物理化學學習的認識

成晟

【摘 要】化學是一門于多方面都有相應的涉及，并且極具創(chuàng)新，探索和需要一定理論知識的學科。而物理化學是應用物理學的原理與方法，來研究有關物質(zhì)的物理變化與化學運動普遍規(guī)律的一門化學科學。它作為最早形成的第一門邊緣學科，又被稱為交叉學科的典范，是現(xiàn)代化學研究的核心內(nèi)容和理論基礎，在基礎化學課程體系中起著龍頭作用。因此通過有效的方法學習物理化學是極其重要。

【關鍵詞】學習物理化學的體會；學習方法的改進

物理化學是在物理和化學兩大學科基礎上發(fā)展起來的。它以豐富的化學現(xiàn)象和體系為對象，大量采納物理學的理論成就與實驗技術，探索、歸納和研究化學的基本規(guī)律和理論，構(gòu)成化學科學的理論基礎。物理化學的研究內(nèi)容大致可以概括為三個方面：

1.化學體系的宏觀平衡性質(zhì)。以熱力學的三個基本定律為基礎，研究宏觀化學體系（含有分子數(shù)目量級在10左右的體系）在氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、溶解態(tài)以及高分散狀態(tài)的平衡態(tài)物理化學性質(zhì)及其規(guī)律性。2.化學體系的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。以量子力學為理論基礎，研究分子、分子簇和晶體的結(jié)構(gòu)，物體的體相中原子和分子的空間結(jié)構(gòu)、表面上的結(jié)構(gòu)，以及結(jié)構(gòu)與物性之間的關系與規(guī)律性。3.化學體系的動態(tài)性質(zhì)。研究由于化學或物理因素的擾動而引起的體系的化學變化過程速率和變化機理。此時，時間是與過程密切相關的重要變量之一。

在真正學習了物理化學這門課的內(nèi)容之后，我發(fā)現(xiàn)物理化學是從復雜的現(xiàn)象中找出有規(guī)律性的東西來，再總結(jié)成若干經(jīng)驗定理，在對定量進一步的解釋說明。在這門學科里還涵括了許多相關數(shù)學計算方面的知識，內(nèi)容廣泛。因此在學習過程中我需要不斷的思考，歸納和總結(jié)，雖然過程有許多坎坷，如知識點的不理解和遺忘，學習不能高效。但我不斷改進和反省，找出了自己學習中的不足并找到了適合自己的方法。

（1）做好充足的課前預習

物理化學是由化學熱力學、化學動力學和結(jié)構(gòu)化學三大部分組成。無論哪一塊內(nèi)容，它的知識內(nèi)容所對應的公式都相對其他學科較多，且所涵括的知識點較多。所以做好課前預習是必然，否則我上課過程中易在記憶方面或多或少會出現(xiàn)混雜的現(xiàn)象。若只在課堂中聽老師講解，只聽一遍是不能完全的記住每個公式并理解它的的含義。舉個例子，在熱力學能的膨脹做功這一塊，理想氣體恒壓變溫做功W=-p△V=-nR△T，而理想氣體恒溫可逆過程體積功W=-nRTln（V1/V2）=-nRTln（p1/p2），又或者是自由膨脹，絕熱可逆膨脹等等，條件不同，所做的功也就不同，這其間所涉及熱力學自由能，焓變，熱容等物理量的關系。因此在一節(jié)課中我們需要吸收的知識內(nèi)容較多，若不提前預習，我在課堂上就會吃力難懂，而且并不能將知識較好的進行消化，便會覺得這門課更難以理解。

（2）掌握每個概念的原理

隨著對物理化學這一門課的了解加深，我發(fā)現(xiàn)之前一些靠死記硬背的公式，在期末的時候有的公式便會出現(xiàn)記憶混雜的現(xiàn)象，有的甚至到最后忘得一干二凈。唯有那些了解其根本原理的公式，才會牢記在心。理解才是王道。如亥姆霍茲函數(shù)定義式和吉布斯（Gibbs）函數(shù)需理解H、A及G等概念含義，才能判斷何條件下能用該函數(shù)來判斷反應可逆不可逆。因此，在老師講解的過程中，用心消化已收到的知識，保持大腦的活躍，有效的掌握每個概念的原理。

（3）及時課后總結(jié)

在做題的時候，我常常遇到求解一個量時，需要先求解其他量才能推導。往往我都要思考好久或者通過翻書來找到方法。因此需要及時將每個知識點串起來，如熱力學基本方程是熱力學理論框架的中心，而熱力學基本方程則是將P、V、T、S、U、H、A、G 等八個狀態(tài)函數(shù)及其變化聯(lián)系起來，從而組成適用條件為封閉的熱力學平衡系統(tǒng)的可逆熱力學基本方程式，進行相互之間的推導。在每學完一章內(nèi)容后，我都會進行總結(jié)歸納，梳理一下我腦海中的一切，確保我自己能完全掌握那些定義和概念。經(jīng)過條條框框羅列之后，腦袋中的知識就變得更加清晰。

（4）多做習題進行鞏固

最有效的掌握物理化學知識的方法便是做題，在每次學習新知識后，我即使了解一個公式的原理，但可能仍不太熟悉此公式的應用，所以在每節(jié)課講完知識點后，我會選擇做些課后例題進行鞏固。而且做題做多，我便感覺到我對這個知識點的掌握得越深。如Nernst方程的應用，理想氣體化學勢的計算。我個人覺得多做幾遍題目遠比多看幾遍書鞏固知識的效率更高。且物理化學的題型中因一個知識點的改變可以變換成多種不一樣的題型，如求某一過程的W、Q、ΔU、ΔH及ΔS便可以設計多種不同類型的題目。有時候一道題目換個條件或者換個形式換湯不換藥，我就有時候解不出這個題目的答案。多做不一樣的題型，可以更有效全面的掌握該知識點。先掌握知識的原理，然后通過做題引發(fā)思考，從而掌握處理問題的方法。因為老師在課堂的講解是有限的，功在課堂，利在課后。

（5）通過實驗等多種方法進行學習

學好化學不光需要理論知識，還需要一定的操作經(jīng)驗。物理化學實驗就是結(jié)合了理論知識和實踐操作。我印象最深的實驗之一就是凝固點降低法測定摩爾質(zhì)量。該試驗運用到了范特霍夫凝固點降低公式，在最開始學習范特霍夫凝固點降低公式的時候，我對于這個公式內(nèi)容一下子難以消化，但在做完試驗之后，根據(jù)貝克曼溫度計測的數(shù)據(jù)，然后通過此公式的計算推導，最后就能成功得到凝固點的數(shù)值。通過實驗的操作，讓我對此知識更加了解和掌握。因為實驗是基礎，它為理論知識提供了最真切的資料，它是檢驗理論是否正確的重要的依據(jù)。通過實驗，大大增加我們研究學習的興趣。所以學習過程中，我總會遇到覺得枯燥或難懂的知識點，這時我會通過進行實驗操作，或者更多的是通過網(wǎng)絡進行搜尋其相關小實驗的視頻，得到更多的了解。老師在教學過程中，對于理論的解釋，有時候也會播放小動畫，來更直觀的詮釋在小動畫中表現(xiàn)的知識點的含義。

（6）將理論結(jié)合生活

物理化學和生活生產(chǎn)的聯(lián)系較大，若只一味的看書，我便會覺得這個知識點可能用處不大。但后來老師將物理化學聯(lián)系生活進行講解，如通過熱力學中的卡諾循環(huán)，所有的循環(huán)的效率均低于相等條件下卡諾循環(huán)的效率。在工業(yè)生產(chǎn)中，若通過降低環(huán)境的溫度，則效率低下且成本大。相反利用卡諾循環(huán)的原理，提高高溫熱源的方式則會使效率變大。又比如在思考工業(yè)中精餾塔的結(jié)構(gòu)設計，在聯(lián)系精餾過程可繪制的相圖進行理解。這樣使我在學習相圖的過程中，不會因為多變的相圖曲線而產(chǎn)生混淆。知識點在貼近生活后，就會變得更加簡明易懂且便于記憶。學習不能死板。我們可以通過多個方面了解物理化學，不光從書本上獲得知識，更可以從生活生產(chǎn)中了解相關知識，這樣大大增加了我們學習物理化學的興趣。

物化是有用的，也是好玩的，這些是學習物化的動力。總的來說，學好物化主要就是理解-記憶-應用，而串起這一切的線索則為做題。理解是基礎，理解各個知識點，理解每一條重要公式的推導過程，使用范圍等等。我的記性不太好，所以很多知識都要理解了之后才能記得住，但是也正因如此，我對某些部分的知識點或公式等的理解可能比別人要好一點，不過也要具體情況具體分析，有的公式比較復雜，推導過程也很繁復，那么或許可以放棄對推導過程的掌握，最關鍵的在于如何記憶公式以及掌握在何時何地能夠使用該公式。對物理化學知識的靈活應用才是理解的目的。物理化學的學習重點并不是大量的計算，而是在于解題的思路。在學習物理化學的時候要在腦海中搭建自己你能夠熟練掌握的理論結(jié)構(gòu)。要建立起 物理化學的思維方式就需要對物理化學有自己的理解，要有創(chuàng)新意識，要有嘗試凈勝。物理化學離不開習題練習，在進行習題練習的時候要認真做題，做完題之后要歸納總結(jié)，不要做完了題目起不到任何作用，這樣才能夠更好的掌握知識點，建立起自己的理論框架。目前，我們對物理化學的英語主要還是體現(xiàn)在習題練習以及實驗當中，將這些知識應用早生活中也是可行的，至于更廣范圍的應用，則需要畢業(yè)后步入社會才有可能實現(xiàn)。

總結(jié)：物理化學是一門越深入學習便越會發(fā)現(xiàn)它的魅力的學科。它的應用十分的廣泛，不僅在化學，還在生命、材料、能源、環(huán)境等領域中均發(fā)揮著重要作用，無論在現(xiàn)在還是未來，都對社會科學進步有著巨大的貢獻。在學習物理化學的過程中，雖然我認為它較其他學科相對難學，有許多的基本概念，且有些概念非常抽象，不好理解，但只要用心，就會發(fā)現(xiàn)它也是有規(guī)可循的。

【參考文獻】

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