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无机化学理论范文1
标准平衡常数与G
气体反应:aA+dDgG+hH
等温等压下,热力学推导证明:
G=+RTln
上式称为化学反应的等温方程式。
=(称为相对压力商)
反应达平衡时,G=0,等温方程式为
G=+RTln=0
=-RTln
G=-RTln
称为标准压力平衡常数
=·()-nn=(g+h)-(a+d)
等温方程式可写成:G=-RTlnK+RTlnQ
任意状态下的化学反应方向的判据:
Q<K,G<0,正反应自发进行;
Q>K,G>0,逆反应自发进行;
Q=K,G=0,反应达平衡。
三、关于无机离子性盐类溶解性的讨论
例4离子性化合物在水中溶解的难易程度,可以根据溶解过程的标准自由能变化[123]来加以讨论:ΔSG=ΔSH-TΔSS。当ΔSG<0,溶解自发进行,即为易溶解的物质;ΔSG>0,溶解不能自发进行,即为难溶解的物质;ΔSG=0,溶解处于平衡。由ΔSG的计算公式可以看出,溶解过程的焓变和熵变都对自由能变化作出贡献,所以在研究溶解过程的自由能变化时,应从ΔSG和ΔSH两方面进行整体分析[4]。一方面,由于在溶解过程中,焓变通常很小,熵变的重要性有时显得十分突出;另一方面,又由于焓变的影响通常很明显,判断比较容易。
溶解过程中的熵变包括两个方面:(1)在离子化合物溶解生成水合离子的过程中,由于离子的电荷强电场的作用,使得在离子周围形成了一个水化层。显然,水化过程使系统的混乱度减小。(2)离子的水化破坏了水原有的簇团结构,使水分子变得自由,结果是体系混乱度增加,水合过程的熵增加。因此,溶解过程的熵是增加还是减小决定于这两个方面哪一个占优势。如果ΔsS<0,熵变项对自由能变化的贡献是正值,即ΔSS<0,使盐的溶解性减小。如果ΔSS>0,熵变项对自由能变化的贡献是负值,即ΔSS>0,使盐的溶解性增加。显然,当离子的电荷很高和离子半径较小时,离子的电荷密度较大,第一种效应占优势,此时熵值减小,不利于溶解过程的发生;相反,当离子电荷低、半径大、离子电荷密度小,此时,第一种效应较弱,此时熵值增加,有利于溶解过程的自发进行。
定量分析NaCl和AgCl溶解过程的热力学数据,能够进一步加深对离子性盐类溶解性问题的深刻理解。这两个化合物在溶解时都是吸热的,ΔS均大于0,但又都是熵增的,即ΔS>0。
ΔS=ΔS-TΔS
NaCl:-9.1<03.6>042.8>0(单位:kJ·mol-1)
AgCl:55.5>065.5>033.6>0
但在NaCl的溶解过程中焓变的正值较小,熵变项的贡献对ΔS的影响又比较大,最终使得ΔS<0。而AgCl的溶解熵变的贡献不能克服较大的焓变为正的不利影响,结果ΔS>0。故NaCl为易溶的物质而AgCl为难溶的物质。然而,CaCl2和CaF2都同它们相反,它们的溶解过程因Ca2+离子的电荷高、半径小因而是熵减的过程,又由于F-的影响比Cl-更大一些,因而熵减的更多:
ΔS=ΔS-TΔS
CaCl2:-65.5-82.2-56.0
CaF2:1.76.6-151.3
CaCl2和CaF2,二者的差别在于CaCl2同时也是焓减小的过程,其较负的焓效应足以克服相对较弱的熵变产生的不利影响,因而ΔS仍为负值,所以CaCl2易溶。而CaF2却是焓变的增加和数值比较大的熵减小过程,因而ΔS仍为正值,故难溶。
结论:
至此可以概括用热力学方法研究一个化学问题可以分为三步:第一,用热力学方法叙述问题,一般是比较热力学数据;第二,再用热力学方法去论述该问题,找出影响因素,论述应在许多种可能途径中选用热力学数据最准确可靠和为理论阐述最容易的那一种,一旦完成了这些,热力学工作就告结束;第三,对论述的问题进行理论说明。
这样一来,热力学就像是一些理论化学与实验提出的问题之间的一座桥梁,即使这种理论回答有时仅是定性的或不可信的。这种失败不能归咎于热力学,事实上,这样的失败可能有两个原因:一是可能所采用的热力学数据不当,二是化学理论仍面临严重的不足。
无机化学理论范文2
关键词: 无机化学 新实验内容 设计及实践
无机化学实验属于化学实验中十分重要的一个环节,化学是一门实验学科,化学规律及化学理论只有通过实验才能总结出来。不仅如此,对于化学理论的应用及评价等,也需要根据实际检验及探索,因此,化学教学和实验密切相关。无机化学实验课程的主要目的是培养学生实事求是的精神及科学务实的态度,通过理论结合实际,从而养成快速、准确及整洁的良好习惯,促使学生的化学素质得到提高,并且为以后从事化学相关类工作打下良好的基础。
一、无机化学实验内容改革的必要性分析
最近几年,随着我国教学改革不断深化,应当培养学生的研究能力及综合学习能力,因此,巧妙设计实验内容及调动学生的积极性,成为实验教学改革重点问题,经过研究及分析,每项实验都应当具备多种功能,不但能够调动学生实验的积极性及主动性,而且和教师可以形成良好互动,促使学生在做化学实验的过程中有所收获。因此,应当针对实验教材内容进行必要的改革,去除验证性或者理论性实验,并且加入大量综合类及设计类实验内容,从而提高学生的化学素质及实验水平。当前,新型实验教材已经投入实践教学中,在设计实验内容过程之中,相关人员应当以实验内容为例子,并且探讨选择实验内容及如何实施实验教学,从而促使无机化学实验的内容改革可以达到理想的效果。
二、未知固体鉴定目的分析
一般来讲,在无机化学实验教学过程中,化合物及元素性质的有关内容约占总内容的百分之五十以上,要求学生掌握的化学知识不但庞杂,而且十分零碎。因此,这些知识及内容如果只是由相关教师讲解,会导致学生提不起化学学习兴趣,主要是由于这部分内容枯燥乏味,引起学生的厌倦情绪。然而,如果学生亲自做实验,并且通过观察实验现象及分析解释这些化学现象出现的原因,就能达到良好的化学教育效果,但由于当前无机化学实验课时的限制,难有充分时间安排学生做化学性质的相关实验,从而导致学生对化学课程失去兴趣。为此,制定了未知固体鉴定实验,这项实验的主要目的有以下几点:
(一)巩固理论知识
本实验是考核型实验,学生进入实验室内之后,教师会给各位学生未知的固体,要求各位学生自己检验,并且学生之间不能就固体进行讨论。通过这种形式,促使学生实验预习环节中,可以主动复习化合物及元素性质,并且针对学生专业的差异性,划定未知固体的范围。如对于冶金专业学生,限定未知固体为金属,对于化学专业学生,未知固体范围可以适当扩大。
(二)培养实验能力及综合能力
通过实验,培养学生的基础实验能力及综合能力,一般来讲,学生要通过实验得知该固体为何物,就会遇到各种各样的问题需要学生开动脑筋进行思考,在这个过程中学生可以翻阅书籍或者咨询教师,有效培养学生的分析问题及解决实际问题的能力。此外,在实验过程中,包括固体液体加热操作、液体取用操作、固体取用操作及试管操作等,可以促使学生更熟悉无机化学实验的相关技能。
(三)了解定性方法
一般来讲,未知固体的定性都具有一定的分析方式,通过做本次实验,可以帮助学生掌握实验方式,促使学生对未知物的分析方式具有一定的了解,这样以后学生如果遇到同样的问题,就知道从什么角度或者用什么方式解决。
三、教学实践活动
在实验教学活动中,应当将学生自主实验和教师指导相互结合,针对无机化学实验,要求学生在预习报告中反映出实验思路并且对实验现象进行分析,教师在阅读学生的实验报告的过程中,对于学生存在的问题应当加以纠正,从而帮助学生培养良好的实验行为。根据多年教学实践,学生反映无机化学实验压力比较大,不过通过学生自己做实验,实验成功之后学生的积极性及学习兴趣普遍提高。此外,无机化学实验,做未知固体鉴定等,可以有效培养学生的独立思考能力及动手能力 。
综上所述,通过无机化学实验,可以加深学生对化学理论知识的印象,从而提高学生的化学成绩,本文主要根据多年化学实验教学经验,设计未知固体实验,要求学生通过自己做实验鉴定固体的化学性质及化学名称等,通过实验,培养学生的独立思考能力及动手能力。
参考文献:
[1]李敏.大学无机化学实验教学改革探索[J].新西部旬刊,2014,(11):144-144.
[2]姚军,李娟娟,袁洁,王磊.新疆医科大学无机化学实验教学设计改革初探[J].西北医学教育,2016,04:617-619+633.
无机化学理论范文3
[关键词]无机化学实验;考核制度;改革
化学作为以实验为基础的学科,实验教学是化学专业本科教学中极为重要的环节。无机化学实验既与无机化学专业课相辅相成,又是对专业知识的一种检验[1]。无机化学实验是本科学习有关实验的入门课程,对学生的实验观察能力和动手能力、归纳分析的能力、综合表达的能力进行强化训练,对培养学生善于思考求证的习惯、严谨的科学作风和敢于创新的精神具有指导意义[2]。而传统化学实验教学和考察模式已不适应于高等化学教育的新形式,以往的无机化学实验课程大多是“照葫芦画瓢”,学生按照课本内容亦步亦趋的做实验,既不能提高学生做实验的积极性也不能调动主动性,更不利于培养学生独立思考解决实际问题的能力[3-6]。为此我们对本科化学专业的无机化学实验课进行了改革实验。改良传统实验内容,增加开放式实验内容,给学生发挥的自由空间,并对最终的实验考核采取全新方式,以此充分调动学生的积极性和学习兴趣。
1无机化学实验中存在的问题
1.1学生不主动思考,做实验积极性不够
做实验的过程中,不明确实验目的和要求,一味机械性的按照实验课本安装实验仪器、配制或滴加试剂药品、重复实验操作、记录实验现象、数据等。
1.2理论与实验操作脱节,对不正确操作重视不够
无机化学理论课课时进度与实验课程衔接上出现脱节,导致学生上完理论部分没有及时进行实验动手强化,很快遗忘。其次,由于中学阶段,教师过于强调理论知识,实际实验操作没有足够重视,学生在实验过程中存在各种问题,操作不够规范。
1.3实验教学考核制度太过死板
导致学生做实验敷衍了事,没有起到督促和监管的作用,学生实验技能水平很难得到整体性的提高。
2无机化学实验改革的具体措施
2.1改变学生课前预习方式,使学生实验课前积极准备
实验课存在学生不主动预习实验内容的问题,由于课前没有充分预习,老师讲解实验时学生听得一头雾水,做实验时手忙脚乱,最后实验结果是否正确,更是无从知晓。这样的实验课效率极为地下。对于这个问题,我们采取学生进行课前预习准备。在实验课开始之前,学生将实验所需药品仪器列出清单,在老师的指导下配制溶液调试仪器,这样对于试验中需要哪些药品仪器,让学生做到心中有数。其次,实验课以往都是由老师讲解实验内容,学生被动接受的形式,大部分学生对于老师讲授的内容,吸收消化的效果较差。对于这种情况,我们采取以学生上台讲解为主,老师进行引导拓展为辅的方式。在准备讲解和讲解的过程中,学生能够主动预习实验内容并思考,查阅资料、梳理知识和归纳总结。讲解中的问题,师生之间可以及时讨论解决,并引导学生深入思考。
2.2设置合理课程体系,真正做到理论与实验相辅相成
以往设置课程,经常会出现无机化学理论课内容早已结束,而实验部分还没有开始,甚至出现无机化学上学期的理论知识出现在下学期的实验内容当中。以湖南城市学院为例,“银氨配离子配位数的测定”这一实验的理论部分是无机化学上册配伍化合物这一章节的内容,却安排到下学期开设。理论知识与实验操作脱节十分严重,造成学生理论部分学完就忘,做实验时又不明所以,事倍功半。对于这种情况,我们将实验的开设时间与理论课相匹配,做到上完理论课,立即就进行实验课巩固。让学生能够直观的感受到理论知识的现实具象,进而更深刻的理解理论部分,同时在理论的指导下明确实验的目的和要求,实验过程中积极思考,与老师、同学之间交流讨论,还有思维活跃的学生以新角度和新思路来重新设计实验,进行深入的研究和拓展。在开设无机化学实验第一学期的课程中,以基础制备和验证实验为主,针对新生基础薄弱,对实验缺乏认识的情况,内容上以基本实验知识、训练基本实验操作为目标。以湖南城市学院为例,我们使用的教材是中山大学出版的无机化学实验,在实验课安排上,如“置换法测定气体常数R”“酸碱滴定”“化学反应速度,反应级数和活化能的测定”。基础操作包括称量、溶解、减压抽滤、加热、重结晶、溶液配制、移液管移液和滴定操作等。学生经过大量的基本实验技能训练后,培养学生发现问题、分析解决并拓展探究则是无机化学实验第二学期课程的重心,因此,较为复杂的综合型实验的比例增大。如“三氯化六氨合钴(Ⅲ)的合成和组成的测定”。强化学生的基础操作技能,训练学生实验过程中分析解决问题的能力,提高学生对实验过程中突况的反应和处理的速度。
2.3激发学生实验兴趣,化被动为主动
对无机化学实验不够重视,实验原理复杂,实验步骤繁琐,加之实验预习工作不到位,传统的实验教学模式,导致学生对无机实验有畏难情绪,实验操作敷衍了事。针对这些问题,我们一改以往的方式,多媒体、板书、学生讲演实验原理、教师实验演示进行结合,激发学生的实验兴趣,让学生主动做实验,喜欢上做实验。此外,实验课之外,我们定时开放实验室,鼓励学生进行开放性实验,参与老师的科研项目,与老师共同进行课题研究,为学生今后走上科研道路做好铺垫。改变实验课预习不充分的情况,使原本枯燥的教学模式生动起来,使课堂教学更活泼更开放更具思考力和创造力,从而达到让学习从被动到主动的转变,提高学生学习的主动性。
2.4科学实验考核制度的建立,利用网络平台进行交流互动
由于实验课的特殊性,不能像无机化学理论用一张试卷即可测试,传统模式只是简单的将学生的实验报告作为期末成绩的评定标准,这样就容易造成某些学生实验报告写得好但实验做不好也能得高分。为了得高分,因此也出现部分学生抄袭实验报告的情况。鉴于这些缺陷,我们对最终的实验考核采取“平时表现+理论考察+实验操作能力”的全新方式,例如对制备实验的评分标准:预习10分;提问5分;纪律3分;卫生2分;操作50分;结果25分;报告处理5分,其中操作项又根据实验操作项目切割,最后成绩根据各项加和决定。研究式实验中,方案与能力分占30%,理论考察分占10%,而在专题实验中能力40%。考核成绩分为“三段式”,由平时每一个实验的评分,中期阶段考核、期末考核组成,三者比例为5︰2︰3,中期阶段考核是有目的地将本阶段的基本操作编排成一个实验进行考核,期末考核通过完成一个研究式实验进行。如“硫酸铝钾大晶体的制备”,除了对实验原理、实验现象和思考题等进行笔试考核外,老师对操作细节,最后产品的形貌、大小、透明度、规整性等均有考核,而且综合考察学生对该实验所涉及基本操作的掌握情况。如今互联网的快速发展,与传统行业的渗透也越来越深入,对于大学教育也不例外。QQ、微信等聊天平台极大方便了师生的课下交流,但也存在问题解答不够完全和学生只在聊天的情况。除了以上的聊天平台外,目前也有移动教学助手,如蓝墨云班课这样的APP,学生可以留言也可以在线交流,老师也可以在上面出试题让学生在线答题并及时纠正学生的错误。
3结语
以上改革措施有些已经实施,有些还在积极摸索探究中。总体来说,我们的实验改革初步得到教学效果的正面反馈,学生的评价也体现了改革的有效性。在强调素质教育和专业人才的培养的时代要求下,如何进一步优化教育资源,提高学生的专业动手能力仍是我们探讨和努力的方向。
参考文献
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无机化学理论范文4
关键词:教学;无机;化学实验;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)46-0273-02
一、引言
《微型无机化学实验》系广东工业大学轻工化工学院的多位老师在学校及学院领导的关心与支持下,集体编写的[1]。多年的应用实践充分表明,该微型实验体系具有如下所述多方面的教学效果:(1)大大降低实验费用;(2)显著减轻实验污染;(3)由于实验精度要求提高,非常有利于强化培养学生动手能力和认真细致的科学作风;(4)由于实验用主要试剂、材料可一次性上架,既大大减少了实验准备工作量,又显著提高了实验安排的灵活性和实验室的利用率,有利于实行开放式实验教学。(5)实验仪器可实行实验前分发、实验后点收的强化管理方法,有利于监督学生规范使用仪器,养成良好的工作习惯。
二、改革的必要性
近年来,国内对微型无机化学实验将主要的注意力放在两个方面[2]:(1)探讨研究如何搞好课程具体内容的教学;(2)多媒体在无机化学理论课教学中的应用和无机化学实验的微型化教学。系统深入的研究型实验虽然具有许多优越性,但也有一些局限性,并不是所有实验都可用之代替的。笔者结合自己在实践微型实验的过程中积累的一些经验与教训,对微型化学实验的一些误区提出了自己的观点:(1)具体与抽象的脱节。现行的教材和教学过分强调直观与形式化,忽视了丰富的思维过程,结果挫伤学生的积极性。(2)基础与探究的结合不紧密。(3)课堂精讲与学生互动不挂钩。不重视知识的内在联系,不能调动学生的积极性、主动性。(4)注重传统教学方式与轻视现代教学方式。无机化学实验原理抽象性、内容多,传统的教学方式无助于展示化学思维的过程;多媒体教学信息量大,但有利于展示化学思维的过程。然而,在教学中,传统教学方式与现代教学手段相没有结合。
三、具体研究与改革的内容、目标和拟解决的关键问题
主要改革内容:使我校应用化学以及化学工程等相关专业的学生积极适应广东省培养高素质应用型创新人才需求,打造先进的无机化学实验教学平台,把我校微型无机化学课程建设成为国内同类院校中处于先进、广东处于领先地位、特色鲜明、为培养高素质人才和打造示范作用强的本科专业建设做出贡献。
具体目标:教学内容方面:多与现实生活相联系,旁征博引地进行教学,帮助学生容易分层次地掌握讲授的内容;教材的选择切合学生的专业,难度及知识点有所控制,有利于学生课后自学及将来的就业;课堂教学内容教给不仅给予学生课本内知识,而且联系到社会生活的实际问题。教学方法方面:根据讲授内容,会积极地调动学生的学习自发性和探索性,用疑问来提升学生的求知渴望,使老师与学生达到“教”与“学”的和谐统一;善于提升学生思维定向能力与发散能力,最终目的要实现学生自主的学习;特别倾向于应用多媒体和结合自身科学背景的教学方法,使学生知道学习知识点的前瞻性与实用性。多媒体教学方面:微型无机化学选择习题网络版;微型无机化学例题与习题。网络答疑与考核,形成教学辅助系统。形成教师和学生共同享有的网络教与学的良好循环系统。为了让学生随时了解自己对知识的掌握程度,并且解决学习中遇到的问题,网站有交流协作模块,建立网上考试系统、交流论坛、留言板等。利用Firework、Flash、Photoshop等作为图像及动画的处理工具,数据库使用MS Access,网站调试使用Windows XP自带IIS服务器程序网络开发工具,以微型无机化学各知识点为基本单位,建立网络,依据微型无机化学教学大纲,以文字、图片、音频视频等方式,实现无机化学多媒体教学的目的。
拟解决的关键问题:在教学中,应根据实验的内容、目的、现象和定量要求等进行选择、设计,从而使微型化学实验在推进新课程改革、化学学科发展和创新人才的培养方面发挥更好的作用。那么,如何解决教的问题呢?通过结合教师的科研背景,并将其应用到实验教学当中,与现场实践相结合,有望取得比较理想的效果。具体可以分为:(1)确立了传统板书和多媒体演示相结合的理论与实践相结合的实验课教学模式。多媒体技术成为重要的辅助教学手段。无机化学课程涉及大量图、表,采用多媒体教学,可以有效提高教学效率.(2)实验教学中设置综合型实验,重在培养学生查阅资料、调查研究、设计实验方案,对实验过程及结果有自己的分析和结论。专题研究实验其目的是让学生尽早接触工程或灵活运用所学知识解决实际问题的能力,尤其是创新能力。(3)实验教学中专业化学软件的应用。利用计算机模拟实验后,运用Chemdraw和Diamond软件制作出三维立体的实物模型解释反应的机理,引起了学生极大学习兴趣,使之愿意操作,现象更加明显也易于观察。最重要的是从理性的思维模式重新回归到感性的体验中,极大地提高了学生对实验的热爱与投入。
四、实施方案、实施方法、具体实施计划及可行性分析
学的实现过程离不开两个方面,即是:教师的“教”的“艺术性”,学生的“学”的“积极性”。教与学两者之间是辩证统一的,是相互依存的,二者缺一不可。同学们要求本人的“教”是教学的出发点,学生的“学”是教学的落脚点;无论教师“教”的出发点有多高,没有学生“学”的积极性做配合,教师“教”的出发点就没有落脚点;无论学生“学”的积极性有多高,没有教师“教”的高出发点,学生的积极性就不会长久。具体而言教学方法与手段可分为:(1)研讨式教学,被动接受与主动探索相结合。(2)启发学生思考,促进知识能力转化。(3)多媒体教学与板书教学相结合。(4)与时俱进,结合专业知识普及科普教育。
五、结论
微型无机化学实验课的教学改革,有利于学生加深对无机化学理论知识的理解并培养基本的化学实践素养,以期培养学生初步的科研素养,并可达到以下具体教学效果及目标:使学生获得基本无机化学现象的感性认识,从而有利于深入理解和应用《无机化学》理论课中的概念、理论,并能灵活运用所学理论知识指导实验。从基础技能训练开始,注重实验操作的规范性。使学生具有仔细观察进而分析判断实验现象的能力,能正确诚实记录实验现象与结果;处理实验结果时具有逻辑推理、做出正确结论的能力;在分析实验结果的基础上,能正确地运用化学语言进行科学表达,独立撰写实验报告;具有解决实际化学问题的实验思维能力和动手能力。将无机化学教学实现网络化教育。能够充分利用网络优势,提高学生的学习积极性,为学生提供另一种方便快捷全方位的立体学习方式。解决教师与学生之间接触少的不利影响,便于学生之间和师生之间的问题探讨。可大幅度提高教学质量。将传统的教学内容和教学方法结合,具有索引功能,有利于知识的复习与掌握,使无机化学学习具有不受时间、地点限制的特色。
参考文献:
无机化学理论范文5
【关键词】游戏教学法;无机化学;教学方法
游戏教学是指根据一定的教学内容,以游戏活动的形式或制造一定的游戏情景将教学内容形象化、具体化、生活化,使学生能在丰富多彩的游戏情景中学习,从而达到一定的教学目的。目前国内化学教学中游戏教学的应用还处于一个摸索实践阶段,游戏类型包括“趣味实验”、“情景活动”、“自制教具”和“电脑游戏”[1]。无机化学课程内容繁多,需要学生有比较扎实的基础知识,但在医学专科院校,基础课程内容多学时少,学生学习被动,传统的教学方法难以充分调动学生学习的主观能动性,课堂教学效率低。为了更好而有效率地提升课堂教学的“活力”,增加学生学习兴趣,笔者尝试在2014级药学专业的无机化学教学中引入了游戏教学法辅助课堂教学,取得良好的教学效果,现将教学方法总结如下。
1研究对象与方法
1.1研究对象
选取本校2014级药学专业学生101人为研究对象,年龄18~21岁,随机进行分组教学,其中实验组51人,对照组50人。将两组学生的进校成绩、年龄等进行统计学分析,无明显差异,具有可比较性。实验组采用“游戏教学法”辅助课堂教学;对照组采用传统多媒体教学。
1.2研究方法
1.2.1教学内容实验组对照组均选用牛秀明主编的人卫版教材《无机化学》(第2版)。1.2.2教学方法1.2.2.1实验组采用“游戏教学法”辅助课堂教学,具体方法如下:在进行知识点记忆方面的学习时,采用的“情景活动”和“电脑游戏”游戏教学。例如元素周期表的学习,由于班上有中选生,层次较低,针对这部分层次较低的学生采用音乐记忆法[]记忆元素周期表及常见元素的氧化数,选取的歌曲是大家所熟悉的“小苹果”和“三大纪律八项注意”。化学名词的记忆则采用“化学名词连连看”来完成记忆[3],通过自制“化学名词连连看”的PPT,让学生通过将名词与解释或表示符号一一对应完成游戏,在完成的过程中加深对该名词的理解与记忆。在复习或课前回顾时,采用“你说我猜”的游戏环节,让两名学生根据提示,描述出主题内容,在这一环节中既能锻炼学生的表达能力又能让学生再次回顾前面所学过的知识。在教学中也采用“趣味实验”和“自制教具”的游戏教学。例如:在教授“表面能与表面活性剂”的内容时,先演示一艘纸船在没有任何辅助动力的情況下,只涂了一层洗洁精在尾部就可以向前行进的趣味实验,让学生产生兴趣,再进入课堂内容,通过解释原理让学生能具体、形象的理解表面能、表面张力、表面活性剂等概念。也可以让学生自制不同形状的纸板,观察又会出现什么情况。在教授“稀溶液的依数性”时,让学生下去动手自制冰激凌,并解释为什么冰块加盐后会使温度低于0℃,让学生通过稀溶液的依数性中凝固点降低这一现象在生活中的应用加深对这一知识点的理解。1.2.2.2对照组采用传统教学方法,即根据本教材的教学大纲制定相应教学计划,多媒体PPT教学。1.2.3教学评价课程结束后对两组学生同时进行无机化学理论考试和问卷调查,调查表的每个问题均采用“是”与“否”进行回答[2]。1.3统计分析采用SPSS17.0统计软件,对实验组与对照组学生的理论考试成绩和问卷调查表进行t检验和χ2检验。
2结果
2.1实验组与对照组两组学生的理论成绩考试
成绩有显著性差异(P<0.01),实验组学生理论考试平均成绩优于对照组。见表1。
2.2通过采用
“游戏教学法”这一教学方式,增加了学生在课堂上的参与性,学生的学习兴趣和主动性均有提升,同时对学生综合能力的培养也有积极的作用。大多数学生比较喜欢这一教学方式作为辅助手段进行教学。详见表2。
3讨论
学生在学习无机化学时,主要障碍是缺乏形象思维、空间想象力和必要的情景创设,从而无法很好理解杂化轨道、溶液的依数性以及物质微观结构等知识点。多媒体可提供丰富的图象、动画及影像信息等,对提高学生学习兴趣有较大帮助,但这种教学的局限性在于教师是主体,学生是被动接受知识的客体,课堂参与性不高,学生处于被动学习应付考试的状态。为了改变这一现状,笔者将游戏教学法作为教学的辅助手段引入课堂中,实践证明,该方法的引入大大提高了学生的学习兴趣、学习的主动性和课堂参与性,并在学生的综合能力培养上也有成效,大多数学生喜欢这一教学方法的引入。根据测验与调查问卷结果对比,实验组学生与对照组学生在以上方面均有显著性差异(P<0.05),实验组明显优于对照组。但也存在不足之处:游戏类型还不够多样化,尤其在微观结构或空间想象等较难理解的知识点方面,还未找到合适的游戏内容形象地展示出它们的运动、结合、排列等。在组织教学的过程中,还要进一步探索更加适宜的游戏教学策略,加大对教育游戏的开发力度,开发出集游戏性、教育性和与教学内容交互性为一体的化学教育游戏。
参考文献
[1]廖伟梁,彭豪,钱扬义.游戏教学在国内化学教学中的应用评述[J].化学教育,2012(9):72-77.
[2]郑桂芝,郑灿磊,陈慧.师生角色互换法与传统康复方法学教学[J].中国高等医学教育,2014(3):105-106.
无机化学理论范文6
[关键词] 化学 萌芽 发展 学科分类
化学是研究物质的组成、结构、性质、变化和应用的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的发展是人类社会文明的重要标志。人类生活水平的不断提高,化学所起的作用功不可没。
一、化学的萌芽
原始人类从用火之时便开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。人类开始吃熟食;并逐步学会了制陶、冶炼、酿造、染色等工艺。这些由天然物质加工改造而成的制品,成为古文明的标志。并因此萌发了古代实用化学。
古人曾据物质的某些性质对物质进行分类,并提出了阴阳五行学说,认为万物是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的,而五行则是由阴阳二气相互作用而成的。用“阴阳”这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力,认为二者的相互作用是一切自然现象变化的根源。此说法是朴素的唯物主义自然观。希腊也提出了火、风、土、水四元素说和古代原子论。后来在中国出现了炼丹术,也因此创造了各种实验方法,如研磨、混合、溶解、结晶、灼烧、熔融、升华、萃取、密封等,并逐步演化为近代化学。
二、化学的中兴
16世纪开始,欧洲工业生产蓬勃兴起,推动了医药化学和冶金化学的创立和发展,继而更加注重了物质化学变化本身的研究,进而建立了科学的氧化理论和质量守恒定律,为化学进一步科学化的发展奠定了基础。
19世纪初,近代原子理论突出强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征,其中量的概念的引入,是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释。分子假说的提出,原子分子学说的建立,为物质结构的研究奠定了基础。门捷列夫发现元素周期律后,不仅初步形成了无机化学的体系,并且与原子分子学说一起形成了化学理论体系。
草酸和尿素的合成、苯的六元环状结构和碳原子四价学说的创立、酒石酸拆分成旋光异构体,以及分子的不对称性等的发现,使得有机化学结构理论得以建立19世纪下半叶,热力学等物理学理论介入化学之后,不仅澄清了化学平衡和反应速率的概念,还定量的判断了化学反应中物质转化的方向和程度。相继建立了溶液理论、电离理论、电化学和化学动力学理论。物理化学的诞生,把化学从理论上提高到一个新的水平。
三、化学的升华
由于受自然科学和其他学科发展的影响,在无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大分支学科的基础上产生了新的化学分支学科。在结构化学方面,由于电子的发现确立了现代的有核原子模型,不仅丰富和深化了对元素周期表的认识,而且还发展了分子理论。应用量子力学研究分子结构,从而产生了量子化学。从氢分子结构的研究开始,逐步揭示了化学键的本质,先后创立了价键理论、分子轨道理论和配位场理论。研究物质结构的谱学方法也由可见光谱、紫外光谱、红外光谱扩展到核磁共振谱、电子自选共振谱、光电子能谱、射线共振光谱、穆斯堡尔谱等。
在化学反应理论方面,由于对分子结构和化学键认识的提高,经典的、统计的反应理论进一步深化,在过渡态理论建立后,逐渐向微观的反应理论发展,用分子轨道理论研究微观的反应机理,并逐渐建立了分子轨道对称守恒定律和前线轨道理论。分子束、激光和等离子技术的应用,使得对不稳定化学物种的检测和研究成为现实,从而实现了化学动力学从经典的、统计的宏观动力学到单个分子或原子水平的微观反应动力学的升华。
分析方法和手段是化学研究中经常使用的。一方面,分析方法的灵敏度不断提高,从常量组分分析发展到微量、痕量组分分析;另一方面,许多新的分析方法,可深入到结构分析、构象测定、同位素测定、各种活泼中间体(如自由基、离子基、卡宾、氮宾、卡拜等)的直接测定,甚至到对短寿命亚稳态分子的检测。分离技术也在不断革新,如离子交换、膜技术、色谱法等。
物质合成是化学研究的目的之一。在无机合成方面,首先是氨的合成。氨的合成不仅开创了无机合成工业,而且带动了催化化学,发展了化学热力学和反应动力学。后来相继合成的有红宝石、人造水晶、硼氢化合物、金刚石、半导体、超导材料和二茂铁等配位化合物。
在电子技术、核工业、航天技术等现代工业技术的推动下,各种超纯物质、新型化合物和特殊需要的材料的生产技术都得到了较快发展。稀有气体化合物的成功合成又向化学家提出了新的挑战,需要对零族元素的化学性质重新加以研究和认识。无机化学在与有机化学、生物化学、物理化学等学科的相互渗透中产生了有机金属化学、生物无机化学、无机固体化学等新兴学科。
酚醛树脂的合成,开辟了高分子科学领域。20世纪30年代聚酰胺纤维的合成,使得高分子的概念得到广泛的确认。各种高分子材料合成和应用,为现代工农业、交通运输、医疗卫生、军事技术,以及人们的衣食住用行各方面,提供了多种性能优异而成本较低的重要材料,成为现代物质文明的重要标志。20世纪是有机合成的黄金时代。化学的分离手段和结构分析方法已经有了很大发展,许多天然有机化合物的结构问题纷纷获得圆满解决,同时还发现了许多新的重要的有机反应和专一性有机试剂,在此基础上,精细有机合成,特别是在不对称合成方面取得了很大进展。一方面,合成了各种有特种结构和特种性能的有机化合物;另一方面,合成了从不稳定的自由基到有生物活性的蛋白质、核糖核酸等生命基础物质。有机化学家还合成了结构复杂的天然有机物和特效药物。所有这些成就对促进高分子学科的发展起到了巨大的推动作用,为合成有高度生物活性的物质,解决有生命物质的合成问题,提供了有利条件。
20世纪以来,化学发展的趋势可以归纳为:由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展,由经验上升到理论并应用于实践。
四、化学学科的分类
化学在发展过程中,依照所研究的分子类别和研究手段、目的、任务的不同,从传统的无机化学、有机化学、物理化学和分析化学四个基础分支过渡到无机化学、有机化学、物理化学、生物化学、高分子化学、应用化学和化学工程学等七大分支学科。还有与化学有关的边缘学科,如地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、宇宙化学、星际化学等。
化学的发展体现在两方面:一方面,为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料;另一方面,在与其它自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科,并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。
参考文献:
[1]徐景达.有机化学.人民卫生出版社,1997.
[2]谢协忠.水分析化学.河海大学出版社,2003.