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物理化学论文

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物理化学论文

物理化学论文范文第1篇

物理化学实验中涉及热力学、动力学、表面化学及结构化学,知识面广,实验项目多,都是由一个任课教师进行全面指导,这就要求指导教师要精通所有实验项目的内容、详细操作及可能存在的问题,还需要在实验前准备各实验项目所需的实验仪器及试剂。这样的上课方式,不利于实验项目的更好进行,毕竟每个老师都不是全才,严重增加了教师的准备工作。要求任课教师完全弄懂每个实验项目,对实验指导教师提出了更高的要求,也不利于教师的发展。

2学生实验积极性不高

一般在实验的第一节课已经向学生说明实验前要预习,进实验室时要有预习报告。但是学生对实验的积极性不高,预习报告完全是为了应付检查才写的,这是目前大学生普遍存在的一个现象。教师进行原理、实验内容讲授时,少部分学生属于游离状态,教师在演示实验操作时,学生没有认真注意细节内容,真正到他们进行实验时,问题出现了,不懂得如何解决,而一味的在书本上找答案,还是没能最终解决问题。遇到此类情况,甚至有些学生干脆就不思考,任由错误的发生。由于需要分组进行实验,小组中有个别学生基本都没有亲自动手操作过,在实验过程中表现得很不积极。

3学生抱“应付”心理进行实验数据处理

物理化学实验中测定数据多,这就要求学生具有一定逻辑思维能力对实验数据进行处理,这也是探究实验机理、剖析实验内容的必需步骤。有部分学生完全不理会实验数据处理是否正确,只是一味凭感觉简单处理;有一部分学生是没有真正明白原理,引起处理数据不完整;还有一部分学生查阅后采用软件进行处理,但是由于不知所云,所以很多也都只是给出了图形。比如在三液系组分相图的绘制中,很多采用了某些理论课提供的软件画图,只是纯粹的画图,当问到三角坐标中每个点具体代表什么,学生没法回答。基于以上的情况,主要的根源还是学生要完成实验报告的任务,只能这样的应付了事。这对培养学生技能及解决问题的能力,起不到任何作用。但是基于现状,有些事情无法完善。因此,某些时候,针对这些好学又不是很明白处理原理的学生,需要更加耐心指导,注重不同类型学生心理素质的培养[3]。

4简单的考核方式

物理化学实验课程一般都是考查课,通常采用平时实验报告及平时表现进行综合给分。但是实验报告都是组员之间相互讨论给出,甚至有些都是抄袭过来的,并且对于平时的表现也不好衡量,该课程考核结果不是很满意,所以应该思考下能否改变现有的考核方式。

5针对存在的问题,提出可能性的应对方案

物理化学论文范文第2篇

物理化学实验过程中可以很好地将理论课程上所学习到的定律、公式应用到解决实际问题上.以蔗糖水解反应的速率常数为例,第一组同学按照传统教学过程,首先学习一级反应动力学方程ln[A]0[A]=kt,讨论一级反应动力学的特点以及半衰期等.学会利用动力学方程求算时间、物质浓度、速率常数、半衰期等数据,然后按照给定的实验步骤进行蔗糖水解反应速率常数的测定实验.第二组同学参照实验设计教学过程,首先提出目标,需要测定蔗糖水解反应的反应速率常数k,然后学习一级反应动力学方程的推导过程,介绍一级反应动力学的特点.学生讨论如何设计实验测蔗糖水解反应的反应速率常数k:蔗糖在酸的催化下的水解反应可看作准一级反应,利用一级反应动力学的公式ln[A]0[A]=kt,从公式ln[A]=-kt+ln[A]0中可以看出以ln[A]对t作图得到一条直线,斜率为-k,因此需要测量不同t时刻[A]的浓度,然后以ln[A]对t作图得到一条直线,通过斜率即可求得反应速率常数.此时教师可提出测量某一时刻物质的浓度一般有两种方法:化学法与物理法,其中物理法更方便操作.

所谓物理方法就是利用某些物理性质与物质浓度的依赖关系,使用物理仪器快速准确测定出某一时刻的物理性质,再转换成物质浓度与时间的关系.根据蔗糖水解反应中反应物和产物都是有旋光性的,可以选择旋光度这个物理性质作为浓度和时间之间关系式的桥梁.利用旋光度与浓度的关系将反应动力学方程中浓度和时间的关系转换成旋光度和时间的关系,因此只需要测定不同时刻体系的旋光度值就可以求算出反应速率常数k.学生选择需要的实验仪器和实验材料,设计具体的实验步骤,教师对整个流程进行评价和改进,最后在具体的实验过程中验证结果.实验结束后讨论问题:为什么要进行零点校正,可用什么物质进行零点校正,蔗糖的初始浓度对实验测定有没有影响等等.在学完二级反应动力学以后,教师还可提出延伸问题:如何利用电导率测定乙酸乙酯皂化反应(二级反应)的速率常数?第二组同学大致可以提出相应的实验过程,而第一组同学则大都不知道该如何处理.两组学生比较,第二组学生对公式的利用、实验过程的处理等都较第一组学生要好.通过整个实验设计流程,学生可牢牢记住相应的动力学方程公式,同时会对具体的实验操作过程进行积极探索,对以后理论知识的学习也有很好的促进作用.

2激发学生自我学习和自我思考的兴趣

很多时候,学生不知道物理化学中的理论和定律有什么具体用途,因此学习起来没有兴趣,只是被动地背诵公式定律.物理化学实验设计过程的教学环节能够激发学生的主观能动性,提高学生自我学习和思考的能力.以燃烧热的实验测定为例,两组学生首先学习理论课程中燃烧热的定义,理解恒压热效应与恒容热效应的区别.利用氧弹式量热器分别测定待测样品和基准物质在量热器中完全燃烧引起的温度升高值,再利用基准物质已知的燃烧热来计算待测物质的燃烧热.现在的实验装置大都采用自动化和计算机处理,第一组学生除了简单掌握量热器和压片机的使用方法外,对物性燃烧热方面的信息知之甚少,学生也没有太大兴趣去深入讨论和研究.第二组学生采用实验设计过程的教学方法,首先指导教师介绍燃烧热在实际生活中的各种应用,例如燃烧焓的测定广泛应用于各种热化学计算中,测定有机物的燃烧焓,可计算相应的生成焓数据,从而可以了解其稳定性、反应性、生成机理、分子结构、能量规律等特点,对于掌握该化合物特定组成等有重要意义.氧弹量热法也广泛应用于污泥、废物、煤发热量的测定等等方面,对于泥煤的深度开发和综合利用有广泛意义.通过这些知识的讲解,让学生首先对即将学习的实验有一个背景认识,知道将来在哪些方面可以有广泛的用途,从而激发学生的主动学习兴趣.然后再介绍氧弹技术的原理和燃烧热测定实验的基本过程,这时学生对实验课程的理解和掌握就会有明显提高.采用这种教学过程的第二组学生与第一组学生相比,首先在听课过程中注意力就有明显提高,思维也能随着教学内容灵活转换,在实验过程中也能够自己分析和处理一些常见问题,这些都是学习兴趣被激发出来的结果.因此,实验设计教学过程可以激发学生的学习兴趣.

3提高学生的科研创新和分析解决具体问题的能力

创新是科研工作的灵魂,教学过程中应加强培养和提高学生的科研创新能力.对于物理化学的各个研究方向来说,物理化学的实验设计过程在不同程度上会对学生的创新精神和分析解决实际问题的能力具有积极的作用.以凝固点降低法测物质相对分子质量实验为例,两组同学首先同时学习稀溶液的依数性:加入少量溶质引起溶剂性质的改变,例如蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高以及渗透压的改变.这些性质的改变值只与溶质的数量有关,而与溶剂的性质无关.利用一相为纯物质时两相平衡温度与组成的关系可以推导出相应的定量关系式.其中,凝固点降低这个依数性质是一种常用的测量相对分子质量的实验方法.第一组同学学习凝固点降低公式,知道凝固点降低的改变值与溶质的质量摩尔浓度成正比,能够通过题意利用公式求解出相应的数值.第二组同学在学习完凝固点降低公式后,引导学生利用此公式进行溶质相对分子质量测定的实验设计.

首先从公式推导中可以看出,公式中有我们需要最后求的MB,凝固点降低常数Kf可以查得.所需要的就是纯溶剂的凝固点和加入少量溶质后溶液的凝固点Tf的值.所以整个实验设计的关键就在于如何测定液体的凝固点.所谓凝固点是指一定压力下,随着温度的降低,液体中逐渐出现凝固现象,固液两相平衡时的温度.引导学生自己选择实验器材设计实验:要想测得凝固点,就需要将待测液体放到一定的冷却介质中,例如冰水混合物,还需要精密温度计随时监测液体中温度的变化.此时教师给出提示:凝固点的准确测定并不容易,包括固液平衡的判断以及凝固热的放出对测量的影响等等,因此采用步冷曲线法测定相应的凝固点更为常用.学生讨论具体的实验步骤,教师进行指导修正,完成实验设计过程.两组同学同时开展凝固点降低法测定溶质相对分子质量的实验,通过实验过程中的比较可以看出,第一组同学大都只能按照书上的步骤进行机械操作,在操作过程中不知道何种因素会对实验产生影响,更不明白怎样对实验进行改进.而经过实验设计过程的第二组同学大都对实验细节比较注意,例如为什么需要冷冻管和空气套管,冷冻管要竖直放置,不要靠在空气套管上,还有冰浴槽的温度、磁子的搅拌速度对实验测定的影响等等.在实验结束后,第二组同学在实验数据的分析处理上也较第一组好,能够利用步冷曲线法合适地得到相对准确的凝固点数值.第一组同学在思考题的解答上也与第二组同学有明显差距,大都不明白一些针对实验过程的问题如何进行分析解答:例如溶质的量是否加入的越多越好,冰浴槽的温度过高或过低对实验数据有什么影响,高温高湿季节做此实验是否会影响准确度等等.

4结语

物理化学论文范文第3篇

该模式为学生提供了很大的自由度,充分调动学生做实验的积极性和兴趣。学生可以最大限度的按照自己的意愿来管理实验课程,在整个实验过程中有了更高的参与度,学习积极性相对过去传统的排课式有了很大的改善,对实验内容的理解和掌握比之前有明显的提高。在线预约平台的开发和应用也在很大程度上解决了开放式实验给管理带来的难题,学生、管理员和教师三方面通过网络平台有机的结合起来,实验相关信息的传达效率相较于传统的发通知传达有了质的提升。

2存在的问题

在教学实践中我们发现“全面开放”模式存在一定的问题,物理化学实验课程安排中,部分实验之间存在相同的知识点和操作,譬如“溶液粘度测定”和“酯皂化反应动力学的研究”使用相同的控温装置,又如“不同外压下液体沸点的测定”和“环已烷-乙醇二元气液平衡相图”则使用相同的恒压装置,在“全面开放”模式下每个同学完成实验的进度和顺序皆不一致,带课教师无法掌握所有学生的实验完成情况,遇到这类情况只能每次重复讲解。另外实验课程在设置时是遵循一定的层次和框架来进行的,学生的自主选课随机性很强,容易忽视各实验之间的关联所在,不利于培养学生对课程整体的把握能力。

3“有序开放”管理模式

3.1“有序开放”管理模式的引入

鉴于以上这些情况,我校物理化学实验中心近年来尝试使用一种“有序开放”管理模式。该模式下各种动作方式于“全面开放”模式基本一致,主要的改变在于以“实验组合”取代单个实验作为选课单元,供学生选择。实验教师可以按照实验类型、操作和难易程度对每学期的实验进行分类和组合,每组一般2~4个实验。实验组中的实验顺序固定,有相同的知识点和操作点的实验尽量分开,而不同组实验间则相互对应。比如某学期开放四个实验A、B、C和D,A和C、B和D均存在相同的知识点,将A和B做为组合1,C和D做为组合2,学生就可以选择先完成组合1,再进行组合2的实验时,教师就能了解到该班学生对知识点的掌握程度,进而可以简要或者更加深入对该知识点进行讲解。其它管理方面仍然依照之前的模式。

3.2“有序开放”管理模式的实践成果和需改进之处

这种模式在本质上仍然属于开放管理模式,因为学生同样可以自主选择实验内容和教师,而实验课程经过优化组合后,一方面增加了教师和学生见面的次数,有利于教师对学生实验进度的把握,教学资源和时间可以得到更加充分的利用,另一方面则有利于学生在宏观上对实验层次和框架有一定的理解,对理论课程的学习也会起到积极的作用。我校物理化学实验推行该模式迄今已满三个学年了,新模式首先继承了之前模式的优点,包括选课系统的使用和课后测试等特色,对实验进行一定的排列组合则更能体现实验之间承上启下、由简及深的关系,有利于学生对实验课程结构的把握和实验技能的深层次培养,有利于教师对学生学习进度的了解,同一实验可以跟据不同的情况采用不同的方式来讲解。在一定程度上解决了之前模式随机性过强带来的一些弊端。取其中两个学期学生实验成绩绘制成分布图,如图4所示。由于“有序开放”管理模式实践时间尚短,并未完全成熟,会给实验管理和教学方面提出一些新的要求,比如需要更高的师资水平,每个教师需要掌握熟悉更多的实验课程,并要具备更加灵活的授课方式;学生在时间上的自由度和“全面开放”模式相比受到了一定的限制,管理方需要投入更多的精力进行协调;另外需要在教学中不断对实验的排列组合进行优化,以进一步突出实验教学的整体性和相关性。这些问题在今后的教学实践中需进一步完善。

4小结

物理化学论文范文第4篇

1. 1 结合专业需求,精简内容

经典的物理化学内容博大精深, “广而博”的教学思想对化学化工类重点院校来说尚且可以,但对于普通院校非化学专业来说要做到面面俱到基本不可能。我校制药工程专业的培养定位是应用型人才,导致的必然结果是理论学时的压缩,实践学时的增加。在“课时少、任务重”的情况下,“少而精”是必然选择。但“少而精”也不是随意的删减,而应紧紧结合专业需求,科学、合理地删减。

如减少热力学、电化学的内容,重点讲解相平衡、化学动力学、表面化学与胶体等与制药专业后续课程密切相关的部分。其实要做到物理化学与制药专业课程之间的完美融合并不是一件容易的事,需要化学教师通过多种渠道提高自身的药学知识储备,只有对制药专业课程有较深的认识,才有可能在教学中灵活把握,更好地有的放矢,使物理化学在后续课程中充分发挥作用。

1. 2 强化应用,弱化推导

物理化学公式推导繁琐是学生畏学的一个重要原因。对于化学专业学生来说,掌握这些理论公式的来龙去脉毋庸置疑,但对于制药专业学生来说,学习物理化学的目的不是从事理论研究,而是应用物化知识去解决药学领域中的专业问题,对结果的应用才是重中之重。因此,教学中应淡化公式推导,重点强调如何运用这些结论去解决实际中的问题。如热力学部分中,理想气体绝热可逆过程的过程方程式,熵函数( S) 、吉布斯函数( G) 和亥姆霍斯函数( A) 的定义,不同物质化学势的表达形式等都无需推导,直接给出即可。重点放在对这些公式和概念的应用上。特别像熵函数的引入是公认的教学难点,传统讲法都是从热机效率开始,由卡诺循环到卡诺定理,最后引出熵函数。对制药专业学生来说,只需给出熵函数的定义式即可,重点应放在如何计算ΔS 和应用熵判据判断变化方向。

1. 3 重视新内容,避免旧内容

在学时有限的情况下,教师要学会“做减法”,对在先行课程中学过的内容要少讲,避免重复。如适当删减无机化学中的化学平衡内容,大学物理中的热机内容。同时也要学会“做加法”,增加与专业结合紧密的物理化学内容,为后续课程做足准备。如,增加相图在药物分离及提纯中的应用介绍。利用低共熔相图原理改良药物剂型,当药物与载体以低共熔比例共存时,制成的药物具有均匀的微细分散结构,可大大改善其溶出速度,提高药物的吸收效果和生物利用度。再如,增加表面化学和胶体化学的介绍,这些内容虽然在物理化学课程体系中所占比例较小,但对制药专业至关重要,可为药物新剂型的开发提供理论指导。如微乳给药系统因其有增溶,促进吸收,提高生物利用度等优点,被广泛用于多种药物制剂的开发,因此在授课时增加有关微乳内容的介绍,使学生充分了解其形成原理和性质,以便将来在工作中去应用。

2 加强理论与生产生活的联系

制药专业学生对物理化学产生畏学的另一个原因就是不知道学习物理化学有何用途。这说明教学内容与实际应用之间的融合还不够,尤其是专业之间的融合不够。加强理论联系实际,不仅可以让学生轻松享受学习的乐趣,也可让学生明白学有所用的道理,这样才有可能将“要学生学”变为“学生要学”。

其实每一个新药的研发过程步步都离不开物理化学知识的指导。首先合成路线的选择,工艺条件的确定离不开热力学和动力学的指导; 其次药物的分离和纯化又需要相平衡的理论知识; 药物剂型的设计离不开表面和胶体知识的指导; 而药物在体内的代谢,合适的给药时间,药物的有效期等离不开动力学知识的指导,可以说药物从原料到产品到应用就是一个完美运用物理化学知识的过程。因此教学过程中,可以给出一个具体药物做合成目标,指导学生运用物理化学知识去设计合成路线,通过这些教学内容让学生切身体会到物理化学对本专业的重要性,从而摆脱物理化学对制药专业“无用”的帽子。同样,在教学过程中还可穿插一些生活中应用物理化学原理的实例,如冰上撒盐化冻,人工降雨等,通过对这些实例的介绍和分析,不仅可以强化学生对教学内容的理解,扩宽思路,提高分析解决问题的能力,还可以极大地提升学生的学习兴趣。

3 加强理论与科学前沿的联系

教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教学,没有灵魂的教学。坚持教学与科研相结合,是培养学生创新能力的主要途径,也是理论联系实际的重要环节。同时,教学与科研紧密结合,教研相长,也是提高教学效果的重要举措。

( 1) 热力学部分与科学前沿的结合。讲热力学部分测定化学反应热效应时,可以向学生介绍目前常用的量热技术在药学领域的应用。量热法可测定药物、赋形剂的稳定性,药物与赋型剂之间的兼容性,分析药物中无定形态的含量等。还可以定量地研究药物与细胞间的相互作用,获得药效、抑制率等方面的信息,对于药理学,临床医学、药物的合成与筛选等方面均具有重要的理论意义与实际价值。特别是采用微量热技术可以对肿瘤细胞的生长代谢进行研究,可探讨它的生产特点并找出其代谢规律,广泛用于药物对肿瘤的抑制以及肿瘤热疗新方法的研究。

( 2) 动力学与科学前沿的结合。讲动力学部分的阿仑尼乌斯公式求活化能时,可将其与现代热分析技术相联系,前者是将反应分别设置在多个不同固定温度下进行实验来获取活化能,后者是在程序升温或降温的条件下由一条或多条不同升温速率下实验得到的热分析曲线来求取动力学三因子,即活化能、指前因子、最可几机理函数。后者获得的动力学模型适用于定温和变温条件,适用范围比前者更广。

( 3) 相平衡与科学前沿的结合。讲单组分相图临界点时,可以介绍超临界萃取技术在药物提取方面的应用。它是集萃取与分离于一体的新型提取分离方法,利用物质在临界点附近的奇妙特性,将超临界流体做萃取剂,将高压下萃取的物质经降低压力分离出来。该方法由于具有不破坏被提取成份活性的特点使其在纯天然有效组分的提取方面具有重要作用。

4 加强理论与人文科学的联系

物理化学理论深奥、晦涩难懂也是学生感觉物理化学难学的一个重要原因之一,如何才能深入浅出地讲好这门课是每一位物理化学教师都应不断思考的问题。通过多年的物理化学教学,笔者深切地感受到物理化学的许多观点都蕴含着丰富的人生哲理,教师在教学中应该把这些观点和体会引入课堂,这样不仅会营造轻松愉快的学习气氛,而且能传播人文精神,传递正能量,进而激发学生的学习兴趣。

例如在讲述热力学定律时,应该让学生明白,第一类永动机不能制成的原因是想不劳而获; 第二类永动机不能制成的原因是想一劳永逸,在现实中这两种思想都是要不得的。又如讲表面现象中的亚稳态时,过冷水没有结冰,过热水没有沸腾其原因是由于缺少晶种或汽化核心,因为在一个新相中形成一个旧相是不容易的。任何新生事物出现的初期都会面临很多质疑,就像阿仑尼乌斯在提出电离理论之初,曾受到许多科学泰斗的质疑和嘲笑,被认为简直是天方夜谭,但其最后成功了,所以新事物的出现都需要承受很多压力。作为新时代的年轻人,就应该要有这种敢于质疑,敢于冲破枷锁,不断探知新领域的精神。

物理化学论文范文第5篇

在初中物理教学的过程中,除了对学生的物理知识体系进行构建并完善外,更需要在教学方式上注重的是,对学生的物理能力进行阶段性培养,从而完成从理论到实践应用的具体转换,提升学生的学习能力及技能素质.要对学生的物理能力进行培养,就需要对学生的基础知识进行系统的划分归类,然后把各个重要的知识点进行问题化,让学生在解题的过程中进行理解消化,提高思路的转换效率,强化知识的掌握度,加强对知识的关联认知,并提高学生的具体解题能力.要做到这些,就需要教师在教学的方式在以下几个阶段对学生进行培养和提高.

1.基础认知阶段,培养学生的记忆认知,理解能力及简单的应用能力.

2.运用提升阶段,通过对学生的基础阶段的培养后,调动学生的主动思维,将解题过程中所涉及的概念,定理及公式运算法则等进行大量实践运用,应用的方向以解题为主,同时加强学生对题目的审阅能力,能够及时寻找到解题的关键突破口,并熟练的应用掌握的知识进行运算并解答.

3.综合完善阶段,通过对学生的基础认知阶段以及运用提升阶段的培养大幅度提升学生的知识掌握度以及解题应用方面的能力后,再对学生的物理知识以及应用能力进行综合完善.通过对学生在学习过程中的表现与认知,来发现学生的问题,从而进行补充完善,培养学生的总体学习能力以及独立解决问题的能力.对学生所学和掌握的知识进行阶段性复习,在训练的题材上以组合优化为主,通过高质量的练习,对所学知识的有效回顾,以及学习能力上的积极补充来完善学生对于物理应用能力方面的培养,从整体上提高学生的物理能力.

二、物理综合整体的优化

在初中物理教学的过程中,除了对学生的物理知识体系进行构建以及对学生的物理能力进行阶段性培养外,还应该注重物理学科综合整体的优化,在学习兴趣,学习能力,学习态度,以及学习方法等多个方面进行培养,树立起学生对于物理学科进行学习的目标和方向,从而挖掘学生的潜在优势以及学生自主驱动力.教师需要根据物理学科中的有序性、矛盾性、目的性以及多样性等学科上的特点,在教学方式上进行优化,在课堂上的教学目标,单元上的教学目标以及学期上的教学目标进行明确,对物理教学过程中的结构功能进行总结概括并分阶段进行设计.在教学过程中,根据学生的学习进度,兴趣特点,对教学的知识进行层次递进的更新,精心地备好每一堂课,注重课堂上学生在学习状态上的信息反馈,根据学习的思维活跃程度,以及兴趣点随时进行适度调整,促进学生对知识的吸收度及掌握度.在对学生的学习发展重点内容进行系统性规划的同时,制定出与学生在学习上的实际情况相适应的目标体系,让学生在对基础的理论知识学习完善的同时,提高学生的阅读、计算、实验等方式的技能,发展学生智力因素的同时,激发学生潜在的自主学习意识,让每个学生在系统知识构建,能力发展的同时,保持一份良好的学习态度.

三、结语