物理化学论文范文

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第1篇

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)。

第2篇

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

第3篇

传统的物理化学实验大部分采用灌输式教学方法，教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行详细讲解，学生的积极性和创造性得不到充分发挥。［2］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。［3］实验教学在培养学生实践创新能力方面发挥着重要的作用。［4］因此，我们在总结实验教学中经验的基础上，对“立足基础知识培养创新思维能力面向科研实践”的三层次进阶型的物理化学实验教学模式进行了探索和实践。

（一）立足基础知识

基础性实验的目的是培养学生掌握基本操作，正确使用仪器；能够认真观察、准确记录实验现象和科学处理实验数据；初步具有查阅手册、工具书及其他信息源的能力，以及实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风。环化学院“春晓班”是从应用化学和材料化学专业新生中选拔的优秀学生所组成的特色班级，以中国工程院曹春晓院士的名字命名。下面以“春晓班”为例介绍物理化学实验立足基础的教学内容。“春晓班”中一共开设了15个实验（共64学时，分2个学期进行），其中10个实验为基础性实验（共40学时），占总实验学时的62．5％，学生如果基础实验部分做得不好，就不能通过物理化学实验这门课程。在实际教学中，教师从严规范基本操作，严格把关，耐心指导，未掌握规范操作的学生必须重新进行实验，直至合格。从严教学有利于培养学生准确观察实验的能力，掌握实验的基本技能，同时也培养了学生实事求是的态度，学会了严谨的实验方法。

（二）培养创新思维能力

物理化学实验课第一个学期的最后一个实验为设计性实验。此实验要求学生自己查阅文献，设计方案，实施实验，以提高实践创新能力。学生没有现成的实验方案，需要自己动手设计方案。下面以设计型实验“表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析”为例介绍具体的实施过程：实验中，学生可以根据自己的兴趣选择表面活性物质的种类、实验测定的方法及影响因素（温度、离子及醇的种类及醇的用量）。因此，在老师的指导选题下，每位同学选择的实验内容都不相同，这意味着每位同学要独立进行实验方案的设计，并根据自己的实验内容查阅文献资料，实施方案。教师在实验前提供文献检索的途径、一个主题或几个关键词，由学生自己检索、筛选、阅读相关的文献，学生要在规定的时间段内根据查阅的资料，组织、总结前人的工作，然后设计自己的实验方案。教师面对的学生的设计方案往往是五花八门的，这就需要教师做好足够的预案。对于部分设计实验能力欠佳，实在找不到相关文献的同学，教师则会提供几篇相关文献供学生参考，但设计方案则必须由学生自己总结提出。实验实施过程中，教师在场提供帮助，但不再手把手地指导，目的是培养学生独立自主完成实验的能力。实验完成后同学们分组进行讨论，如：选择不同离子及醇的同学在一组讨论，可以了解各种离子及醇对临界胶束浓度的影响。这样能提高大家的团结合作、共同讨论的积极性，为后面的毕业设计及进行科研创新起到积极的作用。经过基础性和设计性实验的学习，第二个学期物理化学实验的最后四个实验为创新探索研究型实验。我们开设了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、不同方法测定粉体的比表面积4个创新探索研究型实验。选好创新探索研究型实验项目后，同学们根据自己的选题方向搜集所需要的文献资料，写好实验方案，由指导老师把关，方案可行才能进入实验室进行实验。实验后如果发现问题或与原先预想的结果不一致，学生会积极地与老师探讨，共同查找原因及重做实验。同学因进度、实验内容及仪器药品不一样，除了在规定的实验时间内可以来进行实验，还可以跟老师预约其他时间来进行实验，直到实验完成为止。该类实验有可能成功也有可能失败。实验过程中，我们鼓励同学由浅入深，先从自己熟悉的部分开始实验，在此基础上进行改进、探索，得出有益的结论。实验方案的设计及实验完成后均要求制作PPT进行答辩，对方案中可能碰到的问题，同学们共同探讨解决的方法，实验完成后将成果组织成论文格式的实验报告，这样学生的积极主动性及好奇心都大大地提高了。

（三）面向科研实践

面向科研实践方面所做的革新主要是打破原来物理化学实验室只承接课程任务的局面。由于课时的限制，学生课程内在物理化学实验室进行的实验是有限的，然而他们在后继的科研实践如毕业设计、科学研究训练及课外科技创新（如省级和校级大学生科技创新项目）等方面往往又会用到物理化学实验相关的知识和操作，而这时的学生往往对以前课程内学习的知识会有所淡忘，如果能够允许学生重新回到物理化学实验室，结合自身正遇到的科研实践问题进行物理化学实验，不但能加深以前学过的知识的印象，而且对其今后的科研创新会有巨大的促进作用。但不可回避的问题是，这样一来必然增加了物理化学实验室管理的工作量。为了解决这一问题，我们采取的措施是预约制和指导教师负责制。那些课程外要来物理化学实验室实验的同学，必须先行预约。为此，我们正在构建网上预约系统，五台基础化学实验网络查询及预约机也已经到位，不日即可投入使用。指导教师负责制是指来进行实验的学生由其指导教师负责，所产生的仪器、药品损耗等药费一律由指导教师承担。并且，该指导教师在学生进入实验室之前，自身必须接受相关培训，在得到物理化学实验室管理教师认可的前提下才能使用物理化学实验室。这对学生和教师的科研创新都起到了积极的促进作用。

二、改革实验教学方法与手段，强化能力培养

传统的基础实验采用“预习－实验－总结实验结果”，学生学多局限于教材，这不利于提高他们的自主创新性。在进阶型的实验教学过程中，我们结合具体的教学任务选择合适的教学方法进行教学。如：在探索研究型实验过程中，我们引导学生积极学会自主学习，即采用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。［3］实验完成后，要求学生将成果撰写成论文格式的实验报告及制作成幻灯片，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，根据答辩情况给出学生的成绩，营造一个良好的师生互动、积极向上的氛围。这样，可以锻炼学生的语言表达能力，对现场提问的思辨能力和综合能力，增强自信心，提高学习、思考的积极性。“教学有法，教无定法”。新的教学模式应以现代信息技术，特别是网络技术为支撑，能使学生选择适合自己需要的材料和方法进行学习，并获得学习策略的指导，逐步提高学习的能力。随着现代教育技术的发展和应用，开展网络化教学已是实验教学的大势所趋。基础化学实验中心为此建立了开放的网络平台，为实验预习及实施提供帮助。我们鼓励学生利用Excel、Origin、Chemoffice等软件进行数据处理，同时规范了数据处理过程，为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。

三、以人为本，创建“物理化学实践教学大环境”，加强教学的平台与团队建设，达成“教学相长”