金 丹,趙志剛

(皖南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系,安徽蕪湖241002)

類比歸納法在醫(yī)學(xué)院校藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

金 丹,趙志剛

(皖南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系,安徽蕪湖241002)

物理化學(xué)由于課程自身的特點(diǎn),對教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都具有挑戰(zhàn)性。筆者在物理化學(xué)教學(xué)中嘗試采用了類比歸納法,此法使教學(xué)內(nèi)容脈絡(luò)完整清晰,不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,還培養(yǎng)了他們歸納、演繹、類比的邏輯思維能力,受到了學(xué)生們的普遍歡迎。文章主要從概念、公式、計(jì)算三個(gè)方面舉例說明類比歸納法的具體應(yīng)用。

類比歸納法;物理化學(xué);教學(xué)

物理化學(xué)是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手來探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門科學(xué),在實(shí)驗(yàn)方法上也主要采用物理學(xué)中的方法[1]。對于高等醫(yī)學(xué)院校藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說,物理化學(xué)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,它綜合了無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程的相關(guān)知識(shí),并為后繼專業(yè)課程如藥物化學(xué)、藥劑學(xué)等的學(xué)習(xí)提供方法和理論指導(dǎo),它在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著橋梁和紐帶的作用[2]。

一、醫(yī)學(xué)院校藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)課程的設(shè)置

醫(yī)學(xué)院校的藥學(xué)專業(yè)在第一學(xué)年下學(xué)期開設(shè)物理化學(xué),總課時(shí)80學(xué)時(shí),側(cè)重點(diǎn)在基本知識(shí)和基本理論。

二、物理化學(xué)教學(xué)中的主要困難

物理化學(xué)與其他化學(xué)課程相比有其自身的特點(diǎn):理論性、系統(tǒng)性強(qiáng),概念多,公式多,邏輯推理演繹過程多,學(xué)習(xí)時(shí)又需具有較好的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)[3]。對于醫(yī)學(xué)院校藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生,由于學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)不夠,而安排的課時(shí)又少,使得物理化學(xué)難度加大?！叭唷钡奶攸c(diǎn),即概念多、公式多、計(jì)算多,使物理化學(xué)成為學(xué)生們聞之色變的“老虎課”。因此,作為物理化學(xué)的教師,如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,使學(xué)生能輕松愉快地學(xué)習(xí)本課程,無疑是各位教師在物理化學(xué)教學(xué)中首先需要解決的問題。

三、類比歸納法

針對上述情況,如果要把這門枯燥難學(xué)的課程變得生動(dòng)有趣,就必須首先解決該課程的“三多”難題。為了解決這個(gè)問題,筆者在物理化學(xué)教學(xué)中采用了類比歸納法,并取得了良好的教學(xué)效果。類比歸納法是就兩種或兩種以上在某些關(guān)系上表現(xiàn)為相似的對象進(jìn)行對比和歸納的一種科學(xué)研究的方法[4]。在物理化學(xué)教學(xué)中采用類比與歸納兩種研究方法綜合運(yùn)用,能夠引導(dǎo)學(xué)生把知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成線,通過線再織成網(wǎng),從而使學(xué)生掌握知識(shí)內(nèi)在的規(guī)律。

近5年來,筆者在物理化學(xué)教學(xué)中一直采用上述類比歸納法,通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),此法使教學(xué)內(nèi)容脈絡(luò)完整清晰,極大的激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,受到了學(xué)生們的普遍歡迎。下面將結(jié)合近年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),舉例說明類比歸納法在概念、公式、計(jì)算中的應(yīng)用。

(一)類比歸納法在概念中的應(yīng)用。

基本概念是學(xué)生學(xué)習(xí)基本理論、定律、公式的前提和基礎(chǔ),物理化學(xué)中的概念多,且比較抽象。以熱力學(xué)部分為例,物理化學(xué)的主要研究內(nèi)容之一就是化學(xué)熱力學(xué),這部分涉及到的概念也較多。如熱力學(xué)第一定律中關(guān)于系統(tǒng)的分類[5],根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系可將系統(tǒng)分為三類:敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)。這三類系統(tǒng)如果單獨(dú)向?qū)W生介紹,會(huì)使學(xué)生們覺得概念枯燥難記,但如果采用類比歸納法進(jìn)行講解,效果就截然不同,見附圖。對于圖中三個(gè)保溫瓶,其中I沒有瓶塞,II使用傳熱瓶塞,III使用絕熱瓶塞。I中系統(tǒng)與環(huán)境間既有物質(zhì)交換又有能量交換,指敞開系統(tǒng);II中只有能量交換,指封閉系統(tǒng);III中既無物質(zhì)交換也無能量交換,指孤立系統(tǒng)。通過附圖的類比歸納,枯燥的概念變得通俗易懂,學(xué)生們也會(huì)對三類系統(tǒng)留下深刻的印象。

附圖 保溫瓶示意圖

(二)類比歸納法在公式中的應(yīng)用。

物理化學(xué)課程中公式繁多,公式適用的限制條件也多,繁多的公式和條件經(jīng)常使學(xué)生一頭霧水,甚至失去學(xué)習(xí)的興趣。因此,對待這些公式需要使用類比歸納法,把相似的公式、意義、應(yīng)用條件一一列舉出來,縱向加以對比,橫向施以歸納,有利于學(xué)生在比較的基礎(chǔ)上加深對公式的學(xué)習(xí)、記憶。如熱力學(xué)第二定律中的吉布斯自由能G,是個(gè)非常重要的狀態(tài)函數(shù),而物理化學(xué)教材中關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變化值的計(jì)算公式總共有四個(gè),每個(gè)公式都有各自的適用條件,詳見表1。在授課過程中,通過對這四個(gè)公式的總結(jié)類比,學(xué)生們以互相聯(lián)系、互相比較的形式記錄后,不僅記憶深刻,而且能夠把握公式的本質(zhì),舉一反三,觸類旁通。

(三)類比歸納法在計(jì)算中的應(yīng)用。

教學(xué)實(shí)踐證明,物理化學(xué)難學(xué)的重要一點(diǎn)還在于計(jì)算偏多,不同條件下計(jì)算過程所用到的解題方法和計(jì)算公式也會(huì)截然不同,導(dǎo)致學(xué)生們在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常是“一聽就懂,一做就錯(cuò)”。如熱力學(xué)第一定律中的計(jì)算題型,主要是不同過程中關(guān)于功W、熱Q、熱力學(xué)能變化值△U、焓變△H的計(jì)算。由于化學(xué)熱力學(xué)所涉及的單純PVT變化、相變化過程種類繁多,因此,筆者在教學(xué)過程中對不同變化過程中W、Q、△U、△H的計(jì)算方法進(jìn)行類比歸納,詳見表2。通過羅列對比后,熱力學(xué)第一定律中紛繁雜亂的諸多公式通過幾條線索貫穿起來,課后再給出相應(yīng)習(xí)題幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固,從而使學(xué)生徹底掌握習(xí)題的主要類型和解題方法,進(jìn)而達(dá)到靈活運(yùn)用知識(shí)的目的。

表1 的計(jì)算公式

表1 的計(jì)算公式

章 節(jié)計(jì)算公式適用條件第二章ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθmΔrHθm、ΔrSθm已知第三章ΔrGθm=∑B(vBΔfGθm)產(chǎn)物-∑B(vBΔfGθm)反應(yīng)物反應(yīng)中各物質(zhì)的ΔfGθm已知第三章ΔrGθm=-RTlnKθKθ已知第五章ΔrGθm=-zEθFEθ已知

表2 不同變化過程中W、Q、△U、△H的計(jì)算方法

四、結(jié)束語

總之,授人以魚,不如授人以漁。類比歸納法教學(xué)注重把知識(shí)點(diǎn)按照一定類別、規(guī)律進(jìn)行多種形式的反復(fù)聯(lián)想、類比和歸納,從而使學(xué)生對學(xué)過的知識(shí)加深印象和增強(qiáng)記憶,并將各類知識(shí)有機(jī)聯(lián)系起來,建立起一個(gè)較完整的知識(shí)體系。近年來,在物理化學(xué)的教學(xué)過程中,通過類比歸納法在教學(xué)中的應(yīng)用,學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)起來相對比較輕松,不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性,學(xué)得愉快,還培養(yǎng)了他們歸納、演繹、類比的邏輯思維能力。要教好物理化學(xué)這門課并非易事,每位從教工作者仍需不懈努力,與時(shí)俱進(jìn),不斷改革創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段,以期取得最佳的教學(xué)效果。

[1]傅獻(xiàn)彩.物理化學(xué)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]田青平,丁 紅,邢桂琴.物理化學(xué)在藥學(xué)中的作用[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版),2003,5(4):3602361.

[3]漆 勇.點(diǎn)線面思維方式在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].三峽高教研究,2008(4):42244.

[4]李紅纓.淺談?dòng)袡C(jī)化學(xué)教學(xué)方法[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,22(6):80285.

[5]侯新樸.物理化學(xué)(第六版)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2008.

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A

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金 丹,女,碩士,講師,主要從事物理化學(xué)教學(xué)與研究工作。

10.3969/j.issn.1002-1701.2012.09.061