类比归纳法在医学院校药学专业物理化学教学中的应用

金 丹,赵志刚

(皖南医学院药学系,安徽芜湖241002)

类比归纳法在医学院校药学专业物理化学教学中的应用

金 丹,赵志刚

(皖南医学院药学系,安徽芜湖241002)

物理化学由于课程自身的特点,对教师的教学和学生的学习都具有挑战性。笔者在物理化学教学中尝试采用了类比归纳法,此法使教学内容脉络完整清晰,不仅调动了学生学习积极性,还培养了他们归纳、演绎、类比的逻辑思维能力,受到了学生们的普遍欢迎。文章主要从概念、公式、计算三个方面举例说明类比归纳法的具体应用。

类比归纳法;物理化学;教学

物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化基本规律的一门科学,在实验方法上也主要采用物理学中的方法[1]。对于高等医学院校药学专业的学生来说,物理化学是一门重要的专业基础课,它综合了无机化学、分析化学、物理学、高等数学等基础课程的相关知识,并为后继专业课程如药物化学、药剂学等的学习提供方法和理论指导,它在基础课和专业课之间起着桥梁和纽带的作用[2]。

一、医学院校药学专业物理化学课程的设置

医学院校的药学专业在第一学年下学期开设物理化学,总课时80学时,侧重点在基本知识和基本理论。

二、物理化学教学中的主要困难

物理化学与其他化学课程相比有其自身的特点:理论性、系统性强,概念多,公式多,逻辑推理演绎过程多,学习时又需具有较好的物理、数学基础[3]。对于医学院校药学专业的学生,由于学生的基础知识不够,而安排的课时又少,使得物理化学难度加大。“三多”的特点,即概念多、公式多、计算多,使物理化学成为学生们闻之色变的“老虎课”。因此,作为物理化学的教师,如何提高学生的学习兴趣,激发学生的学习动力,使学生能轻松愉快地学习本课程,无疑是各位教师在物理化学教学中首先需要解决的问题。

三、类比归纳法

针对上述情况,如果要把这门枯燥难学的课程变得生动有趣,就必须首先解决该课程的“三多”难题。为了解决这个问题,笔者在物理化学教学中采用了类比归纳法,并取得了良好的教学效果。类比归纳法是就两种或两种以上在某些关系上表现为相似的对象进行对比和归纳的一种科学研究的方法[4]。在物理化学教学中采用类比与归纳两种研究方法综合运用,能够引导学生把知识点串联成线,通过线再织成网,从而使学生掌握知识内在的规律。

近5年来,笔者在物理化学教学中一直采用上述类比归纳法,通过教学实践发现,此法使教学内容脉络完整清晰,极大的激发了学生们的学习兴趣,受到了学生们的普遍欢迎。下面将结合近年来的教学经验,举例说明类比归纳法在概念、公式、计算中的应用。

(一)类比归纳法在概念中的应用。

基本概念是学生学习基本理论、定律、公式的前提和基础,物理化学中的概念多,且比较抽象。以热力学部分为例,物理化学的主要研究内容之一就是化学热力学,这部分涉及到的概念也较多。如热力学第一定律中关于系统的分类[5],根据系统与环境的关系可将系统分为三类:敞开系统、封闭系统、孤立系统。这三类系统如果单独向学生介绍,会使学生们觉得概念枯燥难记,但如果采用类比归纳法进行讲解,效果就截然不同,见附图。对于图中三个保温瓶,其中I没有瓶塞,II使用传热瓶塞,III使用绝热瓶塞。I中系统与环境间既有物质交换又有能量交换,指敞开系统;II中只有能量交换,指封闭系统;III中既无物质交换也无能量交换,指孤立系统。通过附图的类比归纳,枯燥的概念变得通俗易懂,学生们也会对三类系统留下深刻的印象。

附图 保温瓶示意图

(二)类比归纳法在公式中的应用。

物理化学课程中公式繁多,公式适用的限制条件也多,繁多的公式和条件经常使学生一头雾水,甚至失去学习的兴趣。因此,对待这些公式需要使用类比归纳法,把相似的公式、意义、应用条件一一列举出来,纵向加以对比,横向施以归纳,有利于学生在比较的基础上加深对公式的学习、记忆。如热力学第二定律中的吉布斯自由能G,是个非常重要的状态函数,而物理化学教材中关于标准摩尔吉布斯自由能变化值的计算公式总共有四个,每个公式都有各自的适用条件,详见表1。在授课过程中,通过对这四个公式的总结类比,学生们以互相联系、互相比较的形式记录后,不仅记忆深刻,而且能够把握公式的本质,举一反三,触类旁通。

(三)类比归纳法在计算中的应用。

教学实践证明,物理化学难学的重要一点还在于计算偏多,不同条件下计算过程所用到的解题方法和计算公式也会截然不同,导致学生们在学习过程中经常是“一听就懂,一做就错”。如热力学第一定律中的计算题型,主要是不同过程中关于功W、热Q、热力学能变化值△U、焓变△H的计算。由于化学热力学所涉及的单纯PVT变化、相变化过程种类繁多,因此,笔者在教学过程中对不同变化过程中W、Q、△U、△H的计算方法进行类比归纳,详见表2。通过罗列对比后,热力学第一定律中纷繁杂乱的诸多公式通过几条线索贯穿起来,课后再给出相应习题帮助学生复习巩固,从而使学生彻底掌握习题的主要类型和解题方法,进而达到灵活运用知识的目的。

表1 的计算公式

表1 的计算公式

章 节计算公式适用条件第二章ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθmΔrHθm、ΔrSθm已知第三章ΔrGθm=∑B(vBΔfGθm)产物-∑B(vBΔfGθm)反应物反应中各物质的ΔfGθm已知第三章ΔrGθm=-RTlnKθKθ已知第五章ΔrGθm=-zEθFEθ已知

表2 不同变化过程中W、Q、△U、△H的计算方法

四、结束语

总之,授人以鱼,不如授人以渔。类比归纳法教学注重把知识点按照一定类别、规律进行多种形式的反复联想、类比和归纳,从而使学生对学过的知识加深印象和增强记忆,并将各类知识有机联系起来,建立起一个较完整的知识体系。近年来,在物理化学的教学过程中,通过类比归纳法在教学中的应用,学生普遍反映学习起来相对比较轻松,不仅调动了学习积极性,学得愉快,还培养了他们归纳、演绎、类比的逻辑思维能力。要教好物理化学这门课并非易事,每位从教工作者仍需不懈努力,与时俱进,不断改革创新教学方法和教学手段,以期取得最佳的教学效果。

[1]傅献彩.物理化学(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]田青平,丁 红,邢桂琴.物理化学在药学中的作用[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2003,5(4):3602361.

[3]漆 勇.点线面思维方式在物理化学教学中的应用[J].三峡高教研究,2008(4):42244.

[4]李红缨.浅谈有机化学教学方法[J].韶关学院学报(自然科学版),2001,22(6):80285.

[5]侯新朴.物理化学(第六版)[M].北京:人民卫生出版社,2008.

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1002-1701(2012)09-0121-03

2011211

金 丹,女,硕士,讲师,主要从事物理化学教学与研究工作。

10.3969/j.issn.1002-1701.2012.09.061