浅谈生物技术专业物理化学教学改革的探索

汪卫东 阳泽平 陈朝晖

（1.西南大学荣昌校区，重庆 荣昌 402460，2.西南大学生物技术学院，重庆 北碚 400715）

化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学，具有较大的普适性与较高的实用价值，因此化学是众多理、工、农、医等学科的重要基础课程，是一门应用广泛，极具创新性和发展前途的学科。而物理化学作为化学的重要分支学科之一，更是综合了物理、化学、化工、数学的研究内容，在基础课与专业课的衔接上起着举足轻重的作用[1-5]。对于生物技术专业而言，物理化学将高等数学与物理、化学等众多学科相关知识的概念性、理论性、系统性和逻辑性集于一身，承上启下，为后续专业课程的学习和研究提供了重要的理论基础。基于上述分析，针对物理化学理论性较强这一特点，作者在教学过程中，结合生物技术专业的培养方案，计划通过以下四个方面对物理化学的课程改革进行初步探讨，以期探索出提高学生独立分析问题和解决问题的能力的教学方法，为学生日后的工作和科学研究打下坚实的基础。

1 构建课程体系

根据物理化学知识内容特点，科学设置课程开设时间。物理化学是一门理论性很强的基础课程，它用物理与数学知识从基本原理上对大量化学知识及概念进行阐述，因此涉及的概念多，公式多，应用条件复杂，必须理解各个概念及公式的物理意义，才能准确地掌握各个知识点之间的联系。《物理化学》课程中包括化学热力学、电化学、化学动力学、表面与胶体、结构化学、生物大分子等章节，内容涵盖无机化学、分析化学和有机化学等内容，作者在教学过程中发现物理化学课程课程通常在第二学期开设，而教材与学生第一学期学习的《基础化学》在内容上有一些重叠，虽然教材从编写角度及内容浓度等方面二者均存在较大不同，但学生在学习过程中的好奇心及求知欲往往有较为明显的下降。因此，根据学校对生物技术专业基础课程的统一安排，可将物理化学课开设于第三学期，从而更有利于学生对物理化学知识的理解和掌握。

2 改革教学内容及方法

2.1 教学内容

我校生物技术专业学生在第一和第二学期分别开设基础化学、分析化学和有机化学以及第三学期开设物理化学。与其他化学基础课程类似，物理化学知识点分散，概念众多，公式推导复杂，应用范围及前提条件多，因此，短时间内对物理化学的相关知识点的理解和记忆均有较大难度。因此，教师需根据生物技术专业的特点及其培养方案对教学内容进行适当的调整优化，对学生已学习过的基本概念和公式不再长篇赘述，而要结合物理化学特点，从基本原理方面进行重点讲解，这更有利于加深学生对所学知识内容的理解。例如在化学热力学基础等章节中，对于焓、熵和自由能等基本定义不需详细讲解，而要对其来源和物理意义作重点的课堂讲述，使学生对上述抽象的定义形成形象的逻辑思维。

此外，物理化学中大量计算公式的推导过程非常复杂，难以全部记忆，所以作者在对教材内容进行深入理解后，将教学内容加以适当调整和精简，选择各个章节中重点与难点作为课堂讲述的主要内容，找出各个知识点之间的内在联系，按照一定的逻辑顺序对学生进行讲述，并且在此过程中将与物理化学相关内容的前沿性和前瞻性的研究成果与课程内容相结合，启发学生的学习兴趣，获得良好的学习效果。

2.2 教学方法

在我国各级学校中传统的教学方法几乎相同，通常以教师为中心，即由教师对教材内容进行讲解，学生听课作笔记，是一种典型的填压式教学方法，最主要的缺点在于忽略了学生学习的主观能动性，也没有考虑学生个体之间的差异。如果采用任务型教学法，将学生作为学习过程的主体，既可大大提高学生的主观能动性，还能够培养学生独立思考问题的良好学习习惯。例如，教师在对物理化学的某一具体章节进行讲解时，首先通过自己对于教材的深入研究，找出重点与难点，在课堂讲解之前把上述重点和难点提出来，请学生思考各个知识点的物理意义及其内在联系，学生在听课过程中就有了明确的目标，学习思维也会更加清晰，从而获得事半功倍的结果。

教学手段也是教学方法中重要的组成部分。传统教学手段形式较为单一，能够展示的知识容量有限，已经远远不能适应现代教育形势发展的需要，学生的学习效率也难以令人满意。目前，我校的所有教室均实现了多媒体化，这为丰富多样化教学手段提供了有力的支持。多媒体技术可使教材中枯燥的文字转变成直观、形像的教学内容。教师将教学内容制作成多媒体课件，可引入大量文字、图片、视频、动画等形式多样的信息，有效地丰富了教学手段，大大增强了学生学习的趣味性。此外，现代网络技术极度发达，学生获得知识的渠道异常广泛，尤其对于目前一些与物理化学相关的高、精、尖的研究成果，教师可将所了解的信息源告知学生，使其对本专业的科研尖端有所了解，增强学习的自信心和兴趣。

3 建立科学的考核评价体系

物理化学课程具有概念多、公式多、理论性强等特点，学生在学习过程中如果不注意对知识的理解及综合运用，在进行课程考核时往往难以获得较好的成绩。作者在教学过程中发现，即使学生通过对物理化学知识重点的记忆在考试中得到较高的分数，但并不能将物理化学知识很好地应用到实际中来，主要表现为实验考核效果较差。简言之，学生不能独立地分析和解决问题，因此，建立科学的评价体系就非常必要，这不但可以在一定程度上提高教学质量，更有利于树立良好学习风气。作者在实际操作中将期末考试成绩、实验成绩与平时成绩相结合，三者在最终的考核成绩中均占有一定比例，分别为60%、20%和20%，其中平时成绩主要由考勤、作业完成情况、课堂提问等部分构成。此外教师在试卷命题中应注意兼顾学生对物理化学基础知识的理解以及综合运用能力，体现考试的科学性和全面性。最后，要求教师做好平时成绩的考核和管理，并做好试卷分析以便以后进一步改进物理化学教学体系。

4 理论教学与生产实际相结合

物理化学虽然理论性极强，但与其他化学基础课程一样，物理化学仍然属于实践性课程，大多数理论、公式、概念均是由实验结果得来。所以，实验教学改革在物理化学课程改革中起着举足轻重的作用。实验是将理论学习与实际生产相联系的重要途径之一。通过实验，学生能够更加形象地理解和掌握所学的理论知识，加强逻辑思维能力，并且经由基本实验技能、方法和思维的训练，还可大大提高学生的动手能力，为解决实际问题打下良好的基础，真正做到理论联系实际。生物技术是一门专业性极强的学科，通过合理地设计实验，找到物理化学知识与专业课之间的有机联系，建立基础课与专业课之间的桥梁和纽带，心然可以大大增强学生的重视程度与学习热情。在实验教学中，需注意以下三个问题：

（1）实验内容的预习：在实验课前，要求学生写出预习实验报告，包括实验目的、实验原理、仪器与化学药品、实验步骤，这可使学生在实验前预先在大脑中对整个实验内容大致了解，并形成逻辑思维，在做实验时即可提高成功率及安全性。

（2）讲解实验内容：教师在实验前详细讲述实验内容，主要包括实验目的、原理和步骤，实验数据记录和处理方法，实验结果的讨论方法等，尤其应注意讲述内容的启发性。例如，在讲述过程中提出思考题，让学生在实验过程中通过观察现象、分析问题，解决思考题中的疑问，从而达到同时动手、动脑，锻炼独立研究的能力的目的。

（3）撰写实验报告：学生在实验课后对实验内容进行总结，撰写实验报告。报告主要包括实验名称、目的、原理和步骤，实验结果与数据，分析与讨论，要求学生撰写实验报告遵循规范性和独立性，养成严肃认真的科学态度和实事求是的研究作风，达到提高学生撰写科技论文及专利的水平的目的。

5 小结

作为生物技术专业的基础课程，物理化学知识与其研究的各个领域均有不同程度的关联，提高物理化学课程的教学质量对于培养合格的生物技术人才具有至关重要的作用。总之，物理化学教学改革应当结合生物技术专业的特点，构建课程体系，调整教学内容，将物理化学知识应用于生物技术的实际需求中，注重用物理化学的基本原理解释生物技术的有关现象、规律及应用，并及时将物理化学的前沿成果引入知识结构中，增加学生对物理化学课程学习的兴趣，从而使物理化学的教学改革取得较好的效果。

[1]方文军，雷群芳，王国平，等.工科物理化学教学改革与实践[J].化工高等教育，2005，2：33-35.

[2]赵东江，徐丽英，马松艳.食品专业物理化学教学改革的探索[J].广东化工，2010，12（37）：163-164.

[3]牟新利，祁俊生，付川，等.环境科学专业物理化学教学改革探讨[J].内蒙古石油化工，2009，24：113.

[4]范美强，沈杭燕，秦来顺等.材料科学与工程专业物理化学教学改革的思索[J].科技信息，2009，31：275.

[5]刘翠萍.环境工程专业物理化学教学改革[J].2009，8（36）：284-285.