激发学生对学科的兴趣(对物理化学课程的认识)

　物理化学是研究所有物质体系的化学行为的原理、规律和方法的科学。作为化学学科的一个重要分支，物理化学与其他学科诸如生命科学、材料科学等自然学科之间有密不可分的联系。因此，物理化学不仅是理工科化学化工专业一门重要的基础课，同时也是工科院校材料、生物、物理、冶金等专业必修的一门基础理论课。特别是对材料学专业学生而言，材料加工、材料制作、材料成型等诸多工艺处理，都与物理化学热学、相图等内容息息相关[1]。
　　由于物理化学课程需要综合应用物理学、高等数学及化学的知识，使用的又是定量语言，公式较多，概念抽象，逻辑性强，内在联系复杂,所以历来是一门老师难教，学生难学的课程。爱因斯坦曾经说过“只有兴趣才是最好的老师”,我们认为，在物理化学课程教学中，教师如何引起学生的学习兴趣，进而提高学生学习物理化学课程的积极性，是物理化学课程教学的关键。物理化学课程的兴趣教学可体现于多个教学环节，本文着重介绍我们在物理化学教学中，激发和提高学生的学习兴趣的几个方面。
　　一强调物理化学课程的重要性
　　在物理化学发展史上，物理化学的每个概念和公式的出现，都是在那个时代为解决一定问题而提出的，都是为解决当时社会生产的需要而发展起来的，因此我们在物理化学教学中，结合世界物理化学发展史和中国物理化学发展史，介绍物理化学家们的科学贡献与科技发展和产业进步的关系，突出物理化学课程的重要性，激发学生学习物理化学的兴趣。
　　例如,我们在物理化学教学中，结合物理化学课程内容，向学生介绍被誉为现代化学工业基础理论的创立者———吉布斯，正是他将热力学理论与数学力法完美的结合，建立了同时代人难以破译的相平衡理论———“相律”，从而极大地简化了制冷、冶炼、燃烧、能源流程、合成化学品、陶瓷、玻璃和肥料等一大批化工品的生产过程，并使之成本下降和批量生产得以实现，从此化学产业才成为世界上规模最大的基础产业，以此为例来说明，物理化学的许多重要进展与理论建树，除促进了物理化学学科乃至整个化学学科的繁荣发展之外，常常也是科技发展和产业进步的里程碑。我们在物理化学教学中，以许多类似的例子来突出物理化学课程的重要性，激发学生学习物理化学的兴趣。
　　二介绍高新技术的发展情况
　　物理化学表面上是基础理论课程，其实目前许多高新技术都是以物理化学原理作为基础。例如在讲授电化学时，只按照课本介绍理论会很枯燥。我们可以结合燃料电池的发展状况让学生认识到电化学在高新技术中的应用。目前发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷持巨资来从事燃料电池技术的研究与开发，并已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机和内燃机而广泛应用于发电及汽车上；又如德国科学家格哈德·埃特尔研究一氧化碳在金属铂表面的氧化过程，催生了汽车尾气净化装置；还有诸如蛋白质分离技术、超临界萃取技术、纳米技术等都是以物理化学作为理论基础的。
　　在教学中融入高新技术的信息，可以使物理化学的教学具有时代感与吸引力，培养了学生的科学素质，使其学习目的性更加明确。
　　三采用理论和实际相结合的教学方式
　　物理化学理论性强，但它的应用性也很强，物理化学教材限于篇幅，重要阐述基本原理、基本理论、数学推导等方面的内容，应用方面讲得比较少，我们在物理化学教学中，注意理论联系实际，让学生感觉到物理化学对生产和生活都有着巨大的指导作用，感觉到物理化学不是距离自己遥远的一门理论学科，突出物理化学课程的应用性，激发学生学习物理化学的兴趣。
　　例如，我们在物理化学教学中，结合物理化学课程内容，向学生介绍电化学、光化学正在敲开新的“干净”能源大门，又如在表面化学的基础上开发出的碳催化剂，不仅改变了传统的煤———电石———化工产品的工艺路线，而且在石油资源短缺时，预示出新的化工原料资源的存在。又如向学生介绍在物理化学理论的指导下，不断开发出来的新型表面活性剂进入到了石油开采、食品、油漆、润滑、去污等各工业部门和国防建设之中，尤其建立在表面化学研究成果基础上的石油三级开采一经实行，我国日前大部分不能开采的石油都将被采出。同时鼓励和指导学生充分利用网络资源搜索和查询各种物理化学应用的信息资料，从而拓展学生学习物理化学的兴趣。
　　四采用讨论式教学方式
　　在课堂教学中，合理开展师生互动、共同探讨的教学模式，让学生自觉地去思考、去认识、去探究，可以加深学生对知识的理解和掌握，在掌握知识的同时亦能增加学习兴趣，易于培养学生形成一种对待问题认真钻研的态度。从而有效地提高学习效率，达到在学习中学会学习的最终目的。
　　例如在胶体化学教学中，结合课程内容，向学生提问为什么豆浆遇到一点卤水(主要含有MgCl2)就会变成豆腐呢？然后通过课堂讨论，引导学生了解豆浆中含有大量蛋白质，而蛋白质分子是高分子，它通过离解或吸附，表面常带有负电荷并在表面有水膜生成，这种蛋白质溶液具有胶体的性质在豆浆中加进卤水后，由于离子与水的结合作用，蛋白质颗粒的水膜首先遭到破坏，然后Mg2+中和蛋白质的电性，进而发生蛋白质分子大团聚的过程，这就形成了豆腐这样的问题讨论既要利用物理化学课程所学知识进行解答，又同学生的生活实际紧密结合，极大地提高了学生的学习兴趣。同时为了培养学生的创新意识，教师也可多从逆向进行提问，例如在电化学教学中，有关铁的生锈是这样描述的:“钢铁暴露在潮湿的空气中会生锈”。如果我们反向提问“钢铁暴露在干燥的空气中，结果会生锈吗？”“将钢铁浸入水中，结果又如何呢?”这样的逆向提问，可以充分调动学生的积极思维活动通过讨论式教学，在问题的不断提出、不断讨论和不断解决的过程中，提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，增强学生学好物理化学的信心[2-4]。
　　五选择性讲解习题
　　由于物理化学的理论性强和抽象性较强，习题的解答难度较高，学生独立解答习题的信心较低，学习兴趣也随之下降。课程教学的目标是让学生掌握知识精髓、学会灵活运用。显然，如何进行课堂习题讲解这一环节是至关重要的。首先，要点明每章的典型计算题，便于学生理解和掌握该章重点。例如，热力学第一定律的综合计算题型有：简单pVT状态变化求热力学函数变化值、复杂pVT变化求热力学函数变化值、绝热过程的温度变化和功的计算等。其次，讲解习题要有所侧重，控制题量。对一些涉及基本概念和公式运用的简单题目可随堂讲解，有助于学生掌握基本概念和公式。上习题课还应该注意教师与学生的互动，可以由教师讲解示范性题目，也可以先由学生解题再由教师根据学生的解答情况进行重点讲评。最后，要多讲解应用性较强的题目。在习题课的教学实践中，学生经常要求教师多找一些与生产和生活实际相关的题目。例如学习了化学平衡这一章，可选讲由“理想稀溶液的依数性”计算“静脉注射的所用生理盐水的组成”等一类的习题。这样可以提高学生的解题兴趣，加深学生对知识的认识。
　　六采用板书和多媒体相结合的教学方式
　　随着信息技术的进步，在高校中利用多媒体进行教学已经成为一种趋势。多媒体教学是利用计算机将教学内容制作成幻灯片投影于屏幕上的一种教学模式，是将图、文、像、色集于一体的现代化教学手段,它的应用使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识,通过形象、生动、直观的形式表现出来,调动了学生的积极性和学习兴趣,便于学生对知识的理解和掌握。同时,也为教师节省了大量板书绘图的时间,加快了授课进度，也增大了教学信息量。
　　例如在学习相平衡一章时,由于学生第一次接触,认识比较少,接受起来困难。我们在讲授用步冷曲线法绘制相图的教学中,先向学生展示实验仪器的图片,结合动画讲解绘制步冷曲线的实际方法,让学生对步冷曲线的测定有感性认识。然后以Sn—Pb合金系统为例,采用动画形式展示纯Sn、纯Pb及不同组成的合金在高温熔融状态自然冷却过程中,温度随时间的变化,绘成步冷曲线,在曲线的每一阶段均展示系统的相态和分析自由度情况。最后将不同组成的步冷曲线上各个特征温度标注在T—X图上,连接起来即构成了固———液二组分体系相图。这一思路虽然仍是教材上的,但通过比书本和黑板更直观更生动的多媒体教学方式表达出来,不仅可以充分调动学生的学习兴趣,还可以使学生直观地掌握这部分知识内容并留下深刻印象，从而达到较好的课堂教学效果。此外利用计算机软件演示一些模型和模拟实验时的效果也非常好。
　　虽然多媒体手段优越性突出,但在整个物理化学教学中,多媒体教学却不见得完全尽如人意。在使用多媒体授课时，既使缓慢翻阅PPT,留给学生的思考时间仍显不足,再加上学生一直盯着屏幕，很容易使注意力分散,这样学生必然会跟不上老师的讲授节奏,而一旦脱节再跟上是很难的。所以应采用板书和多媒体教学相结合的教学形式。具体方法为:对于讲授内容的重点、难点以及重点公式的推导过程仍然用板书形式,而对内容中的一些图表、动画和视频则就得依赖PPT形式来完成。这样通过板书给了学生思考时间,使他们的注意力容易集中,即使一时分散,也可以看到板书内容后再跟上；同时也保留了多媒体教学的一些优势[5]。
　　以上是作者在物理化学教学中的一些体会,经过实践证明,教学效果比较显著,教学质量也得到了提高。当然,对教学方法的认识和改革是永无止境的,我们还在不断研究、探讨和改进,希望在今后的教学过程中,取得更好的效果。
　　参考文献
　　[1]黄海平，陈一胜.材料学专业物理化学教学工作探讨[J].中国电力教育，2011(29)：94.
　　[2]周鲁.物理化学教程[M].北京:科学出版社，2006:78-80.
　　[3]舒华.物理化学课堂教学中问题的创设艺术[J].黔南民族师范学院学报，2003(3):31-33.
　　[4]刘维桥,等.物理化学教学改革中几个问题的探讨[J].江苏技术师范学院学报，2007,13(6):77-80.
　　[5]李赛,谭宁新.提高学生学习物理化学兴趣浅谈[J].教育教学研究,2010(4):169.