化工专业无机化学教学内容的优化,化学教学论文.docx

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1、化工专业无机化学教学内容的优化,化学教学论文在高等教育群众化的今天，世界多数国家特别重视发展专科教育以培养高等技术应用性专门人才。随着我们国家化工基础行业的蓬勃发展，急需面向一线的化工类应用人才，化工专业也成为高校热门专业，培养高素质的应用型化工人才是高等化工职业教育的首要任务。教学改革是提高教学质量的核心，是培养应用型专门人才的有力保障。无机化学是化工专业的核心专业基础课；同时无机化学课通常布置在大一新生的第一学期，在提高学生独立学习解决问题能力，培养学生的创新意识和创新能力方面发挥重要作用。作者在教学实践中不断进行教学改革，提高了教学效果，获得了一些成果和经历体验。 1、 基于化工行业特点

2、，建立以行业为核心的教学理念 教学理念是培养目的与课程教学内容之间的连接点。培养应用型人才应以行业为导向，实现学业与就业的无缝对接。当代化学工业固然种类繁多，工艺各异，规模差异大，但化工生产经过多具有高温高压有毒易燃易爆及安全生产要求严格等行业共同特点。不管在检修或运行期间化工生产要求的工艺条件都非常苛刻，行业间竞争剧烈。学生在入学时多数对专业了解停留在外表上，还伴有一定畏惧感，专业信念不坚定。所以老师在日常的教学活动中应逐步使学生科学认识化工行业，逐步熟悉行业建立良好职业素养，专业教育应贯穿在教学活动的始终。在教学中要精心选材，使书本知识密切结合当下化工行业，理论联络实际。例如反响动力学部分

3、浓度温度催化剂对反响速度影响可结合N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在工业应用即工业合成氨工艺。该反响特点是分子数减少放热，压强增大降低温度有利于氨的转化，反响活化能大约 335 kJ/mol。工业合成氨首先使用铁触媒将活化能降到 167 kJ/mol 下面，考虑反响速率温度不宜太低采用 500 ，考虑到实际动力和耐压材料因素压力控制在 2040 MPa 之间，实现上述反响条件需要机械电子材料化学工程等学科的有机结合；再用工艺流程图简介生产流程，工艺参数调节、原料气精制、产品分离精制、安全措施等经过及产生的经济效益，产业链的下游生产液氨合成尿素等。这种理论结合现实化学工业案例教学方式方法

4、不仅深化了学生对知识的理解，加强了学生对化工行业本身生产经过如高温高压有毒的特点科学认识，消除了盲目畏惧感，有助于树立专业自信心坚定专业信念，还提高了学生学习兴趣。可结合的切入点还有很多这里不再枚举。化工行业为核心的教学理念缩短了学生与专业的距离，选好结合点是关键，把握好知识深度分清主次兼顾深度与广度。 2、 密切跟踪化工行业发展动态，优化教学内容 现行专科无机化学教学资料多为通用性教学资料，很少有专门的化工类无机化学教学资料，版本通常是几年前的；而化工行业发展迅猛，新技术新工艺不断涌现。这种更新应反映到课堂教学上，密切跟踪化工行业发展动态，适时更新教学内容，保证教学内容的适用性和先进性，使学

5、生了解化工专业最新技术。例如在说到硅化学性质时，可结合 2020 年 8 月在建的赤峰盛森硅业科技发展有限公司的具有国际先进水平国内规模最大的年产 5000 吨气相法二氧化硅及国内首创年产 1000 吨电子级高纯硅烷气(纯度超过 7N)项目讲解，由于是国内最新技术，学生很感兴趣。该项目以四氯化硅和氢气为原料，气相法二氧化硅是利用硅的氯化物在氢氧焰中燃烧进行高温气相水解，其火焰温度大于 1000 ，经过凝聚、分离、脱酸、挑选等精制经过生产而成。总反响式：SiCl42H2O2 SiO24HCl，副产品为盐酸；盐酸解析出的氯化氢与硅粉反响生产三氯氢硅 3HCl+Si SiHCl3+H2，副产的氢气用

6、于生产气相法二氧化硅；三氯氢硅经歧化催化反响生产电子级的高纯硅烷气4SiHCl3 SiH4+3SiCl4；硅烷气生产经过中副产大量的四氯化硅再用于气相法二氧化硅产品的生产。生产工艺采用的新技术是创新性地使用先进的闭式炉和分段热回收工艺，首创了用歧化催化法生产高纯硅烷气技术，突破了国外技术封锁，使电子级高纯硅烷气生产技术跻身国际行列。通过这个项目巧妙地将抽象的硅化学反响方程式与先进的高纯硅烷气生产技术相联络，既深切进入把握了硅化物的重要化学性质又对先进的硅化工技术有了一定认识，学生能真正体验到知识转化为生产力的宏大气力力，加强了专业兴趣。在教学中发现学生对于高新技术产业有很强的求知欲探寻求索欲，

7、所以在选材时一定要突出 新 的特点。 3、 根据专业特点，处理好理论与应用关系，调整教学内容 无机化学课程内容包含化学基本原理物质构造基础元素化学三部分，内容冗杂。教学资料编写者考虑到知识的系统性及完好性内容含量全而多，教学时应根据专业特点以知识够用为原则优选教学内容把握知识深度。优选那些实用性强内容，精简理论性内容，重在会应用所学知识解决实际问题，无机化学三部分内容都可做适当处理。物质构造部分比拟抽象，是历来学习难点，对这部分内容必须抓重点精讲多用。物质构造中的原子构造部分重点内容是描绘叙述核外电子远动特性的四个量子数及原子核外电子排布规律。先着重阐述四个量子数的取值及意义，讲明核外电子运动

8、具有统计规律，在核外空间运动几率除 S 轨道外具有不均匀性有最大值和零值，并以一定能量值和空间几率分布作为一个原子轨道，接着简介两种四个量子数的形象化空间表示方式：波函数的角度分布图及电子云图，图的应用必须把握，能够以 Cl2分子内的共价单键及 N2分子内的三个共价键为例进行介绍，为后面的共价键及配合物构成打下基础；对于牵涉原子构造的量子理论即普朗克的量子论海森堡的微观粒子运动测不准原理及薛定谔方程及其求解等这些内容简介作为铺垫就能够，否则学生会纠缠于抽象的量子理论而削弱对基本理论的学习，这样既保证了原子构造理论的系统性又降低了理论难度，突出了理论的应用性。接着以原子轨道为基础，讲解鲍林原子轨

9、道能级图和基态原子核外电子排布三原则：即能量最低原理泡利不相容原理及洪特规则，突出原子核外电子排布规律，及元素周期表的内在关系；在这里基础上简介元素周期表构造深切进入理解周期族与核外电子排布关系。接着重点学习元素周期律把握元素电负性金属性非金属性递变规律即可，周期律中其他内容作为了解，这部分内容为元素化学学习打下良好基础。其他部分可做类似处理。 4、 以构造为主线，加强元素化学规律性 元素化学部分包含周期表中几乎所有元素单质及其典型化合物的性质制备应用及性质递变，内容冗杂知识量大，是学生最难以记忆的部分。由于同族元素及化合物间既有共性又有其特殊性规律性不如前两部分强，学生学习起来感觉知识量大摸

10、不着规律，多凭记忆学习，会出现学得快忘得快的现象。实际上元素化学与物质构造反响原理及是密不可分的，是前两者的详细应用，因而在教学中以物质构造为主线，构造决定性质，适当辅以化学反响原理组织教学内容，突出规律性，化繁为简。如氮族元素，价电子构型为 ns2np3有 5 个价电子，决定其主要氧化数为-3、+3 和+5。 随电子层增加，产生了惰性电子对效应，As、Sb 及 Bi 的+3 氧化数化合物稳定性渐增；随原子半径逐步增大，有效核电荷缓慢增加电负性呈递减，由氮的 3.03 递减到 Bi 的 2.02，元素性质由非金属经准金属过渡到金属(金属性非金属性以电负性 2.0 为界线)。氮与磷分子构造不同，

11、单质氮以三个 P 轨道构成三重键N2分子，磷则以 P-P 单键构成 P4分子，两种分子构造的差异能够用分子键能数据越大分子越稳定加以讲明，类似还有 O2及 S8分子。对于氮氧化物外表上看构造复杂，能够用杂化轨道理论讲明氮氧化物的成键方式和分子构型，N2O：N=N=O(N 采取 sp 杂化，直线形)、NO：N=O 、N2O3(N 采取 sp2杂化，平面形)、NO2(N 采取 sp2杂化，V 形)、N2O4(N 采取 sp2杂化，平面形)及 N2O5(N 采取 sp2杂化，平面形)，氮的氧化数由+1 变到+5;由杂化方式看出N2O3NO2N2O4N2O5分子中 N 都是同一种 sp2杂化成键方式分

12、子几何构型为平面三角形，依结合氧原子数不同呈现+1 到+5 氧化数。因而对这几种氮氧化物构型捉住氮原子的杂化方式这根主线就能轻而易举把握其构造及原子间成键方式；再根据成键分子中N 原子电子分布特点，推知其反响特性，如 NO 分子中 N 原子具有一对孤对电子及一个成单电子，因而 NO 是一优良配体易与过渡金属构成配合物如Fe(NO)SO4，易于被氧化如 NO 常温下易氧化为 NO2，易于二聚。熟悉了氮氧化物中氮的 sp2杂化平面三角构成键方式，对于其水合物硝酸 HNO3和亚硝酸 HNO2分子中氮的这种成键方式及化学性质也就容易学习了，只不过前者结合三个氧原子后者结合两个氧原子及一个氢原子，所以酸

13、中氮氧化数分别为+3 和+5，相应 HNO2具两性而 HNO3只要氧化性，氮氧化物及其含氧酸性质只用 N 的 sp2杂化这一构造就联络起来了，知识间的本质捉住了，也就易学易记牢了；类似地对于本族的磷元素的氧化物及酸也有类似规律。其它族元素可用同样的手段进行处理，将整个无机化学内容严密联络在一起，详略得当，更易于知识的教授和把握。 5、 发展灵敏考试制度，重视平常鼓励作用 考试不仅仅是检验教与学效果主要工具，也是学生学习的主要动力。随着专科高技能人才培养目的的不断提高，教学内容不断更新，探寻求索更为合理有效的考试制度对于培养学生综合素质具有积极的促进作用。将稳固知识提升应用能力作为考试核心内容，

14、开发了灵敏多样的考试方式方法。例如增加平常考试次数采取多种考试形式。根据课堂教学内容结合专业特点，考试有专题小论文，课堂学生讲课，考试化作业，笔记打分随堂测验，章节考试等形式。将考试分散于日常的学习经过中，促进学生学习主动性，不断鼓励，加强应用能力。如热力学反响热效应部分给出的论文题目分别是化学反响热的求算方式方法及其在民用生活中应用，化学反响热效应在化工生产中的利与弊，化学反响热效应在航天器上应用进展，航天工业功能燃料概述与进展。为锻炼学生自学能力，平常考试成绩按 20 %比例计入期末总成绩中，一定程度上缓解了期末临时突击学习，一考定成绩，学完即忘的弊端。 综上，针对大专的技术应用型和高技能

15、人才培养目的，对作为化工专业核心专业基础课程的(无机化学采用了较新型的教学手段，充分开发利用化学课程资源，不仅能保证教学效果，提高学生化学应用能力，而且使学生熟悉当代化学工业，为实现学业与就业的无缝对接创搭建新的平台；还能培养学生理论实践结合能力，坚定专业自信心，加强专业自豪感，为尽快适应专业岗位在岗位成才创造条件。 以下为参考文献： 1周双生，程俊，贾勇，等高等医药院校(无机化学课程改革与实践J安徽中医学院学报，2006，2：47-49 2宋长军谈当代化学工业的特点J民营科技，2020，1：21 3胡左我电子级高纯硅烷气生产技术跻身国际行列N科技日报，2020-08-20 4古国榜，李朴编无机化学M北京：化学工业出版社，2018 年 10月