SPOC学校专有课程
材料物理化学
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spContent=物理化学是化学学科的一个重要分支,它是通过物理学的原理、实验方法及数学手段来研究化学变化普遍规律性的一门交叉学科。而《材料物理化学》是物理化学在材料学科所涉及到的实际应用问题的基础理论,是材料学院学生的一门专业必修基础课程,共分为上下两册,5学分,80学时,另有4个课程实验,0.5学分。该课程自2013年采用本学院吴锵教授自编教材,重点选取与材料学院学生专业相关章节进行编纂,本教学团队共有五人进行线下主讲,都是具有多年丰富物化教学经验的一线教师。课程主要内容包括:热力学三大定律、多组分体系、相平衡、化学平衡,电化学,动力学以及表面与界面共九章。 该课程是材料专业相关学生后期学习材料科学基础、传输原理以及分析化学等专业课的重要理论基础,相信通过该课程的学习将会为同学们打开通向材料学的大门!
—— 课程团队
课程概述

印永嘉教授曾说:无机化学是化学的四肢,有机化学是化学的躯体,分析化学是化学的眼睛,而物理化学是化学的灵魂。可见物理化学在研究化学反应和变化过程中的重要性,而《材料物理化学》正是对于材料领域中的各种现象及一般规律性给予更本质、更深刻的讨论,用物理化学的理论指导和改进材料制备、加工和生产过程。学习《材料物理化学》不仅要正确的反映客观世界,还要通过对客观规律的认识来改造世界,体现了这门学科的哲学性和思政性。

该课程上册主要讲述经典热力学的三大定律,热一定律是用来解决自然界中能量守恒问题,而热二定律主要是解决变化或过程的方向和限度,热三定律规定了绝对0熵的概念,使得状态函数熵可求。而吉布斯自由能和熵这两个重要的热力学状态函数为判断方向和限度提供了判据。

该课程教学目标体现在三个方面:

1、 知识目标:使学生掌握物理化学的基本概念、理论和方法,了解材料制备生产过程中所涉及化学反应的基本规律,对化学反应的本质有较为深刻和理性的认识。

2、能力目标:提高学生独立发现问题、思考问题以及解决问题的能力,学习科学家提出问题、分析问题和解决问题的方法,从而培养其具有严谨的科学态度和严密的逻辑思维能力。

3、 情感目标:通过该课程的学习,激发学生观察日常生活,激发他们探索和研究实际问题的热情。从而达到爱生活,爱科学,爱工作的和谐价值观。培养学生学习和体会物理化学研究方法中所蕴含的哲学原理及世界观;使学生拥有强烈的爱国情怀,诚信团结、求实创新的精神。

国家自然科学基金委员会在自然科学,即物理化学学科发展战略报告中指出实践表明,凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生,适应能力强,后劲足。由于有较好的理论基础,他们容易触类旁通、自学深造,能较快适应工作的变动,开辟新的研究阵地,从而有可能站在国基科技发展的前沿。可见,这也是我们《材料物理化学》这门课程体现高阶性和创新性内在要求的外在体现,也是我们教学目标的最高宗旨。

通过本课程的学习不仅传授学生热力学和动力学方面的理论知识,而且可以培养学生的逻辑思维和理性思考,体会生活中所蕴含的哲学原理,用理性的思维判断和解决实际生活中的问题。

本课程从2022年春季学期开始采用线上线下混合式教学,通过线上预习,线下小组讨论,线上回答问题的方式来进行教学实施过程。通过多元化的评价方式对学生的学习效果进行反馈。这也是本课程的特色和亮点之一。另外课程实施过程中我们还会加入文献综述、思政进课堂等元素,体现本课程的“两性一度”,将理论知识用于实践中,紧跟时代前沿,激发青年学生的爱国激情和学习热情。

    


授课目标

该课程教学目标体现在三个方面:

1、 知识目标:使学生掌握物理化学的基本概念、理论和方法,了解材料制备生产过程中所涉及化学反应的基本规律,对化学反应的本质有较为深刻和理性的认识。

2、能力目标:提高学生独立发现问题、思考问题以及解决问题的能力,学习科学家提出问题、分析问题和解决问题的方法,从而培养其具有严谨的科学态度和严密的逻辑思维能力。

3、 情感目标:通过该课程的学习,激发学生观察日常生活,激发他们探索和研究实际问题的热情。从而达到爱生活,爱科学,爱工作的和谐价值观。培养学生学习和体会物理化学研究方法中所蕴含的哲学原理及世界观;使学生拥有强烈的爱国情怀,诚信团结、求实创新的精神。

成绩 要求

课前线上预习(10%+课堂表现(10%+文献汇报(10%+课后作业(10%+期末考试(60%)。

课程大纲
预备知识

前期预备课程:高等数学、大学物理、大学化学等。

参考资料

南大傅献彩版《物理化学》;天大版《物理化学》及课后习题集

常见问题

Q :  如何学好物理化学?

A :  课前预习,课程中跟得上,授课当天及时复盘,先解决计算题,通过计算结果得到理论推理。

Q :  概念很抽象怎么办?

A :  弱化概念,先理解后记忆。结合与高中阶段的物理化学关联度较高的计算题入手,厘清计算思路,掌握计算公式和使用条件,最后分析题目背后的物理现象。

Q :  缺乏学习动力,畏难怎么办?

A :  可以结合老师课堂的科研前沿分享以及与专业相关度搞得知识点入手,打开兴趣的大门,了解这门课程在今后专业应用中的重要性,从而引起重视。