劉 閣,劉艷紅

（赤峰學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 引言

物理化學(xué)是化學(xué)、化工、藥學(xué)、環(huán)境、生物、冶金等專業(yè)的一門重要的理論基礎(chǔ)課，它是在無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合高等數(shù)學(xué)和物理的知識(shí)，進(jìn)一步系統(tǒng)闡述化學(xué)的理論，所以物理化學(xué)是一門概念性、理論性、系統(tǒng)性和邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科.因他涉及的公式多，應(yīng)用條件比較嚴(yán)格，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)普遍感到有些吃力.而在近90年來,化學(xué)學(xué)科中熱門的課題及最引人注目的成就，60%以上集中在物理化學(xué)領(lǐng)域[1].所以物理化學(xué)在化學(xué)學(xué)科的理論指導(dǎo)意義越來越明顯.我院也把物理化學(xué)教學(xué)作為應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)教育學(xué)生的必修課.鑒于物理化學(xué)課程的重要性，所以物理化學(xué)教學(xué)中，不斷進(jìn)行方法和內(nèi)容改進(jìn).主要體現(xiàn)在以下幾方面.

2 注意把握課本內(nèi)容的邏輯性和系統(tǒng)性，同時(shí)積極發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性

在傳統(tǒng)的“灌輸式”的物理化學(xué)教學(xué)中，往往采取老師臺(tái)上講，學(xué)生臺(tái)下機(jī)械地記的形式，基本上是由老師來安排學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性得不到發(fā)揮，而且隨著公式越來越多，就會(huì)出現(xiàn)反正學(xué)也學(xué)不會(huì)，干脆放棄的想法.從物理化學(xué)整本書看，課本的邏輯性、系統(tǒng)性很強(qiáng)，前后內(nèi)容之間聯(lián)系密切，因此在教學(xué)中注意對(duì)課程整體性和系統(tǒng)性的把握，可以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中從整體上把握課程的基本脈絡(luò)和內(nèi)在聯(lián)系，從而做到把握整體，脈絡(luò)清晰.例如對(duì)于熱力學(xué)三大定律方面的學(xué)習(xí)，公式推導(dǎo)過程雖然繁雜，公式應(yīng)用條件各不相同，若能用圖表法加以總結(jié)，使知識(shí)前后聯(lián)系緊密，系統(tǒng)性強(qiáng)，重、難點(diǎn)較為突出，便于分析、理解掌握和記憶，達(dá)到舉一反三的最佳效果.可以用節(jié)省下來的課堂時(shí)間補(bǔ)充新的習(xí)題，或融入跟蹤時(shí)代的新內(nèi)容和前沿講座，來開闊學(xué)生視野，增加知識(shí)的整體把握能力，受到很好的效果.

胡英院士指出“作為一本教材，希望學(xué)生學(xué)了以后，能夠知道一類知識(shí)在框架中的位置，以便今后深入考察和鉆研；更希望通過典型章節(jié)的學(xué)習(xí)，體會(huì)字里行間蘊(yùn)藏著的科學(xué)方法.教學(xué)內(nèi)容一定要少而精，這樣才能為今后的博而通打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]”所以，物理化學(xué)的教學(xué)由于課時(shí)關(guān)系不可能面面俱到，重要的是能夠幫助學(xué)生建立起一個(gè)比較清晰的知識(shí)體系，讓學(xué)生進(jìn)得來出得去；要幫助學(xué)生學(xué)會(huì)理清知識(shí)框架，學(xué)會(huì)自己學(xué)習(xí)、總結(jié)和擴(kuò)展.

3 課堂教學(xué)中引入案例，理論聯(lián)系實(shí)際

案例教學(xué)起源于哈佛大學(xué)法學(xué)院，到了20世紀(jì)，案例教學(xué)已經(jīng)成為美國(guó)所有專業(yè)和職業(yè)教育的一種主要方法[3].物理化學(xué)中涉及的理論知識(shí)多，學(xué)生接受和理解起來比較困難.因此在教學(xué)中注意聯(lián)系實(shí)際來講授理論，列舉一些和工作生活的相關(guān)實(shí)例，啟發(fā)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)、原理、方法去解答，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的求知欲望.例如講到熱力學(xué)第一定律時(shí)，可以列舉制冷機(jī)、空調(diào)的熱功轉(zhuǎn)化問題或是讓學(xué)生自己舉一些實(shí)例來分析一下；講到稀溶液的依數(shù)性時(shí)，列舉為何有的地方是糧食產(chǎn)區(qū)，而有點(diǎn)地方土壤比較貧瘠，鹽堿地就是其中原因之一；講到化學(xué)平衡時(shí)，列舉高爐煉鐵中反應(yīng)Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2，高爐廢氣中含有大量的CO，為什么延長(zhǎng)爐身，不能減少?gòu)U氣中CO的含量.在學(xué)習(xí)表面現(xiàn)象這一章時(shí)，列舉為什么為了避免出現(xiàn)爆沸，有機(jī)蒸餾實(shí)驗(yàn)要加入沸石，活性炭具有吸附作用以及人工降雨和毛細(xì)管現(xiàn)象等問題.同時(shí)介紹2007年獨(dú)攬諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的德國(guó)科學(xué)家格哈德·埃特爾在固體表面化學(xué)過程研究中作出的貢獻(xiàn)，從而了解表面化學(xué)的研究對(duì)于化學(xué)工業(yè)至關(guān)重要，加深學(xué)生對(duì)表面化學(xué)在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中的相關(guān)內(nèi)容的理解[4].在學(xué)習(xí)膠體化學(xué)一章時(shí)，可以結(jié)合家喻戶曉的納米技術(shù).納米材料具有許多神奇的功能，如此微小尺寸的材料是怎么得到的呢？化學(xué)家就利用膠體化學(xué)中具有納米尺寸的油包水膠束作為納米反應(yīng)器，從而合成了各種無機(jī)、有機(jī)、高分子納米粒子[5].這些前沿內(nèi)容的介紹，不僅可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，而且對(duì)學(xué)生今后工作或創(chuàng)新研究也將起到重要作用.

對(duì)于案例的素材來源，我們可以從以下資料把握：一是《化工大百科全書》，主要涉及化學(xué)化工理論發(fā)展過程以及進(jìn)展；二是化工類教材，尤其是化學(xué)工藝，與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、膠體化學(xué)、電化學(xué)等方面的應(yīng)用實(shí)例.三是調(diào)研本學(xué)院教師的科研方向[6].

4 多媒體結(jié)合，優(yōu)化教學(xué)效果

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，多媒體教學(xué)手段在教育領(lǐng)域迅速普及.在物理化學(xué)課程講授過程中，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段.多媒體的應(yīng)用會(huì)使原本枯燥無味的理論知識(shí)，通過圖形、動(dòng)畫生動(dòng)直觀的形式表現(xiàn)出來，一方面調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，另一方面也為教師節(jié)省了大量板書繪圖的時(shí)間，加快而且加深了知識(shí)點(diǎn)的講授效率，課堂教學(xué)的效果大大增強(qiáng).例如講到表面活性劑時(shí)，最常見的是我們常用的洗衣粉和洗滌靈，雖然我們常用這些化學(xué)品，但對(duì)于它們的洗滌原理卻并不知曉.可以利用多媒體教學(xué)對(duì)常用洗滌劑的顏色、造型、種類以及使用對(duì)象和部位等方面進(jìn)行講解，展現(xiàn)其種類的多樣性，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到該類日用品還有很多未開發(fā)高端產(chǎn)品，還有很大的研究前景.表面活性劑在許多方面例如石油開采時(shí)的應(yīng)用，針對(duì)石油成分的復(fù)雜性，我國(guó)普遍采用的是三元復(fù)合驅(qū)活性劑[7].有些內(nèi)容，教條地用語(yǔ)言進(jìn)行描述學(xué)生很難理解，例如原子分子結(jié)構(gòu)、分子軌道、共軛體系等一直都是學(xué)生很難掌握的知識(shí)點(diǎn)，借助于分子結(jié)構(gòu)模型并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮想象力，可以在一定程度上減少講解的難度，但模型的保存、制作、使用都會(huì)受一定教學(xué)條件的限制，而利用計(jì)算機(jī)的三維圖形功能則使這些問題迎刃而解，而且效果要比傳統(tǒng)的掛圖和模型更接近于真實(shí)情況，學(xué)生也比較容易理解.生動(dòng)而逼真的畫面結(jié)構(gòu)，使得學(xué)生能很好的掌握有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)及其理論的重點(diǎn)內(nèi)容，并能輕松地理解立體結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)內(nèi)容，取得較好的教學(xué)效果.

5 教學(xué)與科研相結(jié)合

加強(qiáng)教學(xué)與科研相結(jié)合，教學(xué)和科研是高等學(xué)校的兩大職責(zé)，兩者互相結(jié)合既有利于提高教師隊(duì)伍整體素質(zhì)，又有助于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)地培養(yǎng).教師通過對(duì)物理化學(xué)學(xué)科的科學(xué)研究，才能加深對(duì)本學(xué)科的理解和認(rèn)識(shí)，從而獲得最新最先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)，由此豐富教師的知識(shí)結(jié)構(gòu).而教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的改善，學(xué)術(shù)水平的提高，使教師在教學(xué)過程中思路開闊，也能站在新的高度對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍更新，豐富教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生進(jìn)行生動(dòng)而靈活的教學(xué)[8].例如我在教科之余，先后發(fā)表論文十余篇，一方面我的知識(shí)結(jié)構(gòu)不斷地豐富，另一方面對(duì)學(xué)生的要求也不是特別的教條，平時(shí)在課上注重學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，比如用origin處理圖形能力和學(xué)會(huì)使用一些其它的化學(xué)常用作圖軟件，使學(xué)生的綜合能力得到提升.

另外除積極讓他們參與我的科研課題之外，也有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生自己去了解當(dāng)前物理化學(xué)的科研最尖端.例如，超臨界流體萃取是分離科學(xué)中有劃時(shí)代意義的科技進(jìn)步，然而這一高新技術(shù)主要涉及的是物理化學(xué)中臨界狀態(tài)、溶解度定律、二相平衡的分配定律及焦?fàn)栆粶飞?yīng)這些基本內(nèi)容有機(jī)結(jié)合而成[9].釹鐵硼永磁材料的制備.現(xiàn)代文明社會(huì)離不開磁性材料,如家用電器、新型汽車、磁懸浮列車、信息存貯材料、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電磁火箭直至探測(cè)暗物質(zhì)與反物質(zhì)的阿爾法磁譜儀.只有強(qiáng)磁材料才能更小型化、微型化，目前公認(rèn)的、得到廣泛應(yīng)用的釹鐵硼強(qiáng)磁材料就是利用物理化學(xué)中凝固點(diǎn)降低原理、二組分體系相圖,并巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)電解裝置才攻克了制備的難關(guān)[10].

通過這一系列的自學(xué)過程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析問題和解決問題的能力.這種科學(xué)的思維方法將有助于學(xué)生更加深刻、更加全面地認(rèn)識(shí)事物和并把握事物發(fā)展的客觀規(guī)律性，有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，這對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)乃至工作都是極為有利的.

6 結(jié)束語(yǔ)

物理化學(xué)是一門基礎(chǔ)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，它不僅是許多其它課程攻堅(jiān)科學(xué)難關(guān)的武器庫(kù)，而且為現(xiàn)代的化學(xué)以及物理、材料等許多領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的方法.物理化學(xué)教學(xué)中繼要繼承傳統(tǒng)的教學(xué)思想，形成良好的現(xiàn)代教育理念，同時(shí)也要對(duì)教學(xué)方法和手段進(jìn)行不斷的改革和實(shí)踐，與時(shí)俱進(jìn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量.

〔1〕王芳,張樹彪,那立艷,等.談提高物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的做法和體會(huì)[J].教學(xué)研究雜志，2012,35(1),75-78.

〔2〕方文軍，雷群芳，王國(guó)平，等.工科物理化學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].化工高等教育,2005,84(2)33-35.

〔3〕耿珺.化學(xué)案例教學(xué)初探[J].化學(xué)教育,2001（4）：10-12.

〔4〕馬秀芳,鄧輝球,李微雪.固體表面化學(xué)過程-2007年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)成果簡(jiǎn)介[J].科技報(bào),2007,24（25）：25-29.

〔5〕鄭敏.納米膠體體系的分散穩(wěn)定性研究 [J].印染助劑,2006,23(10)：7-10.

〔6〕李學(xué)峰，趙艷茹.案例法在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].大學(xué)化學(xué),2012,27(5)：14-17.

〔7〕耿杰,王海峰,楊勇,等.大慶油田三元復(fù)合驅(qū)表面活性劑研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].天津化工,2008,22(1)：14-16.

〔8〕侯向陽(yáng),高樓軍,李東升,等.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與再思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2006,25(11):1423-1425.

〔9〕韓德剛，高執(zhí)棣，高盤良.物理化學(xué)[M].北京高等教育出版社,2001.239-242.

〔10〕韓德剛,高執(zhí)棣,高盤良.物理化學(xué)[M].北京高等教育出版社,2001.234-235.