導(dǎo)語(yǔ)：物理化學(xué)課堂教學(xué)興趣培養(yǎng)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(dòng)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(shí)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(wú)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(shí)的邏輯性強(qiáng)、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，“化學(xué)靈魂”的美譽(yù)并不能激發(fā)出學(xué)生長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)熱情，初學(xué)者往往會(huì)產(chǎn)生這門課難學(xué)的畏難情緒?！芭d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(shí)化為新奇有趣的知識(shí)體系進(jìn)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(wèn)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(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)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(yàn)，簡(jiǎn)述一下在興趣教育方面的體會(huì)。

1將抽象概念、理論通過(guò)貼切、簡(jiǎn)單易懂的示例進(jìn)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(lái)，對(duì)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(guò)將抽象概念和理論與學(xué)生熟悉的背景知識(shí)相聯(lián)系，使學(xué)生易于理解和接受。

如真實(shí)氣體的節(jié)流膨脹是熱力學(xué)部分的一個(gè)難點(diǎn)，在講這部分內(nèi)容時(shí)，可以設(shè)問(wèn)“人工降雨中有沒(méi)有節(jié)流膨脹？”“高壓氫氣瓶泄露為什么可能會(huì)引起爆炸事故？”“電冰箱是怎樣實(shí)現(xiàn)制冷的？”。然后通過(guò)講解總結(jié)出實(shí)現(xiàn)該過(guò)程必須滿足的3個(gè)要點(diǎn)：系統(tǒng)突然發(fā)生變化、流過(guò)阻礙、壓力減小，它們分別對(duì)應(yīng)絕熱、節(jié)流、膨脹。然后再回答以上問(wèn)題：人工降雨時(shí)充當(dāng)新相種子的CO2固體小顆粒就是把液態(tài)CO2通過(guò)高壓瓶的針形閥放出實(shí)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(huì)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(guò)冷液體通過(guò)毛細(xì)管狹窄的通路時(shí)，由于管路的阻滯作用，節(jié)流降壓、降溫。這樣就使原來(lái)干巴巴的教學(xué)過(guò)程變得生動(dòng)有趣。

再比如化學(xué)勢(shì)這個(gè)概念是熱力學(xué)中的一個(gè)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(gè)概念比較抽象。在講這個(gè)概念時(shí)，可以設(shè)問(wèn)：“水為什么總是從高處流向低處？”學(xué)生一定會(huì)回答因?yàn)楦咛幍乃畡?shì)能高，這時(shí)抓住時(shí)機(jī)引入化學(xué)勢(shì)的概念，強(qiáng)調(diào)化學(xué)勢(shì)類似于物理學(xué)中的勢(shì)能，勢(shì)能越高的物體越不穩(wěn)定，同樣化學(xué)勢(shì)越高的相和物質(zhì)越不穩(wěn)定，因此一種物質(zhì)會(huì)從化學(xué)勢(shì)高的相自發(fā)向化學(xué)勢(shì)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(jìn)行，使學(xué)生對(duì)化學(xué)勢(shì)有個(gè)初步了解。這時(shí)可以繼續(xù)設(shè)問(wèn)“常溫常壓下的水和水蒸氣，哪一個(gè)化學(xué)勢(shì)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(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間兩杯液面有什么變化”，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)概念的理解。

在講熱力學(xué)第二定律的開爾文說(shuō)法時(shí)，提到第二類永動(dòng)機(jī)，第二類永動(dòng)機(jī)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(jī)器。這個(gè)概念學(xué)生感到抽象，難以理解，但如果加上這個(gè)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(dòng)機(jī)，帶有這種機(jī)器的輪船就可以從海洋這個(gè)單一熱源中源源不斷地汲取熱量推動(dòng)輪船前進(jìn)而不引起任何變化(海洋是一個(gè)巨大的能源庫(kù)，有人曾經(jīng)估算過(guò)，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(jī)器運(yùn)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(dòng)力。實(shí)際上正常熱機(jī)必須工作于高、低溫兩個(gè)熱源之間，無(wú)法找到與海洋這個(gè)高溫?zé)嵩聪嗥ヅ涞牡蜏責(zé)嵩词沁@種機(jī)器根本不可能存在的原因。

2將物理化學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來(lái)，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(guò)的熟悉的生活實(shí)例聯(lián)系起來(lái)，遵循“提出生活中的實(shí)例（問(wèn)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(shí)，會(huì)深感學(xué)以致用的無(wú)限樂(lè)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(jiǎn)便起見(jiàn)，下面僅列出問(wèn)題與答案要點(diǎn)。

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(shí)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(shí)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(dòng)物能不能在淡水中生活？鹽堿地的農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)不良，甚至枯萎，其主要原因是什么？——稀溶液依數(shù)性知識(shí)，沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)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(shí)做不熟，而用高壓鍋很快可做熟？——克-克方程，壓力越大，沸點(diǎn)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(hù)層。

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

為什么不同藥品的貯存期不同？如何確定？怎樣延長(zhǎng)藥品有效期？——因?yàn)椴煌幤贩纸夥磻?yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)n和反應(yīng)速率常數(shù)k不同，根據(jù)n和k可計(jì)算出藥品在常溫下分解10%所需的時(shí)間即為“貯存期”[2]。降低溫度可延長(zhǎng)有效期。

洗衣粉為什么在溫水中去污能力更強(qiáng)？發(fā)酵粉發(fā)面時(shí)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(shì)？——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(gè)更容易回潮？農(nóng)民為什么要鋤地？?jī)H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(guò)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(shí)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(shí)，在布上刷涂層或添加材料來(lái)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(rùn)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(qiáng)度。

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

為什么在大江大河入?？谔帟?huì)形成三角洲？鹵水點(diǎn)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(shí)候要加入明膠?——高分子對(duì)溶膠的保護(hù)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(dòng)車用的電池一般是什么電池？它的電動(dòng)勢(shì)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(cè)出它的電動(dòng)勢(shì)？怎樣根據(jù)它的電動(dòng)勢(shì)求出電池反應(yīng)的平衡常數(shù)？實(shí)際使用時(shí)，電池的端電壓和可逆電池的電動(dòng)勢(shì)大小一樣嗎？為什么？溫度升高或降低，電池的電動(dòng)勢(shì)是否改變？——鉛酸電池，約2.0V，可逆電池須滿足的3個(gè)條件，對(duì)消法，E=RTzFlnK，電池的端電壓小于電動(dòng)勢(shì)，因?yàn)閮蓸O存在極化現(xiàn)象。溫度改變，電動(dòng)勢(shì)也改變，電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得。

在一個(gè)密閉絕熱的房間里放置一臺(tái)電冰箱,將冰箱門打開,并接通電源使其工作,過(guò)一段時(shí)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?yàn)楸北鬀](méi)有可飲用的淡水，全是海水(海水中NaCl含量為2.5%)，所以愛(ài)斯基摩人需要到冰山上去取回冰來(lái)熔化，愛(ài)斯基摩人應(yīng)在怎樣的環(huán)境溫度下取冰?——H2O-NaCl相圖，愛(ài)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(lái)，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(diǎn)，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(lái)，遵循“提出工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)例（問(wèn)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(duì)理論實(shí)質(zhì)產(chǎn)生更深的認(rèn)識(shí)，增長(zhǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，避免理論與實(shí)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(wèn)題能力。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，下面僅列出問(wèn)題與答案要點(diǎn)。

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(gè)判據(jù)來(lái)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(lái)判斷和計(jì)算，采用加壓的辦法（壓強(qiáng)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(yùn)送硫酸時(shí)為什么要稀釋？——形成穩(wěn)定化合物相圖，純硫酸的熔點(diǎn)在283K左右，而與一水化合物的低共熔點(diǎn)在235K，所以在冬天用管道運(yùn)送硫酸時(shí)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(diǎn)時(shí)鹽的組成才能通過(guò)降溫得到鹽的晶體。

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

工業(yè)上制備高純物質(zhì)（如8個(gè)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(guò)測(cè)量水的電導(dǎo)率來(lái)檢驗(yàn)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(cè)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(gè)優(yōu)先被還原？——Zn2+優(yōu)先被還原。極化電勢(shì)高的優(yōu)先析出，因?yàn)闅溆休^大的超電勢(shì)，使得氫的極化電勢(shì)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(hù)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(rùn)濕劑的作用是什么？采油時(shí)為什么要加入潤(rùn)濕劑？——增加潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(qiáng)，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(gè)表面張力，那么液態(tài)銀能否潤(rùn)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(dòng)力學(xué)原理估算尸體的埋葬時(shí)間？——根據(jù)一級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)計(jì)算。由于古尸上裹的布碎片中放射性14C的衰變是一級(jí)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(shí)驗(yàn)操作聯(lián)系起來(lái)，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)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(lái)解決其他化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遇到的問(wèn)題。恰當(dāng)?shù)貙⒔虒W(xué)內(nèi)容與它們聯(lián)系起來(lái)，遵循“化學(xué)學(xué)習(xí)或?qū)嶒?yàn)操作中的問(wèn)題——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(wèn)題能力，提高學(xué)習(xí)物理化學(xué)的積極性。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，下面僅列出問(wèn)題與答案要點(diǎn)。

為什么用二氧化錳和鹽酸反應(yīng)制備氯氣時(shí)必須用濃鹽酸？——將二者反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池，電池的電動(dòng)勢(shì)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(cè)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(jì)成原電池，再根據(jù)E=RTzFlnK計(jì)算出K即可。

實(shí)驗(yàn)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(diǎn)相圖，最高恒沸點(diǎn)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(jì)算Br2與其氧化態(tài)和還原態(tài)所構(gòu)成的兩個(gè)電極的電勢(shì)差是否大于零。

蒸餾時(shí)為什么要加入沸石？——開爾文公式，過(guò)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(shí)驗(yàn)室玻璃儀器洗干凈的標(biāo)準(zhǔn)是什么？——蒸餾水對(duì)干凈的玻璃接觸角約為0°，水應(yīng)完全潤(rùn)濕玻璃儀器，均勻分布成膜，不掛水珠或成股流下。

實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(duì)象年輕，精力旺盛，好奇心強(qiáng)，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(shí)，可以引入非平衡態(tài)熱力學(xué)知識(shí)，提出以下問(wèn)題：生命體的熵怎么計(jì)算？熵與生命有何關(guān)系？一個(gè)正常的生命體可視為一個(gè)處于非平衡的開放系統(tǒng)，即是一個(gè)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(jìn)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(guò)程(消化、吸收等過(guò)程)產(chǎn)生的熵變。對(duì)生命體這個(gè)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(shí)，則有生命體的熵變dS<0,這時(shí)系統(tǒng)的熵是減少的，因而系統(tǒng)的有序性增加，這時(shí)生命體充滿活力，生命體將進(jìn)化與發(fā)展，這就是生命體的發(fā)育、生長(zhǎng)過(guò)程。如果在一定時(shí)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(jī)體便處在穩(wěn)態(tài)、成熟的階段。正常情況下機(jī)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(jī)體熱輻射受阻或排泄受阻時(shí)，都會(huì)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(shí)，整個(gè)生命機(jī)體呈現(xiàn)出高度無(wú)序性，處于高度混亂狀態(tài)，這就是生命的終止———死亡[4-5]。