材料物理化学论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇材料物理化学论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

［关键词］科研实践；物理化学；教学

物理化学是一门借助物理的基本原理，揭示化学基本规律的学科，也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科，具有理论公式多，推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂，对数学知识要求高，容易产生畏难情绪，也往往认为理论知识学了没有用途，导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题，通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象，借助物理化学知识加以解决，但是这只是一些简单的应用，并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果，但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单，并不能激发他们对物理化学学习兴趣，解决他们对物理化学理论学习的困惑，展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系，从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外，物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的，能指导科学实践活动。因而，在物理化学实际教学中，除了要结合生活实践之外，教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值，才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性，同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲，从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此，教师科研能促进物理化学理论教学，也能促进学生对当前科研前沿的了解，激发学生的求知欲，培养学生的科学素养，为今后的发展奠定基础。

1科研实践对物理化学教学的促进作用

1．1物理化学理论在科研实践中的应用

尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂，但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识，因而，我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中，以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识，帮助他们更好地理解这些基础知识，激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中，通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子［1］。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应，电极反应分别是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42－和AuCl4－的还原电势以及碳纳米管的氧化电势，并比较它们的大小，从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物，计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面，关键是通过原电池效应合成的碳纳米管－金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能，体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值［2－4］。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛，考虑的因素复杂，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上，物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用，利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理［5－7］。因此，物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值，是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。

1．2科研实践对学生物理化学学习的促进作用

物理化学中的基础知识都是比较抽象，数学公式比较多，这增大了学生学习的困难，但是这些基础知识都是来自科学实践，相应地能用来指导科学实践活动，因而，学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识，能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先，科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频，直观地展示和支撑他们的实验结果，帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文，在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点，使得抽象的知识图像化、具体化，同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前，加深学生对该知识点的印象，促进学生对该知识点的理解和掌握。其次，物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生，不仅能帮助学生理解这些知识点，更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系，而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中，并指导科学实践和生产实践活动，使得学生不再认为理论知识难学而没有用途，更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点，甚至通过网络数据库等相关工具，更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容，从而间接地提高他们的自学能力，培养他们积极主动学习的能力。最后，借助物理化学教学引入科研生产实践的概念，让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界，从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识，同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿，掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识，引导学生关注本学科发展前沿和科研动态，使学生浸润在科研的氛围下，产生浓烈的科研倾向［8］。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣，建立严谨的科研和学习态度，刺激学生对未知世界的求知欲望，并潜移默化地培养他们的科学素养，为今后的工作学习提供基础。因此，物理化学教学中引进科研实践，不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化，而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性，培养他们的基本科学素养，激发他们对未知世界的求知欲望。

1．3教师科研实践对物理化学教学的重要影响

对于普通本科院校来讲，无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用，无法代替教师的角色，无法改变教师授课主体的本质，因而，教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活，也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而，教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力，而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用，增加了教师的业务知识水平，对课堂教学有非常大的促进作用，因而，要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作［9］。首先，本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料，了解当前科技发展的动态，及时跟踪本学科领域的最新进展，更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力，并不断更新和完善自己的知识体系，能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生，同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势，自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式，进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次，教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程，能提高教师的逻辑思维能力和表达能力，能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质，激发教师的创新思想，迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用，促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风，对学生成才起到推动作用。此外，教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及，对学生有很大的引导和促进作用，同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望，主动参与到教师的科研实践，激起他们对物理化学基础理论学习的热情［9］。因此，教师要实现物理化学教学的改革创新，适应当前形式下物理化学教学的发展，仅凭教学经验是远远不够的，必须从事科学研究去实践、去探索、去创新，进一步提高本学科的知识结构，从而加快教育观念的更替，逐步形成具有自身特色的教学方式，将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中，才能改变多年从教的疲惫与困惑，同时也激发了自身潜在的创造力。

2结论

篇(2)

【关键词】计算机 教学效果 采集 处理 基础化学

中图分类号：G642 424 文献标识码：A 文章编号：

随着科学技术的进步，教学手段得到不断地更新，网络技术和计算机技术应用于教学之中，使教学效果得到较大幅度的提高。当前，利用计算机技术进行实验数据的采集和处理是化学实验方法和手段改革的一个重要方向[1]-[2]。它将大幅度提高实验教学效果，降低实验劳动强度。因此，计算机技术应用于实验教学是当今科学发展的趋势。

我校基础化学实验数据采集和处理中心2012年立项，依靠中央地方共建项目资助，2013年9月建成使用。任课教师编写《物理化学实验指导》，该书后附实验数据处理程序，在辅助物理化学实验课的教学中发挥了重要作用。

1 计算机应用在基础化学实验当中的依据

基础化学实验，如：物理化学实验由于实验仪器使用量大，许多实验装置现在都具备了计算机数据采集条件，同时，物理化学实验（个别无机与分析化学实验）数据处理多数是作图取直线的斜率、截距，学生一直是手工采集和绘制，既不准确，又费时费力。在一定程度上影响了学生学习实验课程的积极性，也浪费了学生大量的宝贵学习时间。应用计算机进行绘图、处理实验数据，对学生也是另一种能力的培养。在学生的毕业环节、研究成果的学术论文的撰写中都是有实际意义，可以说这方面的能力也是学生实验技能中的重要部分之一。

由于我校每个学期学习无机与分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、化工原理实验的学生有70多个班近2000余人，如果每个班的学生都浪费大量的时间进行实验数据采集和数据处理，对学生学习将是一个较大的负担，会花费掉学生大量的宝贵学习时间，也会影响其对学习其它课程的学习。因此，使用计算机进行数据采集和数据处理，使其在教学中发挥最大作用，变得十分重要。

1.1 硬件资源

依靠中央地方共建项目支持电脑六十台，用于建设基础化学实验数据处理和采集中心。这些电脑一部分和实验设备相连，用于数据采集；一部分作为学生处理实验数据用。保证学生有足够的电脑进行实验操作和数据处理。

1.2 软件资源

购买了南京大学应用物理研究所研制的合金相图等软件，支持数据采集系统。任课教师编写《物理化学实验指导》，并在该书后面附如何使用计算机进行数据处理的内容。简便易懂的实验操作和实验处理方法，保证学生在实验过程中快速而独立完成。

2 计算机应用在基础化学实验当中的优越性

传统基础化学实验，学生用于采集实验数据和处理实验数据的时间较长，且往往得出的数据准确性和可靠性也不高。因此，为了提高实验数据的准确性和可靠性，我校建成基础化学实验数据采集和处理中心。这不仅改善了学生的实验操作条件，还调动了学生动手操作实验仪器的能力，为以后做专业实验，以及做毕业设计论文，都有不小的帮助。

2.1 有无计算机操作环境下实验数据处理对比

学生在计算操作环境下，Excel绘制实验数据曲线和学生在无计算机操作环境下，采用手绘实验数据曲线，见图1-图2。从图中可以看出，有数据采集系统以后，学生只要按照指导老师的讲解，做出数据，数据采集系统就会自动绘制出理想曲线，这样，即降低了学生实验操作难度，还大大提高了实验准确性；而手绘的曲线有些实验数据点不合理，学生也无法看出，导致最后整个实验得出结论有很大偏差。因此，计算机绘图，对学生的实验操作显得越来越重要。

2.2 提高学生实验操作积极性

传统基础化学实验操作时间长，学生在做完实验以后还得进行手绘实验数据图，而且由于受实验条件，以及操作不当等因素的影响，实验数据往往很不准确，绘制出的数据图形往往误差很大，日积月累造成学生厌学的倾向。引进数据采集系统以及计算机处理实验数据以后，大大调动了学生的实验积极性。老师在对学生进行实验指导，以及仪器操作以后，学生可以快速而准确地操作实验仪器，并得出较理想数据。然后再到实验数据处理中心进行数据处理，从而得出理想曲线。学生不仅节约了大量的实验操作时间，还熟练了Excel软件使用，使复杂而枯燥的化学实验，变得既简单又快捷。

2.3 提高学生的计算机应用能力

学生在进行实验数据的处理时，要采用Excel2000和Origin6.0等软件进行数据处理和绘制曲线。每个学期，学生的物理化学实验项目均在4到8个，学生往往在掌握了前两个实验项目实验数据处理的方法以后，后面几个实验的数据处理学生自己设计公式，主动上机处理实验数据，从而能够最短的时间内得到所求结果，在第一时间内学生了解自己实验结果的优劣。这不仅提高了学生的计算机应用能力[3]，还增强了学生对处理实验数据的乐趣和兴趣，可谓一举两得。

3. 计算机应用在基础化学实验当中的推广

2013年下半年开始，物理化学实验就率先开始采用计算机处理和采集实验数据。先后有12级、13级共计约70余个班级，近2000余名学生使用计算机处理和采集实验数据。这些学生所在专业包括轻化工程、无机与非金属材料、应用化学、食品科学与工程、生物工程等12个专业（见表1）。只要学习物理化学的学生，已经全部使用了计算机采集和处理实验数据。

4. 展望

计算机应用到基础化学实验当中，是未来基础化学实验的大势所趋。目前，我校的基础化学实验还未能做到，所有需要数据采集的实验，均有数据采集设备。另外，计算机应用到基础化学实验，也为计算机应用到其他专业实验提供了参考。更为学生今后做毕业设计论文打下了夯实的基础。

计算机采集和处理数据，不仅可以应用到基础化学的实验当中，也可以应用到其他实验课当中。学生有了基础化学计算机操作的基础，再做其他实验，只要明白计算机操作原理，就能轻松而熟练的操作，并能准确得到理想数据。可以说，应用前景十分广泛。

【参考文献】

[1]徐维清，孙尔康，吴奕，等. 溶解热测定实验的自动测控系统[J].大学化学，2000， 15（5）：41-42.

篇(3)

关键词：物理化学；改革；结合

物理化学是物理学与化学交叉的边缘学科，是化学学科的一个重要分支，是化学学科的理论基础。该课程是化工技术类专业一门必修的重要的基础课，它在化学与化工人才培养中有负有极其重要的作用，对学生科学世界观和综合素质的培养、动手能力和创造思维能力的培养起着至关重要的作用。因此必须加强物理化学课程建设，不断深化教学改革，提高教学质量，创建精品课程，才能完成时代赋予我们的使命。

物理化学教学改革包括教学内容(即教材)改革、教学过程改革、教学方法手段改革、教学管理(包括教学时间、教学安排、考试内容、考试方法、评分标准等等)改革。

1教学内容改革。即教材改革

我们先后使用了天津大学王正烈主编的《物理化学》第一版、第二版，教学过程中，不断选用新教材，对老师来说要加重负担，要不断写新的备课笔记。但我们体会到，写备课笔记可以加深对内容理解，提高教学效果。近些年来由于量子力学、微电子技术、波谱技术的发展，新材料、新催化剂、纳米材料的出现，促进了物理化学的发展。因此在教学内容上就不能局限于教材，要把物理化学的新知识、新成果介绍给学生。

2教学过程改革中。采用“六个相结合”

①宏观与微观相结合。对于难理解的概念，先从微观上解释，说明其物理化学意义，再从宏观上形象化。比如介绍熵的物理意义时，我们可以将红墨水滴入水中，红墨水不断扩散。系统混乱度逐渐增大，来描述熵是系统混乱度的量度。

②理论与实际相结合。例如讲孤立体系熵增加，而开放体系因为可以有负熵流，可使开放体系熵减少。教学中联系生物体成长、壮大、死亡过程与熵的变化情况；还联系我国的改革开放政策，孤立体系——“一个封闭的山村”，熵值会越来越大，发展的动力就越来越小，经济落后，人民受穷，而要改变面貌。必须改革开放，把山村变成开放体系，“要想富先修路，少生孩子多种树”，引进外资、引进先进科学技术，就是引进负熵流，使体系熵值减少，才能快速发展。这样既加深了对熵定律理论的理解，又能从自然科学角度说明党的改革开放政策是正确性。

③内容与方法论相结合。对物理化学中一些原理、定律的建立，除了要讲清原理的内容外，还要说明该原理是采用何种研究方法得来的。例如讲理想气体、理想溶液、理想吸附时，向学生说明这是采用理想模型法得来的；讲可逆过程时，说明这是采用科学抽象法得来的；讲标准燃烧热、标准生成热、标准电极电位等时，说明这是采用相对数值法得来的。还结合教学内容向学生说明逆向思维、发散思维、类比思维方法的运用，教学中注意培养学生创造思维能力。

④基础知识与前沿知识相结合。在教材的每一章末尾。或习题课上，介绍与本章内容相关物理化学前沿新知识、新理论、新成果、新技术。

⑤课堂教学与教学研究相结合。在课堂教学中，要把教学研究成果结合进去。例如在讲熵判据时，结合教研论文“对化学热力学熵判据的讨论”，来讨论“熵总是过程方向的判据吗?”，在讲化学平衡移动时，结合教研论文“反应组分浓度对化学平衡的影响”，来讨论“增加反应的浓度平衡一定向产物方向移动吗?”等等。

⑥理论教学与化工生产相结合。我们是职业院校，培养的大多数学生将来要到化工生产第一线，因此更要注重实验环节，增强学生学习兴趣，培养高技能，高水平的应用性人才。例如在讲化学反应速率时，结合工业合成氨的具体状况。探讨如何提高反应速率，增加氨的产量。3习题课是提高教学质量的重要环节

物理化学课程是一门十分强调概念、定律和逻辑推理的理论课程。要学好它很不容易的，物理化学被认为是化工技术类专业中最难学的课程。难学的原因在于它有许多基本概念、基本定律，非常抽象不好理解，不好掌握，习题难解。我们在教学实践中体会到，要化难为易。提高学生学习积极性，除了上好理论课外，习题课是一个重要的、必有可少的环节。学过物理化学的人都知道，必需多做习题。在解题过程中，加深对理论的熟悉与理解，培养分析问题、解决问题能力，解题过程是理论联系实际的过程。上习题课要象上理论课一样，认真备课、写好教案。我们习题课的内容一般包括下列几个部分：

①扩大知识面的新理论、新知识介绍。

②归纳总结一章中所学的知识。学生每节课所学的知识往往是“零碎”的感觉、片段的知识，只有把它们联系在一起，形成相互关联的知识系统，才能更深刻理解，更好掌握。为此，每一章学习后，我们帮助学生把一章中所学的知识点以“联络图”形式进行归纳总结。

③总结学生作业中问题。对学生作业中的错误，特别是典型的有代表性的错误要及时指出，对有特色的解题技巧要介绍推广。

④组织讨论思考题。一般教材的每章后面，都有一些思考题。我们先布置给学生先思考、解答，习题课时进行讨论讲解。

⑤做一定数量的练习题。每章学习后，我们都印发给学生一些数量的练习题，其中选择题20个左右，计算题5至8个。这些练习题都是历年教学中精心挑选出来的，有代表性，有一定的难度。我们一般提前发给学生，要学生先做一遍，上习题课时，老师选择其中典型试题讲解。

4把现代化教学手段应用到物理化学教学中

20世纪90年代以来，计算机技术与网络技术飞快发展，多媒体计算机集文字、声音、图形、图像、动画、影视等为一体，突破了时空限制，虚拟现实。多媒体计算机与网络成为重要的教学手段、教学工具，把多媒体计算机应用到教学上，实现教学现代化。多媒体计算机在教学上应用，使教学的思想、教学的理论发生了变化，教学手段、教学方法、教学观点与形式发生了变化，课堂教学的结构与内容、课外辅导的内容与形式、考试内容与方式、学生成绩评定的标准与手段等发生了变化。国内外的大量实践表明，进行计算机辅助教学，提高了教学质量，提高了学生的素质。把多媒体计算机和网络技术应用到教学中，是教学改革的一个重要方向。计算机辅助教学有以下建议和思考

①编制课堂教学的电子教案与教学课件。

②对教材的思考题、练习题、习题进行详细解答。并且输入到计算机中，形成word文档。

③编制计算机辅助教学课件(CAI)。

篇(4)

关键词： 化工计算 教学内容 教学方法 改革实践

物理化学是高职化工工艺类专业的一门非常重要的核心专业课程，其学习效果直接影响到学生对后续专业课程（如化工原理、毕业论文与设计）的学习，更间接地影响到学生毕业以后的岗位适应能力和发展能力。从总体上讲，高职学生数理逻辑能力是明显的弱项，大部分学生对本课程存在不同程度的学习障碍。如何推动物理化学课程教学改变，一直是基础化学课程授课教师面临的一个悬而未决的老大难问题。

一、删繁就简

从教材与教学内容改革入手调动学生积极性。从内容上看，若干教材版本基本上由绪论、气体、热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡、相平衡、胶体与表面化学、电化学、动力学基础构成。教材理论色彩浓厚，缺少鲜活的行业实践案例，对其进行增删取舍是非常必要的。笔者的主要做法可概括为单元化、模块化改革，突出实践性教学内容。首先将教学内容划分为五个单元：热力学基础单元、化学平衡单元、物质分离提纯单元、电化学单元、动力学单元。五个单元按照由简单到复杂的逻辑方式递进，既遵循专业知识学习的内在逻辑规律，又考虑到删繁就简，以适应高职学生的偏好。每个学习单元设置数量多少不一的学习模块或任务，这些学习模块之间既有相互之间的内在联系，又各具独立性特点。对高职化工工艺类学生而言，重在如何应用所学到和掌握的专业知识、技能解决现实化工生产问题，而不应过于强调课程知识的系统性。因此，笔者对本课程内容删减最多的要数热力学基本定律。教学实践表明，热力学基本定律能解决两个问题：能量衡算和方向判断，而这一直是一个几乎令所有课程师生伤脑筋的问题。解决的办法是大幅删减具有相当难度、师生都厌烦的理论内容，突出具有实用性、行业实战性的内容。

二、高度重视案例教学和情境教学的巨大作用

物理化学是一门理论性很强的、比较枯燥乏味的专业基础课程，教学过程与方法策划不当，教学双方的主体性均不可能得到充分发挥，效果不言自喻。通过案例的引入，开展研讨式教学，充分调动学习的主动性，学生显然能提高学习兴趣。例如，在化学平衡单元教学中，笔者引入我院生产实训装置――乙苯脱氢反应案例，学生现场学习，迅速理解了温度、压力、催化剂、惰性气体-水等工艺参数的重要性及原则性的操作步骤与方法，活跃了课堂气氛，发展了发散思维能力和综合能力。此外，从教学过程来看，企业鲜活现实再现于课堂，企业生产经营中现实的策划、规划、设计、作业管理决策的再现，能使学生掌握发现问题、诊断问题成因、解决现实问题的思路、方法技能，持之以恒，逐步养成创造性思维和灵活运用理论知识的习惯，提高分析、综合能力和创造性，从根本上内化理论知识，巩固学习效果。

三、注重引导好学生的研究性学习

所谓研究性学习，从广义上理解，泛指学生主动探究的学习活动，是一种学习的理念、策略、方法，适用于学生对所有学科的学习。从狭义看，是指教学以问题为载体，创设类似科学研究的情境和途径，让学生通过自己收集、分析和处理信息实际感受和体验知识的生产过程，进而学会学习，培养分析问题、解决问题的能力和创造能力。毫无疑问，研究性学习给老师留下了很大的创造空间，但也增加了课程实施中的大量的不确定因素：课程的实施模式、价值判断、切入口、推行步骤、资料来源、研究结果及呈现方式，等等，几乎每一个环节都需要因地制宜、因人而异、因现存条件而决定。针对物理化学课程，研究性学习中“问题”的呈现可以是多种多样的。笔者主张这些问题来源于化工生产实际过程比较妥当，也可以与问题情境教学配合进行。在老师的引导下，学生通过课程知识整合，合作研究，逐步明晰了解决这一问题的逻辑思路，最终内化专业知识与技能。

四、充实反映科学前沿的内容，拓宽学生的知识面

例如：光化反应在动力学内容占很小比例，常被忽略，但光化反应与环境科学、生命科学、材料科学反应及信息科学紧密相关，在讲课时结合科研内容介绍光催化在环境净化的应用，开阔学生的视野，引起学生的兴趣，同时鼓励学生参与到部分科研工作中，调动学生学习积极性，争取近年内开设若干高层次应用物理化学基础理论的选修课程，如界面与胶体化学，表面活性剂物理化学、生物物理化学。这些课程不仅可以弥补课内学时的不足，加深学生应用与掌握物理化学的基本理论，而且与前沿科技均有密切关系，可以扩大学生的知识面。

五、提高实验课起点，组织综合型的实验

第一，删减部分和整合陈旧简单的实验，提高实验课的起点。如恒温槽与其性能测定这一实验内容过于单一，应与以后涉及使用恒温槽实验整合，“化学平衡常数及分配系数测定”和“中和热-电离热测定”两个实验所用仪器设备和操作过于简易，显得落后陈旧，应当删减，或与无机分析实验整合，动力学章节涉及速率常数测定的实验有3个，显得重复，应删减或增加新的内容，如增加流体黏度及表面张力的测定等内容。第二，扩充和加深实验内容，组织开发性、综合型的实验。例如电化学实验中“电动势的测定和应用”实验可与绿色化学结合，对含Cr+6废水进行处理，不仅拓宽了基础知识面，还让同学们了解了学科间知识交叉与渗透，又如二元气-液相图实验中可增加高难度非均相气液平衡内容。同时准备开设综合性实验光催化氧化处理高浓度有机废水，这一实验不仅涉及物理化学中的光化反应，速率常数的测定，反应级数的求法，还涉及反应器的设计，催化剂的筛选和工艺改造，以及计算机对实验数据的处理等多方面知识，可以充分发挥学生的创造能力，自行改造与设计。

教学改革是摆在我们面前的新问题，对许多问题的认识还很肤浅，有待进一步认真地研究和探讨。

参考文献：

[1]金若水，吴性良，谢高阳.大学本科化学专业课程体系改革方案[J].大学化学，1998，（6）：12.

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关键词：物理化学 实验教学 自主式教学

一、引言

科学研究和培养合格的大学生是高校的两大系统工作，而科研与教学是高校两个不可或缺的重要组成部分，二者相辅相成，如何把科研引入到教学中去，提高教育教学质量，是摆在高校教师面前一个重要而紧迫的任务。重视学生实践能力和创新能力的开发，培养创新型人才，已成为当今高校教育改革的核心。实验教学作为培养学生实践能力的重要教学环节，是促进知识转化、知识拓展和全面提高学生素质的重要教学手段，其教学内容和教学模式的改革，是提高教学质量和培养具有创新意识、创新能力和科学思维方法的高素质人才的需要。因此，我们在总结实验教学中经验的基础上，结合本校实验条件等，对将科研引入物理化学实验教学培养学生自主学习能力进行探索和实践。

二、设计开发科研型创新性物理化学实验项目，激发学生兴趣

以往的专业实验，由于开出的实验项目年年相同，学生来到实验室后只是开始“被动实验”，依据具有培养创新人才的要求，解决目前存在的问题现状，我们提出在物理化学实验教学中逐步增加科研型创新实验项目，实施实验教学与科研相结合，使实验项目不断地变化，把反映当代科学技术成就的新理论和新技术补充到实验项目中去，使本科生能够及时学到最新的学科发展前沿技术和专业理论知识，把握创新性实验的原则和方法，开设一些与当今社会的热点问题相关和学生感兴趣的实验项目。例如，从环境保护、污染防治、节能减排等社会热点话题入手，结合物理化学学术前沿和现在一些常规的测试方法和技术，开展创新性实验项目的设计开发。例如，结合燃料电池新型催化剂材料，开设了测定其电化学性能的实验；结合污染物脱除问题，开设了分析污染物中吸附剂的性能测试实验；结合食品安全等大众热点问题，开设了有关食品添加剂（如表面活性剂）的性质测试实验，结合目前汽车尾气污染的治理问题，开设了溶液还原法制备Rh纳米粒子、双金属Rh-Au/-Al2O3催化剂的制备及三效催化活性的研究等科研小课题。这些小课题具有一定的难度，使学生有机会了解本学科发展的前沿，有利于激发学生的求知欲望和探索精神，有利于培养他们的创新思维和创新意识，提高实践创新能力。

三、建立以学生为主导的、师生互动的自主式实验教学模式

自主学习（autonomous learning）亦称自我调节学习（self-regulated learning），自我指导学习，它是一种学习模式，以学生自主探究为主、教师根据学生的需求加以引导为辅的主体性教学方式。在实验项目选择和制定阶段，教师根据学生的知识水平和训练程度，结合实验的客观条件设定数个课题，学生根据自己的兴趣点入手，开展实验课题的选择。选定课题后，自主查阅文献、参阅相关资料，开展小组讨论和师生间的讨论，分析、确定实验方案，并对实验中可能出现的问题进行分析和判定解决方案，这个过程锻炼了学生的文献调研能力和对于实验的预判断能力和分析能力。

在实验实施过程中，充分调动学生的积极性，发挥他们丰富的想象力，学生根据自己的时间安排，独自完成实验材料的准备、实验用仪器的校准和测试，也可让学生自己动手设计实验装置，鼓励学生探索最佳的实验方法和实验条件，培养锻炼学生的独立思考能力和勤于、勇于动手的能力。在实验过程中，当学生遇到问题时，不是由教师直接给出答案，而是由教师进行导引，由浅入深地提出一系列引导问题，由学生自己一步步的找到相关问题的答案。学生完成实验项目后，会对实验中涉及的原理和操作有更深刻的认识和理解。在实验过程中，也会充分调动学生思维和想象力，将实验现象同理论知识及疑惑或兴趣点结合起来，促进其积极思考，锻炼其创新思维能力和解决问题能力。

在实验完成后的总结阶段，让学生独立对实验数据进行总结处理，鼓励其使用电脑数据处理软件，如Excel和Origin等。实验数据处理完成后，要求学生上交一份科研小论文，而不是传统的实验报告，避免了学生实验报告相互抄袭，甚至复印上届学生实验报告的情况，科研小论文要对实验过程和数据进行总结与思考，加入自己对这个实验的理解和思考，找到其中的关键点，总结是否解决了之前的疑惑，兴趣是否在此过程中得以满足，这个过程锻炼了学生的软件运用能力、分析问题与解决问题能力等综合能力。

在科研论文完成后，要求学生进行幻灯片的制作，并组织学生进行现场答辩，教师和参与整个项目的同学共同积极讨论，分别对答辩情况给出自己的分数，创造一个良好的师生互动、积极向上的氛围，可以锻炼他们的语言表达能力，以及学生对现场提问的思辨能力和综合能力，增强了他们的自信心，提高了学生的学习、思考的积极性。

四、把自主式实验教学应用到物理化学科研实验课的效果

这种实验教学模式建立了一种新的师生关系，教师不再是权威的代表和教材的主讲人，而是鼓励学生积极创新的导引者，教师把学生看作是活动的主体，充分调动学生的学习兴趣及主观能动性，使他们乐学、好学、会学，在学习中体验解决问题的过程。对于学生来说，在做这样的科研小课题不再只是重复别人做过的实验，每一个实验对于他们都是新的挑战，他们由理解和接受式的被动学习转变为探索和研究型的自主学习，而且独自完成整个实验的过程提高了他们的分析问题和解决问题的能力，培养了他们的创新能力、创造思维和科研能力，能让他们充分体会自我价值的实现。

五、结束语

众所周知，高等教育法已将高校的职能定位为人才培养、科学研究和社会服务三个方面，其中人才培养是中心，也是高校的基本职能。因此，高效的科研和教学工作都要围绕着人才培养来进行。将自主式教学模式应用到物理化学科研创新型实验教学工作中，激发学生对学习的兴趣和对科学知识的热爱，可以很好地锻炼学生自主学习的能动性，培养他们的创新思维和实践创新能力，使他们成为一代有知识、会学习、善思考的新型人才，而教师也要不断提升自己可持续发展能力，来面对学生时刻提出的问题。

参考文献：

[1]陈小鹏，王琳琳，韦小杰，祝远姣，周龙昌.把科研引入实验教学，培养学生开发能力[J].实验室研究与探索，2008，27（6）：108-111.

[2]刘俊生，周明贵，刘小翠.加强实践环节，培养创新人才[J].实验室研究与探索，2006，25（10）：1183-1185.

[3]刘长宏，张恒庆，王刚.大学生实践与创新能力培养体系的研究与实践[J].实验室研究与探索，2006，25（5）：552-554.

[4]罗正祥.提高实验教学地位，培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2006，25（6）：589-591.

[5]王国强，傅承新.研究型大学创新实验教学体系的构建[J].高等工程教育研究，2006，96（1）：125-128.

篇(6)

在山东大学化学院办公室，笔者见到了刚刚被聘为“长江学者奖励计划”特聘教授的郝京诚。他给人的第一印象是很阳光，也很阳刚小平头、休闲装，思维敏捷，性格爽直，快言快语。说起来有些令人难以置信，这位长期从事胶体与界面化学研究，取得一系列创新性成果的杰出学者，当年竟差一点成为一名专业运动员。

郝京诚天运动，也具有很好的运动天赋。篮球、排球和田径都技艺不俗。少年时曾有许多专业队看中他，希望作为后备力量带走培养，只因是家中独子，父母不舍得他远离才没有成行。1983年，作为高水平运动员，他考取山东师范大学体育系。化学系发现一个体育生的文化课成绩竟然高出很多普通系学生，便毫不客气地“挖”了过来，从此改变了郝京诚的生活轨迹。凭着突出的运动成绩，郝京诚赢得过很多荣誉，曾经获得山东省第五届大学生运动会中长跑冠军，山东师范大学800米记录保持了近10年。

扎实苦干　不好高骛远

1990年，郝京诚考取山东大学化学系沈静兰教授的硕士研究生。在这里，他经常看到老师们埋头工作，不知疲倦的身影。统计热力学是一门比较难学的课程，蔡政亭老师、冯大诚老师的课却讲得特别精彩。“要是仔细记录下来，简直就是一部非常清晰、完整的教科书。”老师们还鼓励他业余时间阅读英文版的《统计热力学》，这成为他英语水平迅速提高的一个关键阶段。而高自立和孙思修老师扎实的文字功底、绘图技艺和解释实验结果的超强水平对郝京诚产生了深刻的影响。“还有杨孔章、李干佐、刘成卜、徐桂英等老师……他们在做人、做学问，教书育人方面值得我们上个世纪60年代、70、80年代出生的学生很好地学习。”

郝京诚在德国做洪堡学者时，德国人对待工作的严谨认真，一丝不苟，给他留下了极为深刻的印象。他的导师是世界公认的著名胶体与界面科学家，经常为工作忙碌到深夜。刚到德国时，他的语言还不够熟练。有一次，导师看完他的论文，对文章内容颇为欣赏，但也直言不讳地说，“你的英文论文写作还需要提高。”郝京诚深知从事化学研究，英文不好寸步难行。没有捷径可走，只能一步步追赶。他放弃了很多休息时间，拼命工作学习。

追求卓越　不轻言放弃

从硕士阶段起，郝京诚就确立了胶体与界面化学这一研究方向。胶体与界面现象是日常生活中普遍存在的一种化学现象，如泥沙、珍珠、面包、蛋糕、牛奶等都是胶体分散体系。作为胶体与界面化学基础研究的前沿，涉及到的领域非常广泛，比如囊泡作为药物释放体系、特异形貌纳米材料的模板控制合成和囊泡作为生命细胞的模拟研究等等，其理论在生产生活实际中发挥着重要指导作用，如油田化学品在三次采油、驱油体系中的应用等。郝京诚所在的胶体与界面化学教育部重点实验室，自1996年通过验收并正式对外开放以来，已经发展成为我国胶体与界面化学基础研究与应用基础和人才培养的重要基地，承担着包括国家“973计划”、“863计划”、国家自然科学基金等许多国家级重点项目，先后取得一系列高水平研究成果，获得过国家科技进步奖等多个奖项，研究所的很多老一辈科学家为国民经济的发展作出过重要贡献。

郝京诚先后在《德国应用化学》、《美国化学会志》、《欧洲化学》等在内的高水平国际学术刊物上发表SCI论文86篇，其中影响因子大于3的研究论文56篇。近5年所发表的论文他人引用388次(2007年5月18日检索)，其中合作发表在JACS上的研究结果被《自然》以“一个铝荷叶”作了亮点报道。作为主席组织国际会议一次，被国内外国际学术会议邀请作大会或邀请报告15次，并担任Colloid ＆ SurfaceA和《化学学报》等国内外学术期刊编委。

谈到科研方面的体会，郝京诚强调，对研究的方向和内容要有全面的了解，每一项研究的科学意义都要经得起论证，每一个结果都要能在实验室重复，每一个结论都必须有数据作为支撑。发表文章不仅要注重数量更要注重质量。当付出巨大心血完成的论文，经过专家们的评审，期刊编辑的认可，反复修改到最终得以发表，其中的酸甜苦辣，更值得回味咀嚼，非亲身经历者难以体会。他举例说，2006年6月，他有篇文章投往德国的《应用化学》，这是化学学科顶尖的杂志。不久，编辑反馈意见说，文章内容太多，不适合读者的兴趣，很快把文章退回了。郝京诚并没有放弃，而是加深研究，扩充了研究结果，又将文章投了出去。等了很久，文章再次有了反馈，只好再修改。就这样，反反复复，不断修改完善，直到2007年8月份才登出来。一年多的时间，郝京诚在焦急中等待，也在等待中经受着严格的学术历练，他感到非常有价值。他说：“作为科研工作者，得到的数据要对别人有借鉴，要给别人提供重要的信息才有意义。我们应当注重SCI数量，但更要注重质量。”

薪火相传　培养学术精神

“我在学术上取得的一点成绩，首先应当感谢自己周围以及国际上的老师、朋友的支持与帮助。”郝京诚始终不忘老师们对自己的辛勤培养，并希望通过自己的努力，使学术薪火代代相传。

作为博士生导师，郝京诚目前带着6名硕士研究生、11名博士研究生和1名博士后，自回国的第二年就坚持给本科生上《物理化学》课。他欣慰地说，回国四五年一直没有间断。他说不仅自己如此，在整个化学院，教授给本科生上课率也是非常高，达90％。郝京诚讲的《物理化学》课，是专业基础课，非常重要也具有相当难度。虽然学术研究、院里工作非常繁忙，本科生的每周四节课，他从不马虎。坚持认真备课，“前两年用手写，这两年用PPT课件。”

2003年，有个从济南某重点中学考来的学生，言行举止一看就透着股聪明劲儿。上课按时来，下课按时走，却从来不带书本，不听课。郝京诚一问才知，那个学生自己对化学没兴趣，是父母做主硬让他进了化学专业。郝京诚一边劝导他既来之则安之，一边凭着自己对专业的深刻理解，用知识本身的魅力吸引他领略化学王国的无穷奥妙。那位学生从郝老师的讲述中，逐渐迷恋上化学，后来成绩非常好。郝京诚认为，这个过程是一个教学相长的过程。做基础研究肯定很

忙，但备课、讲课、上课过程中会有很多灵感、想法，每年把基础理论从头到尾捋一遍，受益匪浅，会增加自己的科研自信心，很多老教师都是多年坚持给本科生上课。他说：“作为一个教师，如果不承担本科生的课，就是当了教授心中也不安!”。

沟通合作　促进学院发展

作为山东大学化学院副院长，郝京诚分管学科建设，而他坦诚开朗、善于合作沟通的性格，也有助于他的工作。他相信：“实实在在对人，踏踏实实做事，心底无私无地宽。”

谈到学科建设，他说经过多年努力，2007年，化学院的“物理化学”被确认为国家重点学科，今年初，“山东大学化学国家基础学科和教学理科基地”通过专家评审。化学院今年将面临胶体与界面化学教育部重点实验室的评估和国家教学示范中心的申报，并有望与中国石油管理局合作建设国家工程中心，经过在未来8―10年的建设，如果立项，可以在国家的经济发展中承担更大的重任，也可以使学科建设上一个大的台阶。同时，学院的学科建设目标是经过3～5年的发展，争取成功申报国家重点实验室。“不管遇到什么困难，只要脚踏实地干，总有一天会得到同行的认可，新化学学科的发展是必然的。”郝京诚充满信心地说。

多年来，化学院非常注重引进年轻人才，郝京诚也是受益者之一。目前已经形成一支比较整齐的老中青学术梯队。“比如近年引进的丁轶和占金华等上个世纪70年代出生的青年学者，很年轻，有学术思想，工作基础非常好，经过3～5年锻炼，将来肯定会成长为学术的领军人物。”

篇(7)

一、人才培养方案的构建与修订

根据应用型人才的培养要求，已经逐步形成了较为合理的培养方案与课程体系。冶金工程专业培养适应社会经济发展和科学技术进步需要，德、智、体、美全面发展，掌握现代冶金工程（冶金物理化学、钢铁冶金和有色金属冶金）相关基础理论、专业知识和基本技能，善于应用现代信息技术和管理技术，能在冶金工程及相关领域从事生产、设计、科研和管理工作的应用型高级专门人才。本专业的学生要求牢固掌握物理化学、冶金传输原理、冶金原理、材料科学基础等基础理论，加强对信息科学、管理科学、资源与环境、能源利用等学科知识的学习，注重实践教学环节。

（一）人才培养方案构建原则

为遵循本科阶段加强宽口径、普适性的培养要求[2]，湖南工业大学冶金工程专业本科设置钢铁冶金、有色冶金两个专业方向，采取“4+4”人才培养模式。即前4学期同一教学计划，主要学习公共基础课、专业基础课和公共选修课；后4个学期按市场需求，分专业方向学习专业主干课程、相关专业的选修课程[3-4]。构建人才培养方案的3个基本原则[5]：（1）重基础，必须开设冶金工程专业普适性的专业基础课和专业方向课,从广度上提高学生的就业适应面；（2）强能力，符合“具有创新创业精神和实践能力的应用型高级专门人才”的培养目标,定位为培养面向生产一线的基层骨干技术人员,与其他重点大学面向企业中高层就业的市场定位区分开来[6]；（3）结合地方行业、湖南省钢铁和有色冶金行业特点，适当加强相关课程的教学。另外，总学时调整为2300~2350学时，总学分控制在175~185之间。

（二）人才培养方案结构修订

根据3个基本原则，培养方案的学分与课时主要变化有：毕业总学时由2502学时（187学分）降至2356学时（177学分）；为强化基础教学，大类专业课程中核心课程物理化学、冶金原理、冶金传输原理课时均有增加；为扩大知识面与视野，了解冶金专业前沿，选修课由96学时增加到128学时；相应地，专业课程必修课程由296学时（其中包括大类专业课冶金实验技术48学时，新方案中该课程归入专业核心课程）降至248学时。这并不表明专业课不重要，而是说明专业课程课时偏多，重点应该偏向于讲授理论内容，适当减少工艺与操作内容。修订前后培养方案结构见表1和表2。修订后课内学分要求：必须修满177学分，其中理论教学142学分，集中性实践教学35学分。课外学分要求：必须修满13学分。平均学分绩点不少于1.8。

（三）主干课程的学时调整思路与措施

（1）强化专业基础课程的教学。在总学时减少的前提下，适当增加物理化学、冶金传输原理、冶金原理等专业基础课的学时，见表3。

（2）扩大冶金工程专业知识面，即增加边缘课程与选修课的同时，适当减少专业核心课程的学时。如在大类专业课程中增设冶金资源与环境、冶金过程检测与控制，均为必修课。

（3）增加专业选修课程。如冶金节能技术、非高炉炼铁、特种冶金、生物冶金、再生金属冶金、冶金过程数值模拟与仿真。

（4）强化实验、实习与课程设计等实践课程。参考德国弗莱伯格大学安排的实践课程，如专题讨论、冶金实验、生产实习、课题论文和毕业论文[7]，学校冶金工程专业开设的实践课包括钢铁冶金综合实训、钢铁冶金实验、有色冶金综合实训、有色冶金实验、物理化学实验、冶金传输原理实验、材料科学基础实验，另外还开设了冶金课程设计，实习包括生产实习、毕业实习。

二、冶金工程专业建设

为了适应高等教育日益激烈的竞争，满足市场对人才的多样化、多层次的需求，国内许多高校都在把特色专业建设作为适应环境变化、求得生存和发展、提升竞争力的一项重要教学改革内容[7-8]。湖南工业大学冶金工程特色专业建设以培养知识结构强、动手能力强、适应能力强、综合素质高的“三强一高”应用型人才为目标，遵循“重基础、宽口径、强能力、高素质”以及“一专多能”的办学思想，全面提高本科人才培养质量，办出专业特色，加强与企业横向联系，强化产、学、研的地位。

（一）勇于创新，不断探索与研究

以“创造差异、错位发展、彰显特色、成就品牌”为办学宗旨，实行“学科交叉”、搭建模块组合式课程结构体系，强化冶金节能与环境意识，强化计算机与自动控制在冶金中的应用。近几年进行了钢冶金学重点课程建设，应用型本科冶金工程专业实践教学体系的探索与研究，冶金工程专业应用型本科教学内容与课程体系的探索，冶金工程应用型本科专业实习教学体系的构建，冶金与材料类大学生创新意识和科研能力培养模式与实践等课题研究。

（二）加强教学改革，教师教学质量不断提高

（1）教学改革的基本思路。在人才培养过程中，实施“教改工程”，着力培养高素质、强能力的学生。始终坚持以新设冶金工程本科专业建设为龙头，坚持以“立足行业，服务地方，培养高素质高级应用型人才”为目标，全方位优化人才培养过程。致力于专业设置与建设、人才培养方案、教学内容、办学机制、教学管理的创新。（2）教学方法的改革。在教学工作中，变传授知识为培养能力，注重培养学生独立获取知识的能力，将学到的知识转变为解决实际问题的能力和创新能力。改革教学方法和教学手段，将满堂灌、填鸭式教学变为启发式教学，将课堂上教师个人讲授为主变为师生互动方式，将单一的课上教学变为课上教学和课下网络师生交流相结合，将黑板加粉笔的传统方式变为电子课件、多媒体教学和粉笔加黑板相结合的方式，将考核学生对知识掌握情况的传统考试变为既考核学生知识掌握情况，又考核学生的创新意识和创新能力。（3）开展以老带新活动，努力提高年轻教师的教学水平。老教师认真指导、帮助青年教师做好教学工作，言传身教，做好传、帮、带。青年教师虚心向老教师学习、求教，互尊互敬。（4）设立课程小组。冶金工程专业设若干个课程小组，每个小组承担一门主要专业课，每个小组由一名组长、若干名主讲教师和助课教师组成。课程小组的教师年龄、职称、学历结构合理。组长由教授担任，主讲教师由教授、副教授担任。（5）强化实习基地建设。在实践教学过程中，不断强化产学研结合、校企合作基础上的实习教学。增开工艺性、模拟性、仿真性实训。充分运用多媒体现代教育手段，再现生产现场实况，制成多媒体实践教学课件，解决在学校和现场都无法掌握的生产工艺内容。

（三）开放式办学，博采众长，加强产学研基地建设

冶金工程专业教学团队为提高自身素质，与省内各大冶金企业建立了教学和科研合作关系。邀请国内专家来校交流、讲学。组织教师参加各种国际国内学术会议。近年来，冶金工程专业教师与华菱集团、中国铝业、冷水江钢铁公司、萍乡钢铁公司等建立了密切技术合作关系，极大地提高了教师的学术水平、科研能力，也为企业解决了实际问题，创造了效益。在省优秀实习基地（衡钢实习基地）建设过程中坚持以学生为中心，采用双导师制，切实提高了学生的动手能力、综合应用能力和协作精神，增强学生的劳动意识和吃苦耐劳的精神；锻炼了师资队伍，丰富了实践知识；拓宽了就业市场，近几年冶金工程专业的毕业生就业率达95%以上。