堂教學(xué)改革研究項(xiàng)目（SXSKG2017060）；浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽學(xué)院教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目（KGYB201608）

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