化学学术论文范文

2023-03-17

化学学术论文范文第1篇

自从29届国际奥林匹克化学竞赛实验试题采用微型化以来,国内各类化学试卷中都不同程度地出现以微型化学实验为背景的题目。试题中的信息在学生中快捷、广泛地传播;从以微型实验为情境的化学习题入手,另辟蹊径,可以展现微型化学实验仪器的应用,表达绿色化学的设计理念。

从期刊的影响力出发,笔者从目前化学教育研究领域比较权威的三刊(《化学教学》、《中学化学教学参考》、《化学教育》)以及以实验仪器研究为特色的期刊《教学仪器与实验》中的微型化学实验论文中取材,从不同角度出发编拟化学习题。

1以微型反应装置创设情境

如同常规实验装置的组装目的一样,微型实验仪器同样可以完成气体的制备、物质的合成、气体的干燥和净化、尾气的吸收等基本操作。以此创设化学试题情境,考查基础知识、基本技能。表面上看,只是提供给学生化学常规实验装置的缩微化,但仪器的微型化给解题带来了陌生感,尤其是仪器体积小带来的特殊操作细节,例如试剂的取量、反应程度的控制、尾气处理等——这些都是实验论文作者阐述的实验注意点,也恰是学生在实验操作中容易忽略的因素。

例1、硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,采用常规仪器进行制备和性质检验,常因气密性不佳而对环境产生污染。周老师采用六孔井穴板和注射器组装出以下微型反应装置(如图1所示),向各井穴加入指定的试剂与物料,然后用生料带缠绕井穴塞1-2圈后插入6 孔井穴板的井穴中并旋紧塞子,使井穴塞紧密地盖住井穴,以细乳胶管把前一单元出气管与相邻单元的进气管逐一连接起来,保证没有硫化氢泄漏。该实验无需通风橱即可进行,对反应废物摸索了实验后处理方法,体现了绿色化学实验的要求[2]。

(1)1号井穴里装有少量FeS固体,实验装置按图搭建完毕后,把吸有稀硫酸的注射器缓缓下推,就可以有连续平缓的气流产生。请问1号井穴孔发生反应应为_______________________________。

(2)2号井穴内只放入一张湿润的白色醋酸铅试纸,且“短管进、长管出”。其作用是(填写两点):____________________________________。

(3)3号井穴孔盛放少量溴水,其主要作用是证明H2S的____________________(能呈现出该性质的),还可以用____________________溶液代替。

(4)4、5、6井穴孔分别盛放了0. 1 mol·L-1 ZnSO4、0.1 mol·L-1 CdSO4、0. 1 mol·L-1 CuSO4溶液,在实验中分别产生了白色、黄色和黑色沉淀,说明了这些金属硫化物的________(性质)。

(5)7号井穴孔盛有________(填写药品),其目的在于____________________。

评点:该题主要考查硫化氢气体的制备、气体检验、性质验证、尾气处理等。一切都基于基础知识、基本技能,只是通过微型化学实验装置呈现情境。

答案:(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑; (2)缓冲作用(安全瓶), 检验硫化氢气体; (3)还原性, 酸性高锰酸钾; (4)难溶性; (5)NaOH溶液,吸收尾气

例2、“电凝聚气浮法”是一种工业上处理废水的常用方法,我们用塑料多用滴管作为载体,以微型实验的形式呈现了该方法的原理。先在100 mL烧杯中加约50 mL蒸馏水,再添加3滴CrCl3溶液作为无机污染物,另加少许泥沙和硫酸钠,用玻璃棒搅拌使之浑浊,得模拟废水,标记为A。用塑料多用滴管吸取废水A,从液泡两侧分别插入两根大头针(两针不相互接触), 用鳄鱼夹、 导线将两根大头针与电池(9V)相连,即可对废水进行电解[3]。

(1)电解开始,阴极释放出大量气体,请写出电极反应式________________________________;

(2)阳极现象不明显;片刻后,溶液中生成大量绿色沉淀,随着阴极气泡大量逸出,绿色沉淀随之上浮至液面。已知大头针主要成分为铁,请推测阳极可能发生的两个反应式为:____________;

(3)绿色沉淀中不仅包括由阳极产生物与溶液酸碱性变化而生成的不溶物,还包括沉淀_______(填写化学式),这就表现出对污水中的金属离子进行清除。

(4)本实验中在电解液中添加硫酸钠的目的是____________________。

(5)另取一份相同废水,滴加3滴苯酚溶液作为有机污染物,再加3滴亚甲基蓝使其显示颜色,添加食盐至饱和,标记为B;用塑料多用滴管吸取废水B,采用如上图的装置,只不过将阳极大头针更换成全活动铅笔专用笔芯,在电解后的溶液中滴加FeCl3溶液不发生显色反应,说明____________。更换阳极材料原因是__________________________(用电极反应式说明);

评点:化工生产是化学教学的重要内容,但一直是实际教学中欠缺的,通过微型化学实验模拟实际问题可以帮助中学生了解化学与技术、体会时代性增强学生学习的使命感和责任感。该类试题适用于《化学反应原理》模块的“电解池”、《化学与技术》模块中的“水处理技术”、《化学与生活》模块中的“化学与环境保护”,以及《实验化学》模块中提出的“能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究”。

答案:(1)2H++2e-→H2↑; (2)Fe-2e-→Fe2+,Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓; (3)Cr(OH)3;(4)增强导电性; (5)苯酚在阳极释放的强氧化性气体作用下已发生了转化,避免阳极材料本身被氧化。

2以微型实验引导实验改进思维

在各大期刊发表的微型化学实验论文多为一线化学教师或高校实验研究者发表,如果只是简单地在学生面前重现这些素材,对他们自身的实验素养提高有限;而通过试题的巧妙设置,将学生也引入到对实验的设计思路中去,有利于提高他们对微型化学实验的深刻认识,也有利于他们创新思维的发展。

微型化学实验不是常规实验的简单缩微或减量,而是要在微型化的条件下对实验进行重新设计和探索,达到以尽可能少的试剂获取尽可能多的化学信息的目标。

例3、用一个小注射器和小塑料反应管做反应仪器,两者中各有一种化学物质,反应后将注射器针头扎入一根带火星的香烟里推动活塞,发现窜起一大串火苗[4]。请问,塑料试管中盛放药品为________,注射器中盛放____________药品。该实验可以代替常规实验中的实验是_______________。

评点:注射器是化学实验改进中常用的替代品,在微型化学实验中常常需要挖掘其功能进行设计,在命题中应用中能帮助学生体会到。图3中的注射器代替分液漏斗,图4中的注射器起到氧气收集的作用。

答案:MnO2,双氧水,氧气的制备和氧气的助燃性质

3以微型实验题干提供探究和评价的平台

近年来科学探究实验在化学新课程考试中广被重视,这些实验题不再象以往的实验题平铺直叙——单纯的“课本知识加实验加填空”,也不象大学知识“下放”的新信息实验题,而是促使考生多想实验的整个过程:“做什么”、“怎么做”、“为什么这样做”、“选取哪些因素作为实验变量”、“可能什么原因”、“还有没有更好的改进方法”、“这样的实验有什么实际用途”等等,更加促使考生像科学家一样进行探索,达到真正考查科学思维的目的。微型化学实验与常规化学实验相比,一样能提供符合教学需要的实验内容,更能提供多个相关实验的优化设计过程和满足使用者自主探究的基本条件[5]。以微型化学实验论文素材命题,为训练学生探究思维和评价能力提供了一个适宜的平台,也为一线化学教师提供了巧妙的探究思路,有助于教师拓宽视野。

例4、紫甘蓝,又名紫卷心菜,所含花色苷色素的颜色会随pH改变,一般遇酸变红,遇碱变绿。向点滴板上一凹槽滴加一滴紫甘蓝汁,再滴加一滴硫酸钠溶液,用连接导线的鳄鱼夹各夹住一根铅笔芯,将电极一端浸入紫甘蓝汁液面以下[7]。

(1)当导线分别与电池两极相连,发生现象是:

阳极_______________________________;

阴极_______________________________。

用铅笔芯将两极所在位置的溶液搅拌均匀,发现整个液滴呈现紫色,(用离子方程式)说明发生反应为_________________________________;

(2)若采用大头针作为______极电极,则对以上实验现象有极大干扰,这是因为_____________;

(3)以各类典型的酸碱盐溶液作为辅助试剂加入紫甘蓝汁中,以铅笔芯作为电极进行电解。请预测实验现象并完成下表1:

(4)将添加NaCl溶液的甘蓝汁电解后溶液搅匀,最终竟然消褪为无色。这是因为__________;

(5)以上实验是以_______、_______作为变量开展的探究活动,如果你是实验设计者,从该实验的特点出发,你还会挑选_______作为变量。(开放性问题,答案合理即可);

(6)如果你是实验竞赛的评委,你将该实验与你们常见的电解实验对比,请提出一些评价意见(至少写出两点,开放性问题,答案合理即可)。

评点:微型化学实验试题取材于实验探究论文,突出真实性;注重实验条件,突出思考性。本题不仅以紫甘蓝汁作为创新情境考查电解规律、中和反应等基本原理,还从异常现象原因探究、变量控制等角度促使学生对实验原理进行深层思考,并且通过开放性的问答培养学生评价和鉴别能力。

答案:(1)2H2O-4e-→O2+4H+; 2H2O+2e-→ H2+2OH-; H++OH-=H2O; (2)阳极;作为阳极的金属电极比水更容易被氧化,产生有色离子如亚铁离子、铁离子对甘蓝汁颜色有干扰; (3)电极附近溶液变紫,有气泡产生;电极附近有大量气泡产生;紫色;迅速冒出刺激性气味的气泡,电极附近溶液变红;迅速冒出气泡,电极附近溶液变红; (4)电解NaCl溶液阳极产生的Cl2将电解对象漂白; (5)电极,电解质溶液;载体、电解体系等; (6)参考评价意见:评价之一:紫甘蓝汁不仅充当电解对象,还兼作实验中的酸碱指示剂,一举两得;评价之二:该微型实验只采用了一滴紫甘蓝汁液作为电解对象,降低成本,操作方便,大大减少了实验时间,适合学生自己动手操作观察探究;评价之三:紫甘蓝汁取材于纯天然,整个实验用量又是微量,所以充分体现绿色环保的理念;评价之四:实验现象明显,有利于学生加深对电解本质的理解。

4 反思

在科学教育中引入习题的初衷是巩固和加深对知识的理解,考查学生掌握知识的水平,培养学生应用知识解决问题的能力。每一道习题都是从原始问题抽象而来,然而有相当一部分已经把其中的一些次要细节、非本质的联系舍去,也没有将科学现象与事实作为背景,甚至完全脱离科学现象,学生思维的一部分已经被习题编制人员“越俎代疱”地完成了。同时,习题教学还存在着模式化倾向,缺乏科学思想的分析,太重视程序与计算、熟练与技巧。因此,在一定意义上说,我国学生创造能力的匾乏是习题教学的直接后果。事实上,科学最重要的基础是源自实验现象的,首都师范大学专家曾提出通过引进原始问题来逐步使习题教学与原始问题教学相结合,从而达到提高科学教育效能的目的。而发表在各种期刊上的实验论文能表现论文作者所作出的技术性和认知性研究的原始工作,是教学科研过程中的一种生成资源[8],也是原始问题的一种表现形式。笔者近年来以微型化学实验为主要研究方向,并尝试将所设计的原创实验素材融合入课堂教学、探究活动中,发现对提高学生解决问题能力、实验分析评价能力有较明显的促进作用;于是进而取材命题,抛砖引玉,目的之一是及时推广课程改革中来自教学一线和高校专家的实验研究经验,从而使研究成果迅速转化为“生产力”,不断推动实验教学研究工作向纵深发展;更希望这些原汁原味的实验素材呈现出反映科学概念、规律本质的原始问题和未被加工的典型实验现象和事实,使学生大脑充分开放、思维触角充分发展,体会到与原论文作者研究过程中类似的思路和体验,甚至在条件允许前提下,用微型化学实验这种耗材少成本小的实验手段完成符合绿色化学理念的验证、改进和探究,达到知识升华的目的。

建议化学命题者可以认真研究各种期刊登载的微型化学实验专题文章,将其素材开发为创新试题:具有提问多样化、知识探究化、信息情境化以及形式开放化等多方面特点,为促进化学习题教学提供优质的题材[9],同时也促进微型化学实验能在中学得到普遍重视和合理应用。

参考文献:

[1]陈凯,张丽娜,龙琪.试纸上的微型电解实验[J].化学教学,2008,(4):10.

[2]周宁怀,屠小燕.一类气体制备与系列反应的微型装置[J].化学教学.2000(12):8~10.

[3]陈凯,刘少贤,张丽娜.电化学法处理废水的微型模拟实验[J].教学仪器与实验,2008,(10):39~40.

[4]陈博,陈凯,胡益民.有关烟草的化学实验集锦[J].中学化学教学参考.2008.(7):46~47.

[5]宋心琦.关于发展和推广微型化学实验的一点看法[J].化学教学,2008,(2):1~2.

[6]陈凯,龙琪,张丽娜.一滴紫甘蓝汁的微型电解实验[J].化学教育,2008,(8):65~67.

[7]邢红军,陈清梅.从习题到原始问题:科学教育方式的重要变革 [J].课程.教材.教法.2006.(261):56~60.

[8]易章和.充分利用生成资源命题推进化学课改评价研究[J].化学教学,2005,(10):41~43.

[9]陈凯,保志明.化学习题中的数字化实验[J].中学化学教学参考.2008.(11):55~57.

化学学术论文范文第2篇

各位来宾、各位代表:上午好!

经过一年多的精心筹备,由中国教育学会化学教学专业委员会主办、四川师范大学承办的“第十一届全国化学课程与教学论学术年会”今天胜利召开了。

“年会”是化学课程与教学论学科的学术交流盛会。近年来,广大化学教育同仁积极探索,励志创新,在化学课程研究、化学教材研究、化学学习研究、化学课堂教学研究、化学实验及其教学研究和化学课程教学评价研究等领域,取得了一大批高质量研究成果。这些研究成果呈现出以下几个突出特点:

一是学术水平高,具有国际视野。有些论文发表在国际教育学科排名前50%的SSCI杂志上,在国际高水平教育研究中有了中国化学教育的一席之地,进一步推动了我学科的国际化趋势,提升了我学科的国际化水平。

二是科学化程度高,正在逐步完成从经验态研究向理论态、科学态研究的嬗变。这些研究不再仅仅是各种化学教育教学经验简单的积累和总结,而是运用科学、规范的质化和量化研究方法,在严密分析综合的基础上,得出较为科学的结论,使得我们的研究成果建立在科学的化学教学事实基础之上,建立在科学、规范的研究方法基础之上,“用事实说话”、“用证据说话”、“用方法说法”的实证研究范式正在逐步得到认同和践行。

三是研究深入、精细化程度高。随着化学课程进阶问题、化学学习进阶问题、化学教学进阶问题和化学教师发展进阶问题研究的逐步深入,以及化学教学认识模型和化学课堂教学层级结构模型的建立和逐步完善,化学教育研究正在经历由“粗犷型”研究向“粗细化”研究的转变。美国2012年颁布的《国家K-12科学教育框架》中所涉及的理念、设计和策略有大量的精细化实证成果做支撑,它带给我们的不仅仅是震撼,还有反思和动力。

四是研究团队作用凸显。高水平的化学教育研究成果,离不开高水平的研究团队,很多研究成果都是研究团队集体智慧的结晶。研究团队的成员既有高师化学课程与教学论的专职研究人员,还有各级化学教研员和一线的化学教师,这样的团队人员构成,使得化学教育研究立意高,接地气,理论与实践得到有机结合。更为可喜的是,化学课程与教学论专业出身的博士生的加入,对于我国化学教育研究的发展给予了有力的推动,从一定程度上说,他们的研究反映了中国化学教育的研究水平。这也是近几届年会一直设立“博士论坛”的原因所在。这里,也希望更多的博士、硕士研究生们积极参加博士论坛和分论坛,为我学界奉献高质量、高水平的研究成果。

“年会”也是谋划和交流化学课程与教学论学科发展和人才培养经验的重要平台。化学课程与教学论学科的交叉学科属性,使得学科地位问题、学科研究域问题、学科人才培养问题等等,始终是我学科发展不可回避的、基本的和重要的问题。华东师范大学数学课程与教学论的张奠宙教授在《教育科学研究》杂志2011年第8期发表的“学科教育:教育发展的战略重点”一文中,论及了学科教育发展的十大问题,其中的很多观点,对于我们思考化学课程与教学论学科的发展问题具有重要启示。

化学课程与教学论学科不同于物理学、化学、生物学、历史学、文学等传统基础学科,具有特殊性,同音体美学科一样,属于特殊学科;同时,它又是体现师范大学特点的特色学科。适用于传统基础学科的学科建设规律,未必完全适用于化学课程与教学论学科建设。因此,非常有必要积极探索这种特殊而又具有特色的学科建设规律。不应仅从形式上去讨论所谓的“合”与“分”问题,而应从学科属性和学科内在本质上去研究化学课程与教学论学科的学科运行机制、人才培养模式和评价指标体系。

目前,全国多数师范院校已经基本完成了化学课程与教学论教师的专门化、专业化问题,但数量不足、学术水平亟待提升的问题仍然十分严峻。在积极探索化学课程与教学论学科建设规律的同时,大力提升自身的学术研究水平、大力培养优秀的学科后备人才,在当前尤为迫切和重要。在座的各个学校的化学课程与教学论的学科带头人们、各位教授们,应该具有更强的责任意识和使命意识,锐意进取,奋发图强,为中国化学教育、为中国化学课程与教学论学科未来的跨越式发展贡献力量。

本次会议得到了四川师范大学和四川师范大学化学学院的大力支持,尤其是毕剑院长亲自设计和落实会议的每一项工作,令人感动。在这里,我代表中国教育学会化学教学专业委员会,代表与会的各位同行,对四川师范大学、四川师范大学化学学院等有关部门的领导和同志们,为大会从人力、物力和财力等多方面所给予的大力支持和所付出的辛勤劳动表示衷心的感谢。

最后,祝各位来宾身心愉悦,祝会议圆满成功!

谢谢!

(2014年11月8日)

化学学术论文范文第3篇

摘要:作为高中教育中的重要组成内容,化学教育具有十分重要的现实价值。日常生活中的各种污染在一定程度上与化学变化有紧密的联系,所以,化学教育关乎着与生活紧密相关的环境问题。因此,需要加强绿色化学在高中化学教学实践中的融合,让学生能够在学习化学理论知识的同时对环境污染原因有更深入的了解,同时也能在日常生活中有效缓解环境污染问题。为此文本主要就绿色化学视角下的高中化学教学策略展开探讨。

关键词:绿色化学;高中化学;教学策略

引言

如今我国经济的不断发展,现代社会的工农业也处于一个迅猛发展的状态。但与此同时,在工农业发展过程中使用的化学物品等也导致了严重的环境问题,严重危害了人类健康和社会安全,所以解决化学品污染问题是十分重要的。绿色化学也可以成为环境友好化学,其核心思想就是在使用化学技术的同时,不能使用对人类健康和生态环境产生威胁的化学药剂,绿色化学的基本原则是化学反應过程中的“原子经济性”,在化学反应的开端就预防污染,实现零排放,进而实现零污染,是一种理想化的手段。在高中化学教学中融入绿色化学的思想,可以让学生从化学基础理论方面对化学污染的成因进行了解,并在潜移默化中形成绿色化学的思想,一方面可以帮助学生更好地理解化学知识,另一方面可以让学生提升化学素养,树立环保意识。

1 利用绿色化学理念对实验过程进行优化

在开展化学实验教学的时候,高中化学教师可以与高中生群体进行合作,对实验的优化措施进行研究,并设计相应的微型实验,对实验规模进行控制,从而减少实验所排放的污染物。高中生群体学习化学的一个主要目的,就是在未来利用化学进行实际生产,因此教师应当对学生们的实验设计意识进行培养,对实验的规模进行尽量控制。开展微型实验也有助于保障学生们的人身安全,很多新闻报道当中的实验室事故出现原因,就是学生们在实验过程中违规操作,盲目开展大规模试验,但是微型实验能够有效避免实验事故出现。

与常规的化学实验相比,微型实验的操作更为便捷,而且安全性更高,不会对周边环境产生较大影响,而且化学实验的反应速率也会大大提升。例如,教师在“制取氯气”的实验教学过程中,高中化学教师可以放弃使用圆底烧瓶、试剂瓶、导管和酒精灯这些仪器,鼓励学生们收集医用药瓶、细输液器、塑料管等替代实验用品,然后利用 Na OH 溶液处理实验产生的尾气。这种实验方法能够使化学物品的反应时间大幅度缩短,避免实验用物品过多消耗,使得实验效果更加清晰,在培养学生们的环保意识的同时,绿色化学的相关理念也得到践行。

2 深入挖掘并合理利用绿色化学资源

通过深入研究高中化学教材可知,在教材中存在大量与绿色化学有关的教学资源。因此,需要教师能够在课前准备时加强对教材的发掘和利用,能够有效利用教材内容中有关绿色化学的资源,通过形式丰富的绿色化学资源解读及引导,加强学生对绿色化学理念的理解和记忆。同时通过各种形式的绿色化学课堂活动,让学生能够在活动及实验过程中培养正确的绿色化学意识。比如,在设计和构建化学反应所需要的条件时,教师需要引导学生思考如何有效降低化学反应过程中有害物质的产生和排放,并将其作为化学反应的优化目标,能够让学生在日后应用和学习化学知识时,更好地实践和应用绿色化学理念。

3 在实践过程中培养学生的绿色化学理念

在我国高中阶段的化学教学之中,渗透和应用绿色化学相关的理念,其根本目标是践行环保,真正促进我国的环保事业发展,同时对高中生群体的实验行为进行有效规范。因此,高中化学教师不仅要对学生们进行课堂指导,还要设计实践环节,避免学生们“纸上谈兵”,引导学生在理解绿色化学相关理念的过程中逐步深化,从而做到内化于心、外化于行。

例如,高中化学教师可以组织化学相关的综合实践活动,与相关社会组织进行联系,帮助学生们体验实际的实验过程,并引导学生们对当地的化工厂、水泥厂、污水处理厂等工厂的废弃物排放情况进行调查,同时对我国工厂所排放的废弃物处理相关标准进行了解,再与工厂常用的处理措施进行结合,对不同类型的常见废弃物处理进行研究,从而让绿色化学相关理念深入到学生心中。

高中化学教师还可以将任务安排到每一名同学身上,并且引导学生们对化工厂排放的废弃物进行处理,例如盐类以及重金属等,在处理过程中要遵循绿色化学相关的理念,做到处理过程及其结果的无害化。上述教学实践能够与现实生活接轨,帮助学生们在实践过程中应对更为复杂的情况,从而使学生们的创新探索意识得到激发,还能够从社会发展的角度促进学生们思索绿色化学相关理念的运用价值,践行环保理念。

4 结束语

综上所述,贯彻落实绿色化学教育观念,在高中化学教学中融入绿色化学教育具有重要的意义。绿色化学思想不仅可以让学生巩固化学知识,并且学以致用,还能让学生增强社会责任感,提升学生的生态意识,让学生树立起环保观念。高中化学教学必须清楚地认识到化学教学的重要性,升级高中化学教学模式,丰富高中化学教学内容,将提升学生的化学核心素养和学生的绿色化学理念作为教学重点。教师还要结合学生学习情况,为学生提供更多化学实践的机会,让学生感受到绿色化学在实际中的应用,在课堂上的各个方面落实绿色化学教学思想,不断促进学生的全面发展。

参考文献:

[1]赵红兰.在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索[J].科学咨询(科技·管理),2020(05):197.

[2]张真真.高中化学教学中渗透绿色化学教育的研究[J].科学咨询(科技·管理),2020(05):241.

[3]周洁.高中化学实验教学中绿色化学理念的应用研究[J].读写算,2020(13):114.

吉林省辽源市东辽县第二高级中学校 吉林省辽源市 136601

化学学术论文范文第4篇

摘要 对国外一些大学有代表性的绿色化学教育情况作了介绍,旨在对国内高校的绿色化学教学有所启迪。

关键词 大学 绿色化学 教育 教学

随着绿色化学的发展,世界各国逐渐认识到对大学生进行绿色化学教育,对绿色化学的发展至关重要。国内外很多大学都开设了“绿色化学”课程,有些大学开始招收绿色化学硕士和博士研究生。本文就国外一些大学[1~4]有代表性的绿色化学教育情况进行介绍,旨在对国内高校的绿色化学教育有所启迪。

1 绿色化学课程教学

澳大利亚Monash大学确立了在绿色化学领域成为研究和教育的世界领导者的目标,在2000年1月成立绿色化学中心。Monash大学化学学院为三年级本科生开设了必修课程“可持续化学”,分为绿色化学和能源化学2个独立部分,单独进行教学和考试。

绿色化学的教学内容包括:

(1)绿色化学简介:①历史背景,②危险和有害的概念,③绿色化学家有用的工具,④绿色化学原理概述;

(2)评价化学的影响:①原料,②反应类型,③反应试剂,④反应条件,⑤产物/目标分子;

(3)可选择的方法:①声化学,②光化学,③微波在化学中应用;

(4)作为绿色策略的催化:①化学催化,②生物催化,③均相、多相催化和固体酸碱催化;

(5)溶剂和其他助剂:①使用数据库评价溶剂影响和选择溶剂,②无溶剂媒介,③离子液体,④超临界溶剂,尤其是超临界二氧化碳,⑤水作为反应媒介;

(6)污染防治。

绿色化学课程共讲授12次(每次1 h),另外有6次讨论课(每次1 h)和6次实验课(每次6h)。学生的学习成绩由3部分组成:考试占60%(考试时间25 h)、作业或报告占10%、实验工作和实验报告占30%,共计100分。

美国Scranton大学在1996年把绿色化学引入环境化学课程中,2000年把绿色化学作为一门课程单独开设。因在绿色化学教育方面的业绩,获得2001年度宾西法尼亚州长环境优秀奖。其开设的绿色化学课程教学内容为:

(1)可持续能力:①定义,②人口,③全球变暖、温室气体、能源消费,④渔场、道路、交通工具,⑤消费,⑥水,⑦废物,⑧森林、多样性减少,⑨生态学足迹,⑩环境与经济;

(2)绿色化学简介:①因化学部分原因引起的环境灾难,②管理与控制法律,③1990年的污染防治条例,④美国环保署的绿色化学开端,⑤绿色化学的传播,⑥总统绿色化学挑战奖,⑦绿色化学的12条原则,⑧美国化学会与环保署的绿色化学协作;

(3)绿色化学研究实例:对典型的美国总统绿色化学挑战奖获奖者的项目进行介绍。

为使传统的化学课程绿色化,Scranton大学针对传统的化学课程,包括普通化学、有机化学、无机化学、生物化学、环境化学、高分子化学、高级有机化学、化学毒理学、工业化学等课程,开发了绿色化学教学单元材料,可在这些课程教学中使用,通过在这些课程的教学中增加一个教学单元,使学生得到了绿色化学的教育。普通化学中绿色单元为使二氧化碳成为更好溶剂的表面活性剂的设计和应用;有机化学中绿色单元为原子经济——一种反应效率的量度;无机化学中绿色单元为TAMLTM氧化活化剂——造纸业的绿色漂白剂;生物化学中绿色单元为一种新的化学杀虫剂家族;环境化学中绿色单元为防污物质(海洋杀虫剂);高分子化学中绿色单元为可生物降解的热聚天冬氨酸;高级有机化学中绿色单元为亲核芳香族取代——一个旧反应的新绿色化学;化学毒理学中绿色单元为杀虫剂的生物化学毒理学;工业化学中绿色单元为杜邦公司的聚酯再生工艺。

美国Illinois大学Urbana-Champaign分校为化学、化学工程、生物化学的高年级学生和研究生开设了绿色化学课程,采用网络教学。学生通过联机自学,然后每周参加1次1小时的讨论课,共14次,第15次测验。每次讨论课的主题为:(1)引言;(2)评价环境影响的方法和工具;(3)创新技术在确立工业过程的应用;(4)开发重要产品的环境改良的工艺路线;(5)原子经济;(6)金属基催化剂;(7)生物工艺的替代应用;(8)设计新的绿色化学品和材料;(9)减少有机溶剂使用的过程;(10)可持续资源的使用;(11)废物的减少;(12)化学修复;(13)生物修复;(14)政策主题。

美国Oregon大学也是发展绿色化学课程领导者,从1997年Oregon大学把绿色化学原理和实践引入化学课堂教学和实验教学中,尤其在实验教学中做得非常出色。在普通化学实验室,开发了一系列替代传统实验的绿色实验,这些新的实验明显地减少了有毒废物的产生,为学生和职员提供了安全的工作环境。在有机化学实验室,实验中充分地利用绿色反应物和溶剂来进行实验,改进传统的实验,开展绿色有机实验教学,使学生学习鉴别危险的物质和过程、发现可选择的反应方法、评价这些新方法的效率。通过绿色实验得到了很多益处,认可了袖珍或微型玻璃仪器的使用,减少了废物的危险性,减少了对健康和环境的影响,整合了反应化学和技术,改变了学生对化学的观念。选择绿色有机实验的标准为:(1)讲授现代反应化学和技术;(2)阐明绿色化学品的概念;(3)结合理论课教学;(4)提供讨论环境问题的一个平台;(5)学生利用典型有机化学实验室具有的材料,在给定的时间内能完成;(6)能适应大尺度和微型的方法;(7)使用便宜的绿色溶剂和反应物;(8)减少实验室的废物和危险性。目前开设的绿色有机实验题目为:烯烃的溴化、环己烯的制备和精馏、脂肪酸的合成、炔烃的氧化偶合、气相卟啉合成、溶剂对动力学的影响、分子力学模型、钯催化卤代芳烃和炔烃的偶联、负载的聚合物的氧化化学、芳香化合物的亲电卤化、固相光化学、安息香的浓缩、计算机辅助合成等。几个代表性的绿色实验与传统实验的比较如下。

(1)溴化反应:传统实验用四氯化碳或二氯甲烷作溶剂,绿色实验用低毒的乙醇作溶剂,化学方程式见图1。

(2)脂肪酸的合成:传统实验用硝酸作氧化剂,绿色实验用过氧化氢作氧化剂,过氧化氢的氧化副产物为水,化学方程式见图2。

(3)肉桂酸的光化二聚反应:传统实验采用在溶液中反应;绿色实验采用固态反应,不使用溶剂,见图3。

(4)5,10,15,20间四苯基卟啉的无溶剂合成:传统实验采用丙酸作溶剂,绿色实验在气相下进行反应,不使用溶剂和催化剂,化学方程式见图4。

2 绿色化学的研究生教育

美国波士顿Massachusetts大学在2001年秋季开始设立绿色化学博士学位。绿色化学博士的培养强调设计对人类健康和环境具有很少影响的材料和过程的技能。除了传统的化学科学的训练之外,还要选修一些环境科学、生物学等方面课程,以得到评价化学对人类健康和环境影响的手段和经验。学生要学习7门核心课程和3门选修课程。选修课程中包括光化学、环境法律、环境经济学、生态学、环境生物化学等。学生完成全面的测试后,就开始准备学位论文,论文的研究必须是原创性的研究。论文的研究领域主要是环境友好合成、环境监测、分子生命周期、生物降解等。

澳大利亚Monash大学于2000年开始招收绿色化学方向的博士和硕士研究生,第一届博士生、硕士生于2003年毕业。研究生的研究平台分2个方向:清洁合成工艺和绿色生物工艺。清洁合成工艺方向是研究高附加值产品的化学合成工艺,包括开发新的化学工艺和产品,主要研究绿色工艺、绿色有机反应及绿色反应介质。目前的研究课题有离子液体作为合成介质的应用、固定化离子液体催化、利用单元构造开发大环分子多样性、设计和评价新的可再生的用于催化的手性助剂与手性配合物、发展微波增强化学等。绿色生物工艺方向是利用天然的制造方法,在化学品、药品和生物工艺进行有重大意义的创新。绿色生物工艺平台重点开发合成、分析和大分子方法,目的是为高技术产业提供清洁的可持续性的化学品工艺。

英国York大学在2003年秋季开始招收清洁化学工艺研究硕士,学制1年,前半年进行课程学习,后半年进行课题研究,并完成不少于10 000字(不包括图表)的论文及论文答辩。课程内容主要分为7个模块:绿色化学原理、控制化学过程和产品对环境的影响、化学工程和清洁工艺、绿色化学中的催化、溶剂替代、能源效率及新技术、清洁合成等。课程学习采用课堂讲授、专题讨论会、导师辅导和自学等方式进行。另外学生还参加高级化学和可转移性技能模块的学习,可转移性技能模块包括技术产业化、高级IT技能、科技写作等。研究的课题由学生任选,但必须得到导师的批准和监督。

参考文献

[1] http://webchemmonasheduau/GreenChem/

[2] http://academicuofsedu/faculty/CANNM/greenchemistryhtml

[3] http://wwwuoregonedu/~hutchlab/greenchem/

[4] http://wwwyorkacuk/drpts/chem/gsp/mreshtml#cleantech〗

化学学术论文范文第5篇

摘要:现如今,在国家教育制度不断改革和创新的前提和背景下,高中化学课程的教学方式与手段也要进行不断的改革和创新。当前,很多高中生对于化学知识的学习缺乏一定的积极性和兴趣,高中化学教育的效果并不理想。因此,培养和激发高中学生们学习化学知识的兴趣是非常有必要的。本文主要对高中化学教育中学生学习兴趣的培养的方略进行研究和讨论,旨在更好地调动和激发学生们学习的积极性,让学生们更好地参与到化学教学当中来,提高化学教育的效果和质量。

关键词:高中化学;教育;学生;学习兴趣;培养;方略

为了能够更好的提升高中化学的教学效率,实现高中化学的教学目标。老师们必须要重视学生们学习兴趣的培养,多与学生进行交流、沟通和互动,对学生们学习化学知识的现状和个性化特征进行充分的了解和掌握,这样能够更好的制定有效的化学教学方案和措施来激发高中学生们的学习兴趣,培养学生们的化学素养和学习化学知识的能力,让高中学生们更好的参与到化学课堂的教学活动当中来,活跃化学课程的教学氛围,提升化学课堂的教学品质。

一、高中化学教育中学生学习兴趣培养的重要性分析

正所谓“興趣是学生们最好的老师”。要想更好的开展高中化学课程,并有效的提高高中化学课程的教学效率。高中化学老师们必须要重视培养学生们的学习兴趣,一切从学生们的具体实际出发。通过对学生们学习兴趣的培养,使得学生们能够更加主动、积极的学习化学知识,更加独立自主的去学习和探索化学知识,并在化学课程中不断拓展学生们的思维,培养学生们探索和学习化学知识的能力,促进高中化学教学效果的有效提升。

二、高中化学教学的现状分析

当前,在高中化学的课程教学中,由于教学理念和思维的保守和落后,老师们没有对学生们学习兴趣的培养予以有效的重视,对于学生们的教学主体性地位也没有充分的尊重。与此同时,很多老师的化学教学方法比较单一化和模式化,一味的运用填鸭式或者灌输式的教学模式和方法,学生们学习的积极性和主动性得不到更好的调动和激发。此外,很多老师在开展化学课程教学时,过分重视理论教学,而忽视了实践教学或者实验教学的重要性,学生们对于化学理论知识的掌握过于表面和肤浅,没有通过实验来更好的验证化学知识,掌握化学知识的真正内涵和价值。由此可见,在高中化学课堂教学中培养学生们学习兴趣是非常必要且迫切的。

三、高中化学教育中学生学习兴趣的培养方略探究

高中化学老师在培养学生学习兴趣方面,要不断解放思想、与时俱进,结合学生们的个性化特征来因材施教,不断创新和运用多种教学方式和措施来激发高中学生们的学习兴趣,提升高中化学的教学水平。下面对高中化学教学中学生学习兴趣的培养方略进行探讨和研究:

1、化学教学理念和方法的创新

在培养高中学生们学习化学知识的兴趣时,老师们首先要对自身的教学理念和方法进行有效的革新,破除传统教学理念和方法的禁锢和限制,推陈出新,结合学生们的学习现状和特点来因材施教,多与学生们进行互动、交流和沟通,从而使得老师们能够更好地调动学生们学习的积极性和主动性,更好地激发和培养学生们学习化学知识的兴趣。

2、巧设问题和悬念,培养学生们自主学习和探究化学知识的兴趣和能力

兴趣的激发方式有很多。高中化学老师们可以运用巧设问题和悬念的方式来激发和调动学生们的学习兴趣,一切从学生的学习实际出发,尊重学生们的主体性教学地位,培养学生们自主学习和探究数学知识的能力,从而更好地培养和激发学生们的学习兴趣。例如在《元素周期表》的化学课程教学中,为了能够使学生更好地掌握元素周期表的结构以及周期、族等概念,了解元素的性质与其在周期表中位置的关系。化学老师可以通过引导学生们自学有关周期表的结构的知识,培养学生分析问题、解决问题的能力。通过精心设计问题、设置悬念,激发学生的求知欲和学习热情,培养学生的学习兴趣。如元素周期表中有多少横行、纵行?为什么我们将稀有气体元素称为0族元素?等等问题,让学生们带着问题去探索化学元素周期表,从而更好地提升学生们自主探究化学知识的能力和水平。

3、巧用实验来激发学生们的学习兴趣

在日常的高中化学课程教学中,很多化学老师过分重视化学知识的理论性教学,再加上教学方式的单一化和传统化,学生们的学习兴趣很难调动和激发。因此,老师们为了能够更好地培养学生们学习化学知识的兴趣,可以巧用实验来实现。将化学教学知识与实验课程相结合,这样能够更好地验证化学原理,让学生们更好的学习和接受化学知识,掌握化学规律,更好地引导学生们参与到化学课程当中来,活化课程的教学氛围,提升化学课程教学品质。例如在《化学能与电能》的化学课程教学中,老师可以引导学生们通过实验探究原电池中发生的反应,认识化学能转化为电能的基本原理。学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。通过实验和小组合作学习,体验科学探究过程。了解各类电池在生产、生活实际中的应用,认识化学的价值,增强环保意识。经历对化学能与电能转化的化学实验,进一步理解探究的意义,学习科学探究的基本方法。通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件,进而不断培养学习化学的兴趣,乐于探究化学能转化成电能的奥秘,体验科学探究的艰辛和喜悦。

四、结束语

综上所述,高中化学老师要想更好的推动化学教学课程,更好的提升化学课程的教学效率,就要重视培养学生们学习化学的兴趣和思维,以学生为本,重视理论与实践的有机结合,开展有针对性的化学实验教学,让学生们在多种教学模式和方法下更好的学习和掌握化学知识,实现高中化学教学品质的提升,促进高中学生们学习能力和综合素养的提升。

参考文献:

[1]鲁红梅. 如何培养高中生学习化学的兴趣[J]. 西部素质教育,2017,(10)::136.

[2]姜富灵. 巧用趣味实验,打造高效课堂[J]. 新课程导学,2017,(8):14.

[3]李茂林. 高中化学教育中学生学习兴趣的培养[J]. 新课程·下旬,2017,(3):194.

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