河南师范大学化学与环境科学学院物理化学专业硕士研究生培养方案.doc

河南师范大学化学与环境科学学院物理化学专业硕士研究生培养方案一、培养目标为了适应我国社会主义建设事业的需要，培养德、智、体全面发展的分析化学专业人才，所培养的研究生应达到如下水平：1、具有高度的政治理论水平和觉悟，认真学习邓小平理论，坚持四项基本原则，能够用辩证唯物主义观点观察和分析事物。遵纪守法，有良好的道德品质和团结合作精神。爱祖国、爱人民、热爱社会主义。服从国家分配，为我国的社会主义建设服务。2、具有严谨的治学态度，实事求是的科学精神，坚实的理论基础和广泛的专业知识以及熟练的实验技能。能够独立进行科学研究，勇于探索、创新、刻苦勤奋，并能胜任高等学校化学基础课和物理化学专业课的教学工作。能够熟练地阅读英文专业书刊，并能用英文撰写物理化学专业方面的研究论文。3、身心健康。二、研究方向A.功能溶液化学 B.生物热力学 C. 电化学 D. 计算化学三、学习年限学习年限为三年。一年半时间完成硕士学位的必修课和选修课，至少获得35学分。剩余一年半时间从事科学研究，完成硕士学位论文，并通过论文答辩。如果研究生能在较短的时间内将规定的课程学完，并得到足够的学分，通过论文答辩，可提前毕业。必要时，研究生经批准也可适当延长学业，但最多不超过一年。四、课程设置见课程设置表。五、考核方式研究生的公休课和必修课均为考试课程，采取试卷的形式进行笔试，选修课可以根据情况采取考试或考查的方式进行考核。考试课程成绩按百分制，75分为合格；考查课程按优秀、良好、及格和不及格四级记分制评定成绩。由主讲教师出卷并批改给出成绩，考后及时把成绩上报研究生处，登记在研究生考试考查成绩登记表中并由主讲教师签名。六、学位论文研究生在导师的指导下，通过调查研究和查阅文献，确定自己的学位论文题目及研究题纲。由研究生本人在第三学期以书面形式写出开题报告，在教研室进行交流和修改。研究题目应有学术意义或使用价值。研究生应在导师的指导下独立展开研究工作并完成整个学位论文。学位论文一般应包括中外文摘要、引言、评述、主要研究内容和结果的讨论以及参考文献和必要的附录。在研究生进行学位论文的研究和撰写期间，导师应及时了解工作进展情况，并定期向教研室报告。第四学期，教研室要组织一次研究生论文工作的阶段性工作汇报会。研究生论文完成后应向教研室提出论文答辩的申请，经批准后应由教研室确定论文评阅人和答辩委员会成员，并根据学校有关规定进行论文评审和答辩工作，答辩时间为5月下旬到6月中旬期间。七、培养方式与方法硕士生的培养采取系统的理论学习、进行科学研究和参加实践活动相结合的方法。既要掌握牢固基础理论和专门知识，又要培养他们具有从事科学研究、高校教学或独立担负专门业务工作的能力。在指导方式上采取导师个别指导和教研室集体培养相结合，既要发挥导师的指导作用，也要善于利用教研室集体培养的优势。导师应教书育人、为人师表，全面关心研究生的成长，深入了解研究生各方面的情况，对研究生的困难应及时给予帮助或向有关部门反映。对研究生的学习和科研应严格要求，根据他们的原有基础和具体情况制定相应的培养措施，着重培养他们的自学能力和独立工作的能力，并培养他们实事求是的科学态度和勤奋严谨的工作作风。研究生应积极参加院里和教研室组织的学术讲座、学术报告和学术讨论会等有关学术活动（不少于10次），扩大自己的知识面和提高自己的学术水平。院里和教研室要为研究生定期安排学生之间的讨论会和报告会，使他们在实践中得到锻炼并提高自身的表达能力和写作能力。八、教学实践教学实践是研究生的必修环节。研究生参加教学实践必须面向大学本科、专科学生，参加教学工作。教学实践活动的内容，可以是协助教师辅导答一、批改作业，上试验课，主持课堂讨论，协助导师指导本科生毕业论文等，或在教师指导下讲授一定时数的专业基础课。研究生教学实践的工作量不少于120个学时，可按周次分散使用，也可相对集中，经教学实践考核合格者记2学分。研究生一般不得免修教学实践。具有两年以上高校教龄者方可申请免修，免修须经院主管领导批准。物理化学专业硕士研究生培养方案课程设置表研究方向：A. 功能溶液化学 B.生物热力学 C. 电化学 D. 计算化学学 制：三年课 程类 别课程编号课程名称总学时学分开课学期及周学时备注必 修 课学 位 课 程公共课000002自然辩证法原理7244000003英语21666600004科学社会主义理论与实践3622专业基础课030001量子化学5433030002波谱分析5433030401化学热力学5433030402化学动力学5433方向课A030403统计热力学5433A030404电化学5433B030403统计热力学5433B030404电化学5433C030403统计热力学5433C030404电化学5433D030403统计热力学5433D030404电化学5433选修课030004化学文献检索3622各方向至少选修2门030003计算机应用基础1811030405实验设计与数据处理5433030406电解质溶液理论5433030407计算化学3622030408化学电源5433030409电化学测试技术5433030410高分子物理化学5433030106固体化学5433030107现代材料分析技术3622030501热分析5433教育实习教学实践1202主要课程介绍课程编号：030001 课程名称：量子化学总 课 时：54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：I教学要求：量子化学是理论化学的基础课程，是化学研究的理论基础课，研究生的必修课程，是物理化学专业研究生的学位课程之一。它是利用量子力学理论从分子层次上研究原子、分子微观结构、化学反应及结构和物质性质关系的一门交叉学科。它所研究的理论对化学工作者具有巨大的理论指导意义。要求研究生通过学习达到：1、掌握量子力学的基本原理，学会利用量子化学的基本理论解释简单化学反应的机理；2、对原子的轨道角动量、自旋角动量及与原子分子光谱项之间的关系有深刻的理解；3、学会利用微扰理论和变分理论处理简单的实际问题加深对量子化学理论的理解；4、了解量子化学基本的从头算法和办经验算法。教学内容：1、绪论：量子化学的诞生和早期量子理论的发展过程及现代量子化学在各个研究领域的应用情况；2、量子力学基础：量子化学基本假定、厄米算符的对易关系和计算及Schrodinger方程；3、表象理论：表象的提出、状态函数及算符的表象间的变换。4、量子化学中的简单体系：自由粒子、箱中粒子、钻穿效应、氢原子体系、谐振子体系；5、角动量：轨道角动量和自旋角动量、升降算符及光谱项的推导；6、近似方法：微扰理论和变分法理论及简单的体系处理；7、量子化学计算方法介绍及先进的算法介绍。教材及主要参考书目：量子化学，量子化学导论，基础量子化学等。预修课程：有机化学、无机化学、物理化学、结构化学、高等数学、线性代数。课程编号：030004 课程名称： 化学文献检索总 课 时：36 学 分：2开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：2教学要求：本课程的目的是使学生掌握有关化学文献及计算机信息检索的基础知识，学会化学文献的检索方法以及利用计算机进行光盘数据库检索、网上资源搜索和国际联机检索，基本具有信息检索操作和使用计算机的能力，以适应现代教学与科研现代化、信息化需要。教学内容：本课程的主要内容为化学文献的基本知识及计算机信息检索的基础知识和国内外大型数据库的利用和操作。内容包括：概论；图书馆及图书分类法与应用；科技期刊、百科全书、词（辞）典、手册、数据集图谱集等工具书；化学文摘及索引类刊物；化学参考书； 计算机检索基本知识；因特网概况；网上资源查询；国内大型数据库的检索利用；国外著名数据库的联机检索利用；科技论文的写作等。教材及主要参考书：、化学文献检索与应用导论，陈子康,北京师范大学出版社,2001.、化学文献及查阅方法(第二版)，余向春,科学出版社,2001.、网络信息检索原理与技术，张明珍, 电子科技大学出版社,2001课程编号：030401 课程名称：化学热力学总 课 时： 54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：I教学要求：化学热力学课程是大学物理化学的后继提高课，也是物理化学研究生的必修基础课。它的理论和方法对物理化学领域的科研工作具有重要的指导意义，同时也对其它相关领域的研究工作具有指导意义，因此它是化学、化工工作者所必须具备的。通过学习要求学生达到1.进一步掌握化学热力学的基本理论和研究方法，为以后专业课的学习打下基础。2.能够运用化学热力学的基本理论和方法分析和解决实践中遇到的有关问题。3.了解近代化学热力学的研究进展及目前的发展动向。教学内容：1.化学热力学的基本概念：化学热力学的三个基本定律。2.热力学的数学公式：确切微分和状态函数，两变量体系的变换关系，Legendre变换，变组成PVT体系的基本性质关系。3.纯物质的性质：纯物质的PVT行为，相变、蒸气压、潜热、两相体系的性质。PVT体系热力学性质计算，PVT体系的热力学图与表。4.PVT体系状态方程和对应状态原理：压缩因子、维里状态方程、经验状态方程、对应状态原理。5.流动过程热力学：封闭体系的能量方程，稳定态流动过程的能量方程、流动过程第二定律的应用、机械能平衡。6.化学热力学：偏摩尔体积、逸度、活度、标准态、过量性质、汽液平衡计算、化学反应平衡计算。教材及主要参考书目：Theory and Problems of Thermodynamics预修课程：物理化学课程编号：030402 课程名称：化学反应动力学总 课 时：54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：II教学要求：化学反应动力学是大学物理化学课程的拓展和提高课之一，是物理化学专业研究生的必修课。通过学习，系统地掌握化学反应动力学的内在的基本规律和研究方法，为日后能够胜任物理化学教学工作奠定基础。掌握研究化学反应动力学规律的新方法、新的实验手段以及实验设计和数据处理的方法，并应用到实际科研工作中。了解化学反应动力学的新进展、新领域以及与其他学科的交叉渗透，扩大知识面。教学内容：（1）绪论：化学反应动力学的发展概况，当前化学动力学发展的特点和研究方向。（2） 宏观反应动力学的基本规律以及研究方法，反应动力学实验设计和数据处理的基本方法。（3）基元反应动力学机理，包括阿累尼乌斯理论、碰撞理论、过渡态理论以及单分子等理论进展。（4）快速反应动力学的试验原理、方法和数据处理。（5）分子反应动态学的有关知识。教材及主要参考书目：1、化学动力学基础，韩得刚、高盘良，北京大学出版社；2、化学动力学和历程，孙承鄂、王之朴译，科学出版社3、分子反应动力学，陶愉生译，科学出版社4、化学驰豫基础，朱志昂译，湖南高教出版社预修课程：物理化学课程编号：030403 课程名称：统计热力学总 课 时：54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：II教学要求：统计力学的任务是从系统的微观结构和微观运动来说明、计算或预言系统的宏观性质。研究平衡态的统计力学通常称为统计热力学。本课程的教学目的是使学生掌握掌握统计热力学基本理论及其在化学研究中的应用。教学内容：本课程的主要内容包括：（1）统计力学的基本概念；（2）最可几方法；（3）热力学函数的统计表达式；（4）系统原理和方法；（5）非平衡态统计力学简介；（6）统计力学研究进展。教材及主要参考书：1.平衡和非平衡统计力学，李如生,清华大学出版社,1995.2.热力学与统计物理，薛增泉,北京大学出版社,19953.热力学统计物理（第二版），汪志诚, 高等教育出版社,19964.统计力学及其在物理化学中的应用，唐有祺, 科学出版社,1979课程编号：030404 课程名称：电化学总 课 时：54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：I教学要求：电化学是大学物理化学课程的拓展和提高课之一，是物理化学专业研究生的必修课。通过学习，要求系统地掌握电化学的基本原理、内在的基本规律和研究方法，为日后能够胜任物理化学教学工作奠定基础。掌握研究电化学的新方法、新的实验手段，并应用到实际科研工作中。了解和掌握电化学领域的新进展、以及在化学电源方面的应用。教学内容：（1）绪论：电化学的发展概况，当前电化学发展的特点和应用研究领域。（2）电化学与热力学的关系。（3）电极与溶液界面的结构和性质。（4）电极过程动力学，包括电极极化规律、液相传质步骤规律、电子转移步骤规律、气体电极过程、金属阳极和电沉积过程的规律。（5）化学电源以及其他应用领域。教材及主要参考书目：1、电化学原理，李荻，北京航空航天大学出版社；2、电极过程动力学导论，查全性，科学出版社3、电化学动力学，吴浩青，高等教育出版社4、应用电化学，杨绮琴 ，中山大学出版社5、电化学研究方法，田昭武，科学出版社预修课程：物理化学课程编号：030405 课程名称：实验设计与数据处理总 课 时：54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：II教学要求：化学、化工、材料、环境等需要实验与观测的学科专业都有一个共同目标，就是寻找所研究与观测对象的变化规律。在自然科学和工程技术中所进行的实验是一种有计划的实践，实验结果会产生大量的观测数据。如何科学地设计实验，如何对实验所观测的数据进行分析和处理，从而获得研究观测对象的变化规律是每个化学、化工等领域工作者所必需具备的基本知识。通过对此课程的学习，要求学生达到1.学习了解误差理论，数理统计的基本概念。2.学习掌握实验数据的表达、分析和处理方法，了解掌握实验设计的科学方法。3.了解和掌握常用数据处理软件。教学内容：1.误差理论和测定结果表达：随机误差的统计规律性，正态分布与t分布，样本异常值的判断和处理，测量结果的有效数字。2.统计推断的显著性检验：数理统计的基本概念，假设检验的思路和方法，总体均值的误差检验，总体方差的统计检验。3.线性回归和曲线拟合：相关性，回归方程的精密度和置信范围，经验方程式类型和常数的确定。4.误差分析：误差传递，误差分析。5.单因素及双因素优选法：黄金分割法、分数实验法、对分法、陡度法。6. 多因素优选的正交实验法。7. 置信域与统计的实验设计：联合置信域及计算方法，不同实验设计结果的置信域分析,以置信域容积最小为目标的实验设计方法。8 .常用数据处理软件简介：Excel软件，Origin软件，Mathcard 软件教材及主要参考书目：实验设计数据处理与计算机模拟数理统计分析与实验设计观测数据的分析与处理预修课程：高等数学，概率统计课程编号：030406 课程名称：电解质溶液理论总 课 时：54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：II教学要求：电解质溶液理论是物理化学专业的溶液化学方向和电化学方向的专业课。通过该课程的学习要使学生达到如下要求：（1）学习了解电解质溶液化学研究的各种知识和基本理论。（2）学习掌握电解质溶液化学实验研究和理论研究的各种手段和方法。（3）了解电解质溶液化学目前的研究状况、理论进展和发展动态。（4）具备从事电解质溶液化学领域研究的知识和能力。教学内容：（1） 热力学知识：活度系数、标准状态、溶液系数、过量函数等。（2）分子间力：静电力、色散力、氢键和介电效应等。（3）离子水化：水的性质及结构理论，离子对水结构、介电性质的影响，离子水化的各种热力学函数变化，离子水化数等。（4） 德拜-休克尔离子互吸理论。（5）Piter 理论。（6）电解质溶液的电导和粘度：Onsager 电导理论，Fuoss 电导理论、Falkanhagen 粘度理论。（7）离子缔合:Bjierrum离子缔合理论、Fuoss离子缔合理论，局部水解假设。（8）盐效应：Debye-McAnlay 静电作用理论、Conway-Desnoyers-Smith盐效应理论、McDevit-Long 热力学理论、定标粒子理论、范德华力理论。（9）电解质溶液的扩散：单独电解质的扩散、自扩散、浓溶液的扩散。教材及主要参考书目： 电解质溶液理论导论（修订版）预修课程：物理化学、化学热力学课程编号：030407 课程名称：计算化学总 课 时：36 学 分：2开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：II教学要求：计算化学是一门理论计算化学课程，是理论化学研究的方法学，是物理化学专业计算化学方向研究生的专业课程。它具体研究量子化学计算的具体方法理论；量子化学计算数据、实验数据的处理方法；物质结构和物质的性质、活性等之间的关系的研究。它是为了使初学者学会计算化学的研究方法手段。要求研究生通过学习达到：1、深刻理解量子化学计算的算法理论，包括分子整体Schrodinger方程向单电子的FOCK方程等具体方程的变换；多重量子化学积分的处理方法；开壳层、闭壳层分子体系的处理方法；密度泛函、组态相互作用和微扰方法对电子相关能的处理等；2、了解从头计算和半经验的量子化学计算方法的关系和处理办法；3、学会商业量子化学软件的具体应用方法；4、学会化学数据包括量子化学数据与分子性质之间关系的研究方法，包括基本的数据处理方法。教学内容：1、分子体系的Schrodinger方程，FOCK方程、Roothan方程；2、多重积分的处理方法。3、电子相关能：包括MPn微扰方法、CI组态相互作用处理方法原理和密度泛函理论。4、从头算法和半经验算法理论及关系和具体方法的介绍。5、商业量子化学计算软件介绍：Gaussian、Hyperchem、Chemoffice等具体操作方法；6、量子化学计算结果的轨道、电子密度、电子自旋分布图的绘制。7、量子化学计算数据、实验数据等与物质分子之间关系研究方法，包括线性处理方法和非线性的神经网络、遗传算法以及一些优化算法。教材及主要参考书目：计算化学高等量子化学信息处理技术预修课程：量子化学、结构化学、线性代数、高等数学、算法设计。课程编号：030408 课程名称：化学电源总 课 时：54 学 分：3开课单位：化学与环境科学学院 开课学期：II教学要求：化学电源是现代电化学、能源化学和材料化学的重要研究内容，也是国家863和973的优先发展方向，特别是当今锂离子电池、燃料电池等的飞速发展给电化学注入了新的活力。通过教学， 使电化学、材料化学专业研究生对现代电化学系统有较为深入和系统的认识和了解，达到以下几个方面的目标：（1）面掌握当今铅酸蓄电池的原理、构造和设计工艺，明确主要应用范围和电池的局限性，把握当前铅酸蓄电池的发展方向和急需解决的问题。（2）掌握当今Cd-Ni蓄电池的原理、构造和设计工艺、制备工艺，明确这种电池的主要应用范围和局限性，把握当前Cd-Ni蓄电池蓄电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题以及人员分布。（3）掌握当今Ni-（M）H蓄电池的原理、构造和设计工艺、制备工艺，明确这种电池的主要应用范围和局限性，把握当前Ni-（M）H蓄电池蓄电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题以及人员分布。（4）掌握当今锂离子蓄电池的原理、构造和设计工艺、制备工艺，明确这种电池的主要应用范围和局限性，把握当前锂离子蓄电池蓄电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题以及重要研究成人员。（5）掌握当今燃料电池的分类、原理、构造和设计工艺、制备工艺，明确这种电池的主要应用范围和局限性，把握当前燃料电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题以及主要团队。教学内容：1、全面介绍化学电源的发展历史，不同历史条件下主要成就，使同学们对化学电源的发展有系统的了解和全面的认识。2、全面介绍当今铅酸蓄电池的化学原理、工业构造和设计工艺，明确铅酸电池的主要应用范围和电池的局限性，通过重要参考文献展示当前铅酸蓄电池的发展方向和急需解决的问题。3、系统介绍当今Cd-Ni蓄电池的化学原理、构造和设计工艺、制备工艺，从化学角度探讨这种电池的主要应用范围和局限性，通过重要参考文献展示当前Cd-Ni蓄电池蓄电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题和近期进展。4、系统介绍当今Ni-（M）H蓄电池的化学原理、构造和设计工艺、制备工艺，明确这种电池的主要应用范围和局限性，通过重要参考文献展示当前Ni-（M）H蓄电池蓄电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题和近期进展。5、系统介绍当今锂离子蓄电池的化学原理、构造和设计工艺、制备工艺，明确这种电池的主要应用范围和局限性，通过重要参考文献展示当前锂离子蓄电池蓄电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题和近期进展。6、系统介绍PEMFC、SOFC等燃料电池的分类、原理、构造和设计工艺、制备工艺，明确这种电池的主要应用范围和局限性，通过重要参考文献展示当前燃料电池的发展方向和急需解决的问题、国内外的主攻方向、主要研究课题和近期进展。7、辅助介绍其他正在兴起的新型电池和相关材料，拖充知识面，把握学科发展前沿。教材及参考书目1郭炳昆编，电源工艺学，化学工业出版社，19992吴宇平编，锂离子电池，化学工业出版社，20023P.G. Bruce, Battery Sciences, edited in English, 20014Z. Ogumi, Physical Chemistry of Modern Cells., 2000课程编号：030409 课程名称：电化学测试技术课程学时：54 课程学分：3 开课单位：化学与环境科学学院 开课学期: II教学要求：电化学测试是基于动力学方法研究电化学过程特征的基本技术。本课程将通过对电化学基本研究方法的介绍，使学生了解电化学过程研究的原理和常用技术方法，为电化学过程研究奠定基础。通过一些研究实例的介绍，使学生在电化学理论指导下初步了解电化学的研究方法，熟悉电化学反应规律，掌握其特点和实验技术，掌握实验数据的处理及实验现象、结果的分析与归纳方法，加深对电化学基本理论和概念的理解，掌握电化学研究主要仪器的使用方法。教学内容：理论部分（1）电化学理论基础：电化学体系的基本单元；非法拉第过程及界面性能；法拉第过程及影响电极/溶液界面因素；电化学研究方法介绍；稳态与暂态；电位扫描技术循环伏安法；控制电位技术单电位节跃法；控制电流技术恒电位电解；光谱电化学方法；微电极技术简介；（2）电催化过程：电催化原理；氢电极催化过程；氧电极催化过程；有机小分子的催化过程；（3）化学电源中的测试技术：一次电池；二次电池；燃料电池；（4）电化学实验结果的处理。实验部分：（1）恒电位仪性能的