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)

像介绍表面张力时，就与学生一起做一个熟悉的肥皂膜游戏，边做边提问并讲解，让学生自己发现力的存在和力的方向，之后再让学生画出滴定管下端的液滴、水面下拉环或向下压面时所形成的弯曲液面的表面张力的方向时，学生快速准确地画了出来；在引出微小液滴的饱和蒸汽压与平液面的蒸汽压的关系，即开尔文公式时，就以冬天路边的雪堆，环卫个人是怎么处理的为题，分析原因，得出结论，再从热力学原理推导出开尔文公式，并和学生一起讨论农民为何天旱时锄地，“三北防护林工程”植树利用了物理化学哪方面的原理。这样在课堂教学中设置一些和生活实际相关的有趣的问题，让学生带着疑问和好奇去学习，使学生感到物理化学就在他们身边，生动而具体，从而激发了学生的学习兴趣。

二、使学科发展前沿的新技术和新成果渗透到课堂

物理化学作为一门化学专业的基础课，在本科生的培养过程中，不仅具有为其它课程服务的作用，更重要的是培养学生的创新能力。这就要求物理化学的教学内容也需在原有课程体系的基础上，精简一些次要内容，而把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来，让学生感受到物理化学课程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式，而是活生生的现实。另外，物理化学与其他学科相互渗透、相互结合，形成了许多边缘学科，拓宽了物理化学的研究领域。像光化反应与环境科学，生命科学，材料科学及信息科学的关系十分紧密，而光化反应在化学动力学中仅占很小比重，常被忽略，但在讲课时介绍光催化在环境净化和生命过程的应用，开拓学生的视野。在介绍表面活性剂时，引入学生比较关心的石油开采过程，扼要介绍一次开采、二次开采、三次开采等概念，使学生既掌握了表面活性剂的作用原理，又拓展了知识面；在讲解电化学时介绍燃料电池，在讲解真实气体时介绍超临界萃取技术等。教学大纲中虽然没要求这些内容，但可以增加学生的信息量，引起学生学习的兴趣，激发学生的学习积极性。

三、注重教学内容与教师科研的相互渗透

将教师的科研课题或成果直接转化为教学资源或综合性、设计性实验的内容，学生根据自己的专业和兴趣参加到教师的科研中，也可参加大学生创新创业项目，早期介入科研。例如，讲到活度的概念时，就向学生介绍一位研究生的硕士论文的部分内容；讲到接触角时，又给学生介绍我们测定金属溶液与不同种类固体接界时的接触角的过程和结果；讲到langmuir吸附和BET公式时，给学生推出了测定固体比表面的常用仪器-ASAP2020物理吸附仪，并给学生详细讲解测定分析过程。我们还将教师的科研项目二甲醚重整和甲烷重整用的催化剂的制备部分，转化成综合性、设计性实验，要求学生从查阅文献资料开始，自己设计全套实验方案，经指导教师审核后即可进行制备，所得产品直接用于后续的重整反应。对于部分参与科研活动实验结果较好的学生，我们积极鼓励学生整理数据，撰写论文并发表在国家级学术刊物上，曾先后在表面技术、天津化工、辽宁化工、化学工程师等期刊上5篇。这样将教学内容与科研课题相互渗透，提高了学生的科研创新能力，还学到了科技论文写作方法，增强了学生的自信心，激发了学生的学习兴趣，调动了学生的学习积极性。

四、采用设问教学法活化物理化学课堂教学

所谓设问教学法，就是从人们公知公认的现象中提炼问题或困惑入手，设计一些与所讲授课程内容相关的问题，引导学生仔细思考分析，展开广泛讨论等解决这些问题。在教学过程中，我们始终坚持一个原则，就是教学的目的绝非是向学生灌输多少知识，学会推导多少个公式，完成多少种计算，而在于激发学生如何去思考与创造，授人以“渔”，而不授人以“鱼”。精心设计问题成为物理化学课堂教学常用的组织形式。通过采用设问教学法，让学生带着问题学，不仅激发学生的学习兴趣，积极参与教学,也让学生学到有关的基础知识,同时还培养了学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决实际问题的能力。例如，引出Kelvin公式时，先通过密闭容器中放置的大小不等的汞滴的变化情况，提问学生饱和蒸气压都与哪些因素有关？然后再从热力学角度进行公式的推导，加深了学生对公式的理解，也调动学生积极参与到教学环节中，教师与学生互动，活跃了课堂气氛。

五、建立物理化学教学的知识框架，注重学生的思路和知识点的衔接

篇(2)

俗话说“万丈高楼平地起”，扎牢基础，利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验综合性设计性实验和开放性实验”，利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验，按照已拟定的实验方案测得实验数据，用数学原理和方法科学地处理实验数据，使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解［7］;综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能，初步建立起研究科学问题的方法和态度［8］。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例，物理化学实验课程学时为64学时，分两个学期进行，是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B－Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时，设计性、开放探索性实验24学时。此外，为提高学生的兴趣，南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”，这些小项目具有一定的难度，使学生有机会了解本学科发展的前沿，激发学生的求知欲望和探索精神，提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识，在2013年，2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功，占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。

2改革实验教学模式及教学方法

向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一［9］。开放物理化学实验室的教学模式，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，让学生接触到科研前沿的很多最新的成果，从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视［10］。传统的灌输式教学过程中，教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解，学生的积极性和创造性得不到充分发挥［11］。为此，我们将实验的顺序调整为:“基础实验综合性设计性开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目，随后学生先做基础实验，在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献，寻找合适的方法在实验室进行，如果在课内没有完成实验项目，可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式，重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理，利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高，规范物理化学实验数据处理过程，为学生将来从事实验或科学研究奠定基础［12－13］。

3完善实验课程考核体系

为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平，必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化，主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性，培养其综合能力，养成良好的实验习惯和科学态度。

4学生培养成果

近年来我院本科生在国家级科研创新大赛中屡创佳绩，例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中，聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中，冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关，基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。

5结束语

篇(3)

物理化学是研究化学体系行为最一般规律的学科，在培养创新能力方面有其他课程无法替代的作用。由70多位专家参与撰写的自然科学学科发展战略调研报告《物理化学》卷中指出［1］，实践表明，凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生，适应能力强，“后劲”足。由于有较好的理论基础，他们容易触类旁通、自学深造，能较快适应工作的变动，开辟新的研究阵地，从而有可能站在国际科技发展的前沿。随着大学基础课程的改革，药学专业物理化学所安排的内容多，课时少，如何提高教学质量就成了很大的难题。笔者现介绍药学专业物理化学教学的一些体会。

1理论联系实际，激发学生的学习兴趣

很多学生认为物理化学是非常难学的一门课程，都是抽象的、枯燥的理论，从而产生厌学心理。“兴趣是最好的老师”，作为教师要从兴趣入手，引导他们喜欢并且学好这门课程，教师应更多地介绍物理化学与药学的联系，激发学生学习的积极性。例如讲授“相平衡”时，介绍超临界二氧化碳提取药物的知识，它是利用了物质在临界点附近的奇异性，利用无毒、不残留的二氧化碳代替水或有机溶剂作为萃取介质，将高压下萃取的物质经降低压力分离出来的一种把萃取与分离两个过程合为一体的新型提取分离方法。对于那些热不稳定或易被破坏活性成分的药物，采用这种方法提取优于传统的方法，然而这一高新技术是物理化学中临界状态、两相平衡的知识。在介绍相图时，结合药剂型改良的知识。比如，难溶于水的药物溶解后不易被吸收，药效慢，如果与尿素或其它溶于水并且无毒的化合物共熔，用快速冷冻的方法制成低共熔混合物，则尿素在胃液中能很快溶解，剩下高度分散的药物，从而利于吸收。例如，在讲授“稀溶液依数性”内容时，可以列举“北方冬天吃冻梨前，先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间。发现冻梨表面结一层薄冰，而里边却解冻了。这是什么道理呢？”实际上，如果能清楚梨中的水不是纯水，而是溶有糖和一些物质的溶液，利用稀溶液中凝固点降低的规律就很容易解释这一问题了。在“胶体”这一章中，医药上用于胃肠造影的硫酸钡合剂，其中就含有足够量的一种高分子化合物——阿拉伯胶对硫酸钡溶胶起保护作用，当患者服用后，硫酸钡胶浆能均匀地粘附在胃肠道壁上形成薄膜，从而利于造影检查。

把理论知识与实际联系起来，让学生感觉到物理化学知识跟我们的生活息息相关，不再是一门枯燥乏味的课程，而是让学生感兴趣的课程。

2有效地组织课堂教学

课堂教学要遵循教师为主导，学生为主体的原则。课堂上教师除了传授知识之外，更重要的是培养学生的思维能力。因此，教师在组织教学活动时，要注意培养学生的创新精神。教师在授课的时候，应采用启发式教学，不能只以老师为中心，平铺直叙，照本宣科。多提出问题，让学生进行思考，采取教师讲授理论和学生参与讨论有机结合起来，让课堂变得生动活泼，教师和学生形成良好互动。这样既能够让学生掌握了知识，又能培养学生的思维能力。

例如，讲授到“热力学第二定律”时，让学生先发表自己对热力学第二定律的两种说法的理解，然后教师再做出总结和归纳。第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用，由此可见，热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异，这种差异决定了过程的方向，人们就用状态函数熵来描述这个差异。通过学生讨论和教师总结，加深了学生对知识的理解，同时也为后面讲的内容“熵增加原理”作铺垫。

3合理运用各种教学手段

在物理化学传授过程中，针对不同的教学内容应采用适当的教学手段。多媒体的应用使原本枯燥乏味的理论知识，通过具体、生动、形象、直观的形式表现出来，调动了学生学习的积极性，为教师节省了大量板书绘图的时间，加快了知识点的讲授速度，课堂教学的信息量大大增强［2］。例如，物理化学课程有很多现象和性质，可通过直观的图片加以形象说明；对于需要大量图形图像信息展示的相图部分，利用多媒体教学优势更为突出。

在物理化学课程教学当中，有一些内容采用多媒体教学就不能显示出优势。比如，一些重要公式的推导和中间步骤及计算过程，适宜通过引导学生参与并以板书的形式讲解，让学生对公式的来龙去脉有必要的了解。这并不是说要求药学专业的学生掌握公式的推导过程，而是让他们加深印象，明白公式的应用条件和范围，从而能更好地运用这些公式。因此，要挖掘多媒体教学和传统教学的优势，发挥各自的长处，提高授课水平。

4突出重点和突破难点

对于药学专业的学生来说，在较少的课时内讲解完物理化学这门课，学生很难理解全部内容。因而要做到有的放矢，吃透教材，分清主次，突出重点，突破难点，学生才能掌握好必修的内容，在有限的时间内学到相应的知识。比如“相平衡”中让学生了解单组分和二组分体系的相图和应用即可，而对于比较复杂的三组分体系的相图可以不介绍。

例如，在等温等压条件下，我们用Gibbs自由能的改变量ΔG来判断化学过程的方向和限度，但为什么可以用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度呢？学生不能理解，而物理化学正是解决这个所以然的。用ΔG≤-W′判别式指出某个过程是不可逆的，并不意味着此过程就必定是自发的。从两方面分析用ΔG≤0能对等温等压下过程自发进行的方向和限度［3］。①W′≠0时，如果ΔG＞0，由ΔG≤-W′，必然有W′＜0，这说明环境对体系作了非体积功。所以，此不可逆过程是一个非自发过程。如果体系内发生自发过程，即体系对环境作非体积功，W′＞0。由ΔG≤-W′，必然是ΔG＜0。这就是说在等温等压并且作非体积功的情况下，体系发生自发过程，必然引起自由能的减少，一直到自由能最小时，ΔG=0，达到平衡状态。②W′=0时，体系与环境之间不作非体积功，则ΔG≤-W′式变为ΔG≤0。这样，ΔG＞0的过程就不存在。体系若有自发过程发生，必定是不可逆的，即ΔG＜0。这就是说在等温等压和不作非体积功的情况下，体系发生过程，必然引起自由能的减少，一直到自由能最小时，ΔG=0，达到平衡状态。从以上两方面来看，不管体系是否作体积功，在等温等压下，自发过程总是朝着自由能减少的方向进行，直到最小值时，ΔG=0，达到平衡状态。因此，可以利用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度。通过详细讲解，让学生能更好地理解难点。

5借助类比法讲清物理化学规律

在物理化学教学中，往往要介绍一些较难理解的规律。人们接受新知识的能力，在很大程度上依赖已掌握的知识，教学中可借某些新旧知识间存在着形式上或性质上的类似，通过类比诱导，使学生建立新概念和认识规律，从而避免单纯枯燥地解释意义。

有些物理化学规律，初看并无类似之处，但只要认真思考，注意捕捉它们在形式上和物质上的相似之处仍然可以类比，达到深刻理解的目的。例如，温度对化学反应速度的影响规律即阿累尼乌斯方程式lgK2K1=Ea2.303R(T2-T1T1T2)和温度对化学平衡常数的影响规律lgK2K1=ΔHθ2.303R(T2-T1T1T2)也有形式上的类似。但二者的含义不同，前者当反应的活化能为已知时，则可以从T1温度的速度常数K1计算在另一温度T2的速度常数K2。后者是当等压热效应为已知时，则可从T1温度的平衡常数K1计算该反应在另一温度T2时的平衡常数K2。这样用类比法讲授物理化学规律，避免了学生容易出现的离开化学实质，把定律作为数学公式来记的弊病。

因此，在物理化学教学中，恰当运用类比，可以少费口舌，化抽象为具体，学生接受新知识的过程变得自然、亲切，又觉得新鲜而不重复，学生获得的知识确切、清晰，又印象深刻。需要注意的是，运用类比法讲授新课时，应使学生明白“类”只是类似，“比”只是比较、推理，“类比”并不是“等于”。这是因为事物都各有自己的特殊内在本质和规律，类比只是认识事物本质和规律的一种思维方法。

6小结

以上是笔者对药学专业物理化学课程教学方法的体会。通过问卷调查，让学生从9个方面评价教师的教学效果，结果见表1。从表1可以知道每一项的满意率都超过了70%，说明这样的教学方法得到大部分同学的认可。物理化学这门课理论性强，抽象难懂，是最难学的基础课程之一。另外，药学专科生的基础差，底子薄，因此学习这门课程就更困难。尽管教学方法得到大部分同学的认可，但是也存在很多不足之处，例如，有些知识点讲得不够具体，对于公式的应用，所举例子太少。

表12005级药学专业专科班40名学生对教师教学效果评价结果（略）

总之，我们要善于在物理化学课程教学实践中不断地总结经验，提高教学质量。

【参考文献】

［1］高盘良.物理化学类课程的作用与定位［J］.中国大学教学，1999(6)：24-25.

篇(4)

系里设立了应用化工专业和化工分析与检验专业（高职专科），专门培养高素质、高技能的化工操作人才，其中，应用化工专业是培养化工总控工的，就业岗位包括化工工艺操作、化工工程操作，化工设备操作、维护，化工仪表控制，化工DCS操作，化工安全管理，化工产品的包装与销售等。

专业的课程设置

由完成工作所需要的能力，确定以下学习领域：1、物理化学的知识体系一般公认的物理化学的研究内容大致可以概括为三个方面:化学体系的宏观平衡性质以热力学的三个基本定律为理论基础，研究宏观化学体系在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡物理化学性质及其规律性。在这一情况下，时间不是一个变量。属于这方面的内容有化学热力学,溶液、胶体和表面化学。化学体系的微观结构和性质以量子理论为理论基础，研究原子和分子的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性的规律性。属于这方面的内容有结构化学和量子化学。化学体系的动态性质研究由于化学或物理因素的扰动而引起体系中发生的化学变化过程的速率和变化机理。在这一情况下，时间是重要的变量。属于这方面的内容有化学动力学、催化、光化学和电化学。物理化学的主要理论支柱是热力学、统计力学和量子力学三大部分。热力学和量子力学分别适用于宏观和微观系统，统计力学则为二者的桥梁。原则上用统计力学方法能通过个另分子、原子的微观数据来推断或计算物质的宏观现象。物理化学由化学热力学、化学动力学和结构化学三大部分组成。2、应用化工专业所需内容的选择对照操作岗位的知识和能力需要，本着实用、够用，适当拓展的原则，选取化学热力学、化学动力学两大部分，主要内容有物质PVT性质、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学在多组分体系和相平衡体系中的应用、化学平衡、化学动力学基础、胶体、粗分散系和表面化学。根据课程内容及深度，决定选用高职高专化学教材编写组编写的《物理化学》（第三版，化学工业出版社）为基本教材，以傅献彩主编《物理化学》（第五版，高等教育出版社）为主要参考资料。3、物理化学课程定位学习物理化学需要大学物理、高等数学、基础化学的基础知识，同时，物理化学又为学习化工设备基础、化工热力学、化学反应工程、煤化工工艺学等课程打下基础。因此，《物理化学》课程是应用化工专业的重要专业课，是其他主要专业课的基础。

基于工作过程的教学方法

确定了内容，就需要对知识按照工艺岗位的实际情况，进行解构和重构，即以工作过程为载体，以工作任务为情境，构建认知系统。通过综合分析周边化工企业生产工艺，归纳典型岗位，决定选取新能凤凰甲醇的生产工艺为载体，对物理化学内容进行重构。新能凤凰甲醇的生产采用的是德士古技术工艺，主要工段有空气分离制取液氧，制取水煤浆，水煤浆燃烧气化，甲醇合成与精制，各工段对应的知识如下表：（表略）通过完成任务，提高了学生掌握知识的目的性；在学生自主决策与计划中，激发其主观能动性，掌握解决问题的方法与步骤；通过任务实施，培养其动手实践能力；通过教师的检查与评价，让学生体验成功的愉悦，激发其学习的兴趣，提高学习效率和效果。

篇(5)

关键词：物理化学实验，科研性实验，本科生

科研训练物理化学实验是一门综合性的基础化学实验[1-2]，在本科生的教学工作中备受关注，其将分析化学的手段和数学分析方法综合运用的一门化学学科。传统的实验课程模式通常是老师讲解、学生照做，并且每个实验只做一次，对大部分学生来讲难以留下深刻印象[3-5]。这种模式不利于学生创新模式的培养，物理化学实验教学体系的改革也因此成为被关注的重要教研问题之一，其主要目标在于使学生更好地了解物理化学的研究方法和技能，加深对物理化学基本概念和理论的理解，进一步培养和提高学生的科学能力和创新能力[6-7]。我们进行了大胆的尝试——将科研活动与教学内容相结合，结合教学计划中的本科学位论文工作以及推行的本科生科研训练计划，开展多种形式、多层次的开放实验教学：将实践证实适合本科生教学的科研实验内容，先通过本科论文的形式对内容进行优化，然后补充到现有的物理化学教学体系中；物化实验中的基本实验拓宽到应用领域，赋予明确的、鲜明的专业特色的教学目标，并借助于学校的科研训练项目，设计研究性实验供学生进行科研训练。

1.从本科生毕业论文到的物理化学实验中的综合实验

在日常的教学和科研工作中，有意识地将科研工作中涉及到的所属专业的共性和基础的内容与本科教学中相关知识相结合。首先合理选择实验内容，并将这些内容融合到本科毕业论文中。之后对实验结果进行总结和升华，转化为物理化学实验中的综合实验。目前，我们选择的物理化学实验中的综合实验之一——“化学电源基本性能的测定”便是我们总结了科研工作中的一些基础内容并与物理化学课程中的电化学部分内容相联系进行设计的。“化学电源基本性能的测定”实验的目的在于使学生了解化学电源基本性能的评价指标以及设计相应的测试方法，同时加深理解极化作用对化学电源性能产生的影响。其所用设备均为物化实验室中的常用设备，如：电流表、电压表、稳压电源等；具体测试的性能指标主要有：电动势、开路电压、工作电压、容量、能量、功率等；所测试的电池也是我们日常生活中常用的锌锰电池、镍氢电池、铅酸电池等。实验对象为化学和化工专业大学三年级学生，实验是以开放实验的形式展开的。实验通常由4-5人组成的小组完成，实验由学生自己设计，独立操作，教师在其中只起到引导作用。通过开展这样的综合实验，学生兴趣浓厚、乐于动手，勤于思考，通过观察实验现象，记录和分析实验数据，获得丰富的关于电池性能的感性认识，达到对理论概念深刻理解和熟练掌握的目的。另外通过这个实验，学生们了解了不同类型的电池在性能上的差别，拓宽了物理化学的知识面，增加了对电化学知识的学习兴趣。在整个实验实施过程中，我们组织学生学习了有关设计性实验的要求，查阅电池相关的文献，并安排学生根据本实验所提供的仪器，完成一下工作两方面的工作：1)设计实验测定给定电池的基本性能。2）设计实验考察电池极化行为对电池性能的影响。物理化学实验课程作为化学专业教学计划中一门重要的课程，它对于学生理解化学学科的基本理论,掌握和运用化学中基本的物理方法和技能，以及培养学生科学思维和综合分析解决问题的能力等方面都起着重要的作用。将科研中一些基础的、经典的测试方法引入物理化学实验课程，对该课程的内容进行了一个良好的补充。

2、物理化学实验中的基本实验与本科生的科技训练结合

为进一步培养本科生创新意识和创新精神、提高本科生的创新实践能力，学校自2005年开始设立本科生研究训练计划，为本科生开展科学研究和技术开发活动提供专门化的训练和指导，其英文表述为“StudentResearchDevelopingProgram”，缩写为“SRDP”，实施原则是“自主申请、公平立项、择优资助、规范管理”，由项目申报学生在教师指导下主持完成，其主要是针对已经具备一定的专业基础知识的化学和化工专业大学二年级和三年级的学生开展。项目按期进行，结束时要进行答辩，答辩专家根据学生汇报情况进行考核，根据考核的结果相应的给予2-3个学分。近年来我们已经进行了两届物理化学实验到SRDP课题的尝试，分别是关于“海洋沉积物中表面活性剂的提取和分析”研究和“铜离子在海洋沉积物上的吸附等温线”研究，先后组织9名本科生进行科研训练。上述两个课题内容覆盖了大学无机、有机、分析和物化课程的内容，突出了物理化学基础实验内容的应用。界面现象是物理化学课程中较为重要的内容之一，其内容较为抽象，加大了学生对该部分内容的理解难度。“醋酸在活性炭上的吸附”是物理化学实验课程在该知识面设计的基础实验。通过该实验，学生能够对液固吸附现象以及吸附等温线的测定等有了较好的感性认识，并更好的掌握了有关的概念和理论知识。以此为契机，我们引导学生进一步加以训练，对本科生而言是一个对所学知识进行融会贯通以期进一步提高的好机会，可使学生充分理解和掌握有关液固界面性质、吸附脱附过程等的基础理论和相关的实验原理及技术、方法。SRDP课题实施中学生从查阅文献开始，然后设计实验，自己动手开展实验，认识海洋中的界面现象，并了解污染物的去除和分析技术，将课本中学到的抽象技术和理论与具体的海洋环境问题联系在一起，在具体科研工作中加深对有关知识的理解，同时增强对海洋环境问题的认识。SRDP工作开展不仅锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，而且增强其工作中的观察能力、操作能力和结果分析能力，从而使得学生具备一定的科研素质。学校组织的SRDP计划，给在读的本科生提供一个科研锻炼的平台，让他们较早地近距离地参与到科研项目中，接受科学研究的熏陶。几年的努力结果表明，我们的措施对学生进行研究性学习、孕育创新意识、培养创新能力等都起到了积极作用。不少学生因对从事SRDP科研工作的喜爱，继续从事该方向的本科毕业论文设计，甚至有的学生因此选择继续从事该方向的科研工作。

有着合理目标和计划的科研训练对提高学生的综合素质有着积极促进作用。通过补充有利于学生思维能力培养和科学素质提高为的实验训练项目，使化学专业的学生更好地掌握思考、探索和研究的方法,并在理论和实践上都得到全面的提高，为以后学习及工作打下扎实的基础。几年来进行多层次物理化学实验教学模式的有益尝试，我们和学生们的共同努力已经取得了令人较为满意的效果。

作者:王丽莎 曹晓燕 姬泓巍 包木太李先国 单位:中国海洋大学化学化工学院

参考文献：

[1].訾学红，陈永宝，张红光等，自主式教学模式在物理化学创新性实验教学中的探索[J]，实验室研究与探索，2013,32:321-323

[2].郑传明，吕桂琴，王良玉，在物理化学实验教学中注重培养学生的能力[J]，实验室技术与管理，2008,25:132-134

[3].刘海峰，陈明洁，陈敏，《物理化学实验》教学方法改革的探索与实践[J]，实验室科学与技术:2013，11：66-68

[4].张虎成，李苞，物理化学探究性教学模式的探索与实践[J]，实验室科学，2013,16:50-52

[5].石海信，物理化学实验开放性研究性教学模式的研究与探索[J]，广东化工，2008,35:119-122

篇(6)

作者：尚宏利 李军 桑雪梅 王敏 单位：重庆理工大学化学化工学院

学生根据指导老师提供的实验题目或自选的实验题目，自行查阅参考资料，自行设计实验方案，自选与组装实验设备，自拟实验操作步骤，实施实验方案，对实验结果进行分析和总结，并以小论文的形式写出完整的实验报告的科学实验的基本训练过程。其基本操作过程一般有三个步骤。准备阶段选题选题主要依据以下几个方面：(1)根据实验教学大纲，结合学生的兴趣、爱好、能力以及知识结构等，且考虑实验室的实际实验条件来指导学生选择课题。(2)所选的课题要有一定的深度，选题覆盖面要广，综合性要强，保证学生对知识能融会贯通、灵活运用，注重提高自身综合运用知识的能力。(3)要结合物理化学设计性实验的形式。物理化学设计性实验一般有四种形式：扩展实验内容，改进实验方法或装置，提高实验的准确性以及开辟新的物理化学实验等。在实验内容的设计上，可以采用以下途径:①用已学过的仪器装置做某些实验体系在实验条件发生重要变化时的探索；②相同的实验方法在新体系中的应用研究；③物理化学研究方法在与生产、生活等跟实际有关的课题方面的应用；④教师科研课题中的子项目等。例如《蔗糖水解动力学实验》设计实验内容添加温度和酸浓度的影响，实验除了测定速率常数和半衰期，还可测定活化能，综合运用了动力学知识，加深学生对速率方程的理解[3]。针对制药专业学生，如果把实验中的催化剂改为酶，除了以上的内容外，还需了解酶催化反应、酶的分离提纯及活性测定等相关理论知识，同时实验方案、步骤及结构分析等都有更高的要求。

查阅资料确定选题后，就要着手收集相关资料。除了物理化学和物理化学实验教材上的理论知识外，还可请教资深老师；或利用图书资料、网上资源等查找相关数据。在搜集充分的文献资料后，将所获取的信息进行阅读、整理和选取，寻找合理的条件，初步拟定实验原理、方法和步骤。为拟定实验方案作好充分的准备。拟定方案(1)拟定方案要遵循三个基本原则：科学性原则、创新性原则、环保性原则。科学性原则要求设计过程都要科学、合理，所采用的设计标准，方法和步骤等都要有一定的物理化学理论依据或实践基础。创新性原则要求实验设计要敢于突破陈规，独到新颖，能反映新观点、新方法和新思路等。环保性原则是指要从环境保护的角度来考虑实验的设置、手段、方法等各方面因素，尽可能采用简约的实验方法和实验装置，用较少的实验步骤和实验药品、仪器，在较短的时间内完成效果明显的实验。培养学生建立绿色化学理念，培养学生用“3R”原则[4]（减量化、再利用、资源化）的思维方式来考虑和如何解决化学实验中出现的污染问题，达到较好的环境效应。例如《二元金属相图实验》，实验中使用的铅替换为铋或锌。实验经改进后转变为绿色实验，实验药品用量减少，降低实验成本，且测量结果理想。例如《燃烧热的测定》无需改变实验方法，可以用蔗糖直接代替有毒的萘。(2)拟定方案的要求拟定方案要求学生要充分运用已掌握的理论和实验知识或技能，综合地考虑问题，根据实验的目的和具体要求，寻求科学的、可靠的的实验原理，根据实验原理拟定实验方法；根据实验方法，合理地选择仪器和准备实验器材，周密地分析实验中可能出现的问题，并拟定消除或减少这些问题的措施和办法；最后确定实验的实验步骤，安排实验进程等；完成实验方案后提交指导老师审阅，以确保实验的可行性。实验阶段实施设计性实验的方案是设计性实验操作过程中的关键主体。学生根据自己设计的方案，准备实验仪器，实验药品。认真阅读仪器设备的使用说明，熟悉物理化学实验仪器的性能构造、工作原理、使用方法和注意事项。准确，安全地安装、调试、维护和使用仪器，以便在精密的条件下测量到所需的数据。例如旋光仪的使用，在测量前，要将旋光仪预热，和调零等。学生按操作要求要认真操作、细心观察、作好记录，将测得的数据按设计方案的原理进行处理、分析，培养严谨的科学态度。结果处理阶段学生通过对实验现象的观察，取得有关的数据，通过作图，列表等手段，进行分析、综合、判断等活动来获取结论。在获取结论后，还应对实验的步骤进行反思、讨论和总结，并以论文的形式写出实验报告。

为了客观、公正、全面地反映学生的实验综合能力，制定了成绩评定标准：包括查阅资料、方案设计、实验方法、实验操作、实验结果、协作精神、实验安排、创新内容、环境保护、清洁安全和实验报告。实验报告以论文的形式考评，格式要符合科学期刊的要求，标出标题，摘要，关键词，报告最后还要附有参考文献等。论文的内容除了实验目的，实验原理，实验仪器与药品，实验的操作情况，实验数据和实验结果外，还可以写上实验过程的心得体会，指出实验中的不足、改进的地方及尚待进一步解决的问题，以便供学有余力的学生进一步探索通过开设设计性环保物理化学实验，学生不仅可以接触到一个比较完整的研究工作过程，包括实验选题、实验方案设计、实验现象观察和数据采集、实验结果的分析讨论以及实验报告的撰写等，而且可以大大激发学生的学习兴趣和主观能动性，充分发挥其聪明才智；同时培养了学生的创新精神，实践能力，分析和解决问题的能力、环保意识及严谨的科学态度。总之，我们力争通过实验训练，把学生培养成综合应用型高素质人才。

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关键词： 物理化学 绪论课 教学方法

物理化学是高等院校化工类专业的一门重要基础课，这门课程的特点是概念多，公式多，理论性强，难理解，被普遍认为是门难教也难学的课程。课时少的矛盾更增加了教学的难度。许多教师为了用有限的课时讲授更多的正文内容而忽略了绪论的讲授，绪论课通常是一带而过。结果学生在学习的过程中会越来越觉得茫然，找不到正确的学习方法，对所学知识没有一个清晰的脉络，最终使学生丧失学习的兴趣。我认为物理化学绪论课在整个教学中占有重要地位，它对于整个教学起到以下几方面的作用：第一，介绍物理化学的概念、研究内容、研究方法；第二，激发学生学习兴趣，鼓励学生克服学习中遇到的困难；第三，向学生传授正确的学习方法。我就以上几点谈一下自己的体会。

1.介绍物理化学概念

很多第一次接触物理化学课的学生不清楚什么是物理化学，只是从字面上理解，认为是物理和化学两门学科加在一起。在绪论课上，教师首先要介绍物理化学的概念，使学生对物理化学有一个正确的认识。物理化学不是物理加化学，它是一门学科，与无机化学、有机化学和分析化学加在一起统称四大化学，是化学一级学科下的一门二级学科。要回答什么是物理化学要从化学现象和物理现象的联系入手。化学现象和物理现象有着紧密的联系，化学现象也叫化学反应。在化学反应中总是伴随着种种的物理现象，比如在化学反应中会放热或吸热；化学反应的容器会发生温度、压力、体积的变化；再如电池中的反应会放电，等等。物理化学正是从这些物理现象和化学现象的联系入手来研究化学反应普遍规律的一门学科。

2.介绍物理化学的研究内容

对于新接触的一门学科，学生首先想了解的是这门学科都包括哪些内容。而在绪论课上把物理化学的研究内容介绍给学生，并讲明哪些是要重点学习的，哪些是因为课时的限制而不能在课堂上讲的，这样就会使学生心里有数，在以后的学习中做到有的放矢。物理化学内容繁多，但是归纳起来应该分为三大块：化学热力学、化学动力学、物质结构。化学热力学研究化学反应的方向与限度问题，重点是热力学的三个定律。化学动力学研究反应速率与反应机理。化学热力学和化学动力学是物理化学的两大支柱，也是本门课程的重点。物质结构研究宏观性质与微观结构的关系，对于工科学生来说，这部分内容理论性很强，由于课时有限，不在课堂重点讨论。

3.介绍物理化学的研究方法

学习物理化学不仅要学习它的知识性的内容，而且要掌握它的研究方法。授人以鱼，不如授人以渔，培养学生的科学的世界观和思维方法比传授具体知识更重要［1］。物理化学区别其他三大化学在于它的理论性特别强。物理化学有三大理论基础：热力学、统计力学、量子力学。这三大力学都属于物理学范畴，可见要想学好物理化学首先要学好物理。物理化学的实验方法也是以物理方法为主，物理化学是从物理现象和化学现象的联系入手研究化学反应规律的一门学科，或者说是以物理现象为切入点来研究化学反应规律的一门学科，所以在做物理化学实验的时候实际上大部分做的是物理实验，比如在做实验的时候测量的是温度、压力、体积、旋光度、电导率、电动势等物理量。最后说一下物理化学的所用到的数学方法，物理化学是一门理论化学，理论性强就免不了推式子，物理化学所用到的数学方法主要是演绎法，演绎法就是从一个普遍的命题出发得出在特定条件下的特定规律，比如热力学第一定律是一个普遍规律，把它应用在特定条件下如恒压、恒容等就会得出在这些特定条件下的特定公式，物理化学中的公式之所以条件苛刻，是因为在演绎的过程中加入了特定条件。

4.激发学生的学习兴趣，鼓励学生克服学习中遇到的困难

要想学习好一门学科首先要对它产生兴趣，兴趣是最好的老师。在绪论课上，教师可以举一些生活中的常见的现象，如为什么自然界中的树木可以长到一百多米？为什么晴朗的天空是蓝色的？为什么水在干净的毛细管中上升而汞却下降？为什么在做豆腐的时候要用卤水？然后告诉学生学习物理化学之后就可以解释这些现象，这样给学生留下悬念，也让学生觉得物理化学与实际生活密切相关，就会对学习产生极大的热情。当然学习光有兴趣和热情还不够，还要有克服困难的勇气和信心。在学习之前，学生已经从高年级的同学那里得知物理化学是一门难学的课程，所以心里难免有畏难情绪，基础差的学生可能没有学习的信心，作为教师在绪论课上要鼓励学生克服学习中遇到的困难。榜样的力量是强大的，教师可以举一些伟大科学家的事迹来激励学生，如物理化学的创建者之一――荷兰科学家范特霍夫在青年时期就发表了后来被称为划时代的重要论文《空间分子结构》，起初不被承认，还受到批判和攻击，但他没有气馁。此后他在阿姆斯特丹大学狭小、简陋的实验室从事繁重的教学和研究工作，长达18年之久，以顽强的毅力克服了许多困难，终于发表了《化学动力学研究》和《稀溶液理论》等巨著［2］。

5.传授正确的学习方法

除了要有学习兴趣和克服困难的勇气之外，要想学好物理化学没有正确的学习方法是不行的。要想掌握正确的学习方法首先要了解物理化学的特点。物理化学和其他三大化学比它有这么几个特点：第一，公式多，而且公式应用的条件苛刻；第二，概念多，而且很多概念不好理解；第三，方法多，物理化学与其他三大化学相比，它是特别讲究方法的一门学科。学生在学习的过程中不仅要掌握知识性的东西，而且要掌握它研究问题和解决问题的方法，从某个意义上说学习方法比学习知识更重要。针对这几个特点教师要帮助学生建立正确的学习方法，使学生能尽快地进入物理化学的学习状态。首先，针对公式多、条件苛刻这一特点，教师要告诉学生，在记公式的同时一定要记住它所使用的条件，如果在使用公式的时候条件不正确那么得出的结论就一定是错误的，而且公式不要死记硬背，最好理解公式的来龙去脉，这样就能加深对公式的理解，也容易记忆。其次，针对物理化学概念多，而且很多概念不好理解，教师要告诉学生要勤于思考，要理解概念而不是死记硬背。很多概念不是讲完就能理解的，需要在课后慢慢消化和吸收，所以需要学生付出更多的时间和精力来学习。再来说说方法多这一特点，物理化学在研究问题时非常讲究方法。例如，科学模型方法的使用，使我们从实际气体中得到理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液、热力学可逆过程等。这些模型的建立突出了主要矛盾，排除次要矛盾的干扰。使我们通过对主要矛盾的研究，得到一般规律性结论，再对结论进行修正，就可以得到实际系统的某些特征或近似的规律。［3］再比如，热力学中有一个重要的方法，就是状态函数法，该方法用于系统状态函数变的计算时，不关心系统都经历了哪些具体过程，只关心系统的始终态。用该方法计算某些热力学函数变时，就会把很复杂的问题简单化。针对方法多这一特点，教师要告诉学生，在学习的时候不能只记知识而忽视方法的学习，方法的学习在某种意义上说比知识的学习更重要，掌握了物理化学的研究方法对以后的学习和科学研究大有好处。

参考文献：

［1］肖十民，谢家声，谢逢春．在物理化学教学中突出科学方法的讲授们．化工高等教育，2003，77，（3）：68-69．