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篇1
關鍵詞:化學分析;誤差;影響因素
0引言
化學分析是十分繁瑣的,經過多個步驟的分析與計算才能得出最終的數據結果。在這一分析過程中,分析方法、試驗器具、實驗壞境與條件等等因素都有可能對測量結果造成影響,導致分析誤差的出現。
1化學分析中的誤差主要包括哪些種類
1.1過失誤差
過失誤差也被稱為粗差,這種化學分析誤差的存在是由于工作人員在化學實驗與分析的過程出現失誤導致的。常見的過失誤差包括加錯化學試劑、讀錯刻度或者用錯實驗儀器,這些都屬于不規范操作,因此所產生的實驗數據是無效的。過失誤差通常都是由人為因素導致的,受到的人為主觀因素的影響,在化學分析中這種誤差是完全可以避免的?;瘜W實驗操作與分析人員只要在操作時嚴格按照實驗規定流程與操作標準來實施,通過科學嚴謹的操作就可以避免這一誤差的出現。
1.2系統誤差
化學實驗分析中的系統誤差具有單向性與重復性的特點,就是在同等條件下連續多次進行反復實驗測定依然會出現誤差。并且這種誤差不是偏高就是偏低,所出現的正負差值還具有一定的規律性,這是由于某一個固定的因素導致了實驗系統出現了誤差。
化學實驗系統誤差形成的因素主要包括方法誤差、人為誤差以及輔助品誤差三種。其中方法誤差指的是化學實驗的方法科學性不足,在化學反應的過程中,由于實驗是間斷性來實施的,或者實驗所進行的空間不同以及指示劑選擇等造成了誤差的出現。人為誤差指的是化學實驗的過程中,由于實驗人員的操作不規范或未按照標準流程來操作,導致了實驗結果的數據與正確數據之間出現的偏差。輔助品的誤差往往集中在容器誤差、水和試劑誤差兩大方面,在化學實驗的過程中天平、各種容器等都是十分常見的,也往往是必須品,如果實驗容器的刻度不準確或者天平的砝碼不準確等都有可能影響實驗結果。此外,在實驗中試劑和水之間的比例誤差,或者受其他原因的影響而出現誤差。在實際工作中,化學實驗分析中的誤差由于系統因素所造成的相對較少,并且這些因素是可以進行檢定與校正的。
1.3隨機誤差
隨機誤差是由于某些偶然的因素所造成的,其所測定的結果會在某一個范圍內進行波動,但是這種波動是無規律可循的。誤差的正負、大小等都不能準確測量,每次測量出現的結果都是不同的,這一誤差也往往是化學實驗中不可避免的誤差。
在化學實驗與分析的過程中由于所處外部環境的溫度、濕度差異,導致了實驗結果的偏差,另外空氣中的壓強不同也會出現實驗結果誤差。這些因素具有偶然性、隨機性,很難對導致誤差的具體原因進行準確判斷。如果需要找到其中的原因,就需要展開多次測定,從實驗的數據中分析其規律,進行一些平均數測定之后,隨機誤差才有可能降低。但是隨機誤差是不可能避免的。
2面對化學分析中的誤差應當如何有效處理
2.1分析實驗室質量控制的措施
要減少甚至避免在化學實驗中出現誤差分析實驗室進行質量控制是十分必要的。首先實驗室工作人員應當具備專業的知識與技術,對實驗所用儀器設備進行定期的檢查與維護,給化學實驗提供基本的物質保障。其次通過選擇正確的分析方法來進行化學實驗質量控制,要建立實驗分析控制程序、常規質量控制技術并進行各類質量控制技術的對比。不同的應用目的應當采用不同的質量控制技術,要保證整個化學實驗與分析過程都在有效的質量控制范圍之內。一個給定系統對化學實驗測試數據質量是有一定要的,要求其在某一個限度范圍之內,這一限度簡單而言就是所得數據其要達到的準確度與精密度。為了有效的達到這一要求,確保實驗測試的結果達到經精準度標準,就應當進行有效的質量控制。
2.2分析實驗室應有良好的質量保證
質量保證的主要目的就是要使得在實驗測試過程中出現的系統誤差、過失誤差以及隨機誤差等盡可能的減少,在預期估計的范圍內?;瘜W分析質量保證的主要內容包括兩大方面。其一,在取樣、實驗結果的計算、最總結果的分析等各個環節中都采用相關措施來減少誤差,以對質量進行控制。其二,采用有效的方法對化學分析結果的質量進行檢驗或評價,要及時發現化學分析中存在的問題,保證化學分析結果的準確性與可靠性?;瘜W分析的數據要具有準確度、精密度、完整性以及可比性,才能稱之為可靠的結果,這樣的結果也能具有一定的權威性與法律效力。
2.3加強實驗室間的質量控制
實驗室間的誤差控制通常是第三方來完成的,這第三方是有豐富工作經驗與專業技術的組織,其可以對各個實驗室以及化學分析工作人員進行質量考查。這一考查可以定期組織開展,也可以采用隨機抽查的形式進行,一般這項工作是由上級領導部門發放標準試樣,然后再在各個實驗室之間進行數據對比分析。質控樣書隨機考核的方式也是十分常見的,通過這一方式將實際試樣考核,檢查各個實驗室數據之間的可比性,以及是否存在和系統誤差、檢查分析誤差等,判定分析結果是否有效。
3結論
綜上所述,在化學分析中誤差是客觀存在的,不能消滅的,但是應當將這一誤差控制在能夠允許的范圍內,保證這一誤差不會影響到結果的準確性。影響化學分析誤差的因素是多方面的,可以從實驗室質量控制、實驗室質量保證以及實驗間質量控制三個方面來控制化學分析誤差。
化學畢業論文范文模板(二):高校實驗室化學廢棄物的處理方法探析論文
摘要:在高校實驗室中,會產生很多化學廢棄物,若不對其進行有效處理,容易造成污染環境等問題。本文簡單的對高校化學實驗室危險化學廢棄物特點開展分析,明確其具有易爆性、易燃性等特征。并重點對高校實驗室化學廢棄物的處理方法進行了探究,如有機廢棄液的處理方式、無機廢棄液處理方式等,以期能夠對高校實驗室化學廢物進行正確的處理,減少對環境的污染,實現對環境的良好保護,為關注此類話題的人們提供參考。
關鍵詞:化學廢棄物;有機廢液;無機廢液;高校實驗室;處理方式
0引言
隨著我國可持續發展戰略實施,綠色、低碳、環保觀念日益深入人心。在此背景下,為了加強對環境的保護,我國已經將實驗室污染納入到環境監管范圍內,力圖實現對實驗室廢棄物排放的有效控制。因此,在新時期,積極探索行之有效的高校實驗室化學廢棄物處理方法具有重要的現實意義。
1高?;瘜W實驗室危險化學廢棄物特點
腐蝕性、易燃性、感染性、易爆性、反應性是高校實驗室化學廢棄物的主要特點。可見,其危險特性顯著,若不對其進行科學處理,不僅會對生態環境造成不利影響,而且還會降低人的身體健康水平,對人的生命安全造成嚴重的威脅。因此,在開展化學實驗時,應該明確危險化學廢物的特點,采取有效措施進行處理。
2高校實驗室化學廢棄物的處理方法
2.1有機廢液的處理方式
在此廢液中,存在大量的有機溶劑,其具有較大的毒性,若是采用直接排放的方式,將會對環境造成嚴重的污染。針對于有機廢液,其大部分是能夠回收利用的。
2.1.1含苯廢液的處理
此廢液可回收和再利用。在對含苯廢液進行處理過程中,也可借助焚燒方式進行處理。例如,可將其放置在鐵器內,然后進行點燃。在此過程中,需要注意的是,為了避免火災事故發生,應該在室外較為空曠的地方進行焚燒,并且相關處理人員應該處于上風向,對整個燃燒過程需要進行全過程監督,避免引發重大事故。
2.1.2含酚廢液的處理
含酚廢液主要分為高濃度廢液和低濃度廢液兩種,濃度不同所采用的處理方法也具有差異性。針對前者而言,首先可借助乙酸丁酯萃??;其次通過氫氧化鈉溶液反萃取;最后,在對其PH值進行科學合理調節的基礎上,可開展重蒸餾回收與利用工作。針對于后者而言,可借助漂白粉,或者次氯酸鈉,促使酚進行氧化,進而以一般有機液的方式對其進行處理。例如,將漂白粉加入含酚的廢液中,可將其氧化為鄰苯二醌,進而采用一般有機液處理形式。
2.2無機廢液的處理方式
2.2.1含砷廢液的處理
在將消石灰加入其中的基礎上,開展PH值的調節,促使其在9左右,進而生成亞砷酸鈣,或者生成砷酸鈣,在此工序完成后需要將FeCl3加入其中,這樣可生成Fe(OH)3,可實現一定的沉淀效果,從而達到消除廢液中砷的目的。另外,在PH值調節環節中,若是將其調節到10以上時,其雖然不會生成Ca3(AsO3)2,但是可以將Na2S加入其中,通過反應可生成硫化物沉淀,此方式也可實現較好的處理效果。
2.2.2含汞廢液的處理
在高校實驗室化學廢棄物中,因為汞通常是以Hg2+或Hg22+離子存,所以相對而言其毒性是比較大的。若是在某些微生物的作用下,其毒性也會隨之加大。要想對含汞廢液進行有效的處理,需要借助硫化物汞沉淀方式加以處理。具體而言,對其廢液的PH值進行相應的調節,此過程需要使用Na2CO3,一般情況下應該調到8到9之間,確保其PH值在規定范圍內后,應該將Na2S加入進去,此環節確保其用量足夠,以便促使其生成HgS。與此同時,還應該加入相應的汞沉淀劑。例如,FeSO4·7H2O,進行清液排放,然后借助混凝劑對其殘渣進行固化處理,為汞回收做準備,實現統一處置。
相對于無機汞而言,有機汞的廢水的毒性大一些,所以應該進一步強化對其的處理。在該過程中,不僅需要加入百分之六的KMnO4水溶液,而且還應該將適量的濃硝酸加入其中,當KMnO4水溶液顏色逐漸消失后,可采取降溫的措施,在其溫度達到六十攝氏度以下的情況下,可將一定量的KMnO4溶液加入進去,對汞產生一定的消化作用,當生成Hg2+離子時,需采取上述措施進行處理。
2.2.3含鉻廢液的處理
篇2
自主學習是新課程改革大力倡導的重要學習方式。學院以“厚基礎、寬口徑、重能力”的指導思想,遵循認知規律,遵照由提高動手能力到培養創新思維的宗旨,對原有教學課程體系進行了改革。除課堂正常教學外,搭建專業教學課程平臺,實現教學課程資源網絡化,促進學生獨立自主學習習慣的養成和能力的提高。通過BB平臺的課程建設,實現專業教學課程資源網絡化?,F在中國計量學院材料科學與工程學院推出了多門重點建設課程,例如《應用電化學》《材料表面處理》等,教師在充分掌握學生學習情況的基礎上,針對大多數同學,課上按教學大綱講授基本要求范圍內的內容;對于能夠進行更深度學習、對課程某方面需要進行知識面擴展的學生,在網絡教學平臺上呈現更多的學習資料、相關文獻、實驗視頻、應用軟件、學習網站等,方便他們自主學習、加深知識理解;最終針對學生個體差異,實現分層次教學,促進學生學習能力提高及知識的鞏固。教學網絡平臺的所有課程,將對本專業所有學生公開,方便他們對教學資源的獲取及問題反饋。
3實驗平臺建設及優化
大學本科教育中,實踐科研反哺理論教學是重要研究課題之一。學生只有通過充分的實驗及實踐,才能更有效率地促進理論知識學習,提高教學改革效果。目前,主要在以下方面進行了實驗平臺的搭建及完善。
3.1實驗內容的改革
首先,改變傳統專業實驗課程設置依附于理論課體系的橫向模式,超越單門課程的范圍,建立實驗課程之間的系統聯系,在原有實驗課程的基礎上設立相對獨立的縱向聯系的課程,形成縱橫交叉的網狀專業實驗課課程體系,實現專業實驗課程之間的縱向聯系和貫通。其次,改變實驗教學由單一課程和學生班級為單位的組織形式,形成交叉型的教學指導團隊和興趣型的學生學習團隊。最后,根據實驗教學內容,重新確定了基礎實驗、設計性實驗、綜合性實驗、設計研究型實驗4個層次結構。重點開發了幾個培養學生綜合設計能力和創新能力的實驗,以及培養學生綜合應用現論和方法的實驗。在實驗教學內容改革中,減少了驗證性、分析性實驗項目,增加了設計性、綜合性、創新性實驗項目。
3.2依據功能實驗室條件,實現資源共享
高校科研平臺往往擁有大量貴重實驗設備,根據儀器屬性,可巧妙設計實驗教學內容,綜合利用儀器,充分發揮儀器能效。部分科研設備課充當實驗教學過程的資源。學生通過學會儀器操作,能掌握儀器基本原理和簡單維護知識,進而提高學生動手能力,為以后從事相關專業工作打下堅實的基礎。大部分從事教學科研的老師,課余時都有自己的研究課題。對于學生感興趣的實驗,學生可以積極參與教師的科研,甚至儀器設備熟練操作后,獨立自主完成其中的一個實驗環節,培養其科研的縝密思維及細致耐心、精確的實驗操作能力等。目前,不少大三及大四的學生在指導教師的幫助下,承擔了省級、校級、院級等科研項目,在綜合利用實驗室資源的條件下,獲得了有效的實驗成果,并在SCI收錄的國際雜志及國內核心雜志發表數篇論文。
3.3實驗管理網絡實時化
實驗管理過程中,可通過網絡平臺管理,實現學生與教師的實驗前、后的部分互動。對于學生來說,可在網上自主選擇時段并預約感興趣的實驗項目,通過實驗網絡平成預習、學習、復習、提問等各項學習任務;對于教師而言,可以對實驗教學的全過程實時監控,實現諸如學生網上分組、網上考勤、數據整理及分析、網上答疑等功能,從而使學生實驗在老師的指導下有效開展。
3.4建設產學研基地,促進學生社會實踐綜合能力培養
中國計量學院材料科學與工程學院材料化學專業,主要以高性能磁功能材料與器件、先進炭材料、材料表面處理技術、化學電源等為研究對象,解決企業技術難題及生產中存在的各種關鍵性難題,滿足區域經濟發展需求,達到科研為地方經濟服務的目的。我院與企業共建校內產學研平臺3個、校外產學研基地21個,建立了材料類基礎實驗教學、專業實驗教學、工程技術實踐教學以及課外創新實驗教學等課外實踐教學平臺。近期我院又與紹興康健精密不銹鋼有限公司全面開展產學研合作,共建“中國計量學院——紹興康健精密不銹鋼有限公司磁性材料研發中心”,在技術攻關、產品研發、平臺搭建、獎學金資助等全方位的合作,支持和激勵大學生開展科學研究和創新實踐。在生產科研基地,要加強專業實踐環節的組織和團隊指導,讓學生參與到協作單位實際的工程項目中,在教師和工程技術人員的指導下承擔實際工程項目的設計和管理,讓學生接觸技術的核心,使學生通過實戰鍛煉掌握工藝創新技能。
篇3
在中考試題的設計上占的比例相當大。想要很好的掌握這類試題的解法及技巧,首先要充分利用教材,結合教材中的實驗,在平時的教學中不斷的滲透探究精神,貫穿探究過程,使學生遇到探究性試題有章可循,有方法去突破,找到解題的有效途徑,做到由此及類、一題多解、多題一解的分析問題、解決問題的方法?,F對初中化學中幾類常見物質性質探究題進行簡略的分析。
一、C、Fe、Cu、FeO、Fe2O3、CuO等物質性質的探究題
碳的探究:考察木炭的顏色,與氧氣的反應及它的還原性。
鐵的探究:考察它與酸的置換反應、與鹽溶液的置換反應及亞鐵鹽溶液的顏色。
銅的探究:考察銅的顏色、及與氧氣反應后得到的氧化銅的顏色且銅與鹽酸、稀硫酸不發生置換反應。
FeO、Fe2O3、CuO等物質的探究:主要考察本身的顏色以及與鹽酸、稀硫酸反應而溶解后溶液的顏色。
鐵與鹽酸、稀硫酸反應黑色固體溶解、有氣泡產生,溶液由無色變為淺綠色。FeO與酸反應固體溶解,變為淺綠色。CuO與酸反應溶解,變為藍色。Fe2O3與酸反應溶解,變為黃色。針對不同的猜測,敘述現象各不相同,但萬變不離其蹤,即把握好物質性質的差異,描述正確的現象,得出正確的結論?,F舉例如下:
例1:某探究小組的同學將鐵粉和氧化銅粉末混合均勻后,放入試管中化學論文,隔絕空氣,高溫加熱3—4分鐘,冷卻后,試管中只有紅色物質。
提出問題:試管中的紅色物質可能是什么?
進行猜想:你認為可能是。
實驗方案:根據下表要求,設計一個實驗方案來驗證你的猜想。
實驗步驟及操作方法
預期的實驗現象
結論
取少量紅色物質放入
試管中, 。
篇4
一、學困生的心理特征
導致學困生“學業不振”或“學力不良”最主要的因素是非智力因素,如動機、興趣、情感、意志、毅力,而不是智力因素,不是他們學不好而是他們不想學。
1.學習態度消極。由于學困生在學習上長期遭受挫折,對自己的能力失去信心,失去學習興趣。同時也易和教師、同學發生沖突。在學習過程中學習積極性不高:缺乏自覺性,注意力渙散,情緒不穩定,缺乏毅力。
2.學習動機不明確,學習態度不端正。學困生學習無目的,無興趣,沒有人檢查督促就不學習,內在動機作用不明顯。在遇到困難的時候,大多采取逃避或抱怨的態度,而不去主動尋求解決辦法。
3.獨立思考能力差,不能及時復習鞏固.學困生長久形成懶惰思想,認為自己就是差,上課不去獨立思考,獨立性差,學過的知識不及時地復習鞏固。由此進入“差”的惡性循環,無法很好地在群體中擺正自己的位置。
4.學習計劃性差。學困生對自己學習目的不明確,缺乏遠大的理想和抱負。由于他們不能很好地協調學習系統中各環節之間的關系,導致學習沒有計劃,經常不知道應該去做什么,怎么去做。
5.自信心不足,自卑心理嚴重。學困生學習成績差,一時無法改變刊魷門在群體中的落后位置,家長埋怨,教師指責,同學歧視,導致他們自暴自棄,不思進取,形成一種“我不如人”的心理定勢。由于長期生活在一種頹廢,抑郁的氛圍中,使他們思想包袱很重,情緒低落,意志消沉,對學習喪失了信心。
二、針對學困生心理,實施化學教學
(1)關心和愛護學困生
要轉化學困生,就得從其感情立足點著手,一般的學困生,都曾遭受心靈的創傷,因此教師從情感上熱愛他們,用溫暖去醫治他們心靈的創傷,用熾熱的愛去點燃他們心靈的“三把火’,—自信心、自尊心和上進心。這樣可消除他們的自卑、疑慮、隔閡、對抗等心理障礙,從而融合師生的感情,使他們能夠樂意去改正自己的缺點,接受教師的教育。
(2)全方位培養學生學習的興趣
現代心理學研究表明:興趣能引起學生的求知欲,而求知欲可以打破原有的心理平衡促進心理活動的加速。為了培養學困生學習化學的興趣,可以組織他們參觀科技展覽館、實驗室、工廠,給他們講化學家發明、創造的故事,借以激發學困生的學習興趣。
(3)實行分層次教學法,因材施教
在教學過程中,教師要全面了解學生的認識,將學生分為三個組,即學習困難生、中等生、尖子生,根據學生掌握的知識水平不同、學習能力特點的不同而設計不同層次的問題。
例如,原子結構與元素性質的各層教學目標是:(1)低層目標:了解原子核外電子的育豁及分布。(2)中層目標:用電子排布式表示常見元素原子外電子的排布。(3)高層目標:能說出元素電離能、電負性的涵義,能應用元素的電離能說明元素的某些性質。在課堂上,教師要根據不同層次的教學目標,讓不同層次的學生都有機會來回答學習問題,對答的對的學生及時肯定和表揚,盡可能多地表揚有進步的學困生,使他們產生“我學會了”、“我也能學會”的良好心理狀態,這樣不但能調動學習的積極性,而且還能促進形成良好的學習心態。
(4)給學生以目標激勵
目標激勵是教師有目的地引導學生制訂目標,確立走向,從而激勵學困生消除偏頗的一種方法。
目標是一個人前進的驅動力,一個恰當的目標可以激勵人去克服困難,不斷進步。教師在引導學困生制定目標時,既不能過高,也不能過低,最優化的目標是“伸手弗得,跳之可獲”,目標要明確、醒目,又鼓舞人心。
目標制定后,教師要定期督促、檢查目標實施和完成情況。對實施、完成好的,要及時給予表揚和鼓勵,使其產生成就感,使其上進心更強。對完成不夠好的,幫助他適當調節目標,引導其自我努力,進行自我教育。
(5)塑造學生良好的學習行為,引導學生有效地學習
篇5
(一)充分準備,做好演示實驗
演示實驗是培養學生探究能力的基礎媒介。那么一個演示實驗是否成功,我認為應該從以下幾方面考慮:
1.多學習,認真鉆研教材和教參等其它教學輔導材料;
如:在化學變化中的能量變化一節中有兩個演示實驗,在我們備課組認真分析討論后將Ba(OH)2 ?8H2O和NH4Cl的反應裝置由燒杯改成塑料袋(如下圖)在上課時解開中間的繩子傳給學生,使每個學生都深切的感受到熱量的變化,極大的鼓舞了學生學習的積極性。
(教材上)(結合教材興趣實驗改進)
2.多改進,對環境有污染且實驗現象不明顯的實驗加以改進,盡量做到無污染、無浪費;如:蔗糖與濃硫酸反應(高一教材p134,人教版)我做了如下改進:
改進后既可以避免SO2對環境的污染,又可以檢驗產生的SO2,從而培養了學生的辨證思維能力和敢于提出問題、敢于質疑的科學精神;
3.多實驗,充分利用學校的實驗室,通過實驗驗證一些自己或他人的想法,從而提高探究能力;
4.多總結,及時把自己的一些想法記錄下來,可以是成功的經驗,也可以是失敗的教訓和心得體會;
(二)變分組實驗為邊講邊實驗
分組實驗是為加強學生的操作規范、加深學生對某些實驗現象、實驗原理的理解而設置的。一般情況下都放在一個章節之后,驗證學過的一些結論,他的好處在于規范了實驗的基本操作,強化了知識點的記憶。但降低了學生對實驗結果的神秘感。因此有些分組實驗我們不妨放在學習新課的時候就直接做,比如學習元素周期律一節時,我在平行班中進行了對比教學,兩個班級在新課時做實驗,先讓學生親自做鎂、鋁分別與水、鹽酸的反應,然后對比反應的現象、分析反應的產物及其原因,雖然紀律是亂了一些,但學生的興趣高漲,在每位同學的參與下很自然的比較出鎂和鋁金屬性的強弱,并總結出金屬性強弱的判定方法,過后學生對實驗的現象都能記憶猶新。對照班中則采用傳統的教學方法,一邊演示實驗一邊講解,但學生興趣明顯減弱,過后對實驗現象和原理的分析多數同學都只能靠死記硬背,很難回想起當時的實驗現象來。
(三)重視家庭小實驗和趣味實驗,激發探究欲望
實驗生活化、簡單化、微型化,是21世紀綠色化學的發展要求。教材中的家庭小實驗和趣味實驗如果能在課前布置下去,將有利于激發學生的學習興趣和探究欲望。但多數
教師只是簡單的讓學生課后去完成,而課后完成往往是去驗證實驗結果,不利于學生探究能力的養成。如:家用“冰袋”的制作、“檢驗發酵粉加水或加熱都能產生二氧化碳”、“白紙顯字”、“酸雨的檢驗”、“吹氣生火”、“指紋檢驗”等,如果將它們改為課前實驗,在學生不知到其原理的情況下去討論、探究,不僅為課堂提供更好的實驗素材,而且還能開闊學生的思路,增強其學習能力。
學起于思,思源于疑,因此一個好的問題對整個教學都相當重要。在講述二氧化硫的性質一課時,我做了如下嘗試:
首先讓學生閱讀教材,初步了解SO2的性質,然后提出如下問題:
(1)SO2與CO2有那些相同點?
(2)SO2與CO2有哪些不同點?
(3)請你用盡可能多的方法鑒別SO2和CO2,并指出哪些方法較好?
學生能很快對(1)(2)兩問進行回答,回答問題(3)時則多數人局限在化學性質中的品紅溶液褪色、酸性高錳酸鉀溶液褪色以及物理法中的密度比較上,這時我進行了適時引導,讓學生結合問題(1)(2),思考時盡量從二者的不同點出發,并動員學生查閱資料、相互討論等,最后總結得出如下方法:
化 學 法
編 號 藥 品 或 操 作 現象及理論依據 結 論
A 品紅溶液或濕潤的有色布條 觀察品紅、布條是否褪色(SO2具有漂白性,CO2則無漂白性) 褪色的是 SO2
B PH試紙 PH值的大?。℉2SO3 是中強酸,H2CO3是弱酸) PH值小的SO2
C 酸性高錳酸鉀等強氧化性溶液 顏色是否明顯變化(SO2容
易被氧化,CO2不易被氧化) 顏色明顯變化的是 SO2
D 讓氧氣在一定條件下分別與它們反應,再冷卻到16.8℃以下
看是否有晶體生成(SO2在一定條件下可以被氧化生成SO3,而SO3熔點較低) 有晶體生成的是SO2
E 將兩種氣體分別通入氫硫酸 看看是否有混濁出現(SO2能與氫硫酸反應)
有混濁出現的是SO2
F 分別將兩種氣體通入到灼熱的炭層,再通入到灼熱的氧化銅看氧化銅的顏色是否變化(CO2與C反應生成CO,CO能還原氧化銅) 氧化銅變紅的是CO2
上述方法中A、B、C、E雖然都較簡單,但由于E中用到硫化氫是劇毒氣體,因此該方法不用;B方法中二者PH值相差不大,故現象不夠明顯,所以我們在實驗室中常用的是A、C。
物 理 法
編 號 操 做 現象及理論依據 結 論
溶解法收集等試管的兩種氣體,分別倒扣在水槽中 看液面上升的快慢情況(VSO2:VH2O=40:1,VCO2:VH2O=1:1) 液面上升快的是SO2
稱重法稱量相同體積兩種氣體的質量大小 SO2密度大于CO2 質量大的是SO2
嗅聞法聞氣味 是否有刺激性氣味 有刺激性氣味的是 SO2
降溫法降溫、加壓 看哪一種先液化 先液化的是SO2
從簡便和可行性上實驗室中常用嗅聞法
生物法
編 號 操 作 現象及理論依據結論
動物試驗法將兩只小白鼠置于兩個密閉透明裝置內,并將兩種氣體分別通入到兩個裝置中 觀察實驗動物的表情(SO2刺激呼吸系統,引起咳嗽,CO2使小白鼠窒息) 小白鼠咳嗽的是 SO2
植物試驗法分別將兩種氣體和一棵普通綠色植物密封在一個透明裝置中,并給予充足的光照 過幾天觀察植物生長情況是否正常
(SO2不能進行光合作用,CO2能進行光合作用) 植物死亡的是SO2
霉菌試驗法分別將
兩種氣體和一定數量霉菌作用,再通過顯微鏡觀察 看霉菌生長情況是否正常(SO2抑制霉菌生長) 霉菌死亡或數量沒有明顯增加的是SO2在這樣的嘗試中,加強了學生思維的廣度和深度。這時我又及時的將學生的思維進行收斂,于是我又提出了以下問題:
(4)SO2是大氣的污染物,那么你在實驗室中如何處理?工業上又如何處理?觀察教材上P1的實驗6-2,分析其實驗方案是否科學,如不科學應如何改進?
這一問題將思維進行了收斂,主要突出化學性質。并體現出實驗室和工業的不同點來。
(5)如果CO2中混有SO2該如何除去?
(6)如果欲驗證SO2中是否含有CO2,該選哪些藥品,如何操作?如欲驗證SO2的還原性、氧化性哪些試劑現象明顯?
通過以上問題的設置,不僅加深了學生對SO2性質的理解,而且使學生的探究意識自然而然地融入到了每一節課堂教學中去。
(一)問題的提出應具有針對性,不能范圍太大,范圍太大就會使學生感到無處下手,失去探究的興趣、挫傷學習的積極性。
(二)給學生充分的思考時間,問題提出后不能急于做答,更不能一拿出問題就馬上去啟發,應給學生一個討論的機會,讓他們智力的火花相互碰撞,在碰撞中使思維得以深化,能力得以加強。
(三)多鼓勵,少批評,對于學生提出的各種想法或方案,首先要肯定他們的勇氣,尤其是合理而又有新意的應及時予以表揚,不足的地方要引導其自己質疑或提供必要的幫助,使學生的積極性始終保持較高的狀態。
(四)掌握好課內課外時間,探究需要一定的知識基礎,因而我們要把握好時機,適時提出問題,問題要在能力的基礎上、在課余時間能夠完成的情況下提出,這樣才能保證學生課下真正的去探討、去尋求解決的辦法。
陶行知曾經說過:“解放孩子的頭腦,使之能想;解放孩子的雙手,使之能干;解放孩子的眼睛,使之能看;解放孩子的嘴巴,使之能講?!蔽蚁搿敖夥藕⒆觽兊膶W習,就應該使之會學習、會探究”,就要讓他們的雙手在課堂上動起來,讓他們的眼睛在課堂上能夠亮起來,讓他們的嘴巴在課堂上能夠響起來!充分的調動學生的各種感官,在眼觀、手做、嘴講的同時還怕腦子不想嗎?只要腦子想,我們的目的自然就達到了——通過實驗培養了他們的探
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1化學防砂技術的發展歷程
錦州油田已開發15年,油井出砂一直是影響油田開發水平提高的主要因素之一,畢業論文化學防砂技術的應用和發展在油田開發中起了至關重要的作用。1992~2005年期間化學防砂技術的發展可分為四個階段。
(1)1992~1995年,在稀油和稠油區塊分別使用以長效黏土穩定劑為主的FSH2901稀油固砂劑和以無機物為主的BG-1高溫固砂劑。
(2)1996~1997年,稠油井化學防砂技術有了新突破,先后開發并研制了含有有機成分的三氧固砂劑、高溫泡沫樹脂和改性呋喃樹脂溶液防砂劑。
(3)1998~2002年,以具有溶解和溶合作用的氟硼酸綜合防砂技術代替長效黏土穩定劑成為稀油井化學防砂技術的主流,以含有水泥添加劑的有機硅固砂劑代替了三氧固砂劑。
(4)2003~2005年,改性呋喃樹脂防砂技術由于有效率較高和有效期較長,醫學論文成為化學防砂技術的主流,其余早期的化學防砂技術不再使用,同時LH-1高強度固砂劑防砂技術通過了現場試驗。
2化學防砂技術的應用效果
2.1FSH-901稀油井固砂劑防砂技術
(1)防砂機理FSH-901固砂劑主要成份為線性的高分子陽離子型聚合物N2胺甲基聚丙烯酰胺,這種聚合物中陽離子與黏土晶格中的陽離子發生交換作用,中和黏土表面的靜電荷,消除黏土片層間的排斥力,使黏土呈吸縮狀態,阻止黏土膨脹引起砂粒運移。由于與黏土發生交換的陽離子是連接成鏈狀的,可在黏土顆粒表面形成強大的吸附膜,包裹黏土顆粒,使黏土顆粒與泥砂顆粒牢固地黏結在一起,又可防止其他陽離子的侵入和交換,達到固砂和防止油層出砂的目的。
(2)應用效果1992~1997年,使用FSH-901稀油井固砂劑總計施工136井次,有效107井次,有效率78.7%。
2.2BG-1高溫固砂劑防砂技術
(1)防砂機理該高溫固砂劑是以含鈣的無機化合物為主體,加入有機硅化物及分散劑,經密閉表面噴涂工藝處理制得的白色粉末狀固體顆粒。在快速攪拌下將該劑分散在水介質中,配制成微堿性的懸浮液,在注汽條件下擠入井內,其中的硅化物在井筒近井地帶高溫表面發生脫水反應,將地層砂牢固地結合在一起,從而達到固砂的目的。
(2)應用效果1992~1995年,使用BG-1高溫固砂劑總計施工79井次,有效63井次,有效率79.7%。
2.3三氧固砂劑防砂技術
(1)防砂機理三氧固砂劑由粉狀氫氧化鈣、碳酸鈣、甲基三乙氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷、分散劑、助乳化劑及其他助劑組成。承載于氫氧化鈣和碳酸鈣上的乙氧基硅烷在高溫條件下遇水分解,乙氧基變為硅醇基,硅醇基與砂粒表面的氫氧基(—OH)之間和硅醇基相互之間發生脫水縮合反應,硅醇基與鈣化合物之間也會發生某些反應,其結果是砂粒和鈣化合物顆粒之間形成網狀結構的有機硅大分子,使松散的砂粒膠結在一起。
(2)應用效果1996~1997年,使用三氧固砂劑總計施工98井次,有效81井次,有效率82.7%。
2.4高溫泡沫樹脂防砂技術
(1)防砂機理當高溫可發泡樹脂液擠入地層后,一部分樹脂液在砂粒之間吸附而形成膠結點,樹脂固結后將地層砂固結;進入地層虧空處的另一部分樹脂在發泡劑作用下發泡并形成固體泡沫擋砂層,起人工井壁的作用。這一技術是高溫樹脂固砂與固體泡沫人工井壁防砂的結合。
(2)應用效果1997年,使用高溫泡沫樹脂總計施工4井次,有效2井次,有效率50%。
.5改性呋喃樹脂防砂技術
(1)防砂機理改性呋喃樹脂防砂劑由改性呋喃樹脂、固化劑、催化劑及抗高溫老化劑、吸附劑及后處理劑組成,在紊流狀態下易分散于水中,職稱論文不結團、不沉降。防砂劑在清水或污水攜帶下進入油井目的層段,分散并吸附在砂粒表面,在地層條件下固化,在套管外地層中形成不熔化不溶解的阻砂井壁,水則作為增孔劑使其具有一定的滲透率[1]。這種防砂劑形成的人工井壁,抗壓強度為5~15MPa,可阻擋粒徑>0106mm的砂粒通過。
(2)應用效果1997~2005年,使用改性呋喃樹脂防砂劑總計施工99井次,有效94井次,有效率94.9%。
2.6氟硼酸綜合防砂技術
(1)防砂機理氟硼酸可水解產生HF[2],即BF4-+H2O=BF3OH-+HFBF3OH-陰離子可進一步依次水解成BF2(OH)2-、BF(OH)3-、H3BO3,同時產生HF。各級水解生成的HF與砂巖中的黏土和地層骨架礦物顆粒的反應為HF+Al2SiO16(OH)2H2SiF6+AlF3+H2O與此同時,羥基氟硼酸和硼酸亦與地層礦物顆粒如高嶺石反應,生成硼硅酸鹽和硼酸鹽。硼硅酸鹽可將小片黏土溶合在一起,阻止其分解和運移,使氫氟酸進一步與地層骨架礦物反應。在這些反應中,黏土中的鋁生成取決于F-的某種氟鋁酸鹽絡離子而溶解在溶液中。在礦物表面富集了硅和硼,在硅酸鹽和硅細粒上則形成非晶質硅和硼硅玻璃的覆蓋層,溶合成骨架,使顆粒運移受阻。
(2)應用效果1998~2002年,使用氟硼酸綜合防砂技術總計施工130井次,有效106井次,有效率81.5%。
2.7YL971有機硅固砂劑防砂技術
(1)防砂機理該固砂劑能改變黏土表面的電荷性質,其中的主體成份聚合物還能與地層中的硅氧結構礦物(包括黏土中的硅氧結構礦物和砂礫中的SiO2)反應,形成牢固的化學鍵;同時在油層條件下固砂劑分子之間相互交聯,形成牢固的網狀結構,既穩定了膠結物,又固結了疏松砂粒。
(2)應用效果1998~2002年,使用YL971有機硅固砂劑總計施工89井次,有效76井次,有效率85.4%。
2.8LH-1高強度固砂劑防砂技術
(1)防砂機理在高溫下該固砂劑中的有機硅化物經水解、表面脫水,以硅氧鍵與地層砂結合,并在各種添加劑的共同作用下將地層砂緊密連接在一起,留學生論文形成具有一定滲透率和高強度的立體蜂窩網狀結構濾砂層,阻止地層砂流入井筒。
(2)應用效果2005年,使用LH21高強度固砂劑總計施工11井次,有效11井次,有效率100%。
3現場施工中出現的問題
以上各種化學防砂技術在錦州油田開發的不同時期發揮了極其重要的作用,有力地保障了油田生產的正常運行。隨著各個區塊開發力度的加大及上產措施的實施,化學防砂主要面臨以下幾種狀況。
3.1出砂套變井逐年增加
據統計,隨著錦州油田各采油區塊遞減幅度的加大,出砂油井數每年遞增,2000年共有873口,2005年已增加到1056口。其中出砂的套變油井數也逐年上升,2000年為163口,2005年底已上升到316口。出砂的套變油井如不及時采取防砂措施,套管變形將更加嚴重,甚至發生套管損壞、油井報廢。雖然套管嚴重損壞的油井可以采取注灰、補層、側鉆等補救措施,但會大大增加采油成本。對于套變油井,最好在出砂初期便采用化學防砂法防治出砂。
3.2長井段油井化學防砂的難度加大
進入油田開發中后期,錦州油田在布井上采取了井網加密策略,在油層開發上采取了幾套層系合采措施,油井開發層系增多,油層厚度加大,井段加長,也加大了化學防砂的難度。有些油井由于井段長,層間差別大,籠統的化學防砂方式已不再適用,只能根據不同油層的地質狀況、出砂量及出砂粒徑,設計不同濃度、不同組成、不同藥劑用量的合理的分層防砂方案,并利用井下工具來完成分層化學防砂措施。該技術正在逐步完善之中。
3.3油井出砂粒徑逐年變細
以錦45塊為例,根據463個采集砂樣的篩選分析結果,2000年砂樣平均粒度中值為01243mm,2005年為01156mm,呈現逐年變細的趨勢,出細粉砂油井逐漸增多。另外,在少數油井采集的砂樣中,有大粒砂和近似泥漿的細粉砂,說明油層骨架已遭到破壞,如不及時采取防砂措施,將發生地層虧空嚴重、套管變形、破裂損壞的危險現象。
4開發中后期化學防砂技術發展方向
4.1開發新型常溫固化、耐高溫的化學防砂技術有一些出砂比較嚴重的套變的檢泵油井,由于油層溫度低,不能采用現有的化學防砂技術防砂。曾嘗試使用常溫環氧樹脂防砂技術,由于固化強度低而被淘汰。目前錦州油田使用的改性呋喃樹脂防砂技術和LH21高強度固砂劑防砂技術,所用藥劑都是高溫固化類型的,不適用于常溫檢泵油井,有待開發常溫固化、耐高溫的化學防砂技術。
4.2逐步完善配套分層防砂工藝
針對多層合采,井段加長的出砂油井,籠統防砂方法已不再適用,分層防砂是有效措施之一。目前的分層防砂技術應逐步完善各層系的設計方案、藥劑的選用和施工方式方法,以適應這類油井防砂的需要。
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一個人的自我意象一旦形成,就非常難于改變。積極的、成功的自我意象,對于人是一種巨大的潛在動力。
二、在化學課中滲透國情教育
化學課的教育內容很豐富,但它不像思想品德那樣直接,它要通過“化學”的形式來進行。例如:國家的一些緊缺能源在化學中可將國家公布的有關統計數據的原因告訴學生,結合課本知識,擬編成習題,讓學生進行化學思考、練習,使學生對能源危機有所了解,同時把我國的國土資源、礦產資源從世界部分國家進行比較,在進行水的組成、水的凈化有關內容教學時,從水資源在我國也不豐富,算得上中度缺水國,而且各省市水分布還不均勻,也有不同程度的水污染現象,從多方面分析,讓學習知道,水不是“取之不盡,用之不竭的”,從而培養學生節約用水的意識和愛護水資源的好風尚。在學習H2、CO、CH4的化學性質時,結合化學與能源的關系,特別是“綠色能源”,分析H2作為氫能源的3大優點:原料來源廣泛;發熱量高;生成物是水無污染。CO作為能源的優點和弊端(CO有毒)對空氣帶來污染。CH4作為能源對我國廣大農村的能源、環境衛生、農作物的肥料的解決都具有重要意義,針對我國能源緊缺的現狀,對學生進行潛意識的要節約能源,開發利用新能源等國情教育。結合教育,介紹空氣的發現史,分子原子的發現史,元素的發現史和物質質量守恒定律的發現史。讓學生知道對待任何事物都必須有一個實事求是的嚴肅認真的科學態度。介紹著名化學家居里夫人發現鐳的艱辛故事,侯德榜的生平事跡,培養學生的科學態度和良好的道德品質,學習科學家們吃苦耐勞、頑強拼搏的敬業精神。介紹我國原子彈、氫彈的研制成功,人造衛星的成功發射和準確回收,以及我國“神舟”號火箭的載人技術的研制成功,無不凝結著科學家們共同努力奮斗的艱辛,學習科學家們團結協作、自力更生的精神。從小學會協作,學會自立。
加強化學實驗教學。在實驗教學方面,化學有得天獨厚的學科條件?;瘜W教師應努力創造化學實驗的機會,或演示或分組或布置家庭小實驗,或演示下放分組或補充趣味實驗。無論哪種形式的實驗教學,教師都應嚴格實驗規范操作,以培養學生良好品德品質。對于失敗的或效果不明顯的都應重做,以教師自身的科學態度教育學生、培養學生一絲不茍的科學態度。
三、環保知識滲透
人類面臨著兩大環境問題:一是生態平衡的破壞;二是因工、農業生產、交通運輸等人類活動而導致了洪水泛濫、大氣污染、海河污染、地球升溫等,給人類的生存帶來了巨大的危害。因此在化學教育中教師可以結合課程設計一些環保知識。比如,盲目的使用和不合理施用化肥,是我國農村出現的普遍現象,農村化肥的平均使用量為378kg/km2,已成為化學施用量最多的國家之一。這一現象將會造成水體富營養化污染,未被利用的養份通過流失、淋漓、反硝化、吸附和浸蝕等方式進入空氣,使環境受到污染。所有推廣合理的耕作制度,減少化肥的施用量,增加有機肥的比例等,都是減少農業污染有效措施。又如我國大氣污染源主要來自能源的利用,過度燃燒煤、石油、天然氣等燃料排放的氣體有:SO2、CO2、NO2、CO等與潮濕的空氣接觸、就形成酸雨,而酸雨對農作物的影響相當不利,對金屬材料和大理石雕塑等建筑材料有強烈的腐蝕作用。隨著車輛的增多,汽車尾氣中排放的氣體NO2也隨之增多,這將會造成“光化學煙霧污染”,所以改變能源結構,減少廢氣的排放量,增加廢氣處理設施將是一個急需解決的問題,如不用一次性筷子,盡量少用塑料杯、塑料袋等減少白色污染。通過教學,既培養了學生對化學知識的運用能力,又可以引導學生樹立起保護環境的意識,自覺環保的好習慣。
四、辯證唯物主義教育在初中化學教學中的滲透
1.世界是物質的
辯證唯物主義認為,世界是物質的。結合教育使學生樹立物質第一,意識第二的唯物辯證法的思想。我們生活的客觀世界是物質的。大到日月星辰,小到分子、原子都是物質的,是不以人們的意志而存在的,是不可消滅的。
2.世界是運動的
辯證唯物主義認為,物質世界是由分子、原子、離子構成的,而且是不斷地運動著的。通過化學變化的現象及本質的認識,通過化學變化及其條件研究使學生認識到客觀事物處于相對運動中,又是不斷變化的。用客觀、微觀相結合,動與靜相結合,質與量相結合,樹立學生運動的思想。
3.量變、質變;內因,外因觀點
辯證唯物主義認為客觀事物是處于永恒變化中,而且變化是有條件的。只有當量變積累到一定程度時才能引起質的變化。而且外因是變化的條件,內因是變化的根據,外因只有通過內因才能起作用。結合化學變化的根據,外因只有通過內因才能起作用。結合化學變化的條件研究,催化劑的對比實驗教學,燃燒和緩慢氧化的學習;還可以結合一氧化碳和二氧化碳的性質比較教育,由分子結構上一下氧原子的差異,致使他們性質大不相同。在傳授化學基礎知識的同時,對學生進行辯證唯物主義教育。
4.對立、統一的觀念
辯證唯物主義認為客觀事物既是對立的又是統一的,是矛盾的統一體。通過介紹物質的純與不純,分子的可分性與不可分性的認識,溶質溶劑的相對性,化合與分解,氧化與還原,如何防火滅火,污染與防止,開發與利用資源,培養學生相對與絕對的統一,辯證地思考問題。
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具體、形象的比喻、諧音記憶、音符、朗朗上口的口訣等能輔助學生的學習,也能加強學習的趣味性,讓學生更容易掌握、并記牢,從而達到巧學的境界。1.化合價的口訣:一價氫氯鉀鈉銀;二價氧鈣鋇鎂鋅;三鋁四硅五價磷;二三鐵,二四碳;二四六硫都齊全;銅汞二價最常見;條件不同價不同;單質為零永不變。2.梳理氧化還原反應關系時就可以諧音幫助記憶。
三、圖像巧解化學題
1.四個基本反應與氧化還原反應之間的關系,可以借助形象的圖幫助理解、記憶。圖可以畫成熊貓或豬仔或青蛙,越形象越能加深學生的印象。2.使用托盤天平稱量的時候,會有將藥品和砝碼放置放反的情況,會導致稱量出來的結果偏差。簡易的圖示,能很快說明問題。例:稱量20.5g(游碼刻度0.5g),m(藥品)+0.5=20,m(藥品)=19.5g。將會稱少了,一來一去相差兩倍的游碼刻度。3.使用量筒量取溶液,不管是讀取量筒中液體的體積,還是量取規定體積的溶液,都涉及仰俯視讀數的問題;配制一定物質的量濃度溶液實驗中也會涉及仰俯視讀數,從而導致誤差的問題。利用圖像,即能直觀地解決。從圖像可以知道,俯視讀出的數據肯定比實際值高;仰視讀出的數據肯定比實際值低。4.2L0.2mol/L的AlCl3溶液中加入一定量NaOH溶液,產生Al(OH)3沉淀,NaOH過量后沉淀會慢慢溶解,求相關量。這種題目,如果能精確地畫出坐標圖,再利用數學的相似比例關系,基本就能從圖中將問題解決了。
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材料化學是一個理工結合、學科交叉的新興學科,在信息、能源、環境、航天等前沿科學領域起到越來越重要的作用。目前, 許多高校設置了材料化學專業實驗, 我們根據我校辦學經驗和實際條件,并結合蘇州經濟社會發展對人才的需求,建立了與之相適應的培養目標及專業實驗內容。為了讓學生了解先進的材料合成與制備方法,掌握高技術材料性能的最佳測試技術,具體設置了材料合成與加工和材料性能測試相結合的專業實驗教學大綱[1-2]。本文結合我們的教學實踐過程,談一下材料化學專業實驗教學過程中的一些做法和體會。
重視實驗室建設,保證教學質量。實驗室建設主要包括兩個方面,硬件條件和軟件條件。具體的說,硬件條件包括實驗室基礎設施建設,實驗儀器和大型設備的購置等等;軟件條件包括實驗教學大綱制定優化,教師隊伍思想道德素質,教育教學能力等方面的建設。具備優良的實驗室硬件條件和優秀的教師隊伍是保證教學質量的必要條件。
1.實驗室硬件條件建設
必要的基礎設施和優良的實驗條件,是順利開展實驗課程,保障實驗室安全的先決條件。我校材料化學專業的實驗室面積達到500 m2,實驗室分為材料合成實驗室和材料性能測試實驗室兩部分,主要承擔了材料化學專業的專業實驗和本科畢業論文等教學任務。
隨著現代化儀器技術的高速發展化學論文,培養掌握現代化測試技術的人才是社會發展的迫切需要。為此,我?;ù罅庖M了一大批與材料化學專業有關的先進測試儀器,并為材料化學專業開設了現代分析與測試實驗課程,主要目的是引導學生全面熟悉和系統掌握測試材料的常規科研方法,包括紅外光譜、紫外分光光度計、熒光分光光度計、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學分析儀等儀器多種測試方法的介紹和使用,這些儀器偏向于基礎化學性質研究,它有助于學生掌握材料的各項微觀性能。
同時,我們還開設了用于研究材料電學、硬度、力學等性質測試的實驗。實驗儀器包含了納米Zeta電位測試儀、體積電阻測試儀、簡支梁試驗機、布氏硬度計、電熱平板硫化機、單螺桿擠出機、桌型老化試驗機、氧指數儀等大型儀器。學生在學校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后,我們還會積極聯系一些相關的單位,引導學生到企業進行相關的實習操作,使學生能夠將學到的理論知識和具體實際相結合。
2.實驗室軟件條件建設
軟件條件建設的主要摘要對教學內容深入了解,合理組織編排,采用合適的教育教學手段,與同學多做交流,不斷總結教學過程中發現的優缺點,找到最佳的傳授知識手段。
2.1 緊跟專業方向特色,制定實驗教學大綱
材料化學專業實驗從大三開始開設,此時學生以及通過前兩年的基礎實驗課程的學習掌握了實驗的基本操作技術,更容易接受一些較為專業,相對復雜的實驗項目,同時也要緊跟材料化學專業的專業方向特色,這就成了我們在制定實驗教學大綱時的宗旨。
我校的材料化學的專業實驗分為高分子與無機兩個方向論文格式。我們根據理論課與實驗課相銜接的原則,通過開設一些與高分子物理,高分子化學,無機功能材料等課程相關的典型高分子和無機材料合成實驗、性能表征及加工修飾實驗,加大對學生動手能力的培養力度,使他們對高分子材料研究領域有更深一步的體會,對高分子材料制備工藝、組成、結構與性能之間的相互關系及其規律有更加明確和深刻的認識。
2.2 精心選擇實驗,合理編排順序
我校根據材料化學的專業背景和培養目標,對材料化學高分子方向的實驗總共安排8個實驗,其中6個為必修實驗,2個選修實驗從教學大綱中的14個實驗中根據實驗需要選取。8個實驗中有材料的合成實驗,也有材料性能加工測試實驗化學論文,安排實驗順序時我們依據連貫性的原則,盡量使兩個甚至三個實驗能夠串聯起來,形成一條鏈,例如,我們通過“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測定”這個綜合性實驗,學生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發生縮合反應的基本原理,以及縮合反應的具體實驗技術,最后收集到的產物我們可以作為下一個實驗“GPC法測定聚合物分子量及分子量分布”的一個輔助測試原材料,學生可以進一步了解凝膠滲透色譜的基本原理,掌握GPC法測定聚合物分子量及分子量分布的實驗技術及數據處理。這樣的實驗安排有利于將各自獨立的單個實驗有效的串聯起來,增加實驗的綜合性,更加有利于學生以后從事科學研究思路的培養,提高學生分析、解決問題的能力。
2.3嚴格考核制度,提高學習效果
只有嚴格要求學生,規范考核制度,才能有效的提高學生的學習效果和學習積極性。我們的教學與考核方式采取實驗預習報告、實驗操作技能和實驗報告綜合評價的辦法,即實驗前,試驗中,試驗后這樣一個辦法。實驗總成績采用百分制記分,預習報告占總成績的30 %,實驗操作技能考核占總成績的30 %,實驗報告占總成績的40 %。只有嚴格要求學生寫實驗預習報告,他們才會去查閱本實驗相關的文獻資料,對實驗機理、實驗步驟有相當程度的熟悉和了解,尤其對于一些設計性實驗,會對實驗的設計方案有更多更好的想法與思路,同時也增加了學生做實驗的樂趣性。在實驗的進行過程中,老師對實驗的過程進行指導和監督,對學生提問,考核學生對實驗的認識與理解程度,并予以打分。最后,實驗報告綜合反映了學生對實驗的理解,數據處理等的完成情況化學論文,也是評價學生學習效果的一個重要因素。
2.4 加強師資隊伍建設,提高教師素質
具備一只優秀的教師隊伍是保障本科教學質量的基礎和前提。我校材料化學專業實驗指導教師和實驗專職教師共計5人,其中教授2人,博士3人,碩士2人,已經形成了一支年齡、學歷結構較為合理的實驗教學隊伍。實驗專職教師實行坐班制,負責實驗室相關儀器的日常管理和養護工作,根據實驗教學大綱安排實驗教學進程表。我們嚴格要求實驗教師認真備課,每個實驗項目開始前都要做預實驗,對實驗中可能出現的各種現象和各種注意點都記錄下來,對于一些實際的樣品,測出準確的數據,做到心中有數。實驗教師在實驗指導過程中要充分調動學生的積極性,激發學生的潛能。激發學生的潛能可以有很多方法,比如說改進實驗方法,改變原料配比,改變模具形狀,改變測量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業務水平直接影響到實際的教學效果,所以教師在平時的教學過程中要注重積累,努力提高自身各方面素質。
3. 結語
通過材料化學專業實驗的教學實踐與探索,我們認識到只有努力加強實驗室各方面條件的建設,在教學過程中不斷培養學生的興趣和分析、解決問題的能力,挖掘學生潛能,使學生的綜合素質得到提高,從而發揮最佳的教學效果。
參考文獻
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手持技術實驗課教學效果如何?利用手持技術進行教學的有效性、可操作性和認同性怎樣呢?我們對選修“手持技術實驗”課的155名學生進行了問卷調查。調查問卷由21道大選擇題(包括47道小選擇題)和2道開放性問答題組成。調查采用無記名方式,共發放問卷155份,收回148份,其中有效問卷144份。調查的內容主要包括:(1)手持技術的優點(第3-5題);(2)手持技術對化學教學的影響(第6-8題);(3)使用手持技術教學的態度(第13-14題);(4)影響手持技術在中學化學教學中廣泛應用的因素(第15題);(5)手持技術實驗課的實施效果(第16-23題)。以下是在統計分析調查問卷的基礎上,結合實驗過程中的觀察以及對部分學生的訪談對調查結果進行的評析。
2.1手持技術操作的難易程度
通過對學生的訪談發現,在開設手持技術實驗課之前,絕大多數學生從未聽說過手持技術,只有個別學生通過圖書、期刊等對手持技術略有了解,但從未見過實物,可見手持技術在河南并未得到廣泛應用。第一次接觸手持技術儀器時,80%的學生感覺很新奇,很想進一步了解。只有7%的學生對其有恐懼感。調查表明:絕大多數的學生認為手持技術的操作不難,這與當今大學生思想開放,接受新事物的能力強有很大關系。
2.2手持技術的優點
與傳統化學實驗相比較,使用手持技術實驗的優點如表5所示。學生認為手持技術的優點排序為直觀、便攜、操作簡單、準確、實時,其中對準確、實時2大優點的認可度較低。
2.3手持技術對化學教學的影響
學習手持技術儀器的操作是為了更好地在化學教學中應用,而在化學教學中使用手持技術產生的作用將直接影響手持技術的應用范圍。調查結果表明,手持技術對學生學習化學既有正面的積極地作用(圖1),又有負面的消極的影響(圖2),影響程度的大小取決于具體應用手持技術的情況(圖3、圖4)。
2.4影響手持技術應用的因素
手持技術在中學化學中的廣泛使用受到諸多因素的影響。這些影響因素大致可以分為8類:經濟條件或成本問題、學校的態度問題、化學教學實踐(如教學內容的選取課時數量)問題、學生方面的問題、教師的專業水平及觀念意識問題、評價的問題、手持技術本身的問題及學校外部壓力的問題。61.2%的學生認為手持技術有一定的教學適用范圍。一是由于經濟等因素無法購買手持技術設備;二是雖購買了手持技術設備,也因其他條件的限制未廣泛使用;三是手持技術不能代替傳統實驗,有些實驗用手持技術合適,而另一些實驗用傳統的儀器更好。手持技術要想在中學中得到推廣和使用,最大的障礙是:52.1%的學生認為是學校沒有設備或者設備少,43.7%的學生則認為是沒有相配套的教學資源(課堂教學設計案例、實驗案例),57%的學生認為學校領導的支持最為重要。
2.5學生對手持技術的認同感
應用和推廣手持技術任重道遠,師范生是未來的教師,擔負著重大的責任,他們是否愿意成為新思想和新技術的傳播者,推廣和使用手持技術呢?此次問卷中設計了第13題和第14題進行相關的調查。
2.6學生對手持技術實驗課實施的效果評價
2.6.1學生對系列實驗1實施效果的評價
有17%的學生認為效果很好,62%的學生認為效果好。這些認為教師講解得條理清晰,跟隨教師一起操作,又通過幾個小實驗的練習,基本掌握了手持技術的操作步驟。
2.6.2學生對系列實驗2、3實施效果的評價
從圖7可以看出,14.6%的學生認為很好,59.7%的學生認為好,這說明大多數學生認可系列實驗2、3的教學效果。但相比較實驗2采取的指導探究式教學組織形式,學生更喜歡實驗3開放式的合作探究式教學,他們認為這樣有利于提高思考能力和創新能力,同時有助于提高科學探究的能力。對于系列實驗2、3內容(圖8),85%的學生認為貼近初、高中化學教學,對今后從事初、高中化學教學有用。從難易程度上,多數學生(64.6%)認為實驗內容不難也不太簡單,屬于一般難度。
2.6.3學生對自我開發實驗能力的評價
開設手持技術實驗課,不僅是為了讓學生了解手持技術,熟練掌握其基本操作,更主要的是讓學生將手持技術作為一種工具,能開發出合適的案例,提高探究的能力。學生能否開發出適合的案例呢?調查表明,88.8%的學生認為自己能,但需要時間,11.2%的學生覺得自己不能開發出新的手持技術實驗。這說明絕大多數的學生還是很自信的。對于開放題“您認為利用手持技術可以和初、高中化學中的哪些實驗相結合或者是對哪些實驗進行改進”,大多數學生寫了測量反應的熱效應、強弱電解質的電導率等,是比較簡單的定量實驗,而且還和手持技術實驗課上的實驗內容很相似。這對應了學生的選擇“能,但需要時間”。
3結論與反思
3.1結論
調查結果表明,手持技術實驗課取得了良好的教學效果,絕大多數學生對手持技術進行教學的有效性、可操作性和認同性持肯定的態度,即對化學師范生開展手持技術實驗課是可行的。大多數學生認為實驗內容貼近初、高中化學教學,對今后從事初、高中化學教學有實際應用價值,而且難度適中,層次性的實驗教學模式恰當,所以對化學師范生開設手持技術實驗課是必要的。另外,選修手持技術實驗課的已是大三學生,具備一定的知識基礎,在教學過程中能較快地掌握手持技術的使用方法,理解手持技術的工作原理以及儀器的維護。他們不僅了解了一種現代化實驗手段,認可其在化學教學中的獨特優勢,愿意在條件許可時使用手持技術進行教學,而且能夠與初、高中化學課程整合,開發實驗,提高科學探究能力。
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2.開發課堂資源,優化實驗課堂資源利用
有效的開發以及利用有限的課堂資源,有助于學生化學實驗課堂的進行,同時有利于優化化學實驗課堂資源的利用.加大化學實驗課堂的開發,優化實驗課堂資源的有效利用主要包括兩個方面:第一,學校要加大對化學實驗室的建設,相應的化學儀器與設備應當完整,從而保障學生在化學實驗課堂能夠有效地進行與學習.例如,在高中化學課堂實驗中的“加熱濃鹽酸與二氧化錳的混合物”實驗內容,部分學校相關儀器有一定的欠缺.因此,學校應加強相關實驗器材的購置,使得學生可對化學實驗進行充分練習,加強對理論知識的理解.實驗課堂資源的優化應用,不僅可以使得化學實驗更具有趣味性,同時還能使得學生更具有探索精神.通過以上方法對高中化學實驗課堂予以優化,使得實驗課堂在很大程度上,呈現出一定的積極性和活躍性.
3.開展綠色實驗,優化實驗課堂綠色評價
構建化學實驗課堂的綠色化,進一步優化化學實驗課堂的綠色評價.高中化學教師在教學中應當樹立綠色環保的化學理念,營造或者發展綠色的化學實驗,進而減少化學實驗對學生安全問題的影響以及環境問題污染.此外,學生應在教師的指導下逐步地了解化學實驗課堂的綠色化以及綠色化的理念,增強學生綠色實驗意識.例如,學校在建設化學實驗課堂時,應當建立相應的管理制度,從而推動化學實驗課堂的綠色化.而從高中化學實驗課堂的實際情況而言,應采取有效方法讓學生對試劑的浪費有一定認識,如三氯化鐵、氯化銅以及高錳酸鉀等試劑.要求在學生在化學實驗課堂中對實驗過后的相關液體泄漏情況,有一定的預防措施.從而,確保化學實驗課堂的安全性和綠色化.
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分析實驗是化學、化工工藝、環境科學等專業學生必修的一門專業基礎課,它與分析化學理論課密切相關,但又是一門獨立的課程。實驗教學是一種知識與能力、理論與實踐相結合的教學活動,它與理論教學具有同等重要的地位,是相輔相成的關系。實踐證明,分析化學實驗教學在培養學生實踐能力、分析問題和解決問題能力,養成嚴謹的科學態度及提高創新能力方面具有其它教學環節和實驗不可替代的功能。但長期以來,由于受傳統的重理論輕實踐思想觀念的影響,實驗教學一直處于教學體系中的弱勢地位,傳統的分析實驗教學無論從實驗內容上還是教學方式上都沒能使該學科的特點很好地顯現,已不適應社會經濟發展的要求,教學改革勢在必行。
一、轉變教育思想,更新教育觀念
新的人才觀對當前的高等教育提出了全新的要求。但由于主客觀諸多原因,高等教育在教育思想和觀念、教育內容和教學方法等許多方面還相對滯后。因此高等教育首先要轉變教育思想,更新教育觀念,當前至少要轉變三個觀念:一是轉變學生的實驗觀,學生要由被動接受者轉變為學習的主體;二是要轉變教師的教師觀,要把教師由實驗教學中的主導者轉變為實驗教學的指導者;三是要轉變教學觀,當前高等教育的重點是培養學生的創新精神和實踐能力,教學過程要由傳授知識轉為引導學生思考問題、解決問題、增長知識的過程。
二、改進教學方法,提高教學效益
當前,教師“包”得太多的的現象普遍存在,從實驗原理、步驟、注意事項,結果處理都由教師深刻、細致地講述給學生,學生只需按教師講述的步驟和方法,按部就班,就能完成實驗,這樣的結果是:不能充分發揮學生的主體作用,能力得不到充分培養。要改變這種現狀,教師應該主動把“包”得過多的那部分交給學生自己處理。具體做法:在做某個實驗前,給出指定參考書和思考題,學生通過“查、看、思考”來完成。教師通過對預習結果的檢查和把關后,對實驗應注意的一些關鍵問題重點講述后,學生就可進行實驗,這樣,講課時間減少了,學生實驗時間增加了,有利于提高教學效率,發揮其主觀能動性。再如:緩沖溶液、標準溶液、指示劑等可在教師指導下,讓學生自行配制,不僅可減輕教師工作量,而且能訓練學生動手能力。在教學中,在基本操作和訓練的同時,要經常穿插設計性實驗,使能力的分解培養和綜合培養有機的結合起來,可以依次按基礎訓練-綜合實驗-研究式實驗推進教學進程。
三、使用多媒體教學,增加課堂的趣味性
分析天平的使用,容量器皿的操作,分光光度計的使用及重量分析基本操作的講解內容多,課堂知識容量大,有些操作需要展示操作細節,僅靠實驗老師在現場示范是遠遠不夠的。將這些內容制成課件,可以反復播放,對滴定終點的判斷,可以緩慢展示變色過程,并呈現出逼真的終點顏色。這樣增加了課堂的直觀性,便于學生快速掌握方法要領。
四、規范實驗操作,節約藥品,減少環境污染
實驗操作的正確與否直接影響著實驗結果的準確性,扎實的實驗技能是學生應具備的基本功。實驗基本技能訓練的規范化、熟練化是實驗教學的重點,因此從實驗開始就應強調基本操作規范化的重要性和必要性。教師授課時的規范化示范操作很重要,要從實驗準確性、實驗習慣等方面嚴格訓練學生的基本操作技能[3],及時糾正實驗中的一些錯誤操作,不能讓學生按照自己的習慣隨意去做。最典型的實例是滴定過程中滴定管的操作,同學們總是不按示范去操作,隨意用手去拿裝滿溶液的滴定管。教師今天糾正過來,明天又忘,忽視儀器在實驗中的正確操作和使用。因此,把操作及技能訓練貫穿在實驗課的始終是十分重要的。使學生規范實驗操作,同時能減少不必要的浪費,減少對環境的污染,使環境教育在這門課中從頭至尾得到貫徹和落實。五.突出能力培養,加強實驗指導
實驗教學是通過學生親身體驗實踐,激發學生創造欲的過程。實驗教學的本質是引導學生把知識轉化為能力的認識過程。在這一過程中教師不能只做專門糾錯的巡導員,更不能做漠不關心的觀察員。而應通過教師的引導與示范,教會學生怎樣去發現問題,怎樣去分析解決問題,怎樣去優化實驗操作過程。照本宣科、毫無新意的教學過程是激發不起學生對分析化學實驗興趣的。觀察是發現的前提,發現問題是解決問題的開始,所以實驗中要引導學生認真觀察每一個實驗現象,對轉瞬即逝的現象中有的是反映本質規律的,而有的是屬于非本質的,要讓學生學會透過現象抓住本質,科學地得出結論。同時,要啟發學生積極思維,每觀察到一個現象,就要自問一個為什么,學會把實驗事實與已知理論聯系起來,并試著去解釋它、理解它,長此以往,會進一步增強學生的思維能力,大大激發學生的求知欲望與做實驗的興趣,從而提高實驗課的教學效果。學生在實驗中遇到困難,教師應給以適當提示,而不要直接告訴其問題所在,更不能代他排除。對于實驗中出現的一些異?,F象,教師不要簡單草率地加以否定,或者用書上的現成結論去“修正”觀察到的實驗現象或結果,應引導學生冷靜思考,深入鉆研,多提幾個為什么,換個角度和方式思考一下,尋找合理解釋,查閱相關的圖書資料和參考信息,探索問題產生的真正原因。教師要支持和保護學生實驗中可貴的求異精神,鼓勵學生自己解決出現的問題,訓練他們主動學習和獨立思考的能力。實驗結束后教師還應組織學生對實驗現象、結果進行交流,互相啟發、補充、討論,在共同研討中逐漸提高自己思維能力和總結能力。
在分析實驗課中,教師通過具體制定能力培養目標和增加設計性實驗的方法,能很好地培養學生較強的動手能力和獨立工作能力,全面提高實驗能力,分析化學實驗教學的改革,需要不斷地探索與嘗試,總結和完善,需要更多教師的積極。我們力爭運用適當的教學方法和手段,豐富教學內容,拓展教學環境,彌補傳統實驗教學的不足和適應時代科技發展的需要,進而對學生的能力和素質培養起到較好的教學效果[4,5].
參考文獻:
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二、新課程對化學課堂教學的沖擊
課程改革的理念與策略最終都需要落實在課堂上,體現在教學活動中。課堂教學的改革既要關注“怎樣教”,更要關注學生“怎樣學”。傳統化學教學中,教師是課堂的中心,教師講,學生聽,學生學習的主運動性得不到發展。普遍存在著以“接受性學習”作為主導的,甚至是唯一的學習方式的現象,這不利于學生的健康發展,與新課程倡導的素質教育的理念相背離,必須進行改革。
三、新課程倡導“自主、合作、探究”的學習方式
自主學習就是學生自己確定學習目標、選擇學習方法、監控學習過程、評價學習結果的一種學習方式。與傳統的接受性學習相比,突顯了學生學習的獨立性即自我監控性能力。
值得注意的是在化學學習中并不是所有的知識都適合于學生自主學習的,所以化學教師要有目的地選擇和挖掘適合學生進行自主學習的內容和素材,這是決定自主學習成功與否的關鍵一環。從總體上來說,那些宏觀的與學生的日常生活聯系比較密切的事實內容比較適合自主學習,如有關空氣、水、金屬等部分與日常生活相關的知識。
合作學習是指學生在小組或團隊中為了完成共同的任務,有明確的任務分工的互學習。合作學習需要建立“共同體中心環境”,通過共同體使學生間、師生間以及學生與其他參與者之間的互動,提供學習反饋、增加學習機會、增強學習動機,并提高學習質量。
在班級里,重要的是建立一種積極的、和諧的氛圍以適合于化學學科學習,這種班級學習規范應重視對理解的探究,要體現科學的嚴謹性。在合作學習中由于有學習者的積極參與,高密度的交互作用和積極的自我概念,使教學過程遠遠不只是一個認知的過程,同時還是一個交往與審美的過程。[2]
另外,化學學習還要與更為廣泛的共同體聯系,我們應努力使化學課堂體現社會、體現生活、體現真實,同時我們還要鼓勵學生在生活中、在社會中充分應用化學知識,使所學的化學知識“活”起來——這就是合作學習的真正目的。
探究性學習是指從科學領域或現實社會生活中選擇和確定主題,在教學中創設一種研究情境,通過學生自主、獨立地發現問題、實驗操作、調查、信息搜集和處理、表達與交流等探索活動,獲得知識、技能、情感與態度的發展,特別是探索精神和創新能力的發展的學習方式。
采用探究的方式學習“氣體摩爾體積”,教材對“氣體摩爾體積”內容的處理,滲透了氣體分子運動論的基本觀點,通過建立“氣體模型”,解釋了氣體摩爾體積——氣體的共性。充分挖掘教材中隱含的“模型方法”內容,明確地將“模型方法”的運用作為本節教學的一個重要內容,即凸現了科學方法的教學,又使學生對氣體的共性有了更深的認識。
四、新課程教學中教師教學行為的變化
新的化學課程倡導從學生和社會發展的需要出發,將科學探究作為課程改革的突破口,激發學生的主動性和創新意識,促進學生積極主動地學習,使獲得化學知識和技能成為理解化學、進行科學探究、聯系社會生活實際和形成科學價值觀的過程。教師通過心理換位能求得與學生思維上的同步和心理上的共鳴,使教學過程得到優化?!?/p>
在新課程教學中必須以“學生學為中心”,建立平等和諧的新型師生關系,創設基于師生交往的互動、互惠和對話的教學關系。這就要求我們教師關心學生,尊重學生,促使學生把從生活世界和心靈世界中建立的主體意識遷移到知識世界中來;相信學生,在教學上讓學生自主學習、自我管理、自我教育、自我約束。
五、結束語
與世界化學課程改革的發展趨勢相一致,我國的化學課程改革正朝著課程內容綜合化、密切聯系社會和生活實際、重視學生的發展和學習能力培養、重視學生自主學習和探究學習、加強課程的實踐性等方向發展。新形勢下的化學教學必須改革傳統的教學思路,從思想上提高認識,從行動上趕上時代教育發展的步伐,這就要求我們師范畢業生要轉變觀念,拓寬思路,改變方法,以全新的思路,全新的方法投入到化學新課程改革中,從而活化化學課堂教學,使化學課堂成為學生喜聞樂,增長知識才干的場所,營造一個活化的課堂教學平臺。
參考文獻:
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