化學(xué)熱力學(xué)的研究方法精選(九篇)

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第1篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

物理化學(xué)是在物理和化學(xué)兩大學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它以豐富的化學(xué)現(xiàn)象和體系為對(duì)象，大量采納物理學(xué)的理論成就與實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探索、歸納和研究化學(xué)的基本規(guī)律和理論，構(gòu)成化學(xué)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。物理化學(xué)的水平在相當(dāng)大程度上反映了化學(xué)發(fā)展的深度。

物理化學(xué)不僅是化學(xué)、化工專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要基礎(chǔ)課，同時(shí)也是藥學(xué)、食品科學(xué)、生物工程、建筑工程、材料工程等專(zhuān)業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)課[1～4]。該文中，筆者將針對(duì)目前藥學(xué)專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了幾點(diǎn)提高該課程教學(xué)效果的體會(huì)。

1 物理化學(xué)在藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的地位

藥學(xué)是連接健康科學(xué)和化學(xué)科學(xué)的醫(yī)療保健行業(yè)，它承擔(dān)著確保藥品的安全和有效使用的職責(zé)。藥學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具備藥學(xué)學(xué)科基本理論、基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，能在藥品生產(chǎn)、檢驗(yàn)、流通、使用和研究與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域從事鑒定、藥物設(shè)計(jì)、一般藥物制劑及臨床合理用藥等方面工作的科學(xué)技術(shù)人才。

物理化學(xué)與藥學(xué)密切相關(guān)。新藥設(shè)計(jì)、藥物合成路線(xiàn)的選擇、工藝條件的確定、反應(yīng)速率及機(jī)制的確定都需要化學(xué)熱力學(xué)及化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)；藥物劑型的設(shè)計(jì)及研制，藥物的穩(wěn)定性及其在體內(nèi)的吸收、分布、代謝都與物理化學(xué)原理密切相關(guān)。近年來(lái)納米材料在藥學(xué)中受到廣泛重視，微粒分散系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量、定位給藥中能夠發(fā)揮獨(dú)特的作用，表面化學(xué)、膠體化學(xué)是其重要基礎(chǔ)。事實(shí)上，從藥物的研發(fā)、生產(chǎn)、貯存到藥物的使用和吸收直至發(fā)揮作用，都與物理化學(xué)有關(guān)。物理化學(xué)也與藥學(xué)各專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)密切相關(guān)，是前期化學(xué)課程的規(guī)律總結(jié)，也是后續(xù)藥學(xué)課程的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

2 物理化學(xué)課程的特點(diǎn)及在教學(xué)過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題

我校的物理化學(xué)課程是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)大二學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)了，根據(jù)大綱要求設(shè)置理論課72學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)課27學(xué)時(shí)，要求學(xué)生在一學(xué)期的時(shí)間內(nèi)完成熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡等十章學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生普遍反映物理化學(xué)課程是“難學(xué)”的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，究其原因，這與課程特點(diǎn)有關(guān)系。

（1）物理化學(xué)理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，概念多、公式多、計(jì)算多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往感到內(nèi)容繁雜，理解吃力。比如：熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)“熵S、吉布斯能G、亥姆霍茲能F”的導(dǎo)出及理解，學(xué)生普遍反映對(duì)于這類(lèi)抽象的內(nèi)容在課堂上似乎聽(tīng)懂了，但課后再看還是不理解。

（2）物理化學(xué)非常重視使用數(shù)學(xué)和物理方法，通過(guò)數(shù)學(xué)的嚴(yán)密推導(dǎo)得出系統(tǒng)各物理量間定量關(guān)系，進(jìn)而獲得過(guò)程變化的規(guī)律。學(xué)生往往被繁雜的公式推導(dǎo)過(guò)程所困擾，在講授功W的計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)變化過(guò)程不同（等溫條件、等壓條件、絕熱條件），計(jì)算的公式也不同，對(duì)于高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生而言，往往糾結(jié)于公式推導(dǎo)中的積分、微分，而忘了推導(dǎo)公式的目的，導(dǎo)致盲目使用公式而得出錯(cuò)誤的結(jié)論，久而久之，打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（3）物理化學(xué)課程主要講授基礎(chǔ)知識(shí)，教材中涉及與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的實(shí)例較少，所以學(xué)生一般很難將理論知識(shí)與藥學(xué)實(shí)踐聯(lián)系在一起，缺乏了學(xué)習(xí)興趣。

3 提高物理化學(xué)課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)體會(huì)

3.1 重視緒論課的講授，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

托爾斯泰說(shuō)過(guò)“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣?！敝挥挟?dāng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題有了強(qiáng)烈的興趣，才可能對(duì)問(wèn)題大膽的去探究。學(xué)生能否大膽思考，善于思考，決定著學(xué)生能否能對(duì)知識(shí)牢固掌握和靈活運(yùn)用。緒論是每門(mén)學(xué)科教學(xué)的第一課，也是課程建設(shè)中的重要一環(huán)。上好緒論課對(duì)于物理化學(xué)課程而言顯得尤為重要。該課程是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課，通過(guò)緒論的講授，應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，營(yíng)造學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)氛圍。

一般，緒論部分包含三方面的內(nèi)容：物理化學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容、物理化學(xué)的發(fā)展及其與藥學(xué)的關(guān)系、物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法。在講授過(guò)程中，我們可以通過(guò)設(shè)疑、舉例、講解的方法凸顯物理化學(xué)的重要性。通過(guò)課堂提問(wèn)“金剛石可以變成石墨，石墨能不能變成金剛石呢？如果想讓石墨變成金剛石，需要施加怎樣的外界條件呢？”，告訴學(xué)生這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)化學(xué)熱力學(xué)的知識(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而引出化學(xué)熱力學(xué)，告訴學(xué)生化學(xué)熱力學(xué)可以解決藥物合成工業(yè)中的能量衡算與能量的合理利用、設(shè)計(jì)新的反應(yīng)路線(xiàn)的可能性和反應(yīng)限度問(wèn)題。通過(guò)提問(wèn)“為什么有些藥物要求病人一天吃一次，而有些要求一天吃三次”，告訴學(xué)生類(lèi)似的問(wèn)題可以運(yùn)用化學(xué)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)解答，告訴學(xué)生藥物生產(chǎn)工藝條件的優(yōu)化和工藝流程的選擇、藥物制劑的穩(wěn)定性和有效期預(yù)算、藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝等過(guò)程都設(shè)計(jì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)知識(shí)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)是解決這些問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。

3.2 根據(jù)專(zhuān)業(yè)課程的要求，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，做到有所側(cè)重，適當(dāng)取舍

第一，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)選擇教學(xué)內(nèi)容。結(jié)構(gòu)化學(xué)是物理化學(xué)的重要組成部分，對(duì)于綜合性大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，這是必修課，但對(duì)于藥學(xué)專(zhuān)業(yè)，結(jié)構(gòu)化學(xué)與后續(xù)課程及實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系較少，所以藥學(xué)專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)講授化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、表面化學(xué)、膠體與大分子系統(tǒng)。同時(shí)，電化學(xué)知識(shí)已在無(wú)機(jī)化學(xué)課程學(xué)習(xí)中有所涉及，應(yīng)避免重復(fù)講解。

第二，要求學(xué)生弱化對(duì)公式推導(dǎo)過(guò)程的掌握，重點(diǎn)把握公式的物理意義和使用條件。強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)過(guò)程是為了更好的理解公式的物理意義及使用條件，完全掌握固然好，但如果無(wú)法掌握也不用過(guò)于糾結(jié)，重點(diǎn)是要把握公式的物理意義和使用條件，掌握各個(gè)公式的使用條件。

第三，降低理論難度，重點(diǎn)教會(huì)學(xué)生物理化學(xué)的思維方法。物理化學(xué)的抽象化、理想化的思維方法是學(xué)生感到物理化學(xué)難學(xué)的原因之一，但這種思維方法是符合認(rèn)知規(guī)律的，學(xué)生通過(guò)物理化學(xué)的學(xué)習(xí)，應(yīng)了解和學(xué)會(huì)這種思維方法。比如：理想狀態(tài)是比較簡(jiǎn)單、容易考察的狀態(tài)，物理化學(xué)往往從理想狀態(tài)入手，研究其內(nèi)在規(guī)律，在此規(guī)律的基礎(chǔ)上加以修正，使其適合非理想即實(shí)際條件的使用。比如：在講解化學(xué)反應(yīng)等溫方程式時(shí)，方程式的推導(dǎo)以理想氣體作為考察對(duì)象，壓力以PB表示，此公式可以推廣到實(shí)際高壓氣體，處理方法為：給PB乘以校正因子γB得到表征真實(shí)氣體壓力的物理量逸度f(wàn)B，用fB來(lái)代替PB。

3.3 注重課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和整體性講授，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的連續(xù)性和相關(guān)性

物理化學(xué)的前后內(nèi)容有非常緊密的聯(lián)系，講授過(guò)程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的邏輯性和系統(tǒng)性，注重知識(shí)的歸納總結(jié)。教材中章節(jié)雖多，但主要內(nèi)容只涉及兩部分：化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)。除了化學(xué)動(dòng)力學(xué)，其他章節(jié)均可理解為化學(xué)熱力學(xué)相關(guān)內(nèi)容：熱力學(xué)第一規(guī)律和熱力學(xué)第二規(guī)律是化學(xué)熱力學(xué)的基本規(guī)律，其他章節(jié)均為這兩個(gè)基本規(guī)律的應(yīng)用，比如將基本規(guī)律應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)就衍生出化學(xué)平衡的知識(shí)，應(yīng)用于多組分系統(tǒng)就衍生出多組分系統(tǒng)熱力學(xué)和相平衡，應(yīng)用于電化學(xué)反應(yīng)就衍生出電化學(xué)知識(shí)等。

3.4 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力

課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是相輔相成的，好的實(shí)驗(yàn)課將有助于更好的理解理論知識(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生也更能體會(huì)理論知識(shí)的作用。比如：通過(guò)“蔗糖水解”實(shí)驗(yàn)，利用旋光儀測(cè)定蔗糖在酸存在下的水解速度常數(shù)，可以讓學(xué)生更好的理解一級(jí)反應(yīng)（或準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)）。要讓把實(shí)驗(yàn)課與理論課放在同等重要的地位，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，課后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做認(rèn)真處理，體會(huì)理論與實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3.5 重視習(xí)題的重要性，通過(guò)學(xué)生課后練習(xí)，做到及時(shí)反饋對(duì)知識(shí)的理解程度

習(xí)題是學(xué)好物理化學(xué)的重要環(huán)節(jié)。雖然主張大學(xué)生的學(xué)習(xí)以自主安排為主，但對(duì)于物理化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，我們提倡教師每節(jié)課都應(yīng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)挑選難度適中的習(xí)題作為課后練習(xí)布置給學(xué)生，通過(guò)習(xí)題強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的鞏固。同時(shí)，對(duì)于學(xué)生普遍感覺(jué)困惑的習(xí)題，應(yīng)抽出時(shí)間講解，及時(shí)幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺。

第2篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

【關(guān)鍵詞】燃料；燃燒；課程教學(xué)；教學(xué)效果；教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】本文系2013年哈爾濱工程大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的《燃料與燃燒》教學(xué)模式改革研究與實(shí)踐”（JG2013YB09）的研究成果。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）18-0057-02

現(xiàn)代社會(huì)能源主要來(lái)源于化石燃料的燃燒，能源短缺已成為世界各國(guó)面臨的迫切問(wèn)題，尋求新型燃料以及研發(fā)高效低污染燃燒裝置已成為各國(guó)面臨的重大任務(wù)。 “燃料與燃燒”是一門(mén)研究化石燃料及其燃燒規(guī)律的傳統(tǒng)學(xué)科，同時(shí)又是一門(mén)反映最新燃料及燃燒技術(shù)，并與之保持同步的新學(xué)科。

作為高等院校熱能與動(dòng)力專(zhuān)業(yè)方向的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，“燃料與燃燒”以“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“大學(xué)化學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”和“流體力學(xué)”等傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程的知識(shí)為基礎(chǔ)，由于涉及學(xué)科多，應(yīng)用知識(shí)繁復(fù)，與其他基礎(chǔ)課程相比，具有課程理論難度大、跨度大、知識(shí)點(diǎn)多且零散和對(duì)數(shù)學(xué)要求高等特點(diǎn)[1，2]。為此，針對(duì)我校熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)特點(diǎn)和要求，結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“燃料與燃燒”課程教學(xué)內(nèi)容的制訂及教學(xué)手段的選擇提出自己的建議。

一、課程內(nèi)容及特點(diǎn)

1.課程內(nèi)容

“燃料與燃燒”包括燃料、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、燃料的著火理論、火焰的傳播與穩(wěn)定理論、預(yù)混燃燒理論和擴(kuò)散燃燒理論等基礎(chǔ)理論，液體燃料、固體燃料的燃燒過(guò)程及其經(jīng)典的模型等教學(xué)模塊；課程主要包含：（1）燃料、（2）燃燒過(guò)程的物質(zhì)平衡與熱平衡、（3）化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、（4）燃燒系統(tǒng)守恒方程、（5）著火和燃燒界限、（6）預(yù)混氣的燃燒、（7）層流預(yù)混火焰、（8）層流擴(kuò)散燃燒、（9）氣體湍流燃燒、（10）液體燃料的擴(kuò)散燃燒、（11）固體燃料的燃燒、（12）燃燒污染與防治、（13）船舶動(dòng)力裝置的燃燒等教學(xué)內(nèi)容。

2.課程特點(diǎn)

實(shí)際燃燒過(guò)程涉及質(zhì)量、動(dòng)量和能量的交換和變換，涉及燃料和氧化劑之間的化學(xué)反應(yīng)，具體過(guò)程十分復(fù)雜?！叭剂吓c燃燒”課程知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)、學(xué)科交叉性強(qiáng)。因此，一方面，該課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生很好地掌握前期“大學(xué)物理”、“大學(xué)化學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”和“流體力學(xué)”等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容；另一方面，該課程的學(xué)習(xí)又可以促進(jìn)了學(xué)生對(duì)上述課程知識(shí)點(diǎn)的理解。

“燃料與燃燒”課程理論性強(qiáng)、知識(shí)涉及面廣，是一門(mén)典型的理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科。由于燃燒過(guò)程的復(fù)雜性，截至目前，燃燒科學(xué)的研究仍然以實(shí)驗(yàn)研究為主。先進(jìn)診斷技術(shù)的不斷出現(xiàn)使得燃燒實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)更加可靠、準(zhǔn)確[3]。20世紀(jì)以來(lái)，著火模型、火焰?zhèn)鞑ダ碚?、反?yīng)流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)等的建立使燃燒理論有了長(zhǎng)足的發(fā)展。并且，隨著大型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得采用數(shù)值模擬方法研究燃燒過(guò)程已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)[4]，這些都有力地促進(jìn)了燃燒技術(shù)的發(fā)展。但這些理論模型對(duì)于本科生而言很難理解。這就要求授課老師探索適合本科生知識(shí)結(jié)構(gòu)及認(rèn)知水平的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段。

二、教學(xué)方法

1.教材的選擇

“燃料與燃燒”這門(mén)課程知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)、概念抽象，如何上好這門(mén)課，選擇適合的教材是非常重要的環(huán)節(jié)。好的教材有利于制訂合理的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃，可以有效促進(jìn)教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)。目前市面上發(fā)行的教材主要有國(guó)外教材的國(guó)內(nèi)翻譯版和國(guó)內(nèi)教材兩類(lèi)，比如Kuo. Kenneth K.的《Principles of Combustion》和Turns. S. R.的《An Introduction to Combustion》以及國(guó)內(nèi)顧恒祥編著的《燃料與燃燒》教材和嚴(yán)傳俊的《燃燒學(xué)》等，這兩類(lèi)教材各有特點(diǎn)。合適的教材應(yīng)該能夠與學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及認(rèn)知能力相適應(yīng)，與該課程的教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)[5]。

針對(duì)本課程的特點(diǎn)，教材的內(nèi)容要全要新，應(yīng)能夠較好地反映當(dāng)前燃燒理論發(fā)展水平及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。教材內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括燃料、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、燃燒物理基礎(chǔ)、預(yù)混燃燒及擴(kuò)散燃燒、液體及固體燃料的燃燒等。由于是面向本科生的教材，應(yīng)當(dāng)內(nèi)容簡(jiǎn)單易懂、表述深入淺出、實(shí)例豐富直觀、結(jié)構(gòu)邏輯清晰，能有效銜接理論分析與工程實(shí)例，這樣才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。目前國(guó)內(nèi)出版的《燃料與燃燒》教材要么理論性太強(qiáng)，要么涵蓋內(nèi)容不全面，要么內(nèi)容深度不夠，總之都存在這樣或那樣的問(wèn)題。為此，根據(jù)我校本科熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)方向?qū)W生培養(yǎng)的目標(biāo)和特點(diǎn)，我校“燃料與燃燒”課程組的老師編寫(xiě)了適合我校學(xué)生使用的《燃料與燃燒》教材，該教材系統(tǒng)地闡述了燃燒的基本原理和理論；詳細(xì)講述了燃料動(dòng)力學(xué)燃燒的計(jì)算方法，詳細(xì)論述了燃燒熱力學(xué)和燃燒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，著重介紹了船舶動(dòng)力裝置涉及的預(yù)混燃燒和油滴蒸發(fā)控制的擴(kuò)散燃燒；最后，為及時(shí)反映燃燒技術(shù)的最新研究進(jìn)展，增添了新型船舶動(dòng)力裝置所采用的燃燒技術(shù)[6]。在教材的編撰過(guò)程中，大量引用了我校教師及研究生們的研究成果。教材針對(duì)性強(qiáng)、內(nèi)容新穎，強(qiáng)調(diào)了“燃料與燃燒”課程的理論性和工程應(yīng)用性，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際的能力和素養(yǎng)。

2.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

“燃料與燃燒”課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該具有目標(biāo)性、實(shí)效性、科學(xué)性、啟發(fā)性，為此在其教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

①內(nèi)容要重點(diǎn)突出?！叭剂吓c燃燒”課程內(nèi)容包括化學(xué)熱力學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、著火理論、火焰?zhèn)鞑ヅc穩(wěn)定理論、液體燃料及固體燃料的燃燒等部分，但在各部分內(nèi)容的講解上要有重點(diǎn)。課程中化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)是整個(gè)課程的理論基礎(chǔ)，講解內(nèi)容包括化學(xué)平衡、熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率、質(zhì)量作用定律、反應(yīng)級(jí)數(shù)、活化分子碰撞理論及鏈鎖反應(yīng)理論等。其中，化學(xué)反應(yīng)速率、質(zhì)量作用定律、阿累尼烏斯公式和鏈鎖反應(yīng)理論可作重點(diǎn)講解。關(guān)于著火理論，授課重點(diǎn)放在閉口系統(tǒng)著火理論模型的建立和結(jié)果分析上，并分析燃燒放熱量和散熱量隨溫度的變化曲線(xiàn)，確定著火溫度與初始溫度、物理化學(xué)因素和散熱強(qiáng)度的關(guān)系。對(duì)于火焰?zhèn)鞑ヅc穩(wěn)定理論，授課的重點(diǎn)在火焰?zhèn)鞑ジ拍?、氣體的動(dòng)力燃燒與擴(kuò)散燃燒及火焰穩(wěn)定的基本原理與方法的講解。對(duì)于預(yù)混燃燒，授課的重點(diǎn)在瑞利公式、郎肯-雨果尼奧公式的推導(dǎo)，以及爆震波、緩燃波的性質(zhì)，并分析層流火焰的傳播速度。對(duì)于擴(kuò)散燃燒和液體燃料的燃燒，重點(diǎn)在伯克-舒曼理論、燃料射流的唯象分析、液體燃料的霧化、蒸發(fā)模型及液滴的質(zhì)量燃燒速率。對(duì)于固體燃料的燃燒，碳的燃燒化學(xué)反應(yīng)及碳粒的燃燒速度可作為授課重點(diǎn)。

②理論與實(shí)踐相結(jié)合。“燃料與燃燒”是一門(mén)理論性及實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科。課程涉及的相關(guān)理論模型比較抽象，不易掌握。因此，該課程的教學(xué)內(nèi)容必須與工程或生活實(shí)踐緊密結(jié)合。在課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)過(guò)程中必須將理論與具體工程案例或燃燒相關(guān)生活案例相結(jié)合，以具體案例作為切入點(diǎn)，將復(fù)雜抽象的理論概念穿插到生動(dòng)、具體的案例中進(jìn)行講解。對(duì)于熱能與動(dòng)力專(zhuān)業(yè)的本科生，筆者結(jié)合船舶柴油機(jī)，利用燃燒學(xué)理論講解燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、燃油燃燒過(guò)程、過(guò)量空氣系數(shù)、著火等這些具體設(shè)計(jì)方案背后的理論依據(jù)，從而強(qiáng)化對(duì)燃燒理論的理解；結(jié)合汽油機(jī)和柴油機(jī)，講解點(diǎn)燃和壓燃，講解不同燃燒方式對(duì)汽油機(jī)和柴油機(jī)的影響，講解烴類(lèi)燃料著火點(diǎn)和自燃點(diǎn)的區(qū)別；結(jié)合家用燃?xì)庠钆_(tái)，講解燃料的擴(kuò)散燃燒。通過(guò)以上措施，使學(xué)生課本理論與實(shí)踐統(tǒng)一。

3.教學(xué)方法設(shè)計(jì)

①采用啟發(fā)式教育。在“燃料與燃燒”課程教學(xué)過(guò)程中從學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及認(rèn)知能力出發(fā)，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，采用提問(wèn)、討論和案例分析等多種方式，讓學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使他們?cè)诨钴S、開(kāi)放的教學(xué)氛圍中理解掌握燃料與燃燒相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并逐步掌握應(yīng)用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力和提升團(tuán)隊(duì)合作能力。

②多媒體與板書(shū)的有機(jī)結(jié)合。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)已成為課堂教學(xué)的重要手段。多媒體教學(xué)課件圖文并茂、內(nèi)容豐富、信息量大。就“燃料與燃燒”而言，燃燒過(guò)程細(xì)節(jié)可以被生動(dòng)地顯示出來(lái)，危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)也可被充分地展示出來(lái)，使學(xué)生能夠更加深刻、有效地理解相關(guān)燃燒理論和燃燒過(guò)程。但是，使用多媒體技術(shù)授課，老師講課速度加快，課程信息量增加，學(xué)生課堂緊張度增加，易造成學(xué)生的思維跟不上授課速度，影響教學(xué)效果。板書(shū)比較靈活，便于控制授課節(jié)奏，適合于講解復(fù)雜理論模型，教師在授課過(guò)程中，可以通過(guò)板書(shū)引領(lǐng)學(xué)生的思維，進(jìn)行詳細(xì)的講解和推導(dǎo)，學(xué)生易于理解和融會(huì)知識(shí)。但是，板書(shū)速度慢、效率低。因此，在“燃料與燃燒”課程教學(xué)過(guò)程中，將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書(shū)有機(jī)結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

③多種考核手段的結(jié)合。在教學(xué)過(guò)程中，采用多樣化的考核手段，了解學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，督促學(xué)生的學(xué)習(xí)。平時(shí)成績(jī)、課堂提問(wèn)、課后作業(yè)、案例分析、階段考試和小論文等都可以作為考核手段。但無(wú)論采用何種形式的考核手段都應(yīng)當(dāng)從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和增加學(xué)生對(duì)本課程本專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)出發(fā)。

三、結(jié)論

綜上所述，“燃料與燃燒”融合了“大學(xué)物理”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”、“流體力學(xué)”、“氣體動(dòng)力學(xué)”和“高等數(shù)學(xué)”等課程的知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)點(diǎn)面集合，重點(diǎn)突出，理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不斷更新教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，作為老師，需要不斷學(xué)習(xí)，及時(shí)掌握該課程新的知識(shí)點(diǎn)，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。

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[6]周松，孫鳳賢.燃料與燃燒[M]. 哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2015（即將出版）.

第3篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞：工科；物理化學(xué)；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力；人才培養(yǎng)；科學(xué)研究基本能力

培養(yǎng)學(xué)生具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論，具有寬泛的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)具有將基礎(chǔ)理論應(yīng)用于科研和生產(chǎn)實(shí)踐的能力，是基礎(chǔ)理論教學(xué)的應(yīng)有之義。在教學(xué)中，要將培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力作為根本的人才培養(yǎng)目標(biāo)，要將科學(xué)發(fā)展史、基礎(chǔ)理論研究中的科學(xué)思維方法以及基礎(chǔ)理論與科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用貫徹于教與學(xué)的互動(dòng)中。為此，我們?cè)诠た莆锢砘瘜W(xué)的教學(xué)中進(jìn)行了多年的研究與實(shí)踐，取得了很好的教學(xué)效果。

一、基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用并重的創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)化學(xué)、化工人才的培養(yǎng)提出了新的要求。學(xué)生需要具有扎實(shí)的化學(xué)化工基礎(chǔ)理論和交叉學(xué)科知識(shí)，并能夠動(dòng)手實(shí)踐、實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)要有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。在高等教育中本科階段的教學(xué)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)尤為重要，在本科階段應(yīng)著力培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，為學(xué)生成長(zhǎng)及創(chuàng)新人才培養(yǎng)打基礎(chǔ)。

因此，在本科階段的教學(xué)中提倡研究式教學(xué)、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、讓學(xué)生參與科學(xué)研究是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的保證[1]。國(guó)外高等學(xué)校在2000年以前就努力打造本科階段的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和方法，本科生參與科研就是加州大學(xué)伯克利分校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一個(gè)有力措施[2]。同時(shí)在教學(xué)中將以教師為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的教學(xué)模式，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)，大力激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性[3]。這是國(guó)外高等學(xué)校在教學(xué)普遍采用的教學(xué)模式，這些模式對(duì)人才培養(yǎng)起到了很大的作用。近年來(lái)，在我國(guó)的高等學(xué)校教育教學(xué)改革中，對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式研究也取得了很多的成績(jī)[4-6]。

為了培養(yǎng)合格的化學(xué)、化工創(chuàng)新人才，我們?cè)诙嗄甑奈锢砘瘜W(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)中，除了教會(huì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，更注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家在基礎(chǔ)理論研究及形成過(guò)程中的科學(xué)思維方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家在科學(xué)研究過(guò)程中如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，如何建立基本模型并不斷優(yōu)化與研究，最終形成化學(xué)理論。在教與學(xué)的過(guò)程中教會(huì)學(xué)生如何在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論的同時(shí)培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力，將學(xué)到的基礎(chǔ)理論與科學(xué)研究以及生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，這也是當(dāng)今在基礎(chǔ)理論教學(xué)中不斷探索、研究的課題。

在多年的教學(xué)中，我們采用模塊化的教學(xué)內(nèi)容整合、突出知識(shí)邏輯的總結(jié)、注重理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用，在強(qiáng)化基礎(chǔ)理論的同時(shí)培養(yǎng)物理化學(xué)科學(xué)研究思維方法。例如：在熱力學(xué)理論的教學(xué)過(guò)程中，注重?zé)崃W(xué)基礎(chǔ)理論建立過(guò)程中科學(xué)家的邏輯思維方法的學(xué)習(xí)；在熱力學(xué)各個(gè)物理量研究中，注重總結(jié)邏輯規(guī)律來(lái)研究物質(zhì)的簡(jiǎn)單p-V-T過(guò)程、化學(xué)變化過(guò)程及相變化過(guò)程的能量守恒、過(guò)程方向性和限度等，從中學(xué)習(xí)科學(xué)家在研究中的研究過(guò)程、研究方法及邏輯思維，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。再例如：采用熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的方法，研究化工生產(chǎn)的可控化學(xué)。在化學(xué)熱力學(xué)平衡理論中，應(yīng)用等溫方程實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程自發(fā)性判定，根據(jù)等壓方程的數(shù)學(xué)模型對(duì)溫度（T）進(jìn)行優(yōu)化，從理論上得到該溫度條件下的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)限度，即平衡轉(zhuǎn)化率與生產(chǎn)實(shí)際比較分析；再根據(jù)化學(xué)動(dòng)力學(xué)的思想引入時(shí)間（t）參數(shù)，進(jìn)一步對(duì)T-t-c之間的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化，最終得到最佳的反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)。這些數(shù)學(xué)模型的建立和優(yōu)化為化學(xué)、化工生產(chǎn)提供工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的可控指導(dǎo)。從中使學(xué)生不但學(xué)會(huì)了基礎(chǔ)理論在化學(xué)、化工生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，同時(shí)在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、突出邏輯思維的形成是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)

物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論在它的研究和建立以及完善的過(guò)程中，都反映出很強(qiáng)的邏輯思維。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的研究中，通過(guò)建立各物理量之間的數(shù)學(xué)模型反映其物理量之間的邏輯關(guān)系規(guī)律，同時(shí)采用物理學(xué)科的研究方法和手段來(lái)研究物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)及變化過(guò)程中的物理量的測(cè)定和計(jì)算，從而總結(jié)出化學(xué)變化的規(guī)律、原理、定理、定律，為化學(xué)學(xué)科的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)、為研究和發(fā)現(xiàn)新的化學(xué)反應(yīng)和新物質(zhì)奠定理論基礎(chǔ)。在教學(xué)中，在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握基礎(chǔ)理論的同時(shí)，還要教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論形成和發(fā)展過(guò)程中蘊(yùn)含的科學(xué)方法，更重要的是要教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家善于觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，學(xué)習(xí)科學(xué)家在基礎(chǔ)理論研究中的邏輯思維。

1．教學(xué)中突出科學(xué)研究方法的邏輯思維總結(jié)。物理化學(xué)理論和研究由于學(xué)科特點(diǎn)，邏輯規(guī)律較強(qiáng)。在基礎(chǔ)物理化學(xué)教學(xué)中，將應(yīng)用實(shí)例融入熱力學(xué)研究方法、動(dòng)力學(xué)研究方法、電化學(xué)研究方法、表面與界面研究方法的學(xué)習(xí)。在每個(gè)部分的學(xué)習(xí)中，教師要對(duì)科學(xué)研究方法作簡(jiǎn)單介紹，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，并結(jié)合科研與生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用進(jìn)行研討式學(xué)習(xí)。通過(guò)文獻(xiàn)檢索和理論介紹，使學(xué)生初步了解了物理化學(xué)原理在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及物理化學(xué)科學(xué)研究的方法。

第4篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

（吉林建筑大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)部，吉林 長(zhǎng)春 130118）

【摘要】化學(xué)課程的教學(xué)改革歷經(jīng)了幾十年，取得了諸多成果，但也存在一些需要改進(jìn)的問(wèn)題。本文針對(duì)工科普通高校所開(kāi)設(shè)的四大化學(xué)課程，列舉了當(dāng)前化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀及容易出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了未來(lái)幾年工科普通高校的化學(xué)教改趨勢(shì)應(yīng)以“新”、“老”相融合為主的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 化學(xué)課程；教學(xué)改革；觀點(diǎn)

A Discussion on Teaching Status and Reforming Trend of Chemistry Curriculum in Engineering College

GUO Yan　LI Xiao-dong

(Basic science Department, Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin 130118, China)

【Abstract】The teaching reforming of chemistry curriculum has gone through decades,that obtained many achievements,but there are many problems need to be improved. In this paper, about four chemistry course in some engineering colleges,the author list the current status of chemistry teaching and the phenomenon, proposing a view that education reform trends in chemical engineering college in the next few years should merge by “new” and “old”.

【Key words】Chemistry curriculum; Teaching reforming; View

工科普通高校的化學(xué)課程基本上都設(shè)置在低年級(jí)，以講授《無(wú)機(jī)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》、《分析化學(xué)》的內(nèi)容為主，根據(jù)各高校的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)需求，可將四大化學(xué)的知識(shí)進(jìn)行篩選、分配、組合及應(yīng)用。這些課程在工科院校，以專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課居多，有的還是主干課，其對(duì)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程很重要。近年來(lái)，科技的發(fā)展及教學(xué)改革的不斷創(chuàng)新，要求化學(xué)為學(xué)生提供更加深刻的理論基礎(chǔ)，故促進(jìn)四大化學(xué)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)，加快課程的整體改革進(jìn)程，清晰目前的教學(xué)、教改現(xiàn)狀，合理的構(gòu)建化學(xué)課程，是擺在每位化學(xué)教學(xué)工作者面前的重要任務(wù)。

1　當(dāng)前四大化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀及易存在的問(wèn)題

化學(xué)的教學(xué)改革已經(jīng)歷經(jīng)了幾十年，從教材、教法、內(nèi)容、應(yīng)用、理念等諸多方面進(jìn)行了變更和創(chuàng)新，發(fā)展至今天，出現(xiàn)了非常繁盛的景象。當(dāng)化學(xué)為工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)進(jìn)行服務(wù)時(shí)，教學(xué)改革更顯得極其重要。目前，四大化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，容易出現(xiàn)（或存在）以下幾個(gè)現(xiàn)象：

1.1　四大化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置過(guò)于重復(fù)

教學(xué)內(nèi)容重復(fù)的主要原因在于開(kāi)課教研室對(duì)化學(xué)課程的整體設(shè)計(jì)和構(gòu)建考慮不周。例如在《無(wú)機(jī)化學(xué)》和《物理化學(xué)》中都設(shè)置了很多學(xué)時(shí)來(lái)講解化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)，若教研室沒(méi)有辨清該內(nèi)容在兩門(mén)課程中的教學(xué)目的和側(cè)重點(diǎn)，則很容易出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容重復(fù)的現(xiàn)象，導(dǎo)致同樣的內(nèi)容在《無(wú)機(jī)化學(xué)》和《物理化學(xué)》中各講一遍，而這個(gè)現(xiàn)象目前還普遍存在。

1.2　四大化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容未能滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)需求

這個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)，主要原因是教學(xué)大綱設(shè)置與培養(yǎng)目標(biāo)不匹配，或主講教師不夠了解專(zhuān)業(yè)課程對(duì)化學(xué)的需求，且對(duì)此專(zhuān)業(yè)的了解偏少造成的。不同的專(zhuān)業(yè)需求的化學(xué)知識(shí)側(cè)重點(diǎn)不同，例如，對(duì)工科的環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)，在講授《物理化學(xué)》課程時(shí)，若仍舊耗費(fèi)相當(dāng)多的學(xué)時(shí)來(lái)講述“化學(xué)熱力學(xué)”以及“化學(xué)平衡與相平衡”等章節(jié)，而電化學(xué)、膠體化學(xué)、界面化學(xué)等貼近專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容只是略講，那就偏離了專(zhuān)業(yè)的需求。另外，若授課教師了解一些污水處理的基本流程，使理論與實(shí)例相結(jié)合，這樣才能使化學(xué)知識(shí)為專(zhuān)業(yè)服務(wù)。這也是一些高校在引進(jìn)新教師時(shí)，傾向于有工程實(shí)踐背景人才的原因。

1.3　四大化學(xué)的精髓掌握不清

四大化學(xué)的理論博大而精深，若想掌握其教學(xué)精髓之處，需要幾輪的課堂講授功底、多年的研究及閱讀大量的文獻(xiàn)。以《無(wú)機(jī)化學(xué)》和《分析化學(xué)》為例，《無(wú)機(jī)化學(xué)》偏重于定性和原理，而《分析化學(xué)》偏重于定量和分析[1]，若不理解這一精髓的話(huà)，課程的講解就無(wú)重點(diǎn)可談，教師和學(xué)生都會(huì)很茫然。筆者認(rèn)為，對(duì)于化學(xué)理論知識(shí)的構(gòu)建，其本質(zhì)都是化學(xué)元素的地球行為和能量守恒原理、物質(zhì)不滅定律的綜合體現(xiàn)。

1.4　教學(xué)指導(dǎo)思想和教學(xué)方法落后

目前在很多教師的思想中還存在著這樣一種認(rèn)知：“只是在課堂上把教學(xué)內(nèi)容講清楚，照抄照搬教材內(nèi)容就是完成教學(xué)任務(wù)”，這種想法忽視了對(duì)知識(shí)的更新和對(duì)現(xiàn)代教育理念的重視，其不僅是個(gè)人的原因，也是大環(huán)境下評(píng)價(jià)體系或監(jiān)督機(jī)制不健全、不嚴(yán)格的造成的。學(xué)習(xí)無(wú)止境，教師和學(xué)生一樣，都有著對(duì)新知識(shí)的渴求欲望，用什么樣的方法獲得和傳授知識(shí)，需要我們具有革新的思想和敢于實(shí)踐的勇氣。

1.5　科研知識(shí)無(wú)法靈活納入理論教學(xué)

當(dāng)前，很多教師都同時(shí)承擔(dān)教學(xué)與科研工作，有的老師甚至在科研中取得了卓越的成果，但是在課堂上卻沒(méi)有把科研與教學(xué)結(jié)合起來(lái)，其主要原因多在于找不到話(huà)題切入點(diǎn)。對(duì)于化學(xué)學(xué)科來(lái)講，一些科研實(shí)驗(yàn)的理論（或原理）恰恰就隱含在化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)中，而在教課過(guò)程中，哪些是科研實(shí)驗(yàn)的理論支撐，需要其細(xì)細(xì)體會(huì)才能提煉出來(lái)。例如，《分析化學(xué)》中“重量分析與沉淀滴定”一章，在講解沉淀的形成時(shí)，就完全可以與科研實(shí)驗(yàn)中納米材料的制備聯(lián)系起來(lái)。

2　未來(lái)幾年工科普通高校化學(xué)課程的教改趨勢(shì)探析

化學(xué)教學(xué)的改革推陳出新，研究者們提出了很多的改革方案和建議，各持己見(jiàn)。根據(jù)對(duì)近幾年化學(xué)課程教改的觀察、學(xué)習(xí)和研究，筆者認(rèn)為未來(lái)幾年教改趨勢(shì)應(yīng)以“新”、“老”相融合為主，具體可以從以下幾個(gè)方面著手：

2.1　融合經(jīng)典化學(xué)與現(xiàn)代前沿化學(xué)為一體

四大化學(xué)中各有經(jīng)典內(nèi)容，例如物理化學(xué)中的化學(xué)熱力學(xué)、膠體化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)；無(wú)機(jī)及分析化學(xué)中的四大平衡和四大滴定。這些經(jīng)典內(nèi)容，是每個(gè)高?；瘜W(xué)課程的必講章節(jié)，也是其專(zhuān)業(yè)的必修知識(shí)。但隨著科技的進(jìn)步、前沿化學(xué)的研究及交差學(xué)科的出現(xiàn)，化學(xué)課堂僅僅講授經(jīng)典化學(xué)理論是不能滿(mǎn)足學(xué)生對(duì)知識(shí)渴求的，需要教師在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，將新知識(shí)有機(jī)地穿插在教學(xué)中，使得化學(xué)課程不再是單一的授業(yè)和灌輸，而是具有科技性和時(shí)代性。

2.2　融合傳統(tǒng)教學(xué)思想與現(xiàn)代教學(xué)理論

在現(xiàn)代課程的視野中，知識(shí)不再是永恒不變的真理，教育的關(guān)鍵是讓學(xué)生在與教育情境的交互過(guò)程中[2]。這句話(huà)道出了新時(shí)期“教育”的新概念。多年來(lái)，雖然人們?cè)谶@方面的研究較多，但在實(shí)際教學(xué)中卻因?yàn)榉N種原因，達(dá)不到預(yù)期的效果。即便如此，現(xiàn)代的化學(xué)教學(xué)思想仍需要重視和實(shí)施，這一思想包括：課程的開(kāi)放性、學(xué)習(xí)的互動(dòng)性、敢于對(duì)知識(shí)的質(zhì)疑性等等。教學(xué)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，充滿(mǎn)挑戰(zhàn)性、靈活性和想象力的，人們要勇于革新。西班牙建筑大師高迪，其不拘泥傳統(tǒng)直線(xiàn)型、平面型的建筑風(fēng)格，創(chuàng)造了后現(xiàn)代建筑的杰出代表之一——曲線(xiàn)構(gòu)型的圣家族教堂。想象無(wú)止境，想象是我們改革創(chuàng)新的動(dòng)力和源泉。

2.3　融合與調(diào)整四大化學(xué)的交叉內(nèi)容

《無(wú)機(jī)化學(xué)》一般都作為大一新生所接觸的第一門(mén)化學(xué)課程，該門(mén)課程作為高中化學(xué)和后續(xù)化學(xué)課程的銜接內(nèi)容，起到很重要的鋪墊作用，這也是《無(wú)機(jī)化學(xué)》與《物理化學(xué)》、《分析化學(xué)》部分章節(jié)重復(fù)出現(xiàn)的原因。但經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在《無(wú)機(jī)化學(xué)》中的所涉及的一些內(nèi)容量大而不精，使得一些經(jīng)典的概念被支離破碎。以化學(xué)熱力學(xué)部分為例，一些公式推導(dǎo)被略去，教師講起來(lái)很機(jī)械，不嚴(yán)謹(jǐn)、不科學(xué)，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)也一頭霧水，而這些內(nèi)容又要在《物理化學(xué)》中從頭講起，前后耗費(fèi)了不少學(xué)時(shí)。因此，如何調(diào)正和融合四大化學(xué)的交叉內(nèi)容，是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)和大膽的嘗試。

2.4　融合與構(gòu)建高中、本科、研究生三個(gè)階段的教學(xué)內(nèi)容

這三個(gè)教育階段的化學(xué)內(nèi)容和目的各有不同，階梯式地闡述了化學(xué)的本質(zhì)和精髓。大學(xué)化學(xué)課程是高中化學(xué)課程的拓展與精講，也是研究生課程的基礎(chǔ)，在整體化學(xué)教學(xué)安排中是關(guān)鍵階段。因此在講授過(guò)程中，教師首先要清晰本階段的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)是什么，高中時(shí)期學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)掌握的程度，同時(shí)還要設(shè)計(jì)好知識(shí)的前后次序，只有這樣才能詳略得當(dāng)、有的放矢地講授，才能靈活地駕馭課堂，做好教學(xué)內(nèi)容的銜接與構(gòu)建工作。

以上四個(gè)觀點(diǎn)尤其適用于建筑類(lèi)、醫(yī)藥類(lèi)、食品類(lèi)的工科院校，其四大化學(xué)僅是基礎(chǔ)課程，學(xué)時(shí)少、任務(wù)重，在培養(yǎng)方案中，規(guī)定需在220~260個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成全部化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。目前對(duì)這種情況的教改研究偏少。

3　結(jié)論

化學(xué)知識(shí)猶如一幅多彩的畫(huà)卷，需要通過(guò)我們化學(xué)教育工作者的手循循打開(kāi)，由少到多、由簡(jiǎn)到繁地娓娓道來(lái)。如何詮釋好這一幅畫(huà)卷，需要用心去尋求最好的方式。工科院?；瘜W(xué)教學(xué)的改革目的也是如此，我們要遵循教育發(fā)展的規(guī)律，遵照專(zhuān)業(yè)設(shè)置的需求，遵照社會(huì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，做好教育教學(xué)改革和創(chuàng)新，向求知者展示化學(xué)世界帶給人類(lèi)的魅力。

參考文獻(xiàn)

［1］趙春玲,王薇,胡立新.工科無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程改革的實(shí)踐與思考[J].廣州化工,2012,40(20):136-137.

第5篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞：熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)；國(guó)家精品課程；統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系

“熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”（簡(jiǎn)稱(chēng)“熱統(tǒng)”）是我國(guó)高等院校本科物理專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課程，是研究物質(zhì)有關(guān)熱現(xiàn)象（即宏觀過(guò)程）規(guī)律的理論物理課，也是普通物理“熱學(xué)”的后續(xù)課。內(nèi)蒙古大學(xué)“熱統(tǒng)”教學(xué)組在20多年教學(xué)實(shí)踐中，不斷更新教育觀念，探索課程教學(xué)體系的改革，逐步建立了以微觀理論為主線(xiàn)的教學(xué)體系，建設(shè)了首門(mén)“熱統(tǒng)”國(guó)家精品課程（2004年）——“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”，陸續(xù)出版了配套教材[1]和學(xué)習(xí)輔導(dǎo)書(shū)[2]。

一、關(guān)于“熱統(tǒng)”教學(xué)體系的思考

關(guān)于熱現(xiàn)象的理論包括兩部分，即宏觀理論——“熱力學(xué)”和微觀理論——“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”。我國(guó)目前的“熱統(tǒng)”課程由早年設(shè)置的 “熱力學(xué)”和“統(tǒng)計(jì)物理學(xué)”兩門(mén)課程合并而成，一直沿襲“熱”、“統(tǒng)”相對(duì)獨(dú)立的“一分為二”教學(xué)體系[3-5]。教學(xué)內(nèi)容安排大體以學(xué)科發(fā)展歷史和認(rèn)識(shí)層次為序，由唯象到唯理，由宏觀到微觀。這種體系十分成熟，在多年教學(xué)實(shí)踐中獲得很大成功。隨著科學(xué)技術(shù)和人類(lèi)現(xiàn)代文明的飛速發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)世界的條件、增長(zhǎng)知識(shí)的方式和獲取信息的渠道發(fā)生了質(zhì)的變化：昔日深?yuàn)W難解的名詞，今天已可聞之于街巷；諸多科學(xué)概念的理解，逐漸變得不很困難。在這種知識(shí)氛圍和學(xué)習(xí)環(huán)境下，從中學(xué)到大學(xué)的物理教學(xué)內(nèi)容均在不斷地改革和深化。同時(shí)，現(xiàn)代科學(xué)成就在高新技術(shù)中的廣泛應(yīng)用向21世紀(jì)人才培養(yǎng)提出更高的要求。這一切，催動(dòng)著大學(xué)物理課程改革的進(jìn)程，也激發(fā)起我們對(duì)傳統(tǒng)體系的思考。

從“熱物理”系列課程改革現(xiàn)狀來(lái)看，一方面，普通物理“熱學(xué)”課程的內(nèi)容已進(jìn)行了必要的深化和后延，原有“熱統(tǒng)”課程與現(xiàn)行“熱學(xué)”課程內(nèi)容出現(xiàn)較多重復(fù)。僅以汪志誠(chéng)著《熱力學(xué) · 統(tǒng)計(jì)物理》[5]和秦允豪著《熱學(xué)》[6]為例，二者內(nèi)容重疊約為1/3。過(guò)多重復(fù)造成學(xué)習(xí)時(shí)間與精力的浪費(fèi)，甚至引發(fā)學(xué)生的厭學(xué)情緒，使學(xué)習(xí)效益降低。另一方面，飛速發(fā)展的高新技術(shù)拉近了基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)的距離，就熱物理而言，無(wú)論實(shí)際工作中的應(yīng)用，還是繼續(xù)深造時(shí)的基礎(chǔ)，都對(duì)“熱統(tǒng)”課程教學(xué)提出更高的要求。增加課程的統(tǒng)計(jì)物理比重，深化微觀理論的系統(tǒng)理解勢(shì)在必然。此外，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)高等教育從學(xué)制到專(zhuān)業(yè)及課程設(shè)置均有較大幅度的變動(dòng)，“熱統(tǒng)”課教學(xué)時(shí)數(shù)多次削減（1208672、64），課堂教學(xué)的信息量和效益問(wèn)題變得更加突出。面對(duì)這種形勢(shì)，各校對(duì)“熱統(tǒng)”課程的內(nèi)容進(jìn)行了不斷的改革，逐步增加統(tǒng)計(jì)物理比重，努力減少和避免與“熱學(xué)”的重復(fù)。然而，由于沒(méi)有觸動(dòng)“一分為二”的體系，大量的簡(jiǎn)單重復(fù)難以避免，“熱力學(xué)”內(nèi)容仍然偏多，實(shí)際教學(xué)中統(tǒng)計(jì)物理的系統(tǒng)性難以保證。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們從體系結(jié)構(gòu)著眼，對(duì)“熱統(tǒng)”課程進(jìn)行了較大力度的改革[1]。我們的改革思路是：打通“熱物理”宏觀與微觀理論的壁壘，融二者為一體，削減學(xué)時(shí)、充實(shí)內(nèi)容，有效地避免與普通物理的簡(jiǎn)單重復(fù)，提高教學(xué)效益；以微觀理論為主導(dǎo)，確保統(tǒng)計(jì)物理體系的完整性與系統(tǒng)性，增加課程的先進(jìn)性與適用性。在上述思想指導(dǎo)下，構(gòu)建了“熱統(tǒng)”課程的“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系。新體系從根本上解決了熱物理課程中理論物理與普通物理之間層次交疊、內(nèi)容重復(fù)的問(wèn)題；大幅增加統(tǒng)計(jì)物理比重，使其理論及應(yīng)用內(nèi)容在總學(xué)時(shí)中占到3/4以上。

二、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系的特色

統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)教學(xué)體系的主要特色是：熱物理學(xué)以微觀理論為框架；微觀理論以系綜理論為主線(xiàn)；系綜理論以量子論為基礎(chǔ)。體系知識(shí)結(jié)構(gòu)框如上圖所示。

1．以微觀理論為框架，融微觀與宏觀一體

“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”以微觀理論——統(tǒng)計(jì)物理為主導(dǎo)，建立了從微觀到宏觀、完整自恰的理論體系。

在傳統(tǒng)的“一分為二”體系下，學(xué)生往往將過(guò)多精力用于熱力學(xué)計(jì)算，不能很好地理解統(tǒng)計(jì)物理的理論體系，容易將熱現(xiàn)象的宏觀和微觀理論割裂開(kāi)來(lái)。本體系從微觀理論出發(fā)，用統(tǒng)計(jì)物理理論導(dǎo)出熱力學(xué)基本定律，討論體系熱力學(xué)性質(zhì)，給出統(tǒng)計(jì)物理概念與宏觀現(xiàn)象的對(duì)應(yīng)，融熱現(xiàn)象的微觀、宏觀理論于一體，結(jié)束了兩種理論割裂的傳統(tǒng)教學(xué)格局，提高了認(rèn)識(shí)層次。同時(shí)，使理論物理與普通物理的分工更趨合理，便于解決傳統(tǒng)體系難以避免的“熱統(tǒng)”與“熱學(xué)”過(guò)多重復(fù)問(wèn)題。

本體系按照統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的知識(shí)框架，將主要知識(shí)點(diǎn)劃分為孤立系、封閉系和開(kāi)放系等三個(gè)模塊（參見(jiàn)上圖）。各塊均首先給出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分布，進(jìn)而引入熱力學(xué)勢(shì)（特性函數(shù)），導(dǎo)出熱力學(xué)基本定律，再用微觀和宏觀理論相結(jié)合的方法研究具體系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)。例如：在孤立系一章，從等概率基本假設(shè)出發(fā)，引入統(tǒng)計(jì)物理的熵，導(dǎo)出熱力學(xué)第一、第二定律，進(jìn)而研究理想氣體的平衡性質(zhì)。在討論封閉系時(shí)，從正則分布出發(fā)，引入熱力學(xué)勢(shì)——自由能，給出均勻系熱力學(xué)基本微分式，進(jìn)而導(dǎo)出麥克斯韋關(guān)系，介紹用熱力學(xué)理論研究均勻物質(zhì)宏觀性質(zhì)的方法，再具體討論電、磁介質(zhì)熱力學(xué)、焦-湯效應(yīng)等典型實(shí)例。同時(shí)用正則分布研究近獨(dú)立子系構(gòu)成的體系，導(dǎo)出麥-玻分布，介紹最概然法；進(jìn)一步導(dǎo)出能均分定理，介紹運(yùn)用統(tǒng)計(jì)理論研究半導(dǎo)體缺陷、負(fù)溫度、理想和非理想氣體等問(wèn)題的方法。對(duì)于開(kāi)放系，首先導(dǎo)出巨正則分布，再引入巨勢(shì)，給出描述開(kāi)放系的熱力學(xué)微分式，研究多元復(fù)相系的平衡性質(zhì)，討論相變和化學(xué)熱力學(xué)問(wèn)題；用量子統(tǒng)計(jì)理論導(dǎo)出熱力學(xué)第三定律，討論低溫化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。另一方面，考慮全同性原理，用巨正則分布導(dǎo)出玻色、費(fèi)密兩種量子統(tǒng)計(jì)分布，給出它們的準(zhǔn)經(jīng)典極限——麥-玻統(tǒng)計(jì)分布，并運(yùn)用獲得的量子統(tǒng)計(jì)分布分別討論電子氣、半導(dǎo)體載流子、光子系的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和玻色—愛(ài)因斯坦凝聚等應(yīng)用實(shí)例。

2．以系綜理論為主線(xiàn)，完善統(tǒng)計(jì)物理體系

與國(guó)內(nèi)現(xiàn)流行體系不同，“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”的統(tǒng)計(jì)物理以“系綜理論”為基礎(chǔ)，具有更強(qiáng)的系統(tǒng)性。

現(xiàn)流行體系為便于學(xué)生理解，大多先避開(kāi)系綜理論，講解統(tǒng)計(jì)物理中常用的分布和計(jì)算方法，如近獨(dú)立粒子的最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)、玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)及其應(yīng)用等，而在課程的最后介紹系綜理論有關(guān)知識(shí)[5]。這種體系除內(nèi)容不可避免地出現(xiàn)重復(fù)外，還在一定程度上犧牲了統(tǒng)計(jì)物理的系統(tǒng)性。在實(shí)際教學(xué)中，為了闡明有關(guān)分布和統(tǒng)計(jì)法，往往不可避免地運(yùn)用如等概率假設(shè)、配分函數(shù)、巨配分函數(shù)等系綜理論的基本概念，難免出現(xiàn)生吞活剝、“消化不良”的弊端。從體系實(shí)施現(xiàn)狀來(lái)看，不少院校因?qū)W時(shí)有限，在熱力學(xué)和基本統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)之后，對(duì)系綜理論的介紹只能一帶而過(guò)，學(xué)生難以完整掌握統(tǒng)計(jì)物理理論。

我們多年采用系綜理論為主線(xiàn)的教學(xué)實(shí)踐表明，“統(tǒng)計(jì)分布”與“系綜”的“分割”是不必要的。本體系首先引入“系綜”概念，將整個(gè)“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”的基礎(chǔ)建立在系綜理論之上，從一個(gè)基本假設(shè)——等概率假設(shè)（微正則系綜）入手，漸次導(dǎo)出各種宏觀條件下的系綜分布，建立配分函數(shù)、巨配分函數(shù)等基本概念，給出相應(yīng)的熱力學(xué)勢(shì)和熱力學(xué)基本微分公式；同時(shí)，順暢地導(dǎo)出如最概然分布、玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)、玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)法等常用分布和計(jì)算方法，并用于實(shí)際問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，力求循序漸進(jìn)地闡明統(tǒng)計(jì)物理的基本理論，使學(xué)生準(zhǔn)確、清晰地掌握統(tǒng)計(jì)物理的基本概念，對(duì)熱物理理論有完整系統(tǒng)的理解，能夠全面、靈活地運(yùn)用，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)更高深的知識(shí)和了解物理學(xué)的最新成果奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3. 以量子理論為基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)微觀運(yùn)動(dòng)本質(zhì)

為使學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)微觀運(yùn)動(dòng)本質(zhì)，“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”將系綜理論建立在量子論的基礎(chǔ)上，而經(jīng)典統(tǒng)計(jì)則作為量子統(tǒng)計(jì)的極限給出。

傳統(tǒng)體系多從經(jīng)典統(tǒng)計(jì)入手，然后進(jìn)入量子統(tǒng)計(jì)。我們教學(xué)實(shí)踐的體會(huì)是，物理學(xué)歷史上由經(jīng)典論到量子論的認(rèn)識(shí)過(guò)程沒(méi)有必要在統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)中重演。通過(guò)現(xiàn)設(shè)“普通物理學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已理解微觀運(yùn)動(dòng)遵從量子力學(xué)規(guī)律，并具備了一定的量子論知識(shí)基礎(chǔ)，在量子論基礎(chǔ)上建立統(tǒng)計(jì)物理理論順理成章。事實(shí)上，微觀運(yùn)動(dòng)的正確描述須用量子理論，而量子統(tǒng)計(jì)與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)就統(tǒng)計(jì)規(guī)律性而言并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)只是量子統(tǒng)計(jì)的極限情形而已。以量子論為基礎(chǔ)構(gòu)建統(tǒng)計(jì)物理體系，更有利于學(xué)生盡快認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，迅速進(jìn)入對(duì)前沿科學(xué)的學(xué)習(xí)。

三、關(guān)于體系的兼容性——幾個(gè)共同關(guān)注的問(wèn)題

“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”以系綜理論為主線(xiàn)，以量子論為基礎(chǔ),大幅提高統(tǒng)計(jì)物理比重，適當(dāng)?shù)卦黾恿苏n程深度。在課時(shí)縮減，招生規(guī)模擴(kuò)大的形勢(shì)下,實(shí)施上述改革更有一定風(fēng)險(xiǎn)和難度。另一方面，新體系能否與流行體系兼容，也是國(guó)內(nèi)同行普遍關(guān)注，需要在優(yōu)化改革方案過(guò)程中解決的問(wèn)題。為化解難度，提高兼容性，在體系建立和教學(xué)實(shí)踐中，我們著力解決了以下幾個(gè)問(wèn)題：

問(wèn)題之一：量子理論與系綜理論理解困難問(wèn)題。如前所述，學(xué)習(xí)本體系前應(yīng)具備一定的量子論知識(shí)。目前國(guó)內(nèi)物理專(zhuān)業(yè)的“熱統(tǒng)”課程多排在“量子力學(xué)”之前。這就不可避免地出現(xiàn)了“前量子力學(xué)”困難。為解決這一問(wèn)題，我們?cè)谡n程引論中安排了量子論基本知識(shí)的講授，介紹量子態(tài)、能級(jí)、簡(jiǎn)并、全同性、對(duì)應(yīng)關(guān)系等概念。如此處理，再結(jié)合普通物理“原子物理學(xué)”中學(xué)到的量子力學(xué)初步知識(shí)，學(xué)生就能夠較好地接受“量子統(tǒng)計(jì)”有關(guān)概念。此外，我們將“量子態(tài)”和“量子統(tǒng)計(jì)法”兩個(gè)初學(xué)者較難理解的概念做分散處理：分別在第1章引入“系綜”概念之前和第6章巨正則系綜概念之后講授，既分散了難點(diǎn)，又使概念和運(yùn)用銜接緊密，有利于及時(shí)消化。

系綜理論是統(tǒng)計(jì)物理中最核心、最抽象的內(nèi)容，也是統(tǒng)計(jì)物理教學(xué)的難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)流行體系將系綜理論與常用統(tǒng)計(jì)分布及計(jì)算方法分離，安排在課程最后集中單獨(dú)介紹。我們實(shí)踐的體會(huì)是，這種處理將多個(gè)難點(diǎn)（三種系綜及相應(yīng)熱力學(xué)關(guān)系）集中，增加了學(xué)生的理解困難；加之系綜概念孤立于基本統(tǒng)計(jì)方法和應(yīng)用之外，更顯抽象枯燥。學(xué)生學(xué)后或覺(jué)不知所云，或難縱觀全局，終致應(yīng)用乏力。鑒于此，我們遵循由表及里、由淺入深、循序漸進(jìn)、層層推進(jìn)的認(rèn)識(shí)規(guī)律，將系綜的基本概念和三個(gè)系綜分散在七章中穿插講授、逐步深入，并及時(shí)運(yùn)用理論對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)的性質(zhì)加以討論。這樣做，可分散認(rèn)知難點(diǎn)，并及時(shí)結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)宏觀微觀的交錯(cuò)，避免枯燥無(wú)味的困惑，既保證了熱物理理論的系統(tǒng)性和完整性，又解決了系綜理論為主線(xiàn)的教學(xué)困難。

問(wèn)題之二：關(guān)于最概然法與麥-玻統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。最概然（可幾）法與麥克斯韋-玻爾茲曼（麥-玻）統(tǒng)計(jì)法，是統(tǒng)計(jì)物理中應(yīng)用較廣的兩個(gè)方法。采用系綜理論為主線(xiàn)的教學(xué)體系，是否會(huì)影響這兩種方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用？這也是國(guó)內(nèi)同仁關(guān)注的問(wèn)題之一。在新體系課程改革和教材編寫(xiě)中，對(duì)這兩部分內(nèi)容均給予充分的注意。在第三章（封閉系）導(dǎo)出正則分布和相應(yīng)熱力學(xué)公式之后，用兩種方法導(dǎo)出麥-玻分布：一是作為近獨(dú)立子系的平均分布，由正則分布導(dǎo)出；二是從微正則系綜出發(fā)，用最概然法導(dǎo)出。同時(shí)還由麥-玻分布給出熱力學(xué)公式，并討論幾種分布之間的關(guān)系，給出分布的應(yīng)用實(shí)例。實(shí)踐表明，這種處理模式能全面深化學(xué)生對(duì)最概然法與麥-玻分布的理解，以致在應(yīng)用中得心應(yīng)手；還能強(qiáng)化對(duì)系綜理論和統(tǒng)計(jì)物理體系的理解。

問(wèn)題之三：熱力學(xué)基本方法掌握問(wèn)題。熱力學(xué)作為一種可靠的宏觀理論，從基本定律出發(fā)，通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推演，系統(tǒng)地給出熱力學(xué)函數(shù)之間的有機(jī)聯(lián)系，將其用于實(shí)際問(wèn)題。深入理解熱力學(xué)定律的主要推論和熱力學(xué)關(guān)系，熟悉它們的應(yīng)用，掌握熱力學(xué)演繹推理方法，是“熱統(tǒng)”課程不可或缺的內(nèi)容?！敖y(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系以微觀理論為框架組織教學(xué)，是否會(huì)削弱學(xué)生在熱力學(xué)理論的理解和應(yīng)用方面的訓(xùn)練？對(duì)這個(gè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)同行關(guān)注有加，各見(jiàn)仁智，也是我們?cè)谡n程改革中始終注意的問(wèn)題。我們的處理模式是：打通熱物理宏觀與微觀理論的壁壘，針對(duì)不同宏觀條件，在相應(yīng)章節(jié)給出各種系綜分布，然后導(dǎo)出熱力學(xué)公式，并插入相應(yīng)的熱力學(xué)理論訓(xùn)練內(nèi)容，確保足夠篇幅討論平衡態(tài)的熱力學(xué)性質(zhì)。例如：在建立封閉系的正則系綜理論后，插入“均勻物質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)”一章，集中講授麥克斯韋關(guān)系、基本熱力學(xué)函數(shù)和關(guān)系、特性函數(shù)等概念，介紹熱力學(xué)基本方法和對(duì)典型實(shí)例的應(yīng)用。建立開(kāi)放系的巨正則系綜理論后，又集中介紹與之相關(guān)的相平衡、化學(xué)平衡等問(wèn)題的宏觀理論。事實(shí)上，熱物理的微觀和宏觀理論相得益彰、不可分割。在學(xué)習(xí)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)物理研究宏觀過(guò)程的規(guī)律時(shí)，勢(shì)必也會(huì)反復(fù)地運(yùn)用熱力學(xué)函數(shù)、公式和相應(yīng)方法，使學(xué)習(xí)者得到相應(yīng)訓(xùn)練。此外，再提供一定數(shù)量的習(xí)題，輔之以課外練習(xí)，以達(dá)到“學(xué)而時(shí)習(xí)之”的效果。這樣，新體系雖然大量削減純粹“熱力學(xué)”內(nèi)容，并未削弱對(duì)熱力學(xué)理論的理解和方法的訓(xùn)練，相反可使其得到加強(qiáng)和升華。

內(nèi)蒙古大學(xué)“熱統(tǒng)”教學(xué)組近20年的課程改革和教學(xué)實(shí)踐證明，用“統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)”體系組織本科物理專(zhuān)業(yè)“熱統(tǒng)”課教學(xué)是可行的。采用同樣的體系和教材，適當(dāng)取舍內(nèi)容，在應(yīng)用物理和電子科學(xué)技術(shù)專(zhuān)業(yè)組織2學(xué)分“統(tǒng)計(jì)物理”教學(xué)，亦取得一定的經(jīng)驗(yàn)，其效果令人欣慰。毋庸置疑，筆者主張統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)體系，絲毫無(wú)意否定“熱統(tǒng)分治”的傳統(tǒng)教學(xué)體系。兩種體系，各有千秋，互補(bǔ)互鑒。究竟采用何種體系組織教學(xué)，還應(yīng)視培養(yǎng)目標(biāo)、師資力量、學(xué)生狀況等，因地制宜地選擇。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 王竹溪. 統(tǒng)計(jì)物理學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京：高等教育出版社，1965.

第6篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

像介紹表面張力時(shí)，就與學(xué)生一起做一個(gè)熟悉的肥皂膜游戲，邊做邊提問(wèn)并講解，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)力的存在和力的方向，之后再讓學(xué)生畫(huà)出滴定管下端的液滴、水面下拉環(huán)或向下壓面時(shí)所形成的彎曲液面的表面張力的方向時(shí)，學(xué)生快速準(zhǔn)確地畫(huà)了出來(lái)；在引出微小液滴的飽和蒸汽壓與平液面的蒸汽壓的關(guān)系，即開(kāi)爾文公式時(shí)，就以冬天路邊的雪堆，環(huán)衛(wèi)個(gè)人是怎么處理的為題，分析原因，得出結(jié)論，再?gòu)臒崃W(xué)原理推導(dǎo)出開(kāi)爾文公式，并和學(xué)生一起討論農(nóng)民為何天旱時(shí)鋤地，“三北防護(hù)林工程”植樹(shù)利用了物理化學(xué)哪方面的原理。這樣在課堂教學(xué)中設(shè)置一些和生活實(shí)際相關(guān)的有趣的問(wèn)題，讓學(xué)生帶著疑問(wèn)和好奇去學(xué)習(xí)，使學(xué)生感到物理化學(xué)就在他們身邊，生動(dòng)而具體，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、使學(xué)科發(fā)展前沿的新技術(shù)和新成果滲透到課堂

物理化學(xué)作為一門(mén)化學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，在本科生的培養(yǎng)過(guò)程中，不僅具有為其它課程服務(wù)的作用，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這就要求物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容也需在原有課程體系的基礎(chǔ)上，精簡(jiǎn)一些次要內(nèi)容，而把學(xué)科發(fā)展前沿的新技術(shù)和新成果滲透進(jìn)來(lái)，讓學(xué)生感受到物理化學(xué)課程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式，而是活生生的現(xiàn)實(shí)。另外，物理化學(xué)與其他學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合，形成了許多邊緣學(xué)科，拓寬了物理化學(xué)的研究領(lǐng)域。像光化反應(yīng)與環(huán)境科學(xué)，生命科學(xué)，材料科學(xué)及信息科學(xué)的關(guān)系十分緊密，而光化反應(yīng)在化學(xué)動(dòng)力學(xué)中僅占很小比重，常被忽略，但在講課時(shí)介紹光催化在環(huán)境凈化和生命過(guò)程的應(yīng)用，開(kāi)拓學(xué)生的視野。在介紹表面活性劑時(shí)，引入學(xué)生比較關(guān)心的石油開(kāi)采過(guò)程，扼要介紹一次開(kāi)采、二次開(kāi)采、三次開(kāi)采等概念，使學(xué)生既掌握了表面活性劑的作用原理，又拓展了知識(shí)面；在講解電化學(xué)時(shí)介紹燃料電池，在講解真實(shí)氣體時(shí)介紹超臨界萃取技術(shù)等。教學(xué)大綱中雖然沒(méi)要求這些內(nèi)容，但可以增加學(xué)生的信息量，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、注重教學(xué)內(nèi)容與教師科研的相互滲透

將教師的科研課題或成果直接轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源或綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)自己的專(zhuān)業(yè)和興趣參加到教師的科研中，也可參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，早期介入科研。例如，講到活度的概念時(shí)，就向?qū)W生介紹一位研究生的碩士論文的部分內(nèi)容；講到接觸角時(shí)，又給學(xué)生介紹我們測(cè)定金屬溶液與不同種類(lèi)固體接界時(shí)的接觸角的過(guò)程和結(jié)果；講到langmuir吸附和BET公式時(shí)，給學(xué)生推出了測(cè)定固體比表面的常用儀器-ASAP2020物理吸附儀，并給學(xué)生詳細(xì)講解測(cè)定分析過(guò)程。我們還將教師的科研項(xiàng)目二甲醚重整和甲烷重整用的催化劑的制備部分，轉(zhuǎn)化成綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生從查閱文獻(xiàn)資料開(kāi)始，自己設(shè)計(jì)全套實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)教師審核后即可進(jìn)行制備，所得產(chǎn)品直接用于后續(xù)的重整反應(yīng)。對(duì)于部分參與科研活動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的學(xué)生，我們積極鼓勵(lì)學(xué)生整理數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)論文并發(fā)表在國(guó)家級(jí)學(xué)術(shù)刊物上，曾先后在表面技術(shù)、天津化工、遼寧化工、化學(xué)工程師等期刊上5篇。這樣將教學(xué)內(nèi)容與科研課題相互滲透，提高了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，還學(xué)到了科技論文寫(xiě)作方法，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

四、采用設(shè)問(wèn)教學(xué)法活化物理化學(xué)課堂教學(xué)

所謂設(shè)問(wèn)教學(xué)法，就是從人們公知公認(rèn)的現(xiàn)象中提煉問(wèn)題或困惑入手，設(shè)計(jì)一些與所講授課程內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)思考分析，展開(kāi)廣泛討論等解決這些問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，我們始終堅(jiān)持一個(gè)原則，就是教學(xué)的目的絕非是向?qū)W生灌輸多少知識(shí)，學(xué)會(huì)推導(dǎo)多少個(gè)公式，完成多少種計(jì)算，而在于激發(fā)學(xué)生如何去思考與創(chuàng)造，授人以“漁”，而不授人以“魚(yú)”。精心設(shè)計(jì)問(wèn)題成為物理化學(xué)課堂教學(xué)常用的組織形式。通過(guò)采用設(shè)問(wèn)教學(xué)法，讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)，不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極參與教學(xué),也讓學(xué)生學(xué)到有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力、自學(xué)能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，引出Kelvin公式時(shí)，先通過(guò)密閉容器中放置的大小不等的汞滴的變化情況，提問(wèn)學(xué)生飽和蒸氣壓都與哪些因素有關(guān)？然后再?gòu)臒崃W(xué)角度進(jìn)行公式的推導(dǎo)，加深了學(xué)生對(duì)公式的理解，也調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與到教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師與學(xué)生互動(dòng)，活躍了課堂氣氛。

五、建立物理化學(xué)教學(xué)的知識(shí)框架，注重學(xué)生的思路和知識(shí)點(diǎn)的銜接

第7篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

關(guān)鍵詞：高師科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置課程內(nèi)容

從2002年開(kāi)始教育部正式批準(zhǔn)建立“科學(xué)教育”本科專(zhuān)業(yè)，或“理科通才”專(zhuān)業(yè)以來(lái)，至今，我國(guó)已有60余所高等院校開(kāi)設(shè)了此專(zhuān)業(yè)。目前，大家對(duì)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)設(shè)置的必要性，綜合理科教育專(zhuān)業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的定位，課程體系構(gòu)建的原則等等討論較多 ［1］，也可以講達(dá)成了共識(shí)。科學(xué)技術(shù)發(fā)展的綜合化趨勢(shì)反映到教育領(lǐng)域，要求學(xué)生形成系統(tǒng)的、整合的知識(shí)體系、綜合的能力和全面的素質(zhì)，對(duì)跨世紀(jì)的高等教育尤其是高等師范科學(xué)教育的教學(xué)內(nèi)容和課程體系的綜合化改革提出了迫切的要求。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，制定課程計(jì)劃，構(gòu)建綜合理科專(zhuān)業(yè)全新的教學(xué)內(nèi)容和課程體系，整合學(xué)科知識(shí)，更新教學(xué)內(nèi)容，并在實(shí)踐中逐步完善，這是綜合理科專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革研究和實(shí)踐的主要任務(wù)。但具體如何構(gòu)建，怎樣整合？這也是改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。筆者通過(guò)對(duì)我系科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程體系中存在的問(wèn)題，對(duì)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容進(jìn)行了科學(xué)分析，對(duì)課程內(nèi)容如何優(yōu)化整合提出自己的觀點(diǎn)。

一、科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)幾年的辦學(xué)，各校取得了一些經(jīng)驗(yàn)，但課程改革與實(shí)施尚處于初級(jí)階段，在課程構(gòu)建上仍存在不少問(wèn)題。就目前情況而言，全國(guó)開(kāi)設(shè)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)的院校大都根據(jù)自身的辦學(xué)條件、該專(zhuān)業(yè)所在的院系等情況來(lái)設(shè)置課程，因而各院校所編制的教學(xué)計(jì)劃具有顯著的地方特點(diǎn)和所在院系學(xué)科背景的烙印 ［2］。當(dāng)然由于歷史的原因，現(xiàn)在科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置和主要內(nèi)容基本上還是沿用原來(lái)分科時(shí)的教材，即物理、化學(xué)、生物課程是分別來(lái)上的。由于課程安排缺乏整體性和教師之間缺乏相互溝通，特別是課程內(nèi)容不聯(lián)系原來(lái)其他學(xué)科課程的狀況，造成相關(guān)課程部分內(nèi)容重復(fù)，學(xué)生負(fù)擔(dān)加重。所以“科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)”離真正形成多學(xué)科相互交叉、相互滲透的新型綜合性學(xué)科還相距甚遠(yuǎn)。

以我系為例來(lái)具體分析，我系的科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)采用“5+3”的教學(xué)模式，前五個(gè)學(xué)期上物理、化學(xué)、生物基礎(chǔ)科學(xué)課，后三個(gè)學(xué)期進(jìn)行分流教學(xué)?？蛇x擇物理、化學(xué)、生物三個(gè)專(zhuān)業(yè)，我系06級(jí)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程的設(shè)置與安排如表1所示。從一至五學(xué)期的課程安排可知，僅專(zhuān)業(yè)理論課就占有984課時(shí)，其中數(shù)學(xué)用252課時(shí)、物理用260課時(shí)、化學(xué)用280課時(shí)、生物用192課時(shí)。再加上實(shí)驗(yàn)課以及未列入表中的公共課、選修課。這樣造成該專(zhuān)業(yè)的學(xué)生要花大量的時(shí)間上課，自習(xí)時(shí)間太少，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考問(wèn)題的時(shí)間幾乎沒(méi)有，不利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新精神。

實(shí)際上，從課程內(nèi)容上看，不同學(xué)科中有部分內(nèi)容是相重復(fù)的。一至五學(xué)期的部分重復(fù)的課程內(nèi)容（主要是物理與化學(xué)課之間）筆者總結(jié)在表2中，六至八學(xué)期因?yàn)榉至藢?zhuān)業(yè)所以重復(fù)的內(nèi)容沒(méi)有列出。另外，無(wú)機(jī)化學(xué)與原子物理課程也有不少內(nèi)容是相重復(fù)的，因我系沒(méi)有開(kāi)設(shè)原子物理這門(mén)課，故重復(fù)內(nèi)容也沒(méi)有列在表中。

二、科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置及優(yōu)化整合的設(shè)想

科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建要體現(xiàn)橫向拓寬、縱向理順、加強(qiáng)基礎(chǔ)、學(xué)科并重、突出特色和整體優(yōu)化的思路 ［3］。課程的安排順序，以及課程與課程的關(guān)系應(yīng)具有邏輯性。既要考慮知識(shí)結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、合理性，又要兼顧學(xué)生身心發(fā)展的規(guī)律和學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，形成完整的專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系 ［2］。

1.課程安排順序

根據(jù)以上原則，筆者認(rèn)為課程的順序應(yīng)把物理學(xué)科的課程安排在前面幾個(gè)學(xué)期上。因?yàn)槲锢韺W(xué)研究的是物質(zhì)世界最基本結(jié)構(gòu)，最普遍的相互作用，最一般的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（這些規(guī)律對(duì)無(wú)機(jī)界和有機(jī)界同樣適用）及所使用的實(shí)驗(yàn)手段和思維方法的一門(mén)學(xué)科。物理學(xué)構(gòu)成所有自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)，是自然科學(xué)的帶頭學(xué)科。有了物理學(xué)的基礎(chǔ)，再學(xué)習(xí)其他學(xué)科的內(nèi)容既具有邏輯性又容易理解。以無(wú)機(jī)化學(xué)課程為例，化學(xué)熱力學(xué)是熱力學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用，要給出無(wú)機(jī)化學(xué)中的化學(xué)反應(yīng)熱、反應(yīng)焓的概念，以及反應(yīng)判據(jù)、反應(yīng)限度，要用到熱學(xué)中的熱力學(xué)第一、二定律，焓、熵、自由能等概念。一般在《無(wú)機(jī)化學(xué)》的教材中，認(rèn)為學(xué)生沒(méi)有熱力學(xué)的基礎(chǔ)，只好補(bǔ)充一些這方面的知識(shí)，但不夠全面也不夠深入。正如文獻(xiàn) ［4］緒論中所講，“熱力學(xué)的方法論對(duì)大一學(xué)生太生疏，以往將這部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)置在教材的第一部分顯得過(guò)早，多數(shù)學(xué)生有困難……”所以從邏輯關(guān)系上講，科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)先上熱學(xué)課程，再上無(wú)機(jī)化學(xué)課程，這樣學(xué)生有了熱力學(xué)的基礎(chǔ)，再應(yīng)用到化學(xué)中，理解起來(lái)又容易，又深入。而且還可減少無(wú)機(jī)化學(xué)課程的課時(shí)數(shù)。同理物理學(xué)科中的電磁學(xué)和光學(xué)的課程也是在化學(xué)課程之前上較好。按此設(shè)想的課程安排如表3所示。

2.課程內(nèi)容及課程設(shè)置

為構(gòu)建“科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)”多學(xué)科相互交叉、相互滲透的新型綜合性課程體系，在適合于“科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)”的教材還不完備的情況下，首先要在課程的設(shè)置和內(nèi)容上從專(zhuān)業(yè)的完整性和系統(tǒng)性出發(fā)進(jìn)行整合，并由此積累經(jīng)驗(yàn)，為教材的編寫(xiě)奠定基礎(chǔ)。

課程與課程的內(nèi)容既不要過(guò)多重復(fù)又要兼顧其他課程。如講力學(xué)時(shí)，考慮到化學(xué)中要涉及到對(duì)稱(chēng)性的問(wèn)題，關(guān)于對(duì)稱(chēng)性與守恒律及對(duì)稱(chēng)操作就一定要討論。另外，因?yàn)槲蚁怠翱茖W(xué)教育專(zhuān)業(yè)”不開(kāi)設(shè)理論力學(xué)課程，所以有關(guān)有心力及三個(gè)宇宙速度最好能講到。熱學(xué)中自由能的概念要討論的深入一些，最好能給出吉布斯函數(shù)，這樣就能在無(wú)機(jī)化學(xué)中應(yīng)用。有關(guān)晶體的宏觀及微觀特征、結(jié)合力（化學(xué)建）、結(jié)合能的內(nèi)容考慮到課程的完整性，在熱學(xué)課程中還不能不講，但要略講，待無(wú)機(jī)化學(xué)課上從化學(xué)的角度再討論。熱學(xué)中重點(diǎn)看晶體的熱學(xué)性質(zhì)，結(jié)合能、升華熱、最好再給出鍵能及它們之間的關(guān)系。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)課程時(shí)，更容易聯(lián)系起來(lái)。有關(guān)反應(yīng)焓、化學(xué)熵、郝斯定律等化學(xué)方面的內(nèi)容對(duì)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)的學(xué)生就沒(méi)必要在熱學(xué)課上再講了。光學(xué)中講到偏振光時(shí)要聯(lián)系有機(jī)物的旋光性，對(duì)光的吸收也可聯(lián)系分析化學(xué)的內(nèi)容。物理、化學(xué)課都要做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理也是都要涉及的內(nèi)容，但也略有不同，物理實(shí)驗(yàn)要清楚偶然誤差和系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖示法與圖解法，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)更注重?cái)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理。在講這部分內(nèi)容時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)都各自用了6個(gè)課時(shí)，顯然可以省去一些課時(shí)數(shù)。另外，數(shù)學(xué)課程內(nèi)容也要從“科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)”出發(fā)，注意與“物理學(xué)專(zhuān)業(yè)”的不同。要清楚數(shù)學(xué)是為其他學(xué)科提供了表述的語(yǔ)言，論證問(wèn)題的手段和計(jì)算的方法，科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)的學(xué)生關(guān)鍵是要會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)來(lái)解決問(wèn)題，既滿(mǎn)足學(xué)科的需要又滿(mǎn)足學(xué)生再深造（考研）的需要即可，應(yīng)比物理專(zhuān)業(yè)的數(shù)學(xué)課程學(xué)得淺些。總之，若我們對(duì)所有課程內(nèi)容都能做合理的優(yōu)化整合，縱向理順，則一定可做到課時(shí)少，而使學(xué)生收效大。

科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程體系的構(gòu)建除了縱向理順，還要橫向拓寬。如我系在第五和第六學(xué)期開(kāi)設(shè)的天文學(xué)基礎(chǔ)、環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)、科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)專(zhuān)題、就是體現(xiàn)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)“綜合性”特征的科學(xué)課程。關(guān)鍵是課程內(nèi)容的選取 ［5］：（一）要注重為學(xué)生介紹各學(xué)科最新的科學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)。使學(xué)生能了解各學(xué)科最前沿的知識(shí)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的了解，拓寬學(xué)生的科學(xué)視野，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。（二）重視提高學(xué)生運(yùn)用綜合科學(xué)知識(shí)的能力，綜合科學(xué)思維的能力，特別是對(duì)跨學(xué)科科學(xué)問(wèn)題的解決能力。所以，最好能在第五學(xué)期或在分了專(zhuān)業(yè)的第六學(xué)期開(kāi)設(shè)研究型或開(kāi)放性的廣泛科學(xué)課程，例如：生物、化學(xué)、物理科學(xué)概念在地球環(huán)境科學(xué)及社會(huì)和教育中的應(yīng)用。而對(duì)有些人口與環(huán)境和資源短缺問(wèn)題、環(huán)境污染、全球性環(huán)境等問(wèn)題可通過(guò)學(xué)生的研究性課題自己學(xué)習(xí)。

受所從事專(zhuān)業(yè)的限制，和考慮到生物課程應(yīng)在物理和化學(xué)課程后學(xué)生再學(xué)習(xí)，所以筆者只是對(duì)物理與化學(xué)課程的內(nèi)容討論較多，因而一定不夠全面。實(shí)際上，不同學(xué)科或不同課程的教師要相互交流、學(xué)習(xí)，使各科教師對(duì)學(xué)生已學(xué)過(guò)的課程內(nèi)容和后繼將要學(xué)的課程內(nèi)容心中有數(shù)，這樣才可能真正做到多學(xué)科相互交叉、相互滲透形成新型綜合性課程體系。

參考文獻(xiàn)

［1］景志明，李道華.綜合理科教育專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式和課程體系的研究與實(shí)踐.西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（人文社科版），2004（8）.

［2］胡興昌，羅小豐.科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃與課程體系的科學(xué)性研究.高等理科教育，2008（4）.

［3］魏明，吉世印，鄒祖莉.高師科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)課程體系分析與構(gòu)建.貴州教育學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（9）.

［4］無(wú)機(jī)化學(xué)教研室.無(wú)機(jī)化學(xué)（第四版）.北京：高等教育出版社，2008.

［5］張婷，林長(zhǎng)春.美國(guó)科學(xué)教育本科專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置評(píng)價(jià).重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（4）.

作者單位：

第8篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

 

物理化學(xué)課程是我院化學(xué)、化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是環(huán)境科學(xué)與工程、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和藥學(xué)、食品、材料等非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的基礎(chǔ)理論課。物理化學(xué)不僅可以從理論上加深無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)的知識(shí)，而且為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供了必要的教育理論指導(dǎo)，在基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之間起著橋梁和紐帶的作用[1]。筆者自任教以來(lái)，先后承擔(dān)了化學(xué)專(zhuān)業(yè)和非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的物理化學(xué)教學(xué)工作。在教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)，與化學(xué)專(zhuān)業(yè)相比，非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的物理化學(xué)課程有著不同的特點(diǎn)。

 

首先，學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)和年級(jí)，既有二年級(jí)學(xué)生也有三年級(jí)學(xué)生，化學(xué)基礎(chǔ)各不相同，化學(xué)知識(shí)需求不相同。其次，非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的物理化學(xué)教學(xué)具有課程進(jìn)度較快、密度較大的特點(diǎn)。

 

第三，與環(huán)境、材料學(xué)院不同，食品學(xué)院、醫(yī)學(xué)院、藥學(xué)院的學(xué)生由于其專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置的特點(diǎn)，普通物理和高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱，學(xué)習(xí)物理化學(xué)難度更大。高等學(xué)校本科物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容一般包括化學(xué)熱力學(xué)、膠體化學(xué)、界面化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和電化學(xué)，以及統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)[2]。如何將提高學(xué)生綜合素質(zhì)有機(jī)地融合到物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容之中，需要一線(xiàn)教學(xué)人員進(jìn)行及時(shí)、深入的教學(xué)研究。

 

然而，在這一過(guò)程中不能故步自封、墨守成規(guī)，不看授課對(duì)象。為了提高教學(xué)質(zhì)量，筆者在所在學(xué)校物理化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行了一些新的教學(xué)方法和手段的探索，主要包括在教學(xué)內(nèi)容方面將物理化學(xué)知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生所在專(zhuān)業(yè)學(xué)科特色相結(jié)合，講授內(nèi)容與日常生活生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，在教學(xué)方式上采用多種教學(xué)方式和多媒體輔助手段相結(jié)合，來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的自主性，引導(dǎo)學(xué)生思考，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生思考能力，改善教學(xué)效果。

 

一、與學(xué)科特色相結(jié)合，優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)

 

因材施教，了解教學(xué)對(duì)象，明確教學(xué)目標(biāo)是成功進(jìn)行物理化學(xué)教學(xué)的前提和保證。非化學(xué)學(xué)院由于課時(shí)限制以及培養(yǎng)目標(biāo)的不同，決定了不能簡(jiǎn)單地將化學(xué)專(zhuān)業(yè)的物理化學(xué)課程內(nèi)容照搬到非化學(xué)專(zhuān)業(yè)，不同學(xué)院之間也不能簡(jiǎn)單一刀切。相對(duì)化學(xué)專(zhuān)業(yè)，我們有必要減少非化學(xué)專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)理論性，強(qiáng)調(diào)課程的實(shí)用性。為此，首先必須精簡(jiǎn)復(fù)雜的理論推導(dǎo)，其次結(jié)合這些非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科特色。調(diào)查研究相關(guān)學(xué)院的學(xué)科設(shè)置與化學(xué)基礎(chǔ)以及化學(xué)支撐的要求非常必要。通過(guò)和學(xué)院負(fù)責(zé)人座談，了解今后化學(xué)需求及化學(xué)應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)，為此我們還主動(dòng)將物理化學(xué)融合到藥學(xué)學(xué)科建設(shè)中去，通過(guò)學(xué)科成員之間定期的交流，首先改善了教師自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，教師基礎(chǔ)理論得到強(qiáng)化，使得教師在講授物理化學(xué)課時(shí)更有針對(duì)性。在此基礎(chǔ)上我們修訂了教學(xué)大綱，一方面對(duì)物理化學(xué)課程的講授重點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將與環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和生命科學(xué)緊密相關(guān)的熱力學(xué)諸定律、化學(xué)平衡、相平衡、電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)、表面和膠體等部分作為講授重點(diǎn);

 

另一方面，要根據(jù)學(xué)科的特色以及其與環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和生命科學(xué)的聯(lián)系，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的拓展和延伸，使教學(xué)目標(biāo)符合人才培養(yǎng)要求。其次化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科內(nèi)部?jī)?yōu)化也很重要，在學(xué)習(xí)物理化學(xué)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等課程，這些課程中的某些內(nèi)容確實(shí)是和物理化學(xué)存在某種程度的重疊，只是系統(tǒng)性和深度不及物理化學(xué)，如能夠在學(xué)科體系內(nèi)，協(xié)調(diào)優(yōu)化各類(lèi)化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容，則可以避免重復(fù)講授的狀況，不致浪費(fèi)本已削減的教學(xué)課時(shí)[3]。由于物理化學(xué)是化學(xué)中的理論化學(xué)，因此在保證課程本身內(nèi)容的連貫及銜接來(lái)對(duì)相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容重新整合，優(yōu)化內(nèi)容體系。

 

二、與生活實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)趣味教學(xué)讓學(xué)生主動(dòng)思考

 

盡管物理化學(xué)枯燥、抽象，但物理化學(xué)主要是為了解決生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中向化學(xué)提出的理論問(wèn)題，揭示化學(xué)變化的本質(zhì)而逐步發(fā)展起來(lái)的科學(xué)?？梢哉f(shuō)物理化學(xué)發(fā)展在很大程度上見(jiàn)證了近代科技的發(fā)展，如熱力學(xué)三大定律就與工業(yè)革命有著緊密聯(lián)系，所以物理化學(xué)與我們生活息息相關(guān)，我們應(yīng)該充分利用這一優(yōu)勢(shì)，讓物理化學(xué)教學(xué)與生活實(shí)踐相結(jié)合[4]。比如電化學(xué)中各式各樣的電池，電池電量的確定與能斯特方程緊密結(jié)合，界面現(xiàn)象，防水材料，“荷花”效應(yīng)，傳輸管道疏水或疏油處理，表面活性劑的增溶，相平衡中鹽除冰，膠體大分子章節(jié)中，藍(lán)天白云、晨曦晚霞無(wú)不是日常生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象。以日常生活問(wèn)題為切入點(diǎn)，可以讓學(xué)生產(chǎn)生“知識(shí)就在身邊”的感覺(jué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考。在完成理論教學(xué)之后，我們可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，把物理化學(xué)知識(shí)從和專(zhuān)業(yè)的聯(lián)系上進(jìn)行展開(kāi)，同樣是相平衡章節(jié)，材料化學(xué)中無(wú)機(jī)材料或金屬材料就和藥學(xué)院不一樣。這就需要教師鉆研教材，了解學(xué)科，因材施教。

 

另外一方面，物理化學(xué)是化學(xué)的靈魂，物理化學(xué)理論知識(shí)為無(wú)機(jī)、有機(jī)與分析提供了理論指導(dǎo)。如蒸汽壓與溫度關(guān)系就與有機(jī)中減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾緊密相關(guān)，分析中“陳化”在界面現(xiàn)象中過(guò)飽和溶液這一亞穩(wěn)態(tài)得到理論說(shuō)明，我們?cè)趯W(xué)習(xí)物理化學(xué)知識(shí)巧妙的聯(lián)系以前學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí)，會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得恍然大悟，興趣倍增。物理化學(xué)很多章節(jié)不僅與日常生活社會(huì)實(shí)踐相聯(lián)系，而且與傳統(tǒng)文化緊密聯(lián)系，如化學(xué)平衡移動(dòng)中勒夏特列原理與老子《道德經(jīng)》中“補(bǔ)不足而損有余”非常吻合。把單一的學(xué)科和社會(huì)生活、傳統(tǒng)文化聯(lián)系起來(lái)，不僅增強(qiáng)了學(xué)生興趣，而且增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，能取到良好的效果。總之，物理化學(xué)的特點(diǎn)注定了只要我們教師挖掘教材潛力就可以深入淺出，化枯燥為興趣，化抽象為形象。

 

三、多種教學(xué)方法相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生積極思考

 

物理化學(xué)是一門(mén)理論化學(xué)，解決實(shí)驗(yàn)向化學(xué)提出的理論問(wèn)題，決定了物理化學(xué)知識(shí)具有層次性。實(shí)際問(wèn)題包括日常生活問(wèn)題很實(shí)在的問(wèn)題，理論問(wèn)題比較抽象，而工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐則處于兩者之間，如果我們能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極思考，由淺入深、舉一反三必將取得良好的教學(xué)效果，為了達(dá)成這一目的，我們多種教學(xué)方法相結(jié)合，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

 

1.課堂討論式教學(xué)方法。討論式交流是啟發(fā)式教學(xué)的典型代表，注重培養(yǎng)學(xué)生自己思考分析的能力。在物理化學(xué)中，有很多理論模型，例如理想氣體、可逆過(guò)程等，雖然不存在但有很重要的意義。通過(guò)討論看有沒(méi)有更好的模型，現(xiàn)有模型的意義和優(yōu)缺點(diǎn)。這種方式不僅培養(yǎng)了學(xué)生自我學(xué)習(xí)知識(shí)的能力，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生主動(dòng)發(fā)言的能力。在討論結(jié)束后，教師再在討論基礎(chǔ)上歸納總結(jié)，對(duì)于他們沒(méi)有提到的意義和特點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充。

 

2.案例教學(xué)方法。在教學(xué)實(shí)踐中，案例教學(xué)方法實(shí)際上已經(jīng)被廣泛使用，案例教學(xué)法最重要的是先找到合適的案例，對(duì)一些知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)。如熱力學(xué)第二定律是探討方向的定律，我們可以介紹人類(lèi)把石墨變成金剛石，即“點(diǎn)石成金”的歷史。圍繞1954年通用公司條件探討該反應(yīng)298K標(biāo)況下能否進(jìn)行，繼而可得必要條件，每步都是問(wèn)題，每步都在思考，讓學(xué)生在思考中鞏固所學(xué)知識(shí)。

 

3.課題項(xiàng)目導(dǎo)向法。課題項(xiàng)目導(dǎo)向法是讓學(xué)生完成指定的工作項(xiàng)目，在教師指導(dǎo)下學(xué)生自己完成信息收集、方案設(shè)計(jì)、過(guò)程實(shí)施及最終評(píng)價(jià)，從而獲得學(xué)習(xí)成果的一種教學(xué)方法[5]。這方面的探索我們目前主要集中在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上。我們?cè)诓桓淖兘虒W(xué)內(nèi)容的前提下，改變教學(xué)模式，把傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)改造成設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)。課題通知下達(dá)后，學(xué)生進(jìn)行合作與交流，查閱文獻(xiàn)，制訂工作計(jì)劃，并在教師指導(dǎo)下進(jìn)行完善，最后確定工作方案，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。在教師確認(rèn)原始記錄后，學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教學(xué)模式的改變讓學(xué)生必須思考實(shí)驗(yàn)中的理論實(shí)踐問(wèn)題，自己理論聯(lián)系實(shí)際，分析解決問(wèn)題。

 

四、與多媒體輔助手段相結(jié)合，提高教學(xué)效率

 

多媒體信息量大，化抽象為直觀，不僅可以解決學(xué)時(shí)縮短的問(wèn)題，也可以幫助教師突破教學(xué)難點(diǎn)，教師充分利用多媒體輔助手段可以充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。多媒體輔助教學(xué)另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行交流[6]，為此我們也非常重視網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，及時(shí)與本課程相關(guān)的各種基本信息和學(xué)習(xí)資料及文件，學(xué)生可以在課后繼續(xù)按照教師的指導(dǎo)學(xué)習(xí)思考。利用互動(dòng)式題庫(kù)使學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題，并加強(qiáng)思考。

 

物理化學(xué)課程是既枯燥又生動(dòng)的基礎(chǔ)課，影響教學(xué)效果的因素也有很多，因?yàn)槠淅碚撔詮?qiáng)，要提高物理化學(xué)課程的教學(xué)效果，教師必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，以興趣教學(xué)為手段，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，達(dá)到提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)，解決學(xué)習(xí)問(wèn)題的目的。

第9篇：化學(xué)熱力學(xué)的研究方法范文

【論文摘要】 《物理化學(xué)》作為藥學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)課和藥學(xué)研究關(guān)系密切。通過(guò)加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用，特別是藥學(xué)實(shí)踐的聯(lián)系和融合，不斷推進(jìn)教學(xué)方法改革，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

物理化學(xué)是從研究物理變化和化學(xué)變化的聯(lián)系人手，探求化學(xué)變化的基本規(guī)律的一門(mén)科學(xué)IlJ。對(duì)于高等醫(yī)藥院校藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)．物理化學(xué)是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程和必修課程。是繼無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)之后的一門(mén)理論化學(xué)課程。其內(nèi)容除了涉及無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)的知識(shí)外。還與物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)和生物化學(xué)等知識(shí)密切相關(guān)。同時(shí)．又為后繼課程如藥物化學(xué)、藥劑學(xué)等的學(xué)習(xí)提供方法和理論指導(dǎo)．它在基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)課程之間起著橋梁和紐帶的作用，并且藥學(xué)研究的整個(gè)過(guò)程都與物理化學(xué)密切相關(guān)。由于該課程是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)時(shí)少內(nèi)容多的矛盾較為突出。同時(shí)物理化學(xué)理論性強(qiáng)、公式多、邏輯性強(qiáng)．教師感到難教，學(xué)生覺(jué)得難學(xué)。學(xué)生覺(jué)得難學(xué)、枯燥的原因很大程度上在于在教學(xué)的過(guò)程中，教學(xué)內(nèi)容缺乏與實(shí)際應(yīng)用特別是藥學(xué)實(shí)際的密切聯(lián)系，致使學(xué)生覺(jué)得不能學(xué)以致用，導(dǎo)致缺乏學(xué)習(xí)的興趣。因此要提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須改進(jìn)教學(xué)方法，加強(qiáng)物理化學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用特別是藥學(xué)實(shí)踐的聯(lián)系和融合是至關(guān)重要的。

1理論聯(lián)系實(shí)際．強(qiáng)化藥學(xué)特色

1．1與藥學(xué)實(shí)踐相結(jié)合

物理化學(xué)理論抽象、概念多、公式多，初學(xué)者不易掌握。如果在授課時(shí)僅僅是教會(huì)學(xué)生如何應(yīng)用概念、公式去解題。學(xué)生往往會(huì)感到課程既難學(xué)又似乎沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此在教學(xué)中應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重結(jié)合藥學(xué)方面的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行講授．把抽象的物理化學(xué)原理與藥學(xué)實(shí)踐相結(jié)合．注意用理論知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題．使學(xué)生達(dá)到學(xué)懂會(huì)用，學(xué)以致用的目的。

第一，物理化學(xué)可為藥物新劑型的開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)?；鞈乙?、乳狀液、膠體等劑型的藥物配制都需要應(yīng)用表面化學(xué)和膠體的知識(shí)點(diǎn)。例如。固體分散體是提高藥物吸收效果和生物利用度的有效方法，利用物化中的低共熔相圖原理，使藥物與載體以低共熔比例共存時(shí)，制成的藥物具有均勻的微細(xì)分散結(jié)構(gòu)?？纱蟠蟾纳破淙艹鏊俣?。如灰黃霉素一酒石酸低共熔混合物的溶出速度比純灰黃霉素的大2．7倍：48％尿素與52％磺胺噻唑制成的低共熔混合物的溶出速度是純磺胺噻唑的12倍田。微乳作為新的給藥系統(tǒng)之一，近年來(lái)被用于多種藥物制劑的開(kāi)發(fā)．其突出優(yōu)點(diǎn)有增溶，促進(jìn)吸收．提高生物利用度．減少過(guò)敏反應(yīng)等。如抗腫瘤藥喜樹(shù)堿在微乳中的溶解度提高23倍。在介紹膠體分散體系時(shí)，通過(guò)給學(xué)生引入“微乳”的實(shí)例。不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也加深了學(xué)生對(duì)物理化學(xué)中枯燥概念的理解和掌握。

第二，為藥物研究和病變檢驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)方法。人的體液均為膠體，利用膠體粒子帶電的特點(diǎn)，通過(guò)電泳方法可分離體液，判斷某器官是否病變等。例如在電場(chǎng)作用下．可將唾液中的消化酶分離出來(lái)，這對(duì)單獨(dú)研究酶的活性提供了方便。又如當(dāng)人體的脂質(zhì)代謝遭到破壞時(shí)，血液中紅細(xì)胞的電泳率就會(huì)低于正常值．通過(guò)電泳的測(cè)定就可判定人體的肝功能是否正常網(wǎng)。這些實(shí)際應(yīng)用均與膠體知識(shí)相關(guān)。

第三，為新藥的研發(fā)提供理論指導(dǎo)?；瘜W(xué)藥物中合成路線(xiàn)選擇、工藝條件確定，反應(yīng)速率及機(jī)制的分析，這些都需要化學(xué)熱力學(xué)及化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，而產(chǎn)品的分離和純化又需要相平衡的理論知識(shí)；相平衡中結(jié)晶、蒸餾和精餾、萃取等方法為天然有效成分的分離純化提供了很好的理論指導(dǎo)基礎(chǔ)等。

第四，為專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和研究提供理論基礎(chǔ)。實(shí)際上物理化學(xué)各章節(jié)的內(nèi)容．都與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)主要專(zhuān)業(yè)課如藥物化學(xué)、天然藥物化學(xué)、藥理學(xué)和藥劑學(xué)有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。藥理學(xué)中有關(guān)藥物的穩(wěn)定性及體內(nèi)代謝等直接與化學(xué)動(dòng)力學(xué)規(guī)律相關(guān)；藥劑學(xué)中溶膠的性質(zhì)需要電化學(xué)知識(shí)；在藥代動(dòng)力學(xué)研究中，首先要確定模型是一室、二室還是三室，應(yīng)用的則是化學(xué)動(dòng)力學(xué)中一級(jí)反應(yīng)和零級(jí)反應(yīng)的知識(shí)等。

1．2與教師科研相結(jié)合

高校中的教學(xué)與科研是相輔相成、相互促進(jìn)、缺一不可的，堅(jiān)持教學(xué)與科研相結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑，也是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)。將教師成熟的科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，編寫(xiě)為教材，保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎，既有廣度，又有深度。學(xué)生把掌握的理論知識(shí)融會(huì)貫通地運(yùn)用到實(shí)際中，把枯燥、抽象的知識(shí)變成了生動(dòng)易懂的實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的求學(xué)欲望，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。筆者在教學(xué)中，結(jié)合有關(guān)抗氧化劑的構(gòu)效關(guān)系研究與設(shè)計(jì)方面的科研工作。將化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)等理論內(nèi)容與科研實(shí)際結(jié)合起來(lái)，收到了良好的教學(xué)效果。課外，通過(guò)布置課程小論文，以物理化學(xué)原理知識(shí)在藥學(xué)方面的應(yīng)用為題．讓學(xué)生主動(dòng)搜尋資料，閱讀參考書(shū)，促使他們?cè)谡撐淖珜?xiě)中更進(jìn)一步地理解理論知識(shí)和相關(guān)方法，同時(shí)也培養(yǎng)了他們基本的科研素養(yǎng)。

1．3與學(xué)科發(fā)展前沿相結(jié)合

物理化學(xué)作為基礎(chǔ)理論化學(xué)。往往給人一種遠(yuǎn)離科技前沿的錯(cuò)覺(jué)。實(shí)際上，物理化學(xué)原理是許多高新技術(shù)的基礎(chǔ)。且在高新技術(shù)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此。教師要密切關(guān)注物理化學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和學(xué)校的科研特色，介紹基礎(chǔ)知識(shí)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生思考，要站在學(xué)科發(fā)展的前沿反觀基礎(chǔ)、改造基礎(chǔ)、重建基礎(chǔ)。如在學(xué)習(xí)拉烏爾定律時(shí)，將拉烏爾定律與滲透、反滲透方法結(jié)合，講解其在宇航員制造太空水過(guò)程中的應(yīng)用．使學(xué)生了解了科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系。激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望和學(xué)習(xí)熱情明；又如在學(xué)習(xí)表面現(xiàn)象這一章時(shí)，結(jié)合舉例2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者埃特爾有關(guān)一氧化碳在金屬鉑表面的氧化過(guò)程的研究，催生了汽車(chē)尾氣凈化裝置，從而了解表面化學(xué)的研究領(lǐng)域?qū)χ扑帯⒒ぎa(chǎn)業(yè)影響巨大，物質(zhì)接觸表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作至關(guān)重要。加深學(xué)生對(duì)表面化學(xué)在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中的相關(guān)內(nèi)容的理解。通過(guò)這些前沿概念性的介紹，使學(xué)生在開(kāi)闊眼界的同時(shí)啟發(fā)了創(chuàng)新性思維。通過(guò)在教學(xué)中不斷滲透前沿科學(xué)知識(shí)。不僅使物理化學(xué)教育富有生命力、感染力與時(shí)代感，而且培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，使他們的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確。教師在介紹前沿科技時(shí)表現(xiàn)出的熱愛(ài)化學(xué)、崇尚科學(xué)的情感和價(jià)值觀。也會(huì)對(duì)學(xué)生科學(xué)精神的形成產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

1．4與生活實(shí)際相結(jié)合

比如我們?cè)趯?shí)際生活中遇到的氣泡，液滴，肥皂泡為什么都是球形的?在江河人海處為什么能夠形成三角洲等，通過(guò)與這些生活實(shí)際相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生在物理化學(xué)的學(xué)習(xí)中得到解答。

2實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐融合的途徑與手段

2．1加強(qiáng)藥學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)，提高教師藥學(xué)知識(shí)水平

要實(shí)現(xiàn)物化理論知識(shí)與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的融合，教師的業(yè)務(wù)水平至關(guān)重要。教師只有具備深厚的藥學(xué)和生命科學(xué)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，才能理解物化課程在藥學(xué)中的作用，在教學(xué)中將物理化學(xué)與藥學(xué)融為一體。目前從事物理化學(xué)教學(xué)的教師大多畢業(yè)于化學(xué)專(zhuān)業(yè)，缺少必要的藥學(xué)知識(shí)背景，而藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的物理化學(xué)教學(xué)是要能更好地服務(wù)于藥學(xué)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)和藥學(xué)科學(xué)研究。這就要求教師除了花費(fèi)大量的時(shí)間和精力備課外，還需要對(duì)藥學(xué)知識(shí)有所了解和掌握，需要教師不斷加強(qiáng)藥學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)，提高自己的藥學(xué)知識(shí)水平。有的學(xué)校要求化學(xué)基礎(chǔ)課教師必須聽(tīng)完一輪藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)課程，甚至參與某些專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)，這的確是非常有效的舉措。物化教師一旦了解和掌握了藥學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)于自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的融合都有十分重要的作用。

除了不斷提高自身的藥學(xué)知識(shí)水平外，加強(qiáng)與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)課教師的聯(lián)系和合作也是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐融合的重要途徑。筆者在教學(xué)中，經(jīng)常與藥劑學(xué)等專(zhuān)業(yè)課程教師交流。開(kāi)展集體備課，了解物化基礎(chǔ)知識(shí)和理論在藥劑學(xué)中的應(yīng)用，從而明確了教學(xué)中的重點(diǎn)，加強(qiáng)了理論與實(shí)踐的融合。突出了物理化學(xué)的基礎(chǔ)課地位和作用，取得了良好的教學(xué)效果。

2．2設(shè)立專(zhuān)題講座

結(jié)合藥學(xué)特點(diǎn)，開(kāi)設(shè)與藥物化學(xué)、天然藥物化學(xué)、藥理學(xué)、生物電化學(xué)、藥劑學(xué)等藥學(xué)專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)的系列知識(shí)講座，也是加強(qiáng)物理化學(xué)與藥學(xué)融合的一個(gè)重要途徑。

2．3開(kāi)設(shè)綜合性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

理論知識(shí)與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的融合也體現(xiàn)在融合藥學(xué)特色的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上。通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開(kāi)設(shè)綜合性、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)面向藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的特色。例如，根據(jù)旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)，可增加研究藥物有效期的實(shí)驗(yàn)；將凝固點(diǎn)降低法測(cè)萘的分子量改為測(cè)葡萄糖的分子量，同時(shí)利用該實(shí)驗(yàn)的原理和方法測(cè)定中藥注射液的滲透壓等。

在學(xué)習(xí)化學(xué)動(dòng)力學(xué)章節(jié)時(shí)，教師結(jié)合藥學(xué)專(zhuān)業(yè)特色，參考藥物穩(wěn)定性和代謝動(dòng)力學(xué)知識(shí)，給出學(xué)生明確的提綱，讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)，師生共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，開(kāi)設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、完成過(guò)程中，將物理化學(xué)理論知識(shí)更好地運(yùn)用到藥學(xué)研究中，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生基本的科研思維。

2．4吸納學(xué)生參與科研項(xiàng)目