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对应用化学的认识

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对应用化学的认识

对应用化学的认识范文第1篇

所谓对话,是指“同意或反对关系,肯定和补充关系,问和答的关系。”所谓对话式教学,是指师生基于相互尊重、信任和平等的立场,通过言谈和倾听而进行双向沟通、共同学习的方式。它是教师、学生、文本三者之间所形成的和谐发展的主旋律,所以对话式教学主要包括三个方面的对话——师生对话、生生对话、生本对话。

一、课前对话——为课堂对话搭建知识平台

课前对话就是预习,就是引导学生与教材对话,与各种媒体及成人对话,为课堂对话及知识生成提供丰富的资源基础。为了提高课前对话的有效性,我从“教师主导、学生主体”的思想出发,设计了预习学习卡,其主要内容是:1. 看了本课内容以后,我了解了哪些知识?对于这些知识你有没有不同的想法?2. 我有哪些疑问?3. 我通过自己的努力解决了哪些疑问?4. 我还有哪些问题需要解决?

通过第1点,我主要引导学生在与教材对话的过程中树立正确的课本观——以教材为基础,但要保持自己的个体的思考与体验;通过第2点培养学生善于思考、善于质疑的能力;通过第3点,引导学生自主解决问题的能力;同时,第4点又为我获取学生预习为课堂生成知识所提供的丰富教学资源。

二、课堂对话——在对话中生成知识

课中对话,即指整个课堂教学过程中的对话,它是课前对话的延伸、深化,课后对话的基础,又是整个教学过程的核心部分,也是对话教学的关键环节。

1. 引发——创设情境、触感,激发学生的对话欲望。在引发这一环节中,情境的创设是关键。对话教学中情境的创设不是为创设而创设,而是站在人的活动和环境和谐统一的哲学高度来审视情境,它的宗旨在于通过创设符合学生多方面发展需要的,充满美感和智慧的环境,使优化的环境与学生的情感发生共鸣。学生通过观察、想象、操作、体验、发现、质疑,在与环境的相互作用中获得主动的发展。

在本课教学的导入过程中,我先播放一段令人感到紧张万分的视频片段,然后教师和学生通过平等对话,谈论自己心理和生理的一些变化,不但自然地引出了本课的探究主题,而且也为下面的对话创设了一个平等、和谐的氛围。

2. 探究——提出问题、交流合作、解决问题,从而提高学生的生物学素养。问题是对话的关键,对话教学中的问题具有定向、整合、导行、启发的功能。学生通过课前对话已经产生的很多问题,教师在教学的过程中要利用这些问题进行引导和创生:引导帮助学生突破预习中没有解决的实际困难,组织学生展示他们各种创新的想法,通过这些师生对话、生生对话引导学生相互交流、相互启发,使学生对课本的学习产生更深层次的反思和感悟,并且在这些反思和感悟中生成新的想法、新的知识,使学生有更多的新收获,让课堂教学发挥最大的效益。

本课新知识的学习过程中,我们主要探讨三个问题(1)胰岛素的发现及人体内主要的内分泌腺;(2)人体内其它激素的作用;(3)理解人体的生命活动是受激素调节和神经调节双重调节的作用及其两者间的关系。对此,我的教学设计为:(1)关于内分泌腺和外分泌腺,学生缺少感性认识,所以我利用胰腺和甲状腺的动画,组织学生观察两个腺体及其分泌物的排放过程,通过比较分析获得腺体的知识,同时理解激素的概念;(2)组织学生讨论科学家探究糖尿病发病原因的实验过程,引导学生进行分析,在分析中产生问题,激发学生进行对话交流,共同解决问题,使学生领悟科学进行科学探究的过程和方法,同时认识胰岛素的生理作用以及我国科学工作者为之做出的努力及取得的成就;(3)学生分组合作进行填图游戏,认识人体内主要内分泌腺;(4)组织学生交流自己课前对话过程中对几种主要激素的作用的认识,再结合师生、生生间的交流对话,使学生获取更完整、深入的知识;(5)教师前后呼应,结合上课起始时的观后感再次激发学生产生问题,使学生了解神经调节和激素调节的关系。

在这一系列的设计过程中,我主要以学生产生的问题为主线,通过一些过渡语言使这些问题一环扣一环,自然和谐地引导学生进行师生对话,进行生生间的合作、讨论、交流对话,从而解决问题、生成知识并培养能力和情感。所以在课堂对话中,教师是整个学习活动的组织者,将多种教学及组织形式运用到对话教学的课堂中,激发学生提出问题,组织学生解决问题,引导学生生成知识。对话课堂的学生主体主要由小组构成,在对话教学中要适时组织小组合作的学习活动,真正实现多元互动,促进学生合作意识和习惯的形成,创建宽松和谐的环境,营造可以充分发挥个性、各抒己见、相互争论的研究性学习氛围。教师作为组织者、参与者,平等地与学生沟通,鼓励学生争论,形成各种思想观点的交流、碰撞。通过师生共同探讨、相互质疑,同学互助交流,使学生在看似无序的过程中,了解对话和沟通的方法,学会思考、学会学习,并通过教师对教材内容的总结性讲解和综合性音像资料展示,使学生对课堂中获取的信息实现理性加工和综合处理,进一步整合自身的认知结构。

对应用化学的认识范文第2篇

关键词:高等农林院校;物理化学;教学模式;专业特点

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0133-02

物理化学是高等农林院校在应用化学、资源环境科学、环境科学、食品工程、食品安全、制药工程、林产化工、生物科学、生物技术、生物工程等专业开设的一门必修课,是物理学与化学最早相互渗透的一门交叉边缘学科,被称为“化学的灵魂”。该课程不仅对培养学生创造性思维能力和创新能力、提高学生素质有极其重要的作用,而且有助于学生树立正确的自然观、掌握科学方法论。然而众所周知,物理化学是化学课程中基础的基础,较抽象,教学有一定难度。农林院校的学生对这门课更是望而生畏,因此,我们应让基本原理在科学研究和实际应用的实例中展现其活力,以此提高创新能力。因此,近年来,我们结合农林院校开设物理化学课程的各个专业的学科特点,在教学内容安排、教学方法等方面始终与学生所学的专业结合,提出了物理化学与专业结合的教学模式。

一、教学内容与专业特色紧密结合

在课堂教学中,设计好教学内容比制作PPT课件更重要,不应让“死”的公式和概念充斥课堂,而应让原理在科学研究和实际应用的实例中展现其活力,培育兴趣,提高创新能力。因此,我们在教学内容上,坚持做到“传统物理化学”与“应用物理化学”的有机统一。在对各专业学生的教学过程中,坚持将物理化学的基本理论和基本知识系统地介绍给学生,培养学生的科学素养。在此基础上,紧密结合专业实际、生产实际和生活实际,查阅大量物理化学在各专业领域应用的实例,如将热化学、多组分体系热力学、相平衡、电化学、表面与胶体化学等内容以专题的形式进行讲授,增加反映学科前沿与研究热点的专题内容,并根据专业方向进行专题辅导。如针对应用化学专业学生,物理化学是一门专业主干课,教学时数较多,物理化学基本理论应该是课程的重点教学内容,但其专业特色又偏重于“应用”二字,所以在做好基本理论教学的同时,重点介绍传统物理化学与其他学科专业之间结合所派生出的一些交叉学科及其应用,如生物物理化学、地球物理化学、土壤物理化学等;同时举一些“闪光点”说明物理化学基本原理在现代技术中

发挥的巨大作用,如物理化学在合成化学和新材料的制备、现代分离技术、新能源技术等现代技术中的作用;同样,在我们周围生活中,物理化学原理也无处不在,如2008年我国南方地区遭受的大面积冻雨灾害的冻雨形成的原理,人体肾功能即反渗透功能,人工降雨、洗涤、矿物浮选、纺织品印染的渗透、油田的二次采油等原理,结合这些“小问题”可以使书本上的理论变得生动而容易理解,培养学生的物理化学视角。对于生物类和制药学等专业,在学生学习物理化学基本理论和基础知识的基础上,以热力学、电化学、动力学、胶体与表面化学的应用为教学重点,如现代生物科学与物理化学学科交叉与融合而发展起来的,在21世纪已经成为热门研究内容的生物热力学、生物电化学,药物及材料分子设计方法简论、表面活性剂的应用、微乳液的应用等。对农业资源环境专业,以电化学、动力学、表面与胶体化学为教学侧重点,着眼于让学生了解如何解决环境资源合理利用与环境保护问题,如讲授相平衡知识时,以专题讲座的形式介绍超临界流体在废弃物的合理利用问题、土壤和水体污染的治理问题等的应用及进展;吸附剂和絮凝剂的研究进展;电化学在环境污染治理中的应用、电有机合成、纳米电化学、燃料电池、锂离子电池等新能源技术等。食品科学与食品安全专业,介绍食品科学中的物理化学方法,如热分析在测定食品热值中的应用,化学动力学在食品保鲜保质期测定方面的应用,胶体化学原理在食品加工中的应用等等。

二、与专业结合的绿色化实验教学

实验教学是课程三段式教学中理论知识的具体验证与应用。在实验教学环节中,又分三个教学层次来进行,即实验技术讲座、基础理论验证性实验和运用物理化学知识解决实际问题的综合性实验三部分。在实验技术讲座的基础上,根据专业学时不同,安排8个或10个涉及热力学、电化学、化学动力学、表面化学与胶体化学等各方面理论知识最典型最具代表性的验证性实验,同时注重实验过程的绿色化,如凝固点降低实验中的苯和萘更换为水和尿素,双液系中的苯更换为环己烷,溶胶性质中的三硫化二砷负胶更换为粘土。在验证性实验训练的基础上,根据实验室条件、不同专业、不同实验学时数,选取一些与专业有关的研究性、应用性实验项目,让学生综合运用物理化学课程学习及查阅文献资料获得的知识,自行进行实验设计,完成实验内容,分析实验结果,撰写实验报告。如针对应用化学专业学生,结合每位教师的科研工作,提出了与生产相关的4个综合性实验项目:果醋总酸度的测定、果胶酶对果汁黏度的影响、维生素C氧化速率的测定和大孔树脂对色素吸附速率测定;对于资源环境科学及环境科学专业学生,主要结合环境问题,提出了表面活性剂临界胶束浓度测定和活性炭对水体中有机污染物的吸附性能测定实验项目。另外对于同一实验,针对不同专业,采用与其专业相关的不同实验材料,如电导滴定实验,对葡萄酒专业,让学生测定葡萄酒的总酸度;而对食品类专业,测定食醋的总酸度;对于资源环境专业,测定土壤的阳离子代换量及不同水体的电导率,这些实验内容同样体现了绿色化的内涵,而且实验内容也趣味化。

三、教学方法中突显物理化学在各专业中的地位

教学方法改革是影响人才培养模式改革的关键环节之一。教学方法不仅影响学生完成学习任务的“程度”,也是影响教学质量“方向”的一个重要因素。因此,为了帮助学生在本质上理解化学变化,从理论上解释化学现象,在实践中利用物理化学的基本理论、基本知识和基本方法解决实际问题。在课程教学过程中,以“三段式”教学方法为基础,围绕创新教育的战略,研究“问题教学+参与式教学”法,以充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用,实现创新教育。

(一)课堂教学

以问题为主的研究性学习有利于帮助学生提高灵活应用知识的能力,形成有效的问题解决和推理策略,并发展他们的自主学习能力。物理化学课程理论性强、内容抽象、涉及领域广,很多学生在课后感慨物理化学非常重要,但不知道怎么用。为此,我们采用“问题教学法”,围绕物理化学的知识模块,在引导学生发现各种问题的前提下,传授知识。在教学活动中,尝试使物理化学知识围绕实际问题而展开,使问题不仅成为激发学生求知欲的前提,而且还成为学生期盼、理解和吸收知识的前提,激发学生的创新动机和创造性思维。为了打破物理化学枯燥、沉闷的传统教学方法,实行“参与式”教学方法,尝试开放式教学内容,对一些易懂的章节让学生自己提前预习写教案,学生从“台下观众”转变为“场上主力”;同时开展论文研究、基于问题的学习、案例教学、项目训练和指导性设计等多种参与方式,以培养学生的“参与”意识,提高学生学习的主动性、积极性,培养学生的创新能力。

(二)学生讨论

胡英院士指出“物理化学教学方法要做大改革。要以自学为主,讲课首先介绍框架结构,重点讲授难点和进展,并开展课堂讨论”。因此,在农林院校物理化学的教学过程中,更应增加学生参与课程教学的机会,加强习题课和讨论课内容,调动学生学习的主动性和积极性。在具体实施中,根据教学内容中的难点和重点,对于不同专业,在教学进程表中提出与专业密切相关的问题,如对于环境科学专业,提出“吸附作用原理及表面活性剂在环境科学领域中的应用”等专题讨论题目;对于生物类专业,提出“熵与生命”等专题讨论题目,让学生学完一部分内容后,对该问题展开讨论,启发学生进行发散性思维,对问题进行多角度的观察、比较与分析,然后让学生提出问题,把问题加以筛选,从中发现最重要最基本的问题,启发学生思维,把理论搞清楚。最后再给学生作出总结,以培养学生的创造性思维。实践证明,学生讨论,这对提高学生的智力和能力,起到事半功倍的效果。

四、实践效果

通过近几年对物理化学与专业结合的教学模式的实施,不仅拓宽了学生的专业知识面,培养了学生从事科学研究和解决实际问题的能力,而且可使学生的创新意识和能力得到一定程度的提高。如不同专业的学生积极申请大学生创新基金项目,2010申请到西北农林科技大学创新基金项目“多环芳烃污染土壤的SDS淋洗溶液前处理方法研究”,2012年申请到国家级创新基金项目“微电极阵列表面的羧基功能化及其在环境监测方面的应用”,2013年申请到西北农林科技大学创新基金项目“不锈钢微电极阵列的制备及性能研究”及“利用废弃木料制备大孔容活性炭”。该模式充分发挥了学生的主体作用和教师的主导作用,在模式实施过程中,始终以实际问题为引导,让学生带着实际问题去学习,然后从理论上对这些问题进行分析讨论。通过近几年的教学实践证明,这种教学模式有利于学生掌握扎实的物理化学基本理论、基本知识和基本技术,并能把这些知识和技术应用到农林科学的研究中;有利于学生认识、阐明和解决某些物理化学相关的专业实际问题;有利于培养学生的创造性思维能力和创新能力,提高学生素质。因此,这一新模式在高等农林院校的物理化学教学中具有较大的推广和应用价值。

参考文献:

对应用化学的认识范文第3篇

关键词:语言能力; 培养; 方法

中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2013)11-065-001

教学中常会发现,一部分学生的学习能力并不差,其他学科的学习成绩甚至还是优秀,但化学成绩却是十分的不理想。分析这种现象产生的原因,本质上是由于这些学生化学语言能力的缺失所导致。因此,在化学教学中,必须重视学生化学语言能力的培养,才能有效地提高学生的化学学习成绩。

化学语言能力是学生准确运用化学语言传递信息、表达化学思想的能力,根据化学语言能力的组成要素[1],在教学中可以从以下四方面进行培养。

1.培养学生化学语言的识别能力

化学语言是表达化学思想的专门语言,是随着化学的发生和发展而逐渐成长起来的,是储存、传承和加工化学思想信息的工具[2]。化学语言表达了化学基本概念、化学用语、化学理论等。它既是化学思维的载体,又是化学思维活动的体现,既是表达的手段,同时又是交流的工具,教学中,要让学生能够认识化学语言,在基本概念教学中,加强对基本概念内涵和外延的理解;通过对化学语言的理解,强化学生的课堂笔记,让学生学会用化学语言记化学笔记,理解化学语言的含义;通过相似化学语言的辨析,让学生能够知道化学语言所描述的对象特征和应用范围;通过相关事实材料的分析,让学生从化学语言的材料中掌握所表述的化学信息和化学思想。

例如Na×表示的是钠的电子式,是在元素符号周围用小黑点或小叉叉表示粒子最外层电子结构的式子,当学生看到时,能够知道钠原子的最外层电子为1个,容易失去,体现较强的还原性。进一步联想可以知道其金属性强,其最高价氧化物对应水化物的碱性强,是强碱,让学生对用化学语言具有敏锐的识别能力。

2.培养学生化学语言的转换能力

化学语言表达化学信息和化学思想时,可以用多种形式,一般将化学语言分为:符号语言、文字语言和图表语言三类[3]。语言形式的不同实际是大脑不同功能区的活动结果,在教学中通过化学语言形式的转换,实现大脑不同功能区的开发,提升学生的学习能力和学科素质。

培养学生化学语言的转换能力,要让学生了解不同类型化学语言的特点和功能。文字语言是一种最直接的语言表达形式,通俗易懂,常用于对一些基本概念、定理、原理、过程、步骤等的描述,符合于一般的阅读习惯和要求,但难以揭示知识的内在结构;符号语言抽象,具有明显的学科特点,是根据化学学科的学科信息的特点所形成的学科语言,如元素符号、化学式、化学方程式、原子结构示意图等,简洁明了,具有直观性,给人以结构感;图表语言是整合一定化学信息的图或表,如知识网络图、实验装置图、元素周期表等,是知识的高度概括和总结,是形象思维的载体,更直观,更容易产生表象。曲线图还具有反映动态变化过程等功能。

掌握不同类型化学语言的特点和功能,通过典型例题的分析,培养学生化学语言的转换能力。如化学反应方程式(符号语言):

Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO,表示的化学过程是(文字语言): 1molAl2O3与1molN2、3molC在高温条件下生成2molAlN和3molCO;若再讨论反应速度与压强的关系,可以用图表形式、曲线图形式表示,培养学生与图像语言的转换能力。

3.培养学生化学语言的表达能力

语言表达能力是学生综合素质的一个重要指标,表达能力的差异直接影响学生对化学知识的应用。培养学生化学语言的表达能力,要让学生能够根据学过的化学知识,用化学学科语言进行交流,用化学语言描述与化学学科相关的问题,并能向他人解释化学规律和化学现象。

教学中,一是要夯实基础,对化学学科中基本的概念、原理、方法、操作、过程等要正确掌握,让学生在应用化学语言表达时具有科学依据,不凭空随意捏造、杜撰;二是要规范化学语言,教师应成为学科语言的专家,教师的课堂语言应具有科学性和规范性。教师的课堂用语能够对学生起示范作用。师生在课堂中的表述与交流,文字表达明确、专用术语规范、科学。如化学反应方程式书写时的反应条件、是否配平、沉淀与气体是否标示等;三是要强化训练,在平时教学中对文字叙述较多、信息量较大的试题,如实验题、简答题的表述,要指导学生学会阅读的方法,找出题中的关键信息,学会审题,防止答非所问,词不达意,根据题意作出合理、科学的判断,善于应用化学用语、化学原理准确地说明问题的实质,形成规范的化学语言格式。

4.培养学生化学语言的运用能力

化学语言的应用能力包括能够运用化学语言表述,通过观察、实验等方法获取的信息;能够熟练运用化学语言表述问题和解决问题、表述问题解决的结果。

化学语言应用能力可以从化学语言的“听、说、读、写”四方面培养。听的能力要求学生能够听懂并理解化学语言的语义,如听到硫化氢分子知道这是H2S,其分子式、理化性质等在脑海中能立即反映出来;说的能力要求学生能够根据化学语言信息准确表达出相关的化学知识和化学思想。如看到了2H2+O2 2H2O就要能说出来,两分子的氢气与一分子的氧气在点燃条件下生成两分子的水(初中版),或者两摩尔的氢气与一摩尔的氧气在点燃条件下反应生成两摩尔的水(高中版);读的能力要求学生能够识别化学语言,掌握一定的阅读技巧,并通过阅读获取相关的信息;写的能力包括审题、选材、构思、表达、修改等能力,应用化学语言表达化学知识和化学思想,用词准确,简明扼要,逻辑性强。

语言是思维的工具和载体,影响思维的产生和发展。在化学教学中,重视学生化学语言能力的培养,有助于学生准确地认识和理解化学基本概念和基本理论,有助于学生准确地运用化学语言,认识和解决化学问题,有助于学生运用化学原理,认识和解决生活问题。能有效地全面提升学生的化学学科的科学素质,提升化学教学的质量。

参考文献:

[1]王建军,蒋艳昱.化学教育,高中学生化学语言能力现状的调查及思考,2010,(3).

对应用化学的认识范文第4篇

关键词:化学实验;多媒体技术;高中化学教学

由于种种条件的制约,对于高中化学实验,我们不可能每个实验都去亲身参与,但是实验过程以及实验现象又是我们学习化学知识的重要参考依据,多媒体技术的运用为我们的化学实验教学带来了崭新的篇章,通过多媒体的教学辅助,可以说将实验带到了课堂中去,多媒体能够将实验的全过程呈现出来,同样也达到了学生做实验才能达到的效果。

一、高中化学实验运用多媒体技术的意义

多媒体教学技术主要是以多媒体为辅助工具,在课堂授课时借助于多媒体设备,向学生展示一些与课堂内容相关的视频或者图片,多媒体教学技术凭借着其独特的优势在新课标教学的理念下受到了广泛的欢迎,越来越多的学校在教师中配备了多媒体设备,帮助教师更好的进行课堂授课。部分高中化学实验有一定的危险性,学生亲自去操作的话存在着巨大的安全隐患,在未引进多媒体技术时,对于这些实验大多借助于课本图片和文字的描述,起到的效果很差。多媒体技术的运用后,教师通过多媒体设备为学生展示实验过程,学生通过观看视频也能对实验有一个清晰的认识。下面介绍多媒体教学的具体作用。1.有利于教师进行授课。对于一些有条件的学校,教师可以把一些有危险的实验在实验室完成,学生更多的是看,但是这不能照顾到全部的学生,后排的学生很难清楚地看到教师在讲台上做实验的过程,而对于一些实验设备落后的学校,大多数实验没有完成实验的条件,教师在讲课时很费力,学生也很难理解,极大程度上限制了教学效果,而运用多媒体教学技术后,教师在课堂上就能通过对多媒体教学设备为学生展示实验过程,每个学生都能清晰的看到整个实验的全过程,同时还可以进行回放,让学生对实验想象进行多次观察,使得学生对实验现象有更加深刻的记忆,大大提高了教学水平。2.避免实验过程中出现危险事故。实验本身就存在着危险,实验过程中的各种不确定性因素都有可能导致实验失败,甚至是出现一些安全事故,例如化学药品使用对皮肤的腐蚀,化学仪器存在裂口,划伤学生等,这些不稳定性因素导致实验过程中存在着一定安全隐患。而如果在实验过程中运用多媒体教学设备,借助于多媒体教学设备代替教师进行实验展示,就避免在实验过程中出现一些意外,但是我们并不能因此而取消学生实验,对于一些简单安全隐患低的实验,我们应该尽可能的鼓励学生进行实验,这样能够更好的培养学生的动手操作能力。3.改变了传统课堂上的枯燥乏味的气氛。化学实验课是一门操作性很强的课程,学生对于实验的积极性也很高,但是由于各种条件的制约,学生参与化学实验的机会很少,在课堂上进行多媒体辅助教学时引入实验课程能够极大程度激发学生的兴趣,将课堂变得更加活跃,通过多媒体设备投影,学生能够了解到整个实验过程,学生对这种教学模式的积极性较高,在观看视频的过程中,教师采取适当的互动方式,能够近一步激发学生对于化学的热情,从而提高课堂效率。

二、高中化学实验多媒体教学技术的具体应用

多媒体技术作为现代化教学模式的重要工具,有着其独特的优势,同时也有一定的弊端,教师在课堂上要注重以学生为中心,不能过度依赖多媒体,否则会起到反作用,在高中化学实验中,教师要通过多媒体为学生展示一些有关实验的背景资料,以及和实验相关的食品图片等,同时要注重同学生之间的交流,要明确多媒体只是教学的工具,根本目的是让学生学到与本实验相关的知识。1.借助多媒体补充实验相关的知识。课本上的内容是有限的,更多的是结论性的东西,而实验的过程是一个探索的过程,在实验过程中我们倡导通过学生自己的探索得到课本上的知识,这种观察现象、归纳总结的能力是很重要的,多媒体教学为我们的教学创造了新的条件,所以教师在进行资料搜集时,要去寻找那些和实验相关的背景资料,在观察实验视频前,为学生进行充分的铺垫,同时提出各种问题,学生通过实验现象,联系以前学过的知识,从而得到问题的答案,这个过程是很关键的,同样我们做实验的根本目的。2.图片视频资料的筛选要合理。多媒体教学更多的是为学生带来视觉上的感受,通过视觉来激发学生的兴趣,缓解课堂上枯燥的氛围,在视频的选择时,不仅要有整个实验的过程,这是我们课堂的核心内容,同时还要附带一些实验原理在生活生产中的具体应用,这些作为我们课堂的拓展内容,可以让学生更进一步的了解到我们所学的这些知识的重要性,从而帮助学生近一步了解化学,帮助学生树立学好化学的信念。化学来源于生活同时也服务于生活,生活中的化学处处可见,在课堂上展示这些生活中的化学现象既能让学生对所学化学知识有更深刻的理解和掌握,同时也鼓励学生在生活中去应用化学,培养创新创造意识。高中化学实验是高中化学知识的重要来源,多媒体教学技术的应用让学生有更多的机会去“亲临”化学试验现场,通过多媒体视频对化学实验过程有了清晰的了解,从而帮助学生更好的学习化学知识,同时也有效的缓解了学校实验设备上的压力,避免了一些高危险实现的安全隐患,使课堂变得更加具有趣味性,在具体应用是要注重实验前期的引导和学生之间的沟通,在选材时注重生活中的化学,更好的激发学生学习化学的兴趣。

参考文献:

1.邵园园.高中化学实验运用多媒体技术浅析[J].中国新通信,2015,04:58.

2.王志艳.高中化学实验运用多媒体教学技术管窥[J].科技创新导报,2015,14:185+187.

对应用化学的认识范文第5篇

关键词:化学实验;化学实验教学;现代化;传感实验

文章编号:1005–6629(2013)11–0003–04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

3.3 化学实验教学内容现代化

历史启示我们,在讨论化学实验及其装备的现代化时,不能离开研究的问题,不能离开具体的化学内容。要实现化学教学中实验及其装备的现代化,必须恰当地选择实验教学的内容,协调好实验教学内容的时代性、基础性和选择性,必须做到:

(1)协调好实验教学与理论教学的关系。

要尽量注意实验教学内容与理论教学内容的相互联系;实验教学课时与理论教学课时应该有合理的比例;在学业测量中,实验考查内容与理论考查内容也应该有合理的比例。

(2)反映化学的基本问题和现代特点,解决好基础性与时代性的矛盾。

化学的基本问题是物质的组成问题、结构问题和化学反应(关系)问题,它们在基础化学中应该占有主体地位。另一方面,现代化学的视野大大扩展,对物质组成、结构和化学反应的认识也有了很大发展,关注比原子和一般分子复杂得多的物质系统的功能和过程调控,这些内容也应该得到适当的反映。

(3)突出未来社会公民需要具备的实验意识、知识和技能。

现代社会是化学化的社会,现代社会的公民必须具备必要的化学知识、技能,需要具有较强的实验意识,否则在面临跟化学有关的问题时就难以作出正确的决策。在这方面,基础教育化学课程承担着重要的责任,需要重视和开展有关的研究。

(4)解决好纯粹化学与应用化学的矛盾。

在教材的编写方面,目前“由生活到化学,由化学到社会”似乎成了主导模式。由此会涉及大量的应用性内容,会产生基础性与应用性的矛盾、纯粹化学与应用化学的矛盾,需要妥善解决好。

(5)解决好知识技能教学与兴趣培养的关系。

对化学探究的兴趣、内在的动机和需要,是学生主动学习化学、学好化学的最有效的动力。因此,化学教学内容要结合现代学生的特点,充分考虑培养、激发他们的学习兴趣等内在动力的需要,安排有利于培养、发展和激发学生学习兴趣的实验内容。

(6)解决好系统性、结构性与个别性、零散性的矛盾。

化学研究对象本来就具有个别性特点[1],新课程对应用性的强化,以及教科书的应用性内容和课题式编写,使得教学内容的零散性更为突出,系统性大受影响,实验内容更是如此,给教与学都带来很大困难,多年来微词、批评不绝于耳。针对这个问题,化学实验教学内容的现代化还应该妥善地确定主线,注意解决好系统性、结构性与个别性、零散性的矛盾,努力建立、加强、改进其系统性。

解决好各种矛盾、协调好各种关系不是一件容易的事,需要做出艰苦的努力。大体上看,主要的途径有:

①通过课程模块的设置解决有关矛盾、协调各种关系。

②通过地方课程和校本课程的设置解决有关矛盾、协调各种关系。

③通过增加选做和阅读内容解决各种矛盾、协调有关关系。

④设置若干系列实验。

这4条途径应该同时使用,相互配合。

当前可以研究和设置的系列实验有启蒙实验系列、经典实验研究系列、探究实验系列、现代实验系列、绿色实验系列、生活化实验系列等等。

3.4 化学实验教学方法现代化

在学校建立化学教育之前,化学人才的培养主要是在化学家的作坊式实验室中以师-徒传授的方式实现的,没有正式的授课活动,学徒在完成实验操作任务的过程中一边摸索,一边体会,一边阅读有关书籍,一边向“师傅”请教。17世纪末,欧洲的大学中开始有了教授化学的教授并且出现“讲坛实验”表演。到了19世纪初,一些卓越的化学家在实验室里讲授化学课程。后来,又出现了专供教学用的化学实验室。例如,李比希(Justus von Liebig,1803~1873)认为,“学习化学的真正中心点在于实际工作”,只有在实验室里才能培养出名副其实的化学家。1824年,他想方设法把一座废弃的营房改建成供教学用的化学实验室,对学生系统地进行实验训练:大学生们先是学习定性分析和定量分析,然后再搞无机合成,提取天然产物,最后,在毕业之前进行独立的研究工作。通常总是由李比希提出一个重大问题,让学生们各自从不同方面进行研究。学生们的实验研究取得了不少引人注目的好成果。李比希用这种方法培养出了许多优秀的化学家,李比希的化学实验室为各国青年化学家所向往[2]。

19世纪后半期,自然科学课程的地位在欧洲得到了提高。在赫胥黎(英,T.H.Huxley,1825~1875)、斯宾塞(英,H.Spencer,1820~1903)等人极力主张的影响下,化学也成为中学的一门课程。不仅实科中学开设了自然学科,古典中学也增设了自然科学课程。自此,中学化学实验开始形成。当时,欧洲研究化学教学的专家,例如德国的阿伦德(R.Arendt,1828~1902)、奥斯特华德(W.Ostwald,1853~1932)、英国的阿姆斯特朗(H.Armstrog,1848~1937)等都非常重视实验在化学教学中的作用。阿姆斯特朗认为自然科学中最珍贵的是它的科学方法,方法的教学应该成为自然科学教学的基本任务;学校必须有一个以上的学生实验室,尽量造成好像是首次研究某问题的情境,把化学教学时间的大部分用于让学生独立地实验,以诱导学生发现化学原理和原则,学会科学思维方法。这种方法最先施行于英国中等学校。阿姆斯特朗的“实验室教学法”,受到大英协会化学教学法委员会赞同。后来,法、德、美各国也先后效仿而一时风行于欧美乃至于其他地区,产生很大的影响,对于中学普遍建立学生用化学实验室并开展学生实验室实验起了积极的推动作用。

在这以后,化学教学方法逐渐分化为教室教学法(课堂教学法)和实验室教学法两大类型,化学实验成为中学化学教学活动的一部分。到了20世纪之后,这两类方法逐步呈现相互配合、相互渗透的趋势,化学实验成为中学化学教学的一个重要环节和有机组成部分并且逐步出现多种形式。但是,实验教学的探究性在我国逐渐淡化,被读经讲经式的传统教育改造。

随着建构主义思潮在我国的日益传播,以基础教育课程改革为契机,探究教学在我国日益受到重视。但是,这仅仅是探究实验教学方法在我国的“回归”或者甚至是初步“涉足”,它是不是能够在我国“站稳脚跟”、长期坚持,还要经受时间的考验,切不可以掉以轻心。

化学实验教学方法现代化不但需要“回归探究”,更需要创新、改革和超越。作者认为,在对学生经验基础和有关心理展开研究的基础上,设置若干实验系列;改革实验教学方法,引导学生参与实验设计,增强学生对实验方案的理解,发展学生的实验思维和创新能力;尝试建立实验教室等等[3],都是化学实验教学方法现代化的重要举措和内容,应该深入研究、广泛实行。同时,还需要在实验教学制度、实验教材以及实验教学研究方法的改进、创新和发展等方面全面和深入地作出努力。

3.5 化学实验教学评价现代化

从根本上说,实验观以及“人性的解放”和“效率的解放”应该是实验教学评价的基本取向。是不是重视实验的教学功能,是不是有利于“人性的解放”和“效率的解放”,这是评价化学实验教学是不是实现现代化的实质标准。

具体地说,实验教学评价要考察实验教学活动的目标是不是以人为本、以学生的发展为本、以学生为学习主体、重视学生的学习主动性和个性化,教学共同体中的人际关系是否协调;实验教学活动的效率如何。

当前特别要注意考察是不是重视实验教学、实验教学的地位等等。要坚决扭转实验教学陷于停顿、被无形取消的局面,坚决摒弃违背“以人为本”“以学生的发展为本”“以学生为学习主体”的不当做法。

为实现化学实验教学评价的现代化取向,不但要重视目标知能的测量评价,还要重视兴趣、态度、能力、观念等个性发展目标的测量评价;不但要重视目标达成结果的测量评价,还要重视主体性、合作性、活动表现、过程方法有效性等过程性测量评价,以及评价工具本身的有效性、操作性和可行性、简便性评估。

实现化学实验教学评价现代化不是一件容易的事:一方面,建构理想的现代化评价体系需要不懈地探索和实践,另一方面,需要以极大的决心和毅力,广泛地动员和组织多方力量来抵制并改革陈旧的、实力强大的旧评价体系,跟传统的旧习惯不懈地抗争。

要衡量实现化学实验教学评价是否得当,需要对化学实验教学评价系统进行构建和评价。评价的根本标准是:看它是不是有利于化学实验教学的开展和提高效率,是不是有利于化学实验教学的发展和现代化。

目前,我们的化学实验教学评价只不过是在考试中放几道实验题而已,极不完善,实验题的编制和设计也需要改进,需要做出很大的努力。

4 传感器在化学实验教学中应用的问题

传感器在中学化学实验教学中的应用时间不长,大约是从20世纪90年代后半期开始的,其背景是现代微电子技术、现代信息技术以及人工智能等现代技术的迅速发展。

4.1 从TI实验系统到“手持技术”

德州仪器(Texas Instruments)是全球著名的半导体公司,通常简称TI。它在1954年生产出首枚商用晶体管;以后又相继发明第一块集成电路(IC)、手持式电子计算器、单芯片微型计算机、单芯片商用数字信号处理器(DSP)等等。1998年9月,TI公司与教育部签署了就数理科教学技术进行合作的备忘录。在上海,他们先是跟华东师范大学合作,在中学数学教学中推广使用其生产的图形计算器取得成功。随即,他们又跟复旦大学物理系沈元华等先生合作,同时也跟笔者合作,希望应用他们的图形计算器和CBL数据采集系统开发一批中学物理、化学实验。这些成果的一部分在2000年汇集成《TI技术在研究型实验中的应用》一书,由上海科技教育出版社出版。后来,美国另外一家公司以及日本、以色列的公司也推介过他们的类似产品(卡西欧用掌上电脑代替了图形计算器)。现在,国内已经有多种这类数字化实验系统品牌。笔者原以为使用TI技术就可以实现化学实验教学现代化,后来发现TI技术远不能解决化学实验教学现代化的所有问题,以TI为代表的这种技术还有些问题需要思考和探索。

所谓手持技术,又称“掌上技术,是由数据采集器、传感器和配套软件组成的定量采集各种常见数据并能与计算机联机的实验技术系统”[4]。TI实验系统主要由传感器、CBL数据采集器、图形计算器以及有关软件构成,“手持技术”跟TI实验系统是基本相似的,不同点在于把图形计算器换成了功能更好的掌上电脑或者笔记本电脑。从实质上看,传感器是这类技术的核心和基础。因此,把这类技术称为基于传感器的实验技术比较恰当,相应的实验可以简称为“传感(式)实验”。

4.2 传感实验与化学实验教学的现代化

基于传感器的传感实验能不能给化学实验教学带来革命性的变化,实现化学实验教学现代化?

大家都知道,化学是一门以实验为基础,研究物质及其化学变化的科学,它离不开对物质及其变化的观察。为了进行这些观察,常常需要对物质进行分离、提纯,需要人为地创造、控制某些条件,排除干扰,突出主要因素,使某种(或某些)物质实现预期的化学变化,以便进行观察和研究,从而认识物质的组成、结构、性质、变化、制取或者应用等等。

识别物质是认识物质的基础,是从观察物质的颜色、通常状态、气味、硬度、密度、熔点、沸点、挥发性(或蒸气压)、溶解性(或溶解度)、导电性(或导电率)、导热性等物理性质开始的,有时还要观察金属光泽、味道、机械加工性能(可塑性、延性、展性、强度……)、潮解性、铁磁性等物理性质,甚至要观察物质的化学性质。

在观察物质的化学性质时,通常要观察物质跟金属反应情况、跟非金属反应情况、可燃性、跟水反应情况、氧化性、还原性、酸性、碱性,跟酸、碱、盐或氧化物反应的情况,跟有机物反应的情况、稳定性、所属类别的通性表现等,有时还要观察跟所属类别通性不同的特殊性质、能说明结构特点的性质、有重要应用的性质、跟相似物质区别的性质、跟特殊条件有关的性质等。

物质的化学变化常常涉及物态变化现象(气体、沉淀的生成)、颜色变化现象、发光现象、热现象、声现象、电现象、磁现象、机械运动现象、溶解性变化现象、生成物的状态和数量、反应现象随条件的变化、反应速率、反应程度、反应结果等,有时还有异常现象、意外现象。

此外,还要观察实验装置,观察使用的主要仪器、附属的仪器、仪器的空间位置、仪器的连接顺序、仪器的连接方式、仪器连接顺序跟实验过程的关系、装置各部分的作用、装置的核心部分,以及跟常用装置的不同等;还要进行或观察实验操作,包括仪器的装配、操作步骤,反应物的处理、规格、用量和装入,实验条件及其控制方法、生成物的分离和处理、有关注意事项以及特殊的操作等。

传感技术只能“延长”人的感觉器官,只注意传感技术的应用是不够的,我们还要适当“延长”人的手和脑,注意应用现代科学技术的发展成果来改进称量、普通和特殊反应条件实现、过程控制、分离或吸收、富集或分散、鉴定、制剂加工、储存、清洗等反应操作或过程,以及呈现、安全防护和废弃物处理等技术。

撇开实验操作不谈,仅就观察内容来说,基于传感器的实验技术显然是不能够替代人的感官运用的。目前,各式各样的传感器大多只能在严格控制的条件下测量单一的特定效应,不适合在复杂情况下使用。实际上,人对物质及其变化的感知,常常是在复杂的情形中进行的,例如物质在发生化学变化时,总是伴随着这样那样的物理变化;人的某些复合感觉需要多种感应器参与。

基于传感器的实验技术只能被动地观测特定的效应,在一般情况下是无法实现预期的变化、获得需要的物质的,更不要说特殊的、复杂的情况了,可见,它是有很大的局限性的,只能覆盖有限的实验内容。

随着科学技术的进步,传感技术和模式识别技术不断发展、提高,在复杂条件下的观测预计迟早也可能实现(例如已经制成利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的“电子鼻”电子系统)。伴随着办学条件的改善,学校的实验室可以获得更多更好的传感器和其他装备,还可以应用计算机通讯技术建立实验室的集中监控,提高实验教学的水平;将来甚至还可以应用自动控制技术、地外星球着陆化学探测自动技术,以及专门的合成仪等来实现某些实验操作。然而,用高科技装备来全部取代学生的实验操作和感官观察根本背离了实验教学的目的,不利于学生发展,这是需要我们认真考虑的。

统筹考虑,基于传感器的传感实验可以促进化学实验教学的现代化,让学生感受现代气息,帮助学生了解现代化学,减少学生对传统化学实验麻烦以及有时有碍健康的恐惧,增强学生学习化学的兴趣,提高学生的学习水平,应该适当地提倡和推广。但是,它不能“化”,也“化”不了,只能有限度地使用。一般说来,它更适宜在研究型课程和拓展型课程中使用,不太适宜在基础型课程中使用。它在教师演示实验中使用的机会可能比学生实验多一些。关于传感实验的研究有待于进一步拓展和深入。其他过程、操作的现代化装备也需要研究。

参考文献:

[1]张嘉同.化学哲学[M].南昌:江西教育出版社,1994:169.

[2]吴俊明.中学化学实验研究导论[M].南京:江苏教育出版社,1997:19~22.