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关于化学论文,供大家参考。
在科技创新不断涌现的当代,人才培养显得尤为重要。随着社会的发展,我国的教育培养目标已经发生改变,从过去的培养“接班人”向培养“劳动者”转变,由“精英教育”向“大众化教育”转型。在培养目标上不仅要培养一批拨尖人才,更要体现培养大批高素质的普通公民。下面笔者就中学化学中进行低碳经济与绿色化学的教育谈一些认识。
一、低碳经济和绿色化学的概念与内涵
现代社会出现资源、环境问题的根源在于人类的生产、消费模式。以碳为主的能源物质在被人类利用之后,都变成了以CO2为主要物质的气体,造成了温室效应、蝴蝶效应。在多哈提出低碳经济理念之后,全国乃至全球都在倡导低碳模式经济。Lowcarbon是低碳的英文诠释,是指排放更少的以二氧化碳为主的温室气体。而低碳经济是一种高效的、环保的经济模式,其特点是耗能更低、污染更少、排放减少等,要求在利用能源时提高使用效率,且着重于清洁能源的开发与使用,其实质是提高能源利用效率和清洁能源结构问题。从碳到低碳是一个从化学到社会生活的过程,是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命,它与我国的化学教育有着紧密的关联。绿色化学重视对环境的保护,通过清洁能源、原子经济等内容的学习,可实现绿色化学。绿色化学是对化学原理的转化,通过化学方法来减少有毒、有害物质的生产和应用,在研究过程中,弱化有害、有毒作用,强化其绿色作用,从技术和经济角度分析,绿色化学能够从源头、生产过程以及使用等各个环节减少并降低污染。因此,在平时的化学教学中,贯彻“低碳经济”的观念,培养学生“绿色化学”的可持续发展理念显得尤为重要。
二、在化学教育中重视低碳经济与绿色化学教育
我国的《九年义务教育化学课程标准(实验)》明确指出了化学课程的性质、目的以及方法。在义务教育阶段中的化学课程,教学目的是让学生了解化学为社会发展带来的影响,利用化学来认识科学技术和社会、生活中的相关问题。同时,学生能够从化学教育中了解化学物品给人们生活和健康带来的影响,且能够借助化学手段治理环境污染,开发并且利用化学资源。另外,化学教育中要强调学生对自然和社会的责任心,当学生在遇到与化学相关的问题时,能够利用化学知识科学地解决问题。由此可知,我国新课程对中学化学有了全新的诠释和要求,新课标更加注重培养学生的科学和人文素养,为新课程理念下的中学化学教学指明了方向。
三、对中学生进行低碳经济与绿色化学教育的基本策略
中学化学教学要选择真实的问题情境,突出科学观念、科学思维、科学方法、科学主题,重视学生创新意识和创新能力的培养,将科学教育与人性发展有机融合起来。在平时的化学教育中可以做到以下几个方面。
(一)贯彻绿色化学和低碳经济的观念
让学生接受绿色化学思想,把绿色化学内化为自己的自觉行为。初中和高中的化学课本直接或者间接地对绿色化学都有涉及,但仅是停留在书本的概念之上。在平时的教育中,教师应该引导学生通过实践来加深对绿色化学的理解。如利用周末时间带学生到化学工业园进行参观、实践,亲身接触化学物质的转变和生产过程,形象地说明绿色化学理念的重要性,低碳经济的影响力。介绍空气污染及防治,抓住时机向学生介绍绿色化学及其主要特点,在教学中尽可能渗透、强化绿色化学的思想理念。例如教授温室效应及其危害与防治,使用燃料对环境的影响,金属资源的利用与保护等。同时通过绿色化学的教育,让学生形成良好的生活习惯,真正实现节能减排,低碳经济。
(二)建立绿色化学和低碳经济的意识
人教版新课程下的化学教材,着重于从多个角度阐述了绿色化学和低碳经济的内涵、概念。例如从环境保护的角度讲述了酸雨、大气污染与温室效应的关联;介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念;介绍了有毒物质的性质、使用、保存;介绍了与绿色化学相关的再生、使用替代产品、回收以及重复使用的工业化学内容。其中包含了许多低碳经济的理念,例如:以海水为原料提取镁、接触法制硫酸……这些绿色化学技术充分说明了低碳经济并不一定需要极高的成本,也不需要很高的技术,只要我们共同努力,做好自己,就能很好地应对全球变暖等环境问题,为地球尽一份力量。
(三)从实验中体验绿色化学和低碳经济
绿色化学实验具有基本的5R原则,即reduce(减量)、recycling(回收)、reuse(循环使用)、rejection(拒绝使用)、regeneration(再生)。从化学试剂的选择、化学反应条件的控制、化学反应结束后三废的处理等,充分体现了能源、化学试基础教育剂、化学反应、反应产物、剂量等的低碳化等特点。这些具体包含在以下三个方面。
1.将化学实验微型化,实现绿色化学。课堂演示实验以及学生自主实验,要避免出现有毒、有害物质的污染。实验应在小烧杯或小试管中进行,在点滴板上观察。由于实验药品剂量的普遍减少,既节约了药品资源,又减少了化学污染,同时还能够直观地观察实验结果,效果非常明显。
2.优化实验内容、装置和方法。化学实验离不开气体、液体和固体的产物,部分实验产物具备毒性或者对环境、人体有害的特点,因此,实验中既要保证实验的效果,还要对实验的内容和仪器、方法进行改善,尽可能在密闭条件下或在通风橱中进行,以减少实验产物对环境的污染。
3.妥善处理化学实验的废弃物。化学实验为了能够得到科学、真实的实验数据,往往要产生许多废弃物,而这些产物却没有较好地得到处理。在实验教学中,教师应该引导学生利用化学反应洗涤、吸收或转化,将有害产物回收利用。这样不但能够提升学生绿色环保和绿色化学的意识,而且还能给学生及早灌输低碳经济的观念,将普通的化学实验最终提升为绿色化学实验。
(四)实践低碳生活
学生学习知识的最终目的是使用,如何将书本上的化学知识内化为学生自己的知识,并使其更好地应用于生活、服务于社会,笔者认为让学生参与社会实践是一个行之有效的办法。如学习“自然界中的水”时,可让学生调查本地水资源的利用和河水污染情况,参观本市的自来水厂和污水处理厂,让学生对水的污染及净化有一个详实的了解,懂得保护水资源和节约用水的重要意义;又如学习“化石燃料的利用”时,可组织学生调查当地居民的燃料使用种类和大约日消耗量;走访加油站和煤炭加工厂,调查了解化石能源的消耗量和消耗途径,让学生充分认识到我国能源结构的严峻形势和由此引发的环境问题。在化学教育中,课外活动可以组织绿色化学、低碳化学的主题内容,为学生讲解绿色化学的历史、主要内容和方法以及目标等,而教师则将这些内容与教材结合,设置与环保、绿色化学以及低碳相关的课题,有意识地引导学生关注社会、关注环境的绿色化学意识,通过组织学生深入社会生活实践去获得第一手的信息,积极主动地发现问题,写出调查报告,向相关部门提出解决问题的合理化的建议。通过绿色化学教育,增强同学的社会责任感,增加动手能力,增强同学学习化学的兴趣,更重要的是意识到绿色化学教育的重要性,使同学对绿色化学的认知由感性认识上升到理性认识,使自己更好地履行在低碳经济时代下的社会责任。
1化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则
以市场为导向
随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。
发扬创新精神
只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。
稳定发展原则
化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。
2建设煤化工特色的对策
创新教育观念
专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。
创新课程体系
煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。
理论与实践相结合
化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。
建立健全质量保障体系
完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。
3结语
浅谈化学实验的重要性在化学教学中,如何使学生掌握好基础知识和基本技能,提高灵活运用知识的能力。笔者认为,实验在其中起着至关重要的作用。实验是化学的灵魂,是化学的魅力和激发学生学习兴趣的主要源泉,更是培养和发展学生思维能力和创新能力的重要方法和手段。 一、实验能提高学生的学习兴趣 兴趣是一种特殊的意识倾向,是动机产生的重要主观原因。良好的学习兴趣,是求知欲的源泉,是思维的动力。化学是以实验为基础的学科。实验具有千变万化的现象。学生刚接触化学,用千变万化的实验现象来吸引学生,是唤起初中学生学习兴趣的有效手段。例如在化学入门课增添一系列趣味性实验。如:(1)“捉迷藏”。(2)“魔棒点灯”:(3)“雨落红花开”(4)“巧点蜡烛”(5)“巧洗烧杯壁的白色固体”,先加入水,后加稀盐酸,使学生觉得新奇。随着向学生提出一系列日常生活实例的设问,使学生觉得现有的知识不够,以激发他们求知欲。从而产生学习的兴趣,树立学好化学课的决心。 二、实验能培养学生的观察能力 观察是认识的窗口,是思维的前提。对于事物,如果没有敏锐而细致的观察,就不能深入认识事物的本质。在化学实验中,要教给学生观察的方法,如观察要有明确的目的和重点,要自始至终,从明显的到细微的都必须认真地、细致地观察,要提醒学生注意排除其他因素的干扰,要求学生实事求是地做好实验记录。 在实验前,要求学生观察药品状态、仪器形状、连接方法。实验中引导学生观察反应中产生的多种现象,特别注意引导学生对实验现象要作全面观察,及时纠正学生的片面性。例如:铁丝在氧气中燃烧,学生往往只注意火星四射而忽视瓶底产生的黑色固体(Fe3O4)。又如:酸碱中和实验,反应恰好完全时,酚酞指示剂变色的时间很短,要指导学生捕捉瞬间突变的现象,培养学生的敏锐性。在实验过程中,不但要“看”,还要让学生“摸”(如反应中的放热、吸热现象),“闻”(气体的气味、如氨气、二氧化硫)从而增加学生的感性认识。 三、实验能培养学生的思维能力 在课堂上做演示实验,教师须设计一系列问题,要由浅入深,由表及里。在教学中循循善诱,适时点拨,逐步培养学生具体、全面、深入地认识物质及其变化的本质和内在规律性的能力,使学生的思维从表象到本质,从感性认识到理性认识。 例如:做电解水的实验,先介绍装置的结构、实验仪器等,在演示此实验时提出下列问题:(1)从物理科可知的水导电性如何?什么溶液是导体?如何增强水的导电性?(2)实验开始后,两极有何现象?(3)实验一会儿后两极产生的气体体积比为多少?(4)两极产生的气体分别是什么?如何检验?前三个问题学生可从观察演示实验中得出答案,而(4)个问题,学生还未立刻得出答案,老师及时点拨:大家现在最熟悉的气体是什么?这两种气体中是否有一种是氧气?如何检验?这时学生的思维活跃,注意集中,老师通过实验证明这两种气体分别是氧气和氢气。并引导学生分析用“正氧少”这三个字帮助记这个实验现象。 这种围绕演示实验层层设疑,不断深入的教学,使学生的思维能力得到提高。 四、实验可培养学生的探究能力 化学科学的形成和发展都离不开实验,学生通过探究性实验,可以探究自己还未认识的世界。帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识。掌握实验技能,激发学生学习化学的兴趣,拓宽学生的知识面,培养学生的观察能力、思维能力、实验能力和探究能力,使学生学会科学研究的方法。 例如:学生“对蜡烛及其燃烧的探究”的实验。(1)老师提出问题:①点燃前的观察(蜡烛的颜色、状态、形态、硬度和密度等)②点燃蜡烛的探究(火焰哪层温度最高?蜡烛燃烧后生成什么物质?)③刚熄灭蜡烛后可巧点蜡烛吗?④检验生成物时可用一只干燥冷的烧杯罩在火焰的上方,先把烧杯口罩着外焰,然后把烧杯慢慢向下移,观察火焰在哪个位置烧杯内壁出现明显的现象?⑤点燃蜡烛刚熄灭时的白烟,可多做几次,探究出点燃哪个位置的白烟蜡烛最容易重燃?(2)让学生猜想和假设上述的问题②③④⑤。这时动脑的过程,猜想必须符合逻辑,同时必须考虑到是否可以检验。(3)通过实验检验。在实验时,多鼓励学生敢想、敢做、敢于突破“老师没讲过”的束缚。 通过科学探究活动来学化学。在这一过程中学生可以把化学知识与观察、推理和思维技能结合起来,从而可以能动地获得对化学知识的理解。 从以上情况充分说明,化学实验在教学中的重要地位,化学科的质量提高离不开化学实验。实验能充分发挥学生的主动性、创造性。学生自己探究,自己发现的乐趣是任何外来的奖励无法比拟的。化学的重要性化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志。化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志。从开始用火的原始社会,到使用各种人造物质的现代社会,人类都在享用化学成果。人类的生活能够不断提高和改善,化学的贡献在其中起了重要的作用。 化学是重要的基础科学之一,在与物理学、生物学、自然地理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。例如,核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平,建立了分子生物学;对地球、月球和其他星体的化学成分的分析,得出了元素分布的规律,发现了星际空间有简单化和物的存在,为天体演化和现代宇宙学提供了实验数据,还丰富了自然辩证法的内容。化学的萌芽原始人类从用火之时开始,由野蛮进入文明,同时也就开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。掌握了火以后,人类开始熟食;逐步学会了制陶、冶炼;以后又懂得了酿造、染色等等。这些有天然物质加工改造而成的制品,成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上,萌发了古代化学知识。古人曾根据物质的某些性质对物质进行分类,并企图追溯其本原及其变化规律。公元前4世纪或更早,中国提出了阴阳五行学说,认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的,而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。此说法是朴素的唯物主义自然观,用“阴阳”这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力,认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源。此说为中国炼丹术的理论基础之一。公元前4世纪,希腊也提出了与五行学说类似的火、风、土、水四元素说和古代原子论。这些朴素的元素思想,即为物质结构及其变化理论的萌芽。后来在中国出现了炼丹术,到了公元前2世纪的秦汉时代,炼丹术以颇为盛行,大致在公元7世纪传到阿拉伯国家,与古希腊哲学相融合而形成阿拉伯炼丹术,阿拉伯炼金术与中世纪传入欧洲,形成欧洲炼金术,后逐步演进为近代的化学。炼丹术的指导思想是深信物质能转化,试图在炼丹炉中人工合成金银或修炼长生不老之药。他们有目的的将各类物质搭配烧炼,进行实验。为此涉及了研究物质变化用的各类器皿,如升华器、蒸馏器、研钵等,也创造了各种实验方法,如研磨、混合、溶解、洁净、灼烧、熔融、升华、密封等。与此同时,进一步分类研究了各种物质的性质,特别是相互反应的性能。这些都为近代化学的产生奠定了基础,许多器具和方法经过改进后,仍然在今天的化学实验中沿用。炼丹家在实验过程中发明了火药,发现了若干元素,制成了某些合金,还制出和提纯了许多化合物,这些成果我们至今仍在利用。化学的中兴16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了医药化学和冶金化学的创立和发展,使炼金术转向生活和实际应用,继而更加注意物质化学变化本身的研究。在元素的科学概念建立后,通过对燃烧现象的精密实验研究,建立了科学的氧化理论和质量守恒定律,随后又建立了定比定律、倍比定律和化合量定律,为化学进一步科学的发展奠定了基础。19世纪初,建立了近代原子论,突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释,成为说明化学现象的统一理论。分子假说提出了,建立了原子分子学说,为物质结构的研究奠定了基础。门捷列夫发现元素周期律后,不仅初步形成了无机化学的体系,并且与原子分子学说一起形成化学理论体系。通过对矿物的分析,发现了许多新元素,加上对原子分子学说的实验验证,经典性的化学分析方法也有了自己的体系。草酸和尿素的合成、原子价概念的产生、苯的六环结构和碳价键四面体等学说的创立、酒石酸拆分成旋光异构体,以及分子的不对称性等等的发现,导致有机化学结构理论的建立,使人们对分子本质的认识更加深入,并奠定了有机化学的基础。19世纪下半叶,热力学等物理学理论以入化学之后,不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念,而且可以定量地判断化学反应中物质转化的方向和条件。相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学的理论基础。物理化学的诞生,把化学从理论上提高到一个新的水平。二十世纪的化学化学是一门建立在实验基础上的科学,实验与理论一直是化学研究中相互依赖、彼此促进的两个方面。进入20世纪以后,由于受到自然科学其他学科发展的影响,并广泛地应用了当代科学的理论、技术和方法,化学在认识物质的组参考参考吧!我的答案不错的!!嘻嘻!!
今天,人类的健康及人类生存所需要的全部食物、衣着、建筑和培育作物、全部信息手段等各个领域,到处都留下了化学研究的足迹,享受着化学发展的成果。可以说人类生活和活动的全部领域都离不开化学。正如二百多年前,英国著名化学家、氧气的发现者普利斯特里所说的“化学是为最大多数人的最大幸福服务的一门科学”。世界上近20%的发明专利是发给化学领域的发明和创造的。在当今世界上的化学实验室里,每天都能合成近200种新的化合物。可以毫不夸张地说:化学决定着现有一切物质生产领域和整个国民经济、科学技术发展的速度。人类的一切希望都与化学的进一步发展联系在一起,明天的世界将是化学化的世界!一、什么是化学化学是一门实用的、最具创造性的科学、是使人类生活更加美好的科学,是一门满足社会需要的中心科学。化学与其他学科之间相互影响、相互渗透、相互促进、相互综合,不但推动了化学研究和化学理论的发展,也促进和推动了其他自然科学如数学、物理学、生物学、天文学、地质学、材料科学等等的发展。那么,化学研究的对象是什么呢?自然界的一切物质,大至天体、星球,小至微生物,无论是无生命的,还是有生命的,都是由各种化学元素组成的。不同的物质具有不同的组成、不同的结构,因而具有不同的性质。化学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、应用以及物质之间相互转化规律的科学。二、化学科学的形成和发展1、古代化学的产生火是人类最早接触的化学现象,火的发现和利用为进行化学操作打开了方便之门。火的利用产生了实用化学工艺知识,它与人类对于万物起源的思考(古希腊的哲学思想和东方神秘主义)相结合,产生了炼金术,成为近代化学产生和发展的基础。炼金术家长期的实践使人们认识了许多天然矿物,积累了化学实验操作的经验。但它只局限于冶金和医药的实用目的,而不是以探索物质及其化学变化规律为目标。2、近代化学的建立16~17世纪,对化学发展来说,是一个重要的过渡时期。1661年波义耳的《怀疑派化学家》以他的化学实验方法和微粒的观点,认为化学研究的目的在于认识物质的本性,通过专门的实验、收集所观察到的事实、寻找事物变化的规律,使之发展成为一门探索物质世界化学变化奥秘的独立学科。实现了炼金术向近代化学的过渡。1777年拉瓦锡提出了燃烧的氧化说,1789年他在《化学纲要》中系统论述了以氧为中心的新的燃烧氧化理论。这是化学学科中第一个科学的化学反应理论,并列出了当时已知的33种元素的第一张化学元素表,他还提出了质量守恒定律。1808年道尔顿将宏观经验定律与物质由原子构成的微观观念联系起来,首次引入了原子量概念,使化学真正走上定量的发展阶段。同时柏济力乌斯从事了大量的原子量测定和元素符号的制定工作。1811年阿伏加德罗发表了“论测定物体中原子相对质量及其进入化合物中数目比例的一种方法”的论文,首次提出了分子假说。1896年门捷列夫发表了论文“元素属性和原子量的关系”及第一张元素周期表。到了19世纪下半叶,化学的四大分支无机化学、有机化学、分析化学和物理化学相继形成,近代化学完成了它的系统化,但近代化学总体上还属于经验科学范畴。3、现代化学的发展19世纪末、20世纪初,物理学的X射线、放射性和电子三大发现,冲破了“原子不可分,元素不会变”的传统观念。普郎克的量子论和量子力学、爱因斯坦的光子说与相对论、以及一系列物理实验技术的运用,人类认识自然从宏观世界进入微观世界,整个化学科学不仅有了坚实的理论基础,而且有了可靠的实验手段。从而,使现代化学无论是基础理论还是实际运用都取得了举世瞩目的成就,其发展速度与研究领域的广度都大大地超过过去任何一个时期。化学科学不仅从定性描述科学向定量的精密科学过渡,而且学科发展呈现高度的分化与综合。更为可贵的是化学冲破传统学科概念与邻近学科渗透和交叉,展现其巨大的生命力。可以这样认为:19世纪化学是原子世纪,20世纪借助物理学的新思想、新概念和新成果,化学的研究重心转移到分子的层次,化学成为一门分子的科学。三、21世纪化学的展望20世纪是科学突飞猛进的时代,作为自然科学基础学科之一的化学,也经历了使人眼花缭乱的100年。基于化学过程的物质生产更是有了飞跃性的发展,从而深刻地影响了我们这个地球村的方方面面。今天的高度物质文明离不开化学。然而,当化学家自豪回顾这百年辉煌之际,社会上对化学品的恐惧,选择化学作为自已事业的人越来越少了,一些其他领域的科学家认为化学科学已经发展得十分成熟,而另一些科学家则认为化学正在被肢解,化学作为一门独立的科学正在消亡。20世纪80年代以后,一些化学家在回顾化学发展历程时开始感觉到化学家自身太局限于自已的领域。化学科学要发展,化学家就必须走出纯化学,进入在各门学科基础上综合发展起来的大科学,与此同时大科学也正召唤着化学,从生命科学、材料科学、环境、能源乃至信息科学都对化学提出了诸多挑战,要求化学有新的发展,要求化学家更多更积极地参与,去解决现今面临的诸多复杂体系、极端条件、介观和非平衡态等新问题。21世纪初化学发展的几个重要方面可能为:化学反应动态学、分子识别、分子间的弱相互作用和分子聚集体化学、合成和组装化学等。下面简要介绍现代化学前沿的几个方面:1、纳米化学与单分子化学从化学和物理的角度看,纳米级的微粒性能由于其表面原子或分子所占比例超乎寻常的大而变得不同寻常。研究其特殊的光学、电学、催化性质以及特别的量子效应已受到重视。我国著名科学家钱学森早在1991年就预言:我认为纳米和纳米以下的结构将是下一世纪发展的重点,会是一次技术革命,从而将是21世纪又一次产业革命。另一方面,借助STM /AFM和光摄等技术进行单分子化学的研究,将能观察在单分子层次上的许多不同于宏观的新现象和特异效应,对这些新现象和新效应的揭示可能会导致一些科学问题的突破。2、元素和宇宙的起源和演化元素是万物之本,也历来是化学研究的主要对象。如今人们对于元素及其化合物的知识已经日趋系统化与理论化,但是元素自身的起源与演化仍是一个值得探索的课题。宇宙化学是研究地球以外星球的化学。由于宇宙飞行技术的发展,人们已对月球、火星等外星物质进行分析和研究,这不仅助于元素起源与宇宙起源的研究,也将开拓地球以外的星球作出贡献。3、生命的起源与进化生命科学已进入到分子水平,需要化学的参与,需要合成研究的参与。不论是信号传导的认识与调控,还是现代热点的基因调控,都会面临各种生物大分子和小分子的合成课题。如获1999年诺贝尔化学奖的“飞秒化学”不仅可使人们具体地认识化学反应的机制,甚至可以观察到生命运动的细节,揭示生命的本质。恩格斯曾经预言“生命的起源必然是通过化学的途径实现的”。化学的巨大进步已能证明,这条途径是存在的。它可概括为:由原子——无机分子——有机分子——生物大分子——原始生命的“化学进化”过程。“对化学家来说,下世纪最大的挑战是创造生命”“研制那种自我复制、自我组织、甚至有可能进化为生物的系统是可能的”美国科学会主席认为:化学正处于创造生命边缘的观点并不是孤立的,只要条件适合,任何地方进行的化学进化必须向生物进化转化,这已成为合乎逻辑的必然结论。目前,科学家正在进行生命过程的化学研究,以揭示和掌握生命中发生分子反应的规律,并逐步实现合成生命的伟大目标。4、合成制备化学从科学发展的角度看,合成化学是化学学科的核心,是未来化学家改造世界,创造社会财富的最有力的手段。创造新的合成反应一直是化学界的热点。可以说,世界上所有的科学技术的发展都离不开合成制备化学,合成制备化学提供并保证了它们的物质基础。200年来化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也人工创造了大量非天然的化合物。使得人类社会所有的化合物已达2230万种(至1999年12月)。且其增加的速度从20世纪90年代前每年60多万种到今天几个月100万种。随着21世纪的到来和高科技的迅猛发展,越来越要求合成化学家能够更多地提供新型结构和新型功能的化合物,并在此基础上设计和组装各种功能的分子聚集体,如分子开关、分子芯片等等。同时也迫切要求化学家能从根本上更专一、更高效、更经济和环境友好地合成出现今应用的各种化学品。材料科学的进步首先必然是新材料的合成与制备。如钇钡铜氧化陶瓷的制备引起了高温超导的革命和飞跃;神奇的导电聚合物(其特点是:质量轻、柔韧好、价格低、导电能力强)将使可折叠的电视机、穿在身上的计算机、发光墙纸、薄膜太阳能电池……等的出现,将会改变我们的世界。所以,2000年诺贝尔化学奖授予了美国科学家黑格、麦克迪尔米德和日本科学家白川英树;C60的获得,使人们开始知晓了一类新型的碳分子结构,提供了当今包括纳米管等一类前景诱人的新的材料化合物。而且,星际尘埃研究证明:C60还有可能是宇宙中最古老的分子。那么,它们又是怎样构成世界万物的呢?可以说:由C60引发的各种联想正激励着人们向更高的科学高峰发起冲击!所以,1996年诺贝尔化学奖授予英国科学家克鲁托和美国科学家斯莫利和柯尔。四、对学习高中化学的四点认识1、把握概念 深掘内涵外延化学是一门涉及物质变化和能量变化的科学,也是直接认识物质、改造物质的科学。它研究的是各种物质发生化学变化的规律,而许多规律就体现在概念与概念的关系中。所以,掌握概念是学好化学的关键之所在。对一个概念来说,它包含对象、前提或假定、表达方式以及与其它概念的相互关系等方面的内容。例如:气体摩尔体积这个概念的对象是气体、前提是标准状况、表达方法是升/ 摩尔,气体摩尔体积乘以标准状况下的密度等于该气体的摩尔质量,这是它与其他概念的关系之一。在运用概念时,必须做到对象、前提、表达都正确,要注意其条件和适用范围,要具体情况具体分析。此外,还要了解概念的引伸和发展。2、抓住实质 掌握量变规律任何规律都包含有量的关系,没有量的关系就没有规律,不了解量的关系,就不能真正掌握规律。化学计算常常是令同学们头痛,甚至畏惧的问题。而实际上化学计算的难点并非计算,而在于对化学概念和化学变化实质的分析和理解。在任何一个化学反应中,反应物和生产物都是按照一定的量的关系进行的。化学反应的实质就是构成反应物的微粒(原子、离子)进行重新组合生成新的物质。在这个过程中原子的种类和数目都不会发生改变(质量守恒定律)。所以,只要分析清楚发生了哪些化学反应,找准了反应过程中有效微粒有多少?它们从哪里来?到哪里去了?再应用物质的量为核心的一系列物理量和有关概念,就能删繁就简、快速、准确地解答化学计算题。3、学会联想 培养思维能力化学是在物理、生物等相关学科基础上,到初三才开始开设的。在化学的学习和研究中常常要借助对各种现象的分析、组成的判断和结构的推理来认识物质及其变化规律。化学知识的各个部分之间的相互联系是比较紧密的,新的知识是在旧的知识基础上发展起来的,新的知识必须依靠旧的知识才能深刻理解。而且,生活处处有化学。所以,在学习中要学会找准知识的“生长点”,学会运用相似联想、相关联想、类比联想、对立联想和从属联想等,尽情展开联想之翼,就能融会贯通、举一反三,将所学知识系统化、结构化和网络化。同时在学习化学知识和解决具体问题的过程中,培养和提高思维能力。4、动手实验 提高实践能力化学是一门以实验为基础的科学。综观化学史上许多著名的化学 家,他们之所以能为人类做出重大贡献,除去他们具有敢于创新、勤奋好学的精神外,很重要的一条就是他们勇于实践、善于实践。中学生在学校学习的化学知识和实验技能,都是前人实践经验的宝贵结晶。它不同于科学家进行的科学实验。但是,从设计实验、亲身实践、观察现象、积累事实和经验、分析综合既有事实、抽象概括得出科学结论,培养分析问题和解决问题的能力,培养和提高科学态度和科学素养方面来看,又与科学家进行的科学实验有许多相似之处。所以,在化学学习中要高度重视化学实验,根据各类实验特点,在明确目的的前提下,要循序渐进地反复练习,要掌握有关的反应原理、装置特点、操作规程,要掌握常用仪器和试剂的使用技能、实验操作技能、观察和记录实验现象的技能、分析处理实验数据的技能和简要绘制实验装置图的技能。要牢固树立以实验为基础的观点,通过实验将元素化合物知识和基础理论知识的学习联系起来,使化学实验不仅仅是提供感性认识的直观手段,而且成为激发对化学的学习兴趣、培养科学态度和创新精神、训练科学方法和提高实践能力的有效途径和方法。
化学是以实验为基础的学科,重视实验教学,挖掘实验全面的教育教学功能,在新课改的背景下愈显重要。下面是我为大家整理的化学实验毕业论文,供大家参考。
摘要:无机及分析化学实验作为生物专业大学阶段开设的第一门必修实验课,对他们后续理论课程和实验课程的学习有非常大的导向作用。笔者结合自己多年无机及分析化学实验的教学经验,针对当前无机及分析化学实验的教学现状,在培养良好的科学实验素养、与专业方向的衔接以及建立科学全面的成绩评定方面进行了探讨。
关键词:无机及分析化学;生物专业;实验教学
生物技术革命被认为是第六次科技革命的核心内容。现代生物学是在分子水平上建立的生物学,而化学是研究分子的科学,大化学革命是生命科学革命的重要基础[1]。因此,对于生物科学等近化学专业的学生而言,学习无机及分析化学对于他们学习基础知识和专业知识都是不可或缺的。国内外农学、生物、环境等一些近化学专业都陆续开设了这门课程,无机及分析化学实验是与之相对应的实验课程,是生命科学系学生进入大学学习的第一门实验课[2]。由于这些基础课程大部分是由化学学院讲授这门课程,所以在课时、实验内容和衔接方面存在诸多改进的空间。具体表现在以下几个方面:首先,学时少,目前只有24个学时实验,同类院校最少也是32学时,这样短的实验安排并不利于实验教学的开展;考核方法有待探讨;针对性不强,目前无法做到实验操作与生物科学专业学习的对接[3]。针对这些问题,有必要对这门实验课程的教学方法和教学效果进一步探讨,笔者结合自己多年的讲授经验,主要在以下方面作了探索。
1注重培养良好的科学实验素养
任何一门化学实验课的开设目的不仅仅是让学生掌握实验技术本身,更关键的是学生在一次次的实验中逐渐养成严谨的实验态度和素养。这些非智力性的科学实验思维对于学生在将来的职业生涯中树立严谨的工作作风和实事求是的科学态度也大有裨益[4]。但大一新生刚刚告别中学学习阶段,"重理论轻实验"的思想根深蒂固,笔者为新生讲授无机及分析化学实验过程中,发现很多同学以"应付"的态度对待实验课:预习报告按部就班的抄袭实验教材,实验过程中追求实验速度不注重实验细节,实验报告数据涂改和杂乱等现象比较普遍。因此,从一开始就应该端正他们的实验态度、培养严谨求实的科学实验素养,这对于大一新生后续课程的学习尤为关键。在学期开始前,开设的每个实验项目以书面形式传达到每个实验小组,上课前,每位学生要按照要求写好预习报告,实验原始数据要记录在实验报告上,实验完成后老师签字确认后才能离开。有些实验根据教材上的内容操作得不到预期的结果,其关键在于实验细节的操作需要注意,这时候就需要教师要亲自示范学生容易出现的错误操作,讲解操作的要点和注意事项。有个别实验的操作在实验教材上没有明确说明,而对实验成败非常关键的地方,我们在化学实验的教育理念中,更注重从细节处入手。如预习报告,数据处理时要养成正确的“有效数字”概念;在化学试验中,不但要有正确的分析方法和准确的实验操作,对分析结果进行正确的记录和处理对于学生养成严谨的科学态度也是非常关键的。
2整合实验内容,注重与专业方向有所衔接
目前我校针对生命科学系学生开设的无机及分析化学实验主要沿袭了无机化学实验和分析化学实验的内容,目的是使近化学类专业学生熟悉化学实验的基本知识,掌握化学实验的基本操作技能。但化学实验内容与生物专业的衔接还显得欠缺,学生的学习兴趣不浓,导致填鸭式实验课,整个实验课程结束了,前面的实验内容也就忘得差不多了。在教学过程中,有些学生会问"这些实验的目的是什么?","这些实验能够解决什么生物问题?"。其中一个原因是开设的实验课原先是针对化学专业学生所开设的,并没有很好地考虑专业衔接和融合。笔者认为加大化学实验项目与生物专业融合的方法是开设一些化学实验在生物学科中的应用性的实验项目。如根据课时和教学计划可以选择性开设葡萄糖含量的测定(碘量法),土壤中腐殖质含量的测定(重铬酸钾法),生理盐水中氯化钠含量的测定(银量法),禾本植物叶子中叶绿素含量的测定(分光光度法),缓冲溶液的配置等这些既有化学应用又有生物因素的实验项目。
3建立科学全面的成绩评定
为了真实客观地反映学生的实验水平,建立具体可行的成绩评定规则对于激发学生的学习积极性有很大帮助。实验课的成绩评定既要关注对基础实验知识的掌握,更要考虑体现出对于日常实验过程的重视。所以,实验课的成绩评定有两个方面的加权:所学实验基础知识笔试占40%,平时实验过程的成绩占60%。平时实验过程的成绩包括实验报告评分、实验操作、实验态度等因素。为了让学生养成独立思考的能力,实验报告中讨论部分更加看重学生通过实验课的心得和感受总结实验过程,如果只是参考学习资料的答案而没有结合自身实验去写讨论部分将影响实验报告最终成绩。另外,特别注重平时的实验过程也是非常必要的,记录实验数据时要求真实;实验完成以后老师要检查学生的实验数据并签字后才能离开实验室。通过这些具体措施,学生撰写实验报告的态度有很大程度改观,取得了良好的教学效果。总之,无机及分析化学实验是新生的第一门实验课,能否学好这门课程对后续课程有示范作用。通过端正学生实验态度,整合实验内容以及建立激励性考核办法可以促进实验教学改革的深入和达到推进素质教育改革目标。
参考文献
[1]徐光宪.大化学与技术革命是第六次科技革命最主要的核心内容[J].科技导报.2013,31(25),3.
[2]谢建平,陈春华,谢东坡,等.化学生物农学类院系化学实验课程教学改革与管理探讨[J].安徽农业科学,2011,39(15):9444-9445.
[3]王丽红,朱团.无机及分析化学实验教学改革的研究[J].科技创新导报,2012(15):158.
[4]陈东莲,黄润均,袁爱群.分析化学实验教学中非智力因素的培养[J].教育与职业,2012(2):92-93.
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。
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。
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。
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。
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:
[1]史锐,成冰.浅谈无机化学实验教学改革与实践[J].辽宁中医药大学学报,2007,9(4):206.
[2]曹高娟,蒋文静.农林院校《实验化学》教学改革初步建议[J].教育改革,2011,9(24).
[3]赵新华主编.无机化学实验(第四版)[M].高等教育出版社,2014.
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