高中绿色化学的定义范例6篇

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高中绿色化学的定义

高中绿色化学的定义范文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.

高中绿色化学的定义范文2

关键词:绿化化学;环保理念;化学教育;实验改进

20世纪90年代,美国化学会针对日益严重的环境污染颁布了污染防治法案,将污染防止确立为美国的国策,在该法案中第1次出现了“绿色化学” (Green Chemistry)一词,其定义为:采用最少的资源和能源消耗,产生最小的排放的工艺过程。所谓“绿色”是指一种保护环境、保护资源,可持续发展的理念。绿色化学是人类和自然和谐的化学,其最大的特点在于它是在始端就实现污染预防的科学手段。它主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子,具有“原子经济性”,因此,它既能充分利用资源,又能实现预防污染。

绿色化学为化学教育教学提出了新的指导思想。化学实验与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。如何将绿色化学理念有机渗透到化学实验的改进中,以期达到在绿色环保之目的呢?

1 化学实验要尽量减小试剂的浓度

在现行化学教材中,有些实验指明了药品浓度,有些实验没有指明药品浓度。对涉及药品浓度的实验探索和改进,既能节约药品、保证实验效果,又能减少环境污染。

1.1 指示剂浓度的减少

指示剂酚酞、石蕊、甲基橙、品红等,特别是酚酞和石蕊,指示剂变色很灵敏,即使用微量药品也会有明显现象和效果。原浓度为0.5%~1.0%,经改进可减少到0.1%~0.25%,也可以相应减少酒精的用量。

1.2 苯酚性质实验

苯酚溶液浓度由2%降至0.5%~1.0 %,溴水浓度也可降低为橙红(稍浓)。

1.3 对定性检验剂硝酸银浓度改进

在进行银镜反应配制银氨溶液时,将硝酸银浓度、氨水浓度均可由2%降为1%,实验效果依然。而在高中化学一般离子检验中,硝酸银浓度微量0.1%足已。

1.4 浓度对化学平衡的影响的演示实验中硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度可由0.01mol/L降为0.0005mol/L,1mol/L降为0.5mol/L

这些改动实验药品的浓度都增强了实验效果。中学化学实验中降低实验药品浓度的例子还很多,作为化学实验工作者,应具有绿色化学的思想,并指导日常工作,尽可能地降低实验药品浓度,减少药品的损耗,预防环境污染。

2 要尽量推行微型实验

微型化学实验作为绿色化学的一项方法和技术,已在国内外日益得到重视和推广。利用微型化学实验能真正体现绿色化学预防污染,而不是治理污染。其优点是现象明显、效果良好;减少试剂用量,降低实验费用;降低排废量,减少污染;缩短实验时间且安全可靠。在微小型的仪器中,用尽可能少的试剂来进行实验(一般为常规量的1/10~1/1000)。因为只有仪器微型化了,才能减少试剂在器皿上的附着量,同时还应尽可能减少中间产物的转移过程,以减少试剂在器皿上的附着。在学习元素化合物性质、实验习题和一些有刺激性气味、有毒物质的制备时,可选用微型化学实验,充分利用其突出优点。实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器,还可以把集气瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时,可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。如浓硫酸的吸水性和脱水性实验,药品种类多、份量大,改在点滴板上进行,并且利用实物投影仪将实验结果放大,既减少药品消耗及废物污染,又缩短实验时间,现象非常明显。又如,乙酸乙酯的制取实验,改用W型管(如图1),然后水浴加热,药品用量少,反应快,现象非常明显。整个实验都贯穿了绿色化学的思想。

3 改进有毒气体的制取装置

如实验室制氯气,最后的尾气通入氢氧化钠溶液,防止氯气排入空气造成污染。为防止在收集多瓶氯气时逸出过多的氯气,可对实验进行如下改进,具体做法是:a.按图2组装好仪器,烧杯中装好NaOH溶液。b.检查装置的气密性。 c.装药品。d.制取并收集Cl2。e.先关闭止水夹K2,打开止水夹K1,用a1收集好一瓶Cl2,更换集气瓶再收集Cl2,关闭止水夹K1,打开止水夹K2,再用b1收集C12。可见在此收集过程中Cl2几乎被全部收集,有效地减少了向空气中逸散,从而减少了对人体的危害和对环境的污染。

4 改进有毒气体的吸收装置

如浓硫酸的脱水性实验:烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀。然后加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。此实验的缺点是:反应放出大量有刺激气味的有毒气体如SO2等,对空气污染严重,学生咳嗽不止,甚至干扰了课堂正常秩序。改进方案:将200ml烧杯置于有少量水的玻璃水槽内的一块大理石小垫块上(大理石小垫块稍微高于水面),再在200ml小烧杯上倒扣一个大烧杯(如图3)。 玻璃水槽内装入NaoH溶液,吸收SO2等有毒气体,防止生成的SO2排入大气污染环境。

5 改进产生大量烟的实验

如钠在空气中燃烧的实验,在学生分组实验中,按课本及参考书中介绍的方法,实验过程中会损坏很多玻璃管或蒸发皿,如选用石棉网,实验后的石棉网也不能再次使用,造成很大的浪费。更重要的是生成的过氧化钠呈烟状,跑到大气中,既污染环境,又不容易观察生成物的颜色。改进做法:将石棉网换成方形的白铁皮或铝片,折起四边成小盒状,将一绿豆大小的钠,吸干煤油后放在其中,将其置于三角架上,用酒精灯加热,钠很快便可熔化、燃烧。实验现象:看到钠逐渐燃烧,呈黄色火焰,生成菜花状的淡黄色固体。改进后的优点:生成的过氧化钠基本上都留在白铁皮或铝片上,既有利环保,又容易观察到产物的颜色;冷却后取出燃烧产物,将白铁皮或铝片清洗干净擦干以备后用。

6 循环使用溶剂和充分利用反应产物

绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,所以,我们应该应用化学的处理方法,充分利用现有资源及反应产物。这不仅从源头上防止了污染,而且增加了经济效益。

如萃取实验用的有机溶剂CCl4、煤油等,如果废弃了,不仅污染了环境,而且会产生新的隐患。如果进行回收、集中、化学处理,它们又可重新使用。对于萃取碘的CCl4、煤油可以用稍浓的NaOH溶液洗液、分液。又可重新得到CCl4、煤油,进行萃取。铁和硫反应生成硫化亚铁,收集演示实验生成的硫化亚铁,进行制取硫化氢的实验。对一些收集了又不用的有毒气体,可对学生做怎样吸收该气体的实验。如氯气及未完全进行反应的氯气,在集气瓶中加入一些NaOH溶液,吸收氯气。在学生分组实验中,配制一定物质的量浓度的溶液中,把容量瓶的规格改为50ml或100ml,配制HCl溶液的浓度改为0.1mol/L或0.2mol/L(不同班级任选一个),配制NaOH溶液的浓度改为0.15mol/L,再分瓶收集备用于中和滴定,要把2个实验的顺序安排好。

在实验工作中,用绿色化学的思想来指导,更能有效地防止污染。

综上所述,化学实验的改进要力求利用最少的实验药品,获得最佳的实验效果,最大限度的减少废弃物,提高学生的环境意识。只有这样,才能使化学实验与绿色化学理念相吻合,增进师生的绿色化学和环境保护意识。

参考文献

1 谢志刚,宋仲容,王家平.无机化学教学中绿色化学理念的渗透[J].化学教育,2006(8)

高中绿色化学的定义范文3

【关键词】解题思路;思维障碍;障碍突破;思维方法

教学过程中,很多学生反映课上听得很“明白”,但到自己解题时,总感到无从入手,实际上并不是问题很难,也不是解答过程十分复杂,而是学生没有思路,即化学思维存在着障碍。

一、学生思维障碍的具体表现

在中学化学学习中,学生的思维障碍可以概括为以下几个方面:

1.不知问题考察什么知识点

学生感到化学知识繁杂,尽管学了很多知识,但不知试题考查的是哪个知识点,不会学以致用,也就无从下手。

2.概念、定义、公式在考试时常常用错

课本上的概念、定义、公式都会背,但在考试时常常用错,比如求溶液的物质的量浓度,应该用c=n/V,但却用成了c=n/22.4。

3.题目很熟,但往往做错或做不全对

在考试时,考生经常遇到一些熟题,一看就明白,但做出来往往不是做错就是做不全对。

4.在关键的解题思路处卡住,出现“思维盲点”

5.综合性问题没有头绪,无从下手

只会做一些简单题,遇到较复杂的综合性问题时,思绪乱,找不到突破口,不知从哪里开始下手求解。

二、高中化学思维障碍的突破

1.提高学生学习兴趣,主动掌握基础知识

兴趣是最好的老师,学生对化学学习有了兴趣,才会主动去学,主动去想,这比单纯被动的去记效率要高得多,学生掌握的才更牢固,才能更大程度地预防学生思维障碍的产生。因此在教学中,老师必须遵循学生认知发展的阶段性特点,因材施教。比如高一讲授氧化还原知识时,就不能讲练过偏过难的题,以免打击学生学习的积极性,使他们对化学失去信心。学生有信心,才会有兴趣,才会乐于学。

化学是一门实验性学科,经常做实验,教师可以以实验为平台,对实验加以改进和创新,使实验变得更有趣。比如做喷泉实验,可以做成彩色喷泉,做SO2的漂白实验时,可以用剪的花朵或卡通图像代替纸条,学生肯定记忆更深刻,对化学也会更感兴趣。

2.理清知识思路,构建合理知识网络

如何塑造良好的知识结构呢?心理学指出,学生学习和掌握知识的过程是一个构建知识结构和发展能力的过程。学会构建化学知识网络,学会总结。这包括:

(1)准确掌握概念、原理、定理、定义和重要事实。每一概念要掌握其核心实质,如燃烧热,概念的核心是1mol;可燃物;完全燃烧,稳定的氧化物。

(2)对比知识点之间的联系和区别。如氧化剂与还原剂、离子化合物和共价化合物、电离反应与水解反应、燃烧热与中和热等,都可列表进行联系和对比。区别相似、相反概念间的异同点,使学生形成较清晰的局部概念体系。

(3)将知识系统化、整体化。结构化系统化的知识才是真正的知识。对于化学的学习应是宏观把握,微观掌握。抓规律、记特殊。学生要在老师的指导下,对知识概括归纳,构建知识块、知识链,形成知识网络。

3.重视化学思想方法的教学,指导学生提高化学意识

化学意识是学生在解决化学问题时对自身行为的选择,它既不是对基础知识的具体应用,也不是对应用能力的评价,化学意识是指学生在面对化学问题时该做什么及怎么做,至于做得好坏,当属技能问题,有时一些技能问题不是学生不懂,而是不知怎么做才合理,有的学生面对问题,首先想到的是套那个公式,模仿做过的题型下手,是化学意识落后的表现,教学中,在强调基础知识的准确性,规范性的同时,我们应该加强化学思想方法的渗透。例如,有这样一道题:

苹果汁是人们喜爱的饮料,由于此饮料中含有Fe2+,现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色。若榨汁时加入维生素C,可有效防止这种现象发生。这说明维生素C具有( )

A.氧化性 B.还原性 C.碱性 D.酸性

要想解决此题,先让学生认真审题,分析题意,筛选有用信息。Fe2+是淡绿色,在空气中会变为棕黄色,加入维生素C可防止淡绿变为棕黄色。然后分析联想,棕黄色是Fe3+的颜色,淡绿变为棕黄色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,加维生素C可防止淡绿变为棕黄色,也就说明维生素C能防止Fe2+被氧化,维生素C肯定与氧化还原知识有关,排除C、D,再想,既然防止被氧化,肯定不能有氧化性,那就是还原性了,进一步考虑,若Fe2+被氧化为Fe3+,维生素C可将Fe3+转化为Fe2+,也就说明它具有还原性。

因此,在化学教学中只有加强化学思想方法的教学,才能使学生面对化学问题,得心应手,从容作答,所以,提高学生的化学素养是突破学生化学思维障碍的一个重要环节。

在教学中可以采取多种方式与学生交流了解学生真实的想法,例如考生可以精心设计一些诊断性题目,事先了解学生可能产生的错误;有时也可以设置疑难,展开讨论,选择学生不易理解的概念、不能正确运用的知识或容易混淆的问题让学生讨论,从错误中引出正确的结论,这样学生的印象特别深刻。通过暴露学生的思维过程,能消除消极的思维定势在解题的中影响。当然,为了消除学生在思维活动中只会“按部就班”的倾向,在教学中还应该鼓励学生进行求异思维活动,培养学生善于思考、独立思考的习惯,不满足用常规方法取得正确答案,而是不断尝试,探索最简单、最好的方法解决问题,发展思维的创造性。

新课程改革对我们提出了挑战,同时也带来了机遇。我们应真正确立以学生发展为本的理念,主动适应教育改革的要求,以实践探新路,以科研求发展,转变观念,改革教学内容、教学方法和评价标准,提高学生心理、知识和能力水平。授之与渔,这样才能不负历史的重托,才能培养出更多具有创造能力、创新精神,个性健全的人才。

参考文献:

[1]吴效峰.新课程怎样教:教学艺术与实践.沈阳出版社.2002.(2)146―150

[2]彭聃龄.《普通心理学》北京师范大学出版社2001年版

[3]《中学化学教学参考》2001年第1-2期

高中绿色化学的定义范文4

高中化学 实验教学 教学方法

一、增加学生实验的机会,以强化科学方法的学习

1.由学生来完成演示实验。对于演示实验,我们一般的处理方法是教师演示,学生观察。学生看老师做实验,虽然能看到老师的规范操作、能观察到预期的实验现象,但学生的观察是被动的,难以激发学生学习的主动性。对于一些比较安全、技术要求不是很高的实验,教师完全可以让学生来进行实验演示。学生上台演示的时候,台上的同学会想尽办法要使实验成功,台下的同学会聚精会神地观看他的操作,会从不同的角度指出操作过程中的优点和缺点。有些同学为了下次在同学面前有一个好的表现,他们课前会主动地去预习。与此同时,教师在台下除了对进行演示的同学作一些必要的指导外,从学生的角度去观察实验,更能发现实验中的问题及指导学生如何更好地进行实验和观察实验。

2.开展微型实验。对于微型化学实验,很多人曾从不同的角度给它下过定义。虽然,他们的定义不同,但他们对微型化学实验的原则理解是一致的,即仪器要简单、用剂量要少、反应要快速、现象要明显。微型化学实验不是常规实验的机械减量或缩微,更不是实验经费不足而采取的一项权宜之计,而是在绿色化学理念下,对化学实验的创新性变革,要求重新设计实验方案,方案必须遵循微型化的原则。

微型实验的引入对化学教学起了很大的促进作用,它可达到下列四个目的:一是防污染、保护环境;二是省药品、省时间;三是提高了学生的学习兴趣,提高了实验能力和教学质量;四是有利:(1)废弃物的充分利用,有利于培养勤俭节约、勤劳朴实的良好品质。(2)仪器用品的筹集制作,有利于提高学生的动手能力。(3)独立实验、精心设计、大胆探索、勇于创新,有利于开发智力和创造力。(4)丰富多采的微型实验课外活动,有利于培养学生的创新精神和实事求是的科学态度。正如戴安邦院士所要求的“大力推行微型化学实验,使我国中学化学教育皆有学生单人作业的实验”。可以预见,微型实验在激发学生对化学的兴趣,培养师生间的合作精神与创新精神,改变公众对化学的错误认识等方面将会起到更加积极的作用。微型实验无疑是21世纪中学化学实验改革的一大趋势。

微型化学实验实施举例分析如下:

1.常见的显色反应,淀粉溶液与碘液的反应。先准备一张滤纸,然后往纸上滴一滴淀粉溶液与碘水,滤纸立即变成蓝色,而且具有非常明显的效果。类似的微型实验还可以进行KSCN与Fe3+的反应,依然具有良好的视觉效果。

2.焰色反应,这类反应是部分金属元素的重要物理性质。以往这类实验实验过程比较复杂,微型实验提倡采取比较廉价的滤纸来开展实验,不仅可以缩减成本而且操作简单。措施:

首先,准备好相关的溶液,其中有:NaCl、KCl、CaCl2,等等。其次,将准备好的滤纸剪成条状,要注意体积要偏小,在滤纸上标注出对应试剂的名称,然后放进所配制的对应溶液中,大约10分钟左右取出。最后,将晾干的纸条滴上无水酒精,在酒精灯上进行灼烧,出现明显的实验现象:火焰呈现黄色的是NaCl、火焰呈现紫色的是KCl,而火焰呈现砖红色的是CaCl2。

3.微型化学实验中还有一个非常典型的实验就是通过小试管、点滴板、培养皿等这些基本的化学实验仪器来进行实际操作:

性质实验中液体之间的反应应该都是以12×70mm的小试管来将常规试管代替的,这样的改善,依然可以得到良好的实验结果,但是却能最大限度地缩减试剂的用量与实验的时间,是完全符合经济效益的。

另外,氨气的性质实验中,在同一个烧杯中放两个棉花球,然后分别滴上几滴浓氨水、浓盐酸,然后将烧杯口盖住,马上同学们就能看到有白烟出现。还能利用培养皿代替烧杯来进行实验,这样的实验配置比较适合金属钠与水的反应。因此,微型实验的推出,让化学实验内容更加丰富多彩,更加方便快捷,最大限度地保障在有限课堂时间内能够成功完成教学任务。微型实验属于一种新的教学方法、新的教学思想,还需要大家继续研究与开发。

二、重视通过化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律

化学实验事实是对化学物质及其变化的外部特征和外部联系的正确反映和描述,属于化学经验知识,是化学认识的最初成果。化学实验事实知识主要指学生通过化学实验获得的直接实验事实和通过查阅、上网、调查等方式获得的间接实验事实。实验观察是获得化学实验事实最基本、最重要的途径和方法。通过亲自进行的实验观察所获得的是直接化学实验事实,它对于化学科学认识和化学教学认识都有着十分重要的意义和作用。但是,限于现实的实验设备条件以及人的时间和精力,有些实验可能不能在课堂内进行,我们可以利用一些间接的实验事实来帮助学生认识物质及其变化的本质和规律。

三、将现代信息技术和化学实验教学进行整合

信息技术和化学实验教学的整合,是指通过信息技术来创设生动活泼的化学实验教学情景,转变学生的化学实验学习方式,使信息技术成为学生进行化学实验学习的有力工具,从而达到提高学生的科学素养,促进学生主动发展的目的。利用多媒体课件可以替代一些费时或有毒有害的实验、模拟化学反应的微观本质、模拟化学实验错误操作后果、模拟实验设计、模拟化工生产过程等。对于一些可见度不是很强的试管实验,我们可以借助多媒体平台,在演示实验后,播放模拟实验的Flash课件,以放大实验现象,使全班同学都能观察到实验现象。

碱金属与水的反应,教材是安排一个演示实验:绿豆大小的钠、钾分别与水反应。然后,根据实验现象得出钾比钠活泼。教材再提供实验事实:铷、铯与水的反应比钾与水的反应还要剧烈,它们遇水立即燃烧,甚至爆炸。最后,得出碱金属的性质递变规律。教师在课堂上演示铷、铯与水的反应的实验是很危险的,也很难进行。教师可利用多媒体播放铷、铯与水的反应视频资料。

案例分析:视频资料给学生提供了鲜明的实验现象,形象的视觉和听觉效果留给学生的印象是干巴巴的文字所无法达到的,与此同时,也使学生感受到化学科学的奇妙,激发学生学习化学的兴趣。

另外,近年来,掌上实验室技术为中学化学探究性实验的开展提供了广阔的空间。掌上实验室技术是现代信息技术与化学实验教学相整合的工具。掌上实验室是手持技术与网络技术的整合,手持技术是一个先进的便携式数据采集系统,它将科学数据的世界放在了我们的手掌。积极探索运用掌上实验室技术与化学学科的整合,优化化学实验教学,是一个值得研究的重要课题。

参考文献:

[1]方炜杰.高中化学实验教学在新课标下的教学思考[J].考试周刊,2009,(38).

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关键词: 化学史 中学化学 教学应用

一、问题的提出

近年来,中学化学教学中化学史的应用逐渐被重视,许多高等师范院校开设了化学史课程。对于中学化学教学中需要应用的化学史实,已有研究都以举例形式呈现,未能系统指出中学化学阶段涉及的化学史实。笔者在中学化学课程内容的基础上,将化学史实分四个部分,下面对化学课程内容涉及的化学史实进行论述。

二、化学学科的形成与奠基者

1.化学学科的形成

人类从用火开始,由野蛮进入文明,开始用化学方法认识和改造物质,人类用火烧制熟食、制作陶瓷、冶炼金属,逐渐学会酿造、染色等。早在公元前四世纪,我国有阴阳五行学说,认为万物的构成以金、木、水、火、土为基础,古希腊人提出的火、风、土、水四元素说,二者是古代朴素的元素观。公元前两世纪,炼丹术在古代中国盛行,后来传入欧洲,演化为炼金术,成为近代化学的雏形。

2.波义耳――把化学确立为科学

化学史学家把1661年作为近代化学的开端,因为这年有本对化学发展产生重大影响的著作问世,这本书是《怀疑派化学家》,它的作者是英国化学家波义耳(1627-1691),波义耳最大的贡献是给化学元素下了科学定义,他的科学成就还有对空气性质的研究、燃烧现象本质的研究、酸碱和指示剂的研究,波义耳被誉称“把化学确立为科学”。

3.拉瓦锡――近代化学之父

拉瓦锡(1743-1794),法国化学家,被称为“近代化学之父”,拉瓦锡的科学研究方法开创化学发展的新纪元,他了统治化学理论达百年之久的燃素说,建立了以氧为中心的燃烧理论,他提出规范的化学命名法,倡导并改进定量分析方法,验证了质量守恒定律,撰写了第一部真正意义的化学教科书《化学基本论述》。

三、原子分子论与元素周期律

1.道尔顿――原子学说

道尔顿(1766-1844),英国化学家,1808年道尔顿提出了原子学说,为近代化学的发展奠定了重要基础,在提出原子论的同时,确定原子量的测定工作,从而成为化学史上测定原子量的第一人,成为这一领域的拓荒者,引起当时欧洲科学界的广泛关注,测定各元素的原子量成为当时热门的课题。

2.阿伏伽德罗――分子学说

阿伏伽德罗(1776-1856),意大利物理学家、化学家,1811年阿伏伽德罗提出分子学说,在之后的50年里分子学说没有受到科学界的重视,尽管阿伏伽德罗做了再三努力,直到他1856年逝世,分子学说仍然没有为大多数化学家所承认,为了纪念阿伏伽德罗,把一摩尔某种微粒集体所含微粒数为阿伏伽德罗常数。

3.康尼查罗――原子分子论

康尼查罗(1826-1910),意大利化学家,1860年在德国卡尔斯鲁厄的国际化学家会议上,他用充分的论据证实了分子学说的正确性,康尼查罗的工作使原子分子论得以确立,当时因为不承认分子的存在,化合物的原子组成难以确定,原子量的测定和数据呈现一片混乱,原子分子论的确立使原子量测定工作走出困境。

4.贝采尼乌斯――元素符号

贝采尼乌斯(1779-1848),瑞典化学家,对化学的突出贡献是测定原子量和制定元素符号,他在近二十年的时间里孜孜不倦地从事原子量的测定工作,在化学发展史上写下光辉的一页,他首先倡导以元素符号代表各种化学元素,用化学元素的拉丁文名表示元素,这就是一直沿用至今的化学元素符号系统,他的元素符号系统公开发表在1813年由汤姆逊主编的《哲学年鉴》上。

5.戴维――发现元素最多者

戴维(1778-1829),英国化学家,19世纪初,戴维用电解法和热还原法制得钾、钠、镁、钙、锶、钡、硼和硅,证明了舍勒发现的黄绿色气体不是所谓的“氧化盐酸”,而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为Chlorine,中文译名为氯,使元素的种类增加了九种,是发现元素种类最多的科学家。

6.门捷列夫――元素周期律

门捷列夫(1834-1907),俄国化学家,于1869年发现元素性质随原子量的递增呈周期变化的规律――元素周期律,他根据元素周期律编制了第一个元素周期表,把当时已经发现的63种元素全部列入表里,从而初步完成使元素系统化的任务,此时还有许多元素没有被发现,他在元素周期表里留下空位,对某些未发现元素的性质作了预言,后来他的预言都得到证实。

四、化学重要原理的提出

1.化学热力学与动力学理论

盖斯(1802-1850),俄国化学家,热化学的奠基人,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,即著名的盖斯定律。吉布斯(1839-1903),美国科学家,他奠定了化学热力学的基础,提出了吉布斯自由能。范特霍夫(1852-1911),荷兰化学家,在化学反应速度、化学平衡和渗透压方面取得了骄人的研究成果,1901年第一个诺贝尔化学奖授予范特霍夫。勒夏特列(1850-1936),法国化学家,1888年他提出了化学平衡移动原理(勒夏特列原理)。哈伯(1868-1934),德国化学家,发明了合成氨的方法,1918年获诺贝尔化学奖。

2.化学酸碱理论

波义耳提出了最初的酸碱理论:能使石蕊试液变红的物质是酸,能使石蕊试液变蓝的物质是碱。阿伦尼乌斯(1859-1927),瑞典科学家,电离理论的创立者,1887年提出了酸碱电离理论(阿伦尼乌斯酸碱理论):凡在水溶液中电离出的阳离子全部都是H+的物质是酸,电离出的阴离子全部都是OH-的物质是碱,他还研究温度对化学反应速度的影响,得出著名的阿伦尼乌斯公式,提出活化分子理论和盐的水解理论等,获得1903年诺贝尔化学奖。

3.有机化学理论

维勒(1800-1882),德国化学家,1828年他因人工合成了尿素,打破了有机化合物的生命力学说而闻名,使有机化学得到了迅猛发展。李比希(1803-1873),德国化学家,被称为“有机化学之父”,他发明和改进了有机分析的方法,准确地分析了大量有机化合物,提出了化合物基团的概念及多元酸的理论。凯库勒(1829-1896),德国化学家,有机结构理论的奠基人,1857年提出碳原子四价和碳原子间相互成链理论,1890年提出苯分子的结构式,推动了有机化学的发展。

五、化学微观世界的探究

1.原子结构理论

在道尔顿的原子学说基础上,展开了原子结构的研究。汤姆逊(1856-1940),英国物理学家,1903年他在发现电子的基础上提出了原子结构的葡萄干布丁模型。卢瑟福(1871-1937),英国物理学家,他根据α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型。波尔(1885-1962),丹麦物理学家,于1913年建立起核外电子分层排布的原子结构模型。20世纪20年代建立的量子力学理论,使人们对于原子结构的认识更深刻,从而有了原子结构的量子力学模型。

2.分子间作用力与化学键理论

范德华(1837-1923),荷兰物理学家,范德华首先研究了分子间作用力,分子间作用力又称范德华力。科塞尔(1888-1956),美国化学家,1916年提出离子键理论。路易斯(1875-1946),美国化学家,提出共价键理论。鲍林(1901-1994),美国化学家,他提出共价半径、离子半径、电负性、杂化轨道等概念和理论,他撰写的《化学键的本质》被认为是化学史上最重要的著作之一,1954年因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖。

六、结语

上述是中学化学课程内容涉及化学史实的系统总结,由于理论水平和篇幅限制,难免有所遗漏并且未能展开论述。化学史实应用在化学教学中具有极大价值,有利于中学化学和大学化学教学的衔接,对化学课程标准和教科书的编写有启示意义,从学生角度而言,可以激发学生的学习兴趣和探究欲望,使其了解化学学科发展的大致历程,加深学生对科学本质的理解。在实际化学教学中,要依据课程内容要求和学生的认知水平,把握好化学史实涉及知识理论的深度和难度,合理应用化学史进行化学教学。

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.

[2]周公度.化学是什么[M].北京:北京大学出版社,2011.

[3]邱道骥.化学哲学概论[M].南京:南京师范大学出版社,2007.

高中绿色化学的定义范文6

关键词:高中生物;概念教学;高效课堂

《普通高中生物课程标准(实验)》指出,“注重使学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念……”在近十年的高中新课程改革实践中,广大生物教师在教学理念、教学方法和教学模式等方面都有了很大的改进,但由于高考应试教育的影响仍然无法消除,这就使得在生物教学中,教师、学生、家长都难免产生种种急功近利的认识和行为。例如,不愿在概念教学上多花时间,而是以“直接告知定义,提出几项注意”的方式进行;对于生物学核心概念的运用也是以“题海战术”来强化,死记硬背的学习方式导致概念内涵难于理解,概念外延不能正确把握,学生缺乏扎实的生物学根基,后续学习效果难以让人满意。因此,要实现生物课堂的有效、高效、长效教学,就必须从核心概念教学做起。

一、生物学核心概念的内涵及种类

关于生物学核心概念,北师大刘恩山教授认为:“核心概念是基于整个课程标准某个主题的知识框架中概括总结出来的,强调概念之间的关联与概念体系的结构。”例如,光合作用就是高中生物中的核心概念之一,这一概念高度精准地对绿色植物所特有的把光能转化为化学能、将无机物转化为有机物的代谢过程进行了概括。通过对生物学核心概念的探究和学习,能有效提高学生对生物学知识的认知能力、理解能力及创新运用能力,切实提高生物教学效率。

生物学核心概念非常丰富,从宏观上可分为构成型、组成型、过程型以及结果型4类。构成型概念用来概括生物体的构成层次特点及构成单位的特征。例如,细胞是生物体结构及功能的基本单位这一概念。组成型概念是构成型概念的具体化描述,即从生物体的位置、结构、功能等多个层面进行细化描述。过程型概念则偏重于对生物体的整体生理过程的表述,包括起始与结果这两个状态。结果型的概念主要强调某一过程或诱因所产生的结果。生物学的4类概念划分是相对的,很多概念常交错结合在一起形成相互关联的概念体系。所以,要提高教学的有效性,就必须加强生物核心概念的教学。

二、高中生物核心概念教学现状的分析

1.传统概念教学的长处

虽然传统教学有种种弊端,但其对基本概念教学的重视值得借鉴。传统教学常常紧扣文本,从三个方面对生物基本概念进行讲解与分析:分析生物概念的内涵,即对生物概念的内容及其实际意义进行分析;强调生物概念的外延,即突出生物概念的适用条件和范围;联系相关概念,区别相近概念。这样的概念教学显得较为严谨扎实,有利于学生在短时间内学量的知识,最终形成自己的知识结构和技能技巧,并对知识进行迁移和运用。

2.现代概念教学的不足

虽然现代教学有种种长处,但其对概念教学的忽视值得反思。很多教师仅强调生物概念的知识本位,而忽视概念形成过程的教学。具体体现在:重结果,轻过程。在引入概念时,没能让学生对其必要性获得足够的感性认识,而是直接给出概念,造成学生对概念的死记硬背,没有对概念的实质进行彻底的理解,没有形成自己的感悟。重解题,轻概念。题海战术成为学习生物概念的捷径,很多教师不愿意在核心概念教学上多化时间,认为学生在做题的过程中就能很自然地对概念进行理解和掌握。重眼前,轻长远。师生、家长都达成共识,高考是最大的眼前利益,所以考什么就学什么,怎么考就怎么练,生物概念的建立和理解上时间只占20%,80%的时间都花在习题训练上。

三、加强核心概念教学,打造生物高效课堂

1.注重概念的情境导入,为高效课堂营造氛围

生物课的导入方式多种多样,其中之一就是注重设计相关概念的导入情境,为后续学习内容做一铺垫。

通过概念导入时,不能只给出定义,让学生自己去背诵、记忆,而是要精心设计导入情景,激发学生的学习兴趣,引导学生对生物概念有一个准确的、深刻的认识。

联系学生生活经验和已有的知识来导入概念教学。高中生不管是生活经验还是知识储备都有了一定的基础,对事物也会有自己独特的认识。美国心理学家奥苏伯尔说过:“影响学习的唯一最重要的因素,就是学习者已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学。”因此,教师可在现实生活的背景中来设计概念导入情。例如,在学习碳水化合物的概念时,学生基本都知道,但又都难以表述,并将其与糖类划等号。这时教师可先介绍碳水化合物的定义,接着让学生列出他们在化学中所学的各种物质以及相应的俗称,然后进行连线,在此基础上,将碳水化合物与糖类写出,并画上等号,此时学生就会明白碳水化合物仅是一种俗称。在这一过程中调动了化学学科的知识,不仅让学生感觉到生物与化学的联系,还能对碳水化合物的概念有进一步的认识。

利用生物实验来引入概念教学。生物学是以实验为基础的自然科学,所以在概念教学中要善于利用实验教学。例如,在学习酶的概念时,学生对酶的认识有限,但对无机催化剂的作用较熟悉,这就可让学生通过比较酶和无机催化剂的实验结果来认识酶的催化作用及其高效性特点。这样既有助于学生理解酶的概念,落实新课标,倡导探究性学习,重视生物学实验的理念,又提高了学生的实验操作能力。

2.重视概念的自主建构,为高效课堂夯实基础

概念形成过程的教学是概念教学的重点和难点。新课标强调面向全体学生,确立学生的主体地位。可见,要突破这一难点,一定要发挥学生的主观能动性,通过学生自主建构来实现。这就要留下充足的空间和时间来让学生自主探究和合作交流,充分体验概念形成的过程。例如,对于“种群”这个概念,就需要通过正、反两方面的例子引导学生自主建构。正例可以是:一块草地上所有的蚱蜢,一个池塘中所有的鲤鱼等。而反例可以是:太湖中所有的鱼,惠山上所有的松树等。还可让学生自己举出一些例子,让学生在交流讨论中建构正确的“种群”概念:种群是一定时间和空间内同种生物的个体总和。有了这一基础,学生应能与后续学习的“群落”“生态系统”等概念相区分。

注重概念形成过程的教学,旨在让学生对概念的本质特征有个明确的认识。例如,上述“种群”的概念,如果只是举“一个池塘中所有青鱼,一片稻田中所有黑斑蛙”这样的例子,学生容易误认为种群就是一群相同的生物生活在一起。因此,还要再加上“一片森林中两群狼、世界上所有的人、太平洋里所有小黄鱼也是种群”等例子,以帮助学生排除无关特征的干扰。

同时,概念形成过程的教学还要加强比较,通过比较既能加强学生对概念的鉴别,又能打开学生的思路,建立辩证思维的学习态度。正例间的比较能让学生归纳发现共同的本质特征,而正、反例间的比较则能让学生加深对概念本质特征的认识,排除非本质特征的干扰。例如,森林、草原、农田、海洋、湖泊等生态系统,各有各的独特特征,但同为生态系统,它们又有共同的特点:生物群落和无机环境相互作用的自然系统。

3.关注概念的有效迁移,让高效课堂结出硕果

虽然高中生已具备一定的抽象思维能力,但对抽象概念的巩固记忆和迁移运用仍非易事。因此,教师在概念教学中,可以运用拟人、比喻等方法,让抽象的概念形象化,从而提高生物知识的趣味性,调动学生的学习积极性。例如,对于“光合作用”这个概念,我们可以将绿叶比作“工厂”,叶片的表皮细胞相当于“围墙”,其上的气孔比作“大门”,保卫细胞比作“门卫”,叶肉细胞中的叶绿体比作“车间”,其内的酶相当于“工人”,太阳能相当于“动力”,二氧化碳和水相当于“原料”,葡萄糖和氧气相当于“产品”。此类例子很多,只要教师认真构思,因势利导,巧妙设计,引导学生展开联想,迁移运用,学生就能有效建构核心概念。

总之,在高中生物教学中,应高度重视核心概念教学,这对于实现新课程标准提出的“知识、情感态度价值观、能力”三维目标具有重要作用。因此,打造高效生物课堂,必须重视核心概念教学。

参考文献:

[1]樊庆义.核心概念教学是构建生物高效课堂的策略之一[J].山东教育,

2010,(08).