量子化學(xué)的發(fā)展精選(九篇)

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第1篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué) 量子化學(xué)軟件 應(yīng)用

結(jié)構(gòu)化學(xué)是一門從微觀角度研究原子、分子和晶體的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的科學(xué)。這門課程以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)邏輯推導(dǎo)為基礎(chǔ)，建立比較抽象的理論概念，需要學(xué)生具備扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，特別是量子力學(xué)中許多新概念、新方法和新原理，使得學(xué)生普遍感到艱澀難懂，缺乏學(xué)習(xí)的積極性。要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的量子化學(xué)思維，使其能夠運(yùn)用結(jié)構(gòu)化學(xué)理論知識解釋化學(xué)事實(shí)、闡明分子結(jié)構(gòu)及揭示化學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，僅用傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難達(dá)到目的。在此介紹比較新穎的量子化學(xué)軟件Gaussian和GaussView，將其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)過程中，可使枯燥乏味的理論學(xué)習(xí)變得生動(dòng)形象，大大提高教學(xué)質(zhì)量，取得良好的教學(xué)效果。

一、軟件介紹

Gaussian是目前計(jì)算化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最流行、應(yīng)用范圍最廣的商業(yè)化量子化學(xué)計(jì)算程序包。它最早是由美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的約翰?波普在上世紀(jì)60年代末、70年代初主導(dǎo)開發(fā)的。Gaussian最早的版本是Gaussian 70，現(xiàn)在常用的是Gaussian 03，最新版本為Gaussian 09。該程序可在不同型號的大型計(jì)算機(jī)、超級計(jì)算機(jī)及工作站上運(yùn)行，是當(dāng)今理論計(jì)算化學(xué)科研工作的基本工具之一。

Gaussian程序是由許多程序相連接的體系，用于執(zhí)行各種半經(jīng)驗(yàn)和從頭算分子軌道計(jì)算。Gaussian 03 可用來預(yù)測氣相和液相條件下，分子和化學(xué)反應(yīng)的許多性質(zhì)，包括：分子的能量和結(jié)構(gòu)、過渡態(tài)的能量和結(jié)構(gòu)、分子體系的振動(dòng)頻率、NMR、IR和拉曼光譜及熱化學(xué)性質(zhì)、分子軌道、原子電荷、多極矩、電子親和能、離子化勢，等等［1］。

GaussView是與Gaussian配套的輔助圖形軟件，可用于繪圖、文本和結(jié)構(gòu)編輯；顯示結(jié)構(gòu)（從計(jì)算輸出文件中讀取優(yōu)化的結(jié)構(gòu)）、振動(dòng)模式和化合物的分子軌道；查詢鍵長、鍵角、二面角和耦合因子等。

二、計(jì)算并顯示分子軌道

分子軌道理論是結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。由于“分子軌道”中的軌道不同于經(jīng)典物理中的軌道，指的是分子中的單電子波函數(shù)φi，即分子中每個(gè)電子都是在由各個(gè)原子核和其余電子組成的平均勢場中運(yùn)動(dòng)，那么第i個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用波函數(shù)φi描述，該波函數(shù)又稱為分子軌道［2］。關(guān)于分子軌道的概念理解需要學(xué)生具有較好的抽象思維能力，在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中是重點(diǎn)和難點(diǎn)。在講述這部分內(nèi)容時(shí)，可用Gaussian軟件計(jì)算相關(guān)雙原子分子的分子軌道，并用GaussView演示分子軌道的分布特點(diǎn)、電子填充情況等，幫助學(xué)生很好地理解分子軌道的概念。

下面以N2為例進(jìn)行介紹。首先，用GaussView軟件搭建分子模型、編輯輸入文件，然后用Gaussian 03程序優(yōu)化分子，就可得到各分子軌道能級。Gaussian 03優(yōu)化結(jié)果文件中會具體給出N2的各分子軌道能級大小及其對稱性。用GaussView軟件可顯示優(yōu)化分子的分子軌道形狀，見圖1。

在“分子軌道的對稱性和反應(yīng)機(jī)理”一節(jié)中，涉及前線分子軌道理論、LUMO、HOMO等概念，以及離域π鍵和共軛效應(yīng)，均可用Gaussian 03和GaussView軟件計(jì)算并顯示分子軌道形狀，輔助教學(xué)。通過借助這些量子化學(xué)軟件來描述分子軌道，使得過于抽象、艱澀難懂的理論、概念變得生動(dòng)形象，直觀易懂，易被學(xué)生接受，方便教學(xué)。

三、顯示分子的振動(dòng)模式

分子光譜是測定和鑒別分子結(jié)構(gòu)的重要實(shí)驗(yàn)手段，也是分子軌道理論發(fā)展的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。分子光譜和分子的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。如紅外光譜來源于分子中原子的振動(dòng)，不同化學(xué)鍵或基團(tuán)具有不同的振動(dòng)模式，對應(yīng)有不同的特征振動(dòng)頻率。在講述這一部分內(nèi)容時(shí)，如用GaussView給學(xué)生以動(dòng)畫形式展示每一種振動(dòng)，可大大提高課堂趣味性。

下面以HO為例，首先用GaussView搭建水分子的分子模型并編輯輸入文件，然后用Gaussian 03軟件進(jìn)行優(yōu)化和頻率計(jì)算，最后用GaussView打開結(jié)果文件。打開GaussView中Results下拉菜單下的Vibrations，得到圖2所示的窗口，可以看到3個(gè)振動(dòng)模式。點(diǎn)擊圖2顯示的Display Vibratons文本框中的#1行，可以看到圖2（1）所示的彎曲振動(dòng)；點(diǎn)擊#2行，可看到圖2（2）所示的2個(gè)氫原子的對稱伸縮振動(dòng)；點(diǎn)擊#3行，可看到圖2（3）所示的2個(gè)氫原子的不對稱伸縮振動(dòng)。每一種振動(dòng)的振動(dòng)頻率均可從圖2顯示的Display Vibratons文本框中讀出。點(diǎn)擊Display Vibratons文本框中的start按鈕，可顯示所選振動(dòng)模式的振動(dòng)動(dòng)畫，點(diǎn)擊stop，可停止該振動(dòng)。點(diǎn)擊spectrum按鈕，可以生成水分子的紅外光譜圖。在課堂上，這樣的動(dòng)畫演示可使枯燥乏味的知識變得生動(dòng)活潑，大大增強(qiáng)結(jié)構(gòu)化學(xué)的趣味性。

四、結(jié)語

Gaussian 03和GaussView等量子化學(xué)軟件在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止以上幾種，還可以建立和顯示三維分子結(jié)構(gòu)模型、獲得分子化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)，等等?？傊Ｓ昧孔踊瘜W(xué)軟件可提供許多具體的量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果，幫助闡述結(jié)構(gòu)化學(xué)中抽象的概念、理論，讓學(xué)生用分子模擬的方法，通過具體的實(shí)踐領(lǐng)悟微觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、建立抽象的量子化學(xué)思維，提高學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的積極性。

參考文獻(xiàn)：

［1］Gaussian 03中文用戶參考手冊.

第2篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

一努力培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

結(jié)構(gòu)化學(xué)課程內(nèi)容較為抽象、不易理解，因此學(xué)生普遍對該課程的學(xué)習(xí)興趣不高。為了盡可能克服這種現(xiàn)象，課堂教學(xué)中我們嘗試通過各種途徑培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，以切實(shí)提高課堂教學(xué)效果。

1介紹量子理論誕生的歷史，讓學(xué)生了解結(jié)構(gòu)化學(xué)知識的重要性[5-6]

結(jié)構(gòu)化學(xué)有著漫長的發(fā)展史，其發(fā)展歷程的每一階段幾乎都有一些傳奇的故事和有獲得諾貝爾獎(jiǎng)的成就作為支撐。因此，課堂教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生介紹量子理論誕生及被人們所接受過程的傳奇故事，會使學(xué)生深刻認(rèn)識到相關(guān)知識的重要性，提高其學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，向?qū)W生介紹這些知識得出的背景和過程，前人分析問題、解決問題的思路和方法，激發(fā)并保持學(xué)生的興奮思維，讓學(xué)生從前人的成功中學(xué)會理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)會觀察、思考以及分析和歸納的能力，從而對結(jié)構(gòu)化學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2將理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生了解結(jié)構(gòu)化學(xué)知識的廣泛應(yīng)用[7]

教師在授課過程中可針對不同專業(yè)的學(xué)生，加強(qiáng)授課內(nèi)容與學(xué)生畢業(yè)后工作及后續(xù)學(xué)習(xí)的聯(lián)系。針對師范院?；瘜W(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材中有許多問題，都可以用結(jié)構(gòu)化學(xué)的原理、概念來加以解釋。其中，元素周期律、原子結(jié)構(gòu)、原子、離子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，核外電子排布的規(guī)律等都可以運(yùn)用結(jié)構(gòu)化學(xué)中原子結(jié)構(gòu)的原理進(jìn)行深入的理解和解釋。簡單分子的成鍵情況、分子的空間幾何構(gòu)型判斷、分子的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系等則可運(yùn)用結(jié)構(gòu)化學(xué)中分子結(jié)構(gòu)的知識進(jìn)行深入的解釋。C60分子篩等晶體的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用結(jié)構(gòu)化學(xué)中晶體結(jié)構(gòu)的知識也都可以得到解釋和說明。這些都說明結(jié)構(gòu)化學(xué)與中學(xué)化學(xué)是緊密相關(guān)、相互滲透的。教師可在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中充分聯(lián)系中學(xué)化學(xué)教學(xué)的實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)的積極性和興趣，提高他們應(yīng)用結(jié)構(gòu)化學(xué)知識解決中學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)際問題的能力，激發(fā)學(xué)生對結(jié)構(gòu)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

3將學(xué)科前沿的研究動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)融入課程教學(xué)，讓學(xué)生了解結(jié)構(gòu)化學(xué)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和取得的成果[8]

教學(xué)中，我們會根據(jù)學(xué)科進(jìn)展，適時(shí)更新一些前沿內(nèi)容，在教學(xué)內(nèi)容上增加一些教材中沒有的學(xué)科前沿研究動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日新月異，加快了科學(xué)知識的積累和科學(xué)概念的更新，所以基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容也需不斷的更新和發(fā)展。教學(xué)中不但要“少而精”，還要“少而新”，不但要“常教常精”，還要“常教常新”，這就要求教師及時(shí)了解發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷補(bǔ)充新知識。選擇新分子、新材料、新理論充實(shí)和更新教材內(nèi)容，如簡介球烯化合物、納米材料、高溫超導(dǎo)體、掃描隧道顯微鏡，展示晶體材料在現(xiàn)代科技中的重要應(yīng)用，向?qū)W生作“結(jié)構(gòu)化學(xué)的發(fā)展與動(dòng)向”、“新型材料及應(yīng)用前景”等專題介紹，使學(xué)生了解結(jié)構(gòu)化學(xué)的新進(jìn)展。實(shí)踐證明，通過課堂知識與當(dāng)前科研的前沿和實(shí)際相結(jié)合的講授方式，使學(xué)生在學(xué)到基礎(chǔ)知識的同時(shí)，又能了解所學(xué)知識與科研實(shí)踐的聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)有所用，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和從事科研工作的熱情。

二充分利用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，督促學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)

為了讓學(xué)生能帶著問題有針對性地學(xué)習(xí)，我們要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。我們利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺把結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)課件、教學(xué)大綱、練習(xí)題及解答、結(jié)構(gòu)化學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)講義等各種信息上傳到結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)網(wǎng)頁上，讓學(xué)生充分了解課程安排、課程要求等課程信息，有意識地給學(xué)生留一些與上課內(nèi)容有關(guān)的問題或知識點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)去主動(dòng)獲取知識，形成自己的認(rèn)識和體會，提前做到有效預(yù)習(xí)，這增加了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間。課后還要求進(jìn)行知識的復(fù)習(xí)鞏固，遇到疑難問題，還可在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行在線答疑，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。這為課堂教學(xué)質(zhì)量的提高提供了有效的保證。

三改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，創(chuàng)設(shè)民主、開放的課堂環(huán)境和氛圍[7]

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，課堂教學(xué)以教師為中心，知識傳播靠教師灌輸?shù)奶卣魇置黠@。長此以往，造成課堂氣氛沉悶、壓抑，學(xué)生思想不易集中。為確立學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，我們本著以學(xué)生為本的思想，創(chuàng)設(shè)民主、開放的課堂環(huán)境和氛圍，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生適當(dāng)參與課堂教學(xué)，教學(xué)互動(dòng)、教學(xué)相長。在整個(gè)教學(xué)過程中，我們以積極的心態(tài)和情緒，豐富形象的語言，因勢利導(dǎo)，不斷啟迪，使學(xué)生思維活躍、積極響應(yīng)，課堂教學(xué)始終充滿活力。學(xué)生也通過愉快的交流達(dá)到掌握知識的目的。

四采用框架結(jié)構(gòu)教學(xué)法，強(qiáng)化重難點(diǎn)，弱化復(fù)雜數(shù)學(xué)公式的推演[8]

每門學(xué)科都有自己的知識框架，它是學(xué)科的精髓。教師在課堂上的講授不能只見樹木，不見森林。如果拘泥于細(xì)節(jié)講得太多太細(xì)，在有限的時(shí)間內(nèi)很難完成規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，也不利于激發(fā)學(xué)生的求知欲。我們在課堂講授中，著重闡述分析知識結(jié)構(gòu)框架及知識點(diǎn)之間的聯(lián)系、關(guān)鍵內(nèi)容及重要結(jié)論等，中間的演算、一般性的論述和遺留問題可以由學(xué)生課后通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺自己解決，實(shí)在無法回避的數(shù)學(xué)公式，力爭用簡化的模型來描述，使其易于理解、掌握。我們進(jìn)入課堂就向?qū)W生直接交底，這次課打算解決什么問題，問題是怎樣提出的；打算采用哪些方法、沿什么思路解決這些問題，問題解決后又如何具體應(yīng)用。在引導(dǎo)學(xué)生理清思路后再選擇重點(diǎn)或難點(diǎn)等關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講授，達(dá)到舉一反三的目的。將那些屬于拓展提高、疑難問題辨析討論、進(jìn)一步應(yīng)用細(xì)節(jié)等內(nèi)容調(diào)整為給學(xué)生提問題，引導(dǎo)學(xué)生通過思考、查閱資料的方式來完成。這樣的教學(xué)過程不僅使學(xué)生接受知識，而且對教師分析問題和解決問題的思路和方法產(chǎn)生興趣，得到有效啟迪，自然也就獲得了探索知識的主動(dòng)權(quán)，最終轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新能力和課堂效率。

五適當(dāng)運(yùn)用多媒體技術(shù)和量子化學(xué)計(jì)算軟件輔助教學(xué)[8-10]

傳統(tǒng)的以“教師+黑板+粉筆”的教學(xué)模式有時(shí)學(xué)生感到枯燥無味，且難以理解原理與結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系，因此，在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中我們利用Flash、3D MAX、ChemOfice、PPT等軟件制作了分子結(jié)構(gòu)圖、動(dòng)態(tài)圖片和三維立體變化模型，模擬原子、分子等的結(jié)構(gòu)和變化機(jī)理，使抽象的三維空間變得直觀化，以生動(dòng)、形象、清晰的畫面向?qū)W生展示出分子結(jié)構(gòu)模型等，通過幻燈片放映還可以使學(xué)生在最短的時(shí)間獲得大量知識，提高教學(xué)效率。借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，學(xué)生將能“走進(jìn)”原子、分子和晶體內(nèi)部，探索微觀世界的奧妙，從而顯著改進(jìn)教學(xué)效果，這也是結(jié)構(gòu)化學(xué)多媒體教學(xué)的魅力。多媒體教學(xué)廣泛采用分子軟件制作立體感強(qiáng)、可實(shí)時(shí)操作的動(dòng)態(tài)模型，解決實(shí)物模型種類有限、數(shù)量不足的困難，為學(xué)生提供動(dòng)手機(jī)會；尤其是把Gaussian03程序[11]精確的計(jì)算能力與Gaussview的顯示能力運(yùn)用于課堂教學(xué)，讓學(xué)生直觀形象地了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)問題處理方法，從而加深對教材內(nèi)容的理解，為學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)提供一種有用的工具。原子軌道、分子軌道、電子云等圖形采用量子化學(xué)程序計(jì)算繪制，不僅使抽象概念具體化，而且將結(jié)構(gòu)化學(xué)中豐富多彩的結(jié)構(gòu)美、形態(tài)美、理論美，用多媒體功能表現(xiàn)出來，使化學(xué)教學(xué)同時(shí)成為美感教育過程，活躍氣氛，提高學(xué)習(xí)興趣，糾正對化學(xué)的片面認(rèn)識，使學(xué)生更加熱愛化學(xué)，從而提倡科學(xué)與人文、藝術(shù)的結(jié)合，以利素質(zhì)教育，最終改進(jìn)課堂教學(xué)效果。

總之，我們在結(jié)構(gòu)化學(xué)的課堂教學(xué)中努力培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，盡可能做到化繁入簡、化簡于無形，合理運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段和量子化學(xué)計(jì)算軟件的強(qiáng)大功能，使學(xué)生忘卻其難，感受其美，喜歡結(jié)構(gòu)化學(xué)，從而學(xué)好結(jié)構(gòu)化學(xué)。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

    1引導(dǎo)興趣的傾向性興趣的傾向性是指興趣所指向的具體內(nèi)容和對象。在化學(xué)競賽輔導(dǎo)中要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,必須注意給學(xué)生提供興趣的需要基礎(chǔ),讓學(xué)生不僅對化學(xué)或涉及化學(xué)的知識感到好奇,而且要讓學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)這種知識是社會實(shí)踐的需要[2]。因此,在化學(xué)競賽輔導(dǎo)中要精心設(shè)計(jì)問題,并利用化學(xué)的特點(diǎn)———實(shí)驗(yàn)來營造學(xué)習(xí)氣氛。

    1.1注重思考性恰到好處地創(chuàng)設(shè)“認(rèn)識沖突”情境,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。如在學(xué)習(xí)磷元素知識時(shí)可提出這樣一個(gè)問題:“‘鬼火’的科學(xué)解釋是什么?”學(xué)生七嘴八舌地討論開,課堂氣氛一下就活躍起來,若再從中點(diǎn)撥,不久結(jié)論就出來了?！肮砘稹逼鋵?shí)就是“磷火”,磷是生命元素,動(dòng)物的骨骼和牙齒都含有磷元素,尸體腐爛發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物變化,釋放出少量的PH3氣體。PH3在空氣中能夠自燃,出現(xiàn)暗淡的藍(lán)綠色火焰,微風(fēng)吹到哪里,它就飄到哪里燃燒。在PH3生成的同時(shí),往往還有P2H4生成,P2H4比PH3更活潑,是更具自燃性的氣體。相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:P4+3KOH+3H2OΔ3KH2PO2+PH32PH3+4O2P2O5+3H2O3P4+8KOH+8H2OΔ8KH2PO2+2P2H42P2H4+7O22P2O5+4H2O這樣一來,有關(guān)磷的性質(zhì)和相關(guān)化學(xué)方程式,學(xué)生就會樂意去記并記牢。又如,學(xué)習(xí)鐵的化合物知識時(shí),可以請同學(xué)思考這個(gè)問題:“為什么燒磚時(shí)不噴水生成的是紅磚,而噴水則生成青磚?”這個(gè)問題與生活中所遇到的事物有關(guān),學(xué)生很感興趣。燒磚用的是粘土,粘土的主要成分是含水硅酸鋁(xAl2O3?ySiO2?nH2O),此外還含有一些雜質(zhì),如鐵質(zhì)礦物,常以褐鐵礦[主要成分為Fe2O3?2Fe(OH)3]、黃鐵礦(主要成分為FeS2)、菱鐵礦(主要成分為FeCO3)或赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)形式存在。磚坯在高溫窯中煅燒,當(dāng)有充足的氧氣存在時(shí),則所有的含鐵化合物轉(zhuǎn)化為Fe2O3。根據(jù)鐵含量的多少,將顯現(xiàn)淺紅色至深紅色。如果磚坯燒到一定程度時(shí),從窯頂向下噴適量的水,則產(chǎn)生大量的水蒸氣與灼燒的焦炭反應(yīng),生成CO和H2。CO和H2能夠把Fe2O3還原成Fe3O4甚至FeO,因此磚顯青灰色。

    1.2體現(xiàn)直觀性在教室的地面灑上十幾顆干燥的三碘化氮小顆粒,當(dāng)學(xué)生進(jìn)入教室時(shí),干燥的三碘化氮被人踩著,發(fā)出“噗噗”的響聲,使他們感到仿佛進(jìn)入了一個(gè)神秘的地雷陣。由于沒有思想準(zhǔn)備,學(xué)生往往會嚇一跳,但同時(shí)也覺得十分有趣,腦子里自然產(chǎn)生許多為什么。這時(shí)給學(xué)生時(shí)間討論,引導(dǎo)學(xué)生觀察爆炸物的顏色(黑色)、爆炸時(shí)的現(xiàn)象(紫色蒸氣)、聞到的氣味(刺激性氣味),最后告訴學(xué)生:濃氨水與碘片反應(yīng)時(shí),可生成一種黑色不溶于水的固體(NI3?NH3)———三碘化氮與氨的加合物。有關(guān)制備的化學(xué)方程式為5NH3+3I2=NI3?NH3+3NH4INI3?NH3在暗處和用氨潤濕時(shí)是穩(wěn)定的,干燥時(shí)受到壓力會按下列反應(yīng)爆炸性分解:2NI3?NH3=N2+3I2+2NH3此時(shí)可趁勢從中引出碘三離子(I3-)、疊氮酸離子(N3-)、氫疊氮酸(HN3)的結(jié)構(gòu),并與學(xué)生交流。借著學(xué)生興趣濃厚,進(jìn)一步介紹化學(xué)上“C3H3”的含義(Clearhead清晰的頭腦,Cleverhands靈巧的雙手,Cleanhabit潔凈的習(xí)慣)。正如陶行知認(rèn)為的那樣“學(xué)與樂不可分”,整個(gè)教學(xué)過程不僅使學(xué)生處于主動(dòng)活躍之中,而且給后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ),可取得令人滿意的效果。

    1.3強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)性化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有獨(dú)特的激發(fā)學(xué)生興趣的屬性。如果把實(shí)驗(yàn)處理成照方抓藥的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來教學(xué),啟發(fā)性、探索性不強(qiáng),會抑制學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在化學(xué)競賽輔導(dǎo)中,可創(chuàng)造條件讓學(xué)生自己動(dòng)手做一些家庭小實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),這是讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦、培養(yǎng)多方面能力的過程,常常會產(chǎn)生別有洞天的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和心理感覺,學(xué)生興趣盎然。例如,在學(xué)習(xí)“鹵族元素”內(nèi)容時(shí),可建議學(xué)生用毛筆沾米湯在白紙上寫字,字跡干后便不見痕跡,此時(shí)若涂上碘酒就立即顯出深藍(lán)色的字,這便驗(yàn)證了碘單質(zhì)遇淀粉顯藍(lán)色的事實(shí)。另外,在學(xué)習(xí)“原電池”這一節(jié)后,要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,結(jié)果學(xué)生制作出了“土豆電池”、“番茄電池”等。教師可以利用周末時(shí)間和學(xué)生一起做“廢電池再生”的實(shí)驗(yàn),具體做法如下:取2節(jié)廢電池用電珠試驗(yàn)證明電池己廢舊無用,然后用鐵釘在廢電池上部鑿幾個(gè)小孔,深度為電池高度的3/4左右,用滴管(也可用廢棄的塑料眼藥水瓶)吸取鹽酸,將滴管尖端小孔內(nèi),然后慢慢將鹽酸加入,最后將點(diǎn)著的蠟燭斜持,滴上蠟燭油封口。再用小電珠試驗(yàn),電珠重新發(fā)光。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍和最佳的學(xué)習(xí)心境,大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。即使是“失敗實(shí)驗(yàn)”,幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因再實(shí)驗(yàn),也是一個(gè)深刻的實(shí)事求是精神的鍛煉機(jī)會。經(jīng)過“失敗———成功”的多次反復(fù),對學(xué)生的震撼力深刻、持久。在這一過程中,學(xué)生獲得了化學(xué)知識,培養(yǎng)了能力,促進(jìn)了身心發(fā)展,培養(yǎng)了良好的意志品質(zhì)和實(shí)事求是、勇于探索的精神。

    2維持興趣的穩(wěn)定性

    興趣的穩(wěn)定性,也稱興趣的持久性,是指興趣的穩(wěn)定程度和持續(xù)性。興趣的穩(wěn)定性對一個(gè)人的學(xué)習(xí)、工作很重要。不穩(wěn)定的興趣,不僅會影響知識的深入掌握,而且會導(dǎo)致浮夸、不踏實(shí)、懼怕困難等性格的形成。只有穩(wěn)定而持久的興趣,才能促使學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)某一門知識,把某一項(xiàng)工作堅(jiān)持到底,并取得成就。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,穩(wěn)定性是關(guān)鍵的一環(huán)。在激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣后,為幫助學(xué)生順利克服在學(xué)習(xí)中遇到的困難,并在克服困難的過程中使興趣得到進(jìn)一步的發(fā)展,逐漸形成穩(wěn)定的興趣,應(yīng)當(dāng)注意學(xué)生意識傾向的正確引導(dǎo)[2]。在化學(xué)競賽輔導(dǎo)中,可應(yīng)用我國化學(xué)史上的重大發(fā)明成果和我國近代化學(xué)工業(yè)的巨大發(fā)展以及與國外化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平的差距來激發(fā)學(xué)生的民族自尊心和自信心,激發(fā)學(xué)生的愛國主義熱情和責(zé)任感,將他們的好奇心轉(zhuǎn)化為樹立奮斗目標(biāo)的個(gè)性心理,鞏固學(xué)生興趣的持久性。例如,在學(xué)習(xí)“碳酸鹽”內(nèi)容時(shí),首先強(qiáng)調(diào)碳酸鈉在化學(xué)工業(yè)上的突出重要性,簡單介紹國外發(fā)明的氨堿法(索爾維法),然后話題一轉(zhuǎn),重點(diǎn)介紹我國化學(xué)家侯德榜發(fā)明的聯(lián)合制堿法(侯氏制堿法)。強(qiáng)調(diào)侯氏制堿法保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),在資源的利用上比氨堿法優(yōu)越,是制堿工業(yè)的重大突破,有極其重要的經(jīng)濟(jì)意義。指出侯氏制堿法是我國化學(xué)家在純堿工業(yè)上做出的重大貢獻(xiàn),這一發(fā)明在國際上引起很大反響,侯德榜也因此獲得英國化學(xué)工程學(xué)會和美國機(jī)械學(xué)會榮譽(yù)會員的稱號。這樣的擴(kuò)展講解能激發(fā)學(xué)生的自豪感。又如,在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí),可以讓學(xué)生先找出用中國人命名的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)———“黃鳴龍還原法”,然后告訴學(xué)生這個(gè)方法是我國化學(xué)家對凱西納-華爾夫還原法的重大改良,已為國際廣泛應(yīng)用,寫入各國有機(jī)化學(xué)教科書中,是我國化學(xué)家對有機(jī)化學(xué)做出的卓越貢獻(xiàn)。通過這樣的引導(dǎo),學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力增加,學(xué)習(xí)的目的更加明確。

    3拓展興趣的廣闊性

    爾用經(jīng)典力學(xué)的離心力等于向心力的基本原理,結(jié)合普朗克的量子論,并賦予角動(dòng)量以量子化條件來描述微觀粒子———?dú)湓拥暮送怆娮舆\(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而計(jì)算出電子的運(yùn)動(dòng)速度、軌道半徑以及量子化的能量公式,很好地解釋氫光譜的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。同時(shí)也指出玻爾理論有局限性(雖然引進(jìn)了普朗克的量子論,但還是應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)來計(jì)算電子的運(yùn)動(dòng)速度、軌道半徑,沒有反映微觀粒子運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律,如測不準(zhǔn)原理),勢必被后來發(fā)展起來的量子力學(xué)和量子化學(xué)所取代。在學(xué)習(xí)“氫鍵”時(shí),指出具有方向性和飽和性的氫鍵是構(gòu)建蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)(蜷曲、折疊等)的重要因素之一,對生物高分子的高級結(jié)構(gòu)有重要意義;在學(xué)習(xí)“離子晶體的堆積-填隙模型”時(shí),指出這個(gè)模型把正負(fù)離子看成是具有一定半徑的剛性球,運(yùn)用數(shù)學(xué)的空間幾何知識推導(dǎo)出堆積球和填隙球的幾何制約關(guān)系,由此計(jì)算離子的空間利用率。這樣有助于學(xué)生真正理解各學(xué)科之間的相互滲透和必然聯(lián)系。通過對一些科學(xué)家(例如:拉瓦錫、玻爾、黃子卿、邢其毅等)的事跡介紹,使學(xué)生清楚興趣廣闊的重要性,使學(xué)生知道這些科學(xué)家正因?yàn)榕d趣廣泛、博覽群書,善于從不同角度觀察、思考問題,緊密聯(lián)系自己的中心興趣,才能攻克一個(gè)又一個(gè)的科學(xué)難關(guān)[2]。興趣的廣闊性有利于擴(kuò)大思維領(lǐng)域,激發(fā)創(chuàng)造能力,使學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中富于聯(lián)想、富于想象,變機(jī)械被動(dòng)地接受知識為主動(dòng)地、靈活地學(xué)習(xí)知識,從而促使學(xué)生多種能力的形成。

第4篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

一、發(fā)揮名人效應(yīng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)機(jī)和興趣

興趣對知識的獵取活動(dòng)的成功、能力的發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用?；瘜W(xué)是充滿魅力的，當(dāng)一個(gè)學(xué)生對某一學(xué)科發(fā)生興趣時(shí)，他總是心情愉快地去學(xué)，而且一學(xué)就懂。然而，一些學(xué)生對化學(xué)產(chǎn)生畏懼的心理，缺乏正確地學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)機(jī)，沒有學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，針對這樣的學(xué)生，在教學(xué)過程中，可以經(jīng)常向?qū)W生滲透名人對化學(xué)的認(rèn)識，以激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)機(jī)和興趣。如諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者、日本量子化學(xué)家福井謙一說過“在古老的物理學(xué)一化學(xué)一生物學(xué)的排序中，化學(xué)注定是中心位置的占有者”?？茖W(xué)院院士盧嘉錫教授說過“化學(xué)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為人類認(rèn)識物質(zhì)自然界、改造物質(zhì)自然界、并以物質(zhì)和自然界的相互作用得到自由的一種極為重要的武器”。對于一位化學(xué)教師來說，如果他能經(jīng)常地向?qū)W生灌輸名人的思想，使學(xué)生對化學(xué)著了迷，被化學(xué)火焰的美妙弄得神魂顛倒，那么學(xué)生就能產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和濃厚的學(xué)習(xí)興趣，這才是一位真正好的化學(xué)教師。

二、培養(yǎng)師生的情感，發(fā)揮教師的感染力

化學(xué)教學(xué)的活動(dòng)中，滲透著教師的教學(xué)情感和學(xué)生的學(xué)習(xí)情感的交流。而學(xué)生的學(xué)習(xí)情感是在教師的教學(xué)情感感染下萌發(fā)。因此在教育教學(xué)中教師要善于利用自身的感染力，溝通和培訓(xùn)師生的感情。發(fā)揮教師的感染力可從以下幾個(gè)方面著手。

1.努力提高自身的化學(xué)專業(yè)知識水平，探索教育與教學(xué)的藝術(shù)；注意自己儀表形象的塑造；強(qiáng)化語言表達(dá)能力的訓(xùn)練，力求語言生動(dòng)流暢、精練、抑揚(yáng)頓挫，富有“情”的感染力；注意觀察學(xué)生的情感反應(yīng)，每時(shí)每刻都進(jìn)行心靈的接觸、情感的交流。

2.要熱愛學(xué)生，經(jīng)常找學(xué)生談心、溝通情感、真誠地幫助他們解決學(xué)習(xí)與生活中的困難，掃除心理上的障礙。只要教師對學(xué)生真誠的熱愛、幫助和信任，就能使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈而積極的內(nèi)心體驗(yàn)和責(zé)任感，調(diào)動(dòng)他們好學(xué)上進(jìn)的積極性。

3.教師要把期望傳遞給學(xué)生。當(dāng)教師的期望傳遞紿學(xué)生后學(xué)生也會按期望的方式來要求自己。實(shí)踐表明，被寄予期望的學(xué)生，他們都以積極的態(tài)度對待老師、對待學(xué)習(xí)，而且更加自尊、自愛、自信、自強(qiáng)，誘發(fā)出一種積極向上的激情。

良好師生情感是教學(xué)成功的重要條件。因?yàn)檫@種情感可以發(fā)展為對教師所教學(xué)科的興趣和熱愛。只要教師走進(jìn)教室，學(xué)生就心情舒暢、情緒高漲，使他們產(chǎn)生對學(xué)習(xí)的渴望和探究的熱情，在良好的學(xué)習(xí)環(huán)境中愉快地學(xué)習(xí)。

三、發(fā)揮反饋效應(yīng)，及時(shí)鼓勵(lì)與批評

反饋的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：①當(dāng)天的作業(yè)當(dāng)天完成，當(dāng)天批改，發(fā)現(xiàn)了問題及時(shí)進(jìn)行面批，面批加鼓勵(lì)，對提高學(xué)生的成績效果更顯著。②學(xué)生對老師課堂提問的回答，可靈活多樣，如學(xué)生到講臺講課，或做實(shí)驗(yàn)演示等，只要學(xué)生提供了新穎的解法，或者發(fā)表了有創(chuàng)意的想法都給予及時(shí)且較高的評價(jià)。③對平時(shí)的單元測驗(yàn)，做到當(dāng)場考試當(dāng)場批，同位的兩位同學(xué)交換試卷互相批。十分鐘內(nèi)即可將測驗(yàn)的結(jié)果揭曉。這樣做，培養(yǎng)了學(xué)生的責(zé)任心、自尊心及思維的批判性。教師只需要抽樣檢查，宏觀把握即可。對試卷中出現(xiàn)的共性錯(cuò)誤，及時(shí)點(diǎn)評或分析。并隨時(shí)讓學(xué)生了解距離自己定的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)還有多遠(yuǎn)。對學(xué)習(xí)成績進(jìn)步顯著的同學(xué)，及時(shí)表揚(yáng)與鼓勵(lì)。特別注意差生的學(xué)習(xí)情況的變化，只要能找到他們在學(xué)習(xí)上的微小閃光點(diǎn)，就及時(shí)地給予鼓勵(lì)，以增強(qiáng)其自信心和上進(jìn)心。對性格內(nèi)向的學(xué)生或?qū)ε瑢W(xué)，表揚(yáng)比批評更有效。

四、意志的培養(yǎng)

第5篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化學(xué) 教學(xué)方法 內(nèi)容體系 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：O641-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0204-01

結(jié)構(gòu)化學(xué)是用量子力學(xué)原理和現(xiàn)代物理方法，從微觀的角度來研究原子、分子和晶體微觀結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的學(xué)科。結(jié)構(gòu)化學(xué)是現(xiàn)代化學(xué)的一個(gè)重要分支，其基本理論和基本內(nèi)容是無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)的重要理論基礎(chǔ)。所以，通過結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，不僅要讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)的具體知識，而且還要讓學(xué)生深刻理解“結(jié)構(gòu)決定物性”這一基本原理。

近幾年來，作者所在學(xué)校為貫徹“少而精、精而新”的原則，課程體系不斷調(diào)整，各類課程教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少，在這種新形勢下如何提高結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量成為教學(xué)管理工作者和教師首要解決的問題。作者結(jié)合多年從事結(jié)構(gòu)化學(xué)課程教學(xué)積累的經(jīng)驗(yàn)，重新優(yōu)化了結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的課程體系和教學(xué)內(nèi)容、在此基礎(chǔ)上對教學(xué)方法進(jìn)行了改革，旨在要使學(xué)生不僅學(xué)會從微觀層次看問題，拓展思路，抓住問題本質(zhì)，而且還要提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，以利于素質(zhì)教育和人才培養(yǎng)，更好地順應(yīng)社會需要。

1 優(yōu)化課程內(nèi)容體系

依據(jù)系統(tǒng)論對結(jié)構(gòu)化學(xué)課程內(nèi)容體系進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化、重組和精練。首先，刪除原教材中陳舊落后的知識內(nèi)容，增加新知識的內(nèi)容。將原有的內(nèi)容體系向環(huán)境、生命、材料、能源等科學(xué)領(lǐng)域適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)代化學(xué)理論前沿的密切接軌。其次，建立新的知識系統(tǒng)，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，將知識點(diǎn)按物質(zhì)系統(tǒng)層次重新組織，將知識點(diǎn)組成知識鏈、構(gòu)成知識網(wǎng)。通過整合、精簡、豐富、優(yōu)化課程內(nèi)容體系，實(shí)現(xiàn)對教學(xué)內(nèi)容更深刻的理解，建立更完善的理論體系。

通過內(nèi)容體系的優(yōu)化，使教師和學(xué)生更加明確電子構(gòu)型和幾何構(gòu)型是結(jié)構(gòu)化學(xué)的兩條主線；更加有利于結(jié)構(gòu)化學(xué)量子理論和原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵理論和分子結(jié)構(gòu)、點(diǎn)陣?yán)碚摵途w結(jié)構(gòu)三種理論和三類結(jié)構(gòu)的講授；更加有利于學(xué)生打好量子化學(xué)基礎(chǔ)、對稱性原理基礎(chǔ)和結(jié)晶化學(xué)基礎(chǔ)三方面的基礎(chǔ)。

2 改革教學(xué)方式、方法

2.1 重視多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

掌握結(jié)構(gòu)化學(xué)知識和原理不能脫離實(shí)驗(yàn)，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，學(xué)生將能“走進(jìn)”原子、分子和固體內(nèi)部，探索微觀世界的奧妙。計(jì)算機(jī)技術(shù)對結(jié)構(gòu)化學(xué)的重要作用之一，就是把真實(shí)的微觀世界中的抽象性在虛擬世界里具體化，顯著改進(jìn)教學(xué)效果，這也是結(jié)構(gòu)化學(xué)多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的魅力。

在多媒體教學(xué)基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步實(shí)施網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，編寫出適合于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的網(wǎng)絡(luò)課件，使結(jié)構(gòu)化學(xué)多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)走向更為完美的境界。在教學(xué)模式上，進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)生為認(rèn)知主體的作用，有利于學(xué)生自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度，能使學(xué)生得到最好的指導(dǎo)，及時(shí)獲得最新知識。與此同時(shí)，我們進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化學(xué)的教學(xué)平臺建設(shè)，在教學(xué)平臺中開設(shè)精典試題庫、在線輔導(dǎo)答疑、仿真模擬實(shí)踐等項(xiàng)目，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)和自主、探索性學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。

2.2 設(shè)置課程論文撰寫環(huán)節(jié)

設(shè)置課程論文不僅可以讓學(xué)生在搜尋研究對象、研究范圍時(shí)，對以前的專業(yè)知識進(jìn)行回顧和分析，還可以引發(fā)學(xué)生對化學(xué)知識、原理和現(xiàn)象進(jìn)行思考。比如，我們設(shè)置的課程論文：三個(gè)著名實(shí)驗(yàn)—— 黑體輻射、光電效應(yīng)與波爾原子光譜的思考。通過該課程論文的撰寫可以讓學(xué)生知道，既要掌握好傳統(tǒng)知識，又要不為它所束縛，要從反?，F(xiàn)象中產(chǎn)生新思維，開創(chuàng)新領(lǐng)域。通過“晶體結(jié)構(gòu)”這部分傳統(tǒng)內(nèi)容的講解我們設(shè)置的課程論文：準(zhǔn)晶和非晶態(tài)材料的發(fā)展與應(yīng)用。該課程論文可以使學(xué)生接觸相關(guān)領(lǐng)域的最新知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和研究興趣。

課程論文撰寫環(huán)節(jié)的設(shè)置還可為學(xué)生畢業(yè)論文研究階段所需要的邏輯思維和論文寫作打下基礎(chǔ)。當(dāng)然，在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程論文研究時(shí)，不僅要講授一般論文的寫作格式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維，提高學(xué)生的書面表達(dá)能力，形成一般論文的寫作規(guī)范；還要注意講述一般科學(xué)研究的方法和步驟，科學(xué)工作者所應(yīng)具備的科學(xué)道德，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.3 成立科研興趣小組

為了鼓勵(lì)學(xué)生在結(jié)構(gòu)護(hù)化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中有一個(gè)思考與深化，接受與發(fā)展的時(shí)間流程。我們將有興趣的同學(xué)組織在一起，成立科研興趣小組，通過科學(xué)研究過程提高課堂教學(xué)的效果與質(zhì)量。這種做法可以突破課堂教學(xué)時(shí)間和空間的束縛，讓學(xué)生提出問題并設(shè)立課題進(jìn)行研究，或讓學(xué)生直接參與老師的科研課題（通常是將課題拆解成幾個(gè)子課題）研究。具體做法：一是讓學(xué)生就某一部分內(nèi)容，通過查閱文獻(xiàn)，嘗試提出問題，老師確定具有可行性后，以學(xué)生科研項(xiàng)目的形式進(jìn)行專門研究，教師適時(shí)給予專門性指導(dǎo)。二是將老師承擔(dān)的科研課題進(jìn)行拆解，拆分成幾個(gè)相對獨(dú)立的子課題，針對學(xué)生的各自特長分派給學(xué)生，在整個(gè)研究過程中，課題組的老師全程參與指導(dǎo)。這樣的模式不僅有利于學(xué)生將課堂中學(xué)到的知識進(jìn)行延伸并拓展，而且有利于激發(fā)學(xué)生的探索熱情和求知的欲望，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作的素養(yǎng)，提升學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力。

2.4 教師科研成果引入課堂

大量的研究結(jié)果表明，教師的科研和教師的教學(xué)效果之間呈現(xiàn)出顯著的相關(guān)性。作為一位高校教師，在開展教學(xué)活動(dòng)中，完全依照傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，無法將最新的知識和新技術(shù)傳授給學(xué)生，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，也不利于學(xué)生實(shí)踐能力的提升。因此，教師要通過加強(qiáng)科研實(shí)踐，緊跟學(xué)科研究的最新動(dòng)態(tài)，將科研成果引入教學(xué)課堂，才能在教學(xué)中很自然地、潛移默化地用科研所必需的實(shí)踐精神和創(chuàng)造精神去感染學(xué)生，才能使學(xué)生受到鼓舞、得到啟迪，才能使自己的課堂內(nèi)容具有豐富性、代表性、創(chuàng)造性和啟發(fā)性。

3 結(jié)論

通過對課程內(nèi)容體系的優(yōu)化，使教師和學(xué)生更加明確了電子構(gòu)型和幾何構(gòu)型是結(jié)構(gòu)化學(xué)的兩條主線；通過對教學(xué)方式方法的改革，拓展了學(xué)生的思路、提升了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、提出問題和解決問題的能力，是培養(yǎng)出來的學(xué)生更加順應(yīng)社會的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐志廣.結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中設(shè)置課程論文初探[J].數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2007，20（3）：424-425.

[2] 施建成.結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量提升初探[J].廣東化工，2010，37（7）：172-173.

第6篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

作者曾從事過化學(xué)史這門課程的教學(xué)，因此在有機(jī)化學(xué)的授課過程中，自然而然就把相關(guān)的歷史和涉及到的科學(xué)家的生動(dòng)故事引入課堂，使課堂氣氛變枯燥為活躍，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并可以加深對相關(guān)知識點(diǎn)的印象。而且這些科學(xué)家的偉大成就的背后無不是辛勤的汗水、頑強(qiáng)的努力以及他們創(chuàng)造性的思維方式，就像著名的物理化學(xué)家和化學(xué)教育家傅鷹（1902-1979）曾說過的那樣：“化學(xué)可以給人以知識，化學(xué)史可以給人以智慧?！痹谑谡n過程中同學(xué)們會潛移默化的受到感染，由敬佩之情轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)人奮發(fā)向上的動(dòng)力，由此產(chǎn)生的效果遠(yuǎn)比干巴巴的說教要好。

1 通過有機(jī)化學(xué)發(fā)展史增強(qiáng)對有機(jī)化學(xué)的興趣

一門課程的第一次課通常都是緒論，其中并不涉及課程的主要內(nèi)容，但是講好緒論的重要性卻絕對不容我們忽視。提高課堂的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵是要提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。而第一次課緒論的講解，會直接影響學(xué)生對有機(jī)化學(xué)的興趣。如果學(xué)生先入為主認(rèn)為有機(jī)化學(xué)枯燥無味，在后面的教學(xué)中再想提起學(xué)生的興趣和積極性就比較難了。

而如何才能講好緒論呢？僅僅依靠課本內(nèi)容是不行的。課本中緒論主要涉及無機(jī)化學(xué)中已經(jīng)講過的軌道理論、酸堿理論，以及有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化合物的基本概念，僅僅講解這些是相當(dāng)枯燥的。但是如果我們是從有機(jī)化學(xué)的發(fā)展史引出有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化合物的概念，那效果就完全不同了。從最早的有機(jī)物醋、酒、蔗糖等“生命力學(xué)說”：有機(jī)物只能由有生命的動(dòng)植物體中才能得到維勒在實(shí)驗(yàn)室中由無機(jī)物氰酸銨制得尿素打破“生命力學(xué)說”的束縛進(jìn)入有機(jī)化學(xué)迅猛發(fā)展的合成時(shí)代：到目前為止，有機(jī)化學(xué)相關(guān)的Nobel化學(xué)獎(jiǎng)個(gè)數(shù)仍然是所有化學(xué)學(xué)科的半數(shù)以上引出有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化合物的基本概念。在講解的過程中穿插一些生動(dòng)的圖片或小視頻，更加生動(dòng)形象，使同學(xué)們比較容易接受，并且認(rèn)識到有機(jī)化學(xué)并不是什么高大上的學(xué)科，而是與我們的生活密切相關(guān)的，克服對這門課的心理恐懼感。其間還可以簡要介紹幾個(gè)有機(jī)化學(xué)相關(guān)的Nobel化學(xué)獎(jiǎng)的例子，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性。

2 通過背景介紹加深對化學(xué)反應(yīng)及原理的認(rèn)識

有機(jī)化學(xué)的主要特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、內(nèi)容零碎繁多。如果僅僅照本宣科地介紹理論或化學(xué)反應(yīng)是相當(dāng)無趣的[4]。但是如果我們在介紹這些原理或化學(xué)反應(yīng)時(shí)適度地引入一些相關(guān)的背景故事，會使整個(gè)課程變得豐滿起來，更能吸引學(xué)生，還可以加深學(xué)生對課程內(nèi)容的記憶。這里簡單舉幾個(gè)例子，比如：Wolff-Kishner-黃鳴龍反應(yīng)，這個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)生純屬偶然。黃鳴龍?jiān)诿绹鲈L問學(xué)者期間跟隨費(fèi)塞（LouiseFieser）做研究。費(fèi)塞讓黃鳴龍做一個(gè)Wolff-Kishner實(shí)驗(yàn)，此反應(yīng)需要連續(xù)回流50h，但開始反應(yīng)后黃鳴龍臨時(shí)有事要去紐約，臨行前讓隔壁一個(gè)黎巴嫩籍的同學(xué)幫忙照看。但是，黃鳴龍走后，處在回流中的燒瓶軟木塞逐漸松動(dòng)，開了個(gè)口子。黎巴嫩同學(xué)因?yàn)橹淮饝?yīng)照看反應(yīng)，從而沒有幫忙把軟木塞扶正。其結(jié)果是反應(yīng)物中的肼和生成的水全跑光了。黃鳴龍回來一看非常意外，反應(yīng)非但沒有失敗而且產(chǎn)率還很高。后來他又經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)摸索出了新的反應(yīng)條件，使回流所需時(shí)間從50h縮短至3h，產(chǎn)率從40%提高到90%，以后迅速成為標(biāo)準(zhǔn)方法。于是Wolff-Kishner-黃鳴龍反應(yīng)就這樣誕生了，這也是唯一一個(gè)以中國人的名字命名的有機(jī)反應(yīng)。除此之外，還有苯的結(jié)構(gòu)，從法拉第第一次從照明氣中分離得到苯凱庫勒做夢得到苯的六元環(huán)結(jié)構(gòu)（可介紹凱庫勒的生平，如何由建筑學(xué)轉(zhuǎn)入化學(xué)）分子軌道理論，前后經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)，終于得到苯的最準(zhǔn)確真實(shí)的結(jié)構(gòu)：正六邊形，碳碳鍵鍵長平均化，環(huán)形離域大π鍵分布在分子平面的上下方。烯烴親電加成反應(yīng)的馬氏規(guī)則（又稱馬爾科夫尼科夫規(guī)則），從最初提出時(shí)由于相關(guān)輔助實(shí)驗(yàn)做得太少而不被認(rèn)可，到半個(gè)世紀(jì)后美國著名化學(xué)家鮑林由共振論解釋清楚，馬氏規(guī)則經(jīng)過了大約60年才被廣泛認(rèn)同，等等。這樣將知識點(diǎn)融入故事中，充分調(diào)動(dòng)起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂氣氛輕松，學(xué)生容易接受且印象深刻。

3 通過相關(guān)科學(xué)家的科研經(jīng)歷培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌的品質(zhì)

愛因斯坦說過：“優(yōu)秀的性格和鋼鐵般的意志比智慧和博學(xué)更為重要――智力上的成就在很大程度上依賴于性格的偉大。這一點(diǎn)往往超出人們通常的認(rèn)識?！鄙鐣罅μ岢刭|(zhì)教育，事實(shí)上在有機(jī)化學(xué)的教學(xué)過程中也可以潛移默化的進(jìn)行。

比如，在“鹵代烴”這一章中涉及的“格利雅試劑”，介紹反應(yīng)的同時(shí)，不妨講一下“格利雅――浪子回頭金不換”的故事，教大家在遭遇失敗和挫折時(shí)該如何面對，是該自暴自棄，還是該發(fā)奮圖強(qiáng)。家庭的溺愛使很多孩子缺乏面對失敗的承受力，而人生不如意十之八九，這種承受能力是一個(gè)人在社會上立身做事所必備的能力，如果缺乏這種能力，當(dāng)面對生活的種種波折時(shí)便會心神不寧，影響正常的學(xué)習(xí)生活和工作。這些科學(xué)家的故事則可以為同學(xué)們樹立良好的榜樣，對提高同學(xué)們的挫折承受力具有良好的引導(dǎo)作用。

再比如，“單環(huán)芳烴”這一章中的“共振論”，它是由美國著名化學(xué)家，量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的先驅(qū)者之一萊納斯?卡爾?鮑林（LinusCarlPauling，1901-1994）提出的。鮑林于1954年和1962年分別獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)和諾貝爾和平獎(jiǎng)，是唯一一位單獨(dú)獲得兩次諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家。但是，就是這么一位偉大的科學(xué)家，在晚年由于提出了維生素作用的新觀點(diǎn)，尤其是主張超大劑量服用維生素C，而飽受譏諷。路透社在報(bào)道鮑林逝世的消息時(shí)曾說，他是“20世紀(jì)最受尊敬和最受嘲弄的科學(xué)家之一”。直到鮑林去世之后，其觀點(diǎn)才被逐（下轉(zhuǎn)第頁）（上接第頁）步認(rèn)可。在維生素C作用與劑量的這場大論戰(zhàn)中，鮑林幾乎是“孤軍作戰(zhàn)”地與全球眾多醫(yī)學(xué)權(quán)威機(jī)構(gòu)和權(quán)威人士論爭，他為此而受到的嘲弄和輕蔑是一位著名學(xué)者，也是一般人難以忍受的?？甚U林在長長的20多年時(shí)間里，義無反顧地奮起捍衛(wèi)自己的觀點(diǎn)，這種勇氣和探索精神令人深深敬仰。美國19世紀(jì)著名的演說家羅伯特?英格索曾說過：“勇氣的最大考驗(yàn)是承受失敗卻不失去信心。”鮑林對待科學(xué)的探求精神非常值得我們學(xué)習(xí)，同學(xué)們了解這些故事將受益匪淺。

第7篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞化學(xué)計(jì)量學(xué)發(fā)展中國

化學(xué)計(jì)量學(xué)(Chemometrics)在我國發(fā)展已有20多年的歷史，是一門化學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉所產(chǎn)生的新興的化學(xué)學(xué)科分支。它運(yùn)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科的理論與方法，優(yōu)化化學(xué)量測過程，并從化學(xué)量測數(shù)據(jù)中最大限度地提取有用的化學(xué)信息［1］。它與基于量子化學(xué)的計(jì)算化學(xué)(ComputationalChemistry)的不同之點(diǎn)只在于化學(xué)計(jì)量學(xué)是以化學(xué)量測量為其基點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上是化學(xué)量測的基礎(chǔ)理論與方法學(xué)［2］。

由于“”的影響，使我國在化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展方面略遲于歐美，但在化學(xué)界前輩的積極倡導(dǎo)和國家自然科學(xué)基金委的支持下，80年代以來，我國的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究得到了飛速發(fā)展，到現(xiàn)在已發(fā)展成為一門在國際上有一定影響的獨(dú)立的化學(xué)學(xué)科分支，已出版了多本化學(xué)計(jì)量學(xué)方面的專著和相應(yīng)的教材［3］，并在中國科學(xué)院的多個(gè)研究所和國內(nèi)多個(gè)知名大專院校建立了隊(duì)伍穩(wěn)定的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究小組，取得了一批具有國際先進(jìn)水平的成果。8年前，我們曾在第二屆斯堪的那維亞國際化學(xué)計(jì)量學(xué)大會上對我國的化學(xué)計(jì)量學(xué)發(fā)展主要成果進(jìn)行過一次綜論［4］，在此，僅就近10年來化學(xué)計(jì)量學(xué)在我國的發(fā)展情況作出簡要介紹。

化學(xué)計(jì)量學(xué)為化學(xué)量測提供理論和方法，為各類波譜及化學(xué)量測數(shù)據(jù)的解析，為化學(xué)化工過程的機(jī)理研究和優(yōu)化提供新途徑，它涵蓋了化學(xué)量測的全過程，包括采樣理論與方法、試驗(yàn)設(shè)計(jì)與化學(xué)化工過程優(yōu)化控制、化學(xué)信號處理、分析信號的校正與分辨、化學(xué)模式識別、化學(xué)過程和化學(xué)量測過程的計(jì)算機(jī)模擬、化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系、化學(xué)數(shù)據(jù)庫、人工智能與化學(xué)專家系統(tǒng)等，是一門內(nèi)涵相當(dāng)豐富的化學(xué)學(xué)科分支。化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展為化學(xué)各分支學(xué)科、其別是分析化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、藥物化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、化學(xué)工程等，提供了不少解決問題的新思路、新途徑和新方法。

化學(xué)計(jì)量學(xué)發(fā)展成為化學(xué)與分析化學(xué)學(xué)科的一個(gè)獨(dú)特分支。兩個(gè)重要的條件與因素推動(dòng)了這方面的發(fā)展。首先，化學(xué)與分析化學(xué)中大量涌現(xiàn)的現(xiàn)代化學(xué)量測儀器，使化學(xué)與分析化學(xué)家比以往任何時(shí)侯都更容易獲得大量化學(xué)量測數(shù)據(jù)。這種情況，在過去是難以想象的。到20世紀(jì)80年代，在分析測試或化學(xué)量測中，人們第一次發(fā)現(xiàn)，取得數(shù)據(jù)甚至大量數(shù)據(jù)已不是最困難的一步。最難解決的瓶頸問題是這些數(shù)據(jù)的解析及如何從中提取所需的有用化學(xué)信息?；瘜W(xué)家與分析化學(xué)家首次遇到類似行為科學(xué)家或經(jīng)濟(jì)學(xué)家所遇到的大量數(shù)據(jù)如何處理的問題?；瘜W(xué)家與分析化學(xué)家比較幸運(yùn)。因?yàn)榇罅楷F(xiàn)代分析測試儀器出現(xiàn)帶來“數(shù)據(jù)爆炸時(shí)代”，也正是計(jì)算機(jī)普及的時(shí)代。這就構(gòu)成了化學(xué)計(jì)量學(xué)發(fā)展的第二個(gè)條件。為了對極為復(fù)雜的化學(xué)量測數(shù)據(jù)（其中負(fù)載著在分子水平上表征物質(zhì)世界的信息）進(jìn)行解析，化學(xué)家、分析化學(xué)家利用可在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的許多強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)方法，包括一些相關(guān)學(xué)科發(fā)展的數(shù)據(jù)與信號處理新方法，從多維化學(xué)量測數(shù)據(jù)中提取有用的相關(guān)化學(xué)信息。如果說經(jīng)典分析化學(xué)是得首先依賴費(fèi)時(shí)而麻煩的化學(xué)或物理的方法來對很多復(fù)雜化學(xué)體系進(jìn)行純組分分離，即采用單變量校正方法進(jìn)行定性定量分析的話，那么，現(xiàn)代分析化學(xué)家面對的則是各種將分析分離技術(shù)集于一體的高維儀器所產(chǎn)生的巨量分析信號，藉化學(xué)計(jì)量學(xué)發(fā)展的新型分析信號的多元校正與分辨方法［5］來進(jìn)行復(fù)雜多組分體系的定性定量解析，高維數(shù)據(jù)解析的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法現(xiàn)已進(jìn)入可用來解決分析化學(xué)中實(shí)際難題的程度，將這些方法用于復(fù)雜環(huán)境樣本、中草藥中單位藥及復(fù)方分析等［6］，取得了很多令人振奮的結(jié)果。繼續(xù)進(jìn)行高維數(shù)據(jù)、特別是針對可產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)的新型儀器的化學(xué)計(jì)量學(xué)算法的研究現(xiàn)仍是一個(gè)研究的熱點(diǎn)，我國的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究在此方面取得了居于國際先進(jìn)水平的成果［7］。多元校正與分辨一直就是分析化學(xué)計(jì)量學(xué)研究的主要內(nèi)容，在此方面，中國科技大學(xué)、清華大學(xué)、石油化工科學(xué)研究院、沈陽藥科大學(xué)、中國藥科大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)、廈門大學(xué)、蘭州大學(xué)、江西大學(xué)、西北大學(xué)、華中理工大學(xué)、湖南大學(xué)等單位做了大量的研究工作［8］。將化學(xué)計(jì)量學(xué)方法固化于新設(shè)計(jì)的分析儀器之中，以構(gòu)建新型智能分析儀器，是一個(gè)值得繼續(xù)研究的方向。另一方面，由于近年來計(jì)算機(jī)科學(xué)及信息科學(xué)的長足發(fā)展，它們的發(fā)展也為化學(xué)計(jì)量學(xué)注入了新鮮血液，我國在分析信號處理新方法，其別是小波分析(waveletanalysis)的引入，為分析信號的壓縮、去噪、分辨及背景消除等帶來新思路和新方法，從對近年來在此方面的綜述來看，可以說，我國在小波分析用于分析信號處理研究的方面是處于國際先進(jìn)水平的，中國科技大學(xué)、中山大學(xué)、香港理工大學(xué)等單位的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究小組在此方面作出了大量有水平的研究［9］。另外，有關(guān)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificialneuralnetworks，ANN)［10］新技術(shù)、基于自然計(jì)算的全局最優(yōu)算法如模擬退火(simulatedannealing,SA)和遺傳算法(geneticalgorithm,GA)［11］，信息科學(xué)中的圖象分析(imageanalysis,IA)方法，統(tǒng)計(jì)學(xué)中研究熱烈的穩(wěn)健方法(robustmethods,RM)［12］等新型化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的引入也取得很多可喜的成果。采樣理論這一重要的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究分支，過去未引起必要的重視，近期有關(guān)研究小組如南開大學(xué)等單位倡導(dǎo)開展了這方面研究［13］。

化學(xué)模式識別的研究提供的是對決策和過程優(yōu)化很有實(shí)用價(jià)值的信息，為我國石油化工、材料化學(xué)等帶來了解決研究難題的新思路，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新方法，為化學(xué)模式識別提供了研究的新機(jī)遇。無論在化學(xué)模式識別的方法和應(yīng)用方面，我國都取得了不少優(yōu)秀成果，中國科學(xué)院上海冶金研究所的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究小組先后用化學(xué)模式識別的方法成功地解決了50多個(gè)石油化工過程優(yōu)化、材料設(shè)計(jì)等方面中的實(shí)際難題?；瘜W(xué)模式識別方法用于分析化學(xué)、物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、藥物化學(xué)、食品化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)和環(huán)境化學(xué)等學(xué)科的研究在我國也取得了不少成果，浙江大學(xué)、中國科技大學(xué)、沈陽藥科大學(xué)、中國藥科大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、湖南大學(xué)等單位在此方面做了大量工作［14］。

化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）的研究，是一個(gè)涉及到化學(xué)學(xué)科的一個(gè)帶根本性的問題，即如何從物質(zhì)的化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)來定量預(yù)測其化學(xué)特性，也可以說是理論化學(xué)研究中的一個(gè)最重要目標(biāo)。目前，由于藥學(xué)發(fā)展的需要，將基于量子化學(xué)計(jì)算的分子模擬與QSAR研究結(jié)合起來，為尋求有生物和藥理活性的先導(dǎo)化合物提供了一個(gè)新途徑，我國在這方面也已取得引人注目的成就［15］。將全局最優(yōu)算法如模擬退火和遺傳算法的引入分子力學(xué)的尋優(yōu)，以指導(dǎo)最佳先導(dǎo)化合物的尋找，是化學(xué)計(jì)量學(xué)家的貢獻(xiàn)，現(xiàn)已在QSAR的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。QSAR通過直接研究可量測化學(xué)量及某些量化參數(shù)與化合物的某些已知化學(xué)特性之間的已知數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)回歸（多元校正）和模式識別的方法來建立一種模式，從而達(dá)到預(yù)測化合物特性的目的,建立起某些化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系來指導(dǎo)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。目前，用ANN來進(jìn)行QSAR研究頗引人注目，在模式分類與定量構(gòu)效關(guān)系研究中展現(xiàn)了很好的應(yīng)用前景。在QSAR的研究中，南開大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院上海藥物研究所、中國科學(xué)院化工冶金研究所、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究小組將分子模擬與QSAR研究相結(jié)合，并直接用于指導(dǎo)實(shí)際的藥物合成，取得了很好的研究成果［16］。在QSAR研究中，化合物結(jié)構(gòu)的拓樸表征是另一個(gè)重要的課題，如何采用圖論和數(shù)值方法來表征各種化合物分子，并將所得數(shù)值結(jié)果與實(shí)際量測的化合物的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性連接起來，也是目前化學(xué)計(jì)量學(xué)研究的一個(gè)重要問題。我國的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究工作者在此方面也做了不少有意義的工作［17］。

波譜化學(xué)是分析化學(xué)與有機(jī)化學(xué)家都十分關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域，怎樣利用現(xiàn)存波譜數(shù)據(jù)庫，如質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振譜、色譜的保留時(shí)間庫以及吸收與發(fā)射光譜等為復(fù)雜分析體系進(jìn)行快速定性定量分析，一直是分析化學(xué)家們努力的目標(biāo)；而如何利用上述各種波譜為新合成的有機(jī)化合物定結(jié)構(gòu)，則是有機(jī)化學(xué)家們手中必不可少的解析手段。計(jì)算機(jī)技術(shù)，其別是智能數(shù)據(jù)庫與化學(xué)專家系統(tǒng)技術(shù)為此提供了進(jìn)行上述解析的新途徑。我國的化學(xué)計(jì)量學(xué)工作者在此方面也做了大量富有成果的工作。中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、中國科學(xué)院化工冶金研究所，南開大學(xué)、南京大學(xué)、東北師范大學(xué)、廈門大學(xué)、湖南大學(xué)等單位都先后建立了多種波譜的數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)［18］，如13CNMR譜圖數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)解析專家系統(tǒng)（ESESOC）、高效液相色譜專家系統(tǒng)、紅外、質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫與專家系統(tǒng)、ICP發(fā)射光譜專家系統(tǒng)等，他們用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各類波譜（包括核磁共振譜、質(zhì)譜、紅外光譜等）模擬，并用聯(lián)合波譜庫和專家系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)自動(dòng)解析與推導(dǎo)，選擇各類儀器（色譜與光譜）的最佳量測和分離條件、進(jìn)行各類波譜數(shù)據(jù)庫的知識開發(fā)，并在各類數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化上也做了大量工作［19］。

1997年，在國家自然科學(xué)基金委的全力支持下，由湖南大學(xué)與挪威Bergen大學(xué)合作，在張家界舉行了我國的第一次國際化學(xué)計(jì)量學(xué)會議，與會代表120多人，其中來自歐美及亞洲各地14個(gè)國家的境外代表60多人，會議的議題幾乎覆蓋了前述化學(xué)計(jì)量學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，還特別為化學(xué)計(jì)量學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用開辟了一個(gè)專門議題。該會議已在國際化學(xué)計(jì)量學(xué)刊物“ChemometricsandIntelligentLaboratorySystems”出版了會議論文專輯［20］，收集了44篇會議，其中我國作者占了28篇，第一次較系統(tǒng)地向國際化學(xué)計(jì)量學(xué)界展示了我國的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究的實(shí)力，說明我國的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究已與國際接軌。

化學(xué)計(jì)量學(xué)誕生至今，已有近30年歷史，其發(fā)展前景亦是一個(gè)令人關(guān)注的問題。從分析化學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)的關(guān)系可以看出，化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展將對分析化學(xué)產(chǎn)生深刻影響，已構(gòu)成分析化學(xué)第二層次基礎(chǔ)理論和方法學(xué)的重要組成部分，特別值得提出的是，化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展還將為分析儀器的智能化提供新理論和新方法，為新型高維聯(lián)用儀器的構(gòu)建提供新思路和新方法，是21世紀(jì)分析儀器軟件主體化發(fā)展的新突破口。此外，隨著微型計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，對于化學(xué)波譜庫的建立與檢索方法以及化學(xué)人工智能和專家系統(tǒng)的研究也將取得長足進(jìn)步。在采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將多種波譜儀器連接的基礎(chǔ)上，將數(shù)值化計(jì)算技術(shù)（近年來化學(xué)計(jì)量學(xué)方法學(xué)發(fā)展的主體）與傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗(yàn)的邏輯推理方法的有機(jī)結(jié)合，可望解決化合物結(jié)構(gòu)自動(dòng)解析的難題，并使得長期困擾分析化學(xué)家的混合物波譜同時(shí)定性定量解析成為可能。在分析化學(xué)領(lǐng)域中，化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展前景十分誘人。另外，化學(xué)計(jì)量學(xué)與其他化學(xué)學(xué)科分支，如環(huán)境化學(xué)、食品化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)、化學(xué)工程等學(xué)科，將產(chǎn)生更密切的聯(lián)系，得到更廣泛的應(yīng)用。隨著各化學(xué)分支學(xué)科的發(fā)展，可以預(yù)期，化學(xué)計(jì)量學(xué)也將繼續(xù)得到更蓬勃的發(fā)展。

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第8篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育；非計(jì)算機(jī)專業(yè)

0引言

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是大部分非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入計(jì)算機(jī)科學(xué)世界的一個(gè)大門，肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識、計(jì)算思維以及激發(fā)學(xué)生對于計(jì)算機(jī)的興趣和探索的責(zé)任。隨著計(jì)算機(jī)的不斷普及，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育應(yīng)該逐漸改變觀念，高校應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)的操作應(yīng)用能力的過程中，融入計(jì)算思維的培養(yǎng)，才能滿足學(xué)生的未來發(fā)展中關(guān)于計(jì)算機(jī)的需求。因此大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的目標(biāo)應(yīng)該不僅僅只是教會學(xué)生一些計(jì)算機(jī)知識和概念，還應(yīng)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思考能力。計(jì)算思維提出了面向問題解決的系列觀點(diǎn)和方法，這些觀點(diǎn)和方法有助于人們更加深刻地理解計(jì)算的本質(zhì)和計(jì)算機(jī)求解問題的核心思想。特別是有利于解決計(jì)算機(jī)科學(xué)家與領(lǐng)域?qū)＜抑g的知識鴻溝所帶來的困惑。

1計(jì)算思維

信息技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，逐漸影響著我們的生活習(xí)慣和思維習(xí)慣，對于我們的思維能力也提出了新的要求。鑒于此，2006年曾任美國卡內(nèi)基•梅隆大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的周以真（JearmetteM．Wing）教授，首次提出了計(jì)算思維的概念?！坝?jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)?！彼赋鲇?jì)算思維是每個(gè)人的基本技能，不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家。我們應(yīng)當(dāng)使每個(gè)孩子在培養(yǎng)解析能力時(shí)不僅掌握閱讀、寫作和算術(shù)（Reading，wRiting，andaRithmetic———3R），還要學(xué)會計(jì)算思維。正如印刷出版促進(jìn)了3R的普及，計(jì)算和計(jì)算機(jī)也以類似的正反饋促進(jìn)了計(jì)算思維的傳播。

2計(jì)算思維在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

計(jì)算思維是讓學(xué)生成為一個(gè)問題的解決者而不是計(jì)算機(jī)操作者，它能讓人創(chuàng)造知識而不僅僅是接受使用知識。在生活中，運(yùn)用計(jì)算思維去解決一個(gè)問題，有時(shí)可以更加直觀，更加的節(jié)省時(shí)間和行之有效。例如當(dāng)你需要去數(shù)一個(gè)大屋子里一共有多少人時(shí)，按照老辦法來一個(gè)一個(gè)數(shù)，或許會有點(diǎn)浪費(fèi)時(shí)間，那么如果試著按照2、4、6…的順序來數(shù)，就可能會節(jié)省你一半的時(shí)間和精力，而這種簡單的小辦法就是一種計(jì)算思維。計(jì)算思維是21世紀(jì)普通人所需具備的一種非常有用的素養(yǎng)，為什么每一個(gè)人都要具備一點(diǎn)計(jì)算思維呢？因?yàn)槿绻邆淞擞?jì)算思維，意味著他們將具備這樣一些能力：（1）了解問題的哪些方面是可以通過計(jì)算來解決的。（2）能夠評估計(jì)算工具和技術(shù)是否能夠解決當(dāng)前問題。（3）能夠了解到計(jì)算工具和技術(shù)在解決問題時(shí)存在的局限性。（4）能夠?qū)⒂?jì)算工具和技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用到新的領(lǐng)域。（5）在差異很大的不同領(lǐng)域都能使用計(jì)算策略來解決問題。而對于科學(xué)家、工程師和其他領(lǐng)域的專家來說，具備計(jì)算思維則意味著：（1）能夠使用新的計(jì)算方法來解決他們的問題。（2）用合適的計(jì)算策略重新思考問題。（3）通過大數(shù)據(jù)分析來實(shí)現(xiàn)科學(xué)新發(fā)現(xiàn)。（4）以前復(fù)雜或大規(guī)模的研究中沒有或不能發(fā)現(xiàn)的問題，都可以通過計(jì)算思維來提出或解決這些些新問題。（5）以計(jì)算思維的思考模式解釋問題和策略。計(jì)算思維在化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用最著名的例子就是JohnAnthonyPople，JohnAnthonyPople成為1998年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主，然而他得獎(jiǎng)的主要原因是他將計(jì)算思維應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域，發(fā)展了化學(xué)中的計(jì)算方法，而根據(jù)其理論設(shè)計(jì)的高斯計(jì)算機(jī)程序，至今依然在所有化學(xué)領(lǐng)域用于量子化學(xué)的計(jì)算。未來還將會有量子計(jì)算機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、化學(xué)生物計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)等，這些計(jì)算機(jī)將對于各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展帶來巨大的推動(dòng)作用。

3當(dāng)前大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中存在的問題

20世紀(jì)80年代起計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育成為高校課程，發(fā)展到今天已經(jīng)成為高校各個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，然而對于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的爭論卻一直存在著。一些專家認(rèn)為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)該著眼于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，這也是現(xiàn)階段很多應(yīng)用型大學(xué)所采取的教學(xué)方式，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)，以計(jì)算機(jī)等級考試為目的，主要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。然而有些專家卻指出這種教學(xué)方式僅僅是將計(jì)算機(jī)作為工具使用，是“狹義工具論”的問題。這種認(rèn)識對計(jì)算機(jī)的教育非常有害，這樣會使學(xué)生對計(jì)算機(jī)學(xué)科的認(rèn)識淡化，無助于計(jì)算技術(shù)中最重要的核心思想與方法的掌握。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育面向的是全校的非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，每個(gè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)有差異，專業(yè)需求方面也有差異，因此如何才能將計(jì)算機(jī)知識與自己所學(xué)專業(yè)的需求結(jié)合起來，讓學(xué)生學(xué)會在今后的工作中如何去利用計(jì)算機(jī)解決專業(yè)問題，才是非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的重要目標(biāo)。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)以后學(xué)到的不應(yīng)該僅僅只是如何操作，還應(yīng)該學(xué)到如何思考以及如何創(chuàng)新。如果僅僅是將計(jì)算機(jī)作為一種工具，注重其工具性和應(yīng)用性，即使學(xué)生在課堂上掌握了當(dāng)前所學(xué)內(nèi)容，也無法滿足未來學(xué)生對于計(jì)算思維和計(jì)算能力的需求。所以筆者認(rèn)為，在培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的同時(shí)，適當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是十分有必要的。

4計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)中計(jì)算思維培養(yǎng)策略的思考

2010年在西安召開了“九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研討會”，并在會后發(fā)表了《九校聯(lián)盟（C9）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)合聲明》。聲明的核心要點(diǎn)是：必須正確認(rèn)識大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的重要地位，需要把培養(yǎng)學(xué)生的“計(jì)算思維”能力作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的核心任務(wù)，并由此建設(shè)更加完備的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而為全國高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革樹立標(biāo)桿。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中融入計(jì)算思維的培養(yǎng)已成為潮流趨勢，然而對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育來說，計(jì)算機(jī)思維教育的培養(yǎng)還是會存在一些問題，如：非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程時(shí)間有限，課程知識體系也無法像計(jì)算機(jī)專業(yè)課程那樣系統(tǒng)，這就對學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)提出了很大的挑戰(zhàn)；非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，尤其是一些計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)較差的學(xué)生是否能夠接受計(jì)算思維的教學(xué)，也是一個(gè)很大的問題。

4．1培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的認(rèn)知

對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育，首先要為他們建立關(guān)于計(jì)算思維的認(rèn)知，計(jì)算思維不僅僅是一個(gè)理論性的東西，而且還是一種思維，這種思維方式對于他們今后在工作和生活中以及對計(jì)算機(jī)的深入學(xué)習(xí)有很大幫助。經(jīng)過對計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了學(xué)到計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識之外，還應(yīng)該學(xué)會在以后的專業(yè)學(xué)習(xí)中遇到計(jì)算問題，能夠運(yùn)用計(jì)算思維在這種計(jì)算環(huán)境下構(gòu)建出解決問題的策略。只有提高對計(jì)算思維的認(rèn)知，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，才能為真正落實(shí)計(jì)算思維的培養(yǎng)構(gòu)建一個(gè)良好的環(huán)境。

4．2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中融入計(jì)算思維的教學(xué)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)涉及的知識點(diǎn)較多，知識點(diǎn)相互交叉重疊具有一定的復(fù)雜性，而計(jì)算思維就是貫穿這些知識點(diǎn)之中的一個(gè)清晰脈絡(luò)，提高了學(xué)生對于計(jì)算思維的認(rèn)知以后，接下來就應(yīng)當(dāng)在教學(xué)過程中將計(jì)算思維逐步融入到知識的講解之中。思維是一個(gè)很抽象化的概念，但也因思維這一抽象化的特性，使它能夠給人以更多想象空間，激發(fā)人的創(chuàng)造性。思維不像技術(shù)，具有時(shí)間的局限性，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)前社會更新?lián)Q代很快。思維卻是潛移默化的融入我們的大腦之中，并且被人類永遠(yuǎn)的傳承下去而不會過時(shí)。但是知識是思維的載體，沒有豐富的知識，思維將難以理解。思維盡管抽象化、概念化，但能留在人們記憶中的可能是其可視化、形象化的表現(xiàn)，即應(yīng)將思維以可實(shí)現(xiàn)、可視化的方式而不是簡單化、概念化的方式傳授給學(xué)生，把知識貫穿于思維的講解與訓(xùn)練中。

在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，抽象和分解，保護(hù)、冗余、糾錯(cuò)，遞歸，關(guān)注點(diǎn)分離、海量數(shù)據(jù)計(jì)算、啟發(fā)式推理等都屬于計(jì)算思維，如何將他們?nèi)谌氲接?jì)算機(jī)知識的講解，下面以EX－CLE中的函數(shù)為例，來了解計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與計(jì)算思維的融合。對于SUM函數(shù)SEARCH函數(shù)，按照傳統(tǒng)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式，首先了解兩個(gè)函數(shù)的語法和參數(shù)，然后了解他們的操作方法，最后通過布置任務(wù)，讓學(xué)生練習(xí)函數(shù)的用法之后就結(jié)束任務(wù)。而要將計(jì)算思維融入課程教學(xué)，則應(yīng)繼續(xù)帶領(lǐng)學(xué)生了解函數(shù)的計(jì)算過程，如SUM計(jì)算過程為首先計(jì)算出number1與number2的和，再用這個(gè)和繼續(xù)與num－ber3相加，最后將相加結(jié)果呈現(xiàn)在表中，并讓學(xué)生了解此過程體現(xiàn)出來的計(jì)算思維———循環(huán)思維。而在search函數(shù)中，其順序查找過程為：從表中最后一個(gè)記錄開始，逐個(gè)進(jìn)行記錄的關(guān)鍵字和給定值的比較，若某個(gè)記錄的關(guān)鍵字和給定值比較相同，則查找成功；反之，若直至第一個(gè)記錄，其關(guān)鍵字和給定值比較都不等，則表明表中沒有所查記錄，查找不成功。體現(xiàn)出來的是計(jì)算思維中的遞歸思維，與數(shù)學(xué)思維中的歸納法有著相似的處理方式。教師應(yīng)當(dāng)以實(shí)際問題的求解過程為目標(biāo)，讓學(xué)生了解函數(shù)求解問題的思維和方法，引導(dǎo)學(xué)生思考，在讓學(xué)生理解知識的同時(shí)加強(qiáng)思維的訓(xùn)練，要讓學(xué)生在學(xué)到了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用方法以后，進(jìn)一步的理解計(jì)算機(jī)求解問題的方式，逐步去培養(yǎng)提高學(xué)生的計(jì)算思維能力。

5結(jié)語

計(jì)算思維的培養(yǎng)應(yīng)該是一個(gè)長期的過程，因此對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)是一個(gè)值得探討的話題，如何在計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)過程中融入計(jì)算思維的培養(yǎng)，提高學(xué)生解決問題的能力，筆者在今后的教學(xué)過程中將繼續(xù)不斷的探索。參考文獻(xiàn)：

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第9篇：量子化學(xué)的發(fā)展范文

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；創(chuàng)設(shè)情境；學(xué)習(xí)興趣

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）36-0204-02

隨著新課程教學(xué)改革的推進(jìn)，激活課堂、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是每一位教師必須研究的課題?！痘瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：教師在學(xué)習(xí)過程中采用生動(dòng)活潑的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；并不斷創(chuàng)設(shè)自主探究的教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。隨著素質(zhì)教育的不斷發(fā)展與完善，情境教學(xué)將會占據(jù)很重要的地位。捷克教育家夸美紐斯曾說：一切知識都是從感官的知覺開始的。化學(xué)課堂教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)情境不難，教師只要把握好創(chuàng)設(shè)情境的時(shí)機(jī)，選用恰當(dāng)趣例或日常生活中的實(shí)例來設(shè)置疑問，借學(xué)生急于解惑的心理，激發(fā)他們強(qiáng)烈的求知欲。所以，教師在課堂上要有目的地巧設(shè)問題，形成不同的問題情境來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一、利用生活中的現(xiàn)象或事物創(chuàng)設(shè)問題情境

知識源于生活，同時(shí)也能創(chuàng)造生活?；瘜W(xué)是與生活聯(lián)系極為密切的學(xué)科之一，隨著化學(xué)的發(fā)展，生活中一些奧秘也逐漸被揭示。化學(xué)教學(xué)要講來源、講用處，通過聯(lián)系實(shí)際解決學(xué)習(xí)、生活中的問題，讓學(xué)生感到生活中處處有化學(xué)，生活中的許多現(xiàn)象蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)知識，這些會對學(xué)生產(chǎn)生誘惑，會成為學(xué)生想要揭開的謎，這些“謎”對學(xué)生有極大的誘惑力，會激勵(lì)他們?nèi)ヌ剿髌渲械膴W秘。例如，在學(xué)習(xí)氧化――還原反應(yīng)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生回憶一種熟悉的現(xiàn)象：香蕉在剝了皮過不了多久就會變黑，馬鈴薯和蘋果在削了皮后一會兒也會變黃，變黑。這都是為什么呢？在歷史書中或者影視劇中我們發(fā)現(xiàn)在古代的皇夢想著長生不老，這是不可能的，可是我們在生活中就可以找到延緩衰老的“靈丹妙藥”，你知道是什么嗎？學(xué)校組織的下鄉(xiāng)活動(dòng)中有部分學(xué)生”水土不服”，原因是什么呢？水是生命之源，水的硬度高低跟人體健康關(guān)系極大。高硬度水中的Ca2+、Mg2+能跟SO42-結(jié)合，使水產(chǎn)生苦澀味，還會使人的胃腸功能紊亂，出現(xiàn)暫時(shí)性的腰脹、排氣多、腹瀉等現(xiàn)象，這就是“水土不服”的秘密。像這樣的問題最容易引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，深入探索，因而我們要充分加以利用?？傊?，問題情境的創(chuàng)設(shè)貫穿于一堂課的始終，其方法和途徑也是多種多樣的。創(chuàng)設(shè)情境雖不是目的，但情境的創(chuàng)設(shè)能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，精心創(chuàng)設(shè)問題情境能成為一劑很好的課堂教學(xué)油、催化劑。

二、利用化學(xué)故事創(chuàng)設(shè)生動(dòng)情境

多數(shù)中學(xué)生熱衷于聽故事，許多化學(xué)故事妙趣橫生、引人入勝。故事容易吸引并激發(fā)學(xué)生的求知欲，點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花，從而使學(xué)生全身心地投入到教學(xué)活動(dòng)中去。因此，用化學(xué)故事創(chuàng)設(shè)情境是行之有效的方法。例如，在“化學(xué)能與電能”的教學(xué)中，教師可引入“阿那吉納”號的沉沒的故事導(dǎo)入新課。一天，滿載著精選銅礦砂的“阿那吉納”號貨輪正在向日本海岸行駛。突然，貨輪上響起了刺耳的警報(bào)聲，船員們驚呼：船漏水了。堅(jiān)硬的鋼制船體為什么會漏水呢？是貨輪跟其他船只相撞還是觸及了水底暗礁？都不是，是鋼質(zhì)船體因銹蝕而穿孔漏水了。講完故事后，教師提出了為什么裝載銅礦砂的“阿那吉納”號貨輪會沉沒？與我們接下來學(xué)習(xí)的內(nèi)容又怎樣的關(guān)系？等一系列的問題。又如，丹麥著名的物理學(xué)家玻爾曾獲得諾貝爾獎(jiǎng)，在第二次世界大戰(zhàn)期間，丹麥即將被德國占領(lǐng)，他被迫要離開祖國。臨走前他決定將諾貝爾金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)氯芙庠谝环N溶液中，裝在玻璃容器里，然后將它放在柜子上。不久丹麥被德國攻陷，納粹分子竄進(jìn)玻爾的家，到處亂翻也沒有找到那枚獎(jiǎng)?wù)?。?zhàn)爭結(jié)束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成獎(jiǎng)?wù)隆Ｐ妈T成的獎(jiǎng)?wù)嘛@得更加燦爛奪目，因?yàn)樗壑枌ゴ笞鎳鵁o限的熱愛和無窮的智慧。故事結(jié)束后教師引導(dǎo)學(xué)生思考：玻爾是用什么溶液使金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)氯芙饽?？原來他用的溶液叫王水。王水是濃硝酸和濃鹽酸按1∶3的體積比配制成的混和溶液。由于王水中含有硝酸、氯氣和氯化亞硝酰等一系列強(qiáng)氧化劑，同時(shí)還有高濃度的氯離子。因此，王水的氧化能力比硝酸強(qiáng)，不溶于硝酸的金卻可以溶解在王水中。這是因?yàn)楦邼舛鹊穆入x子與金離子形成穩(wěn)定的絡(luò)離子[AuCl4]-，從而使金的標(biāo)準(zhǔn)電極電位減少，有利于反應(yīng)向金溶解的方向進(jìn)行，而使金溶解。這樣不僅能讓學(xué)生輕松愉快地啟動(dòng)思維，帶著好奇去探究問題，而且教會學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，勇于提出問題、探究問題。

三、通過電視廣告創(chuàng)設(shè)問題情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

教師巧妙地把能激發(fā)學(xué)生極大興趣的電視廣告與化學(xué)知識聯(lián)系起來，使學(xué)生在興奮中迅速掌握化學(xué)知識、運(yùn)用知識，而且會記憶深刻，長久不忘。例如，教師播放實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的葡萄糖酸鈣的原理視頻，證實(shí)學(xué)生的推斷是正確的，學(xué)生的成就感頓時(shí)產(chǎn)生。利用電視廣告成功地創(chuàng)設(shè)了教學(xué)情境，一下子將學(xué)生的思維帶入了課題，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同學(xué)們都積極快樂的學(xué)習(xí)，從而很輕松地實(shí)現(xiàn)了本節(jié)課的教學(xué)目的。從開始到結(jié)束，整節(jié)課的課堂氣氛都很活躍，同學(xué)們在快樂的氛圍中學(xué)習(xí)，這樣同學(xué)們既學(xué)到了知識，又得到了快樂。

四、通過設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)形成問題情境

演示實(shí)驗(yàn)是教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，是一種直觀的教學(xué)手段，能全面提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。精心設(shè)計(jì)的演示實(shí)驗(yàn)，往往帶給學(xué)生的是驚奇、不解和矛盾，促使學(xué)生迅速調(diào)整自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)象進(jìn)行思考。實(shí)踐證明，演示實(shí)驗(yàn)的素材十分豐富，極易喚起學(xué)生的求知欲，是設(shè)計(jì)問題的最佳情境。例如，在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時(shí)，學(xué)生不小心將雙氧水溶液滴到紅磚上，發(fā)現(xiàn)也能看見產(chǎn)生大量的氣泡？對此學(xué)生提出：是否紅磚也能在過氧化氫分解中起到催化作用？那又如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證呢？這些意外的發(fā)現(xiàn)，有著特別的印象，當(dāng)他們完成實(shí)驗(yàn)后自然就理解了催化劑的概念。利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)問題情境，能使學(xué)生得到啟發(fā)，再讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，臺上臺下焦點(diǎn)聚集在一起，認(rèn)真觀察，情緒高漲，參與實(shí)驗(yàn)，積極思考。

總之，學(xué)起于思，思源于疑，疑解于問。問題是科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)，是開啟任何一門科學(xué)的鑰匙。在課堂教學(xué)中，適時(shí)、合理地創(chuàng)設(shè)問題情境，通過情境啟發(fā)學(xué)生積極的觀察、思考。以“情境”為主線來組織和調(diào)控課堂教學(xué)，營造一種現(xiàn)實(shí)而富有吸引力的學(xué)習(xí)氛圍，就能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的開展和課堂教學(xué)效率的提高[1]。

教師在教學(xué)中精心選擇一些內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)化學(xué)課堂精彩情境，對教與學(xué)都有益處。情境的創(chuàng)設(shè)使學(xué)生進(jìn)入“情緒高昂和智力振奮的內(nèi)心狀態(tài)”，教師并不需要急于傳授知識，而是等學(xué)生有了歡欣鼓舞的心情后再切入教學(xué)內(nèi)容[2]。從我們熟悉的生活中汲取養(yǎng)分來滋潤我們的教學(xué)。只有我們真心熱愛化學(xué)教學(xué)、熱愛生活，才能從熟悉的環(huán)境中源源不斷地提取有效而精彩的教學(xué)資源，讓我們的教學(xué)更有實(shí)效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏東.化學(xué)課堂情境創(chuàng)設(shè)的新亮點(diǎn)―電視廣告[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（2）.