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关键词:理想实验,理想模型,理想化思维方法
科学史上许多伟大的科学理论的建立都与理想(思想)实验和理想模型有关。建立这些理论的科学家都是一代巨人,他们所取得的科学成就无疑是划时代的,但从科学哲学的角度来看,更重要的是他们取得成就的过程中所用的思维方法。因为在一般情况下,结论总不免受到时代条件的局限,但正确的方法却能给人们提供独立探索的合理途径。正如恩格斯所说:在一切哲学家那里,体系都是暂时的东西,但包括在体系中的真正有价值的方法都可以长久地启人心智、发人深思。思维方法又是一切方法手段的灵魂。笔者试图通过展示大师们设计理想实验和创立理想模型的过程来揭示他们所用的思维方法——理想化思维方法,以期为科技工作者提供一种探索问题的方法。
一.理想实验和理想模型
1.理想实验
作为力学基础的惯性定律,不是从实验中得出的,而是从理论实验中得出的一个科学定律。伽利略曾经注意到:当一个球从一个斜面上滚下又滚上第二个斜面时,球在第二个斜面上所达到的高度同在第一个斜面上所达到的高度近似相等。他断定这一微小差异是由于摩擦的结果,如果将摩擦取消,那么第二次的高度完全等于第一次的高度。他又推想,在完全没有摩擦的情况下,不管第二个斜面的倾斜度多么小,它在第二个斜面上总要达到相同的高度。如果第二个斜面的斜度完全取消,那么球从第一个斜面滚下来之后,将以恒速在无限长的平面上永远不停地运动下去。当然,这个实验室是一个理想实验,无法真正地操作这个实验,因为永远也无法把摩擦力消除尽,也无法找到和制作一个无限长的平面。伽利略是理想实验的先驱,后来牛顿把伽利略的惯性原理确立为动力学的第一定律——惯性定律。论文修改。
牛顿继承了伽利略的传统,在思索万有引力问题时也设计了一个著名的思想实验——抛体运动实验。一块石头投出,由于自身重量的压力,被迫离开直线路径,如果单有初始投掷,理应按直线运动,而这时却在空气中描出了曲线,最终落在地面,投掷的速度越大,它落地前走得越远。于是,我们可以假设当速度增到如此之大,在落地前描出1、2、5、100、1000英里长的弧线,直到最后超出了地球的限度,进入空间永不触及地球。这个实验在当时的物质条件下是无论如何不能实现的。牛顿在真实的抛体运动的基础上,发挥思维的力量把抛体的速度推到地球引力范围之外。
爱因斯坦是20世纪理想实验的卓越大师。爱因斯坦的侠义相对论源于追光理想实验。爱因斯坦创建广义相对论的突破口——等效原理亦源于理想实验。
理想实验虽然也称实验,但它与真实的可操作的科学实验是有区别的。可操作性的科学实验是实践活动的一种形式,是人们通过物化过程而进行的实验;而理想实验是一种思维活动,是人们在创造性思维活动中设想出来的,是现实中无条件物化的实验。理想实验并不是脱离实际的主观臆想,而是有其客观基础的。理论实验是以实践为基础的,它是在真实的科学实验基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对客观对象的实际过程进行更深本质的探究。
2.理想模型
理想模型是为了便于研究问题而建立起来的一种高度抽象的理想对象。它有三个特点:一是理想模型的建立必须有真实实验或客观事实作基础。二是理想模型既是模型又是概念,是科学抽象的产物,反应事物的本质属性。三是运用思维把事物的某些属性引至极限的结果。论文修改。
卢瑟福的原子有核模型是科学史上最著名的理想模型之一。1907年卢瑟福为了验证他导师的原子模型,建议研究生盖革和马斯登观察镭发射出的高度a粒子穿过薄的金属箔片后的偏转情况,结果出人意料。卢瑟福以a粒子实验为事实根据,发挥思维的力量建立起了类似太阳系结构的原子有核模型,开创了原子能时代。论文修改。
原子有核模型建模过程:
(1)根据实验现象进行推理
1)绝大多数a不偏转,说明原子内部绝大部分是空的。
2)少数a大角偏转,说明原子核的存在。
3)极少数a被反弹,说明a粒子在原子中遇到比它本身质量、电量大得多的物体并发生正碰
(2)提出新的原子结构模型设想
在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
从以上这些里程碑式的科学史实中,我们可以感受到大师们跳动着的思维脉搏——理想化思维方法。
二、理想化思维方法
理想化思维方法是思维主体运用非逻辑思维方法和逻辑思维方法相结合的思维方法,抓住事物性质的主要方面,剔除次要方面,塑造理想化实验过程、创造理想模型而从事科学创造的一种思维方法。
恩格斯在《自然辨证法》中,曾经就卡诺研究蒸汽机的基本过程方法,对理想化思维方法进行了精辟的分析。卡诺提出,在理想情况下,热机循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的,这就撇开了工质温度的变化以及工质和外界热量交换等次要因素;又提出理想循环是可逆的,这就略去了摩擦等不可逆的因素;还提出理想循环式封闭的,从而忽略掉真实热机工质在循环末了被系统抛弃、使循环非封闭的情况。经过这样的简化和纯化,就以纯粹的形态显露出热机的内部过程。尽管这样的理想循环是不可能真正实现的。恩格斯指出,卡诺“发现蒸汽机中的基本过程并不是以纯粹的形式出现,而是被各种各样的次要过程掩盖住了;于是他撇开了这些对主要过程无关重要的次要情况而设计了一部理想的蒸汽机(或煤气机),的确,这样一部机器就像几何学上的线和面一样是绝不可能制造出来的,但是它按照自己的方式起了像这些数学抽象所起的同样的作用:它表现纯粹的、独立的、真正的过程”。
理想化思维方法包括在“假象实验”、“理想实验”、“抽象实验”和理想模型的具体的理想化过程之中。
1、理想化思维方法的特点
(1)理想化思维方法的客观性
理想化思维方法主要贯穿在理想实验和理想模型之中,理想模型和理想实验的客观性决定了理想化思维方法的客观性。
由科学抽象得到的理想模型,在现实世界中是找不到的东西,但不能说它是纯粹思维的创造。理想模型是对客观事物的一种近似的反映,它突出反映了客观事物的某一主要矛盾或主要特征,完全忽略了其他方面的矛盾和特征,因而使物质的规律具有比较简化的形式,使人们易于认识和掌握它们。
(2)理想化思维方法的逻辑性
它的推理过程,是以一定逻辑法则为根据的,而这些逻辑的'格'是在千百次实践中形成的结局。理想化思维方法可以加深人们对真实实验的理解,克服具体实验的局限性,进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系。
(3)理想化思维方法的创造性
理想化思维方法的非逻辑思维活动的广度和深度,也是与实践的广度和深度、与创造性思维活动的广度和深度密切联系在一起的。一个毫无物理知识、一个不从事物理方面科学实验活动的人,是绝对不会进行斜面思想实验的,也不会总结出惯性定律。
2.理想化思维方法在科学探究中的作用
(1)理想化思维方法是科学抽象的重要手段
现代科学积累了与日俱增的、数量庞大的经验材料,如何从经验层次的认识上升为理论层次的认识,是哲学家和科学家们十分关心的重大问题。理论建构需要科学抽象,科学抽象是理性认识的基本形式。科学抽象就是抽出和排除事物非本质的次要因素,通过思维揭示其固有的本质特征。在一般的实验研究中,不可能完全排除次要因素和外来干扰,而在理想化过程中,可以发挥理想化思维的力量,经过高度抽象得到理想客体,把对象的主要矛盾或主要特征,以纯粹的理想化形式呈现出来,从而深刻地揭示自然过程的客观规律性。
(2)理想化思维方法有助于指导进行理想实验,从而直觉地把握事物的本质
事物具有质的多样性,事物的质又具有隐蔽性。对于事物的本质不可能一次就认识清楚,当认识到事物的初级本质之后,还有二级、三级本质,因此,就需要进行多次的反复的认识。认识事物的本质可以运用可操作性的观察和实验,但是,比如认识了万有引力,无论怎么做操作性的观察和实验,也无法得到物化的结果;又比如,无论做多少操作性的观察和实验,也无法得到'时间是可疑的'物化结果。可是,理想化思维指导下的思想实验可以克服客观条件限制所带来的种种困难,可以超脱逻辑思维的束缚,可以充分发挥非逻辑思维能力,构想理想化的精神客体,进行意念性的操作思维,剥开种种现象的迷惑,直觉地把握事物更深层的本质。
理想化思维方法在现代科学中显示出突出的作用。但是,由于理想化思维方法所把握到的事物的本质和公理,仍然是一种理性的认识,它的真理性必须由实践来验证,并由实践来进一步丰富和发展。
(3)理想化思维方法有助于建立理想模型,形成科学预见
理想化思维方法主要有两种形式:理想实验(思想实验)和理想模型。建立理想模型有助于揭示事物的特殊本质,形成科学预见。〖JP2〗例如,在固体物理学中,常把普通金属当作没有'缺陷'的理想晶体来研究,科学家根据理想晶体的研究,作出预见,减少金属结构的'缺陷',可大大提高金属材料的强度。人们根据预见,用技术手段来减少金属的'缺陷',研究一些极细的金属丝,其强度逐渐接近理想晶体的强度。又如,在数十年前,人们发现104号以上的元素都有极强的放射性,寿命极短 ,为了预测后面的元素的稳定性,科学家们分析了已有元素的质子数、中子数与稳定性的关系,建立了一个类似立体地图的理想模型,用该模型预测到114号元素将极其稳定。1999年1月俄美联合小组合成了114号元素,4月美国劳伦斯-柏克莱实验合成116、118号元素。
参考文献:
【1】陈毓芳、邹延肃,物理学史简明教程,北京师范大学出版社,1986年7月第一版。
【2】【美】阿特·霍布森著,秦克诚、刘培森、周国荣译,物理学基本概念及其与方方面面的关系,上海科学技术出版社,2001年7月。
【3】王瑞坦、黄善炎编著,物理方法论,中南大学出版社,2002年7月。
关键词:说课稿;化学;教材;实践
中图分类号:G622 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)21-210-02
一、学情分析
学生所知道的只是零碎、肤浅的化学常识,但对于究竟什么是化学,化学研究的内容是什么还是一片空白,对物质的观念和有待建立。也有一些了解过少量化学知识的学生有一种错觉,感觉化学学习很浅,只需要记一记就行了,还有部分学生畏惧理科,对作为理科的化学有一定的畏惧心理。
二、教材分析
1、教材的地位和作用 《化学使世界变得更加绚丽多彩》是人教版九年级化学上册的第一节课,也是整个化学学习的启蒙课,因此在整个教材中占有特殊的地位。通过这节课的学习,使学生一开始就喜欢化学,认识到化学的真正价值,产生强烈的学习愿望和远景动机,对学生学习的整个环节起着至关重要的作用。
2、教学目标 作为一门新的课程,学生会关注与化学有关的许多问题,绪言课的内容主要围绕着两个问题展开:什么是化学和化学有什么用。
(1)知识与技能:
①知道化学是在分子、原子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。②通过化学知识的学习进一步了解认识自然、适应自然、改造自然和保护自然的重要性。
(2)过程与方法:①通过小组合作学习、主动探究,讨论交流,培养良好的学习习惯和学习方法。②通过具体事例额,体会化学与人类进步及社会发展的密切关系,认识化学学习的价值,体会学习化学的方法。
(3)情感态度与价值观:①激发学生对化学的好奇心和探究的欲望;②培养学生亲近化学、热爱化学,渴望了解化学的情感,关注与化学有关的社会问题。
3、教学重点 什么是化学;化学与人类的关系;激发学习对化学的兴趣和感受化学之美与化学的价值、探究之欲。
重点的突出:根据九年级学生的年龄特点和心理特点,设置问题情景,联系学生的生活实际,让学生在问题中去想象,在实验中去探求,在价值中去感受。这更好的激发了学生对化学的兴趣和渴望进一步学习的愿望。
4、教学难点 什么是化学和化学真正价值的认识。
难点的突破:通过创设教学情景、发挥九年级学生联想力丰富和活跃的优势,使学生在如同身临其境的情境中感受化学的价值,再在学生已知的基础上引出化学新的作用。选择丰富的色彩和历史图片、引导学生完成从新奇到萌发出喜欢化学再到渴望学习化学、学好化学的心理历程。不仅使学生初步了解了化学研究的一般方法和学习化学的方法,而且通过此过程,大大降低了学生对化学的神秘和畏惧心理。使学生在丰富的感官和思维刺激中展开想象的翅膀。
三、教学方法
根据学生心理需求,使在兴趣激发过程中学生由被动变主动,在教学中采用相互合作,交流讨论,师生互动,使学生亲身感受到化学的价值和学习化学的乐趣。
四、学习方法
采用从学生身边熟悉生活事例中提炼出的问题,在回答过程中参与、发现、讨论归纳等方法。通过化学史和实验探究中的发现感受化学学习的各方面价值。
五、教学过程设计
1、创设情境,引入新课,激发学生学习兴趣
首先教师演示实验以激发学生对化学的兴趣。
(1)魔棒点灯:用玻璃棒先后蘸取浓硫酸和高锰酸钾粉末,反应后将酒精灯点燃;
(2)滴水点火:将淡黄色的过氧化钠用脱脂棉包好放在石棉网上,用滴管滴水后棉花燃烧;
(3)雪球燃烧:用药匙取些固体酒精放在蒸发皿中,用火柴点燃。
这三个实验与学生的日常生活经验相违背,学生的兴趣会被激发起来。
2、播放录像,引起学生对化学的求知欲并讲授新课 教师通过多媒体展示课件:化学使世界变得绚丽多彩、蓝天白云、高山流水、基因解谜、克隆技术、纳米材料、三峡工程、神舟六号上天、隔水透气的鸟笼……,根据资料然后提出问题:飞船的外壳具有什么样的优点?制作鸟笼的材料有什么样的特点……等等。学生讨论,畅所欲言,在一个轻松的气氛中回答问题,这样会激发起学生的探究欲望,从而会对化学感兴趣。
3、归纳总结 针对学生的讨论发言,教师归纳总结化学的研究对象,揭秘化学的本质。加深学生对化学研究内容的认识,引导学生建立“从生活走进化学,从化学走向社会” 的学习意识。让学生真正理解化学研究内容的内涵,树立学好化学、造福人类的远大理想。
4、指导学生自学,了解化学的发展简史 学生自读教材2-4页,并在老师引导下归纳概括化学发展的几个阶段,大屏幕展示,学生描述。从而可以培养学生良好的自学习惯,并学会如何提纲挈领的概括,训练语言表达能力。
5、互动交流,了解化学与人类生活的密切联系 展示课前搜集的有关化学在衣、食、住、行、新能源、新材料方面发挥的作用,教师进行补充和总结。然后让学生分组讨论交流在日常生活中的体现。从而可以培养学生对信息的收集、加工及整理能力,语言表达能力。通过探讨化学与人类的关系,加深学生对化学重要性的认识。
6、拓展研究 指导学生阅读课文第4页绿色化学部分,使学生了解什么是绿色化学及其特点,从而对学生进行环保教育和爱国主义教育。结合化学学科特点,在学习方法和学习要求上给予指导。
7、课堂小结 今天是我们学习化学的第一节课,大家已经认识到了化学在我们生活中的重要作用,以及化学这门新学科要研究的内容,从今往后大家要对身边的物质有一个新的认识,站在化学的角度观察你所熟悉的事物。在今后的学习中希望每一位同学和老师一起走进神秘有趣的化学世界。
六、教学反思
通过本节课的学习,使学生充分体验到了化学的奇妙,萌发出渴望亲近化学、进一步学习化学的愿望和情感,感受到化学在生活中无处不在,感受到化学对世界影响的普遍和深远。为学生的后继学习打开了良好的开端,奠定了坚实的心理基础,基本实现了激发最大多数学生远景动机的作用。
七、板书设计
绪言 化学使世界变得更加绚丽多彩
一、化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。
二、化学发展史
【关键词】绿色化学 课程 方法
一 绿色化学的起源及内涵
近年来,随着环境污染的加剧和人类对环境问题的关心,化学和化学家面临着前所未有的挑战,全新理念的绿色化学应运而生。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,它是通过化学方法合成对环境无害或友好的物质的一门新兴学科,旨在不使用有毒有害物质,不生产有毒有害废物,实现有害物质的零排放,从而达到从源头上根除污染的目的。而我们目前的化学教学也应更新教育观念,创造性地开设绿色化学课程。在高中阶段进行绿色化学教育,把绿色化学基础知识融入到中学化学教育中,使其成为素质教育结构的一个重要因素,充实我们的教学内容,这对于培养学生的绿色意识、环保意识有着现实而又深远的意义。
二 我国高中化学开展绿色化学教学的不足
由于我国绿色化学的产生,尤其是开展绿色化学教育的时间不长,许多化学教师对绿色化学并不熟悉,甚至还有人对绿色化学的重要性和前景持怀疑态度。因此,如何通过进修班、座谈会和研究会等多种方式对有志于从事绿色化学教育和教学研究的教师进行必要的绿色化学知识培训将是政府和教育界面临的紧迫任务。
我国对绿色化学的研究虽然起步不久,但作为普及化学知识和培养能力、肩负培养化学专门人才重任的化学教育,就必须义不容辞地承担起普及、宣传和实施绿色化学教育的任务,让绿色化学教育成为21世纪素质教育的重要内容,把绿色化学教育的思想和内容贯穿在整个教学工作的全过程,使学生认识到化学在社会发展、提高人们生活质量、促进人们身体健康、实现人与自然和谐发展中的作用,更要认识到化学给环境带来的负面影响,从而使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识,认识到绿色化学是“防”,环境保护是“治”,只有从根本上切断污染源,才能真正做到环境保护。
要想从根本上解决日益严重的环境问题,除了依靠科技力量、经济制裁、法制治理外,各行各业都应重视环境教育工作。尤其重要的是把环境教育纳入各级各类学校的教学内容中,采取行之有效的方法,逐步形成保护环境的社会公德。20世纪90年代初,已有人建议在化学教育中渗透环境保护的教育思想,并在一些相关的刊物上发表了许多呼吁这种教育思想的文章。化学教育中的环境教育开始受到人们的重视。
三 实施绿色化学课程的教育设想
1.立足绿色化学内容,进行绿色化学教学设计
我国的化学教材应多涉入绿色化学的内容,例如:人教版《化学2(必修)》,最后一章直接以“化学与自然资源的开发利用”为题目,其第二节专门以“资源综合利用环境保护”为题,本节第二部分更是以“环境保护与绿色化学”为标题对绿色化学进行了正面介绍。教材的这种设计使绿色化学的思想更加明确化和系统化,教学中应立足这些显而易见的绿色化学内容,进行绿色化学教学设计,开展绿色化学教育。
2.努力挖掘教材内容潜在的绿色化学思想
教材中除了有明显的“绿色化学”提法的内容外,还应有许多内容包含绿色化学的思想和观念。例如,在讲有机化合物塑料时,以废弃塑料的回收利用为例,让学生讨论其可能的途径,认识化学对废旧物资再生与综合利用的作用;在讲“化学反应与能量”这一主题时,结合燃料燃烧效率的提高、高能清洁燃料的开发和新型燃料电池的研制,安排一些调查与交流活动,提出合理化建议。通过这样的教学设计,可以让学生意识到资源的循环利用、能源的优化应用及环境的源头治理对可持续发展的意义。
3.全程贯穿绿色化学的教学理念
要把绿色化学的理念贯穿到整个高中化学教学之中,教师就要树立可持续发展的观念。化学教学必须体现绿色化学的新内容,要在课程教材中体现绿色化学的理念,使绿色化学的思想和内容贯穿于化学教学的始终。在课堂教学、实验等方面,始终贯彻绿色化学的思想;让学生了解绿色化学,树立起绿色意识,培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。化学教师的环境意识、环境知识和环保技能也要不断提高,处处做保护环境的楷模,积极开展关于环境教育内容和方法的研究。只有树立起这种可持续发展、绿色化学教育的观念,才能在教学、生活中自觉地实施绿色教育,鼓励和指导学生参加各项环境保护教育的实践活动,让学生亲身了解和体验环境污染的过程,从而感受到环境污染的危害性。
四 结语
绿色化学教育是新世纪化学教学的新课题,化学高考具有重要的导向作用和教育功能,它对绿色化学的重视已表明绿色化学教育已成为高中化学新课程不可或缺的一部分。化学教学应结合绿色化学的新成果,将绿色化学思想和原理自然生动地渗透于课堂内外的各教学环节中,增强学生的绿色化学意识,以实现环境保护、可持续发展战略对公民的要求。
参考文献
[1]徐汉生.绿色化学导论[M].武汉:武汉大学出版社,2006
关键词:绿色化学;研究发展;环境保护;应用
1、绿色化学的基本概念
绿色化学是利用化学原理来防止污染的一门学科,也称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,在绿色化学基础上发展起来的技术称为绿色技术、环境友好技术或清洁生产技术。绿色化学的化学反应过程,实现“零”排放,不产生污染。绿色化学对生产过程来说,包括节约原材料和能源、淘汰有毒原料、减降废物的数量和毒性。 绿色化学通过改变化学品或生产过程的内在本质,来减少或消除有害物质的使用或产生,是非常科学的,是化学工业可持续发展的基础。
2、绿色化学的原则
绿色化学经过先驱者10多年的研究与探索,总结出了绿色化学的一些理论和原则,为绿色化学的今后研究工作奠定了墓础。P.T .A nastas和J.C. W aner提出的12条绿色化学的原则目前为国际化学界所公认,它反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容,同时也指明了未来发展绿色化学的方向。
3、绿色化学主要研究内容
绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的,具体包括:新合成方法和路线的研究,特别是新型催化剂和催化过程的研究;新化学原料的研究,包括生物质资源的沽净转化和综合利用;新反应条件及过程的研究,包括对超临界流体、环境无害的介质等的研究;绿色产品的设计和研制的研究。
4、绿色化学的主要研究对象
4.1 原料的绿色化
现有的化工生产中,仍有不少产品在生产过程中使用着剧毒原料。为了确保环境安全和人类的健康,寻找无毒、无害的原料来生产人类所需的化工产品,是十分必要的。
4.2 化学反应的绿色化
提高化学反应效率符合化学反应绿色化的要求,化学反应的绿色化包括 (1)原子经济性。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放,减少环境污染。 (2)反应的选择性。化学反应的选择性包括位置选择性、化学选择性和立体选择性。
4.3 产品的绿色化
产品的绿色化是绿色化学的关键部分,其实质就是大力研制并且提供人身更安全的环境友好型化工产品,如新的海洋生物防垢剂、THPS杀菌剂、灭火制冷剂、二酰基肼杀虫剂等。可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料、CFCs替代物等等都是很有发展前景的绿色产品,随着技术的进步,越来越多的产品将会取代原来的对环境有害的产品。
4.4 催化剂的绿色化
目前在许多化学反应和化学工艺中,常采用对设备腐蚀较大,污染环境、危害人体健康和社会安全的化学原材料作为催化剂,目前围绕催化剂的绿色化展开的研究主要有:仿酶催化剂、固体酸催化、水溶性有机金属配合催化剂及多相催化体系。
4.5 溶剂的绿色化
溶剂在化学品生产过程中,广泛的用做反应分离的介质或用做清洗剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(VOC),其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成,有的会引起水源污染。
4.6 化学设计的绿色化
化学设计的绿色化是利用计算机进行辅助的绿色化学设计。其做法是:首先建立一个尽可能全的化学反应的资料库,利用计算机进行可能的化学反应的组合;其次确定目标产物和可能采用的原料;第三让计算机找出能生产目标产物的反应及所需原料,第四以上一步的原料为目标产物再做搜寻,找出该目标产物的合成反应原料,直到得出预定的原料;最后比较各条可能的反应路线的经济技术性及环境效应,从中选出最佳途径。
4.7 合成技术的绿色化
合成技术的绿色化是近年来发展起来的,其宗旨是要减少有毒有害物质的使用,该技术采用一些特别的非传统的化学方法,获得多种环境效果,改善产品的选择性,降低单位产品的能耗。其中电化学发是新世纪洁净技术的重要方法,该方法在化学反应中无需使用有毒有害试剂,而且还可以使反应在常温、常压下进行,所以,电化学方法在洁净合成中个有独特的魅力。
5、绿色化学的新技术和新工艺
5.1 催化技术
催化剂,不仅可以加速反应的过程,极大地改善化学反应的选择性和提高转化率,提高产品质量、降低成本,而且能从根本上减少或消除副产物的产生,减少污染,最大限度地利用各种资源,保护生态环境,这是绿色化学研究所追求的目标。
5.2 生物技术
生物技术被认为是21世纪最具有发展潜力的产业之一,是当代科学的高新技术,生物技术在医药、食品、能源、冶金、化工、精细化学品的制造等方面具有广泛的应用。它的最大特点在于能充分利用生物质资源,节约能源,易于实现清洁生产,而且可以实现一般化工技术难以实现的化工过程。生物技术主要包括:基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程。
5.3 超声技术
超声技术,即声化学,它是声学和化学的交叉渗透而产生的一门新兴交叉学科。声化学能改变反应的进程,提高反应的选择性,增加化学反应的速率和产率,降低能耗和较少废物的排放,因此声化学技术作为一种安全无害的“绿色技术”,在合成化学中具有广泛的应用。
化学课本是依据教学大纲系统地阐述教材内容的教学用书,抓住课本,也就抓住了基础知识,应该对课本中的主要原理,定律以及重要的结论和规律着重去看、去记忆。同时还应注意学习化学中研究问题的方法,掌握学习的科学方法比掌握知识更重要。
因为它能提高学习的思维能力。看化学书的程序一般分三步。
1.全面看 全面看一节教材,把握一节书的整体内容,在头脑中形成一个初步整体印象,要做到能提纲挈领地叙述出教材中的重点、难点、关键和本质的问题。
2.抓关键 在全面看的基础上,抓住教材中的重点、难点和关键用语重点看,认真反复琢磨。
3.理思路 看书时要积极思考,重点知识要掌握,难点知识要逐步突破。总之,看书的程序可概括为:“整体部分整体”,即整体感知,部分探索,整体理解。
二、化学实验的学习方法
(一)实验——学习化学的手段 化学是以实验为基础的自然科学。实验是研究化学的科学方法,也是学习化学的重要手段。
(二)观察实验要与思考相结合 化学实验的观察,一般是按照“反应前反应中反应后”的顺序,分别进行观察。观察的同时还要积极地思维。例如:在观察铜、锌分别投入稀硫酸中的现象时,要想为什么会看到锌放在稀硫酸中会产生气体,而铜放在稀硫酸中却无气体产生呢?通过思考,把感性知识升华,就会获得较深的认识:锌的活动性比氢强,能将氢从酸中置换出来,而铜没有氢活泼,故不能置换酸中的氢。
(三)化学实验操作中的“一、二、三”
1.实验室取用固体粉末时,应“一斜、二送、三直立”。即使试管倾斜,把盛有药品的药匙小心地送人试管底部,然后将试管直立起来,让药品全部落到试管底部。
2.实验室取用块状固体或金属颗粒时,应“一横、二放、三慢竖”。即先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口以后,再把容器慢慢地竖立起来,使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部,以免打破容器。
3.在液体的过滤操作中,应注意“一贴、二低、三靠”。即滤纸紧贴漏斗的内壁,滤纸的边缘应低于漏斗口,漏斗里的液面要低于滤纸的边缘,烧杯要紧靠在玻璃棒上,玻璃棒的末端要轻轻地靠在三层滤纸的一边,漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁。
三、化学用语的学习
(一)化学用语棗学习化学的工具 化学用语是化学学科所特有的,是研究化学的工具,也是一种国际性的科技语言。不懂化学用语,学习化学就不能入门。所以,掌握它是很重要的。
(二)写好记好化学式的方法
1.掌握单质化学式的写法
2.掌握化合物化学式的写法
(三)掌握写好记好化学方程式的方法