師范院校人才培養理化地位與作用范文
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隨著學科交叉、滲透與融合不斷深入，化學在各領域研究中的地位舉足輕重．而物理化學為化學提供了核心方法、研究手段和理論基礎。當前，許多令人興奮的研究方向顯示了物理化學不僅在化學，而且還在生命、材料、能源和環境等重大科學領域中發揮著越來越不可替代的作用［1］。由于物理化學是一門概念性、理論性、系統性和邏輯性都很強的學科，內容比較抽象，思維方法獨特，涉及的公式多，應用條件嚴格，使得不少學生在學習上產生了嚴重的畏難情緒。此外，師范類學生普遍錯誤地認為，中學化學教學與物理化學聯系不大，要教好中學化學，只要學好無機化學和有機化學就足夠了，因而不少學生對物理化學課程不夠重視，學習積極性不高，導致學習效果不好。但事實表明，凡具有較好物理化學素養的大學畢業生，適應能力強，后勁足，在教學中能用較高的理論水平審視中學教學內容，做到揮灑自如、游刃有余，能更好地適應我國基礎教育課程改革發展的需要。
隨著中學化學教育改革的需要，要求中學化學教師除了具有深厚的專業知識功底，還應具有先進的教學理念，能夠進行教學研究［2］。師范院校化學專業的培養對象主要是從事中學化學教育的，如何培養和造就精于從事素質教育的師資，是值得研究和探討的課題。物理化學在百年樹人的質量與效率上，較之其它學科更具有優越之處，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內涵。物理化學是師范院校的四大基礎化學課之一，在四大基礎課中，無機化學、有機化學、分析化學均是著眼于具體的物質及物質之間所發生的化學反應，講的是化學里面的“是什么”，而物理化學是研究化學變化基本規律的一門科學，講的是化學里面的“為什么”，尋找的是其中最基本、最普遍、最本質的規律。這是因為現代物理化學是研究所有物質體系的化學行為的原理、規律和方法的學科，它涵蓋了從宏觀到微觀與性質的關系規律、化學過程機理及其控制的研究，是在化學以及在分子層次上研究物質變化的其他學科領域的理論基礎。只有學好了物理化學，才能把握化學的本質，能從理論的高度對化學領域內的基本問題予以指導和說明［3］。物理化學主要研究三個方面的問題:1)化學反應的方向和限度問題;2)化學反應的速率和機理問題;3)物質的性質與其結構之間的關系問題。物理化學的任務是把化學領域中的各種現象聯系起來，對其中的一般規律給予深刻的本質的探討，并通過對客觀規律的認識來指導實踐［4］。即人們研究物理化學的目的在于探究出物質變化的基本規律，并用以解決在科學實驗和生產實踐中遇到的有關問題。例如熱力學就是解決實際問題的一種非常有效的工具，利用熱力學原理可以指導化工生產中的能量衡算，使能量得到合理利用;還可以指導超臨界領域的萃取與反應，指導功能材料的合成等等;在設計新的反應路線或試制新的化學產品時，熱力學不僅能為我們指出探討實驗的方向，還可以為我們指出改進工作的方向，如人工合成金剛石的成功。物理化學與其它化學課程相比，具有理論嚴謹、邏輯嚴密、概念抽象等特點，物理化學是一門自然科學，其研究方法和一般的自然科學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，如熱力學方法、統計力學方法和量子力學方法。在物理化學中任何有價值的理論，其提出和建立都具有生產實踐和科學實驗的基礎，例如，熱力學第一定律和熱力學第二定律就是大量科學實驗的歸納總結，有著牢固的實驗基礎，從這些定律出發通過嚴密的演繹和邏輯推理而得到的結論也具有高度的普遍性和可靠性。
2物理化學在師范院校人才培養中的作用
中學化學教學目標之一就是培養和發展學生各方面的能力，包括觀察能力、實驗能力、思維能力、創新能力和自學能力。毫無疑問，教師自身的素質會熏陶和影響到每一個學生，而且每一個教師素質的高低都會在相當長的一段時期內直接影響一大批學生的成長和成才，因此，新世紀素質教育對中學化學教師提出了新的更高的要求。師范院校主要是培養中學教師，物理化學的學習，可以全面提高化學師范生的綜合素質能力，從而適應中學化學教學素質教育的要求。
2．1有利于培養師范生的想象力和思維能力通過對物理化學內容的學習，學生可充分體會從簡單到復雜、從理想到非理想、從平衡態到非平衡態、從靜態到動態、從純物質到混合物、從體相到表相、從宏觀到微觀的不斷深入的學習方法。抽象法、理想化法、極限外推法等等對培養學生的想象力和多維思維能力是很有好處的，例如理想氣體、可逆過程等理想化概念和微觀結構的引入。物理化學除了與物理學知識有著密切的聯系，在研究解決問題時，常還需要用到數學知識，如物理化學中許多公式的推導和證明就要用到相關的數學內容，并且在推證過程中非常講究思維的嚴謹，推證過程中產生的條件就是公式的適用條件，這種邏輯思維方法，學生若能在學習中仔細領會并養成一種習慣，則對今后的工作和學有裨益。
2．2有利于培養師范生的自主學習能力隨著科學技術的迅速發展，知識更新的速度也越來越快，教材內容也在不斷地更新，為適應科學的發展，中學化學教師必須具有一定的自主學習能力，只有具備了自主學習能力，就能夠根據需要學習新知識，接受新知識，掌握新知識，不斷豐富自己的知識結構，最終靈活運用知識。師范生具備了自主學習能力，在今后的教學過程中就可以很好地適應教學內容的不斷更新，始終保持很強的適應性。物理化學中的熱力學、動力學、統計熱力學就是化學專業的理論基礎，一個學生只要有了堅實的基礎，并將這些化學理論變為自身的一種思維方式，那么他們就會具有獲取其它各種化學專業知識的能力。例如，在學習體積功的計算時，由于過程不同有很多求功公式，雖然求功公式的形式各不相同，但它們的出處都是相同的，即功的定義式，通過比較不同過程功的求算方法，可以培養學生透過現象抓本質的能力以及歸納總結的能力。此外，物理化學中有些知識也許“用”不上，但是作為一個人的基本素養，無疑會提高學生自身的素質和能力，有較好物理化學基礎的大學畢業生，容易觸類旁通、自學深造。
3有利于培養師范生分析和解決問題的能力
物理化學雖然常常被人們稱之為理論化學，但學習物理化學并不是單純為了掌握物理化學理論，而是要學會運用物理化學的知識去解釋生活和生產中的一些現象，用物理化學的原理去解決實際生產中的一些問題。通過物理化學的學習，應使學生能夠掌握分析問題的過程，掌握本學科領域最基本的理論方法。具體而言，物理化學的學習可以培養學生用熱力學觀點(化學熱力學)分析有無可能，用動力學觀點(化學動力學)分析其能否實現，用分子、原子內部結構的觀點(結構化學)分析其內在原因。譬如，工業生產中要研制開發新的產品時，就要根據熱力學和動力學的相關知識來研究其反應的可能性、條件、速率及產率等實際問題。總之，學習物理化學，可以培養學生隨時對自然現象和周圍生活中接觸到的一些現象進行分析的能力，能夠用物理化學的觀點和方法去看待和解決化學中的問題，學以致用，從而培養學生的分析和解決問題的能力。
4有利于培養師范生的創新能力
物理化學的研究方法最能體現一般科學的研究方法，即“實踐－理論－再實踐”的方法論。如在化學動力學研究中，Arrhenius通過對大量的實驗事實經過科學的分析和總結，得出了Arrhenius公式，并提出了活化能和指前因子的概念，為了能夠從理論上對其進行解釋，先后形成了碰撞理論、過渡態理論和單分子反應理論等，在反應速率理論的發展過程中，就是一個不斷創新的過程。在物理化學實驗教學中，學生不僅要完成規定的驗證性實驗，還要在所學基礎上能自行設計一些實驗，要求學生自己動手準備儀器、試劑，安裝實驗裝置，動手實驗，檢驗自己設計的實驗方案是否可行，然后寫出實驗報告，通過物理化學實驗的學習，不僅可以讓學生了解科學的研究方法，激發他們的創新意識，培養他們的創新能力，從而養成他們良好的科學素養，并且對學生以后從事中學教學時獨立設計演示實驗，進行實驗教學也大有幫助。
5有利于師范生教學能力的提高
物理化學的學習既有利于師范生科學素質的培養，還有利于其專業素質的提高，中學化學的知識層次雖然比較低淺，但卻涉及化學領域的各個方面。俗話說，“要想給別人一碗水，自己就得有一桶水。”一個優秀的中學化學教師必須具備一定的化學基礎理論知識，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若輕、駕馭自如，產生良好的教學效果。如在中學，教師經常會遇到學生提出的各種各樣要求解釋的問題，而大多是關于化學理論方面的問題，這就需要教師必須具備深厚的專業知識功底，特別是物理化學知識［5］，只有學好了物理化學，才能把握化學的本質，回答化學中的“為什么”，確保知識的科學性和準確性，即不僅知其然而且知其所以然［6］。實際上物理化學理論已經滲透到中學化學教學中，如物理化學中有關反應速度、電解質溶液、原電池、電解等內容在中學教材中均有涉及，但在中學化學教材中，有許多知識點是無法用中學化學知識的原理來解釋的，作為中學化學教師，若能仔細去探究其原理，挖掘其原因，就能站得高，看得遠，深入淺出，揮灑自如地引導學生科學準確地掌握化學知識，從而激發學生的求知欲，例如，中學教材中講到:“工業上用電解飽和食鹽水溶液的方法制取燒堿、氯氣和氫氣，電解時陽極產生氯氣，陰極產生氫氣。”那么為什么在陰極沒有Na產生，在陽極沒有O2產生呢?我們知道，食鹽水溶液中存在著Na+，Cl－，H+和OH－四種離子，當電解槽接通電源后，帶正電的Na+和H+移向陰極，帶負電的Cl－和OH－移向陽極，根據所學的物理化學知識，電解時在陰極上析出電位數值較大者先析出，而陽極上則是析出電位數值較小者先析出。通過具體計算可知，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，因此電解時陰極產生H2，陽極產生Cl2.雖然這個問題在中學教材中并沒有解釋，但教師自己卻應該明白其中的原因。諸如此類，中學化學中的許多內容都隱含著物理化學的基本原理，只是沒有明確寫出，但作為一名優秀的中學化學教師是必須掌握這些理論的，只有這樣，才有可能在教學中全面和深刻地理解教材，才能深入淺出地傳授知識，提高教學質量，取得好的教學效果。由此可見，學好物理化學知識，利用物理化學的內容去指導中學化學教學，對于提高中學化學教師的教學水平，提高化學教學質量，都是十分有利的。
總之，物理化學在培養合格師范生的質量與效率上，較之其它學科更具有優勢，師范生要想成為新世紀素質教育要求下合格的中學化學教師，就必須高度重視物理化學的學習和應用，只有認真學習物理化學知識，那么他們在今后的中學教學中就可以較好地解決教學中遇到的化學現象和化學問題，可以在教學中做到舉重若輕，深入淺出地傳授知識，同時也可以幫助中學生拓寬知識面，激發他們的求知欲，引導他們探索事物本質，提高我國中學素質教育的質量，更好地為我國基礎教育和社會發展服務。