物理化学论文汇总十篇

时间:2023-03-16 15:27:09

序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇物理化学论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

物理化学论文

篇(1)

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。

篇(2)

2设计课堂教学

在课程教学中介绍物理化学原理的同时,采取理论联系实际的教学方式,结合生活中常见的或有趣的实际现象,让学生带着问题去听课,以激发学生的学习热情和学习兴趣,使原本晦涩难懂的内容变得生动、易于理解。例如,在讲化学热力学的知识时,先问为什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰会非常顺畅?在讲到表面化学的知识时,先问为什么衣物上的油污只用水是洗不干净的,必须用肥皂、洗衣粉等表面活性剂?为什么雨后荷叶、小草上水珠都呈球形?为什么毛细玻璃管中的水呈现凹液面,汞则呈现凸液面?还有让学生用化学动力学的理论来说明为什么天气热的时候,牛奶、食物更容易变质?能否应用渗透压的知识来解决海水的淡化问题等等。让学生带着问题去听课,利用所学的知识对问题做出合理的解释,才能让学生真正的体会到物理化学理论学习的重要性和实用性,激发学生的学习热情和学习兴趣。

3改革教学模式

美国教育家杜威指出:教育不是一种“告诉”和“被告诉”的事情,而是一个主动和建设的过程。改革以前“填鸭式”、“灌输式”的教学方法,尽量采用“研究式、启发式、讨论式”教学模式。教学方法的先进与否,将直接影响创新人才的培养成果。因此,在课堂上一方面教师讲课要坚持少而精、博而通的原则,另一方面也要适当的开展讨论启发式教学,提出一些拓宽思路的研究型问题,增加课堂上师生的互动,增强双向交流。改变教师“一言堂”的传统教学模式,利于学生注意力的集中,激发学生的学习积极性,有效提高课堂教学效果。

4实施创新教育

同志曾将讲过:“一个没有创新精神的民族是永远不会前进的民族”。换而言之,没有创新精神的教育也将是永远不会成功的教育。教育教学的本质就是开发人的潜能,塑造具有健全人格的人。建立“以人为本”的教育理念,以学生为主体,教师为主导,把学生的发展放在首位,教学中应介绍些和教学相关的科学前沿的内容,拓宽学生的知识面,不断培养学生的创新意识,提高学生的综合能力和创新能力。例如,在电化学部分讲授化学电源时,除了介绍早期使用的锌锰电池、可充电的铅酸电池和镍氢电池外,可以结合现代社会面临的节能和环保的要求,向学生讲解一些绿色环保新电池的知识。如20世纪60年代以来就被用作空间站及宇宙飞船空间电源的燃料电池,利用太阳光中的能量进行光电转化的太阳能电池等。在化学动力学部分,光化学反应虽然内容较少,但是光化学与环境科学、生命科学、材料科学及信息科学等紧密相关。因此,可结合科学前沿介绍一些光催化技术在环境污水处理中的应用,开阔学生的视野,激发学生参与科学研究的积极性,培养学生的创新能力。

篇(3)

1.2独立师资力量不足目前大多数独立学院都面临两难的尴尬境地,就是不独立难以规范,太独立又影响办学质量。还有大部分独立学院的师资力量不足,需要向母校聘请一些教师和聘用刚毕业的研究生作为师资来完成教学任务,前者虽然具有较高的教学水平,教学经验丰富,但是思想保守,教学模式化。甚至有的教师没有合理地根据独立学院学生的基础来精减教学内容、改变原来给大一、大二学生上课的教学方式,让学生听课像“雾里看花”,后者虽然活力充沛,思想新潮,但是教学经验不足,他们对部分仪器的工作原理都一知半解,这些都影响了学生学习物理化学实验的积极性。

1.3独立学院学生群体特点独立学院是现代高等教育的产物,学生的基础薄弱,每个学生的学习能力和水平也相差很多。扩招的学生有高考失利的,有高考发挥好而实际学习水平不理想的;有知识面较广,但学习能力欠缺;也有一些偏科严重,这些就形成了独立学院学生群体的多样性。基于这一特点,独立学院以后的教学可以采取多层次性,针对不同层次的学生实施不同的教学模式有利于实现培养“复合型的应用人才”的办学目标[7]。

2自主学习型物理化学实验教学模式的建立

2.1教学内容和教学条件的建立在物理化学实验教学的实践中,虽然也有不少的院校开设了综合性和探索性实验,但由于教学内容和教学条件等方面的原因,一般都是基础实验的叠加,而且是按照实验教师的思路做实验。另外,物理化学理论课和实验课程不同步,有些实验课程早于理论课程,使学生在实验过程中过于依赖实验教材,比较被动,打击了学生做实验的积极性和主动性[8],教学效果不理想。可以从以下几个方面改进:第一要对实验内容进行调整,实验内容紧跟实验设备的更新。例如碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定实验,实验教材内容过于陈旧,而实验设备是新增的,学生在实验前的预习和所写报告都是按照实验教材进行的,以至于到课堂上再重新熟习实验内容,学生的自主性降低了。第二实验课程应与理论课程进度同步或者稍微滞后,使实验课程真正成为学生学习理论知识和培养能力的课堂。从2013年,怀德学院就改进了部分专业的培养方案,将物理化学实验课程与理论课程同步,通过实验课程的教学,使之成为理论课程引导和深化的手段。第三对简单的验证性实验进行删减,增加综合性和设计性实验,使学生通过简单的验证性实验锻炼其基本操作技能,在此基础上,逐步过渡到综合性和设计性实验,培养其初步的科学研究能力。这一点也是怀德学院和其他独立学院在以后培养综合应用型人才应该重视和努力的方向。独立学院自主学习型教学模式要求教师应该树立“以学生为中心”的教学观[9],相信学生的自主实验和学习能力,在物理化学实验教学中更加注意创设情境式教学,激发学生实验的潜能和内驱力。同时,要求学生应具有自主实验的意识和能力,即将“要我做实验”的被动性转变为“我要做实验”的自主性,不断提高自主实验的水平和能力,实现自己的学习目标。

2.2教学思路和教学目标的建立近年来,大学教育围绕着培养高素质的创新型人才为中心,因此在自主学习型教学模式下,物理化学实验的教学思路也应该围绕这一主题,建立新的教学思路和教学目标。这就要求物理化学实验课程对学生的培养不仅仅是使学生深化物理化学的理论知识和掌握物理化学领域的基本操作技能,更要注重培养学生发现问题和解决问题的基本素养和科研能力。在自主学习型教学模式下,物理化学实验教学目标应该强调学生自主实验的主动性,将学生自主实验的学习能力也作为教学目标的一项指标。学生按照教学大纲的要求,在任课教师的指导下能够自行制定实验的计划和进度,进行自我管理和评价。这样克服了传统教学模式教师占主导地位的弊端,发挥了学生的主体作用。也许物理化学实验课的前期教师讲得很生动形象,学生也产生了学习兴趣和热情,但如果后期不注重理论联系实际,学生的这种学习热情也会慢慢地减弱。就算教师讲了很多有关物理化学对社会发展的贡献,但是如果学生看不到物理化学实验在其专业中的作用,就会产生物理化学实验与其专业没有多大联系的想法,进而会慢慢产生抵触情绪甚至应付心理。因此,教师在物理化学实验教学过程中,要不断拓展知识面,与时俱进,经常阅读相关的科技文献,根据各专业的特点,找出该专业与物理化学实验的契合点,通过形象生动的实例和实验过程中的各种现象,对其加以阐述,进一步培养学生学习的兴趣。

2.3合理科学的实验成绩评定方法的建立为了培养出具有自主学习能力和创造力的学生,达到物理化学实验课程的设定目标,激发学生学习物理化学实验课程的学习兴趣,那么在新的自主学习实验的模式下,新型物理化学实验成绩的评定方法也应该随之而建立。新型的物理化学实验成绩评定方法的建立应该灵活多样,我们对学生物理化学实验成绩评定由原来的单一实验报告百分制转化为采用多层次的五个级制。考核内容可以包括以下五个部分:(1)考勤(10%)。要求学生至少提前5~10min进入实验室,不无故旷课和早退;实验过程中不大声喧哗,不玩手机,没有特殊情况不离开实验操作台。(2)预习报告(15%)。实验前,学生应该查阅相关资料和实验操作手册,了解实验原理、仪器的工作原理及使用、实验步骤、注意事项以及实验的思考题,并将这些写在实验报告上,教师实验前仔细检查并登记预习成绩。(3)实验操作(20%),实验过程操作应规范、正确,实验数据不弄虚作假,实验过程中认真观察实验现象,并将实验数据认真详细地记录在实验报告上,实验结束由教师签字确认,实验数据不正确应重新实验。(4)值日(5%)。实验后整理自己实验台面的仪器,药品放回原处,擦洗台面,当天值日生要打扫实验室地面,由教师检查批准后方可离开。(5)实验报告(50%)。学生能够独立根据原始数据实事求是地处理,可以用一些常用软件,例如excel、origin等进行数据分析处理、绘图,并对思考题以及实验过程中出现的问题进行讨论。

篇(4)

2物理化学实验教学中存在的问题

物理化学实验作为是一门实践性课程,在实际教学中常出现与实践课程不符的情况。首先,由于教学内容主要为基础性验证实验,所以存在照方抓药、照葫芦画瓢的问题:实验在教师精心安排下进行,即实验内容有指定的教材,实验仪器设备经过调试,实验试剂及药品提前配好。上课时,先由指导老师详细讲解实验原理、步骤以及仪器的使用注意事项,才由学生在指定的时间内完成实验。其次,在整个实验过程中,实验教师充当保姆的角色,学生往往疏于思考,为实验而实验,甚至出现由于仪器插头没插上,仪器无法运行,学生找不出原因,这样让人啼笑皆非的事情。最后,由于仪器有限,学生通常被分成小组,分组进行实验,由此出现部分学生不参与实验,只是进行实验记录等简单工作,因而出现不会操作实验仪器设备,更无法提高实验技能。

3结合实际在民族地区师范院校进行

物理化学实验教学改革针对上述问题,有必要进行物理化学实验改革,提高学生的学习效果,真正提高学生综合素质,培养创新精神及实践能力。为了提高物理化学实验教学效果,实验改革可以从以下几个方面入手。

3.1充实教学内容

在基础性验证实验基础上增加开放式物理化学实验。开放式物理化学实验带有综合性和设计型实验的特点,以学生自学、自主活动为主,教师只提供必要的帮助和指导。作为少数民族地区的师范类高校,由于学生知识储备、动手能力都不能和其他地方师范类院校相比,加之现有实验仪器又和综合性大学存在差异。本着创新即为充分发挥学生主动性、调动学生实验热情、培养和发展创造能力,在实验内容上应更多关注能对未来教学工作提供教学信息的实验内容,如:日常生活中的化学,包括洗衣粉表面活性的测定、牛奶中蛋白质含量的测定、柴油燃烧值的测定,环境保护相关的话题如含酒精汽油的燃烧性能、蔬菜中重金属含量的测定等。这些实验内容虽不具有研究的创新性,但对学生却是更具吸引力。

3.2采取灵活自主的实验设计

对于开放性实验部分取消具体实验安排,由学生自行查阅资料,设计实验方案,提出所需仪器、药品。为了培养学生的创新能力,将易做实验做出新意,可附加要求:如牛奶中蛋白质含量的测定,要求学生利用现有的不同仪器提出至少两种实验方案;在固体燃烧值的测定基础上要求学生测定液体燃烧值,如添加二茂铁对柴油燃烧值的影响。实验过程完全由学生自行完成,过程中遇到的问题,老师只是帮助分析原因,把问题的最终解决权交给学生,让学生在解决问题中体会到实验的乐趣。总之,整个实验过程中强调学生的主体作用,大到设计实验方案、测试数据、分析实验结果,小到查阅资料、组装实验仪器、配制实验溶液均由学生自行完成。在实验过程中提高学生独立思考、自主安排、自由发挥的能力,激发学生的求知欲,培养了学生的创造性思维和创新精神。

3.3健全科学、合理的评价体系

改变传统评价体系,实验指导教师摆脱保姆角色,成为评判者。在实验过程中,观察学生实验情况,并细化每个实验的得分点,提高课堂表现及开放实验的得分百分比,使实验成绩与学生的实际表现紧密联系,调动学生参与实践的积极性。

4民族地区师范院校物理化学实验教学改革实施的思考

通过物理化学实验教学改革可以加强学生的独立性,培养自信心,锻炼意志力。但由于民族地区学生自身的特点,在实验教学改革时需要注意以下几点:(1)根据学生总体素质的实际情况,注意学生在实验过程中创造能力的发挥,而不应过多强调实验内容是否具有最新的科学研究价值。因为实验教学改革的主体是民族地区师范类学生,生源大多来自欠发达地区,总体素质无法与发达地区相比,所以应注重于创新理念的传达,过多强调科研价值势必打击学生实验热情,更难激发其创新信心。(2)开放性实验的时间安排上,应放在基础实验结束后,时间安排上应更宽松,让学生可以充分拓展自己的潜能。开放性实验个数上不应过多,应该少而精。(3)在实验改革中要强调实验过程的团队精神,使学生在实践环节培养团队意识,为学生日后的学习、生活打下良好的基础。

篇(5)

2旋光仪光路介绍

旋光仪就是根据这种原理设计的,其光路如图1所示。在30℃下,取25mL2.0mol/L的氯化氢溶液与25mL200g/L的蔗糖溶液混合,催化促进蔗糖发生水解反应,分别用手动和自动两种旋光仪测量溶液旋光度随时间的变化。进行数据处理后,ln(αt-α∞)对反应时间t之间的关系如图2所示,用一元一次方程拟合所得结果标注于图中。根据实验原理可得对应实验条件下蔗糖水解反应的速率常数:自动仪器测量所得为0.03486min-1,手动仪器测量所得为0.03694min-1,两者之间有一定的偏差。由图2也可以看出,用手动仪器测量的数据,其线性相关度较差,一个原因是手动仪器恒温性较差,随着实验的进行,钠光源发出的热使反应溶液温度逐渐升高,水解速率增大,即在整个实验过程中,反应温度没有保持恒定,使得测量误差较大。另外,手动仪器的旋光度需要手动调节读取,在数据读出时刻与计时时刻之间有一定的延迟,也给测试结果带来影响。而自动测试仪器则不受以上两个因素的影响。因为自动仪器带有恒温水浴装置,可以确保实验过程温度维持恒定;另外,溶液的旋光度值通过数显读取,具有方便、快捷、准确的特点。因此,用自动仪器测量所得结果更为真实可靠。但是,在实验教学过程中我们也发现,用自动旋光仪做实验,学生不能直接观察到光的偏转现象,因此对偏振光这一重要的物理量就没有直观认识。通过这一实验,学生只能在数据处理方面得到较多的训练,而对实验过程的理解则较为欠缺,这也是其它实验项目中存在的问题。手动旋光仪是利用“三分视界”的方法,通过手动调节检偏镜的角度,使三分视界的暗度相同,然后读得偏振光偏转角度值。自动旋光仪则是通过电子元件,将光信号转化为电信号,然后直接通过数字显示的方式将偏振光的偏转角度自动显示出来。

篇(6)

改革后的物理化学课程,将原有的理论课程96学时和实训课程24学时,共计120学时的教学任务整合成一门60学时的项目化教学课程。全部教学过程包括五个项目大类,分别是化学热力学、化学动力学、相平衡热力学、界面现象及分散性质、电化学系统和电解质溶液。教学中除学生必须掌握的常规理论知识外,设计了17个实训项目,它们是恒温水浴性能测定、溶解热的测定、凝固点测定、蔗糖水解常数测定、电导率测定、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定、过氧化氢的催化分解、完全互溶双液系的平衡相图、饱和蒸汽压的测定、洗衣粉的合成和餐具洗涤剂的制备、肥皂和洗衣粉的性能比较、溶液表面吸附的测定、临界胶束浓度的测定、溶胶和乳状液的制备及性质研究、界面法测定离子迁移数、电导法测定弱电解质的电离常数、原电池电动势的测定及其应用。这17个实训项目贯穿于整个教材,教学过程中根据实际情况,可以先讲理论后进行实训,也可以先实训后讲理论课,具体问题具体分析,教学方法更加灵活多样。

教学中本着加大实践教学的原则,学时分配上理论与实践各占50%,学生全部课程有一半的时间是在教室上课,另一半时间全部用来做实训和完成实训报告,全面锻炼学生的动手操作能力。实训报告在课堂上完成,及时上交,不占用课余时间,也不留课后作业,大大减轻学生课余时间负担,为同学营造一个轻松、积极的学习环境。关于理论教学部分,课上采用多媒体教学方式授课,结合大量的图片和动画将抽象的理论知识形象化,便于学生理解和掌握。物理化学内容有其自身的逻辑联系,学生必须独立进行归纳,才能把课本越学越薄,使知识融会贯通。为了有利于学生对课堂知识的巩固,将理论部分重点内容以习题册的形式发给大家。教学中,课程组教师重新制定了教学计划和课程整体设计方案,在理论联系实际的基础上,注重以教学内容为依托,锻炼学生通过实际动手操作理清课堂知识的相关理论。同时结合实训报告,培养学生自己动手,自己归纳,分工合作,独立完成,和不耻下问等多种习惯,以提高同学的课堂注意力,发挥他们学习的积极性。

与此同时,学生的期末考核采取理论成绩、实训成绩和平时成绩相结合的形式综合考虑给出。学生期末成绩满分为100分,其中理论部分占50分,以考试答卷的形式体现,考试时间1个小时;实训部分占40分,以实训操作和实训报告来体现(其中实训出勤分值占20%,实训操作分占20%,数据处理占40%,实训报告完成情况占40%);平时成绩为10分,通过理论课出勤、迟到、旷课、请假、课堂表现和学生素质等各方面因素综合考虑给出。以此为依据,最终折算出的学生期末考核成绩,其统计数据完全符合正态分布,体现了每一个学生的真实的综合素质水平,效果令人满意。

通过改革,精选教学内容,引入现代化的先进教学手段,将物理化学的课堂教学和实践教学有机的结合起来,使学生用较少的学时高效率地掌握物理化学的精髓并扩大知识面。虽然教学改革的成果较为显著,但是毕竟是第一次实施这样的教学,整个教学过程中还有各种各样的不足,有待进一步改进。例如:学生的教材还需进一步校对和完善;实训设备运转率太高,不利于设备的正常维护;与教材配套的习题册也需进一步扩充;理论教学的多媒体课件还需进一步改进,使其具备形象化、简单化和条理性。随着教学改革的进一步实施,相信以上问题一定会逐步解决,物理化学的教学改革成果也会更加明显,真正做到使学生学有所得,学以致用。

作者:闫碧莹 郭俊锁 魏凤琴 单位:乌海职业技术学院

篇(7)

《物理化学实验》是化学化工类专业本科生必修的一门综合性基础实验课,它以高等学校物理化学课程教学基本要求为依据,在实验内容的选题上除了以培养训练高校学生的基本实验技能,及加强基本理论的理解为目的的经典实验外,还引入了一些近代科学研究基本的物理化学测试方法。因此,本课程不仅在化学专业的课程体系中具有承前启后的地位和作用,而且更能具体地体现实验与理论的紧密联系,也是学生进行后续科研学习或生产实践的专业技能之基石。然而,在长期的教学实践中发现,《物理化学实验》课程传统教学手段明显模式化,没有跟上时代的发展,导致学生出现正向反馈低靡、学习目标不明、动手能力没有得到实质性的锻炼等现象,表明传统的《物理化学实验》教学模式与“新工科教育”的发展要求相悖,因此必须对本课程现有教学模式进行与时俱进的改革和创新。

1团队合作实验教学模式

随着工业生产的社会化进程加深,合作意识和团队精神在提高产品竞争力,掌握市场需求方面显得日益重要,任何项目的开发,以及公司单位的管理,都需要一个和谐而默契的团队,才能够有条不紊地进行下去。个体学习的教育模式对大学生融入社会造成了一定障碍,团队合作精神是现代教育及学生逐渐面对的一项迟来的意识内容。不少企业为了保证组织的高效运转,已明确将“合作精神”或“团队意识”作为用人选聘的一项基本要求,要求大学生将团队精神融入自身整体素质,这对现代高等教育提出了更高更全方位的要求。另一方面,高校在追求高质量学习的过程中,恰恰又忽略了团队合作模式发挥的重要意义。高质量学习的发生绝不是孤立的,传统课堂教学忽视了通过团队合作使学生的学习成果最大化有效教育途径,且成果受益学生个体终身甚至全社会的积极发展。现代高校实验课程教学环境恰好给教学过程提供了适应团队合作学习的良好土壤,遗憾的是大量教学工作者们没有将团队合作学习这颗优良的教学种子进行精心的培育,以至教学效果远不及教学目标制定的高度,这在《物理化学实验》教学中尤其明显。将团队合作精神融入《物理化学实验》教学中,给实验教学带来与时俱进的活力,使实验教学由单维度活动变成多维度活动,可以有效调动学生对化学化工学科的学习积极性,从而能在整体上优化课堂教学的结构和效果。

2《物理化学实验》教学现状

为了适应新时期国家经济建设和社会发展的需要,《物理化学实验》教学进行了多次重大改革。但长期以来,其教学目标仍然主要以三方面为主,其一是加深和巩固物理化学基本理论知识;其二是掌握物理化学实验的基本方法;其三是掌握一些基础仪器的结构原理和操作方法,培养和提高学生的动手能力[1-2]。但随着我国工业的迅猛发展,传统的《物理化学实验》很难跟上“新工科”人才培养的需求,《物理化学实验》教学还存在很多亟需改进的地方。

2.1教学维度单一,学生兴致低迷

现阶段的《物理化学实验》大多是验证性实验项目,采取的教学方式是先由教师讲解实验基本原理,熟悉实验仪器结构和操作规程,学生按照教师要求逐步进行实验,得出数据并处理得到实验结论[3]。此外,《物理化学实验》都是借助相应的仪器设备完成实验过程的,由于经费的限制,学生分组共用一台仪器,形式上表现出3~4人合作完成一个实验项目,但由于操作流程的程序简化,实际可能并非全部学生得到了仪器操作体验,一方面由于学生的惰性和依赖性使然,另一方面不能人手一台实验仪器,容易造成学生眼高手低的现象。在此过程中,学生多表现被动、缺乏创新,很难起到高效的学生能力培养作用,长此下去,势必陷入恶性循环,降低高校物理化学教学质量。

2.2实验教学项目陈旧,缺乏学科发展新趋势

物理化学学科正以日新月异的步伐向前发展,其趋势和特点可以概括为:“宏观研究与微观研究相结合,但更多地向微观层次深入;体相研究与表面相研究相结合,但更多地向表面延伸;在微观研究的领域中,表现出静态观测与动态观测相结合,更多地向动态研究转移;理论与实践结合更为紧密,并进入更高的层次[4]。”与物理化学学科密切相关的生命、材料、能源、环境及电子科学等的迅猛发展,都给物理化学实验教学提出了更广阔的理论与实际课题,迫切需要现代教学工作者们能够密切关注学科的发展特征[5],能适当顺应时代潮流,开设一些具有学科发展代表性的综合性实验项目,提升学生探究事物现象背后科学规律的好奇心。而目前《物理化学实验》教学部分内容较为陈旧[6],在实验安排上通常以验证性实验为主,对提升培养学生的学习兴趣和探究事物现象背后科学规律的信心都不够。即综合性实验开设较少,尤其设计性、探究性实验更是少有提及。

3团队合作模式在物理化学实验教学中的实施方案

3.1提供开放式实验平台

基于“因材施教、讲求实效”的原则,根据学生不同学习理解层次和要求,确定开放实验的内容。内容应包括:设计性、综合性和研究性实验以及科技发明、制作、科研论文等课外科技活动实验。提倡学生通过文献阅读及调查研究自拟实验课题,并提出可行性计划,鼓励学生参与教师课题,学习解决生产实践和科学研究问题。在无实验课时,实验室可以部分向学生开放,为学生提供积极发挥创造力的平台和良好的氛围。爱好深度钻研的学生可以组建科研分队,申请利用开放时间选做实验项目。教师应鼓励引导这类学生团队参与文献查阅、设计具体实验方案、分析实验结果、讨论改进计划。这不但有利于学生对物理化学知识的综合理解,更重要的是,契合“新工科教育”对培养学生的创新思维的全面要求。

3.2增设具有学科发展代表性的综合性实验项目

开设物理化学研究型和开放性实验,让学生在掌握热力学、动力学、及电化学等理论知识和操作技能的同时,增强理论指导实际的应用意识,提高创新能力。教师由传统的知识传授型转为指导型,学生则由被动接受型转为主动参与探索型,进一步提高分析问题、解决问题的主动性及能力。这就要求学生能够主动组建团队,充分发挥每个人的优势,合力分析解决问题。例如,电絮凝技术广泛地应用在废水处理的各种行业,其发展已进入一个强产业化的过程,学生对此技术的了解具有很强的实践意义。而有关电絮凝过程的实验一般会给环境工程专业必修的《水污染控制技术》课程内作为专业实验项目开设,但非环境工程专业的学生就没有机会了解这一基础实验技术。电絮凝过程涉及《物理化学》课程中的电化学及胶体化学两章内容,很强地联系到了基础理论知识点;同时,电絮凝过程作为物理化学实验内容开设时,所需设备及药品耗材也不繁琐,过程简易可行,可以作为研究性实验项目,让学生深切体会物理化学理论是如何密切联系实际应用的。这类型的实验若由学生独立完成,有一定难度,但若由学生团队共同努力,一起探讨实验设备的搭建及实验方案的制定,对学生将起到很强的锻炼作用。

3.3团队合作实验考核形式

评价考核是合作性学习中的重要环节,是检查教学效果、评价学生成绩的手段,合理的实验考核评价体系对学生的学习过程具有反馈作用和激励作用[7]。传统的《物理化学实验》教学都是通过实验报告来评价学生的实验成绩,而实验报告无法体现学生实际动手操作的状态,以至多数学生以提交实验结果为目的,忽视了实验能力的培养和训练,未能达到《物理化学实验》教学课程的开设目的。因此,需要建立适用于学生团队合作实验的考核评价办法。考核可分为实验可行性设计考核,实验过程考核和实验报告考核,分数分配比例分别为20%,50%,30%,这种分数设置能够客观地反映团队合作物理化学实验中的实际情况。这就要求指导教师对整个实验过程定期跟踪,及时获取学生实验进展情况,最终要求团队将整个实验过程以PPT汇报形式表现,综合考虑学生团队在实验过程中的表现并予以评定;实验报告考核要求学生以实验团队为单位撰写并提交,指导教师结合基本理论与实验结果分析能力等对学生的报告成绩进行综合评分,对整个实验过程中的不足和出色之处要给出明确的批改意见。新的考核办法把传统的结果质量控制转变为过程质量控制,加大平时实验过程中团队合作交流和操作部分所占的比重。

4结语

经过团队合作模式进行的《物理化学实验》教学,必然能对学生的探索创新能力、动手能力、表达能力起到不同程度的推进和锻炼作用。将团队合作精神引入《物理化学实验》教学中,给予课程新的形象和内容,使实验教学由单维度活动变成多维度活动,可以有效调动学生的学习积极性,从而能在整体上优化课堂教学的结构和效果,有效地辅助物理化学理论课教学,同时提高物理化学实验技能和科学研究能力,为其今后从事相关专业研究打下坚实的理论和实践基础。

参考文献

[1]张姝明,王桂香,陈玉焕.物理化学实验教学改革与学生综合能力的培养[J].广州化工,2015(15):252-253.

[2]吴慧敏,艾佑宏.物理化学实验教学改革的初步探索[J].实验室科学,201619(4):116-117.

[3]梁吉雷,吴萌萌,宋娟,等.基于应用型人才培养的物理化学实验教学思考[J].山东化工,2017(5):125-126.

[4]国家自然科学基金委员会.自然科学学科发展战略研究报告之五:物理化学[J].科技导报,1992,10(92081):7-20.

篇(8)

物理化学作为基础理论课,其内容相对比较稳定,但科技日新月异的发展,给物理化学注入了新的生命力,初步从宏观到微观,从平衡态到非平衡态的越来越成为热点。因此,我们在教学中除把物理化学中的经典理论、经典技术讲授给学生之外,还需让他们了解学科动向,吸收现代科学发展的新成果。如在介绍熵函数时,除把物理化学中的经典熵概念介绍给学生外,还可以把信息熵,管理熵等现代熵理论及其应用介绍给学生,既提高学生兴趣,又提升学生学以致用、理论联系实际的应用能力,避免概念的抽象乏味。

二、理清思路,抓住重点

物理化学虽概念多,公式多,但内部间却存在着密切联系,如果教师能帮学生理清学习思路,使学生能够抓住其中的主线,学生学习起来就有层次多了。物理化学的理论逻辑性强,教师教学时可在讲解每一章前,先告知学生研究的思路和内容间的联系。在讲到一定阶段时,注重各章直接的联系。比如说物理化学在介绍完热力学第一定律和第二定律之后,分别侧重热的计算和熵变的计算,而所研究的过程和思路却是一致的,都首先介绍单纯变化过程,之后是相变化,最后是化学变化。再理清热和熵变之间的关系,那么掌握和理解这两个章节的公式和计算就不再困难。

三、注重实验环节的改革

物理化学实验在我院是附属于物理化学课程教学的。物理化学实验与前面所学的无机化学实验和有机化学实验存在重要的不同。它实验设备比较大,操作时间长,数据后处理与作图繁锁,所以物理化学实验对培养学生的动手能力与分析处理数据能力起着非常重要的作用。因此我们要注重物理化学实验的改革。

1.加强学生课前预习。因物理化学实验时间久,测试数据多,内容复杂,所以加强实验前的预习,是顺利做好实验的关键之一。针对此种情况,我们给学生分组,开出任务清单,要学生知道所用仪器,了解实验原理,弄清操作步骤,实验前对学生进行提问,回答合格者方可进行实验。避免了学生课前不预习而导致实验失败的情况。从效果上看,既减少了教师讲学生不认真听的坏习惯,又提高了实验的成功率,让学生改正了做试验报告不明层次、不进行数据处理的毛病。

2.改善考核机制。物理化学每个实验都作为期末考试成绩的一部分,从课前预习,到操作,数据,态度,实验报告和实验后答辩,这也就是说,期末考试成绩并非单纯的一纸考卷的终结性成绩,而是学生在学习过程中自己不断形成的。

篇(9)

授人以鱼不如授人以渔,在实验教学当中,我们的目的不在于完成实验本身,而在于通过实验使学生获得培养实验技能的科学方法,从而培养学生自主学习,自主创新的能力。在物理化学实验教学中,教师应该结合教学内容和自己的学习经验,注意创设情境,传授给学生恰当实用的实践能力培养的方法。在思维上给予学生最大的自由,并注意激发学生实验的潜能。教师在教学过程中应当有意识的诱发学生对自己的实验进行有意识、有效的调控、调节,从而不断提高自主实验的水平和能力,获得实验技能的科学方法。

1.2教师要精心准备并设计教学过程

首先,老师要根据实验教学大纲的要求,要求学生借助于各信息资源,自由选择实验内容,通过自主独立学习实验内容之后,向老师提交实验方案。其次,为了尽可能掌握应该掌握的实验知识和技能,教师应该通过学生提交的实验方案及时了解学生的自学情况,确定实验指导的要点,通过老师对学生实验的积极参与,从而大大的提高学生对实验课参与的积极性,师生的共同参与能大大提高实验课程效果。其次,老师要注重学生的实验操作过程,要注重细节,在使用仪器设备之前要进行严格培训,培训过关才能使用设备,老师要对学生细节错误及时指出并引导学生改正,培养学生严格遵守实验规范并养成良好的实验习惯。最后,注重实验现象和数据的记录,严格书写实验报告,培养学生客观公正、实事求是的科学态度,总结实验过程中的得失,整个实验过程都是学生自主完成。

1.3合理实施设计考试

教师需要合理选择考试项目,考试项目最好能与实践相联系而又要让学生有发挥自己创造力的余地,学生必须通过独立思考,设计合理的实验方案,不能机械照搬现成实验方案来完成实验项目。老师需要灵活设定实验考试成绩评定标准,应从实验方案设计、实验操作、实验数据处理与分析、实验总结这几个方面客观评定学生的实验成绩,考试结束之后,以师生互动的形式,组织学生对实验项目进行答辩,总的成绩包括学生自我评价和教师评价两部分。这样通过实施设计考试可使学生自主创新能力获得进一步的提高。

篇(10)

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

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