以解决实际问题为导向的物理化学教学模式探索

doi:10.3866/PKU.DXHX202203063

大学化学 >> 2023, Vol. 38 >> Issue (2): 10-14.doi: 10.3866/PKU.DXHX202203063

以解决实际问题为导向的物理化学教学模式探索

郑秀君()

黑龙江东方学院食品工程学院, 哈尔滨 150066

收稿日期:2022-03-24 录用日期:2022-04-27 发布日期:2022-05-12
通讯作者: 郑秀君 E-mail:zhengxiujun2004@163.com
基金资助:
黑龙江省高等教育教学改革研究项目(SJGY20210735)

Exploration on the Teaching Mode of Physical Chemistry Oriented to Solving Practical Problems

Xiujun Zheng()

Department of Food Engineering, Heilongjiang East University, Harbin 150066, China

Received:2022-03-24 Accepted:2022-04-27 Published:2022-05-12
Contact: Xiujun Zheng E-mail:zhengxiujun2004@163.com

摘要/Abstract

摘要：

以单组分系统两相平衡的教学设计为例，基于成果导向教育(OBE)理念，以解决实际问题为导向来布置课上与课下的学习任务，通过小组合作学习的方式探索物理化学课程的教学改革模式。

关键词: 解决实际为题为导向, 物理化学, 教学改革

Abstract:

According to outcome-based education (OBE) idea, the teaching design of two-phase equilibrium in a one-component system is taken as an example to solve practical problems as the guide to arrange the learning tasks in and out of class. Teaching models for physical chemistry courses are explored by group cooperative learning.

Key words: Problem-solving oriented, Physical chemistry, Teaching reform

郑秀君. 以解决实际问题为导向的物理化学教学模式探索[J]. 大学化学, 2023, 38(2): 10-14.

Xiujun Zheng. Exploration on the Teaching Mode of Physical Chemistry Oriented to Solving Practical Problems[J]. University Chemistry, 2023, 38(2): 10-14.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202203063

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I2/10

图/表 6

图1

表1

图2

图3

表2

表3

参考文献 10

1	曹映玉; 杨恩翠. 化学教育, 2016, 37 (6), 23.
2	杨笑春; 沈玉龙; 刘立华. 大学化学, 2018, 33 (10), 58.
3	马英一; 董丽敏; 周宏; 陈宇飞. 河南化工, 2020, 37 (3), 59.
4	刘兆阅. 高教学刊, 2022, (1), 112.
5	纪敏; 王新葵; 孙延波; 王旭珍; 王新平. 大学化学, 2021, 36 (1), 2007041.
6	孙越; 郝强; 周禹希. 辽宁师范大学学报(自然科学版), 2021, 44 (1), 52.
7	刘长久; 李延伟; 刘勇平. 高教论坛, 2010, (1), 21.
8	王向鹏; 郑云香. 化学教育, 2020, 41 (14), 14.
9	肖谷清; 王姣亮; 谢丹; 龙立平; 贺国文; 孟秋冬. 化工高等教育, 2021, 38 (6), 122.
10	赵永婷; 张秋云; 郑伟; 秦仕华. 轻工科技, 2020, 36 (12), 156.

第一部分	第二部分	第三部分
液体饱和蒸汽压p^*；液体沸点T_bp；理想气体状态方程；Gibbs判断内容；化学势判断；热力学基本方程；可逆相变过程的熵变；可逆相变过程的焓变	学习目标： $ \frac{\mathrm{d} p}{\mathrm{d} T}=\frac{\Delta H_{\mathrm{m}}^}{T \Delta V_{\mathrm{m}}^} $ $ \frac{\mathrm{d} \ln p}{\mathrm{d} T}=\frac{\Delta_{\mathrm{vap}} H_{\mathrm{m}}}{R T^2} $ $ p_2-p_1=\frac{\Delta_{\mathrm{fus}} H_{\mathrm{m}}}{\Delta_{\mathrm{fus}} V_{\mathrm{m}}} \frac{\left(T_2-\mathrm{T}_1\right)}{T_1} $ $ \ln \frac{p_2}{p_1}=\frac{\Delta_{\mathrm{vap}} H_{\mathrm{m}}}{R}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right) $ $ \ln \frac{p_2}{p_1}=\frac{\Delta_{\mathrm{sub}} H_{\mathrm{m}}}{R}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right) $ 重点： 1、克拉佩龙方程；2、克劳修斯-克拉佩龙方程难点： 1、克拉佩龙方程的推导过程；2、克拉佩龙方程用于固-液两相平衡；3、克劳修斯-克拉佩龙方程的应用条件	1、克拉佩龙方程适用条件是什么？ 2、为什么冰的熔点随着压力的增大而降低？ 3、已知饱和蒸汽压，如何计算纯液体沸点？ 4、克劳修斯-克拉佩龙方程适用条件是什么？ 5、本节提出的4个问题是如何解决的？

小组讨论内容	知识点
为什么冰的熔点随着压力的增大而降低？为什么冬天松花江中的鱼没有被冻死？为什么穿上冰刀后滑冰会那么顺畅、快速?	$ \frac{\mathrm{d} p}{\mathrm{~d} T}=\frac{\Delta H_{\mathrm{m}}^}{T \Delta V_{\mathrm{m}}^} $
计算−0.5 ℃时，欲使冰熔化所需施加的最小压力？已知ρ(冰) = 0.9168 g∙cm⁻³；ρ(水) = 0.9998 g∙cm⁻³；，冰的熔化焓Δ_fusH = 333.5 J∙g⁻¹	$ p_2-p_1=\frac{\Delta_{\mathrm{fus}} H_{\mathrm{m}}}{\Delta_{\mathrm{fus}} V_{\mathrm{m}}} \frac{\left(T_2-T_1\right)}{T_1} $
西藏某地区大气压为78.5 kPa，则该地区水的沸点为多少？做饭用的高压锅内允许的最高压力0.23 MPa，计算水在压力锅内所能达到的最高温度？已知101.325 kPa，100 ℃，Δ_vapH_m^* = 40.668 kJ∙mol⁻¹	$ \ln \frac{p_2}{p_1}=\frac{\Delta_{\mathrm{vap}} H_{\mathrm{m}}}{R}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right) $

教学环节	课程导入	小组讨论	小组展示讨论结果	教师评价小组结果	组内总结	小组反馈组内总结	教师重点讲授	预习单第三部分
各环节时间分配/min	2	1 × 4 ^a	0.5 × 4 ^b	1 × 4 ^c	1 × 4 ^d	0.5 × 4 ^e	22	5
总计时间/min	2	4	2	4	4	2	22	5

[1]	李玲, 翁玥, 向祖慧, 郭枫晚. AI赋能通识教育课程的教学改革初探——以“化学与人类文明”课程为例[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 43 -52 .
[2]	陈冰冰, 王旭珍, 石川, 田福平. 数字赋能：重塑物理化学课程思政新生态[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 61 -68 .
[3]	张岩, 曹晓燕, 李一鸣, 夏树伟, 包木太. 国内外物理化学教材对比研究——电解质溶液[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 303 -309 .
[4]	张岩, 周立敏, 曹晓燕, 包木太. 人工智能在海洋特色物理化学综合实验中的应用探索[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 118 -125 .
[5]	徐迪, 戴力, 姚文志, 王莉, 张芳, 高昕. 有机化学智慧教学的探索与应用[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 189 -195 .
[6]	成媛媛, 赵娣, 张志成. AI赋能雨课堂在物理化学混合式教学中的实践探索[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 196 -205 .
[7]	黄子俊, 邬峰, 皮少锋, 黄赛金, 方正军. 基于知识图谱的无机化学实验AI课程构建与教学新形态探索[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 228 -237 .
[8]	武文娜, 张涛, 何涛, 冯凯, 韩艳阳, 刘珊珊, 柳华杰, 李庆忠, 杨昕. AI助教在普通化学原理混合式教学中的研究与应用——以“原子结构”教学为例[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 245 -252 .
[9]	彭俊钰, 王峰, 袁红梅, 孙晓丽. 双重预习基础上的“头羊效应”教学模式探索——以地方高校仪器分析实验为例[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 310 -317 .
[10]	陈凌华. 基于双联动“三学”模式的食品专业分析化学教学改革[J]. 大学化学, 2025, 40(8): 78 -91 .
[11]	潘沙, 余柏汝, 李君, 吴玲, 李丹, 马天骥, 曹忠. 新形势发展驱动的分析化学双语教学改革之浅见[J]. 大学化学, 2025, 40(8): 338 -344 .
[12]	王长号, 覃杰婷, 张颖, 边红涛, 马佳妮, 薄鑫, 陈亚芍. SPOC平台支撑的物理化学教学实践研究[J]. 大学化学, 2025, 40(8): 38 -44 .
[13]	荣春光, 许苗军, 向兴德, 刘松. 化学热力学熵变计算的教学探讨[J]. 大学化学, 2025, 40(8): 323 -329 .
[14]	龚良玉, 王杰, 陈蔚燕, 蒋海燕, 孙新枝, 田保玲, 高立彬, 李建忠, 康武魁, 颜世海. 基于农业院校物理化学课程群课程思政教育体系设计的思考[J]. 大学化学, 2025, 40(8): 45 -51 .
[15]	朱万春, 周兵, 谢腾峰, 管景奇, 赵旭. 物理化学综合设计实验教学思考与体会[J]. 大学化学, 2025, 40(8): 33 -37 .

以解决实际问题为导向的物理化学教学模式探索

Exploration on the Teaching Mode of Physical Chemistry Oriented to Solving Practical Problems

RichHTML

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 10

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0