案例教学法在物理化学教学中的应用例说

王 文 英

(衡水学院 化工学院，河北 衡水 053000)

物理化学是高等院校与化学相关专业的重要基础课．由于其抽象、涉及数理知识多、公式及其附加条件多，常被称为理论化学．因此，学生在学习的过程中，多有畏难情绪．如何使这一现象得以改观，笔者运用心理学的蹬门槛效应．蹬门槛效应也被称为层递效应，是指一个人接受了较低层次的要求后，往往会逐步接受更高层次的要求．通过具有丰富物理化学内涵和学生感兴趣的案例及其已有的知识背景，作为低层次的门槛引入课题，再引导学生分析案例与所学知识点之间的关系，学生很容易登入这一稍高的门槛，使教学难点轻松突破．通过多年的教学实践表明，从以下21个方面对传统物理化学教学方法进行改革，有助于学生对该课程的学习、应用和科学方法的掌握以及综合素质的提高．

1) 复杂原理形象化

结合酒的勾兑讲解偏摩尔量的集合公式；讲水盐体系的最低共熔点，融合冷却剂的选择原理、生活中腌制咸菜所用水和盐以及菜的比例为多大方能使菜缸在室外安全过冬的形象化例子，学生轻松领悟．

2) 枯燥公式实用化

讲开尔文公式时，联系双液系相图绘制实验用的沸点仪中加热丝的设置原理和制备胶体时，加热前在水中加入玻璃棒可以缩短达到沸腾的时间，当学生做此实验时，能够将其自然地运用到实验中，实现了理论知识的学以致用．

3) 知识载体角色化

如果你是工程师，甘蔗榨糖、西气东输，你指导工人如何操作？在讲水-盐二组分系统相图和爆炸极限概念之前提出，给学生冠以角色，去解决自己面对的问题，学生兴趣盎然．

4) 基础知识拓展化

大晶体的制备，是学生做过的无机化学实验，讲开尔文公式时，在此基础上拓展提问：为什么在饱和溶液中加入晶种后，是晶种不断长大，而不是析出小晶体？将1 摩尔固体碳酸氢铵分解，得到3 摩尔气体这一基础知识，作为讲相律中浓度限制条件数的例子，进一步拓展到将其用作膨松剂[1]，可以使蛋糕松软，学生印象深刻．

5) 传统知识新奇化

在传统的用指示剂确定滴定终点的背景知识基础上，提出色盲患者能进行滴定操作吗[2]？当给出肯定的回答时，学生倍感意外，有新奇之感．学习了电导滴定知识之后，此回答又在情理之中．

6) 已知知识前沿化

液态二氧化碳灭火器的使用知识，学生是熟悉的，但是二氧化碳用于超临界萃取和分离物质是当前相关学术期刊屡有报道[3]的，这对学生而言是生疏的．在讲物质的临界常数及其应用时提及，学生对其关注度提高．

7) 科学规律艺术化

引导学生发现原电池与电解池的极化曲线赋予的对称美、众多公式所承载的简明美及其公式之间存在的逻辑美．将物理化学教学与审美教育融为一体．使学生学会在科学的海洋中发现美和应用美以及自觉地创造美．

8) 抽象理论社会化

讲浓差极化概念结合对于“罢工”的干电池，摩擦可使其复工的原因．利用胶体对橙红色光透射率高的光学特性，野外救援人员、探险者、环卫工人的服装统一设置成橙红色．这都是抽象理论服务于社会的一种体现．

9) 专业内容生活化

讲弯曲液面的附加压力时，结合在盛雪碧、可乐等含气泡的饮料杯中放一次性筷子可以少喝进气泡；讲气溶胶结合呼吸道疾病的雾化疗法的生活实例．学生雀跃．

10) 经典知识热点化

讲化学动力学的爆炸极限时，结合衡水酒厂在罐内酒精蒸汽未用惰性气体稀释的状态下焊接，因而造成几千万损失的爆炸事件；使学生深刻认识到学好专业课对提高从业素质的重要性，学习主动性提高．

11．冗杂过程演绎化

关于不同体系化学势的表示式，各教材都至少占十几页的篇幅．学生倍感冗杂．若先推导出最为简单的理想气体的化学势的表示式，再将其中的压强用分压定律、拉乌尔定律、亨利定律对应公式中的压强的函数关系替代，冗杂的推导过程经过演绎链而使学生思路清晰．给人以视通万里之感．

12) 难点概念童趣化

亚稳态的概念不容易理解．结合户外温度在零摄氏度以下时，小水坑中水却未结冰，但是孩童时踢石子玩，无意将其踢到小水坑中，水迅速结冰的例子．利用童趣，化解难点．

13) 计算方法程序化

不可逆条件下△H、△S、△G 均可运用状态函数之异途同归变化等的特点，设计出从相同始态达到相同终态的两个不同的途径进行计算，讲△H 时，详细分析，而后面的△S、△G 则运用类比的方法和相同的程序进行分析，使学生学会举一反三、触类旁通．

14) 深奥知识通俗化

对于二组分第二、三类完全互溶双液系以及有固溶体生成的二组分相图的特点，分别比喻为人的左右眼以及兔子耳朵，使学生在幽默、风趣的轻松氛围中获得新知识．

15) 繁琐叙述简明化

对于热力学的三定律用文字表述时均有多种说法，每种都占几倍于公式的篇幅，但是用公式表达各只需几个字母；可以准确、严谨、精炼地予以概括，使学生换一个角度看待公式附加的条件，即简明的体现．

16) 物化内涵边缘化

在一个钟罩内有大小不同的液滴，一段时间内将有怎样的结果？这是表面化学的传统习题．心理学中的马太效应，指的是多的愈多，少的愈少的一种现象．可以将其迁移到上述习题答案中，即在一个钟罩内的大小液滴，大的越变越大、小的越变越小．此习题成为表面化学与心理学之间的一个边缘化载体．

17)个别知识一般化

物质结晶过程中出现的溶液过饱和现象和过冷现象以及溶液加热过程中出现的过热与爆沸现象，可一般化为新相难生成．将个别知识一般化，便于学生将知识的学习与记忆进行分类与整合．

18) 实际过程理想化

对于理想气体的膨胀与压缩和原电池与电解池，均为可逆过程系统对环境作功最大，而环境对系统作功最小．它正是“多奉献，少索取”[4]的人类美德在实际生产中的理想化目标．

19) 相关知识网络化

化学势的广义定义式与表面张力的广义定义式之间、理想气体状态方程与渗透压公式之间、稀溶液的沸点升高与冰点降低的公式之间各具有相同的形式．讲解时稍加引导，便可将看似孤立的知识点网络化．

20) 先学知识预演化

在讲克拉贝龙方程时，告知学生从微分形式到定积分和不定积分的公式推导及其应用，是对以后将要出现的化学平衡常数和固体对气体的吸附压力以及化学反应速率常数与温度之间关系式的预演，由于其关系式类型相同，不再详讲，避免了重复耗时．提高了教学实效．

21) 类似分析微差化

对于具有简单最低共融点的二组分相图，先讲学生易理解的水-盐相图，再引导学生将此相图分析法迁移到金属相图，但是注意二者的微差在于前者右上端不封口，再从冰和盐的熔点悬殊方面给予解释，可达事半功倍之效．

教学工作不仅仅是使学生掌握学科知识，还应该学习到科学的学习方法，为终生学习打下学习基础，更重要的是运用自己所学知识服务于社会，课堂正是培养学生社会责任感的平台．关注学科前沿和社会热点问题，是教师备课的一部分．随着科技的不断发展，教师在课堂教学中所运用的案例也应该与时俱进、不断补充与更新．

[1]袁惠新,陆振曦,吕季章.食品加工与保藏技术[M].北京:化学工业出版社,2000:45.

[2]王文英.物理化学教学联系中学化学及社会的尝试[J].化学教育,2002,23(4):34.

[3]曾锁林,丁焕文.CO2超临界流体萃取的新进展[J].医疗卫生装备,2009,30(2):31.

[4]王文英.美育在物理化学教学中的渗透[J].衡水学院学报,2009,11(1):107.