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无机化学导论范文1
优化教学内容，重视理论教学
无机化学由于内容多而杂，理论性强而抽象，新知识的不断引入等原因，使得在教学学时不变，教学内容却在不断增加的矛盾日显突出，因此必须抓好教材建设，依据人才培养模式，根据生源实际情况，优化整合教学内容，显得十分重要。
我们学院化工系应用化工、化工分析专业的学生目前使用的无机化学教材是教育部高职高专化学教材编写组主编的《无机化学》第二版[1]；化工出版社的王建梅、旷英姿主编的《无机化学》第一版。在教学中以上面的教材为基础，结合我校学生的实际情况，从培养技术应用型人才的需要出发，进一步突出高职高专的教学特点，贯彻基础理论内容以“必须和够用”为度的原则，重视专业技能的培养，对教材进行适当的加工、处理。
1.对化学理论部分的精选
我们首先组织课题组教师对化学理论部分进行了精选，一致认为可适当“降低调子”讲授原子结构及分子结构的内容，将小字排版的内容作为学生的阅读资料，重点讲授四大化学平衡及应用。
2.元素部分的精选
对元素部分在体现周期系的原则下，尽量突出典型和通用的元素和化合物的性质及用途。对不同专业的学生，侧重点也有所不同，如化工分析专业，重点讲授元素及离子的定性检测上。
3.重视理论教学
在章节的安排上不拘泥于教材本身的知识体系，采取重点突出，难点分散，循序渐进，由浅入深，适当重复，前后呼应，归纳总结，既要介绍基本知识原理，保持课程体系本身的科学性、逻辑性和系统性，又要贴近现代生活和化工生产实际，不断用新知识、新成果、新技术充实教学内容。如讲授元素及化合物部分时，介绍“微量元素与人体健康”有密切的关系。说明铁、锌、碘、硒、锰、铜、氟、铬、钴、铝是人体必需的微量元素[2]。讲授新型无机材料，如高温结构陶瓷、纳米材料等知识[3]，通过以上示例，既增加了学生的学习兴趣，又让学生了解了相关领域的新知识、新成果和新技术，使化学教学与时俱进，跟上知识更新的步伐。
改革教学方法，提高教学质量
为了提高教学质量，达到事半功倍的教学效果，我们在教学中采用多媒体课件辅助教学、启发式教学、模型教具教学等灵活多样的教学方法，即提高了学生的学习兴趣和积极性，又达到了开拓学生知识视野，扩大知识面的效果。
1.充分利用现代化教学手段
利用多媒体课件将抽象难懂的内容变得具体、生动、形象、逼真。如讲授杂化轨道理论时，原子轨道杂化的形状，不同类型杂化分子的空间构型，通过多媒体课件生动活泼，图文并茂地“演示”给同学，有利于学生的理解和掌握，加深了对教学内容的印象，提高了教学质量。
2.采用启发式教学
无机化学常被一部分学生形容为“听起来枯燥乏味，学起来费力无趣”的课程，此时，若教师只凭借一支粉笔，一块黑板，采用传统的讲授为主的教学方法严重的束缚了学生的思考能力，加之上课时忙于记笔记和背公式，使学生处于被动接受知识的位置，抑制了学生学习的积极性和主动性，导致教与学的双边活动被削弱。由于缺乏学生的积极参与，不可能取得良好的教学效果。采用启发式教学，培养学生的思考能力。适时的提问、设疑、讨论等启发教学方法，可调动学生的学习兴趣、活跃课堂气氛、变被动为主动学习、引导学生去思考问题、解决问题、提高学生的创造力和思考力。如在学习锰及重要化合物的性质时，启发学生与已经学过的铬及重要化合物的性质比较异同，通过诱导学生回答，然后由老师归纳总结出，一般常见锰（Ⅶ）的化合物有较强的氧化性，常见代表物KMnO4是常用的氧化剂、其还原产物随溶液酸碱性不同而异，而铬（VI）只在酸性条件下显氧化性；锰（Ⅳ）的常见代表物MnO2既有氧化性、又有还原性，具体在反应中显什么性质常由另一种反应物及介质而定；锰（ II）的常见代表物是MnSO4，有弱的还原性，在HNO3存在时，可被强氧化剂NaBiO3氧化为七价锰的化合物，使学生轻松掌握锰常见化合物的性质和反应规律，同时也巩固了铬及常见化合物的性质。达到了事半功倍的教学效果。
3.巩固启发式教学效果
我们还充分利用习题课这一教学环节。每隔3～4章安排一次习题课（2学时），通常先用一学时对学生进行测验，此时老师可通过巡视发现一些问题，然后紧着上一学时的讲评课，对共同错误进行及时纠正，将新颖独到的解题方法推荐给其他同学，鼓励学生一题多解，引导学生举一反三，启发学生发散思维，巩固教学效果。
4.采用球棍式模型教具，提高教学效率
无机化学中原子、分子结构看不见摸不着，故学生常感到即抽象又难理解，在多媒体课件形象的描述它们的基础上，再配上模具的演示，使抽象的问题具体化，学生更易接受和理解。同时，学生还可以利用下课休息时间亲自演示，并与教材的图形比较，加深印象，增强了学生的空间想象力，从某种程度上，它比多媒体更直观易懂，效果很好。
改革实验内容，培养学生能力
化学是一门实践性很强并以实验为基础的学科，无机化学实验是学生入校后学习的第一门实验课。是学生必修的专业基础课之一，通过无机化学实验教学，使学生熟练地掌握化学实验的基本操作技能，加深对无机化学基本理论的理解、验证，巩固元素及其化合物的性质，为后续课程的学习，考取职业资格证书及今后从事化工生产技术工作打下基础。
为了配合无机化学教学改革，对无机化学实验进行了大胆的改革探索。我系教师一致认为，实验教学改革的根本是要建立一个以培养学生动手和创新能力为主的教学模式，对实验内容及重点进行调整。
1.尝试性的开展设计性实验
在保证基本操作和验证性实验的基础上，为了培养学生独立思考和创新的理念，加强实践动手能力，灵活运用所学理论及实验知识。独立分析和解决问题的能力。尝试性的开展设计性实验，该实验内容是在老师的指导下，学生根据所学无机化学理论及实验知识，查阅有关文献资料，独立地设计实验方案，并进行实验获得产品。完成实验后，同学们虽然很累，但看到自己亲自实验的结果，心理充满了成就感，实践证明这是一种让学生由被动学习为主动学习的好途径。
2.增开综合实验
为了培养学生综合运用知识的能力，全面提升学生的综合素质，增开了30学时的无机化学综合实验。经过集中强化综合训练，提高了学生自觉思考能力，理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。
改革考试方法，科学评定学生成绩
考试是检验学生对所学知识掌握和运用能力的一种手段，同时对教师教学效果提供反馈信息。为了更加合理公正综合评价学生的学习情况，我们近两年来对传统的闭卷笔试进行了改革，对学生的成绩实施了多元化的评价。在评价过程中注意评价内容的多元化，不仅考查学生掌握书本知识的程度，而且全面评价学生灵活运用知识的能力、实验动手能力、创新意识等综合素质。具体做法是，期中考试占总成绩的10%，期末考试占总成绩的60%，平时成绩（包括课堂提问、作业、出勤等）占总成绩的10%，无机课内实验占总成绩的20%，然后将上述四项相加得出学生本学科总成绩。通过实施该考核办法，使学生对每个教学环节都很重视，达到培养学生综合素质的目的。
经过几年的无机化学课程教学改革的探索与实践，虽然目前已积累了一定的经验，但还需在实践中不断探索和完善，在教学过程中，仍需更新教学理念，深化教学改革，拓宽教学新思路，发现新问题，所以无机化学课程教学改革是一项长期艰苦的工作，需要我们不断努力、探索、实践，才能跟上时代步伐，取得更大的收获。
参考文献：
[1]高职高专化学教村编写组编.无机化学.北京：高等教育出版社，2004.
无机化学导论范文2
关键词：高职；有机化学教学；现状；改革措施
有机化学是一门源自于生命体，发展于生命体，并融合在化学学科的发展中逐步形成的独立学科。根据药品生产技术专业的人才培养目标和素质的要求，有机化学作为该专业的一门必修专业基础课，担负着承上启下的任务。其前期课程有无机化学，后续课程有中药药理学、中药鉴定学和中药化学等。为了提高有机化学的教学效果，充分发挥其在本专业当中所起的作用，本文对我校药品生产技术专业的学生情况和对学生抵触学习有机化学的主要原因进行分析，总结出了相应的改革方案。
1本校药品生产技术专业学生情况分析
1.1有利因素。
①学生在第一学期完成了无机及分析化学课程的学习，有了一定的学习基础；②学生有较强的纪律性，有一定程度的求知欲；③学生动手能力较强，喜欢各类社会活动，可塑性较强。1.2不利因素。①大多学生在高中阶段修文科，化学基础相对薄弱，部分学生对化学有抵触心理；②思维不够活跃，对抽象理论缺乏学习热情；③学习习惯和方法欠佳；④自主学习、独立思考能力较弱，习惯于背诵现成答案；⑤逻辑思维能力、空间想象力较差；⑥部分学生较浮躁、贪玩。
2学生抵触学习有机化学的主要原因
2.1课程本身的特点。
有机化学课程包含有机化学基本概念、基本有机化合物、生物活性类有机化合物等内容，以官能团为主线，论述各类有机化合物的结构、分类、命名及性质。和无机化学不同，有机化学是一门整体性很强的课程，每一部分并不是零散的，孤立的，而是具有很强的前后关联性。只有学生在前面的学习当中打好基础才能更好、更轻松的学习后面的知识。而有些学生忽视了前面的学习，所有在后面的学习中就会感到困难和吃力，加上有机化学中机理部分涉及较多，让学生产生了畏惧心理。
2.2教师教学方法。随着现代科技的进展，许多新兴媒体也广泛应用在教学当中，目前很多高校高校教学大多采用多媒体。尤其基于有机化学自身课程的特点，通过多媒体可以加入适当的动画，可以解决一些抽象的机理问题，有助于学生更好的理解，增加学生的学习兴趣，一定程度上提高了教学效果。但如果仅仅只用多媒体也存在很多弊端，例如，对教师来说，可能会有备课不认真，出现从照本宣科变为照屏宣科的现象；禁锢思维，容易减少或遗漏根据随堂情况所作出的发挥，引申或补充；容易忽视学生对知识点的反应，错过了最佳调整上课进度的时机。对学生来说，PPT播放速度过快，有些学生只顾用手机拍课件，而无暇顾及老师和课件所讲的内容；学生缺乏独立思考的过程，不利于养成良好的学习习惯等[1]。加上有些老师虽采用了新型的教学手段，但仍然沿袭了满堂灌的教学模式，学生的学习依旧是一个盲目、无我、被动的过程。
2.3实验课课时较少。有机化学是一门实践性较强的学科，但随着实验课课时的减少，实验数目也随之减少。这不仅降低了学生对实验的重视程度，减少学生将理论与实验相结合的机会，也对学生的实操能力产生较大影响，不利于培养应用型人才。
2.4学生不够重视。作为我院基础化学教研室的一名有机化学教师，大多数老师和我一样毕业于化学专业，并不具备扎实、丰富的医药类方面知识，因而不能将药学知识很好的和有机化学教学联系起来。部分学生认为有机化学是一门基础课，而不是专业基础课，不会影响他们的专业课学习，因而使得他们体会不到该门学科的重要性，也缺乏学习兴趣。
3改革方案
3.1根据我校本专业特点，制定教学内容。充分考虑高职的教育特点，将“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为核心”的人才培养目标作为教学的导向。在知识点的选取上更符合高职教育要求和目前的生源情况，以必需、够用、适度为原则，注意基础知识、基本理论的系统阐述，适当降低起点和理论难度，简化对复杂反应机制的推导论述，淡化学科意识，偏重应用（强化有机化学与中药、人类生活和社会的联系）。内容编排时由浅入深，由易到难，分散难点，理论与实践相结合。
3.2精心组织教学，提高教学质量。首先，应该加强学习，多读一些与有机化学相关的医药类书籍，增加自己医药类方面的知识储备。另外，充分利用我院自身的优势，多听一些药学相关的课程，尤其是有机化学的后续课程，例如中药化学、中药药剂学、中药鉴定技术、药理学、中药药理学、制剂分析等。根据对后续课程的学习，不仅可以在有机化学教学中增加与之匹配的实例，使授课内容生动有趣，而且也掌握了后续课程对有机化学的知识要求，进而及时调整有机化学的教学内容，以期增强有机化学的实用性和学科间的联系。其次，虽然现在新兴教学媒体很多，但很多是无法完全替代传统板书教学的，因而在选择教学手段时，不能完全抛弃传统板书，而应该将传统板书和多媒体教学手段灵活结合，开展启发、讨论及探究式课堂教学，并适时采用案例教学法[2]，小组讨论法、课堂演示法、微课、翻转课堂等方法来提高学生的参与性，激发学生学习的积极性。例如以设计合成阿司匹林为案例，启发学生从阿司匹林的结构和性质出发，层层剖析出所需的反应条件，最终得到利用酚羟基酰基化反应来解决问题。最后，注重教师讲授和学生自学相结合，加强学法指导和解题指导。在教学中有意的设问，组织学生寻求解决问题的方法，培养学生通过网络及相关数据库查阅相关资料的能力，让学生在该过程中掌握知识、培养技能、学会思考、学会学习，并养成良好的学习习惯。
3.3突出应用型大学培养目标，加强实验教学环节。在学生对基本操作技能重点掌握的前提下，更多的选择对药物的提取或合成的相关实验。对常规实验，采用教学做一体化模式，即我讲给你听，我做给你看，你做给我看，我来纠正你。除此之外，选取一些设计性实验，要求学生自己查阅文献、设计实验方案、得出实验结果，通过讨论得出各自实验方案的优缺点，以此来充分调动学生的主动性和积极性。使学生在掌握基本实验操作的同时，对有机化学在其本专业当中扮演的角色有更加直观地感受，增强学习的兴趣和对本课程的重视度。
参考文献
[1]张占孝.多媒体教学存在的问题及应对措施[J].陕西师范大学学报(哲学社会科学版),2007,36:180-182.
无机化学导论范文3
关键词：独立学院；特色教学；化学教学
独立学院是我国高等学校办学机制创新与模式改革的产物，更是高校优质教育资源与社会办学力量结合的产物。近年来，随着独立学院的快速发展和特色办学的不断创立，独立学院正逐渐成为当前和今后一个时期内，我国高等教育发展的重要组成部分。而与此同时，学生培养的质量也受到了广泛的关注。根据学院的办学特色及学生的特点，开展特色课堂教学对于提高教学质量有着至关重要的作用。本文将以化学导论的课堂教学为例探讨独立学院特色教学。
化学导论是化学专业学生必修的基础课，是专业学习和未来的专业工作的基础学科。随着高等教育专业设置变化和课程体系的整合，以及化学技术的迅猛发展，化学课程教学改革的问题也日益显现。尤其作为三本独立学院来讲，它的教育是一种具有全新概念与目标的教育方式。
一、独立学院学生的特点
独立学院的大学生是当代大学生中比较特殊是一部分群体，他们除了具备当代高校大学生所具有的共同点外，还具有很鲜明的特性。
1.入学成绩普遍较差，专业基础薄弱，缺乏自我约束能力和主动性学习能力。
2.多数为独生子女，家庭条件好，从小娇生惯养，为人常表现出自私的性格，对环境的适应能力差，对困难和挫折的承受能力极弱。
3.大部分学生综合素质较强，兴趣爱好广泛，多才多艺，思维活跃，动手能力强，易于接受新事物。
二、独立学院化学专业学生学习的特点
与高中相比，大学的课程难度和数量都增大了，需要掌握和理解的知识越来越多，尤其是化学专业的学生，要求学生学习具有自主性、专业性，这恰恰是独立学院学生的弱点，他们往往缺乏良好的学习习惯和学习方法，缺乏自主性学习能力和自我约束能力，出现“必修课选逃，选修课必逃”的现象，或者是人在教室，却神游课堂。特别是大班课堂，更是前排座位遭冷遇，后排座位得青睐，手机上网、玩游戏、吃东西等更是屡见不鲜，导致课堂秩序混乱，教学效率不高。相反在课堂上，老师讲些题外话却能吸引学生的注意力，会滔滔不绝的和老师、同学们进行交流和互动。
三、特色教学的提出。基于上述独立学院学生的特点及课堂教学中出现的问题，本文提出独立学院化学导论课程特色教学目标，基本思路是：整合教学内容，创新教学方法，优化考核制度，加强教学实践，拓展知识应用。主要从课堂教学中、动手能力培养与实践经验的积累上进行改革创新，力求培养出具有学院特色的人才。
四、特色教学的实施
1.考勤，首先达到量再求质的突破。点名考勤对于独立学院这些自觉性积极性不是很高的学生来说是非常重要的。第一节课就向学生明确日常考勤作为期末考核的一部分，打消部分学生逃课的念头，独立学院学生逃课的常用理由：“这门课程不重要也和我的专业关系不大，不上也罢”；“对这门课程毫无兴趣，老师讲课也枯燥乏味，不如自己看书”；“反正是老师不点名，考试肯定及格”。刚开始可能有一部学生是因为点名来上课的，但是慢慢的养成了不逃课的习惯，也慢慢喜欢上这门课程，并且把考勤作为期末考试考核的一部分，提高学生学习积极性。
2.上好绪论课。大一新生第一节化学课是非常最重要的，化学导论课也是学好无机化学、有机化学等专业课的基础。通过化学导论的学习，使学生系统地了解化学发展的历史和规律；了解化学作为二十一世纪的中心学科，其自身及相关学科（如材料、环境、生命、医学、信息等）的发展对人类社会进步的重要作用；了解化学发展对人类生活的影响；了解化学学科的前沿发展领域和广阔的应用前景；掌握学习化学的方法；初步掌握自己查阅、索取相关学习资料的方法。
3.开展专题讲座。针对学生感兴趣方向及最前沿领域如绿色化学、能源材料等主题开展专题讲座活动，通过一些前沿科研实例让学生在课堂上了解纳米材料、新能源材料的应用及其合成方法，掌握化学最前沿及最热门的研究课题，激发学生们的学习兴趣和求知欲望。
4.指导学生查阅、搜取资料及撰写科学小论文
文献资料是我们了解国内外科研动向并掌握最新研究进展和最新科研成果的有效途径，通过查阅文献资料，了解国内外最新的理论、实验手段和研究方法，同时也可以从以往和目前的有关研究成果中受到启发，为自己的研究提供有用的研究思路和方法，避免重做前人已经提出的正确观点，而且为更科学地论证自己的观点提供有说服力的、丰富的事实和数据资料，使研究结论建立在可靠的材料基础上。
通过实例示范、视频教程等方式让学生掌握文献检索方法，培养学生文献检索能力，并且通过文献资料查阅、整理，提出自己的观点撰写综述性小论文。
无机化学导论范文4
【关键词】 绿色化学；绿色化学实验；绿色化学意识
【Abstract】 Based on the domestic and international green chemistry analysis， summarize the experimental teaching of trace chemical experiment， green chemistry experiment operating requirements， green chemical instruments and medicines and information technology in the research and application of green chemistry experiment， training students' consciousness of green chemistry.
【Key Words】 green chemistry， green chemistry green chemistry consciousness
【中图分类号】G63.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）32-0-01
一、引言
突破传统的化学实验方法，绿色化学已成为世界各国普遍接受并大力提倡、实施的人类、自然环境等可持续发展战略方针的重要组成部分[1]。
二、绿色化学国内外现状分析
1990年，美国国会通过《污染防治条例》；1996年由美国环保署P.T.Anastas等编写的《绿色化学》丛书陆续出版；1998年，美国正式启动"绿色化学"计划；1999年1月，英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》创刊；2001年秋季开始美国波士顿Massachusetts大学开始设立绿色化学博士学位[2]。1993年，中国政府制定了《中国21世纪议程一一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》；1995年，中国科学院化学部组织《绿色化学与技术一一推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动；1997年5月，中国以"可持续发展问题对科学的挑战一一绿色化学"在北京举行；首都师范大学专门编著了《环境与绿色化学》一书于2005年1月由清华大学出版社出版[3]；2007年8月由清华大学出版社出版，完成了《环境与绿色化学》配套教材的建设[4]。
三、培养绿色化学意识是实现绿色化学的基础
1、绿色化学含义
绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，是指在化学品的设计、生产和应用中消除或减少有毒有害物质的使用和产生，设计研究没有或只有尽可能少的环境副作用、在技术上和经济上可行的产品和化学过程，是在始端实现污染预防的科学手段[5]。
2、培养学生的绿色化学意识
教师具有丰富的绿色化学知识并采取有效的行动，例如：在实验室张贴绿色化学标语，鲜明提出绿色化学的口号，在教学中强调12项基本原则[6]，潜移默化地去感染学生。
三、实施绿色化学教育
3.1绿色从微量实验开始
关于微型实验、绿色化学与微型实验己有大量文献报道[7]，国内有关微型化学实验的研究成果也陆续出版[8～10]，微型实验具有仪器装置微型化和试剂少量化两个基本特点，操作方便，节约药品， 减少污染，代表了绿色实验发展的方向[11]。是一种以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理和技术，其试剂用量是对应的常规实验的0.1%～10%[12]。如利用试管代替烧杯进行水中花园实验，节约了试剂（原方法试剂用量的1/20） 实验效果明显安全材料易得[13]。因此，既节省了药品，又使得产生的“三废”大大减少，基本解决了实验室的污染问题[14]。
3.2 绿色实验基本操作
有些学生实验设备动手能力较差，不能按实验要求操作，如：SO2、溴苯、硝基苯等有毒，制备和性质实验特别强调规范操作；如：不能向燃着的酒精灯添加酒精；如：乙烯、乙炔、CH4等点燃前要验纯，降低事故发生率，节约药品，减少污染严格遵守实验操作规则。
3.3选择绿色药品及仪器
选用对环境友好的原料、催化剂等实验药品。例如：在乙酸乙酯制备实验中，常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反应多、过程复杂、收率低、废酸污染等不足，可依据实验原理，选用 PW12 / SiO2 绿色催化剂取代浓硫酸，催化合成乙酸乙酯[15]。白磷毒性大，燃烧产物五氧化二磷对环境污染也较严重，改用 Mg2S i水解产生的 SH i 4在水面上自燃代替白磷，整个实验安全无毒无污染，符合绿色实验要求[16]。
3.4 绿色处理废液和剩余药品
在化学实验教学中，把用过的酸类、碱类、盐类等各种废液应分类倒入各自的回收容器内，可采取中和、分解、吸收、燃烧、回收循环利用等方法处理废弃物。例如：在实验室制取氯气时，采用向上排气法收集氯气，并把多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收。保证了化学实验末端绿色化，使学生受到良好的绿色化学教育。
3.5绿色实验设计方案
从实验技术、方法、仪器等方面进行重新设计，实验产物或中间产物循环使用多种操作有机组合，如：乙醇系列实验：工业酒精 95%的乙醇- 乙酸乙酯- 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定及乙酸乙酯-乙酰乙酸乙酯-苯甲酰乙酰乙酸乙酯，乙酰水杨酸系列[17]。如：次氯酸钠、氯酸钾的制取和氯气的氧化性实验连到一起做，不仅节约了时间、药品，而且基本上闻不到氯气、氯化氢的气味，环保效果好[18]。
3.6 信息技术代替传统实验
对于实验中排放较多的有毒气体、有毒废水，特别适合演示实验。如胶体的电泳：硫化氢的性质制取Co、So2、CL2等毒性实验，氢气还原氧化铜时先加热后通氢气，将水加入浓硫酸以稀释浓硫酸）用启普发生器制取乙炔等[19]。利用信息技术对实验反应过程进行仿真，既有助于学生理解，又减少了三废污染。
总之，绿色化学是全体化学教育工作者必须研究和解决的课题。把绿色化学的新理念、新方法和新技术落到实处，实现绿色家园伟大的中国梦想。
参考文献
[1]仲崇立. 绿色化学导论[M] .北京：化学工业出版社， 2000 .
[2]杨雯等.环境对现代生活的影响.广州：广东世界图书出版公司，2010.
[3]文庆城.现代化学教学论.北京：科技出版社，2009
[4]陈琦，刘儒德.当代教育心理学.北京：北京师范大学出版社，2007.
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[10] 周宁怀， 王德琳主编. 微型有机化学实验. 北京： 科学出版社2000
[11]马志成.天津师范大学学报，在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索，2009
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[16]马志成.天津师范大学学报 在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索2009
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无机化学导论范文5
木炭还原氧化铜实验是中学化学教材中固相反应的典型代表之一,该实验因成功率低而被广泛讨论,如反应物的质量比、反应物研和程度、反应温度甚至试管大小都影响该实验的效果[1]。狭义地讲,固相反应(Solid state reaction)是固体与固体之间发生化学反应生成新的固体产物的过程,如燃烧石灰石、氯酸钾分解等。本文从狭义的概念来讨论固相反应。
1固相反应的微观模型
固相反应机理较气相或液相反应复杂,通常包括以下基本步骤[2]:①吸附和解吸;②界面上原子间反应;③在界面上或内部形成新物相的核;④物质通过界面输送。在各步中,往往有某一个反应步骤进行得比较慢,整个反应的反应速度就受这一步反应所控制,叫做控速步骤。固体粉末反应大部分是扩散控制的反应。
Jander(杨德尔)首先提出了固体粉末反应的扩散模型[3]。他对反应体系做了一些简化处理,设想反应物A是半径为r的球形颗粒,其分散在连续的反应物B的介质中,并假定在A微粒的表面上产生厚度为x的产物层(AB),如图1所示。因此物质的传递输送是沿着A与B的接触点进行相互扩散。产物层AB形成后反应要继续进行,就必须有B通过产物层扩散到A-AB的界面才能与A反应生成AB。其中通过产物层的扩散速度最慢,决定着整个反应的速度。而晶体结构缺少对称性或结构具有缺陷的地方容易成为初始反应的核心。
综上,从固相反应微观机理分析可知,反应物的晶体结构、粒度、比表面积、反应温度是影响固相反应的主要因素。正如在木炭还原氧化铜实验中发现,木炭和氧化铜的干燥程度、研和程度、质量比、堆积形态、加热灯具等均对反应进程和反应速度产生作用。
2固相反应的热力学研究
热力学通过考虑反应的自由能变化来判定该反应能否发生,即ΔG
3关于固相反应的动力学
从热力学性质来讲,木炭还原氧化铜的反应在常温下即可发生。然而实际上,为什么该反应对温度确有一定的要求呢。可从图2的简单图示得到说明。从固相反应机理看,反应的第一阶段是在木炭和氧化铜的界面上(a,b图中的虚线)生成金属铜晶核,实现这步是相当困难的,因为生成的晶核结构与反应物的结构不同。因此,成核反应需要通过反应物界面结构的重新排列,其中包括结构中化学键的断裂和重新结合,C和CuO晶格中C(原子)和Cu2+的脱出、扩散和进入缺位。加热有利于这些过程的进行和晶格的生成。同样,进一步实现在晶核上的晶体生长也有一定困难,因为原料中的C和Cu2+需要经过两个界面的扩散才有可能在核上发生晶体生长反应, 并使产物层增厚,如图2(b)所示。可见, 决定此反应的控制步骤应是晶格中微粒的扩散, 而加热有利于离子或原子的扩散,可明显地提高反应速度。
综上所述,从固相反应机理、反应热力学和动力学分析,影响固相反应速度的因素有:①固体比表面积及固体间接触面积;②微粒通过各物相特别是产物相的扩散速度;③产物相的成核速度[5](受产物相与反应物相之间晶体结构差异及温度的影响)。
4从固相反应原理解析木炭还原氧化铜的反应条件
笔者在多次对比实验后发现,木炭和氧化铜的质量比、干燥程度、研和程度、加热效率都影响该反应速度。本文结合固相反应原理对各反应条件进行解释。
4.1反应物间的质量比、研和程度影响固体表面积及固体间的接触面积
从木炭与氧化铜反应的化学方程式可知,C与CuO恰好反应的质量比为1∶13.3。经笔者实验发现,在一定条件下(如试管的大小、反应物的颗粒粗细、反应物的混和程度、加热灯具的确定等条件下),木炭与氧化铜质量比在1∶6～1∶11[6]的范围内往往可获得较高的成功率。为什么木炭与氧化铜反应的实际质量比大于理论值?可以从固体粉末反应的扩散模型中得到解释。由于反应在两个反应物的界面上发生,非界面处的反应物微粒只有扩散到界面上才可能参加反应,且随着生成物的增多两物质间直接接触的面积减少,因此反应物的实际用量大于理论值。
木炭粉与氧化铜粉末混和后再充分研磨,研磨越细且混和越均匀,反应物颗粒间的接触面积越大,则反应界面越大,反应速度可明显地提高。在下述两组对比实验中得以充分证明。
4.2加热效率影响微粒扩散速度和成核速度
反应试管的型号、灯具的选择、反应物堆积形态均影响反应混合物的加热效率。实验研究发现,在木炭还氧化铜的反应中,若选取小试管,将反应混合物平铺于试管底部并压实,即使选用酒精灯也可实现充分、高效地利用热能使整个反应混合物迅速达到反应温度(约400 ℃～500 ℃),得以在短时间内有效地提高扩散速度和成核速度,促使该反应显著发生。若选取较大试管,则用焰温较高的煤气灯或酒精喷灯,也可使反应混合物较快达到反应温度。
4.3对有固体粉末参加的固相反应,若反应混合物中含有水分,在加热过程中水分子会从混合粉末中冲出,俗称“冲料”,阻碍反应继续进行。因此,木炭和氧化铜粉末需充分干燥后混和。
综上,扩散和成核过程明显影响着固相反应速度。从木炭还原氧化铜的实验研究可知,对于可自发进行的固相反应而言,反应温度、反应混合物的干燥及机械加工程度是影响反应速度的主要因素。
参考文献:
[1]王程杰主编.中学化学实验研究[M].上海:华东师范大学出版社,2005:239～240.
[2]苏勉曾编著.固体化学导论[M].北京:北京大学出版社,1986:209.
[3]张克立编著.固体无机化学[M].武昌:武汉大学出版社,2005:292.
[4](美)Authony R.West著,苏勉曾,谢高阳等译.固体化学及其应用[M].上海:复旦大学出版社,1989:4.
[5]洪广言编著.无机固体化学[M].北京:科学出版社.2002:196.
无机化学导论范文6
论文摘要： 我国社会主义市场经济的急速发展使得具有创新精神和创业潜力的高级技术人才出现了供不应求的态势，顺应这一形势，针对创新人才必备的一系列基本特征，本文提出高等院校化学实验教学可以从引导学生树立创新意识、注重激发学生探索真理的欲望以及改进课程成绩评定方式等方面进行探索和尝试。
一、知识经济时代创新型人才的基本特征
“创新是一个民族进步的灵魂”，是社会发展的不竭动力。随着知识经济时代的到来，我国社会主义现代化建设的伟大事业急需大批创新创业型高级技术人才。而具有一定的创新精神和创新思维是创新创业型高级技术人才必备的素质。如何将创新精神的培养切实贯彻到具体的教学环节之中是摆在我们广大教育工作者面前的重要任务。
新世纪科学技术的发展在高度分化的同时呈现出以高度综合为主的特征，人才已成为国际经济和社会发展的竞争焦点。谁拥有人才，谁能够培养出大批具有创新能力的人才，谁就具有快速发展的优势和潜力。顺应这一形势，高等院校应努力培养大批具有创新能力的高级技术人才以满足我国经济和社会发展的需要。
新时期富于创新精神人才的基本特征可概述为以下几点:(1)思想开放，视野开阔，善于应变，充满想象力和创造潜能；(2)愿意接受和善于接受社会的改革和变化；(3)主动地接受新的思想观念和新的行为方式；(4)尊重知识，注重实践，不断探索未知领域；(5)重视专门技术，善于实践应用，敢于向传统理论、方法、技术质疑并挑战；(6)具有强烈的个人效能感，办事讲究效率。[1]就化学实验教学而言，教师应将重点放在引导学生如何凭借自己的知识、经验、能力去发现未知的东西或运用它去设计新实验、解决工程新问题等诸多能力的培养上，以激发学生的创新精神。
二、培养创新精神的教学尝试
在教学中培养大学生创新精神的核心是培养其创造性思维。所谓创造性思维是一种有独到见地的思维，是思维的一种特殊形式。从现有的资料来看，创造性思维除了有思维的广阔性、灵活性、敏捷性等品质外，最为突出的特点是求异性、发散性和独创性。心理学家的研究结果表明，人们创造性思维的形成大体上经过准备、酝酿、顿悟和验证等四个阶段。其中，全面掌握基本理论和相关学科知识并具备扎实的试验研究技能是开展创造性思维的基础，也是形成创造性思维的准备和酝酿的先决条件；而深入思考、质疑以至于瞬间产生新知识火花则属于顿悟的阶段。如凯库勒提出苯环结构是在冥思苦想不得其解，而在休息时受到蛇相互咬住尾巴成环状的启发而顿悟的。验证(试验)则是对假设通过实验或理论推证来使假设得以证明或作必要的修改完善，从而完成了创造性思维的一个全过程，使认识又深化了一步。化学实验是学生验证和巩固所学知识进行系统全面的试验研究、养成实事求是的科学态度和严谨踏实的工作作风的过程。要在实验教学中逐步培养学生形成创造性思维，能够自主地创造性学习，教师必须改进方法进行创造性地教学。可从改革教学结构和教学方法入手，进行如下探索和尝试。
（一）在实验绪言课中注意引导学生树立创新意识
化学实验教学的对象是刚刚进入大学校门的学生。他们大都理论基础扎实，视野开阔，有理想抱负，期望将来能在社会上干一番事业。同时，也应该注意部分学生较重视理论知识的学习，对实验教学则不以为然，甚至个别学生认为既然结论和现象都已经知道，做不做实验无关紧要。对此，我们在无机化学实验绪言课教学中应有意识地增加实验意义和作用及创新意识培养等方面的内容，努力将非智力因素转化为智力因素。
首先，应明确化学是以实验为基础的一门科学，许多理论需要通过实验得以证明，工程设计和生产应用实际问题在许多情况下也要通过实验来解决。其次，简述化学实验是人们揭示自然规律，科学地改造和利用自然的有效手段之一。如法国化学家维勒1828年在实验室里将无机物氰酸铵溶液蒸发合成有机化合物—尿素，打破了“有机物是靠神秘的生命力在活体内才能创造”的谬论。[2]这一事实表明，一位有创造力的科学家必须具备良好的实验知识和技能，否则难以探索和发现新的科学真理。第三，强调要破除创新的神秘感，树立开拓创新的意识。如日本学者白川教授通过实验开发出导电塑料而荣获2000年度诺贝尔化学奖，又一次说明了“人人能创造、事事能创造、时时能创造”的深刻哲理。这样，在第一堂化学实验课中，就逐步渗透“积极主动，大胆探索，有所发现，有所发明，不断创造的思想和意识”，可以使学生从被动完成实验到主动参与实验，在活跃实验课的创造气氛的同时，也提高了教学质量。
（二）在实验过程中注重激发学生探索真理的欲望
实验教学是学生深入理解并系统掌握基本理论，培养工程师必备实验技能的教学过程，也是激发学生探索未知欲望，培养科学精神的重要环节。高等院校学生大多来自全国各个省(市)、自治区，由于种种原因一小部分同学没有受到过系统的实验规范及操作训练，实验技能很差；相当数量的同学满足于按照实验指导书完成实验要求；很少有人对实验及产生的特殊现象进行分析或质疑。对此，在做好实验的基础上，尽可能在教学过程中制造机会去激发学的求知欲望，引发其积极思考是每个从事化学实验教学的教师应该注意的问题。正所谓“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。
首先，从基本概念和基本理论中发掘素材，促进学生认真读书深入思考。例如在有机化学实验中介绍比色分析概念时，可提出无色溶液是否可以进行比色分析的问题。布置学生课后查资料并提出自己的看法和观点。在引导学生深入理解概念的同时，将知识拓宽拓深，也为后续课程的系统学习奠定了良好的基础。鼓励学生不唯书、不唯师，拓展思维的空间。其次，有意识地改动部分实验内容，促使学生们在实验全过程中处于积极思维的状态。如在用可见光分光光度计测试有色溶液浓度时，可有意识地增加对比实验，用厚度比相同和厚度比不同的比色皿测定同一浓度的溶液，然后引导学生们思考为什么测出的吸光度不同，使学生对朗柏比尔定律有更深入的理解。与此同时，在对比实验中提示学生思考采用厚度比相同和不同比色皿测定法哪种方法使浓度计算更加简便的问题。千方百计的调动学生学习的自觉性和主动性，在学习中不断产生获得思维成果的乐趣，有利于学习动机的强化。第三，在综合性或设计性实验中适当增加专业背景(工程实际)相关的内容，不断强化学生探索的欲望。例如对材料工程专业的学生，可设立金属银回收的综合性实验。安排学生将金相分析实验中冲洗金相照片的废定影液收集起来，要求他们自主设计金属银回收综合实验的回收路线，确定相应的实验条件，并规定每个实验应提取2克银以上。教学实践表明，这一做法极大地调动了学生学习的积极性和主动性，为学生们自主意识的增强和创新潜能的开发提供了载体，收到了良好的教学效果。
（三）在成绩评定中充分体现学生创新(创意)的价值
在新的历史时期如何在成绩评定中体现创新(创意)的价值是实行创新创业教育和素质教育尚待解决和研讨的问题之一。按照传统的做法，实验成绩评定主要考虑学生出勤率、实验中的表现和实验报告的质量等三个方面。显然，仅根据以上三个方面情况尚不能准确地体现学生的创新思维水平。可做如下改进:首先，在成绩评定中增加创新精神及表现方面考核内容，使其占实验教学成绩的1/4，为进行创新教学提供了支撑。与此同时，在课程开始时就将成绩评定方法向学生公开，努力做到公开、公正、公平。其次，细化创新精神及表现考核的具体内容，将其具体转化为辨别能力、质疑能力和钻研能力。所谓辨别能力是指学生明辨是非的程度和水平，如教师有意识地将试剂的浓度提高或降低时学生的反映及表现；质疑能力是体现学生有否冲破常规意识和传统思维模式的意识和表现，特别是在实验现象不太明显的情况下学生的态度及言行作为；而专研能力则是反映学生“刨底问根”和“执着”的精神，如由于种种原因实验未能成功时，学生是否有意识地深入分析实验失败的原因，是否实事求是地反映实验的全貌，是否从实验失败中系统全面地找出了根本原因并提出建设性的改进意见或建议。[3]第三，强化创新精神在实验成绩评定中的重要作用。采取两种措施以突出创新精神的权重。其一是假如创新精神方面得分达不到良好以上，不管其他三个方面如何优秀总成绩也不能给优秀；其二是创新精神方面得了优秀时，即使另三个方面成绩一般化其总成绩也打到良好以上。通过改进成绩评定办法，学生们大都能正确对待，积极主动地作好每个实验，认真细致地分析每个实验现象，对其养成严谨的工作作风起到了积极的促进作用。
三、尚待深入研讨的几个问题
一个人创新意识和创新思维的形成需要经过循循善诱、不断深化的培养。创新人才的培养和造就是一个庞大的系统工程，需要参与教育的工作者们的协调、统一配合和默契才能够完成。而其中教育思想和教育观念的更新、教学改革的深化是实施创新教育的关键。而培养大批创新创业型人才，当前我们尚需对以下问题进行深入的研讨。
第一，进一步作好理论教学和实验教学的系统改革理论教学和实验教学的改革要同步，使学生系统掌握“知识点、知识面、知识域”，减少重叠和交叉，优势互补，最大限度地提高教学效率和教育质量。
第二，进一步优选实验教学项目，按照新世纪人才培养规格和要求，精简传统实验项目，增加现代实验项目，引进面向工程实际的应用项目，切实加强创新能力和工程应用能力的培养。
第三，适当增加综合性、设计性实验项目积极创造条件逐渐增大学生自主设计性实验项目的比例，使更多的学生得到系统全面的训练。尤其是工程背景明确的项目及富有前沿性的项目，对培养学生科学严谨的作风和创新能力具有重要的作用。与此同时，教学条件的改善和实验教师教学水平的提高等也是不容忽视的问题。
参考文献
[1]刘知新.化学教学论[M].北京：高等教育出版社，2002.
