对物化'入门篇'教学的再认识--建模能力的培养

摘要

物理化学如何使学生理解概念形成和模型提炼的科学构思是贯穿于课程始终的任务之一,而以开始时尤为明显.以范德华气体为例,先引入压缩因子概念描述实际气体与理想气体偏离的规律,接着讨论安德留斯(Andrews)的气体液化实验作为模型提出的实验根据,由之引出范德华在克劳修斯(Clausius)的体积修正项及拉普拉斯(Laplace)有关液体表面现象所提出的内压力的概念启发下,就理想气体模型过简之处引入两个修正项,从而建立了范氏方程.它与临界常数结合引出了对比态方程和对比态定律,于是奠定了利用压缩因子图进行实际气体有关计算的基础.正是抓住了理论修正的核心而使范氏方程享有盛名,其它的二参数气态方程都是在此基础上得以进一步修正的.这样,在学生原有普通物理知识结构基础上,驾轻就熟,启发思维,有利于他们从课程一开始就对科学概念和模型进行科学构思的培养,留下深刻的印象.然而,精确表达科学概念和科学模型的一种有效形式是使数学工具与教学融合,发挥数学工具在教学中的完整功能,从而达到由科学模型到提炼数学模型的过渡.本文通过建模能力的培养 探讨对物化"入门篇"教学的再认识.