化學(xué)科技論文寫作范文
化學(xué)科技論文寫作范文
化學(xué)中存在著化學(xué)變化和物理變化兩種變化形式。下面小編給大家分享一些化學(xué)科技論文寫作范文，大家快來跟小編一起欣賞吧。
化學(xué)科技論文寫作范文篇一
微型化學(xué)實驗 倡導(dǎo)綠色化學(xué)
摘要：環(huán)境保護(hù)是目前全世界人民最關(guān)心的問題，也是國際社會面臨的嚴(yán)重問題。在新課標(biāo)化學(xué)教材中實驗所占的比重很大，實驗過程中往往會產(chǎn)生、排放大量的有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的排放給環(huán)境造成了危害。我們可以用綠色化學(xué)觀點改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實驗，
即對中學(xué)化學(xué)某些實驗進(jìn)行微型實驗，使其向無污染方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù);微型實驗;綠色化學(xué)
【中圖分類號】TQ016
環(huán)境保護(hù)是目前全世界人民最關(guān)心的問題，也是國際社會面臨的嚴(yán)重問題。在新課標(biāo)化學(xué)教材中實驗所占的比重很大，實驗過程中往往會產(chǎn)生、排放大量的有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的排放給環(huán)境造成了危害。我們可以用綠色化學(xué)觀點改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實驗，即對中學(xué)化學(xué)某些實驗進(jìn)行微型實驗，使其向無污染方向發(fā)展。微型化學(xué)實驗具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點，非常符合“綠色化學(xué)”的思想，既真正地保護(hù)了環(huán)境，又不失時機地把環(huán)保教育滲透于化學(xué)教學(xué)之中。筆者在教學(xué)實踐過程中充分體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的思想，將化學(xué)實驗“微型”化，初見成效。
一、解決方案的內(nèi)容與實施
1、在保證獲取最有效實驗信息的前提下，采用盡可能少劑量實驗，對試劑“減量”或“降低濃度”或“微型”實驗儀器
如實驗室制取氯氣及氯氣性質(zhì)實驗中，因為氯氣是有毒氣體，泄漏到空氣中會嚴(yán)重污染大氣，影響身體健康。而且驗證氯氣性質(zhì)實驗較多，按照教材操作比較繁瑣，且不可避免造成氯氣泄漏。我們可以改進(jìn)實驗措施，實驗用品及試劑有五條濾紙條，紙條上分別滴有(1)品紅試液;(2)石蕊試液;(3)淀粉一KI試液;(4)Na2S溶液;(5)KBr溶液;(6)高錳酸鉀晶體;(7)吸有濃鹽酸的膠頭滴管。實驗步驟：實驗時只須擠幾滴濃鹽酸即可發(fā)生變化。(1)褪色;(2)先變紅后褪色;(3)變藍(lán);(4)出現(xiàn)淡黃色固體;(5)變?yōu)槌燃t色。這樣設(shè)計實驗后，實驗裝置簡單、現(xiàn)象明顯、所需藥品少、無污染。
2、改“演示實驗”為“演示實驗和學(xué)生實驗”的結(jié)合體
如電解飽和食鹽水實驗中，反應(yīng)在U型管里進(jìn)行，使得離子在兩極之間遷移距離過長，造成整個電路的電阻較大，電源功率損耗大，使陰、陽兩極產(chǎn)生的氣泡較少，很難收集到足夠的氫氣;用鐵棒作電極，電阻大，表面積太小，不利于氫氣的產(chǎn)生，也難收集到足夠的氫氣進(jìn)行驗證實驗;尾氣不及時處理，會對環(huán)境造成污染，不符合綠色環(huán)保的新理念。我們也可以改進(jìn)一下：將一塊濾紙裁成兩半，取一半平放在玻璃板上，用NaC1酚酞試液充分浸潤，分別用舊電池芯、鐵釘作陽、陰極按輕輕將電極卷在其中，并接通電源。通電2分鐘后，立即打開裹有碳棒的一端濾紙，滴人一滴碘化鉀淀粉溶液，濾紙變藍(lán)，證明陽板有氯氣生成，再打開另一端，發(fā)現(xiàn)濾紙變紅，證明NaOH在陰極生成。
這樣，實驗中藥品用量少，電極產(chǎn)物檢驗簡單，現(xiàn)象直觀，節(jié)省時間;實驗操作簡單，效果明顯，可用作教師演示實驗和學(xué)生實驗，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度。
3、盡可能密閉可控、處理尾氣
例如，在銅和濃硝酸的反應(yīng)中，利用注射器代替試管進(jìn)行試驗：取一支10mL的注射器，抽出活塞，在針筒內(nèi)裝入0.04g銅屑，推上活塞并吸入0.1mL的濃硝酸，觀察現(xiàn)象，等反應(yīng)完畢后將注射器中的液體小心排入廢液瓶中，裝有無色氣體的針筒內(nèi)再吸入空氣，可看到無色氣體變成紅棕色。改進(jìn)后的裝置是封閉體系，易于對比觀察，效果明顯，藥品用量比改進(jìn)前少得多，同時能防止有毒氣體二氧化氮的泄漏并污染空氣。結(jié)合汽車、飛機等運輸工具排放廢氣污染空氣而形成光化學(xué)煙霧的實例，對學(xué)生進(jìn)行環(huán)境意識的教育，以提高學(xué)生的環(huán)保意識。實驗完畢，啟發(fā)學(xué)生利用已學(xué)知識對廢棄物進(jìn)行處理，以防止重金屬銅和有氣體二氧化氮的污染，使學(xué)生養(yǎng)成從我做起，保護(hù)環(huán)境。
4、回收和重復(fù)使用試劑，提高藥品的利用率
回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物(含“三廢”)，如用KMnO4制取O2所得到的剩余物質(zhì)中主要含有MnO2、K2MnO4和未反應(yīng)掉的KMnO4，這三種物質(zhì)的混合物均可用來加入濃鹽酸制取氯氣。再如像在《乙酸乙酯的制取》實驗中，由于最后的混和液中尚有相當(dāng)?shù)臐饬蛩幔鸵髮W(xué)生集中倒在指定的廢物桶中，處理后再排放。還可以回收催化劑等非反應(yīng)試劑，如《化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡》的催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響實驗中，MnO2是H2O2分解生成O2的催化劑。在實驗結(jié)束時，要求學(xué)生將小試管中的H2O和MnO2一起倒入指定的回收容器(燒杯等)中，以便集中回收MnO2。
重復(fù)使用主要是將上一個實驗步驟中剩余的藥品以及回收來的化學(xué)藥品用到下一個實驗步驟中或用到其他的實驗中去。如前面提到的濃硫酸稀釋后，不是直接倒掉，而是用到后面的濃、稀硫酸的性質(zhì)比較實驗中去。再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于濃鹽酸制取氯氣的實驗中。這樣，大大減少了藥品用量，提高了藥品使用效率。
5、計算機仿真化學(xué)實驗
常規(guī)的、傳統(tǒng)的化學(xué)實驗不可避免地消耗許多藥品和大量的水資源，尤其是對一些試劑昂貴、實驗中容易引起爆炸或必須采用有毒、有害的試劑(如苯、苯酚、重金屬等)的實驗，并在整個實驗中排放較多的有毒氣體、有毒廢水，給師生身體健康帶來極大的危害，且對環(huán)境造成較大破壞的實驗，我們可以利用計算機多媒體技術(shù)，對實驗原理、裝置、流程、實驗過程進(jìn)行仿真，用文字、聲音、圖像、動畫的效果讓學(xué)生在計算機屏幕上做實驗，達(dá)到身臨其境的感覺。如有毒溶劑的燃燒，有毒物質(zhì)的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化等實驗，這樣既讓學(xué)生學(xué)會了實驗方法，而且使那些毒性大、危險性大、試劑昂貴的實驗變成了綠色化的實驗，自始至終，不會對人體和環(huán)境造成污染。
但需要注意的是微型化學(xué)實驗不是常規(guī)化學(xué)實驗的簡單縮微或機械減量，也不是對常規(guī)實驗的補充，更不是與常規(guī)實驗的對立，而是在整個實驗過程中貫穿了綠色化學(xué)的思想，有效實現(xiàn)“盡可能小劑量實驗、省資源、少污染、減成本”，還增強學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識，是對中學(xué)化學(xué)常規(guī)實驗進(jìn)行的改革和發(fā)展。因此，微型實驗雖然具有許多優(yōu)越性，但也并不是所有實驗都可用之代替的。在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)實驗的內(nèi)容、目的、現(xiàn)象和定量要求等進(jìn)行選擇，使常規(guī)實驗和微型實驗相結(jié)合，兩者取長補短，這樣可以發(fā)揮更好的教學(xué)效果。
化學(xué)科技論文寫作范文篇二
化學(xué)教學(xué)應(yīng)追求“化學(xué)味”
【摘 要】化學(xué)教學(xué)應(yīng)追求自己的“學(xué)科味”。具備“化學(xué)味”的化學(xué)教學(xué)應(yīng)重視實驗教學(xué)、滲透化學(xué)學(xué)科觀念、體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科思想。
【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué);化學(xué)學(xué)科觀念;化學(xué)學(xué)科思想
【中圖分類號】G633 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1005-6009(2016)28-0055-03
【作者簡介】徐新峰，江蘇省如東縣馬塘中學(xué)(江蘇如東，226401)教師，高級教師，南通市化學(xué)學(xué)科帶頭人。
新課改以來，眾多專家學(xué)者提出了課堂教學(xué)改革的舉措。筆者以為，具有學(xué)科特色和本真的化學(xué)課堂教學(xué)，應(yīng)該追求自己的“學(xué)科味”。反思這些年的教學(xué)實踐，筆者認(rèn)為具有“化學(xué)味”的化學(xué)課堂應(yīng)該體現(xiàn)了以下三個特點。
一、重視實驗教學(xué)
早在20世紀(jì)70年代末，著名有機化學(xué)家蔣明謙教授就指出，“盡管發(fā)生了這種變革的趨勢，我們應(yīng)該認(rèn)識到，化學(xué)現(xiàn)在仍然是一種實驗科學(xué)，將來也還是實驗科學(xué)”[1]，這是從化學(xué)的根本屬性上作出的立論。在化學(xué)教學(xué)中，我們應(yīng)當(dāng)強調(diào)實驗教學(xué)，并在實驗教學(xué)時注意以下幾點。
1.堅決不“講實驗”，不追求“功利”教學(xué)。
人有惰性，教師也不例外。有些化學(xué)教師認(rèn)為做實驗很麻煩，且浪費時間和精力，效果還不一定有“講實驗”和“背實驗”好。然而，“講實驗”否定了學(xué)生的主體參與，埋沒了學(xué)生的創(chuàng)新意識，同時也造成了課堂教學(xué)的生成性資源的缺失，與現(xiàn)代教學(xué)理念背道而馳。
2.不能用“視頻實驗”完全取代“真做實驗”。
信息技術(shù)的發(fā)達(dá)給教學(xué)提供了豐富的資源，因此出現(xiàn)了如今的化學(xué)課中用“視頻實驗”完全取代“真做實驗”的現(xiàn)象。“視頻實驗”只是停留在學(xué)生看的層面，是淺層次的學(xué)習(xí)行為，學(xué)生仍然被視頻“牽著走”，其主體地位喪失，這樣的化學(xué)課仿佛在“欣賞電影”，缺失“化學(xué)味”。當(dāng)然，“視頻實驗”并非一無是處，對于課堂中無法完成的實驗可以用“視頻實驗”來替代，同時，也可以利用信息技術(shù)將實驗中不易察覺的現(xiàn)象或過程進(jìn)行突出處理。筆者參加2015年江蘇省初中化學(xué)教師基本功大賽的“創(chuàng)新實驗”比賽時，將點燃蠟燭熄滅后冒白煙的實驗拍成了視頻，并將用高清晰攝像機拍到的火苗向下移動的過程制作成了慢鏡頭，起到了很好的教學(xué)效果。
3.依據(jù)學(xué)情，合理設(shè)置演示實驗和學(xué)生實驗。
教學(xué)時，演示實驗與學(xué)生實驗并沒有嚴(yán)格的區(qū)分與界定，盡管《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)》(以下簡稱《課標(biāo)》)中提出了8個學(xué)生實驗，但在實際教學(xué)時，可將演示實驗“下放”為學(xué)生實驗，因為實驗的魅力并不是來自于“看”，而是來自于親身“做”。實驗教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)做到：讓學(xué)生親自做實驗和觀察各種現(xiàn)象，親身體驗通過實驗進(jìn)行探索規(guī)律的活動;結(jié)合實驗事實和過程，讓學(xué)生認(rèn)識化學(xué)概念和理論的形成過程;讓學(xué)生通過實驗去解決問題，從而在科學(xué)態(tài)度、方法和分析解決問題的能力方面得到提高。[2]
4.突破實驗的課本束縛，鼓勵創(chuàng)新與變通。
重視實驗教學(xué)并非將課本實驗奉為“圣旨”，教師可尋求實驗的創(chuàng)新。筆者在參加2015年南通市初中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課評比中，設(shè)計了一個簡易的自來水廠凈水模型，將系列凈水方法濃縮在這套模型中，使得學(xué)生興趣高漲，較好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。另外，可將驗證型實驗改為探究型實驗，增加學(xué)生的探究機會，從而實驗的功能不再是驗證教材的某個結(jié)論，而是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，為培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力打下基礎(chǔ)。
二、滲透化學(xué)學(xué)科觀念
德國物理學(xué)家馮・勞厄曾說過，教育所給予人們的無非是當(dāng)一切已學(xué)過的東西都忘記后所剩下來的東西。這剩下的東西便是學(xué)生通過學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，所形成的從某學(xué)科的視角去認(rèn)識事物和解決問題的方法、觀點，即學(xué)科觀念。化學(xué)學(xué)科觀念不是以結(jié)論的形式呈現(xiàn)在課程內(nèi)容中，而是蘊含于具體化學(xué)知識當(dāng)中并借助于它們表達(dá)出來，此時的化學(xué)基本觀念只是一些沒有和學(xué)生內(nèi)心世界建立意義關(guān)聯(lián)的客觀存在。[3]因此，筆者認(rèn)為，促進(jìn)觀念建構(gòu)的化學(xué)教學(xué)的核心問題是，如何通過具體知識將客觀存在的知識形態(tài)的化學(xué)觀念轉(zhuǎn)為學(xué)生個人形態(tài)的化學(xué)觀念。
1.教師要具有化學(xué)學(xué)科觀念，并以觀念統(tǒng)領(lǐng)學(xué)科知識。
關(guān)于化學(xué)學(xué)科觀念，有學(xué)者從中學(xué)化學(xué)的定義出發(fā)，構(gòu)建了與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用等中學(xué)化學(xué)研究對象相對應(yīng)的基本觀念體系，具體包括元素觀、微粒觀、結(jié)構(gòu)觀、變化觀、化學(xué)價值觀以及分類觀和實驗觀。[4]如筆者在進(jìn)行單元知識新授課教學(xué)前，要先于學(xué)生宏觀把握本單元知識的觀念性理解，以便把具體知識的教學(xué)與觀念的建構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系，增強教學(xué)的針對性。下面以人教版初中化學(xué)教材九年級第三單元為例，簡述筆者是如何以學(xué)科觀念統(tǒng)領(lǐng)單元學(xué)科知識的。
從整體來看，可把“微粒觀”和“元素觀”確立為本單元的觀念性目標(biāo)。為發(fā)揮化學(xué)觀念對本單元教學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)作用，需將“微粒觀”轉(zhuǎn)化為更為具體的理解表達(dá)：物質(zhì)是由分子、原子等粒子構(gòu)成的;微觀粒子是不斷運動的、彼此間有間隔的;原子既能直接構(gòu)成物質(zhì)，又可以先構(gòu)成分子，再由分子構(gòu)成物質(zhì);在化學(xué)變化中，分子可以再分，而原子不可再分。而“元素觀”則可具體表達(dá)為：物質(zhì)是由元素組成的，元素是組成物質(zhì)的基本成分;一種元素則對應(yīng)于一類原子(具有相同質(zhì)子數(shù));基于已學(xué)過的化學(xué)變化，嘗試概括出在化學(xué)反應(yīng)中元素不變的觀念等。由此可見，上述觀念統(tǒng)領(lǐng)著第三單元的學(xué)科知識。
2.教學(xué)以具體知識為載體，滲透化學(xué)觀念。
化學(xué)事實、概念等知識是顯性的，易引發(fā)學(xué)生的注意，而觀念是隱性的。教學(xué)時，教師如果不能有意識地引導(dǎo)學(xué)生去挖掘，學(xué)生很難體會到它們的存在，學(xué)習(xí)也只停留在具體知識的層面。因此，促進(jìn)學(xué)生觀念建構(gòu)的教學(xué)，需要教師挖掘具體知識背后的深層次觀念。筆者在教學(xué)人教版初中化學(xué)教材第十單元課題2“酸和堿的中和反應(yīng)”一課時，設(shè)計了以下幾個環(huán)節(jié)：①學(xué)生設(shè)計并完成探究稀鹽酸與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)的實驗――滲透實驗觀(實驗是人類探求未知、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、驗證推測的重要實踐活動);②實驗探究稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時能量的變化――滲透變化觀(化學(xué)變化常伴隨著能量變化，并以熱能形式表現(xiàn)出來);③探究稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的微觀實質(zhì)――滲透微粒觀(酸、堿在水溶液中以離子而存在，在發(fā)生化學(xué)變化時，離子會發(fā)生變化，產(chǎn)生新離子);④了解中和反應(yīng)在實際中的應(yīng)用――滲透化學(xué)價值觀(化學(xué)回歸生活、回歸社會，是推動社會文明、進(jìn)步的重要力量)。 3.引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)觀念去解決問題，驅(qū)動深層次思維。
《課標(biāo)》指出：“在化學(xué)課程中重視學(xué)生化學(xué)基本觀念的形成，是精簡教學(xué)內(nèi)容，減輕學(xué)生過重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生問題解決能力的重要途徑”[5]。觀念形成于具體知識，應(yīng)用于實際問題，這也體現(xiàn)了化學(xué)觀念的價值。在初三的后期教學(xué)中，可積極嘗試選取生活情景、環(huán)境問題、礦物冶煉、能源開發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)等素材作為學(xué)生運用學(xué)科觀念解決問題的視角。
三、體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科思想
化學(xué)學(xué)科思想是人們在認(rèn)識化學(xué)的活動中運用科學(xué)方法的思想意識，對化學(xué)本質(zhì)、特征及價值的基本認(rèn)識。學(xué)科知識、學(xué)科能力、學(xué)科思想是學(xué)科體系的三個要素，而學(xué)科思想是一個學(xué)科的靈魂。[6]因此，化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)把最精髓、最本質(zhì)的學(xué)科思想傳授給學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)的實踐活動中通過自己的理解獲得啟迪與感悟，促進(jìn)認(rèn)識的完善，形成知識的結(jié)構(gòu)，掌握化學(xué)思維方法。有學(xué)者提出，中學(xué)化學(xué)學(xué)科的主要思想有：整體性思想、聯(lián)系思想(結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、微觀與宏觀、定性與定量、量變與質(zhì)變思想等)、守恒思想、動態(tài)平衡思想、構(gòu)建模型思想、驗證探究思想、綠色化學(xué)思想、分類思想等。[6]筆者結(jié)合初三化學(xué)教學(xué)實踐，選擇三種化學(xué)學(xué)科思想進(jìn)行闡述。
1.“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想。
在研究化學(xué)元素(原子)、物質(zhì)的性質(zhì)時，我們根據(jù)其結(jié)構(gòu)來推測物質(zhì)性質(zhì)，并通過實驗來證明性質(zhì)的存在。“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想首次出現(xiàn)在“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”一章的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生分析原子的結(jié)構(gòu)(最外層電子數(shù))，推出元素(原子)的化學(xué)性質(zhì)，從而感悟出這一化學(xué)學(xué)科思想。教學(xué)“金剛石、石墨和C60”課題時，了解到它們物理性質(zhì)的差異后，借助這一思想，引導(dǎo)學(xué)生從內(nèi)因(內(nèi)部結(jié)構(gòu))尋找原因：碳原子的排列方式不同。這一思想也為高中化學(xué)學(xué)習(xí)“位置”、“結(jié)構(gòu)”與“性質(zhì)”的關(guān)系做好鋪墊。
2.“守恒”的思想。
“守恒”是自然界普通成立的最重要的基本規(guī)律，為我們利用“質(zhì)量守恒、能量守恒、電荷守恒、元素守恒”解決化學(xué)中的系列問題帶來了諸多方便。在初中階段，教材對守恒思想的滲透與揭示是逐步進(jìn)行的。人教版初中化學(xué)教材九年級第三單元“元素”教學(xué)中，借助于硫的燃燒、過氧化氫催化分解的微觀反應(yīng)圖的展示，學(xué)生歸納出反應(yīng)前后原子種類不變的結(jié)論，提煉出“元素守恒”思想，為第五單元引出“質(zhì)量守恒”思想墊定了認(rèn)知基礎(chǔ)。守恒思想的培養(yǎng)具有階段性，可分步實施，進(jìn)入高中后可向?qū)W生“能量守恒、電荷守恒”的思想。
3.“綠色化學(xué)”的思想。
綠色化學(xué)的內(nèi)涵就是研究和尋找并能充分利用的無毒害原材料，最大程度地節(jié)約能源，在各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑，從源頭阻止污染或預(yù)防污染的化學(xué)，其過程為零排放和零污染。曾幾何時，人們由于蘇丹紅、三聚氰胺、白色污染等事件對化學(xué)產(chǎn)生了錯誤認(rèn)識?；瘜W(xué)的發(fā)展本身沒有錯誤，只是人們沒有利用化學(xué)的“利去”認(rèn)識事物、發(fā)展事物。我們倡導(dǎo)“綠色化學(xué)”思想，借助于化學(xué)教學(xué)讓其深深地根植于學(xué)生的頭腦中。如：演示硫的燃燒實驗和探究燃燒條件實驗中，若按照課本中方案進(jìn)行實驗，雖然現(xiàn)象明顯，但都會帶來教室內(nèi)環(huán)境污染，因此教學(xué)時，可引導(dǎo)學(xué)生針對實驗中的不足提出改進(jìn)的方案并做實驗，這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)讓綠色化學(xué)思想凸顯。
【參考文獻(xiàn)】
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