无机化学原理范文

时间:2023-12-11 17:12:18

无机化学原理

无机化学原理范文第1篇

关键词:无机化学;教学内容;衔接;教学方法

中图分类号:G642.3 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2013)19-0212-03

无机化学是化学、化工、材料、生物、制药等化学相关专业的主干基础课,一般于第一学期开设,无机化学对化学相关专业大学教学计划的顺利实施及培养目标的实现有着重要影响。无机化学既是衔接大学与中学化学教育的桥梁,又是横贯分析化学、物理化学、有机化学及诸多专业课的纽带,良好的无机化学知识是进一步学习后续课程和分析解决一般化学问题的重要理论基础。无机化学的内容繁多,既有化学基本理论知识,又有抽象的物质结构,还有知识点分散、内容繁杂的元素化学,对于不熟悉大学高信息量教学方式的大一新生,如何保证在较短的教学时间内,让学生能理清无机化学的知识脉络,掌握重点知识内容,对无机化学教学来说无疑是一个挑战。

我国中学均开设有化学课程,大一新生已具备一定的化学基础,在无机化学教学中,如何实现与中学知识及大学后续课程的衔接,以及无机化学自身基础化学反应理论、物质结构、元素化学各部分内部及相互间的有机衔接,对于无机化学教学效果将有着非常重要的影响,本文将从无机化学教学特点、教学内容衔接及教学方法上提出几点拙见,与同行们探讨交流。

一、无机化学教学特点

1.学时及教学内容差异大。由于近年教学学时的大量缩减,目前不同学校针对不同专业开设的无机化学课程学时差异明显,大部分学校针对化学、应用化学等专业开设的无机化学在100学时左右,也有部分约70学时;对化工及制药专业学时一般50~80学时;对于非化学化工专业,学时普遍较短,多为32~60学时。对于100学时的专业,一般具有较充足的时间对理论知识、物质结构、元素化学均进行较深入的讲解,学生可以掌握全面的无机化学知识;对70学时左右的专业,一般大约45学时用于理论及物质结构讲解,元素部分约25学时,元素部分教学内容不能完全覆盖;对于50学时以下的专业,许多专业只讲解理论知识和物质结构,元素部分基本不涉及。从目前现状看,对于短学时的无机化学课程,往往以牺牲元素化学教学为代价,把在分析、物化等课程中还会涉及的理论内容讲得较深入,这导致许多学生缺乏元素化学知识、化学知识整体结构不完整、学习内容不健全。

2.教材种类多,内容编排结构多样。目前出版的无机化学教材种类繁多,每年都不断有新出或修订版无机化学教材出版。为了无机化学书有更广的应用范围,大部分教材都完全包含了传统无机化学的基本化学反应原理、物质结构及元素化学三大模块,针对短学时的无机化学教材目前相对较为缺乏。无机化学教材内容编排不同教材差异较大,有的按化学原理、物质结构及元素化学排版,有的按物质结构、化学反应原理、元素化学介绍,教材中各模块间基本相互独立、衔接较少。在有限的教学时间里,要达到良好教学效果,教学内容的合理取舍与组织对教师无疑是一个挑战。

3.与其他课程存在交叉与衔接。无机化学是大学化学第一课,其教学内容与后续分析化学、物理化学、有机化学及诸多专业课都有内容的交叉与衔接。无机化学的酸碱平衡、配位解离平衡、沉淀溶解平衡和氧化还原反应是分析化学的理论基础。无机化学基本化学原理与物理化学中的动力学热力学存在明显的递进。原子结构、分子结构理论对解释有机化学结构依然实用。应用化学、材料等专业的多门课程都涉及无机化学知识,有的甚至就是元素化学的内容,如无机材料的制备等课程。良好的无机化学基础是后续化学及专业课程学习的重要基础,也是提高学生大学学习兴趣和自信心的有力保障。

4.学生个体差异显著。我们知道,按照中国现行高考制度,许多化学及相关专业的学生所就读的专业并非其自愿选择,而是通过调剂录取,对化学的学习兴趣各有不同。按照中学化学“必修2+选修6”模块式教学,不同省份及不同学校对中学化学教学的深度及广度不同,导致不同学生的化学基础存在一定差异。而且,随着高等教育大扩招,高考录取率达70%,学生个体生理差异也较大。由于学生学习兴趣、主观能动性、中学化学知识基础等多种原因,在无机化学教学中,能明显感受到一个班的学生在学习自觉性、领悟力等方面分为几个不同层次。要保证绝大部分同学都能达到教学要求,学生个体差异也是大学教学必须充分考虑的因素,教学内容和教学方法的设置上应尽可能做到因材施教。

二、无机化学教学内容的衔接

鉴于无机化学在教学时间、课程内容、教学对象等方面的特点,在教学过程中有效组织编排教学内容,注重中学教育与大学教育的良好衔接,引导学生顺利过渡到大学学习,融会贯通前后知识,对达到理想教学效果可起到重要促进作用。

1.与中学化学教学的衔接。目前高中化学三个版本教材均采用模块式教学,将化学教学内容分为两个必修模块(《化学1》和《化学2》)和六个选修模块(《物质结构与性质》、《化学反应原理》和《有机化学基础》、《化学与生活》、《化学与技术》、《实验化学》)。必修模块涉及了化学物质分类及离子反应、氧化还原反应;元素周期表、化学键;化学能与热能、电能、化学反应的速率和限度;重要的金属及其化合物;硫、氮、氧及其化合物。《物质结构与性质》模块涉及了原子结构及性质、分子结构及性质、共价键、晶体结构及性质;《化学反应原理》涉及了化学反应与能量、化学反应速率与化学平衡、水溶液中的离子平衡等内容。从中学教学内容看,无机化学中的基本化学反应原理、物质结构及元素化学都有涉及,但是其教学程度较浅,多处于对概念的了解,且不同省区学习内容可能存在很大差异,无机化学中对各部分内容均有很大程度的提升,如化学平衡中引入了标准平衡常数、焓、熵、Gibbs函数等热力学函数。在无机化学教学内容的设置上,应根据中学化学教学内容,在对全班同学进行充分调研的基础上,为学生设计构建科学的教学大纲,安排合适的教学内容,帮助学生在现有基础上循序渐进,不断深入。

2.前后章节内容的衔接。无机化学教学一般都会涉及化学反应基本原理、物质结构与元素化学三部分内容,化学反应基本原理和物质结构通常安排在元素化学之前,各教材在化学反应基本原理和物质结构间有的将物质结构先行讲解,有的则先介绍化学反应基本原理。物质结构决定其化学性质,作者认为先介绍分子结构、化学键等物质结构知识有利于学生理解化学反应原理部分的知识(如热学函数、键能、碰撞理论、反应机理等),而且高中物理以及化学中均涉及有原子结构、化学键等相关内容,学生也容易理解接受。原子结构、分子结构、化学热力学及动力学、氧化还原、配位化学等无机化学基本理论知识很多在元素化学中将得到具体体现,并指导着元素化学的教学与研究,因此,元素化学放在最后讲解比较科学。化学反应基本原理、物质结构与元素化学三大模块除了相互存在衔接外,各模块内部各章节也存在很密切的关联,如化学反应原理部分中化学反应热力学、化学平衡知识、四大平衡反应是一脉相承的关系;物质结构部分里,原子结构、分子结构、晶体结构、配合物结构则是物质结构的逐渐深入;元素化学同区内各族之间有相似结构和相似性能但又存在变化规律。因此,注意前后章节内容的有机衔接将有助帮助学生理解掌握。

3.必修与选修内容的衔接。由于教学学时的压缩,无机化学教材涵盖的内容通常无法完全在课堂上给学生进行详细讲解,一般教材通常将教学内容分为必修和选修两部分,选修内容采用不同排版方式标注出来。延伸基础知识、难度较深的内容,如化学动力学中对化学反应机理的讲解,一般无机化学教材都设为选修内容。另外,为了扩宽学生视野,无机化学教材中也对该章节内容涉及的学科前沿知识进行补充介绍,如大连理工大学版无机化学分别在化学反应动力学和氧化还原章节补充介绍了化学动力学在考古中的应用、化学电源实例等知识,帮助学生了解理论知识的实际应用,提高学生学习兴趣和应用知识的能力。在为某些学科专门编写的、针对性较强的教材中,学科背景知识以及无机化学在该学科的应用等内容常设为选修。除了书本中明确建议的选修内容,教师也可根据学时、学生学习情况,灵活调节教学内容,将学生基础好、容易自学完成的内容设定为自学或选修内容,以节约出更多时间用于重点难点知识的讲解和实践教学。

4.理论教学与实验教学的衔接。化学是一门实验科学,让学生学习掌握基本化学实验技术,提高学生发现问题与解决问题的能力,培养学生科学严谨的工作态度和良好的实验习惯,是化学教学的一项重要任务。许多同学在中学没有条件进行化学实验教学,无机化学是他们接触的第一门化学实验课,第一门实验课的教学效果对提高学生实验课程学习兴趣、端正学习态度、养成良好实验习惯意义重大。实验教学是对理论教学的一种宏观展示,可以让学生更直观了解化学反应本质。我们需要注意的是,实验教学是建立在理论教学基础上的,因此在无机化学中必须注重理论教学与实验教学的衔接,实验教学需要将时间安排在相应理论教学之后,切不可将理论与实验教学完全独立开来。一些简单的验证性实验可以考虑以视频的方式在理论教学中直接演示给学生,节约部分实验教学时间以开设更多的实验内容。在实验教学内容设置中,需要考虑每个实验对学生实验技能的培养目的,应尽可能在不同实验中培养学生不同实验技能,让学生在有限的时间掌握更多实验技术,提高其实践动手能力。

三、无机化学教学实现衔接的教学方法

无机化学在较多层面存在教学内容的衔接,为了实现相关知识间的有效衔接,教师在授课过程中除了在教学内容的安排上要合理设置外,在教学过程中教师还需在不同环节采用不同教学方法,以达到理想的教学效果。

1.课前预习作业。无机化学教学内容多,课程任务重,每节课的信息量大,适当的课前预习有助于学生在课堂教学中集中注意力,跟随主讲老师的教学思路。老师可以为学生提供适当的预习作业帮助学生有重点的预习,预习作业最好能注重将学内容与中学知识、前面章节内容间的联系与差异,让学生觉得熟悉而新鲜,激发学生好奇心和探索热情,为课堂教学奠定良好基础。对课堂中可一带而过的教学内容,亦可在预习中引导学生自学,节约课堂时间。

2.课堂设问式教学。课堂教学是无机化学理论课最重要的环节,在课堂教学中教师更需要采用巧妙的教学方法,将各种内容有机衔接起来。在课堂中向学生提出相关问题,是调动学生思维、促使学生主动将相关知识衔接起来的好方法。例如,涉及到中学知识的,可以请学生回答中学学习内容是什么,老师再顺势介绍中学与大学知识的异同。再次出现的前面章节的内容,老师可以通过提问学生来帮助学生复习巩固,并找出前后知识的关联。

3.课后作业知识点的兼顾。课后作业也是将各种知识有效衔接的好办法,除了前后紧密相联的知识外,老师也可故意设计一些复合习题,在同一个题目中涉及前后章节知识以及多个知识点,训练学生综合分析问题的思维,教会学生解决综合问题的方法,提高其对综合知识的掌握与应用能力。如在氧化还原反应里可以将化学平衡常数、热力学函数、Hess定律、电动势、能斯特方程式等知识点关联在一起,根据具体情况可进一步计算求解酸碱平衡常数、溶解度、配合物稳定常数等物理量。

4.复习理清脉络结构。无机化学教学内容间存在不同的衔接方式,按不同章节或模块进行知识疏理,理清知识脉络结构,将有助于学生对无机化学知识整体内容有全面的了解。因此,在每章以及化学原理、物质结构、元素化学不同模块授课完毕,教师应和学生一起来疏理所学知识的脉络框架,将所学内容精简成若干标题,再让学生将标题里的内容丰满还原,巩固学习知识。能将书本中的知识浓缩为框架图、并再充实成“大楼”的学生应该是达到了本门课程的教学要求。

无机化学是大学化学最重要的课程之一,其学习效果不仅对无机化学知识的掌握程度是一种考量,更会对后续化学课程甚至整个大学期间学习方法、学习态度产生潜在重要影响,因此教师在教学过程中,充分利用无机化学承前启后的特点,结合课程特色,在教学内容设计、教学方法上注重知识的衔接与递进,不但可望得到理想的无机化学教学效果,对大一新生顺利完成中学到大学的蜕变,开启愉快轻松的大学学习生活也具有极其重要的意义。

参考文献:

[1]苟如虎,王亚玲,卢新生,刘伯渠,丁志忠,丁耀光,闫兰,杨汝栋.模块化分层次推进无机化学理论教学[J].大学化学,2011,26(1):26-28.

[2]付靖雯.三套高中化学新教材(必修模块)内容属性的比较[D].西南大学,2011.

[3]张丽荣,徐家宁,史苏华,宋天佑.多层次、立体化、系统性无机化学教材新体系的建设[J].大学化学,2010,25(10):9-11.

[4]宋天佑,徐家宁,程功臻,史苏华.无机化学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2010.

[5]杨宏孝,颜秀茹.无机化学(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2010.

[6]龚孟濂.无机化学[M].北京:科学出版社,2010.

[7]大连理工大学无机化学教研室.无机化学(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

基金项目:海南大学教育教学研究项目(编号:hdjy1226)

无机化学原理范文第2篇

关键词:无机化学;环境工程;教学改革;教学实践

无机化学是研究无机物质组成、结构、性质和变化规律的科学,其研究对象包括了除有机化合物以外的所有元素及其化合物,是化学学科中发展最早的一个分支学科,因此各个方向的理工科专业领域均将无机化学作为基础课程之一列入教学计划和培养方案中[1]。随着行业战略方针的调整和学科发展的推进,无机化学教学也在面临不断的改革与新发展,尤其是现代物理方法和各种波谱技术在无机物结构研究中的广泛应用,使无机化学的研究范围打破了原有的界限,其研究内容和研究领域无论在深度还是在广度上都发生了前所未有的变化。面向本科生一年级的无机化学是我校化学工程、矿物加工工程和环境工程专业的必修课和基础课,也是学生从高中进入大学阶段深入拓展化学知识的首要系列课程之一,对于环境工程专业来说,大气、水、土壤等环境介质中物质的特性、存在状态及其变化规律等等,均离不开无机化学的核心知识体系。与此同时,我国高等院校的无机化学教学也在不断地发展与更新中,既要配合与时俱进的科技发展,又要满足现代大学生对于创新能力培养的需求与任务,因此,这就对我们现在大学课堂的无机化学教学内容、教学方法等提出了更加明确更加高标准的要求。当然,鉴于现代大学生的特点与需求,在教学实践中自然而然地出现一些新问题,比如,学生获取信息、收获知识及交流沟通的方式等都发生了翻天覆地的变化,不再单纯地依靠教师的讲解和课堂上手抄笔记,相反地,甚至很少有学生上课记笔记,这必然影响到现在大学生听课的认真与投入程度[2];再比如越来越多的学生因家庭条件的允许其目标是出国,这些学生则把更多的精力用于外语的学习,以及还有一部分学生急功近利的思想意识,总是想依赖于教师的课件及希望教师所划出的考试重点,只求考试通过,而对于真正知识的渴求与自身知识水平的提高并不是特别地强烈,甚至对于课堂讲授的基本原理不去理解透彻甚至不理解,等等这些系列问题值得深入研究探索与研究,并找出改革方法与措施并进行实践。本文结合环境工程专业特点及对无机化学知识体系的要求,从教学目标、教学方法和教学内容等方面对无机化学教学进行了初步的改革、探索与实践,建立了一套适合于工科特别是环境工程专业的无机化学教学模式,增强了学生对无机化学的学习兴趣。

1对教学目标的定位与强化

大学古今中外的教育历史中承担着链接校园与社会的职能,而随着现代社会突飞猛进的发展和异常激烈的竞争,社会对人才的需求越来越趋向于国际化、综合型、创新型人才[3],其中学生的创新能力培养与训练已经作为基础课程教学中最为突出的教学目标呈现出来。在大学教书育人“宽口径、厚基础、重能力、求创新”的大背景下,特别是结合我校建设研究型大学目标的确立,我们在无机化学的教学中将如何引导学生课本知识与实践相结合、如何从基础知识中寻求突破与科技创新相结合作为教学目标的重中之重。为此,我们在制定教学计划和制作教案的过程中,特别强调理论教学内容与环境工程学科的相关联课题或现象,以与学生切身紧密相关的生活问题或生产实际作为课堂教学的切入点和学生的兴趣点,即将基础知识、理论与原理,在教师的讲解下与生产或生活实际相结合,才能引起学生的兴趣,激发学生的好奇心与求知欲,并为学生创新能力培养提供素材与源泉,这是研究型大学发展的必然趋势和要求,也是为培养多层次人才所必备的教书育人模式。如此,将环境工程专业无机化学的教学目标定位明确,学生能够很清楚地理解和正确把握学习此课程的目的和意义所在,同时强化了无机化学在环境领域方面的教学目标,以本课程的第一部分“化学反应原理”篇为例,每一章节的教学内容均与环境工程学科中的某一方面或某个应用相联系,并设立了明确的教学目标,如表1所示。因此,在现有的高等教育体制与教学模式下,学生的创新能力是在学习基础知识的基础上,通过教师在教学过程中进行理论结合实践的引导与启发而培养起来的。

2对教学内容的精选与扩展

无机化学是我校环境工程专业本科生的一门重要基础课,虽然几十年来其教学内容框架基本没变,但由于学科间的相互渗透形成了许多跨学科的新研究领域,因此无机化学学科的面貌也发生了很大的改观,出现了许多新概念、新理论、新反应、新方法和新型结构的化合物,同理要求我们的无机化学教学也要与时俱进,推陈出新[4]。目前,我校环境工程专业无机化学课程采用的是大连理工大学无机化学教研室主编、高等教育出版社的《无机化学》作为本科生教材,并且将前十一章即从第一章“气体”到第十一章"配合物结构"作为第一期无机部分的教学内容。为满足现代无机化学教学紧跟学科发展进度的要求,同时由于新教学大纲对于课时的压缩,我们在实际教学过程中采取精简教学内容、适当删减部分过时内容和适量补充最新发展动态中无机化学相关知识的措施,既保障了教学基本思路和框架结构完整,又实现了对教学目标的定位与强化,同时达到了调动学生的学习兴趣和积极性的目的,提高了教学质量。从我校研究型工科大学的本质要求出发,要做到“研究与教学相结合”,就要在基础课程教学别强调“宽基础”,尤其是针对刚刚进入大学校门的一年级学生,专业方向的概念尚未形成,所谓“万丈高楼平地起”,对于大多数学生来说专业的培养才刚刚是打地基的阶段,因此对于无机化学这种基础课教学内容的精选与扩展方面,除了讲授基本原理外,适当引入或扩展一些与专业方向相结合的实例与学科研究进展,将会让提前对专业领域的研究范畴和学科动态有一定的认识与感悟,对于学生的学业发展来说将会是受益匪浅。为此,我们将无机化学教材课后化学视野的部分内容作为引例或本章内容的切入点,即是对教学重点内容的补充,又是基础教学内容在应用方面的扩展。如第二篇“物质结构基础”部分,目前世界范围内对环保意识的增强和对环保材料需求的急速增长,而新型环保材料的开发、合成与结构鉴定分析等相关知识与理论均与本章内容息息相关,以新型环保材料有研究动态及最新研究成果为本章讲解的切入点,对于学生理解和掌握较为抽象的化学键类型与价键理论将大有帮助和启发;再如将前两章“气体”与“热化学”串联到一起,先提出当前的能源过剩、绿色能源市场不足与社会可持续发展相矛盾的现状,从能源的合理利用、解决能源危机和快速发展绿色能源的必要性与紧迫性讲起,以此来理解本章教学内容中的反应热、焓变与热力学第一定律等系列基础理论,进一步深入把握不同形式能源之间热值的对比问题,并让学生从中思考能源发展的新动向与新思路。从学生的反馈来看,通过这些与基础理论相结合的具体实例的引入,学生们对课堂上教师提出的精选与扩展内容相当感兴趣,作为连接理论知识的桥梁,它使得理论知识变得通俗易懂而且生动,让学生们觉得无机化学知识体系在未来学有所用,自己也具备广阔的用武之地和发展空间,同时也为学生将来从事创新训练活动提供了素材和思考空间,学生们表示非常欢迎,因此保证和提高了教学效果。

3对教学方法的转变与探索

如前所述,无机化学是一门学科大类基础课程,其在整个大学培养体系中的基础性、衔接性与过渡性的地位,授课对象则是刚刚从高中毕业初入大学课堂的新生,这就决定了无机化学的教学模式中需要增加课堂教学的机动性、灵活性与趣味性,让学生们有一个适应期和过渡期,教学内容的难点重点等方面也是循序渐进地展开,以帮助学生们完成从高中时期的偏固定化思维方式向大学时代开放型思维方式的转变[5]。在此过程中,引导学生们从全方位、多视角去看待问题,而不再仅仅局限于课本上固有的知识点,并逐渐确立专业概念与对专业领域的感悟,让学生意识到甚至是某些科学问题也还是有很多地方或存在诸多疑惑的,是需要探讨和争论的,并不完全是真理似的存在,还需要学生们用一点点积累的知识去解决和探索,比如无机化学便是其中之一。因此,我们在无机化学的教学中采用了问题探究式教学法,即:围绕教学目标,对教学内容进行分类、归类和总结之后,从每一章的切入点教学内容中提出一到两个问题,当然问题是与本章内容相关且紧密联系科学发展动态和生产生活实际的,让学生头脑中带着这些极为实用和感兴趣的问题,层层讲解基础理论,逐步提出解决这些问题的途径、方法与相关理论。比如:讲解第三章“化学动力学基础”和第四章“化学平衡”时,两章之间有相互关联的基础理论原理,即化学反应的两方面稳定性问题,一个是热力学稳定性理论,一个是动力学稳定性理论;如果单纯枯燥地讲解纯理论内容,尽管教师讲解得已经很透彻,但学生对此仍然是懵懵懂懂、模棱两可的状态,这说明对学生们来说理论知识的学习缺乏具体实例的辅助,缺乏将理论应用于实际中的理解。为此,我们改变了教学方法,从一开始便抛出问题,让学生们在听课过程中随时从中找到答案,带着问题去探究基础理论原理。如以汽车尾气无害化处理的化学反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)为例,分别用到化学反应热力学稳定性原理与动力学稳定性原理,热力学原理上这个反应是客观存在、完全可行的,也就是说汽车尾气是可以实现自然状态下无害化转化的,但现实却为何并非如此呢?同时安排适当的课时供学生相互交流,带着兴趣性问题的分析与探究,逐层次展开课堂教学内容,也让学生在听课过程中参与和进行实际问题的讨论、推论与拓展,加深对基础知识的理解与应用推广。通过这种带着问题探究理论知识基本原理和机理的教学模式,使得教学目标更加明确,教学内容脉络清晰、主次分明,能让学生对每一部分知识点都一目了然,有助于学生快速地从切入点处入手逐级掌握各层次知识点,既提高了学生的学习效率,做到了课堂上有效学习,又培养了学生主动拓展知识的能力,完全有助于实现我校研究型大学培养创新型人才的教学目标。

4结语

科学技术特别是计算机技术和现代物理方法在无机化学领域的应用与扩展,使得无机化学教学在各个学科中的基础性和重要性都不言而喻。通过多年的无机化学教学经验体会,我们在教学目标方面进行专业方向定位与强化、在教学内容方面进行精选与适当扩展、在教学方法方面采用问题探究式方法的改革、探索与实践中,很好地结合了我校研究型大学培养工科技术型、创新型人才的需求,优化了教学内容,改善了课堂教学效果,提高了无机化学的教学质量。

参考文献

[1]乔正平,龚孟濂,巢晖.浅谈基础无机化学课程教学内容的选择与讲授[J].大学化学,2017,32(5):7-10.

[2]王立艳,蔡卫滨,袁宁.矿物加工专业无机化学教学研究与探索[J].广州化工,2017,45(9):186-188.

[3]隋惠芳.无机化学研究的前沿领域在教学中的应用[J].青海师范大学学报(自然科学版),2017,20(1):76-78.

[4]李良超,何亚兵,童国秀,等.基于互动和合作学习的无机化学教学模式[J].大学化学,2017,32(5):1-6.

[5]李芹,董丽敏,汤卉.材料专业无机化学课程教学模式的改革探索[J].高教学刊,2017,25(3):104-107.

无机化学原理范文第3篇

【关键词】 教学内容; 无机化学; 改革

随着社会对人才培养目标现代化、社会化的要求,社会对人才类型的需要已由“专才”型向“全才”型转化,而学生所学知识的知识面已大大拓宽;学科的发展和知识的丰富,无机化学课程的教学内容也越来越多,书越编越厚,然而无机化学的教学时间又大幅度减少,难以完成原有的教学内容,所以无机化学课程中存在许多需要解决的问题。例如理论部分的论述比较完整,但利用无机化学的实践活动操作比较困难;元素部分的内容比较琐碎,教师在讲授时困难较大,教学内容繁多,学生接受起来比较困难。

本着培养基础扎实、知识面宽、动手能力强、素质高人才的目标要求, 适当减少基础课学时, 增加专业实践和新知识介绍是必要的。如何充分利用有限的教学时间,不大幅度地减少教学内容,使学生尽可能多的学习、掌握基础知识是摆在我们教师面前的一项重要课题。这就要求我们从课程改革中挖潜,从课程内容整合中获得。

1 优化课程教学内容

教学内容的改革是无机化学教学改革的核心。改革与优化教学内容表现为, 剔除那些与中学教学内容重复、陈旧过时或与中学化学教学联系极少的教学内容, 对经典的无机化学教学内容进行优化,适当补充化学前沿知识[1]。

1.1 课本内容与课外知识有机结合[2]课本上的理论与具体的科技研究成果介绍相结合,既有利于避免教师教学内容的枯燥无味、空洞抽象,也有利于拓宽学生的知识面,同时还能激发学生学习的兴趣和积极性。这就要求我们教师在教学过程中相应地引入一些化学史、化学重要发现的介绍。例如诺贝尔化学奖中无机化学方面的成就包括了英国化学家w.ramsay 对空气中稀有气体元素的发现、法国化学家h.moissan发明氟元素分析法、瑞士化学家维尔纳创立配位学说等。另外,教师还可以将日常生活中与人类息息相关的一些无机化学知识引入到教学当中,例如温室效应、酸雨、臭氧空洞、微量元素与人体健康等。为适应知识经济的特点,教师还可以将无机化学的前沿领域知识如纳米技术、金属有机化合物等渗入到基础教学之中。这些课外知识穿插于教师的授课过程中,既能活跃课堂气氛,也有助于学生对知识的理解和记忆。教师可在讲授配位化合物的知识时延伸出与配位化学联系密切的人体微量元素与健康、抗癌药物顺铂的发现历程;在沉淀反应中介绍肾结石形成的化学原理;在电化学中介绍燃料电池、电解制氢等新型能源技术;在卤族元素的学习中,介绍感光材料、阻燃材料等的应用。

1.2 改革教材内容, 优化课程结构

1.2.1 着眼课程群建设,调整课程体系为了达到人才培养的目标,我们不仅注重课程教学内容的改革,还更注重课程体系的建设。我们在本课程建设过程中,始终注意与其它课程的协作配合,以逐步形成一个相对独立统一的课程群模块。该模块包括如下课程:基础化学原理、无机化学实验、分析化学、物理化学。这四门课程共同瞄准无机化学这一主修课程在系统中的基础作用及优化这个目标,统一调整教学内容,精简学时,各自侧重完成分工的局部教学任务。基础化学原理课程使学生掌握基本的化学知识,无机化学实验部分让同学们了解化学实验的分析和简单设计;分析与物化课程使学生掌握化学的深层次内容,更大程度上学习化学理论。

1.2.2 运用现代观念,优化课程内容,实现教学内容的现代化课程内容的优化,一是要选择知识,再者一定要加强重点内容的提炼,明确知识点,抓住课程的“三基、三新”,即基本概念、基本原理、基本方法、新知识、新方法、新技术。基础课调整的重点是增加新知识,专业课调整的重点是增加新技术。同时妥善处理好经典内容和现代化内容的关系,做到二者的和谐统一,同时压缩那些起点低、简单重复和陈旧老化的内容,使增加的教学内容与高新技术接轨[3]。

1.3 突出课程教学的重要性

1.3.1 课程教学突出基础性、前沿性、时代性通过对现在与过去、国内与国外化学类学生培养目标,中、外无机化学教材内容对比分析、学科发展现状复习及发展趋势预测,在正确处理继承与发展关系的基础上,修订教学目标及教学大纲,结合省级精品申报和高教研究中心批准的“十一五”教研课题,更新理论课和实验课教学内容,探索、实施新的教学方法。课程内容在强调基本知识、基础理论和基本技能的同时,也适当介绍重要进展。

1.3.2 课程教学突出新知识、新概念和新技术在教学内容改革方面,除了坚持无机化学传统的基本知识、基本理论传授,坚持无机化学内容需要不断更新的原则,加强专业知识与科学方法论相结合,把二十一世纪化学类及相关专业的学生在无机化学学科应具有的基础理论和最优化知识作为精品课程的内容依据,着重处理好无机化学基础理论与无机化学前沿的新概念、新技术和新方法(如绿色化学、微波化学等)的关系,吸收无机化学发展的新知识,强化无机化学的知识结构,使教学内容不断丰富、不断完善;能够使学生高效率地掌握无机化学的精髓,并将其转化为创新能力。

1.3.3 课程教学中必须加强创造能力的培养如何在无机化学教学中加强创新能力的培养,我们在课程设置时就注重学生对社会的适应性,将培养学生创新精神和实践能力摆到突出地位。为了加强创新意识的培养,安排每个学期至少一个“研究性课题”;为了提高解决实际问题的能力,在教学内容的选择上更加贴近生活实际和生产实际,安排了“课程实习作业”,为培养创新意识和实践能力提供了重要方式和途径。

2 元素化学部分教学的改进

元素化学部分内容繁多难学,为此我们对元素化学每章内容,重点抓住原子结构与族通性的关系,引导学生通过原子结构和分子结构的原理来理解元素及其化合物的化学性质,概括归纳元素性质的变化规律性,从而突出化学的基本原理在元素化学学习上的指导作用。从学生反馈回来的教学质量调查证明,这有利于学生加深对元素及其化合物性质的理解和掌握。而对于元素及其化合物的存在方式、制备、用途等,则着重于学生的自学,让学生查找有关的资料来认识有关化合物的最新用途或制备方法,然后让学生撰写有关这方面的总结文章或论文,这样一方面增强了学生的自学能力,另一方面让学生知道了最新的一些化合物的研究动向。这样的教学模式调动了学生学习的自觉性,深受学生的欢迎。

无机元素化学教学难点的解决办法是:①元素部分以元素周期表为主线[4], 深入地讨论主族元素及重要化合物的结构、物理性质、稳定性、氧化还原性、物质的制备及用途。以物质结构原理和热力学原理为基本点,从微观和宏观的角度去学习、讨论和研究无机化学的问题,注重规律性的讨论和总结,从而突出无机化学基本原理在元素无机化学学习中的应用和指导作用,加深学生对无机物性质及反应性规律的理解及对无机化学基本原理的掌握,改变元素化学在学生心目中内容繁多的印象。②以性质为中心讲好重点元素。由于同族元素性质相似,所以在讲授每族元素通性之后,对族内的重点元素必须较为系统地讲解,以便学生对族内其它元素的学习起到触类旁通、举一反三的作用。③密切联系实际。元素化学很多内容与工农业生产、日常生活,特别是中学化学教学关系十分密切。在教学中主动联系实际问题,教学就会更加深入、生动活泼,学生学习就不至于感到枯燥无味,反而对学习产生浓厚兴趣。④善于比较差异,归纳总结规律。元素化学内容多,知识零散,学生总感到难掌握,不易记忆。在教学中充分利用对比的方法可以加深学生对问题的理解,采用归纳总结规律的方法使学生学的知识系统化,这两点都有利于学生记忆。⑤利用现代教学手段,加强教学效果。计算机辅助教学代表现代教育技术的特征,能帮助或替代教师传递信息,突出教学的重点和难点,增大课堂容量,能激发学生学习兴趣,有强烈的感染力和丰富的表现力,其优势是传统教学方法无法比拟的。应用多媒体教学手段,不仅可以创设多样化的学习情景,更可毫不费力地将传统教学中难以描述、难以突破的难点生动、形象地表现出来。

3 教学方法和手段的改进

3.1 案例教学法以讲授为主,通过典型实例教学激发教与学的课堂互动。在课堂讲授中,通常将典型实例和疑难问题作为内容展开的引导和说明,始终关注社会上的热点化学问题,分析其中的化学机理,增强该课理论的实践性、时代性、启发性、通俗性和生动性,便于本科生接受并调动其主观能动性,课堂还实行课末5分钟学生提问,及时答疑。由此,提高了课堂的效率。

3.2 问题教学法适当给予刺激和压力,以各种形式的提问、作业和讨论等辅助手段巩固课堂教学内容。提问和作业中,既有要求当场口头回答或书面完成的,也有要求课后完成并提交的,还有仅提供思考的。为了方便学生复习,无机化学教研室编印了供校内使用的无机化学习题集,深受学生的欢迎。

“以问题为中心”讲授与讨论相结合。为有效地利用课堂教学时间,在整合教学中,我们把研究性学习引入课堂,即设计学习情景,让学生在学习新知识时做到“三先”, 即先尝试、先讨论、先思考。教师通过点拨、参与、辅导,让教学过程成为学生自主学习、师生互动的过程。学生在不断地发现问题、解决问题的过程中尝到成功的乐趣,激发了学生思维的积极性,达到有效地利用课堂教学时间的目的[5]。

3.3 多媒体教学法随着现代教学改革的推进,在无机化学的教学中,明显地出现了内容多、课时少的矛盾,我们充分利用现代教育技术手段较好的解决了这一矛盾。通过使用多媒体、投影仪等现代教育技术手段和实物模型实施课堂教学。通过各种课件充实和拓展教学内容,增加了内容的直观性,激发了学生的学习兴趣,让学生们在耳目愉悦中感受到化学在生活中无处不在以及在科技发展中的重要地位。所有教学课件上传在精品课程网站上,有利于学生自学,提高了学生的自学能力。

实施无机化学内容整合教学的尝试,其根本目的在于全面提高课堂教学质量。在教学过程中,我们运用教学设计的理论和方法来分析、研究教学问题, 设计教学策略、教学方法及教学过程,努力探索教学过程各要素、各环节相互联系和作用的最优化,教学效果得到明显提高。由于调整了无机化学相关内容的衔接与分工,内容突出主干,加强了学生实践能力、创新意识的培养,对提高学生综合素质起到了很好的作用。

无机化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科,它是大学一年级唯一的专业基础课程,对后续的专业基础课程的学习影响很大,而提高无机化学教学质量的方法是多样化的,需要我们不断的讨论、探索和实践,为培养更多的高素质的现代化建设人才而努力。

【参考文献】

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[4] 罗一帆, 龚孟濂, 毛宗万,等. 改进元素无机化学教学方法的尝试[j]. 大学化学, 2002 , 17 (2):17.

无机化学原理范文第4篇

1课程开设意义

面向生物医药类专业学生开设生物无机化学课程具有十分重要的意义。生物无机化学是研究生命现象的重要科学,在医学基础教育中占有重要地位。通过本课程的学习,能使学员全面掌握生物元素、生物金属配合物及其在医学、营养学和药物研究中的应用[3]。在完成基础化学或无机化学课程学习后,学生已经掌握了一般的化学基础理论、基本知识和基本技能,但对于化学与生命科学的联系、化学元素在人体中的作用、化学与医学的交叉渗透了解甚少。开设生物无机化学课程,不仅可以深化学生对化学基本理论和基础知识的理解,还能为他们认识生命现象打开一个新窗口、提供一种新思路,有利于扩大学生的知识视野,必将对未来从事的临床工作或医学研究产生积极影响[2]。开设生物无机化学选修课,拓宽学生的知识面,有利于启发医药学本科学生的创新思维,促进化学与其他学科的交叉、渗透和结合。同时,课程教学过程中适当融入新知识、新技术、新方法和当前研究的前沿问题和热点问题,更加有利于学生综合素质的提高,为培养学生的创新能力奠定坚实的基础[4]。本课程的教学对象为大学一年级学员,尚未学习生物化学和医药学专业课程。开设生物无机化学课程,让学员尽早接触生物无机化学发展前沿和临床医学实际,为后续课程的学习做好知识和心理上的准备,培养学习兴趣,增强学习动力。

2构建“多元化”课程内容体系

生物无机化学属于新兴的交叉学科,处在飞速发展之中,新成果不断涌现,新概念、新理论和新术语层出不穷。我国现行生物无机化学教材基本上是学者对10年到20年前国外教材进行翻译整理的编译件。因此,教学内容的深度和准确性受制于翻译人员的专业水平,新颖性更受制于西方教材的出版速度,该类书籍的全面性、新颖性和准确性已明显不能满足当今打造国际一流大学的教学需要和学生日益强烈的求知欲[1]。另一方面,本课程的教学对象是一年级本科生,这个年龄阶段的学生认知能力、基础知识与基本技能以及仅仅作为选修课的学习心态,都与现行教材结构、内容和逻辑安排存在差距。因此,教师要在综览现有生物无机化学教材的基础上,认真分析各教材的内容框架结构和表现形式,注意结合学科发展前沿,衔接学生的专业基础水平,对教材进行二次加工,重新构建合理的课程内容体系[5]。在综合分析学科、教材和教学对象特点的基础上,笔者精选生物无机化学中具有代表性的知识内容进行教学,所选教学内容可划分为以下五个方面:第一,生物无机化学概述:介绍生物无机化学发展简史、研究内容、发展现状与发展趋势。第二,元素医学概论:介绍生命元素及其分类、迁移与生物学作用。第三,生命科学中的微量元素:介绍人体必需微量元素、潜在有益元素及常见有害元素在人体内的含量、分布、代谢、生理生化功能。第四,碱金属和碱土金属的生物化学:介绍钾、钠、钙、镁等碱金属和碱土金属在人体内的含量、分布、代谢、吸收、排泄及其与疾病的关系。第五,金属蛋白和金属酶:结合金属配位化学介绍常见金属蛋白和金属酶的组成、结构、金属活性中心及其生物学功能。以上每部分教学内容都包括必需的基础知识、研究范例和最新学术动态。教学内容之间既相对独立,又相互联系,符合人类从简单到复杂、从一般到特殊、从局部到整体的认知顺序,组成一个有机整体。除了分专题传授生物无机化学基本原理和基础知识外,课程还紧扣教学内容,给出两个设计性实验选题蛋壳中钙镁总量的测定和蛋黄中胆固醇含量的测定,要求学员任选一个,组成2人小组,制定实验方案并在充分论证的基础上加以实施。另外,课程还要求学员根据自己的知识水平和兴趣爱好,自拟题目,完成一篇课程小综述。生物无机化学课程教学内容不仅仅局限于现有教材和理论课教学,还融入了实验方案设计和综述论文撰写能力培养,使课程教学呈现出“理论”与“应用”并重、“课内”向“课外”延伸、“学科内”向“学科外”拓展的特色,教学目的和教学内容都体现出“多元化”特色。

3实行“创新型”人才培养模式

根据学校“推进创新教育、培养创新人才”的精神,本课程教学实行“创新型”人才培养模式,努力从知识、能力和应用三个层次上搭建教学内容,课程教学按照“生物无机化学元素医学应用”的逻辑顺序,经过理论授课、实验教学和专题研讨环节,分五个专题学习生物无机化学,并开展一次课程实验和专题研讨活动。理论授课通过较为系统的讲授和典型案例分析,使学员了解生物无机化学基本原理和基本知识。教学过程始终坚持以学生为主体、教师为主导的原则,灵活运用问题式、案例式、讨论式教学,积极开展体验式教学,培养创新思维和自主学习能力,达到传授知识、启迪思维、培养能力的目的。实验教学根据理论课教学内容,给出两个设计性实验选题(蛋壳中钙镁总量的测定和蛋黄中胆固醇含量的测定),让学生依据自己的兴趣选择其中之一,完成实验方案设计、论证与实施,培养学生应用生物无机化学基本原理、基础知识和基本实验技能,解决实际问题的能力。学生通过查阅文献资料,拟定具体实验方案,经过充分讨论,确定最终实验方案并在实验课上实施。专题研讨就学生撰写的课程综述进行汇报交流,旨在使学生学会利用现有的图书和科技情报,就自己感兴趣的内容进行深入研究,了解该领域的国内外发展现状、发展趋势、存在的问题与解决办法,学会撰写文献综述,营造并感受民主、自由、开放的学术交流氛围。开课前,学员每3-6人组合成一组,以小组为单位自主选题。在教员指导下查阅文献,进行文献分析、归纳总结、形成观点,撰写综述小论文。每个小组根据综述内容,制作PPT,选派一名学员进行汇报。汇报完毕后,教员鼓励学员就汇报内容进行讨论交流。

4实行“开放式”课程考核办法

课程实行考知识、考能力与考应用相结合的考核方式。课程成绩由理论成绩和实验成绩组成。理论成绩的评判依据为课程综述及汇报,占70%,主要考核学员对生物无机化学基本原理和基础知识的掌握情况与迁移能力;实验成绩的评判依据为实验方案设计与实施情况,占30%,主要考核学员应用生物无机化学基本原理和基础知识解决实际问题的能力。这种弹性和多元的考核方式,注重了个性教育,激发了学生的学习热情,营造了生动活泼的学习氛围,促进了学生自主学习,提高了课程教学效果。

5教学效果

5.1学员较好地掌握了生物无机化学基础理论和基本知识

在专题学习基础上,学员能较好地完成课外作业、专题研讨、综述撰写与汇报以及实验方案设计、讨论与实施,反映出其较好地理解了生物无机化学基本原理、基本知识以及生命元素在生物体中的含量、存在形态、分布与生物学作用。

5.2调动和发挥了学员的潜能

在理论方面,课程要求学员根据自己的知识水平和兴趣爱好,自拟题目完成一篇综述小论文,制作PPT,并且在课堂上汇报交流。在实践方面,课程给出两个设计性实验选题,要求学员选择其中的一个完成实验方案设计、讨论与实施。这种开放型考核方式与传统考核方式相比,更加尊重学员的兴趣,更能发挥学员的主观能动性。

5.3培养了学生的创新能力

综述撰写和实验方案设计都是开放型命题,没有现成答案和统一评判标准。要写出质量较好的课程综述,设计出切实可行的实验方案,学生只有在认真查阅资料的基础上,进行分析、加工、整理,发现问题、解决问题等创造性劳动,才能在综述论文中提出自己的见解,在实验方案中融入自己的创意。5.4提升了学员的三大能力传统的教学以知识传授为主,教师讲解,学生被动接受,尽管学员也能够学到一定的知识,但这种学习属于一种浅层次学习,学习过程中没有把思维放在首要位置。在生物无机化学教学过程中,学生不仅要完成综述小论文,还要根据选题完成开放性实验方案的设计,这就需要他们利用互联网网络、图书资料等资源进行文献的收集,并在阅读的基础上对收集的信息进行判断、归纳、分析和整理,这一过程提升了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

5.5培养了协作精神和团队意识

本课程的综述撰写与汇报和实验方案的设计、讨论与实施都是以小组为单位进行的。要在有限的时间内完成上述学习任务,全体组员须在组长的带领下分工协作,全程参与文献查找、资料加工、综述撰写、方案设计、PPT制作等环节,共同体验既有个人分工又有团队协作,既要彰显个性又要顾全大局的学习过程。

6存在的问题

多学科交叉的特点和迅猛发展的态势注定生物无机化学课程教学是一项极富挑战性的工作。为了较好地完成授课任务,教员备课时需花费比其他课程更多的时间和精力,投入与产出不成比例,容易挫伤授课教员的工作积极性。另外,个别学员对本课程重视程度不够,选课后随意缺课;少数学员学习态度不够端正,在撰写综述时存在抄袭现象;部分学员对文献的阅读不够深入,认知不够全面,导致研究报告水平不高、提出的实验方案缺乏可行性。

无机化学原理范文第5篇

关键词: 无机化学实验 教学改革 探索与实践

无机化学实验是大学化学化工专业及与化学相关专业的一门重要基础课。同时,它也是承接中学化学实验和大学化学实验的一门课程。近几年来,随着中学新编化学教材的使用,其实验课程也有很大的变动,对大学无机化学实验教学提出了新的课题。传统的无机化学实验主要为验证无机化学理论课所讲授内容,没有形成独立的系统的教学内容和教学目标,也没有体现出现代化学实验实践性、综合性和设计性的特点。但是,如何深化改革,如何在教学过程中主动学习、掌握并灵活运用无机化学理论知识和实验技能,仍然是摆在无机化学实验教师面前亟待解决的问题。我在多年无机化学实验教学实践中,针对无机化学实验教学目标、内容和模式做了一些初步的探索和实践,现对此加以阐述,主要为一些教学过程中的感悟和体会。

一、无机化学实验教学的内容设计

无机化学是研究碳氢化合物及其衍生物之外所有元素及其化合物的学科,所以无机化学实验所用的单质和化合物范围极其广泛,几乎包含了所有的元素[1]。传统无机化学实验只是对化学理论和元素性质进行了验证,实验教学内容缺乏联系和系统性,学生难以通过实验来突出教学的重点,寻找内在的规律并总结教学内容。例如,在化学平衡理论的实验中,包含有酸碱平衡、配位平衡、沉淀―溶解平衡和氧化―还原平衡的实验[2]。在原有的实验教学中,这几部分互相独立,缺乏联系,学生对化学平衡概念缺乏清晰、明了的理解。因此在化学平衡部分实验教学中,应抓住几类平衡的基本特征,平衡的移动和化学反应平衡常数之间存在怎样的联系和规律,并与实验现象结合起来,以达到实验教学的目的。在元素部分实验教学中,单独的各族元素实验验证单质和化合物性质之间的联系不大,学生对其性质的了解缺乏一个直观的概念,落入中学化学实验教学的套路。我们认为这部分的实验教学应与元素周期表联系起来,强调同族和同周期单质和化合物性质的递变规律。同时,根据无机化学实验的具体章节内容,可以加入一些生活化学和趣味化学的内容来提高学生实验的积极性。

二、无机化学实验教学过程的监控

实验前做好充分的预习工作是十分重要的,这不仅与实验内容有关,而且涉及实验室的安全问题,所以实验室应严格规定:预习不合格的学生不能做实验。同时,还要把预习成绩与考试成绩挂钩。实验前对实验预习内容进行提问,考查学生对实验原理,内容和步骤的理解情况。如果预习充分,在实验过程中就能做到心中有数,有条不紊地完成实验内容,并提高学生完成实验的独立性。无机化学实验所涉及的仪器和化学试剂较多,学生操作不规范,错误的现象也比较多,所以在实验中教师一定要注意学生实验的操作。因为无机化学实验是大学化学实验的第一门课程,如果一开始操作不规范并养成习惯,会导致在后续的实验课程中很难改正,甚至会影响到学生的继续深造和以后的工作,比如说一些大学四年级化学专业的同学仍不能正确使用滴定管并读数。所以教师要全程监控学生的实验过程,提醒实验中出现的问题并及时纠正,并对一些经常出现的共性错误采取集中讲解的办法来解决,特别是要强调无机化学实验室基础仪器的使用方法,例如,量筒、酸碱滴定管、分析天平、分液漏斗、离心机等仪器的使用。此外,教师还要指导学生对实验中出现的问题认真分析和总结经验教训,以实验报告的形式体现出来。

三、无机化学实验教学中现代化仪器的使用

传统的无机化学实验教学侧重于化学理论和化合物性质的验证,并不重视现代化仪器的使用。如果将先进的仪器测试手段运用于教学过程中,并把实验结果以图片、动画的形式直接展现在学生面前,那么实验数据就会更加生动形象,增强学生的感性认识,也会引起学生对化学知识的兴趣。例如,在晶体制备的实验中,晶体制备过程完成后用粉末X―射线衍射仪(XRD)来测定晶体的类型,可以鉴定出来制备的晶体是否为我们需要的晶体,通过这一过程也能使学生理解晶体结构的特征[3]。在配位化合物制备和性质实验中,我们可以测定配位化合物的紫外―可见光谱(UV-vis)来了解配体与中心原子之间的电子跃迁。

四、无机化学实验教学的考试模式

考试是检验学生学习情况的重要教学环节,也是让学生能有一个总的复习。无机化学理论课程主要采用闭卷考试的方式,但不管开卷还是闭卷考试,用于无机化学实验课程都是不太合适的,主要原因为其不符合实验课程具有实践性的特征。我们认为应把无机化学实验的设计和操作作为考试的重点内容,在教学过程中鼓励学生原创题目,训练学生的表达知识能力和设计实验的能力。例如,在常见无机离子分离和鉴定实验中,由学生自己来确定分离鉴定的原理步骤及所用的化学药品。教师根据学生所出题目,择优进行删减,然后与实验员商议,根据本实验室特点来准备学生考试所需要的仪器和化学试剂。在考试过程中注重学生对理论知识的理解和实验的基本操作。此种考试方法将学生从被动的地位转为主动的地位,从一个侧面提高学生的学习积极性。同时,把平时实验教学中的预习报告和实验报告包含在考试成绩内。在目前形势下,这是有利于培养学生创新能力和科学素养的一种考核方法。

五、结语

在今后的无机化学实验教学过程中,我们将在教学实践中不断地改革、探讨与总结,以新的教学理念探索出适应培养创新型化学化工人才的无机化学实验教学体系。

参考文献:

[1]大连理工大学无机化学教研室编.无机化学[M].北京:高等教育出版社,1990.

[2]大连理工大学无机化学教研室编.无机化学实验[M].北京:高等教育出版社,1990.

[3]北京师范大学无机化学教研室编.无机化学实验[M].北京:高等教育出版社,2001.

无机化学原理范文第6篇

关键词:无机化学实验室;重金属;废水处置方法

在化学实验中需要用到化学制剂,同时还具又使用量大,种类繁多等特征。现阶段我国学生人数逐年增加,同时学校规模也在不断扩大,在这种情况下,无机化学实验以及教研工作量也得随之增加,所以促使了化学制剂的不断增多。化学制剂会引发废水污染的问题,因此需要将无机化学实验中用到的化学制剂进行统一放置,并强化化学制剂管理,尤其是重金属制剂,严禁随意放置,老师必须要求学生及时做好化学废水的回收再利用工作,从而实现对重金属废水的分类处置。

1无机化学实验室含重金属废水处置工作的必要性

在化学实验中常见的重金属主要有:汞,铅,镉,铬,银等,这些重金属具有一定危害性,因此如果不能将无机化学实验中含重金属的废水及时进行科学处置,不仅会造成环境污染还给人类健康带来严重威胁,由此看来及时对无机化学实验中含重金属的废水进行科学有效处置是很有必要的。

2化学实验室含重金属废水处置现状

化学实验室中废水排放情况不同,因此需要根据工作性质来对废水中重金属成分进行科学、深入的分析。化学物质主要分为有机化学和无机化学这两类,本次主要研究的是无机化学。在废水处置过程中pH值是重要的酸碱度指标,通过采用pH值检测法从而得出无机化学实验中废水的酸碱度,确定废水中重金属含量超标,因此及时采取科学手段,比如:酸碱中和,沉淀处置等方法,将无机化学废水处置中重金属及时、完全的分离出来,并在保证废水中不含重金属的情况下进行安全排放[1],这样做有效避免环境污染。

3无机化学实验室中废液的回收处置

化学实验室中产生的废液主要是指酸碱类以及重金属物质。在化学学习过程中需要进行无机化学实验,因此需要用到的化学制剂的种类也多,为了减少废液对环境的污染,老师要指导学生及时做好化学废液的回收工作,鼓励学生通过采用现代化手段来加强无机废液宣传,提醒学生,实验中用到的化学制剂不得随意放置,必须及时做好无机废液回收处置工作,确保化学制剂回收再利用,与此同时有效避免环境污染。比如老师指导学生,实验室用过的废液回收缸必须进行分类处置,同时根据实验项目类别,在每个废液缸上都贴上回收废液类型,废液回收缸的材质也必须是陶瓷的或者玻璃的[2],要求这些废液回收缸具有很强的耐腐蚀性。将废液回收缸摆放在通风位置,从而最大限度避免这些废液引起大气污染,有效减少对空气的危害。另外还要定期处置废液回收缸,密切观察缸内情况,这样做是为了防止废液回收缸长期放置引发安全隐患。

4无机化学实验中重金属废水处置方法探讨

酸碱类废水的处置方法:酸类包括硫酸,盐酸,醋酸,硝酸等;碱类包括氢氧化钾,氢氧化钠等。为了有效避免实验中含重金属废水对环境造成污染,可以及时采取以下措施:先将实验中用到的废液进行科学分类,继而进行酸碱中和处置,在此过程中要注意,为了保证安全性,要在通风地方进行酸碱中和处置,与此同时戴好防酸碱手套和眼镜,在酸碱中和过程中会出现放热现象,同时液体会飞溅,因此必须及时使用玻璃棒进行缓慢搅拌,保证酸碱中和操作过程的安全性,将pH值控制在7左右。在以上操作完成后及时将废液从下水道直接排出去,然后用干净的水冲洗管道内部,只有这样做才能有效避免实验后产生的废液给大气环境带来污染。重金属盐类的处置方法:无机化学实验中的重金属盐类主要包括铜,铅,镉,汞,锌,银等多种类型重金属离子,将废液回收缸摆放在无机化学实验室中指定位置,同时根据金属离子的不同,将其进行科学分类[3]。比如先将这些重金属离子进行沉淀分离,接着将这些经过沉淀处置后的废渣收集起来,然后将其交给学校,有助于学生进行统一处置,但是在处置过程中要认真遵循以下分类处置原理:含铜废水处置原理:在含有铜离子的废液中及时加入定量氢氧化钠溶液或者是碳酸钠溶液,该溶液呈碱性后,可以将铜离子转化为氢氧化铜或者碳式碳酸铜。在这种情况下氢氧化铜溶液和碳式碳酸铜都呈现为沉淀状态,这样一来只需要将沉淀下来的废渣及时回收就可以了。在溶液中加入硫酸并使其中和并稀释,然后将过量的强氧化钙处置掉即可。含锌废水处置原理:在含有锌离子的废液中加入氢氧化钠溶液,从而使其转化为氢氧化锌沉淀物。同时在加入氢氧化钠溶液的过程中及时使用pH试纸来测试其酸碱度,如果测试出出来的酸碱度在9左右,那么操作才有效。但是如果pH值低于9或者高于9,则需要重新使用氢氧化锌进行溶解操作。含镉废水处置原理:在含有镉离子的废液中加入适量的氢氧化钙,与此同时使用pH试纸将其值调为11左右,这样做有助于将镉离子全部转化为氢氧化镉沉淀物。及时收集过滤的废渣,将这些废渣进行科学检测,不含镉离子时再加入硫酸进行中和稀释,最后将过量氢氧化钙处置掉即可。在此过程中也可以在含有镉离子的废液中直接加入硫化钠溶液,这样做可以使其镉元素并沉淀,从而达到了良好的处置效果,与此同时也避免了含镉废水对环境造成污染。含汞废水处置原理:由于汞毒性较大,因此它在人体内积累一段时间后会导致人类汞中毒,所以在对含汞废水处置的过程中要尤其小心。在单质汞废液处置过程中只需要用硫粉将其盖好,并保证通风就可以了,等到反应后及时收集就可以了。但是在含汞废液的处置过程中需要及时加入硫酸亚铁以及硫化钠溶液,然后将其进行充分搅拌,然后使用pH试纸进行检测,必须保证pH值在6~8之间。待溶液完全沉淀后进行过滤,然后将过滤后的废渣进行统一保存。比如在此过程中经过检测,其pH值在6左右,则及时加入活性炭并进行搅拌,然后放置三个小时,随后进行过滤,最后保存好过滤残渣就可以了。含铬废水处置原理:含铬废液对环境的影响主要体现在六价铬上,因此在含铬废液处置过程中需要及时采取有效措施将六价铬转化为三价铬。比如在含铬废液中加入硫酸并使其搅拌均匀,待pH值检测结果在3以下时再其内加入硫带硫酸钠晶体,然后进行搅拌,直到溶液颜色变为深绿色为止。继而在溶液中加入氢氧化钠溶液,与此同时检测pH值,将pH值控制在7~8之间,将溶液放置到完全过滤为止,最后将过滤后废渣保存起来,在此过程中需要注意,检测发现溶液中不含铬元素才能将其完全排放出去,这样做可以有效保证废水处置工作的科学性和严肃性,更重要的是有效避免含铬废水对大气环境造成危害。含铅废水处置原理:在含铅废水处置过程中需要认真做到这几点:先在含有铅离子的废液中加入氢氧化钙溶液,然后将pH值控制在11~13左右,从而使其成功生成氢氧化铅沉淀物,并在其内加入适量硫酸铝凝固剂,并将其pH值控制在7~9之间,然后放置到完全反应为止,最后将过滤后的残渣及时保存起来,与此同时检测该滤液,当滤液中不含铅元素才能将其完全排放出去。另外也可以采用化学吸附法来处置含铅废水处置。例如充分利用氨基的化学吸附功能,使其和无机化学实验中含铅离子及时形成化合物,并使其成网状结构,然后将氢氧化钠、二硫化碳作为原料,从而展开含铅离子废水处置模拟实验,实践证明,含有铅离子的废水严重威胁到人类的生命健康。含钡废水处置原理:在含有钡离子的溶液中及时加入硫酸钠溶液,从而使该溶液中的钡离子全部转化为硫酸钡沉淀物,并在过滤后将废渣及时处置即可。另外在钡离子溶液中加入硫酸钠的环节,如果无法确保钡离子完全沉淀,可以在试管中加入适量硫酸钠上层的清液,并将其及时放置在离心机中进行分离反应,最后在分离后的清液中滴入硫酸钠溶液,在这种情况下,如果溶液中未形成白色沉淀,说明钡离子已经完全沉淀了,经过以上操作后将废液排放出去不会对大气环境造成污染。含银废水处置原理:为了能够将无机化学实验中含重金属废水进行妥善处置,并保证不会对环境造成污染,及时进行了以下操作:在含有银离子的废液中加入适量硫酸钠溶液,这样做有助于将银离子完全转化为硫酸银沉淀,经过过滤操作,将废渣处置掉就可以了。在此环节如果不能完全反应则需要采取银离子分离方式,借助离心机来进行分离反应,在本次实验中发现,在废水中含有大量银离子,从而使学生认识到将无机化学实验中含重金属废水进行妥善处置的必要性,并提高对重金属中银离子的重视。

5结语

综上所述,在化学实验中必须要对无机化学废水进行妥善处置,在此过程中可以采取酸碱中和以及沉淀处置的方法,但是在必要情况下还需要进行活性炭吸附处置。为了避免无机化学实验中含重金属废水对大气环境带来污染,必须要提高对重金属的正确认识,在废水处置过程中必须及时采取科学手段,及时做好对化学实验中废弃物的回收处置,这样做不仅可以减少化学实验中废水对环境的危害,还可以有效增强人员的环保意识。

参考文献

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[3]王慧超.环境学科化学分析实验室废水的收集管理与处置系统开发[D].西安建筑科技大学,2015.

无机化学原理范文第7篇

关键词:无机化学 教学体会

无机化学是医学检验专业本科生进入大学后接触到的第一门重要的化学骨干课程。作为一门先导课程打好牢固的基础,掌握完整且有针对性的知识体系对于后续课程如有机化学、分析化学、仪器分析及部分检验专业课程学习至关重要。本人就如何激发学生的学习兴趣,提高学习的效率和积极性,谈谈教学实践几点体会。

一、结合专业特点,精选教材和教学内容

医学检验是运用现代化学方法、手段进行的一门学科,主要研究如何通过实验室技术、医疗仪器设备为临床诊断、治疗提供依据。该学科与化学是密切相关的。

无机化学的教学内容包括两个部分,一是理论化学部分:溶液的性质、化学反应平衡(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配位平衡)、热力学动力学基本知识、原子结构与元素周期律、分子结构等,主要内容为一些化学原理和概念;二是元素化学部分:按元素周期表族的划分介绍一些比较常见的元素及其化合物的性质,进而了解本族其它元素及化合物的性质。

根据教学大纲要求,医学检验专业无机化学总课时为54课时,其中理论学时42学时。

基础理论教学内容的教学特点应该以“必需和够用”为原则,因此我们在教学中对教学内容要在保持无机化学整体性和后续发展性的前提下做了适当的调整,精选教学内容。侧重点在理论化学,四大平衡和原子、分子结构要精讲细讲;化学动力学和热力学相关知识与医生检验的关联较小,所以热力学这章可以不作要求,动力学可以只介绍化学反应速率的定义、表示方法和影响化学反应速率的因素;元素化学只要分s、p、d、ds区各族元素的通性及个别重要元素的性质。

二、明确化学与医学关系,激发学生学习兴趣

很多学生不明白为什么化学是医生检验的专业基础课,所以明确化学与医生联系能够激发学生学习兴趣。

首先让学生了解化学与医学的历史渊源。早在16世纪,欧洲化学家就提出化学要为医治疾病制造药物。1800年,英国化学家Davy H发现了一氧化二氮的麻醉作用,后来麻醉效果更佳的乙醚的发现,使无痛外科手术和牙科手术成为可能。现代医学与化学的联系更加密切。医学的主要任务是研究人体生理、心理和病理现象的规律。医学研究的对象是人体,而人体组织器官是由蛋白质、脂肪、糖类、无机盐和水等都化学物质组成的;人体消化、吸收、排泄等生理过程都遵循化学变化的基本原理和规律。

临床检验常运用化学原理和方法测定血、尿、胃液等生物标本中某些成分的含量,以帮助医务工作者正确诊断疾病,如人体微量元素的检测、肝炎、重金属中毒等。疾病治疗要借助药物,而药物本身就是化学物质,药典中有很多无机药物如碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化铝、氯化铵等,药物的药理作用与其化学结构、性质密切相关。

三、改进教学方法、教学手段,提高教学效果

科学的教学方法有助于提高课堂效率和质量。无机化学这门课程基本概念、计算公式很多,不易理解和记忆,可以采用启发式、比较式、讨论式等多种教学方法与医学相结合,帮助学生将所学的知识连贯起来,加深理解。

比如讲渗透压的时候,介绍医院给病人输液时常用9 g/L的NaC1溶液、50 g/L的葡萄糖溶液和12.5 g/L的NaHCO3的等渗溶液。什么是等渗溶液,为什么要等渗输液,可以用对比的方法图片展示红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化:(1)在2.6 mol/L溶液中红细胞会皱缩;(2)在0.15mol/L溶液中红细胞维持基本形态;(3)在7×10-2 mol/L溶液中红细胞会溶血。这样学生就能明白为了维持人体细胞的正常形态和生理功能必须要等渗输液。分别介绍晶体渗透压和胶体渗透压的定义、产生的部位以及意义,讲解血液净化的原理:利用渗透作用除去某些致病物质,净化血液,达到治疗疾病的目的。讲缓冲溶液时问:人在吃了酸性和碱性食物以后,血液的pH为什么仍然能基本保持在7.35~7.45之间?重点要介绍血液中的主要缓冲系,酸中毒、碱中毒的界限和原理。讲配合物时,可以用广谱抗癌药物顺铂来引出配合物的定义、组成,从化学键理论进一步介绍配合物的结构。

教学手段:多媒体的应用比传统板书更加直观、明了。分子和原子模型、轨道、图形等,如果采用传统的板书,授课教师要耗费大量的精力和时间。教师写起来、学生看起来都比较吃力,教学效果一般,尤其是物质结构部分,要求学生有较强的空间想象能力。多媒体可以将声音、图像、动画集于一体,可以让复杂的化学原理、抽象的原子和分子微观结构及轨道图形一目了然,有助于学生理解和掌握一些抽象难懂的问题,激发学生的兴趣,同时也可以加大课堂信息量。但由于多媒体信息容量大、速度快,所以在使用的过程必须结合黑板板书,更有利于学生消化理解,教学效果更佳。

四、注重学生实践

无机化学实验也是无机化学课程的重要一部分。化学是一门以实验为基础的自然学科,加强实验教学对提高无机化学教学质量至关重要。在实验项目的安排上,我们开设了综合性实验药用氯化钠的制备,通过实验学生能明白粗盐提纯精盐的原理,掌握蒸发、结晶、过滤、抽滤等基本操作。缓冲溶液的制备、性质和pH值测定实验中,让学生更深一步理解缓冲溶液的缓冲机制、配制原则。食醋中总酸度的测定实验中,让学生掌握滴定基本操作。通过实验进一步巩固理论知识。

总之,要上好无机化学课要从医学与化学相关联的角度,从教学内容、教学方法、教学手段上花心思,既要注重学科自身的特色,又要体现出与医学检验专业的联系。参考文献:

[1]刘幸平,吴巧凤.无机化学[M].北京:人卫出版社,2012.

[2]曹锡章,宋天佑,王杏乔.无机化学[M]北京:高等教育出版社,2012.

无机化学原理范文第8篇

大一化学中元素化学教学一直是基础课教师关注的焦点之一,最少有3位从事基础课教学的中国科学院院士给予了关心[1]1-6[2-3]。随着教学改革的深入,各种教学内容、目标、方法的不同安排,所取得效果的不同,又将这一问题推到了风口浪尖。根据我校的教学实际,我们将原有的无机化学分为两段教学,在大三开设了中级无机化学[4],并整合了原无机化学和化学分析内容,编写并出版了《无机化学与化学分析》[5]作为大一化学教材,其中元素化学教学安排在30学时左右。12年的改革和实践,使我们对大一化学中元素化学教学部分有了深入的认识和可行的做法,取得了一定成效。 一、必须克服大一化学中弱化元素化学教学的现象 长期以来,由于元素化学的内容庞杂、头绪繁多,大部分是枯燥的纪实材料,因而虽然它易懂、不难,但掌握好却又不易。对于此部分内容素有“老师难教、学生不愿听”之论。究其原因,不外乎有3个方面:(1)元素化学涉及的内容庞杂,资料琐碎,化学反应和化学现象繁多,仔细记忆非常困难,学习过程常感枯燥,似乎杂乱无章、无规可循;(2)教学中化学原理和元素化学两部分内容常常发生脱节,讲到元素部分时,许多教师通常仅按教材照本宣科,往往又只侧重于物质的存在、制备、性质和用途,而对于决定物质性质、制备方法、存在状态的原因则较少与前面的理论联系加以分析,造成了学生对元素化学部分学习兴趣不浓;(3)不能及时增加新材料、新知识内容,降低了学生对元素化学部分学习的热情。于是,有许多教师对理论部分大讲特讲,似乎越深越好,占用了绝对的学时;对元素化学的讲解却轻视和弱化了。反映在教学中是:(1)大量减少课时;(2)用一些元素化学小故事的穿插以及生活中的应用代替教学;(3)更多的是采用所谓的“自学式”学习。采用“读书指导法”、“讨论法”或“演示试验”等方法代替教学。凡此种种,都是不讲究教学效果、弱化元素化学教学的做法。无疑,削弱了大一化学课程内容的完整性。因此,这种现象必须克服。 二、元素化学教学必须融入最新的研究成果 (一)元素化学是无机化学的主脉 通常,大一化学课程按照内容被划分为两个部分:化学原理和元素化学部分。其中元素化学部分是无机化学教学的主脉,元素化学部分是按照元素周期表系统地介绍元素及其化合物的制备、性质、反应性以及它们之间的联系和规律的,是完成无机化学课程的重要环节,两部分的有机结合保证了大一化学课程的完整性。如果轻视、减少元素化学内容,化学原理就成了空壳,就不成为无机化学了。再则,大一化学课程中元素化学内容的重要性还在于:许多专业的学生在大学阶段的学习中可能再也不会遇到系统地介绍元素的课程了。欠缺元素化学方面的基础知识,对于他的专业知识而言,将是一个极大的缺陷。其实,很多教授认为无机化学课程就是元素无机化学。新中国成立初期,我国全面使用前苏联的教材,无机化学使用的是涅克拉索夫的《普通化学教程》(上、中、下3册,105万字)[6],完全照元素周期表系统地介绍元素及其化合物(占全书28章的18章),只是将有关理论方面的内容放在前10章且并不强调。及至戴安邦等教授编著的我国第一部无机化学教材《无机化学教程》(上、下两册,84万字)也是这样[7]。在之后的教改中,我校刘翊纶教授也主编了《基础元素化学》作为教材使用多年[8],编排更是以元素为主,原理部分列其中。到了20世纪,无机化学教材百花齐放,有了不同版本,内容和编排各有千秋。20世纪90年代,英国格林伍德与厄恩肖合著了《元素化学》(上、中、下3册,160万字)一书[9],这是一部现代的、严谨的、综合性的元素化学论著。当然,随着学科的发展,大一化学课程按照内容被划分为化学原理和元素化学两个部分是可行的,也是较合理的。这也是1977年教育部组织以武汉大学牵头的8所综合大学,在重新编订的教学大纲的基础上,分工编撰的统编大一《无机化学》一书形成的雏形[10]。 (二)加强元素化学教学是学科发展的需要 徐光宪先生曾撰文说,21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、信息科学、能源、海洋、空间科学的相互交叉、相互渗透、相互促进中共同发展[1]1-6。就是说,随着科学的发展,冶金、地质、以及航空航天、电子、激光、环境、能源、材料和生物工程等新兴工业和尖端科学技术的发展对无机化学提出了新的要求,无机化学除了一方面继续发展自身以外,另一方面还在向其他学科如生物、有机、环境科学等方面渗透,出现交叉学科。显然,它要反映在无机化学的元素教学过程中,必须要注意将与无机化学相关的新技术、新方法、新材料以及科学研究的最新成果融入到无机化学的元素教学中,保证无机化学教材的先进性。例如,不讲生物模拟固氮,不讲化学固氮中1965、1995和1998年通过过渡金属的分子氮活化N≡N键,怎能深入地理解氮的性质和利用呢?又如,温室效应与CO2,安全气袋与NaN3,光化学烟雾与氮氧化物,水俣病与汞、铬,火箭推进剂与N2H4;“神七”宇航员的航天服本身就是特殊材料,凡此种种都牵扯到元素、化合物、无机合成化学的方方面面。这都属元素化学教学内容。因此,元素化学教学一定要融入到现代社会中去,克服教材内容滞后的现象,融入最新的有关元素化学的研究成果。 三、元素化学教学中需要突出的环节 (一)以区划分内容加强通性讲解 由于课时缩小和“中级无机化学”的开设,我们把元素化学教学内容按其电子结构分为4个大区(即s区、p区、d区和f区)安排。首先,强调讲解各区元素通性,让学生了解其在周期表中的位置、全貌和共性。例如,讲s区,其通性为:(1)从上到下电离能、电负性减小,金属性、还原性增强,原子半径增大;(2)从左到右原子半径减小,金属性、还原性减弱,电离能、电负性增大。原因是:(1)都是最活泼的金属;同一族自上而下性质的变化有规律;(2)通常只有一种稳定的氧化态;(3)形成的化合物大多是离子型的。一切归于原子结构的特点。#p#分页标题#e# 讲p区元素的通性,则必须讲到p区元素的化学以其多样性为特点,包括:(1)唯一同时包括金属和非金属元素的一个区;(2)无机非金属材料库(如人造金刚石、分子筛、高能燃料、硅单晶材料、纳米半导体材料、碳—碳复合材料、太阳电池材料和光子带隙材料等);(3)包括“不活泼的单原子气体—稀有气体”;(4)有毒的小元素群;(5)多有同素异形体;(6)成键的多样性:如乙硼烷的3c-2e键等;(7)区域性的规律性(如惰性电子对效应、对角线规则等)。 讲d区元素的通性,则必须强调d区元素的化学就是d电子的化学,其特征不同程度上与价层d电子的存在有关,至少表现在:(1)熔、沸点高,硬度、密度大的金属大都集中在这一区;(2)不少元素形成有颜色的化合物;(3)许多元素形成多种氧化态从而导致丰富的氧化还原行为;(4)形成配合物的能力比较强,包括形成经典的维尔纳配合物和金属有机配合物;(5)参与工业催化过程和酶催化过程的能力强等方面。 讲f区元素,则重点在于介绍稀土:(1)各种规律:正三价氧化态,镧系收缩的单向变化,双峰效应,离子颜色的周期性变化,斜W规则,奇偶变化等;(2)中国的稀土资源丰富,三大稀土产地,五大稀土矿特点;(3)稀土的分离化学;(4)稀土的应用。其次,在各区里侧重于讲解各区重点、常见元素及其化合物的存在、制备、性质和用途。 (二)注重化学原理对元素化学的指导和应用作用 注重利用原子结构、分子结构、化学热力学、动力学、氧化还原、配位化学等无机化学的基础理论知识,去理解、判断、解释元素及其化合物的性质与结构,使两者有机结合。例如,同一族的N2和P4分子性质差别那么大,皆由分子结构、成键的不同引起,以致反过来更理解了分子轨道理论内容;对CO、SO2等分子结构的理解,使学生了解到物质反应性不同的原因,又更加全面了解了不等性杂化轨道,知道了还有SP和SP2杂化轨道;举出有机苯—无机苯、金刚石—立方氮化硼、石墨—立方氮化硼等例,可深入说明等电子物种的相关性;又如BX3酸性的大小顺序为什么是:BF3<BCl3<BBr3?氢键和氢桥键有什么不同?卤素颜色的变化原因?第一个稀有气体化合物合成的热力学?Ellingham图的应用,在无机合成中耦合反应的应用以及许多化合物的制备反应和条件也都得从热力学、动力学才能解释清楚;许多化合物的氧化还原性及其用途更要用电极电势去解释。如此等等,相得益彰,教学时,老师有的讲,学生有的听,兴趣盎然。罗一帆等的尝试已经很有效果[11]。 (三)强调元素和化合物在周期表中的规律性讲解 加强对元素和化合物在周期表中的规律性讲解,这也是深入元素化学讲解内容和加强其与理论部分结合的好方法。例如,含氧酸的氧化还原性(包括含氧酸氧化还原性的周期性、影响含氧酸氧化能力强弱的因素)、无机酸强度的变化规律(包括影响无机酸强度的直接因素、氢化物酸性强弱的规律、含氧酸的酸性强弱规律)、盐类的热分解(包括无机含氧酸盐热分解的类型和规律、无机含氧酸盐热分解的本质和对某些规律的解释)、无机化合物的水解性(包括影响水解的因素、水解产物的类型)、离子晶体盐类的溶解性(规律性及其解释)第二周期性(次周期性)和区域规律性(图1)等的讲解,都会使学生加深对丰富多彩的元素化学的理解和记忆。

无机化学原理范文第9篇

关键词:高校;无机化学;现状;改革策略

中图分类号:G652 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)41-0102-03

无机化学是一门专业的基础学科,涉及的范围很广,包括了环境工程学、食品工程学、生物工程学等,是向整个高校工科类一年级本科学生开设的化学基础学科,更是学生踏入高校后学习的第一门化学基础学科。所以,高校要特别注意相关衔接工作,重视衔接教学,实现更好的过渡,让学生能更快地从中学化学转移到大学化学中来,并且为他们今后学习相关课程打下坚实的化学基础。高校领导也要特别重视无机化学这门课程,充分发挥无机化学教研组所有教师的力量,通过大量的时间,对课程进行改革。临沧师范高等专科学校(以下简称“我校”)经过一系列的改革,无机化学逐渐把“必需、适用、实用”这些原则体现了出来。在面对学习时间压缩的情况下,也能最大限度地使学生更好地掌握无机化学基础知识,更好地领悟无机化学的精髓,实现理想的教学目的,获得良好的学习效果。通过不断完善教学方法,对无机化学教学内容进行更好的精选,合理地安排教学,加之利用多元化的教学手段,促进了教学质量的提升和教学目标的实现。

一、优化体系

我校从无机化学课程的内容和体系上出发,改进了教学内容,改变了原有课程的体系设置,将与中学化学或者其它化学课程相重复的内容进行适当的删减,坚持“必需、适用、实用”的原则,增添了实用性强的新内容。在教学过程中,提升基本理论的内涵、加强基本原理的理解、灵活多用的基本方法、计算与操作。以无机化学的基本理论作为出发点,将四大化学的平衡原理作为主线,注重应用,加强实践,打造全新的无机化学课程体系结构,层层递进地开展,使学生更容易接受。还加强改革课程结构体系,提高了教学效率。面对课程结构体系改革的不断深入,自然会给传统的无机化学教学带来诸多问题,若要更好地改善传统教学确非易事。因此,教师想尽办法,沥尽全力,将教学大纲的基本要求为出发点,彻底改善传统的教学方式,从而达到提高教学效率、增效的目的,做到“减学时,不降质量”。通过长期的教学实践,根据高校化学专业与学生的特性,大规模、系统地完善和修订了课程的理论教学大纲和实验教学大纲,让其呈现出高校独有的教学特色。根据不同专业的不同特点,还提出了分层教学的两种大纲模式:《新大学化学》和《无机化学》。为了更好地适应不同专业对化学的不同要求,合理地调整了各个层次的课程:《新大学化学》108学时,《无机化学》72学时。

无机化学课程的主要目的是:让学生掌握化学平衡、化学反应速率、物质结构、元素周期定律以及化学热力学等相关基础理论与概念,更好地理解元素以及化合物的结构、性质、反映规律,掌握其用途,激发思维能力,培养科学素养及其训练分析和解决问题的能力,引导学生应用正确的学习方法,初步掌握科研方法,树立正确的人生观、价值观、世界观、辩证唯物观,为以后的学习打下坚实的基础。根据教学大纲的要求,还需要采用学习参考书《无机化学习题与自测题》,针对每章的课堂授课内容的要求以及进度而设计的课后练习与自测题进行课后练习,目的是帮助学生及时掌握和巩固知识。自测题具有各式各样的特性,有助于学生在每章完成后检查自己的学习情况。通过对参考书的使用,不仅可以引导学生学习,还能激发他们的思维能力。

新的教学大纲从宏观的角度诠释了学生掌握知识的深度与广度,符合教学规律和高校学生的学习特征。新的教学大纲要求,必须掌握基础理论和基本概念,把握重点,详细讲解,删减重复内容,提升教学层次。根据专业特点的差异性与计划课程的要求,对内容进行筛选,将比较简单、易理解的内容划分为自学内容,将倾向于理科及理论性较强的内容划分为选修内容,符合学科专业的培养目标。新教学大纲明确指出,对每一章节需要理解、掌握、熟练,课程在部分章节中安排了比较简单的自学内容。高校学生经过高中阶段的学习,适应大学学习方法后,初步形成自学和独立理解问题的能力。对学生进行自学安排的时候,可以引导他们参考更多资料,适当地设计一些思考题,点燃学生的学习热情。

为了使一味灌输、面面俱到、平均分配的传统教学模式得以突破,在相对较少的学时中,本学科新知识、新成果、新信息要进行适当的增加,拓宽知识面,加强应用。要增加与专业密切相关的知识,例如:生物技术与化学的关系、细胞核内蛋白质动态变化研究进展、人体生命元素功能,等等,不仅加强专业与课程的密切关系,还致力于提升学习兴趣,增强学习能力。

二、无机化学教学方法的改革

新时代倡导素质教育,倡导以学生为主体,教师为主导。高校无机化学主要应用启发式的教学方法,注重实践,充分应用全方面、多元化的教学手段,提升教学质量。教学设计要坚持学生为主体,引导和启发学生,贴近学生生活,选取学生较为关心的话题。例如,有关绿色化学、大气污染等课题的讨论,都可望调动学生的学习积极性,提高学生的自学能力。在进行绿色化学相关讨论时,部分来自农村的学生通过阅读大量资料,明确今后的学业中会以回到家乡发展绿色产业为目的。教师应该掌握学生的心态,做好循序渐进的引导,让学生从被动学习转变为主动学习。教师要在课堂上掌握学生的学习情况,针对他们的基础差异性,做好分层教学。分层教学的目的不是为了选出尖子生,是要让学生都能得到发展和进步,让学生感到教学目标就在他们身边,从而能更好地实施教学手段,实现教学目标,促进学生全面发展。

在进行无机化学教学时,为了巩固课堂教学质量,理论结合实际,需要加强基本训练和平时考核。为了紧贴课堂教学内容,让学生能及时掌握和巩固知识,我校采用了学习参考书《无机化学习题与自测题》,实施两节课布置一页参考书的作业。教师认真检查作业,仔细批改,对作业情况进行评分,整个学期作业评价得分以20%纳入总成绩。通过对作业的批改,教师能及时掌握问题,方便下次在课堂上进行讲解。针对个别问题则对学生进行解答,促进学生更好掌握本章的难点和基本概念。每章完成以后,督促学生做自测题。自测题题型多样化,且有注解,有助于学生更好地检查自己对学习内容的掌握程度。

课堂教学中,充分发挥多媒体教学的作用,使教学内容形象化,将传统与先进有机结合,利用计算机进行辅助教学,将知识动态化,将微观转化为宏观,变抽象为直观,实现整个课程的最优化。例如,学习原子结构时,多媒体的加入让学生更容易理解这类抽象的知识。理论课实施启发式、参与式教学,组织学生讨论,教师解答疑难,将原本枯燥无味的无机化学变得更有生命

力,提升了学生学习的积极性。

三、激发学生动手和动脑的能力

无机化学课程具有丰富的实验内容,对实验选题要准确、恰当。改革过后的无机化学,具有20个实验、72学时。引导学生养成良好的实验素质,通过测定、原理、现象的实验,对学生的观察能力、总结能力、判断能力、动手能力、概括能力进行基本操作训练。用“微量实验”代替原来的“硫酸亚铁铵的制备常量实验”,降低了实验成本,减少了实验时间,实现了教学目标。开放性实验《三氯化六氨合钴的制备和组成测定》,是让学生在掌握基本概念和理论的基础上,灵活运用化学原理和试验方法,从开始收集资料、制定实验方案、准备实验仪器到实验结束后的数据处理与讨论,都要求独立完成,其重点在于激发学生善于动手、动脑,敢于发现、分析、解决问题,全面提升无机化学实验教学的质量。

四、完善试题库建设

学生成绩的总体状况要坚持考教分离,对评分实施统一标准,考卷及标准答案存档。要应用试题库,提高教学质量,提高课程水平,上升到更高的层次。根据高校专业和学生的特点,设计多套《无机化学》试卷及标准答案,构建试卷库,降低试题的重复率。总结学生最后的综合成绩,其目的是为了让学生重视无机化学的每一个环节,尽量坚持上课,认真学习,避免临考搞突击的现象,促进学生学好化学基础课,为今后的相关课程打下必要的基础。

五、完善课程考试改革与教学管理制度的建设

在教学管理制度上,要保障完整的教学档案。包括教研活动、教学试卷、教学章程等管理文件的完整性。要切实落实互相听课的工作,做好记录。要不断加强教学质量监控,促使课程教学的水平始终在学生和其他教师中得到不错的评价。无机化学课程作为重点课程,应该紧贴时代的步伐,完善网络教学,实现资源共享,在网络上拉近教师之间、学生之间、学生与教师之间的距离,更好地交流与学习,为学生提高自主性学习的平台。要从一定程度上解决在课堂上时间有限而交流不足的问题,结合高校专业特点和实验条件,尽可能开设具有较高的综合性与设计性的实验。促进学生掌握基础知识,加强专业运用,调动学习积极性,激发创新意识,提高探究能力。

无机化学原理范文第10篇

关键词:无机化学实验;绿色化;探讨

中图分类号:G424

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2010)08-0213-03

1 引言

无机化学实验是高校无机化学教学的重要组成部分,在培养学生思维能力、分析与解决问题能力、动手能力等方面起到了至关重要的作用[1]。无机化学实验所需试剂药品种类多,消耗量大,部分试剂含有较强毒性,如氰化物、重金属盐、氯水、溴水、四氯化碳等,伴随反应过程放出的有毒性气体如硫化氢、二氧化硫、氯气、二氧化氮等,成为化学实验教学中一个非常严重的问题,因此几乎每个无机化学实验室都是一个小型的环境污染源[2]。这就要求在实验教学中,既要科学地、直观地展示实验所要达到的目的,又要尽量减少实验过程中有毒试剂的用量,提高试剂的利用效率,减少对环境的污染。倡导绿色化学教育,实施无机化学实验教学的绿色化,进一步深化无机化学实验教学改革。

2 无机化学实验“绿色化”方案研究

2.1 “绿色化学”原则

绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时

收稿日期:2010-07-23

基金项目:四川文理学院教改项目,川文理[2009]33号文件

作者简介:罗飞华(1983―),男,湖北武汉人,讲师,主要从事配位化学及功能材料方面研究。

也要在生产过程中不产生有毒、有害的副产物、废物和产品[3]。绿色化学的核心内容是“原子经济性”和“5R”原则,“原子经济性”是指生产中反应物的原子全部转化为期望的最终产物,“5R原则”即减量(Reduction)、重复使用(Reuse)、回收(Recycling)、再生(Regeneration)、拒用(Rejection)。按照“绿色化学”理念的要求,无机化学实验教学应该在绿色化学思想的指导下,用预防化学污染的新思想和新技术对常规实验进行改革而实现无机化学实验的“绿色化”。

2.2 无机化学实验教材和教学的改革

目前无机化学实验教材的内容多为传统实验,有些实验对环境污染比较严重,如硫酸铜的制备、大环配合物的合成实验等。因此需要绿色无污染、少污染的实验教材,实验内容为围绕基本化学原理、基本实验操作而开设的无污染、小污染实验,如摩尔气体常数的测定、粗食盐提纯、醋酸解离度和电离常数的测定、硝酸钾制备与提纯等。而教师在实验教学过程中,更要注重培养学生的环保意识,倡导学生改进实验装置与操作方法,并提倡试剂“回收使用、循环使用”的原则,提高试剂的利用率,减少实验污染,使学生直接参与到化学实验绿色化中。实验做完后,应指导学生妥善处理废弃物,根据“变废为宝、化害为利、分别处理”的原则考虑回收利用,根据各种试剂和实验产品的性质,采取不同的方法进行无害化处理后再排放。常见的废气,可经吸附、吸收、氧化或分解等方法处理后排放;常见的废液,可采取中和、萃取、化学沉淀、氧化还原等方法进行处理,如废铬酸洗液可用高锰酸钾氧化后再循环使用。这样做不但处理了废液,扩展了学生的知识面,而且提高了学生的环保意识,达到化学实验绿色化的效果。

2.3 按照“绿色”理念改进实验

遵照绿色化学的理念,从源头上阻止污染,可以根据实验目的,在能够达到同样教学效果的前提条件下,寻找替代品,尽量用低毒或无毒化学试剂替代有毒化学试剂[4]。如无机化学实验中多相离子平衡实验,其实验目的是根据溶度积规则及平衡移动原理验证沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的转化。传统实验中,沉淀离子及沉淀剂大部分使用的是Pb(NO.3).2和K.2CrO.4;采用这些沉淀离子及沉淀剂现象比较明显,但是Pb、Cr是有毒重金属,实验废弃物排放到水中,会对水资源造成严重污染。为了保留传统实验的精华,同时减少实验废弃物对环境的污染,根据绿色化学的理念以及多相离子平衡的实验原理重新选择沉淀离子及沉淀剂,并对传统实验和改进后的实验进行对比,见表1。结果表明改进后的实验效果良好,现象明显,同样达到了实验目的,而且减少了有毒物质的使用和排放,实现了无机化学实验的绿色化。

表1 传统实验和改进实验对比

传统实验改进实验

沉淀离子Pb2+Cu2+

沉淀生成沉淀剂KINaOH

实验现象黄色PbI.2浅蓝色沉淀Cu(OH).2

沉淀转化沉淀离子Ag+Cu2+

沉淀剂K.2CrO.4 NaClNaOH Na.2S

实验现象砖红色沉淀 白色沉淀浅蓝色沉淀 黑色沉淀

Ag.2CrO.4 AgClCu(OH).2 Cu S

沉淀离子Ag+Pb2+Cu2+Fe3+

分步沉淀沉淀剂K.2CrO.4NaOH

实验现象先出现黄色沉淀Pb CrO.4

后出现砖红色沉Ag.2CrO.4先出现红棕色沉淀Fe(OH).3

后出现蓝色沉淀Cu(OH).2

2.4 开展微型实验,推行半微量化操作模式

微型化学实验崛起于20世纪80年代的美国,是在微型化学仪器中进行实验,以近可能少的化学试剂反应,获得比较明显的反应结果和较准确的化学信息的一种新型的实验方法[5,6]。微型化学实验的优点是可以大大减少化学试剂的用量,缩短实验时间,降低环境污染,这与绿色化学的理念相符。因此在高校无机化学实验中,可以开展微型实验,这样不仅减少了实验中的药品用量,缩短了反应时间,还节省了实验空间,锻炼了学生的动手能力。但由于从常规实验向微型实验转型的费用较高,且微型实验对药品的用量较小,有些步骤较多的实验学生在用量上不好把握,还有一些实验用到挥发性较强的试剂,使得微型实验模式在一些无机化学实验中难以推广。故可推行化学实验的半微量化操作模式,通过这种操作在一定程度上也能减少试剂用量,达到减少环境污染的目的。

2.5 运用多媒体辅助教学手段

近年来,多媒体技术已广泛应用于各个教学领域,对提高教学质量发挥着重要的作用[7,8]。在无机化学实验教学中也可采用多媒体技术进行辅助教学。传统的无机化学实验不可避免地消耗许多药品和水资源,尤其是对于含有一些昂贵的、实验中容易引起爆炸的或有毒、有害药品的实验,给师生身体健康带来极大的危害,且对环境造成较大的破坏。采用多媒体技术进行教学可实现“零排放”、“零污染”。例如元素及无机化合物的性质与检验实验,涉及试剂种类较多,内容繁琐,污染物的排放量大,组成也比较复杂,处理起来难度大。而且学生做这部分实验时,实验所用试剂都是实验室老师事先配好,学生进实验室做实验,只是简单地滴加、混合,学生觉得过于简单、枯燥,且化学反应瞬间完成,印象不深刻,难以达到教学效果。

对于此类实验,可有选择地保留一部分有代表性且污染程度较小的内容,让学生实际操作,其他毒性较大、污染较严重的实验内容,如“水下花园”实验可通过多媒体技术将实验过程做成录像展示出来。在教学录像中,让演示人员把实验原理、实验步骤等讲解清楚,清晰地展现实验过程和实验的现象,这样学生在观看时既能掌握性质实验的基本操作方法,又能熟悉元素及化合物的化学性质,从而达到较好的教学效果。运用多媒体技术进行辅助教学还能激发学生的学习兴趣。因此高校应大力推广多媒体辅助教学手段在无机化学实验教学中的应用。

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2.6 回收利用实验产物

回收利用实验产物也是实现无机化学实验绿色化的一个途径。在传统的化学实验中,实验者观察到有关的现象和数据。达到目的后,将实验产物直接弃置或排放,从而造成环境污染。应用绿色化学的理念,可将每次实验的产物回收利用,不仅节约药品,又减少或避免有害物进入环境,造成环境污染。如硫酸亚铁铵的制备,实验产物是硫酸亚铁铵,如果将其废弃,不仅污染环境,而且是一种浪费。实际教学中,应先开设硫酸亚铁铵的制备,并将实验产物回收保存,然后用作其他实验中,如Fe2+的来源。这样不仅节约了实验药品,也减少了实验废弃物的排放量,实现了无机化学实验的绿色化。

2010年8月

绿 色 科 技

第8期

3 结语

通过开展无机化学实验绿色化的研究,要实现无机化学实验的绿色化,需在绿色化学理念的指导下,实行污染预防全过程控制。优选实验、改进实验装置、开展微型实验、多媒体仿真教学和实验用品回收利用等都是化学实验绿色化的有效措施。作为高校化学工作者要从教学管理角度出发,在制定教学计划、教学内容、教学方式等各个环节中,都要考虑保护生态环境,要符合绿色化学的要求。在实际教学过程中,要在保证实验教学效果的前提下,积极、合理地应用绿色化的措施,实现无机化学实验的绿色化。

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Study on the Greening of Inorganic Chemical Experiment

Luo Feihua,Yang Li,Zhang Ping,Liu Dan

(Department of Chemistry And Chemical Engineering, Sichuan University of Arts and Science,

Dazhou, Sichuan, 635000,China)

Abstract:Based on the principles of green chemistry, problem on how to bring about a green reform of inorganic chemistry experiment is discussed in this bined with the teaching experience. Combined with the teaching experience, some measures on greening of inorganic chemical experiment are put forward, such as optimizing experiment, improving experimental apparatus, carrying out mini-experiment, multi-media simulation teaching, recycling materials and so on. These methods are important to achieve a green revolution of inorganic chemical experiment.

Keywords: inorganic chemical experiment; greening; discussion

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