物理化学学习兴趣培养

时间:2022-03-22 06:38:11

物理化学学习兴趣培养

1重视物理化学中的化学史

物理化学中的每个概念、公式或模型都有其出现的背景,都是在某个年代为解决某一问题而提出的。适当讲授物理化学史有助于学生对本学科发展的了解,对培养学生的学习兴趣非常有利。比如讲化学平衡时向学生介绍:在1861-863年间,法国化学家贝赛洛和圣吉尔研究醋酸和乙醇的反应速率与浓度的关系时注意到逆反应的存在,并能达到动态平衡。1864-1879年间,挪威的瓦格和古德贝格在此基础上确立了质量作用定律,并指出速率常数之比只是温度的函数。荷兰的范特霍夫称之为平衡常数。1878年,美国的吉布斯引入化学势,得到了化学平衡条件。1884年法国的吕·查德里得出了平衡移动原理,即吕·查德里原理。1889年范特霍夫论证了吕·查德里原理,并得到平衡常数与温度的关系式,即范特霍夫方程。1906年德国的能斯特提出了热定理,解决了平衡常数的理论计算问题。这些史实的介绍使学生知道任何理论从提出、确立到完善都是逐渐完成的。化学史的讲解有助于增加学生学习的兴趣,也有助于学生人格和世界观的形成。

2理论联系实际,充分体现药学特色

物理化学的学习为药学类学生后续课程如药剂学、药理学等的学习提供方法和理论指导,因此,在教学的过程中恰当地介绍与药学有关的物理化学知识和新技术,不仅可以提高学生的学习兴趣,也可以开阔学生的视野,丰富教学内容。讲绪论时,可以举一个具体的药物合成的例子来说明物理化学课程的重要性,如药物合成的反应路线要根据热力学来确定反应的可能性,反应的条件及产率等通过化学平衡来解决,合成出来的药品其半衰期和有效期要由化学动力学来解决,其安全性、有效性要由药理学来确定,制备什么剂型来满足顺应性要由药剂学来完成。这个例子既彰显了物理化学的重要性,同时使物理化学知识与后续的药物化学、药理学、药剂学等有机地结合起来,使学生认识到物理化学不是独立和枯燥无味的,而且也体现了药学类专业的特点。如在讲授水的相图时,可以联系药剂学中常用的冷冻干燥技术,即青霉素等抗生素在水溶液中不稳定又不易制得结晶,先将盛有这类药物水溶液的敞口安瓿用快速、深度冷冻的方法,短时间内全部凝结成冰,同时将系统压力降至冰的饱和蒸气压以下,使冰升华出去,封口后便得到可以长时间储存的粉针剂;利用简单低共熔相图可以指导栓剂的制备,也可以用来检查药品的纯度。在讲授电化学时,可以适当讲述诸如酶等生物电化学传感器的相关知识,介绍多种生物传感器、微生物传感器等在药学和医学中的研究和应用。再如讲动力学中药物储存期的预测时,可详细讲解药剂学中常用的经典恒温法预测药物的有效期。既使物理化学知识得到了应用和扩展,也使物理化学与后续课程得到很好地衔接。讲胶体化学中沉降平衡时,可介绍药物制剂中一个重要的剂型-混悬剂,评定混悬剂的方法一个是混悬剂微粒大小的测定,另一个就是沉降容积比的测定。沉降容积比可用Hu/H0表示,H0为沉降前混悬液的高度,Hu为沉降后沉降面的高度。沉降容积比是时间的函数,以Hu/H0对沉降时间t作图,可得沉降曲线,根据沉降曲线的形状可以判断混悬剂处方设计的优劣。讲授胶体电泳现象时介绍利用胶体粒子带电的特点,可通过电泳方法进行体液分离来判断某器官是否存在病变,通过电泳的测定还可判定人体的肝功能是否正常。讲表面化学时的联系更多,如讲润湿和铺展时,可联系制剂中安瓿的内表面经常涂布一层非润湿性表面活性剂,使得在用注射剂吸取药品时可一次性吸干净;利用开尔文公式能很好理解制剂中为什么难溶性药物经常要微粉化,就是因为颗粒越小其溶解度就越大。讲授物理化学课程时除了与药学相联系外还要和生产生活紧密联系起来。比如说讲到表面化学中的固体吸附就可以举生活中为什么煎鱼时总粘锅的例子,就是因为鱼皮与锅的表面张力大,锅吸附鱼皮来降低自身的表面能。再比如说讲附加压力时,可以解释为什么人从高压区回到低压区时速度要非常慢。

3理清课程的脉络

教师在讲授课程时不能一味填鸭式地罗列材料,要把每一章重点是什么,每一章要解决的是什么问题等告诉学生,及时为学生归纳、梳理出一个大的框架和一个小的脉络,使学生学习起来能更方便、快捷,而且能抓住重点,从而能达到事半功倍的效果。比如说:热力学第一定律解决的是能量守恒问题;热力学第二定律解决的是方向问题;化学平衡解决的是限度问题;相平衡要解决的是物质的分离和提纯;电化学是热力学的一个重要应用;化学动力学解决的是化学反应的速率和机理问题;表面化学围绕Laplace方程、kelvin公式等五大方程,讲述的是四个现象一个物质;胶体化学围绕胶体的性质来展开等等。理清脉络后,学生就能对知识有个总体的把握,学习起来就不会感到无所适从。

4公式的记忆方法要得当

物理化学中公式特别多,而且公式的限制条件也多,这让学生记起来很吃力,也是学生感到课程难学,产生厌学的一大原因。多教学生一些记忆的方法将有助于增加学生学习物化的兴趣。

5重视物理化学实验

物理化学实验是对学生所学的有关基础理论的验证,也是对物理化学的基本概念、基本原理的理解和掌握程度的一个检验,能够增强学生解决实际化学问题的能力。由于在整个实验过程中学生是主体,要自己动手操作,因此很好地锻炼了其动手能力。药学类专业学生的物理化学实验共开设12-16个,实验内容体现了药学专业的特色。比如,凝固点降低法测定氯化钠注射液的渗透压;经典恒温法预测药物的有效期(一级反应-硫酸链霉素水解常数的测定);电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度;最大泡压法测溶液的表面张力(药品为正丁醇)。这些实验都是紧密围绕后续课程而设置的,大大增强了学生学习物理化学的兴趣。另外,针对课时较多的专业还开设了综合设计性实验,学生根据自己的兴趣查阅相关的文献,自己给出实验原理,并设计实验过程,自己动手进行药品配制、仪器操作、结果讨论,教师对整个过程加以指导。综合设计性实验的开设不仅锻炼学生查阅文献能力、动手能力、写作能力,同时也提高了科研思维能力,为以后的科研工作打下良好的基础。多年的实践表明综合设计性实验极大地激发了学生学习物理化学的兴趣。

6改进教学手段

物理化学内容本身枯燥无味,随着时代的发展传统的教学手段不能满足学生的要求,因此教师的教学手段也要紧跟时代步伐。利用PowerPoint和Flash将一些抽象的内容制成课件图画,不但形象逼真而且更容易理解,将会极大地增强学生的学习兴趣。如相平衡一章可以做成线面逐步出现的相图;蒸馏和精馏、布朗运动、溶液的扩散、溶胶的净化、丁达尔现象、渗透压现象等等做成Flas。这样可以让很抽象的现象和内容变得很具体,使学生对这部分内容能形象地感觉到,有利于学生对物理化学的学习。在制作多媒体课件时,要注意动画效果的设计,使动画版面的显示符合教学过程以及学生的视觉认知和思维规律。将教学内容和过程赋予形、声、光、色的变化从而富有魅力地展现出来,让抽象变得更加形象具体,枯燥变得更加生动有趣。爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣,就会主动去求知、去探索,有了兴趣学习也就不再是枯燥和乏味的。物理化学是一门理论性较强的学科,只有在实际教学中不断探索教学方法,并不断地加以改进,努力调动学生的积极性,让学生愉快地学习,并学有所获才是为师者的目标。

作者:陈洪涛 李三鸣 单位:沈阳药科大学

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