發布時間:2023-10-10 15:34:25
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇高中化學專題解析,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞:基礎化學;模塊式教學;構建;實施
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1673-9094-(2017)04C-0028-04
合理有效地構建專業課程教學體系,改革課程教學內容與方式成為職業教育教學改革的重點和難點。[1]基礎化學為江蘇省五年制高職藥學專業的一門專業平臺基礎課程,本課程承擔著培養學生化學素養和基本實踐技能的重任,是分析化學、藥物分析技術、天然藥物化學、藥物化學等后續課程的支撐,在藥學專業人才培養方案中,具有十分重要的地位。為了提高基礎化學的教學效果,有必要對基礎化學進行模塊式內容構建與實施的研究。
一、中高職教育銜接模式
中高職教育銜接的主要模式為:“五年一貫制”模式、“3+2”模式、“對口招生”模式。[2]江蘇地區職業教育中高職教育銜接模式主要有:普通高校“對口單招”模式、“五年一貫制”模式、中高職與本科聯合招生分段培養模式、高職“專轉本”中高職銜接渠道、高職“專接本”中高職銜接渠道等。[3]
江蘇職合職業技術學院連云港中醫藥分院主要招生為“五年一貫制”,面向江蘇省,招生對象為參加中考的應屆初中畢業生,隸屬江蘇聯合職業技術學院。招生專業分為藥學類和護理類兩大類,每學年招生規模各1000人。藥學類主要辦學模式見圖1。護理類有護理和英語護理兩種。五年一貫制高職教育貫通中等和高等職業教育,有利于學校統籌安排課程體系,避免了中高職銜接中普遍存在的課程設置重復的問題;五年一貫制更具系統性、整合性和連續性,教育效益明顯。學校五年一貫制從2002年開始試點并招生,已經辦學15年,且進行了系列研究改革,加強了質量監控與教學管理。辦學已經成熟,教學效益明顯,在市內五年制高職校中處于領航地位,在省內五年制高職校中口碑較好,具有一定的影響力。但是五年制高職缺乏優勝劣汰淘汰機制,教師缺乏壓力,學生缺乏競爭意識。
除五年一貫制外,連云港中醫藥分院還面向本市招生3年制中職中藥、3年制中職藥劑、4年制護理等專業,招生對象為參加中考的應屆初中畢業生,招生規模較小,每學年約200人。由于生源與就業的壓力,學校中職藥劑專業采用“3+2”模式與鹽城衛生職業技術學院試點合作,中職護理采用“4+2”模式與鹽城衛生職業技術學院、蘇州衛生職業技術學院合作,拓寬了學生的就業面,提高了學生的學歷,中職藥劑專業“3+2”中高職銜接與中職護理“4+2”銜接模式研究意義不大。該模式在培養目標、專業設置、課程內容上出現了重復,需進一步完善。[4]
五年一貫制教學在學校已經成熟。為了滿足高職畢業生的繼續深造,學校嘗試“專轉本”和“專接本”銜接模式?!皩=颖尽笔侵父呗氃盒W生在完成全日制??齐A段教育的基礎上,不影響正常教育教學秩序的前提下,利用自學考試面向社會開考專業計劃舉辦的本科助學輔導,是自學考試與普通高等教育兩者的結合。[5]“專接本”教學,可以引領學校探索本科助學工作,對加快專業建設,提高學校辦學實力,有效e累發展后勁,有相當的促進作用;“專轉本”教學為第一學歷,學生更具有競爭力。對于考生而言,“專接本”與“專轉本”教學可以進一步擴大學生的知識面和視野,提高學生文化層次,提高社會競爭力。[6]專科培養目標更注重于技能培訓,在??茖W習的基礎上繼續進行本科教育,有利于培養學生綜合思維能力,幫助他們成為復合型社會建設者。
圖2 學校藥學類各專業基礎化學成績分析
目前,學校與南京醫科大學、南京中醫藥大學合作,進行“專接本”自學考試。近年來,學生通過“專轉本”入學考試,進入南京中醫藥大學康達學院繼續深造。
二、藥學類專業基礎化學學習現狀
學校中醫藥系14級高職藥學類6個專業學生基礎化學的學習成績見圖2。從圖中可以看出,藥品經營與管理專業30分以下人數達32%,幾乎一半不及格;中藥制藥技術、藥物制劑技術、藥物分析技術專業的成績也不理想;中藥專業和藥學專業的成績相比較理想些。這一方面與進校分數有關,另外還與學生的學習態度、學習環境息息相關。而南京醫科大學康達學院藥學專業入學考試科目為英語、分析化學、基礎化學(包括無機化學和有機化學),三門科目各100分,滿分為300分,其中4門課中3門為化學課。由此可見,化學在入學考試中具有舉足輕重的作用。
由于化學知識晦澀難懂,理論性強,學生學習比較吃力。如何提高學生的化學成績,顯得極為重要。
三、基礎化學模塊式教學體系的構建與實施
依托人才培養方案和專業特點、學生特點及學習狀況,將基礎化學教學內容重新整合,開發各專業必備的知識模塊和能力模塊,該模塊為各專業共性部分;研讀中藥制藥技術專業、藥物制劑技術、藥物分析技術、藥學、中藥五個專業的后續課程,開發適合于各專業的專業對接理論知識和專業對接基本能力模塊;研讀南京醫科大學康達學院“專轉本”考試大綱,開發專轉本銜接理論知識和專轉本銜接技能知識。根據學生所需,選擇自己對應的模塊學習。利用選修課,進行物質結構專題講座,進行“分子模型制作”科技節活動,根據作品情況,評出相應獎項,提高學生學習的積極性和趣味性。具體思路及方法。見圖3。
(一)通過傳統文化熏陶,提高學習的動力
基于目前中等職業學校學生沉迷于網絡,無論學習態度,還是文明禮貌、言談舉止方面都表現出重個性輕紀律的陋習,利用課余時間,引用圣賢經典智慧,熏陶學生,改變目前學習狀況,讓學生在快樂中學習,在快樂中提高自己素養。通過弟子規、三字經等傳統文化的學習,使學生養成明事理、講道德、尊敬師長的生活行為習慣,提高學生整體精神風貌。通過傳統文化潛移默化,端正學習態度,提高學習積極性,變“要我學”為“我要學”,提高學習動力和積極性。
(二)開發必備知識模塊和必備能力模塊,培養學生自信心
鉆研基礎化學教材,結合職業教育的特點,以“必需、夠用”為原則,遵循學生的認知規律,將基礎化學知識分為一個個小的知識碎片,將知識模塊化,分為不同的學習培訓包,強調必備知識的學習,整理并開發必備能力模塊和必備知識模塊,供五年制藥品經營與管理、中藥、中藥制藥技術、藥學、藥物制劑技術、藥物分析技術專業學習和使用,降低學習難度,改變目前及格率低、優分少的現狀,提高學生整體成績,培養其自信心,鼓舞其學習的志氣,變“要我學”為“我要學”,從而提高教學效果。
(三)開發專業對接知識模塊和專業對接能力模塊,滿足專業需求
研讀藥品經營與管理、藥學、藥物分析技術、藥物制劑技術、中藥、中藥制藥技術專業的人才培養方案、課程目標和各專業職業崗位知識與技能要求,依據行業崗位要求,結合基礎化學的特點,融合后續課程對基礎化學的知識要求,將基礎化學知識碎片串起來,整理并開發五年制藥學、中藥、中藥制藥技術、藥物分析技術、藥物制劑技術專業基礎化學與專業對接知識和技能學習培訓包。將基礎化學知識模塊化、項目化,針對不同專業、不同層次需求的學生分層次、分模塊教學,使學生步入社會后,更快地適應工作崗位的需求?;A化學教學與專業后續課程有效對接,從而培育出適合用人單位的高技能人才。具體專業對接知識和專業對接能力。見圖4。
(四)拓展提高,進行中高職銜接
物質的結構決定性質,性質決定物質的用途。物質結構模塊是教學的難點,但它是康達學院“專轉本”考試的重c,而物質的結構與數學立體知識息息相關。開發并補充簡單的數學立體知識,培養學生空間想象力,提高學生分析問題、解決問題的能力;利用課外時間進行數學簡單立體知識學習。增加簡單的數學立體知識,通過“分子模型制作”比賽,使物質結構部分的學習變得輕松愉快,提高“專轉本”銜接部分知識的學習,提高教學的實效性。
為物質的結構鑒定基礎,將基礎化學常規教學與“專轉本”輔導進行銜接。開發并補充原子結構、分子結構等知識,在常規教學中融入“專轉本”銜接的內容。研讀“專轉本”考試大綱和高職高?;瘜W教材,開發“專轉本”銜接基本知識和“專轉本”銜接技能模塊,開發專轉本系列輔導資料,將常規教學與“專轉本”輔導進行銜接,提高學生升學率和步入社會的競爭力。
(五)循序漸進,常規教學與技能大賽相融合
探索技能大賽與專業對接知識相融合的教學模式,采用“教―學―練―學”循序漸進的教學方式,使學生邊學習、邊反饋、邊操作、邊總結,從而提高教學效率,提高技能水平,為步入社會奠定基礎。研究開發擴展提高知識體系,利用課外時間進行技能大賽基礎知識培訓,提高學生的動手能力,學生在“做中學、學中做”,達到職業學校培養高技能型人才的目的。教學結合“分子模型制作大賽”和工業分析技能大賽,提高學生動手能力,更好地為企業服務。將技能大賽的知識與專業對接模塊進行融合,使技能大賽常態化,使更多的學生接受良好的教育,有利于種子選手的選撥,減少技能大賽培訓時間,降低大賽培訓成本。
四、模塊式教學體系的教學效果
強調“重基礎、重能力、重素質”的原則,將理論知識與實踐技能相結合,理論知識中滲透實踐技能,實踐技能中加強理論知識的學習。遵循由淺入深、由簡單到復雜的認知規律;遵循技能操作由簡單到復雜、由單一到綜合的形成規律,對藥學類專業所需要的基礎化學知識內容進行整合、序化地編排課程內容, 經過兩年的探索及應用,開發了有機化學學習指導、有機化學實驗項目指導、無機化學實驗項目指導等校本教材,我校學生參加工業分析技能大賽多次獲全國一等獎,連續兩年學生考入本科的升學率遠遠高于省內外各兄弟院校。
參考文獻:
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關鍵詞:高中化學;練習;有趣;多樣
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)15-0058-01
一、練習設計:簡潔有趣,不落老套
傳統練習,大多結構不合理,主要表現在:分量大,情感少,不適應時代和學生全面發展的需要;記憶多,實驗少,不利于調動學生積極性;書面多,實踐少沒能體現高中化學的學科特點;情境少,抽象多,讓學生越做越吃力;單項多,綜合少,制約了學習水平的提高。
興趣是學生作業的動力,在練習設計中,要注意變換練習的內容、方式或形式,盡量減少重復,實行一題多變,一題多解,力求“舉一隅以反三”,保護學生的學習興趣,提高練習的效率。
二、練習布置:形式多樣,觸類旁通
(一)比較型
有比較才能鑒別,知識點的比較是學生掌握知識、培養學生知識遷移能力和評價能力的重要途徑。通過比較,同中求異,異中求同,分析歸納產生這種現象的原因,找出問題的關鍵。
如在高三復習時,有這樣一題:例1某溫度下,在一容積可變的容器中,反應2A(g) +B(g)== 2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol和4 mol.保持溫度和壓強不變,對平衡混合物中三者的物質的量作如下調整,可使平衡右移的是( )(A)均減半 (B)均加倍 (C)均增加lmol (D)均減少l mol
解析:本題考查r等效平衡問題.考慮等效平衡時,要注意是定溫定壓還是定溫定容下的等效平衡.在等溫等壓下,把加入的物質按照化學方程式的計量數轉化為反應物或生成物,物質的量之比保持一致即為等效平衡,選項(A)、(B)中三者比例為2:1:2,與題目中比例一致,為等效平衡,平衡不移動.(C)項可以設想為兩步加入,第一次加入l mol A、0.5molB、l mol C,此時平衡不移動,第二次再加0.5 mol B,平衡向右移動.(D)項也可作上述類似沒想。選(C).
(二)方案設計型
化學是一門以實驗為基礎的科學,每個實驗我們都要能夠按要求寫出它的名稱、目的、步驟、現象、結論等,在實驗設計中,要表現出嚴密的邏輯思維能力、要能多方獲取信息資料、還能評價方案的優劣。高三化學新教材中,有一個單元專題講述實驗方案的設計問題,把實驗的重要性提到前所未有的高度,充分體現了新課程理念下對教和學的新要求。所以,在化學教學中應始終注重實驗方案的設計。
(三)診斷型練習
診斷型習題要遵循“面向每一位學生的發展”這一理念。要通過習題訓練,了解學生知識、技能和能力,找出學習障礙的原因。習題的設計應體現層次性和診斷性,并讓學生根據自己的能力和興趣自主地選擇習題內容,將作業的選擇權交給學生,從而實現作業的彈性化。幫助學生分析錯誤的原因,使其掌握正確的方法,達到舉一反三、事半功倍的效果。
蘇教版新教材設計了一類診斷性、綜合性的習題,學生在解決本類習題所提出的問題時,必須綜合運用已學的知識,從不同層次進行思考,對有關材料進行整理和陳述。如蘇教版化學(一),專題3專題作業第9題:化學實驗室產生的廢液中含有污染環境的物質,為了保護環境,化學實驗室產生的廢液必頦經處理后才能排放。某化學實驗室產生的廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三種金屬離子,實驗室設計了下列方案對廢液進行處理:(1)廢液經操作①得到的沉淀中含有的金屬單質是()。 (2)在操作中觀察到的實驗現象是()。 (3)操作中發生反應的離子方程式為()。 (4)若廢液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三種金屬離子,試設計處理該廢液的實驗方案。
不同層次的學生在解決該問題時,問題解決方式和文字陳述形式也會各不相同。因此,問題解決過程既是知識鞏固提高的過程,也是學習新知的過程。
(四)開放型
開放型作業的布置,是提高學生思維能力、創新能力、評價能力等的有效途徑。學生在自主完成任務的同時,需要相互合作,通過自主學習所獲得的成果經共享,共同整理、歸納、分類,得到一種比較完整的答案。
【關鍵詞】廣東高考化學;工業流程題;能力
教育部于2003年4月頒布了《普通高中化學課程標準(實驗)》(人民教育出版社出版,以下簡稱《課標》),開始啟動高中化學新課程改革。新課改下的高中化學課程無論是課程目標、課程結構還是課程內容都是一次全新的嘗試。關于課程目標,《課標》明確提出:高中化學課程以進一步提高學生的科學素養為宗旨,著眼于學生未來的發展,體現時代性、基礎性和選擇性,兼顧學生志趣、潛能的差異和發展的需要。以此為指導思想,高中化學新課程構建了新的課程內容和知識體系。隨著新課改的全面展開,教育部也頒布了新的化學高考《考試大綱》,《考試大綱》明確要求:化學科試題旨在測試考生對中學化學基礎知識、基本技能的掌握情況和所應具有的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力;試題還應注意考查考生初步運用所學化學知識,觀察、分析生活、生產和社會中的各類有關化學問題的能力。為了跟新課改相適應,體現《考試大綱》的精神,高考命題在理念、模式、題型、內容等方面都進行了相應的變革。在考查的重點上,更注重考查考生的綜合素質和運用所學知識解決實際問題的能力。在題型上,亮點之一是工業流程題的異軍突起,由于工業流程題是以工業生產為背景,以化學反應原理為主線,結合實驗操作,兼顧經濟視角來考查考生獲取、整合化學知識的能力及運用知識分析、解決生活實際和科學研究中的簡單化學問題的能力,題目具有一定的難度和區分度,在體現《課標》要求的同時,較好承接了高考選拔的功能,受到幾乎所有課改省份的青睞。
新課程改革背景下,以工業流程題考查的主要能力為切入點,就教學中如何轉變教師的教學方式和學生的學習方式進行一些實際可操作的教學案例設計,使教學跟上《課標》的步伐,便于學生更好的應考,就成了值得我們努力的課題。下面就近五年的廣東高考化學工業流程題進行分析匯總,就其考查的重點和能力,結合教學實際談談高中化學教學如何培養學生的相關能力。
1 近五年廣東高考化學工業流程題考查的主要知識點及能力
工業流程題的試題結構包括三部分,分別是題頭、題干和題尾。題頭一般是簡單介紹該工藝生產的原材料和工藝生產的目的(包括附產品);題干部分是將原料到產品的主要生產工藝流程用框圖形式表示出來;題尾則是根據生產過程中所涉及的化學知識設置成四至五個問題,從而構成一道完整的化學試題。考查的特點是立意新穎、科學性強、范圍廣泛、難度較高?,F將近五年的廣東高考化學工業流程題考查的內容、知識點和能力進行分析匯總,如下表:
綜觀近五年的廣東高考化學工業流程題,考查的內容多以元素化合物結合實際工業生產為主;問題設問形式主要有填空(化學方程式、離子方程式、電極方程式等的書寫)和簡答(工業過程中某些操作的措施、理由、評價等)兩大類;考查的知識點則遍布整個高中化學的各個領域(除選修五《有機化學基礎》外);考查能力方面主要是考查學生獲取信息的能力、實驗探究的能力、知識遷移的能力和化學用語規范表達的能力。因此,在高中化學教學過程中應著重培養學生的相關能力。才能更好的適應《課標》要求和更好的應考。
2 高考工業流程題考查能力啟示下的化學教學反思
工業流程題是以真實的工業生產過程為背景,綜合考查學生各方面的基礎知識、基本技能及將已有知識靈活應用在生產實際中解決問題的能力,充分體現了《課標》對培養學生相關能力的要求的指導思想。但在現行的《教學大綱》、《考試大綱》中均沒有對工業流程題進行較詳細和完整的說明和解釋,多種新課程教材中也均無獨立的模塊和專題對其進行講解。因此要跟上課改的步伐,我們只有在平時的教學中著重培養學生的相關能力。
2.1 培養學生獲取信息的能力。
“能力立意”是文科綜合能力測試的靈魂,考查的是運用知識分析解決實際問題的能力。工業流程題是通過設置生活化學新情境,考查學生從材料中獲取有效信息、分析問題、運用知識描述論證解決問題等一系列的能力。其中“獲取和解讀信息”的能力是“分析、運用知識”與“論證和探討解決問題”的能力的重要前提??梢娕囵B學生獲取和解讀信息能力顯得尤其重要。因此我們在教學過程的各個階段都不能忽視對學生獲取和解讀信息能力的培養和檢驗。獲取和解讀信息過程實際上就是要求學生找出“已知什么”、“具備什么”、“要解決什么”,在獲取解讀信息過程中,關鍵是把信息中的“關鍵詞”、“關鍵信息”、“隱含信息”提取出來。
在教學過程中讓學生自己去獲取、篩選、處理信息,達到問題的解決。這樣的教學過程是以學生為學習的主體,所以他們的興致特別高,學得也特別認真,不但掌握了新知識,而且有效地訓練了學生獲取有效信息的能力。但值得注意的,一是學生信息獲取能力的提高是一個長期的漸進的過程,不能一厥而就,而應該作為一種長期習慣養成來培養;二是我們在學生分析、整理有效信息的過程中,教師要給予及時的指導和適時的評價,保證學生思路的正確和獲得的信息有效。
2.2 培養學生的知識遷移能力。
知識的遷移指的是一種學習對另一種學習的影響。學生的遷移能力是指學生將學到的知識技能成功地遷移到新情境中,從而達到問題的解決的一種素質和能力。工業流程題考查的知識來源于課本但又高出于課本,需要學生將已有的知識分解、重組來達到問題的解決。知識遷移能力是化學新課程的重要目標之一,也是高考重點考查的能力之一,在平時的教學過程中培養學生的知識遷移能力就顯得尤為重要。
建構主義認為,學是與一定的社會生活的背景即“情境”相聯系的,在實際生活情境下進行學習,尤其是在相似的“情景”中學習,更有利于激發運用原有的認知結構中的有關經驗,去同化和索引當前學習到的新知識,從而在新舊知識之間建立起聯系,促進知識的遷移。在課堂講授中,結合教學實際,從學生熟悉的已學過的知識入手,創設情景去激發他們發現問題,解決問題,促進知識的遷移。
2.3 培養學生的實驗探究能力。
《課標》明確指出“高中化學課程應有利于學生體驗科學探究的過程,學習科學研究的基本方法,加深對科學本質的認識,增強創新精神和實踐能力”,并強調“通過以化學實驗為主的多種探究活動,激發學習化學的興趣,強化科學探究的意識,促進學習方式的轉變”。工業流程題正是以真實的工業生產為情景,以化學實驗為載體,結合化學知識設置問題,考查學生自主學習的探究能力。因此,教師在深刻領會課程教材知識點的基礎上,設計一些適合學生探究的教學過程,滲透工業流程題的思想和觀念,讓學生在學習的過程中提高自身的探究能力。
試驗證明,學生通過自身的探究,對知識掌握的牢固度和深度都較打開書,老師滿堂灌的效果更好。教育心理學也認為,中學生有與生俱來的探究的需要和獲得新的體驗的需要,而這些需要的滿足,需要在一定的教育環境下用適當的方法才能得以實現。為此,我們要實現研究性學習,轉變學生的學習方式就要做到:一是為學生提供一個開放性的學習環境;二是明確探究最重要的目的不是結果,而是通過對問題的不斷“追問”,學會學習,學會思考,學會獲得知識的方法;三是老師要以表揚鼓勵為主,充分肯定學生在探究過程中的主動參與精神和創新意識,使他們體驗探究的樂趣和成功的喜悅,樂于形成探究的習慣。
2.4 培養學生的化學用語規范表達能力。
化學科有其專用的化學名稱及化學符號。工業流程題除考查考生的一系列能力外,還考查了考生的規范用語能力,但從近年的高考閱卷分析結果來看,因化學用語表達不規范而失分的現象十分驚人,如化學專用名詞漢字書寫不正確、化學式寫錯或不規范、化學方程式不配平或配平錯誤、生成物中的沉淀“”和氣體“”未注明等等。因此強調化學用語表達的規范性,減少因文字和用語表達不規范這一非智力因素而導致的失分顯得尤其重要。規范書寫專用化學名稱及化學符號既是一種能力也是一種習慣,教師應該在學生學習的每個階段,每一堂課中加以強調,保證學生養成良好的用語習慣,才不至于在高考中失去不該失去的分數。要培養學生良好的化學用語表達能力,教師要做好下面幾方面:
一是在平時的教學中教師應幫助他們去建構語言表達的有關模式,給學生提供可模仿、學習的范本,突破典型的問題。
二是在平時的教學中,有意識地訓練學生的“化學表述”能力。努力創造機會讓學生發言,凡是學生通過思考能夠表達的要讓學生用清晰的化學語言有條理地敘述,這不僅有利于檢查學生思維的正確性和知識的掌握程度,而且有利于培養學生的化學語言表達能力。
三是要重視學生“書寫”習慣的養成。實驗是學習化學的基礎,實驗在化學考查中所占的比重較大,因此,借助實驗訓練學生的“化學表述”能力成為可能。在指導學生實驗操作時,要注意多讓學生用化學語言有條理地敘述操作過程,表述獲取知識的思維過程,把動手操作、動腦理解、動口表達、動手記述有機地結合起來。只有這樣,才能有效地培養學生化學用語規范表達能力。
四是及時的評價。教師善于抓住學生的規范用語表達過程中的閃光點進行評價,讓學體驗成功的喜悅,激發其后繼努力。
工業流程題作為新高考中的新題型,由于其取材于真實的工業生產過程,在考查的重點上測重考查考生的各方面能力,它較好地體現了《課標》要求化學課程著重培養學生實驗操作和探究的能力,也由于題型具有一定的難度和區分度,也較好地承接了高考選拔的功能。因此無論是出于應試還是改進自我的教學跟上新課改的步伐,對工業流程題進行研究都具有一定的現實意義。本文在匯總工業流程題考查的知識點的基礎上,分析其考查的主要能力,據此結合教學實踐,進行一些教學案例片斷的設計并進行反思,期望以此改進自我的教學方式和為同行提供一些可借鑒的實踐經驗。
參考文獻
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關鍵詞:實驗化學;教材;選修模塊
文章編號:1005-6629(2007)09-0026-03中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
與傳統教材比較,新高中化學課程6大選修模塊之一的中學實驗化學教材的出現無論從形式上還是從實質上,都是一次重大的變化。蘇教版《實驗化學》教材在教材結構、實驗課題編排和內容選擇等方面都作了精心設計。深入解析教材的編寫思路、實驗課題和內容設置等問題,能幫助化學教師深刻理解該課程目標,準確把握教材,并能在教學實踐中開發符合實際的實驗課程資源,使實驗的教學功能在教學中得到更好地體現。
1蘇教版《實驗化學》的編寫思路淺析
根據高中化學課程標準的規定,蘇教版《實驗化學》教材的內容劃分為“化學實驗基礎”和“化學實驗探究”兩個主題,即在“重探究”的大環境下,不忽視對基礎實驗的教學,將化學實驗的基礎知識學習與探究性實驗的研究進行有機地整合??v觀蘇教版《實驗化學》教材,在兩大主題的框架體系中,其編寫思路基于化學實驗學習要求的梯度變化、化學實驗方法的滲透方式和化學實驗思維的逐步形成這三個方面來安排教材內容。
1.1基礎實驗課題和拓展實驗課題嵌套設計,達到知識和方法的遷移目的
為了實現基礎實驗和探究實驗教學相結合的目標,達到知識和方法的遷移目的。教材以課題中嵌套拓展課題的形式,試圖通過一個或一組精選的基礎實驗的教學,促使學生在掌握這個或者這一組實驗的基本內容的基礎上,學會進行類型相近的實驗的探究學習,包括該類實驗的操作流程、常用操作技能及研究方法和研究思路的學習和應用。
1.2滲透化學科學研究方法教育,幫助學生掌握科學方法論
教材編寫中十分注重在不同類型實驗中滲透各種化學實驗研究方法的學習,如在物質的分離和提純專題,通過海帶中碘元素的分離及檢驗實驗,讓學生學會物質分離及提純的方法,形成方法優選的觀念;在化學反應條件的控制專題,通過對硫代硫酸鈉與酸反應速率的影響因素研究,使學生進一步掌握科學觀察的方法及認識對比、歸納等方法的重要性……學生通過基礎實驗的演練,系統全面地學習了各種化學實驗研究方法,并能舉一反三,思考實驗研究方法的適用范圍,進行個別實驗向類型相近的實驗遷移,順利完成拓展課題中的實驗任務。
1.3突出實驗設計內容比例,提高學生思維品質
《實驗化學》教材根據實驗設計的特點和一般要求,在充分考慮學生的認知水平和思維特點的基礎上,加大了實驗設計的比例,并在突出其思維訓練價值上,分別從實驗反應原理、裝置原理、操作原理三個方面作了精妙的問題設計。例如實驗反應原理的思維訓練主要從變化實質、定量關系、反應條件著手;裝置原理的思維訓練則從儀器選用、配套組合、連接順序切入;操作原理的思維訓練按操作步驟、注意事項、安全措施著眼。學生從典型的實驗設計入手,逐步擴大思維的深廣度,提高思維品質的層次。
2蘇教版《實驗化學》的內容體系分析
蘇教版《實驗化學》教材的內容體系可以分為宏觀內容體系和微觀內容體系。
2.1教材宏觀內容體系
《實驗化學》共分七個專題,專題內容按照科學家開發和研究物質世界的邏輯順序來編排的。從獲得物質的手段和方法(物質的分離和提純)物質的性質研究(物質性質的探究)物質性質的應用及反應規律研究(物質的檢驗與鑒別、化學反應條件的控制、電化學問題研究、物質的定量分析)物質的合成(物質的制備與合成)這一線索來選取內容。每個專題圍繞設置目的,又分別設有2~3個課題,全書共16個課題;每個課題下還設置1~2個相關的拓展課題。另外,在每個專題的結尾處設有“整理與歸納”和“專題作業”欄目,以便學生對所學專題知識進行系統地總結。教材的宏觀內容體系如圖1所示。
2.2教材微觀內容體系
教材的微觀內容體系即教材的縱向內容體系,主要體現在課題內容的設計方面。《實驗化學》中每一課題由“知識預備”、“課題方案設計”、“記錄與結論”和“拓展課題”四部分組成,各部分中穿插有一定數量具有針對性的支持性欄目。
2.2.1“知識預備”
“知識預備”主要是將課題涉及的知識點以概念、定律、原理的形式呈現出來,這些概念、定律或原理都與課題的實驗原理、方案設計及實驗步驟密切相關。“知識預備”的設置旨在使學生掌握進行實驗方案設計和理解實驗原理的知識基礎。這為學生能深刻領會實驗設計意圖、理解和熟悉每一個實驗操作步驟,對實驗現象進行合理解釋,并通過討論得出實驗結果做好知識準備。
2.2.2“課題方案設計”
“課題方案設計”主要以流程圖、文字或流程圖加文字的形式出現。
每個課題中,操作步驟較多和操作技術性較強的實驗,如海帶中碘元素的分離及檢驗、阿司匹林的合成等技術含量較高的分離和合成實驗,均以文字配流程圖的形式來描述實驗方案;對于操作步驟簡單,尤其是學生較熟悉的課題方案就直接用流程圖來表示,如牙膏中主要成分的檢驗;操作細節較多的實驗則以文字敘述為主;而一些重點考察和培養學生實驗設計能力的課題如“亞硝酸鈉和食鹽的鑒別”,則只對實驗的注意事項進行說明和提示。
2.2.3“記錄與結論”
實驗的“記錄與結論”主要是表格的形式,表格的項目名稱取決于課題的實驗目的、實驗內容和要求。“記錄與結論”的設置旨在培養學生實驗數據的處理能力,形成實事求是的科學態度,“解釋”或“結論”等項目的設置有助于培養學生的分析和歸納的能力。
2.2.4“拓展課題”
“拓展課題”是實驗課題的后續學習,是基礎實驗課題的研究方法和研究思路的遷移訓練,是對基礎實驗課題的學習的一種“評價”、“總結”和“反思”,而且這種“評價”、“總結”和“反思”是通過完成另一個實驗來實現的。拓展實驗課題的問題解決反映了學生在基礎實驗課題中的學習成效,這既是知識的考察,又是能力的考察??梢哉f,拓展課題的完成是對學生能力提升的一種肯定。
2.2.5欄目介紹
與必修教材和其他五個選修模塊的教材類似,《實驗化學》也設置了旨在幫助學生理解實驗原理、正確進行實驗操作以及開闊視野所需的與課題相關的知識性欄目。主要有“檢索咨詢”、“信息提示”、“交流與討論”、“提示與建議”、“操作向導”、“安全須知”、“拓展視野”等,但各欄目的功能結合本課程的特點和要求又有了進一步的延展。
綜合以上分析,可以發現蘇教版《實驗化學》在課題內容的編排上摒棄了傳統教材中“實驗目的實驗原理實驗用品實驗步驟實驗記錄問題與討論”的實驗編排模式,而是以“知識預備課題方案設計記錄與結論”的形式展開,并將各知識性欄目穿插在課題的各部分內容中,使學生的知識目標和實驗技能目標有機地整合在每一個課題中。可以說,實驗已非純粹的實驗,而是一個內涵豐富的課題,通過對該課題的學習,學生將會在化學知識、實驗技能、實驗方法、科學態度等方面得到全面地發展。
3蘇教版《實驗化學》教材特色分析
蘇教版《實驗化學》教材在專題線索引導下,教材編寫具有鮮明特點。
3.1教材注重實驗的精選和設計,關注生活化、綠色化和探究性主題
3.1.1實驗選題注重生活化
教材中的實驗大多來源于生活,如“亞硝酸鈉和食鹽的鑒別”、“食醋總酸含量的測定”、“水果中維生素C含量的測定”、“阿司匹林的合成”,這些實驗課題貼近學生的生活,一改以往化學實驗過于學科化的特點,避免了一些性質實驗的程序化和機械化給學生帶來的枯燥感。學生通過親身實驗了解到身邊物質發生作用的原因、學會鑒別常見物質、揭開原本神秘現象的面紗,充分體會到化學實驗的實用價值,并體驗到通過化學實驗解決問題的成就感,從而激發他們對化學學科知識學習的欲望。
3.1.2 實驗設計關注綠色化和可行性
教材中的實驗所選擇的實驗儀器和藥品都是在充分考慮中學化學教學的現實實驗條件的基礎上,從經濟、綠色環保的角度出發作出選擇的。其中定量和定性實驗儀器都是中學階段的常用儀器,簡單易得;實驗藥品和試劑的選擇一般以經濟、無毒為主;實驗原理中包含的化學知識以必修教材的基礎知識為前提,盡量避免拔高知識的出現;實驗方案設計遵循簡單、可行和綠色的原則。
3.1.3 拓展課題創設思維空間
在課題的選取過程中,編者還特別關注實驗趣味性、啟發性和探究性的融合,如“用粉筆進行層析分離”、“干電池模擬實驗”、“藍瓶子”實驗、“蔗糖的燃燒”、“淀粉與碘顯色現象的探究”等,這些實驗內容大多屬于拓展課題,在熟悉而有趣的問題情境的驅動下,學生探究欲望得到了激發:“為什么會產生這種現象?”、“反應原理是什么?”、“若改變反應條件,又會呈現怎樣的趣味現象?”,問題不斷出現并得以解決,學生也在釋疑解惑的過程中進一步開闊視野、拓展思維。
3.2教材突出實驗的教學功能,關注學生知識學習和能力發展
3.2.1 注重基礎知識的學習和遷移
《實驗化學》十分重視給學生提供基本的化學概念、原理,以及基本的實驗操作知識,讓學生在實驗過程中深化對知識的理解和實現知識的遷移,如:預備知識、課題方案設計或其他支持性欄目的設置,為實驗完成打下了堅實的知識鋪墊。在知識和原理指導下的實驗研究也更具有目的性和方向性,學生在參與的過程表現得更加積極和自信。
3.2.2注重實驗基本技能的培養和應用
在專題的設置上,《實驗化學》選取的大多是對實驗操作技能有一定要求的研究課題,如“物質的分離與提純”,“物質的檢驗與鑒別”,“物質的定量分析”,“物質的制備與合成”,這些專題中都包含著許多具體的基本實驗操作程序,如溶解、過濾、萃取、分液、鑒別、檢驗、滴定、傾析、稱量等。這些操作的反復演練,使學生的實驗操作趨于熟練,并能深入領會各項實驗操作的應用范圍、注意事項和要領。
3.2.3注重實驗方案設計能力的培養
《實驗化學》中有關實驗設計的內容可以分為以下幾個方面:
*物質的分離與提純的實驗方案設計:粗鹽提純;
*物質性質實驗設計:比較鹽酸、碳酸、苯酚的酸性強弱,銅電極電解飽和食鹽水實驗中橙黃色物質組成探究;
*物質的檢驗實驗設計:牙膏中鈣離子的檢驗;汽車尾氣中一氧化碳、二氧化碳的檢驗;
*物質的鑒別實驗設計:食鹽和亞硝酸鈉的鑒別;
*反應條件探究實驗設計:硫代硫酸鈉與酸反應速率實驗的最佳實驗條件;“藍瓶子”實驗反應條件探究;催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響;不同的實驗因素對蔗糖燃燒實驗結果的影響;溫度對碘―淀粉溶液顯色的影響。
教材中幾乎每個課題都有涉及實驗方案設計的內容,根據以上的歸納整理,可以發現每個課題中實驗方案設計的要求各不相同,覆蓋面廣,在突出這部分內容相當的課時比例的同時,也體現了對學生實驗方案設計能力的培養要求已經達到了一個前所未有的高度。
3.2.4注重實驗研究方法的學習和應用
教材中的每個實驗活動都十分注重以科學的實驗研究方法來引導學生進行實驗,并在拓展課題中為學生創設了使用習得的實驗研究方法來解決問題的應用情境,促使學生在方法學習之后很快能找到情境相近的“用武之地”來檢驗學習的成果和進一步加強方法使用的熟練程度。如通過“海帶中碘元素的分離及提純”實驗,學生學會了從植物中分離提純某些元素的方法,這種方法在“茶葉中某些元素的鑒定”中得到遷移和鞏固;“硫代硫酸鈉與酸反應速率影響”中利用實驗比較法來探究不同因素對反應速率的影響,該方法在教材其他有關反應條件控制的實驗中又多次應用,學生在多次參與對反應條件控制實驗的探究的過程中,因素控制的思維方法逐漸形成,科學研究素養得到進一步提升。
關鍵詞:對比思想;控制變量思想;影響因素
一、實驗復習課中常見的困惑
高三的實驗復習是化學中極富魅力的一個復習階段,往往是化學復習進行到中后期時一個綜合性高、思維容量大、既對細節要求高,又對實驗能力要求高的重要階段。
但當高三的實驗復習進行到實驗的基本內容和基本方法已經成為學生熟知的知識時,似乎就會進入到一個瓶頸期,那就是遇到關于某個實驗儀器作用的解析、某個實驗步驟的目的分析、某個實驗方案評價、某個實驗改進的方式等實驗問題時,仿佛關于元素化合物知識和化學實驗的學習都全無用武之地了。
2011年高考考試說明中對化學實驗與科學探究能力做了如下要求:
(1)了解并初步實踐化學實驗研究的一般過程,掌握化學實驗的基本方法和技能;
(2)在解決簡單化學問題的過程中,運用科學的方法,初步了解化學變化規律,并對化學現象提出科學合理的解釋。
考試說明中對“要根據實驗要求”,要求做到:
(1)設計、評價或改進實驗方案;
(2)采取適當的方法控制實驗條件;
(3)描述實驗現象和收集有關數據;
(4)分析現象和處理數據并得出合理結論;
(5)識別或繪制典型的實驗儀器裝置圖。
我認為,為達此目標,應該對于考試說明中的樣題及近年來的高考試題進行再分析、再拆解、再使用、再感受,從不同的角度重新認識實驗題目,重新理解實驗題目中如何體現考試說明的意圖,進而重新提升看待實驗問題的層次,形成學生對實驗問題進行深入研究的有效途徑和方法。
下面以2011-2008年幾道典型實驗題目為例,談談實驗復習中運用對比和控制變量的學科思想研究實驗影響因素的分析方法,體驗它們在消除實驗影響因素上的重要作用,真正理解化學學科思想。
二、考試說明中實驗題樣例解析課案例――對比和控制變量思想,消除實驗影響因素的研究
1.學情分析
學生的實驗基本思想和基本流程已經建立;提取信息能力有待提高;控制變量思想和對比的實驗方法有欠缺,缺乏意識,還需繼續訓練。
2.預計的解決策略
(1)通過考試說明樣例的分析過程,使學生逐漸形成運用對比和控制變量的思想解決實驗條件控制的綜合性問題的意識;
(2)從對實驗進行設計、評價和改進;實驗數據提取及實驗現象分析;定量實驗意識;實驗條件控制等幾個小專題入手解決綜合應用問題。
3.本節課的教學目標
(1)認識考試說明中實驗考點的詳細內容;
(2)了解樣例的特點和說明;
(3)深入理解兩個樣例中所包含的對比思想和控制變量思想在化學實驗問題中的指導性
(4)學會運用以上兩種方法,解決綜合實驗問題。
4.教學過程
樣例1.(2009年 北京27題)某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱,按下圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化。由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。
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可選藥品:濃硝酸、3 mol稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。
已知氫氧化鈉溶液不與NO反應,能與NO2反應。
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對于綜合度如此大的一個實驗問題,學生必須真正理解了這個實驗裝置圖,從中提取出有效信息,才能清楚明白地分析和解決題目中某個真正的難點。
從裝置圖中突出顯示,從三口瓶中產生的氣體兵分兩路,一定是體現對比思想的實驗。因此,教師要求提出幾個問題:
思考1.研究對象是什么物質?
思考2.實驗中的定量是什么?變量是什么?
此問題的目的是使學生充分感受對比的思想,明白要想研究變量,首先要清楚定量。另外,實驗題中的變量之所以會成為變量,其實就是因為實驗受到一些因素影響,可能會對實驗結果造成影響,所以要通過變量分析來確認影響因素,并想辦法消除這些影響。從而使學生理解定量、變量分析的方法。
思考3.其他可能的影響因素是什么?如何避免?
這個問題激發學生分析對影響條件的控制手段,并思考從實驗條件控制的角度,如何消除這些條件影響因素,進而思考如何保證純凈的NO進行實驗,分析清楚各個裝置的作用。使學生將影響因素的根源―消除影響因素的方法―實驗條件控制(試劑作用、裝置作用等內容)建立起聯系,形成一定的運用學科思想分析問題的思路。
思考4.有無特殊藥品、不同裝置和新反應信息,各自的作用和目的何在?
從題干中提出四個思考點,很好地對信息進行了梳理,充分利用了文字、裝置圖、新信息,帶領學生從分析實驗的定量和變量及影響因素出發,尋找實驗問題中的認知沖突:影響因素是氧氣,用什么方法來消除影響?裝置中的尾氣兩個處理方式為什么不同?從而得出實驗條件的控制:保證定量NO氣體的等量等速通過,確保實驗中的變量就是單一變量,即硝酸濃度不同,用保護氣的方法消除氧氣的影響,因此要保證實驗開始前裝配保護裝置。進而得出解決方法:通過對比,得出對照組和實驗組的試劑、裝置中的不同點,分析出不確定因素,推斷出消除影響因素的方法,解決實驗題目的難點。
設計意圖:借助幾個問題的思考,充分體會實驗中的路線對比、儀器對比、原理對比、裝置對比的對比思想,也深刻理解影響因素對于實驗成敗的關鍵性作用,深入思考消除影響因素的原理和方法,進而形成控制實驗條件的靈活且具體的方法。
這個實驗綜合題的分析整理過程和思維訓練過程,充分體現了考試說明關于化學研究的基本方法:對比的方法、控制變量的方法;對實驗提出科學合理的解釋;設計相應的實驗方案來驗證。課堂教學以培養學生對化學實驗方法和技能的掌握,對信息加工和整合的能力訓練為目標,并且把科學研究過程貫穿始終,如:設計和評價實驗方案;觀察、辨析和探究實驗現象;判斷和推理得出結論。
樣例2.(考試說明第285頁――2010年北京27題)為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱,某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略,氣密性已查)。
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實驗過程:
Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。
Ⅱ.當B和C中的溶液都變為黃色時,夾緊彈簧夾。
Ⅲ.當B中溶液由黃色變為棕色時,關閉活塞a。
Ⅳ………
學生可以快速尋找出實驗中的認知沖突:為什么使用了兩遍NaBr溶液?為什么兩次實驗現象不同?
從而找出對比實驗,發現對于I2的置換實驗而言,定量是I-,變量是Cl2和Br2,控制實驗條件確保實驗中進行的就是Br2的作用,就可以完成實驗。
B和C裝置中給出的溶液濃度和體積相同,意圖是什么?作用是什么?題目中對實驗現象的描述有什么作用?
此題與上題不同之處在于,消除影響因素Cl2的方法不是運用試劑除去的方法,而是用對照實驗,通過同濃度溶液的不同現象來說明C溶液中沒有Cl2,從而確保下一步實驗能夠順利進行。
通過這樣的分析使學生對實驗數據養成一定的敏銳性,進一步理解對比的方法可以以多種途徑和方式來進行應用。
5.小結
本節課,突出了這樣幾個特點:
(1)從實驗設計和實施的角度去分析、評價一個實驗的目的原理和可行性,就更有了些實踐性意味,而不只是一個理想化的化學反應。
(2)學生以前也知道有實驗條件控制、要控制變量,但真正從如此眾多的角度去提取出有效信息來解決相關問題的時候,經常會捉襟見肘,怎樣捕捉到有用的信息來為己所用,這確實是個問題!
(3)本節課所體現的思維流程和重點落點落在對比實驗,解決實驗題中最難以準確解決的幾個實驗條件和操作問題。通過三個相似但又有不同的高考題,充分使學生體會重要的實驗思想及實驗方法,并且每個題目又都能有變化,對方法的理解和應用是逐漸提升的。
三、對實驗思想和實驗方法進行教學的反思
1.化學觀點和思想方法的滲透比具體知識更為重要
學生在高中階段學習的化學知識本身只是經典中的經典,如果能夠從中提煉出認識物質世界的方法和一些共同思想,以及體會提煉出這些方法的途徑,對于學生而言可能更有意義,將來在忘記知識之后,還有方法深入人心,能運用自如,豈不歡喜?
2.這樣的教學更加體現學科問題解決的本質化
綜合性實驗本身就是考驗學生知識綜合度、方法綜合性、學科思想靈活性的一種問題,若能夠經常深入到問題本質,經常嘗試追本溯源,形成一定的思維習慣之后,促進學生的學科熱情和探究的興趣,不也是想要的結果?
3.堅持做這樣的學科思想教育是有價值的。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學高考考試說明(北京市).人民教育出版社,2011.