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教学方法
项目课程的教学组织过程中各项目的工作任务均以认知相应的实训场地作为起始,培养学生营造规范、整洁的工作环境和科学的工作素养。继而学习相应的测试仪器并完成仪器操作技能的训练,同时理论实践相融解决工作任务的问题、难题,然后拟定实验实施方案,完成测试工作。第一次课的教学首先向同学们介绍建材化学分析项目课程性质、定位标准,从专业人才培养目标入手,让学生了解与本课程相关的工作岗位及工学结合的课程特色。从知识能力、职业素养多方面让学生认识课程的设计和培养目标。了解课程的教学内容、教学重点和难点,知晓课程的过程考核方式。然后让学生们例举出质量优劣的建材与生活的密切关系,教师利用多媒体演示国外罕见的特大建筑事故。如:巴黎的夏尔─戴高乐飞机场倒塌事故,是因为部分水泥质量低劣,拱顶穿孔造成混凝土质量逐渐退化所致。还要向同学展望建材的发展前景,如:奇特功能水泥、透明水泥及其功能的研发等。拉近学生与该课程的距离。另外利用多媒体,带领学生到施工工地实验室,参观建材检测工作岗位化验人员的工作过程(如:路面建材实验室中化验员如何对路基材料石灰石的化学分析等)。通过范例,让学生了解与本课程相关的工作岗位,消除学生的畏难情绪,使学生带着好奇心、充满着信心,开始建材化学分析课程的学习。课后,让学生写出对第一次课的感想,写出自己存在的疑惑。教师通过第一次课后的作业批改,了解学生的心态,做到有的放矢的教与学。基本技能的教与学对学生进行基本实验方法和操作技能的培养,是建材化学分析实践教学中重要的教学目的之一。根据本课程的工作任务与职业能力分析,使学生会操作常规分析仪器、设备,学会化学成分检测方法,必须完成若干个学习型工作任务(见表1中项目一、项目二)。学习型工作任务教学做的教与学过程:第一步,借助多媒体演讲仪器及操作技能、检测原理;第二步,教师边讲边演示给学生,同时设计问题与学生互动;第三步,指导学生教学练做完成学习型工作任务。在完成工作任务的过程中,通过小组团队的合作,增强了学生的积极主动性。例如:检测水泥化学成分Cl-含量的教学做,必须先教会学生掌握沉淀滴定方法和操作技能,再教会学生配制、标定标准溶液以及检测Cl-的方法原理及要点。在此基础上,学生根据要求自行选用或设计检测方案并完成工作任务。3.3建材化学组分检测的教学做在课程的组织与实施过程中,设计若干个综合任务(如表2中项目三)。例如高效减水剂中甲醛含量的测定,即混凝土外加剂原材料的检验的教学做:在教与学过程中,教师应创造各种条件和形式开展学生间的交流、师生间的互动。要求学生认真观察实验现象、做好实验结果的记录与分析,鼓励学生运用口头、书面、讨论各种形式进行交流。在学生之间营造积极活跃的气氛,培养学生提出质疑。引导学生放弃错误观点,接受科学合理的解释。
构建网络平台辅助教学
建立建材化学分析项目课程网站,为学生提供建材化学分析教学的网络学习平台。将该项目课程的教学标准、教学大纲、电子教案、习题库以及建材化学分析相关的网站,以网络的形式提供给学生,用于增大教学信息量,便于学生复习和归纳课堂所讲授的内容,起到助教辅学的作用。利用多种现代教学手段,尤其是使用多媒体教学课件和录像等。课件内容精练、形象直观,可明显提升教与学效果,通过ppt、flash等教学手段,增强学生的感性认识,使抽象理论知识具体化、提高学生的学习兴趣。另外,积极利用电子书籍、期刊、数字图书馆等各大网站等网络资源,让教学内容从单一化向多元化转变,使学生专业知识和职业技能的拓展得以实现。
1地质矿物化学分析的基本原则与工艺
1.1地质矿物化学分析的技术选取原则
对于探究地质矿物化学元素的分析工作而言,在选择岩石层的具体类型上需要进行一定的界定。比如在不同密度的岩石矿物储层的化学元素分析过程中,由于其在资源的储存和分布上都较为丰富,但如果开发与后期评析环节操作不当,则会造成资源的大量流失与浪费。因此在选择地质矿物化学分析技术的过程中需要按照以下原则。
首先,通过地质矿物化学分析技术来探究储层中的非均质性效果与储层涵盖的化学性质,那么针对岩石结构应该具备良好的增产潜力,并能够满足地质矿物分析的可供开采量;其次,地质矿物化学分析工作自身要具备充足的能力积累与能量基础,使用的化学元素分裂技术系数要满足0.8MPa/100m以上标准的地质矿物储层;最后,水驱单元内部的双向或者多项流柱能够准确对应,才能够精准的满足岩石体的非均质性、化学元素的测量要求。
1.2地质矿物化学分析应用的技术工艺
第一,压裂设计模拟工艺。在地质矿物岩石层进行分段性化学分析与改造的过程中,针对地质矿物化学的分析工作,要以优化射孔原则为基准,精确排量与摩擦、阻力之间的递进关系,以此来根据不同排量的标准选择不同的孔眼保持稳定的摩阻性。从而分析岩石层中蕴含化学元素的总量与分量比。压裂设计模拟工艺能够起到支撑井口的作用,并保证了地质矿物化学元素的取量长度适中,从而有效测量出地质矿物化学元素中的化学含性量指标以及密度指标等。
第二,组合陶粒工艺。将直径微小且适当的陶粒放置在地质矿物岩石层中的地层,以此来作为终端支撑载体,发挥良好的稳定性作用,同时也保证了之后的陶粒能够有效进入。再将直径中等且适当的矿物陶粒放置在地质矿物岩石层的中部,并与总体的岩石缝与化学元素定量位置保持水平平衡,该部位的陶粒起到重要的全体控制与支撑作用。利用这样的陶粒组合作为压裂井的有效支撑,起到压裂缝稳定的作用,以此便能够从更为精确的状态下分析储层的非均质性与化学元素量性分析之间的对应关系,即储层非均质性的横切变化值与竖切变化值对地质矿化学元素的影响都有所不同。
第三,高砂比压裂工艺。从该工艺的内部结构来看比较简单明了,通过利用井内的高砂密度比,来促使压裂井内部空间密闭完好,并保持稳定的封闭状态,以此为矿物岩石体的改造工作保持了良好的畅通性。同时使内部高砂密度保持大于10kg/m3的压裂状态,能够使岩石层的总体开发节奏更加稳定,提高岩石矿物低渗透储层的化学元素测量效果。
2地质矿物化学分析的基本流程分析
针对地质勘探工作来说,良好的技术与规范的流程是实地操作与探测活动的基本准则,不仅要以勘探工作不破坏生态环境为根本,同时更要保证实地活动的安全性。为了进一步剖析岩石层中地质矿物涵盖的化学元素,下面站在地质矿物化学分析的角度,针对化学分析的具体操作流程进行展开讨论。
2.1试样的提取与初步加工
在选择不同范围、不同区域的岩石地质矿物层时,对试样的提取环节要尽可能具备全面性与代表性。对每个含有典型特点的矿物层进行抽样提取试样,避免密度过大及过小的岩石区域范围。同时,在对提取试样进行初步加工时,采用符合等级标准的矿芯与岩芯,减少对试样的磨损与外界影响。
2.2开展定性与半定量分析
为了更好的研究岩石层中的地质矿物化学元素,利用定性半定量结合的方式对其进行含量的综合化验与分析。由于定性分析具备良好的速度性,而半定量分析方法又能保障分析结果的稳定性,从而采取二者融合的方式进行试样的分析,使化学分析的结果更为准确、科学。
2.3测定方法的选择
在地质矿物化学分析的测定方法选择中,需要建立在定性与半定量分析结果的基础上,对各项化学元素指标的高低进行综合测评,来保证化学共存元素的全面分析。那么在针对岩石层中化学含量较高的待测元素类型来说,容量法与重量法会更加适合,由于容量法与重量法能够从化学元素自身的根本性质出发,从岩石层总体与化学元素个体的角度进行具体性测定,有利于保证高含量化学元素含量的基本值与测后值之间差异性的最小化。那么针对岩石地质矿物层中含量较低的化学元素而言,可以通过采取比色法来进行测定,能够更加精准确定化学元素的性质与细微含量,同时也保持共存元素之间的形态不被破坏和改变。
2.4拟定分析方案
在拟定分析方案的环节中,是根据不同分析结果与测定结果进行集中性评估,从而模拟具备完整性与科学性的具体方案。在拟定方案的环节中,不仅需要相关工作人员具备良好的专业素质,同时更要对各个化学元素的基本特性都要清晰地掌握,站在精准度第一要把握的原则上进行方案的设计,一旦发现不合理现象时要及时排除,从而保障方案拟定结果的准确性。
2.5分析结果审查
当基本方案已经模拟成功后,需要对整个流程的分析结果进行全面考察与的复审,这对整个地质矿物化学分析工作具备很重要的实用意义。通过找出某个具体化学元素测量指标不符合常理的标准下进行适当调整。
本人长期为事业默默无闻地探索着,为了社会的发展,国家的进步,始终以那种艰苦奋斗,自强不息的精神无私地奉着,并在本岗位上取得了令人瞩目的成就。受到了上级领导和同志们的好评。近几年来,先后发表多篇文章,其中“运用检测手段分析降低原料消耗增加企业利润的途径”获省级一等奖;“浅议烤烟四十级标准烟叶的化学成份与烟叶质量的相关性”获省级二等奖等。最近“浅谈烟叶主要化学成份与卷烟配方的相互关系”一文刊载在《中国发展探索世纪优秀文库》一书中,并获一等奖。由于自己在平时工作中不断努力,通过了高级化验员考核,并取得了合格证书。自学了科技日语并达到一定水平,学习了计算机技术及各仪器的操作技术。结合平时的工作实际写出论文10余篇,其中多篇获奖。
在平时工作中,个人尊重科学、尊重实践、努力探索本行业新路子,自己的劳动也得到了社会的承认。
烟叶的主要化学成份是决定烟叶内在品质的因素之一。现在已发现烟叶和烟气中各种化学成分已达5259种。长期以来国内外的烟草科研工作者,均想从烟草化学上来探索出一种用化学成份表示烟草质量的方法。近几年来,随着化学分析技术的提高和现代化的分析仪器的应用,只能够说明烟草的主要化学成份对其质量的影响,但还不能完全用化学成份的含量来表示烟草在“吃味”、“香气”方面的特性。
从长远来说,对烟草所含更多的化学成份的探讨还是一个任重而道远的长期研究课题。从目前卷烟生产对烟叶的要求来看,我们必须掌握烟叶的主要化学成份和特性以及对烟草质量产生的影响,为设计卷烟配方提供参考。
一、烟叶的主要化学成份及特性
1.碳水化合物
烟叶中的碳水化合物有可溶性的糖和不可溶性的多糖。
(l)可溶性糖有单糖和双糖。烟叶中的葡萄糖和果糖属于单糖,蔗糖和麦芽糖属于双糖。因为葡萄糖分子结构中含有醛基(-CHO)又称醛糖,果糖分子中含有酮基(-C=O)也称为酮糖,醛基和酮基在碱性溶液中都能还原酒石酸铜,所以在烟草化学分析中,用这一性质来检测烟叶中单糖含量,烤烟单糖含量一般在10%—25%之间,单糖含量的高低是衡量烟叶优劣的重要因素。
双糖属非还原性糖,只有在酸性条件下水解成单糖之后,才能与酒石酸铜在碱性溶液中发生还原反应。
(2)不溶性的多糖属于高分子碳水化合物,烟叶中的多糖包括淀粉、纤维素和果胶等,多糖与单糖双糖不同,它即不溶于水,也无还原能力,但在酸性条件下和酶的作用也能水解成单糖,但数量很少,所以在烟叶中起的作用也较少。淀粉在成熟的烟叶中的含量为10%—30%,在于制和发酵过程中转化为单糖、双糖及糊精,所以为提高烟叶内在质量,烟叶发酵是一个重要步骤,发酵技术的高低直接影响淀粉的转化率。
纤维素是构成烟叶细胞组织和骨架的基本物质,烟叶中含纤维素的量一般在11%左右,它随着烟叶等级的下降而增加。
果胶在烟叶中含量为12%左右,果胶影响烟叶的弹性韧性等物理性能,由于果胶的存在,当烟叶含水份多时烟叶的弹性韧性就增大,含水少时就发脆易碎,果胶分子结构中还含有甲醇,影响烟草吃味,因果胶分子易水解,烟叶在发酵过程中在酶的催化下,果胶发生水解便可除掉甲醇,提高烟叶质量。
2.含氮化合物
烟叶含氮化合物较多,主要有蛋白质、烟碱和游离碱。
(1)蛋白质:烟叶中的蛋白质对烟叶质量影响较大,在燃烧时产生一种臭鸡蛋味,其含量在5%—15%之间,蛋白质中氮元素的平均含量为16%,在检测烟叶化学成份时不直接检测蛋白质,而是通过测得的氮元素来换算出蛋白质含量,从烟株部位来看,中部烟叶含量低于上部烟叶.它随着烟叶等级的下降而增加,以顶叶含量最高。
(2)烟碱:烟草之所以能区别于其他植物主要是因为含有烟碱,烤烟含烟碱在0.5%-3%,而晾晒烟含量在5%以上,从烟株部位来看,上部烟叶含量最高。烟碱容易和酸进行化学反应,与草酸、柠檬酸作用,生成草酸盐和柠檬酸盐,与硅钨酸作用生成烟碱硅钨酸的白色沉淀,用此法可检测烟叶中烟碱含量。在50℃左右烟碱与水反应生成水合物,并具有和水蒸气共同挥发而不分解的特性,利用此性质可提取烟碱。
(3)游离碱:烟叶中还有一种游离碱,虽然含量很低,但对卷烟质量影响很大,卷烟在燃烧时,挥发碱受热进入烟气中,对人的感官产生一种辛辣刺激,但烟气中还必须有一定量的挥发碱,用以中和酸度较大的烟气,使烟气丰满,吸食后感到舒适。
3.有机酸
烟叶甲含有机酸在200多种以上,大部分为二元酸和三元酸,其中以柠檬酸、苹果酸、草酸、琥珀酸含量最多,这四种酸占烟叶中的有机酸的70%,虽然含量高但不是挥发酸,所以对卷烟香气元明显影响,但对卷烟的吸食品质影响较大。它可增用烟气酸性,中和游离碱降低烟气的辛辣、呛喉现象,使烟气变得甜润舒适,所以在卷烟生产中,经常加入有机酸来调整卷烟吸味品质,尤其对用那些含糖量低,含氮量较高的烟叶,在生产中加适量有机酸更为重要。
4.矿物质
烟叶中的矿物质种类繁多,一般含量为10%上下,从烟株的部位来分,以下部烟叶含量较高,其中对烟草影响较大的有钾和氯。
烟叶含钾高则燃烧性和阴燃持火力都较强,烟灰也好。氯离子在烟叶中含量高低,直接影响烟草的燃烧性,若含量在1%以下可使烟草柔软减少破碎,若超过1%则燃烧性较差,当氯离子达到1.5%以上时烟草就熄火,以上是一种概括的说法,确切的说要看钾氯比值,二者比值在4以上燃烧性就好;阴燃持火力强,若在2以下则烟草熄火,所以应把钾氯比调制到适当的比例。
二、烟叶的主要化学成份对卷烟质量的影响
卷烟质量分外在质量和内在质量,外在质量是指卷烟各种物理性能指标,如硬度、吸阻、重量等,这些指标受卷烟生产过程各个环节的影响。内在质量是卷烟在燃烧后,所产生的烟气中的各种化学成份含量及比例关系,对人的感官产生的各种感觉的一个总的反映。近一二十年来烟草企业都将烟气分析做为衡量卷烟质量的重要依据,卷烟烟气的质量优劣主要是由烟叶所含的主要化学成份及比例关系的协调性决定的,所以在设计卷烟配方时,烟叶的主要化学成份指标.是选评烟叶优劣,确定各等级烟叶比例及卷烟烟气质量的重要依据。
为了设计出一个优质卷烟产品或保持卷烟内在质量的稳定,就应以烟叶的主要化学成份为依据,结合配方师的经验来设计卷烟配方。
1.总糖量对卷烟质量的影响
烟叶的含糖量一向被认为是体现卷烟良好吃味的重要标志,在一定的幅度范围内,含糖量高则卷烟的品质好,由于糖在燃烧后产生的烟气呈酸性,可以中和烟气中的游离碱(氨),消除烟气产生的辛辣和呛喉的刺激。
烟叶中的蛋白质对卷烟是一种不利因素,燃烧后产生一种使人不愉快的气味,为了调节好烟气,苏联专家施本克教授寻找了用糖和蛋白质的比值来说明卷烟吸味品质和
烟叶品质,
称之为施木克值,比值高表明卷烟含糖量高,含蛋白质低,卷烟档次高品质好。
糖的存在对卷烟质量起到一定的作用,但不能认为糖是决定卷烟质量的决定性因素,更不能认为烟叶含糖越高越好,蛋白质含量越低越好,各自应有一个适宜范围,糖一般在18%—25%为佳,蛋白质一般在5%—10%为好。而且两者应有一个比较适宜的比例关系,所以施木克值也不是越高越好,一般掌握在2~3之间比较适宜。糖是卷烟的有利因素,但在卷烟中不能单独发挥其作用,还必须和烟碱协调起来,才能使烟气丰满、醇和、吃味甜润、舒适。若糖高烟碱低烟气无劲头,吸味平淡,香气不足吸食后不过瘾;若烟碱高糖低,烟气劲头大、不醇和、吸后无舒适感。为此国内外的卷烟配方师们,又在长期的研究和实践中,寻找出糖和烟碱适宜的比例关系,称为糖碱比值,此值一般在10:1—15:1为准。
2.烟碱含量对卷烟质量的影响
烟碱俗称尼古丁,是烟草特有的植物碱,是影响烟叶质量的重要化学成份,具有产生兴奋的刺激作用,同时也是卷烟产品质量稳定的主要标志,所以控制卷烟产品中的烟碱含量是卷烟质量的一项重要指标。
配方师在选择烟叶拟定配方时,必须掌握住各等级烟叶的烟碱含量和配方烟丝中的烟碱含量,一般要求烟碱含量控制在1.2%—2.2%之间比较适宜,但这不是硬性规定,配方师可根据设计产品的需要和当地消费者的口味来确定烟碱的高低。
现在卷烟生产方向为中焦油和低焦油卷烟,但降低焦油的同时烟碱也会降低。配方师必须采取措施保证烟碱在低焦油卷烟中的含量,或者说烟破和焦油之间要有一个适当的比例关系。经研究和实践认为10:1至15:1适宜,也就是说每支烟含焦油10~15毫克含烟碱1毫克,配方师在设计卷烟配方时应特别重视这个比例关系,而且要保持它的稳定性。
烟叶除了烟碱外,还含有一种挥发碱(游离态烟碱)它的含量高低不决定烟的劲头,而决定烟气是否辛辣、呛喉。为了控制挥发碱的含量,引用了一个尼古丁值来表示,此值是烟叶中的总烟碱被总挥发碱除所得的商值,称尼古丁值,此值越大表明挥发碱含量低,烟气就显得舒适平和,此值越小烟气就越加辛辣、呛喉,由此可见尼古丁值与卷烟质量呈正相关系,在一定范围内此值越高,卷烟档次越高质量越好。
三、加强对烟叶化学分析,为卷烟配方提供依据
在药学专业的教育中,分析化学的理论知识和实验技能在药物分析、天然药物化学、药物化学、药剂学等都有广泛而重要的应用。分析化学的教学旨在让学生掌握基本的理论和方法,建立基本的定量和定性观念,熟练地进行滴定分析操作,掌握常用仪器的操作方法,为后续课程的学习打下坚实的基础。现代仪器分析迅速发展,不断丰富分析化学的学科内容,也使分析水平得到了巨大提高。各种光谱和色谱技术层出不穷,满足更多复杂样品的分析需要。因此,在教学内容选择上,应该将基础理论和基本概念教学与分析化学前沿相结合。分析化学涉及理论十分广泛,从经典化学分析法到现代仪器分析法,但是课时有限,并且结合专业需要,我们要对教学内容有所取舍,突出重点。在经典化学分析的教学中,做到讲清基本理论,让学生掌握滴定分析的基本原理和基本概念,各种滴定方法在讲授时突出特点,讲出特色,不拖泥带水。
现代分析中,随着仪器分析的迅速发展,应用日益广泛,并且在很多药物的质量控制、工艺设计、生产研究中大量使用。中国药典2010版比2005版进一步扩大了新技术的应用,除了在附录中扩大收载成熟的新技术方法外,正文品种中进一步扩大了对新技术的应用,药典化学品种采用了分离效能更高的离子色谱法和毛细管电泳法,红外光谱在原料药和制剂鉴定中的应用进一步扩大,气相色谱法全面用于溶剂残留检查,总有机碳测定法用于注射用水的质量控制中,含量测定中仅HPLC这一种方法,药典一部中采用的品种从505种增加到1138种,药典二部中从359种增加到694种,由此可见仪器分析方法在药学学科学习中的重要性。我们在教学中,学时适当向仪器分析部分转移。在制订2014版人才培养方案时,充分考虑到仪器分析方法的重要性,我院在开设分析化学课程的基础上,在后续学期开设仪器分析作为选修课,进一步夯实学生的理论和实验基础。该部分内容作为很多学校考研的必考内容,为以后学生的考研复习也提供了巨大帮助。
2结合学科特点,改进教学手段与方法
当前,科技的发展速度令人惊叹,这就需要提高课堂效率,在授课时将传统课堂教学与多媒体课件教学相结合,大大增加了课堂上传授知识的信息量,而且使内容准确生动,便于理解。分析化学教学中一些公式推导、计算等采用传统板书教学;一些比较抽象的概念、理论,如滴定分析中的滴定曲线,仪器分析中的仪器结构、基本原理,色谱中的塔板理论等,仅通过课堂讲解学生很难建立起正确的认识,如果通过多媒体课件以图形、动画等形式向学生提供各种知识信息,将枯燥的知识变得生动有趣,有助于学生从感性认识上升为理性认识,更好的理解和掌握所学内容。
3强化学生实验技能,培养应用型人才
针对专业特点和学科要求,我们提出培养应用型综合人才的培养目标,加强学生动手能力和严谨科研作风的培养。分析化学是一门实践性很强的课程,对学生的实验技能要求比较高,要求学生熟练基本操作、掌握基本方法、尝试科学研究。我们根据人才培养方案和课程教学大纲学时设计开设了各种实验以培养学生的实验技能。在化学分析部分,开设酸碱滴定、配位滴定的实验项目,让学生掌握滴定管的正确使用,熟悉实验条件的选择,能准确控制滴定终点,能对滴定结果进行相应运算,建立起定量的思维方式,通过这些最基本的实验技能训练,使学生对分析化学的知识能够融会贯通;在仪器分析部分,结合仪器分析的特点,采用小班上课,实验人数控制在每组8-12人,教师先讲解仪器操作方法,在短时间示范实验操作后,让每位学生都能够亲自动手操作仪器。在实验过程中,教师不断提出问题让学生思考如何解决,将课堂所学理论知识真正与实践相联系,用于解决实际问题。在实验项目的选择上,我们结合专业特点,增设一些实用性较强的新实验,减少验证性实验,增设综合性、设计性实验,如碘量法测定维生素C含量、紫外法测定维生素B12的含量、高效液相色谱法测定蛇床子中蛇床子素含量等,让学生在实验中了解药物质量控制的重要性,激发学生去学习鉴定假药或劣药的分析方法。
4改革考核制度
这是做好顺利过渡的准备阶段。“知己”是明确复习过程中自己要做的工作,也就是“备教材”。由于中学一般“高中循环制”,教师从高一教到高三,不教初三。初三新教材(九年义务教本)从1995年才在全国范围内普遍使用,有些教师不研究教材的变化,仍然使用初三旧教材来进行复习,甚至用被删去的知识点来考查学生,用旧书上的习题来测验学生,人为给学生增加“不适应感”。教师必须对初、高中教材和大纲进行对比分析,了解哪些知识在高中讲过,哪些知识虽讲过但学生不易掌握,哪些知识还得在高中加深和拓宽等,所有这些都要做到心中有数。“知彼”就是教师要了解学生。教师只有了解学生的素质状况,才能为以后教学的深度、广度处理做到应付自如。可采取抄录入学成绩、课堂提问、与不同层次的新生座谈、问卷调查、进行针对性测验等方式。要及时将所掌握的学生情况综合分析整理,在此基础上建立学生化学素质、成绩档案。对学生普遍反映、暴露的问题要记录下来。经过调查分析,做到“知己知彼”后,才能确立复习的起点和重点。
二、抓住重点问题,采取多种方式复习
不是简单地过一遍,而应突出重点。根据所掌握的情况,适当调整教学课时分配,对于掌握较好的知识一带而过,普遍存在的问题要下功夫彻底解决。例如问卷调查后发现很多新生对电解质的概念和电解质导电的实质等内容掌握不牢;对一些概念如加热、高温、点燃、燃烧混淆不清;对有些知识点如溶解度的计算模糊不清。这些重点问题,要彻底解决。还要使学生认清初中知识既是高中化学的基石,有些知识点在会考、高考中也占有一定地位。
如在化学分册中初中基本概念、基础理论、基本计算要求中就有15个知识点,《高考考试说明》也有多处明确要求,近几年在高考中频繁出现关于溶液溶解度和溶液的深质的质量分数计算的考题。采取各种灵活多样的方式,既能提高学生的学习兴趣,也是启发式为中心培养能力的需要。在复习中既可以采用列表、知识结构图、归纳对比等复结方式,还可以采用分组讨论、层层诱导、实验启发等先进教改手段。不要一味满堂灌,要留一定空白,讲练结合,设置疑问,培养学生的思维方式和思维能力,以适应高中教学。
三、及时查漏补缺,适当拓宽延伸
针对初中知识重点突出地复习,还要对忽视和薄弱问题及时弥补。通过问卷调查,学生普遍反映有以下三个方面急需弥补:
①初、高中教材脱节的内容。现行的初三新教材和高中教材之间存在一些脱节。如初三新教材删去了电解质、非电解质和核外电子排布规律等概念和理论,也没有以选学内容的形式出现,但这些内容属于初、高中相互衔接的知识,高中讲到就感到突然和陌生。这些知识应在复习中注意弥补。
②关于溶液较高要求的计算。在初中关于溶剂和温度发生变化时溶解度的计算不做要求,以后学生却要在高中习题中常常接触到,这些内容要适当加深一些。
③有些选学内容。设立初中选学内容的主要目的就是既要提高整体素质,还要兼顾少数优秀学生的升学。有些初中教师认为不是“双基”,既不讲解也不指导阅读。有些初中教师很好处理了素质教育和高中升学的关系,采用分层教学法,就是针对好、中、差不同层次的学生相应讲授深浅不同的内容。还要利用初、高中知识的内在联系,适当地拓宽延伸一些概念和规律。如讲解燃烧、氧化还原反应等概念范围将在高中进一步扩大,原概念就显得片面和狭隘,这是认识发展的必然规律。
教学内容是保证教学发展、实现育人功能的必要前提,其过程是知识的传授,帮助学生思维发展,并为学生以后的职业发展打下基础的过程。教师在教授课程时必须以此为依据。分析化学课程是中等职业学校面向化工检验专业学生开设的必修课,其目的在于通过让学生了解基本的化学知识技能时,能够独立使用化学基本的实验仪器,完成相应的学习任务。然而在实际的教学内容中,理论教育占据了教学内容的主导地位,而真正通过实践的教育相对而言少的可怜,无法达到教学应体现的实用性。并且中职院校学生基本知识基础薄弱,因而对理论教育无法提起兴趣。并且在之前学习无机化学和有机化学基本知识的过程中已经充分运用到了相应的理论知识,再将精力花费在学习理论知识上反而显得多余了。分析化学所需要做的实验是定量分析实验,这个实验要求学生保证实验结果的精准度,因此这对学生能否对实验的各个环节和步骤熟练程度提出了要求。所以教师应合理地选择教学内容,帮助学生能过熟练使用分析仪器。针对分析化学这门课程的特点,我们应该精选介绍基础知识的教学内容,加大实验教学的力度。
二、选择能激发学生学习兴趣的教学方法
学生对学习的兴趣对他们的学习效率具有很大的影响。然而如何培养学生对学习产生兴趣的关键因素则在于教师的教学方法。相比已经拥有一定的生活经验的中职学生来说,他们对于一般事务的处理能力已初步形成。想要培养他们的求知欲关键则在于将实际生活与教学内容相结合。比如在进行色谱分析的教学中,可以通过引入检测运动员兴奋剂的方法进行教学。在此过程中,学生能够深切的体会到化学在实际生活中的应用,这不仅加深了学生理论知识的印象,更加能提升学生的思维发展能力,面对生活问题的处理更能得心应手。分析化学的教学内容应将重心放在引导学生重视理论知识与实际生活的结合,将理论应用到现实生活中,把操作技能的学习放在重要位置。在做实验时,在一些合适的环节中适当改变实验内容,提高学生的创造力,拓宽实验范围课可以充分调动学生对实验的兴趣,达到意想不到的课堂效果。如在用配位滴定法测定水的硬度时,可以让学生以小组为单位去取水样。水样可以不尽相同,蒸馏水、纯净水、河水等等不同的水质都可以用来做样本。并针对不同的样本产生的实验结果进行分析,鼓励学生研究分析几种不同水样的水质特点,让学生从实验过程中发现新的问题,从中找到乐趣,而不是一味的按教材内容去做,失去了实验的目的———调动学生操作积极性。不仅拓宽了实验内容,增长了学生知识,又达到了教学效果。多媒体工具对于在教学过程中提高教学效率,提升学生学习能力起到了重要的作用。然而像分析天平、酸度计等在分析化学学习过程中所需用到的是比较复杂的分析仪器,其使用方法比较繁琐,很多方面需要学生去记忆,如果一味的按照课本讲解去教导学生使用这些仪器,学生根本无法有效的记住一些注意事项和特别规定,无法达到预期的教学效果;如果在实验过程中为学生讲解,应用现代教育技术,可以激发学生的学习兴趣。
一、促进教学思想的更新,提高教学技术现代化的认识是开展计算机辅助化学教学的前提和基础
教育现代化不仅要求在设备、技术手段等“硬件”方面更新,最重要的是思想观念、思想内容和思想方法等“软件”方面的更新。后者是教育现代化的重要方面和教学改革的深层目标。它意味着对科学文化、教育传统的继承、转变和创新,要求更新观念,转变落后于时代的教育思想、教学内容和教学方法。
传统的教学是以“传道、授业、解惑”为基本宗旨的,传授知识是教学的根本目标。这种旧的教学思想和教学模式不符合化学教育的规律,阻碍学生的化学素质的提高,不利于人才的培养。其具体表现是重教轻学、重知(识)轻能(力)、重结果轻过程、重“学会”轻“会学”、重方法轻思路等。传统的教学观念远远落后于现代的教学思想,难以达到我国目前对人才的要求——能在21世纪迎接挑战的、全面发展的、潜能大、素质高的现代化人才。因此对于旧的传统的教学要在继承和借鉴其经验与长处的同时,必须改革那些陈旧的、落后的低效高耗的内容、方法和手段,引进新的现代化教学技术。
善于揭示化学的本质和化学的思维过程,提炼化学的思想方法,既是现代化学教学的要求,又是化学教学艺术的充分体现。现代教学思想有别于传统教学思想,主要体现在教学的目的观、结构观、质量观和发展观等方面。专家们通过研究和实践证明,运用或不运用现代化教学手段,教学效果大不一样。因此,我们要充分利用计算机等现代教育技术作为教学媒体,提高化学教学质量。计算机辅助教学向着多媒体化、智能化、网络化发展,必将大大促进对未来一代化学的教育。如果说化学教学中的实验教学在提高学生能力和化学素质上的作用是不可低估、不可替代的教学手段,那末从现在开始,使用计算机辅助化学教学将会异军突起,在体现和实现教学目的观、结构观、质量观和发展观方面将成为不可多得的形式。CAI(计算机辅助教学)的健康发展既会使常规课堂教学、某些实验教学相形见绌,又会使常规课堂教学、实验教学如虎添翼。
计算机是现代科学技术的基础和核心。人类已经进入了计算机时代、信息高速公路时代,近30年来世界科学技术90%以上的发明、发展都与计算机技术紧密相连。可以说掌握计算机知识是未来人才的必备素质,对未来一代青年人的要求,不是考察他们已经储备的知识有多少,而是更注重他们索娶获取知识的能力有多大。计算机及软件是智慧的结晶,是一种有价值的知识产品。把计算机引进课堂教学、引进家庭辅导,作为现代化教学技术的重要组成,不仅有利于加强教学的时代性、竞争性和开拓性,有利于面对新时代的挑战,而且也有助于学生在学习过程中形成新思想、新观念、新方法,对他们今后成为高素质的人才有着重要的积极作用。计算机与基础教育的结合是世界范围内教育改革的一大趋势,化学学科计算机辅助教学的潮流也将势不可挡。
二、了解计算机辅助教学的特有功能,促进教学技术现代化的进程
化学教学方法是化学教师工作方式与学生学习方法的集合,而教学方法是属于一定的教学思想的。教学思想的更新必然导致教学方法的深刻变革,现代教学论已把化学教学的目的提高到“知识——能力——思维——实践”的高度,着眼于发展学生的智能。通过辅助常规教学手段、实验教学手段并与其它教学媒体有机结合,使之相辅相成发挥整体优势,计算机辅助教学必将带来一场具有时代特色的教学改革。CAI的特点是教学内容的形象化、多样化,它有严谨的科学性、统一的适用性和及时的交互性,有利于实施个体化教学。尤其值得提出的是,在揭示化学过程的微观实质,展示化学思维的形成路径,描述化学思想的产生,化学概念的形成与发展等方面,计算机辅助教学都有其独到之处。
(一)突破教学难点
现代计算机技术对图形处理能力高超,利用这一特有功能可以变抽象为具体,变静态为动态,将微观过程进行宏观模拟,把宏大场景作缩微处理,对瞬变搞定格分析,化枯燥为生动。“学习障碍”的存在是教学难点的成因之一。抽象思维的障碍、逻辑思维的障碍、语言表达的障碍等在计算机技术的上述功能下被打通了、降解了、消失了,从而降低了学习难度,使教学难点得以顺利突破。学生也为其形式之新颖,声画之精彩而耳目一新,从而产生乐学情绪。比如,在课件《离子键与共价键》中,利用微机模拟核外电子运动和化学键的形成就很成功。这一内容抽象、枯燥、难度大,用一般模型演示不能给学生以动感,且易造成概念模糊。计算机的二维及三维的图像与动画模拟达到了其它教学手段无法或很难达到的效果。形成离子键时的电子的转移、阴阳离子的形成、离子间引力与斥力的平衡等都表示得清清楚楚,使学生有了直观的感受,能较科学准确地理解化学键的实质和特征。
又如,课件《原电池》利用微机把无法用肉眼观察到的电极反应这一微观变化模拟成宏观图景加以演示,弥补了化学实验也难以展现的微观世界的动态变化。软件的运用交错穿插在学生实验、老师讲解之间,教学效果达到了最佳状态:理解透彻、掌握准确、印象深刻、记忆牢固。
传统的教学模式必须改变,因其信息传输通道狭窄单一、信息容量孝传输速度慢、效果差,单纯的文字板书、声音都远不如画面图像易于人们对信息的接收,过去靠老师说、靠比划、靠表格、靠挂图、靠模型等手段的教学一经和微机课件比较,立刻相形见绌。有机化学中烷烃的同分异构体及其命名的教学,因学生初学,概念生疏头绪多,又缺乏空间结构意识和空间想象力,黑板上的平面板书无论如何也难以唤起学生的共鸣,是教学的难点和重点,利用CAI从容不迫地把一种烷的结构进行多种不同的展示:比例模型、球棍模型,变换角度旋转,对比与复原,关键部位放大,正误对照剖析……。逼真的主体画面、清晰的比较鉴别、精练的规律归纳,牢牢地吸引住学生,激发了他们的求知欲。
(二)加大教学密度
利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大信息量的优化处理,大大提高课堂效率。图形不是语言,但比语言更直观和形象,比语言包容的信息量更大。动画又比图形更高级地输出信息,利用文字闪动,图像缩放与移动,颜色变换的手段,不仅容量更大,速度更快、效果也更好。CAI的声、光、电的多媒体软件因其信息传输通道宽阔多样,容量大,速度快,效果好,使得加大教学密度并非难事,这是因为45分钟的课堂时空被计算机拓宽和延长了。
《气体的制取与发生装置》的课件是用于高三复习课的。40分钟内充分体现了教师为主导,学生为主体的教学原则。一人一机的教学形式中,教师充当了学生探求知识规律的向导。借助于软件中三套气体发生装置的实物录像,配合教师的精要剖析,让学生确认了气体发生装置选择的原则与规律,为今后的迁移性练习(创造性学习)作好铺垫。软件中常见错误的几种装置类型及其纠正方法被高度集中展示,可有效地调动学生感官上的信息接受和思维上的信息处理。在正反两方面认识对比的基础上,通过单人单机独立完成了两组共28个在新情境中的迁移性练习,并由主机监控及时反溃这种高密度教学是常规教学难以实现的,收到了很好的效果。这样的复习课一反过去实验复习的单调复现模式,不再是板书的迁移与活动、课本的再现与组合、旧知的重复与罗列,而是通过软件的高密度大信息量,使学生由模仿思维到程序思维再发展为创造性思维,体现了计算机辅助教学的卓越功能。
(三)反馈教学成果
建立计算机多媒体教室,为计算机辅助教学创设特定的环境,在这个环境中一人一机操作,可进行教学、练习、检测等。重要的是,缩短了时空距离,加速了人与人之间的联系沟通。教师还可以利用网络技术将全部学生答案迅速收集统计,及时分析教学效果,从而调整教学的节奏和进程,迅速地及时反馈,使教学的调控合理化,又进一步调动了学生学习的积极性和主动性。提高了课堂教学效率,减轻了学生过重的课业负担。我校化学教研组的老师在使用《溶液中离子共存问题》《气体的制取与发生装置》两个课件的实践中深切地体验到及时反愧迅速调控的必要性与优越性。在练习或检验过程中的任何时刻都可了解任何学生(或全班学生)的进度、成绩及任意一题的通过情况,这是过去常规教学中难以实现的;常规教学往往是:要么耗时费力,时过境迁;要么望洋兴叹,心有余而力不足。这样的课件还能随意调出需要重新讲解或答疑解难的问题,重点剖析,加强教学的针对性。
计算机联网中CAI信息处理系统的使用,为知识反愧释疑和进一步深化的及时性创造了条件,缩短了反馈周期,也使教室中的每位学生个体的学习行为置于教师主机的监控之下,加强了调控的针对性,形成了课时内讲、练、评一体化。
(四)优化教学过程
现代教学方法的根本点是,让学生积极主动地获取知识,全面提高各种能力,使每个学生获得充分发展。我们进行计算机软件研制和教学实践是从我国、我校的实际出发,无论是单机自学的学件,示教演示的课件,交互式,VCD视盘均把握以下方法论的原理:坚持整体观点,重视多样化;贯彻综合观点,力争最优化。
在《原电池》一课里,通过人人动手实验已经令人信服地看到了利用化学反应产生电流的事实。在学生急切渴求解决疑问——电流究竟是如何产生时,计算机屏幕上以鲜艳的彩色图像展示出铜锌两种金属的自由电子的浓度的不平衡,又以生动的动画效果模拟出自由电子在电位差的作用下沿着导线从低电位向高电位的定向移动。画面中H+得电子成为H原子,两个H原子结合为分子,H2气泡在铜板上冉冉升起。逼真的动画效果、听觉效果与视觉效果的融洽,学生眼耳手脑的全部调动并聚焦于一点,达到了教学的最优化。在课件《烷烃的系统命名法》里,一个繁杂的多支链的长链烷烃的结构式,通过计算机的图形转换功能、闪烁提示功能很容易比较出“最长碳链”的位置及碳数;利用不同色彩的区别也很容易比较出碳链编号的起迄端的正确抉择。教师在软件的配合辅助下使学生顺利完成了由“知”到“懂”到“会”到“对”(正确),再到规范的全过程。
计算机以其独特的功能创造良好的思维情境,培养能力,发展智力,教师、计算机、学生形成一个有机的组合。教师通过计算机教懂、教准、教活、教精,又促使学生乐学、善学、勤学、活学,师生共同进入教与学的自觉状态和最佳状态,增加了课堂教学的活力,优化了课堂教学过程。
我校化学教研组编制的教学软件正在逐步从单课件走向系统化,从无声彩色动画走向多媒体,从顺序执行走向多项选择,从群体教学发展到个别教学,向着具有教师备课、课堂教学、课后辅导、学生自学的多功能方向发展。
三、几点思考
通过几年来的实践,我们认识到计算机技术在化学教学过程中主要用于教学信息的呈现、教学效果的分析和教学过程的控制。在教学中它已经发挥了巨大作用,但这方面特别符合我国国情的可资借鉴的现成经验并不多,必须加强研究。
教学手段的现代化为教学进程提供了一个新的发展空间,师生相互作用的条件趋于多元化,使学生在知识、能力、兴趣、特长、个性品质等方面的发展成为可能。值得关注的是信息技术的进一步发展,将更有效地推动教学改革。信息高速公路的实现为因材施教个别化教育的发展提供了很大空间,突破了时间的限制。
(一)进行计算机辅助教学的研究首先要明确其地位是“辅助”,而不是“代替”,不可盲目地、不加分析地用计算机辅助教学代替其它教学方法和手段。要坚持不可取代性原则,尽可能地避免或缩短形式上的追求过程。
(二)一切能够用实验去研究的教学问题就绝不能脱离实验,可以通过微机解决其局部放大模拟或微观变化宏观展现。鉴于实验教学的功能是任何手段替代不了的,学生在实验中所经受的思维、操作、分析、观察能力的锻炼,在实验中对情绪、意志、毅力等品质的形成只能通过实验来实现。因此,不能因计算机辅助教学的开展而削弱实验教学,即坚持以实验为基础的教学原则。
(三)发挥计算机辅助教学的独特功能去作最佳结合,即功效最佳原则。从生理学及心理学的角度分析,无论是有意注意还是无意注意,变换方式最有效果。如果不是特别必要,尽量避免一课时的40或50分钟全程计算机教学。否则学生的视觉疲劳、心理疲劳将会抑制大脑对信息的接受。研究最佳结合点是开展CAI的一个核心问题。有的课虽然只用了2分钟的软件辅助,却解决了最难突破的关键点,说得上是画龙点睛、雪里送炭,堪称好课件。今后开发的多媒体软件是否应具备以下功能和特点:1.交互性能好;2.及时诊断与反馈;3.模拟实验(极危险、大污染、无法实现的条件、高科技、微观世界)及宏大生产过程;4.题库系统(有助于进行诊断,达到形成,作出评价);5.可以从其它信息资源中裁下与化学有关的内容进行分类、贮存和备用。
一、本次考试的命题重点:
有物理变化和化学变化的判别;纯净物,混合物,单质,化合物及其区别;化合价的推断化学式和化学方程式的书写及正误辨别;元素符号周围小数字的书写及意义,化学式的意义,金属活动性和溶液的酸碱性,酸碱盐和氧化物的概念和识别;四种基本反应类型,氧化反应和还原反应;氧气,碳,一氧化碳,二氧化碳,铁的性质及其比较;常见三种气体(氢气,氧气,二氧化碳)的制取,收集,检验和提纯;物质的制取,除杂,干燥,转化,检验,尾气外理等综合实验;常见酸,碱,盐的性质和除杂,转化,区别.化学式和化学方程式的书写,溶液中溶质质量分数的计算.
二、命题的难点:
(1)从考试内容上看有多种物质间发生反应的鉴别;物质的鉴别,提纯和除杂;用规律性或原理解释或说明问题;综合实验或定量实验;溶质质量分数,化学方程式的综合计算.上述难点不是难在知识上,而是难在在各知识的本质区别与内在联系基础上,进一步进行比较,类推,解释或计算,难在缺乏清晰的解题思路和解题方法上.
(2)从题型上看有注重能力考查的讨论题,推断题,实验设计题,开放式试题,综合计算题,以及一些理论联系实际的问题的求解.
三、命题的热点:
(1)本次升学考试继续进行了较大的改革.许多命题体现了重素质教育,重能力培养,重理论联系实际的特点;命题指导思想新,试卷题型新颖,灵活,增加了开放性;主观性试题比例加大,结合现实情景问题,与实验研究有关的问题及题型大量涌现.形成了围绕考察学生全面素质的热点问题而出现的新理念题型.
化学教科书中的实验主要是以验证或巩固相应知识为基本出发点来设置的验证性实验,学生只要根据给定的实验方案操作,并把观察到的实验现象记录于给定的实验册中,再填空式地写上可预期的实验结论和解释,就算完成了实验,同时教师也要求学生在实验前写预习报告,实际上这样刻意去做,不仅费时费力,而且抹杀了学生探究、创造的机会。
1.1以实验现象为出发点的探究如何将验证性实验转化为探究性实验,以实验培养学生的探究能力,是教师在教学中应当要思考的问题。将问题直接暴露在学生面前,可以促使他们去思考、去提问。在探究性实验的假说验证过程中会遇到各种困难,以职业院校的学生所拥有的知识水平,很难得出完全符合实际的正确的结论,这就更需要老师的正确引导,在得到实验现象的同时更注重过程。这既是探究性实验的特点,更是探究教学的精髓。
1.2以实验的装置为出发点的探究化学实验装置往往由常见的玻璃仪器拼凑而成:一种装置可能有多种功能,一种任务可以由不同的装置来完成。因此,利用实验装置进行有效的探究教学为化学实验教学开辟了新的途径,也为探究教学找到了新的切入点。一种装置的多种功能往往通过归纳综合而得来,一种任务的多种途径往往通过分析解剖或装置改进而得来。例如:制取气体的装置可以启发学生如何改变细节可以达到一物多用的效果。通过这样的实验装置的改进探究,不仅让学生从原理上理解了装置功能与优劣,还可拓展学生的视野,培养学生积极思考的发散思维,因为发散思维是创造性思维的重要组成。教学中的有效做法有:有意暴露教学实验中的矛盾,引导学生发现问题进行探究;多做设计性、探究性实验,增强实验内容的探究性等是培养学生探究能力的有效途径。探究的内容可以是条件、装置、步骤、产物、异常现象、失败原因的探究,也可以是实验绿色化、趣味化、生活化、现代化的探究等等。
2概念教学的探究
我国职业教育的特色是强调“双基”教学,在教学中,教师希望对每一个基本概念都能讲解深而透,只怕学生一知半解,有时会出现过分注重概念本身的含义与科学性,过分的精细,限制了学生的主动思维。
2.1加强概念间联系的整合探究概念与概念之间存在某些必然的联系,有并列关系,也有上下位关系,充分利用这些关系是有效实施课堂教学的关键,也是开展探究教学的一个研究视角。例如:在有机结构教学中有很多相互联系结构关系值得在教学中以联系的观点整合探究,如官能团间的相互影响:从甲烷、苯的性质,到甲苯的性质,发现甲基变活泼,能被酸性高锰酸钾氧化,苯环的邻对位性质变活泼,能与硝酸生成三硝基甲苯等等。教师如能够引导学生这样对所学知识点加以整合,同时利用化学实验、多媒体等资源为学生的自主学习、进行有意义的建构提供了有力的支持,对促进学生的抽象思维能力的发展也大有裨益。
2.2注重概念发展的整合探究职教化学中一些发展性的概念可采用模糊教学,不必苛责、“不求甚解”,在教学中灵活把握,才能体现教学的艺术。又如对元素周期表模型的建构中要抓住了建模本质:排表原则和原子核外电子排布三原则,通过学生亲身体验、尝试,不仅能加深对周期表理解,更能树立结构决定性质的理念。
3问题解决中的变式探究
复习是教学过程的重要组成部分,为了帮助学生突破重点、全面掌握化学知识和技能,提高复习的效率与针对性,在复习的过程中应以问题为导向,随时回归教材,找到知识在教材中的落脚点和延伸点,通过探究教学,不断完善和深化化学知识。笔者认为采用先以教材为本,后以问题解决中抓住其本质规律进行变式探究,在问题解决中要做到形变而神不变,紧扣知识主线,通过知识培养能力,提高复习效率。通过以问题导向的探究教学可以理清问题脉搏,抓住问题关键,提高解决问题的效率。复习也是巩固基础、优化思维、提高能力的重要阶段。在总复习时对典型习题、代表性习题或小专题更要多下功夫,不仅一题一得,更要一题多得,既能促使知识得到不断地弥补、完善,又能举一反三,从方法上领会解题过程中的审题、破题、答题的方式和奥秘等,以此培养良好的思维品质(严密性、敏捷性、深刻性、创造性和广阔性)。培养学生善于抓住关键,灵活地解决化学问题;能驾御化学问题的全貌,抓联系、作比较、会归纳、能延伸;能另辟蹊径、不拘一格地解决实际问题的能力。
4教学实践后的探究反思
探究教学在实施时需要学习者花费较多的时间和精力,在刚开始时从表面上看效率比较低,也不利于学生掌握大量的、系统的知识和练就全面的必要的技能。适应一阶段后,学生养成了探究的习惯,学习的主动性大大提高,学习效率就会有明显的提高。教师在教学中提供探究的课题以课本上提供的素材为主,不仅不影响对知识的系统学习,而且还能使知识更加全面和丰富,更能贴近实际生活。探究教学能让学生感受、理解知识产生和发展的过程,培养学生的科学精神和创新思维习惯,重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。探究教学所强调的学生自主探索、问题解决、发现学习、科学精神等必将为创新教育开拓新的路径,使创新教育能够真正付诸于现实。探究教学博大精深,以上只是笔者在教学实际中对探究教学应用在中学化学教学上的一种尝试,虽然这种只是处于探究教学的初始阶段,教师的主导作用有时还过多,但学生已经向探究式教学方向迈出第一步,希望通过不断的尝试、总结,使探究教学能在以后的中学化学课堂教学中不断深入。
摘要:职业教育课程改革创导自主的、合作的、探究的学习方式。在化学课堂教学中深入开展探究教学可以有效地改变教师的教学方式和学生的学习方式,从而提高课堂教学效率,使化学教学与学生实际情况相适应。
关键词:探究教学化学教学
参考文献:
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【关键词】信息化教学分析化学任务驱动
分析化学是药学专业的一门重要基础课程,对后续的专业课程如药物分析等的学习起到了支撑作用。由于该课程理论知识多且杂,内容抽象,教学课时较少,学生普遍感觉学习困难,教学效果有限。如何采用合适的教学方法,利用新的教学手段,实现有效教学,成为我们的关注点。数字化时代,信息化的普及不仅改变了人们生活与学习的习惯,也在深刻地推动着课堂教学的转型与突破。当学生和老师处在同一个信息环境中的时候,以传授知识、答疑解惑、习题演练为主的传统课堂,与学生们持续学习的激情与向往渐行渐远,仅仅依靠在课堂吸引力、策略方法上做改进,已无法满足学生的个性化成长需求。运用互联网和数字化技术来促进学生学会学习、学会探究、学会开发大脑的潜能、学会透过知识获取智慧、学会有勇气面对未知世界的未知问题,已成为一种不可逆转的趋势。本文以药物分析课程重点内容色谱法概述为例,探讨信息化技术在教学中的应用。
一教学分析
第一,目标分析。色谱法是现代分析化学的重要组成部分,实际应用非常广泛,在《中国药典》中也占了相当大的比例,是课程的重点内容。根据人才培养方案和课程标准,本节课的教学目标包括使学生掌握色谱法的基本概念和基本原理;了解色谱法的理论基础;能进行简单的色谱定性和定量分析。在潜移默化中培养学生正确的学习方法,提高学习兴趣。第二,学情分析。授课班级的学生为药品质量与安全专业高职二年级,具有一定的理论学习的基础,动手操作能力强,有一定的团队协作意识。但是大部分学生学习方法欠佳,想学不会学,且很难随时得到帮助。综合考虑以上因素,我们建立了分析化学课程的教学互动平台,依托该平台和网络学习环境,运用信息化和数字化教学资源及手段,采用任务教学法,加强学生自我学习能力的培养,力求实现教学目标、突出教学重点、突破教学难点。
二教学实施
“讲给别人听是最好的学习方式。”为了使学生能学会自主思考,主动学习,根据本节课特点,并结合翻转课堂理念,我们充分利用各种信息化技术,把任务和任务准备置于课前、评价拓展留在课后,集中宝贵的课堂时间解决最关键的问题。既充分调动了学生学习的积极性,也为学习提供了必要的支持。1.学习任务。为了使学生在上课之前就对本节课内容有具体了解,不浮于课本中的文字,需要有具体的学习任务书。因为首次介绍色谱法,学习任务的确定对以后教学的展开起到了关键的作用。任务书需要考虑到学生基础,既能通过任务书引导学生完成学习,又不会出现因为太难不知从何下手的情况,便于学生具体操作。教师提前把任务书上传至课程的教学平台,督促学生按照要求开展自主学习,同时利用平台与学生就困难问题展开讨论。2.实施学习过程。第一,任务分解,学生分组。把本节内容分为色谱法分离原理和分类、色谱法基本概念、色谱法定性分析、色谱法定量分析4个学习项目。每10人左右组成一个小组,每组学生认领一个学习项目。第二,确定组长,分析任务。小组成员确定后,选出组长是关键。如果只是通过学生选举,通常组长都是综合素质较为突出的学生,承担组内的大部分工作,但这样会使其他学生失去了锻炼的机会。因此,教师综合每次小组活动情况指定组长,为每位学生提供锻炼综合能力的机会。各小组成员在组长的带领下,分析任务并初步制定学习策略,做好分工并详细记录上传至教学平台。第三,搜集资料,互动学习。传统的教学活动多是课堂上的老师教和学生学。色谱法理论知识多、内容抽象,学生难以理解,教学效果事倍功半。数字化教学资料的出现,为学生的自主学习提供了丰富的素材,可以极大地调动学生的学习积极性。教材内容成为完成任务所需的骨架,而所需要的血肉则需要学生充分利用网络和图书资源搜集补充。在搜集信息的过程中,教师作为引导者,适时在教学平台上提供更加丰富的教学资料,比如企业液相色谱仪培训资料、重点内容微课、图库、案例库等,进一步加深学生的自学理解程度;推荐的一系列优秀学习网站和图书资源等,培养学生的自学能力。同时充分利用教学平台的手机版APP,保持师生间的有效沟通,随时解决学生学习中遇到的困难。对于各组的进度,教师也是通过互动教学平台及时了解。各组在规定时间上传学习进度,教师及时进行反馈,保证学生各司其职,都能得到锻炼。第四,准备课件,深入理解。课件制作,不仅督促学生深入研究关于色谱法的新知识,也是对可能涉及的旧知识的应用。学生在前期搜集到的各项资料的基础上,通过小组合作完成课件的制作。经过教师的引导和小组的讨论修改,学生都能在现有分析化学知识的基础上,充分利用信息化资源,做到直观形象、利于理解。例如,有的小组利用专业色谱网站上制作的动画,说明色谱法重要的基本概念的定义,摆脱了此前枯燥的文字介绍。对该节教学难点色谱法分离原理,学生利用PPT的动画功能自制了动画,演示了混合物在色谱柱中的分离过程,使原本通过描述不能理解的过程直观形象地展示在眼前,突破教学难点。而色谱法的定量分析是色谱法的教学重点,学生通过DryLab软件模拟了用色谱法进行分析的实验过程,不仅突出了这一教学重点,而且启发了学生的思考。第五,课堂展示,总结提高。经过充分的准备,在教师的把关下,各组派出代表进行授课,展示本组的任务完成情况。第一组在分类的介绍中,通过思维导图软件清晰地列出了色谱法的几大种类,还展现了现代色谱的发展历史和重要作用。第二组结合实例,形象地介绍了各个重要概念。为了避免知识过于枯燥、抽象不易理解,学生充分利用了搜集到的动画软件,模拟色谱原理,展开实时互动和现场讲解,很好地解决了这一难题。第三、四组把应用于药物的分析实例相结合,介绍了基本的分析方法,并通过模拟软件的辅助进行现场分析,使知识形象化。各小组的展示内容犹如一粒粒珍珠,需要教师的总结作为一根线把它们串在一起。在总结中教师对各小组的展示进行评价,对不当内容如给予纠正,对忽略的内容进行补充,保证学生对色谱法基本概念这一节内容有完整清晰的理解。通过总结讲评,学生收获了成就感,提高了学习兴趣。第六,应用拓展,查缺补漏。学生有了前期运用信息资源自主学习的基础,教师进而提出具体药物的色谱分析方法和注意事项,既让理论知识得到了延伸,又为相关专业知识的讨论做好了铺垫。学生通过在文献数据库的检索,发现色谱法在现代药品检验中的应用日益广泛。细读相关论文,并撰写笔记上传到学习平台的讨论空间,对基础知识的应用起到了很好的促进作用,加强了基础知识和专业知识的有效衔接。学生在教学平成本节内容的测试,查找薄弱点,有针对性地巩固提高。而教师根据测试情况,对薄弱环节加强指导。3.评价学习效果。课后各小组上传课件和总结性材料,交流学习心得。最后,学生在教学平台上针对本小组成员完成情况进行评价,自动形成小组互评成绩;教师根据学生承担的任务和完成情况、自测成绩等给出教师评价成绩;教学平台自动记录学生参与讨论的活跃度、电子资料学习程度等情况形成过程性评价成绩。这三者构成了本次学习的综合成绩。平台上的成绩排名激发了学生的学习热情,形成了良好的竞争性学习氛围。
三教学效果反思
分析化学作为一门基础课程,理论多而且抽象,学生学习困难。通过引入演示动画等多种信息化资料,把抽象的知识形象化,帮助学生理解,增加学习兴趣。充分利用教学平台,实现了学习资料共享、师生和生生的实时互动和教学效果的多元高效评价,使学生成为学习的主体,实现教学方式的转变。经过实践证明,把信息化技术合理地应用于教学是提高课堂教学效率的有效手段。
参考文献
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一、造成分化的原因
(一)缺乏学习数学的兴趣和学习意志薄弱是造成分化的主要内在心理因素。
对于初中学生来说,学习的积极性主要取决于学习兴趣和克服学习困难的毅力。笔者对四处初中的抽样调查表明,284名被调查学生中,对学习数学有兴趣的占51%,其中有直接兴趣的47人,占15%;有间接兴趣的85人,占30%;原来不感兴趣,后因更换老师等原因而产主兴趣的17人,占6%;对数学不感兴趣或兴趣软弱的占49%,其中直接不感兴趣的20人,占7%,原来有兴趣,后来兴趣减退的118人,占42%。调查中还发现,学习数学兴趣比较淡薄的学生数学学习成绩也比较差,学习成绩与学习兴趣有着密切的联系。
学习意志是为了实现学习目标而努力克服困难的心理活动,是学习能动性的重要体现。学习活动总是与不断克服学习困难相联系的,与小学阶段的学习相比,初中数学难度加深,教学方式的变化也比较大,教师辅导减少,学生学习的独立性增强。在中小衔接过程中有的学生适应性强,有的学生适应性差,表现出学习情感脆弱、意志不够坚强,在学习中,一遇到困难和挫折就退缩,甚至丧失信心,导致学习成绩下降。
(二)掌握知识、技能不系统,没有形成较好的数学认知结构,不能为连续学习提供必要的认知基础。
相比小学数学而言,初中数学教材结构的逻辑性、系统性更强。首先表现在教材知识的衔接上,前面所学的知识往往是后边学习的基础;其次还表现在掌握数学知识的技能技巧上,新的技能技巧形成都必须借助于已有的技能技巧。因此,如果学生对前面所学的内容达不到规定的要求,不能及时掌握知识,形成技能,就造成了连续学习过程中的薄弱环节,跟不上集体学习的进程,导致学习分化。
(三)思维方式和学习方法不适应数学学习要求。
初二阶段是数学学习分化最明显的阶段。一个重要原因是初中阶段数学课程对学生抽象逻辑思维能力要求有了明显提高。而初二学生正处于由直观形象思维为主向以抽象逻辑思维为主过渡的又一个关键期,没有形成比较成熟的抽象逻辑思维方式,而且学生个体差异也比较大,有的抽象逻辑思维能力发展快一些,有的则慢一些,因此表现出数学学习接受能力的差异。除了年龄特征因素以外,更重要的是教师没有很好地根据学生的实际和教学要求去组织教
二、减少学习分化的教学对策
(一)培养学生学习数学的兴趣
兴趣是推动学生学习的动力,学生如果能在学习数学中产生兴趣,就会形成较强的求知欲,就能积极主动地学习。培养学生数学学习兴趣的途径很多,如让学生积极参与教学活动,并让其体验到成功的愉悦;创设一个适度的学习竞赛环境;发挥趣味数学的作用;提高教师自身的教学艺术等等。
(二)教会学生学习
有一部分后进生在数学上费工夫不少,但学习成绩总不理想,这是学习不适应性的重要表现之一。教师要加强对学生的学习指导,一方面要有意识地培养学生正确的数学学习观念;另一方面是在教学过程中加强学法指导和学习心理辅导。
(三)在数学教学过程中加强抽象逻辑思维的训练和培养。
要针对后进生抽象逻辑思维能力不适应数学学习的问题,从初一代数教学开始就加强抽象逻辑能力训练,始终把教学过程设计成学生在教师指导下主动探求知识的过程。这样学生不仅学会了知识,还学到了数学的基本思想和基本方法,培养了学生逻辑思维能力,为进一步学习奠定较好的基础。
(四)建立和谐的师生关系
作为《文化与诗学丛书》之一种,李春青先生的《宋学与宋代文学观念》一书,通过一个典型的学术个案,为北师大文艺学学科近年来力倡的"文化诗学",在学术理念和研究方法两方面作出了具体的演示。
在该书"引言"中,春青先生介绍自己的研究方法是将诗学话语与学术话语平行置于普通的文人心态之上进行对比,看一看二者之间有哪些共同之处,在各自的话语系统形成过程中它们又有这样的内在联系。并言之所以如此,目的是为了揭示宋代诗学观念所蕴含的丰富的非诗学的社会文化内容,以及梳理这种诗学观念生成的学理轨迹,最终借助于对宋学基本旨趣的阐释,寻觅出宋学与宋代诗学共同矗立其上的深层的意义生成模式。笔者以为,这实际上体现了春青先生欲从文化史和学术史两个维度来审视、阐述宋代诗学的意向,而从该书作为《文化与诗学丛书》之一种,以及从宋代诗学观念生成的历史语境两方面来看,这种研究视角的选择是非常必要的,甚至可以说是唯一的。为什么这样讲呢?因为首先,"文化诗学"之用意,即就是意欲通过文化与诗学之间的互动关系析解出一些更加深层次的东西来,用春青先生的话语来说这个东西就是"深层意义生成模式",而这正是理论研究所必然要求的一种品格,庸浅的历史现象复述与深刻的历史意蕴析解之区别正在这里。其次,宋代诗学的"文化"含量确实非同一般,宋代诗学话语是在与这一时期的哲学、史学、宗教、伦理话语的交融、互渗、相互转化和彼此触发的过程中展开的,如果割裂宋代诗学与宋代学术文化的共生关系,仅仅就诗学而谈诗学,则所见者甚微少,便担当不起"文化诗学"这一名目。于此,笔者完全同意春青先生关于古代文论研究应该成为一种文化研究的看法。这是因为中国古代文论的基本观念和范畴体系与其它文化学术话语之间是一种共时性展开的关系,如果离开了对中国古代学术文化的整体把握,便无法准确地体知古代文论的观念和范畴的精神、义理。而这样一来,春青先生所进行的"宋学与宋代文学观念"研究,在一定意义上便成为对宋代诗学观念的一种原生态描述和整体性解析。我们之所以肯定春青先生的研究方法,正在于他的方法论与研究对象的特殊性要求之间,确实押韵合辙而无比妥帖。
我们注意到春青先生所使用的"宋学"这一范畴,实际上涵盖了与宋代诗学有牵涉的宋代的文化、思想、学术等诸多门类,而在对此的观照中,又紧紧扣住"宋学"影响宋代士人文化精神特征形成这一关键点,并以为在"宋学"影响下形成的宋代士人的以儒家的修身养性之学为基点、格物致知而辩言入理、经世致用而关心世事,以及坚守思想学说的自信原则等精神特征,完全贯彻到了他们的文学观念的建构之中,并由此而决定了宋代诗学的价值旨趣。应该说,这一结论之得出,是春青先生长期精研宋代思想文化和艺文典籍,以及长期浸沉于宋学、宋艺之中的结果,正因其平实,方为体贴入微,与那些新讹的命名式言说不同,在于其中充盈着学术诚信。从这个意义上讲,我们说所谓人文学术方法无所谓新旧之别,有学养根柢,有学术诚信,酿造到火候,左说右说,横说竖说,皆成学问,否则任啥也不是。此为题外之言。
在研究工作的具体展开中,春青先生将宋代的文论与宋代的学术文化视为一个具有共同生成机制与深层意义结构的彼此相连的整体,因此在析解文论观念和范畴时注重从"宋学"话语中寻找其根源与演变轨迹。同时又扩展研究的疆域,除诗文评论之外,又将整个宋代的文化学术纳入视野,对这些非艺文类的话语系统中所潜藏着的诗性话语或影响着诗性话语生成和展开的因素亦高度关注和精心理会。这样,便形成了该著以总论与分论结构成篇的特点。在"总论"篇中,先阐述宋代士人的文化心态,以及"宋学"的诸如"心"、"性"、"诚"、"敬"、"思"等基本思想旨趣和核心范畴,然后讨论宋代诗学的基本精神与价值取向,并进而梳理出了"宋学"对宋代诗学的的一般影响的若干重要方面。在"分论"篇中,对各家各派的体知,一般也是先描述他们的文化精神特征,然后分析他们的学术旨趣,然后探讨他们的诗学观念。这实际上就是认为,宋代士人的文化精神和学术旨趣是他们建构自己的诗学话语之前提与基础存在。这样的经营,不但有助于研究工作在指述和阐释功能方面向对象之更隐秘微妙处延伸,从而强化学术研究的解蔽功能,而且又保证了这一研究的性质既是文化的,又是诗学的,以及春青先生目中的研究对象既是文化的,又是诗学的。在文化的与诗学的之过程中,实现文化与诗学的圆融自洽,是该著的最大成功之处。当然,如果在"分论"篇中将欧阳修之前的宋儒们的话语也予以论析,应该说也是"宋学与宋代文学观念"的题内话语。
一、教好学好化学基础知识和基本技能,使学生具备初步的化学科学素养
素质教育的一个重要内容是提高受教育者的文化科学素质。
初中和高中化学教学大纲都明确要求:要以化学基础知识教育学生,培养学生的基本技能和能力,为学生参加社会主义建设和进一步学习打好基础。
教好学好化学基础知识和基本技能,有两个观念需要更新:
其一,强调化学“双基”教学,不只是为了升学需要,不只是为学生考进高一级学校进一步学习化学打好基础,还要考虑到学生毕业后未能升学(事实上大多数学生是不能升学的),参加社会主义建设和作为一个现代社会公民所应具备的化学基本知识和初步的化学科学素养;另外,“大纲”提出的“进一步学习”也不单指“升学”,还包括在实际工作需要时,以中学化学知识为基础,对化学知识的进一步学习,如自学或业余进修等。
其二,“大纲”在提出要重视“双基”教学的要求之后,紧接着就强调化学“双基”教学必须同社会、生活、生产、科学技术等密切联系,要使学生了解化学知识的重要应用。要“教育学生关心环境、能源、卫生、健康等与现代社会有关的化学问题”。中学是基础教育,是“不定向”教育,它的根本宗旨是为青少年学生的成长和发展打好德、智、体等方面的素质基矗中学开设的课程是一般的、通用的文化课程,目的是要使学生掌握较为宽厚的文化、科学、技术的基础知识和基本技能。因此,中学化学教学必须改变那种以应考、升学为目的,从课本到课本、从理论到理论的脱离实际的倾向。
将新编义务教育初中化学教学大纲和即将投入实验的新编高中化学教学大纲与过去的旧大纲相比较,我们会发现明显的区别是:新大纲都一致强调:在化学教学中要对学生进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育;要培养学生的能力和创新精神;培养他们的科学态度,训练他们的科学方法;培养他们关心社会、关心自然的情感。就是说,化学教学的任务是,既要用化学基本知识武装学生,也要使他们在思想、品德、能力、情感、意志等方面得到发展。这些教学目的,是主张“分数至上”、“片面追求升学率”、迫使学生埋头于应考练习的“应试教育”所不能达到的。
二、设计好“教”与“学”的两种过程,使学生生动活泼地、主动地学习
“应试教育”偏面强调灌输,在课堂教学中,只重视教的过程,不重视学的过程。教师习惯于把课本上的知识原原本本地呈现在学生面前,滴水不漏地讲给学生听,唯恐因某一点没讲到而造成考场上的失分。学生的学习被老师包办代替,处于被动地接受知识的地位;素质教育强调发展功能,实施发展性教育行为。在课堂教学中,遵循青少年的身心发展规律,让学生主动地参与,主动地获取知识。注意引导和鼓励学生去发现问题和解决问题,使教的过程与学的过程紧密结合起来,这是现代教学论的根本观点。
科学发展的基本过程是:明确问题——收集资料——分析资料——得出结论。化学是一门以实验为基础的自然科学,实验在教学中的地位和作用无论怎样强调都不过分。化学教学应充分利用和发挥化学实验的优势,使教的过程与学的过程相辅相成,和谐统一。例如:
第一步:提出问题,创设情景,激发学习动机,引导学生参与;
第二步:观察实验(教师演示或学生亲自动手),使学生获得丰富的感性认识;
第三步:启发学生思考,把生动的直观引向抽象思维;
第四步:通过教师讲解和学生讨论,相互启发,得出结论;
第五步:组织课堂练习,达到学以致用。
这种教学方法,有利于调动学生学习的主动性和积极性,培养和发展他们的观察、实验、思维、自学以及分析问题和解决问题的能力。
三、改变只有必修课的单一模式和课堂教学的封闭格局,开展多种形式的教育教学活动,拓宽学生的成才渠道
“应试教育”的弊端之一是只设置单一的必修课程,只有课堂教学,教学内容、教学活动强调跟应考指挥棒对口接轨。教学视野封闭、狭隘。对全体学生不加区别的统一要求,忽视学生的个性和特长,其结果是扭曲和束缚了人才发展;素质教育则以现代课程理论为指导,构建必修课、选修课和活动课的课程结构。重视因材施教,重视学生的个性和特长发展,主张人才资源的多样化、多层次。
1.1实验室之美
宽敞明亮的实验室、摆放有序的仪器设备、整洁一新的实验室台面、地面,在环境优美的实验室完成学习任务,都能给予学生美的享受。但实际上大部分化学实验室都有着令人不悦的异常气味,这就需要教师先引导学生了解实验室,了解化学实验的特点,了解异常气味产生的来源;再启发学生通过科学合理的实验设计,严格遵循实验室的各项规程,减少实验对化学试剂的使用以及“三废”的产生和排放。实验完毕后,再将个人使用的仪器刷洗干净,摆放整齐,将实验台面、地面打扫干净,以保持实验室的整洁之美。
1.2实验仪器之美
分析化学实验使用的玻璃仪器较多,如滴定管、容量瓶等,造型各异,本身就具有直线美、曲线美及造型美。教师在实验教学过程中要求学生按照“从左到右,自下而上”的原则组装仪器,仪器装毕干净利落、匀称协调,充分展现出仪器美的均衡性。而教师要求学生规范的使用仪器,如通过控制滴定管活塞的开关,就可随时控制反应速度以及反应的终止。使学生体会到仪器美不仅在“外表”,还有“内在”的性能美。
1.3实验技术之美
随着科技的进步,化学实验技术也愈显其美的价值和特征。如邻二氮菲分光光度法测定铁的实验,往届学生使用的是手动波长的721型分光光度计,用于可见光区的测定,按钮式、手动波长设置,波长精度10nm,操作繁琐,仪器稳定性能也较差。现在实验使用UV762型全自动扫描分光光度计,通过触摸屏实现全部操作,测量波长范围宽,可用于紫外和可见光的测定,波长精度为2nm,可进行自动波长扫描,大大提高了学生的实验效率。让学生体验到现代分析仪器技术突飞猛进的发展美。
1.4实验操作之美
实验演示时,教师先以规范、优美、娴熟的动作给学生做出示范,从仪器的用法到试剂的用量处处体现出实验操作之美,增强学生获得鲜明的实验现象、准确的实验结果的信心。当学生进行实验时,教师再巡回指导,解惑答疑,让学生切身体验到滴定终点将到时,一滴或半滴试剂的滴下就能改变颜色而获得准确实验结果的操作乐趣,既是培养学生良好实验习惯的手段,也是美的欣赏和熏陶的途径。
1.5实验思维之美
“化学实验过程不仅是感性活动过程,而且更是理论思维活动过程,它本质上是理论思维的物化。”科学之美在于发现,因为科学的发现就是透过现象看本质,寻找其深刻的内在规律,这是人们从事科学研究的目的所在。如常见阳离子混合液的定性分析实验时,在酸性试液中加入稀HCl溶液,可得到白色沉淀,经分析可确定白色沉淀是由AgCl/Hg2Cl2/PbCl2组成,从而体现出Ag+、Hg2+2的Pb2+的共性。接着将除去氯化物的酸性离心液中加入硫代乙酰胺(TAA)溶液并加热,可得到第二组阳离子的硫化物沉淀,离心分离;再将离心液pH值调为9.0,并加入TAA加热,可得到第三组阳离子的硫化物沉淀。实验要求学生细致观察现象从中发现实质之美。上述现象的实质是其硫化物溶解度的差异,第二组阳离子相应的硫化物的溶解度小,因此在酸性试液中可生成沉淀,从而与其它离子分离;而第三组阳离子相应的硫化物的溶解度比第二组的大,所以在碱性试液中才能沉淀完全。由此可见,使离子完全沉淀的条件选择依据是离子生成相应化合物的溶解度。教师通过引导学生对一系列实验现象的观察与思考,使他们深深领悟该原理在思维上的动态之美与和谐之美。
1.6实验设计之美
一个体现出科学性、可行性、安全性、简约性的实验设计,不仅是科学设计,而且是美的设计。居里夫人说:“科学的探讨本身就含着美,其本身给人的愉悦就是报酬。”如研究型设计性实验“Cu2+、Zn2+混合溶液各自含量的测定”,有学生会考虑利用Cu2+、Zn2+与EDTA络合性能的差异,采用控制酸度法测定。即在pH为5~6时,以二甲酚橙(XO)为指示剂,用EDTA标准溶液滴定Zn2+的含量,然后调节溶液的酸度pH为4,以1-(2-吡啶偶氮)-2萘酚(PAN)为指示剂,加热80~90℃情况下,用EDTA标准溶液滴定Cu2+的含量。但是,这种方法的结果误差较大且滴定终点的颜色突变不明显。如何解释和解决这个问题,就要考虑Cu2+、Zn2+两种金属离子和EDTA、XO的络合性的差异,尽管在pH为5~6时,Cu2+与XO不络合,但与EDTA会有络合反应,从而造成较大的测定误差。为此,师生共同探究解决方案,最后结合预实验给出可行的实验方案,即以硫脲掩蔽Cu2+先测定Zn2+含量(要求严格控制溶液的酸度、硫脲与其它试剂的加入顺序);再取一份试液,测定总量时,首先以Cu2+标准溶液多次实验,确定正确的滴定终点颜色,从而提出正确合理的设计方案。
1.7实验报告之美
实验报告是实验全过程的记录、归纳和升华。教师除了要求学生把实验目的、原理、过程现象、数据处理、结果分析等简要地记录下来,形成常规格式的书面报告外;还要重点强调学生需独立完成并且实事求是的记录数据和描述现象,不可臆造、篡改或抄袭。如滴定分析实验,需要求学生在三次平行实验中,数据极差应在0.08mL以内(以每次消耗滴定液体积20mL计算)才算合格;若不合格,必须再进行操作直到得到三次合格的数据为止。同时鼓励学生对实验报告进行创造性设计,绘制美观、整洁、比例适当的线条图、着色图、装置图等,就像一幅精美的绘画那样令学生自我陶醉,培养学生通过“想象-创造”,用化学语言和简明符号来表达化学之美的能力,从中体会到获得成功的创造美感。
1.8实验教师之美
在美育和实验教学的渗透、结合与促进中,教师起着媒介、桥梁的作用,所以实验教师不仅要以美施教,从心灵到仪表都要成为美的化身,以美好的形象和言行垂范于学生,以自己的人格魅力影响学生,同时要以高超精湛的教学艺术使学生感到上课就是一种惬意的审美享受。实验教师着装朴素得当、教态端庄自然,使内在学识修养与外在形象和谐统一,就会令学生感到愉快,提高听课情绪,有利于知识的传递。而实验教师在课堂教学传递知识信息时使用的准确、生动、富有启发性的语言,吐字清晰,发音标准,都能让学生体验和感受到轻重缓急、高低强弱等众多的语言变化美。从而使师与生、教与学之间呈现一种融洽畅达的氛围,形成一种师生心灵相通、情感和谐的美。
2分析化学实验教学模式的审美化
如何在分析化学实验教学中充分展示上述美育内容,就需要教师了解美学原理以及将美学原理与实验教学相结合的原则,改变传统实验教学模式为审美化教学,使学生在欣赏、体验化学实验美的同时习得知识、陶冶情操;达到提高教学效率,又培养学生审美素质的目的。
2.1教学目标审美化
教学目标审美化就是改变传统实验教学中单纯的验证性、知识传授性模式,将知识传授和审美修养结合起来,使学生能将化学知识变为审美对象,在亲身实践中体验到分析化学实验里的仪器美、操作美、现象美、思维美,提高其审美欣赏、创造和表现能力。同时通过审美模仿与迁移,培养学生积极向上的生活态度。
2.2教学内容审美化
分析化学实验教学内容丰富且涉及面广,但各知识点间并非孤立无关,而是有规可寻。教学内容审美化就是要发掘这其中的内在逻辑美,即让教学内容逻辑清晰化。可采取以知识点为纽结,知识点间的联系为线,再以多条线形成面,以多个面构成“点线面体”的立体知识系统和跨学科知识联系,按照“基础实验—综合实验—研究实验”三个层次组织实验教学内容,实现教学内容的审美转化。如在酸碱滴定法的基础、综合实验完成后,安排HCl-NH4Cl、HCl-MgCl2-NaCl中各组分含量的测定这两个研究性实验。为了设计出科学合理的实验方案,学生需查阅相关理论书、分析化学手册以获得各种有用的常数和溶液的配制方法,写出完整规范的设计实验报告,再在实验室里完成实验。通过完成这两个实验的学习,学生对强酸、弱酸和极弱酸的概念性质以及滴定过程的特性有了深入的理解;同时,对于几种指示剂的变色范围、选择原则等更加熟悉,今后遇到同类问题都会迎刃而解。在络合滴定法基础、综合性实验完成后,则安排Fe3+-Al3+、Cu2+-Zn2+混合液中各自含量测定的两个研究性实验,让学生在实验过程中充分了解各种离子性质(络合、水解等)、酸效应曲线的应用以及各种金属离子指示剂的变色、适用酸度范围及其正确应用等,得到的效果是传统教学内容的编排所无法取得的。
2.3教学过程审美化
教学过程审美化就是教师将实验课的预习、授课、演示、提问、启发、讨论等环节艺术化,引导学生用实验、记录、实验条件控制等科学方法及分析、比较、抽象概括等逻辑思维方法得出正确结论,使学生在学习过程中,体验到研究科学问题的思维过程美、理性美。
2.4教学手段审美化
教学手段审美化就是实验教学中充分利用直观教具与多媒体等现代教学手段,向学生展示直观、形象、和谐、愉悦化学美的同时,促进学生学习兴趣,提高教学质量和效率,锐化学生审美感观。如分析天平的称量实验,就可先播放相关视频,再辅以教师讲解,最后进行实际操作练习。
2.5教学评价审美化
教学评价审美化即采取多样化的评价方法,以积极的态度看待学生个体差异,给予肯定评价。如在研究型设计性实验中对提出有新意和创新性的方案的学生要及时肯定、积极鼓励,以赞美的评语使学生感到成功和进步,激发学生新的积极行为。
3结语
一、从实验事实引出概念
课堂演示实验可以很好地集中学生的注意力,由教师对演示实验的现象分析引导学生正确地推理,来形成化学基本概念。
例如,在讲化学变化与物理变化两个概念时,除了镁燃烧和加热碱式碳酸铜两个实验外,还可以补充一个对比实验,即用剪刀将纸剪碎和将纸点燃的两个小实验。边演示边提问,让学生思考:在两个对比实验中变与不变的是什么?这两种变化有什么不同?看起来这是一个极为简单的实验,学生在观察变与不变的现象时能回答出以下两点:剪纸的过程中纸的形状变了,但纸还是纸,没有变;纸燃烧过程中,纸由白色变成灰黑色灰,灰不是纸。引导学生讨论这两种变化又有什么不同,然后指出第一种变化纸没有生成其他物质是物理变化,第二种变化纸燃烧生成了不同于纸的灰是化学变化,这样从这两个对比实验中引出了两种不同“变化”的概念。通过总结、举例练习,明确物理变化、化学变化概念的意义,了解二者的区别和联系。
在应用实验引出概念的教学中更要重视学生实验的直接体验。例如,在实验室制氧气的过程中引入催化剂这一概念时,将教师的演示实验、学生实验合并一起进行。实验前先叫学生预习课本内容,实验时教师板书实验步骤和问题:①给氯酸钾加热并检查是否有氧气产生(要求学生记录加热产生氧气的时间);②给二氧化锰加热并检查是否有氧气产生;③把一定量的氯酸钾和5g二氧化锰混合加热并检查是否有氧气产生(记录加热产生氧气的时间);④把③加热的剩余物溶解于水、过滤得黑色粉末即二氧化锰,干燥、称量(记录数据);⑤把过滤出的二氧化锰全部加入另一份氯酸钾内加热检查是否迅速产生氧气,再溶解、过滤、称量。前后对比,然后讨论得出结论:二氧化锰在反应前后质量没有改变,化学性质没有改变,但能改变其他物质的反应速率。教师引入概念:具有上述特点的物质叫催化剂。这样学生对催化剂概念的认识就很深入。
二、从理解问题的过程中引出概念
例如,讲解化合价概念时,注重引导学生对离子化合物、共价化合物的形成过程加深理解,并板书形成过程,在理解过程的基础上,观察未得失电子时原子的结构示意图,指出(结构决定性质)该元素有得失几个电子的性质,各元素的原子只有按一定数目比作用(化合)时才表现出得失几个电子的性质。同理,分析共价化合物的形成过程,对照结构示意图及电子式,指出每个原子有共用几对电子的性质,交代各种元素的原子只有按一定数目比作用(化合)才表现出各自共用几对电子对的性质。顺势引导,无论是离子化合物还是共价化合物,都是不同元素的原子按一定数目比化合表现出的性质,此性质叫元素的化合价。又如,在分析固体物质在一定温度下达到饱和所溶解的质量不同,反映出各种物质溶解能力不同,怎样衡量物质的溶解能力?当然要用溶解的质量,老师分析引导,让学生认识到只有在“三个前提条件”一定的情况下,溶解溶质的质量才能衡量物质的溶解能力,此时的质量叫该物质在此温度下的溶解度。
三、注意概念的系统归类,找出概念间的从属关系和内在联系
化学概念虽多,也是一个个地形成,要善于引导学生将概念逐步系统归类,突出重点,抓住关键。例如,在学习了原子、分子、元素、单质、化合物这几个概念后,总结这几个概念的区别与联系,突出元素在这几个概念中的主导地位,揭示这几个概念的从属关系、组成与构成关系、宏观与微观的关系。
四、注意概念的及时巩固
在讲授每一个概念后,注意整理一些相应的练习题,让学生思考回答。例如,学习溶液、悬浊液、乳浊液的概念后,为使学生能根据实验得出概念的意义,正确的区分这三种混合物,列出下列混合物,让学生区分:①石灰乳,②牛奶,③敌敌畏乳油,④敌敌畏与水的混合液,⑤敌敌畏的酒精溶液,⑥把二氧化碳通入澄清石灰水后的液体,⑦白磷与二硫化碳溶液,⑧食醋,⑨石灰沙浆,⑩爆鸣气,⑾尘土飞扬的空气,⑿清新的空气,⒀液氧。学生回答后,根据掌握程度进行讲评、分析、纠正错误。还有混合物、纯净物、单质、化合物等概念,都可以适当安排这样的巩固性习题,对学生掌握、深化基本概念是行之有效的。
五、注意概念的深入和发展
学生在形成化学概念时,虽然经历了从感性认识到理性认识的过程,但有些概念受知识面的局限,一开始认识得可能不全面。比如,燃烧的概念突出“通常讲的燃烧”及“空气中的氧气”这两点,提出了燃烧不是非得有氧气参加的悬念,指出的这个要点将在今后的学习中进一步深化。再如,讲氧化还原反应概念时,初中仅要求从物质得失氧的角度予以分析,为了照顾知识的连贯性,在分析氢气还原氧化铜的反应中,即指出氢气得到氧化铜中的氧被氧化,又指出氢气中氢元素组成了水以后,化合价升高,氧化铜中氧元素被夺去后,氧化铜中铜元素的化合价从+2价降到了零价,最后总结出凡氧化还原反应中,元素的化合价一定会有改变的这一结论,同时进一步指出这个概念在高中学习时将进一步深化。
六、通过综合复习及对习题的讲解、分析、改编来巩固概念
综合复习对化学基本概念的检查巩固很重要,一定要形成概念网络系统,学生是否形成网络系统,应用概念题组检查。例如,元素的种类是由()决定的,元素间本质差别是由()决定的,原子量的大小是由()决定的,元素的化学性质是由()决定的。