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化学计量在实验中的应用

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化学计量在实验中的应用

化学计量在实验中的应用范文第1篇

一、导出公式

导出公式就是将基本公式进行联用,经过数学推导生成的在特定条件下使用的公式,或者是根据定义,通过数学推导得到的公式。

导出公式一

若一个粒子的质量为ag,阿伏伽德罗常数数值为NA,则该粒子的摩尔质量M=a・NAg/mol。

推导过程:

摩尔质量为单位物质的量的物质所具有的质量,阿伏伽德罗常数NA为1mol粒子的粒子数,单位为mol-1,一个原子的质量为ag,所以二者乘积ag・NA/mol应为该粒子的摩尔质量,即:M=a・NAg/mol。

例题1:科学家刚刚发现了某种元素的原子,其质量是ag,12C的原子质量是bg,NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )

A该原子的摩尔质量是a/12b

B Wg该原子的物质的量一定是(W/aNA)mol

C Wg该原子中含有W/NA个该原子

D由已知信息可得:NA=W/a

导出公式二

同温同压下,

推导过程: 将基本公式三变形得到:V=n・Vm,由于气体摩尔体积只受温度和压强影响,所以在一定温度和压强(特定的前提条件)下,气体摩尔体积就成为定值(常数),此时气体的体积与气体物质的量成正比关系,数学表达式为:

同温同压下, 这一推论可表述为:一定温度和压强下(同温同压,下同),两种气体的体积之比等于二者物质的量之比。

例题2:aLCO和O2的混和气体,点燃后得到bL气体(前后条件相同),则混和气体中CO的体积可能是下列组合中的( )

①b ②2a/3 ③a-b ④a+b ⑤2(a-b)

A①②③ B②④⑤

C①②④ D①②⑤

导出公式三

M=Vm・ρ

推导过程:

根据根据基本公式二M=m/n,和基本公式三的变形公式n=V/Vm,可以推导出

表述为气体的摩尔质量等于一定温度一定压强下气体的密度和摩尔体积的乘积。

例题3:在标准状况下,某气体的密度为1.79g/L,试计算这种气体的相对分子质量。

导出公式四

一定温度和压强下,

推导过程:

根据导出公式三M=Vm・ρ,一定温度和压强下,气体摩尔体积为定值(常数),此时气体的摩尔质量与气体密度就成正比例关系,数学表达式为 。

这一推论可表述为:一定温度和压强下,两种气体的摩尔质量之比等于二者密度之比。

例题4:某物质A在一定条件下受热分解,产物都是气体,有关的化学方程式为:2A=B+2C+2D。若生成的混合气体相同条件下对氢气的相对密度为d,则A的相对分子质量为( )

A.2d B.2.5d C.5d D.7d

导出公式五

相同温度相同体积时,

推导过程:

生活实例:给自行车打气,打进去气体越多,车胎越“硬”。总结规律:在一定温度下,一定体积的密闭容器中所含气体分子数越多,或者说气体物质的量越大,气体的压强就越大。

例题5:标况下向密闭容器中加入0.1molCl2和0.4molH2,然后点火使Cl2完全反应,再把温度冷却到0℃时,密闭容器内压强为多少Pa( )

A.1.01×104 B.2.02×104

C.4.04×104 D.1.01×105

导出公式六

某溶液的密度为ρg/ml,质量分数为w,溶质摩尔质量为Mg/mol,则溶液的物质的量浓度

推导过程:设溶液的体积为VL,由基本公式一、基本公式四、初中学过的m=ρ・Vm(溶质)=m(溶液)・w,得

例题6:常温下,将10.0g14.0%的NaCl溶液跟15.0g24.0%的NaCl溶液混合,得到密度为1.15g/ml的溶液。求:

(1)混合后该溶液的质量分数

(2)混合后该溶液的物质的量浓度

(3)在100g水中溶解多少摩NaCl才能使其浓度与上述溶液的浓度相等

导出公式七

C(浓溶液)・V(浓溶液)=C(稀溶液)・V(稀溶液)

初中化学学过:浓溶液稀释成稀溶液过程中,溶质质量不变,结合基本公式一可知,溶质物质的量不变,再结合基本公式四可推导出:C(浓溶液)・V(浓溶液)=C(稀溶液)・V(稀溶液)。

例题7:VmLAl2(SO4)3溶液中含有Al3+ag,取1/4VmL溶液稀释到4VmL,则稀释后溶液中S042-的物质的量浓度是( )

导出公式八

若某溶液中含有Fe3+、Cu2+、SO42-、Cl-,它们物质的量浓度关系可表示为:3×C(Fe3+)+2×C(Cu2+)=2×C(SO42-)+1×C(Cl-)。

推导过程:

化学计量在实验中的应用范文第2篇

中图分类号:R285 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2013)10-0108-03

代谢组学是后基因时代出现的一门新兴“组学”学科,用能反映整体的代谢物图直接认识生理和生化状态,因此,能提供区别于其他“组学”的大量信息。而化学计量学作为一门以实验为基础的边缘学科,可将多变量的分析方法引入化学研究,并对实验中产生的海量数据进行提取分析,对中药的复杂性和多样性的分析能提供切实的技术支持。以临床实效为生命力的中医药学,是具有重大的理论和应用价值的实际复杂系统[1]。对这一复杂科学系统,运用还原法研究是必需的,但不是研究的落脚点和最终目的,最终要回到其理论体系即整体观上来,这就要有认识方法上的还原论、控制论与整体论、系统论的结合[2]。笔者现就化学计量学结合代谢组学的方法应用于中药分析中的研究作一综述。

1 关于代谢组学和化学计量学

代谢组学(metabonomics)是20世纪90年代中期发展起来的一门新兴学科,是关于生物体系受刺激或扰动(如将某个特定的基因变异或环境变化)后其代谢产物(内源代谢物质)种类、数量及其变化规律的科学[3]。它研究的是生物整体、系统或器官的内源性代谢物质的代谢途径及其所受内在或外在因素的影响。代谢组学研究的思想,不是把人作为一个孤立的体系,而是对人与环境(地理的、社会的)、人与肠道菌群之间的相互作用加以综合考虑[4]。这种思想与传统中医强调人与社会环境的整体观、四时和饮食对人的影响、辨证施治等思想是十分契合的[5]。近年来,随着分析科学、生命科学和药物动力学等学科的迅速发展,中外学者对中药复杂体系整体研究的手段日益丰富,研究所获取的各类信息数量也与日俱增。中草药复杂的成分加之新的分析技术,不可避免地需要对大量的化学测量数据进行处理,于是,如何对海量的信息进行有效的提取分析成为中药复方分析化学面临的一个新课题。

化学计量学(chemometrics)自20世纪70年代初诞生起,在施行化学量测的各个领域应用中得到了迅速发展和完善。国际化学计量学学会(International Chemometrics Society, ICS)对化学计量学作出了如下的定义:“化学计量学是一门通过统计学或数学方法将对化学体系的测量值与体系的状态之间建立联系的学科。”[6]化学计量学可以优化化学测量过程,并从化学测量数据中最大限度地提取有用的化学信息。另外,化学计量学的最大特征是将多变量分析方法引入化学研究[7]。从这些特点分析,化学计量学方法与中药整体研究思路相一致,同时结合代谢组学的方法为中药现代化与国际化的研究提供理论帮助。

2 基于化学计量学的代谢组学方法在中药分析中的研究

2.1 在中药药用植物代谢组学的应用

根据代谢组学的概念,植物代谢组学简单的定义是以植物为研究对象的代谢物组学。具体地说,植物代谢物组学研究不同物种、不同基因类型或不同生态类型的植物在不同生长时期或受某种刺激干扰前后的所有小分子代谢产物,对其进行定性、定量分析,并找出代谢变化的规律[8]。代谢组学为较为全面地研究植物复杂代谢过程及其产物,从而分析植物次生代谢网络结构、限速步骤,解析细胞活动过程,以及寻找植物间的亲缘关系等提供了可能,同时也为阐明中草药“黑箱体”、更好地评价中药提供了一个良好的平台[9]。

随着科技的进步,高通量分析技术为研究纷繁复杂的植物次生代谢体系提供了可能,同时也产生了前所未有的海量数据。可应用模式识别和多维统计分析等方法从这些大量的数据中获得有用的信息,这些方法能够为数据降维,使它们更易于可视化和分类[10]。

2.1.1 中药指纹图谱分析 基于代谢组学思想的化学分析平台得出的中药成分指纹图谱(数据库),包括了体现药效信息的多个有效部位的各种指纹图谱。中药的指纹图谱大都比较复杂,色谱图中各色谱峰的保留值易受各种因素的影响,海量的数据为分析人员带来了重大的挑战。化学计量学方法在分析指纹图谱数据领域受到了越来越多的关注,并且成功地解决了在研究中药代谢组学指纹图谱中遇到的难题。

Li等[11]利用局部最小二乘法结合主成分分析(PCA)来分析33个飞蓬样品的分类情况,结果表明该法更能从化学的角度来研究飞蓬中药色谱指纹图谱,从而评价飞蓬样品的质量,同时还为其他中药的质量评价提供了模式识别方法。Kim等[12]对3种麻黄植物Ephedra进行了核磁氢谱指纹图谱分析,通过主成分分析找到了它们之间的代谢物差异,证明指纹图谱分析是植物化学分类学的一个有力工具,并为其全面质量控制带来了可能。同时,代谢指纹图谱在拟南芥[13]和番茄[14]的研究中取得了成功。

2.1.2 不同“型”中药药用植物的代谢产物比较 中药材化学成分复杂,且多为植物的干燥器官,由于其生长土壤、产地气候、采收期、储存和炮制方法的不同而导致其化学成分产生差异[15]。同一名称的中药材可能来自不同基源的植物,同时中成药生产过程中各工艺环节的稳定性等多种因素对其产品的化学组成也有很大的影响[16]。利用代谢组学的方法可对中药的质量进行良好的控制,并通过数据的分析处理,对大量代谢物分析表征,为辨别中药混淆品种、应对中药材质量良莠不齐等问题提供依据。

Yamazaki等[17]应用代谢组学技术并利用PCA、偏最小二乘(PLS)处理方法对2个Perillafrutescens品种(红色和绿色型)进行了研究,发现花青素(Anthocyanin)在红色型的叶中含量较高,而在绿色型的叶中却没有发现,其他一些主要代谢物含量和分布并没有明显差别,因此认为花青素是区分2个品种的标志性成分。Choi等[18]用代谢组学结合PCA方法区分12种大麻(Cannabis sativa)的栽培品种,提供了优质种植品种。孟氏等[19]利用PLS回归分析方法确定影响刺五加茎品质的生态因子,为优化可持续利用药用植物资源提供理论依据。

对于珍稀名贵中药材,代谢组学提供了全面评价培养型和野生型之间的异同、筛选优良品种的方法学平台,为解决资源匮乏中药材提供了可能。

2.2 在中药复方研究中的应用

方剂(复方)是中医临床治疗经验的具体体现,是中药创新药物的源泉,充分认识方剂中药物之间的关系,有助于基于中医临床经验的创新药物研究工作[20]。基于整体观点的代谢组学将研究代谢调控网络变化应用于中药及复方的整体效应评价中符合中医药的整体观以及辨证论治的特点[21]。中药复方代谢组学产生的海量数据需要进行深层次的挖掘,化学模式识别的的数据挖掘方法成为其有利的应用手段。

Wang等[22]利用PCA、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)的数据处理方法对六味地黄丸的代谢轮廓进行表征,结果表明,全方相对于拆方对甲状腺素合用利血平造成的大鼠肾阴虚模型具有良好的回调效果。王氏等[23]利用PCA数据挖掘手段对茵陈蒿汤进行研究,初步确认乙醇性肝损伤的发生、发展和回调的的4个潜在生物标记物;并对CCl4导致的肝损伤模型利用茵陈蒿汤进行干预治疗,利用PCA及PLS的方法进行分析,只有在全方的条件下,茵陈蒿汤才能使CCl4导致的大鼠代谢紊乱得以调整,使尿液代谢组轮廓向正常回调[24]。另外,利用代谢组学技术对六味地黄丸干预前后的人尿液和血浆代谢组学研究,通过PCA方法研究初步表明六味地黄丸的长期给予对机体多级代谢通路的代谢表达展示了明显的积极调节作用[25]。

用代谢组学的方法结合化学计量学探究中药可能的作用机制和寻找其主要的生物活性物质,为快速找到中药的分子靶标提供了可能。

3 小结

代谢组学同基因组学、蛋白质组学、生物信息学一样,是系统生物学的重要组成部分,处于初步发展阶段。同时,化学计量学作为一个年轻学科还有大量基础工作有待完善。如果说分析技术打开了“一扇门”,那么,正确的数据分析方法和模型建立则是“找到宝藏”的钥匙。可以说,代谢组学研究离不开化学计量学,而代谢组学研究也为化学计量学的发展提供了新的平台。如何将化学计量学合理地与中药复方物质基础实验研究相结合,建立一套系统的、规范的物质基础研究体系,使化学计量学在中药现代化进程中发挥更加积极的作用,依然是研究者面临的课题。我们相信,将化学计量学与代谢组学有机结合是引领中药现代化的重要之举。

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化学计量在实验中的应用范文第3篇

一、高考中考查滴定的统计

笔者对近两年全国及各地高考化学试卷中有关滴定的试题进行了粗略的统计.

试题题号考查内容2012江苏18、19氧化还原滴定原理(书写化学方程式)和含量计算,指示剂的选择,滴定终点的确定,误差分析2012安徽27中和滴定和氧化还原滴定,含量计算,润洗的操作方法,误差分析2012浙江26氧化还原滴定,指示剂的选择,含量计算,误差分析2012福建25中和滴定浓度计算,误差分析2012天津9络合滴定计算,误差分析2012广东33中和滴定,纯度计算2013课标Ⅰ36氧化还原滴定,纯度计算2013天津4误差分析2013山东29氧化还原滴定,离子方程式书写,指示剂的选择2013浙江28氧化还原滴定,仪器选择,理论计算,误差分析2013江苏18络合滴定,理论计算,误差分析

从统计结果可得出以下认识:

1.在2012和2013两年共25份试卷中,其中考查到滴定的共11份,即滴定试题出现的百分率为44%,若仅从江苏化学试题来看,两年均考查到滴定,所以滴定这一考点更应引起江苏考生的足够重视.

2.中学教材只讲了中和滴定的原理和实验,并没有涉及氧化还原滴定.但在高考试卷中却屡屡出现氧化还原滴定(包括高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法等),甚至还出现了络合滴定,这充分体现了高考命题突出能力的考查,所以,在高考复习中应注意从中和滴定到氧化还原滴定的过渡,培养学生的知识迁移能力.

3.表面上看,命题的范围扩大了,但试题的设问还是集中在几个重要考点上,①滴定原理及有关计算②滴定实验中的特殊操作③误差分析

二、重要考点分析

1.滴定原理及有关计算

中和滴定是通过滴定操作用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法,已知浓度的溶液称标准溶液,未知浓度的溶液称待测液.如果γA mol酸和γB mol碱恰好完全反应,则由化学方程式可得γAγB=cAVAcBVB,用酸滴定碱时

cB=γBγA×cAVBVB①

若一元强酸滴定一元强碱,①式可化简为

cB=cAVAVB②

在氧化还原反应中,当氧化剂与还原剂恰好完全反应时,其物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,与中和滴定的原理是一样的,同样也可以通过实验完成由已知到未知的转化.

表示溶液的浓度有多种方法,初中用溶质的质量分数,高中用物质的量浓度,滴定实验中充分体现了物质的量浓度的优越性.

与滴定有关的计算包括:

①溶液配制的计算

②待测液浓度的计算

③样品纯度的计算.

其中①、③是老生常谈,只有②滴定实验特有的,其计算公式来源于化学方程式的计算.

2.滴定实验中的特殊操作

定量是滴定实验的与众不同之处:滴定管(酸式和碱式)的构造和使用方法,滴定管的润洗方法,滴定实验的步骤和具体操作,指示剂的选择,滴定终点的确定,赶出尖嘴部分气泡的方法(包括碱式滴定管),这些都是在中和滴定中遇到的新问题,也是高考常考到的知识点.实验操作是复习的有效手段,死记硬背会忽略一些细节问题.

3.误差分析

误差分析是中和滴定的重点和难点.先从原理上分析,在cB=γBγA×cAVBVB中,γA 、γB 是化学方程式中酸碱的化学计量数,为定值, cA是标准溶液的浓度,是已知的,VB是实验中量取待测液的体积,一般为25.00毫升(假设量取是准确的),那么上式可简化为cB=aVA,即待测液的浓度与消耗标准液的体积成正比,所以误差分析可从消耗标准液的体积来分析.

①读数.消耗标准液的体积即两次读数之差,正确的读数方法是平视,如果仰视或俯视都会造成误差,必要时可画图进行分析.

②润洗.滴定管需润洗,否则会造成结果偏高,锥形瓶不可润洗,如润洗也造成结果偏高.

③气泡.滴定前滴定管尖嘴部分气泡未被赶出,滴定后无气泡,则使V标偏大,导致结果偏高.

④终点.达滴定终点时指示剂变色需半分钟不再改变,如急于读数可能造成V标偏小,最终结果偏低.

为确保实验结果准确无误,滴定操作至少要重复一次,取两次的平均值进行计算.滴定操作中如滴定管活塞漏液,或转动锥形瓶过猛待测液溅出,实验失败,需从头再来.三、典型试题赏析例1(2012年安徽-27)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂.为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2 的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程: (1)气体A的主要成分是_______.为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入______________;通入N2的目的是______________. (2)写出甲方案第①步反应的离子方程式_____________________.(3)甲方案②第步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是_____________(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案测定的结果_______(填"偏高""偏低"或"无影响"). (5)若取样品wg,按乙方案测得消耗0.01000mol/L I2溶液VmL,则1kg样品中含SO2的质量是_______g(用含w、V的代数式表示).解析:(1)样品中含亚硝酸盐,加入足量稀硫酸后发生反应SO32-+2H+=H2O+SO2,故气体A中主要成分为SO2.为防止暴沸,必须先向烧瓶中加入碎瓷片.氮气稳定,不与样品中各种物质反应,通入氮气的目的是将SO2完全吹出,避免测定结果偏低.(2)甲方案第①步SO2具有还原性,被H2O2氧化,离子方程式为SO2+ H2O2=2H++SO42-(3)考查了滴定实验的特殊操作.首先要明确为什么要润洗,用标准液润洗可使残留液浓度接近标准液,把误差降到实验允许范围之内.要做到这一点就应使滴定管内壁各处包括尖嘴部分都被润洗到,润洗的方法是向滴定管内注入适量NaOH标准液,倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出润洗液,并重复2~3次.(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,气体A中除含有SO2外,还会有HCl.再被碱夜吸收并用盐酸调节至弱酸性,溶液B中含有NaHSO3和NaCl,NaCl不与标准碘液反应,所以不影响乙方案测定结果.(5)根据关系式SO2~HSO3-~I2可知1Kg样品含SO2的质量是0.64V/W克

例(2013年浙江-28)利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO.制备流程图如下:

已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似.请回答下列问题:

(1)(2)(3)(4)略

(5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量.若需配制浓度为0.01000 mol・L-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取 g K2Cr2O7(保留4位有效数字,已知M(K2Cr2O7)=294.0 g・mol-1).

配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有 .(用编号表示).

①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管⑦移液管

(6)滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将 (填"偏大"、"偏小"或"不变“).

解析第(5)问考查相关计算,应准确称取K2Cr2O7的质量为0.01000 mol・L-1×0.25 L×294.0 g・mol-1=0.7350 g

化学计量在实验中的应用范文第4篇

在化学教学过程中能够激发学生积极性、提升对化学兴趣的各种情境或相关景物,就是化学情景。一般来说,化学情景可以是看得到、摸的着、可感知的,也可以是虚构的、口述的、看不到的景物,但其一定是大家都能够体会到的事物。很多实例也证明了学生的创造性思维的产生、知识的获得,综合运用能力的提高,都离不开教学中化学情景的设置。化学情景设置的巧妙与科学,是培养学生创造性思维的有效手段。创设化学情景,可以从如下两方面构建:

(一)从生活中的经历创设情景

现实的生活是我们学习的基础,也是我们获得新识的有效渠道,那么在教学过程中,我们可以根据学生的生活经历和经验,在其原有的知识平台上通过引导来学习新的知识,建构他们的知识体系,培养他们的学习能力,最终提高他们的综合素养。

例如,在讲授高一化学必修1的《化学计量在实验中的应用》时,物质的量这个概念对于学生,是一个不太具体的抽象概念,怎样引导学生利用其可感知的生活经验和现实感受来辅助教学,这是需要巧妙设置的。

首先提出问题:大家知道一滴水中有无数的分子,要一个一个确定其中的分子个数是不现实的,也根本完成不了,但是化学变化的实质是微观粒子在参与的,那么有没有方法能快速、准确的知道多少粒子参与反应了呢?

情景一:平时大家去购物,经常会听到说“我买一箱可乐”或者有的顾客说“给我两袋瓜子”,为什么他们不说买多少瓶可乐或多少颗瓜子呢?那么他们具体买了多少瓶可乐、多少瓜子呢?

情景二:同学们都有体会,在看电视娱乐节目的时候(如《爸爸去哪儿》),主持人都会邀请很多观众来参与录制。同学们,设想一下,有何好方法可以一下子知道大概来了几位嘉宾(大人和小孩都算数)呢?

通过生活中的具体情景,大家能很容易的理解“一箱子饮料大约是12~16罐”,《爸爸去哪儿》上可以以“家庭”为单位进行人数清点,这样学生可以明白“箱”以及“家庭”就是一个集体,一个基本的集合。通过生活中的经验,学生可以很容易的理解物质的量的含义——实质就是将一定数目的粒子作为一个集体的物理量,明白了n=N/NA的意义,这样通过引导学生自发性的主观思考,既夯实了学生的知识基础,又训练了其捕捉知识点和掌握新知识的能力。

(二)化学实验现象创设情景

化学是自然科学中以实验为基础的学科,其通过实验可以观察到大量有趣的化学现象,这样不但有利于培养学生学习兴趣还有助于加深知识的消化理解。在身临其境的化学实验中,可以塑造和培养严谨认真的科学态度,更可以显著提升其手脑并用的实际应用能力。所以,化学实验兼具情境教学与新知识教育双重意义。通过科学的创设情景,利于学生掌握运用新知识。

例如,在讲授必修1化学的离子反应中,可以让同学们分别观察。

实验1:在0.5mol/L的Na2CO3溶液中逐滴滴加等浓度的HCl溶液。

实验2:在0.5mol/L的HCl溶液中逐滴滴加等浓度的Na2CO3溶液。

通过观察,发现实验1在逐滴滴加稀HCl的时候,不会看到有气泡出现,但在加入稀HCl一段时间之后,才发现有大量的气泡出现;实验2的现象是滴加Na2CO3溶液时,立即出现大量的气泡,有大量的气体生成。

设置问题:为什么相同的反应物,相同的反应条件,为什么实验现象是完全不同?

通过实验现象的不同以及问题的提出,充分调动学生的思考积极性,有助于提高学生的学习兴趣,培养学生的思考问题解决问题的能力,有助于学生深入了解化学新课改中实验探究的学习方法。

在化学教学中,情景设置方法还有很多。例如,可以利用新闻事件创设教学情景,可以通过角色扮演来创设情景,也可以利用现在发达的多媒体技术来创设情景,吸引学生的兴趣等方法。总之,老师可以通过自己在化学新课改的教学中,根据自己的体会和课程内容来设置教学情景,提高学生捕获新知识的兴趣,进而唤醒主动学习的欲望,有助于其建立关联性记忆思维,理解具体情景所传递出的科学概念,加深对新知识的理解和记忆程度,达到意想不到的高效率教学效果。

二、结束语

化学计量在实验中的应用范文第5篇

关键词:高中化学 情境教学 示例 探讨

新课程的理念是:要培养能适应社会发展并具有动手能力、情感丰富、能面对挫折的人才,而不是培养没有独立思想的应声者。那么如何能够实现这一目标呢?特别是在化学教学中我们应该怎么做才能实现新课程的目标呢?本人认为可以通过不同的课堂情境来实现这些目标。

那么我们的课堂情境都有哪些方式?如何创设的呢?根据化学教学的学科特点及教学的基本要求,可以从以下五点来创设教学情境:

一、利用生活创设情境教学

学生在学习过程中,接触到的各类知识是比较局限的。因此教师创设的情境应力求与学生的生活背景和知识背景密切相关,同时又必须是学生感兴趣的素材。这样才能促进学生在自然和谐的学习情境中主动参与、积极实践和探索,体会化学知识的产生、形成和发展过程,掌握必要的基础知识和基本技能,获得积极的情感体验,感受化学的价值。那么我们如何应用生活背景来创设教学情境呢?教师在课堂教学时可以充分利用生活中生动具体的事实或问题来呈现学习情境,其中包括日常生活中与所学内容有关的物品、现象以及与化学有关的社会热点问题等。

例:在化学必修一第一章第二节《化学计量在实验中的应用》中学习的新的物理量—————物质的量,这是学生接触的首个关于微观粒子计量的物理量,课标的要求是学生能够应用物理量进行计算,并理解该物理量的意义。这时候就可以从生活中情境进行引入,可提出问题:家里取盐取味精等小颗粒物的方法,为什么不像取白菜、黄瓜等是数颗数?学生很容易得到答案和结论,通常用勺子取或称量,原因是盐、味精等颗粒太小不好数,而白菜、黄瓜等个体大容易数清楚,从而使学生认识到对于微观粒子是不能通过数其颗数来确定量的多少,从而激起学生的求知欲。然后又从生活中的例子,如:一打鸡蛋、一件啤酒等,让学生建立集体的概念,从而顺理成章引出物质的量这一表示集体的物理量。

在化学教学中通过生活创建情境的例子很多。通过生活来创设情境可以引导学生从化学角度、化学方法去观察和思考日常生活、生产、社会发展、科技进步及环境改善等方面的典型问题。

二、利用实验创设情境教学

化学是一门以实验为基础的学科。因此,实验在化学中极为重要。化学实验对激发学生学习兴趣、启迪学生思维、培养科学方法和创新能力均能产生积极有效的作用。通过实验来创设情境在化学教学中具有举足轻重的地位。

例:在进行氢氧化铝的两性教学中,设置如下实验情境:

氢氧化铝怎样制备?学生很容易想到利用铝盐和碱来制备,让学生按自己的想法来操作。

1.实验:制备氢氧化铝,学生分成两组

甲组:用氢氧化钠与氯化铝制备氢氧化铝

乙组:用氨水与氯化铝制备氢氧化铝

看哪个组制得的氢氧化铝多?(学生误以为加的药品越多,生成的氢氧化铝越多。)

2.实验中,加氢氧化钠溶液的那组学生发现,氢氧化钠多了,沉淀反而没有了,这是怎么回事?

探究:指导乙组学生向所得沉淀中加入氢氧化钠溶液,结果发现沉淀溶解了。

归纳:很自然的让学生掌握了氢氧化铝的两性与氢氧化铝的制备。

上述情境的设计让学生从实验中得出问题,打破了学生的思维疲软,激起了学生思维的浪花。培养了学生的实验能力和解决问题的能力,体验了知识的形成过程。

探究性实验课是培养学生科学探究思想和科学探究精神的专题课和突破口。教师既要充分考虑学生的探究基础,又要考虑每一个探究性实验的教学目的——让学生在具体内容的探究过程中学会一种科学探究方法,领悟相关科学探究思想。探究性实验课是要求学生在教师的“适当”引导下自主进行的学习活动,教师对探究活动的准备和组织过程都比通常的学生实验课难度大、要求高。教师要充分意识到,学生在探究过程中的反复、挫折、失败、成功、感悟等每一种体验,都是探究性实验课的探究结果和教学目的。

三、利用问题创设情境教学

心理学研究表明,只有当认知结构与外界刺激产生不平衡时,才能引发学习的需要。问题情境能够激发学生的探究精神,引发认知结构与知识结构之间的不和谐,从而产生认知冲突,这种冲突会让学生带着渴望去解决问题。

例:在进行钠的化合物的教学中,利用学生只知道水能灭火,却不知道水还能“生火”情况下,让学生甲做“滴水生火”的实验,实验现象让学生的思维受到了很大的冲击,感到新奇、疑惑。进而又让学生乙做“吹气生火”的实验,看到这些实验现象,学生会更加好奇,这时提出相关问题:为什么会产生上述的现象呢?难道滴的是“圣水”?吹的是“仙气”吗?这样激活了学生的思维,产生了认知冲突,让学生带着求知欲去学习Na2O2的性质。

上述问题情境的设计,利用了学生认知结构不协调,创设了一个有趣而矛盾的问题情境和良好的认知环境来激发学生的学习动机。

学习化学需要探究,而学生必须有问题可探究。教师是学习的组织者和引导者,在课堂教学中,应充分考虑问题的设计与处理,做到教学目标、教学过程问题化。问题创设不但要联系学生实际,激发学习兴趣,更要能体现有效激发学生的化学思维,并能引导学生将思维聚集于情境内所隐含的化学知识、化学方法上。教师课讲得好,不如问得好,因为前者是以教师为主,采用传授式教学,而后者是以设置问题为主,体现学生的主体性。