前言
《物理化學A》是beat365英国官网网站化學和應用化學專業本科生的核心專業理論課，主要講授化學過程的基本原理和基本規律，為實際的科研和生産過程提供理論指導。物理化學課程中的理論都是建立在大量抽象的概念、模型以及數學推導的基礎之上，因此需要缜密地分析和反複地推敲才能理解這些概念的物理意義以及理論适用的體系和條件。另外，由于課程講授的是最基本的理論，同學們在學習課程的過程中容易感覺課程内容過于經典，産生課程内容對化學前沿研究無用的錯覺。針對課程的這些特點，為了确保線上教學具有良好的效果，課程負責人劉兆閱老師在線下授課的基礎上，采取多維措施對線上教學進行設計，建立了适合《物理化學A1》線上教學的“5懂”授課模式（圖1）。
圖1. 多維措施并舉的《物理化學A1》“5懂”線上教學。
1.優化課件，使同學們能夠“看得懂”:
預習和課後複習是線上教學的重要環節，應由同學們在課前和課後獨立自主完成。因此，翔實、易懂且有針對性的課件資料能夠調動同學們課前和課後學習的積極性和主動性。我們對線上教學的課件進行了詳細的優化，将線下教學中的闆書内容，如公式的推導和适用條件、重難點、章節總結以及例題全部植入到課件中，建立了适合本科生自學的課件體系。比如，我們把不同過程ΔG的計算方法總結在課件中，便于同學們在課後進行總結和自主複習。在讨論稀溶液凝固點降低時，把凝固點降低公式的完整推導過程加入到課件中，使同學們能夠全面理解凝固點降低的化學勢原理。這種優化的線上課件能夠使同學們“看得懂”課程的知識點，提高自主學習的效率。
圖2. 課件中稀溶液凝固點降低的詳細推導過程。
2.錄制視頻，使同學們能夠“聽得懂”:
為了使同學們能夠準備掌握課程内容，将上述優化後的課件錄制成視頻，至少提前一天将壓縮後的視頻上傳至課程中心和北航雲盤供同學們下載，保證能夠多渠道獲得學習資料。在上課時間，同學們可以連貫地觀看視頻，而不受網絡的影響。視頻中重點強調課程中所涉及到概念、模型以及邏輯推導。比如“熵”、“可逆過程”、“化學勢”、“理想液态混合物”和“蒸氣壓”等抽象概念以及氣體、液體化學勢表達式等理論的缜密推導。對于一些特别的難點，如實際氣體ΔU和ΔH的計算、蒸氣壓與溫度壓力的關系等，将對其的解釋制成小視頻推送給學生。通過對視頻的學習，使同學們在課堂上能夠“聽得懂”課程的基本知識點、重點和難點，提高課堂學習的效率。
圖3. 在北航雲盤和課程中心推送的視頻和課件。
3.利用微信群翻轉課堂，使同學們能夠“講得懂”：
利用微信群翻轉課堂來了解同學們對知識點的理解程度，以及對知識點的理解是否有偏差。每次課我們會準備10~20個與課程教學内容相關的問題進行科學設疑，提前發布，讓同學們帶着問題學習并回答。對于課程中的重點和難點問題，例如“如何利用化學勢來推導理想液态混合物的性質？”、“溶劑和溶質的化學勢表達式如何推導？”、“多組分體系的熱力學基本關系式如何表達？”以及“熱力學判據及适用條件”等，邀請同學們進行語音講解或手寫拍照來讨論，使同學們能夠“講得懂”所學到的知識點。
圖4. 同學們利用文字、語音以及手寫拍照等形式對發布的問題以及重難點進行讨論。
4.準備習題和作業，使同學們能夠“做得懂”：
習題和課後作業是課堂教學的延伸和補充，可起到鞏固和應用知識點的作用。我們會在課堂教學中和同學們讨論一些具體的例題以及題目中所涉及到的知識點，使同學們能夠将所學習到的知識點應用到具體的實例中。每一章課後，我們會布置兩次作業并推送複習題，在規定的時間内通過電子郵件提交，對作業的共性問題進行讨論，目的是使同學們能夠運用課程知識點“做得懂”習題。
圖5. 課程中的具體例題、複習題以及同學們的作業。
5.結合前沿研究，使同學們能夠“用得懂”：
本課程主要講授的是化學過程的基本原理和基本規律，同學們在學習課程的過程中容易感覺課程内容過于經典，産生課程内容對化學前沿研究無用的錯覺。實際上，基本原理和基本規律對前沿研究具有重要的指導意義。教學過程中，我們把前沿研究與授課内容結合，揭示物理化學基本原理對前沿研究的指導作用。這樣能夠使同學們認識到物理化學課程的重要性，拓寬學生的視野，培養學生的創新科研意識。例如，在講授熱力學第二定律中化學反應的ΔG判據時，将光或電解水産氫這一前沿研究引入課堂，引導學生利用ΔG判據來解決水分解反應中的熱力學問題。在講述溶液熱力學時，利用化學勢和電化學勢概念來推導前沿研究中濃差電池的電動勢和液接電勢。通過将課程内容與前沿研究結合，使同學們能夠“用得懂”所學的知識點來解決實際科研問題，提高課程的授課效果。
圖6. 課程内容與前沿研究的結合
總結
依據《物理化學A1》的課程特點，利用優化的課件、錄制視頻、微信群翻轉課堂、習題作業以及結合前沿研究等多維措施使同學們能夠對課程知識點“看得懂”、“聽得懂”、“講得懂”、“做得懂”以及“用得懂”，初步建立了适合《物理化學A1》的“5懂”線上教學模式。在随後的線上教學過程中，我們将會探索更多的措施來完善課程教學，使師生都得到更多的收獲和成長。
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