孫 昌

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

無機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 濟南 250101)

介紹了無機非金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)改革的經(jīng)驗。根據(jù)物理化學(xué)課程的特點和無機非金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對教學(xué)內(nèi)容進行了精簡，優(yōu)化了教學(xué)方法。實踐表明這些改革措施提高了無機非金屬材料工程專業(yè)物理化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，進一步提升了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

無機非金屬材料工程；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)具有扎實理論基礎(chǔ)、實踐能力、創(chuàng)新精神、素質(zhì)優(yōu)良的高級工程技術(shù)專業(yè)人才。利用掌握的無機非金屬材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論與工程專業(yè)知識能夠從事規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)加工、研究開發(fā)等的無機非金屬材料工業(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，物理化學(xué)課程本身具有理論性強，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，上述特點造成學(xué)生在這門課的學(xué)習(xí)過程中往往會產(chǎn)生由于理論抽象難懂而學(xué)習(xí)興趣不高的現(xiàn)象。而對于無機非金屬材料專業(yè)來說，無機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)生掌握扎實的基礎(chǔ)理論知識、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)系實際，突出材料科學(xué)的工科特點，帶領(lǐng)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論知識的同時了解材料學(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)方法等方面進行了改革嘗試。

1 教學(xué)內(nèi)容體系的構(gòu)建

由于無機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，對物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容進行刪減，統(tǒng)籌安排學(xué)時，是提高教學(xué)質(zhì)量的前提條件。例如在我校大學(xué)一年級時開設(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)實際情況，對物理化學(xué)課程內(nèi)容體系進行相應(yīng)的刪減，避免重復(fù)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)側(cè)重講解重點知識點，爭取在有限的學(xué)時內(nèi)建立物理化學(xué)知識體系。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)無機非金屬材料工程專業(yè)的特點，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評，期末考試采用閉卷筆試方式，成績在總成績60%，平時成績占40%，平時成績分解為四部分：論文成績、實驗成績、考勤成績和作業(yè)成績分別占總成績的10%。

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

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，通過引進本學(xué)科最新研究進展激發(fā)學(xué)生主動建構(gòu)知識體系，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)相長的教學(xué)理念下充分提高教學(xué)質(zhì)量。我校在實際教學(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，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

在授課過程中對課程中的重點、難點，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)中的重點和難點逐步分層次進行突破。在分組討論的過程中強調(diào)學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，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行討論的總結(jié)。實踐證明小組討論教學(xué)法可以充分利用參與討論的學(xué)生的各種獨立的思考和學(xué)生間的交流和辯駁，從而增進對知識的理解，這種通過學(xué)生自主思考和探索后的獲取的知識，比通過教師講授而被動獲得的知識，掌握得要更加牢固[4]。

2.3 論文輔助教學(xué)法

在實際教學(xué)過程中，對特定的教學(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、積極主動地獲取課堂之外的知識，與所學(xué)的理論知識結(jié)合起來進行分析、討論，得出結(jié)論，最后將自己的見解、觀點撰寫成論文，論文成績作為平時成績的一部分。實踐表明通過論文撰寫不僅鞏固了課堂上學(xué)習(xí)的知識、擴展了知識視野，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)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3 結(jié)束語

通過對物理化學(xué)課程內(nèi)容和教學(xué)方法改進，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和生學(xué)習(xí)熱情大大提高，促進了對理論知識的理解和掌握，自學(xué)能力、團隊協(xié)作能力、利用掌握的科學(xué)思維方法以及基礎(chǔ)理論知識解決實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)模式的改革與實踐[J]. 中國化工貿(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.

(本文文獻格式：孫 昌.無機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