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【關鍵詞】高校;化學教學;綠色化學;探索;發展思路
一、綠色化學的產生
綠色化學的產生,首先與我國的現狀有關,我國有著人口數量多、人均資源少的特征。常常有兩種選擇擺在我們的面前,是該選擇追求利益最大化以犧牲環境為代價呢還是限制人均資源使用保護環境不再被破壞。我國是工業大國,工業的發展對我國的經濟發展有很大的貢獻率,對我國經濟的發展有著很大的推動作用,但是工業的發展也會造成大自然的破壞,對環境造成很大的污染,從而引發生態環境紊亂,造成地球自然災害的頻頻發生。
以前人們常常過于求功近利,追求利益最大化,過早地消費資源,引發生態環境紊亂,斷了子孫的后路。種種跡象,陳舊、落后的發展理念告訴我們必須改變以往的發展理念,協調經濟與生態環境的平衡,綠色生產。為了我們的未來,必須提前傳達綠色理念給新的一代,因此,我們要把綠色理念引進化學課堂中,形成了當今的綠色化學。
綠色化學是指在化學實驗中減少污染氣體、污染物的排放,減少對環境的污染,用化學的方法對污染物、有害物質進行環保處理。綠色化學追求環保,可持續發展理念。
二、綠色化學的發展思路
綠色化學不但追求環保綠色的理念還追求在生產原料上能最大限度地轉換。綠色化學即就是發揮最大潛能地轉換,不制造污染物。
(一)綠色化學追求最大轉化率
綠色化學的發展思路上是在生產相同產量的化學物時,最大可能地減少化學原料的使用。或者是,在用相同數量的化學原料時,最大可能地產生化學生成物。簡而言之,就是在化學生產過程中追求最大的轉化率。綠色化學環保理念上體現在盡可能地產生化學污染物、產生有害和有毒氣體。
(二)對材料進行回收和重復利用
綠色化學不僅僅體現在綠色環保,而且還體現在節約資源上。盡量地對材料進行回收和不斷地重復利用。回收和利用能夠大大地減少對資源的浪費,能夠較好地緩解我國:“人口數量多,人均資源少”這一大問題。回收和不斷重復使用資源還能緩解環境的壓力,畢竟太多的垃圾存放對環境來說壓力過大,遲早會承受不住的。在社會上,大力地宣傳回收和重復利用資源這一環保理念,能夠為我國的發展做出很大的貢獻。
三、綠色化學教育中的應用與探索
(一)實現教學改革,增加綠色化學理念
大學生是社會新一代的精英,是祖國經濟發展的下一代接班人。我們要對大學生在教學內容上進行綠色化學思想上的灌輸,在探索和應用化學過程中加強對教學的滲透,大學生即將踏入社會,奔向我國國家化學工業的一線崗位。因此,在大學期間對大學生思想上進行綠色化學理念的灌輸是必要的,能夠加強學生可持續發展戰略的意識。
為了讓大學生提前養成可持續發展的理念,首先要對大學生所學的教材進行改革,引進綠色化學知識,彰顯各個國家綠色化學的勞動成果,讓學生們體會到綠色化學理念的重要性。理論知識上的教育是前提。學生應該積極主動地投入到綠色化學教學中,積極地配合老師的教學工作,對綠色化學方面的問題積極請教,研究綠色化學上的先進技術。老師應該在教學上對學生進行方向性引導,激發學生學習綠色化學的興趣。俗話說得好,興趣是最好的老師。只有學生對綠色化學方面的知識感興趣了,才會激發學生內心最大的潛力,更加投入到對綠色化學知識方面的研究,并對各個國家在綠色化學領域應用好、實踐好的成果進行研究性學習。
老師在教學過程中,要樹立節約環保意識,在教學中起到好的表率作用 。老師在教學過程中一定要強調環境污染的危害性,浪費資源造成的困擾等一系列不G色生產的問題,引發學生的高度注意。同時,老師可以以世界各國不綠色生產造成的后果以范例進行講述,告訴學生綠色環保生產的重要性,同時要熱衷于新聞,對綠色化學方面的新聞特別注意,并將綠色化學精神傳達給學生,鼓勵學生積極主動地在該方面努力研究性學習。
(二)學校多組織有關綠色化學的比賽
綠色化學教學,不單單停留在對教材的學習,學校還應該組織有關綠色化學的比賽,激發學生學習綠色化學文化知識的積極性,在綠色化學比賽中,加強對綠色化學先進技術的處理,加強對綠色化學知識的重視,明白綠色化學對以后工業發展,環境保護的重要性。
學校通過舉辦綠色化學的比賽,學生可以從中學到很多知識,明白了不合理操作對環境的破壞性,更加樂意學習綠色化學知識,為環境保護、節約資源貢獻自己的一份力量。學校還可以對競賽中表現優異的學生進行獎勵,頒發榮譽證書,目的就是吸引更多的學生參加到綠色化學的學習中去。
(三)在化學實驗教學中增強學生綠色化學的意識
單憑枯燥無味的教材是達不到教學目的的,實驗教學能夠加強學生的可持續發展理念。實驗能夠為課堂增添色彩,使教學內容豐富多彩。在實驗過程中,學生可以增強動手能力,同時可以加強學生對教學內容的認識。實驗過程中,老師可以對學生進行綠色化學思想上的灌輸,例如:教導學生在進行實驗過程中,對化學原料進行選用時,一定要將環保無污染的原料作為第一個考慮對象。在化學實驗過程中,常常為了加快實驗過程,需要在實驗過程中加入催化劑,起到加快實驗速度的作用。據我們所知,具有生物活性的酶一般可以作為催化劑,加快化學實驗反應速率。在化學實驗過程中,我們要盡可能的選用無毒無害無污染的物質代替有害物質。請一定記住,節約能源的使用也屬于綠色化學的思想。因此,在實驗過程中,老師一定要教育學生盡可能少地使用化學用品,減少化學用品的浪費,在化學實驗過程中一定要將化學反應進行徹底。化學過程中要時刻遵循節約資源,保護環境,無有害物質排放的原則。化學實驗操作過后,老師要引導學生將化學器材按照原來的位置擺放好,對化學實驗過程中制造的垃圾進行環保處理。
四、小結
綠色化學是一門重要的學科,它對我們今后社會的可持續發展有著很大的作用。綠色化學,是在可持續發展的戰略條件下產生的,是人類進步的結晶。我們必須學習好綠色化學這一門知識,并將理論與實際相結合,將綠色化學方面的理論知識較好地運用到實際中去。以前,人們為了盡快地擺脫經濟落后方面的困擾,走出落后就要挨打的困境,急于發展經濟,不惜以犧牲環境為代價,對環境造成了很大的傷害。現在,挽救以前的過錯還來得及,為了有效地加強人們可持續發展理念,在高校課堂上引進綠色化學這一門課程,是再好不過的一件事情了,大學生即將踏入社會,掌握社會經濟發展的動向。提前對大學生進行綠色化學的教導,能夠實現我國人民堅持走可持續發展道路的愿望。
參考文獻
[1]朱文祥;綠色化學與綠色化學教育[J];化學教育;2001年第001期.
[2]朱清時;綠色化學;化學進展;2000年第004期.
[3]彭秀麗;在化學教學中滲透綠色化學教育[J];鄭州鐵路職業技術學院學報;2007年第004期.
[4]謝巧玲;淺談有機化學實驗教學中的綠色化學教育[J];保定師專學報;2001年第002期.
【關鍵詞】綠色化學思想 實際教學 改革
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)24-0146-02
隨著我國科學技術的迅猛發展,社會的發展也面臨著嚴重的環境污染問題。環保意識的提升,能有效地減少社會發展進程中污染行為的產生。在現代教育體系當中,綠色化學將是今后化學教學的主旋律。化學學科具有一定的實踐性和科學性,并且隨著社會環境問題的突出,越發使得綠色化學思想在實際化學教育當中體現出重要作用。此外,利用化學的手段進行污染源的有效治理,促進社會的可持續發展,為我國經濟的可持續發展創造良好的環境條件。
一 綠色化學的概述
1.綠色化學思想產生的背景
綠色化學的提出最早起源于發達國家,具體表達方式是化學學科與環境之間的一種友好關系。隨著現代社會工業產業的逐漸發展,環境污染問題逐漸突出。綠色化學思想的應用中體現的是針對工業生產涉及的相關產業所產生的污染進行及時治理。大力提倡綠色理念,對于工業產生的廢棄物進行回收并且再利用,同時使用化學手段進行工業生產原理的相關改進,減少污染源的產生。
2.綠色化學思想的特征
綠色化學思想有著具體特征,其在具體的實施中追求的是最大限度地節省能源,并且在實際的生產中盡量使用綠色無污染材料,即做到零污染是綠色理念發展的最高要求。綠色化學思想在實施當中有著以下三個特征:(1)保證原材料無污染。原材料的無污染能夠有效地減少有害化學產品的產生,為自然環境的清潔提供保障;(2)嚴格控制廢棄物排放。化學生產當中會產生相當多對自然環境有污染的廢棄物,綠色化學在具體實施中體現的是零排放標準;(3)保證化學產品的可回收。可回收是綠色理念的重要體現,在實際的發展當中,化學產品廣泛存在于我們的生產、生活中,保證其可回收利用能有效節約社會資源,體現了可持續發展的理念。
二 綠色化學思想在化學教學中的意義
1.綠色化學思想在化學教學中的具體應用,能增強學生的環保意識
在進行化學知識的講解中,應重視綠色化學思想的傳播,使學生對于現代環境污染的嚴重性有所了解。通過對環境中的具體污染問題進行介紹,使學生能夠深層次地了解生活當中存在的化學污染問題,增強對于環境的保護意識。
2.綠色化學思想的具體實施,能提升教師對于綠色化學教學的深層理解
現代的實際教育中,教師在教學當中由于教學知識要求的提升,無形中忽視了綠色環保理念的滲透,造成了教育資源的浪費,綠色化學思想的出現,能使得教師進行自省,并對自身的行為進行反思,進而在實際的教學中能更重視綠色化學理念的具體實施,提升自身的綜合素質,保證教育事業的可持續發展。
總之,綠色化學思想在實際的化學教學中有著重要的意義,教師重視綠色化學理念的實施,提升學生對于綠色化學的理解水平。通過對學生的課后作業的合理布置,將綠色化學的理念加入其中,提升學生的思考能力以及探索能力,對未來化學教育的開展有著重要的指導意義。
三 綠色化學思想在中學化學教學中的滲透方式
中學教材當中體現的綠色化學教育知識相對較少,這對實際的教學有著很大的影響,所以需要教師自身總結,并結合實際的教育現狀,分析出綠色理念的意義。在實際教學過程中,教師可以通過以下方式向學生進行綠色化學思想的滲透。具體措施如下:
1.在教學設計中滲透綠色化學思想
在實際的應用中,教師應重視實踐課程的實施。化學教育本身就是實踐性較強的學科,將綠色理念與實踐相結合,能夠有效地提升教育水平。在實際的化學教學中,教師可利用情境模式以及課外實踐的方式進行教學。如在進行二氧化碳的理論課程講解過后,可以與學生進行實踐互動,使用固定的容器對室外的空氣進行采集、收集,并且通過相應的實驗分析空氣中的各成分具體含量,與標準含量進行比較,分析空氣當中的某些氣體超標現象,提升學生的實踐能力以及動手能力。通過綠色化學思想在教育中的具體實施,促進環保意識的提升。
2.在化學實驗教學中滲透綠色化學思想
化學教學當中涉及相當多的實驗,教師可以充分利用實驗進行綠色化學思想的滲透。這也是學生對于綠色化學思想理解的最直觀的方式。具體的實施方法如下:
第一,實驗中應注意規范性。實驗是化學教學中的重要組成部分,所以在進行化學實驗的過程中,應使學生重視操作的規范性。教師可通過實驗現象的教學分析,對其中涉及的重要理念進行講解,從而使得學生在實驗當中理解綠色化學思想的具體實施過程。同時通過對實驗過程中產生的廢棄物的及時處理,教導學生可以對化學廢棄物進行分類回收來提升其使用效率,加深學生對實驗的理解。
第二,實驗中應注意試劑的使用量。化學設計的實驗相對較多,并且在實際操作當中溶劑的使用量較大。因此,改變傳統的實驗方式,將大容量的試管進行處理顯得尤為重要。在達到實驗效果的同時節省了實驗試劑的使用量。即實驗“微型化”,這樣既能減少實驗費用,又能降低排廢量,減少污染,更能縮短實驗時間且安全可靠。怎樣才能實現實驗“微型化”呢?教師可以使用微型化學實驗儀器,減少試劑在器皿上的附著量。如教材中濃硫酸的性質實驗,以前使用的是試管,新教材改用點穴板,這樣效果更明顯,還節約了藥品。當然微型化學實驗不是常規實驗的簡單微縮,也不是對常規實驗的補充,它是在綠色化學思想下用“預防化學污染”的新實驗思想、新方法和新技術對常規實驗進行改革和發展的必然結果。
第三,實驗中應注意操作及裝置的改進。通過科學改進化學實驗,減少環境污染。所謂科學改進實驗,就是指在教材中提供的原有實驗的基礎上對該實驗操作、實驗裝置進行改造,在保證實驗方法更加合理化、實驗目標更加清晰的前提下,力求在源頭上消除污染。如銅與濃、稀硝酸的反應性質實驗,按照教材的實驗操作,將會產生一定量的二氧化氮或一氧化氮,危害師生身體健康,污染大氣環境,如果從綠色化學的角度出發,將此實驗進行改進,即在注射器內完成上述性質的實驗,反應最終所得的生成物二氧化氮可用氫氧化鈉溶液吸收。這樣既可明顯地觀察到現象,掌握銅與濃、稀硝酸反應的實質,又能避免二氧化氮或一氧化氮的逸出,從而消除氮氧化物對環境的危害。
3.在習題教學中滲透綠色化學思想
習題教學是課堂教學的重要環節,它是幫助學生掌握和鞏固所學知識、技能的重要手段。習題教學不僅可以開發學生的智力,還能使學生在習題中了解科技動態,學以致用,培養良好的科學態度。
例:(重慶理綜)某興趣小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”的實驗,以探究化學實驗的綠色化。
(1)實驗前,關閉活塞b,試管d中加水至浸沒長導管口,塞緊試管c和d的膠塞,加熱c,其目的是___________。
(2)在d中加適量NaOH溶液,c中放一小塊銅片,由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸,c中反應的化學方程式是__________。再由a向c中加2mL蒸餾水,c中的實驗現象是___________。
(3)下表是制取硝酸銅的三種方案,能體現綠色化學理念的最佳方案是_________,理由是__________________。
(4)該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2,操作步驟為 ,實驗現象為 ,但此實驗的不足之處是__________。
解析:(1)通過氣體的熱脹冷縮來檢驗裝置的氣密性。(2)由a向c中加2mL蒸餾水后硝酸濃度變稀,反應速率降低,銅與稀硝酸反應生成NO,所以氣體顏色逐漸變淺。(3)比較表中三種方案,銅與濃硝酸、稀硝酸反應除生成硝酸銅外,還生成污染環境的有毒氣體NO2、NO,且耗酸量大,所以方案丙最好。(4)依據題中所給信息,首先KMnO4氧化HCl生成Cl2,然后再用Cl2氧化Br-,所以裝置c是制取氯氣,裝置d是Cl2氧化Br-。
要實施綠色化學教育,教師必須有強烈的綠色意識,然后將具體的試題巧妙而生動地滲透到教學過程中,這樣學生在學習知識的過程中,就自然地產生了保護環境、實踐綠色化學思想的行動。
目前,綠色化學以其關注自然、環境、人類生存與發展的人文情懷及先進理念,已贏得了世人的廣泛關注。教學中,我們應深入鉆研新教材,挖掘其中的“綠色”閃光點,積極地宣傳綠色化學思想,并將這一思想融入我們的課堂教學及實驗教改中,只有這樣,才能真正培養出具有科學素養及人文精神的人才。
參考文獻
[1]李軍、王小風、楊淑瓊.綠色化學實驗教學的研究[J].實驗技術與管理,2002(1):40~42
關鍵詞:大學化學教育;綠色化學;改革
0引言
隨著時代的不斷發展,綠色、環保越來越被人們所重視,也逐漸成為了世界發展的主題,也是化學教育在新時期改革發展的過程中所要重視的問題。在高等教育的不斷改革下,我國大學的化學教育對綠色化學教育越來越注重,綠色化學教育理念的引入和運用促進了大學化學教學過程中出現的問題的解決,也有利于我國高等院校化學教育事業的發展。
1綠色化學的相關概念
隨著工業化的快速發展,我們生存的環境受到的污染越來越嚴重,環境問題愈發嚴峻,環境保護問題也成為了世界性的問題。任何行業、組織以及個人在追求經濟利益、獲得發展的同時,也要對環境保護問題加以重視。而對于人們生活質量的提高以及自然環境保護方面,化學發揮著重要的作用。1995年3月,美國總統克林頓宣布對“綠色化學挑戰獎計劃”進行設立,同年10月,美國國家環保局也對“總統綠色化學挑戰獎”進行了設立,從此,“綠色化學”這一名稱廣泛傳播開來。綠色化學的含義是在設計的過程中盡可能的保證對環境最小的負作用或者對環境沒有負作用,而且保證在實踐時,技術上和經濟上都可行的化學品和化學過程。綠色化學的理念對多種化學領域都有所涵蓋,在今天,我們也越來越多的對其加以利用進行污染的防治。
2大學化學教育過程中開展綠色化學教育的必要性
2.1在大學化學教育過程中開展綠色化學教育是素質教育的內在需求
有效落實素質教育是培養全面發展的人才的重點,大學化學教育既要注重素質教育的實施,將素質教育作為大學化學教育的導向,也要注重綠色化學理念的傳播,對學生的社會責任感進行培養,使學生在學習的過程中具有創新精神。綠色化學教育的開展在大學化學教育的改革下,使大學化學教育的改革有了更廣闊的空間,使大學化學教育和時代改革的發展有了更緊密的聯系。因此,在大學化學教育中開展綠色化學教育,為落實素質教育提供了有效的途徑,促進大學化學教育在新時期的發展。
2.2在大學化學教育中引入并運用綠色化學教育理念,是新時期開展大學化學教育改革工作的基本指導理念
當今世界在不斷發展的過程中,越來越注重綠色和環保,這也是我國大學教育包括大學化學教育發展的過程中所需要面對的基本課題。大學化學和初中和高中的化學有很大的不同,在教學內容方面,大學化學教學內容的系統性和專業性更加鮮明,而且具有表現廣泛性的特征,這些都導致大學化學在教學的過程中的復雜性比較強,因此,需要引入綠色化學教育理念,并進行合理的運用,使得大學化學教育的科學性和完備性得到提升。在大學化學學科實驗教學具體開展的過程之中,要對綠色化學的基本理念進行積極的倡導并踐行,不斷提升我國大學化學教育事業改革工作的開展水平,為大學化學教育改革工作的開展提供支持的條件。還要對節能環保材料的研究和應用進行密切的關注,并且在研究和解決能源短缺問題上也加強關注,并且了解開展綠色化學教育對我國大學化學教育事業開展的影響,使我國大學化學事業的發展得到提升。
3綠色化學理念下大學化學教育的改革措施
3.1在大學化學教育中堅定綠色化學思想的指導地位
在大學化學教育階段,要以綠色化學教育為基礎,大學教師要堅持在綠色化學教育思想的指導下開展大學化學教育。在進行教學時,要將綠色化學教育和素質教育理念相結合,使得大學化學教育在綠色化學教育下得到更深化的改革。比如,教師在實驗室對無機有毒氣體進行制備并講解的過程中,可以和當前的環境熱點問題相結合,對無機有毒氣體的理化性質進行重點的講解,使學生能夠對無機有毒氣體對環境的影響有明確的認識,從而在對無機有毒氣體物質進行制備的過程中,可以對環保加以注重,并進行優化控制。
3.2對大學化學教學體系進行調整和改善
在大學化學教育中引入綠色化學教育理念是一種創新性的變革,也是時展的需要。在綠色化學教育理念下的大學化學教育的改革,重點就是對大學化學教學體系中的教學內容進行調整和改善。具體來說,就是在大學化學課程的教材中滲透綠色化學教育理念,這是對傳統的教育理念的刷新,也是傳統的教學內容和理念的革新。同時,在教材中也可以對與綠色化學有關的章節進行增加,讓學生對綠色化學進行學習,并真正的了解綠色化學,實現大學綠色化學理念的普及。
3.3培養師生綠色化學意識,營造良好的綠色教育的大環境
在大學化學教育中開展綠色化學教育,突破了傳統的大學化學教育理念,與時展的主題相呼應。大學化學教育在綠色化學教育理念下實行改革,教師和學生對傳統的化學教育思維方式進行轉變是關鍵,師生具有綠色化學意識才能夠使綠色化學教育得到拓展,并提高師生參與的積極性,因此要加強師生綠色互相意識的培養。首先,要對綠色化學教育加強宣傳,使師生能夠更好的認識綠色化學教育,并且能夠在實踐的過程中貫徹綠色化學教育理念;其次,綠色化學教育能夠將大學化學教育和人文教育連接起來,因此要以綠色化學教育理念為導向,對化學教育理念進行深化,并調整、優化綠色化學思想;最后,要培養學生形成綠色化學的思維方式,在解決化學問題時能夠從環保的角度出發,這樣能夠營造良好的綠色教育的大環境。
3.4對綠色化學理念的滲透進行強化,調整并優化化學教學理念
在大學化學教育中強化綠色化學理念的滲透,能夠為綠色互相教育的開展創造良好的內在環境。首先,教師在進行教學的過程中,要在理論課堂的教學中對綠色化學教育理念進行滲透,使學生在進行理論學習的過程中,實現對綠色化學教育認識的強化;其次,在進行實驗教學的過程中更要踐行綠色化學教育理念,使學生在親自動手實踐操作的過程中能夠了解到開展綠色化學的意義;最后,以綠色化學理念為依托,優化并調整現有的化學教學模式,在化學教學中能夠更好的融入綠色化學教育理念。
4結語
在大學化學教育的改革和發展中開展綠色化學教育,是實施素質教育的內在需求,也是新時期開展大學化學教育改革工作的基本指導理念。要采取有效措施促進綠色化學教育下大學化學教育的改革,可以在大學化學教育中堅定綠色化學思想的指導地位,對大學化學教學體系進行調整和改善,培養師生綠色化學意識,營造良好的綠色教育的大環境,對綠色化學理念的滲透進行強化,調整并優化化學教學理念等等,以促進大學化學教育的深化改革。
參考文獻:
[1]楊先炯.基于綠色化學教育下大學化學教育的改革探析[J].科學大眾(科學教育),2016,(04).
[2]姜欣.化學學科發展與化學教育探析[J].現代商貿工業,2014,26(19).
[3]李梅,景曉燕,韓偉,朱春玲,王君.普通化學教學中綠色化學教育的滲透[J].教育教學論壇,2013,(28).
[4]孫佳,龐志霞,李磊.初中“綠色化學”教育的研究與實踐[J]學理論,2014,(33).
[5]曹平,李軍,全學軍,徐云蘭,許俊強.結合地區化學工業實際推動高校綠色化學教育發展[J].廣東化工,2012,(03).
關鍵詞:淺談 高中 化學 教學 學習 思考
化學是一門重要的自然科學,以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一。為了充分挖掘化學實驗的教育功能,深刻理解并倡導新課程標準的改革理念,在此,談點淺薄之見。
一、傳統化學實驗教學的弊端
在傳統教學中,實驗教學常用模式為:教師說實驗,黑板上寫實驗,接著演示實驗,然后把實驗現象和結果歸納總結。教學中觀察實驗和做實驗的目的主要是對所學知識的鞏固和加深印象。學生一般都是被動接受實驗知識,從培養學生綜合能力角度來看,傳統化學實驗教學模式顯然有很大缺陷。
二、新課程理念下的化學實驗優勢和特色
“新的化學課程倡導從學生和社會發展的需要出發,發揮學科的自身優勢,將科學探究作為課程改革的突破,激發學生的主動性和創造意識,使獲得化學知識和技能的過程成為理解化學進行科學探究的過程。”在這樣的課程理念指導下,化學實驗模式變成:“實驗―問題―討論―總結”或“問題―討論―實驗―總結”,這樣的模式能激發學生的學習興趣,啟迪學生的科學思維,訓練學生求知的科學方法,幫助學生理解、掌握化學知識和技能,培養學生的科學態度,使學生學會從多角度、多方面去思考和探索問題。
三、新課程理念下的化學實驗教學思路
1.努力將驗證性實驗設計成探究性實驗
探究性實驗要求教者所設計的實驗具有啟迪學生思維的作用,教師必須對實驗做出富有啟發性的指導,使學生能自覺的深入思考。在化學教學中有較多的驗證性實驗,如教師勇于探究,將演示實驗設計成探究活動的實驗方式,精心安排設計一些小懸念,通過問題啟發誘導使學生積極參與探索之中,親身體驗科學知識及規律的形成。
2.設計的實驗必須與生活實際相聯系
生活處處有化學。為了使學生用化學知識理解和解釋身邊的現象,在條件允許情況下,應盡量增加一些貼近生活和社會的實驗。例如,“智力碘”是人體不可缺少的微量元素,當人體較長時間生活在缺碘環境中,會患碘缺乏病――甲狀腺腫大。目前我國在食鹽中加碘就是防治碘缺乏病的一種好方法。在教學中我對該實驗做如下設計:假如你是一名質檢員,你怎樣用所學過的化學知識來檢測市場上賣的加碘鹽是真品?列出所需試劑;什么現象可以告訴大家所賣得是真品?當上“質檢員”的學生積極尋找化學原理,試劑,儀器,動手操作、記錄所觀察的現象結果,這樣的實驗學習,有助于學生了解化學學習的重要性, 有助于學生動手動腦,激發學習化學的興趣,認識化學與生活的關系,促進科學素養的全面提高。
3.倡導綠色化學實驗,增強學生環保意識
綠色化學是人類與自然和諧相處的化學,其目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原料,最大限度節約能源,在化工生產中各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。當前世界各國都在進行綠色化學的研究,并注重綠色化學教育,培養綠色化學意識。現行中學化學教材中的化學實驗和化工模擬實驗都體現了綠色化學的內涵,設計新的化學反應條件,減少廢棄物的產生和排放,降低對人類健康和環境的危害。實驗中提倡綠色化學,并強化綠色化學的觀念,這樣才能培養學生學習在生活中預防化學污染的思想,學習消除或盡可能減少毒氣污染的實驗技術。
4.實驗教學中注重對學生觀察能力的培養
俄國著名的化學家門捷列夫曾說過:“科學的原理起源于實驗的世界和觀察的領域,觀察是第一步,沒有觀察就沒有接踵而來的前進。觀察,觀察,再觀察”。對學生觀察能力的培養應做好以下兩點:首先,要激發學生濃厚的觀察興趣。教學中應多鼓勵學生觀察化學現象,并用已掌握的化學知識來解釋這些現象,這樣既可以使學生學會觀察,又可以使學生在觀察中體會到化學之美和與生活的聯系,激發起觀察和學習化學知識的濃厚興趣。其次,應教導學生遵循一定的觀察原則。觀察要有目的性,要全面,還要教給學生靈活的觀察方法。
5.多媒體技術輔助化學實驗教學
多媒體技術能為化學教學提供豐富多彩、生動直觀的教學情景。運用多媒體技術可以實現以學生學習為中心,培養學生的自學能力,培養學生適應信息化社會需要的信息收集、選擇、處理的能力。傳統的實驗教學,一旦遇到危險大、費用高、耗時長的實驗往往難以開展;化學上微觀物質結構及其運動的實驗,是人類用肉眼所不能看到的等,多媒體正好彌補了這一缺陷,此刻在計算機上“做實驗”成了十分理想的教學方法。可以運用生動、活潑、富于變化的動態形象進行實驗教學。
四、聽講方法
聽講方法主要包括檢查復習、講授新課和總結鞏固這三個環節的學習。與其他學科一樣,聽課應全神貫注,做到眼到、心到、耳到和手到,關鍵是心到,即開動腦筋,積極思維,想懂所學內容,根據化學學科特點,這四到各有其特點。對于眼到,除以演示實驗等直觀教學看得全面外,重要的是在教師指導下,分清主次現象,能迅速捕捉一瞬即逝或現象不夠突出和不夠明顯,而又屬于反映物質及其變化的本質屬性的現象。這就要求能高度集中注意力,同時要記住這些現象。不論有趣與否,都要有明確的學習目的和學習態度,自覺提高觀察能力。
【關鍵詞】培養;初中生;利用化學知識;解決;日常生活;實際問題;能力
傳統的初中化學教學受制于中考指揮棒的束縛,與初中生的生活實際情況相脫鉤,導致本來神秘有趣的化學教學充斥著枯燥乏味的定義、方程式、原理、現象的死記硬背,導致化學題海成為初中生不得不面對的暗無天日的苦海,造成初中生失去利用化學知識來解決日常生活中的實際問題的能力的困難局面。在這樣的大背景下,本文將密切聯系新課程改革的形勢以及筆者自身多年來進行初中化學教學的實際經驗,從不同的角度來深入地探索如何培養初中生利用化學知識來解決日常生活中的實際問題的能力,從而有利于提高初中生對化學課程的興趣,使初中生能夠以更加飽滿的熱情投入到初中化學學習過程中來。
1.創設出生活化的初中化學教學情境
為了科學有效地培養初中生利用化學知識來解決日常生活中的實際問題的能力,有必要在教學的過程中將生活中真實的事物引進來,同時,將其和化學課本中的諸多概念原理進行一一對應,因此,有必要引導初中生留心觀察生活中的問題,創設出生活化的初中化學教學情境,保證初中生在熟悉的生活情境中發現問題和解決問題,能夠非常有效地激發初中生進行探究的欲望,有利于增強初中生學習化學的興趣。
具體來說,在進行分子概念相關知識的教學過程中,教師應該密切結合生活中的具體例子,引導初中生認真思考各種各樣的日常生活現象中的“奧秘”,創設出生活化的初中化學教學情境:酒香不怕巷子深的奧秘是什么?臭豆腐的味道很遠就能聞得到的奧秘是什么?剛剛洗過的衣物在太陽底下很快就能曬干的奧秘是什么?衣服干了以后會出現白色的痕跡的奧秘是什么?一湯匙食鹽放在水里消失了而水卻變咸了的奧秘是什么?一升的水和一升的煤油混合之后的體積之和不是兩升的奧秘是什么?等等。通過你這種方式,來引導初中生認識分子的存在和分子的性質。
2.運用化學知識,解決生活問題
新教材努力從化學的視角去展示社會的可持續發展,培養學生對自然和社會的責任感,用科學、技術、社會相聯系的觀點引導學生認識材料、能源、健康、環境與化學的關系,逐步培養學生形成綜合的科學觀和對有關的社會問題作出判斷決策的能力。所以,化學教學不僅要從學生的生活中提出化學問題,還必須結合現實生活中的實際問題,讓學生運用化學知識和化學的思維方式去看待分析與解決,從而使學生體驗到化學的價值,進一步感受到化學與現實生活的緊密聯系,提高學生的實踐能力。
讓學生用化學眼光去觀察和認識周圍的事物。化學知識源自于生活,但又不完全等同于生活,化學教學過程中,一方面,要讓學生結合自身的生活經驗和已有的認知水平,圍繞問題的解決,逐步把生活知識化學化,讓學生在生活的實際情境中體驗化學問題;另一方面,又要讓學生能把所學到的化學知識自覺地運用到各種具體的生活實際問題中,實現化學知識生活化,從而提高學生的化學素養。
3.開展合作學習活動,精心設計討論問題
合作學習能夠轉變初中生的學習方式,有利于鍛煉初中生與人協作的技能,有利于培養初中生主動學習和探究的精神。在具體開展合作學習活動的過程中,離不開各種各樣的討論問題的設計,因此,必須精心設計討論問題。教師在進行討論問題的設計的過程中,必須堅持開放性的原則,在開展小組合作學習活動之前,教師必須深入研究化學課本,明確所要體現的理念。與此同時,教師有必要了解初中生的興趣愛好和特征,精心設計和初中生的日常生活關系密切的化學問題,保證初中生在自主學習的基礎上能夠積極地進行合作學習。
4.參與生活實踐,認識化學問題
實踐是學生學習的重要環節,是知識理解的延伸與升華。任何束縛住學生手腳,只允許他們冥思苦想的教學方法是不科學的。只有讓學生充分進行生活實踐,才能使學生真正明白所學知識的價值。例如,結合空氣、水、酸、堿、鹽等內容的學習,組織學生對本地區的環境狀況、空氣的污染狀況、污水處理廠的流程和原理、周邊農村施用化肥和農藥的具體情況等進行調查;結合無錫“太湖藍藻事件”、“白色污染”等,組織學生關注新聞并從網上查詢分析原因;結合淀粉、油脂、蛋白質等的學習,組織學生參觀食品加工廠,了解食品中添加劑是什么;結合燃料與燃燒,參觀附近火力發電廠所使用的燃料和燃料的利用率,并要求學生在參觀后寫出報告,提出問題、觀點和建議。實踐表明,通過這些實驗和調查活動,運用化學原理積極展開思維,不僅使學生樹立綠色食品、綠色環保、綠色化學的意識:而且可逐步提高分析問題和解決問題的能力。
綜上所述,本文從不同的角度來深入地探索如何培養初中生利用化學知識來解決日常生活中的實際問題的能力。在今后的初中化學教學過程中,必須不斷地探索現代化的教學方法,更好地發揮出教師的主導作用,體現出初中生的主體地位,保證“教學源于生活,高于生活,又回歸生活”,保證初中生能夠在學習化學的過程中“回歸生活世界”,切實提高初中生利用化學知識來解決日常生活中的實際問題的能力。
【參考文獻】
[1]曹思愛.生活中的常見物在化學教學中的作用[J].中學教學參考,2013(08)
一、什么是化學,怎樣學好化學?
化學是一門什么樣的學科?我們學化學,學什么?這是我們首先要搞清楚的。
化學是一門研究物質組成、結構、性質以及變化規律的學科。
化學首先是一門實驗學科,然后才是一門理論學科。可是在現今的環境下,我們中學化學就是為了考試能有一個好成績!所以我們學化學很大程度是為了應付考試。雖然我們學化學不只是為了應付考試,但是如果連考試都應付不了的話,那也未免有點太低檔次了。 要學好化學毫無疑問應該要首先注意實驗和生活中的化學。書本上的東西永遠是書本上的,不經過實踐你永遠學不到真正的化學,或者說你和化學這東西沒有真正的感情。舉個例子來說:大家都知道碘遇淀粉會變藍!可是你是否知道什么是藍色?它是什么樣的藍色?和我們用的純藍墨水有何不同?其實實驗并不是那么簡單。你以為書是什么!它說藍色就是藍色嗎?有時我們會發現綠色或更深的顏色!為什么?大家都知道任何真理都是在一定條件下成立的。對實驗來說也是一樣的。碘和淀粉反應會變藍,這個藍很特殊。我想做過這個實驗的同學會深有體會的。因為有很多同學都有一個毛病,反正這些藥品不是我的,為了保證我的實驗效果明顯,多多益善,結果一旦加的碘過量就會出現綠色或其它顏色。化學實驗是化學學科賴以生存和發展的基礎,是檢驗化學是不是一個真正的玩意兒的標準。對于學生來說實驗是獲取化學經驗知識和檢驗化學知識的重要內容和途徑。
化學實驗也是一個發展的過程,原始的化學實驗其實大多數都是煉丹,是人們為了追求長生不老的仙藥而從事的一種活動。只是到了近代它才變為一門真正的學科。現在有同學們做實驗的時候老是把它當成“耍雜技”或“玩魔術”。做實驗時“玩魔術”也是同學的一大愛好,大家喜歡一到實驗臺就亂兌藥品。其實我也很喜歡兌藥品,不過我不喜歡這個亂字。沒有一個對實驗的認真的態度是無法做好實驗的,而做不好實驗則會影響你對化學的學習。要做好實驗可分為三個階段:實驗的準備階段;實驗的實施階段;實驗結果的處理階段。老師可以定量的評價學生的表現只是在第三階段。目前學校里做實驗只要求預習實驗內容,即只要求學生確定化學實驗問題,而不要求學生設計化學實驗方案。在第二階段也就是做實驗的時候,控制實驗條件是實驗的靈魂;全面、準確的觀察是實驗的關鍵;測定是對實驗對象量的特征進行研究的重要方法。第三階段也就是寫實驗報告了,這有一個準則就是嚴格遵守原始數據,千萬不能“瞎掰”。 化學理論的學習其實就是一句話:專心一點,多問、多想。
二、化學與生活
如果把化學只定位在學習上那是遠遠不夠的,化學本身就是一種生活,是一種方法論。當你真正喜歡化學的時候你會發現它是多么的有趣。如果你真正的陷進化學中去了,你會情不自禁地運用化學思維。什么是化學思維呢?就是你看待世界的角度是用化學的情緒去觀察。比如在某地發現了一種礦泉水,商人首先想到的是如何來賺錢;學地理的首先想到的是礦泉水是來自哪個巖層;生物學家想到的是礦泉水里面有哪種細菌;而化學家想的是里面有哪些元素。以鏡子為例,學英語的會想到mirror這個單詞;學物理的想到它成的是一個等大正立的虛像;學化學的則想到鏡子是由銀鏡反應制得的。類似的例子還有很多。化學的思維也是一個發展的和聯系的過程。化學更關心的是物質的內部組成和結構,以及組成和性質的關系。用化學的角度去看待物質世界,主要是從分子的角度去看待這個世界。因此在化學的引導下你會深入到眼睛看不到,手模不到的微觀世界,深入到分子、原子的層次去認識自然的奧秘。要達到這個層次,你需要一個擴大了的感覺,需要一些感覺的延伸,需要應用各種儀器和方法。其實原子結構本身就是通過儀器和推論得出來的。
化學也在改變著我們的生活,進入我們的下意識里面。我們穿的衣服,我們用的物品都是經過一個化學過程,都是離不開化學的。倒開水是一個常見的事情,如果你有一個化學的潛意識,你在倒開水時會把瓶塞倒放。你如果有很強的化學意識,當電視壞了的時候,你首先想到的是應該用某種溶劑來清洗一下電路板。當你晚上和一位朋友聊天的時候,看到一束光射向遠處的天空。浪漫的你也許會詩性大發,一個名言將流傳下來。如果你缺少浪漫,你就會冷冷地丟下一句:丁達爾現象和光的直線傳播而已!
三、現代化學的高速發展
化學的發展可以說是日新月異,尤其是它的邊緣學科或者說是它的分支學科,譬如生物化學、物理化學、晶體化學等等,令人目不暇接。就眼下炒得過熱的基因工程、克隆技術以及共軛電場論等,更是令人眼花繚亂。最近,美國國家實驗室成功地在高壓下將 CO2 轉化為具有類似 SiO2 結構的原子晶體。在過去,CO2 已經發現有 4 種晶體,都是分子晶體。他們發現,在 -40℃ 的溫度下將液態 CO2 裝入一個高壓容器中用 Nd 激光器加熱到 1800K,在 40GPa 高壓下, CO2 在微米級的紅寶石芯片上或者在鉑薄膜上形成類似 SiO2 的原子晶體。由于這種晶體特殊的性質引起了人們對這種晶體在光電子學方面應用的濃厚興趣。
我國文物考古工作者應用14C斷代法,取得了許多重大成就,其中有些成果甚至改變了舊的觀點。如河套人、資陽人和山頂洞人等,原來認為其活動年代為5萬年或5萬年以上,但應用14C斷代法證明其均在4萬年以內,甚至山頂洞人可晚到1萬多年,這一研究結果表明舊石器晚期文化變遷和進展速度比考古工作者原先想象的要快。再如,在漢代冶鐵遺址中曾發現有煤的使用,這一發現使一些考古工作者認為在漢代時就已把煤用于冶鐵,但后來從鐵器中l4C的鑒定結果推斷,我國在宋代才開始把煤炭用于冶鐵,盡管漢代冶鐵遺址中發現有煤,但并末用于煉鐵。
截止1998年底,在全球最大的化學文摘——美國化學文摘上登記的化合物總數為18.8百萬種,1998年是連續第三年化合物登記數超過100萬的年頭,到1999年底,人類已知的化合物總數超過了 2000 萬種。
四、化學與環境污染
當今社會對化學的重視程度、應用程度越來越高。社會的發展離不開化學,然而,化學在給人類帶來巨額的社會財富的同時,由化學引起的環境污染,也已經成為全社會關注的重大問題。聯合國環境規劃署負責人克勞斯·托普弗撰文指出威脅人類十大環境禍患有:
1、土壤遭到破壞;
2、氣候變化和能源浪費、溫室效應嚴重威脅著整個人類;
3、生物的多樣性在減少;
4、森林面積減少;
5、淡水資源受到威脅;
6、 化 學 工 業 污 染 存在 于 空 氣 、土 壤 、水 、植 物 、動 物 和 人 體 中 ;
7、人 口 爆 炸 、土 地 退 化 、貧 窮 等 因 素 促 使 第 三 世 界 數 以 百 萬 計 的 農 民 離 開 農 村 聚 集 于 大 城 市 的 貧 民 窟 里 ;
8、海洋的過度開發和沿海地帶被污染;
9、 空 氣 污 染 嚴重 ;
10、極 地 臭 氧 層 空 洞 。
以上這些大多與化學工業的發展有關。此外,還有化石燃料帶來的溫室效應使全球變暖、天氣異常;酸雨的危害;汽車產生的廢氣造成大城市光化學煙霧事件;二惡英、赤潮、白色污染等。所以說人類對環境的破壞是威脅人類的環境禍患。
“九五”期間,我國政府高度重視環境保護,頒布了《國務院關于加強環境保護若干問題的決定》、《全國生態環境建設規劃》、《全國生態環境保護綱要》。環境立法和執法取得進展,全民環境意識有較大提高。結合國家經濟結構調整,取締、關停了8.4萬多家污染嚴重又沒有治理前景的企業。環境保護投入逐年增長。以重點流域、地區、城市、海域和工業企業污染治理為突破口,開展了大規模的環境污染治理,并取得了階段性成果。生態環境保護和建設得到加強,啟動了國家天然林資源保護工程,開始實行退耕還林,國家級生態示范區建設試點開始實施。經過五年的努力,全國環境污染惡化的趨勢得到基本控制,部分城市和地區環境質量有所改善。
<<中國環境報>>呼吁,你能為環保作的十件大事是:1、盡量乘坐公交車輛2、請用布袋購物3、拒絕一次性用品4、簡單裝修房屋5、反對籠養鳥6、分類回收垃圾7、優先購買綠色產品8、及時舉報破壞環境的行為9、使用無氟冰箱10、 多用肥皂,少用或不用洗滌劑。
關鍵詞:煤渣;石蠟;催化分解
文章編號:1008-0546(2015)07-0093-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.034
石蠟油分解實驗是學生學習開始學習有機化學的一個重要科學探究實驗,其不但讓學生了解了乙烯的來源,重要的是為學生學習乙烯的性質建立了感性認識,明白乙烯能使酸性高錳酸鉀和溴水褪色。教材提供的實驗方法時間較長(大約需要18-27分鐘)且成功的幾率較低,這迫使多數的老師采取多媒體視頻或模擬動畫的方式代替該演示實驗,電子教學手段盡管也能模擬正確的實驗結果,但是學生缺乏親身經歷的認同感,在一定程度上影響了影響了學生對知識的可信度和學生科學探究的積極性,達不到該演示實驗所起到的教學意義。近年來關于石蠟分解實驗的改進屢有報道,優化主要集中在對裝置的改進和對催化劑(比如用二氧化錳、三氧化二鋁等)的改進兩個方面[1-3];將煤渣這種生活廢棄物用于中學化學演示實驗石蠟的分解上未見相關報道。
煤渣的主要成分是二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂等;由于其具有硅鋁結構特征以及很好的結構穩定性、很高的比表面積和豐富的微孔結構,這使它作為催化劑或催化劑載體都具有廣泛的應用潛力[4-5];不同來源的煤渣, 其物理化學性質波動比較大, 這是作為家庭燃料蜂窩煤在定型時候添加的黃泥所決定的;我們采用中學實驗室更常見的石蠟代替石蠟油,用煤渣為催化劑催化石蠟的分解,取得較理想的實驗結果;更重要的是在演示實驗過程中帶給學生的震撼能引起學生濃厚的學習興趣。
一、實驗過程
將煤渣粉碎,置于坩堝中灼燒一段時間;對教材中石蠟油分解實驗進行改進,酒精燈上加用易拉罐做成的酒精燈防風罩;將左邊試管中的物質改成石蠟和煤渣。按圖1連接好實驗裝置,檢查裝置的氣密性,先預熱后對準煤渣加熱,將導管依次通入裝好酸性高錳酸鉀和溴水的試管,觀察現象。
二、實驗結果分析
從下頁表1可以看出,沒有催化劑存在的情況下,石蠟不分解;在催化劑量較少的情況下,石蠟液化后氣化,大部分的石蠟蒸氣充滿試管并在試管口附近凝結,裂化不夠連續(按教材提供的實驗方法也有類似的現象),故高錳酸鉀和溴水褪色時間較長,且高錳酸鉀溶液上層有少量油狀液體,該油狀液體不能使酸性高錳酸鉀褪色;當煤渣用量達到3.0g,繼續增加用量褪色時間沒有明顯縮短;使用相同量煤渣時,經過酸蝕處理和高溫熱處理得到的煤渣催化效果明顯變好,這可能是酸蝕有助于形成更多的孔道,增加接觸面積;同時高溫灼燒能去掉煤渣中的積炭和水分,也能形成更多的孔道,從而達到提高催化效果的目的;實驗還同時考察了煤渣催化劑的穩定性,實驗③中加熱直到無氣體生成,將煤渣倒入坩堝,充分灼燒,備用,紅外光譜和熱重分析可以看出,催化劑的骨架并沒有發生明顯的變化,這說明煤渣具有較好的穩定性和重復性;在同等條件下,對催化劑做重復性考察實驗;從實驗⑥-⑨可以看出,煤渣使用四次催化性能沒有明顯衰退;第5次褪色時間明顯增長,原因可能是在重復使用過程中催化劑存在損耗,或者石蠟中某些雜質對煤渣催化劑有毒化作用;實驗結果證明煤渣對石蠟的分解具有良好的催化效果和穩定的催化性能。
三、結論
化學來源于生活又服務于生活,利用生活垃圾蜂窩煤渣催化石蠟的分解取得不錯的催化效果;相對于一些同行更加滿意的實驗結果[1-3],煤渣也有其特有的優點:首先煤渣粉末體積較大,對液體和氣體具有較大的吸附性,實驗過程中不存在試管炸裂的危險;其次,將蜂窩煤渣這種生活垃圾用于中學化學演示實驗,符合新課程教學和綠色化學的理念;更為重要的是,該實驗能幫助學生理解科學,技術,社會三者之間的關系,同時培養他們應具有的社會責任感。
參考文獻
[1] 王翼. 石蠟油分解實驗的改進 [J]. 中小學實驗與裝備,2014,(5):39
[2] 鐘云. 石蠟油分解實驗的改進 [J]. 中小學實驗與裝備,2012,(4):28
[3] 劉文芳. 石蠟油分解實驗的改進 [J].化學教學,2011,(11):41
【作者簡介】徐新峰,江蘇省如東縣馬塘中學(江蘇如東,226401)教師,高級教師,南通市化學學科帶頭人。
新課改以來,眾多專家學者提出了課堂教學改革的舉措。筆者以為,具有學科特色和本真的化學課堂教學,應該追求自己的“學科味”。反思這些年的教學實踐,筆者認為具有“化學味”的化學課堂應該體現了以下三個特點。
一、重視實驗教學
早在20世紀70年代末,著名有機化學家蔣明謙教授就指出,“盡管發生了這種變革的趨勢,我們應該認識到,化學現在仍然是一種實驗科學,將來也還是實驗科學”[1],這是從化學的根本屬性上作出的立論。在化學教學中,我們應當強調實驗教學,并在實驗教學時注意以下幾點。
1.堅決不“講實驗”,不追求“功利”教學。
人有惰性,教師也不例外。有些化學教師認為做實驗很麻煩,且浪費時間和精力,效果還不一定有“講實驗”和“背實驗”好。然而,“講實驗”否定了學生的主體參與,埋沒了學生的創新意識,同時也造成了課堂教學的生成性資源的缺失,與現代教學理念背道而馳。
2.不能用“視頻實驗”完全取代“真做實驗”。
信息技術的發達給教學提供了豐富的資源,因此出現了如今的化學課中用“視頻實驗”完全取代“真做實驗”的現象。“視頻實驗”只是停留在學生看的層面,是淺層次的學習行為,學生仍然被視頻“牽著走”,其主體地位喪失,這樣的化學課仿佛在“欣賞電影”,缺失“化學味”。當然,“視頻實驗”并非一無是處,對于課堂中無法完成的實驗可以用“視頻實驗”來替代,同時,也可以利用信息技術將實驗中不易察覺的現象或過程進行突出處理。筆者參加2015年江蘇省初中化學教師基本功大賽的“創新實驗”比賽時,將點燃蠟燭熄滅后冒白煙的實驗拍成了視頻,并將用高清晰攝像機拍到的火苗向下移動的過程制作成了慢鏡頭,起到了很好的教學效果。
3.依據學情,合理設置演示實驗和學生實驗。
教學時,演示實驗與學生實驗并沒有嚴格的區分與界定,盡管《義務教育化學課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《課標》)中提出了8個學生實驗,但在實際教學時,可將演示實驗“下放”為學生實驗,因為實驗的魅力并不是來自于“看”,而是來自于親身“做”。實驗教學中,應當做到:讓學生親自做實驗和觀察各種現象,親身體驗通過實驗進行探索規律的活動;結合實驗事實和過程,讓學生認識化學概念和理論的形成過程;讓學生通過實驗去解決問題,從而在科學態度、方法和分析解決問題的能力方面得到提高。[2]
4.突破實驗的課本束縛,鼓勵創新與變通。
重視實驗教學并非將課本實驗奉為“圣旨”,教師可尋求實驗的創新。筆者在參加2015年南通市初中化學優質課評比中,設計了一個簡易的自來水廠凈水模型,將系列凈水方法濃縮在這套模型中,使得學生興趣高漲,較好地達成了教學目標。另外,可將驗證型實驗改為探究型實驗,增加學生的探究機會,從而實驗的功能不再是驗證教材的某個結論,而是引導學生發現問題、解決問題,為培養其科學素養、創新能力打下基礎。
二、滲透化學學科觀念
德國物理學家馮?勞厄曾說過,教育所給予人們的無非是當一切已學過的東西都忘記后所剩下來的東西。這剩下的東西便是學生通過學科知識的學習,所形成的從某學科的視角去認識事物和解決問題的方法、觀點,即學科觀念。化學學科觀念不是以結論的形式呈現在課程內容中,而是蘊含于具體化學知識當中并借助于它們表達出來,此時的化學基本觀念只是一些沒有和學生內心世界建立意義關聯的客觀存在。[3]因此,筆者認為,促進觀念建構的化學教學的核心問題是,如何通過具體知識將客觀存在的知識形態的化學觀念轉為學生個人形態的化學觀念。
1.教師要具有化學學科觀念,并以觀念統領學科知識。
關于化學學科觀念,有學者從中學化學的定義出發,構建了與物質的組成、結構、性質和應用等中學化學研究對象相對應的基本觀念體系,具體包括元素觀、微粒觀、結構觀、變化觀、化學價值觀以及分類觀和實驗觀。[4]如筆者在進行單元知識新授課教學前,要先于學生宏觀把握本單元知識的觀念性理解,以便把具體知識的教學與觀念的建構進行聯系,增強教學的針對性。下面以人教版初中化學教材九年級第三單元為例,簡述筆者是如何以學科觀念統領單元學科知識的。
從整體來看,可把“微粒觀”和“元素觀”確立為本單元的觀念性目標。為發揮化學觀念對本單元教學的統領作用,需將“微粒觀”轉化為更為具體的理解表達:物質是由分子、原子等粒子構成的;微觀粒子是不斷運動的、彼此間有間隔的;原子既能直接構成物質,又可以先構成分子,再由分子構成物質;在化學變化中,分子可以再分,而原子不可再分。而“元素觀”則可具體表達為:物質是由元素組成的,元素是組成物質的基本成分;一種元素則對應于一類原子(具有相同質子數);基于已學過的化學變化,嘗試概括出在化學反應中元素不變的觀念等。由此可見,上述觀念統領著第三單元的學科知識。
2.教學以具體知識為載體,滲透化學觀念。
化學事實、概念等知識是顯性的,易引發學生的注意,而觀念是隱性的。教學時,教師如果不能有意識地引導學生去挖掘,學生很難體會到它們的存在,學習也只停留在具體知識的層面。因此,促進學生觀念建構的教學,需要教師挖掘具體知識背后的深層次觀念。筆者在教學人教版初中化學教材第十單元課題2“酸和堿的中和反應”一課時,設計了以下幾個環節:①學生設計并完成探究稀鹽酸與氫氧化鈉溶液恰好完全反應的實驗――滲透實驗觀(實驗是人類探求未知、發現規律、驗證推測的重要實踐活動);②實驗探究稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應時能量的變化――滲透變化觀(化學變化常伴隨著能量變化,并以熱能形式表現出來);③探究稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應的微觀實質――滲透微粒觀(酸、堿在水溶液中以離子而存在,在發生化學變化時,離子會發生變化,產生新離子);④了解中和反應在實際中的應用――滲透化學價值觀(化學回歸生活、回歸社會,是推動社會文明、進步的重要力量)。
3.引導學生運用化學觀念去解決問題,驅動深層次思維。
《課標》指出:“在化學課程中重視學生化學基本觀念的形成,是精簡教學內容,減輕學生過重的學習負擔,提高學生問題解決能力的重要途徑”[5]。觀念形成于具體知識,應用于實際問題,這也體現了化學觀念的價值。在初三的后期教學中,可積極嘗試選取生活情景、環境問題、礦物冶煉、能源開發、工業生產等素材作為學生運用學科觀念解決問題的視角。
三、體現化學學科思想
化學學科思想是人們在認識化學的活動中運用科學方法的思想意識,對化學本質、特征及價值的基本認識。學科知識、學科能力、學科思想是學科體系的三個要素,而學科思想是一個學科的靈魂。[6]因此,化學教學中,教師應把最精髓、最本質的學科思想傳授給學生,學生在學習的實踐活動中通過自己的理解獲得啟迪與感悟,促進認識的完善,形成知識的結構,掌握化學思維方法。有學者提出,中學化學學科的主要思想有:整體性思想、聯系思想(結構與性質、微觀與宏觀、定性與定量、量變與質變思想等)、守恒思想、動態平衡思想、構建模型思想、驗證探究思想、綠色化學思想、分類思想等。[6]筆者結合初三化學教學實踐,選擇三種化學學科思想進行闡述。
1.“結構決定性質”的思想。
在研究化學元素(原子)、物質的性質時,我們根據其結構來推測物質性質,并通過實驗來證明性質的存在。“結構決定性質”的思想首次出現在“物質構成的奧秘”一章的教學中,引導學生分析原子的結構(最外層電子數),推出元素(原子)的化學性質,從而感悟出這一化學學科思想。教學“金剛石、石墨和C60”課題時,了解到它們物理性質的差異后,借助這一思想,引導學生從內因(內部結構)尋找原因:碳原子的排列方式不同。這一思想也為高中化學學習“位置”、“結構”與“性質”的關系做好鋪墊。
2.“守恒”的思想。
“守恒”是自然界普通成立的最重要的基本規律,為我們利用“質量守恒、能量守恒、電荷守恒、元素守恒”解決化學中的系列問題帶來了諸多方便。在初中階段,教材對守恒思想的滲透與揭示是逐步進行的。人教版初中化學教材九年級第三單元“元素”教學中,借助于硫的燃燒、過氧化氫催化分解的微觀反應圖的展示,學生歸納出反應前后原子種類不變的結論,提煉出“元素守恒”思想,為第五單元引出“質量守恒”思想墊定了認知基礎。守恒思想的培養具有階段性,可分步實施,進入高中后可向學生“能量守恒、電荷守恒”的思想。
金屬的性質是中學化學的主要知識,課標要求通過生活經驗了解金屬的物理性質,在科學探究過程中認識金屬的化學性質,提高學生的科學素養,養成處理信息、理論分析的能力。所以如何進行有效的學習,是所有教師一直探索的問題。毫無疑問,通過學生發現問題,自主創設問題情境進行探究,來構建認知結構,能取得事半功倍的效果。
由于本節教學重點、難點是建構常見金屬的化學性質知識網絡,培養學生由學會到會學的能力。為突破教學重點、難點,創設高效課堂,用多媒體進行輔助教學,在學習過程中可以采取合作討論和小組實驗的學習方法將自主學習落實到課堂。
為使學生學有所成,安排學生通過研讀教材,查閱報刊書籍,網絡等方式對金屬進行前置性學習,并在課堂導入時進行交流。經過交流,學生就能知道金屬在生活中有廣泛的用途,比如,金銀可以做裝飾品,鐵制品可以做炊具,銅可以做導線,所以學生很快自主匯總出金屬的物理性質:即良好的金屬光澤,導熱導電,延展性。同時也會提出以下問題,焰火原料中有金屬鎂、銅、鋁,那是不是鋁和銅金屬也能與氧氣反應呢?由金屬鎂、鐵、銅制作雕像能被酸雨腐蝕,那是不是鎂鐵銅金屬能與酸反應呢?鐵真能與硫酸銅反應制取金屬銅嗎?
針對這些質疑,引領學生采取小組合作方式:分別設計實驗進行探究,在探究結論基礎上進行拓展引導學生構建完整的知識網絡。為保持學生對生活和自然界化學現象的好奇心和探究欲望,在課下延學中讓學生利用身邊的物質,建立家庭實驗室。
具體教學過程如下:
探究1:各小組對打磨好的鋁片、銅片進行加熱
觀察到鋁片變暗了,銅表面變黑了。然后根據鐵和銅與氧氣反應用類比思維指導學生寫出銅和鋁與氧氣反應的方程式。
然后不失時機地提出:“鋁制品為什么耐腐蝕”為什么“真金不怕火煉”的問題,引導學生既得出了某些金屬能與氧氣反應生成氧化物的規律,又學會了用辯證思維看待金屬的氧化反應。這樣通過學生的積極參與,既練習了學生的語言表達能力,也培養了對知識的歸納能力。
探究2:各小組分別將外觀形狀相同的鎂、鐵、銅三種金屬絲進行打磨,分別放入等質量、等濃度的稀鹽酸中進行實驗
學生不僅能觀察到鎂和鐵能與酸反應生成氣體,而且還根據了鎂與酸反應的速率遠遠快于鐵與酸反應的速率得出了鎂比鐵活潑的延學思維。然后引領學生通過研讀教材寫出鎂和鐵與鹽酸反應的方程式。這時組織學生觀察FeCL2化學式,強調鐵參加置換反應化合價為+2價,所以溶液為淺綠色,然后引領小組討論:“為什么加鐵粉的麥片能補鐵” ?讓學生夯實基礎的同時,也知道化學改善了人類生活,拉近了化學知識與生活的距離。再結合小組實驗中,銅不能與酸反應的事實,學生很快歸納概括出:只有某些金屬能與稀鹽酸反應生成氫氣。同時在該實驗中學生還學會了用控制變量法進行實驗。
探究3:將打磨后的幾枚鐵釘放入硫酸銅溶液中
十幾秒鐘后,學生就能觀察到奇跡,鐵釘表面附著了紅色物質。接著可以向學生展示了前一天準備的實驗,學生就可以看到了美麗的銅樹和淺綠色的溶液,并告訴他們繼續你們的實驗,美麗的化學也將永遠陪伴他們,而后提問生成的紅色物質是什么?溶液為什么由藍色變成了淺綠色時,學生很容易就能分析出紅色物質是銅,鐵原子變成了亞鐵離子。同時也能自豪地寫出了鐵與硫酸銅反應生成了銅與硫酸亞鐵的方程式。接著多媒體展示:“鐵桶為什么不能盛波爾多液”?學生就得出鐵與硫酸銅這樣的鹽類物質反應生成銅和亞鐵鹽的規律。
接著進行以下能力訓練,將化學與數學知識融合,學生練習閱讀文字、分析圖表和對信息進行加工的能力(見下圖),構建常見金屬鐵的知識網絡。
為了提升學生素質,在課下延學中讓學生利用身邊的食醋、鐵釘、電池外殼等物質,建立家庭實驗室,制取少量氫氣,在探究中就能知道金屬的防護措施,并提高了節約能源的意識。而且在這逐步進行的探究活動中,學生看到了五彩繽紛的化學物質,認識了豐富多彩的化學變化,理解了化學來源于生活,服務于生活的真諦。