以能力培養為目標的《物理化學》課程教學改革初探

譚瑤(重慶三峽學院環境與化學工程學院，重慶 404000)

0 引言

物理化學(Physical Chemistry)是化學及相關學科的理論基礎，是化學、化工、冶金、材料等專業本科生必修的專業主干基礎課之一。它是從化學現象和物理現象的聯系入手，借助數學、物理學等基礎科學的理論及其提供的實驗手段，來探求化學變化中最具普遍性的基本規律的一門學科[8]。對于我?；瘜W工程與工藝專業來說，該課程在整個化工人才培養計劃里起著承上啟下的作用，它是先行課程無機化學、分析化學、有機化學普適規律的理論歸納和定量探討，是后續專業知識深造和科研工作的理論基礎，也是連接化學與其他學科的橋梁。

從專業特點來看，化工專業化工與實際生產結合緊密，而物理化學為化工原理、分離工程、反應工程以及化工設計提供直接的理論依據[3]。然而作為一門基礎課程，物理化學中的理論和定律多為19世紀早期提出，都是人類通過長期生產實踐總結出來的經驗定律，一般情況下不可更改和推翻，該課程中也涉及到很多公式的推導和計算。因此，在教學過程中會存在以下問題。(1)課程內容死板，缺乏新理論，新技術；(2)教師上課手段單一；(3)公式計算繁多學生難于理解掌握；(4)知識點與生產實際需要脫節等問題，鑒于以上問題，必須對物理化學課程教學進行深入研究和調整，通過對教學大綱，教學內容，教學手段等方面的改革，培養具有能夠解決化工生產過程中實際問題的應用型人才。

1 教學大綱調整

近年來，我校逐步加大向應用型本科院校轉型發展的力度，旨在培養術素結合，具有一定專業能力，解決相關實際問題的新型創新型人才。那么對于專業相關課程的改革也勢在必行。課程的改革首先應從教學大綱入手，根據本課程在教學計劃中的地位、作用以及課程性質、目的和任務而規定課程內容、體系、范圍和基本要求。物理化學作為化工專業的一門重要的專業基礎課，通過本課程的學習，不僅應使學生明確物理化學的重要概念及基本原理，牢固地掌握物理化學的基礎理論知識，掌握物理化學的基本計算方法[3]。為后續課程的學習打下良好基礎；而且應該培養學生分析和解決化學化工問題的能力，特別是使學生進一步具備根據具體條件應用理論知識解決實際問題的能力；同時也促進學生實踐技能的培養，培養學生的綜合職業能力和職業素養；獨立學習及獲取新知識、新技能、新方法的能力。

物理化學之前的教學大綱是以教材為導向，根據教材章節安排教學內容和課時，在教學過程中，按照教材先后順序千篇一律講解課本內容，沒有新意，學生學起來很乏味，在遇到難的知識點，理解困難的時候很多學生就選擇放棄，周而復始，學習效果很差。新的教學大綱以提高學生能力為導向，將教材里的各個章節的重點知識點提煉出來，化繁為簡。并且明確知識點在本課程中的權重，以及畢業要求。因此，在教學過程中，可以有的放矢，根據教學大綱可以將不重要或者與本專業無關的知識點去掉，將重難點知識著重講解，大大提高了學習效率，使學生能更好的消化吸收重要內容。同時，每個知識點對應能夠提高學生哪方面的能力，預測相應的學習結果，基于能力培養為目標，學生明白通過本知識點的學習可以解決實際生產中的哪些問題，從而，學生有了明確的學習目標，大大提高了學習興趣。如表1所示，以電化學這章舉例說明教學大綱的制定。

2 教學內容優化

表1“電化學”教學大綱

“四大化學”之一的物理化學，和其他三門理論課程比較有許多相同之處，作為化學、化工專業的專業基礎課，課程內容偏向于基本定律和基本理論知識點，并且公式繁多；通過教學總結發現，物理化學中的一些理論與無機化學中的內容有部分重合，比如化學平衡，化學反應速率等。因此，在調研其他課程的基礎上，應該對重復內容作精簡，或者課堂講解時應該減少這部分重復內容的課時時間。由于化工專業的特點，更偏向于實際應用，學生畢業后更多是進入工廠車間實際操作，服務于地方經濟的發展，由此可見，在教學內容上對于理論性太強，或是繁瑣的公式推導應加以減少或刪減，對知識的掌握以適合、會用、夠用為標準，把講課重點放在科學思維方法和解決實際問題能力的培養上。

建立科學的教學內容體系，還可以與案例式教學結合。比如在講解二元汽液平衡體系相圖時，可以結合化工精餾操作單元分析，由汽液平衡理論可知，液體反復的部分汽化和部分冷凝，可以使混合物較為完全的分離；在講解熱力學第二定律吉布斯自由能判斷過程和化學反應的方向時，可以結合實際案例讓學生分析和判斷，然后怎樣計算ΔG。這樣有針對性的選擇教學內容，將所學知識與所具備的能力相對應，使教學內容簡而精，提高了學生學習的主觀能動性和學習效率。

3 教學模式改革

目前傳統的教學方式為“PPT+板書”的模式，主要是教師講，學生被動接受為主。在教學過程中也經常用到引導式、啟發式、探究式教學，但學生的學習積極性卻沒有明顯提高。單純的課堂教學很難吸引學生集中精力進行學習。隨著信息技術的發展，大數據時代引領傳統課堂走向了一個新的領域，各種在線課堂應運而生。物理化學課程結合在線課程教學，可以大大增加學生的學習積極性。教師利用在線課程平臺建立本課程教學視頻、教學課件、電子教案、習題庫等輔助學習資料，構建了整體教學體系，結合傳統課堂教學模式，形成線上線下混合式教學，學生利用課余時間可以自主完成學習和預習。有疑問和難點再通過課堂講授解決。在課堂教學環節中還可以設置討論、提問、評分等環節，增加課程趣味性。課后教師向學生發布學習任務，推送與專業相關的知識、信息，與學生進行在線交流，答疑解惑。這樣教師在教學中真正做到課前、課中、課后對學生學習進行把控，時時了解學生的學習情況。同時學生通過學習平臺可以更好的與老師交流互動。通過師生互動營造出一個全方位立體的教學氛圍，能夠使學生感受一種活潑的教學氛圍，大大地提高教學的效率。

但是，信息化是一種教學的輔助手段和方法，不能完全取代傳統的教育。教師的深度講解、示范、剖析、點評等在課堂中也是不可獲取的元素，在課堂中要加強教學設計，充分利用好信息化平臺，為教育所用[9]。

4 結語

針對目前物理化學教學中的不足，結合物理化學課程理論性、邏輯性和概括性強的特點，為了提高化工專業物理化學課程的教學質量，激發學生的學習興趣，培養學生的應用型思維和實際應用能力，物理化學教學必須以化工專業特點為宗旨，從教學大綱的調整入手，著重培養學生的實際應用能力，不僅需要對教學內容進行優化，還要與時俱進，在教學方式和教學手段上，不斷改革和創新，要系統掌握物理化學的學科體系，提高思辨能力，培養學生綜合解決實際解決問題的能力，做到理論與實際相結合，才能得到理想的教學效果，才能培養出真正為地方經濟發展出力的應用型人才。