应用化学专业《物理化学》课程教学探索
【摘要】针对专业培养目标，结合物理化学课程特点，对教学内容、教学方法的改进进行探索，以培养学生学习物理化学的兴趣，提高物理化学教学质量和教学效果。
【关键词】物理化学 教学内容 教学方法
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）09-0205-01
物理化学是应用化学专业的主干必修课，通过该课程的学习可以使学生具备有较好的化学学科理论基础，并对化学学科其它内容的学习更容易触类旁通。但由于物理化学是建立在高等数学及物理学基础之上，内容体系相对无机、有机、分析更庞杂、概念新颖抽象、理论逻辑性强、推证过程繁杂、处理问题的抽象化、理想化方法，往往使初学者不适应，给学生的学习造成了很大的难度[1]。目前，随着高校课程体系改革的不断深入，专业基础课程的学时数大幅度减少，如何在有效的学时数内让学生掌握好物理化学的基本知识，是高校物理化学授课教师必须面临重要课题。本文试图从教学内容、教学方法等方面进行探讨，以期达到不断提高物理化学课程教学的教学质量。
一、结合应用化学专业的特点，调整并整合物理化学教学内容
物理化学有较多知识内容与无机化学教材重复，如热力学第一、二定律、化学平衡、电化学等部分知识在无机化学都有介绍。这就要求教师在教学过程中要充分利用学生已有的知识和经验，将上述重复知识有机地融合到物理化学教学中，可收到事半功倍的效果。如在讲授熵的引出时，可引导学生回忆复习在无机化学中学到的有关熵的基本知识，然后对熵的引出进行讲授，在此基础上讲授理想气体简单状态变化、相变化和化学变化过程中熵变的计算，最后再总结出如何应用熵变对过程性质进行判断，这样处理使学生学习起来既感到物理化学有难度，又觉得学习有渐进性，有层次感，学生更容易接受，也能更好地激发学生的学习兴趣。
充分考虑应用化学专业的特点和教学要求，调整并整合教学内容，对教学内容的选择和讲授要做到轻重有别。对于原理部分要讲深讲透，理论知识的应用部分则可根据实际学时数按需取舍，有选择、有重点地讲授。如相平衡、化学平衡、表面化学、电化学、化学动力学是应用化学专业的重点内容。同时对于应用化学专业，同期及后续相关课程中有化工原理、化工工艺学等重要专业课，这些课程以物理化学紧密相关，因此在具体授课时应注意与后续专业课的联系，在教学中恰当的处理好它们之间的衔接和渗透。
总之，对物理化学教学内容进行整合，对课程结构进行优化，结合专业特点精简精选内容，抓重点，讲难点，是提升物理化学课程教学质量的重要组成部分。
二、开展教学研究，改进教学方法
整合好教学内容后，教学效果的好坏，还取决于教师正确选择教学方法。这就要求教师在教学过程中要不断开展教学研究，改革教学方法。
1.强调定义式和基本关系式教学法
物理化学课程的特点是研究对象抽象、知识点多、公式繁琐、数学推导多[2]。此时应要求学生记住最基本的公式并掌握由这些基本公式推导其他公式的思路和方法，同时强调适用条件。这样可以起到以点带面的效果。使学生不必沉浸在繁琐的数学推导中。例如化学热力学中的公式尽管多达上百个，但其实都围绕五个热力学状态函数（U、H、F、G、S）展开的，因此在教学中要求学生掌握五个热力学函数的定义式及相互联系，在此基础上由一个公式出发推导其他公式。例如由熵的定义式 （可逆过程条件）、体积功定义式 （体积功定义式）及热力学第一定律数学表达式可推得；又由（等容条件。通过以上教法，学生可以很容易地掌握化学热力学中的大部分公式，同时培养了学生的逻辑思维能力和推理能力。
2.强调基本方法
强调基本方法就是要求教师在准确讲解基本原理的同时，必须提炼出主要方法加以讲解，要让学生学会反思，达到举一反三的效果。以“状态函数法”为例，在学习热力学U、H、S、G、F、化学势等基本函数时，教师可以指出它们都是状态函数，其特点是它们改变量与状态发生变化的具体途径无关，只与体系的所处的始终态有关。而与状态发生变化的具体途径无关。根据这一特点可提炼出“状态函数法”，尽管一些状态函数的绝对值不可知，但这并不影响各状态函数增量的计算以及测定。在计算或测定其增量时，或以始态的状态函数值为参比标准，或人为规定一些共同的参比标准，如标准生成焓、标准生成自由能等。从而学生更容易理解在热力学学习中我们只关注状态函数的变化值，而不必考虑是否知道这个状态函数的绝对值。也更容易理解为什么很多无法通过实验确定绝对值的状态函数要选取相应的标准态。由“状态函数”提升为“状态函数法”，其内涵得到了充分的发掘，其作用几乎贯穿于整个平衡态热力学的推理及解决问题之中，即是物理化学学科思想的体现，又是解决问题的重要方法。
3.强调教学内容与联系实际生活问题的联系
物理化学的理论抽象，计算繁琐，若在课堂过多注重理论的阐述，概念的讲解及公式的数学推导，学生会感到枯燥无味。因此在教学过程中是注意理论与实践相结合，结合相关教学内容引入一些实际事例，让学尝试用所学的理论知识去解答，让学生感到学有所用。
例如：在讲述渗透压原理时向学生介绍反渗透的应用如海水淡化等；在讲述克拉贝龙方程及水的相图时，向学生介绍为什么溜冰鞋的冰刀要“开刃”，为什么高山上的冰川是会滑动的；在讲述动力学方程时，可以向学生介绍考古中如何利用14C断代技术确定文物年代，药物研究中如何确定病人的用药时间间隔等问题。
在物理化学教学过程中，强调理论与实际相结合，可以使学生明白知识来源于生活，必将应用于生活，从而引起他们学习的兴趣。
4.强调教学内容与科研内容、前沿学科知识相结合
现行物理化学教材均以介绍理论及公式推导为主，使学生感到物理化学教学离科学研究和科学技术前沿很远。有的同学就会渐渐失去学习物理化学的兴趣。事实上物理化学作为众多专业的基础课，涉及知识面广。在教学时，对学科的新发展、以及交叉学科的前沿知识进行结算，可在拓宽学生的知识面及视野的同时，激发学生的求知欲。例如在讲到表面活性剂时，结合自己的科研课题向学生介绍了表面活性剂缔合结构之一囊泡的自发形成及其作为药物载体的研究。让学生感到学有所有，从而激发学生积极参与科研工作的热情。同时在教学过程中，根据专业特点以不同专题的形式向学生介绍物理化学的基础理论对高新技术所起的推动作用，如在应用化学专业中以专题形式讲授了超临界流体作为萃取剂，作为绿色反应溶剂等前沿学科知识；在化学教育专业中结合中学化学内容，以化学电源为专题讲授了化学电源的前沿知识和研究动态，取得了较好的效果。使学生了解到坚实的理论基础与创新能力的关系。
总之，教学是教与学相辅相长的过程，在教学过程中，教师不仅要传授具体的专业知识，还应把人才培养目标与教学内容进行有机结合，使学生在学习基础知识和技能的同时，主动掌握如何获取知识的方法，要让学生从“学”知识转变到“做”知识，授人以鱼，不如授人以渔。
参考文献：
[1] 梁鸿.论物理化学教学内容及教学方法的改革[J].兵团教育学院学报，2001，（1）
[2] 彭程，苏琼.物理化学课程教学方法及评价体系的构建与实践[J].西北民族大学学报（自然科学版），2004，25（1）