無機非金屬材料工程專業物理化學課程改革初探

孫 昌

(山東建筑大學 材料科學與工程學院，山東 濟南 250101)

無機非金屬材料工程專業物理化學課程改革初探

孫 昌

(山東建筑大學 材料科學與工程學院，山東 濟南 250101)

介紹了無機非金屬材料工程專業物理化學教學改革的經驗。根據物理化學課程的特點和無機非金屬材料工程專業的培養目標，對教學內容進行了精簡，優化了教學方法。實踐表明這些改革措施提高了無機非金屬材料工程專業物理化學課程的教學質量，進一步提升了學生分析問題、解決問題的能力。

無機非金屬材料工程；物理化學；教學內容；教學方法

無機非金屬材料工程專業是傳統的工科專業，旨在培養具有扎實理論基礎、實踐能力、創新精神、素質優良的高級工程技術專業人才。利用掌握的無機非金屬材料科學的基礎理論與工程專業知識能夠從事規劃、設計、生產加工、研究開發等的無機非金屬材料工業的相關工作[1]。物理化學是大學理工類相關學科的基礎課程之一，對培養理工學科學生的創新能力起著重要的作用。同時，物理化學課程本身具有理論性強，概念、原理、公式往往抽象復雜，并且內容與其他學科交叉的特點，上述特點造成學生在這門課的學習過程中往往會產生由于理論抽象難懂而學習興趣不高的現象。而對于無機非金屬材料專業來說，無機非金屬材料工程專業開設物理化學課程的目的是：首先，培養學生掌握扎實的基礎理論知識、科學思維方法以及培養邏輯思維的能力；其次，提倡理論聯系實際，突出材料科學的工科特點，帶領學生在掌握基礎理論知識的同時了解材料學學科發展前沿、掌握本領域的研究方法和研究思路[3]。在滿足無機非金屬材料工程專業培養目標的要求下，本文在教學內容和教學方法等方面進行了改革嘗試。

1 教學內容體系的構建

由于無機非金屬材料工程屬于工科專業，物理化學課程分配的課時有限，考慮到部分章節內容與其他化學類課程及材料科學基礎課程存在交叉重疊，對物理化學課程教學內容進行刪減，統籌安排學時，是提高教學質量的前提條件。例如在我校大學一年級時開設普通化學課程，其中涉及到熱力學的一些基本概念，熱、功、內能三者的區別和聯系，狀態函數的意義和數學性質，焓的意義，以及理想氣體在等溫、等壓、等容與絕熱過程中的ΔU、ΔH、Q及W的運算等相關內容，在材料科學基礎課程中還涉及膠體化學、表面與界面等內容。為提高物理化學的教學質量和教學效果，這要求根據實際情況，對物理化學課程內容體系進行相應的刪減，避免重復，根據培養目標側重講解重點知識點，爭取在有限的學時內建立物理化學知識體系。為了提高學生的學習熱情和學習積極性、活躍課堂氣氛和總體教學質量的提高，根據無機非金屬材料工程專業的特點，結合物理化學課程在體系中地位，物理化學的考核方式采用綜合測評，期末考試采用閉卷筆試方式，成績在總成績60%，平時成績占40%，平時成績分解為四部分：論文成績、實驗成績、考勤成績和作業成績分別占總成績的10%。

實驗教學是課程體系構建的重要組成部分，實驗教學的目的是培養學生材料工程意識、實踐能力和創新能力的重要手段。通過實驗使學生加深對課堂所學基礎理論知識的理解，對抽象的理論增加感性認識，提高動手能力。實驗教學主要包括三部分：實驗教學內容、實驗室教學手段、實驗課程考核體系。

2 教學方法的優化隨著認知心理學和多媒體技術的興起和廣泛應用，教學方法日趨豐富，根據無機非金屬材料工程專業的定位和物理化學課程的性質，充分利用現代化學教育手段，借助多媒體課件建立起最佳學習情境，通過引進本學科最新研究進展激發學生主動建構知識體系，在學習過程中逐漸培養創造性思維能力，在教學相長的教學理念下充分提高教學質量。我校在實際教學過程中，依據上述教改思路踐行教學方法改革，取得了良好的教學效果。

2.1 理論聯系實際，激發學生的興趣

物理化學的公式和理論推導繁瑣復雜，為了充分激發學生的學習興趣，在教學過程中引入與相關理論相關的生產和生活中的具體事例，引導學生利用學到的理論進行分析和解答，從而使幫助學生理解和應用物理化學公式和理論。例如，講解化學電池時，可以引入日常生活中用到的干電池、鎳氫充電電池、鋰離子電池等；講到稀溶液凝固點降低聯系采用拋灑食鹽除去路面積雪防止道路結冰的原理；利用開爾文公式解釋人工降雨原理；引入熱力學系統時提出密閉的室內打開由室外供應電能的電冰箱門室內的溫度能不能逐漸降低問題等。

2.2 小組討論教學法

在授課過程中對課程中的重點、難點，要有目標、有步驟地引導學生開展小組討論學習，將教學中的重點和難點逐步分層次進行突破。在分組討論的過程中強調學生在教學活動中的主體地位，將學生分為四-七人的小組，要求小組中每個成員都要參與討論并發表看法，展開討論，最后得到結論。在討論中教師的任務僅僅是提出討論的主題、分組、考查小組討論的情形和最后進行討論的總結。實踐證明小組討論教學法可以充分利用參與討論的學生的各種獨立的思考和學生間的交流和辯駁，從而增進對知識的理解，這種通過學生自主思考和探索后的獲取的知識，比通過教師講授而被動獲得的知識，掌握得要更加牢固[4]。

2.3 論文輔助教學法

在實際教學過程中，對特定的教學內容設置研討專題，要求學生以小論文的形式完成學習任務，在撰寫論文過程中學生通過查閱文獻、積極主動地獲取課堂之外的知識，與所學的理論知識結合起來進行分析、討論，得出結論，最后將自己的見解、觀點撰寫成論文，論文成績作為平時成績的一部分。實踐表明通過論文撰寫不僅鞏固了課堂上學習的知識、擴展了知識視野，而且培養了學生的科研能力和科學素養。這種教學方法充分調動了學生的學習積極性。

3 結束語

通過對物理化學課程內容和教學方法改進，學生的學習主動性和生學習熱情大大提高，促進了對理論知識的理解和掌握，自學能力、團隊協作能力、利用掌握的科學思維方法以及基礎理論知識解決實際問題的能力得到提高，教學效果得到了很大的提升。

[1] 百度百科.無機非金屬材料工程[EB/OL].[2016-01-26].http://baike.baidu.com/view/255109.htm.

[2] 劉靖麗, 張 拴. 藥學專業物理化學課程教學設計的探討[J]. 廣東化工, 2015, 42(19): 191-191.

[3] 彭 程,田 華. 工科類物理化學課程教學模式的改革與實踐[J]. 中國化工貿易, 2014 (34):283-283.

[4] 談寧馨,朱 權. 工科物理化學課程小班研討內容的思考[J].大學教育, 2014 (5): 21-22.

(本文文獻格式：孫 昌.無機非金屬材料工程專業物理化學課程改革初探[J].山東化工，2016，45(04)：118，121.)

Study on Teaching Reform of Physical Chemistry for Inorganic Non-Metallic Materials Engineering

Sun Chang

(School of Material Science and Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101,China)

This paper introduces the reform experience in physical chemistry for inorganic non-metallic materials engineering. According to the specialty of physical chemistry and the training goal of inorganic non-metallic materials engineering, the teaching system of the physical chemistry course was reformed on teaching content and teaching method. The result showed that above measures improved the teaching quality of physical chemistry and students' ability to analyze solve the problems.

inorganic non-metallic materials engineering; physical chemistry; teaching content; teaching method

2016-01-26

孫 昌(1972—)，山東嘉祥人，副教授，主要從事功能材料的研究與教學。

G642.0

A

1008-021X(2016)04-0118-01