物理化学全英文课程教学实践

赵家昌 郑文锐 芮一川 瞿祎 刘凤娇 尹小英

上海工程技术大学化学化工学院 （上海 201620）

在政治、经济、文化和教育全球化的时代，我国高等教育也逐渐走向了国际化[1]。大力推进留学生教育，既是高校在国际教育领域面临的挑战，也是高校积极拓展国际教育市场、培养国际化创新人才、提升学科建设水平的难得机遇。近年来，我国的留学生教育取得长足进步。据统计，2022 年，我国1 000 多所高等院校拥有来自196 个国家和地区的49 万名国际学生。

上海工程技术大学是国家教育部授权招收国际学生的大学之一，从1985 年开始接收与培养国际学生。作为国家教育部首批批准接收国际学生的高校和上海市政府奖学金来华留学生接收院校，学校提供本科英文授课项目。化学化工学院的药物化学专业接收本科留学生，学院为留学生开设了全英文物理化学课程。在总结以往课程教学实践的基础上，建立了物理化学全英文课程教学体系，改革了教学方法和教学手段。

1 课程概况

化学化工学院在学校的支持下，获得了“药物化学”国际学生全英文授课专业建设项目。物理化学作为全英文“药物化学”专业的基础课，对于提高国际学生的化学理论基础具有很好的推动作用。

物理化学是一门从物质的物理现象和化学现象的联系入手，探索化学变化规律的学科，它研究所有物质系统化学行为的原理、规律和方法，涵盖了物质从宏观到微观的结构和性质之间的关系、化学过程机理及其控制，是化学及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础[2]。

2 教学实践

2.1 精心选择教材

选择合适的教材是上好物理化学全英文课程的重要基础。通过比较，最终选用的教材是由英国牛津大学的Peter Atkins 教授主编的最新版的Atkins'Physical Chemistry（第11 版）。这是一本经典的物理化学教材，从1978 年出版第1 版以来，经过持续修订，在内容和形式上不断完善，被国外和国内的众多高校选为教材或者教学参考书，具有旺盛的生命力和巨大的影响力。教材内容涵盖了绪论、资源部分和索引，气体的性质，第一、第二和第三定律，纯物质的物理转变，简单混合物，化学平衡，量子理论，原子的结构和光谱，分子结构，分子对称性，分子光谱学，磁共振，统计热力学，分子相互作用，固体，运动中的分子，化学动力学，反应动态学，固体表面上的过程等，内容包括国内常见的“小”物理化学教材的教学内容和国内结构化学的教学内容。该教材是一本典型的“大”物理化学教材[3]。

2.2 合理安排课程内容

化学化工学院的物理化学课程是面向学院所有专业本科生开设的专业基础课，分为“物理化学(一)”和“物理化学(二)”，共6 个学分，96 学时。内容包括化学热力学、化学动力学、电化学、表面物理化学和胶体化学。全英文的物理化学课程由于课时限制，只有3 个学分，因此，只能优选其中重要的内容，只讲授化学热力学和化学动力学的内容。由于学校药物化学专业的本科留学生主要来自“一带一路”沿线国家，他们英语水平比较高，但是专业基础薄弱，在学习上投入的精力也不够，因此在教学上不能讲得太深，力求让他们掌握基本概念和基础理论，为后续课程的学习打好基础。另外，在课堂教学中要尽可能避免复杂公式的推导，可以提供推导公式的思路，强调使用公式去解决问题。这样可以降低学习课程的难度，并能显示“物理化学”的指导作用。

2.3 组建教学团队

全英文授课教师应具备良好的英语口语，而且要掌握物理化学课程中的专业词汇。按照课程建设的要求，组建了全英文课程教学团队。目前教学团队共有5 人，其中教授1 人、副教授3 人、讲师1 人。教学团队成员有在瑞士苏黎世联邦理工大学、美国匹兹堡大学、德国慕尼黑工业大学、美国加州大学洛杉矶分校等访学或者联合培养（攻读博士学位）的经历，而且教学团队成员均在国外SCI 期刊上发表过高水平英文论文。因此，教学团队成员都能胜任全英文物理化学课程的教学工作。在课程教学内容的安排上，由多名教师一起授课，每人讲授与自己研究内容相近的章节，以提高课程的教学效果。另外，教学团队每月举行一次教学情况交流会，对存在的问题进行分析和整改。

2.4 构建网络教学平台

超星学习通是一款非常实用的网络教学平台软件，提供了大量的教学资源。在建设全英文物理化学课程的过程中，在超星学习通上构建了全英文物理化学课程网络教学平台，内容包括教学大纲，课程教案，自制ppt 课件，教学团队成员一起录制的教学视频，同步练习题（选择题、填空题）以及课后习题等。学生可以利用超星学习通上的教学平台进行课前预习及课后复习，并通过做同步练习题和书后习题巩固所学的知识。

2.5 优选教学实例

在教学过程中，通过参考不同出版社的“物理化学”教材来优选与药物化学专业相关的实际应用实例，引导学生用所学的物理化学知识来处理药物化学中的问题，做到学以致用。例如，关于药物的配制，如果两种固体药物的低共熔点接近或低于室温，则不应将它们混合在一起，以防形成糊状或液态物质，这在药物配伍中应特别注意。制备含低共熔成分散剂时，先将低共熔成分混合，使其形成液态或糊状低共熔混合物，再与其他药物混合均匀。痱子粉的制备就是先研磨樟脑和薄荷脑的混合物，使其成熔融状，再加入其他成分混合均匀。等渗溶液在药学中也有重要意义，例如，眼药水必须与眼球中的液体具有相同的渗透压，否则会引起眼睛疼痛。静脉注射用的生理盐水与血浆是等渗溶液，如果是高渗溶液（高于血浆的渗透压），则血红细胞（其细胞膜为半透膜）中的水分会渗透到血红细胞外，导致血红细胞萎缩；如果是低渗溶液，则水分向血红细胞内渗透，导致血红细胞肿胀并最终破裂。静脉注射用生理盐水，其NaCl质量分数约为0.9%，与血浆等渗[4]。

2.6 课程思政教育

在教学过程中，编写隐性融入课程思政元素的全英文案例，以提高留学生对知识性内容和思政内容的接受程度，培养“知华、友华、亲华”的外籍药物化学技术人才[5]。例如，被誉为“中国霍金”的中国科学院金展鹏院士，首创了“金氏相图测定法”。热力学第二定律的任务是解决变化的方向和限度问题，例举了C（石墨）→C（金刚石）案例。据统计，全球95%以上的人造金刚石产自我国河南省，且其价格仅为国外造产品价格的十分之一。20 世纪初，中国物理化学家黄子卿教授曾精确测定了热力学温标的基准点——水的三相点温度（0.009 81 ℃±0.000 05 ℃）[6]。

2.7 构建新的课程考核体系

传统上，学生的总评成绩构成是：期末试卷成绩占60%，平时成绩占40%。有小部分学生在平时学习不认真，只是在考试前突击了几天。尽管他们顺利地通过了考试，但他们在短期内记住的知识很容易被遗忘。为此，在全英文物理化学课程的教学改革中，构建了新的课程考核体系，学生的平时成绩由线上和线下两部分组成，各占50%。线上成绩包括同步练习题、学习进度和参与在线课程讨论的情况；线下成绩包括平常上课出勤情况、课堂表现、书后习题及参与互动情况的考核。新的课程考核体系更关注学生平时考核（包括线上成绩）的情况，能更真实地反映学生学习的情况。

3 结语

在物理化学全英文授课的教学实践中，通过精心选择教材、合理安排课程内容、组建教学团队、构建网络教学平台、优选教学实例、融入思政教育以及构建新的课程考核体系，取得了很好的教学效果，培养了留学生的化学素养及解决问题的能力。今后，要让没有出国经历的主讲教师赴国外做访问学者，让他们掌握先进的英语教学方法，增强英语口语水平。同时，邀请国际教学名师到学校交流，培养更多能胜任物理化学全英文教学的教师，进一步提高已承担全英文课程教师的教学水平。在以后的教学过程中，还要引入国际先进的教学理念和方法，进一步提高教学质量。