本站原创【摘 要】随着高等教学改革的不断深入,高等学校的教育面临着严重的挑战,物理化学作为本科生重要的一门基础课,为了提高工科物理化学的教学质量,在课堂的教授过程中处理好基础课与专业课的衔接,明确物理化学的基本概念和基本定律,公式的讲解以及解题方法,意在激发学生的学习兴趣,提高学生的学习能力.
【关 键 词 】物理化学教学；工科；教学效果
我校开设的物理化学是面向工科的重要基础理论课程,涉及化工、应化、环境、制药、材料、轻化等专业.它是物理和化学交叉学科,采用物理的方法来解决化学中存在的问题,归纳和研究化学的基本规律和理论的学科,主要包括热力学、动力学、电化学、胶体界面等内容.从某种意义上说比较抽象和复杂,不同于以往所学的无机化学、分析化学、有机化学,而且物理化学课程概念性、理论性、逻辑性、抽象性都很强,里面涉及到很多的公式,而且每一个公式适用的具体条件又千变万化.所以学生在学习的过程中觉得物理化学抽象难懂,公式复杂难记,觉得很难从实质上掌握,再加上工科基础课课时少.如何能让学生在有限的课时内轻松愉快的学习这门课程,激发学生的学习兴趣,从实质上掌握物理化学的核心内容,这是作为高校教师的我们首要解决的问题.所以我们必须对工科的物理化学的教学内容和教学效果进行改革.在有限的学时内精选课程内容,突出难易,采用理论联系实际的原则,促进学生创新思维的培养.
一、做好预习,提前复习和物理化学相关的数学知识
物理化学是物理与化学的交叉学科,和以往的无机、有机、分析的学习方法完全不同,里面很多重要的原理、公式和结论都是用数学公式总结的.在物理化学课讲授的过程中,公式和结论都是在数学公式的一步步推导过程中得出来的,这些过程就会依靠大量的数学知识.经验表明：整个物理化学所应用的主要的数学知识就是微积分方面的,在物理化学中所推到的公式都是用状态函数表示的,和以往学生学习高数的形式还有很大差别,这就要求同学们会举一反三,把学到的数学知识应用到物理化学中去.对于工科的学生在这一方面会掌握的更好一些,主要是因为工科的学生数学基础比较好,而且工科的学生男生居多,理性思维相对来说强一些.虽然同学以前学过这些相关数学知识,但是在准备上物理化学之前应该做好数学方面的预习,这样才能对物理化学相关的公式能掌握的更好.
例如：在学习热力学基本方程以及麦克斯韦关系式时,利用热力学第一定律和熵的定义式推导出,再根据焓的定义式,再对焓的状态函数进行全微分,得出,把代入到,得出,之后相继的就能推导出其他两个热力学基本方程.麦克斯韦关系式主要就是从热力学基本方程出发,利用状态函数的二阶偏导与求导顺序无关这一性质,就可得麦克斯韦关系式.上述只是举了一个简单的利用数学方面的例子,可以看出掌握数学相关知识,对于物理化学公式推导的重要性.
这就要求老师在教学之前,提前安排好学生复习相关的数学知识,在推导公式时有必要给学生简单的讲解一下,重点强调应用.
二、建立学习物理化学整体框架,注重知识点的衔接
物理化学整体的教学内容包括热力学、动力学、电化学以及胶体界面等内容.对于工科院校开设物理化学,课时少,内容多,这就要求老师在讲解的过程中有的放矢,难易适当,建立整体的学习框架,注重知识点之间的衔接.物理化学中有大量的基本概念和基本定律,对于这样的基本概念和定律,不能只给学生简单的复述内容,应该从具体生动或者是和实际相联系的例子讲解,这样才能让学生掌握这些基本概念和基本定律.理解概念和定律,首先要清楚这个概念和定律的来龙去脉,问题是在什么背景下提出来的?为什么要引用这样的概念和定律?根据哪些事实例子总结得出来的?如何给出定义以及这个概念或者是定律给出一个什么样的数学表达形式?这个定律和概念的物理意义是什么?它适用的范围和条件又是什么?利用这个概念或者是定律我们能解决什么样的问题?这些问题都是我们在学习概念或者是定律必须想到的问题.
例如：我们在讲解熵（S）这个状态函数的时,首先要清楚熵的引入是从卡诺循环的热温商之和出发得出的,它的定义式,这个状态函数虽然是克劳修斯定义的一个状态函数,它具有状态函数广度量的性质.但是不同于第二章定义的状态函数焓,熵具有实际的物理意义,是系统无序度的一个量度,它也是热力学第二定律的一个自然的结果.熵没有绝对值,只有初始状态确定后才能计算出熵变,熵变的定义式可逆热与温度的比值,如果利用熵的定义式来计算熵变,整个系统一定是一个可逆过程,不是可逆过程不能利用熵的定义式来计算熵变.
胡英院士说过：“作为一本教材,希望学生学了以后,能知道一类知识在框架中的位置,以便今后深入考察和钻研：更希望通过典型章节的学习,体会字里行间蕴藏着的科学方法.教学内容一定要少而精,这样才能为今后博而通打下坚实的基础” .所以说老师在教学的过程中抓住重点内容,不需要面面俱到,主要帮助同学们理清整体的学习思路,建立相对比较完整的学习框架,这样学生才能学会自己学习,总结和应用.
三、合理设计物理化学公式的教学
公式多是物理化学教学中的一大特点,在学生做题的过程中,往往不知道如何处理这些公式,就是靠死记硬背,所以在做题的过程中不会应用.这就要求我们老师在教学的过程中把握这样的几个方面：首先理清公式的来龙去脉.物理化学的最基本的公式分为定义式、基本定律的数学表达式和基本定律的推论.这些最基本的公式要求学生必须掌握.其次是在推导公式的过程中,得到这些公式的使用条件.在讲课的过程中给学生充分的分析和强调公式的重要性,以及公式的使用范围.最后针对性讲解典型的习题,使学生通过做题真正理解公式定律的意义,而且会利用这些公式解决实际的问题,达到理论联系实际的效果.
综上所述,工科物理化学教学效果的改革应该与时俱进,在探索中不断的形出一套可行的教学方法,教学改革如同知识的认识与实践一样,是永无止境,我们将继续努力,把工科的物理化学教学改革引向深入,把教学效果的质量提高到一个新的层次,成为深受学生欢迎和喜欢的基础课程,努力调动学生的积极性,引导学生在实践中学以致用培养学生的创新思维和创新能力.