元素化学论文范文

2022-05-14

下面是小编为大家整理的《元素化学论文范文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。【摘要】元素化学是卫生职业教育中无机化学教材内容的重要组成部分,是重点,也是难点。由于这部分内容多、知识量大,学生往往会感到化学难学,以至于失去信心。我们通过多年的教学,对元素化学的教学谈几点粗浅看法。

第一篇:元素化学论文范文

高中化学金属元素教学的思考

【摘 要】高中化学教学中,学习化学以主要学习化学元素为基础,金属元素是重中之重。但在实际教学中教与学不能达到相对的“授收”平衡。本文主要从高中化学的教学总体状况、化学教学思考和教学建议三个方面分析了教学方面的思考并提出了相应的建议。

【关键词】化学教学思考 金属元素 高中

一 高中化学教学大背景下的金属元素教学

1.从教师教学的角度分析

虽然新课程改革在不断的推进当中,这股热潮使教师们投入其中,但来自高考的压力,为应付高考,选择应试教育的方式,使用单一的教学方式来讲授课本知识。在高中化学实际教学的现状中,教师过于重教轻学,重知轻能,重结果轻过程,没有将课堂知识点“活化”,只是简单地从课本上搬到课堂上,没有进一步的深入。举例化学元素(金属元素)的实事,罗列讲述各自的反应以及相关的方程式,让学生死记硬背和生搬硬套的应用。没有具体明确课程目标,采用简单的方式,单一的授课于学生。

2.从学生学习接受的角度分析

学生在课堂上的时间非常有限,据已有实验者分析得出,课堂中有效率的时间不到半个小时,或者说真正能起到效果的只有十分钟,这十分钟是记忆最深刻、效率最高的。对于其余的时间,大部分学生在接收教学内容时,也只是停留在“知其一不知其二”的表面上。教师在课堂上讲了很多内容,可是实际接收的却很少,真正理解透彻的更少。从已有问卷调查以及和学生谈话中,了解到高中化学是学生认为较头疼的一门课,主要原因是要记的内容太多且记不住,有些记住了也不会用。没有一个系统逻辑性强的知识结构体系,只是“杂乱无章”的知识堆积,长此以往,学生便产生了化学学习难的厌学情绪。

二 高中化学金属元素教学的若干思考

1.教学策略思考

《高中化学课程标准》指出:“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣、强化科学探究的意识、促进学习方式的转变、培养学生的创新精神和实践能力。”在化学课堂中,教师要主动创造实验环境,引导学生动手实践,自主操作实验步骤、探究、观察、发现、讨论和感悟化学实验的变化和结果。在操作实验中树立“实践是检验真理的唯一标准”的哲学观,培养探索科学知识的兴趣,提高学生对化学金属学习的积极性。

在化学学习中,大纲和教材中讨论的化学元素虽然多于钠、铝、铁和铜,但它们仍然是重中之重,常见于社会生活、生产中且应用广泛。如铁锈——三氧化二铁——金属的腐蚀,酸雨——二氧化硫——环境污染及防治,焊接钢轨——铝热反应——铁的冶炼,自来水的杀菌消毒——氯气——氯气的制备,泡沫灭火器——铝盐和碳酸氢盐的性质——水解规律,清洁能源——氢气——反应热等。

通过清晰的课题结构和课前提示来展开此次化学金属元素的教学:第一,教学知识目标。(1)表述出氧化铁和氢氧化铁、氧化铝主要物理性;(2)使用化学方程式表示出其性质及其性质之间的差异;(3)使用化学方程式表示出氧化铁和氢氧化铁的性质及其性质之间的差异;(4)归纳其不同反应的实验方法;(5)举例说出氧化铁和氢氧化铁、氧化铝和铝热反应的主要用途。第二,能力提升目标。(1)通过实验提高动手能力和观察能力;(2)能用对比的方法认识物质异同,能用图表归纳总结;(3)能进行实验设计,培养学生活用教学知识的能力,提高综合能力。第三,其他目标。(1)通过实验,培养学生学习的热情和兴趣,构建探索科学的价值观;(2)了解金属元素在实际生活中的应用,能做到举一反三。

2.化学教学设计中的思考

在化学学习中,要把化学元素作为一个整体来对待,在分类中,根据元素的原子结构和元素原子价电子所处的能级,把元素分为了S、P、D、F四个区。以下选择几个实际应用中典型的元素作为教学设计案例:

第一,铁的实验及应用。

氧化铁。问题引入:铁在冷水或热水中的反应会一样吗?

自然界中的铁元素主要以化合态存在,所以铁的冶炼、铁的合金、铁质材料的腐蚀和防腐等与铁的化学相关知识已成为现代人的常识。铁是人们最熟悉的金属元素之一。它的常见化合价为+2和+3,最具特点的是,不仅不同价态的铁离子在水溶液有着不同的颜色,在固态化合物中也能呈现出不同的颜色。当和铁离子相结合的离子或分子改变时,还能引起颜色的变化。

实验操作:准备试管一支,将铁放入试管中,倒入冷水,发现没有反应;用加热方式,发现有反应。方程式:3Fe+4H2O=Fe3O+4H2↑(加热);得出:在铁与冷热水的反应中,发现活泼金属常温下与水剧烈反应,中等活泼金属在高温条件下才能与水反应。显然,金属与水的反应条件及程度与金属活动性顺序有关。日常生活中常常碰到铁生锈的情况,可以通过铁与酸性物反应解除铁锈问题。但铁生锈不仅仅只靠水分,还有其他的外界因素和化学物质,因而在教学时可以举例生活中一些典型例子,亦不可忽略了其他因素的存在性。

第二,氢氧化铁的制备实验。Fe(HO)2在空气中易被氧气氧化,与NaHO的反应得不到白色沉淀,而只是灰绿色的Fe(HO)2水化合物。因而可以采取把溶液事先煮沸排除溶解的氧气,溶液上方加有机溶剂,隔绝空气中的氧气,在氢气的环境中反应。使用加热的方法,加大2价Fe或HO的浓度来反应制备Fe(HO)2,观察白色沉淀。

所以Fe(OH)2的制备和在空气中逐步转化为Fe(OH)3的过程及Fe3+的检验和鉴定实验探究,所包含的化学教育内容,远不止于仅仅把握住铁元素的变价性这个知识点。

第三,铝的实验及应用。

氧化铝。地壳中的含量在金属元素中居于首位,以铝单质为基体的纯铝和铝合金应用非常广泛,是石油炼制和石油化工中主要的催化剂和载体,还用作空气及其他气体的脱湿剂,变压器油和透平油的脱酸剂。其密度小、绝热性好、热容量小、耐腐蚀性好,是一种能进行催化脱水、消除、加成、缩合、环氧化物开环、氧化和还原反应的试剂。

Al在纯氧中的燃烧和Al在NaHO中的反应表明元素的金属性强弱和它的氢氧化物的酸碱性并不直接相关。此外,在化合物中,铝的化合价可以有+l和+3两种,但是常见的只有+3价。探索铝金属活动性规律以及观察不同条件的变化,增加生活中铝化合物的应用认识。

铝热反应。铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,它是一个放热反应,常被用于制作燃烧弹,可以熔穿装甲;铝热法广泛运用于焊接抢险工程之中。

氧化铁:2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe(高温)

四氧化三铁:8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe(高温)

二氧化锰:4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn(高温)

相反,当铝粉跟这些金属氧化物反应时,产生足够的热量,使被还原的金属在较高温度下呈熔融状态,跟形成的熔渣分离开来,从而获得较纯的金属。在工业上常用这种方法冶炼难熔的金属,如钒、铬、锰等。

三 教学建议

在化学教学中,通过对化学物质的组成、结构、变化所伴随的性质变化的探究,发现和揭露了化学物质的“个性”,在此基础上开展的实验和理论工作,成了化学学科的基本特征和独特的科学视角。要想提高元素化合物学习的效率,针对元素化合物知识的特点,使学生掌握相应的学习策略是关键。(1)采用教学类比、联想、图解等精加工策略,加强学生对金属元素知识点的长久记忆和理论联想实际应用;(2)根据元素化合物知识内在的规律和有序性,遵循一定的顺序,按照特定的线索和步骤去探索有序思维策略,引导学生构建学习元素化合物知识的有序思维,有助于学生从宏观上整体把握知识内容和结构;(3)采用能力架构策略,促使学生形成多种能力的有机系统,培养个体对化学知识的学习观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等。

化学课程标准中涉及的金属元素和非金属元素远不止于此。教师在金属元素教学中,要着重例举实际生活中典型应用的例子,避免部分金属性质的不规律性与规律性金属混淆讲解,合理的分类和着重的讲解都有助于学生学习化学金属元素知识。

参考文献

[1]祖新燕.高中化学金属元素教学思考[J].中国科教创新导刊,2009(12)

[2]王峰婷.金属化学性质的教学设计——人教版高中化学必修一第二课时[J].新课程研究(上旬刊),2012(12)

〔责任编辑:高照〕

作者:吴霞

第二篇:试谈卫生职教无机化学中元素化学的教学

【摘要】元素化学是卫生职业教育中无机化学教材内容的重要组成部分,是重点,也是难点。由于这部分内容多、知识量大,学生往往会感到化学难学,以至于失去信心。我们通过多年的教学,对元素化学的教学谈几点粗浅看法。

【关键词】无机化学元素化学教学

元素的单质及其化合物这部分内容既丰富又重要,在医药卫生专业无机化学教材内容中占有一定比例,因为元素化合物知识与医药卫生有着密切的联系,它是高职高专卫生职业教育中无机化学教材内容的重要组成部分。由于这部分内容庞杂、知识量大,使学生感觉化学难学难记,以致产生厌学心理,如何提高学生学习元素化学的积极性、提高教学质量,是我们化学教师应该探讨的问题。

一、总结元素及其化合物性质变化规律

元素化学内容十分丰富,涉及到很多方面。卫生职业教育无机化学教材注意选取重要的、有典型意义的、与医学关系密切的元素化学知识编排成一定体系。因为元素化学与工农业生产、日常生活、国防建设,特别是与医药卫生有着密切的联系。从认识论和教学论的要求看,要发展学生智力、培养能力,必须以这些生动、实际的知识为依托。再者,要保证化学教学的理论水平,也必须借助于元素化学知识内在规律的推衍和概括。在元素化学教材内容中首先介绍重点元素,然后以重点元素带动整体内容,体现了个别元素到元素族的过程。从元素概念看,从个别概念发展为集合概念;从元素性质看,从个性到元素族的共性(通性);从化合物知识看,从分散介绍到归类介绍。教材内容特别强调元素和化合物性质在同一族元素中的变化规律。因此,通过归纳总结,既能加深学生对所学知识的理解,又能系统地掌握元素及其化合物的内在变化规律。

二、以基础理论为指导,突出性质与结构的关系

学习元素化合物知识,以物质结构理论及元素周期律为指导,有利于加深和巩固学生对物质变化的本质和原因的理解,并能使学生逐步学会科学研究的一般方法,有利于能力的培养,同时又能加深学生对基础理论的理解和灵活运用。

学习元素化合物知识,最重要的方法是以物质结构为主线,联系物质的性质、存在、制法和用途。明确原子结构决定元素性质,分子结构决定物质的性质,性质决定用途和制法。在无机物的性质中,氧化性、还原性、稳定性是最重要的性质,而这些性质大多取决于元素所处的氧化态,抓住元素氧化数这一主线,可以使物质性质的学习、总结和掌握化繁为简,变乱为序。因此在教学中,教师应根据基础理论给学生概括出物质的结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的存在、制法和用途的内在规律性,使学生学会运用这一化学思维方法去学习元素化学,以获得系统的、扎实的元素化学知识。

三、与实验相结合,理论联系实际

元素化学实验分为验证实验和离子鉴定实验,元素的单质及其化合物的性质若结合一些典型的实验学习,不但能加深学生对知识的理解和记忆,还能提高学生的学习兴趣。因此在实验过程中,教师要尽可能地让学生动手做实验,引导学生正确观察和描述实验现象,并记录下来,得出自己的实验结果。

四、激发学生学习兴趣,培养学习主动性

无机化学是高职高专卫生职业教育的一门重要的基础课程,为学生今后学习相关专业知识和职业技能奠定基础,从而使学生具备所学专业的工作所必须的无机化学基本知识和基本技能。由于元素化学部分内容繁杂,学生对这部分内容的学习往往会产生厌学心理,因此教师应注意培养学生学习兴趣。因为兴趣是最好的老师、是学习的直接动力,只有当学生对元素化学内容有了浓厚的兴趣,学生才能在课堂上认真听课、积极思考,课后才会主动去钻研、去探索。

激发兴趣的方法很多,例如有探索性和趣味性的实验、引人入胜的新课导入、悬念式的课堂结尾、生动的语言、形象的比喻、联系医药卫生实际的素材以及多媒体教学的应用等。

五、运用多媒体手段,强化学生形象思维

化学是一门实验科学。传统的课堂教学在给学生提供感性材料方面有很大的局限性。随着科学技术的发展,运用计算机进行多媒体教学蓬勃地发展起来。多媒体在元素化学教学上的应用,使教学内容生动、形象、感染力强,能引起学生对元素化学内容的兴趣和注意;能够弥补传统教学的不足;通过图形、文字、动画等多媒体信息,可使枯燥的理论变得形象和直观。由于高速缓慢的摄影技术和录像机的快、慢、倒等,可使学生缓慢地看到快速的变化,也可以在短暂的时间里看到缓慢的变化;对没见过的、看不见的东西,可以通过映象使其形象化;对立体模型以及立体照片便于学生掌握构成该物质的分子、原子或离子等在空间的排布,可以增强学生的感性认识,帮助学生理解一些抽象问题,激发学生的形象思维和学习兴趣。当然,多媒体教学是教学的辅助手段之一,传统教学与多媒体教学各有功用、互相补充,正确处理好两者的关系,恰当配合,才能把传统教学课和多媒体教学课都上得生动活泼,兴趣盎然。

参考文献:

[1]刘知新.《中學化学教材教法》.北京师范大学出版社

[2]牛秀明,吴英.《无机化学》.人民卫生出版社

作者:周蓉 林波

第三篇:浅析物理化学教学中的德育元素

摘要:为在物理化学教学过程中深入贯彻社会主义核心价值观,提高大学教育课程思政的执行力,通过挖掘物理化学教学过程中的德育元素培育大学生的综合素质。对科学研究实事求是,严谨治学,循序渐进地培养大学生的创新精神,最大程度地建立大学生的社会责任感。

关键词:物理化学;德育元素;教学改革

随着社会经济的迅猛发展,道德教育在现代高校教育中起着举足轻重的作用。由于当代大学生的世界观及价值观已经基本确立。仅仅从思政课程的学习还不足以引导学生树立正确的世界观及价值观。因此,对大学生的德育教育需要渗透到高等教育的每一个阶段中,每一门课程之中。作为一名物理化学课程的教师,本文从物理化学课程出发浅谈其中的德育元素,使广大教师能够通过专业课程对当代大学生进行潜移默化的道德教育。物理化学作为化学的理论基础,逻辑性很强,所研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题[1]。在物理化学教学过程中繁杂的公式和抽象的概念背后蕴含着丰富的德育元素,不仅渗透在物理化学知识自身,还渗透于物理化学问题的探究过程中。深入挖掘这些德育元素能够为大学生完善自我个性,实现自我价值,树立正确的价值观提供保障,从而使枯燥的理论知识与学习实践相结合,培养和激发学生的学习动机,进一步对高校德育发展添砖加瓦。具体的德育元素包含如下几个方面:

一、实事求是

物理化学是一门用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论的科学。大量实验经验的积累奠定了物理化学的发展,在物理化学教学中物理化学实验教学是理论教学的重要辅助手段。大学生需要在实验过程中来验证理论教学中获得的知识内容。因此,在培养求真务实追求本质的科学精神方面具有不可替代的作用。物理化学研究的对象是物质的组成、性质与变化。这就要求大学生从实际对象出发,探求物质系统内部联系及发展的规律,最终认识事物的本质。无论是每一个状态函数的物理意义的理解还是物理化学公式定理的推导,都需要学生能够正确认识在化学反应过程中客观存在的现象并进行数学建模,总结并归纳普适性规律。这种过程的体验有利于学生实事求是的理性精神培养。如在多组分多相系统的学习过程中对理想稀溶液及理想液态混合物模型的建立都是针对物质的共性建立的模型,但在研究个别真实多相多组成的系统时就需要具体问题具体分析。对理想模型的偏离做出进一步修正。如拉乌尔定律是描述稀溶液中溶剂的蒸气压等于同一温度下纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂的摩尔分数的乘积。亨利定律是描述挥发性溶质在溶剂中的溶解度,与该挥发性溶质气体的压力成正比。对于二组分液态完全互溶系统的蒸气压与组成的关系图中,只有在稀溶液区系统的总压与组成才符合拉乌尔定律和亨利定律,在其他区域对拉乌尔定律及亨利定律都会发生偏离,正是有这种偏离在二组分气液平衡的压力-组成图中才会存在最大正偏差或者最大负偏差,这是由于二组分之间作用力影响的,若作用力小于各组分之间的吸引力,或纯组分之间的缔合作用,形成液态混合物时产生正偏差并伴有吸热现象和体积增大。若二组分之间的作用力大于纯组分之间的吸引力,在形成液态混合物时产生负偏差,伴有放热现象和体积减小。这就要求我们能够实事求是,追求科学精神。在实验现象的基础上建立模型,应用物理知识正确解析化学现象。

二、严谨治学

物理化学是一门以实验事实为依据,严格定量的科学。任何一个物理化学规律的发现以及数学建模和表达都有严密的逻辑推理过程。通常用定量的公式来描述物理量间的关系,于是物理量的正确表示及运算就构成了物理化学的重要组成部分。掌握其严谨的表示方法及运算规则是学好物理化学的必要条件。如熵(△S)的单位是J·mol-1·K-1;焓(△H)的单位是KJ·mol-1;化学反应的吉布斯函数(△G)的单位是KJ·mol-1。△G=△H-T△S,在这个公式中,若学生将状态函数△S的单位与△H的单位弄混淆就无法得到正确的结果。为了实现严谨治学,在物理化学教学过程中老师应当严格要求学生,对每一个物理量的表达需要数值与单位在一起。物理化学中包含着大量的公式推导以及相关的应用计算,需要大学生建立起严谨的逻辑思维体系[2]。如等温可逆过程的体积功的推导,不同温度下标准摩尔反应焓,标准摩尔反应熵变的计算,从热力学基本方程到麦克斯韦关系式的推导,与相平衡关系密切的克拉佩龙方程与克劳修斯-克拉佩龙方程的推导,多相多组分系统化学势判据的推导等。只有掌握严谨的数学思维能力才可以完成这些理论公式的推导过程。在这些物理化学知识的传授中培养大学生良好的学风,从而对大学生学习品质和精神状态产生积极的作用,使“工匠精神”发扬光大。这就能够培养大学生们无论是在求知的过程中还是在学术研究中做到严密谨慎、严格细致。

三、创新精神

所谓创新,是建立在现有的科学理论基础之上的,不是天马行空的乱想。对于物理化学课程教学首先需要大学生能够掌握综合分析问题的能力。例如如何判断一个化学反应在某一个温度下能否发生?首先利用反应物和生成物在25℃下的生成焓及熵变来计算25℃下的Gibbs函数变,由Gibbs函数变与温度的关系计算在该温度下这个化学反应的自发性。当掌握了综合分析问题的能力,理清逻辑关系中内在的联系,才可能实现在实践的基础上创新[3]。另外,物理化学本身就是一门既古老又新颖的课程。随着现代分析测试技术的发展,其中的量子化学及胶体化学对近代的固体物理学以及纳米科学产生了重要及深远的影响。纳米科学中纳米材料的合成离不开胶体化学的发展。人们在掌握一定的科学理论基础上在实践中不断产生新的认识,提出新的方法。如对石墨烯胶体的净化方法就是建立在对半透膜的研究及应用的基础之上的。固体表面的物理吸附及化学吸附理论,化学动力学中的势能面模型在揭示新型纳米材料催化机理方面的应用仍然具有重要的地位。在物理化学教学过程中教师需要根据学生的接受能力及时介绍最新的物理化学方面的前沿动态,激发学生的求知欲望,提高学习兴趣。如在介绍化学动力学时,对一些新型的催化剂及催化原理进行简单的介绍,在讲解胶体化学这一章时,对最新的纳米材料的合成方法的介绍,在施教过程中利用新的教学手段、方法激發大学生的学习动机,从而潜移默化地培养学生的创新精神。

四、社会责任感

物理化学研究的最基本的问题是如何通过化学反应来经济合理地生产产品和获取能量。这要求我们的学生要领会物理化学解决实际问题的科学方法。培养学生如何将一个复杂的实际问题,经过适当的简化、假设后建立物理模型,如理想气体模型,理想气体混合物模型,理想稀溶液模型等。培养大学生积极应用知识、探索解决具体问题的方法,形成以问题为载体的知识组织方式,实现从理论知识到问题解决的知识转变[4]。如在表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式的教学内容中涉及到表面活性剂工作原理的介绍。表面活性剂种类繁多,应用广泛,从纺织工业中的柔软剂、净洗剂到造纸工业中的阻垢剂、除油剂,再到制药工业中的乳化剂及助悬剂。由于表面活性剂的广泛使用,其对环境的影响涉及到方方面面的因素。这就要求大学生在掌握基础知识的同时提高自身的社会责任感,在之后的学习生活中进一步寻找节能环保的技术去开发利用表面活性剂。那么大学生就不仅收获了鱼,也学到了渔,可以使我们在未来的科学道路上走得更远,不断创新和发展,让科学的火炬世代传承下去。“师者,传道受业解惑也”。

参考文献:

[1]王女.创新思维在物理化学教学改革中的探索[J].教育教学论坛,2016,(19):76-77.

[2]谈宁馨,朱权.工科物理化学课程小班研讨内容的思考[J].大学教育,2014,(5):21-22.

[3]张丹,李君华.浅析物理化学教学中的哲学思想与应用[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2016,(2):115-116.

[4]谭顶良.高等教育心理学[M].南京师范大学出版社,2006.

作者:李雪莹 丹媛媛 陈立庄

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