材料化学的主要特点实用13篇

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材料化学的主要特点

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一、绿色化学思想概述

1.绿色化学概念及核心内容

绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学,使用化学的吉祥虎和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。绿色化学的整个过程都是无污染的。绿色化学的核心内容是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

2.绿色化学思想

绿色化学教学思想是将绿色化学作为化学教学的思想理念,并在教学中逐步将绿色化学思想渗透到化学教学当中,在教学中培养学生的绿色化学观念和环境保护意识。高中绿色化学教学是指从教学思想到教学内容和教学实验,都要将绿色化学思想作为教学的重点,同时,还要在实践教学中,将绿色化学引用到化学实验中去,真正的在教学中贯穿绿色化学思想。

3.绿色化学的特点

绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:

(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料。

(2)在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放。

(3)提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”。

(4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

二、高中绿色化学的内容及特点

1.高中绿色化学的内容

高中绿色化学就是将“绿色环保的理念”融入到理论教学和实验教学中,在理论学习中有认识到酸雨、大气污染、固体废物污染、重金属污染等对于地球生存生活环境的破坏,学习书中的绿色环保知识,加强对化工行业的了解,从自身方面推广绿色化工、绿色环保理念,同时也能提高自身素质,保护环境。在实验学习方面,做化学实验是我们高中化学中必不可少的实践课程,该课程有助于我们深刻的了解各种物质的化学性质、反应条件等,有助于我们学习,我们的绿色化学就是要在做化学实验时,正确操作减少污染物生成、采用无害化实验材料、绿色环保的处理产生的废品。

2.高中绿色化学的特点

高中绿色化学的的主要特点有几方面,第一,绿色思想,这是高中绿色化学的主要特点,我们学校和学生要从自身认识到绿色思想的重要性,并向家人社会推广这种思想。第二,学习绿色治理,学习当今世界的各种污染物及其治理的方法。第三,绿色实验,对于实验中的各种污染物产生做好绿色处理。

三、绿色化学思想对高中化学的影响

1.绿色化学思想对化学课堂的影响

(1)转变教学的思想:在传统的化学教学上,我们教学的主要目的是为了传授学生知识,让他们了解到物质的构成、性质、化学性质等,为了让他们能够胜任考试,然而随着素质教育的增加,环境的恶化,为了保护环境绿色化学的理念应运而生,这种绿色理念融入化学中,使得我们重新认识化学,学习化学,这就要求我们的自我学习重新认识化学,并传授给学生,并且联系实际生活,应用到实际生活中去,实现真正的素质教育,形成真正的化学思想观念,为环境的保护和治理积蓄力量。

(2)变革教材内容:对于教材编制的影响,高中生化学的学习是以后学习和研究化学,在化学领域发展的基础,虽然将绿色理念引入化学教学,但是在教材编制上,我们还是以传授知识为主,适当增加绿色化学知识,循序渐进,逐步引领绿色理念,或者编制绿色化学课外读物,这样既能丰富知识又能达到教学的目的,例如我们在讲硫及其化合物时,教师不仅仅要教受学生它们的物理性质和化学性质等,还要通过对于二氧化硫和三氧化硫的讲解,来了解酸雨的形成及预防治理措施。

2.绿色化学思想对化学实验的影响

(1)对实验进行绿色化:高中化学在实验课上难免会在实验过程中产生一定的废弃物和有污染的气体或其他产物,绿色化学思想运用到高中化学实验就使得在实验过程中要注意废弃物的产生于避免,这就使得老师在实验课上要帮助学生进行废弃物质的回收再利用,并尽可能大的减少物资的浪费和废弃物的产生。绿色化学思想运用于高中化学教学的目的就在于使得化学实验课程实现无污染,所以,在不影响实验课程的前提下,尽可能通过循环利用的方式实现废弃物的回收再利用。

(2)对实验材料进行绿色化:高中化学实验课程要在保证学生人身安全的前提下进行,由于学校学生在实验过程中第一次操作,很有可能会产生一定的操作失误而导致实验的失败,由于有些实验具有一定的危险性,因此,在材料的x择上,要保证材料的安全无害。所以,在保证实验目的的前提下,尽可能使用环保型绿色材料,这样既能保证学生的人身安全,又能避免污染的产生,同时还能实现绿色化学教学,一举三得。

参考文献:

[1]崔金凤.高中化学教学有效性提问分析[J].中国校外教育,2016(25).

[2]邢季颖.绿色化学理念在高中化学实验中的应用研究[D].辽宁师范大学,2013.

[3]黄炼群.新课改背景下高一学生化学素养培养的实践研究[D].广西师范大学,2013.

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文章编号:1005-913X(2013)01-0127-01

普通化学主要内容是以包括化学热力学和化学动力学的化学反应基本规律和物质的微观结构理论为主线,其理论性强、概念抽象,也使得学生缺乏学习兴趣以及学习的自觉性和主动性,这也增大了普通化学教学的难度。

一、增加体现化学与不同专业间的交叉性内容

在了解学生专业背景的基础上,针对具体专业特点,授课过程中在教学内容基本相同的前提下,应该对不同的专业区分对待。教学过程中既要注重对化学基础知识的讲解,又要不断引进一些与学生所学专业相关且与化学相关的科学技术发展成果,关注交叉学科的前沿、热点知识,让学生们感觉到化学实际上在他们未来从事的行业中有着重要地位和强大生命力。这样不但开阔了学生的眼界,同时提高了学生学习化学的积极性,也提高了学生的创新能力。比如给材料专业学生授课时,在沉淀—溶解平衡一章中,可以介绍用沉淀法制备纳米粉体的知识,使学生感觉到纳米材料的制备并不是遥不可及的。

二、增加与日常生活相联系的具体实例

将化学与日常生活联系起来,引入一些典型生动的具体实例;增加一些图片性、视频性的现实、热点、典型的内容。通过形象、生动、直观的日常生活中的实例和图片、短片等形式,调动学生的积极性和学习兴趣,活跃课堂气氛, 使学生在思想上产生共鸣,有利于拓宽学生的知识面,便于学生对知识的理解和掌握。比如讲解沉淀-溶解平衡时讲一下三聚氰胺毒奶粉事件:三聚氰胺促进沉淀形成,即增加肾结石的危险,尤其对于婴幼儿,每天饮食基本就以奶粉为主,含有三聚氰胺的奶粉加剧了肾结石的形成。

三、增加与中学化学衔接内容

目前中学课程进行了改革,为了拓展学生的知识面,中学化学增加了许多内容,有部分内容与大学的普通化学有重复的部分,但是又不完全相同,但是在授课的过程中,有些学生听到这部分内容时,觉得自己中学阶段已经学习过了,不重视,也不能认真听讲,这样即使是不同部分也没有引起学生的重视。因此增加中学化学与大学化学衔接的内容,便于学生能够很快的进入大学普通化学的学习系统中来,同时也能区别好大学化学与中学化学的不同点,不会产生大学化学是对中学化学简单重复性学习的观点。要特别注意化学基本概念的层层递进和铺垫过程。而对于教材中为体现知识体系的完整性而与中学教材重复的内容,教师只需交待概念, 让学生通过一定的练习或自学来进一步了解,这就首先要求普通化学授课教师了解中学化学的教学现状。比如在讲反应速率时,高中阶段用单位时间内物质的量变化表示反应速率,又进一步引申为单位时间内物质的量浓度变化,但都是用平均速率来定义的;而大学的普通化学中则主要是以瞬时速率来表示,考虑了反应进度的概念。

四、引入化学史料、化学前沿知识

借助化学史、化学重要发现、化学家故事内容,化学前沿的生动实例来说明化学在现实世界中的广泛应用,避免枯燥地讲授化学的理论知识,以减轻知识记忆方面的教与学的负担。一是让学生学起来有趣,二是让学生觉得学过之后有用,这样才能更好地调动学生的学习积极性和主动性,也有利于科学态度、辩证唯物主义世界观和良好习惯的培养。同时也可以讲一些关于我国的化学成就,使学生在求知中升华爱国主义情操。在普通化学的内容中,适当地延伸出一些现代化学的前沿领域、重大发现或目前的科研难题,让学生开阔眼界、启迪思维、激发兴趣。比如在化学动力学的教学中,可以介绍华裔科学家李远哲的分子束(离子束)碰撞器和埃及科学家泽维尔创立的飞秒化学,飞秒化学对过渡态理论有推进的作用。

五、引入绿色化学内容

绿色化学是更高层次的化学,体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展及社会对化学科学发展的作用产物。它的主要特点是原子经济性,即在获取新物质的化学过程中充分利用每个原料原子,实现零排放,既充分利用资源,又不产生污染。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使对环境的治理从治标转向治本。绿色化学教育是化学教育的前沿,又是化学教育发展的必然,如果要成为全面发展并具备高综合素质的大学生,就必须接受绿色化学的教育,培养绿色化学意识。在进行基础课教学时,对教学内容涉及有关绿色化学知识的方面,进行及时的、适当的知识加深与更新及思维的拓展。比如说在原电池的教学过程中,可以向学生介绍一节纽扣电池弃入大自然可以污染六十万升水,相当于一个人一生的用水,而中国每年要消耗这样的电池四十二亿只;一节5 号电池可以使一万立方米的土壤遭到污染。让学生知道绿色化学的重要性。

以上这几点内容可以融入到每一章节的理论知识的学习过程中,将理论知识与实际有机结合起来,也可以单独进行1~2节专题讲座课,使学生较为详细的了解一些先进的科学知识,还可以增加课堂讨论环节,先让学生自己去查阅相关资料然后自己来做一个简短的报告,大家再共同讨论。通过这些内容改革可以大大提高学生学习普通化学的兴趣和积极性。

参考文献:

[1] 翟林峰,杭国培,王华林. “无机化学”课程教学内容与方法改革研究[J].合肥工业大学学报( 社会科学版),2008 22(1): 94-96.

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生动形象的化学实验对学生具有很强的吸引力,将演示实验转变成学生自主实验,将课本结论实验变为探究实验,大大提高学生的观察能力,也激发了学生学习化学的热情。要使教学中师生有效互动、教学流程有创意、效果好,可充分运用集文字、图像、声音、动画、影视等信息传输手段为一体的多媒体教学,以营造具体生动立体的教学氛围。学生边听边看边思考,寓学于乐,充分调动学生多种感官来认识理解化学的现象和本质,从而有效激发学生学习兴趣,提高分析理解能力,增强学习的主动性。

二、发挥教师“教”的有效性

有效的课前备课,是实现有效课堂教学的前提和关键。新课改下的化学课堂教学要求结合实际,改革备课形式,丰富备课内容,进行有效备课。其中备课包括备教材、备学生、备板书、备教具等。教师在备课时,在确定课堂教学目的和要求的基础上,首先要备教材,即要从整体上认识教材,并用联系的观点分析教材,在理解的基础上读懂教材,通过反复阅读教材并查阅有关资料,了解教材编写的指导思想,主要特点,结构体例,了解教材的每个单元和每节课的教学目标、重点、难点。其次要备学生,从学生角度来设计课程,要考虑学生的年龄特点、个性特点和已有知识水平,考虑到学生的接受能力,激发学生的学习兴趣。最后教师备课时要特别注意板书及教具的提前构思和准备,确定板书及教具的书写和使用,有效提高课堂效果。

现代教育注重以培养创新精神和实践能力为核心的素质教育。因此,课堂教学要根据由具体到抽象的认知规律和中学生的心理特点,充分利用投影仪、录像、计算机等现代教学设备以图像、动画、影像、声音等多种媒体来辅助教学,逼真地表现事物的存在和动态变化,以吸引学生的听觉和视觉,帮助学生由感性认识向理性认识过渡,达到激发学生学习动机的目的。

现行的高中化学新教材编排中增加了“家庭小实验”环节,是为了进一步培养学生的实践能力。这些小实验的设计非常简单,实验材料也非常简单,学生在家里就很容易找到原材料而设计好每个小实验,这些小实验既有趣味性,又有实践性。锻炼学生用学过的知识去解释生活中的现象,生活中的问题。

三、明确教学目标,做好课堂教学,设计合理的教学方式

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一、绿色化学的概念及特点

“绿色化学”由美国化学会(ACS)提出,其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,它的主要特点如下。

1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;

2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境中排放废物;

3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;

4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

二、绿色化学在中学化学中的渗透

1.课本上,穿插绿色化学知识。

课堂教学是化学教学的主渠道,是渗透绿色化学观点的最佳阵地。教师在教学中要不遗余力地渗透绿色知识,增强学生的环保意识。现行使用的新教材在编排上合理地渗透了绿色化学的观点,主要体现在以下方面。

①在讲解“硫和氮的化合物”中具体介绍了酸雨的成因、危害,以及减少酸雨的举措。

②在讲解“氯气的性质”中,主要介绍针对遇到有毒气体泄漏,怎样营救和自救的一些基本措施。

③在合成氨工业,硝酸工业,接触法制硫酸,联合制碱法等操作中均采用了循环操作,以节省能源,提高原料转化率和利用率。

④在“化学反应速率”和“化学反应平衡”的章节中,介绍怎样提高反应速率及提高反应物的转化率,以减少废气废渣的产生。

⑤在“几种重要的金属”中,主要在生活中要注意重金属离子的污染,以及金属的回收利用和金属替代品的研制。

⑥在“原电池”的讲解中主要渗透在生活中现在使用的电池要注意环保,以及怎样研究环保、节能电池的方向。

2.课堂上,渗透绿色化学意识。

教学中充分发掘和利用教材中的绿色化学知识,将教材与环保知识有机地结合,适时地将收集的环保信息渗透到教学中,使学生受到绿色教育。例如,在讲到“硫及其化合物”时,因化石燃料的燃烧,产生了很多的二氧化硫气体,再经过一系列变化,形成了酸雨,腐蚀了森林和建筑,酸化了河流和土壤,所以我们在生活中出行尽量骑自行车,或以步代车,减少汽车尾气对空气的污染,等等。

3.练习中,设计绿色化学试题。

近几年的化学高考中,和生活实际联系紧密的试题越来越多,绿色化学知识的考查越来越多,所以为适应绿色化学教育的需求,有关绿色化学的试题不断升温,目的是使学生通过解题,树立绿色意识,掌握一些具有使用价值的知识。因此,化学教师在平时教学中,也应该顺应高考的要求,适时设计一些有关绿色化学教育的试题,以巩固强化学生绿色化学知识,以及培养学生学以致用的能力。

4.实验中,培养绿色化学意识。

在化学实验中,教师要培养学生正确操作、规范操作、安全操作的习惯。在实验教学中,要经常提醒学生注意实验中的环境污染问题,以强化他们的环保意识和节约药品的习惯。

首先,教师应注意自身素质的提高,演示实验时切不可忽视环境保护。如:进行有毒气体实验时,最好在通风橱中做实验,并要加尾气吸收装置,演示完毕的废液不能随意丢弃,要统一收集到废液缸中。另外,教师要对一些演示实验,不断地进行改进,在保证现象很明显的前提下,要注意减少对环境的污染和对学生健康的影响,实验要尽量朝着科学、严谨、简便、环保的方向前进。

其次,教师要注意指导学生规范地进行实验操作,防止有毒气体和液体泄漏,同时也要培养学生实验时取用药品定量化、最小化的意识,如验证钠的性质的实验,取钠的量要尽量的少,看清现象就行,没必要一次取很多,以免发生爆炸,发生危险。

最后,教师要注意指导学生正确处理实验中的废液、废气和废渣等,如讲原电池的性质时,稀硫酸等电解质溶液不要随意丢弃,金属电极材料要注意回收再利用,以培养学生节约资源和“绿色化学”的意识。

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一有机化学教学中渗透绿色化学教育的重要意义

随着经济的快速发展和生活水平的逐步提高,当前社会环境污染问题越来越严重,人们对于绿色生活的呼声也越来越高。在这种背景下,绿色教育也受到了社会、学校以及各级政府的重视,当前开展绿色教育的高校数量也在与日俱增,有机化学教学中也逐渐开始渗透绿色化学教育[2]。高校肩负着培养人才的重任,在培养目标上要以创新型、实用性人才为主,并且培养出来的人才要有可持续发展观念,不仅要处理好人与人之间的关系,还要处理好人与自然之间的关系,能够运用科学技术等手段使人和自然和谐相处。当前高校存在课时短、任务重等特点,这些特点导致绿色化学很难作为一门专业的独立学科开进行教学。而有机化学是公共基础课,在高校的开课面比较广,将绿色化学渗透到有机化学课程之中具有可行性和现实意义。这样不仅可以丰富有机化学教学内容,还能降低学生的学习负担。化学老师在进行有机化学教学的时候,若是涉及到了绿色化学内容,可以进行针对性讲解,并且适当加深和更新知识内容并对学生的思维进行拓展。在化学教学课堂上引用实例进行讲解,不仅可以拓宽学生的视野和知识面,还能使化学教学内容活泼、生动、有趣,学生在不知不觉中接受了绿色化学教育。这种渗透式的教学方法,既不会造成课时紧张,又激发了学生的学习兴趣,一举两得。

二有机化学教学中进行绿色化学教育的策略

(一)加强化学教材的建设

教材是教学的根本,也是学生学习的主要资料。在有机化学教学中进行绿色化学教学,首先要从教材着手。前文中也已经提到,在当前高校课时原本就紧张的情况下,单独开设一门绿色化学专业不切实际,化学老师进行有机化学教学的时候,在涉及到绿色化学教育内容时可以针对这部分内容进行深入讲解,因此,加强教材的建设应当作为渗透教学的第一步骤。“绿色化学”是化学界提出来的一个新观念,这个领域的发展时间并不长,绿色化学的内容在化学教材中并未做具体详细的阐述,很多有关于绿色化学的内容都并未在教材中突出来。因此,在有机化学教学中进行绿色化学教育,第一步就是调整化学教材。遵循绿色化学基本原则并以此为出发点,更新和选择一些与绿色化学有关并且具有时代性的化学内容,例如洗涤剂无磷化、汽油无铅化等,采用新技术和新试剂开发环境友好工艺[3]。举个简单的例子,在化学教材中,有一节内容是介绍烃类烷基化反反应,在这类反应中使用的催化剂一般是三氯化铝和氢氟酸,这些催化剂属于液体酸类,具有较强的腐蚀性,能够腐蚀相关的化学设备,并且还会污染环境,对人体也有一定的危害。为了保护环境,降低污染和对人体的危害,近年来,国内外都在对新型催化剂进行研究,从超强酸、杂多酸以及分子筛等新型催化材料中对烃类烷基化反应的催化剂进行探索,并且已经取得的一定的成果。其中用生产线性烷基苯催化剂代替传统的氢氟酸催化剂,可以有效降低环境污染,改善环境,目前已经实现工业化。还有一种乙苯液相烃化技术在化学界也引起了高度的关注,这种技术来自于新型分子筛催化剂,这种催化剂具有很高的选择性,催化的寿命比较长,而且乙苯质量回收率比较高,据资料显示,已经超过99.6%。类似这样的绿色化学研究,将其整合到化学教材之中,就可以让学生对绿色化学有了更清楚的认识,而不是仅仅停留在表面的认知上。化学老师在进行有机化学教学的时候,涉及到了这方面的内容,可以进行深入分析,让学生了解到当前绿色化学的最新发展和最新成果,并且知道了新的应用方法和应用材料。除此之外,还可以在将绿色化学的一些基本原则等以专题化形式纳入到化学教材的后面,丰富教材的内容。在教材的整改和编写中,要实现教材内容由传统化学到绿色化学的转变,但是不能对传统的化学采用完全否定的态度,而是采取“取其精华去其糟粕”的调整思想,将绿色化学中概念、原理和新思维有效凸现出来。

(二)精简课堂教学内容

教学内容是决定课堂教学效率的关键因素之一。有机化学在高校无论是一门公共课还是一门基础课,教材的篇幅和学时都会受到了一定的限制,化学老师在进行有机化学教学的时候渗透绿色化学教学,面临着诸多挑战和难以克服的困难。因此,化学老师要选择合适的教学内容,并结合学生的专业,对化学教学内容作适当的调整,即精简教学内容,让学生学习到的化学知识都是有用的,能够和专业其他学科实现有效整合。例如,园林专业或者农学专业的有机化学教学,农药是有机化学中的重点教学内容,农业与园林和农学都是息息相关,因此老师可以将关注点放在这一方面,并在这方面教学中渗透绿色化学教育,对农药知识进行深入分析。农药的发展过程就是不断降低副作用、提高药效的过程。例如艾氏剂、六六六,这种毒药的毒性可以不断累积,内吸磷,这种毒药有严重的急性毒性,还有二溴路丙烷、杀虫脒等,这类毒药有致癌作用。这些毒药具有多样性,而且在杀虫方面也有一定的成效,但是对环境造成了严重的污染,对人体也有很大的危害,在全世界范围内,已经被先后禁用。随着科学技术的不断发展,近十几年,人们对于新型农药的研究步伐也在不断加快,并且取得了一定的成效。有一些生物活性很高的农药,在杀毒的时候只是针对靶标,而对于非靶标的生物基本无害无毒,还有一些除草剂和杀菌剂等,也具有特别的作用机制,此外还有一些昆虫生长调节剂,都是新型的农药品种,这些新研发的农药和试剂,既起到了杀菌杀虫的目的,又无害于环境和人体。除此之外,化学防治概念也在最近几年得到了重视,以前人们对于有害生物,采取消灭和杀害的态度,而现在更多的采取是控制措施,随着绿色化学的研究发展,化学农药也逐渐成为绿色农药,可以被直接应用在绿色植物和相关的绿色农产品上。除了园林和农学专业,还有很多专业也涉及到有机化学教学,老师在教学有家化学教学的时候,要结合学生的专业实际情况对绿色化学教育内容选择性渗透。还有一些专业的学生,例如兽医、食品等,这些专业的学生很少涉及到这方面的知识,化学老师在教学过程中可以适当减少绿色化学的教学内容,采取少讲或者不讲的方式。对教学内容进行精简,既可以让学生学习到有用的知识,又节约了教学时间,提高了教学效率。

(三)采用合适的教学方式

教学方式在很大程度上决定了课堂教学质量,在有机化学教学中渗透绿色化学教学,适合采用诱导式和启发式教学方式。当前的教育是以素质教育为主,老师不能采用传统的灌输式教学方式对学生进行教学,而应该将启发学生思维作为主要的教学目标,对学生的思维进行启发,指导学生自主探索,发现问题并解决问题,从而加深对绿色化学的认识。例如,在讲解“原子利用率”这个绿色化学概念的时候,老师可以适当引入两个案例,一个是利用现代催化氧化法制取环氧乙烷,还有一个是利用氯乙醇法制取环氧乙烷,通过让学生比较这两种方法制取环氧乙烷的优势和劣势,指导学生掌握“原子利用率”的基本概念。在讲解类似酯缩合等缩合反应以及狄艾反应等加成反应时,化学老师可以让学生对原子利用率进行计算,加深学生对“原子利用率”的理解,并学会用这一新型概念去体会有机合成中不同反应的环保意义和经济价值。

(四)充分利用多媒体教学资源

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(二)知识框架

(三)新教材的主要特点:

本节教材体现了“从生活到化学,从化学到社会”的认识逐步深入的过程。从

培养学生终身发展所必备的知识和能力出发,新教材较旧教材更符合知识的逻

辑关系,同时注重学生的能力培养。

二教学目标

(一)知识与技能目标

了解有机化合物的性质特征、结构特征与多样性的关系

通过观察实验掌握甲烷的性质、取代反应。

掌握同分异构现象以及简单的命名规律

初步培养学生空间想像能力

(二)过程与方法目标

1、通过引导学生对自己熟悉的种类不同的有机物的分析,让他们学会怎样从中归纳、总结有机化合物性质的一般规律。

2、通过“迁移?应用”、“交流?研讨”、“活动?探究”等活动,提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。

(三)情感态度与价值观目的

1、通过“迁移?应用”、“交流?研讨”、“活动?探究”活动,激发学生探索未知知识的兴趣,让他们享受到探究未知世界的乐趣。

2、通过用模型组装有机分子的实践活动,培养学生严谨认真的科学态度和探索精神。

三教学重点和难点

甲烷的性质、有机物结构的多样性

四、教学准备

教师准备

3、教学媒体、课件;

4、编制“活动?探究”活动报告及评价表。

五、教学方法

问题推进法、实验探究法

六、课时安排

3课时

七、教学过程

第一课时认识有机化合物

教学准备

学生:预习教材第一节第一部分(60页---62页);

要求提前准备一种有机材料了解它的性质、用途并向同学做介绍。

教师:要求对学生可能找到的材料做到充分考虑;适当的补充实验,例如溶解性、受热

时状态变化等,有利于学生进行归纳、总结。

教学过程

(一)学生活动“联想……质疑”

问题:你认识的有机物是什么?它有什么性质?什么用途?

这个问题由学生充分讨论、发言;介绍生活中接触到的有机物

讨论:1、哪些是有机物的共同性质?

2、从溶解性、耐热性、可燃性、电离性等五个方面比较无机物有哪些区别?

3、研究有机物的性质用到哪些方法?

演示实验:

归纳:有机物性质特征

大多数有机物:1、难溶于水易溶于有机溶剂。

2、易燃烧。

3、大多数是非电解质,难电离。

4、熔点低,易熔化。

5、反应慢、反应复杂、副反应多。

(二)师生共同活动“观察……思考”(能进行学生探究实验更好)

以甲烷为例进一步研究有机物的性质

1、完成书中实验1、实验2;

2、按小组讨论、记录实验现象。

3、归纳甲烷的性质。(1)可燃性

(2)取代反应

甲烷的结构特点:阅读63页知识点击

第二课时有机化合物的结构特点

教学准备

学生:预习教材第一节第二部分(63页---65页);

用球棍模型组合丁烷分子,体会有机物的样性。

教师:教学媒体、课件;

教学过程

(一)阅读63页工具栏,由学生写出甲烷的结构式、甲烷的结构简式。

(二)进行“活动与探究”

(1)动手组合乙烷、丙烷、丁烷的结构模型,写出它们的结构式、结构简式。

给烷烃的概念,找烷烃的通式。

(2)阅读64页知识支持,让学生发现问题,当碳原子数较多时组合方式不只一种,碳原子数越多,可能的结构越多;带着疑问进入下面的讨论。

(三)有机物的命名和同分异构现象

可以根据学生情况,控制深度。

总结有机化合物的结构特点:(1)原子之间共价键相连。

(2)碳原子之间可以连成链状或环状。

(3)碳原子与碳原子之间可以是单键、双键、三键。

(4)分子式相同时,可以出现多种结构。

第三课时概括与整合

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1、埋地管道腐蚀危害

金属管道与其所处环境介质之间发生化学的、电化学的或物理的作用而引起的材料破坏和变质称为腐蚀。金属腐蚀是引起材料失效和破坏的主要原因之一。由于埋地管道置身于土壤中,其运行环境复杂,管道被腐蚀破坏后,将造成管道泄漏、环境污染,严重时酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。因此,研究腐蚀机理,采取有效的防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。

2、埋地管道腐蚀的主要成因

不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气或土壤中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。

我们知道,钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但在潮湿的环境中却很快就会腐蚀。原来,在潮湿的环境里,钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极,铁失去电子而被氧化。电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。

(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)

负极(Fe):Fe=Fe2++2e-

Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+

正极(杂质):2H++2e-=H2

电池反应:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2

由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀。

(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)

负极(Fe):Fe=Fe2++2e-

正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成Fe(OH)3脱水生成Fe2O3 铁锈。钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中,而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

3、常用的埋地管道外防腐技术

近年来我国的管道外防腐技术发展很快,出现了许多新的防腐蚀材料和技术,管道外防腐技术发展的主要特点体现在防腐材料的高性能、复合化、使用寿命长和良好经济性。

埋地管道外防腐层一般分为普通级和加强级,穿越铁路、道路、沟渠等应采用特加强级。埋地管道防腐蚀等级,应根据土壤腐蚀性等级确定。

由于管道穿越地区地形复杂、土壤性质千差万别,埋地钢质管道需要采取不同的外防腐措施。

3.1 石油沥青防腐层。石油沥青防腐层的特点:石油沥青属于热塑性材料,低温时硬而脆,随温度升高变成可塑状态,升高至软化点以上则具有可流动性,发生沥青流淌的现象。沥青的耐击穿电压随硬度的增加而增加,随温度的升高而降低。抗植物根茎穿透性能差,不耐微生物腐蚀,抗有机溶剂、油等性能差,耐温性差。虽然设计、施工技术成熟,价格便宜,但施工后的防腐厚度很难均匀,随时间延长防护层易脆裂。

3.2 环氧煤沥青防腐层。环氧煤沥青防腐层的特点:具有良好的物理机械性能和耐化学介质的腐蚀性。在埋地管道外壁的防腐施工中经缠绕了玻璃布固化后形成类似于玻璃钢结构的涂衬层,具有优异的电绝缘性、抗水渗透性、抗微生物侵蚀、抗杂散电流、耐热、耐温差骤变等优良性能。防腐层性能稳定,使用寿命长,施工较方便,价格低廉。但涂层固化反应受温度影响,低温(10℃以下)固化较慢,北方冬季施工受限制。

3.3 环氧煤沥青冷缠带。环氧煤沥青冷缠带的特点:由冷缠带和定型胶两部分组成。防腐层固化速度快,施工期短,可在低温(-20℃)和潮湿条件下施工,解决了冬季施工难题。机械强度高,电性能和化学性能优异,涂层厚度均匀,施工质量稳定。涂层具有防水、耐酸碱、抗冲击等性能。

3.4 煤焦油瓷漆。煤焦油瓷漆的特点:吸水率低,抗水渗透。优良的化学惰性,耐溶剂和石油产品侵蚀,电绝缘性能好,粘结性优于石油沥青。抗植物根茎穿透和耐微生物腐蚀。低温发脆,热稳定性差。施工熬制和浇涂的过程中容易溢出有害物质,对环境和人体健康有影响。一般用于地下水位高和沼泽地段的土壤环境。

3.5 聚乙烯胶粘带防腐层。聚乙烯胶粘带防腐层的特点:机械性能较好,绝缘电阻高、抗杂散电流性好、施工方便,价格较便宜。缺点是抗土壤应力能力差,易于因粘结差和电阻值很高而产生阴极保护屏蔽。适用于地下水位不高、土壤腐蚀性不强等地区。

3.6 3PE防腐层。3PE防腐层的特点:三层结构聚乙烯防腐层综合了环氧涂层和挤压聚乙烯两种防腐层的优良性质,将环氧涂层的界面特性和耐化学特性,与挤压聚乙烯防腐层的机械保护特性等优点结合起来,从而显著改善了各自的性能。因此作为埋地管线的外防护层是非常优越的。据有关资料介绍,3PE可使埋地管道的寿命达到 50年。目前,在国际上被认为是最先进的管道外防腐技术。在我国,3PE已率先在石油天然气系统得到应用。涂层具有优良的化学防腐性能和较高的机械性能,尤其耐磨性和附着力最佳。

3.7 聚氨酯泡沫塑料防腐保温层。聚氨酯泡沫塑料防腐保温层的特点:适用于输送介质温度不超过100℃的埋地保温管道。它是由防腐层-保温层-防护层组成的复合结构,整体防腐、绝缘及机械性能优越。

3.8 电化学保护

电化学保护法是根据电化学原理在金属设备或管道上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法,主要有以下两种:

(1)牺牲阳极保护法:该方法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电极,被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。(2)外加电流法(阴极保护法):将被保护金属与另一附加电极作为电池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。

对于长输管线及集气干线一般应采用防腐层与阴极保护相结合的方法。

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一门课程的第一次课通常都是绪论,其中并不涉及课程的主要内容,但是讲好绪论的重要性却绝对不容我们忽视。提高课堂的教学质量,关键是要提高学生学习的主观能动性。而第一次课绪论的讲解,会直接影响学生对有机化学的兴趣。如果学生先入为主认为有机化学枯燥无味,在后面的教学中再想提起学生的兴趣和积极性就比较难了。

而如何才能讲好绪论呢?仅仅依靠课本内容是不行的。课本中绪论主要涉及无机化学中已经讲过的轨道理论、酸碱理论,以及有机化学和有机化合物的基本概念,仅仅讲解这些是相当枯燥的。但是如果我们是从有机化学的发展史引出有机化学和有机化合物的概念,那效果就完全不同了。从最早的有机物醋、酒、蔗糖等“生命力学说”:有机物只能由有生命的动植物体中才能得到维勒在实验室中由无机物氰酸铵制得尿素打破“生命力学说”的束缚进入有机化学迅猛发展的合成时代:到目前为止,有机化学相关的Nobel化学奖个数仍然是所有化学学科的半数以上引出有机化学和有机化合物的基本概念。在讲解的过程中穿插一些生动的图片或小视频,更加生动形象,使同学们比较容易接受,并且认识到有机化学并不是什么高大上的学科,而是与我们的生活密切相关的,克服对这门课的心理恐惧感。其间还可以简要介绍几个有机化学相关的Nobel化学奖的例子,激发同学们的学习积极性。

2 通过背景介绍加深对化学反应及原理的认识

有机化学的主要特点是理论性强、内容零碎繁多。如果仅仅照本宣科地介绍理论或化学反应是相当无趣的[4]。但是如果我们在介绍这些原理或化学反应时适度地引入一些相关的背景故事,会使整个课程变得丰满起来,更能吸引学生,还可以加深学生对课程内容的记忆。这里简单举几个例子,比如:Wolff-Kishner-黄鸣龙反应,这个反应的产生纯属偶然。黄鸣龙在美国做访问学者期间跟随费塞(LouiseFieser)做研究。费塞让黄鸣龙做一个Wolff-Kishner实验,此反应需要连续回流50h,但开始反应后黄鸣龙临时有事要去纽约,临行前让隔壁一个黎巴嫩籍的同学帮忙照看。但是,黄鸣龙走后,处在回流中的烧瓶软木塞逐渐松动,开了个口子。黎巴嫩同学因为只答应照看反应,从而没有帮忙把软木塞扶正。其结果是反应物中的肼和生成的水全跑光了。黄鸣龙回来一看非常意外,反应非但没有失败而且产率还很高。后来他又经过反复的实验摸索出了新的反应条件,使回流所需时间从50h缩短至3h,产率从40%提高到90%,以后迅速成为标准方法。于是Wolff-Kishner-黄鸣龙反应就这样诞生了,这也是唯一一个以中国人的名字命名的有机反应。除此之外,还有苯的结构,从法拉第第一次从照明气中分离得到苯凯库勒做梦得到苯的六元环结构(可介绍凯库勒的生平,如何由建筑学转入化学)分子轨道理论,前后经历了一个世纪,终于得到苯的最准确真实的结构:正六边形,碳碳键键长平均化,环形离域大π键分布在分子平面的上下方。烯烃亲电加成反应的马氏规则(又称马尔科夫尼科夫规则),从最初提出时由于相关辅助实验做得太少而不被认可,到半个世纪后美国著名化学家鲍林由共振论解释清楚,马氏规则经过了大约60年才被广泛认同,等等。这样将知识点融入故事中,充分调动起了学生的学习兴趣,课堂气氛轻松,学生容易接受且印象深刻。

3 通过相关科学家的科研经历培养学生坚韧的品质

爱因斯坦说过:“优秀的性格和钢铁般的意志比智慧和博学更为重要――智力上的成就在很大程度上依赖于性格的伟大。这一点往往超出人们通常的认识。”社会大力提倡素质教育,事实上在有机化学的教学过程中也可以潜移默化的进行。

比如,在“卤代烃”这一章中涉及的“格利雅试剂”,介绍反应的同时,不妨讲一下“格利雅――浪子回头金不换”的故事,教大家在遭遇失败和挫折时该如何面对,是该自暴自弃,还是该发奋图强。家庭的溺爱使很多孩子缺乏面对失败的承受力,而人生不如意十之八九,这种承受能力是一个人在社会上立身做事所必备的能力,如果缺乏这种能力,当面对生活的种种波折时便会心神不宁,影响正常的学习生活和工作。这些科学家的故事则可以为同学们树立良好的榜样,对提高同学们的挫折承受力具有良好的引导作用。

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1.以提高学生的科学素养为主要宗旨。科学素养是学习个体在先天遗传的基础上,经过后天教育而发展起来的,是运用科学的方法解决生活中的实际问题。在现实社会中,一部分人由于缺乏科学的方法,对科学空有一腔热情,存在着愚蠢的盲从行为。教师要改变过于注重知识传授的倾向,要运用科学的方法探究,培养学生实事求是的求学精神和严谨的治学态度。

2.倡导以探究为主的学习方式。新课程要改变死记硬背、接受学习的现状,要培养学生的学习兴趣,强调通过主动思考和积极探究活动获取知识。选题要源于生活,切合实际,方案要具有合理性。活动形式要丰富多彩,除化学实验外,还有交流讨论、课外调查等形式,让学生在探究活动中培养分析问题、解决问题的能力。

3.加强化学教学与科学、社会、生活的联系。教师要打破教学内容过于注重知识的现状,要根据学生的认知结构和心理特征,联系生产和生活实际,教师要带领学生观看化学生产工艺过程,了解硫酸、硝酸的制造、石油的炼制以及炼钢、电镀、水泥的生产过程。

4.注重评价的诊断、激励功能。传统的教学评价形式单一,过于强调评价的选拔、甄别功能,注重知识技能的评价,以纸笔测验为主,而忽视了对学生的探究过程、探究方法和表现出来的情感、态度的评价。教师应建立多元化的评价体系,充分发挥评价的诊断、激励作用,以促进学生健康、和谐的发展。

二、初中化学新课程教学策略的构建

1.情境策略。前苏联著名教育实践家苏霍姆林斯基认为:“在人的灵魂深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”教师要根据教学内容和学生认知水平的发展需要,灵活地创造具体、生动的教学情境,拉进学生与文体的距离,有效降低教学难度,以激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识和实践能力。(1)创设实验情境。实验是化学的灵魂,是激发学生求知欲的动力源泉。通过创设实验情境,能调动学生手、脑、眼、口等多重感官并用,促进知识的内化过程,能有效激发学习兴趣、发展学生思维、培养学生观察能力和创新能力。如在“氧气”教学中,教者准备没有标签的两瓶气体,一瓶是空气,一瓶是氧气,让学生尝试用眼睛看、用鼻子闻进行区分。接着教师让学生用两支带火星的木条分别插入两个瓶子中,观察现象,并据此判断哪瓶是氧气,哪瓶是空气。(2)创设生活情境。生活中处处有化学,教师要从学生的生活实际入手,创设生活化情境,让学生感受化学的应用价值,运用化学知识解决生活中的实际问题。(3)创设故事情境。化学有让人着迷的化学元素、丰富多趣的发明创造、令人惊奇的化学魔术、引人入胜的化工产品,教师要引领学生通过化学故事引入教学内容,如门捷列夫通过“玩纸牌”发现元素周期表、秦始皇梦想“点石成金”、玻尔巧藏诺贝尔金质奖章、女儿国之谜的精彩故事,引领学生由表及里,由现象探求问题的本质,从而培养学生的探究意识。

2.人文策略。人文素养是指具有学习个体除人文知识之外所表现出来的气质和修养,如世界观、人生观、社会责任感等。教师除要具有发散的思维力、敏锐的观察力外,还要具有严谨求实、踏实大胆的治学态度,充分展示人格魅力。(1)以史实培养学生的人生观、价值观。教师要通过化学史实以及化学家发明创造的小故事,展示化学家们不畏艰难的精神、勇于探究的精神和严谨治学的态度。(2)以事例培养学生的爱国主义精神。教师要充分利用我国劳动人民的发明创造,如蔡伦的造纸术、宁应星对锌铜合金的论述、候德榜的制碱,为人类做出了卓越的贡献,他们的高尚品质和崇高精神也值得我们去学习。(3)以应用培养学生的社会责任感。现代社会处处留下了化学的足迹,合成纤维、合成橡胶方便了人们的生活,智能材料、超导材料等使人类的梦想成为现实。但也带来了一系列的问题,福尔马林泡制水产品、三聚氰胺牛奶、地沟油、提取海洛因等问题触目惊心。因此我们要教育学生树立正确的人生观,学会运用化学知识种过福人类。

3.探究策略。《初中化学课程标准》指出:“让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程,在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度,学习科学方法,在‘做科学’的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。”教师在研读教材、分析学习的基础上明确探究目的、优选探究内容、设计探究活动,开展形式多样的探究活动,促进学生学习方式的转变。

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一、激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师,初中学生的好奇心都比较强,而化学实验本身的丰富性和趣味性对学生的吸引力特别大,能够调动起学生的学习兴趣和求知欲望,促进学生有意注意力的集中,使其能够积极主动的进行学习和思考,取得优良的学习效果.单纯进行化学理论的学习使学生感到格外的枯燥,进而产生厌学情绪,学习效果大受影响.当教师利用实验教学时,给学生展示的是一个绘声绘色的教学情境,让学生耳目一新,从内心深处油然激发对化学的学习兴趣,学习的积极性和主动性提高,主动学习的意识增强.例如,教师在讲解氢气的燃烧的实验时,学生自然会产生浓厚的兴趣,心中也会产生各种各样的疑问,而这些问题都能通过实验得到解决.在兴趣的带动下,学生往往能够投入全面的精力去参与实验,进一步巩固课堂教学效果.

二、提高学生获得感性知识的能力

化学实验的主要特点是生动性、形象性、真实性、立体性.在这些实验教学特点的带动和熏陶下,学生能够搜寻到很多的感性材料,这有效促进了学生对化学理论知识的理解,实现了理论和实践之间的结合,进一步强化了化学学习效果.另外,化学实验的表现和演示的特点,又能够为学生设置一个真实、具有立体效果的化学情境,能够让学生身临其境的去感知,直接而迅速的获得感性认识.学生通过实验教学中的直观的演示创造出鲜明立体的现象来实现自己对知识的探求,在整个实验中始终保持愉快的心情,学习效果会大大提升.

三、有助于培养学生的思维能力

任何一个实验都不是顺利完成的,实验操作中可能会出现各种意想不到的问题,尤其是学生自己在进行实验操作的时候.当出现问题后,教师要引导学生思考,出现问题的原因,鼓励学生自己动脑筋思考问题,将书本中的理论知识成功地运用到实践当中去,学生在解决问题的过程中,就提高了他们的思维能力,同时在分析问题和解决问题的过程中,也培养了学生的动手能力,使学生逐渐养成了一种科学的思考问题的方法和习惯,增强其信心.总之,教师在教学中要抓好实验教学,引导学生发挥其积极主动性,让学生养成发现问题、分析问题和解决问题的能力,久而久之,学生在以后的化学学习过程中便能够更加轻松自如的解决问题.此外,化学实验的操作,大多数都是需要学生凭借自己的努力来完成的,这种过程本身就是学生探究的过程,化学实验让学生拥有了更多自己探索、探究的过程,在实验操作中,他们会发现问题、通过各种渠道来解决问题,实验顺利完成后,学生心中会产生强烈的喜悦感和成就感,在潜移默化中培养了学生的自学能力.

四、促进化学教学中的其他特殊教育

化学实验除了让学生形成直观、形象的认识,帮助其理解化学的理论知识和培养学生的思维能力之外,还对学生有一定的教育意义.教书的目的是为了育人,无论哪一科目的教师,都担负着育人的重任.在化学实验过程中,对学生的审美、环保、安全和人生教育都有一定的启发作用.首先是人生教育.演示实验教学过程中,实验物品摆放的井井有条,实验桌面的干净整洁,教师在实验过程中坚持的实事求是的态度等,都让学生受到了感染和熏陶,这本身就是人生的教育.教师在实验演示中所表现出来的持之以恒的态度、在实验操作中的严谨性和不怕困难、勇往直前的精神都是一种潜移默化的人生教育,能够让学生逐渐形成正确的人生观和价值观.其次是有利于加强对学生的安全教育.化学实验中有一些物质比较危险,操作不当就会产生爆炸等安全事故.教师要在演示实验的时候对学生进行安全意识教育,避免产生安全事故.例如,浓硫酸是一种腐蚀性极强的酸,要让学生认识到浓硫酸的化学性质,这样学生在实验操作过程中,接触硫酸的时候就会增强安全意识.再次,是审美教育,在教师进行演示实验过程中,要引导学生对美的观察和接受能力.化学仪器的精美设计、实验装置的和谐美,实验现象的奇异美和实验物品的自然美都让学生处于美的熏陶中,能够更好的提升学生对美好生活的追求和向往,塑造学生的美好心灵.最后,实验教学还能够促进学生环保意识的提高.总之,实验教学在化学教学中具有重大意义,不仅能够激发学生的学习积极性,而且能够培养学生的思维能力和分析、解决问题的能力,同时对学生的人生观、价值观和情感态度的养成也具有特殊重要的意义.

参考文献:

[1]张其亮,陈永生.翻转课堂在操作系统实验教学中的应用研究[J].实验技术与管理,2014(12).

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《化学与生活》通识课程的教学目的、教学内容和特点

(一)从而达到文理渗透、理工交融,人文艺术与科学精神和谐结合的目的。(二)《化学与生活》通识课程的教学内容顾名思义,《化学与生活》课程的主要内容应涉及衣、食、住和行等人类生活的基本需求,介绍身边生活中的一些典型化学知识和化学现象。以笔者开设的《化学与生活》通识课程为例,“化学与饮食”一节主要介绍饮食结构中的化学物质类型、生理功能、营养价值,饮食常识等内容;“化学与医药”一节中主要介绍化学药物的相关特点、安全知识和毒物;“化学与衣着材料”一节主要介绍常见和特殊衣着材料的类型,化学特点、洗涤和保护措施等;“化学与功能材料”一节中主要介绍与人类住和行相关的功能材料、新能源的分类,特点等知识。同时讲授内容应密切联系实际,通俗易懂,结合生活中一些重大的与化学相关的案例,如三聚氰胺、苏丹红、瘦肉精和塑化剂等食品安全事件等。通过对这些事件的起因、发展、发现、分析检测及社会影响等知识的讲解,让学生在了解有关化学知识的同时,培养他们的环保理念、安全意识和科学的辩证唯物观。(三)《化学与生活》通识课程的主要特点《化学与生活》课程的特点应体现在五个方面,即科学性强、化学味重、生活味浓、资料性实和通俗易懂。化学本身是一门基于实践的科学,在介绍和解释生活中的一些与化学相关的知识和现象时,一定要以严谨、科学的态度待之,以实践为基础,以理论为依据,不可以讹传讹,误人子弟。《化学与生活》课程本来就是介绍身边生活中的一些化学知识和现象,因此讲授的内容或案例一定要与化学学科相关,一定要贴近生活,联系生活中司空见惯的衣、食、往和行等日常内容,同时所选择的生活案例一定要真实,资料详细、具体,最好有公开报导,对社会有较大影响,这样才能使学生感觉到化学学科离他们并不遥远,体会到化学知识的亲切、可信和实用。《化学与生活》作为通识课程开设,授课对象主要是低年级学生和文科学生,其化学基础知识较为薄弱,因此讲授时应由浅入深,通俗易懂,应尽量地回避复杂的化学结构,反应原理和机理等纯理论化学的内容,避免让学生产生枯燥泛味,敬而远之的感觉。

师范性院校开设《化学与生活》通识课程的重要性

(一)为适应这种新的基础教育模式,师范性院校所培养的学生应具备一专多能和广博的知识面。而现实的中学教育体制中,中学生在高二年级就分成了文科和理科班,高考科目相应有别,客观上导致了一些文科学生不关心自然科学,包括化学,在其知识体系中缺失了化学相关知识。由于自然科学知识的缺失,必将会影响这部分学生树立正确的科学世界观、建立完整的知识体系和全面的素质能力。因此在大学教育阶段,有必要对这部分学生补上这一课,开设诸如《化学与生活》类自然科学方面的通识课程。(二)现代高校教育体制改革决定了开设《化学与生活》通识课程的重要性通识教育是英文“generalducation”的译名,也可译为“普通教育”或“通才教育”。是美国博德学院(BowdoinCollege)的帕卡德(A.S.parkard)教授于19世纪初第一次提出,并将它与大学教育联系起来[6]。它产生的背景是当时的大学学术分科太过专业、知识被严重割裂,于是创造出通识教育,目的是培养能独立思考,对不同学科有所认知、融会贯通的完全、完整的人。自20世纪起,通识教育已广泛成为欧美大学的必修科目。我国在通识教育方面已经落后西方国家几十年。痛定思痛后,国家终于在2010年颁布了“中长期教育改革和发展规划纲要”,教育部随即出台了“高教三十条”,在此两个文件精神的指导下,包括师范院校在内的各个高校都在尝试教育体制的改革,进行新一轮人才培养方案的修订等工作,其中一个重要的修订内容就是在大学低年级加强通识教育,规范通识教育课程。笔者所在学校将通识课程正式划分为五类:国学经典与文化传承,西方文明与全球视野,科技进步与科学精神,生态环境与生命关怀,艺术鉴赏与审美体验。五个类型涵盖了文、理和艺术等知识内容,目的是促进学生知识、能力、个性和人格的全面发展。《化学与生活》课程被划归在“科技进步与科学精神”类。(三)人才培养目标要求决定了开设《化学与生活》通识课程的重要性现代社会发展需求的是“基础扎实、知识面宽、能力强和素质高”的复合型人才,这也成为当今高校人才培养的目标。其实这种博学、多能的人才培养思想源远流长,在我国古代教育思想中就有体现,认为博学多识可达到出神入化,融会贯通的效果。如《中庸》中主张,做学问应“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之”。《易经》中强调“:君子多识前言往行”。同时古人还论述了通识教育与培养通人、全人间的关系。如《论衡》中说:“博览古今为通人”,“读书千篇以上,万卷以下,弘扬雅言,审定文牍,以教授为师者,通人也”。回到今天,在现代教育较为发达的美国,著名高校哈佛大学曾发表过《自由社会中的通识教育》的报告,其中提出教育可分为通识教育与专业教育两部分。前者作为大学教育的一部分,主要关注学生作为一个有责任感的人和公民的生活需要,后者则给予学生某种职业能力训练。两者有区别,但并非相互对立和割裂。报告所建议的通识教育课程包括:文学名著、西方思想与制度、物理科学或生物科学导论课,以及属于人文科学、社会科学、自然科学的其他课程。因此作为通识教育思想体系下的一门具体的自然科学科普课程———《化学与生活》,它的开设必将对这种通才人才的培养做出或多或少的贡献。总之,由于现实社会中化学与生活的这种密不可分,相互依存、相互促进的关系,以及新形式下,随着高校教育体制改革的进一步推进,加强通识教育和复合型人才培养的思想逐渐深入人心,各个高校尤其是师范性院校开设《化学与生活》课程就显得顺理成章和尤其重要。

作者:王园朝 单位:杭州师范大学

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初中化学知识都是万变不离其宗,宗就是课标,它就是中考命题的依据。哪些知识作为一般性常识,哪些知识作为基本了解,哪些知识属于应用掌握的,这些问题在《课标》的第三部分说得很清楚,所以在复习前一定要细细研究,制定出复习的策略和计划。研究课标,把握知识的内涵和外延,作到有的放矢地复习,提高复习的时效性。例如08年中考化学试卷主要特点有:

1.重视基础知识。特别是主干知识考查,充分体现学科特点。这部分知识是学好化学、获得高分以及后继学习的必备,也是面向全体考生、提高化学总体成绩的主体,所以是学习化学的重中之重。

2.关注热点,联系实际。这充分体现了化学学科的特点,化学来源于生活,并最终走向生活。这部分知识主要包括物质与身体健康、节能与减排,环境污染与保护、合成材料、金属资源的利用与保护等,通过这部分知识的学习,使学生体会到学习化学的重要性,所以是每年中考的必考内容。

3.注重考查实验能力,增强试题的探究性。注重考查实验能力,符合化学学科的特点。实验能力既包括基本实验技能,也包括实验探究的能力。近两年中考实验探究题都是两个题,一道是以课本中的实验为背景,07年是有关气体的制取,08年是燃烧条件,所以我们应该把我们课本中没有考过的实验作为重点去研究和探究。

4.设置图表题,考查获取信息的能力。这类型题能出现在各个题型中,主要包括的内容有元素周期表,实验操作,物质的用途,框图,说明书和坐标曲线等。08年涉及这类题型共有9个,通过比较我们发现09年学科说明的化学部分,它的考试内容和要求与08年完全相同,只不过例题部分略有改动,加入了08年的一些新题。

三、制定计划,有序复习

复习一定要制定一个符合自己学情、切实可行的复习计划――“三轮”复习法。第一轮按章节复习,这一轮重在根据课标掌握基础知识;第二轮为专题复习,我们把所学的知识分为身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展和科学探究五个专题。这一轮最为重要,我们每个教师负责一个专题,根据课标理清知识点,再根据知识点找相应的练习题,主要是从06到08年河北省中考题中去找,因为这些题最具有代表性;第三轮为模拟训练阶段,旨在增强应度能力。主要是培养学生的解题能力、心理应试能力。

四、讲求方法,注重实效

根据所制定的计划,采取适当的方法,才能达到事半功倍的效果。以下是我们在中考复习中的几点具体做法:

1.抓牢教材,自主复习基础知识。按照新课标的要求,我们在这一阶段特别注重学生的自主学习,教师做“导演”,学生演“主角”,不仅仅是让学生听,而且要让学生自己系统总结每部分的知识。具体做法是:先按单元分章分节让学生自己总结知识点,教师的任务就是查看学生总结的知识点中有没有共性的遗漏的地方,而后在课上作为重点讲解并强调。这样做,使得基础知识的复习,由以往简单的重复变为学生再学习的过程,学生不仅能如数家珍般的掌握基础知识,还提高了他们的思维概括能力。

2.团结协作,搞好集体备课。我们充分发挥备课组的集体智慧,在复习进度、课时按排、基础知识的讲解、练习、作业的处理上进行高度统一;在第二轮复习中,每个教师负责一专题,负责专题的教师在集体备课前把这一专题的知识点、重点、难点、课堂练习、课后作业,实验准备等打印出来,分发到教师手中。其他教师仔细研究知识点是否有遗漏,习题是否合适等,到集体备课时,大家再讨论和补充。最后形成的是,前面是学生填的知识点,后面是学生根据知识点作的习题的一张卷子。这样下来,既充分发挥集体的智慧,做到资源共享,又减轻教师备课的负担,使教师有更多的时间和精力上好每一节复习课,大大提高了复习效率。

五、对学生学习方法指导和应试策略

1.筛选错题。将以往做过的试卷全部拿出来,纠正并分析错的原因比做题本身更有价值。不要令自己深陷题海,更不要盲目追求题目的难度。练习的关键是选择适量的典型习题,真正的掌握,并能举一反三。

2.强调审题的重要性。审好题是化学考试成功的第

一,审题能力的差异,可使平时水平相近的同学在中考成绩上出现较大差别,其要诀是:

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高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的科学。学生应具备一定的无机化学、有机化学、物理化学和概率论与数理统计知识才能学好该课程。国内高校多采用潘祖仁先生主编的国家级优秀教材高分子化学[1-2],对这门课的掌握程度,影响后续课程的学习。因此学生一般比较重视[3]。但对于初学者来说,认为该课程的内容较多,比较分散,系统性不强,有些知识点理解不透。

1高分子化学的课程特点

高分子化学主要介绍高分子的合成原理及高分子的化学反应,合成原理以聚合反应动力学为主线,衍生到聚合速率和分子量,而这二个指标正是工业生产控制的主要工艺参数,再通过聚合理论方程,讨论温度、介质、单体、引发剂等对聚合的影响。对于连锁聚合,每一种聚合机理都有特殊的引发体系,因此引发剂或引发体系也是高分子化学的重点内容之一。最后一章,聚合物的化学反应,主要介绍聚合物化学反应特征、聚合物的基团反应及接枝、扩链、交联、降解和老化,提出促使降解或防止老化的途径。有学者总结高分子化学课程有“五多”的特点,即内容多、概念多、头绪多、关系多和数学推导多[4]。该课程专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,一定程度上影响了学生的学习兴趣[5]。

2课程知识点浅析

该课程序论中,除了介绍高分子化合物的基本概念、命名、发展历程及结构方面的基本知识外,重点介绍分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特点,其作为材料的力学性能主要由分子量及其分布决定。该部分内容介绍,需使学生明白高分子的分子量与小分子的相对分子质量的区别。缩合和逐步聚合反应中,首先通过二种双官能团单体参与的线形缩聚过程示例,第一步反应,得到二聚体,第二步反应可以得到三聚体、四聚体,此时体系中含有一、二、三、四聚体的分子,第三步聚合,体系中可能含有八、七、六、五、四等聚体,假若反应就此终结,体系中产物的聚合度不同,由此使同学们很容易理解聚合反应得到的产物即聚合物,分子量存在一定的分布。同时自然引入官能团等活性概念,才能从纷乱的聚合反应中抽取出本质特征,用一个速率常数描述同种官能团的反应特征。在课程体系中,活性中心等活性概念是高分子化学的基本思想,因此要借助实验数据进行例证,分子碰撞理论进行阐释。还需要明晰N0和N的含义。有二个相同的羟基,肯定体系中存在另一个分子含有二个羧基,因此平均每个分子链含有一种基团;对于均缩聚,更是如此。这点一定让同学理解,因为后面的理论方程推导要不断用到。另外,反应程度p是一个非常重要的概念和度量,定义为参与反应的基团数(N0-N)占起始基团数N0的分数[2],代表某种基团的转化率,反映了聚合反应的反应进程。缩聚反应中产物分子量分布,Flory利用统计法,根据等活性概念假设,以双官能团单体均缩聚为例,形成x-聚体每个键的成键几率为p,分子末端一个不成键几率为(1-p),推导了线形缩聚的分子量分布关系[2]。实质上,每一个键的成键几率不同,按照反应程度概念,应该是随着聚合度增大,p增大,为了处理简便,等同化,根据乘法原理,即得x-聚体的数量分布函数。后面自由基聚合、共聚合、离子聚合和配位聚合,都属于连锁或链式聚合机理,聚合一般都包含链引发、链增长、链终止和链转移几个基元反应。首先,要有活性中心的形成,进行链引发反应;正是根据其活性中心的不同,将其分为以上自由基聚合、离子聚合等。

有关其机理及分子结构的形成,与有机化学中的空间位阻效应、共轭效应有关。聚合动力学与物理化学知识有关,需要同学学前不妨复习下以前学过的有关内容。对于自由基聚合,介绍其英文词汇为Radical,含有“激进、活泼”之意,故可以作为活性中心,故教材中一般用R•表示,黑点代表单电子。聚合物中单元结构主要在链增长阶段完成,故链增长过程直接影响聚合物分子结构。①键接结构。增长过程中,结构单元间的连接存在“头—尾”、“头—头”(或“尾—尾”)两种可能形式,一般以头-尾结构为主。原因是以尾-尾连接,活化能大。列举生活中的实例,如小轿车、“和谐号”动车车头,都采用流线型,头部体积较小,阻力较小。微观上的化学反应也遵循同样道理。②立体构型。自由基上C为SP2杂化,与单体作用时既可从上方也可从下方进行作用,自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的,但从空间位阻考虑,无规结构中,间同结构略占优势。③几何构型。双烯类单体,还存在几何异构,倾向于形成反式结构,都可以根据空间位阻进行解释。这样同学就容易理解高分子结构比较复杂的特性。另外自由基聚合的引发效率,主要是①诱导分解。诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,也就是说,自由基诱使引发剂分解,消耗掉引发剂,作无用功,故使引发效率降低。②笼蔽效应,主要指溶液聚合中,引发剂分子处于溶剂的包围中而不能发挥作用,可以想象,引发剂分子周围存在一层层的溶剂分子和单体分子相隔的球形包围圈(好像笼子一样),初级自由基遇到单体,直接作用,形成单体自由基,若遇到溶剂分子,不能作用,被弹回,有可能与下一个初级自由基结合,甚至与溶剂分子结合,使引发剂分子白白消耗,引发效率降低,称为笼蔽效应。由此派生出单体的活性与浓度、体系粘度和引发剂浓度,都影响引发效率,使同学将知识学通、学活。自由基共聚合中,关于链自由基的活性,一般认为带有共轭取代基的链自由基稳定,同学不易理解,以射击为例,若自由基上存在共轭基团,单电子不再归属于某个原子,离域程度大,行踪不定,这样用枪瞄准难度增加。单体相当于枪,就不易和它反应,故该类自由基活性差。

若链自由基带有非共轭取代基,其单电子位置固定,活动空间小,容易瞄准击中,即容易和单体发生反应,该类自由基活性高。烯类单体的离子聚合中,单体适宜于进行阳离子聚合还是阴离子聚合,主要取决于单体的结构,考虑取代基的诱导效应和工轭效应。带有π-π共轭体系的单体都能进行阴离子聚合。如果取代基具有吸电子性质,更易进行阴离子聚合。因为吸电子基降低双键上电子云密度,有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定。而具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合,因为推电子取代基增大了双键上电子云密度,有利于阳离子进攻,并使形成的碳阳离子的正电性降低而稳定。苯乙烯,丁二烯等含有共轭体系的单体,由于其π电子云的流动性强,易诱导极化,能进行阳离子、阴离子或自由基聚合。阴离子的活性聚合在理论上和实际应用中具有重要意义,要让学生明白活性聚合的原因、应用价值。配位聚合,要重新复习下无机化学中的配合物知识,其引发体系中,过渡金属为中心原子,它提供空轨道,烯类单体作为配体在空轨道上活化、按照一定的方向或方式进行配位、插入到增长链中,因此所得产物立构规整度一般较高。聚合物的化学反应,是聚合物改性、扩大聚合物品种的手段之一。接枝、交联等使聚合物分子量增大,降解、老化使聚合物分子量降低。用鲜活的实例向同学介绍,这样学生学习时不觉得生硬,便于接受。

3结语

作为一名高校教师,能够将复杂的原理讲解得浅显易懂,抽象的理论能够结合现实生活具体化、简单化,语言生动,课堂气氛活跃,学生对所讲内容有强烈的兴趣,这门课程的授课质量才有保证。

参考文献

[1]王小龙,何乃普,王九思.《高分子化学》教学中有机化学知识的有效利用探索[J].高分子通报,2009(11):62-65.

[2]潘祖仁.高分子化学(第五版)[M].北京:化学工业出版社,2011.

[3]王国建.《高分子化学》课程教学体会点滴[J].高分子通报,2012(11):97-100.