材料類專業物理化學課程教學探索與實踐

陳傳祥

[摘 要] 物理化學是高校材料類專業重要的基礎課程。介紹了江蘇科技大學近十年來材料類專業物理化學課程教學改革的探索與實踐，包括制定合理的教學大綱，充實和更新教學內容，改進教學方法，豐富教學手段，改革課程考核和考試制度等。實踐結果表明，對提高教學質量和效果具有很好的推動作用。

[關鍵詞] 材料類專業;物理化學;課程教學;教學實踐

[中圖分類號] G642.0 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）04-0060-02

0 引言

隨著社會的發展和科學技術的進步，高等學校不斷深化教學改革，全面提高教學質量，大力提升人才培養水平，主動適應現代社會對學生知識、能力和素質日益提高的要求。在這樣的形勢下，作為材料類專業基礎課的物理化學的教學課時數明顯壓縮，教學內容不斷更新[1，2]。因此，需要積極推進課程體系改革，充實和更新教學內容，改進教學方法，豐富教學手段，從而全面提高物理化學課程的教學質量和效果。結合江蘇科技大學材料類專業的辦學定位、人才培養目標和人才培養方案，筆者對材料類專業物理化學教學做了一些改革嘗試，經過多年的教學實踐證明，成效顯著。

1 充實和更新教學內容

物理化學是化學學科的一個重要分支，是從研究化學現象和物理現象的聯系入手，應用物理學的基本原理和實驗方法，探求化學變化規律的一門科學。物理化學課是高等工科院校材料類專業的一門理論基礎課程。課程內容面廣、量大、更新快，數學推導多、邏輯性強，理論性、實踐性高[3，4]。自2000年以來，物理化學課程一直是江蘇科技大學校級重點建設課程，2005年入選首批校級精品課程建設項目，2008年被評為江蘇省精品課程。2003年以前，江蘇科技大學金屬材料工程、焊接工藝與技術、材料成型與控制工程等材料類專業一直采用程蘭征教授等所編《物理化學》為教材，化工類專業的學生一直采用天津大學所編《物理化學》為教材。為明確教學目的和要求，保證教學質量，在參照有關《綜合性大學化學化工專業物理化學教學大綱》和《高師物化標準化考試大綱》的基礎上，以《高等工業學校物理化學課程教學基本要求》為依據，充分考慮在教學的內容組織上注意處理好該課程各部分內容之間的關系與基本知識、基礎理論與實際應用的關系以及后續課程的關系，結合江蘇科技大學的辦學定位、人才培養目標、生源情況及各專業的人才培養方案，2003年物理化學課程針對不同專業特點分別設置為：56學時（含實驗8學時）的物理化學A（適用于材料成型與控制工程、金屬材料工程、焊接技術與工程等材料類專業）和88學時（含實驗16學時）的物理化學B（適用于高分子材料與工程、環境工程等化工類專業）兩大不同系列;并采用天津大學所編的《物理化學》作為統一教材。經過10年的實踐和研究，江蘇科技大學目前材料類專業物理化學在教材、教學內容和學時的分配為：緒論、熱力學第一定律，7課時;熱力學第二定律，7課時;多組分系統熱力學，5課時;化學平衡，4課時;相平衡，7課時;電化學，6課時;表面現象，6課時;化學動力學，6課時。這樣的安排有利于教學質量和效果的提高。

考慮到學生畢業后要從事教學、科研、開發等工作的實際，江蘇科技大學物理化學教學團隊在參照國家教委綜合性大學的理、工科《物理化學實驗教學大綱》的基礎上，制定了與江蘇科技大學物理化學實驗的教學和科研特色相適應的教學大綱，編寫了《物理化學實驗》講義，10年來先后3次對其進行了修訂。材料類物理化學實驗教學時數為8學時，至少開設2個實驗，學生必須按要求完成一個必開實驗和至少一個選開實驗。必開實驗為燃燒熱測定，選開實驗為過氧化氫分解動力學測定、純液體飽和蒸汽壓的測定、碳酸鈣分解壓的測定、二組分合金相圖的測定、粘度的測定、電動勢的測定、電導的測定及應用等。學生實驗成績按10% 的比例計入課程總成績，缺做實驗者課程的實驗成績以0分計算，實驗成績不及格者課程總成績以不及格處理。新大綱進一步明確了物理化學實驗的教學目標和要求，突出了重點、難點，增加了與本學科有關的科技新成就和新發展，增加選修實驗和開放實驗，使之更符合江蘇科技大學物理化學實驗教學實際，并有江蘇科技大學物理化學實驗的特色。

2 改進教學方法

物理化學內容繁多，理論性強，學生學習積極性不高，教學難度大，必須依靠教師的主觀能動性，結合多媒體技術等現代教學手段的充分、合理運用，堅持突出重點，力求內容條理化、講清難點，采用啟發式教學方法。在教學過程中，教師要適時、恰當地提出問題，啟發學生掌握通過自己的思考獲得知識的方法，以激發學生的學習興趣和學習熱情，發揮學生的學習主動性和積極性，并逐步由教師啟發轉向學生自我啟發完成學習任務，激發學生的獨立思考和創新意識，從而有利于教學質量和效果的提高[5，6]。不能忽視緒論課的作用，更不能忽略緒論課的講授。上好緒論課，既可以使學生初步明確物理化學課程的學習目的（“為什么學”）、學習內容（“學什么”）以及學習方法（“怎么學”），又可以讓學生初步產生學習興趣。重點放在從學生身邊的現象尋找物理化學問題，讓他們認識到為什么要學習物理化學，而不是照本宣科。這樣可以給學生留下一個良好的第一印象，激發他們的學習興趣，讓他們體會到學習這門課程對自己的價值，這樣才有可能在以后的學習過程中花時間、花精力去學習這門課程，從而學好這門課程。

物理化學內容繁多，學生不可能一下子將教師講過的知識全部理解掌握，為了讓學生明確課堂重點，教師在全面系統講授課程內容的同時，要把重點內容講清楚說明白（比如在講到復雜的數學公式推導時，在不失數學推導嚴密性的前提下，著重講清各推導環節的物理意義），加重語氣，反復強調，配以板書，引起學生對重點內容的重視。采用錄像、模擬實驗等多種教學媒體，擴大學生接受知識的容量，加快接受知識的速度，提高教學效率。例如，講熱力學時，可以讓學生觀看滑冰錄像，思考滑冰鞋冰刀下冰的凝固點的變化，強化Clapeyron方程的應用;講動力學時，可以讓學生觀看計算機模擬碰撞行為實驗，使其馬上就產生了弄清碰撞理論的迫切感，自然就增大了學習的積極性、主動性。此外，適時地將物理化學學科發展的最新動態介紹給學生[7]，激發他們的學習興趣，同時鼓勵和吸引他們參與教師的科研工作，以科研促教學，更有利于創新性人才的培養。

3 豐富教學手段

充分利用現代化教學手段輔助教學。在多媒體教學課件中，教學內容的處理思路、教學重點和難點等以各種形式突出，并有動畫效果。課件除具有正常板書的優點外，還具有內容豐富、信息量大、直觀、學生課后便于復習、課前便于預習等優點。2004年初，江蘇科技大學物理化學課程建立了教學網站。該網站內容豐富、面廣量大，主要包括課程描述、教學文檔、網絡課件、在線自測、在線答疑、來賓留言等內容。多媒體教學適于課堂教學，教學網站便于學生課外自學;同時，還保留傳統板書的課堂教學形式，強化教學內容的重點和層次。實踐表明，物理化學課程多媒體教學與網絡教學，在實際教學中已收到了很好的教學效果，受到了同學、同行和督導的廣泛贊許。網絡教學的使用促進了學生在課前和課后的學習、鞏固和提高，多媒體教學的實施提高了師生的課堂教學效率。

4 改革課程考核和考試制度

全面提高材料類專業物理化學課程的教學質量和效果，加強物理化學專業基礎課程的教與學，加強教師授課和學生學習的統一評價與管理。嚴格考試制度，物理化學課程考試采用“全國高師物理化學標準化考試試題庫”和“全國綜合性大學物理化學試題庫”隨機出題，收到了很好的教學效果。執行全體學生評教制度，所有學生通過學校教務處網絡平臺對上一學期所學課程進行教學評價，教務處將學生評教結果通知給教師本人。教師授課認真、負責、規范，教師的授課和學生學習的教學效果得到了統一的評價與管理。對教師和學生有明確要求，嚴格規范教學，調動了各方面的積極性和創造性。綜觀近年來所取得的成績，學生學期的題庫考試平均成績高于試題庫給出的平均成績。根據教

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師、督導和學生的反饋意見，在以后一段相當長的時期內，對江蘇科技大學工科物理化學課程仍將繼續采用全國理科物理化學題庫隨機出題的方式，進一步促進教師的授課和學生學習的教學效果。

為了較好的體現現代教育思想，符合國內外同類課程改革趨勢和建設方向，全面開放所有物理化學實驗，一名教師負責一個實驗，一個實驗最多同時開設4組，每組實驗最多允許2名學生參與。對《物理化學實驗》講義進行修訂與補充，在燃燒熱測定、金屬相圖測定等實驗中增加了自動化實時測量與監控技術。每年至少對2個物理化學實驗進行改進或更新。

5 結束語

江蘇科技大學材料類專業物理化學課程教學與時俱進，不斷充實和更新教學內容，改進教學方法，豐富教學手段，經過10年的探索和實踐證明該課程的教學改革有助于提高教學質量和效果。

參考文獻

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[2]姚思童，張進，劉利，呂丹.工科物理化學課程教學改革實踐[J].化工高等教育，2010，（2）：29-31.

[3]胡碧茹，吳文健.《物理化學》課程教學改革的相關探索與實踐[J].高等教育研究學報，2013，36（2）：113-115.

[4]朱志昂.物理化學課程教學內容和教學方法的改革[J].大學化學，2012，27（5）：9-13.

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[6]張樹永，李英，苑世領，等.物理化學研究型教學的系統構建與實踐[J].大學化學，2013，28（2）：11-14.

[7]楊風霞，連照勛.提高物理化學課堂教學效果的幾點體會[J]. 大學化學，2012，27（4）：23-26.