導語：如何才能寫好一篇化學熱力學的研究方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

化學熱力學是物理化學和熱力學的一個分支交叉學科，它把熱力學的基本原理用于研究化學變化以及與之相伴隨的物理現象。化學熱力學主要研究宏觀系統在各種條件下的平衡行為，如能量平衡、化學平衡、相平衡、吸附平衡等，以及各種條件變化對平衡的影響。化學熱力學對生產實際和科學實驗起著重大的指導作用。

化學熱力學的研究方法和手段已從傳統的化學、化工領域滲透擴展到生物、材料、工程等眾多新興領域。

本書是化學熱力學叢書的第一冊。

這套化學熱力學叢書是建立在普通熱力學和化學熱力學基本概念、知識基礎之上的深化、擴展和補充。具有理工科背景的讀者已接觸過熱力學的基本原理和函數，可以處理無電場作用和無表面效應的、理想介質中簡單的相平衡和化學平衡問題。

內容難度介于導論型課程和專題研究之間，為化學和材料科學相關學科的深入研究打下堅實基礎。同時討論微觀（統計熱力學）和宏觀兩個尺度下的模擬，以及兩者之間的密切聯系。將這些模型應用于氣、液、固相，既包括純物質的簡單情形，也拓展到多組分復雜體系。

本冊書內容分為兩部分。

前半部分篇幅是關于相模擬工具、勢能特征函數的構建，由不同的實驗數據確定特征矩陣的微觀方法，利用分子對象的統計學、微正則和正則空間進行相的微觀模擬，由分子數據的計算狀態函數進而求取相的特征函數。

后半部分是關于氣相的模擬。首先用狀態方程法、通用壓縮因子圖和逸度的概念進行純氣相的宏觀和微觀模擬；第二維里系數的計算是統計熱力學微觀模擬的初步應用；最后詳細描述了混合氣體的微觀和宏觀模擬，還包括凝聚溶液模型和狀態方程的混合模型等內容。

全書內容共分為8章和5個附錄：1. 熱力學函數和變量；2. 相的宏觀模擬；3. 多組分相――溶液； 4. 對象集合的統計學；5. 正則系統和熱力學函數；6. 分子配分函數；7. 純的真實氣體；8. 氣體混合物。

本書可作為化學、物理、過程工程，材料等專業本科生和碩士、博士研究生的教材，同時也是從事熱力學相關基礎和應用研究的專業技術人員的重要參考書。

陳宏剛，教授

（華北電力大學）

Chen Honggang， Professor

（North China Electric Power University）國外科技新書評介2016年第7期（總第351期）計算機計算機國外科技新書評介2016年第7期（總第351期）J ean-Charies Pomerol et al

MOOCs

Design， Use and Business Models

2015

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篇2

【關鍵詞】電解質溶液；活度

一、研究的意義

電解質溶液是指溶質溶解于溶劑后完全或部分電離為離子的溶液。

近年來，電解質溶液逐漸成為許多有機和無機反映的良好媒介，在化學，化工，冶金，生物，海洋，環保及地質等領域中經常遇到，而電解質溶液理論研究將推動物質微觀結構的深入研究和統計力學理論的發展，它也是相平衡和化學平衡計算及新工藝和新產品開發的理論基礎。

電解質在溶劑中的活度是溶液熱力學研究的基本和重要的參數，它集中反映了在指定溶劑中的離子之間及離子與溶劑分子之間的相互作用，對離子溶劑化，離子締和及溶液結構改變的理論研究及其應用具有重要的意義。電解質水溶液組分活度系數的研究在海洋化學，鹽湖化學，污染控制等領域中有著重要的意義，電解質活度系數理論既是國內外溶液熱力學理論研究的熱點，又是主要的電化學研究領域，同時也是含鹽溶液蒸餾，濕法冶金，生物化工等工程上的需要。

二、國內外研究概況

1906年路易斯提出處理非理想體系的逸度和活度概念，以及它們的測定方法之后，化學熱力學的全部基礎已經具備，至此化學熱力學得到了飛速發展。從此之后，活度的理論和應用都得到了長足的進步。不同的科學門類，都應用這一觀點解決本門類面臨的問題，它在生命科學、醫藥、化學、地殼演化方面都有廣泛的應用，對解釋相應現象作出了相當的貢獻。

三、活度測量方法

電解質溶液活度系數是溶液熱力學研究的重要參數。它集中反映了指定溶液中離子與離子與溶劑分子之間的相互作用。對離子溶劑化、離子締和及溶液結構理論的研究具有重要意義。

1.電導法

2.電動勢法

對于任一強電解質可以組成下列電池：

通過實驗測定電池電動勢E，再外推求，即可求出濃度為m時電解質溶液的活度系數

3. 凝固點下降法

此法是利用實驗測出溶劑的活度，再由吉布斯-杜亥姆公式即可算出電解質的活度系數。

既由公式：

4.0溶解度法

對于溶解度不大的電解質，冰球有其他的電解質存在時，可用此法測定電解質溶液的活度系數。

5. 等壓法

根據吉布斯-杜亥姆方程：

四、總結

近年來，電解質溶液逐漸成為許多有機和無機反映的良好媒介，在化學，化工，冶金，生物，海洋，環保及地質等領域中經常遇到，而電解質溶液理論研究將推動物質微觀結構的深入研究和統計力學理論的發展。在測定非締和式電解質溶液活度系數時一般采用電動勢法或凝固點降低法，但電動勢法、凝固點降低法有測量數據精確，誤差小，操作繁瑣的優缺點；相比之下電導法具有儀器簡單、操作方便等優點。

參考文獻：

[1] Debye P，Huckel E.Phys.Zeit.，1923，24，185-195

[2] Debye P，Huckel E.Zur Thoorie der Elektrolyte.PhyZ，1923，24：185

[3] 黃子卿.電解質溶液理論導論（修定版）[M].上海科技文獻出版社，1983

[4] Pitzer K.S.Electrolytes fom Dilute Solution to Fused Salts.J Am Chem Soc.1980，102（9）：2902-2906

[5] 于養信，陸九芳，李以圭.平均球近似法計算電解質活度系數的研究：（Ⅰ）單一電解質水溶液.化工學報，1992，43（5）：523-531

[6] Stoces R H，Robinson R A.Solution Equilibria in Vry Concentrated Electrolytd Solution.J So-lution.Trans Faraday Soc.1995，51：1235

[7] 李以圭.金屬溶劑萃取熱力學[M].清華大學出版社，1988

[8] Zerres H.，Prausnitz J.M.Thermodynamics of Phase Equilibria in Aqueous Organic Systems with Salt.AICHE J.1994，40（4）：676-691

[9] 張鎖江，韓世鈞.廣義活度與廣義活度系數.化學物理學報，1997，7（4）：356-364

[10] Lu X.H.，Maurer G.Model for Describing Activity-Coefficients in Mixed Electrolyte Aqueo-us-Solutions.AICHE J.1993，39（9）：1527-1538

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[12] Chen C.C.，Evans L.B.A.Local Composition Model for the Exess Gibbs Energy of Aqueous Electolyte Systems.AICHE J.1986，32（3）：444-454

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關鍵詞：工程熱力學 課程建設 教學質量

中圖分類號：G642 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.093

《工程熱力學》是研究與熱能工程有關的熱能和其他形式能量（特別是機械能）相互轉換規律以及提高能量轉換效率的一門學科[1]，作為我校飛行器系統與工程專業的主干課程之一，為學好專業核心課程《導彈發動機原理》打下必備的理論基礎。該專業最終目標是培養適應科技發展和軍隊建設需要、能勝任初級專業技術職務崗位工作的導彈發動機工程類干部，因此，與軍內外同類課程相比，《工程熱力學》具有明顯的工程使用特色。

課程建設作為高校可持續發展的生命線，是最基本的教學建設，也是提高教學質量、抓好專業與學科建設的關鍵。工程熱力學課程組以深化教育改革、切實提高教學質量[2，3]、突出專業應用特色、激發學生學習興趣、培養高素質人才為目的，有計劃、有步驟地從師資隊伍、教學條件、教學內容及教學實施等方面進行了建設，效果明顯。

1 加強師資隊伍建設，提高教師業務水平

建立一支高水平和穩定的師資隊伍是各項教學工作開展的基本保證。為滿足教學要求，形成了一支年齡、職稱、學歷和學緣結構相對合理，人員相對穩定的高水平課程教學梯隊[4]。從課程建設開始，教研室通過調研摸底，根據每個人的專業方向，選擇表達能力和邏輯思維能力強的教師作為一線授課教師，組成包括1名正高、2名副高和2名講師（4名博士、1名碩士）的教學梯隊，年齡從28歲到45歲，畢業院校包括國防科技大學、第二炮兵工程學院和西北工業大學。

實行主講教師負責制。為提高教學質量，主講教師必須嚴過教案關、試講關和課堂質量督導檢查關，針對主講教師的自身特點，根據專家教授的建議，聽課檢查落實教師業務素質和授課水平的提高情況。

加強交流學習，提高業務水平。選送部分教師到部隊鍛煉，了解部隊實際需求，在授課過程中能夠進行針對性教學；派送任課教師到具有相應精品課程的地方高校進行教學觀摩和進修學習，以提高授課質量。

2 改善教學條件，保障教學順利開展

2.1 精心選用教材

為了切合火箭發動機的專業特點和部隊建設的實際需要，經過任課教師的精心挑選，選取了內容和難度適中、華自強編寫的第四版《工程熱力學》作為授課教材，該教材融合了化學熱力學的基礎內容，使教學內容體系更加完善合理。輔導教材則選擇美國M.C.波特爾編著的《Engineering Thermodynamics》，學生反響良好，認為該書英文通俗易懂，既提供了一個閱讀外文文獻的實踐鍛煉平臺，又能從中學習了解國外學者表述熱工知識的思維方式。

2.2 制作多媒體課件

利用現代教學手段，提高教學效果。以二維FLASH動畫技術制作了內容生動的《工程熱力學》典型動力裝置和典型熱力過程的動畫演示軟件，包括35種不同理論模型的動畫。利用多媒體教室播放不同理論模型的動畫、結合教師理論講解，學生可以較好理解實際工程中熱能和機械能相互轉換的抽象過程，增強學生的感性認識。

2.3 開發網絡教學平臺

充分利用校園網絡優勢實現教學資料的上網，開發網上答疑系統進行在線討論，讓網絡教學作為輔助教學手段提高教學質量。制作漸縮噴管和狀態參數測定的虛擬實驗，學生可以在開放的網絡平臺上進行交互的虛擬實驗。按照教學大綱開發課程練習題庫，為學生提供一種通過習題強化加深對所學知識理解的手段。題庫包括5種題型共1000余道試題，系統隨機組題，學生可以進行在線測試。

2.4 搭建《工程熱力學》實驗平臺

結合現有實驗條件，編著適合我校實際的《工程熱力學實驗指導書》，通過與西安重點院校的交流協商，搭建了在西安交通大學開展《工程熱力學》實驗的教學平臺，開展了噴管內氣體流動的熱力過程與性能參數測定實驗，使學生深刻理解了噴管設計和環境壓力對噴管流動影響中涉及的理論知識。

3 優化教學內容，體現專業特色

考慮到專業特色，將傳統的熱力學理論列為重點內容講述的同時，把火箭發動機工作過程中涉及的化學熱力學理論列為重點內容講述。在內容安排上，結合二炮院校的專業特點和部隊實際需求，增加火箭發動機的動力循環知識點和導彈測試時用到的濕空氣相關內容。并且把濕空氣的性質安排在理想氣體混合物的性質之后，這樣可以把濕空氣當做理想氣體混合物的一個特例加以介紹，使學生能夠從抽象到具體、從一般到特殊，既能理解理想氣體混合物和濕空氣理論知識，又能在發動機相關操作中學以致用。

4 激發學生學習興趣，強化創新能力

在本課程學習中，主要從兩方面激發學生興趣、促進創新能力發展。

一是善于設疑提問，促其思考。在緒論介紹中強調“熱”與人類文明進步的聯系，熱能的利用滲透在社會的方方面面。怎樣描述熱能與其他形式能量的轉換？怎樣做到節能減排、提高能量轉化效率？工程熱力學基本理論、定律是如何體現在我們日常生活當中？通過上述啟發式提問，極大地啟迪學生的思維，激發他們學習工程熱力學的興趣。

二是注重學以致用，在創新中深化知識的理解和運用。在課程學習中，引導學生運用《工程熱力學》基本理論去指導專業應用。擬定課題“溫度、濕度對固體火箭發動機氣密性檢查的影響分析”，要求從理論上分析環境溫度和氣體濕度變化可能對陣地測試項目造成的影響。該課題緊密結合部隊實際，學生興趣大，研究熱情高，成為歷屆學生本科畢業設計的選題熱門。在研究過程中，大大加深學生對《工程熱力學》知識的理解，在此基礎上指導教師與學生共同撰寫并發表了相關學術論文。既強化了學生的創新能力，又促進了教師科研學術水平的提高。

5 重視教學全過程，提高教學質量

課程組監管教學全過程，旨在全方位提高工程熱力學教學質量。①教學準備：在教研室的指導和幫評下，主講教師認真備課、撰寫教案，進行課前實講。②課堂教學：教學采用理論授課、討論、觀看工程及實驗錄像、動手實驗等多種教學形式，靈活采用研討式、啟發式等多種教學方法，按基本概念、理論分析、工程應用的順序進行。教研室組織聽課幫評加強對教學過程的監控管理和全程評價。③課后總結：在課堂授課后及時將本次授課的經驗得失進行總結。④課程考核：采取平時學習表現與期終考試相結合的考核方法。⑤問卷調查：對學生進行不記名問卷調查，對調查結果進行總結分析，對照反思，有針對性地改進，力求本課程的教學水平達到新高。

6 結束語

《工程熱力學》經過近五年的建設，課堂教學質量和教師教學水平得到明顯提高，在學校有很高的教學評價。工程熱力學先后在學校第五批重點課程建設和第二炮兵首批優質課程建設中評為優秀。

針對我校沒有工程熱力學實驗室的現狀，在學校領導和課程組的共同努力下，“2110”三期建設規劃在今年正式啟動熱工基礎實驗室的新建工作，熱工基礎實驗室建成及投入使用必將為學生提供《工程熱力學》實驗平臺，縮短抽象概念和具體工程應用之間的距離；為學生提供實踐和自主創新的場所，使工程熱力學的教學質量再上一個新的臺階。

參考文獻：

[1]華自強，張忠進，高青等編.工程熱力學（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]周麗萍，蔡康旭.關于《工程熱力學》課程教學改革之淺見[J].時代教育（教育教學版），2009，（1）：191.

[3]李文杰，余曉平，彭宣偉.工程熱力學課程教學現狀與改革思考――以重慶科技學院工程熱力學課程為例[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2012，（13）：350.

[4]艾春安.《工程熱力學與傳熱學》第二炮兵優質課程建設評審材料（內部資料）[Z].2011.

作者簡介：李紅霞（1979-），女，博士，講師，主要從事工程熱力學教學工作，研究方向為含能材料合成、性能分析和模擬計算，第二炮兵工程大學601室，陜西西安 710025

艾春安，第二炮兵工程大學601室，陜西西安 710025

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（曲靖師范學院化學化工學院，云南曲靖655400）

摘要：翻轉課堂是利用現代網絡技術和資源，重構教學流程，把教學過程分為課前和課堂中兩部分。在物理化學的教學過程中，通過翻轉課堂能夠激發學生的學習興趣，培養學生的邏輯思維能力和創新能力，提高學生的自學能力。翻轉課堂模式對物理化學教學改革有重要啟示，值得物理化學教學者重視和思考。

關鍵詞 ：翻轉課堂；物理化學；教學；應用

DOI：10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.06.020

中圖分類號：G642文獻標識碼： A 文章編號：1671—1580（2015）06—0046—02

基金項目：曲靖師范學院“物理化學重點課程”，項目編號：ZDKC2014008。

收稿日期：2014—12—28

作者簡介：余仕問（1977— ），男，云南宣威人。曲靖師范學院化學化工學院，副教授，研究方向：量子化學計算。

物理化學課程是物理和化學的交叉科學，是化學、應用化學、生物科學、藥學等學科的理論基礎課。該課程以公式推導繁瑣、公式適用條件嚴格、概念理解難為特點。隨著化學和相關學科的飛速發展，物理化學的內容隨之增加，而同時物理化學的授課課時減少，因此，如何提高教學質量就成為每一位物理化學教師要思考的問題。筆者結合近三年應用化學專業物理化學教學實踐， 就如何提高學生學習興趣和加強學生的自學能力方面進行了一些嘗試，引入了流行于國外的翻轉課堂教學法，積累了一些經驗，取得了良好的效果。

一、翻轉課堂與傳統課堂的對比

翻轉課堂是通過顛倒知識傳授和知識內化來改變傳統教學中師生角色并對課堂時間的使用進行重新規劃的新型教學模式。［1］在麻省理工的開放課件運動后，可汗學院、耶魯公開課微視頻等為翻轉課堂的開展提供了優質的教學資源，促進了翻轉課堂的發展。

知識傳授和知識內化是傳統教學過程的兩個重要組成部分。在傳統課堂中，教師以在課堂中講授的方式來完成知識傳授，學生則以課后作業、實際的操作實現知識內化。在翻轉課堂中，知識傳授由學生在課前通過觀看教學視頻、預習教材來自主完成，知識內化則在課堂中經教師通過典型問題的講解、習題練習、小組討論、自我測試等方式來完成。翻轉課堂使得教師從傳統課堂中的知識傳授者變成了學習的促進者和指導者，學生成為了學習過程的核心，需要教師在翻轉課堂中使用新的教學策略達到這一目的。

二、翻轉課堂在物理化學教學中的應用

在翻轉課堂中，針對課前和課后兩個部分進行了細致的規劃。

（一）課前部分

1.幫助學生明確學習的內容、重點、難點。以電化學為例，告知學生電化學的重點為可逆電池的電動勢及其應用，其難點為計算電解質溶液的平均活度系數（γ±）和平衡常數等內容。要求學生從熱力學基本公式dG=-SdT+VdP 推導出ΔrSm、Qr、ΔrHm的計算公式以及能斯特方程，能把化學反應設計為原電池。并布置一定的習題給學生，要求學生討論完成，把不清楚的地方記錄下來。

2.錄制視頻。物理化學是一門概念性、理論性、系統性和邏輯性很強的學科， 涉及的公式多， 而且比較抽象， 所以成為歷屆學生比較難學的一門課程。因此，教師在制作視頻時必須抓住教材的重點、關鍵點及難點，深入細致地進行講解，此外，在視頻制作過程中要取得學校的配合。流程化的過程是麻省理工學院開放課件運動成功的重要因素之一。［2］

3.課前討論。在學習熱力學第一定律時，學生已經理解熱力學第一定律就是能量的守恒與轉化定律，且已知在化學熱力學中，研究對象無整體運動，無特殊外力場，只關注體系的熱力學能，要求學生在課前討論為什么不能計算體系內能的絕對值，而只能計算體系內能的熱力學能變。經過討論學生普遍反映他們對熱力學能和熱力學第一定律的理解加深了，掌握了熱力學能是狀態函數和熱力學解決問題的基本方法。

（二）課中部分

1.確定問題。在物理化學教學中，應根據教學內容和學生討論中提出的疑問，歸納其中有價值的問題作為課堂的教學導入，引導學生去積極探究問題的答案。例如：根據學生完成習題的情況，發覺大部分學生在利用吉布斯自由能G做判據時，不理解其適用條件（等溫、等壓、不做其他功）。在課堂講授時，教師應從熱力學第一、第二定律入手推導公式，在引入條件時有意識地仔細講解，必要時可讓學生在課堂上自己推導，以加深理解。同時，順勢得出物理化學中的其他判據，如熵判據、Helmholtz自由能判據以及內能和焓判據。在引入相關條件的過程中，注重培養學生科學的思維方法， 引導學生從推導與歸納中學習科學的研究方法，為以后進一步深造和從事科學研究打下堅實的基礎。

2.獨立探索。物理化學概念抽象、公式多且公式推導過程涉及到大量的微積分知識，如果教師在教學過程中采用傳統的教學方式，學生容易感到枯燥無味，從而失去學習的興趣。因此，教師在物理化學課堂設計中要尊重學生學習的獨立性，讓學生在自主學習中構建自己的知識體系。例如：在物理化學教學中，對于四個基本公式（dU=TdS-PdV，dH=TdS+VdP，dA=-SdT-PdV，dG=-SdT+VdP），要求學生從熱力學第一和第二定律首先推導出dU=TdS-PdV，再得到其余三個。對此，學生反響熱烈，認為通過獨立探索能更好地掌握和理解熱力學的基本公式和適用條件，并且可以把熱力學第一和第二定律有機結合。

3.協作學習。建構主義者認為，知識的獲得是學習者在一定情境下通過人際協作活動實現意義建構的過程。［3］所以，在翻轉課堂中應該加強協作學習的設計。例如：在講到表面物理化學中的表面張力有關內容時，可以把學生分成幾個小組，每一個小組做一個實驗，用棉線做一個不規則的圖形，然后取一盆肥皂水， 用棉線蘸一下，觀察棉線形狀的變化。學生自己動手實驗和思考后，在課堂上討論是什么原因導致棉線發生變化的，然后教師從理論上進行分析， 引導學生得出表面張力的本質、方向以及表面張力和表面Gibbs自由能的異同點。［4］

三、翻轉課堂對于物理化學教學的意義

（一）促進學生素質和成績共同提高在傳統的物理化學教學模式中，由于課時削減和內容增加，教師課堂講授幾乎占用了全部的授課時間。從上課開始到下課，教師都一直在講，學生的主觀能動性和創造性被壓抑，不利于培養學生的自主學習能力。翻轉課堂能提高學生的自我管理和自主學習能力，拓寬學生的知識面。采用翻轉課堂教學模式后，學生的期中和期末成績普遍有了提高，不及格人數大幅下降，在問卷調查中，學生反映學習興趣和自學能力都有了提高。［5］所以，翻轉課堂培養了學生科學的思維方法和動手能力，能提高學生的素質和成績。

（二）提供從不中斷的學習資源傳統的物理化學教學模式的教學內容無法長期保存，所以學生在課堂上用大量的時間做筆記。翻轉課堂的教學內容如授課視頻、網上的習題、自測題以及教案等可以長期保存，學生觀看視頻時，對于看不懂的地方可以反復看，還可以隨時暫停來思考重點和難點。

四、結語

物理化學教師在教學過程中應根據實際情況，不斷地探索和實踐那些有利于提高教學效果的新方法。翻轉課堂教學模式能培養學生的創新能力，激發學生的學習興趣，提高學生概括問題、分析問題和解決問題的能力。

［

參考文獻］

［1］焦建利，張渝江.透視“翻轉課堂”［J］.中小學信息技術教育，2012（3）.

［2］王龍，王娟.麻省理工學院開放課件運用項目經驗評述［J］.開放教育研究，2005（4）.

［3］何克抗.建構主義——革新傳統教學的理論基礎［J］.電化教育研究，1997（3）.

篇5

關鍵詞：化學反應速率；化學平衡；調查研究

文章編號：1005C6629（2017）3C0021C05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

化學反應原理是中學化學中邏輯性最為縝密的一個部分，而最令學生頭痛的則是其中的化學平衡部分。化學平衡還包括下位的弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡、沉淀溶解平衡等內容。化學平衡的基本原理是上述所有理論的基礎，學生只有真正掌握了化學平衡，才能認知其他特殊條件下的各類平衡問題。

1 “速率”和“平衡”的教學誤區

1.1 盡管課標“隔離”了“速率”和“平衡”，但教學中往往混為一談

化學反應動力學和熱力學的基礎內容是高中化學反應原理模塊的重要組成部分。課程標準要求學生對動力學的認識主要有：（1）知道化學反應速率的定量表示方法，通過實驗測定某些化學反應的速率；（2）知道活化能的涵義及其對化學反應速率的影響；（3）通過實驗探究溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響，認識其一般規律。而對熱力學的要求包括以下兩個方面：（1）能用焓變和熵變說明化學反應的方向；（2）描述化學平衡建立的過程，知道化學平衡常數的涵義，能利用化學平衡常數計算反應物的轉化率[1]。

很明顯，課標對動力學和熱力學這兩個理論作了明確的“隔離”，即內容上分開來闡述，強調了速率相關內容的過程性以及平衡相關內容的狀態性。例如課標要求用焓變和熵變兩個狀態函數去判斷反應進行的方向，要求利用化學平衡常數去計算反應物的轉化率等等。動力學和熱力學有著不同的研究對象，前者關注的是反應的過程，后者只關涉體系的狀態。兩者有著本質的差異，而教材往往通過速率來建立平衡，且通過速率的改變來討論平衡的移動，從而教師往往將兩個理論混為一談，時而“速率”，時而“平衡”，導致學生誤以為速率的改變是平衡移動的原因，事實上焓和熵才是影響平衡的關鍵因素。

在教學實踐中，教師往往這樣總結：“在一定的條件下，當一個可逆反應的正逆反應速率相等且不等于零時，該反應就達到了動態的化學平衡狀態。這種狀態的建立需要一定的條件，當條件改變時，導致正逆反應速率改變，從而平衡狀態被打破。如果正反應速率大于逆反應速率，那么反應向正方向移動，最終達到一個新的平衡。”這樣的表述乍看起來很正確，有條理。但仔細分析其邏輯關系時會發現存在很多問題。比如這樣的表述認為速率不變導致了平衡建立，速率的改變引起了平衡的移動，即化學反應速率是化學平衡的原因。這種將熱力學和動力學歸結為簡單的因果關系的錯誤做法，勢必導致學生思維紊亂，因此從源頭上區分動力學和熱力學才能消除這種認識誤區。

1.2 相P研究“隔靴搔癢”，沒有涉及教學中如何有效“分離”動力學和熱力學

很遺憾的是，相關教學研究并沒有關注到教學實踐中如何從源頭上消除這種混淆，而主要集中在以下三個方面：一是學科本體知識的推導。主要是從學科本體知識層面出發去辨析和論證化學反應速率、化學平衡狀態、化學平衡移動等核心概念的內涵和實質，探討各概念間的聯系和區別。該討論建立在大學物理化學的純理論知識之上，沒有涉及到具體的教和學，缺乏操作性。

二是教學策略與方法的探討。這類研究一般都起源于教師在實際授課過程中遇到的困惑或者問題，針對某一節課或者某一單元的內容，通過嘗試新的教學理念或者改進教學設計和方法來提高教學的實效性，然后分析比較改進后的成果和不足，為其他教師提供參考。但以上研究極少觸及學生在本部分產生認知障礙的本質原因：即將混淆了的熱力學和動力學作為建構知識的基礎。

三是學生學習障礙點的分析。這部分研究主要從教學重難點出發，調查分析學生存在的認知障礙和迷思概念以及形成原因，旨在探討如何避免學生在認知建構中出現矛盾。但這類研究的關注點集中在教學過程中的策略和方法是否恰當，很少觸及到學科本體知識框架的科學性。

1.3 教學誤區的實踐表征：“以其昏昏，使人昭昭”

在真實的教學情境中主要存在兩個方面的問題：一是教師本身理論知識紊亂、邏輯不清，不清楚化學反應速率和化學平衡之間的聯系和區別。因此在教學實踐中也就無法將這個問題有層次、結構化地呈現給學生。導致學生在認知建構的起始階段就存在誤區，失之毫厘謬以千里，最后無法認清動力學和熱力學的本質。

二是學生在學習這一塊內容時只考慮速率和平衡的關系，錯誤地使用速率去推斷一切平衡問題，混淆了兩個理論不同的適用范圍，不能區分過程性問題和狀態性問題，導致問題解決時思維混亂，甚至出現分別從“速率”和“平衡”的角度去分析同一個問題，居然得到截然相反答案的情形。如有學生學完速率和平衡之后提出一個問題，“有固體做反應物的可逆反應達到平衡狀態后，將固體由塊狀粉碎成粉末狀后，正反應速率增大，逆反應速率沒有變化，為何平衡沒有移動呢？”學生這種問題出現的根本原因在于學生沒有理解化學平衡移動的能量本質。

2 “速率”和“平衡”教學的實證研究

本研究對北京市一所普通學校的高二學生進行調查研究，發放問卷240份，回收有效問卷194份，有效回收率為80.8%。

研究工具分為問卷和訪談兩部分。（1）問卷測試。問卷包括對速率及其影響因素的理解、對平衡及其影響因素的理解、對平衡和速率關系的理解三個維度。每個維度均包括兩個判斷題，每個問題后均要求學生寫出判斷的原因。（2）半結構性訪談。對6位教師進行深度的半結構性訪談，主要從教師的角度關注教學實踐中速率和平衡問題的處理。測試總體結果如圖1所示。

學生對于化學平衡的表征、速率表征及速率與平衡的關系掌握較好，正確率在80%以上。但在平衡與狀態的關系、速率與平衡的移動等方面表現一般，正確率50%左右。由于相應的理論知識掌握不扎實，導致絕大多數學生在實際問題解決時束手無策，得分率非常低，僅有26%的學生能夠很好地解釋工業合成氨中的相關問題。圖1充分說明了以下幾個問題：一是大部分學生能從較低層次理解速率和平衡及二者關系，但未能上升到速率微觀變化機理的高度，孤立地考慮速率的各影響因素，沒有形成系統；二是接近一半的學生對于化學平衡狀態的實質認識有欠缺，不能理解平衡狀態只與系統的各狀態函數（焓、熵、溫度等）有關而與達到平衡的途徑無關；三是絕大多數學生對平衡和速率的關系極少能從本質上區分，幾乎都停留在各種規律的機械記憶上，化學平衡常數僅僅被作為計算的工具，沒有意識到平衡的熱力學實質（K與Q的關系）。

2.1 對平衡及其影響因素的理解：半數學生不清楚“平衡只與體系的狀態有關，與建立的途徑無關”

數據分析結果表明，87%的學生能夠正確判斷“化學平衡發生移動，但化學平衡常數不一定改變”，其中62%的學生能夠指出化學平衡常數僅與溫度有關，僅16%的學生能夠同時指出化學平衡受多種因素（濃度、溫度、壓強等）的影響。學生總體的25.7% 在解釋這一判斷時出現了錯誤。主要的錯誤解釋有三類，每類約占1/3，具體數據見表1。

有54%的學生能夠正確判斷“平衡只與體系的狀態有關，與建立的途徑無關”，其中39.5%的學生能夠答出“在等溫等壓下，固定容積時，1mol N2和3mol H2達到的平衡狀態與2mol NH3達到的平衡狀態是等同的”或者“以上兩種情況是等效平衡”。學生總體中有51.4%在解釋原因時出現了錯誤，沒有從熱力學的研究角度去看待平衡狀態，仍然試圖從變化過程推斷平衡結果，將動力學套用到熱力學問題的解決中，從而導致科學性錯誤。主要也是三類，具體情況見表1。

2.2 對速率及其影響因素的理解：大部分學生忽視速率的定量特征

數據分析結果表明，82.9%的學生能夠正確判斷“速率大，現象并不一定越明顯”，其中58.6%的學生認為“無明顯現象的化學反應即使速率大現象也不顯著”。學生總體的24.3%在解釋判斷原因時出現了錯誤，主要錯誤有兩種，一是認為速率是物質的量的變化，沒有考慮單位時間。數據表明大部分學生對于化學反應速率的意義認識比較清晰，但絕大多數學生僅基于化學反應的某種現象來考慮化學反應速率的大小，忽視速率的定量特征。有研究者指出，“化學反應速率”的廣義定義可以表_為“參與反應的物質的‘量’（如質量、物質的量、物質的量濃度等）隨時間的變化量”，這一定義是“化學反應速率”普遍的表達方式[3]；二是學生錯誤地認為只有觀測到宏觀實驗現象才能討論速率，如果沒有氣泡或者顏色變化等則無法測量速率。事實上，眼見不一定為實，有時現象明顯可能速率并一定大。

2.3 對速率和平衡關系的理解：幾乎沒有學生理解“速率所屬的動力學及平衡所屬的熱力學雖然兩者相關，但并不互為因果關系”

有81.4%的學生正確判斷“反應速率變化，平衡并不一定移動”，其中68.4%的學生能夠舉出反例如“催化劑可以改變化學反應速率，但并不能使平衡移動”來證偽該命題，3.5%的學生想到了“對于反應前后氣體的物質的量相等的反應壓強的改變同等程度地改變反應速率，平衡不移動”；學生總體的38.6%不能正確清楚地表述原因。判斷錯誤的學生原因主要有兩點：其一是化學反應速率決定平衡；其二是認為加熱等會使速率增大，但平衡有可能不移動。50%的學生能正確判斷“平衡正向移動，正反應速率可能變大、變小或者不變”，其中34.3%的學生表示“正反應速率和逆反應速率有可能同時增大或減小，但只要正反應速率大于逆反應速率，平衡即向正反應方向移動”。判斷錯誤的學生主要認為“只有正反應速率增大，且逆反應速率減小，平衡才能正向移動”。

速率是動力學概念，平衡是熱力學的概念，屬于不同的范疇，兩者相關，但并不互為因果關系。因此，應基于能量的視角來理解化學平衡的本質，熱力學中的平衡狀態是一種體系中所包含的能做功的熱量（焓）和分子功（熵）之間的特殊穩定狀態。這種狀態的存在用平衡常數K和Q的相對大小來衡量，而正逆反應速率相等是化學平衡建立后的一種外在表現形式，使用正逆反應速率的大小變化去推論平衡的相關問題存在科學性錯誤。

化學熱力學認為對任意的封閉系統，當系統有微小變化時，

總之，通過上述討論，無論是平衡的建立過程還是平衡的移動過程，熱力學基礎上建立的關于化學反應問題的結論，與反應速率之間沒有任何的聯系。

3 澄清“速率”和“平衡”教學誤區的建議3.1 教師要深刻把握熱力學、動力學的聯系與差異

化學反應動力學與化學反應熱力學是綜合研究化學反應規律的兩個不可缺少的重要組成部分。由于二者各自的研究任務不同、研究的側重點不同，因而化學反應動力學與化學反應熱力學既有顯著的區別又互有聯系。因此，教師要從源頭上對它們作本質的區分。

化學反應熱力學，特別是平衡態熱力學，是從靜態的角度出發研究過程的始態和終態，利用狀態函數探討化學反應從始態到終態的可能性及變化過程的方向和限度，而不涉及變化過程所經歷的途徑和中間步驟。所以化學反應熱力學只回答反應的可能性問題，不考慮時間因素，不能回答反應的速率和歷程。熱力學方法不依賴于物質的結構和過程的細節，旨在預示和指出途徑而不是解釋，因此它只能處理平衡問題而不能說明這種平衡狀態是怎么達到的，只需要知道體系的最初和最終狀態就能得到可靠的結果[7]。

一般來說化學反應動力學的研究對象包括以下三個方面：化學反應進行的條件（溫度、壓強、濃度及介質等）對化學反應速率的影響；化學反應的歷程（又稱機理）；物質的結構與化學反應能力之間的關系。化學動力學最重要的是研究化學反應的內因（反應物的結構和狀態等）與外因（催化劑、輻射及反應器等存在與否）是如何影響化學反應的速率及過程；揭示化學反應機理；建立總包反應與基元反應的定量理論等[8]。

在對化學反應進行動力學研究時總是從動態的觀點出發，由宏觀的研究進而到微觀的分子水平的研究，因而將化學反應動力學區分為宏觀動力學和微觀動力學兩個領域，但二者并非互不相關，而是相輔相成的。平衡是對過程結果的描述，速率變化則是對反應過程的描述。它們的解機制是兩個不同學科的不同問題，既非化學平衡移動決定反應速率的變化，也非反應速率的變化導致了化學平衡的移動，它們屬于各自獨立的學科體系問題。

3.2 教學順序可以嘗試調整，按照大學順序先平衡后速率，有利于中學與大學銜接

我們發現，傳統教學基本按照人教版教材順序安排，先講“化學反應速率”部分，然后通過速率的討論來研究平衡的建立問題。筆者通過教師訪談發現，他們認為“速率”較為貼近學生的生活經驗，且已有認知中的物理概念“速度”易于遷移，所以沒有覺得這種教學順序存在問題。但由于速率的影響因素和平衡的影響因素非常相似，這種教學安排導致前者對后者的學習產生了干擾，學生在后期平衡移動的判斷過程中把正逆速率的改變看成平衡移動的本質原因。

教師應當對學生的認知障礙有一定的判斷，認識到速率部分的學習對學生認知同化造成矛盾，因此合理調整教學順序，選擇比較合適的教學素材，可以克服這一困境。例如可以采取魯科版《化學反應原理》中的編排順序，將化學反應方向和限度放在化學反應速率之前教學。筆者對魯科版教材編寫專家進行訪談，發現該版本教材之所以將“平衡”置于“速率”之前，就是為了避免以往教學中先講速率的弊端，讓學生分清熱力學和動力學這兩個不同的問題。這樣的教學順序也符合大學化學中的授課順序，有利于中學到大學的教學銜接。

3.3 引導學生厘清平衡和速率，從熱力學的角度解決平衡問題

為了使學生能從本質上理解反應速率的影響因素，教師要使學生將速率的宏觀影響因素（濃度、溫度、催化劑）和微觀機理（碰撞理論和活化能理論）結合起來，只有讓學生能從能量角度（活化分子數和活化分子百分數的改變）推理出濃度、溫度、催化劑對速率的影響，學生才能不浮于表面的死記硬背。針對化學平衡移動這一學生認知困難的部分，教師應當深刻把握平衡的本質，即將平衡的影響因素歸于化學平衡常數K與濃度商Q的不相等，溫度改變了平衡常數K的數值，而壓強或濃度改變的則是濃度商Q的數值，平衡會向使濃度商Q趨近于平衡常數K的方向移動。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2][5][6][7]傅獻彩等.物理化學（第五版）（上冊）[M].北京：高等教育出版社，2006：343～347，348～349，362～365，64

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ZOU Zhong-li MA Jin-fu CHEN Zhan-lin

（School of Materials Science and Engineering， Beifang Univesity of Nationalities， Yinchuan Ningxia 750021， China）

【Abstract】According to the characteristics of Physical Chemistry and the development requirements of the major， teaching reform is carried out in Physical Chemistry course. The reform includes changing in curriculum， improving teaching content and updating teaching methods. The students’ interest and learning initiative are increased clearly， and the quality of teaching and the teaching level are improved effectively by teaching reform.

【Key words】Physical chemistry；Teaching reform；Teaching effect

物理化學是新能源材料與器件專業的一門專業基礎課。該課程是從化學現象和物理現象的聯系中，尋找和探索化學反應過程中普遍性變化規律的一門科學[1]，研究內容包括化學熱力學、化學動力學、電化學及表面化學等，其研究目的是探究物質變化過程的基本規律，用于解決科學研究和實際生活中的問題。“新能源材料與器件專業”是今年教育部2010年公布的戰略性新興產業相關專業之一，全國共有十余所高校獲準設立該新專業。物理化學課程可為新能源材料與器件專業后續課程、創新實驗和畢業設計提供重要理論支撐。通過新能源專業的教學實踐，筆者從以下幾方面談幾點認識和體會，供大家探討。

1 存在的問題

物理化學課程內容理論性強，公式多，概念多，需要教授的知識點多，而課時卻非常有限。正由于這些特點使得該課程成為高等院校中有名難學難懂的專業課，考試通過率普遍很低。通過本校新能源專業的教學實踐，學生也普遍反映該課程理論概念抽象、相關公式和使用的限定條件眾多，十分難學，在學習過程極易產生厭倦和抵觸的情緒。

此外，物理化學存在的另一問題是學習起點高。前修課程包括高等數學，大學物理，無機化學。由于各課程自成體系，互相封閉，各自為教造成基礎課，基礎課與專業課存在重復不協調現象嚴重。使得教與學都十分困難，教師要耗費大量時間解釋相關課程的基礎知識，而學生也難以理解和接受。比如在微積分和微分方程都沒有學到情況下，讓學生理解化學動力學中n級反應，顯然是不恰當的，再如多組分系統熱力學中偏摩爾量的概念，沒有高數知識也是無法理解的，這樣的教學脫離了學生的基礎，也違背了循序漸進的教學原則[2]。

2 教學內容的改革

針對目前物理化學的現狀，筆者首先從教學內容進行改革，對教學內容和教學體系進行了重新梳理，具體包括以下三方面。

2.1 修訂教學大綱，力求內容少而精

目前全國大多數高校中開設的物理化學課程學時至少在80學時以上，而本校物理化學課程的學時只有48學時。這造成了在選取教材方面存在極大的困難，物理化學的經典教材有很多，然而即使在簡明教材中也難有一種符合本校專業的培養要求。本課程曾經選用的教材在實踐教學中發現，雖然是面向材料專業編寫的，并且在課程內容方面對材料專業也有所側重，但書籍閱讀理論基礎較高，學生普遍反映看不懂。綜合考慮采用清華大學朱文濤教授主編的《物理化學簡明教程》，該書對傳統物理化學的內容去繁就簡，內容也深入淺出。在此基礎上要求教師在授課過程中也不唯書，不照本宣科，對原有教學大綱進行修訂，比如去掉物質的狀態與表征一章，合并表面和膠體兩章，使其更具有科學性和概括性。

2.2 教學內容與實踐結合，激發學生興趣

興趣是最好的老師，如何提高學生的學習興趣一直是物理化學教學中關注的問題[3]。物理化學是一門系統性很強的課程，在講授過程中注重科學發展史的介紹。例如熱力學第二定律的講授過程中增加熱力學定律研究和產生的歷史過程，引入永動機的起源和爭論，既可以引發學生的聽課興趣，培養學生嚴密的科學思維。再如冰箱制冷與卡諾循環、中暑與熵病、土壤保墑與開爾文公式、鹵水點豆腐與膠體聚沉等，將生活中常見的現象與本課程有機地聯系起來。此外結合專業以課程內容為主線，介紹一些與新能源專業聯系緊密的科技進展，如在電化學章節可增加與新能源專業聯系緊密的鋰離子電池、燃料電池等的發展，經過教學實踐收到了很好的教學效果。

2.3 梳理知識結構，協調與其他學科的關系

在教學過程中教師需要經過思維加工，設計出課程知識體系，以便于學生理解掌握。物理化學的概念多，對于每一個概念教師在上課過程中確切說明：問題是怎么提出來的？它的定義是如何表述的，其物理意義是什么？適用范圍是什么？等等。通過舉例的方式詳細講解各個章節的重點和難點，將知識點聯系起來，融會貫通[4]。針對無機化學與本課程在內容上有一定重復，避免低層次的重復，充分利用學生已有的知識和經驗，重點介紹以前未學的知識點，使得兩門課程可以很好地銜接起來。針對物理化學中大量定義、結論、推導過程都使用了大量的數學知識，在實際教學過程，教師有意識地提前安排學生進行課外復習，對于一些重要的數學知識，可以在課堂上進行簡要復習[2]。

3 多種教學方法和教學手段

3.1 改進教學方法

教學方法的改革包括在課堂教學過程中擺脫滿堂灌的模式，要想調動學生的學習積極性，設疑啟發是一個有效途徑[5]，在教學過程中多提示、多啟發，將理論和例題講解相結合的方式，講述理論時可以選用學生熟悉的生活現象來設置疑問，進而引出理論解釋；講解精選例題時多啟發學生，引導學生培養正確的思維方式，實現教師為主導、學生為主體的雙向互動，充分調動學生的參與意識、主動性和積極性，促進教學質量的提高。

3.2 多種教學手段相結合

多媒體相對于傳統板書教學有著不可比擬的功能，可以形象使用圖表動畫形式演示抽象的物理化學理論，提高課堂效率，還可以通過視頻形式向學生展示一些重要的科技前沿成果，激發學生的學習興趣，啟發學生的創新思維[6]。此外，在采用多媒體輔助教學的基礎上，課下可依托學校的網絡教學平臺建立該課程的學習平臺，使得課堂教學得以延續和補充。將課程簡介、教學大綱、教學日歷、教案、參考書目等相關內容上傳，讓學生根據自己實際情況在課下自由選擇時間進行學習，解決自身存在的不同問題，同時可以強化學生對知識的理解和掌握，提高學生的自學能力。

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1目前物理化學教學中常見的問題

1.1內容多課時少

對于非化學專業，《物理化學》課程多是選修課，課時僅有36～54個學時不等，在如此短的教學時長內，讓學生完全接受并理解化學熱力學、化學動力學、電化學、統計熱力學等方面的知識是不現實的，更遑論知識點的實際應用。據調研可知，在很多高校，統計熱力學部分都是不講解的，化學動力學部分也是匆匆帶過。因此，即使經過54學時的認真學習，學生們對于物理化學仍然是一知半解，無法深刻領會物理化學“將微觀與宏觀巧妙結合”的魅力所在，在實際的應用中也會受到一定程度的限制［2－3］。

1.2教學方式單一

由于物理化學是一門理論性較強的課程，定理和公式繁多，并且適用條件區分嚴格。傳統的物理化學課程的教學模式是:老師對定理和公式進行講解，學生被動的接受這些新的抽象信息。并且公式推導過程中使用PPT播放的方式不利于學生熟悉推導過程，因此很多老師在講解物理化學時仍然沿襲了板書教學的方式。這種方法在公式推導過程中具有明顯優勢，但其缺點是拖延教學進度，并且在一些前沿應用的講解方面不夠直觀。這樣僵化的教學模式使得學生學習興趣降低，不能充分發揮主動性和創造性。單純的對學習內容進行記憶不利于學生科研能力和創新能力的培養。

1.3教學內容單一

由于物理化學是一門理論性較強的學科，課堂教學內容主要就是圍繞著課本中的理論和公式。即使在非化學專業的教材中，體現學科交叉方面的內容仍然較少，專業特色不顯著，跟不上學科的發展需要。教材更新速度較慢，對于近年來物理化學新的成果與理論以及與其他學科交叉所產生的新的應用體現較少。通過和學生的交流，我們發現:在課本中找不到很多與自己專業相關的應用實例，也是學生提不起興趣的主要原因之一。

1.4理論和實驗課脫節

目前的教學模式下培養出來的學生雖然能夠掌握一定的理論和基本概念，但是綜合運用知識的能力不強。在物理化學實驗課上，很多同學都無法將實驗內容與理論知識結合起來。這除了與傳統教學模式的效果直接相關外，還有一部分原因是由于物理化學的理論和實驗課程不是同期開設所導致的。一種情況是實驗課和理論課同時開設，由于實驗進度快，會導致理論沒有學到，實驗卻已經開始做了，無法讓學生利用所學理論指導實驗。另一種情況是實驗課延期開設，有很多學生已經將上學期的理論課程內容忘記，同樣起不到理論和實際相結合的目的。

1.5授課方式單一

大班授課是高校的傳統授課方式之一，一個老師同時給上百名學生一起上課，選修課更是如此。網絡上曾熱傳一張“學生類型分布圖”，圖片中展示了不同類型的學生在大教室的分布概率。認真聽講的同學通常會占據教室的前三排，不聽講的同學則習慣性的坐在教室的后三排。在這種大班課堂上，老師很難調動所有學生的積極性，大部分學生不愿意發表獨立見解，不愿意提出質疑，上百人的大課堂變成了幾個人的小課堂，這既不利于教師對知識的傳授，也不利于學生對知識的獲取。

2《物理化學》選修課教學方法改進的淺析

2.1物理化學選修課程的定位

根據開課專業的特點以及物理化學在相應專業的作用，在課程的定位上要充分考慮其服服務性、基礎性、應用性和銜接性。選修課不是專業核心課程，因此在物理化學課程的定位上就需要擺正心態、擺好位置，服務專業。在課程的教授上要結合專業特點，除了講解經典的理論和公式外，還需要著重講解與專業相關的知識點，強調和突出物理化學在其專業領域的應用。適當縮減繁復的數學推導，注重相關結論的物理意義、適用范圍、及其與自然現象或者工程問題的結合。同時，為了更好的服務其他課程，在內容的選取方面，應結合物理化學的知識結構特點，適當拓展相關的交叉學科所需要的內容，避免在后續的學習過程中出現知識結構斷層。

2.2傳統教學方法與多媒體教學相結合

物理化學是一門概念性、理論性、系統性和邏輯性很強的學科，內容抽象、公式推導過程繁雜。在學時較少的情況下，利用多媒體的圖、文、聲、像等方式使得抽象的內容具體化，便于學生接受。除了常見的PPT形式教學，還可以利用FLASH動畫、微課視頻、網絡上熱門實驗視頻、國內外教學名師的慕課視頻等形式給學生們以全新的上課體驗，讓學生們感受到物理化學就在身邊，提升他們的學習興趣，明確他們的學習目的［4－5］。同時，多媒體教學方式的運用，還可以節省板書時間，提升教學效率。然而，在公式推導方面，仍然推薦使用板書教學，有利于學生跟上老師的講解思路，進行邏輯思維，加深記憶。只有將傳統的和先進的教學方法相結合，重返發揮它們各自的優勢，才能明顯提高教學質量。

2.3教學內容和教學方式多樣化

合理安排教材中的理論和應用部分的講解比重，既不能對公式和定理進行羅列式的講解，也不能過度簡化理論知識，單純進行應用實例的展示。二者的比重要相當，并且教學內容要進行穿插式的講解。教學過程中，多采用啟發、討論等形式的教學方法［6］。不能只和坐在前三排的同學討論問題，和學生的互動要覆蓋整個教室。譬如將學生按列劃分成小組，針對一節課或者一章節的內容進行問題搶答或者討論接龍，調動起所有學生的積極性，讓每一位學生都不置身事外，成為課堂上的活躍分子。

2.4合理安排理論和實驗課程

將物理化學理論課和實驗課結合起來，由同一位老師負責，根據講課內容和進度靈活安排實驗課的內容和時間。在進行完一個章節或者一個知識點的理論學習后，安排一個相關的實驗，。可以先組織學生來設計實驗，列出實驗用品的清單，再根據實驗室條件準備好需要的實驗儀器和藥品，進行實驗。這樣可以充分調動學生的積極性，改變當前的“老師帶著學生做實驗”的傳統理念，開創“我的實驗我做主”的新模式。在設計實驗、準備實驗和完成實驗的過程中增加學生的參與度，鍛煉學生的統籌安排能力，提升學生的自主創新能力。

3結語

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【關鍵詞】無機及分析化學 教學質量 策略

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）07C-

0136-02

無機及分析化學是我校于2004年實施基礎化學教學改革后，將無機化學和分析化學的課程內容進行整合形成的一門新的課程，是化學工程、高分子材料工程、生物工程、環境工程等工科專業學生在大學階段學習的第一門化學課，對培養基礎扎實、創新能力強、適應經濟社會發展需要的應用型人才起著十分重要的作用。這門課程的學習效果直接關系到后續課程如有機化學、物理化學及相關專業課程的學習。整合以后的無機及分析化學課程內容更緊湊、合理、連貫，并且大大減少學科間知識點的重復，從而建立起更有利于學生系統地學習和創新思維培養的課程體系。針對目前該課程教學內容較多、課時數較少的情況，為了使學生掌握更多的知識，有效地提高課堂教學質量，我們在改進教學內容、教學方法等方面進行了探索和嘗試，收到了明顯的效果。

一、教師提高教學科研水平

課堂是教師傳道授業的大舞臺，教師要在這個舞臺上面充分展示自身學識、能力、魅力。教師在課堂中若能旁征博引，引經據典，妙語連珠，必然能提高學生的學習注意力和興趣，從而達到優化課堂教學效果和提高教學質量的目的。要做到這一點，單純地在課堂上照本宣科講授知識是不夠的。素質教育對現代教師提出了更新、更高的要求，老師不僅需要有淵博、深厚的學科知識，還需要勇于反思，不斷提高自己的科研業務能力。專任教師特別是青年教師必須不斷地提高自身的綜合素質和教學技能，并且時刻關注學科前沿信息及發展動態，注重教學內容的更新和拓展，避免過多地講授陳舊過時的知識。教師的業務素質是提高教學質量的保證，而教學與科研相結合是提高高校教師素質的一個重要途徑，因為科研過程也是學習過程，教師在科研過程中可以發現和彌補自身知識、技能的缺陷，促進自身對于科研方法的掌握、運用與科研能力的提高。

二、合理安排教學內容

我校采用的教材是林培喜、朱玲主編的《無機化學與分析化學》（第一版），全書共十九章，主要分為化學熱力學與動力學、四大化學平衡與定量分析、原子結構與分子結構、元素化學和現代分析方法四大部分，教學大綱要求是一個學期教完，70個課時。學生普遍覺得教學內容繁多，上課進度太快，對知識點的消化理解周期短，上一節課的內容還沒有掌握好，下一節課又有新的知識點，如此下去就進入一個惡性循環，也就談不上對教學內容學透、學深了。因此，在教學內容的組織、教學設計的布局等方面，都要充分考慮到學生的接受能力。要在有限的學時內按質按量地完成教學任務，就要對教學內容進行取舍，適當安排學生自學的內容。為此我們選擇了化學熱力學與動力學及元素化學這兩部分內容進行處理。由于熱力學和動力學方面的內容學生會在后面的物理化學課程中重點學習，所以在課堂上只是重點介紹了化學反應的吉布斯自由能及其與化學平衡的關系這一內容，因為這一內容對后面四大化學平衡的掌握非常重要；而元素化學部分的內容繁多且沒有規律，由于學生在高中化學也學過相關的知識，要掌握起來也不算難，所以在教學這一部分時，重點把各族元素的通性向學生介紹，學生通過自學掌握其它的知識點。如此就可以把教學重點放在其余部分的教學上，在有限的時間內完成教學任務。

另外，我們還要根據學生的專業特點來制定教學內容。例如，對于環境專業的學生，除了基礎概念的講解之外，在涉及具體的分析方法和儀器分析時，可以和環境污染方面的內容聯系起來，如自來水硬度的測定可用EDTA滴定法、環境中甲醛的測定可用分光光度法等；而對于食品及生物專業的學生，可以把“如何分析奶粉中的蛋白質含量”“如何檢測三聚氰胺的存在”“如何鑒別及檢測地溝油”等相關的熱點問題和教學聯系起來。這些內容不僅和我們的生活息息相關，還跟學生的專業緊密相連，讓學生在思考問題的過程中既能體會到分析科學在實踐中的具體過程，也能將抽象概念與實際問題相結合，即加深了學生的印象，又幫助其掌握了相關知識點，達到學以致用。

三、講解做到深入淺出

一個知識點，闡述方法不同，難易程度可能大大不同。針對教學過程中的一些疑點、重點、難點，應該做到深入淺出，講明講透，盡量讓學生在課堂上就能掌握。對于教材中的原子結構、分子結構這一類空間結構的內容，很多學生感到抽象難懂。如果我們單純地照本宣科，只是把其中的條條框框講出來，很多學生是聽不懂的，而且也會因此對這個內容產生厭惡的情緒，也不會主動再學習，不利于今后其他專業課程的學習和深造。比如，“原子核外電子排布”規律要遵循的三大原則中的“洪特規則：電子在簡并軌道上排布時，應優先分占盡可能多的軌道，且自旋方向相同”這一內容，如果以公共汽車上的座位為例，將原子核外的各個電子比做乘客，將原子核外的各個軌道比做座位，學生覺得有趣，通俗易懂，普遍反映比較好理解。諸如此類問題，在課堂上要隨時發現并用通俗的實例化抽象為具體，深入淺出，提高教學質量。

四、善于綜合利用教學法

教無定法，貴在得法。教學方法直接影響課堂教學質量和效果，在人才培養中處于十分重要的地位。雖然廣大教育工作者普遍都認識到“滿堂灌”“填鴨式”的教學方法的弊端，也一直在探索新的教學方法，但由于很大程度上受到傳統思維習慣的影響，課堂教學方法的改革在很大程度上難以實施。在課堂教學上一方面要繼承和借鑒傳統教學的經驗和長處，使其不斷發揚光大；另一方面也要在認真調查、深入研究的基礎上，大膽改革那些陳舊的、落后的教學內容、教學方法和教學手段，敢于打破常規，不斷推進課堂教學理念及課堂教學工作的更新、豐富和發展。要根據教學內容及特點選用合適的教學方法，將各種教學方法綜合起來利用，如在以教師講授為主的教學過程當中，可以采用啟發式、設問式、提問式、自問自答式等方法；在以研究探討為主的師生互動的教學過程中，采用以學生為主體的探究式、開放式、研究式、創造式等教學方法。

五、傳統教學與現代教學手段有機結合

隨著教育教學研究的日益豐富、教育技術的日益提高，多媒體教學逐漸成為目前教學技術的主流之一。因為多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影像這樣的特點，具有許多對于教育、教學過程來說特別寶貴的特性與功能，這些特性與功能是其他媒體（例如幻燈、投影、電影、錄音、錄像、電視等）所不具備或是不完全具備的。利用多媒體可以在有限的時間內提供大量的教學信息，對教學任務繁重的無機及分析化學課程來說是大大提高了教學的效率。而且這種教育技術具有強大的表現力和渲染力，增強了教學的趣味性和直觀性，在教學重點和難點的講解上起到很好的輔助作用，這是傳統教學無法比擬的。

將現代教學手段和教育技術引入課堂教學，無疑將大大提高課堂教學質量和教學效果。但是課堂信息過多過濫只能使學生被動地接受授課內容，缺乏思維的過程；甚至造成教師只是播音員和解說員，失去了對教學應有的控制。科學的教學手段和教育技術不僅僅是現代教學手段和教育技術，同時也包括傳統的教學手段，如粉筆和黑板等。課堂教學不應該單純依賴于教學課件，而應該根據教學內容選擇適當的教學手段，為教學內容服務，不能喧賓奪主、本末倒置。比如對于教材中的公式推導，應該通過板書的邊講邊推理來引導學生理解公式，如此學生才可以清楚地理解公式的來源及推導過程，對于公式的應用及理解可以達到很好的效果。在教學中應避免盲目使用和濫用多媒體教學課件的現象，要正確把握其中的度。只有將多媒體與其他教學手段有機地結合起來，才能使教學效果得到最大程度的提高。

六、注重課后輔導和答疑

課后輔導和答疑一直是教學過程中的一個重要環節，是檢驗教學效果的一種手段，同時也是促進教師教學能力提高的一種途徑，是課堂教學的補充和延伸。一方面，教師通過輔導答疑可及時了解教學效果和學生的學習情況，有助于“因材施教”，提高教學質量；另一方面，輔導答疑也能促進教師自身的成長，學生咨詢的問題包羅萬象，無疑會給教師造成一種壓力，進而轉化為教師積極學習、不斷提高的內在動力。由于無機及分析化學的課時有限，僅僅通過課堂上的時間來解決學生的疑難問題是遠遠不夠的，因此，教師除了每周應安排固定的答疑時間，還可以充分利用網絡資源進行課后輔導。如可以利用我校的網絡教學平臺，在網上解答問題，上傳一些教學心得、無機化學課后習題答案、教學安排、實驗安排、考試成績和優秀的化學課程網站等，學生通過課外時間上網查閱各種無機化學的資料，擴展了知識，彌補了課堂教學和課堂討論的不足，進一步加深理解和鞏固無機化學的基本理論及基礎知識。

總之，無機及分析化學課程教學面臨的問題是多方面的，而教學方法是沒有固定模式的，我們要始終堅持不懈地探索、實踐，努力提高教學水平，才能適應培養應用型人才的目標，為培養高素質的人才貢獻力量。

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篇9

1.1各章節與藥學相關內容的增加近年來對藥物新劑型及新的給藥系統研究成為熱門課題，因此七版教材最大的優點在于引入了大量與藥學相關的熱點實例(延續六版基礎上)，如利用熱力學中物質pVT狀態變化介紹超臨界萃取技術在天然藥物提取中的應用;相平衡中的冷凍干燥、減壓升華技術在制藥工藝應用的原理;依據二組分完全不互溶系統特點建立提取藥材揮發性有效成分的水蒸氣蒸餾法;化學動力學(較六版)更詳細地介紹了藥物有效期的預測，藥品給藥時間的相關計算實例，同時還介紹了藥物穩定性的影響因素及實驗方法;膠體分散系統中增加了斯托克定律在混懸劑中的應用;滲析技術在治療腎衰竭中的原理;納米技術在緩控釋制劑、傳感器等方面的應用以及利用電泳技術判斷某器官是否病變等。七版教材更體現了“專業性”和“應用性”兩者有機結合的特點，與藥學專業聯系更緊密，更符合藥學生的使用需要。

1.2各章節部分內容的縮減藥學教學體系中，物理化學內容多，課時有限，因此六版教材對五版部分內容做了精選與刪減，調整參考課時，減少學生學習負擔。如電化學章節刪除了與藥學專業聯系不大的“強電解質溶液的互吸理論”、“化學電源”的內容。化學動力學中刪除“藥物貯存期預測變溫法”、“藥物對光穩定性”、“反應機理確定”及“快速反應研究技術”，但是對藥學專業學生而言“藥物貯存期預測變溫法”與“藥物對光穩定性”內容是十分重要的內容，因此七版教材在六版的基礎上又將該部分內容重新加入。縮減后的七版與六版教材其課時數較五版縮短5～10個學時，有利教師的教學安排，減輕學生學習負擔。

1.3部分章節符號及講解順序的調整新版教材在物理化學的符號及采用標準上更符合國際慣例的要求。除此之外，通過章節調整，更加符合授課特點，更利于學生學習與總結。如第五版與第六版、七版教材最大的區別在于功的正負號規定上:五版教材規定系統對環境做功為正，環境對系統做功為負，而六版、七版教材對此規定正好相反，原因在于這兩種規定所采取的標準不一樣。除此之外六版以后亥姆霍茲能的符號改為F。在內容講解順序上，七版教材將部分章節內容講解順序進行了優化調整，更易于學生的學習與理解。如七版教材中熵的計算一節中，對不同條件熵的計算公式的推導的內容就進行了調整。

1.4引言、附錄、例題及習題的相關調整雙語教學已成為我國教育改革的熱點問題，因此從第六版教材開始增加了相關術語的中英文對照附錄(七版在六版的基礎上又新增大量相關專業外語詞匯)。除此之外七版教材在每章引言前列有各章要求，以利于學生抓住要領(六版教材無)，而五版教材的章節要求內容列于理論之后習題之前，顯得不夠醒目。

2教材、授課內容及教學方法調整建議

2.1注重專業特色，明確課程的整體框架結構，突出教學的重點和難點針對藥學專業編寫的物理化學教材，一定要突出藥學專業及相關專業特色，從內容、例題習題及案例的選編上應有所體現。結合藥學專業特點，建議適當調整表面現象、膠體分散系統部分內容的權重，如可適當結合藥學實際增加有關表面活性劑，復合型非離子型表面活性劑HLB值計算，電泳等技術在藥學中的應用等相關知識。授課時也要讓學生了解整個教材編排結構，清楚物理化學課程主要兩塊內容有:化學熱力學和化學動力學，在此基礎上延伸出化學平衡、相平衡、電化學、表面化學及膠體分散系統的相關內容。

2.2加強校對，避免出現差錯該版教材在修訂了第六版教材部分差錯情況下，也還存在少量錯誤。如，第二章第57頁文字第九行“以對T作圖”應改為“以CP/T對T作圖”;第59頁“將式(2-32)”改為“將式(2-34)”;第三章第78頁第五個公式(偏摩爾亥姆霍茲能)中的下角標“T，V，nj≠B”應改為“T，P，nj≠B”;第四章課后習題第六題參考答案與題不符;第五章第二節第128頁克拉伯龍方程推導示意圖中“dG(α)=0，dG(α)=0”應改為“dG(α)，dG(β)”;第五章第二節第129頁固氣平衡克拉伯龍方程推導中“Vm(g)≥Vm(l)，ΔVm=Vm(g)－Vm(l)”應改為“Vm(g)≥Vm(s)，ΔVm=Vm(g)－Vm(s)”;第六章第171頁第三節第二行“還可獲得連續的連據”應改為“還可獲得連續的數據”;第六章第四節第177頁“由表6-5中”應改為“由表6-4中”。教材中還有部分差錯不一一列舉，希望編者在續版教材編寫過程中把好編、寫、校、審四個環節的質量關。

2.3圍繞藥學專業特點，優化精簡內容針對藥學專業其他課程部分內容與物理化學重疊的問題，在物理化學課程內容的設計上是否可以考慮在保證物理化學知識體系的系統性、連貫性和完整性以及顧及藥學專業理論層次，保證學生能夠學以致用，與專業知識緊密聯系的基礎上，對續版教材或教學內容進行合理的精簡。如無機化學中化學反應的方向、化學反應速率、化學平衡、氧化還原等章節知識與物理化學部分重疊，結合藥學專業培養方案及課程學習時間，是否可以考慮將熱力學內容精簡合并為一章，結合熱力學三大定律主要強調始態、終態、狀態函數、熵，判斷自發過程方向判據等一些重要的概念，處理宏觀變化問題的思路方法，以減輕學生的學習負擔。［10］此外相平衡、化學動力學、表面現象及膠體化學對后繼藥學專業課程的學習非常重要，可以考慮適當調整課時，增加與藥學相關的典型例題，解析現象原理。如新型表面活性劑對透皮吸收技術、外用藥膏的作用;應用鋪展與潤濕的知識介紹軟膏劑基質、片劑輔料的選擇等。

2.4可適當增加物理藥劑學的內容針對學生在學習藥劑學中的粉體學、流變學、溶解性等章節時難以理解的問題，建議新版可將該部分理論融合在物理化學里面，這樣學生學習會相對輕松。因為通過對物理化學中熱力學、動力學、表面化學等基礎理論內容的學習，學生已經習慣了抽象思維和建立理想化模型的研究方式，所以對粉體學、流變學、溶解性等章節也能很好地理解。

篇10

元素化合物知識的教學反思

《高中化學課程標準》明確指出，“試題并不完全測試教學內容的掌握程度，其測試重點集中在能夠將這些內容應用到廣泛的情景中去的能力上”。元素化合物的教學重點，不在于詳盡系統地掌握元素化合物知識，而在于能否“通過對實驗現象、實物、模型、圖形、圖表以及自然界、生產和生活中的化學現象的觀察，獲取有關的感性知識和印象，并對這些感性知識進行初步加工和記憶的能力”。

對比《全日制普通高級中學化學教學大綱》和《高中化學課程標準》可以看出，傳統高中化學課程與高中化學新課程所涉及的元素化合物知識在教學內容和學習方法上都有很大的改變。

在教學內容上，傳統高中化學課程元素化合物教學內容是按照元素自然族的方式編排的，教材容量較大，課時安排較多；而高中化學新課程元素化合物教學內容是從物質分類的角度對元素的單質及其化合物進行處理，使得元素的單質及其化合物知識由現行高中化學教材（人教版）中的六章內容縮減為新課標教材（人教版）中的兩章內容，系統學習的分量大大減少。新課程元素化合物教學內容向少而精變化，是化學科學發展對中學化學教學內容選擇影響的反映。隨著化學科學的發展，特別是物質結構、化學熱力學等理論研究和方法、手段的進步，中學化學教學的主要內容必然要發生變化：在學習宏觀物質的組成、變化內容的同時，融合并加強了微觀結構與反應原理規律的學習，突出了化學從原子、分子層次研究物質的特點。由于學習內容拓寬，學時和教材篇幅又不能無限制的增加，元素化學的教學內容就要壓縮，力求“少而精”。然而，這并不意味著要削弱元素化合物的教學。相反，新課程的實施，加強了化學教學內容與生產生活、自然界中與化學有關事物的聯系，拓寬并加強了概念原理的教學、探究能力的培養，將有利于學生從較高的層次上把握元素化合物的知識，提高學生從各種信息渠道主動地獲取元素化合物知識的能力，提高化學學習和研究的綜合能力。

在學習方法上，傳統的高中化學課程元素化合物教學一般只從結構決定性質、性質決定用途這一種方法進行指導，而新課程元素化合物教學強調從氧化還原理論、物質分類以及類比遷移等角度進行，有利于形成學生的發散性思維，激發創造性。同時，新課程也注重對方法的總結和遷移，有利于學生舉一反三。新課程元素化合物教學關注對元素概念的認識，以元素為主線，關注同種元素不同價態物質之間的轉化以及如何轉化，而傳統的中學化學課程更關注對單一物質性質的理解。從這一點來看，新課程注重聯系和發展、注重整體性的教學。