《物理化学》课程教学大纲

《物理化学》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：106113123100课程名称（中/英文）：物理化学/PhysicalChemistry课程类别：专业核心课程学分：3.5总学时：56理论学时：40实验/实践学时：16适用专业：高分子材料与工程适用对象：本科先修课程：高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学教学环境：多媒体教室/物理化学实验室开课学院：环境工程与化学学院二、课程简介1.课程任务与目的物理化学是化学的理论基础，研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题。通过课程的学习，使学生理解物理化学中的基本概念与基本原理；初步了解物理化学基础理论、基本原理和研究方法在材料科学中的作用和地位；掌握物理化学课程中的基本公式、适用条件及其应用；使学生建立一个系统、完整的物理化学基本理论和方法的框架，在强化基础的同时，逐步培养学生的思维能力和创造能力。在课程教学过程中，使同学们知晓一些著名物理化学家的科学故事，了解他们的科学历程，学习探究化学现象本质的科学思维、科学方法及科学精神；从物理化学学科角度出发，理解中华传统文化的博大精深，了解我国近代化学家的贡献以及中国最前沿的学科发展，树立绿色化学理念；强化学生的工程伦理道德、工匠精神、家国情怀和使命感。2.对接培养的岗位能力使学生掌握物理化学的基本理论、基本知识，提高学生分析和解决问题的能力，激发学生的创新意识和创造力，为学习有关专业课，以及将来从事科研、教学、生产和研发工作打下必要的基础。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点1.2]具有高分子材料、聚合物基复合材料和塑料模具领域需要的数据分析能力，能针对具体对象建立数学模型并利用计算机求解。[毕业要求指标点2.1]能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理识别与判断高分子材料、聚合物基复合材料或塑料模具领域内复杂工程问题的关键因素和环节。[毕业要求指标点4.4]能够运用科学的方法正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的结论。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下：教学目标1：系统掌握物理化学基本原理和方法，运用物理和数学的有关理论和方法研究物质的性质和变化规律。培养学生理论思维能力，能定量地描述和处理化学变化的规律与问题。（支撑毕业要求指标点1.2）教学目标2：使学生了解物理化学的一般研究方法与特有研究方法，掌握和应用科学方法，能够结合具体问题，培养分析和解决问题的能力。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标3：通过实验操作和实验现象的记录整理，对实验结果进行关联、分析和解释，并通过信息综合获得合理的结论。（支撑毕业要求指标点4.4）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题或知识点1气体的PVT性质22001、2主题或知识点2热力学第一定律1212001、2主题或知识点3热力学第二定律1010001、2主题或知识点4多组分系统热力学62401、2、3主题或知识点5化学平衡44001、2主题或知识点6相平衡84401、2、3主题或知识点7化学动力学84401、2、3主题或知识点8界面现象62401、3合计5640160（二）实践教学安排（指含有实验或实践内容的课程）序号实验/实践项目名称实验/实践学时实验/实践类型实验/实践要求每组人数备注1凝固点降低法测定摩尔质量4综合性必做22双液系气液平衡相图绘制4验证性必做23蔗糖转化反应速率常数的测定4综合性必做24固体在溶液中的吸附4综合性必做2五、教学内容及教学设计主题1气体的PVT性质1.教学内容理想气体状态方程和理想气体混合物；真实气体的液化及临界参数。以物理化学在我国的发展历史为切入点，融入爱国主义元素，激发学生民族自豪感和责任感。2.教学重点理想气体状态方程与微观模型。3.教学难点道尔顿定律、阿马加定律。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用启发式教学方法。主题2热力学第一定律1.教学内容热力学的基本概念、热力学第一定律；恒容热、恒压热、焓、热容；恒容变温过程、恒压变温过程；焦耳实验、可逆过程、理想气体绝热可逆过程方程式；相变化过程、标准摩尔反应焓及其计算、节流膨胀。根据能量守恒的性质，引导学生比较各种新旧能源，使学生了解开发绿色能源及解决能源危机和环境污染的必然性。2.教学重点理想气体在等温、等压、等容与绝热过程中的ΔU、ΔH、Q与W的计算。3.教学难点状态函数法的理解与应用、可逆过程及其特征。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题3热力学第二定律1.教学内容热力学第二定律、卡诺循环；熵、熵增原理、熵变的计算；热力学第三定律、化学变化过程熵变计算；亥姆霍兹函数与吉布斯函数。以熵增原理为出发点，启发学生认识生态文明建设的必要性，引导学生牢固树立绿水青山就是金山银山的意识。2.教学重点克劳修斯不等式及其推导；熵和熵增原理，熵变的计算；亥姆霍兹函数与吉布斯函数，ΔA和ΔG的计算。3.教学难点从卡诺定理得出克劳修斯不等式和熵函数的逻辑推理，ΔS、ΔA与ΔG值的计算。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题4多组分系统热力学教学内容：偏摩尔量，化学势，化学势判据，拉乌尔定律和享利定律，理想液体混合物，理想稀溶液，稀溶液的依数性。介绍吉布斯将化学势引入化学领域，打破化学和物理壁垒，强化学生学科交叉的意识和创新精神。2.教学重点化学势及化学势判据，拉乌尔定律和亨利定律，理想液态混合物和理想稀溶液。3.教学难点化学势判据的应用。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题5化学平衡1.教学内容化学反应等温方程、标准平衡常数、桥梁公式；温度对标准平衡常数的影响；各种因素对平衡常数的影响、平衡组成的计算。通过讲述影响化学平衡的因素及改变平衡的方法，让学生明白事物发展的内在自然规律，不能逆向而行，培养学生工程伦理道德。2.教学重点化学反应方向的判断，平衡常数及平衡组成计算，温度、压力对化学平衡的影响。3.教学难点桥梁公式的应用、平衡组成的计算。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题6相平衡1.教学内容相律，杠杆规则，单组分系统相图，二组分理想液态混合物气液相图，二组分真实液态混合物气液相图。介绍我国物理化学家在相平衡研究中的突出贡献，激发学生的爱国热情，培养学生严谨、科学的工作作风和探究精神。2.教学重点相律的推导及其应用。单组份系统的相图；二组分气液平衡的P－x图、T－x图、杠杆规则。3.教学难点相律分析、相图的静态和动态分析、杠杆规则应用。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题7化学动力学1.教学内容化学反应的反应速率及速率方程，速率方程的积分形式，速率方程的确定，温度对反应速率的影响，活化能。以动力学化学反应机理为切入点，融入保护环境的思想，强调环境保护的重要性。2.教学重点反应级数与反应分子数区别与联系，简单级数反应动力学特征与计算，温度对反应速率的影响。3.教学难点反应速率、活化能等的计算。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题8界面现象1.教学内容界面张力，固体表面，液固界面，溶液表面。介绍我国物理化学家在界面化学研究中的卓越贡献，激励学生勇于面对困难、勇攀高峰的精神。2.教学重点物理吸附与化学吸附，润湿现象，表面活性剂。3.教学难点吸附理论。4.教学方案设计采用线上线下混合式教学，课堂多媒体与板书相结合，授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实验动手能力等；考核方式采用出勤、作业评测、课堂表现、平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文实验√√√√√成绩比例%555520602.课程教学目标考核方式本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核实验期末考试合计出勤及课堂表现作业及阶段测验教学目标1指标点1.264518~2133~36教学目标2指标点2.146539~4254~57教学目标3指标点4.40010010合计10102060100成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（10%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到见解。偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解。有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题。有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题。迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题。作业（5%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论。能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论。能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论。基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求。不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力。阶段测验（5%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀。完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为良好。完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等。完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格。没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格。实验（20%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表基本规范。能够完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。实验报告能够完成，内容完整，数据基本合理，能够进行数据处理，图表基本规范。能够基本完成实验报告中提出的问题，对实验中遇到的问题进行讨论。实验报告基本能够独立完成，内容完整，数据图表齐全，基本完成实验报告中提出的问题。实验报告不能独立完成，存在抄袭现象，报告中提出的问题没有或基本没有回答。课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优（90~100分）良（80~89分）中（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟练掌握物理化学的基本原理和方法，运用物理和数学的有关理论和方法研究物质的性质和变化规律。熟练地定量描述和处理化学变化的规律与问题。准确掌握物理化学的基本原理和方法，运用物理和数学的有关理论和方法研究物质的性质和变化规律。准确地进行定量描述和处理化学变化的规律与问题。掌握物理化学的基本原理和方法，运用物理和数学的有关理论和方法研究物质的性质和变化规律。能够进行定量描述和处理化学变化的规律与问题。基本掌握物理化学的基本原理和方法，运用物理和数学的有关理论和方法研究物质的性质和变化规律。基本可以进行定量描述和处理化学变化的规律与问题。不能掌握物理化学的基本原理和方法，运用物理和数学的有关理论和方法研究物质的性质和变化规律。无法进行定量描述和处理化学变化的规律与问题。教学目标2充分理解物理化学的一般研究方法与特有研究方法，熟练掌握和应用科学方法，能够结合具体问题，准确分析并正确解决问题。较好地理解物理化学的一般研究方法与特有研究方法，掌握和应用科学方法论，结合具体问题，可以准确分析并正确解决问题。了解物理化学的一般研究方法与特有研究方法，掌握和应用科学方法论，结合具体问题，可以合理分析并正确解决问题。基本了解物理化学的一般研究方法与特有研究方法，可以应用科学方法，合理分析并解决问题。不了解物理化学的一般研究方法与特有研究方法，不能应用科学方法正确地解决问题。教学目标3能够根据实验要求内容，优化实验步骤，实验操作规范；准确记录实验现象或数据，并对实验现象或数据进行综合的分析讨论，得出合理的结论。能够完成实验要求内容，实验操作规范；正确记录实验现象或数据，基本能对实验现象或数据进行综合分析讨论，得出正确实验结论。能够完成实验要求内容，操作规范；能完整记录实验现象或数据，并能对实验现象或数据进行综合分析讨论，得出实验结论。能够基本完成实验内容要求，操作基本规范；能基本完整记录实验现象或数据，基本能对实验现象或数据进行分析讨论，得出实验结论。不能完成实验操作或操作不规范；不能记录实验现象或数据，不能对实验