化学工艺发展史范文

导语：如何才能写好一篇化学工艺发展史，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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这一阶段的主要任务是按照“重在总结经验教训、重在完善发展思路”的要求，征求意见、找准问题、分析原因、明确方向，形成领导班子贯彻落实科学发展观情况分析检查报告。按照中央和省委关于加强领导班子思想政治建设的要求，按照《成都有机化学公司“四好”领导班子创建活动实施方案》的要求，紧密联系领导班子自身建设实际和公司的发展实际，充分运用学习调研、征求意见、解放思想讨论成果，认真组织开好专题民主生活会，形成高质量的领导班子分析检查报告，明确努力方向和改进措施，为学习实践活动整改落实阶段制定整改方案、解决突出问题打下坚实基础。本阶段的重点是抓好召开领导班子专题民主生活会和形成高质量领导班子分析检查报告两个关键环节。

二、主要工作安排

本阶段从2009年5月中旬至6月下旬，安排40天左右时间。

（一）精心准备召开领导班子专题民主生活会

开好领导班子专题民主生活会，对于深化学习成果、查找突出问题、统一思想认识、推动学习实践活动深入开展具有重要的意义。按照省委和分院党组的要求，结合公司实际，领导班子专题民主生活会，要突出深入贯彻落实科学发展观，进一步推进公司加快发展、科学发展、又好又快发展，着重分析问题、总结经验、明确方向。

1、充分做好会前准备

（1）继续广泛征求意见，查找突出问题。在第一阶段各项工作基础上，进一步采取多种方式，继续广泛征求公司党员、职工、离退休老同志、学生等对领导班子及成员的意见。对征求到的意见建议进行认真汇总、系统梳理，分类整理，找准抓住突出问题。对领导班子及成员的意见和建议，如实反馈给领导班子和领导干部个人。

（2）开展谈心交心活动。领导班子成员之间要坦诚开展谈心交心，沟通思想，交换看法，解开疙瘩，增进理解，相互帮助，加强团结。公司主要负责同志要带头谈，与班子每个成员至少谈心一次。

（3）认真撰写发言材料。领导班子成员要在相互谈心，虚心听取群众意见的基础上，对照科学发展观和中央、省委、分院党组的部署要求，联系公司工作实际和班子及个人思想作风实际，结合收集的意见建议，进行自我检查，认真撰写班子和个人发言材料，重点查摆突出问题，深刻分析原因，明确努力方向和整改措施。领导班子发言材料党委主要负责同志要直接参与组织。

2、重点开展“四对照四查找”

在充分做好准备工作的基础上，召开好专题民主生活会。领导班子及成员要紧扣主题，紧密联系公司的发展实际和领导班子作风建设实际，班子成员要根据各自分工，从思想观念、能力素质、工作作风、方法举措、制度机制等方面，按照中央、省委和院党组关于加强领导班子思想政治建设的要求，按照《成都有机化学公司“四好”领导班子创建活动实施方案》的要求，认真开展“四对照四查找”。一是对照科学发展观和“四破除四树立”要求，深入查找思想观念和体制机制上的突出问题；二是对照“创新跨越，持续发展”和“两个加快”要求，深入查找影响制约科学发展的突出问题；三是对照加强党性修养、践行“四个特别”要求，深入查找党性党风党纪方面的突出问题；四是对照中央、省委和院党组、分院党组决策部署，深入查找在推进“创新跨越，持续发展，建设和谐奋进研究所（企业）”和灾后恢复重建中的突出问题。以思想建设为根本、能力建设为重点、作风建设为基础、制度建设为保证，努力把公司领导班子建设成为政治素质好,经营业绩好,团结协作好,作风形象好的坚强领导集体。

3、认真开展批评与自我批评

专题民主生活会要坚持正面教育为主，正确开展批评与自我批评，公司党委和行政主要负责同志要勇于自我批评，带头开展批评，历史地、客观地、辩证地看待工作中的成绩和问题，不纠缠历史旧账，不纠缠个人责任。既要严格要求、提高质量，又不搞人人过关，开诚布公地谈问题、找原因、提建议，努力形成民主团结、敢讲真话、务实创新的良好氛围，确保民主生活会质量。

这次专题民主生活会与公司党委2009年度民主生活会合并召开，时间定在6月上旬，届时，将邀请分院党组成员及相关人员列席参加。

（二）形成高质量的分析检查报告

分析检查报告是前段活动成果的集中体现，是整改落实的主要依据，是学习实践活动的核心成果。在开好民主生活会的基础上，公司领导班子要写出分析检查报告。分析检查报告要以科学发展观为指导，紧密联系实际，重点检查分析问题、理清发展思路、明确改进措施。要高质量地完成分析检查报告，使之成为体现科学发展观要求、贯彻上级党组决策部署、反映群众新期待、指导推动公司创新发展的纲领性文件。切实做到“三个下功夫三个写清楚”：

一要在深刻领会中央、省委和科学院党组、分院党组精神上下功夫，写清楚贯彻落实科学发展观提出的具体要求、形成的共识。简要回顾总结前一段开展学习实践活动的情况，特别是要系统总结、充分吸收运用学习调研、解放思想讨论、专题民主生活会形成的思想认识成果，深化对科学发展观的认识，更加准确地把握中央、省委和科学院党组、分院党组的精神，进一步明确并写清楚贯彻落实科学发展观、省委“两个加快”和院创新跨越重大部署对公司提出了哪些具体要求，形成了哪些共识。

二要在深入查找分析问题上下功夫，写清楚在贯彻落实科学发展观方面存在的突出问题、主客观原因。全面总结回顾近年来公司贯彻落实科学发展观、推动改革发展稳定实践情况，简明扼要概述实践过程和取得的成效，着重按照科学发展观要求深入查找、系统梳理并写清楚影响制约加快发展、科学发展、又好又快发展的突出问题，深入分析并写清楚存在问题的主客观原因，特别是主观原因。

三要在科学制定对策上下功夫，写清楚公司推动加快发展的主要方向、思路举措。针对分析检查出来的问题，紧密结合公司的实际和特点，切实找准并写清楚贯彻落实科学发展观和中央、省委及中科院决策部署的切入点和突破口，进一步明确并写清楚推进加快发展的主要方向、总体思路、工作要求和主要举措，提出加强领导班子自身建设的具体措施，提出应对当前形势、加快重建加快创新发展、落实“保增长、保民生、保稳定”任务的思路和举措。:

公司党政主要负责同志要全程主持分析检查报告的起草工作。分析检查报告初稿形成后，要召开党委扩大会议进行讨论。对参会人员提出的意见和建议进行汇总、梳理，对比较集中和突出的问题进行专题研究，并体现到分析检查报告中。同时要通过适当方式听取各方面的意见，反复修改完善，使之成为公司科学发展的指导性文件。

公司领导班子的分析检查报告形成后，报成都分院学习实践活动领导小组备案。

(三)组织开展好群众评议

对领导班子分析检查报告进行评议，是倾听民声、了解民意、集中民智的过程，也是党内集中教育活动的一个重要环节。公司要按照上级组织的要求，着眼于了解民意、扩大共识、凝聚力量、推动发展，根据实际情况，采取适当有效的方式组织进行评议，既要调动群众参与的积极性，又要保护好干部发展的积极性。具体工作中要注意把握好三点：

1、明确评议内容。评议内容要同领导班子分析检查报告的主要内容相统一，着重评议四个方面：一是对科学发展观的认识深不深，调查研究和听取意见的范围广不广；二是查找问题准不准，原因分析透不透；三是贯彻落实科学发展观和省直工委、成都分院党组决策部署的思路清不清，制定的措施行不行；四是加强领导班子自身建设具体措施的针对性和可操作性强不强。

2、合理确定参评人员。评议要有公司的党员代表、职工代表、离退休职工代表、学生代表、派和无党派人士代表参加，保证参评人员具有一定的代表性。参加评议的人员应熟悉情况、关心公司的发展、有较强的政治责任感和议事能力、能提出建设性意见。

3、灵活评议方式。根据公司的实际情况，以及参评人员的特点，主要采取召开座谈会、评议会等简便易行的方式进行集中评议。

对群众评议中提出的意见，要认真研究，充分吸收，并体现到分析检查报告中。评议结果和修改后的分析检查报告要采取适当方式在一定范围内公布。努力使群众评议成为集思广益、凝聚共识、汇集力量、共克时艰、奋力推进“创新跨越，持续发展”和“两个加快”的过程。

(四)组织开好党员专题组织生活会

在开好领导班子专题民主生活会的同时，各支部要创新方式方法，组织党员开好专题组织生活会。专题组织生活会要突出践行科学发展观，重点做好“四个一”即做一次汇报，每个党员都要认真汇报参加学习实践活动的情况，重点谈对学习实践科学发展观、贯彻上级党组决策部署的认识和体会；搞一次自查，每个党员都要联系自身思想工作实际，按照科学发展观和保持党员先进性的具体要求，认真查找不足和差距，深刻分析原因、明确努力方向和改进措施；提一个建议，着眼于进一步推进公司加快发展、科学发展、又好又快发展，立足于搞好本职工作，每个党员提出至少一个合理化建议；作一项承诺，按照带头践行以人为本、服务群众的要求，每个党员都要结合自身特长，对服务群众特别是为困难群众做好事实事作出承诺，并落到实处。专题组织生活会要认真开展批评与自我批评，党员领导干部要以普通党员身份参加所在党支部的专题组织生活会，认真听取党员的意见。党员提出的合理化建议，各支部在认真梳理汇总后报公司党委。

三、需要注意把握的几点要求

各支部要高度重视分析检查阶段工作，准确把握本阶段的主要任务和特点，紧密联系各自实际，充分运用学习调研阶段的成功做法和经验，突出重点，抓住关键，进一步加强领导，落实责任，创新方法，狠抓落实，努力把上级党组的部署要求体现到各项工作中去，务求取得实实在在的成效。在实施中要把握好以下要求：

(一)把学习提高贯穿始终，着力强化理论武装。

在前段学习的基础上，继续组织广大党员干部通读、精读中央规定的书目，深入学习领会中央和省委的一系列决策部署要求，进一步把解放思想讨论引向深入，形成解放思想讨论具体成果和有推动工作价值的调研成果，使之转化为促进科技创新、“两个加快”、推动公司工作科学发展、加强领导班子和干部队伍建设的决策、措施。切实增强用科学发展观武装头脑、指导实践、推动工作的坚定性和实际能力，做到问题查找更准、原因分析更透、发展思路更清、工作对策更可行。

(二)把突出实践特色贯穿始终，着力推进当前工作。

坚持统筹兼顾，把学习实践活动与促进当前工作、解决实际问题相结合，做到两手抓、两不误、两促进，用实际行动落实科学发展观，以科学发展观指导具体行动。围绕公司动态监管工作，提出推动公司加快发展、科学发展、又好又快发展，实现和谐稳定的办法和措施。

(三)把加强作风建设贯穿始终，树立党员干部新形象。

教育和引导党员干部特别是领导干部准确把握科学发展观的内涵和要求，深入查找和解决党性党风党纪方面群众反映强烈的突出问题，继续弘扬伟大的抗震救灾精神，弘扬亲民爱民、密切联系群众，求真务实、真抓实干，艰苦奋斗、勤俭办事，清正廉洁、甘于奉献的优良作风，切实加强党性修养。要把改进作风同“人民群众得实惠”有机结合起来，认真解决事关群众切身利益的现实问题，办几件群众普遍期待的实事好事，让广大群众真切感受到学习实践活动带来的新变化、党员干部的新形象。

(四)把强化分类指导贯穿始终，着力增强活动实效性。

充分考虑公司及活动主体的不同情况，提出针对性要求，采取灵活多样的活动方式。继续突出公司领导班子、中高层党员领导干部这个重点，下功夫抓好公司领导班子专题民主生活会和形成高质量的分析检查报告，同时组织党员开好专题组织生活会，特别是要根据实际情况，采取适当方式组织进行群众评议。

(五)把正面教育、抓点带面贯穿始终，发挥先进典型的示范引领作用。

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一、开展好学习实践科学发展观活动，意义重大，使命光荣

首先，认真开展好学习实践活动具有重大政治和现实意义。如果大家回忆一下，我们党在每一个重大时期都引导着全党进行学习教育活动，十五大、十六大都搞了，比如“三讲”教育、“三个代表”的教育，“先进性”教育。这一次在全党开展的深入学习实践科学发展观活动，也是我们党的十七大作出的重大决策部署。2007年10月，党的十七大也正式将科学发展观列入和党代会报告。随着科学发展观内涵的不断深化，我们一直在反复不断地学习。但要真正做到学习与实践两结合，把学习思考的东西应用于实践，却不是一件容易的事。去年上半年，国家还在强调要加强宏观调控，下半年，面对复杂多变的经济形势，中央又提出实施适度宽松的经济政策，上半年和下半年的政策差别就非常大。因此，我在县政府党组会上就说到，我们县政府党组的学习实践活动，一定要把握两个方面：学习和实践。一是学习才能把握新规律。对各项工作的历史沿革要再梳理；对现实的问题要再发现；对未来的趋势要再认识。只有通过再梳理、再发现、再认识，才能校准发展方向，把握规律性、富有预见性、取得新成效。二是实践就要敢啃硬骨头。要做到认真识别找准、深入调研摸透、全力解决为民。认真识别找准，就是要真正找准制约*经济社会发展的障碍，即“硬骨头”；深入调研摸透，就是要深入基层、沉到一线开展调研，到困难地方蹲点，摸清实际情况；全力解决为民，就是对梳理、发现、摸排出来的问题，要全力以赴、脚踏实地地去解决，敢啃“硬骨头”。总之，我们要通过开展这次活动，真正深化对科学发展观和科学发展的认识，真正掌握科学发展观的内涵，特别是把握不同情况下的不同要求，对我们更好地服务发展大局非常重要。要防止和打消科学发展观学不学无所谓的认识，真正在思想上重视这次学习实践活动。

其次，积极参加学习实践活动是提高办公室工作水平的现实需要。近年来，在县委、县政府的坚强领导下，我们办公室的工作也取得了长足的进步，切实发挥了“参谋助手、综合协调、督促检查”等职能，为全县经济社会科学发展、跨越发展作出了重要贡献。在当前复杂多变的宏观经济形势下，在深刻变革、加速转型的社会形势下，在跨越式发展步伐不断加快的发展形势下，如何进一步提高我们的政务服务、事务协调、内务管理水平，打造办公室工作品牌，这很关键。我们一定要以开展这次学习实践活动为契机，真正把自己摆进去，通过认真学习、深刻剖析、努力整改，在思想上来一次革命，在精神上来一次洗礼，在工作上来一次创新，在能力上来一次提高，共同把政府办公室的工作做得更好。

第三，组织开展好学习实践活动是重大的政治责任。政府办公室是县级领导机关办公室之一，位置重要，一举一动、一言一行备受各级各界关注。在这次学习实践活动中，办公室应该也必须学在前、走在先、做表率，创造经验，做出示范，带头落实好县委的决策部署，高标准、严要求，扎扎实实地开展好学习实践活动，努力做服务科学发展、实践科学发展、促进科学发展的表率，为部门和基层树立榜样。

二、学习实践活动要创新求实效，不走过场

这次学习实践活动要求高、任务重，我跟高彬同志也讲了，我们县政府党组及办公室的学习实践活动一定要有特色、有亮点、有创新、出成果，绝不能搞形式主义。对整个活动的安排，县委做了精心部署，办公室也制定了具体的实施方案和表格化的活动安排表。中央深入学习实践科学发展观活动领导小组办公室主办了一个网站，叫“学习与实践”，里面有全国各地关于学习实践科学发展观的工作动态和典型报道，同志们空闲的时候可以上上。关于县政府的学习实践活动我也说了，我们一定不能搞形式主义，要做到三点：一是不走过场，要实。只有结合我们的工作实际，立足于解决具体的问题，才能保证“实”，才能保证不走过场，要把此次学习实践活动当作一次提高思想境界、克服发展障碍、推动*跨越的绝好机会。二是不搞上下一般粗，要细。我们的学习实践活动，安排一定要细，无论是制定方案、查摆问题，还是载体设计、活动开展，都要结合工作实际。三是不停留在表面，要真。每位党员干部在学习实践活动中，都应该结合自己思想实际，要在自己的灵魂深处有所触动。

就办公室而言，我看学习实践活动还要做到:见行动、求实效、创特色、争一流。见行动，就是要使每个党员干部真正通过学习实践，思想上有触动、有认识、有提高，行动上有体现、有效果；求实效，就是在充分发挥办公室参谋助手、综合协调、督查落实、保障服务职能，以每个党员干部、每个领导干部的勤奋努力，来体现办公室整体工作质量和效果；创特色，就是立足办公室实际，丰富活动内容，创新活动方式，创新工作机制；争一流，就是找准切入点，寻求突破口，在增强实效性的过程中，真正探索出具有县政府办公室特色的学习实践科学发展观的有效路子。办公室的工作必须要严格标准、严谨细致，各项工作都要做到不将就、不凑合，都要有具体量化的标准要求。

三、就学习实践活动再提几点要求

一是要在强化学习上狠下功夫。学习是把活动引向深入的前提，也是搞好学习实践活动最重要的基础。首先，学习的方式要灵活。如果学习都变成一个人在念文件，一大群人围着听，这样的学习就失去了趣味，也就没有了效果。在活动期间，办公室要购置一些系列丛书和辅导材料发放到机关干部手中，邀请有关方面的专家学者，举办专题讲座，组织开展一些生动活泼的主题活动等，使全体干部职工能够全面、深刻、系统地理解科学发展观的精神实质。其次，学习的时间要保证。没有足够的时间，效果就没有保障。要列出详细的学习计划和科目，在督促开展自学的基础上，每周集体学习时间不少于两次，并加强督促检查，做到学习内容、学习人员和学习时间三落实，确保读书有笔记，学习有心得、讨论有记录，切忌浮光掠影、走马观花。通过集中与自学相结合，辅导与讨论相结合，边工作边学习，以学习促工作，推动学习活动不断深入。再次，学习的主体要明确。就是要抓住党员领导干部这个重点。我们的党组成首先要率先垂范，以身作则。党组的学习原则上不得请假，办公室的学习原则上尽量参加。最后，学习实践要结合。学习的目的是为了应用。要把强化学习与完善制度、解决问题、推动工作紧密结合，真正将学习成果转化为谋划工作的思路、促进工作的举措和领导工作的本领。

二要在示范带头上狠下功夫。在这次学习实践活动中，办公室在政府系统要做表率、带好头。一要按程序。按程序就是要把规定动作完成好。这次学习实践活动分三个阶段来进行，每个阶段都确定了一些有针对性的专题活动。办公室在组织实施过程中，要按照方案的总体安排，进一步细化落实，一项任务一项任务的过，一个环节一个环节的扣。在学习调研阶段要有计划，坚决防止空对空的学习、空对空的讨论；县政府党组成员要带头深入基层、深入群众，深入调查研究，真正做到带着问题下去、找到原因上来，带着课题下去、形成思路上来。在分析检查阶段要加强指导，防止分析问题表面化、程式化，搞形式主义。在整改落实阶段要认真细致，决不能敷衍了事，支差应付，更不能走过场。看准了的事，部署了的工作，就要紧紧抓住不放，一抓到底，抓出成效。二要高标准。高标准就是要做到自选动作有特色。在落实好规定动作的同时，要设计一些具有特色的载体，采取一些灵活多样的方式方法，不能满足于一般化。三要树典型。树典型就是我们的学习实践活动要出彩、出成果。既要重视对每个阶段、每个环节和全过程的总结，又要重视对一些新观点、新思路、新措施的总结，不断归纳提炼，努力探索规律性，真正把学习实践的过程作为一次学习提高的过程、研究工作的过程、解决问题的过程、形成机制的过程。

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    1.1教材内容分析及教学设计构思硫酸是人类最早制得的化工产品之一,早在1000多年前,就有过史料记载。硫酸工业作为化工产业的基础,其发展已有200多年的历史。硫酸是化学工业许多产品的原料(大致有上千种化工新产品需要硫酸为原料),大量用于化肥、农药、医药、化学纤维等的生产,在冶金工业、石油工业、国防工业、轻工业等被广泛应用,被称为“化学工业之母”。硫酸在化工中的重要性决定了它与一个国家的化工发展密切相关,硫酸的制备方法的发展和演变过程、原理与生产方法的改变是人类知识进步和智慧的结晶。在硫酸制备方法的学习过程中,融入相关化工发展史的了解,一方面可加深学生对硫酸应用的理解,另一方面可以使他们在学习有关原理与设备的改进过程中,提高分析、对比和思辨能力,了解工业发展的过程,感悟人类知识和技术进步的魅力。硫酸制法是中学阶段为数不多的作为重点化工知识学习的内容,其历史生产方法的3个阶段[1]:热分解法、硝化法、接触法,特征显着,条理清晰,易于在教学中整合,其中包含了大量的技术原理及技术思想。基于硫酸工业在教材和工业生产中的特殊地位,为了体现其重要性和所蕴含的化学科学的人文内涵,落实普通高中化学课程标准:“通过化学发展史的线索,使学生认识化学概念和化学原理是不断发展和深化的”[2]的建议,合理地将硫酸制备的化工发展史融入教学之中,可以更深入地使学生了解科学知识、科学方法,培养技术素养和创造精神,并有效体现情感态度与价值观的教育。

    1.2教学目标[知识与技能](1)了解并对比历史上硫酸的制备方法;(2)学习现代硫酸工业的反应原理,了解工业生产装置的工作原理。[过程与方法]通过分析、对比、讨论,思考历史上关于硫酸工业原理的优点与缺点,培养学生的概括能力和分析能力,加深对硫酸制备原理与装置的认识和理解,在反思和比较中体会科技创新的过程与方法。[情感态度与价值观](1)通过了解硫酸工业发展的历史,感受科技进步发展的过程;(2)了解我国硫酸工业发展历史和现状,增强为科技进步和祖国强盛而学习的动力。

    1.3教学过程[引入]硫酸是最重要的基础化工原料,被誉为“化学工业之母”,我国自2004年硫酸产量超过美国,跃居世界第一,至2011年已连续7年位居世界第一。从表1和表2可看出硫酸应用范围之广、产量之大。[过渡]作为最重要的基础化工原料之一,硫酸的制备应用经历了很漫长的历史。生产硫酸最古老的方法是用胆矾或绿矾为原料,在蒸馏釜中煅烧。反应的化学方程式为:一、历史上硫酸的工业制取方法:1.加热分解法CuSO4?5H2O高温CuO+SO3+5H2O2FeSO4?7H2O高温Fe2O3+SO2+SO3+14H2O。其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。欧洲在中世纪曾称硫酸为绿矾油。[设疑]以上2种制硫酸的方法有明显的缺点,请同学们思考。[生答]固体加热高温能耗大;原料来源少,价格昂贵;副产物多,产量小,不易利用;难以大规模生产等。[过渡]硫黄是一种使用较多的化学药品,人们逐渐发现用硫黄与硝石(主要成分是KNO3)混合加热也能产生硫酸(硫黄燃烧可产生SO2,硝石加热可产生NO2)。具体反应原理可简略表示如下:

    2.氮氧化物氧化法———硝化法

    SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO2NO+O2=2NO2[投影并讲述]1736年,英国人瓦德最早将这一原理应用于大规模生产硫酸,他通过特殊方法制得了大容积(300L左右)的球形玻璃容器,用大铁盘装上硫黄与硝石在预先加入水的玻璃容器中点燃。瓦德的工厂有近百个大玻璃容器,大规模的生产使当时的硫酸价格下降到了原先的1/16。[问题]这种方法虽然使硫酸的产量提高,成本下降了很多,但也还存在不少缺陷,请同学们思考。[生答]玻璃仪器易碎,容积不大,铁盘易腐蚀,产量还不能很高等。[投影并讲述]很快地,瓦德的生产方法被一位名叫加贝特的技术员改进了。他选择了不易被硫酸腐蚀的铅制成铅室,铅室的体积可以达到近10m

    3,不断地放入硫黄与硝石,每4个星期取出1次酸,使硫酸的产量得到了进一步的提高。到后来最大的铅室一直做到了近200m3。[设疑]工业的发展对硫酸的需求量越来越高,大规模化的工业生产要求生产过程必须是连续的。不论是瓦德的玻璃容器还是加贝特的铅室,制备原理都是相同的,它们的生产过程有一个极大的弱点。请同学们讨论后回答。(学生讨论)[生答]间断性生产,不能连续(因每4个星期要打开铅室取酸)。[提出问题]那么,如何解决不能连续生产的问题?(启发并让学生讨论)[生答]向铅室中喷水,另置燃烧硫黄与硝石的炉子将产生的气体通入铅室等。[过渡讲解]以上在技术设备上对硫酸制备的改进,取得了很好的经济与生产的效益,但在原理上还是相同的,都是氮氧化物氧化法的具体应用。因为游离态硫单质硫黄的分布较低,自然界中存在较多的是硫的化合物,为了降低成本,人们开始使用含硫的矿物产生SO2,开始使用氧气氧化氨气替代较昂贵的硝石产生氮的氧化物用于氧化SO2转变为SO3。[提出问题]回到上述化学反应,要求学生根据反应原理,思考氮的氧化物在反应中的用途?[生答]起催化剂作用,实质上并没有消耗。[过渡提问]因此,在工业上合理循环使用氮的氧化物就显得很重要,可大大降低生产成本。[投影展示]盖吕萨克的思路与管道工人格洛弗的设计组合完善了铅室法在技术上的设计(见图1)。一个普通工人完善了一位着名化学家的设计,在硫酸制造业中被传为美谈。铅室法在硫酸工业200多年的生产历史中沿用了100多年。(在教学案上作为问题展示,让学生课后思考铅室法的氮氧化物的循环利用装置的原理。给予必要提示:氮氧化物溶于冷硫酸,受热时会逸出)[设问]因二氧化硫转化为三氧化硫都是通过氮的氧化物氧化实现的,在生产过程中会存在什么弊端?[生答]氮的氧化物有毒,会随尾气排出,对空气产生污染。[再问]前面我们分析了,氮氧化物理论上来看并没消耗,起了催化作用,从绿色化学的角度思考,将SO2氧化为SO3最好是通过什么氧化?[生答]用氧气氧化最好,也最直接。[讲述]现代工业的硫酸制法正是变革了沿用多年的氮氧化物氧化法,改用直接用氧气氧化的方法来制得SO3。引入接触法制硫酸。

    二、硫酸的现代工业制法———接触法制硫酸

    1.二氧化硫的制取和净化(沸腾炉)———造气过程S+O2点燃SO24FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2

    2.二氧化硫转化为三氧化硫(接触室)———催化氧化过程2SO2+O2催化剂幑帯幐加热2SO3

    3.三氧化硫的吸收和硫酸的生成(吸收塔)———吸收成酸过程SO3+H2OH2SO4[动画演示]接触法制硫酸的工业流程,介绍热交换器的工作原理。[思考]阅读课本,思考硫酸制取过程中以下一些生产工艺中所包含的原理。(1)硫铁矿石在进入沸腾炉前为何要粉碎?(2)SO2气体在进入接触室前为何要除尘、洗涤并干燥?(3)接触室中的热交换器的作用及工作原理是什么?(投影动画分析)(4)为何要用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用水?[总结]学生在阅读讨论后,进行归纳总结。[比较分析]将硫酸的几个不同阶段的制法进行比较分析。(投影)[资料]我国硫酸工业的发展情况,结合前面表1。(1)我国硫酸工业发展状况(投影展示:已取得的成绩,缺点:产能过剩、硫资源对外依存度过高、产业集中度偏低、资源利用率待提高等)(2)对我国硫酸工业发展作出突出贡献的孙师白(下发阅读材料)[未来发展]硫酸工业未来的发展趋势(投影展示。摘自中国硫酸工业协会专论:我国硫酸工业现状及“十二五”发展规划思路[4])(1)充分开发利用工业烟气、工业用煤中的硫的回收,弥补我国硫黄主要依赖进口的现状;(2)研制开发新技术、新工艺、新材料和新装备,提高硫酸行业整体技术和装备水平,制造高性能钒催化剂;(3)提高硫酸行业整体废热回收利用水平等。[作业与任务](1)试分析:SO2溶于水生成亚硫酸后,可直接氧化为硫酸,能否用这一方法生产硫酸?(SO2在常温下的溶解度约为1∶40)(2)硫酸生产厂产生的尾气中会含有一定量的SO2气体,查找资料并思考,如何吸收并处理尾气。(3)研究性学习课题:如何从冶炼烟气中制得硫酸?

    2教学反思

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课堂是学科知识传递的殿堂,更是人性养育的圣殿。教师不仅要充分挖掘和展示教学中的各种情感因素,而且要积极关注和引导学生在教学活动中各种情感表现和情感发展,从而使教学课程成为学生的一种高尚的情感生活和丰富的人生体验。现行化学教科书中蕴含着丰富的辩证唯物主义教育、爱国主义教育、环境保护教育、意志品质与理想前途教育等情感教育的素材,教师只要努力挖掘,就可以使化学教学与情感教学教育有机结合起来,对学生起到“润物细无声”的教育作用。

一、辩证唯物主义教育

化学学科是一门自然科学,在化学教材中渗透着辩证唯物主义的观点。教师在化学教学中充分利用教材对学生进行辩证唯物主义教育,能培养学生用正确的思想方法和学习方法去进行学习。

在初中化学中进行原子分子论教学及原子结构和核外电子运动状态的教学时,学生往往感到这部分知识抽象、枯燥,是初中生学习化学的分水岭。为解决这一难题,我在知识框架教学的同时加入了情感教育,使之有血有肉。为此,我创设了以下问题情境:爱因斯坦是著名的科学家,我们肯定希望有一个爱因斯坦的大脑,如果说“爱因斯坦就活在我们体内”,你相信吗?引导学生利用书本知识进行讨论,然后我小结:爱因斯坦的身体是由分子、原子等微粒构成的,在化学变化中,原子不变,这些原子可能在各种自然的和人为的变化中进入我们体内。学生逐步认识和形成“世界是物质的,物质运动是永恒的”这一观点。反思这一教学过程,我强烈感受到情感在教学中的价值,它是教师、学生和教学共同发展的粘合剂。

二、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10个世纪和5―6个世纪,造纸术和火药是我国古代的重要的化学工艺,也是我国成为文明古国的标志;冶金和瓷器也是我国古代的重要的化学工艺,这些技术也远远领先于世界各国。我们要了解化学工艺的发展史,增强爱国主义,提升民族自豪感和自信心。

在近、现代化学史我国的化学家也为人类社会的进步作出了巨大的贡献。化学家的事迹往往会引起学生的情感共鸣,起到意想不到的教学作用。学习纯碱时我简单介绍:我国化工专家侯德榜用了三年时间,成功研究出“侯氏联合制碱法”打破了索尔工会的技术垄断,为民族化工业的发展打下了基础。我布置的课外作业是:上网整理有关侯德榜的资料,下节课讨论自己的感想。在讨论课上,学生积极发言。有的说:“侯德榜小时候就好学,以7门功课700分满分成绩获公费留学,才有了后来的成就,所以,要爱国就要好好学习。”有的说:“化学知识能实业救国,我要努力学习化学。”还有的说:“我们只有不断自主创新,才能打破别国的技术垄断,走在世界前列”。学生的发言活跃,使这节课达到了。

在化学教学中,教师结合具体化学知识的学习,穿插介绍相关材料,能体现理科教学与人文知识的整合,提升学生的人文素养和品行修养。

三、加强环保教育

科学是一把双刃剑,科学技术的发展尽管使人类较大程度地获得了生存自由,然而越来越突出的环境污染问题却时刻带给人类不期而至的灾难,严重威胁着人类的安全。中学阶段是一个人成长和发展的关键时期,中学生又是21世纪国家的栋梁,因此结合学科特点在中学化学教学中加强对学生的环境保护意识的教育具有潜移默化、滞后生效的作用。为了教育学生,强化环保意识,在化学教学中,我从以下几方面做了些工作。

首先,结合具体化学知识的教学,让学生深刻地认识化学与环境的关系,了解环境污染的原因,可能造成什么样的恶果,以及如何保护环境,改善环境的道理,深入浅出地阐明环保工作的重要意义。

其次,以身作则,改进实验科学,在制取一些有毒物质如气体、液体时,不断改进实验装置,尽量避免气体外逸或液体泄漏乱淌,对有害尾气增加吸收或转化装置,不任意排入大气中。如做一氧化碳还原氧化铁时,对其尾气的处理,如用氢氧化钠来吸收、气球收集、点燃等。保护环境,从我做起,强化学生的环保意识。

最后,配合学校德育工作,开展争做环境小卫士的活动,让学生对班内垃圾分类处理,原先满校园飞的塑料袋不见了;学生对家里的废旧电池进行集中回收;向家长要求少开空调,用环保材料……环保意识已经在孩子的心灵中扎根,并不断壮大。

四、在实验中锤炼意志

现代化学教学的目的,除了培养学生能力,帮助学生掌握基础知识和基本方法外,还有帮助学生形成良好的意志品质。

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关键词：化学方法；实验归纳法；化学直觉；化学创造力

文章编号： 1005–6629(2012)5–0075–04 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

1 一部化学发展史也是一部化学方法的演变史

循着化学学科发展的历史线索，我们编写了关于古今中外有代表性的化学家、学者及化学工作者所作贡献的系列化学史话。尝试向读者提供能具体触摸化学历史发展脉络的史料与见解。这对有兴趣进一步学习与研究化学史的化学教育工作者来说，也许是有益的。我国胶体化学家、化学教育家傅鹰教授曾语重心长地指出：“一门科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分，因为科学只能给我们知识，而科学的历史却能给我们智慧”。在他看来，化学与化学史的关系也是如此，而作为化学史给我们的智慧的结晶，则主要体现在人们对化学知识的思维方式和研究方法上。对此，抱有同感的还有中国化学会前会长柳大纲先生，他曾言简意赅地说过：“化学穷物质转化运动之理，综宏析微、拨伪存真、精益求精，乃认识自然、改造自然之锁钥”（中国化学会成立50周年《祝愿》词）。在这里，所谓“综宏析微、拨伪存真、精益求精”亦就是对运用化学方法探索化学科学真理的作用的经典描述。

化学史家们现在一般都承认：化学发现与发明，无论巨细，几乎从来就不是个人自发做出的独创贡献。即使那些最具革命性的化学理论也都是长期演变或发展的结果。一些基本的化学思想（如元素、原子、分子等）产生于各个不同的地域，这些思想逐渐经过交融、合并、修改和补充，最后公之于众，形成了一种新的化学概念。这种化学概念又转而影响和改变后来的化学理论，结果使化学科学有可能永无止境的进步不己。在这里，我们认为有必要明确回答这样一个问题：推动化学科学不断前进的动力因素究竟是什么？从科学方法论的视角来考察，化学的不同发展阶段就会孕育或形成不同的化学方法，而一旦新的化学方法产生又会推动化学发展从一个阶段迈向新的阶段。从这个意义上可以说：一部化学发展史也是一部化学方法的演化史。

化学方法从其内涵来说有两个方面：一是化学家的思维方式，另一个是化学家运用的物质手段。用现代约定俗成的话来说，前一个是“软件”，后一个“硬件”，两者相辅相成才构成完整的所谓的科学方法。而要比较全面而又系统地叙述和探讨化学方法的演化史，不仅要涉及化学家的个人秉性和才智，而且也涉及到化学家所处的社会经济环境以及他们所接触的哲学思想。

2 古代实用化学时期和化学方法的孕育

化学的原始形式是炼金术（或炼丹术），炼金术是思辨哲学（在古希腊是亚里士多德哲学，在古代中国则是道教哲学）和工艺技术相结合的产物。其后形成的医药化学和冶金化学则是炼金术向近代化学的过渡，比起炼金术来，后者更注重化学工艺技术、强调实用。但是，其哲学思想基础仍然是和炼金术一脉相承。此时的化学还没有从生产实践和哲学中分化出来形成一门独立的科学，相对应的化学方法也不具有科学的形志，而具有思辨的特征和“准实验”（或用火操作的化学实践）的痕迹。

2.1 思辨方法

炼金术士力图通过物体的可直接观察的性质（如颜色、熔度及晶形等）作为实证来阐明亚里士多德的哲学。亚里士多德关于“万物皆变”并趋向“完善”的思想告诉人们，金属中那些不够完善的金属（所谓贱金属），总是力求变得象黄金等贵金属一样尽善尽美。炼金术士们坚信自己掌握的化学工艺技术手段能使之如愿以偿，即可用火操作把贱金属变成为贵金属，这既是炼金术赖以生存的思想基础，也是从当时冶金实践中得出的仿佛合乎逻辑的结论。与其惊人相似的是信奉道教哲学的中国著名炼丹家葛洪有句名言：“变化者，乃天地之自然，何嫌金银不可以异物乎”。在他看来，不仅金银等贵金属可以由它物变化而来，而且金银等“不腐”、“不朽”的属性也可发生转移，甚至进入体内。这种“万物皆可互变”的思想使炼丹方士们坚信“服金者寿如金”，“服玉者寿如玉”。

综上所述，古代的化学思辨方法是以观察为基础，并运用原始的归纳与演绎的逻辑方法所构成的。其中包括了直观的观察、天才的猜测和原始的逻辑推理三个构成内容。而古代原子论和逻辑学则是这种方法的两大杰出成果，可以说它们是后来化学发展为科学的内在“种子”或“胚芽”。

古代原子论的创立者德谟克利特首先写成《论逻辑》一书，认为人对自然的认识是从经验观察上升到理性认识的过程，在该过程中需要运用归纳逻辑等方法。他在建立原子论的过程中，把直观可见的水、气、火、土等“元素”以致自然万物，都视为由不可见的“原子”所构成的物质客体，试图以观察不到的本质来说明可观察到的现象，从而产生了科学方法的“胚芽”，即以微观物质的相互作用来解释宏观运动现象的方法。该方法试图把宏观层次物质变化现象还原到微观层次原子运动变化的规律来认识。这种“还原思维模式”对后来的哲学和科学发展具有深远的影响。

继德谟克利特之后，主张四元素说的亚里士多德又进一步论述了演绎逻辑，他把以往的一些零散的逻辑方法论思想加以吸收、改造并以其名著《工具论》一书的完成确立了逻辑学。他强调把逻辑方法视为研究科学、认识真理的重要工具，并试图说明思辨观念怎样从经验的东西产生的，进而从逻辑上对思辨方法进行了总结。

2.2 准实验方法

实用化学时期产生的化学思辨方法有其合理性，并具有科学内在“种子”或“胚芽”的积极意义。但在古代社会生产力和科学水平低下的情况下，思辨方法还不可能依照充分的事实去进行理论概括，更不可能进行科学实验去检验，从而就可能导致粗糙的以致是错误的结论。例如，把本来并非是化学元素的水、气、土、火等复杂物质看成是最简单的“元素”等。由此可见，没有用实践或实验去检验化学认识的结果，也没有用假设所预言的事实，来验证各种假设——这是思辨方法的根本缺陷。带有这种缺陷的化学思辨方法还只是一种处于萌芽状态的科学方法，尽管它是与处于化学原始形态的炼金术（或炼丹术）是相适应的，但毕竟是极不完善的，还需要向以科学实验为基础的科学方法转变。

处在16世纪至17世纪前半叶的医药化学家和冶金化学家们，对变贱金属为贵金属的目标已经不感兴趣。对于他们来说，宁肯放弃炼金术的思辨观念，也要强调实用。这是由于炼金术（或炼丹术），无论在西欧还是在中国流行千年之久，但结果得不偿失。相反由于它的神秘性质和脱离生产实际，终究还是严重地延缓以致阻滞了化学的发展。不少有识之士开始在实践中摒弃炼金术（或炼丹术），这方面的代表人物有西欧的医药化学派帕拉塞斯、冶金化学派阿格里柯拉，在中国则是医药学家李时珍和编撰化学工艺百科全书《天工开物》的学者宋应星。他们主张化学只有从炼金术（或炼丹术）的羁绊中解放出来，才能达到它前进的真正出发点。

正是在制取药物和冶炼金属的实践中，天平开始得到广泛应用、定量观念得到传播、定量实验方法的重要性开始受到重视，一些元素和化合物的知识有了新的积累，酸、碱、盐及其反应的性质开始为人知。可见从炼金术士（或炼丹方士）开始到冶金化学家及医药化学家的活动，无疑带来了多种可以作为科学解释的结果。但是，这些近代化学的先驱者们的目标均属实用性质，而不属于化学科学。作为科学的化学还需要以建立科学理论为目标，还需科学的理念来指导观察和理解实验事实。

3 近代实验化学时期和化学方法的形成

17世纪下半叶到18世纪，化学进入实验化学时期，它开始同思辨哲学相分离，并彻底从炼金术（或炼丹术）中解放出来，近代化学由此开端。这一时期化学的主要任务是“搜集材料”，对物质及其性质进行分门别类的研究。这就需要运用化学实验手段对物质进行分解或分析，并在依次获得的大量经验知识基础上进行归纳与概括，结果抽提出了关于科学的元素概念和燃烧的氧化理论。在这个过程中，以实验归纳为标志的经验方法，作为科学形态的化学方法开始形成。

3.1 经验方法

波义耳和拉瓦锡作为这一时期的两个富有代表性的化学家，为化学方法的形成作出了奠基性的贡献。“怀疑派化学家”波义耳以他的新思想（机械论的微粒哲学）和新方法（化学实验方法），把化学开始确立为科学，而拉瓦锡则以他的具有系统性、严格定量性的实验方法和善于运用理论思维的逻辑推理方法（主要是归纳法）完成了由波义耳开始的将化学变成科学的化学革命过程。

具体来说，波义耳深受现代实验科学的始祖、英国哲学家弗朗西斯.培根的科学方法论（或“新工具论”）和机械论的微粒哲学的影响。在他的化学和物理学研究中，相当强调实验和归纳法的科学方法论作用，同时非常严格地遵循机械论解释的原则。波义耳反对把化学看做一种制造黄金等贵金属或者医疗药物的经验技艺，而应当看作一门科学，作为科学的一个分支，化学主要从事对化学现象作理论解释，而不是单纯去实际利用它们。他还主张，实验的方法和与此相联系的对自然界的观察是形成科学思维的基础，化学应该用实验方法而不是用玄虚的思辨和抽象的空谈来确立关于物质化学变化的定律。同时波义耳复兴了与亚里士多德哲学相悖逆的古代朴素的原子论，强调了物质的微粒哲学的观点。该观点认为：自然界是由一些细小致密、用物理方法不可分割的粒子构成，粒子结合成粒子团，粒子团作为基本单位参与化学反应。在这里可以说已经孕育着近代科学原子论的雏形。

拉瓦锡同波义耳一样，继承了弗朗西斯·培根的科学实验论，强调“除了通过实验和观察的自然道路去寻求真理之外，别无它途”。但他与波义耳不同，特别强调了实验归纳中的定量性，认为“必须用天平进行测定来确定真理”。并以精密的规范操作实践检验传统理论。拉瓦锡把波义耳倡导的经验性的实验归纳法推进到了新的阶段。其经验方法表现出了如下特点：从定性的实验归纳发展到了定量的实验归纳。拉瓦锡是明确提出，把由天平确定的量作为衡量的尺度，对化学现象进行实验证明的第一个化学家。正是运用了这种“以量求质”的方法用以检验传统的燃素说，终于否定了燃素的存在，了燃素理论对化学的百年统治。

拉瓦锡时代的化学方法尚属经验性质，但具有较高的严密性和系统性，较强的理论概括性。正是在实验基础上，运用概括的理论思维方法，拉瓦锡把从若干燃烧反应中所抽取出来的氧化的本质属性，推广到所有燃烧反应过程，从而形成具有普遍意义的氧化燃烧理论。

总之，波义耳——拉瓦锡时代的化学方法已趋形成，但比较强调“知识不能超出经验范围”，相对来说还比较忽视科学抽象、假说和演绎的理论思维作用。化学的进一步发展就需要推动化学方法，从经验方法过渡到理论方法的阶段。

3.2 理论方法

从18世纪末到19世纪，化学呈现出从搜集材料向整理材料发展的势头。在此期间，化学积累了庞大数量的实证的知识材料，以致在化学研究领域中有系统地和依据材料的内在联系。把这些材料加以整理的要求，已经成为势在必然。而建立化学的各个知识领域相互间的正确联系，也同样成为不可避免。由此，近代化学开始走进了理论领域。这一时期得到发展的理论方法主要有科学抽象、演绎推理、科学假说、比较分类及非逻辑推理等。

3.2.1 科学抽象

由波义耳倡导，拉瓦锡加以发展的定量实验归纳法，在18世纪与19世纪之交得到了化学家们普遍的重视与运用。在这种状况下，质量守恒定律、定比定律和当量定律等化学基本定量定律被发现，紧接着对这些定律作出理论上的科学解释亦就成为化学家的迫切任务。英国化学家道尔顿首先把这些在化学实验基础上归纳总结得出的定量定律跟物质由原子构成的观念相联系，并把原子量概念引入化学，建立了科学的原子论。该理论在19世纪初被公认为理论化学的最高成就。他所采用的就是一种称谓“科学抽象”的理论方法，即在经验归纳所提供的大量科学事实的基础上，运用概念、判断、推理的理论思维方法，抽提出物质内部的共同本质，确认了“原子”的客观实在，并就原子的不同类型、性质和质量等属性提出了科学论断，从而找到了各个经验定律的内部联系，建立起了科学的原子论。这种科学抽象的方法具有把观察与思考、实验经验的积累和丰富想象，新颖的理论构思相结合的特点，致使他的思维分析能达到实验分析所不能达到的深度。即使在显微镜得到改进时也不易被人看见的原子，道尔顿却早已用思维把握住了原子。

3.2.2 演绎推理

该理论方法是指从一般规律或原理出发，运用数学的演算或者逻辑的证明，得出特殊事实应遵循的规律，即“从一般到特殊”的逻辑推理方法。演绎推理是一种必然性的推理，只要推理的前提是真实的，推理形式是合乎逻辑的，那么推理结论也必然是正确的。在道尔顿时代，化学理论的建立与发展就迫切需要运用这种演绎推理的思维工具。19世纪初，道尔顿在初步建立科学原子论后，就从这一普遍原理出发，考察不同元素的原子之间的相互关系及其规律性。他注意到：一种元素的原子不仅可以同另一种元素的一个原子相化合形成化合物，也可以同另一种元素的两个、三个或更多个原子相化合形成化合物，而每种元素的原子的重量（原子量）又都是固定的。据此运用原子论就可以推论得出：在由两种元素生成的多种化合物中，同一定重量的第一种元素相化合的第二种元素的重量，彼此间就必然会呈现出简单整数比的关系。

沿着这样的思路前行，后来，化学家们用演绎方法推理出了“倍比定律”。此后，道尔顿根据倍比定律的逻辑推理，有目的地进行了定量分析实验，从氮的氧化物、碳的氧化物等一系列化合物组成分析的数据中证实了倍比定律的成立。

3.2.3 科学假说

科学假说的出现是理论方法日趋成熟的一个标志。因为运用假说方法能够在已知科学事实的基础上超出经验感觉的范围，对未知现象作出假定性的说明。正如1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出分子假说时所做的那样。当时道尔顿的原子论和盖·吕萨克所发现的气体体积简比定律的经验事实之间正处于不可调和的矛盾状态。而解决这一矛盾，不能单纯依靠经验方法，以此为契机，阿伏伽德罗提出“分子假说”，把原子理论推向前进。阿伏伽德罗的理论研究有一个总的指导思想，那就是试图找出化合物的物理性质和化学性质之间的联系。同时还试图用数学方法不但表示化合物的物理性质，还用它来表示化合物的化学性质。

由于主客观方面的原因，分子假说长期受到压抑而未获承认，直到坎尼查罗加以重新论证和分子量的实验测定得以确认，终于把道尔顿的原子论和阿佛加德罗的分子假说协调成一个合理的理论系统，也就是说，通过分子假说的方法把道尔顿原子论发展成为原子分子学说。

3.2.4 比较分类

这是既有区别又有密切相关的一组理论方法，它们是近代化学得以完成其“整理材料”任务的一对重要思维工具。“比较”是根据物质及其运动变化属性之间的某些共同点或相似方面的对称比对，以揭示其内在本质联系的推理方法，而“分类”则是根据事物之间的共同点和差异点把研究对象区分为不同从属关系的逻辑方法。可见“分类”是以“比较”为基础的，两者相辅相成，有助于化学家们透过纷繁复杂的化学现象，寻找到隐藏在背后的化学物质及其变化的规律。十九世纪中期，以门捷列夫为代表的无机化学家就是创造性地运用比较与分类的方法，把当时已有的庞杂混乱的化学元素及化合物的知识加以整理和综合，从而发现了化学元素周期律。

门捷列夫既强调在观察和实验的基础上，通过全面的比较和自然的分类，从质和量（即元素性质和原子量）的关系上去对化学元素的自然体系进行理论概括，又主张只有把归纳与演绎、分析与综合结合起来，才能发现元素性质周期性变化的规律并据此作出科学的预测。他对某些公认原子量的校正和对类铝（镓）、类硼（铝）、类硅（锗）的预测就是有力的例证。

3.2.5 化学直觉

随着科学原子论、分子假说、原子分子学说的建立和元素周期律的发现及周期系理论的形成，在整个19世纪，理论方法已在化学方法中居于主导地位。但是也应当看到在理论方法发展的同时，经验方法也在进一步发展，而且构成了理论方法发展的坚实基础。尤其在有机化学领域，基于发展了的经验方法派生出了一种非逻辑推理——化学直觉，它极大地推动了有机分子结构理论的建立与建立与发展，并赋予化学理论方法特有的个性化色彩。

所谓“直觉”是一种在感知过程中未经严格逻辑证明，但能迅速而准确填补知识空白的能力，广义的直觉包括灵感（顿悟）及直感、直观等不同层次的一类非逻辑思维形式。科学史表明，化学家尤其有机化学家，他们擅长于凭籍化学经验取得对化学事实的直观的理解，并能卓有成效地运用那种不注重逻辑推理，而直接得到基本正确的结果。例如，在制备某一染料之前，对于它的颜色他也会有一定的设想，在试图合成一种具有某种药性的药物时也往往有一种预见，而结果往往跟预想取得一致。这也就是说，化学家有了丰富的化学经验，就会有一种油然而生的对某些结果的“预感”或“直感”——这也许是化学家，尤其是有机化学家所具有的一种特有的科学素养，称之为“化学直觉”，这是一种认识上的飞跃，属于直觉思维范畴。

尽管这种直觉思维并未以突发性的形式出现，即不表现为“灵感”或“顿悟”，但基于丰富的化学经验并通过长时间的沉思和积累，化学家会有更多的机会获得这种灵感或顿悟的。应该承认，依靠“化学直觉”，有机化学家用化学变化的逻辑就能想象或预感原子在空间中的复杂构型，并通过富有成效的实验合成手段制成具有这种构型的有机化合物，进而在理论与实践的结合上把握住了有机物性质与结构的关系，建立起了有机分子结构理论。可见化学直觉是有机化学家富有创造潜力的一种标志。众所周知，德国有机化学家凯库勒就是一个杰出的代表。正是他，把个人的才智和对碳原子相互结合关系的理论研究相联系，最终完成了一种天赋般的直觉判断——苯的碳原子之间成环状结构。在这里，凯库勒的个人才智主要表现在他早期学习建筑所获得的对事物“空间结构美”的认识和对事物形象化的孜孜追求。一旦这种才智和他的化学经验积累相结合，就会产生一种闪耀智慧火花的化学直觉。

参考文献：

[1]王德胜主编.化学方法论[M].杭州：浙江教育出版社，2007.

篇6

就是要让学习者经历科学家研究科学的过程，了解科学知识形成的历史；不仅知道最终的研究结果和结论，而且要了解推导过程，从而真正掌握科学知识；这正是提高科学修养、理解科学本质的重要过程。化学史的本质就是一部研究化学方法、运用化学智慧的历史。结合化学史进行化学教学，不仅可以学到作为认识活动结果的知识，而且可以学到反映在认识活动过程中的研究方法，从而提高学生自我学习、创造发明的能力。

化学教学不仅要使学生知道是什么知识，还要知道为什么被提出来、又是如何解决的。在教学过程中结合化学史展现化学家探索知识的过程，展现重要概念和规律是如何发展和完善起来的，即它们是怎样从事实或实验中总结出来的，又是怎样为更新的事实或实验所补充和修正的全过程。比如人们对原子结构认识的探索过程，从汤姆生到卢瑟福到玻尔，后来者怎样一次又一次地将原子结构理论推向前进。让学生跟随化学家亲身体验研究的历程：提出问题、假设和猜想，设计适当的实验验证猜想，处理分析实验事实，运用一系列的逻辑方法进行科学抽象，猜想、假设可能是错误的，这就需要进行反思和评价，进行修正，直到得到规律性的知识，再用实验检验认识成果的正确性，经过这样的方式，学生模拟体验了科学研究的全过程，获得科学思想和科学方法的熏陶，培养和提高了科学研究的能力。

培植科学情感，构建正确的人生观和价值观

化学史中蕴藏着科学思想、科学精神、科学态度和科学观念，能启迪引导学生形成科学的情感态度和价值观，促进学生全面发展。

1进行爱国主义教育

化学史教学能让学生了解我国在化学发展史上光辉灿烂的科技成就，如造纸、制火药、烧瓷器、冶铁炼钢、酿酒等化学工艺曾经举世闻名，这些生动事例能增强学生的民族自豪感。对近现代中国科技落后的状况和原因的探讨，可以激发学生立志奋发图强的爱国热情，树立推进我国化学工业赶超世界先进水平的责任感和进取心。许多中外化学家的爱国言行，也给学生树立了爱国的榜样。

2初步建立辩证唯物主义观念

化学发展过程充满着丰富的唯物主义和辩证法思想。例如许多化学的发现貌似起缘于偶然，其实背后无一例外有着必然，是科学家经过大量实验总结验证得出来的，是从量变到质变、从特殊到一般的过程。只有掌握扎实的理论基础和科学的方法，善于从偶然现象中找出内在必然，才能在科学研究上有所作为。比如拉姆齐一个人发现了除氡之外所有的稀有气体，这并不是偶然巧合，是他的努力，是坚持谨慎的逻辑思维和对未知事物坚定的探索精神引导他走向成功。又如波义耳注意到紫罗兰花瓣因为溅上酸液而变红，从而发现了酸碱指示剂。这正是他一贯细致观察实验，尊重实验事实的良好习惯的必然结果。另外，今天看起来很简单的化学知识，也许经历了几代人的奋斗，有些先驱者当时得出的结论现在看来似乎是错误的，但也不能一概否定，要运用辩证唯物主义的观点既看到它的不足，又要对它在历史上起过的作用给予肯定。前人的劳动成果永远给后继者以借鉴，后人正是以此为阶梯去探索真理的。

3发展不畏艰险、追求真理，、善于合作、勇于实践的科学精神

现代学生的成长过程，受到的关爱太多，挫折失败经历太少。许多学生在学习中不能也不肯吃苦，一点点小小的失败就视作末日来临，缺乏坚韧不拔的意志和精神。化学史教育可以让学生知道，每一个发现和发明，无不聚集着化学家的千辛万苦和劳动汗水，其中包含着他们在漫长的探索道路上遇到的无数次失败挫折、种种困难和打击。比如金属钛的提取过程，经历了一百多年的艰苦探索，凭着数代化学家的努力甚至献身，才得以实现。

还有，居里夫妇在简陋的实验室里，从1899年到1902年，1400多天，5677次实验，终于从8吨铀沥青矿渣中提取到了0.1克氯化镭。“科学家成功的道路上流的不是汗水而是鲜血，他们的名字不是用笔而是用生命写成的。”

在原子结构的探索过程中，虽然许多科学家都做出了杰出贡献，但只有卢瑟福一人被誉为“原子之父”。这位1908年诺贝尔奖获得者，一生先后培养出了11位诺贝尔奖获得者，无人比肩。他为人坦诚忠厚，谦虚谨慎，从不妒嫉别人的成就，他把身边的年轻人看作是自己的接班人，他的指导思想是让每个人发挥他的最大才智，作出他希望的最大成果。他的友爱宽容、善于合作的精神令后人由衷敬佩。

科学家追求真理的艰辛历程，他们自身的谦虚宽容的态度，勤于思考、善于合作的精神，关心社会造福人类的社会责任感，他们拥有的人性光辉、人格魅力对学生的影响是潜移默化，不可估量的。在科学研究日趋复杂、学科间的交叉渗透日益加深的当代，更加需要学生具有善于合作的精神，凝聚集体的智慧和力量在日后实现新的发明创造，新的突破，实现人生的价值。

关注社会，关注未来，增强社会责任感

现在，化学与自然、社会、人类的关系呈现前所未有的密切，人人都在享受着化学的成果与恩惠。但是人们对化学的误解、淡漠与隔膜也日趋严重，甚至有人谈化学而色变，将化学与污染、有害、危险等同起来。为了消除这种误解，有必要通过化学史教育，引导学生接受并欣赏化学的创造发明对改善人类生活的积极作用，对人类社会的进步的推动作用。让学生认识到，那些曾经发生的和化学相关的污染事故，无一不是人们过度甚至滥用化工产品，对化工生产控制不当乃至失控而引起的。教育学生树立合理使用化学物质的意识，即要综合考虑社会经济效益，及对生态环境和人体健康潜在的长远的影响。认识到消除污染，保护环境同样需要化学知识。

篇7

由于物理化学课程需要综合应用物理学、高等数学及化学的知识，使用的又是定量语言，公式较多，概念抽象，逻辑性强，内在联系复杂,所以历来是一门老师难教，学生难学的课程。爱因斯坦曾经说过“只有兴趣才是最好的老师”,我们认为，在物理化学课程教学中，教师如何引起学生的学习兴趣，进而提高学生学习物理化学课程的积极性，是物理化学课程教学的关键。物理化学课程的兴趣教学可体现于多个教学环节，本文着重介绍我们在物理化学教学中，激发和提高学生的学习兴趣的几个方面。

一强调物理化学课程的重要性

在物理化学发展史上，物理化学的每个概念和公式的出现，都是在那个时代为解决一定问题而提出的，都是为解决当时社会生产的需要而发展起来的，因此我们在物理化学教学中，结合世界物理化学发展史和中国物理化学发展史，介绍物理化学家们的科学贡献与科技发展和产业进步的关系，突出物理化学课程的重要性，激发学生学习物理化学的兴趣。

例如,我们在物理化学教学中，结合物理化学课程内容，向学生介绍被誉为现代化学工业基础理论的创立者———吉布斯，正是他将热力学理论与数学力法完美的结合，建立了同时代人难以破译的相平衡理论———“相律”，从而极大地简化了制冷、冶炼、燃烧、能源流程、合成化学品、陶瓷、玻璃和肥料等一大批化工品的生产过程，并使之成本下降和批量生产得以实现，从此化学产业才成为世界上规模最大的基础产业，以此为例来说明，物理化学的许多重要进展与理论建树，除促进了物理化学学科乃至整个化学学科的繁荣发展之外，常常也是科技发展和产业进步的里程碑。我们在物理化学教学中，以许多类似的例子来突出物理化学课程的重要性，激发学生学习物理化学的兴趣。

二介绍高新技术的发展情况

物理化学表面上是基础理论课程，其实目前许多高新技术都是以物理化学原理作为基础。例如在讲授电化学时，只按照课本介绍理论会很枯燥。我们可以结合燃料电池的发展状况让学生认识到电化学在高新技术中的应用。目前发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷持巨资来从事燃料电池技术的研究与开发，并已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机和内燃机而广泛应用于发电及汽车上；又如德国科学家格哈德·埃特尔研究一氧化碳在金属铂表面的氧化过程，催生了汽车尾气净化装置；还有诸如蛋白质分离技术、超临界萃取技术、纳米技术等都是以物理化学作为理论基础的。

在教学中融入高新技术的信息，可以使物理化学的教学具有时代感与吸引力，培养了学生的科学素质，使其学习目的性更加明确。

三采用理论和实际相结合的教学方式

物理化学理论性强，但它的应用性也很强，物理化学教材限于篇幅，重要阐述基本原理、基本理论、数学推导等方面的内容，应用方面讲得比较少，我们在物理化学教学中，注意理论联系实际，让学生感觉到物理化学对生产和生活都有着巨大的指导作用，感觉到物理化学不是距离自己遥远的一门理论学科，突出物理化学课程的应用性，激发学生学习物理化学的兴趣。

例如，我们在物理化学教学中，结合物理化学课程内容，向学生介绍电化学、光化学正在敲开新的“干净”能源大门，又如在表面化学的基础上开发出的碳催化剂，不仅改变了传统的煤———电石———化工产品的工艺路线，而且在石油资源短缺时，预示出新的化工原料资源的存在。又如向学生介绍在物理化学理论的指导下，不断开发出来的新型表面活性剂进入到了石油开采、食品、油漆、、去污等各工业部门和国防建设之中，尤其建立在表面化学研究成果基础上的石油三级开采一经实行，我国日前大部分不能开采的石油都将被采出。同时鼓励和指导学生充分利用网络资源搜索和查询各种物理化学应用的信息资料，从而拓展学生学习物理化学的兴趣。

四采用讨论式教学方式

在课堂教学中，合理开展师生互动、共同探讨的教学模式，让学生自觉地去思考、去认识、去探究，可以加深学生对知识的理解和掌握，在掌握知识的同时亦能增加学习兴趣，易于培养学生形成一种对待问题认真钻研的态度。从而有效地提高学习效率，达到在学习中学会学习的最终目的。

例如在胶体化学教学中，结合课程内容，向学生提问为什么豆浆遇到一点卤水(主要含有MgCl2)就会变成豆腐呢？然后通过课堂讨论，引导学生了解豆浆中含有大量蛋白质，而蛋白质分子是高分子，它通过离解或吸附，表面常带有负电荷并在表面有水膜生成，这种蛋白质溶液具有胶体的性质在豆浆中加进卤水后，由于离子与水的结合作用，蛋白质颗粒的水膜首先遭到破坏，然后Mg2+中和蛋白质的电性，进而发生蛋白质分子大团聚的过程，这就形成了豆腐这样的问题讨论既要利用物理化学课程所学知识进行解答，又同学生的生活实际紧密结合，极大地提高了学生的学习兴趣。同时为了培养学生的创新意识，教师也可多从逆向进行提问，例如在电化学教学中，有关铁的生锈是这样描述的:“钢铁暴露在潮湿的空气中会生锈”。如果我们反向提问“钢铁暴露在干燥的空气中，结果会生锈吗？”“将钢铁浸入水中，结果又如何呢?”这样的逆向提问，可以充分调动学生的积极思维活动通过讨论式教学，在问题的不断提出、不断讨论和不断解决的过程中，提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，增强学生学好物理化学的信心[2-4]。

五选择性讲解习题

由于物理化学的理论性强和抽象性较强，习题的解答难度较高，学生独立解答习题的信心较低，学习兴趣也随之下降。课程教学的目标是让学生掌握知识精髓、学会灵活运用。显然，如何进行课堂习题讲解这一环节是至关重要的。首先，要点明每章的典型计算题，便于学生理解和掌握该章重点。例如，热力学第一定律的综合计算题型有：简单pVT状态变化求热力学函数变化值、复杂pVT变化求热力学函数变化值、绝热过程的温度变化和功的计算等。其次，讲解习题要有所侧重，控制题量。对一些涉及基本概念和公式运用的简单题目可随堂讲解，有助于学生掌握基本概念和公式。上习题课还应该注意教师与学生的互动，可以由教师讲解示范性题目，也可以先由学生解题再由教师根据学生的解答情况进行重点讲评。最后，要多讲解应用性较强的题目。在习题课的教学实践中，学生经常要求教师多找一些与生产和生活实际相关的题目。例如学习了化学平衡这一章，可选讲由“理想稀溶液的依数性”计算“静脉注射的所用生理盐水的组成”等一类的习题。这样可以提高学生的解题兴趣，加深学生对知识的认识。

六采用板书和多媒体相结合的教学方式

随着信息技术的进步，在高校中利用多媒体进行教学已经成为一种趋势。多媒体教学是利用计算机将教学内容制作成幻灯片投影于屏幕上的一种教学模式，是将图、文、像、色集于一体的现代化教学手段,它的应用使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识,通过形象、生动、直观的形式表现出来,调动了学生的积极性和学习兴趣,便于学生对知识的理解和掌握。同时,也为教师节省了大量板书绘图的时间,加快了授课进度，也增大了教学信息量。

例如在学习相平衡一章时,由于学生第一次接触,认识比较少,接受起来困难。我们在讲授用步冷曲线法绘制相图的教学中,先向学生展示实验仪器的图片,结合动画讲解绘制步冷曲线的实际方法,让学生对步冷曲线的测定有感性认识。然后以Sn—Pb合金系统为例,采用动画形式展示纯Sn、纯Pb及不同组成的合金在高温熔融状态自然冷却过程中,温度随时间的变化,绘成步冷曲线,在曲线的每一阶段均展示系统的相态和分析自由度情况。最后将不同组成的步冷曲线上各个特征温度标注在T—X图上,连接起来即构成了固———液二组分体系相图。这一思路虽然仍是教材上的,但通过比书本和黑板更直观更生动的多媒体教学方式表达出来,不仅可以充分调动学生的学习兴趣,还可以使学生直观地掌握这部分知识内容并留下深刻印象，从而达到较好的课堂教学效果。此外利用计算机软件演示一些模型和模拟实验时的效果也非常好。

虽然多媒体手段优越性突出,但在整个物理化学教学中,多媒体教学却不见得完全尽如人意。在使用多媒体授课时，既使缓慢翻阅PPT,留给学生的思考时间仍显不足,再加上学生一直盯着屏幕，很容易使注意力分散,这样学生必然会跟不上老师的讲授节奏,而一旦脱节再跟上是很难的。所以应采用板书和多媒体教学相结合的教学形式。具体方法为:对于讲授内容的重点、难点以及重点公式的推导过程仍然用板书形式,而对内容中的一些图表、动画和视频则就得依赖PPT形式来完成。这样通过板书给了学生思考时间,使他们的注意力容易集中,即使一时分散,也可以看到板书内容后再跟上；同时也保留了多媒体教学的一些优势[5]。

以上是作者在物理化学教学中的一些体会,经过实践证明,教学效果比较显著,教学质量也得到了提高。当然,对教学方法的认识和改革是永无止境的,我们还在不断研究、探讨和改进,希望在今后的教学过程中,取得更好的效果。

参考文献

[1]黄海平，陈一胜.材料学专业物理化学教学工作探讨[J].中国电力教育，2011(29)：94.

[2]周鲁.物理化学教程[M].北京:科学出版社，2006:78-80.

[3]舒华.物理化学课堂教学中问题的创设艺术[J].黔南民族师范学院学报，2003(3):31-33.

篇8

在《材料化学》绪论课的教学过程中，采用启发引导教学方式，以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计，通过讲解材料发展中的化学，引入材料科学与化学的区别与联系，重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题，使学生对本课程的内容有了清晰的认识，激发了学生学习本课程的信心和兴趣，并取得了满意的教学效果。

关键词:

材料化学;绪论课;教学设计

材料化学是材料科学与化学的交叉学科，伴随着材料科学的发展而诞生和成长，即是材料科学的重要部分，又是化学学科的一个分支［1］。目前，很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程，对于培养学生的材料科学基础知识，分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛，内容庞杂、概念甚多、加上课程改革，理论课时数减小，学生在学习《材料化学》课程过程中，普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书，是师生之间学习和交流的起始点，能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习，学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用，以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题［2］。如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践，就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。

1首先明确课程性质、特点及地位

教学之初，首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位，是学习后面材料专业课程的基础课程，同时明确考核方式，加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科，课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题，又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科，很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复，很多学生以为学过相关知识，就会从思想上松懈。然而，相关知识点虽然出现重复，但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中，要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题，使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例，讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系，使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程，化学是偏理论的理科课程，材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。

2材料

以材料的实际应用为引子，如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用，带领学生进入学习状态，引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质，是人类赖以生存和发展，征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史，说明人们对材料的使用，是从最早的天然材料，依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史，启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料，从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验，技艺为基础，材料靠配方筛选和性能测试，通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释，不能预示性能和指明新材料开发方向，而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明，当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中，化学一直担当着关键的角色［3］。任何新材料的获得都离不开化学，以石墨烯为例，物理学家主要关注其电子结构及输运理论，材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能，而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯，才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。

3材料与化学

材料化学是材料科学与化学学科的交叉，很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课，一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴，这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料，材料是对人类有用的物质，指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质，物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成，结构、性质及相互转变规律的科学。因此，化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上，如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展，人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体，其表面导电，体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定，而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关，研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此，材料科学的研究范畴不断拓展，并于其它学科交叉。

4材料化学

通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系，学生已经对材料化学有了一定的认识，引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材，教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的［4］。在这部分内容讲授过程中，可以让学生以教材目录为参照，讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。

4.1材料的结构

从三个层次讲解材料的结构，分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为，并可能影响到原子键合的方式，因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成，电负性决定材料内部原子之间的键合方式，从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式，根据原子排列的有序性，将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序，或对理想晶体的产生偏离，则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成杂质原子缺陷，增加本征硅的导电性，形成N型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部，晶粒之间原子排列的变化，可以改变它们之间的取向，从而影响材料的性能。一般来说，减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上，颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的，控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。

4.2材料制备

材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起，并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构，从而影响材料的性能。根据制备原理的不同，材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中，仅改变材料内部原子或分子的聚集状态，不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中，涉及化学反应，并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料，既可以采用物理法制备，也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道，便是采用简单的胶带对撕方法制备，该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力，使层与层之间分离，从而获得单层石墨，该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源，镍、铜、金等金属作为基片，采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨为原料，利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯［5］。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大，在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。

4.3材料性能

材料的性能由其结构决定，与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性，材料性能决定了其应用。广义地说，性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述，例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此，材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏，同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏，并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说，即使成分稍有变化，也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。

4.4材料应用

材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域，如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如，在电子信息领域，现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液，镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积，刻蚀过程中的反应离子刻蚀，这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域，新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发，离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域，对传感材料进行化学改性提高其传感特性，对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域，各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。

5结语

通过对“材料化学”绪论课的精心设计，使学生明确了该课程的性质和重要地位，大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲，树立了学生学好该课程的信心，为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授，使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识，取得了良好的教学效果。

参考文献

［1］禹筱元，罗颖，董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践［J］．高教论坛，2010，1(1):23－25.

［2］杨卓娟，杨晓东.关于高校课程绪论教学的思考［J］．中国大学教学，2011(12):39－41.

［3］唐小真，杨宏秀，丁马太.材料化学导论［M］．北京:高等教育出版社，1997.

［4］曾兆华，杨建文.材料化学.2版［M］．北京:化学工业出版社，2013.

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关键词：蛋白质分离技术；探索性人才；实验课程；教学研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0235-02

强化实践实验教学模式是高等院校提高学生培养质量的一个重要课题。工科院校普遍开设了实验课程，理论教育和实践脱节，实验内容不能及时更新，学生感受不到所学知识与现实之间的联系，缺乏学习动力、热情和兴趣。目前实验课程的设置对培养学生的动手能力，强化工程实践能力的要求还存在相当的差距。本文就《蛋白质分离技术》精品实验课程建设所做的一些教改工作进行总结，以期与国内广大同行共同探讨精品实验课程建设。

一、课程教学特点

《蛋白质分离技术》是我校生物工程专业的必修专业课。本课程是一门理论性和实践性都很强的课程，具有以下特点与问题。

1.快速发展的基础性技术与滞后的教材之间的矛盾。蛋白质分离技术发展日新月异，许多技术不断升级，甚至被淘汰。教材滞后在所难免，难以满足教学的要求。

2.有限教学时间与丰富的教学内容之间的矛盾。《蛋白质分离技术》涉及技术多，包括盐析、离心、层析、电泳等。教学中，由于教学时间少，难免注重技术、方法、手段，而忽视实验结果和目的性。这就造成学生对蛋白质分离课程的教学目的不明确，教学也就事倍功半。

3.有限教学资源条件与不断提高的实验教学要求之间的矛盾。多年来，我院一直很重视蛋白质分离实验教学设备的购置。但学生数量的增加让教学设备的压力日益增大，设备采购资金捉襟见肘。加上以前采购的实验室教学设备与不断更新的科研设备在功能和应用上存在较大的差距，采用落后的实验室教学设备进行封闭式实验教学，也难以满足学生对课程技术的理解和使用，甚至会产生认识上的偏差。

4.对蛋白质分离的单元操作、设备及工程性内容不掌握。和化学工程一样，蛋白质分离由许多单元操作集合而成，需要工程化的理解和设计。现有教材及授课对原理讲解较多，多单元操作工程化的介绍很少，严重影响学生灵活掌握课程。譬如，学生对层析分离介质选择及应用不熟悉，对工业制备色谱系统不熟悉。

二、教学思想与理念

《蛋白质纯化技术》是一门非常注重具体实践操作、工程味浓的课程。如何使学生在众多的单元知识学习过程中，将知识点融会贯通，将不同的单元串联起来设计某种特定生物产品的纯化工艺路线，并进行工程放大，适应当前科技的飞速发展，是检验课程教育成败的关键。《蛋白质分离技术》的实验教学理念是：强化基础理论，突出工程和应用理念，适当兼顾科研前沿发展，着重提高学生分析问题与解决问题的能力。实验教学与科研平台相结合，采用开放性、案例型教学模式，培养学生的实践和应用能力。课程改革拟打破该门课程传统的学生理论学习与动手实践环节相互脱离的教学方式，根据授课过程中的实际需要，不拘囿于固定的理论学习与实践的时间安排，机动灵活地安排理论学习与动手实践操作时间，达到使学生及时加深对所学内容的印象和理解，迅速有效地从感性认识上升到理性认识，从而大大提高教学效果的目的；使学生能够独立完成一整套蛋白质纯化操作体系，彻底改变学生开始研究生阶段的学习时还要学习蛋白质纯化方面课程的局面。本课程教改的关键在于如下几点。

1.力求在有限教学条件下开展教学内容的创新，不断增强学生对蛋白质分离系列技术学以致用的教学效果。实践表明，学生在自行选择的模块实验中兴趣和积极性很高，效果很好。此外，组织学生进入工厂实习，实地了解生化分离设备与工艺路线的结合，并要求学生在实习报告中做出合理性评价，让学生更好地把书本与实际相结合，掌握分离技术的精髓。

2.努力改进教学手段和方法，不断提高蛋白质分离技术教学效率。蛋白质品种多，分离技术广而新，没有现代化的教学手段难以有较好的教学效果。为此，采用现代化的教学手段，包括编写新教材，建设先进的蛋白质分离教学实验平台，直观、带趣味性蛋白纯化技术的影像资料（如Flash模拟动画、视频），增加应用性强的实践观摩环节，都极大地提高了教学的效率。

三、教学定位与特色

《蛋白质分离技术》教学改革的定位。

1.重应用，彰显教学目的性。如何使学生在众多的单元知识学习过程中，将知识点融会贯通，将不同的单元串联起来设计某种特定生物产品的纯化工艺路线，并进行工程放大，适应当前科技的飞速发展，是检验课程教育成败的关键。强调技术的应用性是本课程教学的重中之重。

2.教学与科研相结合，体现技术的前沿性。针对蛋白质分离技术发展日新月异，依托科研平台坚实的基础硬件条件，将最新的科研实验条件在教学中展示、应用，丰富了教学内容，缓解了实验教学条件的压力。

3.有条件地开展工程化培训，体现蛋白质分离技术的集成化、规模化、自动化。在教学中如何系统地介绍蛋白质分离技术、工艺、设备及单元操作，是实现学生分析问题和解决问题能力培养的关键。应大力抓实践环节的训练，训练内容包括基础实验、综合实验、创新实验等环节，充分体现蛋白质分离技术的工程性。

该课程有20年的建设发展史，有相对稳定而完整的课程体系与教学内容，是国内发酵工程专业最早开设的一门独立的专业必修课之一。我学院的这门课程依托粮食发酵工艺与技术国家工程实验室、发酵技术国家工程中心（无锡）、工业生物技术教育部重点实验室、糖化学与生物技术教育部重点实验室等科研平台以及国内最早的发酵工程博士点，为本科教学提供了坚实的依托。作为生物工程专业的基础技能和课程，《蛋白质分离技术》课程的改革具有重要的意义。

四、课改内容

1.优化教学内容，采用科研与教学相结合的案例教学模式。蛋白质分离技术涉及技术、工艺、单元操作、设备等。现有的教学内容重在技术，对单元操作、工艺设计、设备方面的介绍较少。在教学中如何系统地介绍蛋白质分离技术、工艺、设备及单元操作，是实现学生分析问题和解决问题能力培养的关键。课程教学内容分为理论课、实验课及教学手段现代化建设，还有与上述课程建设相匹配的多媒体课件建设。理论课上，通过课堂讲授、提问、思考题、讨论等方式实现教学。另外，我们要求学生翻译创新性或工程性论文，达到了解学术前沿发展，强化工程理念的目标。

实验课教学编写适合本专业的《蛋白质分离技术》实验教材。在有限的硬件条件下，结合科研设备和教学设备，建设《蛋白质分离技术》实验教学平台，尽最大可能地为学生提供良好的分离设备条件。打破理论课必须讲授理论知识、实践课只能进行实践教学的束缚，授课老师可自由地根据所授内容的具体实际情况和需要，灵活安排理论学习与实践操作环节的时间。充分利用现有的本科实验室条件和各老师本研究室的条件，分阶段对实验设备、实验过程进行观摩、操作，把理论知识及时消化，转化为实践技能。

2.改进教学方法，提高教学效率。结合科研经历的教学内容总能使学生因生动形象、言之有物而兴趣倍增。如介绍科研项目“谷氨酰胺转胺酶”中对发酵液内脂谷氨酰胺转胺酶分离工艺，在项目“腈水合酶研究”中对腈水合酶分离纯化工艺等。在课堂教学中及时调整内容，补充新技术，将新的科研成果实例与基本理论结合起来讲解，一方面充实了教学内容，另一方面又使学生接触新的科技信息。例如：基因工程药物作为药物，纯度要求高，能否分离纯化其表达产物是该药物能否投入生产、走向市场的关键，而涉及的分离技术属于高新科技，在相应的课本中并不全面，故在讲课中充实了这方面的内容，详细讲述从蛋白质包涵体的产生、分离和复性方法。课堂上穿插介绍国内外相关企业重新设计学生实践操作的内容：包括更换待纯化蛋白样品的来源（拟基因工程大肠杆菌来源）及具体分离的目标蛋白（拟重组腈水合酶），增强学生对蛋白质来源的科学认识；简化目标蛋白的检测方法（拟HPLC法），提高对活性测定的方法更加科学的认识，也缩短在活性测定方面的时间；增加所用层析技术的种类（拟增加疏水作用层析、亲和层析）等，使学生对各项纯化方法有更全面的了解。

授课形式力求多样化、形象化。课堂上在讲解各种抽象的蛋白质纯化技术原理和操作的同时，拟增加些直观、带趣味性的介绍各种蛋白纯化技术的影像资料（如Flash模拟动画、视频）给学生观看，及时加深学生对于理论、操作等的理解和掌握。强化实验过程的指导，采用小班上课，分组操作。针对目前的实验条件，计划将实验课分成三个小班，然后每个小班再分成两个小组。每位老师带领几名学生完成整个实验过程，力争让每一个学生都能完成一整套操作，具备独立进行简单蛋白质纯化的能力。

3.教材建设。本课程现在使用的教材是自编的实验教材和讲义。我们拟为本科生编写《蛋白质分离技术实验》教材。

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【关键词】粮食深加工 生物 教学 课程建设

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）22-0005-02

粮食深加工专业，是以发酵工程和酶工程等生物技术为专业知识基础，以淀粉水解制品及其衍生物、氨基酸等淀粉发酵制品、变性淀粉等加工技术方面的知识和能力培养为主的学科。生物基础课程教学始终着眼于专业发展的前沿性和应用性，把培养高素质应用型人才作为教学目标。

一 创新教学理念，明确教学目标

教学理念是人们对教学和学习活动内在规律的认识的集中体现，同时也是人们对教学活动持有的基本态度和观念，是人们从事教学活动的信念。教学理念对教学活动有着极其重要的指导意义。

我校坚持把提高人才培养质量作为教学工作的核心内容，目标是根据吉林省粮食经济的特色与发展对人才的客观需求，培养具备所从事专业的基本理论知识，能在生物技术与工程领域从事设计、生产管理和新技术研究、新产品开发的技术应用型专门人才。在重视学生的智力品质的同时还强调学生良好的非智力品质的培养，重视学生的创新精神以及在实践中解决问题的能力。在教学中注重内容的基础性与先进性的有机结合，把该领域的最新成果和亟待解决的现实问题融化到教学内容中，充分体现学科教学内容的先进性，紧跟学科发展的步伐，增强学生对课程的学习兴趣。

二 调整课程结构，优化教学内容

第一，粮食深加工专业有生物化学、细胞生物学、微生物学等多门重要的专业基础课，内容互有交叉、重复。如何处理好它们之间的逻辑关系，搞好教学衔接是教学实践中的一个难题。为了更好地体现相关课程核心内容，我院进行大胆取舍，使课程内容更加精简、重点更加突出。如蛋白质合成，细胞生物学、生物化学、分子生物学都有涉及；再如对有关淀粉知识，生化教材和淀粉工艺教材等都做了审慎合理的处理。根据学生和学校的实际，坚持基础实、起点高、内容新、知识活的原则，注意处理好基础、前沿和能力三方面的关系。

第二，围绕课程的教学理念，将基础理论知识与学科前沿发展相结合。在理论课中适当地引入一些科技前沿知识，重视相关的科学发展史的介绍，包括学科的研究历史、科学家的成长经历，相关的最新科研成果，如生化课程中在讲授糖化学时，补充介绍相关的诺贝尔奖内容、科学家生平及所做的贡献，从中学习前辈的科学态度、思维方式，拓展学生视野，提高学生的学习兴趣和积极性， 改善教学效果。

三 尊重教育规律，重视教学法研究

好的教学方法是生物教学的有力保障。在教学过程中可以采取启发式、互动式、研讨式的教学方法，充分调动学生的学习主动性，引导学生积极思考，主动参与教学活动。过去许多教师的教学只是单纯以传授学科知识为主，把教材上的全部内容“兜给”学生，学生们疲于被动地接受一大堆结论，而不知道这些结论是如何获取的，这种教学模式不利于学生科学思维能力的提升，因而在重视传授基础知识的同时更要重视教给学生获得科学结论的思路和方法。

在教学中可以组织课堂讨论，安排学生选择某个专题制作PPT，进行课堂小讲座，促进了学生之间及学生与教师之间的专业交流，培养了学生查阅文献、阅读文献的能力，学生自学能力、演讲交流能力明显提高。教学中积累的这些素材和经验，还促进了整个专业基础课程的教学，使更多的学生从中受益。

四 理论与实验并重，提高学生动手能力

生物学是实验性很强的学科，实验课对学习生物基础十分重要。我们十分注重理论教学与实验教学有机结合。教学中既有传统的验证性实验，用于帮助学生理解、巩固所学的生物知识，更多的是探究性实验，即只给出课题研究的要求，在教师指导下，由学生自己思考实验原理、选择实验仪器、制订实验方案，其目的重在培养学生的科学态度、严谨的作风和团结协作的精神，促进学生创新能力的提升。我们还通过开放实验室，创造条件让学生多动手，培养学生的实践能力。今年，生化实验教师指导的学生在吉林省高校生化技能竞赛中荣获一等奖。

五 搞好教学评价，促进教学质量提高

教学评价作为教学系统的重要组成部分，它的内容和形式对教学活动的开展起着重要的促进作用。通过学校、学院、教研室和授课班级的教学管理体系，开展教学质量监控，对任课教师的教学质量做出相应的评价，建立健全教学质量监控体系。一是教师评学，教师通过考勤、课堂讨论、作业等对学生学习过程进行评价，通过期中、期末考试进行终结性评价；二是学生评学，学生通过网络评教对教学过程提供反馈意见，了解教师教学活动的效果；三是督导评学，通过学院各级督导对教师的课堂教学和学生的课堂学习情况进行检查指导，以此评价教师和学生的表现；四是实践评学，注重将理论知识和实践相结合，通过实验参与和操作过程，对教师和学生能力进行评价。

专业基础课教学是一项系统工程，需要持续不断的探索，努力开拓创新，以培养更多基础扎实、素质高、能力强、能为我国的经济建设和社会发展做出贡献的人才。

参考文献

[1]张晶、华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考[J].中国细胞生物学报，2011（6）：71

[2]康洁、马丽.细胞生物学课程体系和教学模式的改革与探讨[J].读与写，2011（11）