高中綠色化學的定義范例6篇

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高中綠色化學的定義

高中綠色化學的定義范文1

1.綠色化學的涵義

綠色化學,顧名思義,就是對環境無害的化學,也通常被稱為無公害化學.從環境保護的角度說,綠色化學可以定義為利用化學相關知識,減少或者消除對人體、環境有害的物質,達到化學無公害化.有關學者提出了原子利用率理論,本質含義就是盡量做到把每一個原子都充分利用,做到真正的百分百利用.隨著科技的發展,綠色化學成為了一門交叉學科,不僅涉及化學工藝學,而且還可能涉及機械、化工、電子、自控等多個學科門類.隨著世界各國積極倡導綠色化學,大力扶持相關產業,也使綠色化學成為一門朝陽產業.

2.綠色化學的核心內容

通過對上文中綠色化學的多角度定義可以得知,綠色化學的核心是綠色,綠色當然是一個替代詞.綠色化學的理念基礎就是我們通常所說的5R原則,所謂5R原則來源就是五個綠色化學關鍵詞的英文首字母,具體為減量(含義為盡量減少相關污染物的排放)、循環使用(對涉及的原材料循環使用,達到高利用率)、回收(對相應的污染物進行回收處理,做到不浪費一點資源)、再生(再生的含義就是盡量使用可以再生的資源,在原料的選擇上下功夫,以利于環境保護)、拒用(拒用的含義就是拒絕使用有害物質,積極研發替代品).通過對5R原則的介紹,我們知道,綠色化學的核心理念就是節約資源,保護環境.

二、化學教學中引入綠色化學的必要性

1.綠色化學與中學化學教育

化學教育是中學生必修的一門科學基礎課,也是我國實施科教興國戰略的重要組成部分,對于培養高素質人才至關重要.在中學階段,化學課程的主要任務就是普及化學知識,激發學生的興趣.中學階段的化學課程處于啟蒙階段,所以在學生啟蒙階段積極培養學生的綠色化學觀念十分重要,對于實現可持續發展也有一定的教育作用.

2.在中學化學中如何引入綠色化學

熟悉中學化學教材的人都知道,在教材的相關章節中提到了綠色化學的重要性,為了從感官上培養學生的綠色化學觀念.如在制備有毒氣體時,我們一般的常識是在通風櫥中進行,現在結合現有的實驗設備,為了提高反應效率,可以在完全密封的環境下進行反應,這樣既可以獲得較高的反應效率,又可以做到有毒氣體零排放,通過有毒氣體的制取實驗,也可以引入綠色化學概念,提高學生的綠色化學修養.

三、實驗教學中滲透綠色化學理念

1.培養學生綠色化學意識

查閱相關資料得知,我國中學生在綠色化學素養培養方面普遍較差,為了改變這一現狀,積極倡導綠色化學觀念,必須在化學教學與實驗中培養學生的綠色化學素養.我國化學教育現狀是重視學生的理論成績,不重視學生的綜合素質培養,特別是綠色化學理念的培養,在這種背景下,教師要承擔起綠色化學理念傳播者的重任,以身作則,在化學實驗中積極倡導并身體力行綠色化學理念,積極響應國家可持續發展號召,以5R原則為指導原則(5R原則即減量、循環、回收、再生、拒用)來培養學生的綠色化學理念.也可以作為實驗準則,解決教學實驗中容易出現的浪費和污染環境的系列問題,相關教學單位,可以考慮把5R原則作為實驗室守則予以公布,真正發揮5R原則的作用,切實讓學生知道綠色化學的重要性.

2.應用綠色化學原理,改進化學實驗設計

在5R原則的指導下,以綠色化學理念的培養為契機,積極應用綠色化學原理,改進中學化學實驗設計,真正做到綠色化學在理念上深入人心,在實際行動上做到實處,結合當今中學實驗室實際,本文詳細介紹如何利用綠色化學原理,對現在的中學化學實驗進行徹底改造,為了脈絡清晰,本文從以下幾個方面介紹:

(1)積極探索新方法

化學是一門奇妙的學科,方法多樣性是其主要特點,化學反應不是固定的,其反應效率和反應速度可能因為環境溫度、反應物濃度或者催化劑的不同而有天壤之別,有的反應自然反應極慢,但是加入相應催化劑后可以上百倍的增加反應速度,基于這個原理,我們在設計化學實驗時,一定多探索,積極開發新的催化劑,盡量使反應發生的快而徹底,減少廢棄物的產生,從源頭上踐行綠色化學理念.

(2)實驗的器具多樣性

隨著科技發展,化學器具更新很快,在這種背景下,我們要把綠色化學理念融入到化學儀器的設計生產中,結合中學化學實驗室實際,我們在進行相關實驗時,既可以利用常規儀器,也可以利用高科技的微型器具,也可以我們自制實驗器具,在實驗過程中要充分考慮綠色化學理念,積極探索適合綠色化學的新器具,比如,在濃硫酸與金屬銅反應制備硫酸銅的反應中,中學實驗室提供的常規儀器太大,容易造成浪費,在這種背景下,我們可以利用微型實驗儀器,這樣既滿足了實驗要求,又大大節省了反應原料,充分體現了綠色化學的相關理念,可以對學生達到良好的教育作用.

(3)實驗場地和環境多樣性

通過查閱相關資料得知,中學化學實驗一般不具有很大的危險性,所以有時候試驗場地不僅僅只局限于實驗室,比如在做pH測試實驗時,一般實驗室會提供多種酸或者堿性物質以備檢測,但是這樣會浪費大量的實驗原料,為了積極踐行綠色化學理念,教師可以把學生實驗室放在野外,學生采集相關標本,研磨成汁,再用相關試劑測試物質的酸堿性或者具體的pH,這樣既可以節省實驗材料,又可以給學生主動性.因為,實驗室的物質已經知道酸堿性,所以學生做的只是驗證實驗,而上述新方法,由于不知道所采集標本的酸堿性,所以這就成了探索性實驗,大大喚起了學生的積極性,也十分符合綠色化學的理念.

3.藥品利用綠色化

藥品利用綠色化也是綠色化學理念的重要方面,藥品利用綠色化就是在化學實驗時,要節約藥品,合理使用藥品,對于價格昂貴的藥品,還要積極探索替代品,以節約珍貴的資源,從藥品利用層面上踐行綠色化學理念.

四、化學教學中滲透綠色化學教育理念的行動研究

1.充分挖掘教材中的綠色化學資源

現在的中學化學教材都十分重視綠色化學理念,在課本中都隨處可見綠色化學理念,通過實際閱讀中學化學課本,教材中的綠色化學理念主要體現在以下幾點:

(1)節省資源作為主體.在中學化學課本中,以節約資源作為整本書的理念支撐,例如在氯堿工業中采取了循環操作,體現了綠色化學中節省資源能源的基本原理.

(2)在設計中學生化學實驗時,把綠色化學理念貫穿其中,在設計實驗結構圖時,尾氣處理必不可少.

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關鍵詞:綠化化學;環保理念;化學教育;實驗改進

20世紀90年代,美國化學會針對日益嚴重的環境污染頒布了污染防治法案,將污染防止確立為美國的國策,在該法案中第1次出現了“綠色化學” (Green Chemistry)一詞,其定義為:采用最少的資源和能源消耗,產生最小的排放的工藝過程。所謂“綠色”是指一種保護環境、保護資源,可持續發展的理念。綠色化學是人類和自然和諧的化學,其最大的特點在于它是在始端就實現污染預防的科學手段。它主張在通過化學轉換獲取新物質的過程中充分利用每個原子,具有“原子經濟性”,因此,它既能充分利用資源,又能實現預防污染。

綠色化學為化學教育教學提出了新的指導思想。化學實驗與綠色化學聯系最為緊密、最為直接,在實驗教學中貫徹綠色化學思想最為重要。如何將綠色化學理念有機滲透到化學實驗的改進中,以期達到在綠色環保之目的呢?

1 化學實驗要盡量減小試劑的濃度

在現行化學教材中,有些實驗指明了藥品濃度,有些實驗沒有指明藥品濃度。對涉及藥品濃度的實驗探索和改進,既能節約藥品、保證實驗效果,又能減少環境污染。

1.1 指示劑濃度的減少

指示劑酚酞、石蕊、甲基橙、品紅等,特別是酚酞和石蕊,指示劑變色很靈敏,即使用微量藥品也會有明顯現象和效果。原濃度為0.5%~1.0%,經改進可減少到0.1%~0.25%,也可以相應減少酒精的用量。

1.2 苯酚性質實驗

苯酚溶液濃度由2%降至0.5%~1.0 %,溴水濃度也可降低為橙紅(稍濃)。

1.3 對定性檢驗劑硝酸銀濃度改進

在進行銀鏡反應配制銀氨溶液時,將硝酸銀濃度、氨水濃度均可由2%降為1%,實驗效果依然。而在高中化學一般離子檢驗中,硝酸銀濃度微量0.1%足已。

1.4 濃度對化學平衡的影響的演示實驗中硫氰酸鉀、三氯化鐵溶液的濃度可由0.01mol/L降為0.0005mol/L,1mol/L降為0.5mol/L

這些改動實驗藥品的濃度都增強了實驗效果。中學化學實驗中降低實驗藥品濃度的例子還很多,作為化學實驗工作者,應具有綠色化學的思想,并指導日常工作,盡可能地降低實驗藥品濃度,減少藥品的損耗,預防環境污染。

2 要盡量推行微型實驗

微型化學實驗作為綠色化學的一項方法和技術,已在國內外日益得到重視和推廣。利用微型化學實驗能真正體現綠色化學預防污染,而不是治理污染。其優點是現象明顯、效果良好;減少試劑用量,降低實驗費用;降低排廢量,減少污染;縮短實驗時間且安全可靠。在微小型的儀器中,用盡可能少的試劑來進行實驗(一般為常規量的1/10~1/1000)。因為只有儀器微型化了,才能減少試劑在器皿上的附著量,同時還應盡可能減少中間產物的轉移過程,以減少試劑在器皿上的附著。在學習元素化合物性質、實驗習題和一些有刺激性氣味、有毒物質的制備時,可選用微型化學實驗,充分利用其突出優點。實驗中除了可使用已研制成功的井穴板等微型儀器,還可以把集氣瓶、燒瓶、啟普發生器等微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時,可借助現代化輔助教學手段把實驗結果放大。如濃硫酸的吸水性和脫水性實驗,藥品種類多、份量大,改在點滴板上進行,并且利用實物投影儀將實驗結果放大,既減少藥品消耗及廢物污染,又縮短實驗時間,現象非常明顯。又如,乙酸乙酯的制取實驗,改用W型管(如圖1),然后水浴加熱,藥品用量少,反應快,現象非常明顯。整個實驗都貫穿了綠色化學的思想。

3 改進有毒氣體的制取裝置

如實驗室制氯氣,最后的尾氣通入氫氧化鈉溶液,防止氯氣排入空氣造成污染。為防止在收集多瓶氯氣時逸出過多的氯氣,可對實驗進行如下改進,具體做法是:a.按圖2組裝好儀器,燒杯中裝好NaOH溶液。b.檢查裝置的氣密性。 c.裝藥品。d.制取并收集Cl2。e.先關閉止水夾K2,打開止水夾K1,用a1收集好一瓶Cl2,更換集氣瓶再收集Cl2,關閉止水夾K1,打開止水夾K2,再用b1收集C12??梢娫诖耸占^程中Cl2幾乎被全部收集,有效地減少了向空氣中逸散,從而減少了對人體的危害和對環境的污染。

4 改進有毒氣體的吸收裝置

如濃硫酸的脫水性實驗:燒杯中放入20g蔗糖,加入幾滴水,攪拌均勻。然后加入15mL溶質的質量分數為98%的濃硫酸,迅速攪拌。觀察實驗現象。此實驗的缺點是:反應放出大量有刺激氣味的有毒氣體如SO2等,對空氣污染嚴重,學生咳嗽不止,甚至干擾了課堂正常秩序。改進方案:將200ml燒杯置于有少量水的玻璃水槽內的一塊大理石小墊塊上(大理石小墊塊稍微高于水面),再在200ml小燒杯上倒扣一個大燒杯(如圖3)。 玻璃水槽內裝入NaoH溶液,吸收SO2等有毒氣體,防止生成的SO2排入大氣污染環境。

5 改進產生大量煙的實驗

如鈉在空氣中燃燒的實驗,在學生分組實驗中,按課本及參考書中介紹的方法,實驗過程中會損壞很多玻璃管或蒸發皿,如選用石棉網,實驗后的石棉網也不能再次使用,造成很大的浪費。更重要的是生成的過氧化鈉呈煙狀,跑到大氣中,既污染環境,又不容易觀察生成物的顏色。改進做法:將石棉網換成方形的白鐵皮或鋁片,折起四邊成小盒狀,將一綠豆大小的鈉,吸干煤油后放在其中,將其置于三角架上,用酒精燈加熱,鈉很快便可熔化、燃燒。實驗現象:看到鈉逐漸燃燒,呈黃色火焰,生成菜花狀的淡黃色固體。改進后的優點:生成的過氧化鈉基本上都留在白鐵皮或鋁片上,既有利環保,又容易觀察到產物的顏色;冷卻后取出燃燒產物,將白鐵皮或鋁片清洗干凈擦干以備后用。

6 循環使用溶劑和充分利用反應產物

綠色化學是一門從源頭上阻止污染的化學,所以,我們應該應用化學的處理方法,充分利用現有資源及反應產物。這不僅從源頭上防止了污染,而且增加了經濟效益。

如萃取實驗用的有機溶劑CCl4、煤油等,如果廢棄了,不僅污染了環境,而且會產生新的隱患。如果進行回收、集中、化學處理,它們又可重新使用。對于萃取碘的CCl4、煤油可以用稍濃的NaOH溶液洗液、分液。又可重新得到CCl4、煤油,進行萃取。鐵和硫反應生成硫化亞鐵,收集演示實驗生成的硫化亞鐵,進行制取硫化氫的實驗。對一些收集了又不用的有毒氣體,可對學生做怎樣吸收該氣體的實驗。如氯氣及未完全進行反應的氯氣,在集氣瓶中加入一些NaOH溶液,吸收氯氣。在學生分組實驗中,配制一定物質的量濃度的溶液中,把容量瓶的規格改為50ml或100ml,配制HCl溶液的濃度改為0.1mol/L或0.2mol/L(不同班級任選一個),配制NaOH溶液的濃度改為0.15mol/L,再分瓶收集備用于中和滴定,要把2個實驗的順序安排好。

在實驗工作中,用綠色化學的思想來指導,更能有效地防止污染。

綜上所述,化學實驗的改進要力求利用最少的實驗藥品,獲得最佳的實驗效果,最大限度的減少廢棄物,提高學生的環境意識。只有這樣,才能使化學實驗與綠色化學理念相吻合,增進師生的綠色化學和環境保護意識。

參考文獻

1 謝志剛,宋仲容,王家平.無機化學教學中綠色化學理念的滲透[J].化學教育,2006(8)

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【關鍵詞】解題思路;思維障礙;障礙突破;思維方法

教學過程中,很多學生反映課上聽得很“明白”,但到自己解題時,總感到無從入手,實際上并不是問題很難,也不是解答過程十分復雜,而是學生沒有思路,即化學思維存在著障礙。

一、學生思維障礙的具體表現

在中學化學學習中,學生的思維障礙可以概括為以下幾個方面:

1.不知問題考察什么知識點

學生感到化學知識繁雜,盡管學了很多知識,但不知試題考查的是哪個知識點,不會學以致用,也就無從下手。

2.概念、定義、公式在考試時常常用錯

課本上的概念、定義、公式都會背,但在考試時常常用錯,比如求溶液的物質的量濃度,應該用c=n/V,但卻用成了c=n/22.4。

3.題目很熟,但往往做錯或做不全對

在考試時,考生經常遇到一些熟題,一看就明白,但做出來往往不是做錯就是做不全對。

4.在關鍵的解題思路處卡住,出現“思維盲點”

5.綜合性問題沒有頭緒,無從下手

只會做一些簡單題,遇到較復雜的綜合性問題時,思緒亂,找不到突破口,不知從哪里開始下手求解。

二、高中化學思維障礙的突破

1.提高學生學習興趣,主動掌握基礎知識

興趣是最好的老師,學生對化學學習有了興趣,才會主動去學,主動去想,這比單純被動的去記效率要高得多,學生掌握的才更牢固,才能更大程度地預防學生思維障礙的產生。因此在教學中,老師必須遵循學生認知發展的階段性特點,因材施教。比如高一講授氧化還原知識時,就不能講練過偏過難的題,以免打擊學生學習的積極性,使他們對化學失去信心。學生有信心,才會有興趣,才會樂于學。

化學是一門實驗性學科,經常做實驗,教師可以以實驗為平臺,對實驗加以改進和創新,使實驗變得更有趣。比如做噴泉實驗,可以做成彩色噴泉,做SO2的漂白實驗時,可以用剪的花朵或卡通圖像代替紙條,學生肯定記憶更深刻,對化學也會更感興趣。

2.理清知識思路,構建合理知識網絡

如何塑造良好的知識結構呢?心理學指出,學生學習和掌握知識的過程是一個構建知識結構和發展能力的過程。學會構建化學知識網絡,學會總結。這包括:

(1)準確掌握概念、原理、定理、定義和重要事實。每一概念要掌握其核心實質,如燃燒熱,概念的核心是1mol;可燃物;完全燃燒,穩定的氧化物。

(2)對比知識點之間的聯系和區別。如氧化劑與還原劑、離子化合物和共價化合物、電離反應與水解反應、燃燒熱與中和熱等,都可列表進行聯系和對比。區別相似、相反概念間的異同點,使學生形成較清晰的局部概念體系。

(3)將知識系統化、整體化。結構化系統化的知識才是真正的知識。對于化學的學習應是宏觀把握,微觀掌握。抓規律、記特殊。學生要在老師的指導下,對知識概括歸納,構建知識塊、知識鏈,形成知識網絡。

3.重視化學思想方法的教學,指導學生提高化學意識

化學意識是學生在解決化學問題時對自身行為的選擇,它既不是對基礎知識的具體應用,也不是對應用能力的評價,化學意識是指學生在面對化學問題時該做什么及怎么做,至于做得好壞,當屬技能問題,有時一些技能問題不是學生不懂,而是不知怎么做才合理,有的學生面對問題,首先想到的是套那個公式,模仿做過的題型下手,是化學意識落后的表現,教學中,在強調基礎知識的準確性,規范性的同時,我們應該加強化學思想方法的滲透。例如,有這樣一道題:

蘋果汁是人們喜愛的飲料,由于此飲料中含有Fe2+,現榨的蘋果汁在空氣中會由淡綠色變為棕黃色。若榨汁時加入維生素C,可有效防止這種現象發生。這說明維生素C具有( )

A.氧化性 B.還原性 C.堿性 D.酸性

要想解決此題,先讓學生認真審題,分析題意,篩選有用信息。Fe2+是淡綠色,在空氣中會變為棕黃色,加入維生素C可防止淡綠變為棕黃色。然后分析聯想,棕黃色是Fe3+的顏色,淡綠變為棕黃色,說明Fe2+被氧化為Fe3+,加維生素C可防止淡綠變為棕黃色,也就說明維生素C能防止Fe2+被氧化,維生素C肯定與氧化還原知識有關,排除C、D,再想,既然防止被氧化,肯定不能有氧化性,那就是還原性了,進一步考慮,若Fe2+被氧化為Fe3+,維生素C可將Fe3+轉化為Fe2+,也就說明它具有還原性。

因此,在化學教學中只有加強化學思想方法的教學,才能使學生面對化學問題,得心應手,從容作答,所以,提高學生的化學素養是突破學生化學思維障礙的一個重要環節。

在教學中可以采取多種方式與學生交流了解學生真實的想法,例如考生可以精心設計一些診斷性題目,事先了解學生可能產生的錯誤;有時也可以設置疑難,展開討論,選擇學生不易理解的概念、不能正確運用的知識或容易混淆的問題讓學生討論,從錯誤中引出正確的結論,這樣學生的印象特別深刻。通過暴露學生的思維過程,能消除消極的思維定勢在解題的中影響。當然,為了消除學生在思維活動中只會“按部就班”的傾向,在教學中還應該鼓勵學生進行求異思維活動,培養學生善于思考、獨立思考的習慣,不滿足用常規方法取得正確答案,而是不斷嘗試,探索最簡單、最好的方法解決問題,發展思維的創造性。

新課程改革對我們提出了挑戰,同時也帶來了機遇。我們應真正確立以學生發展為本的理念,主動適應教育改革的要求,以實踐探新路,以科研求發展,轉變觀念,改革教學內容、教學方法和評價標準,提高學生心理、知識和能力水平。授之與漁,這樣才能不負歷史的重托,才能培養出更多具有創造能力、創新精神,個性健全的人才。

參考文獻:

[1]吳效峰.新課程怎樣教:教學藝術與實踐.沈陽出版社.2002.(2)146―150

[2]彭聃齡.《普通心理學》北京師范大學出版社2001年版

[3]《中學化學教學參考》2001年第1-2期

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高中化學 實驗教學 教學方法

一、增加學生實驗的機會,以強化科學方法的學習

1.由學生來完成演示實驗。對于演示實驗,我們一般的處理方法是教師演示,學生觀察。學生看老師做實驗,雖然能看到老師的規范操作、能觀察到預期的實驗現象,但學生的觀察是被動的,難以激發學生學習的主動性。對于一些比較安全、技術要求不是很高的實驗,教師完全可以讓學生來進行實驗演示。學生上臺演示的時候,臺上的同學會想盡辦法要使實驗成功,臺下的同學會聚精會神地觀看他的操作,會從不同的角度指出操作過程中的優點和缺點。有些同學為了下次在同學面前有一個好的表現,他們課前會主動地去預習。與此同時,教師在臺下除了對進行演示的同學作一些必要的指導外,從學生的角度去觀察實驗,更能發現實驗中的問題及指導學生如何更好地進行實驗和觀察實驗。

2.開展微型實驗。對于微型化學實驗,很多人曾從不同的角度給它下過定義。雖然,他們的定義不同,但他們對微型化學實驗的原則理解是一致的,即儀器要簡單、用劑量要少、反應要快速、現象要明顯。微型化學實驗不是常規實驗的機械減量或縮微,更不是實驗經費不足而采取的一項權宜之計,而是在綠色化學理念下,對化學實驗的創新性變革,要求重新設計實驗方案,方案必須遵循微型化的原則。

微型實驗的引入對化學教學起了很大的促進作用,它可達到下列四個目的:一是防污染、保護環境;二是省藥品、省時間;三是提高了學生的學習興趣,提高了實驗能力和教學質量;四是有利:(1)廢棄物的充分利用,有利于培養勤儉節約、勤勞樸實的良好品質。(2)儀器用品的籌集制作,有利于提高學生的動手能力。(3)獨立實驗、精心設計、大膽探索、勇于創新,有利于開發智力和創造力。(4)豐富多采的微型實驗課外活動,有利于培養學生的創新精神和實事求是的科學態度。正如戴安邦院士所要求的“大力推行微型化學實驗,使我國中學化學教育皆有學生單人作業的實驗”。可以預見,微型實驗在激發學生對化學的興趣,培養師生間的合作精神與創新精神,改變公眾對化學的錯誤認識等方面將會起到更加積極的作用。微型實驗無疑是21世紀中學化學實驗改革的一大趨勢。

微型化學實驗實施舉例分析如下:

1.常見的顯色反應,淀粉溶液與碘液的反應。先準備一張濾紙,然后往紙上滴一滴淀粉溶液與碘水,濾紙立即變成藍色,而且具有非常明顯的效果。類似的微型實驗還可以進行KSCN與Fe3+的反應,依然具有良好的視覺效果。

2.焰色反應,這類反應是部分金屬元素的重要物理性質。以往這類實驗實驗過程比較復雜,微型實驗提倡采取比較廉價的濾紙來開展實驗,不僅可以縮減成本而且操作簡單。措施:

首先,準備好相關的溶液,其中有:NaCl、KCl、CaCl2,等等。其次,將準備好的濾紙剪成條狀,要注意體積要偏小,在濾紙上標注出對應試劑的名稱,然后放進所配制的對應溶液中,大約10分鐘左右取出。最后,將晾干的紙條滴上無水酒精,在酒精燈上進行灼燒,出現明顯的實驗現象:火焰呈現黃色的是NaCl、火焰呈現紫色的是KCl,而火焰呈現磚紅色的是CaCl2。

3.微型化學實驗中還有一個非常典型的實驗就是通過小試管、點滴板、培養皿等這些基本的化學實驗儀器來進行實際操作:

性質實驗中液體之間的反應應該都是以12×70mm的小試管來將常規試管代替的,這樣的改善,依然可以得到良好的實驗結果,但是卻能最大限度地縮減試劑的用量與實驗的時間,是完全符合經濟效益的。

另外,氨氣的性質實驗中,在同一個燒杯中放兩個棉花球,然后分別滴上幾滴濃氨水、濃鹽酸,然后將燒杯口蓋住,馬上同學們就能看到有白煙出現。還能利用培養皿代替燒杯來進行實驗,這樣的實驗配置比較適合金屬鈉與水的反應。因此,微型實驗的推出,讓化學實驗內容更加豐富多彩,更加方便快捷,最大限度地保障在有限課堂時間內能夠成功完成教學任務。微型實驗屬于一種新的教學方法、新的教學思想,還需要大家繼續研究與開發。

二、重視通過化學實驗事實幫助學生認識物質及其變化的本質和規律

化學實驗事實是對化學物質及其變化的外部特征和外部聯系的正確反映和描述,屬于化學經驗知識,是化學認識的最初成果。化學實驗事實知識主要指學生通過化學實驗獲得的直接實驗事實和通過查閱、上網、調查等方式獲得的間接實驗事實。實驗觀察是獲得化學實驗事實最基本、最重要的途徑和方法。通過親自進行的實驗觀察所獲得的是直接化學實驗事實,它對于化學科學認識和化學教學認識都有著十分重要的意義和作用。但是,限于現實的實驗設備條件以及人的時間和精力,有些實驗可能不能在課堂內進行,我們可以利用一些間接的實驗事實來幫助學生認識物質及其變化的本質和規律。

三、將現代信息技術和化學實驗教學進行整合

信息技術和化學實驗教學的整合,是指通過信息技術來創設生動活潑的化學實驗教學情景,轉變學生的化學實驗學習方式,使信息技術成為學生進行化學實驗學習的有力工具,從而達到提高學生的科學素養,促進學生主動發展的目的。利用多媒體課件可以替代一些費時或有毒有害的實驗、模擬化學反應的微觀本質、模擬化學實驗錯誤操作后果、模擬實驗設計、模擬化工生產過程等。對于一些可見度不是很強的試管實驗,我們可以借助多媒體平臺,在演示實驗后,播放模擬實驗的Flash課件,以放大實驗現象,使全班同學都能觀察到實驗現象。

堿金屬與水的反應,教材是安排一個演示實驗:綠豆大小的鈉、鉀分別與水反應。然后,根據實驗現象得出鉀比鈉活潑。教材再提供實驗事實:銣、銫與水的反應比鉀與水的反應還要劇烈,它們遇水立即燃燒,甚至爆炸。最后,得出堿金屬的性質遞變規律。教師在課堂上演示銣、銫與水的反應的實驗是很危險的,也很難進行。教師可利用多媒體播放銣、銫與水的反應視頻資料。

案例分析:視頻資料給學生提供了鮮明的實驗現象,形象的視覺和聽覺效果留給學生的印象是干巴巴的文字所無法達到的,與此同時,也使學生感受到化學科學的奇妙,激發學生學習化學的興趣。

另外,近年來,掌上實驗室技術為中學化學探究性實驗的開展提供了廣闊的空間。掌上實驗室技術是現代信息技術與化學實驗教學相整合的工具。掌上實驗室是手持技術與網絡技術的整合,手持技術是一個先進的便攜式數據采集系統,它將科學數據的世界放在了我們的手掌。積極探索運用掌上實驗室技術與化學學科的整合,優化化學實驗教學,是一個值得研究的重要課題。

參考文獻:

[1]方煒杰.高中化學實驗教學在新課標下的教學思考[J].考試周刊,2009,(38).

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關鍵詞: 化學史 中學化學 教學應用

一、問題的提出

近年來,中學化學教學中化學史的應用逐漸被重視,許多高等師范院校開設了化學史課程。對于中學化學教學中需要應用的化學史實,已有研究都以舉例形式呈現,未能系統指出中學化學階段涉及的化學史實。筆者在中學化學課程內容的基礎上,將化學史實分四個部分,下面對化學課程內容涉及的化學史實進行論述。

二、化學學科的形成與奠基者

1.化學學科的形成

人類從用火開始,由野蠻進入文明,開始用化學方法認識和改造物質,人類用火燒制熟食、制作陶瓷、冶煉金屬,逐漸學會釀造、染色等。早在公元前四世紀,我國有陰陽五行學說,認為萬物的構成以金、木、水、火、土為基礎,古希臘人提出的火、風、土、水四元素說,二者是古代樸素的元素觀。公元前兩世紀,煉丹術在古代中國盛行,后來傳入歐洲,演化為煉金術,成為近代化學的雛形。

2.波義耳――把化學確立為科學

化學史學家把1661年作為近代化學的開端,因為這年有本對化學發展產生重大影響的著作問世,這本書是《懷疑派化學家》,它的作者是英國化學家波義耳(1627-1691),波義耳最大的貢獻是給化學元素下了科學定義,他的科學成就還有對空氣性質的研究、燃燒現象本質的研究、酸堿和指示劑的研究,波義耳被譽稱“把化學確立為科學”。

3.拉瓦錫――近代化學之父

拉瓦錫(1743-1794),法國化學家,被稱為“近代化學之父”,拉瓦錫的科學研究方法開創化學發展的新紀元,他了統治化學理論達百年之久的燃素說,建立了以氧為中心的燃燒理論,他提出規范的化學命名法,倡導并改進定量分析方法,驗證了質量守恒定律,撰寫了第一部真正意義的化學教科書《化學基本論述》。

三、原子分子論與元素周期律

1.道爾頓――原子學說

道爾頓(1766-1844),英國化學家,1808年道爾頓提出了原子學說,為近代化學的發展奠定了重要基礎,在提出原子論的同時,確定原子量的測定工作,從而成為化學史上測定原子量的第一人,成為這一領域的拓荒者,引起當時歐洲科學界的廣泛關注,測定各元素的原子量成為當時熱門的課題。

2.阿伏伽德羅――分子學說

阿伏伽德羅(1776-1856),意大利物理學家、化學家,1811年阿伏伽德羅提出分子學說,在之后的50年里分子學說沒有受到科學界的重視,盡管阿伏伽德羅做了再三努力,直到他1856年逝世,分子學說仍然沒有為大多數化學家所承認,為了紀念阿伏伽德羅,把一摩爾某種微粒集體所含微粒數為阿伏伽德羅常數。

3.康尼查羅――原子分子論

康尼查羅(1826-1910),意大利化學家,1860年在德國卡爾斯魯厄的國際化學家會議上,他用充分的論據證實了分子學說的正確性,康尼查羅的工作使原子分子論得以確立,當時因為不承認分子的存在,化合物的原子組成難以確定,原子量的測定和數據呈現一片混亂,原子分子論的確立使原子量測定工作走出困境。

4.貝采尼烏斯――元素符號

貝采尼烏斯(1779-1848),瑞典化學家,對化學的突出貢獻是測定原子量和制定元素符號,他在近二十年的時間里孜孜不倦地從事原子量的測定工作,在化學發展史上寫下光輝的一頁,他首先倡導以元素符號代表各種化學元素,用化學元素的拉丁文名表示元素,這就是一直沿用至今的化學元素符號系統,他的元素符號系統公開發表在1813年由湯姆遜主編的《哲學年鑒》上。

5.戴維――發現元素最多者

戴維(1778-1829),英國化學家,19世紀初,戴維用電解法和熱還原法制得鉀、鈉、鎂、鈣、鍶、鋇、硼和硅,證明了舍勒發現的黃綠色氣體不是所謂的“氧化鹽酸”,而是一種化學元素的單質。他將這種元素命名為Chlorine,中文譯名為氯,使元素的種類增加了九種,是發現元素種類最多的科學家。

6.門捷列夫――元素周期律

門捷列夫(1834-1907),俄國化學家,于1869年發現元素性質隨原子量的遞增呈周期變化的規律――元素周期律,他根據元素周期律編制了第一個元素周期表,把當時已經發現的63種元素全部列入表里,從而初步完成使元素系統化的任務,此時還有許多元素沒有被發現,他在元素周期表里留下空位,對某些未發現元素的性質作了預言,后來他的預言都得到證實。

四、化學重要原理的提出

1.化學熱力學與動力學理論

蓋斯(1802-1850),俄國化學家,熱化學的奠基人,化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關,而與反應的途徑無關,即著名的蓋斯定律。吉布斯(1839-1903),美國科學家,他奠定了化學熱力學的基礎,提出了吉布斯自由能。范特霍夫(1852-1911),荷蘭化學家,在化學反應速度、化學平衡和滲透壓方面取得了驕人的研究成果,1901年第一個諾貝爾化學獎授予范特霍夫。勒夏特列(1850-1936),法國化學家,1888年他提出了化學平衡移動原理(勒夏特列原理)。哈伯(1868-1934),德國化學家,發明了合成氨的方法,1918年獲諾貝爾化學獎。

2.化學酸堿理論

波義耳提出了最初的酸堿理論:能使石蕊試液變紅的物質是酸,能使石蕊試液變藍的物質是堿。阿倫尼烏斯(1859-1927),瑞典科學家,電離理論的創立者,1887年提出了酸堿電離理論(阿倫尼烏斯酸堿理論):凡在水溶液中電離出的陽離子全部都是H+的物質是酸,電離出的陰離子全部都是OH-的物質是堿,他還研究溫度對化學反應速度的影響,得出著名的阿倫尼烏斯公式,提出活化分子理論和鹽的水解理論等,獲得1903年諾貝爾化學獎。

3.有機化學理論

維勒(1800-1882),德國化學家,1828年他因人工合成了尿素,打破了有機化合物的生命力學說而聞名,使有機化學得到了迅猛發展。李比希(1803-1873),德國化學家,被稱為“有機化學之父”,他發明和改進了有機分析的方法,準確地分析了大量有機化合物,提出了化合物基團的概念及多元酸的理論。凱庫勒(1829-1896),德國化學家,有機結構理論的奠基人,1857年提出碳原子四價和碳原子間相互成鏈理論,1890年提出苯分子的結構式,推動了有機化學的發展。

五、化學微觀世界的探究

1.原子結構理論

在道爾頓的原子學說基礎上,展開了原子結構的研究。湯姆遜(1856-1940),英國物理學家,1903年他在發現電子的基礎上提出了原子結構的葡萄干布丁模型。盧瑟福(1871-1937),英國物理學家,他根據α粒子散射實驗提出了原子結構的核式模型。波爾(1885-1962),丹麥物理學家,于1913年建立起核外電子分層排布的原子結構模型。20世紀20年代建立的量子力學理論,使人們對于原子結構的認識更深刻,從而有了原子結構的量子力學模型。

2.分子間作用力與化學鍵理論

范德華(1837-1923),荷蘭物理學家,范德華首先研究了分子間作用力,分子間作用力又稱范德華力??迫麪枺?888-1956),美國化學家,1916年提出離子鍵理論。路易斯(1875-1946),美國化學家,提出共價鍵理論。鮑林(1901-1994),美國化學家,他提出共價半徑、離子半徑、電負性、雜化軌道等概念和理論,他撰寫的《化學鍵的本質》被認為是化學史上最重要的著作之一,1954年因在化學鍵方面的工作取得諾貝爾化學獎。

六、結語

上述是中學化學課程內容涉及化學史實的系統總結,由于理論水平和篇幅限制,難免有所遺漏并且未能展開論述?;瘜W史實應用在化學教學中具有極大價值,有利于中學化學和大學化學教學的銜接,對化學課程標準和教科書的編寫有啟示意義,從學生角度而言,可以激發學生的學習興趣和探究欲望,使其了解化學學科發展的大致歷程,加深學生對科學本質的理解。在實際化學教學中,要依據課程內容要求和學生的認知水平,把握好化學史實涉及知識理論的深度和難度,合理應用化學史進行化學教學。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]周公度.化學是什么[M].北京:北京大學出版社,2011.

[3]邱道驥.化學哲學概論[M].南京:南京師范大學出版社,2007.

高中綠色化學的定義范文6

關鍵詞:高中生物;概念教學;高效課堂

《普通高中生物課程標準(實驗)》指出,“注重使學生在現實生活的背景中學習生物學,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念……”在近十年的高中新課程改革實踐中,廣大生物教師在教學理念、教學方法和教學模式等方面都有了很大的改進,但由于高考應試教育的影響仍然無法消除,這就使得在生物教學中,教師、學生、家長都難免產生種種急功近利的認識和行為。例如,不愿在概念教學上多花時間,而是以“直接告知定義,提出幾項注意”的方式進行;對于生物學核心概念的運用也是以“題海戰術”來強化,死記硬背的學習方式導致概念內涵難于理解,概念外延不能正確把握,學生缺乏扎實的生物學根基,后續學習效果難以讓人滿意。因此,要實現生物課堂的有效、高效、長效教學,就必須從核心概念教學做起。

一、生物學核心概念的內涵及種類

關于生物學核心概念,北師大劉恩山教授認為:“核心概念是基于整個課程標準某個主題的知識框架中概括總結出來的,強調概念之間的關聯與概念體系的結構?!崩纾夂献饔镁褪歉咧猩镏械暮诵母拍钪?,這一概念高度精準地對綠色植物所特有的把光能轉化為化學能、將無機物轉化為有機物的代謝過程進行了概括。通過對生物學核心概念的探究和學習,能有效提高學生對生物學知識的認知能力、理解能力及創新運用能力,切實提高生物教學效率。

生物學核心概念非常豐富,從宏觀上可分為構成型、組成型、過程型以及結果型4類。構成型概念用來概括生物體的構成層次特點及構成單位的特征。例如,細胞是生物體結構及功能的基本單位這一概念。組成型概念是構成型概念的具體化描述,即從生物體的位置、結構、功能等多個層面進行細化描述。過程型概念則偏重于對生物體的整體生理過程的表述,包括起始與結果這兩個狀態。結果型的概念主要強調某一過程或誘因所產生的結果。生物學的4類概念劃分是相對的,很多概念常交錯結合在一起形成相互關聯的概念體系。所以,要提高教學的有效性,就必須加強生物核心概念的教學。

二、高中生物核心概念教學現狀的分析

1.傳統概念教學的長處

雖然傳統教學有種種弊端,但其對基本概念教學的重視值得借鑒。傳統教學常常緊扣文本,從三個方面對生物基本概念進行講解與分析:分析生物概念的內涵,即對生物概念的內容及其實際意義進行分析;強調生物概念的外延,即突出生物概念的適用條件和范圍;聯系相關概念,區別相近概念。這樣的概念教學顯得較為嚴謹扎實,有利于學生在短時間內學量的知識,最終形成自己的知識結構和技能技巧,并對知識進行遷移和運用。

2.現代概念教學的不足

雖然現代教學有種種長處,但其對概念教學的忽視值得反思。很多教師僅強調生物概念的知識本位,而忽視概念形成過程的教學。具體體現在:重結果,輕過程。在引入概念時,沒能讓學生對其必要性獲得足夠的感性認識,而是直接給出概念,造成學生對概念的死記硬背,沒有對概念的實質進行徹底的理解,沒有形成自己的感悟。重解題,輕概念。題海戰術成為學習生物概念的捷徑,很多教師不愿意在核心概念教學上多化時間,認為學生在做題的過程中就能很自然地對概念進行理解和掌握。重眼前,輕長遠。師生、家長都達成共識,高考是最大的眼前利益,所以考什么就學什么,怎么考就怎么練,生物概念的建立和理解上時間只占20%,80%的時間都花在習題訓練上。

三、加強核心概念教學,打造生物高效課堂

1.注重概念的情境導入,為高效課堂營造氛圍

生物課的導入方式多種多樣,其中之一就是注重設計相關概念的導入情境,為后續學習內容做一鋪墊。

通過概念導入時,不能只給出定義,讓學生自己去背誦、記憶,而是要精心設計導入情景,激發學生的學習興趣,引導學生對生物概念有一個準確的、深刻的認識。

聯系學生生活經驗和已有的知識來導入概念教學。高中生不管是生活經驗還是知識儲備都有了一定的基礎,對事物也會有自己獨特的認識。美國心理學家奧蘇伯爾說過:“影響學習的唯一最重要的因素,就是學習者已經知道了什么,要探明這一點,并應據此進行教學?!币虼?,教師可在現實生活的背景中來設計概念導入情。例如,在學習碳水化合物的概念時,學生基本都知道,但又都難以表述,并將其與糖類劃等號。這時教師可先介紹碳水化合物的定義,接著讓學生列出他們在化學中所學的各種物質以及相應的俗稱,然后進行連線,在此基礎上,將碳水化合物與糖類寫出,并畫上等號,此時學生就會明白碳水化合物僅是一種俗稱。在這一過程中調動了化學學科的知識,不僅讓學生感覺到生物與化學的聯系,還能對碳水化合物的概念有進一步的認識。

利用生物實驗來引入概念教學。生物學是以實驗為基礎的自然科學,所以在概念教學中要善于利用實驗教學。例如,在學習酶的概念時,學生對酶的認識有限,但對無機催化劑的作用較熟悉,這就可讓學生通過比較酶和無機催化劑的實驗結果來認識酶的催化作用及其高效性特點。這樣既有助于學生理解酶的概念,落實新課標,倡導探究性學習,重視生物學實驗的理念,又提高了學生的實驗操作能力。

2.重視概念的自主建構,為高效課堂夯實基礎

概念形成過程的教學是概念教學的重點和難點。新課標強調面向全體學生,確立學生的主體地位??梢姡黄七@一難點,一定要發揮學生的主觀能動性,通過學生自主建構來實現。這就要留下充足的空間和時間來讓學生自主探究和合作交流,充分體驗概念形成的過程。例如,對于“種群”這個概念,就需要通過正、反兩方面的例子引導學生自主建構。正例可以是:一塊草地上所有的蚱蜢,一個池塘中所有的鯉魚等。而反例可以是:太湖中所有的魚,惠山上所有的松樹等。還可讓學生自己舉出一些例子,讓學生在交流討論中建構正確的“種群”概念:種群是一定時間和空間內同種生物的個體總和。有了這一基礎,學生應能與后續學習的“群落”“生態系統”等概念相區分。

注重概念形成過程的教學,旨在讓學生對概念的本質特征有個明確的認識。例如,上述“種群”的概念,如果只是舉“一個池塘中所有青魚,一片稻田中所有黑斑蛙”這樣的例子,學生容易誤認為種群就是一群相同的生物生活在一起。因此,還要再加上“一片森林中兩群狼、世界上所有的人、太平洋里所有小黃魚也是種群”等例子,以幫助學生排除無關特征的干擾。

同時,概念形成過程的教學還要加強比較,通過比較既能加強學生對概念的鑒別,又能打開學生的思路,建立辯證思維的學習態度。正例間的比較能讓學生歸納發現共同的本質特征,而正、反例間的比較則能讓學生加深對概念本質特征的認識,排除非本質特征的干擾。例如,森林、草原、農田、海洋、湖泊等生態系統,各有各的獨特特征,但同為生態系統,它們又有共同的特點:生物群落和無機環境相互作用的自然系統。

3.關注概念的有效遷移,讓高效課堂結出碩果

雖然高中生已具備一定的抽象思維能力,但對抽象概念的鞏固記憶和遷移運用仍非易事。因此,教師在概念教學中,可以運用擬人、比喻等方法,讓抽象的概念形象化,從而提高生物知識的趣味性,調動學生的學習積極性。例如,對于“光合作用”這個概念,我們可以將綠葉比作“工廠”,葉片的表皮細胞相當于“圍墻”,其上的氣孔比作“大門”,保衛細胞比作“門衛”,葉肉細胞中的葉綠體比作“車間”,其內的酶相當于“工人”,太陽能相當于“動力”,二氧化碳和水相當于“原料”,葡萄糖和氧氣相當于“產品”。此類例子很多,只要教師認真構思,因勢利導,巧妙設計,引導學生展開聯想,遷移運用,學生就能有效建構核心概念。

總之,在高中生物教學中,應高度重視核心概念教學,這對于實現新課程標準提出的“知識、情感態度價值觀、能力”三維目標具有重要作用。因此,打造高效生物課堂,必須重視核心概念教學。

參考文獻:

[1]樊慶義.核心概念教學是構建生物高效課堂的策略之一[J].山東教育,

2010,(08).

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