淺談物理化學的學習方法*

朱冬梅，宋光捷

(蘭州理工大學技術工程學院，甘肅 蘭州 730050)

物理化學是近代化學的根基，從物質的物理現象和化學現象的聯系入手，分析物質體系化學行為的方法、規律和原理的一門學科，在實驗方法上主要是采用物理學中的方法[1]。1994年的《自然科學學科發展戰略調研報告(物理化學卷)》中曾指出具有較好物理化學素養和理論基礎的大學本科畢業生，適應能力強，能較快適應工作的變動，更容易觸類旁通，后勁十足，可能站在國際科技發展的前沿[2]。物理化學作為化學學科的方法論和理論的基礎，在化學創新人才培養中具有舉足輕重的地位。由此可見學好物理化學的重要性。但是，由于物理化學課程邏輯性、理論性、概念性、系統性都很強，初學者往往會產生畏懼。針對以上現象，本文著重討論以預習、聽講和記筆記、做實驗、復習和做習題等環節組成的學習方法體系。法國近代教育思想家盧梭曾經說過“形成一種學習規則要比獲得知識更重要”。實踐證明，這種學習方法能夠激發學習主觀能動性，有效地提高物理化學的學習成績。

1 預 習

“良好的開端是成功的一半”，預習便是學好物理化學的良好開端，其目的是對即將學習的知識有一個心理準備，以便帶著問題聽講，提高學習效率[3]。例如，在預習“熱力學第一定律”這一節時，要明確了解熱力學第一定律的文字內容和數學表達式是什么，是根據什么實驗得到的，要解決什么問題，適用范圍是什么等；預習電化學相關章節時，注意其中有很多方法和思路都蘊含在化學史和案例中，比如科爾勞施為什么提出離子獨立運動定律，該定律又有怎樣的推論及應用，阿倫尼烏斯的部分解離學說為什么不適用于強電解質，德拜和休克爾為什么要建立“離子氛”模型等。通過課前預習，瀏覽教材中相關的內容，帶著問題聽講，既可以集中精力又能有效降低新學知識的難度，達到事半功倍的學習效果。養成良好的預習習慣，有助于啟發思維和提高自學能力。

2 聽講和記筆記

學習物理化學的重要方式是聽講，聽教師講授也是提高學習質量的有效途徑之一。物理化學課程中的公式，相對于前幾門先行課來說，無疑是較多一些。數學推導過程雖然是獲得結果的必要手段，但是在推導過程中會引進一些結論的使用條件。這就要求在聽講時要緊緊跟上教師講課的思路，使思維處于一種相對積極的活躍狀態，在記住重要結論的同時，也要認真聽一下推理和論證的過程。

除了做好預習、帶著問題聽課外，記好課堂筆記也可以提高聽課的效率。經驗證明，記筆記可以使注意力更加集中，鍛煉手腦并用，使思維處于活躍狀態。筆記中除了記下教師的板書外，還要用自己的語言簡明扼要地進行課堂小結。這樣的課堂筆記對于復習能起到“提要勾玄”的作用。

3 做實驗

學好物理化學重要的實踐活動之一便是做實驗。一部化學史表明，無論是較早期的拉瓦錫、范特霍夫和道爾頓，還是近代的鮑林、福井謙一和普里高津等有造詣的科學家，他們不僅有淵博的科學知識，而且在化學方法上都各有創新，各有獨到之處。物理化學實驗是利用課堂上所講的理論知識，結合儀器培養實驗操作、觀察、思維、數據處理、分析問題、解決問題的綜合能力[4]。通過做實驗，既能鞏固和驗證理論知識的實際應用，又可以豐富感知，在掌握獲取物理化學知識的實驗操作技能同時，充分調動了學習的積極性和求知欲。

實驗前，應做好充分準備，熟記實驗原理和實驗內容。實驗過程中，要認真操作，注意觀察、及時記錄實驗現象。實驗結束后，應認真對待數據處理和實驗結果的討論與分析，并深入考慮其所對應的知識點。以“蔗糖水解反應速率的測定”實驗為例，實驗前，通過預習充分了解旋光儀的簡單結構和測定旋光物質旋光度的原理，并掌握一級反應的動力學特征：動力學方程、速率常數和半衰期等。在實驗過程中，掌握旋光儀的正確使用方法，結合蔗糖水解反應體系中各物質濃度與旋光度之間的關系，通過間接測量其旋光度，進而獲得濃度和時間的關系曲線，即動力學曲線。實驗后，根據一級反應的動力學方程，計算其半衰期，完成數據處理與分析。在實驗結果和討論時，需要通過自主查閱文獻解決實驗中產生誤差的原因和出現的問題。這樣，可以大大加強查閱資料和文獻的能力。

通過做實驗，既加深了對實驗原理的理解，又可以增強動手操作的積極性，對于提高學習物理化學的興趣是十分必要的。對于物理化學實驗操作，要嚴格遵守操作規范，養成良好的實驗習慣，才能不斷提高綜合解決問題的能力。

4 復 習

我國著名的教育家、思想家孔子早在2000年前就提出了“溫故而知新”，他通過“故”與“新”的關系，闡述了復習的重要性。在學習物理化學過程中，復習通常分為形成性的平時復習和終結性的階段復習兩種。

形成性的平時復習是最基本的復習，可以及時地加深對所學知識內容的印象。“師傅領進門，修行在個人”，課上的時間是有限的，課堂的容量也是有限的，因此平時復習是非常必要。在課堂上，教師只能講解相關知識的基本原理、基本思路和基本框架，要想提高學習的效果和層次，只有利用好課外的時間和資源[5]，在平時學習過程中，進行充分復習。平時復習，需要理清知識脈絡，結合每節課堂的內容，研讀教材，辨析重點難點，在此基礎上整理好筆記。在每次聽課之前，要復習前次課程的內容，做到不積壓。平時復習時，時間分布也應有所側重，在有疑難點的地方多下功夫，以確保完全消化、理解和鞏固知識的目的。平時復習可以參考印永嘉的《物理化學簡明教程》、傅獻彩的《物理化學》和Levine Physical Chemistry等教材，這幾本教材的特色雖然各不同，但是對拓展視野、引發思考卻有很大的幫助。

終結性的階段復習就是通常所說的總結性復習，其目的是對知識的系統化進行整合。例如，在復習電化學時，可以按照強電解質溶液、可逆電池及其電動勢、原電池熱力學的順序進行。強電解質溶液是電池以及電化學體系的重要組成，在充分了解強電解質溶液的性質和計算方法的基礎上，進一步復習可逆電池及其電動勢，了解可逆電極的組成、書面表示及電極反應。最后復習原電池熱力學，用可測的電化學參數計算熱力學變量。進行階段復習時，應注意章節之間的聯系，形成比較完善的、系統化的知識網絡。

5 重視習題

培養獨立思考問題和解決問題必不可少的實踐環節是做習題。通過解題，復習鞏固知識，實現知識的內化、泛化和能力的提升，進而達到拓展提高的目的。

物理化學的習題類型一般有選擇題、填空題、判斷題、相圖題、簡答題、證明題、計算題等幾種。無論做什么類型的習題，都要在復習的基礎上掌握其解題思路。在掌握基本方法和基本原理的基礎上，通過演算習題，發現問題，再看書、思考。以熱力學基本原理-熱力學第一定律和熱力學第二定律部分的計算題為例，其中有這樣一類題型：計算理想氣體簡單狀態變化過程中的熱力學變量。例如：2 mol雙原子分子理想氣體，從始態273 K，100 kPa，經恒壓可逆變化到達體積加倍的終態。試計算該過程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔA和ΔG。已知該氣體在273 K，100 kPa的摩爾熵Sm=100 J·K-1·mol-1。在計算過程中，這類習題的解題思路可以按照以下三個步驟進行解題：

(2)根據過程，選擇公式。物理化學的計算公式都有其適用范圍，計算公式的選擇需要根據前一步判斷出的過程特點。本題的過程特點屬于理想氣體p-V-T變化過程，選擇以下計算公式：

ΔA=ΔU-Δ(T2S2-T1S1),ΔG=ΔH-Δ(T2S2-T1S2)

(3)帶入數值和單位，計算結果。這里需要注意的是，物理量由數值和單位兩部分組成，所以采用量方程式進行計算時，需要帶入已知物理量的數值和單位，切忌只帶數值，不帶單位，而導致最終計算結果出現錯誤。以ΔS計算為例，則有：

=40.34 J·K-1

學習物理化學的重要任務是在反復學習過程中，更好地領會物理化學中提出問題、解決問題的科學方法和精神，從而使利用這些方法創造性地分析和解決實際問題的能力逐步得到提高[6]。掌握科學的物理化學學習方法，可以激發學生學習的主觀能動性，培養其邏輯思維能力、安靜治學和團隊合作的精神，學會用物理化學知識解決具體問題。教學經歷證明，上述學習方法可以取得良好的學習效果。