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虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点，但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图，我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外，还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示，先配制不同比例的二组分混合物，再升高温度测试混合物的熔点，通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图，可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用，在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例，讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成，以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来，激发学生对该部分内容的学习兴趣。
3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图
具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图，是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制，并借助动画展示具体过程，使该部分内容更加形象和生动，便于理解和掌握。同时，提高了学生的学习兴趣和动手能力。
4相图在金属材料中的应用
4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统，所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能，需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用，例如，在设计奥氏体不锈钢时，为了得到单一奥氏体组织，需扩大相图中奥氏体区，使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图，改变系统的组成，增加稳定奥氏体元素，如Ni、C等是最常用的方法。当然，为了系统的平衡，其他元素也需做相应的改变。应用相图时，为了提高设计组织的准确性，需要考虑平衡相图与实际相图的差别。
4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中，随着加工温度的不同，其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程，改变材料的相变温度和组织类型，得到高性能的金属材料。例如，在钢铁生产中，热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺，通过加大压下量增加累积位错，为相变过程提供更多的高能量相变形核点，以得到细小晶粒组织，提高钢的强韧性。通过控制冷却速率，可改变相变后的组织形态，在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织，在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材，在更低温度下发生相变得到马氏体组织，不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用，而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如，在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率，使相变温度发生在较低温度区，得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区，需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度，从而确定正火的加热温度。严格的说，确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍，学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识，他们的学习积极性也显著提高。
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孙益民教授兢兢业业，教学和科研工作两手抓，两方面都作出了突出成绩。由于精湛的专业技术和深厚的学术功底，1987年国家教委将他派往到四川外国语学院学习，随后前往瑞典皇家工学院物理化学系学习，从事计算机在物理化学、物理化学分析、化学工程教学与研究应用的课题研究。在瑞典学习期间，进行了包括红外、紫外可见光谱、质谱、核磁共振、X射线、化学分析电子能谱等多项内容在内的波谱学及波谱仪器的使用维修理论和技术研究工作，均取得了优异的成绩。
回国之后的孙益民教授返回母校工作，担任化学系物理化学教研室的讲师、副教授，从事多门课程的教学事务，同时还承担了学校的多个科研项目，与此同时，他也没有停下自己在科研道路上不断求索进取的脚步。自1994年起他在北京科技大学物理化学系攻读工学博士学位，研究方向是“稀土金属卤化物相图计算与模式识别评估”，在此期间参与了两项国家重点自然科学基金研究项目，其中“冶金物理化学若干前沿问题探讨”为重大项目，同时还在“无铅焊料研究”课题项目中担任了神经网络计算焊料的表面张力研究工作。
1996年至1998年，孙益民再次出国深造，就读于加拿大蒙特利尔大学工学院，主要攻读方向为材料热力学研究。1998年10月份返回北京科技大学，就读于冶金学院，1999年6月份以优异成绩通过了博士论文答辩，之后回到安徽师范大学，历任有机化学研究所所长、化学与材料科学学院科研副院长、教授、博导等专业技术职务。
回首孙教授的求学历程，扎实的学术功底和严谨的治学精神为他今时今日取得的成就奠定了坚实的基础。
用心培育人才
孙益民教授在国内外的权威学术刊物上发表了数十篇各类学术论文，在材料科学、物理化学、稀有金属有机化合物物理性质研究、超临界流体提取技术系统研究等多个专业领域均有不凡的建树，但是谈及自己，他对自己的身份定位始终有着“大学教授”这一项，教书育人、为国家培养科技人才既是梦想，也是他从未曾偏离的坚持。
早在上世纪80年代大学毕业初期，那个时代的大学生是时代的骄傲、社会各行业都紧缺的人才，孙教授就已经选择了留校任教，从事紧张繁重的科研实验工作的同时还担任了化学系“物理化学”和“物理化学实验”等课程的教学工作。
在瑞典皇家工学院学成归国之后，回到安徽师范大学的孙益民作为科研中坚力量承担起多个纵向和横向研究项目，同时他依然没有放松教学工作，担任了“化工仪表自动化”、“分析仪器使用及维修”，用英文开设“物理化学”等多门课程的教学工作。
虽然因为继续求学的原因，孙益民有五年时间分别在北京科技大学和加拿大蒙特利尔大学度过，取得博士学位回到安徽师范大学后的他研究工作更加繁忙、研究任务也更重，但是教学工作始终在他的工作当中占了相当的比重。他坚持在教学的第一线培养青年一代的科技工作者，在化学与材料科学学院先后担任研究生导师和博士生导师，多年来，已经为祖国培养出了多位在化学与材料科学领域学有所长的青年人才。
研究硕果累累
孙益民教授的研究方向包括了材料热力学的优化与计算、天然产物提取的物理化学机制研究、金属有机化合物物理性质计算的应用研究、多组分共存物系浓度同时测定计算应用研究、相图模式识别构筑、新型结构材料改性研究、微波法制备纳米材料、熔盐化学与技术、中药现代化研究、农作物脱农残研究、医用复合材料研究、生物质杀菌剂研究、超临界流体提取有效成分群工艺系统研究、活性炭绿色生产工艺、重金属同时检测及脱除、农药残留快速同时测定、大米脱农残研究等多个领域的项目，2010年提出室温（常温）沥青概念，为节能减排二氧化碳做出贡献。
研究项目当中，其中有国家自然科学基金研究项目和安徽省自然科学基金项目以及高校自然科学基金项目，不少已经获得了发明专利或实用新型专利，其中的医用复合材料已经开始了有规模的产业化生产。
累累的研究硕果为孙益民教授赢得了荣誉，先后获得北京市科学技术进步二等奖，中国高校科学技术进步二等奖以及安徽省教育厅优秀教学成果奖等多个科研和教学奖项。
工业技术优化
孙益民教授集三十年从事高等教育经验，二十多年的科研经历以及十多年的工业实践，在数据采掘、神经网络应用、非线性科学、材料计算设计等领域的探究，以及在化学化工领域、工业技术等方面积累的经验知识，在21世纪初自主研发了多因素多水平多目标可视化分析m³VA方法。可以较为有效地解决实验科学和工业技术优化的“多因素多水平多目标问题(m³)”这一世界性难题。2005年起被联合国经济及社会理事会聘为谘商专家，谘商领域为材料科学、天然产物科学、物理化学、计算化学。
M3VA方法在多个工业技术领域方面得到了成功应用，确实解决了很多困扰各类企业的技术难题。如常温沥青、沥青混料研究、高分子材料改性研究、中医骨伤外固定材料、大米脱农残、超临界二氧化碳提取植物有效成分群系统研究、化工工艺优化、多元物质混合焓神经网络模型研究、重金属同时测定研究等多个工业领域中的问题。孙益民教授多次出访美国、加拿大，2011年1月又随安徽省新能源团去德国进行技术学习交流。在国内，孙益民教授一直坚持免费为企业提供工艺优化设计。
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物理化学作为一门化学专业的基础课，在本科生的培养过程中，不仅具有为其它课程服务的作用，更重要的是培养学生的创新能力。这就要求物理化学的教学内容也需在原有课程体系的基础上，精简一些次要内容，而把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来，让学生感受到物理化学课程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式，而是活生生的现实。另外，物理化学与其他学科相互渗透、相互结合，形成了许多边缘学科，拓宽了物理化学的研究领域。像光化反应与环境科学，生命科学，材料科学及信息科学的关系十分紧密，而光化反应在化学动力学中仅占很小比重，常被忽略，但在讲课时介绍光催化在环境净化和生命过程的应用，开拓学生的视野。在介绍表面活性剂时，引入学生比较关心的石油开采过程，扼要介绍一次开采、二次开采、三次开采等概念，使学生既掌握了表面活性剂的作用原理，又拓展了知识面；在讲解电化学时介绍燃料电池，在讲解真实气体时介绍超临界萃取技术等。教学大纲中虽然没要求这些内容，但可以增加学生的信息量，引起学生学习的兴趣，激发学生的学习积极性。
三、注重教学内容与教师科研的相互渗透
将教师的科研课题或成果直接转化为教学资源或综合性、设计性实验的内容，学生根据自己的专业和兴趣参加到教师的科研中，也可参加大学生创新创业项目，早期介入科研。例如，讲到活度的概念时，就向学生介绍一位研究生的硕士论文的部分内容；讲到接触角时，又给学生介绍我们测定金属溶液与不同种类固体接界时的接触角的过程和结果；讲到langmuir吸附和BET公式时，给学生推出了测定固体比表面的常用仪器-ASAP2020物理吸附仪，并给学生详细讲解测定分析过程。我们还将教师的科研项目二甲醚重整和甲烷重整用的催化剂的制备部分，转化成综合性、设计性实验，要求学生从查阅文献资料开始，自己设计全套实验方案，经指导教师审核后即可进行制备，所得产品直接用于后续的重整反应。对于部分参与科研活动实验结果较好的学生，我们积极鼓励学生整理数据，撰写论文并发表在国家级学术刊物上，曾先后在表面技术、天津化工、辽宁化工、化学工程师等期刊上5篇。这样将教学内容与科研课题相互渗透，提高了学生的科研创新能力，还学到了科技论文写作方法，增强了学生的自信心，激发了学生的学习兴趣，调动了学生的学习积极性。
四、采用设问教学法活化物理化学课堂教学
所谓设问教学法，就是从人们公知公认的现象中提炼问题或困惑入手，设计一些与所讲授课程内容相关的问题，引导学生仔细思考分析，展开广泛讨论等解决这些问题。在教学过程中，我们始终坚持一个原则，就是教学的目的绝非是向学生灌输多少知识，学会推导多少个公式，完成多少种计算，而在于激发学生如何去思考与创造，授人以“渔”，而不授人以“鱼”。精心设计问题成为物理化学课堂教学常用的组织形式。通过采用设问教学法，让学生带着问题学，不仅激发学生的学习兴趣，积极参与教学,也让学生学到有关的基础知识,同时还培养了学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决实际问题的能力。例如，引出Kelvin公式时，先通过密闭容器中放置的大小不等的汞滴的变化情况，提问学生饱和蒸气压都与哪些因素有关？然后再从热力学角度进行公式的推导，加深了学生对公式的理解，也调动学生积极参与到教学环节中，教师与学生互动，活跃了课堂气氛。
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物理化学是从物理现象和化学现象之间的相互联系人手，阐述基础化学的重要原理，解决生产实践中出现的问题。在四大化学基础课中，物理化学是最难学的一门课程，难在四多:概念多、公式多、条件多、计算多。多媒体教学提供了集图、文、声、色等一体的现代教学技术，具有形声性、再现性、先进性和高效性的优势，尤其在物理化学教学中它不仅能使抽象概念形象化，微观图像宏观化，而且可以加大课堂信息量，提高教学效果。
同时据心理学家Treicher的研究发现:人类获取信息的83%来自视觉，11%来自听觉，3. 5%来自嗅觉，I.5%来自触觉。人类对同样的学习材料三天后的记忆率，听巧%，视40%，视听75 %。由此可见，以视听为主的多媒体教学手段对学生的学习是有利的，关键的问题是如何根据课程的内容和学科特点制作出好的多媒体课件，如何有效地掌控好多媒体的教学方法，让学生充分适应多媒体的教学模式。
一、物理化学多媒体课件的制作
针对物理化学公式繁多，理论性强的特点，为使课件能将物理化学课程中的主要知识点以通俗易懂的形式传授给学生，主要使用PowerPoint软件，同时结合PhotoShop， Fireworks等图片处理软件以及Flash动画软件来制作课件。教学课件可分为文本课件、图片和动画课件、公式及例题课件等三种。物理化学中的概念、定义、定律等需要使用文本制作，文本课件的演示可设计文字以动画方式出现，按“擦除”方式慢速引人文本，模拟黑板上的板书效果。利用图片和动画能使抽象概念、定义、定理形象化，增加学生的感性认识，便于学生的理解和接受，有助于培养学生的形象思维能力。物理化学中公式推导及例题讲解较多，这类课件的制作需要借助公式编辑器，每个符号都要准确无误。同时如能制作一些体现自己教育思想和教学特色的课件，将更有助于教学理念和教学方法的统一，充分发挥多媒体的教学优势。
二、物理化学多媒体教学的优点
(一)采用多媒体教学可以加大课堂的信息量，提高教学效率
物理化学课程板书多、例题多、内容多，仅仅采用传统的粉笔加黑板的教学手段授课，教师在课堂上需大量的时间用于板书，没有时间再扩展教学内容。而采用多媒体教学，可以起到节省学时，提高教学效率的功效，在知识的深度和广度上有较大的发挥空间，有利于激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
(二)采用多媒体教学可以使抽象、复杂的内容变得形象、易懂
物理化学课程中有很多内容都比较抽象、难懂，仅凭语言讲解不容易让学生在较短时间内理解和掌握。采用了多媒体的教学方式，图片和动画能使微观图象宏观化，例如“离子迁移数”，教师完全可以将离子迁移的过程用动画的形式展现出来，使学生直观的理解和掌握这一难点。
(三)采用多媒体突出教学内容的重点、难点，优化课堂教学
在传统的教学过程中，对教学内容的重点和难点，教师通过反复叙述试图引起学生的注意，这种单一的教学手段，不利于激发学生的学习兴趣。如采用多媒体辅助教学，运用提纲掣领的课件，通过设置字体颜色、字体加粗、版式布局，加人生动形象的画面来强调要突出的内容，从而达到预期的教学效果。
三、运用物理化学多媒体教学优势，结合学生对多媒体教学的适应性，提高物理化学教学质量
在物理化学教学中，应结合物理化学学科的特点，充分利用多媒体教学优势，明确教学目标、精选课件内容、精心组织表达形式、充分表达教师的教学意图，使多媒体教学既利于教也利于学，达到优化课堂教学结构，提高教学质量的目标。 (一)充分发挥物理化学多媒体教学优势，加深学生对物理化学抽象理论的理解
(1)物理化学多媒体教学体现了解释原理上的辅。课堂教学中，学生难以领会一些抽象的理论原理，即使采用阶梯思考题启发学生探索，往往也不容易突破。例如在相图的教学中运用多媒体教学能使相图中的点、线、面的意义更加清晰而直观，有利于帮助学生分析和把握条件的变化对状态及相组成的影响。
(2)物理化学多媒体教学体现了教学难点突破上的辅。例如:物理化学各章节都有烦琐的公式推导过程，这些公式必须要应用高等数学的微分和积分原理，并且还要不断联系教材前面章节的知识点和相应公式，所有这些都是学习的难点。应用多媒体教学使这些问题迎刃而解，突破了常规教学难以突破的难点。
(3)物理化学多媒体教学在解题指导上的辅。利用多媒体课件知识丰富性的特点，在审题上可以起到辅助作用，针对一些疑难点、陌生的知识设置热区，在讲解时给予提示，培养学生发散思维的能力。在分析启发学生思考的过程中，可以使用多媒体课件把教师的口头分析格式化，提高课堂效率。
(二)运用物理化学多媒体教学优势，并建立与之相适应的教学方式，提高教学质量
物理化学的教学目标不仅仅是教给学生具体的知识点，更重要的是通过课程教学，培养学生抽象思维、逻辑推理能力。因此，要求教师在使用多媒体课件教学时应抓住学生对多媒体教学的适应性和接受能力，调整教学方式。
(1)加强师生交流。教师首先要改变坐着讲课的习惯，手握激光笔适当走动进行授课，以加强教师与学生的互动，让学生集中精力听课。讲课过程中，要密切注意学生的反应，从学生的眼神、表情中揣摩他们是否理解，从学生回答问题的情况了解他们对知识的掌握程度。
(2)把握授课速度。按照教学课时的安排，准备幻灯片的数量，适当控制好幻灯片的切换速度，要以学生能理解问题和做好笔记为前提。同时，章节间建立超级链接可迅速进人讲授内容，并设置动画方案让讲授内容分层次进人，可确保学生注意力集中于讲述内容，实现“说”与“写”同步，学生的“听觉”与“视觉”统一。
(3)必须重点突出。运用提纲掣领的课件，发挥教师的主导作用，将幻灯片中的内容进行有序地逐一呈现，突出教学的重点、难点，并理论联系实际，以加深学生对问题的理解。特别是对涉及公式的推导，教师必须对整个公式推导过程心中有数，经过认真分析讲解之后，在屏幕上分步呈现推导结果。
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1目前物理化学教学现状及不足
物理化学是一门基于物理、化学原理及其实验技术的重要基础理论课程，其本质为通过深入研究物质的性质及行为形成普适性的基本化学理论及规律。相对于其他化学课程，物理化学由于理论性强、逻辑性强的特点已成为一门公认的教师难教、学生难学的化学课程。在提倡素质教育的今天，物理化学教学正承担着教学内容需要更新、教学学时不断削减的压力。作为四大基础化学的理论基础，物理化学课程的作用是不可比拟和不可取代的。然而物理化学教学现状却是一味注重教学内容的灌输，几乎完全忽视了其本该具有的科研实践功能，导致学生学习产生畏难和抵触心理，认为学习物理化学解决不了实际问题，从而也严重影响了教学质量与效果。目前，物理化学课程教学体系改革已受到部分高校的教学人员的重视，并已有相关的改革成果付诸于实践，如辨证或形式逻辑法、比较法、理论模型化法以及逻辑推理与教学处理分析相结合的方法等[1]。
2物理化学课程科教融合的必要性
科教融合的教学方式已经被越来越多的教育研究者所认同，这种方式是指以课程内容和学生的学识积累为基础，同时在科研实践中掌握相关应用知识，在教学、科研双轨并行的教育体系中培养创新思维和锻炼应用能力。其基本特征是“三个突出”，即：突出教学中学生的主体地位，突出科学研究在教学中的重要作用，突出达到知识、能力及素质三维度的教学目标[2]。基于以上特征并针对物理化学的教学现状及我校的实际情况，我们认为有必要对物理化学课程进行科教融合式的改革，而拓展物理化学教学至科研实践的教学改革有利于解决以下主要问题：1）枯燥的物理化学理论教学，授之以鱼而非授之以渔，学生的创新能力得不到任何提高，导致学习过程中学生逐渐呆板化、不能举一反三以及学以致用。而且，传统的纯理论教学会导致教学过程中出现照本宣科，对教师教学水平的提高会产生较大的副作用。这种轻实践重理论的教学体系已违背了现代高等教育的教学要求。2）大部分的化学类专业学生毕业后会从事相关的科研工作或者进一步的深造，其中很多学生缺乏数据处理及分析能力，实验基本功较差，动手能力较差，这就需要在教学过程中注重理论向实际拓展，这样有利于提高学生综合科研及应用能力。3）进行物理化学教学的实践化改革能更新当代最新发展前沿的教学内容、联系最新科研热点，可实现一箭双雕，既有利于解决教师面临的高强度教学内容与短学时的矛盾以及自身发展过程中存在的教学与科研脱钩、科研及教学评价标准不平衡的现象，促进教师真正从单一的科研或教学型人才向高素质的教学科研综合型人才转变，又可有效解决学生在学习过程中缺乏主动性的问题，激发学生的学习热情。
3科教融合构建物理化学教学新体系的策略探讨
教学与科研互相补充、互相促进是物理化学课程改革的新途径。将在课堂外所学的知识与课本知识有机结合才可有效实现学生学习能动性的提高，并能让其深刻认识到这门课程的重大应用价值。教师在教学及研究过程中也可激发出更多理论与实际结合的思想及思路。根据物理化学教学体系的建设目标，本文针对科教融合的新型教学机制提出如下教学改革策略：1）在教学理念上，教师不能做一个传统教学体系的“卫道士”，而必须做到及时更新，去糟粕取精华。学生不是用来灌输知识的容器，每个学生都具有不同的创造潜力，对不同的学生采用相同的教学手段会产生差异，因此要努力创造一个多样化的、让学生积极参与的课内外实践活动平台。2）教师要不断改进教学手段，更新优化教学内容，融入的最新前沿动态和教学成果可作为科研项目的背景材料来研读，例如光催化材料、太阳能电池、热电材料等，这些科技前沿很多与物理化学书本中的知识点相关联。将二者有机结合，可以让学生从本科起就直接接触到科学研究，培养科研创新意识[3]。同时，需有效改革课程考核方式，逐步摈除唯卷面考试的制度，加入科研报告的考核内容，形成全面考查学生综合学习能力的考核体系。3）将教师科研成果转化为教学资源，鼓励学生从低年级就积极参与大学生科技创新计划或教师的科研课题中，尝试实行本科生“导师制”，“导师制”的实行可为学生高标准地完成毕业论文及今后的充电深造铺平道路，可极大地提高学生的研究工作能力和实验操作能力。4）开设及开放研究性实验，实行物理化学实验教学体系改革，按照“基础性—综合性—探究性”三步走的策略，将物理化学实验进行有效地层次分割，并设置相应学分，激励学生不断探究的精神，从而可再反哺影响课堂教学，提高课堂教学质量。5）鼓励本科生积极参与学术交流，参加校内外组织的各类专家讲座、青年论坛、博士学术论坛等活动。在条件允许的情况下，导师可组织学生共同参与到各类学术研讨会议中。通过多种方式加强学术交流，鼓励“交流生”政策，一方面教师的眼界可得到开阔，其教学认知和科研素养的层次可得到进一步提升，另一方面，可积极促进学生自身科研创新意识的提高。
4结语
教学与科研是高等学校的两大重要职能，两者的协同作用构成了高校创新发展的源动力，高水平的大学必定是融实践教学与科学研究为一体，这毋庸置疑也体现在课程教学改革进程中。本文针对物理化学的教学现状，对拓展物理化学理论教学至科研实际应用进行了思考，力求摒弃重理论轻实践的教学模式，探索了一些具有较强操作性的教学改革方案，提出了新型的科研、教学互融模式。我们认为改革传统的物理化学理论教学模式，构建及更新结合有最新科研成果的教学内容，可使物理化学教学体系更加适应化学学科的发展潮流，能有力推动物理化学的课程建设，从而提高高校本科教学的质量。再次，围绕“科研融入教学，科研提升教学”的先进教学理念，在理论及实验教学中可以给学生指明学习目标，教师将自身的科研成果与教学融会贯通，可为学生今后的科研工作或深造奠定坚实的理论及实践基础，尽最大可能杜绝出现只会做题不会做事的“机器人”学生。同时，科研性教学产生的创新性研究人才也可起到带动及反哺课堂教学的良性循环的作用。最后，这种新型的教学体系可进一步促进师生在教与学过程中的相互融合和沟通，从而加强师生团队合作精神，实现学生独立思考及解决问题能力与教师科研素养提高的双丰收。
参考文献
[1]凌锦龙.物理化学科研型教学模式的构建与实践[J].湖州师范学院学报,2014(36):77-80.
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2物理化学课堂教学改革
我校复合材料专业开设的物理化学课程是继无机化学、有机化学之后的理论性化学专业知识,它的知识内容除涉及无机、有机化学知识外,还与大量物理和高等数学知识有关.概念抽象,公式原理多,推导过程繁琐,内容难理解。因此学生普遍感觉物理化学课程更偏重理论,学习起来较难,从而导致对这门课程不抱有很大的热情,学习动力不大[3]。针对以上问题,对物理化学课堂教学进行改革就显得非常必要。具体的改革措施应遵循以下原则:整体设计课堂教学效果;教学方法和教学手段最佳;考核方法合理、科学。
2.1课堂教学效果的整体设计
(1)培养学生的学习兴趣。学习兴趣至关重要,学生若是对某些课程不感兴趣,老师即使讲授的再精彩,学生的学习效果也不会太好。因此培养学生的学习兴趣就显得十分必要了。开课伊始,教师就应该讲好绪论部分,充分讲述物理化学课程的重要性,课程内容的实用性,鼓励学生努力学好物理化学,培养学习兴趣。学生有了兴趣,教师才能较好地进行指导。
(2)提高知识的趣味性。知识的趣味性是主动学习的推动力。把理论性强、抽象而枯燥的内容变得生动有趣,是提高课堂教学效果的有效手段。在教学过程中穿插一些与生活实际密切相关的问题或是适当的趣例,则可以起到画龙点睛的作用,使课堂富于趣味性。例如,在给学生介绍水的相图时介绍了亚稳态这个概念,可以以人的健康状况来类比说明。现代社会人们的生活节奏加快,整天忙于工作,锻炼身体的机会很少,大多数人的身体状况不佳,多属于亚健康状态。亚健康就是一种亚稳态,不稳定,不可能长时间存在,必须向稳定状态转变;人要从事正常的生产、生活需要健康的体魄,因此必须锻炼身体,保持身体处于健康状态,而不是亚健康状态。又如,在讲授界面化学的时候,可以提问学生在春天光滑的墙壁和粗糙的墙壁哪个更容易回潮。然后用弯曲表面上的蒸汽压———开尔文公式解释原因。这种理论与实际应用的结合,可激发学生的学习兴趣,引起学生探求知识的欲望,是物理化学课堂教学获得成功的关键一步。
(3)理论教学与实践教学相结合。物理化学虽然是一门理论学科,但许多定理都是建立在大量的实验基础上,所以物理化学的知识是理论和实验相结合的。为了更好的理解课堂上的理论知识,开设对应的实验课程,这样既能锻炼学生的动手能力,又能加深学生对相关知识的理解程度,而且还能够建立学生对物理化学这门课程的实用性的信心,极大地提高了学生的学习动力。例如,我们讲授化学动力学这一章的一级反应时,讲完理论的同时,开设了“蔗糖水解反应速率常数的测定的实验”,学生普遍反应通过实验对课堂内容有了更深一层次的理解。
2.2优化教学方法和教学手段
(1)加强课前预习与课后复习。物理化学的公式推导过程繁琐,为此非常有必要进行课前预习。课前预习要求学生对将要讲述的内容先浏览一遍,不做具体推算,只要求对重点内容有个初步掌握,等老师讲述时学生的思路能与教师同步,使以后教学活动更易开展。同时知识讲授后还要要求学生经常复习,以免由于公式繁多而混淆或是遗忘,影响后面新知识的学习。在物理化学教学中,作业也是必不可少的教学环节,但作业太多学生疲于应付,太少达不到复习的效果。因此就要求精选习题,做到“少而精”,力求达到事半功倍的效果。同时为了弥补课堂教学时数少而教学内容较多的不足,可根据教学内容的安排,适当选留思考题,然后要求学生课后查资料,以论文格式上交,这样既锻炼了学生的写作能力,又提高了学生的积极性。
(2)改进教学方法和教学手段。在教学方法上,我们改进单一的讲授法,采用启发式、讨论式、互动式教学方法,努力为学生营造一个宽松的学习环境。具体做法是教师精心设计问题,通过提问、回答及组织学生进行讨论,在教师与学生之间形成一种良性互动式的教学模式。在教学手段上,我们采用多媒体教学与板书相结合的形式,使复杂抽象的问题简单化。对于难以讲解或表达的内容,可以运用动画、影片等手段把难以理解的概念形象化,引起学生的兴趣,加深学生的理解。但是多媒体教学也有它的不足之处,多媒体教学讲课速度较快,学生不能及时接受教师讲授的知识,更没有更多的时间做课堂笔记,不利于课后的复习和考试。因此要根据教学内容来确定是否选用多媒体教学。对于那些有图像,需要演示过程的教学内容,例如第六章相图的演示,第十章界面现象的毛细管现象、润湿现象等内容,多媒体教学能够化静为动,把枯涩的问题趣味化,便于学生深入地了解相关知识,能得到很好的教学效果;而对于重要公式的推导方面的教学内容采用板书的形式更合适。只有采用多媒体教学和板书相结合的形式,才能收到最佳的教学效果.
3合理、科学的考核方法
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1团队合作实验教学模式
随着工业生产的社会化进程加深，合作意识和团队精神在提高产品竞争力，掌握市场需求方面显得日益重要，任何项目的开发，以及公司单位的管理，都需要一个和谐而默契的团队，才能够有条不紊地进行下去。个体学习的教育模式对大学生融入社会造成了一定障碍，团队合作精神是现代教育及学生逐渐面对的一项迟来的意识内容。不少企业为了保证组织的高效运转，已明确将“合作精神”或“团队意识”作为用人选聘的一项基本要求，要求大学生将团队精神融入自身整体素质，这对现代高等教育提出了更高更全方位的要求。另一方面，高校在追求高质量学习的过程中，恰恰又忽略了团队合作模式发挥的重要意义。高质量学习的发生绝不是孤立的，传统课堂教学忽视了通过团队合作使学生的学习成果最大化有效教育途径，且成果受益学生个体终身甚至全社会的积极发展。现代高校实验课程教学环境恰好给教学过程提供了适应团队合作学习的良好土壤，遗憾的是大量教学工作者们没有将团队合作学习这颗优良的教学种子进行精心的培育，以至教学效果远不及教学目标制定的高度，这在《物理化学实验》教学中尤其明显。将团队合作精神融入《物理化学实验》教学中，给实验教学带来与时俱进的活力，使实验教学由单维度活动变成多维度活动，可以有效调动学生对化学化工学科的学习积极性，从而能在整体上优化课堂教学的结构和效果。
2《物理化学实验》教学现状
为了适应新时期国家经济建设和社会发展的需要，《物理化学实验》教学进行了多次重大改革。但长期以来，其教学目标仍然主要以三方面为主，其一是加深和巩固物理化学基本理论知识;其二是掌握物理化学实验的基本方法;其三是掌握一些基础仪器的结构原理和操作方法，培养和提高学生的动手能力［1－2］。但随着我国工业的迅猛发展，传统的《物理化学实验》很难跟上“新工科”人才培养的需求，《物理化学实验》教学还存在很多亟需改进的地方。
2.1教学维度单一，学生兴致低迷
现阶段的《物理化学实验》大多是验证性实验项目，采取的教学方式是先由教师讲解实验基本原理，熟悉实验仪器结构和操作规程，学生按照教师要求逐步进行实验，得出数据并处理得到实验结论［3］。此外，《物理化学实验》都是借助相应的仪器设备完成实验过程的，由于经费的限制，学生分组共用一台仪器，形式上表现出3～4人合作完成一个实验项目，但由于操作流程的程序简化，实际可能并非全部学生得到了仪器操作体验，一方面由于学生的惰性和依赖性使然，另一方面不能人手一台实验仪器，容易造成学生眼高手低的现象。在此过程中，学生多表现被动、缺乏创新，很难起到高效的学生能力培养作用，长此下去，势必陷入恶性循环，降低高校物理化学教学质量。
2.2实验教学项目陈旧，缺乏学科发展新趋势
物理化学学科正以日新月异的步伐向前发展，其趋势和特点可以概括为:“宏观研究与微观研究相结合，但更多地向微观层次深入;体相研究与表面相研究相结合，但更多地向表面延伸;在微观研究的领域中，表现出静态观测与动态观测相结合，更多地向动态研究转移;理论与实践结合更为紧密，并进入更高的层次［4］。”与物理化学学科密切相关的生命、材料、能源、环境及电子科学等的迅猛发展，都给物理化学实验教学提出了更广阔的理论与实际课题，迫切需要现代教学工作者们能够密切关注学科的发展特征［5］，能适当顺应时代潮流，开设一些具有学科发展代表性的综合性实验项目，提升学生探究事物现象背后科学规律的好奇心。而目前《物理化学实验》教学部分内容较为陈旧［6］，在实验安排上通常以验证性实验为主，对提升培养学生的学习兴趣和探究事物现象背后科学规律的信心都不够。即综合性实验开设较少，尤其设计性、探究性实验更是少有提及。
3团队合作模式在物理化学实验教学中的实施方案
3.1提供开放式实验平台
基于“因材施教、讲求实效”的原则，根据学生不同学习理解层次和要求，确定开放实验的内容。内容应包括:设计性、综合性和研究性实验以及科技发明、制作、科研论文等课外科技活动实验。提倡学生通过文献阅读及调查研究自拟实验课题，并提出可行性计划，鼓励学生参与教师课题，学习解决生产实践和科学研究问题。在无实验课时，实验室可以部分向学生开放，为学生提供积极发挥创造力的平台和良好的氛围。爱好深度钻研的学生可以组建科研分队，申请利用开放时间选做实验项目。教师应鼓励引导这类学生团队参与文献查阅、设计具体实验方案、分析实验结果、讨论改进计划。这不但有利于学生对物理化学知识的综合理解，更重要的是，契合“新工科教育”对培养学生的创新思维的全面要求。
3.2增设具有学科发展代表性的综合性实验项目
开设物理化学研究型和开放性实验，让学生在掌握热力学、动力学、及电化学等理论知识和操作技能的同时，增强理论指导实际的应用意识，提高创新能力。教师由传统的知识传授型转为指导型，学生则由被动接受型转为主动参与探索型，进一步提高分析问题、解决问题的主动性及能力。这就要求学生能够主动组建团队，充分发挥每个人的优势，合力分析解决问题。例如，电絮凝技术广泛地应用在废水处理的各种行业，其发展已进入一个强产业化的过程，学生对此技术的了解具有很强的实践意义。而有关电絮凝过程的实验一般会给环境工程专业必修的《水污染控制技术》课程内作为专业实验项目开设，但非环境工程专业的学生就没有机会了解这一基础实验技术。电絮凝过程涉及《物理化学》课程中的电化学及胶体化学两章内容，很强地联系到了基础理论知识点;同时，电絮凝过程作为物理化学实验内容开设时，所需设备及药品耗材也不繁琐，过程简易可行，可以作为研究性实验项目，让学生深切体会物理化学理论是如何密切联系实际应用的。这类型的实验若由学生独立完成，有一定难度，但若由学生团队共同努力，一起探讨实验设备的搭建及实验方案的制定，对学生将起到很强的锻炼作用。
3.3团队合作实验考核形式
评价考核是合作性学习中的重要环节，是检查教学效果、评价学生成绩的手段，合理的实验考核评价体系对学生的学习过程具有反馈作用和激励作用［7］。传统的《物理化学实验》教学都是通过实验报告来评价学生的实验成绩，而实验报告无法体现学生实际动手操作的状态，以至多数学生以提交实验结果为目的，忽视了实验能力的培养和训练，未能达到《物理化学实验》教学课程的开设目的。因此，需要建立适用于学生团队合作实验的考核评价办法。考核可分为实验可行性设计考核，实验过程考核和实验报告考核，分数分配比例分别为20%，50%，30%，这种分数设置能够客观地反映团队合作物理化学实验中的实际情况。这就要求指导教师对整个实验过程定期跟踪，及时获取学生实验进展情况，最终要求团队将整个实验过程以PPT汇报形式表现，综合考虑学生团队在实验过程中的表现并予以评定;实验报告考核要求学生以实验团队为单位撰写并提交，指导教师结合基本理论与实验结果分析能力等对学生的报告成绩进行综合评分，对整个实验过程中的不足和出色之处要给出明确的批改意见。新的考核办法把传统的结果质量控制转变为过程质量控制，加大平时实验过程中团队合作交流和操作部分所占的比重。
4结语
经过团队合作模式进行的《物理化学实验》教学，必然能对学生的探索创新能力、动手能力、表达能力起到不同程度的推进和锻炼作用。将团队合作精神引入《物理化学实验》教学中，给予课程新的形象和内容，使实验教学由单维度活动变成多维度活动，可以有效调动学生的学习积极性，从而能在整体上优化课堂教学的结构和效果，有效地辅助物理化学理论课教学，同时提高物理化学实验技能和科学研究能力，为其今后从事相关专业研究打下坚实的理论和实践基础。
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基金项目：本文系辽宁省“十二五”规划课题（课题编号：JG11DB140）、辽宁省教育厅教改项目（项目编号：884-4-4）、辽宁科技大学标志性成果建设项目（项目编号：kdjg10-11）、辽宁科技大学研究生创新教育计划项目（项目编号：2012YJSCX23）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0117-02
“物理化学”是化学学科中的一门重要学科，是辽宁科技大学（以下简称“我校”）化工、环境、生物、材料、冶金、无机等各专业的专业基础课程。“物理化学”课程作为四大基础化学课程的核心，其与无机化学、有机化学、分析化学的最大区别在于其概念抽象、理论性强、公式多、原理多、推导多、知识的逻辑性和前后关联性强。[1]因此，不少学生畏惧物理化学学习，缺乏学习兴趣。针对“物理化学”课程特点和学生学习实际，为提高学生学习兴趣，优化教学效果，从教学内容、方法、手段等方面介绍了教学过程中的一些具体做法。
一、精选教学内容，引导学生研究性学习
在传统的“物理化学”教学中，往往采取老师在讲台上讲授，学生在下机械地记的形式，学生学习的内容基本上都来自于教师在课堂上的讲授，这样不仅不利于调动学生的学习积极性和主动性，而且容易出现满堂灌现象。为了尽量减少单纯的“灌输式”讲授，促进学生以研究性方式进行学习，在全部教学内容中，对适合教师讲授、学生自学、学生独立探究的内容进行选择，从内容选择上避免所有的内容都由教师讲授。对于那些难度很大，学生以现有的知识难以自学或学生可以自学，但自学可能要消耗过多的时间和精力的内容由老师讲授。在此范围之外的内容，凡是学生能够自学的均应放手让学生自学。[2]通过自学，较大地减少教师对课本内容的讲解时间，而且讲授时不再需要按书本去灌输，可以用节省下来的课堂时间补充新的习题，或融入跟踪时代的新内容和前沿讲座。[3]例如，在学习表面现象这一章时，举例2007年诺贝尔化学奖表彰德国科学家格哈德・埃特尔在固体表面化学过程研究中作出的贡献，从而了解表面化学的研究对于化学工业至关重要，加深学生对表面化学在物理化学学习中的相关内容的理解。又如在学习胶体化学一章时，可以结合家喻户晓的纳米技术。纳米材料具有许多神奇的功能，如此微小尺寸的材料是怎么得到的呢？化学家就利用胶体化学中具有纳米尺寸的油包水胶束作为纳米反应器，从而合成了各种无机、有机、高分子纳米粒子。[4]这些前沿内容的介绍，不仅可以扩大学生的知识面，而且对学生今后工作或创新研究也将起到重要作用。
二、改进教学方法，提高教学质量
1.采用图表法进行章节公式归纳总结，解决物理化学公式多难记忆的问题
“物理化学”课程的学习中，学生普遍反映公式多，条件多，容易混淆。由于学生刚刚学习物理化学，还不能对它有较深刻的认识，对公式只能死记硬背，这就需要教师为学生进行总结，使学生易于记忆。[5]例如热力学第一定律和第二定律的应用中，主要是计算各种过程的Q、W、、、、、，由于公式较多，最好采用列表的方法。表1列出了理想气体经历不同的过程时，Q、W、、、、、等各热力学变量的计算公式，这样可以使得众多的公式条理关联化。学生在复习时一目了然，不容易造成混淆。
2.理论联系实际，注重启发式、案例式教学
“物理化学”学科中有些内容比较抽象，不容易被学生接受和理解。为此，在教学中注意理论联系实际，列举一些和生活息息相关的实例，启发学生用所学知识、原理、方法去解答，调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲望。[6]
例如，讲热力学第一定律时，列举空调、电冰箱的热功转化问题；讲到稀溶液的依数性时，列举盐碱地的农作物为何长势不好，甚至会枯死；讲到化学平衡时，列举高炉炼铁中反应Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2，高炉废气中含有大量的CO，为什么延长炉身，不能减少废气中CO的含量；[7]讲化学动力学时，可以问“大家吃的面包为什么2、3季度保质期短，而1、4季度保质期相对长些”；又如讲到表面现象时，列举为什么有机蒸馏实验要加入沸石，活性炭具有吸附作用以及人工降雨和毛细管现象等问题。
实践表明，在“物理化学”教学过程中，根据所讲授的内容，适时地应用一些生动的来自实际、生产、科研的实例，使学生体会到物理化学是“有用的”，是可以看得见、摸得着的，从而激发学生的学习兴趣，变学生由“被动学”为“主动学”。
3.多媒体与传统板书结合，优化教学效果
在“物理化学”讲授过程中，针对不同的教学内容应采用适当的教学手段。多媒体的应用使原本枯燥无味的理论知识，通过生动、形象、直观的形式表现出来，调动了学生的学习兴趣，为教师节省了大量板书绘图的时间，加快了知识点的讲授速度，课堂教学的信息量大大增强。[8]实践结果表明，多媒体与传统板书结合不仅使课堂教学生动形象，感染力强，改善学生的理解力，而且动态地启迪学生的思维，实现了学生与老师的互动，学生不再单纯听课，可利用节省的时间共同交流，从而促进了教学内容与体系的改革。[9]
三、量化考核评价方法，提高学生综合素质
考核是检查、评价学生学习情况的一种方法，是教学的重要环节。[10]多样化的考核手段可避免学生因一次考试失误而引起的遗憾，同时也能督促学生平时要好好学习。在新学期开始就告知学生，“物理化学”课程的成绩包含平时成绩和期末试卷成绩两部分，在总评成绩中平时成绩会按一定比例体现。成绩按以下比例计算：在总评成绩中，期末考试成绩与平时成绩的比例为1：1；在平时成绩中，平时出勤和作业、平时测验或论文、课堂回答问题、实验情况都作为考核的方面；量化50分平时成绩指标（如表2）。注意在进行平时成绩评定时，重点放在对学生能力的考查，以利于学生能力的培养。
四、结束语
“物理化学”是一门基础理论性和实践性都很强的课程，它不仅是许多其他课程攻坚科学难关的武器库，而且为现代的化学以及物理、材料等许多领域的发展提供了强有力的方法。“物理化学”教学中要继承传统的教学思想，形成良好的现代教育理念，对教学方法、手段进行不断的改革和实践，与时俱进，激发学生学习兴趣，提高教学质量。
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随着经济全球化的快速发展，文化、科技、教育的全球化趋势也越来越明显。作为国际大家庭的重要一员，中国随着自身经济实力的不断提升，势必要在科技、教育、文化领域发挥越来越重要的作用。这既需要我们走出国门，将科教文化领域的研究成果介绍给国际同行，又需要将优秀突出的国际同行请进国门，交流其先进的科教文化研究理念。因此，使用国际通用语言――英语，进行无障碍交流，显得尤为重要。
然而，虽然改革开放后，我国在中小学和大学都开设了英语课程，但英语课程以语言学习为主，主要目的是考试过关，以英语进行专业教育的课程较少。目前，我国依然活跃于学术研究一线的“40后”、“50后”等老科学家，主要靠自主学习专业英语，实现自身科研成果的国际化交流，为我国的科技实力提升奠定基础。中青年学者，由于具有较好的英语学习阶段，加之国外留学经历的历练，具有比较好的国际交流能力，在国际舞台上也发挥着越来越重要的作用。但这远远不能满足我国科技文化教育快速发展对高端国际化专业人才的需求。加强高校各专业的英语教学，开展双语教学或全英语教学已成为我国科技教育与国际接轨、迎接经济全球化挑战和教学改革发展的必然趋势。教育部在2001年和2004年分别颁布《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》和《关于本科教育进一步推进双语教学工作的若干意见》，从政策上推动高等学校专业课程的英语教学。
一、物理化学双语教学研究现状
化学学科作为一门重要的自然科学，在人类社会发展过程中发挥着非常重要的作用。近年来，我国的化学发展非常迅速，SCI数量自2008年之后已跃居世界第一，高质量、高水平的研究论文数目也在指数增长。英语在化学教学、科研、文化交流中也起着非常重要的作用。各大高校都在开展不同程度的化学双语教学，关于化学双语教学的教学研究近年来也呈现快速增长趋势。根据中国知网的数据，从2001年的3篇到2011年的34篇关于化学双语教学的研究，10年间增长10多倍。涉及的化学学科和专业也比较全面，有物理化学双语、分析化学双语、有机化学双语、高分子化学双语、生物化学双语、天然产物化学双语等。可以说，目前我国各高校都在尝试开展不同专业的双语教学，其正处于一个不断探索和发展的阶段。各个学校应根据自身的特点，抓住优势学科，利用优秀教师资源，开展双语教学活动，探索适合自己的教学方法和规律，创建独特的教学模式和技巧。例如，杨雅丽等人提出可将“以问题为基础的学习”和“分层互动”的教学模式应用于生物化学双语教学中。
二、物理化学双语教学实践
1.物理化学双语教学现状。物理化学是化学的重要二级学科，对物理化学的双语教学，有助于提高学生的化学专业素养，满足新世纪高素质创新人才培养的需求。我校从2012年开始实施物理化学双语课程教学，选修学生人数从20人逐年增加至40人、60人，到2015年激增至230人。这些学生的专业背景不仅有化学专业，还有物理专业、食品专业、材料专业。这从一方面说明学生对双语授课的需求和重视程度在增加，另一方面也说明我校双语课程开设较少，学生可选修课程不多。选修人数的增多，无疑有助于任课教师更好地了解学生的需求愿望，但也对教师教学提出更高的要求。
2.教学实施模式。我校物理化学双语课程会在大二第二学期开设，主要考虑学生在大二第一学期开始物理化学的学习，有一定的物理化学知识背景，接受起来不是太难。考虑到学生接受全英语授课的困难，但又想增强学生用英语接受思考交流的专业能力，在授课时教师会采用交叉渗透式的教学方法，即采用全英文课件，用中英双语并以英语为主的授课语言。教师会容首先用英语介绍课程内容，对重点概念、公式、理论进行英语介绍后会加强中文解释，使学生不因无法理解而失去学习兴趣。但整个授课过程要使英语授课的比例高于50%。随着教学内容和学生适应程度，不断调整并增加英语授课比例，使学生逐渐适应英语授课方式，养成用英语思考问题的习惯。
3.课堂教学方法。课堂教学主要以PPT讲授为主，辅以板书教学。相比于传统的板书教学，PPT讲授课程具有很大的优势，可以将课程内容以丰富多彩的形式呈现给学生。例如，举例子时，不是简单的口述或文字记录，而是将各种例子以图片的形式呈现，使学生一目了然，更加快速清晰地理解教学内容。再如，利用PPT的文字编辑功能，将重点部分用不同颜色和字体highlight（突出），以加深学生的印象。利用PPT的动画功能，将逻辑性很强的概念、公式分步讲解给学生，便于理解。然而，由于PPT是提前制作好的，失去一定的灵活性，而课堂教学是动态和变化的，因此，辅以板书教学可以弥补这一不足。
为了加强与学生的互动，课堂教学中常采用提问、小组讨论的方式，来引导学生思考教学内容。提问以及小组讨论尽量采用英语，学生对用英语回答问题在开始时并不适应，但教师坚持英语提问以及英语讨论，会让学生逐渐接纳这种方式，并尝试用英语回答、讨论专业问题。
三、物理化学双语教学的思考
1.如何调动学生的积极性。物理化学会引起较强的逻辑性和抽象性，是化学各专业中相对较难的一门课程。用英语讲授该课程，无疑会进一步增加学生的接受难度。因此，如何调动学生物理化学双语课程的学习积极性，显得非常重要。经过几年的教学实践，教师可以从以下方面入手，会取得一定的效果。第一，任课教师的英语水平尤其是口语水平，在很多程度上决定学生对这门课的认同。因此，尽量选择英语水平尤其是口语水平高的教师担任双语课程教师，增加学生对双语课程的学习兴趣。任课教师应注重自身英语口语教学能力的提高。第二，PPT课件承载主要的教学内容，其呈现形式也会影响学生的兴趣和注意力。因此，对PPT课件的制作应格外重视，既要注意内容的逻辑性、准确性，也应注意课件的趣味性、丰富性和简洁性，避免通篇文字，适当增加图片、视频等多媒体辅助材料，增强课程的可观赏性。第三，教师应参与学生小组讨论。小组讨论是一种非常有效的增加学生课堂兴趣的方式，但如果仅仅停留于小组讨论，则会让学生逐渐失去讨论的兴趣。因此，需要教师给予及时点评和分析等，助学生价值感的实现。
2.课程内容的设置。很多学校的物理化学双语课程学时少，不可能将物理化学的全部内容引入课堂教学。因此，对双语课程教学内容的设置，显得非常关键。教学内容设置与教学目标、学生专业特点、学校特点等应挂钩，各个学校和专业有不同的选择。但课程内容不宜过分复杂，对于本科生，课程内容应以浅显、易懂、概念清楚为宜。这才能有效地引导学生习惯双语课程学习，逐渐增强专业英语思维方式。以“Phase Equilibrium”为例，其主要是在介绍相、相数、相转变、相律、相图等基本概念的基础上，着重介绍单组份相图和双组份相图。在介绍双组份相图时，将其与精馏过程一同介绍，既让学生清楚地理解相图的含义，又能感受到枯燥相图的实际作用。
3.各种资源的充分利用。由于双语课程课时少，可讲授内容有限，在一定程度上会影响双语教学的效果和质量。因此，为了充分发挥双语课程的作用，使学生能有效地增强用英语学习物理化学的能力，应充分利用各种资源，尤其是网络资源。涉及物理化学的网络资源之一是视频课程资源，例如，MOOC学院（）网站提供的物理化学导论（Introduction to Physical Chemistry），是全英文授课视频，学生可利用课余时间观看，反复学习，增强英语听课学习能力。但这种专业性强的网络视频较少，学生还可观看一些与化学相关的网络视频，如化学概论（Introduction to Chemistry）、普通化学（General Chemistry）等。观看与学习这些化学专业视频，有助于学生专业英语水平的大幅度提高。另一种资源是相关专业网站，学生可通过网络搜索引擎查找相关专题的英文网页内容，通过阅读，增强专业英语阅读和理解能力。
总之，开展物理化学等课程的双语教学，既需要教师的精心设计和讲解，又需要学生的积极努力和用心学习。教师教得好，会激发学生的学习兴趣，提升习热情高，而反之又会进一步促进教师教学热情，二者相辅相成。因此，教师的教是关键，要从教学能力、教学方法、教材选择、课堂设计等方面充分提高双语教学水平，引导学生学习，真正实现双语教学，增强学生用英语接受专业知识、交流专业知识的能力，为他们的进一步深造奠定良好基础。
参考文献：
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Thinking on Physics Chemistry Experiment Teaching Reform
CHEN Huanhuan， SUN Guifang
（School of Resources and Materials Science， Northeastern University at Qinhuangdao， Qinhuangdao， Hebei 066004）
Abstract From our school actual situation， combined with the current physical chemistry experiment course teaching status quo and physical chemistry experiments with its own characteristics， from the teaching content of physical chemistry experiments， teaching methods， teaching models and experimental guidance update as a starting point， given the physical chemistry experiment Some ideas of teaching reform in order to improve the teaching of physical chemistry experiment teaching quality and efficiency， and enhance students' comprehensive ability in practice.
Key words physics and chemistry experiment； teaching reform； ability training； teaching quality
我校物理化学实验的教学内容主要是以验证性为主，开设了燃烧热的测定，凝固点降低法测定摩尔质量，极化曲线的测定，二组分金属固液相图的绘制等八个实验。随着实验技术不断改进，新的实验模式和仪器不断涌现，传统的教学模式已不能满足科技发展对人才培养的要求。以验证性为主的实验模式不能适应当前培养学生综合能力、创新能力的需要。因此，结合材料、环境等专业特点和本校实际情况，需要对物理化学实验教学进行改革。
1 与科研结合，增加综合设计性实验
通过基础性实验的教学，学生们对物理化学实验有了初步的认识，也掌握了一定的基本操作技能，可以尝试开设一些综合设计性实验。在我校资源与材料学院的材料环境实验中心拥有很多大型仪器设备，如：X-射线衍射仪（XRD） ，热重分析，扫描电子显微镜，金相显微镜，红外光谱仪等。并且实验中心一直执行开放实验室制度，这些为我院增设综合设计性实验提供了保障。以实验渗透科技前沿，将物理化学实验教学与科学研究紧密结合起来，构建教学、科研紧密结合的可持续发展模式。如“粘度法测定高聚物的分子量”，可以将该实验与一个高分子的合成实验结合。合理安排两个实验课的上课时间，让学生先进行高分子合成实验课并保留自己的实验样品。在进行“粘度法测定高聚物的分子量”这个实验时，让学生测定自己合成高聚物的粘度，并计算其分子量。这样可以使学生理解进行科研的程序，并了解科技前沿动态。同时，激发学生对科研的兴趣，提高了学生进行实验的积极性，使实验课的质量和效率大幅提高。将科研内容反哺于教学活动，是物理化学实验教学改革的重要举措。
2 改进实验教学手段
2.1 更新实验仪器设备，配备计算机，改进教学方法
我们已经从南京桑力公司、南京多助公司购置了多套新型的实验仪器设备，如，如燃烧热测定装置，溶解热测定装置，可控升降温电炉及数字控温仪等。因此，可以将计算机等先进技术引入这些实验中。通过将实验装置联机化，学生不用不断重复地记录数据，而是可以从计算机上时时观测数据及曲线的变化趋势。这样，学生可以依据数据的差异和图像趋势的变化查找实验操作中可能存在的问题，并及时解决。将计算机与实验设备相结合，提高了实验的自动化程度以及实验数据的测量精度，从而提高了实验报告的质量。同时极大地提高学生的实验积极性，取得良好的实验教学效果。
2.2 利用计算机软件进行数据处理
我校学生仍然用坐标纸绘图来完成实验报告，处理数据的效率低且人为误差较大。因此，应该对物理化学实验数据处理与分析的方法进行改革，要求学生掌握并运用计算机软件处理实验数据。由于实验课学时有限，可以在实验课开课之前给学生进行专题讲座，讲解数据处理相关软件的使用方法，如Excel、Origin等，并针对不同的实验给学生提供相应的软件参考。例如，在极化曲线的测定这一实验中，根据该实验特点，学生得到的数据有上百个点，使用Origin作图软件，能够既快速又准确地完成作图。利用计算机软件进行数据处理，学生在完成实验报告的同时也学会了相关软件的使用方法，为他们四年级做毕业论文也打下了一定的基础。
3 丰富实验教学模式
3.1 开放实验室
从2010年至今，我校资源与材料学院的实验中心一直执行开放实验室制度，周一至周五全面向学生开放。对于进行综合设计性实验要用到的大型仪器设备，学生每周五都可以到实验中心预约实验。之后，在预约的时间独立完成实验。通过开放实验室，在学生掌握了一定的知识和技能的条件下，让学生综合运用物理化学及相关学科的知识独立完成实验。从查阅文献、设计实验方案，分析实验数据方面培养学生自主学习的能力，初步建立起研究科学问题的方法。
3.2 引入计算机平台，建设网上课堂
计算机技术日新月异，为了丰富实验教学的方式，可以将计算机辅助教学引入物理化学实验课程中。根据我校开设的具体实验项目，制作适合本校的物理化学实验网上课件。如燃烧热的测定这一实验，我们可以把燃烧热测定装置、充氧气、氧弹等设备拍成图片挂到网上并附注仪器的使用方法，使学生对所用的实验仪器装置有直观的了解。对于实验的难点、重点，比如如何快速正确地将燃烧丝固定在氧弹上，点火后仪器指示灯的变化及显示温度的变化，可以做成动画视频进行动态播放，以使学生对实验过程有深入的认识。另外，通过网络课堂，教师可以把数据处理方法、实验过程中常见问题等列出并加以注释。使学生能够充分理解并掌握整个实验项目的内容。以网上课堂为指导进行实验预习，学生能够在较短的时间内掌握实验要领及操作规范，为学生顺利完成实验提供了保证，同时也将极大地提高教学效果。
4 完善物理化学实验指导书
合适的实验指导书是高质量教学的重要保证。结合我院实验课的基本情况，优化实验大纲，适当增加实验教学的学时，依据试验大纲增设综合设计性实验项目。每轮实验教学结束，及时对实验教学的内容进行补充更新，关注科技前沿，加入最新的科研成果。随着实验设备的不断更新，教学内容中的实验原理与操作方法随之更新，使实验指导书和现有实验仪器更好地融合。只有不断完善实验指导书，才能充分发挥指导书对学生的指导作用。
5 结论
物理化学实验教学改革是一个循序渐进的过程。加强物理化学实验教学，增加综合设计实验，重视实验过程，实现小组实验，强化数据处理，开放实验室，更好地锻炼学生运用综合知识的能力及动手能力。通过对物理化学实验体系的不断改进，不断提高实验教学质量，使物理化学实验课在学生思维能力和创新能力的培养上成为一个较好的平台。
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[4] 李丽洁，施瑞，陈树森.大学生创新实验项目中的实验教学[J].实验技术与管理，2011.28（3）：162-164.
篇11
在实验室建设与实验教学改革方面，我院于2003年申报了山东省化学基础实验教学示范中心建设项目，从实验室建设到实验教学改革进行了较大的实践创新。
1化学实验中心的实验室设置与管理
曲阜师范大学化学科学学院原有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程与工艺等实验室，1999年重新组建为基础化学实验室、物理化学实验室、化学工程实验室和仪器分析实验室(测试中心)。化学实验中心建成后，经过优化调整，重新设置了9个实验室，其中应用化学实验室、绿色化学实验室、综合化学实验室、材料化学实验室和环境化学实验室为新设实验室(见图1)。
2实验课程体系和实验内容体系的改革
2. 1实验课程体系的改革
在实验课程体系改革方面，分析了高等师范院校化学实验教学现状，吸取综合大学的实验教学改革经验，从改革实验课程体系、优化实验教学内容、更新实验教学手段、实施新实验成绩考核办法等方面，探讨了高等师范院校如何培养学生的实验技能和创新能力，全面推进实验教学新体系建设。
打破原有课程设置体系，统筹安排实验内容，将无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验和仪器分析实验、化工基础实验等综合起来，重新设置为:基础化学实验I、基础化学实验n、物理化学实验、仪器分析实验、化工基础实验、综合与设计实验、现代分析测试技术、研究性实验(毕业论文)等(见图2）。
2. 2实验教学内容体系的改革创新
实验教学内容改革是本次改革的一个重点。在实验开设内容方面，按实验由简单操作到综合训练，从对基础理论的理解到理论的综合、应用的渐进过程，将大学本科化学实验教学的内容依次安排成4个层次的实验内容，即:化学基础实验技能、综合性实验、设计性实验和研究性实验，构建了“四模块、分层段”的实验教学模式(见图3)。化学基础实验技能训练内容包括基本化学实验操作等内容，在这一方面重点强调操作的规范性和实用性，使学生能够熟练、正确地使用各种常规仪器设备，充分体现教师教育特色。综合性实验提倡学科交叉，通过增加综合性实验的数量，提高学生综合运用知识、解决问题的能力。如“制备+性质测定”、“分离+分析+性质”等类型的综合性实验。设计型实验由学生根据实验课题，自己通过查阅资料完成实验内容的设计，经指导教师批准后实施，能够培养学生综合运用知识、自主研究创新的能力。研究型实验主要是以学生毕业论文或毕业设计形式体现，在这一环节中，强调学生的实验内容与教师和科研课题相关联，与应用开发相关联，通过研究性实验加强学生创新能力和实践能力的培养。
另外，学生除了在教学计划安排的时间内进行实验技能学习以外，还可利用开放实验室独立自主地进行强化和创新。所有实验室对学生开放，学生在教师指导下可以自由选择实验内容，利用实验室的开放进行实践创新活动，给学生更多的发展空间，提高自主创新的能力。
从实验时间安排上(见图4)，基本实验技能方面的实验在一年级进行，综合性与设计性实验主要在二、三年级进行，设计性实验则是在进行了一定综合性实验的基础上安排，研究性实验与毕业论文环节相融合，一般安排在四年级，学生在指导教师指导下进行科研训练，并完成毕业论文。
3实验教学改革实践与人才培养成效
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物理化学是食品、环境、制药、材料、能源等工科专业一门重要的基础课程，在各专业课程体系中具有服务后续课程和培养理论素养的作用。然而，物理化学理论性强，内容抽象，概念多、公式多、条件多、计算多，所需的数学和物理知识较多，对侧重于工程技术能力培养的工科专业学生普遍感到难学、乏味，甚至产生厌学心理。地方性本科院校主要以培养满足地方经济和社会发展需要的应用型人才为办学目标，因此，在物理化学课程教学中必须根据学校的办学定位，树立课程教学服务于授课专业的意识，让学生感到学有所用，培养他们的实践能力，提高课堂教学效果。本文根据食品专业的培养目标，结合物理化学课程的特点，从课程教学体系的构建、教学方法的采用和考核方式的改革等方面，探讨在物理化学教学中进行应用型人才的培养具体做法。
一、以基础够用为目标，构建课程教学体系
地方本科院校食品专业培养能够在生产一线从事技术管理、产品开发、品质控制等方面工作的应用型人才，因此，课程体系设计和教学内容选取应与专业培养目标相一致。物理化学知识是学习食品专业课程的重要基础，课程定位应突出“服务性、基础性、应用性、衔接性”的特点。知识体系的建立应遵循“基础够用、应用为本、培养能力”的原则，加强物理化学基本知识的教学，注重理论知识在生产和生活实践中的应用，培养学生的实践意识和实践能力。食品专业物理化学课程只有54学时，教学时数少，在维持化学热力学、化学动力学、电化学以及胶体与表面化学等知识体系的前提下，既要考虑系统性又要重视实用性，根据专业需要，在学时分配上有所侧重，如表1所示。其中，热力学第一定律、第二定律及其应用是物理化学的基础知识，设计学时较多(占总学时的38.9％)，目的在于让学生打好基础，确保基础知识够用；电化学和化学动力学知识在食品专业课程学习中应用不多，只作为一般掌握的内容，设计学时少些(只占总学时的25.9％)；胶体与表面化学知识与食品专业关系密切，需加大学时投入(占总学时的35.2％)，而且这部分知识要结合专业需要进行教学，体现出为专业服务的应用性特点。在教学内容设计方面，要将物理化学基本理论的应用放在重要位置，以培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。
二、以能力培养为核心，灵活选用教学方法
在教学过程中培养学生的能力，是实现应用型人才培养目标的重要途径。因此，在物理化学课程教学中，教师要根据教学内容的不同灵活采用各种教学方法，激发学生的学习兴趣，让他们积极参与教学过程，提高课程教学效果和教学质量，实现培养学生能力的目的。
(一)根据学生的知识基础，培养学生自主学习能力
教师在教学中教会学生获取知识的方法，比教会他们知识更为重要。因此，我们在物理化学教学中，根据教学内容的难易程度，适当给学生布置自学任务，目的在于培养学生自学能力和获取知识能力。比如，关于“化学平衡”的概念，学生在中学化学和无机化学中就有接触，在热力学第一、第二定律基本知识学完后，可以把“化学平衡”一章安排给学生自学，为了保证自学的效果，教师应给学生制定自学提纲，指出主要概念、公式和重点、难点，避免自学的盲目性。为了检查自学效果，可以采用考试或课堂讨论的形式，让学生对自学的内容进行总结，教师应指出存在的问题，以引起学生对自学内容的重视。教学实践表明，在每章学习结束，让学生自己进行总结，将相关知识点归纳、串联起来，也可以培养和锻炼学生的自学能力。
(二)通过课堂讨论的方式，培养学生创新能力和语言表达能力
在课堂讨论前，教师根据教学内容的特点，拟定讨论题目让学生思考和查阅资料，课堂讨论时学生要提出自己的观点，并对他人的观点提出意见。比如，关于“可逆过程”概念的讨论，有的学生认为可逆反应就是可逆过程，而有的学生则提出反对意见，并列举了一些证据，正反双方展开辩论，各持己见。在课堂讨论过程中，教师要深入到学生中间，鼓励学生大胆发言，肯定正确的观点，纠正错误的认识。实践表明，根据教学内容特点采用课堂讨论的形式，能够充分发挥学生的主体地位，有助于培养学生的创新能力和语言表达能力。
(三)采取理论联系实际的教学方法，培养学生解决实际问题的能力
物理化学的基本理论来源于生产实践，反过来对生产实践又具有指导意义。教学中若能将理论知识应用于实践，不但能够激发学生的学习兴趣，而且有利于培养他们用理论知识解决实际问题的能力。比如，讲授凝固点降低，可以列举“北方冬天用凉水浸泡冻梨”的道理，“冬天下雪时在路上洒盐的目的”；讲授渗透压，可以介绍“施肥太多会把植物烧死”等问题；讲授表面现象，可以结合“给植物喷洒的农药为何要加入表面活性剂”、“锄地保墒的原理”等现象来介绍；讲授胶体化学，可以介绍“明矾能使浑浊的水澄清”、“卤水点豆腐”、“江河人海口会形成三角洲”等原理。事实上，教学过程中列举一些与生产、生活实际密切相关的实例，能够增强课堂教学趣味性，有利于提高教学效果。此外，在学完每一部分内容后，让学生在生活实践中寻找有关问题，并运用相关知识进行解释，不但有助于培养学生发现问题和解决问题的能力，而且使他们认识到生活中的实际问题蕴涵着深刻的科学道理。比如，通过查阅资料学生们将电镀知识与表面活性剂的知识相结合，解释了在电镀液中添加表面活性剂的作用；从表面张力角度解释了荷花“出淤泥而不染”的荷花效应；根据酶催化的原理解释了在果蔬保鲜时如何控制温度。
三、以知识应用为目的。改革课程考核方式
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主办单位：中国化学会;中国科学院化学研究所
出版周期：月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1000-3304
国内刊号：11-1857/O6
邮发代号：2-498
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1957
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
SCI 科学引文索引(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉：
中科双百期刊
第三届(2005)国家期刊奖获奖期刊
