類比歸納法在醫(yī)學院校藥學專業(yè)物理化學教學中的應用

金 丹,趙志剛

(皖南醫(yī)學院藥學系,安徽蕪湖241002)

類比歸納法在醫(yī)學院校藥學專業(yè)物理化學教學中的應用

金 丹,趙志剛

(皖南醫(yī)學院藥學系,安徽蕪湖241002)

物理化學由于課程自身的特點,對教師的教學和學生的學習都具有挑戰(zhàn)性。筆者在物理化學教學中嘗試采用了類比歸納法,此法使教學內(nèi)容脈絡完整清晰,不僅調(diào)動了學生學習積極性,還培養(yǎng)了他們歸納、演繹、類比的邏輯思維能力,受到了學生們的普遍歡迎。文章主要從概念、公式、計算三個方面舉例說明類比歸納法的具體應用。

類比歸納法;物理化學;教學

物理化學是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學現(xiàn)象的聯(lián)系入手來探求化學變化基本規(guī)律的一門科學,在實驗方法上也主要采用物理學中的方法[1]。對于高等醫(yī)學院校藥學專業(yè)的學生來說,物理化學是一門重要的專業(yè)基礎課,它綜合了無機化學、分析化學、物理學、高等數(shù)學等基礎課程的相關知識,并為后繼專業(yè)課程如藥物化學、藥劑學等的學習提供方法和理論指導,它在基礎課和專業(yè)課之間起著橋梁和紐帶的作用[2]。

一、醫(yī)學院校藥學專業(yè)物理化學課程的設置

醫(yī)學院校的藥學專業(yè)在第一學年下學期開設物理化學,總課時80學時,側(cè)重點在基本知識和基本理論。

二、物理化學教學中的主要困難

物理化學與其他化學課程相比有其自身的特點:理論性、系統(tǒng)性強,概念多,公式多,邏輯推理演繹過程多,學習時又需具有較好的物理、數(shù)學基礎[3]。對于醫(yī)學院校藥學專業(yè)的學生,由于學生的基礎知識不夠,而安排的課時又少,使得物理化學難度加大?！叭唷钡奶攸c,即概念多、公式多、計算多,使物理化學成為學生們聞之色變的“老虎課”。因此,作為物理化學的教師,如何提高學生的學習興趣,激發(fā)學生的學習動力,使學生能輕松愉快地學習本課程,無疑是各位教師在物理化學教學中首先需要解決的問題。

三、類比歸納法

針對上述情況,如果要把這門枯燥難學的課程變得生動有趣,就必須首先解決該課程的“三多”難題。為了解決這個問題,筆者在物理化學教學中采用了類比歸納法,并取得了良好的教學效果。類比歸納法是就兩種或兩種以上在某些關系上表現(xiàn)為相似的對象進行對比和歸納的一種科學研究的方法[4]。在物理化學教學中采用類比與歸納兩種研究方法綜合運用,能夠引導學生把知識點串聯(lián)成線,通過線再織成網(wǎng),從而使學生掌握知識內(nèi)在的規(guī)律。

近5年來,筆者在物理化學教學中一直采用上述類比歸納法,通過教學實踐發(fā)現(xiàn),此法使教學內(nèi)容脈絡完整清晰,極大的激發(fā)了學生們的學習興趣,受到了學生們的普遍歡迎。下面將結(jié)合近年來的教學經(jīng)驗,舉例說明類比歸納法在概念、公式、計算中的應用。

(一)類比歸納法在概念中的應用。

基本概念是學生學習基本理論、定律、公式的前提和基礎,物理化學中的概念多,且比較抽象。以熱力學部分為例,物理化學的主要研究內(nèi)容之一就是化學熱力學,這部分涉及到的概念也較多。如熱力學第一定律中關于系統(tǒng)的分類[5],根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境的關系可將系統(tǒng)分為三類:敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)。這三類系統(tǒng)如果單獨向?qū)W生介紹,會使學生們覺得概念枯燥難記,但如果采用類比歸納法進行講解,效果就截然不同,見附圖。對于圖中三個保溫瓶,其中I沒有瓶塞,II使用傳熱瓶塞,III使用絕熱瓶塞。I中系統(tǒng)與環(huán)境間既有物質(zhì)交換又有能量交換,指敞開系統(tǒng);II中只有能量交換,指封閉系統(tǒng);III中既無物質(zhì)交換也無能量交換,指孤立系統(tǒng)。通過附圖的類比歸納,枯燥的概念變得通俗易懂,學生們也會對三類系統(tǒng)留下深刻的印象。

附圖 保溫瓶示意圖

(二)類比歸納法在公式中的應用。

物理化學課程中公式繁多,公式適用的限制條件也多,繁多的公式和條件經(jīng)常使學生一頭霧水,甚至失去學習的興趣。因此,對待這些公式需要使用類比歸納法,把相似的公式、意義、應用條件一一列舉出來,縱向加以對比,橫向施以歸納,有利于學生在比較的基礎上加深對公式的學習、記憶。如熱力學第二定律中的吉布斯自由能G,是個非常重要的狀態(tài)函數(shù),而物理化學教材中關于標準摩爾吉布斯自由能變化值的計算公式總共有四個,每個公式都有各自的適用條件,詳見表1。在授課過程中,通過對這四個公式的總結(jié)類比,學生們以互相聯(lián)系、互相比較的形式記錄后,不僅記憶深刻,而且能夠把握公式的本質(zhì),舉一反三,觸類旁通。

(三)類比歸納法在計算中的應用。

教學實踐證明,物理化學難學的重要一點還在于計算偏多,不同條件下計算過程所用到的解題方法和計算公式也會截然不同,導致學生們在學習過程中經(jīng)常是“一聽就懂,一做就錯”。如熱力學第一定律中的計算題型,主要是不同過程中關于功W、熱Q、熱力學能變化值△U、焓變△H的計算。由于化學熱力學所涉及的單純PVT變化、相變化過程種類繁多,因此,筆者在教學過程中對不同變化過程中W、Q、△U、△H的計算方法進行類比歸納,詳見表2。通過羅列對比后,熱力學第一定律中紛繁雜亂的諸多公式通過幾條線索貫穿起來,課后再給出相應習題幫助學生復習鞏固,從而使學生徹底掌握習題的主要類型和解題方法,進而達到靈活運用知識的目的。

表1 的計算公式

表1 的計算公式

章 節(jié)計算公式適用條件第二章ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθmΔrHθm、ΔrSθm已知第三章ΔrGθm=∑B(vBΔfGθm)產(chǎn)物-∑B(vBΔfGθm)反應物反應中各物質(zhì)的ΔfGθm已知第三章ΔrGθm=-RTlnKθKθ已知第五章ΔrGθm=-zEθFEθ已知

表2 不同變化過程中W、Q、△U、△H的計算方法

四、結(jié)束語

總之,授人以魚,不如授人以漁。類比歸納法教學注重把知識點按照一定類別、規(guī)律進行多種形式的反復聯(lián)想、類比和歸納,從而使學生對學過的知識加深印象和增強記憶,并將各類知識有機聯(lián)系起來,建立起一個較完整的知識體系。近年來,在物理化學的教學過程中,通過類比歸納法在教學中的應用,學生普遍反映學習起來相對比較輕松,不僅調(diào)動了學習積極性,學得愉快,還培養(yǎng)了他們歸納、演繹、類比的邏輯思維能力。要教好物理化學這門課并非易事,每位從教工作者仍需不懈努力,與時俱進,不斷改革創(chuàng)新教學方法和教學手段,以期取得最佳的教學效果。

[1]傅獻彩.物理化學(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]田青平,丁 紅,邢桂琴.物理化學在藥學中的作用[J].山西醫(yī)科大學學報(基礎醫(yī)學教育版),2003,5(4):3602361.

[3]漆 勇.點線面思維方式在物理化學教學中的應用[J].三峽高教研究,2008(4):42244.

[4]李紅纓.淺談有機化學教學方法[J].韶關學院學報(自然科學版),2001,22(6):80285.

[5]侯新樸.物理化學(第六版)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008.

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A

1002-1701(2012)09-0121-03

2011211

金 丹,女,碩士,講師,主要從事物理化學教學與研究工作。

10.3969/j.issn.1002-1701.2012.09.061