無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)課程改革初探

孫 昌

(山東建筑大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101)

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)課程改革初探

孫 昌

(山東建筑大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101)

介紹了無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)物理化學(xué)課程的特點(diǎn)和無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精簡(jiǎn)，優(yōu)化了教學(xué)方法。實(shí)踐表明這些改革措施提高了無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步提升了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

無機(jī)非金屬材料工程；物理化學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)是傳統(tǒng)的工科專業(yè)，旨在培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神、素質(zhì)優(yōu)良的高級(jí)工程技術(shù)專業(yè)人才。利用掌握的無機(jī)非金屬材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論與工程專業(yè)知識(shí)能夠從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、研究開發(fā)等的無機(jī)非金屬材料工業(yè)的相關(guān)工作[1]。物理化學(xué)是大學(xué)理工類相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)課程之一，對(duì)培養(yǎng)理工學(xué)科學(xué)生的創(chuàng)新能力起著重要的作用。同時(shí)，物理化學(xué)課程本身具有理論性強(qiáng)，概念、原理、公式往往抽象復(fù)雜，并且內(nèi)容與其他學(xué)科交叉的特點(diǎn)，上述特點(diǎn)造成學(xué)生在這門課的學(xué)習(xí)過程中往往會(huì)產(chǎn)生由于理論抽象難懂而學(xué)習(xí)興趣不高的現(xiàn)象。而對(duì)于無機(jī)非金屬材料專業(yè)來說，無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)開設(shè)物理化學(xué)課程的目的是：首先，培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、科學(xué)思維方法以及培養(yǎng)邏輯思維的能力；其次，提倡理論聯(lián)系實(shí)際，突出材料科學(xué)的工科特點(diǎn)，帶領(lǐng)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)了解材料學(xué)學(xué)科發(fā)展前沿、掌握本領(lǐng)域的研究方法和研究思路[3]。在滿足無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求下，本文在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革嘗試。

1 教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建

由于無機(jī)非金屬材料工程屬于工科專業(yè)，物理化學(xué)課程分配的課時(shí)有限，考慮到部分章節(jié)內(nèi)容與其他化學(xué)類課程及材料科學(xué)基礎(chǔ)課程存在交叉重疊，對(duì)物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行刪減，統(tǒng)籌安排學(xué)時(shí)，是提高教學(xué)質(zhì)量的前提條件。例如在我校大學(xué)一年級(jí)時(shí)開設(shè)普通化學(xué)課程，其中涉及到熱力學(xué)的一些基本概念，熱、功、內(nèi)能三者的區(qū)別和聯(lián)系，狀態(tài)函數(shù)的意義和數(shù)學(xué)性質(zhì)，焓的意義，以及理想氣體在等溫、等壓、等容與絕熱過程中的ΔU、ΔH、Q及W的運(yùn)算等相關(guān)內(nèi)容，在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中還涉及膠體化學(xué)、表面與界面等內(nèi)容。為提高物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，這要求根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)物理化學(xué)課程內(nèi)容體系進(jìn)行相應(yīng)的刪減，避免重復(fù)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)側(cè)重講解重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，爭(zhēng)取在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)建立物理化學(xué)知識(shí)體系。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性、活躍課堂氣氛和總體教學(xué)質(zhì)量的提高，根據(jù)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合物理化學(xué)課程在體系中地位，物理化學(xué)的考核方式采用綜合測(cè)評(píng)，期末考試采用閉卷筆試方式，成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)60%，平時(shí)成績(jī)占40%，平時(shí)成績(jī)分解為四部分：論文成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、考勤成績(jī)和作業(yè)成績(jī)分別占總成績(jī)的10%。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程體系構(gòu)建的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生材料工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生加深對(duì)課堂所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，對(duì)抽象的理論增加感性認(rèn)識(shí)，提高動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括三部分：實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)課程考核體系。

2 教學(xué)方法的優(yōu)化隨著認(rèn)知心理學(xué)和多媒體技術(shù)的興起和廣泛應(yīng)用，教學(xué)方法日趨豐富，根據(jù)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的定位和物理化學(xué)課程的性質(zhì)，充分利用現(xiàn)代化學(xué)教育手段，借助多媒體課件建立起最佳學(xué)習(xí)情境，通過引進(jìn)本學(xué)科最新研究進(jìn)展激發(fā)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)體系，在學(xué)習(xí)過程中逐漸培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力，在教學(xué)相長(zhǎng)的教學(xué)理念下充分提高教學(xué)質(zhì)量。我校在實(shí)際教學(xué)過程中，依據(jù)上述教改思路踐行教學(xué)方法改革，取得了良好的教學(xué)效果。

2.1 理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的興趣

物理化學(xué)的公式和理論推導(dǎo)繁瑣復(fù)雜，為了充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)過程中引入與相關(guān)理論相關(guān)的生產(chǎn)和生活中的具體事例，引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)到的理論進(jìn)行分析和解答，從而使幫助學(xué)生理解和應(yīng)用物理化學(xué)公式和理論。例如，講解化學(xué)電池時(shí)，可以引入日常生活中用到的干電池、鎳氫充電電池、鋰離子電池等；講到稀溶液凝固點(diǎn)降低聯(lián)系采用拋灑食鹽除去路面積雪防止道路結(jié)冰的原理；利用開爾文公式解釋人工降雨原理；引入熱力學(xué)系統(tǒng)時(shí)提出密閉的室內(nèi)打開由室外供應(yīng)電能的電冰箱門室內(nèi)的溫度能不能逐漸降低問題等。

2.2 小組討論教學(xué)法

在授課過程中對(duì)課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，要有目標(biāo)、有步驟地引導(dǎo)學(xué)生開展小組討論學(xué)習(xí)，將教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)逐步分層次進(jìn)行突破。在分組討論的過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，將學(xué)生分為四-七人的小組，要求小組中每個(gè)成員都要參與討論并發(fā)表看法，展開討論，最后得到結(jié)論。在討論中教師的任務(wù)僅僅是提出討論的主題、分組、考查小組討論的情形和最后進(jìn)行討論的總結(jié)。實(shí)踐證明小組討論教學(xué)法可以充分利用參與討論的學(xué)生的各種獨(dú)立的思考和學(xué)生間的交流和辯駁，從而增進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解，這種通過學(xué)生自主思考和探索后的獲取的知識(shí)，比通過教師講授而被動(dòng)獲得的知識(shí)，掌握得要更加牢固[4]。

2.3 論文輔助教學(xué)法

在實(shí)際教學(xué)過程中，對(duì)特定的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置研討專題，要求學(xué)生以小論文的形式完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在撰寫論文過程中學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)、積極主動(dòng)地獲取課堂之外的知識(shí)，與所學(xué)的理論知識(shí)結(jié)合起來進(jìn)行分析、討論，得出結(jié)論，最后將自己的見解、觀點(diǎn)撰寫成論文，論文成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)的一部分。實(shí)踐表明通過論文撰寫不僅鞏固了課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)、擴(kuò)展了知識(shí)視野，而且培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng)。這種教學(xué)方法充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)物理化學(xué)課程內(nèi)容和教學(xué)方法改進(jìn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和生學(xué)習(xí)熱情大大提高，促進(jìn)了對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，自學(xué)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、利用掌握的科學(xué)思維方法以及基礎(chǔ)理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力得到提高，教學(xué)效果得到了很大的提升。

[1] 百度百科.無機(jī)非金屬材料工程[EB/OL].[2016-01-26].http://baike.baidu.com/view/255109.htm.

[2] 劉靖麗, 張 拴. 藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)課程教學(xué)設(shè)計(jì)的探討[J]. 廣東化工, 2015, 42(19): 191-191.

[3] 彭 程,田 華. 工科類物理化學(xué)課程教學(xué)模式的改革與實(shí)踐[J]. 中國(guó)化工貿(mào)易, 2014 (34):283-283.

[4] 談寧馨,朱 權(quán). 工科物理化學(xué)課程小班研討內(nèi)容的思考[J].大學(xué)教育, 2014 (5): 21-22.

(本文文獻(xiàn)格式：孫 昌.無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)課程改革初探[J].山東化工，2016，45(04)：118，121.)

Study on Teaching Reform of Physical Chemistry for Inorganic Non-Metallic Materials Engineering

Sun Chang

(School of Material Science and Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101,China)

This paper introduces the reform experience in physical chemistry for inorganic non-metallic materials engineering. According to the specialty of physical chemistry and the training goal of inorganic non-metallic materials engineering, the teaching system of the physical chemistry course was reformed on teaching content and teaching method. The result showed that above measures improved the teaching quality of physical chemistry and students' ability to analyze solve the problems.

inorganic non-metallic materials engineering; physical chemistry; teaching content; teaching method

2016-01-26

孫 昌(1972—)，山東嘉祥人，副教授，主要從事功能材料的研究與教學(xué)。

G642.0

A

1008-021X(2016)04-0118-01