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化工專業物理化學課程改革的探索論文
摘要：物理化學是化工專業的一門重要基礎課，該課程對后續的專業課程學習奠定良好的理論基礎.總結我校近幾年化工專業物理化學課程的教學情況，介紹在化工專業物理化學課程教學過程中的心得體會，提出以實踐能力培養為基礎，通過改革教學內容，強化物理化學基礎知識在化工實踐中的應用，不斷提高化工專業物理化學課程教學質量的思路.
關鍵詞：物理化學；課程改革；化工專業；實踐導向
0引言
“物理化學”課程是高等院�；瘜W、化工、制藥、材料和生化等專業的學生必修專業基礎課之一.“物理化學”課程綜合運用數學、物理等學科的理論和實驗手段來解決化學反應中出現的問題，并研究在化學變化中所遵循的規律.物理化學是多種學科的理論基礎，尤其在理科、工科化學系列課程體系中起著重要作用.由于“物理化學”課程的理論性強、公式多，學生在學習過程中難免覺得內容過于抽象而難以理解［1-2］，同時所學內容與實際應用聯系較小，造成學習的畏懼感，學習效果不理想.鑒于物理化學在化工相關專業知識結構中所處的重要位置，尤其對后面要學習的“化工原理”“化工熱力學”和“催化原理”等課程起著重要的鋪墊作用，因此，“物理化學”課程的建設對高質量化工專業人才的培養至關重要.多年來，我校化學與材料科學學院物理化學課程組通過更新教育理念，在物理化學的教學內容、教學方法、教學思想和教師隊伍建設等方面取得顯著成效.完成“物理化學”省級精品課程的建設和驗收工作，成效顯著.“物理化學”課程團隊被遴選為學校重點建設的課程團隊.在這樣的背景下，如何以實踐為導向，在教學過程中培養學生的工科思維，提高他們解決實際問題的能力是工科物理化學教學值得思考的重要問題.
1調整理論教學內容，側重工程實踐導向
相比而言，我校開設化工專業的歷史較短，所用物理化學教材也一直沿用我�；瘜W（師范）、應用化學和材料化學專業使用的《物理化學》（第五版、南京大學傅獻彩等編寫）教材，以相應的《物理化學學習指導》（南京大學孫德坤和沈文霞等編寫）作為學生的指導資料.在授課的過程中，雖然也積極拓展部分內容，在一定程度上解決與化工實踐過程聯系不密切的矛盾.但隨著我校化工專業的建設和發展，如果繼續使用偏重理論教學的物理化學教材顯然不合時宜.以課程體系的改革為契機，基于實踐導向的新教材的選用成為物理化學教學改革的出發點.從2014開始，精選天津大學物理化學教研室編寫的《物理化學》（第五版）［3］工科教材作為我�；I物理化學課程教材.與原教材相比，天津大學編寫的工科“物理化學”教材增加許多與實際工業生產相關的知識點，如真實氣體的液化及臨界參數、真實氣體狀態方程、二組分液體部分互溶系統的溫度-組成圖和完全不互溶系統的溫度-組成圖，以及多相化學反應等，目的是幫助學生能更好地了解和掌握物理化學原理在化工生產中的應用，有利于化工專業學生的工科思維的養成.另外，工科“物理化學”教材將電解質溶液、可逆電池電動勢及其應用和電解與極化作用3部分內容合并為電化學，將化學動力學基礎和化學動力學基礎合并為化學動力學，既優化教學內容，又適當降低理論深度，更重要的是拓展學生的實踐視野.本教材在我院近幾年的使用過程中，獲得學生良好的反響.
另外，隨著現代科學技術的快速發展，圖文并茂、生動形象的教學課件對工科物理化學課堂教學的支撐作用是顯而易見的.由于物理化學課程內容的抽象性，注重通過演示與基本原理相關的實驗現象對接實踐應用，讓學生更好地理解所學理論知識與工程實踐的直接關系［4］，更好地突出物理化學理論知識對工程實踐的指導作用.在授課過程中，除講授教材上的基礎知識外，還注重把從事物理化學方面的科研體會以及最新科研成果有機地融入到物理化學教學過程中，更好地激發學生對“物理化學”課程的學習興趣，使學生更加認識到物理化學在生活和化工行業中的重要性，同時也培養學生加快適應工業生產的能力和科學創新的思維能力［5］.
2優化課堂教學方法，注重實例說明理論
由于化工專業的學生將來所從事的職業與生產實踐更加緊密相連，所以，采用何種教學方法才能更加有效地提高學生的工程實踐能力是物理化學教學過程中面臨的問題之一.物理化學內容抽象、公式多而雜，在課堂講授中要更加注重結合具體實例來闡述理論內容，才能有效地幫助學生深入理解和接受所學的理論知識.例如，講授界面現象中彎曲液面下的附加壓力時，用他們所熟悉的人工降雨和暴沸現象來說明開爾文公式，只有水蒸汽液化凝結成新相小液滴（凸液面），小液滴逐漸長大才能從天上落下雨滴.由于新相小液滴剛開始很難形成，即水蒸汽的過飽和蒸氣壓pr非常大，天空中的水蒸汽氣壓很難達到pr，因而需要采用人工的方式提供小液滴形成時的凝聚中心，大幅度降低pr的數值，使雨滴順利形成.同理，液體受熱氣化形成新相小氣泡（凹液面），小氣泡逐漸長大才能從液體里逸出，但新相小氣泡開始很難形成，即液體過熱也不沸騰，是因為液體中的小氣泡壓力很小達不到外界大氣壓的數值，因而需要向液體中加入實驗中常用的沸石（孔中含空氣）增加初始小氣泡的大小，使氣泡壓力很快達到外界大氣壓值，保證氣體從液體中順利逸出，避免形成過熱液體，引起事故.總之，利用具體實例講授比較抽象的物理化學知識，使學生在學習理論中更接近實際生產和生活，激發他們將理論運用于實踐的潛能.
3多方位理解實驗原理，提高動腦與動手能力
伴隨著物理化學理論教學內容的調整，也將相關的實驗教學內容進行優化.例如：化學反應過程中常常伴隨著反應熱的形成，如果不能及時地移除多余的熱量導致反應溫度升高，反應速率加快，將對化工生產安全帶來極大的隱患.所以，反應過程中溫度的測量與調控在化工生產中顯得尤為重要.目前，在物理化學實驗中涉及到多種類型的溫度計（如玻璃溫度計、貝克曼溫度計、熱電偶等）用于測量反應體系的溫度.作為溫差測量的貝克曼溫度計，廣泛應用在恒溫槽的組裝和性能測試、稀溶液的凝固點降低實驗中.由于精密電子溫度測量儀器的普遍使用，使得貝克曼溫度計在實驗中的利用率逐漸降低，但它仍可以作為一種簡便的輔助儀器使用.另外，溫度效應常常在實驗中有所體現.如醋酸-水-氯仿三組分系統的相圖繪制實驗，其成敗與溫度的關系比較密切.然而，大部分學生在實驗過程中并沒有注意到這個現象，也并不清楚隱含的實驗原理.實驗過程中，溫度影響到各組分間的溶解度，在溫度較高的條件下無法觀察到明顯的渾濁現象，導致不能很好地判定滴定終點.因此，如果能夠測定不同溫度下的相圖，可以使學生更深入地了解萃取過程，理解相圖中物系點和相點的概念，對于化工產品分離條件的篩選起到良好地指導作用.其他的實驗項目，例如：溶液表面張力的測定、活性炭比表面積的測定、蔗糖水解反應速率常數的測定、高聚物的分子量測定等，溫度的影響均不可忽視.
合理的安排實驗是保證學生理解并掌握實驗原理的前提.但由于參與實驗的學生人數較多，普遍的做法是將學生分成若干小組，采用循環的方式開展實驗.如果物理化學的理論課與實驗課在同一學期開設，在循環實驗過程中將不可避免地導致部分實驗項目早于理論課程的學習，學生在實驗過程中則顯得非常被動，對實驗理論一知半解，造成他們更多地關注實驗操作過程，只動手、缺乏動腦，實驗效果并不理想.鑒于此，將實驗課的開出時間較理論課程滯后一學期，先讓學生充分學習理論知識，再開展相關實驗.通過在實驗過程中讓學生試講實驗內容、回答問題等方式讓學生進一步理解實驗過程中的理論知識和操作步驟，更好地理論聯系實際，教學效果良好.同時，依托我校的安徽省化學工程實訓中心，還可以進一步開設與物理化學相關的綜合性實驗和創新性實驗，為學生深入理解物理化學原理、提高學生的動手實踐能力奠定基礎.
4結語
通過對我校化工專業本科生“物理化學”課程的教學和改革結果，以實踐能力培養為目標，優化教學內容，注重理論與實踐相結合，逐漸培養學生的工科思維，才能提高學生利用物理化學原理知識綜合解決化工實踐問題的能力.
參考文獻：
［1］黃玉成，杜金艷.工科物理化學教學內容的幾點思考［J］.廣州化工，2015，43（2）：161-162.
�。�2］胡碧茹，吳文健.《物理化學》課程教學改革的相關探索與實踐［J］.高等教育研究學報，2013，36（2）：113-115.
�。�3］天津大學物理化學教研室.物理化學［M］.5版.北京：高等教育出版社，2009.
�。�4］伊廷鋒，朱彥榮，周安娜，等.物理化學課程改革探索與實踐［J］.安徽工業大學學報（社會科學版），2011，28（6）：134-135.
�。�5］胡瑋，董超.工科物理化學開放式教學的幾點探討［J］.廣州化工，2015，43（2）：141-142.
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