導(dǎo)語：物理化學(xué)課堂教學(xué)興趣培養(yǎng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

物理化學(xué)是高等院校部分專業(yè)必修的一門重要的基礎(chǔ)課程，物理化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的高低直接影響到后續(xù)課程化工熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、表面化學(xué)、催化化學(xué)、化工原理等許多專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，而且物理化學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面具有其他課程無法替代的作用。擁有良好物理化學(xué)素養(yǎng)的大學(xué)畢業(yè)生，將更善于適應(yīng)以后紛繁多變的工作環(huán)境，更容易在工作中釋放自己的科學(xué)潛能。但該課程理論概念抽象、公式條件眾多、原理多、知識的邏輯性強、關(guān)聯(lián)性強，“化學(xué)靈魂”的美譽并不能激發(fā)出學(xué)生長久的學(xué)習(xí)熱情，初學(xué)者往往會產(chǎn)生這門課難學(xué)的畏難情緒。“興趣是最好的老師”，因此如何教好物理化學(xué)這門課程，使學(xué)生將枯燥的學(xué)科知識化為新奇有趣的知識體系進行學(xué)習(xí)是每一位物理化學(xué)教師應(yīng)該思考和探討的問題。物理化學(xué)教師如何使教學(xué)引起學(xué)生興趣，從而培養(yǎng)興趣、激發(fā)興趣，進而提高學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的求趣能力是興趣教育的關(guān)鍵。筆者根據(jù)多年物理化學(xué)教學(xué)的經(jīng)驗，簡述一下在興趣教育方面的體會。

1將抽象概念、理論通過貼切、簡單易懂的示例進行講解

物理化學(xué)的任務(wù)是把化學(xué)領(lǐng)域中各種現(xiàn)象聯(lián)系起來，對其中的一般規(guī)律予以更深刻、更本質(zhì)的探討，其中的一些重要理論、概念或規(guī)律比較抽象，學(xué)生難于理解。通過將抽象概念和理論與學(xué)生熟悉的背景知識相聯(lián)系，使學(xué)生易于理解和接受。

如真實氣體的節(jié)流膨脹是熱力學(xué)部分的一個難點，在講這部分內(nèi)容時，可以設(shè)問“人工降雨中有沒有節(jié)流膨脹？”“高壓氫氣瓶泄露為什么可能會引起爆炸事故？”“電冰箱是怎樣實現(xiàn)制冷的？”。然后通過講解總結(jié)出實現(xiàn)該過程必須滿足的3個要點：系統(tǒng)突然發(fā)生變化、流過阻礙、壓力減小，它們分別對應(yīng)絕熱、節(jié)流、膨脹。然后再回答以上問題：人工降雨時充當(dāng)新相種子的CO2固體小顆粒就是把液態(tài)CO2通過高壓瓶的針形閥放出實現(xiàn)節(jié)流膨脹，噴灑出小顆粒的干冰；若高壓氫氣瓶泄露，氫氣經(jīng)節(jié)流膨脹后溫度升高，可能會引起爆炸事故[1]；電冰箱制冷循環(huán)中的第三步絕熱節(jié)流膨脹是制冷劑過冷液體通過毛細(xì)管狹窄的通路時，由于管路的阻滯作用，節(jié)流降壓、降溫。這樣就使原來干巴巴的教學(xué)過程變得生動有趣。

再比如化學(xué)勢這個概念是熱力學(xué)中的一個非常重要的概念，在相平衡、化學(xué)平衡中都有重要應(yīng)用，但這個概念比較抽象。在講這個概念時，可以設(shè)問：“水為什么總是從高處流向低處？”學(xué)生一定會回答因為高處的水勢能高，這時抓住時機引入化學(xué)勢的概念，強調(diào)化學(xué)勢類似于物理學(xué)中的勢能，勢能越高的物體越不穩(wěn)定，同樣化學(xué)勢越高的相和物質(zhì)越不穩(wěn)定，因此一種物質(zhì)會從化學(xué)勢高的相自發(fā)向化學(xué)勢低的相轉(zhuǎn)移、化學(xué)反應(yīng)總是自發(fā)地向∑vBμB＜0的方向進行，使學(xué)生對化學(xué)勢有個初步了解。這時可以繼續(xù)設(shè)問“常溫常壓下的水和水蒸氣，哪一個化學(xué)勢更高？如果是100℃，常壓下呢？為什么？”“密閉的鐘罩內(nèi)有A、B兩杯液體，A杯內(nèi)是純水，B杯內(nèi)是蔗糖水，那么經(jīng)過足夠長的時間兩杯液面有什么變化”，進一步加深學(xué)生對概念的理解。

在講熱力學(xué)第二定律的開爾文說法時，提到第二類永動機，第二類永動機是從單一熱源吸熱完全轉(zhuǎn)化為功而不引起其他變化的機器。這個概念學(xué)生感到抽象，難以理解，但如果加上這個解釋，學(xué)生就感到容易理解了：假如人類能造出第二類永動機，帶有這種機器的輪船就可以從海洋這個單一熱源中源源不斷地汲取熱量推動輪船前進而不引起任何變化(海洋是一個巨大的能源庫，有人曾經(jīng)估算過，只要使地球上海水的溫度下降0.01℃，汲取的熱量夠全世界的機器運轉(zhuǎn)1500年[1])。那么今天行駛的輪船就不必再攜帶任何的燃料和動力。實際上正常熱機必須工作于高、低溫兩個熱源之間，無法找到與海洋這個高溫?zé)嵩聪嗥ヅ涞牡蜏責(zé)嵩词沁@種機器根本不可能存在的原因。

2將物理化學(xué)與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

恰當(dāng)?shù)貙⒔虒W(xué)內(nèi)容與一些學(xué)生遇到過的熟悉的生活實例聯(lián)系起來，遵循“提出生活中的實例（問題）——引入講授新內(nèi)容——讓學(xué)生猜答案——給出答案”的思路，當(dāng)學(xué)生最終恍然大悟時，會深感學(xué)以致用的無限樂趣，從而激發(fā)濃厚的學(xué)習(xí)興趣，保證課堂教學(xué)效果。為簡便起見，下面僅列出問題與答案要點。

植物為什么具有一定的抗旱性和耐寒性？冬季建筑施工中，為了保證施工質(zhì)量，常在澆注混凝土?xí)r加入少量鹽類，其主要作用是什么？冰凍后的水果放入涼水中浸泡一段時間，發(fā)現(xiàn)水果表皮結(jié)了一層薄冰，而內(nèi)層果肉卻解凍了，為什么？為什么我們輸液時用的生理鹽水是0.9%、葡萄糖水5%？濃度高了或低了行不行？海洋中的動物能不能在淡水中生活？鹽堿地的農(nóng)作物長勢不良，甚至枯萎，其主要原因是什么？——稀溶液依數(shù)性知識，沸點升高、凝固點降低、等滲溶液、低滲溶液和高滲溶液。

為什么在高山上做飯有時做不熟，而用高壓鍋很快可做熟？——克-克方程，壓力越大，沸點越高。

鐵表面上鍍鋅、鉻或涂油漆、塑料等的作用是什么？——防腐，涂保護層。

為什么冰箱里的食物保鮮時間長？——阿倫尼烏斯方程，溫度越低，食物腐敗時間越長。

為什么不同藥品的貯存期不同？如何確定？怎樣延長藥品有效期？——因為不同藥品分解反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)n和反應(yīng)速率常數(shù)k不同，根據(jù)n和k可計算出藥品在常溫下分解10%所需的時間即為“貯存期”[2]。降低溫度可延長有效期。

洗衣粉為什么在溫水中去污能力更強？發(fā)酵粉發(fā)面時為什么用溫水和面面發(fā)得更快？

——酶在溫水中催化活性最高。

自由水滴、氣泡為什么是球形？為什么小水珠碰在一起有合并成大水珠、粉末有結(jié)塊的趨勢？——表面能越小越穩(wěn)定。

人工降雨的原理是什么？在春天光滑的墻壁和粗糙的墻壁哪個更容易回潮？農(nóng)民為什么要鋤地？僅只為除雜草嗎？——開爾文公式，粉末狀干冰或AgI晶種作為凝結(jié)核心，降低水蒸氣的過飽和度。粗糙的墻壁更容易回潮，不只為除雜草，粗糙的墻壁和鋤地時切斷的毛細(xì)管利于使大氣中的水蒸氣在其中凝聚，使墻壁回潮和增加土壤水分，毛細(xì)凝聚現(xiàn)象。

雨衣、雨傘材料為什么能防雨？制作原理是什么？——增大接觸角，使雨水呈球狀滾落；制作時，在布上刷涂層或添加材料來減小氣固界面張力。

表面活性劑的洗滌去污原理是什么？——增加潤濕，起泡、增白、占領(lǐng)清潔表面。

表面活性劑的起泡原理是什么？——增加液體薄膜的強度。

最重要的交通信號為何設(shè)置為紅色？為什么天空是藍(lán)色的而朝陽和夕陽是火紅的？——瑞利光散射公式，藍(lán)紫色光散射強，紅色光散射弱。

為什么在大江大河入海口處會形成三角洲？鹵水點豆腐的原理是什么？明礬為什么能凈水？——溶膠聚沉，電解質(zhì)的聚沉，溶膠相互聚沉。

墨水中為什么要加入阿拉伯膠？為什么在制作冰淇淋的時候要加入明膠?——高分子對溶膠的保護作用。

食物保鮮需要的低溫浴怎樣選擇？——水-鹽相圖，根據(jù)需要的溫度選擇鹽類。

電動車用的電池一般是什么電池？它的電動勢是多少？具備什么條件可以成為可逆電池？用什么方法可以測出它的電動勢？怎樣根據(jù)它的電動勢求出電池反應(yīng)的平衡常數(shù)？實際使用時，電池的端電壓和可逆電池的電動勢大小一樣嗎？為什么？溫度升高或降低，電池的電動勢是否改變？——鉛酸電池，約2.0V，可逆電池須滿足的3個條件，對消法，E=RTzFlnK，電池的端電壓小于電動勢，因為兩極存在極化現(xiàn)象。溫度改變，電動勢也改變，電動勢的溫度系數(shù)可通過實驗求得。

在一個密閉絕熱的房間里放置一臺電冰箱,將冰箱門打開,并接通電源使其工作,過一段時間之后,室內(nèi)的平均氣溫將如何變化?——升高。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，Q=0，W>0，所以熱力學(xué)能升高，溫度升高。

因為北冰洋沒有可飲用的淡水，全是海水(海水中NaCl含量為2.5%)，所以愛斯基摩人需要到冰山上去取回冰來熔化，愛斯基摩人應(yīng)在怎樣的環(huán)境溫度下取冰?——H2O-NaCl相圖，愛斯基摩人應(yīng)在溫度為252~273K的季節(jié)取冰[3]。

3將物理化學(xué)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系起來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性

物理化學(xué)所具有的基礎(chǔ)性、理論性、先導(dǎo)性和綜合性的特點，使之成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一塊重要基石，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著重要作用。恰當(dāng)?shù)貙⒔虒W(xué)內(nèi)容與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系起來，遵循“提出工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實例（問題）——引入講授新內(nèi)容——啟發(fā)學(xué)生總結(jié)答案——給出答案”，使學(xué)生對理論實質(zhì)產(chǎn)生更深的認(rèn)識，增長實踐經(jīng)驗，避免理論與實踐脫節(jié)，既提高了學(xué)習(xí)興趣，又培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維與解決問題能力。為簡便起見，下面僅列出問題與答案要點。

經(jīng)典范例，同為碳元素，298K，標(biāo)準(zhǔn)壓力下，石墨能否轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?？可以用幾個判據(jù)來判斷？如果不能，那么怎樣使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石？轉(zhuǎn)變程度是多大？怎樣提高轉(zhuǎn)變速率？——不能，可以用熵判據(jù)和吉布斯自由能判據(jù)來判斷和計算，采用加壓的辦法（壓強大于1.5×109Pa）可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石，利用ΔrGm=-RTlnK,可求出K，加熱。

冬天，工業(yè)上用管道運送硫酸時為什么要稀釋？——形成穩(wěn)定化合物相圖，純硫酸的熔點在283K左右，而與一水化合物的低共熔點在235K，所以在冬天用管道運送硫酸時應(yīng)適當(dāng)稀釋，防止硫酸凍結(jié)。

結(jié)晶法精制粗鹽的原理是什么？——水-鹽相圖，首先鹽的組成必須大于低共熔點時鹽的組成才能通過降溫得到鹽的晶體。

當(dāng)乙醇含量低于95.57%時，能否通過精餾得到無水乙醇？怎樣才能得到？——雙液系最低恒沸點相圖，不能，先加入分子篩等吸水劑，使乙醇含量超過95.57%，再精餾可得無水乙醇。

工業(yè)上制備高純物質(zhì)（如8個9以上的半導(dǎo)體材料）原理是什么？——固相完全互溶相圖，區(qū)域熔煉。

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過測量水的電導(dǎo)率來檢驗水的純度，依據(jù)是什么？——純水的電導(dǎo)率k=5.5×10-6S•m-1，普通蒸餾水的電導(dǎo)率是1×10-3S•m-1，重蒸餾水和去離子水的電導(dǎo)率均小于1×10-4S•m-1，所以只要測定水的電導(dǎo)率就可以知道水的純度是否符合要求。

電解α±=1的ZnSO4水溶液，在陰極上Zn2+和H+哪個優(yōu)先被還原？——Zn2+優(yōu)先被還原。極化電勢高的優(yōu)先析出，因為氫有較大的超電勢，使得氫的極化電勢低于鋅。

化工廠的一些管道或容器為什么常連到外加直流電源的負(fù)極上？——防腐，陰極保護法。

為什么大量處理固體粉塵的工廠，必須高度重視防止粉塵爆炸？——表面能高不穩(wěn)定。

化工生產(chǎn)中采用的噴霧干燥工藝的原理是什么？——開爾文公式，小液滴飽和蒸氣壓大。

農(nóng)藥中加入少量潤濕劑的作用是什么？采油時為什么要加入潤濕劑？——增加潤濕，減小液固和氣液界面張力。

泡沫浮選為什么可以提高礦石品位？——降低潤濕，增大液固界面張力。

金屬陶瓷復(fù)合材料綜合性能的發(fā)揮取決于陶瓷與金屬之間的潤濕性能的大小。燒銀法，是指在陶瓷表面燒滲一層銀，由于銀的導(dǎo)電能力很強，抗氧化性能好，在銀面上可直接焊接金屬。若已知高溫下的各個表面張力，那么液態(tài)銀能否潤濕瓷件表面？[3]——用楊氏方程求接觸角。

考古工作中怎樣根據(jù)動力學(xué)原理估算尸體的埋葬時間？——根據(jù)一級反應(yīng)的動力學(xué)方程來計算。由于古尸上裹的布碎片中放射性14C的衰變是一級反應(yīng)，利用衰變半衰期及其活性可以估算。

4將物理化學(xué)與其他化學(xué)課和實驗操作聯(lián)系起來，提高學(xué)生解決實際問題的能力

物理化學(xué)是從研究化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手，從而探求化學(xué)變化中具有普遍性的基本規(guī)律，所以我們可以利用物理化學(xué)原理來解決其他化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)或化學(xué)實驗操作中遇到的問題。恰當(dāng)?shù)貙⒔虒W(xué)內(nèi)容與它們聯(lián)系起來，遵循“化學(xué)學(xué)習(xí)或?qū)嶒灢僮髦械膯栴}——引入講授新內(nèi)容——給出答案”，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與解決問題能力，提高學(xué)習(xí)物理化學(xué)的積極性。為簡便起見，下面僅列出問題與答案要點。

為什么用二氧化錳和鹽酸反應(yīng)制備氯氣時必須用濃鹽酸？——將二者反應(yīng)設(shè)計成電池，電池的電動勢要大于零，根據(jù)能斯特公式可求出鹽酸必須是濃鹽酸。

如何用電化學(xué)法測定一些難溶鹽的溶度積或弱電解質(zhì)的解離常數(shù)？——將沉淀溶解平衡或解離平衡反應(yīng)設(shè)計成原電池，再根據(jù)E=RTzFlnK計算出K即可。

實驗室用蒸餾水洗滌容器為什么提倡少量多次？——分配定律。

分析化學(xué)中為什么常用含HCl20.24%的溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液？——最高恒沸點相圖，最高恒沸點溫度為381.65K，含HCl20.24%。

堿性溶液中，氯氣能發(fā)生歧化反應(yīng)，那么Br2能發(fā)生嗎？——能發(fā)生。計算Br2與其氧化態(tài)和還原態(tài)所構(gòu)成的兩個電極的電勢差是否大于零。

蒸餾時為什么要加入沸石？——開爾文公式，過熱液體，防止暴沸。

分離操作中陳化的原理是什么?——開爾文公式，晶體顆粒越小溶解度越大。

實驗室玻璃儀器洗干凈的標(biāo)準(zhǔn)是什么？——蒸餾水對干凈的玻璃接觸角約為0°，水應(yīng)完全潤濕玻璃儀器，均勻分布成膜，不掛水珠或成股流下。

實驗室的電子天平罩里為什么要放硅膠？——吸附空氣中的水蒸氣，氣固吸附。

5挖掘科學(xué)技術(shù)前沿中的物理化學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探索創(chuàng)新精神

我們的教育對象年輕，精力旺盛，好奇心強，易接受新事物。在教學(xué)中適當(dāng)介紹本學(xué)科的最新成就及發(fā)展前景，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣和探索創(chuàng)新精神，從而吸引學(xué)生的注意。

比如在講熱力學(xué)第二定律時，可以引入非平衡態(tài)熱力學(xué)知識，提出以下問題：生命體的熵怎么計算？熵與生命有何關(guān)系？一個正常的生命體可視為一個處于非平衡的開放系統(tǒng)，即是一個耗散結(jié)構(gòu)。開放系統(tǒng)的總熵變?yōu)椋篸SdeS+diS，其中deS為系統(tǒng)與環(huán)境進行的物質(zhì)、能量交換產(chǎn)生的熵流；diS為生命體內(nèi)的所有不可逆過程(消化、吸收等過程)產(chǎn)生的熵變。對生命體這個開放體系，deS≠0，若有生命體從外界獲得負(fù)熵流(deS<0)，并且有獲得的負(fù)熵流大于生命體內(nèi)部產(chǎn)生的熵變，即|deS|>diS時，則有生命體的熵變dS<0,這時系統(tǒng)的熵是減少的，因而系統(tǒng)的有序性增加，這時生命體充滿活力，生命體將進化與發(fā)展，這就是生命體的發(fā)育、生長過程。如果在一定時期內(nèi)，生命體自身內(nèi)部產(chǎn)生的熵變(diS)和生命體與外界交換物質(zhì)、能量而產(chǎn)生的負(fù)熵(deS)恰好相等，那么系統(tǒng)的熵變dS=0，系統(tǒng)將維持一定的有序結(jié)構(gòu)，生命有機體便處在穩(wěn)態(tài)、成熟的階段。正常情況下機體是靠熱輻射、排泄廢物等方式向體外排出多余的熵的，當(dāng)機體熱輻射受阻或排泄受阻時，都會導(dǎo)致熵流受阻而造成積熵從而形成“熵病”。如發(fā)燒和中暑就是典型的熵病，治療的原則從熱力學(xué)的角度看，就是“清除積熵”。當(dāng)生命體的熵累積到最大時，整個生命機體呈現(xiàn)出高度無序性，處于高度混亂狀態(tài)，這就是生命的終止———死亡[4-5]。