大學本科物理化學教學與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

張慶武　張海永　芮娜娜

【摘要】物理化學是大學本科化學類等專業(yè)的重要基礎課之一，課程內(nèi)容理論性強，知識點多，與現(xiàn)代科研、生產(chǎn)等密切相關。在現(xiàn)今教育背景下，如何提高本科生學習物理化學的興趣，進而促進他們創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是擺在教育者面前的難題。本文結(jié)合多年教學，對教材選用，教學方法，教學手段，教學模式等進行了一些探索，取得了好的教學效果。

【關鍵詞】物理化學 學習興趣 創(chuàng)新能力

現(xiàn)今的大學生從出生即面臨多媒體環(huán)境的熏陶，其學習習慣與學習思維也發(fā)生了很大變化。另一方面，盡管社會各界早已對青少年的素質(zhì)教育形成共識，但在現(xiàn)今優(yōu)質(zhì)教育資源極度短缺的大環(huán)境下，大學本科生們多年來是從應試教育模式中走來，他們的思維習慣已經(jīng)適應了應試教育模式，并基本成型，在大學階段，沒有了應試的束縛，如何增強他們的學習興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新性思維能力，變得極為艱難與重要，是實現(xiàn)全民創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新的重要保證。

物理化學是大學化學類、化工、礦物加工、環(huán)境、材料學等專業(yè)必修基礎理論課，是傳統(tǒng)四大化學之一。其采用熱力學、動力學的基本原理研究物質(zhì)化學變化過程中的普遍規(guī)律。多年以來，國內(nèi)物理化學課程教課書通常分為兩大體系。以南京大學傅獻彩為代表的《物理化學》適用于綜合類、師范類大學，以天津大學蕭衍繁為代表的《物理化學》適用于工科院校各相關專業(yè)。兩類教材中，前者更側(cè)重于理論推導與概念的闡述；后者則側(cè)重于計算與應用。在現(xiàn)今信息技術高度發(fā)達的時代，多媒體技術廣泛應用于教學中，教學效率得以很大提高，我在教學中發(fā)現(xiàn)將兩類教材體系有機結(jié)合起來，有助于大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在長期物理化學教學中，我發(fā)現(xiàn)興趣是學生們最好的老師，一但激發(fā)出學生的學習興趣，他們的學習潛能將是超出老師想象。為了增強學生學習物理化學的興趣，在緒論課后的作業(yè)中，將全部學生按4-5人一組分成若干個小組，請他們分別找出物理化學書中每一章節(jié)出現(xiàn)的人名，利用互聯(lián)網(wǎng)進行檢索，整理出科學家的生平，對物理化學的貢獻等。通過這一作業(yè)，一方面，使廣大學生瀏覽了物理化學全書的各個章節(jié)，對全書的某個章節(jié)有了一個基本印象，另一方面，互聯(lián)網(wǎng)檢索得到的信息，對他們了解科學史，了解科學家生平事跡，了解基本理論與知識，都是有重大幫助的。豐富多彩的教科書因篇幅所限不能涵蓋的大量信息，呈現(xiàn)在學生們面前，使他們從另一個視角，看到了不同于教科書的“物理化學”。這極大增強了學生的學習興趣，消除了他們對物理化學難學的傳統(tǒng)觀點。同時，科學家們對未知世界的探索過程與思維方法，成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的榜樣。

物理化學這門傳統(tǒng)而古老的學科，始終煥發(fā)著無窮的生機與活力。在教學中，將最新學科進展穿插在基礎理論知識的講授中，一方面避免理論的枯燥感，另一方面增大了學生視野，將充滿未知與挑戰(zhàn)的科學前沿展現(xiàn)在學生面前，激發(fā)他們學習興趣與引導他們探知未來的方向。例如，將環(huán)保高效制冷劑，相儲能材料，離子液體，雙電層電容器，鋰離子電池，燃料電池等分別在物理化學課程中相關章節(jié)中給以介紹，得到了很好的教學效果。

抽象概念具體化，也是提高學生學習興趣的一個方法。例如在講授熱力學第二定律這一章時，涉及到氣體變化的等壓過程、等溫過程、等容過程、絕熱過程等。為了將這些過程具體化地展現(xiàn)在學生們的面前，請學生們自己動手，制作模型。學生們在模型的制作過程中，加強了對等壓過程、等溫過程、等容過程、絕熱過程等概念及相互關系的了解。同時，具體化的模型消除了給學生理解概念帶來的難題，增強了學好物理化學的信心，提高了學習興趣。

用不同的視角展現(xiàn)理論知識，增強學生的好奇感。如卡諾循環(huán)部分講解時，一方面采用多媒體課件的方法介紹卡諾研究熱機效率的大時代背景，讓學生認識到理論的產(chǎn)生往往都是為了解決特定的實踐難題的，增加他們對理論知識背景的了解，另一方面，在學生對卡諾循環(huán)四個過程準確理解與掌握的前提下，分別換以不同的坐標變量，重新表示卡諾循環(huán)的四個過程。通過這種方法，即避免了對理論知識講授時的抽象枯燥，又啟發(fā)了學生們的思維能力。

根據(jù)物理化學的具體內(nèi)容，采用不同的邏輯順序進行授課，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。例如在第五章多相組分熱力學與相平衡中講授稀溶液依數(shù)性一節(jié)中滲透壓部分時，我采用倒敘的方式先將滲透壓公式給出，然后以實驗研究的方式探討影響滲透壓的因素，結(jié)合多媒體與黑板板書，給出滲透壓與溶液濃度，滲透壓與溫度的實驗曲線，結(jié)合實驗曲線結(jié)果，探討實驗誤差來源，減少實驗誤差的方法。在上述討論的基礎上，詳細地進行滲透壓公式的理論推導，在推導中，重點指出推導過程中的溶液是稀溶液這一近似條件。通過這樣的教學，不僅僅使學生記住了滲透壓公式，而且使他們較為形象地了解到該公式嚴格成立的條件，更重要的是教給他們研究未知現(xiàn)象的方法，培養(yǎng)的學生們的探究未知事物的能力。

如何利用通過大學本科物理化學等基礎專業(yè)課的教學提高大學生的創(chuàng)新能力是眾多教育者面臨的難題。只有使大學生們即掌握豐富的基礎理論，又具有良好的創(chuàng)新能力，才能實現(xiàn)教育的最高境界，即授人以魚，又而授人以漁，實現(xiàn)高等教育的人才培養(yǎng)的目標，為全民創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新提高人才保證。

參考文獻：

[1]肖衍繁，李文斌.物理化學[M].天津大學出版社，1997（2）.

[2]傅獻彩，陳瑞華.物理化學[M].高等教育出版社，1980（7）.