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材料化學的特點

時間:2023-06-14 16:18:55

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇材料化學的特點,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

材料化學的特點

第1篇

關鍵詞:大學化學;非化學專業;實驗教學

1教材內容“面面俱到”,專業針對性不強

從知識面和知識層次而言,大學化學課程內容覆蓋面廣、知識層次較深,科技的發展和各學科間的日益交叉和滲透融合,已使化學的研究范圍己擴大到眾多的交叉及邊緣學科,例如能源化學、材料化學、環境化學、生物化學等,在這種背景下,對應大學化學教材的編寫只有做到面面俱到,乃至包容萬象,才能被稱之為合格的教材。雖然對于這些非化學專業的學生來說。學好大學化學。具有與專業相關的化學素質十分必要,但過分求多求全的教材內容,不僅不能拓寬這些學生的化學視野,反而會挫傷學生的學習積極性和成就感。同時,在這種求大求全的背景下,大學化學教材的編寫往往不具備專業針對性。對于這些非化學專業的學生,其專業方向也各不相同,包括材料、化工、采礦、地質、生物、環境等各個方面。各個專業都有其特點,因此不同專業的大學化學教材的編著也應有所側重。但現實是,大學化學教利的編寫往往忽略掉不同專業的獨特需求。與求多求全的教材編著相悖的是,完成課程講授的理論學時不僅得不到擴展,反而被逐年的壓縮。于是大學化學的教學就出現了一種“教材越編越厚,課時越講越少”的奇怪現象。

2授課內容脫離實際,授課方式簡單枯燥

筆者在我校對100名學學化學的不同專業的學生進行過問卷調查,結果80%的學生認為授課內容和授課方式在大學化學的教學中最為重要。化學知識的發展非常快速的,也就是短短幾十年的時間,化學知識滲透到我們生活的各個領域,而且新成果的轉化也非常及時,學生很希望了解目前國內外化學最前沿的知識,包括理論和實踐。而目前,我們的大學化學教學的內容過于陳舊,不能有效結合實際,無法在化學世界日益更新的先進成果和和其所依據的基礎化學理論之間搭起橋梁,往往使同學們知其然,不知其所以然,加之授課缺乏交流與互動,激發不了學生學習的積極性和主動性。同時,授課方式的呆板單一,也嚴重影響了大學化學的授課效果。目前,大學化學授課多采用板書與多媒體相結合。不可否認,采用多媒體教學改變了板書講授的單一性,而且圖文并茂,色彩鮮艷,清晰生動,有助于激發學生的興趣,提高學習效果。然而,正是多媒體具有傳統教學方法(黑板、掛圖、模型等)無法比擬的優點,使之愈來愈受到大學教師尤其是年輕教師們的青睞。加之教學內容與授課學時的雙重壓力,使得教師對多媒體的依賴和對傳統教學方式的擯棄現象越來越嚴重。但由此帶來的負面影響卻不可回避。多媒體教學雖然擴大了教學信息傳輸量,緩解了課時少和內容多的矛盾,但是無形中增大了學生學習的強度,使學生陷入強制接受的模式而無暇思考,抑制了學生的發現問題提出問題的能力,無法在腦海中留下深刻的印象。以至于學生戲稱多媒體教學“上課花花綠綠,下課一片空白”。

3實驗課程設計僵化,實驗教學方式單一

化學是一門實踐性很強的科學,化學離不開實驗。它是化學理論產生的基礎,可以說所有的化學規律和成果都建筑在實驗成果之上。因此,實驗課程設計和實驗教學在大學化學教學中起著至關重要的作用。并且,大學化學實驗可能是非化學專業學生在大學期間接觸最早的一門實驗課了。它不僅可以激發學生學習化學的興趣、提高操作動手能力,還可以培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度。同時,在促進學生創造性思維發展、樹立科學思維方式等方面具有獨特作用。然而在現實教學中,化學實驗的開設都是沿用實驗教材上所設置的內容,且基本都屬于不具備創新性的驗證性實驗,有限的實驗學時長期以來被這固定的幾個實驗所填充;實驗內容毫無新意,以至于學生在實驗開始之前就已經預知到會發生的現象和出現的結果:實驗教學中大多采取“教師講授一學生實驗一報告書寫”三段式模式,這種模式不利于提高學生實驗設計和操作能力。尤其是對學生實驗和報告書寫這兩個環節無法開展合理有效的監管,易滋生學生的惰性心理,不利于培養學生分析問題的能力。總之,僵化的課程設計和單一的教學方式嚴重限制了大學化學實驗的教學質量和教學效果。

針對非化學專業大學化學教學中存在的種種問題,如何在教學過程中提高教學質量,如何使講授的內容為學生所接受,使學生對化學產生濃厚的興趣,在對多年大學化學授課心得的總結之后,筆者有以下幾個方面的思考。

3.1結合專業特點。優化知識結構

學學化學的學生,其專業分布包括材料、化工、采礦、地質、生物、環境等各個方面。由于各個專業的知識內容和研究重點各不相同,不可能要求他們象化學系學生那樣,面面俱到,學習較深的化學理論知識。這樣就會永遠陷入“教材越編越厚,課時越講越少”的泥潭中不可自拔,教師精疲力竭,學生也不買賬。而應主要結合聽課學生的專業特點,合理取舍教材的內容,詳其該詳,略其該略,優化知識結構。這也符合工科大學化學體系新穎,內容精煉,聯系工程實際的特點。例如:對于化工和材料專業的學生,可以就陶瓷材料、液晶材料、納米材料和功能金屬材料作重點講解:而對于生物專業的學生,可以就基因計劃和基因工程等方向作重點闡述。有時甚至同一內容在對不同專業學生講授時,側重點也有所不同。

3.2理論聯系實際,內容與時俱進,豐富授課方式

第2篇

一、設計思想

對照課程標準,確定了本節課的主要教學目標,具體內容是:了解化學研究的對象;初步了解化學發展史;了解化學在日常生活及工農業生產中的作用;了解化學的基本學法;激發學習化學的興趣。基于上述教學目標,鑒于傳統的“緒論”教學中教師灌輸、教學無序、學生茫然的弊端,我將教材內容進行了合理的整合和補充,明晰了教學內容之間的邏輯順序,設計出了感受化學的有趣、領略化學的神奇、了解化學的作用、回顧化學的歷史、展望化學的未來、體驗化學的學法六個教學主版塊,版塊之間用精辟的過度語言相連,是彼此順承自然、融為一體,期間,貫穿了實驗觀察、現象描述、夾菜閱讀、思考辯論、表達交流等學生活動,通過學生的參與,確立學生的學習主體地位,體現“民主、平等、對話、協商”的新課程理念。

二、教學過程

1.新課導入

都市的夜幕下,霓虹閃爍;化了的節日里,煙火繽紛;寬闊的街道上,車輛奔馳;綠色的田野中,化肥潤苗……這一切都和我們即將要學到的一門學課――化學密切相關。化學究竟是一門什么樣的學科呢?今天,然我們一起來走近它,認識它(板書課題)。首先請同學們觀察幾個有趣的下試驗(板書:化學―有趣)。

2.活動1:感受化學的有趣

(1)演示1:“清水”變“牛奶”――將二氧化碳氣體中通入澄清石灰水(邊演示邊講述:事關里盛裝的液體,看上去像清水,將一種氣體通入其中后,我們發現,原來澄清的液體變渾濁了,從外觀上看,這渾濁的液體很像――牛奶)。

(2)演示2:“葡萄汁”變“紅酒”――向紫色石蕊中滴入稀鹽酸(邊演示邊講述:這紫色的液體很像用葡萄里榨出來的汁,向其中滴加一種無色液體,我們發現,“葡萄汁”變成――“紅酒”了)。

(3)演示3:“魔棒”點燈――將占有濃硫酸和高錳酸鉀粉末的玻璃棒靠近酒精的火焰(邊演示邊講述:點燃酒精燈通常是火柴今天老是想把玻璃棒當火柴使,能成功嗎?請同學們觀察)。

過度:剛才這三個趣味小實驗都是和化學變化相關的。感受了化學的有趣,再來領略一番化學的神奇(板書―神奇)。

3.活動2:領略化學的神奇

(1)播放錄像:神奇的液態氮。

(2)老師講述:液態氮是神奇的,不過液態氮距離我們并不遠,空氣里還有大量的氮氣,通過液化就可以轉變成液態氮。化學的神奇,不僅僅體現在他能研究已經存在的物質,還體現在他能通過變化的手段,制造出自然界里不存在的物質,請看錄像。

(3)播放錄像:神奇的合金

(4)教師講述:形狀記憶合金很了不得,在航天航空事業上有著廣泛的應用。如,在一定的溫度下用形狀記憶合金支撐衛星天線,然后在低溫下將天線揉成一團保存在衛星艙里,衛星進入軌道后,將天線送出艙外,由于陽光照射溫度什高,天線又能恢復到原來形狀。領略了金屬材料的神奇,我們再來一睹金屬材料的風采。

(5)投影圖片:神奇的非金屬材料。

①神奇的斧柄(教師講述、設問:每位登山運動員手里都拿著破冰斧,這破冰斧的斧柄就是用玻璃纖維制成的。斧柄不用金屬而用玻璃纖維,由此可見,這種玻璃纖維有什么特點――輕,強度大)。

②神奇的繩索(教師講述、設問:畫面上的尼龍繩直徑只有6mm卻能吊起2t重的汽車,可見這種尼龍繩的獨特性能――很結實、強度大、不易斷)。

③神奇的隔板(教師講述、設問:這是由人工的方法合成的隔板,版下烈焰噴射,板上小貓悠然,顯然這種隔板的獨特性能是――隔熱)。

④神奇的鳥籠(教師講述、設問:在鳥籠外面蒙上一層透明的薄膜,然后將鳥籠置于水中,鳥兒不僅安然無恙,還在向鳥籠外的小魚發問,新鄰居,你從哪里來?同學們想想看,蒙在鳥籠外面的膜具有什么特性?――隔水透氣)。

過度:需要注意的是,化學之所以成為一門重要的科學,不僅僅適應為他的有趣和神奇,更重要的是,化學院人們的日常生活合共農業生產都有著密切的關系。請同學們帶著一下兩個問題去閱讀教材的第三段(投影活動3標題,板書:作用)。

4.活動3:了解化學的作用

(1)投影思考題:

化學的重要作用體現在哪些方面?化學學科研究的具體內容是什么?

(2)學生閱讀、思考、交流。

(3)師生互動:同學們說的很好,不過老是覺得,在化學與日常生活聯系方面大家談的還不是很多。其實,只要同學們把眼光放近一點,我們還會有好多發現。大家看看自己身上的衣服是什么面料做成的?(棉、化纖、混紡)化纖是什么?化纖就是用化學方法合成的纖維。你能說出廚房里常用的調味品嗎?(醋、鹽、味精。)醋中的醋酸、鹽中的氯化鈉、味精中的谷氨酸鈉都屬于化學物質。家中裝修用到的油漆,PVC管等裝飾材料也都是化學物質。此外,常見的交通工具自行車、汽車的輪胎,是用什么材料制成的?(橡膠)對,這些橡膠大多使用化學方法合成的?通過剛才的討論,我們可以得出這樣一個結論:化學與人類的衣、食、住、行以及工農業生產都有聯系。

(4)教師講述:化學研究的對象是物質,具體說是物質的組成、結構、性質、以及變化規律(板書:組成、結構、性質、變化規律)。

過度:化學是如此的重要、如此的奇妙,但是化學成為一門獨立的科學,卻經歷了漫長的歷程,讓我們一起做一個簡單的回顧(投影活動4標題,板書:歷史)。

5.活動4:回顧化學歷史

(1)投影:

(2)教師講述:古時候,人類發現并利用了火,在此之后,又陸續發現并利用物質變化制造出了對人類生存具有實用價值的許多產品(投影陜西半坡遺址出土的古代彩陶盆圖片),這是陜西半坡遺址出土的古代彩陶盆;(投影東漢釀酒圖片)這是東漢時代釀酒的情景;(投影越王勾踐青銅劍圖片)這是臥薪嘗膽故事主人公越王勾踐的青銅劍;(投影唐代蠟染屏風圖片)這是唐代蠟染屏風。雖然古時候人類已經開始接觸化學、運用化學了,但對化學的認識還是膚淺的、粗糙的。

(3)投影:

(4)教師講述:到了近代,人們對化學的認識有了長足的進步(投影道爾頓、阿伏伽德羅的畫像),英國科學家道爾頓、意大利科學家阿伏伽德羅先后提出了原子、分子的學說,并用原子、分子學說的學說揭示了一系列化學變化現象,至此化學才真正成了一門獨立學科。盡管道爾頓提出的原子是不可分割的實心球體的觀點是錯誤的,但是人們依然把原子之父的美譽送給了他,因為他為化學學科的建立做出了杰出貢獻。之后,人們又提出了物質是由元素這一基本成分組成的觀點,俄國化學家門捷列夫還把組成物質的元素按照一定的順序排成了一張表(投影門捷列夫畫像),經后人的加工完善,形成了今天的元素周期表,(讓學生看課本后的元素周期表)。

(5)投影:

現代:利用先進儀器和分析技術進行微觀的探究。

(6)教師講述:隨著時間的推移,隨著科學技術的發展,人們對化學學科的認識已經越來越深入,現代科學家已經具備了借助先進儀器設備探究物質內部奧秘的本領。掃描隧道顯微鏡是一種能將觀察物放大幾十萬倍的先進儀器(投影苯分子、硅原子圖片照片),這是用掃描隧道顯微鏡拍攝到的構成笨的粒子――苯分子照片,這是用掃描隧道顯微鏡拍攝到的構成硅的粒子――硅原子的照片。目前,化學家們正在那米的研制上進行著大單的探索(投影納米銅的照片)。

(7)學生思考(投影)

通過上述化學史的簡要回顧,你有了哪些想法?

(8)學生表達:①人們認識事物,有一個由表及里、由淺入深的過程;②化學是一門古老而年輕的學科;③真理是在錯誤的基礎上創立起來的;④隨著研究的不斷深入,化學必將在改造自然,造福人類方面發揮更大的作用……

過度:不過,也有人認為,化學式破壞環境的禍首,對此你怎么看?(投影活動5標題,板書:前景)

6.活動5:展望化學的前景

(1)說說化學的功與過(投影)

①引導學生討論或辯論,然后總結的出環境惡化――不是化學惹的禍;人為因素是關鍵。

②教師講述:其實,人類的環境意識已在逐漸增強,例如,含磷洗衣粉對水質的影響很大,現在已經開始推廣無磷洗衣粉了;以前冰箱里用的制冷劑是氟利昂,佛里昂會破壞大氣中的臭氧層,因此,想在已經開始推廣無佛冰箱了。

(2)展望化學的未來(投影)。

教師講述:為了讓化學更好地造福人類,科學家已經著手在化學工藝的改造上下功夫,他們正在想方設法使化學生產變得無污染,這種對環境沒有破壞作用的化學被稱為綠色化學,可以肯定未來化學的前景是――綠色化學在開路,造福人類美名揚。

過度:有人說方法比知識更重要,同學們贊同這個觀點嗎?(贊同)為什么贊同呢?(好的方法能使我們更好的去學習知識。)化學學習的方法比較多,今天著重向同學們介紹三種方法。(投影活動6標題,板書:學法)

(1)仔細觀察、認真分析(投影)

師生活動:化學式建立在實驗基礎上的一門科學,因此,對待化學實驗,我們要予以高度重視。觀察實驗現象不是看熱鬧,而是要看門道。例如,一開始我給同學們做的“清水”變“牛奶”的試驗,仔細觀察之后,我們就有必要思考,清水真的是水嗎?向其中通入的氣體是什么氣體?為什么會出現變渾濁的現象?對于實驗現象的觀察如此,對于某些圖片的觀察也是如此,我想利用剛才看到的一幅圖片來檢測一下同學們的觀察習慣和分析能力。笨是一種物質,該物質有苯分子構成,這是經掃描隧道顯微鏡放大幾十萬倍以后拍攝出的苯分子的照片,觀察這幅照片,你能的出什么結論?(苯分子有點像棉花、云朵;本分字很小;苯分子之間有間隔等。)

(2)注意理解、善于記憶(投影)

教師講述:化學學科有理科的推理性,也有文科的描述性,因此,學習的過程中要注意理解和記憶的有機結合。對于某一化學知識能理解則理解,暫不能理解的我們可以用記憶的方法把知識儲存起來。例如,氧氣、水、二氧化碳的化學符號分別是O2、H2O、CO2(投影),現階段我們還無法理解這些符號的含義,但是我們可以先把它們記住,等學到第四單元的課題4時,我們就能理解其具體含義了。

(3)及時鞏固、加深認識(投影)。

教師講述:化學有易懂、易忘、易錯三個特點,也就是說聽時容易懂,過后容易忘,考時容易錯。應對易懂、易忘、易錯的法寶是什么呢?就是及時鞏固、加深認識。每一節化學課后,同學們都要用幾分鐘時間把當天所學的內容梳理一下,該理解的理解,該記憶的記憶,該追問的追問,良好的習慣一旦形成,你將會取得事半功倍的學習效果。最后,請同學們自我盤點一下這節課的收獲。

8.課堂小結

學生自由表達所學所感所悟。

9.結束語

同學們,今天這節課是化學入門課。俗話說,師傅領進門,修行靠個人。現在你們已經被師傅領進門了,接下來要做的事就是潛心修煉。祝同學們在化學這位新朋友的陪伴下,健康、快樂成長!

10.作業布置

(1)回顧整理本節課所學內容。

(2)預習第一單元課題1。

參考文獻:

第3篇

 

一、引言

 

綠色化學又稱環境無害化學或環境友好化學,是指用化學的技術、原理和方法來降低或消除對人體健康、安全和生態環境有毒有害的化學品的使用和生產[1]。綠色化學是以開發原子經濟反應為核心理念,在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在反應過程中和化工生產中,盡量減少或徹底消除有害物質的生成,實現了從根源上就采用實現污染預防的科學手段,實現每個環節均為零排放和零污染。綠色化學文件倡導主動地根本上切斷化學污染,而不是被動地治理環境污染,它合理利用資源和能源、降低生產成本,符合經濟可持續發展的要求,符合世界的環保要求。隨著綠色化學的發展,人們逐漸認識到綠色化學的科研成果對解決環境問題所具有的重大意義,同時也認識到對社會大眾,尤其是在校學生進行綠色化學教育,教學中溶入綠色化學理念,對綠色化學的發展至關重要。

 

二、印刷工程專業進行綠色化學教育的必要性和緊迫性

 

當今社會,工業生產高度發展的同時也帶來了一系列的環境問題,它制約了經濟的可持續發展,危害了人類的長遠利益。印刷行業也毫無例外地面臨著環境、資源等問題。印刷與人類的生活密不可分,同時印刷行業也是我國的支柱產業,印刷業日新月異地不斷發展,絢麗多彩的印刷品在給人類帶來文明的同時,也造成了環境污染,印刷行業的污染來源眾多,從印前、印刷到印后加工,每個環節都存在污染源,如圖1所示。長期以來,印刷業為了在微利中求取高利潤,忽視了環保綠色的因素,傳統印刷過程對自然資源和能耗的過度消耗,印刷過程中產生的廢氣、廢水、噪音、粉塵、固體廢棄物等,對環境產生了嚴重污染,對人類健康產生了極大的危害,致使長期以來印刷行業都頂著“高污染”的帽子,已嚴重阻礙行業的持續發展。隨著全球對綠色環保的重視,人類的環保意識也在不斷提高,各行各業都在積極采取綠色環保行動。印刷行業為了適應可持續性發展的需要,就必須積極利用綠色化學的知識和技術把印刷工業的“先污染,后治理”改變為“從源頭上節約能源、根除污染”,如更新原材料,進行綠色印前設計,改進工藝標準和新的管理理念,引進高新設備,淘汰落后工藝、技術和產能,減少生產環節對環境的污染等,使印刷變為綠色環保印刷,已成為印刷業面臨的歷史責任,也是全世界印刷業發展的趨勢,是消費者未來的必然需求,這也將成為今后一代甚至幾代印刷人的歷史使命。化學家提出的綠色化學正是從化學角度對環境治理提出的新概念,其根本就是從節約資源和防治污染的角度重新審視和改革傳統化學,從而使人類對環境的治理由治標轉向治本[2]。印刷專業的學生是未來印刷科技革命的主力軍,印刷科學技術的掌握者、創造者、應用者及傳播者,對印刷專業學生的教學中滲透“綠色化學”理念,進行綠色化學教育,使其樹立綠色化學觀,增強環境責任感,具有極其重要的意義。

 

三、印刷工程專業實施綠色化學教育的措施

 

1.在印刷化學課程教學中引入綠色化學。綠色化學教育早在1997年已經開始引起高校的注意,目前,已有越來越多的高校開展了形式多樣的綠色化學教育,但是也有一些高校并沒有意識到將此重要的新信息、新知識傳授給學生的重要性,這一遲緩行動必將阻滯教育的快速發展。在高等院校與化學相關的專業和課程中,進行綠色化學教育,存在著緊迫性和必要性。印刷工程專業雖然與化學關系密切,但由于教學總課時緊張,不可能對綠色化學課程獨立設課,可以采取在學生的基礎化學課——《印刷化學》的教學中進行綠色化學教育的滲透。教師在教學中,不僅要傳授學生學習印刷所必要掌握的基本化學知識和技能,且要在平時的教學中深入研究教材,及時挖掘、適時滲透綠色化學思想。比如,在無機化學的鹵化銀內容的教學中,除了介紹鹵化銀制備生成、特點及常規應用,還可以特別講解鹵化銀在印刷膠片(菲林)中的應用,鹵化銀顆粒作為菲林的感光材料,膠片經曝光會產生潛影——一種看不見的影像。當菲林顯影的同時,鹵化銀晶體(結構已發生變化)便轉化為黑色金屬銀顆粒的聚結,不可避免地大量的銀離子和一些化學物質被留在了廢顯影液和定影液中。這些物質若不經處理直接排入環境中,重金屬銀離子能污染水資源和土壤而造成對環境的危害。讓學生明白在印刷工藝流程中,出菲林環節的去除,不僅節省人力、財力和時間,更是從源頭上減輕了環境污染治理的負擔。在有機化學中,可以專門介紹作為溶劑型油墨分散介質的溶劑,說明為避免環境污染和按照綠色化學的要求應加以回收利用。油墨中的有機揮發物,可以形成比二氧化碳更嚴重的溫室效應,而且在陽光的照射下會形成氧化物和光化學煙霧,嚴重污染大氣環境[3]。對于酒精潤濕,潤版溶液中所含有的異丙醇,遇高溫揮發后的蒸汽具有難聞的氣味,且有毒,遇明火會引起火災,被光線照射易生成臭氧,刺激眼睛及上呼吸道,危害人體健康,不利于環境保護,影響植物生長。因此,減少或替換異丙醇在膠印潤版液中的用量是一種必然的趨勢。再如講解油墨中的溶劑、有機顏料、染料在包裝上的遷移對食品、藥品的污染,印刷紙張中過度添加的熒光增白劑對人體的傷害。配合觸目驚心的圖片、驚心動魄的數據、紀實的新聞報道等對學生進行綠色教育。在教授高分子酶時,可以介紹高分子酶在生物油墨制備及廢紙脫墨中的應用,如酶法脫墨不僅脫墨效果顯著,且能降低化學藥品用量,減輕廢水處理負荷。

 

通過這些教學,不僅可以使教學過程更加生動有趣,更能使學生視野開闊,在潛移默化中受到綠色化學教育,增強綠色化學觀念和意識,加深對印刷專業的了解,提起學習興趣和積極性,啟發他們自己去思考人類生活中的綠色化學的重要性。

 

2.印刷專業理論課教學中綠色化學的滲透。在印刷專業理論課教學中綠色化學的滲透,具體地說,就是針對印刷工業的發展前沿和學生未來的職業需要,整合印刷工程專業知識結構,每節課花費幾分鐘的教學時間,將涉及有關綠色化學方面的知識及時地、適當地穿插在教學中,這樣在課堂教學中占時不多,而學生又能收獲頗多。印刷工程專業課程涉及了印前設計、印刷工藝、印后加工等印刷各個環節及印刷材料、印刷設備的內容,在這些課程教學中,可以充分利用教材中的綠色化學相關知識,結合具體的教學大綱及任務,將綠色化學知識“適時、適度、適量”地滲透于課堂教學中。

 

在印前設計環節,教授學生合理拼版技巧,滿足印刷機的最大印刷面積和合理紙開的同時,還能提高工效,減少時間、機械損耗以及紙張開切損耗的浪費。合理選擇印刷用紙、油墨等印刷耗材,如選用環保、印刷質量好、可反復清洗、經久耐用的可清洗紙質,常用的有合成紙和石頭紙。也可使用本色紙,本色紙以秸稈為原料抄造而成,不消耗林木資源,更可避免由于秸稈焚燒、堆放造成的環境污染,不經漂白,安全健康,且所印刷刊物長時間閱讀不易造成視覺疲勞[4]。

 

在印刷環節,教學中滲透能源節約、環境保護的思想,如講授計算機直接制版系統(CTP)、數字化工作流程軟件、中央集中供墨系統、油墨預置技術等對節能的貢獻以及采取單張紙印刷機的噴粉收集裝置、印刷設備廢氣收集裝置對環保的影響[5]。普及正確的印刷設備操作及維修方法,把環保理念細化到每一個印刷操作細節上。

 

印后加工環節,教學生分析不同的材料特性,正確選擇后加工材料,如膠裝、覆合使用的膠水需不含有苯、酮、醛等對人體有害物質,在使用過程中不產生氧化、分解沉淀物及揮發性煙霧,且能在短時間內快速熔解具備膠粘特性,節省電能。新型材料水性上光油和UV上光油不含溶劑,不會危害人體,目前已在標簽、食品、藥品包裝袋等產品的包裝上得到廣泛應用。另外,合理選擇低碳、節能、減排的印后加工方式,如印后上光和覆膜一樣,也可以保護印刷品表面,提高印品表面光澤度,但是選擇上光,從工藝上來講比覆膜要簡單,從成本上來講也更合算。

 

3.用綠色化學思想設計、改進印刷實踐教學。印刷工程專業作為我校的國家級特色專業,加強課堂基礎理論教學的同時,非常重視實踐教學環節,注重培養學生的實踐訓練,開設的課程中《印刷化學》、《印刷材料與適性》、《印刷信息記錄材料》及《印刷原理與工藝》等都有涉及到了實驗課的教學。實驗教學和綠色化學的聯系最緊密、最直接,可以直觀地體現節約資源和防止污染這一綠色化學的根本目的,是培養學生綠色化學觀的一條非常重要的途徑。為了更好地對學生進行綠色化學教育,有必要對相關實踐課程教學進行創新性的改革。

 

首先,在保證教學效果的前提下,教師要強化綠色化學教育意識,大力推廣微型實驗。微型化學實驗是以盡可能少的試劑來獲取所需化學信息的實驗原理和技術,使用無毒或毒性小的試劑替代毒性大的試劑,節約水、能源、紙張、油墨及其他實驗耗材。微型實驗既可節約原料的消耗又可減少實驗時間,減少污染,是推廣綠色化學的重要實踐,且體現了綠色化學的理念[7]。如在油墨的適性和油墨配色等實驗中,采用幅面小的微型印刷適性儀,實驗紙張、油墨、洗版溶劑的取用量都可以減小,同時又可減少實驗廢水的產生,減少對實驗環境的污染。

 

其次,要結合印刷專業特點,增設與專業內容及環境保護密切相關的實驗內容,在實驗原理、實驗過程設計中滲入綠色化學的基本觀念,達到激發學生創新思維、引導學生樹立綠色化學思想觀念、增強學生對環保的感性認識,如在印刷材料與適性實驗中產生的油墨廢液和廢紙等可以積攢下來,用于帶領學生做一些課題實驗研究,如“印刷油墨廢水的處理”、“印刷廢紙脫墨”以及“再生紙的制備”等。在本科畢業設計中,帶領學生做一些課題,如“環保大豆油墨的制備及適性研究”、“天然色素可食性油墨的制備”等。

 

再次,可通過采用多媒體技術仿真實驗,對印刷實驗原理、印刷設備結構、故障產生及解決進行仿真。印刷工程專業大多是上機操作實驗,隨著印刷機的飛速運轉,不可避免地存在著大量紙張、油墨、潤版液、印版等實驗材料的消耗,廢液、廢氣的排放,噪聲的污染及人身安全問題,不僅給師生身體健康帶來極大的危害,且對環境造成較大的破壞。同時難聞的氣味、轟鳴的噪音可能會導致學生反感,失去實驗興趣,不能達到有效的實驗教學目的。利用印刷模擬系統進行印刷實驗課教學將是一個不錯的多媒體仿真實驗的選擇,它是一種印刷故障學習系統,它不僅呈現在學習者面前一臺虛擬的印刷機,印刷機的細部及操作面板與印刷機幾乎一致,學習者可以了解印刷機的各部位結構。同時印刷故障的影響因素繁多,也造就了印刷故障具有多樣性和復雜性的特點,學生難以在短時間內掌握對眾多印刷故障的識別、診斷和解決能力,而印刷模擬系統能夠模擬不同機型和印刷材料(包括薄膜、箔、紙張、印版以及水性或溶劑油墨)存在的數百種多樣而復雜的印刷問題,印刷模擬系統的應用使得學生在脫離真實印刷機的情況下,可以根據虛擬印刷品學習快速判斷印刷故障的類型、產生的原因和有效的解決方法。在模擬系統操作過程中,學生可以身臨其境,猶如操作真正的印刷機,且不存在印刷材料的損耗、廢氣廢液的產生及噪聲的污染[8]。模擬實驗雖然在操作上不能代替實際的上機操作而存在缺點,但其成功率高,無污染、安全可靠,趣味性強,不失為常規上機實驗的有益的補充,不僅能夠彌補理論教學中的疏漏,還可以增強學生對非常見問題的認識,從而提高教學質量,增進學習興趣,同時又使那些耗材昂貴、污染環境、危害人身安全的實驗變成了綠色化實驗,從而實現了“零污染”和“零排放”。

 

4.開展形式多樣的綠色化學課外活動。全面實施綠色化學教育,樹立學生的環保觀念,可以在學生中開展形式多樣的綠色化學課外教育活動。如組織學生學習環境保護法規、參加綠色化學及環境保護治理方面的講座。組織學生制作環保網站、環保微電影、環保海報等,通過社會調查寫調查報告或環保論文,并進行比賽評優。還可利用節假日組織學生參觀一些造紙、油墨、印刷廠等印刷相關企業,讓學生發現問題、分析問題,在潛移默化中增強環保的意識和責任感,形成低碳生活的理念,提高自身的基本素質。

 

四、結語

 

為了實現印刷行業的可持續發展,教師要在印刷專業的課堂教學、實踐教學、課外活動等多方面,向學生滲透綠色化學的思想,傳授綠色化學知識,讓印刷專業的學生了解綠色化學,接受綠色化學,利用綠色化學知識為印刷生產服務,這樣,不但能向社會輸送更多高素質、高能力人才,也可為印刷行業的發展做出應有的貢獻。

第4篇

這里僅就高中化學課程的任務、課程設置和課程內容的改革,以及教材編寫等問題提出初步的構想,以與同行們繼續深入研討。

一、高中化學課程的任務 沒有一成不變的課程任務,高中化學課程的任務也不例外。隨著社會的進步,科學技術的發展,一些教育觀念和價值觀念會相應地發生改變,這就需要我們不失時機地調整高中化學課程的任務,以體現時代的特點和適應時代的需要。

確定高中化學課程的任務,應該綜合考慮社會對高中畢業生的需求,學科的發展和學生自身的發展。從社會對高中畢業生的需求來看,要求高中學生能有較廣泛的適應面,既能為各行各業輸送合格的就業人員,又能為高一級學校輸送優秀的人才。也就是說,社會對高中畢業生的需求具有多重性。

但近幾十年來,化學的發展非常快,以致有不少化學家認為,化學將是21世紀的中心學科。化學與人類、社會、科學、技術等的聯系越來越緊密,與相關學科如環境科學、材料科學、能源科學、生命科學等的相互滲透也越來越強烈,化學應用于現代科學技術的研究正越來越深入,信息和資料也越來越多,每天都有大量的物質被發現或從實驗室里研制出來。化學在社會生活中的重要性正日益顯示出來,很難想象,一個對化學缺乏起碼認識的人,能適應現代社會的生活。再從學生自身的發展來看,高中生的年齡一般為16-18歲,他們已初步形成了自己的興趣、愛好和特長,已具有一定的概括能力,能開始辯證地思考一些化學問題,并能在一定程度上以理論作指導來分類學習一些化學知識。但對于這一年齡段剛升入高中學習的學生來講,大部分人抽象思維困難,學得較死,常常局限于就事論事,不大會靈活應用所學的知識。在學習方法上,則往往更多地習慣于死記硬背,缺少對知識的理解記憶和獨立思考。在動手能力方面則更差些。

上述諸種因素決定了高中化學課程的任務已不再是單純地傳授知識或培養少數未來的化學家,而主要是提高學生的化學素養和發展學生的個性特長,為學生將來參加社會主義建設和進一步學習打好基矗具體地講,有以下幾個方面:

(一)傳授知識。在義務教育初中化學的基礎上,使學生進一步學習一些化學基本概念和原理以及元素化合物的基礎知識,學習一些化學實驗和化學計算的基本技能,初步認識化學與人類、社會、科學、技術等的密切聯系以及化學的重要應用。

(二)發展能力。培養和發展學生的能力,尤其是獨立獲取知識的能力、分析和解決問題的能力以及創新精神,使學生能較自覺地關心與現代社會生活有關的化學問題,如環境、能源、材料、衛生、健康等,并能運用化學知識解釋或解決一些簡單的化學問題。

(三)激發學生學習化學的興趣,培養他們的科學態度和科學方法。

(四)結合化學學科的特點,對學生進行辯證唯物主義和愛國主義教育,培養學生的社會責任感以及刻苦、頑強、團結合作等優良品德。

第5篇

關鍵詞:化學與社會發展 復習教學 科學素養 能力

“化學與社會發展”已經成為中考中的熱門考題。所以對于這部分內容在教學中不能輕視,要認真對待,仔細研究。

一、化學與社會發展主題的地位及作用

加強化學與社會發展主題的教學,對于增強化學教育的實踐性,體現STS的理念,培養學生對自然、社會的責任感和正確的價值觀,提高公民的化學科學素養,都是極其重要的。化學與社會發展主題的內容綜合性強,與生物、物理、地理、醫學等都有聯系。學習化學與社會發展主題的內容,能幫助學生加深、拓展對化學知識的理解,有利于各學科知識的相互滲透和聯系,能幫助學生綜合運用知識分析和解決問題,有助于學生全面認識物質的性質及其對人類和社會的影響,既看到它們對人類社會發展的重要作用,也看到處理、使用不當時會給人類社會帶來一系列危害,幫助學生形成學習科學、應用科學,為人類社會驅害謀利的意識,還能幫助學生了解化學科學的發展前景,認識化學在解決人類社會面臨的問題上所發揮的重大作用,可以進一步激發學生學好化學的積極性。

二、化學與社會發展主題的主要內容及考查特點

隨著素質教育的不斷深入,在各地中考中,有關化學與社會主題的題目正在逐年增多。化學與社會主題的考查內容主要有:化學與生活、化學與環境、化學與材料、化學與能源。

化學與社會發展主題的題目從過去考查基礎知識的記憶轉向于從化學的角度全面分析理解科學的發展,新技術的運用,新科技成果,新材料的開發,社會生產、生活中的熱點問題,重大問題,科研和環保檢測,更多地關注化學與人體的健康和安全,用標新立異的試題考查取代單純的知識與技能的試題考查。

主要體現在以下三個方面:

1.涉及日常生活、社會熱點、科技成果、環保等諸多方面的內容明顯增多,它能夠有效地引導考生關愛生活、關注社會,體現時代性,在解答相關問題的過程中,一種社會責任感、倫理觀念、情感體驗、學習的價值在影響著學生。

2.將化學與社會發展主題相關的知識和技能放在生動化的社會生活情景中,以圖文并茂的試題形式來考查學生的綜合分析問題的能力。

3.體現“化學與社會發展”的相關背景材料為載體設計試題,注意考查學生化學信息的遷移能力,注意開發“化學與社會發展”的探究性、開放性,突出材料的評價功能。

三、化學與社會發展主題的復習策略與方法

結合新課程標準的內容和要求,我們應該做好以下三方面:

1.重視化學與社會發展主題的基礎知識的積累

讓學生認識化學是一門與生活、生產密切聯系的學科,平時就要養成勤于觀察、關注學科最新發展動向的好習慣,并且要善于積累化學與社會生活方面的知識,以基礎知識作為一種載體,培養學生應用化學知識解決社會生產生活中的各種各樣的化學問題,提高學生的化學科學素養。

2.落實化學與社會發展主題的知識應用目標

關注自然和社會,學會從化學的角度去認識科學、技術、社會和生活方面的有關問題,了解化學制品對于人體健康的影響,懂得運用化學知識和方法去治理環境污染源,合理開發和利用化學資源和能源,使自己獲得的化學知識和技能的過程也成為理解化學、進行科學研究、聯系社會生活實際和形成科學價值觀的過程。

3.落實化學與社會發展主題復習的情景設計和活動設計

使學生能利用簡單的實驗、收集的資料、報刊、電影電視的有關內容進行有效的復習。化學與社會發展主題試題的開放性具有考查學生發散性思維的作用,這種結論的不確定性、過程的探究性、創設情景的模擬性,主要考查學生在接受教育的過程中是否注意自主學習能力的培養、創新能力的培養和實踐能力的培養。這要求培養學生堅實的基本功,同時還必須具備靈活的應變能力和廣闊的知識面,平時的教學中要注意培養學生多觀察、多聯系實際進行思考問題。

四、化學與社會發展型試題的解題要領

化學與社會發展型試題的一些背景素材取材于課外,而且要求有比較強的獲取知識的能力和分析解決問題的能力,但解答所需要的知識仍然是中學化學的基本知識與技能,因此,要解答這類試題的要領主要有:

1.明確試題特點,克服畏懼,樹立解題信心。

2.研究試題呈現的新情境,準確獲取與解題有關的化學信息,并將信息與已有的化學知識相整合,形成新的知識系統,并遷移到問題解答之中。

社會的發展產生了化學,化學的發展使世界更加絢麗多彩,讓學生把化學的學習融入個人的生活、社會的發展,讓我們教師在教學中能使學生體會到處處有化學,時時關注社會發展中的化學問題,使學生充分體驗化學與社會發展的親密關系,激發學生把學習化學的興趣轉化為學習化學的強大動力,從而促進學生學習方式由“要我學”轉變為“我要學,我會學”,在化學與社會發展的教學中形成創新精神和提高解決實際問題的能力。

第6篇

關鍵詞:軍隊院校 大學化學 教學內容改革

軍隊院校是培養軍事人才的主陣地,軍事人才個體素質要求的變化和軍事人才隊伍結構的調整,直接推動軍隊院校教育進行相應的變革和轉型[1]。大學化學是軍隊院校重要的通識教育公共基礎課程,是培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的高級科技人才所必須的,是培養21世紀全面發展的軍事人才知識結構和能力的重要組成部分。為了我校一三旅初級指揮學員的培養,更好地讓他們適應軍隊現代化建設的需要,有必要進一步明確大學化學的定位和發展方向,對學員進行與化學相關知識的教育,努力培養具有實際任職能力的合格軍事人才。

1、大學化學的傳統教學內容

對于傳統大學化學的教學,我們的著重點是化學基礎知識、基本概念和基礎理論,即讓學員在中學化學的基礎上,對化學反應的基本規律、變化過程中的能量關系以及物質組成、結構與性能的關系等有一個比較全面的認識;對化學實驗基本方法做進一步訓練,為學習新理論、新技術和相關的科學研究奠定必要的化學基礎;使學員適當了解當前化學學科發展的特點及與其他學科的聯系、交叉和滲透,進一步了解化學對科技發展和社會進步的影響,從而使學員在部隊及日常生活中能夠運用化學的觀點和所學的化學知識分析問題和解決問題。

2、大學化學教學內容改革的方向

2.1 對學員進行軍事化學教育

現在生活離不開化學,現在軍事更離不開化學。化學知識在戰爭中的應用日益重要,兩次世界大戰、海灣戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等等,無一不牽動著愛好和平的人民的神經,特別是作為軍校學員,將來會擔當起保家衛國的重任,學員們也時刻關注著風云變幻的國際形勢,對學員進行化學與軍事相關知識的教育,使學員自覺地主動地為祖國的振興、民族的繁榮而努力學習化學知識顯得尤為重要。而在傳統的大學化學教學中存在著軍事特色不突出的問題,有必要對其進行改革。

就目前而言,我們所選用的教材涉及到軍事化學的內容很少,因此,作為大學化學教員,就應該不斷的更新觀念,關注軍事化學研究的發展,充實和完善自己的知識結構。教員聯系周期表,可重點闡述一些與軍事有關的典型物質的性質及應用。例如:稀土元素。在軍事方面,稀土有工業“黃金”之稱,由于其具有優良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料,比如大幅度提高用于制造坦克、導彈的鋼材、鋁合金、鈦合金的戰術性能等。稀土科技一旦用于軍事,必然帶來軍事科技的躍升。教員還可以采取講座的形式,介紹化學基本原理在軍事高科技中的應用,讓學員了解軍事戰爭中應用到的化學知識及所產生的危害,內容可包括軍用核技術、偽裝隱身技術、生化武器等等。

2.2 對學員進行綠色化學教育

綠色化學是20世紀90年代初產生的新概念,它代表了人類社會可持續發展的一種長遠利益,是化學發展的更高層次,是化學未來發展的方向。化學在人類的發展中發揮了巨大的作用,制造出了塑料、新藥品、紡織品等數千萬種醫藥和化工產品,但同時卻產生了大量的副產品——工業三廢。因此,要想享受化學給我們帶來的方便而減少化學帶來的危害就要提倡綠色化學,化學教員就承擔起了對學員進行綠色化學的普及和宣傳的任務。

教員可以聯系生活中的實例介紹綠色化學的相關知識,比如,我國每年食物中毒人數約為2~4萬人,并且估計這個數字尚不到實際發生數的1/10[2]。其原因就是農藥殘留等,如果選擇對人無毒或無殘留農藥,這些問題就迎刃而解了,這就是與我們息息相關的食品安全問題中包含的綠色化學。教員還可以在課堂上設計一些生活中與綠色化學有關的問題:為什么要使用無鉛汽油?為什么要限制含硫量高的煤的使用?通過這樣的教學方式作為教學改革的一種嘗試,可使學員在潛移默化中接受綠色化學教育,使綠色化學的思想融合于大學化學教學中,這樣也有助于提高學員學習化學的興趣。

2.3 對學員進行計算機化學教育

今天,以計算機及其網絡深入到社會各個層面為標志的數字化新世紀已經到來,這也將使傳統化學發生深刻的變化。數字化新世紀的化學不僅要靠“濕”實驗室來發展,同時也要依賴于“干”實驗室來輔助和補充。所謂“濕”實驗室就是傳統意義上的化學實驗室,“干”化學實驗室則是指數字化虛擬仿真化學實驗室。“干”、“濕”相結合才能更高效地孕育出新的化學實體,才能大大提高化學非凡的創造力。

虛擬仿真化學實驗室集成了多種關鍵軟件,融合了計算機技術、化學及其相關學科的最新理論成就。通過使用虛擬仿真實驗室,不但可以突破傳統單一化的實驗教學模式,提高學員的理解和記憶能力,還可以保證學員實驗的可重復化、實驗的安全化,實現實驗的綠色化,更好地完成教學任務[3-4]。軍隊建設正處于以信息化為標志的新的發展時期,使用以計算機為支撐的虛擬仿真實驗室來推進大學化學的教學改革,必將成為改革的一個亮點。

3、結語

通過對學員進行軍事化學、綠色化學以及計算機化學教育,既優化了大學化學的知識結構,拓寬了專業面,又在不增加學員負擔、不讓學員窮于應付的前提下,逐漸改變學員被動式學習的習慣,增強了自主學習意識,為培養基礎扎實、知識面寬、任職能力強的合格軍事人才奠定了堅實的基礎。

參考文獻

[1] 張寶書.關于推進軍隊院校教育轉型的若干思考.中國軍事科學,2004,17(5):56-64.

[2] 張春燕.綠色化學教育在大學化學教育中的作用[J].柳州師專學報,2006,21(1):90-92.

第7篇

關鍵詞:無機合成 硬化學 軟化學

合成化學的發展是推動化學學科及其相關學科發展的主要動力,其中無機合成的發展方向是進行特定結構和性質的無機材料定向設計和合成。隨著科學技術的日益發展和科技條件的提高,人們提出了兩種制備無機材料的方法,即硬化學方法和軟化學方法[1-2]。

硬化學方法一般指那些要在超高溫或超低溫、超真空、強射線輻射、失重等極端條件下進行的化學合成。在這些極端條件下,可以形成許多種在一般條件下無法得到的新化合物及新物相與物態。例如,在模擬宇宙空間的無重力、高真空的情況下,可能合成出沒有位錯的高純度晶體;在超高壓下,許多物質的內外層電子軌道的距離均會發生變化,從而使元素的穩定價態發生質的飛躍。隨著現代科學技術的發展,憑借已有的和將有的能力集中力量進行極端條件下的無機化學合成研究,將會在新材料、新知識、新設備和新工藝等方面獲得重大進展。

硬化學方法主要包括:失重合成、超高溫高壓合成、等離子體合成、自蔓延高溫合成、固體火焰燃燒反應以及一些爆炸反應等。在硬化學法提供的諸多材料制備技術中,等離子體合成法是目前研究最多的一種。等離子體可分為冷等離子體和熱等離子體。冷等離子體中氣體溫度低而電子溫度高,主要用于那些反應吸熱大、產物高溫不穩定的化合物,如NH3-H3N、H2N-NH2的合成。在熱等離子體中,由于達到了局部熱力學平衡狀態,而且溫度很高,復雜分子一般無法存在,大都離解成原子和離子,因此特別適用于粉末冶金、金屬精煉和特種高溫材料的合成,也適用于大的吸熱反應。例如等離子體合NO2,比傳統方法利用天然氣先合成NH3,再合成NO2的方法簡單的多[3];美國Las Alamos國家實驗室成功的合成了Si3N4、SiC、B4C等超純超細無機粉末,主要依賴于一種等離子體系統,其可以合成超純、超細材料的射頻。隨著科技的發展,越來越多的硬化學方法被開發出來,并應用到實際生產中,如離子束合成、濺射合成等。

硬化學合成方法的特點是高溫、高真空、高壓、高能和高制備成本,依賴于“硬環境”的硬化學方法所獲得的材料必須是在熱力學平衡態的,同時還需要有高精尖的設備和巨大的資金投入。

軟化學是近年來在的新材料研究中形成的一種全新的制備思路,是指在較溫和條件下實現的緩慢地化學反應過程。軟化學是在較低溫度的“軟環境”中進行,可以得到多種具有“介穩”結構的材料體系,這樣,便有可能實現不同類型組分(如有機物-無機物、生物體-無機物、金屬-玻璃、陶瓷-金屬)在同一材料體系中的結合,也有可能發現一些用硬化學反應難以獲得的低焙、低嫡或低對稱性的新材料,尤其是一些具有特殊結構或形態低維、雜化和復合材料體系,因此軟化學方法更有應用潛力。

軟化學方法可以說是一種新型材料設計與合成的概念,在這種思路下產生了一系列新型材料的制備技術,開辟出了具有環境友好、節能、經濟、高效的工藝路線,與“綠色化學”的核心思想一脈相承。軟化學對其化學反應機制、路徑、過程的易于控制,為了達到裁剪其物理性質的目的,我們可根據通過控制軟化學反應過程的條件,對產物的結構和組分進行設計。軟化學合成正在將新材料制備的前沿技術從高溫、高真空、高壓、高能和高制備成本的硬化學方法中解放出來,進入一個更廣闊的空間。軟化學提供的方法考驗的則是人的技能、智力、學識和改造力,因而可以說軟化學是一個具有智力密集型特點的研究領域。

軟化學合成法所需設備比較簡單,反應步驟也可以較容易地控制,制備成本低廉。軟化學方法主要包括:溶膠-凝膠過程、插入反應、離子交換過程、水熱法、前驅體法、共沉淀法、溶體(助熔劑)法、初產物法、拓撲化學過程及一些電化學過程等。溶膠-凝膠法是目前軟化學中最常見的合成方法,其與傳統固體材料制備方法的區別在于:溶膠-凝膠反應過程中,由分子級均勻混合的無結構的前驅體,經一系列的結構化過程,形成具有高度微結構控制和幾何形狀控制的材料[4]。溶膠-凝膠過程通常包含了如水解、聚合、干燥、致密化等多個物理化學步驟,從而實現反應溶液過渡到固體材料的階段。目前,工業制備陶瓷、玻璃及相關復合材料的薄膜、塊體和微粉等已經廣泛采用溶膠-凝膠過程。田秀淑等[5]分別以無機鹽和有機醇鹽為先導化合物,對溶膠-凝膠法制備Al2O3-SiO2-ZrO2復合膜的成膜工藝進行詳細的研究。隨著納米復合材料的發展,軟化學合成技術在功能材料的制備方面發揮重要作用,比如納米催化劑、納米磁性材料、納米氣敏材料、納米光學材料等[6]。

硬化學和軟化學合成方法都是化合物和材料合成的熱點研究領域,不同方法制出的材料,其性能并不完全一樣,有時性能甚至相差很大,新的制備方法經常可以開拓材料的新性能。硬化學和軟化學作為無機合成化學的兩種思路,共同為材料合成提供技術支持。

參考文獻

[1]馮守華,徐如人.無機合成與制備化學研究進展[J].化學進展,2010,12(4):445-457.

[2]周益明,忻新泉.我國固體無機化學的研究進展[J].化學通報,2010,(11):1-6.

[3]徐如人,龐文琴,霍啟升.無機合成與制備化學[M].北京:高等教育出版社,2009.

[4]黃劍鋒.溶膠-凝膠原理與技術[M].北京:化學工業出版社,2009.

第8篇

關鍵詞:結構化學;課程特點;學習興趣;教學

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)20-0118-03

結構化學是在原子、分子的水平上研究原子、分子和晶體結構的運動規律以及物質微觀結構與其性能關系的科學[1-4]。著名化學家L.Pauling說過“當任何一種物體,當它的性質和物體的結構聯系起來時,那么這樣一種性質最容易最清楚地被理解”,理論化學家R.Hoffmann也曾說過“化學理論最重要的作用是提供一種思維機制,以總結更新知識”。從中可見結構化學地位的重要性。該課程涉及的知識面廣,內容相對抽象,要求學生具有較多的數理知識和豐富的空間思維能力,同時還要努力擺脫宏觀現象的傳統概念的束縛。大部分學生始終把學習結構化學當成一種負擔,學習起來感覺很枯燥,一知半解,似懂非懂,難以進入狀態。因此,本人根據結構化學課程的特點和學生在學習過程中存在的主要問題以及如何培養學生的學習興趣三方面進行了積極的思考和有益的探索。

一、結構化學課程的特點

在高等師范院校中,結構化學課程通常開設在第三學年,是在學生修完高等數學、大學物理、無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等課程基礎上開設的。該課程主要包括三種理論(量子理論、化學鍵理論和點陣理論),三種結構(原子結構、分子結構和點陣結構),三個基礎(量子力學基礎、對稱性基礎和晶體學基礎),這也是學生學習結構化學時所要掌握的主要內容及學習方法[2]。

結構化學是學生本科階段初次接觸的理論課程,它是一門以量子力學為基礎,從微觀的角度來研究物質結構的學科,具有概念多,內容抽象,系統性、理論性較強等特點。另外,結構化學與數學、物理等學科互為交叉,所以要求學生具有嚴密的邏輯思維和扎實的數學、物理學等基礎知識。其次,化學是一門以實驗為基礎的自然科學,但是其研究的微觀結構狀態很難在宏觀的實驗中觀察出來,所以還要求學生具有較強的空間思維能力。因此,結構化學比較深奧、難學、難懂,往往被大多數學生認為是最難學的課程之一。

二、學生學習結構化學過程中存在的主要問題

1.從心理上害怕結構化學。結構化學所涉及的基本概念及理論高度抽象,一方面,有些老師在上第一節課時會告訴學生結構化學這門課程很重要,也很難學,許多同學都因不及格而重修;另一方面,學生還沒開始正式學習,就從高年級學生那里得知結構化學難學,不及格率較高。因此,從心理上學生對學習結構化學產生一種畏懼和抵觸心理。

2.學生學習結構化學存在誤區。很多學生對結構化學的學習內容沒有充分認識,認為研究生入學資格考試不考結構化學,學習結構化學根本沒用,只是為了應付考試。實際上這是一種誤區,部分高校(如南開大學)物理化學專業碩士學位研究生的入學考試就包含結構化學。而且結構化學也非常有用,可以了解化學反應的本質,可以合成滿足人類一定需要的新物質,也是學習高等化學的基礎等。

3.學生數理知識薄弱。結構化學內容涉及面廣,如需具備高等數學、無機化學、有機化學、物理化學及量子力學等知識,學習化學的學生數理知識普遍較差,對于結構化學中大量的數學推導過程感覺很費力,致使學生對該課程產生排斥心理。

4.缺乏微觀分析能力。量子力學是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科,它主要研究原子、分子、凝聚態物質,以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論,它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎[5]。結構化學以量子力學為理論基礎,使人們對物質世界的認識從宏觀層次進入了微觀層次。而量子力學獨立于經典物理學,自成一套理論體系,內容抽象,脫離生活實際,邏輯性強,抽象思維程度高,學生易受宏觀思維定式束縛。

5.理論與實踐脫節。結構化學是重要的基礎科學之一,是一門以實驗為基礎的學科,在與物理學、生物學、天文學等學科的相互滲透中,得到了迅速的發展,也推動了其他學科和技術的發展。但是,在學習這門課程的同時,多數學生只在乎教程中的理論知識,從而忽略了思考與其他學科的相互關聯。另外,大多數學生學習結構化學缺乏實踐,把學習它當成了一項應付考試的任務,這與學習這門課的宗旨背道而馳。

6.學生之間缺乏交流。結構化學以數學邏輯推導為基礎,物理模型抽象難懂,學生學習方式單一、被動。學生的學習方式主要體現個體性,教師與學生之間,學生與學生之間經常處于一種緊張甚至對立的狀態,課堂上很少看見人際間的交流、觀點的交鋒和智慧的碰撞,學生的學習始終處于被動應付狀態。學生缺少自主探索、合作交流、獨立獲取知識的機會,很少有機會表達自己的理解和意見。

三、激發學生學習結構化學的興趣

根據結構化學課程的上述特點及學生學習過程中存在的主要問題,培養學生學習興趣是提高結構化學教學質量的前提和關鍵。愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”學生只有有了學習興趣,才會積極配合教師的教學,教師才能夠更新教學理念,提高課程教學效果。下面筆者結合兩年來在結構化學教學實踐中的親身體會,介紹在結構化學課程教學中如何激發學生的學習興趣。

1.明確學習結構化學的目的與意義。結構化學包括很多有用的基本概念和許多重要的規律和原理。教師要讓學生了解通過結構化學的學習可以學到扎實的基礎知識和和理論知識,可為后續專門化課程的學習做好必要的理論基礎。同時也讓學生知道通過結構化學的學習可以了解化學反應的機理,例如,NO分子分解為N2和O2時在熱力學上是可以自發進行的,但此反應是動力學禁阻的,只有用結構化學中的前線軌道理論才能夠容易證明這一點。另外,通過結構化學知識的學習,人們很容易合成出新物質(如新材料、新藥的合成),其結構測定與分子的設計過程必須具有扎實的結構化學知識。還有結構化學的發展對化學學科的發展也有重大的推動作用(化學界化學的兩次革命性飛躍)等。

2.介紹科學奇聞趣事,陶冶學生情操。結構化學教學內容理論性較強,若在課堂教學中引入科學大師的物理學史教育,有助于激發學生的學習熱情。例如,在介紹薛定諤方程時,可以向大家介紹薛定諤的奮斗歷程,薛定諤被稱為量子物理學之父,23歲時獲得奧地利維也納大學哲學博士學位,1926年建立波動力學(39歲),1933年獲得諾貝爾物理學獎(46歲),同時告訴學生薛定諤不僅僅數學物理好,而且他的文學功底也非常好,于1944年整理出版了一本著作《生命是什么》。這樣學生在了解相關知識背景的同時,開闊了視野,提高了思維能力,受到了科學態度、科學精神的熏陶,激發了其學習熱情。

3.充分利用多媒體輔助教學,提升課堂教學效果。多媒體輔助教學作為一種現代化的教學手段,可以把文本、音頻、視頻、圖像、圖表、動畫等多種媒體信息綜合為一體化并進行加工處理,為課堂教學提供了豐富、直觀、真實的語言材料,啟迪學生的思維,從而優化課堂結構,提高課堂教學效果。例如原子核外電子運動狀態、電子云的概念、雜化軌道理論、等徑圓球密堆積結構、離子晶體結構等都比較抽象,想象力較差的學生理解起來相對困難,若我們在計算機軟件中,用二維、三維動畫模擬顯示[6],將抽象、微觀的內容具體化、宏觀化,使學生能夠實現對物質微觀結構更好的理解。

4.把最新科研成果引入課堂,以科研促進教學,激發學生學習興趣。教師還可以精心創設一些引人入勝的實踐環節,增強教學內容的趣味性,使學生在學習過程中能夠感受到所學知識的實用性。教材內容往往有所落后,已不適應當今社會發展的需要,而社會生活和科學知識卻不斷地迅猛發展,及時給學生補充最新的信息,將新的科研動態、知識引入結構化學教學課堂,豐富課堂內容,將抽象生硬的知識點轉化為生動具體的科研案例進行解釋和說明,調動了學生的學習積極性,保證了教學質量,促進了我們教學理念的轉變,使課堂教學的面貌大為改觀。

5.不斷改進教學方法,吸引學生的學習興趣。教師可采用多種形式的教學方法,創造一個輕松愉快的學習氛圍,激發學生的學習興趣。教師教學語言要盡可能做到用詞準確,條理清晰,生動有趣,富有感染力,學生易于接受。另外教師可以采用討論式教學方法,這種方法主要運用習題范例和關鍵知識點的應用實例,或者是就某一個關鍵問題進行辯論,師生平等互動,活躍課堂氣氛,提高課堂教學效率。同時教師也可采用提問式課堂教學,引發學生好奇心,讓學生進行創造性的思維活動,不斷地激發他們的求知需求。再者,教師還可以精心創設一些引人入勝的教學情境,增強教學內容的趣味性,使學生在學習過程中能夠感受到其樂融融,從而達到“我要學”的最佳境地。

6.加強師生之間的情感交流,提高學生的學習熱情。課堂教學不僅是知識信息的交流過程,也是情感信息的交流過程。心理學家莫維爾說:“情感如同肥沃的土地,知識的種子就播種在土壤里。”可見積極的情感能調動學生的學習積極性,有利于優化課堂教學,改善課堂教學效果,提高學生的學習熱情。

四、小結

綜上所述,本文介紹了結構化學課程的特點、學生學習過程中存在的主要問題以及如何激發學生的學習興趣,那么如何將結構化學抽象、難以理解的知識形象化,如何運用各種合理的教學方法提高自己的教學水平,培養和激發學生的學習興趣,仍然是教師特別是青年教師需要長期思考的一個問題。

參考文獻:

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[5]曾謹言.量子力學教程(第2版)[M].北京:科學出版社,2003.

[6]宋國拓,蔡俊.淺議化學教改前景――計算機輔助教學的應用[J].西北民族學院學報.2000,21(3):23-25.

第9篇

關鍵詞:無機化學;元素化學;教學

無機化學是學生進入大學以來所接觸到的第一大類專業課,這就表明了無機化學在整個教學過程中的重要性,作為后續知識的基礎,這一部分的基礎知識必須要求學生掌握并學會運用,而無機化學中的元素化學又是在整個無機化學教學中的核心要點,正因為是核心要點,元素化學的知識系統十分繁雜,知識的散亂、繁多、涵蓋面廣等它本身自有的特點讓教學變的困難,學生無法理解和接受吸收。如何有效改變這種現狀,筆者從以下幾個方面展開了研究與探討。

1理論知識不可少

1.1基礎理論的掌握

其實化學科目的知識對于學生們來講已經是不陌生的一個范疇了,從初中的一些基本入門知識到高中的對于知識的一些升華,再到現在大學對于知識的打散再拼湊,這些過程對于學生的基礎知識的掌握都有著非常高的要求。如何系統化的掌握并消化運用從前的知識對于學習無機化學也是一門學問。到了大學所涉及的無機化學,其實它與元素化學之間的聯系并不是很緊密,但卻息息相關。因此,掌握必要的基礎知識對于學習后面的課程都有著很大的幫助。

1.2理論知識的歸納

無機化學是基礎,元素化學是核心。那么元素化學它本身的知識理論就沒有系統化的結構,所以想要在課堂上有規律、有節奏、有系統的講授本身就是一件很難的事情。元素化學基本上都是一些敘述性的材料,在課堂上整個就是講述——接受的過程,死板且難,很多學生聽著聽著就睡著了,趣味性的減少,難度的增加都是一些不可抗的因素。因此,教師在講授時,可以自己先歸納一部分進行簡單講解,注意結構與性質相聯系的教學方法,因為物質的結構決定了它的性質,依據它的結構來推之它的物理化學性質,又由性質去看結構,二者相互聯系,加深理解。上下冊知識的結合有助于學生們更好的記憶和理解,并有效的幫助他們梳理歸納總結一些特殊的規律和性質變化。

2創新創意效率高

2.1豐富教學教材

其實學生們在接受學習知識時,最直接和直觀接觸到的就是他們的教材,教材的排版、知識的涵蓋等都對他們的學習造成一定的影響。本身來講,無機化學和元素化學就很枯燥,理論知識很長很多很雜,所以說如果在原有教材做出一些合理的改變,對于教學和學生們自己自主學習都有幫助。例如,我們可以在課本上設計一些色彩鮮明地注釋講解或者說是穿插一些圖片什么的,提高學生們的閱讀興趣;再者,可以在教材上適當地添加一些思維導圖,串連一下這一部分的相關知識,再細致點的話,還可以標明頁碼方便同學們可以快速的找到;或者,可以在書本上用鮮艷的顏色將重點劃出,分成幾個板塊,重點、次重點、非重點等。或者可以分成規律性總結和了解記憶知識這兩大板塊,讓學生們更好的總結掌握。

2.2多媒體器材的使用

時代在日新月異的改變,課堂上也出現了許多先進的器材供我們教學使用,合理把握應用這些器材也可以事半功倍。多媒體可以通過圖畫、文字、聲音、視頻、動畫等一些在黑板上無法展現出來的功能更好地進行教學,因為它強大的功能性讓我們的教學內容更加的直觀、生動和形象,從而能激發出學生更多的學習興趣和積極性,提高課堂的互動性,而且多媒體的投入使用還可以讓老師們打破原有的教學方式,以一種更加新穎的方式進行上課教學,順應時代的潮流。元素化學課程側重于介紹各種各樣的元素和化合物的存在、制備、結構、性質及其變化規律,內容繁雜,但上課時間有限。這種情況就要求老師們既要在規定的課時內完成教學目標不打亂以后的課程安排,又要趕上現代化教學的步伐,同時保證和提高教學質量,這是對一個老師很大的考驗。所以說,這就需要老師們在課堂上將現代化的教學手段與傳統的教學方法相結合,盡可能多的使用多媒體這些圖文并茂的講解,將一些難以理解的元素化學緊密聯系的新原理、新技術、新材料以及相關化學史等以圖片、動漫、影視等形式展示給學生;將講解費力而又難以展開的內容制成動畫,以易于接受的形式展現給學生,比如通過三維動畫模擬顯示一些元素化合物的分子結構或晶體結構;對于缺乏實驗條件或比較復雜、難度較大、對身體有危害的化學反應,可以通過視頻材料及其他方式生動、逼真地模擬;另外,還可以組織學生觀看視頻,直觀地了解和掌握某些實驗儀器的結構和操作。

2.3新潮化的語言

如今的網絡流行語越來越多,學生們關注這些熱點也越來越頻繁,年齡的差距讓學生們平常不敢靠近老師,因此在課堂上也是莊嚴肅穆的氣氛,課堂的活躍度低,學生投入的激情就少,知識的傳授就更加的困難。所以,老師在課堂上適當地運用一些笑話或者是合適的健康的段子有利于增加活躍度和師生之間的互動性。師者,傳道授業解惑也。互動性的增加可以更好地處理解決一些學生平常不好意思問出口的問題或者是疑慮。而我們的元素化學課程不可能只通過一種教學方法來完成,教師可以適當優化教學方法,加強師生雙向互動,啟發學生的思維和求知的欲望,拉近彼此之間的距離。在課堂輕松的氛圍里大家的思維就會越活躍,可能會營造出一種暢所欲言的感覺,老師和學生走得更近了,一些新奇的點子、想法和一些困難的問題就在這樣不經意間的談話和討論中解決了。

3了解歷史聚精神

3.1化學史的穿插

學習一門學科其前提就是應該要了解它的歷史來源,但是我們在教學過程中往往總是忽略了這一部分的內容,但是其實每一種元素的發現或者是合成物的發現都是有來源的。適當在課堂上穿插一些關于他們的故事,說不定哪一些故事就進入到了學生的心里給了他們一些啟發,然后他們就能更好地理解掌握這一部分的內容。故事往往有著吸引力,講述的過程中不僅拉近了師生之間的距離,而且調動了學生的積極性,引起了他們的注意,提高了教材的趣味性。在這樣輕松的氛圍下,一方面打破了沉寂,另一方面還將哲學思想和一些理論知識講授給了他們。元素化學其實也和生活中的一些現象有著聯系,學生們在自己好奇心的驅使下就會更加的投入,從這些現象著手教學,不僅能讓他們認真聽課,還能讓他們發揮自己的主觀能動性,他們也會感受到這門課程的魅力。

3.2化學動態的追蹤

在興趣的驅使下,學生們就會慢慢的主動去關注化學方面的新聞動態,在看到越來越進步的新聞時,他們就會生出自豪感,自己慢慢的收集相關知識,把握實時動態,培養了他們獲取信息的能力。其實在目前的信息時代,化學學科已經獲得了突飛猛進的進展,無機化學在社會中也越來越發揮了重要的作用,其應用已經非常廣泛的運用到了新型材料的開發、環境保護、生命科學等領域,而且也多多少少的涉及到了一些新技術、新能源、新材料、新學科等方面。

4動手實踐相促進

任何一門學科都離不開動手實踐,理論掌握得再好也只能是紙上談兵,沒有實際的操作就相當是一張白紙。元素化學亦是如此,元素化學中的實驗是元素課程中的重要組成部分,不論是簡單的實驗還是復雜的的分離合成實驗都是考驗學生的基本操作。在實驗過程中,都可以讓學生自己感悟出實驗的不易,從而培養他們一絲不茍的態度,操作試驗或者是學習時抱著認真的態度,細致觀察的能力、分析解決問題的能力、開拓創新、求真務實的專研精神。因此,在元素化學的教學中,需要加強實踐環節以促進理論教學,使整個教學體系更加趨于科學合理。當學生們自主完成某一項實驗時,他們會獲得巨大的成就感,從而自主學習的興趣和潛能就更好地被激發了出來,在學習元素化學的過程中你不可能全程都是靠老師的講解,沒有自己私下的理解和探討是不可能完全理解和掌握串聯起來自己所學的知識,因此擁有自主學習的意識對于教學也是一項很重要的目的。

5結束語

通過無機化學的基本學習,掌握一些基本的理念知識,能夠認真的學會歸納總結,從而更好地來接受元素化學的知識,在對元素化學的教育上,懂得開拓創新、豐富視野、了解歷史發展、把握時代潮流、實踐理論相結合等這些特點和方法,會更好的促進無機化學中的元素化學的教學,使學生能夠全面的掌握知識結構,為進一步后續的學習做好準備。

參考文獻:

[1]朱賢東,張琴.無機化學中元素化學的教學研究與探討[J].廣東化工,2010,37(8):238-239.

第10篇

關鍵詞:組合化學;農藥合成;應用

Abstract: the science and technology is the first productive forces, this is the everlasting truth, this point in chemical production can also be reflected, it is precisely because the modern chemical development, especially the combinatorial chemistry of all-round development in the chemical and makes the fields are the benefits. This paper mainly discusses the development of combinatorial chemistry, and its application on pesticide synthesis and with all kinds of benefits.

Keywords: combinatorial chemistry; Synthetic pesticide; application

中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A 文章編號:

隨著科學技術的發展,尤其是現代化的化學工業的發展,我們的生活也隨之發生了天翻地覆的變化,幾乎在我們生活中的各個方面都得到了有力的體現,可見化學發展的積極作用之大。而由于化學這一工業所獨有的學科性質,使得其在生活領域的作用尤為巨大,因為我們的生活的各個方面不可避免的都會與化學產生這樣那樣的關系,其作用不言自明。而作為化學發展中的佼佼者,組合化學的發展更是給我們的生活帶來了極大的好處。

1組合化學

1.1組合化學簡介

組合化學是化學這一學科中最新興起的一門工藝技術和研究方向,它一經研究發現就凸顯出了它的巨大利益和研究可利用性。并且由于它和我們的生活息息相關,其成果可以應用到我們生活的各個方面,這一點更加大了人們對他的研究。組合化學是一門新興技術,它興起于上世紀八十年代,在近20年的發展中,它已引起生物學、醫學和化學等領域有關研究人員的廣泛重視,并已在醫藥研究中取得了成功經驗。早期人們利用組合化學合成多肽庫,從中篩選出了許多有活性的化合物,包括抗原決定簇、抗生素、酶抑制劑、受體的配體等。組合化學的產生被認為是合成領域的一次重大突破。它在研究觀念上打破了傳統的逐一合成、逐一純化、逐一篩選的模式。能多、快、高、省地合成大量結構各異的分子庫。并進行快速篩選,以尋找和優化先導化合物。因此,組合化學已成為目前化學界最活躍的研究領域之一。除應用于醫藥研究催化劑篩選無機功能材料等外,在農藥合成應用方面也有長足發展。這一點正是我們下文將要重點介紹的。組合化學的發展主要受益于固相有機合成的進步,其初期主要集中在肽和低聚核苷酸的合成上。早在1963年,Merrifield利用固相技術合成了多肽,為組合化學的發展奠定了基礎。八十年代中期,Geysen建立的多中心合成法,Houghton建立的茶葉袋法中首次引入了肽庫的概念。1991年Furka的混合-切分法的提出標志著組合化學的研究進入了一個嶄新的發展階段。近幾年來,伴隨著電腦的普及和自動化水平的提高,組合化學的發展速度更為迅速,現已推廣到小分子非肽化合物庫的合成,許多結構復雜的化合物庫已經被合成出來,大大加速了新材料的發現速度。

1.2組合化學的原理

我們接下來再來看下組合化學的合成原理是怎樣的,這樣既能讓我們對于組合化學有一個進一步的了解,并且還能夠使我們了解組合化學在農藥合成中具體是如何操作的。組合化學打破了傳統合成化學的觀念,不再以單個化合物為目標逐個地進行合成,而是選擇一系列結構、反應性能接近的構建模塊A1-An 與另一構建模塊B1-Bn 進行反應得到所有組合的混合物,這樣就可以一次性同步合成幾個幾十個甚至上萬個化合物形成了化合物庫(Compoundlibrary)。組合合成的特點就是用少數幾步反應可以得到數以萬計的化合物分子,它將化學合成、組合原理和計算機輔助設計有機結合起來,在短時間內,產生大批的分子多樣性群體,形成化合物庫,然后采用有效的手段對庫成分進行生物活性篩選,從而得到目標產物。

2組合化學在農藥合成中的應用

通過上面的介紹我們也知道了組合化學一個最大的特點就是可以產生新的材料和新的物質來供我們使用,這些新材料新物質一般對我們的生活具有重大意義。多年來,在農藥合成領域一直沿用傳統的合成方法,以單個化合物為目標,一步一步合成,最終獲得產物。這種方法耗時、費力,獲得新產品周期長,近年來,隨著組合化學的發展,人們把它引入到農藥合成領域,并取得了突破性進展,大大縮短了新農藥的開發周期,降低了成本。應用組合化學方法進行新農藥合成研究,首先要進行化合物庫的合成,之后要對庫成分進行生物活性篩選,找到具有生物活性的物質,并確定其結構。化合物庫的設計、合成往往是比較重要的一步。

一般說來,組合化學在農藥合成中的應用主要體現在三個方面,也就是說通過三種方式來進行,即固相合成法、液相合成法、帶載體的液相合成法。下面我們就來詳細看下這些方法的具體應用。

1)固相合成法是將反應物連接到不溶性的固相載體(solid-support)上的一種合成方法。這種方法是從Merrifield利用樹脂作為載體合成多肽的基礎上發展起來的。首先將一種反應物連接到帶有鏈接體的樹脂球載體上,然后再與另一反應物反應,生成連接在載體上的產物,最后經過濾、洗滌,使反應物與反應液分離,再經斷裂反應,得到所需化合物,這種方法不需要復雜的操作和提純步驟,所以固相合成能實現反應的自動化。目前常用的載體有合成樹脂、硅膠、玻璃和纖維素等,其中以樹脂使用較多。喻愛明等人用固相合成法合成了具有除草活性物質的先導化合物--氫化脲嘧啶,他們選擇Wang 樹脂作為載體,進行固相組合,合成構建氫化脲嘧啶化合物庫,丙烯酸酰氯與Wang樹脂作用,得到固載的丙烯酸酯,與伯胺經Micheal加成反應生成仲胺,隨后與異氰酸酯加成得到脲,在酸催化下從樹脂上解離的同時關環,從而得到氫化脲嘧啶,在此基礎上通過變化取代基組合合成了含9種氫化脲嘧啶的小化合物庫它們的結構經GC-MS 所證實。固相有機合成法是構建化合物庫的主要方法,但這種方法也有其局限性,如需要選擇合適的載體和連接基,有額外的連接載體和從載體上解離的反應步驟,需要有合適的檢測方法和分析方法等。

2)液相組合合成,顧名思義反應都在液相中進行,不需要額外的連接載體,與固相組合合成相比具有易于實現,減少了與載體連接和解離步驟等優點,但是產物純化困難,由于一般的小分子有機物的合成易于在液相中進行,故其應用范圍比較廣泛。李斌等人報道了在液相條件下,采用組合化學中的索引方法,用苯異氰酸酯與胺反應,設計并合成了一個含除草劑敵草隆和滅草隆的25個脲類化合物庫,用含異氰酸酯基團或胺基團的樹脂對產物進行了提純,并用HNMR 和LC-MS對各子庫進行了初步分析。此化合物庫分為10個子庫,用常規除草活性篩選方法對10個子庫進行除草活性篩選,依據子庫除草活性的順序重新發現了除草劑敵草隆和滅草隆,節省2.5倍的合成工作和篩選工作。組合化學方法也可用于研究物質的合成工藝,優化合成路線。對甲苯磺酸乳酸乙酯是合成芳氧苯氧丙酸類除草劑如喹禾靈、惡唑禾草靈等的重要中間體。李斌等人在液相條件下用組合化學方法研究了對甲苯磺酸乳酸乙酯的合成工藝。他們用平行組合合成方法一次進行15個反應,用氣相色譜對反應進行跟蹤分析,以考察溶劑、堿、反應時間對對甲苯磺酸乳酸乙酯合成收率的影響,發現極性溶劑對反應有利。內乙酰脲(hydantion)有抗驚厥、抗心率不齊和抗糖尿病的生物活性,其除草和殺菌活性也受到人們的注意。Hanessian等人報道了用液相和固相兩種方法進行內乙酰脲庫的合成,取得了滿意的結果。

3)帶載體的液相組合合成法,這種方法是在液相反應中引入載體,目的是為了提高純化效率。固相反應的突出優點是采用簡單的過濾手段就可能達到比較理想的純化效果,液相合成中產物雖不易純化,但有些反應更適合在液相中進行,尤其是一些小分子雜環化合物的合成。

參考文獻

第11篇

高中新課程標準即將在我省實施,高中化學教師將面臨前所未有的挑戰。如何適應新課程標準,筆者認為,首先要在理念及角色定位上發生變化,即要提高學生整體素質,要重視后進生的轉化工作。贊可夫就曾經說過:“教師最重要的任務之一,就是要堅持不懈地在全體學生包括差生的發展上下工夫。”學生在發展過程中,出現差異是正常的。但是,放棄一個后進生,對于一個家長來說,卻意味著失去了全部希望。因此,作為教師一定要樹立不放棄后進生的思想,而且要成為后進生的引導者。本人在多年的高中教學中體會到,在化學實驗知識、技能傳授中,能夠通過一些策略促進后進生的轉化。就此,筆者根據自己在教學中的經驗,粗淺的談幾點。

(1)分析造成高中化學方面后進生的因素。造成高中學生化學方面后進的因素有學習態度差、學習習慣差、思維能力差、缺乏科學的學習方法、學生化學基礎不好,需要彌補的知識點較多等。因此,在高中化學學習中,后進生遇到困難便產生畏難情緒,思想消沉,使大腦抑制,不能產生學習化學的興趣。教師在做每個后進生的轉化工作之前,都應當分析好了后進生的后進的原因,才能在化學實驗教學中做到有的放矢,進行有效的引導,并在此基礎上引發學生的求知欲。

(2)強化對后進生的有效引導,培養對化學的興趣。首先,在實驗中激發后進生的學習興趣,端正學習態度。化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗不僅是開發智力、培養能力和科學態度的重要途徑,而且也是激發學生學習興趣的重要手段。尤其是后進生,他們往往更喜歡化學實驗的直觀、有趣。教師要充分利用這個特點。要利用好這一點,教師要發自內心地關心后進生。我認為,在實驗中做到關心后進生的關鍵就是多給他們創造親自動手實驗的機會,幫助其樹立學習的信心和勇氣。例如,我在教材中講完了金屬鈉的性質后就提出:除了用小刀切鈉以外,有哪位學生能用其他的方法證明鈉是比較軟的、有金屬光澤的呢?然后,指定一些后進生上講臺來實驗。這時,上臺的后進生有的用細玻璃管來插、有的用濾紙包著擠壓、有的用木棍來敲等;又如,在講NaHCO3加熱分解的實驗時,我引導一些后進生課前認真預習,課堂上在老師的指導下,由他們親自給同學們去演示。這些實驗都很簡單,后進生們都能較好地完成。另外,每次他們完成后,都應及時地表揚這些學生,他們的好奇心很容易就激發起來了,在強烈好奇心的驅使下,他們能主動觀察、積極思考。這樣,后進生參與化學學習的意識也增強了,也就激發了他們學習化學的興趣。同時,學習化學的態度也就有了較大的增強。

其次,開展課外活動強化“雙基”提高后進生的化學興趣。后進生還有一個特點,就是好動。根據這一特點,為了發展他們的興趣并鞏固原有的知識點,可以組織一些專門針對后進生的化學課外活動。例如:① 小實驗。針對鞏固初中化學知識,進行空氣中氧氣含量的測定、會響的肥皂泡實驗、自制汽水、雨水PH測定等。② 小制作。簡易試紙的制作、巧用廢舊材料制作化學實驗代用品等。③做一些興趣實驗。如“白紙出畫”“魔棒點燈”“水中生火”等,把學生引進了奇妙的化學世界里,并使他們覺得化學的精彩和有趣。課外活動的開展,能激發后進生的非智力因素的發揮,使后進生逐步產生良好的學習習慣,有的學生甚至能產生了終身學習化學的愿望。

第三,強化化學實驗小組的合作,提升后進生的學習信心。在化學實驗教學過程中,教師要充分發揮學生的同伴互助的優勢,利用一些化學方面較好同學帶動后進生進行實驗。要做好這項工作,教師要合理地安排學生實驗中的各小組的組員配備,指定一幫一的對子;強調每次實驗前,各對同學都要共同全程參與(如預習、寫出預習的提綱、預習的提綱由老師修改、進行實驗、強細記錄、完成報告。);并且,后進生必須在好生的指導情況下,自己親手完成或者協助完成部分的或者全部的化學實驗。例如在探究“氯水”中何種物質起漂白作用時,面對“氯水”中含有多種物質,讓組內后進生與小組合作分析,提出如下假設:①可能是HCl起漂白作用;②可能是HClO起漂白作用;③ 可能是Cl2起漂白作用等推測。然后,設計實驗提綱,在修正后再進行實驗。另外,還要深入研究教學內容,結合后進生的學生實際,圍繞實驗設計出一些不是很難的啟發性問題,并注意使后進生也成為實驗問題解決的積極參與者。這樣,后進生在學習過程中遇到困難就能夠及時得到解決,從而能較好地掃清他們前進中的障礙,樹立對化學學習的信心。

總之,作為化學教師,只要始終堅持不放棄后進生的思想,在高中的化學實驗教學中積極探索,就一定能夠通過一些策略促使化學方面進后進生的轉化。

第12篇

化學變化有新的物質生成,可以認為是指由于分子、原子或離子等核外的電子運動狀態改變而引起的物質組成的變化;而化學變化是由物質的化學性質所決定的,研究物質的性質,首先要弄清物質的組成、結構,探索和把握物質變化的規律和特性,通過探索研究,推陳出新,開發新產品,為人類所用,這也是我們化學研究的范疇和目的。通過介紹化學研究對象,解決了學生們“學什么”的問題,對他們學好化學有著積極的促進作用。

二、以發展的觀點介紹化學發展史,激發學生的求知欲和探索欲

化學經歷了上古時代工藝化學時期、中古時代煉丹術和醫藥化學時期、近代化學的孕育時期、近代化學的發展時期及現代化學時期。每一個歷史時期,都有其標志性的化學原理、現象及其所做的巨大貢獻。縱觀化學發展史,和其他自然科學一樣,化學也是源于勞動人民的生活、生產實踐,無數化學家為化學發展做出了巨大貢獻,有的甚至獻出了寶貴的生命。通過化學發展史的介紹和學習,同學們既豐富了化學史知識,又對一些化學現象和原理所產生的背景及其歷史局限性有一個辯證客觀的認識。由此,使他們明白大學學習的特點,已不僅僅局限于課本知識,而應當抱著的態度來學習,培養其敢于否定和創新的精神。例如,對于酸堿的定義,在不同歷史時期產生了酸堿電離理論、酸堿質子理論、酸堿電子理論及其它酸堿理論等約6種,這些理論在當時條件下有其成功的一面,也有其自身的缺陷。在學習這些知識時,全盤的否定和肯定都是不可取的,藉于此,也讓同學們不再像中學時期一樣崇拜課本和已有的化學理論,同時也給了他們一種心理啟迪———創新其實距離我們并不遙遠。

三、以廣博的知識介紹化學與社會的廣泛聯系,提高學生的學習興趣

首先,利用文獻及國家權威部門的統計分析,介紹化學工業對國內生產總值(GDP)所提供的直接或間接貢獻,說明化學與社會、人類、生活的密切關系,將學生的思維帶到一個化學與現實世界密不可分的程度,使其認識到學習的必要性和重要性。例如,當今世界有五個熱點問題———能源、環境保護、功能材料、生命奧秘及信息科學,從能源開發及利用的角度來分析開發新能源的緊迫性。如,現在銷售的新概念電動環保汽車,就需要大功率的化學蓄電池,其蓄電能力與所選用的化學材料是分不開的;又如,在中央政府大力推廣新能源政策的支持下,四川省目前集中了眾多的“多晶硅”企業,而“多晶硅”是電子工業和太陽能光伏產業的基礎原料。硅的結晶形態和純度,直接影響其應用于電子或太陽能產業,也決定了其光電轉化效率。據此,向同學們簡單介紹了硅產業相關化學知識及與太陽能電池的工作原理,從而使同學們能真實感受到化學對改進我們的生活所起的巨大作用。列舉身邊實例,使學生能真切感受到化學對各個領域的影響。如,以化學對體育項目的巨大推動作用為例,介紹本校體育場所用的化學合成塑膠跑道對傳統硬面跑道的顛覆;籃球架及玻璃鋼籃板材料的變革及其意義;在2009年8月世界游泳錦標賽上,由新型合成材料“聚亞氨酯”制作的高科技泳衣對成績的迅速提升等等。由此說明,即使對于體育這個表面上看來與化學沒什么聯系的行業,化學也對其發展產生了很大影響。

四、結合高校土木工程專業的教學計劃和知識結構,介紹普通化學學習的必要性

在國內高校所開設的土木工程專業知識體系中,有些課程如材料力學、建筑工程材料、混凝土結構設計原理、砌體結構等都與化學緊密聯系。普通化學作為一個基礎必修課,不僅對上述專業課程,尤其是對土木工程材料的發展與改進提供理論支持,同時也使他們認識到一項大的土建工程會涉及到環境保護、工程質量、還有結構防腐等一系列與化學有關的問題。例如,在跨海大橋設計和施工中,針對水中基礎鋼結構和砼結構的防腐問題,需要采用諸如使用防滲防裂混凝土、用環氧涂層鋼筋或不銹鋼筋、采用外加電流陰極防護法保護鋼筋、防腐涂料涂裝混凝土外表面等一系列技術來處理。由此可見,如果沒有相關的化學知識,要順利完成如此龐大工程的設計和施工是不可能的。在世界名校美國加州大學伯克利分校土木與環境工程系本科教學計劃中,化學或與化學相關的課程占有相當比重。相比之下,我國高校土木工程專業中不同程度地存在著輕視化學的現象,學時數有逐漸被壓縮的趨勢,有的甚至取消了普通化學教學,是需要商榷的。

五、以敏銳的眼光介紹化學與土木工程學的結合,激發學生的學習熱情

為了解決學生們對普通化學的困惑,使他們了解化學與本專業的聯系,增強學習熱情,作者結合土木工程的歷史和實踐,對化學與土木工程學的聯系作簡單介紹。

1.從土木工程的不同發展歷史時期來闡釋。土木工程的發展大致經歷了古代、近代和現代三個歷史時期,每個歷史時期都有其代表性的工程材料。古代時期,土木工程材料最初主要是天然材料如泥土、木材、茅草、石頭等,后來出現了人工燒制的瓦和磚,這是土木工程發展史上的一件大事;近代時期,工程材料方面已經開始并日益廣泛地使用鑄鐵、鋼材、混凝土、鋼筋混凝土,直至早期的預應力混凝土;現代土木工程是以現代工程材料為基礎的,所用材料進一步輕質和高強化。中國從60年代起普遍推廣了錳硅系列及其他系列的低合金鋼,大大節約了鋼材用量并改善了結構性能;用普通混凝土只能建35層,而改用輕集料混凝土和加氣混凝土建造的高層建筑,自重大大減輕,用同樣的造價可建造52層;同時大跨、高層、結構復雜的工程又反過來要求混凝土進一步輕質、高強化。近年來,鋁合金、鍍膜玻璃、石膏板、建筑塑料、玻璃鋼等工程材料發展迅速。同時也通過添加不同的化學外加劑,制得多種特殊性能的混凝土材料,如通過加入石膏制得快干水泥、加入脂肪酸鹽制得防水水泥、加入木質素磺酸鹽制得緩凝水泥等。這些新材料的出現或者傳統材料的改進均是以化學理論及實踐的發展為背景的。

2.從當代的典型土建工程來闡釋。在2008年的北京奧運會上,不乏一些優秀的體育場館,這些工程的實施無不與新型化工建筑材料有關,如,國家體育場“鳥巢”的大跨度鋼結構建筑形式,所使用的特種鋼材料Q460鋼,是通過調節材料中的炭和鐵的比例以及加入一些合金元素制得的;國家游泳中心“水立方”膜結構建筑,是由聚四氟乙烯膜通過粘結而構筑的質輕、耐熱、耐寒、耐腐蝕的新型建筑形式,這與膜材料單體化合物四氟乙烯的穩定化學結構和耐酸堿、耐氧化的性質分不開的。另外,體育場館的新型塑膠跑道是有機聚合物、無機填料和顏料等制成,工程質量的好壞與其中各組分含量有密切關系,在其中添加無機填料才能使跑道具有相應的強度,而有機彈性體成分增多才能保持跑道良好的韌性。

3.從國家的政策法規出發來闡釋。發展“綠色建材”是21世紀我國建材工業的必然出路。所謂“綠色建材”是指采用清潔的生產技術,少用天然資源、大量使用工業或城市固體廢棄物和農作物秸稈,生產無毒、無污染、無放射性,有利于環保與人體健康的建材。例如,為了保護耕地,我國已于2004年禁止使用粘土磚;為了節能和環保,國家規定在新建樓體外墻強制使用保溫材料,而這些保溫材料都是經過化學合成的聚合物泡沫材料。又如,素有“保溫材料之王”美譽的酚醛泡沫材料是國際上公認的建筑行業中前途最廣的一種新型保溫材料,具有無毒、耐腐蝕、耐高溫、不易燃,燃燒時也不會散發有毒煙霧等特點,其綜合性能是目前其它保溫材料無法比擬的。然而,目前在我國也有采用聚苯泡沫板作為外墻保溫材料的,雖具有保溫性能,但其易燃且伴有大量毒煙霧,一旦失火會造成嚴重后果。由此可見,這些土木材料性能都是由其化學成分決定的。

六、從大學學習特點與經驗出發介紹學習方法,以法促學

大學新生進校后,大多數仍保持著中學階段的被動學習模式,任課教師有責任給予學生適當的壓力,積極培養他們主動學習的習慣。合理的方法和途徑往往可以事半功倍,這樣就能以“法”促“學”。教師是學生學習中的幫助者和促進者,其職責主要是指導和組織學生學習,而不僅僅是向學生灌輸知識。在緒論課上,明確提出該課程的授課方式,對學生的學習提出要求及規定。除了常規的預習和課堂筆記外,要讓學生知道,大學的學習是建立在繼承和發展基礎上的創新,對于知識的掌握不要僅僅局限于課堂教學和所選用的教材,而應當充分利用圖書館資源、網絡資源等多種認知渠道獲得更新的知識。這既是為了督促學生時刻保持一定學習壓力和主動學習的動力,也是為了讓他們更好的掌握大學的研究型自主學習方法。