物理化學(xué)在生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用實例
物理化學(xué)是化學(xué)、化工、材料、能源、生物、環(huán)境、醫(yī)藥等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)主干課程，下面是小編搜集整理的一篇探究物理化學(xué)具體應(yīng)用的論文范文，供大家閱讀參考。
物理化學(xué)雖說理論性、系統(tǒng)性、邏輯性很強，但其在生產(chǎn)生活各方面的具體應(yīng)用也是非常豐富且鮮活生動的。物理化學(xué)也是普遍反映難學(xué)難教的一門課程。為此，筆者特別收集整理了物理化學(xué)在生產(chǎn)生活中的眾多具體應(yīng)用實例，以期在物理化學(xué)教學(xué)中增強學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)成效等方面起到一定程度的促進作用。現(xiàn)分述如下。
1、熱力學(xué)
（1）高壓鋼筒，打開活塞后氣體噴出筒外，當(dāng)筒內(nèi)壓力與筒外壓力相等時關(guān)閉活塞，此時筒內(nèi)溫度下降。（絕熱膨脹，內(nèi)能降低，溫度下降）
（2）融雪天比下雪天感覺更冷。（融雪過程需要從環(huán)境吸熱。另融雪天空氣濕度大，人體向外散熱速度快）
（3）炎炎盛夏，在河邊走為什么感到?jīng)鏊浚ㄒ蛩臒崛荼瓤諝獾臒崛荽螅邮芡瑯訜崮埽ü庹眨臏囟容^低，且水蒸發(fā)吸熱，也使水溫降低。由于河水溫度較低，河邊空氣會有部分熱量傳遞給河水，這樣河邊空氣溫度稍低，感覺自然涼爽些）
（4）黃河之水天上來，奔流到海不復(fù)回。子在川上曰：
逝者如斯夫。歲月留痕。（不可逆過程）
（5）殊途同歸。（狀態(tài)函數(shù)法、蓋斯定律）
（6）一份耕耘，一份收獲。“不勞而獲”和“天上掉餡餅”是不可能的。有得必有失。（熱力學(xué)第一定律）
（7）覆水難收。破鏡不能重圓。（熱力學(xué)第二定律、熵增加原理）
（8）點石成金。（高壓下石墨可自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?/p>
（9）海水總是表面先結(jié)冰。（克拉佩龍方程。水的冰點隨壓力增大而降低）
（10）高山上的冰川會滑動。（克拉佩龍方程。冰的熔點隨壓力增大而降低，冰川下面就有部分冰變?yōu)樗腿缤苛艘粚訚櫥停?/p>
（11）高山上很難將東西煮熟。（克勞修斯—克拉佩龍方程。外壓越小沸點越低）
（12）夏天易中暑。（非平衡態(tài)熱力學(xué)。外熵流不暢導(dǎo)致體內(nèi)積熵而引起疾病）
（13）冬天水蒸氣在高空凝結(jié)成規(guī)則的六角形雪花。（耗散結(jié)構(gòu)、自組織現(xiàn)象）
（14）美麗的蝴蝶、斑馬花紋。（化學(xué)振蕩、化學(xué)波）
（15）閉關(guān)鎖國落后挨打，改革開放富民強國。（封閉系統(tǒng)總要趨于平衡，開放系統(tǒng)才有產(chǎn)生并維持穩(wěn)定有序結(jié)構(gòu)的可能。非平衡乃有序之源，遠平衡乃活力之源）
2、多組分系統(tǒng)
（1）汽水瓶、啤酒瓶等需達到一定的耐壓強度要求。（亨利定律。揮發(fā)性溶質(zhì)溶解得越多，蒸氣壓越大）
（2）清洗時用水應(yīng)少量多次。（分配定律及萃取效率）
（3）冬天河水結(jié)冰時海水卻還沒有結(jié)冰。（稀溶液依數(shù)性之凝固點降低）
（4）冬季建筑施工時，為保證施工質(zhì)量，常在澆注混凝土?xí)r加入鹽類，且加CaCl2效果較好。（稀溶液依數(shù)性。降低混凝土的固化溫度，相同濃度下CaCl2所含質(zhì)點數(shù)較多）
（5）糖水冰棍總是越吃越淡。（稀溶液依數(shù)性。冰棍是越里層越先結(jié)冰，含糖越少）
（6）北方冬天，為防止路面結(jié)冰，常往路面上撒鹽。（降低水的冰點而使冰融化）
（7）北方人冬天吃凍梨前，將凍梨放入涼水中浸泡。過一段時間后，凍梨內(nèi)部解凍了，表面卻結(jié)了一層薄冰。（梨汁含有糖分，其凝固點低于水的冰點，涼水溫度比凍梨溫度高，使凍梨解凍；凍梨解凍時要吸熱，且解凍后的溫度仍低于水的冰點，故凍梨內(nèi)部解凍了而表面卻結(jié)了一層薄冰）
（8）菜湯喝起來比開水燙。（稀溶液依數(shù)性之沸點升高）
（9）反滲透技術(shù)淡化海水、治理污水。（稀溶液依數(shù)性之滲透壓）
（10）海水不能直接飲用。（稀溶液依數(shù)性。海水含鹽量高，飲后會導(dǎo)致細胞脫水）
（11）農(nóng)作物施肥太濃時會被燒死。（環(huán)境水分含鹽過高導(dǎo)致作物細胞脫水）
（12）鹽堿地的農(nóng)作物長勢不良甚至枯萎。（同上）
（13）濃鹽水可殺菌消毒。死海里生物無法生存。淡水魚不能生活在海水里。在螞蝗身體上撒鹽可有效將其殺滅。（同上）
（14）鹽制素菜吃起來變脆。（新鮮素菜中加入食鹽，素菜細胞中的水分向外滲透）
（15）運動飲料、眼藥水、輸液用生理鹽水均需一定濃度。（需和細胞外血漿及細胞內(nèi)溶液的滲透壓相等。如生理鹽水的濃度過低，輸液后血漿濃度變稀，水分往濃度大的血細胞里滲透，引起血細胞膨脹甚至破裂，發(fā)生溶血現(xiàn)象；如生理鹽水過濃，輸液后血漿濃度變大，血細胞里的水分向外滲透，造成細胞脫水，血細胞收縮，同樣會有生命危險。如病人因燒傷等引起血漿嚴重脫水，則應(yīng)用較稀鹽水，以補充血漿水分；如病人因失鈉過多引起血漿濃度下降，則應(yīng)用較濃鹽水，以提高血漿濃度）
（16）有的大樹可以長到100m以上，它從地表汲取樹冠養(yǎng)料和水分的動力為何？（樹內(nèi)體液含鹽濃度大，滲透壓高）
3、化學(xué)平衡和相平衡
（1）合成氨反應(yīng)需凈化原料氣以減少惰性氣體組分的含量，乙苯脫氫制苯乙烯的反應(yīng)則需通入大量惰性氣體組分—水蒸氣。（總壓不變時，加入惰性氣體組分將使平衡朝著氣體分子數(shù)增大的方向移動）
（2）風(fēng)化和潮解。（一定溫度下，大氣中水的蒸氣壓小于含水鹽的水的蒸氣壓時，含水鹽就會失去水分而崩碎，即風(fēng)化；大氣中水的蒸氣壓大于含水鹽的水的蒸氣壓時，鹽就被大氣中的水分溶解而成溶液，即潮解）
（3）某次會上關(guān)于KHF2這一化合物是否潮解發(fā)生爭論，蘭州工廠的甲說不易潮解，長沙工廠的乙說容易潮解，你估計哪種說法正確？（兩人都對。蘭州氣候干燥，長沙潮濕）
（4）對于復(fù)分解反應(yīng)，為何在有沉淀、氣體或水生成時反應(yīng)容易進行到底？（因沉淀、氣體在水中的溶解度比反應(yīng)達到平衡時的濃度要小得多，產(chǎn)物中的沉淀、氣體不斷析出，溶液中達不到平衡，反應(yīng)一直進行下去。生成水時，因水的生成吉布斯能是很大的負值，系統(tǒng)吉布斯能降低很多，平衡常數(shù)大）
（5）純物質(zhì)定壓下的熔點為定值。（相律：f*=C—P+1=0）
（6）冷凍干燥。（先降溫使水結(jié)成冰，再降壓使冰升華為水蒸氣）
（7）對混合物，通常總是露點高于泡點，凝固點高于熔點。（定壓下的溫度—組成圖上，總是氣相線在液相線之上，液相線在固相線之上）
（8）水蒸氣蒸餾。（兩不互溶液體混合物的沸點恒低于兩純液體各自的沸點）
（9）鹽水溶液用作冷凍液。（低共熔混合物在其低共熔點以上都不會結(jié)冰）
（10）機械工業(yè)中常將鋼制工件“淬火”以提高硬度。（“淬火”是將工件置入爐中加熱至800℃以上并恒溫數(shù)小時，鐵和碳形成奧氏體固溶體，而后取出浸入水或油中迅速降溫，使奧氏體結(jié)構(gòu)來不及變回到滲碳體及鐵氧體，而形成介于奧氏體與滲碳體之間的馬氏體，其硬度較高）
4、電化學(xué)
（1）電鍍工業(yè)上一般都用鉀鹽，而不用鈉鹽。（鈉離子的半徑雖然比鉀離子小，但其水合作用卻強得多，因而遷移速率較慢。故為減小電解液的電阻，一般都選用鉀鹽）
（2）電鍍工藝上常加入一定去極化劑。（避免陰極因H2析出而使鍍層表面有孔隙或疏松現(xiàn)象）
（3）電導(dǎo)池電極上常鍍上鉑黑。（增加電極面積，增大電極反應(yīng)速率，減小電化學(xué)極化）
（4）在鋅錳干電池生產(chǎn)時配制的原料中常加入少量HgCl2。（用作緩蝕劑）
（5）海上航行的船舶，常在船底四周鑲嵌鋅塊。（以鋅的腐蝕犧牲為代價，保護船體免遭海水腐蝕）
（6）化工生產(chǎn)上常將一些裝有酸性溶液的容器、管道、地下水管、輸油管、水庫鋼鐵閘門等接在外加直流電源負極上。（陰極電保護，使容器、管道不被氧化腐蝕）
（7）化肥廠的碳化塔常接在外加直流電源正極上。（陽極電保護，使碳化塔進行陽極極化而“鈍化”）
5、界面現(xiàn)象
（1）表里不一。（系統(tǒng)相界面上的分子和相內(nèi)部分子所處的環(huán)境和能量狀態(tài)不同，導(dǎo)致界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與相鄰兩側(cè)的體相都不相同）
（2）自由液滴、氣泡呈球形。（相同體積以球形表面積為最小，表面吉布斯能最低）
（3）面粉、奶粉放置結(jié)塊。（減小表面積，降低表面能）
（4）混合均勻的油水體系靜置后自動分層。（減小相界面面積）
（5）粉塵爆炸。（粉塵比表面很大，表面能很高，很不穩(wěn)定，易和氧結(jié)合釋放出大量能量而爆炸）
（6）聚四氟乙烯（PTFE）常用于制造熱交換器和“不粘鍋”表面涂層。（聚四氟乙烯表面能極小，不粘水垢和油污）
（7）某些昆蟲如水黽可在水面上自由行走。（由于表面張力的緣故）
（8）硬幣和縫衣針如小心放可以停在水面而不下沉。（同上）
（9）毛細管兩端各粘上一大一小兩個肥皂泡后，小泡變小，大泡變大。（小泡內(nèi)附加壓力比大泡大，故氣流由小泡流向大泡）
（10）棉布衣服穿起來感覺清爽舒適。（棉纖維富含毛細間隙，既透氣又吸汗）
（11）鋤地保墑。（切斷地表毛細管，防止土壤水分沿毛細間隙上升至地表而散失）
（12）當(dāng)在兩玻璃板中間加入少量水后，則在垂直于玻璃板平面方向上很難將其拉開。（玻璃板間凹液面水向外的附加壓力很大，使其受到的壓力很小，效果類似真空，故很難拉開。夾有水層的玻璃板所受到的被壓緊的力即毛細壓力）
（13）雨后沙石地帶常出現(xiàn)地面塌陷現(xiàn)象。（由于毛細壓力的緣故）
（14）化工生產(chǎn)上常用噴霧干燥。（料液顆粒越小，其中水的蒸氣壓越大，蒸發(fā)就越快）
（15）納米材料具有蒸氣壓大、熔點低的特點。（固體顆粒越小，蒸氣壓越大，熔點越低）
（16）硅膠能吸附空氣中的水蒸氣、土壤能保持水分。（毛細管凝結(jié)）
（17）重量分析實驗中，沉淀完后應(yīng)將沉淀和母液一起陳化。（讓小晶體溶解，大晶體長得更大，使沉淀更純凈、穩(wěn)定、完整，溶解損失更少，也更易于過濾）
（18）人工降雨。（提供水蒸氣的凝結(jié)中心，使其一開始就可以凝結(jié)成較大的水滴）
（19）有機蒸餾操作中常在加熱前加進一些沸石。（防止液體過熱而產(chǎn)生暴沸現(xiàn)象）
（20）多孔固體易吸附水蒸氣而不易吸附氧氣和氮氣，防毒面具吸附毒氣而基本不吸附氧氣。（臨界溫度高即易于液化的氣體較易被吸附）
（21）吸煙者穿皮革服裝時，身上的煙味更重。（皮革服裝多毛孔，易吸附煙味）
（22）農(nóng)藥中常加入少量潤濕劑如烷基苯磺酸鹽。（改善藥液對植物表面的潤濕程度，提高農(nóng)藥的利用率和殺蟲效果）
（23）制藥工業(yè)常在配制藥液時加入吐溫或聚氧乙烯蓖麻油。（增溶作用，提高藥物濃度）
（24）在漂浮的軟木塞一端抹上肥皂后，木塞向沒有肥皂的那頭前進。（肥皂降低了水的表面張力）
（25）0.1%～0.25%的肥皂水可以殺滅水面蚊蠅。（降低水的表面張力而使昆蟲溺亡）
海上石油泄漏可能導(dǎo)致大批海鳥死亡。（液面表面張力變小）
（27）安瓿瓶和針劑管的內(nèi)壁要疏水化。（減少藥液殘留）
（28）熱交換器的內(nèi)壁要疏水化。（提高熱效）
（29）采油管和輸油管的內(nèi)壁要疏油化。（降低阻力）
6、化學(xué)動力學(xué)
（1）一個桶壁參差不齊的木桶其容量決定于最短的木桶壁。生態(tài)系統(tǒng)整個生產(chǎn)量或生態(tài)容量決定于少數(shù)處于或低于臨界數(shù)量的“限制因子”。整體環(huán)境的質(zhì)量受環(huán)境諸要素中那個與最優(yōu)狀態(tài)差距最大的要素所控制。一條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)率由其中最慢的一環(huán)所決定。一個生命體甚至整個社會的健康程度也是由其中最差的那個器官或組織所決定。一粒老鼠屎攪壞一鍋粥。（連串反應(yīng)的總反應(yīng)速率主要取決于其中最慢的一步——速率控制步驟）
（2）可燃氣體點燃前要驗純。（支鏈爆炸及爆炸界限）
（3）洗相片的暗房里可用紅燈照射。（鹵化銀能吸收短波輻射而分解，但不受長波輻射如紅光、熒光的影響）
（4）溫室效應(yīng)。（由于CO2對紅外光的吸收，使得地球輻射到太空中去的能量被CO2分子保留下來，這些能量又會自發(fā)地以熱的形式放出，結(jié)果破壞了地球的熱平衡，導(dǎo)致大氣溫度升高）
（5）臭氧層—地球生命的保護傘。（臭氧可以吸收濾去太陽光中的短波紫外輻射）
（6）限用氟氯烷烴致冷劑。（排放到空氣中的氟氯烷烴當(dāng)升至同溫層時，可被太陽光分解產(chǎn)生氯原子等自由基，后者會嚴重分解破壞臭氧層，導(dǎo)致臭氧層空洞）
7、膠體化學(xué)
（1）晴朗天空和海洋呈蔚藍色。（Rayleigh公式：短波的藍紫光容易發(fā)生散射）
（2）晨曦和晚霞呈橙紅色。（藍紫光易散射，此時觀察到的是透過光）
（3）旋光儀用鈉光；危險信號燈用紅光；汽車防霧燈用黃光；養(yǎng)路工、環(huán)衛(wèi)工衣服用橙黃色；飛機黑匣子為橙色。（黃紅光不易散射，穿透力強）
（4）電泳涂漆、除塵、鍍橡膠、分離蛋白質(zhì)。（在電場作用下，帶負電塵粒向正極遷移）
（5）電滲用于泥炭脫水、染料干燥。（在電場作用下，帶電介質(zhì)通過多孔膜定向流動）
（6）貯油罐中通常要加入少量有機電解質(zhì)。（油中常含水，形成油包水乳狀液，水滴帶電荷，進入油罐后，因重力作用下沉，產(chǎn)生一定沉降電勢，給油罐帶來危險。加入有機電解質(zhì)，可增加油的電導(dǎo)，減小沉降電勢，防止爆炸等事故發(fā)生）
（7）輸油管和運送有機液體的管道要接地。（在用泵輸送石油或其它碳氫化合物時，由于壓差迫使液體流動，在擴散層和管道表面會產(chǎn)生流動電勢，在高壓下會產(chǎn)生火花。為防止事故發(fā)生，須將管道接地）
（8）石膏、鹵水“點漿”制豆腐。（電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用）
（9）江河入海處易形成三角洲。（江河中所含泥沙懸浮物被海水中的電解質(zhì)聚沉所致。另入海處河道變寬，流速變慢，也會使泥沙沉積）
（10）明礬凈水。（明礬KAl（SO4）2·12H2O水解生成的Al（OH）3正溶膠與水中帶負電的SiO2膠體污物相互聚沉。另也有Al（OH）3絮狀物的吸附作用）
（11）不同鋼筆水混用常產(chǎn)生沉淀。（不同鋼筆水由于生產(chǎn)時所用原料和制法不同，常帶有不同符號的電荷，混合時會發(fā)生相互聚沉）
（12）對SiO2進行重量分析時，常在SiO2溶膠中加入少量明膠。（利用大分子的敏化作用，使SiO2膠粒粘附在明膠上而聚沉，便于過濾，減少損失，使分析更準確）
（13）霧天飛機若急于起飛，地勤人員會搬來很大高音喇叭，喇叭一開，很長一段跑道上的霧就消失了，即高音消霧。（喇叭的音波促使霧粒碰撞凝結(jié)而下降，部分更小的水滴則獲得能量后氣化了）
（14）古埃及人將木頭塞入巖縫，借助于木質(zhì)纖維遇水溶脹產(chǎn)生的巨大溶脹壓來開采建造金字塔的石料，即“濕木裂石”。
拓展閱讀：物理化學(xué)檢驗科學(xué)探索與實踐論文
“物理化學(xué)”不僅是化學(xué)學(xué)科的核心課程，也是生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的重要基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)理工科創(chuàng)新人才方面有著重要作用。同時，由于“物理化學(xué)”是一門邏輯性很強的課程，概念抽象、推理和公式繁多且應(yīng)用條件嚴格復(fù)雜、學(xué)科交叉內(nèi)容多，學(xué)生普遍覺得抽象深奧，難以理解和掌握，因而興趣不高。南京大學(xué)物理化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)團隊承擔(dān)了學(xué)校多個院系的物理化學(xué)檢驗科學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)任務(wù)，在多年的教學(xué)探索和實踐中，主要致力于解決以下兩個方面的教學(xué)問題：
1．如何針對不同學(xué)科、不同層次學(xué)生的要求，優(yōu)化整合物理化學(xué)與其他課程的內(nèi)容，構(gòu)建多元化的物理化學(xué)課程體系，以適應(yīng)高等教育教學(xué)改革、各學(xué)科發(fā)展趨勢以及創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。
2．如何針對課程的特點，采取有效的教學(xué)方法和手段，從根本上解決學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)困難的問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的能力和綜合素質(zhì)，提高教學(xué)質(zhì)量。
在老一輩物理化學(xué)教育家傅獻彩教授和陳懿院士等的指導(dǎo)和關(guān)心下，團隊以隊伍建設(shè)為龍頭、教材建設(shè)為切入點、課程建設(shè)為主體、教學(xué)內(nèi)容和方法為核心、教學(xué)研究為促進，進行了一系列的實踐與探索，取得了較為明顯的成效。
一、加強師資隊伍建設(shè)是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵
南京大學(xué)物理化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)團隊是一支具有光榮歷史和優(yōu)良傳統(tǒng)的教學(xué)隊伍，在多年的教學(xué)實踐中，我們始終強調(diào)師資隊伍建設(shè)的關(guān)鍵作用。為了進一步提高師資隊伍的建設(shè)水平，近年來我們采取了以下一系列措施。
1．健全青年教師上崗制度，實施教學(xué)環(huán)節(jié)的全面訓(xùn)練。除參加學(xué)校統(tǒng)一組織的崗前培訓(xùn)外，組織青年教師聽取優(yōu)秀教師示范觀摩課；作為助教，青年教師需要逐步完成隨堂聽課、批改作業(yè)和試卷、答疑、上習(xí)題討論課、試講部分章節(jié)、正式上課的所有教學(xué)環(huán)節(jié)。
2．注重發(fā)揮老教師的“傳、幫、帶”作用。團隊的優(yōu)勢之一是擁有多位經(jīng)驗豐富、熱心教學(xué)的物理化學(xué)教學(xué)專家。團隊不定期組織教學(xué)經(jīng)驗交流和研討會，請老教師談體會、提建議，幫助青年教師講好課。另外，老教師們愛崗敬業(yè)、嚴謹治學(xué)的優(yōu)良師德師風(fēng)對青年教師有很好的熏陶作用。
3．選留和引進相結(jié)合。先后選派了多位青年教師到國外進修，同時積極從國外引進優(yōu)秀青年人才，進一步充實了團隊青年教師力量，保證了團隊建設(shè)的延續(xù)性。
4．鼓勵青年教師積極參加國內(nèi)各種教學(xué)研修班和研討會。團隊青年教師多次參加了“全國高等學(xué)校物理化學(xué)課程骨干教師高級研修班”和“全國化學(xué)多媒體教學(xué)資源青年骨干教師培訓(xùn)班”的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，以及多屆全國“大學(xué)化學(xué)化工課程報告論壇”等，拓展了視野，提高了教學(xué)業(yè)務(wù)水平。
5．教學(xué)與科研協(xié)調(diào)發(fā)展。教學(xué)沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教學(xué)，沒有靈魂的教學(xué)。以物理化學(xué)國家重點學(xué)科和介觀化學(xué)教育部重點實驗室為依托，積極為青年教師創(chuàng)造條件，鼓勵他們不斷提高自身的科學(xué)研究水平，把教學(xué)與科研緊密結(jié)合，教研相長，從而全方位提高青年教師的整體素質(zhì)。
6．教學(xué)研究促進教師教學(xué)業(yè)務(wù)水平的'提高。根據(jù)各學(xué)科發(fā)展趨勢以及創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求，不斷深化教學(xué)改革，積極開展教學(xué)研究。通過凝練先進的教學(xué)理念和方法，并不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，將感性的實踐提高到理性的認識。將教改教研項目與團隊捆綁建設(shè)，通過項目驅(qū)動，提高團隊的教學(xué)能力和水平，較為全面地總結(jié)了在教材和課程建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和方法以及數(shù)字化建設(shè)等方面的經(jīng)驗。
通過傳承和建設(shè)，形成了一支目前由十多位教師組成的、老中青相結(jié)合的高素質(zhì)教學(xué)團隊。2009年，物理化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)團隊被評為國家級教學(xué)團隊。
二、教材和課程建設(shè)是提高教學(xué)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)
1．編寫出版了多套有影響的教材和教輔書。由傅獻彩教授主編的《物理化學(xué)》是我國第一本物理化學(xué)統(tǒng)編教材，培養(yǎng)了幾代的化學(xué)工作者，影響非常廣泛。我們根據(jù)學(xué)科發(fā)展和教學(xué)改革的最新狀況和現(xiàn)實需求，對該教材的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進行了不斷更新，通過優(yōu)化和壓縮經(jīng)典熱力學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)加強統(tǒng)計熱力學(xué)，融入新的科研成果（如超臨界萃取、電有機合成簡介、化學(xué)激光簡介、？-a曲線與表面不溶膜的結(jié)構(gòu)類型及應(yīng)用、LB膜、生物膜簡介、自發(fā)單層分散、固體表面的特點、均分散膠體的制備和應(yīng)用、納米粒子、自組織技術(shù)、模板合成技術(shù)等新內(nèi)容），調(diào)整結(jié)構(gòu)與編排，繪制彩圖等，編寫并出版了《物理化學(xué)》第5版。該教材以“體系完整、結(jié)構(gòu)嚴謹、層次清晰、深入淺出”的特點成為這門課程的經(jīng)典教材，被全國百余所院校選為教材或主要參考書。
同時，針對學(xué)校不同院系學(xué)生對“物理化學(xué)”課程的不同要求，采用了不同的課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容，并編寫了相應(yīng)的教材。例如，對基地班學(xué)生，在原先開設(shè)的“物理化學(xué)”課程基礎(chǔ)上，以物理化學(xué)原理為主線，融合了“無機化學(xué)”和“分析化學(xué)”課程的大部分內(nèi)容，編寫出版了《化學(xué)原理》教材。對地科專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)課程的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進行了改革，在原先開設(shè)的“物理化學(xué)”課程的基礎(chǔ)上，整合了無機化學(xué)、有機化學(xué)和分析化學(xué)課程的大部分基礎(chǔ)內(nèi)容，編寫出版了《大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)》。其特點是“加強基礎(chǔ)、突出重點、簡明清晰、便于自學(xué)”。針對生命科學(xué)院和醫(yī)學(xué)院的學(xué)生，編寫出版了簡明版的《物理化學(xué)核心教程》，體現(xiàn)出“精煉、實用、新穎”的特色。
2．大力推進課程建設(shè)。在編寫出版物理化學(xué)系列教材的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新設(shè)計和改革了物理化學(xué)課程體系。針對不同學(xué)科、不同層次學(xué)生的要求，選用不同的教材分別開設(shè)了“物理化學(xué)”、“物理化學(xué)核心課程”、“化學(xué)原理”、“大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)”等系列課程，從而構(gòu)建了多元化的物理化學(xué)相關(guān)課程體系，并取得了明顯的建設(shè)成效。“物理化學(xué)”課程也被評為國家精品課程。
三、教學(xué)內(nèi)容和方法的不斷完善是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑
1．構(gòu)建以學(xué)生為主體、學(xué)生自主學(xué)習(xí)為特征的新型教學(xué)模式。課堂教學(xué)以“教師講授重點、學(xué)生自學(xué)其余”為主線，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。通過巧設(shè)問題和組織學(xué)生課堂討論，促進師生互動和交流，學(xué)生由被動變?yōu)橹鲃樱环e極引導(dǎo)，步步深入，并及時總結(jié)，從而將所學(xué)知識升華為能力和方法。
2．整合和更新教學(xué)內(nèi)容。通過優(yōu)化和壓縮經(jīng)典熱力學(xué)內(nèi)容、簡介非平衡態(tài)熱力學(xué)、適當(dāng)介紹學(xué)科前沿領(lǐng)域的新知識以及緊密結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)，選擇不同教學(xué)內(nèi)容，有所取舍，有所側(cè)重，并注重用物理化學(xué)原理闡明相關(guān)專業(yè)的有關(guān)現(xiàn)象及規(guī)律。在教學(xué)內(nèi)容的更新上，既適當(dāng)增加了學(xué)科的新進展和新發(fā)現(xiàn)，還注重經(jīng)典內(nèi)容的現(xiàn)代詮釋。例如，針對地球科學(xué)系學(xué)生，我們增加了化學(xué)平衡在地質(zhì)過程中的主要應(yīng)用、SiO2的多晶轉(zhuǎn)變相圖、Clapeyron方程在地質(zhì)上的應(yīng)用、固溶體系統(tǒng)在礦物與巖石成因上的意義、膠體化學(xué)在地質(zhì)科學(xué)中的應(yīng)用等內(nèi)容，具有很好的針對性，取得了良好的教學(xué)效果。
3．課堂教學(xué)外延。提出問題讓學(xué)生課外思考并查閱相關(guān)資料，分組學(xué)習(xí)、定期研討。例如，可啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生就某些教材或論文中存在的不嚴格之處展開討論，以培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于探究的創(chuàng)新精神。另外，要求學(xué)生就自己感興趣的有關(guān)課程內(nèi)容外延（如Maxwell妖、Gibbs佯謬、信息熵等），通過查閱文獻和資料，撰寫課程論文并納入考核；對論文寫得好的學(xué)生，讓他們在課堂上講解。通過“學(xué)中用”和“用中學(xué)”來提高學(xué)生熟練應(yīng)用物理化學(xué)原理和方法解決實際問題的能力。
4．重視物理化學(xué)方法和發(fā)展史的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。在準確講解基本原理的同時，提煉主要方法加以講解。如熱力學(xué)中的變量變換法、狀態(tài)函數(shù)法或循環(huán)法、標準狀態(tài)法、平衡法；動力學(xué)中的穩(wěn)態(tài)近似法、平衡態(tài)假設(shè)法、線性化方法（含馳豫動力學(xué)方法）；統(tǒng)計熱力學(xué)中的摘取最大項法、統(tǒng)計平均法、配分函數(shù)法；電化學(xué)中的電池設(shè)計法、離子遷移數(shù)法等。同時，將方法論的科學(xué)思想融于基本原理中，指導(dǎo)學(xué)生舉一反三、融會貫通。歸納與演繹兩種教學(xué)方法相結(jié)合，對邏輯推理比較強的概念和公式（如Maxwell關(guān)系等）采用演繹法講授，而由實驗得到的結(jié)論（如離子的電遷移現(xiàn)象及其規(guī)律等）則采用歸納法加以說明。強調(diào)宏觀和微觀之間的聯(lián)系和過渡，如通過統(tǒng)計熱力學(xué)對宏觀現(xiàn)象和規(guī)律進一步給予微觀的詮釋，有助于學(xué)生從分子水平上理解各種現(xiàn)象和規(guī)律的內(nèi)在化學(xué)本質(zhì)。
穿插介紹物理化學(xué)發(fā)展簡史以及一些科學(xué)家（如vanderWaals）的事跡，讓學(xué)生知道前人是如何思考問題、提出假說、建立模型并上升為理論，然后用于指導(dǎo)實踐并進一步在實踐中檢驗和發(fā)展理論的。從而激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探究科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。
5．教學(xué)科研互動，理論聯(lián)系實踐。科研成果向課堂轉(zhuǎn)化，需要將學(xué)科發(fā)展的新成果作為載體來負載基本概念和原理，不斷用新知識、新成果、新技術(shù)來充實教學(xué)內(nèi)容，并達到傳統(tǒng)和現(xiàn)代知識的有機結(jié)合。例如，根據(jù)在臭氧層空洞方面的最新研究成果來引入有關(guān)自由基、鏈反應(yīng)和光化學(xué)反應(yīng)中的一些概念和知識；通過在新型儲氫材料方面的研究進展來介紹有關(guān)電化學(xué)中燃料電池和晶體結(jié)構(gòu)的基本知識和原理；根據(jù)在分子組裝和超分子結(jié)構(gòu)方面的新成果來討論有關(guān)分子間相互作用力的產(chǎn)生原因和具體構(gòu)成；把在納米科學(xué)和技術(shù)方面取得的一系列新成果作為載體來負載有關(guān)膠體和界面化學(xué)中的一些基本概念和原理，如界面張力、表面自由能、表面活性劑、膠束和反膠束、溶致液晶、微乳和反相微乳、乳化和破乳、LB膜、接觸角和潤濕作用、囊泡及其作用等。同時，我們還邀請院中青年學(xué)術(shù)骨干進課堂，為學(xué)生介紹與課程內(nèi)容相關(guān)的前沿領(lǐng)域重要成果；結(jié)合各專業(yè)特點，引入一些生產(chǎn)和生活中的實例，將枯燥的理論知識與生動的實踐內(nèi)容相結(jié)合。
通過上述措施，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)所學(xué)知識在科研和實際中可以發(fā)揮很大作用，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣和自豪感，豐富了知識面，拓寬了視野，加深了對基本原理的理解，提高了應(yīng)用能力，明確了肩負的歷史使命和社會責(zé)任。
6．重視習(xí)題討論課。演算習(xí)題是學(xué)習(xí)物理化學(xué)的一個重要手段和環(huán)節(jié)，一方面可以幫助深入了解、熟悉課程內(nèi)容，另一方面可以培養(yǎng)獨立分析和解決問題的能力。不會解題，就等于沒有掌握物理化學(xué)。因此我們每章安排了一次習(xí)題討論課，幫助學(xué)生理清思路，及時糾正錯誤方法，有效地克服了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的畏難情緒。
7．設(shè)立了“傅獻彩物理化學(xué)獎”，進一步激勵了學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。另外，為了順應(yīng)學(xué)校國際化趨勢，開展了物理化學(xué)雙語教學(xué)。選用Atkins和Levine的兩本英文原版教材作為參考書，課前復(fù)習(xí)全英文，課堂講授和試卷雙語化，要求學(xué)生撰寫英文課程論文并記入平時成績中。
8．?dāng)?shù)字化建設(shè)豐富了教學(xué)手段和內(nèi)涵。采用了生動活潑、形象逼真的多媒體輔助教學(xué)課件，增加了教學(xué)的形象性和直觀性，信息量大，較大幅度地減少課時，使抽象概念形象化、生動化，使微觀體系可視化，使課堂講課變得生動有趣，提高了學(xué)生的積極性和聽課效果。除了電子教案，還建有多媒體輔助教學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò)課程、試題庫和資源庫，精品課程網(wǎng)站也已成為重要的教學(xué)資源庫。從而形成了立體化的“物理化學(xué)”教學(xué)模式，有效地促進了教學(xué)質(zhì)量的提高。
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