摘 要 本文针对创新创业型独立学院的物理化学教学内容及教学方法手段提出了相应的改革措施，构建了符合专业培养目标的课程教法新体系。旨在培养学生的创新意识和创新能力，提高学生的综合素质，与培养应用型人才接轨，取得了明显的教学效果。
关键词 物理化学 创新创业能力 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.05.053
Teaching Reform of Physical Chemistry Course Based on
Cultivation of Innovative and Entrepreneurial Talents
ZHONG Bingwei， GUO Chao， JIN Shouwen
（Jiyang College of Zhejiang A & F University， Zhuji， Zhejiang 311800）
Abstract This paper focuses on the reform measures for teaching content and teaching methods of physical chemistry in independent college of innovation and entrepreneurship， and constructs a new curriculum teaching method according with professional training objectives. The purpose of the reform is to cultivate students" innovative consciousness and ability， improve their comprehensive quality， and help for the training of applied talents. It has got marked teaching effectiveness in this reform.
Keywords physical chemistry； innovation and entrepreneurial ability； teaching reform
物理化學作为化学化工、环境工程、食品科学等专业的一门重要专业基础课，对培养学生的逻辑思维能力、实践创新能力和严谨科学作风等方面都有着重要作用。但物理化学课程概念性、理论性、逻辑性都很强，其内容涉及到很多数学和物理知识，导致概念抽象，数理推导多，公式繁杂且彼此关联，这不仅对学生创新创业能力的培养不利，更对实践能力的提高起反作用。[1-2]如何从本科院校人才培养的要求和目标出发，更好地改善物理化学课程的教学质量与教学效果，使其能够切合开设专业的具体情况，是现实中面临的一大难题。目前，国内的各大高校关于物理化学的教学也都进行了相应改革，[3-7]学生的创新意识、创新能力，实践能力等均有了一定程度的提高，但是针对独立学院的物理化学课程改革还有待进一步研究。根据我院物理化学课程的教学现状，本文从教学目标，教学内容，教学方法与教学手段等几个方面进行了分析和讨论，提出了一些看法和建议，希望能够为该课程的教学改革工作做出一定贡献。
1 物理化学课程的现状和问题
作为注重创新就业能力培养的独立学院，我院对物理化学的教学目标旨在增强学生的创新意识和创新能力，从而提高学生的综合素质，与培养创新应用型人才接轨。本课程的教学内容多而杂，教学课时与教学需求存在较大的冲突，如何在有限的教学时间内高效传授课程知识，是一个亟需解决的基础课题。另一方面，学生基础不同，如何将被动学习转化为主动学习，塑造基础扎实的本科人才，全方位适应社会与学科发展的需要，也是教学过程中遇到的难题。
2 根据培养目标调整教学内容
物理化学涉及知识面十分广泛，不同的人才培养方式对物理化学的需求也各不相同。从教学目标，专业需求出发，对教学内容进行精简，详略得当，做到面广且有所侧重。
首先，要优化课程内容，筛选合适教材。教材的选择对于调动学生学习的积极性和提升学习效果具有重要的意义，因此，在物理化学的教学和学习中，选择适合学生特点的教材，对学生的学习会起到极大的辅助作用。[8]本课程选用周鲁版《物理化学教程》，该教材不仅在课程的内容上，还是例题、课后习题方面，都能满足我院专业设置要求，而且能带动学生主动学习，有效地提高其学习兴趣。此外，根据开课专业学生的具体情况编写了《物理化学实验》教材，将符合专业设置及学生感兴趣的实验项目列入教材，从而不断更新本课程相关的实验项目，加强本课程与专业的结合，巩固学生掌握的知识，培养学生解决实际问题的能力。
其次，做好“承上启下”的衔接作用。物理化学是无机及分析化学，有机化学的后续大学化学课程，其中部分章节内容有一定程度的重叠。例如，化学热力学中的系统与环境、状态函数、热力学定律等基本概念与术语；化学反应热力学中的热效应计算；化学平衡中的平衡常数计算、影响化学平衡的因素等知识点。因此，该部分知识主要以学生自主学习为主，着重将这部分内容加以延伸和拓宽，并融入到物理化学教学中去，使学生抓住“回顾—延伸—理解—提升”的主线，从而起到事半功倍的效果。此外，做好物理化学知识与专业课知识的衔接与渗透工作，并将生活中的案例和经验与理论课程有机结合起来。例如，通过向学生介绍有关电化学方法在污水处理中的应用，了解电解法、电凝聚法、电渗析法、电解还原法及电解氧化法等常用的应用技术。利用酿酒厂中将粗酒加工成高度白酒的原理介绍，引出水-乙醇两相相图。在讲授胶体化学时，引出乳牛乳饮品中乳化剂的作用机理。总之，充分发挥出物理化学课程在专业课程中的重要作用。
最后，做到“主次分明”。物理化学中大量的纯理论性质叙述及数学公式推导，这使我们在教学过程中不可能做到面面俱到，繁琐的公式推导使学生难以在课堂上就掌握，不仅会加大学生的学习负担，还会引起学生的畏难情绪，这样往往会导致事倍功半，事与愿违。例如，在热力学基本方程的讲解中，可以从热力学第一定律的数学表达公式“ U=Q+W”出发，利用基础公式推导出热力学四个基本方程，对应系数关系式，麦克斯韦关系式。通过对这部分知识重点讲解，从根源上解决问题，加深学生对公式的理解记忆，“知其然，知其所以然”。而在學习封闭系统热力学函数关系及表面热力学基础内容，结合热力学基本方程，通过“比较对照”、“举一反三”的方法，理解偏摩尔量、化学势及表面吉布斯函数等概念和公式。再如，在理想和非理想物质状态下，着重讲解理想状态的内容，简述非理想状态，辨清两者之间的区别。
3 改进教学方法
在物理化学教学过程中，学生对课程内容的兴趣程度尤为重要，教师应当注重培养和激发其学习兴趣，加强其自我主动学习、自我发展能力的培养，使其感到学有所值、学有所用。我们以启发探索发现归纳式教学方式，通过引出问题—知识点讲解剖析—实例解决问题—知识总结应用，以多媒体教学演示+课堂的案例分析+具体练习+课后作业的巩固，真正突出“教、学、练、做”一体化，实现教师为主导、学生为主体的双向互动，充分调动学生学习的主动性和积极性，激发他们的学习兴趣，从而提高教学质量，并且把以教师为中心的单向传授知识的传统学习模式转变为以学生为主体、以教师为主导的新型教学模式。
3.1 “饮水思源，走进前沿”
物理化学中众多的定律都是科学家们经历多年的曲折研究而来的，讲授过程中可以介绍科学发展史，不仅可以让学生端正对科学的态度，尊重前人的研究成果，也可以使学生向科学家的坚持和奋斗精神学习。例如，在讲授热力学第一定律时，介绍研究及产生的历史过程，了解当时得出定律的艰辛和不易，引发学生听课兴趣，加深对定律的理解记忆，培养学生严密的科学思维，为将来从事相关专业的科学研究奠定良好的基础。另一方面，前沿科学对一门课程也尤为重要。在教学过程中，可以以课程内容为主线，介绍课程新知识及科学进展，从而更贴近生活，使学生感到学有所用。例如，在绪论章节的教学中，引入大量的前沿知识内容，向学生介绍清洁能源、新材料、新技术等发展；在表面化学章节中，介绍新型纳米材料的合成、表征和应用；在胶体化学章节的教学中，介绍利用表面活性剂采油，去污等。
3.2 “理论联系实际”
物理化学的很多理论知识都与实际生产生活密切有关，通过问题设计、案例分析，利用学生所学的物理化学理论知识来解释生活中与物理化学有关的现象和生产实际问题。例如，通过稀溶液的饱和蒸气压下降来解释为什么高原上不容易煮熟食物；通过凝固点下降来解释海水较河水难结冰；通过渗透压来解释参天的大树，如何从土壤中获得水分、施肥过多植物会烧死等问题。通过解析水—盐相图来解释利用结晶法精制粗盐的原理，通过水与水银撒在光滑地面上现象的不同，引出铺展与润湿等相关知识。通过设置一系列与课程内容有关的实际问题，引起学生主动思考，激发学生学习兴趣，活化课堂教学氛围。
3.3 “一带一路，良性竞争”
在教学过程中，有些学生在课程学习中掌握知识比较快，这不仅与学生的基础、学习方法和学习态度有关，还与学生适应教师的教学方式有关。因此，通过组建兴趣小组，掌握好的同学与组内其他同学在课后互相讨论，共同进步，实现“一带一路”。同时，定期给各组布置讨论课题，引导学生带着兴趣和问题去学习，并在课堂上分组讨论，考核各队的掌握情况，形成良性竞争。通过这种教学方法，利用学生小组化合作学习，释放学习主动权，以学生为主体，充分发挥学生的学习潜力，激发学生的学习热情和积极性，培养学生自主学习和主动解决问题的能力。
3.4 “科技创新，科学研究”
目前，大学生创新创业能力培养备受关注，鼓励学生参加教师课外的实验开放项目、科研项目，利用掌握的物理化学知识解决现实问题，使教学更加贴近现实，贴近生活。组织学生参加全国大学生“挑战杯”、浙江省大学生化学竞赛等科技竞赛，通过竞赛对学生进行专业知识训练，包括基础知识、设计方案、创新性研究、结果总结以及发现问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新能力，从而达到学习知识技能到初步科学研究的转变，为培养优质研究生打下基础。
4 丰富教学手段
传统的教学方式形式单一、演示内容有限、拓展难，已不能适应现代科技高速发展的信息时代需求，其教学效果也难以令人满意，因此丰富教学方法与手段就势在必行。[9]多媒体教学手段集文、图、像、音等功能，可以获取更为直观形象的教学内容，吸引课堂上学生的注意力，显示出良好的教学效果。同时，在一些例题的讲解和公式的推导中，多媒体结合板书可以让学生更快地、更容易地跟上教师的解题思路，加深对一些关键概念、公式以及例题的理解，并节省大量的课时。
建设网络资源，以培养学生的思维能力、创造能力和科学素养。通过“我是校园”微信网络平台，将课程的课件PPT，教学大纲，习题解答，讲课视频，动画，趣味实验等上传，实施网络教学，不仅大大地扩展了课堂信息量，还可以充分利用不同类型的教学资源，体现不同的教学效果。这种方式不仅大大提高了学生学习的便捷性，根据自身情况，在课下自由安排学习时间，提高学习效率和积极性，而且可充分满足学生的求知欲望，激发学生学习兴趣，引导学生热爱科学、热爱生活。同时，也为师生交流提供了便捷的空间，教师在手机上就可以完成答疑，作业布置，小测试等，了解学生对课程内容的掌握程度。
对交叉的基础化学知识实行“翻转课堂”教学模式。例如，稀溶液依数性知识点和胶体化学章节，学生通过自学录制的视频PPT讲解、案例分析等资料，自主规划学习内容、学习节奏，引导学生形成正确的思维方式，把握分析问题的切入点，培养学生发现问题并解决问题的能力，让学生通过实践获得更真实的学习。这对学生自主学习能力的提高以及发现问题解决问题的能力培养具有很大的帮助，可以有效提高学生学习积极性。
将简单的物理化学实验带入课堂，以“眼见为实”的形式让学生亲临其境，令枯燥的理论教学变得生动有趣，化抽象为具体，激发学生学习物理化学课的兴趣，理解其实用性。例如，通过水和乙醇混合实验，指出二者混合后体积并不是混合前的简单加和，提出偏摩尔量的概念。水液面的凹液面和汞液面的凸液面、毛细凝聚现象、丁达尔现象、表面活性剂的亲水亲油性等等。这种教学方式将原本抽象、繁杂、枯燥的理论知识，形象、生动、直观地表现出来，充分调动了学生的主动能动性和学习兴趣，使学生乐于学、好于学。
5 小结
基于目前大学生创新创业能力培养的大环境下，信息快速发展的时代下，通过分析存在问题，调整教学内容，改进教学方法和丰富教学手段等方面对物理化学课程的教学模式进行了实践探讨。通过教学与改革，我们深刻体会到，学生作为教学主体，在教学过程中要充分发挥其主观能动性，激发其创新思维，锻炼其独立思考问题和解决问题的能力，同时培养其创新和实践能力。同时，教师是促进物理化学教学改革的执行者，也是提高物理化学教学效果的核心因素，要不断提高自身素质，还要充分发挥教师的能动性。
*通讯作者：钟炳伟
基金项目：绍兴市高等教育课堂教学改革研究项目（SXSKG2017060）；浙江農林大学暨阳学院教学建设项目（KGYB201608）
参考文献
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