□付秋平 娄 杰 严 伟

《物理化学》是化学学科的理论基础，常被称为“理论化学”，对工业生产、科学研究等都有很大的理论指导价值[1]。《物理化学》课程的理论性比较强，要求学生掌握的理论知识抽象、繁琐、公式多且复杂[2]。学生对于该课程中抽象的概念没有感性认识会给学生的学习带来一些困难，容易导致学生对这门课程的学习产生一定的畏难情绪。此外，《物理化学》课程内容的理论性比较强，常会给学生一种不实用的错觉，这种错觉会直接导致学生对该课程缺乏学习兴趣和动力。因此，学生对该课程的认知程度不足也会影响其对该课程的学习效果。随着互联网、人工智能、大数据等新兴技术的快速发展，教育信息化得到快速推进，智慧校园、智慧课堂建设发展迅速，电子白板、多媒体课件、教学视频等网络教学资源日益丰富[3]。在大数据的背景下，“互联网+教育”的教学改革继续推进，特别是教学形式和教学方法的改革，大数据改变教育势所必然[4]。因此，通过充分利用大数据时代的新兴技术，可以更好地帮助学生进行学习。另外，教师可以利用该课程内容与日常生活的联系及与科研课题之间的紧密关系引导学生努力学习。

一、《物理化学》课程特点以及存在的问题

(一)《物理化学》课程内容丰富且公式繁多。《物理化学》是化学专业的一门专业基础课程，在化学专业的学习中具有重要作用，而且材料科学与工程、环境工程、食品工程及制药工程等专业都涉及了《物理化学》课程内容的学习。《物理化学》课程的内容非常丰富，且内容抽象、公式繁多，有很多的理论、公式需要推导[5]。抽象的理论和复杂的公式推导会使对抽象的理论无感性认识和高等数学较差的学生对这门课程失去学习兴趣。因此，在学习过程中需要学生具有较强的逻辑思维和解决问题的能力以及较好的高等数学基础。

(二)传统教学方式存在的问题。《物理化学》课程的大部分内容较为专业、抽象。该课程目前的主要教学模式仍然是以灌输式教学模式为主，即“教师讲授、学生聆听”。如果教师按照教材照本宣科开展课堂教学，学生在整个过程中处于一个被动接受的状态，学生对于课堂会缺乏参与感。这种教学模式，教师可能是讲得很精彩，但学生不一定学得好。因为这种教学模式会导致学生学习的主动性不够，缺乏对学生自主学习和独立思考的引导，减弱学习效果和学习效率。最后可能导致学生感觉《物理化学》课程内容枯燥乏味，学习兴趣下降，容易被手机上富有娱乐性的游戏、短视频等所吸引，造成课堂上学生抬头率低的情况[6]。另外，高年级的学生在跟低年级的学生交流的过程中，经常会传递《物理化学》课程难学的信息。这些情况叠加在一起，最终导致学生对于课程的兴趣和积极性进一步降低，甚至产生厌学和畏惧情绪。

二、《物理化学》课程教学改革的必要性

在大数据时代，很多行业都随着信息技术的发展而进行了一些改革以适应当前环境。同样的，高校也在快速推进教学和课程改革。在当前信息技术快速发展的浪潮中，人们可以随时随地搜索获取所需信息和知识，极大方便了日常生产、生活[7]。大家随身携带的手机里有着各种有趣的小游戏、小视频，还可以网上购物，这些有趣和诱惑是网络时代严重影响学生学习的因素，导致一些学生在课堂上成为低头族，给现今的课堂教学带来了很大的挑战，也是导致传统课堂教学无法满足现今学生学习需求的重要原因之一。当然，大数据时代对高校教学的影响与它对其他行业的影响一样，也有着有利的方面。比如，互联网上存在丰富的网络学习资料，学生可以轻松获取这些学习资源[8]。而且，目前在互联网上已经出现了很多专门用于学习的教学平台，里面拥有很多优秀教师讲授的《物理化学》教学视频[9]。由于专业侧重点的不同，不同教师讲授的侧重点也不相同。教师可以自己录制教学视频，上传到系统上。同样的，学生也可根据自己的需要来选择适合自己的教学视频，拓宽自己的知识面。另一方面，教师利用好大数据，能更好地了解学生在《物理化学》课程学习中的疑难点和学生的薄弱点，有助于教师及时地、有针对性地调整教学方案，提升教学质量。因此，在当前这样的大数据时代，利用好网络上丰富的教学资源和大数据对《物理化学》课程教学模式进行改革，有效提高教学质量是非常必要的。

三、《物理化学》课程教学模式改革的措施

(一)利用丰富的网络教学资源引导学生做好课前预习。大学生有大量的课余时间，怎么样才能够激发学生的学习兴趣，怎么样才能引导学生充分利用好课余时间进行学习，使他们变被动学习为主动学习，这是当前要解决的首要问题，也是现在教学改革的主要努力方向。随着互联网的快速发展和大数据时代的到来，各种教学平台的相继出现，极大丰富了教师的教学方式和学生的学习方式，教师和学生上课也不再局限于教室。教师可以对网络上丰富的教学资源进行收集、整理，也可以自己录制教学视频，然后将这些视频教学资源提供给学生，引导学生将这些视频教学资源和教材相结合进行课前预习。同时，教师还可以在教学平台上提前发布一些引导性问题和预习测试题供学生预习时完成，引导学生带着问题进行预习，在预习后完成相应的预习测验。利用教学平台批阅学生完成的预习测试题，并对学生的答题情况进行汇总、分析，更好地掌握学生的预习效果。同时，鼓励学生在预习平台上对预习过程中遇到的难点问题进行留言。有助于教师在上课前了解学生的预习情况及效果，在课堂上更好地做到有的放矢。这种方式可以避免教师在课堂上凭自己的感觉和经验开展教学，还能很好地解决学生的问题。

(二)进一步完善课后评价机制。课后评价是教学过程中的一个重要环节，它不仅可以检验学生对课堂教学内容的学习效果，还可以反映出教师的课堂教学效果。但是在教学过程中非常重要的课后评价常被教师和学生忽视。教师一般是通过批改课后布置的作业来测验学生对课堂授课内容的掌握情况。对于《物理化学》课程，教师很多时候布置的作业以计算题为主，但是通过计算题反馈的信息量是非常有限的。另外，教师批改下来往往也只是对这个班上学生掌握情况的一个整体印象，缺少详实的数据参考。在当今这样一个大数据时代，教师可以通过学习平台发布课后测验，测验的内容可以轻松做到丰富、多样，覆盖面广。不仅可以从测验内容上丰富，如：考查概念的掌握程度、课堂授课内容的熟悉程度等，还可以从题型上丰富，如：选择题、填空题、判断题等。像选择题和判断题，教学平台可以自动完成批改并对学生的答题情况进行汇总、分析，形成一个数据详实的批改报告。教师可以通过教学平台生成的批改报告，及时掌握学生的学习情况，如对概念的理解情况、知识的掌握程度和公式的运用情况，从而帮助教师反思课堂教学过程中的一些不足之处，及时改进教学方法，甚至对教学内容、教学进度进行调整。通过对测验数据的分析，可以帮助教师及时了解学生在上一节课学习中的薄弱环节，以便于教师在下一堂课上对上一节课的内容、知识点有针对性地、有侧重点地进行回顾，帮助学生解决上一节课在学习上存在的问题。整个的教学过程可用流程图1来简要描述。

图1 教学过程简图

此外，教师还可以通过平台获得每个学生对课前预习作业和课后作业完成情况的详细数据(包括是否及时完成和正确率等信息)，以及学生在预习过程中或者在课后复习过程中提出的疑问的相关数据信息，然后将这些信息用于学生平时成绩的给分依据。充分利用好平台的各种功能来调动学生对《物理化学》课程的学习主动性和积极性。

(三)改革教学方式。在日常教学中，教师经常会将教学内容与日常生活中的现象相结合引导学生学习。比如，冬天出现凝冻天气，道路结冰，需要对道路进行撒盐处理来实现防滑的目的。教师可以利用《物理化学》课程中溶液凝固点降低来解释撒盐这种行为的作用。但是并不是《物理化学》课程中所有的知识点都可以很好地与日常生活中的一些现象联系起来。《物理化学》被称为化学学科的理论基础，且与很多专业密切相关。可以将它与教师的科研课题联系起来，鼓励学生积极参与教师的科研课题研究，更好地做到科研反哺教学。比如，在开展吸附相关的实验研究时，往往会采用等温吸附模型、吸附动力学模型和吸附热力学等对实验数据进行拟合分析。对实验数据进行等温吸附模型的拟合分析时，需要运用《物理化学》课程中的表面物理化学(Langmuir等温式，Freundlich等温式和BET等温式等吸附模型)方面的知识。对实验数据进行吸附动力学模型的拟合分析时，需要运用《物理化学》课程中的化学动力学基础(一)(拟一级动力学和拟二级动力学等)方面的知识。在进行吸附热力学研究时，需要应用化学热力学(计算吸附过程中的焓变、熵变和吉布斯自由能变等)等相关内容，讨论吸附过程是吸热的还是放热的等。教师可以找一些相关文献提供给学生阅读，并将授课班级的学生分成若干小组，让学生以小组为单位，利用所学知识，结合丰富的网络资源对相关内容进行讨论、分析，考查学生能否灵活运用所学《物理化学》课程中的相关知识开展相应的数据分析工作。这样既可以考查学生对所学知识的掌握程度和灵活运用情况，也可以让学生了解所学课程的应用价值，从而激发学生对《物理化学》课程的学习兴趣。另外，小组成员需要结合所学知识、查阅相关资料来帮助自己更好地理解相关内容，而且成员之间要相互讨论、相互配合完成教师布置的任务。这样的教学方式还有助于学生团队意识和协作能力的培养。

四、结语

大数据时代的到来，为当前的高校化学教学带来了很多的便利性，学生能够轻松、方便地了解更多《物理化学》课程相关的知识，也丰富了《物理化学》课程的课堂教学内容。在教学过程中，通过大数据信息收集与数据分析更好地了解学生的学习情况，及时发现学生学习过程中的难点，更好地促进教师及时做出相应的教学改革。这种针对性的改革有利于学生增强学习自信心和学习兴趣。大数据时代的到来，使教师能更加全面地对学生学习情况做出评价，有效推动《物理化学》课程教学模式改革。鼓励学生积极参与教师的科研课题，教师利用科研课题与《物理化学》课程之间的联系更好地激发学生对该课程的学习兴趣。