淺談工科物理化學緒論課的教學方法

馮悅兵

(齊齊哈爾大學 化學與化學工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

物理化學是從物質的化學現象和物理現象的聯系入手來探求化學變化基本規律的一門學科，是一門重要的專業基礎課、學位課、必修課，是許多專業研究生入學必考的課程之一。其理論體系邏輯性強，內容體現了科學研究發展規律，它對于學生科學思維、綜合素質的培養與提高起著至關重要的作用。由于物理化學理論性強、概念抽象、公式多，導致學生學習起來很吃力，甚至產生了害怕、厭學的情緒，被學生認為是一門枯燥、乏味、難學的課程。俗話說，“良好的開端是成功的一半”，對于講授物理化學課的教師來說，上好第一節緒論課顯得尤為重要。筆者多年從事工科物理化學的教學工作，積累了一些緒論課的講授經驗，并取得了很好的教學效果。

1 物理化學緒論課的重要性

由于物理化學課程內容多，學時少，很多教師為了傳授更多的物理化學知識而有意無意地忽視了緒論課的講授。隨著學習內容難度的加大，學生在學習的過程中會越來越感到茫然，找不到正確的學習方法，思維混亂，對所學知識沒有一個清晰的脈絡，最終喪失學習的興趣和信心。筆者認為物理化學緒論課在整個教學中占有十分重要的地位，其重要作用可以表現為以下幾個方面：(1)通過物理化學課程的地位和發展史的介紹，使學生明確學習物理化學的重要性；(2)通過介紹學科前沿動態和現代科技成果，激發學生的求知欲望；(3)幫助學生構建物理化學課程整體知識框架網絡結構，為學好物理化學打下堅實的基礎；(4)通過傳授學生正確的學習方法，使學生樹立學習信心，并對后續的學習起到事半功倍的效果；(5)通過科學的研究方法的介紹，有助于培養學生正確的邏輯思維方式，培養學生獨立思考、獨立解決問題及創新的能力。

2 物理化學緒論課的教學方法

2.1 物理化學的研究對象及地位

教學之初，首先要讓學生了解什么是物理化學。許多初次接觸該課程的學生并不清楚。在緒論課開始就要明確告訴學生物理化學是從物質的物理現象和化學現象的聯系入手，運用物理學、數學等基礎科學的理論和實驗方法，研究化學變化基本規律的一門學科，要向學生強調物理化學不是物理加化學，而是化學一級學科下的一門二級學科。關于物理化學的地位，印永嘉先生曾說過，有機化學是軀體，無機化學是四肢，分析化學是眼睛，而物理化學是靈魂。把化學學習比作一個人，只有學好了物理化學，化學才能變成一個有靈魂的人，這不僅說明了物理化學的抽象性，更說明了物理化學的重要地位。

2.2 物理化學的發展史及前沿發展動態

緒論課應該向學生介紹物理化學的發展史及前沿發展動態。比如，“物理化學”這一術語最早是在18世紀中葉由俄國科學家羅蒙諾索夫首次使用。1887年德國科學家奧斯特瓦爾德和荷蘭科學家范特霍夫聯合創辦了德文的《物理化學雜志》，標志著物理化學這一名詞和這一學科的誕生和開始。20世紀前期物理化學得到了迅速發展，新測試手段和新數據處理方法不斷涌現，形成了許多新的分支領域。20世紀中葉后，物理化學學科的主要發展趨勢是從宏觀到微觀、從體相到表相、從靜態到動態、從定性到定量、從單一學科到邊緣學科、從平衡態的研究到非平衡態的研究。據統計，20世紀諾貝爾化學獎獲得者中，約60%是從事物理化學領域研究的科學家，廣為人們熟知的著名科學家盧嘉錫、唐敖慶、唐有祺、田昭武、李遠哲等都是物理化學家，在中國科學院化學學部的院士中，近1/3是研究物理化學或者物理化學某一個領域的科學家。當代科學技術如飛秒激光技術、納米材料、單分子膜、LB膜、自組裝膜、鋰離子電池、太陽能電池等的研究都與物理化學息息相關。其中，2010年諾貝爾化學獎得主開展的在鈀催化交叉偶聯反應方面的研究，廣泛應用于電子工業和先進材料等領域。實踐表明，在緒論課中，適當介紹學科發展史和前沿發展動態，不但可以拓寬學生的視野，消除物理化學實用性不強的錯誤想法，而且還可以激發學生學習興趣，培養學生的創新意識。

2.3 物理化學課程的主要內容

物理化學知識點眾多，既自成體系，又相互聯系、逐步深入，初學者很容易迷失方向。因此在緒論課中有必要幫助學生建立物理化學課程完整清晰的知識框架網絡結構，如圖1所示。

圖1 工科物理化學課程知識框架結構

教師要向學生闡明，物理化學的課程內容包括化學熱力學和化學動力學兩大部分。化學熱力學包括簡單系統熱力學和多組分系統熱力學。簡單系統熱力學主要包括熱力學第一定律和熱力學第二定律，學完化學熱力學基本原理后，再學習化學熱力學基本原理的三大應用，即化學平衡、相平衡和電化學。這樣從一開始學生就會了解到各個知識點的位置以及相互之間的關聯，便于學生系統把握整個物理化學課程的知識結構和內容。

2.4 物理化學課程的學習方法

物理化學是一門邏輯性很強的學科，要想學好物理化學，不但要有學習熱情，而且要有科學的學習方法。在緒論課中，可以向學生提供以下幾點作為參考：一是抓住每章的重點和主線，并且要注意章節之間的聯系；二是正確理解基本概念、理論模型、公式的物理意義及應用條件；三是要領會物理化學解決實際問題的科學方法；四是多看書、多做習題。

3 結語

總之，緒論課是一門課程的靈魂，緒論課的質量對學生學好物理化學課程意義重大，教師通過對緒論課的精心設計，不但可以拉近師生之間的距離，更重要的是提升了學生學好物理化學的自信心，激發了學生學習物理化學的興趣和求知欲，為以后課程的深入學習打下了良好的基礎，起到了奠基的作用。