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化學反應工程基本概念

時間:2023-08-16 17:29:49

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篇化學反應工程基本概念,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。

化學反應工程基本概念

第1篇

一、理順課程基本線索,精選課程主要內容

本科《化學反應工程》課程的教學目標要求教師應從教材內容的組成,章節的編排體系,各部分內容的份量和側重等方面,依據不同專業學習的特點,對課程進行適當的梳理。我校現用教課書為陳甘棠主編的“十一五”國家級規劃教材《化學反應工程》第三版,此書內容系統,易于掌握。同時還選擇李紹芬教授編寫的“九五”國家級重點教材《反應工程》作為教學參考書,此書最大的特點是編入大量生產實際反應的例題和習題,這種理論聯系實際的題型,能提高學生的學習興趣和聯系實際的能力。這兩本書的編排體系有所不同,學生在學習過程中可以通過比較,更深地理解反應工程的實質。在教授內容的選擇上,《化學反應工程》的基礎知識,教師應該重點講授,教學上可安排較多學時,為后續的學習打下堅實的基礎。在其他課程學習過的內容如化學反應速度等概念,教師應做概括性介紹,把主要精力放在新知識和學過知識的應用拓展上。部分章節學生可在教師的安排指導下有目的、有計劃地在課外進行自學。生化反應工程基礎等章節則可以完全不講。與此同時,學校還根據我校煤化工的特點,以講座形式聘請客座教授為學生授課,列舉典型生產實例進行講解和分析,提高學生分析和解決實際生產問題的能力。應用化學專業進行科研實踐周活動,讓學生在科研實踐周里熟悉反應器的選型與優化操作。通過對課程內容的精選和課程線索的梳理,使學生在學習過程中具有很強的針對性,大多數學生都能很好的掌握課程的重點內容和要求。

二、精心組織教學方法,采用多種教學手段

《化學反應工程》內容繁雜,難點較多,有基本的概念描述,也有枯燥的公式演繹。為了保證學生對基本概念能準確理解,基本方法能學以致用,就要對教學方法和教學手段進行改革。教師要精心研究教學方法,采用多種教學手段,滿足少學時多內容的教學任務,做到各章節重點和難點突出,使學生易于理解和掌握。首先,在講課方式上,應用不同的教學方法,充分體現教師“啟發引導”和學生“積極主動”的現代教育基本原則。采用啟發式教學法,使學生在學習過程中始終處于積極的思維狀態。在啟發式教學的基礎上,針對不同章節可采用對比法、歸納法、提問法等方法來調動學生的學習積極性和主動性。如通過具體事例的講解,應用對比與歸納法結合的方法對均相反應器型式和操作方法進行評選。對于某些有難度同時又在幾種情況下反復出現的概念,采取學生和老師現場探討形式,而后由學生自己總結結果。這樣活躍了課堂教學氣氛,提高了教學效果。再次,采用靈活多樣的教學手段是教學方法改革的重要措施。根據授課內容的特點,有選擇性地使用多種手段進行教學可以起到事半功倍的效果。多媒體在教學上應用,可以將工廠一些實際例子和生產現場搬到課堂,學生通過逼真的影像資訊不僅可以看清楚反應器的內部結構,同時也能了解反應器內傳質與傳熱狀況,對于反應器的設計、放大與優化建立必要的感性認識。如對合成氨反應器內部結構和流體流動的展示,激發了學生對反應工程課程的學習興趣和學習熱情。經過近兩年多位老師的共同努力,本課程多媒體教案制作完成,經過課堂的使用,同學們反應良好,可以明顯地提高教學效率。

三、加強工程技術觀念,做到理論實踐結合

重視理論和實踐結合將是提高教學質量的一個關鍵過程。因此在理論教學中,我們必須積極引導學生樹立和強化工程觀念,加大理論和實踐相結合力度。學生在課堂上領悟到所學知識的用武之地,就會表現出更高的學習熱情,收到意想不到的學習效果。在教學過程中我們在這方面進行了改革嘗試,具體做法是:一方面,教學內容和實際生產相結合。在教學過程中,我們注意選擇實際生產中與基本教學內容密切相關并具有代表性的事例進行剖析、講解,幫助學生對《化學反應工程》課程的理解。例如我們以淮化集團合成氨生產工藝為例,通過有針對性地對生產過程進行分析,使同學們對所學理論知識有了更深的理解和鞏固。另一方面,教學內容與科研、專業實驗相結合。我們利用專業實驗和教師的科研活動,把課程教學從較為抽象的理論變成易于理解和直觀的實際過程,加深學生對概念和原理的理解,加強學生的工程觀念。有些授課教師把自己的科研與課程有關內容緊密地結合起來,將一些案例引入課堂教學,讓學生學習反應工程科研思路方法,并且讓部分學生參與到自己的科研活動,學生通過自己動手更深地體會本課程的精髓。近年來,隨著我?!皩追哟呋趸茖αu基苯甲醛研究”、“軟化學法制備共摻雜二氧化鈦光催化劑的研究”等課題研究的深入,在參與科研工作中,學生大大提高了感性認識和動手能力,培養了學生構建創新思維的能力。不少學生通過參與科研工作這個活動,對《化學反應工程》課程產生了濃厚的興趣,并且通過自己的努力,在化學工程方向繼續進一步的深造?!痘瘜W反應工程》是一門最能體現化學工程與工藝特點的學科,讓學生在短時間內掌握并運用它并非易事。只有激發學生的學習興趣,在教學內容和教學方法上不斷進行探索和改進,不斷強化工程觀念和使用多種教學方法、手段,才能提高學生的學習能力,培養學生的創新能力。我校反應工程專業的教師在近兩年的教學活動中進行了初步嘗試,并取得了一定的效果,今后我們將進一步進行《化學反應工程》課程改革的探索,提高學生學習《化學反應工程》課程的能力,掌握課程內容,為國家培養更多的化工創新人才。

作者:徐繼紅 張茂潤 李廣學 王劍波 單位:安徽理工大學 化學工程學院

第2篇

[關鍵詞]化學反應;工程教學;知識框架;方法銜接

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)08-0121-03

化學反應工程是化學工程的一個重要分支和組成部分,以化學反應過程和反應器為研究對象,旨在進行化工反應技術的開發、反應過程的優化和反應器的設計與優化,屬于化學工程與工藝專業的核心課程。[1]本課程涉及物理化學、化工熱力學、化工傳遞過程、優化與控制以及數學、物理等多領域的知識,是集綜合性、工程性和理論性于一體的交叉性很強的一門學科。學生在學習本課程時,普遍感到理論抽象、數學推導繁瑣、工程問題多,不少學生認為化學反應工程是大學中最難學習的課程之一。[2]甚至,很多學生在學完本課程之后,其思維仍停留在繁瑣的計算公式中,不甚清楚所學知識的內在聯系和具體應用。盡管已有很多關于化學反應工程的教學、教改論文,在教學內容、教學方法以及考核方法等方面提出很多有益的建議和措施,但是仍有必要進一步的對化學反應工程的內容進行一個系統的梳理,構建一個明確、系統的知識體系框架,對一些容易混淆的概念、知識點予以廓清,并針對部分知識難點的教學提出一些建設性處理方法。鑒于上述原因,筆者經過多年的教學實踐,結合學生的反饋,獲得一些體會,希望能與同仁們進行交流,提升本門課程的教學效果。

一、構建課程知識體系框架

由于化學反應工程具有內容多、公式多、計算繁瑣的特點,很多大學生在學完本門課程后,留下的印象大多是大量、復雜的公式推導和計算,他們仍十分迷惑從這門課程中究竟學到了什么知識,所學知識有什么用?因此,在課堂教學時要力求避免純粹的繁瑣數學描述,著重進行基本概念、基本理論和工程觀點的闡述。這就有必要構建一個清晰、明確的化學反應工程的知識體系,讓學生清楚課程的核心目標以及不同章節知識點間的內在聯系,并不過多的糾結于復雜的數學計算,方能化繁為簡,更好的掌握本課程的知識。

圖1畫出了化學反應工程課程的知識體系框圖,涵蓋了課程的核心目標、研究對象及其間相互關系和主要章節內容。學習本課程的核心目標是能對化學反應過程進行正確分析,設計和優化反應器。基于此,還可開發新技術和設備,指導和解決反應過程開發中的放大問題,發展和完善反應工程學的理論和方法。工業化學反應總是在一定的反應器中進行,化學反應的特性(化學過程)和反應器的傳遞特性(物理過程)共同作用,影響到最終的反應結果。為了便于學習和研究,將反應特性和反應器傳遞特性分開來進行研究和闡述,在分別研究清楚之后,再進行綜合。這就需要研究清楚兩方面的內容:(1)化學反應特性,主要研究不考慮傳遞過程的本征動力學,屬于每一個化學反應的個性,是影響反應結果的內因,不同的化學反應體系具有不同的動力學表達式。按照參加反應的物相劃分,化學反應可分為均相反應和非均相反應。其中,均相反應的反應速率主要受催化劑、溫度、濃度(壓力)和溶劑特性的影響,在反應體系確定的情況下,其反應速率則可表示為溫度(T)和濃度(C)的函數關系,即:-ri=f(T,C)。而非均相反應總是發生在相界面上,其本征化學反應過程涉及多個界面過程(如:氣-固相催化反應包含表面吸附、表面反應和表面脫附三個串聯過程),其反應速率除受上述因素影響外,還受到反應界面大小的影響,在催化劑確定的情況下,仍可表示為-ri=f(T,C)。本部分內容主要涉及均相反應動力學基礎和非均相反應(多相催化催化)動力學基礎兩個章節。(2)反應器傳遞特性,主要是指反應器的熱量、質量傳遞(在壓力變化不大的情況下,一般不考慮動量傳遞)和返混特性,屬于反應器的共性問題,是影響反應結果的工程因素――通過影響反應器內溫度與濃度分布而改變反應結果。反應器按操作方式可以分為間歇式操作、連續操作和半連續操作。其中間隙式操作的所有流體質點具有同樣的停留時間,而不存在返混問題;而連續操作的反應器根據返混的大小程度則可以分為完全不返混的平推流反應器(PFR)、完全返混的全混流反應器(CSTR)以及介于二者之間的實際反應器。PFR和CSTR中的流體流動狀態是兩種理想的極端情況,稱為理想流動;而偏離上述兩種理想情況的流體流動(不管是否由返混造成)則為非理想流動,對于非理想流動通常通過停留時間分布函數和停留時間分布密度函數,并借助于一定的流動模型來描述其流動特征。本部分內容主要分為理想流動(部分書也稱之為均相反應過程)和非理想流動兩個章節。

反應器的傳遞特性與其中發生何種反應無關,故可以通過冷模實驗來研究大型反應器中的傳遞特征;而化學反應的本征反應動力學特性與反應器的尺寸、形式無關,則可以構建小型熱態實驗研究反應特性。這樣就可以比較容易的分別研究清楚反應器的傳遞特性和化學反應特性。鑒于反應器的傳遞特性會改變反應器的溫度場、濃度場,從而影響反應器內各質點的反應速率,進而又改變反應器內的溫度、濃度分布,二者相互作用、相互影響,影響最終的反應結果。因此,需要綜合考慮化學反應特性和反應器傳遞特性,通過數學模型法,聯立物料衡算式、熱量衡算式、動力學方程、動量衡算式和參數計算式,進行反應過程的分析(包括反應器的熱穩定性),從而設計新的反應器或對現有反應器進行優化。本部分內容主要涉及均相反應器(含反應器熱穩定性分析)和非均相反應器(主要包括固定床反應器、流化床反應器及多相流反應器)各章節??紤]到我校的化學反應工程教學課時為48學時,關于多流體相反應過程、聚合反應過程以及生化反應過程等章節的內容則不做課堂教學要求,感興趣的同學可以自學。

二、注重方法

關于教學方法在很多教學論文[3] [4] [5]中已有較好的闡述,在這里主要針對本門課程一些難點拋磚引玉的介紹幾個處理方法,希望有助于大學生學習和掌握相關內容,學會將所學知識進行移植、融會貫通。

(三)在化學反應工程中常常會涉及很多優化問題的求解問題

化學反應工程常常涉及串聯反應中間產物為目標產物時的優化操作時間,循環反應器的最優循環比,CSTR串聯反應器的優化組合,以及CSTR反應器的熱穩定性等問題。優化問題求解實際上就是求解極值,慣用的手段就是推導出關鍵函數與關聯操作變量的函數關系式,通過求導并令導數等于零即可求出最優操作條件。這是純粹的數學問題,學生往往覺得抽象、難以理解,并容易因抽象的數學公式而產生厭學情緒。這時,將關鍵函數與關聯操作變量在圖上示意出其變化趨勢,再結合關鍵函數的數學求導進行講解就很容易被學生理解、接受了。

三、知識的銜接與應用

化學反應工程是一門集理論知識和工程應用于一身的課程,貫穿化學工程專業的大學三年級及其以后的整個大學生涯。在化工專業的課程設置和能力培養上必須注重知識的銜接和應用。我校的化學反應工程課程安排在大學第六學期,同步開設了化工專業實驗,其中與本課程緊密相關的實驗主要涉及反應器停留時間分布的測定(包括管式反應器流動特性測定、多釜串聯返混性能測定)、多孔物質(催化劑)孔徑分布及比表面積的測定、甲基丙烯酸甲酯的本體聚合及其聚合反應速度的測定、活性炭吸附法脫除氣體中的有機溶劑蒸汽、煤炭反應性的測定、固體流態化實驗(含流化床干燥實驗)、超細粉體(碳酸鈣)的制備等(上述部分實驗屬于設計性的選做實驗)。通過實驗強化學生對非理想流動特征、反應器停留時間分布特征及其測定方法、反應速率測定方法、多孔介質上氣體吸附特征及其應用、實際反應器等的認識和理解,并能初步創造性的運用所學理論知識進行反應器的操控和數據的處理。第六學期期末即進行為期3周的化工生產實習,其中2周主要在燕山石化的煉油廠和化工廠進行,現場重溫各類實際化工反應器及其操控;1周在校內進行,可在新建的化工仿真實驗室進行石油常減壓蒸餾和催化裂化工段的仿真實習,熟悉各裝置的操控、調節和事故分析、處理,增強工程分析和解決工程問題的能力。每年舉辦的全國大學生化工設計競賽(自2007年開始舉辦,時間為每年的5月-8月)為化工類大學生提供了一個很好的培養和鍛煉創新思維、工程設計與實踐等多方面技能的實戰平臺。近五年來,我校化工專業學生均組隊參賽,參賽人數比例逐年遞增,今年的參賽人數達整個化工專業學生總人數(指化工專業三年級大學生,個別二年級優秀學生參與體驗但不組隊參賽)的65%。從2014開始,我校開始嘗試將本年度的化工設計競賽題目作為化工專業的專業綜合設計題目,一改使用多年設計題目的陳舊感,緊追化工領域的當前熱點,師生普遍反映效果良好。在化工設計競賽中的一大核心即是反應器的設計和模擬,有助于夯實化學反應工程學科相關知識,并學以致用。課堂教學――專業實驗――設計競賽――專業綜合設計這一系列教學實踐活動保證了化學反應工程知識的強化、吸收和從學到用的銜接。

四、結束語

綜上所述,對化學反應工程的教學除了常規的教學方法的改進外,尚需要從課程本身的特點出發,從第一堂課開始即要構建一個清晰、明確的課程知識體系,避免過多的糾結于復雜的數學計算過程。并且,在教和學的過程中巧妙的利用一些處理方法解決知識難點,起到融會貫通的作用。此外,教學院系在化工專業培養體系和課程設置上要適當注意專業知識內容的銜接和運用,力爭做到學以致用,學以會用。

[ 注 釋 ]

[1] 李寶霞.《化學反應工程》教學改革模式探討[J].高教研究與實踐,2012(4):33-35.

[2] 茍建霞,解勝利,賈冬梅.化學反應工程教學與改革[J].廣西大學學報(自然科學版),2008(S1):264-266.

[3] 尹先清,李賡.化學反應工程教學方法探討[J].長江大學學報(社會科學版),2010(5):32-33.

第3篇

高三化學復習是一項系統的學習工程,要提高復習效率,就需要注重學習方法的探索,不僅要想方設法跟上老師的復習思路,還要根據自己的實際情況進行調整。下面給大家分享一些關于高三化學二輪復習策略指導,希望對大家有所幫助。

高三化學二輪復習策略指導一、明確任務

一輪復習基本是按知識模塊與課本的章節順序綜合,梳理知識細節、構建知識網絡,而二輪復習則是按照模塊化、程序化的方式進行綜合訓練,所以二輪復習節奏更快、強度更高。

二輪復習的主要任務,一是形成知識網絡系統并強化記憶。二是在系統把握整體知識的基礎上,通過大量練習,培養學生綜合靈活運用知識的學科能力。解題的過程中,注意提高速度及準確性。做到既要“對”,又要“快”。

二、具體建議

二輪復習主要是通過練習強化對知識的理解和應用。綜合訓練與專題訓練相結合,練題的同時注意歸納總結,比如有機推斷專題,鋼鐵的腐蝕、離子反應等專題。同時,訓練答題的準確性、規范性,提高解題速度,多整理易錯點、失分點,并進行強化練習。信息題則要學會如何去粗取精、去偽存真。

1、專題訓練、歸納總結

近幾年的高考化學試卷,逐年傾向于“能力立意”,更加注重能力和素質的考查。同時由于試題數目有限,高考卷考察的知識點也比較固定。所以專題練習可以按照題型和知識點分類專題練習。以北京高考題為例,7道選擇題中,電化學(原電池、電解池或者金屬的防護和腐蝕)、化學反應速率和平衡、方程式的正誤判斷、實驗題是??碱}目,我們就可以按照這樣的專題進行練習。練習時,注意歸納總結,反思復習,找出同一類題目之間的共通點,同時構建知識點之間的聯系,形成完整的知識體系,以題目“反芻”知識,以知識指導題目。

2、限時訓練、綜合訓練

(1)限時訓練

理綜化學的選擇題并不多,北京卷7道,考試時10-15分鐘內完成比較合適,建議學生給自己規定一個時間,對每一個專題模塊或者綜合訓練時進行限時訓練,防止大量題海戰術時腦疲勞,做題效率下降。

(2)綜合訓練

每周進行一次學科內綜合訓練。以北京卷為例,7道Ⅰ卷選擇題,4道Ⅱ卷題,限時45分鐘完成。45分鐘時間雖然緊張,但不能給得太多時間。此用意在于:①提高解題速度;②提高閱讀、審題能力;③學會合理舍棄,同時調整考試心理,提高考試技巧。

3、跳出題海、突出方法

由于復習時間緊任務重,要使學生在有限的時間內復習掌握大量知識并形成知識網絡,就必須跳出題海,突出方法,提高復習效率。突出主干知識相關的題目和題型,新題、難題、偏題適當舍棄。注意建立知識之間的練習,注重對思維能力的訓練,注重對學習方法歸納,并留出時間思考和通讀課本。

解題時有意識地進行思維能力訓練,找出該題所涉及的知識點(審題)回憶、聯想相關的知識(構思)應用知識點解決問題(解答)。要注意無論專題訓練還是綜合訓練,都必須目的明確,落到實處,重在效果,達到訓練幾道題通曉一類題的目的,切忌貪多求全,題海戰術,疲于奔命。

高三化學備考指導及建議1.增加熟練度

我們在備考的過程中,一度要增加對知識點的熟練度。而其中最有效的方法就是將08年到12年的北京高考真題,每套試題做三遍以上。每次記錄完成時間,并且準備錯題本,從而加強對高考化學的熟練度。而對高考化學主客觀題的分數設置與做題時間安排來看,我們需要將化學的選擇題準確而迅速地做出,這樣才能保證我們高考化學的得分率。

2.掌握解題技巧

在有限的時間內有效地將題目做出,這就需要同學們要掌握一些關鍵的解題技巧。而這一技巧的掌握則需要同學們在新東方課堂里關注老師們的解題方法,通過簡單的方法串聯起主要的知識點。例如我們在記憶化學方程式的時候,就需要我們通過多維度的網狀記憶進行記憶,可以從現象、置換、還原性、氧化劑等多個角度對方程式進行記憶。

高三化學必須注意的四大招數招數一:善待課本,鞏固雙基,挖掘隱形關系

課本和教材是專家、學者們創造性的研究成果,經過長期、反復的實踐和修訂,現已相當成熟,書本里蘊含著眾多科學思想的精華。據初步統計,中學化學所涉及的概念及理論大大小小共有220多個,它們構建了中學化學的基礎,也就是說,基本概念及基本理論的復習在整個化學復習中起著奠基、支撐的重要作用,基本概念及基本理論不過關,后面的復習就會感到障礙重重。因此,必須切實注意這一環節的復習,講究方法,注重實效,努力把每一個概念及理論真正弄清楚。例如對催化劑的認識,教材這樣定義:“能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質都不改變的物質”。幾乎所有學生都能背誦,粗看往往不能理解其深層含義;假如我們對其細細品味一番,枯燥的概念就會變得生動有趣——我們可以思索一下“催化劑是否參與了化學反應?“對化學反應速率而言,‘改變’一詞指加快或是減慢?”“‘化學性質都不改變’,那物理性質會變嗎”等問題。經過一番折騰,對催化劑的認識就會達到相當高的層次。

再者,課本中的眾多知識點,需要仔細比較、認真琢磨的非常多。例如原子質量、同位素相對原子質量、同位素質量數、元素相對原子質量、元素近似相對原子質量;同位素與同分異構體、同系物、同素異形體、同一物質等等。對課本中許多相似、相關、相對、相依的概念、性質、實驗等內容,應采用比較復習的方法。通過多角度、多層次的比較,明確其共性,認清其差異,達到真正掌握實質之目的。

透析近幾年的高考化學實驗題,可以發現幾乎所有試題均來自課本上的學生演示實驗及課后學生實驗。因此,在老師指導下,將十幾個典型實驗弄清原理,反復拆開重組,相信你定會大有所獲。

招數二:經常聯想,善于總結,把握知識網絡

經過,高一高二階段化學的學習,有些同學覺得個別知識點已學會。其實,高考考場得分,學會僅是一方面,還應總結歸納、經常聯想,找出同類題解法的規律,才能更有把握不失分。也就是說,化學學習,重在掌握規律。有人說,化學難學,要記的東西太多了,這話不全對。實際上,關鍵在于怎樣記。例如對無機化學來說,我們學習元素及其化合物這部分內容時,可以以“元素單質氧化物(氫化物)存在”為線索;學習具體的單質、化合物時既可以“結構性質用途制法”為思路,又可從該單質到各類化合物之間的橫向聯系進行復習,同時結合元素周期律,將元素化合物知識形成一個完整的知識網絡。

有機化學的規律性更強,“乙烯輻射一大片,醇醛酸酯一條線”,熟悉了官能團的性質就把握了各類有機物間的衍變關系及相互轉化;理解了同分異構體,就會感覺到有機物的種類繁多實在是微不足道……這樣,通過多種途徑、循環往復的聯想,不僅可以加深對所學知識的記憶,而且有助于思維發散能力的培養。實踐證明,光有許多零碎的知識而沒有形成整體的知識結構,就猶如沒有組裝成整機的一堆零部件而難以發揮其各自功能。所以在高三復習階段的重要任務就是要在老師的指導下,把各部分相應的知識按其內在的聯系進行歸納整理,將散、亂的知識串成線,結成網,納入自己的知識結構之中,從而形成一個系統完整的知識體系。

招數三:講究方法,歸納技巧,勇于號脈高考

縱觀近幾年化學高考試題,一個明顯的特征是考題不偏、不怪、不超綱,命題風格基本保持穩定,沒有出現大起大落的變化。很明顯,命題者在向我們傳輸一個信號:要重視研究歷年高考題!高考試題有關基本概念的考查內容大致分為八個方面:物質的組成和變化;相對原子質量和相對分子質量;離子共存問題;氧化還原反應;離子方程式;物質的量;阿佛加德羅常數;化學反應中的能量變化等等。

基本技能的考查為元素化合物知識的的橫向聯系及與生產、生活實際相結合。因此,對高考試題“陳”題新做,將做過的試題進行創造性的重組,推陳出新,不失是一個好辦法。高考命題與新課程改革是相互促進、相輔相成的,復習時可將近幾年的高考試題科學歸類,聯系教材,通過梳理相關知識點,講究方法,歸納技巧,勇于號脈高考;因此在選做習題時,要聽從老師的安排,注重做后反思,如一題多解或多題一解;善于分析和仔細把握題中的隱含信息,靈活應用簡單方法,如氧化還原反應及電化學習題中的電子守恒等。再如已知有機物的分子式確定各種同分異構體的結構簡式,采用順口溜:“主鏈從長漸縮短,支鏈由整到分散,位置由中移到邊,寫畢命名來檢驗”,這樣就避免了遺漏或重復,十分快捷,非常實用。

招數四:把握重點,消除盲點,切實做好糾錯

分析近幾年的高考化學試題,重點其實就是可拉開距離的重要知識點,即疑點和盲點;要走出“越基礎的東西越易出差錯”的怪圈,除了思想上要予高度重視外,還要對作業、考試中出現的差錯,及時反思,及時糾正;對“事故易發地帶”有意識地加以強化訓練是一條有效的途徑。每一次練習或考試后,要對差錯做出詳盡的分析,找出錯誤根源,到底是概念不清原理不明造成的,還是非知識性的失誤。對出現的差錯要作記載,每隔一段時間都要進行一次成果總結,看看哪些毛病已“痊愈”,那些“頑癥”尚未根除,哪些是新犯的“毛病”,從而不斷消除化學復習中的疑點、盲點;然后因人而異的采取強化的糾錯方式加以解決。這里就扼要介紹幾種常見糾錯做法,以供參考。

1.摘抄法:將糾錯內容分類摘抄,在其題下或旁邊加以注釋;

2.剪貼法:將糾錯題目從試卷上剪裁下來,按照時間、科目、類別分別貼在不同的糾錯本上,并在題目下部或旁邊加上注釋;

3.在資料及試卷上糾錯:有序整理資料及試卷,或按時間段、或按類別、或按科目地分門別類,加以注釋;

第4篇

1在化工原理教學中的應用

化工原理系列課程包括:理論課、實驗課、生產或仿真實習和課程設計四個環節。其中化工單元操作過程設計方法、操作原理及其計算是理論課程教學的重要內容,而迅速準確地進行工程計算是課程設計的基礎,所以組織好化工原理理論課程教學是落實化工原理整體教學的關鍵。目前,化工原理主要授課內容:流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計算方法,而通用過程模擬軟件中幾乎包括所有常見的化工單元基本模塊,在講課過程中,教師可以在講授基本原理后,使用軟件中的相關計算模塊對其工作特性進行模擬展示。東南大學化學化工學院肖國民、李浩揚等,利用Fluent、Aspenplus軟件應用于講授和解決“三傳”問題。其中利用Fluent軟件,對固定床反應器進行動量模擬,結合反應動力學模型和對流傳熱模型等,研究反應器內一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯反應,從而獲得反應器內速度、溫度和各物質濃度的分布情況,模擬結果與實驗數據吻合良好。這一過程給學生清晰的展示了:不僅固定床反應器內部的“三傳”均和反應的進行程度相輔相成,而且若想準確計算、設計或優化一個單元操作過程,實驗情況與計算模擬必須相互反饋,相得益彰。利用Aspenplus軟件對二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進行設計和工程開發,與傳統的換熱器設計計算方法相比,結果具有可靠性高、計算用時少、繪圖快、和各專業集成效應強等優勢。通過對甲醇—水精餾過程模擬,說明該軟件可用于質量傳遞方面的計算。教學實踐證明,該方法不僅可以全面反映塔內物料組成、質量分布狀況等工藝計算結果,而且還可通過系統內置板式塔或填料塔的各種塔內件參數,得到塔結構詳細設計,另外學生還可以通過改變模擬計算條件,綜合考察各因素對分離效果的影響,便于教學。中國石油大學(華東)化學工程學院劉相、王蘭娟利用軟件:Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統的課程設計相結合的教學方式,簡化繁瑣的計算過程,強化學生的工程意識和制圖規范,使化工原理課程設計逐步走入規范化軌道。中國石油大學(華東)化學工程學院孫蘭義,張月明等,選擇烯烴分離裝置作為研究對象應用于化工原理課程設計教學之中,利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數等重要數據,計算機教學的引入為化工原理課程設計教學注入了新的活力。江蘇技術師范學院化學與環境工程學院張春勇,鄭純智等利用Aspenplus軟件在流體流動和輸送機械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應用,在教學過程中使學生看到的都是工程實例,充分踐行了理論聯系實際這一教學原則。嘉興學院生物與化學工程學院韋曉燕,譚軍等,山東科技大學化學與環境工程學院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過程模擬系統有目、有步驟地應用于化工原理系列課程教學,通過單元模型操作型問題、實際案例分析和課程設計三個階段的訓練,使學生加深對化工單元設計的理解,達到培養“知識”+“能力”型人才的目的。另外,北京石油化工學院化學工程系葛明蘭,李翠清等和安陽大學化工系李安林,張換平等將ChemCAD軟件應用與化工課程設計和簡捷精餾模型,青海大學化工學院李曉昆,張宏等將ECSS軟件應用在板式精餾塔工藝計算中。華南理工大學化學與化工學院鄭秀玉,李瓊還將過程模擬系統應用于化工仿真實習教學的改革與實踐當中,取得了寶貴的教學經驗。實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合,且呈非線性關系作用的結果,解答需要經過多次運算與討論分析。如操作型計算,盡管與設計型應用的原理是一樣的,但是因為思考問題的角度不同,使得此類問題復雜、靈活,綜合條件的選擇計算不是一次完成,而是需要多次試算,反復迭代,加之公式復雜,計算步驟繁多,計算量很大。模擬軟件的應用是解決這類問題行之有效的捷徑,既幫助學生加深了對各化工單元的認識與理解,又培養了他們解決實際工程問題的能力。

2在化學反應工程、分離工程教學中的應用

化學反應工程和化工分離工程皆為化學工程與工藝專業本科生必修的專業基礎課程。其主要研究內容的共性為過程開發、工藝設計以及實際生產操作過程中遇到的工程問題。在化工生產過程中,化學反應是生產的核心,而分離過程則是其前的原料凈化和其后的產品精制,一般來說分離裝置的費用占總投資的70%以上。過程模擬系統中,基本上包含了教學過程中所包含的各式反應器模型,另外系統還集成了用戶自定義模塊,用戶可根據實際需求二次開發反應器模塊子程序。而對于化工分離過程的模擬無論是從可模擬介質的種類和塔器的形式上,還是從模擬結果的精度上,都堪稱化工模擬技術發展的代表。如:在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級汽-液、液-液平衡為例,其計算分為簡捷、嚴格法兩種。簡捷法計算單元模塊庫有三類:簡捷法精餾設計、簡捷法精餾核算和石油簡捷蒸餾。嚴格法計算單元模塊庫有六類:嚴格精餾、復雜塔嚴格精餾、石油嚴格蒸餾、基于質量傳遞速率蒸餾、嚴格間歇蒸餾和嚴格液-液萃取,每一類單元模塊庫中又有多個以進料、加熱器(冷凝器)和側線物流等不同組合形式,如:嚴格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計算,還可用于三相(汽-液-液)計算,即可模擬:普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應比例控制蒸餾等工藝過程,而石油嚴格蒸餾庫中就有近50種形式可選,所以過程模擬系統不僅可以滿足化工分離工程課程主要內容的需要,而且對其后繼石化、煉化等工藝課程,也有較大的幫助。天津科技大學王彥飛,朱亮等采用教學內容與AspenPlus軟件相結合以提高教學質量,討論環氧丙烷水解絕熱連續攪拌釜式反應器模型的多解性,在課堂上非??焖僦庇^的讓學生清楚了解多定態現象以及產生的原因,有助于學生對反應過程的理解,并通過軟件使用可以回答,“如果改變某些條件,那么對于結果有哪些影響?”這樣的問題。南京化工職業技術學院化工系戴斌,徐宏利用化工過程模擬系統ChemCAD二次開發工具,在SO2轉化反應器的工藝設計上,通過使用VBA語言編程,實現有復雜反應動力學方程的反應器工藝設計。變換不同的SO2轉化工藝條件,計算得到與之對應的反應器體積,從而為裝置技改、去瓶頸和優化提供依據。上海應用技術學院吳錫慧,郁平等對化學反應工程教學改革和實踐,在實驗中引入AspenPlus軟件強化計算機應用,提高了學生們的設計和綜合分析能力。該軟件也正被學生用在大學生化工設計競賽、畢業設計和科技創新等環節。天津大學化工學院李士雨,齊向娟給出了應用ChemCAD模擬軟件更新分離過程教學內容的初步方案包括:分離過程熱力學、自由度分析的原理和方法、單級平衡和多級平衡模擬計算等。得出:無論從國內外化工分離過程教學內容的更新趨勢上看,還是從工業界對分離過程教學內容需求的變化上看,在分離過程教學內容中增加計算機模擬分析方法是大勢所趨。華東理工大學化工學院李偉,朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習題課上,同時改變熱力學方法、閃蒸條件、壓力等,完成不同條件下的多種閃蒸計算。進行丙烯精制塔精確計算可對塔操作參數進行多方案計算和比較,實現整體優化;通過調節操作參數實現產品的純度和塔的能耗比較,在其之間建立量化概念,這對于思考許多分離基本問題是十分有益的。江蘇石油化工學院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對醋酸與乙醇催化反應精餾塔進行模擬,回流比、進料組成、進料位置等對醋酸與乙醇收率的影響進行了分析,結果表明:運用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應精餾過程,結果可靠,精度高。江漢大學化學與環境工程學院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實驗教學中。通過演示軟件操作錄像、學習模擬經典實例等方法,使學生迅速掌握并使用軟件,借此求解泡、露點及塔板數等。廣西大學化學化工學院秦祖贈,葛利等利用ProII對膨脹器的氣體加工裝置進行模擬,福建農林大學材料工程學院盧澤湘,范立維等利用AspenPlus對甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反應精餾工藝進行模擬,并進行教學演示和講解。著重在混合物熱力學性質的計算、多組分平衡分離過程計算上,真正做到了“嚴格計算”。同時指出軟件對化工熱力學、化工設計等課程的學習也會有較大的幫助,連續三年化工專業本科生對過程模擬系統的學習興趣調查中“,學習興趣強烈”的分別占到總人數:72.8%、83.2%、86.8%。將過程模擬系統應用于化學反應工程教學,避免了大量計算公式推導、復雜數值計算等問題,可以在少用課時的情況下,盡量全面地展示化學反應工程的核心內容。多組分多平衡級分離的嚴格計算,是設計分離設備和優化操作過程的必要計算手段,也是化工分離工程教學的主要內容。使用過程模擬系統,在進行MESH方程推導及基本算法介紹的同時,使得塔的精確計算和將熱力學中相對獨立的知識運用到具體的分離過程中,解決其工程實際問題成為可能,并且可以對塔的操作參數、分離要求和設備投資、運行費用等問題進行分析計算,極大地提高了學習的深度與廣度,使學生更加主動積極,綜合分析和解決實際工程問題的能力明顯提高。

3結語

通過對以上課程的學習及過程模擬系統的應用,為接下來學好化工過程合成與分析創造了條件,為化工設計打下了基礎,同時這兩門課程對過程模擬系統的應用又是不可或缺的。由此可見,過程模擬系統是化學工程與工藝專業核心知識點有機綜合、相互貫通而成的產物,是新時期培養具有過程科學和工程知識背景的計算機應用人才的利器。在高等教育日趨大眾化,呈現多樣性的今天,強調核心知識點在專業規范上的統一性特征,是最終形成專業特色多樣性的前提和保證,而在教學中推廣應用過程模擬系統無疑是這一特征的具體體現。

作者:李曉昆 張宏 閆志強 湯強 張鵬宇 單位:青海大學

第5篇

【摘要】《化學工程基礎》作為中職化學工程與工藝專業學生的一門重要的專業基礎課,培養學生對化學專業和化工生產過程的了解,擴大學生的化學工程技術知識視野,提高學生的聯系實際分析問題和解決問題的能力,對學生今后的學習和工作具有重要的意義。實踐表明,采用多種形式的教學方法和教學手段特別是多媒體教學手段的運用和實踐教學環節的實施,對提高教學質量和教學效果起到了很好的促進作用,學生的學習積極主動性與學習效率也大大提高。

【關鍵詞】《化學工程基礎》教學現狀分析改進措施

中職《化學工程基礎》課程是一門工程學科,要求學生要具有良好的數學、物理基礎,思維嚴密,邏輯性強,并具備良好的綜合分析能力,因而學習難度較大;另外《化學工程基礎》也是一門實踐性很強的課程,學生在接觸本課程前,基本上是沒有接觸過化工生產實際的,對設備和生產流程缺少感性認識。雖然有課程實習,但由于實習學時和實習經費的制約,不可能去很多企業參觀學習,一個企業也不可能包含所有的單元操作,從而使學生對化學工程的認識缺乏。對此,為了提高教學質量,達到較好的教學效果,本文將對中職《化學工程基礎》教學的現狀進行分析,并提出本人的一些改進措施。

一、目前中職《化學工程基礎》教學的現狀

《化學工程基礎》課程是中職化學工程與工藝專業學生必修的一門重要的工程技術基礎課程,是運用物理、物理化學的基本原理來研究和分析化工生產中的動量傳遞、熱量傳遞及質量傳遞的原理,以及“三傳”原理在各單元操作中的應用。課程的目的是培養學生學會運用工程觀點和基本方法分析解決生產過程中單元操作的問題,如操作中的物料衡算、能量衡算、過程速率、平衡關系以及典型設備的設計及選型。內容涉及了流體的輸送、傳熱、蒸餾、吸收、以及反應工程等方面。課程強調工程概念、定量計算、實驗技能和設計能力的綜合培養訓練,強調理論與實踐相結合,化學工程基礎還為后續的專業課程打下基礎?;瘜W工程基礎所學知識可直接應用于生產中,而且普遍應用。因此,學好本課程可為將來做工程技術工作打下良好的基礎。目前中職生可以說幾乎沒有工廠的實際概念,同時該課程內容涉及多門學科,交叉性強,公式圖表多,其內容多而雜,完全不同于學生以前所學課程。學生學習時普遍感到這門課程概念多、物理量多、公式多、方法多,而且計算繁雜,尤其是對課程中半理論半經驗公式和準數、準數關聯式感到頭痛,特別是面對大量的工程概念和工程計算,往往會感到無從著手,不知用哪個公式去計算適宜。因此在學習過程中困難較大,不易學透。另外本課程還要緊密聯系工程實際,教學難度很大。因此,中職《化學工程基礎》課的教學改革顯得尤為重要。

二、中職《化學工程基礎》教學的改進措施

1、合理安排教學內容。中職《化學工程基礎》課程包括三部分內容:化工單元操作、基本反應器和典型化學工藝,濃縮了化工學科中化工原理、化學反應工程和化學工藝學3大課程的基本知識。內容繁多,涉及的知識面廣,而教學學時數有限,內容與時間之間產生了矛盾。為此我們可以對教學內容進行了一定的調整,在教學中重點講解化工單元操作內容:如流體流動與輸送、傳熱、吸收、精餾等。同時,對于一些主要內容,我們還會安排專門的習題、例題討論課,還會給學生布置一些課后作業,通過做習題可以使學生牢固地掌握基本概念、基本定理和基本計算,同時通過習題還可以了解和解決生產實際中可能遇到的一些問題,包括設計性和操作型問題。

2、豐富教學手段。對于中職《化學工程基礎》課程的課堂教學環節,考慮到這是一門實踐性很強的課程,如果還采用“書本加黑板”的傳統教學方法,就會導致教學效率不高,教學效果欠佳。為此,我們在課堂教學過程中,采用多媒體教學,大量引用圖片、設備模型、投影、動畫等直觀教學方式,幫助學生深人理解單元操作過程的原理,形象直觀地了解和掌握設備原理與結構,既培養學生的學習興趣,又加深學生的理解和記憶。每一章內容在講授前會先讓學生了解本章的主要內容,讓大家先做到心中有數,然后再展開具體的介紹,而在每一章內容講解完以后,又會與學生一起共同討論總結,引導同學們在理解的基礎上活記,抓住事物的內在聯系進行比較記憶。為了避免給學生造成這門課程知識離散、內容支離破碎、雜亂而不成體系的現象,在教學中加強各章、節內容之間的銜接,同時也指出其差異。另外,我們在教學的過程中不忘聯系生活實際,采用聯想教學的手段。我們根據所學內容,巧取生活中的素材進行聯想,把學生引入到實際生活中去,培養學生用化學的眼光來觀察世界,用化學科學來實踐生活,在生活實際中學習知識。事實證明,在教學中聯想生活常識,無形當中就拉近了課本知識與實踐的距離,讓學生真正認識到了知識的重要性。通過聯想生活常識教學,不僅使學生掌握了理論知識,而且培養了學生運用知識的能力,同時也培養了學生的創新思維能力。

3、創新實習方式。對于化工生產企業來說,為了確保生產的正常運行,一般不允許學生在較短的實習期間內進行實際操作。在很多情況下學生是以參觀與聽課的形式學習,也就導致了很多學生會出現走馬觀花,應付了事的實習態度,實習效果不好。這樣一來,學生感到乏味,缺乏積極性和主動性,實習質量不高。對此,我們在安排學生去工廠實習之前,先安排他們到一個實習基地去體驗,讓學生親自嘗試一些簡單的操作,這樣學生就有了一定的感性認識,使其動手能力和應變能力得到一定程度的鍛煉和提高。另外,我們還利用一些仿真軟件幫助學生在實習之前將理論知識和生產實際聯系起來,學生一旦真正到了生產現場,就會很快適應生產環境,進入學習狀態,學生對實習的積極性和主動性也就明顯提高了。

綜上所述,對于中職《化學工程基礎》教學,必須首先明確教學目的、合理安排教學內容、豐富教學手段、創新實習方式,激發學生的學習興趣,這樣才能使學生在學習過程中逐步培養分析問題、解決問題和自主學習的能力,達到事半功倍的效果。

第6篇

關鍵詞:大學化學;學習效率;教學策略

中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0143-02

大學化學不僅是化學化工專業的基礎課,同時也是材料、環境、機械、地質、食品、醫學、海洋工程等專業的公共基礎課,它不僅闡述了化學的基本概念與基本原理,也對上述概念和原理在工程材料、生物醫療、能源危機、環境污染與治理,以及日常生活等領域的應用進行了緊密關聯。與此同時,大學化學在目前仍然是許多專業必修課的基礎性課程,對大學化學知識的掌握程度將極大地影響后續課程的學習與理解,因此大學化學課程的學習在整個大學課程學習中占據著至關重要的地位。

盡管如此,目前許多學生對于大學化學這門課程的學習仍然不盡如人意。究其原因,主要可以歸結為以下幾點:(1)課程理論性強:課程內容包含許多煩瑣的公式推導與抽象的化學概念,內容相對枯燥[1,2],導致許多學生學習興趣不高。(2)與高中化學脫節:授課時往往開門見山、直截了當,學生無法從中學化學知識中找到相應的支撐點,容易使學生產生斷檔的感覺,從而增大了學習難度。(3)教學模式單一:“填鴨式”教學模式使學生學習十分被動,無法有效地與教師交流,更無法對知識點進行深入理解與應用。(4)知識結構框架不夠清晰:章節學習完成后未該部分知識點進行總結與提煉,使學生無法構建知識結構框架,導致對所學知識點無法進行融會貫通。針對上述問題,本文將在自己大學化學教學實踐的基礎上,就如何提高大學生學學化學效率進行初步探索,并提出相應的教學策略。

一、與高中化學相銜接,建立學學化學的信心

大學化學課程往往開設在大一年級的第一學期,該時期學生不僅要適應全新的大學生活,而且還要適應高中教學與大學教學的教學進度上巨大差異;加之大學化學課程理論性強、公式繁多,若此時在大學化學教學中開門見山、直奔主題,會讓學生產生一種斷檔的感覺,無法找到他們心中的化學基礎支撐點。久而久之,學生對大學化學學習的信心將逐漸喪失,甚至到最后會出現一種“不求甚解、只求及格”的狀態。

事實上,大學化學的教學內容是建立在高中化學知識基礎上的,可以說大多大學化學的知識點是對高中化學的深化與推廣。因此,當學生們翻閱教材后的第一感覺就是“似曾相似”,但是當他們繼續細看后又會發現其中的知識點較高中化學要抽象得多、復雜得多,出現一種不知從何下手的感覺。針對該現象,授課教師必須要思考如何將高中化學與大學化學中類似的知識點順暢地銜接起來。例如,學生在高中化學中學習了呂?查德里原理,學會了對化學反應平衡的移動的定性判斷,而在大學化學中的化學反應基本原理這一章節對該知識點進行了深化,要求學生不僅要判斷反應平衡移動的方向,而且還要掌握定量計算平衡移動到了哪個程度。在闡述這個知識點時,教師應該首先復習呂?查德里原理,一方面可以讓學生喚起該知識點的回憶,另一方面也可以讓高中未掌握該知識的學生進行一個補充學習,起到查漏補缺的作用。隨后教師才可以引出呂?查德里原理成立的熱力學理論依據,分析反應平衡與吉布斯函數變、反應熵、標準平衡常數間的熱力學關系,并用公式進行逐步推導。在經歷上述步驟后,學生在學習過程中會經歷一個循序漸進的過程,感覺也不會突兀。總之,將大學化學與高中化學進行適當的銜接不僅可以逐漸建立學生學學化學的信心,甚至還可以調動學生的學習熱情。

二、與社會熱點問題相結合,激發大學化學學習興趣

大學化學這門課程涉及了許多公式推導與抽象概念,容易使學生產生困難感、枯燥感與厭倦感,從而惡化大學化學學習效率。筆者曾在課堂上發現,凡是講到一點社會熱點問題時,學生的興致頗高,但是一講到煩瑣的公式推導、理論計算時,學生的學習熱情就逐漸下降了。如果整節課一直在傳授理論性知識的話,學生的學習效率就會很低。因此作為一名教師要盡可能將講授的理論知識與學生感興趣的社會熱點與科技前沿相結合起,激發大學生學學化學的興趣[3,4]。

例如,在講述電化學這章節內容時,可以將環境能源與海洋防腐與電化學知識很好地結合起來。目前,國內許多城市正經受著霧霾的侵襲,而霧霾的形成與汽車尾氣的排放有較大的關系。如果采用燃料電池來取代目前的柴油或汽油動力,可有效地解決汽車尾氣排放問題,同時燃料電池作為一種新能源還可以成功地替代石油這類不可再生的資源。因此,燃料電池的應用前景可以引起學生的興趣,而通過燃料電池又可引出原電池裝置以及其中的氧化還原反應原理,并進一步引申到電極電勢、電動勢的求解。電化學知識還可以跟海洋防腐緊密結合起來,包括利用電解生成金屬氧化物保護膜來隔絕氧氣與水汽,從而起到防腐蝕的作用,另外還可以使用陰極保護法、犧牲陽極法等電化學措施對海洋浪花飛濺區鋼構進行很好的保護。在配位化合物學習中,可以將王水為什么能溶解金、鉑等貴金屬的原理與配位化合物理論相結合起來,從而引發學生的好奇心,推動學生加深對配位化學物理論的理解。通過上述等串聯,學生在學學化學這么課程的時候就不會覺得單調,學習積極性也將顯著增強??傊?,在大學化學教學過程中可以經常強調化學在社會生活中的作用,展示化學令人振奮的發展前景,開闊學生的視野,激發學生濃厚的求知欲和強烈的探索精神。

第7篇

一、初中化學素質教育的要求

1.培養學生動手能力,提高勞動技能素質

加強實驗教學,培養學生動手能力,運用實驗教學激發學生學習化學的興趣,幫助學生形成化學概念,獲得化學知識和實驗技能,培養學生觀察實驗現象的能力,引導學生設計、組裝實驗,啟發學生的思維。實驗中要嚴格要求,操作要規范,科學合理,注意安全。培養學生實事求是,嚴肅認真的科學態度和學習方法。鼓勵和指導學生自己動手做一些家庭化學小實驗,幫助和支持學生適當參加一些社會實踐活動,進一步激勵學生學習科學的積極性和探索研究的精神。

2.全面培養學生能力,提高科學文化素質

初中化學教學中要處理好知識、技能和能力的關系。知識和技能是學生形成能力的基礎,而能力是學生掌握知識和技能的必要條件,是提高學生科學文化水平的重要因素。在教學中要培養和發展學生的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力。要重視化學基本概念的教學,既要注意概念的科學性,又要注意概念形成的階段性,引導學生不斷加深對概念的理解和運用的能力。要加強化學用語的教學,重視元素化合物知識的教學,引導學生理解元素化合物知識間的內在聯系,了解一些元素化合物的性質、制法和用途間的聯系,加強化學基本概念和原理對元素化合物知識學習的指導作用。學習一些化學實驗和化學計算的基本技能,初步認識化學在實際中的應用,并能引導學生初步運用化學知識解釋一些簡單現象和解決一些簡單的化學問題。

3.教育學生全面發展,提高身體心理素質

在化學教學中,教育學生要樹立自信心,克服自卑感,勇于戰勝困難,樹立百折不撓的堅強意志。要培養學生學習的主動性,勤奮善學、實事求是、嚴謹認真的作風,遵紀守法、勤儉節約、團結互助的品德。培養學生健康的審美觀點和審美能力,陶冶高尚的道德情操,關心學生的體質和健康,重視非智力因素的培養,提高身體心理素質,讓學生在德育、智育、體育、美育等方面全面發展。

4.提高學生的環境保護意識

教育科學技術的發展改善了人類的物質生活條件,也對環境造成了污染。學習化學的目的之一,是要用化學知識進行環境治理。在教學中可以結合空氣、水的污染和防治,水與人類的關系等內容的講授,讓學生了解環境污染的原因,及防治污染的知識。此外,在演示實驗和學生實驗過程中,教育學生正確處理廢水、廢氣、廢渣,養成保護環境的良好習慣。同時應讓學生走出課堂,了解我們生活的環境狀況,宣傳保護環境的重要意義,積極參與治理環境的活動,培養學生關心自然、關心社會的情感。教學中還要結合化學反應產生的現象、反應的本質等知識的學習,對學生進行破除迷信的教育,對學生進行文明行為的養成教育。

二、素質教育的方法和途徑

1.認真學習教育理論,提高教師素質

教師要認真學習《中國教育改革和發展綱要》,學習和研究教學大綱,真正認識到九年義務教育改革的核心問題是實施素質教育,使初中化學教學從“應試教育”轉向“素質教育”,樹立素質教育觀點。素質教育是以全面提高公民思想道德、科學文化、身體心理和勞動技能素質,培養能力,發展個性為教育目的。教育改革和素質教育對教師提出了新的更高的要求,教師是人類靈魂的工程師,必須努力提高自身的思想政治素質和業務水平,熱愛教育事業,教書育人,為人師表,積極參加教育改革,精心組織教學,不斷提高教學質量,培養高素質人才。

2.研究教學大綱,用好化學教材

九年義務教育初中化學教學大綱規定了初中化學教學目的、內容和注意事項,新教材體現“教育要面向現代化,面向世界,面向未來”的精神,妥善處理傳統知識同現代科學知識的關系,充實學生能夠接受的現代科學知識,新教材遵循學生身心發展規律,選擇教學內容,適當降低了理論概念的難度,刪去了繁雜的化學計算,加強了實驗教學。在教學評價方面列出了“常識性介紹”,“了解”,“理解”和“掌握”四個層次的基本要求。只有認真學習新的教學大綱,研究新教材,明確和掌握教學內容的深廣度,使之難易適度,減輕學生不必要的負擔,真正用好教材,培養學生的能力,為提高民族素質奠定良好的基礎。

3.改革教學方法,提高教學質量

教育的出路在教改。在教學中教師要注意總結自己的教學經驗,學習并借鑒一些先進、行之有效的國內外中學化學教學經驗,積極參加教學改革,精心組織教學,不斷提高自己的教學業務水平。真正、徹底改變“滿堂灌”、“題海戰”、“黑板上做實驗”的落后教學方法。教師應由勤奮型向科研型發展,要走:學習―思考―實踐―總結的道路,用啟發式教學思想為指導,激發學生學習興趣,發揮學生的自覺性、積極性和創造性,發揮學生學習的主體作用,教給學生一定的學習方法,提高他們的自學能力,讓學生將來能夠終身不斷繼續學習,培養和發展學生的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力,提高教學質量。

4.加強實驗教學,開展課外活動

第8篇

關鍵詞:人教版高中化學; 科學探究; 內容分析

Abstract:This paper summarized the relevant theories of scientific inquiry and the preparation of textbooks, and then established the basic framework. scientific inquiries on factual knowledge are the most in the edition. There are a number of the same scientific inquiry points in the edition.for the activities of scientific inquiry,experiment is the most in the edition. for the opening level of scientific inquiry, the textbook which is prepared by People's Education Press is 2, 3-class levelof scientific inquiry-based.The People's Education edition take notice of the gradual increase in the opening level of scientific inquiry. in addition of words,the edition of textbook has used pictures, diagrams and charts to help showing the scientific inquiry content.

Key words: Chemistry of Person teaching edition in Senior High School, Scientific Inquiry, Content Analysis

1.緒論

人教版教科書是依據 2003 年中華人民共和國教育部制定的《普通高中化學課程標準(實驗)》所編寫[1,2],由于高中化學新課程包括“化學 1”和“化學 2”兩個必修模塊和“化學與生活”、“化學與技術”、“物質結構與性質”、“化學反應原理”、“有機化學基礎”、“實驗化學”六個選修模塊[3],而且在“課程標準”的指導下人教版教科書,那么人教版教科書中的科學探究內容有何特點?編寫者們選取了那些知識進行科學探究?師生在依據教科書開展教學活動時需要完成什么樣的探究任務?涉及哪些活動形式?學生在進行科學探究時參與程度如何?為了更好的分析人教版教科書,本人主要涉及教材的邏輯或組織形式、內容呈現方式、習題、實驗或探究活動等方面的分析。

2.科學探究情況分析[4]

2.1科學探究的概念

對于理科,有時簡稱為科學探究??茖W探究也指的是學生用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。這一定義在目前國內有關科學探究的研究中被廣泛引用。《國家科學教育標準》中的定義,“科學探究指的是科學家用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據提出種種解釋的多種不同途徑?!?/p>

2.2科學探究的任務及類型

探究任務的解法、答案一般不是唯一的,可能有多種解決辦法。一般是開放性的任務??茖W探究主要包括以下幾種任務類型?;谧兞康娜蝿?,特征主要是有類型 1:涉及一個分類性自變量;類型 2:涉及一個連續性自變量;類型 3:涉及一個以上的分類性自變量;類型 4:涉及一個以上的連續性自變量。邏輯推理任務,需要開展一系列的活動(往往是定性分析),這些活動所得到的資料可以進一步引發、組織下一步的活動,直至找到問題的解決方法。測量性任務,在一些科學、工程或技術任務中,最關鍵的問題是準確測量變量的值,這往往必須利用一個以上的儀器來完成。建造性(工程性)任務,目的是找到解決問題的方法而后再檢驗其有效性,而不是考察背后的因素關系。探索性任務,作為最開放的任務形式,這種任務需要學生自己先提出問題、明確問題,而后再去尋找解決問題的方法,具體解決方法可能是通過以上各個途徑來實現,而且可能利用其他的相關資源。

2.3科學探究的活動方法

為了激發學生的學習興趣,訓練操作技能,為了發現一些科學知識,為了學生建構科學知識、科學素養提供基本的經驗,科學探究常常在教學過程中需要學生進行一定的實際活動或動手操作??茖W探究中學生進行的活動分為實驗、觀察、調查、資料收集、閱讀、討論、辯論等七種方式。

2.4科學探究的組成要素

在國內,不同的研究人員對科學探究進行不同的劃分。 “課程標準”通過對不同理論進行綜合,提出科學探究包括提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等 8 個要素。

3.人教版教科書中科學探究內容的編寫情況[7]

3.1定量分析人教版教科書中科學探究內容

通過分析八冊教科書,我們可以確定分析單元分為64 個,可以知道人教版各冊教科書中科學探究內容不是平均分布,《實驗化學》中分析單元最多,《化學與技術》中分析單元最少,其它幾個模塊基本持平。首先,從科學探究的內容對象來看,事實性知識所占比重最大,全八冊中針對事實性知識的分析單元占分析單元總數的 50%,針對理論性和技能性知識的分析單元數持平。從理論性知識分布來看,《化學 2》、《物質結構與性質》和《化學反應原理》模塊針對理論性知識設置的科學探究內容較多。從事實性知識分布來看,《化學 1》與《化學與生活》中事實性知識比重較大,其中《化學與生活》模塊科學探究的內容全部針對事實性知識;《物質結構與性質》和《化學反應原理》模塊則未針對事實性知識設置科學探究內容。針對技能性知識的科學探究則主要集中在《實驗化學》模塊,其它模塊中涉及不多。其次,從科學探究的任務類型來看,人教版各冊中依次為探索性任務、建造性/工程性任務、基于變量的任務,而涉及最多的任務類型是邏輯推理任務。測量性任務最少,僅在《有機化學基礎》和《實驗化學》中?!痘瘜W反應原理》模塊中基于變量的任務最多;邏輯推理任務則主要分布在《化學 1》、《化學 2》和《物質結構與性質模塊》中;《實驗化學》模塊中建造性/工程性任務和探索性任務比較多,分別占到分析單元總數的 31.82%和 54.55%。最后,從科學探究的活動方式來看,人教版中科學探究活動僅涉及實驗、觀察、資料收集、討論等 四種活動方式,以實驗為主?!段镔|結構與性質》模塊涉及了較多的觀察活動。

3.2 定性角度分析人教版教科書中科學探究內容[8]

首先、人教版教科書中主要是探究重要的無機物和有機物的性質和制備方法,有關事實性知識的科學探究最多。例如鋁與氧氣的反應、鐵與水蒸氣的反應、用二氧化氮制取硝酸的反應等等。在安排任務類型時,針對這類知識較多地采用了邏輯推理任務――即通過開展一系列活動(往往是定性分析),通過收集現象得出結論,進而獲得物質的性質或制備的方法;但在《實驗化學》模塊中,主要采用了探索性任務,例如乙酸乙酯的制備及反應條件研究、氫氧化鋁的制備等等,科學探究任務解決問題的方法和途徑更加多樣化,任務形式也更加開放。其次、人教版教科書較好地注意了循序漸進,逐漸增大科學探究的開放水平,但是由于有超過 14%的科學探究內容采用了 一 級水平的科學探究,使得整體的開放水平偏低。人教版中 一 級水平的科學探究內容主要集中在《化學 1》和《實驗化學》的前兩個單元,從學生參與程度來說,一級水平的科學探究與傳統教學中的演示實驗沒有本質的區別,科學探究問題與假設、探究程序和探究結論都是給定的。通過對具體內容的進一步分析,發現教科書在呈現內容時根本不涉及探究結論這個部分,或者是在探究結論部分沒有給出文字結論卻給出了反應的方程式,學生不需要深入思考就可以得出結論。再次、從科學探究內容包含的環節組成來看,人教版教科書對問題的提出和猜想與假設環節較少呈現(除《實驗化學》模塊外),絕大多數內容都是直接進入探究計劃與實驗實施部分;在獲得解釋與結論后,也基本不涉及反思與評價和表達與交流;環節組成比較全面的是《化學 1》中鐵粉與水蒸氣的反應和《化學反應原理》中 FeCl3水解的探究。在《實驗化學》中,有三分之一左右的分析單元包含了問題的提出部分,包含表達與交流的分析單元也占到三分之一左右,各個分析單元基本都安排了反思與評價的部分,但是對猜想與假設的呈現仍舊非常少。最后、人教版中很多重要的實驗操作都配備了實驗裝置示意圖,標準而且美觀。在《物質結構與性質》模塊還利用示意圖較好地表現了物質的微觀結構。在實物圖片方面,人教版教科書中呈現較少,而且基本只用來呈現實驗現象,對實物圖片的其它功能重視不夠。人教版中圖表的使用主要是兩個方面的作用:提供相關數據和記錄探究結果。值得注意的是,人教版除《實驗化學》模塊外,科學探究內容大部分都給出了探究結果記錄表,而《實驗化學》模塊中圖表則主要是用于提供相關數據,包含探究結果記錄表的分析單元非常少。

4.對人教版教科書中科學探究內容的解讀[5,6]

4.1化學學科本身特點的影響

化學的特征是研究分子和創造分子。在原子、分子水平上研究物質組成、結構、性質及其應用的一門基礎科學。課程的性質決定了一些事實性知識成為理論性知識和技能性知識探究的基礎。沒有豐富具體的元素化合物知識,化學基本概念和原理就會變得抽象、空洞而難以理解,化學用語、化學技能的學習就會變得枯燥乏味,事實性知識被人們稱作“真正意義上的化學”。在人教版教科書中,可發現針對事實性知識的科學探究內容是最多的。另外,化學知識的產生和積累經過了無數科學家的反復探索與實驗,因此化學中有很多適合探究的知識點,化學實驗是學生學習化學知識、解決生產、生活中的實際問題的重要途徑和方法,具有很重要的認識論、方法論和教學論的功能。在使用教科書進行科學探究活動時,要充分考慮化學學科本身的特點。進行科學探究時應使學生在科學探究的基礎上更好地理解和掌握相關的化學知識,不能只看重探究活動本身??茖W探究是為了改變學生的學習方式,而學習的最終目的和結果不應該隨之改變。另外,沒有目的的實驗是沒有意義的實驗,同時也要警惕“惟實驗”的誤區,科學探究中的實驗只是科學探究的一部分,科學探究并不等同于學生實驗,學生的思維過程、歸納與概括的意識以及后續的反思與評價都非常的重要??茖W探究中的實驗既要注重學生實驗,也要注重教師的演示實驗。

4.2學生學習心理的影響

奧蘇貝爾在《教育心理學 一種認知觀點》一書的扉頁上寫到:“假如讓我把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話,那么,我將一言以蔽之曰:影響學習的唯一最重要因素就是學習者已經知道了什么。要探明這一點,并應據此進行教學?!睂W生在義務教育階段已經學習了一些基礎的化學知識,經歷了一些科學探究活動,學生是學習的主體,學習者對外界進行選擇、加工、理解、改造和建構的過程,是學習者對激發起認知沖突的問題和現象進行探究的過程。通過創設一定的情境,逐漸培養培養學生發現問題的能力,進而樹立問題意識。但是,考慮到區域和學生個體的差異性,在安排科學探究內容時應更加深入地分析學生的已有知識經驗,進而設置合理的開放水平和問題難度。另外,在進行活動設計時不能只進行表面上看起來的活動,而是學生真正參與其中,經歷選擇、加工、理解、改造和建構的過程。對于教科書中,問題提出部分的欠缺,在進行教學設計時應該充分挖掘教科書以外的資源。

4.3教師教學實踐的影響

科學探究在強調學生主體地位的同時不否認教師的作用,教師的科學探究觀念是影響探究式教學的重要因素。第一,由于科學探究與科學教育的科學本性相一致、有利于學生的全面發展、有利于學生轉變學習方式,要充分認識科學探究的綜合優勢;第二,科學探究不等于科學家的探究,不能將科學探究神化,也不是必須具有豐富的科學知識和非常完備的實驗設備才能開展探究;第三,科學探究有自身的規律和特點,并不是所有的知識都適合以科學探究的方式進行學習,不能將科學探究泛化。不同的科學探究任務不僅承載著相關的知識,而且承載著一定的化學技能與思想,充分發揮了科學探究的綜合優勢。至于什么樣的知識適合進行探究,探究點在哪里,是教師進行教學設計時的困擾。在使用教科書進行科學探究活動時,教師要正確認識科學探究,合理使用教科書中的科學探究內容進行教學設計,不能拘泥于教科書進而限制了教師的創造性。

5.結 語

科學探究作為科學課程的重要內容被提到了前所未有的高度,高中化學課程是基礎教育科學課程的重要組成部分,依據“課程標準”在高中化學課程中開展科學探究。高中化學新課標人教版實驗教科書設置了專門的探究欄目,設計了豐富的科學探究活動。本文從化學學科本身的特點、學生學習心理和教師教學實踐三個方面對教科書中科學探究內容的編寫情況進行了解讀。

參考文獻

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[4] 吳興.化學新課程中的科學探究[M].北京:高等教育出版社,2003.

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[7] 周立軍.高中化學教學中實施探究性學習的研究[D]. 山東師范大學, 2006.

第9篇

根據學校自身條件和區域環境,2009年學校能源工程學院開設了安全工程本科教育專業。本專業針對陜北地區煤炭、化工、制造、建設施工等產業發展的趨勢,調查分析安全人才需求情況,有針對性地確定專業特色為施工安全、工業安全和礦上安全等方向。安全工程專業的課程是安全工程專業的重中之重,所開設的課程體現了本專業的靈魂[1]。根據我校自身學科領域優勢和各行業的安全事故特點出發,針對性的開設化學相關的課程。2013-2014學年第二學期,在原開設的物理化學課程基礎上重新設置物理化學與分析化學課程教學。該課程具有概念多、公式多、使用條件嚴格且涉及學科多(大學物理和高等數學)、學時少;大班教學;學生的化學基礎參差不齊等特點,這既增加了學生的學習難度,同時也加大了教師的教學難度。

2物理化學及分析化學整合教學改革

教學內容是教學改革的重要環節,改革教學內容能充分體現物理學化學與分析化學的課程特點并有效提高教學效果。

2.1潛心研究,整合內容,構建教學新體系

2.1.1分析化學內容整合。分析化學的教學目的是讓學生掌握分析化學的基本原理和測定方法,樹立準確的“量”的概念,培養嚴謹的科學態度和獨立分析解決問題的能力[2,3]。學生在以后學習和工作中遇到有化學分析的問題時,能夠通過有代表性的采樣、正確地制備試樣和分解試樣、選擇正確的分析化學方法進行測定、正確判斷和表達分析測試結果[4]。為了達到這個教學效果,我們有目的地選取了分析試樣的采取和預處理、誤差與實驗數據的處理、滴定分析概論、四大滴定(酸堿滴定、絡合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定)和重量分析內容。在有限的教學時間內突出重點內容是關于教學效果的一個重要環節。試樣的采取和預處理涉及固、液、氣態以及生物試樣采取和制備,強化四部分基礎知識,重點講解固體試樣的采取和制備。誤差與數據處理是“量”和準確度的一把標尺,在教學活動中采用理論聯系實際,把誤差和偏差的計算應用到采樣和滴定分析的計算中。四大滴定分析是分析化學的重點內容,內容所占的篇幅偏多。這部分內容和物理化學中的化學平衡、化學動力學及電化學中的原理有機的結合起來,這樣的教學安排,即節省了時間又擴大知識的范圍。

2.1.2物理化學內容整合。物理化學是理論性強的化學,它是從化學現象與物理現象的聯系入手,運用數學、物理等基礎科學的理論和實驗方法來研究化學反應規律的學科[5-7]。針對安全專業的特點和課程設置,在教學計劃上對教學內容進行了取舍,氣體和液體的性質作為講授的重點。結果證明,這種有的放矢的教學安排取得了較好的教學效果。

2.1.3隨堂實驗。化學是一門實踐性很強的學科,本課程設置8課時的隨堂實驗。通過實驗教學可以加深對化學基本概念和和基本理論的理解;培養良好的實驗習慣,實事求是的科學態度、嚴謹的細致的工作作風和堅忍不拔的科學品質。

2.2教學方式和教學手段的改革

教學上采取大班授課,學生的化學基礎參差不齊,除了在教學內容上進行精選、優化之外,在教學方法上也不應拘泥傳統的教學模式,應采取多種形式相結合[8,9]。

2.2.1傳統教學與多媒體教學相結合。我們堅持在教學是實踐中使用多媒體教學課件。制作過程中使用二維色彩圖片、三維立體圖形、動畫等效果等諸因素來幫助學生更生動、形象地感知和理解課堂上講授的知識,調動師生的教和學的積極性。同時也注意與傳統教學相結合,比較晦澀需要演算的計算過程用采取板書教學,讓同學能夠有時間思考理解,二者取長補短。

2.2.2堅持啟發式教學方法。啟發式教學是教師根據教學目標和教材的知識框架,從教學的對象的實際出發,通過教與學的互動作用,發揮雙方的積極性和各自的特殊作用,充分調動學生的主動性和創造性,引導學生按科學的方法去主動學習、積極思考,從而促進學生全面發展的一種教學思想。提問法是啟發式教學的重要的一種方法,課堂提問是教學過程中一個非常重要的環節,通過師生相互對話,既調節課堂氣氛,又檢查了教學成果。

2.2.3強化訓練、抓好習題課環節。由于分析與物理化學概念的認識必須經過一個反復的過程,作為教學的重要補充,思考題、習題和課后討論是非常重要的一個環節。通過做習題,學生可以加深對基礎概念、理論和公式的理解和掌握;教師可以對某一階段的知識點進行歸納總結,在此環節可以對教學中疏漏的知識點作補充。抓好習題課環節有利于促進教師和學生間的互動,最后達到全面提高教學質量的目的。

2.3強化考核方法

考核是檢查教師教學效果和評價學生學習效果的有效方法,是教學的重要環節。為了客觀的評價學生的學習情況,采用平時考核與期末考試相結合的考核方式,改變只以卷面分數定成績的單一考核方式。平時成績權重為30%,期末考試成績權重為70%。平時成績的考核內容通常包括考勤、課堂表現、作業成績、隨堂實驗報告成績,平時成績總分(百分制)=考勤成績(25%)+課堂表現(25%)+考勤成績比例%+實驗成績比例%。同時期末考試的題型要靈活多樣,包括主觀題如填空題、選擇題、判斷題和計算題,還有主觀題型如簡單題。既能考查學生掌握基礎知識,基本原理情況,又能考查學生綜合運用所學的知識、原理來分析和解決實際問題的綜合能力,以真正達到通過考試來檢查教學效果的目的。

3結語

第10篇

隨著去年高考的結束,老課程背景下的安徽高考畫上了一個完滿的句號?;仡欉@十幾年來各種高考模式,雖然模式不同,但是高考復習的方法基本相同。

今年安徽又將實行新課程背景下的新高考模式,在這種情況下對高三化學復習課的模式進行變革將成為必然。由于化學復習課時的減少,自主學習,自主復習將成為高三化學復習特別是二輪復習的主要方法。

自主學習源于建構主義理論的學生觀。學生是事實信息的記錄者,并且要具有利用現有知識進行歸納推理的潛能。高三化學二輪復習是在一輪復習的基礎上,把整個高中化學基礎知識進行歸納、綜合并且升華到一個新的高度為后面的綜合練習打下一個良好的基礎。新高考模式下的二輪自主復習,有助于充分發揮學生的主體性作用,讓學生自主復習將是最好的復習方法。

二、高三化學二輪復習中發揮學生主體性的嘗試

1.知識歸納

在老的高考模式下的二輪復習,都是以教師為主體,將整個高中化學知識分為基本概念、基本理論、元素化合物、有機化學、實驗計算等。然后每一部分去引導學生把知識進行小結、歸納。

在新高考模式下,由于各學生可以選修不同的模塊,有些模塊的一些知識是以前老教材里沒有的。而且同一模塊中,各學生掌握的程度也各不相同。因此教師切不可按照老經驗,一切都包辦代替。

學生經過一輪系統地復習后已經完全學會自主復習的方法。因此,應充分發揮學生的主觀能動性,讓學生自己去歸納在各個模塊中,還需要通過二輪復習來進一步鞏固提高的內容。教師再把各個學生的情況進行梳理,從中找出共性的內容,引導學生把這些內容進一步進行挖掘,為后面的綜合練習做準備。

2.方法指導

學生在自主復習中教師絕不能撒手不管。一個非常重要的任務就是方法指導,這里包括復習方法、知識歸納方法、解題方法等。對學生來說,掌握某種復習方法只是掌握了一種策略,而只有那些面對不同問題能清楚如何使用、運用和改變策略、解決問題的學生才能成為真正成功的學生。這才是自主復習的最高境界,也是建構主義所說的最終達到意義建構。

因此在化學二輪復習中,我們要堅始終持知識和方法并行,堅持注重過程教學,注重知識的遷移應用能力的培養,為學生創造機會。在這里最重要的一點就是各個模塊之間的有機聯系,正確指導學生自己去尋找各個模塊之間的有機聯系,就可以在一輪基礎上充分發揮他們的潛能。

3.能力提高

化學高考主要考察學生所應具有的觀察能力、實驗能力、思維能力、自學能力。去年安徽高考題就很好地做到了這一點,今年安徽高考雖然在考試的內容和形式上都做了較大的改變,但是知識與能力并舉這一點是不會改變的。

因此,在復習的內容和方法都發生了很大改變的前提下,在學生的主體性復習中,如何提高學生的觀察能力、實驗能力、思維能力、自學能力是我們每一個高三化學教師都必須面對的問題。特別是新課程中模糊了學生實驗與教師演示實驗的界限,理論上學生的動手實驗應該是更多了。但是我們面對的是化學課時的不足,新實驗儀器和用品的缺乏等實際困難,有不少學生的實驗能力是遠不能達到高考實驗能力考察的要求的,去年安徽高考的實驗題已經給我們提了個醒。

三、科學評價

在化學二輪復習中任何進行復習效果的科學評價是非常重要的,可以說這是二輪復習的關鍵所在。

復習效果的科學評價不是用一張試卷就能解決問題的,我們必須合理設置評價方案。例如,引導學生畫知識網絡圖,任何化學概念都有其特定的內涵和外延。學生按照自己對化學知識的理解,用知識網絡的形式表征出來。特別是元素化合物知識,化學反應與能量等,在二輪復習中有時比考一張試卷效果更好。

因此在二輪復習中我們必須建構發展性的多元評價體系,定性與定量相結合,模塊內與模塊之間的知識相結合,過程性評價與終結性評價相結合。

第11篇

關鍵詞:萃??;分配系數;分配定理

中圖分類號:TQ9 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2011)0020(C)-0221-01

溶劑萃取概述:萃取在化工上是分離液體混合物常用的單元操作,在發酵和其它生物工程生產上的應用也相當廣泛,萃取操作不僅可以提取和增濃產物,使產物獲得初步的純化,所以廣泛應用在抗生素、有機酸、維生素、激素等發酵產物的提取上。

一、萃取的基本概念

溶質從料液轉移到萃取劑的過程。

二、溶劑萃取法的特點

(一)萃取過程有選擇性;(二)能與其他步聚相配合;(三)通過相轉移減少產品水解;(四)適用于不同規模;(五)傳質快(六)周期短,便于連續操作;(七)毒性與安全環境問題。

三、萃取過程的理論基礎

液液萃取是以分配定律為基礎

分配定律:一定T、P下,溶質在兩個互不相溶的溶劑中分配,平衡時,溶質在兩相中濃度之比為常數。

K-分配系數:

在常溫常壓下K為常數;應用前提條件:(1)稀溶液(2)溶質對溶劑互溶沒有影響(3)必須是同一分子類型,不發生締合或離解

基本原理:利用化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數[1]的不同,使化合物從一種溶劑內轉移到另外一種溶劑中。經過反復多次萃取,將絕大部分的化合物提取出來。

分配定律是萃取方法理論的主要依據,物質對不同的溶劑有著不同的溶解度。屬于物理變化。用公式表示。CA/CB=K CA.CB分別表示一種化合物在兩種互不相溶地溶劑中的量濃度。K是一個常數,稱為“分配系數”。有機化合物在有機溶劑中一般比在水中溶解度大。用有機溶劑提取溶解于水的化合物是萃取的典型實例。

設:V為原溶液的體積、w0為萃取前化合物的總量、w1為萃取一次后化合物的剩余量、w2為萃取二次后化合物的剩余量、w3為萃取n次后化合物的剩余量、S為萃取溶液的體積。經一次萃取,原溶液中該化合物的濃度為w1/V;而萃取溶劑中該化合物的濃度為(w0-w1)/S;兩者之比等于K,即:w1/V=Kw1=w0KV,(w0-w1)/SKV+S。同理,經二次萃取后,則有w2/V=K即(w1-w2)/S,w2=w1KV=w0KV,KV+SKV+S,因此,經n次提取后:wn=w0(KV) ,KV+S。

當用一定量溶劑時,希望在水中的剩余量越少越好。而上式KV/(KV+S)總是小于1,所以n越大,wn就越小。也就是說把溶劑分成數次作多次萃取比用全部量的溶劑作一次萃取為好。但應該注意,上面的公式適用于幾乎和水不相溶地溶劑。

四、有機溶劑萃取的影響因素

(一)影響萃取操作的因素:pH、溫度、鹽析。1、PH會產生影響。2、溫度:T,分子擴散速度,故萃取速度3、鹽析:無機鹽――氯化鈉、硫酸銨,作用:生化物質在水中溶解度;兩相比重差兩相互溶度

(二)有機溶劑的選擇。1、根據相似相溶的原理,選擇與目標產物極性相近的有機溶劑為萃取劑,可以得到較大的分配系數(根據介電常數判斷極性);2、有機溶劑與水不互溶,與水有較大的密度差,黏度小,表面張力適中,相分散和相分離容易;3、應當價廉易得,容易回收,毒性低,腐蝕性小,不與目標產物反應。

(三)帶溶劑。對于水溶性強的溶質,可利用脂溶性萃取劑與溶質間的化學反應生成脂溶性復合分子,使溶質向有機相轉移。1、抗生素萃取劑:月桂酸、脂肪堿或胺類等。2、氨基酸萃取劑:氯化三辛基甲銨。溶質與帶溶劑之間的作用:離子對萃取、離子交換萃取、反應萃取。

(四)乳化與去乳化。乳化:水或有機溶劑以微小液滴分散在有機相或水相中的現象。這樣形成的分散體系稱乳濁液。乳化帶來的問題:有機相和水相分相困難,出現夾帶,收率低,純度低。乳濁液的破壞措施:物理法:離心、加熱,吸附,稀釋。化學法:加電解質、其他表面活性劑。

五、萃取的方式

萃取過程:1、混和;2、分離;3、溶劑回收。

操作方式:1、單級萃取;2、多級萃取;3、多級逆流萃取。

六、溶液萃取的應用

萃取的應用,目前仍在發展中。元素周期表中絕大多數的元素,都可用萃取法提取和分離。萃取劑的選擇和研制,工藝和操作條件的確定,以及流程和設備的設計計算,都是開發萃取操作的課題。

作者單位:中南大學土木工程學院

作者簡介:何聰(1990.02- ),男,四川成都人,中南大學土木工程專業本科在讀,研究方向:土木工程方向;汪鵬飛(1990.03- ),男,湖北黃石人,中南大學土木工程專業本科在讀,研究方向:土木工程方向。

參考文獻:

[1]劉文郁.煤直接液化殘渣熱解特性研究.2005.

第12篇

一、再現教學情境,誘發學習興趣

對于形象思維占主要地位的初中學生來說,剛接觸化學時充滿好奇,尤其對實驗頗有興趣。但當學到化學用語、基本概念和原理時,常會感到枯燥乏味,晦澀難懂,往往會把化學視為“第二外語”或者“死記硬背”的學科,有可能會喪失原有的興趣,形成化學學習分水嶺。如何在教學中培養學生穩定的、持久的學習興趣,引導學生突破這種分化,常規教學通常使用掛圖或投影片、模形等媒體,由于其僵化、固定,直觀性很弱,教師們口干舌燥。一陣耳聒之后,學生還是云里霧里,徒增疲憊煩躁,最終的效果當然不好。而多媒體能把語言文字所描繪的情境直觀形象逼真地展現出來,能使學生從視覺、聽覺上領略知識,從而誘發學生的學習興趣。例如在講《燃燒和滅火》時,利用多媒體可以將相關的消防知識用影片的方式呈現出來,培養同學的自救能力,也可以提高同學們學習化學的興趣。

二、化抽象為形象,突破知識重難點

在化學微觀教學中,微粒的運動是化學研究的內容之一,而微觀粒子的運動又是用肉眼所看不到用手摸不著的,分子、原子的特點以及相互關系,化學反應的微觀認識,一直是初中化學教學中的難點。內容抽象,教師不易教,學生不易學,此時可用軟件設計模擬知識微粒的運動。例如,在認識的分子、原子以及兩者的大小關系時,可通過多媒體展示分子、原子的動態圖片或動畫以及分子的分解和結合,通過Flash課件讓學生比較對比認識分子、原子之間的關系,則可實現以往教學中不易克服的難點。

化學變化一直是化學研究的重點知識。從微觀上說,化學變化就是分子分成原子,原子重新組合成新的分子過程。而在傳統教學中僅有靜態圖片,教師的講解很難讓學生接受,那只有死記硬背了,效果很差,但如果若將該過程用動畫模擬出來呈現給學生,學生就會茅塞頓開。例如,在講到水電解的變化時,通過動畫模擬把水分子分裂成氫原子和氧原子,氧原子又重新組合成氧分子,氫原子又重新組合成氫分子,表現得非常直觀。然后聯系具體例子加以訓練,則可以加深對化學反應實質的理解,同時還可以提高學生的推理判斷能力。

三、多媒體教學圖文并茂,培養學生觀察分析能力

多媒體教學對培養學生的觀察力獨具優勢,它可以將文字、聲音、圖象直觀形象地顯示出來。教師可以根據教學要求把圖中的事物作從小到大,從遠到近、從整體到部分、從表面到本質的處理,有的放矢的指導學生反復觀察,從而使學生的觀察逐步做到有序而細致。培養學生的觀察能力。特別是化學教學,它是一門以實驗為基礎的自然科學,觀察就顯得尤為重要。例如,在講《金屬與金屬礦物》中,講到鐵生銹的條件時,課本上是做了三個對比實驗來得出結論的,但這些實驗有的要跨越一到兩天甚至要一周時間才能觀察到現象。并不是很有利于課堂的四十五分鐘教學,所以我在是這節課時,一方面做了這些實驗,以便于學生課后的觀察,但同時我還設計了多媒體教學,在電腦上顯示了三支試管,分別放入了相應的物質,再利用多媒體系統的聲音、圖像壓縮、創設情境,大大的縮短了鐵生銹的過程。再用“閃爍”的方法把從整體到部分或從部分到整體的順序向學生顯示,通過仔細的觀察和分析達成知識領域的目標,提高了學生的認識進程。

四、展現“操作”情境,規避實驗風險

人的思維是從動作開始的,對具體的事物進行形象思維,需要創設“操作”情境,讓學生多動手、多觀察,思維才會隨之展開。例如,在講到《質量守恒定律》中,要求學生能自己設計實驗來證明該定律的真實性。這里就可以利用多媒體讓學生動手“操作”,把自己設汁的所有參加反應的物質和反應中所有生成的物質“送”回各自的家里(托盤天平的左右盤內)。如果在實驗中送錯了物質,而此時天平不能平衡,計算機就會說“我不是住在這里,你再送我一次,好嗎?”如果送對了物質,而且天平平衡,計算機會說“你真聰明!”學生親自操作,使他們嘗到了親自“操作”的樂趣,有效地激發了學生學習化學的求知欲望,同時又活躍了課堂氣氛。

在一些危險性實驗中,往往只是教師給學生一種理性上的認識。對學生而言,豐富的感性認識往往會使他印象深刻。這樣,我們可以用計算機多媒體來實現此類危險實驗(例如,用一氧化碳還原氧化鐵時,操作不當,會發生爆炸),通過計算機多媒體音頻、視頻、動畫等的合成,使學生如同身臨其境,這樣就大大增強了學生的感性認識,減少了實際操作危險實驗所帶來的不必要的危險傷害,而且提高了學生的實驗效率,節省了自然資源。

雖然多媒體教學好處很多,但畢竟屬于教學的輔助手段,不能濫用,更不能代替常規教學。如果過分強調其優點,忽視了學生的主體地位和師生間的情感交流,削弱了授課藝術和臨場發揮能力,那么多媒體輔助化學教學就會異化為“灌輸式”的教育模式。例如,有的教師使用多媒體后就沒了板書,甚至代替了必要的講解;有的教師盲目地擴大容量,導致學生缺少必要的反應時間;更有甚者直接播放影片,缺少恰當的探究活動設計等。以上做法都不能充分發揮多媒體的教學功能,必然會影響教學效果。

在初中化學的課堂教學中,根據學生的心理特點和知識水平,適當、適時和靈活的應用現代教學媒體創設教學情境,能激發學生學習興趣和求知欲,使學生由“學會”變為“會學”,由“要我學”變為“我要學”,促進學生素質的全面發展,當然,現代教學媒體的出現并不能完全替代傳統的教學手段,而且在使用過程中教學內容的設計安排上應符合一定的教學設計原理,確定好教學目標,分序,呈現容量,使我們的教學有的放矢,使計算機多媒體真正有效的應用教學。

總之,教師科學地利用多媒體工具輔助化學教學,就是要把多媒體作為促進學生自主學習的認知工具和情感激勵工具,利用多媒體所提供的自主探究、多重交互、資源共享等學習環境和全新的學習方式,從根本上改變傳統的教學結構,使學生的創新思維與實踐能力得到有效的鍛煉,促進學生的全面發展。

參考文獻: