師范院校人才培養(yǎng)理化地位與作用

1、.師范院校人才培養(yǎng)理化地位與作用隨著學(xué)科穿插、浸透與交融不斷深化,化學(xué)在各領(lǐng)域研究中的地位舉足輕重.而物理化學(xué)為化學(xué)提供了核心方法、研究手段和理論根底。當(dāng)前,許多令人興奮的研究方向顯示了物理化學(xué)不僅在化學(xué),而且還在生命、材料、能源和環(huán)境等重大科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越不可替代的作用1。由于物理化學(xué)是一門概念性、理論性、系統(tǒng)性和邏輯性都很強(qiáng)的學(xué)科,內(nèi)容比較抽象,思維方法獨(dú)特,涉及的公式多,應(yīng)用條件嚴(yán)格,使得不少學(xué)生在學(xué)習(xí)上產(chǎn)生了嚴(yán)重的畏難情緒。此外,師范類學(xué)生普遍錯誤地認(rèn)為,中學(xué)化學(xué)教學(xué)與物理化學(xué)聯(lián)絡(luò)不大,要教好中學(xué)化學(xué),只要學(xué)好無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)就足夠了,因此不少學(xué)生對物理化學(xué)課程不夠重視,學(xué)習(xí)積

2、極性不高,導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不好。但事實說明,凡具有較好物理化學(xué)素養(yǎng)的大學(xué)畢業(yè)生,適應(yīng)才能強(qiáng),后勁足,在教學(xué)中能用較高的理論程度審視中學(xué)教學(xué)內(nèi)容,做到揮灑自如、游刃有余,能更好地適應(yīng)我國根底教育課程改革開展的需要。1物理化學(xué)在師范院校人才培養(yǎng)中的地位隨著中學(xué)化學(xué)教育改革的需要,要求中學(xué)化學(xué)老師除了具有深沉的專業(yè)知識功底,還應(yīng)具有先進(jìn)的教學(xué)理念,可以進(jìn)展教學(xué)研究2。師范院校化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)對象主要是從事中學(xué)化學(xué)教育的,如何培養(yǎng)和造就精于從事素質(zhì)教育的師資,是值得研究和討論的課題。物理化學(xué)在百年樹人的質(zhì)量與效率上,較之其它學(xué)科更具有優(yōu)越之處,除了其本身的理論體系和特殊的研究問題的方法,還有著其豐富的哲學(xué)內(nèi)

3、涵。物理化學(xué)是師范院校的四大根底化學(xué)課之一,在四大根底課中,無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)均是著眼于詳細(xì)的物質(zhì)及物質(zhì)之間所發(fā)生的化學(xué)反響,講的是化學(xué)里面的“是什么,而物理化學(xué)是研究化學(xué)變化根本規(guī)律的一門科學(xué),講的是化學(xué)里面的“為什么,尋找的是其中最根本、最普遍、最本質(zhì)的規(guī)律。這是因為現(xiàn)代物理化學(xué)是研究所有物質(zhì)體系的化學(xué)行為的原理、規(guī)律和方法的學(xué)科,它涵蓋了從宏觀到微觀與性質(zhì)的關(guān)系規(guī)律、化學(xué)過程機(jī)理及其控制的研究,是在化學(xué)以及在分子層次上研究物質(zhì)變化的其他學(xué)科領(lǐng)域的理論根底。只有學(xué)好了物理化學(xué),才能把握化學(xué)的本質(zhì),能從理論的高度對化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的根本問題予以指導(dǎo)和說明3。物理化學(xué)主要研究三個方面的問題

4、:1化學(xué)反響的方向和限度問題;2化學(xué)反響的速率和機(jī)理問題;3物質(zhì)的性質(zhì)與其構(gòu)造之間的關(guān)系問題。物理化學(xué)的任務(wù)是把化學(xué)領(lǐng)域中的各種現(xiàn)象聯(lián)絡(luò)起來,對其中的一般規(guī)律給予深化的本質(zhì)的討論,并通過對客觀規(guī)律的認(rèn)識來指導(dǎo)理論4。即人們研究物理化學(xué)的目的在于探究出物質(zhì)變化的根本規(guī)律,并用以解決在科學(xué)實驗和消費(fèi)理論中遇到的有關(guān)問題。例如熱力學(xué)就是解決實際問題的一種非常有效的工具,利用熱力學(xué)原理可以指導(dǎo)化工消費(fèi)中的能量衡算,使能量得到合理利用;還可以指導(dǎo)超臨界領(lǐng)域的萃取與反響,指導(dǎo)功能材料的合成等等;在設(shè)計新的反響道路或試制新的化學(xué)產(chǎn)品時,熱力學(xué)不僅能為我們指出討論實驗的方向,還可以為我們指出改進(jìn)工作的方向,如

5、人工合成金剛石的成功。物理化學(xué)與其它化學(xué)課程相比,具有理論嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯嚴(yán)密、概念抽象等特點(diǎn),物理化學(xué)是一門自然科學(xué),其研究方法和一般的自然科學(xué)研究方法既有共同之處,又由于研究對象的特殊性,還有其特殊的研究方法,如熱力學(xué)方法、統(tǒng)計力學(xué)方法和量子力學(xué)方法。在物理化學(xué)中任何有價值的理論,其提出和建立都具有消費(fèi)理論和科學(xué)實驗的根底,例如,熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律就是大量科學(xué)實驗的歸納總結(jié),有著結(jié)實的實驗根底,從這些定律出發(fā)通過嚴(yán)密的演繹和邏輯推理而得到的結(jié)論也具有高度的普遍性和可靠性。2物理化學(xué)在師范院校人才培養(yǎng)中的作用中學(xué)化學(xué)教學(xué)目的之一就是培養(yǎng)和開展學(xué)生各方面的才能,包括觀察才能、實驗才能、思

6、維才能、創(chuàng)新才能和自學(xué)才能。毫無疑問,老師自身的素質(zhì)會熏陶和影響到每一個學(xué)生,而且每一個老師素質(zhì)的上下都會在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)直接影響一大批學(xué)生的成長和成才,因此,新世紀(jì)素質(zhì)教育對中學(xué)化學(xué)老師提出了新的更高的要求。師范院校主要是培養(yǎng)中學(xué)老師,物理化學(xué)的學(xué)習(xí),可以全面進(jìn)步化學(xué)師范生的綜合素質(zhì)才能,從而適應(yīng)中學(xué)化學(xué)教學(xué)素質(zhì)教育的要求。2.1有利于培養(yǎng)師范生的想象力和思維才能通過對物理化學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生可充分體會從簡單到復(fù)雜、從理想到非理想、從平衡態(tài)到非平衡態(tài)、從靜態(tài)到動態(tài)、從純物質(zhì)到混合物、從體相到表相、從宏觀到微觀的不斷深化的學(xué)習(xí)方法。抽象法、理想化法、極限外推法等等對培養(yǎng)學(xué)生的想象力和多維思

7、維才能是很有好處的,例如理想氣體、可逆過程等理想化概念和微觀構(gòu)造的引入。物理化學(xué)除了與物理學(xué)知識有著親密的聯(lián)絡(luò),在研究解決問題時,常還需要用到數(shù)學(xué)知識,如物理化學(xué)中許多公式的推導(dǎo)和證明就要用到相關(guān)的數(shù)學(xué)內(nèi)容,并且在推證過程中非常講究思維的嚴(yán)謹(jǐn),推證過程中產(chǎn)生的條件就是公式的適用條件,這種邏輯思維方法,學(xué)生假設(shè)能在學(xué)習(xí)中仔細(xì)領(lǐng)會并養(yǎng)成一種習(xí)慣,那么對今后的工作和學(xué)習(xí)大有裨益。2.2有利于培養(yǎng)師范生的自主學(xué)習(xí)才能隨著科學(xué)技術(shù)的迅速開展,知識更新的速度也越來越快,教材內(nèi)容也在不斷地更新,為適應(yīng)科學(xué)的開展,中學(xué)化學(xué)老師必須具有一定的自主學(xué)習(xí)才能,只有具備了自主學(xué)習(xí)才能,就可以根據(jù)需要學(xué)習(xí)新知識,承受新

8、知識,掌握新知識,不斷豐富自己的知識構(gòu)造,最終靈敏運(yùn)用知識。師范生具備了自主學(xué)習(xí)才能,在今后的教學(xué)過程中就可以很好地適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的不斷更新,始終保持很強(qiáng)的適應(yīng)性。物理化學(xué)中的熱力學(xué)、動力學(xué)、統(tǒng)計熱力學(xué)就是化學(xué)專業(yè)的理論根底,一個學(xué)生只要有了堅實的根底,并將這些化學(xué)理論變?yōu)樽陨淼囊环N思維方式,那么他們就會具有獲取其它各種化學(xué)專業(yè)知識的才能。例如,在學(xué)習(xí)體積功的計算時,由于過程不同有很多求功公式,雖然求功公式的形式各不一樣,但它們的出處都是一樣的,即功的定義式,通過比較不同過程功的求算方法,可以培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象抓本質(zhì)的才能以及歸納總結(jié)的才能。此外,物理化學(xué)中有些知識也許“用不上,但是作為一個人的根

9、本素養(yǎng),無疑會進(jìn)步學(xué)生自身的素質(zhì)和才能,有較好物理化學(xué)根底的大學(xué)畢業(yè)生,容易觸類旁通、自學(xué)深造。3有利于培養(yǎng)師范生分析和解決問題的才能物理化學(xué)雖然常常被人們稱之為理論化學(xué),但學(xué)習(xí)物理化學(xué)并不是單純?yōu)榱苏莆瘴锢砘瘜W(xué)理論,而是要學(xué)會運(yùn)用物理化學(xué)的知識去解釋生活和消費(fèi)中的一些現(xiàn)象,用物理化學(xué)的原理去解決實際消費(fèi)中的一些問題。通過物理化學(xué)的學(xué)習(xí),應(yīng)使學(xué)生可以掌握分析問題的過程,掌握本學(xué)科領(lǐng)域最根本的理論方法。詳細(xì)而言,物理化學(xué)的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生用熱力學(xué)觀點(diǎn)化學(xué)熱力學(xué)分析有無可能,用動力學(xué)觀點(diǎn)化學(xué)動力學(xué)分析其能否實現(xiàn),用分子、原子內(nèi)部構(gòu)造的觀點(diǎn)構(gòu)造化學(xué)分析其內(nèi)在原因。譬如,工業(yè)消費(fèi)中要研制開發(fā)新的產(chǎn)品時

10、,就要根據(jù)熱力學(xué)和動力學(xué)的相關(guān)知識來研究其反響的可能性、條件、速率及產(chǎn)率等實際問題。總之,學(xué)習(xí)物理化學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生隨時對自然現(xiàn)象和周圍生活中接觸到的一些現(xiàn)象進(jìn)展分析的才能,可以用物理化學(xué)的觀點(diǎn)和方法去對待和解決化學(xué)中的問題,學(xué)以致用,從而培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的才能。4有利于培養(yǎng)師范生的創(chuàng)新才能物理化學(xué)的研究方法最能表達(dá)一般科學(xué)的研究方法,即“理論-理論-再理論的方法論。如在化學(xué)動力學(xué)研究中,Arrhenius通過對大量的實驗事實經(jīng)過科學(xué)的分析和總結(jié),得出了Arrhenius公式,并提出了活化能和指前因子的概念,為了可以從理論上對其進(jìn)展解釋,先后形成了碰撞理論、過渡態(tài)理論和單分子反響理論等

11、,在反響速率理論的開展過程中,就是一個不斷創(chuàng)新的過程。在物理化學(xué)實驗教學(xué)中,學(xué)生不僅要完成規(guī)定的驗證性實驗,還要在所學(xué)根底上能自行設(shè)計一些實驗,要求學(xué)生自己動手準(zhǔn)備儀器、試劑,安裝實驗裝置,動手實驗,檢驗自己設(shè)計的實驗方案是否可行,然后寫出實驗報告,通過物理化學(xué)實驗的學(xué)習(xí),不僅可以讓學(xué)生理解科學(xué)的研究方法,激發(fā)他們的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新才能,從而養(yǎng)成他們良好的科學(xué)素養(yǎng),并且對學(xué)生以后從事中學(xué)教學(xué)時獨(dú)立設(shè)計演示實驗,進(jìn)展實驗教學(xué)也大有幫助。5有利于師范生教學(xué)才能的進(jìn)步物理化學(xué)的學(xué)習(xí)既有利于師范生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),還有利于其專業(yè)素質(zhì)的進(jìn)步,中學(xué)化學(xué)的知識層次雖然比較低淺,但卻涉及化學(xué)領(lǐng)域的各個方

12、面。俗話說,“要想給別人一碗水,自己就得有一桶水。一個優(yōu)秀的中學(xué)化學(xué)老師必須具備一定的化學(xué)根底理論知識,只有這樣才能充分地理解和掌握教材,才能在講授知識和解答問題時能做到舉重假設(shè)輕、駕馭自如,產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。如在中學(xué),老師經(jīng)常會遇到學(xué)生提出的各種各樣要求解釋的問題,而大多是關(guān)于化學(xué)理論方面的問題,這就需要老師必須具備深沉的專業(yè)知識功底,特別是物理化學(xué)知識5,只有學(xué)好了物理化學(xué),才能把握化學(xué)的本質(zhì),答復(fù)化學(xué)中的“為什么,確保知識的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,即不僅知其然而且知其所以然6。實際上物理化學(xué)理論已經(jīng)浸透到中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,如物理化學(xué)中有關(guān)反響速度、電解質(zhì)溶液、原電池、電解等內(nèi)容在中學(xué)教材中均有涉

13、及,但在中學(xué)化學(xué)教材中,有許多知識點(diǎn)是無法用中學(xué)化學(xué)知識的原理來解釋的,作為中學(xué)化學(xué)老師,假設(shè)能仔細(xì)去探究其原理,挖掘其原因,就能站得高,看得遠(yuǎn),深化淺出,揮灑自如地引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)準(zhǔn)確地掌握化學(xué)知識,從而激發(fā)學(xué)生的求知欲,例如,中學(xué)教材中講到:“工業(yè)上用電解飽和食鹽水溶液的方法制取燒堿、氯氣和氫氣,電解時陽極產(chǎn)生氯氣,陰極產(chǎn)生氫氣。那么為什么在陰極沒有Na產(chǎn)生,在陽極沒有O2產(chǎn)生呢?我們知道,食鹽水溶液中存在著Na+,Cl-,H+和OH-四種離子,當(dāng)電解槽接通電源后,帶正電的Na+和H+移向陰極,帶負(fù)電的Cl-和OH-移向陽極,根據(jù)所學(xué)的物理化學(xué)知識,電解時在陰極上析出電位數(shù)值較大者先析出,而陽

14、極上那么是析出電位數(shù)值較小者先析出。通過詳細(xì)計算可知,H2的析出電位比Na的析出電位大,Cl2的析出電位比O2的析出電位小,因此電解時陰極產(chǎn)生H2,陽極產(chǎn)生Cl2.雖然這個問題在中學(xué)教材中并沒有解釋,但老師自己卻應(yīng)該明白其中的原因。諸如此類,中學(xué)化學(xué)中的許多內(nèi)容都隱含著物理化學(xué)的根本原理,只是沒有明確寫出,但作為一名優(yōu)秀的中學(xué)化學(xué)老師是必須掌握這些理論的,只有這樣,才有可能在教學(xué)中全面和深化地理解教材,才能深化淺出地傳授知識,進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量,獲得好的教學(xué)效果。由此可見,學(xué)好物理化學(xué)知識,利用物理化學(xué)的內(nèi)容去指導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué),對于進(jìn)步中學(xué)化學(xué)老師的教學(xué)程度,進(jìn)步化學(xué)教學(xué)質(zhì)量,都是非常有利的?？傊?