物理化学课程的兴趣教学

朱捷

摘 要： 物理化学是化学化工专业的专业基础课，特点是概念多且抽象，公式繁多且条件苛刻，因此，物理化学是很多学生最畏惧的一门学科，虽然花费大量精力，但效果却很不理想。作者在教学过程中把物理化学中的知识点和日常生活、生产及科研活动联系起来，使学生感到物理化学是解决实际问题的工具，是一门有用的学科，从而提高学习热情，收到良好的教学效果。

关键词： 物理化学课程 兴趣教学 课堂教学 课后作业

物理化学是化学化工专业的专业基础课，也是众多理工科专业，如环境、食品、生物、制药、材料等的专业基础课。物理化学的特点是概念多且抽象，公式繁多且条件苛刻，以天津大学编的物理化学第五版为例，仅热力学第一、二定律两章就有120个公式，且数学推导较多。因此，很多学生往往在学习过程中把大量时间花在背诵公式上。然而，公式的记忆是建立在对概念理解的基础上的，如何理解物理化学里的抽象的概念，是学生学习过程中遇到的最大的障碍。如果一味地背公式，物理化学就变成一门枯燥乏味的课程，而且会造成生搬硬套公式的现象，不仅浪费大量精力，而且效果不理想。

然而，物理化学作为一门基础理论课程，和日常生活、生产及科研活动密切联系，即使是一些司空见惯的日常现象，背后也蕴含着深刻的物理化学原理。因此，物理化学教学完全有条件打破枯燥乏味的传统模式，把生动有趣的生活、生产、科研中的实例带到课堂上，使学生感到物理化学是能解决实际问题的工具，是一门有用的学科。

一、课堂教学的改进

1.教学前的引导

在开始一个概念的教学前，先引入一些能引起学生兴趣的问题：比如人为什么会衰老（熵增原理），为什么冰川水都是淡水（二组分固态不互溶体系相图），为什么高原上煮饭要用高压锅（温度和饱和蒸气压的关系），夏天开冰箱门能降温吗（热力学第二定律），什么是锄地保墒（毛细现象），等等。让学生带着问题进入课堂学习，从而激起学生的求知欲，大大提高学生学习的积极性和主动性。

2.教学过程中的改进

在课堂教学过程中，可以在抽象的概念讲述和公式推导中，恰当地引入合适的比喻，以便更形象地说明抽象的概念。比如，熵的概念是热力学中最抽象的一个概念。笔者在讲述熵的统计学意义的时候，就曾经以这样一个脑筋急转弯说明问题：“一个人在炒一锅豆子，豆子有两种颜色，分别是红色和绿色。当他炒完了，他就将一锅豆子泼了出去，可是两种颜色的豆子却自动分开了，为什么？”答案是：两颗豆。学生在会心一笑的同时理解了熵是宏观概念，是大量微观粒子集合的混乱程度。

每讲授完一个物理化学的概念，都尽量结合它在生产生活中的应用加以解释，使学生真正有“学以致用”的感觉，从而觉得物理化学这门课不只是“纸上谈兵”。比如讲授完卡诺循环后，就可以结合实际讲解冷冻机的制冷原理；讲完克劳修斯·克拉佩龙方程后，就可以介绍工业中减压蒸馏的操作。

另外，在课堂教学中，还可以选择适当的时机讲述一些有关的学说（如热寂说）或物理学家的逸事，既能拓宽学生视野，又能调节课堂气氛。

二、课后作业的改进

课后作业是巩固学生课堂所学知识的重要途径，对物理化学课程来说，尤其是一个不可缺少的过程。物化教材，尤其是国内的教材，其习题大多偏于模型化、理想化，通常是“某理想气体A……”或是“在一个刚性密闭的容器中发生如下过程……”，等等，好像这些物理化学过程只会存在于作业题里。当然这种理想化的模型是必需的，但如果所有的习题都是这种类型的，则学生往往会有“算这个这有什么意义？”或者“这和我们有什么关系”的疑惑。因此，应该尝试给学生布置多样化的练习题。

1.和生活现象结合

比如：“人们常说：不要往伤口上撒盐，而医院里却常用生理盐水清洗伤口，这是为什么？”又如：“为什么钢针能够浮在水面上？”这些都是生活中司空见惯的现象，每个人都有这样的生活经验，只是学生可能从来没深入地想过其中蕴含的科学道理。通过课后习题引导学生思考并最终得出结论，使学生的生活经验上升到理论高度，大大调动学生的积极性，使学生感到物理化学不再是一门高高在上的包括深奥晦涩的理论的学科，而是一个有用的工具。

2.和生产设计结合

比如，在讲完热力学第二定律之后，可以举1881年甘姆埃设计“零度发动机”的例子，并提出问题：假如你是美国总统，你会同意军队对此设计进行投资吗？又如，在讲过状态函数的性质后，可以结合80年代曾轰动一时的骗局的“水变油”神话，向学生提问：如果王洪成向你推销他的专利技术，你会购买吗？这类题目让学生处于决策者的地位，使学生意识到学好物理化学的重要性，对学习物理化学更加有兴趣。

3.和科学实验结合

比如：“结冰的溶液解冻时，如果不等溶液完全化冻就取用，是否合理？”又如：“某学生做实验时，希望在120度的条件下进行水解反应，他将反应烧杯置于120度的油浴中，并加盖表面皿防止蒸气逸出，请问该同学的做法能成功吗？”很多大学生都会在课余时间跟随老师参加科研活动，而在科研实验过程中，细节反映了学生对基础知识的掌握程度和应用能力。通过提出一些科学实验中常见的和物理化学有关的问题，引导学生思考，对学生的科研活动是一种促进，同时让学生对物理化学知识的认识更深刻，掌握更牢固。

4.和其他学科结合

比如，笔者出过这样一道题目：

请估算脂肪和葡萄糖的比燃烧焓，并解释为什么动物体内更适合以脂肪而非碳水化合物的形式储存能量，是结合了生物化学里糖类化学和脂质化学的有关知识。

又如：以下过程中熵减小的是（？摇？摇）

A.“焟炬成灰泪始干”

B.“灰化肥挥发化飞灰”

C.“打翻五味瓶”

D.“大河上下，顿失滔滔”

则是结合诗、词、俗语、绕口令等文学形式。虽然题的难度并不大，却提高了学生的学习兴趣。

总之，利用理论联系实际，结合生产、生活、科研的实例进行课堂教学及课后强化，完全可以培养学生学习物理化学的兴趣，调动学生的学习积极性，从而增强物理化学的教学效果，达到教学改革的目的。

参考文献：

[1]韩时琳.注重师生互动，提高教学效果[J].中国高教研究，2003（4）：90-91.

[2]杨宏伟，郑立庆，白建峰.物理化学教学中激发学生学习的几点尝试[J].安阳工学院学报，2010（9）：103-104.

[3]Atkins，Physical Chemistry（8thedition）[M].Oxford University Press.