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中图分类号:O63 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)02-0-01
前言
化学,从古代时就引起了重视。古代帝王的炼丹术,就是一种化学工艺,也是从那时起,化学教育起步了。对于当时而言,炼丹术就是一种新的化学工艺,随着历史的车轮,现在世界与那时相比较,进步的太多了,可是,化学的新工艺还是如雨后春笋一般地出现,我们要想取得更加辉煌的成就,就应该清楚地掌握现在化学新工艺的发展情况,然后再分析它的发展前景,这样才能让化学这一门科学更好地为人们所用。
一、重视化学的必要性
化学早已作为一门中学的必修课了,从这里就可以看出化学的重要程度。诺贝尔化学奖获得者H.W.Kroto曾经说过,二十一世纪虽然是一个以生命与信息为主要技术的时代,但是化学的地位非但没有降低,反而走上了新的高度,这是因为化学本身就是一门过渡的、集多种新兴技术于一身的学科。化学的发展已经引起世界各国的注意了,化学是一门可以引起质变的学科,为人类的不断发展起到了保驾护航的作用,世界的经济、社会发展都与之有相当密切的关系。以我国为例子,这几年化学研究方面取得了飞速的发展,相关的论文、期刊,不仅数量在增多,文章的质量也显著提升,这都是化学发展的客观反映。在如此大好的局势下,我们更应该抓住机遇,分析研究化学新工艺的发展情况与前景,从而推动化学的进一步发展。
二、国内外化学新工艺的发展现状
就国内而言,我们单单从近年来化学工作者所获得的奖励情况就可以看出化学新工艺的发展是多么迅猛:如侯建国等的“单分子结构与电子态的理论和实验研究”、陈新滋等的“新型手性配体的设计、制备及其在不对称催化反应中的应用”等奖项,都是高水平工艺的代表。下面就国内的化学新工艺中比较突出的几点现状做一简要介绍:
首先,出现了很多与生命科学融合的化学新工艺,比如化学与生物医学的联系,生物医用高分子材料就是一种化学上的新工艺,一般来讲,这种高分子材料分为体外应用与体内应用两大类,比较新的工艺是体内应用的生物可吸收或可降解的高分子材料。这些材料可以用于手术缝合、体内固定件等处。制造这些高分子的材料主要来源于胶原蛋白与一些人工合成的高分子,比如外消旋聚乳酸等物[1]。将化学与生命科学融合所取得的成绩是很显著的,成功地解决了一些医学上的难题,造福于人类。其次,相对重视与国民经济的结合,这一点是很容易理解的,正如我国始终把发展生产力、提高人民的生活水平作为基本一样,只有经济发展了,社会才能进步,因此,化学作为一门很重要的学科,当然也要重视促进经济的发展。并且在这一点上,我国取得了很多成绩,比如稀土镁合金的成功应用为神州6号飞船减重13kg,满足了国家的重大需求,再比如四川攀西矿高效、清洁稀土的分离流程,经专家鉴定一致认为“该流程达到国际领先水平”,这些都体现了化学新工艺与国民经济结合的密切性。再次,现在的化学新工艺的发展很重视创新,最具有代表性的就是纳米技术,纳米技术的应用范围很广泛,几乎涉及到了各个领域。比如应用纳米技术创建了一些高敏感度、高选择性的酶电化学传感器,可以用于医学[2]。再比如利用纳米技术制造了一些灵敏度高的、稳定的化学传感器,除此之外,纳米技术在研究高分子的工作中也有重要作用,比如杨柏等相关工作者,通过带烷基季铵化聚苯乙烯共聚物与巯基取代羧酸包覆的纳米晶复合,实现了其可加工性,能形成环状、螺环和纤维状的单色或多色微球,还能形成纳米图案化,在高含量化合物半导体量子点纳米粒子聚合物复合材料制备方面进展明显,这些成果对相关的科研、工业等领域都有很重要的作用。最后,将化学新工艺用于缓解环境污染也是一个新的尝试,这种尝试具有很高的实践性,并且已经取得了不错的效果。比如在水处理方面,科研人员将生物与化学工艺结合,研究出多种方法。比如BC法,这种方法既经济有效,又减少了投药量[3]。可以说是很重要的发现,而在对环境污染比较严重的方面,比如有毒物质的转移、水体沉淀物中的有机污染物降解等,相关的科研人员都进行了大量的实验研究,同样也取得了令人欣慰的成就,环境污染问题是关乎每一个人利益的事情,因此国际上对此的重视程度很高,运用化学工艺改善环境、减少污染,是一项需要一直坚持的事业。
以上只是化学新工艺目前为止在国内的较为典型的发展情况,对于国外而言,这些方面都有发展,并且相关工艺比国内要先进,比如对生活垃圾的处理,国外早就采取了一些生物化学的方法,可是这一技术在我国还并没有普及,我们应该加强与外国的联系,相互交流,促进化学的发展。
三、化学新工艺的发展前景
立足于有利于我国发展的长远角度来看,我认为化学新工艺的发展前景还是相当广阔的,化学是一门综合性学科,尤其是现在国际上的学术发展呈现出一种多元化的现象,越来越注重学科之间的相互融合,在这样的背景下,化学的地位愈加显现,通过化学,学者们可以把多个学科相贯通,这样也许就会产生一些新的思想、新的成就。尤其在一些纳米技术、材料技术、环境科学、航天科学、核技术方面,化学的新工艺已经取得了比较瞩目的成绩,相信在这些工艺的发展下,会在很大程度上推动社会科学的进步。
四、结束语
本文通过简要的分析了化学相关新工艺的发展现状与发展前景,体现出了化学的重要性,如今在日常生活中的方方面面都有可能应用到化学,化学已经具有不可替代的地位了,这不仅仅对相关的化学工作者提出了更高的要求,也对整个社会甚至整个国家提出了要求,从国家来讲,一定要营造一种学术的氛围,而对于个人,要积极地学习、研究,发现更多新的工艺,更好地造福于人类。
参考文献:
我们平时接触的许多物质,无论是自然物质,还是化工产品,无论是晶体结构还是结构模型,都有令人赏心悦目的形态美。晶莹华贵的人工金刚石,鲜艳柔软的人造羊毛,都给人以美的形态。分析各种晶体结构时,我们惊叹大自然中晶体结构的和谐精巧,从而领略到了晶体结构的无穷魅力。化学变化过程中现象的奇异、色彩的纷繁、形态的万千,都令人陶醉、令人叹服。教师在教学过程中,可以用投影、图片、影像等途径展示。如巧夺天工、千奇百怪、令人叹为观止的钟乳、石笋、石柱。实际上是下面两个反应的结果:caco3+co2+h2o=ca(hco3)2、ca(hco3)2=caco3+co2+h2o;而画家描绘出色彩缤纷的至艳至美的画图,则是铁红、锌钡白等化学颜料合理配搭的结果;石膏头像和石膏模型精美的艺术品,都是化学物质美的缩影。
化学中充满着形式简明、内涵丰富的科学美。化学规律、结构体系、化学方法都体现了客观事物的简单性、对称性、和谐性、统一性和奇异性;元素周期律集形式、结构美于一体,是真、善、美和谐统一的一个范例;诸多化学用语的形式简洁,内涵丰富;实验布局设计的独具匠心,实验员操作的干净利落、举止的优雅从容、神态的专注安详,实验现象的奇异多彩、效果的鲜明生动等等,无不显现化学的优美现象和艺术魅力。
二、在化学教学中创设学科美的情境
情境设计是许多教师在教学过程中经常运用的一种手段,教师在设计情境时应选择体现学科美的素材,给学生的第一印象应该是化学中美的一面。如在氯气的教学过程中,许多教师喜欢从氯气泄漏事故造成的危害或氯气在第二次世界大战中用作毒气弹引入,这样的情境设计让学生留下的印象就是化学是一门危险、可怕的学科,怎么可能让学生来喜欢这门学科呢?而如果我们能够从氯气用来漂白纸张和消毒自来水等应用方面引入,这样氯气给学生留下的第一印象却是好的一面,然后教师再提及氯气也有美中不足之处,这样的教学所达到的效果是完全不一样的。化学展现在学生面前不再是让人生畏的一门科学,而是充满活力和生机的一门自然科学。因此教师在教学过程中应尽可能设计化学中美的一面,让学生感受到化学给我们带来的美。
三、从古今中外化学成就中感受化学美
古今中外有许多化学成就都令人赞叹不已,在化学教学中教师应该让学生了解这些成就给我们带来的巨大变化。如在绪言课中,可以对学生讲述一些化学史,让学生了解中国古代劳动人民对化学的研究是令世人瞩目的,古代中国的火药、造纸术、瓷器文明于世。现代中国的化学发展也对世界做出了巨大的贡献,如世界上第一个人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素;我国著名化学家张青莲教授通过精确测定铟、铱、锑、铕等元素的相对原子质量,解决了一个几十年来悬而未决的难题,为元素相对原子质量的测定做出了卓越贡献。还可以向学生介绍一些国外对人类发展发挥积极作用的重大化学成就,如德国化学家哈伯发明的合成氨解决了地球上几十亿人口的粮食问题,意大利科学家伏打发明的伏打电池给我们日常生活带来的方便等等。通过介绍一些学生能够切身体会到的化学成就,让学生感受到化学给我们带来的好处。
中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2017)11-0081-01
在学生的印象中,高中化学是西方一些国家的典型学科,与中国传统文化似乎是毫不相干的两个领域。因此,教师应该在高中化学的教学中找到其与中国传统文化元素的契合点,从化学史入手,在课堂中加强对传统文化的渗透。
一、化学知识与传统历史相结合
提到化学,学生想到的第一点就是西方的各种实验,而我国也有很多在化学方面做出突出贡献的科学家。教师为学生讲解我国的化学史,能让学生产生一种使命感,督促学生努力学习化学,提高自己的能力。教师应该让学生知道化学萌芽在中国,现代世界的发明有一半以上是建立在中国基本的发明创造上的,这些发明造就了东方文明古国,所以学生们应该肩负起继承和弘扬中国优秀的传统文化的责任。例如,商代利用化学拥有高超的制陶、青铜冶炼和制造技术,制造了许多现代人看来叹为观止的器具;西汉时期可以熟练利用“水法炼铜”来冶炼金属;东汉时期造纸术在国内推广,人们逐渐过上了在纸上写字的生活,提高了生活水平。教师适当地让学生了解这些伟大的发明创造,可以激起学生对祖国的热爱和学好化学的决心。苏教版化学课本中蕴含着较多的中国传统文化元素,通过实物图片、文章故事等方式,为学生介绍了我国科技发展的卓越成就,书中通过引言、尾注、资料卡、知识拓展等模块为学生介绍了化学在中国的发展史。但课本中化学历史的引入应增加内容,做相应的改进。比如,现在课本引入的科学家绝大部分为近现代的科学家,建议课本可以考虑引入一些中国古代对化学做出卓越贡献的科学家,如葛洪等。课本对绝大多数的科学家只是进行了简单的介绍,还应该为学生简洁地介绍科学家的发现过程,让学生通过了解科学家的事迹,在对化学知识有更深刻理解的同时,学习科学家刻苦钻研的精神,使学生在化学的学习过程中有更大的收获。
二、培养学生可持续发展意识
化学课本介绍了关于环境污染的问题,这与我国“天人合一”的传统文化思想是相契合的。在五千多年的历史中,中华民族的和谐文化基因在许多人的心中根深蒂固,如以孔子为代表的儒家就追求“天人合一”,这代表着人与自然和谐相处的最高境界,强调人尊重自然就是保护自己。孟子所说的“顺天者存,逆天者亡”也强调了人与自然要和谐相处,不可以因为自己的一己私欲而破坏人与自然的和谐。教师可以为学生讲解一些环境破坏的问题,让学生树立关爱自然,保护自然的和谐观念,尊重大自然的发展规律,在生活中关注一些环境保护的问题,深刻地看待科学与社会发展的关系,树立可持续发展的理念,提高学生的综合素质。教师让学生意识到环境破坏的危害问题,可在课堂上利用多媒体设施,为学生展示一些环境被破坏之后的图片,如臭氧层的空洞、被酸雨侵蚀过的土地、被雾霾笼罩的城市等。学生通过一些触目惊心的图片,会了解到保护环境的重要性。同时,教师还可以为学生讲解一些利用化学原理保护环境的措施,如少使用塑料袋、少用一次性筷子等。教师还可以组织学生对硫酸工厂的选址问题进行讨论,让学生思考如果自己是硫酸厂的老板,会将工厂建在什么地方。学生通过亲自参与实践活动,在思考中加深了对化学原理的理解,同时也树立了可持续发展意识。
三、将传统文化渗透到化学课堂
在传统的高中化学教学中,有的教师往往会认为高考是学生的最终目标,自己只需根据教学大纲对化学的实验原理、公式等进行讲解,让学生有一个好的成绩就可以了,很少有理解传统文化内涵和精髓并为学生讲解的教师。教师应该在课下努力学习,提高自己的科学素养,多浏览一些中国传统文化资料,将资料中对学生化学学习有帮助的资源筛选出来,在课堂中把这些文化知识渗透给学生,在提高自己教学能力的同时,也让学生了解到许多课本之外的知识,一举两得。教师在课堂的导入、展开、讲解等环节可以采用成语故事、图片展示、谜语猜词等方式,将化学与中国的传统文化联系在一起。例如,在教学“含硫化合物的性质的应用”这一课之前,教师可以事先搜集一些资料,了解古代的应用技术,在课上对学生进行提问。教师可设计以下提问:对中国古代的炼丹术你了解多少?四大发明之一――黑火药的发明运用了什么原理?你知道如何配比吗?以这种问题激起学生的学习欲望,鼓励学生勇于钻研,主动学习化学知识,提高化学教学效率和质量。
四、结束语
总而言之,化学知识离不开中国的传统文化。教师应该不断充实自己,去了解中国古代的化学知识,在课上为学生讲解中国的化学历史,激发学生学习化学的主动性和积极性。教师还应该培养学生的环境保护意识,让学生认识到为了一己私欲破坏环境所产生的危害,让学生尽自己所能去保护环境。在课堂上,教师还可以引进一些化学故事,增加化学学习的趣味性,培养学生化学学习兴趣,从而提高化学教学效率和质量。
参考文献:
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)15-258-01
一、化学教育中的爱国主义教育
学校的教学教育工作是以“德育为首”,“教学为主”。“德育为首”要求学校开设的全部课程都有对学生进行必要的思想品德教育。在化学教学过程中也可以对学生进行爱国主义教育。中学化学教材蕴含着丰富的爱国主义教学内容。在古代化学史上,我们的祖先取得了许多辉煌的成就。如造纸术、火药的发明和运用分别比欧洲早了几世纪,造纸术和火药是我国古代重要的化学工艺,也是我国成为文明古国的标志之一,两者的发明和运用推动了世界文明的进程。冶炼和瓷器也是我国古代重要的化学工艺,这些技术也远远领先于世界各国。在近、现代化学史上,我国的化学家也为人类社会的进步做出了巨大的贡献,特别是建国后,我国在化学工业上成果显著。如:我国的化学家同生物学家合作在世界上首次人工合成有生物活力的牛胰岛素。化学科学与化学工业上的成就保证了我国原子弹研制中有关化学材料的部分。我国化学家在世界上首次合成了化学结构与天然物相同的核糖核酸,为人工合成生命物质翻开了新的一页。
二、让学生积极参与化学教学
学校教育要把学生培养成为社会主义事业的建设者和接班人,首先要培养学生的参与精神。这就要求教育教学活动充分调动学生的积极性,培养参与的能力,创造参与的机会。下面就如何使学生积极地参与化学教学过程,谈几点具体做法:
1、激发学生学习兴趣
(1)理论联系实际,诱发学习兴趣。在面向全面建设小康社会的今天,现代化学正在帮助人类更好地解决能源、农业、环保、医疗、交通等方面的重大问题。这种发展趋势决定了化学在人们的生活中和新科技革命中的重要地位。化学教学要挖掘教学内容与材料、能源、环保、生命、农业等学科之间的联系,使学生感到生活中处处都有化学的存在。在科学技术和物质生产高度发展的今天,必须掌握一定的化学知识,从而激发他们热爱化学的情感和努力学习的动机。
(2)设计实验,激发学习兴趣。化学实验能以简单的操作,鲜明的实验现象对学生产生极大的吸引力。因此我们要充分利用实验,激发学生对化学的兴趣。实验的设计常有以下两种途径:(1)简化或重组演示实验,如将氨气与氯化氢的化合反应改为“空瓶生烟”;将二氧化碳与氢氧化钠的反应改为“变色喷泉”。(2)根据教学需要增加实验。如介绍浓硫酸的脱水性时增加“黑色面包”实验;在铁盐的教学中增加“自制墨水”实验等。
(3)揭示化学之美,巩固学习之兴趣。寓美于教,以化学所固有的和谐美去感染学生,陶冶他们的审美情操,使学生保持对化学的兴趣。不少化学实验具有美的魅力。如氨气急剧溶于含有酚酞的水中会变成红色的喷泉;铁与纯氧的反应火光四射,铁花四溅……这些神奇的化学现象能唤起学生探索化学知识的欲望,强化他们萌动的好奇心,促进学生的兴趣沿着有趣、乐趣向志趣的方向发展。
2、教给学生学习方法
(1)指导学生阅读。不会阅读,就不善于思考,就不能顺利地获取知识,提高能力。指导学生的阅读要做到:阅读前,明确提出阅读的目的和要求:阅读中,了解学生的阅读情况,帮助学生扫除障碍;阅读后,通过提问检查学生的阅读情况。让学生养成一个“非看书不可,看书非钻研不可”的学习习惯。
(2)启发学生思考。善于思考才善于学习。在教学中要促使学生养成独立思考的良好习惯,遇到问题要能想、会想、多想、善想,甚至大胆地去猜想。为了启发学生的思考,应为学生创设适当的问题情境。从不同侧面,不同角度设问;紧紧围绕教学内容,抓住那些牵一发而动全身的关键点、疑难点设问;对较难或较综合的问题,按认知层次分化知识点的方法,从易到难步步深入地发问;对学生错误或不全面答案进行反问,不断加大学生对问题的思考力度。
(3)组织学生讨论。讨论是人们进行思维交流的最好形式,在教学中,鼓励学生之间相互争论,可使学生从中相互启迪,提高思维的深刻性。如《原电池原理及其应用》的教学,在学生进行探索性实验后自然会提出:为什么有许多不同的现象,这些宏观现象与看不见的微观粒子的运动有什么关系等问题。教师可因势利导,指导学生带着问题阅读课本有关内容,并进行邻位间的讨论,再把电子为什么从活泼金属流向不活泼金属的关键性问题提到全班讨论,让他们在热烈的气氛中各抒己见,相互补充,得出结论。