在高中化学任务驱动实验教学中,教师应注意有效设计任务,问题或任务应贴近学生生活实际,突显学生课堂主体地位,以促使学生主动融入实验教学活动中,从而提高实验教学效率。
第一,发掘化学实验与生活的完美结合点,优化实验任务设计。知识源于生活。同样,化学知识与生活有着千丝万缕的联系,引导学生学会运用所学化学知识来解决生活实际问题,这是化学教学的最终目标。同时,由生活现象入手,进行实验分析与探究,更能够调动学生课堂参与积极性,激发学生化学学习热情。因此,在高中化学实验教学中,教师应依托教材,立足生活,结合学生实际,精心设计任务,让学生在学习任务的驱动下进行自主实验探究,从而增强实践体验,感受化学实验乐趣,提高学习兴趣,并逐步形成创新意识,学会创造。
如教学“含硫化合物的性质和应用”时,当分析二氧化硫的漂白作用时,教师可要求学生思考:①长时间放置的草帽与报纸为什么会变黄?②在北方市场上,常常可看见外面非常白但里面却是黄的粉丝与馒头,里外不一致,其做法是先将粉丝或者馒头放入一个封闭的容器中,然后放入燃烧着的硫,将其熏一下即可,我们是否可以马上食用或用来做菜?这样,由生活现象入手,可激发学生探知欲望,使其进入学习意境。师:这些都与二氧化硫的特殊化学性质“漂白性”有关,它可以用来漂白草编制品、丝、毛、纸浆等。那么有哪些化学实验可证明二氧化硫的漂白性,要求学生分组讨论,设计实验方案,进行实验操作,观察实验现象,总结实验结论,而教师可提供有关实验药品与仪器,并提示与指导。当教学酸雨知识后,要求学生完成任务:怎样鉴别二氧化碳与二氧化硫?简述实验步骤。
第二,基于社会问题解决的基础上,优化实验任务设计。众所周知,化学在社会生产中有着十分广泛的应用。同时,社会生产中蕴涵着丰富的化学知识。这就需要学生善于观察,注意时事,学会发掘大气污染、水污染等社会热点问题或生活现象中的化学知识,然后结合实验教学,优化任务设计,诱导学生探究与实验,使其积极思考,找出解决方法,从而提高学生分析与解决现实问题的能力。
第三,整合课堂内外,优化实验任务设计。在课堂教学中,其时间有限,空间有限,若想促进学生全面发展,拓宽学生知识面,教师则需整合课堂内外,将教学拓展延伸至社会生活。
同样,在高中化学任务驱动实验教学中,教师也可将教学内容与课外实践有机结合起来,如设计一些课外探究性实验活动,要求学生利用多种方式、多种渠道来查阅与收集所需信息资料,然后联系自己原有知识,结合实际生活,独立或分组设计较为简单的化学实验方案,灵活选择适宜方法,进行实验探究,观察实验现象,记录实验结果,写好实验报告,这样可提高学生动手实践能力,使其学会综合运用所学知识进行创造,彰显个性。例如,教师可要求学生课后进行“污水净化”的实验探究,明确实验要求:分析实验原理,自选实验药品与仪器,自主设计实验方案与步骤,展开实验操作,填写实验报告,并进行自我评价。
近年来,随着我国高等教育的快速发展,很多综合性院校和师范院校都新增了化学工程与工艺专业,使专业性院校的专业多样化,增加了学校的办学活力,为地方经济建设输送了大批人才。该专业培养德智体全面发展的、掌握化学工程与工艺和高分子材料方面知识、了解化工及高分子材料研究的前沿动态,具有较强工程实践能力,毕业后能在化工、制药、材料、能源、炼油、环保等领域从事生产技术管理、工程设计、技术开发、科学研究等方面的应用拓展型高素质人才。要培养适应社会需求的合格化工专业人才,需要有一套适应性和针对性强的课程体系,系统科学的教学内容和先进合理的教学手段,它直接关系到是否能够实现教学目的和培养目标。①②③④⑤本文对化学工程与工艺专业课程体系与教学内容改革进行了探讨。
1 建立科学合理的课程体系
根据化学工程与工艺专业的学科背景和专业实际,在“培养‘大工程’背景下具有扎实理论基础、较强工程实践能力和有一定人文素质的工程师和设计师”的总体要求下,根据以往教学实践,我校先后于2006年和2010年重新修订完善了化学工程与工艺专业培养方案。结合化学化工学院特色,加厚了理科课程,强化了实践教学环节,淡化产品背景,拓宽专业面,使学生具有更好的实践和创新能力,同时适当拓宽了专业口径,增加了创新学分。加强学生理论知识与生产实际的衔接,使学生具有良好的工程设计能力、扎实的理论基础、较强的科学研究、科技和产品市场开发能力,适应能力更强,就业面更广。该方案已从2011级学生开始执行,逐步形成了“以先进的教育理念为引导、以明确的培养目标为定位、以科学的培养方案为核心、以多样化的培养模式为途径、以高水平的教学团队为关键、以合理的评价机制为导向、以可靠的质量控制体系为保障”的高等化工教育创新人才培养体系。
该方案设置了以下几个课程模块:(1)通识教育平台:课程包括:中国近代史、思想与邓小平理论和三个代表思想概论、马克思主义基本原理、形势与政策、思想道德修养与法律基础、国防教育、大学语文、大学英语、计算机基础、C语言程序设计、大学体育、就业指导、音乐鉴赏、美术鉴赏等课程。(2)学科基础教育平台:课程包括:高等数学、概率论与数理统计、大学物理及其实验、电工学基础、无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、工程制图与CAD、生产认识实习等课程。(3)专业基础教育平台:课程包括:物理化学及实验、化工原理及实验、化工热力学、化工仪表及自动化、化工设备机械基础、化工原理课程设计、化学反应工程基本原理、化工专业实验、科技写作、化工过程及设备课程设计、专业英语等课程。(4)专业素养教育平台:课程包括:无机化工工艺学、有机化工工艺学、精细化工工艺学、化工设计概论、环境工程概论、反应器分析、化工分离工程、化工过程开发与放大、工业催化、工业分析、分离分析技术等。(5)素质拓展平台:课程包括:高分子化学、化工系统工程、聚合物工艺学、化学工程前沿、非金属材料概论、仪器分析、仪器分析实验、计算机在化工中应用、化工安全技术、化工节能原理与技术等。后两块内容学生可根据特长、兴趣和职业规划需要选学部分课程。
新修订的化学工程与工艺专业培养方案特点:(1)教学总时数有所压缩,总学时由2800学时压缩到2700学时;(2)口径拓宽,基础得到强化;增设了200学时左右的交叉学科方面的素养课,有利于开阔其视野,扩大其知识面,陶冶其情操。(3)实践实训课时或学分比例有较大提高;实践环节主要包括:课程实验、生产见习、社会调查、课程设计、化工生产单元实训、生产实习、毕业论文 (设计)等。(4)选修课比例进一步增大。(5)适当增加了创新学分。从大一到大三,学生在教师指导下每年都要完成一篇学年论文,鼓励学生课外进行发明和创造,其成果经认定后可计创新学分,代替部分素质拓展学分。(6)课程设置更为合理,取消合并部分课程,教学内容更为精炼,联系更为密切,课程体系适应面更宽,有利于个性化发展。
新大纲明确了工程技术应用和计算机技术应用两条知识主线:第一条课程主线包括工程制图及CAD化工原理与课程设计认识实习机械设备基础化工仪表与自动化化学反应工程化工热力学生产实习化工工艺化工设计化工专业实验化工生产单元实训化工设计实验毕业设计;第二条课程主线包括计算机技术基础化工单元操作计算机高级语言计算机在化工中的应用专业素养拓展课仿真培训模拟生产实习化工系统工程毕业设计。
2 人才培养模式
在多次对培养方案进行修订的同时,我们对培养模式也在不断进行改革探索。原来为统一培养模式,改为“2+2”培养模式,即前两年按专业大类培养,后两年分专业培养,以后又改为“2+1+1”培养模式,即前两年按专业大类培养,主要学习通识教育模块和学科基础模块内容,第三年学习专业基础和专业素养模块内容,第四年学生根据自己的特长和爱好选学专业素质拓展课程,在四年级下学期集中精力作毕业设计和毕业论文。实践能力和创新能力培养,分散在四年中完成,交叉学科内容和教育理论与实践内容,学生可根据自己实际情况安插分散在前三年完成。通过不同层次的培养,调动了学生学习的积极性,使其特长得到充分发挥,扩大了学生的就业面,提高了就业层次。
3 教学内容的改革
新培养方案的指导思想之一就是适当压缩教学时数,还更多的空间于学生,使学生能够发挥自己的特长,充分施展自己的才能,根据个人兴趣和职业发展规划自主学习。因此,在教学内容的安排上,应综合考虑,均衡发展,精选课堂教学内容,尽可能提高课堂知识容量,提高课堂有效时间。明确各门课程内容、教学目的和相互联系,消除不同课程内容重复叠加现象,增加一些新理论和生产新技术内容。如无机化学课程只讲元素部分,几大平衡放在分析化学??来讲,热力学放在物理化学中讲,溶液理论在物理化学中已讲过,在化工原理中只简单提一下,不做详细讲述,均相双组分混合体系的分离技术与理论在化工原理课程中详讲,在化工分离工程中只讲多组分体系的分离过程,化工设计内容放在化工设计概论课程讲,在化工原理课程中只作简单介绍,其练习放在化工课程设计中来完成,精简化工工艺课程,无机和有机工艺各选1个有代表性的工艺来讲授;增设化学反应器分析、工程制图与CAD、计算机在化工中应用、化学工程前言、化工技术经济、化工节能原理与技术等新课程。取消专业英语课程,将专业英语内容融入到双语教学中,提高学生的英语应用水平;取消文献检索课程,将其内容并入到科技写作课程;将化学反应工程学拆分为化学反应工程基本原理和化学反应器分析两门课程,后者作为方向选修课,等等。
1安排合理的实验教学内容,培养创新人才
我们十分重视理论课与实验课的衔接,努力使理论教学内容和实验教学内容融会贯通[2]。酶的功能和活性测定是教学难点,仅课堂讲授很难让学生理解并接受新知识,我们将碱性磷酸酶的分离纯化和活性测定研究课题分解成一些小课题,如碱性磷酸酶的概况,机械法分碎动物材料的方法,等电点沉淀、中性盐沉淀和有机溶剂变性去除杂蛋白,透析法去除有机溶剂,分光光度法侧提取蛋白含量,磷酸苯二钠比色法侧酶比活性,让学生根据这些课题完成设计性实验,在实验课堂,以本组为单位对本组研究方案进行讨论,对基本实验方法进行实施,并对结果进行评价,从而能够帮助学生深入理解酶学知识点,解决学习中的难点。理论和实验相结合,不仅培养学生获得知识的能力,引领学生如何去思考,如何进行科研实验设计,而且通过介绍重要的生物化学期刊、网站,扩展学习途径,深刻领会科学研究的方法和分析问题的方式,使学生学会如何查询、收集、分析和综合资料。
2紧跟科学发展前沿,丰富教学内容
针对教材的更新远远赶不上生物化学发展速度的现状,除了介绍生物化学的基础知识外,我们还将与教学内容有关的科学前沿引入教学,根据教学内容设置问题。在引起学生好奇心和思考的同时,激发学生的求知欲和学习兴趣[3,4]。例如,在学习RNA的种类、分布和功能时,RNA包括rRNA,tR-NA,snRNA,snoRNA,scRNA和microRNA等多种已知功能的RNA,还包括未知功能的RNA。着重讲述rRNA、mRNA和tRNA结构与功能时,还要介绍snmRNAs,从RNA的结构上多样性,提出RNA的功能是不是也应该是多样的?从而讲述RNA在多样性的功能,在这方面应该不亚于蛋白质[5],同时介绍在科研中经常应用RNAi技术。我们还以《核酶抗肝炎病毒的研究》和《RNA和肿瘤关系》为题目,引导学生在课外自行查阅文献资料学习RNA的功能,并对学习效果进行考核,完善对RNA概念的认识。在讲述DNA二级结构时,重点学习DNA的双螺旋结构,又对DNA的双螺旋多样性、三链DNA分子、四链DNA分子进行介绍,了解为什么会选择双螺旋结构?什么是反基因技术?再对提出的问题进行讲解。科学前沿与教学相结合,不仅极大地丰富了教学内容,而且有利于教学方法的改革和教学效果的提高。同时,紧跟科技前沿的发展动态,将新知识和新科技转化到生化教学内容中,形成了理论水平高、实用性强、特色鲜明的日常课堂教学内容,取得了显着效果。
3对七年制学生实施双语教学
七年制医学专业对外语的要求比较高,开展双语教学是为了满足这一要求,而语言能力的培养需要日积月累,在实践中不断提高。生物化学历来是医学院基础课程,其重要性不言而喻,实施双语教学,是为了让学生用英语理解生物化学基础知识,提高学生专业外语水平。对于老师和学生来说,老师要努力地开展教学,学生也应该认识到双语教学的必要性,积极主动地学习。而对于生物化学这门较难学的课程,我们认为中英文的使用要适当,也不宜完全用全英文授课,一方面该课程开设较早,大多数学生的英文水平有限,另外该课程学习难度较大,如果不能很好理解所学内容,必将影响学生学习兴趣和随后课程的学习。同时,老师的英语运用和发音很难达到外国教师的水平。我们的方法是严格以查锡良主编的《生物化学》(人民卫生出版社)为中文教材[6],将讲授的内容分重点掌握、掌握、了解三部分,按教学大纲编写英文概要,把要讲授的内容按章、节标题,节以下的大小标题翻译成英文,学生可以边听课边参考概要。教学课件全部采用英文PPT,PPT制作紧扣教学大纲,重点内容力求详尽,尽量采用图表来阐述,图的信息量既丰富又直观,可以把生物化学抽象的问题变得生动易于理解,此外,还适当用一些3D和Flash动画阐述复杂的化学结构和反应过程。对于重点内容或重点概念常常是用中文讲一遍,再把中文内容用英文讲解一遍,既深化了教学内容,又提高了学生的专业外语水平。对于采用这种双语教学模式,学生调查问卷显示:认为双语教学对学习专业外语有帮助的占60%,觉得老师上课外语使用量适中的占75%,希望英语少一些的占15%,希望英语多一点的占20%,赞同双语教学的占85%,感到学习有困难的15%,可见还有一部分学生对双语教学不太认同。有的学生觉得开始学习时有一些吃力,随着学习深入,反而激发了他们的学习兴趣、求知动力和敢于挑战自我的探索精神,最终逐步推进教学方法的改进,提高教学质量。
4以科研求发展,促进教学水平的提高
21世纪是生命科学的世纪,生物化学课程是生命科学领域重要的基础学科和前沿学科,也是大学医学专业的主干课程。教师在教学过程中,除了系统性地讲述生物化学专业知识外,还要融入最新的科研成果和热点科学问题,帮助同学们熟悉国内外科研进展的最新情况,引导学生对自己感兴趣的问题进行延伸。高水平的科研成果是支撑和提高教师教学水平的重要基础[7]。尤其是近几年,我们学校组织了一批资深和新近回国的青年学者为本科生授课,对学生进行科研思想和英语读说渗透,通过教学与科研相结合的教学模式,开阔了学生的眼界,激发了学生的学习乐趣,挖掘了其创新、创造的潜能,这对学生的学习和就业都带来不可低估的影响。以科研促教学,既促进了师资队伍学术水平和教学水平的提高,又在创新性实践人才培养中发挥了不可替代的作用,为医学类专业人才培养提供了重要的支撑作用,直接提高了专业人才的社会竞争力。综上所述,我们从教学内容精心准备,采用多种先进和有效的教学方法,如启 发式、问题探究式、双语教学等方面阐述我们在生物化学教学方面的初步改革和探讨。作为一名好教师,我们觉得,我们应该具有高度的敬业精神,对生化内容有深入了解,细心引导和教导学生如何学习、研究和发展生化理论。还要有讲课的艺术,讲话要生动并具有感染力,也要讲授深刻到位,为培养高素质科学人才做贡献。
摘要:中学化学中的创新教育不是去开拓和创新未知的知识和知识体系,而是创设一定条件和氛围,引导、启发学生去模拟、探究原科学家的实践活动过程,发现“新”现象,通过联想、判断、推理和综合分析,归纳出物质呈现如此现象的本质和规律,这就是中学化学教学中的创新教育。
关键词:创新思维、创新能力
随着二十一世纪的到来,人类正进入一个新的经济时代——知识经济时代,能否接受未来知识经济的挑战,关键在于能否培养出大批具有知识创新和技术创新的人才。中共中央、国务院颁布的《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》就强调了实施“素质教育”要“以培养学生创新精神和实践能力为重点”。可见“创新教育”与“素质教育”是一致的,而且能推动“素质教育”的发展。中学的基础知识教学,特别是理科教学,是对前人研究、发现所积累的基础自然科学知识成果的传播再现,不具有首创性。化学是未来世纪的中心学科,如何发挥化学教育的优势,对学生进行创新素质的培养,培养二十一世纪所需高素质创新人才是广大化学教育工作者探讨的重要课题之一。
中学化学中的创新教育不是去开拓和创新未知的知识和知识体系,而是创设一定条件和氛围,引导、启发学生去模拟、探究原科学家的实践活动过程,发现“新”现象,通过联想、判断、推理和综合分析,归纳出物质呈现如此现象的本质和规律,这就是中学化学教学中的创新教育。
本文重点谈谈创新思维和创新能力的培养。
如何培养创新思维呢?首先要有良好的学习心态,有强烈的求知欲,对化学现象能产生强烈的好奇,这是一切创新的基础。爱因斯坦说过,他没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。在人类认识史上,正是个别人对事物或某种现象产生了好奇感、惊奇感,从而导致了重大的发明创造。
化学与我们的生活息息相关,各种与化学有关的现象随处可见。用砖砌墙和贴瓷砖时,先要将砖和瓷砖用水湿润;新买的铝锅,烧过自来水后有黑色斑点;经常雷雨交加的地方禾苗长得很茂盛,这些奇妙的现象激起学生的好奇心后,就能促使他们去学习掌握水泥、铝和氮气的性质。
我们也会遇到一些奇特的实验现象。例如:一铝制的盛饮料的易拉罐内充满CO2气体,然后往罐内注入适量NaOH溶液,立即用胶布将罐口密封,反应一段时间后可能会出现什么现象呢?首先,易拉罐“内凹变瘪”,接着“瘪了的罐重新又鼓起来”。对于前面的现象一般很容易解释。这是因为学生很容易从固有的思维定势出发,即分析物质发生变化时,只从加入的物质来考虑,只分析NaOH溶液与 CO2的反应,就能得出易拉罐“内凹变瘪”的现象。为什么会出现后面的现象呢?深入思考,不难得出这是因为容器本身“铝”与氢氧化钠溶液也会发生反应。
对这些现象的好奇,能使学生的情绪亢奋、激动,从而在白热化的思维之中,迸发出创新的火花。
其次,在学生良好的心理基础上,老师们应该恰当质疑。古人云:“疑者觉悟,觉悟之机也;一番觉悟,一番长进”。科学研究、探索活动尤其需要质疑。疑而启思,疑而生变。在教师的质疑中,学生不是以一种被动接受的闭合的思维方式参与到认识过程中,而是主动地以开放式思维去解疑。质疑,实际上构成了从一般性思维发展到创造性思维链上的关节点。
质疑时,常以“原理型”为主。学生掌握某种化学原理后,教师提出有发展性应用型的疑问,进一步拓展学生的创新思维,去解决实际问题。教师在进行萃取操作教学时,讲述了要将分液漏斗倒转过来进行振荡的原理后,可向同学们质疑:当两种互不相溶的溶液发生反应时,应怎样才能使两溶液反应充分?在复习完氨气的喷泉实验后,学生可以思考:Cl2、CO2在NaOH溶液中、乙烯在溴水中、SO2在酸性KMnO4溶液中能否形成喷泉。通过这样的质疑和解疑,学生将避免解决问题途径的单一性,而是多角度、多方法去解决问题。即从惯常的思维方式上升到创造性思维方式。
要学生学会这种思维并引导自己进行创新思维,教师要充分调动学生经常作这方面的训练,如一题多解、一题多变、多题一解等,这些都是培养学生发散思维的良好途径;同时要鼓励学生提出不同意见,对学生解题有创新的,即使在萌芽状态,都要积极扶持,千万不能有意无意的扑灭在中国学习联盟脑中冒起的各种神奇的创新性的火花;考试也应鼓励创新,凡有新颖解法和独特见解,即使答案不完整,不全面,有不准确之处也应酌情给高分。这样不仅拓宽了学生的思维,而且能求异,达到创新的境地。
在一切的创造发明活动中,创新思维是基础,而创新能力是核心。怎样培养创新能力呢?
这里谈谈想象能力、观察能力和创新实践能力的培养。
爱因斯坦讲过:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉”。想象能力对于学生形成创新能力具有积极的作用。
培养想象能力,要学会联想。讲到CH4气体燃烧的焰色时,要联想到H2、CO气体燃烧的火焰也是淡蓝色;讲到CH4气体的实验室制取时,联想到用这套装置还可以制O2,NH3气体;讲到硬水的软化时,想到水壶为什么易起水垢;讲到浓硫酸的强腐蚀性时,想到皮肤沾了浓硫酸时,应该怎么处理。
培养想象能力,还要大胆的猜想、幻想,甚至异想天开。例如讲到N2的结构和性质时,假设N2不存在氮的化学键,N2变得非常活泼,世界将会变成怎样?对这种意想不到的想象,老师要及时加以肯定、称赞,爱因斯坦说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。
创新观察能力、创新实践能力也是形成创新能力的重要部分。观察是一切知识的门户,周密、精确和系统的观察是一切科学实验、科学新发现的基础。实践能力是将创意付之实现的精心设计,是创意与创新的桥梁。化学是一门以实验为基础的学科,培养这两方面能力,要加强课堂实验的教学。实验时,同学们要从实验现象、实验操作等不同视角,仔细观察,善于发现共同现象和不同现象,形成良好的观察习惯。在平时教学过程中,要充分利用化学实验或其它直观条件激发学生的观察兴趣,引导学生掌握基本的观察方法,把观察和思维紧密地结合起来,使学生养成良好的观察习惯。如在引导学生观察实验仪器时,要求学生弄清实验仪器的各结构名称、使用方法与使用条件;观察实验现象时,要求学生从整体到局部,从静到动,从反应物到生成物的状态,要弄清观察对象的主要特征及变化情况,引导学 生从化学现象中发现问题、提出问题、分析问题和解决问题。同时,教师要在实验时留有“空白”和“开发区”,引导学生去发现,去创新,锻炼自己的创新实践能力。现行化学教材中的一些演示实验和学生实验,主要是作为验证化学知识的手段,帮助学生理解和巩固化学知识,对发展学生的创新能力不能起到良好的促进作用。为了培养和提高学生的创新能力,我们在教学过程中还必须加强实验教学,注重对学生进行改进实验、设计实验等方面的指导。
演示实验是化学教学中经常运用的教学形式,它生动、简捷、有效,是培养学生的观察力、思维能力和动手操作能力最好的教学手段之一。我们在平时实施演示实验教学过程中,将教材中的演示实验分为三种形式教学:(1)对于重要实验,教师演示、学生观察分析得出结论;(2)对一些要求不高的实验,可对学生开放实验室,要求学生设计或改进后上台演示;(3)对一些难度较大,要求较高,现象又不太明显的实验,教师先进行演示,让学生在观察中提出问题,让学生讨论分析实验的缺陷在哪里,使学生始终处于探究的思维状态,进而改进实验。
例如,在进行“氯气实验室制法”的演示实验教学时,学生弄清楚了实验装置设计程序(发生装置净化装置收集装置验证装置尾气处理装置等),理解了控制反应条件,对比试验等实验方法,我先让学生观看本节8页的装置图示,再让学生思考:(1)该装置是否能收集到纯净干燥的Cl2?(2)添加哪些仪器和试剂可收集到纯净而干燥的Cl2?(3)如何验证Cl2的漂白性?不一会有的提出“浓盐酸易挥发,气体中气有HCl气体和水蒸气。”有的认为:“排空气法收集Cl2容易混空气”。有的说:“难以确定收集满否”等等。学生各抒己见,有的要求上台进行演示。第一次实验课对学生进行创新教育,有助于培养学生的良好的学习习惯,创新意识和创新精神。在后面学习HCl、SO2、NH3、CH4、CH2=CH2等气体的制法时,学生都能举一反三,触类旁通。
又如我们在演示高中化学(必修)第一册第79页[实验3—5]时,由于生成的SO2具有刺激性气味而影响课堂气氛。我们趁机诱导学生思考:如何克服这一缺陷?学生积极思维,设计改进了多种切实可行的实验方案。有的说在试管口放一团用氢氧化钠溶液浸泡过的棉花;有位学生设计了用“W”型试管组装的实验装置,在演示浓硝酸与铜反应时也被我们采用。
而设计性实验是对学生思维能力的高层次要求,它要求学生运用所学知识和一定的实验技能,通过分析、综合、推理、联想、想象等多种思维活动设计出实验的具体方案,并用实验加以验证。如指导学生设计实验组合装置,组织环保小组测定水体污染等课外实验,能让学生亲自尝试创新思维和能力的飞跃,对激发学生学习兴趣,提高学生学习的主动性和自觉性,培养学生学习的合作意识,开发学生的创新能力可以获得意想不到的效果。
创新教育是“三个面向”的需要,我们要转变教育观念,在教学中注重培养学生的创新思维和创新能力,培养创新意识和创新精神。在不久的将来一定会涌现出许许多多的创新型人才。
《化学工程基础》课程是一门工程学科,要求学生要具有良好的数学、物理基础,思维严密,逻辑性强,并具备良好的综合分析能力,因而学习难度较大[1];另外《化学工程基础》也是一门实践性很强的课程,学生在接触本课程前,基本上是没有接触过化工生产实际的,对设备和生产流程缺少感性认识。虽然有课程实习,但由于实习学时和实习经费的制约,不可能去很多企业参观学习,一个企业也不可能包含所有的单元操作,从而使学生对化学工程的认识缺乏[2]。对此,为了提高教学质量,达到较好的教学效果,本文将从以下几个方面谈谈自己的一些体会。
1合理安排教学内容
《化学工程基础》课程包括三部分内容:化工单元操作、基本反应器和典型化学工艺,浓缩了化工学科中化工原理、化学反应工程和化学工艺学3大课程的基本知识。内容繁多,涉及的知识面广,而教学学时数有限(50学时),内容与时间之间产生了矛盾。另外农业院校的学生学习工科课程有一定的难度[3],而且从学生考研究生角度来看,大多数学校相关专业的研究生入学考试不考化工基础而是考化工原理。为此我们对教学内容进行了一定的调整,达到少而精的目的,我们在教学中重点讲解化工单元操作内容:如流体流动与输送、传热、吸收、精馏等,而这些单元操作恰恰又是学生考研的主要内容。
同时,对于一些主要内容,我们还会安排专门的习题、例题讨论课,还会给学生布置一些课后作业,通过做习题可以使学生牢固地掌握>:请记住我站域名/
2丰富教学手段
对于《化工基础》课程的课堂教学环节,考虑到这是一门实践性很强的课程,如果还采用“书本加黑板”的传统教学方法,就会导致教学效率不高,教学效果欠佳。为此,我们在课堂教学过程中,采用多媒体教学,大量引用图片、设备模型、投影、动画等直观教学方式,帮助学生深人理解单元操作过程的原理,形象直观地了解和掌握设备原理与结构,既培养学生的学习兴趣,又加深学生的理解和记忆。每一章内容在讲授前会先让学生了解本章的主要内容,让大家先做到心中有数,然后再展开具体的介绍,而在每一章内容讲解完以后,又会与学生一起共同讨论总结,引导同学们在理解的基础上活记,抓住事物的内在联系进行比较记忆。为了避免给学生造成这门课程知识离散、内容支离破碎、杂乱而不成体系的现象,在教学中加强各章、节内容之间的衔接,同时也指出其差异。
另外,我们在教学的过程中不忘联系生活实际,采用联想教学的手段。我们根据所学内容,巧取生活中的素材进行联想,把学生引入到实际生活中去,培养学生用化学的眼光来观察世界,用化学科学来实践生活,在生活实际中学习知识[4]。事实证明,在教学中联想生活常识,无形当中就拉近了课本知识与实践的距离,让学生真正认识到了知识的重要性。通过联想生活常识教学,不仅使学生掌握了理论知识,而且培养了学生运用知识的能力,同时也培养了学生的创新思维能力[5]。
3创新实习方式
对于化工生产企业来说,为了确保生产的正常运行,一般不允许学生在较短的实习期间内进行实际操作。在很多情况下学生是以参观与听课的形式学习,也就导致了很多学生会出现走马观花,应付了事的实习态度,实习效果不好。这样一来,学生感到乏味,缺乏积极性和主动性,实习质量不高。对此,我们在安排学生去工厂实习之前,先安排他们到一个中试基地(目前已经不再作为中试基地使用了,仅供学生实习使用)去体验,让学生亲自尝试一些简单的操作,这样学生就有了一定的感性认识,使其动手能力和应变能力得到一定程度的锻炼和提高。
另外,我们还利用一些仿真软件帮助学生在实习之前将理论知识和生产实际联系起来,学生一旦真正到了生产现场,就会很快适应生产环境,进入学习状态,学生对实习的积极性和主动性也就明显提高了。
4结束语
综上所述,对于化学工程基础教学,必须首先明确教学目的、合理安排教学内容、丰富教学手段、创新实习方式,激发学生的学习兴趣,这样才能使学生在学习过程中逐步培养分析问题、解决问题和自主学习的能力,达到事半功倍的效果。
我国高中化学实验教学存在的上述问题,不仅严重影响了实验教学的质量,还大大制约了学生的全面发展.因此,我们必须进行实验创新式教学的研究,改善化学实验教学模式的现状,培养学生的创新思维.教师可以趣味性启发学生、以模仿性锻炼学生、以操作性培养学生、鼓励探索式创新实验,这样才能改变高中化学教学的现状,提高学生的实验能力,培养学生的创新思维.
1.以趣味性启发学生
趣味实验不仅操作简便,而且能够唤起学生的学习热情,激发学生的学习动力.教师在实验教学中应当积极引进趣味实验,以实验的趣味性来启发学生思考.首先,教师可以将教材中单调的演示实验进行改革,增加实验的趣味性.其次,教师可以以趣味实验代替教材中的文字叙述,以生动形象的描述来加深学生的记忆.最后,教师还可以将有趣的化学知识引入到日常生活中,以趣味实验来帮助学生掌握化学知识,激发学生的兴趣.
2.以模仿性锻炼学生
模仿不仅是学习的主要方式,更是科学实验的开始.化学实验教学中最主要的教学模式就是模仿实验,以教师演示、学生模仿为主要方式,帮助学生培养动手能力.在模仿实验中,教师不仅要帮助学生掌握操作要领,还要帮助学生了解选择具体操作方式的原因.教师应当帮助学生知其然,更要帮助学生知其所以然,这样才能锻炼学生的思维能力与操作能力.教师在演示实验中应当做到操作规范、步骤清晰,帮助学生掌握扎实的操作要领,为今后的探索式实验打下坚实基础.
3.以操作性培养学生
当学生掌握基本的操作要领之后,教师便可以引导学生进行独立实验.学生刻意在教师的指导下,设计实验目的、实验方式、进行实验策划,进行逻辑思维的锻炼.教师应当指导学生以规范的操作、合理的目标来进行实验操作,引导学生的逻辑思维的正确发展.在这个过程中,教师应当多鼓励学生,帮助学生打下创造性思维的基础.这样学生就由经验型的思维转化为理论性的思维,化学实验教学的目的也就得以初步实现.
4.鼓励探索式创新实验
探索实验是实验教学中较高层次的实验,探索式实验可以锻炼学生的逻辑思维能力,帮助学生进行归纳和总结,让学生体会从提出问题到解决问题的全部过程.这种探索式的学习不仅能够大大激发学生的兴趣,还能帮助学生养成良好的逻辑思维能力,培养学生的创造性.教师在这个过程中应当扮演指导者的角色,引导学生的思维方向,启发学生进行科学探索.高中化学实验是化学科学形成和发展的基础,是检验化学科学知识真理性的标准;是化学教学中学生获取化学经验知识和检验化学知识的重要媒体和手段,是提高学生科学素质的重要内容和途径.我们应该加强此方面的创新教学,为国家培养更合格的人才.
化学习题教学，主要是指化学教学过程中所进行的例题讲解、习题处理和作业题、试题评讲等教学活动，它是化学教学的重要组成部分，是概念、性质、公式和原理教学的延续和深化，是达到教学目的，使学生掌握“三基”，培养和提高能力的重要环节。如何充分发挥化学习题的功效，开拓思维，培养能力，这是一个值得深入探讨的问题。下面笔者谈几点教学体会：
一、精选习题，示范讲解，充分发挥例题的作用
例题教学不仅有助于学生理顺解题思路，复习巩固知识和明确解题规范，更重要的是可以培养学生多方面的能力，但由于课堂时空有限，化学习题类型繁多，不可能面面俱到。为此，教师必须对例题进行筛选，精选典型的、具有普遍指导意义的习题作范题，从方法步骤着眼，从解题思路入手，注意引导学生认真分析题意，弄清要求和条件，找出例题所涉及的知识点，以及要求解答的问题与已知条件的关系，抓住解题关键，形成正确的解题思路和方案，并适当列出解题格式、要点和注意事项，使学生从解题思路、方法、层次和规范要求等方面受到启发。通过对典型例题的剖析，不仅可以收到以题及类举一反三、的效果，更重要地是可以达到明确概念、掌握方法、启迪思路、培养能力的目的。
二、选好习题，组织训练，培养思维能力
习题练习不仅有助于学生理解知识间的纵横关系，掌握知识的系统性，而且有助于学生掌握题型，开拓思路，熟悉解法，培养学生运用知识去解决问题的能力，同时还能及时反馈学生在知识和能力上的缺陷，是诊断学生学习困难的重要手段。因此教师必须加强习题训练，但不能将学生引入“题海战术”，这就要求学生的练习要“少而精”，教师必须对习题进行精选，选择具有启发性、典型性、规律性和针对性的习题，采用“多变、多析、多问、多解”的导向法组织学生练习，鼓励学生一题多解，多角度、多层次分析问题，进而达到培养学生思维能力的目的。
三、加强解后评析，注重思路启迪，提高解题效率
习题解后的评析，不仅能及时清理学生的解题思路，引导学生反思解题过程。同时对训练思维，提高分析问题、解决问题的能力，有特殊的功效。解后评析可采劝一题一评析”的策略，可先让一位学生汇报结果或上讲台作解答，并要求其作适当的讲解，然后师生共同分析、讨论，鼓励学生提出不同见解，补充不同的解法，但绝不能将习题的评析变成“就题论题”，而应该引导学生深化习题，挖掘习题内涵，进一步拓宽知识，做到融会贯通。方法可采用“一题多解”、“变题讨论”、“错例分析”等。通过评析沟通知识间的内在联系，把知识讲活，从而达到培养思维变通性、创造性，开拓学生解题思路，提高解题效率的目的。
四、加强解题小结，注意学法指导
良好的学习方法是获取知识的重要手段。在练习和评析中注意多角度分析问题，培养学生的比较、分析、综合、归纳能力，指导学生总结习题所涉及的知识点，并使之系统化，同时对题目类型，解题步骤进行归纳小结，总结解题常用方法、解题的一般规律、应注意的事项、容易出现的问题等，并在掌握常规思路和方法的基础上，启发新思路，探索巧解、速解、一题多解的新途径、新方法，并做出小结论，让学生明确或记忆，这样可使学生解题经验集少成多，开阔视野，少走弯路，提高解题速度。
五、习题教学中几点注意事项
1．习题要“少而精”
“少而精”的习题是习题教学成功的关键。化学习题类型繁多，学生手中的习题资料也品种不一，如果面面顾及，势必将学生引入“题海战术”，为此，教师必须精选知识覆盖面广、典型的习题组织练习与剖析，从中引导学生掌握方法，以达触类旁通之功效。
2．要启发讨论
练习评析积极启发讨论，这是习题教学成功的保证。教师在教学中的作用在于启发、引导学生学会观察、分析和总结，教师根据学生练习返馈的信息，积极组织学生讨论，适时启发点拨，帮助学生实现知识的转化。
3．传授方法与培养能力并重
培养能力、传授方法是习题教学的目的。习题教学不能只着眼于解几道习题，而要着重于培养学生分析问题、解决问题的能力，教会学生总结解题规律，掌握解题思路和方法。为此，教师应多方设法，调动学生的能动性，通过习题的讲、练、评、议，启迪思路，传授方法，培养能力。
总之，正确认识习题教学，运用科学的方法组织教学，不仅能巩固知识，培养解题技巧，提高思维能力，还能提高学生学习化学的兴趣，培养学生的化学能力，深受学生欢迎。
20世纪60年代,美国心理学家、教育家布鲁纳提出了“螺旋式课程”理论。所谓螺旋式课程指根据某一学科知识的“概念结构”,以促进学生认知能力发展为目的的一种课程设计,学科知识在课程中呈螺旋式上升的态势。布鲁纳认为:儿童的认知具有阶段性,处于不同发展阶段的儿童,思维水平、思维方式与思维特征有显着差异,而处于同一发展阶段的儿童则具有较为明显的一致性。与此相适应,学生有效的学习就需要经历不同的阶段,要为处于每一发展阶段的学生提供相应阶段的课程内容。布鲁纳一方面坚持学科结构的理论,另一方面坚持儿童可教的观点,这两者结合就产生了课程编写的螺旋型模式。
一、高中化学的螺旋式特征及其教学困境
(一)高中化学螺旋式特征
螺旋式是阶段性、连续性和发展性的体现,符合学生的认知特点。高中化学教材编写在初中化学的基础上,坚持“学科结构”的原则,化学必修1与必修2形成了较为完整的知识结构体系,高中化学新课程的基础性主要由必修化学课程来体现。而选修模块是在必修的基础上,考虑到学生个性发展的多样化需要,让不同学生根据自己的兴趣爱好进行选择,体现了高中化学新课程的选择性。高中化学必修与化学选修共同构成了完整的学科结构体系,而这个学科体系是在初中、必修两个学科结构体系基础上螺旋式发展形成的,体现了课程的阶段性、连续性和发展性。
(二)高中化学教学的困境
螺旋式课程的一个弊端是课程内容过于宽泛又缺乏深度,一英里宽,一英寸深[1]。螺旋式课程以学生为中心,从学生的身心发展需要出发,但一英寸深,一英里宽的知识,给教学带来了一定的麻烦。螺旋式课程强调了学的需要,符合学生认识规律和心理特征,但前后知识之间时间跨度大,对教学效果考虑不足。以往的化学课程更多的是具有直线型课程的特征,而高中化学新课程更多地具有螺旋式课程的特征。
新课程实施以来,一些教师不能准确领悟化学新课程标准,在教学上对知识的难度、深度控制失当,必修教学中试图一步到位,对知识、能力的要求接近高考要求,造成学生学习上的被动与困难,在选修教学时又常常是炒冷饭,更加剧了学生的学习障碍。因此,高中化学教学中出现“高一的课像高三,高三的课像高一”的怪现象。不恰当的教学定位也造成课时不足,科学探究无法保证,学生自主学习能力、问题解决能力和科学素养的培养成为空谈。部分教师忽视了高中化学各章节之间的联系,缺少必修模块和选修模块的衔接,造成学生学习化学缺乏条理性、系统性,学生认为化学知识杂乱无章,导致学生的学习兴趣下降。因此,做好高中化学模块教学的定位及各模块衔接教学可以有效破解这一困境。
二、高中化学螺旋式课程衔接教学的内涵
(一)衔接教学的实质
“衔接”本意指事物首尾相连。“衔接教学”指两个相邻的教育阶段之间在教学方面的相互连接,即化学必修模块和选修模块的相互连接。高中化学螺旋式课程的衔接教学是指对高中化学各模块的知识内容、能力要求结合课程标准进行全面整合,规划出适宜学生发展的各阶段内容和能力水平,适宜教师教学的各阶段的操作方法和模式,为学生形成良好的化学学科素养提供有效的学习机制。高中化学螺旋式课程的衔接教学不仅是指模块内和模块间知识上的衔接,还有学生学习能力上的衔接,更是学习机制上的衔接。
(二)衔接教学的原则
衔接教学需遵循“循序渐进”原则。“循序渐进”是指遵循事物的发展变化规律,经历一个由简单到复杂、从低级到高级的认识过程。循序渐进教学原则中的“序”既指学科的逻辑系统,又指学生认识能力的发展顺序,还指范围上的从窄到宽、深度上的从易到难。“循序渐进”的教学符合学生的认知特点,是基于学生“最近发展区”而实施的教学活动。螺旋式课程“由浅入深,由易到难,循序渐进,螺旋上升”的编排原则,符合知识间内在联系和儿童的认知规律。但要把课程编排意图在教学实践中体现出来,教学必须遵循“循序渐进”原则。不同模块的教学目标有差异,在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面有不同的层次要求,在教学中应遵循层次性原则。螺旋式课程的方向是螺旋式上升,逐步深化思维的深度、拓展思维的广度,建构学科模型、实现应用情境的类化和拓展,实现螺旋式上升。
(三)衔接教学的类型
高中化学螺旋式课程的衔接教学从目标上分,包含知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面的衔接;从形式上分,包括初中化学与高中化学的衔接、高中化学各模块内的衔接、高中化学各模块间的衔接;从要求上分,包含初中化学已经掌握的水平、学业水平考试的要求、高考化学要求的衔接;从主体上分,包含学生心理、教师心理的衔接,教学方式、学习方式的衔接等等。
三、化学螺旋式课程衔接教学的实践探索
(一)科学地定位高中化学必修模块的教学要求
高中新课程必修课程作为高中化学新课程的重要组成部分,面对的是全体高中学生,它是有兴趣学习化学、有志于从事化学研究的学生学习选修模块的基础。必修模块的教学需注重从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面为学生科学素养的发展奠定基础,而且它还为高中阶段后续课程学习奠定基础。
高中化学必修的教学定位应以高中化学课程标准为依据。高中化学必修与选修的三维目标要求有显着的差异。如“认知性学习目标”的要求,必修阶段大多为“知道”或“了解”层次,“理解”与“应用”层次的较少。选修阶段要求上除一定量的“知道”、“了解”层次之外,“理解”与“应用”层次的数目增加,多于必修阶段[2]。在“技能性学习目标”、“体验性学习目标”等方面同样要求“由低到高,由易到难,逐步提高”。高中化学必修教学中教学目标的定位应与高考考查目标有所不同,在实施必修教学中应合理把握教材深度和广度。例如,必修2原电池的学习,这一部分内容是为了建立“化学反应中化学能可转化为电能这一观念而设置的,以原电池模型为例帮助学生建立能量转化的观点,它的重点不在于原电池的构成条件,更不是进行定量计算。虽然高考化学考查原电池的构成条件、电极反应、定量计算等,但是高考考的是《化学反应原理》要求的知识水平。在必修阶段如果讲到这个层次,显然违反了课程设置的初衷,也不符合学生的认知规律。
(二)必修模块内的衔接教学应注重知识的生长
高中化学课程标准有关必修模块的内容标准是终结性要求,描述的是终结水平,即学习某一必修模块后,应该达到的水平。而教材的编写中,出于分散难点、突出重点等考虑,有时把某一内容分散到不同模块中(如苏教版中有关原子结构的内容),或分散在某一模块内。教师在教学中要根据教材知识的呈现次数、知识的重要性、知识的难易程度,将其处理成不同阶段对应不同要求水平。螺旋式上升的知识点教学需遵循循序渐进的原 则,立足课堂,实施有利于学生学习、教师教学的衔接教学。例如,苏教版必修1中氧化还原反应呈现多次。第一次出现时要求判别氧化还原反应与非氧化还原反应,第二次出现时要求判别氧化还原反应中的氧化剂、还原剂,会用电子转移表示氧化还原反应,第三次出现时要求配平氧化还原反应。每一次的教学都要紧扣教学目标,循遵循序渐进的原则,不能一蹴而就。第二次教学时,第一次的要求就可成为学生课前准备的内容,通过学生回忆,适当的检测,为本段的教学奠定基础。教师通过模块内衔接教学的研究,加深对化学课程标准的认识,增强对化学学科体系、教材编写原则、教材编写用意等的认识,在循序渐进的教学中,逐步提升学生的知识水平与思维品质。
(三)必修与选修的衔接教学应注重完善学生的知识结构
高中化学新课程的基础性主要由化学必修1与必修2体现,必修1与必修2也形成了较为完整的知识结构体系,知识内容的广度已经覆盖了整个高中化学。但基础性不等于内容的广度,选修化学在模块功能定位、教育价值、内容深度等方面与必修化学存在较大的差异。同时也要看到,从必修、选修到高考这三个层次在处理内容时的能力水平的发展性。
必修课程的基础性特征,决定了部分必修内容知识目标要求较低。例如,溶液显碱性、明矾作净水剂必修中只要求“知道”,在选修《化学反应原理》盐类水解部分的要求是“理解”和“应用”。在选修教学中,将必修原有知识设计为教学情境,在原有知识中发现问题,激发学生学习兴趣和探究愿望,引导学生在已有知识组织和结构下,同化或顺应新的化学知识,实现知识的生长。也可在新知识点学习后,用新学的知识去解决必修化学中尚未解决的问题。
选修课程的选择性特征,决定了选修化学的能力目标要求较高。必修模块部分内容会在选修课程中再次出现,但知识范围扩大,难度加深,能力要求更高,呈现螺旋式上升的形态。例如,必修2化学反应速率与限度的要求是初步建立可逆反应的概念,知道化学平衡状态,知道平衡可以移动,但对怎样移动不做要求;在《化学反应原理》模块中,对化学反应速率与限度的认识要求达到本质化、定量化,对认知水平的要求更高。在选修教学时,教师要注意内容深广度的层次性、问题处理方式的多样化、概念理论的本质化,完善学生知识结构,提升学生的认知水平。
(四)选修模块的衔接教学应注重培养学生的立体思维
选修模块与选修模块间也存在衔接教学。化学是研究物质及其变化的自然科学,选修模块的研究对象各有侧重,如《化学反应原理》侧重研究变化的规律,《物质结构与性质》侧重研究结构与性质的关系。在进行选修模块的教学时不可避免会涉及其他选修模块的内容。例如,《有机化学基础》研究乙醇是从官能团、性质的角度展开;《化学反应原理》研究乙醇是从热效应、燃料电池、化学平衡等角度展开;《物质结构与性质》研究乙醇是从分子的结构、分子间作用力的角度展开。前一选修模块的学习可以为后一选修模块的教学提供思维的多维化,不仅实现了内容上的衔接,更提升了思维的层次,发展了思维的深刻性、多维度,培养了学生的立体思维,逐步达到更高层次的思维水平。
伴随着计算机的迅速发展,信息技术已经被广泛应用到高中化学教学工作中。虽然教材、实物、模型等传统教学手段有很多的优点,但是也有一定的局限性。本文主要阐述了信息技术在高中化学教学中的应用策略,希望可以为高中化学教育工作者提供参考和借鉴。
论文关键词:信息技术;高中化学;应用
化学是高中教学中的重要学科,对扩展学生对化学现象的认识、激发学生对科学的兴趣都起到了良好的促进作用。如何在高中化学教学中科学的应用多媒体信息技术,是教育工作者需要解决的重要问题,结合信息技术的化学教学可以使学生更为扎实的掌握化学知识,更为直观地了解化学现象,对高中化学教学效率的提升有很大益处。
一、理由实物投影仪实时展现实验过程
化学实验是化学教育中最为重要的教学内容之一,同时也是促进学生养成良好化学科学素养的重要手段。在化学教学实践中,通过对多媒体信息技术的应用可以使学生比较直观的了解各式各样化学反应的变化过程,比如物质的状态变化、溶液的颜色变化等,学生通过对多媒体资料的观看可以更扎实的掌握知识点。
以往化学教师在课堂上做化学实验时,很难保证每个学生都观察清楚试验的过程和变化结果,短暂的课堂时间内,教师无法让每个学生都近距离观察实验。实物投影仪就可以很好的解决这一问题,比如,在讲解到石灰水和二氧化碳的反应时,当石灰水接触到二氧化碳,石灰水会变浑浊并且产生沉淀。当教师在课堂中做这个化学实验时,由于烧杯和试管较小。如果通过实物投影仪实时展示试验的过程,所有学生都可以通过大屏幕清楚的观察整个实验过程,即使是教师最后一排的学生都可以清晰的看到实验过程,实物投影仪可以很好的促进教学效果。
二、利用多媒体课件提高实验现象的可见度
化学是研究分子级别微粒运动的科学,因为微观分子的的运动是人眼所不能观察到的,所以通常会借助模型的挂图来讲解,教师通过讲解模型和图片来解释相关化学变化,但是这种方法无法生动展现微粒的运动变化过程。比如,水在通电的条件下分解,氢气还原氧化铜等实验的化学变化,以学生单纯的想象无法全部掌握相关教学内容,如果通过多媒体模拟动画来展现分子分开和结合过程,就可以清晰而直观的展现化学反应的实质,即分子的重新组合。
三、利用动画课件讲解化学原理
运用多媒体课件可以直观有效的解释抽象的化学原理。比如在“质量守恒定律”这节课程中,教师采用探究实验的方式授课,1、3组做“氯化铁和氢氧化钠溶液反应前后的质量测定”的实验,2、4组做“硫酸铜溶液和铁的反应前后的质量测定”的实验,试验结束后让每个小组的代表总结宣读自己小组的实验数据。科技论文如此以来,学生通过亲身测定化学反应前后反应物质量的关系,证明了化学反应前后各物质质量总和不变的议题。这时学生只是在宏观上理解了这一理论,教师在从实验角度引出定律后,可以及时的通过教学课件来分析理论的实质,利用动画来演示水分子怎样电解分解成原子,原子又如何进一步构成氢分子和氧分子。学生可以在动画中直观的看到,分子分成了原子,而原子并没有再分,而是又组成了新的分子。这种演示可以圆满的解释质量守恒定律,学生的学习积极性被调动起来了,而且很容易看懂了质量守恒的原因。
四、利用CAI课件演示有害、有毒、危险的实验
在化学实验演示中,必须要保障安全性,安全是化学教学实验的一个必要前提。高中化学实验中的不安全因素主要是中毒、爆炸强腐蚀和燃烧等。并且随着我国对环保事业的重视,化学试验中所泄漏的废气、废渣和废液也被视作实验的危险因素。其对学生和教师产生的健康危害是持久而广泛的。使用CAI课件来播放这些试验的视频,既可以让学生理解爆炸的形成原理,也能解决无法进行此类实验的难题。
五、利用信息技术演示错误操作
在化学实验中合理的引入信息技术可以使学生深化知识点,可以起到画龙点睛的作用。对于一些无法演示的错误操作,比如制氧试验,在加热固体药品时应保持试管口向下倾斜,操作结束后应先移开导管再熄灭酒精灯,如果采取的错误的操作,会出现什么后果呢?通常教师会直接告诉学生,冷凝水会回流,从而导致试管爆炸。 如果教师只是反复强调错误操作的严重后果,学生的印象肯定不够深刻。如果运用计算机软件模仿以上的实验学生就可以亲身感受到错误操作所产生的严重后果,在以后的实验中便可以避免悲剧的发生。
六、结语
化学是理论和实践并重的一门学科,对推行素质教育起着重大的意义。信息技术和高中化学教学的整合发展,将多媒体计算机技术带入了教学领域,给学生、教师、学校带来了新的契机和开创性的教学模式,我们在有效应用多媒体信息技术的同时,也应注意化学教学和信息技术的整合并不成熟,仍有许多问题亟待解决,但是我们相信信息技术在高中化学教学中将大有作为。
一、提高教师素质
尽管学生是教育的主体,教师在教学过程中所扮演的角色也不可或缺的.打个比方,教师在课堂上,就像是舵手操船,学生就像是一艘徜徉在学海中的小舟.舵手要指引船的前进的道路,还要保护船不偏离航向,就像教师不仅要为学生提供学习知识的途径,更要担当从旁辅助的责任,在学生学习的过程中,帮助其解决问题和困难.这都是需要教师具有较高的素质才能达到的要求.从外部的大环境讲,随着社会的极大发展,知识的更新变化也极快,教师的整体素质要不断的加强提高才能适应外部环境的改变.进而做到在课堂上有效的指导学生,让学生在日后步入社会之后,不会出现知识脱节学习落后的情况.做好素质教育,就要先从提高教师素质开始;提高教学效率,就要先加强领路者的能力.
二、调整课堂结构
传统课堂对书本上的知识照本宣科,然后让学生通过习题不断的练习巩固.这种单调枯燥的课堂结构只会使学生对知识失去兴趣,失去学习的动力.要想提高教学效率,就必须对课堂结构进行深入细致的全方位调整.首先,教师可以在课堂开始之前设置情景导入,利用身边和周围熟悉的物品来引出将要讲解的知识点.这样不但能够一下抓住学生的好奇心,激发学生的学习积极性,还能使知识融入生活,变得更易于接受和理解.在讲授过程中,教师要灵活运用各种问题不断引导学生自己去探求最终的答案,而不是直接将知识展示给学生.这样做能使学生在不断探索的过程中,建立起属于每个人自己的独特的学习体系,培养学生创新能力和发掘能力.教师还可以适当的搭配一些教学用具,特别是多媒体这类的科技产品,能够更加直接有效的将学生带入到寻求知识的情景中去.对于课堂练习要采取多种方式,比如知识竞赛或者实践总结,而不是单纯的解答课后习题.
三、提高课堂效率应当注意的问题
(一)正确引导学生参与
尽管素质教育改革提倡以学生为主体,要充分激起学生的学习欲望,但是教师在实际的教学中一定要把握好尺度.不能让课堂失去最起码的秩序,否则学生只在课堂上“玩”而不是“学”.教师对于整体教学进程和各个环节包括每个问题的提出,引入直到最后解答,都要有一定的准备.要对学生进行适当的约束,活跃的课堂气氛不能等同于吵闹的课堂气氛,乱中有序,动中有静,学生能够听从教导,才能得到教师的帮助,才能真正的学到有用的知识.盲目的给予学生自由只会使教学工作的难度进一步加大.
(二)了解学生之间的差异性
学生之间的差异性就是指每个学生对于同样的知识,在同样的教学坏境下,也会有不同的学习效果.这种差异性是普遍存在且难以消除的.教师不能简单的认为实施了教育改革之后,所有学生的成绩都会得到提高.对于进步的学生,当然应该给与表扬和奖励.对于没有进步甚至是退步的学生,教师也要及时帮助他们调整自己,去适应教学方法的改变.要鼓励他们改变自己,挑战自己,不害怕失败,不为一时的落后而气馁.特别是在传统教学中领先的学生,有些一旦进入到新的教学环境中,就会出现退步的情况,教师要及时发现学生的这些问题,给予他们心理上的疏导,帮助他们重新树立自信,在学习的道路上继续前行.
(三)合理利用实验设备
化学学科有着大量的实验操作项目,其中很多有相当的危险性.一般教师为了避免学生出现危险只会单独进行一遍演示.这种方法虽然保险,却没能使学生得到锻炼,让实验失去最基本的作用.化学是以实验为基础建立起来的,一切都要以实践为标准.学生如果只懂得书本上的理论知识,不会动手进行实验操作,那何谈课堂效率的改变和提高.真正的素质教育,真正的优秀课堂教学,是让学生参与进来.当然教师要特别注意实验的环节,以保证学生的安全.实验前首先要让学生对实验设备进行仔细观察,详细讲解每样物品的作用.教师可以先自己单独进行一次完整的实验演示,然后安排学生分成小组进行一些简单的没有危险的实验,以便熟悉流程和器具.小组实验熟练后再分为单人实验,同样进行一些简单的操作练习,直到学生有能力进行一些复杂实验.教师要在旁边进行辅导,保证实验合理安全的同时,要让学生充分体会到化学学习的快乐,还能将所学知识充分应用到实验当中,真正做到教学相长,素质教育.
随着人类社会的不断进步发展,与我们生活息息相关的环境问题成为当前人们最关心的问题。而保护环境人人有责,因此,绿色化学有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展。作为化学教育工作者,我们有必要在中学化学教学中对学生进行绿色化学教育,使绿色化学的观点与新课标的教学融合在一起,进一步培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。怎样对学生进行绿色化学教育呢?
1.绿色化学教育体现新课标素质教育的要求
绿色化学又称为环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。其理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物。从化学科学观点来看,绿色化学是化学科学基础内容的更新;从环境观点来看,它强调从源头上消除污染;从经济观点来看,它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本,这是符合可持续发展要求的。
2.化学教学中如何对学生进行绿色化学教育
2.1 以点带面逐步树立学生的环境忧患意识。对学生进行环境教育,首先要使学生对环境保护的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识。环境危机意识是环境教育最适宜的切入点。利用化学学科优势,教师可以以点带面,介绍环境污染及其危害,逐步树立学生的环境忧患意识,从而培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略。
通过教材与生活实际的联系,这样既可以调动学生的积极性,又可以鼓励学生的自主参与意识。让学生明确化学资源利用和环境保护的重要性,明确发展经济不能走先污染后治理的老路,要提倡绿色化学,从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,从而树立学生的绿色化学思想。
2.2 在化学教学中渗透绿色化学内容。化学不仅在资源开发上能发挥重要作用,在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识,教学中要时刻体现出绿色化学的原则,渗透绿色化学教育。例如:在讲"化学反应及其能量变化"时说说能量的开发与利用、能源的合理开发与利用;"卤素"中氯气用于自来水消毒的利弊、氟利昂对臭氧层的破坏与保护等;"硫和氮的氧化物"中讲讲酸雨的危害与防治、大气的污染与防治等等;使学生意识到应如何合理应用化学,用绿色化学观点防治污染、保护环境,为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。
2.3 在实验教学中渗透绿色化学思想。
2.3.1 改进教材实验,消除实验污染源。保护环境,要从一开始在源头上减少或消除污染。教材中的一些有毒气体的性质和制备的实验,例如必修1中:铜与浓硝酸、稀硝酸反应的演示实验,如果按教材中的实验装置势必会产生一定量的氮氧化物气体,会造成大气污染,危害师生的健康。如果对这个实验做出一定的改进(如图所示),就可以避免氮氧化物气体的溢出,从而消除了对环境的污染风险。
2.3.2 推行微型化学实验,有效控制污染。微型绿色化学实验操作简单,实验现象明显,实验成功率高,有很高的趣味性。铜与浓、稀硝酸反应微型化改进装置图。新课程的实验教学过程中,教师应注意利用新型绿色环保材料与绿色化学发展的最新成果,以提高学生的兴趣为目的,使用不同的教学策略,以实现绿色化学教育的发展,使学生了解绿色化学,培养绿色化学意识,逐步实现绿色化学教育的目标。
绿色化学实验教学,可以提高化学教学质量,落实科学素养培养的目标,在化学课程内容和形式上具有不可替代的作用。
重视绿色化学实验,倡导环保,强化科学探究意识,促进学习方法变革,培养学生的创新精神,让他们成长为一个高素质的人才,这是我们研究绿色化学的目的。
2.3.3观思结合找出现象的本质。感觉与思维总是密切联系着的,整个观察过程都包含积极的思维活动。在观察时,要一边观察,一边用已学知识判断反应是否进行或进行的程度、条件,并对物质及其变化的现象进行比较、分析,找出它的特点和异同,综合、推理得出结论,这样来找出现象的本质。例如,把人体呼出的气体吹入澄清的石灰水中,发生的现象有吸气声音,形成气流以及出现浑浊现象等。经分析比较,推理知"出现浑浊是由于CO2与石灰水反应生成CaCO3沉淀的缘故。这就是实验的本质。它说明人体呼出的气体中含有CO2的缘故。而吹气时的声音,以及形成的气泡,都是次要的。
3.化学教学中进行绿色化学教育的意义
现代教育提倡的是素质教育,绿色化学思想的教育有助于培养学生的创新精神和社会责任感,是实施素质教育的重要途径。绿色化学不是一门独立的学科,它是一种战略、一种方针、一种指导思想、一种研究策略。不久的将来,重大的绿色化学研究成果不但是科学文献,也将进入教科书,走进我们的生活。这种预防化学污染的新理念和新实践正日益被人们认识、接受和重视。绿色化学不能取代系统教学,但必须融入其中,如此便对教师提出了更高的要求:一是更新观念;二是教师本身要进行终身教育,这样才能不断充实自己的知识结构和能力结构。
在教学中如何发展学生的智力、培养学生的能力是当前国际上共同关心的教育理论问题之一。教学过程中到底教会学生什么？是“鱼”还是“渔”？是教学生还是教学生学？在有机化学部分的教学中，越来越明显地感觉到方法与能力培养的重要性。
一、教学过程与学习方法的培养中学阶段，化学可分为有机与无机两大块，结束无机化学的学习，同学刚接触到有机化学，兴趣很浓。这时候，是再一次激发学生学习兴趣的最佳时期，也是进行学习方法与学习能力培养的最佳时期。在教完甲烷、乙烯、乙炔之后，我就总结出有机化学学习的一般规律与方法：结构性质（物理性质、化学性质）用途制法（工业制法、实验室制法）一类物质。
比如“乙烯”这一节的教学，我就打破书本上的顺序，先讲乙烯的分子结构。介绍乙烯分子的结构时，先由分子组成讲到化学键类型、分子的极性、空间构型；据碳原子结合的氢原子数少于烷烃分子中碳所结合的氢原子数引出不饱和烃的概念，得出乙烯是分子中含有碳碳双键的不饱和烃。再由其结构看其物理、化学性质，展示一瓶事先收集好的乙烯气体，让学生从颜色、状态、气味、溶解性、密度、毒性等几个方面来思考；根据乙烯结构中化学键的特征——双键容易断裂讲乙烯的特征化学反应——加成反应、加聚反应，根据绝大部分有机物易燃烧的性质讲乙烯的氧化反应（补充讲乙烯能跟强氧化剂发生氧化反应）。再由乙烯的物理、化学性质来讲其用途并结合实际生活中的事例，如作有机溶剂（物理性质）、制造塑料和纤维（化学性质）等。最后对这一类含有碳碳双键的烃，介绍其物理、化学性质的相似性和递变性。
以后几节的教学，我都反复强调这样的学习方法：结构性质用途制法一类物质。到了讲烃的衍生物，我请同学自己站起来阐述这样的研究方法，我顺着这样的思路一点一点地讲下去，很清晰。学生自己掌握，复习时也就感觉到有规律可循、有方法可用。有机化学其实很好学，重要的是要培养学生学习方法，时时提醒学生，以后就是进入高一级学校，有机化学的学习与研究也采用的是同样的方法，这在一定程度上也激发了他们学习与探索的兴趣。
二、教学过程与能力培养1．自学能力的培养适应于有机化学的特点，在教学学习方法和知识的同时，我还加强了学生自学能力的培养。在学生基本上都掌握了有机化学的一般学习方法的基础上，我让学生自己阅读教材，自己总结。比如“乙醛”这一节，通过约20min的阅读，我就请同学自己列提纲，然后复述，重点围绕“乙醛的组成和结构是什么？有哪些物理性质（展示样品）、化学性质？由这样的物理、化学性质决定了它有哪些重要用途？工业上如何制取？这类物质（如甲醛）有哪些物理、化学性质？”进行教学，通过这样的训练，我觉得学生不但强化了方法，更培养了能力，特别是自学能力。
2．观察能力的培养化学是一门以实验为基础的学科，在有机实验的过程中，我时时提醒同学要细致、全面，而且要有思维。比如实验室制取乙烯时，加药品的过程，温度计的摆放，实验中烧瓶、集气瓶内的变化，为什么要加石棉网、碎瓷片等等都应特别重视，不但要知其然，还要知其所以然。
3．动手能力的培养在强调观察、思维能力培养的同时，我还特别注重动手能力的培养。比如演示完乙醛的银镜反应和乙醛与氢氧化铜的反应后，我就请两个同学来演示用甲醛代替乙醛的同样反应，要求其他同学注意观察并指出其错误。在演示完乙醇与钠的反应实验后，要求同学做钠与水反应的实验，有的同学竟用大块的钠并用手去拨。通过这些课堂实验，课堂上及时纠正错误，学生感受颇深，他们自己做实验时就很动脑筋，也很规范，提高了他们的动手能力。
4．记忆能力的培养人类没有记忆就没有智力活动可言，“不记则思不起”，没有记忆，思维、想象、创造就失去了基矗化学是半记忆性学科，同样的教，同样的学，有的同学就是学得好，究其原因，其中一个主要的原因就是记得牢。因此在有机化学教学与复习中，我就重视记忆方法、记忆能力的培养。如：银镜反应生成物的配平，我就教学生“一二三”记忆法，即一水二银三氨；醇、醛、酸、酯的教学与记忆，我就提醒同学根据分子中官能团的异同对比记忆其化学性质；我还提醒同学根据实验现象进行记忆，如乙醛与氢氧化铜的实验有红色沉淀物（Cu2O）生成以帮助记忆这个反应
摘要 :在化学教学中存在的教学主体演绎、教师身、学生体现、学习环境作用等非线性因素的影响,针对这些因素采取充分发挥化学知识的非线性作用、教中积极应对非线性、把握预设和生成、加强教学反思、学中兼容非线性、巧用随机事件、培养学生非线性思维有效措施,变化学教学复杂的、不可预测性为一个简约的、可预测的教学活动。
关键词 非线性 化学教学 不确定性 随机性 无序性
从数学角度上看,线性指变量与变量成比例关系。相对应的,非线性是指变量之间没有必然的因果关系,而是由多方面相互作用的结果。在教育活动中,涉及的因素复杂多样,它们有时交叉耦合、有时相互促进、有时相互排斥,成一种非线性关系。在化学教学活动中,影响非线性的主要因素可分为化学知识结构、教学主体、学习环境三大点,他们具有不确定性、随机性、无序性等特征,这些性质都成为化学教学中难以把握的因素。
一、教学中的主要非线性因素
1.化学知识结构的非线性特点
化学知识的非线性指知识本身之间有不确定性、割裂性和不连续性。知识是变动的,化学知识在先人不断的探究中不断完善和改进,随着化学知识的传递、保存、选择、批判、融合、更新、创造,呈现一种螺旋形的盘升,在不同的认识阶段是有不同的定义方法。中学化学典型的一个例子就是对酸碱的定义,在初中我们直接说“电离的阳离子全部是H+的是酸,阴离子全部是OH-的是碱”,到了学习了“盐类的水解”的时候,酸碱的定义则变为“在溶液中c(H+)>c(OH-)的为酸溶液,反之则为碱溶液”,随着对化学的进一步学习,大学化学还衍生出多种对酸碱定义的理论如质子理论、正负离子理论等不同分类方法。
新课程教材的编写,也体现了化学知识的非线性特征,打破了旧教材以知识为主线的编写思路。它以必修课程作为门槛,突出化学与生活的结合,把我们引进色彩斑斓的化学世界,在选修阶段再以必修的基础上做深入探究。这种做法,照顾了学生的学习认知规律,但又将化学知识引进似乎更加混沌的状态,同类知识被割裂在不同的学习阶段,继而出现初高中、必修与选修的化学教与学的衔接问题。
化学知识还具有社会性、复杂性、默会性。在知识经济大发展的时代,化学已成为自然科学中举足轻重的核心基础科目。辩证法要求学生们学习化学时坚持一分为二的思维看待事物,化学的发展有可能是天使的降临也可能是撒旦的挥阔,化学知识的缄默性增加了测量学生科学价值观的困难。在整个教学过程中,学生带着自身的情感态度进入课堂,令化学教学更加复杂无序。
2.教学主体演绎非线性
人的实际能力,如感知认知能力、想象能力和预见能力都是有限的,人与人之间这些能力一定都会有细微的差别,在教学中也显得尤为明显。例如,美国学者古德莱德归纳出五种不同类别的课程:理想的课程、正式的课程、领悟的课程、实行的课程和经验的课程[1]。这五种课程从上到下、从理念到实践,就是一种呈跳跃式的往下传递的,其到后面教师所能理解和领悟的化学教学内容与学生所体验、吸收的化学知识之间都不是一个线性关系,而是交融在一起,或增加或减少,不成比率。教学中的心理效应也不是百试百灵,就如量子力学认为的原子中个别电子的运动轨迹是无法确定的,即测不准定理,它所涉及的个体因素在无序中演绎着杂乱无章的曲调。
(1)教师身上的非线性
教师在化学教学系统中表现出非线性的特征。我国申继亮和辛涛等教授提出,教师专业知识应包括本体性知识、实践性知识、条件性知识。一名合格的化学教师应该具有的专业知识则为化学知识、与化学相关的情境和与之相关的知识、教育学和心理学知识。根据“木桶原理”可知,教师的教学成败常受制于与这三种知识最弱的一项。这种非线性现象在新手中表现的尤为明显,新的化学教师往往有过硬的化学本体知识,却很难在实践中探索学生的性格特点,难以把握化学课堂的有效性。
教学的对象是活生生的人,不是按部就班的戏剧表演,面对课堂中的突发事件,机不可设,设则不中,教师往往表现得束手无策。甚至在实验演示的过程中,出现与教科书上相悖的现象,教师不能正确处理或辟而不谈。“意外”超出教师的线性思维不能用教学机智妥善处理,不能及时采取有效措施而使得课堂走向失控,把已预设好的教学情境推向混乱状态。
教师在化学教学中的非线性还表现在教师投入教学中的时间精力、教师的教龄和教学效果不成正比。在教师群体中,从教几年的教师有可能比老教师更具有把握课堂的能力。待到教师发展到一定阶段,也常常出现职业倦怠而停滞不前。
(2)学生体现的非线性
学生在学习化学中也会出现和教师成长阶段相似的非线性特征。学生发展具有明显的阶段性,高中学生以抽象思维为主,情感比较丰富细腻,理智感在情感生活中占主要地位,化学史的教育对学生有一定的激发作用,有时成为一种学习的助推剂。学生群体发展的不平衡性使得教师难以以一种教学方法满足各类层次的学生的学习需要,也导致化学教学目标为不确定性。对于学生个体而言,根据加德纳多元智力理论,各项智力发展不平衡又具有互补性,这个为化学教学提供了利弊参半的非必然关系。各种个体组成的受教育者构成了一个更为复杂多变的群体,增加了教学的随机性。
另外,学生在化学教学中非线性还表现在,学生本身知识体系不连续缺乏将知识联系起来的能力而产生的负迁移、自身努力程度和成绩好坏不成正比甚至出现的高原现象、学习动机水平与成功机率成倒U型关系。例如,在一定阶段,学生还没有足够的知识将同素异形体、同分异构、元素、核素、同位素等概念用对比、归纳的方法加以区别;对自己期望太高而导致实验操作的错误。
3学习环境作用
化学是一门紧贴生活的自然学科,教育者应该将学生放飞到真实生活当中去。自然界的丰富多彩、社会中的复杂多样,都会交杂在一起对学习者带来一定的影响,或是促进,或是阻碍。学生带着各自复杂的心情走进化学课堂,又带着不同的态度回归生活。在这样的循环中,交叉耦合的因素难以把握。
再者,环境也不是一层不变的,它也随着时间的变迁发生变化,也因人们的认知状态对化学产生不同的审美心理,进而影响化学的学习。比如,紫金矿业排放含铜废水导致汀江河大量的鱼死亡,由此学生恨透了化工厂给生活的带来的危害,但 如若学习了“沉淀的溶解平衡的应用”又会为治理家乡水污染树立了学习目标,提起学习化学的热情。当然这是一个学生的内部心理变化,这种看不见摸不着的活动增加了教学的不确定性。
二、应对非线性策略
1.充分发挥化学知识的非线性作用
要发挥化学知识的非线性首先要迎合新课程教材的编写思路,以学生的认知规律为主线,以知识建构为基本机制,改变过注重知识传授和强调学科本位的旧做法。其次继续发扬教材中丰富的栏目的作用,这些是无序中构建化学知识不可少的有机组成部分,特别对于阐明化学知识的多样性和培养学生丰富的爱国等情感有潜移默化的影响,不再是因知识讲知识,而是由学生真正吸收内化、移情、延伸,由知识再生知识达到“树上开花”的效果。再者非线性知识通常是教学中的重难点知识,这些知识往往综合性比较强,对学生培养学生的非线性思维也起着举足轻重的作用。例如记住元素周期表各元素的一般规律外,还有一些“有个性”的元素,教师要有意识的点拨,学生也应该自觉对其归纳总结。
2.教中积极应对非线性
(1)争做“自来水”
教师应该不断地充实自己的专业知识,像是一个自来水源源不断地供给学生以养料。化学知识更新地很快,教师也应该时刻更新完善自己的知识体系。教师要联系最近发生的相关事实作为情境的设置,例如市面上出现的三聚氰胺、瘦肉精、毒黄瓜、塑化剂等食品安全事件,带领学生走进化学课堂。教师充实教育学心理学知识理论中要从实际出发,把握 学生“最近发展区”,为迁移而教,实现学生能力的“突变”。教师的专业知识只有在相对平稳的状态中才能保证教学秩序的正常进行。
(2)把握预设和生成
预设和生成是辩证的对立统一体。化学教师要在备课之前,认真研读教学的编写思路,读出其中的含义,抓住主干。在备课时要尽可能的先了解学生的学习认知状态,在学生已知和未知的基础上精心创设与本堂课的教学情境和支架。对于课堂演示实验一定要自己事先做一遍,增强课堂的预设性的针对性、开放性,才能灵活处理课堂更丰富的生成性,这是减小化学教学不确定性和随机性所必须的,这不仅是对学生负责也是对自己负责。注重化学课堂的生成性不仅建立在教师充足的备课上,而且要发挥教师敏捷的观察力和应急能力[2]。要强调的是,教师自身一定要保持谦虚谨慎的治学态度,不能随意编造不科学的结论和解释,这样既给自己的教学造成混乱有误导学生。
(3)加强教学反思
美国心理学家波斯提出:教师的成长=经验+反思。无论对于新手还是在讲台上已经站了几十年的老师来说,无论他的教学多么的丰富没有经过反思的教学工作只能说是周而复始的同样的工作,永远都是在原地踏步。教学反思能打破教师投入教学中的时间精力、教师的教龄和教学效果不成正比的非线性现象,克服职业倦怠心理。教师的反思也是一种自学本领,只有不断地在教学中反思自己,自己的教学水平才会不断提高。用理论分析解决化学教学中的各种问题,逐步探索揭示和掌握化学教学的规律。
3学中兼容非线性
(1)加强科学方法的教育
化学知识一直被人看成是文科式的理科,其主要原因之一就是觉得它是分散型的,像散落的珠粒非常紊乱,例如碱金属元素、卤元素或化学平衡移动影响因素,学生似乎觉得这些知识非常零散不便记忆。通过科学方法的教育,使学生们自觉地用归纳、分类和对比等方法按照自己的记忆习惯把化学知识分散的知识有机地统一起来,用元素周期表规律或化学平衡移动规律进行总结,这些有助于学生的记忆和学习,进而可以对相关知识进行迁移或者达到知识的突变。授人以鱼不如授人以渔,让教师“为迁移而教”成为可行。
(2)利用同伴效应
高中生有极强的自尊心和好胜心,比其他群体有更敏感的神经,周围任何人特别是师长的言语态度都会引发“蝴蝶效应”。教师可充分利用这点,在探究性学习中,采取小组合作或一对一的方式,用激励性的语言促使他们相互竞争相互弥补,掀起化学探究的狂潮,激发学习的热情,让学习成为一个开放的互补性的系统。
(3)关注非智力因素
学生的非智力因素包括动机、兴趣、情感、意志、性格。人本主义心理学侧面反应的就是教学中非线性的现象,它是一种人本取消的。学生的非智力因素在整个非线性学习中占了不可忽视的作用。化学的学习并不是枯燥无味的,只要到达他们内心深处的知识、能触动心灵的教学就是有效的教学。为此,化学教学中渗透情感的教育,如爱国情感、生命道德感、集体荣誉感,显得急迫。在化学课,教师一定要将正面的、积极向上的一面展现给学生,那样学生才会在轻松的学习气氛中接受化学。
(4)回归生活
学生只有回归到生活才能真正体验生活的真谛。只有环境才会对他们产生最大的非线性影响,产生的刺激才是最全面深刻的。课堂中的实验是人为加工以后的产物,往往也脱离了实际,多媒体展现给学生的也只能是感官上的体验,也有人说将厨艺和化学放在一起学习,讲的就是化学和生活千丝万缕的联系。回归生活,教学中的情境设置才会有意义。
4.化两个世界为一体:
良好的师生关系是减小非线性不可预测性的有力保证。沟通是良好的人际关系的润滑剂也是激起思想火花的助燃剂,达到教学效果最优化的目的。良好的师生关系需要双方共同努力。在化学教学中,教师要尊重、公平对待学生,善于和学生交往,了解学生最新动态,调节自己的教学方法和计划;学生应该尊重教师,严格要求自己,自觉完成学习任务,主动和老师交流,减少彼此的隔阂。
5.巧用随机事件
在这个复杂的非线性教学中,教师要保持一种高度的敏感性,化无序为有序,利用随机事件促进教学的生成。利用正值讨论热门的话题如食品添加剂的话题引入课堂,将学生的注意力集中到课堂中来,用随机事件“顺手牵羊”,使教学事半功倍[3]。
6.培养学生非线性思维
非线性理论相对具有一定的开放性、横向性、跃迁性和可塑性,对激活学生的思维功能、扩大知识视野具有积极的意义,对培养学生的创新性也是很重要的[4]。学生在理解化学反应速率的影响因素有效碰撞时,往往出现思维障碍,其原因之一是因为这个过程是模糊抽象的。非线性思维在创新实验中起到推波助澜的作用。如粉笔在化学实验中的妙用,利用其主要成分,粉笔可做焰色反应、钙离子或硫酸根离子的检验和做电极等;利用粉笔的形状和廉价的特点,它还可以充当硫或红磷在氧气中燃烧的燃烧匙[5]。在化学实验教学中,培养学生发散的非线性思想意义深远。为此,教师要鼓励学生大胆地猜想和解释,在一个民主和谐的课堂中赋予非线性思想以合理的地位,促进线性思维和非线性思维协同发展。
化学教育的影响因素是多元的、复杂的、相互交织的,较高的精确预测可能比较比较困难,但是在短时间范围内,预测是可以的,转变化学教学复杂的、不可预测性为一个简单的、可预测的教学活动,让化学教学 有规律可循。
一、利用化学史进行优良品质的教育聪明在于积累，天才出自勤奋。英国化学家原子论的创史人道尔顿，以“午夜方眠，黎明即起”作为治学的座右铭，自学成才。瑞典化学家舍勒原来是一个药店的学徒工，由于他顽强的学习精神，刻苦钻研，结果发现了许多气体并合成了许多有机物。求真理，顽强不屈。如氟单质的制取，从1813年英国化学家戴维开始对氟进行研究到1886年由法国科学家莫瓦桑制得单质氟，其间有不少科学家付出了艰辛的劳动，很多人中毒，有的甚至献出了宝贵的生命。然而科学家们还是前仆后继，毫不退缩。
严肃认真，敢于创新。法国化学家拉瓦锡把天平作为研究化学的工具，全面研究了燃烧现象，彻底推翻了统治化学长达百年之久的“燃素说”。而英国化学家瑞利和拉姆基在测量气体的密度时，发现由亚硝酸铵制得的氮气和由空气分离所得的氮气密度不同，但是仅几毫克的差别。别人是容易忽略的，而他们却认真地分析研究，进一步地分离测量，最后发现了稀有气体。
二、通过中外科学家的感人事迹进行爱国主义教育中国化工之父侯德榜博士，从小热爱祖国，学习勤奋。留美8年获博士学位后，放弃国外的优越条件，以赤诚的爱国之心回到祖国，建起了具有世界先进水平的永利碱厂。“七·七”事变，天津沦陷，日本鬼子威逼永利合作时，侯德榜态度坚决，断然拒绝，后率众入川，筹建了川厂。在他的努力下，经过多次的摸索和试验，终于发明了“侯氏制碱法”，名震中外，为中华民族争得了荣誉。
丹麦著名物理学家玻尔在二战时期被迫离开被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，把诺贝尔金质奖章溶于王水隐藏起来。后来纳粹分子窜进玻尔的住宅，而那瓶溶有奖章的王水溶液就在他们的眼皮底下。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成诺贝尔奖章。重新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为它凝聚着玻尔对祖国的无限热爱。
一生荣获两次诺贝尔奖的居里夫人，把自己的艰辛努力发现的元素命名为“钋”，以纪念她的祖国波兰。
科学家的这些热爱祖国的动人事迹，可以培养学生热爱科学、热爱祖国的优良品质。
三、通过环境保护教学，培养学生的社会责任感在全球，臭氧层遭受破坏，温室效应使地球温度升高，冰川融化使得海面上涨，这一切已严重威胁着人类的生存。在国外，如英国的烟雾事件，美国的光化学烟雾事件，日本的哮喘并水俣病等，都是由于工业“三废”没有有效处理造成的。在我国，每年废水、废气、废渣的排放量也相当大，而且有增无减。大部分城市出现酸雨，由环境污染引起的事故每年多达数千次。这些触目惊心的事实应当引起我们足够的重视。把环保意识渗透到教学中，培养学生的社会责任感。
微格教学随着教育教学改革的蓬勃开展，已被越来越多的人们认识和接受。这种教学模式对教师的教学理论水平及实际教学能力具有较大的作用，能较大幅度地提高课堂教学水平，是一条较迅速地提高课堂教学技能的有效途径。本人根据在蒙城师范学校开办微格教学的培训以及3年来的教学研究，浅谈自己的看法，以供同行参考。
一、运用微格教学理论，准确有效地反馈教学信息微格教学是在控制论、信息论和系统论原理的指导下，通过设定教学行为目标，传递教学信息，反馈调整，使教学活动达到最优化的动态平衡系统。几年来，我们化学组在培养青年教师的教学能力和提高化学教师的教学水平上运用了微格教学理论，收到了事半功倍的教学效果。在课前，我们对重点章节进行集体备课，将复杂的课堂教学活动分解，划分为导入、提问、讲解等分项教学技能，然后将分解的内容分配给各位老师，由他们提出每一部分如何讲解，这样对青年教师来讲，如何上好这节课就做到心中有数。
在备课活动中，我们还通过观看一些化学教师的教学录像，特别对一些获奖的优秀课片，我们经常搬入微格教学的角色录像中，进行分析评价，这样教学信息能够及时准确地反馈，特别有利于教师教学技能的提高。例如，我们将一个获奖的优秀课片搬入微格教学的角色录像中，微格课型为提问类型，内容为高二化学“乙酸的化学性质”一节的总结归纳部分。他首先让学生复述乙酸的酸性和酯化反应的概念及酯化反应的过程，最后得出乙酸具有的化学性质。在6min的微格录像中，提问的语言、问题的明确性，新旧知识的连贯性，语速、启发与暗示等提问的基本技能掌握很好。
在课后，我们立即对照目标要求进行反馈评价，经过重放录像观察、发现有待于改进。提问设计的层次不到位，不利发展学生的思维。那么如何设计出更高层次的提问呢？在部分讨论后，建议教师可设计：“乙酸为什么能与碳酸钠溶液反应？”，“在乙酸与乙醇的酯化反应中为什么乙醇中使用氧－18，它的作用是什么？”，“酯化反应中的酸是指什么酸？”等，这样会更有利于发展学生的思维能力。
二、贯彻微格教学理论，有利于更新教学思想微格教学从整体上看，符合人类认识的规律，符合教育学的观点，符合控制论、心理学原理，它对提倡教师改进教法，更新教学观念具有很大的促进作用。在我校电化教学设备许可的条件下，我们利用微格教学中的模式行为规范，重点讲述和训练下面的语言表达、板书、导入、提问、讲解、演示、变化、强化、课堂组织、结束等十种教学技能。
现以一实例说明通过微格教学对改进教法的作用：有两位高中化学教师毕业年限与任职资格相同，分别用甲、乙代表，微格教学的实践录像，都以“元素性质跟原子结构的关系”一节作为讲解课型的内容。
甲老师：语言生动、教态自然、板书规范，他用流利的语言和规范的实验操作，进行比较归纳，引导学生根据反应现象，得出同一周期、同主族元素性质的递变规律。
乙老师：语言和教态略显紧张，他选在实验室上，他首先让学生根据预习的实验去做，学生通过观察现象后，很容易得出结论。
根据微格教学具有模式规范的目标要求，运用教学评价量表，很容易得出，乙在某些方面虽不如甲，但在“启发教学应用”、“知识输入的方式”上高于甲，可见，微格教学表面上看只是一种教学行为的模仿与纠正，但实质上却隐含着深刻的教学思想，对于改变传统的“注入式教学”极为有效。
三、运用微格教学理论，科学地评价教学行为在传统的化学教学中，评价授课老师的课堂教学整体与分项的优劣上，以前没有精确的限定规则，在评价上过于笼统空泛，利用微格教学理论就能比较科学地、真实地评价教学中的每一环节。
在教学评价中，我们采用微格教学中设定的教学行为评价系统，以一定的数量参与者作为评价员，对授课教师进行评价打分。几年来，我们采用蒙城师范学校杨景宇老师编写的《微格教学之路》中的微格教学技能评价指标体系，评价量表和评价单的规定，对授课者的教学技能进行科学的、真实的评价，取得了丰硕的成果。有5人次获市级优质教学课，有7人次获县级优质教学课，发表和获奖的论文在10篇以上。实践证明，利用微格教学的评价系统，有利于教师教学技能的提高和教学方法的改进。
四、灵活的变通形式，有利于化学教师的技能培养微格教学的操作系统包括六个步骤：讲解教学技能；观看示范录像；编写微格教案；微格实践录像；反馈评价和修改复录。在教学中我们根据不同的对象和学校的条件，利用悉尼大学特尼教授的变通应用理论，对微格教学的步骤进行变更和简化，取得了很好的效果。我们在教学中对不同的教师采取了不同的变通措施：对初级化学教师，由于工作年限短，经验不足，基本教学技能急待加强，我们听课重点放在教学技能上，通过评价，能够得到及时矫正，这样多次反复的强化，能迅速提高初级教师的教学技能；对中级化学教师，已有多年的教学经验，基本教学技能已基本成熟，对这部分老师重点应放在教学设计和教学研究方面；对高级教师来讲，已有多年丰富教学经验，重点应放在学科教学技能研究方面。这样对不同职称的教师，采取不同的变通形式，更有利于化学教师教学技能的迅速提高。
