無機化學元素范文
時間:2024-01-03 18:10:15
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篇1
關鍵詞:無機化學;元素化學;教學
無機化學是學生進入大學以來所接觸到的第一大類專業(yè)課,這就表明了無機化學在整個教學過程中的重要性,作為后續(xù)知識的基礎,這一部分的基礎知識必須要求學生掌握并學會運用,而無機化學中的元素化學又是在整個無機化學教學中的核心要點,正因為是核心要點,元素化學的知識系統(tǒng)十分繁雜,知識的散亂、繁多、涵蓋面廣等它本身自有的特點讓教學變的困難,學生無法理解和接受吸收。如何有效改變這種現(xiàn)狀,筆者從以下幾個方面展開了研究與探討。
1理論知識不可少
1.1基礎理論的掌握
其實化學科目的知識對于學生們來講已經是不陌生的一個范疇了,從初中的一些基本入門知識到高中的對于知識的一些升華,再到現(xiàn)在大學對于知識的打散再拼湊,這些過程對于學生的基礎知識的掌握都有著非常高的要求。如何系統(tǒng)化的掌握并消化運用從前的知識對于學習無機化學也是一門學問。到了大學所涉及的無機化學,其實它與元素化學之間的聯(lián)系并不是很緊密,但卻息息相關。因此,掌握必要的基礎知識對于學習后面的課程都有著很大的幫助。
1.2理論知識的歸納
無機化學是基礎,元素化學是核心。那么元素化學它本身的知識理論就沒有系統(tǒng)化的結構,所以想要在課堂上有規(guī)律、有節(jié)奏、有系統(tǒng)的講授本身就是一件很難的事情。元素化學基本上都是一些敘述性的材料,在課堂上整個就是講述——接受的過程,死板且難,很多學生聽著聽著就睡著了,趣味性的減少,難度的增加都是一些不可抗的因素。因此,教師在講授時,可以自己先歸納一部分進行簡單講解,注意結構與性質相聯(lián)系的教學方法,因為物質的結構決定了它的性質,依據它的結構來推之它的物理化學性質,又由性質去看結構,二者相互聯(lián)系,加深理解。上下冊知識的結合有助于學生們更好的記憶和理解,并有效的幫助他們梳理歸納總結一些特殊的規(guī)律和性質變化。
2創(chuàng)新創(chuàng)意效率高
2.1豐富教學教材
其實學生們在接受學習知識時,最直接和直觀接觸到的就是他們的教材,教材的排版、知識的涵蓋等都對他們的學習造成一定的影響。本身來講,無機化學和元素化學就很枯燥,理論知識很長很多很雜,所以說如果在原有教材做出一些合理的改變,對于教學和學生們自己自主學習都有幫助。例如,我們可以在課本上設計一些色彩鮮明地注釋講解或者說是穿插一些圖片什么的,提高學生們的閱讀興趣;再者,可以在教材上適當地添加一些思維導圖,串連一下這一部分的相關知識,再細致點的話,還可以標明頁碼方便同學們可以快速的找到;或者,可以在書本上用鮮艷的顏色將重點劃出,分成幾個板塊,重點、次重點、非重點等。或者可以分成規(guī)律性總結和了解記憶知識這兩大板塊,讓學生們更好的總結掌握。
2.2多媒體器材的使用
時代在日新月異的改變,課堂上也出現(xiàn)了許多先進的器材供我們教學使用,合理把握應用這些器材也可以事半功倍。多媒體可以通過圖畫、文字、聲音、視頻、動畫等一些在黑板上無法展現(xiàn)出來的功能更好地進行教學,因為它強大的功能性讓我們的教學內容更加的直觀、生動和形象,從而能激發(fā)出學生更多的學習興趣和積極性,提高課堂的互動性,而且多媒體的投入使用還可以讓老師們打破原有的教學方式,以一種更加新穎的方式進行上課教學,順應時代的潮流。元素化學課程側重于介紹各種各樣的元素和化合物的存在、制備、結構、性質及其變化規(guī)律,內容繁雜,但上課時間有限。這種情況就要求老師們既要在規(guī)定的課時內完成教學目標不打亂以后的課程安排,又要趕上現(xiàn)代化教學的步伐,同時保證和提高教學質量,這是對一個老師很大的考驗。所以說,這就需要老師們在課堂上將現(xiàn)代化的教學手段與傳統(tǒng)的教學方法相結合,盡可能多的使用多媒體這些圖文并茂的講解,將一些難以理解的元素化學緊密聯(lián)系的新原理、新技術、新材料以及相關化學史等以圖片、動漫、影視等形式展示給學生;將講解費力而又難以展開的內容制成動畫,以易于接受的形式展現(xiàn)給學生,比如通過三維動畫模擬顯示一些元素化合物的分子結構或晶體結構;對于缺乏實驗條件或比較復雜、難度較大、對身體有危害的化學反應,可以通過視頻材料及其他方式生動、逼真地模擬;另外,還可以組織學生觀看視頻,直觀地了解和掌握某些實驗儀器的結構和操作。
2.3新潮化的語言
如今的網絡流行語越來越多,學生們關注這些熱點也越來越頻繁,年齡的差距讓學生們平常不敢靠近老師,因此在課堂上也是莊嚴肅穆的氣氛,課堂的活躍度低,學生投入的激情就少,知識的傳授就更加的困難。所以,老師在課堂上適當地運用一些笑話或者是合適的健康的段子有利于增加活躍度和師生之間的互動性。師者,傳道授業(yè)解惑也?;有缘脑黾涌梢愿玫靥幚斫鉀Q一些學生平常不好意思問出口的問題或者是疑慮。而我們的元素化學課程不可能只通過一種教學方法來完成,教師可以適當優(yōu)化教學方法,加強師生雙向互動,啟發(fā)學生的思維和求知的欲望,拉近彼此之間的距離。在課堂輕松的氛圍里大家的思維就會越活躍,可能會營造出一種暢所欲言的感覺,老師和學生走得更近了,一些新奇的點子、想法和一些困難的問題就在這樣不經意間的談話和討論中解決了。
3了解歷史聚精神
3.1化學史的穿插
學習一門學科其前提就是應該要了解它的歷史來源,但是我們在教學過程中往往總是忽略了這一部分的內容,但是其實每一種元素的發(fā)現(xiàn)或者是合成物的發(fā)現(xiàn)都是有來源的。適當在課堂上穿插一些關于他們的故事,說不定哪一些故事就進入到了學生的心里給了他們一些啟發(fā),然后他們就能更好地理解掌握這一部分的內容。故事往往有著吸引力,講述的過程中不僅拉近了師生之間的距離,而且調動了學生的積極性,引起了他們的注意,提高了教材的趣味性。在這樣輕松的氛圍下,一方面打破了沉寂,另一方面還將哲學思想和一些理論知識講授給了他們。元素化學其實也和生活中的一些現(xiàn)象有著聯(lián)系,學生們在自己好奇心的驅使下就會更加的投入,從這些現(xiàn)象著手教學,不僅能讓他們認真聽課,還能讓他們發(fā)揮自己的主觀能動性,他們也會感受到這門課程的魅力。
3.2化學動態(tài)的追蹤
在興趣的驅使下,學生們就會慢慢的主動去關注化學方面的新聞動態(tài),在看到越來越進步的新聞時,他們就會生出自豪感,自己慢慢的收集相關知識,把握實時動態(tài),培養(yǎng)了他們獲取信息的能力。其實在目前的信息時代,化學學科已經獲得了突飛猛進的進展,無機化學在社會中也越來越發(fā)揮了重要的作用,其應用已經非常廣泛的運用到了新型材料的開發(fā)、環(huán)境保護、生命科學等領域,而且也多多少少的涉及到了一些新技術、新能源、新材料、新學科等方面。
4動手實踐相促進
任何一門學科都離不開動手實踐,理論掌握得再好也只能是紙上談兵,沒有實際的操作就相當是一張白紙。元素化學亦是如此,元素化學中的實驗是元素課程中的重要組成部分,不論是簡單的實驗還是復雜的的分離合成實驗都是考驗學生的基本操作。在實驗過程中,都可以讓學生自己感悟出實驗的不易,從而培養(yǎng)他們一絲不茍的態(tài)度,操作試驗或者是學習時抱著認真的態(tài)度,細致觀察的能力、分析解決問題的能力、開拓創(chuàng)新、求真務實的專研精神。因此,在元素化學的教學中,需要加強實踐環(huán)節(jié)以促進理論教學,使整個教學體系更加趨于科學合理。當學生們自主完成某一項實驗時,他們會獲得巨大的成就感,從而自主學習的興趣和潛能就更好地被激發(fā)了出來,在學習元素化學的過程中你不可能全程都是靠老師的講解,沒有自己私下的理解和探討是不可能完全理解和掌握串聯(lián)起來自己所學的知識,因此擁有自主學習的意識對于教學也是一項很重要的目的。
5結束語
通過無機化學的基本學習,掌握一些基本的理念知識,能夠認真的學會歸納總結,從而更好地來接受元素化學的知識,在對元素化學的教育上,懂得開拓創(chuàng)新、豐富視野、了解歷史發(fā)展、把握時代潮流、實踐理論相結合等這些特點和方法,會更好的促進無機化學中的元素化學的教學,使學生能夠全面的掌握知識結構,為進一步后續(xù)的學習做好準備。
參考文獻:
[1]朱賢東,張琴.無機化學中元素化學的教學研究與探討[J].廣東化工,2010,37(8):238-239.
篇2
co是有機物。CO(鈷元素)一般指鈷(化學元素),元素符號Co,銀白色鐵磁性金屬,表面呈銀白略帶淡粉色,在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族,原子序數27,原子量58.9332,密排六方晶體,常見化合價為+2、+3。
狹義上的有機化合物主要是指由碳元素、氫元素組成,一定是含碳的化合物,但是不包括碳的氧化物和硫化物、碳酸、碳酸鹽、氰化物、硫氰化物、氰酸鹽、碳化物、碳硼烷、羰基金屬、不含M-C鍵的金屬有機配體配合物,部分金屬有機化合物(含M-C鍵的物質)等主要在無機化學中研究的含碳物質。
(來源:文章屋網 )
篇3
關鍵詞 高職院校;無機化學;教學改革
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2013)33-0112-02
高等職業(yè)院?;瘜W藥學專業(yè)最基本的基礎課就是無機化學,它是研究無機物的構成、性質、組成以及化學反應過程的一門學科。從內容角度分析,無機化學主要包括元素化學以及化學基本原理兩部分。它的學習內容是非常廣泛的。與此同時,無機化學鏈接了高中的化學知識,延續(xù)了大學的教學內容。和高中化學相比較,無機化學的內容更有深度,其涉及的范圍更加廣泛、難度更大,學生在學習的過程中非常困難。面對這種情況,如何才能夠更好地進行教學呢?讓學生在有限的時間內更好地理解無機教學,為以后的無機化學的學習鋪好路,這是一個非常復雜和艱巨的問題。筆者就此結合相關文獻和資料,并利用實際調查的相關數據,對無機化學的教學方法和教學經驗進行具體的研究,通過教學實踐得到認證,在無機化學教學方面取得一定的成效,就此提出相關策略,僅供參考。
1 教學大綱中對高職院校無機化學教學的規(guī)定
對于高等職業(yè)院校無機化學來說,教學大綱中明確指出相關要求和規(guī)定。面對世界科學技術的不斷發(fā)展,其知識更新的速度是非??斓?。教育的發(fā)展應該和科學的發(fā)展相對應,這樣才能更好地更新教學內容,更好地進行下一代的教學工作。而且教育在發(fā)展的同時能夠很好地促進科學的發(fā)展。對于教學來說,化學是最基礎的一門學科,應該和現(xiàn)代社會交融、滲透、發(fā)展?;瘜W的這些特點都應該在無機化學教學內容中很好地體現(xiàn)出來。
面對高等職業(yè)院校教學模式的轉變,對高等職業(yè)院校無機化學教學提出更高的要求,要求其從傳統(tǒng)的教學、從單一的以化學為教學主體的教學模式中走出來,要積極容納醫(yī)學化學、材料化學、物理化學、環(huán)境化學、生物化學等進行交叉模式的轉變。其轉變必須要體現(xiàn)在無機化學教學內容當中。
2 目前高等職業(yè)院校無機化學教學中存在的弊端
目前我國高等職業(yè)院校無機化學教學中所存在的問題有很多。首先,高等職業(yè)院校無機化學教學內容不能夠跟上時代的發(fā)展,落后于科技水平的發(fā)展。在高等職業(yè)院校學科當中,無機化學是發(fā)展比較早的一門學科,且是一門充滿活力、發(fā)展?jié)摿Ψ浅V泛、發(fā)展速度驚人的學科。但是在高等學校教育當中,怎樣才能夠讓無機化學教學一直保持這種高速發(fā)展的狀態(tài)呢?既能夠跟得上時代的腳步,又能夠符合現(xiàn)代科學技術水平的發(fā)展?對于這個問題要不斷地進行探索。
教學模式比較落后,傳統(tǒng)的以教師為中心、以教材為中心、以課堂講授為主的教學模式已經不能夠適應現(xiàn)代教育發(fā)展的需求,必須要以傳授知識為目的的教學觀念轉變成為重點傳授學生獲得知識的手段和方法,培養(yǎng)具有實踐能力、創(chuàng)新能力的高素質人才。
在西方一些比較發(fā)達的教育當中,特別注重教育,要求加強基礎教育,加強人文社會科學教學。而且,最近幾年來,通識教育已經在我國得到很多學者的肯定,高等教育要培養(yǎng)適應全球化、國家化以及信息化的高素質人才,必須要加強基礎教育工作,在課程體系當中要積極融入人文社會科學知識,培養(yǎng)不僅具有專業(yè)知識,而且具備完美人格、心理健康以及有社會責任感的合格藥學人才。這一教育理念必須要反映到無機化學的教學內容和教學模式當中?;瘜W是一門非常復雜,范圍非常廣泛,融入的知識非常多的學科。化學是充滿活力的學科,和生命科學、藥學、生物學、材料學等能夠相互促進、共同發(fā)展,在發(fā)展過程中能夠不斷地豐富化學的知識和理念。所以,無機化學的教學內容只有不斷地進行變化,才能夠融入化學教學體系當中,更好地進行教學。因為學校的教學時間有限,教學改革總體趨勢總是在不斷地壓縮,相對地減少了教學時間,使得高等職業(yè)院校面對如何才能夠解決內容多、課時少的問題。
化學教學內容相對古板,沒有一定的靈活性。經過相關研究表明,國外的一些無機化學課程內容體系呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。在外國教學當中,學校可以進行教材的編輯,教學內容可以從自身的特點和創(chuàng)新進行編輯,內容和習題有相對的互補性,其習題多半是為了內容的深化,而不是為教材例題翻版而服務的。所以說國內和國外相比較而言,其教學內容還是比較枯燥和固定化的。在教學方法上面也顯得不先進,教學學習和教學方式都必須要圍繞某個知識點反復進行講評。大學每節(jié)課的信息量非常大,其知識的范圍比較廣泛,不能夠像高中講課那么深入。許多學生在大一的時候不能夠更好地適應大學的學習,導致連續(xù)幾門學科都變得不及格。所以說,在對新生進行授課的時候,要掌握學生的實際情況,要本著以學生為主體進行教學。
3 高職院校無機教學教學內容以及方法的改革
首先要改變教學內容,使其跟得上時代的腳步,能夠順應社會的發(fā)展。在教學過程中,要保證把每章所講授的內容能夠全面地被吸收。要重點講述當前高等化學的討論點,能夠使學生了解不同學科之間的聯(lián)系和交叉關系。也可以就某一研究歷程進行分析和研究,然后將其過程以教學的方式教給學生。能夠有效地開闊學生的視野,培養(yǎng)學生的人文素質,激發(fā)學生的學習興趣,增強學生的創(chuàng)新意識,讓學生更深入地了解當代科學。
改善相對應的教學模式,要注意科學和人文素質的培養(yǎng)。就目前我國重大的藥學技術活動來說,其大多數是由很多藥學工作者合作而得來的成果。這需要技術人員能夠進行密切的合作,需要多個學科之間的結合,需要有系統(tǒng)的、有計劃的、相互配合的技術,這是目前我國技術領域的主要工作方式。所以說一個成功的藥學工作者必須要具備合作的理念和意識,要有一個合作的素養(yǎng),要清楚明白地表達自己的見解,能夠更好地去理解和尊重別人的想法。為了能夠讓學生做到這點,就應該開展人文社會科學方面的課程,這樣有利于學生更好地懂得表達力以及理解能力,使得工科專業(yè)的學生能夠更深入地了解社會、歷史、人類以及經濟,對于學生的職業(yè)道德的提升有很大的幫助,使學生充分意識到社會責任感。
不同的學科之間會存在連續(xù)的內在關系。伴隨著人們生活水平以及對于東西認知能力的提升,科學技術發(fā)展和人文社會學科所表現(xiàn)出來的是一個高度分化然后又高度綜合的走勢。從教學內容角度出發(fā),要重視一些難度和重點度比較高的教學內容。壓縮教學內容,拿出精華所在,重視基礎性教學,找出其中最為重點的部分,分散難點,有利于教授教學內容,有利于學生自學。除此之外,還應該根據目前學校理論課教學時普遍壓縮的情況,選擇一些有深度的教材內容,減少和中學化學、基礎化學、分析化學重復的內容。
從教學方法角度分析,對教學方法改革。在講解化學四大反應的時候,所涉及的公式很多,計算量非常大。學生可能在計算的時候不能夠很好地掌握其計算方法。所以說就可以采用對比的方法進行公式之間的區(qū)別,也就是重新推導公式,找出相同的規(guī)律,找出不同的特點??梢酝ㄟ^小組的形式進行教學,這對于培養(yǎng)學生的綜合能力非常重要。在教學過程中,可以培養(yǎng)學生合作、互助的學習氛圍。在講解化學元素這一部分,單純地依照理論進行講解,學生的理解程度是非常低的,不利于學生更好地學習化學。所以說這個時候就可以采取小組合作的方式進行教學,可以把學生分成若干個小組,把其教學內容分成不同的專題,然后布置給各個小組,讓學生通過查資料、寫報告的形式自主學習,這樣一來學生就能夠更好地掌握其內容。
4 結語
總而言之,對于高等職業(yè)院校的無機化學來說,要改變教學理念,改變教學模式,從教學內容角度進行分析,改變教學內容。在教學內容當中,應該著重把握其教學內容的重點,通過小組合作的方式進行學習,從而讓學生更深入地了解化學知識。
參考文獻
[1]劉冰,黃濤,楊漢民,等.元素無機化學教學中“歸納總結法”的研究與探討[J].廣東化工,2012(13):153.
篇4
關鍵詞:周期表;短周期元素;反常現(xiàn)象;性質
20世紀以來,周期表和周期律成了近代科學發(fā)展的重要基礎,也是無機化學家得心應手的工具,它所建立的豐功偉績無需多說。按照周期律的現(xiàn)代律文:核電荷遞增時,元素、原子、電子的周期性變化決定了元素性質的周期性。當把元素按原子序數遞增的順序排列成周期表時,電子構型重復由S1到S2P6的變化,元素性質就呈現(xiàn)周期性。然而,隨著對元素和化合物研究的深入,表明元素周期性并不是簡單地按一個模式重復,而是表現(xiàn)為復雜的變化規(guī)律,在周期性的變化中常常表現(xiàn)出一些“反常”。筆者現(xiàn)將短周期中元素性質的不規(guī)則性總結如下:
一、氫的不規(guī)則性問題(氫屬位置不確定的元素)
1.氫的原子序數為1,電子結構1s1,堿金屬電子結構ns1,均可作為還原劑。說明氫與堿金屬具有相似性。然而,氫與堿金屬的性質差別十分大,這用不著多說。
2.從獲得1個電子就能達到穩(wěn)定的稀有氣體結構看,氫應與鹵素類似。
確實氫與鹵素的某些性質相似,都可作為氧化劑。然而,氫與鹵素的差別也很大,表現(xiàn)在下面五個方面:
(1)H的電負性2.2,僅在與電負性極小的金屬作用時才能獲得電子成為H-負離子。
(2)H-負離子特別大(154 pm),比F-(136 pm)負離子還要大,顯然其性質不可能是同族元素從I-到F-即由下到上遞變的延續(xù)。
(3)極易變形的H-負離子只能存在于離子型的氫化物,如 NaH中。
(4)不能形成水合H-負離子,在水中將與質子結合生成H2 (H-+H3O+=H2O+H2)。
(5)在非水介質中,H-負離子能同缺電子離子, 如B3+、Al3+等結合成復合的氫化物。如:4H-+Al3+=[AlH4]-。
3.若將H的電子結構視為價層半滿結構,則H可同C相比:
(1)電負性相近(H:2.2;C:2.5)。
(2)H2同C一樣,既可作為氧化劑,又可作為還原劑。
(3)H2與金屬形成氫化物,碳與金屬生成金屬型碳化物。
二、第二周期元素的特殊性(對角線關系)
1.Li
Li的電負性大,Li+半徑小、有極強的極化力,其化合物不如其他堿金屬化合物穩(wěn)定。如:
Li2CO3Li2O+CO2 Na2CO3加熱不反應
相反,Li+與半徑大的、易極化的H-卻能形成穩(wěn)定的共價型氫化物(LiH),而其他均為離子型,易分解。
LiH很穩(wěn)定,2NaH2Na+H2
但Li與同它成對角線的Mg相似,如:能直接與N2反應生成氮化物,且Li3N穩(wěn)定;Li、Mg都易生成有機金屬化合物,但其他堿金屬不具這兩條性質。
2.Be
Be、Al相近的離子勢導致相近的極化力和酸堿性。如,Be、Al的化合物共價性較強,許多鹽可溶于有機溶劑,碳酸鹽不穩(wěn)定,氧化物和氫氧化物呈兩性,其鹽易水解等。
3.B
B與同族的區(qū)別在于它幾乎不具金屬性,在性質上與對角的Si相似,表現(xiàn)在以下三個方面:
(1)都不能形成正離子。
(2)都能生成易揮發(fā)的、活潑的氫化物。
(3)鹵化物都易水解:
BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl
SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl
4.F
F在同族中的特殊性尤為突出,它的電子親合勢特別?。?/p>
EA(F)=328.18kJ?mol-1 EA(Cl)=348.57kJ?mol-1
原子的半徑也很?。?/p>
r(F)=71pm r(Cl)=99pm
化學活潑性特別大。通常用貼近F原子的孤對電子間的排斥作用來解釋。由于F半徑小,導致F的電子云密度高度密集,因而對任何外來的進入F的外層的電子產生較強的排斥作用,從而對F參與形成的鍵的鍵能產生削弱作用。在O和N中也出現(xiàn)類似的效應。
總之,第二周期元素與同族其他元素在性質上出現(xiàn)變化不連續(xù)的現(xiàn)象,卻與第三周期斜對角元素相似,這被稱為對角線關系或對角線相似。
同周期從左到右陽離子電荷升高、半徑減小,極化力增強;同族從上到下陽離子電荷相同,但半徑增加、極化力減弱;處于對角線的兩元素,兩種變化相互消長。使極化力相近,性質相似。
為什么第二周期與第三周期同族元素性質明顯差異?探討其原因,主要有以下兩個方面:
(1)第二周期元素在成鍵時只限于使用s和p軌道(以s-p的雜化軌道成鍵);第三周期元素還可使用3d軌道(如sp3d、sp3d2、sp3d3…雜化軌道成鍵),共價數前者最大為4,后者出現(xiàn)5、6、7…;
(2)第二周期元素作中心原子時,只以σ鍵同其他原子鍵合,而第三周期元素和更重元素除生成σ鍵外,還能生成p-dπ鍵。如 SO42-中,S、O之間除生成SO外,還因O原子上有2p孤對電子,而中心S原子有空d軌道,在對稱性匹配條件下(如2pz-3dxz)可重疊生成p-dπ鍵,這樣,σ-p鍵的生成使S-O鍵的鍵長比正常的單鍵短。
綜上所述,由于H原子其獨特的電子結構,決定了它在周期表中位置的不確定性和性質的特殊性;第二周期和第三周期元素性質差異,一方面由于原子的電子軌道差異(第二周期沒有d軌道,無d電子參與成鍵不生成p-dπ鍵,只生成σ鍵);另一方面由于對角線元素的離子勢(Φ=Z+/r+)和電極電勢相近,導致同一族的元素性質的不連續(xù),反而與其對角線元素的性質相近。
參考文獻:
[1]朱文祥,劉魯美.中級無機化學[M].北京:北京師范大學出版社,2003.
[2]武漢大學,吉林大學,等.無機化學:下[M].3版.北京:高等教育出版社,1994.
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篇5
關鍵詞 高中化學教師 化學知識 無機元素化合物 教齡 職稱
1 問題的提出
普通高中新課程的實施,對教師的學科知識提出了新的要求。教學中,一位教師所內化的知識的性質、數量、類型和程度不同,其創(chuàng)造性的程度和方向也就不同[1]。高中化學課程是科學教育的重要組成部分,它對提高學生的科學素養(yǎng)、促進學生全面發(fā)展有著不可替代的作用[2]。那么,高中新課程改革實施至今,目前化學教師的學科知識狀況如何?能否滿足教育發(fā)展的要求?需要調查做出判斷。元素化合物知識是高中化學新課程中的化學核心知識內容之一,包括無機元素化合物知識和有機化合物知識。本研究以無機元素化合物知識為載體,編制調查問卷,測查高中化學教師的學科知識,旨在揭示高中化學教師學科知識的現(xiàn)狀,分析不同化學教師的學科知識是否存在差異,從而給教育培訓專家提供培訓內容和依據。
2 調查過程與方法
本研究以問卷調查為主要研究方法。問卷編制過程如下:一是基于元素化合物知識的結構,尋找出題點;二是通過深入了解教師在教學中和學生在學習中遇到的問題,確定出題點;三是知識點深度的掌握,所涉及知識點的深度不超過大學無機化學中元素化合物知識;最后結合東北師范大學化學教育研究所的教授、長春市1位化學教研員和2位省級重點高級化學教師對調查問卷的審閱意見做了進一步的修改完善,形成了《高中化學教師學科知識掌握情況的調查問卷》。調查問卷包括3個部分,第一部分是指導語;第二部分是個人的基本情況,以單項選擇題形式呈現(xiàn);第三部分是無機元素化合物知識題目,設有11道單項選擇題,2道簡答題,涉及鈉、鋁、鐵、銅4種金屬及其化合物知識,氯、氮、硫、硅4種非金屬及其化合物知識。
此次問卷發(fā)放的對象是長春市及其周邊地區(qū)部分高中的化學教師。發(fā)放問卷145份,回收有效問卷140份,有效回收率為96.55%。問卷調查采用匿名填寫形式,答題時間在20分鐘左右。最后運用Microsoft Office Excel 2007和SPSS Statistics 17.0對回收的問卷進行錄入及統(tǒng)計分析。
3 調查結果的統(tǒng)計分析
3.1 測查對象的基本情況
問卷中,教師的基本情況包括性別、教齡、專業(yè)類型、學歷、職稱、曾教過畢業(yè)班的次數、學校所在地、學校類型。教師的各項基本情況詳見表1。
3.2 高中化學教師對無機元素化合物知識的掌握情況
對問卷中13道題以賦值的方式進行統(tǒng)計。1~11題,答對得1分;不答和答錯得0分;第12題通過氫氧化鐵的溶度積常數進行計算,得出使三價鐵離子形成氫氧化鐵沉淀,溶液的pH為3.7左右,得1分;第13題用拉平效應,水是拉平溶劑解釋為什么高氯酸的酸性比硫酸的酸性還強,得1分。統(tǒng)計結果顯示,沒有教師取得滿分的成績,最高12分,最低3分。8~9分的人數最多,占教師總數的52.86%;10~12分40人,占教師總數的28.57%;7分以下的26人,占教師總數的18.57%。第1、3、4、6題,教師的得分均值在0.90分及以上;第2、5、8、10、11題在0.60分以上;第7、9、12、13題在0.30以下。明確教師得分不同的原因,需要對題目做進一步分析。
3.2.1 金屬及其化合物
(1)鈉及其化合物
第6題考查Na2O2的強氧化性知識。選擇正確答案“B.NH+4、Fe2+”133人(占95.00%),C項2人,D項5人。Na2O2在酸性條件下具有強氧化性,與Fe2+反應生成Fe3+;Na2O2與水反應生成NaOH和H2O2,H2O2分解為O2,OH-與NH+4反應生成NH3•H2O,NH3•H2O在加熱條件下分解放出NH3和H2O,所以溶液中Fe2+、NH+4大量減少。
第7題是一道關于鈉及其重要化合物的性質和應用的題。僅有25.00%的教師選擇正確答案B項,液氨能夠溶解金屬鈉生成一種藍色溶液,將溶液蒸干,得到金屬鈉,鈉的這一性質是大學無機化學教材中重點介紹的內容;選項C是正確的敘述,“1∶1的Na2CO3與Na2O2的混合物常被用作高溫氧化劑”,96位(68.57%)的教師因大學化學知識欠佳,而錯選此項;A、D兩項涉及的均是高中化學內容。
可見,教師對高中化學課程中的鈉及其化合物知識掌握得比較好,對大學無機化學相關知識掌握得不夠扎實。
(2)鋁、鐵及其化合物
第8題是一道關于鋁是否是兩性物質,是否具有兩性的概念題,選擇正確答案“B.鋁具有兩性”95人(占67.86%),說明大部分高中化學教師能夠明確“兩性物質”和“物質具有兩性”2個概念。35人(占25.00%)選擇“D.鋁不屬于兩性物質,也不能說具有兩性”,單質鋁不是兩性物質,是兩性金屬,“兩性”指鋁能與酸反應顯示其金屬性(共性),與強堿溶液反應顯示其非金屬性(特性);A、C兩項選擇人數均為5人,兩性物質是化合物,而非單質。
第10題是關于Fe(OH)3和Al(OH)3計算的題目。選擇正確答案C項88人(占62.86%),A、B、D三項選擇人數依次為21人、5人、16人,另有10人未作答??梢姡處煂瘜W計算的知識能夠較好地掌握,但因計算的繁瑣性,對一少部分教師來說有一定難度。
第9題考查鐵的氧化態(tài)知識。選擇正確答案D項30人(占21.43%),A項22人(占15.71%),B項88人(占62.86%)。高中階段介紹了鐵的常見價態(tài)+2和+3,高考試題中出現(xiàn)過鐵的最高價態(tài)+6,然而,鐵還有+5、+4、+3、+2,在某些配位化合物中,也呈現(xiàn)更低的氧化態(tài)??梢?,教師對鐵的氧化態(tài)知識缺乏深入的了解。
第11題考查Fe3+、Fe2+、Zn2+的沉淀知識,教師只要理解題干,再經過細心分析就可做出正確答案。統(tǒng)計結果顯示選擇正確答案B項125人(占89.28%),C項4人,D項9人,另有2人未作答。一位合格的教師,對于所教授的知識不僅要“知其然”還要“知其所以然”,因此,筆者設計了第12題,考查教師對題干“使Fe3+形成氫氧化物沉淀,溶液的pH應為3.7左右?”的理解。Fe3+完全沉淀時,F(xiàn)e3+的濃度為1×10-5 mol/L,25℃時Fe(OH)3的溶度積(Ksp)為2.64×10-39,即c(Fe3+)•c3(OH-)=Ksp(Fe(OH)3)=2.64×10-39,從而解得pH約為3.7。根據教師的回答情況,歸類成8種情況:給出正確解答的32人(占22.86%);45人(占32.14%)認為是Fe3+發(fā)生水解;32人(占22.86%)認為pH為3.7時,F(xiàn)e3+完全沉淀;4人寫到“通過Fe(OH)3的溶解度常數得出”,這是一個不準確的表述,應是溶度積常數;4人認為“Fe(OH)3在pH=3.7時溶解”;5人寫到“防止Fe3+水解”;1人認為“pH為3.7時,三價鐵離子水解能力大于電離程度”;另有17人(占12.17%)未作答。
綜上分析,教師能夠較好地掌握高中化學課程中的鋁、鐵及其化合物知識,對與中學課程內容密切相關的化學學科層面的知識掌握得不夠扎實。
3.2.2 非金屬及其化合物
(1)硫、氯及其化合物
第1題考查消毒劑知識,但內容對教師來說均較為熟悉,難度不大。選擇正確答案“C.二氧化硫”140人,和預期的結果一致。二氧化硫,是造成空氣污染的主要物質之一,不能用于環(huán)境消毒。二氧化氯、過氧乙酸、漂白粉均可用于環(huán)境消毒。
第5題考查氯氣相關化學反應知識,答題時,教師可按照題干所給信息逐一展開分析,選擇正確答案D項125人(占89.29%)。
第3題“關于濃H2SO4的敘述錯誤的是?”。選擇正確答案“A.濃H2SO4可干燥SO3、CO、H2等氣體”126人(占90.00%),錯在濃H2SO4不能干燥還原性氣體CO;D項涉及利用固體鹵化物與濃H2SO4直接反應,制取HF和HCl,無氧化性的濃H3PO4代替濃H2SO4,在加熱條件下,制備HBr和HI;B、C是對濃H2SO4的脫水性和盛放問題的正確敘述。
第13題源自于實際教學中遇到的問題,“強酸是100%電離的,但是為什么說HClO4比H2SO4的酸性還強?”。水是拉平溶劑,用多種非水溶劑進行測定實驗,水中一些常見強酸強度的順序為:HClO4>HI>HBr>HCl>HNO3>H2SO4(一級電離)[3]。根據教師的回答,歸類成9種情況:給出正確解答26人(占18.57%),寫到“在水中,高氯酸、硫酸把質子全部給了溶劑水分子,完全電離,即拉平效應,水是拉平溶劑,醋酸是區(qū)分溶劑,在醋酸中高氯酸的電離程度大于硫酸,故高氯酸酸性強于硫酸”;28人(占20.00%)比較S與Cl兩種元素的非金屬性;20人(占14.28%)錯誤地認為酸性的強弱取決于釋放出氫離子的程度,寫到“HClO4的電離度更大”;認為HSO-4不完全電離和HClO4中O-H極性強于H2SO4的教師均有11人;9人從非羥基氧的個數分析;從2種酸的結構和比較2種酸給出質子的能力分析均有5人;另有21人(占15.00%)未作答。
綜上分析,教師對于高中化學課程中的硫、氯及其化合物知識掌握得比較扎實,對與中學課程內容密切相關的化學學科層面的知識比較薄弱。
(2)氮及其化合物
第4題考查單質與濃HNO3反應的知識,教師可結合選項逐一展開分析。選擇正確答案B項136人(占97.14%),D項2人,另有2人未作答?!癇.Ag、P、Al、Pt”涉及除了Au,Pt,Rh和Ir等少數金屬外,許多金屬都能被HNO3氧化;堿金屬一般都生成硝酸鹽,S,P,As等非金屬單質可以被濃HNO3氧化成高價的含氧酸[4]。
(3)硅及其化合物
第2題是一道關于硅酸性質的題目,教師只要對硅酸的制備和用途清楚,就可得到正確答案。選擇正確答案D項111人(占79.28%),A項2人,B項23人(占16.43%),另有4人選擇了B、D兩個選項。D項闡述的是硅膠的制法。A項是對硅酸制備的錯誤描述,SiO2不溶于水,硅酸不能用SiO2與水直接作用制得;B項可溶性硅酸鹽與酸作用生成硅酸是利用了強酸制弱酸的性質,而不是利用了由可溶性酸制難溶性酸的性質;C項表述錯誤,硅酸難溶于水,但是能夠與NaOH溶液反應。
3.2.3 不同化學教師對無機元素化合物知識掌握情況的差異性
性別、專業(yè)類型、學歷、學校所在地,均是2個獨立的樣本,對其進行獨立樣本t檢驗,檢驗其在問卷得分上是否有差異。結果顯示,不同性別、學歷、專業(yè)類型教師的問卷得分均值沒有顯著差異,不同地區(qū)學校教師的問卷得分均值存在顯著差異。
教齡、職稱、教過畢業(yè)班的次數、學校類型為多水平變量,采用單因素方差分析方法,分析其在問卷得分上是否有差異。4個變量的方差檢驗相應的Sig.小于0.05,因此認為每個變量各組之中至少有一組與另外一組差異顯著,但不能說明是哪2組之間差異顯著,進而筆者在SPSS的OneWay ANOVA過程中指定多重比較方法。
LSD法多重比較結果顯示,教齡中1~3年和7~9年、10~12年、13~15年、16~18年、18年以上之間,4~6年和10~12年、13~15年、16~18年、18年以上之間的Sig.都小于0.05,差異顯著;高級和中教一級、中教二級之間的Sig.都小于0.05,差異顯著;教過畢業(yè)班次數中0次和2次、3次、4次、4次以上之間,1次和4次以上之間的Sig.都小于0.05,差異顯著;省級重點和其他類型學校之間的Sig.小于0.05,差異顯著。
4 結論
經過調查分析,我們對高中化學教師無機元素化合物知識的掌握情況有了一個初步的了解。
(1)高中化學教師對無機元素化合物知識缺乏深入的理解,不能很好地從化學學科層面去分析和理解教學中的問題。
(2)部分教師比較依賴于網絡資源解決教學中的問題。教師應批判地對待網絡資源,網絡資源應是教師獲取知識、解決問題的一個途徑,而不是唯一途徑。
(3)并非剛剛畢業(yè)的大學生的學科知識就好,高中化學教師的學科知識是在工作中不斷學習、不斷總結和不斷反思的結果,是一個不斷優(yōu)化的過程。
(4)教齡、職稱、教過畢業(yè)班次數、學校所在地和學校類型對高中化學教師無機元素化合物知識的掌握情況有顯著的影響。
參考文獻
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[2] 中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學課程標準(實驗).北京:人民教育出版社,2003:1
篇6
關鍵詞:新課程;元素及其化合物;三維目標;探究研討
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)07-113-02
從高一必修1新課程教學實踐中,我感悟最深的一點:新課程背景下,關于元素及其化合物(魯科版化學必修1)的教學存在很多的問題,它是高一的一條攔路虎,更是高三總復習一大難題,探索新課程背景下元素及其化合物有效教學非常必要。
一、新課標背景下元素化合物教學中存在的問題
新課程改革的實施,雖廣東、江蘇、山東、海南、寧夏等省已先行實施,但在我省實行新課程至今才兩輪,認真總結和反思,結合各教師的“抱怨”,我認為,教學中主要存在以下幾方面問題:
1、理解不透
個別教師認為新課程改革只是簡單的教材結構調整,對課改提倡“自主、合作、探究”的變革精神沒有真正領會。沿用老教材的羅列式教學方式,對學生施行填鴨式、灌輸式教學,期望學生能將滿堂灌的內容盡收腦海。結果卻背離了新課程教學課標與教學要求,加重學生負擔,削減學生學習興趣。因此新課程理念所倡導的新思維――探究、研討式教學對長期的應試教學形成思維定勢的教師來說是一個全新的挑戰(zhàn)和考驗。
2、時間不足
新課程標準要求在高一學年完成必修1和必修2兩個模塊,其中必修1包含了高中階段元素及其化合物的所有知識,與舊教材相比,知識系統(tǒng)學習的分量大大減少,而化學概念和原理的教學內容相應拓寬,加強探究學習能力的培養(yǎng)。為提高學生學習的主動性,必修1和必修2教材增設了“聯(lián)想?質疑”“觀察?思考”“活動?探究”“交流?研討”“遷移?應用”及“概括?質疑”等活動性欄目。因此,在每周3課時的教學時間內,要完成以上內容,并讓學生能在比較系統(tǒng)地掌握過程與方法的同時清楚各元素及其化合物之間的轉化關系和相關知識,時間明顯不足。結果勢必:教師的“教”達不到新課程教學的探究式模式和靈活的引導激發(fā)式教學效果;學生的“學”不能實現(xiàn)新課程教學的三維目標,尤其是過程與方法的領悟無從實現(xiàn),更不用說實現(xiàn)方法與知識的融會貫通。這樣,為高三總復習埋下隱患,因為知識的繁、雜、多、生疏,高三的復習課猶如炒夾生飯,無論你怎么烹飪依然熟不透,匆匆忙忙的,好象上新課,仍達不到理想的效果。
二、在案例分析中探究新課標下的教學方式
下面針對以上提到的問題,以案例分析的形式,通過新舊授課模式的對比、評課、反思來嘗試體驗新理念和具體實施策略。
課例1:全日制普通高級中學教科書(必修加選修)化學第二冊第四章 第一節(jié) 鎂和鋁(第1課時)
1、授課過程
【教學內容】“鎂和鋁”
【引入】開門見山的提出課堂內容
【教學過程】(板書設計)
鎂和鋁
物理性質:
相似點和不同點
鎂和鋁的化學性質
跟非金屬反應
2、與酸
3、與堿
4、與某些氧化物
5、用途
三、反思
以上課例展示的是一節(jié)元素化合物部分的傳統(tǒng)的新課。以上的結構看起來象是在“編制一張絕妙的網,不管大魚小魚,一網打盡”,其主體是教師,課堂教學過程中,教師以系統(tǒng)的知識框架和它們之間嚴謹的關系利用課堂40分鐘,按一定的程序慢慢的輸入學生的數據庫。學生被動地聽課與筆記,觀看實驗,幾乎沒有機會參與到課堂探究活動中來。當然能達到理想的效果是非常完美的,但是學生的大腦畢竟不象電腦,它沒有存儲功能可以過耳過目不忘。所以實際所達的效果遠遠沒有預期的好,往往只在他們的腦海中留下些實驗中的精彩片段或講解中有特色的一小部分知識點。在練習和作業(yè)中,無法回憶起知識點,就更別談靈活應用與創(chuàng)新了。
課例2:普通高中課程標準實驗教科書 魯科版 必修1
第四章 第二節(jié) 鋁 金屬材料(第1課時)
1、授課過程
【教學內容】“鋁與鋁合金”
【聯(lián)想.質疑】先把問題拋出來,讓學生看各種各樣的圖片產生興趣后,對本節(jié)內容產生求知欲
【交流.研討】討論:
1、鋁作為一種金屬,它可能具有哪些性質?
2、鋁是一種重要的金屬材料,這可能與它具有的哪些性質有關?
【師】展示鋁樣品,并引導學生歸納。
【生】總結
【觀察.思考】[實驗1]鋁在氧氣燃燒,觀察現(xiàn)象
[實驗2]鋁和三氧化二鐵的反應
【師】通過觀察現(xiàn)象和實驗過程所用的藥品,描述現(xiàn)象并寫出化學方程式
【生】討論和交流,利用氧化還原知識,書寫反應方程式
【師】引導回憶實驗室制氫氣的方法
【生】討論得出正確答案
【師】思考能否用鋁Al與濃HNO3、稀HNO3、濃H2SO4、稀H2SO4、濃HCl、稀HCl制氫氣?
【生】(以舊知識為生長點)快速回答:常溫下,鋁在濃硝酸和濃硫酸中發(fā)生鈍化,不能制備氫氣。
【師】追問其他幾種酸的情況,結合實驗。
【生】觀察:鋁與稀鹽酸、稀硫酸反應得氫氣
寫出方程式:(略)
綜上推出:稀硝酸與活潑金屬單質都不能制氫氣,因為它具氧化性。濃鹽酸因其易揮發(fā),與活潑金屬反應無法制取氫氣。
【師】總結歸納:
可以選用的是稀鹽酸和稀硫酸
反應特點:①與氧化性的酸(硝酸)反應無H2
②與非氧化性酸(稀鹽酸和稀硫酸)反應產生H2
③與濃硝酸和濃硫酸發(fā)生鈍化(常溫下)
【生】學生探究討論發(fā)現(xiàn)這不僅是鋁還是鎂和鐵等活潑金屬單質的通性(鐵在冷的濃硫酸和濃硝酸中也發(fā)生鈍化)。預習發(fā)現(xiàn)鋁的特殊性在于:
它不僅有上述性質,還能與堿溶液反應:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2
(四羥基合鋁酸鈉)
【師】總結鋁為唯一一種兩性金屬單質。既能跟酸反應也能和堿溶液發(fā)生反應,且都生成氫氣。
【生】由實驗和探究聯(lián)想到現(xiàn)實生活關于鋁的用途:制各種合金、飛機汽車、導線、鋁鍋炊具、鋁泊包裝等。其中與食物直接接觸的用途應盡量限制用量。因為文獻查閱顯示:長期服用會造成體內鋁的積累,對人體健康極為有害。
【師】談自己的看法,并布置課后預習與思考:鋁的氧化物和氫氧化物的兩性是怎么體現(xiàn)的?
(探究繼續(xù)……)
2、反思
課例2與傳統(tǒng)教學不同,既是一堂實驗探究課,又是一堂階段性的復結歸納課。在課堂教學過程中,不僅回顧了前面章節(jié)和初中化學的相關知識,還對氧化還原、離子方程式等必修1重要考點進行了鞏固。以舊的知識為生長點,引出了新知識鋁與其他活潑金屬單質具有的相同點,同時學了鋁的特性,它有其他金屬所沒有的兩性,使學生的思維得以發(fā)散,達到了前所未有的廣度和深度。在課堂教學中,結合教師適時的引導與歸納總結,使知識形成完整的體系,讓發(fā)散的思維又得到適當的收斂。充分體現(xiàn)了新課程教學的探究理念,很好地發(fā)揮了學生的課堂主體地位,使新課與復習課、訓練課很好的融為一體。不再是教師的滿堂灌和枯燥的講解,顯得意味深長。
三、啟示
對以上兩個課例,考與學的效果迥然不同,關鍵在于教學理念的差異。前者教學模式中教師是課堂的主體,學生在教師清晰的講解下獲取知識,目的是使學生能由此獲取全面的知識。但是,很大程度地忽略了學生學習的主動性與創(chuàng)新能力的開發(fā),導致學生慢慢地散失學習的興趣。而課例2則注重學生的內在需要,體現(xiàn)了新課程“知識問題化,問題情景化”理念,由學生的興趣點出發(fā),創(chuàng)設了良好的教學情境,勾起他們的求知欲,同時輔以教師適時引導和歸納總結,學生很好地參與到課堂的教與自己主動的學中,他們的學習積極性和學習潛力得到盡可能發(fā)揮,達到的效果自然要比前者好得多。
對于元素及化合物的學習,其思想內涵是結合生產、生活、環(huán)境問題,通過豐富的課堂演示實驗和各階段的分組實驗讓學生對知識有感性認識,然后通過課堂的交流研討和探究配合教師的引導、歸納、總結逐漸形成理性認識。在以上學習的程序中,不斷培養(yǎng)學生運用知識的能力,從而鞏固高一必修課程的幾個重要工具:物質的量、氧化還原反應和離子反應等知識。根據美國教育心理學家奧蘇貝爾的觀點“影響學生學習的首要的因素是他的先備知識”,也就是說新的知識,高一級的知識是以原有的舊知識為生長點,延伸學習的。當然,鑒于以上提到時間不足的問題,教師首先得著眼于課標,不能一味地追求知識容量,把刪去的或在新課程標準中不要求的內容隨意的增加到課堂教學中,認為教得越多越好,結果無形中加重學生的學習負擔,削減學習的興趣。
因此,提高課堂教學效率的關鍵是在清楚解讀課程標準,在課堂教學過程準確把握課標精神,把握好度與量;加強課堂駕馭的技巧,極大限度地利用課程資源,以學生的探究研討為途徑培養(yǎng)學生的終身學習能力、實踐能力。這樣才能順應新課程理念,適應新課程背景下的素質教育,在新高考中運籌帷幄。
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[5] 全日制普通高級中學教科書(必修加選修)化學第二冊.人民教育出版社.
篇7
(吉林建筑大學基礎科學部,吉林 長春 130118)
【摘要】化學課程的教學改革歷經了幾十年,取得了諸多成果,但也存在一些需要改進的問題。本文針對工科普通高校所開設的四大化學課程,列舉了當前化學教學的現(xiàn)狀及容易出現(xiàn)的問題,提出了未來幾年工科普通高校的化學教改趨勢應以“新”、“老”相融合為主的觀點。
關鍵詞 化學課程;教學改革;觀點
A Discussion on Teaching Status and Reforming Trend of Chemistry Curriculum in Engineering College
GUO Yan LI Xiao-dong
(Basic science Department, Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin 130118, China)
【Abstract】The teaching reforming of chemistry curriculum has gone through decades,that obtained many achievements,but there are many problems need to be improved. In this paper, about four chemistry course in some engineering colleges,the author list the current status of chemistry teaching and the phenomenon, proposing a view that education reform trends in chemical engineering college in the next few years should merge by “new” and “old”.
【Key words】Chemistry curriculum; Teaching reforming; View
工科普通高校的化學課程基本上都設置在低年級,以講授《無機化學》、《有機化學》、《物理化學》、《分析化學》的內容為主,根據各高校的教學培養(yǎng)目標需求,可將四大化學的知識進行篩選、分配、組合及應用。這些課程在工科院校,以專業(yè)基礎課居多,有的還是主干課,其對后續(xù)的專業(yè)課程很重要。近年來,科技的發(fā)展及教學改革的不斷創(chuàng)新,要求化學為學生提供更加深刻的理論基礎,故促進四大化學的優(yōu)質教學,加快課程的整體改革進程,清晰目前的教學、教改現(xiàn)狀,合理的構建化學課程,是擺在每位化學教學工作者面前的重要任務。
1 當前四大化學教學的現(xiàn)狀及易存在的問題
化學的教學改革已經歷經了幾十年,從教材、教法、內容、應用、理念等諸多方面進行了變更和創(chuàng)新,發(fā)展至今天,出現(xiàn)了非常繁盛的景象。當化學為工科專業(yè)教學進行服務時,教學改革更顯得極其重要。目前,四大化學教學過程中,容易出現(xiàn)(或存在)以下幾個現(xiàn)象:
1.1 四大化學的教學內容設置過于重復
教學內容重復的主要原因在于開課教研室對化學課程的整體設計和構建考慮不周。例如在《無機化學》和《物理化學》中都設置了很多學時來講解化學熱力學基礎,若教研室沒有辨清該內容在兩門課程中的教學目的和側重點,則很容易出現(xiàn)教學內容重復的現(xiàn)象,導致同樣的內容在《無機化學》和《物理化學》中各講一遍,而這個現(xiàn)象目前還普遍存在。
1.2 四大化學的教學內容未能滿足專業(yè)需求
這個問題的出現(xiàn),主要原因是教學大綱設置與培養(yǎng)目標不匹配,或主講教師不夠了解專業(yè)課程對化學的需求,且對此專業(yè)的了解偏少造成的。不同的專業(yè)需求的化學知識側重點不同,例如,對工科的環(huán)境工程專業(yè),在講授《物理化學》課程時,若仍舊耗費相當多的學時來講述“化學熱力學”以及“化學平衡與相平衡”等章節(jié),而電化學、膠體化學、界面化學等貼近專業(yè)的內容只是略講,那就偏離了專業(yè)的需求。另外,若授課教師了解一些污水處理的基本流程,使理論與實例相結合,這樣才能使化學知識為專業(yè)服務。這也是一些高校在引進新教師時,傾向于有工程實踐背景人才的原因。
1.3 四大化學的精髓掌握不清
四大化學的理論博大而精深,若想掌握其教學精髓之處,需要幾輪的課堂講授功底、多年的研究及閱讀大量的文獻。以《無機化學》和《分析化學》為例,《無機化學》偏重于定性和原理,而《分析化學》偏重于定量和分析[1],若不理解這一精髓的話,課程的講解就無重點可談,教師和學生都會很茫然。筆者認為,對于化學理論知識的構建,其本質都是化學元素的地球行為和能量守恒原理、物質不滅定律的綜合體現(xiàn)。
1.4 教學指導思想和教學方法落后
目前在很多教師的思想中還存在著這樣一種認知:“只是在課堂上把教學內容講清楚,照抄照搬教材內容就是完成教學任務”,這種想法忽視了對知識的更新和對現(xiàn)代教育理念的重視,其不僅是個人的原因,也是大環(huán)境下評價體系或監(jiān)督機制不健全、不嚴格的造成的。學習無止境,教師和學生一樣,都有著對新知識的渴求欲望,用什么樣的方法獲得和傳授知識,需要我們具有革新的思想和敢于實踐的勇氣。
1.5 科研知識無法靈活納入理論教學
當前,很多教師都同時承擔教學與科研工作,有的老師甚至在科研中取得了卓越的成果,但是在課堂上卻沒有把科研與教學結合起來,其主要原因多在于找不到話題切入點。對于化學學科來講,一些科研實驗的理論(或原理)恰恰就隱含在化學基礎知識中,而在教課過程中,哪些是科研實驗的理論支撐,需要其細細體會才能提煉出來。例如,《分析化學》中“重量分析與沉淀滴定”一章,在講解沉淀的形成時,就完全可以與科研實驗中納米材料的制備聯(lián)系起來。
2 未來幾年工科普通高?;瘜W課程的教改趨勢探析
化學教學的改革推陳出新,研究者們提出了很多的改革方案和建議,各持己見。根據對近幾年化學課程教改的觀察、學習和研究,筆者認為未來幾年教改趨勢應以“新”、“老”相融合為主,具體可以從以下幾個方面著手:
2.1 融合經典化學與現(xiàn)代前沿化學為一體
四大化學中各有經典內容,例如物理化學中的化學熱力學、膠體化學、化學動力學;無機及分析化學中的四大平衡和四大滴定。這些經典內容,是每個高?;瘜W課程的必講章節(jié),也是其專業(yè)的必修知識。但隨著科技的進步、前沿化學的研究及交差學科的出現(xiàn),化學課堂僅僅講授經典化學理論是不能滿足學生對知識渴求的,需要教師在有限的學時內,將新知識有機地穿插在教學中,使得化學課程不再是單一的授業(yè)和灌輸,而是具有科技性和時代性。
2.2 融合傳統(tǒng)教學思想與現(xiàn)代教學理論
在現(xiàn)代課程的視野中,知識不再是永恒不變的真理,教育的關鍵是讓學生在與教育情境的交互過程中[2]。這句話道出了新時期“教育”的新概念。多年來,雖然人們在這方面的研究較多,但在實際教學中卻因為種種原因,達不到預期的效果。即便如此,現(xiàn)代的化學教學思想仍需要重視和實施,這一思想包括:課程的開放性、學習的互動性、敢于對知識的質疑性等等。教學過程是動態(tài)的,充滿挑戰(zhàn)性、靈活性和想象力的,人們要勇于革新。西班牙建筑大師高迪,其不拘泥傳統(tǒng)直線型、平面型的建筑風格,創(chuàng)造了后現(xiàn)代建筑的杰出代表之一——曲線構型的圣家族教堂。想象無止境,想象是我們改革創(chuàng)新的動力和源泉。
2.3 融合與調整四大化學的交叉內容
《無機化學》一般都作為大一新生所接觸的第一門化學課程,該門課程作為高中化學和后續(xù)化學課程的銜接內容,起到很重要的鋪墊作用,這也是《無機化學》與《物理化學》、《分析化學》部分章節(jié)重復出現(xiàn)的原因。但經過多年的教學實踐,發(fā)現(xiàn)在《無機化學》中的所涉及的一些內容量大而不精,使得一些經典的概念被支離破碎。以化學熱力學部分為例,一些公式推導被略去,教師講起來很機械,不嚴謹、不科學,學生聽起來也一頭霧水,而這些內容又要在《物理化學》中從頭講起,前后耗費了不少學時。因此,如何調正和融合四大化學的交叉內容,是一個長遠和大膽的嘗試。
2.4 融合與構建高中、本科、研究生三個階段的教學內容
這三個教育階段的化學內容和目的各有不同,階梯式地闡述了化學的本質和精髓。大學化學課程是高中化學課程的拓展與精講,也是研究生課程的基礎,在整體化學教學安排中是關鍵階段。因此在講授過程中,教師首先要清晰本階段的教學培養(yǎng)目標是什么,高中時期學生對化學知識掌握的程度,同時還要設計好知識的前后次序,只有這樣才能詳略得當、有的放矢地講授,才能靈活地駕馭課堂,做好教學內容的銜接與構建工作。
以上四個觀點尤其適用于建筑類、醫(yī)藥類、食品類的工科院校,其四大化學僅是基礎課程,學時少、任務重,在培養(yǎng)方案中,規(guī)定需在220~260個學時內完成全部化學的教學內容。目前對這種情況的教改研究偏少。
3 結論
化學知識猶如一幅多彩的畫卷,需要通過我們化學教育工作者的手循循打開,由少到多、由簡到繁地娓娓道來。如何詮釋好這一幅畫卷,需要用心去尋求最好的方式。工科院?;瘜W教學的改革目的也是如此,我們要遵循教育發(fā)展的規(guī)律,遵照專業(yè)設置的需求,遵照社會人才的培養(yǎng)目標,做好教育教學改革和創(chuàng)新,向求知者展示化學世界帶給人類的魅力。
參考文獻
[1]趙春玲,王薇,胡立新.工科無機及分析化學課程改革的實踐與思考[J].廣州化工,2012,40(20):136-137.
篇8
1 從“碳化”與“炭化”的混沌說起
高中化學歷來有蔗糖與濃H2SO4反應的教學演示試驗。教學中很難講清楚兩個問題:①反應是生成黑色的炭,還是生成黑色的碳?②反應過程是稱“炭化”,還是“碳化”?
讀者不要以為這是一個不值一議的鉆牛角尖的問題。事實上這是廣大化學教師彼此都心照不宣而又各行其是的普遍問題。此因歸結于已有的許多化學文獻在這個問題上的長期的不統(tǒng)一(見下表)所致。
不難發(fā)現(xiàn),同一出版物,如權威化學詞典⑥和⑤,舊版⑥用碳化,新版⑤用炭化;高校權威化學教材⑦和⑧,舊版⑦用炭化,新版⑧用碳化;同是高中⑩和11,舊版教材⑩用碳化,新版教材⑾回避了炭化,而用黑色的炭、海綿態(tài)的炭等;③與④則避而不談炭化與碳化(根本不出現(xiàn)“炭化”和“碳化”詞條)?!冬F(xiàn)代漢語詞典》②居然“碳化”“炭化”不分,等同并用。僅有的《現(xiàn)代漢語規(guī)范詞典》①,僅用了炭化,而沒有出現(xiàn)“碳化”的詞條。
據此,對于蔗糖與濃H2SO4的反應,在教學上出現(xiàn)的碳化、炭化不分的混沌現(xiàn)況,實在是有根有據的見慣不怪了。不過當下的學術界廣泛的廢棄“碳化”而用“炭化”已成主流。近20多年來的中學化學教材一直堅持使用“炭化”的做法,應當說是得到了廣泛的認同。
2炭、碳鑒源
漢文化有5000多年的歷史?!疤肌笔且环N史前元素,“炭”字的出現(xiàn)無法考證。據考,“碳”字是1930年首次被《王云五大字典》收錄。在此之前,一律只有不帶石字邊的“炭”。比如辭源、辭海、康熙字典等大型典籍都只有“炭”字,而沒有“碳”字。如古代字書,后漢許慎著的《說文解字》中有炭?!墩f文》上說:“炭,燒木余也。”炭,就是燒木后留下的余灰,即木炭。白居易的名篇《賣炭翁》的第一句:“賣炭翁,伐薪燒炭南山中?!痹?00多字的這篇詩歌里,就出現(xiàn)了7個“炭”字。據專家考證,“炭”字的使用至少有2000多年的歷史。
有專家指出,“碳”字的出現(xiàn)不會早于上世紀20~30年代。應該說“碳”字的出現(xiàn)和正式使用也有一個早期的孕育過程。有文獻指出[1], 上世紀20年代是“碳”字的重要孕育期。在此期間,僅以常見的五種氣體元素H、O、N、F、Cl為例,有的沿襲徐壽先生所譯,稱為輕氣、養(yǎng)氣、淡氣、弗氣、綠氣;有的用日文名稱叫做水素、酸素、窒素、弗素、鹽素;也有人提議將這五種元素分別稱做、氰、氨、氟、 ?!疤肌弊志驮谶@個時期廣為流傳。所有這些都給人們學習帶來極大的不便?;瘜W命名的這種混亂局面,也客觀上催生了化學物質命名的規(guī)范。近代化學家鄭貞文(1891-1969)先生,可以說是催生和規(guī)范化學物質命名的助產者和總設計師。他先后組織和領導編輯的《無機化學命名草案》、《化學命名原則》、《自然科學辭典》先后在1930年~1934年相繼出版。自從《化學命名原則》公布后,化學上用詞用語就有了一個化學界共同遵循的標準,這五種元素統(tǒng)一稱為氫、氧、氟、氯,且一直沿用至今。也正是這個時期的1932年(民國二十一年)11月26日,前國民(黨)政府教育部,專門公布了有鄭貞文等化學家為代表所起草和制定的《化學命名原則》,其中第七條把多年來業(yè)已通行的化學元素命名的制定原則加以總結,做了如下的歸納:“元素之名,各以一半表之:在平常狀態(tài)下為氣態(tài)者,從氣;為液態(tài)者,從水;金屬元素為固態(tài)者,從金;非金屬元素為固態(tài)者,從石?!蓖瑫r附元素命名表,第一次把第6號元素正式命名為“碳”,從而確定了“碳”字的法定地位。所以,1932年11月26日,應該是“碳”字的正式誕生日,今年當是75歲。在眾多的漢字中,它顯然是個小字輩。
應當指出,“碳”字的出現(xiàn),是人類文明的一種進步,是適應自然科學的發(fā)展,特別是順應原子結構和元素周期律的出現(xiàn)的發(fā)展形勢應運而生的。就其創(chuàng)字的用意而言,它是專指化學元素周期表中原子序數為6的非金屬元素“碳(C)”。近年出現(xiàn)的《現(xiàn)代漢語規(guī)范詞典》(2004年版),《辭?!?1978年版),都充分肯定了這一點,在“碳”字條目下特別說明,是指非金屬元素,符號“C”,別無其他意義,更沒有其他可以派生的意義。
全國科學技術名詞審訂委員會事務中心曾經多次擬定和提出了規(guī)范使用“碳”與“炭”的意見[2]:
(1)元素碳對應的漢字名稱是碳。
(2)涉及碳元素、碳原子的名詞及其衍生詞、派生詞,均用碳。比如碳元素、碳原子、碳鍵、滲碳、碳14、碳60、納米碳管等。
(3)碳的化合物的名詞,及其衍生詞、派生詞,均用碳。如碳化物、一氧化碳、碳酸鹽等。
(4)以碳為主含有其他物質的混合物則用“炭”。常用于各種工業(yè)制品。如炭電極、炭布、炭化等。
3 是當稱“無定形碳”,還是當稱“無定形炭”?
這是目前化學學術界最具爭議的一個化學專用字和化學術語。如果以化學文獻為據,那用“無定形碳”的占了絕大多數。但是我們知道,科學上的是非真?zhèn)螝v來都不是靠表決來判定的。
對于木炭、焦炭、炭黑是該稱無定形碳,還是無定形炭?對于蔗糖、棉纖維與濃H2SO4反應是該稱碳化,還是炭化?下面是上世紀末本世紀初,北京師范大學等校編寫的《無機化學》的三次修訂版本的情況。
對于同一個稱謂,真可以用朝令夕改,朝三暮四來形容。據此,筆者實在是覺得有必要既符合事實又符合邏輯地對碳和炭的使用進行規(guī)范。
中學、大學的化學教材歷來都有這樣的敘述:“通常稱為無定形碳的有木炭、焦炭、活性炭、炭黑等?!辈毁澇煞Q“無定形碳”的人的觀點認為:總稱與分稱相脫離,犯有邏輯上不合理的毛病。既然所有個別的炭素材料都是用“炭”字來加以敘述,而在總稱上又是用“碳”,這是不符合邏輯的。如各種人的總稱是人,各種人的分稱――大人、小人、男人、女人、黃種人、白種人、黑人等的分稱也都該落實到“人”字上。再如樹的總稱是樹和樹木,那各種具體的樹也應該叫“××樹”,如柏樹、松樹、櫻桃樹、李樹、柳樹、白樺樹等。即總稱與分稱應該一致,不能分離,這是很明顯的道理。筆者認為,稱“無定形炭”比稱“無定形碳”,更為科學,更準確。
隨著科學技術的發(fā)展,人們的認識也有了許多合理的變化,也需要我們去了解。對于無定形物質,原來是指那些原子和分子的排列沒有周期性結構,即不具有點陣結構的非晶質固體物質。后來的研究發(fā)現(xiàn),過去認為像炭黑、玻璃炭等典型的非晶質材料也是結構有序(短程有序)的微晶型材料,而且無定形這一名稱還容易與粉狀的“無定形”相混淆。故不希望用“無定形”這一術語。當然也就從根本上不贊成無定形碳和無定形炭的說法了。
4“碳”“炭”用詞的實用性判據
只要稍加留心和注意你就會發(fā)現(xiàn),在化學教學和化學用書中,對碳、炭使用混淆的情況極為普遍。為了盡快結束這種混亂局面,筆者以為對碳、炭的用詞有必要把握以下兩點實用性判據:
第一,要有碳的元素意識。即凡是與碳元素、碳原子有關的詞語,一律用“碳”。如元素碳、化學碳、α―碳、β―碳、伯碳、仲碳、碳的同位素、碳素鋼、滲碳、碳化物等。
第二,要有炭石墨和炭素材料的意識。即凡是與炭石墨、炭素材料有關的詞語,一律用“炭”。如木炭、煤炭、活性炭、無定形炭、焦炭、炭化、炭素材料廠、炭素工藝、炭渣、骨炭、炭纖維、炭糊、炭黑、熱解炭、炭棒、生物炭、炭條、玻璃炭等。
最后還需要特別強調指出的是“碳素”與“炭素”的區(qū)別。
“炭素”中的“素”,應該是指炭的各種材料或素材,但“碳素”中的素,則是指碳元素。前者是炭材料,后者是碳元素,兩者是截然不同的兩個概念。比如:作為一種炭材料,燃燒就化為烏有了,意味著這種材料就不存在了;但是作為一種碳元素,燃燒的結果只是改變了這種碳元素存在的形式,而并不是說這種元素真的不存在了。鑒于“碳素”稱謂的歧義成分特別大,在沒有強烈的元素意識背景條件下,建議以少用或不用“碳素”為好。
參考文獻:
篇9
【關鍵詞】高中化學 元素化合物 教學設計
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2015)12B-0054-02
新課程標準指出,高中化學教學改革應注重引導學生利用已有知識與經驗,主動探索知識的產生和發(fā)展,同時要改革教學理念,創(chuàng)新教學方法。人教版高中化學教材基于鋁的學科知識,按照物質中心模式進行編排,即“物質的結構―物質的性質―物質的存在形式―工業(yè)制備原理―用途”,其結構上具有很強的邏輯性。元素化合物知識是高中化學的重要組成部分,在新課標環(huán)境下如何設計和有效地開展元素化合物的教學活動,是當前化學教學面臨的重要課題。本文以人教版高中化學新課標化學必修1“從鋁土礦中提取鋁”的教學為例,闡述基于新課標環(huán)境的高中化合物教學設計。
一、教學目標及教材分析
本節(jié)課的知識目標是了解地殼中鋁元素的含量,知道鋁元素在自然界中的主要形式,了解工業(yè)上從鋁土礦中獲得鋁元素的方法,并了解兩性氧化物和兩性氧化物的概念,知道氧化鋁、氫氧化鋁的性質。通過解讀鋁土礦制備鋁的工藝流程,培養(yǎng)學生自主學習的能力;通過完善流程使學生學會分析化學流程的一般方法;通過對新流程的設計,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,提升學生探究問題的能力;通過實驗驗證物質的性質,提高學生的實驗操作能力。在情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)上,通過方案解讀、驗證、改進、創(chuàng)新等活動的開展培養(yǎng)學生探究的科學精神和嚴謹的科學態(tài)度;在了解煉鋁方法不斷發(fā)展的過程中,使學生體驗化學科學的發(fā)展對人類生活的深刻影響;通過對大耗能工業(yè)的分析,引導學生從課堂延伸至社會生活,積極關注社會熱點,運用化學知識對相關生產生活問題作出合理分析。
二、教學設計及流程
(一)了解鋁的用途,激發(fā)學生的求知欲
興趣是學生學習新知識的有效動力,學生對未知事物的好奇心能夠激發(fā)學生的求知欲望,在求知欲的驅使下,充分提高了學生的學習熱情并更好地投入學習之中。高中化學課堂教學中,教師要注意利用多種方法創(chuàng)設適宜的教學情境,充分開啟學生的創(chuàng)造性思維。例如教師可以聯(lián)系現(xiàn)實生活中的化學現(xiàn)象或化學問題,與課堂教學內容進行融合,激發(fā)學生的求知欲望;教師可以利用多媒體展示相關圖片、視頻、影像資料,提高學生學習的積極性。當學生對化學認知產生充分的好奇心和探索熱情,教師就能高效地開展教學活動,學生會在教師的引導下走進化學問題的核心,逐步建立化學認知。
在學習“從鋁土礦中提取鋁”時,教師首先帶領學生進行復習回憶,向學生提出問題:你知道自然界中含量最多的金屬元素是什么?利用多媒體展示化學物質氧化鋁的圖片,讓學生觀看圖片,并提出問題:你能說出該物質在日常生活和生產中的一些具體用途嗎?學生通過對所學知識的回憶,紛紛解答:鋁元素是自然界中含量最多的金屬元素,氧化鋁的熔點很高,在日常生活中可用于制作耐高溫材料等。這兩個問題已經激發(fā)學生的好奇心,在此基礎上提出設問:既然鋁及其合金有著如此廣泛的用途,那么工業(yè)上是如何獲取鋁單質的?從而引出這節(jié)課“從鋁土礦中提取鋁”的課題。學生通過問題的思考和回答,初步了解鋁及其合金的一些重要應用,并激發(fā)了學生的好奇心和求知欲,為下一步的教學打下基礎。
(二)了解鋁的結構、性質、存在形式及制備流程,提高學生自學能力
蘇霍姆林斯基指出:“一個人到學校里來上學,不僅是為了取得一份知識的行囊,而主要的還是要變得更聰明?!币择R斯洛和羅杰斯為代表的人本主義學習理論認為,“人是學習的主體”,認為學習者能夠發(fā)展自己的潛能,形成積極向上的自我概念和價值觀體系,強調學習者的自我指導能力和自我教育能力。根據建立生本教育理論,教師應讓學生在具有發(fā)展空間的學習環(huán)境中,發(fā)揮主觀能動性,發(fā)揮學生自主學習的無限潛能。高中化學課堂中,教師應留出一部分時間讓學生自主閱讀教材中的知識內容,提高學生自主閱讀學習的能力。
在上一教學環(huán)節(jié)中,學生對如何從鋁土礦中提取鋁充分好奇。在這一教學環(huán)節(jié)中,教師首先引導學生自主閱讀教材中的內容,并思考以下幾個問題:鋁元素在自然界中的含量以及主要存在形式;鋁土礦的主要成分是什么?含有哪些雜質?從鋁土礦中提取鋁元素需要除去哪些物質才能夠得到純度較高的氧化鋁,然后通過電解能夠得到鋁元素;根據課本上關于制備鋁的工藝流程思考討論每一步驟所得產品。在學生自主閱讀教材的過程中,分析和回答以上幾個問題,加深學生對鋁元素制備的認識。
(三)了解氧化鋁和氫氧化鋁的性質,提高學生化學實驗操作水平
化學是一門以實驗為基礎的理科學科,化學實驗是學生獲得(下轉第62頁)(上接第54頁)化學感性認識的基本途徑,學生能夠從化學實驗中清晰、直接地觀察基本化學現(xiàn)象,從而更好的總結和理解化學知識。實驗是化學的靈魂,它有利于激發(fā)學生對化學的興趣和學習化學的積極性,它有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維,使學生展開想象的翅膀探索化學的奧秘。在化學實驗中,教師要培養(yǎng)學生的觀察能力,在化學實驗前要有明確的實驗目的和實驗重點,從實驗的整個過程中觀察化學反應過程,并真實、及時地做好各項實驗記錄?;瘜W實驗前要指導學生仔細檢查各項實驗儀器、試劑等。最后要對實驗現(xiàn)象做出全面的觀察和分析,及時糾正實驗中的錯誤。
本節(jié)課的探究活動就是開展制備鋁工藝流程的實驗,在實驗前首先思考以下幾個問題:在制備鋁的工藝流程中加入NaOH溶液的目的?過濾后所得濾液的主要成分是什么?通入CO2酸化的作用是什么?鹽酸能夠替代CO2酸化嗎?帶著這些問題開始進行實驗操作,通過在NaAlO2溶液中加入鹽酸進行實驗,并解決教材中的問題,完成制備鋁過程中所發(fā)生反應的化學方程式,并寫出離子反應方程式。教材中還為學生詳細講解了電解法制鋁,請學生仔細閱讀教材,將教材知識與實驗相結合,并討論幾種流程的相同點與不同點。
(四)總結鋁及其制備相關知識,加深鞏固所學知識
化學課堂教學需要設計歸納總結和訓練內容強化學生對新知識的學習,總結可以采取教師引導的方式或小組總結的形式,而訓練內容應是教材學習內容和課堂學習內容的延伸和拓展,在體現(xiàn)學生整體學習水平的基礎上,又能滿足學生的個體差異,加深和鞏固所學知識。從鋁土礦中提取鋁的基本工藝流程如下所示:
本節(jié)課的鞏固練習設計為學生課下探討活動:探討鎂和鋁提取過程的相似之處和不同之處。以此擴展學生的發(fā)散性思維,提高學生對所學化學知識的融會貫通能力。
三、教學反思與感悟
新課程標準提倡從學生已有的生活和學習實踐出發(fā),將化學知識融入生活和社會實踐中。運用具體的教學情境引導學生學習化學,使化學走進學生的生活與社會實踐中去。因此,高中化學教學設計中教師要在自然界和生產生活的背景下進行元素化合物知識的教學,抓住教材的核心內容進行有效地整合,并充分發(fā)揮學生的主觀能動性,開展多種多樣的課堂活動以及實驗,豐富化學課堂教學。例如在“從鋁土礦中提取鋁”的教學設計中,不僅使學生學習和掌握鋁的基本知識和性質以及鋁土礦提取鋁的方法,還使學生充分認識到化學學習的辨證思想,將化學學習與社會實踐和科學思想相互融合,使高中化學課堂更具有思想性和科學性。
篇10
關鍵詞 釬料;硅含量;光度法
中圖分類號O6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)71-0092-02
0引言
釬料是用于某型號發(fā)動機上的蜂窩釬焊材料,由于蜂窩釬焊工藝對發(fā)動機的質量和性能影響較大,并且沒有分析方法對該材料中的化學元素進行定量測定。于是對該材料中的化學元素的測定方法進行系統(tǒng)的分析研究。
釬料中的化學元素有: C、Cr、B、Si、Fe、 Ni(基體)元素,入廠要復驗的元素有:C、Cr、B、Si、Fe。該材料中的硅含量范圍是4%~5%。C元素可用碳硫分析儀測定, Cr、B、Fe 元素用全譜直讀等離子體光譜儀(ICP)測定。由于該材料中的Si含量較高,用全譜直讀等離子體光譜儀(ICP)無法測定,因此Si元素含量還采用化學法測定。本文通過試驗,研究了釬料中硅含量的測定方法:硅鉬藍光度法。試驗證明:該方法操作簡便,準確性和精確性都較好。對于釬料中硅含量的測定,該實驗方法是可行的。
1 實驗部分
1.1 儀器和試劑
8453型紫外-可見分光光度計(惠普公司)。
硅標準溶液:1mg/mL。
鉻標準溶液:1mg/mL。
鎳標準溶液:10mg/mL。
氫氟酸:ρ=1.15g/cm3; 鹽酸:ρ=1.19g/cm3; 硝酸:ρ=1.42g/cm3飽和硼酸溶液; 鉬酸銨溶液:50g/L; 酒石酸溶液:200g/L; 抗壞血酸溶液:2g/L。
所用試劑(未注明的)均為分析純,實驗用水為一次蒸餾水。
1.2 實驗方法
1)稱取試樣0.1000g置于200mL塑料杯中(鎳基試樣補加鐵50mg);
2)加鹽酸14mL,硝酸1mL,搖勻。置于沸水浴中加熱,滴加氫氟酸10滴,直到試樣溶解完全,在50℃~60℃水浴中保溫15min,取出冷卻。加入20mL飽和硼酸溶液,搖勻,移入200ml容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,立即倒回原塑料杯中;
3)分取上述試液5.00mL于200mL塑料瓶中,加水20mL,加10mL鉬酸銨溶液,搖勻,在常溫下放置15min ,加酒石酸溶液5mL,立即加入5mL抗壞血酸溶液,搖勻。放置20min后移入200mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,倒回原塑料瓶中,在700nm處測量吸光度;
4)參比溶液:分取實驗方法1.2.2中試液5.00mL置于200mL塑料杯中,加水20mL,加酒石酸溶液 5mL,加鉬酸銨溶液10mL,加抗壞血酸溶液5mL,移入200mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
5)試劑空白:用同等量的全部試劑按實驗方法1.2.2~1.2.4與試樣同時進行;
6)工作曲線的繪制:取8.0ml鎳標準溶液(10mg/mL)數份置于數個200mL塑料杯中,分別加入0.0mL;3.0mL;5.0mL;7.0mL;9.0mL硅標準溶液(1mg/mL),以下按實驗方法1.2.2~1.2.5進行。用硅含量為橫坐標,相對應測量的吸光度為縱坐標繪制成曲線。試驗數據見表1中。
表1
2 結果與討論
2.1 波長的選擇
取4.5mL硅標準溶液(1mg/mL)置于200mL塑料杯中,按實驗方法1.2的2)~1.2的4)進行,在不同波長處測其吸光度,測得的數據列入表2中。
表2
從表2可看出:波長在500nm~810nm段,吸光度隨著波長的增大而增大,波長在810nm處有一最大吸收峰。為了該實驗方法適用于多種型號分光光度計,故選擇700nm做為合適的波長。
2.2 硅鉬黃的酸度及穩(wěn)定性
硅鉬藍光度法測定硅的關鍵問題之一,是硅鉬黃的形成完全與否及其穩(wěn)定性。硅鉬黃一般要在弱酸溶液才能生成。當室溫為25℃~30℃時,加鉬酸銨后10min硅鉬黃顯色完全,并至少可穩(wěn)定2h。當室溫低于10℃時,需20min以后才能充分顯色。因此,當室溫為20℃~30℃時,選擇放置時間為15min。當室溫低于10℃時,采取加溫或放置時間20min以上。
2.3 試劑用量的選擇
2.3.1 鉬酸銨的用量
取數個4.5mL硅標液(1mg/mL)置于200mL塑料杯中,按實驗方法1.2.2~1.2.4進行,在加鉬酸銨溶液時按5.0mL;8.0mL;10.0mL;15.0mL;20.0mL的量分別加入,測得的結果列入表3中。
表3
從表3可看出:加入8.0mL~15.0mL的鉬酸銨溶液所測得的吸光度穩(wěn)定,因此選用10ml鉬酸銨溶液為合適用量。
2.3.2 抗壞血酸的用量
取數個4.5mL硅標液(1mg/mL)置于200mL塑料杯中,按實驗方法1.2.2~1.2.4進行,在加抗壞血酸溶液時按1.0mL;3.0mL;5.0mL;8.0mL;10.0mL的量分別加入,測得的結果列入表5中。
表4
從表4可看出:加入3.0mL~10.0mL的抗壞血酸溶液所測得的吸光度穩(wěn)定,因此選用5mL抗壞血酸溶液為合適用量。
2.4 共存離子的影響
在數個200ml塑料杯中分別加入4.5mL硅標液(1mg/mL); 8.0ml鉻標液(1mg/mL)和4.5mL硅標液(1mg/mL); 4.0ml硼標液(1mg/mL)和4.5mL硅標液(1mg/mL); 4.0mL鐵標液(1mg/mL)和4.5mL硅標液(1mg/mL); 8.5ml鎳標液(10mg/mL)和4.5mL硅標液(1mg/mL)。按實驗方法1.2.2~1.2.4進行,所測得的結果列入表6中。
共存
表5
從表5可看出,控制好測硅的其它條件后,大量的鎳以及少量的鉻、硼、鐵離子均不干擾測定。
3 樣品分析
3.1 合成樣品
取含有7.0mL鉻標液(1mg/mL)、3.0mL硼標液(1mg/mL)、3.0mL鐵標液(1mg/mL)、8.0mL鎳標液(10mg/mL)的合成標液6份置于200mL塑料杯中。在這六個塑料杯中分別加入1) 4.0mL硅標液(1mg/mL)3份;2) 5.0ml硅標液(1mg/mL)3份,按實驗方法1.2.2~1.2.6進行,測得的結果列入表7中。
表6
從表7中可看出:該實驗方法的準確性和精確性都較好。
3.2 釬料樣品
稱取另件號為2001-81的釬料0.1000g 2份置于200mL塑料杯中,按實驗方法1.2.1~1.2.6進行,分析結果列入表8中。
表7
從表8可看出:另件號為2001-81的釬料中的硅含量在合格范圍內。
4 結論
用該實驗方法測量釬料中的硅含量,其準確性和精確性都較好。該方法可運用于生產中復驗釬料中的硅含量。
參考文獻
[1]無機化學.高等教育出版社,1995.