環境科學專業“物理化學”教學改進

【摘 要】物理化學是環境科學專業的本科生所學的重要專業課。由于其理論性較強，同學們在學習過程中遇到了很多苦難。本文就針對這一現象找出原因，并提出了一系列有效的改進措施。

【關鍵詞】物理化學 環境科學 改進

物理化學是化學及相關專業本專科生必修的一門專業基礎課，也是很多高校相關專業研究生入學考試的必考科目。但物理化學課程由于概念、公式、定律、定理較多，理論性較強，抽象難理解，使得初學者普遍感到困難。物理化學是環境科學專業必修的專業基礎課之一，通常開設在第二學年。與其他化學專業或相關專業物理化學課程不同的是，環境科學專業的物理化學通常只開一學期，在這一學期中同學們要學習，其他專業同學兩學期的內容。這對環境科學專業的學生來說難度更大。本文對環境科學專業物理化學教學所面臨的問題及原因進行分析的同時，談到了改進教學方法的對策。

一、物理化學的特點

有人說當前是“知識爆炸”的時代，這種說法是否科學姑且不論，但是各種科學知識以驚人的速度在飛速增長卻是無可辯駁的事實。因此，不論是從事教育工作的老師還是以學習為主的學生都必須非常重視這樣一個問題，即不僅要通過每門課程獲取一定的知識，更重要的是如何培養獲取知識的能力。這種能力的培養不可能通過某一課程的學習就能培養出來，而是通過各門課程的各個教學環節逐步培養而形成一種綜合性的能力。化學類專業的學生就是要培養解決化學學科中有關問題的能力。物理化學是化學類專業的一門重要基礎課，通過學習物理化學課程，然后培養一種理論思維的能力，或者說是用物理化學的觀點和方法來看待化學中的一切問題的能力；亦就是說要用熱力學觀點分析其有無可能，用動力學觀點分析其能否實現，用分子和原子內部結構的觀點分析其內在的原因；這種能力的培養只有通過物理化學課程的學習才能培養，是其他學科能不能替代的。

因為物理化學是解釋化學基本規律的科學，因此與化學中的其他學科（無機化學、有機化學、分析化學等）之間有密切的聯系，無機化學、有機化學、分析化學等各有自己的特殊的研究對象，但物理化學則著重研究更具有普遍性的、更本質的化學運動內在規律性。物理化學研究的基本問題亦正是其他化學學科最關心的問題。所以學習物理化學需要有一定的無機化學、有機化學的知識。同時，物理化學研究方法是從物理和化學現象的聯系入手，所以學習物理化學需要一定的普通物理知識。當然，一般化學學科的研究避免不了公式、定律的推導，一次也需要學生掌握必要的高等數學知識。所以一般四年制本科院校的化學及相關專業的培養方案中，物理化學通常在第三學年開課，也就是學生在掌握了高等數學、大學物理、無機化學、有機化學及分析化學的基礎上學習物理化學。因此，要學好物理化學需要有大量知識的基礎以外還需要有較強的邏輯思維及理解能力。

二、物理化學教學改進

對環境科學專業的同學學習物理化學中最大的難題是在短時間內如何更好地掌握更多的內容。物理化學是環境科學專業必修的專業基礎課之一，通常開設在第二學年。與其他化學專業或相關專業物理化學課程不同的是，環境科學專業的物理化學通常只開一學期，在這一學期中同學們要學習，其他專業同學物理化學是化學及相關專業本科生，三年級開設的較有難度的專業課，同時也是大多數院校化學專業碩士研究生入學考試必考科目。針對這一問題，我們提出以一些改進措施。（1）將多媒體輔助教學法應用于《物理化學》教學中。多媒體輔助教學的特點是圖文并茂，可以形象、生動、直觀地表現抽象、復雜、枯燥的物理化學理論，動畫及聲音效果調動了學生的積極性和興趣，同時節省了教師大量板書繪圖的時間，增大了教學信息量。將與板書相結合，有利于展現教師的個人魅力、文化素養以及師生間的情感交流，因此，在實際的物理化學教學實踐中，采取傳統教學與多媒體教學有機結合的方法，針對不同的教學內容采用了不同的教學手段，即基本的概念、圖像、理論采用傳統教學，而其延伸擴展的知識及其應用部分采取多媒體教學。例如，在學習相圖時，對于二組分完全互溶固溶體的相圖、二組分不完全互溶固溶體的相圖等基本相圖采用傳統教學；而對于二組分形成化合物系統、二組分固態部分互溶液態完全互溶系統、Fe-C系統等的相圖使用多媒體教學。實踐表明，二者的取長補短，既有利于學生消化理解基本理論，又在完成教學的前提下開拓了學生的視野且節約了時間。（2）編寫針對環境科學專業的簡明物理化學習題冊。盡管物理化學理論性較強，但它仍是一門實踐性很強的學科，物理化學實踐環節不能狹隘地理解為實驗，其實課后做習題也是一個重要的實踐環節。然而，由于教材所編的習題往往題量大，但題型單一，多為計算題，而且課堂教學不可能覆蓋整部教材，故而有部分的習題不適合學生，因此，結合教學的實際情況，經過認真的比對、篩選，精編翻寫版相應章節的課后練習冊，它的優越之處是題量適中，既有利于學生掌握基本的概念、理論以及方法技能，又免去了重復枯燥的訓練，提高了學生的學習效率。由于題型多樣，可以使學生從多個角度學習基本概念、理論，加深了對基本概念、理論理解和掌握。（3）優化教學環節。物理化學的理論性強，數學推導較多，概念抽象難懂，若能理論聯系實際，可以激發學生的學習熱情。為了提高理論聯系實際的效果，我們在教學中強調理論要聯系學生熟知的生活實例。課堂教學，教的主體是教師，學的主體是學生，但相對而言，學生實踐的機會少，生活閱歷淺，因此，理論聯系實際時，若所舉例子是學生身邊的實事，由于親身體驗過，效果自然事半功倍，對理論的理解會入木三分。例如，講授《電化學》一章時，結合環境科學專業環境保護方向，重點講述化學腐蝕與防腐，包括電化學腐蝕及如何利用電化學來保護環境，以及避免化學電源對環境的污染。針對環境科學專業學生化學基礎較為薄弱的特點，在實施教學過程當中，應當做到有所為有所不為。由于環境科學專業學生將來就業大都涉及到環境監測，因此對相圖的要求較高，在對相圖相關內容進行講述時，要重點突出，面面俱到。但是在涉及化學平衡一章時，只要求學生掌握基本概念和原理。這樣既對知識點有一個大概的把握，也為學生因今后自身發展需要而打下自學的基礎。（4）考核方式的多元化。建立多元化的考核手段，使總成績成為學生學習態度、學習積極性和學習效果的總體評價和反映。針對環境科學專業通的課程緊時間少的特點，多些課堂考核，減少卷面成績的比重，建立更靈活的考核方式。

三、結語

隨著現代科技的發展及人們生活水平的提高，我們賴以生存的大自然正在受到來自工業生產及人類活動所帶來的危害。減少環境污染及加強環境保護是我們日常生活及工作中時時刻刻意識到的重要問題。物理化學是從物理現象和化學現象的聯系入手揭示化學規律的學科。理解了化學變化的規律我們才能更好地從根本上減少由于化學物質引起的污染。

【參考文獻】

[1]傅獻彩，沈文霞，姚天揚，候文華. 物理化學（ 上冊）[M]. 北京： 高等教育出版社，2007.

[2]馬傳國，王亞珍，陳國華. 對物理化學課程教學方法改革的初步探討[J]. 高教論壇，2010，5（5）：32-33.

[3]黃海平，陳一勝. 材料學專業“物理化學”教學工作探討[J]. 中國電力教，2011，（29）：94-98.