物理化學(xué)課程的興趣教學(xué)

朱捷

摘 要： 物理化學(xué)是化學(xué)化工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，特點是概念多且抽象，公式繁多且條件苛刻，因此，物理化學(xué)是很多學(xué)生最畏懼的一門學(xué)科，雖然花費大量精力，但效果卻很不理想。作者在教學(xué)過程中把物理化學(xué)中的知識點和日常生活、生產(chǎn)及科研活動聯(lián)系起來，使學(xué)生感到物理化學(xué)是解決實際問題的工具，是一門有用的學(xué)科，從而提高學(xué)習(xí)熱情，收到良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 物理化學(xué)課程 興趣教學(xué) 課堂教學(xué) 課后作業(yè)

物理化學(xué)是化學(xué)化工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是眾多理工科專業(yè)，如環(huán)境、食品、生物、制藥、材料等的專業(yè)基礎(chǔ)課。物理化學(xué)的特點是概念多且抽象，公式繁多且條件苛刻，以天津大學(xué)編的物理化學(xué)第五版為例，僅熱力學(xué)第一、二定律兩章就有120個公式，且數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多。因此，很多學(xué)生往往在學(xué)習(xí)過程中把大量時間花在背誦公式上。然而，公式的記憶是建立在對概念理解的基礎(chǔ)上的，如何理解物理化學(xué)里的抽象的概念，是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的最大的障礙。如果一味地背公式，物理化學(xué)就變成一門枯燥乏味的課程，而且會造成生搬硬套公式的現(xiàn)象，不僅浪費大量精力，而且效果不理想。

然而，物理化學(xué)作為一門基礎(chǔ)理論課程，和日常生活、生產(chǎn)及科研活動密切聯(lián)系，即使是一些司空見慣的日常現(xiàn)象，背后也蘊含著深刻的物理化學(xué)原理。因此，物理化學(xué)教學(xué)完全有條件打破枯燥乏味的傳統(tǒng)模式，把生動有趣的生活、生產(chǎn)、科研中的實例帶到課堂上，使學(xué)生感到物理化學(xué)是能解決實際問題的工具，是一門有用的學(xué)科。

一、課堂教學(xué)的改進(jìn)

1.教學(xué)前的引導(dǎo)

在開始一個概念的教學(xué)前，先引入一些能引起學(xué)生興趣的問題：比如人為什么會衰老（熵增原理），為什么冰川水都是淡水（二組分固態(tài)不互溶體系相圖），為什么高原上煮飯要用高壓鍋（溫度和飽和蒸氣壓的關(guān)系），夏天開冰箱門能降溫嗎（熱力學(xué)第二定律），什么是鋤地保墑（毛細(xì)現(xiàn)象），等等。讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)，從而激起學(xué)生的求知欲，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

2.教學(xué)過程中的改進(jìn)

在課堂教學(xué)過程中，可以在抽象的概念講述和公式推導(dǎo)中，恰當(dāng)?shù)匾牒线m的比喻，以便更形象地說明抽象的概念。比如，熵的概念是熱力學(xué)中最抽象的一個概念。筆者在講述熵的統(tǒng)計學(xué)意義的時候，就曾經(jīng)以這樣一個腦筋急轉(zhuǎn)彎說明問題：“一個人在炒一鍋豆子，豆子有兩種顏色，分別是紅色和綠色。當(dāng)他炒完了，他就將一鍋豆子潑了出去，可是兩種顏色的豆子卻自動分開了，為什么？”答案是：兩顆豆。學(xué)生在會心一笑的同時理解了熵是宏觀概念，是大量微觀粒子集合的混亂程度。

每講授完一個物理化學(xué)的概念，都盡量結(jié)合它在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用加以解釋，使學(xué)生真正有“學(xué)以致用”的感覺，從而覺得物理化學(xué)這門課不只是“紙上談兵”。比如講授完卡諾循環(huán)后，就可以結(jié)合實際講解冷凍機(jī)的制冷原理；講完克勞修斯·克拉佩龍方程后，就可以介紹工業(yè)中減壓蒸餾的操作。

另外，在課堂教學(xué)中，還可以選擇適當(dāng)?shù)臅r機(jī)講述一些有關(guān)的學(xué)說（如熱寂說）或物理學(xué)家的逸事，既能拓寬學(xué)生視野，又能調(diào)節(jié)課堂氣氛。

二、課后作業(yè)的改進(jìn)

課后作業(yè)是鞏固學(xué)生課堂所學(xué)知識的重要途徑，對物理化學(xué)課程來說，尤其是一個不可缺少的過程。物化教材，尤其是國內(nèi)的教材，其習(xí)題大多偏于模型化、理想化，通常是“某理想氣體A……”或是“在一個剛性密閉的容器中發(fā)生如下過程……”，等等，好像這些物理化學(xué)過程只會存在于作業(yè)題里。當(dāng)然這種理想化的模型是必需的，但如果所有的習(xí)題都是這種類型的，則學(xué)生往往會有“算這個這有什么意義？”或者“這和我們有什么關(guān)系”的疑惑。因此，應(yīng)該嘗試給學(xué)生布置多樣化的練習(xí)題。

1.和生活現(xiàn)象結(jié)合

比如：“人們常說：不要往傷口上撒鹽，而醫(yī)院里卻常用生理鹽水清洗傷口，這是為什么？”又如：“為什么鋼針能夠浮在水面上？”這些都是生活中司空見慣的現(xiàn)象，每個人都有這樣的生活經(jīng)驗，只是學(xué)生可能從來沒深入地想過其中蘊含的科學(xué)道理。通過課后習(xí)題引導(dǎo)學(xué)生思考并最終得出結(jié)論，使學(xué)生的生活經(jīng)驗上升到理論高度，大大調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生感到物理化學(xué)不再是一門高高在上的包括深奧晦澀的理論的學(xué)科，而是一個有用的工具。

2.和生產(chǎn)設(shè)計結(jié)合

比如，在講完熱力學(xué)第二定律之后，可以舉1881年甘姆埃設(shè)計“零度發(fā)動機(jī)”的例子，并提出問題：假如你是美國總統(tǒng)，你會同意軍隊對此設(shè)計進(jìn)行投資嗎？又如，在講過狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)后，可以結(jié)合80年代曾轟動一時的騙局的“水變油”神話，向?qū)W生提問：如果王洪成向你推銷他的專利技術(shù)，你會購買嗎？這類題目讓學(xué)生處于決策者的地位，使學(xué)生意識到學(xué)好物理化學(xué)的重要性，對學(xué)習(xí)物理化學(xué)更加有興趣。

3.和科學(xué)實驗結(jié)合

比如：“結(jié)冰的溶液解凍時，如果不等溶液完全化凍就取用，是否合理？”又如：“某學(xué)生做實驗時，希望在120度的條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，他將反應(yīng)燒杯置于120度的油浴中，并加蓋表面皿防止蒸氣逸出，請問該同學(xué)的做法能成功嗎？”很多大學(xué)生都會在課余時間跟隨老師參加科研活動，而在科研實驗過程中，細(xì)節(jié)反映了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度和應(yīng)用能力。通過提出一些科學(xué)實驗中常見的和物理化學(xué)有關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，對學(xué)生的科研活動是一種促進(jìn)，同時讓學(xué)生對物理化學(xué)知識的認(rèn)識更深刻，掌握更牢固。

4.和其他學(xué)科結(jié)合

比如，筆者出過這樣一道題目：

請估算脂肪和葡萄糖的比燃燒焓，并解釋為什么動物體內(nèi)更適合以脂肪而非碳水化合物的形式儲存能量，是結(jié)合了生物化學(xué)里糖類化學(xué)和脂質(zhì)化學(xué)的有關(guān)知識。

又如：以下過程中熵減小的是（？搖？搖）

A.“焟炬成灰淚始干”

B.“灰化肥揮發(fā)化飛灰”

C.“打翻五味瓶”

D.“大河上下，頓失滔滔”

則是結(jié)合詩、詞、俗語、繞口令等文學(xué)形式。雖然題的難度并不大，卻提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

總之，利用理論聯(lián)系實際，結(jié)合生產(chǎn)、生活、科研的實例進(jìn)行課堂教學(xué)及課后強(qiáng)化，完全可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而增強(qiáng)物理化學(xué)的教學(xué)效果，達(dá)到教學(xué)改革的目的。

參考文獻(xiàn)：

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