化学生物学笔记范文

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中图分类号 G633.91 文献标志码 B

1 引言

课堂笔记能够有效促进学习者对知识的理解掌握，帮助学习者构建知识网络体系。科学、简洁的课堂笔记能够在课堂中提高学习者的注意力，帮助学生高效复习所学内容，掌握行之有效的课堂笔记方法，提高学习者的学习效率。而高中阶段生物课程知识点琐碎，记忆内容繁多的特点对生物课堂笔记提出了更高的要求。思维导图正是一种能够行之有效地优化生物笔记，提高学习效率的学习方法。

2 思维导图简介

根据科学研究发现，人的大脑是由两部分组成的。左大脑负责文字、数字、分析、排序、语言和逻辑，而右大脑负责韵律、颜色、形状、方位、想象和幻想。思维导图是由东尼・伯赞创造的可同时利用人的左右大脑用可视图表示的思维工具。思维导图能够通过主题关键词与图像、色彩进行链接的方式将信息量庞大的知识内容进行简化。使用者还能通过思维导图的图案、文字、色彩的多层次刺激记忆起各级主题之间的相互关系，并能在构建出原有知识体系之后继续发散延伸。因此，学习者在使用思维导图进行学习后，会发现创造性思维能力和发散思维能力进一步提高，对知识的理解记忆进一步加深，学习效率自然也就有效提升。而传统笔记使用的是逻辑和直线型的模式，仅仅利用了大脑的一小部分。传统笔记使用者的记忆效率和理解效果自然不及思维导图。因此，近几年来思维导图被广泛运用于课堂学习之中。

3 使用思维导图制作生物笔记的步骤方法

思维导图作为一种高效的记忆学习方法，要把它运用到优化生物笔记上，就要明确具体的使用方法步骤。下面以人教版高中生物必修1第二章第五节“细胞中的无机物”为例介绍思维导图的具体绘制步骤。

（1） 取A3或A4尺寸的白纸横放，横向格式要比纵向的格式给使用者更多的自由和使用空间来制作思维导图。在白纸的中央确定思维导图的主题，先在思维导图的中央绘制了一个细胞的图形，并确定以“细胞中的无机物”为主题关键词。

（2） 以图形为中心向四周扩散，以粗线条绘制相连的主分支，在分支的末端放置关键词，分成了“水”、“无机盐”两个主分支。

（3） 创建2、3级分支，绘制的线条逐级变细，各级分支上的关键词要基于课堂内容的逻辑结构，按照从整体到局部的顺序，分层次扩散。不同的二级分支采用不同的色彩绘制以便区分，主分支“无机盐”的4个二级分支分别采用蓝、橙、绿、红四个颜色区别，但“水”和“无机盐”相同的二级分支，如“存在形式”又采用相同的颜色绘制。这样，学生在复习思维导图时又能够对“水”和“无机盐”的“存在形式”进行比较记忆，达到加深知识点之间的联系的作用。

（4） 提炼关键词，关键词的选择在于学生，教师要鼓励学生选择最符合个人思维逻辑特点的关键词。但是，思维导图上的关键词一定要简洁，短语或词组会混淆记忆，降低记忆效果。

（5） 尽量使用图案、符号来代替文字，这样既能提高记笔记的速度，又能使思维导图更有趣味性，提高对学生的吸引力，图案加深了对大脑的刺激，使得记忆效果更加提升。

4 “细胞中的无机物”思维导图与传统笔记的比较

下面同样以“细胞中的无机物”为例，对思维导图和传统笔记的特点进行直观、具体的比较分析。传统笔记见图1，思维导图见图2。

从图1中可以看出，传统笔记中，文字内容十分详尽，但记录笔记耗时较多。学生在课堂记录笔记时，主要的精力和注意力放在被动地记录笔记上，而不是放在对知识内容的思考分析上。有的学生甚至疲于记录而跟不上教师的授课思路，在课后复习笔记时，反而不能理解所记录的知识内容。传统笔记也没有对课堂内容进行提炼，只是单纯地根据教师的授课内容记录，学生只被动地接收，而不是主动建构知识。传统笔记的知识点之间的联系不紧密，结构松散，重点知识不突出。在复习笔记时，学生也很难构建知识网络体系，记忆起来也更加困难。

从图2可以看出，使用思维导图来做生物笔记文字少，层次结构分明。思维导图笔记高效省时，能使学生的注意力更多地放在对课堂知识内容的理解分析上，提高了学生学习的主观能动性和积极性。学生在课堂上就能对所学知识内容进行提炼，主动构建知识网络体系，知识点之间的联系也更加紧密，且完成思维导图后，学生能根据对知识点的进一步理解继续在原有思维导图上进行补充发散，提高了学生的发散思维能力。思维导图通过主题关键词与图像、色彩进行链接，能够多层次地刺激学生的左右大脑，使学生对知识点的记忆更加牢固深刻。

值得注意的是，尽管思维导图能够有效帮助学生建构高中生物的知识网络体系，提高其记忆理解的能力和效率，但并不是所有的生物课程内容都适合。例如，高中生物课堂中需要准确描述记录的生物实验操作就不适合制成思维导图。因此，教师在课堂中指导学生制作思维导图时，也应当注意选取适合的知识内容。

总之，与传统生物笔记相比，思维导图层次分明的逻辑结构及全脑思考的方法，更有利于提高学生的发散思维和创造性思维能力，能够更有效地优化生物课堂笔记，提高学生学习效率和学习兴趣。但是要使学生正确利用思维导图来优化生物笔记，仍需要教师在课堂上的正确引导。教师自身也要掌握思维导图的运用方法，并不断在实践中探索思维导图在高中生物课程中的应用。师生共同协作，才能利用思维导图打造高效的生物学习课堂。

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中图分类号：S661.2 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332019

梨属于蔷薇科（Rosaceae）、梨亚科（Pomaceae）、梨属（Pyrus L.），落叶乔木，是世界性重要的经济果树之一，在仁果类中，仅次于苹果。世界梨属植物约有30余种，原产我国有13个种。在天然杂交和自然突变作用下，产生了复杂多样的种、品种和类型。

本试验材料即为吉林省农科院果树所试验园一株40a生延边大香水梨上发现的“单花”枝变。其突出的特点是92.6%的花芽中只着生1朵花，88.2%的花芽为纯花芽，果台上不着生叶片，营养集中，果实接受阳光充足。

1 试验材料与方法

1.1 材料

以延边大香水梨母树（称为多花梨）及其单花芽变（称为“单花”梨）为试材。

1.2 方法

对植物学特征、特性调查（树姿、树势、枝条、叶片、花朵、果实等），生物学特性（物候期、结实特性），“单花”变异稳定性进行调查研究。

2 结果与分析

2.1 植物学特征、特性比较

对二者树体及器官进行较为细致的观察比较研究，结果表明：“单花”梨的花芽由多花变为单花，部分花芽由混合芽突变为纯花芽（见图1），“单花”梨92.6%的花芽每个花序只着生1朵花，单花中由88.2%的花芽为纯花芽，果台不着生叶片外，其他植物学特性未见差异。“单花”梨与多花母树梨的花蕾均为白色，5片花瓣。

“单花”梨每个花序只坐1个果实（见图2），多花母树梨每个花序坐果为2～3个不等（见图3），果实均为椭圆形，果实成熟后着色为金黄色。

“单花”梨与多花母树梨高接树的树形均为近半圆形，枝条极性强，幼树长势健壮，树姿直立，成年后开张，萌芽力、成枝力均强；一年生枝条为灰绿色，节间弯曲，梢尖稍被有茸毛；叶片浓绿色，角质层较厚，有光泽。

2.2 生物学特性比较

2.2.1 物候期调查

对二者进行了物候期调查，研究发现：“单花”梨与多花母树梨在萌芽、开花、落花时期上未见明显差异，但二者果实成熟期有所不同，“单花”梨果实成熟期比多花母树梨提早5d左右（见表1）。

2.2.2 结实习性调查

以山梨花粉为授粉材料对“单花”梨与多花母树梨进行授粉试验，对坐果率调查研究发现：“单花”梨的花朵自然坐果率低于多花母树梨，异花坐果率则高于多花母树梨；“单花”梨与多花母树梨因花粉败育，所以均变现为自花不结实（见表2）。

2.3 “单花”芽变稳定性研究

以山梨为砧木，分别以“单花”梨、多花母树梨为接穗，各高接30株，待确定成活后，连续6a调查单花比例（调查结果见表3）发现：多花母树梨高接后仍表现为原多花性状，“单花”梨高接后则表现为新生枝条中、下部仍为单花性状，顶端恢复为多花性状。这充分说明了此梨的单花芽变既有纯合的同质体，也有非纯合的嵌合体。若想要充分利用单花的芽变，要不断增加纯合同质体繁殖世代，对嵌合体部分也要不断进行繁殖，尽可能分化和纯合单花芽变，使其尽早转化为单花同质体。

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[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）15-0124-04

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》分别从全面提高高等教育质量、提高人才培养质量、提升科学研究水平、增强社会服务能力、优化结构办出特色等几个方面，对高等教育提出了更高的要求。提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。作为应用型地方院校，提高人才培养质量、深化教学改革、形成鲜明特色是其赖以生存的生命力。地方应用型本科工科院校的特征在于与工农业生产实践联系紧密，其实践教学环节的重要性不言而喻，毕业设计的教学体系，也是特色专业建设的重要内涵之一。毕业设计是大学生在校学习的最重要的实践环节，是对学生四年来学习效果和实践能力的综合、全面检验，为学生实现实践、创新、创业奠定结实的基础。淮阴工学院生物工程专业是江苏省特色专业、国家特色专业建设点、江苏省高等学校本科重点专业类建设专业，以该专业为依托的生物化工学科是江苏省重点学科。学院经过几年的努力，在地方应用型本科院校的办学模式特别是毕业设计（论文）立体化教学体系建设方面做了初步探索。

一、立体化毕业设计教学体系的内涵

根据构成应用型本科人才的综合素质、创新精神、实践能力和创业能力的培养要素，将毕业设计分成一般性、综合性、创造性和开发性四个类型，根据各类型要求，在先期准备中，适时增加相应的教学环节，并储备相应知识和技术，构建与之对应的教学体系，综合专业特色、工程实践、学科交叉等诸多因素，逐步建立了毕业实践理论学习与动手实践并重、学校与企业结合、工程实践与技术改造并举的立体化育人机制。以培养具有工程实践能力与创新精神的应用型工程师为主线，以校内实验室和企业规模生产两大平台为支撑，体现创意、创新、创业三个实践教学层次，采取技术改造、产品研发、质量评价、规模实施四种方式，利用学科交叉及知识组合，融入创新创业一体化教育，构建毕业设计立体化实践教学体系，见图1。

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图1 立体化毕业设计教学体系内涵

二、立体化毕业设计教学体系的特征

（一）目标明确特色化

明确专业建设总体目标，立足办学定位，以面向工程一线的应用型高级工程技术人员为培养目标，以技术创新与工程技术管理为专业定位，以产学研合作培养为模式，以工程实践能力与创新意识培养为重点的生物工程专业人才培养体系。通过教学实践特别是毕业设计环节，凸显工程化特色教育，并通过特色专业的示范作用，向其他专业辐射。

生物工程技术是多学科、综合性的科学技术，具有实验性学科的特征。生物工业是生物技术领域中的重要分支之一，是在受控条件下利用生命过程本身作为产品的生产和加工的手段，由此产生种类数以千万计的产品，形成新的现代工业。生物技术产业成为世界各国经济社会发展战略的重点，我国也将生物技术产业作为高新技术产业置于优先发展的地位，产业发展对人才的需求不断增长。[1][2]在江苏省加快发展苏北的战略需求下，随着苏北工业化进程的加快，作为位于苏北腹地的淮安市唯一的一所工科本科院校，承担着向社会输出大量工程实践能力强的应用型人才的重要使命。酿酒是苏北的地方特色产业，有着洋河、今世缘、双沟、古顺河等多个名酒生产企业。具有工程实践能力的生物工程应用型专门人才是提升传统酿造及企业现代生物工程相关技术的主力军。同时，淮安境内的江苏天士力帝益药业有限公司、江苏清江药业有限公司等企业均采用生物发酵法生产螺旋霉素等常见药物。现代生物技术是这些企业产品升级改造及企业生存的保障，需要生物工程专业培养出 “有创意、会创新、能创业”且经过系统训练的应用型工程师。

（二）校企联合工程化

在毕业设计教学实际过程中，将校内实践与企业规模生产有机结合。以培养卓越工程师为追求，以工学交替为手段，以工程实践为重点，在生产一线培养动手能力强、会设计、懂运行、能管理的生物工程应用型工程师。[3]通过企业工程实际训练，巩固和拓宽专业理论知识、熟悉专业领域，增强大学生学习的主动性和针对性，培养学生理论联系实际及解决实际问题的能力、专业工程素质和工程能力，增强学生的综合能力的训练和独立工作能力的培养，增加学生的创新意识和适应社会的能力，了解并掌握生物制品的生产、运行、管理与营销，学会生物制品制备工程项目的设计、安装、施工与维护，达到应用型工程师所具备的技术和能力要求。

淮阴工学院生物工程专业有着稳定的大学生工程实践与就业基地18家，联合培养应用型工程师，其中包括洋河酒业、今世缘酒业、天士力药业等著名企业，这些能为本专业工程培养阶段提供保障，有效地保证了培养效果与培养质量。

（三）课题来源多面化

毕业设计选题很关键，它直接影响着毕业设计的成败。采集的课题来源广泛，有的是导师的纵向课题或横向课题，有的是学生自主申报的国家级、省级或校级大学生科技创新创业项目，有的是大学生创业大赛项目，还有的是学生自主提出的新创意。这些课题分别来自于工程实际、企业创新及技改（包括技术革新、产品研发等）、各类横向课题、国家及省市基金、工农业科技支撑、科技攻关、科技扶贫、星火计划、苏北专项、大学生科技创新等，与地方特色的生物制品优势资源密切相关，如凹凸资源与生物缓释、传统酿造与工程菌株、蔬菜粮食与功能开发、农业秸秆与综合利用、生物安全与质量控制等。

学院在多年的办学实践中，充分发挥科学研究与社会服务功能，不断分析地方产业的发展需求，围绕地方支柱产业和优势资源，坚持“有所为，有所不为”和错位竞争的原则，紧密围绕地方特色的生物制品优势资源，积极开展科学研究和社会服务。生物工程专业与企业共同进行课题研发工作，共同申报并实施科技厅企业博士基金、农业支撑、工业支撑以及苏北专项等项目，先后获国家、省、市立项科研项目共75项，其中国家级项目2项，省部级项目近20项。目前本专业与相关企事业单位共研的省科技厅立项项目共8项。本专业学生2011年新获批江苏省大学生科技创新项目4项、淮阴工学院大学生科技创新立项10项。

（四）实施场地平台化

生物工程专业多年来一直致力结合地方经济建设与优势资源，构筑多元化的产学研用合作平台，采取自主建设或省市及企业共建的方式，建有江苏省生物质转化与过程集成工程实验室、淮安市生物转化与生物制品高技术研究重点实验室、产学研共建淮安市生物能源研究与转化中心、淮安市乳品工程研究中心、淮安市农副产品检测中心、淮安市农业废弃物综合利用与新型基质工程技术研究中心、江苏省凹土工程技术研究中心、淮安市天然及合成香料工程技术研究中心和淮安市新型饲料添加剂工程技术研究中心等，这些多层次的实践教学平台为推进学科、专业发展，更好地为地方经济建设服务奠定了坚实的基础。学生能通过各类平台，学会并掌握产品研发、技术革新、设备改造、质量评价、规模实施等一系列问题的解决方法。

（五）指导教师多元化

为适应培养应用型本科人才需求，要加强指导教师队伍工程化建设。

淮阴工学院生物工程专业的前身是淮阴工业专科学校生物工程专业，专业具有良好的工程教育背景。现有教师队伍中有从企业引入的多年从事企业管理及产品生产的高级工程师，有经过企业工程学习的年轻硕士和博士，有企业的技术顾问或兼职技术总监，有企业的科技特派员等。此外，学校还在相关企业聘请了企业高级工程一线技术人员为兼职教授，与校内教学人员共同承担培养任务。学生在四年的学习中所涉及的工程实践环节均在各相关企业实施，工程教育基础较好。

（六）学科交叉组合化

学科交叉是“学科际”或“跨学科”的研究活动，是将不同的学科理论、方法或思维有机地融为一体的研究活动，其结果导致的知识体系构成了交叉科学 。[4]学科交叉体现了科学的整体性，实质上是知识体系的渗透和融合，是学术思想的交融，是交叉思维方式的综合、系统辩证思想的体现。

毕业设计是学生在校期间综合性最强的也最能体现能力培养的教学环节，产学研用等各个部门都很关注。随着人们对自然界认识的不断深入，当前科学技术的发展呈现既高度分化又高度综合的趋势，各个学科分化得越来越精细，不同领域的科研人员所关注的知识范围也越来越窄，一些问题往往需要许多学科共同协作才能解决，这就要求毕业生在具有扎实专业基础的同时，还能从事跨学科背景的交叉复合型创新，人才的要求向多元化、复合型转变。特别是对于面向工程一线的、以培养应用型人才为目标的地方性本科院校，更需要跨专业、跨学科的知识组合。

传统的创新往往把注意力集中在单个创新、产品创新、重大创新以及显性创新效益上，缺乏多重性、动态性、协同性。因此，要改变这一传统视角，以系统的观点、组合与集成的角度来研究技术创新行为，以提高创新能力和创新效益。[5]“新型豆渣制品的开发──可食用纸研制”的课题中需要测定产品应力及耐破度，由于可食用纸的受力很小，没有相应的机械强度测试仪器。学生和指导教师根据跨专业组合创新理论，创新性地自制了简单的测试拉应力的拉伸试验装置和耐破度的测试装置，及提出了可食用纸耐破度检测项目的检测方法，考查了将机械强度测试知识应用于可食品生物类毕业设计的创新及工程实践的可行性，并付诸实施。“太阳能控温生化制品运输箱的研制”课题，需要生物学、生物传感器、电子学、机械学、测控学等多学科的知识组合。“淡水鱼无水保活运输技术开发”课题需要将生物技术、生理生化、运输方式、运输工具、振动控制、质量评判等诸多知识点有效组合。“红外法测定西红柿的含糖量、土豆中蛋白质的含量、药物中含水量、维C银翘片中维生素C的含量”等课题，综合了红外检测、糖、蛋白质分子振动方面的知识，用振动方面的知识，通过非线性建模分析红外检测结果。这些跨学科毕业设计的创新实践表明，用组合创新理论指导跨专业毕业设计是可行的，组合创新理论适合在跨专业毕业设计中应用。

（七）培养能力层次化

在立体化毕业设计教学体系中，能力培养需要分层次实施，创意、创新、创业三个能力层次呈阶梯式提升。学会创意是基本，掌握创新是手段，能够创业是目标。创意、创新、创业能力培养，需贯穿于整个教学过程。实践环节教学是实现创意、创新、创业能力提升的最好体现。校内实验学习和学会创意是基础，经过一系列的训练，最终可以实现创新创业及科技产品规模化生产的总体目标，可以在不同的层次、以不同的方式实现这一培养目标。根据具体的毕业设计课题，有些表现为单一层次或方式，有些则属于多层次或方式的综合。

（八）学生参与阶段化

毕业设计需要综合性的知识，涉及各年级的知识点。学校实行本科生导师制，鼓励学生尽早进入实验室或企业，从大二开始，在具备了一定的专业基础知识之后，学生跟随导师进入课题组，结合科学研究及生产实际，学会解决实际问题的本领。学生可以根据自身的知识结构以及课题的需要，在不同阶段不同时期有选择地参与。低年级学生因其知识结构的限制，可以作为高年级学生的助手，逐渐学会并熟练基本技能，初步了解毕业设计的过程与要求。从大二进入专业基础课学习开始，让学生提早进入毕业设计的课题选择、资料查找、方案设计、实施操作、数据处理等环节，每个年级所掌握的知识阶段不同，则对课题的认识会有差别。

按照教学体系，参与课题或工程实践训练的方式有多种，包括技术革新、设备改造、新品研发、市场调研、方案设计、质量控制、规模生产等，其目标是达到实践能力与创新精神的培养和提高。对于具体的单一方式，能力训练主要内容有所区别，如设备改造侧重机械结构与电路的改进或设备选型等，质量评价侧重分析检测与指标控制，而产品研发则需在市场调研及确立目标的基础上，进行方案设计并实施。有的参与的只是局部工作，有的则可能全程参与。

（九）创业创新一体化

高校作为人才培养的重要基地，担当着培养具有创新意识、创新精神和创业能力的高素质人才的重要使命。在大学生就业形势及国家倡导自主创业的形势下，高校实施创业教育，培养创业人才，以创业带动就业，成为解决大学生就业的重要途径。[6]在创业、创新的教育背景下，将创业技术储备与创新实践有机结合，成为一体化，产生并储备创新创业技术，是创业与创新教育的具体化和提高，是创业技术的学习、储备与创新实践的有机结合。创新创业技术与创业技术不同，创业技术不一定是新技术，不一定具有技术的新颖性。即使是新技术，在创业技术储备与创新实践一体化的理念下，也要再改进，至少要根据自主创业的条件，作技术改进，形成适合自主创业条件的创业新技术，力争达到新技术的最高水平或代表新技术的最高水平。创新创业一体化与创新实践不同，创新实践不一定产生创业技术，创新实践的结果可以是一个新的理论、方法、理念、技术，而创业技术储备与创新实践一体化的结果一定是创新创业技术。江苏省淮安大学科技园是大学生创新创业基地，为创新创业一体化提供了很好的平台。

毕业设计活动中最易实现一体化。在毕业设计中，让学生在校尝试创新与创业技术结合，体验创新创业技术。创新是毕业设计的基本要求，产生一项技术是常事，如提出一种产品生产工艺，完成产品的设计与加工，研制一种新形食品等，学生均可获得一项技术，若这些技术可用于创业，则在毕业设计通过创新创业一体化达到了能力培养的目的。一体化的成果可以通过申请专利的手段，实现知识产权保护。用此方法，现已申请及授权的专利包括：活鱼无水运输装置（专利号ZL200720040594.4），食品霉变评判新方法（申请号201010248822.3），反复休眠无水保活淡水鱼的方法（申请号201010241746.3），太阳能半导体果蔬冷藏运输车（专利号200820042047.4）等，这些专利技术都可用于创业。活鱼无水运输装置是学生在毕业设计中完成的可用于创业的技术，具有该装置的全套设计图纸和设计说明书，并实现了专利保护。专利技术由师生共同完成，成果共享。师生共同申请专利还能激发学生参与创业技术储备与创新实践一体化的热情，并在学习、体验申请专利中，提高了保护成果的能力。

三、结语

总之，毕业设计是培养面向工程一线工程师的核心教学环节，需要先期的各种训练基础支撑。学生的创新创业能力、科研能力、解决工程实际问题能力均与此不可分割。体现专业特色的毕业设计立体化教学体系成果来自于各方面的综合，目前成果已在生物工程以外的制药工程、车辆工程等专业推广使用，效果普遍较好，这表明该体系适用于其他本专科专业。运用组合创新理论，结合生产实际，进行知识综合型毕业设计，能形成毕业设计的创新成果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郑超，王伯初，祝连彩.中国生物技术产业化发展的现状及对策分析[J].重庆大学学报（社会科学版），2011，17（2）：46-50.

[2] 赵新川.生物技术――未来经济发展的增长点[J].高科技与产业化，2011，（3）：26-27.

[3] 倪依纯.工学交替培养模式面临的主要问题及其对策[J].中国职业技术教育，2010，（24）：68-69.

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0238-02

在材料、化学、化工、生物、制药、冶金等相关专业中，学生对物理化学知识的掌握程度影响到对其他课程知识点的把握。同时物理化学也是诸多大学研究生入学的专业考试课程。但是，在物理化学课程具有课程起点高、知识点密集、知识点抽象、难度大的特点。这也使得物理化学“教”与“学”的难度都较高。如何提升教学效果，一直是物理化学教学中研究的一个重要课题。

在具体教学中，通过联想、分析、比较、归纳，把已经熟悉的知识模型、知识规律与所研究的各种现象和过程相联系，找出它们在某些方面的相似之处，并用类似的方法处理称为类比思维方法。类比思维曾经帮助人类获得大量的知识，很多物理学家如开普勒、牛顿、麦斯伟尔都运用类比思维解决了很多物理学难题，可见，类比思维能力是进行学习和研究的基本素质之一。

根据认知心理学原理，在学生学习新的知识，尤其是比较抽象的知识时，最好能找到新旧知识之间的联系。对于物理化学教学而言，通过相似关系举出学生熟悉的领域中的实例，可以帮助学生对新知识的理解和认知。由于物理化学教学内容相对抽象，类比思维可对学生学习该课程提供直接的指导和启发。另外，类比思维也是一种科学的思维方法，运用类比有助于迅速地把握处理问题的关键，变通物理化学规律，提高分析问题和解决问题的能力。

一、与熟悉的形象化的事物进行类比

物理化学教学内容中有很多抽象的概念，比如焓、熵函数、活度、相律等。这些概念不易理解，但是用学生熟悉的形象化的事物去类比，可帮助学生较快地理解与掌握这些概念的含义。这种类比思维方法的基本过程是，确定要类比的目标问题对象，然后确定类比源对象；之后对目标问题对象与类比源对象进行比较，进而找出他们之间的类似关系；根据目标问题对象的已知信息，对其相似关系进行重整化处理。

例如，学生在学习热力学第二定律章节内容中利用熵判据ΔS≥0来判断隔离系统的方向与限度时，普遍感到不好掌握，我们就类比生活中的现象来进行解释。即让同学试想自己生活的房间，如果平时不注意清洁和整理，用过的东西随意丢弃摆放，用不了多长时间房间就会变得很混乱。这样，同学们在理解熵增加的本质即系统内部自然发生的随机过程打破了原有的状态限制，使得系统内部元素的状态更多，就会感到抽象的内容更加形象化，更易于理解与接受。

所以，利用类比法，使抽象、陌生的概念变为具体、熟悉的知识，降低接受抽象概念的难度，提高了学生学习物理化学的兴趣。这种思维方式通过选取合适的类比源对象和目标问题对象以直观的、形象的图景映入学生脑海中，使其具有形象思维的特征。

二、与其他课程内容进行类比

学习类比思维主要是让学生知道很多知识点之间不是孤立的，而是相互联系、相互促进的。类比思维的培养，既依赖于形象思维，因为只有通过想象作必要的类比示意图，才能将原来不同的两种物理模型、物理规律之间相互联系起来。同时又借助于抽象思维，因为只有抽象思维才揭示出两个事物的共同特征，抓住事物的本质。

在具体的课程实践中，除了与形象化的事物进行对比，物理化学的知识点还可以与很多其他课程内容进行类比，以此来帮助学生灵活地运用已掌握的知识来解决遇到的新的物理化学问题。特别是物理化学与其他课程，比如大学物理、大学化学乃至高中物理和化学之间都有部分相似的教学内容，那么就可以采用类比教学法，利用学生较为熟悉、已经掌握的旧知识，去启迪学生理解和掌握物理化学中新的知识。

例如，热力学第一定律和热力学第二定律是大学物理课程中的内容，同时也是物理化学中的内容；那么，在讲授物理化学中的热力学第一定律和热力学第二定律这两节内容时，就可以采用类比法，指出与大学物理所学内容的相同之处，同时强调二者存在的差异，如此循序渐进同学们更容易接受新知识。

在具体的教学实践中，我们指出，不管是大学物理还是物理化学，热力学第一定律解决的都是系统在变化过程中的能量问题，包括功、热和热力学内能或称内能等。但不同的是，大学物理课程内容中，仅针对理想气体这一简单的系统，计算过程也相对简单；而物理化学的相关内容里，系统不仅包括理想气体还包括液态、固态物质，而且系统经历状态复杂，不仅有恒温、恒压还有相变化以及化学反应等复杂的过程，同时相应的引入了新的概念，如摩尔相变焓Δ■■■H■、摩尔反应焓Δ■H■■等，所以计算过程相对复杂。这样，通过类比就让学生在新、旧知识之间架起了一座“桥梁”，让新旧知识之间互相沟通。

三、对课程内部知识之间进行类比

物理化学课程中有很多非常相似的知识点，这些知识点集中以大量类似的化学方程式来呈现。面对大量的物理化学化学方程式，学生往往感觉记忆困难。巧妙运用类比法，会让方程式记忆变得轻松并且深刻。

例如，范德霍夫渗透压公式被认为是物理化学界的经典理论之一，被写在世界各国的物理化学教科书中，范德霍夫的渗透压方程式表述为ΠV=n■RT，但是其概念不容易掌握。我们可对比学生们所熟知的理想气体状态方程pV=nRT，发现二者具有相似的组成，比例常数与气体状态方程式中的常数R也基本一致，所以可对比这两个公式的特点来帮助同学们进行理解、掌握与记忆。

再比如，物理化学中有些方程式的导出过程也可采用类比的方法进行推导。比如真实气体的范德华方程式（P+■）（V■-b）=RT，就是通过与理想气体状态方程（PV■=RT）进行对比，添加了压力修正项（■）和体积修正项（b）而得出的。类似地，在多相多组分热力学章节中，提出了“偏摩尔量”这一重要概念，解决了体系中多相、多组分的组成变化对体系状态影响的问题。采用类比思维，只要将纯物质的任一广度量替换成偏摩尔量，则可根据纯物质的热力学函数关系，写出多组分系统中任一组分的热力学函数关系。

物理化学课程方程式繁多、复杂，看似难以理解和记忆，然而从整体上去把握，就会发现不同章节的方程式只不过是同一个方程式在不同条件下的演变形式而已。因此，在讲授基本原理和基本方程式的过程中，灵活运用类比或比较的方法，也有助于培养学生的发散思维。另外通过类比来找出各个方程式之间的共同点和关联性，既加深对物理化学本学科知识点的理解，也使学生对自然规律的普遍适用性有了更深入的认识。

四、如何引导学生正确运用类比思维

类比思维是一种富有创造性的思维形式，类比推理的过程是形象思维、抽象思维、直觉思维的辩证统一的过程。从某种程度上讲，类比思维是类比推理过程中的各种思维形式的总称。要引导学生正确运用类比思维，需要从以下几点进行规范。

首先，通过向学生介绍类比思维在科学发展史上做出重大贡献的历史事件，让学生深刻体会到类比思维的重要性。比如爱因斯坦从引力场几何化的成功作类比推理，致力于电磁场的几何化，进而建立“统一场论”的思想，这样的类比案例可以帮助学生树立正确的科学观，以及实事求是的科学态度与科学精神，从而激励并增强学生运用类比思维解决新问题的勇气。

其次，教师在具体的教学过程中，要根据学生的情况选用学生熟悉的“类比源”。虽然类比思维既可以近亲类比，还可以边缘类比。但是教师与学生在生活经验、知识积累等方面还存在着一定的差异。特别在当前的互联网时代，教师与学生的生活环境、成长经历、心理特征都呈现出较大的不同。部分教师在追求专业知识精深的同时却对当前大学生的生活方式和时代背景少有了解，这可能造成教师在进行类比教学时难以找到合适的类比原型。另外，部分学生生活经验的匮乏可能导致他们在理解类比源时产生一定的困难。这都需要教师要主动地积累深厚而广博的知识，尽可能广泛地涉猎目前时展的特征和其他领域的知识。这样类比源的选择范围越广泛，类比的形式越灵活，也越能发挥类比的作用。

最后，类比法中虽然包含了许多辨证的关系，如相似与相同、同一和差异、偶然联系和必然联系，现象相似与本质相似等等，但是教师应该适时地提醒学生，类比思维作为一种形式逻辑思维方法，它不同于从一般到特殊的推理，也不同于从特殊到一般的归纳，它的结论具有偶然性。因此，采用类比思维学习新知识的时候，必须事先提醒学生注意到各种差异对类比结果的影响。教师在物理化学教学中要注意类比法的局限性，引导学生准确地应用类比思维接受新知识，指导学生进行科学类比。

实践证明，采用类比思维教学法，不仅有利于学生对新知识的学习、理解，还有利于对复杂物理化学概念、过程的具体化、形象化，能帮助学生通过类比联想寻求思维的线索，获取理解、掌握知识的方法以及解决问题的途径，对于提升物理化学教学效果具有非常重要的现实意义。

参考文献：