時間：2022-03-25 06:01:58
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在高中化學任務驅動實驗教學中,教師應注意有效設計任務,問題或任務應貼近學生生活實際,突顯學生課堂主體地位,以促使學生主動融入實驗教學活動中,從而提高實驗教學效率。
第一,發掘化學實驗與生活的完美結合點,優化實驗任務設計。知識源于生活。同樣,化學知識與生活有著千絲萬縷的聯系,引導學生學會運用所學化學知識來解決生活實際問題,這是化學教學的最終目標。同時,由生活現象入手,進行實驗分析與探究,更能夠調動學生課堂參與積極性,激發學生化學學習熱情。因此,在高中化學實驗教學中,教師應依托教材,立足生活,結合學生實際,精心設計任務,讓學生在學習任務的驅動下進行自主實驗探究,從而增強實踐體驗,感受化學實驗樂趣,提高學習興趣,并逐步形成創新意識,學會創造。
如教學“含硫化合物的性質和應用”時,當分析二氧化硫的漂白作用時,教師可要求學生思考:①長時間放置的草帽與報紙為什么會變黃?②在北方市場上,常?？煽匆娡饷娣浅０椎锩鎱s是黃的粉絲與饅頭,里外不一致,其做法是先將粉絲或者饅頭放入一個封閉的容器中,然后放入燃燒著的硫,將其熏一下即可,我們是否可以馬上食用或用來做菜?這樣,由生活現象入手,可激發學生探知欲望,使其進入學習意境。師:這些都與二氧化硫的特殊化學性質“漂白性”有關,它可以用來漂白草編制品、絲、毛、紙漿等。那么有哪些化學實驗可證明二氧化硫的漂白性,要求學生分組討論,設計實驗方案,進行實驗操作,觀察實驗現象,總結實驗結論,而教師可提供有關實驗藥品與儀器,并提示與指導。當教學酸雨知識后,要求學生完成任務:怎樣鑒別二氧化碳與二氧化硫?簡述實驗步驟。
第二,基于社會問題解決的基礎上,優化實驗任務設計。眾所周知,化學在社會生產中有著十分廣泛的應用。同時,社會生產中蘊涵著豐富的化學知識。這就需要學生善于觀察,注意時事,學會發掘大氣污染、水污染等社會熱點問題或生活現象中的化學知識,然后結合實驗教學,優化任務設計,誘導學生探究與實驗,使其積極思考,找出解決方法,從而提高學生分析與解決現實問題的能力。
第三,整合課堂內外,優化實驗任務設計。在課堂教學中,其時間有限,空間有限,若想促進學生全面發展,拓寬學生知識面,教師則需整合課堂內外,將教學拓展延伸至社會生活。
同樣,在高中化學任務驅動實驗教學中,教師也可將教學內容與課外實踐有機結合起來,如設計一些課外探究性實驗活動,要求學生利用多種方式、多種渠道來查閱與收集所需信息資料,然后聯系自己原有知識,結合實際生活,獨立或分組設計較為簡單的化學實驗方案,靈活選擇適宜方法,進行實驗探究,觀察實驗現象,記錄實驗結果,寫好實驗報告,這樣可提高學生動手實踐能力,使其學會綜合運用所學知識進行創造,彰顯個性。例如,教師可要求學生課后進行“污水凈化”的實驗探究,明確實驗要求:分析實驗原理,自選實驗藥品與儀器,自主設計實驗方案與步驟,展開實驗操作,填寫實驗報告,并進行自我評價。
近年來,隨著我國高等教育的快速發展,很多綜合性院校和師范院校都新增了化學工程與工藝專業,使專業性院校的專業多樣化,增加了學校的辦學活力,為地方經濟建設輸送了大批人才。該專業培養德智體全面發展的、掌握化學工程與工藝和高分子材料方面知識、了解化工及高分子材料研究的前沿動態,具有較強工程實踐能力,畢業后能在化工、制藥、材料、能源、煉油、環保等領域從事生產技術管理、工程設計、技術開發、科學研究等方面的應用拓展型高素質人才。要培養適應社會需求的合格化工專業人才,需要有一套適應性和針對性強的課程體系,系統科學的教學內容和先進合理的教學手段,它直接關系到是否能夠實現教學目的和培養目標。①②③④⑤本文對化學工程與工藝專業課程體系與教學內容改革進行了探討。
1 建立科學合理的課程體系
根據化學工程與工藝專業的學科背景和專業實際,在“培養‘大工程’背景下具有扎實理論基礎、較強工程實踐能力和有一定人文素質的工程師和設計師”的總體要求下,根據以往教學實踐,我校先后于2006年和2010年重新修訂完善了化學工程與工藝專業培養方案。結合化學化工學院特色,加厚了理科課程,強化了實踐教學環節,淡化產品背景,拓寬專業面,使學生具有更好的實踐和創新能力,同時適當拓寬了專業口徑,增加了創新學分。加強學生理論知識與生產實際的銜接,使學生具有良好的工程設計能力、扎實的理論基礎、較強的科學研究、科技和產品市場開發能力,適應能力更強,就業面更廣。該方案已從2011級學生開始執行,逐步形成了“以先進的教育理念為引導、以明確的培養目標為定位、以科學的培養方案為核心、以多樣化的培養模式為途徑、以高水平的教學團隊為關鍵、以合理的評價機制為導向、以可靠的質量控制體系為保障”的高等化工教育創新人才培養體系。
該方案設置了以下幾個課程模塊:(1)通識教育平臺:課程包括:中國近代史、思想與鄧小平理論和三個代表思想概論、馬克思主義基本原理、形勢與政策、思想道德修養與法律基礎、國防教育、大學語文、大學英語、計算機基礎、C語言程序設計、大學體育、就業指導、音樂鑒賞、美術鑒賞等課程。(2)學科基礎教育平臺:課程包括:高等數學、概率論與數理統計、大學物理及其實驗、電工學基礎、無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗、工程制圖與CAD、生產認識實習等課程。(3)專業基礎教育平臺:課程包括:物理化學及實驗、化工原理及實驗、化工熱力學、化工儀表及自動化、化工設備機械基礎、化工原理課程設計、化學反應工程基本原理、化工專業實驗、科技寫作、化工過程及設備課程設計、專業英語等課程。(4)專業素養教育平臺:課程包括:無機化工工藝學、有機化工工藝學、精細化工工藝學、化工設計概論、環境工程概論、反應器分析、化工分離工程、化工過程開發與放大、工業催化、工業分析、分離分析技術等。(5)素質拓展平臺:課程包括:高分子化學、化工系統工程、聚合物工藝學、化學工程前沿、非金屬材料概論、儀器分析、儀器分析實驗、計算機在化工中應用、化工安全技術、化工節能原理與技術等。后兩塊內容學生可根據特長、興趣和職業規劃需要選學部分課程。
新修訂的化學工程與工藝專業培養方案特點:(1)教學總時數有所壓縮,總學時由2800學時壓縮到2700學時;(2)口徑拓寬,基礎得到強化;增設了200學時左右的交叉學科方面的素養課,有利于開闊其視野,擴大其知識面,陶冶其情操。(3)實踐實訓課時或學分比例有較大提高;實踐環節主要包括:課程實驗、生產見習、社會調查、課程設計、化工生產單元實訓、生產實習、畢業論文 (設計)等。(4)選修課比例進一步增大。(5)適當增加了創新學分。從大一到大三,學生在教師指導下每年都要完成一篇學年論文,鼓勵學生課外進行發明和創造,其成果經認定后可計創新學分,代替部分素質拓展學分。(6)課程設置更為合理,取消合并部分課程,教學內容更為精煉,聯系更為密切,課程體系適應面更寬,有利于個性化發展。
新大綱明確了工程技術應用和計算機技術應用兩條知識主線:第一條課程主線包括工程制圖及CAD化工原理與課程設計認識實習機械設備基礎化工儀表與自動化化學反應工程化工熱力學生產實習化工工藝化工設計化工專業實驗化工生產單元實訓化工設計實驗畢業設計;第二條課程主線包括計算機技術基礎化工單元操作計算機高級語言計算機在化工中的應用專業素養拓展課仿真培訓模擬生產實習化工系統工程畢業設計。
2 人才培養模式
在多次對培養方案進行修訂的同時,我們對培養模式也在不斷進行改革探索。原來為統一培養模式,改為“2+2”培養模式,即前兩年按專業大類培養,后兩年分專業培養,以后又改為“2+1+1”培養模式,即前兩年按專業大類培養,主要學習通識教育模塊和學科基礎模塊內容,第三年學習專業基礎和專業素養模塊內容,第四年學生根據自己的特長和愛好選學專業素質拓展課程,在四年級下學期集中精力作畢業設計和畢業論文。實踐能力和創新能力培養,分散在四年中完成,交叉學科內容和教育理論與實踐內容,學生可根據自己實際情況安插分散在前三年完成。通過不同層次的培養,調動了學生學習的積極性,使其特長得到充分發揮,擴大了學生的就業面,提高了就業層次。
3 教學內容的改革
新培養方案的指導思想之一就是適當壓縮教學時數,還更多的空間于學生,使學生能夠發揮自己的特長,充分施展自己的才能,根據個人興趣和職業發展規劃自主學習。因此,在教學內容的安排上,應綜合考慮,均衡發展,精選課堂教學內容,盡可能提高課堂知識容量,提高課堂有效時間。明確各門課程內容、教學目的和相互聯系,消除不同課程內容重復疊加現象,增加一些新理論和生產新技術內容。如無機化學課程只講元素部分,幾大平衡放在分析化學??來講,熱力學放在物理化學中講,溶液理論在物理化學中已講過,在化工原理中只簡單提一下,不做詳細講述,均相雙組分混合體系的分離技術與理論在化工原理課程中詳講,在化工分離工程中只講多組分體系的分離過程,化工設計內容放在化工設計概論課程講,在化工原理課程中只作簡單介紹,其練習放在化工課程設計中來完成,精簡化工工藝課程,無機和有機工藝各選1個有代表性的工藝來講授;增設化學反應器分析、工程制圖與CAD、計算機在化工中應用、化學工程前言、化工技術經濟、化工節能原理與技術等新課程。取消專業英語課程,將專業英語內容融入到雙語教學中,提高學生的英語應用水平;取消文獻檢索課程,將其內容并入到科技寫作課程;將化學反應工程學拆分為化學反應工程基本原理和化學反應器分析兩門課程,后者作為方向選修課,等等。
1安排合理的實驗教學內容,培養創新人才
我們十分重視理論課與實驗課的銜接,努力使理論教學內容和實驗教學內容融會貫通[2]。酶的功能和活性測定是教學難點,僅課堂講授很難讓學生理解并接受新知識,我們將堿性磷酸酶的分離純化和活性測定研究課題分解成一些小課題,如堿性磷酸酶的概況,機械法分碎動物材料的方法,等電點沉淀、中性鹽沉淀和有機溶劑變性去除雜蛋白,透析法去除有機溶劑,分光光度法側提取蛋白含量,磷酸苯二鈉比色法側酶比活性,讓學生根據這些課題完成設計性實驗,在實驗課堂,以本組為單位對本組研究方案進行討論,對基本實驗方法進行實施,并對結果進行評價,從而能夠幫助學生深入理解酶學知識點,解決學習中的難點。理論和實驗相結合,不僅培養學生獲得知識的能力,引領學生如何去思考,如何進行科研實驗設計,而且通過介紹重要的生物化學期刊、網站,擴展學習途徑,深刻領會科學研究的方法和分析問題的方式,使學生學會如何查詢、收集、分析和綜合資料。
2緊跟科學發展前沿,豐富教學內容
針對教材的更新遠遠趕不上生物化學發展速度的現狀,除了介紹生物化學的基礎知識外,我們還將與教學內容有關的科學前沿引入教學,根據教學內容設置問題。在引起學生好奇心和思考的同時,激發學生的求知欲和學習興趣[3,4]。例如,在學習RNA的種類、分布和功能時,RNA包括rRNA,tR-NA,snRNA,snoRNA,scRNA和microRNA等多種已知功能的RNA,還包括未知功能的RNA。著重講述rRNA、mRNA和tRNA結構與功能時,還要介紹snmRNAs,從RNA的結構上多樣性,提出RNA的功能是不是也應該是多樣的?從而講述RNA在多樣性的功能,在這方面應該不亞于蛋白質[5],同時介紹在科研中經常應用RNAi技術。我們還以《核酶抗肝炎病毒的研究》和《RNA和腫瘤關系》為題目,引導學生在課外自行查閱文獻資料學習RNA的功能,并對學習效果進行考核,完善對RNA概念的認識。在講述DNA二級結構時,重點學習DNA的雙螺旋結構,又對DNA的雙螺旋多樣性、三鏈DNA分子、四鏈DNA分子進行介紹,了解為什么會選擇雙螺旋結構?什么是反基因技術?再對提出的問題進行講解?？茖W前沿與教學相結合,不僅極大地豐富了教學內容,而且有利于教學方法的改革和教學效果的提高。同時,緊跟科技前沿的發展動態,將新知識和新科技轉化到生化教學內容中,形成了理論水平高、實用性強、特色鮮明的日常課堂教學內容,取得了顯著效果。
3對七年制學生實施雙語教學
七年制醫學專業對外語的要求比較高,開展雙語教學是為了滿足這一要求,而語言能力的培養需要日積月累,在實踐中不斷提高。生物化學歷來是醫學院基礎課程,其重要性不言而喻,實施雙語教學,是為了讓學生用英語理解生物化學基礎知識,提高學生專業外語水平。對于老師和學生來說,老師要努力地開展教學,學生也應該認識到雙語教學的必要性,積極主動地學習。而對于生物化學這門較難學的課程,我們認為中英文的使用要適當,也不宜完全用全英文授課,一方面該課程開設較早,大多數學生的英文水平有限,另外該課程學習難度較大,如果不能很好理解所學內容,必將影響學生學習興趣和隨后課程的學習。同時,老師的英語運用和發音很難達到外國教師的水平。我們的方法是嚴格以查錫良主編的《生物化學》(人民衛生出版社)為中文教材[6],將講授的內容分重點掌握、掌握、了解三部分,按教學大綱編寫英文概要,把要講授的內容按章、節標題,節以下的大小標題翻譯成英文,學生可以邊聽課邊參考概要。教學課件全部采用英文PPT,PPT制作緊扣教學大綱,重點內容力求詳盡,盡量采用圖表來闡述,圖的信息量既豐富又直觀,可以把生物化學抽象的問題變得生動易于理解,此外,還適當用一些3D和Flash動畫闡述復雜的化學結構和反應過程。對于重點內容或重點概念常常是用中文講一遍,再把中文內容用英文講解一遍,既深化了教學內容,又提高了學生的專業外語水平。對于采用這種雙語教學模式,學生調查問卷顯示:認為雙語教學對學習專業外語有幫助的占60%,覺得老師上課外語使用量適中的占75%,希望英語少一些的占15%,希望英語多一點的占20%,贊同雙語教學的占85%,感到學習有困難的15%,可見還有一部分學生對雙語教學不太認同。有的學生覺得開始學習時有一些吃力,隨著學習深入,反而激發了他們的學習興趣、求知動力和敢于挑戰自我的探索精神,最終逐步推進教學方法的改進,提高教學質量。
4以科研求發展,促進教學水平的提高
21世紀是生命科學的世紀,生物化學課程是生命科學領域重要的基礎學科和前沿學科,也是大學醫學專業的主干課程。教師在教學過程中,除了系統性地講述生物化學專業知識外,還要融入最新的科研成果和熱點科學問題,幫助同學們熟悉國內外科研進展的最新情況,引導學生對自己感興趣的問題進行延伸。高水平的科研成果是支撐和提高教師教學水平的重要基礎[7]。尤其是近幾年,我們學校組織了一批資深和新近回國的青年學者為本科生授課,對學生進行科研思想和英語讀說滲透,通過教學與科研相結合的教學模式,開闊了學生的眼界,激發了學生的學習樂趣,挖掘了其創新、創造的潛能,這對學生的學習和就業都帶來不可低估的影響。以科研促教學,既促進了師資隊伍學術水平和教學水平的提高,又在創新性實踐人才培養中發揮了不可替代的作用,為醫學類專業人才培養提供了重要的支撐作用,直接提高了專業人才的社會競爭力。綜上所述,我們從教學內容精心準備,采用多種先進和有效的教學方法,如啟 發式、問題探究式、雙語教學等方面闡述我們在生物化學教學方面的初步改革和探討。作為一名好教師,我們覺得,我們應該具有高度的敬業精神,對生化內容有深入了解,細心引導和教導學生如何學習、研究和發展生化理論。還要有講課的藝術,講話要生動并具有感染力,也要講授深刻到位,為培養高素質科學人才做貢獻。
摘要:中學化學中的創新教育不是去開拓和創新未知的知識和知識體系,而是創設一定條件和氛圍,引導、啟發學生去模擬、探究原科學家的實踐活動過程,發現“新”現象,通過聯想、判斷、推理和綜合分析,歸納出物質呈現如此現象的本質和規律,這就是中學化學教學中的創新教育。
關鍵詞:創新思維、創新能力
隨著二十一世紀的到來,人類正進入一個新的經濟時代——知識經濟時代,能否接受未來知識經濟的挑戰,關鍵在于能否培養出大批具有知識創新和技術創新的人才。中共中央、國務院頒布的《關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》就強調了實施“素質教育”要“以培養學生創新精神和實踐能力為重點”?？梢姟皠撔陆逃迸c“素質教育”是一致的,而且能推動“素質教育”的發展。中學的基礎知識教學,特別是理科教學,是對前人研究、發現所積累的基礎自然科學知識成果的傳播再現,不具有首創性?；瘜W是未來世紀的中心學科,如何發揮化學教育的優勢,對學生進行創新素質的培養,培養二十一世紀所需高素質創新人才是廣大化學教育工作者探討的重要課題之一。
中學化學中的創新教育不是去開拓和創新未知的知識和知識體系,而是創設一定條件和氛圍,引導、啟發學生去模擬、探究原科學家的實踐活動過程,發現“新”現象,通過聯想、判斷、推理和綜合分析,歸納出物質呈現如此現象的本質和規律,這就是中學化學教學中的創新教育。
本文重點談談創新思維和創新能力的培養。
如何培養創新思維呢?首先要有良好的學習心態,有強烈的求知欲,對化學現象能產生強烈的好奇,這是一切創新的基礎。愛因斯坦說過,他沒有特別的天賦,只有強烈的好奇心。在人類認識史上,正是個別人對事物或某種現象產生了好奇感、驚奇感,從而導致了重大的發明創造。
化學與我們的生活息息相關,各種與化學有關的現象隨處可見。用磚砌墻和貼瓷磚時,先要將磚和瓷磚用水濕潤;新買的鋁鍋,燒過自來水后有黑色斑點;經常雷雨交加的地方禾苗長得很茂盛,這些奇妙的現象激起學生的好奇心后,就能促使他們去學習掌握水泥、鋁和氮氣的性質。
我們也會遇到一些奇特的實驗現象。例如:一鋁制的盛飲料的易拉罐內充滿CO2氣體,然后往罐內注入適量NaOH溶液,立即用膠布將罐口密封,反應一段時間后可能會出現什么現象呢?首先,易拉罐“內凹變癟”,接著“癟了的罐重新又鼓起來”。對于前面的現象一般很容易解釋。這是因為學生很容易從固有的思維定勢出發,即分析物質發生變化時,只從加入的物質來考慮,只分析NaOH溶液與 CO2的反應,就能得出易拉罐“內凹變癟”的現象。為什么會出現后面的現象呢?深入思考,不難得出這是因為容器本身“鋁”與氫氧化鈉溶液也會發生反應。
對這些現象的好奇,能使學生的情緒亢奮、激動,從而在白熱化的思維之中,迸發出創新的火花。
其次,在學生良好的心理基礎上,老師們應該恰當質疑。古人云:“疑者覺悟,覺悟之機也;一番覺悟,一番長進”?？茖W研究、探索活動尤其需要質疑。疑而啟思,疑而生變。在教師的質疑中,學生不是以一種被動接受的閉合的思維方式參與到認識過程中,而是主動地以開放式思維去解疑。質疑,實際上構成了從一般性思維發展到創造性思維鏈上的關節點。
質疑時,常以“原理型”為主。學生掌握某種化學原理后,教師提出有發展性應用型的疑問,進一步拓展學生的創新思維,去解決實際問題。教師在進行萃取操作教學時,講述了要將分液漏斗倒轉過來進行振蕩的原理后,可向同學們質疑:當兩種互不相溶的溶液發生反應時,應怎樣才能使兩溶液反應充分?在復習完氨氣的噴泉實驗后,學生可以思考:Cl2、CO2在NaOH溶液中、乙烯在溴水中、SO2在酸性KMnO4溶液中能否形成噴泉。通過這樣的質疑和解疑,學生將避免解決問題途徑的單一性,而是多角度、多方法去解決問題。即從慣常的思維方式上升到創造性思維方式。
要學生學會這種思維并引導自己進行創新思維,教師要充分調動學生經常作這方面的訓練,如一題多解、一題多變、多題一解等,這些都是培養學生發散思維的良好途徑;同時要鼓勵學生提出不同意見,對學生解題有創新的,即使在萌芽狀態,都要積極扶持,千萬不能有意無意的撲滅在中國學習聯盟腦中冒起的各種神奇的創新性的火花;考試也應鼓勵創新,凡有新穎解法和獨特見解,即使答案不完整,不全面,有不準確之處也應酌情給高分。這樣不僅拓寬了學生的思維,而且能求異,達到創新的境地。
在一切的創造發明活動中,創新思維是基礎,而創新能力是核心。怎樣培養創新能力呢?
這里談談想象能力、觀察能力和創新實踐能力的培養。
愛因斯坦講過:“想象力比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力概括著世界上一切,推動著進步,并且是知識進化的源泉”。想象能力對于學生形成創新能力具有積極的作用。
培養想象能力,要學會聯想。講到CH4氣體燃燒的焰色時,要聯想到H2、CO氣體燃燒的火焰也是淡藍色;講到CH4氣體的實驗室制取時,聯想到用這套裝置還可以制O2,NH3氣體;講到硬水的軟化時,想到水壺為什么易起水垢;講到濃硫酸的強腐蝕性時,想到皮膚沾了濃硫酸時,應該怎么處理。
培養想象能力,還要大膽的猜想、幻想,甚至異想天開。例如講到N2的結構和性質時,假設N2不存在氮的化學鍵,N2變得非常活潑,世界將會變成怎樣?對這種意想不到的想象,老師要及時加以肯定、稱贊,愛因斯坦說:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要”。
創新觀察能力、創新實踐能力也是形成創新能力的重要部分。觀察是一切知識的門戶,周密、精確和系統的觀察是一切科學實驗、科學新發現的基礎。實踐能力是將創意付之實現的精心設計,是創意與創新的橋梁?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科,培養這兩方面能力,要加強課堂實驗的教學。實驗時,同學們要從實驗現象、實驗操作等不同視角,仔細觀察,善于發現共同現象和不同現象,形成良好的觀察習慣。在平時教學過程中,要充分利用化學實驗或其它直觀條件激發學生的觀察興趣,引導學生掌握基本的觀察方法,把觀察和思維緊密地結合起來,使學生養成良好的觀察習慣。如在引導學生觀察實驗儀器時,要求學生弄清實驗儀器的各結構名稱、使用方法與使用條件;觀察實驗現象時,要求學生從整體到局部,從靜到動,從反應物到生成物的狀態,要弄清觀察對象的主要特征及變化情況,引導學 生從化學現象中發現問題、提出問題、分析問題和解決問題。同時,教師要在實驗時留有“空白”和“開發區”,引導學生去發現,去創新,鍛煉自己的創新實踐能力?，F行化學教材中的一些演示實驗和學生實驗,主要是作為驗證化學知識的手段,幫助學生理解和鞏固化學知識,對發展學生的創新能力不能起到良好的促進作用。為了培養和提高學生的創新能力,我們在教學過程中還必須加強實驗教學,注重對學生進行改進實驗、設計實驗等方面的指導。
演示實驗是化學教學中經常運用的教學形式,它生動、簡捷、有效,是培養學生的觀察力、思維能力和動手操作能力最好的教學手段之一。我們在平時實施演示實驗教學過程中,將教材中的演示實驗分為三種形式教學:(1)對于重要實驗,教師演示、學生觀察分析得出結論;(2)對一些要求不高的實驗,可對學生開放實驗室,要求學生設計或改進后上臺演示;(3)對一些難度較大,要求較高,現象又不太明顯的實驗,教師先進行演示,讓學生在觀察中提出問題,讓學生討論分析實驗的缺陷在哪里,使學生始終處于探究的思維狀態,進而改進實驗。
例如,在進行“氯氣實驗室制法”的演示實驗教學時,學生弄清楚了實驗裝置設計程序(發生裝置凈化裝置收集裝置驗證裝置尾氣處理裝置等),理解了控制反應條件,對比試驗等實驗方法,我先讓學生觀看本節8頁的裝置圖示,再讓學生思考:(1)該裝置是否能收集到純凈干燥的Cl2?(2)添加哪些儀器和試劑可收集到純凈而干燥的Cl2?(3)如何驗證Cl2的漂白性?不一會有的提出“濃鹽酸易揮發,氣體中氣有HCl氣體和水蒸氣?！庇械恼J為:“排空氣法收集Cl2容易混空氣”。有的說:“難以確定收集滿否”等等。學生各抒己見,有的要求上臺進行演示。第一次實驗課對學生進行創新教育,有助于培養學生的良好的學習習慣,創新意識和創新精神。在后面學習HCl、SO2、NH3、CH4、CH2=CH2等氣體的制法時,學生都能舉一反三,觸類旁通。
又如我們在演示高中化學(必修)第一冊第79頁[實驗3—5]時,由于生成的SO2具有刺激性氣味而影響課堂氣氛。我們趁機誘導學生思考:如何克服這一缺陷?學生積極思維,設計改進了多種切實可行的實驗方案。有的說在試管口放一團用氫氧化鈉溶液浸泡過的棉花;有位學生設計了用“W”型試管組裝的實驗裝置,在演示濃硝酸與銅反應時也被我們采用。
而設計性實驗是對學生思維能力的高層次要求,它要求學生運用所學知識和一定的實驗技能,通過分析、綜合、推理、聯想、想象等多種思維活動設計出實驗的具體方案,并用實驗加以驗證。如指導學生設計實驗組合裝置,組織環保小組測定水體污染等課外實驗,能讓學生親自嘗試創新思維和能力的飛躍,對激發學生學習興趣,提高學生學習的主動性和自覺性,培養學生學習的合作意識,開發學生的創新能力可以獲得意想不到的效果。
創新教育是“三個面向”的需要,我們要轉變教育觀念,在教學中注重培養學生的創新思維和創新能力,培養創新意識和創新精神。在不久的將來一定會涌現出許許多多的創新型人才。
《化學工程基礎》課程是一門工程學科,要求學生要具有良好的數學、物理基礎,思維嚴密,邏輯性強,并具備良好的綜合分析能力,因而學習難度較大[1];另外《化學工程基礎》也是一門實踐性很強的課程,學生在接觸本課程前,基本上是沒有接觸過化工生產實際的,對設備和生產流程缺少感性認識。雖然有課程實習,但由于實習學時和實習經費的制約,不可能去很多企業參觀學習,一個企業也不可能包含所有的單元操作,從而使學生對化學工程的認識缺乏[2]。對此,為了提高教學質量,達到較好的教學效果,本文將從以下幾個方面談談自己的一些體會。
1合理安排教學內容
《化學工程基礎》課程包括三部分內容:化工單元操作、基本反應器和典型化學工藝,濃縮了化工學科中化工原理、化學反應工程和化學工藝學3大課程的基本知識。內容繁多,涉及的知識面廣,而教學學時數有限(50學時),內容與時間之間產生了矛盾。另外農業院校的學生學習工科課程有一定的難度[3],而且從學生考研究生角度來看,大多數學校相關專業的研究生入學考試不考化工基礎而是考化工原理。為此我們對教學內容進行了一定的調整,達到少而精的目的,我們在教學中重點講解化工單元操作內容:如流體流動與輸送、傳熱、吸收、精餾等,而這些單元操作恰恰又是學生考研的主要內容。
同時,對于一些主要內容,我們還會安排專門的習題、例題討論課,還會給學生布置一些課后作業,通過做習題可以使學生牢固地掌握>:請記住我站域名/
2豐富教學手段
對于《化工基礎》課程的課堂教學環節,考慮到這是一門實踐性很強的課程,如果還采用“書本加黑板”的傳統教學方法,就會導致教學效率不高,教學效果欠佳。為此,我們在課堂教學過程中,采用多媒體教學,大量引用圖片、設備模型、投影、動畫等直觀教學方式,幫助學生深人理解單元操作過程的原理,形象直觀地了解和掌握設備原理與結構,既培養學生的學習興趣,又加深學生的理解和記憶。每一章內容在講授前會先讓學生了解本章的主要內容,讓大家先做到心中有數,然后再展開具體的介紹,而在每一章內容講解完以后,又會與學生一起共同討論總結,引導同學們在理解的基礎上活記,抓住事物的內在聯系進行比較記憶。為了避免給學生造成這門課程知識離散、內容支離破碎、雜亂而不成體系的現象,在教學中加強各章、節內容之間的銜接,同時也指出其差異。
另外,我們在教學的過程中不忘聯系生活實際,采用聯想教學的手段。我們根據所學內容,巧取生活中的素材進行聯想,把學生引入到實際生活中去,培養學生用化學的眼光來觀察世界,用化學科學來實踐生活,在生活實際中學習知識[4]。事實證明,在教學中聯想生活常識,無形當中就拉近了課本知識與實踐的距離,讓學生真正認識到了知識的重要性。通過聯想生活常識教學,不僅使學生掌握了理論知識,而且培養了學生運用知識的能力,同時也培養了學生的創新思維能力[5]。
3創新實習方式
對于化工生產企業來說,為了確保生產的正常運行,一般不允許學生在較短的實習期間內進行實際操作。在很多情況下學生是以參觀與聽課的形式學習,也就導致了很多學生會出現走馬觀花,應付了事的實習態度,實習效果不好。這樣一來,學生感到乏味,缺乏積極性和主動性,實習質量不高。對此,我們在安排學生去工廠實習之前,先安排他們到一個中試基地(目前已經不再作為中試基地使用了,僅供學生實習使用)去體驗,讓學生親自嘗試一些簡單的操作,這樣學生就有了一定的感性認識,使其動手能力和應變能力得到一定程度的鍛煉和提高。
另外,我們還利用一些仿真軟件幫助學生在實習之前將理論知識和生產實際聯系起來,學生一旦真正到了生產現場,就會很快適應生產環境,進入學習狀態,學生對實習的積極性和主動性也就明顯提高了。
4結束語
綜上所述,對于化學工程基礎教學,必須首先明確教學目的、合理安排教學內容、豐富教學手段、創新實習方式,激發學生的學習興趣,這樣才能使學生在學習過程中逐步培養分析問題、解決問題和自主學習的能力,達到事半功倍的效果。
我國高中化學實驗教學存在的上述問題,不僅嚴重影響了實驗教學的質量,還大大制約了學生的全面發展.因此,我們必須進行實驗創新式教學的研究,改善化學實驗教學模式的現狀,培養學生的創新思維.教師可以趣味性啟發學生、以模仿性鍛煉學生、以操作性培養學生、鼓勵探索式創新實驗,這樣才能改變高中化學教學的現狀,提高學生的實驗能力,培養學生的創新思維.
1.以趣味性啟發學生
趣味實驗不僅操作簡便,而且能夠喚起學生的學習熱情,激發學生的學習動力.教師在實驗教學中應當積極引進趣味實驗,以實驗的趣味性來啟發學生思考.首先,教師可以將教材中單調的演示實驗進行改革,增加實驗的趣味性.其次,教師可以以趣味實驗代替教材中的文字敘述,以生動形象的描述來加深學生的記憶.最后,教師還可以將有趣的化學知識引入到日常生活中,以趣味實驗來幫助學生掌握化學知識,激發學生的興趣.
2.以模仿性鍛煉學生
模仿不僅是學習的主要方式,更是科學實驗的開始.化學實驗教學中最主要的教學模式就是模仿實驗,以教師演示、學生模仿為主要方式,幫助學生培養動手能力.在模仿實驗中,教師不僅要幫助學生掌握操作要領,還要幫助學生了解選擇具體操作方式的原因.教師應當幫助學生知其然,更要幫助學生知其所以然,這樣才能鍛煉學生的思維能力與操作能力.教師在演示實驗中應當做到操作規范、步驟清晰,幫助學生掌握扎實的操作要領,為今后的探索式實驗打下堅實基礎.
3.以操作性培養學生
當學生掌握基本的操作要領之后,教師便可以引導學生進行獨立實驗.學生刻意在教師的指導下,設計實驗目的、實驗方式、進行實驗策劃,進行邏輯思維的鍛煉.教師應當指導學生以規范的操作、合理的目標來進行實驗操作,引導學生的邏輯思維的正確發展.在這個過程中,教師應當多鼓勵學生,幫助學生打下創造性思維的基礎.這樣學生就由經驗型的思維轉化為理論性的思維,化學實驗教學的目的也就得以初步實現.
4.鼓勵探索式創新實驗
探索實驗是實驗教學中較高層次的實驗,探索式實驗可以鍛煉學生的邏輯思維能力,幫助學生進行歸納和總結,讓學生體會從提出問題到解決問題的全部過程.這種探索式的學習不僅能夠大大激發學生的興趣,還能幫助學生養成良好的邏輯思維能力,培養學生的創造性.教師在這個過程中應當扮演指導者的角色,引導學生的思維方向,啟發學生進行科學探索.高中化學實驗是化學科學形成和發展的基礎,是檢驗化學科學知識真理性的標準;是化學教學中學生獲取化學經驗知識和檢驗化學知識的重要媒體和手段,是提高學生科學素質的重要內容和途徑.我們應該加強此方面的創新教學,為國家培養更合格的人才.
化學習題教學，主要是指化學教學過程中所進行的例題講解、習題處理和作業題、試題評講等教學活動，它是化學教學的重要組成部分，是概念、性質、公式和原理教學的延續和深化，是達到教學目的，使學生掌握“三基”，培養和提高能力的重要環節。如何充分發揮化學習題的功效，開拓思維，培養能力，這是一個值得深入探討的問題。下面筆者談幾點教學體會：
一、精選習題，示范講解，充分發揮例題的作用
例題教學不僅有助于學生理順解題思路，復習鞏固知識和明確解題規范，更重要的是可以培養學生多方面的能力，但由于課堂時空有限，化學習題類型繁多，不可能面面俱到。為此，教師必須對例題進行篩選，精選典型的、具有普遍指導意義的習題作范題，從方法步驟著眼，從解題思路入手，注意引導學生認真分析題意，弄清要求和條件，找出例題所涉及的知識點，以及要求解答的問題與已知條件的關系，抓住解題關鍵，形成正確的解題思路和方案，并適當列出解題格式、要點和注意事項，使學生從解題思路、方法、層次和規范要求等方面受到啟發。通過對典型例題的剖析，不僅可以收到以題及類舉一反三、的效果，更重要地是可以達到明確概念、掌握方法、啟迪思路、培養能力的目的。
二、選好習題，組織訓練，培養思維能力
習題練習不僅有助于學生理解知識間的縱橫關系，掌握知識的系統性，而且有助于學生掌握題型，開拓思路，熟悉解法，培養學生運用知識去解決問題的能力，同時還能及時反饋學生在知識和能力上的缺陷，是診斷學生學習困難的重要手段。因此教師必須加強習題訓練，但不能將學生引入“題海戰術”，這就要求學生的練習要“少而精”，教師必須對習題進行精選，選擇具有啟發性、典型性、規律性和針對性的習題，采用“多變、多析、多問、多解”的導向法組織學生練習，鼓勵學生一題多解，多角度、多層次分析問題，進而達到培養學生思維能力的目的。
三、加強解后評析，注重思路啟迪，提高解題效率
習題解后的評析，不僅能及時清理學生的解題思路，引導學生反思解題過程。同時對訓練思維，提高分析問題、解決問題的能力，有特殊的功效。解后評析可采勸一題一評析”的策略，可先讓一位學生匯報結果或上講臺作解答，并要求其作適當的講解，然后師生共同分析、討論，鼓勵學生提出不同見解，補充不同的解法，但絕不能將習題的評析變成“就題論題”，而應該引導學生深化習題，挖掘習題內涵，進一步拓寬知識，做到融會貫通。方法可采用“一題多解”、“變題討論”、“錯例分析”等。通過評析溝通知識間的內在聯系，把知識講活，從而達到培養思維變通性、創造性，開拓學生解題思路，提高解題效率的目的。
四、加強解題小結，注意學法指導
良好的學習方法是獲取知識的重要手段。在練習和評析中注意多角度分析問題，培養學生的比較、分析、綜合、歸納能力，指導學生總結習題所涉及的知識點，并使之系統化，同時對題目類型，解題步驟進行歸納小結，總結解題常用方法、解題的一般規律、應注意的事項、容易出現的問題等，并在掌握常規思路和方法的基礎上，啟發新思路，探索巧解、速解、一題多解的新途徑、新方法，并做出小結論，讓學生明確或記憶，這樣可使學生解題經驗集少成多，開闊視野，少走彎路，提高解題速度。
五、習題教學中幾點注意事項
1．習題要“少而精”
“少而精”的習題是習題教學成功的關鍵?；瘜W習題類型繁多，學生手中的習題資料也品種不一，如果面面顧及，勢必將學生引入“題海戰術”，為此，教師必須精選知識覆蓋面廣、典型的習題組織練習與剖析，從中引導學生掌握方法，以達觸類旁通之功效。
2．要啟發討論
練習評析積極啟發討論，這是習題教學成功的保證。教師在教學中的作用在于啟發、引導學生學會觀察、分析和總結，教師根據學生練習返饋的信息，積極組織學生討論，適時啟發點撥，幫助學生實現知識的轉化。
3．傳授方法與培養能力并重
培養能力、傳授方法是習題教學的目的。習題教學不能只著眼于解幾道習題，而要著重于培養學生分析問題、解決問題的能力，教會學生總結解題規律，掌握解題思路和方法。為此，教師應多方設法，調動學生的能動性，通過習題的講、練、評、議，啟迪思路，傳授方法，培養能力。
總之，正確認識習題教學，運用科學的方法組織教學，不僅能鞏固知識，培養解題技巧，提高思維能力，還能提高學生學習化學的興趣，培養學生的化學能力，深受學生歡迎。
20世紀60年代,美國心理學家、教育家布魯納提出了“螺旋式課程”理論。所謂螺旋式課程指根據某一學科知識的“概念結構”,以促進學生認知能力發展為目的的一種課程設計,學科知識在課程中呈螺旋式上升的態勢。布魯納認為:兒童的認知具有階段性,處于不同發展階段的兒童,思維水平、思維方式與思維特征有顯著差異,而處于同一發展階段的兒童則具有較為明顯的一致性。與此相適應,學生有效的學習就需要經歷不同的階段,要為處于每一發展階段的學生提供相應階段的課程內容。布魯納一方面堅持學科結構的理論,另一方面堅持兒童可教的觀點,這兩者結合就產生了課程編寫的螺旋型模式。
一、高中化學的螺旋式特征及其教學困境
(一)高中化學螺旋式特征
螺旋式是階段性、連續性和發展性的體現,符合學生的認知特點。高中化學教材編寫在初中化學的基礎上,堅持“學科結構”的原則,化學必修1與必修2形成了較為完整的知識結構體系,高中化學新課程的基礎性主要由必修化學課程來體現。而選修模塊是在必修的基礎上,考慮到學生個性發展的多樣化需要,讓不同學生根據自己的興趣愛好進行選擇,體現了高中化學新課程的選擇性。高中化學必修與化學選修共同構成了完整的學科結構體系,而這個學科體系是在初中、必修兩個學科結構體系基礎上螺旋式發展形成的,體現了課程的階段性、連續性和發展性。
(二)高中化學教學的困境
螺旋式課程的一個弊端是課程內容過于寬泛又缺乏深度,一英里寬,一英寸深[1]。螺旋式課程以學生為中心,從學生的身心發展需要出發,但一英寸深,一英里寬的知識,給教學帶來了一定的麻煩。螺旋式課程強調了學的需要,符合學生認識規律和心理特征,但前后知識之間時間跨度大,對教學效果考慮不足。以往的化學課程更多的是具有直線型課程的特征,而高中化學新課程更多地具有螺旋式課程的特征。
新課程實施以來,一些教師不能準確領悟化學新課程標準,在教學上對知識的難度、深度控制失當,必修教學中試圖一步到位,對知識、能力的要求接近高考要求,造成學生學習上的被動與困難,在選修教學時又常常是炒冷飯,更加劇了學生的學習障礙。因此,高中化學教學中出現“高一的課像高三,高三的課像高一”的怪現象。不恰當的教學定位也造成課時不足,科學探究無法保證,學生自主學習能力、問題解決能力和科學素養的培養成為空談。部分教師忽視了高中化學各章節之間的聯系,缺少必修模塊和選修模塊的銜接,造成學生學習化學缺乏條理性、系統性,學生認為化學知識雜亂無章,導致學生的學習興趣下降。因此,做好高中化學模塊教學的定位及各模塊銜接教學可以有效破解這一困境。
二、高中化學螺旋式課程銜接教學的內涵
(一)銜接教學的實質
“銜接”本意指事物首尾相連。“銜接教學”指兩個相鄰的教育階段之間在教學方面的相互連接,即化學必修模塊和選修模塊的相互連接。高中化學螺旋式課程的銜接教學是指對高中化學各模塊的知識內容、能力要求結合課程標準進行全面整合,規劃出適宜學生發展的各階段內容和能力水平,適宜教師教學的各階段的操作方法和模式,為學生形成良好的化學學科素養提供有效的學習機制。高中化學螺旋式課程的銜接教學不僅是指模塊內和模塊間知識上的銜接,還有學生學習能力上的銜接,更是學習機制上的銜接。
(二)銜接教學的原則
銜接教學需遵循“循序漸進”原則?！把驖u進”是指遵循事物的發展變化規律,經歷一個由簡單到復雜、從低級到高級的認識過程。循序漸進教學原則中的“序”既指學科的邏輯系統,又指學生認識能力的發展順序,還指范圍上的從窄到寬、深度上的從易到難?！把驖u進”的教學符合學生的認知特點,是基于學生“最近發展區”而實施的教學活動。螺旋式課程“由淺入深,由易到難,循序漸進,螺旋上升”的編排原則,符合知識間內在聯系和兒童的認知規律。但要把課程編排意圖在教學實踐中體現出來,教學必須遵循“循序漸進”原則。不同模塊的教學目標有差異,在知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀等方面有不同的層次要求,在教學中應遵循層次性原則。螺旋式課程的方向是螺旋式上升,逐步深化思維的深度、拓展思維的廣度,建構學科模型、實現應用情境的類化和拓展,實現螺旋式上升。
(三)銜接教學的類型
高中化學螺旋式課程的銜接教學從目標上分,包含知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀等方面的銜接;從形式上分,包括初中化學與高中化學的銜接、高中化學各模塊內的銜接、高中化學各模塊間的銜接;從要求上分,包含初中化學已經掌握的水平、學業水平考試的要求、高考化學要求的銜接;從主體上分,包含學生心理、教師心理的銜接,教學方式、學習方式的銜接等等。
三、化學螺旋式課程銜接教學的實踐探索
(一)科學地定位高中化學必修模塊的教學要求
高中新課程必修課程作為高中化學新課程的重要組成部分,面對的是全體高中學生,它是有興趣學習化學、有志于從事化學研究的學生學習選修模塊的基礎。必修模塊的教學需注重從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面為學生科學素養的發展奠定基礎,而且它還為高中階段后續課程學習奠定基礎。
高中化學必修的教學定位應以高中化學課程標準為依據。高中化學必修與選修的三維目標要求有顯著的差異。如“認知性學習目標”的要求,必修階段大多為“知道”或“了解”層次,“理解”與“應用”層次的較少。選修階段要求上除一定量的“知道”、“了解”層次之外,“理解”與“應用”層次的數目增加,多于必修階段[2]。在“技能性學習目標”、“體驗性學習目標”等方面同樣要求“由低到高,由易到難,逐步提高”。高中化學必修教學中教學目標的定位應與高考考查目標有所不同,在實施必修教學中應合理把握教材深度和廣度。例如,必修2原電池的學習,這一部分內容是為了建立“化學反應中化學能可轉化為電能這一觀念而設置的,以原電池模型為例幫助學生建立能量轉化的觀點,它的重點不在于原電池的構成條件,更不是進行定量計算。雖然高考化學考查原電池的構成條件、電極反應、定量計算等,但是高考考的是《化學反應原理》要求的知識水平。在必修階段如果講到這個層次,顯然違反了課程設置的初衷,也不符合學生的認知規律。
(二)必修模塊內的銜接教學應注重知識的生長
高中化學課程標準有關必修模塊的內容標準是終結性要求,描述的是終結水平,即學習某一必修模塊后,應該達到的水平。而教材的編寫中,出于分散難點、突出重點等考慮,有時把某一內容分散到不同模塊中(如蘇教版中有關原子結構的內容),或分散在某一模塊內。教師在教學中要根據教材知識的呈現次數、知識的重要性、知識的難易程度,將其處理成不同階段對應不同要求水平。螺旋式上升的知識點教學需遵循循序漸進的原 則,立足課堂,實施有利于學生學習、教師教學的銜接教學。例如,蘇教版必修1中氧化還原反應呈現多次。第一次出現時要求判別氧化還原反應與非氧化還原反應,第二次出現時要求判別氧化還原反應中的氧化劑、還原劑,會用電子轉移表示氧化還原反應,第三次出現時要求配平氧化還原反應。每一次的教學都要緊扣教學目標,循遵循序漸進的原則,不能一蹴而就。第二次教學時,第一次的要求就可成為學生課前準備的內容,通過學生回憶,適當的檢測,為本段的教學奠定基礎。教師通過模塊內銜接教學的研究,加深對化學課程標準的認識,增強對化學學科體系、教材編寫原則、教材編寫用意等的認識,在循序漸進的教學中,逐步提升學生的知識水平與思維品質。
(三)必修與選修的銜接教學應注重完善學生的知識結構
高中化學新課程的基礎性主要由化學必修1與必修2體現,必修1與必修2也形成了較為完整的知識結構體系,知識內容的廣度已經覆蓋了整個高中化學。但基礎性不等于內容的廣度,選修化學在模塊功能定位、教育價值、內容深度等方面與必修化學存在較大的差異。同時也要看到,從必修、選修到高考這三個層次在處理內容時的能力水平的發展性。
必修課程的基礎性特征,決定了部分必修內容知識目標要求較低。例如,溶液顯堿性、明礬作凈水劑必修中只要求“知道”,在選修《化學反應原理》鹽類水解部分的要求是“理解”和“應用”。在選修教學中,將必修原有知識設計為教學情境,在原有知識中發現問題,激發學生學習興趣和探究愿望,引導學生在已有知識組織和結構下,同化或順應新的化學知識,實現知識的生長。也可在新知識點學習后,用新學的知識去解決必修化學中尚未解決的問題。
選修課程的選擇性特征,決定了選修化學的能力目標要求較高。必修模塊部分內容會在選修課程中再次出現,但知識范圍擴大,難度加深,能力要求更高,呈現螺旋式上升的形態。例如,必修2化學反應速率與限度的要求是初步建立可逆反應的概念,知道化學平衡狀態,知道平衡可以移動,但對怎樣移動不做要求;在《化學反應原理》模塊中,對化學反應速率與限度的認識要求達到本質化、定量化,對認知水平的要求更高。在選修教學時,教師要注意內容深廣度的層次性、問題處理方式的多樣化、概念理論的本質化,完善學生知識結構,提升學生的認知水平。
(四)選修模塊的銜接教學應注重培養學生的立體思維
選修模塊與選修模塊間也存在銜接教學?；瘜W是研究物質及其變化的自然科學,選修模塊的研究對象各有側重,如《化學反應原理》側重研究變化的規律,《物質結構與性質》側重研究結構與性質的關系。在進行選修模塊的教學時不可避免會涉及其他選修模塊的內容。例如,《有機化學基礎》研究乙醇是從官能團、性質的角度展開;《化學反應原理》研究乙醇是從熱效應、燃料電池、化學平衡等角度展開;《物質結構與性質》研究乙醇是從分子的結構、分子間作用力的角度展開。前一選修模塊的學習可以為后一選修模塊的教學提供思維的多維化,不僅實現了內容上的銜接,更提升了思維的層次,發展了思維的深刻性、多維度,培養了學生的立體思維,逐步達到更高層次的思維水平。
伴隨著計算機的迅速發展,信息技術已經被廣泛應用到高中化學教學工作中。雖然教材、實物、模型等傳統教學手段有很多的優點,但是也有一定的局限性。本文主要闡述了信息技術在高中化學教學中的應用策略,希望可以為高中化學教育工作者提供參考和借鑒。
論文關鍵詞:信息技術;高中化學;應用
化學是高中教學中的重要學科,對擴展學生對化學現象的認識、激發學生對科學的興趣都起到了良好的促進作用。如何在高中化學教學中科學的應用多媒體信息技術,是教育工作者需要解決的重要問題,結合信息技術的化學教學可以使學生更為扎實的掌握化學知識,更為直觀地了解化學現象,對高中化學教學效率的提升有很大益處。
一、理由實物投影儀實時展現實驗過程
化學實驗是化學教育中最為重要的教學內容之一,同時也是促進學生養成良好化學科學素養的重要手段。在化學教學實踐中,通過對多媒體信息技術的應用可以使學生比較直觀的了解各式各樣化學反應的變化過程,比如物質的狀態變化、溶液的顏色變化等,學生通過對多媒體資料的觀看可以更扎實的掌握知識點。
以往化學教師在課堂上做化學實驗時,很難保證每個學生都觀察清楚試驗的過程和變化結果,短暫的課堂時間內,教師無法讓每個學生都近距離觀察實驗。實物投影儀就可以很好的解決這一問題,比如,在講解到石灰水和二氧化碳的反應時,當石灰水接觸到二氧化碳,石灰水會變渾濁并且產生沉淀。當教師在課堂中做這個化學實驗時,由于燒杯和試管較小。如果通過實物投影儀實時展示試驗的過程,所有學生都可以通過大屏幕清楚的觀察整個實驗過程,即使是教師最后一排的學生都可以清晰的看到實驗過程,實物投影儀可以很好的促進教學效果。
二、利用多媒體課件提高實驗現象的可見度
化學是研究分子級別微粒運動的科學,因為微觀分子的的運動是人眼所不能觀察到的,所以通常會借助模型的掛圖來講解,教師通過講解模型和圖片來解釋相關化學變化,但是這種方法無法生動展現微粒的運動變化過程。比如,水在通電的條件下分解,氫氣還原氧化銅等實驗的化學變化,以學生單純的想象無法全部掌握相關教學內容,如果通過多媒體模擬動畫來展現分子分開和結合過程,就可以清晰而直觀的展現化學反應的實質,即分子的重新組合。
三、利用動畫課件講解化學原理
運用多媒體課件可以直觀有效的解釋抽象的化學原理。比如在“質量守恒定律”這節課程中,教師采用探究實驗的方式授課,1、3組做“氯化鐵和氫氧化鈉溶液反應前后的質量測定”的實驗,2、4組做“硫酸銅溶液和鐵的反應前后的質量測定”的實驗,試驗結束后讓每個小組的代表總結宣讀自己小組的實驗數據?？萍颊撐娜绱艘詠?學生通過親身測定化學反應前后反應物質量的關系,證明了化學反應前后各物質質量總和不變的議題。這時學生只是在宏觀上理解了這一理論,教師在從實驗角度引出定律后,可以及時的通過教學課件來分析理論的實質,利用動畫來演示水分子怎樣電解分解成原子,原子又如何進一步構成氫分子和氧分子。學生可以在動畫中直觀的看到,分子分成了原子,而原子并沒有再分,而是又組成了新的分子。這種演示可以圓滿的解釋質量守恒定律,學生的學習積極性被調動起來了,而且很容易看懂了質量守恒的原因。
四、利用CAI課件演示有害、有毒、危險的實驗
在化學實驗演示中,必須要保障安全性,安全是化學教學實驗的一個必要前提。高中化學實驗中的不安全因素主要是中毒、爆炸強腐蝕和燃燒等。并且隨著我國對環保事業的重視,化學試驗中所泄漏的廢氣、廢渣和廢液也被視作實驗的危險因素。其對學生和教師產生的健康危害是持久而廣泛的。使用CAI課件來播放這些試驗的視頻,既可以讓學生理解爆炸的形成原理,也能解決無法進行此類實驗的難題。
五、利用信息技術演示錯誤操作
在化學實驗中合理的引入信息技術可以使學生深化知識點,可以起到畫龍點睛的作用。對于一些無法演示的錯誤操作,比如制氧試驗,在加熱固體藥品時應保持試管口向下傾斜,操作結束后應先移開導管再熄滅酒精燈,如果采取的錯誤的操作,會出現什么后果呢?通常教師會直接告訴學生,冷凝水會回流,從而導致試管爆炸。 如果教師只是反復強調錯誤操作的嚴重后果,學生的印象肯定不夠深刻。如果運用計算機軟件模仿以上的實驗學生就可以親身感受到錯誤操作所產生的嚴重后果,在以后的實驗中便可以避免悲劇的發生。
六、結語
化學是理論和實踐并重的一門學科,對推行素質教育起著重大的意義。信息技術和高中化學教學的整合發展,將多媒體計算機技術帶入了教學領域,給學生、教師、學校帶來了新的契機和開創性的教學模式,我們在有效應用多媒體信息技術的同時,也應注意化學教學和信息技術的整合并不成熟,仍有許多問題亟待解決,但是我們相信信息技術在高中化學教學中將大有作為。
一、提高教師素質
盡管學生是教育的主體,教師在教學過程中所扮演的角色也不可或缺的.打個比方,教師在課堂上,就像是舵手操船,學生就像是一艘徜徉在學海中的小舟.舵手要指引船的前進的道路,還要保護船不偏離航向,就像教師不僅要為學生提供學習知識的途徑,更要擔當從旁輔助的責任,在學生學習的過程中,幫助其解決問題和困難.這都是需要教師具有較高的素質才能達到的要求.從外部的大環境講,隨著社會的極大發展,知識的更新變化也極快,教師的整體素質要不斷的加強提高才能適應外部環境的改變.進而做到在課堂上有效的指導學生,讓學生在日后步入社會之后,不會出現知識脫節學習落后的情況.做好素質教育,就要先從提高教師素質開始;提高教學效率,就要先加強領路者的能力.
二、調整課堂結構
傳統課堂對書本上的知識照本宣科,然后讓學生通過習題不斷的練習鞏固.這種單調枯燥的課堂結構只會使學生對知識失去興趣,失去學習的動力.要想提高教學效率,就必須對課堂結構進行深入細致的全方位調整.首先,教師可以在課堂開始之前設置情景導入,利用身邊和周圍熟悉的物品來引出將要講解的知識點.這樣不但能夠一下抓住學生的好奇心,激發學生的學習積極性,還能使知識融入生活,變得更易于接受和理解.在講授過程中,教師要靈活運用各種問題不斷引導學生自己去探求最終的答案,而不是直接將知識展示給學生.這樣做能使學生在不斷探索的過程中,建立起屬于每個人自己的獨特的學習體系,培養學生創新能力和發掘能力.教師還可以適當的搭配一些教學用具,特別是多媒體這類的科技產品,能夠更加直接有效的將學生帶入到尋求知識的情景中去.對于課堂練習要采取多種方式,比如知識競賽或者實踐總結,而不是單純的解答課后習題.
三、提高課堂效率應當注意的問題
(一)正確引導學生參與
盡管素質教育改革提倡以學生為主體,要充分激起學生的學習欲望,但是教師在實際的教學中一定要把握好尺度.不能讓課堂失去最起碼的秩序,否則學生只在課堂上“玩”而不是“學”.教師對于整體教學進程和各個環節包括每個問題的提出,引入直到最后解答,都要有一定的準備.要對學生進行適當的約束,活躍的課堂氣氛不能等同于吵鬧的課堂氣氛,亂中有序,動中有靜,學生能夠聽從教導,才能得到教師的幫助,才能真正的學到有用的知識.盲目的給予學生自由只會使教學工作的難度進一步加大.
(二)了解學生之間的差異性
學生之間的差異性就是指每個學生對于同樣的知識,在同樣的教學壞境下,也會有不同的學習效果.這種差異性是普遍存在且難以消除的.教師不能簡單的認為實施了教育改革之后,所有學生的成績都會得到提高.對于進步的學生,當然應該給與表揚和獎勵.對于沒有進步甚至是退步的學生,教師也要及時幫助他們調整自己,去適應教學方法的改變.要鼓勵他們改變自己,挑戰自己,不害怕失敗,不為一時的落后而氣餒.特別是在傳統教學中領先的學生,有些一旦進入到新的教學環境中,就會出現退步的情況,教師要及時發現學生的這些問題,給予他們心理上的疏導,幫助他們重新樹立自信,在學習的道路上繼續前行.
(三)合理利用實驗設備
化學學科有著大量的實驗操作項目,其中很多有相當的危險性.一般教師為了避免學生出現危險只會單獨進行一遍演示.這種方法雖然保險,卻沒能使學生得到鍛煉,讓實驗失去最基本的作用.化學是以實驗為基礎建立起來的,一切都要以實踐為標準.學生如果只懂得書本上的理論知識,不會動手進行實驗操作,那何談課堂效率的改變和提高.真正的素質教育,真正的優秀課堂教學,是讓學生參與進來.當然教師要特別注意實驗的環節,以保證學生的安全.實驗前首先要讓學生對實驗設備進行仔細觀察,詳細講解每樣物品的作用.教師可以先自己單獨進行一次完整的實驗演示,然后安排學生分成小組進行一些簡單的沒有危險的實驗,以便熟悉流程和器具.小組實驗熟練后再分為單人實驗,同樣進行一些簡單的操作練習,直到學生有能力進行一些復雜實驗.教師要在旁邊進行輔導,保證實驗合理安全的同時,要讓學生充分體會到化學學習的快樂,還能將所學知識充分應用到實驗當中,真正做到教學相長,素質教育.
隨著人類社會的不斷進步發展,與我們生活息息相關的環境問題成為當前人們最關心的問題。而保護環境人人有責,因此,綠色化學有利于保護人類賴以生存的環境,實現人類社會的可持續發展。作為化學教育工作者,我們有必要在中學化學教學中對學生進行綠色化學教育,使綠色化學的觀點與新課標的教學融合在一起,進一步培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力。怎樣對學生進行綠色化學教育呢?
1.綠色化學教育體現新課標素質教育的要求
綠色化學又稱為環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。其理想在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物。從化學科學觀點來看,綠色化學是化學科學基礎內容的更新;從環境觀點來看,它強調從源頭上消除污染;從經濟觀點來看,它提倡合理利用資源和能源,降低生產成本,這是符合可持續發展要求的。
2.化學教學中如何對學生進行綠色化學教育
2.1 以點帶面逐步樹立學生的環境憂患意識。對學生進行環境教育,首先要使學生對環境保護的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認識。環境危機意識是環境教育最適宜的切入點。利用化學學科優勢,教師可以以點帶面,介紹環境污染及其危害,逐步樹立學生的環境憂患意識,從而培養學生的綠色化學思想及可持續發展戰略。
通過教材與生活實際的聯系,這樣既可以調動學生的積極性,又可以鼓勵學生的自主參與意識。讓學生明確化學資源利用和環境保護的重要性,明確發展經濟不能走先污染后治理的老路,要提倡綠色化學,從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染,從而樹立學生的綠色化學思想。
2.2 在化學教學中滲透綠色化學內容?；瘜W不僅在資源開發上能發揮重要作用,在資源的綜合利用以及環境保護方面同樣大有用武之地。現行的中學化學教材已經融入了綠色化學知識,教學中要時刻體現出綠色化學的原則,滲透綠色化學教育。例如:在講"化學反應及其能量變化"時說說能量的開發與利用、能源的合理開發與利用;"鹵素"中氯氣用于自來水消毒的利弊、氟利昂對臭氧層的破壞與保護等;"硫和氮的氧化物"中講講酸雨的危害與防治、大氣的污染與防治等等;使學生意識到應如何合理應用化學,用綠色化學觀點防治污染、保護環境,為人類能生存在一個綠色的地球上做出自己的貢獻。
2.3 在實驗教學中滲透綠色化學思想。
2.3.1 改進教材實驗,消除實驗污染源。保護環境,要從一開始在源頭上減少或消除污染。教材中的一些有毒氣體的性質和制備的實驗,例如必修1中:銅與濃硝酸、稀硝酸反應的演示實驗,如果按教材中的實驗裝置勢必會產生一定量的氮氧化物氣體,會造成大氣污染,危害師生的健康。如果對這個實驗做出一定的改進(如圖所示),就可以避免氮氧化物氣體的溢出,從而消除了對環境的污染風險。
2.3.2 推行微型化學實驗,有效控制污染。微型綠色化學實驗操作簡單,實驗現象明顯,實驗成功率高,有很高的趣味性。銅與濃、稀硝酸反應微型化改進裝置圖。新課程的實驗教學過程中,教師應注意利用新型綠色環保材料與綠色化學發展的最新成果,以提高學生的興趣為目的,使用不同的教學策略,以實現綠色化學教育的發展,使學生了解綠色化學,培養綠色化學意識,逐步實現綠色化學教育的目標。
綠色化學實驗教學,可以提高化學教學質量,落實科學素養培養的目標,在化學課程內容和形式上具有不可替代的作用。
重視綠色化學實驗,倡導環保,強化科學探究意識,促進學習方法變革,培養學生的創新精神,讓他們成長為一個高素質的人才,這是我們研究綠色化學的目的。
2.3.3觀思結合找出現象的本質。感覺與思維總是密切聯系著的,整個觀察過程都包含積極的思維活動。在觀察時,要一邊觀察,一邊用已學知識判斷反應是否進行或進行的程度、條件,并對物質及其變化的現象進行比較、分析,找出它的特點和異同,綜合、推理得出結論,這樣來找出現象的本質。例如,把人體呼出的氣體吹入澄清的石灰水中,發生的現象有吸氣聲音,形成氣流以及出現渾濁現象等。經分析比較,推理知"出現渾濁是由于CO2與石灰水反應生成CaCO3沉淀的緣故。這就是實驗的本質。它說明人體呼出的氣體中含有CO2的緣故。而吹氣時的聲音,以及形成的氣泡,都是次要的。
3.化學教學中進行綠色化學教育的意義
現代教育提倡的是素質教育,綠色化學思想的教育有助于培養學生的創新精神和社會責任感,是實施素質教育的重要途徑。綠色化學不是一門獨立的學科,它是一種戰略、一種方針、一種指導思想、一種研究策略。不久的將來,重大的綠色化學研究成果不但是科學文獻,也將進入教科書,走進我們的生活。這種預防化學污染的新理念和新實踐正日益被人們認識、接受和重視。綠色化學不能取代系統教學,但必須融入其中,如此便對教師提出了更高的要求:一是更新觀念;二是教師本身要進行終身教育,這樣才能不斷充實自己的知識結構和能力結構。
在教學中如何發展學生的智力、培養學生的能力是當前國際上共同關心的教育理論問題之一。教學過程中到底教會學生什么？是“魚”還是“漁”？是教學生還是教學生學？在有機化學部分的教學中，越來越明顯地感覺到方法與能力培養的重要性。
一、教學過程與學習方法的培養中學階段，化學可分為有機與無機兩大塊，結束無機化學的學習，同學剛接觸到有機化學，興趣很濃。這時候，是再一次激發學生學習興趣的最佳時期，也是進行學習方法與學習能力培養的最佳時期。在教完甲烷、乙烯、乙炔之后，我就總結出有機化學學習的一般規律與方法：結構性質（物理性質、化學性質）用途制法（工業制法、實驗室制法）一類物質。
比如“乙烯”這一節的教學，我就打破書本上的順序，先講乙烯的分子結構。介紹乙烯分子的結構時，先由分子組成講到化學鍵類型、分子的極性、空間構型；據碳原子結合的氫原子數少于烷烴分子中碳所結合的氫原子數引出不飽和烴的概念，得出乙烯是分子中含有碳碳雙鍵的不飽和烴。再由其結構看其物理、化學性質，展示一瓶事先收集好的乙烯氣體，讓學生從顏色、狀態、氣味、溶解性、密度、毒性等幾個方面來思考；根據乙烯結構中化學鍵的特征——雙鍵容易斷裂講乙烯的特征化學反應——加成反應、加聚反應，根據絕大部分有機物易燃燒的性質講乙烯的氧化反應（補充講乙烯能跟強氧化劑發生氧化反應）。再由乙烯的物理、化學性質來講其用途并結合實際生活中的事例，如作有機溶劑（物理性質）、制造塑料和纖維（化學性質）等。最后對這一類含有碳碳雙鍵的烴，介紹其物理、化學性質的相似性和遞變性。
以后幾節的教學，我都反復強調這樣的學習方法：結構性質用途制法一類物質。到了講烴的衍生物，我請同學自己站起來闡述這樣的研究方法，我順著這樣的思路一點一點地講下去，很清晰。學生自己掌握，復習時也就感覺到有規律可循、有方法可用。有機化學其實很好學，重要的是要培養學生學習方法，時時提醒學生，以后就是進入高一級學校，有機化學的學習與研究也采用的是同樣的方法，這在一定程度上也激發了他們學習與探索的興趣。
二、教學過程與能力培養1．自學能力的培養適應于有機化學的特點，在教學學習方法和知識的同時，我還加強了學生自學能力的培養。在學生基本上都掌握了有機化學的一般學習方法的基礎上，我讓學生自己閱讀教材，自己總結。比如“乙醛”這一節，通過約20min的閱讀，我就請同學自己列提綱，然后復述，重點圍繞“乙醛的組成和結構是什么？有哪些物理性質（展示樣品）、化學性質？由這樣的物理、化學性質決定了它有哪些重要用途？工業上如何制?。窟@類物質（如甲醛）有哪些物理、化學性質？”進行教學，通過這樣的訓練，我覺得學生不但強化了方法，更培養了能力，特別是自學能力。
2．觀察能力的培養化學是一門以實驗為基礎的學科，在有機實驗的過程中，我時時提醒同學要細致、全面，而且要有思維。比如實驗室制取乙烯時，加藥品的過程，溫度計的擺放，實驗中燒瓶、集氣瓶內的變化，為什么要加石棉網、碎瓷片等等都應特別重視，不但要知其然，還要知其所以然。
3．動手能力的培養在強調觀察、思維能力培養的同時，我還特別注重動手能力的培養。比如演示完乙醛的銀鏡反應和乙醛與氫氧化銅的反應后，我就請兩個同學來演示用甲醛代替乙醛的同樣反應，要求其他同學注意觀察并指出其錯誤。在演示完乙醇與鈉的反應實驗后，要求同學做鈉與水反應的實驗，有的同學竟用大塊的鈉并用手去撥。通過這些課堂實驗，課堂上及時糾正錯誤，學生感受頗深，他們自己做實驗時就很動腦筋，也很規范，提高了他們的動手能力。
4．記憶能力的培養人類沒有記憶就沒有智力活動可言，“不記則思不起”，沒有記憶，思維、想象、創造就失去了基矗化學是半記憶性學科，同樣的教，同樣的學，有的同學就是學得好，究其原因，其中一個主要的原因就是記得牢。因此在有機化學教學與復習中，我就重視記憶方法、記憶能力的培養。如：銀鏡反應生成物的配平，我就教學生“一二三”記憶法，即一水二銀三氨；醇、醛、酸、酯的教學與記憶，我就提醒同學根據分子中官能團的異同對比記憶其化學性質；我還提醒同學根據實驗現象進行記憶，如乙醛與氫氧化銅的實驗有紅色沉淀物（Cu2O）生成以幫助記憶這個反應
摘要 :在化學教學中存在的教學主體演繹、教師身、學生體現、學習環境作用等非線性因素的影響,針對這些因素采取充分發揮化學知識的非線性作用、教中積極應對非線性、把握預設和生成、加強教學反思、學中兼容非線性、巧用隨機事件、培養學生非線性思維有效措施,變化學教學復雜的、不可預測性為一個簡約的、可預測的教學活動。
關鍵詞 非線性 化學教學 不確定性 隨機性 無序性
從數學角度上看,線性指變量與變量成比例關系。相對應的,非線性是指變量之間沒有必然的因果關系,而是由多方面相互作用的結果。在教育活動中,涉及的因素復雜多樣,它們有時交叉耦合、有時相互促進、有時相互排斥,成一種非線性關系。在化學教學活動中,影響非線性的主要因素可分為化學知識結構、教學主體、學習環境三大點,他們具有不確定性、隨機性、無序性等特征,這些性質都成為化學教學中難以把握的因素。
一、教學中的主要非線性因素
1.化學知識結構的非線性特點
化學知識的非線性指知識本身之間有不確定性、割裂性和不連續性。知識是變動的,化學知識在先人不斷的探究中不斷完善和改進,隨著化學知識的傳遞、保存、選擇、批判、融合、更新、創造,呈現一種螺旋形的盤升,在不同的認識階段是有不同的定義方法。中學化學典型的一個例子就是對酸堿的定義,在初中我們直接說“電離的陽離子全部是H+的是酸,陰離子全部是OH-的是堿”,到了學習了“鹽類的水解”的時候,酸堿的定義則變為“在溶液中c(H+)>c(OH-)的為酸溶液,反之則為堿溶液”,隨著對化學的進一步學習,大學化學還衍生出多種對酸堿定義的理論如質子理論、正負離子理論等不同分類方法。
新課程教材的編寫,也體現了化學知識的非線性特征,打破了舊教材以知識為主線的編寫思路。它以必修課程作為門檻,突出化學與生活的結合,把我們引進色彩斑斕的化學世界,在選修階段再以必修的基礎上做深入探究。這種做法,照顧了學生的學習認知規律,但又將化學知識引進似乎更加混沌的狀態,同類知識被割裂在不同的學習階段,繼而出現初高中、必修與選修的化學教與學的銜接問題。
化學知識還具有社會性、復雜性、默會性。在知識經濟大發展的時代,化學已成為自然科學中舉足輕重的核心基礎科目。辯證法要求學生們學習化學時堅持一分為二的思維看待事物,化學的發展有可能是天使的降臨也可能是撒旦的揮闊,化學知識的緘默性增加了測量學生科學價值觀的困難。在整個教學過程中,學生帶著自身的情感態度進入課堂,令化學教學更加復雜無序。
2.教學主體演繹非線性
人的實際能力,如感知認知能力、想象能力和預見能力都是有限的,人與人之間這些能力一定都會有細微的差別,在教學中也顯得尤為明顯。例如,美國學者古德萊德歸納出五種不同類別的課程:理想的課程、正式的課程、領悟的課程、實行的課程和經驗的課程[1]。這五種課程從上到下、從理念到實踐,就是一種呈跳躍式的往下傳遞的,其到后面教師所能理解和領悟的化學教學內容與學生所體驗、吸收的化學知識之間都不是一個線性關系,而是交融在一起,或增加或減少,不成比率。教學中的心理效應也不是百試百靈,就如量子力學認為的原子中個別電子的運動軌跡是無法確定的,即測不準定理,它所涉及的個體因素在無序中演繹著雜亂無章的曲調。
(1)教師身上的非線性
教師在化學教學系統中表現出非線性的特征。我國申繼亮和辛濤等教授提出,教師專業知識應包括本體性知識、實踐性知識、條件性知識。一名合格的化學教師應該具有的專業知識則為化學知識、與化學相關的情境和與之相關的知識、教育學和心理學知識。根據“木桶原理”可知,教師的教學成敗常受制于與這三種知識最弱的一項。這種非線性現象在新手中表現的尤為明顯,新的化學教師往往有過硬的化學本體知識,卻很難在實踐中探索學生的性格特點,難以把握化學課堂的有效性。
教學的對象是活生生的人,不是按部就班的戲劇表演,面對課堂中的突發事件,機不可設,設則不中,教師往往表現得束手無策。甚至在實驗演示的過程中,出現與教科書上相悖的現象,教師不能正確處理或辟而不談。“意外”超出教師的線性思維不能用教學機智妥善處理,不能及時采取有效措施而使得課堂走向失控,把已預設好的教學情境推向混亂狀態。
教師在化學教學中的非線性還表現在教師投入教學中的時間精力、教師的教齡和教學效果不成正比。在教師群體中,從教幾年的教師有可能比老教師更具有把握課堂的能力。待到教師發展到一定階段,也常常出現職業倦怠而停滯不前。
(2)學生體現的非線性
學生在學習化學中也會出現和教師成長階段相似的非線性特征。學生發展具有明顯的階段性,高中學生以抽象思維為主,情感比較豐富細膩,理智感在情感生活中占主要地位,化學史的教育對學生有一定的激發作用,有時成為一種學習的助推劑。學生群體發展的不平衡性使得教師難以以一種教學方法滿足各類層次的學生的學習需要,也導致化學教學目標為不確定性。對于學生個體而言,根據加德納多元智力理論,各項智力發展不平衡又具有互補性,這個為化學教學提供了利弊參半的非必然關系。各種個體組成的受教育者構成了一個更為復雜多變的群體,增加了教學的隨機性。
另外,學生在化學教學中非線性還表現在,學生本身知識體系不連續缺乏將知識聯系起來的能力而產生的負遷移、自身努力程度和成績好壞不成正比甚至出現的高原現象、學習動機水平與成功機率成倒U型關系。例如,在一定階段,學生還沒有足夠的知識將同素異形體、同分異構、元素、核素、同位素等概念用對比、歸納的方法加以區別;對自己期望太高而導致實驗操作的錯誤。
3學習環境作用
化學是一門緊貼生活的自然學科,教育者應該將學生放飛到真實生活當中去。自然界的豐富多彩、社會中的復雜多樣,都會交雜在一起對學習者帶來一定的影響,或是促進,或是阻礙。學生帶著各自復雜的心情走進化學課堂,又帶著不同的態度回歸生活。在這樣的循環中,交叉耦合的因素難以把握。
再者,環境也不是一層不變的,它也隨著時間的變遷發生變化,也因人們的認知狀態對化學產生不同的審美心理,進而影響化學的學習。比如,紫金礦業排放含銅廢水導致汀江河大量的魚死亡,由此學生恨透了化工廠給生活的帶來的危害,但 如若學習了“沉淀的溶解平衡的應用”又會為治理家鄉水污染樹立了學習目標,提起學習化學的熱情。當然這是一個學生的內部心理變化,這種看不見摸不著的活動增加了教學的不確定性。
二、應對非線性策略
1.充分發揮化學知識的非線性作用
要發揮化學知識的非線性首先要迎合新課程教材的編寫思路,以學生的認知規律為主線,以知識建構為基本機制,改變過注重知識傳授和強調學科本位的舊做法。其次繼續發揚教材中豐富的欄目的作用,這些是無序中構建化學知識不可少的有機組成部分,特別對于闡明化學知識的多樣性和培養學生豐富的愛國等情感有潛移默化的影響,不再是因知識講知識,而是由學生真正吸收內化、移情、延伸,由知識再生知識達到“樹上開花”的效果。再者非線性知識通常是教學中的重難點知識,這些知識往往綜合性比較強,對學生培養學生的非線性思維也起著舉足輕重的作用。例如記住元素周期表各元素的一般規律外,還有一些“有個性”的元素,教師要有意識的點撥,學生也應該自覺對其歸納總結。
2.教中積極應對非線性
(1)爭做“自來水”
教師應該不斷地充實自己的專業知識,像是一個自來水源源不斷地供給學生以養料?；瘜W知識更新地很快,教師也應該時刻更新完善自己的知識體系。教師要聯系最近發生的相關事實作為情境的設置,例如市面上出現的三聚氰胺、瘦肉精、毒黃瓜、塑化劑等食品安全事件,帶領學生走進化學課堂。教師充實教育學心理學知識理論中要從實際出發,把握 學生“最近發展區”,為遷移而教,實現學生能力的“突變”。教師的專業知識只有在相對平穩的狀態中才能保證教學秩序的正常進行。
(2)把握預設和生成
預設和生成是辯證的對立統一體?；瘜W教師要在備課之前,認真研讀教學的編寫思路,讀出其中的含義,抓住主干。在備課時要盡可能的先了解學生的學習認知狀態,在學生已知和未知的基礎上精心創設與本堂課的教學情境和支架。對于課堂演示實驗一定要自己事先做一遍,增強課堂的預設性的針對性、開放性,才能靈活處理課堂更豐富的生成性,這是減小化學教學不確定性和隨機性所必須的,這不僅是對學生負責也是對自己負責。注重化學課堂的生成性不僅建立在教師充足的備課上,而且要發揮教師敏捷的觀察力和應急能力[2]。要強調的是,教師自身一定要保持謙虛謹慎的治學態度,不能隨意編造不科學的結論和解釋,這樣既給自己的教學造成混亂有誤導學生。
(3)加強教學反思
美國心理學家波斯提出:教師的成長=經驗+反思。無論對于新手還是在講臺上已經站了幾十年的老師來說,無論他的教學多么的豐富沒有經過反思的教學工作只能說是周而復始的同樣的工作,永遠都是在原地踏步。教學反思能打破教師投入教學中的時間精力、教師的教齡和教學效果不成正比的非線性現象,克服職業倦怠心理。教師的反思也是一種自學本領,只有不斷地在教學中反思自己,自己的教學水平才會不斷提高。用理論分析解決化學教學中的各種問題,逐步探索揭示和掌握化學教學的規律。
3學中兼容非線性
(1)加強科學方法的教育
化學知識一直被人看成是文科式的理科,其主要原因之一就是覺得它是分散型的,像散落的珠粒非常紊亂,例如堿金屬元素、鹵元素或化學平衡移動影響因素,學生似乎覺得這些知識非常零散不便記憶。通過科學方法的教育,使學生們自覺地用歸納、分類和對比等方法按照自己的記憶習慣把化學知識分散的知識有機地統一起來,用元素周期表規律或化學平衡移動規律進行總結,這些有助于學生的記憶和學習,進而可以對相關知識進行遷移或者達到知識的突變。授人以魚不如授人以漁,讓教師“為遷移而教”成為可行。
(2)利用同伴效應
高中生有極強的自尊心和好勝心,比其他群體有更敏感的神經,周圍任何人特別是師長的言語態度都會引發“蝴蝶效應”。教師可充分利用這點,在探究性學習中,采取小組合作或一對一的方式,用激勵性的語言促使他們相互競爭相互彌補,掀起化學探究的狂潮,激發學習的熱情,讓學習成為一個開放的互補性的系統。
(3)關注非智力因素
學生的非智力因素包括動機、興趣、情感、意志、性格。人本主義心理學側面反應的就是教學中非線性的現象,它是一種人本取消的。學生的非智力因素在整個非線性學習中占了不可忽視的作用?；瘜W的學習并不是枯燥無味的,只要到達他們內心深處的知識、能觸動心靈的教學就是有效的教學。為此,化學教學中滲透情感的教育,如愛國情感、生命道德感、集體榮譽感,顯得急迫。在化學課,教師一定要將正面的、積極向上的一面展現給學生,那樣學生才會在輕松的學習氣氛中接受化學。
(4)回歸生活
學生只有回歸到生活才能真正體驗生活的真諦。只有環境才會對他們產生最大的非線性影響,產生的刺激才是最全面深刻的。課堂中的實驗是人為加工以后的產物,往往也脫離了實際,多媒體展現給學生的也只能是感官上的體驗,也有人說將廚藝和化學放在一起學習,講的就是化學和生活千絲萬縷的聯系?；貧w生活,教學中的情境設置才會有意義。
4.化兩個世界為一體:
良好的師生關系是減小非線性不可預測性的有力保證。溝通是良好的人際關系的潤滑劑也是激起思想火花的助燃劑,達到教學效果最優化的目的。良好的師生關系需要雙方共同努力。在化學教學中,教師要尊重、公平對待學生,善于和學生交往,了解學生最新動態,調節自己的教學方法和計劃;學生應該尊重教師,嚴格要求自己,自覺完成學習任務,主動和老師交流,減少彼此的隔閡。
5.巧用隨機事件
在這個復雜的非線性教學中,教師要保持一種高度的敏感性,化無序為有序,利用隨機事件促進教學的生成。利用正值討論熱門的話題如食品添加劑的話題引入課堂,將學生的注意力集中到課堂中來,用隨機事件“順手牽羊”,使教學事半功倍[3]。
6.培養學生非線性思維
非線性理論相對具有一定的開放性、橫向性、躍遷性和可塑性,對激活學生的思維功能、擴大知識視野具有積極的意義,對培養學生的創新性也是很重要的[4]。學生在理解化學反應速率的影響因素有效碰撞時,往往出現思維障礙,其原因之一是因為這個過程是模糊抽象的。非線性思維在創新實驗中起到推波助瀾的作用。如粉筆在化學實驗中的妙用,利用其主要成分,粉筆可做焰色反應、鈣離子或硫酸根離子的檢驗和做電極等;利用粉筆的形狀和廉價的特點,它還可以充當硫或紅磷在氧氣中燃燒的燃燒匙[5]。在化學實驗教學中,培養學生發散的非線性思想意義深遠。為此,教師要鼓勵學生大膽地猜想和解釋,在一個民主和諧的課堂中賦予非線性思想以合理的地位,促進線性思維和非線性思維協同發展。
化學教育的影響因素是多元的、復雜的、相互交織的,較高的精確預測可能比較比較困難,但是在短時間范圍內,預測是可以的,轉變化學教學復雜的、不可預測性為一個簡單的、可預測的教學活動,讓化學教學 有規律可循。
一、利用化學史進行優良品質的教育聰明在于積累，天才出自勤奮。英國化學家原子論的創史人道爾頓，以“午夜方眠，黎明即起”作為治學的座右銘，自學成才。瑞典化學家舍勒原來是一個藥店的學徒工，由于他頑強的學習精神，刻苦鉆研，結果發現了許多氣體并合成了許多有機物。求真理，頑強不屈。如氟單質的制取，從1813年英國化學家戴維開始對氟進行研究到1886年由法國科學家莫瓦桑制得單質氟，其間有不少科學家付出了艱辛的勞動，很多人中毒，有的甚至獻出了寶貴的生命。然而科學家們還是前仆后繼，毫不退縮。
嚴肅認真，敢于創新。法國化學家拉瓦錫把天平作為研究化學的工具，全面研究了燃燒現象，徹底推翻了統治化學長達百年之久的“燃素說”。而英國化學家瑞利和拉姆基在測量氣體的密度時，發現由亞硝酸銨制得的氮氣和由空氣分離所得的氮氣密度不同，但是僅幾毫克的差別。別人是容易忽略的，而他們卻認真地分析研究，進一步地分離測量，最后發現了稀有氣體。
二、通過中外科學家的感人事跡進行愛國主義教育中國化工之父侯德榜博士，從小熱愛祖國，學習勤奮。留美8年獲博士學位后，放棄國外的優越條件，以赤誠的愛國之心回到祖國，建起了具有世界先進水平的永利堿廠。“七·七”事變，天津淪陷，日本鬼子威逼永利合作時，侯德榜態度堅決，斷然拒絕，后率眾入川，籌建了川廠。在他的努力下，經過多次的摸索和試驗，終于發明了“侯氏制堿法”，名震中外，為中華民族爭得了榮譽。
丹麥著名物理學家玻爾在二戰時期被迫離開被德國占領的祖國。為了表示他一定要返回祖國的決心，把諾貝爾金質獎章溶于王水隱藏起來。后來納粹分子竄進玻爾的住宅，而那瓶溶有獎章的王水溶液就在他們的眼皮底下。戰爭結束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成諾貝爾獎章。重新鑄成的獎章顯得更加燦爛奪目，因為它凝聚著玻爾對祖國的無限熱愛。
一生榮獲兩次諾貝爾獎的居里夫人，把自己的艱辛努力發現的元素命名為“釙”，以紀念她的祖國波蘭。
科學家的這些熱愛祖國的動人事跡，可以培養學生熱愛科學、熱愛祖國的優良品質。
三、通過環境保護教學，培養學生的社會責任感在全球，臭氧層遭受破壞，溫室效應使地球溫度升高，冰川融化使得海面上漲，這一切已嚴重威脅著人類的生存。在國外，如英國的煙霧事件，美國的光化學煙霧事件，日本的哮喘并水俁病等，都是由于工業“三廢”沒有有效處理造成的。在我國，每年廢水、廢氣、廢渣的排放量也相當大，而且有增無減。大部分城市出現酸雨，由環境污染引起的事故每年多達數千次。這些觸目驚心的事實應當引起我們足夠的重視。把環保意識滲透到教學中，培養學生的社會責任感。
微格教學隨著教育教學改革的蓬勃開展，已被越來越多的人們認識和接受。這種教學模式對教師的教學理論水平及實際教學能力具有較大的作用，能較大幅度地提高課堂教學水平，是一條較迅速地提高課堂教學技能的有效途徑。本人根據在蒙城師范學校開辦微格教學的培訓以及3年來的教學研究，淺談自己的看法，以供同行參考。
一、運用微格教學理論，準確有效地反饋教學信息微格教學是在控制論、信息論和系統論原理的指導下，通過設定教學行為目標，傳遞教學信息，反饋調整，使教學活動達到最優化的動態平衡系統。幾年來，我們化學組在培養青年教師的教學能力和提高化學教師的教學水平上運用了微格教學理論，收到了事半功倍的教學效果。在課前，我們對重點章節進行集體備課，將復雜的課堂教學活動分解，劃分為導入、提問、講解等分項教學技能，然后將分解的內容分配給各位老師，由他們提出每一部分如何講解，這樣對青年教師來講，如何上好這節課就做到心中有數。
在備課活動中，我們還通過觀看一些化學教師的教學錄像，特別對一些獲獎的優秀課片，我們經常搬入微格教學的角色錄像中，進行分析評價，這樣教學信息能夠及時準確地反饋，特別有利于教師教學技能的提高。例如，我們將一個獲獎的優秀課片搬入微格教學的角色錄像中，微格課型為提問類型，內容為高二化學“乙酸的化學性質”一節的總結歸納部分。他首先讓學生復述乙酸的酸性和酯化反應的概念及酯化反應的過程，最后得出乙酸具有的化學性質。在6min的微格錄像中，提問的語言、問題的明確性，新舊知識的連貫性，語速、啟發與暗示等提問的基本技能掌握很好。
在課后，我們立即對照目標要求進行反饋評價，經過重放錄像觀察、發現有待于改進。提問設計的層次不到位，不利發展學生的思維。那么如何設計出更高層次的提問呢？在部分討論后，建議教師可設計：“乙酸為什么能與碳酸鈉溶液反應？”，“在乙酸與乙醇的酯化反應中為什么乙醇中使用氧－18，它的作用是什么？”，“酯化反應中的酸是指什么酸？”等，這樣會更有利于發展學生的思維能力。
二、貫徹微格教學理論，有利于更新教學思想微格教學從整體上看，符合人類認識的規律，符合教育學的觀點，符合控制論、心理學原理，它對提倡教師改進教法，更新教學觀念具有很大的促進作用。在我校電化教學設備許可的條件下，我們利用微格教學中的模式行為規范，重點講述和訓練下面的語言表達、板書、導入、提問、講解、演示、變化、強化、課堂組織、結束等十種教學技能。
現以一實例說明通過微格教學對改進教法的作用：有兩位高中化學教師畢業年限與任職資格相同，分別用甲、乙代表，微格教學的實踐錄像，都以“元素性質跟原子結構的關系”一節作為講解課型的內容。
甲老師：語言生動、教態自然、板書規范，他用流利的語言和規范的實驗操作，進行比較歸納，引導學生根據反應現象，得出同一周期、同主族元素性質的遞變規律。
乙老師：語言和教態略顯緊張，他選在實驗室上，他首先讓學生根據預習的實驗去做，學生通過觀察現象后，很容易得出結論。
根據微格教學具有模式規范的目標要求，運用教學評價量表，很容易得出，乙在某些方面雖不如甲，但在“啟發教學應用”、“知識輸入的方式”上高于甲，可見，微格教學表面上看只是一種教學行為的模仿與糾正，但實質上卻隱含著深刻的教學思想，對于改變傳統的“注入式教學”極為有效。
三、運用微格教學理論，科學地評價教學行為在傳統的化學教學中，評價授課老師的課堂教學整體與分項的優劣上，以前沒有精確的限定規則，在評價上過于籠統空泛，利用微格教學理論就能比較科學地、真實地評價教學中的每一環節。
在教學評價中，我們采用微格教學中設定的教學行為評價系統，以一定的數量參與者作為評價員，對授課教師進行評價打分。幾年來，我們采用蒙城師范學校楊景宇老師編寫的《微格教學之路》中的微格教學技能評價指標體系，評價量表和評價單的規定，對授課者的教學技能進行科學的、真實的評價，取得了豐碩的成果。有5人次獲市級優質教學課，有7人次獲縣級優質教學課，發表和獲獎的論文在10篇以上。實踐證明，利用微格教學的評價系統，有利于教師教學技能的提高和教學方法的改進。
四、靈活的變通形式，有利于化學教師的技能培養微格教學的操作系統包括六個步驟：講解教學技能；觀看示范錄像；編寫微格教案；微格實踐錄像；反饋評價和修改復錄。在教學中我們根據不同的對象和學校的條件，利用悉尼大學特尼教授的變通應用理論，對微格教學的步驟進行變更和簡化，取得了很好的效果。我們在教學中對不同的教師采取了不同的變通措施：對初級化學教師，由于工作年限短，經驗不足，基本教學技能急待加強，我們聽課重點放在教學技能上，通過評價，能夠得到及時矯正，這樣多次反復的強化，能迅速提高初級教師的教學技能；對中級化學教師，已有多年的教學經驗，基本教學技能已基本成熟，對這部分老師重點應放在教學設計和教學研究方面；對高級教師來講，已有多年豐富教學經驗，重點應放在學科教學技能研究方面。這樣對不同職稱的教師，采取不同的變通形式，更有利于化學教師教學技能的迅速提高。
