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他山之玉,拿去攻石吧摘 要:针对环境工程专业的物理化学教学,本文以热力学第二定律章节为例,分别从教学目标、教学内容、教学方案和评价手段等不同方面阐述了一些备课体会,提出了几点关于在工科学生物理化学教学过程中应该注意和改进的思路和方法。关键词:物理化学 环境工程 热力学 备课物理化学是化学科学中的一门重要学科,它借助数学、物理等基础科学的理论及其提供的实验手段,研究化学科学中的原理和方法,研究化学体系行为最一般的宏观、微观规律和理论[1],是学习化学、化工、环境、生物、材料等各专业的重要基础课程。环境工程是一门由多学科到跨学科的庞大科学体系组成的新兴边缘科学,它与自然科学、社会科学和技术科学相结合,是现代科学技术向深度、广度进军的标志, 是人类认识和改造自然进一步深化的表现[2]。中南民族大学于2000 年开设环境工程专业,对该专业学生来说,物理化学是一门重要的基础课程,是继无机化学、分析化学、有机化学之后的一门理论化学,同时又为后继课程如环境生态学、大气污染控制等的学习提供方法和理论指导,在基础课程和专业课程之间起着承上启下的枢纽地位。由于我校是一所民族院校,部分学生的理科基础相对薄弱,而物理化学本身理论性较强,内容较抽象,概念和公式较多,一直被学生视为比较难以掌握的课程。因此,如何以传授知识、培养能力、提高素质为宗旨,通过物理化学教学方法的改革和授课体系的重组,使学生更轻松、全面、系统地掌握物理化学知识,是物理化学教学中必须思考的问题,是一项艰巨的改革任务。作者在教学过程中,注意不断积累经验、不断改进教学方法,精心设计每一个教学环节,在此,提出几点针对环境工程专业物理化学教学中有关热力学第二定律的备课体会。 1 教学目标不同专业对同一门课有不同要求,我校环境工程专业作为一门工学学科,相对理学学科而言,对物理化学的要求侧重点有所不同。因此,针对环境工程专业,我们选择的是印永嘉等编的《物理化学简明教程》(高等教育出版社)。对于大二学生来讲,他们在大一时已经学习过无机及分析化学,具备了一定的学习物理化学的知识基础,而要想在十分有限的54 个学时内将这门课的内容理解清楚、掌握牢固,这对于学生或者老师来说都是一个挑战。把书本变薄不是删减一些该讲的内容,而是在对教学大纲的深刻理解,对教材的精心领会和对学生的深入了解基础上,抓住要领,理出章节的重难点,强调关键性、规律性的东西。热力学部分是物理化学的核心所在,而热力学的核心在于两大定律,即热力学第一定律和热力学第二定律。本文要探讨的就是热力学第二定律章节的备课思路。本章在整个热力学部分起着重要作用,它既是对热力学第一定律的深入,又为后面更进一步的探讨作出必要的铺垫。通过对本章的学习,学生应该达到以下目的:深刻理解热力学第二定律,在此基础上掌握几个新的热力学状态函数即S 、A 和G 并学会DS 、DA 和DG 的计算,结合第一章的内容辨析一些热力学函数并推导它们之间的重要关系式。2 教学内容本章共包括十个小节:(1)自发过程的共同特征;(2)热力学第二定律的经典表述;(3 )卡诺循环与卡诺定律;(4 )熵的概念;(5 )熵变的计算及其应用;(6 )熵的物理意义及规定熵的计算;(7)亥姆霍兹自由能与吉布斯自由能;(8)判断过程方向及平衡条件的总结;(9)热力学函数的一些重要关系式;(1 0 )DG 的计算。其中,( 1 )、( 2 ) 和( 3 ) 主要是热力学第二定律提出的背景以及热力学第二定律的表述。这部分在本章中是基础,起着重要的铺垫作用,其中重点是对热力学第二定律的深刻理解。( 4 )、( 5 ) 和( 6 ) 则是在热力学第二定律基础上导出状态函数熵,并在热力学第三定律基础上进行熵变的计算,该部分是本章的重点和难点所在,因为熵是继第一章中学习到的内能、焓之后又一个十分重要的热力学状态函数,对其理解将直接影响后面的学习。( 7 )、( 8 ) 和(9 )则是另外两个状态函数-亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能以及由此提出的方向判据,辨析已经学过的一些热力学函数并学会推导它们之间的关系式。这个部分是本章的难点,要求学生结合第一章和第二章所学内容进行综合处理,这些函数如内能、焓、熵以及吉布斯自由能对于初学者来说容易混淆, 因此, 需要教师进行总结和引导。(1 0 )则是综合运用热力学知识对不同情况下的DG 进行计算。物理化学作为基础理论课,其内容是相对稳定的,但同时又是不断发展的。所以在教学过程中应该一方面对于物理化学的基本概念、基本理论和基本方法要求学生打下牢固的基础,另一方面对物理化学发展的前沿也要做一适当的介绍,以开拓学生的知识面和激发学生的求知欲。以熵函数为例,重点是平衡态熵理论,但对非平衡态熵理论、信息熵、物理场熵等现代熵理论也简单进行介绍,并推荐一些参考书,让有能力和兴趣的同学可以得到提高[3]。 3 教学方案1 与基础化学衔接我校环境工程专业学生在大一已经学习了无机化学及分析化学,其中有化学热力学、化学平衡、化学动力学等章节知识与物理化学部分重叠。到大二学习物理化学时若照本宣科,面面俱到,不仅学生没兴趣,而且加重了学时的负担。若能将学生已有的知识和经验很自然地融合到物理化学教学中,就会收到事半功倍的效果。比如在热力学第二定律的讲授中,可以首先启发学生回顾在无机化学中学到的热力学知识,让学生自己提出这些定律的基本内容及基本概念。在学生期待教师对自已的回答作出判断时,教师就对体系与环境、热与功、内能与焓、热力学第一定律等重叠内容做复习性介绍,这时学生往往会全神贯注。最后在此基础上才开始引入热力学第二定律。由于尊重了学生个体已有的知识和经验,学生的学习活动由被动地接受知识变为积极主动地建构知识[4],这样就可以大大提高学生的学习兴趣,使学生学习起来感到知识的渐进性。2 与专业课程衔接长期以来容易给学生留下一个错觉,物理化学原理和所学专业很难有直接关联。事实上,物理化学是研究物质的化学运动形式和物理运动形式之间的相互关系,掌握物质化学运动的一般规律的科学。正因为如此,物理化学在环境保护中起了很大的作用,它的理论和方法被运用到环境保护中,对推动环境保护事业的发展具有积极作用。为此,教师可以将物理化学知识与环境专业相联系,激发学生学习积极性。比如,环境保护离不开生态学,而生态系统又是生态学的核心。生态系统中能量流动,必然遵循热力学第一定律和热力学第二定律。利用热力学定律,可以比较清楚地了解能量流动的大小、方向和形式。根据热力学定律,人们弄清了生物群从环境和食物中接受的能量用在新的有机质的建造上的“百分之十规律”,得出了“生物量金字塔”等规律,并由此提出了对保护环境有重大作用的“物质输入输出的动态平衡规律”等生态学规律[5]。3 采用多层次教学方式由于每个学生知识基础参差不齐,学习的积极主动性也有差别。心理研究和教学经验证明凡是过浅过易或者过深过难的教学内容都会降低学生的学习兴趣。我们每位教师面对六十多位具有不同个性的学生,而上课只能有统一的教学进度,要达到个性化教育,首先要能让每个上课的人都有收获。为此,必须使课堂教学能够产生多层次、多方位的效果。多层次,能使基础好、学有余力的学生感到有收获,又有继续学习和深入钻研的空间;学习吃力的同学也能学到基本内容,并有继续学习的欲望;学习兴趣不大的人,也知道达到基本要求的底线是什么[6]。这时,课堂教学应当着力于重点内容的讲解与科学方法的分析, 力求用“ 启发式”,有意识地留一些问题让学生自行解决。布置有一定深度的问题,通过对比促使学生发现问题、适度讨论等都是可采用的方法。教师在精心备课的同时,做到心中有案,目中有人,既要考虑到学生的实际情况,又要讲究教学方法。4 评价手段考核是检查、评价学生水准和才智的一种方法,是教学的重要环节。通过它可以检测学生掌握知识的情况,检验教学质量和教学效果。为此,任课教师可建立多样化的考核手段[7]。(1)加强课堂提问 由于某些主客观原因,大学教学中一般很少课堂提问,其实课堂提问是检验学生听课效果的一种非常有效的手段,它可以使学生在上课时集中注意力,跟上教师的讲课思路。每次课可以利用五分钟对上次课的内容进行提问,由此来检验学生对于上次课内容的掌握情况,并考虑以一定的权重计入平时成绩。(2)加强平时考核 按我校规定平时成绩应占总成绩的30%,这就要求教师给学生的平时成绩不能随意。为了更好地反应学生的平时学习情况,我们在课堂上随时有可能利用十分钟的时间,让学生做作业,可以开卷,但必须独立完成。虽然用时不多,但是很能反映出学生的平时学习情况,同时,学生也会感到一定压力,上课注意力就会集中。(3)加强考试的科学性和有效性 我校在物理化学课程上已经实现了教考分离,这在一定程度上提高了考试的科学性和有效性。成绩评定是按照标准答案进行的,成绩的确定是按照科学的分析方法进行的,学生的成绩基本能呈正态分布,避免了成绩偏高或偏低的不正常现象,由于有一定的不及格率,所以对学生的学习起到了一定的促进作用。 5 结语物理化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科,对环境工程专业基础理论的作用和影响是巨大的,它在教学中占有极为重要的地位。教学是一个复杂的系统工程,是一个多体的问题,受到教师的知识水平、学生的接受能力、教学方法和教学手段等多方面因素的影响。只有不断地改进教学方法,与时俱进,才能提高教学效果,强化教学质量。 参考文献[1] 杨春荣,单静颖物理化学教学中课题式教学法的探索[J]药学教育,2006,22(2):30-[2] 薛云波环境专业物理化学教学方法的探讨[J]南京工程学院学报(社会科学版),2006,6(3):62-[3] 高贵军物理化学教学改革探研[N]张家口师专学报,2002,18(6):31-[4] 张开仕教学研究,2005,28(6):541-[5] 平措结合培养专业目标实际进行物理化学教学[N]西藏大学学报,2007,22:90-[6] 王新葵,石川,靳长德,等物理化学教学方法的探讨[J]化工高等教育,2006,3:99-[7] 周子彦,谢玉忠对提高物理化学教学
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karenhoney

化学系 化学系是我校最早成立的理科系之一,现有教职工112人,其中中科院院士2人,教授29人,副教授35人,博士生导师25人。设有化学一级学科博士点、8个硕士点、1个博士后流动站,还拥有上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室、生物电化学研究所、水环境与界面科学研究中心、药物合成研究所、药物化学研究所、《化学教学》编辑部等研究机构。 化学系历来重视教学工作,已承担多项教育部、上海市教委、学校资助的教改项目,逐步实现了“主干课程规范化,选修课程系列化,实践环节基地化,学术活动多样化”的教学运行模式,化学实验教学中心为上海市级实验教学示范中心。近五年来,化学系承担各类科研项目300多项,总经费超过6000万元。获得国家或省部级以上的各类成果奖近40余项,出版著作30多本,每年有近200篇左右的科研论文在国内外杂志上发表,科研经费和SCI期刊收录的学术论文均名列我校前茅,而且同国内外的大学和科研单位开展了广泛的学术交流和友好合作。 化学专业(师范) 本专业以现代化学教育发展为背景,依托华东师范大学师范教育学科和化学学科的优势,通过核心类专业课程和教师教育系列课程的学习,培养具有良好的科学素养和人文素养,具有现代教师教育理念,掌握现代化学基础知识和基本技能,教学实践和创新能力协调发展的中学化学教师。 专业课程:高等数学、普通物理、算法语言、普通化学原理、现代化学基础实验、无机化学、无机化学实验、有机化学、有机化学实验、分析科学与分析技术、分析化学实验、物理化学、物理化学实验、物质结构、化学工程基础、中学化学教学法及实验、中学化学实验研究、中级无机化学实验、无机合成、中学化学教育测量与评价、化学史与方法论、中学化学教学艺术讲座、专业英语、化学文献检索、多学科综合讲座、配位化学、有机合成设计、催化化学、高分子化学、有机合成及实验、现代生活化学、绿色化学(英语)、高等有机化学、中学化学教材比较、化学与人类文明、化学研究性课程开发、多功能化合物及其应用、毕业论文等。 应用化学专业(非师范) 本专业以经济建设需要为导向,培养德智体全面发展,具有良好的科学和人文素养,具有创新和进取精神,掌握化学基本理论、基础知识和基本技能,并受到基础研究、应用研究训练的复合型人才。学习内容覆盖化学制药、质量监测、功能材料等化学领域,并突出绿色化学与化工特色,培养化学化工类应用技术人才,为高校和研究所输送研究生。 专业课程:高等数学、普通物理、普通物理实验、算法语言、普通化学原理、现代化学基础实验、无机化学、无机化学实验、有机化学、有机化学实验、分析科学与分析技术、分析化学实验、物理化学、物理化学实验、物质结构、化学工程基础、化学工程基础实验、高分子化学、高分子化学实验、绿色与可持续性化学、绿色合成、无机功能材料、工业催化剂研制与开发、离子液体化学、无机有机杂化材料、生物医药高分子材料、超分子材料设计、材料结构表征与分析、高分子材料成型工艺、实验室质量控制、药物分析、工业无机材料分析、食品分析、生化分析、环境检测与分析、复杂体系分离技术、无机药物、药物化学、药物合成实验、有机合成路线设计、复杂体系分离技术、毕业论文等。

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haohao开心

摘 要:人类的生活离不开衣、食、住、行,衣、食、住、行离不开物质,任何物质与化学都有着千丝万缕的联系,因此化学与人类生活的关系十分密切,化学在人类的生活中发挥着不可估量的作用。认识和探究化学与人类生活的关系,明确人类对化学在农业、食品、能源、材料和医药等方面的有效利用,是更好地驾驭生活,提高生活质量,实现人类社会可持续发展的重要科学文化基础。关键词:化学与人类生活、密切关系、认识和探究中国科学院院长、著名化学家白春礼院士指出:“化学是研究物质的结构、性能和转化过程的科学,是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。对人类物质生活质量的不断改善发挥了不可替代的作用。”作为一门历史悠久而又富有活力的学科,化学与人类的生活有着直接而密切的关系,影响到我们生活的方方面面。充分认识这些关系,对于人类利用化学改造客观世界,创造美好生活,促进社会物质文化生活的可持续发展意义非凡。本文仅从一下几个方面认识和探究化学与人类生活的密切关系。 一、化学与农业的关系 人类对化学的认识和利用始于农业。两千多年前,人类就能够通过腐殖或燃烧植物获得肥料,通过用石灰对酸性土壤的改良,争取粮食的丰产丰收。20世纪初,人类发明了合成肥料,而后又创造了各种农药、高效饲料、肥料添加剂。特别是20世纪中叶,以土壤为基础,以植物营养为中心,以肥料为手段综合研究三者之间关系的农业化学的出现,将盆栽试验、田间试验、农业化学分析、作物营养诊断、同位素技术、仪器分析技术等化学技术应用于农业,开辟了农业生产的新天地。无论在任何时候,农业都离不开化学的支持。比如:要使农作物优质高产,就必须防治病虫害,防治病虫害在目前的条件下首选就是使用农药,而研制高效低残毒的农药必须应用化学知识。为了使农作物的果实色泽、大小、品质、风味及抗逆能力符合人们的要求,就必须对作物的生长发育过程实施人工调控,而植物生长调控剂的研究也需要化学。随着人们对生活品质的要求越来越高,对农产品的深加工,提高其附加值,便于人们对其营养成分的吸收,更是化学的功劳。 二、化学与食品的关系 食品中的三大主要营养素是糖、脂肪和蛋白质。在人体内,糖被氧气氧化后,产生足够的热量,供人们进行各种活动的需要;脂肪供给人体热量以维持体温;蛋白质是人类细胞原生质的组成部分,能够促进人体组织的生长和修补。除此之外,食品还含有多种维生素、纤维素、矿物质和微量元素,使人体得到均衡发展,增强抵抗力,抵御各种传染病。为了增强食品的营养成分,改善食品的品质,延长食品的保存期,人们往往要通过化学的手段,达到既定的目的。比如:生柿子含有鞣质,不仅涩口,还对胃肠有刺激。我们就可以把生柿子密闭在一个室内,增加室内二氧化碳的浓度,降低氧气的浓度。使生柿子在缺氧呼吸的条件下,内部产生乙醛、丙酮等有机物。而这些有机物能将溶解于水的鞣质变成难以溶解于水的物质,于是柿子吃起来没有涩味,又香又甜。在我们的生活中,制作糕点、馒头等的面团一般都要添加酵母或发醇粉进行发酵,使制成的糕点、面包疏松可口。这实质是在食品制做中应用了化学反应。酵母中的酶促进面粉中原含有的微量蔗糖以及新产生的麦芽糖发生水解;发酵粉受热时就产生出二氧化碳气体,使面制品成为疏松、多孔的海绵状。可以说没有化学就没有现代食品的色香味俱全。 三、化学与能源的关系 能源问题关系到一个国家、一个民族的长远发展。随着社会经济规模的不断扩大,以煤、石油、天然气为主的化石能源需求持续增加,给人类带来了巨大的能源压力,化学则提供了一些解决能源问题的途径。一是通过化学手段提高能源的利用率。包括:①提高石油的利用率。西德汉堡大学卡密斯库教授发现的一种新型石油化工催化剂——由钴化物和铝氧烷络合而成的固相钴催化剂,具有活性高、能迅速形成大聚合物链、可将丙烯或高级α—烯烃生成高分子量的无规聚合物、与淀粉或纤维素以及其他填料生成均匀聚烯烃复合材料、寿命长、易长期保存等优点,提高了石油化工装置的经济效益。②带动了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术是将煤在450 ℃高温和10~30MPa高压下催化加氢,获得液化油,并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。也可以对煤间接液化。将煤气化并制得合成气(CO、H2) ,然后通过F - T 合成,得到发动机燃料油和其它化工产品。二是通过化学手段发掘新能源。包括:①燃料电池。将储存于燃料(H2、甲醇等) 中的化学能转化为电能。②开发金属氢化物中以原子形式存储的氢。③研制单晶硅、多晶硅和非晶硅系列太阳能电池。 四、化学与材料的关系 材料与粮食一样,是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”,每一种新材料的出现,都是人类文明的一件大事,也是化学学科的一件大事。早在2500年前,文明的祖先就开始了金属合金的研究,1965年在湖北望山一号楚墓出土的越王勾践的宝剑和青铜编钟,表明当时的铜合金技术已经达到非常成熟的境界。盛行于唐宋时期的唐三彩体现了化学工艺在陶瓷烧结中的高超造诣。现代工业中的钢铁冶炼技术,应用了化学中的氧化还原反应原理;金属防腐技术,运用了化学中的置换反应原理。20世纪中期科学家在电子信息材料的基础上实现了电子元件的大型集成化,为电子产品的微型化、智能化、低耗能、高品质创造了条件。21世纪,人类进入了纳米材料时代,比如由6%的光肽纤维、2%的竹纤维、37%的纳米硒纤维、2%的纯棉纤维科学配置成的纳米服饰就是化学在服装领域应用的新成果。这种纳米服饰抗菌、阻挡紫外线,还含有人体必需的、体内不能生成的以纳米硒为主体的多种微量元素,具有保肝护肝、预防多种疾病的功能。化学还广泛应用于现代建筑材料的研究,08年北京奥运会的“水立方”外层覆盖的蓝膜就是材质为“ETFE”(即“乙烯-四氟乙烯共聚物”)的环保节能透明膜。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳,自清洁能力强,抗压能力强,且能起到遮光、降温的作用。 五、化学与医药的关系 化学是医药健康的基础。在中国,2000多年前人们就知道了在发生汞、铂、铬等重金属中毒时,利用牛奶、生鸡蛋白、豆浆等食物中丰富的蛋白质与重金属离子作用,减轻人体器官和血液的蛋白质发生沉淀,缓解中毒的毒性(《神农本草》)。现代医药(无论是中药还是西药)的研究几乎都离不开化学,化学遍及与医药相关的所有领域。许多医疗器材的工作原理与化学密切相关,供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧;大多数医疗习惯与化学有关,最常见的就是用酒精杀毒、灭菌。化学在医药领域最具影响力的莫过于青霉素的发明。当常规消炎药物对葡萄球菌感染束手无策时,英国细菌学家弗莱明培养这种霉菌进行了多次试验,发明了葡萄球菌的克星—青霉素。生物化学家钱恩、弗罗里、瓦尔特深化了青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化,使其抗菌力提高了几千倍同,并大规模生产出实用的青霉素。青霉素的开发成功,挽救了数以亿计人的生命。因此,弗莱明、钱恩、弗罗里、瓦尔特四人一起获得1945年的诺贝尔医学奖。目前,无数的化学家正在为人类和动物的健康从事药物化学研究,以化学为武器向癌症、艾滋病等不治之症发起冲锋。 当然,我们必须认识到,与如何事物一样,化学在人类生活中也表现出其双刃剑的属性。化学发展带来的最突出问题是对环境的污染和破坏,主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等。这些污染造成的恶果,关系到人类的延续和发展。我们应当认真研究化学这门科学,以环境保护和对人体安全无害为标准,选用无公害原料,采用无污染工艺,使化学更好地为我们的生产和生活服务。 参考文献: [1]王承静 把化学和生活联系在一起《中国教育发展研究杂志》2009年 第12期 [2]汪家全 浅谈化学知识与生活《成才之路·教育教学版》2011年第03期 [3]白春礼 化学创造美好生活——写在化学年百年纪念《知识就是力量》2011年

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莹火虫妹妹

现在这样的论文网上不是有很多吗?你看下(材料化学前沿,比较化学)等等,论文还是要自己多写写的

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天天考古

化学与人类的关系这样做嘛,应该是出现在化学系他们写的论文,如果你想要找的话,你可以到我们百度文库里面自己去搜索一下,应该会有很多你需要的。

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