物理化學論文范文10篇

摘要：物理化學課程是化工技術類專業必修的一門重要的專業基礎課。因其內容抽象，故老師難教，學生難學，筆者結合教學實踐，提出了一些改革措施，激發了學生學習興趣，提高了學生學以致用的能力。

關鍵詞：物理化學；改革；結合

物理化學是物理學與化學交叉的邊緣學科，是化學學科的一個重要分支，是化學學科的理論基礎。該課程是化工技術類專業一門必修的重要的基礎課，它在化學與化工人才培養中有負有極其重要的作用，對學生科學世界觀和綜合素質的培養、動手能力和創造思維能力的培養起著至關重要的作用。因此必須加強物理化學課程建設，不斷深化教學改革，提高教學質量，創建精品課程，才能完成時代賦予我們的使命。

物理化學教學改革包括教學內容(即教材)改革、教學過程改革、教學方法手段改革、教學管理(包括教學時間、教學安排、考試內容、考試方法、評分標準等等)改革。

1教學內容改革。即教材改革

我們先后使用了天津大學王正烈主編的《物理化學》第一版、第二版，教學過程中，不斷選用新教材，對老師來說要加重負擔，要不斷寫新的備課筆記。但我們體會到，寫備課筆記可以加深對內容理解，提高教學效果。近些年來由于量子力學、微電子技術、波譜技術的發展，新材料、新催化劑、納米材料的出現，促進了物理化學的發展。因此在教學內容上就不能局限于教材，要把物理化學的新知識、新成果介紹給學生。

1充分利用啟發式教學方法，調動學生積極性

教師可利用啟發式教學方法把物理化學中比較抽象，不容易被學生接受、理解的知識，巧用生活中的實例，言簡意賅解決問題。既能激發學生的學習興趣，又能吸引學生聽課時的注意力。如，講稀溶液依數性時，提出問題，為什么冬季下雪時，城市道路路政人員在路面撒食鹽？學生討論歸納，是應用依數性的凝固點降低原理。醫院輸液用生理鹽水濃度0.9%，葡萄糖注射液濃度5%，高于或低于這個濃度是否可以？會出現什么癥狀？最后用滲透壓原理說明生理鹽水和葡萄糖注射液，是人體血液中紅細胞和血漿正常滲透壓維持平衡而配制的等滲溶液。

2充分使用標準簡潔普通話教學，增強師生互動

少數民族學生多數漢語基礎差，聽課有一定難度，教師在授課過程中必須顧及這些民族學生，授課中要控制好合適的語速。少數民族學生先把漢語轉化為自己的民族語言再進行思維和分析。理解記憶需要一個過程，用標準普通話講授，授課內容深入淺出，避免個人的方言，避免冗長的句子和生僻詞語，以及文言文和歇后語。這樣才能有助于學生對課本知識理解，有利于少數民族學生吃透教材，掌握知識點。另外，在講授臨界狀態時，CO2臨界溫度與壓力對應關系，即P-V圖，讓學生提前預習，課上師生互換角色，少數民族學生充當“小老師”，充分發揮學生的主體作用，既促進物理化學專業課的學習，同時提高少數民族學生的漢語言表達能力，增加其鍛煉機會。

3綜合利用板書教學與多媒體教學，提高課堂聽課效率

少數民族學生漢語水平不高，教學過程中，完全依賴多媒體這種教學手段，學生會覺得是在“看電影”過眼煙云，熱力學公式特別多，公式推導這個環節，切不可圖省時省力，離開傳統的板書演示。一定要在黑板上認認真真地詳細推導和講解，讓學生緊跟教師的思度，掌握推導的技巧和技能。當講授Bi-Cd相圖，用步冷曲線繪制相圖時，用動畫flash將課本中的文字和簡單的插圖轉化為生動、有趣的視聽語言展現在學生面前，可起到事倍功半的效果。

【關鍵詞】教育，藥學；物理化學；教學

物理化學是研究化學體系行為最一般規律的學科，在培養創新能力方面有其他課程無法替代的作用。由70多位專家參與撰寫的自然科學學科發展戰略調研報告《物理化學》卷中指出［1］，實踐表明，凡是具有較好物理化學素養的大學本科畢業生，適應能力強，“后勁”足。由于有較好的理論基礎，他們容易觸類旁通、自學深造，能較快適應工作的變動，開辟新的研究陣地，從而有可能站在國際科技發展的前沿。隨著大學基礎課程的改革，藥學專業物理化學所安排的內容多，課時少，如何提高教學質量就成了很大的難題。筆者現介紹藥學專業物理化學教學的一些體會。

1理論聯系實際，激發學生的學習興趣

很多學生認為物理化學是非常難學的一門課程，都是抽象的、枯燥的理論，從而產生厭學心理。“興趣是最好的老師”，作為教師要從興趣入手，引導他們喜歡并且學好這門課程，教師應更多地介紹物理化學與藥學的聯系，激發學生學習的積極性。例如講授“相平衡”時，介紹超臨界二氧化碳提取藥物的知識，它是利用了物質在臨界點附近的奇異性，利用無毒、不殘留的二氧化碳代替水或有機溶劑作為萃取介質，將高壓下萃取的物質經降低壓力分離出來的一種把萃取與分離兩個過程合為一體的新型提取分離方法。對于那些熱不穩定或易被破壞活性成分的藥物，采用這種方法提取優于傳統的方法，然而這一高新技術是物理化學中臨界狀態、兩相平衡的知識。在介紹相圖時，結合藥劑型改良的知識。比如，難溶于水的藥物溶解后不易被吸收，藥效慢，如果與尿素或其它溶于水并且無毒的化合物共熔，用快速冷凍的方法制成低共熔混合物，則尿素在胃液中能很快溶解，剩下高度分散的藥物，從而利于吸收。例如，在講授“稀溶液依數性”內容時，可以列舉“北方冬天吃凍梨前，先將凍梨放入涼水中浸泡一段時間。發現凍梨表面結一層薄冰，而里邊卻解凍了。這是什么道理呢？”實際上，如果能清楚梨中的水不是純水，而是溶有糖和一些物質的溶液，利用稀溶液中凝固點降低的規律就很容易解釋這一問題了。在“膠體”這一章中，醫藥上用于胃腸造影的硫酸鋇合劑，其中就含有足夠量的一種高分子化合物——阿拉伯膠對硫酸鋇溶膠起保護作用，當患者服用后，硫酸鋇膠漿能均勻地粘附在胃腸道壁上形成薄膜，從而利于造影檢查。

把理論知識與實際聯系起來，讓學生感覺到物理化學知識跟我們的生活息息相關，不再是一門枯燥乏味的課程，而是讓學生感興趣的課程。

2有效地組織課堂教學

【摘要】為適應本校人才培養的目標，培養具有良好應用能力的人才，并結合本校各個專業的專業特點，針對本校物理化學課程課堂教學中存在的各種問題，進行物理化學理論教學內容和教學方法的改革。將這些改革措施應用到具體的實際教學中，從而達到良好的物理化學課堂教學效果。

【關鍵詞】物理化學；教學方法；教學內容；改革

1引言

物理化學是四大基礎化學之一，同時該課程是材料、化工、環境和生物等專業必修的一門重要的專業基礎課。物理化學的學習是為后期專業課程的學習奠定基礎，該門課程學的好壞直接影響到學生對專業知識的理解和應用能力。由此可見物理化學課程的重要性。同時，物理化學也是一門理論性較強的課程，教學內容比較多，理論性較強，概念性比較抽象，公式較多較難，相對繁瑣，而且應用條件也相對復雜。這就導致學生對物理化學課程的學習信心不足，學習的積極性不高，嚴重影響學生對該門課程理論知識的理解和掌握，更不利于學生用已掌握的物理化學基礎知識和方法，用于提出問題、分析問題和解決問題的能力的培養，從而就達不到學校培養具有實用技術能力的應用型人才的培養目標。我校是一所應用型本科院校，遵循我校人才培養目標，所有課程的教學大綱都在不斷地修改完善。物理化學課程的大綱也已經經過多次修改，總體的趨勢是教學課時不斷在壓縮，這就要求物理化學課程的教學內容必須精簡。雖然教學課時數在減少，但還不能影響學生對物理化學理論知識點的理解和掌握程度，這必然要求對物理化學教學內容進行精選優化，采用有效的教學方式和方法，能夠保質保量的完成預期的教學目標。鑒于以上問題，筆者從教師自身素質和知識水平，教學內容和教學方法三個方面進行了改革。

2不斷提升教師的自身素質和知識水平

物理化學是一門理論性較強的課程，概念比較抽象，公式復雜，這就要求物理化學教師具有良好的知識儲備。在教學過程中，一旦發現學生存在知識的盲點時，能夠及時講解補充，保證教學順利有效地進行[1]。對于物理化學教師的整體素質和水平的提升，可以采用以下幾種方式：2.1開展教研活動，建立學習和交流機制。目前我校從事物理化學課程教學的老師共有十人，十人定期開展教研會議，主要是針對具體的教學中存在的各種問題，例如各個章節講授的知識點，重難點的確定，教學的方法，確定案例分析。對于較難的、理論性特別強的教學內容，相互交流，各抒己見，確定最佳的教學方式和方法。同時年輕的教師會走進資深教師的課堂，一方面學習資深教師的教學方法，另一方面還能夠從學生的角度去感受課堂氛圍，為進一步深入的交流探討奠定基礎。通過這種相互學習交流的方式，不但提高各位老師自身的知識水平和素質，而且還能提升整個教學團隊的水平，必然能夠達到良好的教學效果。2.2校外進修課程，促進學校間的交流合作。除了本校教研室間開展物理化學課程的研討和交流外，還可以組織一到兩名物理化學主講教師走出去，前往優秀學校進修該門課程，聽取國家物理化學精品課程示范課和相關學科前沿進展的講座，或是參與優秀教師的科研項目，進一步充實教師的職業技能和拓展教學知識面。例如本校教師就到武漢理工大學進修物理化學的課程，向該校物理化學優秀教師學習教案的書寫，教學內容的選擇，教學方法的改革，考評考察等方面的學習。通過校外的進修學習，大大提高了教師的知識水平和綜合能力，收益匪淺。進修過的老師回到本校再開展教研活動，集體學習外校先進的教學理念和教學方法，從而提高本校整個物理化學教學團隊的教學水平。這勢必會進一步提升物理化學課程的教學質量。2.3深入相關企業中，提高教師的實踐能力。為了培養具有良好工程實踐能力的應用型人才，必須加強師資隊伍建設，提高教師教學水平，尤其是實際生產的認識水平。定期組織教師進廠進行集中培訓，提高教師自身能力。鼓勵教師積極同企業聯系，申請與企業合作的橫向項目[2]，這樣既能提高教師的實踐能力，同時還能夠引導學生積極參與到企業的生產和研發過程，培養學生解決企業生產中遇到的實際問題，真正做到學以致用。

摘要:物理化學實驗在高等院校化學專業實驗教學中占有重要地位，物理化學實驗教學是培養學生創新能力的重要途徑。分析我院物理化學實驗教學中存在問題，提出物理化學實驗教學改革措施，實現“以教為中心”向"教學相長"的轉變，培養學生創新能力。

關鍵詞:物理化學實驗;教學改革;創新能力

物理化學實驗是高等師范院校化學專業繼無機化學實驗、分析化學實驗及有機化學實驗后開設的一門專業基礎實驗課程，它綜合了化學領域中各分支學科所需的基本研究技術和研究方法，在化學實驗課程中占有重要地位，在培養學生創新能力中具有獨特的作用［1］。通過物理化學實驗的學習，不但能加深學生對物理化學理論知識的理解，使學生掌握一些相應的基本操作技能，培養學生科學思維和綜合、分析解決問題及科學探究能力，而且能培養學生創新能力，以適應時代對未來中學化學教師的要求。然而目前我院物理化學實驗教學，學生學習缺乏主動性和積極性，極易阻礙學生學習中思維的拓展，不利于創新能力的培養［2－3］，尚難以滿足時代對未來中學化學教師培養的需要，改革物理化學實驗教學勢在必行。本文以忻州師范學院化學專業物理化學實驗教學為例，在分析目前物理化學實驗教學現狀及存在問題的基礎上，以培養學生創新能力為目標，探索物理化學實驗教學改革，培養合格的中學化學教師。

1物理化學實驗教學存在問題

隨著我國物理化學研究深入發展，各類應用技術層出不窮，發展前景廣闊。但物理化學實驗教學依然是以教為中心，開設的實驗缺乏創新，不能符合社會對人才培養的要求，就我院而言，物理化學實驗教學主要存在問題有以下幾方面:1．1實驗教材落后，內容陳舊，更新速度緩慢。物理化學實驗內容多為經典驗證性實驗，缺乏自主創新設計性實驗和綜合性實驗，不能滿足學生的需求，不利于拓展學生的知識面。經典驗證性實驗雖然一定程度上可以鍛煉學生基本操作能力，加深理論課程中的一些基本概念，但在實際意義上，其實驗原理及步驟在教材中已有詳解，削弱了學生對實驗的興趣，抑制了學生的求知欲和探索精神，同時限制了學生自由思考問題的空間，不利于培養學生創新能力。1．2實驗儀器設備落后，數量無法滿足學生的實驗需求。受限與設備經費，儀器更新速度緩慢，學生不能很好地掌握儀器的構造及使用方法。而且實驗室容納學生人數較多，沒有相應擴充實驗儀器，多為幾人共用一臺儀器，不能使每個學生都親自動手操作，個別同學可能都沒有參與其中，學生的動手能力不能得到有效鍛煉。1．3實驗教學課時數有限，實驗室對學生開放不足。在教學過程中，由于儀器和場地的限制，學生只能在限定時間做規定的實驗，導致多數實驗不能給學生留下深刻印象，只是大致了解實驗過程。而且實驗室經常處于關閉狀態，學生不能進行提前預習或練習，不利于提高教學質量和效率。1．4實驗教學方法單一落后。實驗教學依然采用傳統的灌輸式講授方式，學生與老師之間缺乏溝通和討論，學生的學習缺乏主動性，削弱了學生的積極性，不利用教學質量的提高。1．5實驗考核方式簡單，不能充分反映學生對實驗的掌握情況。實驗多作為考查課，老師根據學生的實驗報告及預習報告情況對其實驗成績進行單一打分，學生的關注點只局限于書寫實驗報告，忽視了實驗中發現問題，思考問題和分析問題的思維，不利于學生的創新能力的培養，而且學生抄襲實驗報告情況較多。

2物理化學實驗教學改革措施

摘要：本文介紹了物理化學實驗教學改革——物理化學實驗教學和本科生科研訓練相結合方面所做的嘗試。改革通過兩種方式進行，一是將科研活動中基礎的測試實驗與理論教學內容相結合，設計合適的實驗內容補充到綜合實驗中；二是對物理化學基礎實驗中的方法進一步拓展應用，融入到校級的本科生訓練計劃中。通過兩種方式的訓練培養了本科生學生科研能力和綜合素質，為本科生的今后工作和學習打下了良好的基礎。

關鍵詞：物理化學實驗，科研性實驗，本科生

科研訓練物理化學實驗是一門綜合性的基礎化學實驗[1-2]，在本科生的教學工作中備受關注，其將分析化學的手段和數學分析方法綜合運用的一門化學學科。傳統的實驗課程模式通常是老師講解、學生照做，并且每個實驗只做一次，對大部分學生來講難以留下深刻印象[3-5]。這種模式不利于學生創新模式的培養，物理化學實驗教學體系的改革也因此成為被關注的重要教研問題之一，其主要目標在于使學生更好地了解物理化學的研究方法和技能，加深對物理化學基本概念和理論的理解，進一步培養和提高學生的科學能力和創新能力[6-7]。我們進行了大膽的嘗試——將科研活動與教學內容相結合，結合教學計劃中的本科學位論文工作以及推行的本科生科研訓練計劃，開展多種形式、多層次的開放實驗教學：將實踐證實適合本科生教學的科研實驗內容，先通過本科論文的形式對內容進行優化，然后補充到現有的物理化學教學體系中；物化實驗中的基本實驗拓寬到應用領域，賦予明確的、鮮明的專業特色的教學目標，并借助于學校的科研訓練項目，設計研究性實驗供學生進行科研訓練。

1.從本科生畢業論文到的物理化學實驗中的綜合實驗

在日常的教學和科研工作中，有意識地將科研工作中涉及到的所屬專業的共性和基礎的內容與本科教學中相關知識相結合。首先合理選擇實驗內容，并將這些內容融合到本科畢業論文中。之后對實驗結果進行總結和升華，轉化為物理化學實驗中的綜合實驗。目前，我們選擇的物理化學實驗中的綜合實驗之一——“化學電源基本性能的測定”便是我們總結了科研工作中的一些基礎內容并與物理化學課程中的電化學部分內容相聯系進行設計的。“化學電源基本性能的測定”實驗的目的在于使學生了解化學電源基本性能的評價指標以及設計相應的測試方法，同時加深理解極化作用對化學電源性能產生的影響。其所用設備均為物化實驗室中的常用設備，如：電流表、電壓表、穩壓電源等；具體測試的性能指標主要有：電動勢、開路電壓、工作電壓、容量、能量、功率等；所測試的電池也是我們日常生活中常用的鋅錳電池、鎳氫電池、鉛酸電池等。實驗對象為化學和化工專業大學三年級學生，實驗是以開放實驗的形式展開的。實驗通常由4-5人組成的小組完成，實驗由學生自己設計，獨立操作，教師在其中只起到引導作用。通過開展這樣的綜合實驗，學生興趣濃厚、樂于動手，勤于思考，通過觀察實驗現象，記錄和分析實驗數據，獲得豐富的關于電池性能的感性認識，達到對理論概念深刻理解和熟練掌握的目的。另外通過這個實驗，學生們了解了不同類型的電池在性能上的差別，拓寬了物理化學的知識面，增加了對電化學知識的學習興趣。在整個實驗實施過程中，我們組織學生學習了有關設計性實驗的要求，查閱電池相關的文獻，并安排學生根據本實驗所提供的儀器，完成一下工作兩方面的工作：1)設計實驗測定給定電池的基本性能。2）設計實驗考察電池極化行為對電池性能的影響。物理化學實驗課程作為化學專業教學計劃中一門重要的課程，它對于學生理解化學學科的基本理論,掌握和運用化學中基本的物理方法和技能，以及培養學生科學思維和綜合分析解決問題的能力等方面都起著重要的作用。將科研中一些基礎的、經典的測試方法引入物理化學實驗課程，對該課程的內容進行了一個良好的補充。

2、物理化學實驗中的基本實驗與本科生的科技訓練結合

【摘要】本文簡述在物理化學課程中融入化學史教學的重要性，并以實例論證化學史可以激發大學生的學習興趣，培養科學素養和進行愛國主義教育。

【關鍵詞】化學史；物理化學教學；學習興趣；核心素養

1引言

物理化學是從化學現象和物理現象的聯系入手，探索化學基本規律的一門學科[1]。物理化學是四大化學之一，與無機化學、有機化學、分析化學聯系密切，相互交叉融合，也是四大化學中知識體系理論性最高、系統性最強的基礎課程。物理化學課涉及的概念、定律、公式多，學生普遍反映學習吃力[2]，而在物理化學教學中融入化學史教學是解決這一現狀的可行選項之一。化學史是人類對在長期的實踐過程中形成的化學知識系統的歷史描述。著名化學家傅鷹曾指出：“化學教育給學生以知識，化學史教育給學生以智慧”[3]。化學史介紹科學發現過程、人物傳記等奇事軼聞，不僅能夠培養學生的批判性思維和科學素養，還有助于學生完整知識架構的形成。研究化學史主要有三種目的[4]：（1）歷史的目的，即展現化學發現過程和歷史的本來面目；（2）化學學科的目的，即為當前的化學研究與科學創新提供歷史借鑒；（3）教育的目的；即在化學專業教學中介紹化學史。把化學史融入物理化學課堂教學、提高物理化學教學質量已經由來已久。早在1984年，劉業程[5]就提出在物理化學教學中介紹點化學史，認為化學史不僅可以幫助學生理解抽象概念，還能讓學生懂得物化理論的誕生不是偶然的；2015年，張永民[6]舉例論證了化學史在物理化學課堂教學中的數個重要作用；2017年，楚希杰等人[7]再次討論了化學史在物理化學教學中的重要作用。當前，隨著高等教育的發展，實踐教學內容的不斷增加而專業課學時不斷壓縮，在少課時情況下保持物理化學教學體系的完整性成為目前亟待解決的問題[8]。并且，隨著高等教育規模的繼續擴大，生源質量有所下降，特別是春季招生的大學生缺少化學基礎，來自采用3+X高考改革省份的部分學生在高中甚至沒有選修化學。隨著3+X高考改革的推進，高校課題可能會面對越來越多的“零起點”學生。得益于素質教育的完善和學生學習能力的提高，在高校物理化學課程中引入化學史教育，保持物理化學知識架構和課程體系的完備性成為當前的有效手段。

2物理化學教學中引入化學史的作用

在有限的學時中介紹化學史知識，看似浪費了寶貴的理論課時間，但厘清了物理化學基本理論或基本概念，促進了學生對知識的理解，將起到事半功倍的效果。在課堂教學中融入化學史內容，培養學生的科學素養和人文情懷，可以使物理化學課堂教學的內容豐滿充實，教學方式生氣盎然，課堂效果更有魅力[9]。2.1激發學習興趣。在講解物理化學基本理論時，教師可以列舉生活實例，豐富課堂教學內容，增加課堂的趣味性。在講解開爾文公式時，介紹人工增雨和“爆沸”現象的基本原理；用稀肥皂水可以有效滅蚊，原因在于肥皂水不僅吸引蚊子，而且會使蚊蟲身體表面的絨毛由不潤濕變成潤濕，蚊蟲因無法呼吸而被“淹死”，以此解釋液體的潤濕和鋪展；用毛細管現象解釋農民“鋤地保墑”的道理；在介紹表面活性劑時，介紹經一次采油和二次采油后，用水和表面活性劑把仍留在地下的大約60%原油驅離出來，稱為三次采油。2.2進行愛國主義教育。在近代物理化學學科發展中，中國科學家也做出過杰出貢獻。例如，著名的物理化學黃子卿教授提出了鹽效應理論，闡明了鹽析和鹽溶與離子性質的關系；測定了水的三相點的精確數值（0.00980±0.00005）℃，這一數據成為了1984年國際實用溫標的基準之一[10]。特別進入新世紀，我國化學學科得到迅速發展，優秀成果不斷涌現，一些領域已經走在了世界的前面并引領專業的發展。例如，在介紹水熱法制備膠體時，介紹我國錢逸泰、謝毅課題組在700℃下將四氯化碳與金屬鈉反應生成金剛石，這一成果被美國《化學與工程新聞》譽為“稻草變黃金”[11]；在授課過程中，穿插介紹我國在C60和富勒烯[12]、納米技術、催化、石墨烯以及金屬有機框架（MOF）和共價有機框架（COF）材料等研究領域的科學貢獻。2.3培養科學素養。用科學家奮斗的實例來培養學生的探索精神和核心科學素養。第一、培養學生的毅力和堅持不懈的精神。例如，在講授熱力學第一定律時，介紹沒有接受良好教育的焦耳用了40多年時間、進行了400多次實驗才最終獲得了熱功當量的精確數值。第二、創新過程是一個艱苦的過程，甚至可能遭受非議和指責。眾所周知，道爾頓是著名的物理學家，也是一位紅綠色盲患者，他不僅創立了現代原子論，還發表了世界上第一篇有關色盲的論文。意大利人阿佛加德羅也是一位偉大的科學家，他提出了現代分子論，然而，他的理論遭到包括道爾頓等“大牛”的嘲諷，在生前未得到認可，因此，他的分子學說遠沒有道爾頓的原子論更廣為人知。因此，現代科學容忍、提倡科學概念創新，即使它目前還是不完善的。第三、科學創新需要合作與分享。在歷史上，團隊合作做出創造性成果的例子比比皆是，例如導電塑料的發現和產業化應用[13]。吉布斯是美國偉大的數理學家，他提出的吉布斯自由能是最重要的熱力學判據，然而他不擅長交際而沉湎于物理公式的推導中，他的有關熱力學的三篇經典論文在被麥克斯韋看到之后才引起科學家的重視。他的開創性成果完全可以授予諾貝爾獎，只可惜沒有人推薦。

摘要：課程思政是素質教育的重要舉措,本文對物理化學課程中體現能力培養與素質教育相融合的課程思政進行了理論分析,對思政元素進行了深入挖掘,發現物理化學課程能夠培養師生的科學觀、創新精神、家國情懷、民族自信、人文素養、責任擔當。以本文作者參與編寫的《物理化學》為依托,闡述了物理化學課程中能力培養與素質教育的切入點以及實施的手段和模式,指出了物理化學課程思政可持續發展的實踐策略為“至簡至趣、潤物無聲”。

關鍵詞：課程思政；能力培養；知行合一；可持續發展

建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程。2016年12月總書記在全國高校思想政治工作會議上明確提出,用好課堂教學主渠道,各門課程都要“守好一段渠、種好責任田”,各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協同效應。用好課程思政改革的紅利,推進能力培養與素質教育融合,實現第二個百年目標,是新時代賦予我們教育工作者的使命。“知行合一、潤物無聲”是物理化學課程思政改革者的共識,也是保證課程思政永續發展的動力源泉。“物理化學”課程是培養高素質化學化工專門人才的學科基礎課,是一門無處不在的學科,也是通往科學之巔的學科。如何守住“物理化學”這段渠?本文進行了深入的探索和實踐。

1“物理化學”課程思政的理論分析

“課程思政”的內涵豐富而有生命力,在提高教師和學生專業能力和思想素質方面發揮著重要作用。“物理化學”課程思政包含社會主義核心價值觀、唯物主義辯證法、科學倫理以及創新精神。正確的價值觀和科學觀與知識體系的構建和解決問題能力是學生成為國家棟梁的關鍵。“物理化學”課程是用物理學、數學的方法研究化學中最基本規律的學科,它遵循自然科學研究問題的一般原則:歸納大量事實,得出經驗規律,思維加工提出假說,實踐檢驗形成理論。也就是按照“實踐、認識、再實踐、再認識”的過程,符合辯證唯物主義的認識論。“物理化學”課程是課程思政的“原住民”,它的知識理論體系的建立和發展符合事物發展的一般規律,助力學生科學觀的養成。

2“物理化學”課程中能力培養與素質教育的實踐

[摘要]分析物理化學教學現狀，探討將科學研究與物理化學教學有機融合的教學模式，初步培養學生創新意識和科研素養，激發學生學習興趣，有效提升物理化學教學質量。

[關鍵詞]科學研究；物理化學；教學質量

在本科階段，人才培養不但要讓學生學會書本知識，更要的通過教與學的實踐過程培養和提高學生應用所學知識解決現實問題的能力，著力培養本科學生的學習能力與創新意識。以科研實踐為牽引提升物理化學教學的質量對于培養創新應用型人才顯得尤為重要。錢偉長院士曾說：“大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學如果沒有科研做底蘊，那就是一種沒有觀點和靈魂的教育”[1]。我們的前輩戴安邦院士也曾精辟地指出：現代的教學，既傳授科學知識和技能；還訓練學生的思維方法；更培養學生的科學精神和品德！這充分說明了教學活動與科研實踐之間的密切關系：教學是高校科學研究的基礎；科學研究則是提高辦學質量和實現高校內涵式發展的關鍵。科學研究實踐與物理化學教學有機結合，使任課教師在教學活動中從事科學研究，在研究背景下有針對性地實施物理化學教學，使教學和科研實現有機融合、互相促進[2]，取得良好的教學效果。物理化學是化學工程與工藝、應用化學、環境工程、制藥工程、生物工程、材料成型、過程裝備與控制、給水排水工程、材料科學等專業四年制本科生開設的一門專業基礎課程。通過本課程的學習，其目的是使學生在已獲得的數學、物理、化學等基礎知識和實驗技能的基礎上系統地掌握物理化學的學習方法和基本原理，研究物質的性質特征和變化規律。對化學變化的一般規律性，能夠從理論上給予更本質、更深刻的說明；培養學生理論思維能力，能定量地描述和處理化學運動的規律與問題。使學生了解物理化學一般研究方法與特有研究方法，樹立正確的自然觀，掌握和應用科學方法論，增強他們在學習、科學研究中分析問題與解決問題的能力。然而，物理化學涉及高等數學、大學物理和大學化學等學科，并且公式的使用條件嚴格。同時，現代科研的最新研究進展進一步豐富了物理化學內容，與環境化學、能源化學、材料化學等其他化學學科結合非常緊密[3]，出現了教學內容強度大、學時短、理解吃透難度大等問題，從而對物理化學的教與學增加了難度。因此，如何結合物理化學教師教學和科研實際，使物理化學的教與學變得高效、有趣和輕松，是任課教師始終努力的方向[4-6]。

1物理化學教學現狀分析

物理化學理論性、系統性和邏輯性都很強，對高等數學相關知識要求高，初學者往往感到理論性強，抽象難于理解，很容易產生畏難情緒。同時，目前教師上課以教材內容為主，教學方法相對單一，枯燥乏味，基本上為上課而上課，使得很多學生認為理論知識學了沒有用途，導致學生對物理化學課程學習興趣不濃、學習積極性不高及學習效果不理想等問題。究其原因，主要存在以下幾個方面：1.1引領物理化學教學的科研思想較為缺乏。在物理化學教學中，每講到新的一章內容時，必須思考并讓學生明白三個問題：為什么要教(學)這一章？教(學)什么？如何教(學)？。其中第一個問題尤為重要，使得學生在思想上就認為應該學好物理化學的內容，主動接受，積極學習。但在實際的物理化學教學過程中，由于只偏重于物理化學課本上所列舉的學習該章知識的重要性，沒有結合科學研究領域的新思想、新觀念、新變化、新熱點，特別是與該章知識相關的國際科學研究前沿的最新進展不能很好地介紹給學生，科研領域新思想的灌輸較為缺乏，導致學認為只是為了學知識而學習，不能從思想上真正意識到學習物理化學知識對科技發展的重要性，也就無法積極主動學習物理化學知識。1.2融入物理化學教學的科研實踐少之又少。在物理化學教學中，為了解決物理化學中抽象難懂的問題，教師講課時通常列舉一些與生活實踐結合緊密的現象，并利用物理化學相關知識加以解決。如講到多組分系統熱力學這一章的水溶液的依數性，通常例舉冰雪路面撒鹽來說明凝固點降低，鹽堿地莊稼長勢不良是由于滲透壓造成的等等。但這些只是對物理化學知識簡單的應用，并且借助于教材或者互聯網絡都能查到且容易理解，對于大學本科生已經具有一定知識水平，這樣的解釋似乎顯得過于簡單，并不能有效地激發他們的學習熱情和興趣，解決他們對物理化學知識學習的困惑。同時，任課教師很少將自己所從事的科學研究工作，包括研究背景、原理、思路、研究方案以及創新之處與相關的物理化學教學內容有機結合，沒有較好地將物理化學理論知識與科學研究和生產生活實踐緊密結合，從而無法真正讓學生感受到物理化學作為專業基礎課的價值。1.3與物理化學理論知識相關的實驗內容不夠豐富。物理化學實驗是面向化學工程與工藝、冶金工程、應用化學、材料科學、能源化工、環境工程等化學化工類相關專業開設的專業基礎課實驗。它是獨立設課并且與物理化學課程內容相匹配的實驗課程。物理化學實驗教學內容主要涉及與理論課程同步的熱力學、相平衡、電化學、化學動力學、表面化學等領域所涉及的基本研究工具和研究方法，在實驗教學過程中引導學生應用物理化學相關知識，解決實驗過程中出現的基本問題，培養學生基本的實驗技能和初步的科研能力，同時對學生的知識、能力和綜合素質的培養與提高起到促進作用。雖然實驗課程涉及的范圍較廣，但具體的實驗內容較少，特別是實驗課課時少(16學時)，導致真正做好的實驗就更少了。很多物理化學理論課的內容本可以通過做實驗得到驗證，但由于實驗內容不夠豐富，導致無法很好的實現物理化學理論知識的有效驗證。從而使學生不能很好地通過實驗驗證來理解物理化學的基本原理和掌握物理化學基礎知識，也就激發不了學生學習物理化學的興趣。因此，在物理化學實驗課程之外，任課教師結合科學研究的實際，將部分科研實驗的內容展示或者讓學生參與進來，這樣一定程度上能夠填補物理化學實驗內容不夠豐富的不足，也能激發學生學習物理化學的熱情。

2科教融合的途徑與方法

[摘要]課程思政在實現價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體的高等學校人才培養目標中發揮著重要的作用。在工科物理化學教學中，以蘊含豐富思政元素的案例系統地進行了課程思政教學。內容包括個人成長篇、科學思維篇和工程應用篇三個部分。培養了學生的個人成長基本素養，創新性探索未知世界的科學思維方法，理論聯系實際的工程思維能力。

[關鍵詞]工科物理化學；課程思政；個人成長素養；科學思維方法；工程應用能力

高等學校人才培養必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體，要在知識傳授和能力培養之中融入價值觀引導，幫助學生建立正確的世界觀、人生觀、價值觀[1]，為民族復興和國家崛起培養德才兼備的后備人才。2020年5月28日，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，進一步細化了理工類專業課程思政的要求。理學類專業的課程，要訓練科學思維方法、加強科學倫理教育，培養學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。工學類專業的課程，要強化工程倫理教育，培養精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當[2]。四川大學面向工科學生開設的《物理化學》課程，在大學二年級執行。經過一年的大學學習，有同學仍然沒有明確大學的學習目標，出現了學習熱情喪失、疲于應付學業的現象；有同學仍然沿用中學時期的題海戰術，沒有適應大學的學習方法。《物理化學》是化工類各專業本科生一門重要的主干基礎課程，具有較強的理論性、系統性和邏輯性。由于學科公式繁多、概念嚴格及推導復雜，容易導致學生學習困難、理論與實際脫節等問題，不利于大化工類相關專業后續課程的學習。為了解決學生的學習動力與學習方法問題，長期以來，在教學過程中，經過反復錘煉，形成了一套較為完整的融合思政元素的教學內容。課程思政內容包括個人成長篇、科學思維篇和工程應用篇三個部分。目的是提升大學生創新意識和能力、工程應用能力及科學探索精神；在潛移默化中堅定學生實業興邦的理想信念、厚植愛國主義情懷、加強品德修養，提升學生的綜合素質；在教學中陶冶情操、溫潤心靈、激發創造創新活力。

1課程思政的主要內容

1.1個人成長篇

通過介紹杰出校友的成功案例及科學家的生平事跡，培養學生在個人成長中需要具備的基本素養，提升學生綜合素質和能力，陶冶情操、溫潤心靈。1.1.1案例一：實業興邦、規劃和積累、技能和方法物理化學是所有其他化學課程共同的基礎，需要學生一方面學會從理論的高度來認識精彩紛呈的化學現象的本質，另一方面又學會如何通過物理量的測量，來了解某些物理化學過程，從而能夠有效地調控其中的關鍵步驟或整個過程。它對于學生科學思維、工程應用能力、綜合素質的培養和提高起著至關重要的作用[3]。因此，要求學生在開始接觸物理化學時，就要重視本課程的知識框架和學科的思想方法。在緒論中，以2011年四川大學的杰出校友海普瑞公司董事長李鋰致我校校友會的書信開篇；從書信中的“一九八四年的春天，開始了對糖化學和肝素的興趣和研究。”及李鋰的簡歷推斷，一九八四年的春天正值李鋰大學一年級下期學習階段，引出“規劃與積累”思政元素；從書信中“系統地受學術思想的影響并且受到適當的技能的培訓。”導出“技能與方法”思政元素；結合李鋰個人的成長歷程，引導學生重視個人能力的成長，并將自身的成長規劃與國家的長遠目標結合起來，融入自身的思想和行動中，激發科技報國、實業興邦的家國情懷和使命擔當。1.1.2案例二：如何讓生命充滿生機與活力？在學習吉布斯函數時，介紹對物理化學作出杰出貢獻的物理學家吉布斯(GibbsWG)的生平故事。1836年他因為《幾何學研究設計火車齒輪》的研究獲得美國歷史上第一個博士學位，同時也給他帶來了巨大的名氣和財富之后，不計名利地投身于基礎科學問題“如何描述功與熱量的關系？”的研究[4]。吉布斯研究的動力是什么？同時也給學生提出思考問題：如何讓你的生命充滿生機與活力？在課程結束時，分享本人的觀點和方法。引導學生在困境中堅強努力、積極向上，陶冶情操、溫潤心靈、激發創造創新活力。本人觀點如下：首先要發現美，介紹中國科學技術大學先進技術研究院和清華大學出版社聯合出版的《美麗化學》視頻[5]，發現化學中的美；進而發現物理化學的美，如邏輯之美、簡約之美等。例如：統計熱力學處理紛繁復雜的微觀粒子組成的系統，用概率最大的玻爾茲曼分布代替平衡分布，進而根據粒子的能量得到系統的能量，方法之精妙而簡潔。其次需要創造成就感，以肺炎爆發時鐘南山院士被急招赴武漢動車餐車上的照片和總書記為鐘南山院士頒發“共和國勛章”的照片為思政元素，體驗成就感有助于享受學習的過程，激發生命的激情與活力。最后需要好的方法，大量時間精力的投入收獲不到良好的效果會挫傷學生的積極性，產生學習懈怠與疲憊感。學生的學習需要有以下幾個層次，首先向有經驗的人學習，然后向書本系統地學習，最后在實踐中學習，要向小馬過河一樣摸索著前進，并不斷地自我總結與反思。此外，在講解可逆過程的概念時，引申出秦始皇派徐福去尋找長生不老的仙藥的歷史故事，結合李白“君不見高堂明鏡悲白發，朝如青絲暮成雪”的詩句，給出“人生就是一個不可逆過程”，規勸年輕的同學們，珍惜生命中的每一天。