符號(hào)和映像教學(xué)法在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

關(guān)磊，王瑩

摘 要：物理化學(xué)是高?；瘜W(xué)專業(yè)的主干基礎(chǔ)課之一，其內(nèi)容涉及化學(xué)和物理變化的普遍規(guī)律與定律。符號(hào)和映像教學(xué)法將物理化學(xué)理論符號(hào)化，并運(yùn)用多樣的教學(xué)方式將其映像到學(xué)生的頭腦中，達(dá)到良好的教學(xué)效果。這些教學(xué)方式包括加強(qiáng)趣味實(shí)驗(yàn)教學(xué)、構(gòu)筑串聯(lián)知識(shí)體系、學(xué)以致用、融合實(shí)例和練習(xí)與實(shí)際相關(guān)的習(xí)題等。

關(guān)鍵詞：符號(hào)和映像教學(xué)法；物理化學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2014）11-0016-02

一、符號(hào)和映像教學(xué)法的內(nèi)涵與意義

物理化學(xué)是高等院校化學(xué)專業(yè)的主干基礎(chǔ)課之一，也是其專業(yè)課的理論基礎(chǔ)，可以說該門課程在培養(yǎng)化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用型人才的教學(xué)體系中起到舉足輕重的作用。物理化學(xué)是個(gè)知識(shí)范圍廣闊、發(fā)展多向的學(xué)科，總體上可分為化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)平衡和固相平衡等最基本的方面。如今，物理化學(xué)已經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，并正隨著科技的發(fā)展而使其研究領(lǐng)域日益拓展到能源化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、藥物化學(xué)等其他化學(xué)學(xué)科。并且以物理化學(xué)為基礎(chǔ)呈現(xiàn)出交叉綜合發(fā)展的趨勢。因此，可以說物理化學(xué)是研究化學(xué)過程規(guī)律和其他化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)。物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量直接決定了學(xué)生對(duì)本門課程的理解，甚至影響他們對(duì)其他化學(xué)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和理解。物理化學(xué)的教學(xué)中，采用的教學(xué)方法對(duì)于學(xué)生理解和掌握物理化學(xué)知識(shí)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)跟不上物理化學(xué)的學(xué)科發(fā)展，不能滿足當(dāng)代大學(xué)生對(duì)于教師授課的要求和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要。因此，只有在教學(xué)過程中不斷改革，探索授課的新思路、新方法和新模式，才能培養(yǎng)出符合社會(huì)發(fā)展需求的綜合性高素質(zhì)人才。符號(hào)和映像教學(xué)法是一種將理論知識(shí)比作符號(hào)，并且通過某種有效方式將其深刻地映像到學(xué)生頭腦中的教學(xué)方法。比如，交通標(biāo)志“禁止汽車左轉(zhuǎn)”，它可以用“禁止汽車左轉(zhuǎn)”這幾個(gè)字表達(dá)，也可以用某種圖形表示。對(duì)于后一種表達(dá)方式，當(dāng)行人看到畫有圖形的交通標(biāo)志，在頭腦中就立即產(chǎn)生該圖形引起的感覺，形成了一種思想上的圖像，可以說該圖形作用于人的感官引起了感覺，產(chǎn)生了該圖形的映像。所以，“禁止汽車左轉(zhuǎn)”的意識(shí)通過符號(hào)傳達(dá)就比文字表達(dá)得更直觀，也更容易讓人產(chǎn)生深刻的印象。那么，在物理化學(xué)的教學(xué)過程中，也可以借鑒這種方法。物理化學(xué)的理論和定律就是符號(hào)，只要學(xué)生認(rèn)識(shí)和熟悉符號(hào)所蘊(yùn)含的內(nèi)容，那么，當(dāng)學(xué)生看見這樣的符號(hào)或者接觸到相關(guān)的內(nèi)容，這種映像到頭腦中的符號(hào)化的理論知識(shí)就會(huì)出現(xiàn)，使學(xué)生對(duì)這種知識(shí)記憶得更加深刻，逐漸運(yùn)用它們解決問題。問題是如何將這些符號(hào)化的理論知識(shí)更形象、更生動(dòng)、更直觀和更有效地表達(dá)出來，使得符號(hào)中蘊(yùn)含的理論與映像發(fā)生聯(lián)系。只要能夠找到良好的表達(dá)方式，符號(hào)和映像的教學(xué)就能取得事半功倍的教學(xué)效果。

二、教學(xué)映像方式

（一）加強(qiáng)趣味實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理化學(xué)課的理論性較強(qiáng)，涉及的物理和化學(xué)變化中的一般規(guī)律的定義和定律較多。但是，它依然是一門與實(shí)踐聯(lián)系緊密的學(xué)科[1]。所以，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就顯得尤為重要。然而，目前絕大多數(shù)高校中物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課均以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室按照教材的實(shí)驗(yàn)操作步驟將實(shí)驗(yàn)循規(guī)蹈矩地做一遍，將得到的數(shù)據(jù)按照要求處理即可。在這個(gè)過程中，學(xué)生并沒有理解實(shí)驗(yàn)的真正內(nèi)涵以及實(shí)驗(yàn)與理論的相互關(guān)系，只是對(duì)動(dòng)手操作能力的提高起到一定作用。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才卻起不了多大作用。

物理化學(xué)的理論就是一種符號(hào)，而實(shí)驗(yàn)過程就是一種將符號(hào)映像顯現(xiàn)出來的方式，使得學(xué)生對(duì)理論的掌握在實(shí)驗(yàn)課上得以加深。如何將這種理論符號(hào)通過實(shí)驗(yàn)課的載體深深地映像到學(xué)生的頭腦中？無疑映像的方式是極其重要的。學(xué)生在掌握了物理化學(xué)基本理論的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地開展與實(shí)際聯(lián)系緊密的趣味性實(shí)驗(yàn)是一種很好的選擇。拿用鼓泡法測定溶液的表面張力的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來說，并不一定將溶液的表面張力大小測量出來定為最終目的。可以將如何顯示出表面張力和利用它設(shè)置為實(shí)驗(yàn)課的考查目標(biāo)。學(xué)生可以應(yīng)用表面張力的知識(shí)結(jié)合自然現(xiàn)象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。比如準(zhǔn)備一根一定質(zhì)量的牙簽，在其一端蘸上一定量的洗潔精，再將它放在一盆蒸餾水中，不用任何外力作用，牙簽就能向前移動(dòng)。這是因?yàn)橄礉嵕泻斜砻婊钚詣?，這些活性劑可以減弱水的表面張力，而其另一端的張力不變，兩端的張力差推動(dòng)牙簽自然就會(huì)自己前進(jìn)了。這樣的設(shè)計(jì)可以將表面張力顯現(xiàn)出來，使學(xué)生更加直觀地看到表面張力，更能理解什么是表面張力。為將來實(shí)際應(yīng)用表面張力打下基礎(chǔ)。這樣將理論證實(shí)變成運(yùn)用理論設(shè)計(jì)的方式使得理論符號(hào)在學(xué)生頭腦中的映像更深刻。

（二）構(gòu)筑串聯(lián)知識(shí)體系

物理化學(xué)的內(nèi)容橫縱交錯(cuò)，各章節(jié)之間的內(nèi)容相互聯(lián)系，相互滲透。物理化學(xué)最基礎(chǔ)的內(nèi)容是熱力學(xué)第一和第二定律。熱力學(xué)函數(shù)吉布斯自由能就是物理化學(xué)知識(shí)體系中一個(gè)重要的符號(hào)。以此為基礎(chǔ)，將吉布斯自由能應(yīng)用到多組分系統(tǒng)中可以得到化學(xué)勢的概念；應(yīng)用到相平衡系統(tǒng)中可以推導(dǎo)出克勞修斯—克拉佩龍方程；應(yīng)用到相平衡中可以得到化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)；應(yīng)用到電化學(xué)反應(yīng)中可以得到能斯特方程。熱力學(xué)的內(nèi)容貫穿了大部分物理化學(xué)的章節(jié)，解決了系統(tǒng)變化的方向和限度的問題。吉布斯自由能的每次應(yīng)用均是映像。這種映像在每章內(nèi)容的應(yīng)用使學(xué)生對(duì)整個(gè)物理化學(xué)知識(shí)脈絡(luò)的聯(lián)系和貫穿的認(rèn)識(shí)和理解得到加深。通過這樣的一個(gè)符號(hào)，利用串列知識(shí)的體系，使得各章的知識(shí)點(diǎn)在學(xué)生頭腦中的映像更加深刻。

（三）學(xué)以致用

物理化學(xué)的發(fā)展是社會(huì)發(fā)展的需要，其作為一門實(shí)用性很強(qiáng)的自然科學(xué)，自誕生以來就同人們的實(shí)際生活有著密切聯(lián)系。將物理化學(xué)中學(xué)到的基礎(chǔ)理論知識(shí)用于解決實(shí)際問題和解釋自然現(xiàn)象，甚至是揭秘騙術(shù)，會(huì)使得理論在學(xué)生頭腦中的映像更深刻。例如，應(yīng)用表面活性劑的知識(shí)可以揭秘在牛奶中摻水的騙術(shù)。在牛奶中加入表明活性劑可以生成W/O型懸浮液，將水很好地隱藏在牛奶中。利用表面活性劑也可以將油隱藏在水中形成O/W型懸浮液，當(dāng)在其中加入破乳劑，油滴自然就會(huì)從水中出現(xiàn)。給人一種神奇的藥水可以使水中生出油。通過運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的方式，更生動(dòng)地告訴學(xué)生理論的重要作用和實(shí)用性，更能加深理論在頭腦中的印象。

（四）融合實(shí)例

物理化學(xué)的基本理論是基于人們的生產(chǎn)實(shí)踐得來的，反過來又指導(dǎo)人們的實(shí)踐。在物理化學(xué)的教學(xué)中如果能在講解理論時(shí)融入具體的實(shí)例，不但能使理論的講解更生動(dòng)，而且學(xué)生接受起來更容易[2]。這種方式能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)他們運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。比如，講授表面張力時(shí)，可以列舉“金屬硬幣浮在水面”、“洗滌劑去污漬”的道理；講解滲透壓，可以介紹“人不能長時(shí)間浸在海水中”等問題；講授膠體化學(xué)，可以介紹“使用不同型號(hào)的墨水可以堵塞鋼筆”、“牛奶可解重金屬中毒”等原理。在教學(xué)中融入一些與生活密切聯(lián)系的實(shí)例，能夠增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性，有利于提高教學(xué)效果，達(dá)到引人入勝的目的。此外，每一章節(jié)內(nèi)容講授之后，讓學(xué)生在自己周圍尋找有關(guān)的問題，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋。這個(gè)尋找和解釋的過程可以使學(xué)生運(yùn)用科學(xué)道理發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)含在生活中各種問題的奧秘。這樣，教師將理論符號(hào)融入實(shí)際例子映像到學(xué)生的頭腦中，學(xué)生再用映像去發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題中蘊(yùn)藏的理論符號(hào)，使得符號(hào)在頭腦中的映像更深刻。

（五）練習(xí)與實(shí)際相關(guān)的習(xí)題

恩格斯指出：“社會(huì)一旦有技術(shù)上的需要，則這種需要就會(huì)比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)?！彼?，讓學(xué)生了解實(shí)際，知道社會(huì)的需要，讓他們明白現(xiàn)在所學(xué)的物理化學(xué)知識(shí)是可以與實(shí)際接軌的，可以解釋和解決實(shí)際問題的。但是，如何讓學(xué)生了解這些呢？讓學(xué)生在課堂上接觸與實(shí)際相關(guān)的習(xí)題，這樣可以吸引學(xué)生做題的興趣，這樣的習(xí)題可以告訴學(xué)生，他們所學(xué)的內(nèi)容可以解決實(shí)際問題，極大地鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣。其目的是將來能夠用學(xué)到的知識(shí)解決實(shí)際問題。比如，利用偏摩爾量的知識(shí)，如何將乙醇和水混合得到一定體積的白酒；利用化學(xué)動(dòng)力學(xué)中一級(jí)反應(yīng)的公式，如何確定樹木的年齡；利用電化學(xué)的知識(shí)，如何解決海輪在航行時(shí)的防腐問題等。

符號(hào)和映像應(yīng)用于物理化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)是找到生動(dòng)和直接的方式將符號(hào)化的理論知識(shí)的內(nèi)涵表達(dá)得更有效，更深刻地映像到學(xué)生的頭腦中。其表達(dá)方式多種多樣，其中包括加強(qiáng)趣味實(shí)驗(yàn)教學(xué)、構(gòu)筑串聯(lián)知識(shí)體系、學(xué)以致用、融合實(shí)例和練習(xí)與實(shí)際相關(guān)的習(xí)題等。這些方法是在符號(hào)和映像之間建立聯(lián)系，使得符號(hào)化的理論更好地在學(xué)生頭腦當(dāng)中產(chǎn)生映像，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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