高中化学论文范文题目
高中化学论文范文题目
高中化学课程是现行高中化学课程结构的重要组成部分,在选修课程的教学过程中衔接必修课程,具有重要作用。下文是我为大家搜集整理的关于高一化学小论文的内容,欢迎大家阅读参考!
高一化学小论文篇1
浅谈高中化学教学情境创设
学习是师生交流互动的活动,传统的化学课堂教学模式以教师讲解为主,学生被动接受和机械练习为辅,学生的课业负担加重,个性和特长难以得到更大程度的发展。新课程改革的一个重要特点就是学生学习方式的改变,它要求学生由原来的“接受式学习”转变为“探究式学习”,以此激发学生的学习兴趣和学习动机。,在教学中创设问题情境,就是将化学知识与学生实际感受有机的结合,呈献给学生一个看得见、摸得着的教学背景,它可以是现实生产、生活材料,也可以是本学科的问题,还可以是其他学科的相关内容等。这样不但能激发学生的学习兴趣,唤起学生对知识的渴望和追求,而且为进一步学习提供了一种积极的情感体验,使他们积极主动地投入到学习中去因此,我们创设的教学情境应当从学生熟悉的生活经验和知识基础出发,充分挖掘各种情境资源,为课堂教学创设出生动活泼的学习情境,增强课堂教学的趣味性、新奇性、生动性、形象性和实效性,从而激发学生快速进入学习状态,以促进知识的主动意义建构以及知识、技能和情感态度价值观的和谐发展,提高课堂教学效率。
一、创设化学教学情境的基本要求
真实的情境不仅拥有认知上的价值,而且它最接近于学生的生活体验,能调动他们全部的感受力和过去生活中的经验。真实的情境有利于培养学生的观察、思维、和应用能力,有利于培养学生真实的本领,真实的情感、态度和价值观。为此,要保证化学教学的实效性,首先要确保化学教学情境的实效性。
1、对教师的要求
教师是情境的创设者,首先,教师自身必须要积累(最好保存在大脑里以便随时调用)大量化学史料、生活事件、社会热点等情境素材。因此教师平时要多途径地阅读化学史料,多留心生活中与化学有关的事件,多关注新闻报道、《探索·发现》中与化学有关的内容。其次,教师要充分挖掘教材深层次的东西,反复思考,这样才能创设出与教材内容相一致的情境。最后,教师要充分关注学生的直接经验和知识层次,等各方面信息,关注学生的直接经验反过来可以指导老师创设容易被学生接受的情境;熟悉学生的知识层次可以确定学生的“最近发展区”,创设让学生“跳一跳就能摘到桃子”的递进式问题情境,面向全体同学,让基础差的学生走得进去,基础一般的学生探得出来,基础好的学生探个明白。
教师是情境的“导游者”,在实施情境教学时,教师要充满激情,只有激情满怀,才能感染学生。教师在教学过程中,要动真情,说真话,讲真理,做真人;要紧密联系学生的思想实际,晓之以理,动之以情。
2、对学生的要求
学生是情境中的“游客”,是化学教学中的主体,因此要想充分领略化学课堂中的“无限风光”,首先,学生要在课前对教材进行必要的预习,预习可以让学生知道新课中知识的难易深浅,做到心中有数。其次 ,学生要在探究情境中努力参与体验,在问题情境中积极思考。因为学生的参与不仅是一种形式,更是一种亢奋、激发的状态。在这种状态下,学生或潜心思考,或积极争辩,或大胆陈述……通过种种途径,学生在知识技能上得到了发展,在过程中得到了体验,在情感态度价值观方面得到了激发。
3、对课堂的要求
课堂是教学情境创设的“阵地”,说它是“阵地”是因为课堂是师生、生生交流互动思维较量的场所,是智慧火花的“摇篮”。当然,师生、生生要促成交流互动思维较量,前提是教师创设了一个科学合理有效的教学情境,有了这样一个情境,学生才能主动“闯入”情境,进行“寻宝式”的探索。其次,教师与学生、学生与学生要建立起平等对话,畅所欲言。通过这些,我们的课堂才会焕发生命活力。
二、化学教学情境创设的方法
1、以生活创设情境 ,激起学生热爱生活、热爱化学
化学来源于生活,生活中处处包含化学。以生活创设情境,既可以让学生感到化学学习贴近生活,增强化学的亲近感,又能让学生感到化学学习最终为生活服务,增强学生的实践意识。
[案例1]:人教版 化学必修1关于氮的氧化物的导课片段
教师:我们这个时代是一个浮躁的时代,因此我们迫切需要一颗平静的心。现在,让我们静下心来,细细地去聆听一种大自然的声音。
学生:静静地坐在那儿,期待的眼神……
教师:播放声音《雷声》
雷声:由远至近,由轻到响,突然一声霹雳巨响,振聋发聩,顿时,幻灯片上出现一张雷电交加、倾盆大雨的图片,再自然地引出“新疆魔鬼谷”和“雷雨发庄稼”两个情境。 通过这样一种用“雷声”创设的情境来导课,使学生快速进入学习情境,身临其境,从而触景生情,起到了“先声夺人”的导课效果。
生活中包含了大量化学知识和情境,从学生熟悉的生活经验出发,创设学生熟悉的、感兴趣的、符合教学内容的情境,可以激发学生的求知欲望,还能增强学生更加关注生活中各种化学问题的意识,引发学生对生活中的化学现象的思考。
2、以实验创设情境,让学生体验过程,感受科学探索带来的无穷乐趣
化学是一门以实验为基础的自然科学,实验是化学学习的灵魂。在教学中,可以针对某个问题、某个环节精心设计实验,改变沉闷的气氛,活跃学生的思维,使课堂生动有趣。
[案例2]:在一支试管中加入几粒锌粒,倒入几毫升稀硫酸,让学生观察现象;另取一弯成螺旋状的铜丝深入到硫酸中并与锌粒接触,让学生观察现象。当学生观察到当铜丝插入后,铜丝上有气泡冒出时,实验现象与学生的原有知识发生认知冲突,学生的学习热情一下就被调动起来了。
3、通过化学史实创设教学情境,激发学生的学习兴趣
化学发展的历史是人类物质文明进步的历史,也是教学情境创设的优质素材。在教学中插入一些化学家的故事、物质发现的小故事等,将会激起学生强烈的学习兴趣。
[案例3]法拉第对生产照明用的煤气过程中产生的一种油状液体(长期无人问津)进行了长期的研究,结果发现了苯。法国化学家日拉尔等人确定了苯的相对分子质量为78,分子式为C6H6,苯分子中的含碳量如此之高令学家感到惊讶,如何确定它的结构式呢?学生
的学习热情会被较好的调动起来
4、通过科普故事创设教学情境,引发学生的好奇心
中学生受生理和心理的影响,对新鲜的事物总是具有强烈的好奇心。而在我们奇妙的世界上,众多和化学相关的故事,对中学生更是有着极大的吸引力。
[案例4]原电池教学情境设计:
格林太太有一口整齐的牙齿,但其中镶有两颗假牙:一颗是黄金的这是格林太富有的象征;一颗是不锈钢的这是一次车祸留下的痕迹。令人百思不解的是打从车祸以后,格林太太经常头疼、夜间失眠、心情烦躁„„尽管一些国际上知名的专家教授绞尽脑汁,但格林太太的病症未有丝毫的减轻,而且日趋严重„„她的病真的没有办法治吗?后来,一位化学家为格林太太揭开了病因。问化学家发现了什么呢?
5、通过社会热点创设教学情境,引发学生关注化学与社会的关系
化学与社会紧密相连,与社会生产及生命、环境等方面有着广泛而紧密的联系。如能源、材料、粮食等多方面,臭氧层的作用和保护,二氧化碳的功与过,酒精燃料、氢气、太阳能等新能源的利用,新型复合材料的研制和生产应用等。我们可以利用社会的热点问题提取素材创设教学情境。
[案例5]生活中的优质保鲜膜和劣质保鲜膜的鉴别,引入对聚乙烯和聚氯乙烯的学习。
三、化学教学情境创设应注意的问题
“学起于思,思源于疑”。学生探究知识的思维过程总是从问题开始的, 一个好的问题能够较好地激发学生强烈的求知欲和好奇心。因此,教师应努力创设一种适合学生探索、发现并构建新知识的问题情境,以唤醒学生探究学习的欲望和智慧,促进学生主动学习、积极探究,.
1.问题情境的设计要结合学生的实际情况,有利于知识的迁移形成。既要让学生通过思考能够体验成功,又要具有一定的目标取向,如一些能形成认知冲突、引起争论,能化抽象为形象、化难为易,能将认知一步步引向深入的问题等,去引导学生思维和探究。
2.问题情境的设计要有层次。如果问题太简单,没有“嚼头”,学生就提不起学习的兴趣;相反,问题若太难,学生的思维无法层层递进,即使充满解决问题的信心,但最后仍将被迫放弃,难以取得应有的效果。所以,问题的梯度和难度要适中,在学生的“最近发展区”,能让学生“力所能及”地加以解决,以利于知识的再现和正迁移。
3.问题情境的设计要有利于培养学生的思维能力。思维能力的培养是教学的根本,问题的设计要重在引导学生从不同角度去思考,从不同途径、用不同方法去探索;或启发学生打破常规,运用新思路、新方法去分析解决;或提供充分的感性材料,诱导学生对事物表象的分析以认识其实质,为学生创造一个宽松和谐向上,具有民主气氛的氛围。这样学生才敢问,另外教师要鼓励学生提问,从不敢问到大胆问,从简单的问题到有一定质量的问题,在问的过程中必然伴随着学生思维的不断发展。我们要让问题走进学生的头脑,对学生进行有意识的、有针对性的提问训练,这样就会强化学生的问题意识,也就会训练学生的思维。对于教师的问题要有一定的开放性,从不同角度,不同方式,也可以穿插其它学科的知识设计。如,“如何用精盐和水为反应物,在家庭条件下设计一个实验方案,制取家用消毒液?”“含有10个电子的粒子有哪些?”“用Cu为源料来制取CuO的方案有哪些,最好的是哪个?”等等。开放性问题具有一定的探索性,引发性,有抛砖引玉的功能,可以启迪学生的思维。
4.问题情境的创设要结合生产和生活实际,以培养学生的应用意识和分析解决实际问题的能力。“探究的问题不仅仅来源于书本,也来源于学生接触的社会生活实践” 。许多司空见惯的生活与生产实际,蕴含着丰富的化学知识,但学生往往不善于加以联系。教师要多挖掘一些与生产、生活实际乃至科技前沿相关的素材创设问题情境,“使学生在特定背景中进行建构认知活动” ,学用结合,以培养学生的应用意识,强化科学、技术、社会的教育,促进学生把所学知识内化为分析和解决实际问题的能力。
5.问题情境的创设要重在鼓励学生质疑问难和指导科学探究方法,以培养学生的问题意识、创新精神和科学探究能力。创设问题情境,一方面,要从引导学生自己发现问题、提出问题、分析与解决问题入手,着眼于探究学习方法的启迪与指导,使学生会学习、会探究,发展终身学习能力;另一方面,要营造宽松的氛围,让学生提出不同见解甚至是错误见解,使学生敢质疑、善质疑,从而培养学生的问题意识、创新精神和科学探究能力。
高一化学小论文篇2
试谈绿色化学
引言
世界化学化工产品已达到7万种之多,化工总产值约1万亿美元(中国约5000亿人民币)。化学品极大地丰富了人类的物质生活,提高了生活质量,并在控制疾病、延长寿命,增加农作物品种和产量,在食物的储存和防腐等方面起到了重要作用。但在生产、使用这些化学产品的过程中也产生了大量的废物,污染了环境,全世界目前每年产生的3亿至4亿吨危险废物(中国化学工业排放的废水,废气和固体废物分别占全球工业排放总量的22.5%,7.82%,5.93%),给人类带来了灾难,所以,在现今社会中,一提起“化学”,很多人都要紧皱双眉。其实,这完全是因为对“化学”这门科学缺乏全面认识而造成的一种误解,只要你留心地观察和仔细地思考一下,在我们的衣食住行以及战胜疾病等方面,化工科技的进步,为人类带来巨大的益处。药品的发展有助治愈不少疾病,延长人类的寿命;聚合物科技创造新的制衣和建造材料;农药化肥的发展,控制了虫害,也提高了生产。样样都离不开化学家的帮助,可以毫不夸张地说,人类的生活离不开化学的发展。解决这一矛盾已成为21世纪人类环境问题的科学挑战。
正文
一、 概念
化学品的生产、使用与处理,给环境造成越来越严重的污染,起初人们试图通过减少废气、废水和固体废弃物的排放量来解决污染问题,而后又通过法规来对废弃物进行管理。现在,人们已经充分认识到:最佳的环境保护方法是从源头上防止污染的产生,而不是产生后再去治理。1991年,美国化学会提出了“绿色化学”的概念,作为从源头上防止环境污染的一种重要、策略和手段,越来越受到人们的关注。绿色化学(Green Chemistry),是可持续发展的基本化学问题,是一门从源头阻止污染的化学,是国计民生急需解决的热点研究领域。
二、 绿色化学定义
绿色化学是一种以保护环境为目标来设计、生产化学产品的最新科技成果,是一门从源头上阻止污染的化学。 绿色化学概念从一提出来,就明确了它的现代内涵,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。
1) 绿色化学主要特点:
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。
2) 绿色化学的涵义:
1. 减量(Reduction)。既节省资源,减少“三废”的排放。
2. 重复使用(Reuse)。既是降低成本的需要,又是减废的需要,诸如
化学过程中催化剂,载体等。
3. 回收(Recycling)。可以有效实现“省资源、少污染、减成本”要
求,如回收未反应原料、回收副产物、回收助溶剂、催化剂、稳定
剂等非反应试剂。
4. 再生(Regeneration)。变废为宝,节省资源、能源,减少污染,
如离子交换树脂、磺化煤等。
5. 拒用(Rejection)。指对一些无法代替,又无法回收、再生和重复使
用、有毒副作用、污染作用的原料,拒绝在化学过程中使用。
三、 绿色化学的基本原理
三、 绿色化学的基本原理
1) 绿色化学的12项原则:
1.原子经济性。
2. 只要可行,应尽量采用毒性小的化学合成路线。
3.更安全的化学品的设计应能保留其功效,但降低毒性。
4. 应尽可能避免使用辅助物质(如溶剂 分离剂等),如用时应是无毒的。
5. 防止污染的产生优于治理产生的污染。
6. 应考虑到能源消耗对环境和经济的影响,并应尽量少地使用能源。
7. 原料应是可再生的,而非将耗竭的。
8. 尽量避免不必要的衍生化步骤。
9. 催化性能试剂(有尽可能好的选择性)优于当量试剂。
10. 化工产品在完成其使命后,不应残留在环境中,而能降解为无害的
物质。
11. 在化学转换过程中,所选用的物质和物质形态应尽可能地降低发生
化学事故的可能性。
12. 在化学转换过程中,所选用的物质和物质形态应尽可能地降低发生
化学事故的可能性。
2) 对本原则的理解:
1. 采用无毒、无害的原料。化学研究和化工生产中经常采用有毒、有害的原料,如剧毒的光气、氢氰酸、苯类、醛类等原料和中间体,它们严重地污染环境并危害人类的健康。为了人类健康和社会安全,需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品这是绿色化学的一项重要任务。
2. 采用无毒、无害的催化剂。采用新型、高效、对环境友好、可回收的催化剂,可以提高反应的选择性,并避免副产物的生成,提高原子的利用率,减少有害物质对环境的排放。
3. 采用无毒、无害的溶剂。大量的与化学品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。当前广泛使用的溶剂在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成。有的会引起水源污染。因此。需要限制这类溶剂的使用。
四、 绿色化学与可持续发展
实现可持续发展战略已成为世界许多国家指导经济、社会发展的总体战略,即经济的发展必须和人口、环境、资源统筹考虑。1987年世界环境与发展委员会提出采用可持续发展的总原则是:“今天的人类不应以牺牲今后几代人的幸福而满足其需要。”可持续发展的核心思想是在经济发展的同时,注意保护资源和改善环境,合理地保护和改善环境为可持续发展提供物质基础。环境对发展的约束是由于不合理的发展破坏了环境所致,而合理的发展又为治理环境提供了更多的技术和资金 绿色化学是可持续发展的有效途径绿色化学提出全新产生绿色化学技术及驱动机制,从而提高人类从事物质生产的能力。它首先给人类 社会和自然环境带来积极影响,控制污染在时间上的延续和空间上的扩展,为可持续发展提供促进作用;它其次为人类可持续发展提供调节和制约的保护作用,它能够不断调整和平衡资源的有序开发和综合利用,制约利用资源的速度和规模,扬长避短,变害为利,减少和克服人类社会发展过程中给自然所造成的负面影响,保护濒临灭绝物种和不断减少使用资源,使人类社会和经济增长协调发展。再次绿色化学为可持续发展提供观察和监测的规划作用,如全球变暖、臭氧层被破坏等等环境问题,需要全球各国共同努力,而绿色化学的功能恰恰能够不断地观察和监测全球发展的表现和动向,对人类社会、经济、生态环境的发展的决策和行动提供智力支持,从而形成有效的规划蓝图。由此可见,绿色化学为人类的可持续发展提供完整的体系和方式,是可持续发展的必由之路。
综上所述,绿色化学彻底抛弃了“先发展、后治理”,发展经济以牺牲环境为代价的发展模式,进而采用绿色的与环境友好相结合的发展模式,从源头上堵住污染的产生,从根本上减少或消除污染,满足了现代社会可持续发展的要求,是一条人口增长、经济发展、社会进步、环境治理和节约资源相互协调发展的必由之路。
五、 绿色化学的发展方向
从绿色化学的目标来看有两方面必须重视:一是开发以“原子经济性”为基本原则的新化学反应过程,另一个是改进现有化学上业,减少和消除污染。
发展方向如下:
1. 新的化学反应过程研究。
2. 传统化学过程的绿色化学改造。
3. 能源中的绿色化学问题和洁净煤化学技术。
4. 资源再生和循环使用技术研究。
5. 综合利用的绿色生化工程。如用现代生物技术进行煤的脱硫、微生物造
纸以及生物质能源等的研究。
结束语
展望21世纪,我国的工业化,城市化将继续发展,人口还要增加,对化学工业的需求也将增多,而传统化学工业虽在农药、聚合物、材料科学、去污剂、石油添加剂、水处理、废物处置等方面做出了巨大贡献,另一方面它也带来了一个负面影响——环境污染,增加了对环境的压力。而人民群众对改善环境、提高生活质量的要求又越来越强烈。党中央、国务院反复强调:“保护环境是我国的一项基本国策,是可持续发展战略的重要内容,直接关系到现代化建设的成败和中华民族的复兴”,“加快经济建设,决不能以破坏环境为代价,决不能把环境保护同经济建设对立起来或割裂开来,决不能走先污染后治理的老路,那样代价太大”,“建设项目必须实行环境污染治理设施与主体工程‘三同时’(同时设计、同时施工、同时投入运行)的规定。大力推行清洁生产”,“防止资源浪费”。绿色化学以其“原子经济性”为基本原则,一方面充分利用资源防止浪费,另一方面实现“零排放”,达到不污染环境的效果。因此,它对于我国的现代化建设和人类未来生活都有着不可估量的巨大意义。只要我们提高科技水平,用好绿色化学技术,搞好搞活我国经济,使我们祖国的水更清,天更蓝,山川更秀美,营建人类的美好家园。
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化学与科技论文范文
化学如同物理一样皆为自然科学的基础科学。下面我给大家分享一些化学与科技论文范文,大家快来跟我一起欣赏吧。
化学与科技论文范文篇一
实用化学应用教学
摘要:化学教育目标的确定,决定于化学教育的价值取向.化学教育里的价值研究,成了化学教育理论与实践的必备基础.近年来,在试题中出现了越来越多的有化学知识应用的命题,越来越接近化学教学价值取向.化学教育目标是让学生了解化学与社会、化学与材料、化学与能源、化学与环境、化学与生命科学等的密切关系,会应用化学知识去解决实际问题,具有化学的综合素质和创新意识.
关键词:两面性;实用性;化学教学
一、 化学是一门实用的学科
近些年来,化学物质好象成了有毒、有害的代名词,一提到某化学药品,总跟污染,健康的杀手扯到一起,但这不是化学物质的本质特点.任何化学物质都具有两面性,一方面他带给我们不利的地方,另一方面,他承担了一定的功能.王佛松院士等主编的“展望21世纪的化学”一书中提到一个很重要的观点:任何物质和能量以至于生物,对于人类来说都具有两面性.在现在现实生活中,我们经常夸大化学药品的有害性,却忽略其有用性的一面,造成了一种不好的形象,它需要我们去纠正这种片面的看法.三聚氰胺毒奶粉事件给全国人民带来很大的心理创伤,但三聚氰胺无罪,它与甲醛缩合聚合可制得三聚氰胺树脂,可用于塑料及涂料工业,也可作纺织物防摺、防缩处理剂.其改性树脂可做色泽鲜艳、耐久、硬度好的金属涂料.其还可用于坚固、耐热装饰薄板,防潮纸及灰色皮革鞣皮剂,合成防火层板的粘接剂,防水剂的固定剂或硬化剂,可用作阻燃剂等.
化学作为一门基础学科,它来源于生活,生活中很多东西都跟化学有关,处理这些问题,我们必须具备一定的化学知识,同样是污染,最后解决这个问题的关键还是化学知识.在日常生活中,没有一点化学常识的人是无法生存下去的.我们每天都在跟化学知识打交道.没有化学知识帮助我们解决问题,我们衣食住行都不可能得到发展.没有它,人类的生存和生活质量无法保证.利用化学生产化肥和农药,以增加粮食产量;利用化学合成药物,以抑制细菌和病毒,保障人体健康;利用化学开发新能源、新材料,以改善人类的生存条件;利用化学综合应用自然资源和保护环境以使人类生活得更加美好.
二、实用化学知识教育
教师是教学过程的组织者、设计者和控制者, 同时也是教学信息的发送者和评判者,要树立正确的教学理念,明确教学目标、教学对象,合理组织、设计教学过程的各要素.我们在化学教学中自已必须先认识到化学教学理念,我们教学生学习化学,是让学生去感受的化学知识的用途,了解化学知识在解决我们很多问题的方法,从而激发学生学习化学的热情.
不能仅侧重于化学知识的学术性,要让所有学生能从一些实际生活中遇到的东西去学习知识,或者学完知识能去解决一些能触摸到的问题.不要让很实用知识,变成纯理论化的知识,反而让学生无法去应用.在不同的教学思想下,学生的地位、活动及培养方法和评价方法是不同的.掌握学科的知识是一件可喜的事,但让学生学会各种有用的东西是我们最希望看到的,当学生能尝试从生活应用中学习化学知识,或者能把刚学会的化学知识应用到实际生活中去的时候,我们还会怕学生学不好化学吗?学生就会对化学产生新的认识.
在教学过程中,教学素材选择很重要,只要我们认真关注生活中知识的应用,教学就会信息丰富、科学、先进.从而促进学生综合能力的提高.化学学科的知识体系不是教条,在教学过程中加入应用性知识教育,引导学生去关注生活,去研究生活,在生活的应用中得到更大的发展,对学生的进入社会后的发展是有利的.
三、实用化学在教学过程中的应用
1.学习兴趣是学习活动的重要动力,一方面学生容易对新颖的、能引起好奇的事物产生兴趣,进而诱发内驱力,激起求知、探究、操作等意愿.同时,现实生活中的一些常识也会引导学生进入自我学习的状态.(1)合理使用教材中的资源,在“金属的腐蚀与防护”课题教学中,我们教材先谈腐蚀再研究原理,根据原理实施防护.从发现问题到研究化学知识,再谈化学知识应用,合情合理,但书本知识金属腐蚀仅从物质角度来加以研究,我们认真关注一下这节内容的课后题,就会发现当铁吸氧腐蚀的一个实用案例,利用吸氧腐蚀所释放的能量生产的取暖设备,这是教学中一个很好的素材,也有利于学生能正确认识化学知识的两面性.(2)适当拓展教学资源.如,在高中化学的“化学反应中的能量变化”,该节内容学生在初中已积累了一定的基础知识,且内容与社会生活息息相关,也是当今家喻户晓的话题, 学生很易于发挥,是把学生广泛兴趣与中心兴趣有机结合、培养的较好内容.在学习醇类的时候,我们可以把家中的食用酒拿出来作为引题,再结合医用酒精,还能联系到工业酒精(甲醇).从用途到危害,引导学生进入学习研究之中.在学习碳酸钠和碳酸氢钠的过程中,我们可以引导学生从灭火器中进入问题的思考,学生就能接受到灭火器的相关常识教育.当我们在生活中面临重金属中毒的时候,为什么一碗豆浆能解决问题呢,如果没有豆浆,能不能找出替代品呢?当我们进入蛋白质的学习之后就能解决这个问题.(3)合理引入课外资源.门捷列夫是怎么发现这个规律的,它对我们处理日常繁杂的事务有什么样的帮助呢,这种解决问题的方法对学生的成长是很有好处的,学生会发现许多解决问题的方法其实是相通的,积累了人生的智慧.学习不能仅仅为了考试,学习后能应用这才是我们的目标.
2.在教学交流过程中,我们其实就是让学生体验化学的应用并应用知识去解决问题,不仅要让学生去应用已经知道的东西,还要让学生从更多的方面去了解、理解并能尝试着找到新的使用方法.首先,学生要去认识物质使用并不是单方面的,当我们让学生认识CO2的温室效应的同时,在解析原理的同时,我们是否可以想象一下小范围的温室——大棚种植,如何应有是我们在学习过程要深刻去加以体会的.我们也可以让学生去认识一下它在多方面的应用,比如,我们都要碰到的灭火器,植物的光合作用,就会完善学生心目中的CO2的形象.当我们认识到CO煤气中毒的同时,解析原理的同时,我们也可以让学生知道它在生理病理的调节作用.当我们为有O2存在而庆幸的时候,我们也应该让学生去认识到氧中毒.其次,化学最初的知识来源于生活的经验的总结,这些知识的发展最终还是要就用于实践.当我们学习到中和水解的时候,让学生去认识肥料的搭配.当我们了解了化学反应速速率之后,我们就应当让学生清楚如何确实有效的保存家中的食物.
3.一堂课完成以后,我们不希望看到学生作业只有习题.知识只有在应用中才能得到巩固、发展.只有习题是远远不够的,它恐怕只是其中一种比较无奈的选择.当我们学完醇类之后,假酒就是学生学有所用的一个舞台,如何去检测酒中甲醇的含量就是一个很好的例子.当我们学会醛类之后,室内装潢的气体污染会成学生关注的一个方面.当我们学完电化学之后,小小的电池会吸引很多学生的眼球.当我们面临着更多生存危机的时候,我们应当相信化学能解决这些问题的.
参考文献:
[1]王佛松,等.展望21世纪的化学.北京:化学工业出版社,2000.
[浙江省临海市大田中学 (317000)]
化学与科技论文范文篇二
浅谈“绿色”化学教育
摘要:随着社会不断发展,人口不断增长,环境污染日益成为当今世界的突出社会问题,作为与环境问题有密切联系的中学化学,应义不容辞的承担起培养学生环保意识之职责。在中学阶段进行绿色化学理念的教育,是培养具有绿色意识和环保能力的高素质人才的根本途径,也是解决环境问题的根本途径。
关键词:绿色化学化学教育绿色化学教育
环境与发展问题,已成了当代世界共同面临的两难选择,成了对21世纪人类最严峻的挑战,人类不得不面临新的环境问题。为了从根本上预防和治理环境污染,必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学(Green Chemisty)。
一、“绿色化学”的提出和内涵
“绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。1995年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。
“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%(原子经济性)。原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。
把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。
二、“绿色化学”在中学化学中的渗透
在化学教学中培养学生的环保意识,应该抓住教学中的各个方面,多角度的进行环保教育。
1.抓住教材的环保内容渗透环保教育
化学教师应该结合化学教材中的许多章节向学生介绍环保的相关知识。如结合硫、氮的氧化物,介绍空气污染,酸雨的形成及其危害;结合一氧化碳等有毒气体的教学,在课堂上介绍其对环境和人体的影响和相关的实验操作注意事项;结合炼钢炼铁的工业流程,介绍工业污染及废气、废渣的处理;结合重金属元素的教学,介绍重金属对水的污染并给人体健康带来的危害;结合磷肥的相关知识,介绍湖泊水质的富营养化;结合有机高分子化合物的内容介绍白色污染及其危害和解决方法等等。课堂是教师的第一阵地,作为化学教师,我们要抓住这一阵地,紧密联系教材,在日常教学中渗透环保教育,让学生理解环保的必要性和紧迫性,逐步培养起环保意识。
2.在实验教学中推进环保教育
作为化学教师,我们要利用实验教学,让学生参与到环境保护的实践中来。首先,我们要培养学生的实验习惯,如在密闭系统或通风橱中操作有毒气体,对反应后的尾气进行吸收,不让其扩散到空气中,反应后的废液、废渣不随意倒入水池,而是分类回收等等,使学生养成环保的好习惯。其次,我们要帮助学生学会从环保角度设计、改进、挑选实验方案,选取实验药品。使学生尽可能采用一些无毒无害、低污染、低能耗的实验方案和选择一些无污染、可回收、可循环利用的药品。从小培养学生在科学实验和工业生产上的环保意识。
3.发挥考试的导向功能,强化环保教育
近年来,环境保护试题在各地中考试卷中都有出现。这些题有的落点仍在化学的基础知识上,发挥考试的导向作用和教育功能,引导学生关心社会、了解社会,推动中学的素质教育,提高学生对环境保护的认识。我觉得,中考中环保试题应向着综合型发展,难度有所提高,范围更加广泛,促进我们更要培养学生的环保意识,鼓励学生多了解环保常识,多把书本中的理论与社会实践相联系。我们化学教师要在平时就注重把身边实际与知识相结合,在日常考试练习中给学生营造一个重视环境保护的外部环境。
4.利用丰富的课外活动开展环保教育
根据现行《中学化学教学大纲》的要求,学生环保意识的培养仅靠在课堂上的培养是不够的。我们应该把环保活动作为化学课外活动的一个重要组成部分,把培养学生环保意识作为化学课外活动的一个重要目标来认真有效的实施。 ① 专题讲座。结合国内外重大的环境污染问题和重大的环保活动举办专题讲座。如结合6月5 日世界环境日向学生介绍当前世界关注的全球性环境问题有哪些;结合9月16 日国际保护臭氧层日向学生介绍臭氧层的相关知识及其被破坏的原因和氟里昂的应用及其替代技术;结合我国提倡消除白色垃圾活动谈谈白色垃圾的起源及其危害。 ② 组织学生参观活动。我们可以利用假期组织学生到附近典型的污染工厂(如焦化厂、水泥厂和镀锌厂)和受污染河流等处参观,与厂里工人和技术人员及河流周围的居民交谈,明确环境污染的危害性和环保的紧迫性。③ 组织学生进行小课题调查研究 a.组织学生对雨水、江水和工厂废水、民用废水的pH值测定后进行比较;b.了解空气质量是怎样评估的,API值与空气质量级别的对应关系,调查繁忙公路上二氧化碳及空气污染气体的含量;,c.调查目前各品牌冰箱中氟里昂的使用情况,与以前情况对比如何;d.对比小白鼠在不同空气质量、不同酸度的饮用水的条件下的生长情况;e.从环保角度改进课本上一些实验,并进行讨论研究。通过这样一些课外活动,让学生活动在环保第一线,把平时所学的化学知识用到实处,亲身参与环保活动,真真切切体会到环保任务的艰巨性,有利于学生把被动的培养环保意识转为自发的主动的培养自身的环保意识。
随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球,二十一世纪将成为绿色世纪。在中学化学教学中开展绿色化教育是历史赋予我们的责任。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学必须体现绿色化学教育,要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中,真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。
参考文献:
(1) 《十万个为什么—环境化学分册》
(2)《化学教育》1998.5 郑长龙、李得才、
(3)《科技素质教育的几个问题的探讨》王秀红
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化学综述性论文范文
化学实验教学资源是指有利于实现化学教学目标,在实验教学设计、实施、评价过程中可以利用的各种资源的总和。下面是我为大家推荐的化学综述性论文,供大家参考。
化学综述性论文 范文 一:开放式无机化学实验教学研究
摘要:针对无机化学实验课程教学中存在的问题,为适应21世纪科技发展对人才素质的要求,以开放式实验教学的模式代替传统式实验教学的模式。以学生为主导地位,让学生进行开放式实验,使学生由被动学习转为主动学习,从而提高学生综合素质和实际操作能力。
关键词:开放式无机化学实验教学改革
化学是以实验为基础的科学,而实验教学又是化学理论教学的重要组成部分,要学好化学就必须做好实验教学。化学的四大分支学科之一的无机化学是以无机化学实验为基础的一门学科。无机化学实验是长江师范学院化学化工学院和生命科学与技术学院各专业跨入大学校园后所接触的第一门基础实验课程,是老师与学生在教学科研相结合所要经历的一个阶段。无机化学实验具有独特性:一是所用仪器设备、药品种类等都很多;二是需要学生掌握的基本操作虽然简单但是多样化;三是实验现象复杂。为了提高学生的综合能力,让学生有机会多练习实验操作,必须对以往传统的实验教学模式进行改革,让实验由封闭式转向开放式,让学生开展多开放性、设计性实验,以达到培养高素质人才来适应社会发展的需要。
1传统实验教学模式
无机化学实验经过多年的教学实践改革后,形成了一套比较成熟的传统实验教学模式。正是这种传统的实验教学模式使得实验教学存在很多难以解决的教学问题,比如在实验教学过程中,教学形式是单一的讲解式,而且所讲内容也是沿用了好多年的陈旧内容;教学课件使用多年,没有一点创新;学生也只是按老师的要求照方抓药,没有一点学习热情,也没有学习主动性,更谈不上在做实验的过程中有创造性思维了;实验中能力培养差;实验设备利用不合理;培养出来的学生根本不能达到当今社会对人才需要的要求。随着社会的发展需要,高综合素质人才需要越来越多,那么,还按传统的实验教学模式是培养不出当今社会所需的高素质人才的。所以,为了能够满足当今社会人才的需要,就必须打破传统的实验教学模式,改变这种扼杀学生 创新思维 能力培养的教学模式,尽快实现改革创新,以便能更好地给学生以发展空间。
2开放式的教学模式
为了培养高素质、高能力的创新型人才,本课题组对化学化工学院2012级、2013级、2014级一年级学生的无机化学实验课程的教学模式进行了改革。主要从实验内容、实验时间、组织方式、教学评价等方面进行开放。
2.1实验内容的开放
传统的实验教学内容都是由老师指定的单一的基础类实验,这样就不利于学生的个性化发展。实行教学改革后,开放式实验教学内容发生很大的变化。老师将根据新的课程目标提出多个实验模块,包括基础类、验证类、综合类、设计类、自主类等等。基础类和验证类实验是每位学生必须做且必须掌握的实验项目,主要是对学生进行基本能力的训练,为综合类、设计类、自主类奠定基础的。综合类和设计类包括必选和任选实验,必选实验是在教师提出的必选实验项目中,学生自己选择若干个实验,自己设计实验方案并完成实验;任选实验模块是由教师提出一些解决实际问题的综合实验,教师只是提出问题而不提供具体的解决方案,学生在综合运用所学知识的基础上,根据实验室的实验资源拟定切实可行的解决方案并独立完成实验,从而激发学生的学习热情,发展创新思维。自主类实验是由学生根据自己的情况,自己选题,自己拟定实验方案,自主完成的实验,很具有个性化发展。
2.2实验时间的开放
时间上的开放分为定时开放和预约性开放:定时开放是指学生在工作时间进入实验室做实验;预约性开放是指周末和寒暑假时学生采用集体预约和个人预约相结合的方式进入实验室做实验。
2.3教学组织的开放
开放式实验教学成功与否,关键在于指导教师的组织。具体方案是:首先给学生分成若干小组,每组选派一名组长,组长负责管理本小组成员并分配任务。各小组查阅大量文献后提出问题,接着同小组讨论问题,最后自拟题目提出实验设计方案并交由老师审核。老师审核如果实验方案没新意就不能通过,学生将重新立定方案;如果有新意,审核通过,学生再与老师预约实验时间并完成实验,提交实验 报告 。整个组织实验过程都由学生自己完成,学生占主导地位,老师只起到引导作用。但是有一点是老师必须及时了解和掌握学生实验的整体情况,保证师生之间的信息反馈。
2.4教学评价的开放
开放式实验教学,考试形式应该多种多样。实验成绩的评定不再是单一的平时实验报告的成绩总评,而是平时成绩和每次项目考核相结合。具体的评价方式是:学期课程总成绩=平时成绩(20%)+项目考核总成绩(80%)。平时成绩按统一标准从实验态度、出勤情况、预习等方面进行评定。每次项目考核成绩由实际操作、数据记录、回答问题、实验结果、完成书面报告等方面评定。每次项目操作过程中及操作完毕后,老师根据学生实验操作情况、回答老师提出的有关实验内容的问题情况和实验结果成功与否即时给出每次项目操作成绩。书面报告成绩给出以实验报告为依据。所占分值为:每次项目考核成绩=项目操作成绩(60%)+书面报告(40%)。项目考核总成绩等于多次项目考核成绩的平均值。
3结语
通过对2012级,2013级,2014级连续三年的各专业的无机化学实验教学模式进行改革,在无机化学实验教学上取得了很好的效果。整个教学在教学主体、教学内容、 教学 方法 和教学目的等方面都发生了翻天覆地的变化。整个改革过程学生是最大的收益者,学生成为了教学的主体,不再是机械式的操作者,这样就使得学生的协作能力、设计能力、创新能力以及团队合作精神等综合素质都有很大程度的提高。这一教学模式的改革,很好的培养了大一学生的独立思考的能力,使得学生在从高中到大学阶段的过渡期发生了一个质的飞越,让学生明白了学习不是被动而是主动的,同时也很好的发展了学生的个性,为学生的以后学习阶段打下了良好的基础。
参考文献:
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化学综述性论文范文二:药物化学教学使用案例式教学法研究
摘要:药物化学是药学专业的重要专业课,对药物化学的学习,不仅可以对现有化学药物理论依据进行有效合理的运用,还能奠定从事新药研究的理论基础。目前,药物化学的教学法面临着新的挑战,因为全国高等学校本科教学质量和教学改革在不断的向前推进。笔者认为在药物化学的教学中运用案例式教学法有一定的可行性,并且有一定的进步意义。本文对案例式教学法在药物化学教学中应用的意义和如何在药物化学教学中运用案例式教学法进行了探讨。
关键词:案例式教学法;意义;应用分析
0引言
我国在医学教育改革中较常采用的两种新型教学方法分别是以问题为基础学习的教学法和案例式教学法。这两种教学法都是以致力于以学生主动学习代替以教师教授为主的学习作为中心,把发展培养学生的综合能力当做学习的主要任务。世上没有两片完全相同的叶子,这两种教学法也存在一定的差异:教师角色的差异和对学生自主学习能力要求的差异。经过医学界多年的对比分析,更适于在我国医学教育中广泛运用的是案例式教学法。
1案例式教学的内涵
哈佛法学院在1870年最早提出案例式教学,主要注重培养高素质、创新型、实用型的人才,在国际上被广泛运用。案例式教学在20世纪80年代末期传入我国,最先在医学和法学学科中运用,后来在管理和其他学科教育中也有所运用。案例式教学法自从传入我国100多年以来,开始被越来越多的高校接受和广泛运用。我国的案例式教学在经过多年的实践探索后已经逐渐趋于规范,并对教师和教学环境提出了比较高的要求。案例式教学在我国高校教学的改革和发展中起到的作用是不可忽视的,理论与实践相结合的互动式教学是它最主要的本质。案例式教学是一种注重培养学生独立思考能力和解决具体问题能力的教学方式。案例教学会在特定的情景中通过真实事例进行模拟,让学生来进行体验、分析、决策。案例式教学具体的操作方法是授课教师根据自己提出的相对比较典型的案例抛出几个问题,学生通过阅读、分析、思考和讨论的方法对教师提出的问题进行分析回答,最后教师会对学生的回答进行 总结 。这一过程旨在提高学生的逻辑推理和处理问题的能力,充分调动学生的学习积极性和创造性。案例式教学不仅对学生的创造能力和解决实际问题的能力会有所提升,它同时对教师的业务素质和创新能力也会有所提高,更好的实现教学相长。
2案例式教学法在药物化学教学应用中的意义
案例式教学的先导是突出病例,基础是问题,主体是学生,原则是教师主导。对案例式教学合理的运用对我国医学教育务必会产生深远的影响,案例式教学对目前我国医学教育中关于加强对医学学生实践能力培养的要求十分符合,要知道案例式教学不仅仅是一种医用教学方法,它更是一种教学思想以及对学生的高明培养方式。
2.1案例式教学法在药物化学教学应用中对学生的意义
在我国有很多学习药物化学的学生,在这些学生中普遍反映的一个现象是对药物化学缺乏学习热情,因为药物化学知识点非常多,覆盖面大,与有机化学、药理学、药物分析等学科均有紧密的联系。药物的结构,药物的命名,药物的合成,药物的理化性质,药物的代谢和用途等构成都是需要学习的内容,这些知识点内容关联性不高,致使学生学起来印象不够深刻,思维能力差。而现在的教学活动基本上可以概括为结构式课堂教学,采用的还一直是前苏联的教学模式,不重视学生的参与,重视教师教授的传授;不重视实践工作,重视理论体系,因此,在教学中加强学生的印象,引导学生去主动的理解和掌握相关的理论知识就是在药物化学的教学中首先需要解决的问题。经过大量实验证明案例式教学对解决以上问题非常有效。
2.1.1案例式教学能够激发学生的学习兴趣
案例式教学有助于使学生由学习的被动性向学习的主动性转变。案例式教学对学生学习的目的性要求更强,学生对于不明白的问题会积极主动的去寻求答案,及时的查阅资料,所以学生的学习积极性会更高。另外,在案例的讨论中,学生可以互相交流讨论来实现知识的共享,增强学生的沟通能力和团队精神,这些可使学生终生受益,由此看来案例式教学对激发学生的学习兴趣非常有帮助。
2.1.2案例式教学有助于提高学生的综合素质
案例式教学通过典型病例和在案例中分析思考问题以及讨论发言,注重把问题作为向导,对提高学生把医学理论知识在临床实践中运用的能力和分析问题解决问题的能力非常有帮助,案例式教学还能够很好的锻炼学生的快速反应能力和语言表达能力。
2.2案例式教学法在药物化学教学应用中对教师教授的意义
采用案例式教学不仅可以按照传统的模式教授学习的内容,还可以把案例作为补充内容。案例式教学不仅可以丰富教学内容,还有利于学生积极探讨隐含于案例背后的专业知识及技能,案例式教学将课堂设置到有意义的案例情景中,真正实现教学相长。案例式教学可以更好的实现教学相长还因为案例式教学要求教师要具备丰富的理论知识和实践 经验 ,不仅如此,教师教授灵活的应变能力的具备也是非常有必要的。
3如何在药物化学教学中运用案例式教学法
案例式教学对于我国药物化学的发展来说是一次挑战和变革,案例式教学法被大部分的学生所接受和喜爱。因此,如何在药物化学教学中运用案例式教学法也是一个需要探讨的问题。
3.1案例引入
根据教学进程并结合教学内容来选择合适的时机进行案例的引入,当然教师也要选择合适的案例。案例的引入不仅可以穿插在各章节的课堂教学中,还可以选择在某一个单元结束后进行,当然,也可以采取多种方式交叉式进行案例式教学。这样,不仅可以对学生的自学能力和分析解决问题的能力进行有效的培养,还可以检查学生对单元理论知识的掌握、综合运用能力。
3.2案例探讨
案例式教学要多鼓励学生积极的去思考问题,注意培养学生的 发散思维 和创新理念,所以案例式教学应该把教师作为教学的引导者,把学生作为讨论的主题。学生探讨的方式可以是小作讨论,也可以是分组 辩论 ,还可以单独推荐一名学生作为代表进行发言,总之,学生的讨论方式是多样化的,不必拘泥于一种形式。
3.3概括总结
学生把问题讨论完以后,教师要及时的进行归纳点评查漏补缺,理清案例分析的思维和脉络。教师的总结要使学生能够把所学到的知识基本化为己用,案例式教学的效果评价可以采取考试或问卷调查这两种形式进行,以便确保学生在以后的工作学习中能够在头脑中形成一种牢固的知识网络。
4总结
综上所述,案例式教学的开展运用是一次教学方式和教学观念的转变,通过具体的教学实践,结论是案例式教学方式适合病理学这门理论性和实践性都很强的学科。案例式教学想要获得更好的教学效果,还需要广大药物化学工作者不懈的努力。
参考文献:
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化学综述论文
化学是基础教育的重要组成部分,在化学教学中培养学生的创新精神对深化基础教育改革,提高学生素质具有重要作用。下面是我为大家整理的化学综述论文,供大家参考。
前言
化学工业推动着人类社会和物质文明的快速发展,也为人类社会作出了重大的贡献,同时伴随而来环境污染问题越来越严重,因此化学工业表现出的“贡献”和“环境污染问题”的两重性对化学工业领域的科研工作者和生产人员提出了挑战。用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺是绿色化学工程与工艺所提出的思想,通过在化学工业生产过程中,在无毒、无害的反应条件下去采用无毒、无害的原料来进行反应,同时使整个反应具有高选择性,进而能够最大限度地减少副产物的生成。要达到此目的,必须在化工行业推行清洁生产,实现零排放,把污染消灭在生产过程中。文章针对传统化学工业的发展问题,通过对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行探讨,从而在我们国家今后的化学工业生产中环保性和节能性提供参考依据。1绿色化学工业概念绿色化学又称“环境无害化学”“、环境友好化学”“、清洁化学”,绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。其研究目的在于寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。绿色化学工业是把绿色化学的思想引入传统化学工业生产中,并此基础上产生对人类健康、社区安全、生态环境无害的化学工业过程。
2绿色化学工程与工艺的开发
早期人们对化学工业所引起的环境污染常常采用的办法是“末端治理”,开发了多种环境保护手段,如:水处理技术、大气污染防治技术、固体废弃物处理技术和噪声治理技术等,对生态环境的保护作出了重要贡献。但随着人类社会和物质文明的不断发展和进步,环境污染的速度远远快于治理环境污染速度,并且治理环境污染的费用不断增加,而且治标不治本。而绿色化学工程与工艺是用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺,采用无毒、无害的原料,在无毒、无害的反应条件下进行,使反应具有高选择性,最大限度地减少副产物的生成。从而在化工行业推行清洁生产,实现零排放,实施绿色化工生产,从污染的源头防止污染的发生。绿色化学工程与工艺在化学工业中具体实施方法主要有以下几种。
2.1原料的绿色化
在化学产品生产中,原料的选择是决定化学生产过程和生产工艺的主要因素之一,绿色化学工程与工艺以无毒无害的原料作为绿色化学工业重点研发目标,选用可再生资源作为绿色化学原料,如生物质资源包括植物、农作物、林产物、海产物(各种海草)和城市废弃物(报纸、天然纤维)采用生物转化法通过一系列的反应转化得到醇、酮、酸类等常见的化工原料,在转化过程中依赖各种微生物在细胞内产生出我们所需要的各种化学品,整个过程清洁无污染,这都是绿色原料应用的典型。
2.2催化剂的绿色化
近几年来,随着化学工业的快速发展,采用合理的化学反应应用在化工生产过程中成为了现代化学工业可持续发展的重要因素之一。在常规的化学反应中都离不开催化剂的使用,正确合理的使用催化剂不仅可以加速反应进程,改善化学反应的选择性和提高转化率,提高产品质量、降低加工成本,而且从根本上减少或消除副产物的产生,减少环境污染,最大限度地利用各种资源,保护生态环境。目前,针对化学反应催化研究已经研发出各种催化剂,例如,在精细化工生产中,已使用安全的固体催化剂分子筛、杂多酸等来替代有害的液体催化剂浓硫酸,从而简化了工艺过程,减少“三废”的排气量。
2.3溶剂和助剂的绿色化
在化学工业生产过程中,无论是化学反应过程,还是化学产品的分离过程,都会使用大量的溶剂或者助剂来克服反应或分离过程中的特殊障碍,但是这些溶剂和助剂都是有毒的,往往会对人类健康和社会环境造成负面影响,所以开发出无毒无害的溶剂和助剂也是绿色化学工业重点研发目标之一。合适的绿色的溶剂和助剂不仅仅能使反应加速进行,也能使反应能耗低、效果更好、选择性更高以及产品更容易分离,更有利于环境保护。例如,现已开发出各种离子液体来应用于化学工业生产过程中的化学反应提供新的反应环境,也应用在化学工业生产过程中的分离过程进行产品与副产物的分离。
2.4能源的绿色化
在化学工业中,从获取的化学原料到发生的化学反应以及反应产物的分离和纯化等各个环节均伴随能量的产生和消耗,而且耗能巨大。然而,在化工生产的化学反应中,若反应是吸热的,则需要在反应开始时加入热量来使反应进行完全;若反应是放热的,则需要冷却以移出热量来控制反应进行。同样在化工过程的分离与纯化中,可通过精馏、萃取、再结晶、超滤等操作来实现,也需要消耗大量能量。所以找到合适的能源也是绿色化学工业重点研发目标。例如,比较清洁的能源有电能、光能、微波以及超声波等能量,其中电能是运用较多的一种,在利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂的电催化反应中可以实现在温和中性条件下的自由基环氧化。
3绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排中的促进作用
近些年来,在国内的化学工业中,绿色化学工程与工艺主要应用在以下几个方面。
3.1清洁生产技术的应用
在化工行业清洁生产包括清洁生产过程、清洁的产品以及清洁的能源等三个方面。而在化学工业节能减排中,主要以清洁生产过程为主。清洁生产过程是指在生产中尽量少用和不用有毒有害的原料,采用少废、无废的新工艺和高效设备,改进常规的产品生产工艺;尽量减少生产过程中的各种危险因素,如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强震动等;采用可靠、简单的生产操作和控制。已有的化学工业中清洁生产技术应用案例为:磷肥工业清洁生产工艺、铬酸酐生产工艺的绿色化改造、环氧丙烷的清洁生产、对苯二甲酸二甲酯氧化尾气的回收利用、二氯苯胺的清洁生产以及苯甲醛的清洁生产工艺等,这些清洁生产技术对化学工业节能减排有促进作用,实现了化学工业的绿色化,对人类健康和生态环境的保护作出了重要的贡献。
3.2与生物技术相结合的应用
在化学工业生产中,绿色化学工程与工艺常常与生物技术相结合,采用生物炼制技术将可再生资源转化化学原料,进而合成出所需要的化学品。通过这种技术得到的化学原料相对于一般的工业原料来讲,反应效果和催化效率较好,反应产生的污染物和废弃物较少,还具有良好的无污染性、高效性、节能性。生物炼制是开拓创新型技术,是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。例如,全作物生物炼制方法以油菜、大豆、甘蔗、玉米等为原料,采用发酵技术,用基因组合方法在有氧条件下生成1,3-丙二醇重要的化工中间体。
3.3环境友好型的化学品的应用
大力发展绿色化学工程与工艺可以使化学工业为我们生产出更符合社会、自然环境可持续发展的环境友好型产品,在生活中有许多具体应用实例。例如,已被联合国列为新一代环保制冷剂含杂原子N、Si的三氟碘甲烷(FIC-1311)来替代传统制冷剂氟利昂,FIC-1311不损耗臭氧层,温室效应可以忽略,对环境破坏作用较小;2005年美国环境保护署已批准的新型熏蒸气体杀虫剂硫酰氟来替代溴甲烷,杀虫效果比溴甲烷好,对坚果和干果气味无影响,同时对臭氧耗损潜能值为零,对大气臭氧层无影响。
4结束语
在化学工业生产的过程中运用绿色化学工程与工艺的思想,从化工生产的源头上采用无毒无害的原料、催化剂、溶剂等,使用节能减排的生产工艺,采用清洁生产的技术,能够降低化学工业生产过程中能源消耗,实现人与自然的和谐,保护生态环境。因此,开发和应用绿色化学工程与工艺对现代化学工业的发展至关重要,也是促进现代化学工业可持续发展的重要前提条件。
基础有机化学实验是高等学校理工类、化工类、环境类、材料类以及生物、检验专业的必修课程之一,对培养学生动手操作能力、思维训练等有着重要的影响。随着经济、社会的发展,有机化学在人们的生产、生活中发挥越来越重要的作用。基础有机化学实验作为有机化学的基础课程,发挥着奠定学生未来发展的作用。然而,笔者在实验教学中,发现有机化学实验教学在教学理念、方法上存在诸多问题,结合笔者自身的教学经验,提出了新的教学理念与方法策略,为基础有机化学实验教学提供参考。
1有机化学的重要性及与日常生活的联系
有机化学与人们生产生活等各个方面有着密切的关系,主要体现在以下三个方面:首先,人类的生命就是一个有机体,由各种各样的有机物组成,如蛋白质、核酸、糖类等,这些物质构成生命的基本单位,同时也参与体内的各种合成代谢。其次,人类的衣食住行离不开有机物,如我们穿的各种衣服,都是由各种合成纤维构成,饮食中少不了各种有机蛋白质、有机营养物质。最后,有机化学提升了我们的生活质量,如有机化学合成的各种药物,不仅治愈了人类多种疾病,并且提高了人类的寿命。1965年,人类合成的第一个人工胰岛素——结晶牛胰岛素,在我国诞生,为糖尿病病人带来了福音。
2基础有机化学实验对学生的意义
(1)训练学生动手操作及理论联系实际的能力。有机化学是一门实践性非常强的学科,单独以老师为主体的理论教学无法将整个有机化学知识点融会贯通,而有机化学实验就为学生提供了动手操作的机会,解决了学生上课时对不明白知识点的困惑。例如,在学习有机物萃取时,很多学生在理论课时对萃取的过程以及注意事项都是死记硬背,而实验课时学生通过自己的独立完成或者协作完成,将会彻底领悟到萃取的原理,并掌握分液漏斗的正确使用方法。有机化学同时也是一门实用性非常强的学科,例如阿司匹林的制取,阿司匹林是一种解热镇痛药,在人类的药物发展史中有着不可替代的地位,对此药物进行合成可以使学生明白有机合成的重要性,同时也能对重结晶提纯法进行巩固。
(2)训练学生科研思维与专研精神。有机化学实验由于其操作性强、专业性强等特点,对学生的综合素质提出了考验,同时也有助于培养学生的科研思维与专研精神。诸多著名的化学家如居里夫人、门捷列夫等,他们之所以能够取得如此大的成就,就是凭借实验训练带给他们的科研思路以及实验成果。本科阶段的化学实验要注重的是实验的热情,因此将他们的热情鼓舞起来后,他们才能够真正投入到专研当中。
(3)为学生步入未来工作岗位打基础。有机化学实验是有机化学专业相关人才进入未来工作岗位的必要条件,只有掌握基本操作的技能才能够胜任工作岗位的需求。我国大学生越来越多,就业形势越来越严峻,市场和人才培养方向的脱节主要原因就是学生操作技能差,理论考试都能得高分,而一到具体应用就措手不及。然而,对于那些不从事化学相关专业工作的专业来说,有机化学实验是一门基础性的实验,对未来工作岗位相关的知识都是一种重要的铺垫。
3目前基础有机化学实验教学存在的主要问题
(1)实验方法落后、实验设备陈旧。有机化学实验教材内容一般是那些已经完成被认可的基础性实验,这些实验虽然很经典,但由于实验方法落后导致实验耗时长、操作繁琐,有的实验要6个小时以上才能结束,这使得一些本来对有机化学感兴趣的同学望而却步。而实际上有机化学经过几十年的发展,实验手段也不断在进步,采用先进的实验方法可大大缩短实验时间,这非常有助于提高同学们的学习兴趣。另外,我国诸多高校在有机化学实验设备上都存在着设备过于老旧的问题,很多实验无法开展下去的重要原因就是实验设备的短缺,一般都是几个学生用一个实验台或者一台操作仪器。在实验方法上,除了传统的基本内容外,没有将社会上用的新技术引进去,学生不知道学完后用在哪里,自然无法激发他们的热情。而很多现代社会根本用不到的理论仍体现在实验教材上,这不仅耗费了学生和老师的宝贵时间,同时也不利于学生适应未来的工作。
(2)实验过程中存在安全隐患。实验的安全性隐患包括三个方面:①我国目前很多高校在实验室安全方面都存在一定的隐患,例如缺乏实验安全操作柜,实验试剂过期或者不合格等现象屡屡出现。②一些有机实验本身存在安全性隐患,比如乙酰乙酸乙酯的制备,该实验要使用钠砂,金属钠遇水即燃,在热熔钠块并震荡使之变成砂粒的过程中,如果操作不当,钠会从瓶子里喷出来,非常危险。而事实上笔者在从事这么多年的有机合成研究过程中从未使用过钠砂。③在实验操作过程中很多学生都缺乏安全意识,没有带口罩和眼罩,一旦发生意外事件如试剂喷射到眼里,或者身上,则无法进行有效及时的处理。
4对基础有机化学教学的看法
(1)明确基础有机化学实验教学的目的。目前我国基础有机化学实验教学中存在诸多问题的重要原因,就是没有真正明确其实验教学的真正目的。我国大学现在开展的是素质教育而不是二十年前的精英教育,因此将过多的要求投放在学生身上,将会导致他们厌学或者恐惧。有很多学生还没有进行实验就被那些高难度的要求吓得退却,不能激发他们的实验热情、钻研热情。笔者认为,本科阶段的有机化学实验教学主要目的应该是激发学生学习的热情,只有他们有学习的热情与渴望,才可能进一步地钻研,也才可能克服怕苦怕累的思想。
(2)因地制宜制定本科教学的培养策略。有机化学实验教学应该采取针对不同的学生采取不同的策略,对于化学专业的同学和相关专业的同学应该制定不同的目标,不能一概而论,否则有机化学实验课将对那些基础理论学习少的同学产生很大的负担。本科教育注重的是素质教育,因此着重在于培养他们的实验热情,只有奠定热情的基础上,才能够进一步地实验和攻读研究生。
5改革基础有机化学实验教学的策略
(1)改革实验教学的理念与目标。本科阶段的有机化学实验其本质上的问题是教学理念与目标的偏差。因此,教育部门应该彻底改革现有的教育体制,不能将二十年前的目标与理念用于现在。制定的理念与目标应该结合学生和学校的实际,同时也应该结合社会市场的需求。笔者认为本科阶段基础有机化学实验教学的理念与目标应该是:着重培养学生的实验热情,提升素质教育。
(2)根据社会需求,改进实验方法、设备。现阶段我国本科有机化学的实验不能与时俱进,没有跟上社会需求的潮流。因此,应该引进那些社会工作中需要的实验、删除那些社会不需求或者用不到的实验,改进实验方法的前提就是要有充足的资金购买实验设备,因此可以采用和企业联合办学的策略,由企业投资引进设备,同时企业排除专门人士进行指导,带领学生参观公司,只有了解到所学知识的有用性,才能激发学生的学习热情,同时也为学生的就业带来了保障。同时也要尽量使用现代的有机合成方法和手段,增加实验的实用性,还可以找一些现象明显、容易成功、能显著提升学生兴趣的实验,以替换危险、气味大的实验。
(3)分阶段教学的培养方案。在本科阶段主要分为以下三个阶段培养策略:首先,培养学生的学习热情,可以是老师带领学生参观化学应用公司或者大型科研院所,也可以是老师通过简单的实验激发学生动手的热情。其次,对那些有实验操作热情的同学,可以引进到老师的科研队伍中,开拓学生的视野,同时也提升学生的实验设计、操作以及钻研的能力。最后,结合同学自身的情况,给出不同的建议。例如对那些具有刻苦钻研精神的同学,可以将其作为保研的对象,对于那些实际操作能力强的同学,可以将其推荐到合作的企业当中去。
6结束语
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