化學反應工程發展史

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化學反應工程發展史范文第1篇

殷金玲 景曉燕 王君 哈爾濱工程大學材料科學與化學工程學院

基金項目：哈爾濱工程大學基礎課程教學改革研究計劃建設項目002100020632。

摘要：針對面向非化學化工專業學生開設的普通化學教學中存在的問題，通過重點利用學生所學專業與普通化學的結合點，配合

一定的其他的課堂教學方式來激發學生學習普通化學的積極性。

關鍵詞：普通化學；專業；交叉性

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號

一、普通化學教學中存在的最大問題的分析

目前許多大學里的普通化學基本上都是面向非化學化工專

業的學生開設的，大部分學生認為化學與自己將來的專業和就業

沒有什么關系，在某種程度上致使很多學生是在被動的學習普通

化學，主要就是為了考試能夠通過或者取得高分為自己的獎學金

的獲得做個準備而已，而這種被動就造成了學生的學習積極性大

大降低。那么如何提高非化學化工專業學生學習普通化學的學習

興趣就成了許多普通化學教師面臨的最大問題。

二、針對學生專業與普通化學的交叉性方面采取的措施

1.了解學生所學專業

每位普通化學教師在接到教學任務后都需要首先整體了解

一下授課對象是那個系的？學哪個專業的？這樣才能有的放矢，

為下一步工作做好準備。

2.深入調查收集整理學生所學專業的特點和培養目標及往年

就業去向

在了解了授課對象的所在院系和所學專業后就需要針對其

專業等信息開始進行下一步的調查工作，以我校學生所學專業為

例，比如船舶與海洋工程專業，其專業培養目標是培養船舶與海

洋工程結構物研發、設計、建造、檢驗、管理、教育等高層次專

門人才。該專業畢業生主要就業去向是到與船舶和海洋工程有關

的公司及國家各部委機關，以及沿海、沿江各船舶設計院、研究

所和造船骨干企業工作。再比如：核工程與核技術專業的專業培

養目標是培養能在相關領域從事核工程與核技術研究、設計、生

產、運行和管理的專門人才。就業去向主要是一些國內的核電站

和核工業的研究院。還比如：環境專業的專業培養目標是培養能

從事廢水、廢氣、固體廢棄物等污染物的防治技術研究、設計、

應用和開發工作的高級工程技術人才。本專業畢業生就業面較

廣，對于我校畢業生相對集中的就業單位有各大船廠，沿海各大

型企業的水處理公司，建筑設計院等。

3.針對收集的信息尋找與普通化學授課內容相關的交叉點，

并靈活應用于課堂教學中

針對船舶與海洋工程專業的學生我們在講電化學基礎這一

章節的內容時首先就提出一個問題：大家的專業都與船舶有關，

而我們知道船體相當一部分與海水接觸，海水對船體的鋼鐵具有

較強的腐蝕性。那么這種腐蝕在化學上屬于哪種腐蝕呢？如何在

實際中采用什么樣的方法來防止或降低這種腐蝕呢？這個問題

直接與他們的專業相關了，學生自然興趣就提上來了。然后在講

金屬的腐蝕時，讓學生們知道這種腐蝕是電化學腐蝕，而針對這

種腐蝕常采用的方法有：陰極保護法（又包括犧牲陽極保護法和

外加電流陰極保護法），陽極保護法，緩蝕劑法，金屬表面覆蓋

層等方法。有時大家去船廠會發現在船下面掛著一個鋁塊或者鋅

塊之類的東西，這是應用了哪種方法呢？還有時會看到許多工人

在船體表面進行涂裝，這又是應用了哪種方法？在這些學生感興

趣的問題的引導下讓學生由被動學習變為主動學習。

針對核工程與核技術專業的學生在第一堂緒論課中就可以

給他們舉一個和他們專業密切相關也是他們這個專業非常在意

的一件事：切爾諾貝利核事故。他們可能在選擇這個專業時已有

耳聞這個核泄漏事故，但是對于這起事故的真正起因未必知道。

而這起事故的真正原因不是核爆炸，而是一種化學反應釀成了重

大的損失。然后給學生介紹這次事故的前因后果：在進行4 號反

應堆電能功率安全測試的過程中，操作人員有意切斷了通向核心

區域的冷卻水流，當然這個操作是測試的一部分，而且操作人員

在反應堆中留下的控制棒數目不夠，蒸汽壓很低又難以提供冷卻

劑。這一系列的操作致使整個反應堆功率劇增，產生巨大的熱量，

燒塌了燃料芯堆，而釋放出的灼熱的放射性核燃料顆粒與用作冷

卻劑的水接觸發生爆炸。這個過程中反應堆中用來使中子減速的

石墨起火燃燒，流到著火的石墨上的水又與石墨發生化學反應產

生氫氣，氫氣和空氣中的氧氣發生化學反應而爆炸。這個化學反

應的爆炸卻掀翻了覆蓋在反應堆上的鋼板。可見對于核工程與核

技術人員掌握化學知識是必須的。

針對環境專業的學生而言，同樣在緒論課中就可以讓他們知

道化學與他們的專業是密不可分的，比如為了將普通化學主要內

容串接起來，可以給他們舉個環境問題的例子：汽車因大部分使

用汽油內燃機，會產生一氧化碳和一氧化氮等有害物質污染環

境。如果我們能夠讓NO 和CO 在排放到大氣前就反應生成N2 和

CO2，就可以大大降低對環境的污染。那么：①這個反應能夠發

生嗎？（即化學反應方向問題）②如果該反應能發生，那么會有

多少的NO 和CO 轉化為N2 和CO2 呢？（即化學反應限度問題）

③同時我們知道對于每一個反應化學反應發生時都會伴隨著吸

收和放出熱量的現象，那么該反應過程中能量是如何變化的呢？

（即化學反應能量變化問題）④這個反應若能發生，這個反應是

進行的快呢還是慢呢？（即化學反應速率問題）⑤這個反應的反

應機理如何？而對于機理的分析比較復雜，首先我們需要了解物

質的微觀結構的問題。（即物質的微觀結構問題）。這樣既可以

將普通化學的整體內容安排與實際問題的解決聯系起來，更讓學

生了解要解決這樣的一個環境問題必須要應用化學的知識。同時

針對環境專業的學生授課時更應該增加一些綠色化學知識的介

紹。

三、其他課堂教學措施的配合

除了抓住學生所學專業與普通化學的結合點外，還要注意其

他的一些課堂教學方式，如：將化學與學生日常生活中遇到的一

些具體事例聯系起來，即用普通化學學過的知識來解釋一些實例

和現象；在課堂上引入一些著名化學家的人物介紹和相關一些理

論的發展史，像故事一樣介紹給學生，既吸引了學生的注意力，

又加深了對基本理論知識的理解；課堂上適當設有部分課堂演示

實驗和演示實驗錄像的環節，讓學生從實驗中總結出化學的基本

理論和規律，同時也讓學生深刻了解化學這門學科的特點；注意

利用問題的引入來啟發學生的思維空間，并且加強訓練學生的歸

納總結能力，進一步強化教學效果等。

參考文獻：

[1]段連運譯.化學與社會（原著第五版）[M].北京：化學工業

出版社，2008：285-288.

[2]李梅，景曉燕，韓偉，朱春玲，王君.普通化學教學中綠色

化學教育的滲透[J].教育教學論壇，2013，28：2-3.

化學反應工程發展史范文第2篇

關鍵詞：STEM理念；中學化學教學；合成氨；教學設計

文章編號：1008-0546（2016）11-0047-05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.016

STEM教育是當前國際上頗具影響的教育思想之一。STEM是科學（ Science）、技術（ Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡稱，強調多學科的交叉融合，將四門學科內容組合形成有機整體，削弱了這四門學科中傳統的學習障礙，促使學生綜合運用多種學科知識，以更好地培養學生的創新精神與實踐能力[1]。將STEM理念融入中學化學教學中，使學生不僅獲得與科學、技術、工程和數學等相關的知識；還能與真實世界建立聯系，將科學教育和當前的社會生產生活等緊密結合，充分理解科學、技術、工程與數學之間的交互關系，為提高學生綜合素養及全面發展打下良好基礎。[2]

一、教學目標分析

“人工固氮技術――合成氨”選自人教版高中化學選修2《化學與技術》第一單元中的內容，該課題涉及了“合成氨的反應原理”“合成氨的基本生產過程”“合成氨工業的發展”三部分內容，在此基礎上，本節教學設計又增加了“探索合成氨的最佳條件”。合成氨工業是重要的化學工業之一，對生產和生活有著重要意義，同時氮氣、氫氣合成氨的反應也是在必修教材中學習到的一個重要的、典型的平衡體系。在本課學習中，學生既可以聯系原有知識和生活實際來學習合成氨的工業制取，又可以從STEM的角度進一步探討工業合成氨生產中涉及的STEM要素。因此本課題是一節將學科知識和生產實際相結合的重要內容，是充分滲透STEM理念的一節內容。圍繞“人工固氮技術――合成氨”的內容，從STEM四個維度出發，制訂教學目標如下：

二、教學設計思路

本節教學設計以“任務為主線，教師為主導、學生為主體”的教學方式呈現，教師在某一種教學情境下提出問題，將STEM學科知識整合到某一化學核心任務中，學生以小組合作的方式運用STEM四方面的知識思考、討論與交流，從而解決化學問題，并最終獲得相應的科學知識。學生在解決問題的過程中，教師發揮指導、檢查、監督、和評價作用。[3]

在本節教學中，教師以氮氣和氫氣在一定條件下合成氨的反應為指導，引導學生應用化學平衡理論與化學反應速率理論嘗試考慮化工生產合成氨的適宜條件，同時從材料、設備、成本、環境等方面考慮實際生產中的最佳條件；從制備合成氨的原料氣、原料氣的凈化、氨的合成與分離等過程中熟悉工業生產過程中常用的操作與技術；從合成氨的工業發展中了解最新的工業改進技術，提高環境保護的意識。在此過程中，將STEM理念滲透到整個課堂教學中，充分調動學生積極性，使學生意識到化學總是與科學、技術、工程及數學緊密聯系的。具體的教學設計思路如圖1所示：

三、教學過程

任務一：合成氨的反應原理

[投影]PPT展示氮在自然界的循環圖。

[教師]從氮在自然界的循環圖可以看出，含氮化合物對人類生活有著十分重要的意義。含氮化合物除了用于制造染料、油漆、炸藥、人造纖維等，最主要的一大用途就是用于農業化肥的生產。氮是植物生長不可缺少的元素之一，農作物每年從土壤中攝取大量含氮化合物，為了補償土壤中減少的氮，必須施加氮肥。而農業上使用的氮肥如尿素、硝酸銨、磷酸銨、硫酸銨以及各種含氮混合肥料和復合肥料，都是以氨為原料制成的。

[提問]請結合《化學1》“氮及其化合物”知識想想合成氨的原理是什么？哪個小組的同學愿意上黑板寫一下合成氨的化學方程式？

[學生]回憶并思考，寫出化學方程式：

N2+ 3H2[?][高溫?高壓][催化劑]2NH3。

[投影]合成氨反應是一個可逆反應：3H2（g）+N2（g）[?]2NH3（g）。已知298K時，ΔH= -92.2kJ/mol，ΔS= -198.2J/K?mol，請根據自發反應進行的判斷依據考慮，298K時合成氨反應能否自發進行？

[學生]計算得出ΔH-TΔS

設計意圖：以氮在自然界的循環圖引入，一方面使學生認識到氮及其化合物對人類生產生活的重要意義，一方面使學生認識到農業、工業上所用含氮化合物大部分是以氨為原料制成的，突出合成氨工業的重要地位，自然而然引出本節課學習內容。學生通過回顧《化學1》涉及的氮及其化合物的相關知識，對合成氨工業的基本原理能夠熟練掌握，并學會利用數學思維對可逆反應是否自發進行判斷，從而突出化學作為自然科學中的一員，其基本知識及原理對解決工程問題的重要指導作用。

任務二：探索合成氨的最佳條件

[講解]分析得很不錯，看來同學們學以致用的能力很強。接下來請同學們以小組為單位，結合這個表格中的相關數據，根據影響反應速率的因素和勒夏特列原理分析討論合成氨工業適宜的反應條件，每個小組派一名學生給出你們小組的討論結果。

[投影]合成氨平衡混合氣中氨的體積分數（原料氣中氮氫體積比為1∶3）隨溫度（T）、壓強（p）的變化情況。

[小組學生]積極投入到小組討論中。根據表格中的數據可以看出，反應達到平衡時平衡混合氣中氨的含量隨著溫度的升高而降低，隨著壓強的增大而升高。這是一個放熱、氣體分子總數減小的反應，因此增大壓強，降低溫度將有利于氨的合成。

[投影]根據這個小組回答選擇合成氨的條件時，是不是壓強越高、溫度越低越好？在實際生產中怎樣選擇合成氨的最佳條件？

[學生]不是。壓強太高，對設備要求越高，會增加建設投資和生產成本，溫度過低，反應速率太低，耗時間，不利于生產。

[教師]不錯，這個小組同學分析得很到位。在實際生產過程中，壓強越大，對設備的材料質量和制造水平的要求越高，能量消耗也增加，從而增加建設投資和生產成本；如果采用較低溫度，雖然有利于增大平衡混合氣中氨的含量，但溫度過低，反應速率太低，需要很長時間才能使反應達到平衡狀態。因此需要根據實際情況選擇適宜的壓強跟溫度。此外為提高反應速率還需要加入催化劑，而催化劑需要在一定的溫度范圍內才能表現出良好的催化活性，目前，合成氨工業普遍使用以活性鐵為主的多組分催化劑，又稱鐵觸媒。鐵觸煤在500℃左右活性最大。綜合考慮以上因素，實際生產中合成氨的適宜條件是溫度在500℃左右，壓強在20～50 MPa之間，并以鐵觸媒為催化劑。

設計意圖：學生通過觀察氨含量隨著溫度、壓強數據的變化而變化的圖表，利用化學反應速率及平衡思想分析合成氨工業所需適宜條件，培養學生利用數學思維分析化學、工程問題。同時以學生的答案為出發點，設問“是不是溫度越低、壓強越高越好？”從而引導學生從生產實際出發，考慮產率、設備、投資、成本等一系列工程問題，體會到光靠化學基本原理解決實際工業生產問題遠遠不夠，還應具備與工程、技術等相關知識，明確理論聯系實際的重要性。

任務三：合成氨的基本生產過程

[投影]PPT播放“合成氨――從實驗室到工業化生產”的科學史話及相關裝置圖。

[提問] 通過剛才播放的科學史話可以看出任何一項簡單的過程都經過科學家們的不斷探索與實踐，請同學們結合剛才的科學史話并閱讀教材內容，概括合成氨都需要經歷哪些生產過程。

[學生]合成氨的基本生產過程主要有三個步驟：一、制備合成氨的原料氣；二、原料氣的凈化；三、氨的合成與分離。

[教師]概括很正確。要實現合成氨的工業化生產，首先要獲得合成氨的原料氣，空氣中有充足的氮氣，可以通過液化空氣再蒸發分離出氧氣獲取氮氣，那么要通過什么工藝和技術來獲取氫氣呢？老師有以下幾種方案，你認為哪種方案是最佳選擇？請從資源、能耗、成本、設備、環境等方面綜合考慮。

[投影]氫氣的制取方案：

方案一：電解水制取氫氣。

方案二：由煤或焦炭制取氫氣，原理為C+H2O[=]CO+H2。

方案三：由天然氣制取氫氣：CH4+H2O[=]CO+3H2；由煤或焦炭、天然氣制氫氣過程中產生的一氧化碳與水蒸氣反應：CO+H2O[=]CO2+H2。

[學生]我認為第三種方案是最佳選擇。電解水制氫氣消耗大量電能，成本高，不適用于制取大量的氫氣；利用煤制取氫氣投資高、能耗高，且副產物污染環境；天然氣易獲取，成本低、能耗也低，且便于管道輸送。因此選擇天然氣制取氫氣相對來說比較好。

[教師]很好，考慮得很全面。不錯，從20世紀50年代起，天然氣已成為世界上合成氨的主要原料。但由于我國煤資源儲量大，分布地區廣，目前還有許多工廠仍然以煤作為合成氨生產的主要原料。制備好原料氣后，還需將原料氣進行凈化處理，以除去制備原料氣過程中產生的CO、CO2、O2、H2S等雜質氣體，一是為了得到純凈的原料氣，二是為了減少對空氣的污染。

[投影]合成氨生產簡易流程圖和合成塔內部構造示意圖。

[教師]凈化后的原料氣經過壓縮機壓縮至高壓，進入氨合成塔，氮氣與氫氣在高溫、高壓和催化劑的作用下合成氨。請同學們根據這張圖思考如何從合成塔出來的混合氣體中獲得我們需要的氨氣呢？剩余的氫氣與氨氣去哪了？

[學生]認真觀看圖片，思考并交流。為得到氨氣，需將混合氣體中的氨冷卻使其液化，然后分離出來，剩余的氫氣與氨氣重新送到合成塔繼續反應。

[教師]很好，觀察、分析得很到位。老師再補充一點，液化氨時要經過冷凝器，分離出來的其他氣體需經過循環壓縮機，再送到合成塔，同時不斷向合成塔補充新鮮的原料氣，這樣氨的合成就形成了一個循環流程，使氮氣和氫氣得到充分利用。

設計意圖：學生認真觀看播放合成氨的科學史話，在學習知識的同時感受合成氨工業的發展歷史，知道每項工業生產過程都需經歷漫長的探索與實踐，從而體會科學家們持之以恒，嚴謹求實的科學精神。通過獲取氫氣的方案篩選，一方面學生了解了幾種制取氫氣的基本技術手段，一方面學生也學會從能源、能耗、成本、設備、環境等多方面綜合考慮獲取氫氣的途徑，從而選出最佳方案。獲取氨氣利用液化分離技術，剩余原料氣循環利用等都是化學工業上重要的科學技術手段，有助于學生理解化學知識在改進技術、促進社會發展的重要作用，促進學生科學素養、技術素養的提高。

任務四：合成氨工業的發展

[教師]目前為止，我們學習了合成氨的反應原理、適宜條件的選擇以及合成氨的生產過程，自1913年世界上第一座合成氨廠投產以來，合成氨工業不斷發展，我們學習的只是合成氨知識庫中的冰山一角。假如你是一名合成氨工廠的廠長，為了更好地發展合成氨工廠，你還具備合成氨的哪些知識？

[學生]合成氨的發展史、原料氣的凈化工藝和技術、催化劑的改進、合成氨工藝所帶來的環境問題……

[教師]看來同學們對合成氨的知識很感興趣，現在老師請一位同學上講臺利用多媒體網絡搜索關于合成氨的相關知識，然后與大家一起分享。

[學生]輸入關鍵字“合成氨”，有圖2鏈接，輸入“合成氨原料氣凈化”有圖3鏈接。

[教師]這位同學演示得非常好，請同學們課后就工業合成氨這部分內容，挑自己感興趣的模塊進行網絡搜索，每個小組同學挑選一個模塊進行搜索整理，然后小組與小組同學之間交流分享。

[教師]現在請大家回憶一下合成氨的生產過程，實際上我們忽略了在生產實際中最重要的一個環節，大家猜猜是哪個環節？大家可以聯想我們在實驗室制取對環境有污染、有毒物質時所進行的最后一步操作。

[學生]尾氣處理與回收。

[教師]不錯，這位同學反應很快。隨著環境保護意識的增強，合成氨生產過程中產生的廢渣、廢氣、廢液的處理越來越成為技術改造的重要問題。

[投影]尾氣處理與回收是工業生產的最后一個環節，也是本節課最后的學習內容，請同學們結合教材相關內容填寫以下表格。

[學生]認真翻閱教材，與小組同學交流討論得出答案。

設計意圖：學生扮演合成氨工廠的廠長，考慮還需具備哪些關于合成氨的知識，積極踴躍發言，通過角色扮演，使學生認識到知識是無窮無盡的，需要不斷努力充實和豐富自己的知識庫。課堂上學生親自上講臺進行網絡搜索有關合成氨的知識，給了學生展示自己的機會，鼓勵學生學會熟練運用現代信息技術，培養了學生獲取信息、篩選信息的能力，為進一步提高學生科學素養、技術素養打下基礎。尾氣處理與回收使學生意識到工業生產中不僅要關注經濟效益，還應關注環境的保護，資源的合理使用，將可持續發展理念滲透到每一步。

四、結語

本節教學設計以任務為中心，將工業合成氨分為四項任務，每項任務以問題為情境線，將STEM理念滲透其中。任務一以化學基本知識與原理為科學依據，利用數學表達式，通過計算判斷某一特定條件下合成氨反應是否自發進行；任務二通過表格數據分析合成氨的適宜條件，在此基礎上又結合工業生產實際，從設備、成本、經濟效益等方面探索合成氨的最佳條件；任務三從能源、能耗、環境、成本等方面考慮選擇獲取原料氣的最佳方案，從合成氨的生產過程中理解所包含的技術要素，了解合成氨生產過程中的基本裝置和流程；任務四通過角色轉換，讓學生自己思考需要掌握的合成氨的知識，利用計算機技術收集信息并與同學分享，最后通過尾氣處理與回收使學生意識到環境的保護、資源的合理使用等也是工業生產所考慮的重要因素。從整個教學活動中不難看出，科學、技術、工程、數學四個領域并不是孤立存在的，而是相互支撐、相互促進的。學生通過小組合作交流的方式，在教師的指導監督下對四項任務一一解決，極大地調動了學生學習化學的興趣，增強了學生的團隊協作意識，提高了學生的綜合素養。STEM是科學教育的重要趨勢，將STEM理念融入中學化學教學中，可以更好地為中學化學課堂教學服務。

參考文獻

[1] 余勝全，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）：13-14

[2] 丁杰，蔡蘇江，豐光.科學、技術、工程與數學教育創新與跨學科研究[J].開放教育研究，2013（2）：41-43

[3] 任偉，李遠蓉，馬坤鶴.基于STEM教育下的中學化學教學模式初探[J].化學教與學，2015（7）：10-12

化學反應工程發展史范文第3篇

關鍵詞:物理 非智力因素 整合

在多年的物理教學實踐中,深深體會到物理教學的任務決不僅僅是傳授物理知識與技能,培養學生自己學習,自己發現問題與解決問題的能力。還應讓學生知道那些受人欽佩的偉大物理學家究竟是怎樣從平凡的年輕人中產生的。應該讓學生了解物理學家們那種刻苦鉆研、勤于思考與實踐的感人毅力,勇于探索又善于探索的超人本領,以及事實求是、嚴肅認真細致的科學情操和熱愛祖國、愿為人類的科學事業現身的高貴品質到底是如何形成的。通過研究物理學家的科學思想、言行,重大科研活動及科學事件等,挖掘出所蘊含的科學智慧,因此很有必要把物理學史滲透到物理教學之中。

1、可激發愛國熱情我國古代的“四大發明”曾被馬克思稱為“科學復興的手段”。在商代甲骨文中就有世界上最早的日食、月食和新星的記載。周代已用圭表來確定季節,用漏刻來記時。東漢的張衡設計制造了渾天儀、地動儀等,錢三強、何澤慧發現了原子核三分裂,我國原子彈、人造衛星、超導研究、正負電子對撞機等偉大成就,都可激發我們的自尊心、自豪感和愛國熱情。

2、可啟人心智把物理學發展過程的史實與物理學內容結合成有機整體,闡明科學家間的質疑及爭論,進而引出重大發現,并突出他們所用的科學思維方法及解決問題的關鍵,可給人以啟發和精神享受,從而使缺乏物理知識的學生,從中學到一些基本物理概念,并激發進一步學習的興趣;對已掌握物理教學內容的學生,也能從中了解物理學的發展過程,進而使已掌握的知識得到深化,融會貫通。

3、啟迪領會方法論物理學史說到底是一部人類對自然的認識史。通過人類認識物理世界真實而令人興奮的探索歷程,可以感受到物理大師們用有效的方法一步一步地揭示出物理奧秘時,那種科學創造的與激動,并受到研究方法的熏陶。那些在物理學發展的關鍵時刻處在前沿和十字路口的物理學家們,都有自己獨特的思路和研究方法。“近代科學之父”―伽利略創立的科學實驗方法,改變了以直觀感覺或臆想為基礎的思辨方法,他將數學作為描述自然的語言,使自然科學邁進定量表示的階段。麥克斯韋通過對穩定理想流體場、熱流場和靜電場的類比,找到了對法拉第力線圖景的數學描述……這些舉不勝舉的創造性工作中所顯示出來的種種絕妙的方法,都會給我們以極其深刻的啟示,有助于我們正確設計自己和科學對待自己,從而有利于提高創造性思維能力。

4、開發非智力因素,造就為科學現身精神在物理學發展中,許多科學家為人類利益做出了無私的奉獻。為“上帝之火”―雷電的研究,富蘭克林被擊昏。居里夫人忍受清貧之苦,喪父之痛,在探索道路上表現出百折不撓的毅力。愛迪生為尋找一種合適的燈絲,試用了1600多種材料?！瓘倪@些史料中我們既可以分享科學研究的喜怒哀樂,也可經受專注奉獻的感染,接受科學態度和優良品質的熏陶,造就為科學現身的精神,堅定追求真理的科學信念。5、深化物理學知識,給人以智慧隨著物理學中數學工具越來越高深和邏輯方法越來越廣泛的運用,人們對物理學的成就雖越來越欽佩,但對物理學知識本身卻越來越覺得玄妙,人們普遍對物理學感到煩躁和深奧,把物理學家看成是超人的偶像和高不可攀的天才。若通過具體、生動、可靠歷史事實來說話,通過再現歷史發展的的具體過程或某些側面,使人們從中得到某些啟示或結論,可增長智慧,提高對現實問題的認識能力。物理學史通過介紹人類歷史上成功的優秀物理學家面對物理問題是如何思考和解決的,其中那些得到成功,那些遭到失敗或修正,從而達到益人神智的作用。在物理教學中學習物理理論會給人知識,學習物理學史則給人以智慧,二者是不可偏廢的。

化學反應工程發展史范文第4篇

關鍵詞： 高中化學教學 信息技術 課程整合

“各地要積極創造條件，逐步實現多媒體教學進入每一間教室，積極探索信息技術教育與其他學科教學的整合。”這是前教育部部長陳至立在中小學信息技術教育會議上提出的。以多媒體和網絡技術為核心的信息技術已成為拓展人類能力的創造性工具，它極大地改變了人們的思維方式和學習方式，還促進學校教育逐步走向網絡化、虛擬化、國際化和個性化。多媒體教學的研究與實施為學生主體性、創造性的發展奠定了良好的基礎，使學校教育朝著自由的、有特色的課程教學方向發展。下面我談談對化學教學與信息技術整合實踐的認識。

一、現代信息技術與創造學習環境的整合

利用現代信息技術創設情境，導入新課。雖然導課的方法很多，但在化學教學過程中運用多媒體創設情境以激發學生的學習興趣卻是一種行之有效的教學方法。例如，我在講甲烷時，課前收集了大量關于甲烷在生活中的應用圖片，如沼氣在農村用來取暖、照明、做飯，城市汽車改燒天然氣，海底可燃冰的開發，我國的西氣東輸工程等，讓學生了解甲烷是一種重要的能源，激發學生學習甲烷的興趣。在乙醇一節中，我給學生展示了各種含有酒精的飲品和化妝品，使學生了解乙醇是一種重要的有機溶劑；動畫模擬乙醇在人體內轉化成乙醛乙酸的過程，使學生了解飲酒過多對肝臟的損害；圖片展示乙醇汽油的高效性和清潔性，讓學生了解乙醇是一種清潔的新能源。在元素周期表一節中，制作flas展示周期表的發現和演變過程，使學生感受科學研究的嚴謹性。展示中國化學家在世界上首次合成蛋白質的圖片等，讓學生感受化學家的研究成果。這樣的導課使學生感受到自己生活在化學世界中，感覺化學是“有血有肉”的，不覺得枯燥抽象，從而激發學習化學的興趣。

二、現代信息技術與學生自主學習、創新思維的整合

傳統的化學教學中，教師是傳授知識的主體，學生接受知識的客體。我嘗試通過現代信息技術變學生的被動學習為主動學習。我校創建了對學生開放的校園網，我把一些與課堂知識相關的資料信息、網址、相關鏈接、課件、課后練習題等事先收集好，放在校園網上，這樣學生可以在電教室的電腦上自主學習。例如在學習“基本營養物質”一節時，我是這樣設計的：

教學環節：

問題的提出――為什么糖類、油脂、蛋白質被稱為人類的基本營養物質？

知識的深入――糖類、油脂、蛋白質分子組成及在人體內的轉化。

知識的擴展――糖類、油脂、蛋白質在生產生活中的應用。

學生活動：

學生利用搜索引擎、網站、資源庫媒介查詢信息，獲取知識―同學之間交流討論―對自己感興趣的知識進一步查閱―總結交流。

雖然同樣是獲得信息，獲得途徑卻由教師直接提供信息變成指導學生由已知途徑自主查詢信息，進行學習探索。這一簡單的教學方式的改變，讓學生獲得自己獲取信息的能力，使教育從目的到內容和形式都發生了重大變化。

又如在講乙醇一節時，我將乙醇的分子結構制作成電子球棍模型，讓學生自己動手將模型中的原子和共價鍵通過鼠標拖動拼裝起來。通過交流，學生組裝出了幾種不同的結構，最后根據乙醇的化學性質確定了正確的結構。這一學習過程使學生主動性、創造性地思考，從而達到啟迪創新思維的目的。

三、現代信息技術與學生學習過程的整合

信息技術的飛速發展要求學生具有主動利用信息工具和信息資源，有效地對信息進行處理和創新的基本能力，這種能力是學生終身學習的必備能力?，F代信息技術條件下的學習有以下幾點好處：

1.幫助學生理解并掌握抽象的化學概念和原理。例如“化學平衡”一課，我將反應的過程進行分解，將看不見的反應物、生成物制作成動畫，直觀形象地展示平衡建立的過程，幫助學生理解概念。

2.幫助學生觀察和理解化學現象。例如在“影響化學反應速率的因素”一課，將氫分子和碘分子生成碘化氫的過程制作成動畫，展示分子間通過碰撞發生反應的過程，使學生明白什么是有效碰撞。

3.幫助學生了解化學發展史。通過現代信息技術，結合相關的化學內容，有利于學生在較短時間里了解化學發展史。從而培養學生辯證唯物主義世界觀，樹立嚴謹的科學態度。

4.有助于學生聯系生產和生活實際。如金屬的冶煉、石油工業的生產流程、合成氨、煉鐵、煉鋼等，通過錄像、flas等展示流程，學生既容易理解，又能提高學習效率。

四、現代信息技術與化學實驗教學的整合

教師理論說教的效率遠不及一個五分鐘的演示實驗，但是課堂的實驗教學存在許多困難，化學實驗課件可以運用多媒體克服這些困難。其優點主要體現在以下幾個方面：

1.展現實驗過程中的微觀變化。如金屬的導電性、導熱性、延展性的教學，利用動畫將金屬晶體內電子的運動狀態模擬展示，使學生對金屬為什么具有導電性、導熱性、延展性的理解更加透徹。

2.進行復雜實驗或具有一定危險性（危害性）實驗的先期教學。例如甲烷和氯氣的取代反應，反應所需時間較長，無法在課堂上完成，我在實驗室將實驗過程錄制下來，在課堂上剪輯播放，提高了課堂教學效率。又如乙烯與溴水的反應，由于溴揮發性大，有毒，我下載網上的實驗錄像，在課堂上播放，避免了課堂實驗的危險性。

3.提高高三化學實驗復習效率。

五、現代信息技術應用的注意點

1.避免在教學過程中片面追求信息技術應用而忽視師生互動的作用。

2.避免信息羅列過多而忽視教學重點。

六、信息技術與教學整合對教師提出的要求

現代信息技術與化學教學的整合有利于教師角色的多元化發展，但對教師提出了更高的要求。教學前，教師需要科學合理地組織教材，將相關知識聯系起來，形成完整的體系，備課量增加；實踐教學時，知識要連貫，思維性要強，既要合理使用多媒體教學，又要引導學生觀察現象、發現問題、解決問題、歸納總結規律，還要控制課堂的有序性和高效性。這些能力的提高需要平時的學習與努力。盡管我在多媒體輔助教學方面進行了積極的嘗試，也取得了一定的成果，但我也清醒地認識到課程整合是長期而艱巨的任務，將現代信息技術和課堂教學完美整合是我的不懈追求。

參考文獻：

[1]楊光輝.網絡技術下的化學教學模式的探討.化學教育，2002.1.

化學反應工程發展史范文第5篇

素質教育是一種著眼于發展，著力于基礎的教育，其根本出發點是提高全民族的整體素質。因此，素質教育必須面向全體學生，培養德、智、體、美、勞全面發展的人才。化學是中學教學中的一門重要的基礎學科，掌握一定的化學知識是每個現代公民必須具備的科學素質之一。這就要求我們決不能把化學教學搞成僅為少數學生的升學服務，而大搞“題海戰術”，走“應試教育”的老路，使學生負擔過重，妨礙學生全面發展。

然而，強調面向全體學生，也并不是“齊步走”、“一刀切”或“扯平拉齊”，要承認學生的客觀差異，根據不同學生的學習水平作出不同的目標要求。

一要保障優秀學生的正常發展，不能使他們處于“嗷嗷待哺”狀態，要盡可能滿足他們的求知愿望，使他們的潛能得到充分開發；

二要提高中等學生的現有水平，讓他們“吃好”，鼓勵他們趕超優等生；三要加大轉變后進生的力度。

首先，對后進生不能歧視，他們中的絕大多數是由于受非智力因素的影響，造成學習成績上的暫時落后。作為化學教師應利用化學與生活、化學與社會、化學與環境以及化學趣味實驗等有利條件，激發他們的學習興趣，培養他們正確的學習方法，養成良好的學習習慣，產生迎頭趕上的學習動力，使其成長為對社會有用的人才。

二、強化德育功能，培養現代意識是貫徹素質教育的標志

進行素質教育，思想道德素質起著導向、動力和保證的作用，是衡量素質教育能否得到強化的重要標志。德育工作并不僅只是校長、班主任和政治課教師的事，而應滲透到各個學科中去?！敖虝恕笔敲總€教師的責任，化學課也不例外。

1、依靠化學學科的特點進行辯證唯物主義教育。

化學學科本身充滿著辯證唯物主義思想方法，我們可以在化學教學中通過分子、原子、離子、質子、中子、電子等建立學生的辯證唯物主義物質觀；通過氧化與還原、化合與分解等內容樹立學生的對立統一的觀點；通過元素周期律等內容幫助學生理解量變到質變的規律；通過酸、堿、鹽、氧化物間的相互關系之間的衍變關系培養學生的聯系轉化的觀點……

總之，在化學教學中主觀能動地進行辯證唯物主義教育，有利于學生樹立正確的世界觀，用辯證唯物主義的思想方法來分析問題、解決問題。

2、在化學教學中，應結合教學內容不失時機地向學生進行愛國主義教育。

化學發展史是對學生進行愛國主義教育的好素材。教學時，應確定好知識傳授與德育的最佳結合點，潛移默化地自然滲透，達到“潤物細無聲”的境界。

如我國是世界上最早利用煤、石油和天然氣的國家，古代的四大發明，化學方面就占了二項；愛國科學家侯德榜創造的“侯氏制堿法”填補了我國“純堿”工業的空白；我國首先在世界上合成了具有生物活性的“結晶牛胰島素”；等等。特別是改革開放以來，我國化學工業迅猛發展，鋼鐵、能源、水泥、化纖等年產量均居世界前列。

這樣，寓德育于化學教學之中，點燃學生的愛國之火，使學生產生強烈的民族自豪感和使命感，堅定他們為祖國現代化建設而努力學習的信心。

3、在化學教學中，要加強化學與社會、化學與人的關系的教學，使學生了解化學與現代社會的關系和影響。

教學中，結合教學內容適時穿插和滲透一些現代社會面臨的、急需解決的重大問題，如淡水資源的危機、主要能源（煤和石油）的危機、環境污染（臭氧層破壞、溫室效應、酸雨等）。如在教學“NO和NO2是污染大氣的重要污染物”時，可介紹這些氮氧化合物受日光紫外線的照射后，發生一系列光化學反應，形成光化學煙霧污染事件。如1943年9月，發生在美國的“洛杉磯煙霧”就是光化學污染的典型事件。學到SO2、SO3的性質時，告訴學生硫氧化合物會污染環境，嚴重危害人們的健康。1952年12月發生在英國的震驚世界的“倫敦煙霧”事件就屬此例。

再如由CO2、CH4等引起的“溫室效應”，氯氟烴引起的臭氧層破壞，塑料形成的“白色污染”等等。以此培養學生形成三個觀念：愛護淡水資源節約用水的觀念；防止污染，保護良好生態環境的觀念；節約能源，合理利用現有能源的觀念。強化兩個現代意識：科技意識和減災意識

三、養成思維習慣，學會思維方法是落實素質教育的核心

21世紀更需要能力型人才。民族的進步，國家的富強是同整個國民的素質是密切相關的，因而我們應重視學生能力的培養?；瘜W教學中能力的培養主要包括觀察能力、實驗能力、思維能力、自學能力等的培養，而發展思維能力是能力培養的核心。在教學中，我們應使學生養成良好的思維習慣，學會科學的思維方法，諸如求同思維、求異思維、逆向思維和聯想思維等。

求同思維是教學中常用的思維方式。求異思維是一種創造性思維，要求學生對同一材料從不同角度、不同形式、不同相聯關系去探索結論。因此，在化學教學中應注重加強這方面的訓練。培養學生的求異思維，應做到對一式或一題要多思、多變、多解、多聯，才能使學生的思維不局限于某一固定思維模式之中，受思維定勢的束縛，表現出思維的靈活性、變通性和發展性。

四、增強應用化學知識解決實際問題的能力是提高學科素質教育的重要手段

知識的積累，智力的發展，能力的提高，重在于應用。學生的化學素質不僅在于其掌握化學知識的多少，也不僅僅在于其能解多少化學難題，更重要的是看他能否運用化學知識去理解、解決生活中的化學問題，去學習新知識以適應社會發展的需要。因此，在化學教學中應緊密聯系生活、生產、科技等方面的知識，訓練學生應用化學知識解決實際問題的能力。

首先，讓學生從解釋身邊化學現象、處理身邊化學問題做起，引導學生用所學知識去觀察生活、解釋生活中的化學現象，處理一些生活實際中的問題。盡可能多地讓學生了解化學對現代社會的影響，了解化學在現代科學技術、生活中占有的重要地位。

從電子計算機、生物工程、新材料、新能源、空間技術、海洋工程等領域，擷取富有知識性、趣味性的材料，擴大學生的科學視野，激發他們的求知欲，增強他們應用化學知識了解自然、了解社會、促進社會發展的自覺性。