對標“雙一流”建設目標的物理化學教學改革探索*

姜曉樂，陽耀月，劉 東

(西南民族大學化學與環境保護工程學院，四川 成都 610225)

1 物理化學課程教學難點及相關現狀

物理化學是基于物理與化學兩大學科發展起來的，其從物理現象和化學現象的聯系入手，借助與采納了大量物理學的理論成就及實驗方法，探究了化學變化的本質與規律，物理化學的發展水平也體現了當今化學學科的發展深度[1]。然而在物理化學實際學習中，由于其所涉及公式較多、概念多且術語繁瑣，如果缺乏足夠的高等數學、深入的理解記憶，學生將對所學知識無法梳理其脈絡，缺乏整體的知識框架，從而對相似概念產生混淆，學而不懂，不能完全理解更妄談其應用，從而徹底失去了學習的興趣。另外由于我們民族院校的特殊性，部分少數民族學生或偏遠地區學生的基礎相對比較薄弱，因此，需要有針對性地對基礎較薄弱的學生進行學習的強化[2]。

2 物理化學課程教改的初步設想

2.1 哲學性思維的應用

基于物理化學學習過程中的難點與相關現狀，哲學性思維應該被應用到物理化學的實際教學中。首先緒論教學顯得尤為重要，我們應該在教學伊始時向學生傳授整體性的思維方式。物理化學的學習主要內容主要包含四大塊：化學熱力學、化學動力學、電化學及表面化學。在化學平衡、相平衡兩章學習過程中，由于其屬于化學熱力學的具體應用，應與熱力學定律、多組分系統等章節具體聯系共同理解，從而避免一葉障目不見森林。其次，很多老師在教學過程中，并未在講授課程特點的同時提倡新型的學習方法，從而達到具體問題具體分析的效果。物理化學課程特點在于：一方面所涉公式較多，并且每一條公式都具有特定的應用條件。這就要求學生在具有足夠高等數學功底從而能夠進行熟練公式推導的同時對每條公式的應用范圍進行深入性記憶，從而達到學而致用。另一方面所設概念多且術語繁瑣。例如在熱力學教學的過程中，所涉及的狀態函數就包括了熱力學能、焓、亥姆霍茲能、吉布斯自由能等相關概念，在熱力學第二定律的學習過程中更是有Maxwell的實驗設計，這些概念理解過程抽象，如果單純靠課堂講解必然無法使學生獲得其精髓。這就需要在整體把握的同時，時時勤復習咀嚼相關概念，從而由量變達到質變的效果。

2.2 多樣化教學方法的應用

在我們日常的教學活動中，主要是利用PPT講授的模式，依舊停留在傳統的填鴨式教育模式。基于本課程概念抽象，公式繁雜且需要記憶的特質，這樣的教學方法顯然遠遠無法達到我們理想的教學效果。吸取國內外的先進教學經驗及現有條件，我認為主要可以采取以下模式對教學方法進行改革：

(1)充分利用信息網絡的便捷，提高學生的學習興趣。傳統的教學模式往往在授課前要求學生預習課件，但是大多數學生在上課時仍然一頭霧水。造成學生對課程失去興趣，敷衍了事。因此利用信息網絡的便捷，通過在課程上引用科研中最新應用和目前取到的重要成果等熱點話題來激起學生強烈的求知欲和好奇心，從而引導學生的主動性[3]。

(2)在充分預習的基礎上，適度更改課程平時成績考核方式。將學生劃定范圍的課堂陳述納入平時成績考核范圍，例如我們在學習熱力學第一、二定律過程中，可以以“永動機的思考與設計”為提綱，讓學生自主設計或介紹已有的永動機設計模型，并將其作為平時成績計入到課程考核。通過理解并表達的方式，使得學生加深對所學知識概念的理解與記憶，將課堂主體轉變為學生。這種采用“翻轉課堂”的方式將使學生明確自己的學習主體地位，更好的融入到課程學習的過程中，避免其因為課程學習過程抽象而喪失興趣。

(3)建立小組合作競爭學習模式。由于我們民族院校的特殊性，學生中有一部分為少數民族和偏遠地區，這就造成學生的基礎薄弱的情況。采取這種模式一方面將學習能動性較差和基礎薄弱的學生分到不同組，通過組間內的相互輔導與幫助，提高整個班級的學習氛圍和效率。另一面采取適當的小組與小組之間的競爭獎勵機制。這樣的學習模式使得既有組內間成員的互幫互助又有不同小組間的競爭，有利于提高學生的學習主動性。

(4)設立多形式的考試模式，考試是評價教學效果的重要環節。傳統的考試都是閉卷考試，為避免學生應付考試，死記硬背，可以把考試模式轉變為閉卷與開卷相結合的方式。閉卷考試主要考核學生的基礎理論，開卷考試則考核學生各方面的知識綜合應用能力。這種考試模式不僅激發學生的主動性還能提高學生發現問題，分析問題，解決問題的能力[4]。

2.3 實踐與理論相結合，培養學生的動手能力

化學是一門實驗學科，物理化學雖然包含了復雜的公式概念，依然是由眾多事實與實驗過程所支持的學科。因此使學生為了更好地理解與掌握這門學科，我們在學習過程要講理論與實踐相結合[5]。例如我們在進行熱力學第一、二定律的學習過程中，我們將兩種不同類型永動機的研究引入課堂討論，這將幫助學生更好的界定理解熱力學一、二的定律的概念，同時激發學生對于科學裝置設計創造的熱情。又如我們在化學動力學學習的過程中，涉及到蔗糖反應速率常數的測定。我們通過對于實驗過程中反應體系旋光度的測定，最終測得了抽象的反應速率常數。這不但加深學生對于課程概念的理解，又培養了學生的動手能力，這無疑達到了我們培養出具有高科學素質人才的教學目標。

2.4 教師自身素質提高

俗話說“工欲善其事，必先利其器”。想要教授好一門抽象的實驗學科，必然要先提高教師自身的教學水平及素養，一味的照本宣科自然會招致學生的厭煩。作為具有良好科研素養的授課教師，我們要有將日常的教學工作與前沿的科研工作相結合的能力[6-7]。例如當我們講授表面化學的過程中，會涉及到材料科學的前沿內容。如何能夠使得農藥充分發揮作用？現今開發的超疏水材料，能否使得極端天氣環境下衣物仍然保持干爽的原理是什么？亦或者海灣戰爭中能否在雷達偵測下保持隱身的飛機是什么原理都應該信手拈來，如此的旁征博引自然會獲得學生們極大的學習熱情并激發其學習興趣。在提高自身知識覆蓋面的同時，我們應該掌握熟練地教學技巧，形成課堂上的良好互動循環，避免單方面的填鴨式教育。

3 結 語

物理化學是一門具有復雜公式及繁雜抽象概念的實驗性學科，它體現了現當代化學發展的深度。要培養出新時代條件下高科學素養的化學人才，我們需要提高自身素質，深化上述課程教改，從而激發學生學習熱情，鍛煉其思考及動手能力，對標“雙一流”建設目標，從而為我國化學科學發展儲備高科學素養人才。