物理化学难教难学的应对方法

屈景年，李俊华，曾荣英，刘 兴，聂 雪

（衡阳师范学院 化学与材料科学系，湖南 衡阳 421008）

物理化学是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性很强的课程。物理化学也是化学学科中最重要的基础课程之一。诺贝尔化学奖获得者李远哲在《我走过的治学之路》一文中提到，“热力学对学习化学很重要，如果热力学没学懂的话，化学也不会学好”。北京大学高盘良教授指出：实践证明：凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生，适应能力强，后劲足。由于有较好的理论墓础，他们容易触类旁通、自学深造，能较快适应工作的变动，开辟新的研究阵地，从而有可能站在国际科技发展的前沿，因此各校对物理化学课程的建设都给予了高度重视［1］。科学家的共识说明物理化学在化学学科中的地位很重要。事实上，学化学不学好物理化学只能知道化学是什么。例1，在铁基上镀Zn制备白铁皮的过程，阴极上发生的反应是Zn2＋＋2e＝Zn。但在金属活动顺序表中，Zn的活泼性比H强，为什么不是首先发生2H＋＋2e＝H2反应？例2，碘的熔点是113.4℃，沸点是184.4℃，两者相差很大，为什么固态碘在常温常压下加热发生升华，而没有液态出现？这些事例只有学好了物理化学才能知道为什么。虽然物理化学在化学学科中的地位很重要，但物理化学即难教也难学，而且难教难学的因素多而杂。本文仅以物理化学公式多、数学推导多、公式使用条件多、抽象概念多、计算多等难教难学的问题，谈一些教与学的应对方法。

1 公式多的教与学

2 数学推导多的教与学

数学方法是研究物理化学的重要工具。数学证明在物理化学教与学中是十分重要的，它可以让我们清楚地知道每一个公式的来龙去脉，并掌握每一个公式的的使用条件，所以合理的数学推导在物理化学教与学中是不可替代的。但如果数学方法运用不当就会让数学基础不太好的学生，对学习物理化学产生畏难情绪，甚至选择放弃学习。这样不论老师如何努力也达不到好的教学效果。解决数学推导多的方法之一，先归纳出公式数学证明的整体思路，再将整体拆分为几个相对独立部分，然后各个击破，这就是分解难点的教学方法。解决数学推导多的方法之二，重视基础推导步骤的教与学，简单数学演算与代换尽可能略去，以突出推导过程的主线。例如Cp－CV＝nR的证明，整体证明过程可拆分为：（1）热容的定义式代入；（2）H用U表达并整理；（3）由结果的偏微分项设计函数关系式，并分别对函数式进行全微分；（4）将相关项代入原式中整理得出结果。具体证明过程如下：

3 公式使用条件多的教与学

第二个衍生条件是只做体积功的封闭体系中发生可逆反应或相变。因为引用基本公式的条件之一是单组分封闭体系，实质上是指达到平衡时体系的组成恒定不变。那么，在只做体积功的封闭体系中发生可逆反应或相变达到平衡时，尽管过程中体系的组成发生了变化，但达到平衡时体系的组成恒定不变。在这种情况下，四个热力学基本方程式也能使用。由讨论得出四个热力学基本方程式可使用于下列情况，①封闭体系只做体积功的P、T、V变化的所有过程。②封闭体系只做体积功的所有可逆过程，包括化学反应和相变［4］。由此可见，在物理化学教与学过程中，弄清楚公式使用条件的来源，是应对公式条件多的教与学方法之一。

4 物理化学计算多的教与学

5 概念多的教与学

［1］高盘良.与时俱进，实现物理化学教学的创新［J］.临沂师范学院学报，2004（26）：6，76－78.

［2］高盘良.物理化学类课程的作用与定位［J］.中国大学教学，1999（6）：24－25.

［3］尹钊，杭桂生.热力学基本方程dU＝TdS－pdV的适用性［J］.大学物理，1992，11（4）：16－17.

［4］陈立华.关于“热力学基本方程”适用条件的讨论［J］.华中师范学院学报，1983（2）：137－139.

［5］屈景年.物理化学［M］.北京：人民大学出版社，2009.