時間：2023-03-21 17:11:22
序論：在您撰寫計算化學論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
(1)課程的綜合性特點。
《計算機在化學化工中的應用》是由計算機和化學化工等多個專業交叉融合而成的新課程，旨在使學生掌握利用計算機技術解決化學化工領域問題的基本方法，提高學生利用現代技術去解決本專業問題的綜合能力。這就要求大學生不僅要掌握計算機的基本理論知識，熟悉常用化學化工專業軟件的運用，還要提高通過互聯網獲取化學化工信息的檢索能力等。
(2)課程的實踐性特點。
《計算機在化學化工中的應用》與其它課程的不同之處在于其實踐性非常強。除了規定的上機練習實踐教學外，在計算機命令和執行的演示，化學化工軟件程序說明和運行的示范，計算機網絡技術應用和信息資源檢索等都需要教師指導學生通過反復實踐練習才能掌握，所以采用傳統的單純理論講授的教學方式難以達到應有的教學效果。
(3)課程的前沿性特點。
《計算機在化學化工中的應用》是運用計算機技術來解決化學化工領域中問題的一門新課，而計算機科學與技術在現代科技領域中又是更新換代最快的一個學科，再加上化學化工行業本身飛速發展的特點，勢必要求在教學過程中不斷探求相關知識前沿，及時注入最新的科技成果才能確保教學的質量和效果。
2不斷拓展《計算機在化學化工中的應用》課程的教學內容
《計算機在化學化工中的應用》所涉及的范圍異常廣泛，所應用到的計算機軟件也相當繁雜，而目前各個高校并沒有一套較權威的專門教材。為了確保教學質量和教學效果，我們對該課程的教學內容進行了動態的設計與管理。
(1)電子講義取代紙質課本。
隨著科學技術的迅速發展，計算機技術在化學化工上的應用也日新月異。因此，為了開拓學生視野，把計算機技術在化學化工應用的新信息、新知識和新動向及時充實到教學內容中，以反映當前該學科領域的新理論和新動態，我們結合實際編寫了本課程教學的電子講義，取代了傳統的紙質課本，不僅方便了學生課前預習與課后復習，而且博眾家之長，有效避免了一書獨大的局限性。
(2)師生共同設計學習內容。
傳統的教學方法是教師根據教學大綱來設計和安排教學的具體內容，學生只是被動地接受知識。我們結合《計算機在化學化工中的應用》的課程特點，由主講教師公布教學大綱和重點，廣泛征求往屆學生和應屆學生意見，采取了教師主導，學生參與，共同完成學習內容設計的方法，受到了學生廣泛好評。
3積極推進《計算機在化學化工中的應用》課程的教學形式及教學方法改革
教學質量的提高依賴于教學手段改進和教學方法創新。在《計算機在化學化工中的應用》的教學實踐中，我們采取了多種形式和方法進行了教學改革與探索:
(1)理論教學與實踐教學相結合。
《計算機在化學化工中的應用》課我們采用了2/3理論和1/3實踐的模塊教學形式。理論教學以教師課堂講授為主，課堂討論為輔的交互式教學模式。與課堂上的教學相比，學生對于實踐教學表現出更大的興趣。通過上機練習實踐教學不僅能鞏固和融會貫通理論知識，更重要的是能反映出學習過程中存在的問題。
(2)現代技術與傳統模式相結合。
《計算機在化學化工中的應用》課的理論教學模塊中，我們采用多媒體與傳統模式并用的課堂教學方法。對于涉及計算機技術方面的內容，我們多采用多媒體演示的形式進行教學，而對于化學化工知識方面的內容，我們又運用了一些傳統的板書和實物模型展示的方式進行教學。這種現代技術與傳統模式相結合的教學方式，豐富了課堂教學形式，提高了學生的學習興趣和學習效率。
(3)自主探究與課外輔導相結合。
培養學生的主體性是現代大學的基本理念，也是我國當前高等教育改革的重要內容。大學生的主體性是需要通過教育實踐來培育、弘揚、規范和定型的。為此，我們通過探究式教學方法，讓學生帶著問題積極參與到教學的各個環節中，使其成為課堂學習的真正主人。在課后，教師要布置相應的課外練習作業，并輔導學生鞏固課堂教學內容。
(4)大輔導與小專業相結合。
《計算機在化學化工中的應用》課是化學化工所有專業學生的選修科目，選修的學生人數較多，但專業方向不同。在教學中，我們采用了基礎知識大輔導，模擬實踐與具體小專業方向相結合的方式，做到了個性與共性的有機統一。
(5)師生面對面與網上互動相結合。
在《計算機在化學化工中的應用》教學中，我們不僅在課堂上面對面輔導學生學習，課下還通過QQ群、電子郵箱、微信群等多種形式與學生進行課程內容的交流與互動，從而激發了學生的自主學習的興趣，拓展了傳統教學的內容和空間。
4優化創新《計算機在化學化工中的應用》課程的考核方式
學生的課程成績評定是對其學習成果的一個總結，學習過程是一個動態變化的過程，課程考核方式對促進學生學習起著重要的導向作用。通過優化考核方式，使教師由課程成績評定的仲裁者轉化為課程學習的鼓勵者。因此，優化考核方式是教學改革的重要組成部分，是實現優質教學效果的有力保障。在《計算機在化學化工中的應用》課的考核中，我們改變了一張卷子定成績的傳統方式，開展了學習過程評價和學習結果評價相結合的多種形式并舉的考核方式探索。為提高學生對上課、作業、上機操作等各個教學環節的重視程度，也為了能科學合理的評定課程成績，達到全面客觀考核學生掌握知識情況的目的，該課程的考核方式采用平時考核、上機操作考核和期末考核相結合的方式。學生的成績分為平時成績、上機操作成績和期末考試成績三個部分，其中平時成績占20%，上機操作成績占20%，期末考試成績占60%。平時成績包括上課考勤、課堂互動表現和平時作業等;上機操作成績包括預習報告、上機操作報告和師生互動信息反饋等;期末考試成績由理論卷面成績和上機實踐成績兩個部分組成。通過考核方式的優化，一方面促使教師做到多策并舉、因材施教，另一方面也激發了學生自主學習的積極性，達到了既關注學習過程又重視學習結果的目的。
5結語
1.1建立數學模型
工程上的計算是以函數，尤其是數值函數為基礎的。所謂數值函數就是說在函數的定義域中每一點x就可得位移的f{x}值，此值成為f在x處的值。例如，如何表示空氣的cp{T,P}函數？我們可以利用計算機，輸入程序，就會得到很精確的結果。除了上述問題，還有很多化學工程的數據處理的過程模擬，如：非線性方程求解、線性方程組的迭代求解、常微分方程數值解、偏微分方程數值解等等，都是先建立一個數學模型，然后帶入計算機，最終得出一系列結果的。
1.2Office軟件在化學工程中的應用
隨著計算機的普及，越來越多的人把原本紙上的工作轉移到計算機中去了。化學工程學科需要處理大批文檔工作。譬如，化工論文的書寫、化工文獻的編輯、化工產品的說明，這些文檔中常常會有大量的圖表、公式、特殊符號，會話費人們大量的精力和時間，進而影響新信息的及時傳播。有了Office中的Word軟件，處理上述問題就方便多了。Word軟件能夠比較輕松地輸入各種文檔，還可以對文檔進行多種編輯處理。編輯化工論文時經常用到的功能如：
（1）改變字體大小。
（2）隨意設定版面。
（3）利繪圖工具繪制實驗流程圖，并修改。
（4）利用公式編輯器編輯數學公式及化學反應式。
（5）可插入表格及頁碼。
（6）復制和刪除方便。Excel工具的強大的分析數據功能可以將數據進行統計，然后將其規律性地展示出來。在處理化工數據時，我們可以利用Excel工具進行求平均值、自編公式計算等。
1.3Origin在化學工程數據處理中的應用
Origin是具有較強功能的實驗數據處理軟件。可利用Origin進行圖形生成，我們可以在軟件中輸入實驗后得到的數據，通過軟件得到實驗數據曲線圖。為利用Origin工具繪制的實驗數據圖。通過圖形或曲線，可以清晰明了地把大數據展示給他人，并從中發現數據之間的規律，以便更好地進行實驗。
2結語
(1)課程的綜合性特點。
《計算機在化學化工中的應用》是由計算機和化學化工等多個專業交叉融合而成的新課程,旨在使學生掌握利用計算機技術解決化學化工領域問題的基本方法,提高學生利用現代技術去解決本專業問題的綜合能力。這就要求大學生不僅要掌握計算機的基本理論知識,熟悉常用化學化工專業軟件的運用,還要提高通過互聯網獲取化學化工信息的檢索能力等。
(2)課程的實踐性特點。
《計算機在化學化工中的應用》與其它課程的不同之處在于其實踐性非常強。除了規定的上機練習實踐教學外,在計算機命令和執行的演示,化學化工軟件程序說明和運行的示范,計算機網絡技術應用和信息資源檢索等都需要教師指導學生通過反復實踐練習才能掌握,所以采用傳統的單純理論講授的教學方式難以達到應有的教學效果。
(3)課程的前沿性特點。
《計算機在化學化工中的應用》是運用計算機技術來解決化學化工領域中問題的一門新課,而計算機科學與技術在現代科技領域中又是更新換代最快的一個學科,再加上化學化工行業本身飛速發展的特點,勢必要求在教學過程中不斷探求相關知識前沿,及時注入最新的科技成果才能確保教學的質量和效果。
2不斷拓展《計算機在化學化工中的應用》課程的教學內容
《計算機在化學化工中的應用》所涉及的范圍異常廣泛,所應用到的計算機軟件也相當繁雜,而目前各個高校并沒有一套較權威的專門教材。為了確保教學質量和教學效果,我們對該課程的教學內容進行了動態的設計與管理。
(1)電子講義取代紙質課本。
隨著科學技術的迅速發展,計算機技術在化學化工上的應用也日新月異。因此,為了開拓學生視野,把計算機技術在化學化工應用的新信息、新知識和新動向及時充實到教學內容中,以反映當前該學科領域的新理論和新動態,我們結合實際編寫了本課程教學的電子講義,取代了傳統的紙質課本,不僅方便了學生課前預習與課后復習,而且博眾家之長,有效避免了一書獨大的局限性。
(2)師生共同設計學習內容。
傳統的教學方法是教師根據教學大綱來設計和安排教學的具體內容,學生只是被動地接受知識。我們結合《計算機在化學化工中的應用》的課程特點,由主講教師公布教學大綱和重點,廣泛征求往屆學生和應屆學生意見,采取了教師主導,學生參與,共同完成學習內容設計的方法,受到了學生廣泛好評。
3積極推進《計算機在化學化工中的應用》課程的教學形式及教學方法改革
教學質量的提高依賴于教學手段改進和教學方法創新。在《計算機在化學化工中的應用》的教學實踐中,我們采取了多種形式和方法進行了教學改革與探索:
(1)理論教學與實踐教學相結合。
《計算機在化學化工中的應用》課我們采用了2/3理論和1/3實踐的模塊教學形式。理論教學以教師課堂講授為主,課堂討論為輔的交互式教學模式。與課堂上的教學相比,學生對于實踐教學表現出更大的興趣。通過上機練習實踐教學不僅能鞏固和融會貫通理論知識,更重要的是能反映出學習過程中存在的問題。
(2)現代技術與傳統模式相結合。
《計算機在化學化工中的應用》課的理論教學模塊中,我們采用多媒體與傳統模式并用的課堂教學方法。對于涉及計算機技術方面的內容,我們多采用多媒體演示的形式進行教學,而對于化學化工知識方面的內容,我們又運用了一些傳統的板書和實物模型展示的方式進行教學。這種現代技術與傳統模式相結合的教學方式,豐富了課堂教學形式,提高了學生的學習興趣和學習效率。
(3)自主探究與課外輔導相結合。
培養學生的主體性是現代大學的基本理念,也是我國當前高等教育改革的重要內容。大學生的主體性是需要通過教育實踐來培育、弘揚、規范和定型的。為此,我們通過探究式教學方法,讓學生帶著問題積極參與到教學的各個環節中,使其成為課堂學習的真正主人。在課后,教師要布置相應的課外練習作業,并輔導學生鞏固課堂教學內容。
(4)大輔導與小專業相結合。
《[:請記住我站域名/]計算機在化學化工中的應用》課是化學化工所有專業學生的選修科目,選修的學生人數較多,但專業方向不同。在教學中,我們采用了基礎知識大輔導,模擬實踐與具體小專業方向相結合的方式,做到了個性與共性的有機統一。
(5)師生面對面與網上互動相結合。
在《計算機在化學化工中的應用》教學中,我們不僅在課堂上面對面輔導學生學習,課下還通過QQ群、電子郵箱、微信群等多種形式與學生進行課程內容的交流與互動,從而激發了學生的自主學習的興趣,拓展了傳統教學的內容和空間。
4優化創新《計算機在化學化工中的應用》課程的考核方式
學生的課程成績評定是對其學習成果的一個總結,學習過程是一個動態變化的過程,課程考核方式對促進學生學習起著重要的導向作用。通過優化考核方式,使教師由課程成績評定的仲裁者轉化為課程學習的鼓勵者。因此,優化考核方式是教學改革的重要組成部分,是實現優質教學效果的有力保障。在《計算機在化學化工中的應用》課的考核中,我們改變了一張卷子定成績的傳統方式,開展了學習過程評價和學習結果評價相結合的多種形式并舉的考核方式探索。為提高學生對上課、作業、上機操作等各個教學環節的重視程度,也為了能科學合理的評定課程成績,達到全面客觀考核學生掌握知識情況的目的,該課程的考核方式采用平時考核、上機操作考核和期末考核相結合的方式。學生的成績分為平時成績、上機操作成績和期末考試成績三個部分,其中平時成績占20%,上機操作成績占20%,期末考試成績占60%。平時成績包括上課考勤、課堂互動表現和平時作
隨著信息社會的到來，計算機的開發和應用正以前所未有的速度沖擊著我們這個時代。把計算機技術應用于教育領域，在國外稱為計算機輔助教學（CAI）和計算機管理教學（CMI）。我國有關CMI的研究剛剛起步，而對CAI的研究已進入推廣和使用階段，這標志著我國現代化教育技術手段的又一次飛躍。
CAI教學的發展，在國外始于60年代行為主義學習理論所倡導的程序教學法，即根據刺激反應—強化原則，及時獲取教學信息的反饋，有效地實行個別化教學。由于當時的計算機發展剛剛起步，軟件開發價格昂貴，操作難度大，并未受到廣泛關注。80年代，計算機技術的飛速發展，為CAI創造了有利條件，尤其是認知心理學的興起，使CAI軟件開發更側重于應用，注重知識的條理性和結構化，強調與學習者已有的認識結構相匹配，使其在原有認知結構基礎上，通過計算機的輔助達到同化和順應，從而形成新的認知結構。近幾年，由于認知心理學理論的日益成熟及多媒體計算機技術的開發，使CAI更注重于學生學習能力的形成、學習策略的掌握和提供更多的個別化教學選擇。CAI的發展趨勢，正順應了現代化教學的兩個基本趨勢，即強調教學的主體性，強調充分發展學生的個性，全面提高學生的整體素質。
目前，我國正處于“應試教育”向素質教育的轉軌時期，堅持素質教育的基本觀點，就要面向全體學生，即通過個體的發展，實現真正意義上的全面發展；同時，幫助學生具備各方面的基本素質，形成合理的素質結構，為學生未來發展奠定基礎，使學生終身受益。而要實現個性的全面發展，必須立足于學生個體差異、因材施教，這不僅要有雄厚的知識基礎，還必須掌握獲取知識技能的方法，形成自學能力，這樣才能適應未來社會不斷變化的需要。
CAI教學的主要特點，為我們進行素質教育目標的實施，提供了有益的幫助。首先，計算機信息存貯量大，處理迅速，方便的人機交互功能，提供了良好的個別化學習環境。學生能根據自己的學習能力理解和發展水平，調節學習進度和難度，真正實現因材施教。其次，計算機的模擬功能，可使抽象內容形象化，靜止內容動感化，為學生創造生動、活潑、直觀、有趣的教學條件；而教師的設問和強化刺激手段可極大地調動學生的學習熱情，激發學習動機，形成有意注意，消除學習的疲勞和緊張。這樣做既有助于學生良好的心理品質的形成，又使學生獲取準確、深刻的直觀感知，從而形成完整的理性認識，提高課堂教學質量。第三，CAI可以提供培養自學能力的條件。教師可根據學生已有的認識基礎，構建問題情境，指導學生獨立地上機學習，并輔之以必要反饋練習，及時肯定或解答，幫助學生總結學習方法，查找學習障礙，逐步提高學生自學能力和處理實際問題的能力。此外，CAI在提高課堂效率、增大課堂容量、進行全面即時性輔導、減輕學生課業負擔等方面，還具有很好的功能。
CAI的這些功能，決定了它在化學教學中會發揮日益重要的作用。近年來，雖然很多學校在計算機硬件的配置上下了很大功夫，但在軟件的開發和利用上明顯滯后于硬件的配置。而且，相當多的教師對CAI在化學教學中的應用認識不足，參與不夠，對CAI化學教學模式的研究更鮮為人知。為此，結合我校CAI化學教學的開發和實踐，我們對CAI化學教學模式提幾點看法。
二、計算機輔助化學教學的幾種模式
（一）計算機模擬教學模式
CAI的模擬功能，是計算機輔助教學中較早開發和利用的一種功能。目前，很多學校的軟件應用是這種教學模式。
模擬教學模式，主要是指利用CAI的模擬功能把一些抽象的理論內容，或不易觀察清楚、危險性較大、難于操作的實驗內容，通過二維或三維動畫形式，進行信息處理和圖像輸出，在顯示屏幕上，進行微觀放大，宏觀縮小，瞬間變慢，短時間內調動學生多種感官參與活動，使學生獲取動態圖像信息，從而形成鮮明的感性認識，為進一步形成概念，上升為理性認識奠定基礎。
模擬教學只是教學過程中的一個環節，比傳統的掛圖、模型或錄像都更真實地接近于事物的本來面貌，而且可反復播放，因此更有利于學生理解知識的本質，培養他們的形象思維能力，也有助于抽象思維能力的提高。
CAI在化學教學中的模擬教學，主要適用于理論性和抽象性較強的內容：如原子核組成、電子云、核外電子運動、化學鍵中離子鍵、共價鍵形成、溶解和結晶、原電池、電解池、離子反應和離子方程式、NH3分子結構、有機官能團的結構等。另一方面適用于實驗難以操作、危險性大而觀察不明顯的內容，例如，溴苯制備、氫氣還原氧化銅、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外，工業生產知識內容，如硫酸、硝酸工業制法，煉鐵也可制成CAI課件進行教學。
（二）多媒體綜合教學模式
計算機可以控制多種教學媒體，這是其優于其它教學媒體的特殊功能。實際上，傳統教學模式的教學中，教師上課也有聲音、形象、板書、文字、掛圖和實物等，教師也可根據教學過程中學生的反映來調整教學策略。但我們這里所說的多媒體有二層含義，其一是把微機與其它教學媒體相互連接，賦于其它媒體交互性，同時使用幻燈、投影、錄像等手段，使多種媒體有機地貫穿于教學的全過程。其二是多媒體計算機技術的使用，即“利用計算機交互式地綜合處理文字、圖形、圖像、聲音等多種信息，使它們建立起邏輯連接，成為一個系統”，使之具有綜合性，即一機多用，同時又可形成人機互動，互相交流的操作環境，形成一種身臨其境的情境。
由于多媒體計算機技術是90年代在法國首先提出和使用的，我國高中配置多媒體計算機系統的學校不多。因此，主要的多媒體綜合教學模式還是指前一種，但未來的發展趨勢，應當是使用多媒體計算機平臺，設計課件，操作使用鼠標，簡單易行，而且教師并不需要有太多的計算機知識，因此具有更廣闊的發展前景。
實際上，進行CAI教學，應當逐漸從單純的CAI向多媒體組合的CAI發展。例如，在“原電池”一節的教學中，我們把原電池中原電池原理及形成條件作為本節課的重點，為了突出重點內容講授，讓學生從微觀本質理解原電池的形成，不僅采用了傳統的分組實驗教學，利用投影給出原電池實驗要求、觀察步驟，指導學生實驗，并利用微機模擬原電池所形成的閉合回路，通過電子轉移的流動過程和聲響，及兩極不同顏色的Zn2＋離解，H＋析出標示出內外電路所構成的閉合回路，使學生認識原電池本質；最后利用錄像播放不同新型原電池的工作情況，使學生最終形成對原電池比較深刻和全面的理解。
這種多媒體組合教學，可在一定程度上突破學生認識的時空限制，拓寬學生獲取信息的渠道，使學生的視覺、聽覺、觸覺等多種感覺系統參與信息的收集過程，形成教與學的雙向互動，更好地發揮學生思維的想象力和創造性，激發學習興趣，極大地提高學習效率。
（三）計算機個別輔導教學模式
我們目前采用的主要是班級授課制，很難在全班實現個別化教學，而實現個別化教學，又是化學教學由“應試教育”向素質教育轉化的重要途徑。由于CAI的課件，主要強調人機交互功能，因此實現一對一的個別化教學有得天獨厚的條件。
個別輔導模式，主要是用計算機部分地代替教師，按照程序教學的原則，設計不同的層次遞進的教學途徑，學生可根據自己的學習水平，選擇不同的學習程序，提出需要學習的內容；計算機可向學生提問，并對學生的問題進行分析，作出正確與否的判斷，給出高質量的反饋，如遇困難，還可以適當降低學習坡度，使學生循序漸進，得到知識的鞏固和自學能力的提高。個別輔導教學模式，是一種適合自學的個別化教學方式。如果程序設計的分支越多，預想情況越豐富，越能幫助反復學習，克服障礙，共同達到教學目標，優化學習過程。
這種教學模式，雖然主要是以學生為主體，但也不能忽視教師的主導作用；教師不僅要指導學生尋找解決問題的方法，而且要針對學生的實際，精心設計程序，使學生能用最短的時間找到解決問題的途徑，同時也可以幫助學生總結自己的個性特點、學習風格，從而幫助學生形成良好的學習品質和自學方法，真正實現個別化教育的目標。
個別輔導教學模式，由于受CAI課件的限制及學生計算機使用的熟練程度的影響，很難在短時間內得到大范圍的推廣，而現有的軟件局限性又較多，因此可嘗試在選修課教學中，進行小范圍的試點，當課件使用比較成熟時再做推廣應用。
以上我們只對現有的常用教學模式進行了歸類，除此之外，CAI的問題解決、教學游戲及查詢和問話等多種基本模式，在個別化教學的課件中都有所表現，在此我們限于篇幅，不再贅述。
三、計算機輔助教學的實踐和體會
我校開展計算機輔助教學的時間較長，不僅在化學學科，在其它各科教學中，都設計過豐富的CAI課件，這主要源于計算機硬件的配置和得力于一批對軟件開發興趣濃厚的中青年教師群體。這樣一個大的環境也在無形中推動了CAI化學教學的開發和應用。
在CAI化學教學實踐中，我們感到主要是CAI課件設計比較困難。現在市售的課件，模式單一，價格較高，教師個人的教學設計和風格不同，課件使教師選擇余地較小；教師本人又沒有更多時間和精力參與設計程序，而要編程序，難度更大，由此需要有一個CAI教師備課系統，使教師便于選擇、存儲、檢索加工組成課件。
外力對化學反應過程施加各種影響的原理、規律是化學反應動力學的研究目標。研究者通過各種研究，形成反應動力學方程式。反應器的優化與設計均是以該方程式為基礎來開展的[3]。在化學反應動力學研究中應用計算機技術，具體包括了：（一）反應模型的建立。目前此類研究并不少見。像劉小云等經過實驗得出動力學模型，在檢驗后實現了數據與模型間一定程度的相互吻合；D.Klvana等將層流方程與六步動力學模型聯系起來，并實現了計算機技術的成功模擬；（二）對一些反應動力學參數進行運算。如，熊杰明等人在實驗中發現，在應用數值積分法計算動力學參數時準確度較高；若使用微分法計算速率時，因模型和函數間不相契合，則準確度較差；（三）運用模型確定合適的工藝條件。如梅澤民等人已對對峙放熱的最佳溫度進行了分析；角仕云等通過分析生產硫酸中催、氧化反應的適宜溫度，并綜合考量催化劑各項系數的意義，推算出反應中催化劑的溫度公式。很多教材均涉及到通過消元及變量分離，對動力學方程進行簡單的數學處置內容。但因很多動力學方程涉及平行、對峙、連續等一系列的反應，比較復雜。更有一些反應擁有極其復雜的原理、規律。如果對這些復雜的化學反應加以研究、會形成較難求解的微分方程。如果在求解中應用計算機技術，就可以有效的解決這一難題[4]。在很多復雜的化學反應研究領域中，均使用著計算機進行計算模擬。第一，應用計算機對反應中所有物質的濃度改變進行模擬運算。第二，為得出所需物質的飽和度，可計算連續反應的合適時間、實現對反應時間有效把控；第三，為讓化學生成物速率達到最高，可對對峙放熱、平行反應最優溫度加以計算，以有效把控溫度，實現最佳試驗條件。通過對計算數值進行專業模擬，形成數據檔案，有利于合理設計反應器和有效控制化學生產的工藝條件。
二、化學反應工程新領域
（一）計算反應工程
新世紀以來，流體力學、量子力學等基礎研究在飛速發展、并日益成熟起來。這樣就為在反應工程中有效計算機技術奠定了基礎。在分子計算、大尺度集成、操作與過程的模擬、智能化發展等處，都可以看到數學軟件在被廣泛應用的身影。這樣一來，人們得以更加簡捷、有效的對化學反應過程全面、立體的模擬，加快了化學反應工程的發展速度[5]。比如，在對發展經濟中其著重要作用的石油催、裂化領域，應用計算機技術可大大改善研究效果。在工業石油的催、裂化中，人們通過對重質渣油進行化學處理，將其轉化成有經濟價值的輕質油、高辛烷值油。若使用MIP反應器，石油裂化、異構化、脫氫反應可不限于一次。這樣一來，工程試驗的針對性及自由度得以提高，很好的改善了產品的特性及其分布。根據多尺度思路，在幾秒內就可以依據宏觀模型、對實際設備完成各處的顆粒分布。然后，以此作為初始及邊界進行運算、進行細化。該過程主要是用一些層次較低的模型進行模擬的。按照這樣的思路，可進行層層細化，反應器內一切細節得以展示。這樣一來，試驗人員能夠據此更精準對反應器進行放大和設計優化。
（二）向分子反應工程的轉化
技術及計算技術在不斷提高著，使得人們對反應過程的認識逐漸深化。化學設備水平不斷提高，讓研究人員能夠有效觀察到分子、原子；隨之理論水平的不斷提高，也使得人們實現了多尺度的模擬。在化學工程領域，若在分子、原子基礎上，可以使得化學合成及反應過程得以有效構建。而現在，在很多領域已經將該設想化為了現實。同時，該方法論能夠將其與過程強化論有機聯系起來，以最大可能的提高效率，促進了節能減排的發展。此外，若在化學反應工程中運用分子反應工程技術，可以使得前景更為廣闊。
三、結論
化學是研究物質的組成、結構、性質和變化規律的學科。化學學科有的概念、原理、物質的微觀結構較為抽象，因此，傳統的語言文字表述和傳統常規的實驗使學生較難理解。在高中化學教學中，如：不同聚集狀態物質的結構與性質；電解質在水溶液中或熔融狀態下產生自由移動的離子的過程；微觀結構與物質的多樣性；原子核外電子運動；微粒間作用力與物質性質；分子的空間構型；化學平衡和電離平衡；原電池反應原理等理論知識，我們可以借鑒計算機信息技術制作的課件，就能形象直觀地展示分子、原子、離子等微觀的特征和變化的過程，變抽象為直觀。此外，工業采用接觸法制作硫酸流程；工業制硝酸的流程；石油分餾產品；鋼鐵的冶煉，工業合成氨等內容，單一語言表達和掛圖展示，學生的感知認識度不高，此時適當地運用多媒體技術，就能使學生有種身臨其境的感覺，為傳統教學創設了形象性的教學情境。
二、應用計算機信息技術補充傳統實驗方式，提高實驗教學效果
在傳統常規實驗演示中，由于多種因素，有些實驗的過程和現象不顯著，從而直接影響了教學的效果。譬如，分子的擴散、氣體的產生及固體的溶解等現象，學生觀察效果并不明顯。假如把這些實驗的演示通過多媒體投影儀來展示，充分運用它具有的定格、慢放、放大和重播等功能，來幫助學生觀察，學生就能很清晰地看到顏色的變化、沉淀的析出和氣體的產生等現象。再譬如，金屬鈉與水反應實驗，由于反應過程較快，學生不易觀察，同樣可以采用多媒體投影儀來輔助此實驗的演示，使整個反應過程清晰起來。另外，像鋼鐵腐蝕這種現象，需要很長的時間，我們也可以應用計算機信息技術制作課件，來演示這種腐蝕過程。這樣不僅增強了實驗的直觀性，同時也活躍了課堂的教學氣氛，提高了演示的效果，有助于學生觀察能力的培養。
三、應用計算機信息技術輔助傳統實驗方式，增強實驗的環保安全意識
論文關鍵詞：酸堿溶液稀釋，pH的計算方法與規律
稀釋實質：稀釋前后酸或堿的物質的量不變。一般計算公式：C1V1＝C2V2，據此求出稀釋后酸或堿的物質的量的濃度。
一、pH=a酸溶液的稀釋常用規律：
（1）強酸溶液稀釋時將水看作c(H＋)=10－7mol/L的酸，其計算表達式可以表示為：
c(H＋)稀釋=。于是則有：對于pH=a強酸溶液將體積稀釋原來的10n倍時，則所得溶液的pH增大n個單位，即pH=a+n；（注意pH一定小于7）。
（2）對于pH=a弱酸溶液將體積稀釋原來的10n倍時，則所得溶液的pH則滿足如下不等式關系：a＜pH＜a+n；（注意pH一定小于7）。
（3）無限稀釋，不論酸的強弱，因水的電離已是影響pH的主要因素，pH均趨向于7（當pH接近6的時候，再加水稀釋，由水電離提供的不能再忽略，即強酸的濃度接近于10－7mol/L時，無論稀釋多少倍，其pH只能是接近于7，仍要小于7而顯酸性。）。
（4）同體積同pH的強酸和弱酸，同倍稀釋，強酸的pH變化大化學論文化學論文，弱酸的pH變化小。
例1、稀釋下列溶液時，pH值怎樣變化？
（1）10mLpH＝4的鹽酸，稀釋10倍到100mL時，pH＝
（2）pH＝6的稀鹽酸稀釋至1000倍，pH＝
解析：(1)pH＝4，即[H＋]＝1×10－4mol/L，稀釋10倍，即c(H＋)＝1×10－5mol/L，
所以pH＝5。
(2)當強酸、強堿溶液的H＋離子濃度接近水電離出的H＋離子濃度(1×10－7mol/L)時，水電離出的H＋離子濃度就不能忽略不計論文的格式。所以pH＝6的稀鹽酸，稀釋1000倍時：c(H＋)＝(1×10－6＋999×10－7)/1000＝1.009×10－7 mol/L， pH＝6.99，由此可知溶液接近中性而不會是pH＝9。
例2、 常溫下pH=1的兩種一元酸溶液A和B，分別加水1000倍稀釋，其pH與所加水的體積變化如下圖所示，則下列結論中正確的是（ ）
（A）A酸比B酸的電離程度小 （B）B酸比A酸容易電離
（C）B是弱酸，A是強酸 （D）pH=1時，B酸的物質的量濃度比A酸大
解析：如果一元酸是強酸，pH=1時，c(H＋)=1×10－1mol/L，加水稀釋103倍后，此時，c(H＋)=1×10－4mol/L，pH=4。如果是一元弱酸，則1＜pH＜4。從圖上可以看出A酸為強酸而B酸是弱酸。pH=1時，B酸的物質的量濃度比A酸大。所以(C)和(D)正確。
二、pH=a堿溶液的稀釋常用規律：
（1）強堿溶液稀釋時將水看作c(H＋)=10－7mol/L的堿，其計算表達式可以表示為：
c(OH－)稀釋=。于是則有：對于pH=a強堿溶液將體積稀釋到原來的10n倍時，則溶液的pH減小n個單位（最后結果不得小于或等于7）。
（2）對于pH=a弱堿，溶液將體積稀釋到原來的10n倍時，a－n＜pH＜a；
（3）無限稀釋，不論堿的強弱，因水的電離已是影響pH的主要因素，pH均趨向于7（當pH接近8的時候，再加水稀釋，由水電離提供的不能再忽略,即強堿溶液中的［OH－］≤10－8mol/L時化學論文化學論文，則無論稀釋多少倍，其pH只能接近于7，仍大于7而顯堿性）。
（4）同體積同pH的強堿和弱堿，同倍稀釋，強堿的pH變化大，弱堿的pH變化小。
例3、稀釋下列溶液時，pH值怎樣變化？
(1)pH＝11的NaOH溶液稀釋100倍，所得溶液的pH=
(2)pH＝11的NH3H2O溶液稀釋100倍，所得溶液的pH=
(3)pH＝9的NaOH溶液稀釋1000倍，所得溶液的pH= 解析：(1)pH＝11的NaOH溶液稀釋100倍，稀釋后所得溶液中c(OH－)仍以NaOH
溶液中c(OH－)占主導，所以可直接利于規律（1）求得所得溶液的pH為9。
（2）因為NH3H2O溶液為弱電解質，存在電離平衡，可直接利于規律（2）求得所得溶液的pH為：9＜pH＜11。
(3)pH＝9的NaOH溶液稀釋1000倍時，由水電離提供的OH－ 不能忽略，其pH只能接近于7
例4、把1mL0.2mol/L的NaOH加水稀釋成2L溶液，在此溶液中由水電離產生的
OH－，其濃度接近于
（A） 1×10-4 mol/L （B） 1×10-8 mol/L
（C） 1×10-11 mol/L （D） 1×10-10mol/L
解析：溫度不變時，水溶液中氫離子的濃度和氫氧根離子的濃度乘積是一個常數。在酸溶液中氫氧根離子完全由水電離產生，而氫離子則由酸和水共同電離產生。當堿的濃度不是極小的情況下，由堿電離產生的氫氧離子總是遠大于由水電離產生的(常常忽略水電離的部分)，而水電離產生的氫離子和氫氧根離子始終一樣多。所以，堿溶液中的水電離的氫離子的求算通常采用求算氫氧根離子。
稀釋后C(OH－) =（1×10-3L×0.2mol/L）/2L = 1×10-4mol/L,
C(H＋) = 1×10-14/1×10-4 = 1×10-10 mol/L,所以答案可選（D）。
三、同體積同pH的一強和一弱，稀釋到同pH時，體積大小關系
（1）體積相同，pH相同的強酸溶液與弱酸溶液，分別加水稀釋m倍和n倍，稀釋后溶液的pH仍相同，則m與n的關系為m＜n，即弱酸溶液稀釋的倍數大。
（2）體積相同，物質的量濃度相等濃度的強酸溶液與弱酸溶液，分別加水稀釋m倍和n倍，稀釋后溶液的pH仍相同，則m與n的關系為m＞n，即強酸溶液稀釋的倍數大。
同理：強堿溶液與弱堿溶液化學論文化學論文，上述（1）（2）結論仍成立論文的格式。
例5、體積相同，濃度為0.1mol/L的NaOH溶液、氨水，分別加水稀釋m倍和n倍，溶液的pH都變為9，則m與n的關系為（ ）
(A)4m=n (B)m=n(C)m＜n (D)m＞n
解析：若稀釋相同倍數，則稀釋后NaOH溶液和氨水的物質的量濃度相等，但是NaOH溶液的pH大，要使pH相同，則NaOH溶液稀釋的倍數大些，所以m＞n選(D)。
例6、體積相同，pH相同的NaOH溶液、氨水，分別加水稀釋m倍和n倍，稀釋后溶液的pH仍相同，則m與n的關系為（ ）
(A)4m=n(B)m=n (C)m＜n(D)m＞n
解析：體積相同，pH相同的NaOH溶液、氨水若稀釋相同倍數，則稀釋后NaOH
溶液的pH變化大（即減小程度大），而氨水的pH變化小（即減小程度小），因為稀釋過程中氨水的電離程度增大，要使pH相同，則氨水溶液稀釋的倍數大些，所以m＜n選 (C)。
鞏固練習
1 、有兩瓶pH=2的酸溶液，一瓶是強酸，一瓶是弱酸。現只有石蕊試液、酚酞試液、pH試紙和蒸餾水，而沒有其它試劑。簡述如何用最簡便的實驗方法來判別哪瓶是強酸。
2、pH=2的A、B兩種酸溶液各1mL，分別加水稀釋
到1000mL，其溶液的pH與溶液體積（V）的關系如右圖
所示，則下列說法正確的是（ ）
A．A、B兩種酸溶液物質的量濃度一定相等
B．稀釋后A酸溶液酸性比B酸溶液強
C．a=5時，A是弱酸，B是強酸
D．若A、B都是弱酸，則5>a>2
3、常溫下，從pH＝3的弱酸溶液中取出1mL的溶液，加水稀釋到100mL，溶液的pH為_________。
4、相同條件下，等體積、等pH的醋酸溶液和鹽酸分別加水稀釋后，溶液的pH仍相同化學論文化學論文，則所得溶液的體積 （ ）
（A）仍相同（B）醋酸大 （C）鹽酸大 （D）無法判斷
參考答案及提示
1、答案：各取等體積酸溶液用蒸留水稀釋相同倍數（如100倍），然后用pH試紙
分別測其pH，pH變化大的那瓶是強酸。（提示：本題可利用同體積同pH的強酸和
弱酸，同倍稀釋，強酸的pH變化大，弱酸的pH變化小這一規律）
2、答案：（D） （提示：由圖可以看出，A酸稀釋時pH的變化較B酸稀釋時pH的變化明顯，且稀釋后pHA＞pHB，表明A酸的電離程度要比B酸的大，酸性A強于B，故A、B都錯誤。稀釋1000倍后，若A酸溶液的pH從2增大至5，則表示c(H+)減小到原來的1/1000，證明A酸原來就完全電離，所以A是強酸；B酸溶液稀釋后的pH＜5，則表示B未完全電離，所以B是弱酸，故C錯誤）。
3、答案3~5（提示：本題可利用：對于pH=a弱酸溶液將體積稀釋原來的10n倍時，
則所得溶液的pH則滿足如下不等式關系：a＜pH＜a+n）
4、答案：（B）（提示：由于醋酸是弱酸，當稀釋相同倍數時，pH的變化小；若要到相同pH時，必然要體積更大）。
