大学本科物理化学教学与学生创新能力的培养

【摘要】物理化学是大学本科化学类等专业的重要基础课之一，课程内容理论性强，知识点多，与现代科研、生产等密切相关。在现今教育背景下，如何提高本科生学习物理化学的兴趣，进而促进他们创新能力的培养是摆在教育者面前的难题。本文结合多年教学，对教材选用，教学方法，教学手段，教学模式等进行了一些探索，取得了好的教学效果。

【关键词】物理化学 学习兴趣 创新能力

现今的大学生从出生即面临多媒体环境的熏陶，其学习习惯与学习思维也发生了很大变化。另一方面，尽管社会各界早已对青少年的素质教育形成共识，但在现今优质教育资源极度短缺的大环境下，大学本科生们多年来是从应试教育模式中走来，他们的思维习惯已经适应了应试教育模式，并基本成型，在大学阶段，没有了应试的束缚，如何增强他们的学习兴趣，培养他们的创新性思维能力，变得极为艰难与重要，是实现全民创业，万众创新的重要保证。

物理化学是大学化学类、化工、矿物加工、环境、材料学等专业必修基础理论课，是传统四大化学之一。其采用热力学、动力学的基本原理研究物质化学变化过程中的普遍规律。多年以来，国内物理化学课程教课书通常分为两大体系。以南京大学傅献彩为代表的《物理化学》适用于综合类、师范类大学，以天津大学萧衍繁为代表的《物理化学》适用于工科院校各相关专业。两类教材中，前者更侧重于理论推导与概念的阐述；后者则侧重于计算与应用。在现今信息技术高度发达的时代，多媒体技术广泛应用于教学中，教学效率得以很大提高，我在教学中发现将两类教材体系有机结合起来，有助于大学生创新能力的培养。

在长期物理化学教学中，我发现兴趣是学生们最好的老师，一但激发出学生的学习兴趣，他们的学习潜能将是超出老师想象。为了增强学生学习物理化学的兴趣，在绪论课后的作业中，将全部学生按4-5人一组分成若干个小组，请他们分别找出物理化学书中每一章节出现的人名，利用互联网进行检索，整理出科学家的生平，对物理化学的贡献等。通过这一作业，一方面，使广大学生浏览了物理化学全书的各个章节，对全书的某个章节有了一个基本印象，另一方面，互联网检索得到的信息，对他们了解科学史，了解科学家生平事迹，了解基本理论与知识，都是有重大帮助的。丰富多彩的教科书因篇幅所限不能涵盖的大量信息，呈现在学生们面前，使他们从另一个视角，看到了不同于教科书的“物理化学”。这极大增强了学生的学习兴趣，消除了他们对物理化学难学的传统观点。同时，科学家们对未知世界的探索过程与思维方法，成为培养学生创新能力的榜样。

物理化学这门传统而古老的学科，始终焕发着无穷的生机与活力。在教学中，将最新学科进展穿插在基础理论知识的讲授中，一方面避免理论的枯燥感，另一方面增大了学生视野，将充满未知与挑战的科学前沿展现在学生面前，激发他们学习兴趣与引导他们探知未来的方向。例如，将环保高效制冷剂，相储能材料，离子液体，双电层电容器，锂离子电池，燃料电池等分别在物理化学课程中相关章节中给以介绍，得到了很好的教学效果。

抽象概念具体化，也是提高学生学习兴趣的一个方法。例如在讲授热力学第二定律这一章时，涉及到气体变化的等压过程、等温过程、等容过程、绝热过程等。为了将这些过程具体化地展现在学生们的面前，请学生们自己动手，制作模型。学生们在模型的制作过程中，加强了对等压过程、等温过程、等容过程、绝热过程等概念及相互关系的了解。同时，具体化的模型消除了给学生理解概念带来的难题，增强了学好物理化学的信心，提高了学习兴趣。

用不同的视角展现理论知识，增强学生的好奇感。如卡诺循环部分讲解时，一方面采用多媒体课件的方法介绍卡诺研究热机效率的大时代背景，让学生认识到理论的产生往往都是为了解决特定的实践难题的，增加他们对理论知识背景的了解，另一方面，在学生对卡诺循环四个过程准确理解与掌握的前提下，分别换以不同的坐标变量，重新表示卡诺循环的四个过程。通过这种方法，即避免了对理论知识讲授时的抽象枯燥，又启发了学生们的思维能力。

根据物理化学的具体内容，采用不同的逻辑顺序进行授课，培养学生创新思维能力。例如在第五章多相组分热力学与相平衡中讲授稀溶液依数性一节中渗透压部分时，我采用倒叙的方式先将渗透压公式给出，然后以实验研究的方式探讨影响渗透压的因素，结合多媒体与黑板板书，给出渗透压与溶液浓度，渗透压与温度的实验曲线，结合实验曲线结果，探讨实验误差来源，减少实验误差的方法。在上述讨论的基础上，详细地进行渗透压公式的理论推导，在推导中，重点指出推导过程中的溶液是稀溶液这一近似条件。通过这样的教学，不仅仅使学生记住了渗透压公式，而且使他们较为形象地了解到该公式严格成立的条件，更重要的是教给他们研究未知现象的方法，培养的学生们的探究未知事物的能力。

如何利用通过大学本科物理化学等基础专业课的教学提高大学生的创新能力是众多教育者面临的难题。只有使大学生们即掌握丰富的基础理论，又具有良好的创新能力，才能实现教育的最高境界，即授人以鱼，又而授人以渔，实现高等教育的人才培养的目标，为全民创业，万众创新提高人才保证。

参考文献：

[1]肖衍繁，李文斌.物理化学[M].天津大学出版社，1997（2）.

[2]傅献彩，陈瑞华.物理化学[M].高等教育出版社，1980（7）.