物理化学知识点总结_案例型教学在研究生《物理化学》课程中的应用
时间：2019-04-13 04:07:40 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：结合环境类研究生物理化学课程的特色，以及本院生源专业的多元化的现状，作者尝试通过案例解析化学和环境研究前沿热点中的物理化学基本规律，提升研究生从实验现象到理论认知和以基本科学理论指导科学研究的两种能力。
关键词：环境类专业；物理化学；研究生教学；案例型教学
物理化学被称为“化学的灵魂”，在化学类课程中处于原理根基的地位，同时也是化学学科运用于生命科学、环境科学、食品科学等领域的桥梁［1，2］，其研究成果连接化学基础课与各专业基础课的中枢学科，因此加强物理化学知识的学习，特别是通过课程解析物理化学基本规律在现代研究前沿热点的作用，将有助于我校环境科学和食品科学等专业研究生从更深层次上加深对本专业和研究方向的认识。以环境类专业为例，《物理化学》作为研究生的学位课，和本科生《物理化学》有显著差异。作为地方院校，环境类研究生培养目标的突出特点就是其实践性和技术性。然而，物理化学是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性很强的学科，涉及的公式多、公式推导繁多，内容丰富而抽象，是四大基础化学中最难学、最枯燥的一门课程。此外，随着招生规模的扩大和生源专业的多元化，研究生教学尚没有适合的教材，本科生教材例如经典的南京大学傅献彩主编的《物理化学》已经不能满足研究生教学的需求［3，4］。因此，如何使本课程顺利进行，使学生学有所用，是本课程的难点。
1.案例型教学的优点
案例教学起源于哈佛大学的情景案例教学课，案例式教学可以促进隐性知识与显性知识的不断转化［5］。对于研究生《物理化学》课程，由于其基础理论在科学研究和实际应用中的重要性，许多学校相关方向的研究生课程都有不同程度的涉及。国外著名大学通常根据教师的主要研究方向，选取物理化学学科中的某个专题设定主要内容进行讲解。例如，麻省理工学院的专题有《热力学与动力学》（Thermodynamics & Kinetics）、《生物分子体系的热力学》（Thermodynamics of Biomolecular Systems）、《化学反应动力学》（Kinetics of Chemical Reactions）、《单分子光谱与动态学》（Small-Molecule Spectroscopy and Dynamics）等。不同于传统的教学模式，案例教学具有明确的目的性、较强的综合性、深刻的启发性和突出实践性，通过一个或几个独特而又具有代表性的专题，让学生在专题的阅读、思考、分析、讨论中，建立起一套适合自己的完整而又严密的逻辑思维方法和思考问题的方式，提高了学生分析问题、解决问题的能力。因此，我们将案例教学引入到研究生的物理化学教学中，以“实践—理论—实践”的基本规律为思想指导，通过案例解析环境研究领域中的物理化学基本规律，以期提升研究生从实验现象（实践）到理论提升和以基本科学理论指导科学研究（实践）两种能力，充分体现《物理化学》在环境研究中的灵魂作用。
2.案例型教学的实施
通过调研国内、外高等《物理化学》课程的相关信息，在综合分析的基础上，初步制定了适合我校环境类专业学位课的教学大纲，融合当代学科前沿拟定了8个专题，分别为：（1）经典的热力学；（2）化学反应动力学在环境治理中的应用；（3）谱学表征方法和成像技术；（4）仿生智能纳米材料；（5）化学生物学研究中的分子科学问题；（6）物理化学与光催化；（7）环境净化材料作用原理与应用；（8）电化学原理与应用。
由于本学院研究生导师的研究方向主要分为水、气、固污染控制三块，主要应用微生物法和高级氧化技术对环境污染进行修复，故特别设置了专题（5）―（8），使研究生在正式进入实验室之前对将来的科研生涯有较深的认知。在了解基本原理的基础上，对每个研究领域的前沿热点、发展方向、国内外的顶级学识团队和网站等详细介绍，并适当辅以科研成才的励志故事，使学生在了解知识的基础上，对未来充满希望，激发自主学习的兴趣。
3.案例型教学的效果
在一个学期的教学改革结束后，增设了学生互动环节。在物理化学基本知识点范围内，由学生根据兴趣自主选题，通过查阅文献，制作PPT，进行课题解说。2011级全日制硕士共30人，从选题看，75%选择了与专题（5）—（8）相关的课题，10%选择了与专题（1）相关的课题，15%选择了专题以外的课题。此外，约83%的学生选择的文献为英文，其中TOP期刊约占30%，这与以往研一新生绝大多数选择中文文献截然不同。可见，研究生们更倾向于了解与自己研究课题相关的物理化学知识，且对文献阅读的选择视野更开阔、自我要求更高了。可以说，《物理化学》的案例教学促进了研究生更快地从理论知识学习到科学研究的角色转变。
综上可见，选取当前环境和化学学科研究的前沿、热点，拟定授课主题，以案例教学的方式对我校环境类专业研究生《物理化学》进行改革，构建一门能够沟通基础知识学习与科学研究前沿的综合型案例教学课程，符合研究生培养的时代发展要求，有望在培养研究生创造性思维能力、科学问题的分析解决能力方面作出贡献。
参考文献：
［1］姚国胜.物理化学与环境保护［J］.常州师范专科学校学报，2003，VOL21，（2）：16-18.
［2］高盘良.物理化学类课程的作用与地位［J］.中国大学教学，1999，（6）：24-25.
［3］张玉洲.加强素质教育，提高物理化学教学质量法［J］.淮北煤炭师范学院（自然科学版），2008，VOL29，（3）：85-88.
［4］郭晓霞.物理化学与环境科学.云南环境科学，2000，VOL19，（2）：19-21.
［5］李晓玲.哈佛的案例教学法及思考.高等农业教育，1999，（6）：86-88.
基金项目：浙江工商大学案例型《高等物理化学》课程改革研究（xgy12105）资助项目。
