物理化學全英文課程教學實踐

趙家昌 鄭文銳 芮一川 瞿祎 劉鳳嬌 尹小英

上海工程技術大學化學化工學院 （上海 201620）

在政治、經濟、文化和教育全球化的時代，我國高等教育也逐漸走向了國際化[1]。大力推進留學生教育，既是高校在國際教育領域面臨的挑戰，也是高校積極拓展國際教育市場、培養國際化創新人才、提升學科建設水平的難得機遇。近年來，我國的留學生教育取得長足進步。據統計，2022 年，我國1 000 多所高等院校擁有來自196 個國家和地區的49 萬名國際學生。

上海工程技術大學是國家教育部授權招收國際學生的大學之一，從1985 年開始接收與培養國際學生。作為國家教育部首批批準接收國際學生的高校和上海市政府獎學金來華留學生接收院校，學校提供本科英文授課項目?；瘜W化工學院的藥物化學專業接收本科留學生，學院為留學生開設了全英文物理化學課程。在總結以往課程教學實踐的基礎上，建立了物理化學全英文課程教學體系，改革了教學方法和教學手段。

1 課程概況

化學化工學院在學校的支持下，獲得了“藥物化學”國際學生全英文授課專業建設項目。物理化學作為全英文“藥物化學”專業的基礎課，對于提高國際學生的化學理論基礎具有很好的推動作用。

物理化學是一門從物質的物理現象和化學現象的聯系入手，探索化學變化規律的學科，它研究所有物質系統化學行為的原理、規律和方法，涵蓋了物質從宏觀到微觀的結構和性質之間的關系、化學過程機理及其控制，是化學及在分子層次上研究物質變化的其他學科領域的理論基礎[2]。

2 教學實踐

2.1 精心選擇教材

選擇合適的教材是上好物理化學全英文課程的重要基礎。通過比較，最終選用的教材是由英國牛津大學的Peter Atkins 教授主編的最新版的Atkins'Physical Chemistry（第11 版）。這是一本經典的物理化學教材，從1978 年出版第1 版以來，經過持續修訂，在內容和形式上不斷完善，被國外和國內的眾多高校選為教材或者教學參考書，具有旺盛的生命力和巨大的影響力。教材內容涵蓋了緒論、資源部分和索引，氣體的性質，第一、第二和第三定律，純物質的物理轉變，簡單混合物，化學平衡，量子理論，原子的結構和光譜，分子結構，分子對稱性，分子光譜學，磁共振，統計熱力學，分子相互作用，固體，運動中的分子，化學動力學，反應動態學，固體表面上的過程等，內容包括國內常見的“小”物理化學教材的教學內容和國內結構化學的教學內容。該教材是一本典型的“大”物理化學教材[3]。

2.2 合理安排課程內容

化學化工學院的物理化學課程是面向學院所有專業本科生開設的專業基礎課，分為“物理化學(一)”和“物理化學(二)”，共6 個學分，96 學時。內容包括化學熱力學、化學動力學、電化學、表面物理化學和膠體化學。全英文的物理化學課程由于課時限制，只有3 個學分，因此，只能優選其中重要的內容，只講授化學熱力學和化學動力學的內容。由于學校藥物化學專業的本科留學生主要來自“一帶一路”沿線國家，他們英語水平比較高，但是專業基礎薄弱，在學習上投入的精力也不夠，因此在教學上不能講得太深，力求讓他們掌握基本概念和基礎理論，為后續課程的學習打好基礎。另外，在課堂教學中要盡可能避免復雜公式的推導，可以提供推導公式的思路，強調使用公式去解決問題。這樣可以降低學習課程的難度，并能顯示“物理化學”的指導作用。

2.3 組建教學團隊

全英文授課教師應具備良好的英語口語，而且要掌握物理化學課程中的專業詞匯。按照課程建設的要求，組建了全英文課程教學團隊。目前教學團隊共有5 人，其中教授1 人、副教授3 人、講師1 人。教學團隊成員有在瑞士蘇黎世聯邦理工大學、美國匹茲堡大學、德國慕尼黑工業大學、美國加州大學洛杉磯分校等訪學或者聯合培養（攻讀博士學位）的經歷，而且教學團隊成員均在國外SCI 期刊上發表過高水平英文論文。因此，教學團隊成員都能勝任全英文物理化學課程的教學工作。在課程教學內容的安排上，由多名教師一起授課，每人講授與自己研究內容相近的章節，以提高課程的教學效果。另外，教學團隊每月舉行一次教學情況交流會，對存在的問題進行分析和整改。

2.4 構建網絡教學平臺

超星學習通是一款非常實用的網絡教學平臺軟件，提供了大量的教學資源。在建設全英文物理化學課程的過程中，在超星學習通上構建了全英文物理化學課程網絡教學平臺，內容包括教學大綱，課程教案，自制ppt 課件，教學團隊成員一起錄制的教學視頻，同步練習題（選擇題、填空題）以及課后習題等。學生可以利用超星學習通上的教學平臺進行課前預習及課后復習，并通過做同步練習題和書后習題鞏固所學的知識。

2.5 優選教學實例

在教學過程中，通過參考不同出版社的“物理化學”教材來優選與藥物化學專業相關的實際應用實例，引導學生用所學的物理化學知識來處理藥物化學中的問題，做到學以致用。例如，關于藥物的配制，如果兩種固體藥物的低共熔點接近或低于室溫，則不應將它們混合在一起，以防形成糊狀或液態物質，這在藥物配伍中應特別注意。制備含低共熔成分散劑時，先將低共熔成分混合，使其形成液態或糊狀低共熔混合物，再與其他藥物混合均勻。痱子粉的制備就是先研磨樟腦和薄荷腦的混合物，使其成熔融狀，再加入其他成分混合均勻。等滲溶液在藥學中也有重要意義，例如，眼藥水必須與眼球中的液體具有相同的滲透壓，否則會引起眼睛疼痛。靜脈注射用的生理鹽水與血漿是等滲溶液，如果是高滲溶液（高于血漿的滲透壓），則血紅細胞（其細胞膜為半透膜）中的水分會滲透到血紅細胞外，導致血紅細胞萎縮；如果是低滲溶液，則水分向血紅細胞內滲透，導致血紅細胞腫脹并最終破裂。靜脈注射用生理鹽水，其NaCl質量分數約為0.9%，與血漿等滲[4]。

2.6 課程思政教育

在教學過程中，編寫隱性融入課程思政元素的全英文案例，以提高留學生對知識性內容和思政內容的接受程度，培養“知華、友華、親華”的外籍藥物化學技術人才[5]。例如，被譽為“中國霍金”的中國科學院金展鵬院士，首創了“金氏相圖測定法”。熱力學第二定律的任務是解決變化的方向和限度問題，例舉了C（石墨）→C（金剛石）案例。據統計，全球95%以上的人造金剛石產自我國河南省，且其價格僅為國外造產品價格的十分之一。20 世紀初，中國物理化學家黃子卿教授曾精確測定了熱力學溫標的基準點——水的三相點溫度（0.009 81 ℃±0.000 05 ℃）[6]。

2.7 構建新的課程考核體系

傳統上，學生的總評成績構成是：期末試卷成績占60%，平時成績占40%。有小部分學生在平時學習不認真，只是在考試前突擊了幾天。盡管他們順利地通過了考試，但他們在短期內記住的知識很容易被遺忘。為此，在全英文物理化學課程的教學改革中，構建了新的課程考核體系，學生的平時成績由線上和線下兩部分組成，各占50%。線上成績包括同步練習題、學習進度和參與在線課程討論的情況；線下成績包括平常上課出勤情況、課堂表現、書后習題及參與互動情況的考核。新的課程考核體系更關注學生平時考核（包括線上成績）的情況，能更真實地反映學生學習的情況。

3 結語

在物理化學全英文授課的教學實踐中，通過精心選擇教材、合理安排課程內容、組建教學團隊、構建網絡教學平臺、優選教學實例、融入思政教育以及構建新的課程考核體系，取得了很好的教學效果，培養了留學生的化學素養及解決問題的能力。今后，要讓沒有出國經歷的主講教師赴國外做訪問學者，讓他們掌握先進的英語教學方法，增強英語口語水平。同時，邀請國際教學名師到學校交流，培養更多能勝任物理化學全英文教學的教師，進一步提高已承擔全英文課程教師的教學水平。在以后的教學過程中，還要引入國際先進的教學理念和方法，進一步提高教學質量。