把握时代脉搏 做好传承与发展 打造工科《物理化学》经典教材

刘俊吉 李松林

摘 要：介绍了天津大学工科《物理化学》教材发展的历史脉络，以版次为主线，结合当时的时代背景，回顾了各版次教材的编写背景、思路、修订的主要内容、教材特色等。最后进行了经验总结，某些经验对兄弟院校教材的传承与建设富有启发性，值得借鉴。

关键词：工科；物理化学；教学改革；教材建设；传承

物理化学是化学学科的理论基础，历史上也曾被称作“理论化学”，它综合运用数学、物理等学科的理论和方法研究化学变化过程遵循的普遍规律及这些规律与微观结构的关系，有人形容它是化学学科的灵魂。物理化学课程是化学、化工、材料、轻工、制药、环境、生物（生命）等专业的必修主干课程。

天津大学物理化学教研室编写的工科《物理化学》教材有着悠久的历史。1961年，在当时高教部的组织下，由天津大学物理化学资深教授刘云浦先生牵头和主持，七所高等院校（天津大学、华南化工学院、华东化工学院、大连工学院、浙江大学、成都工学院、北京化工学院）联合编写了工科《物理化学》教材，由人民教育出版社出版，这是新中国成立后第一套高校工科物理化学课程通用教材。其后，1963年和1965年两次修订。这些教材立论严谨，内容精练，深入浅出，联系实际，在当时被作为化工、轻工、冶金类专业使用的通用教材，影响深远，深受全国工科院校师生的欢迎。

“文革”结束后，天津大学重新组织业务功底深厚的教师编写了《物理化学》（第一版，1979年）。之后在此基础上，历经5次修订，把教材打造成了经典教材。教材发行量长期居全国同类教材首位，累计发行量已达数百万册，为我国化学化工类人才的培养做出了突出贡献。

一、逐步发展完善的前五版教材回顾

“文革”结束后，我国高等教育逐步走上正轨。为了适应高等院校教育教学的需要，课程教材建设也迫在眉睫。具体到工科化学教材建设，1977年召开了全国高等学校工科化学教材会议，1979年教育部重新成立了高校工科化学课程教材编委会（教指委前身），指导、规范工科化学教材建设。在这种背景下，天津大学物理化学教研室由李竞庆、宋世谟、李宜泉、杨光中、廖兴树、庄公惠、王正烈组成精干的教材编写团队，依据1977年全国高等学校工科化学教材会议制定的《物理化学》教材编写大纲，编写了奠定基础的《物理化学》第一版，由人民教育出版社出版发行。第一版教材分上下两册，内容涵盖气体的pVT性质、热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡、统计热力学、相平衡、溶液的热力学、电化学、表面现象、化学动力学、催化作用与光化学、胶体化学等12章。这些内容基本能满足当时工科院校化学化工类各专业物理化学课程的教学需要。第一版教材很好地适应了当时物理化学课程的教学需要，深受广大工科院校师生的欢迎。教材自1979年1月出版后，截至1982年11月不到四年时间累计发行近20万册，这一发行量在当时的高等教育招生规模下是十分可观的。

20世纪80年代是我国改革开放的初期阶段，各行各业都焕发了青春，发展日新月异，高等教育事业也不例外。作为高等教育人才培养重要的条件支撑，教材建设也迎来了重要的发展机遇。天津大学物理化学教研室紧紧抓住了这一难得的机遇，在《物理化学》第一版教材的基础上，参照1980年审订的高等工业学校“物理化学教学大纲（草案）”，结合兄弟院校的宝贵意见，编写了《物理化学》第二版。该版教材对体系结构进行了优化，将溶液热力学一章精简后与相平衡一章合并，将化学动力学拆分为基础部分和特殊反应部分，统计热力学一章后移至下册，更加有利于教学。在教材内容的处理上，融入了编者多年的教学经验，重点更加突出，叙述更加简洁明了。可以说，这一版教材开创了天津大学工科《物理化学》教材的新局面，确立了教材在全国同类教材阵地中的领先地位。教材在1987年国家教委举办的全国优秀教材评选中获优秀教材一等奖。自1982年11月出版，截至1992年5月，近九年半时间累计发行超过40万册，很好地满足了改革开放初期我国高等教育化学化工类人才培养的需要。

在第二版教材使用期間，国外的物理化学教材不断更新。与国外教材相比，当时国内的主流的物理化学教材在ISO国际标准的贯彻方面明显滞后，表现在物理化学概念与术语、物理量的表示及运算等方面不严谨，有关标准态压力仍习惯采用旧的规定101.325 kPa，而国外教材已改为100 kPa。以宋世谟教授领衔的天津大学物理化学教材编写团队在第三版的修订过程中，率先严格执行了ISO国际标准关于物理量的表示及运算的规定，使得相关内容更加科学、严谨。同时，率先采用了标准态压力100 kPa的新规定，基于此新规定，教材中相应的基础热力学数据（如标准摩尔生成焓、标准摩尔熵、标准摩尔生成吉布斯函数）、例题、习题等都要做相应的调整，修订工作量巨大。修订完成的《物理化学》第三版成为当时国内贯彻国际标准的典范。该教材1997年获得国家级教学成果二等奖。自1992年5月出版，截至2001年12月，九年半时间累计发行57万册。

世纪之交，教育部出台了“面向21世纪教育振兴行动计划”，启动了“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”项目，拉开了大规模高等教育教学改革的序幕。具体到教材建设，对教材体系与内容提出了更高的要求，如何面向新世纪编写教材成为主要研究方向。由王正烈教授领衔、中青年教师参与的物理化学教材编写团队在充分酝酿、反复讨论的基础上形成了修订共识。在教材体系方面，增加了量子力学基础部分，这样就使得物理化学课程体系更加完整、科学。对工科学生而言，适当介绍量子力学的基本概念、原理，利于其后续的发展。在取材上深广度适宜，利于教学。具体内容的处理上，融入编者多年的教学改革成果与教学经验，有明显创新。《物理化学》第四版2001年由高等教育出版社出版，该教材为普通高等教育“九五”国家教委重点教材、面向21世纪课程教材，2005年获国家级教学成果二等奖。2003年教育部启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作，以教材为依托，物理化学课程2005年被评为国家精品课程，教材建设与课程建设相互促进。教材自2001年11月出版，截至2009年5月，七年半时间累计发行64万册。

经过近三十年的改革开放，我国发生了翻天覆地的变化。我国也由高等教育大国向高等教育强国迈进。在世纪之交有关高等教育一系列教育教学改革措施（如“质量工程”）基础上，教育部、财政部决定在“十二五”期间继续实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”（“本科教学工程”），其中“卓越工程师教育培养计划”、国家精品资源共享课程建设等项目都对教材建设提出了更高的要求。经过顺利传承、由中青年骨干组成的教材编写团队精心组织，制订了建设适应新形势要求的立体化物理化学教材的建设规划，即在纸质主教材基础上，编写包括简明版教材（以满足少学时物理化学课程教学需要）、配套的电子教案、配套的教学参考书（物理化学解题指南）、物理化学实验、配套的网络教育共享资源等一系列内容充实丰富、适应培养具有创新能力的卓越工程人才需要的立体化教材及教学资源。纸质主教材方面，教材选材深广度适宜，处理繁简得当，符合高校工科物理化学课程教学的要求。结构上每章后增加了小结，对各章的重要思想、方法及内容间的逻辑关系等进行了总结，有利于读者在学习时对内容作整体把握。教材中多处内容的处理有创新，并使用了国际最新的物理化学数据。《物理化学》第五版教材为面向21世纪课程教材、普通高等教育“十一五”国家级规划教材、“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。以立体化教材为依托，物理化学课程2012年被评为国家精品资源共享课程。教材自2009年5月出版，截至2017年8月，8年时间累计发行90万册，发行量再创新高。

二、新形势下与时俱进的《物理化学》第六版

随着互联网的迅速发展，人们的生活方式发生了很大的变化，资讯的获得、交流、购物、支付等更为高效便捷。同样对高等教育，也产生了革命性的影响，如科研文献的获得更加及时快捷，论文的投递、评审变得更加简单方便，慕课（MOOC）的出现使得传统教学模式受到了很大的冲击。国外Coursera，Udacity，edX等MOOC平台以及国内的中国大学MOOC平台等，为网络信息化时代高等教育课程教学提供了无限可能。为了适应新形势的变化，做到教材建设与时俱进，我们的教材建设团队明确了新修订教材要与MOOC资源建设相结合的建设思路。在认真修订、完善纸质版主教材的同时，重视配套的MOOC课程建设。2017年完成了纸质主教材《物理化学》第六版的修订，由高等教育出版社出版。与其配套的“物理化学”MOOC也同步完成，2018年已正式由“中国大学MOOC”平台上线开课。我们的MOOC课程具有以下特点：（1）课程内容系统、全面，利于学生系统学习。课程内容按《物理化学》第六版教材的顺序渐次展开，涵盖了所有知识点，《物理化学》（上）设计了98个知识点，《物理化学》（下）设计了94个知识点，每个知识点包含视频（一般少于15分钟）、视频弹题、ppt文档、测验题等，每一章最后还有单元测试、单元作业。可以说，在知识点的安排上我们没有“偷工减料”，做到了完整呈现。（2）知

识点的重新组织、讲授、各种测试题的编写等反映了我们的教学水平。同样一个知识点，如摩尔定压热容 ，有的MOOC课程只是简单介绍一下其定义就算完事，而在我们的MOOC中，则对教材中涉及这一概念的有关内容进行重新组织、整合，最后呈现给学生的是一个“不一样”的知识点——为什么要引入摩尔定压热容、它是如何定义的、借助它如何计算单纯pVT变化过程的焓变、它如何随温度变化等。对于我们的处理，学生给予高度肯定。我们的MOOC课程第一次开课，学习人数已达6 400多人，深受学生欢迎。除了MOOC课程外，还将陆续出版简明版教材、配套教辅书（物理化学解题指南、物理化学学习指导）、配套的物理化学电子教案、物理化学实验、配套的数字化教学资源等，将形成一套更加完整、丰富的立体化教材及教学资源，更好地满足新形势下物理化学课程教学的需要。

新修订的纸质版《物理化学》第六版，由几位多年从事物理化学一线教学、有着丰富教学经验的教师编写。教材传承了前五版教材几十年积淀的精华，适当介绍了反映学科前沿的内容，融入了编者多年教学改革的成果、教学经验与体会，呈现给读者的是一套教学适用性突出、特色鲜明的优秀工科《物理化学》教材。其鲜明的特色体现在以下几个方面：（1）体系及结构安排科学、系统。教材体系完整，包含了化学热力学（宏观层次）、量子力学（微观层次）、统计热力学（宏观与微观桥梁）、化学动力学（宏观层次）四部分，以十二章形式编排，各章节间相互衔接，结构安排科学严谨。每章内前有序言、后有小结及开放性思考题，对该章的重要思想、方法及内容间的逻辑关系画龙点睛，系统性明显加强，符合学生认知规律，利于学生整体掌握及能力的培养。（2）内容及语言精练、简明。教材内容选材精炼，深广度适宜，符合化工與制药类等各专业新形势下高质量卓越工程人才培养目标及高校工科物理化学课程教学的要求，同时兼顾了基础与前沿、理论与实际、宏观与微观三个维度。对基本概念及原理论述清晰、准确，语言简洁、明了，教学适用性突出。（3）定义、符号、单位及图表规范、美观。贯彻国家标准和SI制严格彻底，定义、公式、图表、符号、计量单位等符合标准，插图严谨规范、印刷清晰美观。《物理化学》第六版教材为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。希望该版教材能为我国化学化工类人才的培养做出更大贡献。

三、启示与展望

天津大学《物理化学》教材走过的几十年，正是我国改革开放不断取得巨大成就的几十年，也是我国高等教育由教育大国向教育强国迅猛发展的几十年。顺应时代发展需要，把握时代脉搏，关注并积极参与不同时期国家高等教育的教育教学改革是天津大学《物理化学》教材不断发展的基础。

做好传承与发展是打造经典教材的法宝。天津大学几代物化人代代相传，他们在不同时期为教材的发展做出了重要贡献。老先生们不计名利，很有远见地将教材版权归属天津大学物理化学教研室集体所有，避免了经典教材因署名个人有可能带来的版权纠纷后患。老先生们高风亮节，做好教材编写团队的传帮带后适时退出，保障了教材的与时俱进与可持续发展，他们的贡献不可磨灭。愿后来者都能以老先生为榜样，继续做好传承与创新，将天津大学的《物理化学》教材传承下去，使之发扬光大，为我国化学化工人才的培养做出更大的贡献。

未来的工科物理化学教材，在教材内容上将更加丰富。随着物理化学学科的迅速发展，新的学科前沿内容、新的研究方法应该被引入，以拓展学生的视野；一些理论联系实际的内容应该加强，以适应新形势下卓越化工人才培养的需要。未来的工科物理化学教材，在教材形式（形态）上将更加多样，除了传统的纸质教材，数字化资源、数字化教材、MOOC、SPOC教材等会随着信息技术与高等教育的不断融合与发展而变得越来越重要。但无论形势如何变化，教材建设必须立足国情，必须结合我国高等教育的现状，只有这样，编写出的教材才会有生命力。

教材建设最忌急功近利，最忌为了个人利益编写升职晋升教材。教材建设在重视经典优秀教材的同时，也欢迎敢于大胆创新、有理念、有特色的高水平新教材。愿我国的物理化学教材在百花齐放的同时，升职晋升等功利教材越来越少，经典教材越来越好，理念特色新教材越来越多，共同为我国物理化学学科及课程的发展做出贡献。

[责任编辑：余大品]