物理化学范文第1篇

1.1基于性质的药物设计

基于性质的药物设计针对药物或先导物结构进行药物性质设计与优化,以改善药物或先导物的吸收、分布、代谢、毒副作用为目的。在药物化学理论教学中,药物设计案例随处可见,诸如软药设计、硬药设计、孪药设计、生物电子等排等,在先导化合物的优化中得到广泛应用。药物分子通过简单的设计或改造,可以改善其某些物理化学性质或不良效应,提高药物的选择性、稳定性、溶解性、作用时间、生物利用度、增强药效与降低毒副作用等。例如由乙酰水杨酸与对乙酰氨基酚拼合而成贝诺酯,不仅可以解决水杨酸对胃的酸性刺激,而且因协同作用而增强的药效。再如治疗前列腺疾病的已烯雌酚会产生雌激素副作用,将其设计成已烯雌酚二磷酸酯,因前列腺肿瘤组织中磷酸酯酶含量高于正常组织,可以在癌组织中酶解出高浓度的已烯雌酚,从而增强了对前列腺肿瘤组织的选择性。

1.2基于配体的药物设计

基于配体的药物设计是根据现有药物分子结构,分析结构与生物活性的之间量变关系,据此设计新的化合物以提高其的生物活性。定量构效关系研究在基于配体的药物设计中应用最为广泛,可分为二维、三维定量构效关系研究方法。定量构效关系研究可以追溯到1868年提出的Crum-Brown[10-11]方程,该方程认为化合物生理活性可用化学结构的函数式表示,但是并未建立明确的数学模型。直到1964年Hansch提出线性自由能模型,使得构效关系研究进入定量研究阶段。20世纪80年代,三维定量构效关系研究方法的出现使得构效关系研究更为直观,也大大提高了药物设计的效率。例如环丙沙星的发现就是基于系列喹诺酮类药物的Hansch方程,方程显示喹林羧酸的1位取代基的最佳长度是0.417nm,因此1位取代基为环丙基(0.414nm)比乙基(0.411nm)的生物活性更优,结果表明环丙沙星的抗菌效果优于诺氟沙星。

1.3基于受体的药物设计

基于受体的药物设计是指基于X射线衍射、核磁共振或同源建模等提供的受体三维结构信息,筛选或设计能够与其发生相互作用并能调节其功能的小分子化合物。随着人类基因组计划的完成,大量与疾病相关的基因被发现,且越来越多药物受体的三维结构被测定,尽管有些具有重要药理作用药物靶点地三维结构还未测定,但可以通过同源模建或从头计算方法获得相关信息,为创新药物设计奠定了基础。基于受体的药物设计包括如下步骤:(1)确定药物作用的是受体分子;(2)确定受体分子的三维结构以及结合位点;(3)基于受体与结合位点信息,设计或筛选小分子化合物,并模拟出最佳复合物的结构模型;(4)合成模拟得到的最佳化合物,进行活性测试;(5)重复上述过程直到满意为止。在药物化学的理论教学中,卡托普利是基于受体药物设计的典型案例。对血管紧张素转化酶的结构分析发现,该酶中有一个锌离子,对受体与配体的结合具有重要作用;此外,受体分子的精氨酸残基带有阳离子,可与带负电荷的基团形成离子键。卡托普利的巯基与羧基能够很好的满足与受体结合的要求,具有良好的酶抑制活性,因此卡托普利也是第一个上市的血管紧张素转化酶抑制剂。

1.4基于机理的药物设计

基于机理的药物设计是指基于疾病发生的全过程,根据药物靶点的结构、功能与药物的作用方式以及产生生理活性的机理,通过抑制某些与疾病相关的生理、生化过程以阻断疾病的发生,从而达到疾病治疗的目的。基于机理的药物设计技术建立对介导疾病病理生理过程的蛋白质分子结构和功能认识的基础之上。在过去,对药物作用机理的认识往往滞后于药物的发现,而现在药物研发的重心已经转到了探寻分子机理并据此设计药物上。基于机理的药物设计是药物设计发展的重要方向,相比基于结构的药物设计更为合理。例如在精神病药物的开发中,经典的多巴胺受体(DA2)拮抗剂容易产生锥体外系副作用,而5-HT2受体与情绪、抑郁等密切相关,当其拮抗时可使黑质-纹状体通路的多巴胺释放,使多巴胺神经节调节运动的功能恢复。基于该机理设计的利培酮可同时拮抗5-HT2和多巴胺DA2受体,具有很好的抗精神病作用而锥体外系的副作用很小。

2展望

物理化学范文第2篇

物理化学是四大基础化学之一，又被称为理论化学，誉为化学中的“哲学”，其重要性不言而喻。正因为它涉及的公式多，以工科教材为例，我们使用的是天津大学物理化学教研室编写的《物理化学》，不完全统计，涉及的公式大概有150个左右，学生死记硬背比较容易忘记，提倡理解记忆，这对学生的逻辑思维有一定的要求。我们要求学生掌握基本公式的推导和证明，能用基本公式去解决一些实际性的问题，从而起到提高物化思维方式的能力。许多学生学习物理化学，认为比较难，一届学生传一届，从思想就认为物理化学比较难学，从内心深处是比较排斥的。基于此，我们从思想上引导学生正确看待物理化学的学习，再难学，只要掌握好的学习方法和思维方式，学习物化也是很轻松。首先，提高物理化学学习重要性的认识。物理化学比较难学，在思想上就要认真对待，不惧怕，并付出实际行动。其次，提倡学生平时课前多预习，上课时带着问题听讲，目的性更强，通过此举，既能提高自学能力，又能掌握一部分知识的难点。记忆公式印象更深刻，要强调的一点是，物化中的每一个公式都有其应用条件，使用的时候尤其要注意。最后，课后复习巩固学过的知识，适当的做一些习题，巩固学过的知识要点和公式运用的条件，培养物理化学思维方式。

2教学上要下功夫提高学生学习兴趣

教学是由老师的“教”和学生的“学”共同组成一个有机的整体，两者缺一不可［2］。好的教学能引导学生更好的学习，提高学生的学习兴趣和效率。现行的多媒体教学与传统的黑板板书教学方法相比，前者借助多媒体课件，讲课的色彩更加丰富，形象逼真，信息量大，生动直观，在增强教学效果方面作用明显。我们在教学中将讲课PPT制作成精美的课件，在课件中穿插动画，Flash和声音，做到知识点和欣赏性兼顾的原则，从而使学生提高学习物理化学的兴趣。比如表面张力的概念，我们引入了动画，很直观的将液体表面张力的形成予以展示。为了进一步培养学生的学习兴趣，首先，我们努力将物理化学的知识与我们的日常生活紧密联系。比如发生火灾时，逃生用的防毒面具里面含有的活性炭，它可以吸附有害气体，从而引入物理吸附和化学吸附的概念问题。还有生活中，荷叶上的小水滴为什么是圆球状的?洗衣服时加入含表面活性剂的洗衣粉，为什么能把衣服上的污物洗掉等问题，都与我们的物理化学知识相关联。其次，教学内容与我们教师的科研内容相结合。鼓励学生积极参加老师的科研训练项目和大学生创新实验项目，在参与的过程中，将书本理论知识与科研训练实际相结合，能起到学以致用的效果。最后，也要将教学与生产实际相结合。我们的学生都有实习的阶段，教学过程中，有些章节结合生产实际讲解，学生更能领会。如相图这部分，精馏的过程，在化工企业生产上经常用到，由双液相液气平衡理论可知，液体经过不断地部分冷凝和部分汽化，液相中的组成就无限接近于难挥发的物质，而蒸汽中的组成无限接近于易挥发的物质，从而使二组分得到较好地分离［3］。由于与生产实际结合，学生听课认真，学得有兴趣，收到了较好的教学效果。

3引入物理化学科学家故事阐述人生哲理

在学习物理化学课程中，我们会接触到很多著名的物理化学科学家。上课讲到相关内容时，涉及到一些科学家，我们会讲解他们的个人简历和趣闻逸事，提高学生的学习积极性。给学生讲解科学家的一些故事，一方面可以提高学生的注意力，缓解一下课堂的学习气氛，也给物理化学的学习增加一点调味剂;另一方面，每一位科学家的成功都离不开其自身不断努力奋斗的过程，通过了解他们的经历，不仅课堂教学内容丰富了，而且学生对科学的发展产生了浓厚的兴趣，对科学家也产生了崇拜。鼓励学生以这些科学家作为学习的榜样，比如追溯物理化学这个学科的起源，我们不得不提到物理化学“三剑客”［4］，他们为开创物理化学而作出了重大的贡献。他们是1901年、1903年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的三位不同国籍的化学家:荷兰的范特霍夫、瑞典的阿累尼乌斯和德国的奥斯特瓦尔德。他们在“科学无国界”旗帜下，在以捍卫电离学说为中心的共同战斗中，结成了化学史上一个新型的科学联盟，正是他们的团结协作促成了一门崭新的化学分支学科物理化学的诞生。其中范特霍夫是第一位获得诺贝尔化学奖的科学奖，他50多岁时，还经营着一家乡村牧场，每天清晨亲自送牛奶，被誉为“牧场化学家”。阿累尼乌斯于1859年2月19日生于瑞乌普萨拉附近的维克城堡。他是电离理论的创立者，成功解释了溶液中的元素是如何被电解分离的现象，研究温度对化学反应速度的影响，得出著名的阿累尼乌斯公式。此外，他还提出了等氢离子现象理论、分子活化理论和盐的水解理论。对宇宙化学、天体物理学和生物化学等也有研究。在讲到稀释定律时，介绍了奥斯特瓦尔德的生平事迹，他出身普通家庭，求学时对化学产生浓厚的兴趣，1884年在博士论文中提出了电离假设，1888年提出了以他的名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律，1909年因在催化作用，化学平衡，氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖。这些科学家的共同点就是求学的道路上经历坎坷，有强烈的求知欲，经历了不同的几所大学，终身学习，从而使他们在物理化学领域取得了举世瞩目的成就，这种精神值得我们后人学习。

4实验教学环节，理论结合实践

物理化学课程具有理论抽象、推理复杂和计算繁琐的特点，是一门既难教又难学的理论课程。在课堂上学生只能学到书本上的理论知识，只注重基本概念的讲解、简单数学公式的推导和计算，学生感到枯燥无味，对学习没有兴趣。为了让学生真正理解和掌握物理化学基本原理知识，实验教学是必不可少的环节之一。通过实验教学使得理论知识与实际相结合，激发学生的学习热情，培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。实验教学是物理化学教学过程的一个重要环节，对于培养学生的科研素质具有至关重要的作用。在传统的物理化学实验教学模式中，教师按实验教科书先把实验所涉及的原理、仪器和具体实验过程进行详尽的讲解，然后由学生按部就班地去重现实验内容［5］。实践证明在这种以老师为主导的实验教学过程中，学生在实验动手能力培养上和独立思考上都收获不大。基于此，我们对现有的实验教学模式进行了改革创新尝试。把实验教学内容分为基础验证性实验和综合性实验两大部分。在基础验证性实验部分，主要是要求学生熟悉物理化学实验中常用仪器的用途、使用原理和操作方法。在综合性实验部分，指定几个实验任务，要求学生自己查阅文献相关资料，进行实验设计，将实验设计报告在规定的时间内，交给指导教师审阅，再完成实验内容。在实验进行过程中，老师可以进行必要的辅导。实验结束后，老师结合整个实验过程，包括实验设计的科学性、仪器操作、数据分析和研究报告等综合给出评分。综合性实验具有鲜明的研究型特点，能更好的激发学生学习的热情，培养学生的探索精神和独立的科研思考能力，受到学生的一致好评。

5建立课程过程考核评价体系

为了检验教师教学质量和教学效果，同时检查学生对所学知识掌握的程度和存在的问题，必须建立一套完整的考核评价体系。物理化学课程考核办法一般是由平时成绩(20%)和期末考试成绩(80%)两部分构成，存在的主要问题是期末考试成绩在总评成绩中的比例偏重。这种考核方式的弊端是学生平时学习不认真，期末考试前一周搞突击，起不到督促学生平时学习的作用。因此，我们重新建立了课程过程考核评价体系，采取的是平时成绩占10%，主要评分标准是课后作业的完成情况;出勤率成绩占10%，督促学生平时认真上课;增加一次阶段考试或者考核占30%，可以采取卷面考试的方式，也可以采取随堂考试或者课程论文的方式;期末考试比例下降，只占50%，期末考试全学期所学的内容都在考核范围内。在原有基础上，降低了期末考试的比重，不同学时的课程中间加上阶段性考试或考核的次数也不同，规定小于等于48学时的课程，期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程，期间加两次阶段性考试或考核［6］。虽然教师的工作量比改革前增加了，学生的考试或考核次数也增加了，但学生的学习主动积极性得到了提高。学生要想取得优异的成绩，阶段性成绩也不能马虎。目前我们建立的这套过程考核评价方法，其实质就是将考核贯穿于学习的整个过程，学生要适应这种体系，就要不断的学习。

6结束语

物理化学范文第3篇

所谓系统，指按一定规则联结、相互作用的若干因素组成的，具有特定功能和运动形态的有机整体．从教学过程中的构成因素看，它包括教师和学生、教学目的、教学要求和内容、教学管理、教研体系、教学技术和方法，这些因素在同一教学目标制约下，具有一定的联系，并在相互作用下运行．教学系统是由人参加活动的系统，为的是实现一定教学目标的系统．对系统进行周密、详尽的调查，掌握有关数据和资料，经过思考，进行精确的计算和科学的论证，从各种实现目标的方案中，比较、筛选出最低消耗、最大功效的方案来，这就是教学的最优化．教学实现最优化，必须具备的基本条件:一要弄清教学系统运行的基本特征;二要建立调整、控制和评价教学的机制与方法．教学系统运行是以特定目标为动力，也以目标的实现为教学的开始和结束．教学系统最优化，不仅要我们从道理上明白，更重要的是进行实际的操作．根据认识论、教育学、教育心理学、教学论及科学方法论，特别是各项教学原则，包括教学的科学性、启发性、直观性、系统性、循序渐进性、量力性及巩固性和质量稳定性等，制定教学方案和教学设计．中学物理教学，是一个有着完整结构的系统，它有自己的构成因素和子系统．各子系统占据着一定位置，形成物理教学结构的层次，子系统又相互作用，使物理教学具有自己的运行特点，从而完成物理教学的各项目标．

二、物理教学结构的优化

物理教学，是指以实现物理教学目标为宗旨的一切有组织、有计划、有目的的活动，特别是指以课堂组织形式为主的物理教学．这样的物理教学有几个组成部分呢?一般认为有三个组成部分，即一是物理知识教学，它包括对物理现象的认识、物理概念的形成和物理规律的掌握;二是物理习题教学，这是加深理解、巩固物理知识，运用物理知识分析、解决实际问题的实践活动，同时能够训练、发展思维能力．三是物理实验教学，探索、验证规律，能激发学生学习兴趣，增强对物理概念的感性认识，同时训练学生的实验方法和实验能力，培养学生的科学精神和态度．除了上述三方面外，还应有物理方法教学．也就是说，完整的物理教学体系，应由四个部分组成．在完整的物理教学结构中，物理知识教学和物理方法教学为主体地位，而物理习题教学和物理实验教学是物理知识教学和物理方法教学的延续、补充和扩展，在物理教学系统中起辅助作用．物理教学的实施过程，就是物理教学目标实现的过程，而实现物理教学目标有四条途径．它们相互作用，促进物理教学系统正常运行．物理实验教学，奠定了物理研究的基础，具有培养动手能力、观察能力、抽象概括能力、想象能力，养成科学态度等功能;物理习题教学，起总结、深化、巩固和发展物理知识和物理方法的作用，能训练学生分析、解决问题的能力，培养学生逻辑判断、推理和论证的能力．物理实验和习题教学，都有力地促进了物理教学活动的开展．每个具体的物理教学活动，都是完善物理知识和能力结构的环节，而知识和能力结构水平的提高，又会为新的物理教学开辟道路．重视物理方法教学，不仅是物理教学系统科学化、完整性的要求，也是科学教育发展的需要．科学技术发展的新特点反映在现代教育上，要求知识体系的教学与方法体系的教学必须是并列的，只有这样才能沟通各学科，培养出全面的、具有创造性的人才．在物理知识积累、发展和完善地过程中，也形成了一系列的方法．但是，在物理教学实践中，往往不能给物理方法以应有的地位，只是结合知识教学、习题教学、实验教学介绍一些不成系统的物理方法．究其原因，一是在物理教学中，对理论的研究极为重视，对物理方法教学的重要性认识不足;二是隐含在教材中的物理方法，未加以挖掘、整理，并使其系统化．通过多年的物理教学实践，我们逐渐认识到物理方法教学的重要性，并在教学过程中进行物理知识教与物理方法教学并重与结合的尝试，收到了较好的效果．这样做不仅有助于学好物理知识，也为以后继续学习打下了坚实的基础，也培养了学生学习物理的兴趣．对掌握科学方法论，形成科学世界观有着不可低估的作用．

三、总结

物理化学范文第4篇

物理化学与物理学或其他化学(如无机化学、分析化学)重叠的知识部分尽量让学生在课前学习或者采用课堂提问等方式减少不必要的重复。在有限的学时内贯彻少而精的原则，将一些公式的推导(例如统计热力学中的公式)和概念的引出(例如热力学部分利用卡诺循环引出熵函数)做适当的精简，课堂上只讲具体的结论，推导过程留给学生课外自学[4]。再比如，界面化学和胶体化学可合并讲解，对这两章的内容可做一定程度的删减和调整。课堂内学时及内容虽然减少了，但要注意加强课外学时，教师可提供一些课外的参考资料或者自学讲义，教给学生学习的方法，引导学生自己去学习，培养学生的自学能力。

2设计课堂教学

在课程教学中介绍物理化学原理的同时，采取理论联系实际的教学方式，结合生活中常见的或有趣的实际现象，让学生带着问题去听课，以激发学生的学习热情和学习兴趣，使原本晦涩难懂的内容变得生动、易于理解。例如，在讲化学热力学的知识时，先问为什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰会非常顺畅？在讲到表面化学的知识时，先问为什么衣物上的油污只用水是洗不干净的，必须用肥皂、洗衣粉等表面活性剂？为什么雨后荷叶、小草上水珠都呈球形？为什么毛细玻璃管中的水呈现凹液面，汞则呈现凸液面？还有让学生用化学动力学的理论来说明为什么天气热的时候，牛奶、食物更容易变质？能否应用渗透压的知识来解决海水的淡化问题等等。让学生带着问题去听课，利用所学的知识对问题做出合理的解释，才能让学生真正的体会到物理化学理论学习的重要性和实用性，激发学生的学习热情和学习兴趣。

3改革教学模式

美国教育家杜威指出：教育不是一种“告诉”和“被告诉”的事情，而是一个主动和建设的过程。改革以前“填鸭式”、“灌输式”的教学方法，尽量采用“研究式、启发式、讨论式”教学模式。教学方法的先进与否，将直接影响创新人才的培养成果。因此，在课堂上一方面教师讲课要坚持少而精、博而通的原则，另一方面也要适当的开展讨论启发式教学，提出一些拓宽思路的研究型问题，增加课堂上师生的互动，增强双向交流。改变教师“一言堂”的传统教学模式，利于学生注意力的集中，激发学生的学习积极性，有效提高课堂教学效果。

4实施创新教育

同志曾将讲过：“一个没有创新精神的民族是永远不会前进的民族”。换而言之，没有创新精神的教育也将是永远不会成功的教育。教育教学的本质就是开发人的潜能，塑造具有健全人格的人。建立“以人为本”的教育理念，以学生为主体，教师为主导，把学生的发展放在首位，教学中应介绍些和教学相关的科学前沿的内容，拓宽学生的知识面，不断培养学生的创新意识，提高学生的综合能力和创新能力。例如，在电化学部分讲授化学电源时，除了介绍早期使用的锌锰电池、可充电的铅酸电池和镍氢电池外，可以结合现代社会面临的节能和环保的要求，向学生讲解一些绿色环保新电池的知识。如20世纪60年代以来就被用作空间站及宇宙飞船空间电源的燃料电池，利用太阳光中的能量进行光电转化的太阳能电池等。在化学动力学部分，光化学反应虽然内容较少，但是光化学与环境科学、生命科学、材料科学及信息科学等紧密相关。因此，可结合科学前沿介绍一些光催化技术在环境污水处理中的应用，开阔学生的视野，激发学生参与科学研究的积极性，培养学生的创新能力。

5结束语

物理化学范文第5篇

学生在中学学了不少化学，但物理化学的内容几乎没有接触，概念都是全新的。此外，物理化学知识的正确运用首先建立在对基本概念的熟练掌握和深刻理解之上。因此，基本概念的学习非常重要，教师应花大量时间帮助学生加深对概念的理解和掌握。例如，对“力平衡”这个概念，教师不只要指明“系统各处压力相等”，还要引申到“边界不再移动”，即如有刚壁存在，虽双方压力不等，但也能保持力平衡。有些概念看似简简单单的一、两句话，但每个字、词都有它特定的含义，要理解到位并不容易。这一点在该课程中尤为凸显。同时，要注意与中学一些概念进行辨析。例如，热力学中的“可逆过程”这一概念，几乎贯穿教材的所有章节，极其重要，但初学者很容易将其与早先就接触过的“可逆反应”的概念混淆。基于基本概念的重要性，教师在进行教学设计时，要通过讲解例题、布置习题、效果测评等方式，帮助学生对概念进行辨析。仔细、深入地理解概念，熟练地掌握概念，是学好物理化学的基础。

2.特别强调各种公式的适用条件

物理化学课程的另一难点，在于计算公式多，而且每个公式的适用条件非常严格。初学者往往只注意到了具体公式，而忽略了对适用条件的把握。只有当理想气体、等温、可逆过程三个条件都满足时才能使用，可初学者常常只要看到是理想气体膨胀或压缩过程（比如理想气体反抗恒外压膨胀压缩过程），不管是不是等温过程和可逆过程，拿来就用，造成错误。还有，理想气体绝热可逆过程方程“PVr=常数”也必须在同时满足“理想气体、绝热、可逆”三个条件下才能使用。再例如，热力学第二定律主要用来判断变化的方向和限度，其三个判据式必须在不同的条件下使用：判据“S孤立=S体系+S环境≥0平衡自发”只能用于孤立系统；判据“F≤0平衡自发”只适用于封闭系统的等温等容过程；判据“G≤0平衡自发”只适用于封闭系统的等温等压过程。这样的例子非常多。因此，教学过程中，教师应通过字词讲解、举例比较等方法，帮助学生反复进行辨析，以达到正确使用公式，解决实际问题的目的。

3.注意与生活实际相结合

增强内容的实用性和趣味性，提高学生的学习兴趣。教学不只是传授知识或演示技能，关注学生的学习动机才是教学的起点。物理化学又称理论化学，学生学习过程中难免感到枯燥。教师如何有目的地引导学生投入积极的学习状态，引起学生的学习意向呢？教师应尽可能从学生生活中的现象、身边的事入手，加深学生对知识的记忆和理解，激发学生的学习兴趣。例如，在讲解弯曲液面下的附加压力这一内容时，可从学生孩童时期所玩的吹泡泡游戏切入；在讲解克拉贝隆-克劳修斯方程时，可从生活中常用的高压锅说起；在讲解表面活性剂时，可从我们日常生活中少不了的洗涤用品入手……兴趣是激发求知欲的催化剂，如何使知识变得有趣，值得每一个教育工作者深思。

4.及时进行教学评价