第1篇：物理化学课程教学探索与实践
“物理化学”不仅是化学学科的核心课程，也是生命科学、医学、地球科学、环境科学等相关学科的重要基础课程，在培养理工科创新人才方面有着重要作用。同时，由于“物理化学”是一门逻辑性很强的课程，概念抽象、推理和公式繁多且应用条件严格复杂、学科交叉内容多，学生普遍觉得抽象深奥，难以理解和掌握，因而兴趣不高。南京大学物理化学基础课程教学团队承担了学校多个院系的物理化学检验科学相关课程的教学任务，在多年的教学探索和实践中，主要致力于解决以下两个方面的教学问题：
1．如何针对不同学科、不同层次学生的要求，优化整合物理化学与其他课程的内容，构建多元化的物理化学课程体系，以适应高等教育教学改革、各学科发展趋势以及创新人才培养的需求。
2．如何针对课程的特点，采取有效的教学方法和手段，从根本上解决学生学习物理化学困难的问题，激发学生的学习热情，培养学生的能力和综合素质，提高教学质量。
在老一辈物理化学教育家傅献彩教授和陈懿院士等的指导和关心下，团队以队伍建设为龙头、教材建设为切入点、课程建设为主体、教学内容和方法为核心、教学研究为促进，进行了一系列的实践与探索，取得了较为明显的成效。
一、加强师资队伍建设是保证教学质量的关键
南京大学物理化学基础课程教学团队是一支具有光荣历史和优良传统的教学队伍，在多年的教学实践中，我们始终强调师资队伍建设的关键作用。为了进一步提高师资队伍的建设水平，近年来我们采取了以下一系列措施。
1．健全青年教师上岗制度，实施教学环节的全面训练。除参加学校统一组织的岗前培训外，组织青年教师听取优秀教师示范观摩课；作为助教，青年教师需要逐步完成随堂听课、批改作业和试卷、答疑、上习题讨论课、试讲部分章节、正式上课的所有教学环节。
2．注重发挥老教师的“传、帮、带”作用。团队的优势之一是拥有多位经验丰富、热心教学的物理化学教学专家。团队不定期组织教学经验交流和研讨会，请老教师谈体会、提建议，帮助青年教师讲好课。另外，老教师们爱岗敬业、严谨治学的优良师德师风对青年教师有很好的熏陶作用。
3．选留和引进相结合。先后选派了多位青年教师到国外进修，同时积极从国外引进优秀青年人才，进一步充实了团队青年教师力量，保证了团队建设的延续性。
4．鼓励青年教师积极参加国内各种教学研修班和研讨会。团队青年教师多次参加了“全国高等学校物理化学课程骨干教师高级研修班”和“全国化学多媒体教学资源青年骨干教师培训班”的学习和培训，以及多届全国“大学化学化工课程报告论坛”等，拓展了视野，提高了教学业务水平。
5．教学与科研协调发展。教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教学，没有灵魂的教学。以物理化学国家重点学科和介观化学教育部重点实验室为依托，积极为青年教师创造条件，鼓励他们不断提高自身的科学研究水平，把教学与科研紧密结合，教研相长，从而全方位提高青年教师的整体素质。
6．教学研究促进教师教学业务水平的提高。根据各学科发展趋势以及创新人才培养的需求，不断深化教学改革，积极开展教学研究。通过凝练先进的教学理念和方法，并不断总结教学经验，将感性的实践提高到理性的认识。将教改教研项目与团队捆绑建设，通过项目驱动，提高团队的教学能力和水平，较为全面地总结了在教材和课程建设、教学内容和方法以及数字化建设等方面的经验。
通过传承和建设，形成了一支目前由十多位教师组成的、老中青相结合的高素质教学团队。2009年，物理化学基础课程教学团队被评为国家级教学团队。
二、教材和课程建设是提高教学质量的重要基础
1．编写出版了多套有影响的教材和教辅书。由傅献彩教授主编的《物理化学》是我国第一本物理化学统编教材，培养了几代的化学工作者，影响非常广泛。我们根据学科发展和教学改革的最新状况和现实需求，对该教材的内容和结构进行了不断更新，通过优化和压缩经典热力学内容，适当加强统计热力学，融入新的科研成果（如超临界萃取、电有机合成简介、化学激光简介、？-a曲线与表面不溶膜的结构类型及应用、LB膜、生物膜简介、自发单层分散、固体表面的特点、均分散胶体的制备和应用、纳米粒子、自组织技术、模板合成技术等新内容），调整结构与编排，绘制彩图等，编写并出版了《物理化学》第5版。该教材以“体系完整、结构严谨、层次清晰、深入浅出”的特点成为这门课程的经典教材，被全国百余所院校选为教材或主要参考书。
同时，针对学校不同院系学生对“物理化学”课程的不同要求，采用了不同的课程结构和教学内容，并编写了相应的教材。例如，对基地班学生，在原先开设的“物理化学”课程基础上，以物理化学原理为主线，融合了“无机化学”和“分析化学”课程的大部分内容，编写出版了《化学原理》教材。对地科专业化学基础课程的结构和内容进行了改革，在原先开设的“物理化学”课程的基础上，整合了无机化学、有机化学和分析化学课程的大部分基础内容，编写出版了《大学基础化学》。其特点是“加强基础、突出重点、简明清晰、便于自学”。针对生命科学院和医学院的学生，编写出版了简明版的《物理化学核心教程》，体现出“精炼、实用、新颖”的特色。
2．大力推进课程建设。在编写出版物理化学系列教材的基础上，创新设计和改革了物理化学课程体系。针对不同学科、不同层次学生的要求，选用不同的教材分别开设了“物理化学”、“物理化学核心课程”、“化学原理”、“大学基础化学”等系列课程，从而构建了多元化的物理化学相关课程体系，并取得了明显的建设成效。“物理化学”课程也被评为国家精品课程。
三、教学内容和方法的不断完善是提高教学质量的有效途径
1．构建以学生为主体、学生自主学习为特征的新型教学模式。课堂教学以“教师讲授重点、学生自学其余”为主线，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。通过巧设问题和组织学生课堂讨论，促进师生互动和交流，学生由被动变为主动；积极引导，步步深入，并及时总结，从而将所学知识升华为能力和方法。
2．整合和更新教学内容。通过优化和压缩经典热力学内容、简介非平衡态热力学、适当介绍学科前沿领域的新知识以及紧密结合学生所学专业，选择不同教学内容，有所取舍，有所侧重，并注重用物理化学原理阐明相关专业的有关现象及规律。在教学内容的更新上，既适当增加了学科的新进展和新发现，还注重经典内容的现代诠释。例如，针对地球科学系学生，我们增加了化学平衡在地质过程中的主要应用、SiO2的多晶转变相图、Clapeyron方程在地质上的应用、固溶体系统在矿物与岩石成因上的意义、胶体化学在地质科学中的应用等内容，具有很好的针对性，取得了良好的教学效果。
3．课堂教学外延。提出问题让学生课外思考并查阅相关资料，分组学习、定期研讨。例如，可启发和引导学生就某些教材或论文中存在的不严格之处展开讨论，以培养学生敢于质疑、勇于探究的创新精神。另外，要求学生就自己感兴趣的有关课程内容外延（如Maxwell妖、Gibbs佯谬、信息熵等），通过查阅文献和资料，撰写课程论文并纳入考核；对论文写得好的学生，让他们在课堂上讲解。通过“学中用”和“用中学”来提高学生熟练应用物理化学原理和方法解决实际问题的能力。
4．重视物理化学方法和发展史的教学，培养学生的综合素质。在准确讲解基本原理的同时，提炼主要方法加以讲解。如热力学中的变量变换法、状态函数法或循环法、标准状态法、平衡法；动力学中的稳态近似法、平衡态假设法、线性化方法（含驰豫动力学方法）；统计热力学中的摘取最大项法、统计平均法、配分函数法；电化学中的电池设计法、离子迁移数法等。同时，将方法论的科学思想融于基本原理中，指导学生举一反三、融会贯通。归纳与演绎两种教学方法相结合，对逻辑推理比较强的概念和公式（如Maxwell关系等）采用演绎法讲授，而由实验得到的结论（如离子的电迁移现象及其规律等）则采用归纳法加以说明。强调宏观和微观之间的联系和过渡，如通过统计热力学对宏观现象和规律进一步给予微观的诠释，有助于学生从分子水平上理解各种现象和规律的内在化学本质。
穿插介绍物理化学发展简史以及一些科学家（如vanderWaals）的事迹，让学生知道前人是如何思考问题、提出假说、建立模型并上升为理论，然后用于指导实践并进一步在实践中检验和发展理论的。从而激发学生主动学习和探究科学的兴趣，培养学生的科学精神。
5．教学科研互动，理论联系实践。科研成果向课堂转化，需要将学科发展的新成果作为载体来负载基本概念和原理，不断用新知识、新成果、新技术来充实教学内容，并达到传统和现代知识的有机结合。例如，根据在臭氧层空洞方面的最新研究成果来引入有关自由基、链反应和光化学反应中的一些概念和知识；通过在新型储氢材料方面的研究进展来介绍有关电化学中燃料电池和晶体结构的基本知识和原理；根据在分子组装和超分子结构方面的新成果来讨论有关分子间相互作用力的产生原因和具体构成；把在纳米科学和技术方面取得的一系列新成果作为载体来负载有关胶体和界面化学中的一些基本概念和原理，如界面张力、表面自由能、表面活性剂、胶束和反胶束、溶致液晶、微乳和反相微乳、乳化和破乳、LB膜、接触角和润湿作用、囊泡及其作用等。同时，我们还邀请院中青年学术骨干进课堂，为学生介绍与课程内容相关的前沿领域重要成果；结合各专业特点，引入一些生产和生活中的实例，将枯燥的理论知识与生动的实践内容相结合。
通过上述措施，使学生发现所学知识在科研和实际中可以发挥很大作用，激发了学习兴趣和自豪感，丰富了知识面，拓宽了视野，加深了对基本原理的理解，提高了应用能力，明确了肩负的历史使命和社会责任。
6．重视习题讨论课。演算习题是学习物理化学的一个重要手段和环节，一方面可以帮助深入了解、熟悉课程内容，另一方面可以培养独立分析和解决问题的能力。不会解题，就等于没有掌握物理化学。因此我们每章安排了一次习题讨论课，帮助学生理清思路，及时纠正错误方法，有效地克服了学生学习物理化学的畏难情绪。
7．设立了“傅献彩物理化学奖”，进一步激励了学生对物理化学的学习热情。另外，为了顺应学校国际化趋势，开展了物理化学双语教学。选用Atkins和Levine的两本英文原版教材作为参考书，课前复习全英文，课堂讲授和试卷双语化，要求学生撰写英文课程论文并记入平时成绩中。
8．数字化建设丰富了教学手段和内涵。采用了生动活泼、形象逼真的多媒体辅助教学课件，增加了教学的形象性和直观性，信息量大，较大幅度地减少课时，使抽象概念形象化、生动化，使微观体系可视化，使课堂讲课变得生动有趣，提高了学生的积极性和听课效果。除了电子教案，还建有多媒体辅助教学软件、网络课程、试题库和资源库，精品课程网站也已成为重要的教学资源库。从而形成了立体化的“物理化学”教学模式，有效地促进了教学质量的提高。
第2篇：如何通过物理化学实验提高学生创新能力
创新能力是一个民族和社会发展的动力，一个没有创新能力的国家就会落后，这是历史给我们的沉痛教训。当今时代是一个科技飞速发展、竞争异常激烈的时代，这对一个社会的创新能力提出了更高的要求，而一个社会的创新能力主要体现在人才的培养上。如何培养具有创新能力的人才和民族的创新精神是高等教育面临的挑战。
化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验教学的目的不只是让学生掌握基本的实验技能和方法，更重要的是通过实验教学培养学生分析问题和解决问题的能力以及科技创新的能力。因而，实验教学具有理论教学不可替代的作用。其中物理化学基础实验是一门基础实验课，是物理化学课程教学的重要组成部分，它综合了化学领域中各分支所需要的基本研究工具和方法，具有理论性强、仪器设备多、涉及知识面广等自身特点。它不仅是物化理论教学的延伸和补充，还是学生理解、学习和检验物理化学理论的重要认知手段，也是老师讲授物化课程的必要教学方法，更是进行科学研究的先决条件。物理化学实验在训练学生综合分析和解决实际问题、培养创新意识、让思想付诸实践等方面可以发挥很大作用[2，3]。因此，怎样通过物理化学实验来培养学生的创新能力是一个重要而迫切的问题。下面从几个不同的方面来具体讨论。
1激发学生的兴趣
兴趣是学生做好实验提高创新能力的最大动力。如果学生对做实验没有任何兴趣，只是像完成任务一样按照老师的要求机械的操作，这样是没有什么好的效果的，更谈不是创新了。而我们现在物理化学实验的教学模式一般都是老师先简单的介绍实验原理、操作步骤及试验中应注意的事项，学生严格按照讲义一步一步的操作，也不愿意思考，实验中出现任何问题就找老师。甚至教学内容与实验内容不协调，学生在不知道实验的理论基础、不知道数据处理的依据的情况下，只盲目地去完成实验，照猫画虎处理完数据，就算完成了任务。学生不能充分发挥自己的主观能动性，自然不会有兴趣。
虽然由于种种原因使得物理化学实验存在很多问题，但是我觉得激发学生对实验的兴趣最关键的因素是老师。我们完垒可以在现有的条件下充分的调动学生的积极性。让学生在预习的基础上分组进行讨论，结合教学内容、现场的实验仪器提出自己的实验方案，小组和小组之间再讨论，选出一个最合理的实验方案。在讨论过程中老师要鼓励学生充分发挥自己创造性，根据自己的知识和对实验的理解大胆的提出想法。如果确实可行，一定要付之行动。如果学生自己提出的想法被老师采用，一定会非常高兴，并会对实验产生很大的兴趣。
2锻炼学生的创新思维
学生的创新思维是可以在实验中锻炼的。学生在实验过程中往往会发现很多的问题，这时要善于引导学生去思考，而不是简单告诉他们怎么做。比如在表面张力实验时毛细管要和液面相切。学生往往就会很疑惑，如果不相切会怎么样。可以让他们自己动手去做一下实验，将毛细管深入一定的高度，读出压力差，和相切时的读数比较，并引导他们从理论上去解释这种不同。这样他们就会对附加压力和表面张力有更深入的理解。再进一步引导他们，如果不相切，怎样做能得出正确的结果。还有的学生认为直接将毛细管插入溶液中，根据液面上升的高度来求表面张力。这时应该鼓励学生自己去尝试，分别用两种方法进行实验，并比较结果，分析那种方法更精确，并说明原因。这样并不需要共他的实验设备就能使学生的创造力得到锻炼。
3培养学生严谨的学风
严谨的学风是学生创新能力的保证。有了好的创新想法，需要严肃认真的去执行，这样才能得到比较准确的结论。有的学生为了快点完成实验，不按照实验要求缩短恒温时间，温度不到就开始操作；有的学生反应还没有完全就结束了-更有甚至，抄袭其他学生的实验数据。这样，即使是有了创新性的想法也不可能得到正确的结果。在电化学实验中，有的学生测定的结果有很大的偏差，分析原因时发现溶液中有沉淀物生成。这时和学生讨论为什么会出现沉淀，产生沉淀对什么参数有影响，最终会导致什么后果。通过这样的引导，学生恍然大悟。又重新做了一遍，终于得出了正确的结果。这既使得学生对这个实验有了更深入的理解，同时又让学生懂得做实验要严谨，不是仅仅得出一个结果就可以的。因此这要求老师在实验过程中时时教导学生，并且老师也要以身作则，给学生一个严谨的榜样，创造一个严谨的实验氛围，使学生养成严谨的习惯。
4培养学生扎实的基础知识和开阔的视野
扎实的基础知识和开阔的视野是创新能力的基础。只有对相关的物理化学基础知识有深入的理解并且具有开阔的视野，在物理化学实验中才会提出一些有创造性的想法，实验过程中才能敏锐的发现问题并能进行深入细致的探究，从而提高自己的创新能力。物理化学实验具有很强的交叉性和综合性，涉及物理、化学和仪器设备等相关知识。老师可以带领学生提前查阅实验中可能会涉及的相关资料，深入掌握相关基础知识。至于开阔的视野可能和学生的性格和爱好有关，老师也应该在平时多引导学生涉猎其他方面的知识，尽量丰富学生的知识结构，使学生不要局限于一个思维方式，努力培养学生的发散思维。通过物理化学实验形象生动的引导学生从不同的角度思考问题，将平时积累的各方面的知识综合起来，使学生学会如何去进行创造性的研究问题。
总之，如何通过物理化学实验来提高学生的创新能力是一个复杂而有意义的问题。需要老师付出辛苦的努力，从各个方面，尤其是在激发学生兴趣、培养学生创新思维和严谨的学风，掌握扎实的基础知识等方面来培养学生，才能使学生的创新能力得到提高。
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