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系统的课程体系是培养本科生坚实的理论基础和指导方针。物理化学作为化学的一个分支,它是从化学现象与物理现象的联系去寻找化学变化规律的学科,它是用物理的理论及实验方法来研究化学的一般理论问题。由于它所研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题,所以也被称为理论化学[1]。物理化学是化学化工专业的一门基础主干课程,对于该专业的学生来说学好这门课程无论是对后续专业课程的学习,还是对将来的科研和生产都会起到很好的指导作用[2]。
1 物理化学课程和选修课程相结合的课程体系构建的必要性
物理化学涵盖的内容很多,具体章节有化学热力学、化学动力学、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、电化学、界面现象、胶体化学、统计热力学等,并且各个部分之间都存在着密切的联系。比如一个化学反应能否发生,首先要从热力学上进行分析,经过热力学分析不可能发生的反应,就没有必要再浪费精力进行进一步的研究。对于热力学上可以进行的反应,可以通过改变反应物的浓度、系统的压力、温度等提高反应速率,还可以通过改变反应条件抑制副产物的生成来提高主产物的产率,这些就是化学动力学要解决的问题。同时,系统的宏观性质必决定于它的微观状态,是大量粒子运动的统计平均结果。宏观系统的性质所反映的必定是大量微观粒子的集体行为。统计热力学是联系物质系统的微观性质和宏观性质的桥梁,它可以为系统的热力学量和热力学量之间的关系提供微观的解释,还可以直接从系统内部粒子的微观运动性质及结构数据计算得出平衡系统各种宏观性质的具体数据。又如,通过催化剂的使用可以使得反应速率快速的提高,而在催化剂的制备过程中又会经常遇到结构和固体化学方面的相关知识。另外,在具体的反应工艺中还可能会遇到表面现象、胶体等各方面的知识。从教材的内容来看,目前,一般国内的物理化学的教材都包含上述各个部分的内容。但是,实际上由于学时的限制,目前在各大工科院校的物理化学学习中,一般都不讲解以下内容:(1)与微观性质相关的统计热力学和结构化学、量子化学;(2)胶体化学;(3)催化原理等方面的内容。这些内容在生产实践中的应用可能没有化学热力学和动力学内容那么广泛,但是对于从事化学、化工类研究人员的科学研究却是绝对不可忽略的部分。鉴于此,对于基础较差的学生在这方面虽然可以不做太高要求,但是对于基础较好尤其是需要继续深造的学生,这部分内容一定要学习。因此,在开设物理化学课程的同时开设一些内容相关的选修课就具有非常重要的意义。
2 拟开设的选修课程及内容
针对我校学生的具体情况,对于不同专业的学生可以开设不同种类、不同数量的选修课来补充物理化学课程的内容[3]。对于化学专业的学生,侧重于理论学习和研究所以可以多开设几门选修课,比如催化原理、界面化学、结构化学和统计热力学等等。而对于材料和化工专业的学生可以选择开设与他们专业相关的催化原理和界面化学。对于生物和环境专业的学生则要开设界面化学这门课程,并且在内容安排上要侧重于胶体这一部分的内容。每一门课程开设之后,具体讲授的内容多少,难度和深度也是我们必须要关注的问题。对于物理化学我们现在都有专门的教材,但是对于很多选修课的教材却都不是很统一,尤其是内容和难度不一定适合我们自己的学生,所以在教学的过程中要多参考几本相关的教材,然后根据我们自己的实际情况决定讲授的内容和深度,根据实际情况编写多媒体课件。
3 通过实践环节提高学生的学习积极性
在学年论文和毕业论文中进一步深化物理化学的教学工作,提高学生的学习兴趣。另外有针对性的带领学生进行科技创新,也可以激发学生的学习热情[4]。从多年的物理化学教学实践来看,学生对物理化学的重要性认识不足,因此,在一定程度上影响了学习的积极性。如果能在学生学习物理化学的过程中适当的让他们做一些科研工作,在具体的研究中教他们学习如何运用所学的物理化学知识来解决实际问题,则会在极大程度上提高他们的学习积极性。另外,在毕业环节也要引导学生将所学的理论知识应用于实际的研究工作中,这样就能进一步强化学习的效果。
4 改革目标
(1)通过物理化学课程的讲授让学生掌握物理化学重点章节的内容。
(2)通过开设选修课满足在物理化学学习上有特殊需要的学生。拓宽学生的知识面,提高学生的能力,从而扩大学生的就业面。
(3)通过指导学年论文、毕业论文以及开展科技创新活动使学生能很好的将所学到的物理化学知识应用于实践。
5 可行性分析
目前,我校的硬件设施比较齐全,不存在教室短缺的问题,我们的教师也具备开设这些相关选修课的条件。近年来学校也鼓励开设一些比较实用的选修课。同时,以前我们学校也有过开展学年论文和科技创新的经验,毕业论文也是我校学生的必不可少的一个环节,我们现在所要做的工作就是在开设选修课和毕业论文环节时多考虑与物理化学课程的联系。
6 结语
专业基础课是必修课,是要求学生必须掌握的内容。但是如果只学习这些必修课,会导致学生的知识面太窄。因此,可以通过开设不同的选修课程,让学生根据自己的兴趣和爱好进行选择,通过这些选修课的学习拓宽他们的知识面,使学生具有更强的学习和工作能力,扩大他们的就业面,增加就业机会,对不同专业的人才进行相应的培养也会具有非常重要的意义。学习理论知识最终的目的是为了应用,同时,当学生了解了自己所学知识的具体应用之后会提高他们的学习兴趣,提高学习效果。因此,可以通过学年论文和毕业论文来体会所学知识的实际用途,提高他们的学习兴趣。
参考文献
[1] 天津大学物理化学教研室.物理化学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2003,1.
[2] 石月丹,刘春光,关晓辉.浅谈“物理化学”教学改革与实践[J].中国电力教育,2011,9:202~203.
[3] 王玲,黄新苹,刘艳菊.化学专业学生创新能力培养体系的探索[J].中国西部科技,2011,10(26):85~86.
[4] 张海容,任光明,陈金娥,等.物理化学研究性教学与创新实践[J].忻州师范学院学报,2011,27(2):4~7.