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无机化学重点范文1
关键词：浓差电池；电极电势；半透膜；离子选择性
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0164-03
化学电源是将化学能转变为电能的实用装置，是高等学校本科生《物理化学》课程电化学一章重要的内容之一。由于化学电源已经进入人们的日常生活，因此学生能够从亲身的体会感受到化学电源的重要性。化学电源主要包括一次电池和二次电池。一次电池是指电池中的电化学反应只能进行一次放电反应，而不能进行充电。二次电池即蓄电池，指的是电池中的电化学反应能够进行可逆的充放电反应，而且充放电过程可以进行多次，即电池具有较长的寿命。一些新型的二次电池，如燃料电池、锂离子电池和太阳能电池越来越受到人们的重视。因为这些新型的二次电池具有较高的化学能到电能的转换效率，而且还具有环境友好、电池寿命长以及能量密度高等优点，在民用、军事以及航空航天等领域得到广泛的应用[1]。
浓差电池在《物理化学》课程我们每年都会讲述，但这类电池由于没有使用化的器件，没有受到同学们的足够重视。往往在课程结束之后，同学们对其他的化学电源有很深的印象，但是对浓差电池一无所知。假若一个电池中总的反应是一化学反应，我们称这类电池为化学电池。若电池中，总的过程仅仅是一种物质（包括单质或离子）从高浓度状态向低浓度状态转移，这类电池我们称之为浓差电池。简而言之，浓差电池之所以能够对外输出电能是由于电池体系中存在物质的浓度梯度。浓差电池可以分为两类，即电极浓差电池和电解质浓差电池。电极浓差电池指的是由于电极本身活性物质浓度的差别而引起的电势差。这种浓差电池中只包含一种电解质溶液。电解质浓差电池指的是由于电池中电解质浓度的差异所引起的电极电势的差异。这种浓差电池中包含至少两种不同浓度的电解质溶液，而且电极电势的大小与电解质溶液的浓度有关。实际上，浓度梯度是自然界生物体中的一个普遍存在现象。细胞膜内外的电解浓度存在差异。因此，细胞内外保持一个固定的膜电位，这个膜电位是生命的特征，失去膜电位意味着生命的结束。
能源是关系到人类社会发展的最主要问题之一。目前全球大部分的能量需求来源于化石燃料。由于化石燃料具有不可再生性，最终必将导致其枯竭。而且化石燃料的大量使用也将会导致严重的环境污染。因此，有关于新型化学电源的研究越来越受到人们的重视。浓差电池这一古老的原型器件也被推向了研究前沿。普遍的观点认为自然界中存在大量的浓度梯度。如在黄河、长江及其他河流的入海口就存在海水与淡水之间的盐（如氯化钠、氯化钾等）的浓度梯度。如果能够将这些储存在浓度梯度里的化学能转换为电能，就能够为我们的社会提供大量能源。美国和以色列等国家非常重视浓差电池的研究。中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。总体上，有关于浓差电池的研究仍还处于实验室实验水平，离大规模应用还有漫长的路程。因此，本论文主要回顾物理化学中浓差电池的基本概念以及近期国内外在浓差电池领域的研究进展。希望同学们能够对浓差电池的未来坚定信心，如果将来有可能，积极投身到浓差电池的研究中去。
一、《物理化学》中浓差电池的概念与实例
从电动势的表达式我们可以看出，当Pt电极所负载的氢气压力相等时（即p1=p2），电池输出的电动势为0。当p1≠p2时，形成浓差电池。当p1>p2时，E>0，说明氢气压力大的Pt电极为电池的负极，压力小的Pt电极为电池的正极。当上述浓差电池被短路时，我们来理解一下电池中电子以及氢离子的运动方向。氢气在负极上发生氧化反应产生氢离子，电子从负极转移到正极上。负极上产生的氢离子在溶液中扩散到正极表面，被从负极上转移来的电子还原，产生氢气。因此上述浓差电池在工作的时候，负极氢气的压力会逐渐降低，正极氢气的压力会逐渐升高。当两侧氢气压力相等的时候，电池无法输出电能。
2.电解质浓差电池。电解质浓差电池的电势差是由于电池中电解质浓度的差异所引起的。这种浓差电池中包含至少两种不同浓度的电解质溶液，而且电极电势的大小与电解质溶液的浓度有关。从电动势的表达式我们同样能够看出，当两个KCl溶液的浓度相等时（即c1=c2），电池输出的电动势为0。当c1≠c2时，形成浓差电池。当c1>c2时，E>0，说明氯离子浓度大的一侧为电池的负极，氯离子浓度小的一侧为电池的正极。当上述电解质浓差电池被短路时，我们来理解一下电池中电子和氯离子的运动方向以及电极上物质的变化。首先，我们看负极上的反应。在负极上，溶液中的氯离子和电极上的银发生反应生成氯化银，同时产生电子。电子经外电路转移到正极上。在正极上，电子将氯化银还原成银和氯离子。因此，在电池开始工作时，负极消耗溶液中的氯离子，氯离子浓度降低。正极上的氯化银分解产生氯离子，氯离子的浓度升高。为了达到电中性平衡，负极区氯化钾溶液中的钾离子需要通过半透膜进入正极区。在电池工作过程中，理想状态时负极区的氯离子浓度降低，正极区的氯离子浓度升高，直到两侧氯离子的浓度达到平衡，电池将浓度梯度所储存的化学能全部转换为电能。在电解质浓差电池中，我们需要强调半透膜的重要性。从浓差电池的工作原理我们可知，在上述Ag/AgCl/KCl浓差电池中，理想的半透膜应该具有阳离子选择性，即阳离子的迁移数等于1，阴离子的迁移数等于零。半透膜主要起到了两方面作用。第一，半透膜能够阻止不同KCl溶液之间氯离子的浓度扩散，从而减少了由于浓度扩散所引起的能量损失；第二，由于钾离子能够通过半透膜，因此在电池工作过程中，钾离子能够通过浓度扩散从负极区扩散到正极区，从而保持体系的电中性平衡。通过讨论物理化学中浓差电池的概念我们可以发现电解质浓差电池能够将溶液浓度梯度转化成电能。由于自然界中存在浓度梯度，如海水与淡水之间的盐浓度梯度都属于溶液浓度梯度。因此发展浓差电池，大家最感兴趣的是如何发展电解质浓差电池。而在电解质浓差电池中最核心的部分是具有离子选择性的半透膜。因此，在电解质浓差电池研究领域，大家主要的研究目标就是发展新型的、高通量的、具有离子选择性的薄膜。大家期望尽可能把这种半透膜的工艺简单化、成本低廉化以及工艺简单化。下面主要介绍新型的具有离子选择性的半透膜的研究进展及其在电解质浓差电池上的应用。
二、电解质浓差电池的器件化
如前所述，发展具有离子选择性半透膜是构筑电解质浓差电池的关键。自然界中，最具有代表性的离子选择性半透膜是细胞膜。我们知道细胞是生物体中基本的结构和功能单位，细胞中的新陈代谢活动需要不断地与周围环境进行物质交换。物质选择性地进出细胞是通过细胞膜来实现的。细胞膜上的通道是由镶嵌在细胞膜上的特殊蛋白构成。其独特的非对称结构（锥形结构）能够实现对特定离子的选择性。对于生物体而言，细胞膜对无机离子（如Na+、K+、Ca2+以及H+）的选择性控制，涉及到生命的根基以及某些疾病的机制，比如神经冲动的产生、心脏的节律性跳动、肌肉细胞的收缩以及能量的生成等。
通过学习细胞膜的结构，我们就能开发出新型的离子选择性半透膜。例如Apel等在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面通过粒子轨迹优先化学刻蚀的技术构筑了结构非对称的纳米通道。通过在纳米通道表面形成负电荷，实现了阳离子从纳米通道的小孔端向大孔端方向的定向传输，得到了具有阳离子选择性的半透膜[2]。半透膜的离子选择性取决于纳米通道表面电荷的性质。我们以具有规整孔结构的多孔阳极氧化铝（AAO）为模板，在其一侧制备一层TiO2多孔薄膜，通过煅烧使其结晶得到TiO2/AAO异质膜。然后用化学气相沉积的方法将十八烷基三甲氧基硅烷分子修饰在TiO2/AAO异质膜上得到疏水纳米孔道。通过紫外光照射在纳米通道表面引入负电荷，得到了具有阳离子选择的半透膜[3]。我们还通过采用电化学聚合的方法，在多孔阳极氧化铝（AAO）一侧沉积聚吡咯（PPy）层得到有机―无机杂化的非对称纳米通道。由于AAO和PPy的等电点不同，调节电解质的pH值可以调控杂化纳米通道中的电荷分布，从而使膜表现出不同的离子选择性。另一方面，PPy是一种光敏分子，光照能够调控膜中通道的表面电荷分布，从而调控膜的离子选择性[4]。
很多研究者把新型的离子选择性半透膜应用到电解质。如Gao等人在多孔阳极氧化铝（AAO）一侧沉积介孔的碳层。AAO的孔径为～80 nm，表面带有正电荷。介孔碳的孔径为～7 nm，表面带有负电荷。这种复合膜表现出高的离子选择性。他们以人工海水和河水来提供溶液浓度梯度，得到3.46 W/m2的能量输出。这一值超过了其他商业可得到的离子选择性膜[5]。
我们利用二氧化钛（TiO2）膜制备了一种光诱导的浓差电池。TiO2作为一种被广泛研究的无机光响应材料，具有光催化分解水的能力，光解水过程导致质子和电子的产生和转移。受能够产生跨膜电化学势梯度的质子泵启发，我们构筑了一个基于多功能光响应纳米通道的光捕获体系。在本体系中，铂纳米颗粒修饰的TiO2纳米通道被作为紫外光的捕获天线，利用TiO2与Pt的功函，非对称性驱动纳米通道两侧发生光化学反应产生跨膜电化学势梯度，从而在纳米通道两侧形成了电势差，导致外电路中光电流的产生[6]。
三、结论
浓差电池作为物理化学里的一个古老的、容易被忽视的化学电源，在新能源领域越来越受到人们的重视。在课堂上通过对浓差电池原理及研究前沿的介绍使同学们认识到物理化学在研究前沿中的角色和作用，增强同学们对物理化学的学习兴趣，从而使一门枯燥的课程变得更加生动。而且，浓差电池普遍存在于自然界中，通过课程的学习，同学们会对自然产生浓厚的兴趣，培养他们学习自然、探索自然以及创造新材料的与器件的能力。
参考文献：
[1]傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华.物理化学（下册）[M].第五版.
[2]Apel，P.；Korchev，Y.；Siwy，Z.；Spohr，R.；Yoshida，M.Nucl.Instr.and Meth. In Phys. Res. B，2001，184，337-346.
[3]Zhang，Q.；Hu，Z.；Liu，Z.；Zhai，J.；Jiang，L. Adv. Funct. Mater. 2014，24，424-431.
[4]Zhang，Q.；Liu，Z.；Wang，K.；Zhai，J.Adv.Funct.Mater.2015，25， 2091-2098.
无机化学重点范文2
关键词：研究型教学；生物化学；典型案例
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）50-0277-02
研究性教学作为一种有效引导学生主动探究、培养学生实践能力和创新精神的教学方式，已成为21世纪中国高等教育改革的热点。所谓研究性教学，就是将课内讲授与课外实践、教师引导与学生自学、教材与阅读有机结合并达到完整、和谐、统一的教学。研究性教学的本质在于“教”和“学”的全过程都贯穿着研究性的特征，包括教师研究型的“教”和学生研究型的“学”[1]。
生物化学是一门理论性和实验性完美结合的科学。在其发展过程中，科学家们通过对未知领域内的问题的不断探索，对生命现象化学本质的揭示，逐步积累形成系统的学科知识体系，这个过程是发现问题与解决问题的高度统一的过程。生物化学课程的教学也就是科学问题探索实践过程的再现。结合我们十余年教学与科研工作中积累的经验，就生物化学中的几个案例谈一些研究性教学的体会。
一、“科学实验再现”型研究型课堂设计
作为一门探究性、实践性强的学科，在设计研究性教学时，可以循着“提出问题、科学实验再现、解决问题和自主探究”的模式。如教学案例“DNA是主要的遗传物质”：
1.提出问题：“如何证明DNA是遗传物质？”
2.科学实验再现。重点讲述经典的三个实验。
①1928年，Frederick Griffith利用肺炎双球菌和老鼠进行的体内转化实验，结果证明细菌的遗传讯息会因为转化作用而发生改变。②1944年，Avery等人肺炎双球菌转化实验，首次证明DNA是细菌遗传性状的转化因子。③1952年，Hershey和Chase用35S和32P标记的噬菌体T2感染大肠杆菌实验，证明噬菌体DNA携带了噬菌体的全部遗传信息。
3.解决问题和自主探究。在这一阶段，一方面可以让学生思考和讨论，并引导学生了解，自20世纪上半叶三个经典实验的证明，继而1953年Wtson和Crick提出了DNA双螺旋结构，解析了DNA作为遗传物质的分子机制，自然转接到后续DNA结构的相关内容的讲述。另一方面让学生自主探究，如：Avery转化实验的不足之处是什么；自主设计实验证明DNA是遗传物质；DNA是主要的遗传物质的证明对现代科学技术革命有哪些深远的影响。
类似的案例如：三联体遗传密码的证明；脂肪酸β氧化途径的发现等。
二、“物质结构与功能的关系”研究型教学设计
这一类型的典型案例是“蛋白质结构与功能的关系”。在学习了蛋白质的基本结构单位氨基酸、蛋白质的共价结构以及蛋白质的空间结构后，教师通过有效的研究性教学指导，促使学生探索蛋白质的结构与功能的紧密联系，自主地提出、解释、解决一些相关的问题。“蛋白质结构与功能的关系”研究性主题承上启下、知识容量大、开放性强，每个学生都可以通过自主学习有所研究和收获。
1.教师布置任务，启动研究。蛋白质多肽链上氨基酸的排列方式，即蛋白质的一级结构与功能的关系：包括同源蛋白质的特种差异与生物进化的关系（以细胞色素c为例）、分子病（以镰刀状贫血病为例）；蛋白质的一级结构改变引起空间构象的变化进而导致功能改变：包括血液凝固的机制、酶原激活的实质以及核糖核酸酶变性与复性实验；蛋白质空间构象改变引起功能改变：变构现象（以血红蛋白与氧结合的关系为例）[2]。以上提出的问题不仅仅局限于书本上该章节的内容，它们涵盖了蛋白质、酶、核酸的相关知识。通过这些问题的探究，不仅可以让学生深入掌握蛋白质的结构与功能，还可以使学生认识生物体内大分子物质的相互联系，为后续的物质代谢相互联系的知识作铺垫。
2.组织协调，跟踪指导。教师深入班级，巡回检查或召开分组会议，听取汇报，掌握学生的研究过程，督促学生的研究正常开展，及时发现并研究解决存在的问题，答疑解惑，保证研究进度和质量。
3.研究成果展示与交流。学生汇报研究成果，“蛋白质结构与功能的关系”这一章节内容是生物化学教学内容中的重点和难点。蛋白质种类繁多，功能多样，结构复杂。这部分内容所涉及的知识背景丰富，在课堂上教师要尽可能鼓励每位同学从不同的视角提出问题，组织同学们进行讨论，深化对教材知识的理解，并应用知识解释身边的生命现象，学会探索性学习，探索性工作。类似的案例如：DNA的结构与功能的关系；糖链的结构与糖生物学等。
三、“例证型”研究型教学案例设计
生物化学是解释生命现象的化学本质的科学，因而其理论内容与实际紧密联系，在理论教学时教师常常列举日常生活中的生命现象以解释抽象的理论知识，增强学生的理解，同时激发学生浓厚的研究兴趣。如：禽流感病毒，其案例应用主要有以下章节[3]。
1.蛋白质的分类。禽流感病毒表面有两种蛋白质都属于糖蛋白，一种称为红血球凝集素（Hemagglutinin），另一种称为神经氨酸酶（neuraminidase）。高致病性禽流感病毒H7N9中的“H”指代前者，“N”指代后者。而就目前而言，红血球凝聚素有18（H1-H18）种形态，神经氨酸酶则有11（N1-N11）种形态。
2.酶的竞争性抑制作用。在酶的竞争性抑制剂中典型的例子是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂丙二酸。禽流感防治药物的开发是酶竞争性抑制机理的完美应用。目前市场上有效的抗流感药物是罗氏公司独家生产的达菲，通用名称为磷酸奥司他韦（Oseltamivirphosphate），化学名称为（3R，4R，5S）-4-乙酰胺-5-氨基-3（1-乙基丙氧基）-1-环己烯-1-羧酸乙酯。奥司他韦口服后经肝脏和肠道酯酶迅速催化转化为其活性代谢物奥司他韦羧酸，奥司他韦羧酸的构型与神经氨酸的过渡态相似，能够竞争性地与流感病毒神经氨酸酶的活位点结合，因而是一种强效的高选择性的流感病毒NA抑制剂，它主要通过干扰病毒从被感染的宿主细胞中释放，从而减少流感病毒的传播。
3.酶的作用机制。“流感酶（Fludase）”是美国NexBio生物制药公司研发的最新抗流感药物。与达菲等神经氨酸酶抑制剂类药物不同，“流感酶”的主要成分是唾液酸酶融合蛋白。它作用的对象是细胞本身，使宿主细胞表面的唾液酸受体失去活性，流感病毒就无法与受体结合，也就无法附着细胞。而达菲等药物的原理是抑制流感病毒表面的神经氨酸酶，使其无法感染细胞，因此病毒容易发生变异产生耐药性。流感酶的作用机理可以用来说明酶的诱导契合学说，该学说认为当酶与底物分子结合时，底物分子诱导酶分子构象发生改变，酶的催化基因与底物的反应基因正确结合，形成酶与底物复合物，以利于催化。流感酶能切断唾液酸的糖链，使神经氨酸酶与无法与底物结合发挥催化，则流感病毒无法脱离宿主细胞去感染新的细胞，从而达到预防流感的目的。
4.基因重组。核酸作为遗传物质有三个功能：一是通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；二是通过转录使遗传信息在子代得以表达；三是通过变异在自然选择过程中获得新的遗传信息。变异是核酸的核苷酸序列改变的结果，它包括由于核酸损伤和错配得不到修复而引起的突变，以及由于不同核酸分子之间的交换而引起的遗传重组。流感病毒的抗原性变异包括抗原漂移和抗原转变。基因点突变正是造成病毒抗原漂移的主要因素。抗原转变的主要原因则是基因重组。如果两种不同病毒同时感染同一细胞，则可发生基因重组形成新亚型。中国杭州疾控中心和WHO中国流感中心共采集，分析了4个新H7N9甲型禽流感的基因组，并在GISAID数据库上公布。2013年，南方科技大学生物系贺建奎副教授用这4个基因组以及1193个已知的流感各亚型的基因组，做了一个全面的系统生成树和进化分析。结果表明，在新H7N9甲型禽流感的8个基因中，表面血凝素蛋白基因来自于H7亚型病毒，神经氨酸酶基因来自H11N9，其余6个内核基因都来自H9N2。也就是说新H7N9甲型禽流感是由这三个病毒的基因重组产生的一个全新的基因。禽流感在近几年几乎成为家喻户晓的名词，禽流感病毒中也蕴含着丰富的生物化学知识，在教学中充分引导学生发掘，一方面可以取得良好的课堂教学收获，另一方面让学生从不同侧面了解禽流感，消除对流感病毒的神秘感，建立科学防控流感的信心。类似的案例如反式脂肪酸、各种激素等。
生物化学是生命科学专业学生必须学习的一门重要的学科基础课。它涉及的内容多、范围广、难度大。许多同学在学习时缺乏自信，怯而止步[4]。我们通过以上典型案例的教学实践证明：生物化学研究型课堂教学改革有效促进了学生探究性学习能力和创新意识。针对不同的内容采取不同的研究型教学模式，不但可以帮助学生更好地理解和掌握生物化学知识，还有助于培养学生的综合素质，取得教学相长的良好效果。
参考文献：
[1]刘立军.关于研究性教学在大学教育中的若干思考[J].天津工业大学学报，2013，32（增刊）：187-188.
[2]王镜岩，朱圣庚，徐长法.生物化学（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2002.
无机化学重点范文3
文章来源
学生学习兴趣淡,自学时间少。本校的无机化学教学仍然采取中学阶段“填鸭式”的讲解,这样讲课进度快,信息量大,却没有给予学生大量的练习时间,特别是对于大一学生,一时很难适应大学的这种教学模式,导致出现“教师忙于讲解,学生难以理解”的局面。其根本原因是忽视了对学生学习积极性和自学能力的培养,不能突出学生的主导地位。因此,在无机化学的教学中,需要逐步提高自学内容的比例,加大自学要求和难度,结合社会发展需要和科技发展水平,引导学生开展自主性学习,使学生由“不想学、不会学”转变为“我要学、我会学”,这对于培养学生终生的学习习惯、促进学生学习能力的发展,具有重要的意义;同时,也有利于教师建立先进的教学理念,钻研教学内容,探索教学模式,实现教与学的结合。无机化学教学的发展趋势应该是准确定位为“导学式的无机化学”,即无机化学的学习必须在教师引导下,以学生为主体,培养学生自主学习的能力。
无机化学教学改革实施方案
无机化学教学改革实施方案是:理清知识体系,整合教学内容,压缩教学时数,实行模块化分层次推进教学,提高教学效率。无机化学教学的模块化分解和教学时数分配的框架(表略)。无机化学教学整合原则如下:(1)删掉部分内容(稀有气体、镧系、锕系、核化学、金属晶体和无机化学发展前沿),不再讲解,让学生自学。(2)压缩部分内容(溶液、热力学、动力学和晶体学),在后续课程中精讲。(3)合并部分内容(化学平衡、解离平衡和溶解平衡)。(4)补充部分内容(教学研究成果)。
无机化学教学改革方案的特色
(1)“三学二素一论”的两部分六模块改革。两部分为理论部分(48学时)和元素部分(42学时)。六模块为“三学二素一论”:“三学”为微观学、热力学和动力学;“二素”为主族元素和副族元素;“一论”为元素通论。(2)“三位一体”的教学模式。微观学Ⅰ为无机化学一,热力学Ⅱ和动力学Ⅲ为无机化学二,元素部分为无机化学三,由3个主讲教师完成不同模块,学完就考,学分加和。(3)根据“学生学习认知过程”设计教学顺序如下: ①由抽象到具体,先理论部分后元素部分;②由简单到复杂,微观学为“原子—分子—离子”;③由理论到应用,热力学为“热力学能—化学平衡和电化学—氧化还原反应”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素; s区元素和ds区元素进行对比教学。(4)利用规律性的“教学研究成果”促进教学。六模块中有关规律的教学内容详见表1。在这部分教学中展示教师教学研究成果,既可以理清学生思路,解决疑点难点;又可以指导学生进行教学研究,以研助教,以教促研。(5)明确重点。溶液的有关理论重点在分析化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用;热力学和动力学的有关理论重点在物理化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用。
无机化学教学改革方案的效果
无机化学重点范文4
关键词：无机化学；教学内容；衔接；教学方法
中图分类号：G642.3 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2013）19-0212-03
无机化学是化学、化工、材料、生物、制药等化学相关专业的主干基础课，一般于第一学期开设，无机化学对化学相关专业大学教学计划的顺利实施及培养目标的实现有着重要影响。无机化学既是衔接大学与中学化学教育的桥梁，又是横贯分析化学、物理化学、有机化学及诸多专业课的纽带，良好的无机化学知识是进一步学习后续课程和分析解决一般化学问题的重要理论基础。无机化学的内容繁多，既有化学基本理论知识，又有抽象的物质结构，还有知识点分散、内容繁杂的元素化学，对于不熟悉大学高信息量教学方式的大一新生，如何保证在较短的教学时间内，让学生能理清无机化学的知识脉络，掌握重点知识内容，对无机化学教学来说无疑是一个挑战。
我国中学均开设有化学课程，大一新生已具备一定的化学基础，在无机化学教学中，如何实现与中学知识及大学后续课程的衔接，以及无机化学自身基础化学反应理论、物质结构、元素化学各部分内部及相互间的有机衔接，对于无机化学教学效果将有着非常重要的影响，本文将从无机化学教学特点、教学内容衔接及教学方法上提出几点拙见，与同行们探讨交流。
一、无机化学教学特点
1.学时及教学内容差异大。由于近年教学学时的大量缩减，目前不同学校针对不同专业开设的无机化学课程学时差异明显，大部分学校针对化学、应用化学等专业开设的无机化学在100学时左右，也有部分约70学时；对化工及制药专业学时一般50～80学时；对于非化学化工专业，学时普遍较短，多为32～60学时。对于100学时的专业，一般具有较充足的时间对理论知识、物质结构、元素化学均进行较深入的讲解，学生可以掌握全面的无机化学知识；对70学时左右的专业，一般大约45学时用于理论及物质结构讲解，元素部分约25学时，元素部分教学内容不能完全覆盖；对于50学时以下的专业，许多专业只讲解理论知识和物质结构，元素部分基本不涉及。从目前现状看，对于短学时的无机化学课程，往往以牺牲元素化学教学为代价，把在分析、物化等课程中还会涉及的理论内容讲得较深入，这导致许多学生缺乏元素化学知识、化学知识整体结构不完整、学习内容不健全。
2.教材种类多，内容编排结构多样。目前出版的无机化学教材种类繁多，每年都不断有新出或修订版无机化学教材出版。为了无机化学书有更广的应用范围，大部分教材都完全包含了传统无机化学的基本化学反应原理、物质结构及元素化学三大模块，针对短学时的无机化学教材目前相对较为缺乏。无机化学教材内容编排不同教材差异较大，有的按化学原理、物质结构及元素化学排版，有的按物质结构、化学反应原理、元素化学介绍，教材中各模块间基本相互独立、衔接较少。在有限的教学时间里，要达到良好教学效果，教学内容的合理取舍与组织对教师无疑是一个挑战。
3.与其他课程存在交叉与衔接。无机化学是大学化学第一课，其教学内容与后续分析化学、物理化学、有机化学及诸多专业课都有内容的交叉与衔接。无机化学的酸碱平衡、配位解离平衡、沉淀溶解平衡和氧化还原反应是分析化学的理论基础。无机化学基本化学原理与物理化学中的动力学热力学存在明显的递进。原子结构、分子结构理论对解释有机化学结构依然实用。应用化学、材料等专业的多门课程都涉及无机化学知识，有的甚至就是元素化学的内容，如无机材料的制备等课程。良好的无机化学基础是后续化学及专业课程学习的重要基础，也是提高学生大学学习兴趣和自信心的有力保障。
4.学生个体差异显著。我们知道，按照中国现行高考制度，许多化学及相关专业的学生所就读的专业并非其自愿选择，而是通过调剂录取，对化学的学习兴趣各有不同。按照中学化学“必修2+选修6”模块式教学，不同省份及不同学校对中学化学教学的深度及广度不同，导致不同学生的化学基础存在一定差异。而且，随着高等教育大扩招，高考录取率达70%，学生个体生理差异也较大。由于学生学习兴趣、主观能动性、中学化学知识基础等多种原因，在无机化学教学中，能明显感受到一个班的学生在学习自觉性、领悟力等方面分为几个不同层次。要保证绝大部分同学都能达到教学要求，学生个体差异也是大学教学必须充分考虑的因素，教学内容和教学方法的设置上应尽可能做到因材施教。
二、无机化学教学内容的衔接
鉴于无机化学在教学时间、课程内容、教学对象等方面的特点，在教学过程中有效组织编排教学内容，注重中学教育与大学教育的良好衔接，引导学生顺利过渡到大学学习，融会贯通前后知识，对达到理想教学效果可起到重要促进作用。
1.与中学化学教学的衔接。目前高中化学三个版本教材均采用模块式教学，将化学教学内容分为两个必修模块（《化学1》和《化学2》）和六个选修模块（《物质结构与性质》、《化学反应原理》和《有机化学基础》、《化学与生活》、《化学与技术》、《实验化学》）。必修模块涉及了化学物质分类及离子反应、氧化还原反应；元素周期表、化学键；化学能与热能、电能、化学反应的速率和限度；重要的金属及其化合物；硫、氮、氧及其化合物。《物质结构与性质》模块涉及了原子结构及性质、分子结构及性质、共价键、晶体结构及性质；《化学反应原理》涉及了化学反应与能量、化学反应速率与化学平衡、水溶液中的离子平衡等内容。从中学教学内容看，无机化学中的基本化学反应原理、物质结构及元素化学都有涉及，但是其教学程度较浅，多处于对概念的了解，且不同省区学习内容可能存在很大差异，无机化学中对各部分内容均有很大程度的提升，如化学平衡中引入了标准平衡常数、焓、熵、Gibbs函数等热力学函数。在无机化学教学内容的设置上，应根据中学化学教学内容，在对全班同学进行充分调研的基础上，为学生设计构建科学的教学大纲，安排合适的教学内容，帮助学生在现有基础上循序渐进，不断深入。
2.前后章节内容的衔接。无机化学教学一般都会涉及化学反应基本原理、物质结构与元素化学三部分内容，化学反应基本原理和物质结构通常安排在元素化学之前，各教材在化学反应基本原理和物质结构间有的将物质结构先行讲解，有的则先介绍化学反应基本原理。物质结构决定其化学性质，作者认为先介绍分子结构、化学键等物质结构知识有利于学生理解化学反应原理部分的知识（如热学函数、键能、碰撞理论、反应机理等），而且高中物理以及化学中均涉及有原子结构、化学键等相关内容，学生也容易理解接受。原子结构、分子结构、化学热力学及动力学、氧化还原、配位化学等无机化学基本理论知识很多在元素化学中将得到具体体现，并指导着元素化学的教学与研究，因此，元素化学放在最后讲解比较科学。化学反应基本原理、物质结构与元素化学三大模块除了相互存在衔接外，各模块内部各章节也存在很密切的关联，如化学反应原理部分中化学反应热力学、化学平衡知识、四大平衡反应是一脉相承的关系；物质结构部分里，原子结构、分子结构、晶体结构、配合物结构则是物质结构的逐渐深入；元素化学同区内各族之间有相似结构和相似性能但又存在变化规律。因此，注意前后章节内容的有机衔接将有助帮助学生理解掌握。
3.必修与选修内容的衔接。由于教学学时的压缩，无机化学教材涵盖的内容通常无法完全在课堂上给学生进行详细讲解，一般教材通常将教学内容分为必修和选修两部分，选修内容采用不同排版方式标注出来。延伸基础知识、难度较深的内容，如化学动力学中对化学反应机理的讲解，一般无机化学教材都设为选修内容。另外，为了扩宽学生视野，无机化学教材中也对该章节内容涉及的学科前沿知识进行补充介绍，如大连理工大学版无机化学分别在化学反应动力学和氧化还原章节补充介绍了化学动力学在考古中的应用、化学电源实例等知识，帮助学生了解理论知识的实际应用，提高学生学习兴趣和应用知识的能力。在为某些学科专门编写的、针对性较强的教材中，学科背景知识以及无机化学在该学科的应用等内容常设为选修。除了书本中明确建议的选修内容，教师也可根据学时、学生学习情况，灵活调节教学内容，将学生基础好、容易自学完成的内容设定为自学或选修内容，以节约出更多时间用于重点难点知识的讲解和实践教学。
4.理论教学与实验教学的衔接。化学是一门实验科学，让学生学习掌握基本化学实验技术，提高学生发现问题与解决问题的能力，培养学生科学严谨的工作态度和良好的实验习惯，是化学教学的一项重要任务。许多同学在中学没有条件进行化学实验教学，无机化学是他们接触的第一门化学实验课，第一门实验课的教学效果对提高学生实验课程学习兴趣、端正学习态度、养成良好实验习惯意义重大。实验教学是对理论教学的一种宏观展示，可以让学生更直观了解化学反应本质。我们需要注意的是，实验教学是建立在理论教学基础上的，因此在无机化学中必须注重理论教学与实验教学的衔接，实验教学需要将时间安排在相应理论教学之后，切不可将理论与实验教学完全独立开来。一些简单的验证性实验可以考虑以视频的方式在理论教学中直接演示给学生，节约部分实验教学时间以开设更多的实验内容。在实验教学内容设置中，需要考虑每个实验对学生实验技能的培养目的，应尽可能在不同实验中培养学生不同实验技能，让学生在有限的时间掌握更多实验技术，提高其实践动手能力。
三、无机化学教学实现衔接的教学方法
无机化学在较多层面存在教学内容的衔接，为了实现相关知识间的有效衔接，教师在授课过程中除了在教学内容的安排上要合理设置外，在教学过程中教师还需在不同环节采用不同教学方法，以达到理想的教学效果。
1.课前预习作业。无机化学教学内容多，课程任务重，每节课的信息量大，适当的课前预习有助于学生在课堂教学中集中注意力，跟随主讲老师的教学思路。老师可以为学生提供适当的预习作业帮助学生有重点的预习，预习作业最好能注重将学内容与中学知识、前面章节内容间的联系与差异，让学生觉得熟悉而新鲜，激发学生好奇心和探索热情，为课堂教学奠定良好基础。对课堂中可一带而过的教学内容，亦可在预习中引导学生自学，节约课堂时间。
2.课堂设问式教学。课堂教学是无机化学理论课最重要的环节，在课堂教学中教师更需要采用巧妙的教学方法，将各种内容有机衔接起来。在课堂中向学生提出相关问题，是调动学生思维、促使学生主动将相关知识衔接起来的好方法。例如，涉及到中学知识的，可以请学生回答中学学习内容是什么，老师再顺势介绍中学与大学知识的异同。再次出现的前面章节的内容，老师可以通过提问学生来帮助学生复习巩固，并找出前后知识的关联。
3.课后作业知识点的兼顾。课后作业也是将各种知识有效衔接的好办法，除了前后紧密相联的知识外，老师也可故意设计一些复合习题，在同一个题目中涉及前后章节知识以及多个知识点，训练学生综合分析问题的思维，教会学生解决综合问题的方法，提高其对综合知识的掌握与应用能力。如在氧化还原反应里可以将化学平衡常数、热力学函数、Hess定律、电动势、能斯特方程式等知识点关联在一起，根据具体情况可进一步计算求解酸碱平衡常数、溶解度、配合物稳定常数等物理量。
4.复习理清脉络结构。无机化学教学内容间存在不同的衔接方式，按不同章节或模块进行知识疏理，理清知识脉络结构，将有助于学生对无机化学知识整体内容有全面的了解。因此，在每章以及化学原理、物质结构、元素化学不同模块授课完毕，教师应和学生一起来疏理所学知识的脉络框架，将所学内容精简成若干标题，再让学生将标题里的内容丰满还原，巩固学习知识。能将书本中的知识浓缩为框架图、并再充实成“大楼”的学生应该是达到了本门课程的教学要求。
无机化学是大学化学最重要的课程之一，其学习效果不仅对无机化学知识的掌握程度是一种考量，更会对后续化学课程甚至整个大学期间学习方法、学习态度产生潜在重要影响，因此教师在教学过程中，充分利用无机化学承前启后的特点，结合课程特色，在教学内容设计、教学方法上注重知识的衔接与递进，不但可望得到理想的无机化学教学效果，对大一新生顺利完成中学到大学的蜕变，开启愉快轻松的大学学习生活也具有极其重要的意义。
参考文献：
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无机化学重点范文5
【关键词】改革思路；课件制作；教学效果
我校《高等无机化学》课程是化学工程与技术硕士研究生的一门重要学科学位基础课，该课程对培养学生的创造能力，提高学生素质具有极其重要的作用，对“承前启后”，帮助学生巩固专业学习思想有重要影响。但《高等无机化学》课程是理论性很强的课程，如何运用现代化教学手段，探讨新的教学模式，调动学生自主学习的积极性，实现优秀教学资源的共享，切实提高高等无机化学课程的教学质量和教学效果，是广大高等无机化学教育工作者急需研究的课题。本课题广泛吸收国内外高等无机化学优秀教材的精华和全国高等无机化学课程建设的经验，并结合我校化学工程与技术硕士研究生的特点，开发研制具有我校特色的高等无机化学课件，对提高高等无机化学课程教学质量具有重要作用。
一、高等无机化学教学改革思路
我院高等无机化学课程改革的总体思路为：整合教学内容，强化对学生创新能力的培养，着重提高学生的科研能力以及科学素质。根据上述的总体思路和教学的基本要求， 着重介绍高等无机化学各分支具有开创性的新成果。 介绍当前高等无机化学的研究前沿和研究热点，以使学生能了解当前无机化学研究的发展方向，同时优化教学内容，研制高等无机化学多媒体课件，探讨高等无机化学多媒体教学效果。
二、高等无机化学多媒体课件的研制
根据化学工程与技术研究生专业的需要，以研制高等无机化学多媒体课件，其内容包括元素周期系和相对论效应、酸碱理论和非水溶液、热力学函数和无机物性质、分子对称和群论、过渡元素化学、原子簇化合物等章内容。采用理论与实践相结合的方法，边研究边实践。开发多媒体课件要求以内容丰富、特色鲜明，符合21世纪高等教育改革和发展的大趋势。课件开发力求①内容精练、重点突出；②界面美观、布局合理；③易于操作；④图文并茂、形象生动。探讨如何发挥多媒体、网络技术的优势，探讨信息化教学的新模式，切实提高高等无机化学课程的教学质量和教学效果。我们制作的高等无机化学多媒体课件共包括5章内容，第1章元素周期系和相对论效应；主要讲多电子原子的轨道能量；原子结构次级周期性及周期系中的相对论效应；第2章酸碱理论和非水溶液；主要介绍质子酸碱理论、Lewis酸碱理论、软硬酸碱理论、非水溶剂酸碱理论；第3章热力学函数和无机物性质；晶格能与离子化合物的稳定性，键能与共价物质的稳定性及热力学性质和盐类的溶解性；第4章分子对称和群论；简单介绍一些分子的对称元素、对称操作和群论的基础知识；第5章过渡元素化学；主要介绍过渡化合物的电子光谱及磁性，八面体场配合物、平面正方形场配合物与四面体场配合物取代反应的理论区别；第6章原子簇化合物。主要主要介绍硼烷、碳硼烷的基本结构和成键方式；增补了高等无机化学实验16学时，以增强学生的综合创新动手能力。高等无机化学课程用传统的教学手段很难使学生理解掌握，采用多媒体教学手段，使内容更加形象化、具体化，有助于学生的理解，使学生有更加直观的感觉，调动了学生的主观能动性、学习兴趣。
三、高等无机化学教学方法和教学手段的改革
高等无机化学教学方法和教学手段的改进是提高教学质量的措施之一，采用先进的教学方法和教学手段，拓展课堂的时间和空间，会极大地提高教学效率和教学质量。多媒体教学能改变传统的“粉笔加黑板”的教学模式和教学方法，另外，多媒体教学的信息量比较大，能增加课堂教学的生动性和直观性，大大地改善传统教学中存在的一些问题，提高教学效果。根据专业的特点，我们对高等无机化学课程内容进行了调整，调整后的课程突出了高等无机化学与其他学科的交叉，有利于学生能力的培养。
我们开发了一套高等无机化学电子课件作为学生上课使用，逐步实现高等无机化学教学与管理的网络化，有利于教与学，是提高教学效果的良好途径之一。
四、高等无机化学课件在教学中的应用
为了学生能很方便地进行自主学习，教师也能很方便地更新教学内容。为今后的学习和工作打下良好的基础。采用高等无机多媒体教学时应该注意以下环节：
1、采用灵活机动的教学方式，尝试了多种教学方法，如： 采取探索、研究型教学和学习模式启发式、讨论式、互动式、交流式、充分调动学生学习的积极性； 在组织课堂教学时，对部分教学内容鼓励学生自学，如对称操作和群论的基础知识，原子簇化合物，金属有机化合物等。引导学生如何阅读参考资料，怎样吸取知识的精华，促进学生学习的积极性和主动性，获得良好的教学效果。
2、将多媒体技术与优秀教学资源有机结合，黑板与课件有机结合，满足教学体系、教学方法和学生学习的要求，激发学生学习高等无机化学课程的兴趣，提高研究生教学的质量，建立立体化、现代化的教学的新体系，有利于创新人才的培养。
3、在教学过程中，在讲解时教师有时难以把握授课进度和重点。学生不需要在课堂上忙于抄笔记，课后利用拷贝的多媒体课件可以自由复习，提高了高等无机化学教学效果和学生的学习兴趣。，使多媒体课件的制作更加完善，授课内容更加丰富灵活。随时在课件制作中增加最新最前沿的进展内容。经过对教师授课思路的整理，更可能给研究生教育带来新的活力和学习的主动性。任课教师备课时，可以根据教学内容和教学目标需要，利用教学资源库中多媒体资源中的原始素材，如文字、动画或是录像等形成具有鲜明个性特点的教案和课件。
4、采用多媒体课件备课时间要比传统的备课花费时间更长，只要充分修改电子教案，充分认真备课，在讲上下大功夫，一定会获得满意的教学效果。
5、使用多媒体授课时，教学进度与传统的黑板授课教学进度要保持一致，多媒体授课节省时间，把剩余的时间放在内容分析上，举一反三，化难为易，这需要教师有渊博的知识面，有丰富的教学经验，才能适应教学要求。
6、课件必须授课教师亲自制作，亲自修改，用自己制作的课件上课才能发挥最佳效果，否则，采用别人的课件上课，自己又没有很好的修改，这样教学效果打折扣。如果使用他人课件上课，教师必须在认真修改课件的基础上进行教学，才能获得较好的教学效果。
7、采用课件授课，翻页要慢，给学生留有思考时间，发扬传统教学的优点和多媒体教学的优点二者有机结合，是提高多媒体教学效果的成功关键。
8、每讲完一次课，课后及时修改课件，课后备课，效果更好。
五、总结
高等无机化学作为我校化学工程与技术硕士研究生的一门重要学科学位基础课，教学难度确实很大，我们经过几年来的教学实际经验，通过采用灵活多样的教学方法，研制好多媒体课件，用好多媒体课件上课、科研与教学相互渗透， 全面提升教学效果和教学质量。
致谢
本论文得到江苏省教育科学研究所课题（2010-R-17272）资助，特此致谢！
参考文献：
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[3]孙汉文. 教材建设的原则与实践- 关于几个关系问题的处理[J].高等理科教育，2006，（1）：106-108.
无机化学重点范文6
关键词：高职院校；无机化学；教学改革
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.002
无机化学是高职院校化工专业的基础课程与必修课程，由于无机化学课程内容繁多，因此基于社会应用型人才培养的要求，高职院校要改变存在的以知识传授为主，忽视学生实践能力培养的教材模式，积极探索具有创新性的无机化学教学体系，体现职业教育的特色，为社会培养高素质的应用型人才。
多媒体能以图文并茂的形式刺激和调动学生多种感官，使抽象性的化学符号和化学图式更加乍动和形象化，能并客现地演示错综复杂的化学变化，使学生对整个化学变化过程有一个上感官的认识，从湎增强学生学习的积极性。同时多媒体教学也同时改变了过去教师讲，学生听的灌输式教学方法，并能够实现课堂教学手段的多样化，因此高职教师在教学中要结合教学需要尽可能的多选择多媒体教学。比如化学计算部分，酸碱曲线的形成等需要进行分析和推演的过程最好采用板书形式。教师在黑板上一步一步板演，并引导学生跟随老师的节奏进行思考，既能培养学生思维的方法，又能提高学生分析问题和解决问题的能力。
1 明确教学目标，构建合理的课程体系
（1）按照“必需、够用”的原则设置无机化学课程。无机化学是化工类专业学生学习的基础课程，由于无机化学课程繁多，而高职院校有不同普通本科院校，其主要是以培养社会实用型专业人才为主的，因此在无机化学课程设置过程中要体现出职业动手能力、职业素养的特点，围绕社会实际岗位要求对课程进行设置：首先课程的理论知识体系要完整性，将无机化学的基础知识融入到教学中，让学生系统的掌握基础理论知识，从而为实践能力培养奠定基础。例如可以按照模块化模式，对课程知识进行优化设计，以此实现课程基础知识的系统性；其次将社会应用融入到课程理论知识教学设计中。在理论知识教学过程中要将社会生活应用技能等融入到理论教学中，以此提高学生对理论知识的掌握。
（2）课程内容要与职业岗位相符合。高职院校是以培养学生实践能力为主的，因此在无机化学课程设计中要保证课程内容与职业岗位的相符：首先高职院校要将社会中最新的技术引入到教学中，将最新的学术成果等传递给学生，让学生不断地接触新知识，以此提高理论与实践的结合性。例如在化学反应平衡知识点设计上，可以将人工模拟固氮等融入到课本中；其次优化实践教学，增加实践教学内容的时效性。及时跟新实践教学的内容，体现出职业素质教育的特点。
2 创新教学手段，激发学生学习积极性
（1）创新教学手段，构建“互联网+教学”模式。“教学有法、但无定法，贵在得法”，在无机化学教学中高职院校要改变以往的以“粉笔+黑板”的教学手段，基于以学生为本的教学理念不断创新教学手段：首先教师要树立先进的教学理念，充分认识到教学手段对教学效果的重要促进作用，及时根据时代的发展不断创新教学理念；其次遵循互联网+战略，积极构建“互联网+教学”模式。例如基于当前高职学生的特点，根据他们喜欢上网的特点，无机化学教师可以通过互联网平台开展教学活动。例如高职院校学生存在不愿学、不想学的特点，对此利用网络学习平台，可以发挥学生的网络情感因素，吸引学生的学习注意力。
（2）以学生为中心，激发学生学习积极性。无机化学学习是非常枯燥的，尤其是高职院校的学生更不愿意学习无机化学，因此如何调动学生的学习积极性是无机化学教学改革重点与难点：首先要了解学生的学习需求，只有清晰的认识到学生的学习目的才能调动学生的学习积极性。例如针对化学元素较多学生学习积极性不高的问题，笔者通过实践调查，找到了问题的根源，为此笔者选择改进教学方法，加强了趣闻性和新旧内容的联系性，以此提高学生的学习性；其次围绕学生的兴趣点开展教学。高职院校普遍存在职业意识，因此教师可以从学生认为自己未来从事岗位的技能要求入手，开展教学。例如学生会对自己未来岗位要求的知识学习比较感兴趣，所以教师可以从此方面入手，提高学生的学习积极性。
3 紧扣教学大纲，设计合理的教学过程
（1）根据教学大纲的要求，明确教学目标。
（2）授课过程中及时归纳总结课堂内容，做到线索清楚，重点突出，难点突破。对于高职院校的学生而言非常重要，尤其是对刚进入高职院校的一年级学生更为重要，因为高职院校的学习、上课方式完全不同子高中，高中上一节课往往围绕某个知识点反复评讲，而高职课程的信息量非常大，知识博而广，不像高中的课精而深。因此，给高职一年级的学生授课要特别注意观察学生能否跟上教师的思路，掌握情况如何，切忌只顾自己上课，不管学生能否听懂、能否消化。
（3）教学过程中要融入多种学科知识。例如在无机化学的教学过程中适当引入一些化学史，可以使教学不只局限于现成知识的静态结论，还可以追溯到它的来源和动态演变。
4 改革教学评价体系
评价是促进教学的重要手段，也是检验学生知识储备的重要依据，基于高职院校所存在的“一张试卷看成绩”的弊端，高职院校必须要清晰的认识到应试教育对职业教育的负面影响，为此高职院校要深化教学评价体系：一是构建多元化的教学评价体系，尤其在“校企合作”背景下，要增加合作企业在教学评价主体中的比重，重视企业的意见，围绕企业要求调整人才培养策略；二是侧重学生学习过程的考核。改变传统的以笔试成绩为主的模式，将学生的学习过程纳入到教学评价过程中。例如我院校就实现了试卷成绩+实验技能的考核评价模式，侧重对学生实践技能的考核评价；三是将职业大赛等社会实践融入到评价过程中，突出职业教育的特点。
总之，随着社会应用型人才需求的不断增加，高职院校必须要紧紧围绕化工类职业岗位技能的要求，通过多方面的教学改革，遵循高职无机化学教学目的，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等职业素养的综合提升和协调发展。
参考文献：
[1]容英霖.试论无机及分析化学教学中学生能力的培养策略[J].教育与职业，2013（36）.
