時(shí)間：2023-12-07 10:20:22
導(dǎo)語(yǔ)：在化學(xué)熱力學(xué)的應(yīng)用的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：多媒體課件 金屬學(xué)與熱處理 動(dòng)畫(huà)
多媒體是一種把超文本、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音結(jié)合在一起，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合處理和控制的技術(shù)。隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，教師運(yùn)用多媒體教學(xué)越來(lái)越廣泛，多媒體課件應(yīng)用于教育為課堂教學(xué)營(yíng)造了全新而又卓有成效的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生通過(guò)自身與信息環(huán)境的相互作用來(lái)獲得知識(shí)、技能，學(xué)習(xí)方式也由 “以教促學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白灾鲗W(xué)習(xí)”。可見(jiàn)，多媒體課件教學(xué)從根本上改變了傳統(tǒng)教育的環(huán)境和方式， 以隨機(jī)、靈活、全方位、立體化的方式把信息知識(shí)形象生動(dòng)地呈現(xiàn)給學(xué)生。
目前，制作多媒體課件主要用到的軟件有PowerPoint、Authorware和Director等。其中，PowerPoint演示文稿制作軟件，憑借其功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易學(xué)，能將文字、圖形、聲音、動(dòng)畫(huà)和視頻等素材有機(jī)集成在一起制作出畫(huà)面美觀、內(nèi)容豐富的演示文稿，在教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用。此外，PowerPoint本質(zhì)是一種Web應(yīng)用程序，能很便捷地在網(wǎng)絡(luò)上，方便學(xué)生查閱。本文以PowerPoint2007為載體結(jié)合Flash軟件，制作了金屬學(xué)與熱處理多媒體課件，制作思路及過(guò)程如下：
一、金屬學(xué)與熱處理多媒體課件的動(dòng)畫(huà)制作
金屬學(xué)與熱處理是材料專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)其他相關(guān)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。歸納起來(lái)包括金屬學(xué)基礎(chǔ)板塊，熱處理原理與工藝板塊和常用工程材料板塊。其中金屬學(xué)基礎(chǔ)板塊主要講解金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶，二元合金相圖、金屬的塑性變形與再結(jié)晶及鐵碳合金相圖。而金屬的晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)容為微觀范疇非常抽象，只運(yùn)用講解的方法難以讓學(xué)生建立起空間概念，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，不利于知識(shí)的掌握及今后的深入學(xué)習(xí)，因此需要借助多媒體使難以發(fā)現(xiàn)的微觀世界以直觀、動(dòng)態(tài)的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，使抽象的問(wèn)題具體化。金屬學(xué)與熱處理多媒體課件中的動(dòng)畫(huà)制作理念：①關(guān)于金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷，要求學(xué)生在建立空間概念的基礎(chǔ)上發(fā)揮想象力讓原子動(dòng)起來(lái)，若僅用靜態(tài)的圖形進(jìn)行講解，教學(xué)難度較高，同時(shí)不利于學(xué)生建立空間概念。PowerPoint軟件自帶簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)編輯功能模塊，在一定程度上可以滿足教學(xué)需要。但比較復(fù)雜的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)需借助Flash5.0軟件制作動(dòng)畫(huà)。Flash軟件制作的動(dòng)畫(huà)是矢量圖，文件小，圖面尺寸縮放時(shí)不會(huì)產(chǎn)生失真或者失真度小，從而保證了圖形的清晰度，并能在教學(xué)演示過(guò)程中隨時(shí)縮放。通過(guò)動(dòng)畫(huà)教學(xué)，可向?qū)W生直觀演示原子的移動(dòng)方式。②關(guān)于金屬的塑性變形與再結(jié)晶等教學(xué)內(nèi)容需要大量的圖解演示和拆分講解，這部分內(nèi)容為二維平面的變化，更加適合應(yīng)用Flash軟件進(jìn)行制作。
二、刃型位錯(cuò)的形成機(jī)理Flas制作
Flash 5.0是Macromedia公司推出的矢量動(dòng)畫(huà)制作軟件，支持動(dòng)畫(huà)、聲音以及交互，具有強(qiáng)大的多媒體編輯功能，可以制作Web導(dǎo)航、互動(dòng)圖片及動(dòng)畫(huà)效果。用Flash制作課件，一般有六個(gè)步驟：1.腳本設(shè)計(jì)。它是課件制作的重要部分，其目的是將教師的教學(xué)過(guò)程用計(jì)算表現(xiàn)出來(lái)，包括教學(xué)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和版面設(shè)計(jì)三個(gè)部分；2.課件素材的收集?？梢愿鶕?jù)教學(xué)內(nèi)容，以及課件本身的需要，尋找一些常用素材，如果為了充分體現(xiàn)自身教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)安排，也可以自己動(dòng)手制作素材，本文中以實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中刃型（ 螺型） 位錯(cuò)的形成機(jī)理案例，為作者自己制作的素材；3.以腳本為藍(lán)本，進(jìn)行課件制作；4.課件測(cè)試。主要測(cè)試內(nèi)容為跳轉(zhuǎn)準(zhǔn)確性、文字正確性以及圖形、音頻、視頻是否按腳本達(dá)到預(yù)期效果；5.課件修改。在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)課件進(jìn)行修改、補(bǔ)充制作等；6.課件打包。根據(jù)課件的使用環(huán)境，對(duì)課件進(jìn)行或打包，即將課件以文件格式進(jìn)行導(dǎo)出，以便于課件拷貝到任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)皆能使用?；谝陨现谱鬟^(guò)程，本文制作位錯(cuò)相關(guān)機(jī)理知識(shí)課件，思路如下：
實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中刃型位錯(cuò)的形成機(jī)理以及金屬的結(jié)晶過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，若僅通過(guò)靜態(tài)圖像講解，學(xué)生很難建立模型。因此，借助Flash 5.0強(qiáng)大矢量動(dòng)畫(huà)功能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果可幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，同時(shí)達(dá)到良好的教學(xué)效果。以刃型位錯(cuò)為例介紹位錯(cuò)的形成機(jī)理。所謂刃型位錯(cuò)是指“一個(gè)完整晶體的某一個(gè)晶面以上多出了一個(gè)半原子面產(chǎn)生的錯(cuò)排現(xiàn)象?！?分析刃型位錯(cuò)形成原理可知：上下層原子在分別受到異向切應(yīng)力的作用時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)，最終形成多余半原子面以及位錯(cuò)線。在原子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于位錯(cuò)的形成導(dǎo)致晶格畸變的產(chǎn)生，使晶格整體出現(xiàn)不對(duì)稱的情況，圖1為平面模型動(dòng)畫(huà)演示。
a b
圖1刃型位錯(cuò)Flash平面示意圖（a 應(yīng)力作用前 b應(yīng)力作用后）
為達(dá)到動(dòng)畫(huà)效果同時(shí)方便對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解釋，在刃型位錯(cuò)動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程中添加了控制播放按鈕，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵幀暫停功能，方便對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明和提示學(xué)生思考。
三、螺型位錯(cuò)原子變動(dòng)情況PowerPoint動(dòng)畫(huà)制作
演示文稿中添加動(dòng)畫(huà)效果是制作PPT文稿的重要步驟。而動(dòng)畫(huà)效果是指當(dāng)打開(kāi)演示文稿時(shí)各個(gè)主要對(duì)象按照某種規(guī)律，以動(dòng)畫(huà)的效果逐個(gè)顯示出來(lái)。以螺型位錯(cuò)為例，為了讓學(xué)生真正理解其含義，本文利用PowerPoint進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作，進(jìn)一步強(qiáng)化概念。具體方法為，選擇“自定義動(dòng)畫(huà)”可以設(shè)置演示文稿中圖形的動(dòng)畫(huà)，此功能可以實(shí)現(xiàn)需要的動(dòng)畫(huà)效果。
PowerPoint的“自定義動(dòng)畫(huà)” 任務(wù)窗格為演示文稿提供了四大類自定義動(dòng)畫(huà)效果，分別為進(jìn)入、強(qiáng)調(diào)、退出和動(dòng)作路徑。本文采用進(jìn)入效果中的出現(xiàn)命令，實(shí)現(xiàn)螺型位錯(cuò)原子變動(dòng)情況的演示，讓學(xué)生更加深刻理解其含義。具體操作如下：首先打開(kāi)“幻燈片放映”菜單中的“自定義動(dòng)畫(huà)”，添加底層圖片；在“繪圖”工具欄中選擇“橢圓”繪制代表變化的原子的圓，并對(duì)其設(shè)置動(dòng)作；再利用“繪圖”工具欄繪制直線并添加其動(dòng)作。如此循環(huán)制作出圖2。利用幻燈片播放功能就可以實(shí)現(xiàn)螺型位錯(cuò)中原子的動(dòng)態(tài)演示，可以讓學(xué)生更直觀地從本質(zhì)上理解螺型位錯(cuò)的概念。
圖2 螺型位錯(cuò)PowerPoint示意圖
四、結(jié)語(yǔ)
動(dòng)畫(huà)制作是金屬學(xué)與熱處理多媒體課件中的重要組成部分。根據(jù)本門課程特點(diǎn)，利用Flash 軟件制作矢量動(dòng)畫(huà)可演示和模擬金屬學(xué)中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)、結(jié)晶過(guò)程和塑性畸變過(guò)程；利用PowerPoint中自定義動(dòng)畫(huà)效果功能，可更加突出強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，方便學(xué)生理解?？傊?，合理設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)，將知識(shí)內(nèi)容以動(dòng)畫(huà)的形式展現(xiàn)給學(xué)生，可以使人的視覺(jué)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊， 同時(shí)提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，使抽象的概念具體化。動(dòng)畫(huà)以其形象直觀、表現(xiàn)力豐富的特點(diǎn)提高課堂學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，深受師生的喜愛(ài)，動(dòng)畫(huà)教學(xué)在金屬學(xué)與熱處理教學(xué)中有著廣闊的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】電解質(zhì)溶液；活度
一、研究的意義
電解質(zhì)溶液是指溶質(zhì)溶解于溶劑后完全或部分電離為離子的溶液。
近年來(lái)，電解質(zhì)溶液逐漸成為許多有機(jī)和無(wú)機(jī)反映的良好媒介，在化學(xué)，化工，冶金，生物，海洋，環(huán)保及地質(zhì)等領(lǐng)域中經(jīng)常遇到，而電解質(zhì)溶液理論研究將推動(dòng)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的深入研究和統(tǒng)計(jì)力學(xué)理論的發(fā)展，它也是相平衡和化學(xué)平衡計(jì)算及新工藝和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的理論基礎(chǔ)。
電解質(zhì)在溶劑中的活度是溶液熱力學(xué)研究的基本和重要的參數(shù)，它集中反映了在指定溶劑中的離子之間及離子與溶劑分子之間的相互作用，對(duì)離子溶劑化，離子締和及溶液結(jié)構(gòu)改變的理論研究及其應(yīng)用具有重要的意義。電解質(zhì)水溶液組分活度系數(shù)的研究在海洋化學(xué)，鹽湖化學(xué)，污染控制等領(lǐng)域中有著重要的意義，電解質(zhì)活度系數(shù)理論既是國(guó)內(nèi)外溶液熱力學(xué)理論研究的熱點(diǎn)，又是主要的電化學(xué)研究領(lǐng)域，同時(shí)也是含鹽溶液蒸餾，濕法冶金，生物化工等工程上的需要。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況
1906年路易斯提出處理非理想體系的逸度和活度概念，以及它們的測(cè)定方法之后，化學(xué)熱力學(xué)的全部基礎(chǔ)已經(jīng)具備，至此化學(xué)熱力學(xué)得到了飛速發(fā)展。從此之后，活度的理論和應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。不同的科學(xué)門類，都應(yīng)用這一觀點(diǎn)解決本門類面臨的問(wèn)題，它在生命科學(xué)、醫(yī)藥、化學(xué)、地殼演化方面都有廣泛的應(yīng)用，對(duì)解釋相應(yīng)現(xiàn)象作出了相當(dāng)?shù)呢暙I(xiàn)。
三、活度測(cè)量方法
電解質(zhì)溶液活度系數(shù)是溶液熱力學(xué)研究的重要參數(shù)。它集中反映了指定溶液中離子與離子與溶劑分子之間的相互作用。對(duì)離子溶劑化、離子締和及溶液結(jié)構(gòu)理論的研究具有重要意義。
1.電導(dǎo)法
2.電動(dòng)勢(shì)法
對(duì)于任一強(qiáng)電解質(zhì)可以組成下列電池：
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)E，再外推求，即可求出濃度為m時(shí)電解質(zhì)溶液的活度系數(shù)
3. 凝固點(diǎn)下降法
此法是利用實(shí)驗(yàn)測(cè)出溶劑的活度，再由吉布斯-杜亥姆公式即可算出電解質(zhì)的活度系數(shù)。
既由公式：
4.0溶解度法
對(duì)于溶解度不大的電解質(zhì)，冰球有其他的電解質(zhì)存在時(shí)，可用此法測(cè)定電解質(zhì)溶液的活度系數(shù)。
5. 等壓法
根據(jù)吉布斯-杜亥姆方程：
四、總結(jié)
近年來(lái)，電解質(zhì)溶液逐漸成為許多有機(jī)和無(wú)機(jī)反映的良好媒介，在化學(xué)，化工，冶金，生物，海洋，環(huán)保及地質(zhì)等領(lǐng)域中經(jīng)常遇到，而電解質(zhì)溶液理論研究將推動(dòng)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的深入研究和統(tǒng)計(jì)力學(xué)理論的發(fā)展。在測(cè)定非締和式電解質(zhì)溶液活度系數(shù)時(shí)一般采用電動(dòng)勢(shì)法或凝固點(diǎn)降低法，但電動(dòng)勢(shì)法、凝固點(diǎn)降低法有測(cè)量數(shù)據(jù)精確，誤差小，操作繁瑣的優(yōu)缺點(diǎn)；相比之下電導(dǎo)法具有儀器簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞： 物理化學(xué) 實(shí)驗(yàn)課程 教學(xué)思考
物理化學(xué)是從研究物理變化和化學(xué)變化的聯(lián)系入手，探求化學(xué)變化的基本規(guī)律的一門科學(xué)。其內(nèi)容除涉及無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)的知識(shí)外，還與物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)和生物化學(xué)等知識(shí)密切相關(guān)，是醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、藥學(xué)、藥劑、制藥工程專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間的橋梁和紐帶［1］，對(duì)于學(xué)生科學(xué)思維、綜合專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用。但對(duì)醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生來(lái)講，物理化學(xué)具有理論性邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、公式多且推導(dǎo)過(guò)程繁雜等特點(diǎn)［2］，加之教學(xué)改革引起課程調(diào)整后，課時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾比較突出，因此在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生往往覺(jué)得枯燥、難學(xué)，缺乏學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)質(zhì)量難以提高。為改變現(xiàn)狀，我就增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果、提高教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了深入思考，并在物理化學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐中加以嘗試，取得了較好的教學(xué)效果。
1.理論聯(lián)系實(shí)際，持續(xù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情
物理化學(xué)理論抽象、概念和公式較多，如果在授課時(shí)僅僅教會(huì)學(xué)生如何應(yīng)用概念、公式去解題，學(xué)生往往就會(huì)感到既難學(xué)又沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，缺乏學(xué)習(xí)熱情。因此，要提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程的積極性，在教學(xué)中就應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，將抽象的物理化學(xué)原理與專業(yè)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，特別是通過(guò)一些精選的案例來(lái)說(shuō)明學(xué)好物理化學(xué)對(duì)搞好專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)熱情。如：在熱力學(xué)章節(jié)中，介紹可應(yīng)用化學(xué)熱力學(xué)的知識(shí)來(lái)確定藥物合成的反應(yīng)路線，判斷和分析反應(yīng)的可能性；在相平衡章節(jié)中，介紹可以利用熔點(diǎn)來(lái)檢測(cè)藥物的純度，根據(jù)低共熔相圖固體分散物知識(shí)來(lái)改良劑型提高藥物在體內(nèi)的吸收［3］；在電化學(xué)章節(jié)中，介紹可應(yīng)用電化學(xué)知識(shí)進(jìn)行藥物的合成和雜質(zhì)分析；在化學(xué)動(dòng)力學(xué)章節(jié)中，介紹化學(xué)動(dòng)力學(xué)在藥物吸收、代謝等，以及藥物的貯存期和穩(wěn)定性等方面的廣泛應(yīng)用［4］；在表面現(xiàn)象章節(jié)中，介紹開(kāi)發(fā)治療膽結(jié)石的新藥研究；在膠體章節(jié)中，介紹利用膠體粒子帶電的特性通過(guò)電泳方法分離體液來(lái)判斷人體的某個(gè)器官是否病變等。
2.結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
物理化學(xué)作為藥學(xué)等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，教學(xué)改革后課時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾尤為突出。因此，在授課中應(yīng)根據(jù)教學(xué)對(duì)象的專業(yè)特點(diǎn)，按照“實(shí)用為先，夠用為度”的原則對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。一是避免教學(xué)內(nèi)容重復(fù)。在教學(xué)實(shí)踐中，在不影響知識(shí)系統(tǒng)性的前提下，將無(wú)機(jī)化學(xué)所講授的與物理化學(xué)內(nèi)容相同的部分略講或不講［5］。比如體系與環(huán)境、熱和功、反應(yīng)速率與反應(yīng)級(jí)數(shù)等概念，以及蓋斯定律的應(yīng)用、平衡常數(shù)與濃度計(jì)算、能斯特方程等基本計(jì)算，兩門課程中的這些內(nèi)容基本相同，因此物理化學(xué)的講授應(yīng)注重以上知識(shí)的理論依據(jù)而不是理論的應(yīng)用，這樣既避免了重復(fù)教學(xué)又使學(xué)生明確了學(xué)習(xí)重點(diǎn)，用較少的課時(shí)取得了較好的教學(xué)效果。二是降低理論深度。如化學(xué)熱力學(xué)部分，不講述熱力學(xué)函數(shù)之間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)的研究方法，注重宏觀的始終態(tài)的變化和理想化的研究；多組分體系的熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系突出實(shí)際應(yīng)用中一加一不等于二的現(xiàn)象，并作為難點(diǎn)進(jìn)行講授；相平衡部分主要涉及單組分、雙組分、三組分的液相體系研究；化學(xué)動(dòng)力學(xué)部分教學(xué)重點(diǎn)在于簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)的速率方程的特點(diǎn)及溫度對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響，復(fù)雜反應(yīng)和催化反應(yīng)則略講，反應(yīng)速率理論不做講授；電化學(xué)部分主要集中在溶液理論及應(yīng)用，對(duì)化學(xué)電池則可簡(jiǎn)單介紹熱力學(xué)函數(shù)與電池電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系。表面現(xiàn)象側(cè)重于溶液體系，雙電層理論不做要求；大分子溶液主要掌握一些概念和應(yīng)用。三是革新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。長(zhǎng)期以來(lái)在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分實(shí)驗(yàn)為注重訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和學(xué)習(xí)有關(guān)數(shù)據(jù)處理方法等方面能力的實(shí)驗(yàn)，與學(xué)生所學(xué)專業(yè)聯(lián)系不緊密。因此，要真正增強(qiáng)物理化學(xué)教學(xué)總體效果，就必須對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行大膽的改革。一方面精簡(jiǎn)一些內(nèi)容重復(fù)的實(shí)驗(yàn)。如在測(cè)定反應(yīng)速率常數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，可舍去乙酸乙酯皂化反應(yīng)和H2O2分解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定，而只做旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)［6］。另一方面改進(jìn)一些與專業(yè)聯(lián)系不緊密的實(shí)驗(yàn)。如利用凝固點(diǎn)降低法測(cè)量萘的分子量的實(shí)驗(yàn)可改為測(cè)量葡萄糖的分子量，同時(shí)還可利用該實(shí)驗(yàn)的原理和方法測(cè)定中藥注射液的滲透壓等［7］。
3.緊貼教學(xué)實(shí)際，不斷改進(jìn)教學(xué)方式方法
教學(xué)中，要結(jié)合不同的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際，適當(dāng)采用不同的教學(xué)方式或方法，增強(qiáng)教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量。一是深入剖析基本概念和重要定律。在課堂講授中，應(yīng)對(duì)一些重要的基本概念和定律首先給出準(zhǔn)確的概念，然后由淺入深、由表及里逐步展開(kāi)，使學(xué)生理解透徹。如在講熱力學(xué)能時(shí)，首先明確給出熱力學(xué)能的定義，其次講述熱力學(xué)能的性質(zhì)及決定熱力學(xué)能的因素，最后總結(jié)出正確理解熱力學(xué)能要注意的幾個(gè)方面。二是將理論深、邏輯強(qiáng)、抽象難懂的內(nèi)容直觀化、實(shí)用化和簡(jiǎn)單化。根據(jù)學(xué)生的思維特點(diǎn)、接受能力及培養(yǎng)目標(biāo)，將一些抽象、理論性邏輯性較強(qiáng)的概念、定律及公式用文字、圖、表等方式形象、直觀地表現(xiàn)出來(lái)，降低難度和深度，并加以對(duì)比、歸納和總結(jié)，將學(xué)生注意力轉(zhuǎn)移到公式、定律的適用條件、應(yīng)用范圍及相關(guān)物理意義上來(lái)，幫助他們掌握理解、融會(huì)貫通、加深記憶。三是合理使用現(xiàn)代化教學(xué)手段增強(qiáng)教學(xué)效果。傳統(tǒng)的板書(shū)加講授的教學(xué)模式，對(duì)于物理化學(xué)課程中理論和公式的教學(xué)效果較好，學(xué)生能跟上講課節(jié)奏，理解深入、記憶深刻。但是物理化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，有些教學(xué)內(nèi)容用傳統(tǒng)教學(xué)方式很難表達(dá)或無(wú)法生動(dòng)直觀地顯示出來(lái)。而多媒體作為一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段具有利用圖、文、聲、像來(lái)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)教學(xué)情境，使抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化清晰化的特點(diǎn)，能有效克服傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端，大大增加課堂信息量，從而提高教學(xué)效率，增強(qiáng)教學(xué)效果。因此授課中要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，合理運(yùn)用多媒體和傳統(tǒng)教學(xué)手段，充分利用其優(yōu)點(diǎn)增強(qiáng)教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量。
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1高職物理化學(xué)課程教學(xué)存在的問(wèn)題
1.1物理化學(xué)教學(xué)要求高
在3+2應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)高職人才培養(yǎng)方案中，物理化學(xué)課程理論課為88～96學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課24學(xué)時(shí)，安排在第二學(xué)年的第3、4學(xué)期開(kāi)設(shè)，參照采用南京工業(yè)大學(xué)本科物理化學(xué)(B)教學(xué)大綱，采用教材為天津大學(xué)編《物理化學(xué)》(第五版，上、下冊(cè))。第3學(xué)期《物理化學(xué)》(一)理論課為44～48學(xué)時(shí)，需講授的內(nèi)容主要有:氣體，熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律，多組分系統(tǒng)熱力學(xué)，化學(xué)平衡。第4學(xué)期《物理化學(xué)》(二)理論課為44～48學(xué)時(shí)，需講授的內(nèi)容主要有:相平衡、電化學(xué)、界面現(xiàn)象、化學(xué)動(dòng)力學(xué)。課程教學(xué)課時(shí)少，知識(shí)容量大，教學(xué)難度相當(dāng)大。
1.2高職院校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱
高職院校所招生源大多是高考低分段學(xué)生和中職畢業(yè)生，多數(shù)學(xué)生中學(xué)數(shù)理化基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺(jué)性較差，抽象思維和邏輯思維能力不強(qiáng)。許多學(xué)生對(duì)熱力學(xué)的一些基本概念如狀態(tài)函數(shù)、熵、熱力學(xué)第二定律表述等難以理解。盡管第一學(xué)年已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了高等數(shù)學(xué)、物理、無(wú)機(jī)與分析化學(xué)等先修課程，可是有些學(xué)生連基礎(chǔ)物理知識(shí)和簡(jiǎn)單的微積分運(yùn)算也沒(méi)能很好掌握，遇到熱力學(xué)的功和熱的計(jì)算，不知如何下手。這些不利因素增加了物理化學(xué)教學(xué)的難度。
1.3物理化學(xué)傳統(tǒng)教法效果不佳
物理化學(xué)傳統(tǒng)教法是授課教師首先參照南京工業(yè)大學(xué)本科物理化學(xué)(B)教學(xué)大綱制定相應(yīng)的課程教學(xué)計(jì)劃，熟練備課后，開(kāi)始授課。由于教學(xué)課時(shí)少，內(nèi)容多，教師上課以講授理論知識(shí)為主，上課進(jìn)度比較快，滿堂灌，學(xué)生被動(dòng)接受。物理化學(xué)中包含許多抽象概念，由數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出的結(jié)論、公式，而公式的應(yīng)用條件又是由具體的物理過(guò)程來(lái)決定。教師授課要先解釋基本概念，然后要進(jìn)行基本理論闡述及公式推導(dǎo)，再講結(jié)論以及公式的應(yīng)用，講例題(需板書(shū))，最后再布置一定量習(xí)題讓學(xué)生課后復(fù)習(xí)。這種傳統(tǒng)教學(xué)方法對(duì)于那些數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)扎實(shí)、邏輯思維能力較強(qiáng)的學(xué)生比較適用，他們會(huì)上課專心聽(tīng)講，認(rèn)真思考，作筆記，課后認(rèn)真復(fù)習(xí)記憶，但這些學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的同學(xué)只占少部分，不超過(guò)35%。多數(shù)高職學(xué)生不能適應(yīng)這種快節(jié)奏的傳統(tǒng)教法，他們上課沒(méi)有作筆記的習(xí)慣，對(duì)物理化學(xué)教學(xué)中一些理論闡述及公式推導(dǎo)的反應(yīng)是不懂;有些學(xué)生甚至連完成課后練習(xí)都感到困難，時(shí)間一長(zhǎng)，對(duì)物理化學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼心理，失去興趣。采用這種傳統(tǒng)教學(xué)模式的結(jié)果是教師付出了辛勤勞動(dòng)卻沒(méi)有收到良好的教學(xué)效果。
面對(duì)目前我校高職物理化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，如何培養(yǎng)具備必需的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的高技術(shù)技能型人才?物化教師必須探索高職物理化學(xué)課程的教學(xué)改革，做好高職物理化學(xué)課程建設(shè)工作。
2高職物理化學(xué)課程教學(xué)改革的實(shí)踐
我國(guó)高職教育人才培養(yǎng)模式的基本要求是:高職教育必須面向地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和就業(yè)市場(chǎng)的實(shí)際需要，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論知識(shí)適度，技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、知識(shí)面較寬、素質(zhì)高的高技術(shù)技能型人才;以應(yīng)用為主旨構(gòu)建課程和教學(xué)內(nèi)容體系。因此，高職教育培養(yǎng)學(xué)生不能按照學(xué)術(shù)型人才來(lái)培養(yǎng)，高職院校專業(yè)基礎(chǔ)類課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)側(cè)重實(shí)用性，貫徹以培養(yǎng)綜合職業(yè)能力為導(dǎo)向的能力本位課程觀和教育觀。
2.1以應(yīng)用為主旨來(lái)選擇教學(xué)內(nèi)容
物理化學(xué)作為一門理論性較強(qiáng)的化工類專業(yè)基礎(chǔ)課，在高職段教學(xué)內(nèi)容的選擇上應(yīng)遵循以應(yīng)用為目的，以必需，夠用為度的原則。原來(lái)參照采用的南京工業(yè)大學(xué)本科物理化學(xué)(B)教學(xué)大綱，與南京化院高職段培養(yǎng)目標(biāo)存在差異，對(duì)高職生不適用，需調(diào)整。為此，物化教師重新制定了高職物理化學(xué)教學(xué)大綱和課程教學(xué)計(jì)劃，具體章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)量以及教學(xué)要求也做了相應(yīng)調(diào)整。具體做法是:(1)加強(qiáng)基本概念、基本原理及基本公式的教學(xué);不再對(duì)教材內(nèi)容面面俱到，突出教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生牢固掌握物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，夯實(shí)基礎(chǔ)。簡(jiǎn)化有關(guān)抽象概念的講授和復(fù)雜的教學(xué)推導(dǎo)，如熵函數(shù)的導(dǎo)出，麥克斯韋關(guān)系式，化學(xué)勢(shì)的多種表示式，開(kāi)爾文公式的推導(dǎo)等，這些內(nèi)容多數(shù)高職生很難理解和掌握，可少講或不講，減少一些課時(shí)。(2)注重物理化學(xué)基本原理及基本公式的應(yīng)用;比如將物理化學(xué)原理與生產(chǎn)或生活實(shí)際相結(jié)合，補(bǔ)充應(yīng)用例子，可以增加一些課時(shí)，使學(xué)生加深對(duì)基本原理的理解。(3)注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與思維能力;增加一定量習(xí)題課，補(bǔ)充一些綜合應(yīng)用思考題，讓學(xué)生能運(yùn)用物理化學(xué)基本原理分析和解決實(shí)際問(wèn)題。(4)標(biāo)注一些提高性或拓展性的應(yīng)用知識(shí)，讓學(xué)有余力的學(xué)生自學(xué)或教師選講，滿足學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的知識(shí)需要和綜合能力的提高。
2.2以培養(yǎng)學(xué)生能力為導(dǎo)向來(lái)改進(jìn)教學(xué)方法
多數(shù)高職學(xué)生剛開(kāi)始學(xué)習(xí)物理化學(xué)的前兩個(gè)月，對(duì)化學(xué)熱力學(xué)的基本概念和計(jì)算公式模糊不清，學(xué)習(xí)很吃力。所以物化教師應(yīng)徹底改變傳統(tǒng)的滿堂灌、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，要正確處理好教與學(xué)的關(guān)系，要以學(xué)生為主體，讓學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)他們的求知欲望，采取多種教學(xué)方法相結(jié)合來(lái)組織教學(xué)。
2.2.1精心組織教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力
由于物理化學(xué)教學(xué)課時(shí)有限，教師在授課前應(yīng)正確把握授課內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，確定哪些重點(diǎn)內(nèi)容需要精講，哪些內(nèi)容略講，哪些內(nèi)容可以讓學(xué)生自學(xué)，哪些內(nèi)容需要討論學(xué)習(xí)等。如熱力學(xué)第一定律中PVT變化過(guò)程W、Q、U、H的計(jì)算，化學(xué)反應(yīng)熱rHm的計(jì)算，(Qp，m恒壓反應(yīng)熱)與rUm(QV，m恒容反應(yīng)熱)的關(guān)系式Qp，m=QV，mrHm-rUm=BvB(g)RT，以及基爾霍夫公式等屬于重點(diǎn)內(nèi)容;熱力學(xué)第二定律中熵判據(jù)、吉布斯函數(shù)判據(jù)及其應(yīng)用，恒溫過(guò)程吉布斯函數(shù)變量G計(jì)算通式G=H-TS等屬于重點(diǎn)內(nèi)容，特別是公式rGm=rHm-TrSm在化學(xué)反應(yīng)方向判斷、化學(xué)平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算中廣泛應(yīng)用，需要精講。因此，在課堂教學(xué)中應(yīng)多舉一些計(jì)算化學(xué)反應(yīng)rGm的例子，并讓學(xué)生參與討論，判斷化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的方向。凡重點(diǎn)講授的內(nèi)容均布置一定量的課后習(xí)題，讓學(xué)生通過(guò)解題來(lái)加深對(duì)物理化學(xué)基本原理及公式的理解記憶。
熱力學(xué)中麥克斯韋關(guān)系式、偏摩爾量與化學(xué)勢(shì)、逸度與活度等抽象內(nèi)容只作簡(jiǎn)要介紹。另一方面，對(duì)于在無(wú)機(jī)與分析化學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的部分內(nèi)容，如化學(xué)平衡常數(shù)表示式及平衡移動(dòng)原理、動(dòng)力學(xué)中的簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)特征、電化學(xué)中的電極電勢(shì)計(jì)算等，在物理化學(xué)中涉及時(shí)可以略講。對(duì)于那些教材闡述較為詳細(xì)學(xué)生又能讀懂的內(nèi)容，如熱力學(xué)中可逆體積功、焦?fàn)枌?shí)驗(yàn)、焦?fàn)?湯姆遜實(shí)驗(yàn)等可以預(yù)先布置思考題，安排學(xué)生帶著問(wèn)題自學(xué)，然后下次課檢查學(xué)生的自學(xué)情況，就思考題的結(jié)論在課堂提問(wèn)，認(rèn)真自學(xué)過(guò)的同學(xué)自然會(huì)踴躍發(fā)言，最后由教師進(jìn)行歸納總結(jié)。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，又節(jié)省了課時(shí)，提高了課堂教學(xué)效率。
2.2.2加強(qiáng)習(xí)題訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生思維能力
學(xué)生是教學(xué)的主體，教師是教學(xué)的主導(dǎo)。高職學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自覺(jué)性較差，思維能力不強(qiáng)，因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，采用啟發(fā)式教學(xué)法。首先，要注意培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法，如課前預(yù)習(xí)課堂筆記課后復(fù)習(xí)每次下課前都給學(xué)生布置一定量習(xí)題和思考題，同時(shí)下達(dá)預(yù)習(xí)任務(wù)。其次，教師應(yīng)加強(qiáng)習(xí)題課、討論課的組織。在習(xí)題課上教師精選部分中等難度以上的習(xí)題來(lái)啟發(fā)學(xué)生思維，講解時(shí)重點(diǎn)放在解題思路與方法上;然后讓一、二名學(xué)生到臺(tái)上演算，最后教師進(jìn)行總結(jié)，對(duì)學(xué)生演算的結(jié)果進(jìn)行分析，若還有錯(cuò)誤，就指出錯(cuò)誤，并給出正確答案。通過(guò)習(xí)題課，要讓學(xué)生明白，正確理解公式而不是死記硬背是學(xué)好物理化學(xué)的關(guān)鍵，要真正掌握物理化學(xué)基本原理，演算一定量的習(xí)題是必不可少的。
對(duì)于一些聯(lián)系化工生產(chǎn)實(shí)際的思考題，可以組織討論課來(lái)加以解決。如相平衡一章中，講完二組分實(shí)際溶液氣-液平衡相圖和精餾原理后，布置了兩個(gè)思考題:(1)為什么工業(yè)上常產(chǎn)生95%酒精?只用精餾含水酒精的方法是否可能獲得無(wú)水酒精?(2)常壓下若將環(huán)己烷(沸點(diǎn)80.7℃)和苯(沸點(diǎn)80.1℃)的混合物進(jìn)行常規(guī)精餾，能否將二者分開(kāi)?需采用什么辦法?讓學(xué)生上網(wǎng)查找文獻(xiàn)資料后再回答。討論課上教師采用啟發(fā)式教學(xué)，指出問(wèn)題的關(guān)鍵所在:二組分實(shí)際溶液氣-液平衡相圖有什么特征?能形成最低恒沸物的二組分實(shí)際溶液精餾獲得什么產(chǎn)品?許多同學(xué)都能積極主動(dòng)地在課堂上發(fā)表自己的見(jiàn)解，課堂氣氛活躍，教師最后再歸納總結(jié)答案:問(wèn)題(1)在常壓下，H2O-C2H5OH二組分溶液能形成最低恒沸物(恒沸點(diǎn)78.1℃)，恒沸組成:含乙醇95.57%，而純乙醇的沸點(diǎn)為78.4℃，所以含水酒精用普通精餾方法是不可能獲得無(wú)水酒精的。問(wèn)題(2)常壓下環(huán)己烷(沸點(diǎn)80.7℃)和苯(沸點(diǎn)80.1℃)的混合液能形成最低恒沸物(恒沸點(diǎn)77.3℃)，三個(gè)沸點(diǎn)相差太近，用常規(guī)精餾方法不可能將環(huán)己烷和苯分開(kāi)。可以加入第三種組分丙酮(共沸劑)，由資料查出丙酮與環(huán)己烷能形成最低恒沸物(恒沸點(diǎn)53.1℃)，共沸精餾時(shí)丙酮與環(huán)己烷可以從塔頂蒸出，從而將環(huán)己烷和苯分開(kāi)。聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的課堂討論極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對(duì)物理化學(xué)原理的理解，提高了學(xué)生的思維能力。
2.2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生操作能力
重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和知識(shí)應(yīng)用能力訓(xùn)練，是高職院培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才的關(guān)鍵。物化實(shí)驗(yàn)是鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)及提高應(yīng)用能力的一個(gè)重要方法，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。目前南京化院開(kāi)設(shè)的物化實(shí)驗(yàn)有:反應(yīng)速率常數(shù)測(cè)定，反應(yīng)平衡常數(shù)測(cè)定，物質(zhì)燃燒熱的測(cè)定，雙組分氣-液平衡相圖測(cè)繪，以及電化學(xué)參數(shù)的測(cè)定等。物化實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，不僅包括基本操作能力、觀察并收集數(shù)據(jù)的能力;還包括處理實(shí)驗(yàn)異常情況能力，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力等。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，讓學(xué)生探求實(shí)驗(yàn)方法。例如，講完化學(xué)熱力學(xué)后，給學(xué)生布置任務(wù):測(cè)定某個(gè)固體有機(jī)物的燃燒熱，要求學(xué)生提前寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)方案。該實(shí)驗(yàn)測(cè)定步驟較復(fù)雜，從樣品準(zhǔn)備，點(diǎn)火絲的安裝，氧彈充氧到量熱計(jì)的安裝，溫度測(cè)量等每一步都需要學(xué)生仔細(xì)操作，并掌握一定的技巧，否則就會(huì)因點(diǎn)火不成功或燃燒不完全而引起實(shí)驗(yàn)失敗。同時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的觀測(cè)記錄。實(shí)驗(yàn)完成后要求學(xué)生會(huì)運(yùn)用已學(xué)過(guò)的rHm與rUm的關(guān)系式，以及基爾霍夫公式對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到的最終計(jì)算結(jié)果即是所測(cè)物質(zhì)燃燒熱。學(xué)生通過(guò)圓滿完成燃燒值測(cè)定實(shí)驗(yàn)，不僅培養(yǎng)了動(dòng)手能力而且提高了運(yùn)用熱力學(xué)理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生在校期間，通過(guò)完成一定數(shù)量的物化實(shí)驗(yàn)，可以掌握物理化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)方法和思維方法，這對(duì)于學(xué)生將來(lái)走上工作崗位后進(jìn)行創(chuàng)造性思維是十分有利的。
通過(guò)精選教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，2012級(jí)3+2應(yīng)用化工專業(yè)學(xué)生的物理化學(xué)學(xué)習(xí)狀況有了較大改善。大多數(shù)同學(xué)都重視物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)過(guò)的物理化學(xué)基本概念、原理、公式有了較深刻印象;并且，大二第4學(xué)期《物理化學(xué)》(二)期末考試成績(jī)也提高了很多?？梢?jiàn)，物理化學(xué)教學(xué)效果有了較大提高。
藥學(xué)專業(yè)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程可以更好的理解和掌握后續(xù)專業(yè)課程，物理化學(xué)的許多理論在藥學(xué)實(shí)踐中都有所應(yīng)用，但是，現(xiàn)有的大部分物理化學(xué)教材，仍然是以解決化學(xué)化工問(wèn)題的角度來(lái)講述物理化學(xué)的理論，部分教材即使對(duì)藥學(xué)相關(guān)方面有所涉及也僅僅是以知識(shí)拓展或習(xí)題的形式展開(kāi)，學(xué)生對(duì)物理化學(xué)和藥學(xué)的關(guān)系感受不深，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法學(xué)以致用。因此，我們?cè)谖锢砘瘜W(xué)教學(xué)內(nèi)容方面做了許多改動(dòng)：熱力學(xué)基本定律是化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ)[3]，但其中復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程導(dǎo)致學(xué)生望而生畏，為此，在教學(xué)中，我們只要求學(xué)生理解基本原理，了解公式的意義，掌握基本公式的應(yīng)用即可。但是，對(duì)于在藥學(xué)專業(yè)中有所應(yīng)用的幾個(gè)重要的概念，我們則特別加以強(qiáng)調(diào)，比如，熵函數(shù)是熱力學(xué)的基本函數(shù)，在藥學(xué)領(lǐng)域，也經(jīng)常使用熵函數(shù)表征藥物結(jié)構(gòu)特性，確定合成條件，分析藥物代謝機(jī)理，輔助藥物劑型設(shè)計(jì)等，而傳統(tǒng)教學(xué)中仍沿用了化學(xué)專業(yè)的講授思路，沒(méi)有體現(xiàn)出其在藥學(xué)專業(yè)中的特殊意義，因此，在教學(xué)中，我們簡(jiǎn)單的通過(guò)卡諾循環(huán)引入熵函數(shù)之后，便從統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)開(kāi)始，以微觀的角度，從熵函數(shù)的物理意義出發(fā)，介紹熵函數(shù)，并進(jìn)一步的通過(guò)學(xué)習(xí)掌握熵函數(shù)的應(yīng)用。
化學(xué)平衡和相平衡是熱力學(xué)的基本應(yīng)用，學(xué)生通常會(huì)在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的時(shí)候意識(shí)到物理化學(xué)和藥學(xué)的密切聯(lián)系，作為教師，應(yīng)該有意識(shí)的引導(dǎo)和幫助學(xué)生建立和掌握這種聯(lián)系，為此，在教學(xué)中，我們通常選擇以現(xiàn)實(shí)中存在的藥物合成反應(yīng)為例子，向?qū)W生講解相關(guān)公式的應(yīng)用，而在相平衡中，我們?cè)诶碚摻虒W(xué)的同時(shí)，還會(huì)向?qū)W生解釋冷凍干燥技術(shù)、超臨界二氧化碳萃取、水蒸氣蒸餾等相關(guān)藥物提取技術(shù)，特別是在學(xué)元相圖時(shí)，我們會(huì)引導(dǎo)學(xué)生思考，低共熔點(diǎn)的存在，對(duì)于藥物劑型設(shè)計(jì)有何影響，如何利用和避免這種影響，并向?qū)W生展示其具體應(yīng)用。相比化學(xué)熱力學(xué)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)與藥學(xué)的關(guān)系更加明顯[4]，其基本理論在藥物穩(wěn)定性、藥物體內(nèi)代謝等方面具有顯而易見(jiàn)的應(yīng)用，在教學(xué)中，我們強(qiáng)化了這種聯(lián)系，通過(guò)設(shè)計(jì)習(xí)題，以具體藥物的代謝速率、藥物貯存期預(yù)測(cè)等相關(guān)案例為載體，讓學(xué)生親自動(dòng)手應(yīng)用動(dòng)力學(xué)理論，解決專業(yè)問(wèn)題，這一方面有利于學(xué)生對(duì)于物理化學(xué)基本知識(shí)的掌握，也有利于學(xué)生后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，采用這種以專業(yè)需求為導(dǎo)向的教學(xué)方法，能夠明顯的提高教學(xué)效果。同樣的，在講授表面化學(xué)、膠體化學(xué)部分內(nèi)容時(shí)，我們也以滿足專業(yè)需求為出發(fā)點(diǎn)調(diào)整了相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)我校藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，在講授這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始了藥劑學(xué)課程的學(xué)習(xí)，部分知識(shí)學(xué)生其實(shí)已經(jīng)有所了解，比如表面張力、表面活性劑等內(nèi)容，為避免重復(fù)，在授課時(shí)，我們更加側(cè)重于在理論的高度去分析、解釋相關(guān)的內(nèi)容，這樣會(huì)更加有助于學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解與掌握。
2結(jié)合學(xué)生實(shí)際，改革教學(xué)方法
教學(xué)過(guò)程是一個(gè)師生之間互動(dòng)的過(guò)程，目的是使學(xué)生掌握所傳授的知識(shí)，然而，不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，對(duì)知識(shí)的理解、領(lǐng)悟能力也有所差別，因此需要教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，靈活的把握教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。筆者所在學(xué)校為地方本科院校，學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)較差，抽象思維能力不足，對(duì)公式繁多、邏輯性強(qiáng)的物理化學(xué)課程有明顯的畏難情緒，有較多的學(xué)生認(rèn)識(shí)不到物理化學(xué)與藥學(xué)專業(yè)的聯(lián)系，因此學(xué)習(xí)興趣和積極性不高，同時(shí)，學(xué)校有大專和本科兩個(gè)不同層次，不同層次的學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力有所差別，對(duì)于物理化學(xué)課程的要求也有所不同，這些具體的現(xiàn)狀，既是我們?cè)诮虒W(xué)中所面臨的困難，也是我們把握教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的重要依據(jù)。
針對(duì)這些現(xiàn)狀，我們靈活選擇教學(xué)方法；提高教學(xué)效果。比如：采用案例分析法、問(wèn)題引入法等教學(xué)方法，通過(guò)展示具體的藥學(xué)或生活實(shí)踐案例，引出其背后隱藏的物理化學(xué)原理，通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，啟發(fā)學(xué)生思考，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的掌握。比如，在講解動(dòng)力學(xué)部分時(shí)，分析藥物在人體內(nèi)的吸收、代謝過(guò)程，分析其動(dòng)力學(xué)特性對(duì)于藥物劑型設(shè)計(jì)的影響?；钣弥v授法這一基礎(chǔ)教學(xué)方法，對(duì)教學(xué)內(nèi)容有所取舍，以適應(yīng)學(xué)生實(shí)際情況和專業(yè)需求。對(duì)于物理化學(xué)繁多的公式，講授時(shí)可以弱化公式的推導(dǎo)過(guò)程，對(duì)于?？粕鷦t可以完全取消公式推導(dǎo)的講解，轉(zhuǎn)而強(qiáng)調(diào)公式的應(yīng)用條件，并通過(guò)習(xí)題的方式，幫助學(xué)生掌握其具體應(yīng)用。熟練和合理使用多媒體技術(shù)。多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，讓教學(xué)過(guò)程變得更加靈活有效，方便快捷，通過(guò)圖像、視頻，學(xué)生可以對(duì)知識(shí)有更加直觀的體會(huì)。比如，在學(xué)習(xí)固體的潤(rùn)濕這部分內(nèi)容時(shí)，通過(guò)展示大量豐富的相關(guān)圖像和視頻，比如，原油泄漏環(huán)境中的海鳥(niǎo)、“魔法砂”的神奇現(xiàn)象、荷葉上的水滴等，教師可以靈活的讓學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，并用理論對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析，既有利于知識(shí)的掌握，又活躍了課堂氛圍。
3以應(yīng)用為導(dǎo)向，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)
物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)教學(xué)中的非常重要的一部分內(nèi)容，其教學(xué)目的在于使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能和數(shù)據(jù)處理能力，學(xué)會(huì)利用物理化學(xué)理論解決藥學(xué)專業(yè)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用能力和解決未知問(wèn)題的創(chuàng)新能力和探索精神。為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)中，我們主要作了如下努力：注重實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，加強(qiáng)基本功的訓(xùn)練。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)，許多本該在其他課程中掌握的基本操作，學(xué)生掌握的并不夠牢固，比如分光光度計(jì)的使用，滴定操作，甚至某些?？茖W(xué)生配制特定濃度溶液都無(wú)法獨(dú)立完成，這些問(wèn)題不僅會(huì)影響到物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的完成，還會(huì)對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)造成很大的影響。因此，在教學(xué)中，除了集中講解、演示之外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員還全程對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察，一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生有操作問(wèn)題，則立即對(duì)其進(jìn)行講解和指導(dǎo)，直到確認(rèn)其掌握為止。針對(duì)藥學(xué)專業(yè)需求開(kāi)設(shè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)；國(guó)家精品課程；統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系
“熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”（簡(jiǎn)稱“熱統(tǒng)”）是我國(guó)高等院校本科物理專業(yè)的一門必修課程，是研究物質(zhì)有關(guān)熱現(xiàn)象（即宏觀過(guò)程）規(guī)律的理論物理課，也是普通物理“熱學(xué)”的后續(xù)課。內(nèi)蒙古大學(xué)“熱統(tǒng)”教學(xué)組在20多年教學(xué)實(shí)踐中，不斷更新教育觀念，探索課程教學(xué)體系的改革，逐步建立了以微觀理論為主線的教學(xué)體系，建設(shè)了首門“熱統(tǒng)”國(guó)家精品課程（2004年）——“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”，陸續(xù)出版了配套教材[1]和學(xué)習(xí)輔導(dǎo)書(shū)[2]。
一、關(guān)于“熱統(tǒng)”教學(xué)體系的思考
關(guān)于熱現(xiàn)象的理論包括兩部分，即宏觀理論——“熱力學(xué)”和微觀理論——“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”。我國(guó)目前的“熱統(tǒng)”課程由早年設(shè)置的 “熱力學(xué)”和“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”兩門課程合并而成，一直沿襲“熱”、“統(tǒng)”相對(duì)獨(dú)立的“一分為二”教學(xué)體系[3-5]。教學(xué)內(nèi)容安排大體以學(xué)科發(fā)展歷史和認(rèn)識(shí)層次為序，由唯象到唯理，由宏觀到微觀。這種體系十分成熟，在多年教學(xué)實(shí)踐中獲得很大成功。隨著科學(xué)技術(shù)和人類現(xiàn)代文明的飛速發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)世界的條件、增長(zhǎng)知識(shí)的方式和獲取信息的渠道發(fā)生了質(zhì)的變化：昔日深?yuàn)W難解的名詞，今天已可聞之于街巷；諸多科學(xué)概念的理解，逐漸變得不很困難。在這種知識(shí)氛圍和學(xué)習(xí)環(huán)境下，從中學(xué)到大學(xué)的物理教學(xué)內(nèi)容均在不斷地改革和深化。同時(shí)，現(xiàn)代科學(xué)成就在高新技術(shù)中的廣泛應(yīng)用向21世紀(jì)人才培養(yǎng)提出更高的要求。這一切，催動(dòng)著大學(xué)物理課程改革的進(jìn)程，也激發(fā)起我們對(duì)傳統(tǒng)體系的思考。
從“熱物理”系列課程改革現(xiàn)狀來(lái)看，一方面，普通物理“熱學(xué)”課程的內(nèi)容已進(jìn)行了必要的深化和后延，原有“熱統(tǒng)”課程與現(xiàn)行“熱學(xué)”課程內(nèi)容出現(xiàn)較多重復(fù)。僅以汪志誠(chéng)著《熱力學(xué) · 統(tǒng)計(jì)物理》[5]和秦允豪著《熱學(xué)》[6]為例，二者內(nèi)容重疊約為1/3。過(guò)多重復(fù)造成學(xué)習(xí)時(shí)間與精力的浪費(fèi)，甚至引發(fā)學(xué)生的厭學(xué)情緒，使學(xué)習(xí)效益降低。另一方面，飛速發(fā)展的高新技術(shù)拉近了基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)的距離，就熱物理而言，無(wú)論實(shí)際工作中的應(yīng)用，還是繼續(xù)深造時(shí)的基礎(chǔ)，都對(duì)“熱統(tǒng)”課程教學(xué)提出更高的要求。增加課程的統(tǒng)計(jì)物理比重，深化微觀理論的系統(tǒng)理解勢(shì)在必然。此外，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)高等教育從學(xué)制到專業(yè)及課程設(shè)置均有較大幅度的變動(dòng)，“熱統(tǒng)”課教學(xué)時(shí)數(shù)多次削減（1208672、64），課堂教學(xué)的信息量和效益問(wèn)題變得更加突出。面對(duì)這種形勢(shì)，各校對(duì)“熱統(tǒng)”課程的內(nèi)容進(jìn)行了不斷的改革，逐步增加統(tǒng)計(jì)物理比重，努力減少和避免與“熱學(xué)”的重復(fù)。然而，由于沒(méi)有觸動(dòng)“一分為二”的體系，大量的簡(jiǎn)單重復(fù)難以避免，“熱力學(xué)”內(nèi)容仍然偏多，實(shí)際教學(xué)中統(tǒng)計(jì)物理的系統(tǒng)性難以保證。
針對(duì)上述問(wèn)題，我們從體系結(jié)構(gòu)著眼，對(duì)“熱統(tǒng)”課程進(jìn)行了較大力度的改革[1]。我們的改革思路是：打通“熱物理”宏觀與微觀理論的壁壘，融二者為一體，削減學(xué)時(shí)、充實(shí)內(nèi)容，有效地避免與普通物理的簡(jiǎn)單重復(fù)，提高教學(xué)效益；以微觀理論為主導(dǎo)，確保統(tǒng)計(jì)物理體系的完整性與系統(tǒng)性，增加課程的先進(jìn)性與適用性。在上述思想指導(dǎo)下，構(gòu)建了“熱統(tǒng)”課程的“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系。新體系從根本上解決了熱物理課程中理論物理與普通物理之間層次交疊、內(nèi)容重復(fù)的問(wèn)題；大幅增加統(tǒng)計(jì)物理比重，使其理論及應(yīng)用內(nèi)容在總學(xué)時(shí)中占到3/4以上。
二、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系的特色
統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)教學(xué)體系的主要特色是：熱物理學(xué)以微觀理論為框架；微觀理論以系綜理論為主線；系綜理論以量子論為基礎(chǔ)。體系知識(shí)結(jié)構(gòu)框如上圖所示。
1．以微觀理論為框架，融微觀與宏觀一體
“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”以微觀理論——統(tǒng)計(jì)物理為主導(dǎo)，建立了從微觀到宏觀、完整自恰的理論體系。
在傳統(tǒng)的“一分為二”體系下，學(xué)生往往將過(guò)多精力用于熱力學(xué)計(jì)算，不能很好地理解統(tǒng)計(jì)物理的理論體系，容易將熱現(xiàn)象的宏觀和微觀理論割裂開(kāi)來(lái)。本體系從微觀理論出發(fā)，用統(tǒng)計(jì)物理理論導(dǎo)出熱力學(xué)基本定律，討論體系熱力學(xué)性質(zhì)，給出統(tǒng)計(jì)物理概念與宏觀現(xiàn)象的對(duì)應(yīng)，融熱現(xiàn)象的微觀、宏觀理論于一體，結(jié)束了兩種理論割裂的傳統(tǒng)教學(xué)格局，提高了認(rèn)識(shí)層次。同時(shí)，使理論物理與普通物理的分工更趨合理，便于解決傳統(tǒng)體系難以避免的“熱統(tǒng)”與“熱學(xué)”過(guò)多重復(fù)問(wèn)題。
本體系按照統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的知識(shí)框架，將主要知識(shí)點(diǎn)劃分為孤立系、封閉系和開(kāi)放系等三個(gè)模塊（參見(jiàn)上圖）。各塊均首先給出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分布，進(jìn)而引入熱力學(xué)勢(shì)（特性函數(shù)），導(dǎo)出熱力學(xué)基本定律，再用微觀和宏觀理論相結(jié)合的方法研究具體系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)。例如：在孤立系一章，從等概率基本假設(shè)出發(fā)，引入統(tǒng)計(jì)物理的熵，導(dǎo)出熱力學(xué)第一、第二定律，進(jìn)而研究理想氣體的平衡性質(zhì)。在討論封閉系時(shí)，從正則分布出發(fā)，引入熱力學(xué)勢(shì)——自由能，給出均勻系熱力學(xué)基本微分式，進(jìn)而導(dǎo)出麥克斯韋關(guān)系，介紹用熱力學(xué)理論研究均勻物質(zhì)宏觀性質(zhì)的方法，再具體討論電、磁介質(zhì)熱力學(xué)、焦-湯效應(yīng)等典型實(shí)例。同時(shí)用正則分布研究近獨(dú)立子系構(gòu)成的體系，導(dǎo)出麥-玻分布，介紹最概然法；進(jìn)一步導(dǎo)出能均分定理，介紹運(yùn)用統(tǒng)計(jì)理論研究半導(dǎo)體缺陷、負(fù)溫度、理想和非理想氣體等問(wèn)題的方法。對(duì)于開(kāi)放系，首先導(dǎo)出巨正則分布，再引入巨勢(shì)，給出描述開(kāi)放系的熱力學(xué)微分式，研究多元復(fù)相系的平衡性質(zhì)，討論相變和化學(xué)熱力學(xué)問(wèn)題；用量子統(tǒng)計(jì)理論導(dǎo)出熱力學(xué)第三定律，討論低溫化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。另一方面，考慮全同性原理，用巨正則分布導(dǎo)出玻色、費(fèi)密兩種量子統(tǒng)計(jì)分布，給出它們的準(zhǔn)經(jīng)典極限——麥-玻統(tǒng)計(jì)分布，并運(yùn)用獲得的量子統(tǒng)計(jì)分布分別討論電子氣、半導(dǎo)體載流子、光子系的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和玻色—愛(ài)因斯坦凝聚等應(yīng)用實(shí)例。
2．以系綜理論為主線，完善統(tǒng)計(jì)物理體系
與國(guó)內(nèi)現(xiàn)流行體系不同，“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”的統(tǒng)計(jì)物理以“系綜理論”為基礎(chǔ)，具有更強(qiáng)的系統(tǒng)性。
現(xiàn)流行體系為便于學(xué)生理解，大多先避開(kāi)系綜理論，講解統(tǒng)計(jì)物理中常用的分布和計(jì)算方法，如近獨(dú)立粒子的最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)、玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)及其應(yīng)用等，而在課程的最后介紹系綜理論有關(guān)知識(shí)[5]。這種體系除內(nèi)容不可避免地出現(xiàn)重復(fù)外，還在一定程度上犧牲了統(tǒng)計(jì)物理的系統(tǒng)性。在實(shí)際教學(xué)中，為了闡明有關(guān)分布和統(tǒng)計(jì)法，往往不可避免地運(yùn)用如等概率假設(shè)、配分函數(shù)、巨配分函數(shù)等系綜理論的基本概念，難免出現(xiàn)生吞活剝、“消化不良”的弊端。從體系實(shí)施現(xiàn)狀來(lái)看，不少院校因?qū)W時(shí)有限，在熱力學(xué)和基本統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)之后，對(duì)系綜理論的介紹只能一帶而過(guò)，學(xué)生難以完整掌握統(tǒng)計(jì)物理理論。
我們多年采用系綜理論為主線的教學(xué)實(shí)踐表明，“統(tǒng)計(jì)分布”與“系綜”的“分割”是不必要的。本體系首先引入“系綜”概念，將整個(gè)“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”的基礎(chǔ)建立在系綜理論之上，從一個(gè)基本假設(shè)——等概率假設(shè)（微正則系綜）入手，漸次導(dǎo)出各種宏觀條件下的系綜分布，建立配分函數(shù)、巨配分函數(shù)等基本概念，給出相應(yīng)的熱力學(xué)勢(shì)和熱力學(xué)基本微分公式；同時(shí)，順暢地導(dǎo)出如最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)、玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)法等常用分布和計(jì)算方法，并用于實(shí)際問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，力求循序漸進(jìn)地闡明統(tǒng)計(jì)物理的基本理論，使學(xué)生準(zhǔn)確、清晰地掌握統(tǒng)計(jì)物理的基本概念，對(duì)熱物理理論有完整系統(tǒng)的理解，能夠全面、靈活地運(yùn)用，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)更高深的知識(shí)和了解物理學(xué)的最新成果奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
3. 以量子理論為基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)微觀運(yùn)動(dòng)本質(zhì)
為使學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)微觀運(yùn)動(dòng)本質(zhì)，“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”將系綜理論建立在量子論的基礎(chǔ)上，而經(jīng)典統(tǒng)計(jì)則作為量子統(tǒng)計(jì)的極限給出。
傳統(tǒng)體系多從經(jīng)典統(tǒng)計(jì)入手，然后進(jìn)入量子統(tǒng)計(jì)。我們教學(xué)實(shí)踐的體會(huì)是，物理學(xué)歷史上由經(jīng)典論到量子論的認(rèn)識(shí)過(guò)程沒(méi)有必要在統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)中重演。通過(guò)現(xiàn)設(shè)“普通物理學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已理解微觀運(yùn)動(dòng)遵從量子力學(xué)規(guī)律，并具備了一定的量子論知識(shí)基礎(chǔ)，在量子論基礎(chǔ)上建立統(tǒng)計(jì)物理理論順理成章。事實(shí)上，微觀運(yùn)動(dòng)的正確描述須用量子理論，而量子統(tǒng)計(jì)與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)就統(tǒng)計(jì)規(guī)律性而言并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)只是量子統(tǒng)計(jì)的極限情形而已。以量子論為基礎(chǔ)構(gòu)建統(tǒng)計(jì)物理體系，更有利于學(xué)生盡快認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，迅速進(jìn)入對(duì)前沿科學(xué)的學(xué)習(xí)。
三、關(guān)于體系的兼容性——幾個(gè)共同關(guān)注的問(wèn)題
“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”以系綜理論為主線，以量子論為基礎(chǔ),大幅提高統(tǒng)計(jì)物理比重，適當(dāng)?shù)卦黾恿苏n程深度。在課時(shí)縮減，招生規(guī)模擴(kuò)大的形勢(shì)下,實(shí)施上述改革更有一定風(fēng)險(xiǎn)和難度。另一方面，新體系能否與流行體系兼容，也是國(guó)內(nèi)同行普遍關(guān)注，需要在優(yōu)化改革方案過(guò)程中解決的問(wèn)題。為化解難度，提高兼容性，在體系建立和教學(xué)實(shí)踐中，我們著力解決了以下幾個(gè)問(wèn)題：
問(wèn)題之一：量子理論與系綜理論理解困難問(wèn)題。如前所述，學(xué)習(xí)本體系前應(yīng)具備一定的量子論知識(shí)。目前國(guó)內(nèi)物理專業(yè)的“熱統(tǒng)”課程多排在“量子力學(xué)”之前。這就不可避免地出現(xiàn)了“前量子力學(xué)”困難。為解決這一問(wèn)題，我們?cè)谡n程引論中安排了量子論基本知識(shí)的講授，介紹量子態(tài)、能級(jí)、簡(jiǎn)并、全同性、對(duì)應(yīng)關(guān)系等概念。如此處理，再結(jié)合普通物理“原子物理學(xué)”中學(xué)到的量子力學(xué)初步知識(shí)，學(xué)生就能夠較好地接受“量子統(tǒng)計(jì)”有關(guān)概念。此外，我們將“量子態(tài)”和“量子統(tǒng)計(jì)法”兩個(gè)初學(xué)者較難理解的概念做分散處理：分別在第1章引入“系綜”概念之前和第6章巨正則系綜概念之后講授，既分散了難點(diǎn)，又使概念和運(yùn)用銜接緊密，有利于及時(shí)消化。
系綜理論是統(tǒng)計(jì)物理中最核心、最抽象的內(nèi)容，也是統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)的難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)流行體系將系綜理論與常用統(tǒng)計(jì)分布及計(jì)算方法分離，安排在課程最后集中單獨(dú)介紹。我們實(shí)踐的體會(huì)是，這種處理將多個(gè)難點(diǎn)（三種系綜及相應(yīng)熱力學(xué)關(guān)系）集中，增加了學(xué)生的理解困難；加之系綜概念孤立于基本統(tǒng)計(jì)方法和應(yīng)用之外，更顯抽象枯燥。學(xué)生學(xué)后或覺(jué)不知所云，或難縱觀全局，終致應(yīng)用乏力。鑒于此，我們遵循由表及里、由淺入深、循序漸進(jìn)、層層推進(jìn)的認(rèn)識(shí)規(guī)律，將系綜的基本概念和三個(gè)系綜分散在七章中穿插講授、逐步深入，并及時(shí)運(yùn)用理論對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)的性質(zhì)加以討論。這樣做，可分散認(rèn)知難點(diǎn)，并及時(shí)結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)宏觀微觀的交錯(cuò)，避免枯燥無(wú)味的困惑，既保證了熱物理理論的系統(tǒng)性和完整性，又解決了系綜理論為主線的教學(xué)困難。
問(wèn)題之二：關(guān)于最概然法與麥-玻統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。最概然（可幾）法與麥克斯韋-玻爾茲曼（麥-玻）統(tǒng)計(jì)法，是統(tǒng)計(jì)物理中應(yīng)用較廣的兩個(gè)方法。采用系綜理論為主線的教學(xué)體系，是否會(huì)影響這兩種方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用？這也是國(guó)內(nèi)同仁關(guān)注的問(wèn)題之一。在新體系課程改革和教材編寫(xiě)中，對(duì)這兩部分內(nèi)容均給予充分的注意。在第三章（封閉系）導(dǎo)出正則分布和相應(yīng)熱力學(xué)公式之后，用兩種方法導(dǎo)出麥-玻分布：一是作為近獨(dú)立子系的平均分布，由正則分布導(dǎo)出；二是從微正則系綜出發(fā)，用最概然法導(dǎo)出。同時(shí)還由麥-玻分布給出熱力學(xué)公式，并討論幾種分布之間的關(guān)系，給出分布的應(yīng)用實(shí)例。實(shí)踐表明，這種處理模式能全面深化學(xué)生對(duì)最概然法與麥-玻分布的理解，以致在應(yīng)用中得心應(yīng)手；還能強(qiáng)化對(duì)系綜理論和統(tǒng)計(jì)物理體系的理解。
問(wèn)題之三：熱力學(xué)基本方法掌握問(wèn)題。熱力學(xué)作為一種可靠的宏觀理論，從基本定律出發(fā)，通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推演，系統(tǒng)地給出熱力學(xué)函數(shù)之間的有機(jī)聯(lián)系，將其用于實(shí)際問(wèn)題。深入理解熱力學(xué)定律的主要推論和熱力學(xué)關(guān)系，熟悉它們的應(yīng)用，掌握熱力學(xué)演繹推理方法，是“熱統(tǒng)”課程不可或缺的內(nèi)容?！敖y(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系以微觀理論為框架組織教學(xué)，是否會(huì)削弱學(xué)生在熱力學(xué)理論的理解和應(yīng)用方面的訓(xùn)練？對(duì)這個(gè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)同行關(guān)注有加，各見(jiàn)仁智，也是我們?cè)谡n程改革中始終注意的問(wèn)題。我們的處理模式是：打通熱物理宏觀與微觀理論的壁壘，針對(duì)不同宏觀條件，在相應(yīng)章節(jié)給出各種系綜分布，然后導(dǎo)出熱力學(xué)公式，并插入相應(yīng)的熱力學(xué)理論訓(xùn)練內(nèi)容，確保足夠篇幅討論平衡態(tài)的熱力學(xué)性質(zhì)。例如：在建立封閉系的正則系綜理論后，插入“均勻物質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)”一章，集中講授麥克斯韋關(guān)系、基本熱力學(xué)函數(shù)和關(guān)系、特性函數(shù)等概念，介紹熱力學(xué)基本方法和對(duì)典型實(shí)例的應(yīng)用。建立開(kāi)放系的巨正則系綜理論后，又集中介紹與之相關(guān)的相平衡、化學(xué)平衡等問(wèn)題的宏觀理論。事實(shí)上，熱物理的微觀和宏觀理論相得益彰、不可分割。在學(xué)習(xí)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)物理研究宏觀過(guò)程的規(guī)律時(shí)，勢(shì)必也會(huì)反復(fù)地運(yùn)用熱力學(xué)函數(shù)、公式和相應(yīng)方法，使學(xué)習(xí)者得到相應(yīng)訓(xùn)練。此外，再提供一定數(shù)量的習(xí)題，輔之以課外練習(xí)，以達(dá)到“學(xué)而時(shí)習(xí)之”的效果。這樣，新體系雖然大量削減純粹“熱力學(xué)”內(nèi)容，并未削弱對(duì)熱力學(xué)理論的理解和方法的訓(xùn)練，相反可使其得到加強(qiáng)和升華。
內(nèi)蒙古大學(xué)“熱統(tǒng)”教學(xué)組近20年的課程改革和教學(xué)實(shí)踐證明，用“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系組織本科物理專業(yè)“熱統(tǒng)”課教學(xué)是可行的。采用同樣的體系和教材，適當(dāng)取舍內(nèi)容，在應(yīng)用物理和電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)組織2學(xué)分“統(tǒng)計(jì)物理”教學(xué)，亦取得一定的經(jīng)驗(yàn)，其效果令人欣慰。毋庸置疑，筆者主張統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系，絲毫無(wú)意否定“熱統(tǒng)分治”的傳統(tǒng)教學(xué)體系。兩種體系，各有千秋，互補(bǔ)互鑒。究竟采用何種體系組織教學(xué)，還應(yīng)視培養(yǎng)目標(biāo)、師資力量、學(xué)生狀況等，因地制宜地選擇。
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[4] 王竹溪. 統(tǒng)計(jì)物理學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京：高等教育出版社，1965.
進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各學(xué)科的每一個(gè)領(lǐng)域之中，各學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴程度越來(lái)越高，化學(xué)工程學(xué)科也不例外。目前，計(jì)算機(jī)已經(jīng)深入應(yīng)用到化工模擬、計(jì)算化學(xué)和化工制圖等化學(xué)工程學(xué)科的各個(gè)層面之中，對(duì)化學(xué)工程的發(fā)展起著巨大的促進(jìn)推動(dòng)作用?；瘜W(xué)工作者應(yīng)該抓住機(jī)遇，在新時(shí)期努力學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)、熟練掌握運(yùn)用計(jì)算機(jī)，將其應(yīng)用到化工設(shè)計(jì)、化學(xué)本文由收集整理計(jì)算中去，使化工學(xué)科能夠更快地發(fā)展。
化學(xué)工程作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，長(zhǎng)期以來(lái)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，是一門理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，化學(xué)工程的研究中又增加了計(jì)算與計(jì)算機(jī)模擬的方法，它已經(jīng)逐漸成為化學(xué)工程中最富有生命力的研究方法。隨著電子計(jì)算機(jī)在化學(xué)工程中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的化學(xué)工程學(xué)科已逐漸成為一門集實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、理論于一體的綜合性學(xué)科。
從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，科研工作者就利用計(jì)算機(jī)解算化工過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，使研究方法出現(xiàn)了一個(gè)革新。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，化工過(guò)程模擬已經(jīng)成為普遍采用的常規(guī)手段，被廣泛應(yīng)用于化工過(guò)程的研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作的控制與優(yōu)化、操作培訓(xùn)和技術(shù)改造之中。
一、流程模擬
化工過(guò)程流程模擬或流程模擬是根據(jù)化工過(guò)程的數(shù)據(jù)，諸如物料的壓力、溫度、流量、組成和有關(guān)的工藝操作條件、工藝規(guī)定、產(chǎn)品規(guī)格以及一定的設(shè)備參數(shù)，如蒸餾塔的板數(shù)、進(jìn)料位置等，采用適當(dāng)?shù)哪M軟件，將一個(gè)有許多個(gè)單元過(guò)程組成的化工流程用數(shù)學(xué)模擬描述，用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，并在計(jì)算機(jī)上通過(guò)改變各種有效條件得到所需要的結(jié)果，其中包括最受關(guān)心的原材料消耗、公用工程消耗和產(chǎn)品、副產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量等重要數(shù)據(jù)。
流程模擬就是在計(jì)算機(jī)上“再現(xiàn)”實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，由于這一“再現(xiàn)”過(guò)程不涉及實(shí)際裝置的任何管線、設(shè)備以及能源的變動(dòng)，因此給化工模擬人員最大的自由度，可以在計(jì)算機(jī)上任意進(jìn)行不同方案和工藝條件的探討、分析。流程模擬式計(jì)算機(jī)技術(shù)是化工方面的最重要應(yīng)用之一。應(yīng)用流程模擬系統(tǒng)不僅可以節(jié)省時(shí)間，也可節(jié)省大量資金和操作費(fèi)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，降低消耗。流程模擬系統(tǒng)還可以對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、過(guò)程優(yōu)化、環(huán)境評(píng)價(jià)進(jìn)行全面地分析和精確評(píng)估，并可以對(duì)化工過(guò)程的規(guī)劃、研究和開(kāi)發(fā)及技術(shù)可靠性做出分析，并快速準(zhǔn)確地對(duì)多種流程方案進(jìn)行分析和對(duì)比。
二、單元模擬
化工工業(yè)處理的過(guò)程是以質(zhì)量、動(dòng)量和能量的連續(xù)流動(dòng)為特征，傳統(tǒng)手段對(duì)這一過(guò)程的處理很大程度上是依靠經(jīng)驗(yàn)以及一些宏觀參數(shù)表達(dá)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式?，F(xiàn)代流程模擬技術(shù)中，絕大部分單元過(guò)程仍被處理為“黑箱”模型，對(duì)流動(dòng)、傳質(zhì)、熱、反應(yīng)比較敏感的單元過(guò)程的設(shè)計(jì)、放大，需要了解有關(guān)質(zhì)量、動(dòng)量、能量流更多微觀和深入的信息，單元模擬技術(shù)就是為了解決這一問(wèn)題而產(chǎn)生的。
在單元模擬過(guò)程中，單元內(nèi)部的介質(zhì)基本是多組分或多相的，傳質(zhì)、傳熱、反應(yīng)過(guò)程相互耦合。單元模擬技術(shù)通過(guò)離散方法求解這一耦合體系，以獲得空間和時(shí)間的速度分布、溫度分布、壓力分布、濃度分布、相分?jǐn)?shù)分布等。單元模擬技術(shù)可以提供傳統(tǒng)手段難以獲得的大量信息，如單元過(guò)程內(nèi)部所有參數(shù)的空間分布和動(dòng)態(tài)變化，通過(guò)這些信息可以深入理解單元過(guò)程內(nèi)部的機(jī)理，在發(fā)生異常時(shí)亦有助于分析原因。因此，它是一種低成本的調(diào)優(yōu)手段，當(dāng)結(jié)構(gòu)形式或結(jié)構(gòu)參數(shù)變化后，單元過(guò)程內(nèi)部隨工藝參數(shù)和操作參數(shù)而變化的過(guò)程，可以在計(jì)算機(jī)上很方便地進(jìn)行試驗(yàn)，直接用于優(yōu)化和改造手段，而且單元模擬的計(jì)算不是經(jīng)驗(yàn)性的，比較可靠，目前單元模擬主要用于化工生產(chǎn)的工程放大、優(yōu)化設(shè)計(jì)、診斷及擴(kuò)能改造、生產(chǎn)調(diào)優(yōu)及控制四個(gè)方面。
三、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模擬
化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是一門研究各種因素對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律和反應(yīng)機(jī)理的科學(xué)，在根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和對(duì)反應(yīng)機(jī)理研究的基礎(chǔ)上建立了化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，它們對(duì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、最優(yōu)化條件的選擇都是必不可少的理論基礎(chǔ)。
目前所采用的物理化學(xué)教材對(duì)一系列對(duì)峙、平行、連
續(xù)等復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程僅給出分離變量法或消元法等單一的數(shù)學(xué)處理方法，這種方法對(duì)于非常簡(jiǎn)單的復(fù)雜反應(yīng)可以求出解析解，但大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理非常復(fù)雜，由于從反應(yīng)機(jī)理得到的微分方程組，非常不便求解，因此借助電子計(jì)算機(jī)用數(shù)值解法，可以方便地求解從反應(yīng)機(jī)理得到的微分方程組。
計(jì)算機(jī)模擬在復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的計(jì)算中有著廣泛的應(yīng)用，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算得到的結(jié)果可以預(yù)知反應(yīng)過(guò)程中各反應(yīng)物質(zhì)濃度的變化，通過(guò)對(duì)連續(xù)反應(yīng)最佳時(shí)間的計(jì)算可以控制反應(yīng)時(shí)間以得到所需要的物質(zhì)的最大濃度，通過(guò)計(jì)算平行反應(yīng)和對(duì)峙放熱反應(yīng)最佳溫度，可以控制反應(yīng)溫度，優(yōu)化反應(yīng)條件，使生成產(chǎn)物的速率達(dá)到最大值，這些計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的數(shù)值可以為實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中工藝條件的控制以及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)提供重要的參考數(shù)據(jù)。
四、分子模擬
從分子水平來(lái)研究化工過(guò)程及產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，無(wú)疑是21 世紀(jì)化學(xué)工程的一個(gè)重要方向，計(jì)算機(jī)模擬研究已漸成為與實(shí)驗(yàn)研究及理論研究相平衡的認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的第三種重要方法。化工熱力學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)于化學(xué)工業(yè)過(guò)程的設(shè)計(jì)、操作以及優(yōu)化具有重要的作用。熱力學(xué)數(shù)據(jù)一般通過(guò)三個(gè)途徑取得：即實(shí)驗(yàn)測(cè)定、理論總結(jié)及計(jì)算機(jī)分子模擬。通過(guò)計(jì)算機(jī)分子模擬，可以較為嚴(yán)格地從流體的微觀相互作用出發(fā)，預(yù)測(cè)流體的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)。特別是在一些極端的條件（如高溫、高壓、劇毒）下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是很困難的，計(jì)算機(jī)模擬則較易實(shí)現(xiàn)，并且比較經(jīng)濟(jì)。采用計(jì)算機(jī)分子模擬方法，可以得到相當(dāng)可靠的熱力學(xué)體系的徑向分布函數(shù)、宏觀熱力學(xué)性質(zhì)以及輸運(yùn)性質(zhì)，這為我們建立與改進(jìn)各種描述實(shí)際現(xiàn)象的理論或模型提供可靠的依據(jù)。
化學(xué)是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)學(xué)科中的廣泛應(yīng)用，逐漸形成了應(yīng)用計(jì)算機(jī)研究化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)變化的獨(dú)立學(xué)科，它以計(jì)算機(jī)為技術(shù)手段，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)方面的數(shù)值計(jì)算，這就是計(jì)算化學(xué)。
計(jì)算化學(xué)是理論化學(xué)的重要分支，是利用電子計(jì)算機(jī)、通過(guò)數(shù)值計(jì)算解決化學(xué)問(wèn)題的一門方法學(xué)。計(jì)算化學(xué)是一門新興的、多學(xué)科交叉的邊緣科學(xué)，它運(yùn)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)行化學(xué)方面的理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)與信息處理、分類、分析和預(yù)測(cè)。隨著化學(xué)儀器對(duì)自動(dòng)化要求越來(lái)越高，許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程用人工進(jìn)行控制相當(dāng)困難，需要可靠的控制技術(shù)系統(tǒng)，因此計(jì)算機(jī)計(jì)算模擬技術(shù)從根本上改變了化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
計(jì)算化學(xué)以數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ)，用高級(jí)語(yǔ)言及其編程技術(shù)，解決化學(xué)中的數(shù)值計(jì)算問(wèn)題，它將數(shù)學(xué)的計(jì)算方法通過(guò)計(jì)算機(jī)程序具體地應(yīng)用于化學(xué)過(guò)程中，通常用來(lái)研究化學(xué)中一些常用的、共同的、較為常見(jiàn)的計(jì)算方法，是化學(xué)計(jì)算的核心。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的內(nèi)插、函數(shù)擬合、線性方程組求解、高階方程組求解、解微分方程組、求本征值與本征向量等，它們均與化學(xué)中量子化學(xué)、分析化學(xué)、化學(xué)平衡、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等密切相關(guān)?，F(xiàn)代計(jì)算化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)⒏鞣N化學(xué)性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系定量地聯(lián)系起來(lái)，化學(xué)因此正從實(shí)驗(yàn)科學(xué)邁向?qū)嶒?yàn)、計(jì)算、理論相結(jié)合的綜合性學(xué)科，化學(xué)已經(jīng)由多實(shí)驗(yàn)少計(jì)算，演變?yōu)橄葘?shí)驗(yàn)再計(jì)算，也必將逐步演變?yōu)橄扔?jì)算再實(shí)驗(yàn)。
目前計(jì)算化學(xué)在無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)中都有廣泛地運(yùn)用，具體來(lái)說(shuō)，計(jì)算化學(xué)要完成的任務(wù)主要有量子結(jié)構(gòu)計(jì)算、分子從頭計(jì)算、半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算和分子力學(xué)計(jì)算等量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)范疇，以及物理化學(xué)參數(shù)計(jì)算，包括反應(yīng)焓、偶極距、振動(dòng)頻率、光譜熵、反應(yīng)自由能、反應(yīng)速率等理論計(jì)算，這些屬于化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)及統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)范疇。在計(jì)算化學(xué)中，數(shù)值計(jì)算是最根本的任務(wù)，其目的是將已知參數(shù)通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)計(jì)算得到一個(gè)預(yù)期的結(jié)果，這個(gè)結(jié)果可以和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，也可以和前人的研究成果相比較，最終得出結(jié)論，用來(lái)指導(dǎo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。
化學(xué)工程設(shè)計(jì)具體的任務(wù)涉及物料衡算、能量衡算、廠區(qū)布置圖繪制、車間布置圖繪制、設(shè)備裝備圖繪制、管道布置圖繪制、帶控制點(diǎn)工藝流程圖繪制、設(shè)備選型及強(qiáng)度校核計(jì)算等許多工作，如此眾多繁雜的工作，如能引入計(jì)算機(jī)輔助，將大大減輕化工設(shè)計(jì)工作的強(qiáng)度。
過(guò)去那種利用普通紙筆繪制化工圖樣、利用計(jì)算尺和計(jì)算器進(jìn)行的各種計(jì)算將被計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用所取代。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制圖和普通制圖相比不僅具有繪制精確、圖面整潔等優(yōu)點(diǎn)，而且還具有隨意修改、重復(fù)利用、按需打印等普通手工繪制無(wú)法具備的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
進(jìn)行化工工程圖繪制已經(jīng)是21世紀(jì)的基本趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)及分析化學(xué)；教材；編寫(xiě)；課程建設(shè)；教學(xué)
對(duì)于近化學(xué)專業(yè)如生命科學(xué)、材料、環(huán)境、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)及藥學(xué)等專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程對(duì)他們學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)都是不可或缺的。將無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)兩門課程合并為無(wú)機(jī)及分析化學(xué)一門課，經(jīng)過(guò)二十多年的探索和實(shí)踐已逐漸得到教育界的廣泛認(rèn)可。由南京大學(xué)陳榮三教授主編的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》是我國(guó)最早正式出版的教材，2006年本書(shū)的第四版作為普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材正式出版。本文對(duì)該教材第四版的編寫(xiě)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，提出一些膚淺的體會(huì)和大家交流，以期起到拋磚引玉的作用。
一、《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》教材編寫(xiě)的回顧
由陳榮三教授主編、黃孟健教授等人參編的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》一書(shū)，從1975年由南京大學(xué)自編講義，到1978年人民教育出版社作為全國(guó)高等學(xué)校生物系通用教材正式出版至今已有三十年的歷史了，這是1977年恢復(fù)高考后國(guó)內(nèi)第一本《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》教材，最初主要供生物系及農(nóng)醫(yī)等院校相近專業(yè)使用。它首次將四大滴定融入四大平衡中講授。由于生物及相關(guān)學(xué)科發(fā)展的需要，以及全國(guó)讀者對(duì)這本書(shū)的厚愛(ài)，在教育部有關(guān)部門和高等教育出版社的大力支持下，全國(guó)許多綜合大學(xué)和師范院校，如北京大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、廈門大學(xué)、蘭州大學(xué)、四川大學(xué)、武漢大學(xué)、山東大學(xué)、暨南大學(xué)、西北大學(xué)、華東師范大學(xué)、南京師范大學(xué)、華中師范大學(xué)、福建師范大學(xué)、河北師范大學(xué)等數(shù)十所高校任課教師成立了“全國(guó)高?！疅o(wú)機(jī)及分析化學(xué)’課程建設(shè)與教學(xué)研討會(huì)”。研討會(huì)先后舉辦過(guò)五次。第一次于1983年6月由南京大學(xué)承辦，第二次于1984年6月由云南大學(xué)承辦。這兩次研討會(huì)對(duì)此書(shū)的編排和內(nèi)容的選取進(jìn)行了積極的討論，并提出將化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)內(nèi)容加入到教材中的必要性和可行性，認(rèn)為用簡(jiǎn)明扼要的闡述，適度地引入化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的基本概念和基本理論，有利于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和掌握元素化學(xué)的知識(shí)。于是在1985年出版的第二版中，首次將熱力學(xué)引入無(wú)機(jī)及分析化學(xué)教材，同時(shí)為適應(yīng)當(dāng)時(shí)高等學(xué)校的實(shí)際情況(無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)分屬兩個(gè)不同的教研室)，又將無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)分開(kāi)編寫(xiě)。其后，于1986年10月，1989年10月及1993年10月分別由南開(kāi)大學(xué)、武漢大學(xué)和廈門大學(xué)承辦了第三、四和五次研討會(huì)，會(huì)議對(duì)這本教材的第二版提出了不少中肯和有益的意見(jiàn)，同時(shí)也為修訂第二版醞釀第三版做了大量的準(zhǔn)備工作。1998年，南京大學(xué)為了博采眾長(zhǎng)，分別邀請(qǐng)南開(kāi)大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)教學(xué)一線的袁婉清及杜岱春兩位教授參加第三版的寫(xiě)作。迄今該書(shū)已為全國(guó)許多高等院校生物系以及農(nóng)、林、醫(yī)等院校有關(guān)專業(yè)所選用，受到全國(guó)廣大師生的歡迎。
歷次“‘無(wú)機(jī)及分析化學(xué)’課程建設(shè)與教學(xué)研討會(huì)”對(duì)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)教材建設(shè)和教學(xué)中存在的問(wèn)題都進(jìn)行了廣泛深入的討論，對(duì)提高無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量及《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》教材的編寫(xiě)起了十分重要的推動(dòng)作用。
2006年8月，為了深入貫徹落實(shí)教育部第二次全國(guó)普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作會(huì)議精神，大力推進(jìn)校、省、國(guó)家三級(jí)精品課程建設(shè)，及時(shí)總結(jié)國(guó)內(nèi)高等學(xué)校無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，在浙江大學(xué)召開(kāi)了“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)”課程建設(shè)與教學(xué)研討會(huì)。此次會(huì)議通過(guò)廣泛、深入的討論和交流，與會(huì)者普遍認(rèn)為“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)”是為實(shí)現(xiàn)課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容整合、優(yōu)化而由原來(lái)的無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)兩大基礎(chǔ)課程合并而成的一門重要的基礎(chǔ)理論課程，是教學(xué)體系改革的結(jié)果。它又是近化學(xué)類專業(yè)一門重要的必修基礎(chǔ)課程，是建立相關(guān)技術(shù)人才整體知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)的重要組成部分，同時(shí)也是后續(xù)化學(xué)課程的基礎(chǔ)。
“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)”課程建設(shè)與教學(xué)研討會(huì)是一種很好的教學(xué)研討形式，它能集思廣益，有效促進(jìn)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程的建設(shè)，提高高?；A(chǔ)課程教學(xué)的質(zhì)量，建議在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上可以采取民辦公助，企業(yè)資助的形式把研討會(huì)延續(xù)舉辦下去。
“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)”對(duì)高等學(xué)校近化學(xué)類專業(yè)學(xué)生而言是一門重要的基礎(chǔ)課程。無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)原本是兩門獨(dú)立的課程，定性分析“合”在無(wú)機(jī)化學(xué)的元素化學(xué)中已為多數(shù)人所接受?？墒菬o(wú)機(jī)化學(xué)和定量化學(xué)分析是“合”是“分”，化學(xué)分析和儀器分析的比例和安排等問(wèn)題，一直是教學(xué)改革中的爭(zhēng)論點(diǎn)。“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)”顧名思義，應(yīng)和分立的無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)有所不同，可是在課程設(shè)置、教學(xué)安排、教材內(nèi)容等方面一直存在著“合”與“分”的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近三十年的摸索與實(shí)踐，這一問(wèn)題亦日趨明顯，已達(dá)成初步共識(shí)。因?yàn)椋瑸榱私鉀Q內(nèi)容和學(xué)時(shí)的矛盾，“合”是必要的手段；無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)原本就是兩門相近的學(xué)科，“合”也順理成章；以“合”為上，“合”是進(jìn)步，是學(xué)科發(fā)展的需要和方向，實(shí)踐中已顯示出“合”的優(yōu)點(diǎn)。這方面浙江大學(xué)主編的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》教材就做得較好。
二、《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》(第四版)的編寫(xiě)和體會(huì)
當(dāng)前，生命科學(xué)及近化學(xué)類學(xué)科的發(fā)展一日千里，化學(xué)在這些學(xué)科中的重要性更為突出。為適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的形勢(shì)，編者在第四版的修訂過(guò)程中努力遵循“加強(qiáng)基礎(chǔ)，趨向前沿，反映現(xiàn)代，注意交叉”的現(xiàn)代課程建設(shè)理念?！凹訌?qiáng)基礎(chǔ)”就是注重基本理論和基本概念，教學(xué)中讓學(xué)生在學(xué)時(shí)較為緊張的情況下很好地掌握化學(xué)的基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)方法，為他們?nèi)蘸蟮膶I(yè)學(xué)習(xí)和科研工作打下良好基礎(chǔ)?！摆呄蚯把亍眲t是在教材的編寫(xiě)中增加最新的科學(xué)研究的成果，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)了解當(dāng)前科技發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，為進(jìn)行創(chuàng)新型思維奠定基礎(chǔ)?！胺从超F(xiàn)代”：在生命科學(xué)步入分子水平的今天，其重要標(biāo)志就是分子生物學(xué)、分子醫(yī)學(xué)、遺傳組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和納米材料科學(xué)等學(xué)科的相繼出現(xiàn)。如何不失時(shí)機(jī)地將化學(xué)學(xué)科作為一個(gè)整體介紹給學(xué)生，與時(shí)俱進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上，搭建一個(gè)現(xiàn)代化學(xué)的教育平臺(tái)，以此“反映現(xiàn)代”，這是我們追求的一個(gè)目標(biāo)?！白⒁饨徊妗保盒屡d交叉學(xué)科的出現(xiàn)，是當(dāng)今科技發(fā)展一大趨勢(shì)，適應(yīng)這一發(fā)展的需要，則是高校從事化學(xué)教學(xué)的教師們的一項(xiàng)重要任務(wù)，同時(shí)也是一個(gè)具有共性的教學(xué)研究的新課題，這需要根據(jù)各自學(xué)校的具體情況，對(duì)整個(gè)教學(xué)體系和教材建設(shè)進(jìn)行必要的改革和調(diào)整。第四版的
編寫(xiě)中，我們也只是做了初步的嘗試，有待聽(tīng)取大家更多的意見(jiàn)和建議?，F(xiàn)將第四版中課程建設(shè)十六字理念的體現(xiàn)作進(jìn)一步說(shuō)明。
加強(qiáng)基礎(chǔ)：較全面地介紹化學(xué)基本原理。在第一次介紹化學(xué)原理時(shí)是具有化學(xué)總論性質(zhì)的，要使學(xué)生對(duì)化學(xué)有一個(gè)系統(tǒng)全面、較中學(xué)化學(xué)有更深入一步的了解。具體地說(shuō)就是要較全面地介紹化學(xué)原理三個(gè)主要部分：化學(xué)變化方向和限度問(wèn)題(化學(xué)熱力學(xué))；化學(xué)反應(yīng)速度和機(jī)理問(wèn)題(化學(xué)動(dòng)力學(xué))：物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，使學(xué)生能把握和初步利用這些基本觀點(diǎn)處理化學(xué)問(wèn)題。
趨向前沿：第四版中將“環(huán)境污染和環(huán)境化學(xué)”以及“核反應(yīng)和放射性同位素的應(yīng)用”增加進(jìn)來(lái)，而我們?cè)谡n程教學(xué)中，結(jié)合可持續(xù)發(fā)展及最新的生物技術(shù)的研究手段包括同位素技術(shù)的應(yīng)用等，已在課堂教學(xué)中作為實(shí)例介紹給學(xué)生，這也是在教學(xué)中體現(xiàn)“趨向前沿”這一理念。這既培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，從而起到一個(gè)培養(yǎng)興趣及探索創(chuàng)新精神的作用。
反映現(xiàn)代：雖然第四版教材中增加了“拓展知識(shí)”這一部分內(nèi)容，實(shí)際在我們的課堂教學(xué)中就已經(jīng)或多或少地在相關(guān)的章節(jié)中把一些與課程內(nèi)容有關(guān)的最新知識(shí)和進(jìn)展增補(bǔ)進(jìn)去，除此之外還有針對(duì)性地邀請(qǐng)有關(guān)專家作報(bào)告，介紹與所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有聯(lián)系的新知識(shí)、新理論、新進(jìn)展以開(kāi)拓視野，明確方向。為更好地“反映現(xiàn)代”，如對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分的學(xué)習(xí)則按歷史進(jìn)程來(lái)講授，不僅使內(nèi)容更為生動(dòng)，也可使學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)家的思維方法和他們解決問(wèn)題的正確途徑。
注意交叉：本教材名為“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)”，但不少學(xué)校在實(shí)際的教學(xué)中則是分為“無(wú)機(jī)化學(xué)”和“分析化學(xué)”兩部分來(lái)講授，這兩者之間就有許多交叉和重復(fù)之處，如何更好銜接這兩部分，是很多教師關(guān)心和需要研究的問(wèn)題，如“元素化學(xué)與定性分析”、“四大平衡”與“化學(xué)滴定”處理得當(dāng)，就會(huì)取得減少課時(shí)、相得益彰的效果。各校教師也可根據(jù)各自不同的見(jiàn)解采取行之有效的做法，我們亦愿意得到大家的指點(diǎn)。交叉學(xué)科的出現(xiàn)，是當(dāng)代科技發(fā)展一大標(biāo)志，徐光憲先生2006年4月在大學(xué)化學(xué)化工基礎(chǔ)課程建設(shè)論壇的致詞中就曾指出，以化學(xué)為一級(jí)學(xué)科，再到無(wú)機(jī)、分析、有機(jī)、物化、高分子、化工等二級(jí)學(xué)科，最后細(xì)分下來(lái)可分出六、七級(jí)學(xué)科，如最新的“大環(huán)化學(xué)”、“納米材料化學(xué)”、“組合化學(xué)”等，這些都是學(xué)科交叉的結(jié)果，傳統(tǒng)的化學(xué)分類已完全不再適用。注意到化學(xué)學(xué)科發(fā)展的這一趨勢(shì)就可以同步培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，也只有這樣才能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。
啟發(fā)式教學(xué)歷來(lái)是老一輩教育家所推崇的教學(xué)模式，從南京大學(xué)戴安邦院士開(kāi)始就是一直崇尚啟發(fā)式教學(xué)，并在當(dāng)時(shí)的條件下進(jìn)行了許多實(shí)踐，形成了一整套完整的理念。例如在第一次研討會(huì)上，戴先生就講了《啟發(fā)式教學(xué)八則》，后來(lái)陳榮三教授、黃孟健教授秉承了這一理念，在實(shí)際教學(xué)中又做了許多嘗試。例如：注意理論化學(xué)與描述化學(xué)相互溝通，使理論化學(xué)的知識(shí)在描述化學(xué)的學(xué)習(xí)中得到運(yùn)用和鞏固；注意結(jié)合生物、醫(yī)學(xué)及相關(guān)學(xué)科的知識(shí)來(lái)介紹化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；課后習(xí)題與課堂學(xué)習(xí)的緊密結(jié)合，使習(xí)題能起到鞏固、消化和運(yùn)用課文內(nèi)容的作用等。
《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》(第四版)于2002年初被列為普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，為了使第四版適應(yīng)目前教學(xué)的需要，編者進(jìn)行了下列改進(jìn)：
1．淡化化學(xué)“數(shù)學(xué)化”傾向，如省略或減少?gòu)?fù)雜體系化學(xué)平衡的計(jì)算。
2．創(chuàng)新內(nèi)容，為現(xiàn)代科學(xué)前沿預(yù)留“接口”。
3．理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)化學(xué)理論知識(shí)在相關(guān)專業(yè)和生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用。
4．改革分析化學(xué)部分的編寫(xiě)，完善化學(xué)分析的內(nèi)容，縮減較復(fù)雜而應(yīng)用較少的計(jì)算。由于儀器分析已獨(dú)立成一門課程，故刪去第三版儀器分析部分內(nèi)容，但仍保留比色法等最常見(jiàn)方法，為學(xué)生今后學(xué)習(xí)儀器分析打下一定基礎(chǔ)。
第四版教材的編寫(xiě)，我們采取了以下步驟：
1．廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外有關(guān)教材，選擇國(guó)內(nèi)外其他無(wú)機(jī)化學(xué)及分析化學(xué)教材，汲取其所長(zhǎng)為我所用，特別關(guān)注了近年有特色的國(guó)外教材。
2．編寫(xiě)伊始先編寫(xiě)了第四版的《編寫(xiě)大綱》，向全國(guó)若干所大學(xué)寄發(fā)并征求意見(jiàn)、交流、補(bǔ)充第三版之不足，聽(tīng)取各方教師的意見(jiàn)。
3．先期完成了部分書(shū)稿，在2003年中南大學(xué)舉辦的教育部非化學(xué)化工類化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的生物醫(yī)藥類化學(xué)教材建設(shè)研討會(huì)上進(jìn)行交流，進(jìn)一步聽(tīng)取大家的意見(jiàn)和建議。
在其后的反饋中，我們陸續(xù)收了許多教師的信件，特別是武漢大學(xué)的潘祖亭教授、陜西師范大學(xué)的韓維和教授、海南師范大學(xué)的黃聞新教授等同仁的來(lái)信，這些都對(duì)第四版教材的編寫(xiě)起了一定的作用。
在《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》(第四版)的編寫(xiě)中，我們編寫(xiě)組的教師相互協(xié)作，取長(zhǎng)補(bǔ)短，群策群力，圍繞著編寫(xiě)基本要求，力爭(zhēng)達(dá)到一個(gè)新的高度。
這本教材從自編講義開(kāi)始就有一個(gè)重要的特色，即力求與生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、生產(chǎn)實(shí)踐密切聯(lián)系和結(jié)合，當(dāng)初的講義就是“開(kāi)門辦學(xué)”的結(jié)果，成書(shū)出版后這一特色仍然保留，編寫(xiě)的內(nèi)容都圍繞這一特色來(lái)展開(kāi)。結(jié)合實(shí)際、貼近生活是第四版遵循的一個(gè)基本要求，新增的拓展知識(shí)也都是近期化學(xué)學(xué)科的一些熱點(diǎn)，以此作為素材提供給學(xué)有余力的同學(xué)以更多的施展空間。
物理化學(xué)課是化學(xué)、化工專業(yè)學(xué)生的必修課，也是材料、環(huán)境、生物、食品、制藥等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)課，但由于該課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，公式定律多，使學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)有一定的難度，而對(duì)于授課教師來(lái)說(shuō)，要將整個(gè)物理化學(xué)系統(tǒng)地傳授給學(xué)生，讓學(xué)生有興趣、有動(dòng)力去研究這一問(wèn)題，一時(shí)間成為物理化學(xué)教學(xué)中熱議的話題。那么，老師要“怎么教”，學(xué)生才“樂(lè)意學(xué)”呢？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們就當(dāng)前物理化學(xué)教學(xué)中存在諸多問(wèn)題談起，以下做一簡(jiǎn)單的闡述。
一物理化學(xué)課教學(xué)中存在的問(wèn)題
1教學(xué)方法落后
現(xiàn)階段，很多高等院校還沿用傳統(tǒng)式的教學(xué)方法，如填鴨式，灌輸式的教學(xué)方法，教師教學(xué)以教師為中心，而學(xué)生一般處于被動(dòng)、機(jī)械的接受學(xué)習(xí)狀態(tài)中[1]。讓學(xué)一味的死記公式及定律。倘若一旦脫離課本，就會(huì)出現(xiàn)學(xué)生們不知道某某定律講的是什么內(nèi)容，某某公式又是什么時(shí)候用，怎么用，碰上題就不知道怎樣下手等怪異現(xiàn)象。如此一來(lái)，學(xué)生們對(duì)這門課程就會(huì)心生反感。
2教學(xué)內(nèi)容與之前課程有重復(fù)
例如，在各類高校的物理化學(xué)教材中還有大量的熱力學(xué)部分，其中在物理學(xué)教材中熱學(xué)部分就講授了氣體分子運(yùn)動(dòng)論及熱力學(xué)三大定律，在無(wú)機(jī)化學(xué)教材中也講授了氣體，化學(xué)熱力學(xué)，這就致使了內(nèi)容的重復(fù)性，浪費(fèi)了教學(xué)時(shí)間。
3學(xué)生人數(shù)眾多，基礎(chǔ)參差不齊
就目前來(lái)看，許多高校的教學(xué)設(shè)施有限，每個(gè)班學(xué)生人數(shù)多，基礎(chǔ)也各不相同，在教學(xué)時(shí)不能很好地結(jié)合學(xué)生的自身情況，對(duì)不同的學(xué)生采取不同的教學(xué)策略，這樣勢(shì)必會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量。
4教師的專業(yè)知識(shí)不足
馬可連柯說(shuō)過(guò)：“學(xué)生可原諒老師的嚴(yán)厲、刻板甚至吹毛求疵，但不能原諒他的不學(xué)無(wú)術(shù)?！碧K霍母林斯基也指出：“只有教師的知識(shí)面比學(xué)校教學(xué)大綱寬廣得多，他才能成為教學(xué)過(guò)程的精工巧匠?！皞鞯?，授業(yè)，解惑”這三者是老師教授學(xué)生所必備的三項(xiàng)任務(wù)，缺一不可。試問(wèn)如果一個(gè)老師沒(méi)有廣博的專業(yè)知識(shí)，對(duì)物理化學(xué)專業(yè)知識(shí)還不夠熟悉、熟練，不能靈活的運(yùn)用到教學(xué)中去，甚至有些教師課堂上還是照本宣科，又怎能授業(yè)解惑呢？
5教師缺乏高尚的職業(yè)操守
有的教師有廣博的專業(yè)知識(shí)，但缺乏教書(shū)育人的職業(yè)道德，教學(xué)時(shí)，不認(rèn)真教，沒(méi)有很強(qiáng)的責(zé)任心，甚至認(rèn)為我只是負(fù)責(zé)教，學(xué)生學(xué)不學(xué)是他們自己的事情，導(dǎo)致了一節(jié)課結(jié)束，教師立馬走人，而學(xué)生有問(wèn)題的時(shí)候卻找不到教師，這樣問(wèn)題積累越來(lái)越多，得不到及時(shí)的解決，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
二應(yīng)對(duì)措施
1教師自身要加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，做到備課充分言之有物
蘇霍母林斯基也指出：“只有教師的知識(shí)面比學(xué)校教學(xué)大綱寬廣得多，他才能成為教學(xué)過(guò)程的精工巧匠。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，不僅要熟悉所教教材的基本內(nèi)容，形成完整的知識(shí)體系，還要加強(qiáng)業(yè)務(wù)進(jìn)修和廣泛的學(xué)習(xí)，跟蹤學(xué)科學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，了解新觀點(diǎn)，掌握新信息，不斷更新知識(shí)，站在學(xué)科的前沿。具體來(lái)講，每次上課之前一定要認(rèn)真鉆研教材，備課充分，包括有明確的教學(xué)目的、鮮明突出的重點(diǎn)和難點(diǎn)、清晰的教學(xué)思路、條理的教學(xué)步驟以及可操作的能夠體現(xiàn)學(xué)生主體性的課堂結(jié)構(gòu)模式等，還有對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)準(zhǔn)備狀態(tài)的分析，要突出學(xué)生的個(gè)性差異。可以說(shuō)，教師對(duì)教材研究的熟練程度和對(duì)學(xué)生的熟悉程度，直接影響該堂課教學(xué)方法的靈活選擇和使用。
2培養(yǎng)學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的習(xí)慣
所謂的課前預(yù)習(xí)，不能只注重形式，要求學(xué)生對(duì)將要所學(xué)的內(nèi)容瀏覽一遍，不作具體的推算，因?yàn)槲锢砘瘜W(xué)課程較多的是公式定律，屬于理論性的知識(shí)，這更需要學(xué)生提前了解。在預(yù)習(xí)的過(guò)程中，要弄清楚教師要講什么以及怎么講，這樣的預(yù)習(xí)有利于學(xué)生的思路在課堂上與教師同步。當(dāng)然，課后復(fù)習(xí)也是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，溫故才能知新。
3改進(jìn)教學(xué)方法
孔子有云：知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者。在學(xué)習(xí)的三種境界知學(xué)、好學(xué)、樂(lè)學(xué)中，以樂(lè)學(xué)為最高。重點(diǎn)在于教師改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，運(yùn)用不同的教學(xué)手段，使課堂內(nèi)容變得形象直觀、生動(dòng)有趣，讓學(xué)生在一種快樂(lè)的情緒下學(xué)習(xí)，改善學(xué)生接受知識(shí)的方式。如此以來(lái)，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的樂(lè)學(xué)精神，保持學(xué)生長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)動(dòng)力，能讓學(xué)生堅(jiān)持不斷地學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中得到更大的提升和樂(lè)趣。
（1）采用啟發(fā)式教學(xué)。針對(duì)“物理化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去聽(tīng)課，而后再循序漸進(jìn)地講解問(wèn)題，待問(wèn)題解決后使學(xué)生有一種豁然開(kāi)朗的感覺(jué)。舉例：如“為什么水銀壓力計(jì)中水銀面為凸面而酸堿滴定管中水面為凹面”、“雨傘為什么能防水”等，學(xué)生通過(guò)思考會(huì)做出不同的回答，教師再啟發(fā)學(xué)生找到正確答案，使學(xué)生體會(huì)到學(xué)以致用的無(wú)限樂(lè)趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
（2）適當(dāng)?shù)亻_(kāi)展討論式教學(xué)。這種教學(xué)方式可以增加課堂上師生的互動(dòng)，增強(qiáng)雙項(xiàng)交流。改革教師“一言堂”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，使教師和學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容，共同投入精力，還有利于學(xué)生注意力的集中，保持師生思維的同步。討論式教學(xué)不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的表達(dá)能力，還可以反饋教學(xué)效果。物理化學(xué)中的許多內(nèi)容都可以采用課堂討論的方式來(lái)完成，通過(guò)課堂討論可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。鍛煉他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)他們的求知欲和探索精神，進(jìn)而形成活躍的課堂氣氛。讓學(xué)生通過(guò)所學(xué)的知識(shí)對(duì)這些實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行討論和分析，尋找解決問(wèn)題的方法。
（3）采用多媒體教學(xué)。在理論課教學(xué)過(guò)程中采用多媒體課件教學(xué)與板書(shū)教學(xué)相結(jié)合，把比較重要的概念、公式都用多媒體顯示出來(lái)，而公式的推導(dǎo)過(guò)程，則帶領(lǐng)學(xué)生一步一步在黑板上用板書(shū)推導(dǎo)，將板書(shū)教學(xué)合理地穿插于多媒體課件教學(xué)中，這樣，學(xué)生對(duì)一些重要公式的來(lái)龍去脈比較清楚，印象更深，在做習(xí)題時(shí)就比較省力，提高教學(xué)效果。
（4）演繹教學(xué)和歸納教學(xué)相結(jié)合。演繹法教學(xué)比較嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性較強(qiáng)，有利于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，但是不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而歸納教學(xué)法彌補(bǔ)了這一缺陷，有利于學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。物理化學(xué)教材中，有的章節(jié)需要演繹法教學(xué)，有的章節(jié)需要?dú)w納法教學(xué)，要因時(shí)因地而變，在課堂上，教師把這兩種教學(xué)結(jié)合起來(lái)，相互滲透，相互補(bǔ)充，就提高了教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)。
（5）類比法教學(xué)。物理化學(xué)教學(xué)中體現(xiàn)出的類比方法主要有兩個(gè)方面，一是本學(xué)科知識(shí)點(diǎn)之間的類比，二是與其他學(xué)科的類比。比如熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、相平衡、界面現(xiàn)象、電化學(xué)等章節(jié)陸續(xù)出現(xiàn)五個(gè)形式非常接近的公式，如化學(xué)反應(yīng)等壓方程克———克方程，阿累尼烏斯方程、能斯特方程和開(kāi)爾文方程，這些公式的相似性必然是建立在客觀世界各種現(xiàn)象的普遍聯(lián)系的基礎(chǔ)之上的。通過(guò)比較，找出共同點(diǎn)和關(guān)聯(lián)性，既加深對(duì)物理化學(xué)本學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的理解，也使學(xué)生對(duì)自然規(guī)律的普遍適用性有了更深入的認(rèn)識(shí)[2]。
4優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)因材施教
一方面，教師在授課內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，對(duì)之前課程講過(guò)的內(nèi)容則不必重復(fù)，例如，在物理熱學(xué)部分有氣體知識(shí)，物理化學(xué)中就相應(yīng)的減少這方面的知識(shí)。另一方面，教師在教授知識(shí)時(shí)，對(duì)講解的內(nèi)容進(jìn)行精選，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教材前后次序，進(jìn)行創(chuàng)造性的教學(xué)。例如在熱力學(xué)第一定律，學(xué)生相對(duì)來(lái)說(shuō)比較熟悉，后面直接引進(jìn)體積功的定義，通過(guò)等溫過(guò)程體積功的計(jì)算實(shí)例，引入熱力學(xué)中重要的概念———可逆過(guò)程。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整教材順序，有利于將難點(diǎn)分解，易于學(xué)生掌握。
5強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性
在課堂教學(xué)過(guò)程中，除了運(yùn)用問(wèn)題式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)等方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的求知欲、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行思考外，我們?cè)诎才沤虒W(xué)計(jì)劃時(shí)，留有一定比例的學(xué)時(shí)數(shù)用于課堂討論。教師根據(jù)實(shí)際情況，可分散進(jìn)行，即每堂課都留15分鐘左右的時(shí)間進(jìn)行討論；也可集中進(jìn)行，即每學(xué)完一章后安排一次討論課。例如化學(xué)動(dòng)力學(xué)部分反應(yīng)速率方程的推導(dǎo)，主要有穩(wěn)態(tài)法、平衡態(tài)近似法和控制步驟法，向?qū)W生講清楚每一種方法的適用范圍，使學(xué)生理解、掌握并熟練應(yīng)用。在討論中，讓學(xué)生自己發(fā)言，發(fā)表他們的觀點(diǎn)和看法，這樣學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為主動(dòng)參與、思考，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散性和創(chuàng)造性，即把傳統(tǒng)的以教師為中心單向傳授知識(shí)的學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。這不僅可以誘導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生思維，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，還可以培養(yǎng)他們的語(yǔ)言表達(dá)能力和歸納總結(jié)能力。
6重視教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合.
化學(xué)化工專業(yè)的畢業(yè)生，就業(yè)的主渠道大多是化工企業(yè)，將化工企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際引入“物理化學(xué)”教學(xué)中，既豐富了教學(xué)內(nèi)容，又增長(zhǎng)了學(xué)生化工操作的知識(shí)，還能引起學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的興致。比如在講授相平衡理論的時(shí)候，將化工企業(yè)生產(chǎn)中的精餾單元操作引入課程中，由雙液系液氣平衡理論可知，液體經(jīng)過(guò)不斷地部分冷凝和部分汽化，液相中的組成就無(wú)限接近于難揮發(fā)的物質(zhì)，而蒸汽中的組成無(wú)限接近于易揮發(fā)的物質(zhì)，從而使二組分得到較好的分離。由于與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，學(xué)生聽(tīng)課認(rèn)真，學(xué)得有興趣，收到了較好的教學(xué)效果。.
總之，鑒于物理化學(xué)內(nèi)容本身存在理論性強(qiáng)、內(nèi)容枯燥、公式繁多及適用條件嚴(yán)格等問(wèn)題，加上目前教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題，我們要想教好這門課程，必須認(rèn)真鉆研教材，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，運(yùn)用多樣化的教學(xué)手段，加強(qiáng)與學(xué)生們的課堂互動(dòng)，及時(shí)并有針對(duì)性的采取措施，因材施教，一定可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而上升到理性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生們喜歡上物理化學(xué)這門課。
參考文獻(xiàn)