物理化学家

2024-11-29|版权声明|我要投稿

物理化学家(共12篇)

物理化学家 篇1

物理化学是临沧师范高等专科学校化学教育专业与矿物加工工程专业的重要基础课程。但是由于物理化学理论抽象,公式繁多[1]。加之学生总体来源山区地区,数学知识欠缺;此外,学校实验器材不足,学生认识不够,课前不预习,课堂不思考,对学习物理化学兴趣不高,大部分学生感觉学习物理化学比较困难。作者从2007年进入临沧师范高等专科学校以来,一直从事物理化学的教学工作,对如何激发学生的学习兴趣,并能够理论结合实际,强化理论教学与实验教学密切结合,建立数学模型解决物理化学问题等方法应用到课程教学工作中,经过近几年的探索,感觉一些方法非常实用,并在教学中取得了较好的效果。本文结合理论与实践的教学,谈一下近几年的教学体会。

1 坚持够用适用的原则选取教材

师范高等专科学校与综合院校培养学生的目标不同,多数综合院校对学生学习物理化学要求有一定的深度和广度,为以后进行基础研究做准备。而作为边疆省分的师范专科学校在选择教学内容上要适当降低理论基础的深度,涉及到比较深的理论基础,应该进行删减,增加一些使用性比较强的内容,比如热力学第一定律,热力学第二定律,电化学,胶体化学等与现代工业结合紧密的内容[2],同生产实际结合,增加了学生适应工作的能力,同时适当减轻了学生的负担[3]。

随着信息技术的飞速发展,多媒体应用越来越普及,多媒体教学作为课堂教学模式,将文字,公式,动画,声音等有机结合在一起,将一些枯燥无味的内容与定律鲜活起来,因此,采用多媒体教学,大大提高了教学效果。

2 合理利用多媒体课件进行教学

2.1 精心制作多媒体课件

多媒体课件制作花时间又花精力。多媒体课件要求逻辑性和章节性比较强,因此教师应该根据讲课内容,理清思路,精心制作课件,做到条理清晰,主次分明,内容突出,即生动又有趣[4]。并不是所有的教材都要制成课件,也并不是任何内容都适合制作课件。课件主要选用传统教学手段难以展开的教材内容,这样才能充分体现多媒体课件的优势。根据教学需要和课件制作软件的特点,认真细致地分析教材内容,划分成若干知识块,找出知识块之间的联系,并对此重新整合,以利于课件制作,从而使课件内容达到提高课堂气氛的效果。

2.2 综合使用板书与多媒体课件

使用多媒体技术,在调动课堂气氛、提升课堂容量、丰富课堂内容等方面,确实有着明显的作用。但一些老师在使用的时候也陷入了一个误区。老师们常常用课件代替板书,但事实上,板书是无法用课件代替的,因为板书是随着老师的思路逐步进行展示的,往往是该节课内容的精华。

单一的多媒体教学,速度过快,有些教学内容公式繁多且需要推导,这就需要板书与多媒体课件并用,即给学生了一定的思考空间,同时也保留了多媒体教学的一些优点。

3 提高学生学习物理化学兴趣

3.1 将课堂内容与与其他专业课联系

我校的物理化学课开在第三学期,同学们已经学习了无机化学与分析化学,对化学有了一定程度的了解,但是具体的理论知识还不是很了解。如果能够适当将物理化学知识同相关化学课程联系起来。会增加学生的兴趣[5]。比如讲到焓变及计算的内容时,可以和无机化学中几个方程式的焓变结合起来。

3.2 将课堂内容和老师的科研相结合

教学的过程是对知识的传播过程,科研的过程是对知识的发现过程。高校的教学与科研的协调、统一与融合,可以将科学研究所取得的科研成果和新技术新思想转化为知识形态纳入到教学内容当中,让他与原有的知识体系发生联系。当新的知识与原有的理论相互融合时,使得二者之间相互印证。教学的过程也是教师科研活动的思路整理和动力激发的过程。

3.3 将课堂内容与以后的就业相联系

目前就业问题是学生比较关心的大问题。可以在一些适合的适合时候介绍一下与专业相关的企业需求情况及与物理化学内容的相关性。我们在讲授电化学时,可以介绍一下比亚迪,临沧鑫院锗业有限公司等企业以及职位要求等。

3.4 将课堂内容与著名科学家故事有机结合

比如讲到电解质理论这一章时,可以讲些理论的产生背景。该理论的提出者阿累尼乌斯,作为一名化学学习者这个名字非常熟悉。他对物理化学最杰出的贡献是电解质理论。 在物理化学发展的早期,阿累尼乌斯还在瑞典乌帕萨拉大学的攻读博士学位,博士课题是利用同样电压下通过不同溶液,测其电阻性能。阿累尼乌斯根据实验现象大胆提出电解质模型的假说。他毕业论文答辩时,著名的俄罗斯化学家门捷列夫是答辩委员会主席。门氏认为阿累尼乌斯的结论是毫无根据。但是全体答辩委员会一致认为阿累尼乌斯具有博士毕业和获得学位的资格。阿顺利毕业了。几年后他的实验结论支持的人越来越多。在一次英国举办的欧洲化学年会上,门捷列夫当众向阿累尼乌斯道歉,认为由于过去认识的局限,没能正确认识阿德理论。 从此两位物理化学泰斗握手言和。 从中我们可以看到作为科学家的执著和坚持,不轻言放弃。同时他们严谨科学的态度,勇于承认错误的精神值得我们学习[6]。这样的故事同学们听了,即了解了理论产生的背景,又对理论的学习产生了好奇感,课堂气氛也轻松愉悦。

4 强化学生学习与老师积极沟通相结合

4.1 课堂陈述

一般来说,物理化学课是一次上两节课,同学的注意力不可能一直都保持的那么好,当内容讲了之后,最后一节课留出十多分钟,让一以名或几名学生随堂陈述,同学和老师旁听,并指出错误,这样学生的即锻炼了学生的口头表达能力,又达到了增加各个知识点的记忆效果。这样充分尊重学生的个性与创造精神是培养学生创新能力的基础,不是把学生当作灌输知识的容器,而是每个学生都是具有创造潜能的主体[7]。

4.2 课堂考核

课堂上找一些难度适宜的题目,随机点名,让学生到黑板上当场计算或回答,从学生的反应和回答问题的情况可以了解他们对知识的掌握程度。这样做增加了课堂学生的认真听课,独立思考与自主学习,同时也可以起到打考勤的目的。

4.3 课后沟通

建立Email和QQ群交流工具平台。学生可以把课堂上的疑问通过Email发给老师,这样老师除了在课堂解答疑问外,多了一个解答问题的渠道;建立学生QQ群,把学习需要的资料与内容放到群空间上,供需要的同学下载或在线学习;此外,同学们把课堂没听懂的内容在线相互交流,甚至可以与任课教师互动交流,从而达到辅导答疑的效果。同时增加了学生之间,学生与老师之间的感情。建立良好的师生关系[4]。

5 结 语

改革传统的教学方式寻求教学方法的多样性,达到良好的教学效果是每一为物理化学教师所追求的。以上的经验能给大家起到一定的作用,通过合适方法,达到良好的教学目的。

摘要:物理化学是化学教育专业一门重要的基础理论基础课,本文结合我校临沧师范高等专科学校的实际情况和教学特点,对物理化学教学方法进行了分析和探讨,文中提出,教学过程中,应结合我校地处边疆的教育特点,采用多种教育教学方法,培养学生学习的学习兴趣,强化主动性,突出学生的主体地位,不断增强他们自学的能力;同时教师应不断对教学内容教学方法进行总结,达到应有的教学要求。

关键词:物理化学,教学方法,兴趣

参考文献

[1]赵小菁,华瑞年,张树彪,等.非化工专业物理化学教学方法改革的探索[J].化学世界,2009(12):755-757.

[2]石月丹,徐凛然,贾若琨,等.对提高应用化学物理化学教学效果的探讨[J].中国电力教育,2010(1):69-71.

[3]董文惠,邵晨,蒋玲,等.物理化学绪论课教学方法的研究[J].广东化工,2010,37(6):165-166.

[4]马传国,王亚珍,陈国华.对物理化学课程教学方法改革的初步探讨[J].高教论坛,2010,5(5):32-33.

[5]叶天旭,张予辉.物理化学课堂教学改革探索[J].广州化工,2010,38(1):231-233.

[6]http://phychem.snnu.edu.cn:8080/english/200708/198.html.

[7]田玉红,俉时华,霍林.将科技创新思想引入物理化学教学的实践与思考[J].广东化工,2006(9):67-68.

物理化学家 篇2

(曾小金收集、编辑以及整理)

物理学是研究物质运动最一般规律及物质基本结构的自然科学学科。物理学的飞速发展从16世纪开始发展至今,经过许多科学家的不懈努力,物理学现在已经发展成为一门独立、科学、严谨的学科;在这400多年的发展中,有很多科学家做出了巨大贡献。

1.伽利略(Galileo Galilei, 1564-1642)

意大利物理学家、天文学家、数学家。他开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学,为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识做出了巨大的贡献,被誉为“近代科学之父”。

伽利略对近代科学最重要的贡献在于创立了新的科学思想和科学研究方法。在伽利略的研究成果得到公认之前,物理学乃至整个自然科学只不过是哲学的一个分支,没有取得自己的独立地位。当时,哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里,得不出符合实际的客观规律。伽利略继承和发展了阿基米德的方法论——注重科学实践的唯物主义世界观,敢于向传统的权威思想挑战,他不是先臆测事物发生的原因,而是先观察自然现象,由此发现自然规律。他摒弃神学的宇宙观,认为世界是一个有秩序的服从简单规律的整体,要了解大自然,就必须进行系统的实验定量观测,找出它的精确的数量关系。基于这样的新的科学思想,伽利略倡导了数学与实验相结合的研究方法,这种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉,他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。

伽利略的科学活动主要集中在天文学和力学方面。在天文学方面,伽利略的贡献是极其巨大的。他的宇宙观的核心是维护和坚持、发展了哥白尼学说。他的日心说观点是完全建立在对天文的长期观测所获得的大量新发现的可靠事实基础之上的。伽利略通过望远镜测得太阳黑子的周期性变化与金星的盈亏变化,看到银河中有无数恒星,有力地宣传了日心说。1632年出版的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》是近代科学史上具有重大意义的著作。1638年伽利略完成了又一巨著《关于两门新科学的对话与数学证明对话集》,为物理学的发展作出了卓越的贡献。落体运动定律和惯性定律是该书中的重要内容。伽利略的实验主要是应用小球沿斜坡滚动的方法,证实了落体定律,也推出了不完整、不彻底的惯性定律--他只承认圆惯性运动,而不承认直线惯性运动。他的理论奠定了经典力学的基础,以后经牛顿发展完善,建立了近代经典力学的系统理论。伽利略所建立的摆的定律、惯性定律、落体运动定律,以及对抛体运动的研究和他提出的相对性原理,奠定了动力学的主要基础。

伽利略的一生,贡献是巨大的,特别是他坚持真理不畏强权的科学态度,更是后人学习的榜样。当然他也不正确的观念,如否定色、香、味等物质属性的客观性等,但这些都无损于一个伟大科学家的光辉形象。2.牛顿(Isaac Newton, 1643-1727)

英国伟大的物理学家、天文学家和数学家,经典力学体系的奠基人。1643年1月4日,牛顿诞生于英格兰林肯郡的一个自耕农家庭。他自幼热爱自然,喜欢动脑动手,12岁时进入离家不远的格兰瑟姆中学。在读中学时他曾寄宿在格兰瑟姆镇的克拉克药店,药店对他来说就是一个小型实验室,在那里培养了他的科学实验能力。牛顿还将自己已记录的自然现象分为几类:颜色调配、时钟、天文、几何学。这种良好的学习方法,为他后来的科学研究打下了坚实的基础。

1661年6月牛顿以减费生的身份考入剑桥大学三一学院。三一学院的巴罗教授对牛顿特别看重,指导他阅读了许多前辈的优秀著作。1664年牛顿经过考试被选为巴罗教授的助手,1665年大学毕业。1665~1666年伦敦流行鼠疫,牛顿回到家乡,在这两年期间取得了许多成就。1667年牛顿重返剑桥大学深造,1668年7月获硕士学位。1669年巴罗教授推荐年仅26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授。

1666年的夏末,一只历史上最著名的苹果从树上落了下来,正好打在牛顿的头上,刚好那天牛顿在聚精会神的思索:是什么力量使月球保持在其环绕地球运行的轨道上,什么力量使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只打在他头上的苹果会坠落到地上?正是从思考这些问题开始,他找到了最终的答案——万有引力理论。尽管牛顿以前在解析几何、对数、无穷级数等方面已有成就,还是不能圆满的解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题。牛顿将古希腊求解无穷小问题的方法统一为两类算法:正流数术(微分)和反流数术(积分)。1676年牛顿发表了研究成果二项式展开定理。1684年莱布尼茨在对曲线的切线研究中引入拉长的S作为积分符号。从此牛顿创立的微积分学在各国迅速推广。

当牛顿在微积分方面迈开卓越的一步后,他开始用三棱镜对白光的组成进行分析。证实白色光所以能散射成彩色光谱,是由于白光本身是由折射程度不同的各种彩色光混合组成的。他用白光分解实验宣告了光谱学的诞生。《光学》是牛顿的经典著作,集中反映了他的光学成就。

牛顿在《自然哲学的数学原理》这部巨著里,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把力学确立为完整、严密、系统的学科。他在概括和总结前人研究成果的基础上,通过自己的观察和实验,提出了“运动三定律”。这三条定律和万有引力定律共同构成了宏伟壮丽的力学大厦的主要支柱。

1672年牛顿被皇家学会聘为会员,1703年成为皇家学会终身会长。1699年任造币局局长。1705年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教堂。人们为了纪念牛顿,用他的名字来命名了力的单位。3.麦克斯韦(James Clerk Maxwell, 1831-1879)

英国伟大的理论物理学家。1831年6月13日麦克斯韦诞生于英国爱丁堡的一个地主家庭,1847年进入爱丁堡大学听课,专攻数学。1850年考入剑桥大学,1854年以优异成绩毕业于该校三一学院数学系,并留校任职。1856年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授。1860年到伦敦皇家学院任自然哲学及天文学教授。1871年受聘为剑桥大学的实验物理学教授,负责筹建该校的第一所物理学实验室——卡文迪什实验室,1874年建成后担任主任。

麦克斯韦是继法拉第之后,集电磁学大成的伟大科学家。他根据库仑,高斯、安培、欧姆、毕奥、萨伐尔、法拉第等人的一系列发现、实验及研究成果建立了完整的电磁理论体系,科学的预言了电磁波的存在,并指出了光、电、磁现象本质的统一性。这一划时代的理论成果为现代电力工业、电子工业和无线电工业的发展奠定了坚实的基础。

麦克斯韦14岁读中学时,就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》。他认真研究法拉第的《电学的实验研究》一书,并发表了首篇电磁学论文《论法拉第的力线》,论文中用精确的数学表达了力线的概念,从而推导出库仑定律和高斯定律,这篇论文用数学语言表达了法拉第的物理思想。1863年他发表了第二篇论文《论物理力线》,不仅进一步发展了法拉第的思想,扩充到变化的磁场产生电场,电场的变化产生磁场,还由此预言了电磁波的存在,证明了电磁波的传播速度等于光速,揭示了光的电磁波本质。1864年他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》从基本的实验事实出发,以场论的观点用演绎法建立了系统的电磁理论。

麦克斯韦所著的《电学和磁学论》一书于1873年出版,该书是一部里程碑式的伟大著作,全面总结了19世纪中期以前对电磁现象的研究成果,并建立了完整的电磁理论体系。他在总结前人研究工作的基础上,提出了位移电流的概念,建立了电磁学的基本方程组,该微分方程组决定了电荷、电流、电场和磁场之间普遍联系。他还曾预言电磁波能在实验室内产生,后来此预言由赫兹在1887年实现了。

麦克斯韦是建立各种模型来类比不同物理现象的能手,更是运用数学工具来分析物理问题的大师。他运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯韦速度分布律,还研究过土星的光环和视觉理论,创立了定量色度学。麦克斯韦在他生命的最后几年里,花费了很大力气整理和出版了卡文迪什的遗稿并创建了卡文迪什实验室,为人类留下又一笔珍贵的科学遗产。1879年11月5日麦克斯韦因癌症不治于剑桥逝世,终年49岁。4.玻尔兹曼(Ludwig Eduard Boltzmann, 1844-1906)

奥地利物理学家,气体动理论的主要奠基人之一。1844年2月20日玻尔兹曼出生于音乐之都维也纳,幼年受到良好的家庭教育。1863年在维也纳大学学习物理学和数学,得到斯忒藩和洛希密脱等著名学者的赞赏和培养。1866年获博士学位后,在维也纳的物理学研究所任助理教授,此后历任拉茨大学、维也纳大学、慕尼黑大学和莱比锡大学的教授。1899年被选为英国皇家学会会员。他还是维也纳、柏林、斯德哥尔摩、罗马、伦敦、巴黎、彼得堡等科学院院士。

大学毕业后,玻尔兹曼当了斯忒藩的助手。1866年正值玻耳兹曼即将完成博士论文之际,麦克斯韦计算出了分子速度的麦克斯韦分布律。1868至1871年间,玻耳兹曼把麦克斯韦的气体速率分布律推广到分子在任意力场中运动的情况,得出了有势力场中处于热平衡态的分子按能量大小分布的规律,即玻耳兹曼分布律,并进而得出气体分子在重力场中按高度分布的规律。

玻耳兹曼进一步研究气体从非平衡态过渡到平衡态的过程,于1872年建立了玻耳兹曼积分微分方程。他引进由分子速度分布函数f定义的一个泛函数H,证明f发生变化时,H随时间单调地减小,H减少到最小值时,系统达到平衡状态——这就是著名的H定理。H定理与熵S增加原理相当,都表征热力学过程由非平衡态向平衡态转化的不可逆性。1877年玻耳兹曼建立了熵S和系统宏观态所对应的可能的微观态数目(即热力学几率W)的联系:S∝lnW。揭示了宏观态与微观态之间的联系,指出了热力学第二定律的统计本质:H定理或熵增加原理所表示的孤立系统中热力学过程的方向性,正相应于系统从热力学几率小的状态向热力学几率大的状态过渡,平衡态热力学几率最大,对应于S取极大值或H取极小值的状态。后来普朗克将玻尔兹曼的关系简写为 S=klnW,式中k为玻尔兹曼常数。玻耳兹曼的工作是标志气体动理论成熟和完善的里程碑,同时也为统计力学的建立奠定了坚实的基础。

玻耳兹曼把热力学理论和麦克斯韦电磁场理论相结合,运用于黑体辐射研究。1884年玻耳兹曼从理论上严格证明了空腔辐射的辐射出射度M和绝对温度T的关系:M =σT4 式中,σ是个普适常量,这个关系被称为斯忒藩-玻耳兹曼定律。1900年,普朗克在利用玻耳兹曼的方法推导黑体幅射定律时,提出了作为现代物理学标志的普朗克能量子假设,掀开了量子时代的帷幕。

玻耳兹曼是位很好的老师,讲课深受学生欢迎。他常常主持以科学最新成就为题的讨论班,带动学生进行研究,培养了一大批物理学者。

玻尔兹曼的名著《气体理论讲义》被译成多国文字,至今仍有重要学术价值。玻尔兹曼于1906年9月5日不幸自杀身亡。熵与热力学几率关系式S=klnW至今仍然刻在玻尔兹曼的墓碑上。

5.托马斯·杨(Thomas young, 1773-1829)

英国物理学家、医生,波动光学的奠基人。1773年6月13日托马斯·杨出生于撒默塞特郡的米菲尔顿。他出身于商人和教友会会员的家庭,幼年有神童之称,智力过人;2岁能阅读;4岁能背诵英国诗人的作品和拉丁文诗;9岁掌握车工工艺,能自己制造物理学仪器;14岁之前自学了牛顿的微分法,并学会了法、意、波斯和阿拉伯等语言。托马斯·杨进过不少学校,但他以自学作为获得科学知识的主要手段,曾在伦敦大学、爱丁堡大学和格丁根大学学习医学。他对生理光学和声学具有强烈的兴趣,后来转向研究物理。

1801-1803年托马斯·杨担任英国皇家研究院教授,1811年起在伦敦行医,1818年起兼任径度局秘书,领导《海事历书》的出版工作,同时任英国皇家学会国际联络秘书。他还为大英百科全书撰写过四十多位科学家的传记。他一生研究过物理、数学、天文、地球物理、语言、医学、动物学、考古学、科学史等学科,并精通绘画和音乐,但以物理学家著称于世。

托马斯·杨为光的波动学说奠定了基础。著名的杨氏干涉实验巧妙之处在于,他让通过一个小针孔S0的一束光,然后再通过二个小针孔S1和S2,使同一光源的光变成两束光,这两束光是相干光。实验结果表明,在屏幕上看见了明暗相间的干涉条纹。后来又以狭缝代替针孔,进行了双缝干涉实验,得到更加明亮的干涉条纹。他用这个实验引入干涉概念论证了光的波动说,同时又解释了牛顿环的成因和薄膜的彩色。1801年他引入叠加原理,把惠更斯的波动理论和牛顿的色彩理论结合起来,解释了规则光栅产生的色彩现象。1803年又用波动学说解释了障碍物影子具有彩色毛边的现象。1820年用完善的波动理论对光的偏振做出了满意的解释,认为只要承认光波是横波,必然会产生偏振现象。

托马斯·杨第一个测出7种颜色的波长,他曾从生理角度说明人的色盲现象,还建立了三色原理,即一切彩色都可以从红、绿、蓝这三种原色以不同的比例混合而得到。

托马斯·杨对弹性力学很有研究。后人为表彰托马斯·杨的贡献,把纵向弹性模量即正应力与线应变之比称为杨氏模量。

托马斯·杨一生博学,多才多艺,兴趣广泛。他以物理学家闻名于世,在其他许多领域也有所成就。1814年研究考古发现古埃及石碑,用了多年时间破译了碑文,在考古领域做出了贡献。托马斯·杨于1829年5月10日逝世于英国伦敦,终年56岁。在他逝世前仍致力于编写埃及字典的工作,一生中没有虚度过一天是他最大的满足。6.普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858-1947)

德国理论物理学家,量子论的奠基人。生于基尔,少年时代在慕尼黑度过。1874年进入慕尼黑大学,1879年获哲学博士学位。曾先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。1888他接替基尔霍夫的教学工作成为柏林大学教授。1894年被任命为普鲁士科学院院士。1900年他在黑体辐射研究中引入能量量子,因而荣获1918年诺贝尔物理学奖。

普朗克早期从事热力学的研究,对物质聚集态的变化、气体和溶液理论等进行了研究。19世纪末,人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候,出现了著名的“紫外灾难”。1896年普朗克开始研究热辐射的能量分布问题,经过几年艰苦努力,终于利用内插法导出了与实验相符的公式—普朗克辐射公式。1900年12月14日,他在德国物理学会作了《论正常光谱的能量分布》的报告,他认为,为了从理论上得出正确的辐射公式,必须假定物质辐射(或吸收)的能量不是连续地、而是一份一份地进行的,只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子,辐射频率是n的能量的最小数值ε=hn。其中h是一个普适常数,现在叫做普朗克常数,这一天成了量子论的诞生日。

普朗克一生除物理学外还喜好音乐和爬山运动。80岁和84岁高龄时还登上3000多米的高山大威尼迭格峰。二次大战期间他为受迫害的犹太籍科学家提供过尽可能多的支持与帮助。

7.爱因斯坦(Albert.Einstein,1879—1955)

爱因斯坦1879年出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭(父母均为犹太人),1900年毕业于苏黎世联邦理工学院,入瑞士国籍。1905年,获苏黎世大学哲学博士学位,爱因斯坦提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖,1905年创立狭义相对论。1915年创立广义相对论。1955年4月18日去世,享年76岁。

爱因斯坦为核能开发奠定了理论基础,开创了现代科学技术新纪元,被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展都有巨大的影响。相对论从逻辑思想上统一了经典物理学,使经典物理学成为一个完美的科学体系。狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系,指出它们都服从狭义相对性原理,都是对洛伦兹变换协变的,牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律。广义相对论又在广义协变的基础上,通过等效原理,建立了局域惯性长与普遍参照系数之间的关系,得到了所有物理规律的广义协变形式,并建立了广义协变的引力理论,而牛顿引力理论只是它的一级近似。这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系的问题,从逻辑上得到了合理的安排。相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念,给出了科学而系统的时空观和物质观,从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。

狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律,并提示了质量与能量相当,给出了质能关系式。这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显,但在研究微观粒子时却显示了极端的重要性。因为微观粒子的运动速度一般都比较快,有的接近甚至达到光速,所以粒子的物理学离不开相对论。质能关系式不仅为量子理论的建立和发展创造了必要的条件,而且为原子核物理学的发展和应用提供了根据。

对于爱因斯坦引入的这些全新的概念,当时地球上大部分物理学家,其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹,都觉得难以接受。甚至有人说“当时全世界只有两个半人懂相对论”。旧的思想方法的障碍,使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉,就连瑞典皇家科学院,1922年把诺贝尔物理学奖授予爱因斯坦时,也只是说“由于他对理论物理学的贡献,更由于他发现了光电效应的定律。”对爱因斯坦的诺贝尔物理学奖颁奖辞中竟然对于爱因斯坦的相对论只字未提。

8.霍金(Stephen William Hawking, 1942-2018)

出生于英国牛津,英国剑桥大学著名物理学家,现代最伟大的物理学家之

一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。1963年,霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(卢伽雷氏症),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动。1979至2009年任卢卡斯数学教授,主要研究领域是宇宙论和黑洞,证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理,提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方面走出了重要一步。获得CH(英国荣誉勋爵)、CBE(大英帝国司令勋章)、FRS(英国皇家学会会员)、FRSA(英国皇家艺术协会会员)等荣誉。

20世纪70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。凭一本薄薄的《时间简史》征服了全世界3000万读者。黑洞理论使量子论和热力学在“霍金辐射”中得到完美统一,而他在20世纪80年代提出的无边界设想的量子宇宙论,解决了困扰科学界几百年的“第一推动”问题。

霍金希望解开宇宙诞生之时的奥秘,1970年代时,霍金将量子力学应用于解释黑洞现象,在之后的30年中,用量子力学解释整个宇宙已经变得更加困难了。霍金想找到一套可以完美解释整个宇宙现象的理论来说明137亿年诞生直到现在的宇宙,但是多年过去了就算无限接近他仍然没有得出结论。按照他的量子力学理论,宇宙诞生是大爆炸产生的,这是一个被压缩的无限小却具有超大重力的物质(也可以理解成密度无限大)爆炸的产物。量子力学的理论范畴不能够解释这一个过程是如何进行?为什么会这样?霍金说“那必须有一套可以描述小规模重力的理论”。霍金的同事,伦敦玛丽皇后学院的麦克·格林(Michael.Green)参与建构的超弦理论,简称为“弦论”,指出所有粒子和自然力量,其实都是在震荡中的像弦一样的微小物体,解决了霍金一直想努力解答的重力问题,该理论必须建立在宇宙必须有9、10甚至是大于11个的维度中,而人类身处的三维世界可能仅仅是真正的宇宙的其中一个膜。9.吴大猷(1907-2000)

笔名洪道、学立,广东高要人,出生于广州府番禺县,著名物理学家,被誉为中国物理学之父。1933年(中华民国二十二年)获美国密歇根大学博士学位,1939年获中央研究院丁文江奖金,1948年被选为中央研究院第一届院士,1983年11月任台湾中央研究院院长。吴大猷毕生献身科学研究和教育事业,为中国科学发展作出了重大贡献,在世界物理学界享有盛誉。在原子和分子的一般理论方面做出了重大贡献。他的两项研究为后来的工作开辟了道路,一项是关于重原子f态的计算,另一项是闭壳层电子激发态的计算。

吴大猷的学者生涯可大致分为三个时期:北京大学时期(1934—1946)、北美时期(1946—1978)和台湾时期(1978年起)。他的研究领域涉及原子和分子理论、相对论、经典力学和统计力学的各个方面。尤其在原子和分子理论、散射理论和统计力学方面有独创性。

吴大猷学生有杨振宁、李政道、黄昆、朱光亚等一大批著名物理学家。一批骨干物理学家,如马仕俊、郭永怀、虞福春都曾从他那里受益过。

主要著作有《科学和教育》《科学与科学发展》《吴大猷科学哲学文集》《物理学的历史和哲学》《现代物理学基础的物理本质和哲学本质》等。10.钱学森(1911-2009)

钱学森(1911.12.11-2009.10.31),汉族,吴越王钱镠第33世孙,生于上海,祖籍浙江省杭州市临安。世界著名科学家,空气动力学家,中国载人航天奠基人,中国科学院及中国工程院院士,中国两弹一星功勋奖章获得者,被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”“中国自动化控制之父”和“火箭之王”,由于钱学森回国效力,中国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年。

1934年,毕业于国立交通大学机械与动力工程学院,曾任美国麻省理工学院和加州理工学院教授。1955年,在毛泽东主席和周恩来总理的争取下回到中国。1959年加入中国共产党,先后担任了中国科学技术大学近代力学系主任,中国科学院力学研究所所长、第七机械工业部副部长、国防科工委副主任、中国科技协会名誉主席、中国人民政治协商会议第六、七、八届全国委员会副主席、中国科学院数理化学部委员、中国宇航学会名誉理事长、中国人民解放军总装备部科技委高级顾问等重要职务;他还兼任中国自动化学会第一、二届理事长。1995年,经中宣部批准及钱学森本人同意,母校西安交通大学将图书馆命名为钱学森图书馆,时任中共中央总书记、国家主席、中央军委主席江泽民同志亲笔题写了馆名。2009年10月31日北京时间上午8时6分,钱学森在北京逝世,享年98岁。为了进一步弘扬钱学森同志爱国,创新、奉献的业绩与精神,经中央研究,决定在上海交通大学徐汇校区建设钱学森图书馆。2011年12月8日,纪念钱学森诞辰100周年座谈会在人民大会堂举行。

两弹一星:1956年初,钱学森向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》。同时,钱学森组建中国第一个火箭、导弹研究所——国防部第五研究院并担任首任院长。他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划,参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制,直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国第一个星际航空的发展规划,发展建立了工程控制论和系统学等。在钱学森的努力带领下,1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸成功,1967年6月17日中国第一颗氢弹空爆试验成功,1970年4月24日中国第一颗人造卫星发射成功。

钱学森在力学的许多领域都做过开创性工作。他在空气动力学方面取得很多研究成果,最突出的是提出了跨声速流动相似律,并与卡门一起,最早提出高超声速流的概念,为飞机在早期克服热障、声障,提供了理论依据,为空气动力学的发展奠定了重要的理论基础。高亚声速飞机设计中采用的公式是以卡门和钱学森名字命名的卡门-钱学森公式。此外,钱学森和卡门在30年代末还共 同提出了球壳和圆柱壳的新的非线性失稳理论。

钱学森在应用力学的空气动力学方面和固体力学方面都做过开拓性工作;与冯·卡门合作进行的可压缩边界层的研究,揭示了这一领域的一些温度变化情况,创立了“卡门—钱近似”方程。与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。

钱学森在1946年将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来的研究,是先驱性的工作。1953年,他正式提出物理力学概念,大大节约了人力物力,并开拓了高温高压的新领域。1961年他编著的《物理力学讲义》正式出版。1984年钱学森向苟清泉建议,把物理力学扩展到原子分子设计的工程技术上。

从40年代到60年代初期,钱学森在火箭与航天领域提出了若干重要的概念:在40年代提出并实现了火箭助推起飞装置(JATO),使飞机跑道距离缩短;在1949年提出了火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想;在1953年研究了跨星际飞行理论的可能性;在1962年出版的《星际航行概论》中,提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具。

工程控制论在其形成过程中,把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象。钱学森本人就是这类研究工作的先驱者。11.杨振宁(1922-)

杨振宁,1922年10月1日出生于安徽合肥,世界著名物理学家,现任香港中文大学讲座教授、清华大学教授、美国纽约州立大学石溪分校荣休教授、中国科学院院士、美国国家科学院院士、台湾“中央研究院”院士、俄罗斯科学院院士、英国皇家学会会员,1957年获诺贝尔物理学奖;是中美关系松动后回中国探访的第一位华裔科学家,积极推动中美文化交流和中美人民的互相了解;在促进中美两国建交、中美人才交流和科技合作等方面,做出了重大贡献。

1942年,毕业于西南联合大学;1944年,获清华大学硕士学位;1945年,获穆藕初奖学金,赴美留学;1948年,获芝加哥大学哲学博士学位,任芝加哥大学讲师、普林斯顿高等研究院研究员;1955年,任美国普林斯顿高等学术研究所教授;1966年,任美国纽约州立大学石溪分校教授兼物理研究所所长;1986年,任香港中文大学博文讲座教授;1998年,任清华大学教授。2017年恢复中国国籍。

杨振宁在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出了里程碑性的贡献。20世纪50年代和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论(杨-Mills规范场论);1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律;在粒子物理和统计物理方面做了大量开拓性工作,提出杨-巴克斯特方程,开辟了量子可积系统和多体问题研究的新方向等。此外,杨振宁推动了香港中文大学数学科学研究所、清华大学高等研究中心、南开大学理论物理研究室和中山大学高等学术研究中心的成立。

1965年杨振宁与李政道提出宇称不守恒,次年即获得诺贝尔物理学奖。其主要成就在于标准理论,有7个诺贝尔奖是因为找到杨振宁的标准理论所预测的粒子而获奖的,例如丁肇中的希格斯;通过研究标准理论获得成就,而间接获得诺奖的有几十个,杨几乎垄断了六十年来诺奖物理奖的理论物理和粒子物理部分(杨-米尔斯理论);另外有6个菲尔茨奖是研究杨振宁的方程而来的(3个和杨-米尔斯方程有关,3个和杨-巴克斯特方程有关)。杨振宁在统计力学、凝聚态物理、粒子物理、场论等物理学4个领域的13项世界级贡献,美国物理学界的权威评价,杨振宁是继爱因斯坦和费米之后,第三位物理学全才。

朴素的物理学家 篇3

何泽慧不喜欢打扮,从来不会把自己收拾得花里胡哨的。在大多数人已经用名牌武装到牙齿的时代,她依旧艰苦朴素,平时习惯穿老式解放鞋,如果鞋子哪里破烂,她就找来针线、布料自己缝补。鞋子上已经布满三层补丁,她还是舍不得丢弃,依然每天都穿着。

尤其让人敬佩的是,何泽慧穿的衣服,价格普遍比较便宜,在衣服破烂之后,她就认真地缝补,几乎她的每件衣服上,都有几个补丁。何泽慧提着的人造革书包,已经用了几十年,人造革出现口子,她用针线缝补起来,书包带子断裂,她用绳子系着。即使参加级别很高的国际会议,她也提着破旧的书包。

何泽慧时刻想着科学研究,已经有90岁她还要提着书包,每周坚持几次到研究所上班。她对科学的献身精神,令同事刮目相看,觉得她是自己的楷模。在感动中,同窗王大珩提起笔,情不自禁地写出几句诙谐的诗:“春光明媚日初起,背着书包上班去。尊询大娘年几许,九十高龄有童趣。”

除了治学与探求真理之外,何泽慧对于物质生活要求极低,生活极其简朴。在傍晚下班的时候,她从办公室里出来,去食堂买几个包子、馒头,放在书包中,带回家里吃。在吃东西时,她会左手拿着食物,右手提着茶壶,去接自来水,放在火炉上烧开以后,倒在水壶中。在口渴的时刻,她就拿来杯子,接准备好的白开水喝。

五十多年来,河泽慧家都住在中关村,她家居住的房子,是非常破旧的普通单元房,狭小的客厅,面积不到14平方米,随着时间的更替,当初刷在木地板上的油漆,都已经磨掉,仅仅留下依稀的痕迹,家具多数是20世纪50年代的旧物,没有任何高档的家具。

在狭窄的客厅里面,有几样普通电器,都是用了多年的陈旧物品,无论卧室,还是书房,都比较微小。哪怕已经到耄耋之年,何泽慧依然每天都要练习书法,放在书桌上的镇纸,是她亲自去捡来的鹅卵石。她的书法以篆隶立基,以颜、魏立骨,具有很高的审美价值。

何泽慧是中国科学院的院士,单位几次来人进行劝说,可以搬到条件更好的院士樓居住,她竟然坚定不移地拒绝。何泽慧的女儿钱民协,是北京大学化学与分子工程学院教授,女儿购买新房子后,让她搬过去居住,她也不愿意搬迁,继续住在破旧的小楼里。

考虑到何泽慧年龄较高,上班下班挤公共汽车很麻烦,研究所打算派车接送,她坚决不要单位照顾,仍旧自己从中关村坐公共汽车到玉泉路。去买菜的时候,何泽慧也是坐公共汽车,完全没有大科学家的派头,不知道她身份的人,认为她就是普通的老太婆。

在公共汽车上,心情舒畅的乘客,会主动给何泽慧让座,情绪低落的乘客,会故意让她站着。别人愿意让座,何泽慧立即客气地表达感谢,人家不想让座,她也不会轻易生气。在何泽慧的眼里,无论男女,还是老少,无论平民百姓,还是达官贵人,都是平等的,不必要特殊化。

何泽慧从来不计较什么条件,多年来给他人留下的,都是艰苦朴素的形象。朴素并非等于邋遢,而是货真价实的美,不仅能够节省打扮的时间,而且会让自己感觉到轻松,可以无拘无束地投入到工作中,从而在有限的岁月里,取得更多更好的成绩。

(编辑/杨逸)

物理化学家 篇4

1 加强教材建设, 编写具有我校人才培养特色的物理化学教材

高等学校教材是体现教学内容和教学方法的知识载体, 是人才培养传授知识的重要工具之一, 同时也是高校深化教学改革、提高教学质量的重要保证[1]。如今, 各种知识以惊人的速度在飞速增长, 多学科相互交叉融合已成为普遍现象, 物理化学也应不断吸收新的理论和技术, 才能培养出适应新时代发展的高素质人才。因此为了满足新时期教学要求的需要, 笔者教研组编写了物理化学教材。教材在内容上力求体现如下特点[2]: (1) 突出经典, 广泛覆盖。重点编写了物理化学中的经典内容, 舍去难度较大的统计热力学和量子力学内容。 (2) 提纲挈领, 便于学习。每章后面都附有总结、思考题和自测题。总结言简意赅, 简单明了地梳理本章知识要点, 思考题巩固概念性内容, 习题用作本章的全面练习, 自测题检验学习效果。 (3) 强化基础, 力求精准。我们着重讲础理论部分, 培养学生的自学能力, 达到举一反三的目的, 如相平衡一章, 我们重点讲解相图中具有规律性的东西, 培养学生看相图、画相图的能力。同时还编写了符合我院教学大纲要求的《物理化学实验》教材。

2 更新课程体系和整合教学内容

我校构建课程体系的指导思想是“一条主线、两个重点、三个体系、五个模块”。其中“一条主线”即以应用型人才培养为主线;“两个重点”即以培养学生工程实践能力和创新精神为重点;“三个体系”即构建互相渗透的理论教学、实践教学、素质拓展三个教学体系;“五个模块”即课程分为通识教育、专业基础、专业方向、实践教学、综合拓展五个模块。针对课程体系构建总的指导思想, 我们重新修订和完善了物理化学课程的教学大纲, 把学科特点和专业培养特色有机结合起来, 加强物理化学与其他学科的相互渗透, 使学生在今后的实际工作中能有意识地运用物理化学观点去思考、认识和解决问题。同时在授课过程中我们整合教学内容, 合理安排教学进度, 做好与相关课程内容的相互衔接。在实际教学过程中, 与其它课程内容重叠的部分让学生课前自学, 课上稍作讨论, 避免重复讲解, 以实现教学过程的最优化。例如在电化学中, 要求学生自学无机化学中已经讲过能斯特方程等内容, 课上把重点放在介绍电解质溶液的性质, 适当介绍电化学系统热力学, 这样既可以节约课时, 又不会造成与后面章节之间失去连贯性。又如相平衡与后续化工原理课程的部分内容联系非常紧密, 因此在讲授完理想和真实互溶双液系的气液平衡相图之后, 就及时介绍了精馏原理, 并且简单介绍了精馏塔装置。实践证明前后课程若在教学内容及知识应用等方面进行很好的协调配合, 在教学中恰当的处理好各门课之间的衔接和渗透, 不但会加深学生对物理化学知识的理解, 还有利于学生对专业课的了解和思考, 开阔眼界, 提高知识和水平[3]。

3 改进教学方法和考核方法

教学方法和教学手段以及考核方法的改革是教学内容、课程体系整体改革必不可少的重要组成部分, 其中课堂教学直接影响到学生对书本知识的掌握程度, 同时也会影响到学生兴趣爱好的培养, 因此教师必须根据实际情况不断更新课堂的教学方法与自身的知识素养。

3.1 更新教学手段, 改进教学方法

在教学实践中, 物理化学课程表现如下特点:概念抽象, 公式多, 理论性强。针对上述特点, 在教学过程中采用传统的板书教学手段和先进多媒体教学手段相结合, 充分利用网络资源, 建立了物理化学教学网站, 为学生自主学习提供了良好的教学平台。网站还提供教学讨论区, 可以及时进行答疑。同时在教学方法上注重启发式和讨论式互动教学, 精讲与学生自学相结合, 采用任务型和小组合作型的教学策略。例如胶体化学一章, 难度相对较小, 我们讲解这一章的做法是:分成5~7个人一组, 小组学生在规定的时间里预习书里的内容, 上网查资料, 共同完成教师分配的任务, 最后每组选出一个代表在课堂上给大家讲解, 老师再稍做补充和总结。这种做法既增强了学生的自信心, 又培养了学生独立思考和解决问题的能力, 提高了教学质量, 深受学生欢迎。同时我们还采用边讲解边练习、对比、讨论与归纳相结合的教学方法, 注重培养学生的抽象思维和缜密概括的能力。例如相平衡一章, 学生反映相图比较多不理解、难记, 我们引导学生归纳气液平衡和固液平衡两大类相图, 学生在归纳总结的过程中就会发现两类相图的相似性, 不难发现相图中三相线, 纯化合物, 不稳定化合物和稳定化合物的特点以及各个相区相态如何判断, 且多数学生能够总结归纳出读相图的一些要点, 实践证明这种做法可以使学生把各节的知识内容串联起来, 从而达到提高教学效率的目的。

另外针对课程理论性强的特点, 注重将教学内容与生产实际相结合, 在讲解时穿插物理化学在化工生产和生活中的一些应用实例[4,5]。例如在冬季建筑施工时, 为了保证施工质量, 常在浇筑的混凝土里加入少量盐类的主要作用和防毒面具的制作、锄地保墒的道理、提纯99.999%的高纯度金属用的区域熔炼原理等等都会用到物理化学的理论知识来解释, 使学生感受到所学知识并不是一些枯燥公式和概念, 而是活生生的现实, 既丰富了教学内容, 又激发学生学习的热情和兴趣。

3.2 改革考核方法

为了落实我院以培养应用型人才为主的教学型高校的办学定位, 进一步更新教育教学观念, 激发学生的学习主动性, 突出培养学生解决实际问题的能力, 通过改革考核方法, 加强教学过程的监督与控制, 以促进教学质量的进一步提高。考核方法改革包括 (1) 积极开展试题库、试卷库建设。试题库和试卷库的建设是教考分离、实现标准化考试的需要, 是课程建设的重要内容, 是高校教学管理探讨的重要课题之一, 建设课程试题库和试卷库不仅可以节省大量的人力资源、避免重复劳动, 而且使考试向正规化、科学化、规范化发展[6]。目前我们已经完成试卷库和试题库的建设, 并且已经投入使用。 (2) 量化考核评价指标, 细化考核标准。不同的考试方法会影响学生的学习态度, 因此我们目前的课程考核可谓是全过程考核, 具体操作时, 期末总成绩按以下比例计算:期末考试成绩∶平时成绩∶实验成绩=7∶2∶1, 其中以闭卷的期末考试来促使学生熟练掌握重点内容、基本知识点。平时成绩包括:考勤、课堂单元测验、提问和平时作业四部分, 促使学生注重平时的学习。实验成绩包括报告成绩、操作成绩和理论成绩等。这种考核方式使得学生能够全面了解和熟练应用所学的知识, 提高了学生的综合能力, 也就提高了应用知识的能力。

4 结语

通过实施以上物理化学课程教学改革措施, 充分调动了学生的学习兴趣和热情, 提高了教学质量。总之, 改善物理化学课程的教学水平和教学质量除了对教材建设、教学内容、教学方法及考核方法等改革之外, 我们还在积极进行物理化学网络精品课程的建设和完善充实物理化学教学网站。另外将科研与教学相结合也是我们教学改革的重要方向, 希望通过对物理化学课程方面教学的思考和探讨, 对教学体系建设起到积极的作用, 从而推动教学改革的不断深入。

参考文献

[1]郑林平, 胡素敏.加强高校教材管理, 优化高校教材选用[J].太原理工大学学报, 2005, 23 (S1) :164-165.

[2]关振民主编.物理化学[M].北京:中国环境科学出版社, 2012:ⅰ-ⅱ.

[3]张开仕.应用化学专业物理化学教学改革与实践[J].教学研究, 2005, 28 (6) :541-544.

[4]黄国英, 孙果宋, 黄科林, 等.物理化学在精细化工中的应用[J].化工技术与开发, 2010, 39 (11) :34-37.

[5]樊晓丹, 黄科林, 杨波, 等.物理化学在化学工业中的应用[J].化工技术与开发, 2008, 37 (11) :23-26.

物理化学期末试卷 篇5

1.绝热过程是系统变化过程中,与环境之间(没有热)的交换。

2.自由膨胀过程中,气体膨胀所克服的外压力为(0)。

3.热力学第一定律的数学表达式是(U=Q+W)。

4.焓的定义式是(H=U+PV),焓是(状态)函数。

5.熵的定义式是(dS=QR/T),热力学第二定律的数学表达式()。

6.A=(U-TS),G=(H-TS)。

7.在、的条件下,自发变化总是朝着吉布斯自由

能减小的方向进行的,直到体系达到平衡。

8.根据热力学基本方程与其对应的麦克斯韦关系式

是。

9.。

10.对于气体摩尔数减小的反应,添加惰性气体,反应()移动。

11.偏摩尔性质Yi的定义式是。

12.相律的表达式(f=k-+2)。

13.接触角是指:(用于表示界面张力)。

14.物理吸附的作用力是

15.请写出由AgNO3溶液和KI溶液制备AgI溶胶的过程中,加入KI过量时的溶胶的胶团

结构。

16.电渗现象表明()

17.计算一级反应半衰期的公式为:。

18.半衰期法直接利用两组数据计算反应级数的公式是。

19.溶液中各种离子的迁移数之和为()。

20.电导率公式G=(),)。

21.)规律。随着电解质

浓度的增加,各种电解质的摩尔电导率均()。

22.采用()消除液体接界电势。

23.电池反应的能斯特方程的表达式()。

+24.标准氢电极是把镀铂黑的铂片插入氢离子活度aH=()的溶液中,用压力为

()KPa的氢气吹铂片。

25.电极极化是指(),由于极化,原电池的正极电势将比平衡电势,负极电

势将比平衡电势;而电解池的阳极电势将比平衡电势,阴极电势将比平衡电势。

26..物理量T、P、V、U、H、Q、W中,属于状态函数的有()()()()()。

27.在一定T、p, 当润湿角θ=时,液体对固体表面不能润湿。

28.理想气体绝热可逆膨胀过程中,0;0;△0;(填大于、小

于 或等于)。

二、简答题:

1.夏天将室内电冰箱门打开,接通电源并紧闭门窗(设墙壁门窗均不传热),能否将室内

温度降低,为什么?

2.体系做一不可逆循环,熵值等于零,但热温商小于零,此种说法对吗?为什

么?

三、计算题:

1.1mol理想气体在27℃向真空膨胀,压力从1013KPa减小到101.3KPa。求变化过程的G

A。

物理学家的灵感抽屉 篇6

她在舞时,大自然正在运行它的定律,毫不错误,绝对可靠。在以单足趾尖独立时,她身体的重量很精确地和地板反压鞋尖的力相平衡。相接触面的分子被压缩,压缩的程度正好可以产生恰好而相同的力。重力被电力平衡住了。

一条不可见的直线自地球中心向上划过她和地面的接触点。如果她身体的重心移过这条线一厘米,重力就会产生一力矩,她就会摔倒。她对力学一无所知,可是她可以一次好几分钟地翱翔在她的足趾尖上。她的身体不断地做轻微扭动,这扭动透露了力矩同惯性间的亲密关系。

重力有一个优美的特性:它把任何物体都不分彼此地做等加速。就因为如此,航天员在绕地轨道上感觉不到有重力——无重力感;航天员的轨道和他乘坐的宇宙飞船的轨道完全相同,因此看上去他好像浮游在宇宙飞船中。爱因斯坦比任何人都了解这一点,他用一个几何成分比物理成分要多、曲线成分比力的成分要多的方法去描述重力。女芭蕾舞者轻跳升空时,在那升空又降下的一瞬间,她感觉不到重力。她把她手上拿的花放开,花和她同时以同一轨线下落。

现在她在准备做一急速旋转。右足向后移到舞步中的第四位置,用足一推,手向内收,把转速增加。她升空而急转了。失去平衡前,她可以转四圈。男舞者用前脚板触地,接触面增大,可以转六到八圈。女芭蕾舞者转了以后,以第五位置落地,把身体平衡了,脸上显出微笑。在她平衡身体时,她把旋转的能量很平滑地给回了地球,-双足在地面很快停住——脚和地面的摩擦力把她的旋转停住了。摩擦力极为重要;除非有外力,静者恒静,动者恒动。一个作用必有反作用。

虽然女芭蕾舞者的性格很难臆测,可是她的舞技依赖的是物理定律的不变性。在昨天晚上的表演中,第一次升空旋转时,她只转了三圈半。落地后,在数米外做一阿拉伯姿势,单足金鸡独立,一手向前伸,另一脚及手向后伸。每一次稍不同的表演,在她接触地面的那一点的原子,在她降落的千分之一秒那一瞬间,必须要能做绝对可靠的反应。牛顿的重力、库伦的电力及电子的电荷,每夜都要一样;如果不是的话,女芭蕾舞者就无法估计地面的弹性及她需用的转动惯量。她的舞技优美的地方在于无法预测她表演的细节,而大自然的艺术则来自它的确定性。

女芭蕾舞者从一个舞姿变到另一个舞姿,每个都是那样弱不禁风而又很对称。在物理中,晶体的构造也有对称性,有的转半圈才呈对称性,有的转三分之一圈,有的转四分之一圈,有的转六分之一圈。转五分之一圈或七分之一圈呈对称性的晶体不存在,原因很简单:我们可以用三角形、四角形、六角形邻接在一起,使平面上毫无空隙;五角形、七角形就做不到。女芭蕾舞者表演出大自然的形态。她先表演出弱不禁风的飘然仙姿,再表演出有诗情画意的舞姿。她挣扎苦练多年,从许多最好的芭蕾舞星的舞技片段中,挣扎出一个她独有的舞蹈风格。当她在表演舞蹈时,陪她共舞的大自然,用了它的定律,也表演了它的技巧。这是最终结的古典技巧,自宇宙洪荒、开天辟地以来,就没有变过。

物理化学家 篇7

1 蒸馏和分馏实验

蒸馏、分馏是有机化学实验中提纯分离液态混合物及有机合成中十分重要的实验技术,其主要的原理涉及到物理化学中的气液相平衡知识和界面化学知识。在学生学习时应该理解这样几个问题:(1)蒸馏和分馏的原理是什么?(2)在实际操作时混合物怎么样达到较好的分离效果?(3)蒸馏分馏中为什么加入沸石可以防止暴沸?前两个问题可以通过气—液平衡相图来分析讨论,第三个问题可以用物理化学中界面化学中的知识解答。

(1)蒸馏是较为粗略的分离两种或两种以上沸点相差较大的液态混合物[1],对于有机液相混合体系在加热沸腾时有几种情况一种情况是有机混合物无固定的沸点第二种情况是有机混合物形成二元或三元的最低恒沸物和最高恒沸物有固定的沸点,这几种情况可以结合T-X-Y双液相图进行讨论;仅以第一种相图为例进行讨论,该相图如图1所示。

A和B是沸点不同的完全互溶的液态混合物,蒸馏时由于AB两种物质的沸点不同,根据拉乌尔定律和分压定律,气相中B组分(低沸点)的含量较高,液相中A组分(高沸点)的含量较高。一次简单蒸馏,馏出物中B含量会显著增加,剩余液体中A组分会增多。具体过程结合相图分析如下:混合物起始组成为x1,加热到温度为T1时,对应气相组成为y1,沸点升高到T2,对应馏出物组成为y2,一次简单蒸馏,接收在T1到T2间的馏出物,馏出物组成从y1到y2,剩余物组成为x2,随着蒸馏的进行在烧瓶中高沸点的组分越来越多,整个系统的温度逐渐的上升,所以可以观察到温度计的温度在不断的上升,当观察到温度计的温度突然下降时,说明蒸馏结束。从相图中还可以看出对于完全互溶的双液体系AB组分沸点相差越大分离效果越好,另外学生也清楚了简单一次蒸馏不能将混合物完全分开,若要完全分离则要改为精馏。通过以上分析学生对蒸馏的原理就有了较为深入的理解,同时能通过理论来分析实验中出现的现象是为什么了?

(2)若要完全分离混合物AB则要改为分馏,分馏是指在定压条件下,液态混合物同时多次气化和部分冷凝,相当于多次的简单蒸馏。此分馏装置是将冷凝管换成分馏柱来完成,分馏的原理同样结合分馏的相图讨论,分馏具体结合图2分析如下,对烧瓶中的混合物x进行加热至沸腾后,沸点设T3此时有部分气化,,蒸气进入分馏柱中此时蒸气的组成为y3,液相的组成为x3,经分馏柱中被冷却温度下降到T2,高沸点的物质被部分冷凝,气相中低沸点物质的含量继续增加至y2,蒸气上升温度继续下降至T1,气相中低沸点物质的含量继续增加至y1,烧瓶中液体继续沸腾,新的蒸气上升与分馏柱中已经冷凝的液体进行热交换,产生一次气—液平衡,上升的低沸点物质浓度不断增加,从分馏柱中流出接近纯物质,而达到分离的目的。结合相图已知在操作中,加热的速度不宜过快,尽量使蒸气与冷凝下来的液体进行充分的热交换,直观就是控制馏出的速度,在外界环境温度较低时,注意对柱子进行保温,以防止热量交换不完全而高沸点物质的一同被冷却下来,将分馏的原理结合相图使学生有了一个较为直观的印象,实验中就减少了一定的盲目性。

(3)在蒸馏分馏时实验中要加入多孔物质例如沸石、瓷片,对于为什么加入多孔物质起到防止暴沸的作用学生往往理解的不是十分清楚。此体系属于物理化学知识中界面化学部分,沸腾时根据开尔文公式,气泡中液体饱和蒸汽压比平面的气泡越小,液体的蒸汽压于平面蒸汽压相差越大,液体也不易沸腾,此外,由Yang—Laplace方程可知,气泡承受的压力为凹液面所产生的附加压和外界的大气压[2],即Pr=2σ/r+P大气,因此若要沸腾必须凹液面气泡的饱和蒸汽压大于2σ/r+P大气,液体只有被升温到显著高于正常沸点Tb的温度时泡内饱和蒸汽压才可达到上述稳定压力Pr,溶液才能沸腾,那么这样就出现了过热液体(温度高于Tb),溶液容易出现暴沸现象;为了避免过热向溶液中加入多孔性的沸石和瓷片,在其孔道中有空气存在,加热时会产生大量的气泡,使整个体系蒸汽压增加,沸点会相应的降低,从而避免因过热而导致暴沸的现象。

2 重结晶实验

重结晶操作也是实验中常用的分离技术,其主要涉及到物理化学中的二组分固—液相衡和界面化学的知识,学生在操作过程中对有些问题理解不是十分的清楚,例如:重结晶的原理是什么?在结晶过程为什么加入晶种或摩擦器壁可以加速晶体的析出?那么这些问题完全可以通过物理化学的知识来指导学生进行科学的实验。重结晶是提纯固体物质常用的方法,是利用混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同或在同一溶剂中不同温度溶解度不同而使它们之间相互分离的一种方法。重结晶过程溶解—蒸发浓缩—晶体析出—洗涤—晶体干燥等过程。

(1)重结晶过程中包括了物理化学中固—液相平衡中水—盐相图和热力学中的相平衡等知识,以H2O-(NH4)2SO4相图来讨论,其相图如图3所示。

将纯度较差的硫酸铵加热溶于水中,不溶性的杂质被滤去,可溶性的杂质较少可以认为该体系为二组分体系,因此符合二组分水—盐相图。设此时物系点在相图s点上,在溶解后对溶液在液相区s点进行加热随着溶剂的蒸发,物系点逐渐向右移动到达b,当温度下降达到溶解度线上c点时,此时有晶体析出,表面上出现晶膜,当冷却到d点时,已有相当多的固体析出,此时将晶体与母液分离则可得到纯的晶体。若要估计可得到晶体的质量可以根据杠杆规则进行计算,设100 g的b点溶液的质量百分含量为52.6%,冷却到d点时析出固体的质量为x,母液浓度e点为41.6%则根据杠杆规则有:x100-x=de¯df¯,可析出晶体的质量为17.2 g;根据上面计算d点母液为82.8 g,再溶解17.2 g粗硫酸铵,则物系点由e点加热又到达s点,浓缩至b冷却降温至c点,又可以析出17.2 g的(NH4)2SO4晶体,经重复循环几次后被提纯;由于母液中杂质的浓度过高,也会随盐的一同析出,降低了盐的纯度,体系也不再是二组分体系,而是多组分体系,因此母液一般使用2~3次就应被换掉,通过以上讨论学生对重结晶有了更深入的理解。

(2)实验中有时会出现当浓缩冷却到一定程度时发现晶体还不析出的情况,而此时可以向溶液中加入该晶体的晶种或摩擦器皿壁,即可促进晶体析出;对于这一问题可以这样理解,晶体的形成可以看作是复相化学反应:液体晶体,实际上晶体析出过程是晶核的形成和晶核的长大过程,成核速率和核的成长速率的相对大小决定了其晶粒的大小。成核结晶过程发生要求体系处于过饱和或过冷状态,获得结晶的驱动力外,还要求体系中某些均不区域内,在这些区域首先形成新相(晶相)的核[3],这样体系中出现相界面,然后依靠相界面逐步由旧相区域内推进而使新相不断长大。在重结晶实验中,当溶液浓缩到一定程度溶液中的原子或分子就可能聚集在一起形成晶核,在逐渐冷却过程中,溶液就达到过饱和状态,结晶获得了足够的驱动力,在此驱动力的作用下新相就可以沿着晶核逐渐形成,此时宏观上我们可以看到溶液中有晶体析出;但在实际重结晶实验中若操作不当,往往在前面过滤转移过程中溶质损失过大,造成在浓缩时冷却时溶液没有达到过饱和状态或过冷状态,结晶没有获得足够的驱动力,不易析出晶体此时相溶液中结晶种或摩擦器壁,则提供不均与区域降低成核时所需的表面能,这有利于成核,核优先在这些不均匀的地方形成,因此在过冷程度或过饱和程度较小的情况下也可成核,因此在重晶实验中可采用这样的方法来促进晶体的析出。

3 结 语

化学是一门实验科学,因此实验课对于整个教学是十分重要的环节,但是实验课若脱离理论的指导将失去其实际意义,如何提高实验课的教学效果值得我们深入思考,应用物理化学知识来指导化学实验是十分有意义的;当然物理化学知识广泛有一定得难度,对于低年级的学生还需要教师的积极引导和适当的讲解才能到达理想的教学效果,由于许多基础实验渗透在不同的实验课中,所以若在教学中能始终贯彻理论联系实际的教学思路,学生经过几年的学习实验能力和理论基础一定会有很大的提升,同时对教师教学素质和教学能力的提高也是十分有帮助的。

参考文献

[1]王清廉,李瀛.有机化学实验(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2010:70-75.

[2]上海师范大学,河北师范大学,华中师范大学,等.物理化学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1991:169-174.

物理化学家 篇8

1课程优化整合

1. 1课程内容

传统的 《物理化学》和 《无机化学》授课知识点有较多重合内容,包括以下几大部分: ( 1) 化学热力学: 物理化学课程( 热力学第一定律、第二定律) 学时数24; 无机化学课程( 化学基础知识,化学热力学基础) 学时数10。涵盖的知识点内容有: 状态函数的概念,热力学第一定律,功,焓,等压热效应,等容热效应,热容,自发过程; 热力学第二定律,熵增加原理; 热力学第三定律; 热化学,化学反应热效应,反应进度,盖斯定律,热化学方程式,燃烧热,生成热,化学反应熵变的计算,吉布斯函数,吉布斯判据,化学反应等温式等。 ( 2) 化学动力学: 物理化学课程( 化学动力学基础一、基础二) 学时数20; 无机化学课程( 化学反应速率) 学时数4。涵盖的知识点内容有: 化学反应速率,反应级数,化学反应速率方程,Arrhenius方程; 碰撞理论,过渡态理论; 反应机理,催化剂等。( 3) 化学平衡: 物理化学课程,学时数6; 无机化学课程,学时数4。涉及的知识点有: 化学平衡常数与|Gr|的关系,浓度、温度、压强对平衡常数的影响等。( 4) 电化学: 物理化学课程( 可逆电池的电动势及应用,电解与极化作用) 学时数24; 无机化学课程( 氧化还原反应) 学时数6。包含的知识点有: 原电池的结构,正负极符号,原电池的电动势,电极电势,Nernst方程,化学电源与电解等。 ( 5) 价键理论: 结构化学( 共价键理论和分子结构,晶体结构) 学时数16; 无机化学课程( 化学键理论概述) 学时数8。涉及的知识点内容: 价键理论,价层电子对互斥理论,杂化轨道理论,分子轨道理论,金属键理论,离子键理论等。( 6) 晶体场理论: 结构化学( 配位场理论和络合物结构) 学时数4; 无机化学课程( 配位化合物) 学时数6。涉及的知识点有: 晶体场理论,晶体场理论与分子轨道理论的区别等。这些内容虽然在呈现方式、知识点的重点难点程度和研究目的上有所不同,但是在教学过程中,仍然避免不了两门课程在这些知识点上的简单重复[1]。

1. 2优化后的课程内容

优化整改后,物理化学课程中: ( 1) 化学热力学内容总学时不变,但对不同条件下体积功的计算增加了练习和总结,对的计算做了归纳,对作为化学反应的方向判据做了比较; ( 2) 化学动力学部分增加4学时,突出了对零级、一级、二级反应的特点及判断方法以及过渡态理论,反应机理的讲解; ( 3) 化学平衡增加2学时,强化影响化学平衡因素的讲解,以及在实际生产中的调控应用; ( 4) 电化学部分增加4学时,着重对电极电势,Nernst方程进行重点讲解; ( 5) 在价键理论内容上,无机化学相应简化讲解这一部分的内容,减少了2学时,而在结构化学的讲授内容上增加了8学时; ( 6) 在晶体场理论部分,无机化学课程对此也进行了弱化处理,相应减少了2学时,而在结构化学的讲授内容上增加4学时。

2优化整合的宗旨与措施

2. 1培养学生自主学习的能力

优化整合后的课程,课堂讲授时间少了,相应地学生自学的时间多了。为此,在教学过程中一定要加强对学生自学能力的培养。指导学生自学,不仅是教学活动的必要手段,而且对学生在大学阶段乃至终身学习能力的培养,都有着积极的作用[2]。因此,授之以鱼不如授之以渔,使他们体会 “发现”的乐趣,体会自己学习能力上质的飞跃就显得尤为重要。这就要求教师要根据不同类型学生出现的不同问题,顺势引导。指导缺乏主动学习习惯的被动型学生,学会预习、认真探索和复习; 指导懒惰型学生要自己按时独立完成作业,忌抄袭,杜绝考试作弊; 而指导具有良好自主学习习惯的学生阅读参考书和相关文献,扩展知识面。使不同类型的学生都处于对知识的不断追求之中。而且也让学生们明白,自学是大学学习的一种基本方法和能力,也是终身学习能力的基础,增强他们的自学信念和动力。

2. 2改变传统教学方法提高教学质量

改革的形势迫使我们改变传统的教学方法,必须精讲。讲清重点和难点,介绍学科的最新发展,使学生感到听每一堂课都有新收获。

学生要有比较宽的知识面,才能提高今后的适应性和创新能力。要拓宽学生的知识面,就要求教师具备渊博的知识,所以教师要不断提高自身素养,更新授课内容,密切关注科研新动态。在教学中适当介绍本学科的最新成就及发展前景,并将它与我们学习的理论知识联系起来,通过设问、讲解,激发学生学习物理化学的兴趣。兴趣是最好的老师,是学生学习的原动力[3]。我国古代思想家、教育家孔子就曾说过 “知之者不如好知者,好之者不如乐知者”。学生只有喜爱上了物理化学, 才能被这个抽象的世界所吸引,才能对它产生强烈的求知欲, 才能开启对它进行研究的兴趣,钻研的行动。因此,课堂教学方法要不断改进,培养学生主动学习是关键。在无机化学和物理化学中,有许多原理在实际生产和生活中都有广泛的应用[4],教学中若能注意理论联系实际,引导学生用所学理论知识去解答,就可以使学生感到学有所用,从而激发他们的学习热情[5]。

比如: 我们在讲到稀溶液的凝固点降低时提问: 你如何用我们今天学习的内容解释下雪时在路面上撒盐? 在讲到Clapeyron方程时,让学生用此方程解释雪崩现象。

滑冰运动员的冰刀与Clapeyron方程又有什么关系呢? 在傅献彩,沈文霞等编著的 《物理化学》 ( 第五版) 336页第7题有所体现。

又如,在讲热力学第二定律时,可以引入非平衡态热力学知识,简介耗散结构理论,提出以下问题: 生命体的熵怎么计算? 熵与生命有何关系? 发烧和中暑与熵有何关系? 从热力学角度看,怎样治疗发烧和中暑? 再比如,在讲到润湿问题时,列举荷叶具有 “出污泥而不染的特性,即具有自清洁功能,为什么它具有这种功能呢? 具有这种超疏水结构的产品能给我们带来什么好处? 在讲电化学时,先简介燃料电池,设问有没有完全绿色、环保的电池? 怎样使电池源源不断地对外放电,而且容量不受体积和质量的限制? 它的工作原理是什么?[6]特斯拉汽车的充电效率问题又如何解决? 这就要求老师平时要注意搜集素材,在适当时候在课堂上引入生产生活实例或学科前沿, 通过设问、类比等方法,运用生动的语言,激发学生学习兴趣,培养学生的创新意识和解决实际问题能力,提高课堂教学效果。

3结语

《无机化学》和 《物理化学》重复授课内容的优化整合, 既可以缩减教师授课的学时,又可以避免学生重复听课。要培养创新型人才,教师就要提高授课功效,压缩客观性内容,减少重复性内容,补充热点、动态、规律等内容,并把先进理论与研究成果转化为教材。打破传统是困难的,但作为高校老师,一定要担当起人才培养这个根本责任,要敢于尝试变革并勇于创新。

摘要:为适应地方本科院校转型发展,培养具有创新精神的高素质人才,高等院校面临的紧要任务就是要进行多方面的教学改革,包括教学方法与手段、课程建设、专业建设及实践教学等多环节,其中课程改革是是实施创新教育的重中之重。我们对化学学科两门主干课程《物理化学》和《无机化学》教学进行改革,通过教师集体备课研讨,整合、优化授课内容,精简讲课学时,以期为今后其他课程建设提供一些改革思路。

关键词:课程建设,整合优化,创新增效

参考文献

[1]王小兵,卢文贯,任健敏.无机化学和物理化学课程整合与优化初步探讨[J].大学化学,2014,29(2):23-25.

[2]沈文霞,姚天扬,傅献彩.努力提高物理化学课的教学质量[J].大学化学,1991,6(2):11-13.

[3]邓斌.物理化学课程教学与创新能力的培养[J].中国西部科技,2008,7(34):56-57.

[4]赵东江,马松艳,樊铁波,等.物理化学课程建设和教学改革的探索[J],2006,26(5):167-169.

[5]姚秋萍,伍丹.药学专业无机与物理化学课程的教学改革与探索[J].科技信息,2010(23):667-668.

物理化学课程的兴趣教学 篇9

关键词:物理化学课程,兴趣教学,课堂教学,课后作业

物理化学是化学化工专业的专业基础课, 也是众多理工科专业, 如环境、食品、生物、制药、材料等的专业基础课。物理化学的特点是概念多且抽象, 公式繁多且条件苛刻, 以天津大学编的物理化学第五版为例, 仅热力学第一、二定律两章就有120个公式, 且数学推导较多。因此, 很多学生往往在学习过程中把大量时间花在背诵公式上。然而, 公式的记忆是建立在对概念理解的基础上的, 如何理解物理化学里的抽象的概念, 是学生学习过程中遇到的最大的障碍。如果一味地背公式, 物理化学就变成一门枯燥乏味的课程, 而且会造成生搬硬套公式的现象, 不仅浪费大量精力, 而且效果不理想。

然而, 物理化学作为一门基础理论课程, 和日常生活、生产及科研活动密切联系, 即使是一些司空见惯的日常现象, 背后也蕴含着深刻的物理化学原理。因此, 物理化学教学完全有条件打破枯燥乏味的传统模式, 把生动有趣的生活、生产、科研中的实例带到课堂上, 使学生感到物理化学是能解决实际问题的工具, 是一门有用的学科。

一、课堂教学的改进

1. 教学前的引导

在开始一个概念的教学前, 先引入一些能引起学生兴趣的问题:比如人为什么会衰老 (熵增原理) , 为什么冰川水都是淡水 (二组分固态不互溶体系相图) , 为什么高原上煮饭要用高压锅 (温度和饱和蒸气压的关系) , 夏天开冰箱门能降温吗 (热力学第二定律) , 什么是锄地保墒 (毛细现象) , 等等。让学生带着问题进入课堂学习, 从而激起学生的求知欲, 大大提高学生学习的积极性和主动性。

2. 教学过程中的改进

在课堂教学过程中, 可以在抽象的概念讲述和公式推导中, 恰当地引入合适的比喻, 以便更形象地说明抽象的概念。比如, 熵的概念是热力学中最抽象的一个概念。笔者在讲述熵的统计学意义的时候, 就曾经以这样一个脑筋急转弯说明问题:“一个人在炒一锅豆子, 豆子有两种颜色, 分别是红色和绿色。当他炒完了, 他就将一锅豆子泼了出去, 可是两种颜色的豆子却自动分开了, 为什么?”答案是:两颗豆。学生在会心一笑的同时理解了熵是宏观概念, 是大量微观粒子集合的混乱程度。

每讲授完一个物理化学的概念, 都尽量结合它在生产生活中的应用加以解释, 使学生真正有“学以致用”的感觉, 从而觉得物理化学这门课不只是“纸上谈兵”。比如讲授完卡诺循环后, 就可以结合实际讲解冷冻机的制冷原理;讲完克劳修斯·克拉佩龙方程后, 就可以介绍工业中减压蒸馏的操作。

另外, 在课堂教学中, 还可以选择适当的时机讲述一些有关的学说 (如热寂说) 或物理学家的逸事, 既能拓宽学生视野, 又能调节课堂气氛。

二、课后作业的改进

课后作业是巩固学生课堂所学知识的重要途径, 对物理化学课程来说, 尤其是一个不可缺少的过程。物化教材, 尤其是国内的教材, 其习题大多偏于模型化、理想化, 通常是“某理想气体A……”或是“在一个刚性密闭的容器中发生如下过程……”, 等等, 好像这些物理化学过程只会存在于作业题里。当然这种理想化的模型是必需的, 但如果所有的习题都是这种类型的, 则学生往往会有“算这个这有什么意义?”或者“这和我们有什么关系”的疑惑。因此, 应该尝试给学生布置多样化的练习题。

1. 和生活现象结合

比如:“人们常说:不要往伤口上撒盐, 而医院里却常用生理盐水清洗伤口, 这是为什么?”又如:“为什么钢针能够浮在水面上?”这些都是生活中司空见惯的现象, 每个人都有这样的生活经验, 只是学生可能从来没深入地想过其中蕴含的科学道理。通过课后习题引导学生思考并最终得出结论, 使学生的生活经验上升到理论高度, 大大调动学生的积极性, 使学生感到物理化学不再是一门高高在上的包括深奥晦涩的理论的学科, 而是一个有用的工具。

2. 和生产设计结合

比如, 在讲完热力学第二定律之后, 可以举1881年甘姆埃设计“零度发动机”的例子, 并提出问题:假如你是美国总统, 你会同意军队对此设计进行投资吗?又如, 在讲过状态函数的性质后, 可以结合80年代曾轰动一时的骗局的“水变油”神话, 向学生提问:如果王洪成向你推销他的专利技术, 你会购买吗?这类题目让学生处于决策者的地位, 使学生意识到学好物理化学的重要性, 对学习物理化学更加有兴趣。

3. 和科学实验结合

比如:“结冰的溶液解冻时, 如果不等溶液完全化冻就取用, 是否合理?”又如:“某学生做实验时, 希望在120度的条件下进行水解反应, 他将反应烧杯置于120度的油浴中, 并加盖表面皿防止蒸气逸出, 请问该同学的做法能成功吗?”很多大学生都会在课余时间跟随老师参加科研活动, 而在科研实验过程中, 细节反映了学生对基础知识的掌握程度和应用能力。通过提出一些科学实验中常见的和物理化学有关的问题, 引导学生思考, 对学生的科研活动是一种促进, 同时让学生对物理化学知识的认识更深刻, 掌握更牢固。

4. 和其他学科结合

比如, 笔者出过这样一道题目:

请估算脂肪和葡萄糖的比燃烧焓, 并解释为什么动物体内更适合以脂肪而非碳水化合物的形式储存能量, 是结合了生物化学里糖类化学和脂质化学的有关知识。

又如:以下过程中熵减小的是 (%%)

A.“焟炬成灰泪始干”

B.“灰化肥挥发化飞灰”

C.“打翻五味瓶”

D.“大河上下, 顿失滔滔”

则是结合诗、词、俗语、绕口令等文学形式。虽然题的难度并不大, 却提高了学生的学习兴趣。

总之, 利用理论联系实际, 结合生产、生活、科研的实例进行课堂教学及课后强化, 完全可以培养学生学习物理化学的兴趣, 调动学生的学习积极性, 从而增强物理化学的教学效果, 达到教学改革的目的。

参考文献

高职物理化学实验改革探索 篇10

3.集中与分散相结合的实习组织方式

通过与实习企业沟通,与实习学生交流,我们认为复合材料生产实习的组织方式应有所改变,由过去的集中实习变为集中与分散相结合。过去采用集中实习的方式时,学生的衣食住行、参观学习全部由教师包办,虽然便于管理,不容易出现问题,但是无法满足实际要求。但若采用完全分散的实习方式,不仅无法保证实习质量,还容易出现安全等其他问题,亦无法达到培养的要求。

所谓集中与分散相结合,一方面,不再把全部学生同时安排在一两个企业,而是建立一个全面的实习企业名录。由学校负责联系企业,在现有的实习基地的基础上扩充,按照原料企业、设备企业、生产企业的分类,每类企业选择2~3个龙头企业,与他们建立起生产实习关系。实习期间,学生在建立的企业名单中选择同一类企业中的一家作为该类实习企业,这样就避免了所有学生同时在一家企业进行实习的状况,达到了“分散”的目的。并且,由于名单中的企业经过了学校的严格审核,在教学条件和接待能力上有保证,避免了学生自行联系的实习企业在教学水平上的参差不齐。学生选择实习企业的过程安排在实习开始前,由学校和相关企业共同组织,企业可以通过宣传自身的企业文化来吸引学生,学生也可以有针对性地选择,达到企业与学生双向选择的目的。

另一方面,学生选择了实习的企业后,并不是自行前往实习,而是学校统一组织,与企业共同安排好实习内容和实习计划,并安排实习老师带队前往,而企业也派出相应的指导教师负责讲解,以达到“集中”培训的效果。实习结束时,由实习单位对学生在实习期间的思想、学习、劳动、纪律等情况作出全面鉴定,以便考核。

这种集中与分散相结合的方式,类似于医科学生的实习过程:在相关企业实习满一定时间后,再进行“轮换”,进入下一探索改革和实践,以全方位提升学生的综合素质与能力。

1. 当前高职物理化学实验教学中存在的主要问题

(1)实验教学内容陈旧,与高职教育目标不符。

实验教学内容陈旧,缺乏新意是目前物理化学实验教学中存在的一个突出问题[3]。现行的高职高专教材大多仍在沿用以前的一些经典实验教材,教材内容更新速度缓慢,内容枯燥,难以调动学生的学习兴趣和积极性,并且教材内容专业深度不够,很难适应当前社会对人才发展的需求。同时目前的教材中物理化学实验项目多为验证性实验,设计性和综合性实验等深层次内容所占比例小,从而造成学生在实验中缺乏主动性,学生动手能力差、依赖性强,不利于对学生创新意识和创新能力的培养。因此,在教学过程中需要针对不同的专业特点,科学、合理调整实验内容。

(2)实验教学手段单一,现代教育技术手段应用不够。

目前物理化学实验大多都是采取教师板书讲解实验目的、原理、仪器的操作和实验注意事项等,然后学生再照搬教师的方法及实验讲义上的步骤完成实验,最后根据实验数据提交实验报告的教学模式[4]。这种单一的教学模式造成了学类企业实习。这样,保证每个学生都能在原料企业、设备企业、生产企业进行一轮实习,确保其在每个环节都能得到锻炼。

4.“实习生制度”

这种实习方式还可以进一步延伸,与“实习生制度”结合,即将学生的生产实习与就业结合起来。以往到了大学四年级,学生就忙于找工作,对实习不上心。而麦可斯教育数据咨询公司为大学毕业生所做的调查分析清楚表明:毕业生的实习对就业率的贡献排在第一位。温总理曾讲,大学生就业是天大的事情。而这“天大的事情”当前的解决方案首先在于促进大学生更多地实习。[4]

事实上,国外已普遍开展“实习生制度”,著名的“白宫实习生”每年招募的人数高达150名。而在国内的复合材料行业中,一些外企和合资企业也有相应的“实习生计划”:企业对招募的实习生进行全面的技术培训,包括实际的生产操作。实习期满后,达到企业要求的人员可正式上岗成为该企业员工,并且实习生培训期间的费用由企业承担。

因此,我们可以与各实习企业开展合作,帮助企业建立并完善其“实习生制度”。企业优先从我校应届学生中选拔实习生,到企业实习,实习期满后,给予相应的证明。而学校则要求每名学生只有在不同类型的复合材料企业的3次实习生经历,才能获得生产实习环节的相应学分,以满足“卓越工程师培养计划”的要求。

这样一方面,学校可以根据企业的特点,订单式地培养企业需要的人才。另一方面,企业可以优先到学校与同学交流,选拔合格的人员作为实习生到企业进行培训。总之,无论是对于学生、企业还是学校都是有利的,可以实现共赢。

参考文献:

[1]庄维维,陈锋.浅析生产实习中指导教师的指导力度和角色扮演.时代教育.

[2]刘庆国.生产实习改革探索.交通高教研究,1998(2).

[3]国家教育部.卓越工程师培养计划大纲.

[4]胡建波.中国呼唤“白宫实习生”.中国青年报,2010.4.12.

英语专业口语课堂教学改革研究

陈冬蕾

王立荣

(河北联合大学迁安学院,河北迁安

摘要:本文在体验学习的理论基础上,提出了在英语专业口语课堂上实施体验式教学,以提高学生的英语交际能力,并且设计了英文短剧表演、分组复述及模仿美剧情景对话的教学活动。

关键词:体验式教学英语口语教学改革

口语能力是衡量学生英语应用能力水平的标准之一,课堂口语教学在培养学生口语输出能力中起着主导作用。如何生对教师教学模式的麻木,不利于发挥学生的主观能动性,不利于学生创新意识和能力的培养。另外,在教学过程中实验课件、DV录像、电脑仿真、网络教学等现代化多媒体教学手段还没有得到广泛应用,从而大大降低了学生的实验热情和积极性。

(3)实验评定标准单一。

物理化学实验中,教师对学生的实验课程成绩评价通常只以学生的实验报告定实验成绩,这种考核方式存在很大的局限性,一方面它很难全面反映出学生实际实验能力的高低,另一方面教师不能动态地掌握学生在整个实验过程中的操作情况,造成有的学生不求甚解、蒙混过关,甚至相互抄袭,从而不利于培养学生的学习与动手能力。因此有必要改变单一的考评方式,采取多元化考核评价体系。

2.物理化学实验教学改革探索

(1)结合高职专业特点,不断更新和优化实验内容,完善课程体系。

物理化学实验内容的设置应与高职院校专业特点相结合,取消陈旧过时的实验,适当增加一些能反映现代化新进展、新技术,以及与实际应用密切相关的实验内容。例如对于高职院校化工专业的物理化学实验,可以开设液体饱和蒸气压的测定、二元相图绘制和燃烧热的测定等实验。而燃烧热的测定实验中将有毒的萘改为无毒的煤,消除了有害物质对人体的伤害和对环境的污染,改善了实验室的实验环境,同时可以让学生将理论同实际生活联系在一起。另外,为了培养学生独立处理问题和解决问题的综合能力,可以适当增加一些设计性和综合性实验。如将“乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定”作为设计性实验,改变过去教师讲、学生操作的传统教学方法,要求学生自己查阅文献,运用所学知识、实验方法和技能设计出实验方案,得到实验结果,并对结论进行分析。通过整个设计和完成的过程,充分发挥学生的主动性和积极性,培养学生的学习和创新能力,训练学生的发散性思维,为学生后续的实际应用做好铺垫。

(2)运用先进教学手段,加强师生互动。

教师利用实验课件、DV录像和电脑仿真等现代化技术手段进行实验教学,可以充分发挥多媒体教学直观、形象、信息量大的优势,从而活跃课堂气氛,充分调动学生的学习主动性和积极性,加深学生对所学知识的印象,同时还可以弥补某些实验仪器不足的问题。另外,学生在完成实验报告的过程中,教师指导学生学习使用Excel、Orgin等软件对实验数据进行处理,既简单方便,又提高了结果的精确度,更提高了学生对实验数据处理和作图的能力,对以后的毕业论文撰写和科学研究有很大帮助。将计算机辅助手段引入物理化学实验教学,是今后物理化学实验改革的必然趋势。

牛晓明

让学生通过课堂主阵地的学习与训练,获得必要的学习策略,掌握运用所学的语言知识进行有效的口语输出,并激发他们课外练习英语交流,从而具备英语交际能力,是英语教师面临的难题,也是口语课改的研究课题。很多学生花费了大量的时间练习口语,可教学效果并不理想,究其原因,既有学生学习策略、学习动机等诸多因素的影响,又有语言环境、练习氛围的制约。笔者针对上述问题,具体设计了英文短剧表演、分组复述及模仿美剧情景对话等教学活动。

(3)建立开放性实验室,提高资源利用率。

为了进一步提高高职院校学生的实验能力,更好、更全面地推行素质教育,在正常的实验教学之外,物理化学实验室可以面向学生开放。实验室开放形式主要指教学任务以外的设计性、综合性等提高型自选实验项目的开设。利用课余时间让一部分有能力、有兴趣的学生选做新实验,根据所学知识,在教师的指导下,查阅文献,自行设计实验方案并完成实验,对实验结果与数据进行讨论。另外鼓励学生积极参与教师的教改研究活动,例如教学方法的改进、教学仪器的改进等,以此来拓展学生的知识体系,培养学生的创新思维意识和科研能力,引导学生在实验、观察中养成科学的自然观,给学生一个自主发展和实践锻炼的空间。

(4)改进实验考核体系,实行考试多元化。

为了促进物理化学实验教学水平的进一步提高,针对以往对实验成绩的考核只凭实验报告来评定而很难全面反映出学生实际实验能力高低的弊端,对物理化学实验课成绩的考核进行改革,具体实施措施包括:第一,建立综合考核办法,把实验分成预习、独立操作能力、原始实验数据记录、实验报告、安全和实验态度等多个单元,实行实验全程考核;第二,提供实验项目,让学生根据所学知识设计实验,最后以论文的形式提交实验报告,从而使教学工作的重点真正落实到学生能力的培养和素质的提高上。这种细化的考核方式可以使老师对学生在实验过程中的各个环节进行监督指导和评分,从而有效改变学生对待实验课的态度,为学生分析和解决问题能力的提高打下扎实的基础。

3. 结语

物理化学实验教学的改革与探索是一项长期而艰巨的任务,在今后的工作中可以结合高职院校不同专业学生的特点,有针对性地及时更新实验教学内容,不断改进实验教学手段,全方位开放实验室,建立多元考核体系,进一步提高学生的学习积极主动性,增强其独立工作能力、动手能力,以适应现代社会对人才发展的需求。

参考文献

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[2]刘瑞源,周益民,钟平.物理化学实验教学体会[J].山西医科大学学报,2004,6(3):287-288.

[3]赵志刚,任春梅,金丹.高等医学院校物理化学实验教学改革探索[J].中国科教创新导刊,2011,23:66.

物理学家何泽慧 篇11

木箱里的东西,其实属于两个外国人。他们是物理学家,诺贝尔奖获得者伊莱娜·居里和她的丈夫约里奥·居里。他们是世界著名的物理学家居里夫人的女儿和女婿。

但奇怪的是,客轮上的旅客名单中并没有居里二世夫妇的名字,居里二世夫妇也的确不在这条船上。究竟是谁把这些木箱带上轮船的呢?把木箱带上船的人是一对年轻的中国夫妇,他们就是被称作中国“居里夫妇”的钱三强、何泽慧夫妇。

钱三强,两弹一星元勋,是中国发展核武器的组织协调者和总设计师。

何泽慧,中国科学院院士,在高能天体物理、宇宙线物理和超高能核物理等领域,取得了突出的科研成果。

60多年前,这对夫妇是居里二世夫妇的得力助手。1948年离开法国时,居里二世夫妇送给他们一件珍贵的礼物,就是这木箱里的秘密。日后,钱三强和何泽慧夫妇带着这件礼物和所学的知识回国之后,为新中国的科技发展作出了非常重要的贡献。

钱三强和何泽慧夫妇曾经在居里实验室学习和工作过的,居里实验室由居里夫人建立。20世纪中叶它是全世界最著名的物理实验室。20世纪30年代,居里实验室由居里夫人的女儿、物理学家伊莱娜·居里主持,在法国科学界一直有着这样的传言:居里夫人对学生非常地严格和苛刻。即便是这样,居里实验室依然是当时很多学子梦寐以求的地方。何泽慧一开始并没有把这里当作自己的留学目的地,而是她日后的丈夫、大学同学钱三强1937年来到了这里。

同年,何泽慧留学到德国。她是柏林高等工业大学导弹学专业唯一的外国人,而且是唯一的女性。她能争取到这个学习机会很不容易,何泽慧曾被这所学校拒之门外。因为她选择的柏林高等工业大学导弹学专业隶属于军事保密机构,普通的德国人都不能随便进入,更不用说是中国人。但何泽慧并未因此改变自己的想法。因为这种被拒绝的经历她在国内也曾遭遇过。

何泽慧一直珍藏着一张照片,照片上的10个人是当年清华大学物理系硕果仅存的全部毕业生。而入学时物理系一共有46人,何泽慧不仅没有进入被淘汰的行列,还获得了毕业论文优秀的成绩。照片中还有同样获得论文优秀成绩,后来成为她终生伴侣的钱三强。

当时的清华大学物理系可谓是人才汇聚、名师如林。1932年,当何泽慧考取清华大学物理系时,却遭到了清华大学物理系主任叶企孙的拒绝。叶企孙是中国著名的物理学家、教育学家。他培养出的学生,后来许多成长为中国科学界大师级的人物,钱三强、王大珩、王淦昌、赵九章、钱伟长、朱光亚、周光召等……这一长串名单足以让我们对这位老师肃然起敬。这位让人尊敬的老师,为什么会拒绝何泽慧呢?原因很简单,何泽慧是一名女生。在叶企孙的脑海里,一名女生,不论她多么优秀,结婚生子后,都会把相夫教子作为自己的终生事业。在叶企孙的规劝下,被招进清华大学物理系的10个女生,毕业时只剩下3个,何泽慧是其中之一。

60多年后,当何泽慧再次谈起这件事情时,仍对叶企孙有看法,她说,不管别人怎么说叶企孙好,在我的印象里,他就是个老封建。同样的经历,在德国再次上演,何泽慧又被拒绝了。这次她仍没选择放弃,当她听说德国柏林高等工业学校技术物理系主任曾在中国南京军工署当过顾问时,何泽慧知道她有机会了。何泽慧找到这位系主任,很坚决地对他说:“你可以到我们中国来当我们军公署的顾问,帮我们打日本鬼子,我为了打日本鬼子,到你这里来学习,你为什么不收我呢?”那个系主任哑口无言,破例收下了何泽慧。两年后,25岁的何泽慧以“一种新的测量子弹飞行速度的方法”的论文,获得德国工程博士学位。那一年,正是第二次世界大战爆发的第二年,德国军队开始对外疯狂侵略。德国与外界的交流也被禁止,直到1943年,德国与法国之间才可以通信,但信不仅不能封口,而且只限25个单词。身处战乱中的何泽慧,担心家人惦念,就尝试着给7年未见的同学钱三强写了一封信。信的大意是问钱三强是否还在巴黎,如可能,代她向家中的父母写信报平安。

信寄到了居里实验室,这封信钱三强差点儿没有收到,因为那时他已离开了居里实验室,跟随着难民向法国南部逃亡。但在逃亡途中,钱三强被德国纳粹拦截,又返回了巴黎的居里实验室。这样,他才收到了何泽慧从法国寄来的信件。两人就这样开始了频繁的通信。1945年,钱三强向德国海德堡威廉皇家学院核物理研究所何泽慧发去电报,电报上只有短短25个单词:“经过长期通信,我向你提出结婚的请求,如能同意,请回信,我将等你一同回国。”

那时,正值二次世界大战的尾声,盟军已开始对德国柏林进行大规模轰炸,信寄出后,钱三强整日焦虑不安,他担心自己被拒绝,更担心何泽慧在德国的安全。

不久,钱三强终于等到了何泽慧的回信,同样非常简短,“感谢你的爱情,我将对你永远忠诚。等我们见面后一同回国。”

1946年春天的一个清晨,还没有起床的钱三强听到了一阵敲门声,当他打开房门时,梳着两条麻花辫的何泽慧出现在他眼前。何泽慧放弃了德国的工作来到巴黎。很快,钱三强和何泽慧在巴黎举行了婚礼。约里奥·居里夫妇也邀请何泽慧进入居里实验室工作,从那时开始,何泽慧和钱三强的工作与生活都紧紧地联系在了一起。

何泽慧和钱三强结婚3个月后,一同到英国剑桥大学参加战后第一次国际基本粒子学术会议。在这次会议上,钱三强宣读了题为《正负电子弹性碰撞现象》的论文,并特别说明论文的作者是他的妻子何泽慧博士。这是何泽慧婚前在德国海德堡核物理实验室所作的科研成果。这位女博士第一次将正负电子弹性碰撞现象摄入镜头,并从照片上显现出来。这项科研成果引起与会同行的极大兴趣。英国科技杂志称它为科学成果的“珍品”。

在这次会议上,钱三强和何泽慧在同行的学术报告中看到了一幅照片,立刻引起了他们的注意。在这张照片上,钱三强与何泽慧发现了一条浅浅的线条,他们开始怀疑,核裂变不仅只能一分为二,会不会还有二次分裂的可能呢?不久,钱三强夫妇著名的“三分裂”学说诞生。1946年底,他们进一步发现了“四分裂”现象。

这一项科研成果的公布,在科学界引起巨大反响。人们惊叹,这项推翻了核裂变只有“二分裂”权威结论的重大成果,竟是一对中国青年夫妇发现的。西方学者不得不对这一对来自古老东方的学者刮目相看。他们称钱三强和何泽慧为“中国的居里夫妇”。1947年,年仅34岁的钱三强升任法国国家科学研究中心研究导师,这是外国学者极少获得的学术职位。

1948年,何泽慧和钱三强决定放弃在法国的一切回到祖国。居里二世夫妇在巴黎近郊家中花园中为钱三强和何泽慧夫妇饯行。在这次聚会中,约里奥·居里夫妇对他们回国的决

定表示理解和支持,居里先生说:“你们的决定是对的。我倘若是你,也会作出同样的决定。”居里二世夫妇不仅支持钱三强夫妇的决定,还将一份礼物送给了钱三强夫妇。于是就有了1948年夏天远洋客轮上的神秘木箱。

居里二世夫妇送给钱三强、何泽慧的是他们的最新研究成果:核试验的放射源和当时最高机密的核试验最新研究数据。

钱三强与何泽慧抱着刚满6个月的女儿祖玄,踏上了归国的旅程。也许他们当时并没有意识到,老师送给他们的这包礼物,会为新中国核事业的发展起到非常重要的作用。

1955年1月15日,钱三强在中南海向毛主席介绍原子弹和氢弹基本原理时,为了能够通俗易懂地把原子弹氢弹的原理讲清楚,钱三强使用了一台探测仪进行演示。何泽慧没有参加会议,但这台探测仪,却是何泽慧亲手设计和制作的。

党中央决定大力发展原子能事业。1959年,参加原子弹援建工作的苏联专家全部撤走,面对这样的局面,党中央决定专门成立核武器研究所,自力更生研制原子弹,研究所的成员由钱三强负责推荐。

在钱三强的推荐名单中,有彭桓武、王淦昌等当时著名的物理学家,还有一个人就是他的妻子何泽慧。但是,在上级领导最终确定的名单中,何泽慧的名字却被划掉了,原因很简单,因为何泽慧是钱三强的妻子。

1964年,中国第一颗原子弹爆炸试验成功。钱三强和同事们的工作取得了阶段性的胜利。何泽慧虽然没能进入核心研究团队,但她仍然用自己的方式为这件事情工作着。何泽慧带领几个年轻同志,在位于北京房山的原子能研究院,悄悄地进行着引爆原子弹中子源的研究,当原子弹试验迫近的时候,何泽慧拿出了自己研制的成果,最终被使用在原子弹起爆装置上。

1967年6月17日上午8点20分,新疆罗布泊上空,我国第一颗氢弹爆炸试验获得成功。一直冷眼旁观的西方国家不得不感叹:“中国的事情真是难以预料!”从第一颗原子弹到第一颗氢弹,美国整整用了7年时间,苏联用了4年,英国用了5年,而处在经济封锁中的中国只用了两年零8个月,这不能不说是一个奇迹。

从20世纪70年代末期,为推动宇宙线和高能天体物理研究,何泽慧开始了对高空气球的研究。20世纪80年代,年过七旬的何泽慧还经常参加高空气球发放。在这项研究刚刚启动时,高空气球发放常会失败。每当遇到这种情况,何泽慧从不指责大家,常常幽默地说:看来我不该来,我不来,你们都成功了,我一来,你们就失败了。然后鼓励大家继续努力。经她这么一说,大家郁闷的心情立即得到缓解。

北京中关村有几幢旧家属楼,20世纪50年代何泽慧和钱三强就住在这里。60年过去了,何泽慧仍然住在这里。她的家里还基本保持着原来的模样。在客厅的门后,依然保留着从1954年刚搬到这里时,家里所有孩子的身高记录。

1992年6月28日,钱三强因病去世。近20年过去了,钱三强书房里,他曾经使用过的物品还原封不动地放在那里,抽屉里至今还保留着何泽慧亲手为他缝制的钱包。

化工专业的物理化学课程教学 篇12

1 结合专业讲述课程的地位和重要性,让学生掌握学科框架

物理化学课程是化学工程与工艺专业类学生必修的一门重要的专业基础课。因其内容抽象,故老师难教,学生难学,被公认为是比较难学的基础理论课程。为了引起学生的足够重视,使学生对该门课程有一个全局的认识,很有必要对学生讲清楚该门课程在本科教育教学中的地位和重要性。

在课程开始的绪论中,教师要充分利用学生刚开始接触一门新课程的新鲜感心理,充分强调该门课程的地位和重要性。虽然教材[4]也强调了这一点,但是,笔者认为还不够,要补充一些课外的资料进行渲染和强调。比如补充:物理化学课程在高校本科教育专业设置中的地位;它是人们常说的“化学四大基础”之一,以及对其它学科具有指导作用等等。同时,要紧密结合化工专业的课程设置特点介绍学习物理化学的重要性,使学生能更加主动自觉地去学习该门课程。如介绍化工专业中的《化工热力学》、《化工原理》、《分离工程》与《物理化学》中的热力学基础、相平衡、化学平衡等内容关系;《化学反应工程》、《有机化工工艺学》与《物理化学》中的化学动力学部分密切联系着;《无机化工工艺学》则和《物理化学》中的电化学密切相关等等。通过这些介绍,使学生认识到物理化学是这些学科的基础,对这些学科具有理论指导作用,就会坚定学好该门课程的决心,把一时的兴趣转化为永久的动力。

另外,笔者在教学中发现,对刚接触这门课程的学生来说,一开始大都是雄心勃勃,兴趣盎然,但是随着课程的进行,一些学生开始打起了退堂鼓,学习吃力起来。经过调查分析发现,学生在学习这门课程的过程中,学着学着就迷失在这门课程的公式中,就象走进森林一样,迷失了方向,这是因为这些学生没有从全局的角度理清知识间的联系,没有掌握该学科的框架。其实,物理化学课程的逻辑性非常强,内容前后联系密切,其各部分内容和层次之间通过“纽带”、“ 桥梁”形成纵横交错的立体网络结构。 “学习一门学科,最重要的就是掌握它的框架。至于具体内容,由于时间有限,在一门课程中,我们往往只能学习其中少量最精华的部分。但是有了框架,熟悉了典型的内容,以后通过长期的自学,就可以掌握广博而贯通的知识,并用来进行创造性的工作[5]”。所以,在教学过程中,要及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,培养学生建立系统的、完善的知识结构。

2 抓住四个基本教学环节,全面提高教学质量

2.1 备课

在每学期物理化学课开始之前,我们教研组的几个教师先根据教学大纲各自进行学期备课,单元备课和课时备课,编制出初步的教案,然后集体讨论、修改。参照以往的教学经验,互相交流体会。针对化工专业的特点,广泛阅读教学参考资料,选取合适材料充实教学内容。并广泛了解学生的基本情况和对其它学科的学习情况,作出针对性的调整。

在进行课时备课的时候,了解学生的情况是非常重要的。因为,学生认知的准备状态是教学的起点,因此,教师要全面了解学生的知识基础、认知能力、学习态度、思想特点和个性特征。然后,对学生的准备性进行分类,了解不同类别学生的起点行为与教学目标的差距,增强教学的预见性与针对性。但是,一个班级的学生情况非常复杂,其认知的准备状态各不一样,如果就这样进行教学,教学活动很难达到齐头并进的效果;同时,大学里的教学内容多,课时少,课堂容量大,在课堂上很难进行认知的准备状态调整。因此常常造成教学效果参差不齐的情况:有的学生经过老师讲解就能领会,有的学生理解要费力点,有的学生一点就会,而有的学生却如坠五里云雾。这样的话,教学活动很快就难以进行下去。

解决这一问题的方法就是要抓住学生课前预习这个环节。通过预习,使学生明确下一课时学什么,怎样学。同时通过了解学生的预习情况,教师有针对性地备课。对于物理化学而言,由于其本身比较抽象的特点,学生在预习这门课时往往感到吃力,不易掌握重点、理解难点。同时,在大学里很多学生对学习的时间抓得不紧,对自己的要求放松了许多,许多学生不再有课前预习的习惯。因此,笔者采用了提前预告的方法进行引导,并采取一定的措施强制性执行。在前一次课结束前抽出几分钟的时间,将下一次课的主要内容以流程图的方式列于黑板上,并指出其中需重点关注的内容,要求学生有目标地去预习,有时候提前发放预习提纲(学案)。下一次上课之前,抽查学生的预习情况,在讲解到相应内容部分时,随机抽取学生回答有关问题。通过这种方法,不仅使学生感到预习针对性强了,容易理解课本的内容,关键是把学生的认知的准备状态调整好了,使课堂教学能顺利进行。

2.2 上课

上课是教学工作的中心环节,要提高教学质量,就要上好课,确保课堂教学的质量。对于物理化学的课堂教学来说,除了要遵循一般课堂教学的基本要求外,还要根据学科的自身特点注意理论联系实际进行教学以激发学生的学习兴趣。

物理化学教材中的内容主要是概念及一些数学推导,逻辑性强,比较抽象,实际应用较少涉及。教师在课前要尽量收集些与所授内容有关的实例,这样就容易调动学生的学习兴趣和积极性。例如,在讲解化学平衡时,笔者列举了这样一个实例:人们在高炉炼铁中发现,高炉废气中含有大量的一氧化碳,当时认为是一氧化碳与矿石之间的接触时间短造成的,因而投入大量资金加长炉身,延长一氧化碳与矿石之间的接触时间,但是发现废气中的一氧化碳依然存在。后来知道了化学平衡,人们才知道反应Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2中的CO的存在是不可避免的。再如,在讲述二组分体系的相图时,可以引出蒸馏和精馏的工作原理,并介绍蒸馏和精馏在化工生产中的应用。学生们听了都表现出很大兴趣,也更加重视这方面内容的学习了。实际上,物理化学的原理在实际生活和生产中都有大量的应用,在教学中,教师要尽量采用案例教学的方法,这样,学生对物理化学内容就有了很具体、生动的印象,激发了他们学习物理化学的兴趣,从而提高教学质量。

另外,在物理化学教学中,光是讲抽象的概念和公式,学生即使听懂了也难以深刻理解和应用,因此,课堂上讲解例题是必不可少的。笔者在教学实践中发现,例题的选择要具有代表性、基础性和趣味性,这样才能让学生听懂、听会。众所周知,讲计算的例题是很枯燥无味的,搞不好就是你讲你的,我听我的,一点效果都没有。若在黑板上单纯由教师演算,大多数学生经常是边听边玩,思维上被动接受,对题中的计算推导通常是囫囵吞枣,如果给出类似的题目让他们独立完成, 他们一般仍感到费力。笔者在教学中,改变传统的单纯由教师讲解的方法,而是让学生一起参与分析、演算,发挥学生的主观能动性,这样就能取得很好的教学效果。例如,在讲解热力学内容的时候,挑选了一个例子:在上世纪末,人们试图用石墨制造金钢石,但无数次的试验均失败了,为什么呢?然后引导学生查出热力学数据,出示例题,进行分析。让学生自己计算:在25℃时施加多大的压力,才能使反应变为可能?同时让两名同学上台演算,学生演算完成后,对上台演算的结果从头至尾分析一遍并和台下的学生对比、讨论。这样,学生通过自已的计算及老师的讲解,对所学的内容就理解的深刻,掌握的牢固,同时也活泼了课堂气氛,一堂课学习下来有一种成就感。

2.3 作业

课外作业是课堂教学的延伸,是教学的有机组成部分。通过作业和练习,学生可以巩固课堂所学的知识,形成技能、技巧。在中国古代教育文献的《学记》中,就有“时教必有正业,退息必有居学” 的主张。“正业” 即正式的课程,指课内学习;“居学”即休息时的作业,属于课外作业。《学记》认为正课学习与课外作业相结合,方可收到良好的效果。通过课外作业和练习,学生在应用知识、解决问题的过程中,可以发展能力,养成独立思考、自觉学习的习惯。

对于化工专业的物理化学课程来说,课外作业的布置不仅要遵循一般的要求,即作业内容要切合课堂教学内容,题目要有典型性等要求外,还要注意密切联系专业知识。结合专业的习题很具体、形象、实用,更容易引起学生的兴趣,能使他们更加明确物理化学课程对专业学习的意义以及在化学工业中的重要作用,从而提高他们学习的自觉性。

课外作业是检查教学效果的必要手段。因此,教师要及时检查、认真批改,从中了解学生知识掌握和运用的情况。对作业中存在的普遍问题,教师要进行集体订正。通过对作业中产生错误原因的分析,教师可以获得教学反馈信息,以进一步改进和提高教学质量。另外,教师要对作业写出恰当评语,以利学生调整今后的学习情况。

2.4 课外辅导

课外辅导是教学活动的重要环节之一,是课堂教学的有益补充。在课堂教学的统一要求之下,通过课外辅导,可以针对学生的个别差异,进行因材施教。我们学校要求老师每周必须安排专门的时间用来学生的课外辅导,通过辅导能及时解决学生在

学习过程中遇到的问题,增强学生的学习兴趣,提高他们的自信心。另外,在辅导过程中,教师通过与学生的交流能及时了解学生的感受和反映,从而在教学过程中及时调整教学方法和教学进度。在大学里,教师和学生的平时接触时间比较少,对学生的了解远不如初中和高中的教师,因此,有些事情的处理会想当然、有失偏颇。在课堂上,由于受到时间和环境的影响,教师没有机会了解学生的真实情况。而在课外辅导过程中,会了解到学生的真实感受,获得许多新的信息。笔者在课外辅导过程中就发现许多与平时不同的情况,发现了一些非常优秀的学生,我们经常一起讨论问题,经过引导,他们也积极地参与到了笔者的科研工作中来。在辅导过程中,也发现了几个考试成绩不好的学生,但是他们却在其它方面有特长。笔者和他们谈心,让他们继续发扬自己的特长,同时也要搞好课程的学习,后来他们的物理化学成绩和其它课程的成绩都得到了提高,而自己的特长也得到了加强。其中一个特别喜欢电子电路的学生,也参与了笔者的科研工作。

3 第二课堂活动

开展丰富多彩的第二课堂活动,对辅助课堂教学将起到十分重要的作用。物理化学课程的内容是比较抽象的,但是其基本原理在工农业生产和生活中的应用却是非常生动、具体的。通过小实验和小制作活动,学生能学习到有关的科学知识和技能,加深对教学内容的理解,增强对物理化学课程的兴趣,掌握基本的科学方法,培养了观察、思维、想象、创造以及动手的能力。例如在讲解电化学时,课后安排学生分别设计电解池和原电池,组织大家展开讨论,引导他们找出两者的共同点及差别等;分配学生设计废旧干电池的回收利用方案并做实验提取其中有用的材料等,通过这些活动,不仅加深了学生对所学内容的理解,也培养了学生节约资源和环保的意识。

总之,物理化学课程的教学活动是一项复杂的工程,以上只是作者在物理化学教学中一些体会,实践证明,教学效果比较显著,教学质量也得到了提高。当然,对教学方法的认识和改革是永无止境的,我们还在不断研究、探讨和改进,希望在今后的教学过程中,取得更好的效果。

参考文献

[1]董元彦.物理化学(第2版)[M].北京:科学出版社,2001:1-2.

[2]杨娟,戴俊.化工类专业物理化学课程教学改革初探[J].化工时刊,2009;23(10):73-74.

[3]蓝丽红.化工专业物理化学教学方法的探讨与实践[J].广西民族大学学报(自然科学版),2008;14(1):105-108.

[4]王正烈,周亚平.物理化学(第4版)(上册)[M].北京:高等教育出版社,2001:1-3.

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