前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇化学研究范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
通过对多届学生在学习有机化学过程中遇到的问题进行摸索,不断总结出行之有效的教学模式.(1)苯酚的溶解性实验教学实例苯酚,具有和乙醇相同的官能团———羟基.烃基的位置不同对有机物性质产生的影响也有所不同,引人微型实验探究苯酚在不同溶剂中溶解性大小,让学生根据看到的实验现象获得苯酚的溶解性.学生通过试管、多用滴管进行微型实验,得出了三种不同的结果:常温下苯酚能溶解于水中;常温下苯酚水溶性差;部分不溶解在水中的苯酚呈现的不是最初取用的固状,而是类似油状的非固态物质.这三种结果中只有第三种情况和教师课前预想的一样,另外两种结果的出现,学生则要找出原因,引导出现错误的学生进行实验方案的分析,找出自己实验方案设计的错误,经过相互交流,学生很快就能组内合作找到问题出现的原因,不外乎这几种,如取用的苯酚的多少,水的多少.微型实验的引入,将静态的文字变为动态的实验现象,让学生由此而想出很多疑惑,从而激发了学生的思维能力,使学生的学习积极性调动起来,学生通过自作微型实验,学生产生较为强烈的认知冲突,角色意识也就发生了一些转变.在解决矛盾的动机心理趋使下,学生迅速调整了自己的认知结构(已掌握的元素化合物知识体系),积极同化新刺激,将其在已有认知结构中整合、“顺应”,能够在教学的目标下顺利完成新的学习内容的学习.(2)化学理论知识部分也可以运用微型实验化学理论知识部分包括高一的氧化还原反应及离子反应,物质结构与元素周期律部分;高二的化学平衡理论部分;高三的晶体结构理论部分.虽然是基础理论的学习,仍旧可以利用微型实验与课堂教学整合的方式取得较好学习效果.
二、微型化学实验与课堂教学整合的实践研究结论
1.教师、学生对化学实验态度的改变
调查显示,大部分教师认为学生分组实验效果好,不再是让学生走进实验室,机械地验证实验,学生表现出来的学习热情、实验操作的规范、实验结果的准确性都大有提高.
2.学生学习动机和学习方式的改变
关键字:超分子化学;发展;理论基础;超分子体系的功能
1 前言
经典理论认为:分了是保持物质性质的最小单位,然而分子一经形成,就处于分子间力的相互作用之中,这种力场不仅制约着分子的空间结构,也影响物质性质。近年来,逐渐发现一些传统分子理论难以解释的现象,如DNA合成等形成的有序组合、绿色植物的光合作用、酶的催化作用等,均有特异的物质识别、输送及能量传递和转换功能。随着冠醚化学的发展,分子间作用力协同作用的重要性逐渐为人们所认识,超分子化学应运而生。在超分子体系中,分子与分子间力的关系就如同在分子中原子和共价键的关系一样。150多年来,有机化学家的兴趣主要集中于有机分子的共价键方面,现在这一兴趣中心已开始向非共价键作用方向转移。
2 超分子化学的发展
1967年C. J. Pederson发表了关于冠醚的合成和选择性络合碱金属的报告,揭示了分子和分子聚集体的形态对化学反应的选择性起着重要的作用;D.J. Cram基于在大环配体与金属或有机分了的络合化学方面的研究,提出了以配体(受体)为主体,以络合物(底物)为客体的主客体化学;J. M . Lehn模拟蛋白质螺旋结构的白组装体的研究内容,在一定程度上超越了大环与主客体化学而进入了所谓“分子工程”领域,并进一步提出了超分子化学即“超越分子的化学”的概念。未来超分子体系化合物的特征应为:信息性和程序性的统一;流动性和可逆性的统一;组合性和结构的多样性的统一。超分子化学便成为一门研究集信息化、组织性、适应性和复合性于一体的物质的学科。
3 超分子化学的理论基础
超分子化合物是由主体分子和一个或多个客体分子之间通过非价键作用而形成的复杂而有组织的化学体系。主体通常是富电子的分子,可以作为电子给体(D),如碱、阴离子、亲核体等。而客体是缺电了的分子,可作为电子受体(A),如酸、阳离子、亲电体等。超分子化学和配位化学同属于授受体化学,超分子体系中主体和客体之问不是经典的配位键,而是分子间的弱相互作用,大约为共价键的5%-10%。因此可以认为,超分子化学是配位化学概念的扩展。超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其它可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成。聚集数可以确定或不确定,这与分子中原子个数严格确定具有本质区别。超分子的形成不必输入高的能量,不必破坏原来分子的结构及价健,主客体间没有强的化学键,这就要求主客体之问要有高度的匹配性和适应性,不仅要求分子在空间儿何构型和电荷,甚至亲疏水性的互相适应,还要求在对称性和能量上的匹配。
4 超分子体系的功能
冠醚、环糊精和杯芳烃等大环化合物都具有穴状结构,能通过非共价键与离了以及中性分子形成超分子,在化学物质的分离提纯,功能材料的研制及超分子催化方面已表现出了广阔的应用前景,引起了越来越多的化学家对它的重视和研究。
4.1 超分子体系的识别功能
分子与位点识别是超分子体系的基础,识别是指给定受体与作用物选择性结合并产生某些特定功能的过程。发生在分子间的识别过程为分子识别,发生在实体局部间的识别过程谓之位点识别,识别过程需要作用物与受体间空间匹配、力场互补,实质上是超分子信息的处理过程。分子识别是类似“锁和钥匙”的分子间专一性结合,可以理解为底物与给定受体间选择性键合,是形成超分子结构的基础。超分子作用对于某些化学反应过程如催化等具有重要的意义,特别是在生物体系中,相当多的生物化学过程离不开这种作用,如底物与蛋白质的作用,酶催化过程,遗传密码的复制、翻译、转录等以及抗体与抗原的作用等。因此,分子识别是白然界生物进行信息存贮、复制和传递的基础,以分子识别为基础,研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系,对揭示生命现象和过程具有重要意义,并可能给化学研究带来新的突破。
4.2 超分子体系的催化功能
超分子催化即可由反应的阳离子受体分子实现,也可由反应阴离子受体来实现,还可通过作用物与辅助因子的结合产生共催化,实现合成反应。超分子体系对光化学反应的催化作用、酶催化和模拟酶催化均是利用了超分子体系的分子识别作用达到了高选择性、温和条件下的催化目的。通常意义上的催化(热)反应中,无论是多相催化还是均相催化,超分子现象都常常出现。在多相催化中,形形的界面现象必须存在。固体催化剂表面上各类吸附位、活性中心与反应物、中间物和产物间不可避免地存在着各种各样的弱的、具有一定选择性的相互作用,从而有可能形成多组分超分子系统。均相催化反应中,催化剂与介质、反应物、中问物和产物问也会存在弱的选择性相互作用力。这是有选择地活化、改组化学键的前提。基于生物体抵御外来抗原,形成与之识别的抗体的性质,产生了抗体催化研究。抗体催化具有酶催化的一些特性,专一性选择识别反应物、过渡态和反应,实现反应的低活化能、高选择性,实现一些普通催化化学难以实现的反应。其中关键是选择合成合适的半抗原,以便诱导筛选出特定要求的催化抗体。目前抗体催化已应用于酞基转移、β-消去、C-C键形成及断裂、水解、过氧化及氧化还原等反应中。
4.3 超分子体系信息传递功能
超分子体系受外界的刺激产生性能和结构的变化,继而将刺激信号转变成分了信息并在体系中传输。这种传输的本质是电子转移、能量转移、物质传输、化学转换。超分子体系的多样性也决定了载流子的多样性,以及超分子体系的元激发过程中的各种结构载流子。超分子体系的不均一性决定了信息传导过程的多通道与多种方式,包括跨膜传导道的传输、特征振荡与特征频率等。特别是纳米尺寸的量了限域效应、神经传导、离了通道与离了泵介电限域效应,体现了特殊介面效应下信息传导的新规律。信息传输与能量补偿相互匹配,保证信息传输稳定与有序的进行。严格来说有三个特点是最主要的:一是快速响应;二是非线性;三是放大作用。
5 结语
超分子化学是化学的一个崭新的分支学科,又与物理学、信息学、材料科学和生命科学等紧密相关,对超分子体系的深入研究,实际上已超出了化学范畴,形成了超分子科学。可以预见,作为超分子化学起源的主客体化学将与有机合成化学、配位化学和生物化学互相促进,为生命科学、材料科学、能源科学、环境科学等共同发展作出巨大贡献。
参考文献
[1] Jean Marie Lehn.超分子化学一概念和展望[M].北京:北京人学出版社,2002.
[2] 杜灿屏等.21世纪纪有机化学发展战略[M].北京:化学工业出版社,2001, 12: 217- 220.
[3] 王佛松等.展望21世纪的化学[M].北京:化学工业出版社,2001, 1: 189- 191.
[4] 邱立勤等.化学领域的前沿一超分子化学[J].化学世界,1997, 4: 171-177.
[5] 周成飞.超分子材料的发展[J].化工新型材料,2001,10: 30- 32
作者简介
张景慧(1990-),女,汉族,陕西省汉中市,本科在读,包装工程专业。
关键词:戴维 笑气 碱金属 氯气 安全灯 法拉第 化学史
汉弗莱·戴维(Humphry Davy,1778-1829),英国化学家,与道尔顿(John Dalton,1766-1844)同时代。在化学史中,戴维最为人们印象深刻的是关于氯气的研究,但实际上在电化学、碱金属等许多领域,戴维也一样展现出其卓越的才华与非凡的智慧。另外,戴维以其自身的努力和成就,促进了科学的发展与传播,扩大了化学的影响力,为提高科学的社会地位做出了许多贡献。
1.从不羁少年到科学家
1778年12月17日,戴维出生在英格兰彭赞斯城(Penzance)一个普通家庭,父亲是木雕师。儿时的戴维不喜欢学校条条框框的束缚,淘气贪玩,爱好钓鱼并擅长作诗。自由快乐的童年生活,使戴维形成了热情、积极、独立、不盲从、善于创造的个性,这在其以后从事的各种研究中都有所体现。戴维16岁时,其父去世,为了生活,身为长子的戴维被送到一家药店当学徒。这段经历可以看做戴维人生的转折点,从此,他一改往日散漫贪玩的习性,发奋读书,每天制定详细的学习计划,并自学拉瓦锡((Antoine Laurent Lavoisier,1743-1794)和尼科尔森(W.Nicholson,1753-1815)等人的著作,扩大自己的知识面,还利用药房的简单仪器做一些化学实验。在这一时期他结识了学识渊博的格列高里·瓦特(Gregory Watt)(蒸汽机的发明者詹姆斯·瓦特(James Watt,1736-1819)的儿子),格列高里·瓦特非常欣赏这位聪明好学的年轻人,他细心地给戴维答难解疑。就这样,通过自身的努力以及一些前辈的热心指点,戴维的知识有了很大进步,对化学的兴趣也越来越浓厚了。
1798年,戴维赴布里斯托尔市(Bristol)郊克里夫顿的一家气体研究所当助手,在这里他有更好的学习和实验的机会。次年戴维制备出了笑气(即一氧化二氮),刚开始发现笑气具有刺激作用,后来又发现其具有麻醉作用,并将对笑气的研究记录在《关于吸入氧化亚氮有关的化学及科学研究》一文中。在气体研究所期间,为了弄清楚各种气体对人体的生理作用,戴维常常在自己身上验证自己的猜想。虽然这种研究方法有些危险,但戴维这种敢于探索、严肃认真的研究精神,无疑也是值得钦佩的。笑气的制备,使戴维的才华和成就迅速得到广泛传播,1801年,戴维被伦敦的皇家研究院聘请担任助理讲师,翌年提升为教授。在那里,戴维开始了他璀璨的研究之路。
2.锲而不舍的化学研究之路
2.1追根朔源——电化学假说
1799年意大利物理学家伏特(Alessandro Volta,1745-1827)发明了伏特电堆(电池),许多化学家也因势利导纷纷用电做起实验。1800年,英国科学家尼科尔森和卡莱尔(Anlhony Carlisle,1768-1840)成功地电解了水。思想敏锐的戴维开始把研究方向转向电化学,在总结前人经验的基础上,他还认真分析先前研究在实践和理论方面是否还有不足之处。在这期间,他发表了许多颇有新意的见解。
1806年,戴维在皇家研究院的讲演会上宣读了《有关电的若干化学作用》的报告,这篇报告在学术界引起了很大的震动。在报告中,戴维指出物质粒子的电作用才是化学结合的本质,这一观点后来成为电化学理论与立足于电作用的物质观的先驱。将电池两极插入到盐类溶液中,当通人的电力强于化合时的电引力时,就会发生电解现象。他还指出可以通过测量电动势来决定亲和势,这一说法后来被证实。
对于物质带电产生的原因,戴维支持伏特的接触说,即“不同的物质只要相互接触就产生带电现象”。将电池的金属两极用导线连接时,就能产生电流,但是他也是第一个认识到“接触理论”不足的化学家。戴维指出接触是产生电的前提条件,但持续电流的供应则是由于溶液中发生了化学变化,并通过与两金属极相连的导线来维持电动力。而同时代的化学家武拉斯顿(William Hyde Wellaston,1766-1828)提出了电化学说。他说:“由于化学变化才使物质之间发生带电现象”。接触说与化学说之间的争论延续了好多年。从现在的实验验证看来,接触说被认为是较为准确的解说。
在戴维的二元论接触学说的基础上,瑞典化学家贝采里乌斯(J.J.Berzelius,1779-1848),提出了电化二元论,2者有很多相同的地方,但贝采里乌斯的学说更加完善系统并对戴维的一些说法进行了改进和补充。
除了以上研究,戴维还就许多科学家在做电解水时电极的周围会出现酸和碱以及电解时得不到按理论比例产生的氢气和氧气这一现象,进行研究。他还提出将电解作为一种化学分析方法,并讨论了电解时溶液中物质的传输问题。
2.2不屈不饶——碱金属的发现
法国化学家拉瓦锡在其1789年出版的《化学概要》中,预言了苛性碱类在将来一定会被分解,他认为石灰土、白镁矿(氧化镁)、重土、矾土(氧化铝)、硅土(氧化硅)等土类,非常可能是金属氧化物。限于当时的条件,没有找到合适的方式来分解这些物质,这些推断一时无法得到证实,但却给戴维留下了深刻印象,在1806年的论文中他提出随着科学的发展,将来有望利用新的分解方法发现物质的真正元素。后来,戴维受到电解水研究的启发,决定采用电解法从盐溶液、固体化合物中提取金属单质。刚开始时,戴维选择将钾碱的饱和溶液进行电解,结果在两极上分别得到O2和H2,水被电解,而碱却没有变化。1807年10月6日,仔细分析原因后,戴维决定在无水的条件下进行电解,但干燥的钾碱却不导电,需在空气中曝露几分钟,吸收少量水和二氧化碳,使其表面具有导电能力,再放在白金盘上,将钾碱的上表面与电池组正极相连,白金盘与负极相连。通电后,可以看到钾碱开始融化且其上表面剧烈地产生气泡,并附有金属光泽的小珠出现,下面的白金盘与负极相连的地方没有气体产生。生成的小珠一经与空气接触,有的会立即燃烧并伴有爆鸣声和明亮的火焰。燃烧后,物质慢慢失去金属光泽,表面覆盖着白色薄膜。重复验证后,戴维确信自己发现了一种新的物质,高兴的戴维像孩子似的在房间里跳起舞来,并在笔记中写到:“重要的实验,证明钾碱的分解”。由于这种物质是从钾碱中提取的,戴维将其命名为钾(K)。之后,他又用同样的方法电解苏打(Na2CO3),得到另一种新的金属单质——钠单质。1807年11月19日,戴维发表了碱金属的报告,这次报告在科学界又引起了极大的反响。
但是用同样的方法对石灰、苦土(氧化镁)等电解却没成功,后来受到贝采里乌斯和蓬丁(M.M.Pontin,1781-1858)的启示,发现如果将这些物质与氧化汞按一定比例混合后再进行电解,就能分离出金属单质。利用这种方法,他制取了钙、镁、锶、钡。另外,他还制备了氨的汞齐,将其命名为铵。这些研究的成果发表在1808年其宣读的论文《土质分解的电化研究:由碱性土质制取的金属及从氨制得汞齐的观察》。利用碱金属置换法,戴维制取了非金属元素硼(B)。这些元素的发现,不仅为戴维赢得了更多的荣耀,更重要的是在科学界掀起了发现新元素的,极大地推动了无机化学的发展。
2.3大胆质疑——氯气及卤族元素的研究
氯气最早是由瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele,1742-1786)于1774年利用海酸(盐酸)与二氧化锰作用制得的,但由于受燃素说的约束,他把这种气体看做海酸减燃素(氢为燃素)。拉瓦锡则根据自己的“酸的氧元素假说”,认为所有的酸都含有氧元素,将氯气命名为氧化盐酸。法国化学家贝托雷(C.L.Berthollet,1748-1822)于1785年发现溶有氯气的水溶液曝露在空气中能分解成盐酸和氧气,他由此判断氯气是由盐酸和氧结合的不稳定化合物。贝托雷的实验似乎有力地论证了拉瓦锡的观点,但实际上他只看到问题的表面,忽视了氯气与水反应这一可能性。1809-1811年间,盖·吕萨克(Gay-Lussac,1778-1850)和泰纳(L.J.Thenard,1777-1857)用分解法研究盐酸的组成,通过实验,他们发现盐酸能分解成氯气和氢气,而不是像贝托雷所说的氯气会分解成盐酸和氧气。另外,他们又成功地用氢气和氯气合成盐酸。虽然他们的实验对盐酸的组成做了正确的鉴定,也没有实验现象表明氯气会分解生成氧气,但他们仍认为氯气是某种含有氧的化合物更合理一些,这看似是一种自我矛盾,究其根源,可以看出拉瓦锡的“氧是成酸元素”的论点已深深地印在广大化学家的脑子里。
这时,迫切地需要一位敢于冲破束缚,大胆质疑、批判的科学家来向人们揭示掩盖氯气的神秘面纱,历史性的机遇留给了戴维。
为了验证氯气中是否含有氧,戴维重复了盖·吕萨克的实验,证明了其关于盐酸组成探究的正确性。后来又分别用氯气与锡反应再与氨作用看是否能分离出氧化锡;但生成的暗白色固体加热后却完全挥发了,并有刺鼻的浓烟产生而不是生成氧化锡。用同样的方法,使氯气与磷作用也没能找到氯气含有氧的证明。最后,经过多次实验的反复验证以及依据拉瓦锡对单质的定义“通过当前实验用任何手段都不能分解的物质”,戴维大胆地断定氯气其实是一种单质,而不是含有氧的化合物,并根据其颜色将其命名为Chlorine(中译名氯气)。自1774年舍勒发现氯气,到1810年戴维确认氯气是一种单质,其间经历了36年。由此可见,人们对事物的认识是在不断批判中完善的。毫无疑问,尊重事实,不迷信权威让戴维打开了真理大门,而舍勒、盖·吕萨克等人由于受到“燃素说”和“酸的氧元素说”的束缚,与真理只差一步之遥,但他们在氯气的发现和研究中所起的作用、所付出的努力也是不容忽视的,因为任何科学研究都离不开前人的探索和经验的积累,正如牛顿所说:“如果说我看得远,那是因为我站在巨人们的肩上。”
1813~1814年间,戴维开始研究碘和氟,发现它们是与氯类似的元素,但他始终无法分离出氟单质。直到1886年,才由法国化学家莫瓦桑(Henri Moissan,1852-1907)制备出来。氟、氯、碘这些卤族元素的研究以及明确了盐酸、碘化氢等是一类不含氧的酸性物质,使人们对酸的认识发生了改变,拉瓦锡的“酸的氧元素说”面临着重大挑战。1814年,盖·吕萨克提出了酸分为有氧酸和氢酸的二元论。同年,戴维提出了酸的含氢说,即“所有起酸作用的部分都可能是氢”的推论,他指出在酸中氧不是必需的,无氧酸中不含氧;但是酸中都含有氢,氢在酸中起重要作用。
2.4无私奉献——火焰的研究和安全矿灯的发明
18世纪,英国的煤炭工业蓬勃发展起来,但煤气遇火爆炸的事故层出不穷,许多矿工因此被夺取生命,降低事故的最好办法就是尽快发明适合煤矿使用的安全灯。1815年4月戴维应“煤矿灾害事故预防协会”的委托,开始与助手法拉第(Michael Faraday,1791-1867)着手研制安全灯。戴维首先分析传统矿灯的弊端,并实验了各种矿井气体的爆炸情况,发现找到解决问题的关键是找出合适的材料做灯罩。经过反复实验,戴维决定采用铜网做灯罩,原来铜网可以迅速吸收灯火产生的热量,这样既不会使火焰冒出来,又能降低火焰的温度,使其达不到可燃气体的着火点。另外为了防风和提高亮度,最终在灯的底端装上玻璃罩,而在火焰上部的高温部位装上铜网。安全灯的问世,不仅促进英国煤矿工业的发展,也在一定程度上推进英国资本主义的步伐。在安全灯研究成功之后,戴维没有为了自身的利益去申请专利,而是觉得这是尽自己的力量去为自己的同胞做了一件实事。在逝世后,又叮嘱后人将先前煤矿主们赠送的银皿改造成货币,设立戴维学术奖,用以表彰那些在化学上作出突出贡献的人们。第一次获得戴维学术奖的是发明光谱分析的本生(R.W.Bunsen,1811-1899)和基尔霍夫(G.R.Kirchhoff,1824-1887)2人。
从安全灯的研制过程,我们可以看到戴维首先是分析找出问题的本质原因,再根据相关原理,采用科学方法去解决问题。安全灯的研制经历了多次修改和检验,最终成功,正如戴维所说过他的那些最重要的发现是受到失败的启示而做出的。在任职于皇家研究院期间,戴维还参与其他应用科学方面的研究。例如:土壤分析(1813)、铂黑的催化(1821)、船体铜板的防腐蚀方法(1824)等,实现了其利用科学服务人类的愿望。
除了安全灯的的发明,戴维还对火焰进行了深入地研究,发现了电弧,研制出了弧光灯,开启了人类进入电照明的时代。
3.尽职尽责的伯乐——发现法拉第
法拉第是世界闻名的物理学家与化学家,关于法拉第与戴维的相识过程,有个感人的插曲:1813年3月,因病在家休养的戴维收到一本300多页的厚书并附有一封信。疑惑的戴维看完信后才知道这是一位叫法拉第的青年的自我推荐信,而那本精美的书则是法拉第手写记录的关于自己的演讲稿,从那漂亮的字体和精细的插图,戴维看到了一位热爱科学的贫穷青年的执著追求精神。遥想自己当年的奋斗艰辛,戴维亲自回信,并决定尽自己最大的力量去帮助法拉第。之后,戴维将法拉第安排在皇家学院实验室做助手,并带其游学欧洲,结识著名科学家,扩展其视野。在戴维的悉心指导下,法拉第的知识与技能都得到很大提高,为以后的科学研究打下了良好基础。有一种伟大的发现,是对别人的发现;有一种高尚的成功,是帮别人成功。也正因为如此,法拉第一生中都对戴维充满尊敬与感激。
化学在高中阶段的教学中是与实践联系最为紧密的学科之一,在高中化学教学内容中,绝大多数都是揭示生活自然现象的化学原理,对于好奇心较强的高中生来说,这些知识可以有效的满足他们对自然现象的好奇。随着新的一轮课程改革深入推进,新教法的研究工作需要有科学合理的教学理论作为支撑,定量化的教学理念是近年来新进提出的教学思想,对于高中化学的教学有着十分重要的指导意义和作用。
二、相关概念
所谓定量化教学思想,就是将高中化学中那些抽象的知识点进一步实现数据化,进行一种定量的分析,这样可以将知识讲解的更加清楚透彻。换句话说,定量化的教学理念就是培养高中生运用数学的思想来应对化学学习中的各种问题。高中化学是理科的重要组成部分,而数学思想是理科学生所必须具备的一种理念,例如,高中化学中存在大量的实验,这些实验中就含有很多数据分析,这些实验数据也是现代化学的基础。再如,一系列的化学问题可以使用化学方程式进行解释,这种反应式中存在着各种化学物质进行反应的量的一种变化,这就是一种定量分析思想在高中化学学习中的典型应用。同时,这种定量化的分析可以使得高中生更加严谨的学习态度,对待问题的科学、客观的学习思想,为今后他们进入高等教育阶段进行具体的某一理工科学习打下坚实的基础。
三、定量化思想在高中化学教学中的作用和意义
这种定量化的教学思想,可以有效提升现代高中生的整体素养,是符合素质教育的整体要求,也是提升高中生治学严谨性的有效措施和手段。从科技的发展来看,任何一项科学技术的进步都需要有严谨的工作态度,只有这些的思想才能进一步研究出解决当前问题的措施和方法。只是停留在感性认识,没有定量化的研究,任何一项技术都不会有突破性的发展,最为简单的就是火药的发现,当时的古人没有通过大量的实验得出硫磺、硝石、木炭三种的配比,火药是不可能被发现出来的。因此,现代科学研究的严谨性使得我们在进行高中的物理化的教学过程中,不断培养学生严谨治学的态度和思想,而这种定量化的分析应用到高中化学之中也就是这种教学理念的具体表现。同时,定量化的教学理念也是抵御学术腐败的有效措施,让学生从小培养这种严谨的治学理念,当他们走向工作岗位之后,需要实现更加严谨的工作作风,只有数据才能说明问题,没有数据的支撑妄下的结论都是靠不住,只是一种空想,如果将这种空想直接变成一种结论,这一过程也就出现了学术造假,定量化的思想可以从小培养学生严谨的工作思想,没有数据支持的理论只能是一种空想,而不能成为学者手中的结论。
四、具体教改措施
(一)改进高中化学实验仪器和设备
实验是实现化学教学定量化研究的基础和前提。实验设备是否符合化学教材的要求是实验设备和仪器是否完善的依据。人教版新版教材对于化学实验的要求不断提高,需要学生亲手开展的实验就有很多,例如食盐的提纯实验等,这些实验是培养学生定量化学习的基础和支撑,只有从实践中得出的结论才是现代化学数据化、定量化研究的前提。而现实情况就是现在很多高中一般性的化学实验设备都已经具备,例如:试管、烧杯、天平等都在不断完善之中,只是在一些特殊的实验中还缺乏相关的实验仪器和设备。这些的设备主要集中在教师的演示实验之中,例如分子结构的测定需要有光谱仪等设备,这些都是一些学校可能暂时没有的,学校需要积极加以解决,完善实验设备短缺的现状。
(二)教师的教学理念需要及时更新,适应定量化教学的需要
教师是教育的主要引导者,化学老师在课堂上的一言一行都可能直接影响学生的定量化学习思想的培养,在教学过程中,不断培养教师的教学的定量化思想,将他们的教学理念不断转变,实现更加严谨的教学态度,一步一步的推导,最终得到相关的结论和概念,更加具有说服力,学生不仅从中学习的治学严谨性,同时也对相关的结论有了一个更加深度的理解。
(三)现代的教学手段应用,化学定量化教学的趣味性增强
现在数字化、网络化技术的提升改造,对高中化学定量化教学具有一定的积极作用。这些技术实现了教学手段的更新,例如多媒体课件,微课程,电子书包等等,这些教学手段可以使得高中化学定量化教学更加形象、具体、生动。由于高中生在这个年龄阶段比较喜欢这些网络、电子产品,在化学的教学过程中,可以有效引入这些网络化的教学手段,不断激发学生在化学教学过程中的学习兴趣,使得枯燥无味的化学元素表,反应式等变得更加具有趣味性,学生在课堂上的主动参与教学意识不断提高。
五、结语
高中化学具有抽象化、复杂化的特征,在教学过程中,需要注重实验设备的提升和完善,教学方法和手段的改进升级,实现教学过程的对学生引导作用,突出学生的主体地位,教师的辅助作用,真正实现新课改条件下,高中化学教学质量的稳步提升。
作者:耿志娟 单位:河北省保定市唐县第一中学
参考文献:
一.纳米复相陶瓷的制备方法
制备纳米复相陶瓷的目标是使陶瓷基体结构中均匀分散纳米级颗粒,并使这些颗粒进入基体内部形成“内晶”结构。常见制备纳米复相陶瓷的方法有:
1.1 机械混合分散一成形一烧结法
将纳米粉末掺入到基体粉末中进行混合、球磨、成形、烧结得到纳米复相陶瓷。该方法的优点是制备工艺简单,不足之处是球磨本身不能完全破坏纳米颗粒间的团聚,不能做到2相组成的均匀分散。若在机械混合的基础上使用大功率超声波以破坏团聚,并调整体系的ph值或使用适量分散剂,可使最终的分散性有一定的改善。另外,由于球磨介质的磨损,会带入一些杂质给纳米复相陶瓷的性能带来不利影响,如将a1o、tic、cr2o 按一定比例在酒精介质中球磨72 h,在真空中干燥,采用石墨模具在1 750℃ 、25 mpa压力下n 气氛热压烧结20 min,得到a1o 一tic复相陶瓷;由氩气保护,利用该方法可制得aio 与合金的复相陶瓷。
1.2 复合粉末一成形一烧结法
复合粉末的制备是利用化学、物理过程直接制取基质与弥散相在一起完成的。该复合粉末均匀分布,对其进行成形后采取不同的方法进行烧结,可获得纳米复相陶瓷。制备纳米复合粉末的方法有:化学气相沉积法、碳热还原氧化法以及溶胶一凝胶法等。
......
目录
一.纳米复相陶瓷的制备方法
二.纳米复相陶瓷研究的实例
三.纳米复相陶瓷的性能
参考资料
参考文献
1 梁忠友.纳米复相陶瓷研究进展.全国性建材科技期刊— — 陶瓷,1999(4):10—11
2 曾照强,胡晓清.添加cr2o对tic陶瓷烧结及纳米结构形成的影响.硅酸盐学报,1998,26(5):178 181
3 osso d,tiuement 0,legaer g,et a1.alumina—alloy llano•composite powders by mechanosynthesis.journal of materials science,1998,33:3 019~3 119
4 daroczi l,becke l d,p0sgay g,et a1 .magnetic properties of all milled nanoerystalline ni and fe.nanostruct mater,1995,6:981~989
5 李虹,黄利萍,蒋薪.纳米sic—si,n4复合粉体制备材料的显微结构.硅酸盐学报,1995,23(5):545~549
6 deoek—sc o c,kwang-taek h,chan g-sam k.fabrication me•chanical prope rties and microstructure an alysis of si3 n4/sic nanocom—po site.composites,1999,a30:425~427
7 高纪明,肖汉宁,杜海清.纳米sic(y:03)复合粉末的氨解溶胶一凝胶法合成.硅酸盐学报,1998,26(5):588—591
8 李云凯,纪康俊,钟家湘,等.纳米 o】一21"05(3y)复相陶瓷的微波烧结.硅酸盐学报,1998,26(6):740—744
9 nakagawa ,grigofiu c,masugata k,et a1.synthesis of tio2and tin nanosize powders by intense light ion—beam evaporation.jour—nal of materials science,1998,33:529~533
1o meli c a,grabovki k s,hinshelwood d d,et a1.film depo •sition and surface modification using pulsed ion beams.j.vac.sci.technol,1995,a13:1 182~ 1 188
11 张伟儒,等.sic复相陶瓷的研究.硅酸盐学报,1998,26 (1):4~9
12 yoshimura m,ohji t,sando m,et a1.rapid rate sintering ofnano— grained z 一based composites using pulse electric currentsintefing method.journal of materials science letters,1998,17:1 389~ 1 391
13 yoshio a,toshio 0,naoto h .influence of starting powdercharacteristics on mechanical properties of sic—particle/si3 n4 compos•ites.journal of the ceramic society of japan,1992,100(4):463~468
14 高濂,王浩,刘茜,等.纳米sic—ca—a—simon复相陶瓷的研究.硅酸盐学报,1996,24(6):694—698
15 高濂,王宏志,洪金生.放电等离子超快速烧结sic一0,纳米复相陶瓷.无机材料学报,1999,14(1):55—60
16 piciacchioa a,lee s,messing g l.processing an d micro•structure development in alumina —-silicon carbide intragranular particulate composites.j.am.ceram .soc.,1994,77(8):2 157~2 164
17 anya c c.hertzian flaw analysis an d mod els for the predlc.tion of flexural ~acture strength of 03an d 03/sic。nanoeompo sites.jonmal of materials science,1998,33:977~984
18 王宏志,高濂,归林华,等. sic纳米复合材料的制备及性能.无机材料学报,1999,14(2):280~286
19 .
简单介绍
摘
要:20世纪80年代中期发展起来的纳米复相陶瓷,对陶瓷材料的性能产生重大的影响,为材料的利用开拓了一个新的领域,已成为材料科学研究的热点之一。