《物理化学》与《无机化学》课程优化与整合的研究*

傅　丽，梁红莲，赵　娣，张素玲，王东升，马麦霞

(廊坊师范学院化学与材料科学学院,河北　廊坊　065000)



《物理化学》与《无机化学》课程优化与整合的研究*

傅丽，梁红莲，赵娣，张素玲，王东升，马麦霞

(廊坊师范学院化学与材料科学学院,河北廊坊065000)

为适应地方本科院校转型发展，培养具有创新精神的高素质人才，高等院校面临的紧要任务就是要进行多方面的教学改革，包括教学方法与手段、课程建设、专业建设及实践教学等多环节，其中课程改革是是实施创新教育的重中之重。我们对化学学科两门主干课程《物理化学》和《无机化学》教学进行改革，通过教师集体备课研讨，整合、优化授课内容，精简讲课学时，以期为今后其他课程建设提供一些改革思路。

课程建设；整合优化；创新增效

对于高等院校化学、环境科学、药学等专业来说，《无机化学》是很多学校开设的第一门基础课程，它涵盖了化学的基本原理、物质结构基础和化学元素三大部分内容，具有承上启下，提纲挈领的作用。现代无机化学是应用现代物理技术及物质微观结构的观点来研究和阐述化学元素及其无机化合物的组成、性能、结构和反应的科学；《物理化学》一般是继《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》等课程之后开设的基础课程，它主要运用物理的实验方法与数学的演绎方法阐述化学变化过程中的基本规律与原理。物理化学基本原理在无机化学教学中的应用有离子极化理论、薛定谔方程式、势能原子轨道理论等。应用离子极化理论较全面、系统地解释了无机化学中有关离子晶体晶型反常的现象、无机化合物的颜色变化规律、无机含氧酸盐热稳定性等具体问题。由此可见，虽然两大基础课程各有不同特点，但又相互联系，授课知识点有部分重叠情况，占用了一定量的重复授课学时。基于此，我们提出并实施对《物理化学》和《无机化学》课程优化整合的改革，通过整理与合并授课内容，以期优化学生的知识结构，两大基础课程也逐渐能够形成各自新的知识体系和新的授课理念，从而为建立培养创新型、应用型人才的特色课程体系提供改革思路。

1　课程优化整合

1.1课程内容

传统的《物理化学》和《无机化学》授课知识点有较多重合内容，包括以下几大部分：(1)化学热力学：物理化学课程(热力学第一定律、第二定律)学时数24；无机化学课程(化学基础知识， 化学热力学基础)学时数10。涵盖的知识点内容有：状态函数的概念，热力学第一定律，功，焓，等压热效应，等容热效应，热容，自发过程；热力学第二定律，熵增加原理；热力学第三定律；热化学，化学反应热效应，反应进度，盖斯定律，热化学方程式，燃烧热，生成热，化学反应熵变的计算，吉布斯函数，吉布斯判据，化学反应等温式等。(2)化学动力学：物理化学课程(化学动力学基础一、基础二)学时数20；无机化学课程(化学反应速率)学时数4。涵盖的知识点内容有：化学反应速率，反应级数，化学反应速率方程，Arrhenius方程；碰撞理论，过渡态理论；反应机理，催化剂等。(3)化学平衡：物理化学课程，学时数6；无机化学课程，学时数4。涉及的知识点有：化学平衡常数与|Gr|的关系，浓度、温度、压强对平衡常数的影响等。(4)电化学：物理化学课程(可逆电池的电动势及应用， 电解与极化作用)学时数24；无机化学课程(氧化还原反应)学时数6。包含的知识点有：原电池的结构，正负极符号，原电池的电动势，电极电势，Nernst方程，化学电源与电解等。(5)价键理论：结构化学(共价键理论和分子结构，晶体结构)学时数16；无机化学课程(化学键理论概述)学时数8。涉及的知识点内容：价键理论，价层电子对互斥理论，杂化轨道理论，分子轨道理论，金属键理论，离子键理论等。(6)晶体场理论：结构化学(配位场理论和络合物结构)学时数4；无机化学课程(配位化合物)学时数6。涉及的知识点有：晶体场理论，晶体场理论与分子轨道理论的区别等。这些内容虽然在呈现方式、知识点的重点难点程度和研究目的上有所不同，但是在教学过程中，仍然避免不了两门课程在这些知识点上的简单重复[1]。

1.2优化后的课程内容

优化整改后，物理化学课程中：(1)化学热力学内容总学时不变，但对不同条件下体积功的计算增加了练习和总结，对的计算做了归纳，对作为化学反应的方向判据做了比较；(2)化学动力学部分增加4学时，突出了对零级、一级、二级反应的特点及判断方法以及过渡态理论，反应机理的讲解；(3)化学平衡增加2学时，强化影响化学平衡因素的讲解，以及在实际生产中的调控应用；(4)电化学部分增加4学时，着重对电极电势，Nernst方程进行重点讲解；(5)在价键理论内容上，无机化学相应简化讲解这一部分的内容，减少了2学时，而在结构化学的讲授内容上增加了8学时；(6)在晶体场理论部分，无机化学课程对此也进行了弱化处理，相应减少了2学时，而在结构化学的讲授内容上增加4学时。

2　优化整合的宗旨与措施

2.1培养学生自主学习的能力

优化整合后的课程，课堂讲授时间少了，相应地学生自学的时间多了。为此，在教学过程中一定要加强对学生自学能力的培养。指导学生自学，不仅是教学活动的必要手段，而且对学生在大学阶段乃至终身学习能力的培养，都有着积极的作用[2]。因此，授之以鱼不如授之以渔，使他们体会“发现”的乐趣，体会自己学习能力上质的飞跃就显得尤为重要。这就要求教师要根据不同类型学生出现的不同问题，顺势引导。指导缺乏主动学习习惯的被动型学生，学会预习、认真探索和复习；指导懒惰型学生要自己按时独立完成作业，忌抄袭，杜绝考试作弊；而指导具有良好自主学习习惯的学生阅读参考书和相关文献，扩展知识面。使不同类型的学生都处于对知识的不断追求之中。而且也让学生们明白，自学是大学学习的一种基本方法和能力，也是终身学习能力的基础，增强他们的自学信念和动力。

2.2改变传统教学方法 提高教学质量

改革的形势迫使我们改变传统的教学方法，必须精讲。讲清重点和难点，介绍学科的最新发展，使学生感到听每一堂课都有新收获。

学生要有比较宽的知识面，才能提高今后的适应性和创新能力。要拓宽学生的知识面,就要求教师具备渊博的知识，所以教师要不断提高自身素养，更新授课内容，密切关注科研新动态。在教学中适当介绍本学科的最新成就及发展前景,并将它与我们学习的理论知识联系起来,通过设问、讲解，激发学生学习物理化学的兴趣。兴趣是最好的老师，是学生学习的原动力[3]。我国古代思想家、教育家孔子就曾说过“知之者不如好知者，好之者不如乐知者”。学生只有喜爱上了物理化学，才能被这个抽象的世界所吸引，才能对它产生强烈的求知欲，才能开启对它进行研究的兴趣，钻研的行动。因此，课堂教学方法要不断改进，培养学生主动学习是关键。在无机化学和物理化学中，有许多原理在实际生产和生活中都有广泛的应用[4]，教学中若能注意理论联系实际，引导学生用所学理论知识去解答，就可以使学生感到学有所用，从而激发他们的学习热情[5]。

比如：我们在讲到稀溶液的凝固点降低时提问：你如何用我们今天学习的内容解释下雪时在路面上撒盐？在讲到Clapeyron方程时，让学生用此方程解释雪崩现象。

滑冰运动员的冰刀与Clapeyron方程又有什么关系呢？在傅献彩，沈文霞等编著的《物理化学》(第五版)336页第7题有所体现。

又如，在讲热力学第二定律时，可以引入非平衡态热力学知识，简介耗散结构理论，提出以下问题:生命体的熵怎么计算? 熵与生命有何关系? 发烧和中暑与熵有何关系? 从热力学角度看，怎样治疗发烧和中暑? 再比如，在讲到润湿问题时，列举荷叶具有“出污泥而不染的特性，即具有自清洁功能，为什么它具有这种功能呢? 具有这种超疏水结构的产品能给我们带来什么好处?在讲电化学时,先简介燃料电池,设问有没有完全绿色、环保的电池? 怎样使电池源源不断地对外放电,而且容量不受体积和质量的限制? 它的工作原理是什么?[6]特斯拉汽车的充电效率问题又如何解决？这就要求老师平时要注意搜集素材,在适当时候在课堂上引入生产生活实例或学科前沿,通过设问、类比等方法,运用生动的语言,激发学生学习兴趣,培养学生的创新意识和解决实际问题能力,提高课堂教学效果。

3　结　语

《无机化学》和《物理化学》重复授课内容的优化整合，既可以缩减教师授课的学时，又可以避免学生重复听课。要培养创新型人才，教师就要提高授课功效，压缩客观性内容，减少重复性内容，补充热点、动态、规律等内容，并把先进理论与研究成果转化为教材。打破传统是困难的，但作为高校老师，一定要担当起人才培养这个根本责任，要敢于尝试变革并勇于创新。

[1]王小兵, 卢文贯, 任健敏.无机化学和物理化学课程整合与优化初步探讨[J].大学化学, 2014, 29(2): 23-25.

[2]沈文霞, 姚天扬, 傅献彩. 努力提高物理化学课的教学质量[J].大学化学, 1991, 6(2): 11-13.

[3]邓斌.物理化学课程教学与创新能力的培养[J].中国西部科技,2008,7(34):56-57.

[4]赵东江,马松艳,樊铁波,等.物理化学课程建设和教学改革的探索[J],2006,26(5):167-169.

[5]姚秋萍,伍丹.药学专业无机与物理化学课程的教学改革与探索[J].科技信息,2010(23):667-668.

[6]杨凤霞, 连照勋. 提高物理化学课堂教学效果的几点体会[J].大学化学, 2012, 27(4): 23-26.

Study on Integration and Optimization between Physical and Inorganic Chemistry Curriculums*

FULi,LIANGHong-lian,ZHAODi,ZHANGSu-ling,WANGDong-sheng,MAMai-xia

(School of Chemistry & Material, Langfang Teachers University, Hebei Langfang 065000, China)

For adapting to the transformation and development of local colleges and training high-quality personnels with innovate, reform between two main curriculums Physical and Inorganic Chemistry was carried out, and expected results were achieved. Meanwhile some methods such as collective lesson preparation, discussion and the integration and optimization of content were used to provide ideas for other courses’ reform and construction.

curriculum construction; integration and optimization; innovation synergy

河北省高等教育教学改革研究项目(2015GJJG163)；廊坊师范学院教学改革研究项目(K2014-15)。

傅丽(1971-)，女，副教授，主要从事物理化学教学和分子光谱的研究工作。

O64

A

1001-9677(2016)07-0178-02