复合材料与工程专业物理化学课改意见

潘成岭++++童磊

摘 要： 通过改进教学方法和开展自主实验等提高物理化学课程的教学质量，建立知识框架和形成关联知识点，联系科研与生产，培养学生的创新思维及创新能力，最终促进学生掌握科学学习方法。

关键词： 物理化学 复合材料与工程专业 课改意见

物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手，探求化学变化基本规律的一门学科，在实验方法上主要采用物理学中的方法[1]。现代物理化学主要研究内容包括化学热力学及应用、电化学、表面与胶体化学、化学反应动力学、统计热力学五个方面。物理化学课程是高等学校化学教育的主干课程，是化学、化工、材料、冶金、生物、医药、地质、热工等学科的理论基础，也是众多专业招收研究生的必考科目[2]。

对于复合材料与工程专业而言，物理化学是一门非常重要的基础化学课程，与专业理论知识紧密联系，学好物理化学是学好复合材料专业知识的前提，但在实际教学中物理化学这门课程在本专业学习中存在一些问题，以下分别阐明现有问题及课改意见。

一、合理安排教学内容及课时

物理化学是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性很强的学科，涉及的公式多，应用条件严格，比较抽象，是学生学习过程中普遍感到难度较大的一门课。在本专业的培养计划中只安排了一学期的课程学习，因此选用高等教育出版社的《物理化学简明教程》作为学习教材。这本教材简明扼要地阐述了物理化学学科的主要内容及材料类学生所需的基础知识，是一本符合本专业实际教学目标的好教材。但由于本专业物理化学的课时较少，最终只能摘取部分章节学习。例如在2010级的教学方案中，只教学了化学反应热力学部分内容（热力学第一定律、热力学第二定律、化学势、多相平衡等章节）及表面现象与分散系统章节，电化学及化学反应动力学两个重要章节都未学习，这无疑会对物理化学课程学习的系统性产生不小的损害。面对这一实际情况，我们完全可以从整个专业的培养计划出发，筛选出多门课程的重叠内容，选排重叠知识在哪门课需要重点学习，在哪门课可以了解。如在物理化学这门课程中多相平衡章节就和材料科学基础课程里相关相图的章节有所重复，对于复合材料与工程专业而言，材料科学基础里的相图知识更重要，因此在物理化学教学中完全可以减少多相平衡的教学任务，简要介绍一些基本概念和原理即可，主要学习可在材料科学基础课程中完成。同时，物理化学中的表面化学章节也与学习材料表界面课程知识重复，在材料表界面课程中更系统丰富地阐述了表面化学，因此在物理化学课程也可以酌情减少教学任务。此外，像胶体化学此类比较简单的内容也可以安排学生自学，如果担心学生的自觉性，就可以一些代表性问题作为作业，让学生完成。

此外，如果有可能就应尽量合理制订培养计划，空出一些课时，把物理化学这门分为两学期学习，因为只有系统、透彻地学习才能让学生真正走进物理化学的世界。

二、改进教学方法

物理化学这门比较让学生学起来吃力的课程，应该积极采取有效的教学方法，改变这一现状。

首先要提高学生的学习兴趣，比如在学习热力学的过程中可以从历史背景及名人轶事出发引出热力学定律，又如在电化学中可以介绍锂电的研究前景、新能源汽车的发展现状等。兴趣始终是学习的最好动力，培养学生的学习兴趣是最大挑战也是最有效的教学方法。

其次采取案例法[3]、类比法[4]等总结所学知识与生活的联系及知识之间的关联对比，加深学生印象，帮助学生更好地理解所学知识。对于案例法，我们可以从工业生产的角度选取一种产品总结其中涉及的化学反应热力学、化学反应动力学等知识，这样可以使学生产生直观的学习感受，应用更好的学习方式。物理化学中有很多知识是可以用类比法学习的，如可逆电池与不可逆电池、理想气体与非理想气体等。这些类比不应由老师直接给出，而应让学生先独自完成这些类比，最后再对学生的类比结果进行查缺补漏，这样不但可以加深学生的学习印象，更可以锻炼学生的自主学习能力。

传统的“满堂灌”教学方法培养出来的学生，最明显的弱点是思维呆板，缺乏创新能力和发散思维[5]。因此，我们可以设置专门的讨论课，在相互交流中使学生的思维活跃起来，对于一些重要概念如热力学部分的焓、熵等，让学生通过独立思考提出见解，得到教师和其他同学的帮助和启发。讨论课不仅能激发学生的学习兴趣，而且能形成良好的相互探讨和交流的学习风气，有利于发散思维及创新能力的发展。

三、开展自主实验

物理化学实验的开展无疑在物理化学学习中是十分必要的，有很多概念公式都可以从实验中得到深刻体会理解，同时通过实验也能充分锻炼学生的动手和思考能力。作为工科材料类的学生没有必要也没有时间学习整个物理化学实验的内容，但开展一些重要公式概念所涉及的实验是十分必要的，因此我们可以在教学计划中安排一些实验由学生动手完成，这是提高学生学习兴趣的一个有效途径。以往，实验课大多是老师在实验前进行讲解示范，然后学生跟着模仿一遍，这种教学过程对大多数学生而言更像是走马观花，达不到较好的教学效果。对此，我们可以适当安排一些自主实验让学生查找相关实验的文献资料和数据手册，并调动他们的主观能动性，让他们自己设计实验方案，最后联系所学知识对所得数据进行处理与分析[6]。在整个过程中，老师所要做的是扮演好答疑者和督促者的角色。这样不仅会提高学生的实验能力，更会培养学生自主学习的能力。

参考文献：

[1]傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华.物理化学[M].北京：高等教育出版社，2005：3.

[2]范崇正，杭瑚，蒋淮渭.物理化学[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2006：1.

[3]李学峰，赵艳茹.案例法在物理化学教学中的应用[J].大学化学，2012，27（5）：15.

[4]金效齐.浅谈类比法在物理化学教学中的应用[J].广东化工，2011，38（222）：208.

[5]肖士民，谢家声，谢逢春.在物理化学教学中突出科学方法的讲授[J].化学高等教育，2003，3（77）：68.

[6]王明艳，马卫兴，钱保华，夏海涛，周丽华，张晓波.高等院校《物理化学实验》教学改革思考及实践[J].甘肃科技，2013，29（21）：75.endprint