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材料化学的主要特点范文1
1.绿色化学的涵义
绿色化学,顾名思义,就是对环境无害的化学,也通常被称为无公害化学.从环境保护的角度说,绿色化学可以定义为利用化学相关知识,减少或者消除对人体、环境有害的物质,达到化学无公害化.有关学者提出了原子利用率理论,本质含义就是尽量做到把每一个原子都充分利用,做到真正的百分百利用.随着科技的发展,绿色化学成为了一门交叉学科,不仅涉及化学工艺学,而且还可能涉及机械、化工、电子、自控等多个学科门类.随着世界各国积极倡导绿色化学,大力扶持相关产业,也使绿色化学成为一门朝阳产业.
2.绿色化学的核心内容
通过对上文中绿色化学的多角度定义可以得知,绿色化学的核心是绿色,绿色当然是一个替代词.绿色化学的理念基础就是我们通常所说的5R原则,所谓5R原则来源就是五个绿色化学关键词的英文首字母,具体为减量(含义为尽量减少相关污染物的排放)、循环使用(对涉及的原材料循环使用,达到高利用率)、回收(对相应的污染物进行回收处理,做到不浪费一点资源)、再生(再生的含义就是尽量使用可以再生的资源,在原料的选择上下功夫,以利于环境保护)、拒用(拒用的含义就是拒绝使用有害物质,积极研发替代品).通过对5R原则的介绍,我们知道,绿色化学的核心理念就是节约资源,保护环境.
二、化学教学中引入绿色化学的必要性
1.绿色化学与中学化学教育
化学教育是中学生必修的一门科学基础课,也是我国实施科教兴国战略的重要组成部分,对于培养高素质人才至关重要.在中学阶段,化学课程的主要任务就是普及化学知识,激发学生的兴趣.中学阶段的化学课程处于启蒙阶段,所以在学生启蒙阶段积极培养学生的绿色化学观念十分重要,对于实现可持续发展也有一定的教育作用.
2.在中学化学中如何引入绿色化学
熟悉中学化学教材的人都知道,在教材的相关章节中提到了绿色化学的重要性,为了从感官上培养学生的绿色化学观念.如在制备有毒气体时,我们一般的常识是在通风橱中进行,现在结合现有的实验设备,为了提高反应效率,可以在完全密封的环境下进行反应,这样既可以获得较高的反应效率,又可以做到有毒气体零排放,通过有毒气体的制取实验,也可以引入绿色化学概念,提高学生的绿色化学修养.
三、实验教学中渗透绿色化学理念
1.培养学生绿色化学意识
查阅相关资料得知,我国中学生在绿色化学素养培养方面普遍较差,为了改变这一现状,积极倡导绿色化学观念,必须在化学教学与实验中培养学生的绿色化学素养.我国化学教育现状是重视学生的理论成绩,不重视学生的综合素质培养,特别是绿色化学理念的培养,在这种背景下,教师要承担起绿色化学理念传播者的重任,以身作则,在化学实验中积极倡导并身体力行绿色化学理念,积极响应国家可持续发展号召,以5R原则为指导原则(5R原则即减量、循环、回收、再生、拒用)来培养学生的绿色化学理念.也可以作为实验准则,解决教学实验中容易出现的浪费和污染环境的系列问题,相关教学单位,可以考虑把5R原则作为实验室守则予以公布,真正发挥5R原则的作用,切实让学生知道绿色化学的重要性.
2.应用绿色化学原理,改进化学实验设计
在5R原则的指导下,以绿色化学理念的培养为契机,积极应用绿色化学原理,改进中学化学实验设计,真正做到绿色化学在理念上深入人心,在实际行动上做到实处,结合当今中学实验室实际,本文详细介绍如何利用绿色化学原理,对现在的中学化学实验进行彻底改造,为了脉络清晰,本文从以下几个方面介绍:
(1)积极探索新方法
化学是一门奇妙的学科,方法多样性是其主要特点,化学反应不是固定的,其反应效率和反应速度可能因为环境温度、反应物浓度或者催化剂的不同而有天壤之别,有的反应自然反应极慢,但是加入相应催化剂后可以上百倍的增加反应速度,基于这个原理,我们在设计化学实验时,一定多探索,积极开发新的催化剂,尽量使反应发生的快而彻底,减少废弃物的产生,从源头上践行绿色化学理念.
(2)实验的器具多样性
随着科技发展,化学器具更新很快,在这种背景下,我们要把绿色化学理念融入到化学仪器的设计生产中,结合中学化学实验室实际,我们在进行相关实验时,既可以利用常规仪器,也可以利用高科技的微型器具,也可以我们自制实验器具,在实验过程中要充分考虑绿色化学理念,积极探索适合绿色化学的新器具,比如,在浓硫酸与金属铜反应制备硫酸铜的反应中,中学实验室提供的常规仪器太大,容易造成浪费,在这种背景下,我们可以利用微型实验仪器,这样既满足了实验要求,又大大节省了反应原料,充分体现了绿色化学的相关理念,可以对学生达到良好的教育作用.
(3)实验场地和环境多样性
通过查阅相关资料得知,中学化学实验一般不具有很大的危险性,所以有时候试验场地不仅仅只局限于实验室,比如在做pH测试实验时,一般实验室会提供多种酸或者碱性物质以备检测,但是这样会浪费大量的实验原料,为了积极践行绿色化学理念,教师可以把学生实验室放在野外,学生采集相关标本,研磨成汁,再用相关试剂测试物质的酸碱性或者具体的pH,这样既可以节省实验材料,又可以给学生主动性.因为,实验室的物质已经知道酸碱性,所以学生做的只是验证实验,而上述新方法,由于不知道所采集标本的酸碱性,所以这就成了探索性实验,大大唤起了学生的积极性,也十分符合绿色化学的理念.
3.药品利用绿色化
药品利用绿色化也是绿色化学理念的重要方面,药品利用绿色化就是在化学实验时,要节约药品,合理使用药品,对于价格昂贵的药品,还要积极探索替代品,以节约珍贵的资源,从药品利用层面上践行绿色化学理念.
四、化学教学中渗透绿色化学教育理念的行动研究
1.充分挖掘教材中的绿色化学资源
现在的中学化学教材都十分重视绿色化学理念,在课本中都随处可见绿色化学理念,通过实际阅读中学化学课本,教材中的绿色化学理念主要体现在以下几点:
(1)节省资源作为主体.在中学化学课本中,以节约资源作为整本书的理念支撑,例如在氯碱工业中采取了循环操作,体现了绿色化学中节省资源能源的基本原理.
(2)在设计中学生化学实验时,把绿色化学理念贯穿其中,在设计实验结构图时,尾气处理必不可少.
材料化学的主要特点范文2
关键词:高校;化学教育;绿色化学理念;应用研究
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)06-0043-03
随着科学技术的不断发展,人类在认识大自然的过程中,不断加强改造和利用的能力,同时出现了诸多的问题,包括过度开发资源、过量排放废弃物,破坏了自然环境中原生态结构与组成体系,导致人与自然几千年来的和谐关系受到了严重的影响。不良的生态现象有:温室效应、大气污染、水污染、有机物污染、臭氧层损坏等,这些不良现象严重威胁到了人类生存。因此,绿色化学理念的推出无疑是一个宏伟的战略方针,也是现代化学学习者和工作者的一个挑战。各个高校越来越重视在化学教育中渗透绿色化学理念,只有在学习的过程中培养学生良好的环保意识,才能真正实现“绿色”理念,这也是每位化学教育工作者必须挑起的重任。
一、绿色化学理念的含义诠释
社会经济的高速发展,必然带来资源的高消耗,人口数量的不断提升,人们所能占有的资源也是屈指可数。我们可以清楚的看到,摆在我国面前最大矛盾就是:通过对生态环境的“牺牲”来换取经济的“腾飞”,还是更好的限制人均资源的消耗来保护目前的生态环境,最大限度的降低破坏。工业在我国占据了举足轻重的作用,关系到整个国民经济的发展,而其中我们所熟悉的化学工业为其他行业持续不断地提供更多的科学服务和产品支持。但是,我们不得不面对在追求经济高速发展的同时,整个大自然也受到了空前破坏的问题。生态失去平衡和环境受到严重污染制约了经济的发展,也影响了人类的日常生活、健康,不断加深社会各个领域的矛盾,出现更多的问题。面对这种现状就必须让我们通过改变研究模式来改变生产模式,将“绿色化学”的理念融入到化学工业中,将能从源头控制和防范污染。
绿化化学无疑是“无害”为基础的环境化学,通过化学的先进技术和手段更大限度的消除或者降低有害于人类健康、生态环境的原料、产物、副产品、催化剂、溶剂等生产和使用。绿色化学的核心理念是倡导不要使用有害、有毒的物质,更加不能产生过量的废弃物,不合理的处理废弃物。这是一门从源头加强防范和控制污染的化学,或者说这是一个更有层次的化学理念。从绿色化学的定义上我们就能看出它是以可持续发展为目标而产生的理念。
绿色化学理念引导人们更加重视环境。早在1996年美国就以“总统绿色化学挑战奖”作为美国绿色化学挑战计划中的主要内容,通过这个奖项的设立,其目的是为了鼓励人们敢于探索绿色化学,积极使用和推行绿色化学的科研成果。在上个世纪90年代我国的主要力量还放在经济发展上,也在1996年举行过以“工业生产中绿色化学与技术”为主题的研讨会,通过这个小小的研讨会也体现了我国对环境保护的重视,对绿色化学工业成果研究和开发。后来的一年,在香山会议上宣布了我国以“可持续发展问题对科学的挑战--绿色化学”为主题的研讨工作机构。从这些资料来看我们在进行高校化学教育的过程中,需要将这些思想体现出来,做到更好的借鉴。
二、绿色化学崇尚的发展思路及模式
基于目前科学技术,改善生产技术积极采用各种无毒、无害的原材料替代有毒、有害的原材料;对工艺流程进行改善,对“原子经济性”的反应进行开发;在使用各种原材料的过程中最大限度的节约和效率转化,在排放过程中尽量实现废弃物“零排放”。
(一)绿色化学追求的目标是高效
高效的核心思想是尽量使用最少的原材料,创造更多成品;最大限度地降低排废弃物,提高转化率。我国在制定污染物排放标准时,主要根据假设每一个化学工业行业都以高效生产操作作为大前提的。
(二)对“原子经济性”的反应进行开放
原子经济性的反应是属于近似理想的反应,是将原料分子中的原子通过原子经济性的反应完全地转化为产物,实现废物“零排放”的目的。从目前各大化学工业来看,特别是有机原料的生产制造过程中,很大一部分已经开始推行原子经济性反应的使用了,例如乙烯、丙烯的聚合等。还有一部分基本有机原料的生产采用的是一步的原子经济反应,例如生产环氧乙烷。
(三)积极推行无毒、无害溶剂的使用
化学制造过程中出现的所有污染问题,其污染源不仅仅是产品和原材料引起的,而且还来自于在制造过程中所采用的部分物质,最常见的是反应制造过程中所采用的介质与溶剂。目前工业制造过程中溶剂的使用是最广泛的,但是大多数溶剂都是挥发性的有机化合物,在使用过程中会导致水源污染、地面臭氧形成等。因此,要积极推行无害、无毒的溶剂来代替有害、有毒的溶剂,这些都是绿色化学重点研究的内容。目前研究主题是研发超临界流体,其中我们特别关注超临界中的二氧化碳,它的优点是无害、无毒、成本低,还不具备可燃性。
(四)加强回收和重复利用材料
回收是以降低节约资源理念为基础的,而重复利用材料是降低成本的体现。两者都是以资源节约型为主题的,从而更好地改善工业企业的经营成本。针对自然环境难以回收或者在短时间内难以回收的各类材料,应该实施重复利用的方式;而对于污染度高的化学制品,如我们熟悉的电池应当尽量做好回收而加以利用。倡导回收利用材料的意识也是绿色化学实施的重要途径。
三、绿色化学理念在高校化学教育中作用的研究
(一)绿色化学理念在化学教育中有助于培养辩证统一的良好思想
“先污染再治理”的落后只会导致人与自然和谐关系出现诸多问题。绿色化学理念以全新的改革方式,重源头抓源头,这样才能更好地避免化学造成的污染与破坏,简单来说绿色化学理念是以源头为基础从而进行治理的无害化学。在这里绿色化学还特别强调了,绿色化学理念的全新推出以及实施,并不是对传统的化学方式进行所有的否定,必须要坚持以客观为基础、可持续发展观、唯物主义观,将传统化学的精华与绿色化学理念充分的结合起来,逐渐消除威胁人类健康与生存环境的危害因素,这才是绿色化学的精髓。
(二)绿色化学理念有利于加强学生更加爱护生命
根据目前几年食物中毒相关数据显示,不完全统计下我国食物中毒人数已经达到了四万人。剖析其原因“食物中毒”的原因:过量使用农药杀虫剂、剧毒残留严重等。在高校化学部分教材涉及到了农药的知识,例如我们非常熟悉的DDT、六六六、有机磷农药等,根据目前农业的快速发展,以实现绿色产物为目的,全方面的对农药进行评价。例如:六六六和DDT具有很高杀虫性的同时,也会严重污染其环境,而且具有很高的毒性,对人类与牲畜的健康都具有很大的威胁。而这些具有危害性的农药正逐渐被植物生长调节剂与内源性的昆虫激素等具有生态意义的农药所替代。这类新型的农药不但高效、而且不会污染环境,降低了毒性不会危害到人类和牲畜的健康。最大限度避免了因为农药的滥用而出现大量鱼类、益鸟益虫的死亡的现象。为学生举出绿色化学具体教育实例,从而加强学生保护环境的意识,积极主动的去倡导和爱护我们生存的环境。
(三)绿色化学理念有利于培养正确的发展观
高校化学教育工作者要一直坚持可持续科学发展的观念,树立正确的人生观、价值观、世界观,从而更好的将绿色化学的理念渗透到整个高校化学教育细节中去。化学课堂教学过程中要重视体现绿色化学的原则性,让学生知道在发展的同时不能以牺牲环境作为代价,地球上的能源和物质都是有限的,要善于应用和珍惜。例如:学习“烯烃与溴的亲电加成”相关知识时,对于连结电子取代基的烯烃与溴的加成反应,烯烃可作为麦克尔受体在阳光引发下与溴进行自由基的加成反应。而这里的能源绿色化就体现在对太阳辐射能的直接利用,它为解决目前化学能源的污染性、有限性以及温室效应等能源问题开辟了更多的出路。通过以上绿色化学的实际例子进行教育,让学生明白和关心生态环境、珍惜能源等问题,逐渐加强学生的社会责任感。
(四)绿色化学理念有利于培养学生的创新意识
绿色化学理念是对传统化学一次全新的改革。将化学理论作为基础课程的内容,然后将绿色化学的先进理念融入加强创新意识的培养,并大力实施实践和强化。例如:高校有机化学相关知识中,大部分教材在介绍浓硫酸作为催化剂的时候,只介绍了酯化反应。但是浓硫酸作为催化剂的时候存在诸多问题:对设备进行腐蚀、产生大量的无机盐废弃物、收率低等。我们可以从多个角度来介绍提升产物收率的方法来正确引导学生。鼓励学生对资料进行收集和查阅并提出了一些方案:一是用高效催化剂替代,可以用杂多酸、固体超强酸、无机路易斯酸等;二是建议使用绿色溶剂:三是用微型实验进行替代。从实际情况出发,鼓励学生敢于亲自动手操作进行验证,这样开拓了学生的研究,培养了学生的绿色化学意识,激发学生的创新精神。
(五)绿色化学理念有利于培养适应经济发展的新型人才
绿色化学的主要特点是针对原子经济性反应进行研究、对净化原料进行选择、大力推行采用无害无毒的溶剂和催化剂、倡导环保意识等。企业应该重视控制污染,应该将治理污染的费用转化为对绿色新成品进行集中研究的费用,要树立狠抓源头的意识,将污染扼杀在摇篮中,这样经营模式才能促成企业和社会形成“双赢”的局面。高校有机化学相关知识中,介绍了很多这类的教学重点,例如对氧化进行选择性反应,教材中通常会介绍使用大剂量的强氧化剂,如K2Cr2O7,但是在工业生产实际情况中采用的是催化氧化,如H2O2,O3也是氧化剂,用来进行催化反应是非常合适的,可以更好地进行清洁,而且产率极高,没有出现“三废”的现状。通过这些实际绿色教育实例,学生能明白,先进的科学技术具有市场竞争力。
四、绿色化学理念在高校化学教育中的实施方法
(一)改变观念,加强认识
身为高校化学教育的工作者,必须要掌握教材,充分挖掘教材,认识到绿色化学理念的重要性,提高绿色化学理念的宣传力度,将绿色化学理念融入到学生的内心,通过列举更多的绿色化学实例来让学生亲身体会到什么是绿色化学理念,明白绿色教育的重要性。
(二)重视实验教学,在实验中体现绿色化学理念
化学的基础是实验。实验是化学进行讲解和教学的必要手段,也是掌握知识最直接的方法,在进行化学实验过程中会出现“废物”处理的问题,如何处理好这些废物,为绿色化学教育提供了更好的实践机会,更好地促进学生培养爱护环境的意识。另外,在实验教学中要大力推行微型化实验,倡导绿色化学教育理念。微型化实验的主要特征是,它从节约出发,可以降低污染程度,而且具有较高的安全性。从而控制了污染,也让学生可以亲自操作实验,培养学生敢于动手,调动学生学习化学的兴趣,激发创新思维,增强环保意识都具有重要的意义。
(三)在化学课外活动中开展绿色化学理念的教育
新化学课程标准明确指出:“需要加强组织和指导学生开展化学课外的活动,其目的是打开学生眼界、提升知识量,让学生更加全面的发展,提高学生的综合素质”。课外活动开展过程中,需要将绿色化学理念教育中的内容渗入。例如:组织学生到工厂进行参观,开办绿色化学教育专题报告会;鼓励学生联系身边的实际化学问题,这些对开展绿色化学教育都具有重要的意义。
化学是一门长盛不衰的科学,它始终走在各个学科的前沿。绿色化学理念在高校化学教育中具有非常重要的意义。在化学以及相关专业学生的培养过程中不断渗透绿色化学理念的教育,才能加强学生爱护环境的意识,激发学生热爱化学的兴趣,提升创新能力,而且也在一定程度上培养了高校学生适应社会的能力。
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材料化学的主要特点范文3
Abstract: Biochemistry is a basic discipline widely used in biology, chemistry, medicine, and other major scientific disciplines. Compared with other disciplines, it has rich content, scattered knowledge points, and complex concept, so it is difficult to pass on biochemical knowledge to students, and the major problem that biochemistry teaching has been difficult to solve is how to improve the interest of educators and how to improve classroom quality. With the development of the Internet and the popularity of small personal network equipment, "micro-course" and "flipped classroom" came into being, and gradually attracted the attention of educators. As a new type of education, micro-course can be applied to biochemistry education to solve the problems of students in traditional biochemistry education, such as lack of enthusiasm, difficulties in mastering key points, and difficulties in understanding and so on, so as well to stimulate students’ subjective initiative, and to mobilize students' interest in learning, thus improving the efficiency of biochemical knowledge transfer.
关键词: 微课;生物化学;知识传递渠道;调动积极性;提高学习效率
Key words: micro-class;biochemistry;knowledge transfer channel;mobilization initiative;improve learning efficiency
中D分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)12-0248-03
0 引言
随着科学技术的发展,尤其是信息技术的发展和在全球范围内的普及与应用,当今世界已然成为了一个一体化的信息社会,网络改变了人们的交流模式,同时也改变了商业、工业等各行各业的发展模式,其中,作为发展的根基的教育事业也同样得到了改变,利用互联网进行教育改革,成为了时展的需要,微课这种依赖互联网的新型教育模式也就应运而生了,作为一名教育工作者,我在考察了多例利用微课进行教学改革的实例,并且结合自身使用微课进行教学改良的实际经验之后,来谈一谈微课应用于生物化学教育事业的经验与建议。
1 生物化学与微课概况
1.1 生物化学教育概况
生物化学这一重要的学科出现在大约在19世纪末,脱胎于生理学与化学,是化学与生物学的分支学科。它是研究静态的生命物质的化学组成、结构以及动态的新陈代谢活动过程中各种化学变化的基础生命科学,作为一门新兴学科,生物化学问世的短短百年以来,已经成为了一门在医学,生物学,化学等各大科研领域不可或缺的一大组成部分。
1.2 微课模式概况
伴随着互联网的发展,人们通过互联网获取信息变的越来越方便,可获取的信息量也越来越多,而“微课”就是一种依靠互联网而渐渐发展起来的新型教学方法。所谓“微课”其主要特点是“微”即微课视频的长度不能过长,方便学习者在很短的时间里就能完成某一知识点的学习,其核心组成内容包括课堂教学视频,与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等教学资源,它们以相互配合的关系共同组成了一个主讲知识重难点的教学体系。
1.3 微课应用于生物化学的状况
目前我国的微课已经在很多地域被用于生物化学教学。虽然还没有完全推广,但是各地均有类似的教育模式出现。比如依赖于网络交流工具如微信、QQ等的生化教育公众号,这其实也是微课的一种表现形式,虽然这种方式不够系统也不够专业,但是这种便捷的传播途径却明显的提高了生物化学教学的广泛程度。毕竟,新事物的发展是循序渐进的,虽然目前微课在生物化学教学方面尚且缺乏全面系统的授课方式,但是总的来讲,生物化学微课正处于快速发展阶段。
2 利用微课进行生物化学教育的优点
2.1 传统生物化学教育的部分问题
利用传统的课堂式授业模式来教授生物化学这门学科时,迫于生物化学这门学科本身晦涩难懂且知识量巨大的特性,学生在学习生物化学的过程中总是会遇到三个问题,一是学生在理解过程中总是会遇到一定的困难,二是学生很难提起学习生物化学的兴趣,最后就是生物化学这门课程的知识点太多,重点不好抓。
2.2 利用微课解决问题的方法
在把微课这一教学新模式加入到生物化学的教育过程中,我们发现利用微课模式可以很好的解决这三大问题,首先微课中的微视频与教学课件中可以加入很多形象化的结构模型,比如在蛋白质合成一章中,教师可以利用电脑做出氨基酸由tRNA转运到蛋白质剪切加工的图示全过程。用来解决学生的理解问题。其次,如果在微课中加入例如短动画的知识讲解,学生的积极性也就会自然的提高上来。最后,在录制微课视频或制作微课课件时,可以先列出知识纲要然后对教学重点进行重点讲解,或使用特殊标记,标记重点。这样一来,生物化学课程重点不好抓的问题也就得到解决。
3 将微课应用于生物化学教学的具体方法
将微课应用于生物化学教育的过程,主要包含建立生物化学网络平台、录制微课视频和制作其他教学材料、制作微课学习方案这三部分。
3.1 建立网络平台
建立一个网络平台,可以给学生提供一个进行微课资源下载、和老师同学进行问题探讨的平台,这样就便于解决微课资源的更新、教学问题的修改等问题。当然,如果是利用微课进行教育的探索者,想要进行实验性的教学,但是迫于资源环境的限制,无法独立的建立网络教学平台,可以依附于学校的网络教学平台甚至是利用百度云等Y源存储器作为资源的储存平台。
3.2 录制微课视频和制作课件等材料
这一步是将微课应用于生物化学教育的重点,微课的制作成功与否,决定了将微课用于生物化学的成败。
首先,在制作微课视频时,要抓住教学的重点,把本节或者专对于某一知识点想要传授的内容讲清楚,微课视频一定要简短,便于学生短时学习。
其次,微课课件等资源一定要全面,可以让学生在课前充分预习,在课后充分复习。
3.3 制作微课学习方案
鉴于我国目前的总体教育状况,微课尚且是传统教育的辅助部分,所以在学生学习微课的过程中,可以利用微课进行预习、练习与复习,因此,教师可以根据教学大纲制作学习任务单,然后向学生发放任务,提高学生的学习效率。
3.4 将微课应用于生物化学教育的具体实例
在进行生物化学教学中,有关糖代谢中的三羧酸循环代谢途径,一直是重点、难点。学生理解记忆起来总有一些难度,为了方便学生理解,我们制作了讲解三羧酸循环的微课。
3.4.1 利用微课的具体步骤如下
①制作微课视频,在视频中以图示方式逐步讲解由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸,使乙酰辅酶A进入三羧酸循环参与代谢反应最后再次生成草酰乙酸的全过程。
②制作配套学习资料,学习资料里包含三羧酸循环记忆口诀,可以提高学生兴趣的小故事,简单的预习题,较复杂的课后练习题。
口诀:乙酰草酰成柠檬,异柠檬又成α酮,琥酰琥酸延胡索,苹果落在草丛中。
故事:从前有一个柠檬(柠檬酸)去海边,她遇到了一只乌贼(顺乌头酸),柠檬与乌贼一见钟情,于是柠檬追随乌贼住在了海里,变异成了异柠檬(异柠檬酸)。时光飞逝,异柠檬渐渐褪去青涩(异柠檬酸脱氢酶),有一天,在一丛水草之间,她发现了隐居在其中的一颗琥珀(草酰琥珀酸),她们发现彼此竟然如此相像!于是她们在两棵梧桐树(α-酮戊二酸)下郑重地结拜成了姐妹,从此大家就叫柠檬“琥珀腐妹”(琥珀酰辅酶A)。后来大家认为此名过长,于是乎她有有了第二个名字――“酸琥珀”(琥珀酸)。
柠檬有一个表弟住在盐湖城(延胡索酸),名叫苹果(苹果酸)。一年夏天柠檬去看她的表弟,中途不幸遭遇车祸身亡。人们追究这个传奇柠檬的身世,发现她是草酰乙酸和乙酸腐妹A的女儿,她的外公叫丙酮酸,外婆叫腐妹A(一家子都是腐女)。其实,在柠檬去看苹果的时候,苹果并不在家,他正巧去探望柠檬的老爸――草酰乙酸了。
③通过校园网络教学平台将微课传递给学生,并布置预习任务。
④检验学生的预习状况,首先是观察学生在预习过后对三羧酸循环过程的知识点的掌握程度,然后是课程作业的完成顺利程度,最后是相关问题的测试正确率。检验的过程中,我们发现课堂上学生的活跃程度明显提高,课后作业的正确率较传统方式也有所提高。
3.4.2 微课的效果分析
事实证明,使用微课进行三羧酸循环有关的教学之后,学生在课堂上的响应程度会变的明显高昂,在讲授到相关知识点时,部分学生会马上响应相关的问题,课堂活跃程度也较传统式教学的课堂有明显提高,很显然,微课显著的提高了学生的学习兴趣,所以将微课应用于三羧酸循环这一知识点的讲授很有意义。
4 将微课应用于生物化学教育的思考
微课作为一种崭新的教育模式,打破了教育的时空限制,让受教育者可以不分年龄,不分地域的进行学习。然而,目前还不能用微课来代替传统的生物化学教育,毕竟,想要只通过微课就完成教育的所有过程,对学生的自主性、老师的能力都有极大的要求。而且,由于微课制作者本身具有的自由性,所以有些微课可能会伴随着出现一些错误。
另一方面,微课大部分是由在生物化学方面具有经验和兴趣的爱好者所做,这也就造就了生物化学微课具有散乱、不系统的特点,所以想要找到一套有始有终而且系统全面的微课材料反而不易。因此,微课应用于生物化学领域,尚且还在实验阶段。
5 结语
利用微课进行生化教学是培养生物化学人才的崭新模式,如何利用微课改进传统生物化学教学?如何针对不同章节内容的不同特点设计出更多有特色的微课资源,建立崭新的教育模式,提高学生的自主学习能力,促进整体教学水平的提升,这些问题的解决仍有待于所有从事生物化学教学工作者们的共同努力。
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材料化学的主要特点范文4
关键词:高中化学;实验;化学知识
中图分类号:G633.8 文献标识码:B文章编号:1672-1578(2016)06-0288-01
"得实验者得理综",实验的重要性可窥一斑。不论是在高中化学教学中,还是高考前的化学复习中,开篇以化学实验为本,好处多多。具体说利于引起学生的足够的重视,利于学生有足够的时间全面、透彻领悟化学实验的现象和结果,利于学生不断强化知识的掌握和知识系统的构建,利于学生夯实基础知识,提高实验技能。
下面,具体论述以实验为本,构建化学知识体系的主要策略。
1.化学实验在知识体系构建中的重要性
构建知识体系利于从整体上认识和准确把握知识。如对于《化学物质极其变化》的第一节内容的学习,首先应把握这个章节中主要包含对化学物质的分类,总体上分为两类――纯净物和混合物,而纯净物又分为单质和化合物等。
对于化学反应的类型,有化合、分解、置换和复分解反应以及氧化和还原反应。对于分类的方法包括交叉分类法和树状分类法;对于分散系和分散剂的聚集状态而言,分为九种类型。对于实验这块,重点是丁达尔效应,了解什么是丁达尔效应、丁达尔效应的原因是什么、丁达尔效应现象的应用等。了解生活中的丁达尔现象以及运用……
这样,这些知识构成一个网状结构,在学生心目中留下深刻的印象,从整体上对知识"提纲契领",纵观章节知识,使知识"一览无余"。
2.化学实验为本与知识体系构建的关系
以实验为本就是以化学实验为基础的化学教学方法。如对于《金属和化合物》的复习,对于金属的化学性质的复习,学生们了解了金属与非金属的反应、与水的反应、与盐酸反应、与盐溶液反应等,对于这些知识的巩固实验是有效的方法,如做一做"金属钠与水的反应",对于这个反应的现象――浮、游、熔、响、红等,可能学生记不清或者记不牢,而再次实验或者用多媒体呈现实验的视频画面,实验现象再次浮现在脑海。再如金属钠与盐溶液硫酸铜的反应,再次的实验探究,钠溶解,放出无色无味气体,有蓝色沉淀生成等会使学生历历在目,经久不忘。
在化学基础知识指导化学实验的同时,化学实验反过来有助于学生的知识的理解和运用。仍然以《金属和化合物》的教学为例,学生们在实验之后,明确了金属的化学性质,用这些性质所包含的知识,指导我们的生活实践,是化学教学的终极目标,实现"学以致用"。如对于钠应该怎么样保存的问题,学生通过金属钠的化学性质与实验操作,自然联想到应该密封保存、隔绝空气和水,加煤油密封。如果钠着火,不能用水扑灭,应该用干燥的沙土灭火。
这样的教学,知识理论指导实验,实验又作用于知识的构建,形成知识。
3.实验对于知识构建的作用和策略
化学知识的构建不是空中楼阁,也不是靠大量的死记硬背而获得,需要以实验为载体,通过实验的观察、分析、提炼而得。
3.1 运用实验,构建"知识树"。通过操作实验,既培养学生们的观察能力和分析能力,更利于学生以思维的方式回顾知识,建立化学概念和规律,促进"化学知识树"的生长。
以氯气的实验室制法为例,在实验前根据氯气的性质,研究和讨论实验发生装置、净化装置、和收集装置,以及尾气处理装置等,根据实验,观察现象,并形成知识体系,了解反应原理和现象,构建与之相关的知识,使之系统化、条理化。
3.2 把握高考动态,注重实验环节。2015年的高中化学高考试卷以实验为主线的命题明显多于往年,并且2016年的高考试卷,实验为主的问题较之于2015年还会有所提高,所占的分值也会有所增加。以实验为线索,从实验角度切入的分值高达30分以上。
一向以"题海战术"而居的理科的学习,虽然教育界曾多次指出题海战术的弊端,抨击题海战术,但理科学生不去练和考,想提高整体成绩也是不可能的,在练和考中,强化基础知识和基本技能,在练和考中,弥补不足和缺欠。根据高考的改革趋势,在复习和练中,应以实验为依托,加大探究性实验的力度,并在实验中,巩固知识,形成知识系统化,提高应试能力和应试技巧,也整体提高学生的化学素养和化学成绩。
3.3 加强实验教学,提高参与意识。在高中化学复习迎考中,应加大化学实验的力度,但在注重化学实验的同时,化学实验的复习应该与有关的基本概念、基本理论等相关知识有机结合起来,对教材中的重点的化学实验有必要再次进行演示实验,或者引领学生观看实验录像,回顾实验情境以及回顾和再次探讨化学实验现象等。
高中化学教材中涉及的实验很多,如氯气的实验室制法、喷泉实验、硫的性质(与铁、铜)反应、硫酸根离子的检验、铝热反应等近50个,对于如此众多的哦化学实验,在教学中,教师应采取趣味性实验的方法,有选择地进行实验探究,如魔棍电灯的实验,让学生在实验中,既巩固知识,提高化学教学的趣味性,激发学习化学的兴趣。
3.4 实验应贴近生活,凸显化学教学生活化。教学中,在突出实验为本,构建化学知识体系的同时,生活化教学的主题不能忽略。
如果实验的设计远离生活,化学的趣味性因此而骤减,也不利于学生很好地理解知识,构成知识体系。如"二氧化碳的性质"时,让学生在课前准备一些与二氧化碳有关的材料,如蜡烛、汽水、碱面以及可乐等。上课时,让学生边回顾二氧化碳的性质,边选用不同的材料而实验。生活化的实验,增强化学学习的趣味性、有用性。
高中化学教学中,采取有效的化学实验教学方法,与生活紧密相关,与知识的整体构建等彼此相连,才能让学生在学习中学得开心、学得有效,提高学习质量,并培养和提高高中学生的创新意识,提高综合能力。
参考文献:
材料化学的主要特点范文5
关键词 绿色化学 环境保护 生物技术
人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。
1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料
1.1 原料选择
工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。
我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。
1.2 溶剂的选择
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。
1.2.1 固相反应
固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。
1.2.2 以水为溶剂的反应
由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。
水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。
1.2.3 超临界流体作为有机溶剂
超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(31.10℃,7 477.79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。
1.3 催化剂的选择
许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长。
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化学反应的绿色化
为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。
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生物技术的应用
生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。
绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。
参考文献
1 朱清时. 绿色化学和新的产业革命[J]. 现代化工,1998(6)
2 闵思泽. 环境友好石油炼制技术的发展[J].化学进展,1998(1)
材料化学的主要特点范文6
2012年浙江省高考理综卷化学试题严格遵循《考试大纲》、《普通高中化学课程标准》、《浙江省普通高中新课程学科教学指导意见》和《2012年浙江省普通高考考试说明》。在继承的基础上有所创新,在创新中立足基础,注重能力。试题不仅有利于为高校选拔人才,更重要的是为中学全面推进素质教育、全面深化新课程改革起到良好的导向作用。在注重对化学学科中的基础知识、基本能力和重要方法考查的同时,突出了对信息整合能力、问题解决能力、实验探究能力的考查。试题稳定中求变化,变化中求创新,试题主要有以下几方面的特点:
1.时代性——关注社会实际
化学作为一门基础自然科学已经广泛渗透到科学的各个领域当中,人类的生产和生活与化学密切相关。 2012 年浙江高考理综化学试题的命制充分运用了新的问题素材、紧密联系生产、生活、社会、能源、环境、医药、技术等方面的热点问题,特别关注了与现代化学研究技术和社会可持续发展等内容,突出化学学科的社会价值、地位与责任。如第7题中关于太阳能的利用,蔗糖、淀粉、油脂等食品中的有机化合物,红外光谱仪分析仪器,石油的炼制等;第29题中的环境激素,1h—nmr有机分子结构测定技术,隐形眼镜高聚物等等。通过这类试题的考查,能引导教师和学生对stse的关注,充分体现了化学学科的发展性、时代性以及化学的实际应用价值,昭示着科学探究的重要性。这和新课改要求提高学生学科能力和素养的精神是相符的。与考试大纲中的考核目标“重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,以促进同学们在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等方面的全面发展”无疑是相一致的。
2.基础性——彰显学科特色
化学科学有着较为成熟的主干知识体系和深刻的学科特色。2012化学试题十分注重考查化学学科的基础知识和基本技能。试题涉及了物质的量、氧化还原反应、离子反应与离子共存、离子浓度大小的比较、物质结构与元素周期律、热化学、电化学、化学反应速率和化学平衡、常见金属元素及化合物、常见非金属元素及化合物的重要性质、化学基本实验原理及操作、有机化学基础知识等相关内容,基本涵盖了高中化学的主干知识。如第7题考查了化学基本概念及化学知识在实际中的应用,涉及到太阳能、光能、化学能、绿色化学、糖类、油脂、电解质和非电解质、红外光谱、石油的裂解和裂化等许多化学基本概念和知识,第8题考查了化学实验的基本原理和基本操作方法的知识,第9题考查了物质结构和元素周期律的相关知识,涉及到元素的推断、原子半径大小的比较、化合物沸点高低的比较、氧化还原反应、阴阳离子个数比等知识,第10考查了电化学的相关知识,涉及电极反应式和总反应式正误判断、化学平衡的移动和转化率的计算,第11题考查了有机化学的知识,涉及到烷烃的命名、氨基酸的成肽反应、同系物有机物分子式的的正误判断,12题考查电解质溶液的知识,涉及到溶液的ph及与酸碱性的关系,离子浓度大小的比较、酸碱中和滴定等, 13题考查了元素及其化合物、离子反应和离子共存的有关知识,涉及到了中学阶段学到的10多种金属元素和非金属元素组成的微粒间的相互反应及其转化关系。四道主观大题除有机题仍比较经典外,其它三题“起点高”——考素质、考能力,“落点低”——解题时运用的知识没超过大纲,体现了命题源于课本而高于课本的原则;第26题着重测试了化学发现思维能力,试题以cucl2晶体及无水cucl2的制备为背景材料,考查沉淀溶解平衡、过滤、蒸发、结晶、氧化还原滴定、离子方程式的书写、质量分数的计算等相关知识。第26、27、28题都考查了学生通过对数据、图表和实验现象的观察,提取相关信息,进行加工、整合信息的能力,将图表中所获取的信息抽象归纳、逻辑地统摄成规律,并能运用此规律进行推理(收敛和发散)的创造能力,分析问题和解决问题的能力。同时,三个大题各自承担了考查了化学主干知识的重要功能,第26、27题侧重考查化学理论知识,第28题以有机为载体侧重考查化学实验能力,第29题侧重考查有机分析推理能力。
3.实践性——体现化学之本
化学是一门以实验为基础的学科,离开实验,化学就成了无本之木。实验是化学科学不断完善和发展的动力,化学实验与探究能力是从事化学研究人才的基本能力要求,也是考试大纲对理科考生的重要能力要求。2012浙江高考化学试题特别重视对实验的考查,试题充分体现化学新课程理念,注重对探究能力的考查,主要表现在化学实验题的问题设置和探究上,问题的设置涉及实验现象的观察、实验仪器名称的书写、实验操作步骤判断以及实验方案的设计等,形式多样,考查全面。如第8题和第28题着重考查了化学实验的基本原理和实验基本操作的知识,第8题的的前三个选项分别来自《实验化学》专题三《物质的检验与鉴别》、专题六《物质的定量分析》和专题七《物质的制备与合成》,第四个选项则考查实验室一般事故的处理方法,突出实验安全意识;第28题以苯乙酮的制备为背景,考查了混合物的分离和提纯的有关知识,包括蒸馏、洗涤、萃取、分液等实验基本操作;26题考查了过滤、蒸发浓缩、结晶、滴定等实验基本操作。可以说2012年浙江高考化学试题对实验考查的重视,达到了一个前所未有的程度,涉及化学实验的试题所占分值接近卷面的1/2。
4.创新性——注重课程理念
新课程标准的理念是:以培养学生创新精神和实践能力为主线,注重学生
转贴于
的身心发展规律,精选学生终身发展必备的基础知识和基本技能。新课程标准的主要特点是:突出基础性、突出时代性、突出科学性、突出实用性、突出实践性、突出灵活性。而20112年浙江高考化学试题在很大程度上体现新课程标准的理念,整卷以高中化学基础知识和基本技能为依据,以生产、生活、环保、医药、能源、技术等化学知识的应用为载体,将化学研究的基本方法、基本概念和基本理论、常见无机物及其应用、常见有机物及其应用等融为一体。ⅰ卷客观题主要以基础知识、基本技能为考点,ⅱ卷重在考查考生对基本原理的理解、运用所学知识分析生产生活中实际问题和解决(解答)化学问题的能力、实验与探究能力。同往年的试题相比,今年浙江高考理综化学试题更加注重理解和应用,对实验技能和实验探究能力的考查进一步加强,题目设置与生产和生活密切相关;试题充分体现探究与开放,增大了考生思维空间,更加注重“过程与方法”的考查。
5.方向性——引领课改导向