第一篇:物理化學課程發展與建設規劃
物理化學課程發展與建設規劃
(2008年1月~2010年12月)
鹽城工學院物理化學課程隸屬化學與生物工程學院基礎化學課程組,承擔學?;瘜W與生物工程學院、材料工程學院、紡織服裝學院、土木工程學院及高職學院等五個二級學院的十二個專業不同層次的物理化學教學任務,每學年授課學生近1000名。
一、物理化學課程現狀
1、教學結構
目前我校物理化學教學按不同專業類別分為三個層次。(1)化工類專業,包括化學工程、應用化學、制藥工程、高分子材料等五個專業。這些專業的學生必須具備扎實的物理化學基礎,以適應大化工寬口徑的培養目標。目前開設的課程為96學時的《物理化學A》。(2)一般類專業,包括無機非金屬材料、金屬材料、輕化工程等三個專業。這些專業的學生需要掌握本專業必備的物理化學基礎知識,為后續專業課程學習提供必要的幫助。目前開設的課程為72學時的《物理化學B》。(3)其它專業,包括環境工程、生物工程、食品工程、給排水等四個專業。這些專業的學生需要掌握與本專業密切相關的物理化學的基本知識,以便在專業課程中涉及物理化學理論時做到應知應會。目前對這類專業學生開設56學時的《物理化學C》。
2、師資隊伍 物理化學課程現有8名任課教師,其中正高級職稱1人,副高級職稱4人,中級職稱2人,1人為剛分配來的研究生,7人擁有碩士學位,其中1人博士在讀。
二、建設目標與規劃
物理化學課程建設以轉變教育思想、更新教育觀念為先導,以物理化學課程教學內容、教學方法以及教學手段等改革為核心,以培養適應國民經濟和社會發展需要的高素質應用性人才為目標,構建具有鮮明特色的我校物理化學課程教學體系;加強師資隊伍建設,建設一支年齡結構合理、學術水平高、具有現代教學思想與教學觀念,熱愛物理化學教學的德才兼備的師資隊伍。
1、認清形勢,轉變觀念,堅定我校物理化學課程建設與改革的目標和方向(1)我校辦學類型與人才培養目標定位 我校的辦學類型定位是:以培養應用型人才為主的教學型高校。人才培養目標定位是:培養基礎理論實、創新精 神好、實踐能力強、綜合素質高的高級應用型人才。服務面向定位是:立足鹽城,面向江蘇,服務全國,為經濟建設和社會發展提供人才支持和智力支撐。
(2)我國高等教育的現狀與我校招生生源質量現實 我國高等教育已經在“量”的方面實現了高等教育的大眾化,但更需要在“質”的方面做強。高等教育從精英教育階段向大眾化教育階段的轉變,不僅是毛入學率的提高,而且意味著高等教育的觀念、功能、學校類型與規模、質量標準、入學與選拔方式、教育內容和學科專業設置、教學管理方式等方面的全方位變革。我校是本科二類錄取院校,生源質量參差不齊。學生的入學成績不僅是知識水平的標志,同時也往往反映出學生的認知能力、自控能力以及處理問題的能力等,所有這些需要教師在選擇教學方法與教學手段時加以考量。
2、圍繞不同專業人才培養要求,更新課程體系和教學內容,改革教學手段與考核方法
(1)課程體系與教學內容 針對不同專業的人才培養目標要求以及教學計劃中的課程設置體系,認真修訂和完善各類物理化學課程的教學大綱,把學科特點和專業培養特色有機結合起來,在打下必備的物理化學知識基礎的同時,更注重方法的傳授和能力培養。《物理化學A》是一些化工類專業的重要專業基礎課,后續的化工原理、化工熱力學等課程對物理化學知識都有較高要求,同時物理化學還是這些專業的學生考研科目,所以構建較為完整和堅實物理化學知識體系是《物理化學A》課程教學的目標;《物理化學B》根據具體的專業性質,在熱力學第一、二定律的基礎上,對熱力學應用的講授內容進行不同選擇和側重,體現對專業知識和后續課程的延伸特點;《物理化學C》在教學內容的取舍上突破物理化學學科體系,突出原理與知識的應用,加強物理化學與工程學的相互滲透、相互聯系、相互揉和,使學生在今后的實際工作中能有意識地運用物理化學觀點去思考、認識和解決問題。
(2)教學方法與考核方法 教學方法與考核方法的改革是教學內容、課程體系整體改革不可缺少的重要組成部分,兩者相輔相成,互為促進。其中考核方法的改革將直接涉及成績的評定,所以對學生學習方法的變革,學習積極性的發揮和正確學風的樹立起著導引的作用。教學方法改革包括① 講課方式:采用板書與計算機CAI多媒體教學相結合的方法。② 討論課方式:有的內容在自學基 2 礎上,在教師指導下進行討論,通過討論深化自學內容。③ 讀書報告方式:規定每位學生每學期至少交一篇讀書報告,通過召開讀書報告會進行交流。報告的內容可以由教師結合本學期的教學內容提出幾個值得深化、擴展和研究的問題,也可以是階段學習心得、綜述、專題等等,報告結果納入平時成績??己朔椒ǜ母锇á?探索新的課程考核標準。② 積極開展試卷庫建設,實行教考分離。③總結推廣單元+結束考試改革模式。
3、多渠道、多形式開展以課程建設為重點的教學研究和相關學科領域的科學研究
課程建設應是物理化學課程開展教學研究的特點和重點,圍繞創建省級精品課程目標,從下幾方面進行①總結已有的教改經驗,進一步加大教學改革力度;② 加強教材建設,編寫具有我校人才培養特色的物理化學教材和教學參考書;③加快教學錄像上網工作,擴大優質教學資源的收益面和影響力。此外,多媒體教學軟件的制作和完善和物理化學教學網站的充實和利用仍然是教學研究的一個方向。
積極開展物理化學學科及相關領域的科學研究,將科研與教學相結合。一方面以科研促進了師資隊伍的建設,努力提高教師的職稱和學歷層次;另一方面,通過科研積累有關資料和文獻,及時掌握學科的發展動態和最新研究成果,更新教學觀念,豐富教學內容,改進教學方法,推動了教學改革的不斷深入。
4、加強青年教師的培養,建立一支穩定的師資隊伍
(1)把青年教師培養作為師資隊伍建設的重心 已經具備一定教學經驗的課程責任教師首先要擔當起傳、幫、帶的重任,通過給青年教師講自己對學科內容的理解和體會,為青年教師提供各種教學資料,幫助他們試講,使新教師很快成長起來。制定青年教師培養計劃,創造機會給青年教師出去進修,鼓勵青年教師在職攻讀學位。
(2)積極開展教學交流與學術交流活動 圍繞教學原則、教學內容、教學方法等有計劃、有組織開展教研活動,采取集體備課、公開教學等多種形式,不斷提高物理化學課程的整體教學水平。支持教師積極參加學術交流活動,不斷提高自身素質。
三、實施計劃與方案
1、第一階段:2008年1月—2008年12月(1)申報物理化學省級精品課程;(2)編寫出版物理化學教改教材;
(3)完善考核手段改革及相關經驗總結工作;(4)爭取《物理化學A》課程教學錄像部分上網;
2、第二階段:2009年1月—2009年12月
(5)繼續教學錄像上網工作,完成《物理化學A》,開始《物理化學B》;(6)爭取學校項目支持,開展物理化學課程試卷庫建設;(7)加強師資隊伍建設,提升職稱和學歷結構;
3、第三階段:2010年1月—2010年12月(8)編寫出版物理化學教學輔導書;(9)爭取完成所有物理化學課程錄像上網;
(10)將物理化學教學隊伍打造成鹽城工學院的教學品牌,總結物理化學階段建設成果,向更高建設目標沖刺。
鹽城工學院基礎化學課程組物理化學教學組 撰稿人 朱雪梅
第二篇:物理化學課程論文
摘要:近年來,新能源在世界范圍內得到迅速發展。作為當代大學生,關心環境和未來是我們的責任。因此,筆者查證文獻,分析了國內新能源技術發展現狀、前景,希望能對關心新能源開發利用的朋友有所幫助。
英文摘要:In recent years, new energy have been developed rapidly around the world.As a contemporary college student, being concerned about the environment and the future is our responsibility.Therefore, I verify documents, analyze the domestic development and prospects of the new energy technologies, with the hope that friends who concern for new energy development and utilization can gain some help from this text.中文關鍵字:新能源 發展 現狀 開發利用 可持續發展
英文關鍵字:new energy;development;the present situation ;development and utilization;sustainable development;
引言:能源問題已經刻不容緩,減少碳排放讓世界目光聚焦新能源。雖然傳統能源在國際能源消費中的比例仍然居多,但許多國家都把發展新能源作為緩解高油價壓力、應對氣候變曖以及實現可持續發展的重要途徑和長遠戰略。而在我國,支持新能源發展的方針被明確寫進了今年的政府工作報告,這意味著發展新能源的春天已經到來。
一 研究背景
在經濟高速發展的今天,能源越來越凸顯出其重要性。能源是國民經濟的基礎產業,對經濟持續快速健康發展和人民生活的改善發揮著十分重要的促進與保障作用。而對于中國來說,我們加入WTO之后,意味著我們處在一個更加開放的環境中,我們的著眼點不應該局限于中國。應該放到更大的背景下去看。而更加重要的是,我們正處于工業化階段,而且大部分的研究表明我們正處于重工業化的階段,我們面臨能源緊張的危機,所以我們對新能源的開發和利用顯得尤為重要。
為了保證人類所需的能源得到穩定而持久的供應,減輕和防止環境污染對人類的危害,世界各國特別是經濟發達國家都高度重視新能源的開發利用和新能源技術的發展,把新能源技術擺在新技術革命支柱技術的重要位置,制定規劃,采取措施,加大投人,積極發展。
地球上的各種能源,有的已被大規模開發和廣泛利用,如煤炭、石油、天然氣、水力等,稱常規能源;還有一些能源,如氫能、太陽能、風能、地熱能、海洋能、核能、生物質能源等,是正在以新技術為基礎,系統開發和利用的能源,被通俗地稱為新能源。它們的共同特點是資源豐富、可再生、沒有污染或很少污染。研究和開發清潔而又用之不竭的新能源,是21 世紀發展的首要任務,將為人類可持續發展做出貢獻。
氫能具有清潔、無污染、效率高、重量輕、儲存和輸送性能好等諸多優點,其開發利用首先必須解決氫源問題,大量廉價氫的生產是實現氫能利用的根本。目前,世界上氫的年產量是3600 萬噸,但絕大多數是從石油、煤炭和天然氣中制取。由水電解制氫技術上是成熟的,但因消耗電能太多,經濟上不合算。因此,必須尋找一種低能耗、高效率的制氫方法。如利用太陽能光解水制氫將是一種非常有前途的制氫方法。同時,安全、高效、高密度、低成本的儲氫技術,是將氫能利用推向實用化、規?;年P鍵。目前,研究新的經濟上合理的制氫儲氫方法是一項具有戰略性的研究課題。
太陽能資源是指到達地面的太陽輻射總量,包括太陽的直接輻射和天空散射輻射的總和。它受地理位置和地面反射等因素的影響,各地差異較大。太陽每年輻射到地球表面的能量為50 ×1018 千焦,相當于目前全世界能量消費的113 萬倍,因此利用太陽能的前景非常誘人。陽光普照大地,單位面積上的輻射并不大,如何把分散的熱量聚集在一起成為有用的能源是有效利用太陽能的關鍵。
風能利用的主要方式有風力發電、風力提水和風帆助航等。按人均風電裝機容量算,丹麥遙遙領先,已經從風能中獲得其電力的將近15 % ,其次是美國和荷蘭。龐大的1615 億千瓦渦輪機的問世及其它進展,使風能的成本從1980 年以來已經下降了90 %。在一些地方,風力發電比石油或天然氣火力發電所產生的電力要便宜。據設在華盛頓的思想庫世界觀察研究所說,10 年來,全世界的風力發電量一直以每年25 %的平均速度遞增,超過了任何其它的能源。
地熱主要由地幔的巖漿作用或火山的運動而形成。地熱的利用主要分為地熱發電和直接利用兩類。全球地質資料表明,世界上存在兩大地熱帶。一是地中?!铂斃诺責釒?包括意大利、我國青藏高原、菲律賓、印度尼西亞,直到南太平洋的新西蘭;另一個是環太平洋地熱帶,包括美國西海岸、冰島、日本等地。目前,人類利用地熱發電已達43756 GW·h/a,地熱的直接利用36910 GW·h/a。但據估計人類利用地熱發電的潛力可達12000 T W·h/a。
海洋能是指海洋本身所蘊藏的能量,它包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能和化學能。另外,科學家已經探明,海底埋藏著大量的甲烷,總儲量估計是諸如石油和煤炭等其他礦物燃料總儲量的2倍以上。作為有價值的氣體能源,它既能直接燃燒提供熱能,又能作為燃料電池的動力。如何安全經濟的加以開發和利用海底甲烷將是又一新的研究課題。
20世紀30年代,隨著對原子核研究的深入,人類發現了原子核內蘊藏著巨大的可開發能量,并致力于和平利用原子能的研究。經過半個多世紀的努力,迄今世界上已有30多個國家建成440多座核電站,其發電量占全球發電量的18%。與火電相比,核電是廉價、潔凈、安全的能源。隨著將來受控熱核聚變的成功,核能必然成為未來的能源支柱。
生物質能指的是利用自然界的植物以及城鄉有機廢物轉化成的能源。它們主要由碳氫化合物組成,也是一種可供人們利用的能源。
二 我國新能源開發利用的現狀
我國自然資源總量排世界第七位,能源資源總量約4萬億噸標準煤,居世界第三位。
我國在能源領域面臨的主要挑戰是:
(1)人均能源資源占有量不足,且分布不均。(2)人均能源消費量低,單位產值的能耗高。(3)能源構成以煤為主。
(4)工業部門消耗能源占有很大的比重。
(5)農村能源短缺,以生物質能為主。
(6)從能源安全角度考慮,我國能源面臨挑戰。
(7)能源品種結構不合理,優質能源供應不足。
(8)能源工業技術水平有待進一步提高。
(9)節能提效工作亟待加強。中國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》中,關于優先展新能源部分指出:“要重點研究開發大型風力發電設備,沿海與陸地風電場和西部風能資源密集區建設技術與裝備,高性價比太陽光伏電池及利用技術,太陽能熱發電技術,太陽能建筑一體化技術,生物質能和地熱能等開發利用技術。
中國的風能資源十分豐富,儲量約為32億千瓦,可開發利用的風能約10億千瓦,可開發的裝機容量約2.53億千瓦,風能資源居世界首位。.風力發電是中國增長最快的發電技術,僅2006年就使現有能力翻了一番。2007年,中國擁有4家主要的風力渦輪制造商,另有6家國外的子公司制造商,以及超過40公司開發和商業化生產風力渦輪。按照規劃,到2020年中國將建MW級的風電機組2--3萬臺。
中國同樣有著良好的太陽能利用條件,每年陸地接受的太陽輻射能相當于2.4萬億噸標準煤。中國對太陽能的開發利用已頗具規模:中國太陽能光伏生產能力已從2005年350兆瓦增加到2006年超過1000兆瓦,2007年約為1500兆瓦,幾家中國公司擁有高效益的上市股票,有些價值數十億美元,使全球對中國太陽能光伏產業刮目相看;太陽能熱水系統的設置能力已從2000年3500萬平方米提高到2006年底1億平方米,僅2006年就增加了2000萬平方米,太陽能熱水器使用量穩居世界第一,中國一些公司現生產太陽能熱水器成本為美國和歐洲的1/5~1/8。
生物質能資源,包括農作物秸稈、薪柴和各種有機廢物,利用量約為2.6億噸標準煤,占農村生活能源消費的70%,整個用能的50%。中國從農業途徑產生的廢棄物可望一年產生800億立方米生物氣體,高于政府到2020年年產生440億立方米的目標。2006年,中國生物質發電能力約為2GW,大多數來自采用甘蔗廢棄物為主要原料的熱電組合(CHP)裝置
我國新能源發電取得良好成績。根據中電聯公布的數據,我國2006年運行核電機組的裝機容量685萬千瓦,風力發電機組裝機容量187萬千瓦,同比增加76.7%。另據國家發改委統計,2006年全國在建秸稈發電項目總裝機約120萬千瓦,有三座總裝機8萬千瓦的秸稈發電站已投產。據此測算,包括核電、風電和生物質能發電在內的新能源占全部裝機容量的1%。新能源發電裝機容量上升,主要是受資源和環保的壓力增加驅使。
但有統計顯示,我國可再生能源資源量是每年73億噸標準煤,開發量尚不足。目前除了小水電外,中國可再生能源發電成本遠高于常規能源發電成本,如小水電發電成本約為煤的1.2倍,生物質發電成本為煤電的1.7倍,風力發電為煤電的1.7倍,光伏發電為煤電的11倍至18倍。成本偏高抑制了可再生能源市場,市場狹小又會給可再生能源的成本降低造成障礙。這種惡性循環,桎梏了可再生能源的產業化
近年來,我國可再生能源開發利用技術取得明顯進展,已進入產業化發展階段,再加上國內法規體系日臻完善,特別是2005年《可再生能源法》的頒布和施行,極大地調動了各方面發展可再生能源的積極性,大規模開發利用可再生能源的時機基本成熟。
在政策傾斜下,新能源產業化規模將不斷擴大,具有規模優勢及資源優勢的新能源企業將有更大的發展空間。國家經貿委組織制定的《2000-2015年新能源與可再生能源產業發展規劃要點》指出:中國今后將大力發展新能源和可再生能源,到2015年新能源和可再生能源年開發量將達到4,300萬噸標煤。2015年新能源和可再生能源產業將成為國民經濟的一個新興行業,潛在市場價值約1,000億元。
三 新能源開發利用的前景 石油等傳統能源的枯竭預期以及環保的壓力使得新能源業務的比較優勢日益突出。從而也加大了市場參與主體對新能源業務的研究激情,這有利于發電成本的大幅下降,如此就有利于提振產業資本新能源投資的底氣。
開發利用新能源是應對能源、環境挑戰,促進經濟可持續發展的重要戰略舉措。根據新能源發展戰略研究專家預測,隨著石油的世界性大量消耗,不久后全球將面臨資源短缺的現實問題。從世界范圍來看,新能源的綜合利用今后會有更大的發展空間
當前經濟危機不會影響新能源產業發展的總體趨勢,面對全球能源危機和環境危機的雙重壓力,新能源在全球范圍內的迅猛發展不可逆轉。盡管經濟危機對風力發電的發展速度產生比較嚴重的影響,但總體來講利用包括風能和太陽能在內的新能源產業解決環境問題的總體戰略不會改變。
結論:近年來,受石油價格上漲和全球氣候變化的影響,新能源發展日益受國際社會的重視,許多國家提出了明確的發展目標,制定了支持新能源發展的法規和政策,使新能源技術水平不斷提高,產業規模逐漸擴大,成為促進能源多樣化和實現可持續發展的重要能源。從化石能源的資源有限性看,新能源主導社會發展只是遲早的事,或許石油緊缺加速了它的步伐,但決不是主要原因,因為新能源幻化成真是能源發展的大勢。開發利用新能源和可再生能源是一項遠有前景,近有實效的事業。但由于尚處在發展初期,同其它能源建設相比,需要政府給予更多的支持和相應的扶持政策。
參考文獻:
[1] 王玉萍,趙媛.世界風電政策分析及對我國風電政策的建議[J]安徽農業科學, 2008,(01).[2] 劉助仁.新能源:緩解能源短缺和環境污染的新希望[J].科技與經濟, 2008,(01).[3].周大地,韓文科主編.中國能源問題研究 [M].中國環境科學出版社, 2002.[4] 肖英.全球新能源技術發展:以技術壟斷與技術擴散為視角[J]可再生能源, 2007,(04).[5] 張希良主編.風能開發利用 [M].化學工業出版社, 2005.[6] 張無敵,宋洪川,錢衛芳,秦素梅.我國生物質能源轉換技術開發利用現狀[J]能源研究與利用, 2000,(02).[7] 張政偉,呂子安,張英,徐旭常.能源與中國經濟增長[J]工業技術經濟, 2006,(01).
第三篇:物理化學課程教案
第十二章
化學動力學基礎
(二)教學目的與要求: 使學生了解和掌握化學反應速率理論發展的動態,兩種速率理論的具體的內容,基本思路及其成功和不足之處。
上一章介紹了化學動力學的基本概念,簡單級數反應的動力學規律和等征,復雜反應的動力學規律,溫度對反應速率的影響以及鏈反應等,同時還介紹了反應機理的一般確定的方法,在這一章中,主要介紹各種反應的速率理論。
重點與難點: 反應速率理論的基本假定和一些基本概念,基本結論:閾能,勢能面,反應坐標,能壘高度,以及閾能,能壘高度等與活化能的關系等。
§12.1 碰撞理論
碰撞理論的基本假定
碰撞理論認為:(1)發生反應的首要條件是碰撞,可以把這種碰撞看成是兩個硬球的碰撞;(2)只有碰撞時相互作用能超過某一臨界值時才能發生反應,化學反應的速率就是有效碰撞的次數。
雙分子的互碰頻率
設:要發生碰撞的兩個分子是球體,單位體積內A分子的數目為NA,B分子數為NB,分子的直徑為dD和dB,則碰撞時兩個分子可以接觸的最小距離為dAB??dA?dB?/2。
當A、B兩個分子在空間以速度vA,vB運動時,為了研究兩個分了的碰撞,通過坐標變換,可以把兩個分子的各自的運動變換為兩個分子重心的運動(質量為M?mA?mB)和 質量為??(m1m2)/?m1?m2?的假想粒子以相對速度vr的相對運動。此時兩個分子的運動的能量可以表示為:
11112222E?m1v1?m2v2?(m1?m2)vM??vr2222
式中vM為分子的質心的運動速度。由于分子的質心的運動和分子碰撞無關,可以不予考慮。而兩個分子的平均相對運動速度為
vr? 碰撞頻率為
8RT??
由此可以得到A,B分子的,相同分子之間的碰撞頻率為
2ZAA??dA2ZAB??dAB8RT??NANB8RT??22NA?2?dA A、B兩個分子相互碰撞過程的微觀模型
幾個基本概念:
碰撞參數:通過A,B兩分子的質心,而與相對速率平行的兩條直線的距離
RT2NA?MA
b稱為碰撞參數。
碰撞參數描述了兩個分子可以接近的程度,兩個分子要發生碰撞的條件
dA?dB?dAB2
0≤ b ≤
2碰撞截面: ?C??dAB,凡是兩個分子落在碰撞截面內才能發生碰撞。
1?ur2碰撞時兩個分子相互作用能:分子的相互移動能2在碰撞時兩個分子的質心連線的分量是兩個分子的相互作用能。
在反應過程中,只有超ε δ過某一規定值ε
c時,碰撞才是有效的,εc稱為反應的閾能或臨界能(對不同的反應,ε,故發生反應的條件為 c不同)
?1?2??vrcos????c??? εr‘≥εc
?22ur2?dAB?b2cos??()???d2dABAB?因為22??br???1?2??dAB??????
b2或ε‘(1-r(dAB2)≥εc
從上式可以看出,要滿足碰撞時的相互作用能不小于εc,對相對移動能和碰撞參數都有限限制的條件。對某一εr,要使上式滿足的碰撞參數為br,則有
b?r(1?r2)??cdAB ?br2?dAB2(1?c)?r 或
當ευ 一定時,凡是b ≤ br 的所有碰撞都是有效的。據此,定義反應截面
??r??br2??dAB2(1?c)?r
對一定的反應來說,ε變,所以σδ是ε
δ
υ一定,br隨ε
δ
而的函數,(也是ur的函數)可
以用左圖表示反應截面與相對動能的關系。
微觀反應與宏觀反應之間的關系(有效碰撞分數的求算)
如果研究一個分子和其它為數眾多的分子的相對速度,會有無數個相對速度,并呈現一定的分布,這種分布也可以用麥克斯韋速率分布公式表示,即
dN(ur)?322?u?4?N()urexp(?r)dur2?kT2kT
將εδ=(1/2)μur2代入上式,可以得到相對動能的分布公式
1dN(?r)213212??()??exp(??)Nd??kT ?kT上式的意義是,在單位體積中的N個分子中,一個分子和其它N?1?N個分子的相對速率在ur?ur?dur(或相對移動能在?r??r?d?r)之間的機率。
在該速率間隔中(或能量間隔中)和其它粒子的碰撞的次數
213212?kT2N?dABur()?red?r?kT
在上述碰撞中,滿足εr≥εr,又在反應截面內的碰撞次數為
r?r213212?kT2N?dAB(1?)ur()?red?r???kT?rc
上式是一個分子的有效碰撞頻率,如果是N個分子的有效碰撞,則有
2?r??ZAA1?N2???rN?dAA2??r213212?kT(1?)ur()?red?r?ckT?
r??c/kT2?RT???2N2dA??e??M?A??
??c/kT?e?Ec/kT所以,有效碰撞的分數為
q?e1/2
??c/kT可以證明,兩種不同分子的有效碰撞在總的碰撞中占的分數亦為e 所以反應的速率
?dNA???2ZAA(ZAB)dt
(一次碰撞消耗2個分子)
22?RT??Ec/RT??4NA?dA??M??eA??
兩邊除以L,使NA成為CA
dCA22?RT??Ec/RT????4LCA?dA???edt?MA??
dCA2??k?T?CAdt和二級反應的速率公式相比
2?RT?k?4L?dA??MA?反應閾能與實驗活化能和的關系
Ea?RT2??Ec/RT??e?
dlnk(T)dT根椐實驗的活化能定義
將上邊得到的反應速率常數代入,可以得到
E?1?1Ea?RT2??c2??Ec?RT2?2TRT?
1Ec??RT2對于一般的反應,則可以認為Ea?Ec,但兩者的含義是不同的,Ec才是與溫度無關的常數。若用代替,則上式可改寫成
2?8kT??Ea/RTk?T??L?dAB??????e??
或以求出阿侖尼烏斯公式指前因子所代表的實際意義是
2?8kT?A?L?dAB????????
概率因子
§11.2 過渡狀態理論
過渡狀態理論又稱活化絡合物理論,是在量子力學及統計力學的基礎上發展起來的,在理論有形成過程中又引入了一些模型假設。
在由反應物到產物的轉化過程中,要經過(由兩個反應物分子構成的體系的)勢能較高的過渡狀態,形成不穩定的活化絡合物,它可以和反應物達成平衡,而活化絡合物分解轉化為產物的速率就是該反應的速率。
勢能面
(1)原子之間的勢能
原子之間的相互作用力(來自于不同的原子和電子之間的相互作用)可以用勢能來表示,對雙原子分子來說,它是原子之間的勢能的函數。
Ep?Ep?R?
原則上,可以由量子力學的計算得到,但計算過程頗難。另一種方法是采用經驗公式的進行計算,莫爾斯(Morse)公式就是對雙原子的經驗公式
Ep?r??De?exp??2a?r?r0????2exp??a?r?r0??)]
0
E(r)與r的關系可以用下圖來定性的表示
在圖中,De為阱深,r0為兩原子的平衡核間距,r>r0,兩核之間有吸引力,r<r0時,兩核之間有斥力,這樣兩個原子如同一個振子在平衡位
置振動,這種振動是量子化的,振子的能量為
1Ev?(v?)h?2
式中v是振動量子數(v =1,2,…v),ν是系統的振動特征頻率,當v =0時,11h?22Ev = E0 =hν,E0稱為零點振動能,而De和E0的差值為D0 =De-(E0),v = 0的狀態為基態,(完美晶體在OK時,各原子均處于振動基態,具有零點振1h??E02動能)。
當光照或分子之間運動發生碰撞時,振動狀態會從較低的狀態躍遷到較高的狀態。
D0的數值可以從光譜的數據中獲得
當然,這樣的勢能和r的關系僅是分子中電子處于基態的情況,當電子的運動狀態發生變化時,勢能的關系也會發生變化。
1.分子間的勢能與勢能面
設:原子A和雙原子B-C發生反應,當A靠近B-C時,由三個原子構成的體系的勢能也會發生變化,要描述三個原子之間的距離,需要三個坐標(rAB, rBC, rAC),而描述三個坐標與勢能的關系需要四維空間, 這是無法用平面圖型來表示的, 為了說明過渡狀態的基本思路, 可以設想三個原子在同一條直線上, 這樣, 只需要兩個原子間距的標, 同時可以在平面圖上表示。
按照該理論的基本假設,在反應進行的過程中
AB+ CABCC
A + B
A靠近B-C時, B-C之間的化學鍵松馳, 同時三個原子構成的反應體系的勢能會發生變化, 形成過渡的活化絡合物, 最后活化絡物分解, 生成產物分子, 在這個過程中, 體系的勢能是核間距和的函數, 這種函數關系可以用下圖定性的進行說明.1.立體圖的說明 2.平面圖的說明
1.反應坐標
反應體系(三個原子)從反應物轉化到產物所經過的能量要求最低的途徑.2.E0與Eb的關系及定義
Eb是活化絡合物的最低勢能與反應物的最低勢能之間的差值。
E0是活化絡合物的零點能與反應物的零點能之間的差值。
由過渡狀態理論計算反應速率
按照基本假定: 反應物和活化絡合物可以達成化學平衡, 并且活化絡合物一旦生成, 它將一無反顧地轉化為產物, 而轉化為產物的速率就是該反應的速率。同時假定:導致生成產物那種不對稱的振動很弱,一次振動就可以使活化絡合物分解而生成產物。
d[A--B-]??r??(分解)??[ABC]?dt
C][AB由于反應物和活化絡合物可以達成平衡。
A + B
[AC]BKc=
[A][BC]
=K[A][BC][ABC]c d[ABC](分)代入上式 [A][BC]K=νcr= dt和二級反應的速率公式相比較, k = νKc#,所以只要知道KC#, 便可以求出速率常數。有兩種方法可以求出Kc# 1. 速率常數的統計力學處理
由統計力學的知識,可以求出反應的速率常數為
kBTf3tfrfvABvE0k?exp(?)333NA?633NB?63h/2?(ftfrfvkBT)(ftfrfv)3[3N?3N?7]式中活化絡合物的振動自由度為3(NB+NB)-7, 是因為一個引起活化絡合物分解的那個振動自由度已經分離出去了。
原則上只要知道分子的質量,轉動慣量,振動頻率等微觀物理數據,就可以由此式求出反應的速率常數。所以這個理論也稱為絕對反應速率理論。
2. 過渡狀態理論的熱力學方法處理
過渡狀態理論的熱力學處理就是用反應物轉變為活化絡合物過程中的熱力????????rGm??rHm?T?rSm學函數的變化值來計算Kc,并進一步計算速率常數值k。(對于n 分子的反應)
kBT?1?n?rS?m??rH?mk?(c)exp()exp(?)hRRT
對于氣相的反應,也可以用壓力表示濃度,則有
kBTp?1?n?rS?m(p?)??rH?m(p?)k?()exp[]exp[?]hRTRRT
Ec,Eb,E0,Δ≠r Hm⊙,Δr≠Sm⊙,Ea和指前因子之間的關系
??(1)幾個與能量有關的物理量的含義及相互關系
Ec是發生有效碰撞時,分子的相互移動能在碰撞時的質心連線上分量的閾值
Ea = Ec + RT E0是活化絡合物的零點能與反應物的零點能的差值,Eb是反應物形成活化絡物時所必須翻越的能壘的高度。
11Ea?Eb?[h??0?h?0(反應物)]L22
E0與實驗活化能的關系為Ea = E0 + mRT(m包括了普適常數及配分函數中所有與T有關的因子,對一定的反應體系,有定值。
對于理想氣體的反應,Ea≈Δ當溫度不太高時,Ea≈Δ
r
≠
≠
r
Hm+ nRT(n為氣態反應物的系數之和)
⊙
Hm⊙
兩種速率理論的比較
分子碰撞理論把分子看作是沒有結構的球體,分子之間的反應看作是硬球之間作用能大于某一特定的閾能的有效碰撞,對很簡單的反應可以計算出反應的速率常數。但由于模型的粗糙,對稍微復雜的反應的計算也不能和實驗相符,為了迎合實驗數據,提出了幾率因子,但它又不能由碰撞理論本身得到。另外,該理論本身也不能解決反應閾能的計算問題。但分子碰撞理論必定給人們描繪了反應過程中分子相互作用的清晰圖象,成為反應速率理論進一步發展的基礎。
活化絡合物理論在現代量子力學和統計力學的基礎上,對化學反應過程提出子新的物理模型,和碰撞理論相比,它解決了反就應的活化能的求算問題,通過對反應的勢能面的計算,可以預言化學反應進行的途徑,可以揭示阿累尼烏斯公式的指前因子的物理意義,可以解釋并計算碰撞理論的幾率因子,這個理論對反應速率常數的計算在原則上可以不借助認何反應的實驗數據,僅憑對有關物質的微觀化學結構的了解和量子力學和統計力學的計算,就可以解決反應的速率常數和求算問題,所以這個理論又稱為絕對反應速率理論。
第四篇:課程與教學發展三年規劃
木壘縣第一小學課程與教學三年發展規劃
通過對學校三年發展規劃中制定的課程與教學要達到的目標的細心領會,特制訂以下教務工作三年規劃。
一、工作思路
學校規劃中教學工作以積極推進“3431”的研究與實踐為主線,以教師和學生的和諧發展、教與學的最優化為中心,建立高效有序的教學管理機制,科學有效的教學評價體系,制定合理的質量監測方案,加強校本師訓管理,深入進行課堂教學改革,全面推進素質教育。
二、總體目標
以優化教學管理為手段,夯實基礎型課程,完善校本教材。繼續深化課堂教學改革,以轉變教師的備課模式、教學方式和學生的學習方式為途徑,探索出適合我校學生實際的有效的教學模式,使教師專業水平不斷提高,學校教學質量穩中有進。
三、主要舉措
1、做好《木壘縣第一小學質量提升工程方案》和《質量監測方案》依據方案制定實施計劃,并在不斷的總結分析、分析總結中尋找更有效的提升教學質量的方法。
2、以常規自控(互控)為突破口,開展課堂教學有效性的實踐與探索。備課自控,對不同層面教師分別要求,不斷提高二次備課的質量;隨堂課互控,不斷提高教師駕馭課堂的能力。注重練習設計有效性的實踐與研究,切實減輕學生過重的課業負擔。
3、以課題研究為核心,提高全員運用新課程理念指導教學實踐的意識,構建成就“3431”模式下“高效課堂”的教學策略,逐步完善我校校本課程,促使教師教育行為的轉變。
4、以提高學生素質、能力培養為目標,完善教學質量評價體系。加強質量監控,實施質量過程性管理,實現學科教學的最優化,重視學生學習方法的指導,學習習慣的培養,將學生的學習習慣、學科能力展示情況、文體活動參與情況與學業評價相結合,切實把提高學生綜合素養的有效性落到實處。
5、學校成立教學巡課督導小組,督導小組成員由校長、書記、教務主任、教研組長組成。不定期對教師的備課、上課、作業布置、作業批改、課后輔導等教學環節進行檢查和督促,嚴格執行教學常規,逐步規范教師行為,努力提高教學效果。
6、各教研組長對新教師進行備課、上課的專題指導,讓新教師更快地進入角色,熟練教學。
7、建立隨堂聽課、評課制度。階段性目標:
第一階段:2017、1——2018、1 目標:強化常規,營造民主和諧的課堂教學氛圍。任務:
1、制定《木壘縣第一小學質量提升工程方案》和《質量監測方案》,并依據方案制定實施計劃,在不斷的總結分析、分析總結中尋找更有效的提升教學質量的方法。
2、各教研組要學習新的教研常規管理辦法,明確常規教學我們怎么做,做什么。
3、各教研組根據不同層面的教師,制定具體分層備課要求。
4、研備、改備年級組長要抓實效,自備教案要有對突破重點、分散難點等的設計構思。
5、建立隨堂教學情況互控機制,開展“高效課堂”的策略研究。
6、對教學中出現的問題要及時梳理,落實研究任務,確定研究方法,尋找解決策略,跟進完善策略。7、2017.1月—6月在各組開展師徒“同課異構”活動。2017.9月—2018.1月在綜合組 開展“異課同構”的教學研究。
5、心理教學常規化,設立心理輔導員,并建全學校心理輔導室給予心理調節、思想溝通、方法指導等幫助,為學生提供優質的服務。
6、教研組要以多元化的教學活動為抓手,以有效的集體備課為切入點,豐富教師的學習生活,提高教師的教學設計能力。
7、根據一的工作績效評選學校的先進教研組,并在校園內推廣學習。
第二階段:2018、1——2019、1 目標:深入課題研究,初步探索具有特色的課堂教學文化。任務:
1、各教研組以“研究一個課題、編寫一本校本教材、編寫適合學校使用的優秀教案和優秀學案”為今后三年的工作重點之一。
2、進一步完善隨堂教學情況互控機制。
3、進一步在各類課程領域內以“3431”為主線,不斷實踐、不斷探索、構建適合學科特點、體現學校特點、符合時代發展的“高效課堂的教學策略及新型課堂教學模式”。
4、各教研組每月每個年級開展一次“同課練習”評比活動,作業要具有科學性、層次性、趣味性。
5、建立學生學習習慣培養目標體系。
6、加強音、體、美學科教育,發展教學特色。課堂教學中注重發揮音、體、美學科教育的特殊功效,如體育課加強對學生形體的訓練,音樂、美術課提高學生對美的欣賞力,強化以美育人。以此培養學生高雅的舉止,高尚的情操,高遠的志向。注重對音、體、美特長生的挖掘和培養,發揮教師的作用,發展學生的個性特長。
7、在音樂、美術、體育等學科逐步建立質量評價體系。
8、各組要進一步抓好校內四種類型的公開課,新教師匯報課,青年教師的研究課,優秀教師的示范課,新課程的探索課。
第三階段:20019、1——2020、1 目標:總結課題研究成果,形成具有個人特色的課堂教學文化。任務:
1、總結課題研究成果,匯編“高效課堂”成果集(論文、課例、反思,三集分冊)
2、匯編“學科課內外練習設計集錦”
3、舉行具有特色的課堂教學展示交流活動。三年得到的預期效果:
1、學校整體教學質量穩中有升,力爭達到縣級學校上等水平,部分學科有所突破。
2、教師教學及科研水平顯著提高,50%以上教師對外進行公開教學展示;1/3以上教師的論文在州級及以上交流或發表。
3、匯編“學科課內外練習設計集錦”。
4、音樂、美術、體育等學科建立質量評價體系。
5、各科提煉出適應本校實情的“3431教學模式”.
第五篇:課程建設規劃
蚌埠醫學院課程建設規劃
課程建設是高校教學基本建設的重要內容之一。加強課程建設是有效落實教學計劃,提高教學水平和人才培養質量的重要保證。為進一步做好我院課程建設工作,提高課程建設水平,特制定本規劃。
一、指導思想
認真貫徹黨的教育方針,堅持科學發展觀,全面推進素質教育。遵循高等醫學教育發展規律,適應高等醫學院校教學發展趨勢,與時俱進,開拓創新。通過加強課程建設,進一步深化教學改革,推進教育創新,改革教學方式和管理方式,提高我院整體教學水平。
二、建設目標
在已有省級重點建設課程和院級優秀課程的基礎上,繼續實施精品課程建設工程,完善以合格課程為基礎、優秀課程為重點、精品課程為示范和特色的課程建設體系。擬用5年的時間,使所有專業必修課程全部達到合格課程標準,全院50%以上課程達到優秀課程標準,并構建院、省、國家三級精品課程體系,建成院級精品課程10-15門,省級精品課程5-10門,力爭建成國家級精品課程1-2門。
三、課程建設的主要內容
(一)合格課程建設
合格課程建設是課程建設的基礎性工作,達到合格課程標準是對課程建設的最基本要求。各專業要充分重視合格課程建設工作,尤其要重視新辦專業的課程建設。合格課程建設的重點內容有:
1、重視教師隊伍建設。課程主講教師所學專業應與申報課程相符合或經過1學期以上(含1學期)的該專業方向進修學習,并具有講師以上職稱;形成人員相對穩定,具有一定教學和科研能力的教師梯隊;
2、注重教學內容建設。教學內容科學,經過主講教師進行2輪以上(含2輪)教學過程整合,能夠吸收一定量本學科領域最新科技成果和先進的教學經驗,理論教學與實踐教學安排合理;
3、改革教學方法和手段。能夠選用較為適宜的教學方法和比較科學、先進的教學手段,有利于培養學生實踐能力和創新精神;
4、選用教材符合要求。選用國家級優秀教材,鼓勵選用國外高水平原版教材;
5、教學文件齊備。教學文件包括教學大綱、教案、習題、實驗指導、參考文獻目錄、考核方法及試題庫或試卷庫等。
(二)優秀課程建設
優秀課程建設的目的是以合格課程建設為基礎,進一步提高建設質量。為此,在合格課程的基礎上,重點加強以下幾方面的建設:
1、更新教育思想觀念。以學生為主體、注重學生個性發展等現代教育思想要在課程建設中有所體現;
2、提高教師隊伍水平。課程由教學與科研能力較強的具有副教授以上職稱的教師主講,形成結構較合理、人員較穩定的教師梯隊,教師教學和科研的整體水平較高、教學效果好;
3、重視教學內容和課程體系改革。教學內容科學,經過主講教師進行3輪以上(含3輪)教學過程的整合。注重教學改革研究,有院級以上(含院級)教改立項。注意吸收本學科領域最新科技成果和先進的教學經驗,做到理論教學與實踐教學相結合;
4、改革教學方法和手段。能夠選用適宜的教學方法,使用現代化手段進行教學。教學有特色,對培養學生實踐能力和創新精神有明顯的作用。鼓勵建設網絡教學資源,初步建成包括教學大綱、教案、習題、實驗指導、參考文獻目錄、考核方法及試題庫或試卷庫等內容的網絡教學資源庫;
5、注重考試改革??己藘热莺头椒茖W合理;
6、選用國家級優質教材和國外高水平原版教材;
7、教學文件齊備(包含的內容同合格課程),教學組織管理科學、規范。
(三)精品課程建設
貫徹落實《教育部關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》(教高〔2003〕1號)和《教育部辦公廳關于印發〈國家精品課程建設工作實施辦法〉的通知》(教高廳〔2003〕3號)文件精神,按照《蚌埠醫學院精品課程建設和管理工作實施辦法》繼續實施精品課程建設工程,提升我院課程建設水平,帶動其他課程建設。精品課程建設要做到高起點、高標準、高要求,體現先進性、科學性和示范性,要以優秀課程為起點,按照以下標準和要求進一步加強建設工作:
1、要以先進的教育思想為指導,體現現代教育理念,能滿足學生自主化學習、個性化學習的需求;
2、要擁有一支高水平教師隊伍。精品課程要由學術造詣較高、具有豐富授課經驗的教授主講,并在建設過程中逐步形成一支結構合理、人員穩定、教學和科研能力強、教學效果好的高水平教師梯隊,并按一定比例配備輔導教師和實驗教師;
3、要重視教學內容和課程體系的改革與建設。教學內容要先進、科學,并經過主講教師進行3個輪次以上(含3輪)教學過程整合,及時吸收本學科領域的最新科技成果,廣泛吸納先進的教學經驗和教改成果,體現新時期社會、政治、經濟、科技的發展對人才培養提出的新要求,做到理論與實踐緊密結合;
4、不斷改革教學方法。能夠選用適宜的教學方法,教學方法有利于培養學生科學思維能力和創新精神,特色鮮明,效果顯著,符合素質教育要求;
5、注重采用先進的教學手段。合理運用現代信息技術等手段,改革傳統的教學方法、教學手段和教學管理;
6、加強網絡課程資源建設。要在主要教學文件(包括教學大綱、授課教案、習題、實驗指導、參考文獻目錄、考核方法和試題庫或試卷庫、主講教師教學錄像等)上網免費開放的基礎上,加強網絡課件、授課錄像等方面內容的建設;
7、不斷深化考試改革。建立有效、可信的考核機制,鼓勵探索和嘗試新型的科學合理的考核方式;
8、注重教材建設。選用國家級優秀教材和國外高水平原版教材,鼓勵建設一體化設計、多種媒體有機結合的立體化教材。
精品課程視為職務作品,凡申報精品課程的主講教師將被視為同意該課程在享受“精品課程”榮譽稱號的同時,其上網內容的非商業性使用權自然授予學校。精品課程要按照規定上網并向全校師生免費開放,授課教師要承諾上網內容不侵犯他人的知識產權。
四、建設措施
(一)加強課程建設的組織領導,保證課程建設工作的有效開展。
加強課程建設是學校提高整體教學水平和人才培養質量的重要舉措,它涉及教師隊伍、教學內容、教學方法和手段、教材、教學管理等教學基本建設工作的諸多方面,是一項整體性教學改革和建設工作。因此,必須加強組織領導,學院教學工作委員會負責組織制定全院的課程建設規劃、方案,組織開展新辦專業合格課程的驗收和優秀課程、精品課程的評選,對各類課程進行檢查、指導和評估等工作,系、部教學工作領導小組負責制定本單位的課程建設規劃、方案,開展合格課程的建設、指導、驗收和檢查,組織申報優秀課程和精品課程等工作,從而為課程建設工作的有效開展提供組織保證。
(二)加強教師隊伍建設,確保課程建設可持續發展。
擁有一支師德高尚、治學嚴謹、學術水平和教學水平“雙高”的教師隊伍是提高課程建設質量,實現課程建設可持續發展的關鍵。為進一步加強教師隊伍建設,學院將嚴格執行有關人才引進規定,重點引進學術水平和教學水平“雙高”的主講教師;鼓勵并繼續投入專項經費,支持在職教師進行短期進修和申請攻讀博士、碩士學位,不斷提高教學科研水平;充分開發利用院內教學資源,積極組織開展青年教師教學基本功比賽、多媒體課件制作競賽、優秀教師評選等各類教學獎評活動,加強對青年教師的指導,激勵青年教師的教學熱情,迅速提高青年教師的教學水平;鞏固現代教育技術培訓取得的成果,師資管理部門要繼續開辦現代教育技術培訓班,全面提高教師運用現代教育技術改革教學方法、手段的能力;在增加兼職教師數量的同時,提高外聘教師的質量,努力聘請國內外知名教授來校任教。
(三)強化教改立項研究內容與課程建設的有機結合,不斷更新課程建設內容。深化教學改革是加強課程建設的核心,是提高課程建設水平的有力措施。為使課程建設內容不斷更新,學院將在繼續保證教改專項研究經費投入,加強對原有教改立項項目管理,強化教改研究成果的實踐和應用的基礎上,重點支持與課程建設關系密切的,以改革教學內容、課程體系、教學方法、教學手段和考試方式等為內容(含實踐教學)的研究項目,使先進的教學經驗和教改成果及時融入課程建設之中,從而不斷提高課程建設水平。
(四)加大經費投入力度,為課程建設提供必要的經費支持。
為保證課程建設的質量,學院將加大課程建設經費投入力度,逐年增加課程建設專項經費,優先保證各類課程建設經費。
(五)建立科學合理的管理機制,確保各類課程建設質量。
課程建設是一項長期的工作,必須常抓不懈。為此,學院將加大課程建設工作人力物力的配置,健全和強化教學研究室的工作職能,使其在我院課程建設、教學研究、教學質量監控和教學激勵等方面更好地發揮作用。學院也將定期組織合格課程的鑒定驗收和優秀課程、精品課程的評選,并對通過鑒定的各類課程進行檢查、指導和評估。通過監督檢查,及時對各類課程的建設提出相應的改進意見和建議,使其在教學實施過程中不斷完善和提高,尤其是要對上網內容進行不斷升級和更新;對在檢查、評估中發現的后續建設工作不力、水平明顯下降的課程,將取消其相應的榮譽稱號,停撥后續建設經費。被取消榮譽稱號的課程兩年內可以申請一次復查,復查合格的課程可以恢復其原有的榮譽稱號。
(六)建立有效的激勵機制,鼓勵廣大教師和教學管理人員積極參加課程建設。課程建設是教學工作的重要組成部分,為鼓勵廣大教師和教學管理人員積極參加課程建設,學校將把課程建設納入教學考核和教學獎勵范疇,建立相應的激勵機制。對評選出的優秀課程和精品課程分別授予“蚌埠醫學院優秀課程”和“蚌埠醫學院精品課程”榮譽稱號,提供一定數額的前期建設補助和后續建設經費,并從院級精品課程中擇優推薦參加省級精品課程的評選;把課程建設工作作為專業技術人員考核、職務晉升以及評選優秀教師的重要內容之一,在量化賦分時將精品課程和優秀課程與院級教改立項同等對待。