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材料化学的特点

时间:2023-06-14 16:18:55

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇材料化学的特点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

材料化学的特点

第1篇

关键词:大学化学;非化学专业;实验教学

1教材内容“面面俱到”,专业针对性不强

从知识面和知识层次而言,大学化学课程内容覆盖面广、知识层次较深,科技的发展和各学科间的日益交叉和渗透融合,已使化学的研究范围己扩大到众多的交叉及边缘学科,例如能源化学、材料化学、环境化学、生物化学等,在这种背景下,对应大学化学教材的编写只有做到面面俱到,乃至包容万象,才能被称之为合格的教材。虽然对于这些非化学专业的学生来说。学好大学化学。具有与专业相关的化学素质十分必要,但过分求多求全的教材内容,不仅不能拓宽这些学生的化学视野,反而会挫伤学生的学习积极性和成就感。同时,在这种求大求全的背景下,大学化学教材的编写往往不具备专业针对性。对于这些非化学专业的学生,其专业方向也各不相同,包括材料、化工、采矿、地质、生物、环境等各个方面。各个专业都有其特点,因此不同专业的大学化学教材的编著也应有所侧重。但现实是,大学化学教利的编写往往忽略掉不同专业的独特需求。与求多求全的教材编著相悖的是,完成课程讲授的理论学时不仅得不到扩展,反而被逐年的压缩。于是大学化学的教学就出现了一种“教材越编越厚,课时越讲越少”的奇怪现象。

2授课内容脱离实际,授课方式简单枯燥

笔者在我校对100名学学化学的不同专业的学生进行过问卷调查,结果80%的学生认为授课内容和授课方式在大学化学的教学中最为重要。化学知识的发展非常快速的,也就是短短几十年的时间,化学知识渗透到我们生活的各个领域,而且新成果的转化也非常及时,学生很希望了解目前国内外化学最前沿的知识,包括理论和实践。而目前,我们的大学化学教学的内容过于陈旧,不能有效结合实际,无法在化学世界日益更新的先进成果和和其所依据的基础化学理论之间搭起桥梁,往往使同学们知其然,不知其所以然,加之授课缺乏交流与互动,激发不了学生学习的积极性和主动性。同时,授课方式的呆板单一,也严重影响了大学化学的授课效果。目前,大学化学授课多采用板书与多媒体相结合。不可否认,采用多媒体教学改变了板书讲授的单一性,而且图文并茂,色彩鲜艳,清晰生动,有助于激发学生的兴趣,提高学习效果。然而,正是多媒体具有传统教学方法(黑板、挂图、模型等)无法比拟的优点,使之愈来愈受到大学教师尤其是年轻教师们的青睐。加之教学内容与授课学时的双重压力,使得教师对多媒体的依赖和对传统教学方式的摈弃现象越来越严重。但由此带来的负面影响却不可回避。多媒体教学虽然扩大了教学信息传输量,缓解了课时少和内容多的矛盾,但是无形中增大了学生学习的强度,使学生陷入强制接受的模式而无暇思考,抑制了学生的发现问题提出问题的能力,无法在脑海中留下深刻的印象。以至于学生戏称多媒体教学“上课花花绿绿,下课一片空白”。

3实验课程设计僵化,实验教学方式单一

化学是一门实践性很强的科学,化学离不开实验。它是化学理论产生的基础,可以说所有的化学规律和成果都建筑在实验成果之上。因此,实验课程设计和实验教学在大学化学教学中起着至关重要的作用。并且,大学化学实验可能是非化学专业学生在大学期间接触最早的一门实验课了。它不仅可以激发学生学习化学的兴趣、提高操作动手能力,还可以培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。同时,在促进学生创造性思维发展、树立科学思维方式等方面具有独特作用。然而在现实教学中,化学实验的开设都是沿用实验教材上所设置的内容,且基本都属于不具备创新性的验证性实验,有限的实验学时长期以来被这固定的几个实验所填充;实验内容毫无新意,以至于学生在实验开始之前就已经预知到会发生的现象和出现的结果:实验教学中大多采取“教师讲授一学生实验一报告书写”三段式模式,这种模式不利于提高学生实验设计和操作能力。尤其是对学生实验和报告书写这两个环节无法开展合理有效的监管,易滋生学生的惰性心理,不利于培养学生分析问题的能力。总之,僵化的课程设计和单一的教学方式严重限制了大学化学实验的教学质量和教学效果。

针对非化学专业大学化学教学中存在的种种问题,如何在教学过程中提高教学质量,如何使讲授的内容为学生所接受,使学生对化学产生浓厚的兴趣,在对多年大学化学授课心得的总结之后,笔者有以下几个方面的思考。

3.1结合专业特点。优化知识结构

学学化学的学生,其专业分布包括材料、化工、采矿、地质、生物、环境等各个方面。由于各个专业的知识内容和研究重点各不相同,不可能要求他们象化学系学生那样,面面俱到,学习较深的化学理论知识。这样就会永远陷入“教材越编越厚,课时越讲越少”的泥潭中不可自拔,教师精疲力竭,学生也不买账。而应主要结合听课学生的专业特点,合理取舍教材的内容,详其该详,略其该略,优化知识结构。这也符合工科大学化学体系新颖,内容精炼,联系工程实际的特点。例如:对于化工和材料专业的学生,可以就陶瓷材料、液晶材料、纳米材料和功能金属材料作重点讲解:而对于生物专业的学生,可以就基因计划和基因工程等方向作重点阐述。有时甚至同一内容在对不同专业学生讲授时,侧重点也有所不同。

3.2理论联系实际,内容与时俱进,丰富授课方式

第2篇

一、设计思想

对照课程标准,确定了本节课的主要教学目标,具体内容是:了解化学研究的对象;初步了解化学发展史;了解化学在日常生活及工农业生产中的作用;了解化学的基本学法;激发学习化学的兴趣。基于上述教学目标,鉴于传统的“绪论”教学中教师灌输、教学无序、学生茫然的弊端,我将教材内容进行了合理的整合和补充,明晰了教学内容之间的逻辑顺序,设计出了感受化学的有趣、领略化学的神奇、了解化学的作用、回顾化学的历史、展望化学的未来、体验化学的学法六个教学主版块,版块之间用精辟的过度语言相连,是彼此顺承自然、融为一体,期间,贯穿了实验观察、现象描述、夹菜阅读、思考辩论、表达交流等学生活动,通过学生的参与,确立学生的学习主体地位,体现“民主、平等、对话、协商”的新课程理念。

二、教学过程

1.新课导入

都市的夜幕下,霓虹闪烁;化了的节日里,烟火缤纷;宽阔的街道上,车辆奔驰;绿色的田野中,化肥润苗……这一切都和我们即将要学到的一门学课――化学密切相关。化学究竟是一门什么样的学科呢?今天,然我们一起来走近它,认识它(板书课题)。首先请同学们观察几个有趣的下试验(板书:化学―有趣)。

2.活动1:感受化学的有趣

(1)演示1:“清水”变“牛奶”――将二氧化碳气体中通入澄清石灰水(边演示边讲述:事关里盛装的液体,看上去像清水,将一种气体通入其中后,我们发现,原来澄清的液体变浑浊了,从外观上看,这浑浊的液体很像――牛奶)。

(2)演示2:“葡萄汁”变“红酒”――向紫色石蕊中滴入稀盐酸(边演示边讲述:这紫色的液体很像用葡萄里榨出来的汁,向其中滴加一种无色液体,我们发现,“葡萄汁”变成――“红酒”了)。

(3)演示3:“魔棒”点灯――将占有浓硫酸和高锰酸钾粉末的玻璃棒靠近酒精的火焰(边演示边讲述:点燃酒精灯通常是火柴今天老是想把玻璃棒当火柴使,能成功吗?请同学们观察)。

过度:刚才这三个趣味小实验都是和化学变化相关的。感受了化学的有趣,再来领略一番化学的神奇(板书―神奇)。

3.活动2:领略化学的神奇

(1)播放录像:神奇的液态氮。

(2)老师讲述:液态氮是神奇的,不过液态氮距离我们并不远,空气里还有大量的氮气,通过液化就可以转变成液态氮。化学的神奇,不仅仅体现在他能研究已经存在的物质,还体现在他能通过变化的手段,制造出自然界里不存在的物质,请看录像。

(3)播放录像:神奇的合金

(4)教师讲述:形状记忆合金很了不得,在航天航空事业上有着广泛的应用。如,在一定的温度下用形状记忆合金支撑卫星天线,然后在低温下将天线揉成一团保存在卫星舱里,卫星进入轨道后,将天线送出舱外,由于阳光照射温度什高,天线又能恢复到原来形状。领略了金属材料的神奇,我们再来一睹金属材料的风采。

(5)投影图片:神奇的非金属材料。

①神奇的斧柄(教师讲述、设问:每位登山运动员手里都拿着破冰斧,这破冰斧的斧柄就是用玻璃纤维制成的。斧柄不用金属而用玻璃纤维,由此可见,这种玻璃纤维有什么特点――轻,强度大)。

②神奇的绳索(教师讲述、设问:画面上的尼龙绳直径只有6mm却能吊起2t重的汽车,可见这种尼龙绳的独特性能――很结实、强度大、不易断)。

③神奇的隔板(教师讲述、设问:这是由人工的方法合成的隔板,版下烈焰喷射,板上小猫悠然,显然这种隔板的独特性能是――隔热)。

④神奇的鸟笼(教师讲述、设问:在鸟笼外面蒙上一层透明的薄膜,然后将鸟笼置于水中,鸟儿不仅安然无恙,还在向鸟笼外的小鱼发问,新邻居,你从哪里来?同学们想想看,蒙在鸟笼外面的膜具有什么特性?――隔水透气)。

过度:需要注意的是,化学之所以成为一门重要的科学,不仅仅适应为他的有趣和神奇,更重要的是,化学院人们的日常生活合共农业生产都有着密切的关系。请同学们带着一下两个问题去阅读教材的第三段(投影活动3标题,板书:作用)。

4.活动3:了解化学的作用

(1)投影思考题:

化学的重要作用体现在哪些方面?化学学科研究的具体内容是什么?

(2)学生阅读、思考、交流。

(3)师生互动:同学们说的很好,不过老是觉得,在化学与日常生活联系方面大家谈的还不是很多。其实,只要同学们把眼光放近一点,我们还会有好多发现。大家看看自己身上的衣服是什么面料做成的?(棉、化纤、混纺)化纤是什么?化纤就是用化学方法合成的纤维。你能说出厨房里常用的调味品吗?(醋、盐、味精。)醋中的醋酸、盐中的氯化钠、味精中的谷氨酸钠都属于化学物质。家中装修用到的油漆,PVC管等装饰材料也都是化学物质。此外,常见的交通工具自行车、汽车的轮胎,是用什么材料制成的?(橡胶)对,这些橡胶大多使用化学方法合成的?通过刚才的讨论,我们可以得出这样一个结论:化学与人类的衣、食、住、行以及工农业生产都有联系。

(4)教师讲述:化学研究的对象是物质,具体说是物质的组成、结构、性质、以及变化规律(板书:组成、结构、性质、变化规律)。

过度:化学是如此的重要、如此的奇妙,但是化学成为一门独立的科学,却经历了漫长的历程,让我们一起做一个简单的回顾(投影活动4标题,板书:历史)。

5.活动4:回顾化学历史

(1)投影:

(2)教师讲述:古时候,人类发现并利用了火,在此之后,又陆续发现并利用物质变化制造出了对人类生存具有实用价值的许多产品(投影陕西半坡遗址出土的古代彩陶盆图片),这是陕西半坡遗址出土的古代彩陶盆;(投影东汉酿酒图片)这是东汉时代酿酒的情景;(投影越王勾践青铜剑图片)这是卧薪尝胆故事主人公越王勾践的青铜剑;(投影唐代蜡染屏风图片)这是唐代蜡染屏风。虽然古时候人类已经开始接触化学、运用化学了,但对化学的认识还是肤浅的、粗糙的。

(3)投影:

(4)教师讲述:到了近代,人们对化学的认识有了长足的进步(投影道尔顿、阿伏伽德罗的画像),英国科学家道尔顿、意大利科学家阿伏伽德罗先后提出了原子、分子的学说,并用原子、分子学说的学说揭示了一系列化学变化现象,至此化学才真正成了一门独立学科。尽管道尔顿提出的原子是不可分割的实心球体的观点是错误的,但是人们依然把原子之父的美誉送给了他,因为他为化学学科的建立做出了杰出贡献。之后,人们又提出了物质是由元素这一基本成分组成的观点,俄国化学家门捷列夫还把组成物质的元素按照一定的顺序排成了一张表(投影门捷列夫画像),经后人的加工完善,形成了今天的元素周期表,(让学生看课本后的元素周期表)。

(5)投影:

现代:利用先进仪器和分析技术进行微观的探究。

(6)教师讲述:随着时间的推移,随着科学技术的发展,人们对化学学科的认识已经越来越深入,现代科学家已经具备了借助先进仪器设备探究物质内部奥秘的本领。扫描隧道显微镜是一种能将观察物放大几十万倍的先进仪器(投影苯分子、硅原子图片照片),这是用扫描隧道显微镜拍摄到的构成笨的粒子――苯分子照片,这是用扫描隧道显微镜拍摄到的构成硅的粒子――硅原子的照片。目前,化学家们正在那米的研制上进行着大单的探索(投影纳米铜的照片)。

(7)学生思考(投影)

通过上述化学史的简要回顾,你有了哪些想法?

(8)学生表达:①人们认识事物,有一个由表及里、由浅入深的过程;②化学是一门古老而年轻的学科;③真理是在错误的基础上创立起来的;④随着研究的不断深入,化学必将在改造自然,造福人类方面发挥更大的作用……

过度:不过,也有人认为,化学式破坏环境的祸首,对此你怎么看?(投影活动5标题,板书:前景)

6.活动5:展望化学的前景

(1)说说化学的功与过(投影)

①引导学生讨论或辩论,然后总结的出环境恶化――不是化学惹的祸;人为因素是关键。

②教师讲述:其实,人类的环境意识已在逐渐增强,例如,含磷洗衣粉对水质的影响很大,现在已经开始推广无磷洗衣粉了;以前冰箱里用的制冷剂是氟利昂,佛里昂会破坏大气中的臭氧层,因此,想在已经开始推广无佛冰箱了。

(2)展望化学的未来(投影)。

教师讲述:为了让化学更好地造福人类,科学家已经着手在化学工艺的改造上下功夫,他们正在想方设法使化学生产变得无污染,这种对环境没有破坏作用的化学被称为绿色化学,可以肯定未来化学的前景是――绿色化学在开路,造福人类美名扬。

过度:有人说方法比知识更重要,同学们赞同这个观点吗?(赞同)为什么赞同呢?(好的方法能使我们更好的去学习知识。)化学学习的方法比较多,今天着重向同学们介绍三种方法。(投影活动6标题,板书:学法)

(1)仔细观察、认真分析(投影)

师生活动:化学式建立在实验基础上的一门科学,因此,对待化学实验,我们要予以高度重视。观察实验现象不是看热闹,而是要看门道。例如,一开始我给同学们做的“清水”变“牛奶”的试验,仔细观察之后,我们就有必要思考,清水真的是水吗?向其中通入的气体是什么气体?为什么会出现变浑浊的现象?对于实验现象的观察如此,对于某些图片的观察也是如此,我想利用刚才看到的一幅图片来检测一下同学们的观察习惯和分析能力。笨是一种物质,该物质有苯分子构成,这是经扫描隧道显微镜放大几十万倍以后拍摄出的苯分子的照片,观察这幅照片,你能的出什么结论?(苯分子有点像棉花、云朵;本分字很小;苯分子之间有间隔等。)

(2)注意理解、善于记忆(投影)

教师讲述:化学学科有理科的推理性,也有文科的描述性,因此,学习的过程中要注意理解和记忆的有机结合。对于某一化学知识能理解则理解,暂不能理解的我们可以用记忆的方法把知识储存起来。例如,氧气、水、二氧化碳的化学符号分别是O2、H2O、CO2(投影),现阶段我们还无法理解这些符号的含义,但是我们可以先把它们记住,等学到第四单元的课题4时,我们就能理解其具体含义了。

(3)及时巩固、加深认识(投影)。

教师讲述:化学有易懂、易忘、易错三个特点,也就是说听时容易懂,过后容易忘,考时容易错。应对易懂、易忘、易错的法宝是什么呢?就是及时巩固、加深认识。每一节化学课后,同学们都要用几分钟时间把当天所学的内容梳理一下,该理解的理解,该记忆的记忆,该追问的追问,良好的习惯一旦形成,你将会取得事半功倍的学习效果。最后,请同学们自我盘点一下这节课的收获。

8.课堂小结

学生自由表达所学所感所悟。

9.结束语

同学们,今天这节课是化学入门课。俗话说,师傅领进门,修行靠个人。现在你们已经被师傅领进门了,接下来要做的事就是潜心修炼。祝同学们在化学这位新朋友的陪伴下,健康、快乐成长!

10.作业布置

(1)回顾整理本节课所学内容。

(2)预习第一单元课题1。

参考文献:

第3篇

 

一、引言

 

绿色化学又称环境无害化学或环境友好化学,是指用化学的技术、原理和方法来降低或消除对人体健康、安全和生态环境有毒有害的化学品的使用和生产[1]。绿色化学是以开发原子经济反应为核心理念,在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在反应过程中和化工生产中,尽量减少或彻底消除有害物质的生成,实现了从根源上就采用实现污染预防的科学手段,实现每个环节均为零排放和零污染。绿色化学文件倡导主动地根本上切断化学污染,而不是被动地治理环境污染,它合理利用资源和能源、降低生产成本,符合经济可持续发展的要求,符合世界的环保要求。随着绿色化学的发展,人们逐渐认识到绿色化学的科研成果对解决环境问题所具有的重大意义,同时也认识到对社会大众,尤其是在校学生进行绿色化学教育,教学中溶入绿色化学理念,对绿色化学的发展至关重要。

 

二、印刷工程专业进行绿色化学教育的必要性和紧迫性

 

当今社会,工业生产高度发展的同时也带来了一系列的环境问题,它制约了经济的可持续发展,危害了人类的长远利益。印刷行业也毫无例外地面临着环境、资源等问题。印刷与人类的生活密不可分,同时印刷行业也是我国的支柱产业,印刷业日新月异地不断发展,绚丽多彩的印刷品在给人类带来文明的同时,也造成了环境污染,印刷行业的污染来源众多,从印前、印刷到印后加工,每个环节都存在污染源,如图1所示。长期以来,印刷业为了在微利中求取高利润,忽视了环保绿色的因素,传统印刷过程对自然资源和能耗的过度消耗,印刷过程中产生的废气、废水、噪音、粉尘、固体废弃物等,对环境产生了严重污染,对人类健康产生了极大的危害,致使长期以来印刷行业都顶着“高污染”的帽子,已严重阻碍行业的持续发展。随着全球对绿色环保的重视,人类的环保意识也在不断提高,各行各业都在积极采取绿色环保行动。印刷行业为了适应可持续性发展的需要,就必须积极利用绿色化学的知识和技术把印刷工业的“先污染,后治理”改变为“从源头上节约能源、根除污染”,如更新原材料,进行绿色印前设计,改进工艺标准和新的管理理念,引进高新设备,淘汰落后工艺、技术和产能,减少生产环节对环境的污染等,使印刷变为绿色环保印刷,已成为印刷业面临的历史责任,也是全世界印刷业发展的趋势,是消费者未来的必然需求,这也将成为今后一代甚至几代印刷人的历史使命。化学家提出的绿色化学正是从化学角度对环境治理提出的新概念,其根本就是从节约资源和防治污染的角度重新审视和改革传统化学,从而使人类对环境的治理由治标转向治本[2]。印刷专业的学生是未来印刷科技革命的主力军,印刷科学技术的掌握者、创造者、应用者及传播者,对印刷专业学生的教学中渗透“绿色化学”理念,进行绿色化学教育,使其树立绿色化学观,增强环境责任感,具有极其重要的意义。

 

三、印刷工程专业实施绿色化学教育的措施

 

1.在印刷化学课程教学中引入绿色化学。绿色化学教育早在1997年已经开始引起高校的注意,目前,已有越来越多的高校开展了形式多样的绿色化学教育,但是也有一些高校并没有意识到将此重要的新信息、新知识传授给学生的重要性,这一迟缓行动必将阻滞教育的快速发展。在高等院校与化学相关的专业和课程中,进行绿色化学教育,存在着紧迫性和必要性。印刷工程专业虽然与化学关系密切,但由于教学总课时紧张,不可能对绿色化学课程独立设课,可以采取在学生的基础化学课——《印刷化学》的教学中进行绿色化学教育的渗透。教师在教学中,不仅要传授学生学习印刷所必要掌握的基本化学知识和技能,且要在平时的教学中深入研究教材,及时挖掘、适时渗透绿色化学思想。比如,在无机化学的卤化银内容的教学中,除了介绍卤化银制备生成、特点及常规应用,还可以特别讲解卤化银在印刷胶片(菲林)中的应用,卤化银颗粒作为菲林的感光材料,胶片经曝光会产生潜影——一种看不见的影像。当菲林显影的同时,卤化银晶体(结构已发生变化)便转化为黑色金属银颗粒的聚结,不可避免地大量的银离子和一些化学物质被留在了废显影液和定影液中。这些物质若不经处理直接排入环境中,重金属银离子能污染水资源和土壤而造成对环境的危害。让学生明白在印刷工艺流程中,出菲林环节的去除,不仅节省人力、财力和时间,更是从源头上减轻了环境污染治理的负担。在有机化学中,可以专门介绍作为溶剂型油墨分散介质的溶剂,说明为避免环境污染和按照绿色化学的要求应加以回收利用。油墨中的有机挥发物,可以形成比二氧化碳更严重的温室效应,而且在阳光的照射下会形成氧化物和光化学烟雾,严重污染大气环境[3]。对于酒精润湿,润版溶液中所含有的异丙醇,遇高温挥发后的蒸汽具有难闻的气味,且有毒,遇明火会引起火灾,被光线照射易生成臭氧,刺激眼睛及上呼吸道,危害人体健康,不利于环境保护,影响植物生长。因此,减少或替换异丙醇在胶印润版液中的用量是一种必然的趋势。再如讲解油墨中的溶剂、有机颜料、染料在包装上的迁移对食品、药品的污染,印刷纸张中过度添加的荧光增白剂对人体的伤害。配合触目惊心的图片、惊心动魄的数据、纪实的新闻报道等对学生进行绿色教育。在教授高分子酶时,可以介绍高分子酶在生物油墨制备及废纸脱墨中的应用,如酶法脱墨不仅脱墨效果显著,且能降低化学药品用量,减轻废水处理负荷。

 

通过这些教学,不仅可以使教学过程更加生动有趣,更能使学生视野开阔,在潜移默化中受到绿色化学教育,增强绿色化学观念和意识,加深对印刷专业的了解,提起学习兴趣和积极性,启发他们自己去思考人类生活中的绿色化学的重要性。

 

2.印刷专业理论课教学中绿色化学的渗透。在印刷专业理论课教学中绿色化学的渗透,具体地说,就是针对印刷工业的发展前沿和学生未来的职业需要,整合印刷工程专业知识结构,每节课花费几分钟的教学时间,将涉及有关绿色化学方面的知识及时地、适当地穿插在教学中,这样在课堂教学中占时不多,而学生又能收获颇多。印刷工程专业课程涉及了印前设计、印刷工艺、印后加工等印刷各个环节及印刷材料、印刷设备的内容,在这些课程教学中,可以充分利用教材中的绿色化学相关知识,结合具体的教学大纲及任务,将绿色化学知识“适时、适度、适量”地渗透于课堂教学中。

 

在印前设计环节,教授学生合理拼版技巧,满足印刷机的最大印刷面积和合理纸开的同时,还能提高工效,减少时间、机械损耗以及纸张开切损耗的浪费。合理选择印刷用纸、油墨等印刷耗材,如选用环保、印刷质量好、可反复清洗、经久耐用的可清洗纸质,常用的有合成纸和石头纸。也可使用本色纸,本色纸以秸秆为原料抄造而成,不消耗林木资源,更可避免由于秸秆焚烧、堆放造成的环境污染,不经漂白,安全健康,且所印刷刊物长时间阅读不易造成视觉疲劳[4]。

 

在印刷环节,教学中渗透能源节约、环境保护的思想,如讲授计算机直接制版系统(CTP)、数字化工作流程软件、中央集中供墨系统、油墨预置技术等对节能的贡献以及采取单张纸印刷机的喷粉收集装置、印刷设备废气收集装置对环保的影响[5]。普及正确的印刷设备操作及维修方法,把环保理念细化到每一个印刷操作细节上。

 

印后加工环节,教学生分析不同的材料特性,正确选择后加工材料,如胶装、覆合使用的胶水需不含有苯、酮、醛等对人体有害物质,在使用过程中不产生氧化、分解沉淀物及挥发性烟雾,且能在短时间内快速熔解具备胶粘特性,节省电能。新型材料水性上光油和UV上光油不含溶剂,不会危害人体,目前已在标签、食品、药品包装袋等产品的包装上得到广泛应用。另外,合理选择低碳、节能、减排的印后加工方式,如印后上光和覆膜一样,也可以保护印刷品表面,提高印品表面光泽度,但是选择上光,从工艺上来讲比覆膜要简单,从成本上来讲也更合算。

 

3.用绿色化学思想设计、改进印刷实践教学。印刷工程专业作为我校的国家级特色专业,加强课堂基础理论教学的同时,非常重视实践教学环节,注重培养学生的实践训练,开设的课程中《印刷化学》、《印刷材料与适性》、《印刷信息记录材料》及《印刷原理与工艺》等都有涉及到了实验课的教学。实验教学和绿色化学的联系最紧密、最直接,可以直观地体现节约资源和防止污染这一绿色化学的根本目的,是培养学生绿色化学观的一条非常重要的途径。为了更好地对学生进行绿色化学教育,有必要对相关实践课程教学进行创新性的改革。

 

首先,在保证教学效果的前提下,教师要强化绿色化学教育意识,大力推广微型实验。微型化学实验是以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理和技术,使用无毒或毒性小的试剂替代毒性大的试剂,节约水、能源、纸张、油墨及其他实验耗材。微型实验既可节约原料的消耗又可减少实验时间,减少污染,是推广绿色化学的重要实践,且体现了绿色化学的理念[7]。如在油墨的适性和油墨配色等实验中,采用幅面小的微型印刷适性仪,实验纸张、油墨、洗版溶剂的取用量都可以减小,同时又可减少实验废水的产生,减少对实验环境的污染。

 

其次,要结合印刷专业特点,增设与专业内容及环境保护密切相关的实验内容,在实验原理、实验过程设计中渗入绿色化学的基本观念,达到激发学生创新思维、引导学生树立绿色化学思想观念、增强学生对环保的感性认识,如在印刷材料与适性实验中产生的油墨废液和废纸等可以积攒下来,用于带领学生做一些课题实验研究,如“印刷油墨废水的处理”、“印刷废纸脱墨”以及“再生纸的制备”等。在本科毕业设计中,带领学生做一些课题,如“环保大豆油墨的制备及适性研究”、“天然色素可食性油墨的制备”等。

 

再次,可通过采用多媒体技术仿真实验,对印刷实验原理、印刷设备结构、故障产生及解决进行仿真。印刷工程专业大多是上机操作实验,随着印刷机的飞速运转,不可避免地存在着大量纸张、油墨、润版液、印版等实验材料的消耗,废液、废气的排放,噪声的污染及人身安全问题,不仅给师生身体健康带来极大的危害,且对环境造成较大的破坏。同时难闻的气味、轰鸣的噪音可能会导致学生反感,失去实验兴趣,不能达到有效的实验教学目的。利用印刷模拟系统进行印刷实验课教学将是一个不错的多媒体仿真实验的选择,它是一种印刷故障学习系统,它不仅呈现在学习者面前一台虚拟的印刷机,印刷机的细部及操作面板与印刷机几乎一致,学习者可以了解印刷机的各部位结构。同时印刷故障的影响因素繁多,也造就了印刷故障具有多样性和复杂性的特点,学生难以在短时间内掌握对众多印刷故障的识别、诊断和解决能力,而印刷模拟系统能够模拟不同机型和印刷材料(包括薄膜、箔、纸张、印版以及水性或溶剂油墨)存在的数百种多样而复杂的印刷问题,印刷模拟系统的应用使得学生在脱离真实印刷机的情况下,可以根据虚拟印刷品学习快速判断印刷故障的类型、产生的原因和有效的解决方法。在模拟系统操作过程中,学生可以身临其境,犹如操作真正的印刷机,且不存在印刷材料的损耗、废气废液的产生及噪声的污染[8]。模拟实验虽然在操作上不能代替实际的上机操作而存在缺点,但其成功率高,无污染、安全可靠,趣味性强,不失为常规上机实验的有益的补充,不仅能够弥补理论教学中的疏漏,还可以增强学生对非常见问题的认识,从而提高教学质量,增进学习兴趣,同时又使那些耗材昂贵、污染环境、危害人身安全的实验变成了绿色化实验,从而实现了“零污染”和“零排放”。

 

4.开展形式多样的绿色化学课外活动。全面实施绿色化学教育,树立学生的环保观念,可以在学生中开展形式多样的绿色化学课外教育活动。如组织学生学习环境保护法规、参加绿色化学及环境保护治理方面的讲座。组织学生制作环保网站、环保微电影、环保海报等,通过社会调查写调查报告或环保论文,并进行比赛评优。还可利用节假日组织学生参观一些造纸、油墨、印刷厂等印刷相关企业,让学生发现问题、分析问题,在潜移默化中增强环保的意识和责任感,形成低碳生活的理念,提高自身的基本素质。

 

四、结语

 

为了实现印刷行业的可持续发展,教师要在印刷专业的课堂教学、实践教学、课外活动等多方面,向学生渗透绿色化学的思想,传授绿色化学知识,让印刷专业的学生了解绿色化学,接受绿色化学,利用绿色化学知识为印刷生产服务,这样,不但能向社会输送更多高素质、高能力人才,也可为印刷行业的发展做出应有的贡献。

第4篇

这里仅就高中化学课程的任务、课程设置和课程内容的改革,以及教材编写等问题提出初步的构想,以与同行们继续深入研讨。

一、高中化学课程的任务 没有一成不变的课程任务,高中化学课程的任务也不例外。随着社会的进步,科学技术的发展,一些教育观念和价值观念会相应地发生改变,这就需要我们不失时机地调整高中化学课程的任务,以体现时代的特点和适应时代的需要。

确定高中化学课程的任务,应该综合考虑社会对高中毕业生的需求,学科的发展和学生自身的发展。从社会对高中毕业生的需求来看,要求高中学生能有较广泛的适应面,既能为各行各业输送合格的就业人员,又能为高一级学校输送优秀的人才。也就是说,社会对高中毕业生的需求具有多重性。

但近几十年来,化学的发展非常快,以致有不少化学家认为,化学将是21世纪的中心学科。化学与人类、社会、科学、技术等的联系越来越紧密,与相关学科如环境科学、材料科学、能源科学、生命科学等的相互渗透也越来越强烈,化学应用于现代科学技术的研究正越来越深入,信息和资料也越来越多,每天都有大量的物质被发现或从实验室里研制出来。化学在社会生活中的重要性正日益显示出来,很难想象,一个对化学缺乏起码认识的人,能适应现代社会的生活。再从学生自身的发展来看,高中生的年龄一般为16-18岁,他们已初步形成了自己的兴趣、爱好和特长,已具有一定的概括能力,能开始辩证地思考一些化学问题,并能在一定程度上以理论作指导来分类学习一些化学知识。但对于这一年龄段刚升入高中学习的学生来讲,大部分人抽象思维困难,学得较死,常常局限于就事论事,不大会灵活应用所学的知识。在学习方法上,则往往更多地习惯于死记硬背,缺少对知识的理解记忆和独立思考。在动手能力方面则更差些。

上述诸种因素决定了高中化学课程的任务已不再是单纯地传授知识或培养少数未来的化学家,而主要是提高学生的化学素养和发展学生的个性特长,为学生将来参加社会主义建设和进一步学习打好基矗具体地讲,有以下几个方面:

(一)传授知识。在义务教育初中化学的基础上,使学生进一步学习一些化学基本概念和原理以及元素化合物的基础知识,学习一些化学实验和化学计算的基本技能,初步认识化学与人类、社会、科学、技术等的密切联系以及化学的重要应用。

(二)发展能力。培养和发展学生的能力,尤其是独立获取知识的能力、分析和解决问题的能力以及创新精神,使学生能较自觉地关心与现代社会生活有关的化学问题,如环境、能源、材料、卫生、健康等,并能运用化学知识解释或解决一些简单的化学问题。

(三)激发学生学习化学的兴趣,培养他们的科学态度和科学方法。

(四)结合化学学科的特点,对学生进行辩证唯物主义和爱国主义教育,培养学生的社会责任感以及刻苦、顽强、团结合作等优良品德。

第5篇

关键词:化学与社会发展 复习教学 科学素养 能力

“化学与社会发展”已经成为中考中的热门考题。所以对于这部分内容在教学中不能轻视,要认真对待,仔细研究。

一、化学与社会发展主题的地位及作用

加强化学与社会发展主题的教学,对于增强化学教育的实践性,体现STS的理念,培养学生对自然、社会的责任感和正确的价值观,提高公民的化学科学素养,都是极其重要的。化学与社会发展主题的内容综合性强,与生物、物理、地理、医学等都有联系。学习化学与社会发展主题的内容,能帮助学生加深、拓展对化学知识的理解,有利于各学科知识的相互渗透和联系,能帮助学生综合运用知识分析和解决问题,有助于学生全面认识物质的性质及其对人类和社会的影响,既看到它们对人类社会发展的重要作用,也看到处理、使用不当时会给人类社会带来一系列危害,帮助学生形成学习科学、应用科学,为人类社会驱害谋利的意识,还能帮助学生了解化学科学的发展前景,认识化学在解决人类社会面临的问题上所发挥的重大作用,可以进一步激发学生学好化学的积极性。

二、化学与社会发展主题的主要内容及考查特点

随着素质教育的不断深入,在各地中考中,有关化学与社会主题的题目正在逐年增多。化学与社会主题的考查内容主要有:化学与生活、化学与环境、化学与材料、化学与能源。

化学与社会发展主题的题目从过去考查基础知识的记忆转向于从化学的角度全面分析理解科学的发展,新技术的运用,新科技成果,新材料的开发,社会生产、生活中的热点问题,重大问题,科研和环保检测,更多地关注化学与人体的健康和安全,用标新立异的试题考查取代单纯的知识与技能的试题考查。

主要体现在以下三个方面:

1.涉及日常生活、社会热点、科技成果、环保等诸多方面的内容明显增多,它能够有效地引导考生关爱生活、关注社会,体现时代性,在解答相关问题的过程中,一种社会责任感、伦理观念、情感体验、学习的价值在影响着学生。

2.将化学与社会发展主题相关的知识和技能放在生动化的社会生活情景中,以图文并茂的试题形式来考查学生的综合分析问题的能力。

3.体现“化学与社会发展”的相关背景材料为载体设计试题,注意考查学生化学信息的迁移能力,注意开发“化学与社会发展”的探究性、开放性,突出材料的评价功能。

三、化学与社会发展主题的复习策略与方法

结合新课程标准的内容和要求,我们应该做好以下三方面:

1.重视化学与社会发展主题的基础知识的积累

让学生认识化学是一门与生活、生产密切联系的学科,平时就要养成勤于观察、关注学科最新发展动向的好习惯,并且要善于积累化学与社会生活方面的知识,以基础知识作为一种载体,培养学生应用化学知识解决社会生产生活中的各种各样的化学问题,提高学生的化学科学素养。

2.落实化学与社会发展主题的知识应用目标

关注自然和社会,学会从化学的角度去认识科学、技术、社会和生活方面的有关问题,了解化学制品对于人体健康的影响,懂得运用化学知识和方法去治理环境污染源,合理开发和利用化学资源和能源,使自己获得的化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学研究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。

3.落实化学与社会发展主题复习的情景设计和活动设计

使学生能利用简单的实验、收集的资料、报刊、电影电视的有关内容进行有效的复习。化学与社会发展主题试题的开放性具有考查学生发散性思维的作用,这种结论的不确定性、过程的探究性、创设情景的模拟性,主要考查学生在接受教育的过程中是否注意自主学习能力的培养、创新能力的培养和实践能力的培养。这要求培养学生坚实的基本功,同时还必须具备灵活的应变能力和广阔的知识面,平时的教学中要注意培养学生多观察、多联系实际进行思考问题。

四、化学与社会发展型试题的解题要领

化学与社会发展型试题的一些背景素材取材于课外,而且要求有比较强的获取知识的能力和分析解决问题的能力,但解答所需要的知识仍然是中学化学的基本知识与技能,因此,要解答这类试题的要领主要有:

1.明确试题特点,克服畏惧,树立解题信心。

2.研究试题呈现的新情境,准确获取与解题有关的化学信息,并将信息与已有的化学知识相整合,形成新的知识系统,并迁移到问题解答之中。

社会的发展产生了化学,化学的发展使世界更加绚丽多彩,让学生把化学的学习融入个人的生活、社会的发展,让我们教师在教学中能使学生体会到处处有化学,时时关注社会发展中的化学问题,使学生充分体验化学与社会发展的亲密关系,激发学生把学习化学的兴趣转化为学习化学的强大动力,从而促进学生学习方式由“要我学”转变为“我要学,我会学”,在化学与社会发展的教学中形成创新精神和提高解决实际问题的能力。

第6篇

关键词:军队院校 大学化学 教学内容改革

军队院校是培养军事人才的主阵地,军事人才个体素质要求的变化和军事人才队伍结构的调整,直接推动军队院校教育进行相应的变革和转型[1]。大学化学是军队院校重要的通识教育公共基础课程,是培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的高级科技人才所必须的,是培养21世纪全面发展的军事人才知识结构和能力的重要组成部分。为了我校一三旅初级指挥学员的培养,更好地让他们适应军队现代化建设的需要,有必要进一步明确大学化学的定位和发展方向,对学员进行与化学相关知识的教育,努力培养具有实际任职能力的合格军事人才。

1、大学化学的传统教学内容

对于传统大学化学的教学,我们的着重点是化学基础知识、基本概念和基础理论,即让学员在中学化学的基础上,对化学反应的基本规律、变化过程中的能量关系以及物质组成、结构与性能的关系等有一个比较全面的认识;对化学实验基本方法做进一步训练,为学习新理论、新技术和相关的科学研究奠定必要的化学基础;使学员适当了解当前化学学科发展的特点及与其他学科的联系、交叉和渗透,进一步了解化学对科技发展和社会进步的影响,从而使学员在部队及日常生活中能够运用化学的观点和所学的化学知识分析问题和解决问题。

2、大学化学教学内容改革的方向

2.1 对学员进行军事化学教育

现在生活离不开化学,现在军事更离不开化学。化学知识在战争中的应用日益重要,两次世界大战、海湾战争、阿富汗战争、伊拉克战争等等,无一不牵动着爱好和平的人民的神经,特别是作为军校学员,将来会担当起保家卫国的重任,学员们也时刻关注着风云变幻的国际形势,对学员进行化学与军事相关知识的教育,使学员自觉地主动地为祖国的振兴、民族的繁荣而努力学习化学知识显得尤为重要。而在传统的大学化学教学中存在着军事特色不突出的问题,有必要对其进行改革。

就目前而言,我们所选用的教材涉及到军事化学的内容很少,因此,作为大学化学教员,就应该不断的更新观念,关注军事化学研究的发展,充实和完善自己的知识结构。教员联系周期表,可重点阐述一些与军事有关的典型物质的性质及应用。例如:稀土元素。在军事方面,稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,比如大幅度提高用于制造坦克、导弹的钢材、铝合金、钛合金的战术性能等。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。教员还可以采取讲座的形式,介绍化学基本原理在军事高科技中的应用,让学员了解军事战争中应用到的化学知识及所产生的危害,内容可包括军用核技术、伪装隐身技术、生化武器等等。

2.2 对学员进行绿色化学教育

绿色化学是20世纪90年代初产生的新概念,它代表了人类社会可持续发展的一种长远利益,是化学发展的更高层次,是化学未来发展的方向。化学在人类的发展中发挥了巨大的作用,制造出了塑料、新药品、纺织品等数千万种医药和化工产品,但同时却产生了大量的副产品——工业三废。因此,要想享受化学给我们带来的方便而减少化学带来的危害就要提倡绿色化学,化学教员就承担起了对学员进行绿色化学的普及和宣传的任务。

教员可以联系生活中的实例介绍绿色化学的相关知识,比如,我国每年食物中毒人数约为2~4万人,并且估计这个数字尚不到实际发生数的1/10[2]。其原因就是农药残留等,如果选择对人无毒或无残留农药,这些问题就迎刃而解了,这就是与我们息息相关的食品安全问题中包含的绿色化学。教员还可以在课堂上设计一些生活中与绿色化学有关的问题:为什么要使用无铅汽油?为什么要限制含硫量高的煤的使用?通过这样的教学方式作为教学改革的一种尝试,可使学员在潜移默化中接受绿色化学教育,使绿色化学的思想融合于大学化学教学中,这样也有助于提高学员学习化学的兴趣。

2.3 对学员进行计算机化学教育

今天,以计算机及其网络深入到社会各个层面为标志的数字化新世纪已经到来,这也将使传统化学发生深刻的变化。数字化新世纪的化学不仅要靠“湿”实验室来发展,同时也要依赖于“干”实验室来辅助和补充。所谓“湿”实验室就是传统意义上的化学实验室,“干”化学实验室则是指数字化虚拟仿真化学实验室。“干”、“湿”相结合才能更高效地孕育出新的化学实体,才能大大提高化学非凡的创造力。

虚拟仿真化学实验室集成了多种关键软件,融合了计算机技术、化学及其相关学科的最新理论成就。通过使用虚拟仿真实验室,不但可以突破传统单一化的实验教学模式,提高学员的理解和记忆能力,还可以保证学员实验的可重复化、实验的安全化,实现实验的绿色化,更好地完成教学任务[3-4]。军队建设正处于以信息化为标志的新的发展时期,使用以计算机为支撑的虚拟仿真实验室来推进大学化学的教学改革,必将成为改革的一个亮点。

3、结语

通过对学员进行军事化学、绿色化学以及计算机化学教育,既优化了大学化学的知识结构,拓宽了专业面,又在不增加学员负担、不让学员穷于应付的前提下,逐渐改变学员被动式学习的习惯,增强了自主学习意识,为培养基础扎实、知识面宽、任职能力强的合格军事人才奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 张宝书.关于推进军队院校教育转型的若干思考.中国军事科学,2004,17(5):56-64.

[2] 张春燕.绿色化学教育在大学化学教育中的作用[J].柳州师专学报,2006,21(1):90-92.

第7篇

关键词:无机合成 硬化学 软化学

合成化学的发展是推动化学学科及其相关学科发展的主要动力,其中无机合成的发展方向是进行特定结构和性质的无机材料定向设计和合成。随着科学技术的日益发展和科技条件的提高,人们提出了两种制备无机材料的方法,即硬化学方法和软化学方法[1-2]。

硬化学方法一般指那些要在超高温或超低温、超真空、强射线辐射、失重等极端条件下进行的化学合成。在这些极端条件下,可以形成许多种在一般条件下无法得到的新化合物及新物相与物态。例如,在模拟宇宙空间的无重力、高真空的情况下,可能合成出没有位错的高纯度晶体;在超高压下,许多物质的内外层电子轨道的距离均会发生变化,从而使元素的稳定价态发生质的飞跃。随着现代科学技术的发展,凭借已有的和将有的能力集中力量进行极端条件下的无机化学合成研究,将会在新材料、新知识、新设备和新工艺等方面获得重大进展。

硬化学方法主要包括:失重合成、超高温高压合成、等离子体合成、自蔓延高温合成、固体火焰燃烧反应以及一些爆炸反应等。在硬化学法提供的诸多材料制备技术中,等离子体合成法是目前研究最多的一种。等离子体可分为冷等离子体和热等离子体。冷等离子体中气体温度低而电子温度高,主要用于那些反应吸热大、产物高温不稳定的化合物,如NH3-H3N、H2N-NH2的合成。在热等离子体中,由于达到了局部热力学平衡状态,而且温度很高,复杂分子一般无法存在,大都离解成原子和离子,因此特别适用于粉末冶金、金属精炼和特种高温材料的合成,也适用于大的吸热反应。例如等离子体合NO2,比传统方法利用天然气先合成NH3,再合成NO2的方法简单的多[3];美国Las Alamos国家实验室成功的合成了Si3N4、SiC、B4C等超纯超细无机粉末,主要依赖于一种等离子体系统,其可以合成超纯、超细材料的射频。随着科技的发展,越来越多的硬化学方法被开发出来,并应用到实际生产中,如离子束合成、溅射合成等。

硬化学合成方法的特点是高温、高真空、高压、高能和高制备成本,依赖于“硬环境”的硬化学方法所获得的材料必须是在热力学平衡态的,同时还需要有高精尖的设备和巨大的资金投入。

软化学是近年来在的新材料研究中形成的一种全新的制备思路,是指在较温和条件下实现的缓慢地化学反应过程。软化学是在较低温度的“软环境”中进行,可以得到多种具有“介稳”结构的材料体系,这样,便有可能实现不同类型组分(如有机物-无机物、生物体-无机物、金属-玻璃、陶瓷-金属)在同一材料体系中的结合,也有可能发现一些用硬化学反应难以获得的低焙、低嫡或低对称性的新材料,尤其是一些具有特殊结构或形态低维、杂化和复合材料体系,因此软化学方法更有应用潜力。

软化学方法可以说是一种新型材料设计与合成的概念,在这种思路下产生了一系列新型材料的制备技术,开辟出了具有环境友好、节能、经济、高效的工艺路线,与“绿色化学”的核心思想一脉相承。软化学对其化学反应机制、路径、过程的易于控制,为了达到裁剪其物理性质的目的,我们可根据通过控制软化学反应过程的条件,对产物的结构和组分进行设计。软化学合成正在将新材料制备的前沿技术从高温、高真空、高压、高能和高制备成本的硬化学方法中解放出来,进入一个更广阔的空间。软化学提供的方法考验的则是人的技能、智力、学识和改造力,因而可以说软化学是一个具有智力密集型特点的研究领域。

软化学合成法所需设备比较简单,反应步骤也可以较容易地控制,制备成本低廉。软化学方法主要包括:溶胶-凝胶过程、插入反应、离子交换过程、水热法、前驱体法、共沉淀法、溶体(助熔剂)法、初产物法、拓扑化学过程及一些电化学过程等。溶胶-凝胶法是目前软化学中最常见的合成方法,其与传统固体材料制备方法的区别在于:溶胶-凝胶反应过程中,由分子级均匀混合的无结构的前驱体,经一系列的结构化过程,形成具有高度微结构控制和几何形状控制的材料[4]。溶胶-凝胶过程通常包含了如水解、聚合、干燥、致密化等多个物理化学步骤,从而实现反应溶液过渡到固体材料的阶段。目前,工业制备陶瓷、玻璃及相关复合材料的薄膜、块体和微粉等已经广泛采用溶胶-凝胶过程。田秀淑等[5]分别以无机盐和有机醇盐为先导化合物,对溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2-ZrO2复合膜的成膜工艺进行详细的研究。随着纳米复合材料的发展,软化学合成技术在功能材料的制备方面发挥重要作用,比如纳米催化剂、纳米磁性材料、纳米气敏材料、纳米光学材料等[6]。

硬化学和软化学合成方法都是化合物和材料合成的热点研究领域,不同方法制出的材料,其性能并不完全一样,有时性能甚至相差很大,新的制备方法经常可以开拓材料的新性能。硬化学和软化学作为无机合成化学的两种思路,共同为材料合成提供技术支持。

参考文献

[1]冯守华,徐如人.无机合成与制备化学研究进展[J].化学进展,2010,12(4):445-457.

[2]周益明,忻新泉.我国固体无机化学的研究进展[J].化学通报,2010,(11):1-6.

[3]徐如人,庞文琴,霍启升.无机合成与制备化学[M].北京:高等教育出版社,2009.

[4]黄剑锋.溶胶-凝胶原理与技术[M].北京:化学工业出版社,2009.

第8篇

关键词:结构化学;课程特点;学习兴趣;教学

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0118-03

结构化学是在原子、分子的水平上研究原子、分子和晶体结构的运动规律以及物质微观结构与其性能关系的科学[1-4]。著名化学家L.Pauling说过“当任何一种物体,当它的性质和物体的结构联系起来时,那么这样一种性质最容易最清楚地被理解”,理论化学家R.Hoffmann也曾说过“化学理论最重要的作用是提供一种思维机制,以总结更新知识”。从中可见结构化学地位的重要性。该课程涉及的知识面广,内容相对抽象,要求学生具有较多的数理知识和丰富的空间思维能力,同时还要努力摆脱宏观现象的传统概念的束缚。大部分学生始终把学习结构化学当成一种负担,学习起来感觉很枯燥,一知半解,似懂非懂,难以进入状态。因此,本人根据结构化学课程的特点和学生在学习过程中存在的主要问题以及如何培养学生的学习兴趣三方面进行了积极的思考和有益的探索。

一、结构化学课程的特点

在高等师范院校中,结构化学课程通常开设在第三学年,是在学生修完高等数学、大学物理、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等课程基础上开设的。该课程主要包括三种理论(量子理论、化学键理论和点阵理论),三种结构(原子结构、分子结构和点阵结构),三个基础(量子力学基础、对称性基础和晶体学基础),这也是学生学习结构化学时所要掌握的主要内容及学习方法[2]。

结构化学是学生本科阶段初次接触的理论课程,它是一门以量子力学为基础,从微观的角度来研究物质结构的学科,具有概念多,内容抽象,系统性、理论性较强等特点。另外,结构化学与数学、物理等学科互为交叉,所以要求学生具有严密的逻辑思维和扎实的数学、物理学等基础知识。其次,化学是一门以实验为基础的自然科学,但是其研究的微观结构状态很难在宏观的实验中观察出来,所以还要求学生具有较强的空间思维能力。因此,结构化学比较深奥、难学、难懂,往往被大多数学生认为是最难学的课程之一。

二、学生学习结构化学过程中存在的主要问题

1.从心理上害怕结构化学。结构化学所涉及的基本概念及理论高度抽象,一方面,有些老师在上第一节课时会告诉学生结构化学这门课程很重要,也很难学,许多同学都因不及格而重修;另一方面,学生还没开始正式学习,就从高年级学生那里得知结构化学难学,不及格率较高。因此,从心理上学生对学习结构化学产生一种畏惧和抵触心理。

2.学生学习结构化学存在误区。很多学生对结构化学的学习内容没有充分认识,认为研究生入学资格考试不考结构化学,学习结构化学根本没用,只是为了应付考试。实际上这是一种误区,部分高校(如南开大学)物理化学专业硕士学位研究生的入学考试就包含结构化学。而且结构化学也非常有用,可以了解化学反应的本质,可以合成满足人类一定需要的新物质,也是学习高等化学的基础等。

3.学生数理知识薄弱。结构化学内容涉及面广,如需具备高等数学、无机化学、有机化学、物理化学及量子力学等知识,学习化学的学生数理知识普遍较差,对于结构化学中大量的数学推导过程感觉很费力,致使学生对该课程产生排斥心理。

4.缺乏微观分析能力。量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础[5]。结构化学以量子力学为理论基础,使人们对物质世界的认识从宏观层次进入了微观层次。而量子力学独立于经典物理学,自成一套理论体系,内容抽象,脱离生活实际,逻辑性强,抽象思维程度高,学生易受宏观思维定式束缚。

5.理论与实践脱节。结构化学是重要的基础科学之一,是一门以实验为基础的学科,在与物理学、生物学、天文学等学科的相互渗透中,得到了迅速的发展,也推动了其他学科和技术的发展。但是,在学习这门课程的同时,多数学生只在乎教程中的理论知识,从而忽略了思考与其他学科的相互关联。另外,大多数学生学习结构化学缺乏实践,把学习它当成了一项应付考试的任务,这与学习这门课的宗旨背道而驰。

6.学生之间缺乏交流。结构化学以数学逻辑推导为基础,物理模型抽象难懂,学生学习方式单一、被动。学生的学习方式主要体现个体性,教师与学生之间,学生与学生之间经常处于一种紧张甚至对立的状态,课堂上很少看见人际间的交流、观点的交锋和智慧的碰撞,学生的学习始终处于被动应付状态。学生缺少自主探索、合作交流、独立获取知识的机会,很少有机会表达自己的理解和意见。

三、激发学生学习结构化学的兴趣

根据结构化学课程的上述特点及学生学习过程中存在的主要问题,培养学生学习兴趣是提高结构化学教学质量的前提和关键。爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”学生只有有了学习兴趣,才会积极配合教师的教学,教师才能够更新教学理念,提高课程教学效果。下面笔者结合两年来在结构化学教学实践中的亲身体会,介绍在结构化学课程教学中如何激发学生的学习兴趣。

1.明确学习结构化学的目的与意义。结构化学包括很多有用的基本概念和许多重要的规律和原理。教师要让学生了解通过结构化学的学习可以学到扎实的基础知识和和理论知识,可为后续专门化课程的学习做好必要的理论基础。同时也让学生知道通过结构化学的学习可以了解化学反应的机理,例如,NO分子分解为N2和O2时在热力学上是可以自发进行的,但此反应是动力学禁阻的,只有用结构化学中的前线轨道理论才能够容易证明这一点。另外,通过结构化学知识的学习,人们很容易合成出新物质(如新材料、新药的合成),其结构测定与分子的设计过程必须具有扎实的结构化学知识。还有结构化学的发展对化学学科的发展也有重大的推动作用(化学界化学的两次革命性飞跃)等。

2.介绍科学奇闻趣事,陶冶学生情操。结构化学教学内容理论性较强,若在课堂教学中引入科学大师的物理学史教育,有助于激发学生的学习热情。例如,在介绍薛定谔方程时,可以向大家介绍薛定谔的奋斗历程,薛定谔被称为量子物理学之父,23岁时获得奥地利维也纳大学哲学博士学位,1926年建立波动力学(39岁),1933年获得诺贝尔物理学奖(46岁),同时告诉学生薛定谔不仅仅数学物理好,而且他的文学功底也非常好,于1944年整理出版了一本著作《生命是什么》。这样学生在了解相关知识背景的同时,开阔了视野,提高了思维能力,受到了科学态度、科学精神的熏陶,激发了其学习热情。

3.充分利用多媒体辅助教学,提升课堂教学效果。多媒体辅助教学作为一种现代化的教学手段,可以把文本、音频、视频、图像、图表、动画等多种媒体信息综合为一体化并进行加工处理,为课堂教学提供了丰富、直观、真实的语言材料,启迪学生的思维,从而优化课堂结构,提高课堂教学效果。例如原子核外电子运动状态、电子云的概念、杂化轨道理论、等径圆球密堆积结构、离子晶体结构等都比较抽象,想象力较差的学生理解起来相对困难,若我们在计算机软件中,用二维、三维动画模拟显示[6],将抽象、微观的内容具体化、宏观化,使学生能够实现对物质微观结构更好的理解。

4.把最新科研成果引入课堂,以科研促进教学,激发学生学习兴趣。教师还可以精心创设一些引人入胜的实践环节,增强教学内容的趣味性,使学生在学习过程中能够感受到所学知识的实用性。教材内容往往有所落后,已不适应当今社会发展的需要,而社会生活和科学知识却不断地迅猛发展,及时给学生补充最新的信息,将新的科研动态、知识引入结构化学教学课堂,丰富课堂内容,将抽象生硬的知识点转化为生动具体的科研案例进行解释和说明,调动了学生的学习积极性,保证了教学质量,促进了我们教学理念的转变,使课堂教学的面貌大为改观。

5.不断改进教学方法,吸引学生的学习兴趣。教师可采用多种形式的教学方法,创造一个轻松愉快的学习氛围,激发学生的学习兴趣。教师教学语言要尽可能做到用词准确,条理清晰,生动有趣,富有感染力,学生易于接受。另外教师可以采用讨论式教学方法,这种方法主要运用习题范例和关键知识点的应用实例,或者是就某一个关键问题进行辩论,师生平等互动,活跃课堂气氛,提高课堂教学效率。同时教师也可采用提问式课堂教学,引发学生好奇心,让学生进行创造性的思维活动,不断地激发他们的求知需求。再者,教师还可以精心创设一些引人入胜的教学情境,增强教学内容的趣味性,使学生在学习过程中能够感受到其乐融融,从而达到“我要学”的最佳境地。

6.加强师生之间的情感交流,提高学生的学习热情。课堂教学不仅是知识信息的交流过程,也是情感信息的交流过程。心理学家莫维尔说:“情感如同肥沃的土地,知识的种子就播种在土壤里。”可见积极的情感能调动学生的学习积极性,有利于优化课堂教学,改善课堂教学效果,提高学生的学习热情。

四、小结

综上所述,本文介绍了结构化学课程的特点、学生学习过程中存在的主要问题以及如何激发学生的学习兴趣,那么如何将结构化学抽象、难以理解的知识形象化,如何运用各种合理的教学方法提高自己的教学水平,培养和激发学生的学习兴趣,仍然是教师特别是青年教师需要长期思考的一个问题。

参考文献:

[1]潘道皑,赵成大,郑载兴.物质结构(第2版)[M].北京:高等教育出版社出版,2004.

[2]周公度,段连运.结构化学基础(第4版)[M].北京:北京大学出版社,2008.

[3]彭鹏,柴春霞.高等师范院校结构化学课程的难点探析[J].周口师范学院学报,2010,27(3):75-77.

[4]孙巧珍.关于结构化学教学改革的实践体会[J].考试周刊,2011,(18):27-28.

[5]曾谨言.量子力学教程(第2版)[M].北京:科学出版社,2003.

[6]宋国拓,蔡俊.浅议化学教改前景――计算机辅助教学的应用[J].西北民族学院学报.2000,21(3):23-25.

第9篇

关键词:无机化学;元素化学;教学

无机化学是学生进入大学以来所接触到的第一大类专业课,这就表明了无机化学在整个教学过程中的重要性,作为后续知识的基础,这一部分的基础知识必须要求学生掌握并学会运用,而无机化学中的元素化学又是在整个无机化学教学中的核心要点,正因为是核心要点,元素化学的知识系统十分繁杂,知识的散乱、繁多、涵盖面广等它本身自有的特点让教学变的困难,学生无法理解和接受吸收。如何有效改变这种现状,笔者从以下几个方面展开了研究与探讨。

1理论知识不可少

1.1基础理论的掌握

其实化学科目的知识对于学生们来讲已经是不陌生的一个范畴了,从初中的一些基本入门知识到高中的对于知识的一些升华,再到现在大学对于知识的打散再拼凑,这些过程对于学生的基础知识的掌握都有着非常高的要求。如何系统化的掌握并消化运用从前的知识对于学习无机化学也是一门学问。到了大学所涉及的无机化学,其实它与元素化学之间的联系并不是很紧密,但却息息相关。因此,掌握必要的基础知识对于学习后面的课程都有着很大的帮助。

1.2理论知识的归纳

无机化学是基础,元素化学是核心。那么元素化学它本身的知识理论就没有系统化的结构,所以想要在课堂上有规律、有节奏、有系统的讲授本身就是一件很难的事情。元素化学基本上都是一些叙述性的材料,在课堂上整个就是讲述——接受的过程,死板且难,很多学生听着听着就睡着了,趣味性的减少,难度的增加都是一些不可抗的因素。因此,教师在讲授时,可以自己先归纳一部分进行简单讲解,注意结构与性质相联系的教学方法,因为物质的结构决定了它的性质,依据它的结构来推之它的物理化学性质,又由性质去看结构,二者相互联系,加深理解。上下册知识的结合有助于学生们更好的记忆和理解,并有效的帮助他们梳理归纳总结一些特殊的规律和性质变化。

2创新创意效率高

2.1丰富教学教材

其实学生们在接受学习知识时,最直接和直观接触到的就是他们的教材,教材的排版、知识的涵盖等都对他们的学习造成一定的影响。本身来讲,无机化学和元素化学就很枯燥,理论知识很长很多很杂,所以说如果在原有教材做出一些合理的改变,对于教学和学生们自己自主学习都有帮助。例如,我们可以在课本上设计一些色彩鲜明地注释讲解或者说是穿插一些图片什么的,提高学生们的阅读兴趣;再者,可以在教材上适当地添加一些思维导图,串连一下这一部分的相关知识,再细致点的话,还可以标明页码方便同学们可以快速的找到;或者,可以在书本上用鲜艳的颜色将重点划出,分成几个板块,重点、次重点、非重点等。或者可以分成规律性总结和了解记忆知识这两大板块,让学生们更好的总结掌握。

2.2多媒体器材的使用

时代在日新月异的改变,课堂上也出现了许多先进的器材供我们教学使用,合理把握应用这些器材也可以事半功倍。多媒体可以通过图画、文字、声音、视频、动画等一些在黑板上无法展现出来的功能更好地进行教学,因为它强大的功能性让我们的教学内容更加的直观、生动和形象,从而能激发出学生更多的学习兴趣和积极性,提高课堂的互动性,而且多媒体的投入使用还可以让老师们打破原有的教学方式,以一种更加新颖的方式进行上课教学,顺应时代的潮流。元素化学课程侧重于介绍各种各样的元素和化合物的存在、制备、结构、性质及其变化规律,内容繁杂,但上课时间有限。这种情况就要求老师们既要在规定的课时内完成教学目标不打乱以后的课程安排,又要赶上现代化教学的步伐,同时保证和提高教学质量,这是对一个老师很大的考验。所以说,这就需要老师们在课堂上将现代化的教学手段与传统的教学方法相结合,尽可能多的使用多媒体这些图文并茂的讲解,将一些难以理解的元素化学紧密联系的新原理、新技术、新材料以及相关化学史等以图片、动漫、影视等形式展示给学生;将讲解费力而又难以展开的内容制成动画,以易于接受的形式展现给学生,比如通过三维动画模拟显示一些元素化合物的分子结构或晶体结构;对于缺乏实验条件或比较复杂、难度较大、对身体有危害的化学反应,可以通过视频材料及其他方式生动、逼真地模拟;另外,还可以组织学生观看视频,直观地了解和掌握某些实验仪器的结构和操作。

2.3新潮化的语言

如今的网络流行语越来越多,学生们关注这些热点也越来越频繁,年龄的差距让学生们平常不敢靠近老师,因此在课堂上也是庄严肃穆的气氛,课堂的活跃度低,学生投入的激情就少,知识的传授就更加的困难。所以,老师在课堂上适当地运用一些笑话或者是合适的健康的段子有利于增加活跃度和师生之间的互动性。师者,传道授业解惑也。互动性的增加可以更好地处理解决一些学生平常不好意思问出口的问题或者是疑虑。而我们的元素化学课程不可能只通过一种教学方法来完成,教师可以适当优化教学方法,加强师生双向互动,启发学生的思维和求知的欲望,拉近彼此之间的距离。在课堂轻松的氛围里大家的思维就会越活跃,可能会营造出一种畅所欲言的感觉,老师和学生走得更近了,一些新奇的点子、想法和一些困难的问题就在这样不经意间的谈话和讨论中解决了。

3了解历史聚精神

3.1化学史的穿插

学习一门学科其前提就是应该要了解它的历史来源,但是我们在教学过程中往往总是忽略了这一部分的内容,但是其实每一种元素的发现或者是合成物的发现都是有来源的。适当在课堂上穿插一些关于他们的故事,说不定哪一些故事就进入到了学生的心里给了他们一些启发,然后他们就能更好地理解掌握这一部分的内容。故事往往有着吸引力,讲述的过程中不仅拉近了师生之间的距离,而且调动了学生的积极性,引起了他们的注意,提高了教材的趣味性。在这样轻松的氛围下,一方面打破了沉寂,另一方面还将哲学思想和一些理论知识讲授给了他们。元素化学其实也和生活中的一些现象有着联系,学生们在自己好奇心的驱使下就会更加的投入,从这些现象着手教学,不仅能让他们认真听课,还能让他们发挥自己的主观能动性,他们也会感受到这门课程的魅力。

3.2化学动态的追踪

在兴趣的驱使下,学生们就会慢慢的主动去关注化学方面的新闻动态,在看到越来越进步的新闻时,他们就会生出自豪感,自己慢慢的收集相关知识,把握实时动态,培养了他们获取信息的能力。其实在目前的信息时代,化学学科已经获得了突飞猛进的进展,无机化学在社会中也越来越发挥了重要的作用,其应用已经非常广泛的运用到了新型材料的开发、环境保护、生命科学等领域,而且也多多少少的涉及到了一些新技术、新能源、新材料、新学科等方面。

4动手实践相促进

任何一门学科都离不开动手实践,理论掌握得再好也只能是纸上谈兵,没有实际的操作就相当是一张白纸。元素化学亦是如此,元素化学中的实验是元素课程中的重要组成部分,不论是简单的实验还是复杂的的分离合成实验都是考验学生的基本操作。在实验过程中,都可以让学生自己感悟出实验的不易,从而培养他们一丝不苟的态度,操作试验或者是学习时抱着认真的态度,细致观察的能力、分析解决问题的能力、开拓创新、求真务实的专研精神。因此,在元素化学的教学中,需要加强实践环节以促进理论教学,使整个教学体系更加趋于科学合理。当学生们自主完成某一项实验时,他们会获得巨大的成就感,从而自主学习的兴趣和潜能就更好地被激发了出来,在学习元素化学的过程中你不可能全程都是靠老师的讲解,没有自己私下的理解和探讨是不可能完全理解和掌握串联起来自己所学的知识,因此拥有自主学习的意识对于教学也是一项很重要的目的。

5结束语

通过无机化学的基本学习,掌握一些基本的理念知识,能够认真的学会归纳总结,从而更好地来接受元素化学的知识,在对元素化学的教育上,懂得开拓创新、丰富视野、了解历史发展、把握时代潮流、实践理论相结合等这些特点和方法,会更好的促进无机化学中的元素化学的教学,使学生能够全面的掌握知识结构,为进一步后续的学习做好准备。

参考文献:

[1]朱贤东,张琴.无机化学中元素化学的教学研究与探讨[J].广东化工,2010,37(8):238-239.

第10篇

关键词:组合化学;农药合成;应用

Abstract: the science and technology is the first productive forces, this is the everlasting truth, this point in chemical production can also be reflected, it is precisely because the modern chemical development, especially the combinatorial chemistry of all-round development in the chemical and makes the fields are the benefits. This paper mainly discusses the development of combinatorial chemistry, and its application on pesticide synthesis and with all kinds of benefits.

Keywords: combinatorial chemistry; Synthetic pesticide; application

中图分类号:G633.8文献标识码:A 文章编号:

随着科学技术的发展,尤其是现代化的化学工业的发展,我们的生活也随之发生了天翻地覆的变化,几乎在我们生活中的各个方面都得到了有力的体现,可见化学发展的积极作用之大。而由于化学这一工业所独有的学科性质,使得其在生活领域的作用尤为巨大,因为我们的生活的各个方面不可避免的都会与化学产生这样那样的关系,其作用不言自明。而作为化学发展中的佼佼者,组合化学的发展更是给我们的生活带来了极大的好处。

1组合化学

1.1组合化学简介

组合化学是化学这一学科中最新兴起的一门工艺技术和研究方向,它一经研究发现就凸显出了它的巨大利益和研究可利用性。并且由于它和我们的生活息息相关,其成果可以应用到我们生活的各个方面,这一点更加大了人们对他的研究。组合化学是一门新兴技术,它兴起于上世纪八十年代,在近20年的发展中,它已引起生物学、医学和化学等领域有关研究人员的广泛重视,并已在医药研究中取得了成功经验。早期人们利用组合化学合成多肽库,从中筛选出了许多有活性的化合物,包括抗原决定簇、抗生素、酶抑制剂、受体的配体等。组合化学的产生被认为是合成领域的一次重大突破。它在研究观念上打破了传统的逐一合成、逐一纯化、逐一筛选的模式。能多、快、高、省地合成大量结构各异的分子库。并进行快速筛选,以寻找和优化先导化合物。因此,组合化学已成为目前化学界最活跃的研究领域之一。除应用于医药研究催化剂筛选无机功能材料等外,在农药合成应用方面也有长足发展。这一点正是我们下文将要重点介绍的。组合化学的发展主要受益于固相有机合成的进步,其初期主要集中在肽和低聚核苷酸的合成上。早在1963年,Merrifield利用固相技术合成了多肽,为组合化学的发展奠定了基础。八十年代中期,Geysen建立的多中心合成法,Houghton建立的茶叶袋法中首次引入了肽库的概念。1991年Furka的混合-切分法的提出标志着组合化学的研究进入了一个崭新的发展阶段。近几年来,伴随着电脑的普及和自动化水平的提高,组合化学的发展速度更为迅速,现已推广到小分子非肽化合物库的合成,许多结构复杂的化合物库已经被合成出来,大大加速了新材料的发现速度。

1.2组合化学的原理

我们接下来再来看下组合化学的合成原理是怎样的,这样既能让我们对于组合化学有一个进一步的了解,并且还能够使我们了解组合化学在农药合成中具体是如何操作的。组合化学打破了传统合成化学的观念,不再以单个化合物为目标逐个地进行合成,而是选择一系列结构、反应性能接近的构建模块A1-An 与另一构建模块B1-Bn 进行反应得到所有组合的混合物,这样就可以一次性同步合成几个几十个甚至上万个化合物形成了化合物库(Compoundlibrary)。组合合成的特点就是用少数几步反应可以得到数以万计的化合物分子,它将化学合成、组合原理和计算机辅助设计有机结合起来,在短时间内,产生大批的分子多样性群体,形成化合物库,然后采用有效的手段对库成分进行生物活性筛选,从而得到目标产物。

2组合化学在农药合成中的应用

通过上面的介绍我们也知道了组合化学一个最大的特点就是可以产生新的材料和新的物质来供我们使用,这些新材料新物质一般对我们的生活具有重大意义。多年来,在农药合成领域一直沿用传统的合成方法,以单个化合物为目标,一步一步合成,最终获得产物。这种方法耗时、费力,获得新产品周期长,近年来,随着组合化学的发展,人们把它引入到农药合成领域,并取得了突破性进展,大大缩短了新农药的开发周期,降低了成本。应用组合化学方法进行新农药合成研究,首先要进行化合物库的合成,之后要对库成分进行生物活性筛选,找到具有生物活性的物质,并确定其结构。化合物库的设计、合成往往是比较重要的一步。

一般说来,组合化学在农药合成中的应用主要体现在三个方面,也就是说通过三种方式来进行,即固相合成法、液相合成法、带载体的液相合成法。下面我们就来详细看下这些方法的具体应用。

1)固相合成法是将反应物连接到不溶性的固相载体(solid-support)上的一种合成方法。这种方法是从Merrifield利用树脂作为载体合成多肽的基础上发展起来的。首先将一种反应物连接到带有链接体的树脂球载体上,然后再与另一反应物反应,生成连接在载体上的产物,最后经过滤、洗涤,使反应物与反应液分离,再经断裂反应,得到所需化合物,这种方法不需要复杂的操作和提纯步骤,所以固相合成能实现反应的自动化。目前常用的载体有合成树脂、硅胶、玻璃和纤维素等,其中以树脂使用较多。喻爱明等人用固相合成法合成了具有除草活性物质的先导化合物--氢化脲嘧啶,他们选择Wang 树脂作为载体,进行固相组合,合成构建氢化脲嘧啶化合物库,丙烯酸酰氯与Wang树脂作用,得到固载的丙烯酸酯,与伯胺经Micheal加成反应生成仲胺,随后与异氰酸酯加成得到脲,在酸催化下从树脂上解离的同时关环,从而得到氢化脲嘧啶,在此基础上通过变化取代基组合合成了含9种氢化脲嘧啶的小化合物库它们的结构经GC-MS 所证实。固相有机合成法是构建化合物库的主要方法,但这种方法也有其局限性,如需要选择合适的载体和连接基,有额外的连接载体和从载体上解离的反应步骤,需要有合适的检测方法和分析方法等。

2)液相组合合成,顾名思义反应都在液相中进行,不需要额外的连接载体,与固相组合合成相比具有易于实现,减少了与载体连接和解离步骤等优点,但是产物纯化困难,由于一般的小分子有机物的合成易于在液相中进行,故其应用范围比较广泛。李斌等人报道了在液相条件下,采用组合化学中的索引方法,用苯异氰酸酯与胺反应,设计并合成了一个含除草剂敌草隆和灭草隆的25个脲类化合物库,用含异氰酸酯基团或胺基团的树脂对产物进行了提纯,并用HNMR 和LC-MS对各子库进行了初步分析。此化合物库分为10个子库,用常规除草活性筛选方法对10个子库进行除草活性筛选,依据子库除草活性的顺序重新发现了除草剂敌草隆和灭草隆,节省2.5倍的合成工作和筛选工作。组合化学方法也可用于研究物质的合成工艺,优化合成路线。对甲苯磺酸乳酸乙酯是合成芳氧苯氧丙酸类除草剂如喹禾灵、恶唑禾草灵等的重要中间体。李斌等人在液相条件下用组合化学方法研究了对甲苯磺酸乳酸乙酯的合成工艺。他们用平行组合合成方法一次进行15个反应,用气相色谱对反应进行跟踪分析,以考察溶剂、碱、反应时间对对甲苯磺酸乳酸乙酯合成收率的影响,发现极性溶剂对反应有利。内乙酰脲(hydantion)有抗惊厥、抗心率不齐和抗糖尿病的生物活性,其除草和杀菌活性也受到人们的注意。Hanessian等人报道了用液相和固相两种方法进行内乙酰脲库的合成,取得了满意的结果。

3)带载体的液相组合合成法,这种方法是在液相反应中引入载体,目的是为了提高纯化效率。固相反应的突出优点是采用简单的过滤手段就可能达到比较理想的纯化效果,液相合成中产物虽不易纯化,但有些反应更适合在液相中进行,尤其是一些小分子杂环化合物的合成。

参考文献

第11篇

高中新课程标准即将在我省实施,高中化学教师将面临前所未有的挑战。如何适应新课程标准,笔者认为,首先要在理念及角色定位上发生变化,即要提高学生整体素质,要重视后进生的转化工作。赞可夫就曾经说过:“教师最重要的任务之一,就是要坚持不懈地在全体学生包括差生的发展上下工夫。”学生在发展过程中,出现差异是正常的。但是,放弃一个后进生,对于一个家长来说,却意味着失去了全部希望。因此,作为教师一定要树立不放弃后进生的思想,而且要成为后进生的引导者。本人在多年的高中教学中体会到,在化学实验知识、技能传授中,能够通过一些策略促进后进生的转化。就此,笔者根据自己在教学中的经验,粗浅的谈几点。

(1)分析造成高中化学方面后进生的因素。造成高中学生化学方面后进的因素有学习态度差、学习习惯差、思维能力差、缺乏科学的学习方法、学生化学基础不好,需要弥补的知识点较多等。因此,在高中化学学习中,后进生遇到困难便产生畏难情绪,思想消沉,使大脑抑制,不能产生学习化学的兴趣。教师在做每个后进生的转化工作之前,都应当分析好了后进生的后进的原因,才能在化学实验教学中做到有的放矢,进行有效的引导,并在此基础上引发学生的求知欲。

(2)强化对后进生的有效引导,培养对化学的兴趣。首先,在实验中激发后进生的学习兴趣,端正学习态度。化学是一门以实验为基础的科学,化学实验不仅是开发智力、培养能力和科学态度的重要途径,而且也是激发学生学习兴趣的重要手段。尤其是后进生,他们往往更喜欢化学实验的直观、有趣。教师要充分利用这个特点。要利用好这一点,教师要发自内心地关心后进生。我认为,在实验中做到关心后进生的关键就是多给他们创造亲自动手实验的机会,帮助其树立学习的信心和勇气。例如,我在教材中讲完了金属钠的性质后就提出:除了用小刀切钠以外,有哪位学生能用其他的方法证明钠是比较软的、有金属光泽的呢?然后,指定一些后进生上讲台来实验。这时,上台的后进生有的用细玻璃管来插、有的用滤纸包着挤压、有的用木棍来敲等;又如,在讲NaHCO3加热分解的实验时,我引导一些后进生课前认真预习,课堂上在老师的指导下,由他们亲自给同学们去演示。这些实验都很简单,后进生们都能较好地完成。另外,每次他们完成后,都应及时地表扬这些学生,他们的好奇心很容易就激发起来了,在强烈好奇心的驱使下,他们能主动观察、积极思考。这样,后进生参与化学学习的意识也增强了,也就激发了他们学习化学的兴趣。同时,学习化学的态度也就有了较大的增强。

其次,开展课外活动强化“双基”提高后进生的化学兴趣。后进生还有一个特点,就是好动。根据这一特点,为了发展他们的兴趣并巩固原有的知识点,可以组织一些专门针对后进生的化学课外活动。例如:① 小实验。针对巩固初中化学知识,进行空气中氧气含量的测定、会响的肥皂泡实验、自制汽水、雨水PH测定等。② 小制作。简易试纸的制作、巧用废旧材料制作化学实验代用品等。③做一些兴趣实验。如“白纸出画”“魔棒点灯”“水中生火”等,把学生引进了奇妙的化学世界里,并使他们觉得化学的精彩和有趣。课外活动的开展,能激发后进生的非智力因素的发挥,使后进生逐步产生良好的学习习惯,有的学生甚至能产生了终身学习化学的愿望。

第三,强化化学实验小组的合作,提升后进生的学习信心。在化学实验教学过程中,教师要充分发挥学生的同伴互助的优势,利用一些化学方面较好同学带动后进生进行实验。要做好这项工作,教师要合理地安排学生实验中的各小组的组员配备,指定一帮一的对子;强调每次实验前,各对同学都要共同全程参与(如预习、写出预习的提纲、预习的提纲由老师修改、进行实验、强细记录、完成报告。);并且,后进生必须在好生的指导情况下,自己亲手完成或者协助完成部分的或者全部的化学实验。例如在探究“氯水”中何种物质起漂白作用时,面对“氯水”中含有多种物质,让组内后进生与小组合作分析,提出如下假设:①可能是HCl起漂白作用;②可能是HClO起漂白作用;③ 可能是Cl2起漂白作用等推测。然后,设计实验提纲,在修正后再进行实验。另外,还要深入研究教学内容,结合后进生的学生实际,围绕实验设计出一些不是很难的启发性问题,并注意使后进生也成为实验问题解决的积极参与者。这样,后进生在学习过程中遇到困难就能够及时得到解决,从而能较好地扫清他们前进中的障碍,树立对化学学习的信心。

总之,作为化学教师,只要始终坚持不放弃后进生的思想,在高中的化学实验教学中积极探索,就一定能够通过一些策略促使化学方面进后进生的转化。

第12篇

化学变化有新的物质生成,可以认为是指由于分子、原子或离子等核外的电子运动状态改变而引起的物质组成的变化;而化学变化是由物质的化学性质所决定的,研究物质的性质,首先要弄清物质的组成、结构,探索和把握物质变化的规律和特性,通过探索研究,推陈出新,开发新产品,为人类所用,这也是我们化学研究的范畴和目的。通过介绍化学研究对象,解决了学生们“学什么”的问题,对他们学好化学有着积极的促进作用。

二、以发展的观点介绍化学发展史,激发学生的求知欲和探索欲

化学经历了上古时代工艺化学时期、中古时代炼丹术和医药化学时期、近代化学的孕育时期、近代化学的发展时期及现代化学时期。每一个历史时期,都有其标志性的化学原理、现象及其所做的巨大贡献。纵观化学发展史,和其他自然科学一样,化学也是源于劳动人民的生活、生产实践,无数化学家为化学发展做出了巨大贡献,有的甚至献出了宝贵的生命。通过化学发展史的介绍和学习,同学们既丰富了化学史知识,又对一些化学现象和原理所产生的背景及其历史局限性有一个辩证客观的认识。由此,使他们明白大学学习的特点,已不仅仅局限于课本知识,而应当抱着的态度来学习,培养其敢于否定和创新的精神。例如,对于酸碱的定义,在不同历史时期产生了酸碱电离理论、酸碱质子理论、酸碱电子理论及其它酸碱理论等约6种,这些理论在当时条件下有其成功的一面,也有其自身的缺陷。在学习这些知识时,全盘的否定和肯定都是不可取的,藉于此,也让同学们不再像中学时期一样崇拜课本和已有的化学理论,同时也给了他们一种心理启迪———创新其实距离我们并不遥远。

三、以广博的知识介绍化学与社会的广泛联系,提高学生的学习兴趣

首先,利用文献及国家权威部门的统计分析,介绍化学工业对国内生产总值(GDP)所提供的直接或间接贡献,说明化学与社会、人类、生活的密切关系,将学生的思维带到一个化学与现实世界密不可分的程度,使其认识到学习的必要性和重要性。例如,当今世界有五个热点问题———能源、环境保护、功能材料、生命奥秘及信息科学,从能源开发及利用的角度来分析开发新能源的紧迫性。如,现在销售的新概念电动环保汽车,就需要大功率的化学蓄电池,其蓄电能力与所选用的化学材料是分不开的;又如,在中央政府大力推广新能源政策的支持下,四川省目前集中了众多的“多晶硅”企业,而“多晶硅”是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料。硅的结晶形态和纯度,直接影响其应用于电子或太阳能产业,也决定了其光电转化效率。据此,向同学们简单介绍了硅产业相关化学知识及与太阳能电池的工作原理,从而使同学们能真实感受到化学对改进我们的生活所起的巨大作用。列举身边实例,使学生能真切感受到化学对各个领域的影响。如,以化学对体育项目的巨大推动作用为例,介绍本校体育场所用的化学合成塑胶跑道对传统硬面跑道的颠覆;篮球架及玻璃钢篮板材料的变革及其意义;在2009年8月世界游泳锦标赛上,由新型合成材料“聚亚氨酯”制作的高科技泳衣对成绩的迅速提升等等。由此说明,即使对于体育这个表面上看来与化学没什么联系的行业,化学也对其发展产生了很大影响。

四、结合高校土木工程专业的教学计划和知识结构,介绍普通化学学习的必要性

在国内高校所开设的土木工程专业知识体系中,有些课程如材料力学、建筑工程材料、混凝土结构设计原理、砌体结构等都与化学紧密联系。普通化学作为一个基础必修课,不仅对上述专业课程,尤其是对土木工程材料的发展与改进提供理论支持,同时也使他们认识到一项大的土建工程会涉及到环境保护、工程质量、还有结构防腐等一系列与化学有关的问题。例如,在跨海大桥设计和施工中,针对水中基础钢结构和砼结构的防腐问题,需要采用诸如使用防渗防裂混凝土、用环氧涂层钢筋或不锈钢筋、采用外加电流阴极防护法保护钢筋、防腐涂料涂装混凝土外表面等一系列技术来处理。由此可见,如果没有相关的化学知识,要顺利完成如此庞大工程的设计和施工是不可能的。在世界名校美国加州大学伯克利分校土木与环境工程系本科教学计划中,化学或与化学相关的课程占有相当比重。相比之下,我国高校土木工程专业中不同程度地存在着轻视化学的现象,学时数有逐渐被压缩的趋势,有的甚至取消了普通化学教学,是需要商榷的。

五、以敏锐的眼光介绍化学与土木工程学的结合,激发学生的学习热情

为了解决学生们对普通化学的困惑,使他们了解化学与本专业的联系,增强学习热情,作者结合土木工程的历史和实践,对化学与土木工程学的联系作简单介绍。

1.从土木工程的不同发展历史时期来阐释。土木工程的发展大致经历了古代、近代和现代三个历史时期,每个历史时期都有其代表性的工程材料。古代时期,土木工程材料最初主要是天然材料如泥土、木材、茅草、石头等,后来出现了人工烧制的瓦和砖,这是土木工程发展史上的一件大事;近代时期,工程材料方面已经开始并日益广泛地使用铸铁、钢材、混凝土、钢筋混凝土,直至早期的预应力混凝土;现代土木工程是以现代工程材料为基础的,所用材料进一步轻质和高强化。中国从60年代起普遍推广了锰硅系列及其他系列的低合金钢,大大节约了钢材用量并改善了结构性能;用普通混凝土只能建35层,而改用轻集料混凝土和加气混凝土建造的高层建筑,自重大大减轻,用同样的造价可建造52层;同时大跨、高层、结构复杂的工程又反过来要求混凝土进一步轻质、高强化。近年来,铝合金、镀膜玻璃、石膏板、建筑塑料、玻璃钢等工程材料发展迅速。同时也通过添加不同的化学外加剂,制得多种特殊性能的混凝土材料,如通过加入石膏制得快干水泥、加入脂肪酸盐制得防水水泥、加入木质素磺酸盐制得缓凝水泥等。这些新材料的出现或者传统材料的改进均是以化学理论及实践的发展为背景的。

2.从当代的典型土建工程来阐释。在2008年的北京奥运会上,不乏一些优秀的体育场馆,这些工程的实施无不与新型化工建筑材料有关,如,国家体育场“鸟巢”的大跨度钢结构建筑形式,所使用的特种钢材料Q460钢,是通过调节材料中的炭和铁的比例以及加入一些合金元素制得的;国家游泳中心“水立方”膜结构建筑,是由聚四氟乙烯膜通过粘结而构筑的质轻、耐热、耐寒、耐腐蚀的新型建筑形式,这与膜材料单体化合物四氟乙烯的稳定化学结构和耐酸碱、耐氧化的性质分不开的。另外,体育场馆的新型塑胶跑道是有机聚合物、无机填料和颜料等制成,工程质量的好坏与其中各组分含量有密切关系,在其中添加无机填料才能使跑道具有相应的强度,而有机弹性体成分增多才能保持跑道良好的韧性。

3.从国家的政策法规出发来阐释。发展“绿色建材”是21世纪我国建材工业的必然出路。所谓“绿色建材”是指采用清洁的生产技术,少用天然资源、大量使用工业或城市固体废弃物和农作物秸秆,生产无毒、无污染、无放射性,有利于环保与人体健康的建材。例如,为了保护耕地,我国已于2004年禁止使用粘土砖;为了节能和环保,国家规定在新建楼体外墙强制使用保温材料,而这些保温材料都是经过化学合成的聚合物泡沫材料。又如,素有“保温材料之王”美誉的酚醛泡沫材料是国际上公认的建筑行业中前途最广的一种新型保温材料,具有无毒、耐腐蚀、耐高温、不易燃,燃烧时也不会散发有毒烟雾等特点,其综合性能是目前其它保温材料无法比拟的。然而,目前在我国也有采用聚苯泡沫板作为外墙保温材料的,虽具有保温性能,但其易燃且伴有大量毒烟雾,一旦失火会造成严重后果。由此可见,这些土木材料性能都是由其化学成分决定的。

六、从大学学习特点与经验出发介绍学习方法,以法促学

大学新生进校后,大多数仍保持着中学阶段的被动学习模式,任课教师有责任给予学生适当的压力,积极培养他们主动学习的习惯。合理的方法和途径往往可以事半功倍,这样就能以“法”促“学”。教师是学生学习中的帮助者和促进者,其职责主要是指导和组织学生学习,而不仅仅是向学生灌输知识。在绪论课上,明确提出该课程的授课方式,对学生的学习提出要求及规定。除了常规的预习和课堂笔记外,要让学生知道,大学的学习是建立在继承和发展基础上的创新,对于知识的掌握不要仅仅局限于课堂教学和所选用的教材,而应当充分利用图书馆资源、网络资源等多种认知渠道获得更新的知识。这既是为了督促学生时刻保持一定学习压力和主动学习的动力,也是为了让他们更好的掌握大学的研究型自主学习方法。