浅谈高校物理化学课程的授课思考和建议*

高丙莹，燕 音，刘文杰，毛辉麾，左士祥，李霞章，姚 超

(1 常州大学石油化工学院，江苏 常州 213164；2 喀什大学化学与环境科学学院，新疆 喀什 844006)

《物理化学》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材中的一本重要教材，亦是很多高校化学工程与工艺、能源、材料化学等专业重要的必修课程。目前大多数高校采用的授课教材主要为南京大学化学化工学院傅献彩等主编的《物理化学》第五版和天津大学物理化学教研室主编的《物理化学》第六版。其中，第六版教材还包括一个简明版，被很多高校广为使用。两版教材在课程内容上相差不大，但第五版在课程深度设置上更为深入。笔者通过多年教学观察及与大量学生深入交谈，针对目前物理化学理论课程授课过程中存在的问题进行剖析，对教学方法和授课形式进行反思，提出笔者的一些见解和建议，希望能够提高学生的学习热情和课堂授课效率。

1 目前物理化学理论课程授课过程面临的问题

物理化学是化学最重要的基础学科之一，物理化学课程是化学、化工、材料、生化、制药、食品、环境等诸多专业学生必修的重要基础课程，历来受到广大师生的高度重视。该门课程高度凝练了物理和化学两大学科知识，以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，进而探索、归纳和研究化学的基本规律和理论。因此，物理化学的研究水平在相当大程度上反映了化学学科发展的深度和广度。全书共包括十二章，简明版章节略有删减。第一章至第八章是学习的重点和难点，也是学生最难掌握和理解透彻的内容。笔者在授课过程中发现，很多同学一开始对物理化学这门课程不甚了解，但是比较感兴趣。第一章内容相对简单，容易理解和掌握，学生学习热情往往比较高涨。但是，进入第二章热力学第一定律的学习后，随着大量晦涩难懂的物理量及计算公式的引入和推导，学习难度急剧增加。再者，由于大学课程授课时间一般一周内最多两次到三次课，导致学生学习时间间隔拉长。且很多学生的自主学习能力较弱，课后并不会对课堂上讲过的内容进行巩固和复习，等到下周上课时，上周学过的内容早已忘却。因此，第二章讲解完之后，很多学生存在掌握不好、心里对所学内容一知半解、课后习题不会做等很多问题，这会导致学生对物理化学产生厌学心里，认为该门课程繁琐难懂，故历年来被学生评价为最难学的课程之一[1-4]。第三章热力学第二定律比第二章更为难学，引入Q、W的定义和概念，然后是卡诺循环和卡诺定律，这个内容非常抽象，往往是授课老师讲解了好几遍之后，学生依然懵懵懂懂。熵增原理和克劳修斯不等式仍然较难讲授，许多学生对于熵增原理和熵判据不理解。熵变及化学变化过程中熵变的计算更是难点，这主要是由于第三章的计算需要借助方框图将变化过程简单的展现出来，那么就要求学生会利用状态函数的意义画出方框图，而且会分析过程中哪些物理量发生了变化。同时，还需熟知等温、等压或等容过程中各物理量的相等关系、使用条件及计算公式，对学生的逻辑思维和解决问题的能力等综合素质要求比较高。但是很多同学达不到要求，所以对物理化学进一步产生了更为强烈的畏学心理。赫姆霍兹函数和吉布斯函数是物理化学中非常重要的两个物理量，尤其是吉布斯函数。随后需要在熟练掌握前期所有知识点的基础上，运用高等数学微积分等知识推导出热力学基本方程式和麦克斯韦关系式。由于学生对高等数学学习的不够精通或是已淡忘，在推导时困难重重，最终只能通过死记硬背的方式记下最终结果，达不到活学活用的教学效果。

经过前三章的学习，大部分同学逐渐对物理化学丧失了学习热情和动力，不愿意去钻研，体会不到学习物理化学的成就感，只寄希望于期末考试前突击复习一下应付考试即可。笔者通过深入交流发现，上述现象普遍且广泛存在于每一届学生中，并非个例或偶然现象，应引起授课教师和学校的重视。

2 对目前物理化学理论课程授课过程的思考和建议

2.1 理论联系实际应用，激发学生学习兴趣

实际上，物理化学每一章节都对应实际生产或生活中遇到的具体问题，教师在授课过程中可考虑随时引入或穿插讲解学习该部分内容对于解决具体实际问题的指导意义，引导学生深入思考所学有何用，培养学生如何将书本上学到的知识灵活转化为解决实际问题的能力。例如，授课教师在讲解饱和蒸气压时，可借助生活中用锅烧水来举例，帮助学生形象理解饱和蒸气压的定义。外压为101.325 kPa时的沸点定义为正常沸点，那么在高原地带，由于大气压力较低，故水的沸点也会较低。授课教师在讲解时可举例说明为什么在西藏地区水难以烧到100 ℃，这样既加深了学生对枯燥概念的理解，也让课堂变得生动有趣，理论联系实际，让同学们明白了生活中蕴含着的有关物理化学的科学原理[5-6]。再者，在讲解压强对气体影响关系及临界压强、体积、温度时，授课教师可以充分利用图片、视频等网络资源，通过播放相关片段，使学生充分了解气体的制备、存储、长途运输以及危险性等知识。例如，当温度在-183.87 ℃以下时，氧气处于液体状态，所以称为液态氧。液态氧储存和运输比较方便，已被我国医院广泛利用。液态氧在使用时需通过专用汽化器的吸热，由液体变成气体，再供医疗使用。授课教师通过这些实际例子，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。同时，对生活中气体钢瓶潜在的危险和安全意识进行了培训，引起学生的重视。

2.2 利用“知识悖论”，制造悬念，引导学生形成批判性思维方式

高中阶段老师教过体积不能直接相加，但在物理化学学习广度量和强度量时，将体积划分为广度量，而广度量是可以相加的，这就和学生以前所学知识产生了悖论。所以，授课教师可在此处制造悬念，通过课堂提问或小组讨论等形式，鼓励学生思考这是为什么，引导学生形成批判性思维方式，而非一味不假思索的被动接受知识。实际上，该问题在学习第四章多组分系统热力学时就会揭晓谜底。第五章化学平衡相对来说较为简单，很多内容学生高中时已有所掌握，只是在深度上进行了扩展。那么，在讲解该部分时，授课教师可适当与学生高中所学知识进行联系，引导学生回忆以前刻苦努力学习的情景，教育学生珍惜眼前的大学时光，不要放松懈怠，继续努力往更高的平台发展。

2.3 板书与ppt结合讲透重难点，增强学生学习成就感

物理化学学习过程中牵涉大量的公式推导，授课教师如果只是使用ppt进行展示，那么，学生对公式的推导过程的学习感就会较弱，也体会不到通过一步一步严谨推导得出结论后的成就感。如果授课教师对重难点能够采用传统的板书形式进行详细推演，不但有助于学生掌握难度较大的内容，而且不会走马观花，学习流于形式，这也是一个大学教师对待本职工作应该有的负责任的态度。再如第六章相平衡的学习，授课教师如果只用ppt展示和口头讲述，根据以往经验，学生会听得稀里糊涂，教学效果不佳。因此，授课教师可采用板书与ppt结合的方式讲解相律计算、相图等重难点。同时，通过课堂提问或叫同学到黑板上来做题，增进学生对课堂的参与感，增强学生学习的成就感。此外，还可举例相图在实际生产中的应用，不割裂理论知识的实际应用价值。例如，在冶金工业中，一些常见的氧化物熔点远高于炼钢温度(如纯CaO熔点为2570 ℃)，但当加入助溶剂CaF2(萤石)后，由于两者能够形成低共熔混合物，而低共融温度(低于1400 ℃)远低于各纯组分的熔点，因而可使高熔点氧化物在炼钢温度下融化，且能改善炉渣流动性能。另外，用作焊接、保险丝等的易熔合金等，也都是利用了合金的低共熔性质。授课教师通过上述多元化教学方法和手段，引导学生融入课堂，给学生思考时间和参与课堂的机会，避免了一直由教师唱独角戏。同时，也让学生切身感受到所学的物理化学知识是具有实际应用价值的，提升学生的学习激情[1]。

3 结 语

目前普通高校物理化学课程在授课过程中存在学生畏学、学习兴趣急剧下降、学习动力不足以及应付考试等诸多问题，造成这一局面的影响因素很多。笔者认为教师在授课过程中可将理论知识与实际应用相联系，激发学生学习兴趣。同时，利用知识悖论，制造悬念，引导学生形成批判性思维方式，并采用板书与ppt结合的方式讲透重难点，通过课堂提问、小组讨论或点名让同学到黑板上来计算或推导公式等多元教学方式，增强学生学习物理化学的成就感。真正落实高校开设物理化学课程的目的，切实提高教学质量。