药学专业毕业论文
药学是连接健康科学和化学科学的医疗保健行业,它承担着确保药品的安全和有效使用的职责。下面是我整理的药学专业毕业论文范文,与大家分享了解。
摘要:
有机化学实验是培养药学人才的一门重要课程。本文主要从教学内容、教学方法和网络虚拟教学等方面阐述实验教学改革,以提高学生学习有机化学的积极性,培养出高素质的应用型药学人才。
关键词:
药学;有机化学;实验教学
目前,重点高等医药院校药学人才培养目标主要是围绕研究型和创新型开展。一个国家民族医药企业的强大除了依靠研究型人才外,还需要大量的技术应用型人才。地方性本科院校现已成为我国高等教育的中坚力量,是本科人才培养的重要基地,其定位于培养为地方服务的大批应用型专门人才。我院于2014年10月被河南省教育厅确定为第二批向技术应用型本科院校转型的试点学校,我院药学专业初步确定为转型示范专业。我院于2013年开设本科药学专业,其办学定位是为医药企业培养高层次的应用型人才。有机化学是药学类专业一门重要的必修课程,有机化学实验[1]的应用性已充分渗透到药学的各领域。近年来,我院把高素质技术应用型人才培养作为教学改革的方向,加大实验教学投入,整合教学资源,把实验室建设和实验教学改革作为培养应用型人才的重要途径[2]。现将我院有机化学实验教学改革总结如下。
1转变观念,充分认识实验教学的重要性
传统观念认为有机化学的理论教学占主导地位,实验教学为理论教学服务,处于从属地位。学生也普遍认为理论知识重于实验,因此做实验时,只是按照实验大纲要求和步骤进行,对实验可能出现的结果无预知和分析,难以实现理论与实践教学相结合的教学目标[3]。因此,转变观念,改革实验教学,加强实验教学成为培养应用型药学人才的重要举措。
2改革实验教学模式
实验教学内容改革
[4]验证性、综合性和探究性是实验教学的主要特点。传统实验教学多以验证性实验为主,综合性和探究性实验较少,学生只是机械地重复操作过程,制约了学生的主动性和探究性。为此,我院删减了一部分验证性实验,保留一些基本化学实验操作,同时加强操作技能训练,适当增加一些设计性和创新性实验。在实验教学过程中,不断优化实验内容,使其更科学、更具适用性。蒸馏(包括常压和减压)、重结晶及萃取分离是有机化学实验最常用和最基本的操作,在实验教学中,尽可能多安排与这些操作技能相关的实验。在操作训练中,让学生知道并理解实验操作中的注意事项;熔点、沸点、折光率和旋光度等物理常数的测定在理论教学中着重讲解其原理,实验中则着重训练学生的操作技能。实验课程体系以典型合成实验为主,精选具有综合性和设计性的实验项目。例如,环己烯和1-溴丁烷的制备,将性质验证贯穿于合成实验中,使学生能加深对书本上理论知识的理解。将熔点测定和色谱技术分析融入阿司匹林的合成中,构成一个综合性实验。通过整合实验内容,不但强化学生的基本操作技能,还培养学生运用理论知识综合分析和解决问题能力。引导学生探究实验中出现的一系列问题,激发其探索精神,让学生对理论知识有更进一步的理解。开展设计性实验主要是满足药学专业学生毕业后工作和继续深造的需求,同时也有利于应用型人才的培养。例如,环己酮有多种合成路线,实验课前,让学生发挥主观能动性,设计出可能合理的合成路线及操作步骤。课堂上教师给出文献报道的合成路线,让学生对比一下自己设计的路线与文献中的有何不同,然后教师再引导学生分析讨论得到最佳的合成路线,即用次氯酸钠氧化环己醇得到环己酮,此法可避免重金属污染环境的问题。设计性实验教学可有效激发学生的实验兴趣,且实验后的成就感更能激发他们对有机化学的学习兴趣。
运用新的教学方法
[5]在传统“灌输式”教学过程中,学生只是一味地接受教师传授的知识,未能激发其主动性,教学结果就是学生对知识理解不深且不能灵活运用。因此,改革传统的教学模式势在必行。我院根据开设实验项目的特点,采用不同的教学方法,如启发式、示范式、讨论式等。实验前学生必须做好预习,对本次实验的目的、原理和步骤做到心中有数,并对实验注意事项和实验思考题多加思考。上课时,教师通过提问[6]来检验学生的预习效果,并根据提问情况,对教学内容有所选择地讲授,避免无重点的重复,提高教学效率。对实验操作,请2~3名学生课堂上示范演习,让其他同学找出其正确和错误的地方,然后教师再讲解示范。这种纠错式教学可使学生普遍存在的操作问题得到有效纠正。乙酰苯胺的合成有两种实验方法:(1)冰醋酸法。(2)醋酸酐法。实验前,学生查阅资料比较两种方法的优缺点。用冰醋酸法分馏时温度为什么要控制在100~110度之间,过高可以吗?用醋酸酐法加入盐酸和碳酸钠的目的是什么?等一系列问题,让学生带着问题去思考。做实验时,相邻的两组分别做冰醋酸法和醋酸酐法,这样学生可以相互对比实验效果。在做肉桂酸合成实验时,教师引导学生设计不同投料比、不同催化剂和不同温度的正交试验。对比实验结果得到肉桂酸的最佳合成条件。正交试验法有利于培养学生的探索精神和科研思路。
利用网络虚拟实验辅助教学
[7]随着网络信息技术的飞速发展,其在现代教育中的应用越来越广泛。传统授课方法无法将有些实验操作描述的很清晰,学生也不容易接受。我们教研室采用动态PPT实验操作图或教学视频来讲授实验操作,学生普遍反映良好。这种教学方式能将抽象的内容转变成生动、鲜活的知识,学生的实验操作不规范和失误率大大减少。此外,某些实验因仪器特殊、药品控制较严等原因而无法开展,我们采用网络虚拟实验教学法,学生看过讲义后,在电脑上进行虚拟实验操作并观察实验现象。在进行每步操作时,如果正确,可继续进行;若错误,电脑会提醒学生该如何进行,保证实验顺利进行。网络虚拟可模拟某些特殊实验,弥补了现实无法进行的不足,有助于提高教学质量。
倡导绿色化学理念
[8]现在环境污染越来越严重,已影响到人们的生活,而有机化学实验中的试剂和原料等都会对环境造成污染,如果处理得不恰当,危害更严重。在实验教学中要有意识地引用“绿色”理念,合理设计实验课程体系,联系相关实验,将上一实验产物作为后面实验原料。为尽量减少化学实验对环境的危害,在不改变实验的前提下,尽量采用小规格的容器,如采用50ml的圆底烧瓶做反应装置,大大减少原料和试剂的使用量。选用毒性小的溶剂代替毒性大的'溶剂,如乙醇代替甲醇,甲苯代替苯等。乙醇、乙酸乙酯是化学实验中使用比较多的溶剂,且可回收再利用。将回收的乙醇废液经蒸馏得到大约95%乙醇,可作为清洗剂,也可用于咖啡x因的提取。对实验产生的废弃物让学生加以分类、集中收集,倒入指定地方,最后由教师统一处理,避免有害溶剂腐蚀管道和污染地下水。
3完善实验教学考核体系,综合客观评定学生成绩
[9]以往实验成绩主要是根据学生上交的实验报告来评定,从报告上无法了解学生对知识和操作技能的掌握情况,因此有必要建立一套能全面客观综合评价学生成绩的实验考核体系。综合评价法可有效评定学生的实验成绩,主要从4方面对学生进行考核:
(1)预习(占10%),主要考查学生预习情况,包括目的、原理等内容;
(2)实际操作能力(占30%),教师考查每组学生的装置安装和操作规范与否等;
(3)考勤及纪律(占10%);
(4)操作考核(占50%),主要以抽题形式进行,考查学生基本操作掌握情况。
通过这一年的改革实践证明:综合考核方式更能引起学生对实验的重视,更能客观评价每一位学生。地方性院校本科药学专业有机化学实验教学改革的目的就是提高学生学习有机化学的积极性,培养出具有技术应用型潜力的优秀人才。虽然实验教学改革取得了一些成绩,但是时代在发展,技术在进步,教学改革也应与时俱进,要积极吸取其他院校教改的成功经验,不断探索,不断完善有机化学实验教学体系。
参考文献:
[1]李如章,王书华.有机化学实验[M].北京:科学出版社,2005.
[2]柯方,周孙英.有机化学实验对药学专业学生素质培养的探讨[J].基础医学教育,2013,15(4):394-396.
[3]唐振林,高吉仁,李惠民,等.高职药学专业有机化学实验教学的改革探索[J].卫生职业教育,2014,32(15):92-93.
[4]付蕾,范卓文,张立剑,等.改革药学专业有机化学实验培养学生创新能力[J].实验室科学,2012,15(6):146-148.
[5]宋尔群,宋杨.药学本科有机化学课程和实验教学探讨[J].药学实践杂志,2013,31(5):398-400.
[6]刘春萍,刘X,孙林,等.基于问题教学法的有机化学实验教学案例[J].实验科学与技术,2011,9(5):142.
[7]熊万明,陈金珠,陈清,等.网络课程辅助下有机化学实验的教学改革研究与实践[J].化工高等教育,2014(6):57-59.
[8]赵丽娜,陆国志.高校化学实验中绿色化学的研究[J].实验技术与管理,2013,30(2):179-181.
[9]姚建文,王虎,孙海军.药学专业有机化学实验教学模式改革的探索[J].中国科教创新导刊,2011(1):26.
有机化学的发展简史“有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为,在生物体内由于存在所谓“生命力”,才能产生有机化合物,而在实验室里是不能由无机化合物合成的。1824年,德国化学家维勒从氰经水解制得草酸;1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后,乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成,“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。由于合成方法的改进和发展,越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来,其中,绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了,“有机化学”这一名词却沿用至今。从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期,已经分离出许多有机化合物,制备了一些衍生物,并对它们作了定性描述,认识了一些有机化合物的性质。法国化学家拉瓦锡发现,有机化合物燃烧后,产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年,德国化学家李比希发展了碳、氢分析法,1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上,遇到了很大的困难。最初,有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分,二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为,有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成,而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的,因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类,根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质,而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。从1858年价键学说的建立,到1916年价键的电子理论的引入,才解开了这个不解的谜团,这一时期是经典有机化学时期。1858年,德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念,并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中,一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合,氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出,在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶,一种半面晶向左,一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转,后者则使之向右旋转,角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此,1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念:同分异构体,圆满地解释了这种异构现象。他们认为:分子是个三维实体,碳的四个价键在空间是对称的,分别指向一个正四面体的四个顶点,碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与四个不同的原子或基团连接时,就产生一对异构体,它们互为实物和镜像,或左手和右手的手性关系,这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说,是有机化学中立体化学的基础。1900年第一个自由基,三苯甲基自由基被发现,这是个长寿命的自由基。不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。在这个时期,有机化合物在结构测定以及反应和分类方面都取得很大进展。但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念,价键的本质尚未解决。现代有机化学时期 在物理学家发现电子,并阐明原子结构的基础上,美国物理化学家路易斯等人于1916年提出价键的电子理论。他们认为:各原子外层电子的相互作用是使各原子结合在一起的原因。相互作用的外层电子如从—个原了转移到另一个原子,则形成离子键;两个原子如果共用外层电子,则形成共价键。通过电子的转移或共用,使相互作用的原子的外层电子都获得惰性气体的电子构型。这样,价键的图象表示法中用来表示价键的短划“—”,实际上是两个原子共用的一对电子。1927年以后,海特勒和伦敦等用量子力学,处理分子结构问题,建立了价键理论,为化学键提出了一个数学模型。后来马利肯用分子轨道理论处理分子结构,其结果与价键的电子理论所得的大体一致,由于计算简便,解决了许多当时不能回答的问题。
这里有一篇,希望对楼主有帮助—— 苯及其衍生物的性质、应用和危害与预防发现过程凯库勒的摆动双键苯最早是在18世纪初研究将煤气作为照明用气时合成出来的。1803年-1819年G. T. Accum采用同样方法制出了许多产品,其中一些样品用现代的分析方法检测出有少量的苯。然而,一般认为苯是在1825年由麦可·法拉第发现的。他从鱼油等类似物质的热裂解产品中分离出了较高纯度的苯,称之为“氢的重碳化物”(Bicarburet of hydrogen)。并且测定了苯的一些物理性质和它的化学组成,阐述了苯分子的碳氢比。1833年,Milscherlich确定了苯分子中6个碳和6个氢原子的经验式(C6H6)。弗里德里希·凯库勒于1865年提出了苯环单、双键交替排列、无限共轭的结构,即现在所谓“凯库勒式”。又对这一结构作出解释说环中双键位置不是固定的,可以迅速移动,所以造成6个碳等价。他通过对苯的一氯代物、二氯代物种类的研究,发现苯是环形结构,每个碳连接一个氢。也有人提出了其他的设想:詹姆斯·杜瓦则归纳出不同结构;以其命名的杜瓦苯现已被证实是与苯不同的另外一种物质,可由苯经光照得到。1845年德国化学家霍夫曼从煤焦油的轻馏分中发现了苯,他的学生C. Mansfield随后进行了加工提纯。后来他又发明了结晶法精制苯。他还进行工业应用的研究,开创了苯的加工利用途径。大约从1865年起开始了苯的工业生产。最初是从煤焦油中回收。随着它的用途的扩大,产量不断上升,到1930年已经成为世界十大吨位产品之一。二十世纪六十年代,中国科学家使用合成技术,生产出合成苯. 于1966年在上海建成第一座合成苯车间。上海有关研究人员,经过反复试验、用自己创造的工艺路线,成功地用合成法生产出苯,并建成了中国第一座合成苯车间。后因生产成本高,而放弃此法.制备来源工业上由焦煤气(煤气)和煤焦油的轻油部分提取和分馏而得。也可由环己烷脱氢或甲苯歧化或与二甲苯加氢脱甲基和蒸气脱甲基制取。物理性质苯的沸点为℃,熔点为℃,在常温下是一种无色、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,密度为,但其分子质量比水重,。苯难溶于水,1升水中最多溶解苯;但苯是一种良好的有机溶剂,溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。苯能与水生成恒沸物,沸点为℃,含苯%。因此,在有水生成的反应中常加苯蒸馏,以将水带出。化学性质最简单的芳香烃。分子式C6H6。为有机化学工业的基本原料之一。无色、易燃、有特殊气味的液体。熔点℃,沸点℃,相对密度(20/4℃)。在水中的溶解度很小,能与乙醇、乙醚、二硫化碳等有机溶剂混溶。能与水生成恒沸混合物,沸点为℃,含苯 %。因此,在有水生成的反应中常加苯蒸馏,以将水带出。苯在燃烧时产生浓烟。苯能够起取代反应、加成反应和氧化反应。苯用硝酸和硫酸的混合物硝化,生成硝基苯,硝基苯还原生成重要的染料中间体苯胺;苯用硫酸磺化,生成苯磺酸,可用来合成苯酚;苯在三氯化铁存在下与氯作用,生成氯苯,它是重要的中间体;苯在无水三氯化铝等催化剂存在下与乙烯、丙烯或长链烯烃作用生成乙苯、异丙苯或烷基苯,乙苯是合成苯乙烯的原料,异丙苯是合成苯酚和丙酮的原料,烷基苯是合成去污剂的原料。苯催化加氢生成环己烷,它是合成耐纶的原料;苯在光照下加三分子氯,可得杀虫剂 666,由于对人畜有毒,已禁止生产使用。苯难于氧化,但在 450℃和氧化钒存在下可氧化成顺丁烯二酸酐,后者是合成不饱和聚酯树脂的原料。苯是橡胶、脂肪和许多树脂的良好溶剂,但由于毒性大,已逐渐被其他溶剂所取代。苯可加在汽油中以提高其抗爆性能。苯在工业上由炼制石油所产生的石脑油馏分经催化重整制得,或从炼焦所得焦炉气中回收。苯蒸气有毒,急性中毒在严重情况下能引起抽筋,甚至失去知觉;慢性中毒能损害造血功能。1865年,.凯库勒提出了苯的环状结构式,目前仍在采用。根据量子化学的描述,苯分子中的6个π电子作为一个整体,分布在环平面的上方和下方,因此,近年来也用图1b式表示苯的结构。苯是一种无色、具有特殊芳香气味的液体,能与醇、醚、丙酮和四氯化碳互溶,微溶于水。苯具有易挥发、易燃的特点,其蒸气有爆炸性。经常接触苯,皮肤可因脱脂而变干燥,脱屑,有的出现过敏性湿疹。长期吸入苯能导致再生障碍性贫血。苯分子具有平面的正六边形结构。各个键角都是 120°,六角环上碳碳之间的键长都是×10 -10 米。它既不同于一般的单键 (C—C键键长是×10 -10 米 ),也不同于一般的双键(C=C键键长是×10 -10 米 )。从苯跟高锰酸钾溶液和溴水都不起反应这一事实和测定的碳碳间键长的实验数据来看,充分说明苯环上碳碳间的键应是一种介于单键和双键之间的独特的键。可发生的化学反应苯参加的化学反应大致有3种:一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在C-C双键上的加成反应;一种是苯环的断裂。用途是染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物和农药等的重要原料,也是涂料、橡胶、胶水等的溶剂,也可以作为燃料。物化危害健康危害: 高浓度苯对中枢神经系统有麻醉作用,引起急性中毒;长期接触苯对造血系统有损害,引起慢性中毒。急性中毒:轻者有头痛、头晕、恶心、呕吐、轻度兴奋、步态蹒跚等酒醉状态;严重者发生昏迷、抽搐、血压下降,以致呼吸和循环衰竭。慢性中毒:主要表现有神经衰弱综合征;造血系统改变:白细胞、血小板减少,重者出现再生障碍性贫血;少数病例在慢性中毒后可发生白血病( 以急性粒细胞性为多见 )。皮肤损害有脱脂、干燥、皲裂、皮炎。可致月经量增多与经期延长。环境危害: 对环境有危害,对水体可造成污染。燃爆危险: 本品易燃,为致癌物。危险特性: 易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。易产生和聚集静电,有燃烧爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。 如果满意的话,希望给打个被采纳,打个5星什么的,我很乐意解答你的问题。
药学专业毕业论文
药学是连接健康科学和化学科学的医疗保健行业,它承担着确保药品的安全和有效使用的职责。下面是我整理的药学专业毕业论文范文,与大家分享了解。
摘要:
有机化学实验是培养药学人才的一门重要课程。本文主要从教学内容、教学方法和网络虚拟教学等方面阐述实验教学改革,以提高学生学习有机化学的积极性,培养出高素质的应用型药学人才。
关键词:
药学;有机化学;实验教学
目前,重点高等医药院校药学人才培养目标主要是围绕研究型和创新型开展。一个国家民族医药企业的强大除了依靠研究型人才外,还需要大量的技术应用型人才。地方性本科院校现已成为我国高等教育的中坚力量,是本科人才培养的重要基地,其定位于培养为地方服务的大批应用型专门人才。我院于2014年10月被河南省教育厅确定为第二批向技术应用型本科院校转型的试点学校,我院药学专业初步确定为转型示范专业。我院于2013年开设本科药学专业,其办学定位是为医药企业培养高层次的应用型人才。有机化学是药学类专业一门重要的必修课程,有机化学实验[1]的应用性已充分渗透到药学的各领域。近年来,我院把高素质技术应用型人才培养作为教学改革的方向,加大实验教学投入,整合教学资源,把实验室建设和实验教学改革作为培养应用型人才的重要途径[2]。现将我院有机化学实验教学改革总结如下。
1转变观念,充分认识实验教学的重要性
传统观念认为有机化学的理论教学占主导地位,实验教学为理论教学服务,处于从属地位。学生也普遍认为理论知识重于实验,因此做实验时,只是按照实验大纲要求和步骤进行,对实验可能出现的结果无预知和分析,难以实现理论与实践教学相结合的教学目标[3]。因此,转变观念,改革实验教学,加强实验教学成为培养应用型药学人才的重要举措。
2改革实验教学模式
实验教学内容改革
[4]验证性、综合性和探究性是实验教学的主要特点。传统实验教学多以验证性实验为主,综合性和探究性实验较少,学生只是机械地重复操作过程,制约了学生的主动性和探究性。为此,我院删减了一部分验证性实验,保留一些基本化学实验操作,同时加强操作技能训练,适当增加一些设计性和创新性实验。在实验教学过程中,不断优化实验内容,使其更科学、更具适用性。蒸馏(包括常压和减压)、重结晶及萃取分离是有机化学实验最常用和最基本的操作,在实验教学中,尽可能多安排与这些操作技能相关的实验。在操作训练中,让学生知道并理解实验操作中的注意事项;熔点、沸点、折光率和旋光度等物理常数的测定在理论教学中着重讲解其原理,实验中则着重训练学生的操作技能。实验课程体系以典型合成实验为主,精选具有综合性和设计性的实验项目。例如,环己烯和1-溴丁烷的制备,将性质验证贯穿于合成实验中,使学生能加深对书本上理论知识的理解。将熔点测定和色谱技术分析融入阿司匹林的合成中,构成一个综合性实验。通过整合实验内容,不但强化学生的基本操作技能,还培养学生运用理论知识综合分析和解决问题能力。引导学生探究实验中出现的一系列问题,激发其探索精神,让学生对理论知识有更进一步的理解。开展设计性实验主要是满足药学专业学生毕业后工作和继续深造的需求,同时也有利于应用型人才的培养。例如,环己酮有多种合成路线,实验课前,让学生发挥主观能动性,设计出可能合理的合成路线及操作步骤。课堂上教师给出文献报道的合成路线,让学生对比一下自己设计的路线与文献中的有何不同,然后教师再引导学生分析讨论得到最佳的合成路线,即用次氯酸钠氧化环己醇得到环己酮,此法可避免重金属污染环境的问题。设计性实验教学可有效激发学生的实验兴趣,且实验后的成就感更能激发他们对有机化学的学习兴趣。
运用新的教学方法
[5]在传统“灌输式”教学过程中,学生只是一味地接受教师传授的知识,未能激发其主动性,教学结果就是学生对知识理解不深且不能灵活运用。因此,改革传统的教学模式势在必行。我院根据开设实验项目的特点,采用不同的教学方法,如启发式、示范式、讨论式等。实验前学生必须做好预习,对本次实验的目的、原理和步骤做到心中有数,并对实验注意事项和实验思考题多加思考。上课时,教师通过提问[6]来检验学生的预习效果,并根据提问情况,对教学内容有所选择地讲授,避免无重点的重复,提高教学效率。对实验操作,请2~3名学生课堂上示范演习,让其他同学找出其正确和错误的地方,然后教师再讲解示范。这种纠错式教学可使学生普遍存在的操作问题得到有效纠正。乙酰苯胺的合成有两种实验方法:(1)冰醋酸法。(2)醋酸酐法。实验前,学生查阅资料比较两种方法的优缺点。用冰醋酸法分馏时温度为什么要控制在100~110度之间,过高可以吗?用醋酸酐法加入盐酸和碳酸钠的目的是什么?等一系列问题,让学生带着问题去思考。做实验时,相邻的两组分别做冰醋酸法和醋酸酐法,这样学生可以相互对比实验效果。在做肉桂酸合成实验时,教师引导学生设计不同投料比、不同催化剂和不同温度的正交试验。对比实验结果得到肉桂酸的最佳合成条件。正交试验法有利于培养学生的探索精神和科研思路。
利用网络虚拟实验辅助教学
[7]随着网络信息技术的飞速发展,其在现代教育中的应用越来越广泛。传统授课方法无法将有些实验操作描述的很清晰,学生也不容易接受。我们教研室采用动态PPT实验操作图或教学视频来讲授实验操作,学生普遍反映良好。这种教学方式能将抽象的内容转变成生动、鲜活的知识,学生的实验操作不规范和失误率大大减少。此外,某些实验因仪器特殊、药品控制较严等原因而无法开展,我们采用网络虚拟实验教学法,学生看过讲义后,在电脑上进行虚拟实验操作并观察实验现象。在进行每步操作时,如果正确,可继续进行;若错误,电脑会提醒学生该如何进行,保证实验顺利进行。网络虚拟可模拟某些特殊实验,弥补了现实无法进行的不足,有助于提高教学质量。
倡导绿色化学理念
[8]现在环境污染越来越严重,已影响到人们的生活,而有机化学实验中的试剂和原料等都会对环境造成污染,如果处理得不恰当,危害更严重。在实验教学中要有意识地引用“绿色”理念,合理设计实验课程体系,联系相关实验,将上一实验产物作为后面实验原料。为尽量减少化学实验对环境的危害,在不改变实验的前提下,尽量采用小规格的容器,如采用50ml的圆底烧瓶做反应装置,大大减少原料和试剂的使用量。选用毒性小的溶剂代替毒性大的'溶剂,如乙醇代替甲醇,甲苯代替苯等。乙醇、乙酸乙酯是化学实验中使用比较多的溶剂,且可回收再利用。将回收的乙醇废液经蒸馏得到大约95%乙醇,可作为清洗剂,也可用于咖啡x因的提取。对实验产生的废弃物让学生加以分类、集中收集,倒入指定地方,最后由教师统一处理,避免有害溶剂腐蚀管道和污染地下水。
3完善实验教学考核体系,综合客观评定学生成绩
[9]以往实验成绩主要是根据学生上交的实验报告来评定,从报告上无法了解学生对知识和操作技能的掌握情况,因此有必要建立一套能全面客观综合评价学生成绩的实验考核体系。综合评价法可有效评定学生的实验成绩,主要从4方面对学生进行考核:
(1)预习(占10%),主要考查学生预习情况,包括目的、原理等内容;
(2)实际操作能力(占30%),教师考查每组学生的装置安装和操作规范与否等;
(3)考勤及纪律(占10%);
(4)操作考核(占50%),主要以抽题形式进行,考查学生基本操作掌握情况。
通过这一年的改革实践证明:综合考核方式更能引起学生对实验的重视,更能客观评价每一位学生。地方性院校本科药学专业有机化学实验教学改革的目的就是提高学生学习有机化学的积极性,培养出具有技术应用型潜力的优秀人才。虽然实验教学改革取得了一些成绩,但是时代在发展,技术在进步,教学改革也应与时俱进,要积极吸取其他院校教改的成功经验,不断探索,不断完善有机化学实验教学体系。
参考文献:
[1]李如章,王书华.有机化学实验[M].北京:科学出版社,2005.
[2]柯方,周孙英.有机化学实验对药学专业学生素质培养的探讨[J].基础医学教育,2013,15(4):394-396.
[3]唐振林,高吉仁,李惠民,等.高职药学专业有机化学实验教学的改革探索[J].卫生职业教育,2014,32(15):92-93.
[4]付蕾,范卓文,张立剑,等.改革药学专业有机化学实验培养学生创新能力[J].实验室科学,2012,15(6):146-148.
[5]宋尔群,宋杨.药学本科有机化学课程和实验教学探讨[J].药学实践杂志,2013,31(5):398-400.
[6]刘春萍,刘X,孙林,等.基于问题教学法的有机化学实验教学案例[J].实验科学与技术,2011,9(5):142.
[7]熊万明,陈金珠,陈清,等.网络课程辅助下有机化学实验的教学改革研究与实践[J].化工高等教育,2014(6):57-59.
[8]赵丽娜,陆国志.高校化学实验中绿色化学的研究[J].实验技术与管理,2013,30(2):179-181.
[9]姚建文,王虎,孙海军.药学专业有机化学实验教学模式改革的探索[J].中国科教创新导刊,2011(1):26.
大学化学论文范文1500字
论文题目: 大学有机化学实验课堂教学方法探究
摘要: 本文对大学有机化学实验的“三层次”递进式教学模式进行了探究,针对“三层次”的实验内容:基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验,分别设计了“问题引领互动式”、“任务导向参与式”、“专题研讨探究式”三种实验教学方法模型,该方法促进了学生自主学习、自主实验、自主创新能力的培养,提高了学生综合素质。
关键词: 实验教学;“三层次”方法;设计
实验教学作为高等教育中的重要实践教学环节,是培养学生综合素质和创新能力的重要教学手段。因此,探索高校实验教学模式与方法,培养学生自主学习、自主实验、自主创新(“三自主”)能力是高校实验教学的重要研究课题[1-2]。有机化学实验是化学、化工及其他近化类专业学生必修的一门基础课,近年来,浙江工业大学基础化学实验中心在基础化学实验国家精品课程建设过程中,对有机化学实验课程内容重新进行了规划设计,构建了实验内容的三个层次,即:基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验;在教学方法上不同内容采用不同方法,形成了“三层次”递进式的教学特色,充分体现了教师为主导、学生为主体的教学理念;在培养学生“三自主”能力方面取得了显著成效,充分发挥了作为国家级实验教学示范中心建设单位的示范和辐射作用。
一、有机化学实验“三层次”递进式实验教学模式的设计思路
有机化学实验开设的时间多数高校是在大学一、二年级,根据学生在不同学习阶段(大学低年级)的知识和能力结构的要求,课题组把有机化学实验内容划分为基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验三个层次,循序渐进地培养学生的自主学习、自主实验、自主创新能力,提高学生综合素质。“三层次”递进式实验教学设计思路如图1所示:
第一层次为基础规范性实验,是学生学好有机化学实验的基本原理、基本操作技能的基础,也是培养学生实事求是的、严谨的科学态度,良好的科研素养以及良好的实验室工作习惯的关键。第二层次为综合设计性实验,是训练、巩固学生基本操作的重要环节,也是提高学生自主学习能力、自主实验能力的过程;第三层次为研究探索性实验,是拓展思路、提高科研素质、培育创新意识、锻炼创新能力的过程。
二、“三层次”递进式实验教学模式的分层设计
课题组以培养学生“三自主”能力为目标,围绕有机化学实验“三层次”的内容,探索设计了三种教学方法。基础规范性实验采用“问题引领互动式”教学,意在调动学生的思维,侧重培养学生规范的实验操作技能、自主学习能力;综合设计性实验采用“任务导向参与式”教学,激发学生学习积极性,培养学生自主学习、自主实验能力;研究探索性实验采用“专题研讨探究式”教学,以科研问题为导向,培养学生自主探索、自主创新能力。
1.基础规范性实验———问题引领互动式教学。
有机化学基础规范性实验包括有机化学基本操作和基础实验,目的是强化基本操作技能训练,夯实基础。采用问题引领互动式教学,主要通过以下三个环节来完成:
第一,实验前教师要针对每个实验内容,围绕教学目标设置问题,让学生带着问题去预习,并拟出解决问题的方案,培养学生自主学习能力,提高实验预习效果。
第二,教师要在实验课堂上启发学生思路,调动学生思维,引导学生争论;学生在互动讨论问题的同时,思维得到拓展;对实验的内容也有了更深层次的`理解,为动手操作做好了充分的准备。第三,教师总结点评,学生梳理思路,得出结论。通过这种教学方法,学生在实验操作中思路清晰,错误率大大降低,同时,也会及时发现实验中的问题,有利于培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力,培养学生勤动脑、善思考、细观察的良好实验习惯。以上过程可由图2模型设计展示出来。
2.综合设计性实验———任务导向参与式教学。
在实验教学中要培养学生的“三自主”能力,必须在实验课堂上为他们创造必要的条件,让学生通过亲自设计实验、参与实验,培养他们独特的思考能力和动手能力[3]。有机化学综合设计性实验是一些经典的、有代表性的合成实验,目的是在加强合成实验训练的同时,增强学生综合实验能力。任务导向参与式教学是一种以具体教学内容作为任务,实验前教师要将任务分解,学生以团队的方式参与到实验的设计、讲解、操作、讨论、成绩评定等各个环节,这种角色互换的方式可以有效激发学生的学习兴趣和潜能,学生的自主学习能力、语言表达能力以及学生的自信心都会大幅提升,同时学生的自主实验能力也会明显增强,创新意识提高[4]。由于该方法由学生团队和教师共同完成,因此,在学期初,教师需要向学生公布实验教学任务,并组建团队,一般5~6人为一个团队。该教学过程设计模型如图3所示。
3.研究探索性实验———专题研讨探究式教学。
研究探索性实验是在基础规范性实验、综合设计性实验的基础上开设的。该实验集“综合性、设计性、研究性”为一体,以培养科研能力和创新能力为目标,并兼顾实验内容与实践的联系,可以为学生今后就业和从事科研工作打下良好的基础。专题研讨探究式教学,是学生根据某一专题的目的要求,查阅文献,研究讨论,运用相关知识和技能对实验方法、步骤、仪器等进行设计并实施,最后分析、讨论,评价其结果,是“科学探究式”的学习[5]。主要经过实验准备、开题报告、过程探索、拓展延伸四个阶段。经过这样的训练,学生学会查阅文献资料,设计实验方案,确定实验步骤,自己选择实验仪器,自己操作实验全过程;发现问题,自己解决;实验结束,每组同学完成一篇科研论文式的“小论文”,并写一篇实验感想。这一过程将科研思维方式和方法引入教学,提高学生综合利用已有知识不断创新的科研素质,充分发挥了学生的自主学习、主动探索的积极性和创造性。该教学过程的设计如图4所示。
“三层次”递进式的实验教学,经过浙江工业大学化学工程学院的实验研究,教学成效显著,但“教无定法”,只有不断地改进、创新实验教学方法,才能有效发挥学生的主动性、积极性和创造性,提高实验课堂教学质量。
参考文献:
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[5]张清,谢亚娟,冯锐。高校探究性学习有效性研究[J].扬州大学学报,2013,17(6):66-71.
实验目的:1、进一步熟悉芳香族化合物的钦点取代反应及其规律; 2、了解苯碘化的特殊方法。实验原理:O2N-C6H5 + TI(OOCCF3)3 = p-O2N-C6H4-TI(OOCCF3)2 + CF3COOH p-O2N-C6H4-TI(OOCCF3)2 + 2KI = p-O2N-C6H4-I + TII + 2KOOCCF3实验仪器:烧杯(250ml),分液漏斗主要药品:三氧化二铊,三氟乙酸,硝基苯,碘化钾,乙醚实验步骤:三氟乙酸配制成20%(质量分数)左右的溶液,将比理论量稍小的三氧化二铊加入溶液中 ,微热使之全部溶解。之后将硝基苯(比理论量稍小) 逐滴加入上述溶液,并剧烈搅拌,加完后微热30min使反应完全。将配置好的碘化钾饱和溶液,逐滴加入上述溶液中,并不断搅拌,微热1小时。将反应液置于分液漏斗,分出下层油状液体,水层用乙醚萃取两次,合并乙醚层与下层油状物,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤两次, 用无水硫酸镁干燥,将液体滤入蒸馏烧瓶,先常压蒸出乙醚,再减压蒸馏,蒸出对硝基碘苯。实验中注意1、含铊的化合物有毒,使用时要小心。2、三氟乙酸有毒。
按我的习惯:酸碱分开;氧化还原分开;固体在上,液体在下。基本就这样分类的。手头最好有本实验室所有的药品清单,上面包含名称,数量,放置的位置等信息。希望能有用
药学专业毕业论文
药学是连接健康科学和化学科学的医疗保健行业,它承担着确保药品的安全和有效使用的职责。下面是我整理的药学专业毕业论文范文,与大家分享了解。
摘要:
有机化学实验是培养药学人才的一门重要课程。本文主要从教学内容、教学方法和网络虚拟教学等方面阐述实验教学改革,以提高学生学习有机化学的积极性,培养出高素质的应用型药学人才。
关键词:
药学;有机化学;实验教学
目前,重点高等医药院校药学人才培养目标主要是围绕研究型和创新型开展。一个国家民族医药企业的强大除了依靠研究型人才外,还需要大量的技术应用型人才。地方性本科院校现已成为我国高等教育的中坚力量,是本科人才培养的重要基地,其定位于培养为地方服务的大批应用型专门人才。我院于2014年10月被河南省教育厅确定为第二批向技术应用型本科院校转型的试点学校,我院药学专业初步确定为转型示范专业。我院于2013年开设本科药学专业,其办学定位是为医药企业培养高层次的应用型人才。有机化学是药学类专业一门重要的必修课程,有机化学实验[1]的应用性已充分渗透到药学的各领域。近年来,我院把高素质技术应用型人才培养作为教学改革的方向,加大实验教学投入,整合教学资源,把实验室建设和实验教学改革作为培养应用型人才的重要途径[2]。现将我院有机化学实验教学改革总结如下。
1转变观念,充分认识实验教学的重要性
传统观念认为有机化学的理论教学占主导地位,实验教学为理论教学服务,处于从属地位。学生也普遍认为理论知识重于实验,因此做实验时,只是按照实验大纲要求和步骤进行,对实验可能出现的结果无预知和分析,难以实现理论与实践教学相结合的教学目标[3]。因此,转变观念,改革实验教学,加强实验教学成为培养应用型药学人才的重要举措。
2改革实验教学模式
实验教学内容改革
[4]验证性、综合性和探究性是实验教学的主要特点。传统实验教学多以验证性实验为主,综合性和探究性实验较少,学生只是机械地重复操作过程,制约了学生的主动性和探究性。为此,我院删减了一部分验证性实验,保留一些基本化学实验操作,同时加强操作技能训练,适当增加一些设计性和创新性实验。在实验教学过程中,不断优化实验内容,使其更科学、更具适用性。蒸馏(包括常压和减压)、重结晶及萃取分离是有机化学实验最常用和最基本的操作,在实验教学中,尽可能多安排与这些操作技能相关的实验。在操作训练中,让学生知道并理解实验操作中的注意事项;熔点、沸点、折光率和旋光度等物理常数的测定在理论教学中着重讲解其原理,实验中则着重训练学生的操作技能。实验课程体系以典型合成实验为主,精选具有综合性和设计性的实验项目。例如,环己烯和1-溴丁烷的制备,将性质验证贯穿于合成实验中,使学生能加深对书本上理论知识的理解。将熔点测定和色谱技术分析融入阿司匹林的合成中,构成一个综合性实验。通过整合实验内容,不但强化学生的基本操作技能,还培养学生运用理论知识综合分析和解决问题能力。引导学生探究实验中出现的一系列问题,激发其探索精神,让学生对理论知识有更进一步的理解。开展设计性实验主要是满足药学专业学生毕业后工作和继续深造的需求,同时也有利于应用型人才的培养。例如,环己酮有多种合成路线,实验课前,让学生发挥主观能动性,设计出可能合理的合成路线及操作步骤。课堂上教师给出文献报道的合成路线,让学生对比一下自己设计的路线与文献中的有何不同,然后教师再引导学生分析讨论得到最佳的合成路线,即用次氯酸钠氧化环己醇得到环己酮,此法可避免重金属污染环境的问题。设计性实验教学可有效激发学生的实验兴趣,且实验后的成就感更能激发他们对有机化学的学习兴趣。
运用新的教学方法
[5]在传统“灌输式”教学过程中,学生只是一味地接受教师传授的知识,未能激发其主动性,教学结果就是学生对知识理解不深且不能灵活运用。因此,改革传统的教学模式势在必行。我院根据开设实验项目的特点,采用不同的教学方法,如启发式、示范式、讨论式等。实验前学生必须做好预习,对本次实验的目的、原理和步骤做到心中有数,并对实验注意事项和实验思考题多加思考。上课时,教师通过提问[6]来检验学生的预习效果,并根据提问情况,对教学内容有所选择地讲授,避免无重点的重复,提高教学效率。对实验操作,请2~3名学生课堂上示范演习,让其他同学找出其正确和错误的地方,然后教师再讲解示范。这种纠错式教学可使学生普遍存在的操作问题得到有效纠正。乙酰苯胺的合成有两种实验方法:(1)冰醋酸法。(2)醋酸酐法。实验前,学生查阅资料比较两种方法的优缺点。用冰醋酸法分馏时温度为什么要控制在100~110度之间,过高可以吗?用醋酸酐法加入盐酸和碳酸钠的目的是什么?等一系列问题,让学生带着问题去思考。做实验时,相邻的两组分别做冰醋酸法和醋酸酐法,这样学生可以相互对比实验效果。在做肉桂酸合成实验时,教师引导学生设计不同投料比、不同催化剂和不同温度的正交试验。对比实验结果得到肉桂酸的最佳合成条件。正交试验法有利于培养学生的探索精神和科研思路。
利用网络虚拟实验辅助教学
[7]随着网络信息技术的飞速发展,其在现代教育中的应用越来越广泛。传统授课方法无法将有些实验操作描述的很清晰,学生也不容易接受。我们教研室采用动态PPT实验操作图或教学视频来讲授实验操作,学生普遍反映良好。这种教学方式能将抽象的内容转变成生动、鲜活的知识,学生的实验操作不规范和失误率大大减少。此外,某些实验因仪器特殊、药品控制较严等原因而无法开展,我们采用网络虚拟实验教学法,学生看过讲义后,在电脑上进行虚拟实验操作并观察实验现象。在进行每步操作时,如果正确,可继续进行;若错误,电脑会提醒学生该如何进行,保证实验顺利进行。网络虚拟可模拟某些特殊实验,弥补了现实无法进行的不足,有助于提高教学质量。
倡导绿色化学理念
[8]现在环境污染越来越严重,已影响到人们的生活,而有机化学实验中的试剂和原料等都会对环境造成污染,如果处理得不恰当,危害更严重。在实验教学中要有意识地引用“绿色”理念,合理设计实验课程体系,联系相关实验,将上一实验产物作为后面实验原料。为尽量减少化学实验对环境的危害,在不改变实验的前提下,尽量采用小规格的容器,如采用50ml的圆底烧瓶做反应装置,大大减少原料和试剂的使用量。选用毒性小的溶剂代替毒性大的'溶剂,如乙醇代替甲醇,甲苯代替苯等。乙醇、乙酸乙酯是化学实验中使用比较多的溶剂,且可回收再利用。将回收的乙醇废液经蒸馏得到大约95%乙醇,可作为清洗剂,也可用于咖啡x因的提取。对实验产生的废弃物让学生加以分类、集中收集,倒入指定地方,最后由教师统一处理,避免有害溶剂腐蚀管道和污染地下水。
3完善实验教学考核体系,综合客观评定学生成绩
[9]以往实验成绩主要是根据学生上交的实验报告来评定,从报告上无法了解学生对知识和操作技能的掌握情况,因此有必要建立一套能全面客观综合评价学生成绩的实验考核体系。综合评价法可有效评定学生的实验成绩,主要从4方面对学生进行考核:
(1)预习(占10%),主要考查学生预习情况,包括目的、原理等内容;
(2)实际操作能力(占30%),教师考查每组学生的装置安装和操作规范与否等;
(3)考勤及纪律(占10%);
(4)操作考核(占50%),主要以抽题形式进行,考查学生基本操作掌握情况。
通过这一年的改革实践证明:综合考核方式更能引起学生对实验的重视,更能客观评价每一位学生。地方性院校本科药学专业有机化学实验教学改革的目的就是提高学生学习有机化学的积极性,培养出具有技术应用型潜力的优秀人才。虽然实验教学改革取得了一些成绩,但是时代在发展,技术在进步,教学改革也应与时俱进,要积极吸取其他院校教改的成功经验,不断探索,不断完善有机化学实验教学体系。
参考文献:
[1]李如章,王书华.有机化学实验[M].北京:科学出版社,2005.
[2]柯方,周孙英.有机化学实验对药学专业学生素质培养的探讨[J].基础医学教育,2013,15(4):394-396.
[3]唐振林,高吉仁,李惠民,等.高职药学专业有机化学实验教学的改革探索[J].卫生职业教育,2014,32(15):92-93.
[4]付蕾,范卓文,张立剑,等.改革药学专业有机化学实验培养学生创新能力[J].实验室科学,2012,15(6):146-148.
[5]宋尔群,宋杨.药学本科有机化学课程和实验教学探讨[J].药学实践杂志,2013,31(5):398-400.
[6]刘春萍,刘X,孙林,等.基于问题教学法的有机化学实验教学案例[J].实验科学与技术,2011,9(5):142.
[7]熊万明,陈金珠,陈清,等.网络课程辅助下有机化学实验的教学改革研究与实践[J].化工高等教育,2014(6):57-59.
[8]赵丽娜,陆国志.高校化学实验中绿色化学的研究[J].实验技术与管理,2013,30(2):179-181.
[9]姚建文,王虎,孙海军.药学专业有机化学实验教学模式改革的探索[J].中国科教创新导刊,2011(1):26.
是篇 化工 毕业设计(论文) 太长了 我就不在这发了 给你网址 你去看看 应该能帮上你
有机化学的发展简史“有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为,在生物体内由于存在所谓“生命力”,才能产生有机化合物,而在实验室里是不能由无机化合物合成的。1824年,德国化学家维勒从氰经水解制得草酸;1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后,乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成,“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。由于合成方法的改进和发展,越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来,其中,绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了,“有机化学”这一名词却沿用至今。从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期,已经分离出许多有机化合物,制备了一些衍生物,并对它们作了定性描述,认识了一些有机化合物的性质。法国化学家拉瓦锡发现,有机化合物燃烧后,产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年,德国化学家李比希发展了碳、氢分析法,1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上,遇到了很大的困难。最初,有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分,二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为,有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成,而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的,因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类,根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质,而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。从1858年价键学说的建立,到1916年价键的电子理论的引入,才解开了这个不解的谜团,这一时期是经典有机化学时期。1858年,德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念,并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中,一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合,氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出,在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶,一种半面晶向左,一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转,后者则使之向右旋转,角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此,1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念:同分异构体,圆满地解释了这种异构现象。他们认为:分子是个三维实体,碳的四个价键在空间是对称的,分别指向一个正四面体的四个顶点,碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与四个不同的原子或基团连接时,就产生一对异构体,它们互为实物和镜像,或左手和右手的手性关系,这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说,是有机化学中立体化学的基础。1900年第一个自由基,三苯甲基自由基被发现,这是个长寿命的自由基。不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。在这个时期,有机化合物在结构测定以及反应和分类方面都取得很大进展。但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念,价键的本质尚未解决。现代有机化学时期 在物理学家发现电子,并阐明原子结构的基础上,美国物理化学家路易斯等人于1916年提出价键的电子理论。他们认为:各原子外层电子的相互作用是使各原子结合在一起的原因。相互作用的外层电子如从—个原了转移到另一个原子,则形成离子键;两个原子如果共用外层电子,则形成共价键。通过电子的转移或共用,使相互作用的原子的外层电子都获得惰性气体的电子构型。这样,价键的图象表示法中用来表示价键的短划“—”,实际上是两个原子共用的一对电子。1927年以后,海特勒和伦敦等用量子力学,处理分子结构问题,建立了价键理论,为化学键提出了一个数学模型。后来马利肯用分子轨道理论处理分子结构,其结果与价键的电子理论所得的大体一致,由于计算简便,解决了许多当时不能回答的问题。
当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。1 化学所面临的挑战 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。 绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即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,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。绿色化学的产生及其背景当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 绿色化学的核心内容原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率= (预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。 绿色化学的12项原则和5R原则为了简述了绿色化学的主要观点,和曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。 Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。 Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。 Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。 Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。 Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:Ⅰ.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。Ⅱ.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。Ⅲ.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。3 绿色化学的发展前景反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。原子经济性反应 在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。.提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。.环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。.物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。.酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。.计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。浅谈绿色化学摘 要 建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。关键词 绿色化学 环境保护 生物技术 前言 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。 以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。 超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(℃,7 )以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。 催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过,而且催化剂寿命长。 2 化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。 3 生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。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,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 参考文献1. 朱清时. 绿色化学和新的产业革命[J]. 现代化工,1998(6)2. 闵思泽. 环境友好石油炼制技术的发展[J].化学进展,1998(1)3. 黄培强. 绿色合成:一个逐步形成的学科前沿[J]. 化学进展,1998(4)4. 高兆林, 谭丕亨. 绿色化学浅说[J]. 山东化工,1999(2)[5.王恩举.漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4)6.. 徐光宪.今日化学何去何从?.大学化学,2003,(1)7. 董昌耀,杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨,化学教育. 2002来
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有机化学实验室管理初探实验室是教学和科研工作的重要场所,是师生及科研人员遵循理论联系实际的原则,进行教学实验和开展科学研究的主要场所。随着教学改革的不断深入,实验室工作受到越来越多的重视,实验室工作水平成为反映高等学校教学水平、科研水平与管理水平的重要标志。其中有机化学实验室与无机、分析、物化等实验室相比,具有相同性,更具有特殊性,主要表现为物品的特殊性,尤其是危害性药品,直接危及实验室的安全管理和环境保护。加强对有机化学实验室特殊性的认识,采用合理化的管理方式,在保证安全无污染的条件下,使实验教学工作顺利进行,具有十分重要的意义。 1.有机化学实验室各要素 有机化学实验教学紧密配合于有机化学教学,主要从性质、制备及合成等方面加强学生对该门学科的直观了解,以达到巩固和加深理解课堂内容的目的。有机化学实验室是由试剂药品、仪器设备、人员、安全、环境、实验教学等要素组成。实验人员主要有实验课教师和实验学生,实验学生是实验活动的主体;试剂药品和仪器设备是实验教学顺利进行的物质保障,由于有机化合物的性质和制备等实验所需用的药品及合成产物等不同于其它实验室,使得有机实验室的试剂药品和仪器设备具有特殊性;安全能保障实验室各项工作的顺利进行;清洁卫生的环境有助于提高实验教学的质量。所以有机化学实验室的各项管理的目的是为了使教师和学生能积极高效地从事实验活动。 2.有机化学实验室物品的贮存管理 化学试剂药品的贮存管理 实验室内的各种试剂药品的存放都必须条理化、科学化。化学试剂药品的管理工作看起来简单,其实是涉及面很广的科学工作,由于化学实验试剂药品品种多,很多试剂药品又具有一定的危险性,危险试剂药品应存放在专门的库房里,要求库房要远离人群、住宅、重要建筑物等。对于从库房领回到实验室及实验没有用完的药品,要妥善保管,以确保实验室的安全。[1]因此,管理人员必须研究不同试剂在不同季节的不同特性,做好此项工作,掌握各种试剂的不同性能,从而采取不同的措施进行合理的管理,以提高科学管理的主动性。 有机化学实验室有很多危险药品,分为固态和液态两大类,大多具有易燃、易爆、易挥发、强腐蚀、有毒等危险性,所以这些药品的贮存管理是有机实验室管理的一个重要内容,也是确保实验室安全和环境保护的重要方面,这就给实验室药品的贮存提出了很高的要求。有毒且易挥发的药品必须贮存在通风橱内;易挥发且遇明火即燃的液体,像乙醚、丙酮等,应单独存放,并注意阴凉通风,特别要远离火源;强氧化剂如氯酸钾、硝酸盐、高锰酸盐等,当受热、撞击或混入还原性物质时,就可能引起爆炸,这类物质除应贮存在阴凉通风处外,更不能与还原性物质或可燃性物质放在一起;强腐蚀性药品如浓酸、浓碱、苯酚、甲酸等应盛放在有塞的玻璃瓶中,瓶塞要密封,并且不能放在高位架上,防止碰翻造成灼伤;一些无机盐如钡盐、铅盐、锑盐也具有毒性,要妥善贮存。[2]为了方便查找药品和试剂,本实验室在贮存试剂药品的各个橱柜贴上目录单,目录单包括药品名称、规格、库存量,并做相应的电子目录单,以便根据使用和借出的量及时更改目录单。 低值耐用品和固定资产的贮存管理 循环水泵、多用途旋转蒸发器、冰箱、供箱等大型仪器应固定在离电源插座近的地方,不要轻易移动。电炉、电热套、显微镜、磁力搅拌器等仪器使用后,要检查、维修,并集中放置。[3]为了方便使用和年底的清点对帐,本实验室根据低值耐用品和固定资产的帐单进行了汇总并做成电子文档,如电热套有四种型号,列出型号、厂家、每种型号总台套数、现有台套数、借出情况及存放地点。这方便了实验室的日常管理,也能及时找到学生和教师需要的仪器,大大节省了时间,提高了实验室工作效率。 玻璃仪器的贮存管理 在有机化学实验中,除性质实验外,制备或合成实验基本上使用标准磨口仪器。玻璃仪器极容易破碎,因此必须采取合理化的贮存方法,本实验室采取分类存放保管,并用标签标明,小心放置在橱柜里,必要时垫衬废纸或其它软性衬物,如分液漏斗、恒压滴液漏斗等的配套活塞在使用清洗后,必须加衬废纸,并用橡皮筋固定,以防搞混、碰碎或者活塞打不开,使用后的磨口仪器要将各部分拆开,认真清洗。 3.有机化学实验室物品的合理化使用 低值易耗品的合理化使用 对低值易耗品进行量化管理,首先要进行清仓,摸清库存,确定合理的库存储备。[4]实验室以前采用每次实验发放玻璃仪器的方法,无法找到毁坏者,使得玻璃仪器损坏严重。为扭转低值易耗品破损严重的情况,加强学生的责任心,本实验室对于常用的玻璃仪器如烧杯、漏斗、圆底烧瓶、三角瓶等,施行分发给学生管理的责任制,每位学生有一套常用的玻璃仪器,每次实验后施行自我检查、组长检查、教师监督及学期末的清点。这样的责任制增强了学生爱护公物的自觉性和责任感,减少了玻璃仪器的损坏,有效地延长了仪器的使用寿命,节约了资金。在每次实验结束后,要求各组学生认真清理自己的仪器,损坏者要填破损单,重新补齐。仪器破损单由指导教师根据损坏情况签署赔偿比例,按仪器原价的30%赔偿,学期末汇总破损单,按班级计算。每学期认真填写低值易耗品的申请单,做到根据教学大纲确定选开和必开的实验项目,按操作说明认真考核和记录每项实验所用实验材料的消耗量,记录每项实验所用低值易耗品的数量。这种强制的量化管理办法,可以逐渐形成一种良性循环,减少浪费、节约资金,推进实验室的管理工作。 药品的合理化使用 根据有机化学实验室药品的特殊性,我们加强了药品的合理化使用,采用微量或半微量的方法。对于危险品和贵重类药品,严格确定实验用量,要求学生必须按量称取,实验结束后,必须认真检查验收并及时归位,以防危险品外流,发生意外事故;对于易挥发的有毒药品,必须在通风橱内进行操作,以保障学生安全和防止污染环境;对于强腐蚀性药品,必须戴乳胶手套,以防灼烧,造成伤害;对常规性药品则采取机动灵活的管理办法,对于用量比较大的药品,提前准备好,放到实验室前的准备台上,供学生公用,实验结束后,将剩余的药品和试剂及时整理归位,并在药品目录单上及时更改数量。有机实验有很多制备、合成实验,本实验室为了加强循环使用和节省原料,设计了实验进度表,如:先进行苯胺的合成实验,将制备好的苯胺做为乙酰苯胺制备的原料,这样制备的苯胺就可更好地被其它实验利用,也为实验室节约了药品,避免了浪费。实验室将合成实验的产品用于性质测定实验,如:乙酸水杨酸的制备,可将制备出的乙酸水杨酸用于熔点测定实验。本实验室还加强了与其它实验室的合作,将制备的物质提供给其它实验室使用。这样不仅为实验室节约了药品,加强了药品的循环使用,还加强了各个实验室的协调合作,使各实验室成为紧密联系的整体,让学生明白有机实验不仅能增强他们的动手能力,更能让他们制备合成的物质有实际的运用价值,增强了学生做实验的主动性。 4.有机化学实验室安全及环境的合理管理 有机化学实验室有众多的师生在其中工作,若不进行科学化、规范化的安全、环境管理,极有可能造成实验室的混乱。有机化学实验室中,放置有大量的药品、玻璃仪器及其他仪器,容易引发燃烧、爆炸、毒害等事故。为了保证教学和科研工作的正常进行、师生的人身安全、实验室的安全,环境就必须实行科学化、规范化的管理。[5]可从以下几个方面加强管理:(1)制定相应的安全守则、安全管理规章制度,加强安全防范措施,如配备灭火器材、防爆器材、急救药箱等。(2)采取通风橱、抽风设备等,以达到室内空气清洁卫生,为师生创造良好的实验环境。(3)为了确保实验室内有害物质不造成水源污染和室外污染,实验室施行“三废”处理措施,实验室放置专门收集废液的容器,分类收集固体废弃物、有机废液、无机废液,定时做统一处理。(4)环境卫生值日制度,每次实验结束后安排值日生负责实验室环境卫生工作,值日生必须切实负责整理好公用仪器、药品、整理台面、清扫地面和清理水槽。 5.有机化学实验室帐目的合理管理 要有合理的帐目管理,定时进行清点、对帐、补帐、核算。要认真如实地填写实验项目卡、实验室使用记录本、实验室日志,及时填写低值耐用品、固定资产的借出记录。还要督促教师填写实验室日志,学生及时填写玻璃仪器赔偿记录。 综上所述,有机化学实验室的科学化、规范化管理是一项复杂的、系统性很强的、极其重要的工作,本文仅就其中的几个方面做了一点简单的总结。
大一的论文一般都会给要求吧?大一物理其实是在高中的基础上细化,论文方向可以参考一下高中大学物理的差异;有兴趣有能力还可以选一个公式或者一个定理深度挖掘一下,从公式定理的提出者到公式定理的应用拓展,都可以
关于大学物理实验教学实践与思考摘要:实验在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验提高学习物理的兴趣,培养实践能力、分析能力,形成严谨的、实事求是的世界观,同时还培养学生的实验观察和操作能力,全面提高物理教育教学质量。关键词:物理;实验;教学 实验在物理教学中有着不可替代的重要地位,通过实验提高学习物理的兴趣,培养实践能力、分析能力,形成严谨的、实事求是的世界观。如何进行物理实验教学是教师们研究的问题,下面谈此观点仅供参考。 1.提高教师自身素质是上好实验课的前提 教学中要真正运用好物理实验,提高教学质量,发挥独特的作用,需要提高教师自身素质是上好实验课的前提:①教师要有物理学理论和实验知识;有教育学、心理学和教学法的知识;亲手实践;②具备良好的实验能力和实验技能,通过不断学习实验教学能力和知识水平提高;③有钻研和创新精神;对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法,接受新的教育理论和思想,指导教学实践;④积极参加针对物理实验中对实验的设计,测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力,实验考核的命题能力等培训及各级物理实验研讨会,提高自身素质。 2.利用实验史和事例,激发氛围 实验教学中:①对物理史上著名实验介绍。如:《科学之旅》中介绍了“伽利略对摆动的探究”从而发现“摆的等时性原理”,并根据这个原理制作“机械摆钟”。点评:展示科学发现、技术发明的过程;展示科学家创造思维和创新精神,同时对学生进行科学精神和创新意识的培养。②介绍典型物理实验事例,培养创新意识和欲望。如:教学凝固后,介绍“姆潘巴”现象及其发现过程,同时介绍中央电视台《走近科学》栏目的片段:上海某中学三位学生在物理老师的指导下,经历几个月、做了上百次实验,获得上万个数据,最后论证“姆潘巴”现象不存在。向学生介绍此事例:A要求学生向坦桑尼亚中学生姆潘巴和上海的几位中学生学习,学习他们敢于质疑、有实验探究的精神;B用榜样的示范作用来激励学生的创新意识和创新精神,从而激发创新氛围。 3.实验教学中需强调的注意事项 动手实验是学生参与实践的具体过程,师在实验前强调实验室规则和要求:(1)实验前必须完成预习内容;(2)按分好的组坐好,不得乱动器材;(3)实验时不能大声喧哗;(4)实验完后将器材摆放整齐,经检查后可离开;(5)不能将器材带出实验室,如有损坏及时说明:另外带危险性或损坏性的实验,要先检查,避免损坏和意外。如:①在用电流表测量电路时,开关应断开,电流表应与被测部分串联,注意电流必须从电流表的正极流入负极流出,被测电流不超过电流表的量程,不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。在此检查后闭合开关进行实验:②在“做”观察水的沸腾实验时,注意酒精灯的正确使用。即:不允许用酒精灯去引燃另一盏酒精灯,使用完后不能用嘴去吹灭酒精灯,应用灯帽盖灭,操作过程如果不当,洒出的酒精燃烧,用湿抺布盖灭。 4.提倡动手实验,掌握其方法 学生动手实验的作用:①学生动手实验有利于调动学习兴趣和积极性。据统计:喜欢物理的占84%,不喜欢占3%。②学生对学习内容的巩固程度与学习的方式关系很大。据统计:通过听讲授,能记住25%;能看到实物或现象能记住40%;双方都做到能记住65%;看到实物或现象自己又描述过,能记往83%;既动手边做边描述能记住97%。所以在物理实验教学中让学生动手实验,在实验的基础上讨论、分析,归纳概念和规律,有利于学生理解和掌握知识。③教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式,教学中提倡动手实验,正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的,培养实验能力。 ④动手实验是学习研究过程,在直接参与动手实验过程中,逐渐认识到实验是获得物理事实的根据;是检验假设真理性的标准;逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实,得出概念和规律的。点评:通过长期动手实验的训练,能掌握学习和研究的基本方法。 5.实验教学有利于培养观察能力,提高分析能力 观察是人们对客观事物、现象感知过程中的一种最直接的方法。物理课本中的每个概念和规律一般由观察、实验、分析、归纳概念、规律应用、实际问题等构成,为了提高观察能力,在引导观察实验现象时应注意:①从什么地方观察,发生什么现象?现象发生变化过程的条件是什么?②观察同时思考、分析、比较、归纳此现象有什么特征?说明什么问题?③如何判断推理,概括有关性质和规律?逐步形成边观察边思考的习惯、掌握观察方法和提高观察能力。如:观察水被加热至沸腾时,提出问题让学生边实验、边思考:A、开始加热的烧杯底和内壁是否有小气泡?怎样产生的?B、初始阶段如水温度有什么变化?为什么?小气泡在上升至水面过程中其体积有什么变化?C、当水中有大量气泡产生,并迅速上升过程中,体积不断增大,到水面破裂时,温度是否变化?瓶口出现的“白气”是什么?D、如果沸腾时间较长,还会看到水位比加热前有些下降为什么?这将膨胀、热传递、气化、液化等知识有机地联系起来,从而提高观察和思维分析能力。 6.把“测量、验证”型实验变为探究性实验 目前中考实验设计题需要学生具有探究性实验能力的有力体现,这就要求学生具备多种机智或具备发散思维、换元思维、转向思维和创优思维等思维能力。这些能力都靠平时培养。如:教学“恒定电流”后,根据学生以学知识,将“伏安法测电阻”实验改为:有5种不同测量电阻实验的分套器材,请根据各套器材设计不同的实验并比较哪种方法测得电阻值较准确,分析其原因。器材:共用器材为待测电阻R(10Ω,),电源,电键,滑动变阻器,导线若干。测量方法;①伏特表、安培表各1 个,共用器材;②伏特表2 个,电阻箱1 个,共用器材;③安培表2 个,电阻箱1 个,共用器材;④伏特表1 个,电阻箱1 个,共用器材;⑤安培表1 个,电阻箱1 个,共用器材。评析:改进后的实验称为物理教学中的实验探究,此方法的特点是:培养学生创造思维的多向选择性,使学生积极主动地探究知识。 7.借助多媒体将实验达到效果 造成学习物理知识困难的原因是学生缺乏物理实验和分析、概括规律的能力。如:教学《惯性》时,借助多媒体运用抽拉活动片模拟演示小车遇到障碍物阻力而停止运动,而小车上的木块没有受到障碍物的阻力,由于惯性保持原来的运动状态仍向前运动,而因木块底部与小车面的摩擦,使木块底部受到摩擦力作用不能继续向前运动,只好倒向前方,利用多媒体图像再用“慢镜头”展示在学生面前,同时对小车、木块及两者之间的关系进行逐个分析,由于图像清晰,模拟逼真,讲解和观察、理解,能收到良好的效果。 8.开展课外动手实验,发展创造力 教师在物理实验教学中开设课外实验,以开阔视野,拓展知识面,发展动手实验的创造力。如:①组织物理课外兴趣活动小组,指导动手搞小制作。如:制作橡皮测力计、潜望镜、土电话等;②组织用物理知识解决实际问题,培养分析、解决实际问题的能力,如:开展实地测量、电路安装等社会实践活动;③开展科技活动,如:举办物理晚会、撰写物理论文等。在这些活动中,教师悉心辅导,帮助克服困难,让学生有表现的机会,互帮互学,逐步培养有趣的爱好和创造能力及团结协作精神,从中领略到成功的喜悦,同时能发展创造力。 总之,实验教学过程中,不断地激发学习兴趣,培养实验观察能力和操作能力,充分能挖掘各种智力因素,全面提高教育教学质量。 参考文献 [1] 林立,新课标和初中物理教材中学物理,2008.[2] 浦荣.开发型物理实验的研究和探索 [3]探究式教学在物理实验中的应用[J].中学物理,2007. [4]袁冬媛.大学物理实验教程[M].长沙:中南大学出版社,2002.
21世纪是知识爆炸的时代,大学物理也不例外。这是我为大家整理的大学物理学术论文,仅供参考!
中学物理中的物理模型
摘要:本文阐述了物理模型的概念、功能,中学物理教材中常见的六种物理模型,物理模型在中学物理教学中地位和作用,以及中学阶段在物理模型的教学过程中应该注意的若干问题。
关键词:中学物理;教学;物理模型
一、物理模型的概念及功能
物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,有众多的因素,为了便于着手分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。
物理模型按其设计思想可分为理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特点是突出研究客体的主要矛盾,忽略次要因素,将物体抽象成只具有原物体主要因素但并不客观存在的物质(过程),从而使问题简化。如质点模型、点电荷模型、理想气体模型、匀速直线运动模型等等。后者的特点是依据观察或实验的结果,假想出物质的存在形式,但其本质属性还在进一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。
人们建立和研究物理模型的功能主要在于:
一是可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,从中较为方便地得出物体运动的基本规律;
二是可以对模型讨论的结果稍加修正,即可用于对实际事物的分析和研究;
三是有助于对客观物理世界的真实认识,达到认识世界,改造世界,为人类服务之目的。
二、中学物理教材中经常碰到的几种物理模型
物理模型就它在实际问题中所扮演角色或所起作用的不同,可分为:
1.物理对象模型 即把物理问题的研究对象模型化。
例如质点,舍去和忽略形状、大小、转动等性能,突出它具有所处位置和质量的特性,用一个有质量的点来描述,又如点电荷、弹簧振子、单摆、理想变压器、理想电表等等,都是属于将物体本身的理想化。
另外诸如点光源、电场线、磁感线等,则属于人们根据它们的物理性质,用理想化的图形来模拟的概念。
2.物理过程模型 即把研究对象的实际运动过程进行近似处理。排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰,使之成为理想的典型过程。
如研究一个铁球从高空中由静止落下的过程。首先应考虑吸引力,由公式F=GMm�r2可知,铁球越接近地面,F就越大,其次还要考虑空气阻力、风速、地球自转等影响。这样考查铁球下落运动过程就显得十分复杂,研究起来十分不便。为此,我们在研究过程上突出铁球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影响,并把重力视为恒力,通过如此简化,使研究问题简化,其研究结果也不致影响到基本规律的正确性。从而成为物理学中一个典型的运动过程,即自由落体运动。这种物理模型称之为过程模型。
教材中的匀速直线运动、简谐振动、弹性碰撞;理想气体的等温、等容、等压、绝热变化等等都是将物理过程模型化。
3.物理条件模型 如自由落体运动规律就是在建立了“忽略空气阻力,认为重力恒定”的条件模型之后才得出来的。力学中的光滑斜面;热学中的绝热容器;电学中的匀强电场、匀强磁场等等,也都是把物体所处的条件理想化了。
4.物理等效模型 即通过充分挖掘原有物理模型的特征去等效具有相似性质或特点的现象和相似运动形态的物质和运动。如将理想气体分子等效为弹性小球,并用弹性小球对器壁的碰撞去解释和推导气体压强公式,用单摆振动模型去等效类比电磁振荡过程等等。
5.物理实验模型 在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然后根据逻辑推理法则,对过程作进一步的分析,推理,找出其规律,得出实验结论。
如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上提出了他的理想实验――在无摩擦力情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,从而推翻了延续两千多年的“力是维持物体运动的不可缺少”的结论,为惯性定律(牛顿第一定律)的产生奠定了基础。
再如在研究电场强度时,设想在电场中放置一个不会引起电场变化的点电荷,去考查它在各点的F�q值等等。
6.物理数学模型 即建立以物理模型为描述对象的数学模型,进行对客观实体近似的定量计算,从而使问题由繁到简。如单摆的摆线与竖直方向的夹角不得大于50,使弧线计算转化为三角计算等等。
三、物理模型在中学物理教学中的地位和作用
1.建立正确鲜明的物理模型是物理学研究的重要方法和有力手段之一
物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素,而模型则是在抓住主要因素,忽略次要因素的基础上建立起来的。它具有具体形象、生动、深刻地反映了事物的本质和主流这一重要属性。
如“质点”模型,在物体的宏观平动运动中,描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同,在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的,故可将运动物体质点化,即用质点模型来取代真实运动的物体。
2.正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一,它与相应的物理概念、现象、规律相依托
人们认识原子结构的进程中,从汤姆逊模型到卢瑟福模型的飞跃就是生动的反映。
爱因斯坦光电效应方程的建立成功地解释了光电效应,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。
诸多的事实都在说明大凡物理现象、过程、规律都直接与之相应的物理模型关联着;一定的物理模型又是最生动最集中地反映着相应的物理概念、现象、过程和规律,二者密不可分。
3.正确鲜明的物理模型的建立,使许多抽象的物理问题变得直观化、具体化、形象化
例如,电场线对电场的描述,磁感线对磁场的描述。分子模型对理解分子动理论的基本观点,原子核式结构对a粒子散射实验现象的解释;光子模型对光的粒子性的理解等等,凡是学物理的人都会感受到物理模型所给予的无可争辩的重要作用。
四、物理模型的教学要着眼于学生掌握建立正确鲜明的物理模型这一根本方法
物理模型是物理基础知识的一部分,属物理概念的范畴。学习前人为我们创造的各种物理模型是完成教学内容的重要组成部分,培养学生掌握这一方法,即对一个具体的物理内容、现象或过程能反映出一幅鲜明的“物理图景”,是培养学生科学思维能力的一个重要方面。为此,我们在教学中应注意如下几点:
1.讲清各物理模型设计的依据。物理模型看上去是独立的,但设计物理模型的思想是相通的。
2.讲授物理模型要前后呼应,触类旁通。运动学中建立的“质点”模型,发展到质点动力学中,万有引力定律中,以至物体转动问题中,还可引伸到单摆中的摆球,弹簧振子中的振子,甚至帮助我们建立电学中的点电荷模型,光学中的点光源模型。
3.物理模型思维贯穿在物理教学的过程中,随着人们对某个物理问题认识的不断深刻和提高,物理模型也必将随之完善和准确。例如对于光本性的问题,人们从牛顿的微粒说,惠更斯的波动说、电磁说、粒子说到波粒二象性,在此发展过程中光的模型也随之一次次地得到深化。
4.在平时的例题教学中也是处处体现了物理模型的重要地位和作用。解答各类物理习题,学生能否依据题意建立起相应的物理模型,是解题成败的重要环节。如果解题者所理解的题意中的物理模型与命题者的设计模型一致,题意就必然变得清晰鲜明,习题的难点便会随之而突破,这种例子是垂手可得的。
总之,物理模型的教学确实需要我们予以足够的重视,这个问题对提高我们的物理教学水平关系甚大。
物理猜想与中学物理教学
【摘 要】阐述物理猜想在中学物理教学中的意义及教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法。
【关键词】中学 物理猜想 物理教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2014)11B-0076-02
随着基础教育课程改革的逐步深入,在新课程标准中,对高中生在学习物理过程中的学习能力提出了更高的要求,由此教会学生运用物理猜想方法可以让学生更有效地学好物理。为了促进中学生学会运用物理猜想方法,新课程的物理教材刻意设计了许多研究物理现象的活动。以此增进学生对物理知识的理解,提高学生学习物理知识的能力,例如提出问题、猜想与假设、合作与交流等能力。这些基本能力是确保科学研究各种物理现象得以顺利进行的前提和基础。只有通过猜想、假设,并经过许多的研究活动,才能使研究物理现象过程顺利完成。根据笔者这十多年的教学经验,总结出物理猜想对高中物理教学的作用以及如何通过物理猜想提高物理教学的经验,现浅谈自己的看法。
一、物理猜想对中学物理教学有着重要的意义
新课标义务教育阶段的物理课程中,提出要鼓励学生积极大胆地进行科学研究,使学生从基本的科学研究过程中学到科学研究的方法,最终达到提高他们的科学研究能力的目的。使学生养成尊重事实、大胆想象的科学习惯,发扬研究真理的科学精神;培养学生敢于质疑、勇于创新、战胜困难的信心和决心。在中学物理教学中教师的作用是引导学生进行科学猜想,引导学生进行科学探索活动,提升他们的科学探索创新能力。鼓励他们在研究活动过程中,根据已经了解的物理知识和物理现象,进行猜想与假设,然后设计实验,通过亲自动手做实验来验证自己的猜想与假设。因此,要达到新课标中的要求,笔者认为猜想在新课程标准的教学过程中的运用起到了关键的作用。物理猜想的运用是教育教学发展的要求,也是促进物理教育教学改革和发展的需要。笔者认为运用物理猜想法在中学物理教学中有以下几个重要的意义。
1.提高学生学习兴趣和增进学生学习主动性
学生往往对新生事物比较好奇,都希望能够尽快了解其中的知识、规律和奥秘。如果在中学物理教学过程中多鼓励学生对所要学习的物理现象猜想出其可能出现的某些现象或规律,那么不但能增强学生的新奇心,而且还能激发学生的探究意识和能力,使他们更能积极地深入到学习新知识当中。锻炼和培养中学生的物理猜想能力,能提高学生对研究物理问题的兴趣和欲望。兴趣和欲望正是学生学习物理知识的动力。因此,物理猜想是提高学生学习兴趣和增进学生主动学习的好方法。
2.提高学生的思维能力
在中学物理教学过程中,教师要经常通过提出问题并引导学生根据他们现有知识和理解问题的能力进行猜想,经过观察、实验、归纳、总结等进行严格推理和验证,使学生在学习物理知识的过程中逐渐提高他们的发散思维能力,也使他们思想更加灵活。因此通过猜想法不仅使学生容易理解和掌握物理知识,而且有利于提高学生的思维能力。
3.有利于学生巩固所学的物理知识
物理猜想是学生根据自己的思维意识进行推测,是开放性的思维方式。经过对事物仔细观察和辩别认识,提高了学生对事物整体性的研究,促进学生的思维进程,使学生迅速地理解和掌握新知识。如果这些新知识是由学生自己主动猜想后经过验证推理得来的,那么学生就比较容易接受。因此,这些物理现象及规律就会深深刻印在学生的心里,巩固这些新的物理知识。
4.培养学生创新能力
在新课程标准中,特别着重对中学生创新能力培养。科学的物理猜想是培养中学生创新能力的主要方法之一。科学的物理猜想对中学生创新能力的培养起着积极的作用,它能提高学生的反应能力和灵活解题能力。因此,科学的物理猜想能够非常有效地提高中学生的创新能力。
二、教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法
教师在教学过程中为了尽可能地发挥学生的想象能力,要根据学生现已掌握的物理知识、兴趣爱好和想象能力等引导学生提出猜想。教师如何更好地引导学生运用已掌握的物理知识和技能来构建出新的物理猜想呢?笔者认为,教师在实际教学过程中需要讲究提出猜想一些方法。
1.启发学生根据自己各种经历、各种经验和已学的知识提出猜想
科学发展的经验告诉我们,科学的猜想并非胡乱猜测,它需要有科学依据,要根据学生的经历、经验、生活常识等提出猜想。爱因斯坦创立的“相对论”起初就是根据前人的经验、自己的经历以及自己掌握的科学知识提出的猜想,然后通过观察、推理、推导、证明,才提出了理论依据,最后才建立了举世闻名的“相对论”。例如,在学习“自由落体运动”时,先让学生观察羽毛和铁片在有空气的玻璃管中同时下落的情况,再启发他们猜想如果将玻璃管中的空气抽出后,再让羽毛和铁片同时下落会出现什么情况。让学生猜想并记下这些猜想,然后通过演示实验让学生观察,最后得出结论。这种通过启发学生猜想和实验演示相结合的教学方法,更能加深学生理解所学的物理知识。
2.激励学生讨论,诱发物理猜想
在教学过程中学生引导学生进行猜想时,应该将学生分成几个组,让各组提出各自不同的猜想,并由他们各自陈述自己猜想的理由和依据。激励他们讨论、争辩,经过讨论和争辩提高他们对物理猜想的兴趣和对物理猜想的积极性。例如,在学习“牛顿第二定律”时,将同学们分成两个小组,一组猜想物体的加速度与力的关系,另一组猜想物体的加速度与质量的关系,然后让他们分别做实验,得出结论。教师在课堂中认真听取各组学生的观点后,引导诱发他们讨论并猜想加速度与力及质量的关系,最后总结出牛顿第二定律。这样能更好地完成教学任务,取得更好的教学效果。
3.鼓励学生大胆猜想
在教学过程中许多学生由于害怕自己提出的猜想被其他同学取笑或者自己提出的猜想不正确被老师责怪而羞以启齿,这时教师应该鼓励、引导学生大胆猜想,消除他们的顾虑。例如,研究玻璃的折射率时,可以猜想单色光通过平行玻璃砖后传播方向是否发生改变。先鼓励学生大胆进行猜想其出射的方向,并记下来。不管他们的猜测是否合理、准确,教师都要持平和的态度,让实验验证结果。只有这样才能提高学生的学习积极性,增强学生科学猜想的意识。
4.创造良好的猜想条件
在教学过程中,当教学到有利于培养学生猜想能力的内容时,教师应该积极引导鼓励学生进行猜想。例如,在“楞次定律”教学中,教师在课堂演示让磁体的N极靠近闭合的铝环的实验之前,先启发学生猜想让磁体的N极靠近闭合的铝环时会看到什么现象,让磁体的N极去靠近有缺口的铝环时又会看到什么现象。然后通过实验引导学生注意观察实验现象。同样,让磁体的S极去靠近闭合的铝环时又会出现什么情况。总之,教师要尽最大可能为学生进行猜想创造条件。
物理猜想既是一种自由尝试,也是一种严谨的创造,因此,在教学过锃中,教师要善于抓住每一个有利于提高学生猜想能力的机会,鼓励学生大胆猜想,从而提高他们的思维能力,增加他们学习物理的兴趣,进而提高物理教学的效率。
【参考文献】
[1]王较过,孟蓓.物理探究教学中培养“猜想与假设”能力的策略[J].当代教师教育,2008(6)
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[3]林东槟.物理探究教学中培养猜想与假设能力的策略[J].实验教学与仪器.2013(4)
[4]蔡严娟.新课改物理探究教学中猜想与假设能力的培养[J].现代教育科研论坛.2011(5)
哈哈,不错,,,