材料物理化學(xué)論文范文
前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)材料物理化學(xué)論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來(lái)啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。
第1篇
［關(guān)鍵詞］科研實(shí)踐；物理化學(xué)；教學(xué)
物理化學(xué)是一門借助物理的基本原理，揭示化學(xué)基本規(guī)律的學(xué)科，也是一門理論性、系統(tǒng)性、邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，具有理論公式多，推導(dǎo)復(fù)雜的學(xué)科特點(diǎn)。初學(xué)者往往感到抽象難懂，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求高，容易產(chǎn)生畏難情緒，也往往認(rèn)為理論知識(shí)學(xué)了沒(méi)有用途，導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)的興趣。為了解決物理化學(xué)中抽象難懂的問(wèn)題，通常采用的方法是在教師授課時(shí)列舉一些與生活實(shí)踐相關(guān)的現(xiàn)象，借助物理化學(xué)知識(shí)加以解決，但是這只是一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，并且借助于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)都能得到容易理解的結(jié)果，但是對(duì)于有一定知識(shí)水平的大學(xué)生似乎顯得過(guò)于簡(jiǎn)單，并不能激發(fā)他們對(duì)物理化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，解決他們對(duì)物理化學(xué)理論學(xué)習(xí)的困惑，展示理論知識(shí)與科學(xué)實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐的緊密聯(lián)系，從而體現(xiàn)物理化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科的價(jià)值。另外，物理化學(xué)中化學(xué)規(guī)律和數(shù)學(xué)公式都是從科學(xué)實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的，能指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。因而，在物理化學(xué)實(shí)際教學(xué)中，除了要結(jié)合生活實(shí)踐之外，教師應(yīng)該適當(dāng)闡述理論公式的實(shí)際科研來(lái)源以及這些理論知識(shí)在科學(xué)前沿研究和生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用價(jià)值，才能引導(dǎo)學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)到物理化學(xué)知識(shí)理論學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)也可以通過(guò)科研實(shí)例刺激學(xué)生的好奇心和求知欲，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。因此，教師科研能促進(jìn)物理化學(xué)理論教學(xué)，也能促進(jìn)學(xué)生對(duì)當(dāng)前科研前沿的了解，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
1科研實(shí)踐對(duì)物理化學(xué)教學(xué)的促進(jìn)作用
1．1物理化學(xué)理論在科研實(shí)踐中的應(yīng)用
盡管物理化學(xué)科研實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)方法和手段比較復(fù)雜，但是常常使用了大學(xué)物理化學(xué)書本上的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)，因而，我們可以選擇一些合適的科研實(shí)踐活動(dòng)將其應(yīng)用到物理化學(xué)教學(xué)中，以提高學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基礎(chǔ)理論重要性的認(rèn)識(shí)，幫助他們更好地理解這些基礎(chǔ)知識(shí)，激發(fā)他們對(duì)物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。這里我們以原電池的基本原理在科研中的應(yīng)用來(lái)闡述物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性。已有文獻(xiàn)報(bào)道具有缺陷的碳納米管浸入到一定濃度的氯鉑酸或者氯金酸溶液中，通過(guò)原子力顯微鏡能夠觀察到在碳納米管的邊壁缺陷上快速形成金屬鉑納米粒子或者金納米粒子［1］。這金屬離子自發(fā)還原沉積碳納米管上的現(xiàn)象歸因于金屬離子與碳納米管之間的原電池效應(yīng)，電極反應(yīng)分別是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根據(jù)電極電勢(shì)的數(shù)學(xué)公式計(jì)算出PtCl42－和AuCl4－的還原電勢(shì)以及碳納米管的氧化電勢(shì)，并比較它們的大小，從而能判斷出金屬鉑或者金粒子是否能沉積在碳納米管的邊壁上。更進(jìn)一步地研究表明利用原電池效應(yīng)可以在碳納米管的表面邊壁上沉積四氧化三鐵、氧化亞銅、二氧化釩等中間價(jià)態(tài)的金屬氧化物，計(jì)算這些金屬離子與碳納米管之間的電極電勢(shì)ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通過(guò)控制溶液的pH值和碳納米管的結(jié)構(gòu)等反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)中間價(jià)態(tài)的金屬氧化物沉積在碳納米管的表面，關(guān)鍵是通過(guò)原電池效應(yīng)合成的碳納米管－金屬氧化物復(fù)合材料在催化加氫反應(yīng)、苯酚羥基化反應(yīng)等催化反應(yīng)中展示了比其他方法合成的該種復(fù)合材料更加優(yōu)異的性能，體現(xiàn)了合理的使用電化學(xué)方法合成材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值［2－4］。盡管這些科研工作涉及的內(nèi)容比較廣泛，考慮的因素復(fù)雜，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化學(xué)中原電池電極電勢(shì)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。實(shí)際上，物理化學(xué)中熱力學(xué)、溶液中的化學(xué)勢(shì)、物質(zhì)的相圖、吸附脫附、動(dòng)力學(xué)研究等基本知識(shí)在當(dāng)前的科研都有廣泛的應(yīng)用，利用這些基本知識(shí)來(lái)驗(yàn)證過(guò)程的可行性或者借助它們推斷出物理化學(xué)及其相關(guān)學(xué)科中更深層次的機(jī)理或者原理［5－7］。因此，物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)在當(dāng)前的科學(xué)研究工作中仍然具有重要的價(jià)值，是學(xué)生為今后工作和學(xué)習(xí)所必須要掌握的。
1．2科研實(shí)踐對(duì)學(xué)生物理化學(xué)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用
物理化學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)都是比較抽象，數(shù)學(xué)公式比較多，這增大了學(xué)生學(xué)習(xí)的困難，但是這些基礎(chǔ)知識(shí)都是來(lái)自科學(xué)實(shí)踐，相應(yīng)地能用來(lái)指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，因而，學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的時(shí)候借助于科研實(shí)踐來(lái)展示這些知識(shí)，能幫助學(xué)生更好了解和掌握這些知識(shí)。首先，科研實(shí)踐的學(xué)術(shù)論文為了更好地解釋相關(guān)原理往往都使用大量的圖表或者視頻，直觀地展示和支撐他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助讀者理解論文的結(jié)論。教師可以根據(jù)物理化學(xué)相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容提煉這些學(xué)術(shù)論文，在教學(xué)中利用論文中直觀的圖片或者視頻給學(xué)生展示對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，使得抽象的知識(shí)圖像化、具體化，同時(shí)將枯燥無(wú)味的理論知識(shí)形象生動(dòng)地呈現(xiàn)到學(xué)生的面前，加深學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的印象，促進(jìn)學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。其次，物理化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中可以借助科研實(shí)踐論文生動(dòng)地展示給學(xué)生，不僅能幫助學(xué)生理解這些知識(shí)點(diǎn)，更能讓學(xué)生意識(shí)到物理化學(xué)課程中基礎(chǔ)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際有緊密的聯(lián)系，而不是為了學(xué)習(xí)抽象的知識(shí)而學(xué)習(xí)這些知識(shí)。它們能夠直接應(yīng)用到實(shí)際科研和生產(chǎn)實(shí)踐中，并指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，使得學(xué)生不再認(rèn)為理論知識(shí)難學(xué)而沒(méi)有用途，更不會(huì)消極地學(xué)習(xí)和理解這些物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)。學(xué)生會(huì)更加積極主動(dòng)理解和掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，甚至通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)工具，更進(jìn)一步地詳細(xì)了解與物理化學(xué)書本上相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，從而間接地提高他們的自學(xué)能力，培養(yǎng)他們積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。最后，借助物理化學(xué)教學(xué)引入科研生產(chǎn)實(shí)踐的概念，讓學(xué)生接觸基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用到令人好奇的未知世界，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的興趣。既使學(xué)生學(xué)習(xí)到必須掌握的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)又接觸到物理化學(xué)方向科研和生產(chǎn)實(shí)踐的前沿，掌握當(dāng)前物理化學(xué)科研和生產(chǎn)實(shí)踐的動(dòng)態(tài)。讓學(xué)生從一開(kāi)始學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)灌輸科研實(shí)踐的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本學(xué)科發(fā)展前沿和科研動(dòng)態(tài)，使學(xué)生浸潤(rùn)在科研的氛圍下，產(chǎn)生濃烈的科研傾向［8］。從而使學(xué)生尋找自身喜歡的學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)興趣，建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲泻蛯W(xué)習(xí)態(tài)度，刺激學(xué)生對(duì)未知世界的求知欲望，并潛移默化地培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的工作學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。因此，物理化學(xué)教學(xué)中引進(jìn)科研實(shí)踐，不僅將枯燥無(wú)味的理論知識(shí)形象生動(dòng)化，而且能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理化學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性，培養(yǎng)他們的基本科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)他們對(duì)未知世界的求知欲望。
1．3教師科研實(shí)踐對(duì)物理化學(xué)教學(xué)的重要影響
對(duì)于普通本科院校來(lái)講，無(wú)論什么樣的教學(xué)改革都是圍繞教學(xué)方式和手段在課堂教學(xué)過(guò)程中的運(yùn)用，無(wú)法代替教師的角色，無(wú)法改變教師授課主體的本質(zhì)，因而，教師在教學(xué)過(guò)程中起著重要的作用。只有通過(guò)教師的教導(dǎo)和示范作用才能使課堂教學(xué)變得更加生動(dòng)鮮活，也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和行為有直接地引導(dǎo)作用。因而，教師自身的專業(yè)水平?jīng)Q定了他的教學(xué)水平和教學(xué)能力，而科研實(shí)踐活動(dòng)對(duì)教師有很大的鍛煉和啟發(fā)作用，增加了教師的業(yè)務(wù)知識(shí)水平，對(duì)課堂教學(xué)有非常大的促進(jìn)作用，因而，要提高教師的專業(yè)水平應(yīng)該鼓勵(lì)教師積極參與科研實(shí)踐工作［9］。首先，本學(xué)科專業(yè)教師開(kāi)展科研實(shí)踐工作之前必須不斷查閱大量新的文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前科技發(fā)展的動(dòng)態(tài)，及時(shí)跟蹤本學(xué)科領(lǐng)域的最新進(jìn)展，更新和豐富本學(xué)科的理論和知識(shí)。這個(gè)過(guò)程有利于提高教師發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并不斷更新和完善自己的知識(shí)體系，能更好地將當(dāng)前本學(xué)科科技發(fā)展動(dòng)態(tài)傳授給學(xué)生，同時(shí)隨著知識(shí)水平的提高教師將以新的高度去思考學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，自然而然地應(yīng)用到教育教學(xué)和人才培養(yǎng)的模式，進(jìn)而思考未來(lái)人才的發(fā)展趨勢(shì)和人才培養(yǎng)的最佳方法。其次，教師從事科研工作對(duì)該學(xué)科未知領(lǐng)域的探索研究是一個(gè)長(zhǎng)期而艱苦的過(guò)程，能提高教師的邏輯思維能力和表達(dá)能力，能培養(yǎng)教師一絲不茍和勇于創(chuàng)新的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、頑強(qiáng)拼搏的精神以及良好的科研素質(zhì)，激發(fā)教師的創(chuàng)新思想，迎合當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的潮流。教師在科研中的鍛煉往往對(duì)學(xué)生起到表率作用，促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、頑強(qiáng)拼搏精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，對(duì)學(xué)生成才起到推動(dòng)作用。此外，教師的科研成果能讓學(xué)生直接感受到科研并非遙不可及，對(duì)學(xué)生有很大的引導(dǎo)和促進(jìn)作用，同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣和求知欲望，主動(dòng)參與到教師的科研實(shí)踐，激起他們對(duì)物理化學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的熱情［9］。因此，教師要實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)教學(xué)的改革創(chuàng)新，適應(yīng)當(dāng)前形式下物理化學(xué)教學(xué)的發(fā)展，僅憑教學(xué)經(jīng)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從事科學(xué)研究去實(shí)踐、去探索、去創(chuàng)新，進(jìn)一步提高本學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而加快教育觀念的更替，逐步形成具有自身特色的教學(xué)方式，將新理論、新方法滲透到物理化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，才能改變多年從教的疲憊與困惑，同時(shí)也激發(fā)了自身潛在的創(chuàng)造力。
2結(jié)論
第2篇
［關(guān)鍵詞］科研實(shí)踐；物理化學(xué)；教學(xué)
物理化學(xué)是一門借助物理的基本原理，揭示化學(xué)基本規(guī)律的學(xué)科，也是一門理論性、系統(tǒng)性、邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，具有理論公式多，推導(dǎo)復(fù)雜的學(xué)科特點(diǎn)。初學(xué)者往往感到抽象難懂，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求高，容易產(chǎn)生畏難情緒，也往往認(rèn)為理論知識(shí)學(xué)了沒(méi)有用途，導(dǎo)致失去學(xué)習(xí)的興趣。為了解決物理化學(xué)中抽象難懂的問(wèn)題，通常采用的方法是在教師授課時(shí)列舉一些與生活實(shí)踐相關(guān)的現(xiàn)象，借助物理化學(xué)知識(shí)加以解決，但是這只是一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，并且借助于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)都能得到容易理解的結(jié)果，但是對(duì)于有一定知識(shí)水平的大學(xué)生似乎顯得過(guò)于簡(jiǎn)單，并不能激發(fā)他們對(duì)物理化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，解決他們對(duì)物理化學(xué)理論學(xué)習(xí)的困惑，展示理論知識(shí)與科學(xué)實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐的緊密聯(lián)系，從而體現(xiàn)物理化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科的價(jià)值。另外，物理化學(xué)中化學(xué)規(guī)律和數(shù)學(xué)公式都是從科學(xué)實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的，能指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。因而，在物理化學(xué)實(shí)際教學(xué)中，除了要結(jié)合生活實(shí)踐之外，教師應(yīng)該適當(dāng)闡述理論公式的實(shí)際科研來(lái)源以及這些理論知識(shí)在科學(xué)前沿研究和生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用價(jià)值，才能引導(dǎo)學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)到物理化學(xué)知識(shí)理論學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)也可以通過(guò)科研實(shí)例刺激學(xué)生的好奇心和求知欲，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。因此，教師科研能促進(jìn)物理化學(xué)理論教學(xué)，也能促進(jìn)學(xué)生對(duì)當(dāng)前科研前沿的了解，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
1科研實(shí)踐對(duì)物理化學(xué)教學(xué)的促進(jìn)作用
1．1物理化學(xué)理論在科研實(shí)踐中的應(yīng)用
盡管物理化學(xué)科研實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)方法和手段比較復(fù)雜，但是常常使用了大學(xué)物理化學(xué)書本上的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)，因而，我們可以選擇一些合適的科研實(shí)踐活動(dòng)將其應(yīng)用到物理化學(xué)教學(xué)中，以提高學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基礎(chǔ)理論重要性的認(rèn)識(shí)，幫助他們更好地理解這些基礎(chǔ)知識(shí)，激發(fā)他們對(duì)物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。這里我們以原電池的基本原理在科研中的應(yīng)用來(lái)闡述物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性。已有文獻(xiàn)報(bào)道具有缺陷的碳納米管浸入到一定濃度的氯鉑酸或者氯金酸溶液中，通過(guò)原子力顯微鏡能夠觀察到在碳納米管的邊壁缺陷上快速形成金屬鉑納米粒子或者金納米粒子［1］。這金屬離子自發(fā)還原沉積碳納米管上的現(xiàn)象歸因于金屬離子與碳納米管之間的原電池效應(yīng)，電極反應(yīng)分別是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根據(jù)電極電勢(shì)的數(shù)學(xué)公式計(jì)算出PtCl42－和AuCl4－的還原電勢(shì)以及碳納米管的氧化電勢(shì)，并比較它們的大小，從而能判斷出金屬鉑或者金粒子是否能沉積在碳納米管的邊壁上。更進(jìn)一步地研究表明利用原電池效應(yīng)可以在碳納米管的表面邊壁上沉積四氧化三鐵、氧化亞銅、二氧化釩等中間價(jià)態(tài)的金屬氧化物，計(jì)算這些金屬離子與碳納米管之間的電極電勢(shì)ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通過(guò)控制溶液的pH值和碳納米管的結(jié)構(gòu)等反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)中間價(jià)態(tài)的金屬氧化物沉積在碳納米管的表面，關(guān)鍵是通過(guò)原電池效應(yīng)合成的碳納米管－金屬氧化物復(fù)合材料在催化加氫反應(yīng)、苯酚羥基化反應(yīng)等催化反應(yīng)中展示了比其他方法合成的該種復(fù)合材料更加優(yōu)異的性能，體現(xiàn)了合理的使用電化學(xué)方法合成材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值［2－4］。盡管這些科研工作涉及的內(nèi)容比較廣泛，考慮的因素復(fù)雜，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化學(xué)中原電池電極電勢(shì)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。實(shí)際上，物理化學(xué)中熱力學(xué)、溶液中的化學(xué)勢(shì)、物質(zhì)的相圖、吸附脫附、動(dòng)力學(xué)研究等基本知識(shí)在當(dāng)前的科研都有廣泛的應(yīng)用，利用這些基本知識(shí)來(lái)驗(yàn)證過(guò)程的可行性或者借助它們推斷出物理化學(xué)及其相關(guān)學(xué)科中更深層次的機(jī)理或者原理［5－7］。因此，物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)在當(dāng)前的科學(xué)研究工作中仍然具有重要的價(jià)值，是學(xué)生為今后工作和學(xué)習(xí)所必須要掌握的。
1．2科研實(shí)踐對(duì)學(xué)生物理化學(xué)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用
物理化學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)都是比較抽象，數(shù)學(xué)公式比較多，這增大了學(xué)生學(xué)習(xí)的困難，但是這些基礎(chǔ)知識(shí)都是來(lái)自科學(xué)實(shí)踐，相應(yīng)地能用來(lái)指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，因而，學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的時(shí)候借助于科研實(shí)踐來(lái)展示這些知識(shí)，能幫助學(xué)生更好了解和掌握這些知識(shí)。首先，科研實(shí)踐的學(xué)術(shù)論文為了更好地解釋相關(guān)原理往往都使用大量的圖表或者視頻，直觀地展示和支撐他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助讀者理解論文的結(jié)論。教師可以根據(jù)物理化學(xué)相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容提煉這些學(xué)術(shù)論文，在教學(xué)中利用論文中直觀的圖片或者視頻給學(xué)生展示對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，使得抽象的知識(shí)圖像化、具體化，同時(shí)將枯燥無(wú)味的理論知識(shí)形象生動(dòng)地呈現(xiàn)到學(xué)生的面前，加深學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的印象，促進(jìn)學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。其次，物理化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中可以借助科研實(shí)踐論文生動(dòng)地展示給學(xué)生，不僅能幫助學(xué)生理解這些知識(shí)點(diǎn)，更能讓學(xué)生意識(shí)到物理化學(xué)課程中基礎(chǔ)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際有緊密的聯(lián)系，而不是為了學(xué)習(xí)抽象的知識(shí)而學(xué)習(xí)這些知識(shí)。它們能夠直接應(yīng)用到實(shí)際科研和生產(chǎn)實(shí)踐中，并指導(dǎo)科學(xué)實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)，使得學(xué)生不再認(rèn)為理論知識(shí)難學(xué)而沒(méi)有用途，更不會(huì)消極地學(xué)習(xí)和理解這些物理化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)。學(xué)生會(huì)更加積極主動(dòng)理解和掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，甚至通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)等相關(guān)工具，更進(jìn)一步地詳細(xì)了解與物理化學(xué)書本上相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，從而間接地提高他們的自學(xué)能力，培養(yǎng)他們積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。最后，借助物理化學(xué)教學(xué)引入科研生產(chǎn)實(shí)踐的概念，讓學(xué)生接觸基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用到令人好奇的未知世界，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的興趣。既使學(xué)生學(xué)習(xí)到必須掌握的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)又接觸到物理化學(xué)方向科研和生產(chǎn)實(shí)踐的前沿，掌握當(dāng)前物理化學(xué)科研和生產(chǎn)實(shí)踐的動(dòng)態(tài)。讓學(xué)生從一開(kāi)始學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)灌輸科研實(shí)踐的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本學(xué)科發(fā)展前沿和科研動(dòng)態(tài)，使學(xué)生浸潤(rùn)在科研的氛圍下，產(chǎn)生濃烈的科研傾向［8］。從而使學(xué)生尋找自身喜歡的學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)興趣，建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲泻蛯W(xué)習(xí)態(tài)度，刺激學(xué)生對(duì)未知世界的求知欲望，并潛移默化地培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)，為今后的工作學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。因此，物理化學(xué)教學(xué)中引進(jìn)科研實(shí)踐，不僅將枯燥無(wú)味的理論知識(shí)形象生動(dòng)化，而且能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理化學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性，培養(yǎng)他們的基本科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)他們對(duì)未知世界的求知欲望。
1．3教師科研實(shí)踐對(duì)物理化學(xué)教學(xué)的重要影響
對(duì)于普通本科院校來(lái)講，無(wú)論什么樣的教學(xué)改革都是圍繞教學(xué)方式和手段在課堂教學(xué)過(guò)程中的運(yùn)用，無(wú)法代替教師的角色，無(wú)法改變教師授課主體的本質(zhì)，因而，教師在教學(xué)過(guò)程中起著重要的作用。只有通過(guò)教師的教導(dǎo)和示范作用才能使課堂教學(xué)變得更加生動(dòng)鮮活，也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和行為有直接地引導(dǎo)作用。因而，教師自身的專業(yè)水平?jīng)Q定了他的教學(xué)水平和教學(xué)能力，而科研實(shí)踐活動(dòng)對(duì)教師有很大的鍛煉和啟發(fā)作用，增加了教師的業(yè)務(wù)知識(shí)水平，對(duì)課堂教學(xué)有非常大的促進(jìn)作用，因而，要提高教師的專業(yè)水平應(yīng)該鼓勵(lì)教師積極參與科研實(shí)踐工作［9］。首先，本學(xué)科專業(yè)教師開(kāi)展科研實(shí)踐工作之前必須不斷查閱大量新的文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前科技發(fā)展的動(dòng)態(tài)，及時(shí)跟蹤本學(xué)科領(lǐng)域的最新進(jìn)展，更新和豐富本學(xué)科的理論和知識(shí)。這個(gè)過(guò)程有利于提高教師發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并不斷更新和完善自己的知識(shí)體系，能更好地將當(dāng)前本學(xué)科科技發(fā)展動(dòng)態(tài)傳授給學(xué)生，同時(shí)隨著知識(shí)水平的提高教師將以新的高度去思考學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，自然而然地應(yīng)用到教育教學(xué)和人才培養(yǎng)的模式，進(jìn)而思考未來(lái)人才的發(fā)展趨勢(shì)和人才培養(yǎng)的最佳方法。其次，教師從事科研工作對(duì)該學(xué)科未知領(lǐng)域的探索研究是一個(gè)長(zhǎng)期而艱苦的過(guò)程，能提高教師的邏輯思維能力和表達(dá)能力，能培養(yǎng)教師一絲不茍和勇于創(chuàng)新的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、頑強(qiáng)拼搏的精神以及良好的科研素質(zhì)，激發(fā)教師的創(chuàng)新思想，迎合當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的潮流。教師在科研中的鍛煉往往對(duì)學(xué)生起到表率作用，促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、頑強(qiáng)拼搏精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，對(duì)學(xué)生成才起到推動(dòng)作用。此外，教師的科研成果能讓學(xué)生直接感受到科研并非遙不可及，對(duì)學(xué)生有很大的引導(dǎo)和促進(jìn)作用，同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣和求知欲望，主動(dòng)參與到教師的科研實(shí)踐，激起他們對(duì)物理化學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的熱情［9］。因此，教師要實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)教學(xué)的改革創(chuàng)新，適應(yīng)當(dāng)前形式下物理化學(xué)教學(xué)的發(fā)展，僅憑教學(xué)經(jīng)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從事科學(xué)研究去實(shí)踐、去探索、去創(chuàng)新，進(jìn)一步提高本學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而加快教育觀念的更替，逐步形成具有自身特色的教學(xué)方式，將新理論、新方法滲透到物理化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，才能改變多年從教的疲憊與困惑，同時(shí)也激發(fā)了自身潛在的創(chuàng)造力。
2結(jié)論
第3篇
1改革物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法探索
由于地方工科院校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在上述問(wèn)題，必須有針對(duì)性進(jìn)行改革并探索新的教學(xué)模式。結(jié)合地方院校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的共性及我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀，我們對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取一些改革措施，并探索新的教學(xué)方法。
1.1增加、更新物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
地方工科院校的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置受資金投入不足、實(shí)驗(yàn)儀器配置數(shù)量不足、設(shè)備落后、實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)少等因素制約，因此，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容非常重要。而大多數(shù)工科院校一般根據(jù)物理化學(xué)理論課的教學(xué)內(nèi)容開(kāi)設(shè)相應(yīng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致有部分實(shí)驗(yàn)與先行的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相同或者相似，因此，我們?cè)谛碌奈锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，必須統(tǒng)籌考慮無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，避免在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重復(fù)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，浪費(fèi)不必要的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。更新物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，剔除一些內(nèi)容過(guò)于陳舊的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)充一些先進(jìn)的、有代表性的實(shí)驗(yàn)，如，原有的一級(jí)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)-過(guò)氧化氫分解實(shí)驗(yàn)，是利用氣體體積隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)確定速率常數(shù)，但體積變化是通過(guò)手工移動(dòng)水準(zhǔn)瓶來(lái)測(cè)定的，難以準(zhǔn)確測(cè)定，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此，將該實(shí)驗(yàn)改為蔗糖溶液水解反應(yīng)，通過(guò)旋光度測(cè)定反應(yīng)體系溶液濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系，較精確地測(cè)定一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。在實(shí)驗(yàn)用時(shí)少的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中增加一些與物理化學(xué)研究熱點(diǎn)相關(guān)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如，電極制備及電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定，該實(shí)驗(yàn)用時(shí)較少，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中增加有關(guān)鋰離子電池電壓及充放電測(cè)試的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。原有的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為:燃燒熱的測(cè)定、靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓、合金相圖、電極制備及電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定、電導(dǎo)法測(cè)定弱電解質(zhì)的電離常數(shù)、一級(jí)反應(yīng)―過(guò)氧化氫分解、氫氧化鐵溶膠的電泳、溶液吸附法測(cè)定固體物質(zhì)的比表面，改革后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為:燃燒熱的測(cè)定、靜態(tài)法測(cè)定液體飽和蒸氣壓、合金相圖、電極制備及電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定、Li/LiMn2O4鋰離子電池的組裝及電化學(xué)性能測(cè)試、二級(jí)反應(yīng)-乙酸乙酯皂化、一級(jí)反應(yīng)―蔗糖溶液水解反應(yīng)、氫氧化鐵溶膠制備及電泳、溶液吸附法測(cè)定活性炭的比表面、活性炭作為超級(jí)電容器電極的比電容測(cè)定、納米TiO2對(duì)甲基橙的光降解。
減少內(nèi)容固定、陳舊的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量，增加具有設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量。增加綜合性物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)量，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中不提供綜合性實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟，只提供實(shí)驗(yàn)原料和相應(yīng)的儀器，要求學(xué)生預(yù)先查閱相關(guān)文獻(xiàn)，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，允許在實(shí)驗(yàn)過(guò)程不斷修正實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生在教師的幫助下分析實(shí)驗(yàn)成敗的原因。綜合性物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的引入，可以較好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)查閱文獻(xiàn)、比較周全地考慮問(wèn)題并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，為今后的相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)以及科研創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。
1.2改革物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
目前大部分工科院校仍采用教師板書講解實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)、學(xué)生按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，導(dǎo)致教師花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間講解和糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)效果和效率較差。我們改進(jìn)傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，采用現(xiàn)代教育方法和手段結(jié)合傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，倡導(dǎo)多種教學(xué)模式的綜合運(yùn)用的新教學(xué)模式。為了節(jié)省教師講解實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間，將要講解的實(shí)驗(yàn)原理做成詳細(xì)的PPT文件，以及將演示實(shí)驗(yàn)操作的詳細(xì)過(guò)程制作成視頻文件，并將這些文件上傳到桂林理工大學(xué)的教育在線系統(tǒng)，以供學(xué)生網(wǎng)上觀看或下載，讓學(xué)生提前觀看和預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒘私鈱?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作，教師在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)授課時(shí)不再詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理和演示實(shí)驗(yàn)操作，為物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)節(jié)省了時(shí)間。無(wú)形之中，壓縮單個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)用時(shí)，在整個(gè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)32學(xué)時(shí)不變的前提條件下，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)由原來(lái)的8個(gè)增加到11個(gè)，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練不足的難題，同時(shí)，可以進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的物理化學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)的理解，從而提高物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。
1.3強(qiáng)化和提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析能力
提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析能力也是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)主要目的，加強(qiáng)學(xué)生數(shù)據(jù)處理和分析能力的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、獨(dú)立思考能力、誤差分析能力等綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣呔哂兄匾囊饬x。大部分的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜，通常需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的公式計(jì)算、作圖、線性擬合、非線性擬合等復(fù)雜過(guò)程，只有借助數(shù)據(jù)處理和作圖軟件才有可能獲得精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不要求學(xué)生利用作圖軟件處理數(shù)據(jù)，因此，大部分學(xué)生只采用手工計(jì)算和利用坐標(biāo)紙手工繪圖的粗略方法處理數(shù)據(jù)，在描點(diǎn)畫線和選取坐標(biāo)比例時(shí)易引入較大的誤差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理結(jié)果誤差較大，甚至不準(zhǔn)確。針對(duì)這種現(xiàn)象，我們?cè)谛碌奈锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生要利用常用的Origin作圖軟件處理比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)課前對(duì)學(xué)生進(jìn)行Origin軟件授課和培訓(xùn)，使學(xué)生初步掌握Origin軟件的使用方法。學(xué)生采用origin軟件進(jìn)行公式計(jì)算、數(shù)據(jù)作圖、數(shù)據(jù)擬合、相關(guān)性等分析，不僅簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，提高了結(jié)果分析的精確度、準(zhǔn)確度，而且還能培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，同時(shí)，進(jìn)一步提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，為學(xué)生今后的科研實(shí)驗(yàn)打下良好的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。
1.4改革實(shí)驗(yàn)考核方法
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方法主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告確定學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告只體現(xiàn)出學(xué)生的數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理，難以體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作技能以及綜合能力，因此，實(shí)驗(yàn)報(bào)告難以準(zhǔn)確判斷學(xué)生是否掌握實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作。針對(duì)傳統(tǒng)考核方法的不足，我們對(duì)傳統(tǒng)考核方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)的考核方法。平時(shí)成績(jī)包括預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的40%。在課程結(jié)束后進(jìn)行閉卷考試和實(shí)驗(yàn)操作考試，考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理和技能的掌握情況，考試成績(jī)占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的60%。采用新的考核方法，促使學(xué)生更加重視物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理、相關(guān)的理論知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)操作，有利于鞏固學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識(shí)和熟練掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力，為今后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)及科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的初步成效
改革后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)授課的對(duì)象為2008、2009、2010、2011級(jí)的化學(xué)工程與工藝、材料化學(xué)、無(wú)機(jī)非金屬材料工程、高分子材料科學(xué)與工程等專業(yè)的學(xué)生，這部分學(xué)生的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量比同年級(jí)其他專業(yè)的學(xué)生多3個(gè)，實(shí)驗(yàn)操作技能及數(shù)據(jù)處理和分析能力也明顯優(yōu)于其他專業(yè)的學(xué)生。根據(jù)我們對(duì)桂林理工大學(xué)2012、2013屆的本科畢業(yè)論文優(yōu)秀率以及廣西高校化學(xué)化工類論文及設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，可以看出，通過(guò)改革后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、數(shù)據(jù)處理和分析能力等綜合能力明顯高于采用原教學(xué)模式授課的學(xué)生。
