付鳳艷

(衡水學院應用化學系，河北 衡水 053000)

《物理化學》是化學的理論基礎，是用物理的原理和方法來研究化學中最基本的規(guī)律和理論，曾被稱為理論化學?！段锢砘瘜W》課程是化學、化工、材料、生物、制藥和環(huán)境工程等專業(yè)的一門基礎課[1-2]。對于化學專業(yè)來說，由于物理化學是后續(xù)學習更高層次專業(yè)課程的基礎，因此物理化學是考研必考的專業(yè)課之一[3]。物理化學在大學人才培養(yǎng)體系中具有重要的地位，物理化學教學必須適應現(xiàn)代教育改革方向，以滿足學生的學習要求。 筆者根據(jù)自己物理化學教學經(jīng)驗，對物理化學的教學現(xiàn)狀進行了分析和探討。

1 高校《物理化學》課程存在的主要問題

高?！段锢砘瘜W》主要包含有化學熱力學，化學動力學，量子力學和統(tǒng)計熱力學四大基礎[4]。主要介紹熱力學基本原理及其在化學反應，相變化、電化學以及表面膠體化學中的應用；動力學的基本原理及其在一般化學反應和特殊化學反應中的應用；簡單介紹量子力學的基本思想，介紹統(tǒng)計熱力學處理化學問題的思路和方法的初步[5]。該課程由于理論內(nèi)容較多，包含很多公式的推導和應用，概念比較抽象，該門課程需要較強的數(shù)學基礎，有些學生數(shù)學基礎比較薄弱，對課堂上講解的公式的推導過程難以理解，因此該門課一直被學生認為是最難學的一門基礎課。傳統(tǒng)的教學方式即以教材為中心，課堂為中心的教學方式，使教學內(nèi)容較為枯燥乏味，學生學習興趣不高，考試通過率普遍較低。

2 高?！段锢砘瘜W》課程的教學方法

2.1 突出知識點間的聯(lián)系，結合習題講解

物理化學必修內(nèi)容主要涉及兩個方面，化學熱力學和化學動力學，化學熱力學主要解決的是過程進行的方向與限度，化學動力學主要解決化學反應速率，化學反應機理等問題，這兩部分之間存在一定的聯(lián)系[6]。對于一個反應，先用化學熱力學判斷反應能否發(fā)生，化學熱力學只能解決能否發(fā)生，怎樣發(fā)生，反應速率問題就需要化學動力學的知識。為了讓學生更易于理解，在教學過程中可以使用一些教學輔助手段，如加入一些圖片和圖表。盡管如此，學生還可能不是很好的理解教材中的定理，公式，不能很好的應用公式，為了更好的解決這個問題，可以將各個理論的知識點聯(lián)系起來，形成一條線，如同一片葉子的脈絡。如熱力學第一定律其核心思想是如何利用能量轉化守恒的規(guī)律來計算化學中的能量轉化問題，能連轉換主要分為三個變化氣體的PVT變化，化學變化和相變化，我們講解時可以分類講解，如氣體發(fā)生PVT變化時的熱量變化，一個化學反應在一定溫度壓力條件下進行時能產(chǎn)生多少熱，物質發(fā)生相態(tài)變化時需要多少能量等；熱力學第二定律其核心思想是如何判斷一個過程進行的方向與限度，全章圍繞這一主題展開，從如何得到過程方向的判據(jù)開始，到如何通過計算來實施判據(jù)，最后進一步導出如何在特殊條件下簡化判據(jù)。

在物理化學相關內(nèi)容中涉及多個經(jīng)典理論和相關解決問題的方法，如熱力學中熱力學三大定律、蓋斯定律、基爾霍夫定律、相率等熱力學理論和方法；動力學中解決簡單級數(shù)速率方程的方法；利用速控步法、平很假設法、穩(wěn)態(tài)近似法在擬定反應歷程的方法中的應用。我們對各經(jīng)典理論從初步形成、發(fā)展到逐漸成熟進行講解，對各板塊內(nèi)容進行系統(tǒng)性、銜接性的講解，這樣可以培養(yǎng)學生邏輯思維能力。

物理化學在解決主要問題時，應用和引用了很多物理概念，使用了很多數(shù)學推導。學生學習起來會感覺比較困難，尤其是不同的條件用不同的公式，學生容易混，這就需要學生認真做好練習題，通過解題，不僅可以掌握重要公式的應用，而且能夠更深刻地、融會貫通地理解公式、概念、定理的本質，以及它們之間的相互聯(lián)系。教材的每一章后面都給了一定量的習題，教材的配套參考書上面也有一定量的習題，學生都可以參考練習。

2.2 加強章節(jié)總結

物理化學公式多，概念多，公式的使用條件很關鍵，學生很難系統(tǒng)的掌握公式的應用。因此，在每章結束時通過思維導圖進行總結，使得知識間的聯(lián)系更加清晰，有利于學生掌握該章的知識[7]。如熱力學第一定律的思維導圖見圖1。通過歸納總結，學生能夠將熱力學第一定律的知識點串起來，所學公式一目了然，方便公式的記憶和理解，可以掌握熱力學第一定律公式的應用。

圖1 熱力學第一定律思維導圖

2.3 突出理論與實例相結合

物理化學涉及的理論和定律雖然很抽象，但都是自然現(xiàn)象的總結。因此，如果在教學中加入生活中的實例，不僅能夠調動學生學習的興趣，還能夠有助于學生對知識點的理解和記憶[8-9]。如講解熱力學第一定律可以提出日常生活中的問題“夏天打開冰箱會感覺到?jīng)鏊芊裢ㄟ^打開冰箱使室溫降低？”，學了能量轉化與守恒定律，我們就能知道打開冰箱，由于環(huán)境對系統(tǒng)做了電工，室內(nèi)溫度會升高；講解熱力學第二定律時提出問題“制作糕點時，若加入碳酸氫銨，在多高的溫度下才能分解？”，根據(jù)熱力學第二定律中過程進行的方向與判據(jù)，碳酸氫氨分解反應的布吉斯函數(shù)變化ΔG<0，根據(jù)ΔG的計算公式，就能求解出相應的溫度；講解凝固點降低原理時提出問題“凍梨觸摸已軟，表面仍有冰的原因？”，由于梨的內(nèi)部含有糖分，即內(nèi)部為溶液，表面是純水，溶液中水的凝固點低于純水的凝固點，所以對于梨表面的水結冰了，但內(nèi)部凝固點較低，所以不會結冰，因而觸摸已軟，表面有冰；講解毛細管原理時提出問題“農(nóng)民鋤地保墑的原因是什么？”，根據(jù)毛細管原理，水在毛細管內(nèi)呈凹液面，把毛細管插入水中，水在毛細管中上升，土壤中有很多細小的毛細管與外界相連，因而土壤中的水分會通過這些毛細管蒸發(fā)出地面，農(nóng)民鋤地將土壤中的毛細管切斷，所以水分能夠保持在土壤中，達到了保墑的目的。這些實例與日常生活息息相關，教師在提出這些問題時，不僅提高了學生的學習積極性，學生通過這些問題的解釋也很好的理解了理論知識，從而可以取得較好的教學效果。

2.4 強化課程思政

2020年5月，教育部印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》，對理工專業(yè)的課程思政提出了新的要求。對于《物理化學》的教學也應該在課程中增加思政元素，以提高大學生的創(chuàng)新意識，科學探索精神；培養(yǎng)學生的愛國主義情懷，提升學生的綜合素質，激發(fā)學生的創(chuàng)造力[10]?？梢栽谡n堂講授中介紹著名科學家的生平事跡，從而培養(yǎng)學生的基本素養(yǎng)，提升學生的綜合素質。如在講授熱力學第二定律時，介紹對熱力學第二定律提出著名表述的克勞修斯的生平故事?？藙谛匏箯那嗄陼r起就決定對熱力學理論進行研究。有了明確的目標，克勞修斯學習異常勤奮，在學生階段打下了堅實的數(shù)理化基礎，用了近10年的時間在學校里埋頭苦讀，有志者事竟成，終于在1850年，克勞修斯發(fā)表了第一篇論文《論熱的動力以及由此推出關于熱本身的定律》?？藙谛匏拐J為，每個人的成功都來自勤奮的工作。以此來引導學生樹立創(chuàng)新意識，積極向上，勇攀高峰，求真務實的作風。在講課過程中，我們可以介紹中國的物理化學家取得的重大成果。如；梁敬魁先生系統(tǒng)地測定了大量相圖，被國內(nèi)外相圖匯編收集，并在中國推進了相圖在單晶生長中的應用。張大煜先生提出“表面鍵”催化理論，推動催化動力學的發(fā)展。傅鷹先生作為中國膠體表面化學創(chuàng)始人提出了表面化學的吸附理論，利用潤濕熱測定固體粉末比表面的公式和方法，比著名的BET (Brunauer-Emmett-Teller)氣體吸附法早8年。通過了解這些在物理化學發(fā)展進程中做出突出貢獻的科學家取得的成果，可以激發(fā)學生發(fā)奮圖強、追求真理的精神。通過了解科學家們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)問題、嚴謹求真、在科研上取得重大成果的事跡，可以激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度以及探究事物本質的能力[11]。還可以將新的研究領域引入課堂教學，如在講解化學電源時，可講解鋰離子二次電池，介紹其優(yōu)點及在手機，便攜式電子計算機中的應用， 從而激發(fā)學生積極探索，理論聯(lián)系實際的能力。

3 結 語

物理化學是化學相關專業(yè)的一門基礎課程，在理工領域具有重要地位。本文基于現(xiàn)階段高校物理化學課程存在的主要問題，對物理化學課程的教學現(xiàn)狀進行了分析，提出突出各部分知識點之間的聯(lián)系，重視習題；利用思維導圖對章節(jié)進行總結；突出理論和實例相結合；強化物理化學課程思政等措施改善高校物理化學課程教學方法?？傊?，我們在今后的教學中應不斷的探索和實踐，提高物理化學課程的教學質量，以為國家培養(yǎng)符合社會需求的新型人才。