《物理化學》整體知識架構

張文斌+魏麗丹+劉美多+王艷梅+秦玉珠+王雅珍

摘 要：《物理化學》課程屬于承上啟下的課程，理論性很強，我們將從該課程的知識內容、結構、與其他課程關系及整個化學課程結構的角度出發，介紹如何講授理論知識，培養理論思維推理能力，培養和鍛煉學生《物理化學》的知識與能力，幫助學生構建物理化學知識體系，構建化學專業的知識體系。

關鍵詞：物理化學 知識結構 知識體系

中圖分類號：O615.4+4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（c）-0233-02

從教師角色轉變[1]以及應用任務引領教學方式在分析化學教學[2]過程中已經取得了比較好的效果。分析化學是實踐性很強的一門課程，而當我們面對物理化學的時候分析化學教學過程中的一些方法就顯得針對性不足。物理化學是一門邏輯性、理論性、系統性非常強，并且在整個化學專業課程體系中，物理化學承上啟下，是理論課程向專業技術課程過渡的橋梁和紐帶[3]，像物理化學這樣一門較難引發學習興趣、邏輯思維能力要求很強的課程，其學習效果的好壞直接關系到學生的化學知識的整體學習質量，學習時間在大二第一學期，是學生能否跟上教學進度的關鍵之年，因此學好物理化學知識對于化學專業學生至關重要。物理化學知識主體分為熱力學和動力學兩個主要部分，在專科物理化學課程中尚沒有統計熱力學等內容，相對較為簡單，分類明確，知識結構緊湊。范康年等人認為，物理化學的教學改革需要從課程體系入手改革，因其與其他課程關系非常緊密[4]，需要打破原有課程界限。張明等人則提出地方高校物理化學應結合PBL教學法[5]，胡新根等人提出的六段式模擬[6]，所有這些方法都是為了將學習的理論知識應用到實踐中去的作用，以應用促進學習。實踐對于物理化學知識的學習固然重要，然而在整個知識架構中，首先要解決物理化學基礎理論知識的學習，該部分學習難度相對較大，需要動用一切可用知識來完成理論學習，誘導學生實現學習遷移，而后根據物理化學知識的整體架構來掌握物理化學知識的使用，最后放到整個專業知識的整體中來看物理化學的地位和作用，做到真正的深入淺出，這樣才能夠讓學生做到活學活用，將物理化學知識融會貫通到整個課程體系，提高學生的整體學習質量。

1 《物理化學》課程內容

《物理化學》課程理論講授分為以下幾部分。

（1）氣體性質部分：介紹氣體基本性質，氣體狀態相關計算。這部分與高中物理相關，能夠做到學生容易接受，入門易；（2）熱力學部分：介紹熱力學三大定律及其相關計算，需要準確把握概念，做到計算、推理有根據。此處應聯系無機化學部分關于焓的應用來講解，使學生更容易進入學習狀態；（3）相平衡部分：介紹體系相圖及其使用，需要做到明確相圖在實際生產中的應用，懂得如何看相圖，如何分析相圖在生產中的應用，能夠理解和解釋生產生活中的一些常見現象；（4）化學平衡部分：介紹化學反應平衡常數以及平衡的影響因素，提高產量和生產效率是該部分需要解決的問題；（5）電化學部分：介紹原電池、電解池相關知識以及金屬腐蝕與防護，此外聯系生活實際，如鋰電池為何時間久電量不足、干電池為何久置漏液等，做到可以把電化學知識利用到生活中去；（6）化學動力學基礎部分：介紹化學反應速率及其影響因素，應學會如何控制化學反應速率。該部分在生產過程中關系到工廠效率，學會如何看待化工廠溫度、壓力控制的意義；（7）界面化學部分：介紹界面相關知識，掌握界面吉布斯自由能、界面張力、膠體性質，了解表面活性劑的應用，催化劑的催化原理和操作中的注意事項。

2 《物理化學》知識結構關系

物理化學知識之間邏輯性非常嚴密，氣體為工業常用相態，熱力學定律是關于能量衡算的常見規律，相平衡與物理分離有關，化學平衡與化工工藝相關，電化學涉及化工廠安全和移動電源的使用，化學動力學部分是化工廠工藝是否能夠采用的必然研究基礎，界面化學在目前催化劑盛行且無法替代的情況下對于化工操作意義重大。看似理論性很強的知識與實踐息息相關，而且各理論知識間關聯性很強，氣體各項定律、相變是熱力學計算的基礎，熱力學計算又是相平衡、化學平衡、電化學、界面化學的基礎，化學動力學知識又為相平衡、電化學和界面化學的可操作性提供了相應規則，因此，物理化學各個部分是以熱力學和動力學知識為基礎，相平衡、化學平衡、電化學、界面化學為應用的理論性課程，與實踐聯系緊密，與生活關聯。

3 《物理化學》與其他課程的關系

《物理化學》基于《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》等基礎化學課程，無機元素、化合物性質、有機化合物性質、分析常用方法為物理化學的知識揭開序幕，其中無機化學已經開始介紹焓、活化能等物理量的概念和意義，分析化學基于這類意義，結合有機化合物的性質分析混合物中的某些物質含量，已經開始了對物理化學知識的介紹，到物理化學課程開始時已經有相當豐富的物理化學知識。此外，《物理化學》還是《化工原理》、《化學反應工程》、《化工機械設備》等課程的基礎，只有懂得相平衡才理解精餾，懂得界面化學才能明白吸附與解吸的操作方法，只有明白化學反應的規律才知道根據化學反應機理選擇循環工藝、空速及反應器的選擇，才能根據反應器和產量要求選擇適合的設備，并根據反應熱效應選擇適合的熱交換設備。由此可見，《物理化學》這門課程處于承上啟下的位置，是化學類課程之間的橋梁與紐帶。

4 化學專業知識整體架構

如上圖所示，化學專業各門課程相互交叉、融合，形成了化學專業特有的知識結構與體系，該體系中《物理化學》前接專業基礎課，后承專業課程，是各課程的交集。一般來說物理化學在大二學年開始學習，至大三學完，大三開始學習專業課程和類似《綠色化學》這類面向生產生活的概述性課程，從中可看出，《物理化學》是課程體系中化學類課程的中樞與紐帶，專科物理化學的學習效果直接關系到化學課程的整體學習質量。

總之，在《物理化學》的講解過程中，充分認識到《物理化學》的位置，聯系專業基礎和專業課，聯系生產生活實際情況，構建物理化學知識體系，利用該體系來講解物理化學知識可以促使學生廣泛聯系生產生活，激發學生的學習興趣，使學生在學習過程中不掉隊，做到學習過程中，一個都不能少，提高學生整體素質，提高化學專業的整體教學質量。

參考文獻

[1] 張文斌，魏麗丹.淺析高校互動教學中教師的“催化劑”作用[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2011（3）：103-104.

[2] 張文斌，魏麗丹.分析化學實驗中任務引領型教學模式的應用[J].科技資訊，2011（26）：200.

[3] 彭昌軍，史濟斌，胡軍，等.從充分發揮專業基礎課程作用的視角論物理化學課程的教學內容[J].化工高等教育，2012，29（1）：12-14.

[4] 范康年，陸靖.大物理化學課程教學體系的形成和改革實踐[J].大學化學，2007，22（3）：8-10，21.

[5] 張明，郝向英，李順華.對提高地方高校物理化學課程教學效果的探索[J].廣東化工，2012，39（1）：152，142.

[6] 胡新根，李新華，胡茂林，等.高等物理化學課程前沿導向的模擬探究教學法[J].廣州化工，2012，40（13）：172-173，182.endprint

摘 要：《物理化學》課程屬于承上啟下的課程，理論性很強，我們將從該課程的知識內容、結構、與其他課程關系及整個化學課程結構的角度出發，介紹如何講授理論知識，培養理論思維推理能力，培養和鍛煉學生《物理化學》的知識與能力，幫助學生構建物理化學知識體系，構建化學專業的知識體系。

關鍵詞：物理化學 知識結構 知識體系

中圖分類號：O615.4+4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（c）-0233-02

從教師角色轉變[1]以及應用任務引領教學方式在分析化學教學[2]過程中已經取得了比較好的效果。分析化學是實踐性很強的一門課程，而當我們面對物理化學的時候分析化學教學過程中的一些方法就顯得針對性不足。物理化學是一門邏輯性、理論性、系統性非常強，并且在整個化學專業課程體系中，物理化學承上啟下，是理論課程向專業技術課程過渡的橋梁和紐帶[3]，像物理化學這樣一門較難引發學習興趣、邏輯思維能力要求很強的課程，其學習效果的好壞直接關系到學生的化學知識的整體學習質量，學習時間在大二第一學期，是學生能否跟上教學進度的關鍵之年，因此學好物理化學知識對于化學專業學生至關重要。物理化學知識主體分為熱力學和動力學兩個主要部分，在專科物理化學課程中尚沒有統計熱力學等內容，相對較為簡單，分類明確，知識結構緊湊。范康年等人認為，物理化學的教學改革需要從課程體系入手改革，因其與其他課程關系非常緊密[4]，需要打破原有課程界限。張明等人則提出地方高校物理化學應結合PBL教學法[5]，胡新根等人提出的六段式模擬[6]，所有這些方法都是為了將學習的理論知識應用到實踐中去的作用，以應用促進學習。實踐對于物理化學知識的學習固然重要，然而在整個知識架構中，首先要解決物理化學基礎理論知識的學習，該部分學習難度相對較大，需要動用一切可用知識來完成理論學習，誘導學生實現學習遷移，而后根據物理化學知識的整體架構來掌握物理化學知識的使用，最后放到整個專業知識的整體中來看物理化學的地位和作用，做到真正的深入淺出，這樣才能夠讓學生做到活學活用，將物理化學知識融會貫通到整個課程體系，提高學生的整體學習質量。

1 《物理化學》課程內容

《物理化學》課程理論講授分為以下幾部分。

（1）氣體性質部分：介紹氣體基本性質，氣體狀態相關計算。這部分與高中物理相關，能夠做到學生容易接受，入門易；（2）熱力學部分：介紹熱力學三大定律及其相關計算，需要準確把握概念，做到計算、推理有根據。此處應聯系無機化學部分關于焓的應用來講解，使學生更容易進入學習狀態；（3）相平衡部分：介紹體系相圖及其使用，需要做到明確相圖在實際生產中的應用，懂得如何看相圖，如何分析相圖在生產中的應用，能夠理解和解釋生產生活中的一些常見現象；（4）化學平衡部分：介紹化學反應平衡常數以及平衡的影響因素，提高產量和生產效率是該部分需要解決的問題；（5）電化學部分：介紹原電池、電解池相關知識以及金屬腐蝕與防護，此外聯系生活實際，如鋰電池為何時間久電量不足、干電池為何久置漏液等，做到可以把電化學知識利用到生活中去；（6）化學動力學基礎部分：介紹化學反應速率及其影響因素，應學會如何控制化學反應速率。該部分在生產過程中關系到工廠效率，學會如何看待化工廠溫度、壓力控制的意義；（7）界面化學部分：介紹界面相關知識，掌握界面吉布斯自由能、界面張力、膠體性質，了解表面活性劑的應用，催化劑的催化原理和操作中的注意事項。

2 《物理化學》知識結構關系

物理化學知識之間邏輯性非常嚴密，氣體為工業常用相態，熱力學定律是關于能量衡算的常見規律，相平衡與物理分離有關，化學平衡與化工工藝相關，電化學涉及化工廠安全和移動電源的使用，化學動力學部分是化工廠工藝是否能夠采用的必然研究基礎，界面化學在目前催化劑盛行且無法替代的情況下對于化工操作意義重大。看似理論性很強的知識與實踐息息相關，而且各理論知識間關聯性很強，氣體各項定律、相變是熱力學計算的基礎，熱力學計算又是相平衡、化學平衡、電化學、界面化學的基礎，化學動力學知識又為相平衡、電化學和界面化學的可操作性提供了相應規則，因此，物理化學各個部分是以熱力學和動力學知識為基礎，相平衡、化學平衡、電化學、界面化學為應用的理論性課程，與實踐聯系緊密，與生活關聯。

3 《物理化學》與其他課程的關系

《物理化學》基于《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》等基礎化學課程，無機元素、化合物性質、有機化合物性質、分析常用方法為物理化學的知識揭開序幕，其中無機化學已經開始介紹焓、活化能等物理量的概念和意義，分析化學基于這類意義，結合有機化合物的性質分析混合物中的某些物質含量，已經開始了對物理化學知識的介紹，到物理化學課程開始時已經有相當豐富的物理化學知識。此外，《物理化學》還是《化工原理》、《化學反應工程》、《化工機械設備》等課程的基礎，只有懂得相平衡才理解精餾，懂得界面化學才能明白吸附與解吸的操作方法，只有明白化學反應的規律才知道根據化學反應機理選擇循環工藝、空速及反應器的選擇，才能根據反應器和產量要求選擇適合的設備，并根據反應熱效應選擇適合的熱交換設備。由此可見，《物理化學》這門課程處于承上啟下的位置，是化學類課程之間的橋梁與紐帶。

4 化學專業知識整體架構

如上圖所示，化學專業各門課程相互交叉、融合，形成了化學專業特有的知識結構與體系，該體系中《物理化學》前接專業基礎課，后承專業課程，是各課程的交集。一般來說物理化學在大二學年開始學習，至大三學完，大三開始學習專業課程和類似《綠色化學》這類面向生產生活的概述性課程，從中可看出，《物理化學》是課程體系中化學類課程的中樞與紐帶，專科物理化學的學習效果直接關系到化學課程的整體學習質量。

總之，在《物理化學》的講解過程中，充分認識到《物理化學》的位置，聯系專業基礎和專業課，聯系生產生活實際情況，構建物理化學知識體系，利用該體系來講解物理化學知識可以促使學生廣泛聯系生產生活，激發學生的學習興趣，使學生在學習過程中不掉隊，做到學習過程中，一個都不能少，提高學生整體素質，提高化學專業的整體教學質量。

參考文獻

[1] 張文斌，魏麗丹.淺析高校互動教學中教師的“催化劑”作用[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2011（3）：103-104.

[2] 張文斌，魏麗丹.分析化學實驗中任務引領型教學模式的應用[J].科技資訊，2011（26）：200.

[3] 彭昌軍，史濟斌，胡軍，等.從充分發揮專業基礎課程作用的視角論物理化學課程的教學內容[J].化工高等教育，2012，29（1）：12-14.

[4] 范康年，陸靖.大物理化學課程教學體系的形成和改革實踐[J].大學化學，2007，22（3）：8-10，21.

[5] 張明，郝向英，李順華.對提高地方高校物理化學課程教學效果的探索[J].廣東化工，2012，39（1）：152，142.

[6] 胡新根，李新華，胡茂林，等.高等物理化學課程前沿導向的模擬探究教學法[J].廣州化工，2012，40（13）：172-173，182.endprint

摘 要：《物理化學》課程屬于承上啟下的課程，理論性很強，我們將從該課程的知識內容、結構、與其他課程關系及整個化學課程結構的角度出發，介紹如何講授理論知識，培養理論思維推理能力，培養和鍛煉學生《物理化學》的知識與能力，幫助學生構建物理化學知識體系，構建化學專業的知識體系。

關鍵詞：物理化學 知識結構 知識體系

中圖分類號：O615.4+4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（c）-0233-02

從教師角色轉變[1]以及應用任務引領教學方式在分析化學教學[2]過程中已經取得了比較好的效果。分析化學是實踐性很強的一門課程，而當我們面對物理化學的時候分析化學教學過程中的一些方法就顯得針對性不足。物理化學是一門邏輯性、理論性、系統性非常強，并且在整個化學專業課程體系中，物理化學承上啟下，是理論課程向專業技術課程過渡的橋梁和紐帶[3]，像物理化學這樣一門較難引發學習興趣、邏輯思維能力要求很強的課程，其學習效果的好壞直接關系到學生的化學知識的整體學習質量，學習時間在大二第一學期，是學生能否跟上教學進度的關鍵之年，因此學好物理化學知識對于化學專業學生至關重要。物理化學知識主體分為熱力學和動力學兩個主要部分，在專科物理化學課程中尚沒有統計熱力學等內容，相對較為簡單，分類明確，知識結構緊湊。范康年等人認為，物理化學的教學改革需要從課程體系入手改革，因其與其他課程關系非常緊密[4]，需要打破原有課程界限。張明等人則提出地方高校物理化學應結合PBL教學法[5]，胡新根等人提出的六段式模擬[6]，所有這些方法都是為了將學習的理論知識應用到實踐中去的作用，以應用促進學習。實踐對于物理化學知識的學習固然重要，然而在整個知識架構中，首先要解決物理化學基礎理論知識的學習，該部分學習難度相對較大，需要動用一切可用知識來完成理論學習，誘導學生實現學習遷移，而后根據物理化學知識的整體架構來掌握物理化學知識的使用，最后放到整個專業知識的整體中來看物理化學的地位和作用，做到真正的深入淺出，這樣才能夠讓學生做到活學活用，將物理化學知識融會貫通到整個課程體系，提高學生的整體學習質量。

1 《物理化學》課程內容

《物理化學》課程理論講授分為以下幾部分。

（1）氣體性質部分：介紹氣體基本性質，氣體狀態相關計算。這部分與高中物理相關，能夠做到學生容易接受，入門易；（2）熱力學部分：介紹熱力學三大定律及其相關計算，需要準確把握概念，做到計算、推理有根據。此處應聯系無機化學部分關于焓的應用來講解，使學生更容易進入學習狀態；（3）相平衡部分：介紹體系相圖及其使用，需要做到明確相圖在實際生產中的應用，懂得如何看相圖，如何分析相圖在生產中的應用，能夠理解和解釋生產生活中的一些常見現象；（4）化學平衡部分：介紹化學反應平衡常數以及平衡的影響因素，提高產量和生產效率是該部分需要解決的問題；（5）電化學部分：介紹原電池、電解池相關知識以及金屬腐蝕與防護，此外聯系生活實際，如鋰電池為何時間久電量不足、干電池為何久置漏液等，做到可以把電化學知識利用到生活中去；（6）化學動力學基礎部分：介紹化學反應速率及其影響因素，應學會如何控制化學反應速率。該部分在生產過程中關系到工廠效率，學會如何看待化工廠溫度、壓力控制的意義；（7）界面化學部分：介紹界面相關知識，掌握界面吉布斯自由能、界面張力、膠體性質，了解表面活性劑的應用，催化劑的催化原理和操作中的注意事項。

2 《物理化學》知識結構關系

物理化學知識之間邏輯性非常嚴密，氣體為工業常用相態，熱力學定律是關于能量衡算的常見規律，相平衡與物理分離有關，化學平衡與化工工藝相關，電化學涉及化工廠安全和移動電源的使用，化學動力學部分是化工廠工藝是否能夠采用的必然研究基礎，界面化學在目前催化劑盛行且無法替代的情況下對于化工操作意義重大。看似理論性很強的知識與實踐息息相關，而且各理論知識間關聯性很強，氣體各項定律、相變是熱力學計算的基礎，熱力學計算又是相平衡、化學平衡、電化學、界面化學的基礎，化學動力學知識又為相平衡、電化學和界面化學的可操作性提供了相應規則，因此，物理化學各個部分是以熱力學和動力學知識為基礎，相平衡、化學平衡、電化學、界面化學為應用的理論性課程，與實踐聯系緊密，與生活關聯。

3 《物理化學》與其他課程的關系

《物理化學》基于《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》等基礎化學課程，無機元素、化合物性質、有機化合物性質、分析常用方法為物理化學的知識揭開序幕，其中無機化學已經開始介紹焓、活化能等物理量的概念和意義，分析化學基于這類意義，結合有機化合物的性質分析混合物中的某些物質含量，已經開始了對物理化學知識的介紹，到物理化學課程開始時已經有相當豐富的物理化學知識。此外，《物理化學》還是《化工原理》、《化學反應工程》、《化工機械設備》等課程的基礎，只有懂得相平衡才理解精餾，懂得界面化學才能明白吸附與解吸的操作方法，只有明白化學反應的規律才知道根據化學反應機理選擇循環工藝、空速及反應器的選擇，才能根據反應器和產量要求選擇適合的設備，并根據反應熱效應選擇適合的熱交換設備。由此可見，《物理化學》這門課程處于承上啟下的位置，是化學類課程之間的橋梁與紐帶。

4 化學專業知識整體架構

如上圖所示，化學專業各門課程相互交叉、融合，形成了化學專業特有的知識結構與體系，該體系中《物理化學》前接專業基礎課，后承專業課程，是各課程的交集。一般來說物理化學在大二學年開始學習，至大三學完，大三開始學習專業課程和類似《綠色化學》這類面向生產生活的概述性課程，從中可看出，《物理化學》是課程體系中化學類課程的中樞與紐帶，專科物理化學的學習效果直接關系到化學課程的整體學習質量。

總之，在《物理化學》的講解過程中，充分認識到《物理化學》的位置，聯系專業基礎和專業課，聯系生產生活實際情況，構建物理化學知識體系，利用該體系來講解物理化學知識可以促使學生廣泛聯系生產生活，激發學生的學習興趣，使學生在學習過程中不掉隊，做到學習過程中，一個都不能少，提高學生整體素質，提高化學專業的整體教學質量。

參考文獻

[1] 張文斌，魏麗丹.淺析高校互動教學中教師的“催化劑”作用[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2011（3）：103-104.

[2] 張文斌，魏麗丹.分析化學實驗中任務引領型教學模式的應用[J].科技資訊，2011（26）：200.

[3] 彭昌軍，史濟斌，胡軍，等.從充分發揮專業基礎課程作用的視角論物理化學課程的教學內容[J].化工高等教育，2012，29（1）：12-14.

[4] 范康年，陸靖.大物理化學課程教學體系的形成和改革實踐[J].大學化學，2007，22（3）：8-10，21.

[5] 張明，郝向英，李順華.對提高地方高校物理化學課程教學效果的探索[J].廣東化工，2012，39（1）：152，142.

[6] 胡新根，李新華，胡茂林，等.高等物理化學課程前沿導向的模擬探究教學法[J].廣州化工，2012，40（13）：172-173，182.endprint