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關鍵詞: 藥物分析化學 學習 技巧
藥物分析化學是研究藥物化學組成的分析方法及有關理論的一門學科,是分析化學的一個分支,有著極高的使用價值,長期以來廣泛應用于地質(zhì)普查、礦產(chǎn)勘探、冶金、化學工業(yè)、能源、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、臨床化驗、環(huán)境保護、商品檢驗等領域。它的任務主要有三方面:鑒定藥物的化學組成(或成分)、測定藥物各組分的相對含量及確定藥物的化學結(jié)構(gòu)。根據(jù)分析化學任務可分為定性、定量、結(jié)構(gòu)分析;.根據(jù)分析對象可分為無機分析與有機分析;根據(jù)分析原理可分為化學分析與儀器分析;根據(jù)操作方法及用量可分為常量、半微量、微量分析、超微量分析;根據(jù)分析目的可分為常規(guī)分析和仲裁分析。它是一門操作性很強的學科,學生們在逐漸學習的過程中,總有些人會感到越學越難,因此在學習的過程中一定要掌握正確的學習方法與技巧才能起到事半功倍的效果?,F(xiàn)就結(jié)合自身的學習及教學經(jīng)驗,粗淺地談一下如何學好藥物分析化學。
一、學習前知識的積累
藥物分析化學是建立在前期無機化學學習的基礎上的,課程要求學員對化學的四大平衡(酸堿平衡,沉淀溶解平衡,氧化還原平衡,配位平衡)有較深的認識,因此在學習藥物分析化學之前,每位學生首先要溫故以前所學的無機化學的知識,要掌握好四大平衡的反應原理,比較復雜的是配合反應和氧還反應,必須對以前的無機化學知識概念清楚,思路活躍,才能著手藥物分析化學的學習。
二、養(yǎng)成課前預習的好習慣
古人云:凡事預則立,不預則廢。預習是學生對課堂學習的準備,是對知識的整體感知,是學生自己摸索、自己動腦、自己理解的過程,也是一個自學過程。學生預習的成效很大程度上決定著學生的課堂質(zhì)量和效率。因此在每堂藥物分析化學課之前,學生都要將知識點,課后習題,教學資料中遇到的問題歸納成問題提綱,學生帶著問題讀,就得邊讀邊思考,從教材上尋找答案。在讀問題的過程中也要劃出重點、要點、關鍵詞、句,要敢于在書本上圈圈點點,最好還能把自己的想法、疑點寫下來,并試著做一做課本上的練習。帶著問題學習一遍比不帶問題學習五遍效果要好得多。通過這樣的課前預習,就能知道課程的內(nèi)容、問題,對已經(jīng)理解的部分,就拿自己的思路和教師的思路進行比較,看教師提出問題、分析問題、解決問題的思路與自己的思路差異在哪些地方,由此來檢驗自己的理解是否正確,取長補短,提高自己掌握知識的水平。
三、上課認真聽講
聽課的目的是要抓住教學內(nèi)容的要點,為了抓住教材的要點就必須得認真聽課。因為有些要點書上可能沒有,或者為了更好地讓學生了解書中的難點、要點時教師可能有自己獨到的方法和見解,同時在聽課時還可對預習時碰到的難題征求教師的意見,以便形成自己的觀點。因此老師在講課時,要仔細聽課,認真做筆記,這不僅有利于進行課后復習,掌握重點,嚴防上課"走神"。課堂上認真聽講40分鐘比課后認真看書2小時效果還要好,要時刻提醒自己向課堂中的40分鐘要效益。
四、知識要“堂堂清”
“堂堂清”就是要學生在課堂上就像在考場上一樣緊張地學習,當堂能理解、記憶的知識力求不把問題留到課后,要想達到堂堂清,學生必須以課本為主線,認真吃透課本,要既重視主要內(nèi)容,也不忽視小字部分、一些圖表、資料及選學內(nèi)容。當堂課學的知識,該會背的都會背,該運用的都運用,做錯了的都要更正。要達到兩個過關:一是知識點要過關。二是能力要一一過關。包括例題能口述、習題都會做、做錯的都會更正,最后熟能生巧,準確無誤,靈活運用。
五、常復習,多做題
課后應及時復習,認真做好作業(yè),這是學好藥物分析化學的重要環(huán)節(jié)。復習可采用課后復習、單元復習、章節(jié)復習、綜合復習等。復習的方法有復述、默寫、做聯(lián)系等。只有通過多次復習才能牢固地掌握知識。要掌握藥物分析化學的基本概念和原理,牢固掌握其基本的原理和測定方法,建立起嚴格的“量”的概念。譬如藥物滴定分析法中,最重要的就是一條線:滴定條件-化學計量比-指示劑-指示劑的變色范圍-滴定終點的顯示(指示劑變色或者電位突躍)-滴定計算,一定要掌握好這一滴定的過程。要學好藥物分析化學,不但要記住知識點,更要會用知識點。在復習時可以通過大量做題來將知識點融會貫通,真正的為己所用要多做題目。盡量多做習題是學好藥物分析化學的前提,做習題重在理解掌握解題思路。大量習題是必不可少的,而且習題要比較有權(quán)威性、覆蓋性、重點性,要把習題同書本內(nèi)容結(jié)合起來看,這樣可以加強記憶,融會貫通,舉一反三。
關鍵詞:環(huán)境工程;無機化學;教學改革;教學方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)07-0095-02
當前,世界科學技術發(fā)展迅速,知識更新日益加快,教育發(fā)展應與科學的迅速崛起相對應,這樣才能夠?qū)⒅R傳給下一代,而又能夠促使科學更快速地發(fā)展?;瘜W是教育的一門基礎學科,經(jīng)典基礎化學更應該與現(xiàn)代科學相互滲透、交融,實現(xiàn)共同發(fā)展,所以無機化學教學中有關的化學特點應有所反映。無機化學課程通過課堂理論知識講授與實驗的密切配合,使學生在獲得無機化學基礎理論、基本知識的同時,掌握無機化學實驗的基本操作技能,獨立分析和處理無機化學的問題,初步培養(yǎng)學生應用所學知識分析和解決問題的能力。無機化學是后續(xù)化學學科其他課程及化學化工等相關專業(yè)課程的基礎,也是環(huán)境工程專業(yè)的一門必修基礎課。我校環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)的是具備環(huán)境工程領域內(nèi)大氣、水、噪聲、固體廢棄物等污染防治及環(huán)境監(jiān)測等方面基本理論和知識的應用型高級工程技術人才,因此環(huán)境科學專業(yè)無機化學課程的教學不可能與化學化工類具有相同的教學模式。
要想改變僵硬的“滿堂灌”授課模式,采用靈活多樣的教學模式,激發(fā)學生對無機化學的學習興趣和積極性,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實踐能力的人才,在大學基礎化學教學中發(fā)揮教師的主導作用,培養(yǎng)學生的自主學習能力,這是非常重要的。
一、教師積極備課
師生雙方是教學中的合作伙伴,教師是主導,學生是主體,師生要為學好無機化學而共同努力。教師應在授課前充分備課,包括備教材、備學生、備方法。備教材是指教師應該對無機化學了如指掌,學生需要掌握哪些章節(jié)內(nèi)容,哪些是重點,哪些是難點。備學生是指要了解學生對無機化學的掌握程度。我校環(huán)境科學專業(yè)為文理兼收專業(yè),文科學生的化學基礎薄弱,因此必須考慮他們的化學基礎。新生化學基礎的差異會導致其接受新知識和理解新知識的能力不一樣。高校教師在教授無機化學這門課程時,可以對部分高中化學知識進行復習。備方法是指如何講好無機化學的每一節(jié)課。在講環(huán)境專業(yè)和無機化學的聯(lián)系時,如在講解解離平衡相關理論知識時,可以選取使含鎘廢水達到排放標準時溶液的pH是多少來計算。鎘離子是毒性很高的重金屬,講課時可以日本富士縣的“骨痛病”作為典型案例,以營造良好的教學氛圍,增強教學效果。
二、指導學生適應大學學習
從中學到大學,教師的教學方法也有很大變化。中學學習有指定的教材,教師會反復講解,重復練習。到大學后,課堂教學進度比中學快得多,講授的知識量也會遠遠大于中學,導致很多學生不知道該如何學習。教師的課堂教學時間很少,知識要通過學生自主學習才能真正理解和掌握。因此,教師要指導學生適應大學的教學方法。教學中,教師可以把典型的課后習題作為作業(yè),檢驗學生的理解程度。無機化學中的很多公式都是直接給出的,沒有推導過程,這會讓學生感覺生硬,而且難以記住公式。教師有必要告訴學生這些公式將會在物理化學中推導出來,打消他們的抵觸情緒。同時,要讓學生了解每章的學習要求、教學計劃和成績評定方法,明確學生要掌握的內(nèi)容,提高他們的學習效率。大學學習中,學生要把握的學習環(huán)節(jié)有:預習、聽課、復習、總結(jié)、記筆記、做作業(yè)、考試等,這些環(huán)節(jié)把握得好,能夠為進一步地獲取知識打下堅固的基礎。
1.預習課本。預習是聽課主動權(quán)的首要方法。預習時,要把不明白的問題記錄下來,聽課時可以增加求知的針對性。這既節(jié)省學習的時間,又可以提高聽課的效率,是學習的十分重要的環(huán)節(jié)。做好聽課筆記。上課要集中精力認真聽講,對教師反復強調(diào)的要點、難點以及獨到的見解,認真記好筆記,課堂上爭取弄明白所講內(nèi)容,經(jīng)過認真思考、消化和吸收,使之變成自己的東西。
2.復習和總結(jié)課堂內(nèi)容。課后復習,可以鞏固上課所學的知識。復習時,仔細整理課堂筆記,對照課本與參考書,進行補充和歸納,把多余的內(nèi)容刪掉,并經(jīng)過反復思考,寫出自己的心得體會。每過一段時間要進行一次總結(jié),這可以把知識融會貫通,溫故而知新,從而形成自己的學習思路,清楚所學知識的來龍去脈,使知識更加系統(tǒng)、完整。
3.做好作業(yè)和考試。做作業(yè)可以鞏固、消化所學知識,考試可以檢驗所學知識的掌握程度,兩者都可以幫助學生找出薄弱環(huán)節(jié),及時加以彌補。做作業(yè)時要舉一反三,養(yǎng)成良好的學習習慣,對考試要有正確態(tài)度,不應單純地追求高分,不作弊,要把考試當作檢驗自己學習效果和培養(yǎng)獨立解決問題能力的演練。在學習中,要能夠抓住這幾個基本環(huán)節(jié),反復思考,不斷消化,加深理解,這樣得到的知識和能力才是最扎實的。
三、提高課堂的趣味性
創(chuàng)設激發(fā)學生學習興趣的問題情境,激發(fā)學生的聽課興趣。如從實驗現(xiàn)象、生產(chǎn)和生活實際、化學史等入手,創(chuàng)設問題情境。比如,物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎的教學設計中,教師可以讓學生通過對德布羅意發(fā)現(xiàn)微觀粒子波粒二象性的大膽假設,到薛定諤方程的推導,以及電子衍射證明物質(zhì)微觀粒子波粒二象性的歷史,為枯燥的無機化學增加趣味性,同時也講授了知識。在溶液的通性教學中,教師可先提問:為了防止冬天水箱結(jié)冰,應采取哪些措施。然后,學生會通過比較水中加入酒精后凝固點的變化,得出水中加入溶劑后溶液凝固點下降的結(jié)論。元素化學教學中,教師可讓學生自己學習,提出問題,讓其他學生回答的方式講解。教師在講授無機化學課程時,要時刻關注學生的學習情況,對他們的課堂接受情況進行了解,以便更好地把握教學進度。教學過程是師生雙向互動的過程。因此,教師在教學過程中不能只注重自己講而忽視學生的掌握情況,要應用多種教學方式,加強與學生之間的溝通和交流,從而更好地了解學生的知識理解情況,提高教學質(zhì)量和教學效果。
教師可以在進行無機化學教學中通過利用無機化學教學軟件拓展學生的知識面,提高他們的能力,培養(yǎng)他們的素質(zhì),鞏固知識基礎。還可以利用多媒體平臺和校園網(wǎng)絡,在網(wǎng)上回答并解決問題,讓學生下課時間通過上網(wǎng)查詢各類無機化學的數(shù)據(jù)、資料和文獻,更加理解無機化學的基礎知識以及基本理論。
四、注重實驗教學
無機化學是一門實驗性學科,通過實驗教學,可以使學生認識物質(zhì)的化學性質(zhì),揭示化學變化規(guī)律,檢驗化學理論,進而更好地掌握化學理論知識。因此,無機化學實驗是培養(yǎng)學生動手能力、觀察能力的重要途徑,在整個無機化學的教學中占有很重要的作用。實驗教學可以提高學生的動手能力和實踐操作能力,因此,教師要對實驗內(nèi)容進行合理的安排,使學生掌握無機化學的基本操作技能,培養(yǎng)他們的動手能力與實踐創(chuàng)新能力,激發(fā)對無機化學的學習興趣。同時,考慮到中學階段進行實驗的機會較少,教師可利用課余時間組織學生參加大學生創(chuàng)新實踐,掌握無機化學的基本操作技能。對學生無法參與的實驗,教師可采取錄播的方式,供學生學習。通過實驗,可以讓學生體會成功的樂趣,對學習無機化學起到輔助效果。
五、嘗試綠色化學教育,增強環(huán)保意識
近年來,全球生態(tài)平衡破壞程度加劇,作為環(huán)境專業(yè)的學生,要在無機化學教學過程中提高自己的環(huán)保意識。例如,硫酸亞鐵銨的制備實驗中,包含加熱、減壓過濾、溶解、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶等許多化學實驗的基本操作技術,同時硫酸亞鐵在許多工廠(如汽車廠、鐵塔廠等以鋼板、鐵板為原料的工廠)的廢棄物中會存在,以前都是被直接排放掉,既污染環(huán)境又會使土壤酸化,這時可以利用其生產(chǎn)出聚合硫酸鐵。聚合硫酸鐵是一種性能優(yōu)越的無機高分子絮凝劑,廣泛應用于飲用水、工業(yè)用水、各種工業(yè)廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理方面。通過這個實驗,不但可以鍛煉學生已掌握的很多基本操作技術,還能使他們學到的知識得到應用,極大地提高他們的學習興趣及學習主動性,使學生從大一開始就在潛移默化中受到綠色化學的教育,這對增強他們的環(huán)保意識、提高自身責任感有相當大的意義。
六、明確教育目標,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才
教育目標不僅是教育活動的指南,還是教育評價的依據(jù)。高等教育的教育目標是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,應確立學生的主體地位,讓他們以獨特的態(tài)度和方法把教師傳授的內(nèi)容變?yōu)橹R。教師的教學水平直接影響著學生對知識的理解和掌握程度。環(huán)境工程專業(yè)教師的教學研究和環(huán)境發(fā)展密切相關,大一入學時,就應讓學生參與教師的課題研究,既可以鍛煉他們的動手能力,了解基礎化學知識與環(huán)境的密切聯(lián)系,又會培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
環(huán)境專業(yè)無機化學的課程改革,在某種程度上提高了學生的學習興趣,鍛煉了他們的動手能力,也使學生感覺到學到了大量的知識,凸顯出環(huán)境專業(yè)的無機化學特色,取得明顯效果。然而,由于各種原因,目前還存在很多不足,將會在今后的教學中繼續(xù)改進。
參考文獻:
[1]樊曉芳.高等院校無機化學教學改革探析[J].中國科技信息,2013,(3).
[2]夏金虹,莫德清,李學軍.環(huán)境工程專業(yè)無機化學教學改革初探[J].高教論壇,2007,(1).
關鍵詞:無機化學;實驗教學;教學改革;實驗考核方法
0引言
高等職業(yè)教育醫(yī)學檢驗技術培養(yǎng)的是具有較系統(tǒng)的醫(yī)學檢驗基礎理論,熟練地檢驗操作技能,具有較強的臨床檢驗和實驗室診斷思維及分析問題的能力,具有對各種檢驗結(jié)果進行初步評價的能力,了解常用檢驗儀器的基本構(gòu)件和性能,具有良好的職業(yè)態(tài)度,能從事醫(yī)學檢驗和實驗室診斷工作的基本能力,在各級各類醫(yī)院檢驗科、醫(yī)學檢驗中心等相關部門醫(yī)學檢驗崗位一線的高素質(zhì)技術技能人才。無機化學是醫(yī)學檢驗專業(yè)的文化基礎課,它要為學生學習后續(xù)的有機化學、分析化學、生理學、生物化學、分子生物學以及臨床檢驗基礎、臨床生物化學檢驗,微生物檢驗等基礎課程和專業(yè)課程打下堅實的化學基礎[1-3]。而實驗課又是化學的靈魂所在[4-6],是高等學校實踐教學的重要環(huán)節(jié)之一,具有很強的直觀性和操作性,是對理論教學的驗證和拓展,是學生將課本知識轉(zhuǎn)化為實踐能力的重要手段[7]。很多的規(guī)律和定律都來源于實驗,而實驗課又可以幫助我們驗證所學知識,并使所學的知識得到很好地鞏固的一種方式,所以實驗課在我們無機化學的教學中間占有很重要的地位。本人根據(jù)多年來的教學經(jīng)驗和實踐,針對無機化學實驗課中間存在的問題,提出了幾點改進和探索。
1改進實驗課教學方法,提高學生對無機化學的興趣
化學是一門以實驗為基礎的學科,很多實驗的定律和結(jié)論都是來源于實驗,并可以通過實驗進行驗證的。但是我們傳統(tǒng)的無機化學實驗課都是以老師為主,學生為輔的講授、演示、練習為主的教學方法。這種方法已經(jīng)比較陳舊,對于學生來說已經(jīng)沒有新鮮感,無法喚起學生對無機化學實驗課的興趣。而且經(jīng)常是理論課已經(jīng)學習一段時間后,才安排實驗課的學習,很多同學在做實驗課的時候,已經(jīng)不記得之前學習的理論知識,這樣無法真正做到理論和實驗相結(jié)合。針對以上情況,我們采取角色互換法來進行實驗課程的教學。該方法大大增強了學生對于課堂的參與度,將整個課堂交給學生來掌握,老師只指出不足和需要注意和指導的地方[8]。具體方法如下:在實驗課開始之前,先將學生進行分組,每個小組在本學期必須負責一個實驗的講授,包括實驗目的、實驗要求、實驗原理、實驗步驟以及注意事項等。其他小組必須討論并提出自己對于本實驗的看法及不同。在實驗的搭建和演示階段,主要由學生來完成,老師給予一定的指導和幫助。這樣既提高了學生對實驗課程的參與程度增加了學生對無機化學的興趣,又鍛煉了學生語言組織能力。
2合理安排實驗,提高學生對知識的掌握程度
無機化學是一門專業(yè)基礎課,設置在大一第一學年并且在一個學期內(nèi)完成,共72個課時,其中實驗課的課時有限共14個課時。所以只能夠開設比較典型的具有代表意義的課。所以合理安排實驗課,提高學生對該門課程知識的掌握程度至關重要。我們該門實驗課程的安排是整個教研室團隊根據(jù)專業(yè)的特點及多年的教學經(jīng)驗和后續(xù)課程的相關性,選取具有典型意義的無機化學實驗課程。這些實驗課程的難易程度、實驗的精準度、實驗條件的成熟性以及實驗的周期性都是經(jīng)過我們精挑細選之后,并且符合我們的專業(yè)特色而開設的課程。這些課程的安排對于學生對我們書本知識點的掌握具有很好地作用。課程安排如表1。
3注重實驗數(shù)據(jù)分析,提高教學效果
在實驗教學中間,對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析在整個實驗教學中占有很重要的作用,它不僅是我們對所學知識的驗證,更重要的是可以培養(yǎng)我們分析和解決問題的能力。我們知道一個實驗的結(jié)果,往往存在不同程度的差異,這些差異有的是儀器的使用不當造成的,有的是沒有遵守實驗操作準則,有的是沒有正確地進行實驗操作和記錄實驗數(shù)據(jù)。所以這就要求我們在做完實驗之后,一定要對實驗所得的數(shù)據(jù)進行分析和處理,得出實驗結(jié)果的出現(xiàn)差異的原因所在。例如:我們在做溶液的配置和稀釋的實驗時,要我們配置9g/LNaCL溶液100ml。我們在做實驗之前必須根據(jù)已知求出配置質(zhì)量濃度為9g/LNaCL溶液100ml所需要的NaCL的質(zhì)量,才能進行后面的實驗。如果所需NaCL的質(zhì)量求錯的話,那么實驗結(jié)果必定有出入。又或者是在NaCL的質(zhì)量的稱取時,沒有很好地把握天平的精確度的話,也會造成實驗結(jié)果的偏差等等。所以我們在記錄完實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)后,一定要對實驗結(jié)果進行分析,找出偏差的原因所在,及時糾正,提高我們對無機化學知識點的掌握程度。在實驗結(jié)束后,我們通過小組匯報的形式對整個實驗進行分析和匯報,包括實驗目的、實驗要求、實驗步驟、實驗結(jié)果以及實驗數(shù)據(jù)的分析等。
4優(yōu)化實驗課的考核方式,促進學生的全面發(fā)展
在傳統(tǒng)的實驗教學中間,一個實驗結(jié)束之后,老師是根據(jù)學生所撰寫的實驗報告進行評分的。有些成績差或是比較懶散的同學,他就可能在做實驗的時候沒有認真做,或是只是在一旁觀看并沒有真正做。而在撰寫實習報告的時候呢,就可能會抄襲那些成績比較好,或是實驗做得比較好的同學的實習報告。老師呢又是根據(jù)實驗報告來評定實驗成績的,這就導致了有些懶散或沒做實驗的同學也可能達到比較高的成績,造成了成績評定的不公平性。所以,我們把實驗課的考核也納入了學生期末成績的一部分。具體如下:期末成績=期考成績(60%)+平時成績(20%)+實驗課成績(20%)。實驗課的成績又由實驗課簽到5分、實驗課儀容儀表5分、實驗課的預習10分、實驗動手能力30分、實驗數(shù)據(jù)分析與匯報20分、實驗態(tài)度(包括實驗結(jié)束后的試驗工作臺的整理)10分、實驗報告20分共同構(gòu)成。通過優(yōu)化實驗課的考核方式,能夠很好地反應一個學生真實的水平,激發(fā)學生對學習的興趣,提高學生分析問題的能力,促進學生的全面發(fā)展。
關鍵詞 元素無機化學;元素周期律;元素電勢圖
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2015)22-0102-03
A Few Lines in Studying Elemental Part of Inorganic Chemistry//
YANG Guang
Abstract This article shows you several lines you must have in studying the elemental part of inorganic chemistry: understand and apply the periodicity of element properly; learn to use Properties are Decided by Structures; use element potential diagram correctly; make clear knowledge framework of each unit.
Key words elemental part of inorganic chemistry; periodicity of element; element potential diagram
1 前言
化學是一門中心學科,已經(jīng)滲透到社會發(fā)展的各大領域,如能源、材料、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、信息、生命、交通以及公安系統(tǒng)等,在人們的日常生活占據(jù)越來越重要的地位[1]。基于化學學科的重要性,很多高校在全校范圍內(nèi)開設了與化學相關的基礎課、公共選修課等提高學生對化學基礎知識的認識、理解,提高學生的化學基本素質(zhì),增強化學安全意識。
無機化學是四大基礎化學的重要分支,它是研究無機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的一門學科。其中元素無機化學是無機化學的重要組成部分,其內(nèi)容涉及元素周期表中所有元素單質(zhì)(放射性元素除外)及其化合物的存在、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、制備以及用途,是化學從事者以及愛好者必須學習和掌握的重要內(nèi)容之一。然而這部分內(nèi)容龐雜,頭緒繁多,掌握起來難度較大。
針對這個問題,國內(nèi)很多學者對元素無機化學的教學方法進行了很多的探索和改革,對無機化學愛好者起到很好的指導作用,而涉及元素無機化學學習方法的研究卻較少[2-3]。作為一名長期從事無機化學學習和研究的愛好者,筆者在學習和研究元素無機化學的過程中,總結(jié)了幾條貫穿于元素無機化學整個課程的主線。掌握和運用好這幾條主線,會大大促進初學者對元素無機化學內(nèi)容的學習和掌握,特和大家分享。
2 學好元素無機化學必須抓住的幾條主線
掌握并熟練運用元素周期律 元素周期表是俄國科學家門捷列夫?qū)茖W發(fā)展的重大貢獻,是近代化學發(fā)展史上一座光輝奪目的里程碑。元素周期表蘊涵著豐富和深刻的內(nèi)涵,對整個化學和自然科學的發(fā)展都具有非常普遍的指導意義[4]。
元素周期律是元素周期表的一個直觀表現(xiàn),它的基本內(nèi)容是:隨核內(nèi)質(zhì)子數(shù)遞增,核外電子呈現(xiàn)周期性排布,元素性質(zhì)呈現(xiàn)周期性遞變。元素的基本性質(zhì)主要包括原子半徑、(第一)電離能、(第一)電子親和能和電負性四部分內(nèi)容,它們在周期表中的遞變規(guī)律如表1所示[5]。掌握好這四個基本性質(zhì)在元素周期表中的遞變規(guī)律,有助于更好地學習、理解和掌握同族、同周期單質(zhì)或化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律。
其中,原子半徑的周期性是四個基本性質(zhì)變化規(guī)律中最基本和最重要的。結(jié)合核電荷數(shù)、原子的電子層結(jié)構(gòu)等因素,原子半徑的周期性決定著其他三個基本性質(zhì)在周期表中的變化規(guī)律。從表1不難看出,(第一)電離能、(第一)電子親和能、電負性在周期表中的變化規(guī)律與原子半徑恰恰相反。
掌握了上述四個基本性質(zhì)的周期性,可以很輕松地理解、掌握元素周期表中很有規(guī)律的一些內(nèi)容,并同時學會舉一反三,起到事半功倍的學習效果。例如,含氧酸酸性強弱取決于酸分子中質(zhì)子轉(zhuǎn)移傾向的強弱:
R-O-H+H2ORO-+H3O+
質(zhì)子的轉(zhuǎn)移傾向越大,含氧酸的酸性越強,反之越弱。那么,質(zhì)子轉(zhuǎn)移的程度又取決于什么因素呢?質(zhì)子轉(zhuǎn)移的難易主要取決于與氧相連的R(即含氧酸中心原子)吸引羥基氧原子的電子的能力。具體來講,主要取決于R的三方面因素:半徑、電負性和氧化數(shù)。很明顯,R的半徑越小、電負性越大、氧化數(shù)越高,R吸引氧原子上電子的能力就越強,含氧酸的酸性就越強。因此,只要掌握了原子半徑、電負性在周期表中的變化規(guī)律,非金屬含氧酸酸性在周期表中的變化規(guī)律就很容易理解和掌握了。
要深刻理解和熟練運用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的科學思想 “結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”是化學學科的重要科學思想。深刻理解和掌握這個思想在元素無機化學中的運用,對促進此部分內(nèi)容學習具有非常重要的意義。結(jié)構(gòu)可以理解為兩層含義。
第一層含義:“結(jié)構(gòu)”代表的原子結(jié)構(gòu),即核外電子的排布。如s區(qū)金屬,它的價層電子組態(tài)為ns1-2,因此,s區(qū)元素很容易失去一個或兩個電子,達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),也就是s區(qū)金屬表現(xiàn)出非常強的金屬性,在形成化合物時,主要以離子鍵為主。而ds區(qū)元素的價層電子組態(tài)為(n-1)d10ns1-2,雖然它們的最外層電子數(shù)與s區(qū)金屬相同,但是次外層卻是18電子構(gòu)型;由于18電子構(gòu)型對核的屏蔽效應較小,使得原子核對最外層電子的吸引力增強,因此,ds區(qū)金屬較s區(qū)金屬的金屬性要弱得多。同時,具有18電子構(gòu)型的金屬離子具有很強的極化力和變形性,因此,ds區(qū)金屬很容易形成共價化合物。
再如稀有氣體由于具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此它們很難發(fā)生化學反應而生成具有化學鍵的物質(zhì)。直到1962年,英國科學家巴特列敏銳地觀察到PtF6和Xe的第一電離能大小接近,一個史無前例的嘗試打破了稀有氣體完全惰性的神話。此后,很多氙的化合物被合成出來。對于這一新生事物,初學者乍掌握起來覺得很難,無法從眾多的反應方程式中把握住氙化合物的總體反應特征。利用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的科學思想,就會發(fā)現(xiàn)這類化合物表現(xiàn)出強氧化性。為什么呢?當穩(wěn)定的8電子構(gòu)型被打破,它們力求恢復到原來的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此,氙的化合物均表現(xiàn)出非常強的氧化性,且還原產(chǎn)物多數(shù)為單質(zhì)。
第二層含義:“結(jié)構(gòu)”為分子中原子在空間的排布,即分子結(jié)構(gòu)。同時,還必須考慮分子其他特殊結(jié)構(gòu),如孤對電子、大∏鍵等對物質(zhì)性質(zhì)的影響。以NH3為例來說明“結(jié)構(gòu)”是如何決定性質(zhì)的,如表2所示。
理解了上述兩層結(jié)構(gòu)的含義,結(jié)合鍵長、鍵角、鍵的極性、分子間作用力、電負性、原子半徑等因素,很多問題均可迎刃而解(表3)[7-8]。
正確運用元素電勢圖 發(fā)生氧化還原反應是元素單質(zhì)與化合物化學性質(zhì)的重要表現(xiàn)之一。最高氧化態(tài)化合物可具有氧化性,最低氧化態(tài)化合物可具有還原性,中間價態(tài)化合物既可具有氧化性,也可具有還原性。除此之外,還需要掌握以下兩點內(nèi)容。
第一,通過電極電勢的大小,會判斷氧化性物質(zhì)、還原性物質(zhì)氧化還原能力的強弱。電極電勢越大,氧化性物質(zhì)的氧化能力越大,還原性物質(zhì)的還原能力越小,反之亦然。
第二,氧化還原反應的方向是最強的氧化劑與最強的還原劑發(fā)生反應,生成兩對電極中另外兩個物種。
什么是元素電勢圖呢?如果一種元素具有多種氧化態(tài),將這些氧化態(tài)按照由高到低的順序排列,兩物種間以“―”相連,并且在線上方標出相鄰兩物種組成電對的電極電勢值,這種圖被稱為元素電勢圖。利用元素電勢圖可以判斷元素的氧化還原特性,判斷歧化反應的發(fā)生。
1)判斷歧化反應的發(fā)生:以酸性介質(zhì)中Cu元素電勢圖為例來說明。
由φθ(Cu+/Cu)=0.521 V和φθ(Cu2+/Cu+)=0.153 V可知,最強的氧化劑和還原劑均為Cu+,所以會有以下反應:
2Cu+Cu2++Cu
即在酸性條件下,Cu+會發(fā)生歧化反應。即對某一物種,如果φθ右>φθ左,則該物種會發(fā)生歧化反應,生成兩端的物種。這樣就很容易記憶并理解Cu2O與H2SO4的化學反應方程式了。
2)利用元素電勢圖,判斷元素的氧化還原特性。以酸性介質(zhì)中Fe元素的元素電勢圖為例來說明(表4所示為鐵的化學反應類型)。
φθA Fe3+――Fe2+――Fe
當然了,電極電勢和元素電勢圖僅能反映出某元素物種進行氧化還原反應的特性。其他類型的化學反應,應具體情況具體對待。
清楚把握各章節(jié)的知識結(jié)構(gòu) 元素無機化學知識點零散,系統(tǒng)性差。因此,把握好每章的知識結(jié)果對于從總體上把握本學科知識具有非常重要的意義。
縱觀本課程各章節(jié),會發(fā)現(xiàn)每章節(jié)的大致知識結(jié)構(gòu)如圖1所示。每章基本上均以本族的通性開始,介紹該族化合物在自然界中的存在、元素的一些性質(zhì)和元素電勢圖。在分析該族元素原子結(jié)構(gòu)的基礎上,得出該族化合物的成鍵特征,每個成鍵特征會對應某一類具體物質(zhì)(單質(zhì)和化合物)。隨后,本章會針對這些單質(zhì)或化合物的存在、制備、性質(zhì)(物理性質(zhì)、化學性質(zhì))和用途等幾方面逐漸展開介紹。
3 結(jié)語
總之,一個好的學習方法猶如大海燈塔,它能指引學生在知識的海洋中遨游。學好元素無機化學,應該在總體把握每章知識框架的基礎上,熟練掌握并運用好元素周期律、元素電勢圖這兩個基本工具,深刻理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一重要科學思想,這必將促進對元素無機化學的學習和掌握,有助于進一步攀登知識高峰?!?/p>
參考文獻
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關鍵詞:無機化學;環(huán)境工程;教學改革;教學實踐
無機化學是研究無機物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的科學,其研究對象包括了除有機化合物以外的所有元素及其化合物,是化學學科中發(fā)展最早的一個分支學科,因此各個方向的理工科專業(yè)領域均將無機化學作為基礎課程之一列入教學計劃和培養(yǎng)方案中[1]。隨著行業(yè)戰(zhàn)略方針的調(diào)整和學科發(fā)展的推進,無機化學教學也在面臨不斷的改革與新發(fā)展,尤其是現(xiàn)代物理方法和各種波譜技術在無機物結(jié)構(gòu)研究中的廣泛應用,使無機化學的研究范圍打破了原有的界限,其研究內(nèi)容和研究領域無論在深度還是在廣度上都發(fā)生了前所未有的變化。面向本科生一年級的無機化學是我?;瘜W工程、礦物加工工程和環(huán)境工程專業(yè)的必修課和基礎課,也是學生從高中進入大學階段深入拓展化學知識的首要系列課程之一,對于環(huán)境工程專業(yè)來說,大氣、水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中物質(zhì)的特性、存在狀態(tài)及其變化規(guī)律等等,均離不開無機化學的核心知識體系。與此同時,我國高等院校的無機化學教學也在不斷地發(fā)展與更新中,既要配合與時俱進的科技發(fā)展,又要滿足現(xiàn)代大學生對于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求與任務,因此,這就對我們現(xiàn)在大學課堂的無機化學教學內(nèi)容、教學方法等提出了更加明確更加高標準的要求。當然,鑒于現(xiàn)代大學生的特點與需求,在教學實踐中自然而然地出現(xiàn)一些新問題,比如,學生獲取信息、收獲知識及交流溝通的方式等都發(fā)生了翻天覆地的變化,不再單純地依靠教師的講解和課堂上手抄筆記,相反地,甚至很少有學生上課記筆記,這必然影響到現(xiàn)在大學生聽課的認真與投入程度[2];再比如越來越多的學生因家庭條件的允許其目標是出國,這些學生則把更多的精力用于外語的學習,以及還有一部分學生急功近利的思想意識,總是想依賴于教師的課件及希望教師所劃出的考試重點,只求考試通過,而對于真正知識的渴求與自身知識水平的提高并不是特別地強烈,甚至對于課堂講授的基本原理不去理解透徹甚至不理解,等等這些系列問題值得深入研究探索與研究,并找出改革方法與措施并進行實踐。本文結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)特點及對無機化學知識體系的要求,從教學目標、教學方法和教學內(nèi)容等方面對無機化學教學進行了初步的改革、探索與實踐,建立了一套適合于工科特別是環(huán)境工程專業(yè)的無機化學教學模式,增強了學生對無機化學的學習興趣。
1對教學目標的定位與強化
大學古今中外的教育歷史中承擔著鏈接校園與社會的職能,而隨著現(xiàn)代社會突飛猛進的發(fā)展和異常激烈的競爭,社會對人才的需求越來越趨向于國際化、綜合型、創(chuàng)新型人才[3],其中學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)與訓練已經(jīng)作為基礎課程教學中最為突出的教學目標呈現(xiàn)出來。在大學教書育人“寬口徑、厚基礎、重能力、求創(chuàng)新”的大背景下,特別是結(jié)合我校建設研究型大學目標的確立,我們在無機化學的教學中將如何引導學生課本知識與實踐相結(jié)合、如何從基礎知識中尋求突破與科技創(chuàng)新相結(jié)合作為教學目標的重中之重。為此,我們在制定教學計劃和制作教案的過程中,特別強調(diào)理論教學內(nèi)容與環(huán)境工程學科的相關聯(lián)課題或現(xiàn)象,以與學生切身緊密相關的生活問題或生產(chǎn)實際作為課堂教學的切入點和學生的興趣點,即將基礎知識、理論與原理,在教師的講解下與生產(chǎn)或生活實際相結(jié)合,才能引起學生的興趣,激發(fā)學生的好奇心與求知欲,并為學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供素材與源泉,這是研究型大學發(fā)展的必然趨勢和要求,也是為培養(yǎng)多層次人才所必備的教書育人模式。如此,將環(huán)境工程專業(yè)無機化學的教學目標定位明確,學生能夠很清楚地理解和正確把握學習此課程的目的和意義所在,同時強化了無機化學在環(huán)境領域方面的教學目標,以本課程的第一部分“化學反應原理”篇為例,每一章節(jié)的教學內(nèi)容均與環(huán)境工程學科中的某一方面或某個應用相聯(lián)系,并設立了明確的教學目標,如表1所示。因此,在現(xiàn)有的高等教育體制與教學模式下,學生的創(chuàng)新能力是在學習基礎知識的基礎上,通過教師在教學過程中進行理論結(jié)合實踐的引導與啟發(fā)而培養(yǎng)起來的。
2對教學內(nèi)容的精選與擴展
無機化學是我校環(huán)境工程專業(yè)本科生的一門重要基礎課,雖然幾十年來其教學內(nèi)容框架基本沒變,但由于學科間的相互滲透形成了許多跨學科的新研究領域,因此無機化學學科的面貌也發(fā)生了很大的改觀,出現(xiàn)了許多新概念、新理論、新反應、新方法和新型結(jié)構(gòu)的化合物,同理要求我們的無機化學教學也要與時俱進,推陳出新[4]。目前,我校環(huán)境工程專業(yè)無機化學課程采用的是大連理工大學無機化學教研室主編、高等教育出版社的《無機化學》作為本科生教材,并且將前十一章即從第一章“氣體”到第十一章"配合物結(jié)構(gòu)"作為第一期無機部分的教學內(nèi)容。為滿足現(xiàn)代無機化學教學緊跟學科發(fā)展進度的要求,同時由于新教學大綱對于課時的壓縮,我們在實際教學過程中采取精簡教學內(nèi)容、適當刪減部分過時內(nèi)容和適量補充最新發(fā)展動態(tài)中無機化學相關知識的措施,既保障了教學基本思路和框架結(jié)構(gòu)完整,又實現(xiàn)了對教學目標的定位與強化,同時達到了調(diào)動學生的學習興趣和積極性的目的,提高了教學質(zhì)量。從我校研究型工科大學的本質(zhì)要求出發(fā),要做到“研究與教學相結(jié)合”,就要在基礎課程教學別強調(diào)“寬基礎”,尤其是針對剛剛進入大學校門的一年級學生,專業(yè)方向的概念尚未形成,所謂“萬丈高樓平地起”,對于大多數(shù)學生來說專業(yè)的培養(yǎng)才剛剛是打地基的階段,因此對于無機化學這種基礎課教學內(nèi)容的精選與擴展方面,除了講授基本原理外,適當引入或擴展一些與專業(yè)方向相結(jié)合的實例與學科研究進展,將會讓提前對專業(yè)領域的研究范疇和學科動態(tài)有一定的認識與感悟,對于學生的學業(yè)發(fā)展來說將會是受益匪淺。為此,我們將無機化學教材課后化學視野的部分內(nèi)容作為引例或本章內(nèi)容的切入點,即是對教學重點內(nèi)容的補充,又是基礎教學內(nèi)容在應用方面的擴展。如第二篇“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎”部分,目前世界范圍內(nèi)對環(huán)保意識的增強和對環(huán)保材料需求的急速增長,而新型環(huán)保材料的開發(fā)、合成與結(jié)構(gòu)鑒定分析等相關知識與理論均與本章內(nèi)容息息相關,以新型環(huán)保材料有研究動態(tài)及最新研究成果為本章講解的切入點,對于學生理解和掌握較為抽象的化學鍵類型與價鍵理論將大有幫助和啟發(fā);再如將前兩章“氣體”與“熱化學”串聯(lián)到一起,先提出當前的能源過剩、綠色能源市場不足與社會可持續(xù)發(fā)展相矛盾的現(xiàn)狀,從能源的合理利用、解決能源危機和快速發(fā)展綠色能源的必要性與緊迫性講起,以此來理解本章教學內(nèi)容中的反應熱、焓變與熱力學第一定律等系列基礎理論,進一步深入把握不同形式能源之間熱值的對比問題,并讓學生從中思考能源發(fā)展的新動向與新思路。從學生的反饋來看,通過這些與基礎理論相結(jié)合的具體實例的引入,學生們對課堂上教師提出的精選與擴展內(nèi)容相當感興趣,作為連接理論知識的橋梁,它使得理論知識變得通俗易懂而且生動,讓學生們覺得無機化學知識體系在未來學有所用,自己也具備廣闊的用武之地和發(fā)展空間,同時也為學生將來從事創(chuàng)新訓練活動提供了素材和思考空間,學生們表示非常歡迎,因此保證和提高了教學效果。
3對教學方法的轉(zhuǎn)變與探索
如前所述,無機化學是一門學科大類基礎課程,其在整個大學培養(yǎng)體系中的基礎性、銜接性與過渡性的地位,授課對象則是剛剛從高中畢業(yè)初入大學課堂的新生,這就決定了無機化學的教學模式中需要增加課堂教學的機動性、靈活性與趣味性,讓學生們有一個適應期和過渡期,教學內(nèi)容的難點重點等方面也是循序漸進地展開,以幫助學生們完成從高中時期的偏固定化思維方式向大學時代開放型思維方式的轉(zhuǎn)變[5]。在此過程中,引導學生們從全方位、多視角去看待問題,而不再僅僅局限于課本上固有的知識點,并逐漸確立專業(yè)概念與對專業(yè)領域的感悟,讓學生意識到甚至是某些科學問題也還是有很多地方或存在諸多疑惑的,是需要探討和爭論的,并不完全是真理似的存在,還需要學生們用一點點積累的知識去解決和探索,比如無機化學便是其中之一。因此,我們在無機化學的教學中采用了問題探究式教學法,即:圍繞教學目標,對教學內(nèi)容進行分類、歸類和總結(jié)之后,從每一章的切入點教學內(nèi)容中提出一到兩個問題,當然問題是與本章內(nèi)容相關且緊密聯(lián)系科學發(fā)展動態(tài)和生產(chǎn)生活實際的,讓學生頭腦中帶著這些極為實用和感興趣的問題,層層講解基礎理論,逐步提出解決這些問題的途徑、方法與相關理論。比如:講解第三章“化學動力學基礎”和第四章“化學平衡”時,兩章之間有相互關聯(lián)的基礎理論原理,即化學反應的兩方面穩(wěn)定性問題,一個是熱力學穩(wěn)定性理論,一個是動力學穩(wěn)定性理論;如果單純枯燥地講解純理論內(nèi)容,盡管教師講解得已經(jīng)很透徹,但學生對此仍然是懵懵懂懂、模棱兩可的狀態(tài),這說明對學生們來說理論知識的學習缺乏具體實例的輔助,缺乏將理論應用于實際中的理解。為此,我們改變了教學方法,從一開始便拋出問題,讓學生們在聽課過程中隨時從中找到答案,帶著問題去探究基礎理論原理。如以汽車尾氣無害化處理的化學反應2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)為例,分別用到化學反應熱力學穩(wěn)定性原理與動力學穩(wěn)定性原理,熱力學原理上這個反應是客觀存在、完全可行的,也就是說汽車尾氣是可以實現(xiàn)自然狀態(tài)下無害化轉(zhuǎn)化的,但現(xiàn)實卻為何并非如此呢?同時安排適當?shù)恼n時供學生相互交流,帶著興趣性問題的分析與探究,逐層次展開課堂教學內(nèi)容,也讓學生在聽課過程中參與和進行實際問題的討論、推論與拓展,加深對基礎知識的理解與應用推廣。通過這種帶著問題探究理論知識基本原理和機理的教學模式,使得教學目標更加明確,教學內(nèi)容脈絡清晰、主次分明,能讓學生對每一部分知識點都一目了然,有助于學生快速地從切入點處入手逐級掌握各層次知識點,既提高了學生的學習效率,做到了課堂上有效學習,又培養(yǎng)了學生主動拓展知識的能力,完全有助于實現(xiàn)我校研究型大學培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學目標。
4結(jié)語
科學技術特別是計算機技術和現(xiàn)代物理方法在無機化學領域的應用與擴展,使得無機化學教學在各個學科中的基礎性和重要性都不言而喻。通過多年的無機化學教學經(jīng)驗體會,我們在教學目標方面進行專業(yè)方向定位與強化、在教學內(nèi)容方面進行精選與適當擴展、在教學方法方面采用問題探究式方法的改革、探索與實踐中,很好地結(jié)合了我校研究型大學培養(yǎng)工科技術型、創(chuàng)新型人才的需求,優(yōu)化了教學內(nèi)容,改善了課堂教學效果,提高了無機化學的教學質(zhì)量。
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本期五年級共有學生29人。從上學期學習情況來看,總體上說比較愛學、會學,對一些基礎的知識大部分學生能扎實的掌握,并且能靈活地運用,特別是班內(nèi)幾個同學基礎扎實思維活躍,數(shù)學基礎知識、計算能力,邏輯思維能力,空間想象能力比較強,掌握了一定的數(shù)學學習的方法。但是,學生的組織紀律較差,班集體沒有形成一定的凝聚力,不能為數(shù)學教學創(chuàng)造有利的內(nèi)部環(huán)境和良好的學習氛圍。學生兩極分化較大,有個別學生接受知識的能力相對較弱,學習基礎又不扎實,從而導致學習成績不理想,如黃文敏、郭家城等同學成績太偏低,比較粗心,馬虎,而且學習態(tài)度較差,對提高全班整體成績有比較大的難度。
下面針對本班實際情況,作具體分析。
1、從學生的學習基礎來看,本期開學質(zhì)量檢測,綜合成績達優(yōu)的就有5人,不及格有18人,其余的是中等生。培優(yōu)輔差的任務比較艱巨。
2、從學生的學習品質(zhì)來看。學生的組織紀律性強,課堂作業(yè)家庭作業(yè)都能按時完成,課堂氣氛也較為活躍。但學生缺少一種銳意進取的精神,獨立思考、刻苦鉆研的精神不夠,小組合作學習意識有待進一步加強。因此,本學期教學,應進一步加強教學方式的推廣,培養(yǎng)學生自主探究的能力。團結(jié)協(xié)作的能力。
總的來說,學生的基本情況有利因素居多,不利因素也不少,關鍵在于教師如何靈活、正確地利用各種因素,變不利為有利。教師是學生知識的引導者,是學生行為的指引者。學生學習成績的優(yōu)劣、學習能力的高低、品質(zhì)的好壞,需要教師耐心細致地教育、正面的誘導、不斷的培養(yǎng)。我一定要全面去了解每一位學生。深入細致地開展教學工作,多方調(diào)動學生的積極性,園滿完成本學期教學任務。
二、本冊教材分析:
(一)、本冊教材內(nèi)容及編寫特點。
修訂后的六年制第十冊教材包括以下內(nèi)容:簡單的統(tǒng)計(一),長方體和正方體,約數(shù)和倍數(shù),分數(shù)的意義和性質(zhì),分數(shù)的加法和減法。與原九年義務教育教科書相比,主要做了以下幾方面的調(diào)整。
1.部分的調(diào)整。
根據(jù)審查意見,改編涉及到百分制分數(shù)的習題(如,第4頁)。
2.部分的調(diào)整。
由于目前在實際教學中奎遜耐彩條的運用并不是很廣泛,根據(jù)教學反饋的情況來看,用圖解的方式也完全可以使學生理解分解質(zhì)因數(shù)的原理,奎遜耐彩條在此的作用并不十分顯著。因此,此次修訂把利用奎遜耐彩條來分解質(zhì)因數(shù)的有關內(nèi)容刪去了。但是在講約數(shù)、倍數(shù)、最大公約數(shù)等內(nèi)容時,仍保留奎遜耐彩條的形式,幫助學生借助直觀進行理解。
3.部分的調(diào)整。
根據(jù)《大綱(試用修訂版)》的要求,刪去單元中的。但是,我們認為分數(shù)和小數(shù)的互化仍是一個很重要的內(nèi)容,需要讓學生掌握,故把這部分內(nèi)容移至本單元。
4.部分的調(diào)整。
(1)根據(jù)《大綱(試用修訂版)》的要求,刪去、、三部分內(nèi)容(移至上一單元),并對有關例題和練習題中的數(shù)據(jù)進行修改。
(2)刪去中的內(nèi)容及相關練習題。
5.增加。
高年級的數(shù)學實踐活動逐步轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學生初步的課題研究能力。本冊教材中的兩個數(shù)學實踐活動就很好地體現(xiàn)了這一點。
(1)你喜歡什么電視節(jié)目?
這個活動通過讓學生了解周圍的人喜歡什么電視節(jié)目,初步體會到用收集、整理信息的方式可以幫助我們了解某些具有傾向性的現(xiàn)象,例如,男生比女生更喜歡體育節(jié)目,家長比學生更喜歡新聞節(jié)目,等等。
在這個活動中,首先要使學生通過調(diào)查,提高收集信息的能力。其次,要讓學生學會對收集到的信息進行整理,并從統(tǒng)計的結(jié)果中獲得盡可能多的信息。第三,要讓學生在討論過程中提高數(shù)學交流的能力。
四、具體措施:
1、走進新課程,決勝新課程。認真搞好課堂教學研究工作,找課堂要質(zhì)量。
2、教學相長,多閱讀與教學有關的書籍,報刊、雜志,多學習新的理論知識,在實踐中不斷探索、提高。
3、多與家長聯(lián)系,多與學生交流,了解學生思想動態(tài),及時反饋信息。
4、放下架子,與學生打成一片,尊重學生的民主權(quán)力,做到師生互動。教學做到因材施教。
5、采用互助活動,成立學習小組,讓小組之間互相交流。小組與小組之間互相評比,培養(yǎng)優(yōu)生,鼓勵后進生。
6、重視在學生已有知識和生活經(jīng)驗中學習和理解教學。
7、重視引導學生自主探索,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和學習數(shù)學的興趣。
8、重視培養(yǎng)學生的應用意識和實踐能力。
9、把握教學要求,促進學生發(fā)展。
10、改進教學評價方法。
[論文關鍵詞]藥學專業(yè) 無機化學 校本教材 編寫 規(guī)則
我國高職教育的發(fā)展與發(fā)達國家相比起步較晚,但近幾年由于國家和社會的高度重視和大力支持,其發(fā)展速度迅猛,應運而生的高職教材建設也得到了快速發(fā)展,幾年內(nèi)出版了大量高職教材,其中不乏高質(zhì)量的好教材。職業(yè)技術教育主要是為區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展培養(yǎng)人才,但由于各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展方向的差異,對人才的專業(yè)需求不同,技能側(cè)重不同,要求掌握程度也不同,因此在教學中很難做到統(tǒng)一標準。為更好地服務于本地區(qū)醫(yī)藥企業(yè)的發(fā)展,通遼職業(yè)學院化工學院無機教研室根據(jù)教學實踐探索,編寫出對外服務于企業(yè)的需求與發(fā)展、對內(nèi)適應于學生具體情況的高職藥學專業(yè)的無機化學校本教材。
一、藥學專業(yè)無機化學校本教材編寫的思路
教育部曾就高職教材的建設問題明確提出,高職理論課應該“以應用為目的,以必需、夠用為度”。因此,在校本教材的編寫過程中,應該注重理論與實踐的聯(lián)系,突出職業(yè)能力的培養(yǎng),弱化其理論性,教材內(nèi)容的知識點應明確具體,充分體現(xiàn)高職教育教學的特點,體現(xiàn)以學生為主體的教學理念。從本質(zhì)上講,所有課程的體系都是對教材內(nèi)容的篩選、組織、實施的體系。無機化學是藥學專業(yè)的基礎課,任務是為學生學習藥學專業(yè)課做準備,為學生將來的就業(yè)服務,為學生的后續(xù)教育打基礎。因此,在無機化學校本教材的編寫過程中,教專業(yè)課需要的基礎知識,教就業(yè)崗位需要從業(yè)者掌握的知識和能力。從專業(yè)角度出發(fā),以相應的職業(yè)資格標準為導向,吸納新知識、新技術、新方法,打破傳統(tǒng)學科體系的束縛,圍繞必需的知識點組織、編排教學內(nèi)容。從學生客觀實際情況出發(fā),根據(jù)學生的知識基礎和接受能力,以科學有效的方法和手段實施教學。
二、成立長期相對穩(wěn)定的校本教材編寫組
藥學無機化學為學生學習藥學專業(yè)課做準備,為學生將來的就業(yè)服務,在成立校本教材編寫組時,吸納專業(yè)課教師和醫(yī)藥企業(yè)專家參與,編寫組成員以承擔藥學無機化學課程教學的教師為主,由承擔藥物化學、藥物分析、藥劑學、藥理學等課程教學的教師和藥廠的行家共同組成。編寫組成員在教材編寫過程中,負責教材內(nèi)容的制定、編寫、試用、跟蹤、反饋、修正直至定稿。
三、藥學專業(yè)無機化學校本教材編寫的細則
1.依據(jù)崗位和專業(yè)課的需要篩選教材的知識點。高職藥學無機化學教材內(nèi)容的確定程序是由藥企的專家提供其需要的崗位培養(yǎng)目標,根據(jù)培養(yǎng)目標制定課程設置、專業(yè)課的教學內(nèi)容,最后由承擔藥學無機化學課程教學的教師決定無機化學課程的教學知識點。藥學專業(yè)課包括藥物化學、藥物分析、藥劑學、藥理學等,無機化學是專業(yè)課的基礎,為其他專業(yè)課打基礎,其知識點決定于專業(yè)課。根據(jù)專業(yè)課內(nèi)容的具體需要,確定無機化學課程必須包括原子、分子結(jié)構(gòu);溶液、膠體溶液及表面現(xiàn)象、化學反應速率和化學平衡、酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化和還原和配位化合物等內(nèi)容。這是進行專業(yè)課教學的前提和基礎,必須堅持“實用為準”的原則,在編寫過程中要弱化理論,打破傳統(tǒng)學科體系的束縛,注重專業(yè)課的實用性,即根據(jù)專業(yè)課的需要,在教材內(nèi)容的取舍上做到所選知識點是必需的、實用的。
2.知識點明確具體、重點突出、夠用為度。圍繞所選擇的每一個知識點組織、編排教學內(nèi)容,突出重點,目標明確、具體。重點就是專業(yè)課所需要的具體內(nèi)容,目標就是專業(yè)課要求學生掌握的水準。這是一章中的核心內(nèi)容,也是最終教學目標,其余內(nèi)容均為其服務。核心內(nèi)容是一章的教學重點,要精講細講,深入剖析,使學生牢固掌握,并達到靈活運用的目的,其深度以專業(yè)課夠用為準,其廣度以專業(yè)課及學生將來的繼續(xù)教育夠用為度。如酸堿平衡一章,其核心內(nèi)容是緩沖溶液,包括緩沖溶液的作用原理、配制,屬重點剖析的范圍,要使學生在學習中運用自如。其中關于弱電解質(zhì)溶液的pH計算,只推導出一元弱酸、弱堿pH的計算公式,在后續(xù)課程及后續(xù)教育中即已夠用,對教材中出現(xiàn)的公式,如緩沖溶液的pH計算、稀溶液的依數(shù)性中的P=KbB 、Tb=KbbB 、Tf=KfbB 等,只要求學生掌握公式的使用,對其理論推導不做要求。根據(jù)專業(yè)課的需要在教材的深度和廣度方面,力爭做到深淺適中、寬廣適度、簡明適用。
3.調(diào)整難易梯度,符合學生認知規(guī)律。在每一章的知識體系中,內(nèi)容均以核心內(nèi)容為中心主線進行展開,包括的內(nèi)容均為核心內(nèi)容必須用到的,為最終教學目標做鋪墊、做準備,并完成最終教學目標的任務。整章內(nèi)容的安排、組織,要自成體系,每課節(jié)之間形成有機整體,并呈現(xiàn)出先易后難的自然梯度,符合學生的認知規(guī)律。如酸堿平衡一章教材的先后順序是酸堿質(zhì)子理論、水的離解平衡、溶液的酸堿性和pH、一元弱酸、弱堿溶液pH近似計算、酸堿指示劑、緩沖溶液,教材內(nèi)容從前到后,難度呈逐漸上升趨勢。每一章的教學內(nèi)容均以高中化學教材內(nèi)容為起點,甚至以初中化學的內(nèi)容為起點,使教學起點盡可能低,內(nèi)容簡單扼要,便于學生接受。
4.增加應用性、激發(fā)學生學習化學的興趣。教材的每一章知識體系,要根據(jù)其內(nèi)容適當補充醫(yī)藥學方面的應用或意義,如在滲透壓部分增加了與醫(yī)藥有關的滲透濃度、等滲、高滲和低滲溶液、晶體滲透壓、膠體滲透壓及其應用。在緩沖溶液的選擇和配制及緩沖溶液在醫(yī)藥學上的意義中增加了實驗室配制緩沖溶液的常用簡便方法,介紹了人體血液中的主要緩沖系等。通過對實際應用的學習和了解,使學生充分認識到無機化學在醫(yī)藥學中是有的放矢的,激發(fā)學生學習化學的興趣。
5.以人才的可持續(xù)發(fā)展為原則,培養(yǎng)學生的自學能力??紤]到現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化和生產(chǎn)者流動性的增強,要求就業(yè)者不斷繼續(xù)學習和回歸教育,具備扎實的基礎素質(zhì)、較大的可塑性和較強的適應性;同時,還要兼顧到專業(yè)技術發(fā)展變化對理論知識的需求,以及畢業(yè)生職業(yè)崗位轉(zhuǎn)換的客觀要求,在教材的處理上要注重對學生學習能力和學習方法的培養(yǎng)。如元素知識在藥學的專業(yè)課中很少用到,類似這樣的內(nèi)容,要進行篩選、整理,并作為選學或自學內(nèi)容,保證學生在知識上不存在缺陷,又培養(yǎng)了學生的自學能力。如此,全部元素知識在教材中只用了兩個專題:金屬元素和非金屬元素,使教材既突出了無機化學在藥學中的實用性,又為學生在技能培養(yǎng)方面具有可持續(xù)發(fā)展打下了基礎。
四、校本教材編寫的注意事項及特點
關鍵詞:無機化學;多媒體教學;建議
多媒體技術是以計算機技術為核心,將文字、圖片、動畫等不同形式的媒體結(jié)合起來,再應用現(xiàn)代通訊技術將這些媒體展示出來。在無機化學教學過程中運用多媒體技術,可以使抽象的概念、原理用生動、形象、直觀的圖片、視頻等形式為學生講解,大大提高了學習效率和教學效果。故該文就醫(yī)學院無機化學多媒體教學的意義以及存在的問題進行研究,并提出建議。
1多媒體教學在無機化學教學中的意義
1.1提高效率
多媒體教學應用于無機化學教學中,一方面有助于提高教學效率;另一方面有助于提高學習效率。醫(yī)學院醫(yī)藥類專業(yè)無機化學課程內(nèi)容多課時少,在傳統(tǒng)教學中,無機化學中的分子結(jié)構(gòu)、公式、反應理論、化學方程式等只能依靠老師先以板書的形式在黑板上展示,然后再講解。書寫過程費時費力,重復率高,進度慢,效率低,而且板書的結(jié)構(gòu)、字跡工整清晰與否也會影響到學生對知識的理解。利用多媒體進行教學,解決了這些不足。老師可以在備課時制作多媒體課件,利用多媒體課件專心講解無機化學知識即可。多媒體課件還可以重復使用,節(jié)省了大量的教學準備時間和課堂授課時間,大大增加了課堂信息量,解決了課時矛盾,提高了教學效率。同時,學生在課堂聽講時也不需要分神費力的記筆記,集中精力聽講記下疑難點即可,課后可以重溫課件復習,提高了學習效率。
1.2激發(fā)學生學習興趣
多媒體教學形式具有直觀性、趣味性、形象性和交互性的特點[1],多媒體技術應用于無機化學教學中,可以將抽象、復雜的無機化學知識用生動形象的動畫、圖片、清晰的文字注解和優(yōu)美的聲音表現(xiàn)出來,對學生的感官進行全方位刺激,大大激發(fā)了學生的學習興趣。例如在講解雜化軌道理論時,因是假設理論,即使老師解釋的再詳細生動,學生看不到過程也很難理解。運用動畫手段模擬電子云分布的變化以及不同基團的影響,制作出動態(tài)的分子軌道雜化過程,學生就可以從動畫演示中了解軌道及雜化軌道的概念,從而使抽象問題變成動態(tài)的直觀演示,淺顯生動,加深學生的理解和記憶,學生容易也更樂于接受[2]。
1.3提高教學質(zhì)量
無機化學理論課有很多教學內(nèi)容都非常抽象,對于這些內(nèi)容,僅靠老師在課堂上用簡單的語言、文字進行講解描述,大部分學生很難充分理解。但是,利用多媒體就可以將很難表達的教學內(nèi)容或者無法觀察到的化學現(xiàn)象形象、直觀、生動地表現(xiàn)出來。例如,在講到“離子鍵”時,我們使用三維動畫模擬NaCl的產(chǎn)生過程,生動、形象的揭示離子鍵的形成,從而使學生獲得準確深刻的直觀感受,加強其理解和記憶,教學質(zhì)量得到提高。
2無機化學多媒體教學中存在的問題
多媒體教學與傳統(tǒng)教學相比確實具有無可比擬的優(yōu)勢,但是在無機化學多媒體教學實踐中也存在諸多問題。
2.1內(nèi)容設計簡單缺乏更新
部分教師為了省事方便,一是制作的“多媒體”課件多以文字敘述為主,圖片、視頻應用較少,內(nèi)容基本上是“教材搬家”或是對教材的簡單總結(jié),重點難點不突出,與課程有關的最新研究成果及實際應用較少提及,邏輯上設計不合理。很難調(diào)動學生的學習興趣,也不利于教學質(zhì)量的提高[3]。二是課件內(nèi)容陳舊、缺乏更新,有些老師制作的課件幾年不更新,已跟不上知識更新的速度;三是有些老師為了吸引眼球,設計的內(nèi)容、選用的素材與教材內(nèi)容不相適應。
2.2教師照屏宣科
教學是教師、學生以及教學內(nèi)容、手段、方法等多種因素組成的一個復雜過程,教師是這個過程的主體并在其中起著主導作用,多媒體課件僅是一種輔助手段。教師的責任不僅僅是知識傳授,還包括激發(fā)和誘導學生對問題進行思考以及與學生之間的情感交流。一些教師為了圖方便,課前不認真?zhèn)湔n,不注意搜集教學有關素材,課堂上使用一些別人現(xiàn)成的課件,缺少自己的教學思路,照本宣科,著實一名課件放映員,與多媒體技術發(fā)展的初衷相違背,也易引起學生的厭學抵觸情緒。
2.3“填鴨式”教學
前面已經(jīng)提到多媒體教學的一個重要優(yōu)點就是效率高,教師可以在短時間內(nèi)傳授大量的信息。這就容易產(chǎn)生一個問題,就是授課節(jié)奏過快,教師把時間都用在了面對計算機、操縱鼠標上,忽略了自己學習組織者、指導者、促進者的角色,缺少與學生的目光交流、語言溝通,學生在整個教學過程中只能被動接受,獨立思考的時間有限,缺少與老師的互動,主觀能動性得不到充分發(fā)揮,不能積極的參與到教學中,學習氛圍死氣沉沉。
3多媒體教學在無機化學中應用的建議
3.1課件質(zhì)量要提高
多媒體課件是實施教學的重要載體,醫(yī)學院無機化學教學質(zhì)量的好壞很大程度上取決于教師課件的制作質(zhì)量,因而為實現(xiàn)無機化學多媒體教學效果的最大化必須提高課件的制作質(zhì)量。教師首先要認真研讀教學大綱,熟練掌握計算機的操作方法,結(jié)合具體的教學內(nèi)容,全面把握教學中的重點和難點。制作課件時,既要簡單明了、詳略得當,又要突出重點和難點;要依據(jù)自身教學經(jīng)驗和學生的接受程度選擇合適的多媒體素材,注意文字與圖形、圖片、FLASH動畫相結(jié)合,充分發(fā)揮多媒體技術的優(yōu)勢,對一些抽象難懂的知識僅形象化、具體化處理,豐富教學內(nèi)容,讓學生認識到無機化學的魅力,從而產(chǎn)生濃厚的學習興趣。
3.2授課方式靈活
多媒體教學不是簡單通過多媒體設備播放多媒體課件的過程,如果這樣的話大學里就不需要老師,課件發(fā)給學生自己看就行。在多媒體教學中,教師與學生是兩個重要的主體,一個負責信息輸出,一個負責信息反饋。教學的目的是將教師的“教”最終轉(zhuǎn)化為學生的“學”。教師首先要全面熟悉課件,保持清晰的講課思路,靈活組織教學。在課堂上要流暢自如的講解課件內(nèi)容,并根據(jù)學生的反映和課堂需求隨時做好多媒體教學與板書教學的切換。其次,控制好講課節(jié)奏,注意學生的反應,把握好課件中文字、圖片、公式等出現(xiàn)的速度,留給學生充足的思考時間,同時采用啟發(fā)式教學適時提問,集中學生的注意力,引導學生進行獨立思考??傊?,無機化學是醫(yī)學院多個學科專業(yè)的基礎課程,理論性和實用性都很強,對學生后續(xù)的專業(yè)課學習起著非常重要的作用。提倡和發(fā)展多媒體教學,既是教學改革的要求,也是實現(xiàn)無機化學教學現(xiàn)代化的必然選擇。我們要充分發(fā)揮多媒體教學的優(yōu)勢,同時整合各種教學手段,全方位、多角度為學生展現(xiàn)教學內(nèi)容,從而實現(xiàn)教學效率與教學質(zhì)量雙提高。
參考文獻
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(曲靖師范學院化學化工學院,云南 曲靖 655011)
【摘要】采用量子化B3LYP(6-311G**基組水平)對乙腈及其衍生物的反應物,過渡態(tài)和產(chǎn)物的幾何構(gòu)型進行了優(yōu)化,通過振動分析對反應物和產(chǎn)物進行了確認,證實了乙腈異構(gòu)化的機理。
關鍵詞 乙腈及其衍生物;異構(gòu)化;量子化學
過渡態(tài)理論指出.任何化學反應不只是反應物通過簡單的碰撞就能變成產(chǎn)物,而是要經(jīng)過一個中間過渡態(tài)(活化絡合物),然后才能變成產(chǎn)物。由于過渡態(tài)的壽命極短,實驗方法難以捕捉,因此運用量子化學方法進行研究,無疑是一種適宜的方法。Hammond曾把過渡態(tài)與反應物和產(chǎn)物關聯(lián)起來。
提出了對過渡態(tài)結(jié)構(gòu)作近似估計的Hammond原理,但在許多反應中不能用它來作近似的估計。
我們用MNDO方法算得了乙腈異構(gòu)化的反應途徑曲線和過渡態(tài)。為了克服MINDO方法所遇到的一些問題,我們采甩了D~war等人提出的MNDO方法,它是在NDDO近似基礎上發(fā)展起來的 。采用能量梯渡法優(yōu)化了反應物和產(chǎn)物的平衡幾何構(gòu)型用線性內(nèi)坐標法找到了最小能量途徑,再以它的能量投大值時的構(gòu)型作為過渡態(tài)的初始值用Powell方法優(yōu)化得到過渡態(tài)的精細構(gòu)型參數(shù),并通過力常數(shù)計算和振動分析予以確證。
乙腈又名甲基腈,無色透明液體,極易揮發(fā),有優(yōu)良的溶劑性能,能溶解多種有機、無機和氣體物質(zhì),與水和醇能無限互溶。乙腈能發(fā)生典型的腈類反應,并被用于制備許多典型的含氮化合物,是一個重要的有機中間體[1]。當乙腈作為中間體參與化學反應時,研究乙腈及乙腈衍生物的異構(gòu)化對化學反應的途徑及產(chǎn)物的制備具有重要意義[2]。
1計算方法
本文在使用Gaussian 03量子化學程序包[3],采用B3LYP/6-311G**量子化學方法,對乙腈互變異構(gòu)機理的反應物、過渡態(tài)和產(chǎn)物的幾何構(gòu)型進行了優(yōu)化,并在優(yōu)化的幾何構(gòu)型基礎進行了振動頻率分析,得到分子的幾何構(gòu)型、能量、電荷分布等,全部計算在PIV-1G微機上完成。
1.1異構(gòu)化反應機理
當R為H原子時,即把乙腈作為反應體系的模型反應物,當R先后被1號取代基甲基(Me),2號叔丁基(t-Bu),3號苯基(Ph)取代時為乙腈三種不同取代基的異構(gòu)化反應物。計算結(jié)果表明,當互變異構(gòu)進行時,反應物的原子H4從原子C3上遷移到原子C2上,并且N1和C3成鍵。C3-H4鍵的鍵長逐漸拉長,而C2-H4的鍵長和C3-N1鍵均逐漸被縮短,最終C2與H4成鍵,C3與N1成鍵,最終形成一個比較穩(wěn)定的碳氮碳三元環(huán),通過各駐點的振動分析計算表明,過渡態(tài)都具有唯一的虛頻。在模型反應的基礎上,換取代基進行計算其過渡態(tài)的形式與模型反應相似。
1.2反應物、過渡態(tài)及產(chǎn)物的能量
乙腈的過渡態(tài)ts的相對能為417.8kJ/mol,當H原子被Me和t-Bu取代時,支鏈烷烴取代基隨著供電子基團的增加,它們的過渡態(tài)的相對能略有減小,分別為402.6kJ/mol和389.21kJ/mol;而當用Ph取代H原子時,其過渡態(tài)的相對能下降的比較明顯,過渡態(tài)的相對能為330.8kJ/mol。由此說明了支鏈烷烴取代基隨著碳原子的增加,增大了空間阻礙效應,使其過渡態(tài)的相對能略有降低,但是為什么被苯環(huán)取代的乙腈的過渡態(tài)的相對能要更偏低一點,這是由于苯環(huán)的六個碳原子處于同一個平面上,有一定的共軛效應,但苯基取代的相對能量與支鏈烷烴取代的相對能相差不大。反應物r進行反應時,C3-H4鍵斷裂,H4原子遷移,經(jīng)過一個相對能量較高的過渡態(tài)ts,再經(jīng)過H4原子的遷移形成最后的異構(gòu)產(chǎn)物p。
1.3分子的前線軌道
根據(jù)分子軌道理論,前線軌道及其附近的分子軌道對反應活性影響最大,因此研究前線軌道可以確定反應部位以及為探討作用機制等提供重要信息,HOMO具有優(yōu)先提供電子的重要作用,LUMO具有接受電子的重要作用。分子的最高占據(jù)軌道 (HOMO) 能級和最低空軌道(LUMO)能級之差ΔE反映出分子的穩(wěn)定性和反應的活性。
2結(jié)論
本文采用B3LYP方法對乙腈模型進行了異構(gòu)化的計算研究,從直線性轉(zhuǎn)變?yōu)槿h(huán),獲得了乙腈及其取代基異構(gòu)化反應機理的一些重要信息,說明乙腈及其取代基異構(gòu)化的一些特征。在模型反應的基礎上,進行了不同烷烴取代基形成乙腈衍生物的計算,從各種參數(shù)分析,不同的取代基有相同的反應機理,有一個過渡態(tài)(ts),過渡態(tài)的相對能量變化不是很大,產(chǎn)物的相對能變化也不大。
參考文獻
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