材料物理化學論文

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇材料物理化學論文范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

材料物理化學論文范文第1篇

專業學術之路

孫益民教授是恢復高考制度后首屆大學生，就讀于安徽師范大學化學系，畢業后的第一份工作是在母校的化學系物理化學教研室從事《物理化學》等專業課的教學工作，第二年起擔任了化學系的實驗室主任一職。

孫益民教授兢兢業業，教學和科研工作兩手抓，兩方面都作出了突出成績。由于精湛的專業技術和深厚的學術功底，1987年國家教委將他派往到四川外國語學院學習，隨后前往瑞典皇家工學院物理化學系學習，從事計算機在物理化學、物理化學分析、化學工程教學與研究應用的課題研究。在瑞典學習期間，進行了包括紅外、紫外可見光譜、質譜、核磁共振、X射線、化學分析電子能譜等多項內容在內的波譜學及波譜儀器的使用維修理論和技術研究工作，均取得了優異的成績。

回國之后的孫益民教授返回母校工作，擔任化學系物理化學教研室的講師、副教授，從事多門課程的教學事務，同時還承擔了學校的多個科研項目，與此同時，他也沒有停下自己在科研道路上不斷求索進取的腳步。自1994年起他在北京科技大學物理化學系攻讀工學博士學位，研究方向是“稀土金屬鹵化物相圖計算與模式識別評估”，在此期間參與了兩項國家重點自然科學基金研究項目，其中“冶金物理化學若干前沿問題探討”為重大項目，同時還在“無鉛焊料研究”課題項目中擔任了神經網絡計算焊料的表面張力研究工作。

1996年至1998年，孫益民再次出國深造，就讀于加拿大蒙特利爾大學工學院，主要攻讀方向為材料熱力學研究。1998年10月份返回北京科技大學，就讀于冶金學院，1999年6月份以優異成績通過了博士論文答辯，之后回到安徽師范大學，歷任有機化學研究所所長、化學與材料科學學院科研副院長、教授、博導等專業技術職務。

回首孫教授的求學歷程，扎實的學術功底和嚴謹的治學精神為他今時今日取得的成就奠定了堅實的基礎。

用心培育人才

孫益民教授在國內外的權威學術刊物上發表了數十篇各類學術論文，在材料科學、物理化學、稀有金屬有機化合物物理性質研究、超臨界流體提取技術系統研究等多個專業領域均有不凡的建樹，但是談及自己，他對自己的身份定位始終有著“大學教授”這一項，教書育人、為國家培養科技人才既是夢想，也是他從未曾偏離的堅持。

早在上世紀80年代大學畢業初期，那個時代的大學生是時代的驕傲、社會各行業都緊缺的人才，孫教授就已經選擇了留校任教，從事緊張繁重的科研實驗工作的同時還擔任了化學系“物理化學”和“物理化學實驗”等課程的教學工作。

在瑞典皇家工學院學成歸國之后，回到安徽師范大學的孫益民作為科研中堅力量承擔起多個縱向和橫向研究項目，同時他依然沒有放松教學工作，擔任了“化工儀表自動化”、“分析儀器使用及維修”，用英文開設“物理化學”等多門課程的教學工作。

雖然因為繼續求學的原因，孫益民有五年時間分別在北京科技大學和加拿大蒙特利爾大學度過，取得博士學位回到安徽師范大學后的他研究工作更加繁忙、研究任務也更重，但是教學工作始終在他的工作當中占了相當的比重。他堅持在教學的第一線培養青年一代的科技工作者，在化學與材料科學學院先后擔任研究生導師和博士生導師，多年來，已經為祖國培養出了多位在化學與材料科學領域學有所長的青年人才。

研究碩果累累

孫益民教授的研究方向包括了材料熱力學的優化與計算、天然產物提取的物理化學機制研究、金屬有機化合物物理性質計算的應用研究、多組分共存物系濃度同時測定計算應用研究、相圖模式識別構筑、新型結構材料改性研究、微波法制備納米材料、熔鹽化學與技術、中藥現代化研究、農作物脫農殘研究、醫用復合材料研究、生物質殺菌劑研究、超臨界流體提取有效成分群工藝系統研究、活性炭綠色生產工藝、重金屬同時檢測及脫除、農藥殘留快速同時測定、大米脫農殘研究等多個領域的項目，2010年提出室溫（常溫）瀝青概念，為節能減排二氧化碳做出貢獻。

研究項目當中，其中有國家自然科學基金研究項目和安徽省自然科學基金項目以及高校自然科學基金項目，不少已經獲得了發明專利或實用新型專利，其中的醫用復合材料已經開始了有規模的產業化生產。

累累的研究碩果為孫益民教授贏得了榮譽，先后獲得北京市科學技術進步二等獎，中國高校科學技術進步二等獎以及安徽省教育廳優秀教學成果獎等多個科研和教學獎項。

工業技術優化

孫益民教授集三十年從事高等教育經驗，二十多年的科研經歷以及十多年的工業實踐，在數據采掘、神經網絡應用、非線性科學、材料計算設計等領域的探究，以及在化學化工領域、工業技術等方面積累的經驗知識，在21世紀初自主研發了多因素多水平多目標可視化分析m³VA方法。可以較為有效地解決實驗科學和工業技術優化的“多因素多水平多目標問題(m³)”這一世界性難題。2005年起被聯合國經濟及社會理事會聘為諮商專家，諮商領域為材料科學、天然產物科學、物理化學、計算化學。

M3VA方法在多個工業技術領域方面得到了成功應用，確實解決了很多困擾各類企業的技術難題。如常溫瀝青、瀝青混料研究、高分子材料改性研究、中醫骨傷外固定材料、大米脫農殘、超臨界二氧化碳提取植物有效成分群系統研究、化工工藝優化、多元物質混合焓神經網絡模型研究、重金屬同時測定研究等多個工業領域中的問題。孫益民教授多次出訪美國、加拿大，2011年1月又隨安徽省新能源團去德國進行技術學習交流。在國內，孫益民教授一直堅持免費為企業提供工藝優化設計。

目前列入推廣的工業化技術有：I²S-MH (中藥-保健品原料工業信息化系統)；TOMDO(新材料設計與優化技術)；TOSMAS(一步法瀝青混料技術)；I²S-C (化工工藝優化技術)；ACIP(活性炭精深加工產業化)；I²P-1 (高分子材料改性系統技術)。

材料物理化學論文范文第2篇

關鍵詞物理化學；改革；科教融合

在綜合型大學的自然科學理論教學中，物理化學介于通用理論層次與專業理論層次中間。這門課程是在學生學習完基礎化學知識之后進一步深入、系統地闡述相關化學理論，進而為后續的專業課程學習打下理論基礎。因此，物理化學課程在化學化工類各門學科的學習體系中處于極其重要的樞紐地位。傳統的物理化學教學體系已逐漸顯示出其弊端，學生學習積極性差、動手能力及創新性鍛煉不夠，物理化學實驗種類受限且多為驗證性實驗、分析及總結能力缺乏、不能學以致用等等，這些問題已嚴重制約高校物理化學課程的建設與發展。基于此，物理化學的教學體系亟須進行改革，而改革必須以學生今后的整體發展為基礎，注重邏輯思維、分析能力、創新素養及獨立思考習慣的培養。本文旨在通過剖析傳統物理化學教學體系，進而提出以科教融合為核心的理念，以培養學生的邏輯、創新思維為著力點，積極拓展物理化學理論教學至科研應用實踐環節，將課堂教學與科學研究有機結合，努力創造應用研究型教學平臺，在一定程度上實施科研化的教學工作。

1目前物理化學教學現狀及不足

物理化學是一門基于物理、化學原理及其實驗技術的重要基礎理論課程，其本質為通過深入研究物質的性質及行為形成普適性的基本化學理論及規律。相對于其他化學課程，物理化學由于理論性強、邏輯性強的特點已成為一門公認的教師難教、學生難學的化學課程。在提倡素質教育的今天，物理化學教學正承擔著教學內容需要更新、教學學時不斷削減的壓力。作為四大基礎化學的理論基礎，物理化學課程的作用是不可比擬和不可取代的。然而物理化學教學現狀卻是一味注重教學內容的灌輸，幾乎完全忽視了其本該具有的科研實踐功能，導致學生學習產生畏難和抵觸心理，認為學習物理化學解決不了實際問題，從而也嚴重影響了教學質量與效果。目前，物理化學課程教學體系改革已受到部分高校的教學人員的重視，并已有相關的改革成果付諸于實踐，如辨證或形式邏輯法、比較法、理論模型化法以及邏輯推理與教學處理分析相結合的方法等[1]。

2物理化學課程科教融合的必要性

科教融合的教學方式已經被越來越多的教育研究者所認同，這種方式是指以課程內容和學生的學識積累為基礎，同時在科研實踐中掌握相關應用知識，在教學、科研雙軌并行的教育體系中培養創新思維和鍛煉應用能力。其基本特征是“三個突出”，即：突出教學中學生的主體地位，突出科學研究在教學中的重要作用，突出達到知識、能力及素質三維度的教學目標[2]。基于以上特征并針對物理化學的教學現狀及我校的實際情況，我們認為有必要對物理化學課程進行科教融合式的改革，而拓展物理化學教學至科研實踐的教學改革有利于解決以下主要問題：1）枯燥的物理化學理論教學，授之以魚而非授之以漁，學生的創新能力得不到任何提高，導致學習過程中學生逐漸呆板化、不能舉一反三以及學以致用。而且，傳統的純理論教學會導致教學過程中出現照本宣科，對教師教學水平的提高會產生較大的副作用。這種輕實踐重理論的教學體系已違背了現代高等教育的教學要求。2）大部分的化學類專業學生畢業后會從事相關的科研工作或者進一步的深造，其中很多學生缺乏數據處理及分析能力，實驗基本功較差，動手能力較差，這就需要在教學過程中注重理論向實際拓展，這樣有利于提高學生綜合科研及應用能力。3）進行物理化學教學的實踐化改革能更新當代最新發展前沿的教學內容、聯系最新科研熱點，可實現一箭雙雕，既有利于解決教師面臨的高強度教學內容與短學時的矛盾以及自身發展過程中存在的教學與科研脫鉤、科研及教學評價標準不平衡的現象，促進教師真正從單一的科研或教學型人才向高素質的教學科研綜合型人才轉變，又可有效解決學生在學習過程中缺乏主動性的問題，激發學生的學習熱情。

3科教融合構建物理化學教學新體系的策略探討

教學與科研互相補充、互相促進是物理化學課程改革的新途徑。將在課堂外所學的知識與課本知識有機結合才可有效實現學生學習能動性的提高，并能讓其深刻認識到這門課程的重大應用價值。教師在教學及研究過程中也可激發出更多理論與實際結合的思想及思路。根據物理化學教學體系的建設目標，本文針對科教融合的新型教學機制提出如下教學改革策略：1）在教學理念上，教師不能做一個傳統教學體系的“衛道士”，而必須做到及時更新，去糟粕取精華。學生不是用來灌輸知識的容器，每個學生都具有不同的創造潛力，對不同的學生采用相同的教學手段會產生差異，因此要努力創造一個多樣化的、讓學生積極參與的課內外實踐活動平臺。2）教師要不斷改進教學手段，更新優化教學內容，融入的最新前沿動態和教學成果可作為科研項目的背景材料來研讀，例如光催化材料、太陽能電池、熱電材料等，這些科技前沿很多與物理化學書本中的知識點相關聯。將二者有機結合，可以讓學生從本科起就直接接觸到科學研究，培養科研創新意識[3]。同時，需有效改革課程考核方式，逐步擯除唯卷面考試的制度，加入科研報告的考核內容，形成全面考查學生綜合學習能力的考核體系。3）將教師科研成果轉化為教學資源，鼓勵學生從低年級就積極參與大學生科技創新計劃或教師的科研課題中，嘗試實行本科生“導師制”，“導師制”的實行可為學生高標準地完成畢業論文及今后的充電深造鋪平道路，可極大地提高學生的研究工作能力和實驗操作能力。4）開設及開放研究性實驗，實行物理化學實驗教學體系改革，按照“基礎性—綜合性—探究性”三步走的策略，將物理化學實驗進行有效地層次分割，并設置相應學分，激勵學生不斷探究的精神，從而可再反哺影響課堂教學，提高課堂教學質量。5）鼓勵本科生積極參與學術交流，參加校內外組織的各類專家講座、青年論壇、博士學術論壇等活動。在條件允許的情況下，導師可組織學生共同參與到各類學術研討會議中。通過多種方式加強學術交流，鼓勵“交流生”政策，一方面教師的眼界可得到開闊，其教學認知和科研素養的層次可得到進一步提升，另一方面，可積極促進學生自身科研創新意識的提高。

4結語

教學與科研是高等學校的兩大重要職能，兩者的協同作用構成了高校創新發展的源動力，高水平的大學必定是融實踐教學與科學研究為一體，這毋庸置疑也體現在課程教學改革進程中。本文針對物理化學的教學現狀，對拓展物理化學理論教學至科研實際應用進行了思考，力求摒棄重理論輕實踐的教學模式，探索了一些具有較強操作性的教學改革方案，提出了新型的科研、教學互融模式。我們認為改革傳統的物理化學理論教學模式，構建及更新結合有最新科研成果的教學內容，可使物理化學教學體系更加適應化學學科的發展潮流，能有力推動物理化學的課程建設，從而提高高校本科教學的質量。再次，圍繞“科研融入教學，科研提升教學”的先進教學理念，在理論及實驗教學中可以給學生指明學習目標，教師將自身的科研成果與教學融會貫通，可為學生今后的科研工作或深造奠定堅實的理論及實踐基礎，盡最大可能杜絕出現只會做題不會做事的“機器人”學生。同時，科研性教學產生的創新性研究人才也可起到帶動及反哺課堂教學的良性循環的作用。最后，這種新型的教學體系可進一步促進師生在教與學過程中的相互融合和溝通，從而加強師生團隊合作精神，實現學生獨立思考及解決問題能力與教師科研素養提高的雙豐收。

參考文獻

[1]凌錦龍.物理化學科研型教學模式的構建與實踐[J].湖州師范學院學報,2014(36):77-80.

[2]王旭珍,王新平,等.物理化學研究型教學模式的構建與實踐[J].教育教學論壇,2012(5):36-38.

材料物理化學論文范文第3篇

關鍵詞：物理化學；教學方法；量化考核

作者簡介：班紅艷（1977-），女，遼寧營口人，遼寧科技大學化學工程學院，副教授；方志剛（1964-），男，遼寧鞍山人，遼寧科技大學化學工程學院，教授。（遼寧 鞍山 114051）

基金項目：本文系遼寧省“十二五”規劃課題（課題編號：JG11DB140）、遼寧省教育廳教改項目（項目編號：884-4-4）、遼寧科技大學標志性成果建設項目（項目編號：kdjg10-11）、遼寧科技大學研究生創新教育計劃項目（項目編號：2012YJSCX23）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0117-02

“物理化學”是化學學科中的一門重要學科，是遼寧科技大學（以下簡稱“我校”）化工、環境、生物、材料、冶金、無機等各專業的專業基礎課程。“物理化學”課程作為四大基礎化學課程的核心，其與無機化學、有機化學、分析化學的最大區別在于其概念抽象、理論性強、公式多、原理多、推導多、知識的邏輯性和前后關聯性強。[1]因此，不少學生畏懼物理化學學習，缺乏學習興趣。針對“物理化學”課程特點和學生學習實際，為提高學生學習興趣，優化教學效果，從教學內容、方法、手段等方面介紹了教學過程中的一些具體做法。

一、精選教學內容，引導學生研究性學習

在傳統的“物理化學”教學中，往往采取老師在講臺上講授，學生在下機械地記的形式，學生學習的內容基本上都來自于教師在課堂上的講授，這樣不僅不利于調動學生的學習積極性和主動性，而且容易出現滿堂灌現象。為了盡量減少單純的“灌輸式”講授，促進學生以研究性方式進行學習，在全部教學內容中，對適合教師講授、學生自學、學生獨立探究的內容進行選擇，從內容選擇上避免所有的內容都由教師講授。對于那些難度很大，學生以現有的知識難以自學或學生可以自學，但自學可能要消耗過多的時間和精力的內容由老師講授。在此范圍之外的內容，凡是學生能夠自學的均應放手讓學生自學。[2]通過自學，較大地減少教師對課本內容的講解時間，而且講授時不再需要按書本去灌輸，可以用節省下來的課堂時間補充新的習題，或融入跟蹤時代的新內容和前沿講座。[3]例如，在學習表面現象這一章時，舉例2007年諾貝爾化學獎表彰德國科學家格哈德?埃特爾在固體表面化學過程研究中作出的貢獻，從而了解表面化學的研究對于化學工業至關重要，加深學生對表面化學在物理化學學習中的相關內容的理解。又如在學習膠體化學一章時，可以結合家喻戶曉的納米技術。納米材料具有許多神奇的功能，如此微小尺寸的材料是怎么得到的呢？化學家就利用膠體化學中具有納米尺寸的油包水膠束作為納米反應器，從而合成了各種無機、有機、高分子納米粒子。[4]這些前沿內容的介紹，不僅可以擴大學生的知識面，而且對學生今后工作或創新研究也將起到重要作用。

二、改進教學方法，提高教學質量

1.采用圖表法進行章節公式歸納總結，解決物理化學公式多難記憶的問題

“物理化學”課程的學習中，學生普遍反映公式多，條件多，容易混淆。由于學生剛剛學習物理化學，還不能對它有較深刻的認識，對公式只能死記硬背，這就需要教師為學生進行總結，使學生易于記憶。[5]例如熱力學第一定律和第二定律的應用中，主要是計算各種過程的Q、W、、、、、，由于公式較多，最好采用列表的方法。表1列出了理想氣體經歷不同的過程時，Q、W、、、、、等各熱力學變量的計算公式，這樣可以使得眾多的公式條理關聯化。學生在復習時一目了然，不容易造成混淆。

2.理論聯系實際，注重啟發式、案例式教學

“物理化學”學科中有些內容比較抽象，不容易被學生接受和理解。為此，在教學中注意理論聯系實際，列舉一些和生活息息相關的實例，啟發學生用所學知識、原理、方法去解答，調動學生的學習積極性，激發學生的求知欲望。[6]

例如，講熱力學第一定律時，列舉空調、電冰箱的熱功轉化問題；講到稀溶液的依數性時，列舉鹽堿地的農作物為何長勢不好，甚至會枯死；講到化學平衡時，列舉高爐煉鐵中反應Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2，高爐廢氣中含有大量的CO，為什么延長爐身，不能減少廢氣中CO的含量；[7]講化學動力學時，可以問“大家吃的面包為什么2、3季度保質期短，而1、4季度保質期相對長些”；又如講到表面現象時，列舉為什么有機蒸餾實驗要加入沸石，活性炭具有吸附作用以及人工降雨和毛細管現象等問題。

實踐表明，在“物理化學”教學過程中，根據所講授的內容，適時地應用一些生動的來自實際、生產、科研的實例，使學生體會到物理化學是“有用的”，是可以看得見、摸得著的，從而激發學生的學習興趣，變學生由“被動學”為“主動學”。

3.多媒體與傳統板書結合，優化教學效果

在“物理化學”講授過程中，針對不同的教學內容應采用適當的教學手段。多媒體的應用使原本枯燥無味的理論知識，通過生動、形象、直觀的形式表現出來，調動了學生的學習興趣，為教師節省了大量板書繪圖的時間，加快了知識點的講授速度，課堂教學的信息量大大增強。[8]實踐結果表明，多媒體與傳統板書結合不僅使課堂教學生動形象，感染力強，改善學生的理解力，而且動態地啟迪學生的思維，實現了學生與老師的互動，學生不再單純聽課，可利用節省的時間共同交流，從而促進了教學內容與體系的改革。[9]

三、量化考核評價方法，提高學生綜合素質

考核是檢查、評價學生學習情況的一種方法，是教學的重要環節。[10]多樣化的考核手段可避免學生因一次考試失誤而引起的遺憾，同時也能督促學生平時要好好學習。在新學期開始就告知學生，“物理化學”課程的成績包含平時成績和期末試卷成績兩部分，在總評成績中平時成績會按一定比例體現。成績按以下比例計算：在總評成績中，期末考試成績與平時成績的比例為1：1；在平時成績中，平時出勤和作業、平時測驗或論文、課堂回答問題、實驗情況都作為考核的方面；量化50分平時成績指標（如表2）。注意在進行平時成績評定時，重點放在對學生能力的考查，以利于學生能力的培養。

四、結束語

“物理化學”是一門基礎理論性和實踐性都很強的課程，它不僅是許多其他課程攻堅科學難關的武器庫，而且為現代的化學以及物理、材料等許多領域的發展提供了強有力的方法。“物理化學”教學中要繼承傳統的教學思想，形成良好的現代教育理念，對教學方法、手段進行不斷的改革和實踐，與時俱進，激發學生學習興趣，提高教學質量。

參考文獻：

[1]張保安.物理化學課程教學法適宜性研究[J].科技信息（學術研究），2008，（22）：8-9.

[2]吳瓊，陳佑清.物理化學教學中研究性學習探討[J].湖北大學成人教育學院學報，2008，（3）：68-69.

[3]黑恩成，彭昌軍，薛平，等.在改革與創新實踐中提升“物理化學”教學質量[J].中國大學教學，2010，（4）：30-31.

[4]鄒耀洪.物理化學新而精教學初探[J].常熟高專學報，2004，

（6）：57-58.

[5]王艷玲.三本物理化學教學中的幾點體會[J].科教文匯，2008，

（6）：111.

[6]王芳，于海峰.物理化學教學方法的探討與實踐[J].黑龍江科技信息，2010，（7）：156，136.

[8]謝慕華.非化工類專業《物理化學》課程教學[J].安徽理工大學學報（社會科學版），2006，（2）：89-91.

[8]聶龍輝，胡立新.關于物理化學課堂教學的思考[J].廣東化工，

2011，（1）：235-236.

材料物理化學論文范文第4篇

論文摘要：結合我校化學實驗中心的建設，探討了大學本科化學實驗教學的創新教學模式的構建，提出了“四模塊、分層段”的實驗教學新模式，總結分析了新教學模式的實施效果。

在組織指導本科生學習基礎理論知識的前提下，再進行相關實驗課程的教學，這是化學及化學相關學科教學的特點。但是一般實驗教材中的實驗項目也均為經典的實驗項目，從實驗方法、內容、步驟到問題思考與討論，基本上是預先設定的，學生沒有太多選擇和發揮的機會，難以調動學生學習的主動性和積極性。面向21世紀化學化工各學科的實驗教學改革研究，現已形成了以“實驗原理與技術”為主線和以“制備—分離分析—結構性能測試”為主線的2種主流的實驗課程新體系，這對我國化學化工實驗教學將產生深遠影響。但在實驗教學中如何加強實驗教學改革，充分體現學生技能的訓練和創新能力的培養仍是高校面對的新課題。

在實驗室建設與實驗教學改革方面，我院于2003年申報了山東省化學基礎實驗教學示范中心建設項目，從實驗室建設到實驗教學改革進行了較大的實踐創新。

1化學實驗中心的實驗室設置與管理

曲阜師范大學化學科學學院原有無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、化學工程與工藝等實驗室，1999年重新組建為基礎化學實驗室、物理化學實驗室、化學工程實驗室和儀器分析實驗室(測試中心)。化學實驗中心建成后，經過優化調整，重新設置了9個實驗室，其中應用化學實驗室、綠色化學實驗室、綜合化學實驗室、材料化學實驗室和環境化學實驗室為新設實驗室(見圖1)。

2實驗課程體系和實驗內容體系的改革

2. 1實驗課程體系的改革

在實驗課程體系改革方面，分析了高等師范院校化學實驗教學現狀，吸取綜合大學的實驗教學改革經驗，從改革實驗課程體系、優化實驗教學內容、更新實驗教學手段、實施新實驗成績考核辦法等方面，探討了高等師范院校如何培養學生的實驗技能和創新能力，全面推進實驗教學新體系建設。

打破原有課程設置體系，統籌安排實驗內容，將無機化學實驗、有機化學實驗、分析化學實驗、物理化學實驗和儀器分析實驗、化工基礎實驗等綜合起來，重新設置為:基礎化學實驗I、基礎化學實驗n、物理化學實驗、儀器分析實驗、化工基礎實驗、綜合與設計實驗、現代分析測試技術、研究性實驗(畢業論文)等(見圖2）。

2. 2實驗教學內容體系的改革創新

實驗教學內容改革是本次改革的一個重點。在實驗開設內容方面，按實驗由簡單操作到綜合訓練，從對基礎理論的理解到理論的綜合、應用的漸進過程，將大學本科化學實驗教學的內容依次安排成4個層次的實驗內容，即:化學基礎實驗技能、綜合性實驗、設計性實驗和研究性實驗，構建了“四模塊、分層段”的實驗教學模式(見圖3)。化學基礎實驗技能訓練內容包括基本化學實驗操作等內容，在這一方面重點強調操作的規范性和實用性，使學生能夠熟練、正確地使用各種常規儀器設備，充分體現教師教育特色。綜合性實驗提倡學科交叉，通過增加綜合性實驗的數量，提高學生綜合運用知識、解決問題的能力。如“制備+性質測定”、“分離+分析+性質”等類型的綜合性實驗。設計型實驗由學生根據實驗課題，自己通過查閱資料完成實驗內容的設計，經指導教師批準后實施，能夠培養學生綜合運用知識、自主研究創新的能力。研究型實驗主要是以學生畢業論文或畢業設計形式體現，在這一環節中，強調學生的實驗內容與教師和科研課題相關聯，與應用開發相關聯，通過研究性實驗加強學生創新能力和實踐能力的培養。

另外，學生除了在教學計劃安排的時間內進行實驗技能學習以外，還可利用開放實驗室獨立自主地進行強化和創新。所有實驗室對學生開放，學生在教師指導下可以自由選擇實驗內容，利用實驗室的開放進行實踐創新活動，給學生更多的發展空間，提高自主創新的能力。

從實驗時間安排上(見圖4)，基本實驗技能方面的實驗在一年級進行，綜合性與設計性實驗主要在二、三年級進行，設計性實驗則是在進行了一定綜合性實驗的基礎上安排，研究性實驗與畢業論文環節相融合，一般安排在四年級，學生在指導教師指導下進行科研訓練，并完成畢業論文。

3實驗教學改革實踐與人才培養成效

化學專業畢業生的去向主要有2個方面，一是直接就業，到中學擔任化學教師;二是報考碩士研究生。根據這一現狀，我院積極進行因材施教與分流培養，對準備直接就業的學生加大進行教育職業技能訓練，增強社會竟爭力，提高就業素質;對報考研究生的學生，加強化學專業知識和研究能力的培養，提高考研錄取率。通過一系列措施，使本科畢業生的就業率和考研錄取率一直保持在很高的水平。 2001至2005年化學專業共畢業本科生1164人，其中有761人考取碩士研究生，平均考取研究生的比率為65. 38，畢業生一次就業率5年平均達到90%以上。

材料物理化學論文范文第5篇

文章編號：1671-489X（2015）08-0069-03

Introduction of Scientists in Class of Medical Chemistry//LIU Yongdong， ZHANG Shufen， ZHONG Rugang

Abstract The introduction of scientist’s achievements and hard studying process is an important material to expand and enrich the teaching content. In this paper， combined with the whole content of medical chemistry course， the fruitful research work from Arrhenius S.A. and Nernst W. was duly introduced to the students in the class. The introduction of scientists not only riches the teaching content and stimulates the students’ interest in learning， but also gives students more spiritual guide.

Key words medical chemistry； Svante August Arrhenius； Walther Nernst

醫用化學是面向醫學、藥學和生物學等專業的學生講授現代化學基本概念、基本原理及其應用知識的一門重要基礎課程[1]，它將為學生日后相關領域的深入學習打下較堅實的基礎。尤其現代生物醫學進入了分子生物學時代，而化學在這一時代中體現出與現代醫學之間越來越密切的聯系。因此，醫用化學的學習對于生命醫學等相關專業學生的發展起到至關重要的作用。然而，由于醫用化學課程內容本身較龐雜和枯燥，所以如何擴充課堂教學內容，調整教學方式，進而激發學生興趣，一直是個具有挑戰性的課題。

科學家的光輝成就及其艱辛研究歷程的介紹是擴充和豐富教學內容的重要素材[1-2]。阿倫尼烏斯[2-3]和能斯

特[2，4-5]分別是1903年和1920年的諾貝爾化學獎得主，他們兩人的工作都涉及多個領域，在醫用化學課程的電解質溶液、化學反應熱及反應方向和限度、化學反應速率、氧化還原反應與電極電位等章節中都有其相關工作。因此，筆者從教學內容體系安排和教學方式兩方面考慮，將兩位化學家的研究工作歷程及成果編排到課堂的教學中，以期實現對教學內容的擴充、對學生學習興趣的激發及對學生自信心的培養。

1 科學家阿倫尼烏斯

阿倫尼烏斯（Svante August Arrhenius）是瑞典著名的物理化學家，創立電離學說，提出酸、堿的定義，為化學特別是物理化學的開創作出極大的貢獻；提出阿倫尼烏斯公式，為現代化學動力學奠定基礎，構成物理化學學科的重要組成部分。由于阿倫尼烏斯在化學領域的卓越成就，因而被授予1903年諾貝爾化學獎。

醫用化學教材中的電解質溶液和化學反應速率章節中都涉及阿倫尼烏斯的工作。結合幾年來的教學經驗，筆者認為可以在電解質溶液章節中重點介紹阿倫尼烏斯的電離理論發現和提出的科研歷程及其被普遍公認所經歷的曲折和波瀾，從中讓學生體會到科學問題的提出、解決和被認可不是想象中的一帆風順，而有著艱辛的歷程。從阿倫尼烏斯的電離理論還可以讓學生感受到科學問題并不那么神秘莫測，科學家也不是那么遙不可及，所以大家要相信自己，每個人都是可以有所作為的。這部分內容可以主要以故事論述的形式開展。而對于阿倫尼烏斯在化學動力學方面的介紹，可以更側重于介紹他的博學和興趣廣泛，可以在課堂上引入一些視頻，或是通過布置課外興趣閱讀的形式，讓學生更多地了解科學家阿倫尼烏斯的科學貢獻和成就。

電解質溶液中酸堿電離理論的介紹 電解質在溶液中以何種形式存在，這種存在形式又是如何產生的，這是19世紀科學工作者關注的課題之一。盡管已經有人提出電解質在溶液中可能是以離子形式存在，但就其產生過程，科學界一直普遍認同法拉第（M.Faraday）的觀點，即溶液中的離子是在電流的作用下產生的。

阿倫尼烏斯在研究電解質溶液的導電性時發現，氣態的氨是根本不導電的，但氨的水溶液卻能導電，而且溶液越稀導電性越好；氫鹵酸溶液也是有此特點。對于其他的電解質體系，他也做了大量的實驗，都發現濃度影響著許多稀溶液的導電性。那么如何揭開這些實驗現象和數據背后的秘密呢？阿倫尼烏斯開始了實驗之后的思考，他首先想到的是濃溶液和稀溶液本身的差別在哪呢？應該是可以通過加水將濃溶液稀釋為稀溶液，可水起到什么作用呢？阿倫尼烏斯順著這個思路深入思考：純凈的水不導電，純凈的固體食鹽也不導電，把食鹽溶解到水里，鹽水就導電了，這是為什么呢？水到底起了什么作用？他覺得這是決定問題的關鍵。

基于法拉第的觀點，阿倫尼烏斯想是不是食鹽溶解在水里就電離成為氯離子和鈉離子了呢？這個想法在當時是相當超前和相當大膽的，畢竟當時的學術界一致認同法拉第的觀點。阿倫尼烏斯隨后提出假定電解質在溶液中具有分子形態和離子形態兩種存在形式，當溶液被稀釋時，電解質的部分分子就分解為活性的離子，而另一部分仍是以非活性的分子形態存在。因此，溶液稀釋時，活性的離子數量增加，導電性也就增強了。就此，阿倫尼烏斯提出全新的電解質中離子的產生原因，即電解質自動電離的新觀點。

然而，當阿倫尼烏斯帶著全新的觀點向他的博士導師克萊夫（P.T.Cleve）教授詳細地解釋電離理論時，這位作為化學元素鈥和銩的發現者的著名實驗化學家對此理論并不感興趣，只說了一句：“這個理論純粹是空想，我無法相信。”這無疑給滿懷信心的阿倫尼烏斯巨大打擊，而且他也意識到博士論文能否通過出現問題，雖然他認為自己的觀點和實驗數據并沒有錯，但要得到當時觀念保守的教授們的認可談何容易？答辯過程相當艱難，盡管阿倫尼烏斯精心準備，材料和數據都無可挑剔，但經過四個小時的答辯，答辯委員會的教授們仍然認為論文不是很好。但考慮到阿倫尼烏斯大學讀書時所有的成績都很好，尤其是生物學、物理學和數學的考試成績非常優異，答辯委員會最終以及格的成績，讓阿倫尼烏斯勉強獲得博士學位。

著名的化學反應速率的指數定律――阿倫尼烏斯公式 阿倫尼烏斯不但提出了在化學發展史上占據重要地位的電離學說，他還深入研究了溫度對化學反應速率的影響。他發現對于大多數反應而言，溫度對反應速率的影響要比濃度更為顯著。阿倫尼烏斯注意到化學反應體系的溫度每升高1度，反應速率約增加12%～13%。若從傳統的觀點來看，對反應速率的影響無外乎是對反應物分子的運動速率、碰撞頻率、濃度及反應體系的黏度等物理性質產生影響，然而溫度的這種巨大的影響不能從這些傳統的認識中得到圓滿的解釋。因此，阿倫尼烏斯設想，在反應體系中是一些高能量的活化分子直接參與到化學反應中，非活性分子吸收一定能量后可轉化為活化分子，而反應進行的速率取決于活化分子的數量及活化分子之間相互碰撞的次數；當反應體系的溫度升高時，活化分子的數量會隨溫度升高而上升，而且活化分子間的碰撞次數也隨溫度升高而增加，因此導致化學反應的速率也隨溫度的上升而增大。

1889年，阿倫尼烏斯在上述觀念的基礎上提出著名的阿倫尼烏斯公式，也就是著名的化學反應速率的指數定律：

其中，k為速率常數，A為指前因子（也稱頻率因子），Ea稱為化學反應的活化能，也就是非活化分子轉化為活化分子所需要的能量，R為摩爾氣體常量，T為熱力學溫度。阿倫尼烏斯公式的提出為現代化學動力學奠定了基礎，是物理化學學科的重要組成部分。

此外，阿倫尼烏斯還從事天體物理學、氣象學和生物學等方面的研究，曾較早提出大氣中的二氧化碳對地球溫度影響的論點，還著有《天體物理學教科書》《免疫化學》《生物化學中的定量定律》等著作。

2 科學家能斯特

能斯特（Walther Hermann Nernst）是德國卓越的物理學家、物理化學家和化學史家，在化學熱力學和電化學方面作出了開創性的工作，特別是因為其在熱力學第三定律方面的杰出貢獻而被授予1920年的諾貝爾化學獎。

熱力學第三定律的介紹 19世紀末，化學熱力學的研究也已取得相當進展，其中的熱力學第一定律和熱力學第二定律已趨于完善，但不足的是化學平衡常數仍未有任何熱力學參數進行推算，還只能借助實驗進行測定。19世紀末至20世紀初，研究發現已推斷出，體系在低溫狀態時，反應自由能改變值（?G）與焓的改變值（?H）趨于相等。

能斯特對低溫下的化學反應體系進行了研究，通過測定比熱和反應熱來預測化學反應過程，研究發現當反應是吸熱的，那么所吸熱量將隨溫度下降而下降，而達到絕對零度時吸熱量將變為零。隨后，他在論文中指出，當體系溫度趨近于零時，不僅反應自由能改變值（?G）與焓的改變值（?H）趨于相等，反應熵的改變值（?S）也趨近于零。這就是化學史上所稱的“能斯特熱定理”。他推斷，所有固體的熵值在接近絕對零度時都是相等的。

能斯特熱定理是一個大膽的實驗假說。此后，德國物理學家普朗克（M.Planck）依據統計力學原理指出，能斯特熱定理只有對于純物質的完美晶體才成立。后來的實驗事實和統計熱力學對熵的討論表明，有些純物質（如過冷液體和有些固態化合物）在趨近絕對零度時能存在一個正的熵值。因此，1923年，美國物理化學家路易斯等人對普朗克的表述進行了修改，提出具有完美晶體的各種物質在絕對零度時，體系的熵等于零。至此，完善的熱力學第三定律最終被提出。

電化學中的電極電位的計算――能斯特方程 除了在化學熱力學方面的開創性工作外，能斯特還提出了描述電池可逆電動勢的能斯特公式。他將化學熱力學中的自由能變化與電池電動勢聯系起來，從而將化學熱力學規律成功地應用于電化學體系。

1889年，能斯特根據范特霍夫的滲透壓理論和阿倫尼烏斯的電離理論提出，在溶解壓力的作用下，原電池中的金屬進入了溶液，并以離子形式存在；與此同時，溶液中的金屬離子又在滲透壓的作用下，使金屬離子回到金屬表面。這是兩種方向相反的力，當其達到平衡時，便產生了原電池中的電極電位。在此基礎上，能斯特導出電極電位與溶液濃度的關系式，即電化學中著名的能斯特方程：

其中，E為電池的電動勢，ε為標準電極電位，R為摩爾氣體常量，T為熱力學溫度，c1和c2分別為溶液中氧化態和還原態的濃度。能斯特方程表明，電極電位的大小不僅取決于電極本身的性質，還與電池的反應溫度、物質氧化態與還原態的濃度、壓力等因素有關。能斯特方程為熱力學函數值測定提供了一種全新的方法，而且此電化學方法不但為熱化學數據提供了最精確的測量方法，還是化學熱力學規律的最精確的驗證手段。電化學方法將化學反應轉變成可控的可逆電池反應，進而獲得可控調節下極為精確的測定結果。