《物理化学实验》课程教学大纲

《物理化学实验》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称物理化学实验课程编号03100047课程性质必修课课程类别集中实践环节开课单位新材料与化学工程学院授课学期第2学期学分/学时1/1周实施方式实验适用专业新能源材料与器件是否双语否先修课程高等数学、大学物理、无机与分析化学后续课程材料科学基础、电化学原理二、课程简介物理化学实验是新能源材料与器件专业的一门必修的实践课程。通过实验课程加深学生对物理化学相关理论的理解，培养学生实验研究能力和创新精神，并掌握物理化学的实验研究方法和基本技术，训练学生正确使用物理化学仪器的操作技能，培养学生观察现象、正确记录、处理问题及实验数据等能力，提高学生综合素质。因此，物理化学实验是在理解并掌握物理化学相关理论基础上的一门集培养学生实验动手能力、应变能力、创新精神及协同配合能力等的一门重要实验课程。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1：使学生了解物理化学实验的研究方法，通过实验加强对理论知识的理解和掌握。掌握物理化学实验的基本原理和方法，能对实验数据进行采集、处理和分析，并通过信息综合得到合理有效的结论，具备基本的实验技能。课程目标2：通过课程教学，培养学生追求真理和献身科学的精神，树立现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观。通过综合实验，使学生加强利用实验数据分析问题、解决问题的能力；学会利用各种媒介查阅资料、整合资料的能力；培养学生善独立思考、勇于实践、追求真理的精神。课程目标3：通过课程学习，培养学生能够实验过程中具备团队合作能力；具有一定的探索知识能力；有积极向上的人生观和价值观，具备不断拓展知识面和终身学习、适应发展的能力。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点2.2：具有应用高等数学、工程数学、物理和化学等基本原理对新能源材料与器件领域内的复杂工程问题进行分析、数学建模的能力。指标点4-1：掌握自然科学实验的基本原理和方法，具备基本的实验技能。指标点4-3：掌握新能源材料与器件基础实验的基本原理和方法，能对实验数据进行采集、处理和分析，并通过信息综合得到合理有效的结论。2-问题分析4-研究课程目标2指标点8.1：具有良好的思想素质和社会道德。指标点8.2：具有正确的世界观和人生观。指标点5.3：具有针对新能源材料与器件领域复杂工程问题进行信息搜集、文献检索，并对相应信息进行分析、研究以获得对新能源材料与器件领域复杂工程问题进行预测、模拟与优化的能力。8-职业规范5-使用现代工具课程目标3指标点9.1：能够在多学科背景下的团队中承担个体和团队成员的角色。指标点9.2：具备多学科背景下的团队合作能力。指标点12.1：有积极向上的人生观和价值观，具备不断拓展知识面和终身学习、适应发展的能力。指标点12.3：具有了解和跟踪本专业学科发展趋势的能力。9-个人和团队12-终身学习四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容实验一纯液体饱和蒸气压的测定1.课程主要内容掌握用静态法测定乙醇在不同温度下的饱和蒸气压，并求实验温度范围内的摩尔蒸发焓；了解有关主要仪器的工作原理，掌握其正确使用方法。2.重点和难点重点：静态法测定乙醇在不同温度下的饱和蒸气压。难点：主要仪器的工作原理及正确使用方法。3.教学方法（1）根据现有实验仪器自编实验讲义，正式实验前分班带领学生到实验室详细讲解设备的使用、实验的操作步骤及注意事项。（2）线下小组循环实验4.学习要求了解相关实验设备的使用方法，掌握实验的操作步骤。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验。（2）开出要求：必做（3）分组要求：2-3人1组（4）实验准备①实验仪器：饱和蒸汽压测定装置；真空泵；数显温度、气压仪②实验试剂：纯乙醇、蒸馏水③预习实验操作步骤，了解实验原理，写好预习报告。6.学生学习预期成果通过实验学生进一步加强对理论知识的掌握，学会使用真空泵、压力测定仪等，并增进相互间的配合及团队意识。7.支撑课程目标通过实验使学生了解饱和蒸气压测定仪的基本原理；仪器结构的优缺点；通过有代表性实验项目，加深对有关理论的理解；能灵活运用所学理论知识指导实验操作；培养良好的实验素质，对各类仪器具有较好的规范操作意识；培养学生熟练进行相关的计算和数据统计处理的能力。因此，本实验支撑课程目标1、2和3。实验二双液系气-液平衡相图的测定1.课程主要内容测绘乙醇-环已烷系统的沸点-组成图；了解有关主要仪器的工作原理，掌握其正确使用方法。2.重点和难点重点：乙醇-环已烷系统的沸点-组成的测定。难点：主要仪器的工作原理及正确使用方法，相图的绘制。3.教学方法（1）根据现有实验仪器自编实验讲义，正式实验前分班带领学生到实验室详细讲解设备的使用、实验的操作步骤及注意事项。（2）线下小组循环实验4.学习要求了解相关实验设备的使用方法，掌握实验的操作步骤。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验。（2）开出要求：必做（3）分组要求：2-3人1组（4）实验准备①实验仪器：沸点仪；阿贝折射仪；数显温度计；数显温度、气压仪；移液管架；胶头滴管；吸耳球②实验试剂：纯乙醇（分析纯）、纯环己烷（分析纯）、系列乙醇-环己烷溶液③预习实验操作步骤，了解实验原理，写好预习报告。6.学生学习预期成果通过实验学生进一步加强对理论知识的掌握，学会使用阿贝折射仪、沸点仪等，并增进相互间的配合及团队意识。7.支撑课程目标通过实验使学生了解沸点仪及阿贝折射仪的基本原理；仪器结构的优缺点；通过有代表性实验项目，加深对有关理论的理解；能灵活运用所学理论知识指导实验操作；培养良好的实验素质，对各类仪器具有较好的规范操作意识；培养学生熟练进行相关的计算和数据统计处理的能力。因此，本实验支撑课程目标1、2和3。实验三旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数1.课程主要内容掌握测定蔗糖在酸的催化下水解反应速率常数的原理、方法；了解旋光仪的工作原理，掌握其正确使用方法。2.重点和难点重点：蔗糖在酸的催化下水解反应速率常数的测定难点：旋光仪工作原理及正确使用方法3.教学方法（1）根据现有实验仪器自编实验讲义，正式实验前分班带领学生到实验室详细讲解设备的使用、实验的操作步骤及注意事项。（2）线下小组循环实验4.学习要求了解相关实验设备的使用方法，掌握实验的操作步骤。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验。（2）开出要求：必做（3）分组要求：2-3人1组（4）实验准备①实验仪器：旋光仪；移液管架；25ml移液管、25ml量筒、吸耳球、100ml具塞广口锥形瓶、100ml磨口锥形瓶、恒温水浴锅、架盘天平、称量纸、砝码、小药勺、旋光管、秒表②实验试剂：蔗糖（分析纯）、蒸馏水、1:3HCl水溶液③预习实验操作步骤，了解实验原理，写好预习报告。6.学生学习预期成果通过实验学生进一步加强对理论知识的掌握，学会使用旋光管、旋光仪等，并增进相互间的配合及团队意识。7.支撑课程目标通过实验使学生了解旋光仪的基本原理；仪器结构的优缺点；通过有代表性实验项目，加深对有关理论的理解；能灵活运用所学理论知识指导实验操作；培养良好的实验素质，对各类仪器具有较好的规范操作意识；培养学生熟练进行相关的计算和数据统计处理的能力；培养学生相互之间配合的团队意识。因此，本实验支撑课程目标1、2和3。实验四最大泡压法测乙醇水溶液的表面张力1.课程主要内容学会用泡压法测定乙醇水溶液的表面张力，了解表面张力的性质及表面自由能的意义，掌握用最大泡压法测定表面张力的原理和技术。2.重点和难点重点：测定不同浓度乙醇水溶液的表面张力，利用拉普拉斯方程处理实验数据难点：表面张力测定仪的正确使用3.教学方法（1）根据现有实验仪器自编实验讲义，正式实验前分班带领学生到实验室详细讲解设备的使用、实验的操作步骤及注意事项。（2）线下小组循环实验4.学习要求了解相关实验设备的使用方法，掌握实验的操作步骤。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验。（2）开出要求：必做（3）分组要求：2-3人1组（4）实验准备①实验仪器：表面张力测定仪；测量管；吸耳球、定性滤纸、50ml烧杯②实验试剂：蒸馏水、10%、20%、30%、40%乙醇水溶液③预习实验操作步骤，了解实验原理，写好预习报告。6.学生学习预期成果通过实验学生进一步加强对理论知识的掌握，学会使用表面张力测定仪，并增进相互间的配合及团队意识。7.支撑课程目标通过实验使学生了解表面张力测定仪的基本原理；仪器结构的优缺点；通过有代表性实验项目，加深对有关理论的理解；能灵活运用所学理论知识指导实验操作；培养良好的实验素质，对各类仪器具有较好的规范操作意识；培养学生熟练进行相关的计算和数据统计处理的能力；培养学生相互之间配合的团队意识。因此，本实验支撑课程目标1、2和3。实验五煤矸石矿物组成的初步分析及热值测定（综合实验）1.课程主要内容培养学生综合运用试样采集与处理、矿物分析、燃烧热等方面知识的能力；掌握固体试样的制备方法；制备符合实验要求的煤矸石试样；掌握差热分析的基本原理及方法，了解差热分析的仪器构造，学会操作技术；学会用差热分析仪对煤矸石进行差热分析，并定性解释所得的差热图谱；熟悉氧弹量热计中主要部件的原理和作用，掌握氧弹量热计的实验技术；掌握用氧弹热量计测定煤矸石的燃烧热。2.重点和难点重点：利用氧弹热量计测定煤矸石的燃烧热；利用差热仪获得差热曲线难点：氧弹的正确使用、量热计、差热仪的使用；数据分析3.教学方法（1）根据现有实验仪器自编实验讲义，正式实验前分班带领学生到实验室详细讲解设备的使用、实验的操作步骤及注意事项。（2）线下小组循环实验4.学习要求了解相关实验设备的使用方法，掌握实验的操作步骤。5.实验要求（1）实验属性：综合性性实验。（2）开出要求：必做（3）分组要求：2-3人1组（4）实验准备①实验仪器：氧弹量热仪；差热仪；架盘天平；分析天平；点火丝；砝码②实验试剂：煤矸石、苯甲酸（分析纯）、三氧化二铝（分析纯）③预习实验操作步骤，了解实验原理，写好预习报告。6.学生学习预期成果通过实验学生进一步加强对理论知识的掌握，学会使用氧弹量热仪、差热仪，根据实验数据并利用所学知识及整合文献资料完成对实验结果的分析；并增进相互间的配合及团队意识。7.支撑课程目标通过实验使学生了解氧弹量热仪、差热仪的基本原理；仪器结构的优缺点；通过有代表性实验项目，加深对有关理论的理解；能灵活运用所学理论知识指导实验操作；培养良好的实验素质，对各类仪器具有较好的规范操作意识；培养学生熟练进行相关的计算和数据统计处理的能力；培养学生利用网络资源查阅相关资料的能力；培养学生独立分析、解决问题的能力；培养学生相互之间配合的团队意识。因此，本实验支撑课程目标1、2和3。实验六接触角的测定1.课程主要内容掌握全自动界面张力仪的使用方法、测定原理和技术，理解接触角的概念，了解界面张力的影响因素。2.重点和难点重点：接触角的测定难点：全自动界面张力仪的正确使用3.教学方法（1）根据现有实验仪器自编实验讲义，正式实验前分班带领学生到实验室详细讲解设备的使用、实验的操作步骤及注意事项。（2）线下小组循环实验4.学习要求了解相关实验设备的使用方法，掌握实验的操作步骤。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验。（2）开出要求：必做（3）分组要求：2-3人1组（4）实验准备①实验仪器：JC2000D静滴接触角/界面张力测量仪；微量注射器；容量瓶；镊子；玻璃载片②实验试剂：蒸馏水、无水乙醇③预习实验操作步骤，了解实验原理，写好预习报告。6.学生学习预期成果通过实验学生进一步加强对理论知识的掌握，学会使用全自动界面张力仪；考察在载玻片上水滴的大小（体积）与所测接触角读数的关系；考察水在不同固体表面上的接触角；等温下不同浓度的乙醇溶液在玻璃片上接触角的测定。7.支撑课程目标通过实验使学生了解全自动界面张力仪的基本原理；仪器结构的优缺点；通过有代表性实验项目，加深对有关理论的理解；能灵活运用所学理论知识指导实验操作；培养良好的实验素质，对各类仪器具有较好的规范操作意识；培养学生熟练进行相关的计算和数据统计处理的能力；培养学生相互之间配合的团队意识。因此，本实验支撑课程目标1、2和3。实验七胶体制备和电势测定1.课程主要内容学习Fe(OH)3胶体的制备方法；掌握用JS94H微电泳仪测定Fe(OH)3胶体电动电势的原理和方法；通过实验观察并熟悉胶体的电泳现象。2.重点和难点重点：Fe(OH)3胶体的制备；Fe(OH)3胶体电势的测定难点：微电泳仪的正确使用3.教学方法（1）根据现有实验仪器自编实验讲义，正式实验前分班带领学生到实验室详细讲解设备的使用、实验的操作步骤及注意事项。（2）线下小组循环实验4.学习要求了解相关实验设备的使用方法，掌握实验的操作步骤。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验。（2）开出要求：必做（3）分组要求：2-3人1组（4）实验准备①实验仪器：JS94H微电泳仪；直流稳压电源；250mL锥形瓶；电炉；DDS—307A电导率仪；硫酸纸②实验试剂：蒸馏水、FeCl3(化学纯)③预习实验操作步骤，了解实验原理，写好预习报告。6.学生学习预期成果通过实验学生进一步加强对理论知识的掌握，学会使用表面张力测定仪，并增进相互间的配合及团队意识。7.支撑课程目标通过实验使学生了解微电泳仪的基本原理；仪器结构的优缺点；通过有代表性实验项目，加深对有关理论的理解；能灵活运用所学理论知识指导实验操作；培养良好的实验素质，对各类仪器具有较好的规范操作意识；培养学生熟练进行相关的计算和数据统计处理的能力；培养学生相互之间配合的团队意识。因此，本实验支撑课程目标1、2和3。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑实践内容实施方式支撑的课程目标学时安排实验一纯液体饱和蒸气压的测定讲解，实操课程目标1、2、32实验二双液系气液平衡相图测绘讲解，实操课程目标1、2、33实验三旋光法测蔗糖水解反应速率常数讲解，实操课程目标1、2、33实验四最大泡压法测乙醇水溶液的表面张力讲解，实操课程目标1、2、32实验五煤矸石矿物组成初步分析及热值测定讲解，实操课程目标1、2、34实验六接触角的测定讲解，实操课程目标1、2、32实验七胶体制备和电势测定讲解，实操课程目标1、2、34合计20五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则出勤（百分制）20%出勤20主要考核学生出勤情况，旷课一次扣20分，迟到、早退一次酌情扣5-10分目标分值=0.2*出勤成绩过程表现（百分制）