《物理化學(xué)》教學(xué)大綱

《物理化學(xué)》教學(xué)大綱課程編號：11180084英文名稱：PhysicalChemistry學(xué)分：4學(xué)時：總學(xué)時64學(xué)時，其中理論64學(xué)時，實踐0學(xué)時先修課程：無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)課程類別：專業(yè)拓展課程授課對象：科學(xué)教育專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：化學(xué)化工學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《物理化學(xué)》是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象和化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手來探求化學(xué)變化基本規(guī)律的一門學(xué)科，本課程主要包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、表面和膠體化學(xué)等分支學(xué)科。通過教學(xué)的各個環(huán)節(jié)使學(xué)生達(dá)到各章中所提出的基本要求，并初步學(xué)會運(yùn)用物理化學(xué)的方法原理解決實際問題。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo):課程目標(biāo)1專業(yè)知識方面，通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握物理化學(xué)中化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、電化學(xué)、表面和膠體化學(xué)等章節(jié)的相關(guān)概念和基本定律；使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握物理化學(xué)的基本原理、方法與技能。課程目標(biāo)2專業(yè)能力方面，靈活運(yùn)用物理化學(xué)的基本概念、定律、基本原理、方法與技能，解釋生產(chǎn)和生活中的現(xiàn)象，并能夠解決實際問題。課程目標(biāo)3在綜合能力方面，運(yùn)用物理和數(shù)學(xué)的有關(guān)理論和方法進(jìn)一步研究和掌握化學(xué)運(yùn)動的普遍規(guī)律；初步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理化學(xué)的基本原理、手段和方法分析和解決實際問題的能力，為學(xué)習(xí)其它有關(guān)專業(yè)課程以及畢業(yè)后從事化學(xué)專業(yè)研究工作打下必要的理論基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系本課程教學(xué)目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系如表2-1所示。表2-1課程教學(xué)目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度（H、M、L）學(xué)科素養(yǎng)指標(biāo)點3-1：理解自然科學(xué)知識體系，扎實掌握物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)以及地球與宇宙科學(xué)等領(lǐng)域的基本概念和科學(xué)定律，理解科學(xué)探究的過程與方法，掌握模型建構(gòu)、歸納與演繹、分類、演化等科學(xué)思維方式。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3H（高支撐）指標(biāo)點3-4：理解科學(xué)、技術(shù)、社會以及環(huán)境的相互關(guān)系，了解科學(xué)學(xué)科與社會實踐的關(guān)系，以及與其他學(xué)科的聯(lián)系，具備運(yùn)用科學(xué)知識和方法分析和解決實際問題的能力。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3H（高支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配本課程總學(xué)時64學(xué)時，其中理論64學(xué)時，實踐0學(xué)時，課后自主學(xué)習(xí)不占學(xué)時。表3-1理論教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容、基本要求、課程目標(biāo)與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論、（一）氣體明確本課程研究的對象和內(nèi)容，對物理化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢有新了解，掌握物理化的學(xué)習(xí)和研究方法；掌握理想氣體狀態(tài)方程的表達(dá)式及條件；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和人文精神。重點：物理化學(xué)的發(fā)展趨勢和學(xué)習(xí)方法，理想氣體的狀態(tài)方程；難點：實際氣體與理想氣體的區(qū)別。2集中講授課程目標(biāo)12（二）熱力學(xué)第一定律理解熱力學(xué)的一些基本概念；掌握熱力學(xué)第一定律和內(nèi)能的概念，熟練運(yùn)用熱力學(xué)第一定律計算理想氣體在等溫、等壓、絕熱過程中的△H、Ｑ、Ｗ；培養(yǎng)學(xué)生鍥而不舍的科學(xué)探究精神。重點：熱力學(xué)第一定律及其計算；難點：可逆過程、焓。8集中講授、自主學(xué)習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23（三）熱力學(xué)第二定律明確熱力學(xué)第二定律的意義；理解克勞修斯不等式的重要性；明確在特殊條件下的物理意義及其判斷條件；熟練計算一些簡單過程中的△S、△G、△H；了解熵的物理意義，明確規(guī)定熵的意義、計算、應(yīng)用；培養(yǎng)學(xué)生說實話做實事的科學(xué)精神。重點：簡單過程的△S、△G、△H的計算，不同條件下變化方向的判據(jù)；難點：熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)，熵的計算。8集中講授、自主學(xué)習(xí)課程目標(biāo)2課程目標(biāo)34（四）多組分系統(tǒng)熱力學(xué)明確偏摩爾量和化學(xué)勢的定義；掌握Roult定律和Henry定律；了解理想液態(tài)混合物的通性及化學(xué)勢的表示方法；了解理想稀溶液中各組分化學(xué)勢的表示法；熟悉稀溶液的依數(shù)性；培養(yǎng)學(xué)生不言放棄的科學(xué)精神。重點：Roult定律和Henry定律，稀溶液的依數(shù)性，化學(xué)勢的表示方法；難點：化學(xué)勢的意義，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的含義，不同系統(tǒng)中各組分化學(xué)勢的表示法。6集中講授、案例教學(xué)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35（五）化學(xué)平衡了解化學(xué)反應(yīng)等溫式的意義；掌握化學(xué)勢的概念及意義；理解Gm與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的關(guān)系；培養(yǎng)誠實守信的人文精神。重點：平衡常數(shù)與平衡組成的計算；難點：化學(xué)反應(yīng)等溫式的推導(dǎo)及應(yīng)用。4集中講授、自主學(xué)習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)36（六）相平衡了解相、組分?jǐn)?shù)和自由度等相平衡中的基本概念；熟練掌握相律在相圖中的應(yīng)用；能讀懂各種類型的相圖，了解自由度變化情況；掌握如何利用相圖進(jìn)行有機(jī)物的分離提純；熟練掌握杠桿規(guī)則的計算；培養(yǎng)一絲不茍的工匠精神。重點：相圖的分析；難點：相律的計算和應(yīng)用。8集中講授、案例教學(xué)、自主學(xué)習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)37（七）化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)掌握宏觀動力學(xué)中的一些基本概念；掌握具有簡單級數(shù)反應(yīng)（一級、二級和零級）的特點，能熟練利用速率方程計算速率常數(shù)、半衰期等；掌握溫度對反應(yīng)速率的影響；了解對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)的特點，以及復(fù)雜反應(yīng)速率的近似處理法；培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈的工匠精神。重點：簡單級數(shù)的反應(yīng)速率方程的各種形式及其特征，溫度、活化能對反應(yīng)速率的影響；難點：對峙反應(yīng)、平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)的特點。8集中講授、自主學(xué)習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)38（八）電化學(xué)掌握電化學(xué)的基本概念和電解定律；掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義；掌握形成可逆電池的必要條件、可逆電池的類型和電池的書面表示方法；了解對消法測電動勢的基本原理；熟練運(yùn)用Nernst方程計算電極電勢和電池電動勢；培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈的科學(xué)探索精神。重點：電極反應(yīng)，電池反應(yīng)，電極電勢，電池電動勢，可逆電池勢熱力學(xué)；難點：電池的設(shè)計，電動勢測定的應(yīng)用。8集中講授、自主學(xué)習(xí)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)39（九）表面現(xiàn)象熟悉表面Gibbs自由能、表面張力的概念以及表面張力產(chǎn)生的原因；熟悉彎曲液面附加壓力產(chǎn)生的原因及影響因素，了解彎曲表面的蒸汽壓及Kelvin公式，能用基本原理解釋人工降雨、毛細(xì)凝聚等常見的表面現(xiàn)象；熟悉表面活性劑的定義、分類、結(jié)構(gòu)特點以及幾種重要作用；培養(yǎng)學(xué)生善于觀察的科學(xué)精神。重點：表面張力，附加壓力，吸附的本質(zhì)和計算。難點：表面現(xiàn)象的本質(zhì)。6集中講授、案例教學(xué)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)310（十）膠體分散系統(tǒng)了解膠體分散體系的基本特性；能根據(jù)制備條件寫出膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式；了解膠體分散體系的動力性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)；培養(yǎng)學(xué)生腳踏實地的科學(xué)精神。重點：膠體分散體系的性質(zhì)，溶膠的穩(wěn)定和聚沉。難點：雙電層理論和ζ電勢。6集中講授、案例教學(xué)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3合計64四、課程教學(xué)方法本課程在教學(xué)方式上主要采用教師課堂教學(xué)為主、學(xué)生課后學(xué)習(xí)為輔的教學(xué)模式，以達(dá)到符合畢業(yè)要求指標(biāo)點的教學(xué)目的。其中，課堂教學(xué)主要采用課堂講授、啟發(fā)式、案例式、討論式、研究式等教學(xué)方法，同時輔以學(xué)習(xí)通平臺的各項功能豐富課堂教學(xué)形式。課后學(xué)習(xí)主要采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)、依托學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)和教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)方式。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核本課程采用過程性考核和結(jié)果性考核相結(jié)合的方式，總評成績由課堂表現(xiàn)、作業(yè)、隨堂練習(xí)和期末閉卷考試等四個方面組成，采用百分制計分制，具體計算方法如下：總評成績=課堂表現(xiàn)(100分制)×10%+作業(yè)(100分制)×10%+隨堂練習(xí)(100分制)×20%+期末考試成績(100分制)×60%表5-1課程考核評價標(biāo)準(zhǔn)考核依據(jù)建議分值考核/評價細(xì)則對應(yīng)的課程目標(biāo)平時成績40%課堂表現(xiàn)10%課堂表現(xiàn)包括出勤情況、聽課情況、課堂討論參與情況、教學(xué)上互動和學(xué)習(xí)反饋、線上討論參與情況等等。修課學(xué)生基礎(chǔ)分80分，若發(fā)生遲到、無故曠課、學(xué)習(xí)態(tài)度差(課堂玩手機(jī)、多言好睡等)現(xiàn)象一次，則扣1-5分，扣完為止；積極參與回答問題或有效提問者，酌情加分2-5分，上限20分。學(xué)期末該分值×10%核定分值計入總評成績。課程目標(biāo)1作業(yè)10%平時作業(yè)（包括在線作業(yè)、課后作業(yè)、課程論文等形式）批改以百分制登記，教師批閱給分，不交作業(yè)記為零分，最后作業(yè)成績按平均分值計算。學(xué)期末平均分值×15%核定分值計入總評成績。課程目標(biāo)2隨堂練習(xí)20%根據(jù)修課學(xué)生線上線下小測試、單元測試等批改以百分制登記，教師批閱給分，未完成測試記為零分，最后成績按平均分值計算。學(xué)期末平均分值×20%核定分值計入總評成績。課程目標(biāo)3期末考試成績60%修課學(xué)生參加期末考試，教師批閱試卷，成績以百分制登記，學(xué)期末以該分值×60%核定分值計入總評成績。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3表5-2課堂表現(xiàn)評分標(biāo)準(zhǔn)考核類型分值比重考核指標(biāo)考核內(nèi)容說明課堂表現(xiàn)10%平時表現(xiàn)出勤、聽課情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、回答問題、提問情況等課堂研討拓展學(xué)習(xí)課堂專題研討參與、課外拓展學(xué)習(xí)情況線上學(xué)習(xí)參與情況可從理論知識學(xué)習(xí)、習(xí)題解答、作業(yè)遞交、問題反饋、完成結(jié)果等幾個方面進(jìn)行評分表5-3作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)評分標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)形式評分細(xì)則課后作業(yè)1.字跡工整，態(tài)度認(rèn)真，正確率90%以上；2.正確率在60%-90%之間；3.正確率低于60%的，字跡工整且體現(xiàn)清晰解題思想的；4.其他情況。參考以上細(xì)則，教師對作業(yè)酌情記分確定等級。課堂報告、討論等教師給出報告或討論主題，學(xué)生自由分組，通過自主學(xué)習(xí)準(zhǔn)備課堂報告。基本要求：每個報告時間為5-8分鐘，討論5分鐘；視小組學(xué)習(xí)態(tài)度、PPT完成質(zhì)量(清楚、美觀、科學(xué)、創(chuàng)新，趣味性)，完成效率等進(jìn)行記分，小組報告人記分酌情增加。表5-4隨堂練習(xí)評分標(biāo)準(zhǔn)評分標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)形式評分細(xì)則在線作業(yè)利用學(xué)習(xí)通發(fā)布線上測試，包括單選題、多選題、判斷題等客觀題，并根據(jù)答題情況記分。單元測試1.按時完成章節(jié)單元測試；2.字跡工整，態(tài)度認(rèn)真；3.正確率低于60%，字跡工整且體現(xiàn)清晰解題思想；4.其他情況。參考以上細(xì)則，教師對測試酌情記分。六、教材與參考書（一）推薦教材1.《物理化學(xué)核心教程（第三版）》，沈文霞，王喜章，許波連（編），北京：科學(xué)出版社，2016年6月版。（二）參考資料1．《物理化學(xué)（第五版）》，傅獻(xiàn)彩，沈文霞，姚天揚(yáng)，侯文華（編），北京：高等教育出版社，2