化學熱力學的研究方法精選(九篇)

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第1篇：化學熱力學的研究方法范文

物理化學是在物理和化學兩大學科基礎上發展起來的。它以豐富的化學現象和體系為對象，大量采納物理學的理論成就與實驗技術，探索、歸納和研究化學的基本規律和理論，構成化學科學的理論基礎。物理化學的水平在相當大程度上反映了化學發展的深度。

物理化學不僅是化學、化工專業學生的重要基礎課，同時也是藥學、食品科學、生物工程、建筑工程、材料工程等專業學生的理論基礎課[1～4]。該文中，筆者將針對目前藥學專業物理化學教學中存在的問題，提出了幾點提高該課程教學效果的體會。

1 物理化學在藥學專業的地位

藥學是連接健康科學和化學科學的醫療保健行業，它承擔著確保藥品的安全和有效使用的職責。藥學專業培養具備藥學學科基本理論、基本知識和實驗技能，能在藥品生產、檢驗、流通、使用和研究與開發領域從事鑒定、藥物設計、一般藥物制劑及臨床合理用藥等方面工作的科學技術人才。

物理化學與藥學密切相關。新藥設計、藥物合成路線的選擇、工藝條件的確定、反應速率及機制的確定都需要化學熱力學及化學動力學基礎；藥物劑型的設計及研制，藥物的穩定性及其在體內的吸收、分布、代謝都與物理化學原理密切相關。近年來納米材料在藥學中受到廣泛重視，微粒分散系統在實現定時、定量、定位給藥中能夠發揮獨特的作用，表面化學、膠體化學是其重要基礎。事實上，從藥物的研發、生產、貯存到藥物的使用和吸收直至發揮作用，都與物理化學有關。物理化學也與藥學各專業課的學習密切相關，是前期化學課程的規律總結，也是后續藥學課程的理論和實驗基礎。

2 物理化學課程的特點及在教學過程中普遍存在的問題

我校的物理化學課程是藥學專業大二學生的專業基礎了，根據大綱要求設置理論課72學時、實驗課27學時，要求學生在一學期的時間內完成熱力學、動力學、化學平衡、相平衡等十章學習內容，學生普遍反映物理化學課程是“難學”的專業基礎課，究其原因，這與課程特點有關系。

（1）物理化學理論性強，內容抽象，概念多、公式多、計算多，學生在學習過程中往往感到內容繁雜，理解吃力。比如：熱力學狀態函數“熵S、吉布斯能G、亥姆霍茲能F”的導出及理解，學生普遍反映對于這類抽象的內容在課堂上似乎聽懂了，但課后再看還是不理解。

（2）物理化學非常重視使用數學和物理方法，通過數學的嚴密推導得出系統各物理量間定量關系，進而獲得過程變化的規律。學生往往被繁雜的公式推導過程所困擾，在講授功W的計算時，系統變化過程不同（等溫條件、等壓條件、絕熱條件），計算的公式也不同，對于高等數學基礎薄弱的學生而言，往往糾結于公式推導中的積分、微分，而忘了推導公式的目的，導致盲目使用公式而得出錯誤的結論，久而久之，打擊了學生學習的積極性。

（3）物理化學課程主要講授基礎知識，教材中涉及與藥學專業應用的實例較少，所以學生一般很難將理論知識與藥學實踐聯系在一起，缺乏了學習興趣。

3 提高物理化學課程教學效果的幾點體會

3.1 重視緒論課的講授，激發學生學習興趣

托爾斯泰說過“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣。”只有當學生對問題有了強烈的興趣，才可能對問題大膽的去探究。學生能否大膽思考，善于思考，決定著學生能否能對知識牢固掌握和靈活運用。緒論是每門學科教學的第一課，也是課程建設中的重要一環。上好緒論課對于物理化學課程而言顯得尤為重要。該課程是一門專業基礎必修課，通過緒論的講授，應充分調動學生的學習興趣，營造學生主動學習的學習氛圍。

一般，緒論部分包含三方面的內容：物理化學的任務和內容、物理化學的發展及其與藥學的關系、物理化學的學習方法。在講授過程中，我們可以通過設疑、舉例、講解的方法凸顯物理化學的重要性。通過課堂提問“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？”，告訴學生這個問題可以通過化學熱力學的知識進行預測，從而引出化學熱力學，告訴學生化學熱力學可以解決藥物合成工業中的能量衡算與能量的合理利用、設計新的反應路線的可能性和反應限度問題。通過提問“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”，告訴學生類似的問題可以運用化學動力學的知識解答，告訴學生藥物生產工藝條件的優化和工藝流程的選擇、藥物制劑的穩定性和有效期預算、藥物在體內的吸收、分布、代謝等過程都設計化學動力學知識，化學動力學是解決這些問題的理論基礎。

3.2 根據專業課程的要求，調整教學內容，做到有所側重，適當取舍

第一，根據專業特點選擇教學內容。結構化學是物理化學的重要組成部分，對于綜合性大學化學專業的學生，這是必修課，但對于藥學專業，結構化學與后續課程及實際應用聯系較少，所以藥學專業重點講授化學熱力學、化學動力學、電化學、表面化學、膠體與大分子系統。同時，電化學知識已在無機化學課程學習中有所涉及，應避免重復講解。

第二，要求學生弱化對公式推導過程的掌握，重點把握公式的物理意義和使用條件。強調公式推導過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，但如果無法掌握也不用過于糾結，重點是要把握公式的物理意義和使用條件，掌握各個公式的使用條件。

第三，降低理論難度，重點教會學生物理化學的思維方法。物理化學的抽象化、理想化的思維方法是學生感到物理化學難學的原因之一，但這種思維方法是符合認知規律的，學生通過物理化學的學習，應了解和學會這種思維方法。比如：理想狀態是比較簡單、容易考察的狀態，物理化學往往從理想狀態入手，研究其內在規律，在此規律的基礎上加以修正，使其適合非理想即實際條件的使用。比如：在講解化學反應等溫方程式時，方程式的推導以理想氣體作為考察對象，壓力以PB表示，此公式可以推廣到實際高壓氣體，處理方法為：給PB乘以校正因子γB得到表征真實氣體壓力的物理量逸度fB，用fB來代替PB。

3.3 注重課程內容的系統性和整體性講授，強調知識的連續性和相關性

物理化學的前后內容有非常緊密的聯系，講授過程中應強調知識的邏輯性和系統性，注重知識的歸納總結。教材中章節雖多，但主要內容只涉及兩部分：化學熱力學和化學動力學。除了化學動力學，其他章節均可理解為化學熱力學相關內容：熱力學第一規律和熱力學第二規律是化學熱力學的基本規律，其他章節均為這兩個基本規律的應用，比如將基本規律應用于化學反應就衍生出化學平衡的知識，應用于多組分系統就衍生出多組分系統熱力學和相平衡，應用于電化學反應就衍生出電化學知識等。

3.4 注重實驗教學，培養學生運用理論知識分析問題、解決問題的能力

課程的理論教學和實驗教學是相輔相成的，好的實驗課將有助于更好的理解理論知識，通過實驗操作學生也更能體會理論知識的作用。比如：通過“蔗糖水解”實驗，利用旋光儀測定蔗糖在酸存在下的水解速度常數，可以讓學生更好的理解一級反應（或準一級反應）。要讓把實驗課與理論課放在同等重要的地位，要求學生課前預習實驗，課后對實驗數據做認真處理，體會理論與實踐的結合，培養學生實踐能力和創新能力。

3.5 重視習題的重要性，通過學生課后練習，做到及時反饋對知識的理解程度

習題是學好物理化學的重要環節。雖然主張大學生的學習以自主安排為主，但對于物理化學課程的學習，我們提倡教師每節課都應根據所學知識挑選難度適中的習題作為課后練習布置給學生，通過習題強化對知識的鞏固。同時，對于學生普遍感覺困惑的習題，應抽出時間講解，及時幫助學生查漏補缺。

第2篇：化學熱力學的研究方法范文

【關鍵詞】燃料；燃燒；課程教學；教學效果；教學改革

【基金項目】本文系2013年哈爾濱工程大學教學改革項目“基于創新型人才培養的《燃料與燃燒》教學模式改革研究與實踐”（JG2013YB09）的研究成果。

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）18-0057-02

現代社會能源主要來源于化石燃料的燃燒，能源短缺已成為世界各國面臨的迫切問題，尋求新型燃料以及研發高效低污染燃燒裝置已成為各國面臨的重大任務。 “燃料與燃燒”是一門研究化石燃料及其燃燒規律的傳統學科，同時又是一門反映最新燃料及燃燒技術，并與之保持同步的新學科。

作為高等院校熱能與動力專業方向的重要專業基礎課，“燃料與燃燒”以“高等數學”、“大學物理”、“大學化學”、“工程熱力學”、“傳熱學”和“流體力學”等傳統基礎課程的知識為基礎，由于涉及學科多，應用知識繁復，與其他基礎課程相比，具有課程理論難度大、跨度大、知識點多且零散和對數學要求高等特點[1，2]。為此，針對我校熱能與動力工程專業人才培養特點和要求，結合多年教學實踐經驗，對“燃料與燃燒”課程教學內容的制訂及教學手段的選擇提出自己的建議。

一、課程內容及特點

1.課程內容

“燃料與燃燒”包括燃料、化學熱力學、化學動力學、燃料的著火理論、火焰的傳播與穩定理論、預混燃燒理論和擴散燃燒理論等基礎理論，液體燃料、固體燃料的燃燒過程及其經典的模型等教學模塊；課程主要包含：（1）燃料、（2）燃燒過程的物質平衡與熱平衡、（3）化學反應動力學、（4）燃燒系統守恒方程、（5）著火和燃燒界限、（6）預混氣的燃燒、（7）層流預混火焰、（8）層流擴散燃燒、（9）氣體湍流燃燒、（10）液體燃料的擴散燃燒、（11）固體燃料的燃燒、（12）燃燒污染與防治、（13）船舶動力裝置的燃燒等教學內容。

2.課程特點

實際燃燒過程涉及質量、動量和能量的交換和變換，涉及燃料和氧化劑之間的化學反應，具體過程十分復雜。“燃料與燃燒”課程知識點多、理論性強、學科交叉性強。因此，一方面，該課程的學習要求學生很好地掌握前期“大學物理”、“大學化學”、“工程熱力學”、“傳熱學”和“流體力學”等專業基礎課程的內容；另一方面，該課程的學習又可以促進了學生對上述課程知識點的理解。

“燃料與燃燒”課程理論性強、知識涉及面廣，是一門典型的理論和實驗相結合的學科。由于燃燒過程的復雜性，截至目前，燃燒科學的研究仍然以實驗研究為主。先進診斷技術的不斷出現使得燃燒實驗獲取的數據更加可靠、準確[3]。20世紀以來，著火模型、火焰傳播理論、反應流體力學和計算流體力學等的建立使燃燒理論有了長足的發展。并且，隨著大型計算機的出現，使得采用數值模擬方法研究燃燒過程已經成為發展趨勢[4]，這些都有力地促進了燃燒技術的發展。但這些理論模型對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結構及認知水平的教學內容和教學手段。

二、教學方法

1.教材的選擇

“燃料與燃燒”這門課程知識點多、理論性強、概念抽象，如何上好這門課，選擇適合的教材是非常重要的環節。好的教材有利于制訂合理的教學內容和教學計劃，可以有效促進教師的教學和學生的學習。目前市面上發行的教材主要有國外教材的國內翻譯版和國內教材兩類，比如Kuo. Kenneth K.的《Principles of Combustion》和Turns. S. R.的《An Introduction to Combustion》以及國內顧恒祥編著的《燃料與燃燒》教材和嚴傳俊的《燃燒學》等，這兩類教材各有特點。合適的教材應該能夠與學生的知識結構及認知能力相適應，與該課程的教學目標相適應[5]。

針對本課程的特點，教材的內容要全要新，應能夠較好地反映當前燃燒理論發展水平及技術發展現狀。教材內容應當包括燃料、化學熱力學、化學動力學、燃燒物理基礎、預混燃燒及擴散燃燒、液體及固體燃料的燃燒等。由于是面向本科生的教材，應當內容簡單易懂、表述深入淺出、實例豐富直觀、結構邏輯清晰，能有效銜接理論分析與工程實例，這樣才能提高學生學習興趣。目前國內出版的《燃料與燃燒》教材要么理論性太強，要么涵蓋內容不全面，要么內容深度不夠，總之都存在這樣或那樣的問題。為此，根據我校本科熱能與動力工程專業方向學生培養的目標和特點，我校“燃料與燃燒”課程組的老師編寫了適合我校學生使用的《燃料與燃燒》教材，該教材系統地闡述了燃燒的基本原理和理論；詳細講述了燃料動力學燃燒的計算方法，詳細論述了燃燒熱力學和燃燒化學反應動力學，著重介紹了船舶動力裝置涉及的預混燃燒和油滴蒸發控制的擴散燃燒；最后，為及時反映燃燒技術的最新研究進展，增添了新型船舶動力裝置所采用的燃燒技術[6]。在教材的編撰過程中，大量引用了我校教師及研究生們的研究成果。教材針對性強、內容新穎，強調了“燃料與燃燒”課程的理論性和工程應用性，培養了學生學以致用、理論聯系實際的能力和素養。

2.教學內容設計

“燃料與燃燒”課程教學內容應該具有目標性、實效性、科學性、啟發性，為此在其教學內容的設計過程中，應該注意以下幾點：

①內容要重點突出。“燃料與燃燒”課程內容包括化學熱力學、反應動力學基礎、著火理論、火焰傳播與穩定理論、液體燃料及固體燃料的燃燒等部分，但在各部分內容的講解上要有重點。課程中化學熱力學和化學動力學基礎是整個課程的理論基礎，講解內容包括化學平衡、熱化學、化學反應速率、質量作用定律、反應級數、活化分子碰撞理論及鏈鎖反應理論等。其中，化學反應速率、質量作用定律、阿累尼烏斯公式和鏈鎖反應理論可作重點講解。關于著火理論，授課重點放在閉口系統著火理論模型的建立和結果分析上，并分析燃燒放熱量和散熱量隨溫度的變化曲線，確定著火溫度與初始溫度、物理化學因素和散熱強度的關系。對于火焰傳播與穩定理論，授課的重點在火焰傳播概念、氣體的動力燃燒與擴散燃燒及火焰穩定的基本原理與方法的講解。對于預混燃燒，授課的重點在瑞利公式、郎肯-雨果尼奧公式的推導，以及爆震波、緩燃波的性質，并分析層流火焰的傳播速度。對于擴散燃燒和液體燃料的燃燒，重點在伯克-舒曼理論、燃料射流的唯象分析、液體燃料的霧化、蒸發模型及液滴的質量燃燒速率。對于固體燃料的燃燒，碳的燃燒化學反應及碳粒的燃燒速度可作為授課重點。

②理論與實踐相結合。“燃料與燃燒”是一門理論性及實踐性都很強的學科。課程涉及的相關理論模型比較抽象，不易掌握。因此，該課程的教學內容必須與工程或生活實踐緊密結合。在課程教學內容設計過程中必須將理論與具體工程案例或燃燒相關生活案例相結合，以具體案例作為切入點，將復雜抽象的理論概念穿插到生動、具體的案例中進行講解。對于熱能與動力專業的本科生，筆者結合船舶柴油機，利用燃燒學理論講解燃燒室結構設計、燃油燃燒過程、過量空氣系數、著火等這些具體設計方案背后的理論依據，從而強化對燃燒理論的理解；結合汽油機和柴油機，講解點燃和壓燃，講解不同燃燒方式對汽油機和柴油機的影響，講解烴類燃料著火點和自燃點的區別；結合家用燃氣灶臺，講解燃料的擴散燃燒。通過以上措施，使學生課本理論與實踐統一。

3.教學方法設計

①采用啟發式教育。在“燃料與燃燒”課程教學過程中從學生的知識結構及認知能力出發，結合具體的教學內容和教學目標，采用提問、討論和案例分析等多種方式，讓學生參與教學過程，激發學生的學習熱情，使他們在活躍、開放的教學氛圍中理解掌握燃料與燃燒相關的知識點，并逐步掌握應用相關知識點分析解決實際問題的能力和提升團隊合作能力。

②多媒體與板書的有機結合。隨著計算機技術的發展，多媒體技術已成為課堂教學的重要手段。多媒體教學課件圖文并茂、內容豐富、信息量大。就“燃料與燃燒”而言，燃燒過程細節可以被生動地顯示出來，危險實驗也可被充分地展示出來，使學生能夠更加深刻、有效地理解相關燃燒理論和燃燒過程。但是，使用多媒體技術授課，老師講課速度加快，課程信息量增加，學生課堂緊張度增加，易造成學生的思維跟不上授課速度，影響教學效果。板書比較靈活，便于控制授課節奏，適合于講解復雜理論模型，教師在授課過程中，可以通過板書引領學生的思維，進行詳細的講解和推導，學生易于理解和融會知識。但是，板書速度慢、效率低。因此，在“燃料與燃燒”課程教學過程中，將多媒體教學與傳統板書有機結合，揚長避短，充分發揮各自優勢，以達到最佳的教學效果。

③多種考核手段的結合。在教學過程中，采用多樣化的考核手段，了解學生對課程知識點的掌握情況，督促學生的學習。平時成績、課堂提問、課后作業、案例分析、階段考試和小論文等都可以作為考核手段。但無論采用何種形式的考核手段都應當從激發學生的學習熱情、提高學生的學習效果和增加學生對本課程本專業的認識出發。

三、結論

綜上所述，“燃料與燃燒”融合了“大學物理”、“工程熱力學”、“傳熱學”、“流體力學”、“氣體動力學”和“高等數學”等課程的知識。在教學過程中應點面集合，重點突出，理論聯系實際，加強對學生實踐能力、團隊合作能力和創新能力的培養，不斷更新教學內容。同時，作為老師，需要不斷學習，及時掌握該課程新的知識點，及時更新教學內容。

參考文獻：

[1]鄧文義，蘇亞欣. “燃燒學”課程建設與探討[J]. 中國電力教育， 2012（27）：70-71.

[2]蘇磊. 燃燒學-教學有感[J]. 中國科教創新導刊，2009（34）：134.

[3]Kuo， Kenneth K. Principles of Combustion

[4]嚴傳俊， 范瑋. 燃燒學[M]. 西安： 西北工業大學出版社， 2008.

[5]王保文， 王為術， 高傳昌. 電廠熱能動力工程專業“燃燒學”教學內容設計[J]. 中國電力教育， 2010， （30）：100-102.

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

第3篇：化學熱力學的研究方法范文

關鍵詞：工科；物理化學；教學改革；創新能力；人才培養；科學研究基本能力

培養學生具有堅實的基礎理論，具有寬泛的專業知識，同時具有將基礎理論應用于科研和生產實踐的能力，是基礎理論教學的應有之義。在教學中，要將培養學生的創新思維和創新能力作為根本的人才培養目標，要將科學發展史、基礎理論研究中的科學思維方法以及基礎理論與科學研究和生產實踐相結合的應用貫徹于教與學的互動中。為此，我們在工科物理化學的教學中進行了多年的研究與實踐，取得了很好的教學效果。

一、基礎理論和實際應用并重的創新人才培養目標定位

隨著科學技術的發展，對化學、化工人才的培養提出了新的要求。學生需要具有扎實的化學化工基礎理論和交叉學科知識，并能夠動手實踐、實際應用，同時要有創新思維和創新能力。在高等教育中本科階段的教學對學生的培養尤為重要，在本科階段應著力培養創新意識和創新能力，為學生成長及創新人才培養打基礎。

因此，在本科階段的教學中提倡研究式教學、重視實驗教學、讓學生參與科學研究是培養創新能力的保證[1]。國外高等學校在2000年以前就努力打造本科階段的創新人才培養模式和方法，本科生參與科研就是加州大學伯克利分校培養創新人才的一個有力措施[2]。同時在教學中將以教師為中心的教學模式轉變為以學生為中心的教學模式，積極調動學生參與教學，大力激發學生的主觀能動性[3]。這是國外高等學校在教學普遍采用的教學模式，這些模式對人才培養起到了很大的作用。近年來，在我國的高等學校教育教學改革中，對創新人才的培養模式研究也取得了很多的成績[4-6]。

為了培養合格的化學、化工創新人才，我們在多年的物理化學基礎理論教學中，除了教會學生基礎知識，更注重引導學生學習科學家在基礎理論研究及形成過程中的科學思維方法，學習科學家在科學研究過程中如何發現問題、分析問題，如何建立基本模型并不斷優化與研究，最終形成化學理論。在教與學的過程中教會學生如何在學習基礎理論的同時培養自己的創新思維、創新能力，將學到的基礎理論與科學研究以及生產實踐相結合，這也是當今在基礎理論教學中不斷探索、研究的課題。

在多年的教學中，我們采用模塊化的教學內容整合、突出知識邏輯的總結、注重理論聯系實際的應用，在強化基礎理論的同時培養物理化學科學研究思維方法。例如：在熱力學理論的教學過程中，注重熱力學基礎理論建立過程中科學家的邏輯思維方法的學習；在熱力學各個物理量研究中，注重總結邏輯規律來研究物質的簡單p-V-T過程、化學變化過程及相變化過程的能量守恒、過程方向性和限度等，從中學習科學家在研究中的研究過程、研究方法及邏輯思維，實現創新思維的培養。再例如：采用熱力學和動力學相結合的方法，研究化工生產的可控化學。在化學熱力學平衡理論中，應用等溫方程實現對化學反應過程自發性判定，根據等壓方程的數學模型對溫度（T）進行優化，從理論上得到該溫度條件下的化學反應的反應限度，即平衡轉化率與生產實際比較分析；再根據化學動力學的思想引入時間（t）參數，進一步對T-t-c之間的動力學數學模型進行優化，最終得到最佳的反應溫度，反應時間等參數。這些數學模型的建立和優化為化學、化工生產提供工藝參數，從而實現化工生產的可控指導。從中使學生不但學會了基礎理論在化學、化工生產實踐中的應用，同時在實踐中實現了對學生創新能力的培養。

二、突出邏輯思維的形成是培養創新能力的基礎

物理化學的基礎理論在它的研究和建立以及完善的過程中，都反映出很強的邏輯思維。在化學反應過程的研究中，通過建立各物理量之間的數學模型反映其物理量之間的邏輯關系規律，同時采用物理學科的研究方法和手段來研究物質的性質、化學反應及變化過程中的物理量的測定和計算，從而總結出化學變化的規律、原理、定理、定律，為化學學科的科學研究和生產實踐服務、為研究和發現新的化學反應和新物質奠定理論基礎。在教學中，在引導學生學習和掌握基礎理論的同時，還要教會學生學習基礎理論形成和發展過程中蘊含的科學方法，更重要的是要教會學生學習科學家善于觀察現象、發現問題和解決問題的能力，學習科學家在基礎理論研究中的邏輯思維。

1．教學中突出科學研究方法的邏輯思維總結。物理化學理論和研究由于學科特點，邏輯規律較強。在基礎物理化學教學中，將應用實例融入熱力學研究方法、動力學研究方法、電化學研究方法、表面與界面研究方法的學習。在每個部分的學習中，教師要對科學研究方法作簡單介紹，引導學生自主進行文獻檢索，并結合科研與生產實踐的應用進行研討式學習。通過文獻檢索和理論介紹，使學生初步了解了物理化學原理在各個領域的應用以及物理化學科學研究的方法。

第4篇：化學熱力學的研究方法范文

（吉林建筑大學基礎科學部，吉林 長春 130118）

【摘要】化學課程的教學改革歷經了幾十年，取得了諸多成果，但也存在一些需要改進的問題。本文針對工科普通高校所開設的四大化學課程，列舉了當前化學教學的現狀及容易出現的問題，提出了未來幾年工科普通高校的化學教改趨勢應以“新”、“老”相融合為主的觀點。

關鍵詞 化學課程；教學改革；觀點

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課程基本上都設置在低年級，以講授《無機化學》、《有機化學》、《物理化學》、《分析化學》的內容為主，根據各高校的教學培養目標需求，可將四大化學的知識進行篩選、分配、組合及應用。這些課程在工科院校，以專業基礎課居多，有的還是主干課，其對后續的專業課程很重要。近年來，科技的發展及教學改革的不斷創新，要求化學為學生提供更加深刻的理論基礎，故促進四大化學的優質教學，加快課程的整體改革進程，清晰目前的教學、教改現狀，合理的構建化學課程，是擺在每位化學教學工作者面前的重要任務。

1　當前四大化學教學的現狀及易存在的問題

化學的教學改革已經歷經了幾十年，從教材、教法、內容、應用、理念等諸多方面進行了變更和創新，發展至今天，出現了非常繁盛的景象。當化學為工科專業教學進行服務時，教學改革更顯得極其重要。目前，四大化學教學過程中，容易出現（或存在）以下幾個現象：

1.1　四大化學的教學內容設置過于重復

教學內容重復的主要原因在于開課教研室對化學課程的整體設計和構建考慮不周。例如在《無機化學》和《物理化學》中都設置了很多學時來講解化學熱力學基礎，若教研室沒有辨清該內容在兩門課程中的教學目的和側重點，則很容易出現教學內容重復的現象，導致同樣的內容在《無機化學》和《物理化學》中各講一遍，而這個現象目前還普遍存在。

1.2　四大化學的教學內容未能滿足專業需求

這個問題的出現，主要原因是教學大綱設置與培養目標不匹配，或主講教師不夠了解專業課程對化學的需求，且對此專業的了解偏少造成的。不同的專業需求的化學知識側重點不同，例如，對工科的環境工程專業，在講授《物理化學》課程時，若仍舊耗費相當多的學時來講述“化學熱力學”以及“化學平衡與相平衡”等章節，而電化學、膠體化學、界面化學等貼近專業的內容只是略講，那就偏離了專業的需求。另外，若授課教師了解一些污水處理的基本流程，使理論與實例相結合，這樣才能使化學知識為專業服務。這也是一些高校在引進新教師時，傾向于有工程實踐背景人才的原因。

1.3　四大化學的精髓掌握不清

四大化學的理論博大而精深，若想掌握其教學精髓之處，需要幾輪的課堂講授功底、多年的研究及閱讀大量的文獻。以《無機化學》和《分析化學》為例，《無機化學》偏重于定性和原理，而《分析化學》偏重于定量和分析[1]，若不理解這一精髓的話，課程的講解就無重點可談，教師和學生都會很茫然。筆者認為，對于化學理論知識的構建，其本質都是化學元素的地球行為和能量守恒原理、物質不滅定律的綜合體現。

1.4　教學指導思想和教學方法落后

目前在很多教師的思想中還存在著這樣一種認知：“只是在課堂上把教學內容講清楚，照抄照搬教材內容就是完成教學任務”，這種想法忽視了對知識的更新和對現代教育理念的重視，其不僅是個人的原因，也是大環境下評價體系或監督機制不健全、不嚴格的造成的。學習無止境，教師和學生一樣，都有著對新知識的渴求欲望，用什么樣的方法獲得和傳授知識，需要我們具有革新的思想和敢于實踐的勇氣。

1.5　科研知識無法靈活納入理論教學

當前，很多教師都同時承擔教學與科研工作，有的老師甚至在科研中取得了卓越的成果，但是在課堂上卻沒有把科研與教學結合起來，其主要原因多在于找不到話題切入點。對于化學學科來講，一些科研實驗的理論（或原理）恰恰就隱含在化學基礎知識中，而在教課過程中，哪些是科研實驗的理論支撐，需要其細細體會才能提煉出來。例如，《分析化學》中“重量分析與沉淀滴定”一章，在講解沉淀的形成時，就完全可以與科研實驗中納米材料的制備聯系起來。

2　未來幾年工科普通高校化學課程的教改趨勢探析

化學教學的改革推陳出新，研究者們提出了很多的改革方案和建議，各持己見。根據對近幾年化學課程教改的觀察、學習和研究，筆者認為未來幾年教改趨勢應以“新”、“老”相融合為主，具體可以從以下幾個方面著手：

2.1　融合經典化學與現代前沿化學為一體

四大化學中各有經典內容，例如物理化學中的化學熱力學、膠體化學、化學動力學；無機及分析化學中的四大平衡和四大滴定。這些經典內容，是每個高校化學課程的必講章節，也是其專業的必修知識。但隨著科技的進步、前沿化學的研究及交差學科的出現，化學課堂僅僅講授經典化學理論是不能滿足學生對知識渴求的，需要教師在有限的學時內，將新知識有機地穿插在教學中，使得化學課程不再是單一的授業和灌輸，而是具有科技性和時代性。

2.2　融合傳統教學思想與現代教學理論

在現代課程的視野中，知識不再是永恒不變的真理，教育的關鍵是讓學生在與教育情境的交互過程中[2]。這句話道出了新時期“教育”的新概念。多年來，雖然人們在這方面的研究較多，但在實際教學中卻因為種種原因，達不到預期的效果。即便如此，現代的化學教學思想仍需要重視和實施，這一思想包括：課程的開放性、學習的互動性、敢于對知識的質疑性等等。教學過程是動態的，充滿挑戰性、靈活性和想象力的，人們要勇于革新。西班牙建筑大師高迪，其不拘泥傳統直線型、平面型的建筑風格，創造了后現代建筑的杰出代表之一——曲線構型的圣家族教堂。想象無止境，想象是我們改革創新的動力和源泉。

2.3　融合與調整四大化學的交叉內容

《無機化學》一般都作為大一新生所接觸的第一門化學課程，該門課程作為高中化學和后續化學課程的銜接內容，起到很重要的鋪墊作用，這也是《無機化學》與《物理化學》、《分析化學》部分章節重復出現的原因。但經過多年的教學實踐，發現在《無機化學》中的所涉及的一些內容量大而不精，使得一些經典的概念被支離破碎。以化學熱力學部分為例，一些公式推導被略去，教師講起來很機械，不嚴謹、不科學，學生聽起來也一頭霧水，而這些內容又要在《物理化學》中從頭講起，前后耗費了不少學時。因此，如何調正和融合四大化學的交叉內容，是一個長遠和大膽的嘗試。

2.4　融合與構建高中、本科、研究生三個階段的教學內容

這三個教育階段的化學內容和目的各有不同，階梯式地闡述了化學的本質和精髓。大學化學課程是高中化學課程的拓展與精講，也是研究生課程的基礎，在整體化學教學安排中是關鍵階段。因此在講授過程中，教師首先要清晰本階段的教學培養目標是什么，高中時期學生對化學知識掌握的程度，同時還要設計好知識的前后次序，只有這樣才能詳略得當、有的放矢地講授，才能靈活地駕馭課堂，做好教學內容的銜接與構建工作。

以上四個觀點尤其適用于建筑類、醫藥類、食品類的工科院校，其四大化學僅是基礎課程，學時少、任務重，在培養方案中，規定需在220~260個學時內完成全部化學的教學內容。目前對這種情況的教改研究偏少。

3　結論

化學知識猶如一幅多彩的畫卷，需要通過我們化學教育工作者的手循循打開，由少到多、由簡到繁地娓娓道來。如何詮釋好這一幅畫卷，需要用心去尋求最好的方式。工科院校化學教學的改革目的也是如此，我們要遵循教育發展的規律，遵照專業設置的需求，遵照社會人才的培養目標，做好教育教學改革和創新，向求知者展示化學世界帶給人類的魅力。

參考文獻

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

第5篇：化學熱力學的研究方法范文

關鍵詞：熱力學與統計物理學；國家精品課程；統計熱力學體系

“熱力學與統計物理學”（簡稱“熱統”）是我國高等院校本科物理專業的一門必修課程，是研究物質有關熱現象（即宏觀過程）規律的理論物理課，也是普通物理“熱學”的后續課。內蒙古大學“熱統”教學組在20多年教學實踐中，不斷更新教育觀念，探索課程教學體系的改革，逐步建立了以微觀理論為主線的教學體系，建設了首門“熱統”國家精品課程（2004年）——“統計熱力學”，陸續出版了配套教材[1]和學習輔導書[2]。

一、關于“熱統”教學體系的思考

關于熱現象的理論包括兩部分，即宏觀理論——“熱力學”和微觀理論——“統計物理學”。我國目前的“熱統”課程由早年設置的 “熱力學”和“統計物理學”兩門課程合并而成，一直沿襲“熱”、“統”相對獨立的“一分為二”教學體系[3-5]。教學內容安排大體以學科發展歷史和認識層次為序，由唯象到唯理，由宏觀到微觀。這種體系十分成熟，在多年教學實踐中獲得很大成功。隨著科學技術和人類現代文明的飛速發展，人們認識世界的條件、增長知識的方式和獲取信息的渠道發生了質的變化：昔日深奧難解的名詞，今天已可聞之于街巷；諸多科學概念的理解，逐漸變得不很困難。在這種知識氛圍和學習環境下，從中學到大學的物理教學內容均在不斷地改革和深化。同時，現代科學成就在高新技術中的廣泛應用向21世紀人才培養提出更高的要求。這一切，催動著大學物理課程改革的進程，也激發起我們對傳統體系的思考。

從“熱物理”系列課程改革現狀來看，一方面，普通物理“熱學”課程的內容已進行了必要的深化和后延，原有“熱統”課程與現行“熱學”課程內容出現較多重復。僅以汪志誠著《熱力學 · 統計物理》[5]和秦允豪著《熱學》[6]為例，二者內容重疊約為1/3。過多重復造成學習時間與精力的浪費，甚至引發學生的厭學情緒，使學習效益降低。另一方面，飛速發展的高新技術拉近了基礎理論與應用技術的距離，就熱物理而言，無論實際工作中的應用，還是繼續深造時的基礎，都對“熱統”課程教學提出更高的要求。增加課程的統計物理比重，深化微觀理論的系統理解勢在必然。此外，改革開放以來，我國高等教育從學制到專業及課程設置均有較大幅度的變動，“熱統”課教學時數多次削減（1208672、64），課堂教學的信息量和效益問題變得更加突出。面對這種形勢，各校對“熱統”課程的內容進行了不斷的改革，逐步增加統計物理比重，努力減少和避免與“熱學”的重復。然而，由于沒有觸動“一分為二”的體系，大量的簡單重復難以避免，“熱力學”內容仍然偏多，實際教學中統計物理的系統性難以保證。

針對上述問題，我們從體系結構著眼，對“熱統”課程進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，削減學時、充實內容，有效地避免與普通物理的簡單重復，提高教學效益；以微觀理論為主導，確保統計物理體系的完整性與系統性，增加課程的先進性與適用性。在上述思想指導下，構建了“熱統”課程的“統計熱力學”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、內容重復的問題；大幅增加統計物理比重，使其理論及應用內容在總學時中占到3/4以上。

二、統計熱力學體系的特色

統計熱力學教學體系的主要特色是：熱物理學以微觀理論為框架；微觀理論以系綜理論為主線；系綜理論以量子論為基礎。體系知識結構框如上圖所示。

1．以微觀理論為框架，融微觀與宏觀一體

“統計熱力學”以微觀理論——統計物理為主導，建立了從微觀到宏觀、完整自恰的理論體系。

在傳統的“一分為二”體系下，學生往往將過多精力用于熱力學計算，不能很好地理解統計物理的理論體系，容易將熱現象的宏觀和微觀理論割裂開來。本體系從微觀理論出發，用統計物理理論導出熱力學基本定律，討論體系熱力學性質，給出統計物理概念與宏觀現象的對應，融熱現象的微觀、宏觀理論于一體，結束了兩種理論割裂的傳統教學格局，提高了認識層次。同時，使理論物理與普通物理的分工更趨合理，便于解決傳統體系難以避免的“熱統”與“熱學”過多重復問題。

本體系按照統計物理學的知識框架，將主要知識點劃分為孤立系、封閉系和開放系等三個模塊（參見上圖）。各塊均首先給出相應的統計分布，進而引入熱力學勢（特性函數），導出熱力學基本定律，再用微觀和宏觀理論相結合的方法研究具體系統的熱力學性質。例如：在孤立系一章，從等概率基本假設出發，引入統計物理的熵，導出熱力學第一、第二定律，進而研究理想氣體的平衡性質。在討論封閉系時，從正則分布出發，引入熱力學勢——自由能，給出均勻系熱力學基本微分式，進而導出麥克斯韋關系，介紹用熱力學理論研究均勻物質宏觀性質的方法，再具體討論電、磁介質熱力學、焦-湯效應等典型實例。同時用正則分布研究近獨立子系構成的體系，導出麥-玻分布，介紹最概然法；進一步導出能均分定理，介紹運用統計理論研究半導體缺陷、負溫度、理想和非理想氣體等問題的方法。對于開放系，首先導出巨正則分布，再引入巨勢，給出描述開放系的熱力學微分式，研究多元復相系的平衡性質，討論相變和化學熱力學問題；用量子統計理論導出熱力學第三定律，討論低溫化學反應的性質。另一方面，考慮全同性原理，用巨正則分布導出玻色、費密兩種量子統計分布，給出它們的準經典極限——麥-玻統計分布，并運用獲得的量子統計分布分別討論電子氣、半導體載流子、光子系的統計性質和玻色—愛因斯坦凝聚等應用實例。

2．以系綜理論為主線，完善統計物理體系

與國內現流行體系不同，“統計熱力學”的統計物理以“系綜理論”為基礎，具有更強的系統性。

現流行體系為便于學生理解，大多先避開系綜理論，講解統計物理中常用的分布和計算方法，如近獨立粒子的最概然分布、玻耳茲曼統計、玻色統計和費米統計及其應用等，而在課程的最后介紹系綜理論有關知識[5]。這種體系除內容不可避免地出現重復外，還在一定程度上犧牲了統計物理的系統性。在實際教學中，為了闡明有關分布和統計法，往往不可避免地運用如等概率假設、配分函數、巨配分函數等系綜理論的基本概念，難免出現生吞活剝、“消化不良”的弊端。從體系實施現狀來看，不少院校因學時有限，在熱力學和基本統計方法的教學之后，對系綜理論的介紹只能一帶而過，學生難以完整掌握統計物理理論。

我們多年采用系綜理論為主線的教學實踐表明，“統計分布”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“統計熱力學”的基礎建立在系綜理論之上，從一個基本假設——等概率假設（微正則系綜）入手，漸次導出各種宏觀條件下的系綜分布，建立配分函數、巨配分函數等基本概念，給出相應的熱力學勢和熱力學基本微分公式；同時，順暢地導出如最概然分布、玻耳茲曼統計、玻色統計和費米統計法等常用分布和計算方法，并用于實際問題。在教學過程中，力求循序漸進地闡明統計物理的基本理論，使學生準確、清晰地掌握統計物理的基本概念，對熱物理理論有完整系統的理解，能夠全面、靈活地運用，為進一步學習更高深的知識和了解物理學的最新成果奠定扎實的基礎。

3. 以量子理論為基礎，認識微觀運動本質

為使學生準確認識微觀運動本質，“統計熱力學”將系綜理論建立在量子論的基礎上，而經典統計則作為量子統計的極限給出。

傳統體系多從經典統計入手，然后進入量子統計。我們教學實踐的體會是，物理學歷史上由經典論到量子論的認識過程沒有必要在統計物理教學中重演。通過現設“普通物理學”課程的學習，學生已理解微觀運動遵從量子力學規律，并具備了一定的量子論知識基礎，在量子論基礎上建立統計物理理論順理成章。事實上，微觀運動的正確描述須用量子理論，而量子統計與經典統計就統計規律性而言并無本質區別，經典統計只是量子統計的極限情形而已。以量子論為基礎構建統計物理體系，更有利于學生盡快認識事物的本質，迅速進入對前沿科學的學習。

三、關于體系的兼容性——幾個共同關注的問題

“統計熱力學”以系綜理論為主線，以量子論為基礎,大幅提高統計物理比重，適當地增加了課程深度。在課時縮減，招生規模擴大的形勢下,實施上述改革更有一定風險和難度。另一方面，新體系能否與流行體系兼容，也是國內同行普遍關注，需要在優化改革方案過程中解決的問題。為化解難度，提高兼容性，在體系建立和教學實踐中，我們著力解決了以下幾個問題：

問題之一：量子理論與系綜理論理解困難問題。如前所述，學習本體系前應具備一定的量子論知識。目前國內物理專業的“熱統”課程多排在“量子力學”之前。這就不可避免地出現了“前量子力學”困難。為解決這一問題，我們在課程引論中安排了量子論基本知識的講授，介紹量子態、能級、簡并、全同性、對應關系等概念。如此處理，再結合普通物理“原子物理學”中學到的量子力學初步知識，學生就能夠較好地接受“量子統計”有關概念。此外，我們將“量子態”和“量子統計法”兩個初學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，又使概念和運用銜接緊密，有利于及時消化。

系綜理論是統計物理中最核心、最抽象的內容，也是統計物理教學的難點。國內流行體系將系綜理論與常用統計分布及計算方法分離，安排在課程最后集中單獨介紹。我們實踐的體會是，這種處理將多個難點（三種系綜及相應熱力學關系）集中，增加了學生的理解困難；加之系綜概念孤立于基本統計方法和應用之外，更顯抽象枯燥。學生學后或覺不知所云，或難縱觀全局，終致應用乏力。鑒于此，我們遵循由表及里、由淺入深、循序漸進、層層推進的認識規律，將系綜的基本概念和三個系綜分散在七章中穿插講授、逐步深入，并及時運用理論對相應系統的性質加以討論。這樣做，可分散認知難點，并及時結合應用，實現宏觀微觀的交錯，避免枯燥無味的困惑，既保證了熱物理理論的系統性和完整性，又解決了系綜理論為主線的教學困難。

問題之二：關于最概然法與麥-玻統計問題。最概然（可幾）法與麥克斯韋-玻爾茲曼（麥-玻）統計法，是統計物理中應用較廣的兩個方法。采用系綜理論為主線的教學體系，是否會影響這兩種方法的學習和運用？這也是國內同仁關注的問題之一。在新體系課程改革和教材編寫中，對這兩部分內容均給予充分的注意。在第三章（封閉系）導出正則分布和相應熱力學公式之后，用兩種方法導出麥-玻分布：一是作為近獨立子系的平均分布，由正則分布導出；二是從微正則系綜出發，用最概然法導出。同時還由麥-玻分布給出熱力學公式，并討論幾種分布之間的關系，給出分布的應用實例。實踐表明，這種處理模式能全面深化學生對最概然法與麥-玻分布的理解，以致在應用中得心應手；還能強化對系綜理論和統計物理體系的理解。

問題之三：熱力學基本方法掌握問題。熱力學作為一種可靠的宏觀理論，從基本定律出發，通過嚴格的數學推演，系統地給出熱力學函數之間的有機聯系，將其用于實際問題。深入理解熱力學定律的主要推論和熱力學關系，熟悉它們的應用，掌握熱力學演繹推理方法，是“熱統”課程不可或缺的內容。“統計熱力學”體系以微觀理論為框架組織教學，是否會削弱學生在熱力學理論的理解和應用方面的訓練？對這個問題，國內同行關注有加，各見仁智，也是我們在課程改革中始終注意的問題。我們的處理模式是：打通熱物理宏觀與微觀理論的壁壘，針對不同宏觀條件，在相應章節給出各種系綜分布，然后導出熱力學公式，并插入相應的熱力學理論訓練內容，確保足夠篇幅討論平衡態的熱力學性質。例如：在建立封閉系的正則系綜理論后，插入“均勻物質熱力學性質”一章，集中講授麥克斯韋關系、基本熱力學函數和關系、特性函數等概念，介紹熱力學基本方法和對典型實例的應用。建立開放系的巨正則系綜理論后，又集中介紹與之相關的相平衡、化學平衡等問題的宏觀理論。事實上，熱物理的微觀和宏觀理論相得益彰、不可分割。在學習運用統計物理研究宏觀過程的規律時，勢必也會反復地運用熱力學函數、公式和相應方法，使學習者得到相應訓練。此外，再提供一定數量的習題，輔之以課外練習，以達到“學而時習之”的效果。這樣，新體系雖然大量削減純粹“熱力學”內容，并未削弱對熱力學理論的理解和方法的訓練，相反可使其得到加強和升華。

內蒙古大學“熱統”教學組近20年的課程改革和教學實踐證明，用“統計熱力學”體系組織本科物理專業“熱統”課教學是可行的。采用同樣的體系和教材，適當取舍內容，在應用物理和電子科學技術專業組織2學分“統計物理”教學，亦取得一定的經驗，其效果令人欣慰。毋庸置疑，筆者主張統計熱力學體系，絲毫無意否定“熱統分治”的傳統教學體系。兩種體系，各有千秋，互補互鑒。究竟采用何種體系組織教學，還應視培養目標、師資力量、學生狀況等，因地制宜地選擇。

參考文獻：

[1] 梁希俠，班士良. 統計熱力學[M]. 呼和浩特：內蒙古大學出版社，2000.

梁希俠，班士良. 統計熱力學(第二版)[M]. 北京：科學出版社，2008.

[2] 梁希俠，班士良，宮箭，崔鑫. 統計熱力學（第二版）學習輔導[M]. 北京：科學出版社，2010.

[3] 王竹溪. 熱力學簡程[M]. 北京：高等教育出版社，1964.

[4] 王竹溪. 統計物理學導論[M]. 北京：高等教育出版社，1965.

第6篇：化學熱力學的研究方法范文

像介紹表面張力時，就與學生一起做一個熟悉的肥皂膜游戲，邊做邊提問并講解，讓學生自己發現力的存在和力的方向，之后再讓學生畫出滴定管下端的液滴、水面下拉環或向下壓面時所形成的彎曲液面的表面張力的方向時，學生快速準確地畫了出來；在引出微小液滴的飽和蒸汽壓與平液面的蒸汽壓的關系，即開爾文公式時，就以冬天路邊的雪堆，環衛個人是怎么處理的為題，分析原因，得出結論，再從熱力學原理推導出開爾文公式，并和學生一起討論農民為何天旱時鋤地，“三北防護林工程”植樹利用了物理化學哪方面的原理。這樣在課堂教學中設置一些和生活實際相關的有趣的問題，讓學生帶著疑問和好奇去學習，使學生感到物理化學就在他們身邊，生動而具體，從而激發了學生的學習興趣。

二、使學科發展前沿的新技術和新成果滲透到課堂

物理化學作為一門化學專業的基礎課，在本科生的培養過程中，不僅具有為其它課程服務的作用，更重要的是培養學生的創新能力。這就要求物理化學的教學內容也需在原有課程體系的基礎上，精簡一些次要內容，而把學科發展前沿的新技術和新成果滲透進來，讓學生感受到物理化學課程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式，而是活生生的現實。另外，物理化學與其他學科相互滲透、相互結合，形成了許多邊緣學科，拓寬了物理化學的研究領域。像光化反應與環境科學，生命科學，材料科學及信息科學的關系十分緊密，而光化反應在化學動力學中僅占很小比重，常被忽略，但在講課時介紹光催化在環境凈化和生命過程的應用，開拓學生的視野。在介紹表面活性劑時，引入學生比較關心的石油開采過程，扼要介紹一次開采、二次開采、三次開采等概念，使學生既掌握了表面活性劑的作用原理，又拓展了知識面；在講解電化學時介紹燃料電池，在講解真實氣體時介紹超臨界萃取技術等。教學大綱中雖然沒要求這些內容，但可以增加學生的信息量，引起學生學習的興趣，激發學生的學習積極性。

三、注重教學內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化為教學資源或綜合性、設計性實驗的內容，學生根據自己的專業和興趣參加到教師的科研中，也可參加大學生創新創業項目，早期介入科研。例如，講到活度的概念時，就向學生介紹一位研究生的碩士論文的部分內容；講到接觸角時，又給學生介紹我們測定金屬溶液與不同種類固體接界時的接觸角的過程和結果；講到langmuir吸附和BET公式時，給學生推出了測定固體比表面的常用儀器-ASAP2020物理吸附儀，并給學生詳細講解測定分析過程。我們還將教師的科研項目二甲醚重整和甲烷重整用的催化劑的制備部分，轉化成綜合性、設計性實驗，要求學生從查閱文獻資料開始，自己設計全套實驗方案，經指導教師審核后即可進行制備，所得產品直接用于后續的重整反應。對于部分參與科研活動實驗結果較好的學生，我們積極鼓勵學生整理數據，撰寫論文并發表在國家級學術刊物上，曾先后在表面技術、天津化工、遼寧化工、化學工程師等期刊上5篇。這樣將教學內容與科研課題相互滲透，提高了學生的科研創新能力，還學到了科技論文寫作方法，增強了學生的自信心，激發了學生的學習興趣，調動了學生的學習積極性。

四、采用設問教學法活化物理化學課堂教學

所謂設問教學法，就是從人們公知公認的現象中提煉問題或困惑入手，設計一些與所講授課程內容相關的問題，引導學生仔細思考分析，展開廣泛討論等解決這些問題。在教學過程中，我們始終堅持一個原則，就是教學的目的絕非是向學生灌輸多少知識，學會推導多少個公式，完成多少種計算，而在于激發學生如何去思考與創造，授人以“漁”，而不授人以“魚”。精心設計問題成為物理化學課堂教學常用的組織形式。通過采用設問教學法，讓學生帶著問題學，不僅激發學生的學習興趣，積極參與教學,也讓學生學到有關的基礎知識,同時還培養了學生的科學思維能力、自學能力和運用所學知識解決實際問題的能力。例如，引出Kelvin公式時，先通過密閉容器中放置的大小不等的汞滴的變化情況，提問學生飽和蒸氣壓都與哪些因素有關？然后再從熱力學角度進行公式的推導，加深了學生對公式的理解，也調動學生積極參與到教學環節中，教師與學生互動，活躍了課堂氣氛。

五、建立物理化學教學的知識框架，注重學生的思路和知識點的銜接

第7篇：化學熱力學的研究方法范文

關鍵詞：高師科學教育專業課程設置課程內容

從2002年開始教育部正式批準建立“科學教育”本科專業，或“理科通才”專業以來，至今，我國已有60余所高等院校開設了此專業。目前，大家對科學教育專業設置的必要性，綜合理科教育專業對人才培養的定位，課程體系構建的原則等等討論較多 ［1］，也可以講達成了共識。科學技術發展的綜合化趨勢反映到教育領域，要求學生形成系統的、整合的知識體系、綜合的能力和全面的素質，對跨世紀的高等教育尤其是高等師范科學教育的教學內容和課程體系的綜合化改革提出了迫切的要求。根據培養目標，制定課程計劃，構建綜合理科專業全新的教學內容和課程體系，整合學科知識，更新教學內容，并在實踐中逐步完善，這是綜合理科專業教學改革研究和實踐的主要任務。但具體如何構建，怎樣整合？這也是改革的重點和難點。筆者通過對我系科學教育專業的課程設置情況，結合國內科學教育專業課程體系中存在的問題，對科學教育專業的主要專業課程內容進行了科學分析，對課程內容如何優化整合提出自己的觀點。

一、科學教育專業課程設置現狀及存在的問題

科學教育專業經過幾年的辦學，各校取得了一些經驗，但課程改革與實施尚處于初級階段，在課程構建上仍存在不少問題。就目前情況而言，全國開設科學教育專業的院校大都根據自身的辦學條件、該專業所在的院系等情況來設置課程，因而各院校所編制的教學計劃具有顯著的地方特點和所在院系學科背景的烙印 ［2］。當然由于歷史的原因，現在科學教育專業的課程設置和主要內容基本上還是沿用原來分科時的教材，即物理、化學、生物課程是分別來上的。由于課程安排缺乏整體性和教師之間缺乏相互溝通，特別是課程內容不聯系原來其他學科課程的狀況，造成相關課程部分內容重復，學生負擔加重。所以“科學教育專業”離真正形成多學科相互交叉、相互滲透的新型綜合性學科還相距甚遠。

以我系為例來具體分析，我系的科學教育專業采用“5+3”的教學模式，前五個學期上物理、化學、生物基礎科學課，后三個學期進行分流教學。可選擇物理、化學、生物三個專業，我系06級科學教育專業課程的設置與安排如表1所示。從一至五學期的課程安排可知，僅專業理論課就占有984課時，其中數學用252課時、物理用260課時、化學用280課時、生物用192課時。再加上實驗課以及未列入表中的公共課、選修課。這樣造成該專業的學生要花大量的時間上課，自習時間太少，使學生自主學習和獨立思考問題的時間幾乎沒有，不利于培養學生的自學能力和創新精神。

實際上，從課程內容上看，不同學科中有部分內容是相重復的。一至五學期的部分重復的課程內容（主要是物理與化學課之間）筆者總結在表2中，六至八學期因為分了專業所以重復的內容沒有列出。另外，無機化學與原子物理課程也有不少內容是相重復的，因我系沒有開設原子物理這門課，故重復內容也沒有列在表中。

二、科學教育專業課程設置及優化整合的設想

科學教育專業課程體系的構建要體現橫向拓寬、縱向理順、加強基礎、學科并重、突出特色和整體優化的思路 ［3］。課程的安排順序，以及課程與課程的關系應具有邏輯性。既要考慮知識結構的科學性、合理性，又要兼顧學生身心發展的規律和學科知識的內在邏輯結構關系，形成完整的專業知識體系 ［2］。

1.課程安排順序

根據以上原則，筆者認為課程的順序應把物理學科的課程安排在前面幾個學期上。因為物理學研究的是物質世界最基本結構，最普遍的相互作用，最一般的運動規律（這些規律對無機界和有機界同樣適用）及所使用的實驗手段和思維方法的一門學科。物理學構成所有自然科學的理論基礎，是自然科學的帶頭學科。有了物理學的基礎，再學習其他學科的內容既具有邏輯性又容易理解。以無機化學課程為例，化學熱力學是熱力學在化學中的應用，要給出無機化學中的化學反應熱、反應焓的概念，以及反應判據、反應限度，要用到熱學中的熱力學第一、二定律，焓、熵、自由能等概念。一般在《無機化學》的教材中，認為學生沒有熱力學的基礎，只好補充一些這方面的知識，但不夠全面也不夠深入。正如文獻 ［4］緒論中所講，“熱力學的方法論對大一學生太生疏，以往將這部分教學內容設置在教材的第一部分顯得過早，多數學生有困難……”所以從邏輯關系上講，科學教育專業的學生應先上熱學課程，再上無機化學課程，這樣學生有了熱力學的基礎，再應用到化學中，理解起來又容易，又深入。而且還可減少無機化學課程的課時數。同理物理學科中的電磁學和光學的課程也是在化學課程之前上較好。按此設想的課程安排如表3所示。

2.課程內容及課程設置

為構建“科學教育專業”多學科相互交叉、相互滲透的新型綜合性課程體系，在適合于“科學教育專業”的教材還不完備的情況下，首先要在課程的設置和內容上從專業的完整性和系統性出發進行整合，并由此積累經驗，為教材的編寫奠定基礎。

課程與課程的內容既不要過多重復又要兼顧其他課程。如講力學時，考慮到化學中要涉及到對稱性的問題，關于對稱性與守恒律及對稱操作就一定要討論。另外，因為我系“科學教育專業”不開設理論力學課程，所以有關有心力及三個宇宙速度最好能講到。熱學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，這樣就能在無機化學中應用。有關晶體的宏觀及微觀特征、結合力（化學建）、結合能的內容考慮到課程的完整性，在熱學課程中還不能不講，但要略講，待無機化學課上從化學的角度再討論。熱學中重點看晶體的熱學性質，結合能、升華熱、最好再給出鍵能及它們之間的關系。這樣學生在學習無機化學課程時，更容易聯系起來。有關反應焓、化學熵、郝斯定律等化學方面的內容對科學教育專業的學生就沒必要在熱學課上再講了。光學中講到偏振光時要聯系有機物的旋光性，對光的吸收也可聯系分析化學的內容。物理、化學課都要做實驗，實驗數據的處理也是都要涉及的內容，但也略有不同，物理實驗要清楚偶然誤差和系統誤差，實驗數據的圖示法與圖解法，分析化學實驗更注重數據的統計處理。在講這部分內容時力學實驗和分析化學都各自用了6個課時，顯然可以省去一些課時數。另外，數學課程內容也要從“科學教育專業”出發，注意與“物理學專業”的不同。要清楚數學是為其他學科提供了表述的語言，論證問題的手段和計算的方法，科學教育專業的學生關鍵是要會應用數學來解決問題，既滿足學科的需要又滿足學生再深造（考研）的需要即可，應比物理專業的數學課程學得淺些。總之，若我們對所有課程內容都能做合理的優化整合，縱向理順，則一定可做到課時少，而使學生收效大。

科學教育專業課程體系的構建除了縱向理順，還要橫向拓寬。如我系在第五和第六學期開設的天文學基礎、環境科學基礎、科學、技術與社會專題、就是體現科學教育專業“綜合性”特征的科學課程。關鍵是課程內容的選取 ［5］：（一）要注重為學生介紹各學科最新的科學發展動態。使學生能了解各學科最前沿的知識，增進學生對科學技術發展的了解，拓寬學生的科學視野，提高學生的科學素養。（二）重視提高學生運用綜合科學知識的能力，綜合科學思維的能力，特別是對跨學科科學問題的解決能力。所以，最好能在第五學期或在分了專業的第六學期開設研究型或開放性的廣泛科學課程，例如：生物、化學、物理科學概念在地球環境科學及社會和教育中的應用。而對有些人口與環境和資源短缺問題、環境污染、全球性環境等問題可通過學生的研究性課題自己學習。

受所從事專業的限制，和考慮到生物課程應在物理和化學課程后學生再學習，所以筆者只是對物理與化學課程的內容討論較多，因而一定不夠全面。實際上，不同學科或不同課程的教師要相互交流、學習，使各科教師對學生已學過的課程內容和后繼將要學的課程內容心中有數，這樣才可能真正做到多學科相互交叉、相互滲透形成新型綜合性課程體系。

參考文獻

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［2］胡興昌，羅小豐.科學教育專業教學計劃與課程體系的科學性研究.高等理科教育，2008（4）.

［3］魏明，吉世印，鄒祖莉.高師科學教育專業課程體系分析與構建.貴州教育學院學報（自然科學版），2008（9）.

［4］無機化學教研室.無機化學（第四版）.北京：高等教育出版社，2008.

［5］張婷，林長春.美國科學教育本科專業課程設置評價.重慶師范大學學報（自然科學版），2008（4）.

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第8篇：化學熱力學的研究方法范文

 

物理化學課程是我院化學、化工類專業的一門非常重要的專業基礎課，也是環境科學與工程、生命科學、醫學和藥學、食品、材料等非化學專業的一門重要的基礎理論課。物理化學不僅可以從理論上加深無機化學、有機化學、分析化學的知識，而且為后續專業課程的學習提供了必要的教育理論指導，在基礎課和專業課之間起著橋梁和紐帶的作用[1]。筆者自任教以來，先后承擔了化學專業和非化學專業的物理化學教學工作。在教學中筆者發現，與化學專業相比，非化學專業的物理化學課程有著不同的特點。

 

首先，學習該課程的學生來自不同專業和年級，既有二年級學生也有三年級學生，化學基礎各不相同，化學知識需求不相同。其次，非化學專業的物理化學教學具有課程進度較快、密度較大的特點。

 

第三，與環境、材料學院不同，食品學院、醫學院、藥學院的學生由于其專業課程設置的特點，普通物理和高等數學的基礎知識相對薄弱，學習物理化學難度更大。高等學校本科物理化學的教學內容一般包括化學熱力學、膠體化學、界面化學、化學動力學和電化學，以及統計熱力學[2]。如何將提高學生綜合素質有機地融合到物理化學的教學內容之中，需要一線教學人員進行及時、深入的教學研究。

 

然而，在這一過程中不能故步自封、墨守成規，不看授課對象。為了提高教學質量，筆者在所在學校物理化學教學中進行了一些新的教學方法和手段的探索，主要包括在教學內容方面將物理化學知識點與學生所在專業學科特色相結合，講授內容與日常生活生產實踐相結合，在教學方式上采用多種教學方式和多媒體輔助手段相結合，來激發學生的學習興趣和學習的自主性，引導學生思考，變被動學習為主動學習，發揮學生思考能力，改善教學效果。

 

一、與學科特色相結合，優化學生的知識結構

 

因材施教，了解教學對象，明確教學目標是成功進行物理化學教學的前提和保證。非化學學院由于課時限制以及培養目標的不同，決定了不能簡單地將化學專業的物理化學課程內容照搬到非化學專業，不同學院之間也不能簡單一刀切。相對化學專業，我們有必要減少非化學專業物理化學理論性，強調課程的實用性。為此，首先必須精簡復雜的理論推導，其次結合這些非化學專業的學科特色。調查研究相關學院的學科設置與化學基礎以及化學支撐的要求非常必要。通過和學院負責人座談，了解今后化學需求及化學應用側重點，為此我們還主動將物理化學融合到藥學學科建設中去，通過學科成員之間定期的交流，首先改善了教師自身的知識結構，教師基礎理論得到強化，使得教師在講授物理化學課時更有針對性。在此基礎上我們修訂了教學大綱，一方面對物理化學課程的講授重點進行相應的調整，將與環境科學、醫學、藥學和生命科學緊密相關的熱力學諸定律、化學平衡、相平衡、電化學、動力學、表面和膠體等部分作為講授重點;

 

另一方面，要根據學科的特色以及其與環境科學、醫學、藥學和生命科學的聯系，對教學內容進行必要的拓展和延伸，使教學目標符合人才培養要求。其次化學基礎學科內部優化也很重要，在學習物理化學時，學生已經學習了無機化學、有機化學、分析化學等課程，這些課程中的某些內容確實是和物理化學存在某種程度的重疊，只是系統性和深度不及物理化學，如能夠在學科體系內，協調優化各類化學課程的教學內容，則可以避免重復講授的狀況，不致浪費本已削減的教學課時[3]。由于物理化學是化學中的理論化學，因此在保證課程本身內容的連貫及銜接來對相關課程的教學內容重新整合，優化內容體系。

 

二、與生活實踐相結合，加強趣味教學讓學生主動思考

 

盡管物理化學枯燥、抽象，但物理化學主要是為了解決生產實際和科學實驗中向化學提出的理論問題，揭示化學變化的本質而逐步發展起來的科學。可以說物理化學發展在很大程度上見證了近代科技的發展，如熱力學三大定律就與工業革命有著緊密聯系，所以物理化學與我們生活息息相關，我們應該充分利用這一優勢，讓物理化學教學與生活實踐相結合[4]。比如電化學中各式各樣的電池，電池電量的確定與能斯特方程緊密結合，界面現象，防水材料，“荷花”效應，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，膠體大分子章節中，藍天白云、晨曦晚霞無不是日常生活中的常見現象。以日常生活問題為切入點，可以讓學生產生“知識就在身邊”的感覺，激發學生的學習興趣，引導學生思考。在完成理論教學之后，我們可以根據專業特點，把物理化學知識從和專業的聯系上進行展開，同樣是相平衡章節，材料化學中無機材料或金屬材料就和藥學院不一樣。這就需要教師鉆研教材，了解學科，因材施教。

 

另外一方面，物理化學是化學的靈魂，物理化學理論知識為無機、有機與分析提供了理論指導。如蒸汽壓與溫度關系就與有機中減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾緊密相關，分析中“陳化”在界面現象中過飽和溶液這一亞穩態得到理論說明，我們在學習物理化學知識巧妙的聯系以前學過的化學知識，會讓學生覺得恍然大悟，興趣倍增。物理化學很多章節不僅與日常生活社會實踐相聯系，而且與傳統文化緊密聯系，如化學平衡移動中勒夏特列原理與老子《道德經》中“補不足而損有余”非常吻合。把單一的學科和社會生活、傳統文化聯系起來，不僅增強了學生興趣，而且增強了學生對知識的理解，能取到良好的效果。總之，物理化學的特點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、多種教學方法相結合，引導學生積極思考

 

物理化學是一門理論化學，解決實驗向化學提出的理論問題，決定了物理化學知識具有層次性。實際問題包括日常生活問題很實在的問題，理論問題比較抽象，而工業生產實踐則處于兩者之間，如果我們能引導學生進行積極思考，由淺入深、舉一反三必將取得良好的教學效果，為了達成這一目的，我們多種教學方法相結合，發揮學生的主體作用。

 

1.課堂討論式教學方法。討論式交流是啟發式教學的典型代表，注重培養學生自己思考分析的能力。在物理化學中，有很多理論模型，例如理想氣體、可逆過程等，雖然不存在但有很重要的意義。通過討論看有沒有更好的模型，現有模型的意義和優缺點。這種方式不僅培養了學生自我學習知識的能力，同時還鍛煉了學生主動發言的能力。在討論結束后，教師再在討論基礎上歸納總結，對于他們沒有提到的意義和特點進行補充。

 

2.案例教學方法。在教學實踐中，案例教學方法實際上已經被廣泛使用，案例教學法最重要的是先找到合適的案例，對一些知識進行歸納總結。如熱力學第二定律是探討方向的定律，我們可以介紹人類把石墨變成金剛石，即“點石成金”的歷史。圍繞1954年通用公司條件探討該反應298K標況下能否進行，繼而可得必要條件，每步都是問題，每步都在思考，讓學生在思考中鞏固所學知識。

 

3.課題項目導向法。課題項目導向法是讓學生完成指定的工作項目，在教師指導下學生自己完成信息收集、方案設計、過程實施及最終評價，從而獲得學習成果的一種教學方法[5]。這方面的探索我們目前主要集中在實驗教學上。我們在不改變教學內容的前提下，改變教學模式，把傳統實驗改造成設計性、研究性實驗。課題通知下達后，學生進行合作與交流，查閱文獻，制訂工作計劃，并在教師指導下進行完善，最后確定工作方案，完成相應的實驗。在教師確認原始記錄后，學生通過計算機處理數據，完成實驗報告。教學模式的改變讓學生必須思考實驗中的理論實踐問題，自己理論聯系實際，分析解決問題。

 

四、與多媒體輔助手段相結合，提高教學效率

 

多媒體信息量大，化抽象為直觀，不僅可以解決學時縮短的問題，也可以幫助教師突破教學難點，教師充分利用多媒體輔助手段可以充分發揮教師的主導作用。多媒體輔助教學另外一個優點是可以通過網絡平臺進行交流[6]，為此我們也非常重視網絡教學平臺的建設，及時與本課程相關的各種基本信息和學習資料及文件，學生可以在課后繼續按照教師的指導學習思考。利用互動式題庫使學生很快發現自己的問題，并加強思考。

 

物理化學課程是既枯燥又生動的基礎課，影響教學效果的因素也有很多，因為其理論性強，要提高物理化學課程的教學效果，教師必須引導學生進行思考，以興趣教學為手段，引導學生積極思考，達到提高教學效果，增強學生素質，解決學習問題的目的。

第9篇：化學熱力學的研究方法范文

【論文摘要】 《物理化學》作為藥學專業基礎課，與藥學專業課和藥學研究關系密切。通過加強理論知識與實際應用，特別是藥學實踐的聯系和融合，不斷推進教學方法改革，以激發學生的學習興趣，提高教學質量。

物理化學是從研究物理變化和化學變化的聯系人手，探求化學變化的基本規律的一門科學IlJ。對于高等醫藥院校藥學專業的學生來說．物理化學是一門重要的專業基礎課程和必修課程。是繼無機化學、有機化學之后的一門理論化學課程。其內容除了涉及無機化學、有機化學、分析化學的知識外。還與物理學、高等數學和生物化學等知識密切相關。同時．又為后繼課程如藥物化學、藥劑學等的學習提供方法和理論指導．它在基礎課程和專業課程之間起著橋梁和紐帶的作用，并且藥學研究的整個過程都與物理化學密切相關。由于該課程是一門專業基礎課。學時少內容多的矛盾較為突出。同時物理化學理論性強、公式多、邏輯性強．教師感到難教，學生覺得難學。學生覺得難學、枯燥的原因很大程度上在于在教學的過程中，教學內容缺乏與實際應用特別是藥學實際的密切聯系，致使學生覺得不能學以致用，導致缺乏學習的興趣。因此要提高教學質量，激發學生的學習興趣，就必須改進教學方法，加強物理化學理論知識與實際應用特別是藥學實踐的聯系和融合是至關重要的。

1理論聯系實際．強化藥學特色

1．1與藥學實踐相結合

物理化學理論抽象、概念多、公式多，初學者不易掌握。如果在授課時僅僅是教會學生如何應用概念、公式去解題。學生往往會感到課程既難學又似乎沒有實際應用價值。因此在教學中應注重理論聯系實際，注重結合藥學方面的實際問題進行講授．把抽象的物理化學原理與藥學實踐相結合．注意用理論知識去分析和解決實際問題．使學生達到學懂會用，學以致用的目的。

第一，物理化學可為藥物新劑型的開發提供理論指導。混懸液、乳狀液、膠體等劑型的藥物配制都需要應用表面化學和膠體的知識點。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，制成的藥物具有均勻的微細分散結構。可大大改善其溶出速度。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之一，近年來被用于多種藥物制劑的開發．其突出優點有增溶，促進吸收．提高生物利用度．減少過敏反應等。如抗腫瘤藥喜樹堿在微乳中的溶解度提高23倍。在介紹膠體分散體系時，通過給學生引入“微乳”的實例。不僅提高了學生的學習興趣，也加深了學生對物理化學中枯燥概念的理解和掌握。

第二，為藥物研究和病變檢驗提供實驗方法。人的體液均為膠體，利用膠體粒子帶電的特點，通過電泳方法可分離體液，判斷某器官是否病變等。例如在電場作用下．可將唾液中的消化酶分離出來，這對單獨研究酶的活性提供了方便。又如當人體的脂質代謝遭到破壞時，血液中紅細胞的電泳率就會低于正常值．通過電泳的測定就可判定人體的肝功能是否正常網。這些實際應用均與膠體知識相關。

第三，為新藥的研發提供理論指導。化學藥物中合成路線選擇、工藝條件確定，反應速率及機制的分析，這些都需要化學熱力學及化學動力學基礎，而產品的分離和純化又需要相平衡的理論知識；相平衡中結晶、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基礎等。

第四，為專業課程學習和研究提供理論基礎。實際上物理化學各章節的內容．都與藥學專業主要專業課如藥物化學、天然藥物化學、藥理學和藥劑學有千絲萬縷的聯系。藥理學中有關藥物的穩定性及體內代謝等直接與化學動力學規律相關；藥劑學中溶膠的性質需要電化學知識；在藥代動力學研究中，首先要確定模型是一室、二室還是三室，應用的則是化學動力學中一級反應和零級反應的知識等。

1．2與教師科研相結合

高校中的教學與科研是相輔相成、相互促進、缺一不可的，堅持教學與科研相結合，是培養學生創新能力的主要途徑，也是理論聯系實際的重要環節。將教師成熟的科研成果及時轉化為實驗教學內容，編寫為教材，保證實驗內容新穎，既有廣度，又有深度。學生把掌握的理論知識融會貫通地運用到實際中，把枯燥、抽象的知識變成了生動易懂的實驗，激發了學生的求學欲望，增加了學生學習的興趣和動力。筆者在教學中，結合有關抗氧化劑的構效關系研究與設計方面的科研工作。將化學熱力學、化學動力學等理論內容與科研實際結合起來，收到了良好的教學效果。課外，通過布置課程小論文，以物理化學原理知識在藥學方面的應用為題．讓學生主動搜尋資料，閱讀參考書，促使他們在論文撰寫中更進一步地理解理論知識和相關方法，同時也培養了他們基本的科研素養。

1．3與學科發展前沿相結合

物理化學作為基礎理論化學。往往給人一種遠離科技前沿的錯覺。實際上，物理化學原理是許多高新技術的基礎。且在高新技術領域有著重要的應用。因此。教師要密切關注物理化學領域的最新發展，結合學生專業特點和學校的科研特色，介紹基礎知識在相關領域的應用趨勢，引導學生思考，要站在學科發展的前沿反觀基礎、改造基礎、重建基礎。如在學習拉烏爾定律時，將拉烏爾定律與滲透、反滲透方法結合，講解其在宇航員制造太空水過程中的應用．使學生了解了科學技術和社會的關系。激發了學生強烈的求知欲望和學習熱情明；又如在學習表面現象這一章時，結合舉例2007年諾貝爾化學獎獲得者埃特爾有關一氧化碳在金屬鉑表面的氧化過程的研究，催生了汽車尾氣凈化裝置，從而了解表面化學的研究領域對制藥、化工產業影響巨大，物質接觸表面發生的化學反應對工業生產運作至關重要。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。通過這些前沿概念性的介紹，使學生在開闊眼界的同時啟發了創新性思維。通過在教學中不斷滲透前沿科學知識。不僅使物理化學教育富有生命力、感染力與時代感，而且培養了學生的科學素質，使他們的學習目標更加明確。教師在介紹前沿科技時表現出的熱愛化學、崇尚科學的情感和價值觀。也會對學生科學精神的形成產生深遠的影響。

1．4與生活實際相結合

比如我們在實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，通過與這些生活實際相結合，引導學生在物理化學的學習中得到解答。

2實現理論與實踐融合的途徑與手段

2．1加強藥學知識學習，提高教師藥學知識水平

要實現物化理論知識與藥學專業的融合，教師的業務水平至關重要。教師只有具備深厚的藥學和生命科學方面的專業知識，才能理解物化課程在藥學中的作用，在教學中將物理化學與藥學融為一體。目前從事物理化學教學的教師大多畢業于化學專業，缺少必要的藥學知識背景，而藥學專業的物理化學教學是要能更好地服務于藥學專業課的學習和藥學科學研究。這就要求教師除了花費大量的時間和精力備課外，還需要對藥學知識有所了解和掌握，需要教師不斷加強藥學知識學習，提高自己的藥學知識水平。有的學校要求化學基礎課教師必須聽完一輪藥學專業的相關課程，甚至參與某些專業課程的教學，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專業知識，對于自身知識結構的優化，實現物理化學與藥學專業的融合都有十分重要的作用。

除了不斷提高自身的藥學知識水平外，加強與藥學專業課教師的聯系和合作也是實現理論與實踐融合的重要途徑。筆者在教學中，經常與藥劑學等專業課程教師交流。開展集體備課，了解物化基礎知識和理論在藥劑學中的應用，從而明確了教學中的重點，加強了理論與實踐的融合。突出了物理化學的基礎課地位和作用，取得了良好的教學效果。

2．2設立專題講座

結合藥學特點，開設與藥物化學、天然藥物化學、藥理學、生物電化學、藥劑學等藥學專業密切相關的系列知識講座，也是加強物理化學與藥學融合的一個重要途徑。

2．3開設綜合性、開放性實驗

理論知識與藥學專業的融合也體現在融合藥學特色的物理化學實驗的設計上。通過改進實驗內容，開設綜合性、開放性實驗，體現面向藥學專業的特色。例如，根據旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數實驗，可增加研究藥物有效期的實驗；將凝固點降低法測萘的分子量改為測葡萄糖的分子量，同時利用該實驗的原理和方法測定中藥注射液的滲透壓等。

在學習化學動力學章節時，教師結合藥學專業特色，參考藥物穩定性和代謝動力學知識，給出學生明確的提綱，讓學生查閱文獻，師生共同設計實驗方案，開設開放性實驗。讓學生在開放性實驗的設計、完成過程中，將物理化學理論知識更好地運用到藥學研究中，同時也可以培養學生基本的科研思維。

2．4吸納學生參與科研項目