材料物理化学论文范文

时间:2023-03-04 12:31:32

材料物理化学论文

材料物理化学论文范文第1篇

与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。

2两组分液态完全互溶系统的相图

虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。

3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图

具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。

4相图在金属材料中的应用

4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。

4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。

5结语

相图在金属材料领域中起着非常重要的作用,本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂,通过提出问题,实例讲解和动画演示等多种形式组织教学,建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系,便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识,以期为学生正确理解和应用相图提供指导。

材料物理化学论文范文第2篇

关键词:期望效应;工科物理化学;课外实践;实证

物理化学包含了化学热力学和化学动力学等内容,是工科类院校化学、化工、矿物加工、材料、环境等专业的一门重要的基础课程[1]。其以概念抽象难懂、逻辑性强、公式推导繁琐、记忆难为特点,是一门既难教又难学的理论课程[2]。在之前的研究中,我们把教育心理学领域的“期望效应”引入到工科物理化学专业课程的课堂教学中来,综合运用鼓励法、宽容法、信任法、关爱法和发展法等研究手段,达到积极发挥学生的主观能动性、提高学生的学习兴趣和改善师生关系的目的[3]。

1“期望效应”

“期望效应(ExpectancyEffect)”又称“皮格马利翁效应(PygmalionEffect)”或“罗森塔尔效应(RosenthalEffect)”,在教育心理学上指教师对学生行为的期望本身将导致该期望成为现实。著名心理学家罗森塔尔用实验在小学教学上予以验证,证明了将期待变成现实的可能性[4]。

2实验过程

本文将“期望效应”应用到工科物理化学的课外实践活动中,运用实验和论证的方法,研究在课外实践活动中该效应下学生的活动规律,探讨“期望效应”与学生行为之间的相互作用机制,以实现“期望效应”在高校人才培养中发挥更大作用的目的。为了拓展学生视野,培养学生独立学习和工作的能力,充分发挥发散思维和自主能动性,要求学生结合工科物理化学课程的相关知识点和相关现象,在课余撰写一篇研究小论文。将矿物加工工程专业并行的3个班学生分开,分别布置课外实践内容,对其中一个班说,当代大学生已是天之骄子,独立意识和创新意识都很强,很多创造性的成果都是在学校期间得到锻炼而实现的,我们同样能够做出惊人的事迹,请大家积极发挥主观能动性,查找资料,结合物理化学课程的相关知识点和相关现象,就自己感兴趣的知识点或现象,充分发挥想象和动手能力,撰写一篇研究小论文,以培养独立和创新意识,提高资料搜集和论文撰写能力,同时也能开拓视野,激发自己对学习和生活的兴趣,这本身也是对自我综合素质提升的很好锻炼。对另一个班的学生说,结合物理化学课程的相关知识点和相关现象,每位同学必须撰写一篇研究小论文,凭你们现在的水平和能力,也不敢奢望你们能写出什么好文章,但这是任务,必须完成,否则平时成绩会受到影响。对第三个班的学生其他什么也不说,就告诉他们要结合物理化学课程的相关知识点和相关现象,每位同学撰写一篇研究小论文交上来。最后将期末收到的小论文进行分类整理,从选题、内容、格式等方面分别统计3个班学生的论文,探究这3个班学生活动的差别。

3实验结果及分析

结果发现,第一个班的学生论文,无论从选题的新颖性和来源的广泛性,还是从内容的丰富性、逻辑组织的严密性和格式的规范性,整体上比第二个班的学生论文要好很多。例如,在选题上,“论半衰期在考古学中的应用”“论稀溶液的依数性在生活中的应用”“逆Carnot循环在空调节能上的应用”“表面活性剂的润湿作用及其在生活中的应用”“超临界萃取技术在中草药及天然产物提取中的应用”“物理化学为您揭秘生活现象”“关于无声饮水机的研究”“从物理化学的角度综合分析秸秆的合理利用”“突破绝对零度—对温度的进一步认识”及“物理化学法在处理矿山废水中的应用”等,选题都很新颖,涉及领域也很广泛,很能吸引眼球。而第二班的选题大多是诸如“热力学第一定律的内容”“论热力学第一定律”“热力学第一定律”“平行反应的影响因素”“物理化学论文”“相平衡的内容”“熵变的内容”“凝固点降低及其生活应用”“原电池与电解池的应用”“金属的腐蚀与防护”“浅谈稀溶液的依数性”“物理化学的学习与生活”及“生活中的物理化学”等,基本是对教材中的知识点的概括,少数同学作了知识点的引申讨论,新颖性和涉及领域都显得很平淡,难以抓住眼球。内容上也是,前一个班的学生论文内容整体较丰富,查的资料多,信息量全,有强有力的支撑材料,逻辑清楚,且能做到图文并茂,布局合理,行文格式规范,能够赏心悦目,看了还想看;而后一个班的学生论文,大部分是课本内容的整理,尽管也有一定的应用探讨和资料支撑,但整体显得枯燥单调,也未能图文并茂,有的甚至全文纯文字,连个示意图都没有,整体上要逊一筹,只有极少数学生论文撰写相对较好。而第三个班学生论文的表现整体上处于中等,介于前两个班之间,没有前两个班对比那么明显。从上面的实验可以看出,人们对某种情境的知觉而形成的期望或预言,会使该情境产生适应这一期望或预言的效应,这就是前述的“期望效应”。在给第一个班布置课外实践作业过程中,充分利用了鼓励法[5]、信任法、关爱法[6]和发展法,多鼓励我们的学生,让他们认识到自己也可以是这一剧中的辉煌,真诚地信任学生,教师的信任会变成一股强大的力量,帮助学生将相对枯燥的专业知识应用到自己感兴趣的生活领域,相信我们所面对的学生中,绝大部分将是社会的栋梁之才,我们洒下的每一滴汗水都不会白流,我们传授的知识将是他们改造世界的有力工具。从上面研究论文撰写的实验研究结果也看出,这种鼓励、信任、关爱和发展会起到意想不到的特殊效果,在发挥学生的主观能动性、提高学生的学习兴趣、提高教学效果和改善师生关系方面比打击、瞧不起、不信任、刻薄和僵化所产生的效果会好很多。

4结语

将“期望效应”应用到工科物理化学的课外实践活动中,运用实证的方法,考究在研究论文撰写这种课外实践活动中学生的活动规律,探索“期望效应”与学生行为之间的相互作用机制,能够让“期望效应”在高校人才培养中起到更大的作用,也能为“期望效应”在其他领域的应用提供案例参考,这在理论上和实践上都具有重要意义。

参考文献:

[1]沈文霞.物理化学核心教程(第二版)[M].北京:科学出版社,2009.

[2]刘国杰,黑恩成.物理化学导读[M].北京:科学出版社,2007.

[3]杨再文,刘向荣,赵顺省,等.“期望效应”在工科物理化学教学中的应用探讨[J].课程教育研究,2014(22):166-167.

[4]RobertRosenthal,LenoreJacobson,Pygmalionintheclassroom(Expandededition)[M].NewYork:Irvington,1992.

[5]白音.爱的效应———罗森塔尔效应在德育工作中的应用[J].林区教学,2011(12):35-36.

[6]刘焕春.“罗森塔尔效应”在化学实验教学中的运用[J].中小学实验与装备,2006(16):51-51.

材料物理化学论文范文第3篇

[关键词]科研实践;物理化学;教学

物理化学是一门借助物理的基本原理,揭示化学基本规律的学科,也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科,具有理论公式多,推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂,对数学知识要求高,容易产生畏难情绪,也往往认为理论知识学了没有用途,导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题,通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象,借助物理化学知识加以解决,但是这只是一些简单的应用,并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果,但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单,并不能激发他们对物理化学学习兴趣,解决他们对物理化学理论学习的困惑,展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系,从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外,物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的,能指导科学实践活动。因而,在物理化学实际教学中,除了要结合生活实践之外,教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值,才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性,同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲,从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此,教师科研能促进物理化学理论教学,也能促进学生对当前科研前沿的了解,激发学生的求知欲,培养学生的科学素养,为今后的发展奠定基础。

1科研实践对物理化学教学的促进作用

1.1物理化学理论在科研实践中的应用

尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂,但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识,因而,我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中,以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识,帮助他们更好地理解这些基础知识,激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中,通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子[1]。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应,电极反应分别是PtCl42-+2e-=Pt+4Cl-,AuCl4-+3e-=Au+4Cl-。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42-和AuCl4-的还原电势以及碳纳米管的氧化电势,并比较它们的大小,从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物,计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势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),通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面,关键是通过原电池效应合成的碳纳米管-金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能,体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值[2-4]。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛,考虑的因素复杂,但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上,物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用,利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理[5-7]。因此,物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值,是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。

1.2科研实践对学生物理化学学习的促进作用

物理化学中的基础知识都是比较抽象,数学公式比较多,这增大了学生学习的困难,但是这些基础知识都是来自科学实践,相应地能用来指导科学实践活动,因而,学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识,能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先,科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频,直观地展示和支撑他们的实验结果,帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文,在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点,使得抽象的知识图像化、具体化,同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前,加深学生对该知识点的印象,促进学生对该知识点的理解和掌握。其次,物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生,不仅能帮助学生理解这些知识点,更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系,而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中,并指导科学实践和生产实践活动,使得学生不再认为理论知识难学而没有用途,更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点,甚至通过网络数据库等相关工具,更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容,从而间接地提高他们的自学能力,培养他们积极主动学习的能力。最后,借助物理化学教学引入科研生产实践的概念,让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界,从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识,同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿,掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识,引导学生关注本学科发展前沿和科研动态,使学生浸润在科研的氛围下,产生浓烈的科研倾向[8]。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣,建立严谨的科研和学习态度,刺激学生对未知世界的求知欲望,并潜移默化地培养他们的科学素养,为今后的工作学习提供基础。因此,物理化学教学中引进科研实践,不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化,而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性,培养他们的基本科学素养,激发他们对未知世界的求知欲望。

1.3教师科研实践对物理化学教学的重要影响

对于普通本科院校来讲,无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用,无法代替教师的角色,无法改变教师授课主体的本质,因而,教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活,也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而,教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力,而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用,增加了教师的业务知识水平,对课堂教学有非常大的促进作用,因而,要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作[9]。首先,本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料,了解当前科技发展的动态,及时跟踪本学科领域的最新进展,更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力,并不断更新和完善自己的知识体系,能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生,同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势,自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式,进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次,教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程,能提高教师的逻辑思维能力和表达能力,能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质,激发教师的创新思想,迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用,促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风,对学生成才起到推动作用。此外,教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及,对学生有很大的引导和促进作用,同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望,主动参与到教师的科研实践,激起他们对物理化学基础理论学习的热情[9]。因此,教师要实现物理化学教学的改革创新,适应当前形式下物理化学教学的发展,仅凭教学经验是远远不够的,必须从事科学研究去实践、去探索、去创新,进一步提高本学科的知识结构,从而加快教育观念的更替,逐步形成具有自身特色的教学方式,将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中,才能改变多年从教的疲惫与困惑,同时也激发了自身潜在的创造力。

2结论

物理化学中基本规律和数学公式是经过科学实践论证总结而形成的普遍性规律和公式,同时它们又能用来指导科学实践活动。尽管当前科技迅速发展,但是物理化学书本上的基础理论在科研实践中有大量的应用,仍然具有重要的实用价值。在教学过程中,教师可以利用科研实践成果使物理化学中抽象的知识形象化、具体化,让学生意识到这些基础知识学习的重要性,同时可以刺激学生的好奇心和求知欲,培养学生的科研素养。在物理化学教学中,教师的专业素质就是提高教学质量的保证,因而,应该鼓励教师积极参加本学科的科研实践,了解当前科技发展的动态,及时跟踪本学科领域的最新进展,将科研实践的物理化学新观念渗透到教学实践中,加快教师自身教育观念的更新,逐步形成具有自身特色的教学方法和模式。因此,科研实践对物理化学教学具有积极的推动作用。

材料物理化学论文范文第4篇

[关键词]科研实践;物理化学;教学

物理化学是一门借助物理的基本原理,揭示化学基本规律的学科,也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科,具有理论公式多,推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂,对数学知识要求高,容易产生畏难情绪,也往往认为理论知识学了没有用途,导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题,通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象,借助物理化学知识加以解决,但是这只是一些简单的应用,并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果,但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单,并不能激发他们对物理化学学习兴趣,解决他们对物理化学理论学习的困惑,展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系,从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外,物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的,能指导科学实践活动。因而,在物理化学实际教学中,除了要结合生活实践之外,教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值,才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性,同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲,从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此,教师科研能促进物理化学理论教学,也能促进学生对当前科研前沿的了解,激发学生的求知欲,培养学生的科学素养,为今后的发展奠定基础。

1科研实践对物理化学教学的促进作用

1.1物理化学理论在科研实践中的应用

尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂,但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识,因而,我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中,以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识,帮助他们更好地理解这些基础知识,激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中,通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子[1]。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应,电极反应分别是PtCl42-+2e-=Pt+4Cl-,AuCl4-+3e-=Au+4Cl-。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42-和AuCl4-的还原电势以及碳纳米管的氧化电势,并比较它们的大小,从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物,计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势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),通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面,关键是通过原电池效应合成的碳纳米管-金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能,体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值[2-4]。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛,考虑的因素复杂,但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上,物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用,利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理[5-7]。因此,物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值,是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。

1.2科研实践对学生物理化学学习的促进作用

物理化学中的基础知识都是比较抽象,数学公式比较多,这增大了学生学习的困难,但是这些基础知识都是来自科学实践,相应地能用来指导科学实践活动,因而,学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识,能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先,科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频,直观地展示和支撑他们的实验结果,帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文,在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点,使得抽象的知识图像化、具体化,同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前,加深学生对该知识点的印象,促进学生对该知识点的理解和掌握。其次,物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生,不仅能帮助学生理解这些知识点,更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系,而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中,并指导科学实践和生产实践活动,使得学生不再认为理论知识难学而没有用途,更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点,甚至通过网络数据库等相关工具,更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容,从而间接地提高他们的自学能力,培养他们积极主动学习的能力。最后,借助物理化学教学引入科研生产实践的概念,让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界,从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识,同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿,掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识,引导学生关注本学科发展前沿和科研动态,使学生浸润在科研的氛围下,产生浓烈的科研倾向[8]。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣,建立严谨的科研和学习态度,刺激学生对未知世界的求知欲望,并潜移默化地培养他们的科学素养,为今后的工作学习提供基础。因此,物理化学教学中引进科研实践,不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化,而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性,培养他们的基本科学素养,激发他们对未知世界的求知欲望。

1.3教师科研实践对物理化学教学的重要影响

对于普通本科院校来讲,无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用,无法代替教师的角色,无法改变教师授课主体的本质,因而,教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活,也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而,教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力,而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用,增加了教师的业务知识水平,对课堂教学有非常大的促进作用,因而,要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作[9]。首先,本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料,了解当前科技发展的动态,及时跟踪本学科领域的最新进展,更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力,并不断更新和完善自己的知识体系,能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生,同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势,自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式,进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次,教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程,能提高教师的逻辑思维能力和表达能力,能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质,激发教师的创新思想,迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用,促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风,对学生成才起到推动作用。此外,教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及,对学生有很大的引导和促进作用,同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望,主动参与到教师的科研实践,激起他们对物理化学基础理论学习的热情[9]。因此,教师要实现物理化学教学的改革创新,适应当前形式下物理化学教学的发展,仅凭教学经验是远远不够的,必须从事科学研究去实践、去探索、去创新,进一步提高本学科的知识结构,从而加快教育观念的更替,逐步形成具有自身特色的教学方式,将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中,才能改变多年从教的疲惫与困惑,同时也激发了自身潜在的创造力。

2结论

物理化学中基本规律和数学公式是经过科学实践论证总结而形成的普遍性规律和公式,同时它们又能用来指导科学实践活动。尽管当前科技迅速发展,但是物理化学书本上的基础理论在科研实践中有大量的应用,仍然具有重要的实用价值。在教学过程中,教师可以利用科研实践成果使物理化学中抽象的知识形象化、具体化,让学生意识到这些基础知识学习的重要性,同时可以刺激学生的好奇心和求知欲,培养学生的科研素养。在物理化学教学中,教师的专业素质就是提高教学质量的保证,因而,应该鼓励教师积极参加本学科的科研实践,了解当前科技发展的动态,及时跟踪本学科领域的最新进展,将科研实践的物理化学新观念渗透到教学实践中,加快教师自身教育观念的更新,逐步形成具有自身特色的教学方法和模式。因此,科研实践对物理化学教学具有积极的推动作用。

材料物理化学论文范文第5篇

[关键词]物理化学;教学改革

物理化学是一门以物理学中的基本原理为出发点,研究和探讨化学体系的性质和规律,并最终建立其相关规律的学科。随着当今科学技术的深入发展,物理化学不断向更多的研究领域渗透与融合,目前已经成为化学,化工,材料,生化,制药,环境等诸多专业学生的重要基础课程。物理化学是将物理原理应用于化学相关学科的一门学科。因此,物理化学不仅具有非常强的逻辑性和系统性,同时也具有很强的应用性。物理化学学习既要求学生具备扎实的物理和数学知识背景,也要求学生具有较强的理论联系实际的能力。物理化学的这种跨学科性和应用性加大了对学生的要求,同时也加深了学生学习的难度[1]。物理化学的知识点从物理基本原理出发,最终体现为大量的公式。如果学生没有系统的学习过这些物理原理,在物理化学课程的学习中可能会觉得深奥难懂,并且感觉十分的枯燥。有些学生在学习这门课程时,面对大量的公式和推导,感觉就像一座大山压在前面,始终翻不过去,如果摆在他们前面的这座大山长期得不到解决,最终可能会导致学生学习的积极性大大降低,甚至半途而废。而工科学生往往缺乏比较系统深入的物理知识背景,这也加大了他们学习这门课的难度。因此,物理化学成为工科学生学习中的难学、难懂、学不好的一门课程。然而,对他们以后的专业学习和研究来说,物理化学往往是联系他们以前所学知识和今后学习和研究的桥梁,起非常重要的作用。因此,如何帮助学生克服学习物理化学课程中的困难,提高学生学习物理化学的积极性和兴趣,并提高学生动手能力和创新能力,成为了教师在教学过程中需要不断探索总结的研究课题。本文根据作者在物理化学教学中所做的一些努力和实践,谈谈个人在物理化学教学过程中的几点探索和体会。

1注重理论知识的系统性和基础知识的联系性

物理化学源于物理原理,它的分析和讲解都是从物理原理出发的。不理清和学懂这背后的物理原理,往往会使得学生难以准确理解物理化学中的一些基本结论。而过于强调和深入到这些物理原理中,又会让学生迷失学习的方向和目的。因此,对于物理原理的讲解,是教学过程中的一大难点,也是学习物理化学课程最开始就要克服和解决的问题。物理化学课程以对理想气体和真实气体这一最简单物相的研究开始,将物理化学中最重要的三大定律,即热力学第一定律,热力学第二定律和热力学第三定律引入了出来。这些热力学内容的学习相对比较枯燥,其中的物理图像和概念十分的抽象,比如基本概念——功和热,过程与途径,看似简单而容易混淆,这要求教师讲解的时候要多举一些生活中实际的例子。比如对过程和途径的解释,可以举个实际的例子。比如,用从家到超市买东西这同一过程,可以采取不同的交通工具和不同的路线来实现,这对应于同一个过程可以有不同的途径。比如状态函数——焓和熵,教材中的概念似乎不那么直观,但是教学中可以从数学的语言,用公式的形式一步步把它们推导出来。而通过卡洛定理以及克劳修斯不等式推导出来的熵,从数学表达式上看它代表热除以温度,也就是热温之商,这恰好跟它右边的商字吻合。教学中采取公式推导加形象化描述的手段,让这些抽象的概念变得更加直观,也让学生的学习和理解变得更加生动有趣。从热力学第一定律到第二定律,再到第三定律,可以通过简单的公式推导一步一步证明而来。通过这样的讲解,学生学习热力学三大定律的时候也就不会那么枯燥无味,反而可以体会到热力学三大定律中用数学语言描绘的物理原理,体会到其中数学语言的强大以及科学的严谨,让学生学习的兴趣陡增。以类似生动有趣又简单易懂的方式教学不仅使得学生不会对大量的公式厌烦,反而慢慢地喜欢上公式表达的乐趣。物理化学中公式虽然多,但是跟随教师形象生动的讲解,学生能够一步一步通过推导将公式联系起来。学生只要注意好了其中的联系,理解了其中的核心概念,学习起来就比较容易了。当学习到多组分系统的时候,大量的数学推导和表达式随之而来,这时的重点可以放在公式最终结论背后的物理意义,而不要过分强调公式的推导过程。总之,抓住理论知识的系统性以及基础知识的联系性,能使得物理化学的学习从枯燥变得明朗。形象化的讲解让物理化学的学习变得轻松愉快起来。

2因材施教,针对不同的专业适当变化重点内容

工科专业的学生学习物理化学,由于工科所研究的方向之多,随着所学专业的变化,我们的侧重点也可以略微有所不同[2]。工科学生更加注重学生对相关工业生产领域和可能从事的特定行业的学习。例如对于材料专业的学生来说,很多材料的热处理与加工(比如钢铁的炼制)非常重要。材料在加工和处理的过程中,依据的最基本原理就是相图,所以教师在讲授时可以对相图进行更深入详细的讲解[3]。相图看似是由一些简单的线条组织而成,但实际上它是材料性能和变化过程最直观而丰富的表示。利用相图,我们可以对许多材料进行加工和处理。比如从水的单组分相图中,我们可以观察到水在气态、液态和固态之间相互转变的过程。过冷水这种亚稳态的存在也可以用相图上水气线的延长线来表示,而亚稳态之所以存在,可以用下册界面现象这一章中弯曲液面的附加压力及其后果这一节的知识点来解释。通过这样的方式将不同章节的两个知识点联系起来,学习相图的时候我们可以指出为什么亚稳态会存在这么一个问题,简单讲解其中的原理,把问题引到界面这个问题上去,好奇的同学也许就会主动学习其中的缘由。当学习到界面这一章时,又可以回顾相图中这一条延长线,再次加深学生的印象。这样通过把知识点联系起来学习的方法,必然能够提高学生学习的兴趣,加强学习的效果。另外,两组分固态互溶系统相图中的水-盐相图,可以用来解释结晶法分离盐的过程。通过水盐系统的两组分相图,对水盐系统进行合理的浓缩处理,使得水盐系统的浓度刚好大于其三相点,再通过降温结晶的办法,就可以把水盐给分离开来。这也属于材料分离处理的一种方法。同时,两组分固态相图也是铁碳合金也就是钢这种材料热处理的基本原理所在。偏析和退火,一个要利用两相转化的不平衡,一个要减少两相转化的不平衡,在不同的材料处理过程中,都可以用来改善材料的性能。通过这样的方式对相图进行讲解,可以力争使得原本抽象难学的相图变得更加生动有趣,从而提高学生学习的效果。对于化工专业的学生,可以将化学动力学这一章的一些原理跟工业生产联系起来进行详细讲解。动力学的原理,可以指导我们最大化的获得我们所需要的工业产品。总之,针对不同专业的学生讲解时,物理化学课程的所有知识面都要遍及,但是侧重点可以稍有不同,联系学生所学的专业与生产实际相结合进行讲解,加强学生的专业学习成就感,更能激发学生的学习兴趣。

3注重物理化学课堂教学与物理化学实验相结合的教学手段,加强学生的动手能力

物理化学虽然是一门理论课程,属于理论化学的范畴,但是它也是一门应用性很强的课程。如果能够在教学中把握这一点,特别是能够加入物理化学实验的话,对学生的动手能力的加强以及理论知识的学习也会有很大的帮助[4]。与课本知识相结合,我们在教学过程中安排了如下一些实验:在热和焓的相关学习中安排了燃烧热的测定实验,实验过程也可以让学生更加深入理解热力学第一定律这一章节的知识点。安排的第二个实验是液体饱和蒸汽压的测定,这个实验有利于学生加深理解气液两相平衡的概念以及克-克方程。安排的第三个实验为二元金属相图,实验用热分析法测绘Pb-Sn二元金属相图。这个实验让学生对相图有了更深入的了解,使得相图变得不再抽象,而是逐渐明晰起来。动力学这一章节安排了乙酸乙酯皂化的一个二级反应。这个实验用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数和活化能。电化学这一章节安排了电化学综合性实验,这个实验用动态方法测定不锈钢在硫酸溶液中的阳极极化曲线,测定镍在硫酸溶液中的阴极极化曲线和阳极极化曲线。这几个实验的设计,不但锻炼了学生的动手能力,也能够让学生从枯燥乏味的理论学习中脱离出来,用实际而生动的实验体会到理论的本质,从而让物理化学的学习变得更加有趣。学生在认真实验的同时甚至还能从实验室找到自己从事科学研究的乐趣,这为以后学生从事相关领域的生产研究和科学研究都有很大的帮助。

4科学研究与课堂教学紧密联系,充分调动学生的学习积极性,培养学生创新思维和能力

课本知识的学习,往往更加注重基础知识的系统性与普及性。长时间的课本学习,往往容易使学生感觉乏味。此时,如果能将课本的学习与工业生产,或者更加前沿的科学研究结合起来,有时候会对学生的学习起到很大的促进作用。比如界面现象章节中对表面与界面中所涉及到的问题的学习,化学反应动力学章节中对反应速率和活化能等知识点讲解,可以通过一些实际的科学研究课题将它们联系起来。在快讲解完这两章节时,作者给学生讲解了一篇关于钯掺杂的氮化硼用于催化氧化一氧化碳的理论研究论文[5]。这个研究大致描述的是,一氧化碳存在于汽车的尾气中,可以采用适当的催化剂将它在排放到大气之前氧化掉,从而变成一种无毒的气体。这个问题本身比较简单,学生也容易理解和接受。论文中采用的是计算化学的研究手段,具体计算过程学生可以不用详细研究。而其中的核心过程最初涉及到了CO,O2,以及氧原子在氮化硼纳米管上面的吸附,这个吸附过程发生在界面与表面上,其中就分别涉及到了物理吸附和化学吸附。这对应于界面这一章节的内容,通过CO,O2等分子在氮化硼纳米管上面吸附的讲解,可以让学生更加深入地理解界面吸附的过程和性质。文中提出了三种反应机理,论文用图像直观地描述了反应的机理与过程,而文中涉及的知识点基本都来自于化学动力学这一章节的内容。授课时对这篇论文进行简单的讲解,对于学生学习界面以及动力学相关内容必然大有益处。这不仅促进了学生学习的兴趣,同时也加深了对知识的理解。这对学生以后无论是从事相关科学研究,还是工业生产实际都大有益处[6]。

5结语

由于物理化学学科的逻辑性,跨学科性和抽象性,使得物理化学成为了大学工科专业中一门比较难学,难教的一门课程。我们从多年的教学经验总结出了工科教学的几点探索。首先要注重理论知识的系统性以及基础知识的联系性,使得物理化学的学习变得有章可循。其次,针对不同专业的学生讲授时,可以联系学生所研究专业的不同采取因材施教的教学方法。联系学生所学的专业与生产实际相结合进行讲解,加强学生的专业学习成就感,激发学生的学习兴趣。再者,理论教学需要和实验教学相结合起来,理论联系实际,让学生能亲身感受得到其中的物理化学思想。最后将课本的学习与工业生产以及前沿的科学研究结合起来,有时候会物理化学的教学产生很大的促进作用。

参考文献

[1]卢荣,王飞利.工科物理化学教学模式改革初探[J].高等理科教育,2006,4:107-111.

[2]王芳,刘俊华.物理化学教学改革的探索与实践[J].广东化工,2014,41(19):221-222.

[3]朱晓东.材料专业物理化学教学改革探索[J].教育与教学研究,2011,25(12):90-92.

[4]赵东江,徐丽英.应用型人才培养与物理化学教学改革的实践[J].继续教育研究,2012,8:142-143.

[5]LUZ,LVP,XUEJ,etal.Pd1/BNasapromisingsingleatomcatalystofCOoxidation:adispersion-correcteddensityfunctionaltheorystudy[J].RSCAdv,2015,5(103):84381-84388.

[6]陈芳,胡珍珠,王卫东.物理化学课程教学中学生素质能力的培养[J].高等理科教育,2005(3):97-99.

材料物理化学论文范文第6篇

关键词:物理化学;创新思维;教学方法

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)19-0076-02

一、引言

物理化学是采用物理学中的原理和方法,从物质的物理现象和化学现象入手,研究并建立化学变化基本规律的一门科学[1-3]。物理化学是一门理论性、系统性和逻辑性都很强的学科,因此也是本科生学习的“四大化学”中最后的一门基础理论课。同时,由于物理化学基础理论中公式繁多、推导复杂、应用条件严格,因而在学生中一直被列为最难学的课程之一。正是因为物理化学是化学以及化学相关专业的基础理论,逻辑性强、系统性高、概念多等特点,这样才有利于在课堂上培养学生的创新思维。

创新是一个民族的灵魂,是国家兴旺发达的动力。创新思维是指以新颖的方法解决问题的思维过程,特别是在创造性活动中的思维过程。通过这种思维能突破常规思维模式,从独特的视角去思考问题,是人类思维的高级过程,通过创新思维可以提出与众不同的解决方案,从而产生新颖的、更具社会意义的思维成果[4,5]。因此在大学物理化学课程中进行创新教育是非常重要的。

二、提出概念时引入化学史,激发学生求知欲

物理化学课程的主要内容就是系统地介绍19世纪到现在物理化学家的理论和实验成果,因此在物理化学课程的教学过程中,结合化学史的内容,既可以培养学生的学习兴趣,还可以激发学生的创新精神和求知欲,加深学生对于基础概念的理解和掌握。

物理化学中的很多概念、物理量都是由科学家的名字命名的,在讲授概念的时候穿插一些化学家的生平事迹,以及严谨的科研态度可以引起学生的学习兴趣,还可以加深学生对概念的理解。例如,热力学中的重要人物之一吉布斯是位大器晚成的科学家,他在1873年34岁才发表了第一篇重要论文,在其后的论文中提出了三维相图的思想。当时已经是著名科学家的麦克斯韦对吉布斯提出了三维相图的思想赞叹不已,亲手做了一个石膏模型寄给吉布斯。直到1878年,他又提出了吉布斯自由能,化学势等概念,阐明了化学平衡、相平衡、表面吸附等现象的本质。但是由于刊物的发行量小以及吉布斯纯数学推导的写作风格,这篇论文当时并没有受到重视。直到十几年后,才开始受到欧洲同行们的重视。在动力学的研究中,同样有许多重量级的科学家。范特霍夫是获得诺贝尔奖的第一位化学家,范特霍夫从中学开始,就对化学产生了浓厚的兴趣,曾经偷偷钻到实验室偷做实验被老师发现,却因平时的勤奋好学而得到了老师的原谅。随后,范特霍夫的父亲得知儿子很喜欢化学,在家里让出一间房子专供儿子做化学实验。从此,范特霍夫就开始“经营”自己的小实验室。把平时的零用钱积累起来购买各种实验器具和药品,开始从事自己的化学实验。由于在化学动力学和化学热力学研究上的贡献,他获得了1901年的诺贝尔化学奖。电化学中原电池的发明起源于解剖学家伽伐尼在解剖青蛙的时候发现动物身上的“生物电”现象。物理学家伏特受到启发,发现电流的产生不需要动物组织,电的产生是由于两种不同金属的接触,电流是由于两种金属通过肌肉连接,构成回路而产生的,从而用铜片、锌片、浸盐水的纸片,发明了伏特电池组。以上三位科学家的研究经历,对学生有三点启示作用。首先,对待科学要实事求是,尊重实验结果,并有不断追求真理的精神和毅力;其次,不要放过任何微小的实验现象和偶然,能把握住机会的都是有准备的人,认真细致的观察和不断的实验验证是提出自己理论和见解的基础;再次,就是针对前人的知识和经验,不能全盘接受,要敢于怀疑、批判和创新,尤其是在青年阶段,更要活跃思想,发扬科学的探究精神。

在近代的物理化学研究中,中国科学家的突出贡献并不是很多。温度是热力学中最重要的参数之一,我国著名的化学家黄子卿先生在水的三相点测定中做出了杰出的贡献,他所测得的水的三相点为0.00980±0.00005℃,至今被推崇为水的三相点的可靠数据之一,并被选为国际实用温标的基准点。在相平衡一章的教学过程中穿插这样的小故事,不仅可以激发学生学习的热情,还可以增强学生的民族自豪感,培养学生对化学学科的兴趣。

三、理论联系实际,培养学生分析问题和解决问题的能力

物理化学不仅是四大基础化学课程的核心课程,同样在化学相关各个专业的后续课程中起到了基石的作用。例如,化工专业的学生,化工原理,反应工程等就是热力学和动力学的延续;材料专业的学生,金属原理等就是相平衡的发展;表面化学、胶体化学等更是在生产生活中起着不可替代的作用。因此,在教学中过程中理论联系实际,让学生感觉到物理化学课程的实用性是非常必要的。引导学生用所学知识解决生活中遇到的一些现象,实际问题等,培养学生用创新思维分析问题解决问题的能力。

对于物理化学而言,本身的理论性很强,但是并不是所有的章节都是枯燥无味的。在讲解到一些相关的理论时,可以列举一些生活实例,积极引导学生用所学知识对这些现象加以解释、分析。例如,在讲述克-克方程的时候可以提出问题,“为什么在高山顶上做饭有时候做不熟?”利用克-克方程就可以解释,水的沸点是跟压力相关的。随着高度的升高,大气压强逐渐减小,水的沸点也随之降低,多以在高山上水不到100℃就沸腾了,当然就煮不熟饭了。在讲解“稀溶液依数性”这一概念时,可以列举将冻梨放在水中浸泡一会,会发现表面有一层薄冰,但是里面确解冻了,这是什么原因呢?实际上让学生理解到梨中的水分不是纯水,是水、糖和其他物质所组成的溶液,利用稀溶液凝固点降低的规律就可以解释这一现象了。在讲述开尔文公式时可以引入人工降雨的原理,水蒸气的压力虽然对于平面液体来说已经达到饱和,但是对于微小液滴尚未饱和。所以向空中打入碘化银后,增大了水滴凝结核的半径,使饱和蒸汽压下降,水蒸气易凝结在碘化银表面,形成大的液滴,从而产生降雨。

通过结合这些生动形象的日常生活实例,可以调动学生学习的积极性,并且更深入地理解了物理化学中的基本概念和原理,达到事半功倍的教学效果。

四、教学与科研相结合,培养学生的创新意识

目前从事物理化学教学的老师,大部分也同时从事相关课题的科研工作。科研本身就是创新,实践性的科研要和理论教学联系起来。首先,可以讲自己科研领域的研究课题与物理化学教学中的相关概念、原理结合起来。我本人研究课题的方向之一是特殊浸润性纳米材料,在讲到界面现象一章时,我会同时介绍本人课题组所开展的超疏水、超亲水、油水分离材料的一些科研进展,并借此给学生讲解接触角、表面能等相关知识。不仅可以提高学生的学习兴趣,还可以引导部分有考研意愿的学生自发地关注科学前沿,培养创新意识。再比如,“荷叶为什么出淤泥而不染?玫瑰花表面的水珠确娇艳欲滴,不容易脱落?”等,这些现象都涉及到了物理化学界面现象一章的理论,而且与科学前沿息息相关。有必要的情况下还可以在课余时间带领有兴趣的同学到实验室进行参观,这样就可以把书本上枯燥的知识和科学研究串联到一起,使学生意识到物理化学的学习是一个系统的认知过程,是与实际生活和科学研究有密切联系的,而且可以解释或者是预测一些实验结果;其次,要鼓励学生培养自己的创新意识和科研兴趣,给部分学生提供研究性实验的机会。我们鼓励学生开展自己有兴趣的研究方向,鼓励学生利用网络、图书馆查找文献、阅读资料,并开展一些有可行性的研究性课题。从实验的选题、实验方案的制定和实验数据的分析,主要由学生自己来完成,老师给予必要的指导和建议,这将为学生将来在研究生阶段的独立实验打下了良好的基础。目前,我们学校的很多大学二年级以上的学生都有主动进入科研课题组的意识,他们积极地参与到老师的科研工作中去,并且敢于探索和创新,有部分优秀的学生还取得了一定的研究成果,在大学各类的创新竞赛中获奖,发表学术论文等。

五、结语

物理化学课程是学生和教师工人的难教、难学、难考的课程。提高该课程的教学效果也是多方面因素共同作用的结果,引入创新思维是教学改革的必要手段之一。在教学过程中,不仅要传授理论知识,更要注重对学生创新能力的培养,要尽量发挥学生的主观能动性,增强学生的创新意识。只有这样才能培养和发展学生的创新思维、创造能力,将来成为对国家和社会有用的人才。

参考文献:

[1]傅献彩,沈文霞,姚天扬,侯文华.物理化学[M].5版.北京:高等教育出版社,2005.

[2]刘俊吉,周亚平,李松林.物理化学[M].5版.北京:高等教育出版社,2009.

[3]沈文霞.物理化学核心教程[M].2版.北京:科学出版社,2009.

[4]周爱国.培养学生创造性思维能力的策略探析[J].学科教育,2000,(5):25-27.

材料物理化学论文范文第7篇

专业学术之路

孙益民教授是恢复高考制度后首届大学生,就读于安徽师范大学化学系,毕业后的第一份工作是在母校的化学系物理化学教研室从事《物理化学》等专业课的教学工作,第二年起担任了化学系的实验室主任一职。

孙益民教授兢兢业业,教学和科研工作两手抓,两方面都作出了突出成绩。由于精湛的专业技术和深厚的学术功底,1987年国家教委将他派往到四川外国语学院学习,随后前往瑞典皇家工学院物理化学系学习,从事计算机在物理化学、物理化学分析、化学工程教学与研究应用的课题研究。在瑞典学习期间,进行了包括红外、紫外可见光谱、质谱、核磁共振、X射线、化学分析电子能谱等多项内容在内的波谱学及波谱仪器的使用维修理论和技术研究工作,均取得了优异的成绩。

回国之后的孙益民教授返回母校工作,担任化学系物理化学教研室的讲师、副教授,从事多门课程的教学事务,同时还承担了学校的多个科研项目,与此同时,他也没有停下自己在科研道路上不断求索进取的脚步。自1994年起他在北京科技大学物理化学系攻读工学博士学位,研究方向是“稀土金属卤化物相图计算与模式识别评估”,在此期间参与了两项国家重点自然科学基金研究项目,其中“冶金物理化学若干前沿问题探讨”为重大项目,同时还在“无铅焊料研究”课题项目中担任了神经网络计算焊料的表面张力研究工作。

1996年至1998年,孙益民再次出国深造,就读于加拿大蒙特利尔大学工学院,主要攻读方向为材料热力学研究。1998年10月份返回北京科技大学,就读于冶金学院,1999年6月份以优异成绩通过了博士论文答辩,之后回到安徽师范大学,历任有机化学研究所所长、化学与材料科学学院科研副院长、教授、博导等专业技术职务。

回首孙教授的求学历程,扎实的学术功底和严谨的治学精神为他今时今日取得的成就奠定了坚实的基础。

用心培育人才

孙益民教授在国内外的权威学术刊物上发表了数十篇各类学术论文,在材料科学、物理化学、稀有金属有机化合物物理性质研究、超临界流体提取技术系统研究等多个专业领域均有不凡的建树,但是谈及自己,他对自己的身份定位始终有着“大学教授”这一项,教书育人、为国家培养科技人才既是梦想,也是他从未曾偏离的坚持。

早在上世纪80年代大学毕业初期,那个时代的大学生是时代的骄傲、社会各行业都紧缺的人才,孙教授就已经选择了留校任教,从事紧张繁重的科研实验工作的同时还担任了化学系“物理化学”和“物理化学实验”等课程的教学工作。

在瑞典皇家工学院学成归国之后,回到安徽师范大学的孙益民作为科研中坚力量承担起多个纵向和横向研究项目,同时他依然没有放松教学工作,担任了“化工仪表自动化”、“分析仪器使用及维修”,用英文开设“物理化学”等多门课程的教学工作。

虽然因为继续求学的原因,孙益民有五年时间分别在北京科技大学和加拿大蒙特利尔大学度过,取得博士学位回到安徽师范大学后的他研究工作更加繁忙、研究任务也更重,但是教学工作始终在他的工作当中占了相当的比重。他坚持在教学的第一线培养青年一代的科技工作者,在化学与材料科学学院先后担任研究生导师和博士生导师,多年来,已经为祖国培养出了多位在化学与材料科学领域学有所长的青年人才。

研究硕果累累

孙益民教授的研究方向包括了材料热力学的优化与计算、天然产物提取的物理化学机制研究、金属有机化合物物理性质计算的应用研究、多组分共存物系浓度同时测定计算应用研究、相图模式识别构筑、新型结构材料改性研究、微波法制备纳米材料、熔盐化学与技术、中药现代化研究、农作物脱农残研究、医用复合材料研究、生物质杀菌剂研究、超临界流体提取有效成分群工艺系统研究、活性炭绿色生产工艺、重金属同时检测及脱除、农药残留快速同时测定、大米脱农残研究等多个领域的项目,2010年提出室温(常温)沥青概念,为节能减排二氧化碳做出贡献。

研究项目当中,其中有国家自然科学基金研究项目和安徽省自然科学基金项目以及高校自然科学基金项目,不少已经获得了发明专利或实用新型专利,其中的医用复合材料已经开始了有规模的产业化生产。

累累的研究硕果为孙益民教授赢得了荣誉,先后获得北京市科学技术进步二等奖,中国高校科学技术进步二等奖以及安徽省教育厅优秀教学成果奖等多个科研和教学奖项。

工业技术优化

孙益民教授集三十年从事高等教育经验,二十多年的科研经历以及十多年的工业实践,在数据采掘、神经网络应用、非线性科学、材料计算设计等领域的探究,以及在化学化工领域、工业技术等方面积累的经验知识,在21世纪初自主研发了多因素多水平多目标可视化分析m³VA方法。可以较为有效地解决实验科学和工业技术优化的“多因素多水平多目标问题(m³)”这一世界性难题。2005年起被联合国经济及社会理事会聘为谘商专家,谘商领域为材料科学、天然产物科学、物理化学、计算化学。

M3VA方法在多个工业技术领域方面得到了成功应用,确实解决了很多困扰各类企业的技术难题。如常温沥青、沥青混料研究、高分子材料改性研究、中医骨伤外固定材料、大米脱农残、超临界二氧化碳提取植物有效成分群系统研究、化工工艺优化、多元物质混合焓神经网络模型研究、重金属同时测定研究等多个工业领域中的问题。孙益民教授多次出访美国、加拿大,2011年1月又随安徽省新能源团去德国进行技术学习交流。在国内,孙益民教授一直坚持免费为企业提供工艺优化设计。

目前列入推广的工业化技术有:I²S-MH (中药-保健品原料工业信息化系统);TOMDO(新材料设计与优化技术);TOSMAS(一步法沥青混料技术);I²S-C (化工工艺优化技术);ACIP(活性炭精深加工产业化);I²P-1 (高分子材料改性系统技术)。

孙益民教授常教导学生与青年科技工作者科学研究要系统化。科技的目的不是写文章,是为了创造和发展生产力。从产品和工艺上看科研。让中国工业成为不缺钙的健康巨人。

材料物理化学论文范文第8篇

像介绍表面张力时,就与学生一起做一个熟悉的肥皂膜游戏,边做边提问并讲解,让学生自己发现力的存在和力的方向,之后再让学生画出滴定管下端的液滴、水面下拉环或向下压面时所形成的弯曲液面的表面张力的方向时,学生快速准确地画了出来;在引出微小液滴的饱和蒸汽压与平液面的蒸汽压的关系,即开尔文公式时,就以冬天路边的雪堆,环卫个人是怎么处理的为题,分析原因,得出结论,再从热力学原理推导出开尔文公式,并和学生一起讨论农民为何天旱时锄地,“三北防护林工程”植树利用了物理化学哪方面的原理。这样在课堂教学中设置一些和生活实际相关的有趣的问题,让学生带着疑问和好奇去学习,使学生感到物理化学就在他们身边,生动而具体,从而激发了学生的学习兴趣。

二、使学科发展前沿的新技术和新成果渗透到课堂

物理化学作为一门化学专业的基础课,在本科生的培养过程中,不仅具有为其它课程服务的作用,更重要的是培养学生的创新能力。这就要求物理化学的教学内容也需在原有课程体系的基础上,精简一些次要内容,而把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,让学生感受到物理化学课程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式,而是活生生的现实。另外,物理化学与其他学科相互渗透、相互结合,形成了许多边缘学科,拓宽了物理化学的研究领域。像光化反应与环境科学,生命科学,材料科学及信息科学的关系十分紧密,而光化反应在化学动力学中仅占很小比重,常被忽略,但在讲课时介绍光催化在环境净化和生命过程的应用,开拓学生的视野。在介绍表面活性剂时,引入学生比较关心的石油开采过程,扼要介绍一次开采、二次开采、三次开采等概念,使学生既掌握了表面活性剂的作用原理,又拓展了知识面;在讲解电化学时介绍燃料电池,在讲解真实气体时介绍超临界萃取技术等。教学大纲中虽然没要求这些内容,但可以增加学生的信息量,引起学生学习的兴趣,激发学生的学习积极性。

三、注重教学内容与教师科研的相互渗透

将教师的科研课题或成果直接转化为教学资源或综合性、设计性实验的内容,学生根据自己的专业和兴趣参加到教师的科研中,也可参加大学生创新创业项目,早期介入科研。例如,讲到活度的概念时,就向学生介绍一位研究生的硕士论文的部分内容;讲到接触角时,又给学生介绍我们测定金属溶液与不同种类固体接界时的接触角的过程和结果;讲到langmuir吸附和BET公式时,给学生推出了测定固体比表面的常用仪器-ASAP2020物理吸附仪,并给学生详细讲解测定分析过程。我们还将教师的科研项目二甲醚重整和甲烷重整用的催化剂的制备部分,转化成综合性、设计性实验,要求学生从查阅文献资料开始,自己设计全套实验方案,经指导教师审核后即可进行制备,所得产品直接用于后续的重整反应。对于部分参与科研活动实验结果较好的学生,我们积极鼓励学生整理数据,撰写论文并发表在部级学术刊物上,曾先后在表面技术、天津化工、辽宁化工、化学工程师等期刊上5篇。这样将教学内容与科研课题相互渗透,提高了学生的科研创新能力,还学到了科技论文写作方法,增强了学生的自信心,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。

四、采用设问教学法活化物理化学课堂教学

所谓设问教学法,就是从人们公知公认的现象中提炼问题或困惑入手,设计一些与所讲授课程内容相关的问题,引导学生仔细思考分析,展开广泛讨论等解决这些问题。在教学过程中,我们始终坚持一个原则,就是教学的目的绝非是向学生灌输多少知识,学会推导多少个公式,完成多少种计算,而在于激发学生如何去思考与创造,授人以“渔”,而不授人以“鱼”。精心设计问题成为物理化学课堂教学常用的组织形式。通过采用设问教学法,让学生带着问题学,不仅激发学生的学习兴趣,积极参与教学,也让学生学到有关的基础知识,同时还培养了学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决实际问题的能力。例如,引出Kelvin公式时,先通过密闭容器中放置的大小不等的汞滴的变化情况,提问学生饱和蒸气压都与哪些因素有关?然后再从热力学角度进行公式的推导,加深了学生对公式的理解,也调动学生积极参与到教学环节中,教师与学生互动,活跃了课堂气氛。

五、建立物理化学教学的知识框架,注重学生的思路和知识点的衔接

物理化学是化学化工类专业重要的专业基础课,也是后续课程化工原理、化工热力学、化工动力学、反应工程、生物化学等课程的理论基础,起着承上启下的重要作用。帮助学生建立一个比较完整的知识框架,让学生进得去出得来,既能灵活应用前面所学的知识,又能为后续课程的学习奠定好基础是关键。为此,我们结合物理化学课程考试方法改革中机考题库的建立,把物理化学课程内容分成六个板块,即化学热力学、化学平衡、相平衡、电化学、界面化学和化学动力学,各知识点之间有机地衔接起来,使学生学习思路清晰,学习过程沿着一条主线,由浅入深、由表及里、由宏观到微观地发展,增强学生的信心和兴趣。

材料物理化学论文范文第9篇

踏上学术研究之路

邢献然出生在安徽农村,白白净净的他生就了一副读书人的性格:安静、有韧性。也许是性格使然,从小他就爱读书,喜欢学习。初中毕业当年,安徽省恢复应届初中生首次实行全省招考制度,邢献然以优异的成绩考上了一所中专学校――无为师范学校。3年后,不到20岁的他就回到了乡村当上了一名中学教师。当时。上大学是大多青年人的梦想,能够接受高等教育机会的人很少,1981年邢献然参加了电视大学招生考试并被录取;但是他所在的中学当时没有通电,电视就更不用说了,此种学习的途径不得不中止。1984年。已是乡村中学骨干教师的邢献然几经争取,得到了参加全国高校招生统一考试的机会,顺利地被安庆师院化学系录取。尽管读的不是什么名牌,但四年的大学学习对于一个从农村中学走出来的青年来说,却是十分难得的机会。

后来,一个人――魏寿昆先生、一本书――普里高金的《从混沌到有序》(Ordersoutof-Chaos),给了他莫大的影响。《从混沌到有序》中对自然界的哲学思考,引起了他对化学热力学极大的兴趣。纵观国内热力学大师,南开大学王竹溪先生、北京大学傅鹰先生已经先后作古,而著名冶金热力学家、我国冶金物理化学学科创始人之一魏寿昆先生仍在指导研究生。走学术研究之路。报考北京科技大学的研究生。成为邢献然的心愿。凭着他对化学热力学方面的强烈兴趣和对大师的仰慕,1988年邢献然考取了北京科技大学冶金物理化学硕士研究生,师从乔芝郁教授:1990年,他终于成为魏寿昆先生的博士研究生。

咬定青山不放松

“非淡泊无以明志,非宁静无以致远”这句话在邢献然身上得到了很好的体现。在科学研究实用化日盛之时,作为一名青年学者,邢献然以如水的心境和坚韧的毅力,选择了冶金物理化学中的基础问题进行长期不懈的研究,在材料制备过程物理化学方向中做出创新性成果。邢献然宁静、儒雅,外表平和。既没有铮铮誓言,也不会高谈阔论,但为人做事却有极高的标准、极强的原则性。认定要做的事,他咬定青山,“一根筋”地坚守着,凭着对科学的热爱,一步步往前推进。从不懈怠。

热胀冷缩是自然界的普遍属性。1998年,邢献然在与朋友和同事的交流中发现,自然界还存在热缩冷胀现象,即负膨胀。负膨胀属热力学范畴,也是物理化学的重要命题。负膨胀的本质是什么?如何利用它?能否通过改变物质的组成和结构得到新的属性?这些问题引起邢献然极大兴趣。

与以往其他课题不同,北京科技大学以前从未涉足过此方面的研究,也没有人能给他以引导。时年35岁的邢献然以超人的胆识,独自开始走上漫漫的研究路程。最初的研究艰苦无比。既没立项、也无经费。邢献然不怕坐冷板凳,一千就是十余年。2000年此方向的研究获得第一个基金资助――“高校青年骨干教师项目”资助,此课题完成后,邢献然被评为教育部优秀青年骨干教师;2008年。该项目获得国家自然科学基金重点课题资助。历时十年坚守一个基础课题的研究,邢献然以自己的行动,向着目标迈进。

十年磨一剑。邢献然在国际上率先开展钙钛矿负热膨胀材料研究,发现两个世界上迄今为止仅有的负热膨胀增强体系,制备出目前国际上报道的热膨胀最小的氧化物陶瓷(零膨胀材料),提出负膨胀的新机制。他在此方向的研究论文,发表在J.AmChemSoc(JACS)、ChemMater、Appl Phys Letter等著名杂志上,国内外影响很大。其中发表在JACS上的论文是北京科技大学建校55年来以第一作者单位在此刊物上发表的第一篇重要论文。目前邢献然在此方面的研究在世界上处于领先地位。另外。在冶金热力学和高温熔盐物理化学研究上也都做出创造性成果。

采访中,当问到“作为更易受外界影响的青年学者,是如何面对色彩纷呈的外部世界”时,邢献然澹定地说:“每个人的追求不同。研究领域也不同。行为方式也不尽相同。但作为一名科研工作者,一名教师。必须要心静,给自己一个空间,这样才能专心于做自己的事。才能指导学生一步一步往前走。”

学科建设的“领头羊”

2001年1月邢献然任北京科技大学物理化学系主任,负责“冶金物理化学”国家重点学科的建设。接手之初,研究方向陈旧、人才断层、后继乏人等问题,困扰着邢献然。在学校和学院的支持下,邢献然充分发挥老先生的才智和潜力,团结大家,传承了冶金物理化学学科严谨治学的学风,通过培养和引进,克服人才断层的困难,使冶金物理化学学科在2001年、2006年两次全国重点学科评估中成绩优异,保持了国内领先、国际知名的学术地位和影响力。

邢献然说人才断层在全国范围内都存在。哪个学科解决得早,就会获得较快发展。他充分发挥老教师的传帮带作用。在老一辈科学家的指导下。培养出一批治学严谨、踏实勤奋的青年教师,为学科的发展注入活力。他认为,好的学风是无形资产,是一个学科发展的灵魂。在他的引领下,物理化学系每年年底都会举行学术报告会。至今已坚持了7年之久。

在邢献然身上,集中体现着一名教师、一个学科带头人、一位长江学者对学科繁荣、为学校壮大、为国家强盛的责任感和使命感。

教书育人身教重于言教

邢献然已在北京科技大学工作15年。15年间,他为本科生和研究生先后主讲《冶金热力学》、《冶金和材料热力学》、《功能材料》等10余门课程。由于受过良好的中等师范和高等师范教育。在小学(中师学习期间)、中学、大学都教过课,深谙教学原则和教学规律,他能够结合当代学生的心理特点和知识结构,运用现代教学方法,注重教学效果,为人师表。因而受到学生的爱戴和同行的尊敬。

教育的成功很大程度上取决于教师。邢献然在指导学生上。把对学生的爱表现为一种眼界,一种教育上的远见卓识。

邢献然招收硕士生、博士生的原则是规模适度,保证自己有足够的时间和精力指导学生。在学生刚入学的时候他就提出三点要求作为师生共同努力的方向:一是研究生在读学位期间所学、所做要与其所拿学位相称;二是读学位期间,研究生的各种能力要有较大提高,包括学习、发现、社会交流能力等;三是要有成就感。研究生在学期间的工作如能成为科研成果,这样学生走上社会后的自信心和社会适应能力也会随之增强。迄今为止,他共指导了研究生十余名,在他的高标准、严要求下,其中获校优秀博士、硕士论文4人,1人获得洪堡奖学金资助。邢献然认为,参加学术会议有利于开阔学生的研究视野。他规定,课题组每一位学生只要有文章发表,就可以一年参加一次学术会议,经费由他资助。

以教师平常的心态和学者平静的心境。教书育人。邢献然每年差不多有300天在学校或实验室工作,指导学生身体力行。他的博士生燕来告诉记者:“邢老师治学严谨。每周一下午的工作组会,他都认真听取学生的工作进展报告。与学生探讨问题。我入学的四年中,无论多忙从未间断过,激烈讨论往往会持续4~5小时,他仍兴致盎然。他对学生课题抓得紧,做事有效率,隔两天就找学生了解情况。他在生活上特别节俭,没有见过他有什么奢侈品。邢老师朴实勤奋,给我们树立了很好的榜样。”研究生陈茜说,“读研之前老师就和我们说过。不能来混学位,虽然邢老师的高要求使我们在学习过程中感到有难度,却提高了我们解决问题和创新的能力。”博士生李立宏还说到这样一个细节:“我们写的英文论文。邢老师都要亲自给校正、修改,往往反复改上三、四次才肯‘罢手’。”也正是因为这样,邢教授的学生发表的SCI收录的英文论文数量连续两年名列北科大第一。

材料物理化学论文范文第10篇

作者:王小梅 黎成勇 单位:长沙大学生物工程与环境科学系

根据我院校本科学生物理化学教学大纲与课时要求,以及我们专业学生的英语水平,目前很难找到合适的英文原版教材.为此,我们的具体做法是:用《物理化学简明教程》中文教材作为主要教材,以英国牛津大学Atkins英文原版教材和中国石化出版社出版的《物理化学简明双语教程》为辅助,同时在网站上下载兄弟院校,如:中南大学的物理化学双语建设课程的PPT,开展物理化学双语教学.这样一方面尊重物理化学英语课程体系,强调培养学生用英语思维来整合课程教学体系知识,掌握课程教学体系所要求的各项能力.另一方面,中英结合,更有助于学生理解和掌握物理化学知识.汉语教学与英语教学的有机整合双语教学中,教学语言只是手段,而让学生掌握物理化学的学科知识才是真正目的.因此,汉语与英语的有机结合是关键[6].在课堂教学中,汉语教学与英语教学要互为主体.物理化学中的重要公式的推导(如:克劳休斯-克拉贝龙方程),由于学生数学基础的欠缺,而且公式的推导又比较复杂,因此可采用汉语教学;而专有名词以及定义,在学生掌握了物理化学专有名词规则之后,可用英语直接讲述;对物理化学中的一些易懂但很重要的内容(如:化学平衡、吉布斯自由能)则以英语和汉语两种语言进行教学.这样,通过汉语和英语的有机整合,使学生在掌握物理化学知识的同时,提高用英语表达和用英语思考物理化学知识的能力.调动学生积极性,以学生为本的课堂教学学生永远是教学的主体,因此,教学永远要以学生为本,充分调动学生的积极性[7].在物理化学双语教学过程中,如何有效发挥学生的主体性和主观能动性是教师需要着重考虑的问题,也是评价教学效果好坏的重要指标.学生的主观能动性发挥的越好,他们学习的兴趣就越高、学习的效果就越好.双语教学需要老师与学生之间的相互辅助和正常沟通,需要老师对学生的持续鼓励,也需要学生与学生之间的互相帮助、交流和讨论,更需要学生对老师教学的快速反馈,整个过程中都期待学生的全程参与,因此学生更是双语教学的根本[8].为了充分调动学生双语学习的积极性、培养他们坚持学习、爱学习的能力,我们将学生随机分组,开展了诸如合作查阅某一个主题的文献并用英语撰写文献综述、用英语做文献报告、用英语讲授课堂内容和课堂问题英语讨论等多种形式的活动.这种分组的结果,让同学们互相鼓励、互相帮助,体现了团队合作的精神和获得运用知识的快乐感.这种互动式的双语教学活动,充分体现了以学生为本的教育理念.

通过近几年对物理化学双语教学的开展,我们得到了以下几个方面的体会:重视课前预习物理化学理论性很强,但课时有限,因此我们要求学生课前预习,要学生不仅仅看中文教材,而且要求他们看英文教材、阅读并查阅相关资料,通过中英文的对比,了解相关专业英语的表达习惯.在课堂教学中,检查课堂预习笔记,督促并鼓励学生用英语提问或回答问题,每一章学习完后,布置中文作业的同时,也布置英文作业,并鼓励学生用英文解答,遇到不懂的内容,鼓励学生组成学习小组进行充分的讨论交流,或者与老师交流.开展实验双语教学我们选择典型的物理化学实验“蔗糖转化反应速率常数的测定”进行双语教学.老师为学生准备汉语和英语两种版本的实验教材,学生要求根据经典的英文实验教材撰写实验预习报告,老师用英语备课和板书.课堂上,老师采用双语对蔗糖在酸性条件下转化为葡萄糖和果糖的化学反应的原理、用旋光法测定蔗糖转化反应速率常数的原理、实验步骤以及实验过程中需要着重注意的问题、旋光仪的使用等进行详细讲解.

用英语撰写实验报告.同时,老师提供英语版本的课后复习题,要求学生用英语作答.另外一些专题实验(如:煤的燃烧热的测定)则可以让学生自主用英文撰写实验方案.这样,学生实验兴趣很浓,提高了学生的实验积极性,丰富了物理化学实验的教学,也为物理化学的双语教学进行了有益的补充.撰写专题小论文我们选择一些物理化学小专题(如:纳米材料的表面化学、氢电池的应用、未知金属的相图分析、多相催化剂在农药生产中的应用等),将全班分成5-8个学术小组,要求每一个学术小组选择一个特定的专题,查找相关的英文文献,对文献进行信息加工,在一个星期以内用英语撰写成一篇专题小论文.同时,要求每个小组做一个汇报PPT,在班级用英语作报告,在学生之间相互交流.学生在这个过程中,不仅全面深入了解了物理化学知识,而且锻炼了他们发现、思考、分析和解决问题的能力.学生主动参与教学为了让学生能全身心地投入到双语教学中来,我们在课堂上积极引导学生发散思维,逐步要求学生对某一个问题提出疑问,激发学生发现问题和自主学习的动机.对关键的知识点,老师在黑板上列出一些keywords,帮助学生理解和记忆,并让学生采用多种方式、多角度分享自己的学习过程.同时,我们选择某些比较简单易懂的章节,要求学生针对现有的英文原版教材的内容,分批次轮流用双语讲授课程,老师对学生的双语表达进行规范性训练和积极点评,增强学生运用双语的信心和能力,让学生享受成就感.学生通过自己的努力、认真的投入到教学中来,收到了意想不到的好效果。

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