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第1篇：物理化學范文

關鍵詞：物理化學；貼近專業；細化教學

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A ？搖文章編號：1674-9324（2013）16-0055-02

一、引言

物理化學是用物理的理論及實驗方法來研究化學的一般理論問題[1]，它為了建立可以適用于各個化學分支的知識，采用了理想氣體、理想液體等在現實中不存在的物質作為研究對象，導致物理化學的內容抽象、不易與現實聯系起來的情況。

自2008年開始，作者承擔了本校建筑工程學院給水排水專業《物理化學》的教學任務。對于這門課的教學，從教師角度來講，課時數太少（其中理論教學32課時，實驗教學16課時），即使采用篇幅精練的《物理化學簡明教程》[2]，平均到每節課應完成的教學內容也不少，從學生角度來看，這門課屬于選修課，在專業課程較多、學習時間較緊張的情況下，利用課后時間來加深對物理化學理解的主動性并不高。因此，只有讓學生明白學好物理化學，可以準確認識給水排水過程所涉及現象的產生原因、能夠提供解決專業問題的實用思路和方法，才會讓學生與物理化學產生共鳴，引起他們的興趣，從而主動地自學，增加這門課的學習時間。

分析學生的專業，可以發現他們的課程體系是圍繞著“水”來安排的，在給水排水專業的課程設置中，名稱帶有“水”的課程共有23門。由于水是與人類生活和生產密切相關的液體，在水中發生的化學反應是最常見的化學變化，這使得“水”是物理化學知識逐漸形成和建立的主要載體之一。所以，“水”完全可以把學生的專業與《物理化學》聯系起來，如果恰當運用“水情景”來進行各知識點的教學，可以讓學生在較短的學習時間內對《物理化學》形成全面認識，進而掌握其中的基本規律和應用方法。

二、教學實例

《物理化學》中有很多與“水”相關的知識點和對應的習題，如熱力學第一定律的應用和相關的計算、熱量計的工作介質涉及溶液的內容、利用H2與O2反應生成H2O進行平衡常數的計算、水的相圖，電化學中各種現象和計算基本上是發生在水環境中的，溶膠的聚沉和絮凝也是較多地與水聯系在一起。

但在教學中，只是指出和強調這些知識點與水有關還不能讓學生掌握在給水排水專業上，應用物理化學知識來解決實際問題這一方法。因此，教師需要進行一些教學內容的細化講解，作者采用圖1所示的思路來實施課堂教學，以說明物理化學可以解釋日常生活，它的知識及內容已經融入到部分專業課程中，掌握物理化學知識能夠對將來從事的科研工作進行指導。

1.物理化學知識對日常生活的揭秘。教學實例一：近年來，我國南方地區經常發生大范圍的降雪，路面結冰導致交通受阻，融雪劑被大量使用，作者在課堂上適時進行習題演算，如：在某種情況下需要配制25kg的甘油水溶液（此溶液在-17.8C時才不致結冰），設此溶液為理想液態混合物，試計算最少需用甘油多少公斤？練習這種類型的習題，能夠直接讓學生感受到理想稀溶液依數性知識的實用性價值。

教學實例二：冰上運動給觀眾留下了靈活印象，人們大多認為這種靈活性來自于冰刀的銳利，而利用克勞修斯-克拉佩龍（Clausius-Clapeyron）方程對固態冰-液態水之間的相變過程進行定量研究后，發現冰刀的主要功用是通過顯著減小運動員對冰的作用面積，從而產生足夠大的壓強，使得冰刀下方的固態冰因凝固點下降而變成了液態水，這才讓運動員能夠靈活地滑動，這項運動的奧妙，原來是處于冰刀下的冰至水的相變所致。這些知識會讓學生體驗到物理化學在日常生活中的效用，有助于消除對《物理化學》是抽象性課程的認識，并對它產生親近感，樂于通過自學獲取更多的物理化學知識。

2.物理化學知識在給水排水專業的應用。教學實例三：給水排水系統要大量使用金屬管件，它們的腐蝕與防護是工程建設上必須要注意的問題。電化學腐蝕是導致金屬管件損壞的一種因素，而電化學保護是一種有效解決手段。發生腐蝕和產生保護現象，都是由所用材料與環境的電極電勢相對高低決定的，這會促進學生更深入地理解電極電勢概念，對安排的電極電勢測定實驗有著更強烈的動手欲望。教學實例四：溶液表面的吸附現象包括正吸附和負吸附，根據這兩種類型中的溶質分布特征，引導學生考慮是否可以根據不同污染物在水中的分布特性來開發相應的水處理方法，這項要求會引導學生深究正吸附和負吸附產生的原因，加深對表面能概念的理解和運用。通過這方面的教學，能夠引導學生主動地將物理化學內容與專業學習融合起來，在將來的職業發展中，他們有可能成為善于運用理論來解決實際問題的專家。

3.物理化學知識對科學研究的指導。教學實例五：在表面張力教學中，引入其他學科的研究實例。介紹具有不同表面張力的溶劑，如水和無水乙醇用于催化劑制備時，它們對催化劑結構和反應性能會產生明顯不同的影響[3]，通過對催化劑樣品的透射電鏡照片展示，學生可以直觀地認識液體表面張力對材料制備的影響，同時起到拓寬學生的知識面的作用。

教學實例六：向學生推薦給水排水的專業學術論文，讓他們對物理化學知識在專業科研工作上的應用有具體認識，如鄒衛華等[4]在脫除污水中的重金屬離子工作中，系統地運用了多項物理化學知識，其使用的確定吸附等溫式類型、反應級數的程序、熱力學函數的求算方法、活化能的計算等，這些內容在《物理化學》課本中都能找到。這種介紹能夠破除學生對科研工作的神秘感，建立起從事專業研究的信心。

展示這些具體的科研實例，有助于學生悟到物理化學并不是運用難度非常高的一門知識，表述簡潔的熱力學定律和方程能夠用于各種類型的研究中。

三、結論

通過采用上述方法來教學，可以讓學生逐漸形成物理化學在專業學習和工作上有著廣泛應用，并且易于運用的認識，消除他們對物理化學內容過于理論化的感覺。作者仍在繼續探索和完善這種細化的教學方法，以更好地激發學生的學習興趣，鼓勵他們將來能在專業上創造性應用物理化學知識，并對物理化學的進一步發展做出貢獻。

參考文獻：

[1]天津大學物理化學教研室.物理化學（第四版）（上冊）[M].北京：高等教育出版社，2001：1.

第2篇：物理化學范文

關鍵詞：列點對比法 數學證明法 由表及里法 物理化學

引言

物理化學是化工專業必修的專業基礎課程，是一門理論性和應用性較強的課程。由于本課程的基本概念和理論抽象，公式推導與計算較難，學生系統掌握該課程的內容比較困難。為了使學生更好地理解和掌握其基本原理及實

際應用，筆者在長期研究這門課程特點的基礎上，給出了三種學習該課程的方法。

一、列點對比法

列點對比法是針對該課程中基本概念繁雜而提出的。先將概念橫向分解成各個小的知識點，以表格或者點狀的形式，分成定義、公式、意義、應用條件等一一列舉出來，然后將相似的概念放在一起，縱向加以對比，這樣可以使知識明了、思路清晰。在此以三大常用判據為例［1］，闡述這種學習方法。

（一）熵判據

1. 數學表達式：

2. 理解

（1）在絕熱的條件下，系統發生不可逆過程時，其熵值是增大的；系統發生可逆過程時，其熵值是不變的；不可能發生熵值是減小的過程，此規律也稱為熵增［1］原理。如果系統的過程不是在絕熱的條件下進行的，那么在計算和理解時應該把系統和環境加在一起看成一個整體，應用熵增原理，即系統的熵值加上環境熵值也符合以上的敘述：

（2）熵增原理是判斷隔離系統內部發生一過程時該過程是否可逆的依據，其數學表達式叫做克勞修斯不等式，又叫做熵判據。

（二）亥姆赫茲函數判據

1. 數學表達式

ΔA≤0＜自發=平衡

2. 理解

（1）條件：恒溫恒容，非體積功為零，封閉系統。

（2） 結論：系統ΔA＜0的過程為自發過程，系統ΔA=0的過程為平衡過程，不可能發生A增大的過程。

(4) 其它：A是狀態函數，單位為J，其絕對值不知，為廣度量。

(三) 吉布斯函數判據

1. 數學表達式

ΔG≤0＜自發=平衡

2. 理解

（1） 條件：恒溫恒壓，非體積功為零，封閉系統。

（2） 結論：系統ΔG＜0的過程為自發過程，系統ΔG=0的過程為平衡過程，不可能發生G增大的過程。

（4） 其它：G是狀態函數，單位為J，其絕對值不知，為廣度量。

二、數學證明法

數學證明法是針對該課程中的一些定律與公式具有相關性而提出的，主要是從純數學的角度，結合物理化學的一些基本公式，推導各個定律與公式的相關性，如三大定律、三大常用判據等，甚至一些概念也可以通過這個方法得到相互關系與推導。此處以三大判據的一致性為例，給予證明［2］，闡明數學證明法。

（一）熵判據與亥姆赫茲函數判據的一致性

三、由表及里記憶法

學習物理化學除了需要理解各個知識點以外，還需要很多記憶的知識。然而這些知識復雜、繁多，這就要求有很好的記憶方法。由表及里法就是一種較好的方法。這種方法主要是先拋開物理化學中概念的物理意義，純粹從數學與字母的角度找規律進行記憶，然后賦予其物理意義，這樣能達到意想不到的效果，如熱力學十九個公式、相圖等知識的記憶。此處以四個基本熱力學微分式為例［3］，闡述由表及里記憶法。

四個基本熱力學微分式是dG=-SdT+VdP ，dA=-SdT-PdV， dH=TdS +VdP ，dU=TdS-PdV。

觀察這些方程式不難發現，它們中的每一項都有相同的能量量綱，即都是焦耳。其次，S和T總是在一起，V和P總是在一起(相乘)，沒有例外關系。dG、dA、 dH、dU能作為過程方向的判據是一個常識，其判據條件一般情況下分別為等溫等壓、等溫等容、等熵等壓、等熵等容。通常有G=G(T，P)， A=A(T，V) ，H=H(S，P)， U=U(S，V)。

將這些判據條件dT、dP、dS、dV代入以上四個基本熱力學微分式，則dG、dA、dH、dU全部為零，聯系以上的關系，不難寫出四個基本關系式:

符號如何確定呢?記住V、T兩個變量的微分或者偏分前面的符號加負號，其他為正。

這樣上式就成了dG=-SdT+VdP。其他的三個基本關系式以及熱力學中十九個關系都可以用這種方法進行記憶。對于相圖的記憶也可以如此，先記住各個相區的字母，然后在單個記憶字母的含義，結合起來就更很好記憶了。

參考文獻:

[1] 天津大學物理化學教研室.物理化學（第四版，上冊）[M].北京:高等教育出版社，2001.

[2] 馬松艷，趙東江.熱力學過程性質及方向和限度判據的研究(Ⅱ)――熱力學判據的一致性及特點[J] .綏化學院學報，2006，26（3）:52-53.

[3] 吳新明，焦雅文.物理化學中十九個基本熱力學函數關系式的記憶方法[J].培訓與研究，湖北教育學院學報，2001，18(5):29-30.

第3篇：物理化學范文

【關鍵詞】藥學專業；物理化學；教學改革

物理化學課程是我校中藥學、藥物制劑和藥學等相關專業的一門基礎化學課程，它是針對藥學相關專業二年級的學生開設的，與后續藥劑學、藥物動力學以及藥物化學課程關系密切，在基礎課程和專業課程之間起著重要的橋梁和紐帶作用。物理化學是從物質的物理現象和化學現象的聯系入手，利用物理儀器和實驗手段來探求化學變化基本原理和規律的一門科學。物理化學具有理論性強、內容抽象、邏輯性較強、公式繁多等特點，其教學內容不僅涉及無機化學、有機化學和分析化學的知識，而且還要用到物理學和高等數學的知識。我校藥學專業的學生，數理基礎相對薄弱，抽象思維和邏輯思維較差。因此，學生在學習物理化學時感到非常吃力，畏難情緒嚴重，難以學以致用，缺乏學習的興趣和熱情。針對以上這些問題，我們結合藥學專業特色，從教學內容，教學方法和教學手段等方面進行物理化學教學改革，以激發學生的學習熱情，提高物理化學課程的教學質量。

1.結合藥學專業特色，精簡教學內容

在實際的教學過程中，結合藥學專業特色，精簡教學內容。適當減少熱力學部分的授課學時，增加相平衡、動力學及表面現象等與藥學密切相關的授課學時[1]。熱力學部分的重點在于學生對熱力學研究方法的理解和掌握，而不是熱力學函數之間的關系，省去復雜的公式推導，讓學生清楚公式的使用條件和應用范圍即可。相平衡部分重點介紹吉布斯相律、單組分和二組分體系的相圖，要求學生掌握相、組分數和自由度等基本概念，學會分析單組分體系和二組分體系的相圖及應用，特別是蒸餾和精餾的原理以及萃取的基本原則?；瘜W動力學部分主要講授濃度對反應速率的影響，阿累尼烏斯公式及其應用，催化作用等，對反應速率理論可以不做介紹，作為課外閱讀要求學生自學。表面現象是藥學專業物理化學教學的重點和難點部分，與后續藥學專業課關系最為密切。重點介紹比表面、表面吉布斯自由能、鋪展、潤濕與吸附等知識，難點是高分散度對物理性質的影響，拉普拉斯方程和開爾文公式的推導及應用。膠體化學部分，重點介紹膠體的動力學、光學和電學性質以及大分子溶液的基本性質、溶解規律及其應用。

2.優化教學方法

在物理化學教學過程中，要徹底摒棄傳統的滿堂灌、填鴨式的教學方法，積極倡導問題式、探究式和啟發式的教學方法。尤其是在互聯網+教育的理念下，我們更應該與時俱進，優化教學方法，使教學活動能夠在互聯網上進行，老師在互聯網上教，學生在互聯網上學，師生可以互動，學生之間也可以相互討論和交流。這就需要教師不斷提升自身的業務水平，提高教育信息技術，做好教學網站和教學視頻的建設，改進教學模式，轉變學生的學習模式，增強學生學習的主動性，改變現在學生被動學習的狀態，從要我學變成我要學，真正成為學習的主人。

3.豐富教學手段

目前我們大多采用多媒體課件和板書相結合的教學手段，兩者可以相互補充，大大增加課堂信息量，提高課堂教學效果[2]。目前多媒體課件作為輔助教學手段，可以節省板書的時間，增加授課內容，但是形式比較單一，基本上以文字和圖片為主，很少出現音頻和視頻等媒體，教學手段仍需要豐富。在互聯網+的時代背景下，我們可以借助互聯網的優勢，搜集各大網站的音頻和視頻等教學資料，制作教學網頁和教學視頻，利用各種在線教學資源來豐富教學手段。當下非常流行的“翻轉課堂”、微課、慕課等新興的教學手段勢必應用到物理化學課程的教學過程中，使我們的教學手段更加多元化和國際化。

4.改革考核評價制度

原有的成績考核分為實驗成績和理論成績兩部分，其中實驗成績占30%，理論成績占70%。改革后的考核評價制度，加強對學生課堂出勤和課堂表現的考核，促進學生主動學習，積極思考，增強課堂的互動效果。另外加強互聯網在線學習的考核，不僅可以調動學生日常學習的積極性，還可以培養學生的自學能力和獨立思考的能力；最后加強平時作業質量考核，特別是要求學生查閱科技文獻的相關作業，培養學生基本的科學素養，訓練學生運用學科語言的能力。在新的考核制度中學生總成績包括課堂表現成績、平時作業成績、實驗成績和理論考試成績，其中課堂表現成績占20%、平時作業成績占20%，實驗成績占20%，理論考試成績占40%。通過以上幾個方面的教學改革證明，學生對物理化學學習的積極性得到了很大的提高，能夠主動參與課堂討論，敢于提出問題，解決問題。學生對待物理化學課程的態度有了明顯的改觀，覺得物理化學對今后的學習和工作是有幫助的，改變了以往被動學習的狀態。當然，物理化學教學改革任重而道遠，我們將根據學生的實際反映和需求，及時作出調整。在國家互聯網+的時代背景下，進一步加深對物理化學課程教學的改革和探索，改變學生的學習模式，提高學生的學習興趣，使學生在輕松愉快的環境中掌握專業知識，從而提高物理化學課程的教學質量。

參考文獻：

[1]劉靖麗,張拴.藥學專業物理化學課程教學設計的探討[J].廣東化工,2015,42(19):191.

第4篇：物理化學范文

傳統的實驗評價體系，雖然強調了平時實驗表現的重要性，但由于實際實驗教學中，教師擔當了保姆的角色，常忙于幫助學生解決實驗中的小問題，無法真正仔細觀察學生實驗表現。同時對于每個具體實驗沒有細化的考核指標，因此對學生學習效果的評價主要根據實驗報告及實驗筆試成績。

2物理化學實驗教學中存在的問題

物理化學實驗作為是一門實踐性課程，在實際教學中常出現與實踐課程不符的情況。首先，由于教學內容主要為基礎性驗證實驗，所以存在照方抓藥、照葫蘆畫瓢的問題：實驗在教師精心安排下進行，即實驗內容有指定的教材，實驗儀器設備經過調試，實驗試劑及藥品提前配好。上課時，先由指導老師詳細講解實驗原理、步驟以及儀器的使用注意事項，才由學生在指定的時間內完成實驗。其次，在整個實驗過程中，實驗教師充當保姆的角色，學生往往疏于思考，為實驗而實驗，甚至出現由于儀器插頭沒插上，儀器無法運行，學生找不出原因，這樣讓人啼笑皆非的事情。最后，由于儀器有限，學生通常被分成小組，分組進行實驗，由此出現部分學生不參與實驗，只是進行實驗記錄等簡單工作，因而出現不會操作實驗儀器設備，更無法提高實驗技能。

3結合實際在民族地區師范院校進行

物理化學實驗教學改革針對上述問題，有必要進行物理化學實驗改革，提高學生的學習效果，真正提高學生綜合素質，培養創新精神及實踐能力。為了提高物理化學實驗教學效果，實驗改革可以從以下幾個方面入手。

3.1充實教學內容

在基礎性驗證實驗基礎上增加開放式物理化學實驗。開放式物理化學實驗帶有綜合性和設計型實驗的特點，以學生自學、自主活動為主，教師只提供必要的幫助和指導。作為少數民族地區的師范類高校，由于學生知識儲備、動手能力都不能和其他地方師范類院校相比，加之現有實驗儀器又和綜合性大學存在差異。本著創新即為充分發揮學生主動性、調動學生實驗熱情、培養和發展創造能力，在實驗內容上應更多關注能對未來教學工作提供教學信息的實驗內容，如：日常生活中的化學，包括洗衣粉表面活性的測定、牛奶中蛋白質含量的測定、柴油燃燒值的測定，環境保護相關的話題如含酒精汽油的燃燒性能、蔬菜中重金屬含量的測定等。這些實驗內容雖不具有研究的創新性，但對學生卻是更具吸引力。

3.2采取靈活自主的實驗設計

對于開放性實驗部分取消具體實驗安排，由學生自行查閱資料，設計實驗方案，提出所需儀器、藥品。為了培養學生的創新能力，將易做實驗做出新意，可附加要求：如牛奶中蛋白質含量的測定，要求學生利用現有的不同儀器提出至少兩種實驗方案；在固體燃燒值的測定基礎上要求學生測定液體燃燒值，如添加二茂鐵對柴油燃燒值的影響。實驗過程完全由學生自行完成，過程中遇到的問題，老師只是幫助分析原因，把問題的最終解決權交給學生，讓學生在解決問題中體會到實驗的樂趣?？傊?，整個實驗過程中強調學生的主體作用，大到設計實驗方案、測試數據、分析實驗結果，小到查閱資料、組裝實驗儀器、配制實驗溶液均由學生自行完成。在實驗過程中提高學生獨立思考、自主安排、自由發揮的能力，激發學生的求知欲，培養了學生的創造性思維和創新精神。

3.3健全科學、合理的評價體系

改變傳統評價體系，實驗指導教師擺脫保姆角色，成為評判者。在實驗過程中，觀察學生實驗情況，并細化每個實驗的得分點，提高課堂表現及開放實驗的得分百分比，使實驗成績與學生的實際表現緊密聯系，調動學生參與實踐的積極性。

4民族地區師范院校物理化學實驗教學改革實施的思考

通過物理化學實驗教學改革可以加強學生的獨立性，培養自信心，鍛煉意志力。但由于民族地區學生自身的特點，在實驗教學改革時需要注意以下幾點：（1）根據學生總體素質的實際情況，注意學生在實驗過程中創造能力的發揮，而不應過多強調實驗內容是否具有最新的科學研究價值。因為實驗教學改革的主體是民族地區師范類學生，生源大多來自欠發達地區，總體素質無法與發達地區相比，所以應注重于創新理念的傳達，過多強調科研價值勢必打擊學生實驗熱情，更難激發其創新信心。（2）開放性實驗的時間安排上，應放在基礎實驗結束后，時間安排上應更寬松，讓學生可以充分拓展自己的潛能。開放性實驗個數上不應過多，應該少而精。（3）在實驗改革中要強調實驗過程的團隊精神，使學生在實踐環節培養團隊意識，為學生日后的學習、生活打下良好的基礎。

5結語

第5篇：物理化學范文

【關鍵詞】物理化學；通俗講解法；注重過程教學；考評體系

0前言

物理化學是我校材料科學工程、環境工程和給排水工程等專業的一門專業基礎課，該課程主要運用物理的原理、方法及技術，結合高等數學的知識來研究化學體系的性質和基本規律[1]。而物理化學課程內容抽象且邏輯性很強，公式繁多，且大多公式都有使用條件，以往的“一言堂”和“填鴨式”的授課模式，很容易使學生產生厭學情緒，教學效果受影響[2，3]。因此，在有限的課堂教學時間里，激發學生學習物理化學的積極性，著眼其原理和來源分析推演，聯系實際生活案例加以深入以此提高學生的綜合素質，讓物理化學課程變得輕松易懂易學成為教師值得思考的課題。本文將從以下三方面進行探索以期切實提高物理化學課堂教學質量。

1課堂教學中多用“通俗講解法”

為了打破物理化學枯燥、沉悶的傳統教學方法，在教學內容的設計上，應該避免死板照搬知識點，要找出與知識點“接地氣”的講解方法讓學生更易懂易學，即“通俗講解法”。例如，在界面張力章節中，固體表面吸附氣體時，朗繆爾吸附等溫方程的推導復雜難懂，但如果把學生進教室坐座位的過程比作氣體被吸附到固體表面就簡單了，每位學生好比每個被吸附的氣體分子，座位好比固體表面。如果學生坐滿座位則覆蓋率等于1，否則小于1。固體表面吸附氣體的速率受哪些因素的影響呢？在覆蓋率理解的基礎上，學生會去思考，教室的空位越多，坐下的速率肯定更快，那這個空位怎么計算呢？空位率乘以空位數。如果教室外有一只猛虎追趕學生，是不是大家會努力擠進教室呢？而這只吃人的“老虎”就好比一種推動力，對于氣體分子來說就是壓力，固體表面吸附氣體時，壓力越大，吸附肯定就越快，這樣學生就能很容易理解影響氣體在固體表面吸附的因素，即空位率和壓力。學生再看吸附速率的公式就變得更容易了。這種通俗的講解辦法可以把理論性很強的知識化作簡單易懂的生活常識，調動學生積極思考，真正讓學習變復雜為簡單。

2重過程的教學模式激發學生興趣

2.1結合《普通化學》、《無機化學》、《高等數學》和《大學物理》等基礎課程，實現輕松學《物理化學》

《物理化學》課程一般安排在大二下學期開課，教學中多從學生學過的知識點引入，可以收到事半功倍的效果。例如，熱力學部分的術語在《普通化學》[5]和《無機化學》[6]中已經介紹過，《物理化學》課堂上只需簡單提及，學生就能回憶起來，再結合《高等數學》中微積分的知識，就能幫助學生輕松掌握功、能量守恒定律等重點內容。而在化學平衡常數的表達式相關內容講解時，也可以先引入《普通化學》和《無機化學》中標準平衡常數的表達式寫法特點，再稍加推演就可以讓學生掌握平衡常數的其他表達式[7]。

2.2結合應用實例教學，提高學生學習興趣

許娟等[8]認為舉一些“閃光點”的實例將物理化學基本原理與實例相結合可以幫助其理解并且培養學生的物理化學視角。劉建等[9]認為教師講課備課，應該以“應用”為主旨合理取舍教材內容。因此，在物理化學教學中引入實例教學非常重要，如將實際生產中的合成氨反應與熱力學和動力學知識貫穿，粉塵爆炸與表面能相聯系，自然界水結冰，冰雪融化等與化學勢相關聯，汽車表面鍍膜與膠體化學關聯等等。

2.3結合物理化學實驗講解和推演理論知識，讓抽象的理論變得簡單、適用

如借助凝固點測定實驗講解稀溶液的依數性之凝固點降低。單純理論上的分析和推導很乏味，若結合表1設計凝固點降低實驗，學生自己動手測凝固點并分析所得數據，就不難發現當在環己烷中加入萘后凝固點有所降低，進一步還可以設計實驗添加相同物質的量的尿素，結果如何呢？讓學生通過實驗找答案。在此基礎上，可以再向學生提問，如果是未知試劑A需要測定相對摩爾質量可否利用稀溶液的依數性？學生則可以按照表2設計凝固點降低實驗，再結合理論推導將可以完成。讓學生帶著問題去設計實驗，分析、推導和應用同時進行，提高學生動手能力，邏輯分析能力，以及創新能力。

3選擇合理的考評體系以激發學生學習熱情

《物理化學》課程學習難度較大，內容深且枯燥，要讓學生在課堂內外的學習熱情有增不減，平時成績可提高到40%甚至更大的比例，再擴大其考評范圍。除了通常的考勤、課后作業和課堂回答問題外，可以把學生討論交流作為平時成績。在物理化學課堂教學中，引入學生討論交流模塊[3,10]對學生獨立思考和團隊合作能力，表達和溝通能力、分析問題和解決問題的能力等的培養都大有裨益，受此啟發，筆者在2015級材料專業學生物理化學課堂上采用了專題匯報和討論模塊。由于這門課學時有限，不可能多次應用Think－Pair－Share（思考—討論—交流）模式[10]和Sandwich教學法[3]，所以我們將班級49人均分為7組，每組固定專題負責人。教師給出幾個《物理化學》相關的專題，請各組自選，選定后，請同學們利用課余時間查資料，制作PPT，在學期末進行專題匯報和討論。每組給予8到10分鐘進行匯報，每組抽出一人來當評委，再邀請其他班級同學或者老師作為評委，并進行現場打分和排名，結果按比例記入平時成績。我們通過問卷調查回訪學生的反應，學生一致認為，該專題討論的課堂模式拓展了知識面，展現了大學生風采，增強了師生之間的互動交流，調動了大家的積極性，活躍了學習氛圍，值得推廣。另外，筆者設想將《物理化學》的考試分段進行，譬如每三章出一份試卷，考試成績按比例記入期末總成績中，以此督促學生及時復習和總結。

4結語

《物理化學》課程雖然內容繁多且需要的儲備知識較多，但該課程在本科學生的思維訓練和素質拓展，以及專業課程和實驗能力上都有很大的作用，因此，探索更多更好的教學方法和合理的考評體系來提高教學質量是我們教師持之以恒追求的話題。

參考文獻

［1］楊麗霞，馮彩婷.增強教師責任感創新課堂教學———物理化學教學方法的改革與實踐[J].周口師范學院學報，2015，32(2):87-89.

［2］江欣，楊立濱，呂玉光．物理化學雙語課程教學體會[J]．廣東化工，2015，42(6)：172-179.

［3］段煜，王曉嵐.Sandwich教學法在藥學專業物理化學教學中的應用(I)—表面張力教學實例[J].化學教育，2014，42(l6)：47-52.

［4］余傳波,鄧建梅,鄒敏.物理化學“啟發式教+探究式學”教育模式的構建與啟示[J].化學教育，2014，(l6):16-19.

［5］同濟大學普通化學及無機化學教研室.普通化學[M].北京：高等教育出版社，2004:1-5.

［6］大連理工大學無機化學教研室.無機化學[M].北京：高等教育出版社，2006:22-27.

［7］天津大學物理化學教研室.物理化學[M].北京：高等教育出版社，2010：164.

［8］許娟，楊亞提.高等農林院校物理化學與專業結合的教學模式與實踐[J]．教育教學論壇，2015,(17):133-134.

［9］劉建,趙龍濤,張倩.淺談應用型本科物理化學教學[J]．化學教育，2014,(24):20-22.

第6篇：物理化學范文

我國古代教育家、思想家孔子在幾千年前就有“因材施教”的教育思想，并一直在教學實踐中身體力行。西方教育家也提出了“教育應具有針對性”的理論。上述這些思想都是分層次教育的理論基礎。所謂高等教育階段的分層次教育，有兩方面的含義：①同一門課，不同的專業使用不同的教材；②同一門課，同一專業的不同學生，可選擇不同的授課層次和授課內容[1]。分層次實驗教學改革的關鍵，是要打破所有學生同一培養模式的僵局，利用鮮活的、為不同學生量身打造的不同的教學內容，調動起每個學生參與實驗的積極性。在新的實驗教學環境下，學生自我追求的目標越來越高，所選擇的實驗課層次逐漸提高；學生創新能力、動手能力、實際應用能力也隨之不斷提高[2]。

二、物理化學實驗分層次教學模式的實施

廣西大學化學化工學院物理化學課程組承擔著全校理、工、生、農等專業物理化學課程的理論教學和實驗指導工作，根據專業教學大綱的不同，化學和應用化學這兩門理科專業的物理化學實驗獨立設課，計108學時；而工、生、農專業的物理化學實驗與基礎理論課相結合，實驗部分計33學時。課程組根據教學班級編制實驗班并開展工作：實驗教學分層次培養，分為基礎層次、提高性層次和科研性層次三類，它是在提高實驗課教學效率的同時，把大綱要求的教學與開放性實驗教學結合起來，在規定的實驗時間內，既完成教學大綱要求，又能使能力強、興趣濃的學生在創新精神、動手能力方面得到進一步加強[3]。從表1中可以看出，實驗教學改革不僅注重縱向分層次，使實驗教學循序漸進，在夯實基礎的同時構筑高地；也注重了橫向的分層次，將實驗等級不斷提高，依據學生的專業及他們的意愿和能力，選擇不同層次的實驗，給予學生更大的積極性和創造性的發展空間。

（一）基礎層次

基礎層次主要包括工、生、農等相關專業的學生，占開展物理化學實驗學生的80%以上，該層次強調實驗與理論教學統籌協調，旨在讓學生更深入地理解和掌握物理化學的一些基本原理、基礎技術與實驗方法。目前開設實驗8個，涵蓋了化學熱力學、相平衡、化學動力學、電化學和表面化學的內容。其中電化學部分開設實驗1個：波根多夫對消法測定原電池電動勢。該實驗為驗證性實驗，可使學生對銅、鋅等電極有初步的感性認識，學習電極制備與處理的基本技能以及電化學測量體系的組建、電解池與電解質溶液的選擇等基本操作；通過原電池電動勢的測定實驗，訓練基本物理量電勢的測定以及電位差計的測量原理和正確使用方法。在教學上，由教師嚴格把關，把實驗要求、原理、步驟等較完整地提供給學生，使學生通過實驗，達到感性認識的訓練目的。

（二）提高層次

提高層次實驗開放的對象為本學院化學和應用化學這兩門理科專業的學生，每年向約80名學生開放。旨在使學生在教師的啟發和指導下，通過認真思考和研究完成實驗，達到更高層次上對電化學的全面掌握，除了基礎層次的實驗內容，引入一些實驗技能要求較高，知識點覆蓋更廣泛的實驗，同時開設設計性實驗。該層次開放必修實驗13個，此外還有3～5個設計性實驗。目前的電化學設計性實驗《金屬-空氣電極的制備及性能檢測》是物理化學教學改革過程中將原有實驗《鉛蓄電池及其充放電曲線的測定》改進后開設的，克服了原有使用成品密封鉛蓄電池，學生無法觀察電池的正負極、電解液和隔膜等結構，只能簡單操作測試儀器，實驗內容單一的缺點。并且金屬-空氣電池是目前化學電源的研究熱點之一，改進后的實驗內容不僅涵蓋了原實驗內容的設計要點，更是結合了實驗設備等硬件設施建設情況，貼近社會需求和科學技術發展水平。在教學上，結合理科專業的培養目標，要求提高層次的學生能在預習過程中就能夠結合所學的物理化學知識基本掌握實驗內容。實驗過程中是由學生進行實驗目的、原理和實驗步驟的講解，實驗指導教師做補充并指出實驗要點和注意事項，同時引入討論課或小論文等環節。提高層次學生的教學目標是：掌握實驗原理，實驗操作規范，實驗報告正確，實驗討論合理。上述措施旨在端正理科專業學生的科研態度和提高學以致用的能力，為將來的科研實踐工作打基礎。

（三）科研層次

科研層次的教學是結合我?！按髮W生實驗技能和科技創新能力訓練基金項目”進行的，該項目于2012年7月開始啟動，旨在鼓勵和支持本科生早進課題、早進實驗室、早進團隊，在導師指導下強化實驗技能，參與科學研究或工程設計，增強本科生創新、實踐、創業、就業等四種能力，提高人才培養質量。因此，參與項目的本科生需要開展的是某一科研課題的研究，以有關物理化學實驗技能為基礎，充分利用物理化學基礎實驗室的現有條件，在教師的指導下開展科研活動。項目開展兩年多來，第一批項目已經結題，學生均反映基礎層次和提高層次學到的一些實驗技能，如電池測試、粘度測定，比表面測定等測試技術都能用在科研實踐中，相關理論知識也得到了進一步鞏固。

三、分層次實驗教學模式對實驗室建設的作用

實現分層次實驗教學后，實驗室的建設也可以分層次進行。2014年，課程組出版了新的《物理化學實驗》教材，使大學物理化學實驗適應新的發展形勢：針對更新后的設備，對基礎層次的實驗內容進行了調整，如《乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定》。同時，結合本次課程組教師的科研成果增加了一些提高層次的綜合性、設計性實驗，如《藥物有效期的測定》、《TiO2納米材料的制備與表征》等。對科研層次主要是引進先進的精密儀器，提高測定準確率，目前物理化學基礎實驗室已更換了比表面測試儀，不僅能在實驗教學中起作用，更能為學生開展科研項目提供分析測試平臺，利用測試數據發表的科研成果也能夠激勵教師和學生及時地改進實驗方法，不斷更新實驗題目，充分鍛煉教師和學生的實踐能力和創新精神，促進實驗室的建設。

四、結束語

第7篇：物理化學范文

【關鍵詞】物化實驗；教學方法；改革

物化實驗是化學專業學生必修的一門獨立的基礎實驗課程，它對于掌握物理化學的研究方法，加深對物理化學基本理論和概念的理解，增強解決實際問題的能力，無疑是十分重要的。因此，不斷充實和更新物理化學實驗課的教學方法研究，提高實驗課的教學質量，對培養合格的化學專業學生有重要的意義。本文簡要介紹我們在物理化學實驗課中進行教學改革的情況，并提出自己的一點見解。

一、基本設想

物理化學實驗教學的基本過程，一般都是在確定實驗內容后，通過學生對實驗的預習和準備，教師的講解，實驗操作和寫實驗報告等步驟進行。這樣的過程對學生學會物理化學實驗的基本技術，掌握實驗數據的處理方法上起著良好作用。但也存在以下不足：

學生實驗的內容完全限制在實驗講義所指定的范圍內，教師安排幾個實驗，學生就按照講義做幾個實驗，教學方法基本上是驗證式的，對于啟發學生特別是大學高年級學生獨立思考問題，培養分析問題、解決問題的能力是不夠的。教師往往管得過多，學生被動應付，學生的學習積極性不能得到充分發揮。教學形式比較單調刻板，學生在學習了一些必要的基礎實驗方法后，沒有進一步進行實踐的機會。

教學活動應該是生動、活躍、富有創造性的過程，因此必須同時發揮師生雙方的主動性和積極性。特別是在科學技術飛躍發展的今天，學校的教學過程不僅要傳授知識，更重要的是重視學生智力的開發，即重視學生創造能力的培養。

二、具體做法

將物化實驗教學分為兩個階段：

第一階段：進行14個基本實驗。內容包括物理化學的各個基本方面以及主要的物理化學實驗基本操作。通過這部分的教學，使學生學習物理化學實驗的常用方法，掌握必要的基本技能技巧，同時有意識地引導學生注意物理化學實驗的設計思想，要求做一個實驗，學習一個方法就能舉一反三、解決一種類型的實驗問題。

第二階段：選出10個題目作為學生的獨立實驗。這些實驗主要有三種類型：

（1）應用已經學到的實驗知識，解決進一步的問題。

（2）在原有實驗的基礎上，進一步應用一些新的儀器設備，解決有關問題。如：應用2042型自動平衡記錄儀記錄步冷曲線，測繪Bi―Cd相圖；應用CDR―1型差動熱分析儀測定KNO-3和BaCl2? 2H2O的差熱譜等。

（3）補充前一階段實驗中實驗技術訓練方面的不足。如：考慮到在前一階段實驗中電標定法測定量熱計的熱容以及量氣法都未讓學生應用到，所以這時就分別安排熔解熱的測定和H2O2分解反應速度常數的測定實驗來予以補上。

第二階段獨立實驗進行時，仍將全年級學生按每二人一組編排，每組選做所列題目中的一個實驗，確定題目后在一周內查閱資料，預習準備，教師對這些實驗只作答疑討論，不再詳細講解。然后用10-12學時進行實驗，要求學生獨立完成，但允許學生實驗失敗重做。實驗完畢后，分別按規定作出實驗報告，并要求將測得的數據與文獻值進行對照比較，做出誤差分析和實驗討論。最后每個小組進行一次交流，采用實驗展覽的形式，每個實驗選派一名代表，邊演示邊講解，報告實驗結果和實驗過程中的體會，并進行討論和質疑。這樣，使每個學生除了自己做的實驗外，對整個獨立實驗的內容都有一個比較全面的了解。

三、幾點體會

（1）物理化學實驗教學分成基本實驗和獨立實驗二部分來進行，受到學生的普遍歡迎。由于在教學的第一階段比較強調實驗的基本技能和設想思想，學生學習目的性比較明確，針對性強，基礎知識掌握得比較牢固。第二階段強調學生獨立解決問題，學生的積極性得到較好發揮，同時也能使學生獲得進行科學研究的初步訓練。通過這種教學安排，學生的實驗技能技巧，數據處理能力等多方面都提高得比較快。

（2）從學生獨立實驗的結果看，大部分學生的實驗結果在誤差范圍內，個別學生雖然有較大的誤差，但也能從實驗操作過程中，儀器設備的使用方面著手分析誤差產生的原因。另外，不少學生在實驗過程中能自覺查找資料，摸索合適的實驗條件，總結實驗的關鍵。

（3）高年級學生的實驗課，應放手讓學生自己研究和解決問題。從這次教學改革嘗試看，獨立實驗可以多安排幾個，難度也可以再適當增大。在實驗時間的安排上，可以靈活一些，最好逐步做到實驗室開放，讓學生有更多的時間在實驗室里進行實驗。

第8篇：物理化學范文

關鍵詞：實驗教學；物理化學；留白策略

化學是一門實驗性學科，實驗教學是培養學生動手能力、科學素養的重要環節［1］。物理化學實驗除了鞏固理論知識外，著重培養學生創新思維、數據處理、分析問題和解決問題的能力［2，3］。在實驗教學中采用留白教學法，可以促使學生以探索的心對待實驗，從實驗中發現、分析、歸納和總結，實現在“做中學”。

1物理化學實驗當前遇到的問題

1.1照方抓藥

物理化學實驗教學中，常常存在理論和實驗脫節的現象。或者是由于物理化學實驗裝置臺套購置原因，采用學生分組循環實驗；或者是由于實驗項目在課程中分布不均衡，造成與理論教學不同步。學生對原理不了解，實驗中就會按照講義照方抓藥，潦草完成。

1.2猜測結果

當前物理化學實驗內容多為驗證性實驗，實驗有確定的結果。教學中學生按照操作流程完成，并采用各種方法猜測“正確”答案，使自己的測定數據“看起來正確”。這樣的實驗教學僅僅訓練了學生的實驗操作技能，背離了實驗的初衷，學生的觀察能力和發現問題的能力都得不到訓練。

1.3工具落后

物理化學實驗中涉及數據的處理和數學模型的建立，傳統的計算器不能滿足現代數據統計和處理的需要，現代的計算機軟件豐富多樣，這些軟件在數據處理方面各有利弊。新編實驗教材建議使用計算機軟件進行數據處理，由于教材的更新速度落后于軟件的更新速度，計算工具落后的情況會持續存在。

2物理化學實驗中的留白策略

2.1實驗原理留白

實驗原理是實驗要驗證的基本規律，只有自己發現的，才會印象更深刻。在設計實驗時，結合學生特點，把學生能力所及的規律，借由實驗的設計，讓學生自己去發現。以雙液系氣液平衡相圖繪制的實驗為例，其中用到沸點儀（如圖1所示），實驗中液相受熱蒸發，冷凝后匯聚在冷凝管下端，其組分為氣相組成。但實驗中收集的氣相組分是開始加熱到沸騰過程的氣相組分，不是沸點時的氣相組分，這樣就影響了實驗結果的準確性。為此，教師們采用各種方法來改進實驗，或者改進實驗裝置，或者修改實驗操作。本著讓學生自己發現的目的，微調實驗內容，讓學生收集兩次氣相和液相組成。學生發現兩次收集的氣相和液相組成不相同，進而開始思考為什么不相同？哪一次的實驗數據更貼近實際情況？如何改實驗裝置可以使實驗更便捷？雙液系沸騰過程特點就可以經由學生實驗自己發現。

2.2實驗操作留白

實驗操作是實驗成功的保證，選擇的試劑和取用的量都經過反復優化，這反而剝奪了學生思考的過程。因此，我們在一定范圍內，鼓勵學生嘗試，允許學生試錯。以萘的環己烷溶液凝固點降低實驗為例，萘的加入量有一個建議范圍，當學生對超出加入量范圍感興趣時，鼓勵其嘗試，提醒注意觀察實驗現象，比對實驗結果。同一個實驗中，不同學生關注的焦點不同，試錯的方法也不同，在后續的實驗討論課，每組將分享自己進行的嘗試和發現的規律，全班在此基礎上進行改進和總結。

2.3實驗結果留白

傳統實驗多為驗證性實驗，通常在實驗原理講解的過程中，學生就能猜到實驗結果，學生會養成一種去印證而不是去發現的習慣。唯有不設答案才會有多種答案，不論教師知道實驗的結果是什么，一定要把發現的權力留給學生。以恒溫槽的使用實驗為例，傳統的實驗目的是了解恒溫槽和貝克曼溫度計的使用方法，測定恒溫槽的靈敏度曲線。物理化學實驗有培養學生數據處理能力的任務，恒溫槽實驗考驗了學生對數據的敏感程度和忠實于原數據的科學精神。對實驗內容進行如下處理：測定兩個溫度下恒溫槽的靈敏度，其中一個溫度略高于室溫，另一個在此基礎上高20°C。學生需要對實驗數據周期性，最大最小值進行判斷，并對兩組數據進行比較。低溫組的數據由于溫度變化較小，規律性的判斷會帶來很大干擾，這樣的情況在科學實驗中經常會遇到，如何面對困難并在困難中尋找方法，是對學生實驗心理素養的培養，也是對學生忠實于原數據的科學精神訓練。

2.4實驗課后討論留白

實驗目標達成，僅僅通過實驗過程是不夠的，實驗課后的討論可以把學生對實驗的理解深化，然后抽象為可供借鑒的方法。恒溫槽實驗，引導學生體會數據收集、整理、分析、對比的方法，以及如何進行數據挖掘，數據與實驗的結合觀察；雙液系相圖實驗，可以引導學生關注實驗中的現象觀察、正誤判斷、儀器改進、方法修正；旋光法測定蔗糖轉化反應速率常數實驗，可以引導學生解構實驗的設計方法和后續的數學處理方法。討論課的順利開展，離不開上述過程留白策略產生的疑問、思考、再實驗和總結，由實驗中產生的疑問開始，進行針對性的補充實驗進行驗證，最后總結討論。討論課的開展也要留白，針對大家討論的方法，指出這只是解決這類問題的其中一個方法，可以給學生課后思考留下空間，勾起學生課下拓展學習的興趣。

2.5數據處理工具留白

物理化學實驗要培養學生數據處理的能力?，F在計算機普及，軟件豐富適用，軟件的更新速度之快，讓人應接不暇。原則是傳授數據處理的方法，不統一數據處理的工具。在教學要求上，明確可接受的作圖方法有：坐標紙作圖、excel作圖、origin作圖；在教學方法上，以引導為主，在實驗報告提交后，對每一種數據處理方法進行點評，使學生認識到origin軟件的優勢；在教學安排上，數據處理的難度先易后難，當學生用傳統方法處理數據感到繁瑣時，就開始根據網絡教程自主學習origin作圖方法。雖然每一個同學開始使用origin軟件的時間點不同，期末大部分同學都能掌握or?igin作圖方法。這樣的留白設計，一方面尊重學生差異，遵循學生自身發展規律，符合啟發式教學的原則；另一方面培養了學生的自學能力和自學信心，實現“為不教而教”［4］的教學目的。

2.6教師評價留白

教師評價在實驗教學中有導向作用，傳統實驗的評價多以實驗認真程度和實驗結果與理論結果的吻合程度作為標準。我們則鼓勵學生自主的思考和創新的想法，在教學中對學生的活躍的思維進行呼應，共同分析討論其想法的可行性。在物理化學實驗教學調查問卷中，多位學生表示，對物理化學實驗的興趣始于教師對其突發想法的肯定和鼓勵。不以統一結果評價學生，因材施教是實驗教學的方向。

3結語

實驗教學中運用留白策略，在教學目的實現上，更有利于學生發現規律而不是驗證規律；在教學設計方面，更有利于呈現問題而不是消弭問題；在實驗操作上，允許學生合理試錯并從錯誤中發現規律；在實驗討論上，提倡分享發現而不是統一答案；在實驗期望上，以解決問題替代呈現結果。實驗的留白策略回歸實驗的初衷，讓學生在實驗中體驗發現的樂趣和探索的喜悅，同時提高解決問題的能力，形成嚴謹的科學精神。不是所有項目都留白，把任務交給學生自己完成，而是根據具體實驗特點，有選擇地，通過更高階的設計，把要傳遞的信息通過實驗結果呈現出來。通過留白促進學生思考，再輔以教師有技巧的引導，讓學生對模糊的認識明晰化。因此，實驗的設計很關鍵，需要教師謹慎把握，教師需要了解各種情況的實驗結果，熟悉可以與實驗關聯的理論信息點，在實驗教學中才能心中有數，引導學生指向目標而又不談結論。

參考文獻：

［1］張樹永，張劍榮，陳六平．化學類專業實驗教學改革的進展、趨勢與重點［J］．大學化學，2016，31（9）：1－6．

［2］許新華，王曉剛，王國平．中美物理化學實驗教材內容的比較研究［J］．中國大學教學，2016（6）：81－86．

［3］李馨，王海星，張勝紅．科學思維導向的物理化學實驗模式［J］．化學教育（中英文），2020，41（14）：37－41．

第9篇：物理化學范文

一、物理化學課程在課程體系中的地位

物理化學在兩階段工科化學(化工類)課程體系中處于樞紐地位。第一階段由化學原理(基礎物理化學)、無機化學、有機化學、分析化學等課程組成?；瘜W原理作為理論教學內容,在對中學化學知識總結提煉上升到理性認識高度的基礎上,對后繼無機化學、有機化學作為應用教學內容提供理論基礎。第二階段由物理化學加后繼專業或專業基礎課程、選修課程組成。物理化學作為理論教學內容,既將先前所學無機化學、有機化學等知識從理性上加以認識提高,又為后繼課程提供理論基礎。[2]在專業教育的范疇內,物理化學是工科,尤其是化工、冶金、輕工等各專業必備的化學理論基礎,它銜接基礎理論和相關的專業課程,是一門專業基礎課程。

二、物理化學課程的教學內容

物理化學提供應用于所有化學以及相關領域的基本概念和原理,嚴格和詳細地闡釋化學中普適的核心概念,以數學模型提供定量的預測。因此,物理化學是分析化學、無機化學、有機化學和生物化學課程,以及其他相關前沿課題的概念的理論基礎。總體而言,物理化學理論課程可能涉及的教學內容如下:[3]

1.熱力學與平衡

標準熱力學函數(焓、熵、吉氏函數等)及其應用。熵的微觀解釋。化學勢在化學和相平衡中的應用。非理想系統、標準狀態、活度、德拜-休克爾極限公式。吉布斯相律、相平衡、相圖。電化學池的熱力學。

2.氣體分子運動學說

麥克斯韋-玻耳茲曼分布。碰撞頻率、隙流速度。能量均分定律、熱容。傳遞過程、擴散系數、黏度。

3.化學動力學

反應速率的微分和積分表達式。弛豫過程。微觀可逆性。反應機理與速率方程。穩定態近似。碰撞理論、絕對速率理論、過渡狀態理論。同位素效應。分子反應動力學含分子束、反應軌跡和激光。

4.量子力學

薛定諤方程的假定和導出。算符和矩陣元素。勢箱中的粒子。簡諧振子。剛性轉子、角動量。氫原子、類氫離子波函數。自旋、保里原理。近似方法。氦原子。氫分子離子、氫分子、雙原子分子。LCAO方法。計算化學。量子化學應用。

5.光譜

光-物質相互作用、偶極選律。線型分子的轉動光譜。振動光譜。光譜項。原子和分子的電子光譜。磁共振譜。拉曼光譜、多光子選律。激光。

6.統計熱力學

系綜。配分函數表示的標準熱力學函數。原子、剛性轉子、諧振子的配分函數。愛因斯坦晶體、德拜晶體。

7.跨學科的應用

生物物理化學、材料化學、環境化學、藥學、大氣化學等。物理化學實驗課程培養學生用物理化學原理聯系定量模型與觀察到的化學現象的能力,深化學生對模型定性假設和局限的理解,鍛煉他們采用模型定量預測化學現象的基本技能。

學生應能記錄正確的測量值,估算原始數據的誤差。學生需要理解電子儀器的原理和使用方法,操作現代儀器測量物理性質和化學變化,積累用這些儀器解決實驗問題的經驗。物理化學實驗應含有結合若干實驗方法和理論概念的綜合實驗教學內容。適用于工科化學(化工類)課程體系的物理化學實驗教學內容大體如下:

1.熱化學實驗

計算機聯用測定無機鹽溶解熱。計算機聯用測定有機物燃燒熱。溫度滴定法測定弱酸離解熱。差熱分析。

2.相平衡化學平衡實驗

不同外壓下液體沸點的測定。環己烷-乙醇恒壓氣液平衡相圖繪制。液-固平衡相圖繪制。凝固點下降法測定物質摩爾質量。沸點升高法測定物質摩爾質量。熱重分析。氨基甲酸銨分解平衡常數的測定。

3.表面化學實驗

溶液表面張力測定。沉降法測定粒度分布。BET容量法測定固體比表面積。

4.化學動力學實驗

量氣法測定過氧化氫催化分解反應速率系數。蔗糖轉化反應速率系數測定。酯皂化反應動力學。一氧化碳催化氧化反應動力學。甲酸液相氧化反應動力學方程式的建立。可燃氣-氧氣-氮氣三元系爆炸極限的測定。計算機聯用研究BZ化學振蕩反應。

5.電化學實驗

強電解質溶液無限稀釋摩爾電導的測定。離子遷移數測定。原電池反應電動勢及其溫度系數的測定。金屬鈍化曲線測定。

6.結構化學實驗

磁化率測定。分子介電常數和偶極矩的測定。

三、面向專業的物理化學教學內容建設

當然,一個工科類專業的物理化學教學不可能也不必要包含上列的所有內容。因此,各學科專業教學指導委員會根據專業的培養目標和規格,在已經或即將公布的各學科專業的指導性專業規范中,制訂了包括物理化學在內的化學課程教學基本內容作為最低要求。如化學工程與工藝專業的規范(研究型)中規定:物理化學可分為兩部分,物理化學(I)主要內容為化學熱力學和反應動力學等,作為化工主干課的基礎,應注意與化工熱力學課程和化學反應工程課程的銜接和分界(一些內容可在化工熱力學課程和化學反應工程課程中展開,以加強工程背景);物理化學(II)主要內容為溶液理論、統計力學、量子力學等方面的概要以及近展等。各專業的物理化學教學基本內容充分體現了本專業的學科特點,是在保障人才培養質量的前提下,兼顧國內各相關學校的教學條件提出的基本要求。因此,它體現的是該專業人才的知識體系的共性。由于各校的學科背景和教學條件的優勢不同,要培養具有特色的專業人才,需要在教學中研究如何在滿足各專業的教學基本內容要求的基礎上開展物理化學教學。我們認為在教學內容建設中應堅持貫徹下列原則,才能切實發揮物理化學這一門專業基礎課程的作用。[4]

1.承前啟后,發揮樞紐作用。了解授課對象的先修和后繼課程與物理化學的聯系,深化化學原理課程中的物理化學理論,介紹其在后繼專業課程中的應用,以開闊視野并兼顧系統性和趣味性。

2.少而精和博而通。傳統的基礎內容要突出重點,講深講透,體現學科框架;選擇介紹相關前沿的內容以擴大知識面。

3.提倡內容側重的多樣化。針對不同專業時要不拘一格,倡導內容側重的多樣化;即便面對同一專業,內容側重亦應有寬松的選擇余地。

4.體現工科特色,強調應用性和實踐性。引入研究型實踐項目,使學生加深對理論的理解,提高應用水平。

四、建設物理化學教學內容的措施

華東理工大學物理化學教研室在國家精品課程和國家級教學團隊建設過程中,以提高專業人才的教育質量為目標,采取了一系列措施,提高物理化學課程的教學水平和質量,促進相關專業的課程體系建設。

1.根據授課專業的先修、后繼課程,研讀相關教材,如化學工程與工藝專業的現代基礎化學、化工熱力學、化工原理、化學反應工程、化工過程分析與合成教材,了解其改革動向和內容變革,并且請有關學科的學術帶頭人做物理化學在學科領域應用介紹的報告,提出教學內容改革建議。這樣做的結果一方面可以避免教學內容上不必要的重復,另一方面可以合理地選擇教學內容側重,實現化學基礎課程與專業課程的合理銜接。

2.編寫教材和教學參考書,保障教學基本內容的教學質量,介紹物理化學學科發展、在交叉領域的應用;介紹溶液模型、線性自由能關系等半經驗方法,以銜接后繼課程。近年來編寫或修訂出版了《物理化學參考》、《物理化學》(第五版)、《物理化學導讀》、《物理化學釋疑》、《物理化學教學與學習指南》。開展教學研討,提高教師隊伍的學識水平和在教學中貫徹少而精、博而通教學思想的能力。

3.制作相關前沿課題和理論應用實例,如“正、負離子混合表面活性劑雙水相系統及其微觀結構”、“溫室氣體CO2的捕集和封存(CCS)技術”、“復雜材料的微相平衡和結構演化的數學模擬”、“離子液體的合成、性質和應用”等教學素材,進行教學資源的儲備。

4.由科學研究項目提煉研究型教學實驗,如“界面上聚乳酸PLA膜的結構特性研究”、“生物柴油中脂肪酸甲酯的GC-MS測定”、“MCM-41介孔氧化硅材料的合成和表征”等;形成各類研究性課題,如“生物柴油的制備及性能檢測”、“Gem-ini表面活性劑連接基團對合成硅基介孔材料結構的影響”等。