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摘要：

西南石油大學培養以“油”和“氣”為特色和優勢的安全工程專業本科生。長期的教學實踐證明，《物理化學》是安全工程專業必不可少的課程。本論文圍繞我校安全工程專業特色對《物理化學》課堂教學進行了針對性的改革和探索。

關鍵詞：

物理化學；安全工程；課堂教學；改革和探索

物理化學是化學學科的一個重要分支，被譽為化學中的“哲學”。物理化學綜合運用化學、物理、數學等基礎知識，剖析化學反應等過程的本質，并分析和解決化學變化和部分物理變化過程中遇到的理論問題，并上升為一般規律，為后續課程奠定堅實的理論基礎[1]。絕大部分高校將物理化學作為安全工程專業本科生必修的一門基礎課程。各個學校根據自身發展方向和特色，針對安全工程專業制定了不同培養方案。例如，西南石油大學及中國石油大學，以石油天然氣為發展特色，因此，在制定安全專業培養方案時，主要圍繞石油與天然氣采輸、油氣化工生產等行業制定培養方案，力求培養出具備油氣化工生產、石油與天然氣采輸等專業背景知識的安全工程與技術、安全設計與控制、安全教育與評價以及安全監察與管理等方面的適應我國發展的人才，能在企事業單位進行安全管理，能在政府部門進行安全監察，能從事安全工程與管理方面的研究、設計、評價和咨詢等工作的高素質復合型專業人才。南京理工大學主要圍繞燃燒、爆炸的理論及防治技術制定安全工程專業培養方案，力求培養出能從事危險源辨識與評價、安全技術研究與設計、安全檢測與控制、安全管理等方面的高素質人才。中國地質大學（北京）主要圍繞地礦、建筑、煤炭、化工、交通、民航等行業制定培養方案，力求培養出從事安全管理、監察和科研的“管理+技術”的綜合性高級人才。從上述這些學校的培養方案可以看出，物理化學基本理論，如相平衡、電化學、化學動力學、表面物理化學、膠體化學等，在安全工程與技術領域有廣泛應用，有的甚至是實際安全生產中的應用，比如燃燒、爆炸等等。因此，物理化學在安全專業課程教學中占有很高的地位。我們針對服務于油氣行業的安全工程專業，針對物理化學課程，在教學內容和方法等方面做了一些思考和探索。

一、針對性的改革和探索

（一）教學內容的“舍”與“得”

我校安全專業注重定位培養，主要是培養具備石油與天然氣采輸、油氣化工生產等專業背景知識的安全工程專業本科生，就業單位主要去往中國石油化工集團公司、中國石油天然氣集團公司、中國海洋石油總公司以及殼牌等企業，主要從事油氣采輸、油氣化工生產過程中的安全管理、安全評價等工作。為達到培養目標，主要設置了以下課程：無機及分析化學、有機化學、物理化學、工程制圖、化工原理、鉆采概論、燃燒與爆炸學、工程熱力學、油氣加工工藝學、工程流體力學、電氣安全工程、安全人機工程、安全原理及安全管理學、安全檢測與監測、安全評價和安全法學、安全系統工程、機械及特種設備安全技術。我們通過調研每個課程并結合與其他課程老師的交流，發現很多課程跟物理化學理論聯系緊密，如表1，我們列出了部分課程章節涉及的物理化學理論。因此，我們對安全工程專業物理化學的教學內容進行了取舍，將多相平衡、催化反應動力學作為講解的重點，減少了統計熱力學、界面現象和膠體化學的學時數，舍去了量子力學基礎的講解。物理化學與其他化學（如燃燒與爆炸、化工原理、無機及分析化學）重疊的知識點讓學生自學或者采用課堂討論等方式減少不必要的重復，并注意與其他課程教學聯系起來[2]。經過幾年的教學表明，這種教學內容的“舍”與“得”取得了較好的教學效果。

（二）教學方式和教學手段的改革

物理化學是用物理學結合數學研究化學運動中最具有普遍規律的一門學科，內容相對其他化學課程枯燥乏味，知識點難于理解。課堂上學生經常“云里霧里”，很容易開小差，甚至產生厭學的狀態。因此，如何將學生的“心”留在課堂，成為物理化學教師必須攻克的難關。

1.理論聯系實際，提高學習興趣

引導學生通過現象看本質，將物理化學理論與生活中常見的實際現象聯系起來，激發學生的學習熱情和學習興趣，使枯燥乏味的理論變得豐富生動。例如，在講熱機效率的知識時，提問法拉利汽車的極限速度能達到多少；在講卡諾定理時，提問空調制熱或制冷的工作原理是什么；結合前沿研究方向，提問海洋溫差能、地熱能利用了什么理論；在講電化學的知識時，提問土豆也能當電池是真的嗎；在講膠體化學的知識時，提問為什么用鹵水點豆腐；為什么不同顏色的墨水不能混用；在講到界面現象的知識時，提問為什么小草上水珠、雨后荷葉都呈球形；在講到催化的理論的時候，結合前沿學科發展方向，講解我國大連化學物理研究所在國際上的聲望，列舉李燦院士在光催化領域提出的異質結和異相結、包信和院士提出的限域效應、申文杰研究員提出的納米催化形貌效應，鼓勵和引導學生熱愛科學研究。引導學生關注學科前沿，提高學習興趣，鼓勵學生去聽一些報告，參加一些論壇，如我校化工院組織的“西油證道”論壇。讓學生真正的體會到物理化學理論學習的重要性和實用性，激發學生的學習熱情和學習興趣[3]。

2.通過講解代表人物講授理論

物理化學理論其實質是不同時期科學家科研成果的集合，每一個理論背后都有科學家的故事。通過講解歷史人物來講解理論，一是可以提高學生的興趣，二是可以讓學生記憶深刻。例如，在講解熵的引出的時候，通過理論代表人物將知識點串聯起來。同時講解各個科學家的生平以及如何得出這些理論的過程，講授他們成為偉大科學家的成長經歷，激發學生探索科學真理的欲望，培養科學素養。同時講解一些做人做事的道理。例如在講化學熱力學定律的時候，講解“物理化學三劍客”：范特霍夫、阿倫尼烏斯、奧斯特瓦爾德的生平事跡，以及他們研究什么理論獲得了諾貝爾化學獎。如在講電化學的時候，講解法拉第通過自學成為偉大的科學家的事跡。在講催化知識點的時候，重點講在催化領域獲得諾貝爾化學獎的科學家，如因在手性催化氧化反應做出巨大貢獻而獲獎的三位科學家（Knowles，Noyori，Sharpless）；因在固體表面化學與催化領域做出巨大貢獻而獲獎的GerhardErtl。在講相平衡萃取時，講解我國2015年獲得諾貝爾醫學獎的科學家屠呦呦。激發學生的求知欲望，把學生的“心”留在課堂。

3.多渠道引導學生自主學習

我們在物理化學考核方面也進行了嘗試，進行多樣化考核，將課前問答、課堂問答、課堂紀律表現、課堂作業、課后作業都作為平時成績的一部分，平時成績比例提高到30%。從而引導學生課前預習，帶著問題來學；課后復習，溫故而知新。經驗表明，講解物理化學理論應用于科學前沿的熱點案例可激發學生對物理化學理論的學習興趣[4]。因此，我們圍繞“油氣”特色，設定項目。讓學生探討項目所涉及的物理化學知識，充分調動學生的自主性，發揮學習的主體性。比如設定項目《三次采油中聚合物驅油所涉及的物理化學理論》，讓學生知道在合成及表征聚合物過程中涉及的相態和在使用過程當中涉及的表面現象、靜電現象、膠體化學等物理化學知識，讓學生通過老師提示、自主學習的課本知識和查找的資料，來用物理化學理論解釋現象。比如設定項目《海底天然氣水合物的開采所涉及的物理化學理論》，讓學生知道主要涉及多相平衡、化學熱力學等相關理論。以項目為中心展開教學，使學生有興趣，目的明確，給學生探索的機會。加強期末考試的客觀性、科學性和公平性。教研室老師一起出題，統一閱卷，教考分離。增加小論文、小報告在總分中的比例，讓學生的精力放在“學”而不是“考”，轉變目前為考而學的應試模式，最終達到為解決問題而“學”的終身學習的方式。

二、結論

隨著科學技術的發展和社會對人才質量需求的變化，各專業對物理化學課程的要求也不斷改變，這就要求對物理化學課程的教學內容、教學方法及體系進行不斷地完善與改革。在保留現有體系主干完整性的基礎上，適當增加與專業緊密相關的物理化學知識，適當減少應用較少的或與專業聯系不緊密的物理化學知識，優化課程體系。同時，根據不同專業，強化物理化學在該專業領域方面應用的知識，適當引入案例教學內容，才能提高學生學習物理化學的興趣，激發學生的主觀能動性。

作者：陳永東 朱元強 賴南君 單位：西南石油大學化學化工學院

參考文獻

[2]　魏澤英,高慧,謝小燕,等.藥物制劑專業物理化學課程教學的思考和探索[J].中國醫藥導報,2014,11(33):136-139.

[3]　劉俊龍,師瑞娟.科學教育專業《物理化學》課程的教學探討[J].廣東化工,2014,41(16):211,214.

[4]　余傳波,鄧建梅,鄒敏.物理化學“啟發式教＋探究式學”教育模式的構建與啟示[J].化學教育,2014,16:16-19.