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0引言
“物理化学”课程是高等院校化学、化工、制药、材料和生化等专业的学生必修专业基础课之一.“物理化学”课程综合运用数学、物理等学科的理论和实验手段来解决化学反应中出现的问题，并研究在化学变化中所遵循的规律.物理化学是多种学科的理论基础，尤其在理科、工科化学系列课程体系中起着重要作用.由于“物理化学”课程的理论性强、公式多，学生在学习过程中难免觉得内容过于抽象而难以理解［1-2］，同时所学内容与实际应用联系较小，造成学习的畏惧感，学习效果不理想.鉴于物理化学在化工相关专业知识结构中所处的重要位置，尤其对后面要学习的“化工原理”“化工热力学”和“催化原理”等课程起着重要的铺垫作用，因此，“物理化学”课程的建设对高质量化工专业人才的培养至关重要.多年来，我校化学与材料科学学院物理化学课程组通过更新教育理念，在物理化学的教学内容、教学方法、教学思想和教师队伍建设等方面取得显著成效.完成“物理化学”省级精品课程的建设和验收工作，成效显著.“物理化学”课程团队被遴选为学校重点建设的课程团队.在这样的背景下，如何以实践为导向，在教学过程中培养学生的工科思维，提高他们解决实际问题的能力是工科物理化学教学值得思考的重要问题.
1调整理论教学内容，侧重工程实践导向
相比而言，我校开设化工专业的历史较短，所用物理化学教材也一直沿用我校化学（师范）、应用化学和材料化学专业使用的《物理化学》（第五版、南京大学傅献彩等编写）教材，以相应的《物理化学学习指导》（南京大学孙德坤和沈文霞等编写）作为学生的指导资料.在授课的过程中，虽然也积极拓展部分内容，在一定程度上解决与化工实践过程联系不密切的矛盾.但随着我校化工专业的建设和发展，如果继续使用偏重理论教学的物理化学教材显然不合时宜.以课程体系的改革为契机，基于实践导向的新教材的选用成为物理化学教学改革的出发点.从2014开始，精选天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》（第五版）［3］工科教材作为我校化工专业物理化学课程教材.与原教材相比，天津大学编写的工科“物理化学”教材增加许多与实际工业生产相关的知识点，如真实气体的液化及临界参数、真实气体状态方程、二组分液体部分互溶系统的温度-组成图和完全不互溶系统的温度-组成图，以及多相化学反应等，目的是帮助学生能更好地了解和掌握物理化学原理在化工生产中的应用，有利于化工专业学生的工科思维的养成.另外，工科“物理化学”教材将电解质溶液、可逆电池电动势及其应用和电解与极化作用3部分内容合并为电化学，将化学动力学基础和化学动力学基础合并为化学动力学，既优化教学内容，又适当降低理论深度，更重要的是拓展学生的实践视野.本教材在我院近几年的使用过程中，获得学生良好的反响.
另外，随着现代科学技术的快速发展，图文并茂、生动形象的教学课件对工科物理化学课堂教学的支撑作用是显而易见的.由于物理化学课程内容的抽象性，注重通过演示与基本原理相关的实验现象对接实践应用，让学生更好地理解所学理论知识与工程实践的直接关系［4］，更好地突出物理化学理论知识对工程实践的指导作用.在授课过程中，除讲授教材上的基础知识外，还注重把从事物理化学方面的科研体会以及最新科研成果有机地融入到物理化学教学过程中，更好地激发学生对“物理化学”课程的学习兴趣，使学生更加认识到物理化学在生活和化工行业中的重要性，同时也培养学生加快适应工业生产的能力和科学创新的思维能力［5］.
2优化课堂教学方法，注重实例说明理论
由于化工专业的学生将来所从事的职业与生产实践更加紧密相连，所以，采用何种教学方法才能更加有效地提高学生的工程实践能力是物理化学教学过程中面临的问题之一.物理化学内容抽象、公式多而杂，在课堂讲授中要更加注重结合具体实例来阐述理论内容，才能有效地帮助学生深入理解和接受所学的理论知识.例如，讲授界面现象中弯曲液面下的附加压力时，用他们所熟悉的人工降雨和暴沸现象来说明开尔文公式，只有水蒸汽液化凝结成新相小液滴（凸液面），小液滴逐渐长大才能从天上落下雨滴.由于新相小液滴刚开始很难形成，即水蒸汽的过饱和蒸气压pr非常大，天空中的水蒸汽气压很难达到pr，因而需要采用人工的方式提供小液滴形成时的凝聚中心，大幅度降低pr的数值，使雨滴顺利形成.同理，液体受热气化形成新相小气泡（凹液面），小气泡逐渐长大才能从液体里逸出，但新相小气泡开始很难形成，即液体过热也不沸腾，是因为液体中的小气泡压力很小达不到外界大气压的数值，因而需要向液体中加入实验中常用的沸石（孔中含空气）增加初始小气泡的大小，使气泡压力很快达到外界大气压值，保证气体从液体中顺利逸出，避免形成过热液体，引起事故.总之，利用具体实例讲授比较抽象的物理化学知识，使学生在学习理论中更接近实际生产和生活，激发他们将理论运用于实践的潜能.
3多方位理解实验原理，提高动脑与动手能力
伴随着物理化学理论教学内容的调整，也将相关的实验教学内容进行优化.例如：化学反应过程中常常伴随着反应热的形成，如果不能及时地移除多余的热量导致反应温度升高，反应速率加快，将对化工生产安全带来极大的隐患.所以，反应过程中温度的测量与调控在化工生产中显得尤为重要.目前，在物理化学实验中涉及到多种类型的温度计（如玻璃温度计、贝克曼温度计、热电偶等）用于测量反应体系的温度.作为温差测量的贝克曼温度计，广泛应用在恒温槽的组装和性能测试、稀溶液的凝固点降低实验中.由于精密电子温度测量仪器的普遍使用，使得贝克曼温度计在实验中的利用率逐渐降低，但它仍可以作为一种简便的辅助仪器使用.另外，温度效应常常在实验中有所体现.如醋酸-水-氯仿三组分系统的相图绘制实验，其成败与温度的关系比较密切.然而，大部分学生在实验过程中并没有注意到这个现象，也并不清楚隐含的实验原理.实验过程中，温度影响到各组分间的溶解度，在温度较高的条件下无法观察到明显的浑浊现象，导致不能很好地判定滴定终点.因此，如果能够测定不同温度下的相图，可以使学生更深入地了解萃取过程，理解相图中物系点和相点的概念，对于化工产品分离条件的筛选起到良好地指导作用.其他的实验项目，例如：溶液表面张力的测定、活性炭比表面积的测定、蔗糖水解反应速率常数的测定、高聚物的分子量测定等，温度的影响均不可忽视.
合理的安排实验是保证学生理解并掌握实验原理的前提.但由于参与实验的学生人数较多，普遍的做法是将学生分成若干小组，采用循环的方式开展实验.如果物理化学的理论课与实验课在同一学期开设，在循环实验过程中将不可避免地导致部分实验项目早于理论课程的学习，学生在实验过程中则显得非常被动，对实验理论一知半解，造成他们更多地关注实验操作过程，只动手、缺乏动脑，实验效果并不理想.鉴于此，将实验课的开出时间较理论课程滞后一学期，先让学生充分学习理论知识，再开展相关实验.通过在实验过程中让学生试讲实验内容、回答问题等方式让学生进一步理解实验过程中的理论知识和操作步骤，更好地理论联系实际，教学效果良好.同时，依托我校的安徽省化学工程实训中心，还可以进一步开设与物理化学相关的综合性实验和创新性实验，为学生深入理解物理化学原理、提高学生的动手实践能力奠定基础.
4结语
通过对我校化工专业本科生“物理化学”课程的教学和改革结果，以实践能力培养为目标，优化教学内容，注重理论与实践相结合，逐渐培养学生的工科思维，才能提高学生利用物理化学原理知识综合解决化工实践问题的能力.
参考文献：
［1］黄玉成，杜金艳.工科物理化学教学内容的几点思考［J］.广州化工，2015，43（2）：161-162.
［2］胡碧茹，吴文健.《物理化学》课程教学改革的相关探索与实践［J］.高等教育研究学报，2013，36（2）：113-115.
0前言
物理化学是我校材料科学工程、环境工程和给排水工程等专业的一门专业基础课，该课程主要运用物理的原理、方法及技术，结合高等数学的知识来研究化学体系的性质和基本规律[1]。而物理化学课程内容抽象且逻辑性很强，公式繁多，且大多公式都有使用条件，以往的“一言堂”和“填鸭式”的授课模式，很容易使学生产生厌学情绪，教学效果受影响[2，3]。因此，在有限的课堂教学时间里，激发学生学习物理化学的积极性，着眼其原理和来源分析推演，联系实际生活案例加以深入以此提高学生的综合素质，让物理化学课程变得轻松易懂易学成为教师值得思考的课题。本文将从以下三方面进行探索以期切实提高物理化学课堂教学质量。
1课堂教学中多用“通俗讲解法”
为了打破物理化学枯燥、沉闷的传统教学方法，在教学内容的设计上，应该避免死板照搬知识点，要找出与知识点“接地气”的讲解方法让学生更易懂易学，即“通俗讲解法”。例如，在界面张力章节中，固体表面吸附气体时，朗缪尔吸附等温方程的推导复杂难懂，但如果把学生进教室坐座位的过程比作气体被吸附到固体表面就简单了，每位学生好比每个被吸附的气体分子，座位好比固体表面。如果学生坐满座位则覆盖率等于1，否则小于1。固体表面吸附气体的速率受哪些因素的影响呢？在覆盖率理解的基础上，学生会去思考，教室的空位越多，坐下的速率肯定更快，那这个空位怎么计算呢？空位率乘以空位数。如果教室外有一只猛虎追赶学生，是不是大家会努力挤进教室呢？而这只吃人的“老虎”就好比一种推动力，对于气体分子来说就是压力，固体表面吸附气体时，压力越大，吸附肯定就越快，这样学生就能很容易理解影响气体在固体表面吸附的因素，即空位率和压力。学生再看吸附速率的公式就变得更容易了。这种通俗的讲解办法可以把理论性很强的知识化作简单易懂的生活常识，调动学生积极思考，真正让学习变复杂为简单。
2重过程的教学模式激发学生兴趣
2.1结合《普通化学》、《无机化学》、《高等数学》和《大学物理》等基础课程，实现轻松学《物理化学》
《物理化学》课程一般安排在大二下学期开课，教学中多从学生学过的知识点引入，可以收到事半功倍的效果。例如，热力学部分的术语在《普通化学》[5]和《无机化学》[6]中已经介绍过，《物理化学》课堂上只需简单提及，学生就能回忆起来，再结合《高等数学》中微积分的知识，就能帮助学生轻松掌握功、能量守恒定律等重点内容。而在化学平衡常数的表达式相关内容讲解时，也可以先引入《普通化学》和《无机化学》中标准平衡常数的表达式写法特点，再稍加推演就可以让学生掌握平衡常数的其他表达式[7]。
2.2结合应用实例教学，提高学生学习兴趣
许娟等[8]认为举一些“闪光点”的实例将物理化学基本原理与实例相结合可以帮助其理解并且培养学生的物理化学视角。刘建等[9]认为教师讲课备课，应该以“应用”为主旨合理取舍教材内容。因此，在物理化学教学中引入实例教学非常重要，如将实际生产中的合成氨反应与热力学和动力学知识贯穿，粉尘爆炸与表面能相联系，自然界水结冰，冰雪融化等与化学势相关联，汽车表面镀膜与胶体化学关联等等。
2.3结合物理化学实验讲解和推演理论知识，让抽象的理论变得简单、适用
如借助凝固点测定实验讲解稀溶液的依数性之凝固点降低。单纯理论上的分析和推导很乏味，若结合表1设计凝固点降低实验，学生自己动手测凝固点并分析所得数据，就不难发现当在环己烷中加入萘后凝固点有所降低，进一步还可以设计实验添加相同物质的量的尿素，结果如何呢？让学生通过实验找答案。在此基础上，可以再向学生提问，如果是未知试剂A需要测定相对摩尔质量可否利用稀溶液的依数性？学生则可以按照表2设计凝固点降低实验，再结合理论推导将可以完成。让学生带着问题去设计实验，分析、推导和应用同时进行，提高学生动手能力，逻辑分析能力，以及创新能力。
3选择合理的考评体系以激发学生学习热情
《物理化学》课程学习难度较大，内容深且枯燥，要让学生在课堂内外的学习热情有增不减，平时成绩可提高到40%甚至更大的比例，再扩大其考评范围。除了通常的考勤、课后作业和课堂回答问题外，可以把学生讨论交流作为平时成绩。在物理化学课堂教学中，引入学生讨论交流模块[3,10]对学生独立思考和团队合作能力，表达和沟通能力、分析问题和解决问题的能力等的培养都大有裨益，受此启发，笔者在2015级材料专业学生物理化学课堂上采用了专题汇报和讨论模块。由于这门课学时有限，不可能多次应用Think－Pair－Share（思考—讨论—交流）模式[10]和Sandwich教学法[3]，所以我们将班级49人均分为7组，每组固定专题负责人。教师给出几个《物理化学》相关的专题，请各组自选，选定后，请同学们利用课余时间查资料，制作PPT，在学期末进行专题汇报和讨论。每组给予8到10分钟进行汇报，每组抽出一人来当评委，再邀请其他班级同学或者老师作为评委，并进行现场打分和排名，结果按比例记入平时成绩。我们通过问卷调查回访学生的反应，学生一致认为，该专题讨论的课堂模式拓展了知识面，展现了大学生风采，增强了师生之间的互动交流，调动了大家的积极性，活跃了学习氛围，值得推广。另外，笔者设想将《物理化学》的考试分段进行，譬如每三章出一份试卷，考试成绩按比例记入期末总成绩中，以此督促学生及时复习和总结。
4结语
《物理化学》课程虽然内容繁多且需要的储备知识较多，但该课程在本科学生的思维训练和素质拓展，以及专业课程和实验能力上都有很大的作用，因此，探索更多更好的教学方法和合理的考评体系来提高教学质量是我们教师持之以恒追求的话题。
参考文献
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［3］段煜，王晓岚.Sandwich教学法在药学专业物理化学教学中的应用(I)—表面张力教学实例[J].化学教育，2014，42(l6)：47-52.
［4］余传波,邓建梅,邹敏.物理化学“启发式教+探究式学”教育模式的构建与启示[J].化学教育，2014，(l6):16-19.
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［6］大连理工大学无机化学教研室.无机化学[M].北京：高等教育出版社，2006:22-27.
［7］天津大学物理化学教研室.物理化学[M].北京：高等教育出版社，2010：164.
［8］许娟，杨亚提.高等农林院校物理化学与专业结合的教学模式与实践[J]．教育教学论坛，2015,(17):133-134.
2教学上要下功夫提高学生学习兴趣
教学是由老师的“教”和学生的“学”共同组成一个有机的整体，两者缺一不可［2］。好的教学能引导学生更好的学习，提高学生的学习兴趣和效率。现行的多媒体教学与传统的黑板板书教学方法相比，前者借助多媒体课件，讲课的色彩更加丰富，形象逼真，信息量大，生动直观，在增强教学效果方面作用明显。我们在教学中将讲课PPT制作成精美的课件，在课件中穿插动画，Flash和声音，做到知识点和欣赏性兼顾的原则，从而使学生提高学习物理化学的兴趣。比如表面张力的概念，我们引入了动画，很直观的将液体表面张力的形成予以展示。为了进一步培养学生的学习兴趣，首先，我们努力将物理化学的知识与我们的日常生活紧密联系。比如发生火灾时，逃生用的防毒面具里面含有的活性炭，它可以吸附有害气体，从而引入物理吸附和化学吸附的概念问题。还有生活中，荷叶上的小水滴为什么是圆球状的?洗衣服时加入含表面活性剂的洗衣粉，为什么能把衣服上的污物洗掉等问题，都与我们的物理化学知识相关联。其次，教学内容与我们教师的科研内容相结合。鼓励学生积极参加老师的科研训练项目和大学生创新实验项目，在参与的过程中，将书本理论知识与科研训练实际相结合，能起到学以致用的效果。最后，也要将教学与生产实际相结合。我们的学生都有实习的阶段，教学过程中，有些章节结合生产实际讲解，学生更能领会。如相图这部分，精馏的过程，在化工企业生产上经常用到，由双液相液气平衡理论可知，液体经过不断地部分冷凝和部分汽化，液相中的组成就无限接近于难挥发的物质，而蒸汽中的组成无限接近于易挥发的物质，从而使二组分得到较好地分离［3］。由于与生产实际结合，学生听课认真，学得有兴趣，收到了较好的教学效果。
3引入物理化学科学家故事阐述人生哲理
在学习物理化学课程中，我们会接触到很多著名的物理化学科学家。上课讲到相关内容时，涉及到一些科学家，我们会讲解他们的个人简历和趣闻逸事，提高学生的学习积极性。给学生讲解科学家的一些故事，一方面可以提高学生的注意力，缓解一下课堂的学习气氛，也给物理化学的学习增加一点调味剂;另一方面，每一位科学家的成功都离不开其自身不断努力奋斗的过程，通过了解他们的经历，不仅课堂教学内容丰富了，而且学生对科学的发展产生了浓厚的兴趣，对科学家也产生了崇拜。鼓励学生以这些科学家作为学习的榜样，比如追溯物理化学这个学科的起源，我们不得不提到物理化学“三剑客”［4］，他们为开创物理化学而作出了重大的贡献。他们是1901年、1903年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的三位不同国籍的化学家:荷兰的范特霍夫、瑞典的阿累尼乌斯和德国的奥斯特瓦尔德。他们在“科学无国界”旗帜下，在以捍卫电离学说为中心的共同战斗中，结成了化学史上一个新型的科学联盟，正是他们的团结协作促成了一门崭新的化学分支学科物理化学的诞生。其中范特霍夫是第一位获得诺贝尔化学奖的科学奖，他50多岁时，还经营着一家乡村牧场，每天清晨亲自送牛奶，被誉为“牧场化学家”。阿累尼乌斯于1859年2月19日生于瑞乌普萨拉附近的维克城堡。他是电离理论的创立者，成功解释了溶液中的元素是如何被电解分离的现象，研究温度对化学反应速度的影响，得出著名的阿累尼乌斯公式。此外，他还提出了等氢离子现象理论、分子活化理论和盐的水解理论。对宇宙化学、天体物理学和生物化学等也有研究。在讲到稀释定律时，介绍了奥斯特瓦尔德的生平事迹，他出身普通家庭，求学时对化学产生浓厚的兴趣，1884年在博士论文中提出了电离假设，1888年提出了以他的名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律，1909年因在催化作用，化学平衡，氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖。这些科学家的共同点就是求学的道路上经历坎坷，有强烈的求知欲，经历了不同的几所大学，终身学习，从而使他们在物理化学领域取得了举世瞩目的成就，这种精神值得我们后人学习。
4实验教学环节，理论结合实践
物理化学课程具有理论抽象、推理复杂和计算繁琐的特点，是一门既难教又难学的理论课程。在课堂上学生只能学到书本上的理论知识，只注重基本概念的讲解、简单数学公式的推导和计算，学生感到枯燥无味，对学习没有兴趣。为了让学生真正理解和掌握物理化学基本原理知识，实验教学是必不可少的环节之一。通过实验教学使得理论知识与实际相结合，激发学生的学习热情，培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。实验教学是物理化学教学过程的一个重要环节，对于培养学生的科研素质具有至关重要的作用。在传统的物理化学实验教学模式中，教师按实验教科书先把实验所涉及的原理、仪器和具体实验过程进行详尽的讲解，然后由学生按部就班地去重现实验内容［5］。实践证明在这种以老师为主导的实验教学过程中，学生在实验动手能力培养上和独立思考上都收获不大。基于此，我们对现有的实验教学模式进行了改革创新尝试。把实验教学内容分为基础验证性实验和综合性实验两大部分。在基础验证性实验部分，主要是要求学生熟悉物理化学实验中常用仪器的用途、使用原理和操作方法。在综合性实验部分，指定几个实验任务，要求学生自己查阅文献相关资料，进行实验设计，将实验设计报告在规定的时间内，交给指导教师审阅，再完成实验内容。在实验进行过程中，老师可以进行必要的辅导。实验结束后，老师结合整个实验过程，包括实验设计的科学性、仪器操作、数据分析和研究报告等综合给出评分。综合性实验具有鲜明的研究型特点，能更好的激发学生学习的热情，培养学生的探索精神和独立的科研思考能力，受到学生的一致好评。
5建立课程过程考核评价体系
为了检验教师教学质量和教学效果，同时检查学生对所学知识掌握的程度和存在的问题，必须建立一套完整的考核评价体系。物理化学课程考核办法一般是由平时成绩(20%)和期末考试成绩(80%)两部分构成，存在的主要问题是期末考试成绩在总评成绩中的比例偏重。这种考核方式的弊端是学生平时学习不认真，期末考试前一周搞突击，起不到督促学生平时学习的作用。因此，我们重新建立了课程过程考核评价体系，采取的是平时成绩占10%，主要评分标准是课后作业的完成情况;出勤率成绩占10%，督促学生平时认真上课;增加一次阶段考试或者考核占30%，可以采取卷面考试的方式，也可以采取随堂考试或者课程论文的方式;期末考试比例下降，只占50%，期末考试全学期所学的内容都在考核范围内。在原有基础上，降低了期末考试的比重，不同学时的课程中间加上阶段性考试或考核的次数也不同，规定小于等于48学时的课程，期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程，期间加两次阶段性考试或考核［6］。虽然教师的工作量比改革前增加了，学生的考试或考核次数也增加了，但学生的学习主动积极性得到了提高。学生要想取得优异的成绩，阶段性成绩也不能马虎。目前我们建立的这套过程考核评价方法，其实质就是将考核贯穿于学习的整个过程，学生要适应这种体系，就要不断的学习。
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）02-0097-02
拉普拉斯方程给出了弯曲液面的附加压力与表面张力和曲率半径之间的关系，公式形式很简单，但推导方法各异，本文从表面张力、表面能及热力学基本公式出发，应用物理学和数学原理总结分析拉普拉斯方程常用的几种推导方法，并突出其中的物理化学的基本概念及意义，作为教师，向学生推荐各种推导方法，并进行比较，把学生的注意力引导到对基本概念的再认识上，可获得事半功倍的效果。
1？摇从表面能概念出发，应用几何知识及热力学方法推导
1.1？摇以任意弯曲液面为研究对象[1]
如图2所示[1]，在任意弯曲液面上取一小矩形曲ABCD，其面积为xy。曲面边缘AB和BC弧的曲率半径分别为R1和R2，作曲面的两个相互垂直的正截面，交线Oz为O点的法线，令曲面沿法线方向移动dz，使曲面扩大到A′B′C′D′，则x与y各增加dx和dy。移动后曲面面积增加dA=xdy+ydx；体积增加dV=xydz。增加dA面积所作的功与克服附加压力ps增加dV所作的功应该相等，即：γdA=psdV
γ（xdy+ydx）=ps xydz？摇？摇？摇（1）
由相似三角形原理：（x+dx）/（R1+dz）=x/R1′简化得dx=xdz/R1′？摇？摇？摇（2）
（y+dy）/（R2+dz）=y/R2′简化得dy=ydz/R2′？摇？摇？摇（3）
将（2）及（3）式代入（1）式得：ps=Δp=γ[（1/R1）+（1/ R2）]？摇（4）
（4）式称为杨-拉普拉斯公式（young-Laplace equation），是研究弯曲表面上附加压力的基本公式。
如果是球面R1′=R2′=R′，则ps=Δp=2γ/R′。
该方法以任意曲面为研究对象，应用几何知识和表面能的概念进行推导具有普遍意义，但是物理化学意义并不明确，在物理化学教学中只需简单介绍。
1.2？摇以球形液滴为研究对象[1，4]
如图3所示，设有一毛细管，管内充满液体，管端有半径为R的球形液滴与之平衡（忽略重力对液滴的作用），外压为p0，附加压力为ps液滴所承受的压力为p=p0+ps。设在恒温恒压下，可逆的对活塞施加压力，使液滴体积增加dV，其表面积相应增加dA，则在此过程中以液滴为系统，推动活塞对液滴所作的体积功为：δw1=p外dV=（p0+ps）dV，同时液滴膨胀对环境所作的体积功为：δw2=-p0dV；推动活塞对液滴所作的净功为：δw′=psdV。由热力学基本关系式dG=-SdT+Vdp+γdA（对纯物质或组成不变系统，考虑表面能量的变化），得：在恒温恒压可逆条件下，dG=δw′即克服附加压力ps环境所作的功与可逆增加表面积的吉布斯函数增加值应该相等：PsdV=γdA（dV=4πR3dR，dA=γ8πRdR），即Ps=Δp=2γ/R
该方法物理化学意义非常显著，首先确定小液滴为系统，描述热力学问题离不开系统与环境的概念；应用“可逆”的概念强调环境的压力与系统的压力只相差无穷小，从而有p外dV=（p0+ps）dV的结果；根据热力学原理和热力学基本关系式dG=-SdT+Vdp+γdA，在恒温恒压可逆条件下，该过程所做的最大有效功即为该过程系统的吉布斯函数增加值，自然得到所需要的结果。在整个推导过程中突出热力学基本原理、基本概念和基本公式在表面化学中的应用，加深了学生对热力学原理的理解，并增强学生应用热力学原理分析和解决问题的能力。
2？摇从表面张力的概念出发应用物理学的方法进行推导[2，3]
2.1？摇以凸形液面为研究对象[3]
设有一凸液面AB，如图4所示，其球心为O，球半径为r，球缺底面圆心为O1，底面半径为r1，液体表面张力为γ。
将球缺底面圆周上与圆周垂直的表面张力分为水平分力与垂直分力，水平分力相互平衡，垂直分力指向液体内部，其单位周长的垂直分力为γcosα。因球缺底面圆周长为2πr1，得垂直分力在圆周上的合力为：F=2πr1γcosα.因cosα=r1/r，球缺底面面积为πr12，故弯曲液面对于单位水平面上的附加压力为：Δp=（2πr1γr1/R）/πr12，整理后得：Δp=2γ/r
2.2以球形液滴为研究对象[2]
假设有一半径为r的圆球形液滴，通过球的中心画一截面，如图5所示，沿着截面周界线两边的液面对周界线皆有表面张力的作用。图中只画出了周界线下得液面对周界线的作用。以下半球为系统，则沿截面周界线上表面张力的合力F，就等于垂直作用于截面上的力，所以F=2πrγ，即为附加压力：Δp=F/（πr）=2πrγ/（πr2）=2γ/r
以上方法是从表面张力的概念出发，对球缺周界线以下的液面对周界线的作用进行受力分析，如果只从获得附加压力与表面张力及曲率半径的关系出发，该方法简单且易于理解。
关于拉普拉斯公式的推导还有一些其他方法[6，7]。尽管方法各异，但都是从表面张力和表面能两个角度入手，并引入下面相同的基本假设完成推导过程：（1）将表面层理想化为一个简单的几何曲面；（2）假设表面层两侧的液相和气相都是均匀的；（3）忽略由液体重力产生的附加压强。
参考文献：
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中图分类号：G642.4 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2015）33-0182-02
任何可逆反应，不管反应的始态如何，在一定温度下达到化学平衡时，各生成物平衡浓度的幂的乘积与反应物平衡浓度的幂的乘积之比为一常数，称为化学平衡常数。化学平衡常数分为实验平衡常数和标准平衡常数，其中实验平衡常数又称经验平衡常数，其数值和量纲随所用浓度、压力单位不同而不同，其量纲一般不为1，使用非常不方便，国际上现已统一改用标准平衡常数。标准平衡常数也称热力学平衡常数，与实验平衡常数表达式相比，不同之处在于每种溶质的平衡浓度项应除以标准浓度，每种气体物质的平衡分压均应除以标准压力，所以标准平衡常数的量纲为1。我们在工科大一无机化学教学中，详细讲解标准平衡常数，实验平衡常数只作简单介绍。
标准平衡常数知识点是工科大一无机化学教学的难点：一方面标准平衡常数的计算有多种方法，涉及的公式比较多；另一方面标准平衡常数的表现形式有很多种。为了更好地帮助学生理解和掌握标准平衡常数，我们在教学中进行了归纳总结。
一、利用标准平衡常数的定义式计算[1]
标准平衡常数中，一定是生成物相对浓度（或相对分压）相应幂的乘积作分子；反应物相对浓度（或相对分压）相应幂的乘积作分母。其中的幂为该物质化学计量方程式中的计量系数。纯液体、纯固态物质不出现在标准平衡常数表达式中，视为常数。
二、利用多重平衡规则计算
如果一个化学反应式是若干相关化学反应式的代数和，在相同的温度下，这个反应的标准平衡常数等于各相关反应的标准平衡常数之积（或商）。这个规则叫多重平衡规则。利用多重平衡规则，可以从一些已知反应的标准平衡常数求算未知反应的标准平衡常数，而无需通过实验。例如：
经过多年的教学实践证明：我们对无机化学教材中标准平衡常数的各种计算方法、计算公式及其常见的形式进行总结，有助于学生更好地理解和掌握标准平衡常数。
物理化学在两阶段工科化学(化工类)课程体系中处于枢纽地位。第一阶段由化学原理(基础物理化学)、无机化学、有机化学、分析化学等课程组成。化学原理作为理论教学内容,在对中学化学知识总结提炼上升到理性认识高度的基础上,对后继无机化学、有机化学作为应用教学内容提供理论基础。第二阶段由物理化学加后继专业或专业基础课程、选修课程组成。物理化学作为理论教学内容,既将先前所学无机化学、有机化学等知识从理性上加以认识提高,又为后继课程提供理论基础。[2]在专业教育的范畴内,物理化学是工科,尤其是化工、冶金、轻工等各专业必备的化学理论基础,它衔接基础理论和相关的专业课程,是一门专业基础课程。
二、物理化学课程的教学内容
物理化学提供应用于所有化学以及相关领域的基本概念和原理,严格和详细地阐释化学中普适的核心概念,以数学模型提供定量的预测。因此,物理化学是分析化学、无机化学、有机化学和生物化学课程,以及其他相关前沿课题的概念的理论基础。总体而言,物理化学理论课程可能涉及的教学内容如下:[3]
1.热力学与平衡
标准热力学函数(焓、熵、吉氏函数等)及其应用。熵的微观解释。化学势在化学和相平衡中的应用。非理想系统、标准状态、活度、德拜-休克尔极限公式。吉布斯相律、相平衡、相图。电化学池的热力学。
2.气体分子运动学说
麦克斯韦-玻耳兹曼分布。碰撞频率、隙流速度。能量均分定律、热容。传递过程、扩散系数、黏度。
3.化学动力学
反应速率的微分和积分表达式。弛豫过程。微观可逆性。反应机理与速率方程。稳定态近似。碰撞理论、绝对速率理论、过渡状态理论。同位素效应。分子反应动力学含分子束、反应轨迹和激光。
4.量子力学
薛定谔方程的假定和导出。算符和矩阵元素。势箱中的粒子。简谐振子。刚性转子、角动量。氢原子、类氢离子波函数。自旋、保里原理。近似方法。氦原子。氢分子离子、氢分子、双原子分子。LCAO方法。计算化学。量子化学应用。
5.光谱
光-物质相互作用、偶极选律。线型分子的转动光谱。振动光谱。光谱项。原子和分子的电子光谱。磁共振谱。拉曼光谱、多光子选律。激光。
6.统计热力学
系综。配分函数表示的标准热力学函数。原子、刚性转子、谐振子的配分函数。爱因斯坦晶体、德拜晶体。
7.跨学科的应用
生物物理化学、材料化学、环境化学、药学、大气化学等。物理化学实验课程培养学生用物理化学原理联系定量模型与观察到的化学现象的能力,深化学生对模型定性假设和局限的理解,锻炼他们采用模型定量预测化学现象的基本技能。
学生应能记录正确的测量值,估算原始数据的误差。学生需要理解电子仪器的原理和使用方法,操作现代仪器测量物理性质和化学变化,积累用这些仪器解决实验问题的经验。物理化学实验应含有结合若干实验方法和理论概念的综合实验教学内容。适用于工科化学(化工类)课程体系的物理化学实验教学内容大体如下:
1.热化学实验
计算机联用测定无机盐溶解热。计算机联用测定有机物燃烧热。温度滴定法测定弱酸离解热。差热分析。
2.相平衡化学平衡实验
不同外压下液体沸点的测定。环己烷-乙醇恒压气液平衡相图绘制。液-固平衡相图绘制。凝固点下降法测定物质摩尔质量。沸点升高法测定物质摩尔质量。热重分析。氨基甲酸铵分解平衡常数的测定。
3.表面化学实验
溶液表面张力测定。沉降法测定粒度分布。BET容量法测定固体比表面积。
4.化学动力学实验
量气法测定过氧化氢催化分解反应速率系数。蔗糖转化反应速率系数测定。酯皂化反应动力学。一氧化碳催化氧化反应动力学。甲酸液相氧化反应动力学方程式的建立。可燃气-氧气-氮气三元系爆炸极限的测定。计算机联用研究BZ化学振荡反应。
5.电化学实验
强电解质溶液无限稀释摩尔电导的测定。离子迁移数测定。原电池反应电动势及其温度系数的测定。金属钝化曲线测定。
6.结构化学实验
磁化率测定。分子介电常数和偶极矩的测定。
三、面向专业的物理化学教学内容建设
当然,一个工科类专业的物理化学教学不可能也不必要包含上列的所有内容。因此,各学科专业教学指导委员会根据专业的培养目标和规格,在已经或即将公布的各学科专业的指导性专业规范中,制订了包括物理化学在内的化学课程教学基本内容作为最低要求。如化学工程与工艺专业的规范(研究型)中规定:物理化学可分为两部分,物理化学(I)主要内容为化学热力学和反应动力学等,作为化工主干课的基础,应注意与化工热力学课程和化学反应工程课程的衔接和分界(一些内容可在化工热力学课程和化学反应工程课程中展开,以加强工程背景);物理化学(II)主要内容为溶液理论、统计力学、量子力学等方面的概要以及近展等。各专业的物理化学教学基本内容充分体现了本专业的学科特点,是在保障人才培养质量的前提下,兼顾国内各相关学校的教学条件提出的基本要求。因此,它体现的是该专业人才的知识体系的共性。由于各校的学科背景和教学条件的优势不同,要培养具有特色的专业人才,需要在教学中研究如何在满足各专业的教学基本内容要求的基础上开展物理化学教学。我们认为在教学内容建设中应坚持贯彻下列原则,才能切实发挥物理化学这一门专业基础课程的作用。[4]
1.承前启后,发挥枢纽作用。了解授课对象的先修和后继课程与物理化学的联系,深化化学原理课程中的物理化学理论,介绍其在后继专业课程中的应用,以开阔视野并兼顾系统性和趣味性。
2.少而精和博而通。传统的基础内容要突出重点,讲深讲透,体现学科框架;选择介绍相关前沿的内容以扩大知识面。
3.提倡内容侧重的多样化。针对不同专业时要不拘一格,倡导内容侧重的多样化;即便面对同一专业,内容侧重亦应有宽松的选择余地。
4.体现工科特色,强调应用性和实践性。引入研究型实践项目,使学生加深对理论的理解,提高应用水平。
四、建设物理化学教学内容的措施
华东理工大学物理化学教研室在国家精品课程和国家级教学团队建设过程中,以提高专业人才的教育质量为目标,采取了一系列措施,提高物理化学课程的教学水平和质量,促进相关专业的课程体系建设。
1.根据授课专业的先修、后继课程,研读相关教材,如化学工程与工艺专业的现代基础化学、化工热力学、化工原理、化学反应工程、化工过程分析与合成教材,了解其改革动向和内容变革,并且请有关学科的学术带头人做物理化学在学科领域应用介绍的报告,提出教学内容改革建议。这样做的结果一方面可以避免教学内容上不必要的重复,另一方面可以合理地选择教学内容侧重,实现化学基础课程与专业课程的合理衔接。
2.编写教材和教学参考书,保障教学基本内容的教学质量,介绍物理化学学科发展、在交叉领域的应用;介绍溶液模型、线性自由能关系等半经验方法,以衔接后继课程。近年来编写或修订出版了《物理化学参考》、《物理化学》(第五版)、《物理化学导读》、《物理化学释疑》、《物理化学教学与学习指南》。开展教学研讨,提高教师队伍的学识水平和在教学中贯彻少而精、博而通教学思想的能力。
3.制作相关前沿课题和理论应用实例,如“正、负离子混合表面活性剂双水相系统及其微观结构”、“温室气体CO2的捕集和封存(CCS)技术”、“复杂材料的微相平衡和结构演化的数学模拟”、“离子液体的合成、性质和应用”等教学素材,进行教学资源的储备。
2、元素和化合物的性质是无机化学的重要组成部分，要把每种化合物的性质和结构的关系联系起来，并从理论上加以理解是困难的，有的目前也是不可能的。如H2O2具有热不稳定性、氧化还原性和催化分解等性质，这些性质从H2O2的结构是可以解释的，而I2与Na2S2O3反应为什么生成Na2S4O6，虽然老师告诉我们这个从理论上其实难以说明……但该反应极为重要，应加以记忆。
3、我坚信：一分耕耘一分收获。*个月的时间在公司领导和车间师傅的关心和指导下，通过系统的学习合实践各方面得到了很大提高，对钢结构有了一定的了解：钢结构是一个新兴的产业，与传统混凝土结构相比较，具有重量轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载比例较小的结构，更适合于大跨度空间结构、高层建筑物并适合在软土地基上建造。
4、经过半年的实习在各方面我都有了量的积累质的飞跃，学到了许多书本中学不到的东西既学习了知识又培养了能力，实现个人素质的提高，同时也认识到从理论知识到实践经验运用的过程中还有一定的距离，我深知以现有的知识水平还不能赶上钢结构事业发展的速度，我将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质。
5、作为一名工科学生，本科期间建立的基本知识体系相当重要，尤其是将来确定从事本专业的同学，这个知识体系将决定我们在材料学领域能做多远。下面介绍的几门课是材料学的核心课程，其中工科高等数学是深入学习所有课程的基本工具，一定要掌握好；而无机化学、有机化学、物理化学、材料物理性能、材料力学性能，是专业基础课程，这是材料专业的理论基础，是学习专业方向课的基础；而电化学、高分子物理、高分子化学、物理冶金原理等课程是专业课，分别引导大家进入材料学不同分支的学习，是将来选择研究生方向的基础。可见我们所学的课程是构成我们知识体系的基石，是环环紧扣、层层深入的，那么如何才能学好这些课程呢？下面我逐个介绍一下。
6、物理化学作为专业基础课，也是将来的考研课，重要性不言而喻。这门课开设在大二上学期，无机化学、有机化学和材料科学与工程基础3门课程之后。物理化学研究的范畴主要分以下三个：化学热力学——研究化学平衡规律；化学动力学（以及传输过程）——研究化学反应速率规律；物质结构——研究物质结构及其性质的关系。与从前的学习对比较为显著的一点是对很多问题的探讨都上升到了定量的角度。材料专业的课程设置环环相扣，到这时我们已经对自己在学什么、将来要做什么有了一定的了解，知识也更加系统化了。
7、有机化学这门课，说好学也好学，说难也挺难。说它好学，是因为这门课从某种程度来说，是高中化学的延伸，对于高中化学基础好的同学来说，接受比较快，上手也比较容易。与高中时的学习相比，我们在这门课上学到的知识，更加系统和深入了。例如烷、烯、炔、芳环化合物、卤代烷、醇和醚、醛和酮、羧酸、硝基化合物等方面的内容，高中阶段皆有涉及，因此新增的内容除了一些略微复杂的人名反应，更重要的是对反应机理的探讨，即从分子、电子的角度，对化学反应进行分析。如路易斯酸碱是怎样的概念？该反应是亲核反应，还是亲电反应？有机化合物分子中原子的排列顺序、立置，化学键的接合状态，分子中电子的分布状态，以及他们是如何影响该有机化合物的物理与化学性质的。
8、读万卷书，行万里路，这些还需要在以后的实践工作和学习中不断提高。生活充满阳光，在今后的日子里我要本著“敬业、诚实、创新、拼搏”“清清白白做人，踏踏实实做事”的企业精神努力的工作，我将以饱满的热情和严谨的态度高度的责任感去迎接新的挑战。我相信自己的努力会让我的未来更加辉煌！
9、在专业方面，能汲取新知识，对自己不懂的问题积极向老师和车间的师傅请教，精益求精，与此同时我不仅仅囿与专业知识的圈子，学然后知不足，在不断的学习与进步之中，我觉得学的越是深入就越感到所知甚少，也正是这种强烈的求知欲，促使我不断的学习进步在实习过程中能将在校期间所学内容和生产实践有机的结合起来用所学的理论知识指导实践并从实践中加深对理论知识的认识，理解和掌握使之形成一个相辅相成的知识网。
10、这门课开设于大一下学期，为我们授课的邓元副教授毕业于清华大学，专业基础非常扎实，讲起课来，非常得心应手、生动有趣。老师的讲解将我们带进了丰富多样的有机化学的世界，从高深繁复的科研领域前沿到切实发生在我们身边的日常生活，有机化学无处不在。近来闹得沸沸扬扬的三鹿奶粉事件中，致病元凶三聚氰胺的名字以及其化学分子式因反复出现于各大媒体而广为大家熟知。那么三聚氰胺为什么会对人体造成如此危害？是由于自身的化学性质还是与人体内的其他物质发生了什么有害的反应？你可知三聚氰胺其实是工业上一种相当重要的原料？还有，获得08年诺贝尔化学奖的研究课题“荧光蛋白”可以与三鹿事件联系起来，用于制作便于随时随地检测牛奶中各种有毒物质的试纸，这些你又可曾了解？别急，有机化学会帮助你由浅入深的了解这一切。()
11、材料物理性能这门课，结合了一定固体物理的知识，对表征材料的各个物理性能及其依赖环境的变化情况进行了探讨。记得上第一节课时，虽然我们以前在无机化学、大学物理等课程上对量子力学有一点的了解，但还是觉得接受起来比较困难。然而，固体物理这一部分的内容是所有后面学习的基础，十分重要。在当今材料科学的发展中，具有功能性的材料逐渐成为研究的热点。所谓功能性，一方面是指材料起能量传输的作用时表现出来的“一次功能”，如吸隔音性、传热性、导电性、介电性等等；另外一种，是材料输入和输出的能量为不同的形式时，材料对能量进行转换的“二次性能”，如热电效应、光电效应、压电效应、化学反应等等。在这门课上，我们弄明白了金属和非金属分别是怎样导热和导电的；半导体微观的工作原理；在平行板电容器中增加电容电介质材料极化的机制；晴朗的天空为什么是湛蓝色的；材料为什么是透明的和它是怎样染色的；红外技术是怎么回事；磁盘、磁带等信息存储材料是如何工作的。有很多现象，其实从我们小的时候就已经注意到了，然而随着成长，我们是否越来越对此习以为常，而不去注意它们的神奇和美丽了？到课程结束的时候，回过头来想一想，就会发现我们所学的知识是那么紧密地与生活结合在一起。
12、符合环保与资源再利用的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同，有很好的发展潜力。掌握熟悉了公司内部相关的规章制度和管理规程，在脚踏实地锐意进取的人生态度忠实肯干的准则下一方面拓宽自己的知识面另一方面注意在学习工作生活中有意识的科学的锻炼自己的思维方式和思维的深广度，学习和生活的积累中，我储备了充分的知识锻炼了自身的能力，也培养了广泛的爱好提高了综合素质。
13、物理化学用到的概念、符号、公式很多，公式使用条件也严格，而且逻辑性强。比如从特殊的现象中总结出一般的规律，研究理想的模型、平衡态推广到真实的情况，由宏观世界深入到微观世界的研究等等。学的多了，才会发现，原来我们的人类世界、社会发展竟然也符合其中的许多规律。“熵”是描述化学体系不稳定性的概念，可以叫做“混乱度”。每当化学反应发生要产生新的物质时，体系的熵值增大，即所谓的“熵增原理”。这种变化人类历史规律十分相似。新的朝代总是诞生于上一个朝代末期的乱世纷纭，好比时代这个大体系的熵值猛然增加，于是旧时代消失，新时代开始。又如“勒-沙特列原理”——如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。这个趋势是不是比较眼熟？对了，这不正是革命者们所说的“哪里有压迫，哪里就有反抗”么？先人称理科知识为“格致”——格物致知：“格，至也。物，犹事也。致，推极也，知，犹识也。”研究一门学科而能即物穷理，凡事都能弄明白，探究竟，这就是物理化学的魅力所在。
关键词 大学物理 现存问题 教学方法
中图分类号：G642 文献标识码：A
物理学是研究物体的基本结构、物体间相互作用和物体运动规律的一门学科，是一切自然科学的基础。大学物理在中学物理的基础上，对物理学的研究方法、基本理论和规律进行了更系统、更全面、更准确地阐述，以使学生在掌握了高等数学的基础上，对物理学有一个更深刻的认识。但是当前大学物理教学过程中存在诸多问题，针对这些问题，结合大学物理教学内容――绪论、经典物理和近代物理三方面讨论了新的教学方法。
1大学物理教学面临的问题
1.1大学物理的基础地位被弱化
有相当一部分人对大学物理的基础地位认识不够，认为工科专业的学生学习物理学意义不大或者认为根本不需要学，这也造成了在很多院校大学物理课程学时不断被减少的一个普遍现象。在教育部最新的《理工科类大学物理课程教学基本要求》中，大学物理的最低教学要求学时数为 144 学时，但真正达到这一最低学时要求的院校寥寥无几，大多数院校都在96～128学时，甚至更少。
1.2大学物理的教学内容过于陈旧，缺乏创新性
物理学分为经典物理和近代物理两大部分，大学物理课程中经典物理大约占教学内容的80%以上，造成了经典物理和近代物理比例严重失调。而经典物理基本是上世纪以前的理论成果，其基本内容学生在中学都接触过，其实际应用也是一些已经淘汰的产品，对学生吸引力不大。相反，与近代物理相关的一些新的科技成果却因为课时原因，没有时间向学生介绍，这样使得整个大学物理课程教学内容陈旧，缺乏创新性，这就大大减弱了学生学学物理的兴趣。
1.3考核方式单一，教学组织形式不合实际
多数高等院校的大学物理课程都采取平时成绩（包括平时作业和课堂出勤率）和期末成绩按比例给出总成绩的方法。由于网络技术发达，几乎所有题都可以在网上搜出答案，再加上抄袭现象普遍，这样平时作业情况并不能非常真实地反映学生的学习情况及其学习态度;期末考试只是像中学那样考察学生对一些题目的掌握情况，这从一定程度上也背离了大学物理课程培养学生素质能力的初衷，如自学能力、创新能力等。
另外，从教学组织上看，采取不同专业、不同基础、不同要求的学生一起上合堂的方式，这样会造成一些基础较好的学生学习不费力，觉得不用学就可以学好，导致上课时不认真听讲，不能学到物理学的研究问题的方法，而一些基础薄弱的学生越学越吃力，越来越不想学，甚至放弃学习这门课程。而对于不同专业的学生，专业要求不同，对物理学各部分内容的需求不同，与专业毫不相关的课程内容，会让学生觉得没必要学，或者是纯粹为了应付考试而学习。这种情况下，大学物理课程不会达到较好的教学效果。
2 大学物理教学新方法
人们对大学物理的基础地位认识不够，这一现状比较难改变，作为普通的教师，可以从大学物理的特点出发，结合大学物理教学所面临的问题，对大学物理的教学内容――绪论、经典物理和近代物理进行适当的安排，努力改善大学物理课程的教学效果。
2.1绪论部分
绪论部分主要介绍物理学的研究对象、研究内容和研究方法，物理学的发展史以及学习物理学的重要性和方法。这些内容的目的是让学生了解物理学是什么样的一门科学，用什么方法研究问题，对当今社会以及学生个人以后的学习工作有什么重要的作用。作为大学物理课程的第一节课，绪论部分具有至关重要的作用。这就要求教师不能照本宣科，对物理学的相关内容一一作简单介绍，而是要通过绪论部分的讲解，激发学生对物理学的兴趣，引起学生学学物理的积极性。
具体来说，就是增加课堂的趣味性和实用性。在讲物理学的研究对象和研究内容时，可以结合生活中的实例来说明，尤其是学生感兴趣的方面，比如以运动的汽车为例，研究对象就是汽车，研究内容就是汽车会做什么样的运动或者要做这样的运动需要施加什么样的作用力，在爬坡和下坡时要挂高档位还是低档位，高档位和低档位两种情况对应的物理过程是什么，等等。在讲物理学的发展史时，可以引入物理学家发现某个定理或定律的过程，在这个过程中让学生体会到发现问题、提出问题、解决问题的思路。在讲物理学的重要性时，可以结合不同专业，给出物理学在该专业方面的应用实例，引起学生的兴趣。比如量子物理中固体的能带理论导致了晶体管的产生，进而是大规模集成电路的应用，这正是几乎每个学生都在使用的电脑的理论基础之一，这些可能是自动化、信息或计算机专业所能涉及到的。物理学的实际应用非常多，在各个理工科专业都能找到物理学的身影，所以要充分利用这些实例，用事实告诉学生学习物理学的重要性。当然，应用丰富的实例，这就会要求教师必须有这方面丰富的知识储备，所以提高教师素质也是很重要的一方面。
2.2 经典物理部分
经典物理部分理论已经非常成熟，提出新理论的可能性非常小，而且与中学物理内容重复较多。对这部分内容，可以根据不同的专业需求进行有重点的讲解，并且要发现跟不同专业相关的一些边缘科学，如生物物理、固体物理、天体物理等等。比如对化工专业的学生，该专业对热学部分要求较高，这样就可以重点讲解热学部分，为该专业的一些后续课程如物理化学、热力学等打下坚实的基础，对经典物理的其它部分在介绍相关理论的基础上，主要讲解一些实例，拓宽学生的视野即可;对机械专业，就要重点讲解力学部分，为以后学习理论力学、结构力学等专业课做准备;对光电信息科学与工程专业，重点讲解电磁学与光学部分。这样针对不同的专业，讲解的重点不同，做到有的放矢，使学生能感受到所学的专业与物理学紧密相关，从而提高其学学物理的积极性，这样就会达到更好的教学效果。
2.3 近代物理部分
近代物理理论是当今社会科技发展的重要源泉，但是这部分理论相对来说比较抽象，难理解。在讲解基本理论时，要注重物理概念的阐述，淡化推导过程，结合一些近代物理科学技术发展的成果，对相应的理论做简单介绍。美国物理学家费恩曼曾经说过：对学习物理的人来说，重要的不是如何正规严格地解微分方程，而是能猜出它们的解并理解其物理意义。可看出，费恩曼强调的是一个问题所反映的“物理”内涵，而不是具体的数学推导过程。比如在讲解狭义相对论时，国内通常以洛伦兹变换为重点，再由公式出发，通过严格的数学推导得出时间膨胀、长度收缩效应的公式，强调公式推导而忽视了对物理意义的理解;而国外的一些教材则采用直观、易懂的例子简单推出长度收缩、时间膨胀效应公式，重点强调光速不变原理和对这两个概念的理解。这种淡化推导、适当舍弃严密性的做法可以节省大量时间来加强对物理思想、概念的理解，更符合物理教学的教学目标。另外，也可以通过专题讲座的形式向学生介绍一些近代物理方面的技术发展，如半导体、激光、超导和信息技术，让学生在学习基本知识的同时，能够把握科技发展的动向。
3 结论
综上所述，要改善大学物理课程的教学效果，可以先从改变课堂教学内容的安排开始，针对不同内容的特点采取不同的教学安排，努力达到大学物理课程的教学目标，使学生学会基本的物理知识，为后续课程打下基础，也帮助学生培养科学的思维方法和研究能力，促使其全面发展。
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随着国家与地方政府对民办高等教育支持力度的加强与对民办高等教育管理改革的深入，我国众多民办本科高校近年来取得了快速发展。随着办学规模的迅速扩大，为了方便管理，许多民办本科高校正采用二级学院的管理模式进行教学管理。目前我国88所民办本科普通高校中，有75所、占85.23%的学校采用到了二级学院的教学管理模式。如何在实践中创新民办本科高校二级学院教学管理模式，以理论指导实践，对提高民办本科普通高校的教学质量、教学管理质量以及提高办学效率和创建学校特色品牌等，都具有重要的现实意义。
1存在的主要问题
1.1认识不足，观念陈旧
我国民办本科高校由于办学历史短、办学经费紧张、办学经验尚在摸索、积累之中，对学校发展的重心主要集中于提高教学质量与科研水平等方面，较少注重教学管理的质量效益;对二级学院的教学管理模式缺乏研究，只是简单地将其视为一种管理方式;较少聘用专业的教学管理人才承担教学管理工作，教学管理理念有待更新。在二级学院的成立之初，或合并或拆分打破了原有的管理框架，在管理岗位设置与人员编制方面存在一定的利益冲突，导致了教职员工对推行二级学院教学管理模式认识不足，对改革的意义与作用缺乏理解。
1.2工作量大，人手紧缺
民办高校二级学院主管教学管理的院、系或专业教研室领导，普遍都是以专职教师的身份兼任行政职务，除了必须承担一定的教学工作量，同时还得承担学科建设、科研管理等多项任务。二级学院成立之后，原由学校教务职能部门负责的教材管理、课程管理、考务管理、教学质量管理等相关工作部分下放到二级学院，但教学秘书编制少，且忙于处理日常教学事务，没有时间和精力钻研业务，因而管理素质和管理水平难以提高。
1.3职责与权限不明
民办高校的二级学院常常是由原来的一二个相关系部合并而成，故而无论是领导班子还是教学秘书对于教学管理的思维仍然停留在之前的系部管理状态下。加之民办高校普遍存在的人手紧张与经费欠缺等问题，这些都导致了其二级学院职责与权利的不明确，造成工作互相推诿，严重阻碍了相关人员的工作积极性与主动性，大大降低了管理效益。
1.4教学管理手段与方法落后
如前所述，二级学院各层级的教学管理人员，工作任务普遍繁重，很难有时间和精力钻研比较适合本部门发展的教学管理手段与方法，难以考虑和研究如何以新的有效的教学管理手段和方式带动整体教学管理质量的改善。
2加强二级学院教学管理的策略
2.1加强思想上的重视，创新管理理念
良好的教学管理不但能稳定教学秩序、实现教学单位顺利完成教学工作，更能促进整个教学单位和谐、愉快的人文、教研、科研等氛围。上至校领导，下至教学秘书及全体师生，都必须从思想上重视二级学院的教学管理工作。无论是校级教务职能部门还是二级学院的教学管理人员，均应摒弃陈旧的、不适合二级学院发展的惯性思维模式，与时俱进，积极探索新型教学管理模式，在对日常教学管理工作的不断总结与反思中，根据学校实际情况，研究出更有利于提高教学管理效果的方法与手段，提出有效改善教学管理的建议;同时应扩大二级学院的教学管理自，从制度上保证、经费上支持。如二级学院自主开展教学与科研活动、主动形成师资培养计划、根据社会需求自主设置专业与课程内容、根据社会需求的变化及时调整专业培养方案等。
2.2调整层级结构，增减人员编制
学校人事部门，可依据二级学院的专业数、课程门数、教师数量、学生数量等作为考量其教学管理工作量的主要因素，在进行充分考查、比较各教学单位的实际情况后，在学校规划的基础上调整层级结构，设置相应的教学、科研及行政管理架构，完善岗位设置。根据二级学院的规模与实际需要，配备合理的教学管理人员。对规模较大的二级学院，应按教务、考务等模块进行相应的岗位设置，并按工作内容进行相应的岗位划分，如科研、学科发展、教学质量评估等;对于规模较大的二级学院下属系或专业教研室，应再按课程组等进行细分，增设教学管理人员编制，以实现专业化管理效益，完善二级学院的管理，以二级学院的发展促进学校的整体发展。
2.3明确责、权、利，完善绩效考核与激励、奖惩制度
明确的职责与权限划分，是形成良好工作氛围并取得良好工作效果的基本前提。校级教务职能部门与二级学院之间，二级学院内部相关单位之间，以及专职教学管理人员即教学秘书之间，要统一协商，形成书面的、清晰明确的责、权、利分工细则，将原来由学校教务职能部门统一控制的教学事务管理权限真正下放到二级学院，这既可以改善校级教务职能部门与二级学院教学管理人员互相抵触、各自为（下转第48页）（上接第28页）营的工作局面，亦可缓解双方的工作压力，有利于形成二级学院提前计划、安排、执行教学管理，校级教务职能部门及时跟踪、监督、反馈的有效管理模式。在二级学院内部相关单位之间界定清晰、合理的工作职责与权限也可以避免工作中相互推诿、指责等不利于团队建设、管理效益和二级学院发展的现象。同时在有了明确的职责与权限划分之后，应配以合适的绩效考核与激励、奖惩制度，充分发挥教学管理人员工作的积极性与主动性，并由学校质量监控部门进行抽查与工作评定。
2.4改进教学管理的手段与方法
要取得教学管理实效，有效的方法与合适的手段是关键。各管理人员要摒弃传统的行政化、惯性化的管理思维模式和方式，遵循教学规律，尊重教师、学生的心理进行管理。第一，组建高效的教学管理团队。可以通过对现有教学管理人员加强业务能力培训，多渠道提供进修机会，提升专业素质和工作能力;同时通过招聘专业的管理人才、聘请在学识、科研等方面具有带头作用及管理经验的院系领导，带领整个管理团队，营造一个良好、进步的人文氛围。第二，调动师生共同参与教学管理的积极性。在管理过程中，充分考虑师生的个性需要和自由度，调动师生员工参与教学管理的积极性和自觉性。如让学生评教的权利真正得以实现;更新对教师课堂教学、科研的监督与管理;提高教师的教学、科研水平，举行青年教师教学大赛，以研促教;定期收集师生对教学管理的意见和建议，对合理化的建议和要求要采纳并尽力满足。第三，提高教学管理手段。加强学校校园网络的软硬件建设，积极开发和引用合适的教务管理软件系统，利用信息化、网络化的手段进行高效、智能的教学管理。第四，加强绩效考核。通过客观公正的教学质量考核与教学评估结果作为教师教学质量奖评选依据的同时，还通过有效的激励机制和绩效考评制度，促进现有教学管理人员不断总结与反思工作中的成效与失败，主动研究教学管理的方式、方法，为提高教学管理积累经验，有效利用现代科技技术提高管理手段。如让质量考核与岗位津贴挂钩，设置不同的奖惩级别，依据工作量、管理效果等进行奖惩，以鼓励先进、鞭策后进的方式形成良好的、积极向上的管理氛围。
总之，民办高校推进二级学院教学管理模式改革的目的，就是为了实现学校和二级教学单位共同完成人才培养目标、提升学校内涵、共同分担责任、实现管理绩效的最大化。只有合适的教学管理模式，才能进一步促进学校的良性发展，体现民办本科普通高校的办学特色。介于我国民办本科普通高校的学生文化成绩较低于同类型同层次公办高校的现状，如何建立适合我国民办本科普通高校自身状况的教学管理模式，还有待在实践中进一步思考与探索。
关键词：传输原理；知识体系；教学质量
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）50-0087-03
冶金传输原理与冶金物理化学、金属学一起构成了冶金工程专业的专业基础。它以高等数学、大学物理、物理化学等课程为基础，进一步向冶金应用理论延伸，作为深入理解和解释专业知识的理论与工具，起到了重要的承上启下作用[1-2]。冶金传输原理教学体系自20世纪70年代建立，至今已有40年左右，冶金传输原理课程内容庞杂，物理概念抽象，计算公式繁多，数学推导烦琐，一直被公认为是“教师难教，学生犯难”的一门专业基础课程[3-6]。许多同学难以深刻理解所学内容，往往通过死记硬背勉强通过考试，在似懂非懂中便结束了课程的学习，对今后继续深造，提高专业技术水平形成了一定的障碍。从行业发展角度看，冶金规模快速扩张阶段已然成为历史，冶金行业发展进入新常态，为缓解过剩产能提出的供给侧改革对冶金工程技术人员的综合设计开发能力提出了更高的要求，也为高校冶金人才的培养提出了新的挑战[7]。因此，夯实理论基础并加强理论实践将成为新时期人才培养的重点。
一、冶金传输原理课程现状
为更加有针对性地制定有效措施，提高冶金传输原理教学质量，对国内外17所冶金相关高校的课程开展情况进行了调研。调研院校冶金传输原理课程平均学时数为56。最多80学时，最少30学时。各高校教学学时数较开课之初均呈现减少趋势，但教学内容却并没有减少，因此对教学效率提出了更高的要求。从国外来看，教学学时更少，亚琛工业大学为43学时，其中还包括16学时的课外辅导；东京大学为30学时。国外授课偏向于基本方程和基本理论，更注重学生自学，通过综合性的作业来促进学生对所学知识的理解与应用。教材方面，沈巧珍、杜建明编写的教材使用率最高（6/17），其次为沈颐身编写的教材（3/16），其余基本由本校教师编写，值得一提的是，国内东北大学采用了英文教材。在成绩考核方面，82.3%的学校采用闭卷考，并辅以不同比例的平时成绩。亚琛大学为三道综合计算题，东京大学为50%报告+50%考试。在其他教学环节中，64.7%的学校设有不同学时的实验课，以此增加同学们对所需知识的理解，激发学习兴趣。调研的国外两所高校没有相应的实验课程，一是与较少的学时数有关；另外国外学生人数少，实验条件普遍较好，学生可根据兴趣自由选择进行相关实验。课程设置上，很多院校研究生阶段不再开设冶金传输原理课程；开设研究生课程的一般在本科阶段着重基本概念、基本原理，研究生阶段偏向一些具体问题的解决，包括建模和数值模拟计算等。此外，查阅近几年冶金工程专业硕士招生情况可知，在每年的硕士入学考试中，选择《冶金传输原理》作为专业基础课考试科目的只有寥寥数人，可见其在全国冶金工程专业学生眼中已成为“不受欢迎”的课程，这对冶金工程专业人才培养是非常不利的，也极大地挫伤了教师的教学积极性。分析各高校课程建设基本情况，并结合实际教学过程中发现的问题，总结如下：
1.课程体系建设有待加强。现行冶金工程专业本科培养计划中规定，课程在本科阶段学习重点为基本概念的理解、基本方程的建立、基本定理的应用，深入了解冶金过程中各种传输现象，为学生将来从事冶金技术开发、提高控制和设计水平打下良好的基础。但由于缺乏对冶金传输原理知识体系结构的梳理，造成具体教学过程中对教学内容以及深度的把握上缺乏整体规划，知识之间的继承与联系不强，导致同学们理解不深入。
2.教学手段有待进一步提高。目前的教学活动并没有充分利用现代化的教学方法和手段，只是将传统的板书搬到了电脑屏幕上，由于课程内容抽象、烦琐，一味单调地讲授，机械地记忆，学习起来非常被动，且容易产生厌烦心理，教学效果不能令人满意。
3.知识体验缺乏。目前的教学过程缺乏知识体验环节，没有提供学生主动体验知识的机会，甚至连演示实验也没有。从人类认知学角度来讲，知识的主观体验是知识学习过程中不能缺少的环节。因此，造成学生对知识的理解不能深入，也缺乏对传输理论实际应用的体验。
二、教学改进与创新
1.完善课程教学体系。每门课程根据其性质及应用对象都有其自身的特点和适用的教学方法，冶金传输原理是一门相对年轻的课程，其课程体系的建设一直在不断完善。冶金传输原理的内容繁杂、抽象，不易理解。与高等数学和大学物理相关教学团队进行研讨，建立课程的知识体系结构，对知识层次进行划分，按照基本定理、基本定理的广义延伸、特定条件下的推理以及实际应用及结论的层次构建知识结构图，使同学们明确新知识与已有知识的联系，便于理解、记忆和应用。如传输原理中最重要也是贯穿整个学习过程的纳维-斯托克斯方程，其本质可以从中学物理所学的牛顿第二定律F=ma得到，推导过程中用到质量守恒定律和动量定理。将特定物体的质量转换为流过一定空间坐标的流体质量，将中学物理概念中的加速度（实际为时变加速度）拓展为时变加速度和位变加速度之和。流体的受力分析除了熟知的压力、重力以及可能存在的各种外场力外，增加了流体特有的粘性力，据此就可以容易地推导出纳维-斯托克斯方程，并与已有知识建立联系。对纳维-斯托克斯方程在不考虑粘性力（理想流体）、稳定流动、不可压缩以及只有重力条件下，沿流线积分或在有势流动中积分可得到伯努利方程，属于特定条件下的推理。而毕托管、文丘里管、飞机起飞升力以及虹吸管等属于具体应用。结论对应于应用过程中得到的一些重要结果，如管道层流和湍流最大速度与平均速度的关系，层流和湍流边界层厚度与板长的关系及阻力系数等。依据此原则将冶金传输原理重点知识进行层次划分，并要求同学们画出知识层次结构图，对同学们理解、掌握整个知识体系具有很大帮助。课堂教学方面，为了帮助同学们理解所学知识，将抽象的概念具体化，制作了多种教具并设计了演示实验。如在讲授动量传输的微分方程时，制作了流体受力模型，采用多层平板代表流层，平板间利用橡皮筋连接代表粘性力。在讲述流体流动状态时，设计了雷诺演示实验，并辅以多媒体展示，丰富了教学手段。对于重点、难点内容设计了讲解策略，吸纳有经验教师和同学们的意见反馈，不断改进。重点和难点的确定一方面来源于教学大纲，另一方面通过调查问卷收集，并参考每年的试卷分析。此外在教学中，充分利用教师丰富的科研资源，将科研工作中应用传输知识的实例简化为课上讲解的例题，一方面使同学们认识到传输原理的重要性，提高学习兴趣，另一方面可以丰富课堂内容，使教学更生动。在解决知识体验问题上，采用教学实验进行弥补，利用公共实验室和专业实验室条件，设计了十余个教学实验。鼓励学生自行设计综合性验证试验，提高学生知识综合运用能力。在升华对知识的认知方面，设计了结合同学们个人兴趣爱好的教学活动――冶金传输原理诗词大赛，收到了预期效果。教学效果反馈上，针对课程整体状况、教材使用、课程设置、教师授课、学生学习以及考试情况设计了调查问卷，在每学期考试后分发，公布考试成绩前收回。每学期末，任课教师对反馈情况进行研讨，分析存在问题，提出改进策略，形成良性循环。最终形成了“课程内容设计课堂知识讲授重要知识体验知识升华演绎学习效果反馈”的完备教学循环体系，对每个具体教学环节给出明确的执行方式，具有可持续性和操作性强的特点。
2.深化知识体验。引导同学们对所学知识进行深入思考，才能更好地理解掌握；将枯燥的问题规律化才能记忆深刻。开创性地设计了冶金传输原理诗词大赛这一教学环节，利用当代大学生的多才多艺，将其自身特长、才艺、爱好转嫁应用到枯燥的专业知识学习中。以所学传输原理知识为题材，通过总结、分析以各种文学形式进行表达。作品可以是对一类具体问题如管道流动、边界层理论、对流传热等问题的系统总结，也可以是对某个具体知识点的深入剖析。作品由两部分组成，第一部分为作品的正文，第二部分为作品内容的分析、解释，篇幅不超过3000字。将抽象的理论以不同的文学形式进行表达，无疑将极大调动同学们的积极性，发挥各自想象力和创造能力。由于诗词作品讲究工整、押韵、流畅，易读易记。因此传输原理知识的文学化表达必须在对所学知识充分理解、消化的基础上才能完成，通过作品创造，提高同学们的认知。作品以答辩的形式呈现，现场打分，教师点评和同学们的陈述给大家提供了二次学习的机会，每个人都受益匪浅。作品的创作以团队形式完成，2―3人一组，创作过程中，组内同学之间的相互交流、学习是进一步巩固所学知识、完成从简单认知到灵活掌握的助推剂。每个小组针对特定传输原理知识进行总结、升华，深刻诠释知识的内涵及应用，为其他同学学习、体会该部分知识提供便利和帮助。通过不断地积累，将不断提高同学们的认知水平，事半功倍。与此同时，教师可通过作品，了解学生知识掌握状况。将好的作品汇编成册，七律、绝句、诗歌、歌曲等创作形式一些枯燥的专业知识更接地气，给了专业知识全新的诠释。这种从学生理解角度出发的知识诠释，由于大家知识背景类似，学习程度相近，因此最易于理解，成为新同学学习的有益补充，也增加了学习兴趣。
3.建立开放教学实验平台。知识体验是学习过程中不可或缺的环节，根据教学内容要求及现有条件，设计了管道流动中的质量平衡；不可压缩流体定常流能量方程；平板法测定保温材料导热系数；卡门涡街；气隙对材料导热性能影响；流动过程中的流线和迹线；毕托管测量流体流速；雷诺实验；多种传热形式综合传热；液―液间传质；气体蒸发过程的扩散传质等11个基础教学实验。利用学院开放教学实验平台，逐渐为同学们提供服务。每个实验设计包括五个部分：实验目的、实验原理、实验设备、实验步骤、结果与讨论。实验目的和实验原理主要描述对应的传输原理知识；实验设备的介绍使同学们对实验平台有直观认识；实验步骤提供了实验操作指导；结果与讨论引导同学们进一步思考实验背后的基本理论以及对所学知识的灵活运用。此外，充分发挥教师的专业实验室资源，在开展相应科研工作时，在开放实验平台上提前公布，鼓励同学们观摩、学习和参与讨论。
三、结束语
本文在充分调研国内外教学基本状况基础上，提出通过教学体系完善、深化知识体验以及教学实验平台建设来提高学生学习兴趣，改善教学效果的一系列改革措施。研究结果对改善本课程教学质量具有较强的实践意义和较高的借鉴价值。此外冶金人才培养全国应为一盘棋，建议整合国内冶金传输原理教学优质资源，充分利用现代化网络工具，建立冶金传输原理课程网站。实现教学资源共享，建立教学课件库、习题库、学生自我测试平台，重点难点解析专栏，并定期安排优秀教师网络答疑，通过不断努力，使冶金传输原理课程建设更上一层楼。
参考文献：
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【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）10-0150-01
《热力学统计物理》是材料物理专业基础理论课程之一[1]，是材料科学与物理学的一个交叉学科。重点研究热运动和热现象规律的学科，而且内容丰富，体系完整。但是由于这门课程内容抽象，理论性极强，就自己在学习中的体验与老师在教学中的探讨，发现很多的理论知识点都很难充分理解与熟练运用，因此在我们学习中及老师的教学方面都面临着诸多方面的困难。所以在专业特点课程要求上既要有材料科学又要有物理学理论方面的知识相结合，应在教学计划中占有很重要的地位，为后续专业学习提供承上启下的链接作用。教学中激起学生的学习兴趣和思考能力，使教学效果达到最优。满足该领域的人才需求，培养高素质的专业人才及独立分析问题的能力。本文结合作者在实践学习中和课堂教学中的教学内容、教学方法、考核方式及学习方法等诸多当前存在的问题作以下的教学改革。
一、热力学统计物理课程中存在的主要问题
首先，《热力学统计物理》作为材料物理专业理论课程主要基础之一，它是由热力学与统计物理两部分组成，而且理论性较强，课程抽象。基于作者平时在教学中和同学的探讨中发现公式很多，记不住，理不清，大多数同学都觉得《热力学统计物理》比较难。又由于在当前高校推行素质教育和培养应用型人才的指导下，理论课程教学学时都均有大幅度的压缩。因此带来了教学学时少和教学内容多的严重矛盾，又因为教学体系没有改变，所以存在教师教学过程中难教，学生难学的普遍现象。
其次，教学形式陈旧，而《热力学统计物理》的语言严谨又枯燥[2]，内容包含很多的公式及推导。在长期的教学中发现，老师采取灌输的方式教学，这样只能使课堂枯燥乏味，学生被动的接受知识，所以很难带动学生自主学习的兴趣，从而容易使学生感到疲劳产生厌烦心态，对后续专业课的学习产生抵触情绪。要想使学生真正的学习到知识，掌握实践的应用，培养符合目标的专业人才，达到该领域的需求。就要大胆对过去陈旧的教学模式进行改革，增加学生自主学习的空间，培养独立思考的能力，促进学生个性发展。又由于传统期末考试都是闭卷考试，使学生不重视平时的课堂测试及知识的运用，期末都只是希望老师划重点，到考试的时候死记硬背，考过之后就什么都忘了。根本就无法应用到当前科学的研究中，更不用谈科学素养及创新能力。
对于以上普遍存在的诸多问题，根据作者在实践中的学习与教师在教学中的深入探究。本文将对诸多的教学矛盾和学习提出一些意见及新的教学改革。
二、研究新型教学及内容改革
（一）改进教学方法，优化教学内容
在面对教学内容多，教学学时少的主要矛盾上，要加强教学课程的整合。因为在《热力学统计物理》中的热学部分在大学物理和物理化学中都有很高的重复率，所以在充分了解本专业的选修课及后续学习的专业课知识后，如发现有重复的部分要进行压缩与删减[3，4]。但是要正确引导学生，有针对性的做好提前复习与课后总结，让学生自己去发现问题，然后在课堂上对学生重点提出的问题作重点的讲解，与学生多探讨，加强课堂训练。这样既保证了知识的完整性、系统性和逻辑性。更不会使学生产生厌烦的情绪，也能激发学生自主学习的兴趣。这样既提高了教学效果，优化了课程体系，又能很好的缓解学时少与内容多的主要矛盾。
（二）引入新课程考核理念，强化素质考察
经过国家对教育的不断改革，对人才的考核及评定方式都发生了很大的变化。所以课程评价对课程实施起着重要的引导作用，在不同的时期，就有不同的教学理念，也就会出现不同的评价标准。在对学生进行成绩及各方面的考核中，要采取全方位多动态的方式对学生素质与能力进行考查。基于传统的考试方式，都是一张试卷定成绩，这种考核方式是有弊端的。因为《热力学统计物理》的基本内容包含大量的公式及繁琐的推导运算。而传统的教学模式都是灌输的方式进行教学，学生被动的学习。教师与学生之间缺少交流，这样学生在学习中很容易产生厌烦的情绪，上课根本就听不进去，达不到人才培养目标。所以在教学中要采用启发式教学，调动学生学习的积极性，以教师为引导，开展课堂讨论，师生共同参与，由教师提出一个或者多个与课堂相关的问题，让学生以小组的形式进行探讨，或者让学生课后自己查阅资料，每个人都对问题提出不同的回答，老师最后对问题做总结。以这种多样化的方式考核，多方面做评定。既拓宽了学生的知识面，又激起了学生自主学习兴趣。也更好的培养了学生独立思考的能力与勇于提出自己见解的习惯。
（三）理论联系实际，适当引入材料学科前沿内容
随着各大高校的转型及对人才培养模式都是朝着创新型人才方向进行的，课程的内容就要体现一定的先进性与现代化。在教学过程中要适当的补充与《热力学统计物理》课程相关的最新材料学与物理学学术成就与进展。另一方面可以通过鼓励学生多参加一些这方面的学术报告与学术沙龙，多做交流，或者可以让学生多看相关报告的视频。有意识的引导学生拓宽知识面，激发自主学习兴趣，体现课程的丰富性，使教学效果达到最优化。
材料类专业是应用性很强的专业，比较注重实践性，而当前很多高校又在转型为应用型人才的培养，所以在对本课程的要求中要体现实用性，要加强理论与实践相结合。在教学过程中多带学生参观一些生产或者加工类的工厂。让学生在实践中学习，这样不会使学生对课程产生厌烦的情绪，更能带动学生自主学习的兴趣。或者老师可以带学生多参加教学讨论，参加各方面的比赛来加强学生对知识的应用，让学生体验到学习本课程的实践性，这样既不会使学生对学习感到盲目和乏味，又能激发学习兴趣，也帮助学生拓宽知识面。
三、结语
本文结合作者在实践学习中及根据教师的教学实践，深入的探索了《热力学统计物理》课程的教学模式。基于传统陈旧的教学方法存在的问题与当前在实践教学中课时少与内容繁多存在的诸多问题，提出了课程整合的具体课改方法。要加强讨论式教学，调动学生自主学习的兴趣，有效激发学生的创新热情以及培养学生的创造精神，实现多样化的考核方式，拓宽学生的知识面，使教学效果达到最优。以实现人才培养目标，达到国家对该专业的要求。
参考文献：
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[3]冯立芹. 热力学统计物理课程教学改革探讨[J]. 中国西部科技，2014，13（5）：90-91.
对原料丙烯进行净化处理是聚丙烯装置的重要工序，原料丙烯的纯度对维持聚丙烯聚合反应稳定运行和提高产品质量有重大影响。因此明晰丙烯净化塔的性能并掌握正确的操作方法对聚丙烯装置具有十分重要的意义。现以大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司聚丙烯装置的丙烯净化塔为例，分析其性能与操作方法。流程见图1。
液体混合物的蒸馏分离，是利用物系中各组分挥发度不同的特性而实现的。在一个理想的两组分物系中，液相总是符合拉乌尔定律（式1），而气相在外压不太高时总是符合道尔顿分压定律（式2）[1]。
公式中可以看出，在一定的外压条件下，理想两组分体系气液两相中各组分的摩尔分数仅与平衡温度有关。精馏是一个多级分离过程，相当于在精馏塔内进行多次平衡蒸馏。平衡状态下，精馏塔内的每一层塔盘，其塔盘上的溶液及溶液上方的气相都可以看作一个单独的平衡体系，在外压稳定的条件下，其平衡组分摩尔分数仅与其平衡温度有关。因此，一个稳定操作的精馏塔中，精馏塔的产品组分组成变化可通过观察塔顶及塔底的温度变化来进行判断。
2 丙烯净化塔设计参数分析
此丙烯净化塔设计理论塔板数为20，进料板为第9层。而此塔实际塔板数为32（包括塔底再沸器和塔顶冷凝器），实际进料板为第14层，塔板效率在60%左右[2]。此塔各塔盘平衡温度和液相各组分摩尔分数设计值如表1所示。从表中可以看到，塔顶操作压力为2.249MPa时，塔底设计温度为53.51℃，塔顶设计温度为44.13℃，温度变化并不是典型的精馏塔变化曲线。当塔盘上液相中轻组分摩尔分数增加时，其对应的平衡温度随之降低，因此可用塔顶温度和塔底温度来反应塔底塔顶的组成[3]。其中第一层塔盘和第二层塔盘之间的温度变化最大，组份变化也相对较大，其它塔盘之间温度变化并不十分明显，因此可以认为此塔的灵敏板是第一板，可用其变化来监控各塔盘的组分变化情况。另外，我们也可以看出，丙烯净化塔对原料丙烯（塔底产品）的提纯效果并不明显，但对于C2以下的轻组分的分离效果比较突出，因此我们在操作时应重点调节丙烯中C2以下的轻组分含量。
3 影响因素 3.1 进料状况对丙烯净化塔产品组成的影响
进料状况一般包括进料的组成和进料的热状态，在稳定的料组成下，对于一个操作稳定良好的精馏塔来说，其塔顶、塔低组分会受到进料热状态的影响。对于此丙烯净化塔来说，在正常运行时，丙烯进料温度在26℃-32℃之间，属于冷物料进料，且物料温度变化不是很大，因此进料热状态对于丙烯净化塔组分的影响基本可以忽略不计。
当进料温度确定以后，进料组成的变化（表2）会同时影响塔顶组分组成和塔底组分组成。一般情况下，进料组成xF（进料中易挥发组分摩尔分数）增加时，塔顶、塔底液相中易挥发组分将同时增加，反之同时减少。
图2？次日丙烯净化塔运行状态
对比表1、图1以及图2，可以看出，记录的第一日，原料丙烯中C2以下的易挥发组分摩尔分数远高于设计进料组成，此时，对应的丙烯净化塔操作状态如图1所示。在这种进料组成下，塔顶温度仅为38.90℃，远低于设计操作温度44.13℃，说明此时塔顶易挥发组分摩尔分数已远高于设计值；塔底温度为51.97℃，亦低于正常水平，说明此时塔低易挥发组分同样高于正常水平。对比次日进料状态和丙烯净化塔操作状态，当进料中易挥发组分减少时，同样的操作压力下，塔顶温度升至48.79℃，塔底温度上升至52.48℃，实际变化与理论相符。因此，丙烯净化塔在脱除原料丙烯中轻组分的同时，还可监测原料丙烯的质量，并及时做出调整。当操作条件未改变时，塔顶、塔底温度同时下降，说明此时原料丙烯中轻组分含量增加，应加大顶部排放量，脱除轻组分；而当进料易挥发组分减少，塔顶、塔底温度升高，此时塔底组分和塔顶轻组分会相应减少，可适度减少排放，减少浪费；当塔顶温度上升到一定值时（十分接近此时压力下丙烯饱和蒸汽压），说明此时进料丙烯纯度已较高，且由于丙烯净化塔分离能力的限制，已不能继续分离出易挥发组分，此时可以考虑关闭放空。
3.2 操作条件对丙烯净化塔产品组成的影响
精馏塔的操作条件一般包括塔压、回流比[4]、塔温、物料平衡等。由于塔压总是随着平衡温度的变化而变化，且塔压变化不超过20%-30%时，x-y平衡曲线变动不会超过2%，因此在正常操作中，塔压变化不是很大时，可以认为塔压是一个恒定值。而丙烯净化塔在后续负荷变化不是很大、很频繁时，可认为物料一直处于平衡状态。
图3？丙烯净化塔操作温度变化趋势
设计初期，对进料、出料进行物料衡算，若所需产品的质量确定，精馏塔的塔底温度和操作压力就已经确定。从图3中可以看出，塔底温度的变化总会引起塔顶温度和塔压的相应变化。降低塔温时，塔压随着降低，组分相对挥发度增加，此时物系更易分离。但当操作压力过低时，塔顶温度过低，塔顶冷凝困难，精馏过程将无法继续进行，丙烯得不到精制。提高操作温度时，塔压随之升高，组分相对挥发度减小，分离变得困难。当塔压过高时，塔底产品很难提纯，产品质量得不到保证，同时塔顶排放产生浪费。因此，正常操作时，应尽量维持塔压稳定，通过塔顶、塔底平衡温度的变化来控制操作。而当原料纯度较高时，分离将变的很难，此时可适度地选择低塔压操作，以节约水、汽用量。
4 结论
（1）塔温的变化会引起塔压的变化，对塔顶、塔底组分组成有一定影响。在对丙烯净化塔进行操作时，应首先通过调节再沸器蒸汽流量和塔顶冷却水量来维持稳定的塔压；在塔压稳定的情况下，根据平衡温度的变化来选择合适的顶部放空量，以确保塔底产品的质量。
（2）当进料丙烯轻组分含量明显升高时，塔顶及塔底的轻组分含量均会随之升高，应及时增加顶部排放量，以维持塔底产品的质量；当进料丙烯轻组分含量较少时，顶部温度与丙烯对应压力下平衡温度相差不大，应关小排放量，减少丙烯损失。在确保丙烯净化塔塔底产品质量同时，也可适度选择较低塔压操作，以减少蒸汽和冷却水的用量，达到经济效益最大化。
参考文献
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