物理化学实验是学生进入专业课程学习和毕业论文之前的最后一门化学基础实验课程,在教学上起着承上启下的作用。按照胡英院士提出的以物理化学为枢纽的两阶段化学理论课程教学体系,以及由他主编的《物理化学》第五版逻辑框架,本教材以物理化学实验的研究方法及测量技术为主线,注重实验原理的叙述与物理化学理论课程的联系,力求实验原理与技术相结合,基本框架见图1-1。
实验篇按照实验技能水平与实验内容深度分为教学要求不同的“基本实验”和“实验研究与设计”两个层次。
“基本实验”依据物理化学课程内容体系安排了热化学、相平衡与化学平衡、化学动力学、表面化学、电化学、结构化学等6个物理化学领域内共30个具有一定代表性的实验。这些实验以物质特性测量、物理化学基本理论和基本概念验证为主,在“重演”化学反应基本规律的同时,接受物理化学实验方法和基本实验技能的学习与训练。
图1-1 物理化学实验的基本框架
由于实验设备数量的限制,物理化学理论课与实验课不完全同步在所难免,因此在本书基本实验部分,就实验原理的叙述注意来龙去脉。在每一章节实验的引言部分,简要介绍该领域实验的研究范畴、基本方法及应用,以帮助学生对所做的实验有一个比较全面的了解,触类旁通,培养创新意识。在每个实验末附有“进一步讨论”,突出应用性,以扩大学生的视野并加深其对具体实验的理解。(www.daowen.com)
“实验研究与设计”则以培养学生综合实验能力,帮助学生较好地运用物理化学的研究方法为目标。通过实验方法比较,实验条件选择,探索、研究影响实验结果的各种因素,在掌握基本实验原理与方法的基础上设计实验,进而实现学习知识技能到进行初步科学研究的转变。要求学生通过查阅相关文献资料,设计实验方案,独立完成实验,最后对实验数据进行分析、归纳与总结。以小论文形式书写实验总结报告。
测量篇将分散在每个实验中的基本测量原理与技术、误差分析及数据处理方法等进行系统的阐述。这部分内容综合了物理化学实验的基本技能,是物理化学实验研究方法的基础。
在“实验数据的测量和数据处理”中,间接测量的误差传递、物理化学实验数据处理两节内容,无论是对在校学习阶段的实验研究与设计,还是对今后从事科学研究来说,都具有很强的实用性,是学习本课程后必须了解与掌握的。
“基本测量原理与技术”较为详细地介绍了物理化学实验中常见的如温度、压力、电性质、光性质等物理量测量的原理与技术,相关仪器设备的工作原理及操作方法,可使学生对物理化学实验的基本测量有一个比较完整的了解?以适应实验技术的不断发展。
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