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0引言
“物理化學”課程是高等院校化學、化工、制藥、材料和生化等專業的學生必修專業基礎課之一.“物理化學”課程綜合運用數學、物理等學科的理論和實驗手段來解決化學反應中出現的問題，并研究在化學變化中所遵循的規律.物理化學是多種學科的理論基礎，尤其在理科、工科化學系列課程體系中起著重要作用.由于“物理化學”課程的理論性強、公式多，學生在學習過程中難免覺得內容過于抽象而難以理解［1-2］，同時所學內容與實際應用聯系較小，造成學習的畏懼感，學習效果不理想.鑒于物理化學在化工相關專業知識結構中所處的重要位置，尤其對后面要學習的“化工原理”“化工熱力學”和“催化原理”等課程起著重要的鋪墊作用，因此，“物理化學”課程的建設對高質量化工專業人才的培養至關重要.多年來，我?；瘜W與材料科學學院物理化學課程組通過更新教育理念，在物理化學的教學內容、教學方法、教學思想和教師隊伍建設等方面取得顯著成效.完成“物理化學”省級精品課程的建設和驗收工作，成效顯著.“物理化學”課程團隊被遴選為學校重點建設的課程團隊.在這樣的背景下，如何以實踐為導向，在教學過程中培養學生的工科思維，提高他們解決實際問題的能力是工科物理化學教學值得思考的重要問題.
1調整理論教學內容，側重工程實踐導向
相比而言，我校開設化工專業的歷史較短，所用物理化學教材也一直沿用我?；瘜W（師范）、應用化學和材料化學專業使用的《物理化學》（第五版、南京大學傅獻彩等編寫）教材，以相應的《物理化學學習指導》（南京大學孫德坤和沈文霞等編寫）作為學生的指導資料.在授課的過程中，雖然也積極拓展部分內容，在一定程度上解決與化工實踐過程聯系不密切的矛盾.但隨著我?；I的建設和發展，如果繼續使用偏重理論教學的物理化學教材顯然不合時宜.以課程體系的改革為契機，基于實踐導向的新教材的選用成為物理化學教學改革的出發點.從2014開始，精選天津大學物理化學教研室編寫的《物理化學》（第五版）［3］工科教材作為我?；I物理化學課程教材.與原教材相比，天津大學編寫的工科“物理化學”教材增加許多與實際工業生產相關的知識點，如真實氣體的液化及臨界參數、真實氣體狀態方程、二組分液體部分互溶系統的溫度-組成圖和完全不互溶系統的溫度-組成圖，以及多相化學反應等，目的是幫助學生能更好地了解和掌握物理化學原理在化工生產中的應用，有利于化工專業學生的工科思維的養成.另外，工科“物理化學”教材將電解質溶液、可逆電池電動勢及其應用和電解與極化作用3部分內容合并為電化學，將化學動力學基礎和化學動力學基礎合并為化學動力學，既優化教學內容，又適當降低理論深度，更重要的是拓展學生的實踐視野.本教材在我院近幾年的使用過程中，獲得學生良好的反響.
另外，隨著現代科學技術的快速發展，圖文并茂、生動形象的教學課件對工科物理化學課堂教學的支撐作用是顯而易見的.由于物理化學課程內容的抽象性，注重通過演示與基本原理相關的實驗現象對接實踐應用，讓學生更好地理解所學理論知識與工程實踐的直接關系［4］，更好地突出物理化學理論知識對工程實踐的指導作用.在授課過程中，除講授教材上的基礎知識外，還注重把從事物理化學方面的科研體會以及最新科研成果有機地融入到物理化學教學過程中，更好地激發學生對“物理化學”課程的學習興趣，使學生更加認識到物理化學在生活和化工行業中的重要性，同時也培養學生加快適應工業生產的能力和科學創新的思維能力［5］.
2優化課堂教學方法，注重實例說明理論
由于化工專業的學生將來所從事的職業與生產實踐更加緊密相連，所以，采用何種教學方法才能更加有效地提高學生的工程實踐能力是物理化學教學過程中面臨的問題之一.物理化學內容抽象、公式多而雜，在課堂講授中要更加注重結合具體實例來闡述理論內容，才能有效地幫助學生深入理解和接受所學的理論知識.例如，講授界面現象中彎曲液面下的附加壓力時，用他們所熟悉的人工降雨和暴沸現象來說明開爾文公式，只有水蒸汽液化凝結成新相小液滴（凸液面），小液滴逐漸長大才能從天上落下雨滴.由于新相小液滴剛開始很難形成，即水蒸汽的過飽和蒸氣壓pr非常大，天空中的水蒸汽氣壓很難達到pr，因而需要采用人工的方式提供小液滴形成時的凝聚中心，大幅度降低pr的數值，使雨滴順利形成.同理，液體受熱氣化形成新相小氣泡（凹液面），小氣泡逐漸長大才能從液體里逸出，但新相小氣泡開始很難形成，即液體過熱也不沸騰，是因為液體中的小氣泡壓力很小達不到外界大氣壓的數值，因而需要向液體中加入實驗中常用的沸石（孔中含空氣）增加初始小氣泡的大小，使氣泡壓力很快達到外界大氣壓值，保證氣體從液體中順利逸出，避免形成過熱液體，引起事故.總之，利用具體實例講授比較抽象的物理化學知識，使學生在學習理論中更接近實際生產和生活，激發他們將理論運用于實踐的潛能.
3多方位理解實驗原理，提高動腦與動手能力
伴隨著物理化學理論教學內容的調整，也將相關的實驗教學內容進行優化.例如：化學反應過程中常常伴隨著反應熱的形成，如果不能及時地移除多余的熱量導致反應溫度升高，反應速率加快，將對化工生產安全帶來極大的隱患.所以，反應過程中溫度的測量與調控在化工生產中顯得尤為重要.目前，在物理化學實驗中涉及到多種類型的溫度計（如玻璃溫度計、貝克曼溫度計、熱電偶等）用于測量反應體系的溫度.作為溫差測量的貝克曼溫度計，廣泛應用在恒溫槽的組裝和性能測試、稀溶液的凝固點降低實驗中.由于精密電子溫度測量儀器的普遍使用，使得貝克曼溫度計在實驗中的利用率逐漸降低，但它仍可以作為一種簡便的輔助儀器使用.另外，溫度效應常常在實驗中有所體現.如醋酸-水-氯仿三組分系統的相圖繪制實驗，其成敗與溫度的關系比較密切.然而，大部分學生在實驗過程中并沒有注意到這個現象，也并不清楚隱含的實驗原理.實驗過程中，溫度影響到各組分間的溶解度，在溫度較高的條件下無法觀察到明顯的渾濁現象，導致不能很好地判定滴定終點.因此，如果能夠測定不同溫度下的相圖，可以使學生更深入地了解萃取過程，理解相圖中物系點和相點的概念，對于化工產品分離條件的篩選起到良好地指導作用.其他的實驗項目，例如：溶液表面張力的測定、活性炭比表面積的測定、蔗糖水解反應速率常數的測定、高聚物的分子量測定等，溫度的影響均不可忽視.
合理的安排實驗是保證學生理解并掌握實驗原理的前提.但由于參與實驗的學生人數較多，普遍的做法是將學生分成若干小組，采用循環的方式開展實驗.如果物理化學的理論課與實驗課在同一學期開設，在循環實驗過程中將不可避免地導致部分實驗項目早于理論課程的學習，學生在實驗過程中則顯得非常被動，對實驗理論一知半解，造成他們更多地關注實驗操作過程，只動手、缺乏動腦，實驗效果并不理想.鑒于此，將實驗課的開出時間較理論課程滯后一學期，先讓學生充分學習理論知識，再開展相關實驗.通過在實驗過程中讓學生試講實驗內容、回答問題等方式讓學生進一步理解實驗過程中的理論知識和操作步驟，更好地理論聯系實際，教學效果良好.同時，依托我校的安徽省化學工程實訓中心，還可以進一步開設與物理化學相關的綜合性實驗和創新性實驗，為學生深入理解物理化學原理、提高學生的動手實踐能力奠定基礎.
4結語
通過對我?；I本科生“物理化學”課程的教學和改革結果，以實踐能力培養為目標，優化教學內容，注重理論與實踐相結合，逐漸培養學生的工科思維，才能提高學生利用物理化學原理知識綜合解決化工實踐問題的能力.
參考文獻：
［1］黃玉成，杜金艷.工科物理化學教學內容的幾點思考［J］.廣州化工，2015，43（2）：161-162.
［2］胡碧茹，吳文健.《物理化學》課程教學改革的相關探索與實踐［J］.高等教育研究學報，2013，36（2）：113-115.
0前言
物理化學是我校材料科學工程、環境工程和給排水工程等專業的一門專業基礎課，該課程主要運用物理的原理、方法及技術，結合高等數學的知識來研究化學體系的性質和基本規律[1]。而物理化學課程內容抽象且邏輯性很強，公式繁多，且大多公式都有使用條件，以往的“一言堂”和“填鴨式”的授課模式，很容易使學生產生厭學情緒，教學效果受影響[2，3]。因此，在有限的課堂教學時間里，激發學生學習物理化學的積極性，著眼其原理和來源分析推演，聯系實際生活案例加以深入以此提高學生的綜合素質，讓物理化學課程變得輕松易懂易學成為教師值得思考的課題。本文將從以下三方面進行探索以期切實提高物理化學課堂教學質量。
1課堂教學中多用“通俗講解法”
為了打破物理化學枯燥、沉悶的傳統教學方法，在教學內容的設計上，應該避免死板照搬知識點，要找出與知識點“接地氣”的講解方法讓學生更易懂易學，即“通俗講解法”。例如，在界面張力章節中，固體表面吸附氣體時，朗繆爾吸附等溫方程的推導復雜難懂，但如果把學生進教室坐座位的過程比作氣體被吸附到固體表面就簡單了，每位學生好比每個被吸附的氣體分子，座位好比固體表面。如果學生坐滿座位則覆蓋率等于1，否則小于1。固體表面吸附氣體的速率受哪些因素的影響呢？在覆蓋率理解的基礎上，學生會去思考，教室的空位越多，坐下的速率肯定更快，那這個空位怎么計算呢？空位率乘以空位數。如果教室外有一只猛虎追趕學生，是不是大家會努力擠進教室呢？而這只吃人的“老虎”就好比一種推動力，對于氣體分子來說就是壓力，固體表面吸附氣體時，壓力越大，吸附肯定就越快，這樣學生就能很容易理解影響氣體在固體表面吸附的因素，即空位率和壓力。學生再看吸附速率的公式就變得更容易了。這種通俗的講解辦法可以把理論性很強的知識化作簡單易懂的生活常識，調動學生積極思考，真正讓學習變復雜為簡單。
2重過程的教學模式激發學生興趣
2.1結合《普通化學》、《無機化學》、《高等數學》和《大學物理》等基礎課程，實現輕松學《物理化學》
《物理化學》課程一般安排在大二下學期開課，教學中多從學生學過的知識點引入，可以收到事半功倍的效果。例如，熱力學部分的術語在《普通化學》[5]和《無機化學》[6]中已經介紹過，《物理化學》課堂上只需簡單提及，學生就能回憶起來，再結合《高等數學》中微積分的知識，就能幫助學生輕松掌握功、能量守恒定律等重點內容。而在化學平衡常數的表達式相關內容講解時，也可以先引入《普通化學》和《無機化學》中標準平衡常數的表達式寫法特點，再稍加推演就可以讓學生掌握平衡常數的其他表達式[7]。
2.2結合應用實例教學，提高學生學習興趣
許娟等[8]認為舉一些“閃光點”的實例將物理化學基本原理與實例相結合可以幫助其理解并且培養學生的物理化學視角。劉建等[9]認為教師講課備課，應該以“應用”為主旨合理取舍教材內容。因此，在物理化學教學中引入實例教學非常重要，如將實際生產中的合成氨反應與熱力學和動力學知識貫穿，粉塵爆炸與表面能相聯系，自然界水結冰，冰雪融化等與化學勢相關聯，汽車表面鍍膜與膠體化學關聯等等。
2.3結合物理化學實驗講解和推演理論知識，讓抽象的理論變得簡單、適用
如借助凝固點測定實驗講解稀溶液的依數性之凝固點降低。單純理論上的分析和推導很乏味，若結合表1設計凝固點降低實驗，學生自己動手測凝固點并分析所得數據，就不難發現當在環己烷中加入萘后凝固點有所降低，進一步還可以設計實驗添加相同物質的量的尿素，結果如何呢？讓學生通過實驗找答案。在此基礎上，可以再向學生提問，如果是未知試劑A需要測定相對摩爾質量可否利用稀溶液的依數性？學生則可以按照表2設計凝固點降低實驗，再結合理論推導將可以完成。讓學生帶著問題去設計實驗，分析、推導和應用同時進行，提高學生動手能力，邏輯分析能力，以及創新能力。
3選擇合理的考評體系以激發學生學習熱情
《物理化學》課程學習難度較大，內容深且枯燥，要讓學生在課堂內外的學習熱情有增不減，平時成績可提高到40%甚至更大的比例，再擴大其考評范圍。除了通常的考勤、課后作業和課堂回答問題外，可以把學生討論交流作為平時成績。在物理化學課堂教學中，引入學生討論交流模塊[3,10]對學生獨立思考和團隊合作能力，表達和溝通能力、分析問題和解決問題的能力等的培養都大有裨益，受此啟發，筆者在2015級材料專業學生物理化學課堂上采用了專題匯報和討論模塊。由于這門課學時有限，不可能多次應用Think－Pair－Share（思考—討論—交流）模式[10]和Sandwich教學法[3]，所以我們將班級49人均分為7組，每組固定專題負責人。教師給出幾個《物理化學》相關的專題，請各組自選，選定后，請同學們利用課余時間查資料，制作PPT，在學期末進行專題匯報和討論。每組給予8到10分鐘進行匯報，每組抽出一人來當評委，再邀請其他班級同學或者老師作為評委，并進行現場打分和排名，結果按比例記入平時成績。我們通過問卷調查回訪學生的反應，學生一致認為，該專題討論的課堂模式拓展了知識面，展現了大學生風采，增強了師生之間的互動交流，調動了大家的積極性，活躍了學習氛圍，值得推廣。另外，筆者設想將《物理化學》的考試分段進行，譬如每三章出一份試卷，考試成績按比例記入期末總成績中，以此督促學生及時復習和總結。
4結語
《物理化學》課程雖然內容繁多且需要的儲備知識較多，但該課程在本科學生的思維訓練和素質拓展，以及專業課程和實驗能力上都有很大的作用，因此，探索更多更好的教學方法和合理的考評體系來提高教學質量是我們教師持之以恒追求的話題。
參考文獻
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［5］同濟大學普通化學及無機化學教研室.普通化學[M].北京：高等教育出版社，2004:1-5.
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［8］許娟，楊亞提.高等農林院校物理化學與專業結合的教學模式與實踐[J]．教育教學論壇，2015,(17):133-134.
2教學上要下功夫提高學生學習興趣
教學是由老師的“教”和學生的“學”共同組成一個有機的整體，兩者缺一不可［2］。好的教學能引導學生更好的學習，提高學生的學習興趣和效率?，F行的多媒體教學與傳統的黑板板書教學方法相比，前者借助多媒體課件，講課的色彩更加豐富，形象逼真，信息量大，生動直觀，在增強教學效果方面作用明顯。我們在教學中將講課PPT制作成精美的課件，在課件中穿插動畫，Flash和聲音，做到知識點和欣賞性兼顧的原則，從而使學生提高學習物理化學的興趣。比如表面張力的概念，我們引入了動畫，很直觀的將液體表面張力的形成予以展示。為了進一步培養學生的學習興趣，首先，我們努力將物理化學的知識與我們的日常生活緊密聯系。比如發生火災時，逃生用的防毒面具里面含有的活性炭，它可以吸附有害氣體，從而引入物理吸附和化學吸附的概念問題。還有生活中，荷葉上的小水滴為什么是圓球狀的?洗衣服時加入含表面活性劑的洗衣粉，為什么能把衣服上的污物洗掉等問題，都與我們的物理化學知識相關聯。其次，教學內容與我們教師的科研內容相結合。鼓勵學生積極參加老師的科研訓練項目和大學生創新實驗項目，在參與的過程中，將書本理論知識與科研訓練實際相結合，能起到學以致用的效果。最后，也要將教學與生產實際相結合。我們的學生都有實習的階段，教學過程中，有些章節結合生產實際講解，學生更能領會。如相圖這部分，精餾的過程，在化工企業生產上經常用到，由雙液相液氣平衡理論可知，液體經過不斷地部分冷凝和部分汽化，液相中的組成就無限接近于難揮發的物質，而蒸汽中的組成無限接近于易揮發的物質，從而使二組分得到較好地分離［3］。由于與生產實際結合，學生聽課認真，學得有興趣，收到了較好的教學效果。
3引入物理化學科學家故事闡述人生哲理
在學習物理化學課程中，我們會接觸到很多著名的物理化學科學家。上課講到相關內容時，涉及到一些科學家，我們會講解他們的個人簡歷和趣聞逸事，提高學生的學習積極性。給學生講解科學家的一些故事，一方面可以提高學生的注意力，緩解一下課堂的學習氣氛，也給物理化學的學習增加一點調味劑;另一方面，每一位科學家的成功都離不開其自身不斷努力奮斗的過程，通過了解他們的經歷，不僅課堂教學內容豐富了，而且學生對科學的發展產生了濃厚的興趣，對科學家也產生了崇拜。鼓勵學生以這些科學家作為學習的榜樣，比如追溯物理化學這個學科的起源，我們不得不提到物理化學“三劍客”［4］，他們為開創物理化學而作出了重大的貢獻。他們是1901年、1903年和1909年先后獲得諾貝爾化學獎的三位不同國籍的化學家:荷蘭的范特霍夫、瑞典的阿累尼烏斯和德國的奧斯特瓦爾德。他們在“科學無國界”旗幟下，在以捍衛電離學說為中心的共同戰斗中，結成了化學史上一個新型的科學聯盟，正是他們的團結協作促成了一門嶄新的化學分支學科物理化學的誕生。其中范特霍夫是第一位獲得諾貝爾化學獎的科學獎，他50多歲時，還經營著一家鄉村牧場，每天清晨親自送牛奶，被譽為“牧場化學家”。阿累尼烏斯于1859年2月19日生于瑞烏普薩拉附近的維克城堡。他是電離理論的創立者，成功解釋了溶液中的元素是如何被電解分離的現象，研究溫度對化學反應速度的影響，得出著名的阿累尼烏斯公式。此外，他還提出了等氫離子現象理論、分子活化理論和鹽的水解理論。對宇宙化學、天體物理學和生物化學等也有研究。在講到稀釋定律時，介紹了奧斯特瓦爾德的生平事跡，他出身普通家庭，求學時對化學產生濃厚的興趣，1884年在博士論文中提出了電離假設，1888年提出了以他的名字命名的奧斯特瓦爾德稀釋定律，1909年因在催化作用，化學平衡，氨制硝酸等方面的杰出貢獻而獲得諾貝爾化學獎。這些科學家的共同點就是求學的道路上經歷坎坷，有強烈的求知欲，經歷了不同的幾所大學，終身學習，從而使他們在物理化學領域取得了舉世矚目的成就，這種精神值得我們后人學習。
4實驗教學環節，理論結合實踐
物理化學課程具有理論抽象、推理復雜和計算繁瑣的特點，是一門既難教又難學的理論課程。在課堂上學生只能學到書本上的理論知識，只注重基本概念的講解、簡單數學公式的推導和計算，學生感到枯燥無味，對學習沒有興趣。為了讓學生真正理解和掌握物理化學基本原理知識，實驗教學是必不可少的環節之一。通過實驗教學使得理論知識與實際相結合，激發學生的學習熱情，培養學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。實驗教學是物理化學教學過程的一個重要環節，對于培養學生的科研素質具有至關重要的作用。在傳統的物理化學實驗教學模式中，教師按實驗教科書先把實驗所涉及的原理、儀器和具體實驗過程進行詳盡的講解，然后由學生按部就班地去重現實驗內容［5］。實踐證明在這種以老師為主導的實驗教學過程中，學生在實驗動手能力培養上和獨立思考上都收獲不大?；诖?，我們對現有的實驗教學模式進行了改革創新嘗試。把實驗教學內容分為基礎驗證性實驗和綜合性實驗兩大部分。在基礎驗證性實驗部分，主要是要求學生熟悉物理化學實驗中常用儀器的用途、使用原理和操作方法。在綜合性實驗部分，指定幾個實驗任務，要求學生自己查閱文獻相關資料，進行實驗設計，將實驗設計報告在規定的時間內，交給指導教師審閱，再完成實驗內容。在實驗進行過程中，老師可以進行必要的輔導。實驗結束后，老師結合整個實驗過程，包括實驗設計的科學性、儀器操作、數據分析和研究報告等綜合給出評分。綜合性實驗具有鮮明的研究型特點，能更好的激發學生學習的熱情，培養學生的探索精神和獨立的科研思考能力，受到學生的一致好評。
5建立課程過程考核評價體系
為了檢驗教師教學質量和教學效果，同時檢查學生對所學知識掌握的程度和存在的問題，必須建立一套完整的考核評價體系。物理化學課程考核辦法一般是由平時成績(20%)和期末考試成績(80%)兩部分構成，存在的主要問題是期末考試成績在總評成績中的比例偏重。這種考核方式的弊端是學生平時學習不認真，期末考試前一周搞突擊，起不到督促學生平時學習的作用。因此，我們重新建立了課程過程考核評價體系，采取的是平時成績占10%，主要評分標準是課后作業的完成情況;出勤率成績占10%，督促學生平時認真上課;增加一次階段考試或者考核占30%，可以采取卷面考試的方式，也可以采取隨堂考試或者課程論文的方式;期末考試比例下降，只占50%，期末考試全學期所學的內容都在考核范圍內。在原有基礎上，降低了期末考試的比重，不同學時的課程中間加上階段性考試或考核的次數也不同，規定小于等于48學時的課程，期間加一次階段性考試或考核;大于48學時小于等于64學時的課程，期間加兩次階段性考試或考核［6］。雖然教師的工作量比改革前增加了，學生的考試或考核次數也增加了，但學生的學習主動積極性得到了提高。學生要想取得優異的成績，階段性成績也不能馬虎。目前我們建立的這套過程考核評價方法，其實質就是將考核貫穿于學習的整個過程，學生要適應這種體系，就要不斷的學習。
中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）02-0097-02
拉普拉斯方程給出了彎曲液面的附加壓力與表面張力和曲率半徑之間的關系，公式形式很簡單，但推導方法各異，本文從表面張力、表面能及熱力學基本公式出發，應用物理學和數學原理總結分析拉普拉斯方程常用的幾種推導方法，并突出其中的物理化學的基本概念及意義，作為教師，向學生推薦各種推導方法，并進行比較，把學生的注意力引導到對基本概念的再認識上，可獲得事半功倍的效果。
1？搖從表面能概念出發，應用幾何知識及熱力學方法推導
1.1？搖以任意彎曲液面為研究對象[1]
如圖2所示[1]，在任意彎曲液面上取一小矩形曲ABCD，其面積為xy。曲面邊緣AB和BC弧的曲率半徑分別為R1和R2，作曲面的兩個相互垂直的正截面，交線Oz為O點的法線，令曲面沿法線方向移動dz，使曲面擴大到A′B′C′D′，則x與y各增加dx和dy。移動后曲面面積增加dA=xdy+ydx；體積增加dV=xydz。增加dA面積所作的功與克服附加壓力ps增加dV所作的功應該相等，即：γdA=psdV
γ（xdy+ydx）=ps xydz？搖？搖？搖（1）
由相似三角形原理：（x+dx）/（R1+dz）=x/R1′簡化得dx=xdz/R1′？搖？搖？搖（2）
（y+dy）/（R2+dz）=y/R2′簡化得dy=ydz/R2′？搖？搖？搖（3）
將（2）及（3）式代入（1）式得：ps=Δp=γ[（1/R1）+（1/ R2）]？搖（4）
（4）式稱為楊-拉普拉斯公式（young-Laplace equation），是研究彎曲表面上附加壓力的基本公式。
如果是球面R1′=R2′=R′，則ps=Δp=2γ/R′。
該方法以任意曲面為研究對象，應用幾何知識和表面能的概念進行推導具有普遍意義，但是物理化學意義并不明確，在物理化學教學中只需簡單介紹。
1.2？搖以球形液滴為研究對象[1，4]
如圖3所示，設有一毛細管，管內充滿液體，管端有半徑為R的球形液滴與之平衡（忽略重力對液滴的作用），外壓為p0，附加壓力為ps液滴所承受的壓力為p=p0+ps。設在恒溫恒壓下，可逆的對活塞施加壓力，使液滴體積增加dV，其表面積相應增加dA，則在此過程中以液滴為系統，推動活塞對液滴所作的體積功為：δw1=p外dV=（p0+ps）dV，同時液滴膨脹對環境所作的體積功為：δw2=-p0dV；推動活塞對液滴所作的凈功為：δw′=psdV。由熱力學基本關系式dG=-SdT+Vdp+γdA（對純物質或組成不變系統，考慮表面能量的變化），得：在恒溫恒壓可逆條件下，dG=δw′即克服附加壓力ps環境所作的功與可逆增加表面積的吉布斯函數增加值應該相等：PsdV=γdA（dV=4πR3dR，dA=γ8πRdR），即Ps=Δp=2γ/R
該方法物理化學意義非常顯著，首先確定小液滴為系統，描述熱力學問題離不開系統與環境的概念；應用“可逆”的概念強調環境的壓力與系統的壓力只相差無窮小，從而有p外dV=（p0+ps）dV的結果；根據熱力學原理和熱力學基本關系式dG=-SdT+Vdp+γdA，在恒溫恒壓可逆條件下，該過程所做的最大有效功即為該過程系統的吉布斯函數增加值，自然得到所需要的結果。在整個推導過程中突出熱力學基本原理、基本概念和基本公式在表面化學中的應用，加深了學生對熱力學原理的理解，并增強學生應用熱力學原理分析和解決問題的能力。
2？搖從表面張力的概念出發應用物理學的方法進行推導[2，3]
2.1？搖以凸形液面為研究對象[3]
設有一凸液面AB，如圖4所示，其球心為O，球半徑為r，球缺底面圓心為O1，底面半徑為r1，液體表面張力為γ。
將球缺底面圓周上與圓周垂直的表面張力分為水平分力與垂直分力，水平分力相互平衡，垂直分力指向液體內部，其單位周長的垂直分力為γcosα。因球缺底面圓周長為2πr1，得垂直分力在圓周上的合力為：F=2πr1γcosα.因cosα=r1/r，球缺底面面積為πr12，故彎曲液面對于單位水平面上的附加壓力為：Δp=（2πr1γr1/R）/πr12，整理后得：Δp=2γ/r
2.2以球形液滴為研究對象[2]
假設有一半徑為r的圓球形液滴，通過球的中心畫一截面，如圖5所示，沿著截面周界線兩邊的液面對周界線皆有表面張力的作用。圖中只畫出了周界線下得液面對周界線的作用。以下半球為系統，則沿截面周界線上表面張力的合力F，就等于垂直作用于截面上的力，所以F=2πrγ，即為附加壓力：Δp=F/（πr）=2πrγ/（πr2）=2γ/r
以上方法是從表面張力的概念出發，對球缺周界線以下的液面對周界線的作用進行受力分析，如果只從獲得附加壓力與表面張力及曲率半徑的關系出發，該方法簡單且易于理解。
關于拉普拉斯公式的推導還有一些其他方法[6，7]。盡管方法各異，但都是從表面張力和表面能兩個角度入手，并引入下面相同的基本假設完成推導過程：（1）將表面層理想化為一個簡單的幾何曲面；（2）假設表面層兩側的液相和氣相都是均勻的；（3）忽略由液體重力產生的附加壓強。
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中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：B 文章編號：1674-9324（2015）33-0182-02
任何可逆反應，不管反應的始態如何，在一定溫度下達到化學平衡時，各生成物平衡濃度的冪的乘積與反應物平衡濃度的冪的乘積之比為一常數，稱為化學平衡常數?；瘜W平衡常數分為實驗平衡常數和標準平衡常數，其中實驗平衡常數又稱經驗平衡常數，其數值和量綱隨所用濃度、壓力單位不同而不同，其量綱一般不為1，使用非常不方便，國際上現已統一改用標準平衡常數。標準平衡常數也稱熱力學平衡常數，與實驗平衡常數表達式相比，不同之處在于每種溶質的平衡濃度項應除以標準濃度，每種氣體物質的平衡分壓均應除以標準壓力，所以標準平衡常數的量綱為1。我們在工科大一無機化學教學中，詳細講解標準平衡常數，實驗平衡常數只作簡單介紹。
標準平衡常數知識點是工科大一無機化學教學的難點：一方面標準平衡常數的計算有多種方法，涉及的公式比較多；另一方面標準平衡常數的表現形式有很多種。為了更好地幫助學生理解和掌握標準平衡常數，我們在教學中進行了歸納總結。
一、利用標準平衡常數的定義式計算[1]
標準平衡常數中，一定是生成物相對濃度（或相對分壓）相應冪的乘積作分子；反應物相對濃度（或相對分壓）相應冪的乘積作分母。其中的冪為該物質化學計量方程式中的計量系數。純液體、純固態物質不出現在標準平衡常數表達式中，視為常數。
二、利用多重平衡規則計算
如果一個化學反應式是若干相關化學反應式的代數和，在相同的溫度下，這個反應的標準平衡常數等于各相關反應的標準平衡常數之積（或商）。這個規則叫多重平衡規則。利用多重平衡規則，可以從一些已知反應的標準平衡常數求算未知反應的標準平衡常數，而無需通過實驗。例如：
經過多年的教學實踐證明：我們對無機化學教材中標準平衡常數的各種計算方法、計算公式及其常見的形式進行總結，有助于學生更好地理解和掌握標準平衡常數。
物理化學在兩階段工科化學(化工類)課程體系中處于樞紐地位。第一階段由化學原理(基礎物理化學)、無機化學、有機化學、分析化學等課程組成?；瘜W原理作為理論教學內容,在對中學化學知識總結提煉上升到理性認識高度的基礎上,對后繼無機化學、有機化學作為應用教學內容提供理論基礎。第二階段由物理化學加后繼專業或專業基礎課程、選修課程組成。物理化學作為理論教學內容,既將先前所學無機化學、有機化學等知識從理性上加以認識提高,又為后繼課程提供理論基礎。[2]在專業教育的范疇內,物理化學是工科,尤其是化工、冶金、輕工等各專業必備的化學理論基礎,它銜接基礎理論和相關的專業課程,是一門專業基礎課程。
二、物理化學課程的教學內容
物理化學提供應用于所有化學以及相關領域的基本概念和原理,嚴格和詳細地闡釋化學中普適的核心概念,以數學模型提供定量的預測。因此,物理化學是分析化學、無機化學、有機化學和生物化學課程,以及其他相關前沿課題的概念的理論基礎。總體而言,物理化學理論課程可能涉及的教學內容如下:[3]
1.熱力學與平衡
標準熱力學函數(焓、熵、吉氏函數等)及其應用。熵的微觀解釋?；瘜W勢在化學和相平衡中的應用。非理想系統、標準狀態、活度、德拜-休克爾極限公式。吉布斯相律、相平衡、相圖。電化學池的熱力學。
2.氣體分子運動學說
麥克斯韋-玻耳茲曼分布。碰撞頻率、隙流速度。能量均分定律、熱容。傳遞過程、擴散系數、黏度。
3.化學動力學
反應速率的微分和積分表達式。弛豫過程。微觀可逆性。反應機理與速率方程。穩定態近似。碰撞理論、絕對速率理論、過渡狀態理論。同位素效應。分子反應動力學含分子束、反應軌跡和激光。
4.量子力學
薛定諤方程的假定和導出。算符和矩陣元素。勢箱中的粒子。簡諧振子。剛性轉子、角動量。氫原子、類氫離子波函數。自旋、保里原理。近似方法。氦原子。氫分子離子、氫分子、雙原子分子。LCAO方法。計算化學。量子化學應用。
5.光譜
光-物質相互作用、偶極選律。線型分子的轉動光譜。振動光譜。光譜項。原子和分子的電子光譜。磁共振譜。拉曼光譜、多光子選律。激光。
6.統計熱力學
系綜。配分函數表示的標準熱力學函數。原子、剛性轉子、諧振子的配分函數。愛因斯坦晶體、德拜晶體。
7.跨學科的應用
生物物理化學、材料化學、環境化學、藥學、大氣化學等。物理化學實驗課程培養學生用物理化學原理聯系定量模型與觀察到的化學現象的能力,深化學生對模型定性假設和局限的理解,鍛煉他們采用模型定量預測化學現象的基本技能。
學生應能記錄正確的測量值,估算原始數據的誤差。學生需要理解電子儀器的原理和使用方法,操作現代儀器測量物理性質和化學變化,積累用這些儀器解決實驗問題的經驗。物理化學實驗應含有結合若干實驗方法和理論概念的綜合實驗教學內容。適用于工科化學(化工類)課程體系的物理化學實驗教學內容大體如下:
1.熱化學實驗
計算機聯用測定無機鹽溶解熱。計算機聯用測定有機物燃燒熱。溫度滴定法測定弱酸離解熱。差熱分析。
2.相平衡化學平衡實驗
不同外壓下液體沸點的測定。環己烷-乙醇恒壓氣液平衡相圖繪制。液-固平衡相圖繪制。凝固點下降法測定物質摩爾質量。沸點升高法測定物質摩爾質量。熱重分析。氨基甲酸銨分解平衡常數的測定。
3.表面化學實驗
溶液表面張力測定。沉降法測定粒度分布。BET容量法測定固體比表面積。
4.化學動力學實驗
量氣法測定過氧化氫催化分解反應速率系數。蔗糖轉化反應速率系數測定。酯皂化反應動力學。一氧化碳催化氧化反應動力學。甲酸液相氧化反應動力學方程式的建立?？扇細?氧氣-氮氣三元系爆炸極限的測定。計算機聯用研究BZ化學振蕩反應。
5.電化學實驗
強電解質溶液無限稀釋摩爾電導的測定。離子遷移數測定。原電池反應電動勢及其溫度系數的測定。金屬鈍化曲線測定。
6.結構化學實驗
磁化率測定。分子介電常數和偶極矩的測定。
三、面向專業的物理化學教學內容建設
當然,一個工科類專業的物理化學教學不可能也不必要包含上列的所有內容。因此,各學科專業教學指導委員會根據專業的培養目標和規格,在已經或即將公布的各學科專業的指導性專業規范中,制訂了包括物理化學在內的化學課程教學基本內容作為最低要求。如化學工程與工藝專業的規范(研究型)中規定:物理化學可分為兩部分,物理化學(I)主要內容為化學熱力學和反應動力學等,作為化工主干課的基礎,應注意與化工熱力學課程和化學反應工程課程的銜接和分界(一些內容可在化工熱力學課程和化學反應工程課程中展開,以加強工程背景);物理化學(II)主要內容為溶液理論、統計力學、量子力學等方面的概要以及近展等。各專業的物理化學教學基本內容充分體現了本專業的學科特點,是在保障人才培養質量的前提下,兼顧國內各相關學校的教學條件提出的基本要求。因此,它體現的是該專業人才的知識體系的共性。由于各校的學科背景和教學條件的優勢不同,要培養具有特色的專業人才,需要在教學中研究如何在滿足各專業的教學基本內容要求的基礎上開展物理化學教學。我們認為在教學內容建設中應堅持貫徹下列原則,才能切實發揮物理化學這一門專業基礎課程的作用。[4]
1.承前啟后,發揮樞紐作用。了解授課對象的先修和后繼課程與物理化學的聯系,深化化學原理課程中的物理化學理論,介紹其在后繼專業課程中的應用,以開闊視野并兼顧系統性和趣味性。
2.少而精和博而通。傳統的基礎內容要突出重點,講深講透,體現學科框架;選擇介紹相關前沿的內容以擴大知識面。
3.提倡內容側重的多樣化。針對不同專業時要不拘一格,倡導內容側重的多樣化;即便面對同一專業,內容側重亦應有寬松的選擇余地。
4.體現工科特色,強調應用性和實踐性。引入研究型實踐項目,使學生加深對理論的理解,提高應用水平。
四、建設物理化學教學內容的措施
華東理工大學物理化學教研室在國家精品課程和國家級教學團隊建設過程中,以提高專業人才的教育質量為目標,采取了一系列措施,提高物理化學課程的教學水平和質量,促進相關專業的課程體系建設。
1.根據授課專業的先修、后繼課程,研讀相關教材,如化學工程與工藝專業的現代基礎化學、化工熱力學、化工原理、化學反應工程、化工過程分析與合成教材,了解其改革動向和內容變革,并且請有關學科的學術帶頭人做物理化學在學科領域應用介紹的報告,提出教學內容改革建議。這樣做的結果一方面可以避免教學內容上不必要的重復,另一方面可以合理地選擇教學內容側重,實現化學基礎課程與專業課程的合理銜接。
2.編寫教材和教學參考書,保障教學基本內容的教學質量,介紹物理化學學科發展、在交叉領域的應用;介紹溶液模型、線性自由能關系等半經驗方法,以銜接后繼課程。近年來編寫或修訂出版了《物理化學參考》、《物理化學》(第五版)、《物理化學導讀》、《物理化學釋疑》、《物理化學教學與學習指南》。開展教學研討,提高教師隊伍的學識水平和在教學中貫徹少而精、博而通教學思想的能力。
3.制作相關前沿課題和理論應用實例,如“正、負離子混合表面活性劑雙水相系統及其微觀結構”、“溫室氣體CO2的捕集和封存(CCS)技術”、“復雜材料的微相平衡和結構演化的數學模擬”、“離子液體的合成、性質和應用”等教學素材,進行教學資源的儲備。
2、元素和化合物的性質是無機化學的重要組成部分，要把每種化合物的性質和結構的關系聯系起來，并從理論上加以理解是困難的，有的目前也是不可能的。如H2O2具有熱不穩定性、氧化還原性和催化分解等性質，這些性質從H2O2的結構是可以解釋的，而I2與Na2S2O3反應為什么生成Na2S4O6，雖然老師告訴我們這個從理論上其實難以說明……但該反應極為重要，應加以記憶。
3、我堅信：一分耕耘一分收獲。*個月的時間在公司領導和車間師傅的關心和指導下，通過系統的學習合實踐各方面得到了很大提高，對鋼結構有了一定的了解：鋼結構是一個新興的產業，與傳統混凝土結構相比較，具有重量輕、強度高、抗震性能好等優點。適合于活荷載比例較小的結構，更適合于大跨度空間結構、高層建筑物并適合在軟土地基上建造。
4、經過半年的實習在各方面我都有了量的積累質的飛躍，學到了許多書本中學不到的東西既學習了知識又培養了能力，實現個人素質的提高，同時也認識到從理論知識到實踐經驗運用的過程中還有一定的距離，我深知以現有的知識水平還不能趕上鋼結構事業發展的速度，我將以充沛的精力全身心的投入到工作中去努力提高自己全方面的素質。
5、作為一名工科學生，本科期間建立的基本知識體系相當重要，尤其是將來確定從事本專業的同學，這個知識體系將決定我們在材料學領域能做多遠。下面介紹的幾門課是材料學的核心課程，其中工科高等數學是深入學習所有課程的基本工具，一定要掌握好；而無機化學、有機化學、物理化學、材料物理性能、材料力學性能，是專業基礎課程，這是材料專業的理論基礎，是學習專業方向課的基礎；而電化學、高分子物理、高分子化學、物理冶金原理等課程是專業課，分別引導大家進入材料學不同分支的學習，是將來選擇研究生方向的基礎?？梢娢覀兯鶎W的課程是構成我們知識體系的基石，是環環緊扣、層層深入的，那么如何才能學好這些課程呢？下面我逐個介紹一下。
6、物理化學作為專業基礎課，也是將來的考研課，重要性不言而喻。這門課開設在大二上學期，無機化學、有機化學和材料科學與工程基礎3門課程之后。物理化學研究的范疇主要分以下三個：化學熱力學——研究化學平衡規律；化學動力學（以及傳輸過程）——研究化學反應速率規律；物質結構——研究物質結構及其性質的關系。與從前的學習對比較為顯著的一點是對很多問題的探討都上升到了定量的角度。材料專業的課程設置環環相扣，到這時我們已經對自己在學什么、將來要做什么有了一定的了解，知識也更加系統化了。
7、有機化學這門課，說好學也好學，說難也挺難。說它好學，是因為這門課從某種程度來說，是高中化學的延伸，對于高中化學基礎好的同學來說，接受比較快，上手也比較容易。與高中時的學習相比，我們在這門課上學到的知識，更加系統和深入了。例如烷、烯、炔、芳環化合物、鹵代烷、醇和醚、醛和酮、羧酸、硝基化合物等方面的內容，高中階段皆有涉及，因此新增的內容除了一些略微復雜的人名反應，更重要的是對反應機理的探討，即從分子、電子的角度，對化學反應進行分析。如路易斯酸堿是怎樣的概念？該反應是親核反應，還是親電反應？有機化合物分子中原子的排列順序、立置，化學鍵的接合狀態，分子中電子的分布狀態，以及他們是如何影響該有機化合物的物理與化學性質的。
8、讀萬卷書，行萬里路，這些還需要在以后的實踐工作和學習中不斷提高。生活充滿陽光，在今后的日子里我要本著“敬業、誠實、創新、拼搏”“清清白白做人，踏踏實實做事”的企業精神努力的工作，我將以飽滿的熱情和嚴謹的態度高度的責任感去迎接新的挑戰。我相信自己的努力會讓我的未來更加輝煌！
9、在專業方面，能汲取新知識，對自己不懂的問題積極向老師和車間的師傅請教，精益求精，與此同時我不僅僅囿與專業知識的圈子，學然后知不足，在不斷的學習與進步之中，我覺得學的越是深入就越感到所知甚少，也正是這種強烈的求知欲，促使我不斷的學習進步在實習過程中能將在校期間所學內容和生產實踐有機的結合起來用所學的理論知識指導實踐并從實踐中加深對理論知識的認識，理解和掌握使之形成一個相輔相成的知識網。
10、這門課開設于大一下學期，為我們授課的鄧元副教授畢業于清華大學，專業基礎非常扎實，講起課來，非常得心應手、生動有趣。老師的講解將我們帶進了豐富多樣的有機化學的世界，從高深繁復的科研領域前沿到切實發生在我們身邊的日常生活，有機化學無處不在。近來鬧得沸沸揚揚的三鹿奶粉事件中，致病元兇三聚氰胺的名字以及其化學分子式因反復出現于各大媒體而廣為大家熟知。那么三聚氰胺為什么會對人體造成如此危害？是由于自身的化學性質還是與人體內的其他物質發生了什么有害的反應？你可知三聚氰胺其實是工業上一種相當重要的原料？還有，獲得08年諾貝爾化學獎的研究課題“熒光蛋白”可以與三鹿事件聯系起來，用于制作便于隨時隨地檢測牛奶中各種有毒物質的試紙，這些你又可曾了解？別急，有機化學會幫助你由淺入深的了解這一切。()
11、材料物理性能這門課，結合了一定固體物理的知識，對表征材料的各個物理性能及其依賴環境的變化情況進行了探討。記得上第一節課時，雖然我們以前在無機化學、大學物理等課程上對量子力學有一點的了解，但還是覺得接受起來比較困難。然而，固體物理這一部分的內容是所有后面學習的基礎，十分重要。在當今材料科學的發展中，具有功能性的材料逐漸成為研究的熱點。所謂功能性，一方面是指材料起能量傳輸的作用時表現出來的“一次功能”，如吸隔音性、傳熱性、導電性、介電性等等；另外一種，是材料輸入和輸出的能量為不同的形式時，材料對能量進行轉換的“二次性能”，如熱電效應、光電效應、壓電效應、化學反應等等。在這門課上，我們弄明白了金屬和非金屬分別是怎樣導熱和導電的；半導體微觀的工作原理；在平行板電容器中增加電容電介質材料極化的機制；晴朗的天空為什么是湛藍色的；材料為什么是透明的和它是怎樣染色的；紅外技術是怎么回事；磁盤、磁帶等信息存儲材料是如何工作的。有很多現象，其實從我們小的時候就已經注意到了，然而隨著成長，我們是否越來越對此習以為常，而不去注意它們的神奇和美麗了？到課程結束的時候，回過頭來想一想，就會發現我們所學的知識是那么緊密地與生活結合在一起。
12、符合環保與資源再利用的國策，其綜合經濟效益越來越為各方投資者所認同，有很好的發展潛力。掌握熟悉了公司內部相關的規章制度和管理規程，在腳踏實地銳意進取的人生態度忠實肯干的準則下一方面拓寬自己的知識面另一方面注意在學習工作生活中有意識的科學的鍛煉自己的思維方式和思維的深廣度，學習和生活的積累中，我儲備了充分的知識鍛煉了自身的能力，也培養了廣泛的愛好提高了綜合素質。
13、物理化學用到的概念、符號、公式很多，公式使用條件也嚴格，而且邏輯性強。比如從特殊的現象中總結出一般的規律，研究理想的模型、平衡態推廣到真實的情況，由宏觀世界深入到微觀世界的研究等等。學的多了，才會發現，原來我們的人類世界、社會發展竟然也符合其中的許多規律。“熵”是描述化學體系不穩定性的概念，可以叫做“混亂度”。每當化學反應發生要產生新的物質時，體系的熵值增大，即所謂的“熵增原理”。這種變化人類歷史規律十分相似。新的朝代總是誕生于上一個朝代末期的亂世紛紜，好比時代這個大體系的熵值猛然增加，于是舊時代消失，新時代開始。又如“勒-沙特列原理”——如果改變影響平衡的條件之一（如溫度，壓強，以及參加反應的化學物質的濃度），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。這個趨勢是不是比較眼熟？對了，這不正是革命者們所說的“哪里有壓迫，哪里就有反抗”么？先人稱理科知識為“格致”——格物致知：“格，至也。物，猶事也。致，推極也，知，猶識也。”研究一門學科而能即物窮理，凡事都能弄明白，探究竟，這就是物理化學的魅力所在。
關鍵詞 大學物理 現存問題 教學方法
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
物理學是研究物體的基本結構、物體間相互作用和物體運動規律的一門學科，是一切自然科學的基礎。大學物理在中學物理的基礎上，對物理學的研究方法、基本理論和規律進行了更系統、更全面、更準確地闡述，以使學生在掌握了高等數學的基礎上，對物理學有一個更深刻的認識。但是當前大學物理教學過程中存在諸多問題，針對這些問題，結合大學物理教學內容――緒論、經典物理和近代物理三方面討論了新的教學方法。
1大學物理教學面臨的問題
1.1大學物理的基礎地位被弱化
有相當一部分人對大學物理的基礎地位認識不夠，認為工科專業的學生學習物理學意義不大或者認為根本不需要學，這也造成了在很多院校大學物理課程學時不斷被減少的一個普遍現象。在教育部最新的《理工科類大學物理課程教學基本要求》中，大學物理的最低教學要求學時數為 144 學時，但真正達到這一最低學時要求的院校寥寥無幾，大多數院校都在96～128學時，甚至更少。
1.2大學物理的教學內容過于陳舊，缺乏創新性
物理學分為經典物理和近代物理兩大部分，大學物理課程中經典物理大約占教學內容的80%以上，造成了經典物理和近代物理比例嚴重失調。而經典物理基本是上世紀以前的理論成果，其基本內容學生在中學都接觸過，其實際應用也是一些已經淘汰的產品，對學生吸引力不大。相反，與近代物理相關的一些新的科技成果卻因為課時原因，沒有時間向學生介紹，這樣使得整個大學物理課程教學內容陳舊，缺乏創新性，這就大大減弱了學生學學物理的興趣。
1.3考核方式單一，教學組織形式不合實際
多數高等院校的大學物理課程都采取平時成績（包括平時作業和課堂出勤率）和期末成績按比例給出總成績的方法。由于網絡技術發達，幾乎所有題都可以在網上搜出答案，再加上抄襲現象普遍，這樣平時作業情況并不能非常真實地反映學生的學習情況及其學習態度;期末考試只是像中學那樣考察學生對一些題目的掌握情況，這從一定程度上也背離了大學物理課程培養學生素質能力的初衷，如自學能力、創新能力等。
另外，從教學組織上看，采取不同專業、不同基礎、不同要求的學生一起上合堂的方式，這樣會造成一些基礎較好的學生學習不費力，覺得不用學就可以學好，導致上課時不認真聽講，不能學到物理學的研究問題的方法，而一些基礎薄弱的學生越學越吃力，越來越不想學，甚至放棄學習這門課程。而對于不同專業的學生，專業要求不同，對物理學各部分內容的需求不同，與專業毫不相關的課程內容，會讓學生覺得沒必要學，或者是純粹為了應付考試而學習。這種情況下，大學物理課程不會達到較好的教學效果。
2 大學物理教學新方法
人們對大學物理的基礎地位認識不夠，這一現狀比較難改變，作為普通的教師，可以從大學物理的特點出發，結合大學物理教學所面臨的問題，對大學物理的教學內容――緒論、經典物理和近代物理進行適當的安排，努力改善大學物理課程的教學效果。
2.1緒論部分
緒論部分主要介紹物理學的研究對象、研究內容和研究方法，物理學的發展史以及學習物理學的重要性和方法。這些內容的目的是讓學生了解物理學是什么樣的一門科學，用什么方法研究問題，對當今社會以及學生個人以后的學習工作有什么重要的作用。作為大學物理課程的第一節課，緒論部分具有至關重要的作用。這就要求教師不能照本宣科，對物理學的相關內容一一作簡單介紹，而是要通過緒論部分的講解，激發學生對物理學的興趣，引起學生學學物理的積極性。
具體來說，就是增加課堂的趣味性和實用性。在講物理學的研究對象和研究內容時，可以結合生活中的實例來說明，尤其是學生感興趣的方面，比如以運動的汽車為例，研究對象就是汽車，研究內容就是汽車會做什么樣的運動或者要做這樣的運動需要施加什么樣的作用力，在爬坡和下坡時要掛高檔位還是低檔位，高檔位和低檔位兩種情況對應的物理過程是什么，等等。在講物理學的發展史時，可以引入物理學家發現某個定理或定律的過程，在這個過程中讓學生體會到發現問題、提出問題、解決問題的思路。在講物理學的重要性時，可以結合不同專業，給出物理學在該專業方面的應用實例，引起學生的興趣。比如量子物理中固體的能帶理論導致了晶體管的產生，進而是大規模集成電路的應用，這正是幾乎每個學生都在使用的電腦的理論基礎之一，這些可能是自動化、信息或計算機專業所能涉及到的。物理學的實際應用非常多，在各個理工科專業都能找到物理學的身影，所以要充分利用這些實例，用事實告訴學生學習物理學的重要性。當然，應用豐富的實例，這就會要求教師必須有這方面豐富的知識儲備，所以提高教師素質也是很重要的一方面。
2.2 經典物理部分
經典物理部分理論已經非常成熟，提出新理論的可能性非常小，而且與中學物理內容重復較多。對這部分內容，可以根據不同的專業需求進行有重點的講解，并且要發現跟不同專業相關的一些邊緣科學，如生物物理、固體物理、天體物理等等。比如對化工專業的學生，該專業對熱學部分要求較高，這樣就可以重點講解熱學部分，為該專業的一些后續課程如物理化學、熱力學等打下堅實的基礎，對經典物理的其它部分在介紹相關理論的基礎上，主要講解一些實例，拓寬學生的視野即可;對機械專業，就要重點講解力學部分，為以后學習理論力學、結構力學等專業課做準備;對光電信息科學與工程專業，重點講解電磁學與光學部分。這樣針對不同的專業，講解的重點不同，做到有的放矢，使學生能感受到所學的專業與物理學緊密相關，從而提高其學學物理的積極性，這樣就會達到更好的教學效果。
2.3 近代物理部分
近代物理理論是當今社會科技發展的重要源泉，但是這部分理論相對來說比較抽象，難理解。在講解基本理論時，要注重物理概念的闡述，淡化推導過程，結合一些近代物理科學技術發展的成果，對相應的理論做簡單介紹。美國物理學家費恩曼曾經說過：對學習物理的人來說，重要的不是如何正規嚴格地解微分方程，而是能猜出它們的解并理解其物理意義?？煽闯?，費恩曼強調的是一個問題所反映的“物理”內涵，而不是具體的數學推導過程。比如在講解狹義相對論時，國內通常以洛倫茲變換為重點，再由公式出發，通過嚴格的數學推導得出時間膨脹、長度收縮效應的公式，強調公式推導而忽視了對物理意義的理解;而國外的一些教材則采用直觀、易懂的例子簡單推出長度收縮、時間膨脹效應公式，重點強調光速不變原理和對這兩個概念的理解。這種淡化推導、適當舍棄嚴密性的做法可以節省大量時間來加強對物理思想、概念的理解，更符合物理教學的教學目標。另外，也可以通過專題講座的形式向學生介紹一些近代物理方面的技術發展，如半導體、激光、超導和信息技術，讓學生在學習基本知識的同時，能夠把握科技發展的動向。
3 結論
綜上所述，要改善大學物理課程的教學效果，可以先從改變課堂教學內容的安排開始，針對不同內容的特點采取不同的教學安排，努力達到大學物理課程的教學目標，使學生學會基本的物理知識，為后續課程打下基礎，也幫助學生培養科學的思維方法和研究能力，促使其全面發展。
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隨著國家與地方政府對民辦高等教育支持力度的加強與對民辦高等教育管理改革的深入，我國眾多民辦本科高校近年來取得了快速發展。隨著辦學規模的迅速擴大，為了方便管理，許多民辦本科高校正采用二級學院的管理模式進行教學管理。目前我國88所民辦本科普通高校中，有75所、占85.23%的學校采用到了二級學院的教學管理模式。如何在實踐中創新民辦本科高校二級學院教學管理模式，以理論指導實踐，對提高民辦本科普通高校的教學質量、教學管理質量以及提高辦學效率和創建學校特色品牌等，都具有重要的現實意義。
1存在的主要問題
1.1認識不足，觀念陳舊
我國民辦本科高校由于辦學歷史短、辦學經費緊張、辦學經驗尚在摸索、積累之中，對學校發展的重心主要集中于提高教學質量與科研水平等方面，較少注重教學管理的質量效益;對二級學院的教學管理模式缺乏研究，只是簡單地將其視為一種管理方式;較少聘用專業的教學管理人才承擔教學管理工作，教學管理理念有待更新。在二級學院的成立之初，或合并或拆分打破了原有的管理框架，在管理崗位設置與人員編制方面存在一定的利益沖突，導致了教職員工對推行二級學院教學管理模式認識不足，對改革的意義與作用缺乏理解。
1.2工作量大，人手緊缺
民辦高校二級學院主管教學管理的院、系或專業教研室領導，普遍都是以專職教師的身份兼任行政職務，除了必須承擔一定的教學工作量，同時還得承擔學科建設、科研管理等多項任務。二級學院成立之后，原由學校教務職能部門負責的教材管理、課程管理、考務管理、教學質量管理等相關工作部分下放到二級學院，但教學秘書編制少，且忙于處理日常教學事務，沒有時間和精力鉆研業務，因而管理素質和管理水平難以提高。
1.3職責與權限不明
民辦高校的二級學院常常是由原來的一二個相關系部合并而成，故而無論是領導班子還是教學秘書對于教學管理的思維仍然停留在之前的系部管理狀態下。加之民辦高校普遍存在的人手緊張與經費欠缺等問題，這些都導致了其二級學院職責與權利的不明確，造成工作互相推諉，嚴重阻礙了相關人員的工作積極性與主動性，大大降低了管理效益。
1.4教學管理手段與方法落后
如前所述，二級學院各層級的教學管理人員，工作任務普遍繁重，很難有時間和精力鉆研比較適合本部門發展的教學管理手段與方法，難以考慮和研究如何以新的有效的教學管理手段和方式帶動整體教學管理質量的改善。
2加強二級學院教學管理的策略
2.1加強思想上的重視，創新管理理念
良好的教學管理不但能穩定教學秩序、實現教學單位順利完成教學工作，更能促進整個教學單位和諧、愉快的人文、教研、科研等氛圍。上至校領導，下至教學秘書及全體師生，都必須從思想上重視二級學院的教學管理工作。無論是校級教務職能部門還是二級學院的教學管理人員，均應摒棄陳舊的、不適合二級學院發展的慣性思維模式，與時俱進，積極探索新型教學管理模式，在對日常教學管理工作的不斷總結與反思中，根據學校實際情況，研究出更有利于提高教學管理效果的方法與手段，提出有效改善教學管理的建議;同時應擴大二級學院的教學管理自，從制度上保證、經費上支持。如二級學院自主開展教學與科研活動、主動形成師資培養計劃、根據社會需求自主設置專業與課程內容、根據社會需求的變化及時調整專業培養方案等。
2.2調整層級結構，增減人員編制
學校人事部門，可依據二級學院的專業數、課程門數、教師數量、學生數量等作為考量其教學管理工作量的主要因素，在進行充分考查、比較各教學單位的實際情況后，在學校規劃的基礎上調整層級結構，設置相應的教學、科研及行政管理架構，完善崗位設置。根據二級學院的規模與實際需要，配備合理的教學管理人員。對規模較大的二級學院，應按教務、考務等模塊進行相應的崗位設置，并按工作內容進行相應的崗位劃分，如科研、學科發展、教學質量評估等;對于規模較大的二級學院下屬系或專業教研室，應再按課程組等進行細分，增設教學管理人員編制，以實現專業化管理效益，完善二級學院的管理，以二級學院的發展促進學校的整體發展。
2.3明確責、權、利，完善績效考核與激勵、獎懲制度
明確的職責與權限劃分，是形成良好工作氛圍并取得良好工作效果的基本前提。校級教務職能部門與二級學院之間，二級學院內部相關單位之間，以及專職教學管理人員即教學秘書之間，要統一協商，形成書面的、清晰明確的責、權、利分工細則，將原來由學校教務職能部門統一控制的教學事務管理權限真正下放到二級學院，這既可以改善校級教務職能部門與二級學院教學管理人員互相抵觸、各自為（下轉第48頁）（上接第28頁）營的工作局面，亦可緩解雙方的工作壓力，有利于形成二級學院提前計劃、安排、執行教學管理，校級教務職能部門及時跟蹤、監督、反饋的有效管理模式。在二級學院內部相關單位之間界定清晰、合理的工作職責與權限也可以避免工作中相互推諉、指責等不利于團隊建設、管理效益和二級學院發展的現象。同時在有了明確的職責與權限劃分之后，應配以合適的績效考核與激勵、獎懲制度，充分發揮教學管理人員工作的積極性與主動性，并由學校質量監控部門進行抽查與工作評定。
2.4改進教學管理的手段與方法
要取得教學管理實效，有效的方法與合適的手段是關鍵。各管理人員要摒棄傳統的行政化、慣性化的管理思維模式和方式，遵循教學規律，尊重教師、學生的心理進行管理。第一，組建高效的教學管理團隊?？梢酝ㄟ^對現有教學管理人員加強業務能力培訓，多渠道提供進修機會，提升專業素質和工作能力;同時通過招聘專業的管理人才、聘請在學識、科研等方面具有帶頭作用及管理經驗的院系領導，帶領整個管理團隊，營造一個良好、進步的人文氛圍。第二，調動師生共同參與教學管理的積極性。在管理過程中，充分考慮師生的個性需要和自由度，調動師生員工參與教學管理的積極性和自覺性。如讓學生評教的權利真正得以實現;更新對教師課堂教學、科研的監督與管理;提高教師的教學、科研水平，舉行青年教師教學大賽，以研促教;定期收集師生對教學管理的意見和建議，對合理化的建議和要求要采納并盡力滿足。第三，提高教學管理手段。加強學校校園網絡的軟硬件建設，積極開發和引用合適的教務管理軟件系統，利用信息化、網絡化的手段進行高效、智能的教學管理。第四，加強績效考核。通過客觀公正的教學質量考核與教學評估結果作為教師教學質量獎評選依據的同時，還通過有效的激勵機制和績效考評制度，促進現有教學管理人員不斷總結與反思工作中的成效與失敗，主動研究教學管理的方式、方法，為提高教學管理積累經驗，有效利用現代科技技術提高管理手段。如讓質量考核與崗位津貼掛鉤，設置不同的獎懲級別，依據工作量、管理效果等進行獎懲，以鼓勵先進、鞭策后進的方式形成良好的、積極向上的管理氛圍。
總之，民辦高校推進二級學院教學管理模式改革的目的，就是為了實現學校和二級教學單位共同完成人才培養目標、提升學校內涵、共同分擔責任、實現管理績效的最大化。只有合適的教學管理模式，才能進一步促進學校的良性發展，體現民辦本科普通高校的辦學特色。介于我國民辦本科普通高校的學生文化成績較低于同類型同層次公辦高校的現狀，如何建立適合我國民辦本科普通高校自身狀況的教學管理模式，還有待在實踐中進一步思考與探索。
關鍵詞：傳輸原理；知識體系；教學質量
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）50-0087-03
冶金傳輸原理與冶金物理化學、金屬學一起構成了冶金工程專業的專業基礎。它以高等數學、大學物理、物理化學等課程為基礎，進一步向冶金應用理論延伸，作為深入理解和解釋專業知識的理論與工具，起到了重要的承上啟下作用[1-2]。冶金傳輸原理教學體系自20世紀70年代建立，至今已有40年左右，冶金傳輸原理課程內容龐雜，物理概念抽象，計算公式繁多，數學推導煩瑣，一直被公認為是“教師難教，學生犯難”的一門專業基礎課程[3-6]。許多同學難以深刻理解所學內容，往往通過死記硬背勉強通過考試，在似懂非懂中便結束了課程的學習，對今后繼續深造，提高專業技術水平形成了一定的障礙。從行業發展角度看，冶金規?？焖贁U張階段已然成為歷史，冶金行業發展進入新常態，為緩解過剩產能提出的供給側改革對冶金工程技術人員的綜合設計開發能力提出了更高的要求，也為高校冶金人才的培養提出了新的挑戰[7]。因此，夯實理論基礎并加強理論實踐將成為新時期人才培養的重點。
一、冶金傳輸原理課程現狀
為更加有針對性地制定有效措施，提高冶金傳輸原理教學質量，對國內外17所冶金相關高校的課程開展情況進行了調研。調研院校冶金傳輸原理課程平均學時數為56。最多80學時，最少30學時。各高校教學學時數較開課之初均呈現減少趨勢，但教學內容卻并沒有減少，因此對教學效率提出了更高的要求。從國外來看，教學學時更少，亞琛工業大學為43學時，其中還包括16學時的課外輔導；東京大學為30學時。國外授課偏向于基本方程和基本理論，更注重學生自學，通過綜合性的作業來促進學生對所學知識的理解與應用。教材方面，沈巧珍、杜建明編寫的教材使用率最高（6/17），其次為沈頤身編寫的教材（3/16），其余基本由本校教師編寫，值得一提的是，國內東北大學采用了英文教材。在成績考核方面，82.3%的學校采用閉卷考，并輔以不同比例的平時成績。亞琛大學為三道綜合計算題，東京大學為50%報告+50%考試。在其他教學環節中，64.7%的學校設有不同學時的實驗課，以此增加同學們對所需知識的理解，激發學習興趣。調研的國外兩所高校沒有相應的實驗課程，一是與較少的學時數有關；另外國外學生人數少，實驗條件普遍較好，學生可根據興趣自由選擇進行相關實驗。課程設置上，很多院校研究生階段不再開設冶金傳輸原理課程；開設研究生課程的一般在本科階段著重基本概念、基本原理，研究生階段偏向一些具體問題的解決，包括建模和數值模擬計算等。此外，查閱近幾年冶金工程專業碩士招生情況可知，在每年的碩士入學考試中，選擇《冶金傳輸原理》作為專業基礎課考試科目的只有寥寥數人，可見其在全國冶金工程專業學生眼中已成為“不受歡迎”的課程，這對冶金工程專業人才培養是非常不利的，也極大地挫傷了教師的教學積極性。分析各高校課程建設基本情況，并結合實際教學過程中發現的問題，總結如下：
1.課程體系建設有待加強?，F行冶金工程專業本科培養計劃中規定，課程在本科階段學習重點為基本概念的理解、基本方程的建立、基本定理的應用，深入了解冶金過程中各種傳輸現象，為學生將來從事冶金技術開發、提高控制和設計水平打下良好的基礎。但由于缺乏對冶金傳輸原理知識體系結構的梳理，造成具體教學過程中對教學內容以及深度的把握上缺乏整體規劃，知識之間的繼承與聯系不強，導致同學們理解不深入。
2.教學手段有待進一步提高。目前的教學活動并沒有充分利用現代化的教學方法和手段，只是將傳統的板書搬到了電腦屏幕上，由于課程內容抽象、煩瑣，一味單調地講授，機械地記憶，學習起來非常被動，且容易產生厭煩心理，教學效果不能令人滿意。
3.知識體驗缺乏。目前的教學過程缺乏知識體驗環節，沒有提供學生主動體驗知識的機會，甚至連演示實驗也沒有。從人類認知學角度來講，知識的主觀體驗是知識學習過程中不能缺少的環節。因此，造成學生對知識的理解不能深入，也缺乏對傳輸理論實際應用的體驗。
二、教學改進與創新
1.完善課程教學體系。每門課程根據其性質及應用對象都有其自身的特點和適用的教學方法，冶金傳輸原理是一門相對年輕的課程，其課程體系的建設一直在不斷完善。冶金傳輸原理的內容繁雜、抽象，不易理解。與高等數學和大學物理相關教學團隊進行研討，建立課程的知識體系結構，對知識層次進行劃分，按照基本定理、基本定理的廣義延伸、特定條件下的推理以及實際應用及結論的層次構建知識結構圖，使同學們明確新知識與已有知識的聯系，便于理解、記憶和應用。如傳輸原理中最重要也是貫穿整個學習過程的納維-斯托克斯方程，其本質可以從中學物理所學的牛頓第二定律F=ma得到，推導過程中用到質量守恒定律和動量定理。將特定物體的質量轉換為流過一定空間坐標的流體質量，將中學物理概念中的加速度（實際為時變加速度）拓展為時變加速度和位變加速度之和。流體的受力分析除了熟知的壓力、重力以及可能存在的各種外場力外，增加了流體特有的粘性力，據此就可以容易地推導出納維-斯托克斯方程，并與已有知識建立聯系。對納維-斯托克斯方程在不考慮粘性力（理想流體）、穩定流動、不可壓縮以及只有重力條件下，沿流線積分或在有勢流動中積分可得到伯努利方程，屬于特定條件下的推理。而畢托管、文丘里管、飛機起飛升力以及虹吸管等屬于具體應用。結論對應于應用過程中得到的一些重要結果，如管道層流和湍流最大速度與平均速度的關系，層流和湍流邊界層厚度與板長的關系及阻力系數等。依據此原則將冶金傳輸原理重點知識進行層次劃分，并要求同學們畫出知識層次結構圖，對同學們理解、掌握整個知識體系具有很大幫助。課堂教學方面，為了幫助同學們理解所學知識，將抽象的概念具體化，制作了多種教具并設計了演示實驗。如在講授動量傳輸的微分方程時，制作了流體受力模型，采用多層平板代表流層，平板間利用橡皮筋連接代表粘性力。在講述流體流動狀態時，設計了雷諾演示實驗，并輔以多媒體展示，豐富了教學手段。對于重點、難點內容設計了講解策略，吸納有經驗教師和同學們的意見反饋，不斷改進。重點和難點的確定一方面來源于教學大綱，另一方面通過調查問卷收集，并參考每年的試卷分析。此外在教學中，充分利用教師豐富的科研資源，將科研工作中應用傳輸知識的實例簡化為課上講解的例題，一方面使同學們認識到傳輸原理的重要性，提高學習興趣，另一方面可以豐富課堂內容，使教學更生動。在解決知識體驗問題上，采用教學實驗進行彌補，利用公共實驗室和專業實驗室條件，設計了十余個教學實驗。鼓勵學生自行設計綜合性驗證試驗，提高學生知識綜合運用能力。在升華對知識的認知方面，設計了結合同學們個人興趣愛好的教學活動――冶金傳輸原理詩詞大賽，收到了預期效果。教學效果反饋上，針對課程整體狀況、教材使用、課程設置、教師授課、學生學習以及考試情況設計了調查問卷，在每學期考試后分發，公布考試成績前收回。每學期末，任課教師對反饋情況進行研討，分析存在問題，提出改進策略，形成良性循環。最終形成了“課程內容設計課堂知識講授重要知識體驗知識升華演繹學習效果反饋”的完備教學循環體系，對每個具體教學環節給出明確的執行方式，具有可持續性和操作性強的特點。
2.深化知識體驗。引導同學們對所學知識進行深入思考，才能更好地理解掌握；將枯燥的問題規律化才能記憶深刻。開創性地設計了冶金傳輸原理詩詞大賽這一教學環節，利用當代大學生的多才多藝，將其自身特長、才藝、愛好轉嫁應用到枯燥的專業知識學習中。以所學傳輸原理知識為題材，通過總結、分析以各種文學形式進行表達。作品可以是對一類具體問題如管道流動、邊界層理論、對流傳熱等問題的系統總結，也可以是對某個具體知識點的深入剖析。作品由兩部分組成，第一部分為作品的正文，第二部分為作品內容的分析、解釋，篇幅不超過3000字。將抽象的理論以不同的文學形式進行表達，無疑將極大調動同學們的積極性，發揮各自想象力和創造能力。由于詩詞作品講究工整、押韻、流暢，易讀易記。因此傳輸原理知識的文學化表達必須在對所學知識充分理解、消化的基礎上才能完成，通過作品創造，提高同學們的認知。作品以答辯的形式呈現，現場打分，教師點評和同學們的陳述給大家提供了二次學習的機會，每個人都受益匪淺。作品的創作以團隊形式完成，2―3人一組，創作過程中，組內同學之間的相互交流、學習是進一步鞏固所學知識、完成從簡單認知到靈活掌握的助推劑。每個小組針對特定傳輸原理知識進行總結、升華，深刻詮釋知識的內涵及應用，為其他同學學習、體會該部分知識提供便利和幫助。通過不斷地積累，將不斷提高同學們的認知水平，事半功倍。與此同時，教師可通過作品，了解學生知識掌握狀況。將好的作品匯編成冊，七律、絕句、詩歌、歌曲等創作形式一些枯燥的專業知識更接地氣，給了專業知識全新的詮釋。這種從學生理解角度出發的知識詮釋，由于大家知識背景類似，學習程度相近，因此最易于理解，成為新同學學習的有益補充，也增加了學習興趣。
3.建立開放教學實驗平臺。知識體驗是學習過程中不可或缺的環節，根據教學內容要求及現有條件，設計了管道流動中的質量平衡；不可壓縮流體定常流能量方程；平板法測定保溫材料導熱系數；卡門渦街；氣隙對材料導熱性能影響；流動過程中的流線和跡線；畢托管測量流體流速；雷諾實驗；多種傳熱形式綜合傳熱；液―液間傳質；氣體蒸發過程的擴散傳質等11個基礎教學實驗。利用學院開放教學實驗平臺，逐漸為同學們提供服務。每個實驗設計包括五個部分：實驗目的、實驗原理、實驗設備、實驗步驟、結果與討論。實驗目的和實驗原理主要描述對應的傳輸原理知識；實驗設備的介紹使同學們對實驗平臺有直觀認識；實驗步驟提供了實驗操作指導；結果與討論引導同學們進一步思考實驗背后的基本理論以及對所學知識的靈活運用。此外，充分發揮教師的專業實驗室資源，在開展相應科研工作時，在開放實驗平臺上提前公布，鼓勵同學們觀摩、學習和參與討論。
三、結束語
本文在充分調研國內外教學基本狀況基礎上，提出通過教學體系完善、深化知識體驗以及教學實驗平臺建設來提高學生學習興趣，改善教學效果的一系列改革措施。研究結果對改善本課程教學質量具有較強的實踐意義和較高的借鑒價值。此外冶金人才培養全國應為一盤棋，建議整合國內冶金傳輸原理教學優質資源，充分利用現代化網絡工具，建立冶金傳輸原理課程網站。實現教學資源共享，建立教學課件庫、習題庫、學生自我測試平臺，重點難點解析專欄，并定期安排優秀教師網絡答疑，通過不斷努力，使冶金傳輸原理課程建設更上一層樓。
參考文獻：
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【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）10-0150-01
《熱力學統計物理》是材料物理專業基礎理論課程之一[1]，是材料科學與物理學的一個交叉學科。重點研究熱運動和熱現象規律的學科，而且內容豐富，體系完整。但是由于這門課程內容抽象，理論性極強，就自己在學習中的體驗與老師在教學中的探討，發現很多的理論知識點都很難充分理解與熟練運用，因此在我們學習中及老師的教學方面都面臨著諸多方面的困難。所以在專業特點課程要求上既要有材料科學又要有物理學理論方面的知識相結合，應在教學計劃中占有很重要的地位，為后續專業學習提供承上啟下的鏈接作用。教學中激起學生的學習興趣和思考能力，使教學效果達到最優。滿足該領域的人才需求，培養高素質的專業人才及獨立分析問題的能力。本文結合作者在實踐學習中和課堂教學中的教學內容、教學方法、考核方式及學習方法等諸多當前存在的問題作以下的教學改革。
一、熱力學統計物理課程中存在的主要問題
首先，《熱力學統計物理》作為材料物理專業理論課程主要基礎之一，它是由熱力學與統計物理兩部分組成，而且理論性較強，課程抽象?；谧髡咂綍r在教學中和同學的探討中發現公式很多，記不住，理不清，大多數同學都覺得《熱力學統計物理》比較難。又由于在當前高校推行素質教育和培養應用型人才的指導下，理論課程教學學時都均有大幅度的壓縮。因此帶來了教學學時少和教學內容多的嚴重矛盾，又因為教學體系沒有改變，所以存在教師教學過程中難教，學生難學的普遍現象。
其次，教學形式陳舊，而《熱力學統計物理》的語言嚴謹又枯燥[2]，內容包含很多的公式及推導。在長期的教學中發現，老師采取灌輸的方式教學，這樣只能使課堂枯燥乏味，學生被動的接受知識，所以很難帶動學生自主學習的興趣，從而容易使學生感到疲勞產生厭煩心態，對后續專業課的學習產生抵觸情緒。要想使學生真正的學習到知識，掌握實踐的應用，培養符合目標的專業人才，達到該領域的需求。就要大膽對過去陳舊的教學模式進行改革，增加學生自主學習的空間，培養獨立思考的能力，促進學生個性發展。又由于傳統期末考試都是閉卷考試，使學生不重視平時的課堂測試及知識的運用，期末都只是希望老師劃重點，到考試的時候死記硬背，考過之后就什么都忘了。根本就無法應用到當前科學的研究中，更不用談科學素養及創新能力。
對于以上普遍存在的諸多問題，根據作者在實踐中的學習與教師在教學中的深入探究。本文將對諸多的教學矛盾和學習提出一些意見及新的教學改革。
二、研究新型教學及內容改革
（一）改進教學方法，優化教學內容
在面對教學內容多，教學學時少的主要矛盾上，要加強教學課程的整合。因為在《熱力學統計物理》中的熱學部分在大學物理和物理化學中都有很高的重復率，所以在充分了解本專業的選修課及后續學習的專業課知識后，如發現有重復的部分要進行壓縮與刪減[3，4]。但是要正確引導學生，有針對性的做好提前復習與課后總結，讓學生自己去發現問題，然后在課堂上對學生重點提出的問題作重點的講解，與學生多探討，加強課堂訓練。這樣既保證了知識的完整性、系統性和邏輯性。更不會使學生產生厭煩的情緒，也能激發學生自主學習的興趣。這樣既提高了教學效果，優化了課程體系，又能很好的緩解學時少與內容多的主要矛盾。
（二）引入新課程考核理念，強化素質考察
經過國家對教育的不斷改革，對人才的考核及評定方式都發生了很大的變化。所以課程評價對課程實施起著重要的引導作用，在不同的時期，就有不同的教學理念，也就會出現不同的評價標準。在對學生進行成績及各方面的考核中，要采取全方位多動態的方式對學生素質與能力進行考查?；趥鹘y的考試方式，都是一張試卷定成績，這種考核方式是有弊端的。因為《熱力學統計物理》的基本內容包含大量的公式及繁瑣的推導運算。而傳統的教學模式都是灌輸的方式進行教學，學生被動的學習。教師與學生之間缺少交流，這樣學生在學習中很容易產生厭煩的情緒，上課根本就聽不進去，達不到人才培養目標。所以在教學中要采用啟發式教學，調動學生學習的積極性，以教師為引導，開展課堂討論，師生共同參與，由教師提出一個或者多個與課堂相關的問題，讓學生以小組的形式進行探討，或者讓學生課后自己查閱資料，每個人都對問題提出不同的回答，老師最后對問題做總結。以這種多樣化的方式考核，多方面做評定。既拓寬了學生的知識面，又激起了學生自主學習興趣。也更好的培養了學生獨立思考的能力與勇于提出自己見解的習慣。
（三）理論聯系實際，適當引入材料學科前沿內容
隨著各大高校的轉型及對人才培養模式都是朝著創新型人才方向進行的，課程的內容就要體現一定的先進性與現代化。在教學過程中要適當的補充與《熱力學統計物理》課程相關的最新材料學與物理學學術成就與進展。另一方面可以通過鼓勵學生多參加一些這方面的學術報告與學術沙龍，多做交流，或者可以讓學生多看相關報告的視頻。有意識的引導學生拓寬知識面，激發自主學習興趣，體現課程的豐富性，使教學效果達到最優化。
材料類專業是應用性很強的專業，比較注重實踐性，而當前很多高校又在轉型為應用型人才的培養，所以在對本課程的要求中要體現實用性，要加強理論與實踐相結合。在教學過程中多帶學生參觀一些生產或者加工類的工廠。讓學生在實踐中學習，這樣不會使學生對課程產生厭煩的情緒，更能帶動學生自主學習的興趣?；蛘呃蠋熆梢詭W生多參加教學討論，參加各方面的比賽來加強學生對知識的應用，讓學生體驗到學習本課程的實踐性，這樣既不會使學生對學習感到盲目和乏味，又能激發學習興趣，也幫助學生拓寬知識面。
三、結語
本文結合作者在實踐學習中及根據教師的教學實踐，深入的探索了《熱力學統計物理》課程的教學模式?；趥鹘y陳舊的教學方法存在的問題與當前在實踐教學中課時少與內容繁多存在的諸多問題，提出了課程整合的具體課改方法。要加強討論式教學，調動學生自主學習的興趣，有效激發學生的創新熱情以及培養學生的創造精神，實現多樣化的考核方式，拓寬學生的知識面，使教學效果達到最優。以實現人才培養目標，達到國家對該專業的要求。
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對原料丙烯進行凈化處理是聚丙烯裝置的重要工序，原料丙烯的純度對維持聚丙烯聚合反應穩定運行和提高產品質量有重大影響。因此明晰丙烯凈化塔的性能并掌握正確的操作方法對聚丙烯裝置具有十分重要的意義。現以大唐內蒙古多倫煤化工有限責任公司聚丙烯裝置的丙烯凈化塔為例，分析其性能與操作方法。流程見圖1。
液體混合物的蒸餾分離，是利用物系中各組分揮發度不同的特性而實現的。在一個理想的兩組分物系中，液相總是符合拉烏爾定律（式1），而氣相在外壓不太高時總是符合道爾頓分壓定律（式2）[1]。
公式中可以看出，在一定的外壓條件下，理想兩組分體系氣液兩相中各組分的摩爾分數僅與平衡溫度有關。精餾是一個多級分離過程，相當于在精餾塔內進行多次平衡蒸餾。平衡狀態下，精餾塔內的每一層塔盤，其塔盤上的溶液及溶液上方的氣相都可以看作一個單獨的平衡體系，在外壓穩定的條件下，其平衡組分摩爾分數僅與其平衡溫度有關。因此，一個穩定操作的精餾塔中，精餾塔的產品組分組成變化可通過觀察塔頂及塔底的溫度變化來進行判斷。
2 丙烯凈化塔設計參數分析
此丙烯凈化塔設計理論塔板數為20，進料板為第9層。而此塔實際塔板數為32（包括塔底再沸器和塔頂冷凝器），實際進料板為第14層，塔板效率在60%左右[2]。此塔各塔盤平衡溫度和液相各組分摩爾分數設計值如表1所示。從表中可以看到，塔頂操作壓力為2.249MPa時，塔底設計溫度為53.51℃，塔頂設計溫度為44.13℃，溫度變化并不是典型的精餾塔變化曲線。當塔盤上液相中輕組分摩爾分數增加時，其對應的平衡溫度隨之降低，因此可用塔頂溫度和塔底溫度來反應塔底塔頂的組成[3]。其中第一層塔盤和第二層塔盤之間的溫度變化最大，組份變化也相對較大，其它塔盤之間溫度變化并不十分明顯，因此可以認為此塔的靈敏板是第一板，可用其變化來監控各塔盤的組分變化情況。另外，我們也可以看出，丙烯凈化塔對原料丙烯（塔底產品）的提純效果并不明顯，但對于C2以下的輕組分的分離效果比較突出，因此我們在操作時應重點調節丙烯中C2以下的輕組分含量。
3 影響因素 3.1 進料狀況對丙烯凈化塔產品組成的影響
進料狀況一般包括進料的組成和進料的熱狀態，在穩定的料組成下，對于一個操作穩定良好的精餾塔來說，其塔頂、塔低組分會受到進料熱狀態的影響。對于此丙烯凈化塔來說，在正常運行時，丙烯進料溫度在26℃-32℃之間，屬于冷物料進料，且物料溫度變化不是很大，因此進料熱狀態對于丙烯凈化塔組分的影響基本可以忽略不計。
當進料溫度確定以后，進料組成的變化（表2）會同時影響塔頂組分組成和塔底組分組成。一般情況下，進料組成xF（進料中易揮發組分摩爾分數）增加時，塔頂、塔底液相中易揮發組分將同時增加，反之同時減少。
圖2？次日丙烯凈化塔運行狀態
對比表1、圖1以及圖2，可以看出，記錄的第一日，原料丙烯中C2以下的易揮發組分摩爾分數遠高于設計進料組成，此時，對應的丙烯凈化塔操作狀態如圖1所示。在這種進料組成下，塔頂溫度僅為38.90℃，遠低于設計操作溫度44.13℃，說明此時塔頂易揮發組分摩爾分數已遠高于設計值；塔底溫度為51.97℃，亦低于正常水平，說明此時塔低易揮發組分同樣高于正常水平。對比次日進料狀態和丙烯凈化塔操作狀態，當進料中易揮發組分減少時，同樣的操作壓力下，塔頂溫度升至48.79℃，塔底溫度上升至52.48℃，實際變化與理論相符。因此，丙烯凈化塔在脫除原料丙烯中輕組分的同時，還可監測原料丙烯的質量，并及時做出調整。當操作條件未改變時，塔頂、塔底溫度同時下降，說明此時原料丙烯中輕組分含量增加，應加大頂部排放量，脫除輕組分；而當進料易揮發組分減少，塔頂、塔底溫度升高，此時塔底組分和塔頂輕組分會相應減少，可適度減少排放，減少浪費；當塔頂溫度上升到一定值時（十分接近此時壓力下丙烯飽和蒸汽壓），說明此時進料丙烯純度已較高，且由于丙烯凈化塔分離能力的限制，已不能繼續分離出易揮發組分，此時可以考慮關閉放空。
3.2 操作條件對丙烯凈化塔產品組成的影響
精餾塔的操作條件一般包括塔壓、回流比[4]、塔溫、物料平衡等。由于塔壓總是隨著平衡溫度的變化而變化，且塔壓變化不超過20%-30%時，x-y平衡曲線變動不會超過2%，因此在正常操作中，塔壓變化不是很大時，可以認為塔壓是一個恒定值。而丙烯凈化塔在后續負荷變化不是很大、很頻繁時，可認為物料一直處于平衡狀態。
圖3？丙烯凈化塔操作溫度變化趨勢
設計初期，對進料、出料進行物料衡算，若所需產品的質量確定，精餾塔的塔底溫度和操作壓力就已經確定。從圖3中可以看出，塔底溫度的變化總會引起塔頂溫度和塔壓的相應變化。降低塔溫時，塔壓隨著降低，組分相對揮發度增加，此時物系更易分離。但當操作壓力過低時，塔頂溫度過低，塔頂冷凝困難，精餾過程將無法繼續進行，丙烯得不到精制。提高操作溫度時，塔壓隨之升高，組分相對揮發度減小，分離變得困難。當塔壓過高時，塔底產品很難提純，產品質量得不到保證，同時塔頂排放產生浪費。因此，正常操作時，應盡量維持塔壓穩定，通過塔頂、塔底平衡溫度的變化來控制操作。而當原料純度較高時，分離將變的很難，此時可適度地選擇低塔壓操作，以節約水、汽用量。
4 結論
（1）塔溫的變化會引起塔壓的變化，對塔頂、塔底組分組成有一定影響。在對丙烯凈化塔進行操作時，應首先通過調節再沸器蒸汽流量和塔頂冷卻水量來維持穩定的塔壓；在塔壓穩定的情況下，根據平衡溫度的變化來選擇合適的頂部放空量，以確保塔底產品的質量。
（2）當進料丙烯輕組分含量明顯升高時，塔頂及塔底的輕組分含量均會隨之升高，應及時增加頂部排放量，以維持塔底產品的質量；當進料丙烯輕組分含量較少時，頂部溫度與丙烯對應壓力下平衡溫度相差不大，應關小排放量，減少丙烯損失。在確保丙烯凈化塔塔底產品質量同時，也可適度選擇較低塔壓操作，以減少蒸汽和冷卻水的用量，達到經濟效益最大化。
參考文獻
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[2] 錢建兵，朱慎林.影響精餾塔板效率因素探討[J].化工時刊，2003
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