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部分学生由于对高中有机化学没有掌握到学习要领,因此对化学知识吸收能力不强、不能灵活运用知识,出现知识拖欠情况,逐渐跟不上课堂进度,进而陷入学困境地。针对这一问题,高中化学教师该如何采取有效措施去这一问题的症结所在,是本文中笔者所要重点提出与研究的。
1基于学生的学习兴趣,选择教学的最佳时机
对于任何学习科目而言,良好的学习兴趣都是其能够主动投身到学习过程当中,在课堂上完全跟随教师的思维而展开学习和理解活动的重要基础与前提。所以教师在展开有机化学教学的过程中,要充分把握学生的兴趣点,选择更加符合高中生心理特征、思想特点以及兴趣爱好表现的教学时机,在课堂上引入新内容、新观点以及教学重点等。由于化学本身是与现实生活、人类生活科技进步、乃至于人体机能构造都有着密切联系的学科,因此教师可以通过引入这样一种关联性,有效激发学生的学习兴趣。再例如,整个高中化学教材的设置,其内容划分为有机化学和无机化学两大版块,当无机化学的学习结束之后,学生随即而来接触到的就是有机化学,这个时候就有可能因为接触到一个全新的知识体系,而感到好奇和兴奋,这本身就是一个兴趣拔高点,也是教师可以用来把握教学的第一个最佳时期。
2处理好不同知识模块之间的过渡与衔接
高中有机化学部分的教材内容涉及主要包括两方面内容,即必修板块和选修板块。相对而言,前者是内置于“化学与可持续发展”部分展开的较为笼统的介绍,而后者则是相对独立的教学板块,有非常详尽的有机化学教学内容与模块设置。鉴于此,教师在展开具体的教学活动时,就需要充分处理好这二者之间的关系,做到必修内容和选修内容之间的有效衔接,使学生产生良好的过渡和缓冲心理,具体来说,主要包括下述两方面内容:首先,时刻把握化学课程学习的主题与精髓,即“结构决定性质,性质反应结构”。同时这也是有关有机化学学习的一项非常重要的指导思想,在解决诸多有关该系列内容的题目当中会发挥十分重要的作用。它指的是学生必须充分认知和理解“官能团”在有机化学学习过程中所能起到的作用和所扮演的角色,在通过必修课程模块当中理解和掌握到一定有机化学代表物的基础上,能够根据“官能团”的一致性,由代表性物质引申出一系列具有相似性或关联性的物质,例如从甲烷到乙烷,甲醛到乙醛,甲醇到乙醇的过渡;或者由乙醇过渡到一半醇类化合物和其它经济基化合物等,实现从个性到共性的推论。其次,充分认知和理解自然科学学习的主要方法———“归纳、演绎和类比推理”。例如在学习脂肪烃这一章节的相关内容时,就可以充分采用“复习再现、迁移提高”的教学模式。教师可以首先通过演示甲烷、乙烯等有机化学物质的立体模型,通过复习、总结出个性特点和结构规律;然后通过学习迁移,根据有机化学学习的关键点“结构决定性质”,进一步的出所有有关烷烃、烯烃的结构化学式的表达方法、结构特点以及其性质表现。其目的在于让学生在手动的观察过程中,能够更为清晰和直观到感受到有机化学的空间感、和立体感,从而在由手到眼、再到思考的过程中,不断提升个人的思维判断能力和类比迁移能力。
3利用多媒体或其它现代化的教学设备辅助教学
有机化学当中所涉及到的物质大多具有非常复杂的结构特征,其内部空间排列、次序以及不同元素之间的组合关系都呈现着非常明显的特殊性,会为学生理解和充分认知这一章节与该系列内容的知识带来一定的困难。因此在有机化学教学过程中充分使用各类辅教学资源(挂图、视频影像、立体模型等)就显得十分重要。通过引入各类现代化的辅教学设备,不仅可以让学生对有机体的空间构型、元素比例、结构排列以及同分异构等问题产生非常直观的认知,还能在一定程度上培养学生的空间想象力和思维关联性,从而起到加深学生学习效果与理解力、记忆力的作用。
4注重对学生学习能力和分析能力的培养
对于有机化学的学习者而言,在教材设置促使其必须有传统无机化学转向有机化学进行过渡时,会出现思维上和学习方法上的“不适应”,其不仅表现在解题过程和理解问题中出现的“不适应”,也表现在课堂上传统的思维模式却没有办法接受全新的知识讲解过程,事实上这些都是由有机化学这一全新知识模块其独有的特点所造成的。相对于有机化学,无机化学从整体课程的设置以及内容的排不上来说,所涉及到的知识点、记忆点都比较少,需要强行理解的部分也不多。但是由于有机化学本身是“结构至上”的一系列内容,因此多样的组合导致了多样的变化,也导致了学科的复杂性,这就对学生的综合素质出现了不小的挑战与更高的要求。在这样一种局面下,学生就要打破传统的思维定式,不断提升自我的思维判断能力和逻辑分析能力,以一种全新的视角来展开有机化学的学习。
5结语
综上所述,高中有机化学部分的教学是整个高中化学进程中的关键点与难点。对于化学教师而言,为提高教学质量就需要基于学生的学习兴趣,选择教学的最佳时机;处理好不同知识模块之间的过渡与衔接;利用多媒体或其它现代化的教学设备辅助教学;注重对学生学习能力和分析能力的培养———只有这样才能让学生逐渐克服对于有机化学学习的困境,从而更好地投入到对知识理解和内容吸收的过程当中。
参考文献
[1]周莉.新课改下有机化学教学有效性分析[J]理科考试研究:高中版,2013,20(12):65-66.
关键词: 中药专业 有机化学 教学设想
当前我国高等教育正处于由精英型教育向大众化教育、由应试型教育向素质能力培养型教育转轨的时期,这是我国高教事业的重大变革。为了适应这一新形势,高职院校必须进行教育教学改革[1]。目前,大多数高职院校的有机化学教学,无论从教材结构、教学手段,还是从与专业结合的角度来看,都与满足教育转轨的需要、适应学生就业的需求有较大差距。
有机化学是中药专业学生入校的第一门重要基础课,不仅为后续分析化学、中药化学等课程提供必备的思维方法和综合运用能力,还担负着使学生尽快适应大学的教育模式和学习方法的重要任务。教师上好有机化学课,对中药专业学生从高中到大学的转化起到特殊的作用。有机化学的部分知识贴近生活,学好有机化学可以帮助学生理解生活中很多的常见问题。本来有机化学知识系统性很强,学习起来应该很容易,可是我发现,学生在学习有机化学时并非想象中的那样,相反问题很多,经过了解,我发现学生在有机化学的学习中存在的主要问题是害怕,以及对有机物结构的不理解。招生时的文理兼收导致学生的化学基础差异很大,给有机化学的教学带来了一定的难度。经过认真的思考,我对中药专业有机化学的教学有以下几点设想。
一、上好第一堂课,激发学习热情
“良好的开端,是成功的一半”。在真正进入有机化学的学习之前,要给学生上好第一堂课,在这堂课上教师可以从两个方面给学生进行讲解:一是向学生讲解有机化学在平时的生产和生活中的重要应用和作用,比如有机化学在医药、农药、材料、药物合成等多个领域的具体应用,以提高学生学习有机化学的热情和积极性,同时给学生介绍学习有机化学应注意的问题和学习方法,消除学生对学习有机化学的畏惧心理。二是要让学生知道学习有机化学时掌握有机物的结构的重要性,结构决定性质,各种官能团的讲解要详细。
二、提出做人道理,落实育人目的
“师者,所以传道、授业、解惑也。”任课教师除了完成教学任务之外,还有义务向学生进行“如何做人”的思想道德教育。可以利用我国结晶牛胰岛素的人工合成对学生进行爱国主义思想教育,激发学生为振兴我国的中药事业而学习的热情。在进行爱国主义的教学中,可以渗透职业理想的教育,教育学生要转变思想观念,树立崇高的职业理想,不能把进入大医院、大城市作为唯一的就业途径,而应该面向基层,到农村去,到老少边穷地区去,为我们伟大的社会主义祖国贡献自己的聪明才智。
三、重视学习能力的培养和训练
大学课程内容多,信息量大,授课进度快,课堂复习辅导时间少,但自习课相对增多。因此,我们应该引导学生重视课前预习及课后归纳,启发学生思考,提高学习能力。可以先告诉学生每章的重点、难点,讲授大约几学时,讲授的基本内容,让学生心中有数。每次提前下发预习内容,给学生布置明确、具体、带有启发性的阅读作业,或设置一系列思考题,帮助他们把握重点,了解难点,预先了解知识的脉络体系。每章内容学习完之后,可以要求学生先自己进行比较、归纳、总结,在此基础上可启发学生独立思考,融会贯通。
四、结合专业特点,培养学习兴趣
有机化学的特点是物质种类繁多,如果教师不注意调整教学方式,一本教材、一支粉笔,面无表情地讲完一本书,学生就会死气沉沉,心不在焉地听完一本书。“兴趣是最好的老师”。学生对某一学科有强烈的兴趣时,就会产生积极的探索精神,从而提高学习的自觉性和学习效率,因此,在教学中,教师应该结合专业特点,激发学生的学习兴趣。例如獾油可治烫伤,事实上除獾油以外的不少动物油、植物油都有一定的消炎作用,由此引入油脂的教学,学生会较有兴趣,也密切了有机化学与中医药的联系。
五、发挥实验的作用,培养学生综合素质
实验是树立学生科学态度,提高学生综合素质的重要途径。科学态度的树立,可以使学生逐步养成勤于思考、积极探索、勇于创新的精神,有利于学生辩证唯物主义科学世界观的形成,有利于培养学生刚毅顽强、对事业充满信心的素质等[2]。教师做演示实验时,要讲解各种仪器的正确操作,边演示边讲解,并指导学生边看边想边思考,让学生通过观察、分析、判断、概括等方式来发展思维能力。在实验前,要求学生预习实验内容,对实验目的、实验操作步骤、应观察到的实验现象等做到心中有数,进入实验室后能保持安静,按指定座位就座,清点好仪器,防止进入实验室后“照方配药”,效果不佳。实验中,要求学生必须按照实验的目的和要求,一丝不苟地操作,实事求是地记录。要让学生明白,化学反应都是有条件的,如乙烯的实验室制法中,加热乙醇和浓硫酸的混合液体,应使液体迅速升温到170℃,才能生成乙烯气体,如果加热到140℃,就生成乙醚。学生通过对所记录的实验现象和数据的分析、运用,不但可促进对所学知识的记忆和理解,又可提高分析问题和解决问题的能力。同时在实验教学中,还可以对学生进行团结、协作、安全、爱护公物、节约药品等方面的教育。
总之,在中药专业有机化学教学中,除了要教学生基本知识以外,教师还应教学习方法,锻炼学生的各种综合能力,提高学生的综合素质,为培养新世纪的中药高素质人才而教书育人。教学是一门艺术,只有在不断思考中发现问题并解决问题,我们才能越教越好。
参考文献:
[1]段志坚,构建高职人才培养模式[J].职业技术教育,2004.10.
关键词:有机化学反应机理;三维动画;可视化教学;素质教育
当今,有机化合物的应用已深入到人类生活的各个领域,学习有机化合物对提高学生的科学素养有着重要的意义。有机化学主要探讨有机化合物的结构、性质、反应机理、合成方法及其应用,其内容涉及到物质的微观结构、反应的微观过程等,这些微观结构、微观过程肉眼无法看到,在传统教学中只能依靠想象,对学生来说存在一定的困难。通过调查发现,在有机化学学习过程中,大多数学生在同分异构体以及化学方程式的书写,物质之间的相互转换以及目标化合物的合成方面存在困难。究其根本原因,在教学中,过去乃至现在,中学阶段很少有老师采用除PPT以外的可视化手段讲解有机化合物及反应机理,学生对有机物的空间结构以及有机反应发生的本质理解不够。近年来,信息技术的迅猛发展使得可视化技术在各个领域的应用得到广泛关注。借助3ds Max三维动画制作软件进行反应机理可视化教学,不仅是将物质的微观结构、反应的微观过程宏观化的有效方式,也是进行素质教育以及提高学生创新思维的重要手段。
3ds Max是唯一一款可以模拟化学反应过程的三维动画软件,功能十分强大。将其应用于中学有机化学反应机理的学习当中可以产生很好的教学效果。
一、通过三维动画可以激发学生的学习热情和求知欲望,达到有效教学的效果
有效教学在很大程度上取决于学生学习的意愿,即学习动机。学习动机是引发、维持学习活动,指引学习活动趋向学习目标的心理过程。学生在学习过程中是否产生了学习动机是教师有效教的关键,也是学生有效学的关键。高中一、二年级的学生正处于青春期,好奇心强,易于接受新鲜事物,通过三维动画展示有机化学反应机理不仅满足了学生此阶段的心理需要,而且以生动、形象、直观的过程唤起了学生的求知欲和探索欲,使其对所学内容产生浓厚的兴趣,从而产生强烈的学习动机,变被动学习为主动学习,变“要我学”为“我要学”,进而提高学习的有效性。
二、通过三维动画展示反应机理可以揭示反应发生的本质,进而达到加深理解和记忆的效果
研究发现,传统教学中教师往往只通过口述或板书来讲解有机反应,效果往往事倍功半。利用三维动画将反应过程中瞬间的复杂变化模拟出来,把以往只能在头脑中建立的立体形象,变成学生能够看得见的过程。不仅可以让学生深层次的理解和掌握反应,还可以锻炼学生的空间想象能力,同时对学生以直观的方式从空间结构理解基团间的相互作用具有重要意义。就乙烯与溴单质的加成反应来说,在传统教学下,学生无法想象出溴f离子如何生成,又如何转变成产物,所以仍然采用死记硬背的方式进行记忆。通过可视化反应机理教学,学生从宏观的角度清楚地看到了整个反应发生的微观过程,溴单质在烯烃π电子的作用下产生诱导偶极,靠近烯烃的溴原子带部分正电荷,远离烯烃的溴原子带部分负电荷,烯烃进攻带部分正电荷的溴原子成为溴f离子中间体,另一个原子以溴负离子的形式离去后再从溴f离子的背面进攻,得到1,2-二溴乙烷。反应过程中的每一步都展示的很清晰,对学生理解了反应发生的本质具有很大的帮助,加深了学生对反应的理解和记忆,达到了不仅知其然更知其所以然的目的。
三、通过三维动画将微观过程宏观化以化解学习难点,达到提高学习效率的效果
在中学有机化学中利用三维动画进行反应机理可视化教学可以使抽象问题形象化,复杂问题简单化,枯燥问题有趣化,微观问题宏观化,增强化学教学的直观性,形象性和系统性,化解学习难点。例如:酯化反应是高中有机化学中的重要知识点之一,是学生对取代反应认知的深化,取代反应是学生认知的难点,也是学业水平测试和高考考查的重点。通过对深圳市光明新区高级中学部分高二学生的调查发现,该学校老师在有机化学教学时完全采用讲述的方式,学生对硫酸在反应过程的作用不理解,对酯化反应的理解仅仅是“酸脱羟基醇脱氢”。通过展示三维动画,学生从视觉角度看到了乙酸和乙醇立体结构间的相互作用,看到了硫酸在其中是如何参与反应的,从而突破了学习难点,真正理解了酯化反应的本质及硫酸在其中发挥的催化和吸水作用。
五、通过三维动画活跃学生思维,达到培养学生创新能力的效果
现代人才观强调现代教育应当培养社会所需要的创新型、智能型人才,要求教育特别是基础教育注重学生创新能力的培养。但是,反观我国基础教育的现状就会发现,中小学生的创新能力普遍偏低。创新首先是建立在广博的知识基础之上的,没有厚实的知识积累,即使有了创新点子,也无法将点子转变为解决问题的方法;其次培养创新能力是建立在培养好奇心、激发求知欲以及营造教学环境等多方面基础上的。利用三维动画进行反应机理可视化教学不仅可以让学生学习丰富的反应机理知识,拓展学生知识面,为创新能力的培养奠定基础,还可以激发学生学习热情,营造良好的学习氛围,增强课堂教学的开放性和选择性,让学生在轻松自在的环境中发展自己的学习个性,实现学习活动的主动性与创造性。
综上所述,在中学有机化学教学中引入三维动画是十分必要的。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003,4.
[2]吕萍,王彦广.中级有机化学―反应与机理[M].北京:高等教育出版社,2015.
【关键词】有机化学 教学 有效性
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)11-0174-01
随着现代科技的不断进步与发展,化学作为自然科学之一,已经与生物、信息、材料、物理,甚至是环境和新能源交叉渗透到一起,在我国的经济发展到居民的日常生活中起到越来越重要的作用。因而,学好化学学科对学生来说也是一生受用的。但就目前的学生的学习现状而言,普遍存在着学生对有机部门规律掌握不清,不能清晰掌握有机化学的学习特点等现象。所以,如何有效的提高当前有机化学部门教学是摆在所有高一化学任课教师面前亟待解决的难题。
1.高一学生学习有机化学的主要障碍分析
1.1 缺乏有关知识储备和心理准备
由于在内容设置上,化学有机部分是紧跟在无机部分之后,因而在开始进入有机部分学习时,缺乏对有机化学的知识储备和心理准备。具体来说,一方面是学生们习惯于照搬以前的无机化学部分的那一套学习方法并按照无机部分的学习思路进行学习,不能很好的适应有机部分的学习。另一方面学生们没有准确把握学习有机部分的基本规律,如有机化合物通常用结构简式来表示,其性质通常与其结构联系密切等。由于多方面的缺乏,如果长时间下去,学生就后续学习就会觉得越来越困难,以至于失去学习的自信。
1.2官能团结构、特征认识缺失
作为学习有机化学的基础,必须熟悉而准确的掌握官能团的结构和特征,但目前高一部分学生刚开始学习有机化学时并不能很好的掌握。对官能团结构、特征认识的缺失是学生们学习有机化学部分的另一主要学习障碍。具体来说,一方面是部分学生空间想象能力差、缺乏立体思维,想象不出其结构和特征。另一方面是部分学生对官能团的意义理解不透,区分不清,在具体的学习和解题过程中不能有效的辨别相关官能团,导致成为学习有机化学的学习障碍。
1.3思维灵活性差,掌握知识缺乏系统性
另外,高一学生学习有机化学部分的另一主要障碍是思维灵活性差,掌握知识缺乏系统性。这主要表现在,一是思维定势,缺乏逆向思维。日常的教学过程中,受任课教师布置练习呆板及侧重对正向思维的锻炼,因而,逆向思维得不到有效锻炼,学生们普遍缺乏逆向思维。一是对知识点的掌握缺乏系统性。这主要表现在做题的过程中。很多有机部分的题目都不是对单一知识的考查,而是对多个相互联系知识点的考查,很多学生在做题的过程中常常由于对某些知识点的缺失而不能正确作答,而只能解其中的一部分。
2.如何提高高一有机化学部分教学的有效性
2.1激发学生学习兴趣,循序渐进实现过渡
要提高有机化学部分的教学有效性,任课教师必须在课堂教学过程中有意识的培养和激发学生们的学习兴趣,循序渐进的帮助学生们实现不管是从心理还是知识上的平稳过渡。具体的做法是:上课前,各任课教师应当反复认真研究,精心的准备,合理的科学的安排课堂教学的内容和各个环节,并努力挖掘学生感兴趣的内容并与实际教学联系起来,经常思考如何教学才能够吸引学生,激发学生的学习兴趣。在实际的课堂教学过程中,则应对学生的整体水平及学习有障碍的知识点等进行全面的摸底,确立适当的教学目标,并有针对性的进行讲解和各个击破。课后,各任课教师还做好及时的教学反思,看看还有哪些不足及时调整教学内容和重点,实现学生们对有机部分学习的平稳过渡。
2.2注重知识点的总结与联系,引导学生掌握有机物结构与性质之间的规律
虽然有机化学存在多、乱、杂等显著的学科特点,且与无机化学是两种不同的学习思路,但有机化学中有很多基础性的知识和基本的规律确实可以总结归纳出来的。因而,这就要求各任课教师在有机化学的教学过程中应注重对知识的联系,并及时帮助学生进行归纳和总结,引导学生们掌握有机物与性质之间的规律。这样可以帮助学生在头脑中形成更加清晰的知识结构与框架,达到触类旁通的效果。比如,总结有机化学学习的一般方法:从结构到性质,接下来是用途、制法,最终寻找同类物质,使学生学习有机化学能从结构入手,抓住官能团的性质进行一步步深入。另外,还应鼓励学生在自己的学习过程中,根据自己学习感受不断总结心得、规律,总结自己的一套学习有机化学的规律和方法。
2.3加强自身学习,不断提高知识素养水平和教学业务水平
任何学科的教学都是一门艺术,不同之处就在于各个学科知识结构不尽相同,学习方法也大相径庭。但总体来说,各学科的任课教师要提高本学科教学的有效性,都必须不断加强自身学习,不断提高知识素养水平和教学业务水平。化学有机部分的教学亦是如此。具体来说,一方面任课教师应不断提高自身的知识素养水平。任课教师应不断的更新自己的知识体系,结合当前的新课程改革、高考、教学大纲等展开研究分析,及时调整教学的重点和难点。
2.4开展启发式教学,提高学生灵活运用知识的能力
针对不同的教学内容应该采取不同的教学方法,才能达到行之有效的教学效果。虽然目前随着新课改下素质教育的不断推行,单一的讲授式、填鸭式满堂灌教学已经得到了较大的改善,但要提高学生们灵活运用知识的能力还应该大力开展启发式教学,教学方法仍有待完善。因此,在实际的课堂教学过程中,任课教师充分运用设疑,引导学生观察与感知主动发现疑惑,最终通过自身思考和教师引导得出正确结论,灵活的掌握和运用知识。
关键词: 新课程 高三复习 有机化学基础 备考方法 备考策略
《有机化学基础》是历年高考选考内容之一,例如有机物的分类,结构与组成,有机反应类型,有机物的相互转化,有机物的制取和合成,以及石油化工等,考生历来把这一模块的考题作为得分项目,不会轻易放弃或疏忽。然而这些知识大多与日常生活、工农业生产、能源、交通、医疗、环保、科研等密切相连,还有一定的拓展和延伸,这就增加了这部分考题的广度和难度。学生要熟练掌握,必须花一定的时间加强训练并讲究复习的技巧,方能事半功倍,达到复习的最佳效果。
一、备考复习方法
首先,要学会对有机知识进行归纳和整理。有机化学的零碎知识较多,如果只是无条理地堆积,那么堆积的知识越多,头绪就越乱,也越不利于运用所学知识去解决问题。对零碎的知识进行归纳,使之条理化、纲领化,不仅能帮助学生记忆,而且有利于学生建立牢固和完整的知识结构。
其次,联系生产、生活实际,拓宽学生的视野。有机化学与生产、生活、科技的发展有着密切的联系,对社会发展、科技进步和人类生活质量的提高有着广泛而深刻的影响,学生会接触到很多与有机化学有关的生活问题,教师在教学中要注意联系实际,帮助学生开阔视野、拓宽思路,综合运用化学及其他学科的知识分析解决有关问题。例如,在教学中联系有机化学在健康环境、材料等方面的应用,创设生动的学习情境,引导学生通过调查、讨论咨询等多种方式获取有机化学知识,认识化学与人类生活的密切关系,理解和处理生活中的有关问题。
最后,优选习题,综合处理。练习是课堂教学的重要组成部分,它包括课堂例题讲解,课堂或课后练习,以及习题讲评等教学活动,是教学中的一个重要环节。它不但可以帮助学生及时巩固在课堂上所学的知识和技能,而且对于教师来说也是检查学生学习知识和应用知识等具体情况的有效方法。练习是沟通教与学的桥梁,通过课堂练习能够及时提供教学的反馈信息,帮助教师对教学目标的达成度进行准确定位,以便及时调整教学策略,促进教学质量的提高。所以,对于教师来说,如何高质量地选择和处理习题极为重要。
二、备考复习策略
复习时要结合《考试说明》中考点范例的分析,明确有机化学知识考什么,怎么考,从而在复习过程中做到心中有纲。主要体现在以下方面。
1.夯实基础抓主干,注重基础性。
高考复习备考一定要降低重心,淡化“热点”,立足基础,回归教材,抓主干知识,对考纲规定的每个知识点都要认真落实,把握相关知识的内涵和外延,形成完整的知识体系。主要让学生从以下三个方面入手。
(1)掌握知识网络。①有机基本概念和基础知识;②各类有机典型代表物的结构与性质;③有机反应基本类型;④重要有机物质的转化关系;⑤有机化工、环保、用途等;⑥有机实验;⑦有机计算。
(2)抓住物质结构主线。①从结构上认识各类有机物的性质及反应规律;②从结构上分清重要有机物的异同并理解一些概念;③分子里原子或原子团间的相互影响;④注意多官能团有机物的性质和反应。
(3)不能忽视物理性质。重点关注状态、密度和溶解性。
①常温下呈气态:分子内碳原子数小于或等于4的烷烃、烯烃、炔烃;CHCl;HCHO等。
②与水分层比水轻:烃(己烷、苯、甲苯和汽油等)、酯(CHCOOCHCH和油脂等)。
③与水分层比水重:卤代烃(CCl、溴乙烷和溴苯等)、液态苯酚等。
2.建立网络系统,培养逻辑思维能力。
在复习中通过分析对比,前后知识联系综合归纳,把分散的知识系统化、条理化、网络化,作“意义记忆”和“抽象逻辑记忆”。以“结构决定性质与制法”的逻辑关系为桥梁,理清有机物的相互转化关系,建立知识网络图。只有具备将知识横向和纵向统摄整理成网络的能力,有了网络图和化学方程式的有序储存,在解推断题和合成题时,才能迅速将网络中的知识调用、迁移,与题给信息重组,使问题得到解决。在知识再次加工和整理的过程中培养逻辑思维能力。
3.将STS问题与化学知识紧密结合,体现学科的发展性和时代性。
在日常的教学中,教师也应特别重视理论联系实际,关注生活中与科学技术、生产有关的热点问题,在教学设计中重视使用STS路线,情景素材可以联系生活实际(如:医药、材料、能源、环保等),再结合图像、图表、数据、化学生产流程等,培养学生在对信息的阅读、分析、整理、重组、再应用的能力,培养学生将已学的内容应用到广泛的情景中去的能力,可以以书本上的生活常识为背景,也可以联系一些现代科技,最新的发展动态,以促进学生在过程与方法、情感态度与价值观等方面的全面发展,使教学更具时代性。
4.养成自学习惯,培养自学能力。
1、无机化学的研究范围广,涉及许多领域。但作为化学专业的基础课程,无机化学首先是对基础的化学原理进行比较系统的学习,使同学们掌握有关化学方面的基本概念、定律和理论;然后对各种元素及其化合物的组成、结构、性质及其应用等知识进行研究,使学生对自然界的物质从本质上有一个清晰的认识;最后对无机化学的学科前沿和发展趋势进行一个简介,使我们对该学科的最新发展有一个初步了解,激发求知欲。
2、元素和化合物的性质是无机化学的重要组成部分,要把每种化合物的性质和结构的关系联系起来,并从理论上加以理解是困难的,有的目前也是不可能的。如H2O2具有热不稳定性、氧化还原性和催化分解等性质,这些性质从H2O2的结构是可以解释的,而I2与Na2S2O3反应为什么生成Na2S4O6,虽然老师告诉我们这个从理论上其实难以说明……但该反应极为重要,应加以记忆。
3、我坚信:一分耕耘一分收获。*个月的时间在公司领导和车间师傅的关心和指导下,通过系统的学习合实践各方面得到了很大提高,对钢结构有了一定的了解:钢结构是一个新兴的产业,与传统混凝土结构相比较,具有重量轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载比例较小的结构,更适合于大跨度空间结构、高层建筑物并适合在软土地基上建造。
4、经过半年的实习在各方面我都有了量的积累质的飞跃,学到了许多书本中学不到的东西既学习了知识又培养了能力,实现个人素质的提高,同时也认识到从理论知识到实践经验运用的过程中还有一定的距离,我深知以现有的知识水平还不能赶上钢结构事业发展的速度,我将以充沛的精力全身心的投入到工作中去努力提高自己全方面的素质。
5、作为一名工科学生,本科期间建立的基本知识体系相当重要,尤其是将来确定从事本专业的同学,这个知识体系将决定我们在材料学领域能做多远。下面介绍的几门课是材料学的核心课程,其中工科高等数学是深入学习所有课程的基本工具,一定要掌握好;而无机化学、有机化学、物理化学、材料物理性能、材料力学性能,是专业基础课程,这是材料专业的理论基础,是学习专业方向课的基础;而电化学、高分子物理、高分子化学、物理冶金原理等课程是专业课,分别引导大家进入材料学不同分支的学习,是将来选择研究生方向的基础。可见我们所学的课程是构成我们知识体系的基石,是环环紧扣、层层深入的,那么如何才能学好这些课程呢?下面我逐个介绍一下。
6、物理化学作为专业基础课,也是将来的考研课,重要性不言而喻。这门课开设在大二上学期,无机化学、有机化学和材料科学与工程基础3门课程之后。物理化学研究的范畴主要分以下三个:化学热力学——研究化学平衡规律;化学动力学(以及传输过程)——研究化学反应速率规律;物质结构——研究物质结构及其性质的关系。与从前的学习对比较为显著的一点是对很多问题的探讨都上升到了定量的角度。材料专业的课程设置环环相扣,到这时我们已经对自己在学什么、将来要做什么有了一定的了解,知识也更加系统化了。
7、有机化学这门课,说好学也好学,说难也挺难。说它好学,是因为这门课从某种程度来说,是高中化学的延伸,对于高中化学基础好的同学来说,接受比较快,上手也比较容易。与高中时的学习相比,我们在这门课上学到的知识,更加系统和深入了。例如烷、烯、炔、芳环化合物、卤代烷、醇和醚、醛和酮、羧酸、硝基化合物等方面的内容,高中阶段皆有涉及,因此新增的内容除了一些略微复杂的人名反应,更重要的是对反应机理的探讨,即从分子、电子的角度,对化学反应进行分析。如路易斯酸碱是怎样的概念?该反应是亲核反应,还是亲电反应?有机化合物分子中原子的排列顺序、立置,化学键的接合状态,分子中电子的分布状态,以及他们是如何影响该有机化合物的物理与化学性质的。
8、读万卷书,行万里路,这些还需要在以后的实践工作和学习中不断提高。生活充满阳光,在今后的日子里我要本著“敬业、诚实、创新、拼搏”“清清白白做人,踏踏实实做事”的企业精神努力的工作,我将以饱满的热情和严谨的态度高度的责任感去迎接新的挑战。我相信自己的努力会让我的未来更加辉煌!
9、在专业方面,能汲取新知识,对自己不懂的问题积极向老师和车间的师傅请教,精益求精,与此同时我不仅仅囿与专业知识的圈子,学然后知不足,在不断的学习与进步之中,我觉得学的越是深入就越感到所知甚少,也正是这种强烈的求知欲,促使我不断的学习进步在实习过程中能将在校期间所学内容和生产实践有机的结合起来用所学的理论知识指导实践并从实践中加深对理论知识的认识,理解和掌握使之形成一个相辅相成的知识网。
10、这门课开设于大一下学期,为我们授课的邓元副教授毕业于清华大学,专业基础非常扎实,讲起课来,非常得心应手、生动有趣。老师的讲解将我们带进了丰富多样的有机化学的世界,从高深繁复的科研领域前沿到切实发生在我们身边的日常生活,有机化学无处不在。近来闹得沸沸扬扬的三鹿奶粉事件中,致病元凶三聚氰胺的名字以及其化学分子式因反复出现于各大媒体而广为大家熟知。那么三聚氰胺为什么会对人体造成如此危害?是由于自身的化学性质还是与人体内的其他物质发生了什么有害的反应?你可知三聚氰胺其实是工业上一种相当重要的原料?还有,获得08年诺贝尔化学奖的研究课题“荧光蛋白”可以与三鹿事件联系起来,用于制作便于随时随地检测牛奶中各种有毒物质的试纸,这些你又可曾了解?别急,有机化学会帮助你由浅入深的了解这一切。()
11、材料物理性能这门课,结合了一定固体物理的知识,对表征材料的各个物理性能及其依赖环境的变化情况进行了探讨。记得上第一节课时,虽然我们以前在无机化学、大学物理等课程上对量子力学有一点的了解,但还是觉得接受起来比较困难。然而,固体物理这一部分的内容是所有后面学习的基础,十分重要。在当今材料科学的发展中,具有功能性的材料逐渐成为研究的热点。所谓功能性,一方面是指材料起能量传输的作用时表现出来的“一次功能”,如吸隔音性、传热性、导电性、介电性等等;另外一种,是材料输入和输出的能量为不同的形式时,材料对能量进行转换的“二次性能”,如热电效应、光电效应、压电效应、化学反应等等。在这门课上,我们弄明白了金属和非金属分别是怎样导热和导电的;半导体微观的工作原理;在平行板电容器中增加电容电介质材料极化的机制;晴朗的天空为什么是湛蓝色的;材料为什么是透明的和它是怎样染色的;红外技术是怎么回事;磁盘、磁带等信息存储材料是如何工作的。有很多现象,其实从我们小的时候就已经注意到了,然而随着成长,我们是否越来越对此习以为常,而不去注意它们的神奇和美丽了?到课程结束的时候,回过头来想一想,就会发现我们所学的知识是那么紧密地与生活结合在一起。
12、符合环保与资源再利用的国策,其综合经济效益越来越为各方投资者所认同,有很好的发展潜力。掌握熟悉了公司内部相关的规章制度和管理规程,在脚踏实地锐意进取的人生态度忠实肯干的准则下一方面拓宽自己的知识面另一方面注意在学习工作生活中有意识的科学的锻炼自己的思维方式和思维的深广度,学习和生活的积累中,我储备了充分的知识锻炼了自身的能力,也培养了广泛的爱好提高了综合素质。
13、物理化学用到的概念、符号、公式很多,公式使用条件也严格,而且逻辑性强。比如从特殊的现象中总结出一般的规律,研究理想的模型、平衡态推广到真实的情况,由宏观世界深入到微观世界的研究等等。学的多了,才会发现,原来我们的人类世界、社会发展竟然也符合其中的许多规律。“熵”是描述化学体系不稳定性的概念,可以叫做“混乱度”。每当化学反应发生要产生新的物质时,体系的熵值增大,即所谓的“熵增原理”。这种变化人类历史规律十分相似。新的朝代总是诞生于上一个朝代末期的乱世纷纭,好比时代这个大体系的熵值猛然增加,于是旧时代消失,新时代开始。又如“勒-沙特列原理”——如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。这个趋势是不是比较眼熟?对了,这不正是革命者们所说的“哪里有压迫,哪里就有反抗”么?先人称理科知识为“格致”——格物致知:“格,至也。物,犹事也。致,推极也,知,犹识也。”研究一门学科而能即物穷理,凡事都能弄明白,探究竟,这就是物理化学的魅力所在。
14、无机化学体现了一点论和多种处理方法的关系。所谓一点论是指物质的客观属性,但客观属性可以用不同的观点解释,或不同的方法加以处理,如同学们很快会接触到的近代共价键理论就有价键理论和分子轨道理论,而这两种理论中又有多种处理方法,如价键理论中的杂化轨道、共振等。总之,无机化学是化学专业重要的基础课,具有承前启后的作用,大家如果要学习材料专业就一定要先学好它!
【关键词】迁移理论 高中化学 教学方法 应用措施
学习的迁移是指已经获得的知识、技能、情感或态度对新的学习的影响,分为有积极促进作用的正迁移和不利影响的负迁移。高中学生已经具备了基础的化学知识和理论,如果教师在教学中能恰当的应用学习迁移理论,完善教学方法,可以有效促进学习正迁移的顺利进行,全面提高教学质量和教学效率,及以学生的化学综合水平。
一、加强新旧知识联系,培养学生演绎能力
“演绎法”是根据学生已有的知识规律、理论,将具有相关联系的新旧知识进行类比,使学生对既有联系又有区别的基本概念、基本理论和物质性质有清楚的认识,以获得牢固而有系统的化学知识,促进学生对知识的实质性理解和记忆。例如教师在讲解“电解池”的时候,就可以将学生已经学过的原电池和电解池的原理、性质和能量转化等进行比对(如下表)。
教师运用“演绎”的教学方法,以图表的形式将新旧知识之间的相同和区别详细清楚地列举出来,对于学生构建知识体系效果显著,并且可以利用学生对原电池的认识,加深对电解池的理解和记忆。
二、建立良好的认知结构,促进知识迁移
高中化学教师在教学中运用迁移理论的时候,要善于在学生原有的认知结构和新知识之间建立连接的纽带,以帮助学生的认知顺利的从原有知识结构过渡到新知识结构的构建上。例如教师在讲解氧化还原反应的时候,可以从初中狭义的氧化还原反应入手,从化合价升降的表现进行分析和讲解,最后迁移到用物质电子得失的观点去阐述说明氧化还原的本质,从而帮助学生构建广义的氧化还原概念。教师利用学生的已有认识,循序渐进的引导学生将已掌握的知识进行合理的延伸和拓展,可以很好的消除学生在接触新知识时产生的困惑和混乱的感觉。
教师还要抓住学生已掌握的知识和新知识之间的相似性进行比较教学,帮助学生掌握其中的规律,从而正确梳理新旧知识之间的关系,提高对新旧知识的辨别能力。例如教师在讲解苯的衍生物的时候,可以从苯入手,分析其化学键的构成、苯的性质和苯的化学反应等,进而由此及彼,进行苯酚的教学。从苯酚的结构中有羟基,联想到其与醇类有相似的性质,苯酚的羟基与苯环直接相连,其羟基对苯酚的取代反应会有影响。教师将物质的相似性的进行横向比较,可以有效帮助学生掌握醇类、苯类和酚类的性质。
三、注重学科间的知识渗透,促进学生跨学科迁移
高中化学知识复杂而琐碎,与物理、数学和生物等其它学科有着千丝万缕的联系。因此,教师在课堂教学的时候,不仅要善于将化学学科内的知识进行有效迁移,还要重视化学知识和其它学科知识之间的相互渗透,以学生掌握的其它学科知识来解决在学习化学中遇到的问题。
例如教师在讲解“反应热”的时候,可以利用某具体化学反应使溶液的温度升高或降低的度数,引导学生进行分析和计算,以对反应热有更具体和深刻的认识,并将其与物理教学中的做功问题联系起来,使学生的认识进一步加强。又如教师在讲解“电解质溶液”的时候,在分析溶液所具有酸碱性的时候,可以引导学生分析化肥与土壤溶液的PH值变化的关系,并探讨如何改善土壤酸碱性的具体措施。这样既可以使学生明白不同学科知识之间的相通之处,又将学生从理论联系到实际应用,很好的培养了学生的分析能力、应用能力和思维能力。
总之,高中化学教师在教学中运用学习迁移理论,可以结合教学内容,选择合适的教学方法和教学策略,提高课堂教学的有效性和学生的综合能力,最终实现“为迁移而教”的教学理念。
参考文献:
[1]李红缨.类比归纳法在有机化学教学中的应用[J].肇庆学院学报2002(05).
[2]周建国,陈煦.学习迁移理论在有机化学教学中的应用[J].宿州教育学院学报.2006(10).
[3]王祖浩,朱大辉.“迁移”教学方法论初探――论化学知识与技能教学的有效策略[J].杭州师范学院学报.1992(03).
关键词:无机化学实验;教学改革;创新能力培养
一、无机化学实验原教学过程中存在的问题
1.课程教学目标单一、规程化、实验项目缺乏专业特色。目前,我校无机化学实验教学目标还只停留在要求学生掌握“三基”即基本原理、基本知识和基本操作,规范操作验证实验教材中正确的数据和结论[2]。这一目标导致验证式实验过多,实验时间短、内容少,规程化问题较突出,无论是制药工程专业、还是食品科学工程专业开设的无机化学实验项目基本都一致,缺乏专业特色,不利于学生对自己所学专业的认知。2.实验教学管理模式较单一,不利于激发学生的创新意识。传统的实验教学管理模式都是以教师为中心,学生做什么实验、什么时间做实验、实验步骤是什么、要用到哪些实验药品仪器,一旦确定就很少改变,这种单一的教学模式无法满足学生自主设计学习过程,学生往往是被动接受知识,缺乏主观能动性,很容导致学生上实验课时不主动思考,甚至在课上出现手足无措的现象,这样很不利于激发学生的创新能力和主观能动性。3.四大化学实验室单独设置,现有实验资源浪费。我校四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)实验室都是独立设置并开设课程,实验资源没有互通。由于每门课程开设的时间不同,导致出现某一特定时段集中在某个实验室开展教学,实验室极度拥挤、实验试剂及仪器短缺,而有的实验室闲置无用的现象。4.现有实验教学队伍师资严重匮乏,教学经验不足,不利于保障实验教学质量。我校实验教学队伍师资队伍严重匮乏,师生比远远超过1∶8,不得不大量使用年轻教师或助教授课,但年轻教师往往由于教学经验不足,使得其对实验理解不够全面、操作不规范、指导学生不到位、批改实验报告不严谨,难以保证实验教学质量[3]。5.学生实验成绩评定的随意性大、缺少科学的评定标准。无机化学实验课程考核成绩评定一般是由平时成绩和实验报告两部分组成。学生即使没有认真做实验也可以通过抄袭别人或者教材中的实验步骤等完成考核。而且一般由于没有科学详尽的评定标准[4],教师只能根据主观判断给出一个较为笼统的分数,成绩评定存在随意性大、不合理的问题,十分不利于全面衡量学生对实验知识的掌握能力[5]。
二、大学无机化学实验教学改革与学生创新能力培养
1.丰富课程教学目标,优化调整实验教学内容,培养学生的创新能力。将无机化学实验分为三种类型:基础实验、综合性实验、创新设计性实验。①基础实验:通过无机化学的基础实验,使学生规范化、熟练化和标准化地掌握化学基本操作技能,是综合性实验和创新设计型实验能顺利进行的保证。针对很多大一同学在高中化学课中只有理论知识而没有实验经验的现象,在最新修改的无机化学教学大纲中,第一次实验课的内容就是详细系统地讲解化学基本仪器操作规范,包括:各种仪器放置规则、如何清洗玻璃仪器及洗净的判定标准、使用托盘天平的注意事项、溶液的配制、加热、过滤、冷却结晶的操作以及离心机、吸量管和容量瓶的使用等。首先由教师示范操作,然后让学生进行练习,最后随机抽查学生演示操作,让其他同学和老师进行点评,达到学生熟练掌握的目的。②综合性实验:通过综合性实验内容,如测定化学反应速率和活化能的实验,在使学生具备熟练的化学实验能力的同时,对化学反应速率和化学平衡的理论知识进行实践验证。在实验后要求学生计算反应速率和速率常数。这样不仅可以改变以往学生在实验中只是照搬照抄教材上的实验步骤、被动地学习不动脑等问题,进一步提高学生做实验的积极性和综合运用知识的能力。③创新设计性实验:创新设计性实验是提高学生创新精神和实践能力的有效途径。例如,将从废白铁中制备硫酸亚铁和硫酸亚铁铵由验证性实验改为设计性实验,要求学生设计与教材不同的制备方法。在教学实践中,大多数同学根据设计的实验方法制备了两种产物,少数同学虽然没有制备成功,但通过与同学之间的充分沟通,对失败的原因进行了探讨,较好地培养了学生的创新精神,提高了其独立设计、分析问题、解决问题的能力。2.更新实验教学方法,构建新型实验教学体系。无机化学实验不应仅仅局限在巩固学生对无机化学的理论知识,或者让学生掌握化学实验的基本操作,更重要的是培养学生的创新意识并将理论知识运用到实际操作的能力,但是传统的教学方式无法激起学生的学习兴趣,更会使学生丧失创新意识。①在传统实验课堂讲授中,一般先由教师通过板书讲解实验基本原理、实验操作步骤和注意事项等,并进行仪器操作示范,学生复制完成实验。在教学改革后,教师事先安排学生对实验内容进行预习,课堂上要求学生对本次实验当众讲解和示范,这使学生由过去的教学受体变为教学主体,有利于提高学生的主动性。当然,学生对实验内容的理解不可能完全正确,在讲解和示范过程中难免会出现错误,这时需要老师及时给予纠正和指导,加深学生的印象,更好地达到教学目的。②创新安排实验项目,同学可以根据自己感兴趣的无机化学理论知识,设计相关实验,创设教学情境,采用启发引导式的实验教学方法。在部分实验中,由教师讲解该实验可能会出现的现象或问题,引导学生思考解决问题的方法或产生实验现象的原因,从而构建出新型实验教学体系。③更新实验教学手段,加强师资队伍的建设。引入多媒体辅助实验教学,对于一些较为先进的实验技术,制药及食品专业学生需要了解,对于学生日后工作中具有指导意义,而受到实验条件的限制,又不能亲自实践的实验内容,教师在互联网上下载一些多媒体资源来引导学生探索,也可由学生组成兴趣小组,教师指导学生通过查阅参考资料、互联网资源,丰富学生的视野,避免以后工作中接触到此类技术时茫然无知。开设开放实验与课外研究,以培养学生创新性思维和研究性学习的能力。在本教改项目实施中,每年3—6月派遣相关教师赴中南大学进行实验教学技能培训。同时,将经验丰富、具有中级以上职称的实验人员纳入实验课程教学团队中,负责指导学生的基本实验和仪器操作训练,这样既减轻了实验教师的工作量,又发挥了实验人员的优势,提高实验教学效果[6]。3.实现实验室资源共享,充分利用开放实验室资源。改变传统的四大化学实验室单独设置出现的资源浪费现象,建立基础化学实验教学平台,实现实验室开放和资源共享,做到一举两得,减少人为因素导致的资源匮乏问题。为了更好地培养学生的创新精神,可以通过开放实验吸引学生利用课余时间进入实验室,鼓励学生申请国家、学校和院系多级大学生创新创业基金,让学生在这些基金的支持下,利用学校开放的化学实验教学平台,将科研与本科教学相结合,如已开展的2017年贵州省大学生创新创业项目:贵州余甘子干果与鲜果中有效成分的分析和提取工艺的研究。学生在科研过程中自主学习,从项目选题、设计实验工艺条件、实验操作、记录和处理实验结果所有过程学生都亲自参与,启发了学生创新思维,培养了创新精神。4.利用实验技能和创新竞赛促进实验教学,提高学生的学习兴趣。我院连续两年举办了全校“大学生化学实验技能大赛”,对推进、深化无机化学实验教学改革,激发学生学习化学基础课的兴趣,培养学生实验操作技能和综合应用能力发挥了重要作用。5.改进实验考核方法,有理有据地评价学生成绩。无机化学实验课实行独立的考核、考试和成绩评定,为了全面达到无机化学实验课的培养目标,发挥学生的主观能动性,促进学生创新能力的形成,需要改进、完善现有的实验考核方法。我们对无机化学实验考核内容和方式进行了重新设计,采取平时考核和期末考试相结合,平时成绩占70%,期末考核成绩占30%,平时考核包括:预习、出勤率、实验纪律、实验操作、实验结果、实验报告、实验卫生等,逐项打分。期末考试中采用设计性实验,由教师在课堂教学结束前两周给出实验目的,学生利用课外时间进行资料查阅、设计实验方案等,然后在规定时间内根据自己设计的方案来完成实验,教师对每位学生的操作进行评分,这将真正培养学生设计实验的创新能力,大大激发学生对无机化学课的兴趣。
三、结语
本文分析我校无机化学实验教学中存在的问题,从教学内容调整、教学方法、教学资源共享、教学手段及考核模式等方面提出了一些思路和方法,并在2017级制药工程、药学、食品科学与工程3个班建立无机化学实验教学改革试点,进行了教学改革实践,明显激发了学生的学习兴趣,提高了学生自主创新能力,达到了预期的效果。但无机化学实验教学涉及教学过程的各个方面,不可能一蹴而就,还需要不断提高一线实验教师的教学能力和综合素质,把注重学生的创新能力培养作为实验教学的重要任务,这样才能满足新时期社会对人才素质培养的要求。
参考文献:
[1]常慧,宁满侠.有机化学实验教学改革研究与高素质人才培育[J].实验室科学,2007,(2):48-50.
[2]江文辉,罗一鸣,唐瑞仁,等.有机化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索,2009,12(28):115-118.
摘 要:可持续发展就是既满足当代人的需求,而又不损害后代人满足其需求能力的发展。减少化学实验造成的污染,既是保护我们以及子孙后代赖以生存的环境的需要,又是促进社会可持续发展的推进剂。本文就中学中一些污染较大的实验给出了一些自己的改进方法。
关键词:优化实验 污染 可持续发展
如今,环境保护是事关可持续发展的大战略,减少化学实验造成的污染既是保护我们以及子孙后代赖以生存的环境的需要,又是促进社会可持续发展的推进剂。下面笔者就简单谈谈如何减少中学化学实验的污染。
一、对于会产生有毒有害物质的实验进行改进,从源头上尽量减少直至杜绝污染的发生。
1、删除一些以剧毒物质为主的实验。例如在现行的江苏高中化学教材《化学1必修》专题2第1单元中,将氯气的实验室制法由以前的必修内容,改为了化学史话,教师就可以通过讲解来让学生了解氯气的实验室制法的原理、制备、除杂、收集等一系列流程,避免了在教室内制取氯气污染环境,损害教师和学生身体的事情发生。
2、改进实验方法。例如,氯气与铁丝的反应作为氯气性质的经典演示实验,教科书一直采用将铁丝一端放在酒精灯上灼烧至红热,迅速伸入氯气的集气瓶中,但是当把铁丝伸入集气瓶内反应的过程中,由于该演示实验在敞口的集气瓶中进行,会有氯气及反应产物逸出,影响课堂气氛和师生身体健康,造成污染环境。我们可以对该实验进行如下改进:(1)取干燥的集气瓶,用排气法收集干燥的氯气,集气瓶口涂少量的凡士林,盖上毛玻璃片。(2)取直径一束擦亮的细铁丝,弯成螺旋状,总高度低于集气瓶高度。铁丝的一端扎在与集气瓶配套的橡皮塞的小头上,在酒精灯火焰上充分加热橡皮塞上的铁丝至红热,移去集气瓶上的毛玻璃片,把铁丝立即伸入集气瓶中,并迅速盖好橡皮塞,反应迅速进行。这种简单的改进不仅实验现象明显,同时避免反应时有害物质的逸出,大大减少了污染。
3、运用多媒体模拟/演示实验。例如现行江苏高中化学教材《有机化学基础》专题3第2单元中有苯的溴化实验,这里用到的苯和液溴不仅是毒性很强的物质,而且这两种原料均具有很强的挥发性,且该实验要用到冷凝管,在很多教室中没有自来水,所以该实验非常适合用多媒体展示给学生。
4、创新微型化学实验,减少环境污染。
微型化学实验是近十多年来在国内外得到迅速发展的化学实验新方法,它是在绿色化学思想指导下,在微型化仪器装置中对化学实验进行创新性设计的一种新的实验模式。例如现行江苏高中化学教材《化学1必修》专题4第二单元的铜与浓硝酸、稀硝酸分别反应生成NO2、NO的实验,课本装置如图,在分液漏斗中先加浓硝酸观察现象,然后在分液漏斗中加水继续观察现象。这种设计操作繁琐,药品用量大,造成药品的浪费,同时产生的污染就大,又因为产生的NO2会立即与水反应生成NO,实验现象不明显。 可以将书中的实验改进为注射器实验:事先将螺旋好的细铜丝放入两支注射器中,分别吸取浓稀硝酸,让反应在注射器中进行,产生的气体可以将注射器的活塞顶起,由于注射器内无空气,可以观察到无色的气体,然后抽动吸入稀硝酸的注射器活塞,让空气进入,则可以明显地观察到气体的颜色变化。此实验经改进后,不仅药品的用量大大减少,实验现象明显,而且极大地减少了有毒气体的排放。所以实验微型化、药品微量化使化学实验的排污量大大减少,是一种绿色化学,是对学生环保意识最生动、最现实的教育。
二、对实验中避免不了的一些污染产生物进行恰当处理
1、废气的处理。对于无毒害气体,我们可以直接通过通风设施排放。会产生少量有毒气体的实验,应在通风橱内进行,通过通风橱将少量毒气排到室外(或排到外面大量空气中稀释)。而对于有毒害气体,我们应该针对不同的性质进行处理。例如:对于碱性气体(如NH3)用回收的废酸进行吸收,对于酸性气体(如SO2等)用回收的废碱进行吸收处理。
2、废液的处理
(1)无机废酸、废碱。中学化学实验对酸碱的使用较为频繁,且用量相对很大,鉴于此,我们通常把废酸、废碱分别集中回收保存,然后用于处理其它废弃的碱性、酸性物质。最后用中和法使其pH值达到6~8后就可排除。
(2)含重金属离子废液处理。最有效和最经济的处理办法是,加碱或加硫化钠把重金属离子变成难溶性的氢氧化物或硫化物而沉积下来,从而过滤分离,少量残渣可埋于地下。
(3)一般有机废水。实验过程中产生的高浓度有机废水能够回收再利用的尽量集中收集,统一处理,循环使用。无法回收的有机废液一般可以采用焚烧法、活性炭吸附法、溶剂提取法、氧化分解法、水解法以及生物化学法等进行处理。
3、废渣的处理。废渣主要采用掩埋法。有毒的废渣必须先进行化学处理后深埋在远离居民区的指定地点,无毒的废渣可直接掩埋,掩埋地点应有记录。
参考文献
[1] 王祖浩 吴星《化学1必修》[J].江苏教育出版社,2009,6(1)。
[2] 王祖浩 王云生《化学2必修》[J].江苏教育出版社,2009,6(5)。