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材料物理化學(xué)論文范文第1篇

專業(yè)學(xué)術(shù)之路

孫益民教授是恢復(fù)高考制度后首屆大學(xué)生，就讀于安徽師范大學(xué)化學(xué)系，畢業(yè)后的第一份工作是在母校的化學(xué)系物理化學(xué)教研室從事《物理化學(xué)》等專業(yè)課的教學(xué)工作，第二年起擔(dān)任了化學(xué)系的實(shí)驗(yàn)室主任一職。

孫益民教授兢兢業(yè)業(yè)，教學(xué)和科研工作兩手抓，兩方面都作出了突出成績(jī)。由于精湛的專業(yè)技術(shù)和深厚的學(xué)術(shù)功底，1987年國家教委將他派往到四川外國語學(xué)院學(xué)習(xí)，隨后前往瑞典皇家工學(xué)院物理化學(xué)系學(xué)習(xí)，從事計(jì)算機(jī)在物理化學(xué)、物理化學(xué)分析、化學(xué)工程教學(xué)與研究應(yīng)用的課題研究。在瑞典學(xué)習(xí)期間，進(jìn)行了包括紅外、紫外可見光譜、質(zhì)譜、核磁共振、X射線、化學(xué)分析電子能譜等多項(xiàng)內(nèi)容在內(nèi)的波譜學(xué)及波譜儀器的使用維修理論和技術(shù)研究工作，均取得了優(yōu)異的成績(jī)。

回國之后的孫益民教授返回母校工作，擔(dān)任化學(xué)系物理化學(xué)教研室的講師、副教授，從事多門課程的教學(xué)事務(wù)，同時(shí)還承擔(dān)了學(xué)校的多個(gè)科研項(xiàng)目，與此同時(shí)，他也沒有停下自己在科研道路上不斷求索進(jìn)取的腳步。自1994年起他在北京科技大學(xué)物理化學(xué)系攻讀工學(xué)博士學(xué)位，研究方向是“稀土金屬鹵化物相圖計(jì)算與模式識(shí)別評(píng)估”，在此期間參與了兩項(xiàng)國家重點(diǎn)自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目，其中“冶金物理化學(xué)若干前沿問題探討”為重大項(xiàng)目，同時(shí)還在“無鉛焊料研究”課題項(xiàng)目中擔(dān)任了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算焊料的表面張力研究工作。

1996年至1998年，孫益民再次出國深造，就讀于加拿大蒙特利爾大學(xué)工學(xué)院，主要攻讀方向?yàn)?a href="http://www.0312yh.com/haowen/76187.html" target="_blank">材料熱力學(xué)研究。1998年10月份返回北京科技大學(xué)，就讀于冶金學(xué)院，1999年6月份以優(yōu)異成績(jī)通過了博士論文答辯，之后回到安徽師范大學(xué)，歷任有機(jī)化學(xué)研究所所長(zhǎng)、化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院科研副院長(zhǎng)、教授、博導(dǎo)等專業(yè)技術(shù)職務(wù)。

回首孫教授的求學(xué)歷程，扎實(shí)的學(xué)術(shù)功底和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神為他今時(shí)今日取得的成就奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

用心培育人才

孫益民教授在國內(nèi)外的權(quán)威學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了數(shù)十篇各類學(xué)術(shù)論文，在材料科學(xué)、物理化學(xué)、稀有金屬有機(jī)化合物物理性質(zhì)研究、超臨界流體提取技術(shù)系統(tǒng)研究等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域均有不凡的建樹，但是談及自己，他對(duì)自己的身份定位始終有著“大學(xué)教授”這一項(xiàng)，教書育人、為國家培養(yǎng)科技人才既是夢(mèng)想，也是他從未曾偏離的堅(jiān)持。

早在上世紀(jì)80年代大學(xué)畢業(yè)初期，那個(gè)時(shí)代的大學(xué)生是時(shí)代的驕傲、社會(huì)各行業(yè)都緊缺的人才，孫教授就已經(jīng)選擇了留校任教，從事緊張繁重的科研實(shí)驗(yàn)工作的同時(shí)還擔(dān)任了化學(xué)系“物理化學(xué)”和“物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)”等課程的教學(xué)工作。

在瑞典皇家工學(xué)院學(xué)成歸國之后，回到安徽師范大學(xué)的孫益民作為科研中堅(jiān)力量承擔(dān)起多個(gè)縱向和橫向研究項(xiàng)目，同時(shí)他依然沒有放松教學(xué)工作，擔(dān)任了“化工儀表自動(dòng)化”、“分析儀器使用及維修”，用英文開設(shè)“物理化學(xué)”等多門課程的教學(xué)工作。

雖然因?yàn)槔^續(xù)求學(xué)的原因，孫益民有五年時(shí)間分別在北京科技大學(xué)和加拿大蒙特利爾大學(xué)度過，取得博士學(xué)位回到安徽師范大學(xué)后的他研究工作更加繁忙、研究任務(wù)也更重，但是教學(xué)工作始終在他的工作當(dāng)中占了相當(dāng)?shù)谋戎亍Ｋ麍?jiān)持在教學(xué)的第一線培養(yǎng)青年一代的科技工作者，在化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院先后擔(dān)任研究生導(dǎo)師和博士生導(dǎo)師，多年來，已經(jīng)為祖國培養(yǎng)出了多位在化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域?qū)W有所長(zhǎng)的青年人才。

研究碩果累累

孫益民教授的研究方向包括了材料熱力學(xué)的優(yōu)化與計(jì)算、天然產(chǎn)物提取的物理化學(xué)機(jī)制研究、金屬有機(jī)化合物物理性質(zhì)計(jì)算的應(yīng)用研究、多組分共存物系濃度同時(shí)測(cè)定計(jì)算應(yīng)用研究、相圖模式識(shí)別構(gòu)筑、新型結(jié)構(gòu)材料改性研究、微波法制備納米材料、熔鹽化學(xué)與技術(shù)、中藥現(xiàn)代化研究、農(nóng)作物脫農(nóng)殘研究、醫(yī)用復(fù)合材料研究、生物質(zhì)殺菌劑研究、超臨界流體提取有效成分群工藝系統(tǒng)研究、活性炭綠色生產(chǎn)工藝、重金屬同時(shí)檢測(cè)及脫除、農(nóng)藥殘留快速同時(shí)測(cè)定、大米脫農(nóng)殘研究等多個(gè)領(lǐng)域的項(xiàng)目，2010年提出室溫（常溫）瀝青概念，為節(jié)能減排二氧化碳做出貢獻(xiàn)。

研究項(xiàng)目當(dāng)中，其中有國家自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目和安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目以及高校自然科學(xué)基金項(xiàng)目，不少已經(jīng)獲得了發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠渲械尼t(yī)用復(fù)合材料已經(jīng)開始了有規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

累累的研究碩果為孫益民教授贏得了榮譽(yù)，先后獲得北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)，中國高校科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)以及安徽省教育廳優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)等多個(gè)科研和教學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)。

工業(yè)技術(shù)優(yōu)化

孫益民教授集三十年從事高等教育經(jīng)驗(yàn)，二十多年的科研經(jīng)歷以及十多年的工業(yè)實(shí)踐，在數(shù)據(jù)采掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、非線性科學(xué)、材料計(jì)算設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的探究，以及在化學(xué)化工領(lǐng)域、工業(yè)技術(shù)等方面積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，在21世紀(jì)初自主研發(fā)了多因素多水平多目標(biāo)可視化分析m³VA方法。可以較為有效地解決實(shí)驗(yàn)科學(xué)和工業(yè)技術(shù)優(yōu)化的“多因素多水平多目標(biāo)問題(m³)”這一世界性難題。2005年起被聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)及社會(huì)理事會(huì)聘為諮商專家，諮商領(lǐng)域?yàn)椴牧峡茖W(xué)、天然產(chǎn)物科學(xué)、物理化學(xué)、計(jì)算化學(xué)。

M3VA方法在多個(gè)工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域方面得到了成功應(yīng)用，確實(shí)解決了很多困擾各類企業(yè)的技術(shù)難題。如常溫瀝青、瀝青混料研究、高分子材料改性研究、中醫(yī)骨傷外固定材料、大米脫農(nóng)殘、超臨界二氧化碳提取植物有效成分群系統(tǒng)研究、化工工藝優(yōu)化、多元物質(zhì)混合焓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究、重金屬同時(shí)測(cè)定研究等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中的問題。孫益民教授多次出訪美國、加拿大，2011年1月又隨安徽省新能源團(tuán)去德國進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)交流。在國內(nèi)，孫益民教授一直堅(jiān)持免費(fèi)為企業(yè)提供工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)。

目前列入推廣的工業(yè)化技術(shù)有：I²S-MH (中藥-保健品原料工業(yè)信息化系統(tǒng))；TOMDO(新材料設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù))；TOSMAS(一步法瀝青混料技術(shù))；I²S-C (化工工藝優(yōu)化技術(shù))；ACIP(活性炭精深加工產(chǎn)業(yè)化)；I²P-1 (高分子材料改性系統(tǒng)技術(shù))。

材料物理化學(xué)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞物理化學(xué)；改革；科教融合

在綜合型大學(xué)的自然科學(xué)理論教學(xué)中，物理化學(xué)介于通用理論層次與專業(yè)理論層次中間。這門課程是在學(xué)生學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)之后進(jìn)一步深入、系統(tǒng)地闡述相關(guān)化學(xué)理論，進(jìn)而為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。因此，物理化學(xué)課程在化學(xué)化工類各門學(xué)科的學(xué)習(xí)體系中處于極其重要的樞紐地位。傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)體系已逐漸顯示出其弊端，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差、動(dòng)手能力及創(chuàng)新性鍛煉不夠，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)種類受限且多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、分析及總結(jié)能力缺乏、不能學(xué)以致用等等，這些問題已嚴(yán)重制約高校物理化學(xué)課程的建設(shè)與發(fā)展。基于此，物理化學(xué)的教學(xué)體系亟須進(jìn)行改革，而改革必須以學(xué)生今后的整體發(fā)展為基礎(chǔ)，注重邏輯思維、分析能力、創(chuàng)新素養(yǎng)及獨(dú)立思考習(xí)慣的培養(yǎng)。本文旨在通過剖析傳統(tǒng)物理化學(xué)教學(xué)體系，進(jìn)而提出以科教融合為核心的理念，以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯、創(chuàng)新思維為著力點(diǎn)，積極拓展物理化學(xué)理論教學(xué)至科研應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)，將課堂教學(xué)與科學(xué)研究有機(jī)結(jié)合，努力創(chuàng)造應(yīng)用研究型教學(xué)平臺(tái)，在一定程度上實(shí)施科研化的教學(xué)工作。

1目前物理化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及不足

物理化學(xué)是一門基于物理、化學(xué)原理及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)的重要基礎(chǔ)理論課程，其本質(zhì)為通過深入研究物質(zhì)的性質(zhì)及行為形成普適性的基本化學(xué)理論及規(guī)律。相對(duì)于其他化學(xué)課程，物理化學(xué)由于理論性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)已成為一門公認(rèn)的教師難教、學(xué)生難學(xué)的化學(xué)課程。在提倡素質(zhì)教育的今天，物理化學(xué)教學(xué)正承擔(dān)著教學(xué)內(nèi)容需要更新、教學(xué)學(xué)時(shí)不斷削減的壓力。作為四大基礎(chǔ)化學(xué)的理論基礎(chǔ)，物理化學(xué)課程的作用是不可比擬和不可取代的。然而物理化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀卻是一味注重教學(xué)內(nèi)容的灌輸，幾乎完全忽視了其本該具有的科研實(shí)踐功能，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難和抵觸心理，認(rèn)為學(xué)習(xí)物理化學(xué)解決不了實(shí)際問題，從而也嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量與效果。目前，物理化學(xué)課程教學(xué)體系改革已受到部分高校的教學(xué)人員的重視，并已有相關(guān)的改革成果付諸于實(shí)踐，如辨證或形式邏輯法、比較法、理論模型化法以及邏輯推理與教學(xué)處理分析相結(jié)合的方法等[1]。

2物理化學(xué)課程科教融合的必要性

科教融合的教學(xué)方式已經(jīng)被越來越多的教育研究者所認(rèn)同，這種方式是指以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識(shí)積累為基礎(chǔ)，同時(shí)在科研實(shí)踐中掌握相關(guān)應(yīng)用知識(shí)，在教學(xué)、科研雙軌并行的教育體系中培養(yǎng)創(chuàng)新思維和鍛煉應(yīng)用能力。其基本特征是“三個(gè)突出”，即：突出教學(xué)中學(xué)生的主體地位，突出科學(xué)研究在教學(xué)中的重要作用，突出達(dá)到知識(shí)、能力及素質(zhì)三維度的教學(xué)目標(biāo)[2]。基于以上特征并針對(duì)物理化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀及我校的實(shí)際情況，我們認(rèn)為有必要對(duì)物理化學(xué)課程進(jìn)行科教融合式的改革，而拓展物理化學(xué)教學(xué)至科研實(shí)踐的教學(xué)改革有利于解決以下主要問題：1）枯燥的物理化學(xué)理論教學(xué)，授之以魚而非授之以漁，學(xué)生的創(chuàng)新能力得不到任何提高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程中學(xué)生逐漸呆板化、不能舉一反三以及學(xué)以致用。而且，傳統(tǒng)的純理論教學(xué)會(huì)導(dǎo)致教學(xué)過程中出現(xiàn)照本宣科，對(duì)教師教學(xué)水平的提高會(huì)產(chǎn)生較大的副作用。這種輕實(shí)踐重理論的教學(xué)體系已違背了現(xiàn)代高等教育的教學(xué)要求。2）大部分的化學(xué)類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后會(huì)從事相關(guān)的科研工作或者進(jìn)一步的深造，其中很多學(xué)生缺乏數(shù)據(jù)處理及分析能力，實(shí)驗(yàn)基本功較差，動(dòng)手能力較差，這就需要在教學(xué)過程中注重理論向?qū)嶋H拓展，這樣有利于提高學(xué)生綜合科研及應(yīng)用能力。3）進(jìn)行物理化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐化改革能更新當(dāng)代最新發(fā)展前沿的教學(xué)內(nèi)容、聯(lián)系最新科研熱點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)一箭雙雕，既有利于解決教師面臨的高強(qiáng)度教學(xué)內(nèi)容與短學(xué)時(shí)的矛盾以及自身發(fā)展過程中存在的教學(xué)與科研脫鉤、科研及教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不平衡的現(xiàn)象，促進(jìn)教師真正從單一的科研或教學(xué)型人才向高素質(zhì)的教學(xué)科研綜合型人才轉(zhuǎn)變，又可有效解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏主動(dòng)性的問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3科教融合構(gòu)建物理化學(xué)教學(xué)新體系的策略探討

教學(xué)與科研互相補(bǔ)充、互相促進(jìn)是物理化學(xué)課程改革的新途徑。將在課堂外所學(xué)的知識(shí)與課本知識(shí)有機(jī)結(jié)合才可有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性的提高，并能讓其深刻認(rèn)識(shí)到這門課程的重大應(yīng)用價(jià)值。教師在教學(xué)及研究過程中也可激發(fā)出更多理論與實(shí)際結(jié)合的思想及思路。根據(jù)物理化學(xué)教學(xué)體系的建設(shè)目標(biāo)，本文針對(duì)科教融合的新型教學(xué)機(jī)制提出如下教學(xué)改革策略：1）在教學(xué)理念上，教師不能做一個(gè)傳統(tǒng)教學(xué)體系的“衛(wèi)道士”，而必須做到及時(shí)更新，去糟粕取精華。學(xué)生不是用來灌輸知識(shí)的容器，每個(gè)學(xué)生都具有不同的創(chuàng)造潛力，對(duì)不同的學(xué)生采用相同的教學(xué)手段會(huì)產(chǎn)生差異，因此要努力創(chuàng)造一個(gè)多樣化的、讓學(xué)生積極參與的課內(nèi)外實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái)。2）教師要不斷改進(jìn)教學(xué)手段，更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，融入的最新前沿動(dòng)態(tài)和教學(xué)成果可作為科研項(xiàng)目的背景材料來研讀，例如光催化材料、太陽能電池、熱電材料等，這些科技前沿很多與物理化學(xué)書本中的知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。將二者有機(jī)結(jié)合，可以讓學(xué)生從本科起就直接接觸到科學(xué)研究，培養(yǎng)科研創(chuàng)新意識(shí)[3]。同時(shí)，需有效改革課程考核方式，逐步擯除唯卷面考試的制度，加入科研報(bào)告的考核內(nèi)容，形成全面考查學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的考核體系。3）將教師科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，鼓勵(lì)學(xué)生從低年級(jí)就積極參與大學(xué)生科技創(chuàng)新計(jì)劃或教師的科研課題中，嘗試實(shí)行本科生“導(dǎo)師制”，“導(dǎo)師制”的實(shí)行可為學(xué)生高標(biāo)準(zhǔn)地完成畢業(yè)論文及今后的充電深造鋪平道路，可極大地提高學(xué)生的研究工作能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。4）開設(shè)及開放研究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革，按照“基礎(chǔ)性—綜合性—探究性”三步走的策略，將物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效地層次分割，并設(shè)置相應(yīng)學(xué)分，激勵(lì)學(xué)生不斷探究的精神，從而可再反哺影響課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。5）鼓勵(lì)本科生積極參與學(xué)術(shù)交流，參加校內(nèi)外組織的各類專家講座、青年論壇、博士學(xué)術(shù)論壇等活動(dòng)。在條件允許的情況下，導(dǎo)師可組織學(xué)生共同參與到各類學(xué)術(shù)研討會(huì)議中。通過多種方式加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流，鼓勵(lì)“交流生”政策，一方面教師的眼界可得到開闊，其教學(xué)認(rèn)知和科研素養(yǎng)的層次可得到進(jìn)一步提升，另一方面，可積極促進(jìn)學(xué)生自身科研創(chuàng)新意識(shí)的提高。

4結(jié)語

教學(xué)與科研是高等學(xué)校的兩大重要職能，兩者的協(xié)同作用構(gòu)成了高校創(chuàng)新發(fā)展的源動(dòng)力，高水平的大學(xué)必定是融實(shí)踐教學(xué)與科學(xué)研究為一體，這毋庸置疑也體現(xiàn)在課程教學(xué)改革進(jìn)程中。本文針對(duì)物理化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)拓展物理化學(xué)理論教學(xué)至科研實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了思考，力求摒棄重理論輕實(shí)踐的教學(xué)模式，探索了一些具有較強(qiáng)操作性的教學(xué)改革方案，提出了新型的科研、教學(xué)互融模式。我們認(rèn)為改革傳統(tǒng)的物理化學(xué)理論教學(xué)模式，構(gòu)建及更新結(jié)合有最新科研成果的教學(xué)內(nèi)容，可使物理化學(xué)教學(xué)體系更加適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展潮流，能有力推動(dòng)物理化學(xué)的課程建設(shè)，從而提高高校本科教學(xué)的質(zhì)量。再次，圍繞“科研融入教學(xué)，科研提升教學(xué)”的先進(jìn)教學(xué)理念，在理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以給學(xué)生指明學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師將自身的科研成果與教學(xué)融會(huì)貫通，可為學(xué)生今后的科研工作或深造奠定堅(jiān)實(shí)的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)，盡最大可能杜絕出現(xiàn)只會(huì)做題不會(huì)做事的“機(jī)器人”學(xué)生。同時(shí)，科研性教學(xué)產(chǎn)生的創(chuàng)新性研究人才也可起到帶動(dòng)及反哺課堂教學(xué)的良性循環(huán)的作用。最后，這種新型的教學(xué)體系可進(jìn)一步促進(jìn)師生在教與學(xué)過程中的相互融合和溝通，從而加強(qiáng)師生團(tuán)隊(duì)合作精神，實(shí)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)立思考及解決問題能力與教師科研素養(yǎng)提高的雙豐收。

參考文獻(xiàn)

[1]凌錦龍.物理化學(xué)科研型教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào),2014(36):77-80.

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材料物理化學(xué)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；教學(xué)方法；量化考核

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

基金項(xiàng)目：本文系遼寧省“十二五”規(guī)劃課題（課題編號(hào)：JG11DB140）、遼寧省教育廳教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：884-4-4）、遼寧科技大學(xué)標(biāo)志性成果建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：kdjg10-11）、遼寧科技大學(xué)研究生創(chuàng)新教育計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012YJSCX23）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）07-0117-02

“物理化學(xué)”是化學(xué)學(xué)科中的一門重要學(xué)科，是遼寧科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）化工、環(huán)境、生物、材料、冶金、無機(jī)等各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。“物理化學(xué)”課程作為四大基礎(chǔ)化學(xué)課程的核心，其與無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)的最大區(qū)別在于其概念抽象、理論性強(qiáng)、公式多、原理多、推導(dǎo)多、知識(shí)的邏輯性和前后關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。[1]因此，不少學(xué)生畏懼物理化學(xué)學(xué)習(xí)，缺乏學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)“物理化學(xué)”課程特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際，為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化教學(xué)效果，從教學(xué)內(nèi)容、方法、手段等方面介紹了教學(xué)過程中的一些具體做法。

一、精選教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)的“物理化學(xué)”教學(xué)中，往往采取老師在講臺(tái)上講授，學(xué)生在下機(jī)械地記的形式，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容基本上都來自于教師在課堂上的講授，這樣不僅不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，而且容易出現(xiàn)滿堂灌現(xiàn)象。為了盡量減少單純的“灌輸式”講授，促進(jìn)學(xué)生以研究性方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，在全部教學(xué)內(nèi)容中，對(duì)適合教師講授、學(xué)生自學(xué)、學(xué)生獨(dú)立探究的內(nèi)容進(jìn)行選擇，從內(nèi)容選擇上避免所有的內(nèi)容都由教師講授。對(duì)于那些難度很大，學(xué)生以現(xiàn)有的知識(shí)難以自學(xué)或?qū)W生可以自學(xué)，但自學(xué)可能要消耗過多的時(shí)間和精力的內(nèi)容由老師講授。在此范圍之外的內(nèi)容，凡是學(xué)生能夠自學(xué)的均應(yīng)放手讓學(xué)生自學(xué)。[2]通過自學(xué)，較大地減少教師對(duì)課本內(nèi)容的講解時(shí)間，而且講授時(shí)不再需要按書本去灌輸，可以用節(jié)省下來的課堂時(shí)間補(bǔ)充新的習(xí)題，或融入跟蹤時(shí)代的新內(nèi)容和前沿講座。[3]例如，在學(xué)習(xí)表面現(xiàn)象這一章時(shí)，舉例2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)表彰德國科學(xué)家格哈德?埃特爾在固體表面化學(xué)過程研究中作出的貢獻(xiàn)，從而了解表面化學(xué)的研究對(duì)于化學(xué)工業(yè)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。又如在學(xué)習(xí)膠體化學(xué)一章時(shí)，可以結(jié)合家喻戶曉的納米技術(shù)。納米材料具有許多神奇的功能，如此微小尺寸的材料是怎么得到的呢？化學(xué)家就利用膠體化學(xué)中具有納米尺寸的油包水膠束作為納米反應(yīng)器，從而合成了各種無機(jī)、有機(jī)、高分子納米粒子。[4]這些前沿內(nèi)容的介紹，不僅可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，而且對(duì)學(xué)生今后工作或創(chuàng)新研究也將起到重要作用。

二、改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

1.采用圖表法進(jìn)行章節(jié)公式歸納總結(jié)，解決物理化學(xué)公式多難記憶的問題

“物理化學(xué)”課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生普遍反映公式多，條件多，容易混淆。由于學(xué)生剛剛學(xué)習(xí)物理化學(xué)，還不能對(duì)它有較深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)公式只能死記硬背，這就需要教師為學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生易于記憶。[5]例如熱力學(xué)第一定律和第二定律的應(yīng)用中，主要是計(jì)算各種過程的Q、W、、、、、，由于公式較多，最好采用列表的方法。表1列出了理想氣體經(jīng)歷不同的過程時(shí)，Q、W、、、、、等各熱力學(xué)變量的計(jì)算公式，這樣可以使得眾多的公式條理關(guān)聯(lián)化。學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)一目了然，不容易造成混淆。

2.理論聯(lián)系實(shí)際，注重啟發(fā)式、案例式教學(xué)

“物理化學(xué)”學(xué)科中有些內(nèi)容比較抽象，不容易被學(xué)生接受和理解。為此，在教學(xué)中注意理論聯(lián)系實(shí)際，列舉一些和生活息息相關(guān)的實(shí)例，啟發(fā)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)、原理、方法去解答，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。[6]

例如，講熱力學(xué)第一定律時(shí)，列舉空調(diào)、電冰箱的熱功轉(zhuǎn)化問題；講到稀溶液的依數(shù)性時(shí)，列舉鹽堿地的農(nóng)作物為何長(zhǎng)勢(shì)不好，甚至?xí)菟溃恢v到化學(xué)平衡時(shí)，列舉高爐煉鐵中反應(yīng)Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2，高爐廢氣中含有大量的CO，為什么延長(zhǎng)爐身，不能減少廢氣中CO的含量；[7]講化學(xué)動(dòng)力學(xué)時(shí)，可以問“大家吃的面包為什么2、3季度保質(zhì)期短，而1、4季度保質(zhì)期相對(duì)長(zhǎng)些”；又如講到表面現(xiàn)象時(shí)，列舉為什么有機(jī)蒸餾實(shí)驗(yàn)要加入沸石，活性炭具有吸附作用以及人工降雨和毛細(xì)管現(xiàn)象等問題。

實(shí)踐表明，在“物理化學(xué)”教學(xué)過程中，根據(jù)所講授的內(nèi)容，適時(shí)地應(yīng)用一些生動(dòng)的來自實(shí)際、生產(chǎn)、科研的實(shí)例，使學(xué)生體會(huì)到物理化學(xué)是“有用的”，是可以看得見、摸得著的，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變學(xué)生由“被動(dòng)學(xué)”為“主動(dòng)學(xué)”。

3.多媒體與傳統(tǒng)板書結(jié)合，優(yōu)化教學(xué)效果

在“物理化學(xué)”講授過程中，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段。多媒體的應(yīng)用使原本枯燥無味的理論知識(shí)，通過生動(dòng)、形象、直觀的形式表現(xiàn)出來，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為教師節(jié)省了大量板書繪圖的時(shí)間，加快了知識(shí)點(diǎn)的講授速度，課堂教學(xué)的信息量大大增強(qiáng)。[8]實(shí)踐結(jié)果表明，多媒體與傳統(tǒng)板書結(jié)合不僅使課堂教學(xué)生動(dòng)形象，感染力強(qiáng)，改善學(xué)生的理解力，而且動(dòng)態(tài)地啟迪學(xué)生的思維，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與老師的互動(dòng)，學(xué)生不再單純聽課，可利用節(jié)省的時(shí)間共同交流，從而促進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容與體系的改革。[9]

三、量化考核評(píng)價(jià)方法，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

考核是檢查、評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的一種方法，是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。[10]多樣化的考核手段可避免學(xué)生因一次考試失誤而引起的遺憾，同時(shí)也能督促學(xué)生平時(shí)要好好學(xué)習(xí)。在新學(xué)期開始就告知學(xué)生，“物理化學(xué)”課程的成績(jī)包含平時(shí)成績(jī)和期末試卷成績(jī)兩部分，在總評(píng)成績(jī)中平時(shí)成績(jī)會(huì)按一定比例體現(xiàn)。成績(jī)按以下比例計(jì)算：在總評(píng)成績(jī)中，期末考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)的比例為1：1；在平時(shí)成績(jī)中，平時(shí)出勤和作業(yè)、平時(shí)測(cè)驗(yàn)或論文、課堂回答問題、實(shí)驗(yàn)情況都作為考核的方面；量化50分平時(shí)成績(jī)指標(biāo)（如表2）。注意在進(jìn)行平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)，重點(diǎn)放在對(duì)學(xué)生能力的考查，以利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。

四、結(jié)束語

“物理化學(xué)”是一門基礎(chǔ)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，它不僅是許多其他課程攻堅(jiān)科學(xué)難關(guān)的武器庫，而且為現(xiàn)代的化學(xué)以及物理、材料等許多領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的方法。“物理化學(xué)”教學(xué)中要繼承傳統(tǒng)的教學(xué)思想，形成良好的現(xiàn)代教育理念，對(duì)教學(xué)方法、手段進(jìn)行不斷的改革和實(shí)踐，與時(shí)俱進(jìn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

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材料物理化學(xué)論文范文第4篇

論文摘要：結(jié)合我校化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)，探討了大學(xué)本科化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)模式的構(gòu)建，提出了“四模塊、分層段”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，總結(jié)分析了新教學(xué)模式的實(shí)施效果。

在組織指導(dǎo)本科生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)的前提下，再進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，這是化學(xué)及化學(xué)相關(guān)學(xué)科教學(xué)的特點(diǎn)。但是一般實(shí)驗(yàn)教材中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也均為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從實(shí)驗(yàn)方法、內(nèi)容、步驟到問題思考與討論，基本上是預(yù)先設(shè)定的，學(xué)生沒有太多選擇和發(fā)揮的機(jī)會(huì)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。面向21世紀(jì)化學(xué)化工各學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究，現(xiàn)已形成了以“實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)”為主線和以“制備—分離分析—結(jié)構(gòu)性能測(cè)試”為主線的2種主流的實(shí)驗(yàn)課程新體系，這對(duì)我國化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，充分體現(xiàn)學(xué)生技能的訓(xùn)練和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)仍是高校面對(duì)的新課題。

在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面，我院于2003年申報(bào)了山東省化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)項(xiàng)目，從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了較大的實(shí)踐創(chuàng)新。

1化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)室設(shè)置與管理

曲阜師范大學(xué)化學(xué)科學(xué)學(xué)院原有無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、化學(xué)工程與工藝等實(shí)驗(yàn)室，1999年重新組建為基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室和儀器分析實(shí)驗(yàn)室(測(cè)試中心)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建成后，經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整，重新設(shè)置了9個(gè)實(shí)驗(yàn)室，其中應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為新設(shè)實(shí)驗(yàn)室(見圖1)。

2實(shí)驗(yàn)課程體系和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系的改革

2. 1實(shí)驗(yàn)課程體系的改革

在實(shí)驗(yàn)課程體系改革方面，分析了高等師范院校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，吸取綜合大學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，從改革實(shí)驗(yàn)課程體系、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段、實(shí)施新實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核辦法等方面，探討了高等師范院校如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力，全面推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系建設(shè)。

打破原有課程設(shè)置體系，統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)和儀器分析實(shí)驗(yàn)、化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等綜合起來，重新設(shè)置為:基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)I、基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)n、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、儀器分析實(shí)驗(yàn)、化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)、研究性實(shí)驗(yàn)(畢業(yè)論文)等(見圖2）。

2. 2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系的改革創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革是本次改革的一個(gè)重點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)開設(shè)內(nèi)容方面，按實(shí)驗(yàn)由簡(jiǎn)單操作到綜合訓(xùn)練，從對(duì)基礎(chǔ)理論的理解到理論的綜合、應(yīng)用的漸進(jìn)過程，將大學(xué)本科化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容依次安排成4個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即:化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了“四模塊、分層段”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式(見圖3)。化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練內(nèi)容包括基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作等內(nèi)容，在這一方面重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)操作的規(guī)范性和實(shí)用性，使學(xué)生能夠熟練、正確地使用各種常規(guī)儀器設(shè)備，充分體現(xiàn)教師教育特色。綜合性實(shí)驗(yàn)提倡學(xué)科交叉，通過增加綜合性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、解決問題的能力。如“制備+性質(zhì)測(cè)定”、“分離+分析+性質(zhì)”等類型的綜合性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題，自己通過查閱資料完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn)后實(shí)施，能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、自主研究創(chuàng)新的能力。研究型實(shí)驗(yàn)主要是以學(xué)生畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)形式體現(xiàn)，在這一環(huán)節(jié)中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教師和科研課題相關(guān)聯(lián)，與應(yīng)用開發(fā)相關(guān)聯(lián)，通過研究性實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

另外，學(xué)生除了在教學(xué)計(jì)劃安排的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí)以外，還可利用開放實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立自主地進(jìn)行強(qiáng)化和創(chuàng)新。所有實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生在教師指導(dǎo)下可以自由選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，利用實(shí)驗(yàn)室的開放進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)，給學(xué)生更多的發(fā)展空間，提高自主創(chuàng)新的能力。

從實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排上(見圖4)，基本實(shí)驗(yàn)技能方面的實(shí)驗(yàn)在一年級(jí)進(jìn)行，綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要在二、三年級(jí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是在進(jìn)行了一定綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上安排，研究性實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)論文環(huán)節(jié)相融合，一般安排在四年級(jí)，學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行科研訓(xùn)練，并完成畢業(yè)論文。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與人才培養(yǎng)成效

化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的去向主要有2個(gè)方面，一是直接就業(yè)，到中學(xué)擔(dān)任化學(xué)教師;二是報(bào)考碩士研究生。根據(jù)這一現(xiàn)狀，我院積極進(jìn)行因材施教與分流培養(yǎng)，對(duì)準(zhǔn)備直接就業(yè)的學(xué)生加大進(jìn)行教育職業(yè)技能訓(xùn)練，增強(qiáng)社會(huì)竟?fàn)幜Γ岣呔蜆I(yè)素質(zhì);對(duì)報(bào)考研究生的學(xué)生，加強(qiáng)化學(xué)專業(yè)知識(shí)和研究能力的培養(yǎng)，提高考研錄取率。通過一系列措施，使本科畢業(yè)生的就業(yè)率和考研錄取率一直保持在很高的水平。 2001至2005年化學(xué)專業(yè)共畢業(yè)本科生1164人，其中有761人考取碩士研究生，平均考取研究生的比率為65. 38，畢業(yè)生一次就業(yè)率5年平均達(dá)到90%以上。

材料物理化學(xué)論文范文第5篇

文章編號(hào)：1671-489X（2015）08-0069-03

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

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

Key words medical chemistry； Svante August Arrhenius； Walther Nernst

醫(yī)用化學(xué)是面向醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和生物學(xué)等專業(yè)的學(xué)生講授現(xiàn)代化學(xué)基本概念、基本原理及其應(yīng)用知識(shí)的一門重要基礎(chǔ)課程[1]，它將為學(xué)生日后相關(guān)領(lǐng)域的深入學(xué)習(xí)打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。尤其現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)入了分子生物學(xué)時(shí)代，而化學(xué)在這一時(shí)代中體現(xiàn)出與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)之間越來越密切的聯(lián)系。因此，醫(yī)用化學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)于生命醫(yī)學(xué)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。然而，由于醫(yī)用化學(xué)課程內(nèi)容本身較龐雜和枯燥，所以如何擴(kuò)充課堂教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)方式，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生興趣，一直是個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。

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

特[2，4-5]分別是1903年和1920年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主，他們兩人的工作都涉及多個(gè)領(lǐng)域，在醫(yī)用化學(xué)課程的電解質(zhì)溶液、化學(xué)反應(yīng)熱及反應(yīng)方向和限度、化學(xué)反應(yīng)速率、氧化還原反應(yīng)與電極電位等章節(jié)中都有其相關(guān)工作。因此，筆者從教學(xué)內(nèi)容體系安排和教學(xué)方式兩方面考慮，將兩位化學(xué)家的研究工作歷程及成果編排到課堂的教學(xué)中，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)及對(duì)學(xué)生自信心的培養(yǎng)。

1 科學(xué)家阿倫尼烏斯

阿倫尼烏斯（Svante August Arrhenius）是瑞典著名的物理化學(xué)家，創(chuàng)立電離學(xué)說，提出酸、堿的定義，為化學(xué)特別是物理化學(xué)的開創(chuàng)作出極大的貢獻(xiàn)；提出阿倫尼烏斯公式，為現(xiàn)代化學(xué)動(dòng)力學(xué)奠定基礎(chǔ)，構(gòu)成物理化學(xué)學(xué)科的重要組成部分。由于阿倫尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域的卓越成就，因而被授予1903年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

醫(yī)用化學(xué)教材中的電解質(zhì)溶液和化學(xué)反應(yīng)速率章節(jié)中都涉及阿倫尼烏斯的工作。結(jié)合幾年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為可以在電解質(zhì)溶液章節(jié)中重點(diǎn)介紹阿倫尼烏斯的電離理論發(fā)現(xiàn)和提出的科研歷程及其被普遍公認(rèn)所經(jīng)歷的曲折和波瀾，從中讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)問題的提出、解決和被認(rèn)可不是想象中的一帆風(fēng)順，而有著艱辛的歷程。從阿倫尼烏斯的電離理論還可以讓學(xué)生感受到科學(xué)問題并不那么神秘莫測(cè)，科學(xué)家也不是那么遙不可及，所以大家要相信自己，每個(gè)人都是可以有所作為的。這部分內(nèi)容可以主要以故事論述的形式開展。而對(duì)于阿倫尼烏斯在化學(xué)動(dòng)力學(xué)方面的介紹，可以更側(cè)重于介紹他的博學(xué)和興趣廣泛，可以在課堂上引入一些視頻，或是通過布置課外興趣閱讀的形式，讓學(xué)生更多地了解科學(xué)家阿倫尼烏斯的科學(xué)貢獻(xiàn)和成就。

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

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

基于法拉第的觀點(diǎn)，阿倫尼烏斯想是不是食鹽溶解在水里就電離成為氯離子和鈉離子了呢？這個(gè)想法在當(dāng)時(shí)是相當(dāng)超前和相當(dāng)大膽的，畢竟當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)界一致認(rèn)同法拉第的觀點(diǎn)。阿倫尼烏斯隨后提出假定電解質(zhì)在溶液中具有分子形態(tài)和離子形態(tài)兩種存在形式，當(dāng)溶液被稀釋時(shí)，電解質(zhì)的部分分子就分解為活性的離子，而另一部分仍是以非活性的分子形態(tài)存在。因此，溶液稀釋時(shí)，活性的離子數(shù)量增加，導(dǎo)電性也就增強(qiáng)了。就此，阿倫尼烏斯提出全新的電解質(zhì)中離子的產(chǎn)生原因，即電解質(zhì)自動(dòng)電離的新觀點(diǎn)。

然而，當(dāng)阿倫尼烏斯帶著全新的觀點(diǎn)向他的博士導(dǎo)師克萊夫（P.T.Cleve）教授詳細(xì)地解釋電離理論時(shí)，這位作為化學(xué)元素鈥和銩的發(fā)現(xiàn)者的著名實(shí)驗(yàn)化學(xué)家對(duì)此理論并不感興趣，只說了一句：“這個(gè)理論純粹是空想，我無法相信。”這無疑給滿懷信心的阿倫尼烏斯巨大打擊，而且他也意識(shí)到博士論文能否通過出現(xiàn)問題，雖然他認(rèn)為自己的觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并沒有錯(cuò)，但要得到當(dāng)時(shí)觀念保守的教授們的認(rèn)可談何容易？答辯過程相當(dāng)艱難，盡管阿倫尼烏斯精心準(zhǔn)備，材料和數(shù)據(jù)都無可挑剔，但經(jīng)過四個(gè)小時(shí)的答辯，答辯委員會(huì)的教授們?nèi)匀徽J(rèn)為論文不是很好。但考慮到阿倫尼烏斯大學(xué)讀書時(shí)所有的成績(jī)都很好，尤其是生物學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)的考試成績(jī)非常優(yōu)異，答辯委員會(huì)最終以及格的成績(jī)，讓阿倫尼烏斯勉強(qiáng)獲得博士學(xué)位。

著名的化學(xué)反應(yīng)速率的指數(shù)定律――阿倫尼烏斯公式 阿倫尼烏斯不但提出了在化學(xué)發(fā)展史上占據(jù)重要地位的電離學(xué)說，他還深入研究了溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。他發(fā)現(xiàn)對(duì)于大多數(shù)反應(yīng)而言，溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響要比濃度更為顯著。阿倫尼烏斯注意到化學(xué)反應(yīng)體系的溫度每升高1度，反應(yīng)速率約增加12%～13%。若從傳統(tǒng)的觀點(diǎn)來看，對(duì)反應(yīng)速率的影響無外乎是對(duì)反應(yīng)物分子的運(yùn)動(dòng)速率、碰撞頻率、濃度及反應(yīng)體系的黏度等物理性質(zhì)產(chǎn)生影響，然而溫度的這種巨大的影響不能從這些傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)中得到圓滿的解釋。因此，阿倫尼烏斯設(shè)想，在反應(yīng)體系中是一些高能量的活化分子直接參與到化學(xué)反應(yīng)中，非活性分子吸收一定能量后可轉(zhuǎn)化為活化分子，而反應(yīng)進(jìn)行的速率取決于活化分子的數(shù)量及活化分子之間相互碰撞的次數(shù)；當(dāng)反應(yīng)體系的溫度升高時(shí)，活化分子的數(shù)量會(huì)隨溫度升高而上升，而且活化分子間的碰撞次數(shù)也隨溫度升高而增加，因此導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的速率也隨溫度的上升而增大。

1889年，阿倫尼烏斯在上述觀念的基礎(chǔ)上提出著名的阿倫尼烏斯公式，也就是著名的化學(xué)反應(yīng)速率的指數(shù)定律：

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

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

2 科學(xué)家能斯特

能斯特（Walther Hermann Nernst）是德國卓越的物理學(xué)家、物理化學(xué)家和化學(xué)史家，在化學(xué)熱力學(xué)和電化學(xué)方面作出了開創(chuàng)性的工作，特別是因?yàn)槠湓跓崃W(xué)第三定律方面的杰出貢獻(xiàn)而被授予1920年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

熱力學(xué)第三定律的介紹 19世紀(jì)末，化學(xué)熱力學(xué)的研究也已取得相當(dāng)進(jìn)展，其中的熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律已趨于完善，但不足的是化學(xué)平衡常數(shù)仍未有任何熱力學(xué)參數(shù)進(jìn)行推算，還只能借助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，研究發(fā)現(xiàn)已推斷出，體系在低溫狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)自由能改變值（?G）與焓的改變值（?H）趨于相等。

能斯特對(duì)低溫下的化學(xué)反應(yīng)體系進(jìn)行了研究，通過測(cè)定比熱和反應(yīng)熱來預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)過程，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)反應(yīng)是吸熱的，那么所吸熱量將隨溫度下降而下降，而達(dá)到絕對(duì)零度時(shí)吸熱量將變?yōu)榱恪ｋS后，他在論文中指出，當(dāng)體系溫度趨近于零時(shí)，不僅反應(yīng)自由能改變值（?G）與焓的改變值（?H）趨于相等，反應(yīng)熵的改變值（?S）也趨近于零。這就是化學(xué)史上所稱的“能斯特?zé)岫ɡ怼薄Ｋ茢啵泄腆w的熵值在接近絕對(duì)零度時(shí)都是相等的。

能斯特?zé)岫ɡ硎且粋€(gè)大膽的實(shí)驗(yàn)假說。此后，德國物理學(xué)家普朗克（M.Planck）依據(jù)統(tǒng)計(jì)力學(xué)原理指出，能斯特?zé)岫ɡ碇挥袑?duì)于純物質(zhì)的完美晶體才成立。后來的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)對(duì)熵的討論表明，有些純物質(zhì)（如過冷液體和有些固態(tài)化合物）在趨近絕對(duì)零度時(shí)能存在一個(gè)正的熵值。因此，1923年，美國物理化學(xué)家路易斯等人對(duì)普朗克的表述進(jìn)行了修改，提出具有完美晶體的各種物質(zhì)在絕對(duì)零度時(shí)，體系的熵等于零。至此，完善的熱力學(xué)第三定律最終被提出。

電化學(xué)中的電極電位的計(jì)算――能斯特方程 除了在化學(xué)熱力學(xué)方面的開創(chuàng)性工作外，能斯特還提出了描述電池可逆電動(dòng)勢(shì)的能斯特公式。他將化學(xué)熱力學(xué)中的自由能變化與電池電動(dòng)勢(shì)聯(lián)系起來，從而將化學(xué)熱力學(xué)規(guī)律成功地應(yīng)用于電化學(xué)體系。

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

其中，E為電池的電動(dòng)勢(shì)，ε為標(biāo)準(zhǔn)電極電位，R為摩爾氣體常量，T為熱力學(xué)溫度，c1和c2分別為溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度。能斯特方程表明，電極電位的大小不僅取決于電極本身的性質(zhì)，還與電池的反應(yīng)溫度、物質(zhì)氧化態(tài)與還原態(tài)的濃度、壓力等因素有關(guān)。能斯特方程為熱力學(xué)函數(shù)值測(cè)定提供了一種全新的方法，而且此電化學(xué)方法不但為熱化學(xué)數(shù)據(jù)提供了最精確的測(cè)量方法，還是化學(xué)熱力學(xué)規(guī)律的最精確的驗(yàn)證手段。電化學(xué)方法將化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成可控的可逆電池反應(yīng)，進(jìn)而獲得可控調(diào)節(jié)下極為精確的測(cè)定結(jié)果。