天津大学物理化学实验教学大纲

物理化学实验教学大纲

课程名称：物理化学实验

课程编号：2100202，2100203

课程性质：必修

实验指导书名称：基础化学实验教程

开课学院：化工学院、材料学院、药学院、理学院

一、学时、学分

总学时：50 总学分：3 实验学时：48

二、课程简介

物理化学实验是面向化工、材料、药学院和理学院各专业开设的专业基础实验，是独立设课、并与物理化学理论课程内容相配套的实验课程。实验教学内容综合了化学领域中各分支需要的基本研究工具和方法，在教学过程中引导学生利用物理化学及相关理论知识，解决化学、化工过程的基本问题，培养学生的基本实验技能和科学研究能力，为学生今后从事专业研究打下坚实的基础，同时对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高也起着至关重要的作用。

本课程以实验操作训练为主，采用三段式教学模式，即整个教学过程由理论知识课、基础性实验、综合性实验三个教学层次组成。每学年在开始实验操作课之前，安排若干学时的理论课，讲解内容包括绪论、本课程的教学计划、实验误差分析、实验数据处理方法、实验设计方法、实验报告及实验论文书写规则等，可以使学生对即将开展的物理化学实验有个较为全面的了解。第二阶段安排12个具有典型性和代表性的实验，对学生进行实验方法和实际技能训练。实验内容包括热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等方面，包含了物理化学的重要实验方法和技术，这是每个学生都必须独立完成的实验，由此可使学生受到基本的训练；第三阶段为学生开设与实际应用关系密切、具有一定复杂性和综合程度的研究设计型实验，学生选做其中的若干个。通过这种多层次、全面系统的实验训练，可以使学生掌握物理化学实验的基本方法和技能，锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力，并初步训练学生根据所学原理设计实验，选择和使用仪器，解决实际问题的能力。物理化学实验还可以使学生巩固理论知识，加深对物理化学原理的理解，提高学生对物理化学知识灵活运用的能力，同时培养学生严肃认真、实事求是的从事科学研究的态度和作风。

三、实验目的和作用

物理化学实验包括基础知识讲座、基础实验和综合研究型实验三部分。通过完成基础实验，学生可以亲身体会物理化学的基本实验方法和基本研究方法，掌握基本的实验技术和技能，学会重要的物理化学性质的测定。通过做实验和书写实验报告，使学生学会观察和记录实验现象、判断和选择实验条件、测量和处理实验数据、归纳与分析实验结果，加深对物理化学基本知识和原理的理解，培养和训练学生整理、归纳、综合、评价知识的能力。通过综合研究型实验，可以进一步训练学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。学生通过查阅文献资料、设计实验方案、比较实验方法和实验条件、分析、总结和归纳实验研究结果、书写实验研究论文，可以受到较为全面的科学研究能力的培养与训练，为学生从事毕业论文和科学研究打下坚实基础。

四、实验具体要求

物理化学实验采用三段式教学模式，教学过程由理论知识课、基础性实验、综合性实验三个环节组成。

（一）理论知识讲座

通过教师的讲解，使学生了解课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、实验考核内容、实验守则及实验室安全制度等，为进入实验室做好准备。

（二）基础性实验

此阶段包括12个实验的操作训练，这是本实验课程的中心环节。要求做好：

1.预习

学生须认真阅读实验指导书，了解实验的目的和原理，明确本次实验中要测定的量、所用实验方法、使用的仪器、控制的条件、需要注意的问题等，在此基础上写出预习报告，内容包括：实验目的和基本原理，简单的实验步骤，原始数据记录表格。

2. 实验

学生进入实验室后首先核对实验仪器，熟悉仪器操作方法、需要记录哪些数据。教师检查学生的预习情况并做好记录，包括预习报告和对实验的理解，不合格者不得进行实验。

指导教师讲解实验难点和注意事项，通过提问的方式引导学生深入思考与实验现象有关的一些问题，着力培养学生观察实验、综合考虑问题的能力，使学生学会分析和研究问题的方法。学生独立或按学号编组进行实验，注意实验中的独立操作和相互配合。要求学生在实验中勤于动手, 敏锐观察, 细心操作, 开动脑筋, 分析钻研问题, 准确记录原始数据。实验结束后经教师检查并签名，实验及其原始记录才有效。

记录实验数据和现象必须忠实、准确，不能随意涂抹数据，数据记录要表格化，字迹要整齐、清楚，保持一个良好的记录习惯是物理化学实验的基本要求之一。

3. 书写实验报告

认真写出实验报告是本课程的基本训练。它将使学生在实验数据处理、作图、误差分析、问题归纳等方面得到训练和提高。实验报告的质量，在很大程度上反映了学生的实际水平和能力。

实验报告的内容大致包括：实验目的和原理、实验装置、实验条件（室温、大气压、药品纯度、仪器精度等）、原始实验数据、实验数据的处理结果和讨论等。实验报告的讨论可以包括对实验现象的分析和解释、对实验结果的误差分析、对实验的改进意见、心得体会等。

实验结束的两周内完成实验报告，于下次实验时提交报告，其中必须附有教师签名的原始记录表。

（三）综合性实验

综合放实验又分为三种类型：

类型1：基础性综合实验。开设4个与实际应用关系密切、具有一定复杂性和综合程度的实验，学生选做其中的1个。该类型实验由教师给出实验题目和要求，学生选择实验题目后需要查找资料，研读文献，钻研有关理论知识，在此基础上选择实验方法，提出实验方案，与指导教师讨论实验方案的可行性，然后预约时间进行实验。

类型2：研究性综合实验。该类型实验均由教师的科研项目转化而来，目前开发有7个实验供学生选择，为实验兴趣浓厚和学有余力的学生提供更多的实验空间，对培养学生的创新意识和科研能力大有裨益。研究性改变了传统实验中固定实验步骤，照方抓药式的被动性，使学生有了很大的自由发挥空间；其次，实验引入了挫折—激励教学机制，允许多次失败，但要求最终一定要成功。

类型3：特色实验。实验内容由实际工业化生产转化而来，实验中大量使用大型仪器对产物进行表征和分析。通过实验，学生可以了解和熟悉工业化生产过程与设备，以及大型仪器在工业生产中的应用，提高工程意识。这个过程大大缩短了教学实验与真实的科研过程和生产过程之间的距离。

综合实验室每天都对学生开放，学生只要有空，都可以预约时间，到实验室做实验。

五、报告与考核

学生在课下做好预习，写出预习报告，实验前指导教师检查预习情况，根据学生预习报告和回答问题情况给出预习成绩。