我校应用综合实验设置了《甘草酸的提取》、《芦丁的提取、精制与鉴定》、《二茂铁及其衍生物的合成与色谱分离》、《水体自净程度的指标》、《空气中氮氧化物的日变化曲线》、《食品色素――苋菜红的合成与表征》、《四碘化锡的制备》、《菠菜色素的提取与分离》、《乙醇气相脱水制乙醚的动力学测试》、《格式试剂的生成及反应机理研究》等十个实验。
探究式教学是指学生在学习知识、技能时,教师只给他们一些事例和问题,让学生去探究,自行发现并掌握相应原理和结论的一种方法。。应用化学综合实验课程中实施探究式教学,有利于进一步激发学生兴趣和潜能,强化学生对实验内容和过程理解。我们对应用化学实验的实验内容进行了优化设计使之更适合于探究式教学。
一、有关天然产物提取分离的实验
《甘草酸的提取》实验侧重于酸碱反应和水解反应在天然产物提取与分离的应用。甘草中除了含有甘草酸还含有甘草次酸、甘草黄酮等活性物质,教师在课前给学生提出的问题是如何在提取甘草酸的同时,能够有效提取甘草次酸和甘草黄酮,提取甘草酸、甘草次酸和甘草黄酮应该如何控制条件,请同学预习应用化学实验指导书和上网查阅相关资料,设计合理的提取方法和路线。《芦丁的提取、精制与鉴定》实验侧重于有机溶剂萃取天然产物和重结晶提纯天然产物。提取粗芦丁常用的溶剂是沸水,精制芦丁常用的溶剂是95%的乙醇,教师在课前给学生提出的问题是根据芦丁的结果和溶解性能,提取粗芦丁和精制芦丁是否可以选择其它溶剂,选择其它溶剂对提取芦丁的效率和精制芦丁的效果有样的影响,请学生自行设计芦丁性质和纯度检验的方法。《菠菜色素的提取与分离、检验》侧重于有机溶剂萃取天然产物与层析法分离、提纯天然产物相结合,重点在于层析法分离胡萝卜素、叶绿色、叶黄素的过程与方法。教师在课前给学生提出的问题是选用萃取和层析洗脱菠菜色素所用溶剂选择依据是什么,层析柱的制作和使用有哪些注意事项,请学生思考最后如何检验得到色素的种类。通过以上探究问题的提出,学生通过探究实验迅速掌握天然产物提取分离的常见方法,对天然产物化学的理论知识的理解和认识得到很大加深。
二、合成实验
《二茂铁及其衍生物的合成与色谱分离》实验从初始原料逐步反应最终得到二茂铁并提纯。教师在课前告诉学生二茂铁及其衍生物是一类具有特殊夹心结构的重要的化合物,率先发现二茂铁具有夹心结构的两位化学家因此获得了诺贝尔化学奖。请同学们查阅二茂铁的合成和结构分析相关文献,设计适宜在实验室内合成二茂铁的实验方法和路线。《食品色素――苋菜红的合成》实验依次要进行硝化反应、还原反应、磺化反应、重氮化与偶合反应。教师在课前给学生提出的问题是合成路线依次顺序进行这些反应的原因是什么?初始原料不变是否可以设计新的合成方法、合成路线进行合成苋菜红,不同的合成方法哪种更适宜用于生产食品色素。《四碘化锡的制备》实验在应用化学综合实验的实验指导书上只介绍一种乙酸-乙酸酐溶剂合成法,并且没给出合成四碘化锡的适宜温度。教师课前给学生提出问题是除了乙酸-乙酸酐合成法外,还可以使用哪些非水溶剂法合成四碘化锡,如何生成四碘化锡的,合成温度控制到多少最为适宜,请学生参阅资料,设计实验方案后,进行分组对照实验探究和验证自己的方案。
三、环境化学实验
水体污染和自净与所有人的健康息息相关,《水体自净程度的指标》实验并不需要教师提出过多的问题供学生思考,学生自发就去查阅资料设计分析水体污染和自净测试的指标和方法。《空气中氮氧化物的日变化曲线》实验需要收集一整天空气中氮氧化物并测定含量,教师在《空气中氮氧化物的日变化曲线》课前给学生提出问题是自行设计便于收集和测定氮氧化物的小型装置,要求学生使用自己设计制作的小型仪器收集和测定空气的氮氧化物,并与使用专用仪器测定的结果相对照。很多学生设计制作的小型仪器测定结果与专用仪器的测定结果吻合度很高,学生为此兴奋不已。
四、反应机理研究实验
《乙醇气相脱水制乙醚的动力学测试》实验重点在于掌握研究反应器原理、使用,学习自动控制仪表的使用以及实时在线分析方法。学生对自动仪器的使用非常有兴趣,教师只要给学生讲解仪器用途和基本使用方法,并且给出《乙醇气相脱水制乙醚的动力学测试》实验的最终要求是测试出不同温度下,反应的转化率和反应速率,算出反应速率常数,得到温度与反应速率的关联式,学生通过自行探究都可以较好地得出结论。《格式试剂的生成及反应机理研究》实验主要研究内容是格式试剂的反应机理,由于反应中间体存在时间很短,反应机理研究较为困难。教师在课前提出如何捕捉反应中间体并推测反应机理的问题,学生通过查阅文献资料分析出了捕捉反应中间体的方法,并用自己的方法捕捉到反应中间体,进而分析出格式试剂的反应机理。
关键词: 学院 有机化学实验教学 教学内容 课前预习 实验报告
随着国家经济的发展,民办或公办学院迎来了发展的大好时机。目前,学院已日渐成为我国高等教育办学的重要组成部分[1]。学院的学生拥有当代大学生的共性譬如活跃、热情、有个性、善于发现新事物,同时他们作为大学生群体中比较特殊的一部分,又具有基础知识薄弱、学习能力不强、对知识的理解能力也较差和自律能力有待提高等特点[2]。有机化学实验作为化学、化工、生物、制药、食品、医学、材料等专业学生必修的一门重要专业基础课,又是相关专业学生学习《材料化学》、《高分子化学》和《药物化学》等后续课程的基础,对学生知识、能力、素质的培养有着特殊作用[3]。但是完全照搬本一、本二专业有机化学实验教学大纲、教学方法与手段,往往效果不理想。因此,我们必须在把握学院学生特点的基础上,探索出一套科学合理的教学大纲和行之有效的教学方法。
2012年,笔者参与了江苏大学京江学院(二级学院)化学工程与工艺等专业的有机化学实验教学,期间的探索为今后学院有机化学实验教学提供了可借鉴的经验。下面是笔者授课过程中的几点体会。
一、适当调整教学内容和时间
在常规有机化学实验的教学中,有机化学实验概述、磨口仪器的介绍、回流、蒸馏基本操作常作为第一讲,实验学时为4学时。这些内容涉及有机化学实验中的两大重要操作,即蒸馏和回流。这两个操作的熟练和准确程度将直接影响到后面每一个合成实验的进度和产品收率。因此,对于基础知识和理解能力稍差的学院学生来说,第一讲的内容可以为5学时,并且适当补充教学内容、调整教学技巧。比如,教学中可以借助插图细致、耐心地向学生讲解磨口玻璃仪器的类型、型号与尺寸、清洗和拆装的要领。又如,在讲解回流和蒸馏操作时,除了介绍其原理之外,可以编一些顺口溜,帮助学生记住操作的注意事项。。。需加沸石防暴沸,热气冷水逆向行。同时,在回流和蒸馏实验后,我们可以提醒学生把回流和蒸馏操作用手机拍下来,便于学生写实验报告和下次快捷地搭建装置。
二、重视学生的课前预习和课间提问
在有机化学实验教学中,我们对学生的课前预习提出了要求。对于主动性稍差的学院学生,我们要求他们课前完成预习报告,预习报告作为平时成绩的考评依据。同时我们要重视课间提问,引导学生养成课前预习、熟悉实验步骤的好习惯。譬如,在实验“乙酸丁酯的制备”的教学中,笔者精心设计了“为什么选用浓硫酸为催化剂”、“为什么选择增加原料醋酸的量”、“怎么能做到对产品进行粗提和精提”三个问题。在教学中,笔者认真倾听学生的答案,并结合实验步骤分析问题的最终答案。通过这个过程,大部分学生在预习中能更主动地思考问题,对实验原理、仪器装置、实验步骤、主要事项等要点掌握得更好,做起实验也更得心应手。于是那些平时不愿动脑筋的学生不得不开动脑筋,那些不会思考问题的学生慢慢也学会了如何思考问题,真正收到了“润物细无声”的效果。
三、严格规范实验报告书写
“温故而知新”,学生在完成实验报告的过程中,可以帮助学生重新回顾实验原理、仪器装置、操作步骤和注意要点。这样做,学生实验才能取得好的效果,学生也才能真正地提高动手能力和思维能力。学院的学生自律意识欠缺,把做实验当做任务,实验完了他们的任务也完了,实验报告经常照教材上抄写一遍,真正的“雁过无痕”。如何解决这个问题?笔者对学院的学生严格规范实验报告格式,内容必须包含实验目的、实验原理、原料用量及规格、物理常数、仪器装置图、转化产率计算、问题讨论和思考题,还明确规定了实验报告质量是实验成绩的主要考量依据。同时,笔者要求各位学生在实验报告的最后一部分写上对实验的总结,主要涉及分析实验转化率低的原因分析、主产品纯度低的原因和操作步骤出错的原因,以帮助大家加深对实验过程的理解,避免一些人为的误差和因素。第一次实验报告批阅时,笔者发现大多数学生的分析和总结不到位,仅流于形式。于是在第二次实验前,笔者花了10分钟专门评讲了第一次实验报告存在的问题。通过不停地强调、要求、指导,学生分析问题越来越深刻,慢慢养成了良好的实验习惯,最终实验水平得到了很大的提高。
通过一年多的有机化学实验教学改革探索,笔者所带学生的操作技能得到了较大提高。当然,实验教学改革是一个持续的过程,与本一、本二专业的学生相比,学院学生的实验能力和水平存在不足,有待进一步探索和研究。
参考文献:
[1]马戎.学院有机化学教学中遇到的问题及对策[J].咸宁学院学报,2010(30):230-231.
一、试题特点分析
1.考查依据
;了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用;了解精细化工产品的生产特点及精细化工在社会发展中的作用。
2.考查的知识点
36题“化学与技术”模块试题紧扣绿色化学与可持续发展、环境保护等主题,围绕新课标考试大纲中的要求,依托两种锌锰电池的工作反应原理和区别以及回收利用废旧普通锌锰电池的工艺原理等内容,重点考查了学生正确运用化学用语和有关化学知识解释及解决生活与生产实际中化学问题的能力。具体考查了学生应用化学反应原理中的原电池工作原理、电解工作原理及其应用;化学实验中物质制备和分离的知识、晶体知识、以及绿色化学的观点、经济的视角分析实际生产中的各种问题的能力。刻意考查了学生对陌生氧化还原方程式和特殊电极反应式书写的训练。
3.真题再现
36.[化学――选修2:化学与技术](15)
锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图(a)所示。
回答下列问题:
(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①该电池中,负极材料主要是____,电解质的主要成分是____,正极发生的主要反应是____。
②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是____。
(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。
①图(b)中产物的化学式分别为A____,B____。
②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为____。
③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是____。(填化学式)
4.问题设置及评价
本题共有两个大问题,每个大问题下设置了2―3个小问题。第一个大问题是基础知识的再现考查。分值为6分。第一小问首先通过观察判断电极材料和电解质主要成分,属最基础的识记知识,比较容易。接着要求写出正极主要反应,体现了对电极反应式书写技巧的能力测试。正确答案的种类有7种,因为生成物中的Zn(NH3)2Cl2学生非常陌生且不能正确分析其组成,这样就大大提高了能力要求,得分率很低。第二小问比较说明碱性锌锰电池的优点及其理由,一方面是课本现成文字的再现,鲁科版教材上的原话;另一方面也是考查学生运用绿色化学的观点、经济的视角来观察比较、分析解决实际生产中的问题的能力。标准答案虽然只列出了两种,但是合理的答案有16种之多。
中学化学中涉及到的化工生产知识渗透绿色化学的观点,具体体现在如下几个方面:(1)节省资源,提高原料转化率和利用率;(2)化工生产中尾气或废料的回收方法和处理装置以防止或减少环境污染;(3)化工生产体现了绿色化学内涵――设计新的化学反应条件,降低对人类健康和环境的危害,减少废弃物的产生和排放。在36题的问题设计和回答中都能体现。
第二个大问题是通过分析回收利用废旧普通锌锰电池的工艺流程图,一方面推断经分离提纯转化的四种物质的成分和化学式,渗透了物质制备和分离的实验知识以及氧化还原反应原理知识的考查;另一方面书写操作b中反应的离子方程式和电解K2MnO4溶液的阴极产物的判断。渗透了对陌生氧化还原反应方程式和特殊电极反应式的书写训练的考查。能力要求较高,问题难度较大,得分几率较低。
二、试题解析
(1)①【解析】:根据原电池工作原理,失电子的一极为负极,分析普通锌锰电池的电池反应可知,Zn失电子生成Zn(NH3)2Cl2 负极材料为Zn,电解质的主要成分为NH4Cl,正极的电极反应的书写,考虑到Zn(NH3)2Cl2的生成原理是ZnCl2结合了NH3所得产物,所以正极反应应该有NH3生成,那么NH4+参与了正极反应,正极反应的主要反应为MnO2+NH4++e-= MnOOH+ NH3。根据电极反应式的书写习惯和要求,电极反应式的其它合理答案还可以是:
1)2MnO2+2NH4++2e- = 2MnOOH+2NH3
2)MnO2 + NH4+ = MnOOH + NH3-e-
3)2MnO2 + 2NH4+ = 2MnOOH + 2NH3-2e-
②【解析】通过观察普通锌锰电池和碱性电池的构造图的不同以及电极反应原理的分析,可以比较得出两者之间的优劣,总结出碱性电池的优点和理由如下: 1)碱性电池不易发生电解质的泄露,因为消耗的负极改装在电池的内部;2)碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。
其它合理答案如下:1)大电流连续放电,理由是负极也由锌片改为锌粉反应面积成倍增长,使放电电流大幅度提高;2)单位时间所输出的电能多(或储电容量大),理由是电流大能够连续放电; 3)存储时间长(或带电时间长),理由是碱性电池不发生自放电;4)利用率高,理由是锌粉与氢氧化钾充分接触,反应完全;5)环保(或安全),理由是为碱性电池有金属外壳不易发生电解质的泄露;6)酸性电池长期使用会变软而碱性电池不会,理由是酸性电池外壳用锌制成,会参加反应,外壳软。
(2)①【解析】废旧电池经机械分离、水浸、过滤后能溶于水的只有NH4Cl 和Zn(NH3)2Cl2,加入稀盐酸后反应得NH4Cl和ZnCl2,再经过浓缩结晶、过滤得固体仍然是NH4Cl和ZnCl2,加热能变化再冷却的化合物B的只有NH4Cl分解得NH3和HCl,冷却后又结合成NH4Cl,所以化合物B为NH4Cl,那么化合物A就为ZnCl2。
②【解析】熔块K2MnO4溶解后通入CO2,得到紫色溶液和黑褐色固体,根据常见化学物质的特点,符合紫色溶液的应该是KMnO4溶液,而黑褐色固体可能是C和MnO2 ,因为K2MnO4具有较强的氧化性,不能将CO2还原为C,所以黑褐色固体应该是MnO2,所以该反应是K2MnO4发生了自身氧化还原反应,产物为KMnO4和MnO2,又因为是碱性环境CO2反应得到CO32-。
反应的化学方程式为:
3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3
离子方程式为:
3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2+ 2CO32-
③【解析】电解K2MnO4溶液得到化合物D――KMnO4, MnO42- 失电子得到MnO4-,应该是阳极反应。阴极要得到电子,自然是H+ 得电子生成H2,按照电解原理属于放氢生碱的类型。所以阴极产物为H2和KOH,主要物质为H2 。
三、答题错误记录
在2013年宁夏理综的化学选考题中有3544名考生选择了36题――化学与技术,占全区理科考生的十分之一,比例较往年有所上升。原因是考查的知识点学生不感到陌生,属于主干知识中的一部分。虽然考试范围属于化学与技术,但是知识点的分布都在化学反应原理的电化学知识。而且一上手问题就很简单,要求填负极材料和电解质的主要成分。所以学生敢于下手去做。但是第二个大问题中涉及到陌生的K2MnO4、KMnO4和MnO2的相互转化,学生就不知所云,没了思路。丢分就很多。工艺流程主要是物质的制备和分离的实验过程,左半部不涉及复杂反应的结晶、过滤、浓缩、冷却等简单分离操作,属于基本实验操作的考查,学生还能上手去判,但是有很多考生很遗憾将ZnCl2和NH4Cl判反了。工艺流程的右半部分,涉及两个陌生的氧化还原反应,考查力度和能力要求马上提高了一个档次,学生就更难拿到分了。第一问简单第二问难,工艺流程左半部简单右半部难,增加了本题的区分度。
具体典型错误举例如下:
第一个大问题中的第一小问中,①化学式和名称书写错误:Zn写出Ze、Zm ;NH4Cl写出NH3Cl、NH4Cl2、HN4Cl等。氯化铵写出氯化氨、氧化铵、氧化氨、氨化铵、氨化氨等。②电极材料判断错误:Zn Mg、Zn Cu、Zn Fe、Zn MnO2、Zn KOH等等。③把正极主要反应式错答为反应类型。原因主要是题目本身命制有漏洞,没有把问题设置准确,出现歧义。如果改为“主要反应式是_____”,学生就不会误答。④电极反应式的书写正确合理答案有7种,与7种答案对应的错误主要是不配平、得失电子的“+”“-”写错;化学式写错:NH3+ 、NH3- 、NH4-。⑤Zn(NH3)2Cl2不知怎么改写以及NH4Cl没有拆成离子形式。
第一个大问题中的第二小问中,①写了一大堆优点,不写理由。②优点和理由不相符。③错别字:奈用、环报、完全、代电、污小、染染小、从电多等等。
第二个大问题中的第一小问中,①化学式书写错误:Zn2Cl2、ZnCl、ZnCl3、 Zn2Cl 、NH3Cl 、NH4Cl2、HN4Cl 等等。②判断完全错误 ;③把ZnCl2 和NH4Cl写反了。
第二个大问题中的第二小问中,①把离子方程式写成了化学方程式。②离子方程式不配平。③化学式写错。④完全错误。
四、教学建议
。在复习中老师和学生对锌锰电池的电极书写总是存在障碍,似曾相识但无法写全,好像知道但无法说清。
(1)无机化工题已成为近几年理综高考的主要题型之一。。
(2)能否看懂工艺流程或生产流程图是关键,也是难点。教师要带领学生仔细研究,学会看流程图,寻找突破口,解决新问题。
(3)加强实验复习。物质的制备和分离实验是“化学与技术”这类题经常依托的基础,侯氏制碱、海水的净化与元素的提取、自来水的净化、煤、石油和天然气等综合利用以及化肥、农药等在农业生产中的应用等热点知识都有可能依托实验考查知识点。
(4)此类题实际考查的是学生应用化学反应规律、化学平衡原理、水解理论、热化学和电化学知识、物质制备和分离的知识、晶体知识、绿色化学的观点、经济的视角分析实际生产中的各种问题的能力。
[关键词] 化学教学 自主学习 新课标
一、设计理念
建构主义的教学理论认为,对学习内容较为深刻的理解和掌握是通过学生主动建构来达到的,而不是通过教师向学生传播信息获得的。因此,教学设计强调以学生为中心,强调教学环境的设计,强调利用各种信息资源来支持学生的自主学习和协作学习,强调学习过程的最终目的是完成知识的意义建构。
二、教材分析和教学处理
在学生具备弱电解质的可逆过程和化学平衡的理论知识的基础上,本节介绍弱电解质的电离平衡。在介绍弱电解质的电离时,通过介绍电离平衡常数等概念帮助学生体会弱电解质的电离程度很小,对电离平衡建立定量的认识;通过介绍温度、浓度、外加物质对电离平衡的影响,帮助学生分析外界条件对电离平衡的影响。教学时可以利用化学平衡的知识迁移来学习电离平衡的知识。教材并没有具体介绍外界条件对电离平衡的影响,教学时应采用讨论的方式,要求学生自己会应用平衡移动原理来分析。通过讨论培养学生灵活应用知识的能力,加深对所学知识的理解,并进一步调动学生学习的主动性和积极性。
三、教学目标
知识与技能:知道电离平衡常数的含义;能说明温度、浓度以及物质对电离平衡的影响。
过程与方法:能运用化学平衡的理论处理水溶液中的问题,进一步树立离子观和平衡观的思想。
情感态度与价值观:通过对弱电解质电离平衡的研究,让学生体验化学科学的奥妙,提高他们的兴趣。
四、教学设计
这节课的设计主要是以学案导学为主,通过批阅学案,了解学生对新授知识的掌握程度,同时结合课标,制订出本节课的教学重点。纵观这一章的内容,讲的是物质在水溶液中的行为,那么学习弱电解质电离平衡的问题就应该是加深理解弱电解质在水溶液中的存在行为,因此这一节我设计了三个环节:弱电解质在水溶液中有哪些微粒;这些微粒的量是多少;怎样才能使这些量发生变化。
。
来引导学生认识电离平衡。电离平衡是一种特殊的化学平衡,让学生通过化学平衡的特点,来分析电离平衡特点。
第二个环节,25℃时,几种不同弱酸的K值及不同温度下醋酸的K值,并通过分组讨论的方式,来加深对于电离平衡常数的理解。对于电离度的处理由于是属于拓展视野的内容,因此,只是让学生从电离度就是平衡转化率的角度来简单了解一下它的计算式。
第三个环节,“怎样才能使这些量发生变化”,涉及的是平衡移动的问题。电离平衡是一种动态平衡,学生已经具备了化学平衡的知识,因此在处理这个问题时,我先让大家通过讨论分析“醋酸溶液中分别加入不同的物质,对于其电离平衡的影响”,并且结合影响化学平衡的因素,得出电离平衡的影响因素,然后再让学会分析教材中的表,引导他们发现温度对电离平衡影响的特殊性。
五、教学过程
复习引入:以醋酸为例思考2个问题:醋酸溶液中有哪些微粒,为什么。在一定条件下(如常压室温)醋酸溶液中微粒的浓度是否会发生变化,为什么。
讲解、归纳、小结。
(板书)一、电离平衡。1.定义:2.特点:
问题:怎样定量的比较弱电解质的相对强弱?电离程度相对大小怎么比较?
看课本自学相关内容并思考:什么叫电离平衡常数?电离平衡常数的化学意义是什么?
双边活动:提问;讲解;归纳。
(板书)3.电离平衡常数:①定义,②意义。
学生活动:分组讨论,得出结论。
双边活动:提问;讲解;归纳。
投影:结论。
过渡:电离度也是衡量弱电解质电离程度相对大小的一个参数。
引导阅读:看课本相关内容,了解电离度的计算公式。
双边活动:提问;讲解;归纳。
引入讨论:回忆影响化学平衡的因素,分析它们对电离平衡的影响。
交流研讨:25℃时,0.1mol/L的乙酸溶液达到平衡,改变下列条件,填表CH3COOHCH3COO-+H+
(学案表三)
双边活动:提问;讲解;归纳。
(板书)4.电离平衡移动的影响因素。①内因:②外因:
双边活动:提问;讲解;归纳。
课堂小结。
巩固练习。
关键词:农业院校;无机化学;创新;绿色化学
中图分类号 G2.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)03-04-117-03
Research of Inorganic Chemistry Teaching in Agricultural University Based on the Green Chemistry and Innovation Training
Ke Fei et al.
(Department of Chemistry,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)
Abstract:The idea of green chemistry and innovation training has attracted increasing attention by the international higher education. This paper analyzed the disadvantages existed in the teaching process of inorganic chemistry in agricultural university. Further the significance to infiltrate the idea of green chemistry and innovation training in inorganic chemistry teaching was introduced,and some constructive opinions and suggestions were also put forward.Sequentially,the students desire for knowledge can be inflamed and the effective teaching can also be raised.
Key words:Agricultural university;Inorganic chemistry;Innovation;Green chemistry
无机化学是一门内容既丰富又抽象的课程,其不仅是化学专业学生的4大基础化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)之首,也是高等农业院校一些非化学专业学生的基础课程,甚至是必修的入门课程之一[1-2]。该课程内容体系庞杂,理论性较强,尤其该课程面临的授课对象是大学一年级新生。因此,无机化学课程的教学成功与否对学生们今后的学习思维模式的培养起着一定的指导作用。然而,对于农业院校的无机化学课程的教学过程,大部分的传授者只重视课本上化学知识的传授,而忽略了相关知识点国际最新的研究进展的介绍,忽视了对学生绿色思维能力和创新能力的培养,从而造成学生上课没有积极主动的心态,缺少朝气蓬勃的求知欲望,进而造成这种模式下培养的学生整体素质偏下,没有绿色创新的概念,更没有保护世界和改造世界的科学精神[3]。
化合物的绿色合成以及清洁能源的使用将是无机化学发展必然趋势,同时各学科之间的互相渗透,形成了众多的新兴特色研究领域,所以无机化学是一门活跃有趣的特色学科。。
1 绿色创新思维理念
绿色化学理念最早产生于美国,其颁布的《Pollution Prevention Act of 1990》法令中第一次明确提出了绿色化学概念[4]。这一概念的提出,迅速得到了国际各国的支持。英国皇家化学会在1999年创办了国际第一个绿色化学综合期刊《Green Chemistry》,随后,该杂志在国际影响力逐年增加,2015年其影响因子已达到了8.02。。所谓绿色化学就是在实际生产中使用清洁的能源和使用环境友好的试剂和溶剂,最大程度的利用原材料,尽可能的避免污染。然而随着科学技术的快速发展,工业化程度的飞快推进,当今教育理念仅仅有绿色化学还不够,还得注重学生创新能力的培养,这就要求学生具备绿色创新思维理念,这样培养的人才在未来的国际竞争中才具有优势。
2 无机化学教学中绿色创新理念的重要性
化学一方面创造了一个美丽的人造世界,另一方面也改变了这个美丽世界。甚至一些非化学专业的人们,一听到化学这个词,就联想到危险、污染、有毒等等。因此,如果要彻底改变这一现状,改变人们对化学的认识,这就需要发展绿色创新化学理念。
目前,随着工农业的不断发展,新的化合物也不断的被发现和合成出来。。我们现在所面临的环境问题主要有:雾霾、酸雨等大气污染,水体富营养化、生活工业废水等污染,农药残留、固体废弃物等土壤污染等[5-6]。因此,发展绿色创新思想,推广绿色创新教学是教育发展的大趋势。
大学生是未来社会发展的希望,是创造物质文明主力军,所以教师要尽自己最大努力向学生们传授绿色创新方面的知识,然后通过大学生群体去影响周围的人群,逐渐使大家都能有这个意识,促进整个社会的和谐健康发展。无机化学是新生入学第一门开设的大学化学课程,这是他们对大学化学认识的开始,同时也是他们学习生活习惯养成以及社会责任意识形成的关键阶段。。因此,在高等农业院校无机化学教学中培养学生们绿色创新思维,以适应当前国际科技的高速发展非常重要。
3 无机化学教学中绿色创新理念融入的策略
目前,国内部分综合高校化学专业已经开设了绿色化学这门新兴课程,但仍然处于开始阶段,对绿色创新思想的传授相对较少,而对于农业院校来说,绿色创新研究的就更少。农业院校无机化学由过去56学时调到现在为48学时,这就要根据农业院校自身的特点和培养目标,对无机化学授课内容进行调整,那么在这有限的课时中,如何将绿色创新理念融入到课堂之中就格外重要。
3.1 加强师生的绿色创新理念的培养 随着科技的发展,创新应用型人才对农业的发展越来越重要,高等农业院校无机化学必须把绿色创新理念作为重要的指导思想渗透到教学中。绿色创新理念的培养是对传统的无机化学教育模式的发展,该培养理念不仅能为社会培养出高层次专业素质人才,而且还注重培养学生们可持续发展意识。这就要求传授者自己要有绿色可持续的发展观念,在教学工作中将绿色创新思想渗透到课堂之中。。
3.2 无机化学理论课中绿色创新理念的渗透 课堂教学是学生们的接受知识的重要途径,教师要紧跟国内外最新的绿色化学研究成果,充分挖掘课本中的理论知识,将二者结合起来,在理论教学中将最新的绿色创新思想进行渗透,并修正与该思想不相符的课本内容。引导学生们重新设计新的路线、工艺等,使整个合成绿色化,能源绿色化,避免传统的反应方法给环境带来的负面影响。
无机化学理论课中很多基础知识都与创新的绿色化学有关。例如,(1)在化学动力学基础章节中,除了介绍动力学常数的定义外,还可以介绍目前国际研究最热的新型多孔材料对水体中有机污染物(如,有机染料、苯、农药等)的吸附率随时间的变化关系,进而计算其吸附动力学常数,这样学生既了解动力学常数概念又清楚的知道怎么通过实验得到这个动力学常数;(2)在介绍化学热力学部分的时候,除了介绍熵、焓、吉布斯自由能的概念外,还可以介绍吸附剂吸附有害物质的吸附量随温度的变化关系实验,通过该实验可以让学生了解吸附剂在该条件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的,加深吉布斯自由能与化学反应自发进行方向的关系,进而知道怎么学以致用。为了方便吸附剂的回收循环使用,还可以介绍新型磁性多孔材料,既可以达到去除水体中的污染物,又可以通过简单的外界磁场,方便的将吸附剂从水体中分离出来,达到循环使用效果;(3)介绍碳族元素的时候,除了介绍温室效应导致全球变暖之外,还可以介绍目前利用CO2制甲烷等最新研究成果;(4)在介绍硫化合物的时候,介绍硫化镉等等量子点光催化剂,可以利用该光催化剂在取之不竭、用之不尽的太阳光条件下进行光催化反应。此外,教师还要根据高等农业院校自身发展的特点和优势,课堂教学中将无机化学基础知识与农业院校的茶与食品科学、环境与能源、生物工程以及农药等优势学科结合起来,达到学科间的优势互补。例如,无机化学教学中可以补充最新的制氢和储氢材料、可见光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、农药降解材料、重金属去除材料等等。总之,教师可以根据当前国际研究的热点,有目的、有计划的将无机化学基础知识与这些最新的绿色创新研究有机地串联起来,既提高了教学质量,又使学生们知道农业科技人员的研究动态,潜移默化中增强学生们的绿色创新意识。
3.3 无机化学实验课绿色创新化 化学是以实验为基础的科学,实验课是运用理论知识和验证理论知识的渠道,也是最容易产生污染的主要场所之一。因此,实现实验课的绿色创新是非常必要的,这是培养学生发现问题、分析问题以及解决问题能力的重要途径,也为培养他们良好的科研素养打下基础。
(1)加强安全教育,树立绿色创新理念。无机化学实验课是大学一年级开设的第一门化学实验课程,学生没有自己动手实验的经验。因此,老师在这个过程中作用至关重要。第一节实验课,授课老师讲解实验内容之前应该对学生们进行安全教育,宣传绿色创新理念,给学生们讲解《化学实验室安全手册》,进行实验室安全培训,培训合格的同学方可进入实验室进行后续的实验操作。同时在实验室醒目位置张贴安全标志,强化学生们安全意识、绿色创新意识以及环保意识。
(2)优化实验内容,提高绿色创新程度。使用无毒无污染的绿色原料和溶剂代替传统的有害试剂。尽量使用蒸馏水、乙醇等绿色无毒试剂,避免使用氯仿、苯胺等毒性较大试剂。合成条件避免时间长、高温高压等条件,可以采用快速的超声或微波辅助合成新方法,节约时间,增加转化率、减少污染,实现实验的绿色化创新。另外可以开设一些学生自主性比较大的实验,开展一些利用可见光为能源的催化或降解实验,让学生们自主设计实验原料、条件、方法等,充分开发学生们创新能力。
(3)重视实验室废弃物的回收,开发循环实验。实验室废弃物的妥善处理这个过程非常重要,目前大部分高校实验课都存在这种普遍的现象,实验结束后学生们就直接将反应后的试剂和药品直接倒入水池中,甚至包括一些毒性较大的试剂。这不仅危害自己也会危害到他人,增加后续无害化处理的负担。实验老师一定要指导学生将实验废弃物进行分类回收处理,严禁乱扔乱倒,这样像乙醇这类常用溶剂我们就可以回收起来,进行重新集中蒸馏制得干净的无水乙醇,从而可以循环使用。教师可以把实验的后处理作为成绩考核的一部分,督促学生养成好的习惯,为自己、为社会负责。
4 结语
无机化学是一门实践性较强的课程,授课教师不仅要传授学生们基础的理论知识,更重要的是培养学生们具有在改造世界的同时更要保护好世界的能力。通过上述改革措施,本人自己课堂上取得了很好的教学效果,改变了以往无机化学课堂上沉闷的现象,大家积极思考、课堂气氛活跃、年终评教获得优秀。当然,结合最新的研究热点,宣传绿色创新理念是一项系统的工程,也是社会发展的趋势,这项工作现在还是处于起点阶段,每位化学教师都要不断的探索,提升绿色创新的教学方法,为社会培养合格的化学科技者而不懈努力。
参考文献
[1]张欢,王伟,杨定明,等.从大学生能力培养视角谈无机元素化学教学[J].广州化工,2015,43(21):203-205.
[2]杨昱,徐雅琴,杨玉玲,等.高等农业院校“无机化学”教学改革与实践[J].中国电力教育,2013(23):-90.
[3]周红波,朱国兴,沈小平,等.高校无机化学教学中大学生科研潜质的培养[J].教育教学论坛,2014,8(8):68.
[4]茹晶晶.基于绿色化学习惯养成的绿色化学实验教学研究[J].广州化工,2015,4(43):227-240.
[5]瞿云龙,梁学正.绿色化学对环境与生活的影响[J].化工时刊,2015,29(7):46-49.
艰难的背景故事
2013年6月的某一天,那天阳光明媚,我和很多卖家一样申请了一家淘宝小店,开始了我的淘宝生涯。回味当初萌生想法时的兴奋,憧憬未来时的冲动真是“鸡冻”的要命,可是慢慢的发现开个小淘宝店真是不省心,比想象中的难多了,淘宝店虽然本钱不多但是里面的弯弯肠子真是九曲十八弯绕得你都晕糊涂了,感觉比开一间现实的店铺要难太多了,别的不说单单是一个PS就折煞了多少的英雄好汉。我费尽九牛二虎之力总算拿下了美工这座大山后发现流量还是空空如也,不禁心中十万只狂奔而过,只想说:
“马云大哥行行好,打发点流量吧我三天没有吃饱饭了”
当然那是开玩笑的话,做了这2个多月发觉,想要做好淘宝学习是最重要的,因为开淘宝需要的知识非常的多而我们大多人在这个方面是空白的,所以学习是开淘宝最基础的技能。我一开始也是在淘宝大学和论坛上学习后来发现了一个问题,淘宝大学和论坛得信息量太大,有大量的精华教程但是他们中有非常多的知识是重复的,因为是不同的淘宝大神发帖的集合所我觉得知识结构非常的杂乱,很难能够全面具体的学习有很多细节就被埋没在你没看过的帖子或者课程中,由于缺乏系统化的架构,所以最后实战的时候就会觉得力不从心。因此我花了大价钱加入了专业的淘宝培训机构学习了2个月,这两个月里我从基础开始一点一滴的累积淘宝SEO方面的知识慢慢的就有了一个比较清晰的SEO思路也对淘宝自然搜索排名有了一定的了解,
对淘宝的搜索系统有了清晰的认识后然后我就可以轻松上首页了!
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淘宝自然搜索影响因素
我单初的困惑
说到淘宝自然搜索,我一开始和很多新手卖家们都会觉得说流量决定于销量,累积销量多了流量自然就多,可是我们0销量的宝贝没有流量如何去积累销量,这是一个完全矛盾的问题。
我那时还觉得信誉高了才会有流量,淘宝在压制小卖家淘宝把流量都给了大卖家和天猫,但这似乎是一个完全否定集市店铺的想法,也不太对。
自然是想过去刷销量可是刷销量又怕被抓,难道那些淘宝大神都有特异功能,怎么我就没有特异功能呢?不开心。。。
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这种事情各位卖家在不了解行情的情况下千万不要去触碰高压线,我也不啰嗦了在这里我就一步一步的详细讲解我是怎么把0销量的宝贝做上首页的!要想上首页首先需要对淘宝搜索排名有个大概的认识。
淘宝搜索排名原理-0销量上首页的理论基础
我理解的淘宝搜索排名有点像我们现实中的考试,首先它从多个唯度来计算宝贝的权重分,就像我们考语文丶数学丶英语丶物理丶化学丶政治丶地理丶历史不同的科目。然后按分数的高低依次排列,如果有幸进入首页说明你很幸的运被重点学校录取了。在淘宝高手如云的地方,我们0销量小卖家想上首页自然是难上加难,但是古话说的好“山中无老虎,猴子称霸王”我们只要找到一个没有老虎的山头我们这些小猴子不就是霸王了吗?
那么在淘宝这个系统中,他是怎么计算权重分来判定你是老虎还是猴子的呢?
其实在淘宝排名的这场考试中它有12个科目分别是
1丶搜索相关性 2丶是否为橱窗推荐3丶是否为消保店铺4丶新品标签丶爱心宝贝加权5丶店铺DSR 6丶主图质量7丶宝贝下架时间8丶转化率9丶店铺信誉10丶有效收藏11丶违规处罚12丶30天销量
通过这12个科目的综合评判是猴子是老虎就见分晓了!另外一个角度来说我们当不了老虎但是我们要当猴子中的猴王,因为这是我们可以实现的目标!
淘宝搜索排名优化思路-0销量上首页的“隆中对”
当列出12个科目以后细细观察后我发现其中有9个科目(标红的科目)是我完全可以拿满分的科目仅有4个科目是我们无法左右的。也就是说我认认真真的把这9个科目做好了,我就能够当猴王,上首页了。
所以我开始有了一条明确的优化思路“建立根据地,农村包围城市”
第一步我要做的就是把9个我可以优化好的科目先优化好,就是建立我们自己的根据地。然后寻找属于我的长尾关键词,实现农村包围城市。说到寻找长尾关键词有很多朋友可能会糊涂了,不明白我说的是什么意思,我在这里大概的说明下。
每位买家购买宝贝都是都是通过搜索不同的关键词来找到宝贝的,像男鞋丶女鞋丶连衣裙这种类目热词每天的搜索量非常的大但是使用这种关键词的卖家数量非常的多,竞争非常的激烈我们根本得不到好的排名更不用提展现量了,如果我们用英伦牛筋男鞋丶坡跟少年防水台单鞋,这类的长尾词竞争度则小很多,就算是0销量宝贝上首页都是可以做到,这就是那一座座没老虎的山头。在这些长尾词上我们积累下一些比较基础的销量后,我们宝贝的权重分高了我们宝贝竞争力强了,我们再一步一步换上搜索量大的词一步一步的把宝贝做到类目热词的首页这就是农村包围城市。这样我们就从一只小猴子慢慢的当上了猴王最后成为了老虎。
如何优化搜索相关性-上首页的前提
前面说了那么多都是非常理论化的东西,下面我就从细节入手和大家好好的聊聊每个科目我是怎么去优化的。
搜索相关性,是整个搜索环节基础得工作,简而言之如果你的宝贝和买家搜索关键词不相关就算你是超级爆款也得不到任何的展现,所以相关性这个科目是上首页的前提.相关性分为类目相关和属性相关。下面我出个小小的问题给大家。
现在有一双这样的女鞋月销量是5000,看在女鞋>帆布鞋类目下采用“英伦女鞋”这个关键词是否合适呢?能不能有流量呢?
1丶登陆"淘宝指数"(不知道网址的用百度搜索吧),搜索英伦女鞋
2丶在搜索结果页中点选市场细分
3丶在结果页中我们就可以看到“英伦女鞋”这个词相关类目是女鞋>低帮鞋类目,而帆布鞋类目的产品使用了这个词就属于类目不相关,直接被过滤掉了,根本不可能获得展现。
。这就意味着如果两个相同权重的女鞋,其中一个的属性为平跟,另一个的属性为高跟,那么平跟属性鞋子在这个词下展现量为高跟鞋子的2倍。
5丶根据相关性查询的结果,更改宝贝的属性类目或者更换关键词就基本可以实现搜索相关性的优化了,亲们可以去查查自己店铺里的宝贝一定会发现大量的标题与宝贝不相关的情况哦。
如何优化橱窗推荐-上首页的催化剂
橱窗推荐是非常重要的设置,只要使用橱窗推荐的宝贝采有机会获得首页展现。。
提高橱窗推荐数量的第一步是加入消费者保障,获得淘宝奖励的5个推荐位,如果开店不满3个月还可以获得10个推荐位的支持。而我提高橱窗推荐位是利用淘宝对信誉等级奖励的这条规则来的。
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