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如果你来讲《物理化学》课程,你会如何设计? 第1页

  

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只做过物化助教,还因为学艺不精也不是专门研究物化的,经常被笑。这也是我经常答奇怪物化问题的原因吧,当时他们问的问题更奇怪。就说说自己学物化和做助教的感受。

下图是Atkin教材的截图,国内学科物化和结构分开,所以“分子路线”比较少见,感觉一般的顺序是接近传统路径的平衡热力学 - 统计初步 - 电化学等热力学补充 - 动力学 - 胶体表面等专题内容。

从单个分子讲起,再讲统计,之后引入热力学,国内教材的代表是彭笑刚老师的《物理化学讲义》。当然这本教材的编排有一些太新了,按基本理论 - 宏观系统的性质 - 化学变化分类的,但绝对是本好书,我一个好朋友看了这本书之后对物化突然开窍了,并觉得这才是真正的物化书,后来考研去了浙大。所以感觉从分子讲起确实更化学、更容易接受吧。

因此如果要我讲,我可能走“分子路线”。量子力学基础(单个分子的能级结构) - 统计热力学基础 - 平衡热力学 - 宏观系统的性质(相图溶液胶体表面……) - 动力学 - 专题内容。专题内容除了电化学什么的,现在很多教材还会补充光化学、非线性,基本就是Atkins的molecular approach吧。

不过我觉得顺序不是很重要,为了降低理解难度,要补些其他的内容。

一个是数理基础补充。物理化学的部分内容在大一的《大学化学》(无机+传统分析)里讲过,尤其是热力学和动力学,但大一没有学完偏微分、线代、统计等数学知识,很多时候都只能背概念、扣概念。比如“焓是什么?熵是什么?自由能是什么?”可以和辩经一样反复打磨很久。数学知识比如自由能/熵和Legendre变换,各种关系和偏微分等在大一学的时候肯定是忽略的,靠背公式背出来的。很多人会把大一的经验带入大三,一部分学霸能啃完物化的概念,另一部分精力有限的就只能溺死在物化概念的海洋了。所以补充数学物理的内容有必要,能串起很多内容。

我之前一篇文章里抄了书上一道热力学例题的答案解析,贴了出处。不料有评论“结合上下文”后认为我的理解有问题,我贴出原文截图后他又给出了对书上原文的另一种解释,然后认为自己的理解是对的。其实我抄的就是原文,他居然能“结合上下文”为同一段话给出两种相反的解释……这种“六经注我、我注六经”的人做助教时其实经常遇到,只能说该拉黑要拉黑,辩不赢也辩不完的。

数学基础真的很重要,公式是信息量最大的内容。Atkins上面各种数学小tip对学霸而言确实多余,但我觉得该讲要讲,实在不行习题课上也应该讲。

当然,该辩经的地方还要辩。因为书上的内容>该掌握内容>考试能考的内容,真见过有大神拿到往年试卷后反复“拟合”,自己总结出了一套真正会考的东西,这样做真的可以拿分,物化的解题套路可能还没高中数学多。我真遇到过大神不知道“第二类永动机”是什么,仔细一想考试又不考默写热二的所有表述,不知道这个却很会考试也正常。

另一个是物化的发展历史。这个不是讲人物传记,比如卡诺的爸爸拉扎尔·卡诺是拿破仑政权的重要成员这种,而是发展顺序。

发展史一般是按难度推进的,一些课程比如量子力学相关的课程,按发展史讲比较顺。开头图上的物化课程“传统路线”很多就受发展史影响,但这样也把很多物化概念撕裂了。一些书传统热力学和统计力学是割裂的,这还要追溯到原子论的玻尔兹曼与唯能论的奥斯特瓦尔德之间的原子之争,一些书上传统热力学从能量角度讲过的东西在统计里还要换个角度重复一遍,因为早期教材两派不相容……虽然很奇怪,但就是分开的,也没必要穿插讲,但如果知道原子论唯能论之争,可能好理解一点。

举一些之前回答过的问题,其实挺基础的,但经常有评论说“原理如此”,说明物化好教材好老师还是重要的。

我也知道因为有什么考研大纲、同学及格率之类的限制,最安全地还是按流行教材读一遍,以上就当是吐槽吧。顺路悄悄吐槽,下面这本教材搭配的《学习指导》里有一道相图题的答案把一水合硫酸锂Li₂SO₄·H₂O 印成了H₂SO₄·H₂O,当时作业里就没几个同学发现的,老师问怎么这次没几个满分后,听我一讲也震惊了。因为只隔了一届我还采访了几个认识的学弟学妹,他们说是三三制的问题,课业压力太大,没时间做作业。后来一个在美国做TA 的朋友安慰我说不必感慨,她那教量子力学课的教授,突然忘了sin(α+β)等于什么,愣了一会后说为了学术民主,让同学们投票选出“正确”的公式,就当学校是越来越国际化了……




  

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