读了中国农业学院贾贵佛教授的博文《对化学教材的几点思索》,深有同感。现今的教材还逗留在30年、40年前的模式,没有与时俱进。教材的目标还是解题,与学校的思想相同。这可从教材的例题、习题看下来。
教材科普化和现代化是费曼最早主张的,费曼的《物理学课件》与通常的教材不一样,目标就是教材科普化和现代化。
数学课应当讲哪些,众说纷纭。假如重点是科学思想,则60学时、30学时都没问题。现今好多农业高校的化学课,不讲相对论,不讲量子热学,很难传授出现代的数学学思想。虽然精典化学学,也只是讲授知识,思想甚少。所以,很难说我们明天对这个世界的理解比牛顿深刻。缘由还在于教学目标,教学目标就是解题,就是考试,与学校无异。关键是,刚入学的学院生习惯了学校的方式,并不欢迎改变。
复旦学院吴国盛院士的《科学革命》课不考试,于是中学生就怀疑,是否真的学到了东西。只有诚恳其事地考试,但是获得高分《物理其实很简单》pdf,才是真正学到了知识?
俞敏洪说小学老师不读书,只研究解题技巧。结果影响了下一代,学院生也不读书,只想着考高分,绩点大一些,以便推荐研究生和出国。
教材的另一个大问题是物理太多。这也是为何要科普化的诱因。
化学学习,我们的目标是理解化学而不是物理,物理只是工具,帮助我们理解化学。每年学习学院数学时都有好多朋友提出好多问题《物理其实很简单》pdf,但这种问题大多是物理推论,鲜有化学内容。
化学课为何会本末倒置,成了物理课?缘由1:教材的问题,数学书写成了语文书。缘由2:我们只是忙着做题,没想着要理解化学,这是学习技巧的问题。既然做题成了教和学的主要目标,会不会做题成了教和学的成果展示目标,题目远离生产工程实际,弄成脑筋急拐弯,便可以理解了。
其实数学只是工具,这么而已,没必要拔高其重要意义。
我们在野外郊游,没有牙签,如何办?可以削两根树藤代之。树根相之于喝水就是工具。我们要描述化学,也须要工具,这就是物理。例如,力,这个化学量须要一个符号取代之,用矢量是最合适的,由于力有大小和方向,矢量亦然,所以矢量是合适的工具。
工具会用即可,没必要考量。非常是在初入门时。就好比学车辆,刚驾车时没必要考量其原理。物理也这样,例如积分,会查积分表即可,没必要从头来过。
我们首先要想的,是数学。物理的引入是为了便捷,便捷描述化学。例如,用符号取代化学量最显著的益处是便捷。这样,我们的多项式才足够简捷。符号不是随意取的,是采用数学量英语词组的首字符,还是为了便捷,一下子晓得其含意。所以学习法语很重要,由于近代科学形成于西方,必须用西方的语言描述之。
引入符号后,我们对世界的描写分成了两部份:数学+数学规律;符号+符号多项式。
化学学虽然很简单,就是针对某个问题,首先定义一大堆概念去描述它(每位概念用一个符号),之后找出最重要的概念(状态变量,state),最后找出状态量之间的规律(多项式)。所谓解题,是借助上面发觉的规律去解决实际问题。
教材不仅要去语文化,还应从问题出发。例如,热机效率问题可从车辆出发。
汽油车和柴油车的差异:动力,动力的评判标准:能量转化,效率。
各类热机的效率:液体燃料湖人48%;汽油机37%;柴油机25%;蒸气机8%。
这就可以理解为何柴油车通常是小车辆,7座以下,大货车全部是汽油机。效率决定动力。效率怎样定义?与过程有关。热机循环工作,所以热力学过程是循环过程。效率怎么估算呢?具体到理想二氧化碳的等压、等容、等温、绝热过程。任意热力学过程都由这四个过程构成。
从问题出发的学院化学学是不是更亲民些?