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化學必修一實驗總結范文1
化學是一門以實驗驗為基礎的自然科學,以實驗為基礎是化學教學的最基本的特征,這也是化學教育界的共識。近年來,中學化學實驗的作用和地位已得到初步肯定,在化學實驗教學中,學生可以通過實驗獲得各種知識,培養觀察、思維、設計、創新和邏輯推理五方面的能力,化學實驗教學正是培養學生這些能力的重要途徑。
一、化學實驗教學中學生觀察能力的培養
觀察又稱“思維知覺”,是一種有目的、有計劃的知覺活動。任何人的觀察能力都不是與生具有的,而是長期的實踐過程中培養起來的,而化學實驗就是一個具體實踐的過程,學生觀察能力的培養也不是自發的,要靠教師的誘導、啟迪。
如魯科版必修Ⅱ第2章第3節《化學反應為人類提供能源》中“氣體制備實驗”的觀察重點是“裝置”,“試劑”及“操作”,而魯科版必修Ⅰ第三章《自然界中的元素》中“元素性質實驗”的觀察重點是“條件”和“現象”等等。應當讓學生熟悉這些化學實驗基本觀察范圍,并在此范圍內選擇重點觀察現象。如:魯科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》做鎂條燃燒的實驗,燃燒時發出耀眼的強光學生觀察到了,同時也要引導學生觀察有光澤的金屬變成白色固態物質。
二、化學實驗教學中學生設計能力的培養
培養學生的實驗能力是化學實驗教學的主要任務。在過去的舊教材中,化學實驗大多數都是抓藥式的驗證性試驗,啟發性、探索性不強,極大的影響了對學生設計實驗的能力的培養,況且有些實驗的成功率不高,更加抑制了學生學習化學的興趣和積極性。而現行的新教材則不同,在課本中涉及到很多的“活動探究”型的實驗在實驗過程中教師可以充分利用這些實驗的優勢,鼓勵學生積極的探究發現,自行設計相關實驗,并利用設計相關實驗及時發現并解決在設計過程中出現的相關問題培養自己及時發現問題并解決問題的能力。
例如,在學習魯科版必修Ⅰ第2章第3節《氧化劑與還原劑》探究Fe3+氧化性的實驗教學中可將“FeCl3溶液與Na2S溶液的反應”讓學生設計一實驗,讓學生觀察并總結實驗現象。開始,學生可能很不以為然,然而學生在設計并做實驗時觀察到了下列幾種結果:(1)兩種溶液混和后,溶液中出現白色渾濁,溶液顏色變淺。(2)兩種溶液混合過程中,有黑色沉淀產生,震蕩后又消失,最終產生白色渾濁,溶液顏色變淺。(3)混合后,溶液中出現黑色沉淀,溶液顏色變為淺綠色。由于這些不同觀察結果的產生,誘發了他們對實驗設計的懷疑,他們就極力想知道設計過程中的問題即產生這些現象的原因。這時抓住時機讓學生盡可能的用已學過的知識去解決新發現的問題,學生們通過翻閱書本和資料,找到此反應會因“FeCl3和Na2S量的不同”而呈現出不同的現象,而這個“量”又與試劑的加入順序有關這樣的結論。
三、化學實驗教學中學生創新能力的培養
創新是一個民族的靈魂。在化學實驗教學中,教師要善于挖掘具有培養學生創新能力的實驗素材,鼓勵學生對這類實驗大膽的探究,培養學生的創新能力。如魯科版必修Ⅰ第3章《自然界中的元素》第2節《氮的循環》中介紹NH3性質時根據NH3的噴泉實驗提出設計CO2的噴泉實驗。學生在設計過程中,逐漸明白CO2和NH3是兩種性質完全不同的氣體,NH3是極易溶于水的,而CO2在水中的溶解度很小,關鍵是要找到一種類似于水的液體能大量地溶解CO2,使瓶中的CO2越來越少。經過教師的點撥,學生想到了堿的溶液Ca(OH)2溶液和NaOH溶液,最后用事實證明使用NaOH溶液的效果好,完成了設計。在實驗習題的教學上,放手讓學生自己去獨立設計,獨立完成。如:在學習魯科版必修Ⅰ第2章第3節《氧化劑與還原劑》中有關鐵三角的知識時,用兩種方法證明Fe3+有氧化性,學生參加設計方案就有十種不同的方法,其中有好些方法是很有創新的。
四、化學實驗教學中學生邏輯推理能力的培養
在化學實驗教學中,要注意引導學生認真觀察實驗現象,形成簡單初級的認識,從而提示矛盾,激發思維,進行推理和思考。一般采用的實驗與推理相結合的辦法有兩種:一種是先實驗后推理,就是教師或學生先做實驗,引導學生認真細致地觀察,從觀察所發現的現象啟發學生獨立思考,分析判斷,在教師的指導下歸納出結論,以鞏固所學的理論與概念。如講鋁與堿反應時,先演示鋁片與苛性鈉溶液起反應,鋁片溶解,并伴有氣泡產生,提問學生:“一般金屬只能與酸反應放出氫氣,而鋁為什么既能與酸反應放出氫氣,又能與堿反應放出氫氣呢?”揭示矛盾,引導學生思考,通過問答進行推理,然后逐步寫出化學反應方程式加以總結。另一種是先推理后實驗。教師引導學生從已知的知識出發,對某個化學反應可能發生的現象及其結論進行推理,然后由教師或學生用實驗證明推論是否正確。例如在講“苯酚的化學性質”時,首先是引導學生運用已學過的苯和乙醇的分子結構及性質的有關知識,引導學生分析苯酚的分子結構,接著提出“從苯酚的分子結構看,你能預測苯酚應具有哪些化學性質”的問題,讓學生討論、推斷,同學們討論的很熱烈,各抒已見,爭論不休。這時,教師就演示苯酚跟鈉、溴水等反應的實驗,回憶對比苯酚的取代反應比苯跟溴的取代反應容易得多,指出羥基對苯環性質的影響。同時又對苯酚的分子結構進行分析,指出苯環對羥基的影響,使苯酚在水中能發生微弱電離而呈酸性,然后又做苯酚和氫氧化鈉反應的實驗加以驗證。
總之,在實驗教學中培養和提高學生的以上五種能力要堅持由淺入深,由表及里,循序漸進的原則,要做到深入領會新課標精神,緊扣教學大綱,積極探索,以有利于學生對所學知識和技能及時得到鞏固并能夠熟練應用,同時根據學生學習的心理特點,注意練習形式的多樣性和有效性,從多方面體高學生的各種能力,激發學生對化學實驗學習的積極性。
參考文獻:
[1]于浩.中學化學創新教法.學苑出版社,1999.
化學必修一實驗總結范文2
【關鍵詞】基礎化學實驗 教學實例 創造思維
【基金項目】新疆塔里木大學高教研究項目(TDGJ1402)。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)09-0174-02
1.課程簡介與定位
《基礎化學實驗》是為適應21世紀大學生的培養要求,著重培養學生的創新精神,將原來附屬在各相關課程中的《普通化學實驗》,《分析化學實驗》和《有機化學實驗》從中分離出來,進行綜合而開設的一門新課程。《基礎化學實驗》主要介紹化學的實驗原理、實驗方法、實驗手段以及實驗的操作技能。它與相關化學課程相適應,與農、林、生物各學科專業相關聯,因此本課程是這些專業的學生學習中必不可少的專業基礎必修課。此外,學習本課程也可以讓學生驗證、鞏固和加深課堂所學的基礎理論知識,為學生學好后續課程以及今后從事科學研究打下堅實基礎。
2.課程內容及培養目標
2.1 課程內容安排
根據我校的實際,本課程面向本科教育,突出能力及綜合素質的培養,共選擇了34個實驗項目,實驗內容共分為四種類型:基本操作實驗、驗證性實驗、綜合性和設計性實驗,實踐教學為90個學時,授課時間分為兩個學期,授課內容與理論課同步。
2.2 課程重點、難點
課程在講授時要突出五個重點:(1)實驗原理及方法;(2)稱量、定容、移液、滴定等定量分析基本操作技能;(3)加熱、回流、蒸餾、過濾、萃取、重結晶、升華、紙色譜等物質制備、提純、分離等操作技能;(4)電子天平、離心機、分光光度計、旋光儀、熔點儀、PH計等儀器的使用方法;(5)物質的定性檢測、定量分析方法及數據處理方法。要把握兩個難點:(1)實驗原理及方法;(2)物質的定量分析及數據處理方法。
2.3 培養目標
通過學習這門課主要是讓學生達到以下三個目標:(1)知識培養目標:培養學生掌握化學實驗的基礎知識、基本理論、基本技能;從實驗獲得感性認識,深入理解和應用《無機及分析化學》、《有機化學》等理論課中的概念、理論,并能靈活運用所學理論知識指導實驗。(2)能力培養目標:訓練學生正確的使用儀器、規范化操作,提高學生的動手能力;培養學生具有自我獲取知識、提出問題、分析問題、解決問題的獨立工作能力;創新意識與創新能力。(3)素質培養目標:培養學生實事求是的科學態度、勤儉節約的優良作風、認真細致的工作作風;讓學生獲取環境保護的意識;培養學生的溝通協調能力及團隊合作精神。
3.課程教學設計
3.1 課程設計理念及教學方法
針對我們學校的實際情況,授課對象都是農林、食品、生物的大一的民漢新生,知識水平參差不齊,接受知識的能力也存在很大差異,尤其對于民族學生來說,大部分同學基礎知識薄弱,且漢語水平較差。根據這一實情,針對不同專業學生,在遵循大綱教材的基礎上,區分講課重點、靈活安排教學內容等一系列的應對措施來設計好每一堂課。
課堂教學的設計遵循“以學生為本,堅持全面發展,能力本位”的理念,主要采用了講授、演示及分層的教學方法,除此之外,還從實際情況出發,采用了靈活多樣的其他教學方法,如探究法、個別輔導法、化學興趣小組法、舉例法等。根據所用的教學方法采用了網絡、多媒體、板書及一體化的教學手段。
3.2 教學流程設計
3.2.1 教學流程圖
3.2.2 實例剖析具體教學過程
下面通過實驗――《茶葉中咖啡因的提取》來具體說明教學的實際過程。
引入正題之后,通過步步引導,揭示實驗原理。教師通過介紹咖啡因的物理性質,由學生總結出咖啡因的提取方法:(1)根據咖啡因的溶解性能,可以采用溶劑法進行提?。ㄈ绻麑W生已經做過油料作物中粗油脂的提取實驗,可以找學生組裝利用索氏提取器萃取的裝置和蒸餾的裝置,采用這種提問的方式可以讓學生強化和鞏固已有的基本操作知識); (2)根據咖啡因易升華的性質,可以采用升華的方法進行提取。然后教師通過設問:提取出來的咖啡因純度如何?激發學生回憶已經做過的化學實驗――固體有機化合物熔點的測定,使學生知道是可以通過測提純物的熔點來鑒定其純度。
由咖啡因的性質,確立實驗方案――升華法提取咖啡因。根據所采用的實驗方法,選擇儀器藥品,師生共同完成儀器的組裝:首先將鐵圈固定在鐵架臺上,并且調整好它和酒精燈間位置,然后在鐵圈上放上一個大的蒸發皿,蒸發皿里面裝入砂子,砂子里面放上裝有茶葉和碳酸鈣的混合粉末的小蒸發皿,這樣我們就可以利用砂浴進行加熱,引導學生思考――為何不直接加熱而要用砂浴加熱呢?學生思考回答:利用砂浴可以有效地控制溫度,避免直接加熱溫度太高而使咖啡因熔化。加熱一段時間之后準備一張濾紙,濾紙用針戳上很多的小洞,戳完之后把濾紙翻過來,使濾紙孔洞帶有毛刺的那一面朝上,然后蓋在蒸發皿上面,邊介紹邊演示,然后引導學生思考――為什么要把濾紙戳成孔呢?學生思考回答:加熱了茶葉之后,咖啡因因升華它的蒸氣要往上走,這些孔可以有利于咖啡因蒸氣的向上升騰。老師接著介紹并演示,蓋好濾紙后,再用漏斗覆蓋,漏斗頸用棉花虛塞,引導學生思考――為什么漏斗頸要用棉花虛塞呢?學生思考回答:為了防止升華的咖啡因蒸氣逸散到空氣中造成損失。
完成了儀器的組裝之后,由老師詳述具體實驗步驟,并強調注意事項,最后由學生自行動手實驗,實驗過程中教師不斷巡視,及時給學生解惑答疑。
實驗結束,由學生自行總結和分析實驗數據并撰寫實驗報告。為了進一步激發和培養學生的學習興趣,告訴學生工業上,咖啡因主要是通過人工合成制得的,可以采用布置課外小作業的方式,讓學生自行查找資料來了解相關的知識,以培養學生對化學實驗的興趣和愛好,從而培養學生的開放、發散思維能力。
化學必修一實驗總結范文3
關鍵詞:中學化學 實驗改進 步驟 實例分析
一、中學化學實驗改進的意義
實驗改進是指應用相關化學知識和技能,對實驗中不科學、不合理的地方進行改進或者在當時條件下無法實施的實驗通過改進而得以實施。在現行的中學化學教材中有些實驗設計得并不是十全十美,如有的實驗現象不夠明顯,有的實驗成功率不高,有的由于受條件限制,一些實驗無法正常進行等等。然而,通過實驗改進的手段很好地解決這些問題。
因此,實驗改進可以提高實驗效率和實驗的成功率;可以更好地完成教學任務,提高教學質量;可以促進教師鉆研教材和鍛煉教師的創新意識;可以培養教師一絲不茍、求真務實的科研精神;可以培養學生的創造精神;可以增強人們的安全意識、環保意識、經濟效益意識。所以對實驗改進進行研究和實施是一項非常有意義的工作。
二、中學化學實驗改進的基本要求[1]
進行化學實驗改進,它應當遵循以下幾項基本要求。
1. 科學性
科學性是化學實驗改進的首要原則。所謂科學性是指實驗原理、實驗操作程序和方法應該正確。
2. 安全性
實驗改進時應盡量避免使用有毒藥品和進行具有一定危險性的實驗操作。
3. 可行性
實驗改進應切實可行,所選用的化學藥品、儀器、設備和方法等在中學現有的實驗條件下均能得到滿足。
4. 簡約性
改進后的實驗應盡可能簡單易行,應采用簡單的實驗裝置,用較少的實驗步驟和實驗藥品,并能在較短的時間內完成實驗。
三、中學化學改進的基本步驟
進行化學實驗改進,應按照以下幾個基本步驟去實施。
1. 明確實驗目的和原理
根據實驗內容明確要做什么,以及實現這一實驗目的所運用的原理是什么。
2. 找出問題
根據實驗內容,找出實驗中存在的問題,是實驗效果問題還是實驗安全性問題等等,為實驗的改進明確方向。
3. 分析問題
根據實驗中存在的問題,分析問題產生的原因,進而提出解決問題的方案或實驗方案。
4. 解決問題
按照分析問題提出的解決方案或實驗方案,列出所需要的儀器、藥品,組裝好儀器,按實驗步驟進行實驗。仔細觀察實驗過程,并記錄實驗現象和實驗數據,為實驗改進的可行性提供事實依據。
5. 討論問題
根據實驗記錄的現象和數據,分析論證實驗改進方案可行性,是否符合我們前面所說的基本要求,是否達到了改進的目的。如果可行,則可確定為改進方案;如果不行,則必須找出失敗因原,重新設計,重新操作,直到成功。
四、中學化學實驗改進的實例
1.金屬鈉與水反應實驗的改進
人教版高一化學(必修1)第三章第一節[實驗3―3],金屬鈉與水反應的實驗。教材實驗方法是:在燒杯中預先倒入一些水,然后用鑷子把切下的一小塊鈉放入燒杯里,并觀察發生的現象,如圖1。
其實,這個實驗存在很大的安全隱患,鈉的性質很活潑,它跟水反應時放出大量的熱,使鈉熔成一個閃亮的小球,在水面迅速游動,它甚至使周圍的水沸騰。同時鈉與水蒸氣反應時產生大量的氫氣,反應的方程式為:2Na+H2O=2NaOH+H2 。有時鈉移動到燒杯壁上容易產與燒杯壁粘在一起不能游動,放出的熱量不易擴散,產生火星。當燒杯里面的氫氣與空氣在爆炸極限范圍內就容易爆炸,使水濺出來。
于是對這個實驗作如下改進:如圖2即在燒杯上加蓋一個透明有孔的塑料板(孔眼在0.省略 。
要求發在數理化學習(教育理論版)雜志上。
作者簡介:
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關鍵詞:自主活動;初中化學;學習效率
自主活動是相對于被動的接受式教學活動而言的,是有效貫徹落實“以生為本”理念的主要活動形式,也是激發學生化學學習熱情、鍛煉學生化學學習能力的有效活動之一。因此,在新課程改革下,教師要有意識地改變一言堂和滿堂灌的方式,有效地將自主活動與實際化學教學結合在一起,以確保學生在主動參與中掌握基本的化學知識,提高化學學習效率。本文就以自主活動在“氧氣”教學中為例進行論述,以構建出具有自主性的化學課堂,進而也為學生的發展打下堅實的基礎。
一、明確學習目標,思考相關問題
明確學習目標,帶著相關的化學問題進行自主學習,是為了減少學生自主學習的盲目性,提高學生的自主學習效率。所以,在“氧氣”這部分知識的教學時,我首先組織學生明確本節課的學習目標,即:
(1)理解和掌握氧氣的主要物理性質;
(2)觀察和描述木炭、硫和鐵絲等燃燒時的現象,從中歸納出氧氣的主要化學性質;
(3)理解什么是化合反應和氧化反應。
接著,組織學生在明確學習目標的基礎上帶著下面的幾個問題進行自主學習,比如:
(1)為什么在空氣中只能看到木條上的火星,而在氧氣中卻能燃燒呢?
(2)魚生活在水里,是不是說明水中也含有氧氣?
(3)化合反應與氧化反應之間有什么關系?
……
組織學生對上述的問題進行思考,并在問題的推動下進行自學教材,以為本節課教學目標的最大化實現做好基礎性工作。
二、組織自主探究,提高學習質量
在明確了本節課的學習目標和相關問題后,我組織學生結合教材進行自主學習,并借助“帶火星的木條、氧氣瓶”等實驗工具對教材中的“實驗2-2把帶有火星的木條伸到盛有氧氣的集氣瓶中,觀察木條是否復燃”這一實驗進行驗證,并對實驗現象進行總結和思考。
接著,組織學生以小組為單位對實驗2-3硫在氧氣中燃燒以及2-4鐵絲在氧氣中燃燒進行自主實驗,并總結實驗現象,總結氧氣的化學性質。最后,組織學生自主對下面的表格進行填寫,即:
組織學生在小組內進行自主討論,并完成這一表格,同時,還思考:這三個化學反應之間有什么關系,并順勢將化合反應的概念引入課堂,組織學生對第一階段的相關問題進行解答。
綜上,從整個自主學習活動來看,學生一直處在自主的求知當中,尤其是通過實驗去自主地理解相關的氧氣化學性質,加深學生的印象,而且學生的自主動手實驗對學生實驗操作能力的提高、對學生化學素養的形成都起著非常重要的作用。
最后,我在針對本節課的重點內容,如:氧氣的性質,化合反應等相關的知識進行了有針對性的講解和點撥,以確保本節課的教學目標最大化實現,同時,也能加深印象,強化理解,進而為學生化學學習興趣的保護,為高效化學課堂的順利實現做好保障工作。但是,講解完不等于這節課的結束,我們還要通過“當堂練”環節來檢驗學生的自學效果,保護其自學意識。
三、實施自主練習,鞏固學習效率
在教師對相關知識進行有效點撥之后,我組織學生對下面的練習題進行了練習,如:
1.下列關于氧氣的性質描述錯誤的是( )
A.在通常情況下,氧氣是一種無色、無味的氣體
B.氧氣在低溫、高壓時能變為液體或固體
C.氧氣極易溶于水
D.氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體
2.思考能否用帶火星的木條來將四瓶氣體進行區分,即:氧氣、氫氣、空氣和二氧化碳?
……
組織學生對上述的練習題進行思考和解答,這樣不僅能夠檢驗學生知識的應用能力,鍛煉學生知識的解答能力,而且對高效化學課堂的順利實現,對學生體會自主學習都有很大的作用。
綜上,整個過程是自主學習活動在“氧氣”教學中的應用,雖然取得了不錯的學習效果,但仍有一些問題需要我們注意,比如:創設問題的有效性。對于很多學生來說,問題的有效性將直接影響著自主學習活動價值的實現,也就是說,有效的問題是學生掌握知識的主要因素,也是鍛煉學生探究能力的主要方面。又如:學生主體性的發揮。隨著課改的深入實施,有效落實以生為本理念是學生健全發展的保障,反之,如果學生的主體性得不到落實,課堂將會重新回歸到一言堂和滿堂灌,是不利于課程價值的實現以及學生綜合能力的提高的。所以,在實際教學過程中,教師要立足于化學教材,要通過有效開展自主學習活動來為學生綜合能力水平的大幅度提高做出貢獻。
參考文獻:
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一、從學科高度定位課程功能和地位
所謂站得高,看得遠。我們在研讀某一教學內容時,要從它在章節、單元、教材乃至整個中學階段或是對學生終身教育的作用出發,提升課堂設計理念。之前,我們在進行教學設計時,常常是根據課程內容,設想本節課應該提升學生的哪些知識和能力,集中體現在學生知識的獲得與方法的培養方面,缺少對課堂整體的把握,導致教學設計著眼點不高,就事論事。因此,我們在進行教學設計時,首先要問問自己:這節課想要達到什么目的?達到這個目的有什么用?為什么要達到這個目的?已有知識和新學知識有什么聯系,基于此,我們如何才能深化教學目標?帶著這些思考進行教學設計,我們才會準確地制定教學目標,把握課堂內容與形式。
例如,在講授高中化學必修1“離子反應”時,針對“電離”內容進行教學設計,我首先就遇到了北師大專家組提出的一連串問題,即為什么要讓學生學習“電離”概念?學生學習“電離”知識,對他們有什么用?這對學生后續的學習有什么用?學生在初中階段已經學習過食鹽在水中的電離,為何這里還要重點學習?
在對這些問題的思考過程中,我認識到:讓學生掌握“電離”概念,理解“電離”過程,這是學生初步建立微粒觀的關鍵點,為學生學習溶液中離子間的反應、弱電解質的電離、鹽的水解和難溶電解質的溶解平衡奠定基礎。所以,在必修課的學習中,我們讓學生理解電解質的電離過程比讓學生知道“電離”概念要重要得多。由于初中階段學習的食鹽在水中的電離只停留在宏觀概念層面,并未進入微觀過程,但從宏觀視角認識溶液為我們在微觀認識電離的過程中奠定認知基礎,因此,在“電離”一課中,我們制定的知識教學目標是初步建立微粒觀,從微觀角度認識溶液,從而確定本節課的主要內容,即從微觀角度認識物質在溶液中的存在和行為,選取溶解和電離兩個角度研究氯化鈉、蔗糖和硫酸鋇在水中的變化和存在形式,以及酸、堿、鹽在水溶液中的存在形式和相互間混合的行為。
二、教學設計符合學生發展需求
符合學生學習需求,引導學生整合、質疑與應用知識,這樣的課堂才會是高效的。它超越教材和知識本身,以學生的發展需要為準繩,不僅解決課程標準規定的知識講授,也滿足學生的發展需要。新教材在內容安排上分成選修課和必修課,充分體現教材在編排上重視學生自身的實際情況和需求。必修課程反映現代化學研究的成果,積極關注21世紀與化學相關的社會現實問題,幫助學生形成可持續發展的觀念,強化終身學習的意識,更好地體現化學課程的時代特色,注重學科科學素養的培養,降低對學生的知識基礎要求。選修課以化學學科特點分類,考慮學生個性發展的多樣化需要,更好地體現課程的選擇性,讓學生自選學習,體現以人為本的思想。作為教師,我們要注重對新教材的解讀,能夠設計出滿足學生發展需求的優質課堂教學。
例如,我們在進行高中化學必修2“生活中常見的兩種有機化合物”的教學設計時,可以先對學生進行問卷調查,其中的2個問題是:“說出你了解的乙醇的有關知識?”與“你還想知道有關乙醇的哪些知識?”對于第二個問題,學生的答案多數涉及“想了解乙醇還有哪些化學性質?”和“乙醇還有什么用途?”“喝酒為什么會醉?”等。對高一學生而言,他們剛學習有機物,剛從單一物質性質認識有機物,對官能團和物質結構的認識還處于初級階段,系統地研究有機物的方法與時機并不成熟。因此,本節課的教學設計注重乙醇化學性質與官能團之間的聯系,讓學生形成結構(官能團)決定性質的學習方法,因此,我們拋棄過去典型的教學設計(見圖1),采用另一種教學設計新思路(見圖2)。
通過兩種設計的對比,我們不難看出,圖1通過對乙醇結構式的探索過程,讓學生自己設計實驗、分析實驗現象、得出實驗結論,形成研究有機物結構式的方法。這種知識系統性強的學習對研究有機化學的學生來說是非常必要的,但對初步學習有機物性質、剛接觸官能團概念的學生來說,在學習上有一定的難度,很難在短時間內幾個典型有機物的學習中形成系統有機物學習的研究方法。但圖2的教學設計把重點放在培養學生探索物質變化中斷鍵的位置(官能團)上,旨在引導學生構建“官能團結構決定有機物性質”的學習方法,通過酒精在人體中的氧化過程,引出乙醇的性質,這樣的設計更容易讓學生接受,符合學生的實際能力,符合他們在這一階段的學習需求。為了解決學生在乙醇結構上的認知問題,我應用已學的乙烯知識,即CH2=CH2+H2OCH2CH2OH,基于加成反應認識乙醇的結構,降低結構認知的難度,把系統研究物質結構式的方法放在“有機化學基礎”中進一步學習。此次的教學設計將學生的思維引導在分析和研究性質中的結構變化、學習有機物方法的構建方面,讓學生在有限的知識內容學習中理解官能團概念、結構決定性質的有機學習方法,契合學生在這一學習階段的學習發展需求,提高了教學效果。
三、聯系生產生活,學科價值成就高效課堂
把化學知識與學生的生活實際有機融合,整合與運用所學知識,這是構建高效課堂的又一重要途徑,尤其是在一些以STS為主的課堂教學中,教師可以把所學化學知識與生產生活實際有機整合應用在課堂教學中,培養學生認識化學學科的社會價值以及化學在STS中的重要作用,既增加課堂的容量和效率,又提升課堂的高度。
例如,我們在要求學生設計鋁土礦冶煉鋁的過程時,可以將學生認識物質的性質融合到除雜與制備方法中,在原有的除雜方法中進行再生,最后形成工業生產的思維模式。
我們可以通過除雜試劑的選擇,把鋁及其化合物的性質知識,尤其是鋁及其化合物的兩性這個核心知識點進行回顧,將其融合到除雜的學習中。
此外,通過對除雜方法的分析,我們要在傳統的除雜方法,即讓雜質通過反應除去的基礎上,創造性地讓被提純物質參加反應再制取,形成除雜方法的再認識。
最后,通過對鋁礦石生產鋁的流程的歸納分析,我們要讓學生認識從礦石到產品的思維模式,形成對化學工業原理的基本思維。
又例如,在海水中提取鎂的學習中,我們通過對實例的分析,從鎂的制備原理(電解熔融氯化鎂)和鎂化合物的性質中選擇堿和鹽酸來富集提出鎂,根據提純的原理選擇相應的提純除雜方法。讓人關注的是,這一過程要考慮生產原料成本和大海資源的充分利用,我們可以從貝殼中得到堿[Ca(OH)2],出于綠色化學和原子經濟的考慮,采用將所得的副產品――氯氣用于生產鹽酸,生產的鹽酸作為這一過程的原料,從而形成循環經濟。學生通過這樣的過程進行分析,體會對資源的綜合利用不僅要從物質性質和分離提純方法等化學因素來考慮,還要從原料物質來源和成本、副產品的綜合利用及環境保護等多方面因素來綜合考慮,全面認識工業生產過程,體現化學的學科價值。
四、挖掘實驗功能,提升課堂思維容量
《全日制義務教育化學課程標準(實驗稿)》明確指出:“化學是一門以實驗為基礎的學科,全面提高每一個學生的科學素養是科學課程的核心理念?!被瘜W實驗不但能生動直觀地把抽象內容形象化,在培養學生的實驗技能、科學方法和科學態度上也起著不可替代的作用。學生通過做實驗、觀察實驗現象,得出實驗結論,形成基本的實驗能力。此外,生動形象的化學實驗過程和現象可以激發學生的學習興趣,引發探究的動機。在課堂教學設計中,教師運用實驗挖掘學生思考的潛力,可以提高課堂思維容量,培養學生多維度思考與分析問題的能力。
例如,在初中化學“溶液”和高中化學“電離”知識的教學過程中,我們都會用到這樣一組物質導電性測驗的實驗(見表1)。
在初中化學的學習中,我們通過這個實驗讓學生形成直觀的印象,氯化鈉固體不導電,但溶于水后就會導電,引發很多溶液不導電、物質溶解于水、導電性發生變化的思考,從宏觀性質層面認識物質的溶解過程。但是,在高中化學“電離”教學過程中,對“電離”這個抽象而微觀的過程,我們如何讓學生去理解和體會,要對這一實驗給予進一步的挖掘,可以設置如下的問題串(見表2)。
我們把這些實驗進行重現和對比,通過一連串的問題,引發學生思考,讓學生通過一步步的思考去認識電離的過程和本質,使學生對電離過程中物質的微觀變化理解更加深刻,初步形成以電離過程的認識為基礎的微粒觀。
接著,我們再重新給學生一杯氯化鈉溶液,讓學生對氯化鈉溶液進行再認識,在學習了電離的知識以后,學生會從離子與分子等微觀角度說出氯化鈉溶液的構成,歸納總結出認識溶液的方法。新的教學過程可以讓學生在舊有的宏觀認識溶液模型的基礎上主動進行思考,挑戰對原有水溶液的認知,對水溶液內部構成和物質在水溶液中的行為形成進一步的認識,主動尋找證據,用實驗證明這種反思與認識。這一過程會增加學生思考的深度,發展學生的高級思維,形成多角度,如宏觀、微觀、靜態、動態等認知事物的方法,提升學生的認知層次。
總之,對于每一堂課,我們不但需要從課程地位與作用、學生的實際情況與需求出發來備課,而且要考慮課程的容量和廣度,考慮教學設計的細節價值與引發學生思考的層次,關鍵是我們要用老老實實的態度,用心去思考、去磨合、去反思。集體備課、聽專家講座、聽同學科教師的講課和評課,這些都是有效提升自身教學水平的方式。當然,我們親身參與設計一節課,經歷課程設計、講授、改進及專家評課,教學能力和課堂高度提升的效果會更加明顯。
參考文獻:
化學必修一實驗總結范文6
關鍵詞:獨立學院;生物技術;課程體系
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150
現代生物技術的蓬勃發展從1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森發現DNA雙螺旋結構開始,分子生物學、細胞生物學技經過60年的發展把整個生物學帶入了嶄新的應用領域。生物技術的最大特點是涉及的技術種類多樣且復雜,是一門跨領域特性極強的綜合性學科,可廣泛應用于醫學、農業、軍事、工業、環境、能源等領域,其研究的深度和廣度可以小至分子、細胞乃至納米層次,也可大到組織、個體、群落甚至整個生態系統。如果沒有生物技術的一個公認的定義,就很難區分什么不是生物技術,生物技術學科相對獨立的學術體系,相對完整的理論框架將非常難于設置,人才培養課程體系的確立也無據可依。我國自1997年高校批準設立生物技術專業至今,普遍采用以基因工程、細胞工程、蛋白質與酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術對生物技術定義進行界定,在人才培養上主要以理為主,以工為輔。生物技術的定義決定了生物技術專業教學的課程體系,課程體系依賴生物技術定義,并隨著定義的發展而調整。
1關于生物技術人才培養目標的確立
新的工程技術的出現,經常是在學科的邊緣或交叉點上。由于一個專業要求多種學科的綜合,而一個學科是在不同領域的應用[1],在我國高?,F行體制中,生物技術專業往往被等同于一個二級學科,以學科的定義成為高校教學、科研的功能單位,對教師教學、科研及為社會服務進行了界定。在這種模式下,生物技術面對大量的學科交叉應用,在教學上卻固步自封,本科專業方向設置狹隘,閉門造車,教育教學和產業應用脫節嚴重,在醫學、農業、軍事、工業、環境、能源等領域甘當配角,失去了生物技術專業在學科交叉領域的大好發展機遇。生物技術專業課程體系中的專業方向課程體現的應該是專業在多種學科的綜合后在某個領域的應用,是具體的人才培養應用方向。在生物技術強國美國[2],斯坦福大學的生物學專業包括生物物理、海洋生物、分子與細胞生物學、神經生物學、生態與進化生物學方向;哈佛大學直接將生命科學劃成了生物學和生物化學兩個專業,生物學從遺傳學和分子生物學跨越到生態學和古生物學,而生物化學專業則主要關注的是分子和細胞的結構和功能;加利福尼亞大學伯克利分校含有綜合生物學與分子和細胞生物學兩個專業,后者包括生物化學和分子生物學方向、細胞和發育生物學方向、遺傳學和發育方向、免疫學方向以及神經生物學方向。美國一流高校在生物技術人才培養上的顯著特點是:將生物學的二級學科作為本科人才培養的方向(又稱為課程方案)。在我國只有“985”,“211”大學才具備將生命科學的專業分支建設為生物技術的專業培養方向的能力,其原因主要是生物技術為實驗性科學、需要大量的高端生物技術相關設備以及相應的研究型學者師資。國內獨立學院受師資、設備和資金的局限性,2013年辦學較好的前十個獨立院校中只有華中科技大學武昌分校、燕山大學里仁學院、北京師范大學珠海分校舉辦生物類專業,而且在傳統意義上,獨立學院生物技術學科布局非常不完善,不可能看齊國內外一流大學,將生物學的二級學科建設為多個人才專業方向。因此,將生物技術人才培養與產業應用相結合,跨學科建設專業方向,延展學科資源共享效益,建立特色課程體系并付諸實踐是獨立學院舉辦特色生物技術相關專業的關鍵步驟。珠海市食品、醫藥和醫療機械制造產業發達,社會對跨學科的生物技術專業體現出的能力要求表現為食品安全領域的生物技術應用需求、制藥領域的生物技術應用需求以及醫療器械領域對生物技術的應用需求。北京師范大學珠海分校在學科布局上對生物技術在專業方向設置上提供了很好的跨專業資源共享平臺。我們結合泛珠三角經濟發展需求、依據自身實際條件首先確立如下專業培養目標:培養擁有扎實的現代生物技術基礎理論,系統掌握生物技術的應用實踐技能,富有利用生物技術研發生物制品的科學思維與實踐能力,可從事生物制造與生物制品安全以及食品檢驗檢疫等領域中生物技術應用的相關研發與管理工作的高素質專門化應用型人才。同時,在未來5-10年內逐步規劃制藥領域、醫療器械領域的應用型人才培養方向,服務珠海市生物技術跨學科應用型人才需求。
2關于課程模塊的優化實踐
生物技術課程模塊式優化有利于適用于社會對人才培養的需求,也有利于課程設置的穩定性,容易總結經驗提高教學質量。經過7年的改革實踐,我校生物技術課程模塊優化主要分為三個部分:一是精準勾勒專業知識模塊。模塊優化主要使學生清楚哪些是生物技術專業的核心課程,哪些是自己必須了解的生物基礎知識。生物技術專業課程體系包括微生物學、細胞生物學、遺傳學、動物學、植物學、生態學、植物生理學、動物生理學、生物化學、分子生物學、工業微生物學育種學、基因工程、細胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技術、發酵工程設備、酶工程等專業內容。受限于160學分的總限制,生物技術專業不可能將所有的內容都開設成單獨的課程,而且各類課程中重復性內容較多,不利于學生綜合掌握專業基礎知識,因此在專業課程內容設置上,必須做到“有基礎,有專業”。有基礎,用12個學分構建生物技術的專業基礎知識結構,共5門理論課程,知識點覆蓋微生物學、細胞生物學、遺傳學、動物學、植物學、生態學、植物生理學、動物生理學、生物化學、分子生物學、微生物學、人體結構與生理等上游生物技術基礎知識;有專業,用20個學分構建五個核心專業課程,含基因工程與分子生物學,細胞工程,發酵工程,蛋白質工程原理及應用,酶學原理與酶工程。二是構筑適應社會需求的專業應用模塊。專業方向課程的設置要具備一定的靈活性,以應用性、實用性為準則,必修和選修互補,模塊上除設置食品安全檢驗檢疫生物技術必修模塊外,充分考慮學生就業、升學、留學需求,盡可能提供適應學生需求的選修課程模塊,滿足個性發展需求。專業方向必修模塊包括:現代儀器分析、HACCP原理與應用、分子生物學檢測技術、食品安全控制技術、食品衛生毒理學、現代食品分析技術。專業方向選修模塊包括:生物化學和分子生物學、細胞和發育生物學、遺傳學、發育生物學、免疫學、神經生物學、藥物設計與藥物研究、生物物理學、生物儀器分析、工程制圖、電工電子學等??傊瑢I方向課程模塊優化的方向是甩開傳統學科分類包袱,以實際應用為導向,以現實資源為依托,開展交叉學科人才培養適應社會需求。三是夯實提高學生實踐能力的實踐模塊。人才培養要做到實效性,必須用實驗課程來培養學生。我們逐步取消了一課一實驗配套的辦法,將所有實驗課整合成獨立規劃的實踐課程,綜合后分為4個階段:第一階段主要在各專業實驗課里完成,實行課堂化管理(分為四個技能訓練課程,每周4-6學時),最后考察評價,夯實基本生物技術實驗能力;第二階段在專題研究課程內完成,教師單獨輔導,以開題報告,研究報告作為評價標準,獲得相應學分;第三階段主要在國內外實踐基地統一組織、自由安排時間進行專業技能培訓,以大量的實踐、見習、參觀為主要手段,融入部分畢業實習內容,獨立撰寫實習報告;第四階段主要在校內外實驗室完成,根據畢業論文具體要求,在相應實驗結果前提下,獨立撰寫畢業論文,并參加答辯。
3關于保障生物技術課程體系實施的實驗條件
生物技術在學科劃分上理工不分,即可以發理學學位,也可以發工學學位,實驗科學的特性決定了生物技術人才培養的高成本,高投入。獨立學院自籌經費的特點決定了學校在舉辦生物類專業上與公辦高校在人才、資金投入上相去甚遠的現狀。我校作為高等教育改革試驗區,舉辦生物技術專業同樣面臨資金、人才匱乏局面。只有通過社會資源的整合,協同創新辦學體制才能解決生物技術專業對高端設備的需求,同時實踐基地的建設要從人才培養的角度出發,設備應符合現代生物技術人才培養以及特色專業培養目標的需求。經過文獻搜索和對珠海300家企業的調研發現:與用人單位共同培養食品安全領域的生物技術應用人才符合國家和珠海地區發展的需要。2007年我校與國家進出口檢驗檢疫局珠海局正式簽署協議協同培養生物技術專業人才。通過辦學模式的創新,“平等自愿、產權不變、協同建設、資源共享”的方針使得雙方能夠大膽持續投入,共建共享實驗室,至今我校已經建立了分子生物學、衛生檢驗檢疫兩個國家級實驗室,部分生物實驗室達到生物安全二級水平,實驗條件滿足生物技術課程體系的教學實踐要求。另外,在實踐課程經費投入方面,生均實驗材料費為750元/人,學院預算儀器購置費為2857元/生,年度生均實踐環節總投入為3607元/生,將教育部2004年2號文件“學費20%直接用于教學”的規定不打折扣落到實處。
4生物技術課程體系改革實踐效果
學生服務社會的能力是課程體系改革成功與否的試金石。首先,實驗條件是實現生物技術專業課程體系規劃的重要保障,“檢學”協同創建高水平的、可持續發展的專業實驗室體系為執行生物技術課程體系,進行人才培養、創造了先進的實驗室基礎,學生實驗訓練得到有力的保障;其次,通過實驗室共建、資源共享,協同管理,把直接為企業提供食品安全檢測的國家級區域性中心實驗室對學生開放,作為學生通過高層次技術服務學習的平臺,對學生具有深遠的“學有所用”的意義,學生能夠用自己的專業知識直接服務于社會,并作為切身利益方對課程體系設置的反饋能夠直接基于社會的實際需求,這優于任何第三方去評價課程體系改革效果;最后,摸索出了適應特殊機制大學應用型生物技術人才培養課程體系,取得了明顯效果,學生升學率達20%,就業率高于地區平均水平,學生得到了實實在在的收獲。
參考文獻:
[1]劉春惠.論“學科”與“專業”的關系[J].北京郵電大學學報(社會科學版),2006,(2):66-71.