1講授重要知識點，注重知識點之間的銜接，引導(dǎo)學生融會貫通

物理化學包含了熱力學、動力學、電化學、表面現(xiàn)象、膠體化學等方面的知識，內(nèi)容覆蓋面廣、知識點多。對冶金專業(yè)本科生而言，學習物理化學主要以應(yīng)用為目的。因此，在講授冶金專業(yè)物理化學課程時，主要是講授重要知識點、要少而精，理論聯(lián)系實際，不用在理論深度上過多擴展。胡英院士指出：“教學內(nèi)容一定要少而精，這樣才能為今后博而通打下堅實的基礎(chǔ)”。教學過程中，重點講解物理化學的基本概念，使學生深刻理解其物理意義。重點講解基本原理，使學生理解物理量之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系。此外，注重向?qū)W生展示重要知識點之間的銜接關(guān)系，引導(dǎo)學生在這方面進行思考與理解，從而幫助學生構(gòu)建物理化學知識框架。這點對于學生而言至關(guān)重要，是其在后續(xù)課程《冶金原理》、《煉鐵學》、《煉鋼學》、《有色冶金學》等的學習中應(yīng)用物理化學規(guī)律認識與理解專業(yè)知識、解決專業(yè)技術(shù)問題的關(guān)鍵基礎(chǔ)。同時，引導(dǎo)學生進行相類似規(guī)律定理之間的對比、相類似知識點的總結(jié)與歸納，加強學生對重要知識點的理解，從而達到融會貫通的目的。

2理論知識的講授聯(lián)系日常生活，引發(fā)學生對物理化學的學習興趣

由于物理化學是以數(shù)學、物理工具來剖析化學問題，建立的公式形式復(fù)雜、種類繁多，容易顯得知識內(nèi)容枯燥乏味，致使學生對物理化學的學習興趣不濃厚。如何提升學生的學習興趣，也是物理化學教學過程中需進行改革之處。通過實踐發(fā)現(xiàn)，在講授理論知識時，利用知識點解釋日常生活中的相關(guān)物理化學現(xiàn)象，能極大地提升學生的學習興趣。比如，在講解稀溶液依數(shù)性時，提及人們在雪地上撒鹽以防止結(jié)冰路滑的行為。以提問的方式，引導(dǎo)學生思考人們這種行為的原因、是利用了什么物理化學原理，讓學生領(lǐng)悟如何利用理論知識解決日常生活問題。同時，讓學生列舉出日常生活中利用稀溶液依數(shù)性的例子，分析該例子中的物理量分別對應(yīng)于相關(guān)理論公式中的什么物理量。再比如，在講授毛細現(xiàn)象時，誘導(dǎo)學生思考與聯(lián)想在醫(yī)院體檢化驗指血時為什么將透明玻璃細管放在手指扎破處即可讓血流入玻璃管而沒有施加任何負壓。引導(dǎo)學生進一步聯(lián)想日常生活中遇到的什么問題可以利用毛細現(xiàn)象原理加以解決。通過這樣的教學互動方式，一方面提高了學生學習物理化學的主觀能動性與學習興趣，另一方面培養(yǎng)了學生善于觀察、善于思考與分析問題的良好習慣，為進一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。

3理論知識的講授聯(lián)系生產(chǎn)實踐，培養(yǎng)學生對專業(yè)知識的學習興趣

由于物理化學是冶金專業(yè)本科生的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，因此在講授物理化學時，除了要引發(fā)學生對物理化學的學習興趣、使掌握物理化學知識框架外，還需要讓學生了解物理化學在冶金專業(yè)知識體系中的作用、培養(yǎng)學生對冶金專業(yè)知識的學習興趣。為達此目的，在物理化學理論知識的講授過程中，需對應(yīng)用性強的知識點進行擴展講解，介紹相關(guān)的冶金生產(chǎn)技術(shù)。比如，在講授完畢表面活性劑的相關(guān)知識點時，擴展介紹利用表面活性劑的特性而發(fā)展的浮選技術(shù)。引導(dǎo)學生查閱書籍與文獻資料，通過閱讀了解浮選的目的、浮選工藝過程與主要設(shè)備等；結(jié)合所講授的表面活性劑的相關(guān)知識點，理解如何根據(jù)礦物性質(zhì)選用表面活性劑進行浮選。再比如，在講授固相完全互溶的二組分相圖關(guān)于區(qū)域熔煉的原理后，給學生列舉目前常用區(qū)域熔煉技術(shù)提純的材料種類，讓學生分析這些體系中雜質(zhì)與待提純物質(zhì)分別是什么、并指導(dǎo)學生設(shè)計實現(xiàn)區(qū)域熔煉的裝置。通過將理論知識聯(lián)系生產(chǎn)實踐，充分調(diào)動學生主觀能動性，讓學生了解冶金技術(shù)的由來，初步體驗如何利用理論知識解決實際生產(chǎn)問題，逐步培養(yǎng)學生對冶金專業(yè)知識的學習興趣和樂趣。

[摘要]分析物理化學教學現(xiàn)狀，探討將科學研究與物理化學教學有機融合的教學模式，初步培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和科研素養(yǎng)，激發(fā)學生學習興趣，有效提升物理化學教學質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]科學研究；物理化學；教學質(zhì)量

在本科階段，人才培養(yǎng)不但要讓學生學會書本知識，更要的通過教與學的實踐過程培養(yǎng)和提高學生應(yīng)用所學知識解決現(xiàn)實問題的能力，著力培養(yǎng)本科學生的學習能力與創(chuàng)新意識。以科研實踐為牽引提升物理化學教學的質(zhì)量對于培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才顯得尤為重要。錢偉長院士曾說：“大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學如果沒有科研做底蘊，那就是一種沒有觀點和靈魂的教育”[1]。我們的前輩戴安邦院士也曾精辟地指出：現(xiàn)代的教學，既傳授科學知識和技能；還訓練學生的思維方法；更培養(yǎng)學生的科學精神和品德！這充分說明了教學活動與科研實踐之間的密切關(guān)系：教學是高校科學研究的基礎(chǔ)；科學研究則是提高辦學質(zhì)量和實現(xiàn)高校內(nèi)涵式發(fā)展的關(guān)鍵。科學研究實踐與物理化學教學有機結(jié)合，使任課教師在教學活動中從事科學研究，在研究背景下有針對性地實施物理化學教學，使教學和科研實現(xiàn)有機融合、互相促進[2]，取得良好的教學效果。物理化學是化學工程與工藝、應(yīng)用化學、環(huán)境工程、制藥工程、生物工程、材料成型、過程裝備與控制、給水排水工程、材料科學等專業(yè)四年制本科生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過本課程的學習，其目的是使學生在已獲得的數(shù)學、物理、化學等基礎(chǔ)知識和實驗技能的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地掌握物理化學的學習方法和基本原理，研究物質(zhì)的性質(zhì)特征和變化規(guī)律。對化學變化的一般規(guī)律性，能夠從理論上給予更本質(zhì)、更深刻的說明；培養(yǎng)學生理論思維能力，能定量地描述和處理化學運動的規(guī)律與問題。使學生了解物理化學一般研究方法與特有研究方法，樹立正確的自然觀，掌握和應(yīng)用科學方法論，增強他們在學習、科學研究中分析問題與解決問題的能力。然而，物理化學涉及高等數(shù)學、大學物理和大學化學等學科，并且公式的使用條件嚴格。同時，現(xiàn)代科研的最新研究進展進一步豐富了物理化學內(nèi)容，與環(huán)境化學、能源化學、材料化學等其他化學學科結(jié)合非常緊密[3]，出現(xiàn)了教學內(nèi)容強度大、學時短、理解吃透難度大等問題，從而對物理化學的教與學增加了難度。因此，如何結(jié)合物理化學教師教學和科研實際，使物理化學的教與學變得高效、有趣和輕松，是任課教師始終努力的方向[4-6]。

1物理化學教學現(xiàn)狀分析

物理化學理論性、系統(tǒng)性和邏輯性都很強，對高等數(shù)學相關(guān)知識要求高，初學者往往感到理論性強，抽象難于理解，很容易產(chǎn)生畏難情緒。同時，目前教師上課以教材內(nèi)容為主，教學方法相對單一，枯燥乏味，基本上為上課而上課，使得很多學生認為理論知識學了沒有用途，導(dǎo)致學生對物理化學課程學習興趣不濃、學習積極性不高及學習效果不理想等問題。究其原因，主要存在以下幾個方面：1.1引領(lǐng)物理化學教學的科研思想較為缺乏。在物理化學教學中，每講到新的一章內(nèi)容時，必須思考并讓學生明白三個問題：為什么要教(學)這一章？教(學)什么？如何教(學)？。其中第一個問題尤為重要，使得學生在思想上就認為應(yīng)該學好物理化學的內(nèi)容，主動接受，積極學習。但在實際的物理化學教學過程中，由于只偏重于物理化學課本上所列舉的學習該章知識的重要性，沒有結(jié)合科學研究領(lǐng)域的新思想、新觀念、新變化、新熱點，特別是與該章知識相關(guān)的國際科學研究前沿的最新進展不能很好地介紹給學生，科研領(lǐng)域新思想的灌輸較為缺乏，導(dǎo)致學認為只是為了學知識而學習，不能從思想上真正意識到學習物理化學知識對科技發(fā)展的重要性，也就無法積極主動學習物理化學知識。1.2融入物理化學教學的科研實踐少之又少。在物理化學教學中，為了解決物理化學中抽象難懂的問題，教師講課時通常列舉一些與生活實踐結(jié)合緊密的現(xiàn)象，并利用物理化學相關(guān)知識加以解決。如講到多組分系統(tǒng)熱力學這一章的水溶液的依數(shù)性，通常例舉冰雪路面撒鹽來說明凝固點降低，鹽堿地莊稼長勢不良是由于滲透壓造成的等等。但這些只是對物理化學知識簡單的應(yīng)用，并且借助于教材或者互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)都能查到且容易理解，對于大學本科生已經(jīng)具有一定知識水平，這樣的解釋似乎顯得過于簡單，并不能有效地激發(fā)他們的學習熱情和興趣，解決他們對物理化學知識學習的困惑。同時，任課教師很少將自己所從事的科學研究工作，包括研究背景、原理、思路、研究方案以及創(chuàng)新之處與相關(guān)的物理化學教學內(nèi)容有機結(jié)合，沒有較好地將物理化學理論知識與科學研究和生產(chǎn)生活實踐緊密結(jié)合，從而無法真正讓學生感受到物理化學作為專業(yè)基礎(chǔ)課的價值。1.3與物理化學理論知識相關(guān)的實驗內(nèi)容不夠豐富。物理化學實驗是面向化學工程與工藝、冶金工程、應(yīng)用化學、材料科學、能源化工、環(huán)境工程等化學化工類相關(guān)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課實驗。它是獨立設(shè)課并且與物理化學課程內(nèi)容相匹配的實驗課程。物理化學實驗教學內(nèi)容主要涉及與理論課程同步的熱力學、相平衡、電化學、化學動力學、表面化學等領(lǐng)域所涉及的基本研究工具和研究方法，在實驗教學過程中引導(dǎo)學生應(yīng)用物理化學相關(guān)知識，解決實驗過程中出現(xiàn)的基本問題，培養(yǎng)學生基本的實驗技能和初步的科研能力，同時對學生的知識、能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起到促進作用。雖然實驗課程涉及的范圍較廣，但具體的實驗內(nèi)容較少，特別是實驗課課時少(16學時)，導(dǎo)致真正做好的實驗就更少了。很多物理化學理論課的內(nèi)容本可以通過做實驗得到驗證，但由于實驗內(nèi)容不夠豐富，導(dǎo)致無法很好的實現(xiàn)物理化學理論知識的有效驗證。從而使學生不能很好地通過實驗驗證來理解物理化學的基本原理和掌握物理化學基礎(chǔ)知識，也就激發(fā)不了學生學習物理化學的興趣。因此，在物理化學實驗課程之外，任課教師結(jié)合科學研究的實際，將部分科研實驗的內(nèi)容展示或者讓學生參與進來，這樣一定程度上能夠填補物理化學實驗內(nèi)容不夠豐富的不足，也能激發(fā)學生學習物理化學的熱情。

2科教融合的途徑與方法

摘要：物理化學是化學學科的一個重要分支，是從物理變化與化學變化的聯(lián)系入手，運用物理學的理論和手段，研究化學變化的基本規(guī)律。物理化學是高等農(nóng)林院校中生物工程、食品科學與工程、環(huán)境科學及環(huán)境工程、農(nóng)藥、獸藥等專業(yè)學生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課。由于該課程理論性強、概念抽象難懂，公式定律相對較多，學生普遍感到比較難學。本文針對該課程的特點和要求，對物理化學的課堂教學進行了積極的探索和嘗試。

關(guān)鍵詞：物理化學；教學改革；實踐

物理化學是化學學科的一個重要分支，是化學中的哲學，沒有學過物理化學知識的人不能說懂化學。物理化學課程中公式概念多、內(nèi)容抽象、難度大，學生難免產(chǎn)生畏難和抵觸情緒，學習的積極性和信心不夠，甚至產(chǎn)生厭學情緒［1］。作者十幾年從事物理化學基礎(chǔ)課的教學實踐體會到需要想方設(shè)法不斷改革教學內(nèi)容與教學方法，調(diào)動學生的學習積極性、提高課堂效率。

1充分了解學生因材施教

由于不同專業(yè)的學生在物理和數(shù)學方面的基礎(chǔ)不同，加上學生來自全國各地，同學們在進入大學時由于高中選課不同造成入學時各門學科的知識存在很大差別，學生各學科知識水平的差異給教師的教學帶來了問題。在物理化學的授課中，教師要注意了解學生的基礎(chǔ)知識和接受能力，根據(jù)不同情況，提出不同要求，采取不同措施，做到因材施教。了解每一個學生的具體情況成為教師的必修課，只有全面了解學生的具體情況，針對學生的個體差異，具體情況具體對待，才能使每個學生都能在原有的基礎(chǔ)上得到發(fā)展。每次上課時提前20min到達教室，利用正式上課前的這段時間與學生交流，詢問他們大學期間物理和數(shù)學知識的學習情況，以及對將要學習的物理化學課程有什么看法，學生的看法基本上是從他們的學長那里聽來的，大多數(shù)同學認為物理化學課程中公式要用到高等數(shù)學中的知識，比較難學。課前有了初步了解，在接下來的教學中會想辦法深入淺出，慢慢化解同學們的畏難情緒［2］。教師根據(jù)調(diào)查結(jié)果給同學們建檔分類，在以后教學過程中對不同層次的同學有不同的目標和要求，每個階段不同層次學生是否達到自己的目標及時總結(jié)預(yù)警。充分利用手段調(diào)查了解學生對已學內(nèi)容的掌握情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。根據(jù)學生作業(yè)、階段測驗、隨堂測驗情況等了解同學對所學知識的掌握情況、學習中存在的問題等，及時根據(jù)調(diào)查情況調(diào)整教學進度、教學計劃等。對學習中問題比較多的同學及時采取各種形式的幫扶措施使之能跟上進度，避免自暴自棄，樹立學習信心，增強學生學習動力［3］。

2愛護學生構(gòu)建亦師亦友師生關(guān)系

1輕化工程專業(yè)物理化學實驗教學中存在的問題

1．1實驗內(nèi)容陳舊、與專業(yè)知識結(jié)合少。物理化學實驗課程中的相關(guān)原理和方法是輕化工程專業(yè)理論和實踐的基礎(chǔ)。但現(xiàn)有的物理化學實驗任在沿用幾十年前制定的舊體系，內(nèi)容陳舊，驗證性實驗多、研究性綜合實驗少，實驗內(nèi)容重復(fù)且簡單，導(dǎo)致學生學習興趣不大，學習積極性不高。同時，由于傳統(tǒng)的物理化學實驗沒有從輕化工程專業(yè)的角度去設(shè)計，缺乏與輕化工程專業(yè)知識的關(guān)聯(lián)，不能反映輕化工程的發(fā)展現(xiàn)狀，使學生難以將物理化學實驗的原理和方法與輕化工程的專業(yè)知識技能融會貫通。1．2實驗儀器設(shè)備落后，缺乏信息技術(shù)的應(yīng)用和現(xiàn)代化教學手段。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的進步，高靈敏度、高選擇性、自動化、智能化和微型化的實驗儀器層出不窮。如果能在物理化學實驗中引入相關(guān)儀器，不但能加深學生對現(xiàn)代儀器設(shè)備的認識，提高學生的知識技能水平，也能調(diào)動學生的學習興趣。但由于實驗經(jīng)費不足，物理化學實驗的儀器設(shè)備常年無法更新?lián)Q代，從而影響實驗技術(shù)水平和教學質(zhì)量的提高。此外，物理化學實驗后需要處理的數(shù)據(jù)量較大，但數(shù)據(jù)處理仍多采用計算器計算、坐標紙繪圖等傳統(tǒng)方法，容易產(chǎn)生人為誤差并影響實驗結(jié)果的準確性［7］。

2物理化學實驗教學改革探索

2．1更新實驗內(nèi)容，突出專業(yè)特色。物理化學實驗課程的目的是讓學生掌握所學實驗的原理、儀器和方法。因此，可以從實驗內(nèi)容設(shè)計上著手，引入化學和材料領(lǐng)域的新儀器、新方法;同時與輕化工程的專業(yè)知識和實驗方法相結(jié)合，突出了輕化工程的專業(yè)特色，有利于學生對物理化學實驗以及輕化工程專業(yè)知識的學習。絲綢是輕化工程專業(yè)生產(chǎn)中常見的高檔染整面料，絲綢原料—蠶繭(絲素蛋白、絲膠蛋白)的化學結(jié)構(gòu)、性能、加工和染整方法都是輕化工程專業(yè)本科生需要掌握的知識和技能［8］。為了加深學生對蠶絲的認識，我們在現(xiàn)有的物理化學實驗教材基礎(chǔ)上重新進行了設(shè)計和調(diào)整，將蠶繭的脫膠、絲膠蛋白和絲素蛋白的結(jié)構(gòu)和性能、蠶絲的染色等專業(yè)知識和實驗貫穿于整個物理化學實驗中，并共同構(gòu)成一個研究性的綜合實驗。在該實驗中，學生首先需使用中性鹽脫膠、高溫蒸煮、酶脫膠等不同方法處理蠶繭，獲得絲膠蛋白和絲素蛋白，并考察其結(jié)構(gòu)和性能差異，使學生對蠶繭的構(gòu)成產(chǎn)生初步認識，如在“液體粘度和密度的測定”［9］實驗中使用烏氏粘度計測量不同脫膠方法制備的絲膠蛋白以及絲素蛋白特性粘度的差異;在“溶膠和乳狀液的制備及其性質(zhì)的實驗”［9］中通過電泳的方法比較不同脫膠方法制備的絲膠蛋白、絲素蛋白分子量的差異;在“差熱分析和熱重分析”［9］實驗中，通過差示掃描量熱儀和熱重分析儀比較不同脫膠方法制備的絲膠蛋白和絲素蛋白熱穩(wěn)定性的差異，并從其結(jié)構(gòu)特點上給予解釋。再通過后續(xù)實驗比較不同種類染料對蠶絲的上染效果，加深學生對蠶絲染整過程和染整方法的認識，如在“動力學實驗”［9］中比較陰離子型、陽離子型等不同類型染料對蠶絲的上染速率，并從蠶絲表面化學結(jié)構(gòu)特點入手，對實驗結(jié)果進行解釋;在“表面張力的測定”［9］實驗中比較染色前后蠶絲親水性的差異，并從染料的性能和蠶絲的結(jié)構(gòu)上對實驗結(jié)果進行解釋。2．2更新實驗儀器設(shè)備，引入信息技術(shù)和現(xiàn)代化教學手段。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，物理化學實驗儀器也在不斷更新。近年來，筆者所在學院也投入了大量經(jīng)費更新實驗儀器。如購置了萬分天平、數(shù)字電導(dǎo)率儀、數(shù)顯恒溫槽等常規(guī)儀器，以及紫外分光光度計、紅外光譜儀、熒光光譜儀、差示掃描量熱儀、熱重分析儀、表面張力儀等大型分析測試儀器，滿足了物理化學實驗的儀器需求。同時，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，筆者還在物理化學實驗中推廣Origin、Excel等數(shù)據(jù)分析軟件。通過這些數(shù)據(jù)處理軟件，學生可以方便地進行數(shù)據(jù)批量處理、作圖和擬合，減少實驗數(shù)據(jù)處理中的工作量，還能避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法帶來的人為誤差。此外，在物理化學實驗教學中也引入了多媒體，充分發(fā)揮了多媒體教學形象直觀和信息量大的優(yōu)勢，調(diào)動了學生學習的積極性和主動性。

3結(jié)論

通過對輕化工程專業(yè)物理化學實驗教學中所存在問題的初步分析，對其進行了改革:更新了儀器設(shè)備，結(jié)合專業(yè)背景調(diào)整了實驗內(nèi)容，突出了專業(yè)特色，引入了信息技術(shù)和現(xiàn)代化教學手段。這些改革措施不但可以調(diào)動學生在物理化學實驗課程學習中的積極性和主動性，也使學生在物理化學實驗學習中掌握了輕化工程的相關(guān)專業(yè)知識，有利于學生將物理化學原理和方法與輕化工程專業(yè)知識技能融會貫通。

摘要：本文介紹了物理化學實驗教學改革——物理化學實驗教學和本科生科研訓練相結(jié)合方面所做的嘗試。改革通過兩種方式進行，一是將科研活動中基礎(chǔ)的測試實驗與理論教學內(nèi)容相結(jié)合，設(shè)計合適的實驗內(nèi)容補充到綜合實驗中；二是對物理化學基礎(chǔ)實驗中的方法進一步拓展應(yīng)用，融入到校級的本科生訓練計劃中。通過兩種方式的訓練培養(yǎng)了本科生學生科研能力和綜合素質(zhì)，為本科生的今后工作和學習打下了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：物理化學實驗，科研性實驗，本科生

科研訓練物理化學實驗是一門綜合性的基礎(chǔ)化學實驗[1-2]，在本科生的教學工作中備受關(guān)注，其將分析化學的手段和數(shù)學分析方法綜合運用的一門化學學科。傳統(tǒng)的實驗課程模式通常是老師講解、學生照做，并且每個實驗只做一次，對大部分學生來講難以留下深刻印象[3-5]。這種模式不利于學生創(chuàng)新模式的培養(yǎng)，物理化學實驗教學體系的改革也因此成為被關(guān)注的重要教研問題之一，其主要目標在于使學生更好地了解物理化學的研究方法和技能，加深對物理化學基本概念和理論的理解，進一步培養(yǎng)和提高學生的科學能力和創(chuàng)新能力[6-7]。我們進行了大膽的嘗試——將科研活動與教學內(nèi)容相結(jié)合，結(jié)合教學計劃中的本科學位論文工作以及推行的本科生科研訓練計劃，開展多種形式、多層次的開放實驗教學：將實踐證實適合本科生教學的科研實驗內(nèi)容，先通過本科論文的形式對內(nèi)容進行優(yōu)化，然后補充到現(xiàn)有的物理化學教學體系中；物化實驗中的基本實驗拓寬到應(yīng)用領(lǐng)域，賦予明確的、鮮明的專業(yè)特色的教學目標，并借助于學校的科研訓練項目，設(shè)計研究性實驗供學生進行科研訓練。

1.從本科生畢業(yè)論文到的物理化學實驗中的綜合實驗

在日常的教學和科研工作中，有意識地將科研工作中涉及到的所屬專業(yè)的共性和基礎(chǔ)的內(nèi)容與本科教學中相關(guān)知識相結(jié)合。首先合理選擇實驗內(nèi)容，并將這些內(nèi)容融合到本科畢業(yè)論文中。之后對實驗結(jié)果進行總結(jié)和升華，轉(zhuǎn)化為物理化學實驗中的綜合實驗。目前，我們選擇的物理化學實驗中的綜合實驗之一——“化學電源基本性能的測定”便是我們總結(jié)了科研工作中的一些基礎(chǔ)內(nèi)容并與物理化學課程中的電化學部分內(nèi)容相聯(lián)系進行設(shè)計的。“化學電源基本性能的測定”實驗的目的在于使學生了解化學電源基本性能的評價指標以及設(shè)計相應(yīng)的測試方法，同時加深理解極化作用對化學電源性能產(chǎn)生的影響。其所用設(shè)備均為物化實驗室中的常用設(shè)備，如：電流表、電壓表、穩(wěn)壓電源等；具體測試的性能指標主要有：電動勢、開路電壓、工作電壓、容量、能量、功率等；所測試的電池也是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫匿\錳電池、鎳氫電池、鉛酸電池等。實驗對象為化學和化工專業(yè)大學三年級學生，實驗是以開放實驗的形式展開的。實驗通常由4-5人組成的小組完成，實驗由學生自己設(shè)計，獨立操作，教師在其中只起到引導(dǎo)作用。通過開展這樣的綜合實驗，學生興趣濃厚、樂于動手，勤于思考，通過觀察實驗現(xiàn)象，記錄和分析實驗數(shù)據(jù)，獲得豐富的關(guān)于電池性能的感性認識，達到對理論概念深刻理解和熟練掌握的目的。另外通過這個實驗，學生們了解了不同類型的電池在性能上的差別，拓寬了物理化學的知識面，增加了對電化學知識的學習興趣。在整個實驗實施過程中，我們組織學生學習了有關(guān)設(shè)計性實驗的要求，查閱電池相關(guān)的文獻，并安排學生根據(jù)本實驗所提供的儀器，完成一下工作兩方面的工作：1)設(shè)計實驗測定給定電池的基本性能。2）設(shè)計實驗考察電池極化行為對電池性能的影響。物理化學實驗課程作為化學專業(yè)教學計劃中一門重要的課程，它對于學生理解化學學科的基本理論,掌握和運用化學中基本的物理方法和技能，以及培養(yǎng)學生科學思維和綜合分析解決問題的能力等方面都起著重要的作用。將科研中一些基礎(chǔ)的、經(jīng)典的測試方法引入物理化學實驗課程，對該課程的內(nèi)容進行了一個良好的補充。

2、物理化學實驗中的基本實驗與本科生的科技訓練結(jié)合

摘要：物理化學課程是化工技術(shù)類專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。因其內(nèi)容抽象，故老師難教，學生難學，筆者結(jié)合教學實踐，提出了一些改革措施，激發(fā)了學生學習興趣，提高了學生學以致用的能力。

關(guān)鍵詞：物理化學；改革；結(jié)合

物理化學是物理學與化學交叉的邊緣學科，是化學學科的一個重要分支，是化學學科的理論基礎(chǔ)。該課程是化工技術(shù)類專業(yè)一門必修的重要的基礎(chǔ)課，它在化學與化工人才培養(yǎng)中有負有極其重要的作用，對學生科學世界觀和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)、動手能力和創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。因此必須加強物理化學課程建設(shè)，不斷深化教學改革，提高教學質(zhì)量，創(chuàng)建精品課程，才能完成時代賦予我們的使命。

物理化學教學改革包括教學內(nèi)容(即教材)改革、教學過程改革、教學方法手段改革、教學管理(包括教學時間、教學安排、考試內(nèi)容、考試方法、評分標準等等)改革。

1教學內(nèi)容改革。即教材改革

我們先后使用了天津大學王正烈主編的《物理化學》第一版、第二版，教學過程中，不斷選用新教材，對老師來說要加重負擔，要不斷寫新的備課筆記。但我們體會到，寫備課筆記可以加深對內(nèi)容理解，提高教學效果。近些年來由于量子力學、微電子技術(shù)、波譜技術(shù)的發(fā)展，新材料、新催化劑、納米材料的出現(xiàn)，促進了物理化學的發(fā)展。因此在教學內(nèi)容上就不能局限于教材，要把物理化學的新知識、新成果介紹給學生。

【摘要】物理化學實驗是一門理論性與實踐性都很強的高校化學實驗課程體系中的重要課程，在高校開設(shè)物理化學實驗，既有助于學生理解、掌握物理化學基礎(chǔ)理論、基本研究方法和基本操作技能，也有助于培養(yǎng)學生的科學思維、分析解決問題和創(chuàng)新能力，提高學生的科學素養(yǎng)。本文在分析當前物理化學實驗教學存在問題的基礎(chǔ)上，提出理論與實踐相結(jié)合的物理化學實驗教學改革策略，指出實施理論與實踐相結(jié)合的物理化學實驗教學模式的優(yōu)點，為深化物理化學實驗教學改革提供參考。

【關(guān)鍵詞】物理化學；教學改革；策略

物理化學實驗是一門多學科交叉、理論性與實踐性都很強的課程，是理工科高校化學實驗課程體系中的重要課程之一，是化學實驗學科的一個重要分支。物理化學實驗綜合運用化學和物理的原理、方法、儀器及技術(shù)，研究和探討物質(zhì)體系的物理化學性質(zhì)與化學反應(yīng)規(guī)律[1-3]。物理化學實驗課的開設(shè)不僅有助于學生掌握物理化學基礎(chǔ)理論、基本研究方法和基本操作技能，更有助于培養(yǎng)學生的科學思維、分析解決問題和創(chuàng)新能力，提高學生的科學素養(yǎng)[4,5]。但目前傳統(tǒng)的物理化學實驗教學存在諸多問題，實驗教學與理論脫節(jié)，不能很好的激發(fā)學生的學習興趣，難以實現(xiàn)應(yīng)有的教學目標。理論與實踐相結(jié)合的教學是一種良好的實驗教學模式，該法將物理化學理論知識恰當?shù)貞?yīng)用到實驗中，注重理論聯(lián)系實踐，可突出理論指導(dǎo)下的實驗教學。鑒于此，提出理論與實踐相結(jié)合物理化學實驗教學改革策略，為深化物理化學實驗教學改革提供參考。

1物理化學實驗教學中存在的問題

1.1實驗內(nèi)容陳舊。當前的物理化學實驗內(nèi)容多為傳統(tǒng)、經(jīng)典的驗證性實驗，對于學生基本操作技能訓練雖具有一定的意義，但隨著學生學習的深入以及知識面的擴展，這些驗證性的實驗內(nèi)容就顯得有點單一陳舊[6,7]。導(dǎo)致學生學習興趣不高，起不到培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力的功能，更談不上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。1.2教學方法單一老套。物理化學實驗教學多采用傳統(tǒng)的實驗教學方法，即由教師講解實驗內(nèi)容，幫助學生熟悉實驗中所使用的儀器后，由學生按照課本上的步驟進行實驗操作，得出實驗結(jié)果。這種單一的教學方法雖然可使學生基本在規(guī)定的課時內(nèi)完成實驗任務(wù)，基本實驗操作技能得到一定的訓練，但是難以拓展學生的思維、培養(yǎng)學生的興趣和活躍課堂氛圍，從而導(dǎo)致實驗課堂教學枯燥乏味，學生對實驗缺乏好奇心和探索欲[8，9]。1.3實驗開展與理論教學不同步。長期以來，物理化學實驗教學與理論教學相分割，實驗課教師與理論課教師分別由不同的教師擔任，不能很好地交流教學情況。而且，每個教師的教學進度不一，常常理論知識的學習已過去很久才開展實驗教學，大部分同學對相應(yīng)實驗所涉及的理論知識都已淡忘。由于課時有限，實驗教師僅能簡單講解理論知識，主要關(guān)注點放在實驗儀器的正確使用、實驗步驟和注意事項等上。理論知識與實驗不能有機聯(lián)系，學生只會“照貓畫虎”，整個實驗過程是一個機械過程，缺乏理論指導(dǎo)，學生少有學習興趣，得過且過，降低了教學效果。1.4成績考核制度不完善。物理化學實驗考核主要考查預(yù)習報告和實驗報告。這種方式忽視了對學生學習態(tài)度和實驗過程的考核，不能充分反映學生對實驗的掌握情況。反而導(dǎo)致多數(shù)學生為獲取高分僅在預(yù)習報告和實驗報告書寫的整齊度上下功夫，不思考實驗中所遇到的問題，部分學生的實驗數(shù)據(jù)還存在抄襲情況，不利于學生的自我成長。這種考核方式忽略了對學生操作能力的考核，起不到考核方式正確引領(lǐng)學生學習方向的作用，也不利于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和團結(jié)協(xié)作精神，更不能客觀反映學生的學業(yè)成績。

2理論和實踐相結(jié)合的物理化學實驗教學改革策略

摘要：《材料物理化學》是材料科學與工程專業(yè)方向中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程注重理論理解與公式推導(dǎo)。該課程的學習將為學生學習材料成形原理提供理論基礎(chǔ)。本文從教學方法、教學模式、教學內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)對《材料物理化學》課程進行教學改革實踐與探索。

關(guān)鍵詞：材料物理化學;教學改革;教學質(zhì)量

《材料物理化學》是材料科學與工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程主要包括物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變、化學反應(yīng)等過程熱力學及動力學特性方面的內(nèi)容。《材料物理化學》課程意在使學生從理論角度掌握材料傳輸與成形過程的特性，進而能夠通過理論計算預(yù)測材料在特定條件下所表現(xiàn)出的行為，這一課程將為后續(xù)材料成形原理的學習奠定理論基礎(chǔ)。

《材料物理化學》課程為材料成形理論的學習提供重要的理論基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)有的教學模式與考核方式往往無法充分調(diào)動學生學習的主動性，間接降低了學生對材料成形原理相關(guān)理論的理解能力。目前，廣泛運用的教學方式主要以教師課堂講授為主，成績考核由試卷分數(shù)和平時成績兩部分來評定學生對課程內(nèi)容的掌握情況。這種教學與考核方式導(dǎo)致學生被動、機械地學習理論知識，阻礙了學生對理論的理解及運用能力，也使教學質(zhì)量處于較低水平。

本文通過對《材料物理化學》課程中教學方法、教學模式、教學內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)進行教學改革，推行課堂講授、啟發(fā)、互動型教學和多媒體立體、形象型教學，結(jié)合課內(nèi)實驗環(huán)節(jié)，優(yōu)化考核環(huán)節(jié)，強化學生對《材料物理化學》課程的理論理解和運用能力。

一、教學方法改革

在大學有機化學課程的初始階段，學習者需要迅速建立起分子空間結(jié)構(gòu)物理化學是醫(yī)藥類院校大學本科生的一門重要基礎(chǔ)課，對醫(yī)學、藥學其他主課的學習和理解起著基石的作用，就像對一個建筑而言，基礎(chǔ)未打牢就無法蓋出參天的大廈，因此非常有必要學好物理化學這門課。物理化學理論深奧抽象、結(jié)構(gòu)龐雜、公式多且應(yīng)用的條件要求嚴格。因此學生們普遍感覺概念和理論難學難記、授課的內(nèi)容單調(diào)而枯燥。而物理化學的獨特研究思路和研究方法，嚴密的邏輯推理，可以說對后續(xù)課的學習和將來的工作實踐都將起著重要的指導(dǎo)作用。正如國家自然科學基金委員會在自然科學學科發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研報告物理化學卷中指出：“實踐表明，凡是具有較好物理化學素養(yǎng)的大學本科畢業(yè)生，適應(yīng)能力強，‘后勁’足。由于有較好的理論基礎(chǔ)，他們?nèi)菀子|類旁通、自學深造，能較快適應(yīng)工作的變動，開辟新的研究陣地，從而有可能站在國際科技發(fā)展的前沿”。多年的教學實踐啟示我們：對醫(yī)藥學知識的深入鉆研離不開扎實的物理化學基礎(chǔ)，沒有很好的基礎(chǔ)就無法進入到醫(yī)學、藥學領(lǐng)域的前沿。就無法真正搞懂疾病發(fā)病的過程和機理，也無法明白藥物設(shè)計的原理和治療的機理。因此，為了進一步提高物理化學的教學效果，我們對物理化學教學改革進行了初步探索。下面就介紹教學改革中的一些感悟。

1介紹相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進展

物理化學是一門理論性強、邏輯性嚴密的重要基礎(chǔ)課，如果我們授課只知道照本宣科，對學生采取添鴨式的“滿堂灌”教學，就無法將學生的學習積極性調(diào)動起來。學生就會感到講授的課程枯燥乏味，學習內(nèi)容單調(diào)冗長。長久下去，學生們就會對物理化學的學習產(chǎn)生畏難的心理，抵觸相關(guān)部分的學習。適當?shù)亟榻B物理化學相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進展，并將教員最近的研究成果展示給學生，可以有效地提高學習的積極性，激發(fā)學生的學習熱情，收到較好的教學效果。類似于納米材料在生物醫(yī)學中的應(yīng)用，金屬有機框架材料（MOFs）的制備及其對各種陽離子、陰離子、溶劑分子和危險爆炸物分子的熒光檢測，一直是研究物質(zhì)熒光性質(zhì)的物理化學家所關(guān)注的一個熱點研究方向。教員首先引入MOFs材料的概念：作為結(jié)點的金屬離子被作為橋聯(lián)基團的剛性共軛有機配體連接而組裝成三維孔道的結(jié)構(gòu)稱為金屬有機框架材料。因其具有大的孔徑和比表面積，被廣泛應(yīng)用于氣體的吸附與分離、催化反應(yīng)以及熒光檢測探針等領(lǐng)域。但是，傳統(tǒng)的熒光檢測探針都是以各種剛性有機配體和發(fā)光中心稀土元素Eu或Tb配位后形成配合物MOFs再被用來進行熒光檢測。然而由于稀土元素的高配位數(shù)和可變的配位環(huán)境，使得形成MOFs材料特別是穩(wěn)定可控的材料遇到了很大的困難，許多合成的MOFs材料無法在水中甚至空氣中穩(wěn)定存在，因此樣品合成的重現(xiàn)性和樣品組成的控制遇到了相當大的困難，熒光檢測數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性和可操作性面臨著巨大的挑戰(zhàn)。為了制備性質(zhì)穩(wěn)定且組成可控的MOFs材料，在借鑒法國拉瓦錫研究所Ferey課題組以MIL命名的Al-MOF系列穩(wěn)定金屬有機框架材料的研究成果[1]，以及挪威奧斯陸大學Lillerud課題組以UiO命名的Zr-MOF系列穩(wěn)定材料的研究成果后[2]。我國課題組率先提出了用后合成方法（PSM）來負載稀土離子Eu3+或Tb3+等具有特征發(fā)射譜帶的元素：即先按照文獻合成性質(zhì)穩(wěn)定的MIL系列Al-MOF或UiO系列Zr-MOF，再用這些材料作為前驅(qū)體，將它們分別與過量的（約10倍）EuCl3或TbCl3在乙醇體系中攪拌回流，然后離心真空干燥以獲得性能穩(wěn)定的負載Eu3+或Tb3+的后合成材料。在這些材料中，由于骨架的組成物質(zhì)是Al或Zr和剛性共軛的有機配體，而Al或Zr與配體中羧基氧形成的配位鍵很強，因此后合成（PSM）得到的母體材料很穩(wěn)定。再進一步將Eu3+或Tb3+負載在這些母體材料中，就能夠獲得稀土攙雜比恒定的后合成材料。這種材料在空氣中和水中都能穩(wěn)定存在，由于配體對稀土離子的“天線效應(yīng)”，因此它還具有特征發(fā)射強、光譜性質(zhì)穩(wěn)定且光譜重現(xiàn)性好的優(yōu)點，作為先前非后合成材料的理想替代品，很有成為商業(yè)化熒光探針的潛力。教員講授到這里，將自己后合成得到的一種負載Eu3+的MOF材料展示給大家，發(fā)現(xiàn)在水中Cu2+對它有很強的淬滅作用，因此這種材料在Cu2+檢測中顯示了極強的選擇性和敏感性，是一種潛在的Cu2+熒光探針。講授過程中，輔助鮮明的用diamond和ChemBio3D繪制的各種MOF結(jié)構(gòu)圖，以及Origin導(dǎo)出光譜滴定圖和檢測機理（光電子能譜）圖。原本枯燥乏味的理論灌輸，變成生動有趣的研究進展介紹，將學生們物理化學學習的積極性調(diào)動起來了，教學效果也有了明顯的提高。

2引入有針對性的案例式授課

物理化學是一門重要的基礎(chǔ)課，教員在講授的時候要引導(dǎo)學生用邏輯嚴密的推理方式來說明各種現(xiàn)象，比如熱力學第三定律所表述的“0K時，任何純物質(zhì)完整晶體的熵值等于零。”或“不可能用有限的手段使一物體冷卻到熱力學溫度的絕對零度。”。然后教員就提問：“這個結(jié)論是如何得到的？”。為了激發(fā)學生們的學習熱情，我們在授課的過程中引入了案例式教學[3]。這就是對絕對零度與超低溫探索的案例：1837年，馬格努斯和勒尼奧精確測定出了氣體的定壓膨脹系數(shù)，并由此進一步反推出最低溫度是-273.15℃，即絕對零度。在絕對零度時，純物質(zhì)各原子都停止了一切運動而靜止下來，因此處于完全有序的排列，混亂度也達到了最小，熵值也最小為零。為了驗證熱力學第三定律的正確性，各國科學家發(fā)起了向絕對零度的沖刺：英國科學家法拉第首先液化了氯氣，獲得了-78℃的低溫。到了1845年，科學家?guī)缀跻夯怂械臍怏w，但O2、N2、He、CO、NO等氣體卻難以液化。德國科學家林德等人經(jīng)過努力，采取壓縮-絕熱膨脹和抽除液面蒸氣法制得了液態(tài)氧和氮。荷蘭物理學家翁內(nèi)斯采用五級串聯(lián)抽除液面蒸氣法制得大量液氫。1908年，他再用液氫和液態(tài)空氣預(yù)冷，繼續(xù)用壓縮-絕熱膨脹的方法使溫度下降到-268.95℃，將氦氣液化。當翁內(nèi)斯獲得液氦后，曾進一步想用減壓降溫的方法使液氦固化，沒有獲得成功。但通過這種方法，他已經(jīng)達到了-272.11℃的低溫。真正逼近了絕對零度，因此翁內(nèi)斯也被稱為“絕對零度”先生。如何才能更逼近絕對零度？采用中性原子的激光冷卻技術(shù)被證明是有效的辦法：通過調(diào)諧激光的波長，使得只有在特定方向運動速度最快的原子可以吸收迎面飛來的光子，從而使原子在此方向的運動速度減慢。這種“光學黏膠”可以延緩幾百萬原子的運動，從而使其等效溫度降到接近絕對零度幾百萬分之幾的開氏溫度，即10-8K。如果在上述實驗中加上磁場就可以俘獲原子，并使溫度進一步降低到更接近絕對零度，甚至達到10-9K。因此絕對零度不能達到的理論被再一次獲得了證實。通過引入有針對性的教學案例，抽象枯燥的教學內(nèi)容變得更加生動有趣了，教學效果也得到了顯著的提升。

3開展啟發(fā)式教學

[摘要]疫情下，各高校紛紛啟動了線上教學。本文探索了物理化學課程線上教學模式的形成，包括教學平臺的選擇，教學過程的重組，考核方式的調(diào)整，互動方式的多維組合，以及對在線教育的思考，為線上教學的實施提供有益的參考。

[關(guān)鍵詞]線上教學；物理化學；教學模式

2020年初，由于疫情的蔓延，春季開學被迫推遲。根據(jù)教育部關(guān)于“停課不停教、停課不停學”的宗旨，各高校積極響應(yīng)，迅速組織教師進行在線授課的培訓、學習和實施工作，有序開展線上教學，并保證教學質(zhì)量，完成教學任務(wù)，實現(xiàn)教學目的[1]。短期內(nèi)開展大規(guī)模的線上教學，對高校和教師都提出了新的要求與挑戰(zhàn)，本文結(jié)合物理化學課程線上教學實踐，探討教學平臺的選擇，教學內(nèi)容的重組，考核方式的調(diào)整，以及對線上教學的一些思考，為相關(guān)課程教學提供參考與借鑒。

1選擇教學平臺，改變教學模式

疫情期間大規(guī)模的在線教學，改變了原本的教育形態(tài)與模式，選擇合適的教學平臺是開展線上教學的第一步。線上教學模式大致可分為錄播、直播、視頻點播三種，可供選取的線上平臺課程有幾十種，任課教師可根據(jù)自身需求，結(jié)合課程與學生特點，選擇合適的教學平臺[2]。我們所在學校，沈陽理工大學將大學慕課、雨課堂等學習平臺直接與教學管理系統(tǒng)對接，為教師在線教學提供支持和保障。物理化學課程組經(jīng)綜合考量選擇了慕課＋直播授課＋雨課堂及微信群等多維度的線上教學形式。中國大學MOOC平臺在疫情期間對全國高校免費開放，為教學提供了更多選擇。MOOC平臺有制作精良的視頻課程，指導(dǎo)學生進行線上自主學習，可充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性。直播授課可根據(jù)教學需要，分別選用騰訊會議、雨課堂和騰訊課堂等，雨課堂和騰訊課堂的優(yōu)勢是可以生成課堂視頻供學生課后回放，騰訊會議則方便師生交流和討論。此外，利用長江雨課堂對學習動態(tài)進行管理，包括接收上課通知、進行上課簽到、線上小測驗以及提交課后作業(yè)等，這樣便于與學校的教學管理系統(tǒng)對接，以生成統(tǒng)計結(jié)果進行教學評價。再者，根據(jù)學校要求，任課老師與上課班級都建立了微信或QQ學習群，老師通過學習群把課程的學習資料分享給學生，與學生進行課后的溝通、輔導(dǎo)和答疑。實際教學過程中，物理化學課程組的教師經(jīng)常交流教學經(jīng)驗和體會，根據(jù)具體的教學內(nèi)容、教學方式和學生的反饋，對教學平臺和教學方式及時作出調(diào)整，保證教學目標的達成。

2重組教學過程，以學生為中心