材料化学的主要特点范文
时间:2023-06-21 09:44:51
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篇1
=摘 要:绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学.随着人类控制和支配自然界能力的不断增强,化学科学及其生产技术的迅猛发展和其他学科一起为人类创造了巨大的物质财富。化学教育工作者在教育过程中将绿色化学观念灌输给学生,成为化学教学新的方向。本文则主要阐述绿色化学的现代内涵以及教学意义。
关键词:绿色化学;现代内涵;教学理念;可持续发展
一.绿色化学
(一)含义
绿色化学又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。绿色化学即是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。从科学观点看,绿色化学是化学科学基础内容的更新;从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。
按照美国《绿色化学》杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
(二)主要特点
绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:
1.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;
2.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;
3.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;
4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
二、绿色化学的现代内涵
绿色化学(Green Chemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五个方面上。
(1)重复使用
重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。
(2)回收利用
回收利用可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。
(3)再生
再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始,就应考虑到有关原材料的再生利用,特别高分子材料的再生显得尤为重要。
(4)拒绝使用
拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的药品原料,拒绝在化学反应过程中使用。特别是中学化学教育教学,面对的是接受启蒙化学教育的中学生,贯彻绿色化学内涵,推广绿色化学成果显得尤为重要。
三.绿色化学观点在教育中的应用
学生是否了解绿色化学知识,掌握绿色化学的基本原则,是否可以运用绿色化学的思维方式指导生产实践,解决生产中产生的环境污染或者将要产生的环境污染。化学教育工作者在教育过程中将绿色化学观念灌输给学生,成为化学教学新的方向起着至关重要的作用。
在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育,中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。
在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法――减量、减废、回收、再生和拒用等。
绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂,绿色化学对化工生产,化学实验提出的新要求,无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用,培养学生创造性思维。
参考文献:
[1] 王佛松等编《展望21世纪的化学》化学工业出版社2000年版;90-93,158-160
[2] 顾国维主编《绿色技术及其应用》同济大学出版社1999-5;80-81
[3] 刘静玲主编《绿色生活与未来》化学工业出版社2001-5;36-37
[5] 王恩举.漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4)
篇2
关键词:绿色化学思想;高中化学教学;应用
科技以及经济的发展,同时也带来了环境污染的问题,且还在不断加重,特别是化工生产污染问题更是严重,给人们的生活环境带来了困扰,也影响了我国经济的持续发展让。针对这一问题,出现了绿色化学思想,其目的是为了减少化学生产中因不规则的技术和设施使用而生产出的有害物质,减少对环境的污染。
1、绿色化学思想的主要特点
该思想是想通过节省资源、使用无污染的化学材料,达到减少社会生产和工业生活造成环境污染的目的。其具有三点特征,首先是要使用绿色无污染的化学材料,在工业生产中原材料都是由化学元素组成,因此只有使用绿色无污染的材料,才能保证工业建设中不会给环境造成污染。其次是要减少废弃物的排放,可以有效减少对环境的污染。最后是保证化学活动产生的物质是可以被回收利用的,化学物质无处不在,可以在生产活动中带来很大的经济利益,同时也给环境及人们的健康带来损害,因此实施绿色化学思想就是为了解决这些化学物质,为建设绿色环境提供保证。
2、绿色化学思想在高中化学教学中的应用
在化学教学中,教材中并没有明显的体现出绿色化学思想,而是隐含在教材中,需要教师细心观察,在教学的过程中,能够对教材进行二次整合,掌握教材的内容,从中挖掘出其中的绿色化学思想、素材等,并将其和教学内容进行有机结合。
2.1情境创设,渗透绿色化学思想
在学习“非金属及其化合物”中的“硫和氮的氧化物”时,教师需要注重课堂导入内容的设计,这对于教学成果也具有很大影响,好的导入可以吸引学生的注意力,调动学生的学习兴趣和积极性,参与到课堂教学中。在学习一氧化氮和二氧化氮时就可以将使用多媒体将新疆和青海交界处的“魔鬼谷”的图片展示给学生看,为学生进行解说,学生还会好奇为什么叫它“魔鬼谷”,吸引学生的注意力,教师告诉学生其所以会被这样称呼,是因为经常会发生电闪需鸣风雨交加把人畜击毙的事件,但是其中的农作物却不受影响,生长状况良好,有经验的农民说是“雷雨发庄稼”,说到这学生会感到好奇,专注于教师的讲解,想知道具体的原因,这时教师就可以导入这节课的学习内容,带领学生一起打开魔鬼谷的魔盒,可以有效的提高教学的效果[1]。可以先从空气中成分最多的元素——氮元素开始,游离状态氮元素和土壤中的硝酸盐,因此会有氮元素是生命元素的说法。之后教师可以引导学生去思考工业生产中生产硝酸的过程,分析一氧化氮和二氧化氮对环境的影响,氮是一种惰性气体,但遇到高温情况下,会和氧气发生反应,生成二氧化氮,是天然的化肥,因此谷中的农作物、植物生长状况很好,这会吸引很多牲畜来进食,遇到糟糕天气时就会发生上面的事情。在这个导入事例中,让学生了解到了相关的知识,在了解二氧化氮是天然化肥,以及一氧化氮和二氧化氮会对环境造成污染之后,教师再提出减少它们造成的污染的方法,其中就体现出了绿色化学思想。教师可以以汽车尾气中的主要成分一氧化氮和二氧化氮为例,学生都知道汽车尾气也是造成环境污染的一个重要原因,因此可以和学生一起讨论去除其污染的方法,这样可以有效的让学生们树立保护环境的意识,让学生用学习到的知识解决实际中的问题,学生会有成就感,更加愿意去学习化学。
2.2在化学实验中渗透绿色化学思想
2.2.1规范实验操作,减少污染
教师的言行举止会对学生产生一定的影响,因此教师应该发挥自己的榜样作用,在演示化学实验时,要规范自己的操作,体现出绿色化学的思想,例如在结束实验后,就可以将废弃掉的材料进行回收再利用,器材要放在规定的地方进行清理,减少污染[2]。
2.2.2实施微实验,降低成本
除了要将实验中废弃的材料进行回收再利用之外,还需要满足化学实验的基本要求,要实现低能源、低消耗。因此在实验的过程中,要尽可能少的使用实验剂量,从而减少污染。比如在学习制造氯气时,为了减少污染,就可以使用微视频、多媒体等手段,将其制作方法、实验步骤、现象以及结果等通过这样的方法展现给学生观看,这样的教学模式,可以丰富教学资源,也将绿色化学思想渗透到教学中,新的教学方法,也会让学生感兴趣。
2.2.3改进实验,封闭实验
化学中有一些实验是有毒的,比如氯气、二氧化氮、二氧化硫、氟化氢、硫化氢、一氧化氮等气体都具有毒性,还有一些酸,如硝酸、硫酸等,苯胺、硝酸化合物等,都会产生污染,因此在进行此类实验的时候,就需要保证实验室是封闭的,能够尽量的减少污染。另外,在试验中,尽可能的不用或少用挥发性的有机物,例如浓盐酸、浓氨水以及甲醛等,绝对不要使用风险试剂,例如嗅水、汽油等,在实验中要将绿色化学的思想渗透到各环节中,减少对环境的污染。
3结束语
当前对环境保护的问题,人们都非常重视,在高中的化学教学中渗透绿色化学思想是非常必要的,既是促进素质教育改革的关键,又是实现我国绿色环境的要求,在新课标的背景下,高中化学教学需要改变教学方法,让学生树立保护环境的意识,减少化学材料的使用,减少污染,因此教师应该从生活中以及教材中多去挖掘有效的化学教学素材。
作者:陆春竹 单位:广西民族师范学院附属中学
参考文献:
篇3
关键词:高校化学教育;绿色化学理念;实践应用
随着现代科学技术的不断进步,人们对大自然的认识也更加全面,不断增强和改造大自然的能力,可以避免许多问题。如现代社会过度开发资源、排放废物造成的污染问题,对人类的生存环境造成破坏,而原自然环境中的原生态结构与组成体系,在几千年来与人和谐相处,其中可能存在的不良生态现象包括温室效应及水污染等,会加剧人类与自然生态环境之间的矛盾。现代高校在化学教育中重视对绿色化学理念的应用,可以培养学生更好的环保意识,真正实现绿色化学理念的应用。
1高校化学教育中的绿色化学理念
现代社会的高速发展面临着资源高消耗的问题,随着人口数量的提升,人们占有的资源总数有限,我国在社会发展中最大的矛盾就是经济的增长与环境的破坏之间难以达到平衡,限制人均的资源消耗可以保护目前的生态环境,能够最大限度地降低人们对自然环境的破坏。工业的发展在经济发展中起到举足轻重的作用,关系到国民经济的整体发展,学生所熟悉的化学工业可以为其他行业提供源源不断的科学产品及技术支持。绿色化学提倡在生产中不要使用有毒有害的物质,更不要产生过量的废弃物,要对生产产生的废弃物进行科学处理,加强对环境污染的防范与控制。从某种层次来说,绿色化学是一个具有更深层次的化学理念,从其定义中就可以看出绿色化学理念是具有可持续发展的作用。绿色化学理念引导现代人更加重视环境保护工作,如美国在1996年曾经举办过“总统绿色化学挑战奖”,就是美国高等化学教育中关于绿色化学的教学计划,鼓励人们敢于探索绿色化学的应用范围,加强对绿色化学的实践研究。从各方面的资料中都可以看出,我国高校的化学教育要想获得长久的发展,需要将可持续发展和科学挑战等特点凸显出来,借鉴其他各国的成功经验,以培养具有环保思维的复合型人才[1]。
2高校化学教育中的绿色化学理念的应用思路
2.1追求高效的目标。基于目前科学技术与生产基础之间的关系,采用无害、无毒的原材料替代有毒、有害的原材料,对生产工艺的流程加以改善,可以开发“原子经济性”的反应,最大限度地节约和转化原材料的效率,尽可能实现工业生产的零污染排放。高效的核心思想是尽量减少原材料的用量,可以创造出更多的成品,提升材料的转化率是体现高效的用法。我国在指定机构排放污染物的标准时,以化学工业的生产操作流程作为前提,对实际的生产做出了具体的排放量要求。2.2开放“原子经济性”。“原子经济性”的反应属于理想化的反应,是将原料分子中的原子经济性反应转化为产物的形式,来实现废物的零排放目标。从我国目前各大化工行业的发展来看,尤其是有机原料的生产过程中,已经推行了“原子经济性”反应的方式,如乙烯、丙烯的聚合反应,还有一部分有机原料采用原子经济反应的形式进行生产,如环氧乙烷的生产过程[2]。2.3推行无毒无害的溶剂。在现代化学的制造中,所出现的污染问题不仅是从产品和原料引发的,还包括制作过程中采用的部分物质。如反应制造过程中采用的介质与溶剂,都可能会产生污染情况,多数的溶剂都是具有挥发性质的有机化合物,使用过程中可能导致水资源污染的情况或是地面形成臭氧。所以现代工业要努力推行无害无毒的溶剂,替代原有的有毒有害溶剂的生产应用,而这一方面内容也是绿色化学的重点研究内容。先前研究的超临界流体,学者关注临界中的二氧化碳,其优点在于无毒无害而且成本低,且不具有可燃性,所以化学生产中的安全性较高。2.4加强材料的回收与重复利用。绿色化学理念是降低资源的消耗,充分利用资源可以降低企业的生产成本,加强材料的回收与资源的重复利用,都是将资源节约型作为主题,能够更好地改善工业企业的经营结构,优化其经营模式。在短时间的自然环境中,各类材料是难以回收的,所以企业可以通过重复利用的方式,对污染程度较高的化学制品做好回收工作,如常见的电池,若废旧电池随意丢弃在环境中,那么在电池经过腐蚀以后就会危害环境。倡导材料回收利用的绿色化学应用意识,也是开展绿色化学应用的有效途径。
3高校化学教育中的绿色化学理念的实践应用
3.1培养学生辩证统一的思想理念。现代人秉持着“先污染后治理”的工业发展原则,只会导致人与自然之间和谐相处的关系遭到破坏,绿色化学理念是以全新的方式,抓住环境污染的源头,分析工业生产中污染问题的成因,避免化学造成的环境污染问题。也就是说,绿色化学理念是从生产的源头出发进行的无害化化学实践,而其中也特别强调了绿色化学理念的全新应用,并不是对传统的化学方式进行全盘否定,绿色化学理念肯定传统化学方式的一些有利之处,但现代人也要将客观事实作为依据,坚持可持续发展的理念,将辩证主义唯物观作为发展的前提,吸收传统化学的精华部分,使之与绿色化学理念能够充分的结合,逐渐消除人类健康与生存环境之间的危害因素,实现工业生产与自然生态环境之间的协调共存,凸显出绿色化学理念的真正价值[3]。3.2培养学生对生命的尊重和爱护。现代社会经常发生食物中毒的事故,根据社会的不完全统计,我国近三年发生的食物中毒事件中,造成死亡的人数已经达到了四万人,其根本原因就在于农药的过度使用及剧毒残留等。高校化学教育中的教材内容涉及了农药的知识,如学生们较为熟悉的DDT、六六六及有机磷农药等,在现代农业生产种植中广泛应用,原作用在于杀虫和除草,以提升农作物产量,但是由于基层的农业生产者对农业的认知不足,无法准确把控农药的使用量,所以就容易发生农作物中农药含量超标的问题,对人类与牲畜的健康造成了极大威胁。这些具有高毒性的危害性农药正逐渐被植物生长调节剂与内源性的昆虫激素等试剂取代,植物生长调节剂与内源性昆虫激素的生物性更强,降低了化学药剂对环境的污染程度,属于新型的农药形式,不仅不会对环境造成污染,还可以避免基层农业的农药质量优劣参半的情况,也不会造成益鸟、益虫死亡。教师在教学中可以为学生列举出具体的绿色化学农药的教育实例,增强学生对环境的保护认知,提倡学生运用绿色化学理念爱护自然界的生命。3.3培养学生对正确发展观的认知。高校化学教育工作要始终坚持可持续发展的科学观念,为学生树立正确的人生观、价值观与世界观导向,将绿色化学理念更好地渗透到高校化学的教学工作之中。高校化学教育的课堂教学工作要体现出绿色化学理念的原则性,使学生明白在发展现代经济、推动工业生产进步的同时,不能将牺牲环境作为发展的代价,而且地球上的能源和资源都是有限的,许多不可再生资源一旦用尽,将会对人类社会造成巨大的影响,所以现代人要学会珍惜现有的能源资源基础。如在高校化学教育中“烯烃与溴的亲电加成”的教学,教师对联结电子取代基的烯烃与溴的加成反应进行详细的讲解,烯烃可以作为麦克尔受体,在阳光条件下和溴发生自由基的加成反应,此处的能源绿化就体现在对太阳辐射能的利用,能够解决化学能源的污染性,降低温室效应的影响。经过以上绿色化学实例的教育,学生对环境保护的认知更加明确,也能够珍惜能源等问题,并逐步加强学生的社会责任感。3.4培养学生绿色化学的创新意识。绿色化学理念的应用是对传统高校化学教育的一次重要革新,将化学理论作为基础的教学内容,将绿色化学理念融入其中并进行适当的创新,可以推动绿色化学理念的应用与高校化学教育的实践性。如在有机化学的相关知识中,多数的教材在介绍浓硫酸作为催化剂时,只重点说明了催化反应,但并没有具体说明作为催化剂使用的浓硫酸在反应的过程中存在的其他问题。浓硫酸可能会腐蚀设备、产生大量的无机盐废弃物,如果教师在本部分的知识教学中从多个角度讲解提升产物收率的方法,对学生的思维进行引导,则可以获得良好的教学效果。学生通过收集资料和查找资料得出了一些具体的方案,可以通过运用高效的催化剂替代浓硫酸参与反应,如杂多酸、固体超强酸、无机路易斯酸等。建议使用绿色的溶剂进行实验,或是用微型实验替代传统实验,从实际情况出发,鼓励学生通过实践活动来验证关于绿色化学理念的猜想,可以拓宽学生的思维,培养学生在高校化学学习中的创新意识。3.5培养与社会发展相适应的人才。绿色化学理念的主要特点在于对原子经济性反应的研究,可以通过选择净化原料、推行无毒无害溶剂与催化剂、倡导环保等方式来应用绿色化学理念。现代企业更要重视生产中造成的污染,将治理污染的费用应用于绿色化学成品的技术研究中,抓住污染源头的生产技术问题,将环境污染之源扼杀,可以促使现代企业形成良好的环境保护作用。在高校的化学教学中许多知识都体现了这样的教学重点,如选择氧化的反应类型,教材中列举了大剂量的强氧化剂K2Cr2O7,但在工业生产中应用催化氧化H2O2或者O3,是可以达到良好的清洁效果的,而且产率较高,不易出现“三废”的情况。这些案例都属于绿色化学教育实例,在高校的化学教育中应让学生明白科学技术拥有的市场竞争力,推动绿色化学理念的应用,才能促进现代工业的可持续发展。
4结束语
在追求经济高速发展的现代,整体的大自然环境也面临着生存压力。为此,将绿色化学的理念应用于化学工业中,可以从源头开始控制污染、防范污染。绿色化学是以“无害”为基础的环境化学,通过应用先进的化学技术手段可以消除那些对人类健康有影响,或是对环境有影响的原料及副产品。化工生产中的催化剂、溶剂的使用,都要围绕绿色化学的理念进行,可以有效地控制环境污染程度。而高校的化学教育者也要更全面地解释绿色化学理念的内容,使高校的化学教学工作能够真正作用于环境保护。
参考文献
[1]符臣敏.高校化学教学中绿色化学教育的探索应用分析[J].智库时代,2019(44):193,196.
[2]夏春涛.高校化学教育中绿色化学理念的渗透[J].化工设计通讯,2018,44(9):165.
篇4
关键词: 绿色化学 经济 环境 可持续发展
传统的化工生产为人类生活提供了必须的能源和物质基础,对人类社会的进步作出了巨大的贡献,但是由于化工原料大多含有有毒有害,对环境造成了不可避免的污染,危及生态正常平衡,进而反过来阻碍了经济的发展。为应对21世纪环境污染的挑战,绿色化学已成为关键,是可持续发展战略的必然选择,它是人类及全球环境安全的保证,是当今国际化学与化工的前沿。
1、化学对经济发展的巨大贡献及产生的问题
人类发展进入了20世纪,随着有机化学工业的发展,石油、天然气生产的急剧增长,使得化工污染越来越突出,环境问题日趋严重。尽管化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步作出了巨大的贡献,化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域,但另一方面,化学品的大量生产和广泛应用,给人类生存环境带来越来越大的负面作用。到现在为止,全球十大环境污染事件中就有九件和化学有关,1968年日本米糠油事件先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡,人们没深究毒的来源,继而在北九州一带有13000多人受害,这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而生病的,病人开始眼皮发肿,手掌出汗,全身起红疙瘩,接着肝功能下降,全身肌肉疼痛,咳嗽不止,这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。1984年印度博帕尔事件是由于美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱,操作不当,致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄,45吨毒气以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区,死亡近两万人,受害20多万人,5万人失明,孕妇流产或产下死婴,受害面积40平方公里。化学产品的不当使用让人类为之付出沉重的代价,不得不在发展经济的同时支付巨大治理环境和医疗卫生成本。所以,在经济高速发展的今天,环境污染问题越来越受到世界各国的重视,成为世界各个国家共同研究的课题之一。
2、经济可持续发展
保持社会经济的可持续发展已经成为我国的国策。1987年《我们共同的未来》一书发表,提出了“可持续发展”最经典的定义:“满足当前的需要但不损及后代满足他们自己的需要”。我国化学工业总产值居世界前列,但人均化工产值仅为世界平均的1/4;我国化学工业总能耗为美国、加拿大、墨西哥三国之和的4.1倍,但产值相当三国之和的1/4;我国万元产值水耗为美国的3.5倍,而万元产值的污染物排放强度是美国的近百倍。从上面的数据可以看出,我国化学工业经济增长很大程度建立在大量消耗能源及原材料的基础上,很多是以牺牲环境为代价的,这并不利于社会经济的可持续发展。
3、绿色化学是可持续发展战略的必然选择
3.1化学与化工在现代社会中仍然是必须的
有人说,化学是环境污染的源头,主张彻底废弃化学工业。但是不可否认,化工产业在21世纪仍是全球经济中强大的传统基础产业之一,对社会经济的发展起着举足轻重作用。根据英国化工协会对全球化学品的统计和预测,2010年化工产业将达到2.04万亿美元(是2000年的1.42倍)产值,仍将一直保持较高的平均增长率。美国化学工业是美国少数具有正的贸易顺差的制造工业之一,它获得的附加值占美国全部制造业的1/3。
3.2 环境污染的治理需要耗费大量人力物力
环境污染的治理包括水污染的治理、大气污染的治理、土壤污染的治理及环境污染的预防等,虽然当今的化学污染防治已取得了巨大的成绩,例如发展了新的灵敏分析监测手段来测定环境中的污染物;发明了化学方法处理废弃物;减少了废弃物的排放等等,在治理环境污染方面已取得了一定的进展。然而多年来解决化工生产过程中产生的废弃物,有毒有害物质的大量排放问题,基本上是治标不治本,所需费用昂贵且日益增长。因此,我们需要大力研究与开发绿色化学,从根本上解决环境污染问题,以实现社会经济的可持续发展。
3.3 绿色化学的定义及重要性
“绿色化学”是在20世纪90年代提出的,“绿色化学”又称为无害化学、环境友好化学和清洁化学。绿色化学是指以绿色意识为指导,研究和设计环境负作用没有或尽可能小的,并在技术上,经济上可行的化学品与化学过程。Anastas等在《绿色化学理论和应用》一书中提出了绿色化学十二条原则,从这十二条原则中可以看出绿色化学的核心是利用化学知识和技术预防污染,从源头消除污染,避免或减少废物的产生。例如,丹麦的卡伦堡生态工业园区就是实践绿色化学理念的典范,该工业园的燃煤电厂位于这个工业生态系统的中心,对副产品和废物进行了综合利用。并且将除尘脱硫的副产品工业石膏,全部供应附近的一家石膏板厂作原料。同时,还将煤灰出售,供铺路和甗产水泥之用,药厂处理的淤泥被送到附近的农场作为肥料,炼油厂产生的火焰气通过管道供石膏厂用于石膏板生产的干燥使用。一座车间进行酸气脱硫,生产的稀硫酸供给附近的一家硫酸厂,炼油厂的脱硫气则供给电厂燃烧。电厂向炼油厂和制药厂供应发电过程中产生的蒸汽,使炼油厂和制药厂获得了生产所需的热能,通过地下管道向卡伦堡全镇居民供热、加热温室并给养鱼厂供暖,由此关闭了镇上3500个燃烧油渣的炉子,减少了大量的烟尘排放。
4、总结
绿色化学是废物不产生或少产生、不再有或仅有少量废物处理,是更高层次的化学,其主要特点是“原子经济性”,即在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现 “零排放”,进而可以充分利用资源,同时不产生污染。绿色化学可变废为宝,使经济效益大幅提高,既有利于化学工业的发展,又极大地减少了环境污染,有利于社会经济的可持续发展。
参考文献:
篇5
关键词 实验教学;化学;实验材料
中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)31-0139-02
化学是一门实验科学,进行实验是化学教学的主要手段。因此,通过化学实验能让学生客观了解化学现象,科学揭示化学的本质。实验能有效激发学生学习化学的兴趣,培养学生的观察能力,调动学生积极思维,培养学生的创新能力,提高学生的实践技能。化学实验的重要地位,要求充分重视实验教学,努力寻找提高化学实验质量的良方,以提高学生的综合能力和科学素质,更好地适应时代和社会发展的要求。笔者认为优化化学实验教学,需要抓好以下几个关键环节。
1 搞好实验教学的前提是教师要把握好实验教学的备课关
要过好实验关,不论是实验教师还是任课教师,新教师还是老教师,都要精心研究实验,细心准备实验材料,提前进行实验的试做。最为关键的是要备好实验课,备课时要求做到备实验仪器、药品、材料;备实验方法和步骤;备实验教学需要的辅助媒体;备实验注意事项;备预期实验现象;备实验过程中实验仪器可能出现的故障和排除方法;备实验时安全事故的防范措施及应急处理方法等。其次,是要提前试做实验,即使最常规、最简单、最容易操作的实验,教师在课前也至少要试做一次,通过试做实验,掌握这套仪器的性能特点、试剂的性质及用量、实验方法、实验所需时间、实验成败的关键,以及周围环境、条件对仪器性能、实验效果的影响及对应措施。对那些演示效果较差、不太成功的实验,要进行彻底的分析,从头开始,找到失败的原因,保证上课时每个演示实验都能顺利完成,出现预期的实验效果,起到演示、启迪和示范的作用。对可观性差的实验,进行研究改进,采取变通的方法或自制教具增强实验效果。对学生分组实验,要进行科学合理的安排,积极创造条件,确保按期完成。
2 搞好实验教学的关键是教师能在实验教学中高质量地通过演示关
演示实验,顾名思义,就是教师和学生同时完成的实验活动。它是一种“双边活动”,通过师生的配合完成演示实验,通过全员的共同观察,掌握化学实验的操作技巧和注意事项,分析实验现象产生的原因,了解化学的本质,从中掌握化学基本原理,解决化学学习过程中的难点。做好演示实验,教师必须做到以下几点。
2.1 明确演示实验目的
有了明确的教学目标,才能设计相应的教学方法。化学实验教学更应该是这样,对于每一个演示实验,师生必须有明确的演示目的,弄清楚演示这个实验要完成哪些教学任务,解决哪些教学中的问题。通过演示实验,让学生掌握化学实验仪器的使用方法,掌握相关的操作技巧,学会如何去观察实验现象,如何分析实验现象得出结论等。有了明确的演示实验目的,教师在演示时就会有目的地去操作,设计相应的环节,突出要解决的问题,做到有的放矢,使学生观有所获、思有所得,很好地完成教师的演示实验的任务。
2.2 严格操作,发挥教师的示范作用
演示的效果就是要起到示范引领的作用。在演示实验时,教师的每个操作要领学生都历历在目,学生也会在自己的实验中按照教师的演示进行模仿。因此,教师的演示过程必须做到科学规范、步骤合理,尤其是在化学实验中药品的取用、药品或试剂的滴加、实验仪器的放置等细节方面,更应该科学准确,万无一失。尽量避免一些不符合规范甚至违反操作规程的举动,如教师用手拿砝码,药品随地倾倒,用手拿药品等,否则会对学生造成极坏的影响,或者发生不应该有的事故。
2.3 注意演示实验改进,增强实验直观性
演示实验时,要保证每个学生都能观察清楚。对一些现象不明显,可见度小的实验,要考虑用辅助材料,如观察气体和溶液的颜色用白纸屏,观察溶液混浊用黑纸屏。例如,展示钠的物理性质时,把钠切开让学生观察钠的颜色和光泽,因钠很容易被氧化而不易让全体学生观察到,教师可以用两块玻璃片,中间放一块去掉表皮、干净的金属钠,然后用力挤压,使金属钠在两块玻璃片之间形成一个大薄片,让学生观察,教学效果很好。
3 落实实验预习和实验报告制度,确保学生实验教学效果
3.1 预习
每次学生实验前,任课教师必须首先指导学生认真阅读实验内容,明确实验目的、要求,掌握实验原理、方法和步骤,根据实验内容和原理做好实验设计;其次是指导学生认真思考实验操作的关键和要领,懂得应该怎样正确地、合理地进行操作和为何要这样操作的道理,从而加深对实验原理的理解;三是指导学生怎样观察实验现象,怎样正确读数,记录数据,怎样进行计算和分析,得出实验结论,写好实验预习案。通过这种方式的学习,可以使学生养成良好的学习习惯,形成良好的学科素养,做到实验前必须了解整个实验的情况,在实验过程中能灵活应对,高质量地完成实验。
3.2 实验
实验时要做到:1)教育学生严格遵守仪器使用规则、操作规程和安全守则;2)指导学生养成良好的实验卫生习惯,实验过程保持严肃认真,切莫把实验当儿戏;3)对学生实验的基本操作严格要求,要求学生在实验时必须做到一边实验一边观察,同时要做好记录,小组合作,分工完成任务,该思考的地方应及时思考,科学完成每个实验环节;4)及时启发学生思考,找出实验中所遇问题的解决办法,发现典型要及时鼓励,发现问题要及时矫正,并引导学生分析原因,明白道理;5)实验结束时必须清洗仪器,并物归原处,以确保实验能有条不紊地进行。
3.3 填写实验报告单,及时进行反思和总结,提高实验技能
实验报告单具体内容有实验目的、实验原理、实验方法步骤、实验过程记录,包括现象、分析、原因解释以及相关的化学方程式、实验的结论或数据处理结果、实验讨论。学生通过书写实验报告,不仅可以巩固加深基础知识和实验操作,而且能培养分析问题、解决问题的能力。
3.4 加强实验习题课的教学,培养学生勇于探索的精神
为了使实验习题课的教学落到实处,对每次实验习题课的时间、内容和准备等方面进行精心安排。例如,化学必修本的第一册实验八共有6道习题,规定第3、第6题为各小组必做题,其余4题分成4组分别完成,要求在两节课内完成。第一节课组织学生以实验组为单位,对全部习题的实验方案进行讨论交流,确定最佳方案,然后由组长抽签定下各组所做实验。第二节课凭实验预习单进实验室进行实验操作,教师巡视指导,发现问题及时纠正。实验结束后各组派代表谈实验的收获和体会,以便共同提高。总之,这种以“讨论—抽签—操作—总结”为主要特点的实验习题课的教学,有利于培养学生的求异思维和勇于探索的精神。
实验教学是一个复杂的综合性的过程,它的每一个环节直接影响学生创新精神培养和实验教学质量的提高。通过优化化学实验教学的几个关键环节,既培养了学生的自学能力、实验能力,又发展了学生的观察能力、思维能力,对提高教学质量大有益处。随着高中新课程的改革与实施,教师应与时俱进,不断探索优化化学实验教学的途径和方法,促进素质教育的全面实施。
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1. 发挥教师“教”的有效性
(1)提高教师课前备课的有效性
有效的课前备课,是实现有效课堂教学的前提和关键。新课改下的化学课堂教学要求结合实际,改革备课形式,丰富备课内容,进行有效备课。其中备课包括备教材、备学生、备板书、备教具等。教师在备课时,在确定课堂教学目的和要求的基础上,首先要备教材,即要从整体上认识教材,并用联系的观点分析教材,在理解的基础上读懂教材,通过反复阅读教材并查阅有关资料,了解教材编写的指导思想,主要特点,结构体例,了解教材的每个单元和每节课的教学目标,重点、难点。其次要备学生,从学生角度来设计课程,要考虑学生的年龄特点、个性特点和已有知识水平,考虑到学生的接受能力,激发学生的学习兴趣。最后教师备课时要特别注意板书及教具的提前构思和准备,确定板书及教具的书写和使用,有效提高课堂效果。
(2)课堂有效教学要注重多环节激发学生的学习兴趣
①教师教学课题导入要注重有效性
“良好的开端是成功的一半”,好的教学课题导入方法,能激发学生的学习兴趣,凝聚学生的注意力,发挥较强的思维启发性作用。例如,高二化学课程中“原电池原理及其应用”教学课题的导入,可从伏特发明电池的经过开始,从伏特用青蛙做实验,找到“动物肌肉里贮存着电”的秘密所在,再以伏特用两片不同的金属在自己的舌头上做实验、体味口中的滋味的事例为例证,以讲故事的方法引入课题,可以比较有效地激发学生的求知欲,使学生对后面的演示实验格外有兴趣,同时也真正理解了原电池产生电流的原理,这样使教学充满趣味性,在生动的演示与讲解中进行教学,就能引起学生的求知欲,以便提高课堂教学有效性。
②教师要充分利用现代化教学工具,激发学生的学习动机
现代教育注重以培养创新精神和实践能力为核心的素质教育。
因此,课堂教学要根据由具体到抽象的认知规律和中学生的心理特点,充分利用投影仪、录像、计算机等现代教学设备以图像、动画、影像、声音等多种媒体来辅助教学,逼真地表现事物的存在和动态变化,以吸引学生的听觉和视觉,帮助学生由感性认识向理性认识过渡,达到激发学生学习动机的目的。例如,在学习“原子结构”时,可以先播放一段原子弹爆炸的录相,然后引导学生:原子核能威力强大,要了解原子核能首先得知道原子及原子核的结构,之后用多媒体模拟原子及原子核的结构,再用动画模拟原子核外电子的运动,最后用动画方式模拟氢核聚变和重核裂变的过程。 转贴于
(3)高中化学课堂有效教学要充分发挥实验的有效性
演示实验是化学课堂教学的重要组成部分,化学课堂讲授的有效性主要依赖实验功能的发挥;是学生获取知识、活跃思维、激发兴趣、培养能力的重要手段。因此,教师要充分重视实验功能的有效发挥,充分利用实验教学以发挥课堂教学的有效性。例如,在学习“盐的水解”时,首先安排学生做了在醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐的水溶液中分别滴入石蕊试液的分组实验,让学生仔细观察颜色的变化。酸和碱能使指示剂变色,有些盐为何也能使指示剂变色?实验可以使学生情绪高涨、兴趣油然而生,教师便可以因势利导,让学生继续探索新问题。
2. 发挥学生“学”的有效性
有效教学理念下学生的“学”当然不能一成不变。在对教师“教”的有效性认识和策略有所理解的同时,更要发挥学生的学习主体作用,探索学生“学”的有效途径,发展多样化的学习方式,本文将总结两种有效“学”的方式,以供参考。
(1)学生要学会在研究中学习 —— 研究性学习方式的探索
研究型学习方式主要是学生通过联系社会实际,通过亲身体验进行学习,以培养学生的创新能力和实践能力。高中新教材第一册、第二册附加了5-6个选做实验,这些实验的共同特点是实验用品都来源于生活中常见的物质,比如天然水的净化、海带成分的检验、化学肥料的鉴别等。从实际生活出发,从身边熟悉的物质入手,激发学生浓厚的兴趣,提出问题,亲自设计实验过程,再通过自己多种多样解决问题的方法展开研究性学习,获得直接知识和情感经验。相信在这个过程中,不仅仅是让学生学会了知识,更多的是培养学生解决问题能力、与人交流和合作的能力、总结归纳能力、养成科学的学习态度和研究态度,因此研究性学习应该是值得我们探讨的一种学习方式。
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【关键词】微课教学;物理化学实验
随着信息与通迅技术快速发展,与当前广泛应用的众多社会性工具软件(如博客、微博、Facebook、Youku、Tudou等)一样,微课也将具有十分广阔的教育应用前景。对教师而言,微课将革新传统的教学与教研方式,突破教师传统的听评课模式,教师的电子备课、课堂教学和课后反思的资源应用将更具有针对性和实效性,基于微课资源库的校本研修、区域网络教研将大有作为,并成为教师专业成长的重要途径之一。对于学生而言,微课能更好的满足学生对不同学科知识点的个性化学习、按需选择学习,既可查缺补漏又能强化巩固知识,是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。特别是随着手持移动数码产品和无线网络的普及,基于微课的移动学习、远程学习、在线学习将会越来越普及,微课必将成为一种新型的教学模式和学习方式,更是一种可以让学生自主学习,进行探究性学习的平台。物理化学实验是高等院校化学、化工、应化、轻化、材料、环境等工科类专业的一门重要的基础实验课,结合微课教学的特点,在物理化学实验教学过程中应用微课教学,提高实验的教学效果。
“微课”是指教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点(重点难点疑点)或技能等单一教学任务进行教学的一种教学方式,具有目标明确、针对性强和教学时间短的特点。
核心组成是课堂教学视频(课例片段),同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅教学资源,它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。因此,“微课”既有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源,又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。
“微课”教学的的主要特点:(1)教学时间较短:教学视频是微课的核心组成内容。“微课”的时长一般为5~8分钟左右,最长不宜超过10分钟。物理化学实验课的特点主要是利用仪器进行实验的测定和分析,学生在掌握好原理部分的前提下,利用实验仪器来分析得出结果。实验的主要难点集中在实验操作部分,每一个实验代表每个实验的特色,操作方法都不一样。物理化学实验授课的过程是四个不同的实验同时授课,所以老师在授课的过程中要求在短时间内把实验仪器操作部分以及实验过程和结果处理部分都要给学生讲清楚,所以微课教学可以应用在物理化学实验的操作和实验的数据处理部分,更能直观的呈现给学生,让学生短时间掌握实验的整个过程。(2)教学内容较少:相对于较宽泛的传统课堂,“微课”的问题聚集,主题突出,更适合教师的需要:“微课”主要是为了突出课堂教学中某个学科知识点(如教学中重点、难点、疑点内容)的教学,或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的教与学活动,相对于传统一节课要完成的复杂众多的教学内容,“微课”的内容更加精简,因此又可以称为“微课堂”。每一个物理化学实验的操作部分可以做成动画视频,让学生清晰的熟悉每一步的操作过程,以较短的视频影像直观的呈现给学生。对于数据的处理可以利用origin作图软件在电脑上给学生进行操作,或者是让学生自己课后自学,提高学生利用作图软件处理数据的能力。(3)资源容量较小:从大小上来说,“微课”视频及配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右,视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式,师生可流畅地在线观摩课例,查看教案、课件等辅助资源;也可灵活方便地将其下载保存到终端设备(如笔记本电脑、手机、MP4等)上实现移动学习、“泛在学习”,非常适合于教师的观摩、评课、反思和研究。物理化学实验课采用ppt讲解原理的授课方式,学生可以结合老师授课的课件和物理化学的理论部分充分理解物理化学实验的实质,操作部分采用动画的形式进行演示,数据处理部分利用电脑给学生进行演示。(4)主题突出、内容具体。一个课程就一个主题,或者说一个课程一个事;研究的问题来源于教育教学具体实践中的具体问题:或是生活思考、或是教学反思、或是难点突破、或是重点强调、或是学习策略、教学方法、教育教学观点等等具体的、真实的、自己或与同伴可以解决的问题。(5)成果简化、多样传播。因为内容具体、主题突出,所以,研究内容容易表达、研究成果容易转化;因为课程容量微小、用时简短,所以,传播形式多样(网上视频、手机传播、微博讨论)。(6)反馈及时、针对性强。由于在较短的时间内集中讲解,参加者能及时听到他人对自己教学行为的评价,获得反馈信息。
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关键词:新课程 教师素质 方法和途径
新课程要求教师具有健全的人格、较高的综合素质、一定的技术素养。教师素质的全面提高是实施素质教育的基本保证。如何提高中学化学教师的思想品德、业务文化、身体心理等自身素质,适应新课程改革的要求,谈一下笔者的看法。
一、提高知识素养
化学教师的知识素养是其从事化学教育工作的前提条件,而新课程改革更是需要教师要有复合型的知识素养。也就是说,在体现教师专业素养特征的同时还应该显示出其学科专业特征,即既要有精深的专业知识,又要具备较为广博的其它文化知识和教育学科知识,从而形成一种专业知识扎实、覆盖面宽广的知识结构体系。
1.化学科专业知识。丰富的学科专业知识是化学教师搞好教学所必备的先决条件之一。中学化学教师应具备的学科知识包括学科的体系框架、学科中各逻辑知识点的内容以及学科所需要的技能知识等。面对新课程,中学化学教师对学科知识的掌握应达到以下三个不同层面:首先要对学科知识的完整体系有一个比较清楚的理解,能够正确熟练地掌握本学科的每个概念和原理;其次要了解和掌握与学科内容有关的背景知识和材料,以加深对本学科教育教学的理解;最后还要了解本学科产生和发展的背景知识及其发展的趋势,以便教师开展更为有效的教学活动,促进学生对化学学习的主动性。
2.其它科学文化知识和工具性知识。 教师应具备较广博而深厚的科学文化基础知识,即具备语文(包括外语)、数学等基础工具课的基本知识;具备社会政治、经济、法律、历史、师德规范等人文社会科学的基本知识;具备普通物理、普通化学、生物、天文、人体和地理环境等自然科学的基本知识,并在广博的基础上,向某一领域的精专发展,而形成博专统一的金字塔式的知识结构体系。教师应具备较深的教育科学理论与实践的基础知识,即教育学、教育哲学、教育心理学、各科课程及其教材教法理论与实践、教育评价、教育科研与决策等方面的一些基本知识,以及其他新兴教育理论基础它是指导教师认识和掌握教育的内在规律及基本原理,不断更新教育观念,正确实践教学过程,推动教育事业发展的理论根据。教师应具备现代信息情报的搜集、整理、应用的基础知识;应懂得计算机基本原理,计算机处理技术和传输技术。
二、更新观念、努力进取
1.注入爱心,改善师生关系。尊师是一种社会美德,但把学生永远置于被支配的地位就出现了偏颇,这有碍于学生独立人格的教育,束缚了学生的创新意识、创造能力的发展。因而,这就需要教师爱生如子,既不应因学生的家庭地位、家庭状况不同而不同,更不应因教师与学生家庭私人关系交往的程度不同而不同。教师对学生的爱不是一种不看对象的盲目、抽象的爱,而是一种在深入、细致地了解学生的基础上,针对每一个学生具体的情况而赋予的具体的爱。教师应改变那种“师道尊严”的观念,既要尊重学生,保护学生,又要严格要求,耐心教导。尊重学生应成为新世纪教师工作的出发点,包括尊重学生的需求、学生的现有状态,学生发展潜力和现实的可能性。尊重不是放任,目的在于促进学生全面、主动、健康发展。因此,教师对学生的关心、理解、尊重必然换来学生对教师的尊重和爱戴,并能把这种爱迁移到学习上。
2.改变角色、增强服务意识。教师在新课程中的最大变化是角色的转变,教师将不再只是知识的传授者和课堂的管理者,而是学生发展的旁观者、指导者和促进者。这就要求教师增强服务意识,帮助学生确定适当的学习目标,并确认和协调达到目标的最佳途径;指导学生形 成良好的学习习惯,掌握学习策略及发展能力;创设丰富的教学情境,激发学生的学习动机和学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。
3.勤于学习、树立课改意识。化学教师要认真学习《化学课程标准》,了解它的主要特点和功能。如:课程标准突出强调要改变学生的学习方式;强调化学与科学、技术和社会相联系;重视并强化评价的诊断、激励与发展功能;强调培养学生的科学素养等。熟悉教学内容、目的、要求及教学中应注意的问题等。这样有利于转变教师的教学理念,提高教师适应课堂的能力。
4.树立终身学习的理念。在目前教育环境中,化学教师不仅要加强专业知识的学习,而且更要加强学习现代教育教学理论及《教育学》、《心理学》、《素质教育观念学习提要》等,它们会使教师琢磨出符合学生心理特点的教学方法,符合学生的"最近发展区",提高教学效率。
三、专业化发展的主要方向
中学化学教师专业化发展的主要方向应是:与新课程同行——转变教师角色,学会新的专业技能。
1.掌握新的技能。教师应学会关爱、学会理解、学会给予、学会合作、学会IT、学会创新。
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关键词 高校自主招生 化学试题 考查内容 化学竞赛
自主招生是中国高等教育招生改革扩大高校自的重要措施。2003年始教育部推出22所高校进行自主招生改革试点,截止到2011年,全国拥有自主招生权利的高校共有83所。近几年来,自主招生考试越来越受到学生及家长的关注。自主招生实施主体是大学,选拔理念与高考有所不同,其命题风格及试题特点与高考也差异较大。高校的化学自主招生试题相对于高考试题而言,更加关注化学思维品质、化学学科思维方法和化学问题解决能力等的考查。
1 自主招生化学试题特点
纵观近几年各高校自主招生化学试题,其主要特点有以下5个方面:
1.1 重视知识与技能强调知识的综合运用
化学基础知识是高中生必备的知识,是开展化学实验与研究的前提。纵观几年来高校自主招生化学试题,对化学基础知识、基本技能、基本观念和基本方法的考查一直作为重点。很多试题都是从知识应用的角度考查考生对化学基础知识和基本技能的综合运用。近几年来自主招生试题涉及的化学基础知识主要有:物质的组成、结构和性质;物质的量;元素周期律;化学平衡的移动;化学反应方程式的配平;离子共存问题;pH的计算;盐类的水解;原电池,电解池;元素化合物;有机化合物结构、性质及其推断和化学实验等。试题中,测试了考生对基础知识的掌握情况,同时也考查了考生的思维能力、理解能力、推断能力和综合应用能力。
例如:2007年清华大学的自主招生化学试题中考查了同分异构体的书写这一基础知识:“请写出二甲基氯苯的苯环上的三取代物的同分异构体”;2008年上海交通大学自主招生化学试题考查了硫酸亚铁铵制备的实验原理和实验装置的选择等有关基本的化学仪器的使用方法;2011年“华约”(以清华大学领衔,包括中国科技大学、上海交通大学、中国人民大学、西安交通大学、南京大学和浙江大学共7所高校)化学试题中出现了最新获诺贝尔奖的课题石墨烯,用石墨烯的多元环来考查结构化学的基本知识,要求计算题目所划出形状的面积,由原子所在位置的贡献度,来计算每个单元的原子个数。
1.2 重视过程与方法 贴近社会生活实际
我国新世纪化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,帮助学生理解化学对社会发展的作用,使学生面临与化学有关的社会问题挑战时,能做出更理智、更科学的决策。高校自主招生化学试题立足社会生活实际,突出地强调了“过程与方法、学以致用”这一点。
例如:2007年北京大学自主招生化学试题结合全球变暖这一国际关注的热点问题,让学生分析有关能源利用的问题:“试分析:用酿造的C2H5OH作燃料,为何不会增加大气中CO2的含量?”。这道试题考查了与生活有关的C2H5OH的燃烧过程、植物的光合作用和葡萄糖发酵过程等相关知识。学生必须综合运用平时习得的知识和方法,从整体上分析整个过程,才能得到完整的答案;2007年上海交通大学自主招生化学试题让学生运用勒夏特列原理举2个例子解释生活或工业生产中常见的化学现象。这道试题与生产生活过程密切相关,考生只有在平时生活中积极体验相关过程,才能有的放矢,举出合适的例子,给予合理的解释。学生的生活体验不同,感受不同,举例也会不同。
1.3 重视学科交叉 考查学生的综合素养
学生的综合素养是自主招生院校考查的重要指标之一。在自主招生化学学科的命题过程中,为了考查学生的综合素养,命题者往往涉及化学与物理、数学、生物等其他学科的交叉点。近几年命题中考查到的化学知识与物理知识的交叉点主要有:溶液的依数性(包括难挥发的非电解质溶液的饱和蒸气压降低、沸点升高,非电解质溶液凝固点降低,渗透压等);电学与电化学;动力学与化学反应速率和化学平衡;力的合成与分解和极性分子与非极性分子判断等。数学知识与化学知识的交叉点有:数据处理与作图等。化学与生物学科的渗透也在加强。
例如:2005年上海交通大学自主招生化学试题中就出现了化学学科和物理学科知识的交叉。题目让学生回答:“分别用普通水和海水洗衣服,在相同条件下,哪一种衣服干得快?为什么?”本题考查了化学中的稀溶液的依数性和物理中的蒸气压等问题。由于海水中有NaCl、MgCl2等电解质,造成海水的饱和蒸气压下降,使水分子运动减缓(与纯水相比较),使海水沸点升高。因此,海水洗衣服干得慢,普通水洗衣服干得快。化学和数学的交叉在很多图像题中都有体现。2008年武汉大学的自主招生化学试题中对化学和生物知识进行了交叉考查:结合人体新陈代谢机理,让考生计算血液中HCO3/H2CO3的比值。
1.4 重视思维发散 多角度设计开放性试题
所谓开放性试题,是指以素质考查为目标,以能力考查为重点,在试题的情境、立意、设问、作答和评分等诸多方面全方位开放的试题形式。开放性试题具有条件的不完备性、结论的不确定性、内涵的可发展性和思维的不确定性等特点。纵观近几年大学自主招生化学题目,很多高校喜欢采用一些开放性试题,来考查学生的发散思维能力。
例如:2008年上海交通大学自主招生化学试题就设计了一道开放性试题。题目在介绍了有关海底可燃冰的背景和形成方式后,请考生根据相关材料和自己所学知识谈一谈可燃冰未来作为新能源的发展前景,可燃冰本身的结构和形成过程对你有什么启发。这样设计的开放式问题,没有固定的答案,很能考查学生的发散思维能力。解答这类题目时,考生要仔细阅读题面的相关内容,快速地从广泛的化学信息中抓出一些本质的知识,然后以此为核心,结合所学化学知识,进行深挖,发散思维,就可得到符合题意的答案。
1.5 重视能力拓展命题源于课标而不拘于课标
高校自主招生的选拔不是以中学教学为中心,而是以大学各自的要求为标准,命题时原则上以依据化学新课标的要求为主,但不完全拘泥于课标,不同程度上进行了延伸。相对与高考试题,自主招生化学试题设计更加灵活,很多高校的化学试题题面信息拓展了高中化学知识“生长点”上的一些内容,如:路易斯电子式、缓冲溶液、溶解沉淀平衡、阴阳离子分析、双指示剂法滴定、配位化合物、热化学反应中的焓变、具有不饱和键有机物的氧化或还原等反应、碳正离子和碳负离子稳定性和环境化学等。这些延展性知识已经部分属于大学化学知识的范畴,经常在很多化学竞赛试题中出现。
例如:2008年的自主招生化学试题中出现了这样的所谓“拓展性”的试题:下列各组元素中性质十分相近的一组是_____。
(A)H He (B)Cl Ca
(C)Li Mg (D)P Cu
这道试题的解答涉及到了新课程标准中未曾涉及的有关元素周期律中的对角线规则应用的知识。在2008年的考题中还出现了同样关于形成内酯的超出新课程标准要求范围的知识。
例如:下列有机化合物可以形成内酯的是______。
(A)异丙醇 (B)α-羟基酸
(C)β-羟基酸 (D)γ-羟基酸
2011年清华大学自主招生化学试题选择题9,B选项:AgF和LiF都是离子化合物,前者溶解度大。也同样考查到了新课标未涉及的有关卤化银的结构差异和性质比较。做这样的试题,考生必须领会试题所给的信息,并通过信息抓住知识的本质,抓住延展性知识的要点,就可迎刃而解。不行的话,使用排除法对这样的题也行之有效。由于高中教学与大学要求之间在客观上存在距离,对这样的题目,相当一部分考生感到试题太难或太偏,这也应该属于正常现象。
2 自主招生化学试题考查内容归类分析
纵观高校自主招生化学试题,其考查内容超越了中学化学课程标准要求的内容,可以说是高考知识和化学竞赛知识的有机交融。备考过程中,考生不仅要在高中教材中汲取必备的高中化学内容,还要有意识地拓展相关的化学竞赛知识。由于应试必备的基础知识在日常授课中教师已反复强调,这里不再赘述。现结合近几年各高校自主招生化学试题知识点覆盖情况,就其涉及到的有关化学基础知识拓展、迁移和拔高的部分进行归类分析。
2.1 基本概念部分拓展、迁移和拔高知识点分析
2.2 基本理论部分拓展、迁移和拔高知识点分析
2.3 元素及化合物部分拓展、迁移和拔高知识点分析
3 自主招生化学试题应对策略
通过以上对高校自主招生化学试题的分析可以看出,高校自主招生化学试题覆盖面广、涉及面宽,考试范围、考点和高考有很多的不同之处。如果想在自主招生中取得理想成绩,必须结合其试题特点,有针对性地复习备考。
3.1 夯实基础,狠抓化学基础知识的学习
夯实的化学基础知识是综合运用化学知识解决实际问题的前提和保障。基础知识对于备战高考来说非常重要,对于备战自主招生化学试题也同样重要,只有基础知识扎实,才可能在分析解决实际问题时运筹帷幄,调用自由,取得理想的成绩。
3.2 拓宽视野,注重发散思维能力的培养
自主招生化学试题“偏”、“怪”、“天马行空”,这些高校的“自主考查”行为,凸显出他们对优秀学生综合素养的要求。自主招生化学试题命题灵活,开放性强。虽然很多知识都是学过的基础知识,但在题目设置上要求发散思维。考生在复习备考中一定要开阔视野,注重发散性思维方法的养成。
3.3 关心时事,养成积累生活经验的习惯
化学与人们日常生活紧密相关。很多试题直接是与当前化学研究取得的成果或者社会生活中的卫生、环保等问题相关。如果考生对相关背景知识了解甚少,考试时可能就会束手无策,不知如何下手。考生在日常生活中要养成读报纸、看新闻,关心时政的习惯。做一个生活中的有心人,勤于思考,注重平时社会生活经验的积累,这些都有益于自主招生的备考。
3.4 研究规律,搞好适应性试题的训练
自主招生化学试题有自己的命题原则和规律,考生要及时搜集所报考院校的往年试题,研究其命题规律,由教师有针对性地编制预测题,经常进行适应性训练。学校要根据学生的学习成绩、综合能力及特长对学生进行分类推荐,选择合适的院校报考。化学教师要结合学生自身实际对其进行分类、定向辅导,帮助学生最终顺利通过自主招生考试。
此外,在自主招生化学学科的备考中,还要注意2个误区:一是追求偏难怪题的训练。有些考生平常投入很大精力学习化学竞赛的相关知识,尤其进入高三,恶补化学竞赛的内容,这是舍本求末,是不可取的。二是自学大学化学教材内容。有些考生认为,自主招生化学试题是大学教授命题,应该有很多大学化学的知识在里面,因此,抽出大量时间学学化学课本内容,这也是不可取的。这2个误区都会使学生为自主招生考试占用大量时间,最终影响正常高考的备考,值得广大教师、学生注意。
参考文献
[1] 杨悦,孟芊.教育科学,2010,(5):69
篇10
[关键词]脱细胞真皮基质医用组织补片;隆乳术;胸大肌延长加宽减张
[中图分类号]R655.8[文献标识码]A[文章编号]1008-6455(2007)10-1371-02
Applications of allograft acellular dermal matrix in augmentation mammoplasty
SHAO Wen-hui,PU Xing-wang,LI Guang-qiang,SONG Li-pin,CHEN Yuan-kun
(Sichuan Xichan Aesthetic and Plastic Hospital,Chengdu 610041,Sichuan,China)
Abstraction:ObjectiveThe purpose of this study is to investigate and initially evaluate the effects of allograft acellular dermal matrixes in augmentation mammoplasty.Methods129 patients received augmentation mammoplasty with prolonged and widened ectopectoralis by allograft acellular dermal matrixes, and received follow up for 3~12 months.ResultsThe artificial body and allograft acellular dermal matrix in one patient is removed because of fever, bleeding and much bloody drainage after operation. The shape and texture of breast is nature and satisfactory in all other patients without any rejection reactions and fibrocystic involucrum crispation.ConclusionThe results indicated that allograft acellular dermal matrix has a good histocompatibility and natural biological characteristic. This material well released ectopectoralis tension without side reaction and improved the shape and texture of breast satisfactorily.
Key words: allograft acellular dermal matrix; ectopectoralis; relief operation; augmentation mammoplasty
隆乳术是美容外科的常见手术,常规的隆乳方法都是将假体置于胸大肌后间隙,缝合胸大肌。患者的都是处于高张力状态下缝合的胸大肌后,手术后患者感觉胸部有压迫感,比较固定,纤维包膜挛缩的发生率较高(5%~8%),近几年来,由于组织工程学的研究和发展,脱细胞真皮基质医用材料[1]的研究与应用得以广泛开展,又因其抗拉伸力强,柔软及对人体组织有较好的相容性[2],自2004年4月~2006年4月应用脱细胞真皮基质医用组织补片行胸大肌延长加宽作丰乳术,129例,经随访,均取得良好效果,现报道如下。
1临床资料
本组患者共计129例,女性124例,男性4例,年龄18~54岁,平均年龄32.6岁;124例女性就医者中,先天性平胸2例,乳癌根治术后1例。
2材料和方法
2.1 材料:脱细胞真皮基质医用组织补片由北京清源伟业生物组织工程科技有限公司提供的脱细胞真皮基质医用组织补片,此型补片为加厚型的生物组织工程产品,其主要特点是经脱细胞技术处理后,保留了细胞外基质成分而脱去了原生物组织的抗原成分,这种只有细胞外基质成分的生物组织工程产品在置入人体后实际上起到了一种为宿主周围组织细胞长入脱细胞后的框架作用,从而达到修复组织缺损的目的,丰乳型组织补片规格为4cm×6cm的已成型产品,白色,半透明。
2.2 观察指标及随访:术前及术后查(WBC PLT Hb)尿(PRO、WBC)、肝、肾及免疫学指标(IgG、IgM、IgA),术后观察体温、脉搏、伤口愈合及恢复情况,出院后随访3个月~1年。每月随访一次,3个月后,2月一次,回访率为78%。
2.3 效果评估
2.3.1 优良:切口一期甲级愈合,无发热,白细胞正常,无全身症状,柔软,手感好,活动度大,弹性好,无疝形成及皮肤外观无假体体表阴影,出院后随访3个月以上无不良主诉及体征。
2.3.2 良好:切口一期甲级愈合,低热,低于38℃,白细胞增多,加大抗生素剂量或换用二线抗生素即可痊愈,柔软,手感好,活动度大,弹性好,可扪及明显假体轮廓。
2.3.3 不满意:切口红肿渗液,不稳定,引流管每日引出量大于10ml,发热38.5℃,白细胞升高,柔软度欠缺,弹性差,不活动,可明显扪及轮廓,一周左右取出丰乳假体,清创。
2.4 手术方法:采用氯安酮静脉复合麻醉加局部浸润麻醉,常规消毒铺巾,取乳晕绕过纵形切口,切开皮肤皮下组织,显露乳腺包膜,分离至乳晕边缘,放射状切开乳腺组织。沿胸大肌走行方向切开胸大肌约6cm,再在胸大肌切口中点行十字交叉切开,长约4cm,分离胸大肌后间隙,检查无活动性出血及渗血,置入假体并用4cm×6cm脱细胞真皮基质医用组织补片对角缝合肌肉切口,逐层缝合组织、皮肤,酒精纱布覆盖,加压包扎,术后8~10天拆线。
3结果
本组就医者共129例,全组有3例就医者有低热(37.2℃~38.1℃),1例就医者39.5℃,手术出血较多,放置引流者管持续每日均可引流出血性分泌物约20~25ml/侧,WBC 12 400、N 86%、L13%,考虑感染情况,于第8天取出假体及组织补片。其余病例均无发热,手术前后化验指标正常,无全身症状,伤口一期甲级愈合,出院后随访3~12个月,均无不良主诉及体征。效果评估优125例,良3例,差1例。典型病例治疗情况如图1~6。
4讨论
Lichtenetein[3]提出的无张力疝修补术是使用修补材料,使局部缺损区美观无张力缝合。随着组织工程学技术的发展,脱细胞异体真皮基质已被广泛运用于临床上,脱细胞真皮基质医用组织补片即将取自人体异体的片状或膜状组织,通过生物学和化学的方法处理,完全脱除了各种可能被宿主识别为外来成分的细胞,而完整地保留了细胞外基质的成分和三维框架结构[4],人组织补片在组织生长过程中最重要的功能是作为细胞生长粘附的生物性底物,规则的组织更新需要细胞外基质支架的持续存在,它在维持原有细胞的锚着性和确保新生组织的精确再生上起非常重要的作用。同种异体真皮脱细胞处理可有效防止移植后发生免疫排斥反应[2]。
在隆乳手术中,由于有些就医者自身乳腺组织少,胸部平坦,在分离胸大肌后间隙、置入假体后,胸大肌张力明显增大,缝合胸大肌后,假体有被强行“压扁”的感觉,假体的置入腔隙缩小,大大增加了纤维包膜挛缩的可能性,的柔软度及动态感大大减小。如果考虑在胸骨柄旁胸大肌起点剥离胸大肌,也可达到使胸大肌减张的作用,但可能会损伤胸廓内动脉穿支,也增加手术的难度,并会影响上臂内收的力量,同时在剥离断胸大肌的部分会使覆盖假体的组织量变薄变减少,形成假体疝。
术前术后的IgG、IgA、IgM检查结果,均无明显变化,所有病例除1例因出现感染,体温及WBC+DC开较高外,其余病例都在正常范围之内,无切口肿胀感染。经过脱细胞组织处理细胞外基质主要是由胶原纤维和弹性纤维组成的网状结构,胶原纤维是皮肤组织中的重要力学元素,其强度和拉伸度较大,平均机械拉力强度达57.8N,而弹性纤维的拉伸度较好,最大拉伸延长率22.16%[5]。
两者结合正好构成了良好的机械力学性能,由于细胞外基质是以胶原为主要成分的框架结构,非常稳定,在机体中起着支持、连接细胞的作用,其框架内的空间为周围组织细胞延伸,侵入生长提供了场所,并在细胞的生长,代谢过程中发挥重要的调节生长作用,并有良好的组织相容性,在胸大肌修补后可有效地与周围组织相融合,以保证胸大肌延长加宽以后的强度与效果。
我们运用脱细胞真皮基质医用组织补片,对隆乳手术的胸大肌进行延长加宽(如果按半径8cm计算,胸大肌剥离面的面积为200cm2,在胸大肌上修补一片6×4补片,胸大肌剥离面的面积变为350cm2)这样较大地增加假体置入空间,有效地减少了隆乳术后的纤维包膜囊性增生的发生率及增加了的动感[6]。
[参考文献]
[1]Livesey SA, Hemdon DN, HollyyoakMa, et al. Transplanted acellular allograft elermal matrit potential as a template for the reconstruction of viable dermis[J].Transplantation, 1995,60:1-9.
[2]李海宁. T-1型脱细胞异体组织补片生物相容性评价研究[J].中国医疗器械杂志,2004,28(2):117-119,132.
[3]Liehtenstein IL.shulmanAG,Amid PK.et al.The tension-free herniop asty[J].Am JSurg,1989,157(2):188-190.
[4]刘流.异体腹直肌前鞘细胞外基质框架用于疝修补[J].中国普通外科杂志,2001,10(6):501-505.
[5]马颂章,李训虎. 用于腹壁缺损修复的新材料――脱细胞的组织基质材料[J].外科理论与实践,2005,10(2):188-189.