物理化学课程教学创新与实践

摘  要：物理化学课程内容抽象、繁杂，公式多、概念多，是一门教师难教、学生难学的课程；同时因课程理论推导多、应用实践偏少，且教学评价重结果、轻过程等痛点问题，学生对该课程的学习兴趣不足，造成学生对课程的参与度及课程目标达成度均不高。针对课程教学过程中存在的痛点，该教学革新传统教学方法，由知识传递转向基于问题、任务、案例的探究式教学，构建以问题为导向的创新教学思维；同时基于超星平台，结合PBL教学法，实行“线上+线下”混合教学，让学生由被动学习转向分析问题、解决问题的自主学习，充分感受物理化学的“有趣、有用”；教学中实施多元化评价，强化过程性考核，最终提高学生的学习效果。

关键词：物理化学；教学创新；混合教学；多元化评价；探究式教学

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）28-00７５-0４

Abstract： Physical Chemistry is a difficult course for teachers to teach and students to learn because of its abstract and complex content， many formulas and concepts. At the same time， due to the pain points such as the excessive derivation of curriculum theory， little applied practice， and teaching evaluation focusing on results rather than process， students lack of interest in learning this course， which results in low degree of participation in the course and the achievement of the course objectives are not high. In view of the pain points existing in the course teaching process， this teaching innovates the traditional teaching methods， changes from knowledge transfer to inquiry teaching based on problems， tasks and cases， and constructs a problem-oriented innovative teaching thinking. At the same time， based on the Super Star platform， combined with the "PBL method"， the "online and offline" mixed teaching is implemented， so that students can change from passive learning to the independent learning of analyzing and solving problems， and fully feel the "interesting and useful" of Physical Chemistry. Through the implementation of diversified evaluation in teaching and strengthen process assessment， the learning effect of students can be finally improved.

Keywords： Physical Chemistry; teaching innovation; mixed teaching; evaluation of diversification; inquiry teaching

物理化学是江西理工大学冶金、矿业、材料等多个省级一流学科专业的重要学科基础课，该课程既是该专业的学科基础课，也是后续专业课程的重要理论支撑。目前物理化学教学存在的“痛点”问题如下。

课程参与度与课程目标达成度不高。由于课程内容抽象、逻辑性强，公式、概念多，学习难度大，造成学生兴趣不足。同时很多公式、概念的相似度高，在使用时容易混淆，尤其是公式对条件的适用性有着严格的要求，学生初学时，面对诸多公式和条件无从下手，对公式应用往往会生出“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。不识庐山真面目，只缘身在此山中”的感觉[1]，因此，容易产生畏难情绪，并让学生感觉物理化学“无趣、无用”，最终导致课程参与度与课程目标达成度不高。

重视理论推导、忽视应用实践。受篇幅限制，教材中理论讲解、公式推导详细，应用案例偏少，如不拓展多讲案例，学生的应用实践能力不强，缺乏创新性。

重结果、轻过程。课程的评价方式过于单一，仅由期末考试和平时考勤决定，没有考查学生整个学习过程的参与度，不利于激发学生学习的积极性，缺乏挑战度。

一  课程创新教学改革措施

针对物理化学的教学痛点，课程在教学模式和教学方法上进行创新教学改革，让学生充分感受物理化学学习过程的有趣，以及所学知识的有用，在提高课程目标达成度的同时，体验物理化学的魅力所在，从而提高学习效果。

（一）  构建在线教学资源，创新教学模式，实施“线上+线下”混合式教学

针对本课程的“课程参与度与课程目标达成度不高”“重结果、轻过程”等现象，本课程着力构建了课程在线教学资源，全面实施基于超星平台的“线上+线下”混合式教学（如图1、图2所示），推动教与学模式的变革。根据教学学时和教学内容，合理分配“线上、线下”教学内容，优化教学课件，重新设计教学方案，让学生课前忙起来，课中活起来，课后用起来。同时遵循以学生为中心和深度学习的原则，有机地将线上学习与课堂教学活动结合起来，设计一系列“线上+线下”相融合的学习活动，达到以教为主向以学为主转变，以课堂教学为主向课内课外结合的教学转变，实现以学习者为中心的教学模式，大大提高学生的参与度和课程目标的达成度[2-5]。

1）课前线上自主学习。教师在课前发布任务、视频推送、课前预测等。学生带着问题观看教师的微课视频或者网上的视频自主学习，完成课前预测，并在平台上提问交流、讨论。

2）课堂线下重点难点教学。教师组织好课堂，在课中集中对知识点中的重点、难点进行讲解，或组织讨论、案例分析，或举一反三例题讲解，同时对课程知识点进行精细梳理、归纳、总结与比较[6]，深化学生对知识的理解与应用；同时根据学习通的在线数据统计结果，精准把握课堂教学重点内容。另外，教学中融入课程思政元素，培养学生的科学思维，传承科学家精神。

3）课后线上线下练习巩固。教师通过“超星平台”向学生布置后期学习任务，推送线上线下作业、测试题，学生复习并完成作业，教师答疑及学生讨论。教师进行课后跟踪评价，跟踪学生的学习状况，发现学生的问题所在，对个别需要辅导的学生进行个性化指导，并总结线上线下教学经验，改进教学。

通过物理化学丰富的线上课程资源及“课前测试”“课中投票”“课后讨论”“线上答题”等教学活动的应用，不仅提高了学生的学习兴趣，还提高了其学习干劲。同时学习通积分的设置大大提高了学生的学习动力。

（二）  密切结合生活和工程实际，基于PBL案例教学法实施教学，激发学生学习兴趣

PBL案例教学法是一种以案例为基础的问题导入教学法，是在教学过程中，教师根据教学规律，通过案例分析引导学生主动思考，积极思维并调动学生的学习兴趣，培养学生创造能力和解决实际问题能力的一种方法[7]，是一种能很好的解决本课程“忽视应用实践”及“课程参与度不高”的方法。

首先，教学中尽量将理论知识与日常生活现象联系，引发学生兴趣，培养学生分析问题和解决问题的能力。比如在学习稀溶液依数性前，通过案例导入问题“菜汤和开水哪个更烫？”“为何冬天在雪地上撒盐？”等（如图3所示），引导学生积极思考，然后再逐一用依数性原理去解释；在学习金属的腐蚀和防腐时导入问题“铜板上的铁钉为什么特别容易生锈？”“为何在电热水器上加镁棒？”等，通过对身边日常生活案例的分析，不仅提升了学生的学习兴趣，还培养学生分析问题和解决问题的能力。

其次，将理论知识与生产实践结合，培养专业兴趣，深化对理论知识的理解与应用：比如，物理化学是冶金专业本科生接触的第一门专业基础课程，在教学的案例中，尽量多列举与冶金相关的生产技术，让学生充分体会物理化学在冶金专业知识体系中的作用，培养学生对冶金专业知识的学习兴趣。如在学习吉布斯自由能图知识点前，通过“钢铁是怎样练成的？”进入主题；在学习电化学前通过案例“铜是如何精炼的”导入学习目标（如图4所示）。通过物理化学和冶金技术知识点间的联系，让学生领会冶金技术是建立在物理化学基础之上，如若物理化学没学好，专业知识的学习将寸步难行。

通过问题导入案例教学法的应用，同学们能近距离接触物理化学，在感受到物理化学奇妙的同时，进一步发现物理化学的“有趣、有用”，从而激发其学习兴趣，解决本课程的“课程参与度”及“重视理论推导、忽视应用实践”问题。

（三）  采用多元化考评模式，强化过程性考核，提高课程的参与度

改变课程的教学评价考核方式，采用多元化考评模式，强化过程性考核。考核由两部分组成，基础理论和基础知识的掌握程度主要以期末试卷形式考核；平时成绩由平时学习通积分、线下课后作业、线上作业及线上考试进行综合考核。其计算方法如图5所示，学习通积分包括课堂互动、课前和课后测试、随堂测验、问卷回答、投票参与和讨论区互动等，学习通积分全程记录了学生对课程学习的参与度及对知识点的掌握程度，充分体现课程的全过程考核，从而解决课程评价“重结果、轻过程”的问题。

二  教学成效

通过将“线上+线下”相结合的教学模式、“PBL案例法”以及“多元化”教学评价法运用于冶金工程专业2020级的物理化学教学中，教学取得了一定成效，其教学效果见表1。通过和2019级的学生成绩对比发现，无论是学生的平均分、最高分、大于90分的优秀人数，还是及格率和教学课程目标达成度，教学改革后2020级学生的平均数值都更高，及格率提高了近20%，两个课程目标达成度分别提高了0.09和0.05，这充分说明创新教学改革取得了良好的教学效果。

另外，学生对课程满意度高，学生每次对课程教学的评分均高于98分；同时，学生对任课教师的教学评价也高。学生们普遍认为：老师能够将枯燥无趣的物理化学讲得生动有趣，让其感受到物化知识的应用之广，并充分体验到物理化学的魅力所在（如图6所示）。

参考文献：

[1] 曹琨，刘勇，刘义武，等.中国元素在物理化学教学中的融合与探索[J].高教学刊，2021（7）：91-94.

[2] 王晴，张兴桃，钱玉梅，等.基于超星学习通的物理化学BOPPPS教学模式改革实践[J].大学化学，2018，33（10）：68-74.

[3] 曹姣仙，唐莹，张莉，等.OBE理念下的物理化学线上线下混合教学模式构建与实践[J].中医教育，2022，41（3）：64-67.

[4] 阮秀琴，司承运，张正华，等.物理化学线上线下结合教学模式的现状与对策[J].化学教育（中英文），2022，43（6）：120-125.

[5] 傅丽，梁红莲，赵娣，等.基于线上线下的混合教学模式在《物理化学》课程教学中的应用[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2020，20（1）：110-112.

[6] 邓庚凤，段月红，焦芸芬，等.比较法在《物理化学》热力学教学中的应用[J].广东化工，2021，48（24）：202-204.

[7] 邓庚凤，邓华军，肖燕飞，等.案例教学法在冶金工程专业物理化学教学中的应用[J].中国冶金教育，2018（1）：50-51.