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關(guān)鍵詞:甲基丙烯酸甲醋;化學(xué)灌漿材料;修補(bǔ)材料;混凝土;建筑材料
中圖分類號(hào):TU57文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)11-0023-02
眾所周知,混凝土是當(dāng)今應(yīng)用量最大的一種建筑材料,廣泛用于工業(yè)與民用建筑、水利、交通、城市建設(shè)等工程。但是混凝土最大的缺點(diǎn)就是容易出現(xiàn)裂縫,混凝土結(jié)構(gòu)的破壞和建筑物的倒塌,也都是從結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)展開始而引起的。特別是現(xiàn)在預(yù)拌混凝土和高性能混凝土的大量應(yīng)用,使混凝土的各類裂縫顯得更為突出。多年來,國(guó)內(nèi)外科技工作者已經(jīng)研制了大量的混凝土裂縫修補(bǔ)材料,提出了聚合物類修補(bǔ)材料等多種混凝土修補(bǔ)材料,對(duì)混凝土工程進(jìn)行維護(hù)和修補(bǔ),對(duì)提高混凝土工程的安全性和延長(zhǎng)使用壽命具有十分重要的意義。
一、混凝土裂縫修補(bǔ)材料的要求
混凝土建筑不同于其他混凝土結(jié)構(gòu)物,它是在大自然中的帶狀結(jié)構(gòu),表面要經(jīng)受大氣溫度周期性變化的影響。因此,嵌入建筑裂縫的材料應(yīng)具備良好的物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及耐久性。
(一)收縮性能
裂縫修補(bǔ)材料的收縮性能直接影響到修補(bǔ)界面的黏結(jié)性能。在進(jìn)行裂縫修補(bǔ)時(shí),表面混凝土已完成了收縮,而新注入的裂縫修補(bǔ)材料的收縮剛剛開始,必將在界面上造成剪切和拉應(yīng)力,在荷載及環(huán)境因素作用下,可能使界面出現(xiàn)二次開裂。因此,應(yīng)盡量降低修補(bǔ)材料的收縮,使其具有較原建筑混凝土更低的收縮,甚至產(chǎn)生微膨脹性能,在界面上產(chǎn)生壓應(yīng)力,以獲得理想的界面黏結(jié),從而使界面的過渡層的密實(shí)性能得到改善,以提高裂縫修補(bǔ)質(zhì)量。
(二)變形能力
作為建筑裂縫修補(bǔ)材料,同樣要經(jīng)受大氣溫度周期性變化的作用。因此,要求修補(bǔ)材料應(yīng)具有一定的變形能力,以松弛瞬時(shí)荷載,防止修補(bǔ)材料中或界面上重新產(chǎn)生并發(fā)生新的裂紋。描述材料變形能力的參數(shù)通常可用材料的彈性模量,因此要求裂縫修補(bǔ)材料的彈性模量應(yīng)小于基準(zhǔn)材料的彈性模量。
(三)界面黏結(jié)性
建筑混凝土裂縫修補(bǔ)后,能否與舊混凝土協(xié)調(diào)一致地工作,其中一個(gè)重要的因素是混凝土裂縫修補(bǔ)界面的黏結(jié)性能,它關(guān)系到修補(bǔ)的成敗以及能否避免二次破壞。一般情況下,界面黏結(jié)性能可從抗折黏結(jié)強(qiáng)度、拉伸黏結(jié)強(qiáng)度和剪切拉伸黏結(jié)強(qiáng)度三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(四)耐久性
同混凝土路面一樣,裂縫修補(bǔ)材料灌入建筑縫隙后,仍在大氣中,經(jīng)受雨水的滲入、陽(yáng)光的照射、污水的腐蝕。因此,要求建筑修補(bǔ)材料應(yīng)具有抵抗這些介質(zhì)侵入和損害的性能。修補(bǔ)材料本身也應(yīng)該具有良好的耐腐蝕性和耐磨損性能,至少應(yīng)該與原混凝土建筑材料的耐久性相近。
(五)經(jīng)濟(jì)性
在滿足力學(xué)性能、性能優(yōu)越、價(jià)格便宜、提倡使用“綠色材料”,將“以人為本”的理念貫穿在施工性能、耐久性的前提下,盡量降低材料單價(jià),研制出便于推廣的混凝土建筑修補(bǔ)材料。
二、甲基丙烯酸甲醋灌漿材料的特點(diǎn)與灌漿機(jī)理
灌漿是把適當(dāng)?shù)目梢阅Y(jié)的漿液灌入裂隙含水巖層、混凝土或松散土層中,從而降低被灌體的滲透性并提高其強(qiáng)度,延長(zhǎng)其使用壽命的方法,又稱注漿。甲基丙烯酸甲醋材料在土木建筑工程、水利工程等多個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于防滲堵漏、補(bǔ)強(qiáng)加固等實(shí)際工程中。
(一)化學(xué)灌漿機(jī)理
化學(xué)灌漿就是將化學(xué)材料配制成的漿液用壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi),使其擴(kuò)散、膠凝或固化,可以產(chǎn)生加固或防滲堵漏的良好效果,保證工程順利進(jìn)行或提高工程質(zhì)量的目的?;瘜W(xué)灌漿材料為一種真溶液,無懸浮粒子,所以比水泥灌漿材料具有更好的可灌性,它能對(duì)某些細(xì)微裂縫、孔隙進(jìn)行灌注,能按工程的需要調(diào)節(jié)漿液的膠凝時(shí)間,并具有較高的黏結(jié)強(qiáng)度。從灌漿流變學(xué)理論角度看,任何灌漿載體或漿液基質(zhì)均可用流變模型來描述。水泥漿液或化學(xué)漿液,一般用黏性及塑性―粘性來界定。于是,灌漿載體在彈性與塑性之間變化;漿液基質(zhì)在黏性與黏―塑性之間變化。灌漿的實(shí)施就是這兩者變化的組合與調(diào)節(jié)。一般來說水泥漿液是符合賓漢姆型流體的漿液,化學(xué)漿液符合牛頓型流體的漿液。我們知道,漿液具有黏滯性毋庸置疑。當(dāng)它沿著灌漿載體裂縫縫壁流動(dòng),或漿液在地下水流體中運(yùn)動(dòng)時(shí),由于“附著力”的作用,與縫壁或與水緊接的一層漿液會(huì)附著其上,鄰層漿液則相對(duì)于該層滑動(dòng)。“附著力”指兩種不同介質(zhì)接觸部分的相互吸引力,它只有在其分子小于10-6cm時(shí)才呈現(xiàn)出來,漿液與被灌漿固體的接觸部位同樣呈現(xiàn)附著力,而固體縫隙,哪怕是密閉緊合的縫隙也不可能呈現(xiàn)附著力。這就是為什么采用液態(tài)的漿材來防滲、加固與補(bǔ)強(qiáng)灌漿載體的緣由。
(二)甲基丙烯酸甲醋類化學(xué)灌漿材料的特點(diǎn)
甲基丙烯酸甲醋類漿材具有黏度低,可灌性好,聚合體黏結(jié)強(qiáng)度大的特點(diǎn),特別是其聚合固化后有很好的物理性能。適用于混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng),特別是細(xì)裂縫的補(bǔ)強(qiáng)灌漿,能灌入0.05mm的細(xì)微裂縫。但甲基丙烯酸甲醋漿液在聚合過程中,由于單體分子逐步組成聚合鏈,縮短了分子間的距離。因此,20%的體積收縮,這將造成聚合體與縫面的局部脫空,使平均強(qiáng)度降低。同時(shí)它的官能度高,固化產(chǎn)物具有三向交聯(lián)結(jié)構(gòu),所以耐熱性、耐水性、耐介質(zhì)以及耐大氣老化性能都比較好。甲基丙烯酸酷樹脂膠黏劑還具有強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。因此,他比較適合于水泥混凝土建筑的裂縫修補(bǔ)。由于甲基丙烯酸酷樹脂膠黏劑的黏度較其他有機(jī)高分子材料低,所以特別適合細(xì)微裂縫的修補(bǔ),也可將其混入建筑混凝土中進(jìn)行寬裂縫修補(bǔ)和板面邊角修補(bǔ)效果都較好。
(三)優(yōu)化甲基丙烯酸甲醋灌漿工藝的措施
甲基丙烯酸甲醋灌漿材料的可行與否主要取決于以下幾個(gè)方面:(1)較低的初始黏度:黏度決定了漿液的可灌性,漿液的初始黏度越低,其可灌性也就越好,對(duì)于0.1~0.2mm的細(xì)微裂縫,漿液的初始黏度最好不要超過15MPa?s;(2)適當(dāng)?shù)哪z凝時(shí)間:一般情況下漿液的膠凝時(shí)間不宜過短,如果膠凝時(shí)間過短漿液可能在未被灌注完之前就凝固。膠凝時(shí)間也不能過長(zhǎng),否則可能會(huì)影響修補(bǔ)工程的后續(xù)工作,根據(jù)工程的需要,漿液適合的膠凝時(shí)間一般在1小時(shí)之內(nèi);(3)良好的力學(xué)性能指標(biāo):主要考慮漿液固結(jié)體與混凝土的黏結(jié)強(qiáng)度以及漿液固結(jié)體本體的抗壓強(qiáng)度。黏結(jié)強(qiáng)度過低,修補(bǔ)的裂縫有可能再次被拉開,達(dá)不到預(yù)期的目的。漿液固結(jié)體本體的抗壓強(qiáng)度最好比混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度高出一個(gè)等級(jí)。那么以上幾個(gè)指標(biāo)考慮,優(yōu)化甲基丙烯酸甲醋灌漿工藝措施首先要選定適合的主劑、增塑劑、引發(fā)劑和促進(jìn)劑的品種后,通過變引發(fā)劑和促進(jìn)劑的摻量比例,并根據(jù)上述的幾個(gè)指標(biāo)確定甲基丙烯酸甲醋灌漿材料的優(yōu)化配方組成,使之達(dá)到灌漿與修補(bǔ)的目的。
參考文獻(xiàn)
[1]胡高平.金屬用膠粘劑及粘接技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.
[2]魏濤,李珍,董建軍,等.化灌法[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2005.
[3]蔣碩忠.化學(xué)灌漿的發(fā)展與近期展望[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào),2004,31(1).
[4]王杰.注漿技術(shù)的發(fā)展與展望[J].沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),1997,15(1).
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);思想運(yùn)用;高中化學(xué);教學(xué)探索
眾所周知,綠色是健康、環(huán)保的顏色,綠色化學(xué)理念是從源頭上減少和消除污染,真正的實(shí)現(xiàn)零污染。而在社會(huì)飛速發(fā)展的今天,越來越多的人們意識(shí)到環(huán)保的重要性,開始提倡綠色化學(xué),綠色化學(xué)思想貫穿了很多方面,并開始向教育系統(tǒng)發(fā)展,高中化學(xué)的教學(xué)開始逐步滲透綠色化學(xué)思想,并在教學(xué)中針對(duì)綠色化學(xué)思想進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革,同時(shí)也對(duì)綠色化學(xué)思想在教學(xué)中的影響進(jìn)行了客觀的對(duì)待和運(yùn)用。
一、綠色化學(xué)思想概述
1.綠色化學(xué)概念及核心內(nèi)容
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué),使用化學(xué)的吉祥虎和方法去減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。綠色化學(xué)的整個(gè)過程都是無污染的。綠色化學(xué)的核心內(nèi)容是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。
2.綠色化學(xué)思想
綠色化學(xué)教學(xué)思想是將綠色化學(xué)作為化學(xué)教學(xué)的思想理念,并在教學(xué)中逐步將綠色化學(xué)思想滲透到化學(xué)教學(xué)當(dāng)中,在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)觀念和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。高中綠色化學(xué)教學(xué)是指從教學(xué)思想到教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)驗(yàn),都要將綠色化學(xué)思想作為教學(xué)的重點(diǎn),同時(shí),還要在實(shí)踐教學(xué)中,將綠色化學(xué)引用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,真正的在教學(xué)中貫穿綠色化學(xué)思想。
3.綠色化學(xué)的特點(diǎn)
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué),它的主要特點(diǎn)是:
(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料。
(2)在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少?gòu)U物向環(huán)境排放。
(3)提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”。
(4)生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
二、高中綠色化學(xué)的內(nèi)容及特點(diǎn)
1.高中綠色化學(xué)的內(nèi)容
高中綠色化學(xué)就是將“綠色環(huán)保的理念”融入到理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,在理論學(xué)習(xí)中有認(rèn)識(shí)到酸雨、大氣污染、固體廢物污染、重金屬污染等對(duì)于地球生存生活環(huán)境的破壞,學(xué)習(xí)書中的綠色環(huán)保知識(shí),加強(qiáng)對(duì)化工行業(yè)的了解,從自身方面推廣綠色化工、綠色環(huán)保理念,同時(shí)也能提高自身素質(zhì),保護(hù)環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方面,做化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我們高中化學(xué)中必不可少的實(shí)踐課程,該課程有助于我們深刻的了解各種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)條件等,有助于我們學(xué)習(xí),我們的綠色化學(xué)就是要在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),正確操作減少污染物生成、采用無害化實(shí)驗(yàn)材料、綠色環(huán)保的處理產(chǎn)生的廢品。
2.高中綠色化學(xué)的特點(diǎn)
高中綠色化學(xué)的的主要特點(diǎn)有幾方面,第一,綠色思想,這是高中綠色化學(xué)的主要特點(diǎn),我們學(xué)校和學(xué)生要從自身認(rèn)識(shí)到綠色思想的重要性,并向家人社會(huì)推廣這種思想。第二,學(xué)習(xí)綠色治理,學(xué)習(xí)當(dāng)今世界的各種污染物及其治理的方法。第三,綠色實(shí)驗(yàn),對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的各種污染物產(chǎn)生做好綠色處理。
三、綠色化學(xué)思想對(duì)高中化學(xué)的影響
1.綠色化學(xué)思想對(duì)化學(xué)課堂的影響
(1)轉(zhuǎn)變教學(xué)的思想:在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)上,我們教學(xué)的主要目的是為了傳授學(xué)生知識(shí),讓他們了解到物質(zhì)的構(gòu)成、性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等,為了讓他們能夠勝任考試,然而隨著素質(zhì)教育的增加,環(huán)境的惡化,為了保護(hù)環(huán)境綠色化學(xué)的理念應(yīng)運(yùn)而生,這種綠色理念融入化學(xué)中,使得我們重新認(rèn)識(shí)化學(xué),學(xué)習(xí)化學(xué),這就要求我們的自我學(xué)習(xí)重新認(rèn)識(shí)化學(xué),并傳授給學(xué)生,并且聯(lián)系實(shí)際生活,應(yīng)用到實(shí)際生活中去,實(shí)現(xiàn)真正的素質(zhì)教育,形成真正的化學(xué)思想觀念,為環(huán)境的保護(hù)和治理積蓄力量。
(2)變革教材內(nèi)容:對(duì)于教材編制的影響,高中生化學(xué)的學(xué)習(xí)是以后學(xué)習(xí)和研究化學(xué),在化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ),雖然將綠色理念引入化學(xué)教學(xué),但是在教材編制上,我們還是以傳授知識(shí)為主,適當(dāng)增加綠色化學(xué)知識(shí),循序漸進(jìn),逐步引領(lǐng)綠色理念,或者編制綠色化學(xué)課外讀物,這樣既能豐富知識(shí)又能達(dá)到教學(xué)的目的,例如我們?cè)谥v硫及其化合物時(shí),教師不僅僅要教受學(xué)生它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等,還要通過對(duì)于二氧化硫和三氧化硫的講解,來了解酸雨的形成及預(yù)防治理措施。
2.綠色化學(xué)思想對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的影響
(1)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化:高中化學(xué)在實(shí)驗(yàn)課上難免會(huì)在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生一定的廢棄物和有污染的氣體或其他產(chǎn)物,綠色化學(xué)思想運(yùn)用到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)就使得在實(shí)驗(yàn)過程中要注意廢棄物的產(chǎn)生于避免,這就使得老師在實(shí)驗(yàn)課上要幫助學(xué)生進(jìn)行廢棄物質(zhì)的回收再利用,并盡可能大的減少物資的浪費(fèi)和廢棄物的產(chǎn)生。綠色化學(xué)思想運(yùn)用于高中化學(xué)教學(xué)的目的就在于使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)現(xiàn)無污染,所以,在不影響實(shí)驗(yàn)課程的前提下,盡可能通過循環(huán)利用的方式實(shí)現(xiàn)廢棄物的回收再利用。
(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行綠色化:高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程要在保證學(xué)生人身安全的前提下進(jìn)行,由于學(xué)校學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中第一次操作,很有可能會(huì)產(chǎn)生一定的操作失誤而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗,由于有些實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性,因此,在材料的x擇上,要保證材料的安全無害。所以,在保證實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯拢M可能使用環(huán)保型綠色材料,這樣既能保證學(xué)生的人身安全,又能避免污染的產(chǎn)生,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué),一舉三得。
參考文獻(xiàn):
[1]崔金鳳.高中化學(xué)教學(xué)有效性提問分析[J].中國(guó)校外教育,2016(25).
[2]邢季穎.綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究[D].遼寧師范大學(xué),2013.
[3]黃煉群.新課改背景下高一學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的實(shí)踐研究[D].廣西師范大學(xué),2013.
[4]李建國(guó).綠色化學(xué)理念的高中化學(xué)教學(xué)中的意義[J].生物技術(shù)世界,2015(12).
關(guān)鍵詞:說課稿;化學(xué);教材;實(shí)踐
中圖分類號(hào):G622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2015)21-210-02
一、學(xué)情分析
學(xué)生所知道的只是零碎、膚淺的化學(xué)常識(shí),但對(duì)于究竟什么是化學(xué),化學(xué)研究的內(nèi)容是什么還是一片空白,對(duì)物質(zhì)的觀念和有待建立。也有一些了解過少量化學(xué)知識(shí)的學(xué)生有一種錯(cuò)覺,感覺化學(xué)學(xué)習(xí)很淺,只需要記一記就行了,還有部分學(xué)生畏懼理科,對(duì)作為理科的化學(xué)有一定的畏懼心理。
二、教材分析
1、教材的地位和作用 《化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩》是人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)的第一節(jié)課,也是整個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙課,因此在整個(gè)教材中占有特殊的地位。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生一開始就喜歡化學(xué),認(rèn)識(shí)到化學(xué)的真正價(jià)值,產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望和遠(yuǎn)景動(dòng)機(jī),對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)環(huán)節(jié)起著至關(guān)重要的作用。
2、教學(xué)目標(biāo) 作為一門新的課程,學(xué)生會(huì)關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的許多問題,緒言課的內(nèi)容主要圍繞著兩個(gè)問題展開:什么是化學(xué)和化學(xué)有什么用。
(1)知識(shí)與技能:
①知道化學(xué)是在分子、原子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的自然科學(xué)。②通過化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)一步了解認(rèn)識(shí)自然、適應(yīng)自然、改造自然和保護(hù)自然的重要性。
(2)過程與方法:①通過小組合作學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究,討論交流,培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。②通過具體事例額,體會(huì)化學(xué)與人類進(jìn)步及社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系,認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值,體會(huì)學(xué)習(xí)化學(xué)的方法。
(3)情感態(tài)度與價(jià)值觀:①激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的好奇心和探究的欲望;②培養(yǎng)學(xué)生親近化學(xué)、熱愛化學(xué),渴望了解化學(xué)的情感,關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問題。
3、教學(xué)重點(diǎn) 什么是化學(xué);化學(xué)與人類的關(guān)系;激發(fā)學(xué)習(xí)對(duì)化學(xué)的興趣和感受化學(xué)之美與化學(xué)的價(jià)值、探究之欲。
重點(diǎn)的突出:根據(jù)九年級(jí)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和心理特點(diǎn),設(shè)置問題情景,聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際,讓學(xué)生在問題中去想象,在實(shí)驗(yàn)中去探求,在價(jià)值中去感受。這更好的激發(fā)了學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣和渴望進(jìn)一步學(xué)習(xí)的愿望。
4、教學(xué)難點(diǎn) 什么是化學(xué)和化學(xué)真正價(jià)值的認(rèn)識(shí)。
難點(diǎn)的突破:通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景、發(fā)揮九年級(jí)學(xué)生聯(lián)想力豐富和活躍的優(yōu)勢(shì),使學(xué)生在如同身臨其境的情境中感受化學(xué)的價(jià)值,再在學(xué)生已知的基礎(chǔ)上引出化學(xué)新的作用。選擇豐富的色彩和歷史圖片、引導(dǎo)學(xué)生完成從新奇到萌發(fā)出喜歡化學(xué)再到渴望學(xué)習(xí)化學(xué)、學(xué)好化學(xué)的心理歷程。不僅使學(xué)生初步了解了化學(xué)研究的一般方法和學(xué)習(xí)化學(xué)的方法,而且通過此過程,大大降低了學(xué)生對(duì)化學(xué)的神秘和畏懼心理。使學(xué)生在豐富的感官和思維刺激中展開想象的翅膀。
三、教學(xué)方法
根據(jù)學(xué)生心理需求,使在興趣激發(fā)過程中學(xué)生由被動(dòng)變主動(dòng),在教學(xué)中采用相互合作,交流討論,師生互動(dòng),使學(xué)生親身感受到化學(xué)的價(jià)值和學(xué)習(xí)化學(xué)的樂趣。
四、學(xué)習(xí)方法
采用從學(xué)生身邊熟悉生活事例中提煉出的問題,在回答過程中參與、發(fā)現(xiàn)、討論歸納等方法。通過化學(xué)史和實(shí)驗(yàn)探究中的發(fā)現(xiàn)感受化學(xué)學(xué)習(xí)的各方面價(jià)值。
五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1、創(chuàng)設(shè)情境,引入新課,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
首先教師演示實(shí)驗(yàn)以激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣。
(1)魔棒點(diǎn)燈:用玻璃棒先后蘸取濃硫酸和高錳酸鉀粉末,反應(yīng)后將酒精燈點(diǎn)燃;
(2)滴水點(diǎn)火:將淡黃色的過氧化鈉用脫脂棉包好放在石棉網(wǎng)上,用滴管滴水后棉花燃燒;
(3)雪球燃燒:用藥匙取些固體酒精放在蒸發(fā)皿中,用火柴點(diǎn)燃。
這三個(gè)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)相違背,學(xué)生的興趣會(huì)被激發(fā)起來。
2、播放錄像,引起學(xué)生對(duì)化學(xué)的求知欲并講授新課 教師通過多媒體展示課件:化學(xué)使世界變得絢麗多彩、藍(lán)天白云、高山流水、基因解謎、克隆技術(shù)、納米材料、三峽工程、神舟六號(hào)上天、隔水透氣的鳥籠……,根據(jù)資料然后提出問題:飛船的外殼具有什么樣的優(yōu)點(diǎn)?制作鳥籠的材料有什么樣的特點(diǎn)……等等。學(xué)生討論,暢所欲言,在一個(gè)輕松的氣氛中回答問題,這樣會(huì)激發(fā)起學(xué)生的探究欲望,從而會(huì)對(duì)化學(xué)感興趣。
3、歸納總結(jié) 針對(duì)學(xué)生的討論發(fā)言,教師歸納總結(jié)化學(xué)的研究對(duì)象,揭秘化學(xué)的本質(zhì)。加深學(xué)生對(duì)化學(xué)研究?jī)?nèi)容的認(rèn)識(shí),引導(dǎo)學(xué)生建立“從生活走進(jìn)化學(xué),從化學(xué)走向社會(huì)” 的學(xué)習(xí)意識(shí)。讓學(xué)生真正理解化學(xué)研究?jī)?nèi)容的內(nèi)涵,樹立學(xué)好化學(xué)、造福人類的遠(yuǎn)大理想。
4、指導(dǎo)學(xué)生自學(xué),了解化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 學(xué)生自讀教材2-4頁(yè),并在老師引導(dǎo)下歸納概括化學(xué)發(fā)展的幾個(gè)階段,大屏幕展示,學(xué)生描述。從而可以培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)習(xí)慣,并學(xué)會(huì)如何提綱挈領(lǐng)的概括,訓(xùn)練語(yǔ)言表達(dá)能力。
5、互動(dòng)交流,了解化學(xué)與人類生活的密切聯(lián)系 展示課前搜集的有關(guān)化學(xué)在衣、食、住、行、新能源、新材料方面發(fā)揮的作用,教師進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。然后讓學(xué)生分組討論交流在日常生活中的體現(xiàn)。從而可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息的收集、加工及整理能力,語(yǔ)言表達(dá)能力。通過探討化學(xué)與人類的關(guān)系,加深學(xué)生對(duì)化學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)。
6、拓展研究 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文第4頁(yè)綠色化學(xué)部分,使學(xué)生了解什么是綠色化學(xué)及其特點(diǎn),從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育和愛國(guó)主義教育。結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn),在學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)要求上給予指導(dǎo)。
7、課堂小結(jié) 今天是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的第一節(jié)課,大家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了化學(xué)在我們生活中的重要作用,以及化學(xué)這門新學(xué)科要研究的內(nèi)容,從今往后大家要對(duì)身邊的物質(zhì)有一個(gè)新的認(rèn)識(shí),站在化學(xué)的角度觀察你所熟悉的事物。在今后的學(xué)習(xí)中希望每一位同學(xué)和老師一起走進(jìn)神秘有趣的化學(xué)世界。
六、教學(xué)反思
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生充分體驗(yàn)到了化學(xué)的奇妙,萌發(fā)出渴望親近化學(xué)、進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的愿望和情感,感受到化學(xué)在生活中無處不在,感受到化學(xué)對(duì)世界影響的普遍和深遠(yuǎn)。為學(xué)生的后繼學(xué)習(xí)打開了良好的開端,奠定了堅(jiān)實(shí)的心理基礎(chǔ),基本實(shí)現(xiàn)了激發(fā)最大多數(shù)學(xué)生遠(yuǎn)景動(dòng)機(jī)的作用。
七、板書設(shè)計(jì)
緒言 化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩
一、化學(xué)是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學(xué)。
二、化學(xué)發(fā)展史
關(guān)鍵詞: 化學(xué)教學(xué) 中考題 基礎(chǔ)知識(shí) 核心觀念 學(xué)科特點(diǎn)
一、重視化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)
該層次學(xué)習(xí)主要是對(duì)知識(shí)的再認(rèn)或回憶,要求學(xué)生能夠記住所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn),說出大意,描述出基本特征;能夠在試題所提供的材料中辨認(rèn)出它們,能夠舉出同類事物的例子。如:記住所學(xué)過的重要化學(xué)概念、原理、定律、規(guī)律;知道重要的化學(xué)史實(shí);說出重要物質(zhì)的名稱、組成、性質(zhì)、用途、制取方法;能說出常用實(shí)驗(yàn)儀器的名稱、用途、使用方法等。
本題考查的是生活小常識(shí),考生只要掌握各種營(yíng)養(yǎng)素的生理功能、食物來源、缺乏癥、攝入時(shí)的注意事項(xiàng)等內(nèi)容,就能輕松、正確解答此題?!窘馕觥緼.米飯中富含淀粉,淀粉屬于糖類,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤。B.蘋果中富含有維生素,故該選項(xiàng)正確。C.蛋糕是以面粉、雞蛋、白糖、油脂等為原料,富含糖類、蛋白質(zhì)、油脂等,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤。D.大饃中富含富含淀粉,淀粉屬于糖類,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、關(guān)注化學(xué)的核心觀念
該層次學(xué)習(xí)要求學(xué)生能夠較深入地理解知識(shí)的內(nèi)在邏輯聯(lián)系,并在理解的基礎(chǔ)上運(yùn)用。如:能對(duì)所學(xué)的重要化學(xué)概念、原理、定律、規(guī)律的本質(zhì)進(jìn)行說明;能從組成或結(jié)構(gòu)的角度對(duì)有關(guān)物質(zhì)進(jìn)行區(qū)分;能對(duì)一些化學(xué)變現(xiàn)象進(jìn)行解釋;能運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)對(duì)一些化學(xué)變化過程進(jìn)行推斷;能解釋化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程、方法、條件及實(shí)驗(yàn)原理;能判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或解釋所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義等。
【解析】“干水”一詞經(jīng)國(guó)家語(yǔ)言資源監(jiān)測(cè)與研究中心等機(jī)構(gòu)專家審定入選2010年年度新詞語(yǔ),并收錄到《中國(guó)語(yǔ)言生活狀況報(bào)告》中。本題以“干水”為情境,體現(xiàn)了化學(xué)物質(zhì)的利用方式產(chǎn)生革命性變化。本題主要考查二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)、二氧化碳和水的組成、分子的性質(zhì),以及純凈物和混合物的概念,由一個(gè)情境進(jìn)行分散,對(duì)多個(gè)考點(diǎn)進(jìn)行考查,覆蓋面廣,這也是化學(xué)學(xué)科命題的一個(gè)特點(diǎn)。本題起點(diǎn)貌似很高,但落點(diǎn)低,難度適中,以陌生的情境考查學(xué)生對(duì)化學(xué)核心知識(shí)的理解,體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)習(xí)中概念的學(xué)習(xí)更重要的是理解和應(yīng)用,讓學(xué)生在不同的變式中自主建構(gòu)科學(xué)的化學(xué)核心觀念,一味地死記硬背、搞題海戰(zhàn)術(shù)是得不到高分的。
三、突出化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)
【例】(2011·安徽·14)某研究小組在學(xué)習(xí)氧氣的化學(xué)性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn):鐵絲燃燒沒有火焰,蠟燭燃燒卻有明亮的火焰。該小組同學(xué)進(jìn)行了如下探究:
【解析】本題以學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的鐵絲燃燒和日常蠟燭燃燒現(xiàn)象為情景,提出問題,探究物質(zhì)的狀態(tài)與燃燒的關(guān)系;進(jìn)一步通過具體的數(shù)據(jù)說明在燃燒時(shí)的溫度下,不同的物質(zhì)狀態(tài)不同,再用事實(shí)說明,物質(zhì)的狀態(tài)與產(chǎn)生火焰的關(guān)系。本題突出以實(shí)驗(yàn)為核心的科學(xué)探究能力的考查,體現(xiàn)出化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn),主要考查學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力,化學(xué)用語(yǔ)的掌握程度,以及對(duì)數(shù)據(jù)的分析、處理能力,引領(lǐng)教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),要深入研究教學(xué)過程中能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)方法的素材。此題讓平時(shí)沒有經(jīng)歷過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析、探究的學(xué)生束手無策,卻給平常經(jīng)常開展探究性學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了較大的創(chuàng)新思維發(fā)揮空間。
四、體現(xiàn)化學(xué)的生活價(jià)值
【解析】人類使用材料的歷史,就是人類的發(fā)展史。研究材料,制造新材料是化學(xué)研究的一個(gè)重要方面。本題以生活中常見的水管為情境,選材來源于生活,兼顧全體考生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角觀察、研究身邊的物質(zhì),從而更深刻地了解化學(xué)在提高人類生活質(zhì)量和社會(huì)發(fā)展方面所起到的重要作用。此題考查了金屬材料、有機(jī)合成材料、鐵銹與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式、怎樣防止金屬銹蝕,以及化學(xué)在提高人類生活質(zhì)量方面所起的重要作用等內(nèi)容。較全面地體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)習(xí)與生活實(shí)際相聯(lián)系的新課標(biāo)要求,同時(shí)要求學(xué)生會(huì)寫重要的、基本的化學(xué)用語(yǔ)。
五、彰顯化學(xué)的時(shí)代氣息
關(guān)鍵詞:大學(xué)化學(xué);非化學(xué)專業(yè);實(shí)驗(yàn)教學(xué)
1教材內(nèi)容“面面俱到”,專業(yè)針對(duì)性不強(qiáng)
從知識(shí)面和知識(shí)層次而言,大學(xué)化學(xué)課程內(nèi)容覆蓋面廣、知識(shí)層次較深,科技的發(fā)展和各學(xué)科間的日益交叉和滲透融合,已使化學(xué)的研究范圍己擴(kuò)大到眾多的交叉及邊緣學(xué)科,例如能源化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)等,在這種背景下,對(duì)應(yīng)大學(xué)化學(xué)教材的編寫只有做到面面俱到,乃至包容萬象,才能被稱之為合格的教材。雖然對(duì)于這些非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說。學(xué)好大學(xué)化學(xué)。具有與專業(yè)相關(guān)的化學(xué)素質(zhì)十分必要,但過分求多求全的教材內(nèi)容,不僅不能拓寬這些學(xué)生的化學(xué)視野,反而會(huì)挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和成就感。同時(shí),在這種求大求全的背景下,大學(xué)化學(xué)教材的編寫往往不具備專業(yè)針對(duì)性。對(duì)于這些非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,其專業(yè)方向也各不相同,包括材料、化工、采礦、地質(zhì)、生物、環(huán)境等各個(gè)方面。各個(gè)專業(yè)都有其特點(diǎn),因此不同專業(yè)的大學(xué)化學(xué)教材的編著也應(yīng)有所側(cè)重。但現(xiàn)實(shí)是,大學(xué)化學(xué)教利的編寫往往忽略掉不同專業(yè)的獨(dú)特需求。與求多求全的教材編著相悖的是,完成課程講授的理論學(xué)時(shí)不僅得不到擴(kuò)展,反而被逐年的壓縮。于是大學(xué)化學(xué)的教學(xué)就出現(xiàn)了一種“教材越編越厚,課時(shí)越講越少”的奇怪現(xiàn)象。
2授課內(nèi)容脫離實(shí)際,授課方式簡(jiǎn)單枯燥
筆者在我校對(duì)100名學(xué)學(xué)化學(xué)的不同專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行過問卷調(diào)查,結(jié)果80%的學(xué)生認(rèn)為授課內(nèi)容和授課方式在大學(xué)化學(xué)的教學(xué)中最為重要。化學(xué)知識(shí)的發(fā)展非??焖俚?,也就是短短幾十年的時(shí)間,化學(xué)知識(shí)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,而且新成果的轉(zhuǎn)化也非常及時(shí),學(xué)生很希望了解目前國(guó)內(nèi)外化學(xué)最前沿的知識(shí),包括理論和實(shí)踐。而目前,我們的大學(xué)化學(xué)教學(xué)的內(nèi)容過于陳舊,不能有效結(jié)合實(shí)際,無法在化學(xué)世界日益更新的先進(jìn)成果和和其所依據(jù)的基礎(chǔ)化學(xué)理論之間搭起橋梁,往往使同學(xué)們知其然,不知其所以然,加之授課缺乏交流與互動(dòng),激發(fā)不了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。同時(shí),授課方式的呆板單一,也嚴(yán)重影響了大學(xué)化學(xué)的授課效果。目前,大學(xué)化學(xué)授課多采用板書與多媒體相結(jié)合。不可否認(rèn),采用多媒體教學(xué)改變了板書講授的單一性,而且圖文并茂,色彩鮮艷,清晰生動(dòng),有助于激發(fā)學(xué)生的興趣,提高學(xué)習(xí)效果。然而,正是多媒體具有傳統(tǒng)教學(xué)方法(黑板、掛圖、模型等)無法比擬的優(yōu)點(diǎn),使之愈來愈受到大學(xué)教師尤其是年輕教師們的青睞。加之教學(xué)內(nèi)容與授課學(xué)時(shí)的雙重壓力,使得教師對(duì)多媒體的依賴和對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的擯棄現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。但由此帶來的負(fù)面影響卻不可回避。多媒體教學(xué)雖然擴(kuò)大了教學(xué)信息傳輸量,緩解了課時(shí)少和內(nèi)容多的矛盾,但是無形中增大了學(xué)生學(xué)習(xí)的強(qiáng)度,使學(xué)生陷入強(qiáng)制接受的模式而無暇思考,抑制了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題提出問題的能力,無法在腦海中留下深刻的印象。以至于學(xué)生戲稱多媒體教學(xué)“上課花花綠綠,下課一片空白”。
3實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)僵化,實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一
化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué),化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)。它是化學(xué)理論產(chǎn)生的基礎(chǔ),可以說所有的化學(xué)規(guī)律和成果都建筑在實(shí)驗(yàn)成果之上。因此,實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中起著至關(guān)重要的作用。并且,大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可能是非化學(xué)專業(yè)學(xué)生在大學(xué)期間接觸最早的一門實(shí)驗(yàn)課了。它不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、提高操作動(dòng)手能力,還可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。同時(shí),在促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展、樹立科學(xué)思維方式等方面具有獨(dú)特作用。然而在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開設(shè)都是沿用實(shí)驗(yàn)教材上所設(shè)置的內(nèi)容,且基本都屬于不具備創(chuàng)新性的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)長(zhǎng)期以來被這固定的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)所填充;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容毫無新意,以至于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始之前就已經(jīng)預(yù)知到會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象和出現(xiàn)的結(jié)果:實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大多采取“教師講授一學(xué)生實(shí)驗(yàn)一報(bào)告書寫”三段式模式,這種模式不利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力。尤其是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)和報(bào)告書寫這兩個(gè)環(huán)節(jié)無法開展合理有效的監(jiān)管,易滋生學(xué)生的惰性心理,不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力??傊?,僵化的課程設(shè)計(jì)和單一的教學(xué)方式嚴(yán)重限制了大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。
針對(duì)非化學(xué)專業(yè)大學(xué)化學(xué)教學(xué)中存在的種種問題,如何在教學(xué)過程中提高教學(xué)質(zhì)量,如何使講授的內(nèi)容為學(xué)生所接受,使學(xué)生對(duì)化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣,在對(duì)多年大學(xué)化學(xué)授課心得的總結(jié)之后,筆者有以下幾個(gè)方面的思考。
3.1結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)。優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)
學(xué)學(xué)化學(xué)的學(xué)生,其專業(yè)分布包括材料、化工、采礦、地質(zhì)、生物、環(huán)境等各個(gè)方面。由于各個(gè)專業(yè)的知識(shí)內(nèi)容和研究重點(diǎn)各不相同,不可能要求他們象化學(xué)系學(xué)生那樣,面面俱到,學(xué)習(xí)較深的化學(xué)理論知識(shí)。這樣就會(huì)永遠(yuǎn)陷入“教材越編越厚,課時(shí)越講越少”的泥潭中不可自拔,教師精疲力竭,學(xué)生也不買賬。而應(yīng)主要結(jié)合聽課學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),合理取舍教材的內(nèi)容,詳其該詳,略其該略,優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)。這也符合工科大學(xué)化學(xué)體系新穎,內(nèi)容精煉,聯(lián)系工程實(shí)際的特點(diǎn)。例如:對(duì)于化工和材料專業(yè)的學(xué)生,可以就陶瓷材料、液晶材料、納米材料和功能金屬材料作重點(diǎn)講解:而對(duì)于生物專業(yè)的學(xué)生,可以就基因計(jì)劃和基因工程等方向作重點(diǎn)闡述。有時(shí)甚至同一內(nèi)容在對(duì)不同專業(yè)學(xué)生講授時(shí),側(cè)重點(diǎn)也有所不同。
3.2理論聯(lián)系實(shí)際,內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn),豐富授課方式
通過列舉一些與化學(xué)有關(guān)的、有切身感受的我們?cè)谝率匙⌒嗅t(yī)療等方面的進(jìn)步和變化,使學(xué)生體會(huì)到化學(xué)就在我們身邊,化學(xué)改善了我們的生活;結(jié)合多媒體展示和講解,使學(xué)生了解化學(xué)在生產(chǎn)實(shí)踐和科技進(jìn)步等方面的成就,如有了半導(dǎo)體材料才有今天飛躍發(fā)展的信息技術(shù);有了耐高溫的高強(qiáng)度特殊材料,才有今天的航空工業(yè);我國(guó)正是因?yàn)樵谖绽走_(dá)波的隱形材料上的突破,才有今天同時(shí)試飛的兩款隱形戰(zhàn)機(jī)……。通過以上事例,使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到化學(xué)是一門充滿神奇色彩的科學(xué),化學(xué)科學(xué)對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展起著關(guān)鍵作用,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。
2.培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和愛國(guó)熱情
進(jìn)入新世紀(jì)以來材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展異常迅猛,而我國(guó)在高溫超導(dǎo)材料、記憶金屬、納米技術(shù)和材料、高密度大容量存貯材料等方面的研究都處在世界的前列。通過以上事例,使學(xué)生進(jìn)一步了解我國(guó)在古代及近現(xiàn)代化學(xué)所取得的巨大成就,使學(xué)生愛國(guó)熱情高漲,民族自豪感倍增。
3.培養(yǎng)學(xué)生正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀
人類社會(huì)在不斷發(fā)展,發(fā)展就會(huì)出現(xiàn)很多問題,而其中許多問題的解決離不開化學(xué)科學(xué)。如能源問題:我們現(xiàn)在使用的能源主要來自化石燃料,而化石燃料儲(chǔ)量有限,不可再生,產(chǎn)生污染,這就一方面要想法提高燃料的燃燒效率,另一方面應(yīng)尋找廉價(jià)的新能源,而前景廣闊的核能和太陽(yáng)能其發(fā)電裝置離不開特殊材料的研制,用氫作能源要考慮貯氫材料和廉價(jià)得到氫的途徑,這些都離不開化學(xué)科學(xué);環(huán)境問題:酸雨、臭氧層破壞、三廢排放引起的污染等問題的解決,推行綠色化學(xué)理念,從源頭上控制和減少污染,離不開化學(xué)科學(xué);一些熱點(diǎn)問題如、假酒、蘇丹紅、毒奶粉的預(yù)防和治理需要化學(xué)的參與。通過以上事例使學(xué)生明白人類社會(huì)的發(fā)展需要化學(xué)科學(xué)去推動(dòng),面臨的許多問題,盡管有些是化學(xué)造成的但我們要辯證地去看待,并用科學(xué)的方法去解決。使學(xué)生明白化學(xué)科學(xué)任重道遠(yuǎn),學(xué)習(xí)化學(xué)大有可為,以培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí),建立正確的情感態(tài)度和價(jià)值觀。
4.明確新課程高中化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)、學(xué)習(xí)方法和要求
一、材料物理專業(yè)的特色
材料物理專業(yè)是“研究各種材料特別是各種先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料、新型功能材料物理基礎(chǔ)、微觀結(jié)構(gòu)以及與性能之間關(guān)系的基本規(guī)律,為各種高新技術(shù)材料發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科,是理工融合的學(xué)科”[1,2]。材料物理是物理學(xué)與材料科學(xué)的一個(gè)交叉學(xué)科,主要通過各種物理技術(shù)和效應(yīng),實(shí)現(xiàn)材料的合成、制備、加工與應(yīng)用。主要研究范圍包括材料的合成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用;新型材料的設(shè)計(jì)以及材料的計(jì)算機(jī)模擬等[3]。材料物理將理科的知識(shí)傳授與工科的工程能力培養(yǎng)相結(jié)合,使傳統(tǒng)材料工藝學(xué)與以現(xiàn)代物理學(xué)為基礎(chǔ)的材料科學(xué)相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特點(diǎn)。
二、材料物理化學(xué)在材料物理專業(yè)中的作用和地位
材料物理化學(xué)是貴州大學(xué)材料物理專業(yè)本科生的學(xué)位必修課程,這門課程是從物理化學(xué)的角度研究材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ)理論問題,從基礎(chǔ)的具有共性的原理及方法來論述各種材料的組成與結(jié)構(gòu)、制備與合成、性能與應(yīng)用的相互關(guān)系。該門課程的教學(xué)目的在于提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)水平,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和獨(dú)立的創(chuàng)新能力,以及綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論來解決實(shí)際問題的能力。材料物理化學(xué)是材料物理專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,它以高等數(shù)學(xué)、大學(xué)化學(xué)、大學(xué)物理等理論基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)。高等數(shù)學(xué)是學(xué)習(xí)物理化學(xué)的重要手段和工具,物理化學(xué)只有通過數(shù)學(xué)語(yǔ)言的表達(dá)才能成其為真正的科學(xué)。認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理和物理化學(xué)中熱力學(xué)內(nèi)容的銜接,了解大學(xué)物理中原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的介紹,協(xié)調(diào)好與大學(xué)化學(xué)中原子結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容的關(guān)系,突出重點(diǎn),避免重復(fù),講清難點(diǎn),是材料物理化學(xué)教學(xué)中值得注意和認(rèn)真對(duì)待的問題[4]。材料物理化學(xué)同時(shí)也是材料物理專業(yè)的后續(xù)專業(yè)課程(材料腐蝕與防護(hù)等)的基礎(chǔ)課程。材料腐蝕與防護(hù)課程中的金屬與合金的高溫氧化的熱力學(xué)部分,就要運(yùn)用材料物理化學(xué)中諸多熱力學(xué)基本知識(shí),如G-T平衡圖和克拉佩龍方程等。材料物理化學(xué)如同一座橋梁,將材料物理專業(yè)的前期基礎(chǔ)課與后續(xù)專業(yè)課聯(lián)接起來,以完善專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)與連貫性。同時(shí),材料物理化學(xué)作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是許多高等院校研究生入學(xué)考試的必考科目。材料物理化學(xué)與材料科學(xué)與工程各專業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密。新材料的設(shè)計(jì)、合成以及產(chǎn)物性能的提高與可控自由基聚合反應(yīng)中所用的新型催化劑和引發(fā)劑息息相關(guān)。在材料表面改性過程中,界面效應(yīng)是起理論指導(dǎo)作用的。電化學(xué)在材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,例如:熔鹽電解法制取金屬鋁、多種稀土金屬及其合金,金屬在使用過程中的腐蝕及防護(hù)等,新型的化學(xué)傳感器、燃料電池、鋰離子電池的研究和生成都要用到電化學(xué)理論。而對(duì)于發(fā)展迅速的前沿材料納米材料,如何制備具有規(guī)定尺寸和組成的納米顆粒、測(cè)量其性質(zhì)、了解它們的特殊性質(zhì)與顆粒尺寸的關(guān)系等很大程度上依賴于科學(xué)測(cè)量手段和化學(xué)化工技術(shù),這也離不開材料物理化學(xué)基本原理的指導(dǎo)。
三、材料物理化學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)
根據(jù)在以往的教學(xué)過程中的觀察與經(jīng)驗(yàn),材料物理化學(xué)是一門老師難教、學(xué)生難學(xué)的課程。這首先是因?yàn)椴牧衔锢砘瘜W(xué)課程與數(shù)學(xué)物理聯(lián)系密切、抽象概念多、數(shù)理推導(dǎo)多、公式繁雜等特點(diǎn)。許多學(xué)生見到大段連篇的公式推導(dǎo)就會(huì)產(chǎn)生畏難心理,喪失學(xué)好該課程的信心,然后就逐漸厭學(xué)甚至放棄學(xué)習(xí)。再加上該門課程對(duì)于材料物理專業(yè)的學(xué)生來說,課時(shí)相對(duì)較少,要在有限的學(xué)時(shí)中掌握較多的內(nèi)容,使得以往的教學(xué)出現(xiàn)點(diǎn)到為止,認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)不夠深入的現(xiàn)象[5]。該門課程的授課對(duì)象是大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期的學(xué)生,處于這個(gè)時(shí)期的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情處于整個(gè)大學(xué)的全盛時(shí)期,求知欲強(qiáng),精力充沛。面對(duì)這樣的學(xué)生,如何有效地利用他們的求知欲,激發(fā)起學(xué)習(xí)該課程的興趣,并針對(duì)他們的缺點(diǎn),制定行之有效的方法及對(duì)策,使其通過該門課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)起運(yùn)用物理化學(xué)的方法進(jìn)行科學(xué)研究和解決實(shí)際問題的能力,是值得我們教學(xué)工作者值得思考并認(rèn)真對(duì)待的問題。
四、材料物理化學(xué)的教學(xué)改革
針對(duì)上述問題,為提高材料物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生能力,我們對(duì)材料物理化學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行了多方面的改革。
1.教學(xué)內(nèi)容上的改革。(1)教學(xué)內(nèi)容與材料物理專業(yè)特色相結(jié)合。針對(duì)材料物理專業(yè)“亦工亦理,理工相融”的特點(diǎn),材料物理化學(xué)的教學(xué)思想與內(nèi)容安排也要做到理工相融。既要把重點(diǎn)放在物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)技能的教育上,比如要對(duì)基本概念有比較深的理解,對(duì)重要公式能夠熟練掌握,對(duì)課程作業(yè)有嚴(yán)格的要求等,以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解[6]。同時(shí),教師也要認(rèn)識(shí)到工程教育是材料物理專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)中不可缺少的重要組成部分,要徹底改變傳統(tǒng)物理化學(xué)教學(xué)模式下工程教育處于從屬地位的狀況。我們既要強(qiáng)調(diào)物理化學(xué)學(xué)科的理論性和科學(xué)性,又要從工程需求的實(shí)際出發(fā)進(jìn)行考慮,不能重科學(xué)輕技術(shù)、重理論輕實(shí)踐,不能從理論到理論,而應(yīng)注重相關(guān)結(jié)論的物理意義、適用范圍,注重科學(xué)理論與工程問題的結(jié)合。(2)教學(xué)內(nèi)容與科研實(shí)踐相結(jié)合。材料物理化學(xué)課程應(yīng)積極倡導(dǎo)科研與教學(xué)資源共享,以科研促進(jìn)教學(xué),適時(shí)地將最前沿的科研成果滲透到教材、教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中。將科研課題和教學(xué)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)科研對(duì)教學(xué)的帶動(dòng)作用。如能實(shí)現(xiàn)教學(xué)和科研的互動(dòng),這將為本科生完成畢業(yè)論文,繼續(xù)讀研深造奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并能大大提高學(xué)生分析問題解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)操作能力以及計(jì)算機(jī)軟件的使用能力。同時(shí)將教學(xué)與教師的科研實(shí)踐相結(jié)合,還有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的積極性及興趣,啟發(fā)學(xué)生的思維,激發(fā)其探索精神。例如,可將材料物理系教師的科研課題“稀土氧化物納米顆粒的制備”與相關(guān)化學(xué)熱力學(xué)和界面現(xiàn)象的知識(shí)相結(jié)合來進(jìn)行教學(xué),將教師課題“激光熔覆制備生物陶瓷材料”與相關(guān)的熱力學(xué)知識(shí)相結(jié)合,如反應(yīng)吉布斯自由能的計(jì)算及其作為反應(yīng)判據(jù)的應(yīng)用,等等。還可以鼓勵(lì)感興趣的學(xué)生參與到教師的科研實(shí)驗(yàn)中來,學(xué)以致用,加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)理解的同時(shí),拓寬視野,鍛煉科研及動(dòng)手能力。