化学实验研究方法及教学应用/中国化学教育研究丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王祖浩，孙丹儿 著

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• 化学实验
• 实验研究
• 教学方法
• 化学教育
• 高等教育
• 科研方法
• 实验设计
• 教学应用
• 化学教学
• 实验教学

出版社： 广西教育出版社

ISBN：9787543579668

版次：1

商品编码：12270377

包装：平装

丛书名： 中国化学教育研究丛书

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：260

字数：304000

正文语种：中文

内容简介

　　针对当前中学化学实验教学整体薄弱的现状，《化学实验研究方法及教学应用/中国化学教育研究丛书》提出将化学实验研究方法与化学教学过程融合。首先，从化学学科视角，梳理了七类实验研究的主要方法，结合中学化学案例解析了方法的特点及具体思路，从实验课题确定、方案设计、方法选择到迁移应用等各方面，强化教师的实验研究能力；其次，在解析实验方法作为研究手段的基础上，揭示其教学的价值，结合当前中学化学实验探究的课题和能力要求，探讨各类实验研究方法的教学模式，结合教学案例提炼教学法原理，为化学教师从实验方法向教学能力转化提供理论框架和操作思路。
　　《化学实验研究方法及教学应用/中国化学教育研究丛书》为未来化学教师的培养和在职化学教师的研修.提供实验研究方法应用的范例.以切实促进他们学科专业素养和学科教学能力的融合，探寻中学化学教师PCK发展的有效途径。

作者简介

　　王祖浩，华东师范大学化学学院教授、博士生导师，教育部人文社科重点研究基地华东师大课程与教学研究所研究员、国际基础教育教材研究中心副主任。兼任国家基础教育课程教材专家工作委员会委员，教育部化学国家课程标准研制组第1负责人，初中、高中化学教科书主编，中国化学会《化学教育》杂志副主编。
　　长期致力于科学教育和化学教育研究，专长化学课程研制与评价、科学课程的国际比较、科学能力测评研究、教师专业发展研究等。近年来主持多项国家及省部级重大项目或课题研究。出版专著、教材30余部，在国内外刊物上发表论文110余篇。

内页插图

目录

第一章 物质分离和提纯实验研究
第一节 物质分离和提纯的基本原理
一、物理方法的使用原则
二、化学方法的使用原则
三、物质分离和提纯的实验研究
第二节 物质分离和提纯实验的开发
一、物质分离和提纯实验开发的要点
二、物质分离和提纯实验设计的原则
三、物质分离和提纯实验开发的研究
第三节 物质分离和提纯实验的教学
一、结合生活现象激发学生的兴趣
二、利用分离和提纯实验解决实际问题
三、设计分离和提纯实验，提高综合思维能力

第二章 物质的检验实验研究
第一节 物质检验的原理与方法
一、根据物质物理性质确定的检验方法
二、根据物质化学性质确定的检验方法
三、基于仪器的检验方法
四、物质检验的实验课题研究
第二节 物质检验方法的多样性
一、物质检验方法的分类
二、物质检验的基本要求
三、物质检验的操作步骤
四、物质检验方法的多样性
五、物质检验方法多样性的课题研究
第三节 物质检验实验的教学
一、以检验实验组织元素化合物新课内容
二、以检验实验的多样性开展复习课教学
三、以检验实验为题材设计活动课内容

第三章 化学反应条件的实验研究
第一节 中学化学实验中的反应条件探究
一、实验原料的选取对实验的影响探究
二、实验装置的影响探究
三、其他反应条件的影响探究
四、反应条件探究的实验课题研究
第二节 反应条件控制的研究方法
一、研究反应条件的常用方法
二、试验设计方法
三、实验装置设计的经验方法
四、反应条件优化的实验课题研究
第三节 反应条件探究的实验方案设计
一、反应条件探究的实验方案设计的依据
二、反应条件探究的实验方案设计策略
三、反应条件探究的实验方案创新品质评价
四、反应条件探究的实验课题研究
第四节 反应条件探究实验的教学
一、反应条件探究中揭示反应原理
二、反应条件探究中学习研究方法
三、反应条件探究中强化系统设计能力

第四章 气体制取原理与装置研究
第一节 气体研究方法的选择依据
一、物理性质的分类依据川
二、化学性质的分类依据门
三、气体发生装置的分类依据
第二节 气体制取的实验研究思路
一、从经济角度考虑气体制取的原料
二、从安全角度探究气体反应装置
三、从探究反应条件强化实验效果
四、气体制取条件探索的实验课题研究
第三节 气体制取原理与装置实验的教学
一、帮助学生形成化学基本概念
二、训练学生基本的实验操作技能
三、促进学生思维能力的发展
四、强化学生情感态度与价值观培养

第五章 物质的性质与反应实验研究
第一节 物质物理性质的实验研究
一、物质物理性质的研究方法
二、影响物质物理性质实验的因素研究
第二节 无机化学反应的实验研究
一、非氧化还原反应的实验研究
二、氧化还原反应的实验研究
三、无机化学反应的实验课题研究
第三节 有机化学反应的实验研究
一、取代反应的类型及其研究
二、加成反应类型及其研究
三、氧化反应及其研究
四、聚合反应类型及其研究
五、有机化学反应的实验课题研究
第四节 物质的性质与反应实验教学
一、利用物质的物理性质设计实验
二、依据实验探究增进对化学性质的认识
三、基于实验证实结构与性质的关系门

第六章 物质的制备与合成实验研究
第一节 无机物制备的实验研究
一、利用复分解反应的原理制备物质
二、采用不同方法制备同一种物质
三、以矿石为原料制取无机化合物
第二节 有机物合成的实验研究
一、卤代烃的合成
二、酯的合成
三、有机高分子化合物的合成
四、有机物合成的实验课题研究
第三节 物质制备与合成实验的教学
一、提高学生的实验设计及评价能力
二、引导学生探索实验的最佳条件
三、形成绿色化设计的思想观念

第七章 化学定量实验研究
第一节 化学定量实验及其设计要求
一、化学定量实验的类型及其特点
二、化学定量测定实验的设计要求
三、化学定量实验课题研究
第二节 基于传感器技术的定量实验研究
一、化学传感器技术简介
二、传感器技术在化学实验中的应用
三、基于传感器技术的实验课题研究
第三节 化学定量实验的教学
一、促进学生对定量知识的理解
二、启迪学生质疑和开放性思维
三、改革定量实验教学的传统思路

前言/序言

　　中学优秀教师成长的经历表明，大学阶段的学科专业学习对教师职业能力的影响重大。20世纪80年代，美国著名学者舒尔曼（L.S.Shulman）认为，教师具有一种独特的知识，即学科教学知识（Pedagogical Content Knowledge，简称PCK），它能将教师与学科专家予以区别，是教师所独有的知识，是教师专业发展的核心。30多年过去了，尽管不少学者在此基础上进行了丰富和优化，但舒尔曼提出的PCK框架至今仍是全世界教师培养和研究的经典，影响了一代又一代学科教师的成长。通俗而言，教师的品质既包含对学科专业知识深刻理解的学科素养，又有很好的驾驭学科知识进行教学的能力，两者同等重要，在未来学科教师身上逐渐融合，形成新的特质，才是促进教师专业成长的重要因素。
　　化学作为一门研究物质的组成、结构、变化及其应用的自然科学，实验是学科发展必不可少的基础。对化学教师而言，学科素养最为核心的成分是什么？最重要的教学能力特质又是什么？上述问题的答案虽难以统一，但大多都会指向教师的实验探究能力和实验教学能力。尤为重要的是，教师一旦熟悉中学化学课程中的实验内容，掌握实验探究的方法，就能较好地发挥化学实验对学生科学思维培养的价值。
　　国内高等师范院校化学教育专业都设《中学化学实验研究》或《化学教学论实验》之类的课程，一般采用教师讲授与学生实验相结合的方式完成教学内容，帮助未来教师熟悉化学实验操作的要求。研究实验中的具体问题，对学生熟悉教材、训练技能有重要作用。但就优秀化学教师培养的目标而言，存在一些问题：一是实验选题滞后，脱离中学化学课程改革背景下对实验教学的新要求；二是忽视实验的教学功能，难以体现中学化学实验教学的价值；三是大多以实验技能训练、验证相关知识为主要目标，忽视对学生科学思维的启迪；四是实验研究方法在不同学段中缺乏贯通，未将大学、中学化学实验进行有机整合。

《现代分析化学进展与应用》 图书简介 导言：分析科学的时代脉搏 在当代科学技术飞速发展的浪潮中，分析化学作为连接基础研究与实际应用的关键桥梁，其重要性日益凸显。从新材料的结构解析到环境污染的实时监测，从生命过程的分子机制探究到高端制造业的质量控制，无不依赖于精确、灵敏且可靠的分析手段。《现代分析化学进展与应用》正是基于这一时代需求而编撰的，旨在系统、深入地介绍当前分析化学领域的前沿理论、创新技术及其在各个关键行业中的实际应用案例。本书内容涵盖了传统分析方法的精进与现代化，以及新兴分析科学的重大突破，力求为广大化学、化工、材料科学、环境科学、生物医药等相关专业的研究人员、工程师及高年级本科生和研究生提供一本兼具理论深度与实践指导价值的参考著作。 第一部分：分析化学的理论基础与前沿思潮 本部分重点回顾并深化了分析化学的核心概念，并着眼于当前驱动领域发展的最新理论进展。 第一章：信号获取与数据处理的革新 本章深入探讨了分析仪器中信号采集的物理和化学基础，特别是微量、痕量乃至超痕量分析中信号增强与背景抑制的技术策略。详细阐述了新型检测器如高分辨率质谱（HRMS）中的误差分析与准确质量数确定原理。同时，本章聚焦于“大数据”时代下分析化学数据的处理挑战。引入了化学计量学（Chemometrics）在复杂混合物解析中的应用，包括主成分分析（PCA）、偏最小二乘法（PLS）在高维光谱数据去噪、模型构建和定量分析中的具体实施步骤。强调了多元数据分析在建立稳健、可溯源的分析方法中的核心地位。 第二章：电化学分析方法的演进 传统电化学方法在灵敏度和选择性方面正经历突破性发展。本章详细介绍了先进的电化学传感器设计原理，特别是基于纳米材料（如石墨烯、碳纳米管、量子点）修饰电极的构建及其对特定分析物的超高灵敏度响应机制。讨论了脉冲伏安法、差分电位测量法等先进电化学技术在生物分子识别和快速现场检测（POCT）中的应用潜力。对电化学阻抗谱（EIS）在界面性质研究和腐蚀监测中的应用进行了深入剖析。 第二部分：分离科学的精密化与集成化 分离技术是分析化学中不可或缺的一环，本部分着重介绍现代分离技术如何实现更高效率、更低溶剂消耗和更快速的分析。 第三章：色谱技术的高效能与微型化 本章细致讲解了色谱技术，特别是高效液相色谱（HPLC）和气相色谱（GC）在固定相材料方面的最新进展，包括亚2微米粒径色谱柱（UPLC/UHPLC）的工作原理及其带来的柱效提升。重点剖析了二维色谱（2D-LC/GC）在处理复杂基质样本时的卓越分离能力。此外，本章对微萃取技术，如顶空微萃取（HS-ME）、固相微萃取（SPME）的发展进行了梳理，强调了其在样品预处理“绿色化”方面的贡献。 第四章：质谱联用技术的深度耦合 质谱（MS）作为高选择性和高灵敏度的检测手段，与分离技术或其它检测技术的联用是当代分析化学的制高点。本章详细阐述了液相色谱-高分辨质谱（LC-HRMS）在代谢组学、蛋白质组学中的应用，着重于数据依赖性采集（DDA）和数据非依赖性采集（DIA）在定量和定性分析中的优劣势对比。还探讨了直接进样质谱技术（如DART-MS, DESI-MS）在无需复杂分离步骤下的快速分析潜力，以及质谱成像（MSI）在组织和材料表面元素分布分析中的前沿应用。 第三部分：光谱分析的灵敏化与多维化 光谱学作为基础分析手段，正通过引入新型光源、探测器和数据处理方法，不断拓展其应用边界。 第五章：原子光谱与分子光谱的升级 本章系统介绍了原子吸收光谱（AAS）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）在仪器优化和背景校正方面的最新进展，确保痕量元素的准确测定。在分子光谱方面，拉曼光谱（Raman Spectroscopy）的表面增强技术（SERS）被详细阐述，其在活细胞和单分子检测中的突破性应用被着重介绍。此外，对中红外光谱（FT-IR）与高分辨光谱的结合，用于气体和液体组分的精细结构分析进行了深入探讨。 第六章：成像光谱技术与高通量筛选 成像技术正将空间信息与光谱信息完美结合。本章全面介绍了高光谱成像（HSI）技术在非接触、无损检测中的应用，特别是在农产品质量分级、工业缺陷检测等领域的实践。同时，探讨了荧光成像技术在生物成像中的多色、多光子激发方法，用以实时观察细胞内动态过程和药物分布。 第四部分：面向特定领域的应用集成 本书的最后一部分，将理论与技术应用于解决实际工程和科研问题，展示分析科学的实际价值。 第七章：环境监测与污染溯源 本章聚焦于环境领域对高灵敏度和快速响应的需求。详细介绍了新型有机污染物（如全氟和多氟烷基物质PFAS、新兴药物残留）的超痕量分析方法开发，以及同位素稀释质谱法（IDMS）在环境标准物质定值中的关键作用。讨论了便携式传感器网络在区域环境质量的实时、分布式监测中的组网与数据融合策略。 第八章：生物分析与临床诊断 生物分析领域对特异性和高通量提出了严苛要求。本章涵盖了生物大分子（蛋白质、核酸）的结构解析和定量分析，包括基于SPR（表面等离子体共振）的相互作用动力学研究。重点介绍了微流控芯片技术（Microfluidics）在构建“芯片上的实验室”（Lab-on-a-Chip）中的应用，如何实现样本的集成化处理、分离和多重检测，为快速、低成本的疾病早期诊断提供了技术路径。 第九章：材料科学中的结构与界面分析 本章讨论了如何利用先进分析技术解析新材料的微观结构和表面特性。深入讲解了X射线光电子能谱（XPS）和二次离子质谱（SIMS）在分析薄膜材料表面元素价态和化学态的精确性。讨论了电子显微镜技术（TEM/SEM）结合能谱分析（EDS/EELS）在纳米颗粒形貌、晶体结构和元素分布的耦合分析中的流程和数据解释。 总结与展望 《现代分析化学进展与应用》旨在提供一个全面的、面向未来的分析科学图谱。本书不仅提供了应对当前复杂分析挑战的工具箱，更引导读者思考如何利用跨学科知识，如人工智能、机器学习与分析科学的深度融合，来设计下一代更高效率、更智能化的分析系统。本书的编写力求语言精准、图表丰富，确保读者在掌握前沿技术的同时，能够将其有效转化为实际问题的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑是国内化学教育研究领域的一件大事。作为一名在高校化学系任教多年的教师，我深切体会到，传统的化学实验教学模式存在一些局限性，难以完全满足当前社会对创新型人才的需求。这本书所倡导的研究性学习理念，以及其对先进实验研究方法的详细介绍，为我们革新教学模式提供了坚实的理论基础和实践指导。书中对实验数据处理与统计分析的详尽介绍，对于提高实验教学的科学性和严谨性具有重要意义。同时，书中对“基于问题的学习”和“项目式学习”在化学实验中的应用进行了深入探讨，这与我一直以来在教学中倡导的探究式学习不谋而合。我尤其对书中关于如何设计体现前沿研究进展的实验项目，以及如何引导学生利用现代仪器设备进行科学研究的章节印象深刻。这些内容不仅能够极大地提升学生的实验技能，更能帮助他们建立起科学研究的意识和能力，为他们未来继续深造或投身科研工作打下坚实的基础。这本书的出现，必将有力推动我国化学实验教学的整体水平向更高层次迈进。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正意义上的“工具书”，对于任何想要深入理解和实践化学实验的人来说，都具有不可替代的价值。我作为一名长期从事化学实验操作和教学的管理人员，在工作中经常需要参考各种实验指南和技术手册。而这本书，则将这些零散的知识点系统化、理论化，并且上升到了研究方法的层面。它详细介绍了各种经典的化学实验技术，如光谱分析、色谱分离、电化学测量等，并深入探讨了这些技术背后的科学原理和应用领域。更难能可贵的是，书中还提供了一些前沿的实验技术和研究方法，如纳米材料的制备与表征、计算化学的应用等，这对于我们了解和引进新的实验技术，提升实验室的科研水平具有重要的指导意义。此外，书中关于实验安全管理和实验室规范操作的章节，也为我们提供了宝贵的参考，有助于我们更好地保障实验人员的安全，并建立更加科学、规范的实验室管理体系。总而言之，这本书为我们提供了一个全面的视角，让我们能够从更深层次上理解和掌握化学实验的精髓，并在教学和科研实践中发挥出更大的作用。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅此书，便被其系统性的框架和前沿的视野所吸引。作为一名高校化学专业的博士生，我一直在探索如何将理论知识转化为具有创新性的实验研究，并期望我的研究成果能对化学教育产生积极影响。这本书中的研究方法论部分，对不同类型的化学实验研究（如探索性研究、验证性研究、应用性研究等）进行了深入剖析，并详细介绍了相关的统计学分析工具和数据可视化技术，这对我日后的科研工作将提供极大的理论指导。尤其让我眼前一亮的是，书中对于一些新兴研究领域的实验方法论也有所涉猎，这为我了解和进入新的研究方向提供了重要的切入点。更重要的是，这本书不仅关注“如何做”实验，更强调“为何如此做”的科学思维过程，引导研究者在设计实验时，充分考虑研究的科学性、可行性和创新性。书中的教学应用部分，则从更宏观的视角探讨了如何将先进的化学研究方法和理念融入到不同教育阶段的课程设计和教学实践中，这对于我未来从事化学教育研究和人才培养具有重要的启示意义，能够帮助我更好地理解化学教育的本质，并探索更有效的教学模式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为广大化学教育工作者和研究者提供了一份宝贵的参考。我是一名高中化学教师，在日常的教学实践中，经常会遇到学生对实验原理的理解不够透彻，或者在设计和操作实验时感到力不从心的情况。这本书恰恰填补了这方面的空白。它深入浅出地讲解了各种化学实验的研究方法，不仅仅是停留在操作层面，更是从实验设计的科学性、数据采集的严谨性、结果分析的逻辑性等方面进行了详细的阐述。我特别欣赏书中对于实验误差分析和不确定度评估的讲解，这对于培养学生严谨的科学态度至关重要。而且，书中提供的案例研究非常丰富，涵盖了基础化学、无机化学、有机化学等多个领域，这些案例不仅展示了研究方法的应用，更启发了我如何在课堂上设计更具启发性和探究性的实验活动。书中对教学应用的探讨，更是为我提供了许多可以直接借鉴的教学策略和思路，例如如何引导学生进行小组合作探究，如何设计开放性实验来激发学生的创新思维，以及如何将前沿的化学研究成果融入到高中化学教学中，提升教学的深度和广度。这本书的理论与实践相结合的编排方式，使得它既具有学术价值，又具有极高的实用性。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最深刻印象，是它对“研究”二字内涵的重新定义和拓展。我曾长期从事化学实验教学，也曾组织过一些小型科研项目，但往往局限于课本知识的重复和验证。而这本书，通过对化学实验研究方法的细致讲解，让我看到了实验研究的无限可能性。它不仅仅是操作层面上的技巧，更是一种科学思维方式的训练。书中对于实验方案设计的逻辑性、变量控制的精密度、数据收集的准确性以及结果解释的科学性，都有非常详尽的论述。例如，书中关于“反向设计”的研究思路，对我启发很大，让我意识到在教学中，可以引导学生从问题出发，反向推导实验设计，从而培养他们的主动探究能力。同时，书中还提到了许多与学科交叉融合相关的实验研究方法，这让我看到了将物理、生物、信息技术等学科知识融入化学实验的潜力，从而突破学科壁垒，激发学生的跨学科学习兴趣。而对于教学应用的探讨，则不仅仅是简单地将研究方法“教给”学生，更是如何通过这些方法，引导学生真正成为科学探究的主体，培养他们的批判性思维和解决复杂问题的能力，这对我而言，是一种全新的教育理念的注入。