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關鍵詞:高中化學;有機化學;知識網絡;學習方法
在高中化學學習過程中,存在大量需要學習掌握的知識點,但相對分立的知識點學習記憶的難度明顯高于成體系系統的知識網絡,所以,如何對已學習的知識點進行總結歸納,整理成知識網絡體系,一直是化學學習過程中的一大難點。而在高中化學中,有機化學作為相對獨立的一部分,其包含的知識點在高中化學體系中占有相當重要的比重,根據2017年高考考試大綱,有機化學部分除了作為必修部分的考點,還作為選考內容的兩大模塊之一,考生可任意選擇一個模塊進行考試。而高中有機化學部分相對于無機化學部分的知識網絡脈絡更加清晰,有機物種類明確且相互有密切聯系,在搭建了高中有機化學知識網絡后,對解決高中有機化學的高考題,應該已經有比較大的把握。
1高中有機化學知識網絡的構建
高中化學中有機化學的知識分立在必修2和選修5兩本教材中,而在必修2中給出的知識點少,主要屬于介紹性知識,不能依托于此構建知識網絡,只能進行分立知識的記憶,在正式構建知識網絡的過程中,將這些相對分散的知識點補充進去。因此,構建高中有機化學知識網絡更多的依托于選修5。
1.1網絡知識節點:人教版《化學選修5———有機化學基礎》中,在第一章先給出了有機化合物的分類,對有機物的類別和官能團進行了介紹,此時將有機物分為烴和非烴。烴分為烷烴,烯烴,炔烴和芳香烴;非烴則依據官能團進行分類,主要的類型如下:實際上,根據后面的學習可以發現,有機物的性質在很大程度上受官能團的影響,所以,在學習過程中,為了更加直觀的學習,可以先采用具有代表性的有機化合物,教材中絕大多數反應式采用的有機化合物都是包含2個碳原子,所以,在構建知識網絡時可以先采用乙烷及其衍生物代表不同類別的有機物。以這些不同類別的有機物作為網絡知識節點,現在各個知識節點處于孤立狀態,同時包含的內容非常單薄,需要在后續的學習過程中,根據所需的內容對知識節點進行豐富補充,并形成連接知識點的線條,進一步完善知識網絡。
1.2知識節點的內容補充和網絡線條的搭建:在上一節中根據第一章節的內容,以有機物類別作為知識網絡的網絡節點,本節中進一步根據后續章節中的內容對知識節點內容進行補充,以及構建連接知識節點的線條,主要需要把握的是不同有機物類別的特殊性質,和相互轉化的反應類型及對應的反應條件。如果說選修5的第一章是對高中有機化學的基本介紹,供學生提煉出一個個知識節點,那么第二章到第四章的內容,其實都是對于第一章所提到的知識節點的內容補充和網絡線條連接。這三章的內容分別介紹了不同的類型的有機化合物的官能團及化學性質,還有涉及到的化學反應。以課本第二章第一節為例,在這一節中介紹了三種有機化合物:烷烴、烯烴和炔烴,還有三種反應類型:取代反應,加成反應以及聚合反應。其中取代反應連接了烴類和鹵代烴,加成反應連接了不飽和有機物和飽和有機物,或者不同不飽和度的不飽和有機物,聚合反應是屬于不飽和有機物的特殊反應。根據這三個反應,可以將第1節中的烷烴,烯烴,炔烴,鹵代烴及有機聚合物聯系在一起,主要脈絡是烷烴烯烴炔烴的銜接。對知識節點的補充中,重點在于其具有的特殊性質和其涉及到特殊反應。例如在第三章第二節醛這一部分中,醛所涉及的特殊反應有銀鏡反應和與新制Cu(OH)2生成Cu2O紅色沉淀,這在高考中都屬于標志性的破題點,解開這一環后,根據有機知識網絡,基本可以推導出前后涉及到的各個反應以及相關的有機化合物的分子結構式。高中有機化學的學習中,也需要注意“將知識讀少”,比如在學習芳香烴和醇\酚這兩節時。根據歷年有機化學部分的高考題,芳香烴在大題中通常作為R-基存在,即作為有機分子中除了官能團剩下的部分。故而在搭建網絡時,在明確酚類和芳香烴的特性后,不妨將芳香烴作為一個單純的R-基看待。在不涉及到芳香烴和酚類的特殊性質時,作用普通的烷烴烷烴知識節點看待。
2總結
化學新課程自實施以來取得了許多喜人的積極進展。剛開始的時候,老師、同學們對于教材、新知識形態等方面的驚人轉變的覺得難以接受。后來經過仔細揣摩、理性認識再到應用于實踐、不斷探索的艱苦過程,他們終于能夠比較全面地理解新課程的變化、辯證地看待新課程實施中出現的各種不適應。但是仍然存在一些小問題,主要來自兩個方面:首先是化學新課程的知識的羅列和整體結構做出了一定的調整,知識內容的教學目標有了一定的變化,造成教師授課習慣、學生思維模式與新課程之間的矛盾。其次,新課程的理念得到老師和學生的一致認同,但教學中所需的一些技巧、學習中需要的學習技巧都尚未形成體系。因此如何努力達到新課改的要求,鞏固已經取得的豐碩成果,在實際應用中提高學生的自主學習能力、探究問題答案的能力以及同學之間相互協同的課堂教學能力,落實多媒體多樣化教學的目標,成為所有化學老師都都必須好好探討的問題。下面,筆者將從高中化學實驗教學的角度對新課程的教學策略進行初步的探索、總結。
一、整合實驗知識點,采取體系化教學方式
眾所周知,高中化學新課程分為2個必修模塊和6個選修模塊。其中必修模塊是選修模塊的基礎,選修模塊是在必修模塊的基礎上進行拓展與深化的。根據課程標準的設計,6個選修模塊之間是平行關系。必修模塊與選修模塊之間雖然有嚴格的區分,表面看來各實驗不相關。但是若老師事先對實驗中涉及的知識點進行整合,在教學過程中體系化講解的話,學生相應地聯系記憶,這樣一定能達到事半功倍的效果。
同時,學生能否最大限度地掌握課堂上講解的知識,一般取決于教師對本節內容重點、難點的把握。有教學經驗的教師往往在備課時就非常注意對重點、難點進行著重講解,并且也會對不同的重點、難點采取不同的講解方式。
教師應當在教學過程中找到所教授知識點的內在聯系,也就是找尋一條貫穿教學過程的主線,以達到學生在學習過程中能夠保證所學的知識點的連續性、邏輯性和體系性的目的。具體言之,在教材中,金屬的化學性質這一部分知識就可以通過一條主線來進行教學,這部分知識包括了以下的內容,分別是金屬與水、氧氣的反應。在金屬與水反應這一部分,教材中介紹了鈉和鐵分別與水進行反應的過程,我們可以找到這樣一條主線“金屬與水反應的難易程度與金屬活動性的關系”,這條主線的利用可以促使學生使用對比、類推的研究方法來學習。學生在掌握了金屬與水反應與金屬活潑性的相關知識后,他們就可以此為基礎準確地把握金屬與氧氣反應的相關內容,并且由于內在的聯系性和體系性,能夠記憶深刻。
二、因材施教,因人施教
必修模塊與選修模塊對知識點掌握程度的要求肯定是有差異的,同時每個學生的理解能力也是因人而異的。所以,合理的教學設計關系到分層次教學成功與否,而調動教師與學生雙方的積極性是最關鍵的一環。在教學中要照顧到不同層次的學生,保證不同層次的學生都能夠參與到實驗操作、實驗思考、實驗探討中來,讓全體學生都能按照自己的興趣愛好促進化學學習,尤其是化學實驗綜合知識的學習掌握。如:在“鹽類的水解”一課的教學過程中,可設計如下一組問題:①常溫下,酸、堿、鹽溶液的pH是多少呢?NaCl、Na2CO3水溶液呈什么性?②為什么鹽溶液的pH不都是7呢?③影響水的電離平衡的因素有哪些?④哪些鹽會水解呢?⑤鹽類水解的本質是什么?⑥鹽類水解有哪些應用呢?然后,讓C層學生回答①②題,B層學生回答③④題,A層學生回答⑤⑥題。通過提問分析,既復習了舊知識,暴露出概念的形成過程,又調動了各個層次學生的學習積極性,使全體學生基本上搞清鹽類水解的相關知識,從而在“成功的體驗”中,不知不覺中解決這一難點問題。
三、在化學實驗課教學中合理設置疑問
化學學習的方法和終身學習能力的培養,要求學生在化學學習中能夠學會運用多種手段獲取所需的知識,對原知識進行一定的補充、理解,從而對化學學習過程進行思考、總結,再應用至化學實驗的學習中,這樣,學生的自我觀察力、自我總結能力就得到很好地發展。但是課程畢竟是由老師來主導的,因而如何啟發學生成為一大難題,而設計問題,刺激學生進行思考是最重要也是最基本的一種方式。教學過程中,老師可以從實驗原理、實驗現象、實驗結果、實驗對比等角度進行提問式教學。但是這個過程中,有一點非常需要注意的是,設置問題要有一定的難度梯度,避免較易與較難的知識點中間的跨度太大,學生不易理解。
四、充分利用現代化器材
現代科學技術只能在高中化學實驗教學中起輔助作用,而不能替代化學實驗。而課堂實驗教學存在諸多問題,如部分實驗所需的器材、操作場地的限制,導致在普通高中實驗室中無法清晰、高效地演示給學生,學生進行實際操作更是難上加難。以上問題在實驗課件的廣泛應用后則可以得到很好的解決。例如在“壓強對化學平衡的影響”的教學中,由于該實驗知識點比較難,學生較難掌握,可通過播放“改變壓強對NO2與N2O4之間轉化的影響”的課件,運用Flash課件,能突出氣體顏色有哪些變化,實驗中各個現象之間的層次差別就會更為明顯。而且,“壓強對氣體分子數和濃度的影響”的兩個動畫的使用,能使學生進一步認識到壓強變化過程中的氣體顏色、組分濃度有哪些變化。現代科技的引進使高中化學實驗教學更具有靈活性、直觀性,學生能得到全方位的啟迪和刺激,輕松、愉快地獲取知識,收到傳統教學所不能達到的教學效果。
五、開闊學生視野
化學其實是一門應用科學,與我們的生活息息相關。教師可充分利用這一特點對教學方式進行改進。具體說來,可在實驗教學中注意培養學生的發散性思維,主動或被動地聯想到生活實際的化學應用,把抽象的化學知識轉變成具體的生活小應用。這不僅能使學生的眼界得到很大的開闊,還能培養學生認真思考、積極探索的好習慣,以及綜合運用所學的化學知識分析解決實際生活中難題的能力。生活小實驗就是活學活用的典范,這種家庭小實驗中不限定用什么樣的器材,無所謂實驗場所在哪里,只需同學們開動腦筋,同身邊的同學、朋友利用家庭中常見的鍋碗瓢盆就能進行。如果家長能夠加入到實驗中的話,還能培養和睦友好的家庭關系。常見的家庭小實驗有制作橘子電池;用草酸洗墨漬;區分毛織物和化纖織物;采取什么樣的方法能夠去除茶壺壺底的污垢;為什么用鐵刷子將鋁鍋擦亮后鋁鍋表面很快又變得灰暗;用什么樣的方便材料能制作出分子模型;如何測定雨水的pH;如何用食醋和純堿溶液使花朵顏色改變;用熟香蕉催熟青香蕉、綠橘子;發酵粉加水或加熱產生二氧化碳的驗證;用小蘇打或堿面清洗鍋碗瓢盆上的污漬;用雞蛋清做蛋白質的鹽析與變性實驗等等。這樣學生親自動手的機會大大增加了,還能主動思考生活現象的最根本的化學原理。同時,學生心中強烈的求知欲和好奇也得到解答,這能大大促進學生對于化學這門學科的學習興趣。對實驗中出現的問題的思考也能使學生嚴謹求實的科學態度得到很好的發展。另外,老師還可以多多組織學生到化工廠、自來水廠等單位觀摩學習。使學生身臨其境地感受所學知識在社會生活中的實際應用及其經濟價值。利用實際生活中的一些問題、現象作為學習背景、啟發性的問題,制作出特定的學習素材,能夠很好地激發學生主動學習和探究的興趣,使他們更加積極地參與化學探究,體驗化學研究的具體過程的艱辛和得到結果的喜悅,從而真正喜歡上化學、喜歡上化學學習。
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學時最少的維生素相關內容卻是目前社區衛生院臨床醫師最常用的知識點(圖1)。經典的三大代謝不僅常用也是臨床工作者希望詳細了解的知識點。社區醫院最大的患者群是退休的老年患者,患者群中糖尿病發病率居高不下,所以糖代謝、脂代謝等基本原理在社區臨床應用中占很大比重。其次常用的是與生理相關的水電代謝及酸堿平衡,與生理學內容有交叉與重復。癌基因與抑癌基因是醫學專業工作者目前最希望了解的知識點。腫瘤的高發,腫瘤標志物檢驗技術在社區衛生院的普及與開展,使臨床工作者迫切希望學習癌基因、抑癌基因這方面的知識,這也表明在教材編寫過程中要與時俱進,及時編入最新的醫學研究進展。
免疫及病原生物學知識點需求。
抗感染免疫是社區醫生最常用到的知識點(圖2)。社區醫院處于傳染病、地域性疾病、突發疫情的前沿陣地,對傳染病和突發疫情早發現、早隔離、早治療,對地域性疾病進行篩檢和治療,是其重要職責之一。而比較出乎教師意外的是即使是在農村,由于目前生活水平的穩步提高,寄生蟲學這一章節臨床醫生并不常用,對其要求不高。抗體與補體是臨床醫生最希望詳細了解的知識點。臨床上不少檢測手段都需要用到免疫學的基本概念和原理,由此免疫學的應用和技術需要做些概括性的講解,使學生在實際工作中遇到相關問題不至于太茫然。
細胞生物學知識點需求。
細胞生物學最常用的和希望了解的知識點均集中在細胞的活動上,即細胞水平的增殖、分化、衰老、壞死和凋亡。這些知識點與腫瘤的發生、發展、轉歸密切相關,也與不少藥物的作用機制相關。總體而言細胞生物學與基層的醫學工作者并不是很密切。
課程整合初步大綱。
根據社區衛生院臨床醫師對生物化學、病原生物學、免疫學、細胞生物學知識點的實際應用情況和知識點的需求量,我們擬針對臨床專業(社區醫學方向)學生開設實用醫學生命科學課程,涵蓋以上學科部分知識點,力求達到在有限的學時內,傳授綜合性強,實用性強的知識點。
傳統的課程結構將臨床專業的課程分為公共基礎課、專業基礎課和專業課。這一模式系統性強,但各課程各自強調系統性、完整性,彼此之間缺乏聯系。由于面向農村社區臨床醫學人才培養不要求學生有十分寬廣的基礎理論知識,根據夠用、適度的原則,需要調整專業基礎課程,如細胞生物學、分子生物學的設置。目前的趨勢是社區醫生的培養重點在于大力發展全科醫學教育,這就要求教師在教學過程中將不同學科的知識點融會貫通,進行課程的重組,整合。江西醫學院上饒分院推行面向農村社區全科醫學教育改革,其專業基礎課程模塊中對課時進行了調整:生物化學與分子生物學占67學時(理論55+實驗17學時)、病原生物學與免疫學占66學時(理論54+實驗12學時)、細胞生物學占20學時(理論14+實驗6學時);遺傳學內容作為選修課程。目前,我校臨床醫學專業生物化學72學時,病原生物學與免疫學81學時,細胞生物學未開課。由此,我們在社區醫學專業課程設置上,擬將這三門課程進行整合并適當增加遺傳學的內容,形成一門貫穿一學年的153學時的實用醫學生命科學。
從而有效避免各課程為了強調自身學科的系統性和完整性而導致課程之間內容重復,相互重復的內容可統一在某一課程中單獨講述。除了課程結構上進行改革,還要根據培養目標重新編寫教學大綱和教材,刪除或弱化課程中對基層社區衛生工作無太大實際意義的內容,如本次課程整合過程中,弱化生物化學相關的蛋白質空間結構、等電點等,加強三大代謝的講授力度;即強調基本概念、生理意義等,而不是代謝步驟和調控。
同時增設代謝相關疾病的檢測等臨床實用操作實訓課,強調農村常見病、多發病的診斷。其次,不能一刀切地取消分子生物學和遺傳學課程,或者只作為選修課,而是在生物化學教學中融入這些內容,比如在蛋白代謝章節中強化分子病。有研究表明88.1%的人認為,社區醫院的診療水平值得改進,提高社區醫生的疾病診斷和大病發現能力尤為重要。
關鍵詞:專業特色;課程體系;化學工程與工藝;電化學工程
哈爾濱工業大學電化學工程專業成立于1962年,是國內最早建立的電化學工程專業之一。1999年我國大學本科專業目錄調整,原多個化工類專業(含電化學工程)統一合并為“化學工程與工藝”專業,但各大學中的該專業側重方向與特色不同。我校保留了原來的“電化學工程”方向與特色,并被教育部認定為第三批高等學校特色專業建設點。在特色專業的建設過程中,面對寬口徑的“化學工程與工藝”專業,既要開設核心化工課程又要保持電化學工程專業方向的課程。2008年修訂培養方案時,我們將化學工程與工藝專業分為“化學工藝”與“電化學工程”兩個專業方向進行課程設置。對“化學工藝”專業方向的學生按“化學工程與工藝”專業規范要求構建化工課程體系進行培養;而對于“電化學工程”方向,探索以滿足專業規范中核心知識要求為前提,依據專業特色的需要,通過以知識點為標準(不拘泥于課程名稱)協調專業規范要求與專業方向的關系,構建彰顯專業特色的課程體系。2012年修訂培養方案時,我們在系統地分析總結前期實踐效果的基礎上,形成了新培養方案。本文重點介紹了我們構建與“電化學工程”專業方向對應的課程體系的一些做法,以期達到拋磚引玉之作用。
一、面向國家需求的專業特色定位與培養目標
專業特色是特色專業的靈魂,特色定位準確與否直接決定了特色專業建設的成敗。首先,專業特色的定位要以長期形成的辦學理念以及在人才培養方面的積累為基礎。哈爾濱工業大學化學工程與工藝專業的“電化學工程”方向經過半個多世紀的深厚積累,培養了大批我國電化學工程領域的中堅力量。20世紀80年代,本專業王紀三教授的“發泡鎳電極”技術,帶動了我國電池行業的技術進步,胡信國教授的“一步法無氰電鍍銅”工藝引領了電鍍行業降低污染的技術革命,因此獲得了國家發明獎。當前,傳統石化類資源的日趨緊張及環境污染壓力,已成為限制我國經濟發展的一大瓶頸,研發新型能源與電鍍清潔生產新工藝,是國家能源、環境的重大戰略需求,特色專業責無旁貸要擔當起此方面人才培養的重任。我們認為,特色定位不能脫離化工領域及化工學科,要根據國家對人才需求現狀和發展趨勢,充分發揮自己已經積累的特色基礎和教學資源優勢,有效利用外部環境中的有利因素和發展機遇進行定位。基于此,哈工大“化學工程與工藝”專業特色方向確定為化學電源和電化學表面處理,與電池及電鍍行業對應。
本專業畢業的學生應具有以下幾方面的知識和能力:(1)具有堅實的自然科學基礎,較好的人文、藝術和社會科學基礎知識及較高的科學素養;(2)具有較強的計算機和外語應用能力;(3)較系統地掌握本專業領域的理論基礎知識,了解學科前沿及最新的發展動態;(4)具有創新意識和獨立獲取知識的能力;(5)具有較強的分析解決問題的能力及實踐技能,具有從事與本專業有關的產品研究、設計、開發以及組織管理的能力;(6)熟悉本專業領域相關的發展方針、政策和法規。
二、基于專業特色的內涵和建設目標,明確課程設置的原則
專業特色是指充分體現學校辦學定位,經過長期辦學實踐逐步積淀形成,優于其他學校相關專業的獨特、穩定和具有鮮明個性特點并為社會所承認的專業風格。開展專業特色建設,旨在促進高等學校人才培養工作與社會需求的緊密聯系,滿足國家經濟社會發展對多樣化、多類型和緊缺型人才的需求。通過專業特色建設,探索專業建設實踐,豐富專業建設理論,形成專業建設、人才培養與經濟社會發展緊密結合的專業建設思路與人才培養方案,形成該專業建設內容的相關參考規范,對國內同類型專業建設起到示范和帶動作用。
人才培養方案的制訂與優化是專業特色建設的核心內容,而課程體系的設計是實現培養目標的基礎,是完成特色型人才培養的保證。課程體系構建要根據人才培養目標要求應具備的知識、能力、素質,明確其應具有的知識結構進而設置相應課程,形成結構合理能滿足專業特色需要的課程體系。我們認為滿足專業特色的課程設置應遵循如下原則:
1.通識教育和專業教育相結合的原則。課程設置上要處理好寬基礎與專業特色的關系,注重理學基礎教育,既要滿足特色的要求,又要為學生未來可持續發展和繼續學習打好基礎。通識教育和專業教育課程的有機結合,拓寬學生知識和視野,使學生在科學基礎、人文素養、專業素質和能力等方面同步提升,促進學生的全面發展。
2.堅持在滿足“化學工程與工藝”專業規范要求前提下彰顯專業特色的原則。依據專業特色的需要,以知識點為標準,構建融會貫通、有機聯系的課程體系。應以學生為本,不但要有與專業特色要求知識結構對應的課程體系,還要通過增加選修課的方式,構建與專業規范完全對應的課程體系,以滿足本專業方向學生的自主選修。同時注意設置反映行業與產業形成的新知識、新成果、新技術和學科發展的課程。
3.加強實踐教學與創新能力培養的原則。單獨設置與實踐教學及創新意識培養對應的課程,注重理論課與實驗課的銜接與相互補充。增加實驗教學比重,及時將教師的相關研究成果轉化為實驗教學內容,使我校的強勢科研力量轉化為優質教學資源。并通過設置產學結合與創新類課程等,培養學生運用所學知識解決實際問題的能力及創新意識。
4.促進本科教育國際化的原則。保證學生四年外語不斷線。在通識教育階段基礎上,參照國外同類專業課程體系,設置和建設系列化專業教育雙語課程,培養學生跨文化交流能力,提高學生的國際競爭力。
三、以滿足專業規范基本要求為前提,構建彰顯專業特色的課程體系
高等教育大眾化的顯著特征之一是多樣化,但多樣化不是隨意化,不能沒有基本的人才培養質量標準。專業規范就是專業人才培養的總體框架與規定,我們不能背離專業規范中的基本要求去追求所謂的專業特色,遵循專業規范而不拘泥于規范的專業特色才能日益彰顯。專業特色總體上呈現多樣性特征,而專業規范體現了統一性的特征,專業規范中的人才培養基本規格,核心知識領域等質量要求標準是統一的,這是專業本身具有的特征。要協調好專業規范的統一性與專業特色多樣性的關系,以滿足專業規范基本要求為前提來彰顯專業特色。我們以“化學工程與工藝”專業規范中要求的知識點為標準,圍繞“電化學工程”知識結構的需要構建課程體系。基本做法如下:
1.在通識教育方面,強化數理基礎,數學類課程278學時、物理課程177學時,人文與社會科學基礎課177學時,公共外語課200學時(前兩學年完成公共外語課后,大三開設雙語課有“化工熱力學”、“電化學測量”等,大四開設“表面工程”、“新型化學電源”、“電動車能源系統”雙語課,保證四年外語不斷線),還設有文化素質講座、全校任選課等;針對行業、學科發展的需求,在通識教育的基礎上,通過知識點不重復介紹來壓縮相應課程的學時,設置與電化學工程知識結構對應的學科基礎課、專業核心課、專業選修課。為拓寬專業基礎,將“工程制圖基礎”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“化工綜合實驗”、“專業導論課”、“化工安全概論”、“理論力學”、“材料力學”、“電工與電子技術”、“電工與電子技術綜合實驗”、“高分子材料”、“新能源概論”、“無機材料制備方法”等定為學科基礎課。按教學目標重組突出專業特色的主干課程體系,把“無機化學”、“有機化學”、“分析化學”、“物理化學”、“化工傳遞與單元操作”、“化工熱力學”、“電化學原理”、“電化學測量”、“化學電源工藝學”、“電鍍工藝學”10門課程作為專業主干課。
2.以知識點為標準,通過必修與限選課來滿足專業規范的基本要求。“電鍍車間設計”、“化學電源設計”為實踐類必修課,同時設有“化工機械與設備”專業選修課,以此涵蓋化工設計的知識點;“化學反應工程”與“電化學反應工程”2門課限定為至少二選一,另外在10門專業主干課程中,包含了電極過程動力學、催化、反應器等內容,滿足了反應工程知識點的要求。我們增加了選修課門數,并以知識點不重復介紹為原則壓縮每門課程的學時,具體分為三類:第一類是設置了“結構化學”、“化工設計”、“化工儀表及自動化”、“化工分離工程”等化學、化工類課程及“材料分析測試方法”課程,使學生具備專業規范要求的化工知識體系,為有志于在化工行業就業及出國、考取外校研究生的學生打好基礎;第二類是設置了“新型化學電源”、“固體電化學基礎”、“電動車能源系統”、“綠色能源”、“電極材料結構表征”等課程,供希望從事電池行業的學生選修;第三類是設置了“化工設備腐蝕與防護”、“表面工程”、“電化學加工技術”、“涂裝技術”等課程,供準備從事電鍍行業的學生選修。從知識點看,既滿足了“化學工程與工藝”專業規范的要求,又構建了適合專業特色的電化學工程知識結構體系。同時,不但滿足了學生的就業要求,還為學生職業發展和繼續學習奠定了基礎。
四、發揮學科優勢,設置加強實踐教學與創新能力培養的課程
本專業依托的哈工大化學工程與技術學科,具有一級學科博士學位授予權,并建有化學工程與技術博士后流動工作站,2012年哈工大的化學工程與技術學科排名進入全國評估前八名。多年來面向國家、國防重大需求,形成了本學科的優勢特色。在應用電化學方向上,產學研特色突出,多項原創性成果為企業創造了顯著的效益。與本專業建立長期穩定的科研、教學合作關系的企業有十幾家,為產學結合的學生培養奠定了良好的基礎。我校化工學科在“211工程”、“985工程”的支持下,形成了科研、教學硬件大平臺,為學生的科研訓練、課程設計、畢業論文(設計)等提供良好的實踐平臺。在軟硬件方面,對電化學工程的專業特色方向建設起到了保障和促進作用。另外,本專業正在逐步加大科研設備和科研實驗室等資源向學生開放的力度,創造條件讓學生能夠較早進入實驗室,參與教師的科研工作,在具體的科研活動中培養實踐、創新能力。在專業實驗內容上,鼓勵教師將適合于實驗教學的科研成果轉化、更新為課程教學內容,有利于將最新的學科知識、技能傳授給學生。
在實踐教學與創新意識培養方面,對于基本技能、方法類實驗,與四大化學相關的實驗課為132學時、與化工基礎相關實驗72學時,與專業方向對應的實驗課100學時。特色專業是面向行業培養人才,在產學結合上,設置“國內外專家講學”學科基礎課,還要求講授專業課的教師要理論聯系實際,注重啟發科研思路。專業定期從合作企業中邀請高級工程技術人員來校為學生進行課堂教學或講座,聘請具有教學經驗的高級工程師參與本科教學活動;在創新能力培養方面,設置了“大一年度項目”、“創新創業訓練計劃”、“創新實驗課”、“創新研修課”,要求學生在校期間至少完成2個學分,可通過選修創新研修課、創新實驗課、參加大一年度項目、大學生創新創業訓練計劃、學科知識競賽、發表研究論文、申請專利等方式獲得。
自1999年本科專業目錄調整后,我們圍繞協調專業規范的統一性與專業特色多樣性的關系上,進行了各方面的努力與探索,構建了面向國家需求的化學工程與工藝特色專業課程體系。作為特色專業建設,我們今后要為實現培養具有前瞻性、綜合素質高、創新能力強和具有國際競爭力的行業人才的目標而繼續努力。
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[5] 楊新海,徐宗寧,付保川等. 高校本科特色專業建設的路徑探析[J]. 教育理論與實踐,2011(12):17-19.
關鍵詞: 高中化學 化學知識塊 學習方法 學習環節
經過初中化學的學習,進入高中后,學生對化學這門學科既有些熟悉,但又了解不多。高中與初中相比,化學知識無論是難度還是容量都增加了很多,許多高中生尤其是高一學生在化學的學習上容易產生較多的困惑。如何幫助學生認清中學化學的本質與特點,盡快走出困境,是每位化學教師都要思考的問題。
1.不同化學知識塊的特點與學習方法
依據高中化學知識的內容,可將相關的知識分為幾大塊:元素化合物知識、有機化學基礎、化學基本概念與基本理論、化學實驗基礎等。不同知識塊的特點差異較大,學習方法也不盡相同,下面針對其中幾塊作簡單介紹。
1.1元素化合物部分。
元素化合物知識是化學的基礎,必修一主要介紹元素化合物知識。學習元素化合物知識一般順序是:結構性質用途,三者相互影響,相互聯系;另外,元素化合物知識量多面廣,在典型代表物質的性質的基礎之上,再對同類的物質的性質進行進行推廣學習。例如,在學習堿金屬內容時,學生要先掌握鈉及其化合物知識:鈉原子最外層一個電子容易失去,所以在反應時體現出強還原性,例如:與非金屬的反應,與水的反應,等等。鈉與水反應的實質是鈉與氫離子的反應,即鈉失去電子,而電子被氫離子得到,由此可聯系鈉與酸、堿、鹽溶液的反應問題。鋰、鉀、銫的性質可以根據遞變規律來理解和學習。
元素化合物內容知識點多、規律多、特例多,所以學習時應注意知識的網絡化、系統化。例如:必修一每個專題后面,都有一個欄目“整理與歸納”,將本專題所學知識進行網絡化歸納,學習時可以此為主線,可根據自己能力將網絡中的每個知識點再進一步細化處理,如此可以明顯降低學習的難度。
1.2有機化學部分。
有機化學知識是化學的重要組成部分,在必修二的基礎之上,《有機化學基礎》選修教材中重點介紹烷烴、烯烴、炔烴、醇、酚、醛、酸、酯、糖類、蛋白質等物質的結構、性質、應用、制備等內容。學習時應把握以下幾條線索:①官能團對物質的性質起到決定性的影響,對官能團結構與性質的研究,就抓住了學習有機化學的關鍵。②常見的有機化學基本反應類型有:取代反應、加成反應、消去反應、加聚反應、縮聚反應等。每種反應類型,又包含很多的反應情況,例如取代反應包括:烷烴的鹵代,苯的鹵代與硝化、磺化,酚的溴代,醇與鹵化氫的反應,醇的酸化,醇分子間脫水成醚,醇與酸的酯化反應,酯的水解,蛋白質的水解,等等。③化學反應條件(如:鹵素光照,溴與催化劑,濃硫酸加熱,等等),從反應條件上就可以推測出反應類型,例如,溴在光照的條件下發生脂肪烴上的取代反應,而液溴在鐵粉催化下可以發生苯環上的取代反應,溴水在常溫下可以與碳碳雙鍵、碳碳叁鍵等發生加成反應,等等。④各類物質之間的相互轉化關系(例如:烴―鹵代烴―醇―醛―酸―酯等物質間的轉化)。⑤有關重要的實驗(如:乙酸乙酯的制備、乙醇制乙烯、銀鏡反應、醛與新制氫氧化銅的反應、酚醛樹脂的制備等實驗)。⑥有機化學試題常見的兩種題型(一是選擇題,一般是給出一個或幾個新型的物質的結構,來考查:判斷分子式,判斷共線共面問題,同分異構體書寫,化學反應類型,與Br、H、NaOH反應時最大用量的計算,等等;二是有機合成推斷題,往往以一個物質的合成路線為載體,來考查:分子式推斷,官能團的判斷,有機反應類型的判斷,有機化學反應方程式的書寫,同分異構體尤其是有條件限制的同分異構體的書寫,合成路線的設計等類型)。
1.3化學基本概念與基本理論部分。
在必修二的基礎之上,《化學反應原理》選修教材中重點介紹一些基本理論:化學反應中的能量變化(化學反應的熱效應,電化學知識,等等);化學平衡知識(化學反應速率,平衡的建立與特點,平衡的移動規律,等等);溶液中的離子反應知識(弱電解質的電離平衡,鹽類的水解,沉淀溶解平衡規律,等等)。學習時理解原理、理解規律非常重要,可以將規律“模型化”,例如學習原電池相關知識,可以鋅―銅―硫酸原電池為模型來研究,可按以下思路思考:構成條件工作原理電子流向電極反應相關計算與應用。從以下幾個角度來把握電化學高考易考知識點:電極的判斷,電極反應式的書寫,溶液中離子的移動方向,溶液pH值的變化,電子得失相關的計算,等等。原電池與電解池知識綜合應用,則可選擇鉛蓄電池為模型,弄清原理、總結規律,結合考點進行變式訓練。
必修內容是選修內容的基礎,選修內容是必修內容的拓展與延深。所以,要學好化學,在高一的時候必須打好基礎,以后才能更好地發展。
2.優化學習環節,提高學習效率
學習的一般環節為:預習課堂作業復習考試,為提高每個環節的學習效率,可以參考以下一些做法。
2.1課前預習的做法:找出難點、溫習基礎 。
通過課前的預習,可以知道老師上課要講什么,自己有哪些疑惑。帶著問題去聽課,就容易使課堂學習有的放矢,避免盲目性。注意:預習不必面面俱到、搞得太細,否則不僅會浪費時間,而且有可能上課聽講時有所松懈,反而降低學習效果。
2.2課堂學習的做法:認真聽課、記好筆記。
課堂是學習的主陣地,課堂上要善于聽課、認真觀察、注重理解、積極思考、勇于表達。例如,課堂演示實驗,細心觀察實驗現象,如果與自己設想的不同,可以與老師交流探討,另外還應注意老師的實驗操作步驟,思考實驗設計的原理,多問幾個“為什么”。化學試題講評不僅要聽解題思路與方法,而且要注重規范解題步驟。化學知識點多而零散,書上有的簡單記,書上沒有的重點記,記難點、記疑點。協調好記與聽時間,不能只聽不記,也不能只記漏聽,顧此失彼。
2.3課后復習做法:回顧課堂、規范作業。
常有學生這樣說:課內基本上聽懂了,可是做作業時總出錯。原因在于對知識的內涵和外延還沒有真正理解。因為只有反復多次理解記憶知識點,才能真正掌握牢固,這正是課后復習的意義所在。新課學完之后作業之前,結合課堂筆記,讓課堂所學內容在腦海里“放電影”,再現課堂所學的知識主線,發現有疑惑的知識點,及時翻閱教材相關內容。復習時,對知識的重點和難點多問些“為什么”,可以引起相關知識的再學習、再思考。作業是鞏固知識的必要手段,有些學生做作業之前沒有先復習相關知識,于是生搬硬套公式或例題來做作業,事倍功半。作業上盡量避免題海戰術,對于典型例題應反復研究、多方推敲、觸類旁通,以提高解題的效率。
2.4合理使用教學案。
現在很多學校都在使用“教學案”進行教學,使用教學案可以使學生更方便地進行預習、課堂聽講和復習鞏固,明顯地提高學習效果。教學案編寫一般包含以下幾塊內容:①考綱要求(學習目標);②雙基回顧;③經典例題;④課堂練習;⑤課后習題。“考綱要求”是明確本節課學習內容與重難點,要學什么,使學生在學之前做到心中有數。“雙基回顧”不是簡單地把課本上的知識以填空的形式體現出來,其主要目的是讓學生“溫故而知新”,把與本節課新授內容相關的知識作一個總結歸納,使知識體系形成一定的連續性、系統性。“經典例題”是指精選有代表性的試題,尤其是高考題與名校的模擬題,力求使學生分析解決問題時,能做到舉一反三、觸類旁通。把教學案提前發給學生,學生根據教學案先學,教師檢查、批改,了解學生對本節課知識的掌握情況,使課堂教學更有針對性,課堂上結合教學案內容,想方設法讓學生積極參與到問題的討論中來,師生共同探究,可更好地培養學生思維的敏捷性、邏輯性和開放性,實現化學學習的高效率。
論文摘要:新形勢下化學教師需調適理念,不斷提高自身素養,培養學生建立更高層次的價值觀,激發學習化學的原動力,合理安排教學內容,切實落實化學實驗教學。
一、當前江蘇省高考模式中化學科目的考察方式及作用方式
目前江蘇省高考模式為語數英三門科目高考計入總分,理科加試數學附加題,文科加試語文附加題,總分共480分,高校錄取的本一、本二等各批次的分數線由三門學科的總分劃定。理科考生須選物理選修科目一,文科考生須選歷史作為選修科目一,在剩余科目中選擇一門科目作為選修科目二,選修科目不計入總分,考生成績采用按照參考總人數的一定百分比劃分為A、B、C、D四個等第,對于選修科目的要求由高校錄取時自行要求,但本科院校必須至少有一門選修科目達B等第。化學科目在學生選擇時與政治、地理、生物為平行關系,學生選擇其一作為選修二,未選擇化學科目的則須將化學作為必修科目之一在高二年級第二學期的三月份參加全省統一組織的學業水平測試,測試成績按絕對分數劃分為A、B、C、D四個等第,若獲A等第則可以在高考總分中獲得1分的加分,若四門必修科目同時獲A等第則可獲得5分的加分。
二、當前江蘇省高考模式下化學教材的體系
蘇教版高中化學教材共有8冊,分別為必修1、必修2、化學與生活、化學與技術、物質結構與性質、化學反應原理、有機化學基礎、實驗化學。必修1和必修2為全體同學在高一年級必學內容,通常在高一年級結束后進行選科分班,選修化學的同學須在選修《有機化學基礎》外在《物質結構與性質》和《實驗化學》中選修一冊進行學習。
該套教材的編寫體系基本上拋棄了課改以前的老教材以學科知識系統為主線的特征,注入了新的理念,以學生的認知特征和學科發展為線索,著重體現出化學學科知識與社會、生產、生活、科技、環保等諸方面的密切聯系,教材中多種欄目的設置既注重于讓學生掌握基礎的化學知識和技能,更加強調了培養學生在學習過程中主動探究、歸納總結、協作學習等優秀的學習品質和學習能力。
八本教材的內容安排各有側重。必修1和必修2兩本教材基本涵蓋了高中化學知識的各個方面,以蜻蜓點水般涉及了元素化合物、物質結構、化學實驗、有機化學、化學反應速率與平衡、化學反應中的能量變化等各個方面,要求很低,點到為止。對于有機化學、化學實驗、物質結構、化學反應原理的內容分別有相對應的一本教材再次進行更加深入和更加全面的闡述,增加了深度和知識廣度的要求。在必修教材和選修教材之間拉開了知識和能力要求的層次。
三、當前模式下學生對化學科目的選擇狀況
在目前江蘇省的高考模式下,化學成績不計入高考總分,只劃定等第作為高校錄取時的參考,在實際錄取過程中相當多院校尤其是本一批次知名院校都特別強調對物理學科等第的要求,而等第的劃定是根據選修該學科的總人數按照一定的百分比劃定而不是按照絕對分數劃定,基于此,相當多同學都放棄了對化學科目的選擇。大家都清楚勇于選擇物理和化學組合的同學大多是對自己充滿信心“佼佼者”,選擇化學科目就意味著要和更加優秀的同學去競爭B以上的等第,這無疑降低了在高考中取得B以上等第的機會。化學學科相對其他幾門課內容更多要求更高,要學好會花費更多的時間和精力,從而會削弱在語數英三門科目時間和精力的投入,再加之最近幾年高考化學試卷難度又相對較大,種種因素的影響,導致課改以后江蘇省內多個地區多所學校在分科后選擇化學科目的學生人數比課改前大幅度減少。
江蘇省蘇州實驗中學建校以來化學科目的高考成績都一直比較優秀,所以選修化學科目的同學比例在蘇州市普通高中學校中相對還是比較多的,市區其他學校選修化學的比例要低更多,這種狀況也就相應的造成了多所高中學校化學教師的相對盈余,部分化學教師只能暫時轉換崗位了。
四、當前高考模式下化學教學中存在的普遍性問題
1.化學課課時減少,完成教學內容難度很大
高考模式中化學學科的作用方式的改變必然決定了化學科目已經淪落成為事實中位于語數英和物理(歷史)后的三流學科,各中學面對現實中的升學競爭壓力,不得不采取丟車保帥的策略,增加語數英的課時數,壓縮選修科目尤其是選修二學科的課時數,比如高一年級的數學課基本都在每周六節以上,高三年級的數學課每周12節甚至更多,化學科目基本上就是每周兩節或三節,甚至有四星級高中的理化班化學課每周只安排兩節課的情況。新的課程標準中化學學科的知識內容和要求并沒有降低,事實上在能力方面的要求還比課程改革以前要求更高,沒有充足的課時保證,要真正完成課程標準的教學理念和教學任務,難度可想而知。
2.化學教師對于不同教學階段的教學內容的廣度、層次、深度的把握不易
新的一套教材編寫的理念很新,代表了時展的需要,但在現實的教學過程中落實不容易,給實際的教學也帶來了一些新的難度。必修1和必修2的教學內容的安排可以說是全面撒網、面面俱到,在高一年級的教學中對各板塊知識的層次和深度的要求把握上,各個學校甚至是不同的老師處理的都不盡相同,有的教師能夠嚴格按照教材的深度處理,還有老師則直接采用一步到位的方式,相關板塊內容直接按照選修教材的要求來安排教學。兩種風格各有其利弊,嚴格按教材難度和深度教學,不增加深度,對于高二選修化學的同學來說深度較淺,而后一種方式則增大了學生學習的難度和負擔,在高一年級剛開始就造成學生學習的分化,使相當多同學形成化學內容多不易學好的認識,從而失去學習化學的興趣,索性在高二分科時放棄對化學的選擇。
3.化學實驗教學在目前的模式下已明顯弱化
江蘇省實施新課程改革以后,化學實驗在高中化學教學中已經被大大弱化。蘇州大學材料與化學化工學部王妍等幾位老師的調查研究報告得出如下數據:63.6%的學生表示喜歡化學實驗,59.7%的學生認為親自做化學實驗對高中化學很重要,但只有2.9%的同學在中學“大多數實驗由自己完成”,79.1%的同學在中學“偶爾做化學實驗”,還有13.6%的同學從未做過實驗。
實驗教學弱化的原因主要有下列方面:
(1)化學學科課時的減少,增大了教師完成教學任務的壓力,實驗教學從準備到實施都會耗費大量的時間和精力,學生分組實驗更會占用更多的課時時間,為了把更多的時間放在提高考試成績上,只好忍痛割愛。
(2)新的高考模式取消了舊模式中對學生基本實驗操作技能的考核,既然不考試不檢查,部分學校和部分教師由于功利主義的影響必然會減少化學實驗教學的投入。
(3)多媒體技術尤其是網絡視頻資源的快速發展和普及,為真實的實驗操作提供了眾多的替代方式。教材上安排的探究實驗在百度視頻中搜索即可找到豐富的視頻資料,直接播放視頻不僅省時省力,而且避免了真實的實驗過程中可能出現的實驗失敗的機會。但是,看電影式的虛擬的實驗教學對實驗教學本身應發揮的作用卻是大打折扣了。
(4)部分學校實驗室的硬件條件無法滿足為所有學生開設課程中設置的有關實驗。
(5)江蘇省高考化學試卷設置了選作試題21A“物質結構與性質”和21B“實驗化學”,從實際高考試卷情況來看,物質結構與性質的題目相對來說答案大多是直來直去,學生更容易拿分,但化學實驗的題目本身也許并不難,但回答問題的角度不易把握回答不易完整,即使會做也很難拿到高分,大多數學生會選擇21A。因此,絕大多數學校在教學中都選擇學習《物質結構與性質》,據本人了解,近幾年幾乎沒有學校選擇學習《實驗化學》。
五、在當前模式下的教學策略
1.化學教師轉變自身的教育教學理念,摒棄功利主義
新課程改革的理念并不是簡單的要求提高學生知識點的簡單累積量和應試能力。新課程和新教材體系關注的是學生的繼續發展性,強調學生學習的意愿、學習的能力以及情感態度和價值觀等方面的全面發展,這種理念也是社會發展進步和長遠的根本利益所在,是基礎教育中的最重要的基礎。學生所獲得的應該是其終身學習和發展以及建設性參與社會生活所必須的基礎知識和技能以及基本的態度、能力和愿望。課程改革的真正意義并不是教的越多越好或者學的越多越好,而是在于它能否促使學校活動的結構化安排變得更加合理,是否有利于學生的健康成長和健全發展。化學教師的教育教學理念應當與新課程改革的理念保持一致,站在更高的高度來認識自己的教育教學活動的重大意義,拋棄過去的以升學率和分數高低來衡量自己教學效果的功利主義思想和做法。 轉貼于
2.教師不斷提高自身素養,注重構建有意義的教育教學過程
化學教師在教育教學過程中應加強教育教學理論的學習,吸收引進先進教育教學模式,提高自身素養,改進教學風格。教師自身的素養和表現出來的人格魅力經常會對學生產生潛移默化的影響。在當前的高考模式下,課時少教學內容多,教師應用更多的精力來提高自身教育教學的能力,提高教學效率,注重構建有意義的教學過程。教育教學中不僅要引導協助學生學習客觀的知識,還應當成為師生共同構建知識和人生的生活過程,注重課堂教學中真實的交流。缺少了理解和感動,也就缺失了課堂的生機和活力,更有可能成為喪失應有的教育價值成為浪費時間和生命的過程。
3.引導學生建立學習化學知識的正確的價值觀,激發學生學習化學的原動力
大多數學生剛開始接觸化學學科的一段時間里對化學學科是非常感興趣的,他們為化學變化的神奇和化學實驗現象的趣味所吸引。現在的實際情況是越是隨著學習化學時間的延伸,越來越多的學生放棄了化學學科的學習,高考的模式、升學的壓力的影響固然很大但并非問題的全部,化學課堂教學的模式如果一味的迎合高考,只見分數不見人的應試教育的指導思想必然導致教學過程重復著“講知識點—做題目鞏固知識點—講題目—再做題目—考試”這一枯燥乏味的循環,如果只是為了分數,只是為了考試,可能選擇生物或其它學科來的更省力一些,何苦要來學化學呢?
化學教師的教學的著眼點應該更高一些,通過教育教學過程去引導學生認識到化學學科的知識和技能對人類社會的發展、科學技術的進步、層出不窮的新材料的合成、生活水平的提高、環境保護、食品安全問題、生產生活中化學品安全等很多方面的不可或缺的作用,使學生建立起為人類物質文明發展進步而學習化學的價值觀,而不是為應付考試而學習化學的短視的功利主義的價值觀,激發出學生學習化學,探究化學知識的原動力,讓學生受用終身,為社會培養真正有價值的人才。
4.認真研究學習課程標準,合理把握課堂教學內容的層次和深度
新的課程標準和教材體系中,對選修化學的學生與非選修化學的學生在學科內容的要求上有著非常明確的層次要求。化學教師在教學過程中,應當合理把握教學內容的深度和層次,針對不同的教學對象,合理安排,不能一位求多求深求全。高一年級中必修教材的處理難度最大,既要面向全部學生又要兼顧以后選修化學在高考中更高層次的內容要求,如果直接按照高考對能力和內容的要求來組織高一必修教材的教學,勢必會導致部份學生不能很好接受所學內容,反而使應該掌握的基礎知識也不能學好。打好基礎,培養學生學習興趣,引導學生學會學習化學的基本方法和策略應當是高一化學的主要任務,選修內容在相應的選修教材教學中再進行深化和提高,逐步培養提高學生學習化學的能力,循序漸進,可持續發展。
5.切實重視化學實驗教學,真正落實實驗所應該發揮的重要功能
戴安邦先生曾經提出“化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式,是化學學科素質教育的組成部分,化學實驗以其豐富的內涵在通過化學教學培養學生素質中發揮獨特的作用”。課程標準中提到“實驗是學生學習化學、實現科學探究的重要途徑”,“通過化學實驗為主的多種探究活動,使學生體驗科學探究過程,激發學生學習化學的興趣”。“加強化學實驗,無論如何都不過分”這也是戴安邦先生所強調的。
在高中化學的教學過程中,不能以高考成績為最終目標,應以學生終身學習的能力、學習方法、科學探究意識和能力培養為出發點,重視化學實驗教學的落實。師生協作完成每一個探究實驗、盡可能多的安排學生自己動手實驗,提供條件滿足部分學生自己的探究性實驗,少做幾張試卷,少講幾道題目,對學生未來的發展可能會發揮出不可估量的作用,我們為什么不能去做呢?
新的課程標準、新的教育理念、新的教材體系和新的高考模式,順應了社會發展、科技發展的大趨勢,但是,不可否認的是這種模式也給中學教學尤其是化學教學帶來了一定困難和更大的挑戰,這就需要廣大中學化學教師不斷學習,不斷研究,調適理念,改進方法,在教育教學的過程中與學生共成長,與時展相協調。
參考文獻
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[2]王妍,王偉群,王麗麗.新課改前后學生選擇化學專業動機的比較研究[J].化學教育,2011,32(2):47-50
【關鍵詞】化學反應進行的方向教學 設計
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2014)2-0246-02
一、教材內容分析
《化學反應進行的方向》屬于人教版高中化學選修4第二章第四節的內容,是高考選修課中的必考內容。教材將本節內容安排在化學反應及其能量變化之后以呈現出來,重點介紹判斷化學反應進行方向的"焓判據、熵判據及復合判據",有一定難度。
教材從學生已有的知識和生活經驗出發,分四個層次對化學反應的方向進行了介紹。第一,以學生熟悉的自發進行的放熱反應為例,介紹化學反應有向能量降低的方向自發進行的傾向--焓判據;以生活現象為例,說明混亂度(熵)增加是自然界的普遍規律,也是化學反應自發進行的一種傾向--熵判據。第二,用實例說明單獨運用上述判據中的任一種,都不是全面的。第三,要正確的判斷化學反應的方向,需要綜合考慮焓變和熵變的復合判據。第四,簡單介紹了復合判據的結論性內容。
二、學情分析
1.知識技能方面:學生已經學習了化學反應中的能量變化,知道吸(放)熱反應與能量的升高(降低)之間的關系;并能理解自然界中常見的"有序"和"無序"狀態。
2.學習方法方面:學生已具備一定的觀察、分析、歸納總結能力。
三、教學設計理念
焓、熵、自由能及其相關概念都是新概念,它們的建立需要通過聯系日常生活中的見聞以及自然界的普遍變化規律,因此先展示目標讓學生自學,在自學的基礎上,再讓學生小組合作探究幾個常見的焓變、熵變(即混亂度變化)的過程,運用比較、歸納、概括、疑難點撥等方法對信息進行分析加工,逐步構建新知識;再通過總結,將所學知識系統化、條理化,最后通過達標檢測進一步提升、強化所學知識。
四、教學目標
1.知識與技能目標
① 體會"高能"到"低能"的自發性,理解焓變與反應的自發性之間的關系。
② 體會"有序"到"無序"的自發性,理解熵變與反應的自發性之間的關系。
③ 初步了解焓變和熵變對化學反應方向的影響,能用焓變和熵變分析化學反應的方向。
2.過程與方法目標
使學生學會運用比較、歸納、概括等方法對信息進行加工,構建新知識。
3.情感與價值觀目標
學會全面分析問題,體會事物的發展變化常常受多種因素的制約;進一步了解矛盾的對立統一。
五、重、難點處理
焓變和熵變與化學反應方向的關系是本節的重難點,通過聯系日常生活中的見聞以及自然界的普遍變化規律來設計問題,通過自主學習、小組合作探究等方式,讓學生主動建構知識,再由教師點撥進而加深對知識的理解。
六、教學過程設計
七、課后反思
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.027
化學反應原理是人類在大量研究化學反應本質的基礎上,總結得到的關于化學反應的一般規律,是深刻理解化學反應和規律的基礎。我國新課程改革將有關中學階段的化學反應原理內容,集中編排在《化學反應原理》選修模塊中。該模塊是為對化學反應原理感興趣的學生開設的,通過學習,學生可以了解化學反應原理在生產、生活和科學研究中的應用。但由于化學反應原理知識有著復雜性、關聯性、多樣性和交錯性的特點,學生在學習時存在很大的障礙。而許多教學一線的教師,面對《化學反應原理》部分的教學時,也常常出現“教師自認為已經講的很清楚而學生反復出錯”的情況。為此,筆者采用問卷調查、觀察等方法,在四月下旬對無錫市青山中學,姜堰中學以及南京市六合中學進行探查,并分析高二和高三兩個不同年級學生對化學反應原理模塊教學行為的認識,多角度研究了高中化學反應原理的教學方式,為今后根據學生的差異選擇恰當的教學方式以促進學生在原理部分的學習提供依據。
一、探查的設計與實施
本研究的問卷調查從教學中常見的教學方式和學生期望的教學方式兩個角度切入,分為五個部分:一、調查了學生的基本信息;二、通過表格式的選擇,探查了學生對教材中內容的分散、整合的觀點,同時也了解了學生對學習內容的增加和刪減的建議,總共17題;三、通過選擇的形式對學生最推崇的教學行為進行了探查,總共4小題;四、通過表格形式的選擇,對學習活動進行了探查,總共12小題;五、通過表格形式的選擇,對化學反應原理模塊中的各種教學活動進行了探查,總共14小題。本研究所有探查數據均采用SPSS 17.0進行統計處理。
本調查采取隨機整群抽樣的方法,研究的對象為無錫市、姜堰市以及南京市三所四星級中學的453名學生。之所以選擇四星級學校,是因為這類學校選修化學的學生相對較多。本調查針對不同年級學生的認知能力的差別,對上述學校的高二和高三年級學生進行探查。考慮到調查對象應具有一定的化學反應原理模塊基礎,而高二年級正進行著高中化學反應原理模塊的教學,因此在四月下旬進行探查的實施。
二、探查的結果分析
1. 靈活地將學習內容進行分散和整合能促進學生認知發展
教學內容分散和整合的意圖,即根據學生的學習需求和認知規律,突破現有教材中的呈現順序,進行重新組合的過程。問卷中涉及到原電池、電解質、影響化學平衡的因素、平衡常數、金屬腐蝕這四個知識點,原有教材中是分散編排的,問其是否可以整合編排。另外涉及到化學平衡移動、pH的計算、勒夏特列原理這三個知識點,原有教材是整合編排的,問其是否可以分散編排。對學生關于學習內容的分散和整合意見的頻數進行了統計,統計結果見表2
從數據中可以看出,在高一時已經學習了“原電池”的相關概念,在“化學反應原理”這本書里,又專門講解“原電池”,88.7%的學生認為這樣分散講解有必要,并認為前面出現的知識是基礎,后面出現的知識是前面的深化。11.3%的學生認為整合講解比較能夠促進自己的理解。此外,對于“化學平衡移動”、“pH的計算”和“勒夏特列原理”的講授順序,大部分學生贊同對這些內容進行分散講解。而對于“電解質”、“影響化學平衡因素”、“平衡常數”和“金屬腐蝕”的講授順序,大部分學生贊同對這些內容進行整合講解。筆者認為,教學內容需進行靈活地整合和分散,并沒有統一的標準,因為教育對象是有差異的。
筆者通過對江蘇省特級教師的教學觀摩,發現特級教師能夠靈活地對化學教學內容進行分散與整合。例如徐賓老師在進行“難溶電解質的溶解平衡”教學時,不但通過實驗的方法幫助學生建立了沉淀溶解平衡的概念,而且靈活地將MgCO3Mg(OH)2、Ca(OH)2CaCO3、AgCl溶于氨水、Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液、AgClAgIAg2S、鍋爐水垢用Na2CO3溶液預處理等內容加以整合,最后引導學生用平衡移動的觀念解決沉淀的生成、溶解和轉化問題。
2. 適當拓展增加學習內容能促進學生認知發展
布魯姆曾說過,“學什么是比怎樣學更為重要的問題”。筆者通過下列問卷調查題探查了學生關于學習內容拓展的看法。
化學反應原理部分的學習,你認為最需要增加的是( )
A. 實驗 B. 應用實例 C.典型例題
D. 教師精彩講解 E.拓展延伸
統計結果見表3。
從數據可以看出,對于“化學反應原理”的學習,38.6%的學生認為需要增加實驗,28.5%的學生認為需要增加應用實例,18.1%的學生認為需要增加典型例題,8.4%的學生認為需要增加拓展延伸,6.4%的學生認為需要增加教師精彩的講解。在此基礎上,筆者進一步對學生關于“沉淀溶解平衡”拓展看法的頻數進行了統計,統計結果見表4。
關鍵詞:考試說明;化學試題;復習
高考試題源于教材,又高于教材。四川化學高考試題非常注重教材資源和社會資源的整合,突出教材所蘊含的化學思想方法,有效推進素質教育。由此,我們在一輪復習中要注重以下幾個問題:
一、立足教材,研究考試說明,把握教學方向,構建知識體系
深入細致研究考試說明和教材至關重要。要整合必修、選修的相關內容,創設有利于學生主動學習和思考的教學情境,引導學生由內而外地實現學習方式的轉變,提高教學實效。尤其要高度重視新教材中新增的內容,在高考中大約所占的分值。
一輪復習中,教師必須重拾教材、領悟教材,爛熟于心。包括教材的圖表、各欄目信息,尤其是教材課后習題,提取重要的教學要求與教學信息,及時發現自己教學中的遺漏并加以彌補。結合考試說明,必須要心中有數,要注重知識的全面性、精確性、聯系性和應用性。對教材中的關鍵性知識要反復閱讀,深刻理解,以點帶面形成知識網絡,能準確理解、使用、描述化學知識。
二、重視實驗,倡導探究,培養能力
1.注重對定性和定量實驗的綜合考查
2.注重以化學工藝流程為載體,綜合考查學生的化學實驗推理和應用能力
將化學工業生產與化學實驗有機結合,試題的綜合性較強,全面考查學生應用所學知識解決實際生活問題的能力,這類試題將成為新課改方案下高考化學實驗的熱點題型。
3.注重化學學科思想的體現和學科方法的運用,綜合考查學生的實驗探究能力(注重對實驗方案的設計和評價的考查)
可將選修三中的結構知識應用于解釋、解答物質性質,將物質性質與制取、用途、存在、保存、運輸等關系聯系起來,運用“個別與一般,共性與個性”等哲學觀點以及分類思想與類比、類推、對比等方法來分析問題。利用具有代表性的實驗,創設真實的問題情境,讓學生親歷化學實驗探究過程,在探究和解決問題的過程中鞏固基礎知識,掌握評價實驗方案的常見角度和方法。
三、規范教學行為,提高教學效率
1.課堂中務必做到“十個有”
有教材閱讀、有過手載體、有問題引導、有對話溝通、有交流表達、有活動訓練、有剖析演繹、有方法提煉、有提醒警示、有梳理歸納。
2.強化解題訓練,提高解題能力,培養應考實戰能力
(1)加強題型訓練。根據章節內容和要求,結合高考真題,透徹理解知識點,掌握原理,靈活應用,注重解題思路,舉一反三。
(2)章節復習中適當穿插綜合模擬訓練。重視周練,定時間,定內容,定難度。周練由備課組老師輪流命題,按高考考試范圍和難度命題,不同的老師選題的角度、難易、側重點各有千秋。周練要求及時批改,及時講解,查漏補缺。
(3)把規范訓練落實到復習的每一個環節中,培養學科素養。特別注意化學用語規范、語言表達規范、計算題解答規范、實驗操作規范。注重答題規范訓練,避免基礎失分。規范語言,訓練思維,加強學習習慣的培養。
(4)注重做題的質量,提高解題速度。多做題能鞏固提高,熟能生巧。對典型習題例題要多下工夫,舉一反三,領會審題方法、答題格式,培養學生良好的思維品質。長期堅持限時訓練,是提高解題能力的重要方法。
(5)落實反思,嚴格糾錯。每次考試后,都要求學生及時反思,認真分析錯題,找出根源并作記載,每隔一段時間進行一次梳理,不斷消除化學復習中的疑點、盲點,從而提高解題的正確率。常用的糾錯方式有:一是在試卷上把錯題做好標記,在旁邊寫上評析;二是在錯題本上,將自己感觸最深的解題錯誤摘錄下來,并追根溯源以防再錯;三是把糾錯還原到課本上,在課本相應知識點處,用不同字符標出糾錯題目位置、出處、錯因等。對“高頻錯題”還應有意識地強化訓練。
(6)應考策略指導。解題需要的一是知識,二是心態,三是策略。故還應對學生開展應考策略教育,面對一套題,應該有穩定的心態,先易后難,克服慌亂急躁、緊張焦慮和丟三落四的情緒,注意考慮周到、表述準確、書寫規范;解題時既要注重一次性成功,又要重視復查環節,還要敢于放棄。在平時的模擬訓練中,對答題速度、答題規范要從嚴要求。只有關注了時間,才有緊迫感和速度,才有機智和效率。
一輪復習過程中,一定要明確要求,把握方向,突出重點,突破難點,解決關鍵,引導學生努力達到知識結構上的自我完善、能力層次上的自我提高、意志毅力上的自我磨煉、科學素養上的自我升華,才能取得滿意的結果。
參考文獻:
[1]趙欣欣.高考化學實驗試題分析與復習策略研究[D].東北師范大學,2013.