化学反应工程发展史

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化学反应工程发展史范文第1篇

殷金玲 景晓燕 王君 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院

基金项目：哈尔滨工程大学基础课程教学改革研究计划建设项目002100020632。

摘要：针对面向非化学化工专业学生开设的普通化学教学中存在的问题，通过重点利用学生所学专业与普通化学的结合点，配合

一定的其他的课堂教学方式来激发学生学习普通化学的积极性。

关键词：普通化学；专业；交叉性

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号

一、普通化学教学中存在的最大问题的分析

目前许多大学里的普通化学基本上都是面向非化学化工专

业的学生开设的，大部分学生认为化学与自己将来的专业和就业

没有什么关系，在某种程度上致使很多学生是在被动的学习普通

化学，主要就是为了考试能够通过或者取得高分为自己的奖学金

的获得做个准备而已，而这种被动就造成了学生的学习积极性大

大降低。那么如何提高非化学化工专业学生学习普通化学的学习

兴趣就成了许多普通化学教师面临的最大问题。

二、针对学生专业与普通化学的交叉性方面采取的措施

1.了解学生所学专业

每位普通化学教师在接到教学任务后都需要首先整体了解

一下授课对象是那个系的？学哪个专业的？这样才能有的放矢，

为下一步工作做好准备。

2.深入调查收集整理学生所学专业的特点和培养目标及往年

就业去向

在了解了授课对象的所在院系和所学专业后就需要针对其

专业等信息开始进行下一步的调查工作，以我校学生所学专业为

例，比如船舶与海洋工程专业，其专业培养目标是培养船舶与海

洋工程结构物研发、设计、建造、检验、管理、教育等高层次专

门人才。该专业毕业生主要就业去向是到与船舶和海洋工程有关

的公司及国家各部委机关，以及沿海、沿江各船舶设计院、研究

所和造船骨干企业工作。再比如：核工程与核技术专业的专业培

养目标是培养能在相关领域从事核工程与核技术研究、设计、生

产、运行和管理的专门人才。就业去向主要是一些国内的核电站

和核工业的研究院。还比如：环境专业的专业培养目标是培养能

从事废水、废气、固体废弃物等污染物的防治技术研究、设计、

应用和开发工作的高级工程技术人才。本专业毕业生就业面较

广，对于我校毕业生相对集中的就业单位有各大船厂，沿海各大

型企业的水处理公司，建筑设计院等。

3.针对收集的信息寻找与普通化学授课内容相关的交叉点，

并灵活应用于课堂教学中

针对船舶与海洋工程专业的学生我们在讲电化学基础这一

章节的内容时首先就提出一个问题：大家的专业都与船舶有关，

而我们知道船体相当一部分与海水接触，海水对船体的钢铁具有

较强的腐蚀性。那么这种腐蚀在化学上属于哪种腐蚀呢？如何在

实际中采用什么样的方法来防止或降低这种腐蚀呢？这个问题

直接与他们的专业相关了，学生自然兴趣就提上来了。然后在讲

金属的腐蚀时，让学生们知道这种腐蚀是电化学腐蚀，而针对这

种腐蚀常采用的方法有：阴极保护法（又包括牺牲阳极保护法和

外加电流阴极保护法），阳极保护法，缓蚀剂法，金属表面覆盖

层等方法。有时大家去船厂会发现在船下面挂着一个铝块或者锌

块之类的东西，这是应用了哪种方法呢？还有时会看到许多工人

在船体表面进行涂装，这又是应用了哪种方法？在这些学生感兴

趣的问题的引导下让学生由被动学习变为主动学习。

针对核工程与核技术专业的学生在第一堂绪论课中就可以

给他们举一个和他们专业密切相关也是他们这个专业非常在意

的一件事：切尔诺贝利核事故。他们可能在选择这个专业时已有

耳闻这个核泄漏事故，但是对于这起事故的真正起因未必知道。

而这起事故的真正原因不是核爆炸，而是一种化学反应酿成了重

大的损失。然后给学生介绍这次事故的前因后果：在进行4 号反

应堆电能功率安全测试的过程中，操作人员有意切断了通向核心

区域的冷却水流，当然这个操作是测试的一部分，而且操作人员

在反应堆中留下的控制棒数目不够，蒸汽压很低又难以提供冷却

剂。这一系列的操作致使整个反应堆功率剧增，产生巨大的热量，

烧塌了燃料芯堆，而释放出的灼热的放射性核燃料颗粒与用作冷

却剂的水接触发生爆炸。这个过程中反应堆中用来使中子减速的

石墨起火燃烧，流到着火的石墨上的水又与石墨发生化学反应产

生氢气，氢气和空气中的氧气发生化学反应而爆炸。这个化学反

应的爆炸却掀翻了覆盖在反应堆上的钢板。可见对于核工程与核

技术人员掌握化学知识是必须的。

针对环境专业的学生而言，同样在绪论课中就可以让他们知

道化学与他们的专业是密不可分的，比如为了将普通化学主要内

容串接起来，可以给他们举个环境问题的例子：汽车因大部分使

用汽油内燃机，会产生一氧化碳和一氧化氮等有害物质污染环

境。如果我们能够让NO 和CO 在排放到大气前就反应生成N2 和

CO2，就可以大大降低对环境的污染。那么：①这个反应能够发

生吗？（即化学反应方向问题）②如果该反应能发生，那么会有

多少的NO 和CO 转化为N2 和CO2 呢？（即化学反应限度问题）

③同时我们知道对于每一个反应化学反应发生时都会伴随着吸

收和放出热量的现象，那么该反应过程中能量是如何变化的呢？

（即化学反应能量变化问题）④这个反应若能发生，这个反应是

进行的快呢还是慢呢？（即化学反应速率问题）⑤这个反应的反

应机理如何？而对于机理的分析比较复杂，首先我们需要了解物

质的微观结构的问题。（即物质的微观结构问题）。这样既可以

将普通化学的整体内容安排与实际问题的解决联系起来，更让学

生了解要解决这样的一个环境问题必须要应用化学的知识。同时

针对环境专业的学生授课时更应该增加一些绿色化学知识的介

绍。

三、其他课堂教学措施的配合

除了抓住学生所学专业与普通化学的结合点外，还要注意其

他的一些课堂教学方式，如：将化学与学生日常生活中遇到的一

些具体事例联系起来，即用普通化学学过的知识来解释一些实例

和现象；在课堂上引入一些著名化学家的人物介绍和相关一些理

论的发展史，像故事一样介绍给学生，既吸引了学生的注意力，

又加深了对基本理论知识的理解；课堂上适当设有部分课堂演示

实验和演示实验录像的环节，让学生从实验中总结出化学的基本

理论和规律，同时也让学生深刻了解化学这门学科的特点；注意

利用问题的引入来启发学生的思维空间，并且加强训练学生的归

纳总结能力，进一步强化教学效果等。

参考文献：

[1]段连运译.化学与社会（原著第五版）[M].北京：化学工业

出版社，2008：285-288.

[2]李梅，景晓燕，韩伟，朱春玲，王君.普通化学教学中绿色

化学教育的渗透[J].教育教学论坛，2013，28：2-3.

化学反应工程发展史范文第2篇

关键词：STEM理念；中学化学教学；合成氨；教学设计

文章编号：1008-0546（2016）11-0047-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.016

STEM教育是当前国际上颇具影响的教育思想之一。STEM是科学（ Science）、技术（ Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称，强调多学科的交叉融合，将四门学科内容组合形成有机整体，削弱了这四门学科中传统的学习障碍，促使学生综合运用多种学科知识，以更好地培养学生的创新精神与实践能力[1]。将STEM理念融入中学化学教学中，使学生不仅获得与科学、技术、工程和数学等相关的知识；还能与真实世界建立联系，将科学教育和当前的社会生产生活等紧密结合，充分理解科学、技术、工程与数学之间的交互关系，为提高学生综合素养及全面发展打下良好基础。[2]

一、教学目标分析

“人工固氮技术――合成氨”选自人教版高中化学选修2《化学与技术》第一单元中的内容，该课题涉及了“合成氨的反应原理”“合成氨的基本生产过程”“合成氨工业的发展”三部分内容，在此基础上，本节教学设计又增加了“探索合成氨的最佳条件”。合成氨工业是重要的化学工业之一，对生产和生活有着重要意义，同时氮气、氢气合成氨的反应也是在必修教材中学习到的一个重要的、典型的平衡体系。在本课学习中，学生既可以联系原有知识和生活实际来学习合成氨的工业制取，又可以从STEM的角度进一步探讨工业合成氨生产中涉及的STEM要素。因此本课题是一节将学科知识和生产实际相结合的重要内容，是充分渗透STEM理念的一节内容。围绕“人工固氮技术――合成氨”的内容，从STEM四个维度出发，制订教学目标如下：

二、教学设计思路

本节教学设计以“任务为主线，教师为主导、学生为主体”的教学方式呈现，教师在某一种教学情境下提出问题，将STEM学科知识整合到某一化学核心任务中，学生以小组合作的方式运用STEM四方面的知识思考、讨论与交流，从而解决化学问题，并最终获得相应的科学知识。学生在解决问题的过程中，教师发挥指导、检查、监督、和评价作用。[3]

在本节教学中，教师以氮气和氢气在一定条件下合成氨的反应为指导，引导学生应用化学平衡理论与化学反应速率理论尝试考虑化工生产合成氨的适宜条件，同时从材料、设备、成本、环境等方面考虑实际生产中的最佳条件；从制备合成氨的原料气、原料气的净化、氨的合成与分离等过程中熟悉工业生产过程中常用的操作与技术；从合成氨的工业发展中了解最新的工业改进技术，提高环境保护的意识。在此过程中，将STEM理念渗透到整个课堂教学中，充分调动学生积极性，使学生意识到化学总是与科学、技术、工程及数学紧密联系的。具体的教学设计思路如图1所示：

三、教学过程

任务一：合成氨的反应原理

[投影]PPT展示氮在自然界的循环图。

[教师]从氮在自然界的循环图可以看出，含氮化合物对人类生活有着十分重要的意义。含氮化合物除了用于制造染料、油漆、炸药、人造纤维等，最主要的一大用途就是用于农业化肥的生产。氮是植物生长不可缺少的元素之一，农作物每年从土壤中摄取大量含氮化合物，为了补偿土壤中减少的氮，必须施加氮肥。而农业上使用的氮肥如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵以及各种含氮混合肥料和复合肥料，都是以氨为原料制成的。

[提问]请结合《化学1》“氮及其化合物”知识想想合成氨的原理是什么？哪个小组的同学愿意上黑板写一下合成氨的化学方程式？

[学生]回忆并思考，写出化学方程式：

N2+ 3H2[?][高温・高压][催化剂]2NH3。

[投影]合成氨反应是一个可逆反应：3H2（g）+N2（g）[?]2NH3（g）。已知298K时，ΔH= -92.2kJ/mol，ΔS= -198.2J/K・mol，请根据自发反应进行的判断依据考虑，298K时合成氨反应能否自发进行？

[学生]计算得出ΔH-TΔS

设计意图：以氮在自然界的循环图引入，一方面使学生认识到氮及其化合物对人类生产生活的重要意义，一方面使学生认识到农业、工业上所用含氮化合物大部分是以氨为原料制成的，突出合成氨工业的重要地位，自然而然引出本节课学习内容。学生通过回顾《化学1》涉及的氮及其化合物的相关知识，对合成氨工业的基本原理能够熟练掌握，并学会利用数学思维对可逆反应是否自发进行判断，从而突出化学作为自然科学中的一员，其基本知识及原理对解决工程问题的重要指导作用。

任务二：探索合成氨的最佳条件

[讲解]分析得很不错，看来同学们学以致用的能力很强。接下来请同学们以小组为单位，结合这个表格中的相关数据，根据影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析讨论合成氨工业适宜的反应条件，每个小组派一名学生给出你们小组的讨论结果。

[投影]合成氨平衡混合气中氨的体积分数（原料气中氮氢体积比为1∶3）随温度（T）、压强（p）的变化情况。

[小组学生]积极投入到小组讨论中。根据表格中的数据可以看出，反应达到平衡时平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而降低，随着压强的增大而升高。这是一个放热、气体分子总数减小的反应，因此增大压强，降低温度将有利于氨的合成。

[投影]根据这个小组回答选择合成氨的条件时，是不是压强越高、温度越低越好？在实际生产中怎样选择合成氨的最佳条件？

[学生]不是。压强太高，对设备要求越高，会增加建设投资和生产成本，温度过低，反应速率太低，耗时间，不利于生产。

[教师]不错，这个小组同学分析得很到位。在实际生产过程中，压强越大，对设备的材料质量和制造水平的要求越高，能量消耗也增加，从而增加建设投资和生产成本；如果采用较低温度，虽然有利于增大平衡混合气中氨的含量，但温度过低，反应速率太低，需要很长时间才能使反应达到平衡状态。因此需要根据实际情况选择适宜的压强跟温度。此外为提高反应速率还需要加入催化剂，而催化剂需要在一定的温度范围内才能表现出良好的催化活性，目前，合成氨工业普遍使用以活性铁为主的多组分催化剂，又称铁触媒。铁触煤在500℃左右活性最大。综合考虑以上因素，实际生产中合成氨的适宜条件是温度在500℃左右，压强在20～50 MPa之间，并以铁触媒为催化剂。

设计意图：学生通过观察氨含量随着温度、压强数据的变化而变化的图表，利用化学反应速率及平衡思想分析合成氨工业所需适宜条件，培养学生利用数学思维分析化学、工程问题。同时以学生的答案为出发点，设问“是不是温度越低、压强越高越好？”从而引导学生从生产实际出发，考虑产率、设备、投资、成本等一系列工程问题，体会到光靠化学基本原理解决实际工业生产问题远远不够，还应具备与工程、技术等相关知识，明确理论联系实际的重要性。

任务三：合成氨的基本生产过程

[投影]PPT播放“合成氨――从实验室到工业化生产”的科学史话及相关装置图。

[提问] 通过刚才播放的科学史话可以看出任何一项简单的过程都经过科学家们的不断探索与实践，请同学们结合刚才的科学史话并阅读教材内容，概括合成氨都需要经历哪些生产过程。

[学生]合成氨的基本生产过程主要有三个步骤：一、制备合成氨的原料气；二、原料气的净化；三、氨的合成与分离。

[教师]概括很正确。要实现合成氨的工业化生产，首先要获得合成氨的原料气，空气中有充足的氮气，可以通过液化空气再蒸发分离出氧气获取氮气，那么要通过什么工艺和技术来获取氢气呢？老师有以下几种方案，你认为哪种方案是最佳选择？请从资源、能耗、成本、设备、环境等方面综合考虑。

[投影]氢气的制取方案：

方案一：电解水制取氢气。

方案二：由煤或焦炭制取氢气，原理为C+H2O[=]CO+H2。

方案三：由天然气制取氢气：CH4+H2O[=]CO+3H2；由煤或焦炭、天然气制氢气过程中产生的一氧化碳与水蒸气反应：CO+H2O[=]CO2+H2。

[学生]我认为第三种方案是最佳选择。电解水制氢气消耗大量电能，成本高，不适用于制取大量的氢气；利用煤制取氢气投资高、能耗高，且副产物污染环境；天然气易获取，成本低、能耗也低，且便于管道输送。因此选择天然气制取氢气相对来说比较好。

[教师]很好，考虑得很全面。不错，从20世纪50年代起，天然气已成为世界上合成氨的主要原料。但由于我国煤资源储量大，分布地区广，目前还有许多工厂仍然以煤作为合成氨生产的主要原料。制备好原料气后，还需将原料气进行净化处理，以除去制备原料气过程中产生的CO、CO2、O2、H2S等杂质气体，一是为了得到纯净的原料气，二是为了减少对空气的污染。

[投影]合成氨生产简易流程图和合成塔内部构造示意图。

[教师]净化后的原料气经过压缩机压缩至高压，进入氨合成塔，氮气与氢气在高温、高压和催化剂的作用下合成氨。请同学们根据这张图思考如何从合成塔出来的混合气体中获得我们需要的氨气呢？剩余的氢气与氨气去哪了？

[学生]认真观看图片，思考并交流。为得到氨气，需将混合气体中的氨冷却使其液化，然后分离出来，剩余的氢气与氨气重新送到合成塔继续反应。

[教师]很好，观察、分析得很到位。老师再补充一点，液化氨时要经过冷凝器，分离出来的其他气体需经过循环压缩机，再送到合成塔，同时不断向合成塔补充新鲜的原料气，这样氨的合成就形成了一个循环流程，使氮气和氢气得到充分利用。

设计意图：学生认真观看播放合成氨的科学史话，在学习知识的同时感受合成氨工业的发展历史，知道每项工业生产过程都需经历漫长的探索与实践，从而体会科学家们持之以恒，严谨求实的科学精神。通过获取氢气的方案筛选，一方面学生了解了几种制取氢气的基本技术手段，一方面学生也学会从能源、能耗、成本、设备、环境等多方面综合考虑获取氢气的途径，从而选出最佳方案。获取氨气利用液化分离技术，剩余原料气循环利用等都是化学工业上重要的科学技术手段，有助于学生理解化学知识在改进技术、促进社会发展的重要作用，促进学生科学素养、技术素养的提高。

任务四：合成氨工业的发展

[教师]目前为止，我们学习了合成氨的反应原理、适宜条件的选择以及合成氨的生产过程，自1913年世界上第一座合成氨厂投产以来，合成氨工业不断发展，我们学习的只是合成氨知识库中的冰山一角。假如你是一名合成氨工厂的厂长，为了更好地发展合成氨工厂，你还具备合成氨的哪些知识？

[学生]合成氨的发展史、原料气的净化工艺和技术、催化剂的改进、合成氨工艺所带来的环境问题……

[教师]看来同学们对合成氨的知识很感兴趣，现在老师请一位同学上讲台利用多媒体网络搜索关于合成氨的相关知识，然后与大家一起分享。

[学生]输入关键字“合成氨”，有图2链接，输入“合成氨原料气净化”有图3链接。

[教师]这位同学演示得非常好，请同学们课后就工业合成氨这部分内容，挑自己感兴趣的模块进行网络搜索，每个小组同学挑选一个模块进行搜索整理，然后小组与小组同学之间交流分享。

[教师]现在请大家回忆一下合成氨的生产过程，实际上我们忽略了在生产实际中最重要的一个环节，大家猜猜是哪个环节？大家可以联想我们在实验室制取对环境有污染、有毒物质时所进行的最后一步操作。

[学生]尾气处理与回收。

[教师]不错，这位同学反应很快。随着环境保护意识的增强，合成氨生产过程中产生的废渣、废气、废液的处理越来越成为技术改造的重要问题。

[投影]尾气处理与回收是工业生产的最后一个环节，也是本节课最后的学习内容，请同学们结合教材相关内容填写以下表格。

[学生]认真翻阅教材，与小组同学交流讨论得出答案。

设计意图：学生扮演合成氨工厂的厂长，考虑还需具备哪些关于合成氨的知识，积极踊跃发言，通过角色扮演，使学生认识到知识是无穷无尽的，需要不断努力充实和丰富自己的知识库。课堂上学生亲自上讲台进行网络搜索有关合成氨的知识，给了学生展示自己的机会，鼓励学生学会熟练运用现代信息技术，培养了学生获取信息、筛选信息的能力，为进一步提高学生科学素养、技术素养打下基础。尾气处理与回收使学生意识到工业生产中不仅要关注经济效益，还应关注环境的保护，资源的合理使用，将可持续发展理念渗透到每一步。

四、结语

本节教学设计以任务为中心，将工业合成氨分为四项任务，每项任务以问题为情境线，将STEM理念渗透其中。任务一以化学基本知识与原理为科学依据，利用数学表达式，通过计算判断某一特定条件下合成氨反应是否自发进行；任务二通过表格数据分析合成氨的适宜条件，在此基础上又结合工业生产实际，从设备、成本、经济效益等方面探索合成氨的最佳条件；任务三从能源、能耗、环境、成本等方面考虑选择获取原料气的最佳方案，从合成氨的生产过程中理解所包含的技术要素，了解合成氨生产过程中的基本装置和流程；任务四通过角色转换，让学生自己思考需要掌握的合成氨的知识，利用计算机技术收集信息并与同学分享，最后通过尾气处理与回收使学生意识到环境的保护、资源的合理使用等也是工业生产所考虑的重要因素。从整个教学活动中不难看出，科学、技术、工程、数学四个领域并不是孤立存在的，而是相互支撑、相互促进的。学生通过小组合作交流的方式，在教师的指导监督下对四项任务一一解决，极大地调动了学生学习化学的兴趣，增强了学生的团队协作意识，提高了学生的综合素养。STEM是科学教育的重要趋势，将STEM理念融入中学化学教学中，可以更好地为中学化学课堂教学服务。

参考文献

[1] 余胜全，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（4）：13-14

[2] 丁杰，蔡苏江，丰光.科学、技术、工程与数学教育创新与跨学科研究[J].开放教育研究，2013（2）：41-43

[3] 任伟，李远蓉，马坤鹤.基于STEM教育下的中学化学教学模式初探[J].化学教与学，2015（7）：10-12

化学反应工程发展史范文第3篇

关键词:物理 非智力因素 整合

在多年的物理教学实践中,深深体会到物理教学的任务决不仅仅是传授物理知识与技能,培养学生自己学习,自己发现问题与解决问题的能力。还应让学生知道那些受人钦佩的伟大物理学家究竟是怎样从平凡的年轻人中产生的。应该让学生了解物理学家们那种刻苦钻研、勤于思考与实践的感人毅力,勇于探索又善于探索的超人本领,以及事实求是、严肃认真细致的科学情操和热爱祖国、愿为人类的科学事业现身的高贵品质到底是如何形成的。通过研究物理学家的科学思想、言行,重大科研活动及科学事件等,挖掘出所蕴含的科学智慧,因此很有必要把物理学史渗透到物理教学之中。

1、可激发爱国热情我国古代的“四大发明”曾被马克思称为“科学复兴的手段”。在商代甲骨文中就有世界上最早的日食、月食和新星的记载。周代已用圭表来确定季节,用漏刻来记时。东汉的张衡设计制造了浑天仪、地动仪等,钱三强、何泽慧发现了原子核三分裂,我国原子弹、人造卫星、超导研究、正负电子对撞机等伟大成就,都可激发我们的自尊心、自豪感和爱国热情。

2、可启人心智把物理学发展过程的史实与物理学内容结合成有机整体,阐明科学家间的质疑及争论,进而引出重大发现,并突出他们所用的科学思维方法及解决问题的关键,可给人以启发和精神享受,从而使缺乏物理知识的学生,从中学到一些基本物理概念,并激发进一步学习的兴趣;对已掌握物理教学内容的学生,也能从中了解物理学的发展过程,进而使已掌握的知识得到深化,融会贯通。

3、启迪领会方法论物理学史说到底是一部人类对自然的认识史。通过人类认识物理世界真实而令人兴奋的探索历程,可以感受到物理大师们用有效的方法一步一步地揭示出物理奥秘时,那种科学创造的与激动,并受到研究方法的熏陶。那些在物理学发展的关键时刻处在前沿和十字路口的物理学家们,都有自己独特的思路和研究方法。“近代科学之父”―伽利略创立的科学实验方法,改变了以直观感觉或臆想为基础的思辨方法,他将数学作为描述自然的语言,使自然科学迈进定量表示的阶段。麦克斯韦通过对稳定理想流体场、热流场和静电场的类比,找到了对法拉第力线图景的数学描述……这些举不胜举的创造性工作中所显示出来的种种绝妙的方法,都会给我们以极其深刻的启示,有助于我们正确设计自己和科学对待自己,从而有利于提高创造性思维能力。

4、开发非智力因素,造就为科学现身精神在物理学发展中,许多科学家为人类利益做出了无私的奉献。为“上帝之火”―雷电的研究,富兰克林被击昏。居里夫人忍受清贫之苦,丧父之痛,在探索道路上表现出百折不挠的毅力。爱迪生为寻找一种合适的灯丝,试用了1600多种材料。……从这些史料中我们既可以分享科学研究的喜怒哀乐,也可经受专注奉献的感染,接受科学态度和优良品质的熏陶,造就为科学现身的精神,坚定追求真理的科学信念。5、深化物理学知识,给人以智慧随着物理学中数学工具越来越高深和逻辑方法越来越广泛的运用,人们对物理学的成就虽越来越钦佩,但对物理学知识本身却越来越觉得玄妙,人们普遍对物理学感到烦躁和深奥,把物理学家看成是超人的偶像和高不可攀的天才。若通过具体、生动、可靠历史事实来说话,通过再现历史发展的的具体过程或某些侧面,使人们从中得到某些启示或结论,可增长智慧,提高对现实问题的认识能力。物理学史通过介绍人类历史上成功的优秀物理学家面对物理问题是如何思考和解决的,其中那些得到成功,那些遭到失败或修正,从而达到益人神智的作用。在物理教学中学习物理理论会给人知识,学习物理学史则给人以智慧,二者是不可偏废的。

化学反应工程发展史范文第4篇

关键词： 高中化学教学 信息技术 课程整合

“各地要积极创造条件，逐步实现多媒体教学进入每一间教室，积极探索信息技术教育与其他学科教学的整合。”这是前教育部部长陈至立在中小学信息技术教育会议上提出的。以多媒体和网络技术为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具，它极大地改变了人们的思维方式和学习方式，还促进学校教育逐步走向网络化、虚拟化、国际化和个性化。多媒体教学的研究与实施为学生主体性、创造性的发展奠定了良好的基础，使学校教育朝着自由的、有特色的课程教学方向发展。下面我谈谈对化学教学与信息技术整合实践的认识。

一、现代信息技术与创造学习环境的整合

利用现代信息技术创设情境，导入新课。虽然导课的方法很多，但在化学教学过程中运用多媒体创设情境以激发学生的学习兴趣却是一种行之有效的教学方法。例如，我在讲甲烷时，课前收集了大量关于甲烷在生活中的应用图片，如沼气在农村用来取暖、照明、做饭，城市汽车改烧天然气，海底可燃冰的开发，我国的西气东输工程等，让学生了解甲烷是一种重要的能源，激发学生学习甲烷的兴趣。在乙醇一节中，我给学生展示了各种含有酒精的饮品和化妆品，使学生了解乙醇是一种重要的有机溶剂；动画模拟乙醇在人体内转化成乙醛乙酸的过程，使学生了解饮酒过多对肝脏的损害；图片展示乙醇汽油的高效性和清洁性，让学生了解乙醇是一种清洁的新能源。在元素周期表一节中，制作flas展示周期表的发现和演变过程，使学生感受科学研究的严谨性。展示中国化学家在世界上首次合成蛋白质的图片等，让学生感受化学家的研究成果。这样的导课使学生感受到自己生活在化学世界中，感觉化学是“有血有肉”的，不觉得枯燥抽象，从而激发学习化学的兴趣。

二、现代信息技术与学生自主学习、创新思维的整合

传统的化学教学中，教师是传授知识的主体，学生接受知识的客体。我尝试通过现代信息技术变学生的被动学习为主动学习。我校创建了对学生开放的校园网，我把一些与课堂知识相关的资料信息、网址、相关链接、课件、课后练习题等事先收集好，放在校园网上，这样学生可以在电教室的电脑上自主学习。例如在学习“基本营养物质”一节时，我是这样设计的：

教学环节：

问题的提出――为什么糖类、油脂、蛋白质被称为人类的基本营养物质？

知识的深入――糖类、油脂、蛋白质分子组成及在人体内的转化。

知识的扩展――糖类、油脂、蛋白质在生产生活中的应用。

学生活动：

学生利用搜索引擎、网站、资源库媒介查询信息，获取知识―同学之间交流讨论―对自己感兴趣的知识进一步查阅―总结交流。

虽然同样是获得信息，获得途径却由教师直接提供信息变成指导学生由已知途径自主查询信息，进行学习探索。这一简单的教学方式的改变，让学生获得自己获取信息的能力，使教育从目的到内容和形式都发生了重大变化。

又如在讲乙醇一节时，我将乙醇的分子结构制作成电子球棍模型，让学生自己动手将模型中的原子和共价键通过鼠标拖动拼装起来。通过交流，学生组装出了几种不同的结构，最后根据乙醇的化学性质确定了正确的结构。这一学习过程使学生主动性、创造性地思考，从而达到启迪创新思维的目的。

三、现代信息技术与学生学习过程的整合

信息技术的飞速发展要求学生具有主动利用信息工具和信息资源，有效地对信息进行处理和创新的基本能力，这种能力是学生终身学习的必备能力。现代信息技术条件下的学习有以下几点好处：

1.帮助学生理解并掌握抽象的化学概念和原理。例如“化学平衡”一课，我将反应的过程进行分解，将看不见的反应物、生成物制作成动画，直观形象地展示平衡建立的过程，帮助学生理解概念。

2.帮助学生观察和理解化学现象。例如在“影响化学反应速率的因素”一课，将氢分子和碘分子生成碘化氢的过程制作成动画，展示分子间通过碰撞发生反应的过程，使学生明白什么是有效碰撞。

3.帮助学生了解化学发展史。通过现代信息技术，结合相关的化学内容，有利于学生在较短时间里了解化学发展史。从而培养学生辩证唯物主义世界观，树立严谨的科学态度。

4.有助于学生联系生产和生活实际。如金属的冶炼、石油工业的生产流程、合成氨、炼铁、炼钢等，通过录像、flas等展示流程，学生既容易理解，又能提高学习效率。

四、现代信息技术与化学实验教学的整合

教师理论说教的效率远不及一个五分钟的演示实验，但是课堂的实验教学存在许多困难，化学实验课件可以运用多媒体克服这些困难。其优点主要体现在以下几个方面：

1.展现实验过程中的微观变化。如金属的导电性、导热性、延展性的教学，利用动画将金属晶体内电子的运动状态模拟展示，使学生对金属为什么具有导电性、导热性、延展性的理解更加透彻。

2.进行复杂实验或具有一定危险性（危害性）实验的先期教学。例如甲烷和氯气的取代反应，反应所需时间较长，无法在课堂上完成，我在实验室将实验过程录制下来，在课堂上剪辑播放，提高了课堂教学效率。又如乙烯与溴水的反应，由于溴挥发性大，有毒，我下载网上的实验录像，在课堂上播放，避免了课堂实验的危险性。

3.提高高三化学实验复习效率。

五、现代信息技术应用的注意点

1.避免在教学过程中片面追求信息技术应用而忽视师生互动的作用。

2.避免信息罗列过多而忽视教学重点。

六、信息技术与教学整合对教师提出的要求

现代信息技术与化学教学的整合有利于教师角色的多元化发展，但对教师提出了更高的要求。教学前，教师需要科学合理地组织教材，将相关知识联系起来，形成完整的体系，备课量增加；实践教学时，知识要连贯，思维性要强，既要合理使用多媒体教学，又要引导学生观察现象、发现问题、解决问题、归纳总结规律，还要控制课堂的有序性和高效性。这些能力的提高需要平时的学习与努力。尽管我在多媒体辅助教学方面进行了积极的尝试，也取得了一定的成果，但我也清醒地认识到课程整合是长期而艰巨的任务，将现代信息技术和课堂教学完美整合是我的不懈追求。

参考文献：

[1]杨光辉.网络技术下的化学教学模式的探讨.化学教育，2002.1.

化学反应工程发展史范文第5篇

素质教育是一种着眼于发展，着力于基础的教育，其根本出发点是提高全民族的整体素质。因此，素质教育必须面向全体学生，培养德、智、体、美、劳全面发展的人才。化学是中学教学中的一门重要的基础学科，掌握一定的化学知识是每个现代公民必须具备的科学素质之一。这就要求我们决不能把化学教学搞成仅为少数学生的升学服务，而大搞“题海战术”，走“应试教育”的老路，使学生负担过重，妨碍学生全面发展。

然而，强调面向全体学生，也并不是“齐步走”、“一刀切”或“扯平拉齐”，要承认学生的客观差异，根据不同学生的学习水平作出不同的目标要求。

一要保障优秀学生的正常发展，不能使他们处于“嗷嗷待哺”状态，要尽可能满足他们的求知愿望，使他们的潜能得到充分开发；

二要提高中等学生的现有水平，让他们“吃好”，鼓励他们赶超优等生；三要加大转变后进生的力度。

首先，对后进生不能歧视，他们中的绝大多数是由于受非智力因素的影响，造成学习成绩上的暂时落后。作为化学教师应利用化学与生活、化学与社会、化学与环境以及化学趣味实验等有利条件，激发他们的学习兴趣，培养他们正确的学习方法，养成良好的学习习惯，产生迎头赶上的学习动力，使其成长为对社会有用的人才。

二、强化德育功能，培养现代意识是贯彻素质教育的标志

进行素质教育，思想道德素质起着导向、动力和保证的作用，是衡量素质教育能否得到强化的重要标志。德育工作并不仅只是校长、班主任和政治课教师的事，而应渗透到各个学科中去。“教书育人”是每个教师的责任，化学课也不例外。

1、依靠化学学科的特点进行辩证唯物主义教育。

化学学科本身充满着辩证唯物主义思想方法，我们可以在化学教学中通过分子、原子、离子、质子、中子、电子等建立学生的辩证唯物主义物质观；通过氧化与还原、化合与分解等内容树立学生的对立统一的观点；通过元素周期律等内容帮助学生理解量变到质变的规律；通过酸、碱、盐、氧化物间的相互关系之间的衍变关系培养学生的联系转化的观点……

总之，在化学教学中主观能动地进行辩证唯物主义教育，有利于学生树立正确的世界观，用辩证唯物主义的思想方法来分析问题、解决问题。

2、在化学教学中，应结合教学内容不失时机地向学生进行爱国主义教育。

化学发展史是对学生进行爱国主义教育的好素材。教学时，应确定好知识传授与德育的最佳结合点，潜移默化地自然渗透，达到“润物细无声”的境界。

如我国是世界上最早利用煤、石油和天然气的国家，古代的四大发明，化学方面就占了二项；爱国科学家侯德榜创造的“侯氏制碱法”填补了我国“纯碱”工业的空白；我国首先在世界上合成了具有生物活性的“结晶牛胰岛素”；等等。特别是改革开放以来，我国化学工业迅猛发展，钢铁、能源、水泥、化纤等年产量均居世界前列。

这样，寓德育于化学教学之中，点燃学生的爱国之火，使学生产生强烈的民族自豪感和使命感，坚定他们为祖国现代化建设而努力学习的信心。

3、在化学教学中，要加强化学与社会、化学与人的关系的教学，使学生了解化学与现代社会的关系和影响。

教学中，结合教学内容适时穿插和渗透一些现代社会面临的、急需解决的重大问题，如淡水资源的危机、主要能源（煤和石油）的危机、环境污染（臭氧层破坏、温室效应、酸雨等）。如在教学“NO和NO2是污染大气的重要污染物”时，可介绍这些氮氧化合物受日光紫外线的照射后，发生一系列光化学反应，形成光化学烟雾污染事件。如1943年9月，发生在美国的“洛杉矶烟雾”就是光化学污染的典型事件。学到SO2、SO3的性质时，告诉学生硫氧化合物会污染环境，严重危害人们的健康。1952年12月发生在英国的震惊世界的“伦敦烟雾”事件就属此例。

再如由CO2、CH4等引起的“温室效应”，氯氟烃引起的臭氧层破坏，塑料形成的“白色污染”等等。以此培养学生形成三个观念：爱护淡水资源节约用水的观念；防止污染，保护良好生态环境的观念；节约能源，合理利用现有能源的观念。强化两个现代意识：科技意识和减灾意识

三、养成思维习惯，学会思维方法是落实素质教育的核心

21世纪更需要能力型人才。民族的进步，国家的富强是同整个国民的素质是密切相关的，因而我们应重视学生能力的培养。化学教学中能力的培养主要包括观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等的培养，而发展思维能力是能力培养的核心。在教学中，我们应使学生养成良好的思维习惯，学会科学的思维方法，诸如求同思维、求异思维、逆向思维和联想思维等。

求同思维是教学中常用的思维方式。求异思维是一种创造性思维，要求学生对同一材料从不同角度、不同形式、不同相联关系去探索结论。因此，在化学教学中应注重加强这方面的训练。培养学生的求异思维，应做到对一式或一题要多思、多变、多解、多联，才能使学生的思维不局限于某一固定思维模式之中，受思维定势的束缚，表现出思维的灵活性、变通性和发展性。

四、增强应用化学知识解决实际问题的能力是提高学科素质教育的重要手段

知识的积累，智力的发展，能力的提高，重在于应用。学生的化学素质不仅在于其掌握化学知识的多少，也不仅仅在于其能解多少化学难题，更重要的是看他能否运用化学知识去理解、解决生活中的化学问题，去学习新知识以适应社会发展的需要。因此，在化学教学中应紧密联系生活、生产、科技等方面的知识，训练学生应用化学知识解决实际问题的能力。

首先，让学生从解释身边化学现象、处理身边化学问题做起，引导学生用所学知识去观察生活、解释生活中的化学现象，处理一些生活实际中的问题。尽可能多地让学生了解化学对现代社会的影响，了解化学在现代科学技术、生活中占有的重要地位。

从电子计算机、生物工程、新材料、新能源、空间技术、海洋工程等领域，撷取富有知识性、趣味性的材料，扩大学生的科学视野，激发他们的求知欲，增强他们应用化学知识了解自然、了解社会、促进社会发展的自觉性。