綠色化學的本質范文
時間:2023-11-17 17:20:08
導語:如何才能寫好一篇綠色化學的本質,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
綠色化學,又叫清潔化學、環(huán)境友好化學,其實質是讓反應過程保持原子經(jīng)濟性,使整個反應過程無污染,反應物充分利用,達到提高反應轉化率和經(jīng)濟效益的目的。這對于預防污染,治理污染,保護環(huán)境,節(jié)約能源有著極其重要的作用。我國提出建設環(huán)境友好型社會,走可持續(xù)發(fā)展的道路,這與綠色化學的本質不謀而合。大學生作為未來社會的接班人,就應該具有建設環(huán)境友好型社會,實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展道路的意識。因此,他們應該深刻理解綠色化學的理念,豐富綠色化學的知識,滿足社會發(fā)展的需求,為服務于社會做準備??偠灾?,在高職教育中普及綠色化學,融入綠色化學十分重要。
2在高職化學教育中融入綠色化學的方法探討
隨著綠色化學概念的深入人心,各大高校紛紛對推行綠色化學教育做出舉措。但是由于綠色化學概念較為新穎,教學方式提出較晚,還有很多不足之處,下面就如何加強高職化學教育中綠色化學部分提出幾點建議。
2.1提高教師重視程度
由于教師質量參差不齊,部分教師還未意識到綠色化學理念在化學教育中的重要性,更未關注綠色化學所獨有的教學方式的變化。作為高校教師,面對化學教育上的重大改革,首先應端正態(tài)度,充分認識綠色化學對社會和環(huán)境的重要作用,積極的學習和了解有關綠色化學的相關知識,做到讀書破萬卷,講課如有神的境界;其次,應宣傳和推廣綠色化學理念,提高自身專業(yè)技能,更新知識體系,將講課內容向綠色化學方面過渡,及時向學生傳達先進知識;第三,要培養(yǎng)學生的綠色化學意識,在此基礎上才能強化授課效果,并使學生對綠色化學有了清晰的認識,從而再日后的學習中發(fā)揮主動性,積極拓展知識范圍。
2.2編寫綠色化學專用教材
教材是教學的基礎,在教材中貫徹綠色化學理念,才能真正使其深入學生之心。教材的編寫,首先應對傳統(tǒng)化學的反應式進行優(yōu)化,使其達到綠色化學的標準。例如接觸法制硫酸一節(jié)中,硫鐵礦燃燒后的殘渣富含鐵元素,可回收用于煉鐵工業(yè),廢氣中含有一定量的SO2,若直接排放會污染空氣,此時將其通過石灰乳或氨水,便可得到生石膏或亞硫酸銨,成功消除了污染并生產(chǎn)了副產(chǎn)品。再比如,CuCl2制備中,涉及到消除溶液中鐵和亞鐵離子的問題,若是使用教材所述的NaClO去除,則會產(chǎn)生新的雜質,增加了CuCl2制備的難度。若是從綠色化學角度思考,可采用H2O2做氧化劑,還原產(chǎn)物為H2O,不會造成污染,而且其分解產(chǎn)物為O2和H2O,亦沒有造成污染,因此是良好的氧化劑。再者,教材應對綠色化學有一個系統(tǒng)的講解,以幫助學生了解該行業(yè)的作用,重要性及發(fā)展前景等。講解除了基礎的概念性質外,還應包括研究成果,作用原理,應用方面等。尤其是其保護環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展道路的作用。
2.3優(yōu)化實驗教學方式
化學實驗是化學教學中的重要組成部分,在試驗中貫穿綠色化學理念,也是化學教育中融入綠色的有效途徑。
2.3.1微型實驗的開展
綠色化學倡導下,一種新的實驗方式應運而生,這就是微型化學實驗。這種實驗可以通過改良實驗方式,用更少反應原料、更小實驗儀器、更短實驗時間得到同樣的實驗結果,這樣便能有效降低污染,減少能耗,節(jié)約資源。高職化學實驗中不乏操作具有一定危險性,試劑具有一定污染性,藥品具有一定毒性的實驗,這時采用微型實驗便是綠色化學的集中體現(xiàn)。例如2,4-二硝基苯肼與醛,酮進行反應時,可在井穴板上,用滴管取一至二滴進行反應,即可觀察到明顯現(xiàn)象;再比如做氯氣取用實驗時,用針管取用可有效防止氯氣外泄,并很好地控制了用量,避免了對人體的損害和對環(huán)境的污染。
2.3.2利用多媒體開展實驗
對于一些危險性強,安全性要求高,原料消耗巨大,對環(huán)境影響惡劣的實驗,在實驗室內進行污染大,浪費大,操作難,并且效果可能并不理想。這時,可以采用多媒體的方式來教學。使用教學軟件可以準確模擬出實驗現(xiàn)象,學生觀察多媒體設備也更直觀,更清晰,可以準確快速的得出結論,有效避免了浪費和污染,滿足綠色化學的教學理念。
3結語
篇2
化學是一門自然科學,在原子和分子的水平上研究物質的組成、結構、性質、變化、制備和應用。化學是一門具有深奧的內蘊和無限研究和挖掘空間的科學。隨著人類社會科學技術水平的不斷提高,人類利用化學的能力不斷提高,在能源和資源、材料科學和環(huán)境方面,化學的應用帶給人類驚喜和福音?;瘜W領域的研究與應用的不斷進步也在人類社會產(chǎn)生了雙刃劍效應,其負面作用是造成了嚴重的資源消耗和環(huán)境污染。由于化學發(fā)展模式的不適應,人類生存環(huán)境以及生態(tài)的破壞日漸嚴重,同時也在制約著經(jīng)濟的發(fā)展,給人類的身體健康、生命安全造成了嚴重的威脅?;瘜W領域所反映出的嚴峻問題引起了國際社會的普遍重視,改變生產(chǎn)以及研究模式的命題和實踐開始付諸實施,綠色化學的理念和實踐應運而生。綠色化學又稱為清潔化學、環(huán)境友好化學或環(huán)境無害化學。綠色化學屬于從源頭上來防止污染的化學,屬于層次更高級、更符合發(fā)展人類社會發(fā)展需要的化學,它追求的是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標,綠色化學是針對人類利用化學科學的理念和方法所提出的。
二、綠色化學的發(fā)展思路以及模式
綠色化學的發(fā)展思路體現(xiàn)在化學技術應用于經(jīng)濟社會發(fā)展的源頭,即在研究和應用的源頭就要打破傳統(tǒng)的只計產(chǎn)出不計污染、先污染再治理或以環(huán)境污染和資源浪費換經(jīng)濟增長的觀念??紤]到時空變化和條件變化的因素,尊重和服從自然生態(tài)發(fā)展規(guī)律,實現(xiàn)保護生態(tài)平衡和加快發(fā)展的速度。
一般來講,實現(xiàn)高效發(fā)展的主要思路是盡可能少地利用原材料,盡可能多地制造成品; 盡量減少污染物的排放,盡量提高轉化率。相關的污染物的排放標準,在本質上來講是建立在所有的化學企業(yè)全部按照高效生產(chǎn)的操作這個假設前提上的。對材料進行回收以及重復利用。材料的回收主要體現(xiàn)的理念是節(jié)約資源,重復利用主要體現(xiàn)的理念是節(jié)約成本。自然環(huán)境很難進行凈化或者短期內很難實現(xiàn)凈化的材料,應該進行重復利用; 而對污染比較高的化學制成品應該盡可能回收利用。積極倡導材料的回收以及利用是一種行之有效的綠色途徑。實現(xiàn)再生利用并拒絕使用高污染產(chǎn)品。
在設計以及生產(chǎn)化學制成品的環(huán)節(jié)必須考慮到再生利用問題。實踐證明,在自然環(huán)境中,高分子的原材料有著非常明顯的污染,這就要求在設計環(huán)節(jié)就應對回收和再利用進行考慮,實現(xiàn)變廢為寶,實現(xiàn)綠色制造。同時應該拒絕使用那些高污染、無法回收與替代、不能再生以及重復使用的高危材料,從科研環(huán)節(jié)就能夠盡可能尋找相應的綠色替代品。
三、綠色化學在高?;瘜W教學中的探索以及應用
(一) 改革高校化學教材高?;瘜W所使用的教材尚缺乏綠色化學方面的內容,因而在高校的教材中,應該增加綠色化學的相關知識以及國際上在綠色化學領域中所研究的先進成果。教師依據(jù)教材向學生講授化學知識,隨著教材對綠色化學內容的充實,教師的授課理念、授課方案的設計、課堂講授對學生學習情況的考核評價都應將綠色化學內容補充起來。教師要加強同學生的綠色化學知識的交流以及探討,積極主動引導學生在日常生活以及學習中關注和學習綠色化學的相關知識。通過改革高校化學教材將綠色化學的理念和知識建構傳授給大學生。
(二) 培養(yǎng)和強化化學教師的綠色化學意識化學教師在多年的化學教學中已經(jīng)形成了思維慣性和知識積淀的固化內容,那么,在高?;瘜W教學中滲透綠色化學理念首先就必須轉變化學教師的教學理念,包括加強教師綠色節(jié)能環(huán)保意識的培養(yǎng)和對綠色化學知識的學習和掌握。同時,教師還應該在行為上起到表率作用。教師應該多閱讀相關的書籍、文獻文章,了解更多的綠色化學知識和信息,在一定程度上改變比較傳統(tǒng)的教學方式以及思維,應該在實際的課堂教學以及相關的實驗時對有害化學物質的排放進行強調?;瘜W教師應該在課余時間對綠色化學的實際教學以及研究的動向、軌跡進行關注,有效地傳授給學生。
(三) 對教學內容進行靈活的補充高校所使用的教材具有相對的穩(wěn)定性,在教材編寫成型并投入使用后,不會輕易改變。也就是說,新教材和老教材的交替會有一定的過渡時間。因此,在一段時間內,遵循教材的課堂教學內容會是相對固定的。高校教師應該在實際的教學中,憑借自己掌握的綠色化學知識對教材內容進行適當補充,讓學生的綠色化學方面的意識在相對比較完整的鏈條上進行延續(xù)。
(四) 將綠色化學的理念融入到化學實驗中在高?;瘜W的教學中,實驗可以加深學生對教材中比較抽象的概念的理解,同時還能夠對化學知識進行鞏固,然而,最重要的是強化學生提出問題、分析問題以及解決問題的能力。實驗能夠有助于強化學生的實驗技能,還能夠培養(yǎng)學生認真以及嚴謹?shù)膽B(tài)度。通過化學實驗的相關教學能夠有效實現(xiàn)綠色化學。不管是溶劑、試劑或者催化劑,在實際的實驗過程中都需要先考慮使用無毒無害的環(huán)保材料,在進行試驗之前的準備階段,應該充分考慮相關的代替品或者防止使用有害有毒的材料。除此之外,在設計實驗時,應實現(xiàn)試劑的完全反應,有效避免不完全反應以及燃燒等效率比較低的化學過程。
篇3
在高?;瘜W教學中,綠色與可持續(xù)性教育非常重要,并且逐漸成為化學教學教師的共識。本文指出了當前高校化學教學存在的問題及特點,并且深入剖析了綠色與可持續(xù)性化學教育的滲透和具體滲透措施,并將學科知識轉變?yōu)閷嵺`能力,創(chuàng)新化學人才培養(yǎng)模式。
關鍵詞:
綠色;可繼續(xù)性;高?;瘜W
0引言
高?;瘜W教學過程中,綠色與可持續(xù)性教育能夠培養(yǎng)學生的環(huán)保綠色能力以及可持續(xù)發(fā)展能力,并且善于發(fā)現(xiàn)有價值的新方法、新事物以及新知識,掌握基本規(guī)律,具備相應能力。其次,化學在當前的社會發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用,當然,化學對環(huán)境的影響也備受矚目,如何正確應用綠色化學已是當前重要的化學教學組成部分。
1當前高?;瘜W教學存在的問題及特點
1.1高校化學教學存在的問題
縱觀如今高校的化學教學,均普遍存在以下幾方面的問題:缺乏創(chuàng)造性、重結果輕過程、重智輕能等,盡管倡導學生積極獲取知識,但是實際教學過程中依舊難以擺脫教師為中心的現(xiàn)象?;瘜W教師不僅僅決定學生的學習,還對存在差異的學生盲目用統(tǒng)一標準評價,不利于發(fā)揮學生的主動性,也有悖于素質教育的要求。
1.2高校化學教學特點
一般而言,高?;瘜W的主要研究對象包括有機物和無機物的變化規(guī)律、性質、結構、組成,并且在高校的自然科學領域中有極其重要的地位?;瘜W和人們的日常生活息息相關,比如科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生以及衣食住行等領域均發(fā)揮著重要作用,所以,高?;瘜W教學需要重視物質結構,并且將“化學與生命”、“化學與材料”以及“化學與生活”等[1]內容有機滲透到教學過程中,并且摒棄傳統(tǒng)“純化學”模式,促使不同層次的學生主動的融入到實踐學習中,并且在積累知識的同時能夠鍛煉技能和方法,為終身教育奠定良好的基礎。化學的本質在于實踐性和真實性,學生在學習過程中利用自身的體驗與感悟,內化價值感和情感態(tài)度,尊重和理解化學的本質,全面提高學生的科學素質。
2綠色與可持續(xù)性化學教育的滲透措施
(1)實現(xiàn)環(huán)保課程模塊的構建。
傳統(tǒng)化學教育中極少會涉及到生態(tài)環(huán)境的保護及資源開發(fā)的效率,因此,學校改革人才培養(yǎng)方案時,需要著重實現(xiàn)環(huán)保課程模塊的構建,并且將其作為工程專業(yè)的選修課,培養(yǎng)學生“綠色環(huán)保”理念[2]。
(2)優(yōu)化課程體系。
利用新型的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術融入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術的創(chuàng)新和改造,實現(xiàn)緩解和改善社會發(fā)展過程中經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的矛盾。因此,學校應當縮減高污染和高能耗的傳統(tǒng)專業(yè)課程,并且重視清潔生產(chǎn)工藝及最新生產(chǎn)技術的課程等,為實現(xiàn)經(jīng)濟綠色發(fā)展奠定人才基礎。在有機反應中絕大多數(shù)物質反應均在官能團上,有機物“成鍵”和“斷鍵”規(guī)律至關重要,例如氫氣和烯烴反應,其本質便是烯烴官能團中碳碳雙鍵共價鍵破壞后各加一個氫原子。通過此原理,以此類推,便能夠方便快捷的了解氫氣和烯烴的加成反應方程式。當然,如果根據(jù)烯烴加成后反應后產(chǎn)物推出原碳碳雙鍵可能位置則更好。
(3)更新教學內容。
為了提高學生的社會責任感及環(huán)保意識,學校應將綠色環(huán)保內容有機融入當前教學內容中,并且在實際教學過程中,整合生產(chǎn)技術和生產(chǎn)工藝對生態(tài)環(huán)境影響的案例,并且統(tǒng)籌分析關于化學專業(yè)的法律法規(guī)。例如制備ZnO納米材料[3],列舉影響納米粉顆粒的條件:攪拌速度、滴加速度、滴加順序、反應溫度以及反應物濃度等,選擇其中的一項或幾項,將其設置為可控制變量,利用實驗對其予以實驗分析,通過固體漫反射光譜及激光粒度測定等方法探析制備ZnO納米材料的最佳條件,繼而培養(yǎng)高效學生的化學研究思維。
(4)創(chuàng)新實踐教學。
與企業(yè)深度合作,將“環(huán)保綠色”理念滲透到實踐教學過程中。學習專業(yè)化學前,學校應安排為期一周的“環(huán)保知行周”,促使學生明確關于生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術對環(huán)境造成的影響,企業(yè)實習過程中,應當加設環(huán)境保護的實踐內容,畢業(yè)設計工程中,學校應當對學生開放工程學院的實驗室,讓學生更加深入了解化學專業(yè)有關的污染治理措施以及環(huán)境工程設計等方面的知識。
(5)促使“產(chǎn)學研”合作。
為促進環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展,學校應整合電氣、機械、材料、化工以及環(huán)境等學科的科研團隊,并且提高“產(chǎn)學研”的合作力度,為環(huán)保企業(yè)主動服務,秉承“綠色環(huán)保”理念,探索出具有綠色化學教育的創(chuàng)新模式。
(6)立足于生活實際。
化學原理教學應當立足于生活實際,并且緊密圍繞生活現(xiàn)象進行解釋,在實際教學過程中,可以創(chuàng)設生活情境,旨在學生可以簡單理解并且利用,減弱知識的系統(tǒng)性,降低學習難度,擴寬學習廣度,促使學生能夠在有限的時間內獲取有價值的化學信息。目前,化學在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、新材料制作、藥物合成以及環(huán)境污染治理中起著重要作用,所以化學專業(yè)教學時要結合生活實習,引導學生的學習興趣,正確分析有爭議的生活現(xiàn)象,比如“蘇丹紅”事件,教師介紹食品添加劑過程中不僅要說明其如何提高食物的色香味,更要分析其化學性質和成分,讓學生用辯證的思想了解化學品并且合理利用,最后通過化學方法將其予以改良。例如從洗衣粉中引出問題:什么是“酶”?有什么作用?隨后將學生分成小組,小組間進行實驗探討。用1/2/3標明3支試管,并且滴入2mlH2O2溶液,試管1為對照組,試管2/3分別置入火柴及豬肝小塊。實驗現(xiàn)象:試管1無現(xiàn)象,試管2少量氣泡,試管3大量氣泡。教師詢問:氣泡中含有氣體?如何鑒定?小組間討論后給出實驗方案,試管加蓋,收集一定氣體后置入快熄滅的火柴。結果:快熄滅的火柴會重新燃起,化學反應式如下:2H2O2=O2+2H2O討論:火柴和豬肝均具有催化作用,且豬肝催化作用高于火柴。豬肝的催化物質稱為過氧化氫。
3總結
綜上所述,綠色化學是當今時展的主流,更是消除污染、保護生態(tài)環(huán)境重要途徑,高校化學教學中,要重視創(chuàng)新的教學形式和表現(xiàn)方法,重視學生個體,促使綠色與可持續(xù)化學的教學質量。
作者:王桂林 單位:運城學院物理與電子工程系
參考文獻:
[1]周靜,王玨.綠色與可持續(xù)性化學教育在高?;瘜W教學中的滲透[J].黔南民族師范學院學報,2014,34(01):69-73.
篇4
關鍵詞:綠色化學;有機化學;有機化學實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)13-0049-03
我校是少數(shù)民族高等院校,絕大部分學生來自于偏遠少數(shù)民族地區(qū),為少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟、文化、教育、科技的可持續(xù)性發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀人才是學校的光榮使命。進入21世紀后,高等教育的培養(yǎng)目標已不再是單純的專業(yè)技術人才,而是要有高度的社會責任感、優(yōu)秀的專業(yè)技術素質、較高的環(huán)境意識、能把問題放在社會環(huán)境中綜合考慮的高素質人才?!队袡C化學》和《有機化學實驗》是我校化學與材料科學學院、生科院和藥學院三個學院多個本科專業(yè)的基礎必修課,其重要性毋庸置疑。有機化學理論知識的系統(tǒng)掌握和有機實驗技能的提高將為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定基礎,綠色化學教育作為有機化學的一項重要的研究內容,應該體現(xiàn)在它的教學內容和課程體系改革中。用綠色化模式對傳統(tǒng)有機化學教學進行改革,在教學中滲透綠色化學思想既能提高有機化學教學效果,也有利于激發(fā)學生的學習興趣培養(yǎng)其創(chuàng)造力,增強他們的環(huán)保意識,使他們畢業(yè)后能更好地為民族地區(qū)的發(fā)展服務。我們有機教研室近年來承擔了本校三院多個專業(yè)的所有有機化學及實驗的教學工作,在教學實踐中結合學生自身特點和各個專業(yè)需要,對傳統(tǒng)有機化學進行綠色化模式的改革,取得了良好的教學效果。
一、有機理論教學內容綠色化模式的探討
把綠色化學的理念貫穿于有機化學教學中,教學內容體現(xiàn)了綠色化學的新內容和新成果。教師在理論教學和實驗教學等方面,讓學生了解綠色化學,樹立起綠色意識。有機化學的教學要盡可能地反映時展的特色,進入21世紀后為保護人類生存環(huán)境的需要,綠色化學技術已成為當前有機化學的熱點和前沿之一,其研究內容涉及再生的原料、溶劑、催化劑、試劑、設計安全的化學品及綠色合成方法等,因此在有機化學理論教學過程中有必要結合講授內容適時地增加環(huán)境保護、綠色化學方面的知識以適應新世紀的要求。針對近年來基礎有機化學教學學時縮短的背景(如我校化學專業(yè)有機化學從108學時縮短至96學時,有機實驗從72學時縮短至60學時),在有機化學理論課的教學中全方位多視角地講授綠色化學已不太現(xiàn)實,我們的策略是在滿足有機化學教學的基本前提下,將綠色化學的內容有機地融入到傳統(tǒng)的教學內容中,涉及綠色化學方面知識及時地進行適當?shù)闹R更新和思維的拓展,教學時間比較靈活,多則5~8分鐘,少則2分鐘,不會對原本緊張的教學時間造成沖擊,還能使課程內容豐富具有活力[1]。我校化學專業(yè)有機化學所用教材是胡宏紋院士編寫的《有機化學》(第三版),我們在講到鹵代烷時會引出制冷劑氟里昂在光照條件下會破壞大氣層中的臭氧平衡的實例,如果失去臭氧層的保護,照射到地面的太陽光紫外線增強,其中波長為240~329納米的紫外線對生物細胞具有很強的殺傷作用,對生物圈中的生態(tài)系統(tǒng)和各種生物,包括人類,都會產(chǎn)生不利的影響,因此生成綠色環(huán)保的制冷劑是勢在必行的。在講解Diels-Alder反應的特點時,讓學生了解到該反應不僅產(chǎn)率高,而且其原子利用率達到了100%,無廢棄物生成,符合綠色化學的要求是合成環(huán)狀化合物的重要方法之一,進一步引申除了D-A等加成反應外,重排反應的原子利用率也能達到了100%,另外取代反應、消除反應也是符合原子經(jīng)濟性原則的有機反應。在芳烴的講授中我們會告誡學生汽車的尾氣及香煙燃燒的煙霧中都含有致癌作用的稠環(huán)芳烴苯并芘,含多鹵代芳烴的農(nóng)藥,除草劑在自然環(huán)境中難降解,毒性大,長期使用會對環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生不可逆轉的影響,倡導學生選擇綠色生活方式,樹立綠色環(huán)境意識,做到人與自然和諧共處。由于綠色化學的內容包含化學及其相關學科先進的思想理念和新穎的科技成果,教師通過這種在恰當?shù)闹R點中滲透綠色化學的模式,有利于調動學生學習有機化學的興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。
二、有機實驗綠色化模式的探討
有機化學實驗教學對學生科學思維、動手能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)起著重要作用,但大部分有機實驗都會產(chǎn)生污染,這些污染主要是實驗過程中產(chǎn)生的一些有臭味有毒或有腐蝕性的副產(chǎn)物、反應中需要使用的部分有毒的試劑和溶劑、反應結束后對產(chǎn)物進行后處理時產(chǎn)生的污染物等。對這些污染物處理不當,常常會使有機實驗室甚至整層樓中充滿了有刺激性氣味的有毒性氣體,毒害師生的健康,污染環(huán)境,這就要求教師在實驗教學中既要科學、直觀地展示實驗所要達到的目的,又要盡量減少實驗過程中有毒試劑的用量,提高試劑的利用效率,減少對環(huán)境的污染[2,3]。針對這些問題,筆者所在教學團隊在結合本校實際情況對有機實驗的綠色化模式進行了一些有益的探索和實踐,取得了良好的效果,現(xiàn)將這些探索和實踐總結如下。
1.有機實驗教材建設綠色化。有機實驗要體現(xiàn)基礎與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機結合;改造傳統(tǒng)的實驗教學內容和實驗技術方法,加強綜合性、設計性與創(chuàng)新性實驗,為了使學生在接受部分綠色化學理論的同時掌握綠色化學實驗操作技能,培養(yǎng)綠色化學情感,2010年羅冬冬老師主編的《有機化學實驗》化學工業(yè)出版社正式出版并選做為我校三個學院多個專業(yè)的實驗教材。教材自始至終貫穿著綠色化學的理念,精心選擇實驗內容,優(yōu)選實驗項目,刪去部分對師生健康影響大、對環(huán)境毒害大、對有機實驗基本操作訓練作用較小的制備實驗,對一些污染大的合成制備實驗選擇以水或離子性溶液等可重復再生型的溶劑進行制備,引入微波輔助加熱等新技術或新的合成路線,教材采用微量及半微量實驗,新型的微量及半微量實驗試劑的用量比傳統(tǒng)的有機實驗的試劑用量減半甚至更多,這樣在保障實驗教學效果的前提下,不僅可以節(jié)約實驗用的試劑、降低實驗經(jīng)費、縮短實驗所需的反應時間,還減少了污染物質的排放,更加降低了治理污染的難度。實驗內容豐富且綠色化,實驗內容不僅包含傳統(tǒng)的有機合成實驗,也有部分天然產(chǎn)物的提取和分離實驗[4]。
2.實驗規(guī)劃綠色化。我們在學生單人單組進行有機實驗,保證實驗教學質量的基礎上,對有機實驗整體規(guī)劃,在積極開展微量或半微量實驗教學的同時,合理規(guī)劃有機實驗順序,盡量做到從簡單合成向系列化多步合成過渡,使合成產(chǎn)物循環(huán)使用,實現(xiàn)零排放。例如我們在第一學期的合成實驗中合成的苯甲酸乙酯經(jīng)無水處理后可以作為原料用于下學期的三苯基甲醇的合成實驗中,高年級學生合成的產(chǎn)物乙酰苯胺可以作為低年級學生練習重結晶操作的原料,正溴丁烷作為烷基化試劑用于化學綜合實驗中。
3.實驗過程綠色化。反應條件如反應溫度、試劑、溶劑或某些反應中帶水劑的選擇是實驗過程是否達到綠色化的關鍵之一。如在正溴丁烷的合成實驗中回流時溫度過高會使正丁醇炭化,正溴丁烷產(chǎn)率降低,還會增加污染環(huán)境的酸性尾氣二氧化硫,單質溴和溴化氫的生成,需要學生通過調節(jié)電壓控制回流速度以1~2滴/秒,以避免產(chǎn)生大量酸性尾氣;反應結束后還要冷卻5~10分鐘后才能關掉冷凝水管拆去尾氣吸收裝置。在國內大多數(shù)有機實驗教材中環(huán)己酮的制備是通過重鉻酸鉀的硫酸溶液氧化環(huán)己醇而得,這種方法中硫酸用量較大,生成的鉻離子污染環(huán)境,后處理煩瑣,蘇州大學郭曉稚等報道了用綠色氧化劑H2O2代替鉻酸制備環(huán)己酮的方法[5];苯甲酸乙酯的合成中使用的帶水劑是苯,由于苯的毒性較大,有文獻[6]報道了其合成的改進方法用環(huán)己烷代替致癌帶水劑苯,可以采用對比實驗教學法分別用鉻酸、苯等傳統(tǒng)氧化劑、帶水劑和H2O2、環(huán)己烷等綠色試劑來合成環(huán)己酮和苯甲酸乙酯,使學生在實驗過程中能直觀感受到這些方法的本質區(qū)別,通過相互交流,加強對綠色化學理念的理解。實驗過程綠色化的另一個重要方面是對實驗廢棄物的妥善處理,有機化學實驗中的廢棄物主要是實驗過程中產(chǎn)生的一些有臭味有毒或有腐蝕性的副產(chǎn)物、反應結束后對產(chǎn)物進行后處理時產(chǎn)生的污染物等,我們的方法是學生能自己處理的廢棄物就讓其自行處理后排放,不能自己處理的就收集與表明成分的廢液桶中集中處理,如在正溴丁烷的制備中吸收尾氣的氫氧化鈉溶液就可以中和洗滌正溴丁烷中雜質的濃硫酸。有機溶劑如苯、乙醚、乙醇等則分別回收到指定容器中,經(jīng)重新蒸餾純化后可重新使用,這樣既可以培養(yǎng)學生綠色化學思想,還可以節(jié)約資源,減少化學品的排放。
綠色化學的基本思想是利用一系列原理來降低或消除化工產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)及應用中有害物質的使用和產(chǎn)生的科學。綠色化學理念體現(xiàn)了現(xiàn)代化學理論與社會的相互聯(lián)系,從綠色化學的角度審視傳統(tǒng)的有機理論和實驗教學,給基礎有機化學教學改革,更新教師的知識結構來提高有機化學教學效果提供了切入點。我們要用節(jié)約能源和防治污染的觀點去重新審視和改革傳統(tǒng)的有機化學理論和實驗教學,把綠色化學和原子經(jīng)濟反應的理念引入到有機化學理論和實驗教學中,改變傳統(tǒng)的教學和實踐脫節(jié)的困境,培養(yǎng)學生愛護資源保護環(huán)境的意識,最終從源頭上解決環(huán)境與生態(tài)的困境,可以達到提高有機化學理論和實驗教學的質量的目的,為經(jīng)濟相對落后的民族地區(qū)輸送德才兼?zhèn)涞母咚刭|人才,為少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展做貢獻。
參考文獻:
[1]李汝雄,王建基,胡應喜.化學的綠色化[J].化工高等教育,2002,(4):37-39.
[2]王敏,宋志國,王秀麗,等.綠色化學理念與實驗[M].北京:化學工業(yè)出版社,2010:4.
[3]任玉杰.綠色有機化學實驗[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007:4.
[4]羅冬冬.有機化學實驗[M].北京:化學工業(yè)出版社,2011:11.
[5]郭曉稚,陸新華,姜文清,等.環(huán)己酮合成實驗的改進[J].大學化學,2011,26(6):60-63.
[6]汪云松,李霽良,何嚴萍,等.合成苯甲酸乙酯的改進方法[J].大學化學,2010,25(2):36-38.
篇5
【關鍵詞】有機化學實驗 綠色化 教學 工科高校
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889(2015)02C-0147-02
保護環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為全社會的共識,環(huán)境保護需要綠色化學,綠色化學成為了當今化學與化工領域的熱點和重要科技前沿。人們提出了綠色化學的“5R”原則:Reduction,減量,即減少“三廢”排放;Reuse,重復利用,諸如化學工業(yè)過程中的催化劑、載體等;Recycling,可實現(xiàn)“省資源、減成本”的要求;Regeneration,即變廢為寶、節(jié)省資源、減少污染的有效途徑;Rejection,即對一些無法替代,又無法回收,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學過程中使用。
培養(yǎng)和造就具有綠色化學思想觀念,并掌握綠色化學理論、方法、技術的具有創(chuàng)新精神和實踐能力的新一代大學生,應成為高校人才培養(yǎng)的目標,綠色化學教育已經(jīng)受到有關高校的重視。有機化學實驗是高校化學、化工、制藥等專業(yè)的基礎課程,是學生驗證理論、提高技能、鍛煉科研能力的重要途徑,但有機化學實驗會產(chǎn)生三廢,對環(huán)境造成危害,還會損害師生的健康。以下對工科高校有機化學實驗綠色化教學進行了探究。
一、教學內容
首先合理選擇實驗內容,然后重排實驗順序,達到了培養(yǎng)學生相應實驗技能的目的,更彰顯了綠色化學的思想理念。例如把“從茶葉中提取咖啡因”等綠色化實驗引入到教學中。其次設計新的合成路線,改變原料、溶劑、試劑、催化劑等,從源頭上實現(xiàn)綠色化。例如“合成己二酸”實驗,傳統(tǒng)方法中使用濃HNO3作氧化劑會產(chǎn)生有毒的氮的氧化物氣體,用KMnO4作為氧化劑會產(chǎn)生MnO2沉淀,影響反應收率,后處理繁瑣,而且兩個反應劇烈難控制。我們采用環(huán)己烯為底物,以過氧化氫為氧化劑,磷鎢雜多酸為催化劑,反應條件溫和,沒有有毒氣體的排放,催化劑可回收,后處理簡單,產(chǎn)率也有所提高。再次,對有些危害較小的反應,對裝置等進行了改進,例如在1-溴丁烷的制備中會產(chǎn)生溴化氫,易揮發(fā),可用水吸收或用氣袋封口。
二、教學模式
(一)半微量和微量實驗
學校根據(jù)現(xiàn)有條件將部分實驗改為半微量和微量實驗,因為有機試劑儲存存在安全隱患,還存在試劑揮發(fā)而引起的環(huán)境污染和資金浪費等問題。對此,我們在保證實驗教學效果的基礎上,使藥品用量由常量向微量發(fā)展。不但達到了實驗教學的目的,更節(jié)省了時間和實驗藥品,使學生的實驗技能提高,同時減少了試劑的損失和污染物的排放,培養(yǎng)了學生嚴謹認真的作風,使學生理解少量、半微量實驗的意義,逐步樹立綠色化學和環(huán)保意識。
(二)輔助教學手段
傳統(tǒng)的實驗教學方式使得學生在實驗時并不能主動地深入思考,限制了課堂活動范圍,所以應增設輔助實驗教學手段,并加大老師與學生們的互動環(huán)節(jié),激發(fā)學習動力。因此,對于毒性大、反應條件苛刻、反應時間長的實驗,尤其是特殊的反應,如低壓催化氫化反應、高溫高壓實驗、無水無氧反應等,可用多媒體教學或者觀看教學影像等輔助手段來代替,既讓學生學到了知識,又符合綠色化的要求。
(三)設計連續(xù)性實驗、綜合性實驗和課外化學創(chuàng)新實驗
首先,設計連續(xù)性實驗和綜合性實驗。 現(xiàn)行有機化學實驗課程的設置缺乏“綠色化”的原則,是“孤立型”實驗,缺乏連貫性。鑒于此,我校較為合理地調整了實驗項目和實驗順序,盡量使用具有綠色化學理念的實驗項目。例如把溴乙烷的制備與2-甲基-2-丁醇及乙苯的制備聯(lián)系起來,用制得的溴乙烷制備2-甲基-2-丁醇和乙苯。這種方法既可以使學生對每一個實驗都能認真操作,培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,養(yǎng)成學生節(jié)約的良好習慣,更重要的是體現(xiàn)了綠色化學教育的思想。
其次,開展課外化學創(chuàng)新實驗。老師應注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,嚴格要求學生認真查閱相關資料,對實驗藥品的物理常數(shù)、毒性、污染機理、污染物的防治等多加了解,并設計出合理的實驗方案,然后組織學生討論,老師審查方案的合理性。
三、教學思維
首先,要求教師自身有綠色化思想,有環(huán)保意識,有責任意識,了解各種廢棄物排放的標準,能夠對實驗室排放的廢水、廢氣、廢渣進行控制和治理。
其次,提倡綠色化學教學,在實驗教學中貫徹綠色化教學思想。不僅要讓學生知道物質的性質和化學反應方程式這些基本的化學知識,還要讓他們知道這些物質在本質上對環(huán)境有何影響,如何正確防止危害,如何減少廢棄物的排放和有毒物質的生成,(下轉第162頁)(上接第147頁)甚至如何提高原子使用率。
四、“三廢”規(guī)章制度
首先,對廢氣、廢渣、使用過的溶劑等分類進行回收。實驗室廢氣,可用帶有廢氣處理的通風櫥處理,或用水或堿液等進行吸收。溶劑的用量必須保證回收利用率,個別不能循環(huán)利用的要進行收集并做集中處理。用量較大的溶劑可采取純化處理后回收再利用。例如,“從茶葉中提取咖啡因”需要用到很多工業(yè)酒精做溶劑,應該考慮工業(yè)酒精重復再利用, 同時回收的酒精下一批次實驗能繼續(xù)使用,以好的產(chǎn)品和酒精的回收率作為此實驗的評分標準。固體原料一律回收??梢曰厥绽玫墓腆w要進行回收,如柱色譜實驗中的氧化鋁,用后洗凈回收,活化后再用。不能進行綜合利用的固體產(chǎn)物要先回收再進行無毒化處理,倒入指定地點;有毒廢渣要放入廢物瓶中,與水泥混合,固化以后深埋于指定地下。
其次,在實驗班級中建立流動值日小組,負責當次的衛(wèi)生值日,還要利用課余時間對回收的廢液、廢渣進行處理,處理的方法、步驟、效果作為實驗考核平時成績的一部分。不但處理了“三廢”,也增強了學生的環(huán)保意識和責任心。
由此可見,綠色化學是一種具有實用價值的創(chuàng)造性思想,是有機化學科學基礎內容的改革和更新。通過對工科高校有機化學實驗綠色化教學改革的嘗試,綜合教學形式、內容、管理和規(guī)章制度等的探索,提高了學生的實驗操作技能,同時使實驗過程更加綠色化。我們從一點一滴入手,不斷探究綠色化的教學模式、教學方法、教學內容,強化綠色化教育和環(huán)保意識,從根本上杜絕污染源,逐步實現(xiàn)高校有機化學實驗教學的綠色化。
【參考文獻】
[1]閔恩澤, 曹軍.綠色化學的進展[J].化學通報,1999(1)
[2]沈玲.有機化學實驗綠色化的探究[J]. 滁州學院學報,2007,9(6)
[3]寧靜恒,李和平.有機化學實驗綠色化教學模式改革的初步研究[J].廣東化工,2009,36(6)
篇6
關鍵詞:無機化學;能力培養(yǎng);科學探究;教學改革
無機化學是化學專業(yè)學生入學的第一門專業(yè)主干課。作為化學學科的基礎和母體,它是培養(yǎng)化學人才必不可少的素質教育課程。無機化學具有內容豐富、知識面寬廣、與其它基礎學科聯(lián)系密切等特點,在專業(yè)中起著承前啟后的作用。近年來,我們以精品課程建設為目標,探索了以科學探究能力培養(yǎng)為主的無機化學課程改革,提出了八條提高無機化學教學質量和人才培養(yǎng)的措施,并應用到教學實踐之中,收到了明顯的成效。
一、革新教學理念,科學定位教學目標
先進的教學理念是達到教學目標的關鍵要素。無機化學課程必須不斷革新教學理念,堅持“以提高學生綜合能力為本位,以培養(yǎng)學生科學探究能力為主體,以教學質量為中心,以應用為目的,以‘必須、夠用’為準則,以教學內容、課程體系、教學方法的改革為重點,強化學生思維能力、實踐能力、自學能力、科研能力的培養(yǎng)。實施“厚基礎、寬口徑、適應廣、能力強、素質高”為基本內容的人才培養(yǎng)模式,將課程教學的本質定位為師生合作互動,科學探究,共同發(fā)展。目前我們的無機化學課程教學中已經(jīng)打破“向學生傳授知識”這一傳統(tǒng)觀念的束縛,體現(xiàn)了STS(Science-Technology-Society)教育理念,即無機化學就是要研究科學、技術、社會三者之間的相互關系,研究科學技術服務于社會生產(chǎn)、生活的科學教育理念。
二、精選教學內容,滿足學生能力培養(yǎng)的需求
我校無機化學教學一直使用由北京師范大學、華中師范大學、南京師范大學合編的面向二十一世紀系列教材《無機化學》(上、下冊),目前為第四版。針對該教材對每一理論的發(fā)展過程敘述太多,對“精”體現(xiàn)不夠,且章節(jié)內容的順序安排上有跳躍性,導致學生不易抓住本學科知識的主線的情況,我們反復鉆研教材,對教材內容、基本框架、編排順序、互相銜接、各知識點的網(wǎng)絡關系等進行了整理。依照教材應具有科學性、合理性的要求,從30章教學內容中精選出24章,先將零散的知識有機地串聯(lián)成不同的線條,再將線條相互結網(wǎng)形成若干知識面,最后將知識面延伸成無機化學原理的整體。
通過精選、整合教材內容,教師能夠較好地將各知識點串結在一定的線條上,提綱挈領地推進知識層次,全方位、多角度地引到學生理解無機化學基本原理的本質及內在聯(lián)系。學生在學的過程中,可以在識記的基礎上抓住要領,深化認識,深刻理解學科內容,提高思維的廣闊性、全面性、深刻性,最終實現(xiàn)綜合能力的全面提升。
三、改革教學方式,培養(yǎng)學生的科學探究能力
為了充分激發(fā)學生的學習熱情,培養(yǎng)學生科學探究的能力,我們不斷探索課程教學方式,包括啟發(fā)式、參與式、互動式和案例教學法,使學生置身于實踐研究和理論思考的環(huán)境中,為學生提供了分析問題、解決問題的空間,收到了良好的教學效果。課堂教學中,我們特別注意給學生更多的參與機會,以學生為中心,調動學生學習積極性。例如:對于容易理解的內容,僅提出問題或提綱,組織學生討論和交流,盡量讓每個學生都有機會發(fā)表自己的見解。學生在討論和交流中互相啟發(fā)、互相學習,有利于集思廣益、激發(fā)學習的動機。在提高了學生語言表達能力的同時,其思維能力、分析問題和解決問題的能力也不斷提升。
無機化學關于物質組成、結構、性質、用途、能量的內容及化學在解決人類所面臨的人口、健康、能源、環(huán)境、資源等危機方面的重要性和能動性,也為學生進行科學探究提供了課題。結合這一特點,我們從課程教學內容的實際出發(fā),為培養(yǎng)學生的科學探究能力,大力加強探究式教學。緊緊圍繞知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀,從學生已有的知識經(jīng)驗中銜接和認知結構上伸延,充分發(fā)揮學生學習的主體性,激發(fā)學生主動參與教學,轉被動的學習方式為科學的探究性學習方式。這不僅有利于學生學習方式及認知方式的轉變,還有利于培養(yǎng)研究型的化學人才。同時,這種教學方式還給學生提供了一個教育教學的新理念和與時俱進的空間和平臺,對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力和可持續(xù)的職業(yè)發(fā)展素養(yǎng)具有不可替代的作用。
四、開展綠色化學,培養(yǎng)學生正確的科學態(tài)度
無機化學實驗是化學專業(yè)的第一門主干專業(yè)基礎實驗課程,每一位無機化學學習者都將從無機化學實驗中獲取知識、技能、方法。它是學習后繼化學專業(yè)課程和日后進行科學探究活動的基礎和保證。而綠色化學是最高層次的化學,傳統(tǒng)化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。在無機化學的教學中滲透綠色化學的內容,把綠色化學的思想貫穿在整個無機化學的教學過程中,培養(yǎng)了學生強烈的環(huán)保意識。課改中,我們把現(xiàn)實生動的綠色化學的范例引進實驗教學課堂,將范例所涉及的知識點,自然生動地滲透到實驗教學之中。實踐證明,綠色化學實驗方法在訓練學生動手能力,激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維和樹立環(huán)保意識等方面具有獨特的地位與功效。
五、開發(fā)和利用擴展性課程資源,擴大學生的知識視野
大學教學不應該視教學大綱為金科玉律,當教科書作為唯一的課程資源。大學教學也不能僅僅依據(jù)教材的知識系統(tǒng)描述內容目標,卻忽視對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。在教學中,如果缺乏對學生識別、開發(fā)和運用課本外、學校外課程資源的意識及能力的培訓,不能及時挖掘這些資源、不能對它們進行篩選、轉化和有效利用,也會造成許許多多有價值的課程資源的閑置和浪費。因此,在無機化學的教學第一堂課上,我們明確提出,教材只是教學過程的主要參考資料,不是唯一的教學用書,大量的無機化學知識需要課外補充。結合專業(yè)特點,我們向學生介紹一些無機化學的優(yōu)秀參考書,介紹一些國內外著名的無機化學學術刊物,指導學生從這些教學資源獲取學科研究的最新成果,幫助學生及時了解化學學科的發(fā)展動態(tài)及發(fā)展前沿,這樣既提高了學生對化學學科的認識,增強了學習興趣,又擴大了學生的知識視野,啟迪了學生的創(chuàng)新思維。
六、加強學習指導,培養(yǎng)學生自主學習能力
無機化學內容繁雜,體系龐大,學生常常感到抓不住要領,因而不能正確運用基本理論解決問題。做習題時也往往習慣于套用公式而不能真正地理解的基本概念,常常容易出現(xiàn)模糊的概念和錯誤。為了幫助學生深刻理解無機化學課程的重點內容,牢固掌握無機化學的基礎知識和基本原理,逐步掌握科學的學習方法和獨立獲取知識的能力。我們根據(jù)教學大綱的要求,本著既傳授知識又開發(fā)智能,既統(tǒng)一要求又發(fā)展個性的原則,在總結多年教學工作經(jīng)驗的基礎上,參考多種相關教材編寫了《無機化學學習指導》一書,并于2007年由蘭州大學出版社出版發(fā)行。
《無機化學學習指導》一書首先明確提出每一章的學習目的、學習重點和學習難點,告訴學生每章學習要達到的目標和解決的重點問題。然后對各章的基本概念、基本理論、基本定律及主要內容進行簡明扼要的論述、歸納和總結,以達到知識點的系統(tǒng)化、條理化和理論化。通過小結,尋找規(guī)律,加強記憶。對于其中的難點和易混淆、易疏漏之處,給以恰如其分的說明。元素化學部分尤其注意對各元素及其化合物的轉化關系進行歸納,幫助學生抓住教材中最主要的、本質的內容,以達到消化和掌握每章內容,培養(yǎng)和提高學生分析問題、歸納問題能力的目的。為了培養(yǎng)學生正確的思維方法和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,我們通過例題解析的形式,幫助學生解疑答難,理解教材,以強化知識結構,掌握所學知識,熟練解題?!稛o機化學學習指導》通過同步練習的形式,幫助學生查漏補缺,自我檢查學習效果,起到激發(fā)學生學習興趣、提高學習質量的作用。
七、改革考試方式,重視能力評價,加強試題庫建設
考試的目的在于檢測學生的學習效果和掌握的技能。教學方法的改進,必然要引發(fā)考試方式的改革。傳統(tǒng)的課程考核方式是筆試,這種單一的考試形式容易導致學生死記硬背所學知識,因而學習被動,不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為解決這一問題,我們以能力評價為主,著眼于加強學生知識、素質和能力三個方面的培養(yǎng),創(chuàng)新考試方式。具體做法是:
一是加強試題庫建設。我們將多年來的無機化學考試題進行了集中整理,結合從外校收集的試題,建成了包含25套試題的無機化學試題庫,期末考試時從試題庫中抽取試題。
二是將平時成績、期中考試成績與期末考試成績相結合。三項成績在總評成績中所占比例,目前我們采用的是1E2E7。平時考核的形式多樣,除傳統(tǒng)形式的課堂作業(yè)外,結合課堂教學內容,教師引導學生撰寫課程結業(yè)小論文或綜述,為此學生必須走出課堂,自主查閱相關文獻資料,擬出實驗方案,并利用雙休或節(jié)假日時間進到實驗室反復實驗,最后按照正規(guī)格式撰寫出研究論文。多年來,我們一直堅持實行期中考試,不以一次考試定勝負。在實驗考核中,將預習報告成績、實驗報告成績、期末考試成績按2E3E5進行綜合評定。通過總評成績考評學生的課程學習情況,既是對學生學習過程的肯定,也是對學生學習效果給予合理評價,有利于培養(yǎng)學生良好的學習習慣和持之以恒的學習態(tài)度,對開發(fā)學生的學習潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新人才起到積極的作用。
八、參與教師科研課題,培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新能力
高等學校的教師不僅向學生傳授知識,教學過程還應包括培訓學生的科學探究能力,培養(yǎng)學生觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。為此,作為教師,在教學之余,我們積極進行科學研究活動,以嶄新的學術思想和知識教書育人,把反映本學科特點的新知識、新概念、新理論、新技術、教師的科學研究進展及成果引入教學活動,通過提高自身的科研水平帶動教學質量的進一步提高。將科研成果反映到教學中,能豐富和革新教學內容,促進教學改革。與此同時,還積極支持并帶動學生參與教師的科研課題,實行本科生導師制。每個教師具體指導5~6名學生,從學生入學開始有意識地培養(yǎng)學生從事科學研究的能力,激發(fā)學生進行科學研究的熱情,促進學生創(chuàng)新能力和科研能力的提高。
實踐證明,將學生的科學探究能力培養(yǎng)貫穿于課程教學之中,積極探索教學目標、教學內容、教學方法、教學手段、教學評價的改革,是提高無機化學課程教學質量的有效途徑。
參考文獻:
[1]北京師范大學,華中師范大學,南京師范大學,編.無機化學(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
篇7
[關鍵詞]原子;分子;中考化學;考查方式
[中圖分類號]G633.8[文獻標識碼]A[文章編號]16746058(2017)17006601
物質由分子、原子、離子三種微粒構成,分子又由原子構成,原子是化學變化中的最小粒子,即原子在化學變化中不可再分。中考關于分子、原子的命題千變萬化。本文將結合近年的中考真題分析分子、原子的考查方式,供學生參考。
一、以生活現(xiàn)象為載體
如今,越來越多的中考題取材于實際生活,讓學生真切地感受到生活中處處有化學,激發(fā)學生學習化學并且運用化學知識解決實際問題的熱情。學生要能夠根據(jù)題目中關于實際問題的表述,聯(lián)想所學的化學知識并解決問題。
【例1】(2016?長沙)用分子的知識解釋生活中的現(xiàn)象,其中合理的是()。
A.八月桂花飄香說明分子總是在不斷運動
B.水結成冰,是因為溫度降低,分子停止運動
C.酒精揮發(fā)說明酒精分子的體積增大
D.碳單質在不同條件下燃燒可生成一氧化碳,也可生成二氧化碳,說明同種分子化學性質不同
解析:八月桂花飄香是桂花花香中的分子不斷運動,使人聞到桂花花香,A項正確。分子總是處在不斷的運動中,溫度越高運動越快,溫度降低,運動減慢,但不會停止運動,B項錯誤。酒精揮發(fā)說明酒精分子間的間隔增大,而不是分子體積增大,C項錯誤。碳與氧氣的反應產(chǎn)物與氧氣的量有關,與碳的化學性質無關,D項錯誤。正確答案為A。
點評:掌握分子的基本性質是解決這道題的關鍵,學生在平時的學習中就要注意培養(yǎng)自己微觀和宏觀相互轉化的思想,嘗試運用所學的知識去解釋生活中的常見現(xiàn)象,這對化學學習效果的提高會有很大幫助。
二、以新科技成果為載體
以新科技成果為載體命題是中考化學的特點之一。此類題型新穎且具有時代性,主要考查學生知識遷移的能力,即要學生在各種關于“新技術”“新物質”的表述中,找出問題的本質,運用已掌握的知識進行解答。
【例2】(2015?安徽)“超臨界水”因具有許多優(yōu)良特性而被科學家追捧,它是指當溫度和壓強達到一定值時,水的液態(tài)和氣態(tài)完全交融在一起的液體,下列有關“超臨界水”的說法正確的是()。
A.它是混合物
B.它是一種不同于水的新物質
C.它的一個分子由四個氫原子和兩個氧原子構成
D.它的分子之間有間隔
解析:“超臨界水”雖然含有不同狀態(tài)的物質,但成分都是水,屬于純凈物,A項錯誤?!俺R界水”只是水的一種特殊狀態(tài),仍屬于水,B項錯誤。一個水分子由一個氧原子和兩個氫原子組成,C項錯誤?!俺R界水”和其他物質一樣,分子間有間隔,因而正確答案為D。
點評:解“新概念”“新物質”類題目時,學生要抓住問題的本質,牢扣基本概念進行解題。
三、以實驗為載體考查
以實驗為載體考查知識點也是中考化學的一大特點,不H考查學生對化學操作規(guī)范的掌握情況,還考查學生對知識的綜合應用能力以及創(chuàng)新能力。常常會有對學生熟悉的實驗裝置進行改進,使裝置更加環(huán)保或增加新的功能,這就要求學生要學會分析實驗裝置的方法。
【例3】(2015?永州)如圖,該實驗是對分子擴散實驗的創(chuàng)新裝置,下列敘述錯誤的是()。
A.該實驗創(chuàng)新設計符合綠色化學理念
B.該實驗可以用生石灰代替固體氫氧化鈉
D.實驗開始后,滴加濃氨水,片刻后可觀察到濕潤的酚酞濾紙會變紅色
D.固體氫氧化鈉與濃氨水發(fā)生了復分解反應而生成氨氣
解析:該實驗是對分子擴散實驗的創(chuàng)新,解題時首先要確定實驗目的,這樣才能確定分析方向。用氣球收集實驗氣體,更加環(huán)保,符合綠色化學理念,A項正確。生石灰與水反應會放出大量的熱量,且生成的Ca(OH)2不與氨氣反應,因此可以用生石灰代替固體氫氧化鈉,B項正確。氨水具有很強的揮發(fā)性,氨氣分子不斷運動,遇到濕潤的酚酞濾紙條生成堿性的氨水,使酚酞變紅,C項正確。氫氧化鈉和濃氨水不發(fā)生反應,D項錯誤。正確答案為D。
篇8
(一)觀
“觀”即觀察。前蘇聯(lián)著名生理學家巴浦洛夫在他的實驗室的墻壁上寫著六個發(fā)人深思的大字:觀察、觀察、觀察!瓦特由于敏銳的觀察看到“水蒸氣沖動壺蓋”而受到有益的啟發(fā)后,發(fā)明了蒸汽機,這些都說明了觀察的重要性。我們在化學實驗中,培養(yǎng)自己良好的觀察習慣和科學的觀察方法是學好化學的重要條件之一。那么怎樣去觀察實驗呢?首先應注意克服把觀察停留在好奇好玩的興趣中,要明確“觀察什么”、“為什么觀察”,在老師指導下有計劃、有目的地去觀察實驗現(xiàn)象。觀察一般應遵循“反應前──反應中——反應后”的順序進行,具體步驟是:(1)反應物的顏色、狀態(tài)、氣味;(2)反應條件;(3)反應過程中的各種現(xiàn)象;(4)反應生成物的顏色、狀態(tài)、氣味。最后對觀察到的各種現(xiàn)象在老師的引導下進行分析、判斷、綜合、概括,得出科學結論,形成準確的概念,達到理解、掌握知識的目的。例如緒言部分的第四個實驗,在試管中加熱堿式碳酸銅,觀察目的是堿式碳酸銅受熱變化后是否生成了新物質;觀察內容和方法是(1)反應前:堿式碳酸銅是綠色粉末狀固體;(2)反應中:條件是加熱,變化過程中的現(xiàn)象是綠色粉末逐漸變黑,試管壁逐漸有水霧形成,澄清石灰水逐漸變渾濁;(3)反應后:試管里的綠色粉末全部變黑,試管壁有水滴生成,澄清石灰水全部渾濁。經(jīng)分析得知堿式碳酸銅受熱后生成了新物質黑色氧化銅、水和二氧化碳。最后與前面三個實驗現(xiàn)象比較、概括出“變化時生成了其他物質,這種變化叫化學變化”的概念。
(二)動
“動”即積極動手實驗。這也是教學大綱明確規(guī)定的、同學們必須形成的一種能力。俗話說:“百聞不如一見,百看不如一驗”,親自動手實驗不僅能培養(yǎng)自己的動手能力,而且能加深我們對知識的認識、理解和鞏固,成倍提高學習效率。例如,實驗室制氧氣的原理和操作步驟,動手實驗比只憑看老師做和自己硬記要掌握得快且牢得多。因此,我們要在老師的安排下積極動手實驗,努力達到各次實驗的目的。
(三)記
“記”即記憶。與數(shù)學、物理相比較,“記憶”對化學顯得尤為重要,它是學化學的最基本方法,離開了“記憶”談其他就成為一句空話。這是由于:(l)化學本身有著獨特“語言系統(tǒng)”──化學用語。如:元素符號、化學式、化學方程式等,對這些化學用語的熟練掌握是化學入門的首要任務,而其中大多數(shù)必須記憶;(2)一些物質的性質、制取、用途等也必須記憶才能掌握它們的規(guī)律。怎樣去記呢?本人認為:(1)要“因材施記”,根據(jù)不同的學習內容,找出不同的記憶方法。概念、定律、性質等要認真聽老師講,仔細觀察老師演示實驗,在理解的基礎上進行記憶;元素符號、化合價和一些物質俗名及某些特性則要進行機械記憶(死記硬背);(2)不斷尋找適合自己特點的記憶方式,這樣才能花時少,效果好。
(四)“思”
“思”指勤于動腦,即多分析、思考。要善于從個別想到一般,從現(xiàn)象想到本質、從特殊想到規(guī)律,上課要動口、動手,主要是動腦,想“為什么”想“怎么辦”?碰到疑難,不可知難而退,要深鉆細研,直到豁然開朗;對似是而非的問題,不可朦朧而過,應深入思考,弄個水落石出。多想、深想、獨立想,就是會想,只有會想,才能想會了。
篇9
【關鍵詞】情境教學高中化學教學應用
引言
俗話說:"興趣是學生最好的老師。"心理研究表明,對一件事情的興趣感越高,對事物的學習能力就越好。為了激發(fā)學生學習化學的興趣,幫助學生掌握化學知識,在化學教學課程中加入情境教育必不可少,具體說來,就是教師根據(jù)相應的教學課程創(chuàng)設相應的教學情境,讓他們在情境中分析討論信息;而教師的作用,就是引導學生在情境中積極主動參與課程實質性的探究,以激發(fā)學生學習化學的興趣,拓展思維能力,從而提高課堂效率。
1.情境教學法在高中化學教學中的應用
高中化學教師考在課程教學中采用情境教學模式,在提高學生的學習能力的同時,培養(yǎng)學習興趣,使得教學的整體質量得到提升。
1.1創(chuàng)造科學合理的化學教學情境
在教學課堂中增加情境教學,是基于學生生活環(huán)境而創(chuàng)立的,所以其教學情境必須合理。通常情況下,教師是課堂的主導者,學生是教學的主體,基于學生的角度增加適當?shù)膶嵗?,是?chuàng)造科學合理教學情境的基礎。因此,教師通過適當引出生活中的事例用于課堂教學中,用科學的思路解決生活中的問題,以提高學生的學習興趣,達到提高學生的學習質量的效果[1]。
例如,在蘇教版高中化學中"金屬及其化合物"這一章時,某高中化學教師針對鈉的焰色反應加以引申至金屬的焰色反應,為了幫助學生理解焰色反應,對學生進行一段視頻播放,該視頻是學習舉辦運動會結束后的一段放煙花的視頻,由此情境,引發(fā)學生對煙火顏色進行思考?為什么煙火是五顏六色的?這些顏色是通過什么反應得來的?針對這些問題學生的學習興趣極高,認真查閱資料后,進行討論探究。這樣,在激發(fā)學生學習興趣的同時,加深對知識的掌握。
1.2用化學實驗創(chuàng)造教學情境
高中化學是一門操作性很強的課程,實驗課占了這門學科的主要部分,教學任務對學生操作能力要求很高。因此,在化學實驗中加入情境教學,對于化學理論課程的教學也是很有幫助的。通過化學實驗情境的創(chuàng)造,使教學活動能夠順利進行[2]。讓學生通過實驗課的探究引發(fā)學習化學的興趣,用典型的化學實驗幫助學生認識物質的本質和物質的發(fā)展規(guī)律,引導學生綜合運用化學知識,分析解決生活中實際化學問題。
例如,在蘇教版高中化學中"溶液中的離子反應"這一章時,針對這以章節(jié),某高中老師教導學生做電解飽和食鹽水這一試驗,在塑料杯中倒入飽和食鹽水半杯,將兩段硬銅線的一段各自去掉塑料外皮,露出4厘米左右的銅線,將兩端銅線插入鹽水中,作為電極,電極不能相碰,并把銅線接上6伏的電源的正負兩極,由于鹽水導電,會看見與電池負極相通的銅線上出現(xiàn)氣泡,與正極相連的銅線出現(xiàn)綠色,并在鹽水表面形成綠色的泡沫。實驗現(xiàn)象證明負極銅絲明顯溶解,這與學生的原有的認知發(fā)生沖突,學生的學習興趣一下子就高漲起來了。
1.3創(chuàng)設學生熟悉的生活情境
高中化學是一個強調實踐的學科,而實踐離不開生活,生活中的化學無處不在,培養(yǎng)高中化學興趣的一個有效的辦法就是將化學實踐與生活緊密結合,讓學生了解到生活就是化學的實踐課堂[3]。教師適時利用生活中的事情,選取合適的資源材料,合理引導學生的思維,通過學生熟悉的生活經(jīng)驗,創(chuàng)建合理的情境模式,在吸引學生興趣的同時,加強學生知識的理解。
例如,在蘇教版高中化學中"非金屬及其化合物"這一章里面"富集在海水中的元素-氯"這一小節(jié)時,某高中化學老師在講解氯氣的物理性質時,可以創(chuàng)造這樣的情境模式,每天早晨,同學們打開自來水準備刷牙,卻聞見一股刺激性的氣味。詢問學生們知道這是什么氣味嗎?氯氣是有毒的,為什么能夠使用其來進行自來水的殺毒?在學習完氯氣和堿反應后,針對次氯酸鈣,也就是漂白粉的講解。為了更好達到學習效果,該老師針對漂白粉設計一個小實驗,分別派兩組同學對球鞋進行刷洗,甲組
使用漂白粉,乙組使用漂白粉,分別對比甲乙兩組的實驗結果進行觀察,然后對其結果讓同學自行查找資料予以解釋,由于該實驗來源于生活,激發(fā)學生的潛在的好奇心理,使學生在解決問題的同時,學習到了化學課程中的知識。
2.結語
實例證明,情境教學法對高中化學的教課具有很大的優(yōu)勢,但是有兩點值得注意,第一,情境教學應該合理運用理論知識,問題難度不應太大沒否則容易打擊學生的積極性;第二,情境教學在課堂上很重要,但是理論知識也很重要,教師應該把握好情境教學的時間,否則很容易造成教學任務遲緩。情境教學法是優(yōu)于其他類型教學的一種方法,教師應該把握教學環(huán)境,使情境教學法在課堂上取得良好的效果。
參考文獻:
[1]齊艷麗.情境創(chuàng)設在高中化學教學中的實踐與思考[J].科技信息,2010,12(18):132-133.
篇10
正確的化學學習成就目標
日常生活經(jīng)驗的豐富 日常生活中,衣食住行,無處不存在化學。通過化學學習,學生能“了解日常生活中常見物質的性質,探討生活中常見的化學現(xiàn)象,體會化學對提高生活質量和保護環(huán)境的積極作用,形成合理使用化學品的意識,以及運用化學知識解決有關問題的能力”。例如,食醋、食鹽、食用油、小蘇打、鍋碗瓢盆等廚房用品的性質和使用,肥皂、洗衣粉、洗發(fā)水、消毒液、潔廁劑等日用化學品的使用,食物中食品添加劑的使用與危害,物質可燃性的利用和火災的處理方式等,通過這些問題的處理,讓學生切實感受化學讓生活更美好,體驗學習化學的成就感。這符合高中化學課程的基本理念:立足于學生適應現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要。
科學素養(yǎng)的提升 “著眼于提高21世紀公民的科學素養(yǎng)”是新課程的基本理念。通過高中階段的化學學習,學生能“體驗科學探究的過程,學習科學研究的基本方法,加深對科學本質的認識,增強創(chuàng)新精神和實踐能力,形成科學的自然觀和嚴謹求實的科學態(tài)度,更深刻的認識科學、技術和社會之間的相互關系”,逐步發(fā)展自身的情感態(tài)度和價值觀,提升自己的科學素養(yǎng),體驗一種全面發(fā)展的成就感。
增強學習化學的成就感
課前預習聯(lián)系日常生活 在學習氯氣性質的相關內容時,可設置如下聯(lián)系生活的課前預習作業(yè)。提供如下新聞背景資料:東南網(wǎng)-海峽都市報2012年3月11日訊,“因為將84消毒液與威猛先生潔廁靈混合在一起使用,我朋友氯氣中毒,被送進了醫(yī)院”。事情大概是這樣的:一位溫州小伙將84消毒液與潔廁靈共同使用來刷洗宿舍的廁所,本以為這樣“雙管齊下”可使清潔力度加倍,然而意想不到的情況發(fā)生了,這位小伙子竟然像“中毒”了一樣癱坐在地上,無力挪步,呼吸急促。幸好他及時給室友撥打了電話,室友迅速趕到將其送往醫(yī)院,經(jīng)搶救后終于脫離危險。經(jīng)醫(yī)生診斷,小伙子為輕度氯氣中毒,而導致他中毒的罪魁禍首正是將84消毒液與潔廁靈混用。家庭小實驗:仔細閱讀家用84消毒液和潔廁靈的標簽說明書,了解這兩種日用化學品的主要成分和使用注意事項,在空曠通風處取少量(各2mL左右)潔廁靈和84消毒液于無色礦泉水瓶中混合,觀察現(xiàn)象。如果產(chǎn)生黃綠色氣體(氯氣)較多,可以向瓶子里加入小半瓶水,并迅速蓋緊瓶塞,振蕩,觀察溶液顏色,再向瓶中放入一塊有色布條,觀察有色布條是否褪色,一定要注意安全。探究思考:①潔廁靈的主要成分是什么?有什么使用注意事項?②84消毒液的主要成分是什么?有什么使用注意事項?③通過以上新聞背景資料和家庭小實驗,查閱相關資料,了解84消毒液和潔廁靈混合使用為什么會產(chǎn)生氯氣?你能總結出氯氣有哪些性質?對家人和鄰居關于日用化學品的使用有何建議?
課堂討論聯(lián)系日常生活 以氯氣性質的課堂教學為例。首先,檢查課前預習作業(yè),讓做家庭實驗的同學展示自己的成果,描述自己在家做實驗的場景、現(xiàn)象和心得。由學生根據(jù)課前預習作業(yè),結合課本內容和自己查到的資料,分組討論總結氯氣的物理性質和化學性質,同時,教師進行探究設問和引導歸納,并輔以相關的演示實驗和課堂練習。然后,由84消毒液的制備、成分和性質推及漂白粉的工業(yè)生產(chǎn)方法及其在日常生活中的使用,進而推廣到其他氯系消毒劑的使用及注意事項,以及氯氣及其化合物在生產(chǎn)生活中的用途,使學生充分了解有毒的氯氣也可以讓生活更美好。最后,如果在學習過離子反應和氧化還原反應后來學習本節(jié)內容,可以分析潔廁靈和84消毒液混合使用產(chǎn)生氯氣的原因,ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O,進而引導歸納氯氣的實驗室制法,用強氧化劑在酸性條件下氧化氯離子,如課本上的方法:二氧化錳和濃鹽酸共熱或高錳酸鉀和濃鹽酸反應,都是同樣的原理。
課后復習聯(lián)系日常生活 一方面,聯(lián)系生活,學以致用?!镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(實驗)》有關課程的基本理念中提到:“從學生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā),幫助學生認識化學與人類生活的密切關系,關注人類面臨的與化學相關的社會問題,培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力?!绷硪环矫妫n后習題聯(lián)系生活。不可否認,在應試教育體制下,會做題,得高分,這是大多數(shù)學生學習的最大成就感。聯(lián)系日常生活的化學教學可以激發(fā)學生學習化學的濃厚興趣,能使其產(chǎn)生學習化學的欲望和動力,如此,提高考試成績就是水到渠成,這與高考的要求也是相符的。