化学论文范文

01
  绪 论
  1.1 引言
  纺织印染行业是我国传统行业,在为我国经济发展做出巨大贡献的同时,其所产生的工业废水也成为了目前较突出的环境问题,严重地制约着印染企业整体快速的发展。据统计,我国印染废水日排放量高达 400 万吨。印染废水不仅排放量大,且有机污染物浓度高、色度深、碱性大、成分复杂多变,属难处理的工业废水。印染废水是当前我国水系环境的重点污染源和工业废水处理的难点和焦点之一,所以有效解决印染废水污染问题势在必行。
  1.2 印染废水的来源及特点
  1.2.1 印染废水的来源印染废水主要来自退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花、整理工段。
  (1) 退浆废水
  退浆一般是用化学药剂将织物上所带浆料除去,虽然其废水量少,但污染严重,是印染废水有机污染物的重要来源。
  退浆的方法主要有酶、碱、氧化剂退浆等,主要以热烧碱法退浆。由于目前棉纺织物上浆多用聚乙烯醇(PVA)、羟甲基纤维素(CMC)及部分变性淀粉,且PVA、CMC 等 COD 高而 BOD5低,是一种难降解的物质。因此退浆废水具有碱度大,COD 高,可生化性差等特点。
  (2) 煮练废水煮练在退浆后进行,采用热碱液和表面活性剂去除纤维所含蜡质、油脂、果胶等杂质。
  煮练的主要用剂是烧碱,常用助剂有表面活性剂、硅酸钠和亚硫酸钠等。煮练用水量大,多使用烧碱及助剂,因此该类型废水具有废水水量大,有机污染浓度高,呈强碱性,水温高,是污染最为严重的一道工序。
  (3) 漂白废水
  煮练后的棉布仍然残留色素,外观不洁白,影响染色和色泽鲜艳度,因此需要进行漂白。漂白是用亚氯酸钠、次氯酸钠、双氧水等氧化剂去除纤维中的色度,其水量大,污染较轻。
  (4) 丝光废水
  为提高纤维光泽和对染料吸收,棉、麻等纤维素纤维的纱线和织物一般需经丝光处理,即用烧碱浴液处理。从丝光处理工序排出的淡碱液,可用多效蒸发等方法回收,但仍有相当部分废碱液作为废水排放。故丝光废水 pH 值一般都比较高。
  (5) 染色废水
  染色是染料与纤维发生化学或物理化学的结合,或者用化学的方法直接在纤维上合成染料,并使纺织品具有颜色的加工工艺。染色需要在不同温度下,通过水为媒介,添加各种助剂,在湿法中进行。目前使用的染料有直接染料、活性染料、还原染料、不溶性偶氮染料、硫化染料等等,且大多数存在着偶氮键、蒽醌结构、苯环等基团,是难降解的有机化合物。
  染色过程使用了各种助剂、染料、浆料等,使得排放的废水具有很高的色度,且 COD 高,BOD5低,是难处理的工业废水。
  (6) 印花废水
  在织物印花过程中,主要废水源为配色调浆、印花滚筒、印花筛网的冲洗废水,以及印花布后处理时的皂洗、水洗废水。故印花废水的污染物浓度较高。
  (7) 整理废水
  纺织物经过染色或印花过后,需要进一步处理,从而达到织物的舒适、光滑等特点。这一过程用水量很少,且产生少量的废水。整理废水含有浆料、纤维屑、树脂等。印染废水是上述各种废水的总称,由此看出印染废水是一种复杂的、含有大量有机化合物的难处理工业废水。不同印染生产工艺,产生的印染废水不同,即使相同工序所产生的废水,也会因为产品的不同导致废水具有很大的差异。
  1.2.2 印染废水的特点及危害
  a.印染废水的特点
  根据印染废水的来源及各工序的生产过程,印染废水具有以下特点:
  (1) 色度大、有机污染物含量高
  印染废水以有机污染为主,污染物主要有天然有机物质和整理过程中添加的各种化学物质,色度高达 400~800 倍。
  (2) 水质变化大且可生化性差
  印染废水排放与企业生产的织物品种、数量及所选用的染料等多种因素有关,水质变化大。COD 高时可达 1500~2000mg/L,且 BOD、COD 之比在 0.2 左右,可生化性差。
  (3) pH 值变化大不
  同纤维织物在印染加工中所排放的废水的 pH 值是不同的。一般来说,由于在印染加工的很多工艺都需要加入碱,pH 值变化范围在 8~12 之间。
  (4) 水温、水量变化大
  目前印染企业主要是以水为媒介的湿式法加工工艺,需要在生产中使用大量的清洁水,而每个阶段、每种纺织物的加工对清洁水的需求、水温的高低都不尽相同,以及加工品种、产量的变化,导致水温水量的不稳定。
  b.印染废水的危害
  印染废水若不进行处理直接排放,将会对环境造成严重的污染,其中包括:
  (1) 对天然水体的污染印染
  废水排入天然水体后,所含的大量有机物会迅速消耗水体中的溶解氧,使水体中缺氧形成厌氧环境,有机污染物被厌氧分解后,释放出 H2S 又进一步消耗水体中的溶解氧,严重威胁水中动植物的生存。而漂白废水中的游离氯可破坏或降低河流的自净能力。有颜色的废水使水体着色,破坏自然生态链,降低了水体的经济适实用价值。
  (2) 对农田的危害
  被印染废水污染过的水体灌溉农田,由于碱性较大,会引起土壤盐碱化。废水的悬浮物堵塞土壤的空隙,阻碍农作物根系的呼吸,影响作物的生长。而印染废水中的有毒物质会在农作物的根茎和果实中积累,影响其食用价值。此外还会对地下水体造成污染。
  2 实验材料、方法与内容..........10
  2.1 实验材料..........10
  2.2 实验装置及运行方式..........11
  2.3 实验分析项目及检测方法..........15
  2.4 实验研究方法与内容..........15
  3 电化学氧化法处理印染废水的研究..........17
  3.1 电极材料的选择..........17
  3.2 各因素对处理效果的影响..........17
  3.3 正交实验结果..........21
  3.4 本章小结..........23
  4 铁炭微电解法处理印染废水的研究..........24
  4.1 铁炭材料的选择..........24
  4.2 各因素对处理效果的影响及优化工艺条件的确定..........24
  4.3 其它因素对处理效果的影响..........28
  4.4 优化工艺条件下印染废水的处理结果..........29
  4.5 本章小结..........30
  5 新型微电解材料处理印染废水的研究..........31
  5.1 新型微电解材料..........31
  5.2 主要影响因素的确定..........31
  5.3 正交实验结果..........34
  5.4 新型微电解材料与铁炭材料的比较..........36
  5.5 本章小结..........37
  6 内置微电解厌氧-好氧联合工艺处理印染废水的研究..........38
  6.1 内置微电解厌氧反应器处理印染废水的研究..........38
  6.2 联合工艺处理印染废水的研究..........43
  6.3 本章小结..........46
  结论
  本课题以咸阳际华新三零印染有限公司生产过程中所产生的实际废水为研究对象,以 COD、色度、pH 为主要表征参数,分析了三种电化学法及内置微电解厌氧-好氧联合工艺在印染废水处理中的效果,重点研究了三种电化学法处理印染废水的影响因素、优化工艺条件和去除效率;在此基础上运用内置微电解厌氧-好氧联合工艺对印染废水进行了处理研究,主要结论如下:
  (1) 采用电化学氧化法处理印染废水,电极材料为钛基二氧化铅阳极和圆柱形铁阴极,最重要影响因素是废水 pH 值,然后依次是电解质 NaCl 投加量、处理时间和电流密度,另外还有极板间距和曝气量。在优化操作条件下(即废水 pH值为 3,电解质 NaCl投加量 0.015mol/L,处理时间 3 小时,电流密度为 3mA/cm2,极板间距 40mm,曝气量 0.5L/min)处理印染废水,COD 和色度去除率分别达到50.3%和 70%;铁炭微电解法处理印染废水,影响因素主要有:废水 pH 值、处理时间、曝气量、铁炭比、铁屑投加量。在优化操作条件下(即 pH 值为 3、处理时间 2h、曝气量 0.6L/min、铁炭比 1:1.1、铁屑投加量 12g/L)处理印染废水,处理后的废水用氢氧化钠溶液将 pH 值调整到 7.5。待其沉淀后,取上层清夜进行分析,COD 和色度去除率分别达到 51.5%和 75%;采用新型微电解材料处理印染废水,最主要影响因素是曝气量,然后依次是 pH 值、反应时间、微电解材料投加浓度。在优化操作条件下(曝气量 0.75L/min、反应时间 2h、进水 pH 值为 4、微电解材料投加浓度 0.6kg/L)反应在室温即可达到较好的处理效果,COD 和色度去除率分别达到 81.1%和 91.7%。
  (2) 采用内置微电解厌氧反应器处理印染废水是可行的,并且处理效果大大提高,水力停留时间为 12h 时,COD 去除率稳定在 75%以上,色度去除率达到90%以上。
  (3) 采用内置微电解厌氧-好氧联合工艺处理印染废水,把微电解反应装置和好氧反应器(SBR)结合起来,减少了电能的消耗和调节酸碱度所用试剂量,大大降低了处理成本,且最终出水清澈,COD 保持在 100mg/L 以下,稳定达到国家一级排放标准。
  参考文献
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02
  绪论
  一、问题的提出
  (一)新课程背景
  新课程把每一个学生的发展的独特性置于核心——“为了每一位学生的发展”。教育部 2001 年颁发的《基础教育课程改革纲要》中,有以下方面均涉及到学生的发展:“强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。”“设置综合课程,以适应不同地区和学生发展的需求,体现课程结构的均衡性、综合性和选择性。
  加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验”“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。”因此可以看出,从没有一个时代的教学像现在这样重视学生,要真正落实新课程的理念,做到以学生为本、以学生的发展为本,教师必须在教学中关注学生的学习需求,了解学生喜不喜欢学习化学及为什么?
  他们想要学习什么样的化学?他们希望通过化学课堂学习什么样的知识、发展哪方面的能力及培养自己什么样的价值观?他们对目前的化学教学有什么样的感受和评价?他们希望教师的教学作出什么样的改变?等等。他们对这些问题的看法未必科学准确,但必定具有一定的参考价值。了解学生的学习需求,对于教学适应学生的需要、积极引导他们自主学习和全面发展都具有必要性。
  (二)理念更新
  1.哲学角度对于人的认识的逐步深化中世纪教育下的“宗教人”,将人作为上帝的附庸,人不具有价值,因此对于人的教育就是以禁欲和体罚为特征。文艺复兴时期的“自然人”的形象,它作为“宗教人”的对立面出现,将人从神的控制中解放出来,同时进入了完全相反的轨道,将人作为完全自由、不应受束缚的存在。自然主义教育者的突出代表卢梭甚至提出“出自造物主之手的东西,都是好的,而一到人的手里,就全变坏了”
  (2),将人的自然属性彰显至极致。18 世纪的“理性人”形象,在教育上强调人的行为要“合乎理性”,强调秩序与纪律。无论是赫尔巴特还是康德和黑格尔,都非常强调纪律在儿童发展中的作用,试图清除纯粹感性和自然的东西,引导儿童的精神超越自己的特殊性而臻达普遍的教化和总体的境界。(1)19 世纪中叶以来的“社会人”的形象,对于我国的基础教育产生了深远的影响。我国的教育历来具有重视社会、重视集体功能的传统。一直以来,教育为培养适应社会发展的人而服务,教育的社会功能高于其育人功能,这是我们研究中国教育的现状必须要注意到的问题。进入 20 世纪以后,经济的高速发展以及由此带来的诸多社会问题,使得人们对于人与宗教、人与自然、人与理性、人与社会的关系都有了重新的思考。尤其在中国当代社会,从理论到实践层面,都对于改变过去过于重视教育的社会性功能而忽视育人功能有了明确诉求。以人为本的理念开始在全社会盛行,我们的教育正处在一个理念更替的阶段,从过去重视培养符合社会发展的社会人转向培养每一个能够度过自己幸福人生的个体人。在这个过程中,每一位教师都应该在自己的教学的方方面面把握住“人”这一主题,首先考察我们的学生作为“人”的存在,本研究正是从这个角度切入,即树立以学生为本的理念(生本理念)。
  2.学习论及教学论的变迁学习理论也经历了从行为主义学习理论到认知主义学习理论再到建构主义学习理论以及人本主义学习理论的变迁。对于什么是知识、什么是学习、学生的特点等问题的认识都逐渐深化。传统的学习理论认为学生头脑中一片空白,等待教师用大量的间接经验去填充,学习就是简单的经验的由内而外的灌输,教学就是把知识经验装到学生的头脑中。而现代学习理论则强调学生是一个丰富而有差异的存在,知识是由学习者自行建构的,学习是学习者经验结构的自行建构的过程,教学应该是通过激发和挑战其原有的知识经验,提供有效的引导、支持和环境,帮助学生在原有知识经验的基础上生长或建构起新的知识经验。
  因此,无论从对人的认识的深化的哲学角度,还是学习论、教学论的发展的角度,当前我们都处在一个理念更新的关键时期。传统的理念仍然有其根深蒂固的影响,而新的理念发展、成长的环境已经具备,这是一个新旧理念冲击碰撞的时代。对于大量依赖既有经验的教育工作者而言,如何在教育实践中摆脱传统的、不适应社会进步的旧理念,自觉以崭新的、先进的理念指导教学就成他们迫切需要解决的问题。在教学工作中,把握“以学生为本”这一基本点,对于解决教师在实践中碰到的问题、困惑无疑具有十分重要的指导意义。
  第二部分 相关概念的界定及研究现状.....................17
  一、需求...................17
  二、学习需求......................19
  三、需求分析与学习需求分析......................20
  第三部分 高中生化学学习需求的调查及分析 .......................22
  一、高中生对化学学习兴趣现状及分析..........................22
  二、高中生化学学习需求满足情况的现状与分析 ........................24
  三、高中生化学学习需求分析................24
  第四部分 教学对策研究..................50
  一、适当增加学生实验的比例.................50
  二、教学应注重面向生活................52
  三、重视学生体验,引导学生自主建构知识结构体系 .............56
  四、转变评价方式,确立学生的主体地位................59
  结论
  在本调查进行的过程中,笔者明显感受到了学生对自身学习需求的明确意愿与教师对学生需求的忽视之间的强烈反差,这一反差的存在使得本研究更加具有现实意义。本研究正是从这一现实出发,深层次探讨学生的学习需求、教师忽视学生需求的原因以及改变这一现状的对策。
  (一) 调查结论
  1.学生需求被忽视现状
  正如前文所述,现在的高中生是具有鲜明群体特点的 90 后群体,他们对自己的各方面诉求有明确的表达,他们对自己喜欢什么、不喜欢什么都有明确的认识,对待学习也是如此。因此他们对学习的内容、形式、方式等都有所期待,有明确的需求,本研究对于学生对化学课课型的需求分析、对化学实验的需求分析、对知识教学的需求分析、技能、过程与方法培养、情感、态度、价值观培养的需求分析等研究结果都证明了这一点。但是,同时本研究还发现,在实际的教学过程中,学生的学习需求并没有得到较好的满足,很多教师在教学中忽视甚至漠视学生的学习需求,研究中发现仅有 3.7%的学生认为教师很了解自己的学习需求,一半以上的学生认为教师不太了解或者很不了解自己的学习需求。
  通过研究发现,学生的学习需求被忽视的现状比较普遍,对学生的学习积极性和效果造成的负面影响比较显著,学生学习需求被忽视的现状亟待改变。
  参考文献
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03
  第1章文献综述
  1.1引言
  随着环境污染和矿物燃料损耗的问题越来越严重,开发新能源的重要性日益凸显,预计到2050年世界的能源需求量将翻一番随着可便携电子设备市场需求的快速增大以及杂化电动车的迅猛发展,对于环境友好的高功率、高能量密度的储能设备需求越来越多[6]。在各种储能装置中,超级电容器引起了广泛的关注,主要是因为它们具有高的功率密度10kWkg_i,快速的充放电过程(以秒计),长的循环寿命(> 100000)和高的放电效率(>90%)到目前为止,超级电容器已广泛应用在家用电子产品、应急设备电源、太阳能与风力发电的储能装置、信号监控等领域,特别是在电动汽车上,超级电容器能满足汽车爬坡时的加速高功率要求,从而保护蓄电池的安全性图1.1是几种重要的电化学储能系统功率和能量密度关系的Ragone图。超级电容器一种介于传统电容器和电池之间的绿色新型储能元件[I2]。和电池相比,超级电容器的能量密度较低(5Whkg]),因此在保持高功率密度的基础上改进其能量密度是目前的研究重点。在超级电容器市场中,美国的Maxwell公司、日本的Elna公司和国内的上海奥威科技公司等都处于领先的地位,但所占整个市场的份额相当小,基于市场需求和应用领域的不断扩大,超级电容器具有非常广阔的应用前景,因此超级电容器的基础研究非常重要。
  1.2超级电容器的组成
  超级电容器由两个电极,隔膜,集流体和电解液组成,如图1.2。电极材料主要用于聚集电流,一般由活性材料、导电剂和粘结剂组成。当超级电容器充电时,电极材料将外部的电荷储存起来;到电容器放电时,再将储存的电荷快速地释放出来。目前常用的活性材料有碳、金属氧化物和导电聚合物。两个电极之间的隔膜主要是为了防止电极间的电荷传输。集流体起到完成电子集结的作用,作为连接电极材料和向外引出电极的中间部分,集流体必须有好的导电性,例如不锈钢网,泡沫键,碳纸等。电解液的作用是提供离子,使得活性材料之间能进行电荷互换,考虑到环境保护和绿色能源的重要性,水系电解液的使用越来越多,按照电解质可以分为酸性、中性和碱性三类电解液,根据活性材料的种类和特性选择合适的电解液才能更好地发挥材料的性能。
  1.3超级电容器的工作原理和性能
  1.3.1超级电容器的储能机理
  到目前为止,有研究者已经对超级电容器的储能机理进行了详细的讨论和研究原则上,根据超级电容器的储能方式,可以将其分为两类电容行为:电极与电解液界面上静电电荷聚集引起的双电层电容(Electric double-layer capacitors,EDLCs),如碳材料以及材料表面快速可逆氧化还原反应过程产生的歴电容,如金属氧化物和导电聚合物。其中C是指EDLC的电容量,是电解液的介电常数,f。是真空介电常数,是双电层的有效厚度,A是电极的表面积。因此EDLCs的电容量取决于电极的比表面积,电解液的种类和双电层的有效厚度。由于只有和电解液相接触的电极表面对电荷的储存有贡献,所以优化电极材料的孔径大小,孔结构,表面性能和电导率可以有效地提高EDLCs的性能。EDLCs的特点是能量摄取和传递速度快,并且在百万次充放电周期后仍具有很尚的稳定性。其中,K是整个电容器的电压,Ct是整个电容器的总电容,凡是电容器的等效串联电阻。等效电路中的每个元素都对超级电容器最后的性能有决定性的作用。电容器的容量主要决定于电极材料;电压范围受电解液的热动力稳定性的限制;等效串联电阻则来自于几种不同的类型电阻,包括电极基体和电解液的内部电子性能,在基体内部大量离子的传输阻力和集流体和电极间的接触阻力因此,为了让一个超级电容器具有优异的性能,必须同时满足大容量值、高运行电压范围和小的等效电阻。很明显,制备高性能的电极材料和选用合适的电解液是优化超级电容器整个性能的关键。
  第2章聚苯胺纳米须/介孔碳分级复合材料的制备及其电化学性能
  2.1引言
  1999年,Ryoo等人首次以MCM-48为模板,成功合成了有序介孔结构的碳材料随后又以六方有序介孔为模板反向复制得到高度有序的介孔碳CMK-3。由于有序介孔碳的比表面积高,孔径分布均一及有序结构,其己被广泛地用作:EDLCs的电极材料但是由于纯碳材料的比容量较低,通常通过与法拉第赝电容(如导电聚合物)耦合的方法来进一步提高CMK-3的比容量。在导电聚合物中,PANI由于成本低、导电性高、易于合成等优点而被广泛使用,但是,纯PANI的稳定性差一直是它最大的问题为了进一步提高材料的电化学性能,目前许多研究主要集中在导电聚合物/介孔碳复合材料的制备,以实现EDLCs的大功率和腹电容器的高能量的结合。但是,目前基本的方法都是将导电聚合物单体直接与介孔碳复合,不可避免地会大大降低最终复合材料的比表面积,例如,Xia等人报导了PANI纳米须与CMK-3的复合材料,结果表明该材料具有高的比容量(900Fg_i),但是由于PANI占据了CMK-3的介孔孔道,使得复合材料的比表面积从1300 m2 下降到35 m2 g"',导致CMK-3的双电层电容效应不能得到充分地利用。最近的研究表明纳米结构的导电聚合物具有相对较短的离子扩散通道,与块状材料相比其表现出更高的电化学性能特别是垂直取向的导电聚合物纳米管或纳米线阵列能显著提高材料的比容量,因此设想在保持CMK-3高比表面积的前提下将一维PANI纳米结构与CMK-3进行复合,充分发挥CMK-3与PANI之间的协同效应,进一步提高复合材料的电化学性能。本章首先以SBA-15为硬模板,鹿糖为碳源制备了SBA-15/C的复合物,然后以此为载体,樟脑購酸为掺杂剂,采用化学氧化聚合法在SBA-15/C复合物外表面取向生长一维PANI纳米须阵列,最后去除SBA-15娃模板,得到聚苯胺纳米须/介孔碳的复合材料,该分级复合材料具有高的比表面积和良好的电化学性能。
  第三章 表面活性剂产生菌对加强石油降..........44-58
  3.1 实验材料 .........44-45
  3.1.1 实验装置......... 44-45
  3.2 实验方法......... 45-47
  3.2.1 渗透系数的测定......... 45-46
  3.2.2 介质孔隙率的测定......... 46
      3.2.3 槽子中石油烃降解率的计算......... 46-47
  3.3 结果与讨论......... 47-57
  3.3.1 模拟室内降解效果研究......... 47-51
  3.3.2 不同出水孔降解石油烃浓度研究......... 51-54
  3.3.3 含水层介质对石油烃的吸附研究......... 54-55
  3.3.4 表面活性剂产生菌强化石油......... 55-57
  3.4 本章小结 .........57-58
  第四章 结论与建议 .........58-60
  4.1 结论......... 58
  4.2 建议 .........58-60
  结论
  本课题主要研究了介孔碳基纳米复合材料在超级电容器领域的应用。全文主要的研究内容总结如下:
  (1)采用化学氧化聚合的方法,以SBA-15/C为载体,樟脑磺酸为掺杂剂与苯胺复合,通过先复合后去除SBA-15模板的过程得到孔道保留的PANI-NWs/CMK-3复合材料。其中樟脑磺酸还起到表面活性剂的作用,使得PANI以纳米须阵列的形式取向生长在CMK-3颗粒的外表面。保留的孔道和PANI纳米须阵列赋予材料高的比表面积(497 m2g力。PANI-NWs/CMK-3和PANI/CMK-3相比具有更优异的性能,说明PANI纳米须阵列可以使电解液离子快速扩散到活性物质的表面,纳米尺度能有效缩短电荷的传输距离,从而提高PANI的利用率;同时保留下来的有序导电通道可以充分发挥CMK-3和PANI纳米须之间的协同效应。
  (2)以不同浓度的高猛酸钾为氧化剂,CMK-3为还原剂,通过氧化还原反应的方法合成了三种不同Mn02含量的CMK-3/Mn02复合材料。形貌分析发现MnCb纳米颗粒在CMK-3的介孔孔道及孔壁上生成。以CMK-3/Mn02为载体,以化学氧化聚合法与苯胺复合后得到PANI/CMK-3/Mn02三元复合材料,电化学性能研究发现MnO:含量为12wt%时的三元复合材料的比容量最高,其中PANI以纳米层的形式均匀地包覆在基体颗粒表面。在酸性电解液中,PANI/CMK-3/Mn02的比容量明显高于纯PANI和PANI/CMK-3的两元复合材料。在PANI纳米层的保护下,实现了 MnCh纳米颗粒在高质子电解液中工作。通过Mn02纳米颗粒和PANI纳米层对CMK-3的共同改性,充分发挥三元复合材料中各组分间的协同效应,可以有效地提高三元复合材料的比容量。
  (3)采用溶剂挥发诱导自组装的方法,将F127,TEOS,低分子量resol乙醇溶液三元共组装,经过挥发、预聚合、炭化的过程得到0MC-Si02的复合物,Si02以纳米小颗粒的形式嵌在OMC的碳壁上。在氢氟酸溶液中除去Si02后,得到碳壁上有大量小介孔的OBMC。该材料具有1913 m2 的高比表面积和5.6 nm及2.4 nm的双介孔分布。与传统的OMC相比,OBMC (195Fg_i)的比容量高于OMC (148Fg_i),由于OBMC的碳壁上大量小介孔的存在,使得相邻孔道之间相互贯通,有利于加快离子在相邻孔道之间的扩散速率,从而提高了 OBMC的性能。
  在保留OBMC碳壁上小介孔的前提下,以氧化聚合法将PANI纳米线阵列和OBMC复合,制备了双介孔的分级复合材料。以0MC-Si02复合物为载体,采用与苯胺先复合后去除Si02纳米颗粒的实验过程制备得到了 PANI/OBMC的复合材料,改变参与反应的苯胺的浓度可以得到不同PANI含量的复合材料,当PANI含量为60 wt%,复合材料的比容量最大(517 Fg_]),该复合材料具有599 ni2g_i的高比表面积,双介孔主要分布在5.0 nm (主介孔)和2.4nm (小介孔)。和OMC苯胺直接复合得到的PANI/OUMC-60%复合材料相比,PANI/OBMC-60%具有更高的比容量和倍率性能,主要归功于PANI/OBMC-60%的双介孔分级结构,可以加快电解液离子的扩散和电荷的传输,从而提高材料的电化学性能。
  (4)以片片交叉的多孔MgO纳米片为模板,resol为碳前驱体制备了 MCNs。改变MgO和resol的质量比可以得到不同形貌的碳产物。当MgO模板和resol碳源的质量比为1/1时,可以有效地复制出MgO模板的形貌,得到片片交叉的MCNs。多孔MgO上保留下来的大量介孔赋予MCNs高的比表面积(1180m2g.i)和大的孔容量(1.56 cm3g"')c将MCNs用作双电层电容器电极材料时,MCNs独特的片片交叉结构赋予材料高的比容量(241 Fg_i),优异的倍率性能和良好的循环稳定性。因此,具有优异电化学性能的MCNs可以成为双电层电容器的新一代电极材料。
  (5)以功能化的介孔碳纳米片(FMCNs)为基体,用氧化还原法制备了MnCVFMCNs的复合材料,Mn02纳米薄片以交叉结构的形式生长在FMCNs上,通过控制氧化还原反应的时间得到不同Mn02含量的复合材料。为了得到高能量密度的电容器,以MnCVFMCNs为正极,FMCNs为负极,1 M硫酸纳溶液为电解液组装成Mn02/FMCNs//FMCNs不对称电容器。研究发现,这种不对称电容器在0-2 V的高电势范围内也能保持稳定,在0.1 A g_i电流密度下的比容量为82.85 F g人与对称电容器Mn02/FMCNs//Mn02/FMCNs 和 FMCNs//FMCNs 相比,MnOz/FMCNs/ZFMCNs 的能量密度优势明显,在100Wkg_i功率密度下,其能量密度为44.81 Wh kg人当功率密度增加到5000Wkg_i时,能量密度保持在9.72 Whkg人高于相关文献报导的数值,因此,这种高能量密度的不对称电容器有望于应用到电动车等领域。
  参考文献
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初中化学论文范文

04
  第一章  绪论
  一、选题背景
  随着中国现代化进程和社会的进步,人们生活水平得到大幅度提高,城市乡镇的建设都迈上了一个新台阶。与如雨后春笋般建起的大量高楼大厦和随处可见的车水马龙使得生活节奏越来越快,人们的功利心也越来越强。在化学教育中,也同样受到了家庭以及社会大环境的影响,最主要的表现在考试成绩成了衡量学生合格与否的主要指标。
  我们都知道化学是一门以实验为基础的自然科学,研究的是物质的组成、结构以及变化规律。而这些都是基于大量的科学实验所总结出来的。如果单一的只把结论讲述给学生告诉学生怎么运用,而不探讨科学的来龙去脉、为什么是这么用,是不利于思维逻辑能力的锻炼。在我国基础教育中周考月考联考期中期末考试接踵而至,为了应对考试,学生家长想尽对策,买大量化学参考书攻略书,参加课外补课等等方法应有尽有。随之而来引发的是学生对学习的功利性,目的性逐渐呈递增趋势。但这样发展下去带来的是什么?只一点值得我们深思,学生已经不知道什么事德智体美劳全面发展,只想把自己变成做题机器来适应“发展”,很大程度上已经阻碍了学生的个性化发展。在我国的教育中已经存在只注重视书本知识,而忽视人文精神教育的倾向。而这点正是与现代教育本身的目的背道而驰的.。
  我国著名的化学家傅鹰先生说:“化学给人以知识,更可以给人以智慧。”
  在国外看来中国的基础教育类似于“集中营”。学生每天完成超负荷的学业任务,而结果是什么呢?
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  二、国内外热人文教育现状
  (一)中国人文主义在教育中的进程
  古代的中国作为“文化礼仪之邦”对于人文有着自己独特的见解。所谓“人文化成”就是推崇对天下所有人都进行人文道德教育。这就是圣贤的文化使命。《易经》中有记载“观乎天文,以察时变;关乎人文,以化成天下。”这里的人文基本上就理解为人与人之间、人与自然、人与社会之间的相处之道,规范人行为的定论。《孟子滕文公章》在谈论学校教育时便有:“夏曰校,殷曰序,周曰痒,学则三代共之,皆以明人伦也。”可见由此可见中国古代的教育核心就是伦理道德。后期到了孔子,孔子的《大学》中有记载:“大学之道,在于明德,在于亲民,在于止善”就是说学到一定境界,学习的道理就蕴藏于做人的道理之中。显然儒家学说的代表注重人的文化教养更注重我们今天所说的人文教育。 相对西方的反对宗教,中国古代没有宗教,而教育的宗旨一直是以人为本的。
  中国的文化和教育有着密不可分的关系,所以我们相信中国从古至今一直延续着的就是人文教育。汉武帝罢黜百家、独尊儒术,是儒家文化成了当时主流被广泛认同。儒家思想,流传甚远,引导了中国数千年的文化一直至今。魏晋的玄学,倡导崇尚自然,与儒家思想有异曲同工之妙。但玄学只是掀起一时热潮,没有代替儒家思想的统领地位。隋唐时代出现佛学,但也始终是儒家思想为主流。这种情况到清朝中期以后随着国外文化的不断入侵,中国的文化和教育才有了一些变化。但是,人文教育的定位,仍是教育的主流。
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  第二章  化学教育中的人文
  一、有关人文的几种概念
  (一)人文的内涵
  人文,从字面意思理解是指人类所拥有的文化。人类对所在地域文化的认同和尊重,和文化的形成建立过程中形成的一种气息对人的影响,比如人的价值观、世界观、荣辱观以及面对事情处理事情的方式方法等等。因为不同地域不同种族的人接触到的文化气息不同,所以各地所受的人文也不尽相同。
  我国不同地区的人文又不是完全相同。它是受人影响的,反过来又会影响到一定范围内的人。“人文”一词在中国存在已久,早在《易经》上就有记载:“文明以止,人文也。关乎天文,以察时变;关乎人文,以化成天下。此处“人文”的意义不是指要通过武力来统领天下,而是指要以德服人、以理服人、为民所想、为民所用,靠关乎百姓风土人情万千变化来成天下。体现了人文的情怀所在。我国历史悠久,人文的定义虽有少许不同,但其核心的意义从古流传至今从未变化,尤其指人类社会的各种文化和思想变化。
  (二)人文精神的核心涵义
  人文精神,没有一个固定的概念,它的定义因人而起,所以为人服务。广义的讲它是指知识、能力、观念、情感和意志。也就是与人类有关的一切精神层面的行为维护。[5]狭义的讲它是指对人的关心,包括对人的自尊、心理、前途处境的关怀。体现一种正面的、积极地力量。
  从另外一个角度讲还包括反对消极的、不利的势力。比如尊重宗教信仰的同时反对封建迷信,维护自尊自爱的同时反对自私自大,对一切不利于社会发展大消极因素予以打击体现的是一种正能量。总之,人文精神取之于民、用之于民,它是对人性本身的考验,也是影响人性的因素。正确积极地人文精神不但有利于人类自身,而且对社会的和谐发展、和谐建设起着积极地作用。
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  二、化学教育融合人文的必要性
  (一)自然科学与人文教育
  许多人认为化学与“人文精神”没有什么必然联系,一个是自然科学,一个是人文科学,像两条平行线没有交叉点。许多人认为人文精神是人文科学的专利,其实则不然,人文科学和自然科学作为人类的文化成果,是对立统一的。人们只看到了对立的一面,必然也有统一的一面。只是与人文科学中的人文精神相比,化学作为自然科学就好比是人的外表,可以显露在外;但人文精神好比人的内心世界,他主宰者人的行为表现,但却内置其中。而现实生活中化学也与我们的生活息息相关,人类的第一项化学发明是对火的发现和利用,其后火为人类的生存提供了重要的支撑。可以说或是人类走向文明的起点。 在火的作用下,人类随后发明了陶瓷、金属提纯、玻璃、火药等化学物质。人类的生存状态也随之发展,其中很多发明对今天也有重大的影响和意义。
  从元素概念的提出到门捷列夫提出的元素周期表,从贝歇尔燃素说的提出到拉瓦锡氧化学说的更替,从盖。吕萨克用定量的方法发现气体定律到阿伏伽德罗引入分子概念提出假说,从丁达尔发现了丁达尔效应到费曼关于纳米的语言成为了现实,从稀有气体的发现到居里夫人从沥青中提取出的镭,从道尔顿原子学说的问世到诺贝尔从爆炸中喊着试验成功了,每段发明的背后都有化学家们的不怕危险、勇于探索的感人故事。而这些故事本身都是活生生的最动人的人文教育素材!
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  第三章  实践调查高中化学教育中人文教育的研究..................17
  一、调查的目的.......................................................................17
  二、调查的内容........................................................................17
  三、问卷的设计.......................................................................17
  四、调查的对象........................................................................17
  五、调查的方法.......................................................................18
  六、调查结果的统计与分析....................................................18
  (一)高一、高二学生化学教育中人文教育情况.................... 18
  (二)初测问卷结果分析....................................................... 22
  第四章  化学融合人文教育的原则.......................................... 28
  一、发挥主体性....................................................................... 28
  二、体现全面性........................................................................ 28
  三、尊重差异性........................................................................ 28
  四、注重实践性........................................................................ 29
  .............................
  第五章  保证人文精神教育的有效实施的策略
  一、课堂联系生活实际
  注重人文教育,其中最重要的就是把生活中的现象与课本中的知识联系起来,更加形象的展示给学生。化学属于自然科学,而且与生活非常贴近,我们身边所有的物质成分以及性质都属于化学的研究范畴。随着对物质的了解和深入,越来越多的为人类的各个方面所服务。近代化学在为人类提供食物、衣着、住房,开发资源、征服疾病等方面起着非常重要的作用;现阶段的化学有提供给我们太阳能灯清洁型能源的信息。但当然化学的发展在促进人类社会发展的同时,也给社会和人类带来许多新问题。如化学品的生产以及滥用对环境造成的破坏、资源的过度开采对生态造成的不可逆性迫害、一些不良药品的滥用、汽车尾气造成的大气污染、粉尘性污染物对大气造成的破坏等等。在给与学生化学知识的同时,更重要的要教会学生认识世界的能力,有独立的判断能力,形成正确的价值观,树立保护环境的意识,给社会培养人才。
  化学的目的除了让学生掌握基础的化学知识,更重要的是培养学生的化学价值体系,能够判断社会中关于化学的发展史哪些有利那些有害,在未来的生活中引导正确的走向。
  结合方法可以归纳为以下几点:
  一、让学生感受到自己是课堂的主体,同时也是社会的主人翁。作为主人翁不单有支配的权力,更要尽到保护的义务。小到学校的环境、大到生态环境;
  二、把教材中的知识联系生活实际,化学教材中的物质都是存在于我们的生活中的,因此在讲授的时候可以联系生活实际,让学生没有距离感从而更容易接受。
  三、主义新旧知识的迁移,学过的知识对于学生来讲肯定更得心应手,物质的性质是相似的,学习新知识的时候与以前的知识进行比对,更有利于学生的认知。以下是化学课堂教学中渗透人文教育的教学片段。
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  结束语
  通过本文的研究发现,无论是在教材还是在教学实践中,人文教育的融入情况都取得了进一步的发展,人文教育得到广大学者的认同。
  在化学人文教育功能的研究上取得了重大的进步,现阶段对化学中的人文教育能够提高学生的科学素养的功能受大家所关注。
  在人文教育模式和教学方法上还在研究和探索中。值得我们思考的是:我国还没有一个比较成型的教学模式的出现。这需要广大的学者和教师进一步的研究来弥补我国这一方面的空白。对教学方法的探讨也是处在一个不成熟的阶段,往往使人文教育与化学教育脱节。在本文中我们对两者的融合方式进行研究,总结出的教学过程,希望对两者的有效融合能起到微薄的作用。
  在教材的分析过程中发现现在使用的化学教材和原版化学教材相比,在人文教育方面迈出了一大步。人文材料在每册教材中都有体现;在各个栏目中出现的几率虽然差距较大,但是涉及的面较广;化学家的肖像图较多;特别是科学史话栏目相对详细的介绍了化学家的生平事迹或理论的完善历程等。但是存在的问题也是不容忽视的,如人文教育分布不均衡;化学史大多出现在非正文中,即使在正文中,对其叙述往往也是“一句话”而已;在化学课堂人文教育的趋势虽然有所增强,但还是有一定的差距。面对这些问题本文提出一些解决的办法。 通过调查发现人文教育会提高他们的学习兴趣。这也就说明人文教育可以促
  进和提高学生的求知欲望。但是学生对人文教育的认识程度浅薄,了解化学的途径也比较单一,主要是教师的讲授。然而教师在教学中联系实际、实验教学、探究教学以及体验式教学的频率较低,使得学生认识比较模糊,没有发现化学的兴趣。
  参考文献(略)

化学实验论文范文

05
  一、什么是学习兴趣
  心理学认为,学习兴趣是指人们以学习需要为基础的求知识、探究某事物的心理倾向,是个体活动的内在动力,它能使个体对学习活动保持注意,并带有积极的情绪色彩,它可看做是学习的内在动机,是推动学生探求知识的一种意识倾向性。化学学习兴趣是指“学生对化学学习的一种带有情绪色彩的特殊的活动倾向,它是促进学生探究物质及其变化规律性的一种重要内在动力,具有较强的动机功能”。
  包万强、崔恒春等人从不同的角度将学习兴趣分类如下:
  (1)从产生兴趣的途径看,学习兴趣可分为直接兴趣与间接兴趣。前者是由事物的特点,对人引起强烈的情绪,并在无意识中表现出来,一般并不总是被意识到;后者对具体的对象或活动的结果并无兴趣,而对于活动的目的和任务却有明确的认识,并产生兴趣,从而支配学习者去坚持活动,它主要与自觉性的活动有非常密切的联系。
  (2)从兴趣的稳定性看,学习兴趣可分为暂时兴趣与持久兴趣。暂时兴趣常产生于对某些有趣的现象(如许多五彩缤纷的实验现象)的初步认识阶段,有时还会达到“迷恋”和“酷爱”的程度,但由于这种兴趣并非出于学习者的内部需要,故很难继续维持下去;而持久兴趣却相对比较稳定,它是学习者获取知识甚至深入钻研及培养各种能力的必备条件之一。
  (3)从兴趣的广度看,学习兴趣可分为中心兴趣和广泛兴趣。在化学的学科范围内,前者表现为对某部分化学知识(如元素化合物、基本概念原理、有机化学、化学实验等)比较感兴趣;而后者则表现为对整个化学知识体系,甚至包括相关化学史知识都感兴趣,并喜欢运用化学原理解决许多生活、生产等实际问题。简而言之,学习者若只有中心兴趣,则显得知识面较为狭窄,而若只有广泛兴趣,则通常表现为博而不专。
  对于化学这门以实验为基础的学科,增强学生化学实验兴趣是培养其化学学习兴趣的最主要的途径。因为化学实验对于提高化学教学质量,全面落实科学素养的目标,具有其他化学课程内容和形式不可替代的特殊作用。
  二、国内有关培养高中学生化学兴趣的研究概述
  纵观我国90年代在培养高中学生化学兴趣方面的研究,不难发现,专家学者们大多倾向于探讨如何行之有效地培养或增强学生学习化学的兴趣。这些研究主要从如何充分利用化学教材、改进教学方法、联系生活中的化学知识、指导学生课外阅读(如化学史)、开展丰富多彩的化学课外活动和利用实验(主要包括演示实验和学生实验)等维度着手,但它们都有一个共同之处,特别强调通过化学实验激发学生的学习兴趣。
  1.高中化学实验教学现状的调查分析
  然而,当今的高中学生是否仍像我们所期待的那样对化学实验充满浓厚的兴趣呢?根据笔者去年2月份在广州市第47中学对高一、高三两个年级各10名学生的访谈情况来看,学生对化学实验的看法和态度主要有以下几种情况:
  (1)仅1 /3左右的学生认为教材中学生实验没有趣味性,主要原因是学生实验中大多数实验都是课堂所见过的演示实验,实验结果已经可以“未卜先知”,没多大新鲜感。
  (2)大多数学生建议教材能增编更多的与生活实际相关的趣味性实验。
  (3)有近25%的学生觉得实验与升学考试的关系并不太大,平时只要能背熟一些实验反应现象和化学方程式,便能基本应付实验题,故平时动手机会很少。
  (4)几乎所有的学生都愿意亲自动手实验,但有20%的学生却由于教师平时过分强调实验的危险性而对实验产生恐惧心理,或是因为实验过程过于繁琐,最后导致“心有余而力不足”。
  (5)近一半的学生喜欢参加化学课外活动,但迫于平时作业和补课的无奈,只能为升学做好认真复习的准备而无暇参加课外活动。
  由此可见,传统化学实验内容及实验教学方法存在不少问题。如①化学实验的学术化倾向严重;②过分孤立地强调化学实验操作技能的训练而导致学生产生不良心理;③化学实验内容脱离学生的生活实际和社会实际;④化学实验内容的设计被动接受的多,主动探究的少等等。可能的主要原因有:由于传统实验教材内容编排的机械性,加上许多中学教师在进行实验教学时,过于墨守成规,虽能基本达到教学大纲的要求,但学生经常只是毫无创新意识地照方抓药,只是机械地按照现有的实验设计进行验证性实验,这些做法只能更加束缚和扼杀学生的探索欲望,使学生的服从意识有余,激发学生的化学实验兴趣不足。这与新课程标准所提倡的“改变过于强调接受学习、死记硬背、同步训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探索、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力”刚好是背道而驰的。
  2.高中学生常见的化学实验心理
  徐承先为了摸清高中生化学实验心理状态,进行了长达两年的化学实验课内外心理、行为的跟踪调查和记载,对某校高中三个年级各2个班进行了高中生化学实验心理调查,统计分析的结果表明,当今高中生化学实验心理状态主要有:探索心理、恐惧心理、游戏心理等。马国庆认为学生对化学实验兴趣的产生和发展是分三个阶段逐步深化的过程,即有趣-乐趣-志趣,其实质是暂时兴趣转化为稳定兴趣的过程,而且这种转化不能被截然分开,因为它是一种连续的、曲折的和交织的转化过程。俞树法在实践中发现学生在实验中不同程度地存在一些消极心理,如惶惶然的恐惧心理、难于自控的紧张心理、盲动的模糊心理和飘移不定的纯兴趣心理等。于治丰将学生进行化学实验时的不良心理状态总结为看热闹心理、猎奇心理、敷衍心理和恐惧心理,认为这些心理都会对学生的实验兴趣向健康方向发展有较大的阻碍作用。
  3.高中学生对化学实验的兴趣类型
  柏品良、李晓益等人将高中学生对化学实验的兴趣分为:
  (1)观察型-其特点是学生满足于观察教学演示实验所产生的表面现象及实验药品、实验仪器装置等。这种兴趣使许多高中学生对化学学习有较高的积极性,但属于直接兴趣,它在化学学习中不够稳定和持久。
  (2)操作型-其特点是要求学生自己动手操作,希望能按照一定的程序把指定的化学变化重现出来。它比观察型兴趣稍为高级一些,但仍属于直接兴趣,只要把给定的实验内容做出来,兴趣即得到满足。
  (3)探究型-其特点是既注意引起实验变化的操作过程,又注意了解其中各种仪器、药品的特点及实验的原理和条件。这种兴趣不仅成为学习化学的重要内在动机,同时还是学生形成和提高科学探究能力和发展自我个性的重要因素。它比前两种兴趣的水平更高,属于间接兴趣,具有稳定、持久的特性。
  (4)概括型-其特点是善于观察,发现事物或现象的同中有异、异中有同的关系,善于概括化学实验的一般规律,并能进一步用实验验证,从而获得规律性知识。这体现了兴趣的自觉性和持久性,是稳定兴趣的高级阶段。
  (5)创造型-其特点是学生能运用所学的知识、技能和方法进行一些创造性的活动。这种兴趣是化学实验兴趣的最高水平,是推动学生形成较高科学素养的最强劲动力。
  4.国内培养学生化学实验兴趣的研究
  据国内许多有关化学实验教学的调查及相关文献来看,实验教学前景不容乐观。倘若不能更有效地增强学生的化学实验兴趣,则化学实验在化学中的地位将受到极大的怀疑和动摇。然而,国内在探讨如何增强高中学生化学实验兴趣方面的研究为数不多,但专家学者们都能从不同的角度和立场提出了一些可行的实施方法。
  崔建业认为应针对学生心理激发学生的化学实验兴趣。对于好奇的学生,教师应根据他们注意的特点,将无意注意引导到认真、耐心细致地观察和分析现象发生的原因中去;对于好强的学生,教师应本着爱护观点,尊重其好强心,提高学生的学习自觉性,以便学生能正确对待自己,对待同学,对待每一个实验,从而保持其兴趣的持久性;对于对化学实验存有紧张和恐惧心理的学生,教师应正面鼓励他们做到胆大心细,并以自身规范、娴熟的操作技能熏陶感染学生,从而消除学生的顾虑,使其实验心理得以健康发展,从而增强化学实验兴趣。王佩霞提出可以采用举行以实验为主的化学晚会和化学运动会等的方法来激发学生的化学实验兴趣。王卫平、李凤双等人则认为可通过活化化学实验教学形式和内容,包括改已知物为未知物,变直观验证为悬念探讨、交换自制检品,变自检实验成果为检验他人实验成果和设立化学实验协作小组,变学生在实验中的从属地位为自行管理的主导地位,从而激发学生实验热情和兴趣,并在实践中收到理想的效果。而王庆胜认为教师应多为学生创造一个动手参与、动脑思考的课堂气氛,尽可能将一些演示实验变为学生的小组实验,还可让学生根据已学知识来亲自设计实验和完成实验,以进一步激发学生实验兴趣,调动其积极性和参与意识。
  三、有待解决的问题
  综上所述,国内许多相关研究都能立足于当前化学实验教学的现状,并采取相应的行之有效的措施有的放矢地增强学生化学实验兴趣,从而提高化学教学质量。其做法主要包括:灵活运用多种教学方法,活化教学内容;积极为学生创造动手参与、动脑思考并设计实验的课堂气氛;针对高中学生常见的化学实验心理对症下药;等等。从化学实验的课程目标分析,这些做法部分程度体现了:①实验知识目标(包括对有关化学实验事实、化学实验仪器和药品、化学实验安全方面知识的了解);②实验技能目标(包括基本操作技能、仪器和药品的选择技能和综合运用技能等);③实验情感态度和价值观目标(包括对生活中和自然界中的化学现象具有好奇心、能体验到化学实验活动中的乐趣和成功的喜悦、有过提出具有新意的化学实验设计方案的体验,并能主动进行论证和评价等),却几乎没有涉及实验探究能力目标,尤其是在让学生运用信息技术进行实验探究而增强其化学实验兴趣方面。然而,结合国外的相关研究来看,国外许多学者如Lida K. Gifford,S. K. Lunsford和Thomas H. Eberlein等认为应该在化学实验教学中充分利用学校的各类资源,包括先进的实验仪器设备,采用更加人性化的教学方式,让学生备感科学(化学)的趣味性而积极投人到科学探究实验中,并不断提高自己的科学素养和各种能力,这点是非常值得我们借鉴的。如何充分发挥现代教育技术的优势,将其作为强有力的培养学生化学实验兴趣的工具,并为学生提供一个轻松、自主的信息化教学环境,也是一个值得深思和探讨的问题。
  目前,国内(如广东省)部分学校正在尝试开拓一种崭新的实验教学模式,即积极地将信息技术(如手持技术)运用于化学实验教学。这一模式至少从以下三个方面为实验教学改革和增强高中学生化学实验兴趣提供了新思路。
  (1)它能还科学的本质是探究,科学的前提是观察这些科学实验本来的面目,能有效地改变学生静坐听讲,一味枯燥地被动接受化学知识的局面,引导学生感受高新科技时代的气息,增强他们探究化学实验问题的兴趣和求知欲。
  (2)它能使实验化难为易,让学生体验科学(化学)实验的真实情景,不断克服实验过程中的不良心理,使化学实验兴趣向健康的方向发展。
  (3)它能将实验对象扩展到科学-技术-社会-环境(STSE)的范畴,能贴近社会、贴近生活,让学生感受到化学无处不在,从而使其兴趣逐步发展为创造型兴趣。
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无机化学论文范文

06
  【论文关键词】:无机化学; 研究前沿; 研究进展
  【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。
  当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。
  根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述:
  一、无机合成与制备化学研究进展
  无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面:
  (一) 极端条件合成
  在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。
  (二) 软化学合成
  与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。
  (三) 缺陷与价态控制
  缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。
  (四) 计算机辅助合成
  计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。 国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Mon te2Carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。
  (五) 组合化学
  组合化学是利用组合论的思想和理论, 将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰, 产生分子多样性的群体(库) , 并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库, 也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应, 得到所有组合的混合物, 即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。
  (六) 理想合成
  理想合成是从易得的起始物开始, 经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成, 从易得的石墨出发, 只需一步反应即得到目标产物, 产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子, 如药物、天然产物的合成, 需要多步反应完成。在自然界里, 生物采取多级合成的策略, 在众多酶的作用下, 用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物, 直至目的产物的生成。
  (七) 仿生合成
  仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21 世纪合成化学中的前沿领域。
  二、我国无机化学研究最新进展
  近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩:
  (1) 中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。
  (2) 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4‘-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。
  (3) 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达 98﹪以上的三维多孔类沸石。
  (4) 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。
  (5) 北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2‘-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。
  (6) 清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。
  面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。
  参考文献
  [1] 徐如人, 庞文琴. 无机合成与制备化学 [M]. 北京:高等教育出版社. 2001.
  冯守华, 徐如人. 无机合成与制备化学研究进展[J]. 化学进展 ,2000(12).
  梁文平, 唐晋, 王夔. 新世纪化学发展战略思考[J]. 中国基础科学,2000(5):34-61.
  陈荣, 梁文平. 我国无机化学研究最新进展[J]. 中国科学基金,2002(4).

有机化学论文范文

07
  浅议有机化学和生物学结合的又一硕果
  关键词:化学语言;描述;生命现象
  有机合成是表现有机化学家非凡创造力的一种工作。人们在了解、认识自然的过程中,阐明了很多天然产物的化学结构,有机合成化学家则在实验室内用人工的方法来复制,来合成这种自然界的产物,用以证明它的结构,这种证明往往是最直接、最严格,也是最后的证明。合成化学家的目的不仅于此,还可以根据人们的需要来改造这种结构或是创造出全新的结构.这祥,经过世代合成工作者的努力,成百万的新化合物在实验室里逐一出现。据CA登录号,现在化合物的数字已超过了1000万个(现在的统计已超过12。。万),其中绝大部分是有机化合物。这样众多化合物的出现,带来了很多生物、物理和化学特性的信息,在人类公复的大千世界中增添了很多色彩和内容。因之,将有机合成称之为“改造物质世界的有机合成”也是非常恰当的。美国的有机化学家Woodward则说:“有机化学家在老的自然界旁边又建立起一个新的自然界”。
  以上这段话摘自中科院院士、有机合成化学家戴立信教授与另一位专家主编的《有机合成化学进展》一书的导论部分,读者或许可以从中感悟出一些科学的美感。为了一探主要是由有机化学家构建的“新的自然界”的奇观胜景,日前我前往中科院上海有机化学所采访了该所的有机合成化学家,同时也是本刊编委的戴教授。
  戴教授甫从北京开完第七次院士大会回沪,院士会议期间,戴先生在化学部全体会议上作了题为“从几项工作看有机化学和生命科学的结合”的报告,这显然是一个十分诱人的课题的话题,对戴教授的访谈即由此展开。
  关于有机化学和生命科学结合的学术背景,戴教授阐释说,从有机化学的当前发展来看,过去的传统工作是从天然产物中分析成分,然后定结构、分离、分析活性,进而再合成。近些年来,由于物理方法的发展,现在定结构的工作已经很快,有机合成的发展也很快。
  这方面最有名的例子是Woodward的维生素B12的合成以及最近海葵毒素的合成。海葵毒素的分子量非常大,结构极为复杂,现在通过立体合成的方法已将其合成出来。从这个意义上来说,大家认为,原则上已经没有什么可以难倒合成化学家。任何一种合理结构,你画得出来,别人就有办法将其合成出来,在烧杯、试管中将其试制出来。又如一种很有效的抗癌药—紫杉醇(Taxol)的结构也非常复杂.今年2月份美国有2个小组用不同方法已合成成功。这些例子表明,任何复杂的天然产物,只要有需要,人类最终就可以合成。同时还能加以改造。有机合成化学家不但要合成自然界既有的产物,还可以合成结构有变化的东西,以获得更高的活性。
  本世纪80年代末开始,有机化学有一个把重心向功能方向转移的趋势,重视分子功能预示着有机化学与生命科学的发展中将有一个新的高涨时期。为了论证这一转折的重要性,戴教授列举了托德(Todd)和唐有棋先生对此的见解。托德(1957年诺贝尔化学奖得主)是一个非常注意生物学间题的英国机化学家。他认为天然产物领域中,结构和功能总是息息相关的。但过去有机化学家对结构的兴趣太大,对功能的兴趣太小.他认为是到了该将这两者很好结合起来的时候了.
  我国著名的化学家唐有棋教授在最近中国科学报上的一篇文章“化学学科中的继往开来”中也力主化学家加强功能意识。唐先生认为,对一个化合物不仅要弄清其结构,还要弄清其作用、活性及怎样发挥这一作用。重视功能,重视功能作用,在介入生命科学问题中,化学家应该更多地用化学的语言来描述生命现象、过程。
  话题已经进入有机化学如何与生命科学结合的正题,戴教授这样表述说,尽管有机化学发展得这么快,但面对一个非常复杂、非常奥妙的生物界,又总是面临着许多新课题。如在执行遗传功能的人的精子中,其DNA的总长度为1公尺,分布在23个染色体中,每个染色体又有很多基因,每个基因又有很多碱基对。一个精子在执行其遗传使命时,要进行细胞分裂,要把这些碱基对作完美无缺的拷贝、转录、传递。精子的这种拷贝只允许有十亿分之一的差错。在这么一个复杂的生命体中要完成这么快的过程。显然是极复杂的.
  然而化学家面对如此奥妙的生命过程并未望而却步。化学家选择了一些较易下手的地方进行工作,其中有机化学与免疫学的结合是一个成功的例子。这方面国外已做了很多工作。美国的“化学研究评述”杂志在1993年8月号上出了“化学与免疫学”的专辑,专门讨论这一问题。
  戴教授说着,拿出几夭前他在院士大会上作报告的讲稿和投影片,边让我看,边作介绍说,我个人认为这方面的一个最出色的工作是去年10月在Science上发表的一篇工作“用合成配体来控制信号传递”。免疫系统是非常复杂的多细胞系统,是生物体内执行保护自身的一种精确的过程。当外来物一进入,免疫系统首先是进行分子识别,区别敌我;识别后再透过细胞膜传递进去,一直到细胞核中。细胞核再发回一个命令,使T细胞紧急动员起来,大量增殖,有针对性地消灭敌人,这就是免疫的作用。以上那篇文章试图用人工配体来控制信号传递,即试图用化学原理来说清楚免疫系统中的复杂过程的一部分.
  有关引起各国科学家很大关注的上述那篇文章的作者的背景,戴教授专门向我作了介绍。作者之一是世界著名的化学家Woodward的关门弟子、哈佛大学教授S·Schreiber,他是一位地道的有机化学家,另一位是斯坦福大学的Crabtree,这是一位在免疫学方面造诣很深的生物学家。Schreiber等人首先对一种免疫抑制剂Fk506作了系统而深入的研究,他们发现它与另外一种免疫抑制剂有一部分结构很相似,他们推断,可能这2种免疫抑制剂都作用一共同受体。在大量工作的基础上,他们分离出了FKBP(FK506的结合蛋白),同时还研究了FK506与FKBP结合的复合物的结构.他们进一步发现,这种复合物还要同Calcineurin结合在一起,才能起到免疫抑制作用。Calcineurin是免疫系统中执行信息传递功能的一种物质。
  这么一来,他们就弄请FK506应有两个结合部位,一是和FKBP的结合,一是Caeeineurin。他们发现若将分子的某一部分封锁,然后将两分子的FK506相连,会形成FKlo12。他们进而发现FK1012能将两个受体连在一起。讲到这里,戴教授强调说,这点很重要,因为在生物学研究中发现,这些受体的簇集和二聚作用往往是其产生活性的动力源,簇集起来才有活性。于是他们想到用基因工程的方法将FKBP引入到细胞膜内,引入3个FKBP后可以有更多的结合机会,引入1个只有二聚作用。在细胞体外加入FKIO12,马上产生了活性,信号就传递下去,执行免疫作用,反之,若再加入FK506就产生免疫抑制作用。
  讲到上述工作的意义,戴教授说,FKlo12是人类第一次采用细胞外物质(合成配体)来控制信号的传递,利用合成受体来实行基因的开关作用。这一工作表明,极其复杂的免疫问题的一个方面已被科学家较深入地解决了。当然免疫系统本身是非常复杂的,但上述工作多少也说明,从局部下手,人还是能逐步弄清复杂的免疫机制的。
  事后,Schreiber认为,他们的这一工作乃是化学家与生物学家共同合作的结果,是50对50的工作。单靠生物学家或单靠化学家,都难以成功。去年诺贝尔生理和医学奖得主夏普评论说:“这是一个非常了不起的工作。这项工作孕育着很多事物,同时在医学方面有很大的潜在应用可能。这项工作是用化学原理研究复杂的细胞生物学间题的一个非常聪明的例子。”
  稍理思绪,戴教授又向我介绍了催化性抗体的工作,这也是他认为的化学与生物学结合的范例。催化性抗体是1986年出现的,这是一种有酶样活性的抗体。具体说,就是将经过特殊设计合成的有机分子作为半抗原,在动物体内诱发抗体的产生,经过细胞杂交技术,培养单克隆抗体。这种抗体具有酶的特性,能催化某些特殊的化学反应。
  1948年,鲍林曾经说过一句很精辟的话,这句话对日后催化性抗体的产生起到了奠基性作用:自然界中的酶是与一个底物的反应过渡态相结合的(如钥匙与锁),而抗体是与一个底物的基态相结合。鲍林认为,如果能有一个与过渡态相结合的抗体,那么这个抗体也能有催化作用。
  过了20年后,60年代末又有人提出,如果能设计出与过渡态结构相似的抗原,利用这一抗原培养出的抗体就能催化化学反应。但以上这些精辟的论断,了不起的思想火花在当时并未成为现实.只是到了80年代中期后,随着基因工程、单克隆抗体技术的发展而成为可能。1986年,两位美国科学家独立完成了催化性抗体的工作.很多人都预计这一工作在科学上以致在工业上都将起到十分重要的作用。
  此次采访后我得知,戴教授本人的主要研究工作和方向并非是此刻他同我畅谈的生物有机化学,然而作为一个有很深学术造诣的有机合成化学家,戴教授十分清楚有机化学今后的发展方向,最近,他参加了国家自然科学基金委的《有机化学学科发展战略研究》的编写工作,他对有机化学与生命科学的结合给予了较多关心,这多少也表征了一位资深化学家对有机化学未来发展的敏感性.
  戴教授就催化性抗体工作又向我作了较详细地介绍。有机反应过渡态既然是过渡态,那它是很不稳定的。化学家设计了一种反应过渡态的类似物,而又要是稳定存在的。如在梭酸酷的水解反应中,物理有机化学家对该反应的四面体过渡态已有相当地了解,因此他们用了有稳定的四面体结构的麟酸醋作为半抗原的过渡态类似物,再连上一些蛋白质,然后打入小白鼠体内,产生抗体后,再利用基因工程方法在细菌体内繁殖、生长,得到数量较多的单克隆抗体。这种抗体对于上述反应确实具有催化效果,与无催化剂的化学反应相比为10a一‘倍以上。虽然其催化效率与酶相比尚有差距,但它的选择性、专一性往往比酶强。
  其后又报道了能催化很多反应的抗体的研究结果。值得一提的有双烯加成反应。因为在自然界中尚无一种酶能催化这一反应.自然界、生物体内均没有这种酶。双烯加成反应中有一个过渡态,人们正是利用了这一过渡态,设计出一种抗原,并由之生产出一种抗体,这种抗体确实也有催化效果。催化性抗体不但具有酶一般的高催化活性,高立体专一选择性,而且可以按照人们的意愿来催化一个特定的反应。这种反应有时是酶所不能催化的,有时甚至是化学原理也不易进行的反应。因此,催化性抗体的研究自然受到科学界的特别关注。
  在回答我有关催化性抗体研究目前有何直接经济效益的提间时.戴教授坦言相告,这类反应目前并未直接产生经济上的效益,但大家都坚信,在药物合成以及其他许多有机合成里利用其特有的专一性,催化性抗体肯定具有宽广的应用前景.催化性抗体的研究是有机化学和生物学结合的又一硕果。
  以上记录了中科院院士、有机化学家戴立信教授对目前国际上有机化学界的一些新方向、新思路的介绍。至于戴教授本人近年的一些出色工作以及他最近关注的一项课题—不对称合成,或是人们称为手性技术,我想一定也是很诱人的,盼日后能有机会向读者介绍。

绿色化学论文范文

08
  初等化学中“绿色化学”教育理念
  摘 要:根据中学化学的教学特点,在中学化学教学中自然、和谐、生动地渗透绿色化学意识,使学生了解和接受绿色化学理念,树立环保意识。
  关键词:中学化学;绿色化学教育;理念
  Paying Attention to the Green Chemistry Concept in Middle schoolZHU Xiaomei
  (Department ofChemistry, Shaanxi Institution ofScience and Engineering, Hanzhong City,723001, Shaanxi, China)
  Abstract:According to the character of tuition of chemistry in middle school, this article makes the primary exploration to infiltrate green chemical concept naturally, harmoniously and vividly in middle school learning process with four aspects and helps students to learn and accept“green chemical”concept, and to strengthen the conscious of green chemistry and envi-ronmental protection.
  Key words:middle school learning; green chemistry learning; concept
  绿色化学是人类与自然和谐的化学。目前世界各国都在进行绿色化学的研究并注重绿色化学教学教育。针对现今中学化学教材的滞后现象,化学教育工作者必须更新观念,树立从“粗放型”的传统教育模式向“集约型”的绿色化学教育模式转变,在教学中注重对学生进行“绿色化学”意识的渗透。
  一、在化学基本知识教学中进行“绿色化学”意识渗透
  教育工作者要有强烈的绿色化学教育责任感,通过课堂教学、讨论以及课外辅导等方式,在学生学习化学知识的过程中深入挖掘可供进行绿色化学教育的素材,丰富学生的绿色化学知识,提高学生化学知识的先进度,并要弃去教材中业已过时且危害人类及环境的陈旧知识。
  例1:讲授氯气的性质与用途时,一方面要肯定氯气作为漂白剂和消毒剂所产生的巨大作用,另
  一方面也要介绍氯水作为自来水消毒剂时会与水中的有机物作用产生有致癌作用的有机氯衍生物,对人的身体和环境都有极大的伤害。目前,国内外很多造纸厂或自来水厂都改用二氧化氯(CIO2)来代替氯气处理饮用水。有的造纸厂使用H2O2或O3作漂白剂,完全不产生二口恶英和其他有机氯化物,这是从源头上有效防止有毒废弃物对环境污染的一种绿色化学工艺过程。
  例2:氮的固定有三种途径: (1)人工化学固氮; (2)豆科植物和苜蓿根部瘤菌生物固氮; (3)雷雨时的闪电固氮。其中人工化学固氮法能耗高,工艺复杂,且生产过程中易产生“三废”而严重污染环境。目前科学家通过基因工程技术将与固氮有关的基因转入根系微生物或直接转给稻麦等禾本科植物的根中进行固氮。利用这种固氮方式,既不消耗能源,又不污染环境,是化学家们不懈追求的绿色化学目标。
  绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展。每一位化学工作者都要树立可持续发展的战略思想,重视把绿色化学融和在深化教学内容和课程体系改革之中。利用各种形式(如讲授,阅读,讨论等),因地制宜的对学生进行绿色化学教育,培养学生绿色化学意识,形成新型可持续发展的价值观和价值取向。
  二、在化学实验中进行“绿色化学”教育
  绿色化学的思想应成为指导各种化学教学活动的出发点。实验教学既是化学教学的重要组成部分,也是影响学生环境意识的重要手段。积极开展实验设计绿色化要求我们在实验中要尽量体现绿色化学的“4R”原则,即———Reject拒用危害品, Reduce———减量使用, Recycle———循环使用,Reuse———重新使用,尽可能推广绿色实验。
  1?尽量使用具有包含绿色化学理念的环保性的实验项目。对于一些有毒的药品,应尽量避免使用或使用其他药品代替。如利用“溴乙烷”代替“溴苯”试验,避开苯,溴,苯胺,硝基苯等有毒且对空气造成污染大的试剂。这方面的示例内容不断增多,教材编写单位应该尽快将其编入新教材。
  2?推广微型试验。微型化试验是一种充分体现绿色化学思想的优秀做法,具有减少污染,节约
  经费(使用试剂量为常规的1/10~1/100),缩短实验时间(大约为常规时间的40%)的优点,同时
  也降低了水、电能源的消耗,特别适用于在西部欠发达地区推广。如卤素的性质实验,所用药品种类多,份量大。改用透明塑料制作的微型滴管及井穴板作,减少了药品消耗及废物污染,现象也很清楚。微型实验推广中现在更应该强调其绿色化的思想,这有利于培养学生严谨的科学态度,增强环保意识,取得良好的环境效应。当然,也要注意微型实验与高考中化学实验内容的衔接性和规范性研究。
  3?改进实验装置,优化实验目标。中学化学实验中的有些实验,可以通过改进装置使其减少污
  染,易于控制。如苯的溴化反应,课本上的实验没有说明量的比例。使用常量仪器,产生的苯,溴,溴化氢等有毒气体多,对环境的污染大。如在《苯的溴代反应实验的改进》中张改花老师的改装,不但装置简单,反应平稳,用量节省而且现象明显,生成的污染物少。又如张立言老师在《高中化学教案》第二册中氢气和氯气的光化实验时,装置改用试管,药品改用氯酸钾、镁粉和纯盐酸,反应大约一分钟就可以发生强烈爆鸣声。这样不但减少了试剂量,而且产生的有毒气体少,安全性能高。这两个对实验装置的改进,都充分体现了“减少使用”的绿色化学原则。在做化学实验时,除注重环境保护外,首要注意安全问题。教师要引导学生规范、安全地操作在保证学生掌握知识的同时,也要培养学生严谨的科学态度和健康的实验心理,增强学生的安全意识和环保意识,进而渗透绿色化学意识。
  三、在了解物质的用途时特别要进行绿色化学教育
  二氧化碳被公认为温室效应的罪魁祸首,但二氧化碳在工农业生产及科学技术上有着广泛的应用,短时间内难以被取代淘汰。1996年DOW化学公司开发研究使用100%二氧化碳作为发泡剂生产挤压成性的聚苯乙烯泡沫板材。CO2不燃烧,不引起光化学烟雾,不破坏臭氧层,且易于获得。与原先使用的发泡剂相比, CO2要安全的多,又对环境友好。这项工艺于1996年获得美国“总绿色化学挑战奖”。科学上也已采用超临界CO2流体萃取工艺。它是对环境不产生副作用的绿色化学溶剂,可用于萃取药物有效成分。中山大学研究人员利用超临界二氧化碳流体萃取孢子脂质中的性物质。这一成果已居于国内领先地位。
  氟里昂作为制冷剂和抛射剂在人类生产和生活中具有重要地位。但随着时代的发展,昔日的“英雄”已成为绿色化学时代的“千夫所指”。它对空气中的臭氧造成了严重的破坏,使得大气层中出现臭氧空洞,紫外线对地面照射强度提高,患皮肤病的人大量增加。目前采用的无氟制冷剂(以LiBr为主要原料)不破坏臭氧层,毒性低,不可燃,化学稳定性极高,是绿色制冷剂。
  四、在实践活动中进行绿色化学教育
  1?学用结合,服务社会。通过送科技下乡活动在农村中普及绿色化学知识,如化肥的合理使用,
  害虫的生态防治办法等。通常采用农药除去对农业生产危害严重的害虫,但大多数农药对水源、土壤及生物本身都有危害。在我国,大量的农药使用已经对生态环境造成了严重的破坏,危害了人的身体健康。因此,应从害虫环境与社会条件的整体出发,采用适当的环境治理、化学治理、生物农药防治等有效手段,组成一套系统的生态防治措施。将害虫生态防治的知识传授给农民。这种做法值得我国一些农业大省的职业中学借鉴。再如,建议使用太阳能,沼气能等绿色化学能源可取得既方便又经济的效果。
  2?建立绿色实验小组。教学资源较好的学校可组织有兴趣的学生进行微型实验操作,做无害化研究,环保化学试验,绿色科技活动,收集有关绿色化学的资料。这样,既强化了学生的绿色化学意识,又培养了学生的动手能力。
  3?化学工作者开设绿色化学实验系列讲座,使学生了解绿色化学的起源发展以及生活、生产中的绿色化学知识,也可在校园画廊中展出绿色化学科普专辑,举办环保知识竞赛。有条件的学校可开办绿色化学网站,普及绿色化学知识。
  除此以外,化学工作者也可以利用现代化的电化教学手段(投影、幻灯、录像、光盘、网络等),
  更直观,更形象地体现绿色化学内容,这样易于被学生所接受,可以取得更好的教学效果。
  中学化学中进行绿色化学意识渗透是一种必然。教育工作者要根据中学化学教学实际,从课堂教学,实验,实践等方面对学生进行绿色化学知识教育,培养和增强学生的“绿色化学”和“环保”意识,使人类和自然和谐地相处。
  参考文献:
  〔1〕吴泳?绿色相互———化学教育的新课题〔J〕.化学教育, 1998, (1): 4?
  〔2〕朱文祥,绿色化学与绿色化学教育〔J〕.化学教育, 2001, (1): 1-4?
  〔3〕陈正林,中学化学教学中“绿色化学”意识渗透浅谈〔J〕.化学教学, 2001, (11): 18?
  〔4〕邓育红,绿色化学课程—化学教学新理念〔J〕.中学化学教学参考, 2002, (2): 2?
  〔5〕汪朝阳,绿色化学与中学化学命题〔J〕.化学教育, 2001 (12): 23-24?

化学综述论文范文

09
  问题的提出
  1. 1研究的背景
  提高每个公民的科学素养,这个日标现在己经成为世界各国的战略共识,并作为提升国家综合国力的战略方针,大部分国家和地区都己经制定了相对应的政策以及策略。1985年起,美国科学促进会制订了一项致力于提高全体美国人科学素质的“2061计划”,该项计划初步预定在2061年当哈宙彗星再次的回归的时候,所有的美国公民都应该具有一定的科学素质。万美国出台的《国家科学教育标准》就直接受到该项计划的影响,2061计划在全世界引起了很多人的关注。同样的,欧盟国家也制定出了一些相应的政策,在2003年的时候就分别实施了两项具有战略意义的计划,它们是欧洲研究区和科学与社会。其中科学与社会日的就在于提高公民的素质,促进科学与社会更加的融洽。发展中国家也不甘落后,它们也十分的关注本国公民科学素质的提高。在1999年的时候,印度就公布了《提高科学文化素质》的报告,其中特别的强调了各个公民所获得的科学知识的重要价值。
  在我国也同样的出台了一些相对应的政策,比如我国在2006年颁布的《全民科学素质行动计划纲要02006-2010-2020年)》,这个政策就给我国公民素质的提高提出了一个总的方针政策。同时还出台了很多其他的政策纲要等等,如《科学素质纲要》,在该纲要中就给出了关于“十一五”期间我国公民科学素质行动计划的一些要求,其最终日的都是提升国民整体素质。促进社会和谐发展。
  我国的基本国情的是人日众多,但这众多的人日,大多数都是生活在农村。所以要提高公民的科学素养,提升国家的教育水平,重点是提升农民素质,搞好农村教育。农村教育是农村的希望。农村教育发展了,农民素质提高了,才能有效缩短城乡发展差距,提高国家整体发展水平。近年来国家也提出一些相应政策,如“二支一扶”、“教师特岗计划”及“选聘高校毕业生到村任职”等,这些都是鼓励大学毕业生去为农村服务,提高农村服务水平和教育质量。努力办好农村教育,提高农村人日的文化素质,实现经济与社会、城市与农村I}}调发展,那么改变“一条腿长、一条腿短”的问题,也不再是一句空话。在很大程度上可以说,农村教育直接关系到我国全面建设小康社会和现代化日标的达成。
  提高农村教育质量的重要途径之一就是大力开展教育教学改革。2001年7月教育部颁布了《基础教育课程改革纲要试行》(以下简称《纲要》),标志着我国进入新一轮的课程改革。此次改革的教育理念是全面发展、人人成才以及多样化人才,根本要求是育人为本,基本方向是德育为先、能力为重和全面发展,做到有教无类、因材施教,尊重学生个性差异,并鼓励发展学生的个性和培养学生的特长,实质就是摒除应试教育和精英教育,大力发展素质教育和全民教育。而这些改革的具体实施最终都要由广大农村人民教师来完成。教师是教育之本。有好的教师,才会有好的教育。我国教师承担着教}弓育人,培养社会卞义事业建设者和接班人、提高民族素质的使命。如陶行知先生所言,“学校是乡村的中心,教师是学校和乡村的灵魂,小而言之,全村之兴衰;大而言之,全民族的命运都掌握在了小学教员的手里。
  1. 2研究的问题
  我国现在共有900多万农村教师,农村教育事业发展归根结底还是需要依靠广大农村教师。化学教学设计是有效实施课堂教学的前提,而教学日标的设计又是课堂教学设计的第一步,作用至关重要。教学日标设计不仅关系到课堂教学模式、教学策略等的选择及对教学结果的测量、评价,也关系到化学课程日标的落实。因此,本文以农村化学教师对教学日标的设计为出发点,对教师教学日标设计、教学设计的研究及其反思具有重要的研究意义和潜在的应用价值。鉴于上述研究目的,本文研究的具体问题是:
  (1)解农村化学教师关于教学日标的认识情况
  (2)了解农村化学教师关于教学日标设计的情况
  1. 3研究的目的与意义
  农村是社会的根基,改造现代社会,首当其冲是改造农村,而改造广大农村,必须大力发展农村教育。农村教育是农村发展的基础性条件,农村教育质量的好坏直接关系到国家的兴衰成败与长治久安。而发展农村教育的卞力军无庸置疑就是广大农村教师,教师是教育之本。有好的教师,才会有好的教育。教师是教育事业的支柱。在国内外有关教学日标设计的研究,日前研究者卞要是高等院校的专门研究人员或者是从事教育学、心理学研究的教育工作者,而研究教学目标或教学目标设计的中小学教师则寥寥无儿,大多都是一些经验的总结。目前研究更多的是在教学目标分类体系、教学目标表述、目标功能等理论层面上,而对具体化学学科的教学目标如何设计的研究,还十分薄弱。
  提高教学质量的重要途径之一就是科学的教学设计。而教学目标的设计则是课堂教学设计的第一步,更是至关重要的一步。课堂教学目标是指学习者在教学活动中将要达到的预期学习结果,它是教学活动的出发点和归宿,对教学活动起着一定的导向调控和评价的作用。所以,科学而合理的设计教学目标是实施有效教学的重要策略。研究农村化学教师教学目标的设计有利于广大教师尤其是农村化学教师认识到教学目标设计对教学活动开展的重大意义以及掌握,确设计教学目标的方法,懂得科学而合理的设计化学教学目标。这有助于教师有效实施教学,提高教师教学水平。促进新课程理念向教学实践的转化,从而进一步提高中学化学教学的质量。
  本课题选择化学教学目标设计作为研究课题,就是n在通过农村化学教师对教学目标的认识、教学目标设计情况等问题的研究,进一步加深教师对教学目标的认识,清楚、明确教学目标的定义、功能、分类方法、教学目标设计依据、教学目标决策及教学目标表述等问题,进而增强目标意识。这不仅有利于教师重新,确认识教学目标,更有利于教师在具体教学实践活动中,确把握课堂教学目标,有效指导教学活动与教学评价,进而促进学生的发展。同时也希望给广大化学教师在教学目标设计上提供一些方法和指导,以优化化学课堂教学。改进目标设计,提高教学效率,最终实现课程改革的目标:学生培养成高素质的人。这既是本次课改的立足点,也是选择本课题的立意所在。
  2 文献综述 ........................14-26
  2.1 教学目标的相...................14-20
  2.2 教学目标设计的....................... 20-24
  2.3 化学教学目标设................... 24
  2.4 文献综述....................... 24-26/> 3 研究的理论.......................26-36
  3.1 教学设计理论...................... 26-28
  3.2 教学目标设........................ 28-33
  3.3 教师专业发展.................. 33-36
  4 研究的设计................ 36-42
  ..........................................................
  结论
  调查结果显示,教师对教学日标的认识存在严重的欠缺。教师误认为教学日标等同于教学任务。教师之所以会有这样错误的认识,卞要是没有搞清楚教学日标的卞体。教学日标是指学生通过学习应达到的行为结果,也就是说教学日标的卞体是学生,而不是教师。教师忽视教学日标在教学中的地位,教学日标是教学活动的核心,引导着整个教学活动过程。教师忽视教学日标设计环节。教学日标不是随便就制定出来的,更不是胡乱抄出来的,而是需要精心的设计。教师要有一定的认知活动,并进行教学日标决策,最后,确陈述出来。教师忽视二维日标中的情意日标。教师过分关注知识技能日标,认为“情感态度价值观”日标只是是摆设,无足轻重。其实情意日标才是我们教学的最终要实现的日标。学生要形成新思想、新观点,产生新思路,培养创新意识和创新实践能力,就必须学会体验。情意日标在二维日标中应是第一位的。

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