《物理化學(xué)》課程教學(xué)改革*

黃臻洵

(韓山師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東　潮州　521041)

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《物理化學(xué)》課程教學(xué)改革*

黃臻洵

(韓山師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東潮州521041)

物理化學(xué)具有抽象性、理論性及邏輯性十分強(qiáng)等特點(diǎn)，本文針對學(xué)生在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中存在的問題，如學(xué)習(xí)態(tài)度不正確、知識結(jié)構(gòu)不合理及學(xué)習(xí)方法不科學(xué)，探討了物理化學(xué)課程教學(xué)的改革方法，具體為：提高授課教師自身素質(zhì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，改革教學(xué)模式，旨在充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性，有效改善學(xué)習(xí)效果，達(dá)到改善教學(xué)質(zhì)量的目的。

物理化學(xué)；學(xué)習(xí)問題；教學(xué)改革

物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，與其它學(xué)科有著密不可分的聯(lián)系，是高等化學(xué)教育的骨干課程，也是與化學(xué)化工類專業(yè)學(xué)生的必修課程[1]。物理化學(xué)與無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)構(gòu)成了近代化學(xué)框架，稱為四大化學(xué)。著名的化學(xué)教育家印永嘉先生[2]曾形象地將化學(xué)比作是一個人的身體，并指出有機(jī)化學(xué)是軀體、無機(jī)化學(xué)是四肢、分析化學(xué)是眼睛，物理化學(xué)則是靈魂，由此可看出物理化學(xué)的重要性。在四大化學(xué)中，物理化學(xué)處于特殊地位，主要是探討化學(xué)變化的基本規(guī)律，具有抽象性、理論性及邏輯性十分強(qiáng)的特點(diǎn)[3]，而其它化學(xué)學(xué)科是以解決具體問題為目的，較少涉及本質(zhì)問題的探討，因此如果說物理化學(xué)是一種“方法”，則其它化學(xué)學(xué)科就是“工具”。

在此，我們將分析學(xué)生在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中存在的不良現(xiàn)象，并針對性探討物理化學(xué)課程教學(xué)改革的方法。

1　物理化學(xué)教學(xué)中學(xué)生存在的普遍問題

1.1態(tài)度不正確及認(rèn)識不到位

在物理化學(xué)授課過程中，總有學(xué)生希望我能說明重點(diǎn)內(nèi)容，我的回答是“對一次考試而言，有所謂的重點(diǎn)；但對一門課程的學(xué)習(xí)，并不存在重點(diǎn)的說法”。我這么說并不是意味著物理化學(xué)這門課程沒有重點(diǎn)，只是學(xué)生這種要求讓我聯(lián)想到高等教育中普遍存在一種現(xiàn)象，“60分萬歲”，大多數(shù)學(xué)生不是思考如何學(xué)好一門課程，而是將如何通過一場考試作為學(xué)習(xí)的終極目的。另一方面，學(xué)生沒有充分認(rèn)識物理化學(xué)課程的重要性，例如，化學(xué)教育專業(yè)學(xué)生將來主要從事中學(xué)教學(xué)工作，而大多數(shù)非師范專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后主要從事基礎(chǔ)的化學(xué)化工工作，他們認(rèn)為根本無需使用物理化學(xué)知識，因此缺乏學(xué)習(xí)的興趣及動力。

1.2知識結(jié)構(gòu)不合理

物理化學(xué)是從化學(xué)現(xiàn)象入手，以物理理論及手段為工具探討化學(xué)過程的一般規(guī)律。在學(xué)習(xí)過程中，需要扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)及物理知識，才能更好理解基本知識點(diǎn)及公式推導(dǎo)過程和物理意義。在大多數(shù)院校，高等數(shù)學(xué)和物理等課程均在大一開設(shè)，而物理化學(xué)卻是在大三才開始學(xué)習(xí)，由于間隔時間較長，導(dǎo)致數(shù)理知識應(yīng)用不及時而遺忘，這無疑增加了物理化學(xué)的學(xué)習(xí)難度。

1.3學(xué)習(xí)方法不科學(xué)

相比于前幾門先行課程，物理化學(xué)抽象性和邏輯性很強(qiáng)，公式非常多，而且一般都有使用條件，要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，但學(xué)生普遍存在自主學(xué)習(xí)的意識不強(qiáng)，自學(xué)能力較差，不注重課后復(fù)習(xí)，對章節(jié)間及不同課程間的聯(lián)系缺乏思考，習(xí)題是檢查對課程內(nèi)容理解不可或缺環(huán)節(jié)之一，學(xué)生并不重視習(xí)題，關(guān)于習(xí)題我遇過兩種極端現(xiàn)象，一種是不做習(xí)題或者是抄襲應(yīng)付；另一種，則是“濫”，只想把所有習(xí)題都做一遍，并未進(jìn)行深入思考，甚至做過就忘了，這些對于知識點(diǎn)的鞏固都是無益的。

2　物理化學(xué)課程教學(xué)改革方法探討

2.1提高教師自身素質(zhì)

所謂“臺上一分鐘，臺下十年功”，由此可見，要上好課，就要從各方面做好充分準(zhǔn)備。首先，要求授課教師正確把握教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真專研教材，對課程內(nèi)容進(jìn)行深入思考，認(rèn)真?zhèn)湔n并準(zhǔn)備教案，明確教學(xué)中的重難點(diǎn)內(nèi)容；同時，在教材以外，應(yīng)結(jié)合自身科研方向，查閱相關(guān)文獻(xiàn)與資料，將物理化學(xué)內(nèi)容與前沿科學(xué)研究相結(jié)合，提高知識儲備，擴(kuò)大知識面。所謂“窮則獨(dú)善其身，達(dá)則兼濟(jì)天下”，只有授課教師有擁有淵博的知識，才有可能讓學(xué)生獲得更多的知識。另一方面，應(yīng)注意提高授課技巧，多聽別的老師講課，了解別人上課的優(yōu)點(diǎn)及存在問題，為自己上課進(jìn)行潤色并避免出現(xiàn)相似問題，學(xué)習(xí)腹部發(fā)聲，提高音量，同時注意抑揚(yáng)頓挫。

2.2提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度

興趣是最好的老師，端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度才有可能學(xué)好一門課程。因此，在課程首次課，授課教師應(yīng)充分闡述物理化學(xué)的重要性，課程框架組成以及與其它學(xué)科之間的聯(lián)系，可通過運(yùn)用實(shí)例為學(xué)生講述物理化學(xué)對生活中常見現(xiàn)象的解釋，提升學(xué)習(xí)興趣，從而端正學(xué)習(xí)態(tài)度，例如，為什么夏天在下雨前會覺得異常悶熱呢？這是由于有附加壓力存在，水蒸氣要達(dá)到很大的過飽和度才會凝結(jié)，而通過Kelvin公式計(jì)算可知，水蒸氣壓力要超過四倍大氣壓才能發(fā)生降雨，因此降雨前夕我們會覺得很不舒服。以此為基礎(chǔ)，我們還可以介紹人工降雨、爆沸、過冷、過飽和等現(xiàn)象。如果要取得更明顯效果，那么針對不同專業(yè)學(xué)生應(yīng)通過不同的方法引起關(guān)注。例如化學(xué)教育學(xué)生未來的就業(yè)傾向是中學(xué)老師，認(rèn)為物理化學(xué)知識在未來工作中幾乎沒有用途，授課教師可通過與中學(xué)化學(xué)相結(jié)合，介紹物理化學(xué)對中學(xué)化學(xué)中常見現(xiàn)象的解釋，例如晴朗的天空為什么是藍(lán)色的？烏云密布的天空為什么是黑色的？木炭在空氣中燃燒為什么能進(jìn)行到底？反應(yīng)在什么條件下才存在平衡？夏天將室內(nèi)電冰箱的門打開，接通電源并緊閉門窗，能否使室內(nèi)溫度降低呢？對于非師專業(yè)的學(xué)生，授課教師則可介紹物理化學(xué)在未來實(shí)際工作中的應(yīng)用，例如，我們可利用N2，H2和He的μJ-T轉(zhuǎn)化曲線圖中制冷區(qū)的溫度和壓強(qiáng)范圍的相對大小判斷三種液化氣體的相對價格；利用滲透壓原理可以分析為什么鹽堿地上莊稼總是長勢不良；利用非理想二組分液態(tài)混合物相圖可以解釋為什么市售的60°烈性白酒經(jīng)過多次蒸餾無法得到無水乙醇。

2.3改革教學(xué)模式

2.3.1復(fù)習(xí)高等數(shù)學(xué)與物理知識

物理化學(xué)的一個特點(diǎn)就是公式特別多，在公式推導(dǎo)過程引入許多條件，而且要求對各種公式的物理意義有較深刻理解，這要求學(xué)生具備較好的數(shù)理知識背景，而由于課程學(xué)習(xí)間隔較大，數(shù)理知識往往成為學(xué)好物理化學(xué)的一大障礙[4]。因此，這就要求授課教師安排學(xué)生課后復(fù)習(xí)高等數(shù)學(xué)及物理知識，對于一些重要知識點(diǎn)，教師應(yīng)在課堂為學(xué)生進(jìn)行簡單復(fù)習(xí)，并強(qiáng)調(diào)應(yīng)用。

2.3.2調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

物理化學(xué)是一門理論性很強(qiáng)的課程，學(xué)生僅僅依靠授課教師講解，而不愿發(fā)時間與精力研讀教材并進(jìn)行思考是不可能學(xué)好的，因此，要求學(xué)生做到課前預(yù)習(xí)，上課認(rèn)真聽講，課后復(fù)習(xí)，在對重要內(nèi)容的學(xué)習(xí)中應(yīng)學(xué)會如何建立相應(yīng)模型并使用自己思維方式理解知識點(diǎn)。那么，如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性？前面介紹提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是主要方法之一，另一方面，我們應(yīng)該把學(xué)生從被動學(xué)習(xí)中解放出來，參與教學(xué)，成為教學(xué)主體。例如，將學(xué)生進(jìn)行分組，在每一章節(jié)中選取比較容易的內(nèi)容，讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，查詢資料，制作PPT，為同學(xué)們講解，而授課教師做點(diǎn)評，并將學(xué)生課堂報告的表現(xiàn)作為平時成績考查的主要指標(biāo)。這樣，既可調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，活躍課堂氣氛，同時可鍛煉學(xué)生語言組織及表達(dá)能力。

2.3.3提高教學(xué)技巧

概念與基本原理特別多是物理化學(xué)的特點(diǎn)之一，本身也很枯燥難懂，如果采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，勢必讓學(xué)生感覺單調(diào)乏味，而單靠機(jī)械記憶學(xué)習(xí)，無法取得理想效果。因此，為了使學(xué)生從根本加深對概念及原理的理解，應(yīng)融入相關(guān)科學(xué)史內(nèi)容進(jìn)行講授；同時應(yīng)注意結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活的例子，以通俗易懂方式為學(xué)生講解。例如可以引入大家都熟悉的例子，王羲之練習(xí)書法時，每天用池水洗筆，最終竟將一池水都洗成了墨色，這就是人們今天在紹興看到的傳說中的墨池，這個例子既可用于介紹溶液本質(zhì)為均勻性，也可用于介紹熵的物理意義，墨水在水中的擴(kuò)散過程為混亂度增加過程，熵可作為描述混亂度的物理量度；介紹標(biāo)準(zhǔn)態(tài)概念時，可以海拔高度的定義為鋪墊，幫助學(xué)生理解認(rèn)識設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)量的目的和意義；介紹稀溶液依數(shù)性時，可引用“吃冰棒時，邊吃邊吸，感覺甜味越來越淡”和“冬天下雪的路面通過撒鹽防滑”等例子解釋凝固點(diǎn)下降原理。這樣，不僅可豐富教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生視野，更重要的是使學(xué)生加深對基本概念及原理的理解。

針對物理化學(xué)中公式多，推導(dǎo)過程機(jī)械復(fù)雜，又難以記憶及使用等問題，要求授課教師在講授公式時應(yīng)注意教授核心公式的來龍去脈，相似公式的本質(zhì)，記憶及推導(dǎo)方法。例如，克勞修斯-克拉貝龍方程、凝固點(diǎn)降低公式、范特霍夫方程和阿倫尼烏斯方程四個相似公式的本質(zhì)都反映了溫度對體系變化的影響，而平衡是這些公式相似的內(nèi)在原因[5]；三個絕熱可逆過程方程式形式非常相似，容易混淆，因此可通過記住形式最簡單的pVγ=常數(shù)以及與其它兩個方程的轉(zhuǎn)換關(guān)系(通過理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT)，再根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行快速推導(dǎo)。

2.3.4加強(qiáng)習(xí)題講解

學(xué)習(xí)概念、原理及公式的目的是應(yīng)用與分析問題及解決問題，在學(xué)習(xí)過程中，做習(xí)題是達(dá)到上述目的的主要途徑之一。因此，上習(xí)題課應(yīng)像上理論課，認(rèn)真準(zhǔn)備，研究解答習(xí)題的規(guī)律、特點(diǎn)及關(guān)鍵問題，通過典型習(xí)題的講解，為學(xué)生傳授解題技巧，并分析不同習(xí)題間的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)，加強(qiáng)知識點(diǎn)的前后聯(lián)系，逐步達(dá)到較為熟習(xí)或融會貫通的境界。

3　結(jié)　語

綜上所述，本文從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，針對學(xué)生在物理化學(xué)中存在的問題對物理化學(xué)教學(xué)方法提出了幾點(diǎn)改革意見。教學(xué)是一門藝術(shù)，其改革是無止境的，只有通過教師在授課過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷改革教學(xué)方法，才能獲得良好的教學(xué)效果。

[1]范崇政,何天敬.有關(guān)《物理化學(xué)》教學(xué)改革的若干問題[J].教育與現(xiàn)代化,1999,53(4):46-47.

[2]印永嘉,奚正楷,李大珍.物理化學(xué)簡明教程.3版[M].北京:高等教育出版社,1992.

[3]宋利,李雷.淺分析物理化學(xué)中的“熱力學(xué)”[J].廣州化工,2012,40(12):177-178.

[4]劉維橋,朱雯,陳旭紅, 牟志剛.物理化學(xué)教學(xué)改革中幾個問題的探討[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2007,13(6):77-80.

[5]師瑞娟,劉俊龍.物理化學(xué)教學(xué)中相似公式的理解與記憶[J].宿州學(xué)院學(xué)報,2015,30(1):122-124.

Teaching Reform of Physical Chemistry Course*

HUANGZhen-xun

(School of Chemistry and Environment Engineering, Hanshan Normal University,Guangdong Chaozhou 521041, China)

Physical chemistry has the characteristics of abstract, theorization and logicality. The students’ problems in leaning physical chemistry were introduced, such as the wrong learning attitude, the illogical knowledge structure and the unscientific study method. Based on this, the methods of teaching reform of physical chemistry course were discussed, concretely, improving teaching quality of teacher and students’ interest in leaning, correcting students’ learning attitude, reforming teaching model. The aim of this reform was to make full play to the initiative of students and improve learning effect, which achieved the purpose of improving the quality of teaching.

physical chemistry; learning problems; teaching reform

潮州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014G06)。

黃臻洵(1984-)，男，講師，主要從事微/納米材料制備及性能研究。

G4

B

1001-9677(2016)02-0174-03