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关键词： 有机化学   STSE教学   化学核心素养   教学实践  

摘要： 化学在国民经济社会和社会文化发展中有着重要的主体地位,并在研究解决社会人类和自然环境、资源、能力等诸多方面问题发挥了重要指导作用。教育部正式颁布的《普通高中化学课程标准(2017年版)》明确了提出了化学核心素养,阐明了化学核心素养的立德育人基本职责。而在STSE(Science Technology Society Environment)教育中则更注重与教材内容的有机整合,环境、科学、经济等问题与学科相联系,使学生在接受教育的过程中,可以同时获得能力与思维的培养。这与我国新课程改革方向是一致的,也充分体现了我国新课程改革的基本思想理念。因此核心素养导向的STSE教学实践,将化学知识与社会现实紧密结合,促进我国学生化学学科核心素养的发展,是当前化学学科课堂改革的一种方向。因此,本课题在查阅相关文献的基础之上,了解STSE教育理念下开展素养为本的教学及化学核心素养的研究现状。对吉林市白山市抚松某中学的部分学生和一线教师进行问卷调查,了解该校师生对STSE教育、化学核心素养的现状。在此基础之上,对2019人教版“简单的有机化合物及其应用”教材中有关STSE教育进行梳理并总结,选择“生活中的有机物——乙醇”为教学案例,围绕培养和提升学生的化学核心素养开展教学实践研究。论文主要有五个部分,第一部分主要是绪论,这部分包括论文的研究背景、研究现状、研究内容与方法、研究目的以及意义;第二部分主要是对相关概念的界定与理论基础;第三部分是关于“简单的有机化合物及其应用”这部分对教师和学生进行“STSE教育理念下对核心素养培养现状”问卷调查与结果分析,并师生对调查内容了解有所欠缺,教师对STSE教育应用也不够广泛,学生对自身化学核心素养并不重视。第四部分是在发现问题的基础之上,将化学核心素养、STSE教育理念融入“生活中的有机物——乙醇”进行了教学设计并实践,对教学效果采用纸笔测试和评价量规的方式进行收集并分析。研究结果说明:实验班的纸笔测验结果高于对照班,实验班的学习评价量表在自评、师评、互评三个方面的平均分都高于对照班。实验班的同学的在课堂表现十分活跃,且对知识点的理解、解决实际问题的能力都比对照班强。这些表明核心素养导向的STSE教学实践能够提高化学课堂教学质量,提高学生学习化学的兴趣,有利于提升学生的化学核心素养。

关键词： 高中化学   微课   有机化学  

摘要： 新课标背景下,从学生的实际情况出发,创新教学观念和方法,才能提高教学效率和质量,实现人才培养目标。本文从微课在高中化学教学中的应用价值出发,阐述了微课教学的具体应用和注意事项,并结合实例分析了微课在有机化学综合试题复习中的运用。

关键词： 课程思政   有机化学   探索  

摘要： 高校的根本任务是立德树人,落实好这一根本任务,需要紧密结合思政课程的教育与课程思政的教学,二者皆是立德树人的重要途径,也是体现教师职责的必然要求。本文对高校课程思政做出思考,就其具体实施提出见解。

关键词： BOPPPS   有机化学   混合式”教学模式  

摘要： 针对有机化学的课程特点，利用BOPPPS模式(一种以教学目标为导向、以学生为中心的教学模式突出以学生为主体的闭环教学过程的优势，利用数字化教学手段，形成以雨课堂为主、QQ群和腾讯会议为辅的“混合式”教学模式，实现师生的良性互动，提高课堂教学效率，提升学生的学习效果。

关键词： 教材统整   有机化学   教学设计  

摘要： 本文基于新课程模块化教学背景下的高中有机化学教学实践所面临的现实困惑,以及新时代学生核心素养发展的内在需求,进行了指向发展学生核心素养的高中有机化学必修、选修教材的整合教学设计研究。通过文献梳理,发现国内对于高中有机化学必修、选修教材的整合教学设计研究几乎没有,因此本文寻找了适合本研究的教材统整的理论基础并进行了详细阐述,在此基础上提炼出与本研究方向相符的理论,进而制定出《高中有机化学教材统整指南》,并根据统整指南对“苯的结构和性质”与“简单有机物的合成”两个知识点,进行基于教材统整的教学设计。本文由如下六章内容组成:第一章为本文绪论。重点阐述了论文的研究缘起和研究背景,简述了论文的研究内容及目的意义、研究思路和方法。第二章为本文的理论基础。阐述了布鲁纳的结构主义课程理论及其在新课程背景下教学中的应用-“学科大概念”教学思想;同时也对课程统整理论的定义及应用作了概述,并界定了文中涉及的“教材统整”“知识统整”“经验统整”“社会统整”四个核心概念。第三章是教材统整指南的制定。包括对2017年版的课程标准进行研读,对根据2003年版课程标准编制的苏教版高中有机化学必修、选修教材内容进行详细的比较分析,重构教材体系,统整教材内容以及学时的安排,并概括了统整的教学设计模式。第四章是教学设计案例。选取了“苯的结构和性质”与“简单有机物的合成”两个知识点,进行基于教材统整的教学设计,以在文本层面上验证教材统整的可行性。第五章是对统整设计的评价。通过访谈调查一线教师对教材统整指南及统整的教学设计案例的看法,进一步在实践层面上验证本研究的可行性和必要性。第六章总结了本文得出的主要研究结论,并提出了研究展望。

关键词： 醋酸甲酯   水解   萃取精馏   反应精馏   间壁塔   控制  

摘要： 聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)可生产纤维、粘接剂及涂料等产品,广泛应用于纺织、化工和建筑等众多领域。醋酸甲酯是聚乙烯醇生产过程的重要副产物,需经水解反应生成醋酸和甲醇后回收使用。醋酸甲酯单程水解率低,并与反应物水和产物甲醇均可形成共沸物,造成现有醋酸甲酯水解及分离过程能耗高,流程复杂。简化醋酸甲酯回收流程、降低能耗是降低PVA生产成本的关键。 间壁塔(Dividing Wall Column,DWC)与完成相同功能的塔组相比可以简化流程,节约设备投资,降低能耗。论文首先提出了10万吨/年聚乙烯醇装置的醋酸甲酯间壁塔反应精馏水解工艺,取消了原工艺的水萃取精馏单元,将传统工艺的92.0%醋酸甲酯进料,改进为75.0%醋酸甲酯直接进料。采用过程模拟方法确定了较优的工艺和设备条件,结果表明,保持与传统工艺相同的水酯比及能耗情况下,醋酸甲酯水解率从66.4%提高到了72.4%。然而,该工艺受75.0%醋酸甲酯直接进料影响,进水解反应器的醋酸甲酯中仍含有12.5%的甲醇,抑制了水解反应,降低了水解反应转化率。 为降低进反应器物料中甲醇的含量,进一步提高醋酸甲酯水解率,提出了采用稀醋酸作萃取剂的间壁塔萃取-反应精馏耦合水解工艺。通过将塔釜稀醋酸返回至75.0%甲酯进料口上方,进水解反应器的醋酸甲酯中甲醇含量由12.5%降低至9.2%,水解率提高至87.4%。塔釜热负荷增大至28.9 Gcal/hr时,醋酸甲酯接近完全水解,右侧塔段顶部采出甲醇质量分数为90.4%,塔釜采出醋酸质量分数为71.7%。为比较能耗,建立了包括甲醇和醋酸精制的全流程模型,模拟结果表明新工艺与传统工艺相比能耗降低18.0%,并少了醋酸甲酯水萃取精馏塔和水解产物分离塔,简化了工艺流程。 间壁塔内隔板两侧的气相流量分配是该领域的技术难点。论文提出了通过改变间壁塔两侧冷凝器的冷凝能力调节左右两侧塔顶压力,从而改变塔内上升蒸气在两侧分配的控制策略。通过醋酸甲酯萃取-反应精馏耦合间壁塔的动态模拟,证明了通过调节间壁塔主塔塔顶冷却水量,可以实现气相分配比例在1.97到2.35范围内变化,证明了该控制策略的可行性。进一步,通过扰动分析探究了该控制结构的控制性能,研究结果可为间壁塔醋酸甲酯萃取-反应精馏水解工艺的工业实践提供借鉴。

关键词： DMF   塔板堵塞   运行周期   异戊二烯   萃取精馏  

摘要： 碳五分离装置是以裂碳五为原料,采用普通精馏和萃取精馏相结合方式,将裂解碳五馏分中的异戊二烯、间戊二烯、双环戊二烯等组分分离出来。本装置萃取单元以DMF为溶剂,并采用两级萃取精馏方法,分离出聚合级异戊二烯,因此,萃取单元平稳运行是影响碳五分离装置长周期运行的关键。本文结合装置萃取单元生产过程运行情况及两次停工检修塔盘堵塞检查情况,探讨DMF法在分离装置应用中存在的问题及应对措施,从而实现碳五分离装置安、稳、优、长周期运行的目标。

关键词： 高中化学   核心素养   有机化学   教学策略  

摘要： 在当今教育背景下,更加强调学生核心素养能力的培养。因此,在开展高中有机化学教学过程中,教师应从教学理念与教学设计上进行全方面的改革,在教学理念上,应坚持"以生为本"教育理念,注重自主学习环境的构建,使学生能够有意识的完成教师安排的任务,进而促进学生学习效率的提升。在教学方式上,要以教学目标为基础,打造趣味性课堂,使得学生学习动机增强。

关键词： 三聚甲醛   离子液体   活度系数模型   萃取精馏  

摘要： 三聚甲醛是合成聚甲氧基二甲醚（PODE_n）、聚甲醛工程塑料（POM）、杀虫剂和粘结剂等重要化工产品的重要原料。目前,国际市场对三聚甲醛产能的需求不断增加,但三聚甲醛的合成与分离的先进技术长期被国外垄断,因此研制三聚甲醛的合成与分离新技术至关重要。三聚甲醛是甲醛水溶液反应精馏的产物,相应的汽相馏出物中含有水、甲醛和甲醇等杂质,且三聚甲醛与水形成了共沸物,因此分离精制三聚甲醛的难度很高,目前常用的方法包括结晶法与萃取-精馏法,但结晶法易结垢且连续化生产困难,萃取-精馏法需要的萃取剂量多且对环境和人体有害。针对上述问题,本文研究了利用离子液体作为萃取精馏剂提纯三聚甲醛的新方法,并取得了如下成果:（1）利用COSMOtherm X软件和相平衡实验筛选了可以打破三聚甲醛-水共沸物的离子液体[MMIM][X],并利用Gaussian 09软件从分子层面分析了离子液体打破三聚甲醛-水共沸点的机理,结果发现为了打破三聚甲醛-水体系的共沸点,不仅需要离子液体与水形成强度较高的氢键,而且需要离子液体具有一定的空间位阻效应,以使离子液体能与多个水分子形成氢键,但与三聚甲醛形成氢键较为困难。（2）常压下测定了三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]三元系的汽液相平衡数据,结果发现只用1mol/kg的离子液体[MMIM][X]即可打破三聚甲醛-水体系的共沸点,且离子液体的浓度越高,打破共沸点的效果越优异。随后,测定了三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]-甲醛四元体系、三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]-甲醇四元体系以及三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]-甲醇-甲醛五元体系的汽液相平衡数据,发现少量甲醛和甲醇的存在对离子液体[MMIM][X]打破三聚甲醛-水体系的共沸点的影响不大,且少量甲醛的存在能够提高利用离子液体[MMIM][X]提纯三聚甲醛的效果。（3）采用多个活度系数模型对三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]三元系的汽液相平衡数据进行了回归,结果表明NRTL模型的偏差最小,对汽相组成拟合的平均绝对偏差均在0.008以内。采用NRTL模型对三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]-甲醛四元系的汽液相平衡数据进行了回归,对汽相组成拟合的平均绝对偏差在0.012以内;采用NRTL模型对三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]-甲醇四元系的汽液相平衡数据进行了回归,对汽相组成拟合的平均绝对偏差在0.013以内,且对汽相中甲醇的活度系数拟合的平均相对偏差较小,其结果为3.56%。采用NRTL模型对三聚甲醛-水-离子液体[MMIM][X]-甲醇-甲醛五元系的汽液相平衡数据进行预测,对汽相组成预测的平均绝对偏差在0.016以内。上述结果表明NRTL模型适用于含离子液体和三聚甲醛的体系的相平衡计算。（4）利用简易萃取精馏装置和实验室组建的萃取精馏小试装置,进行了萃取精馏实验,结果表明在溶剂比为2和回流比为1的条件下,利用离子液体[MMIM][X]作为萃取精馏剂能够将三聚甲醛和水完全分离,获得纯度高于99.5%的三聚甲醛产品。

关键词： 丙炔醇   共沸   萃取精馏   经济优化  

摘要： 丙炔醇是一种被广泛用于医药和农药行业中的重要中间体,丙炔醇-水常压下是共沸体系,用普通精馏方法无法将其分离,工业上制备丙炔醇的过程中,需要通过特殊精馏来进行丙炔醇-水的分离。本文拟采用萃取精馏的方式对丙炔醇-水进行分离,为此,通过以下三方面基础研究,为丙炔醇-水体系的分离设计提供基础数据,优化最佳分离方法,为实际生产提供理论依据。首先利用高溶解性、高选择性、沸点适宜等萃取剂基本筛选原则初步甄选出五种物质作为萃取精馏分离丙炔醇-水共沸体系的备选溶剂,再根据等挥发度曲线法和相对挥发度法对备选溶剂进行了进一步的优化,筛选出了性能较优的1,4丁二醇作为本次流程模拟最终使用萃取剂。为了确定精馏塔的操作条件,设计精馏塔的尺寸,对模拟过程缺少的基础数据进行了实验测定。本研究测定了丙炔醇—1,4-丁二醇在压力为60.0k Pa和80.0k Pa下的等压相平衡数据,并采用Van Ness点法检验了实验数据的热力学一致性;利用NRTL、UNIQUAC模型对相应相平衡数据进行了回归,得到该体系的二元交互参数,用于后续精馏塔的模拟计算过程。最后制定出了丙炔醇-水共沸体系的分离方案,并对以1,4-丁二醇为萃取剂的双塔萃取精馏分离丙炔醇-水体系的流程进行稳态设计,以年度总费用(TAC)为目标,进行全过程经济优化,确定出了萃取精馏分离丙炔醇-水共沸体系的较佳工艺操作条件。结果表明以1,4-丁二醇为萃取剂的丙炔醇-水双塔萃取精馏分离工艺,技术上可行,经济上合理,论文的研究成果可为该体系的工业分离提供了切实可行的方案。