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目前,应用多媒体教育手段进行教学主要体现于课堂教学形式上,即课件形式,并与传统教学方法相结合,通过电子课件设计,教育信息能够快速、准确、全面地传授给学生。同时,这种教学方式又以其特有的形象性和科学性,在教学中发挥其魅力,促进了教学形式的丰富多彩、教学过程的优化组合和教学质量的普遍提高,从而给教育教学注人了新的活力和生机。
在提倡素质教育的今天,我们都明白“授人以鱼,不如授人以渔”的道理。但如何让学生在课堂教学中作为主体,积极主动的去探索知识,从而培养学生的观察、思维、动手、创新等能力,仍是目前困扰我们教师的一大难题。本案例是高中化学必修2《化学反应速率和限度》一节内容在新课程环境下具体的教学实践,本人利用多媒体技术与实验探究相结合组织教学,是多媒体技术与高中化学探究式教学的一个整合案例。
二、教学分析
1.教材分析:课程标准关于化学反应速率与限度的内容在初中化学,高中必修模块和选修模块中均有安排,既有学习的阶段性,又有必修、选修的层次性,在具体内容上前后还有交叉和重叠,学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。本节从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,引出反应速率的概念,在此基础上又通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素,但不涉及对反应速率进行定量计算或同一反应中不同物质间反应速率的相互换算。在教学过程中应注意严格把握教学内容的深、广度和教学要求,不能随意提高知识难度。
2.学情分析:学生通过一年多的化学学习,了解到不同的化学反应速率有快有慢,同一个化学反应在不同的外界条件影响下也可能速率不同,以此为契机在教学中变验证为探究,激发学生学习的主动性,并培养学生严谨求实的科学态度。
三、教学目标
知识与技能:
1.通过实例和实验初步认识化学反应的速率及其影响因素。
2.通过探究化学反应速率的影响因素,学习实验探究的基本方法,提高观察和动手实验的能力,初步学会比较、归纳等科学研究方法以及变量控制思想在科学研究中的应用。
过程与方法:
1.合作完成探究化学反应速率的影响因素的相关实验。2.通过实验形成化学反应速率的概念,并且探究影响化学反应速率的因素。
情感态度与价值观:
1.通过学习,培养小组合作、交流表达及科学探究的能力。
2.激发学生参与化学科技活动的热情,培养其将化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断。
3.通过对化学反应速率影响因素的探究,增进学生对化学科学的兴趣与情感,体会化学学习的价值。
四、教学重点、难点
教学重点:
1.化学反应速率的概念及表示方法。
2.设计实验探究影响化学反应速率的因素。
教学难点:
1.实验探究化学反应速率的方法设计和操作。
2.如何克服学生自主活动时间与完成学习任务的矛盾。
五、教学方法与手段
多媒体技术与实验探究相结合。其主要过程设计为:
创设情景,引导发现,探索问题提出新的概念提出研究题目组织探究学习活动,收集信息内化、概括、建立概念体系实际应用。
六、探究实验的准备
5的H2O2溶液,MnO2粉末,1mol/L FeCl3溶液,蒸馏水,冰块。
烧杯,试管,铁架台(带铁圈),石棉网,酒精灯,温度计,玻璃棒,药匙。
六、教学过程
模块一 化学反应速率概念的提出
教师活动学生活动设计意图
[引入]影像资料展示:不同食品的保质期(不同温度);烟花爆竹的燃放过程;建筑物的腐蚀风化;铁桥生锈;溶洞的形成……聚焦问题情境,展开讨论,在这里会有更多的关于不同化学反应速率的日常现象在学生的讨论中产生激发学生兴趣,加强对化学反应速率的感性认识
[提问]不同的化学反应进行的快慢千差万别,根据什么现象来判断化学反应的快慢?小组思考、讨论、汇报感性认识,培养学生思维发散能力与知识迁移运用能力
引导学生,拓宽思路归纳总结:气泡的多少,固体量的减少,浑浊程度,温度的变化,颜色的变化……化学反应速率的定性观察,为后面引入定量实验做铺垫
[引导]有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢,“快”和“慢”是相对而言的。集中注意,倾听学生的求知欲被激发,思维能力也活跃起来
[提问]如何定量表示化学反应的快慢?小组思考、讨论、汇报:单位时间产生气泡的个数,单位时间固体量的减少,单位时间温度的变化……引入正题,由感性认识到定量分析,引导学生寻找知识间的相互联系,逐步学会比较、归纳等学习方法。
[引导]要统一标准,用单位时间内某个物理量的变化来表示,在实际应用中,很多化学反应都在溶液中进行。归纳总结:与物理中的速度很接近,化学反应速率是用单位时间(如每秒、每分、每小时)内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。内化、概括、建立概念体系,培养学生归纳总结的能力
文章编号:1008-0546(2013)01-0078-02
中图分类号:G633.8
文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.031
一、化学反应速率与化学反应速度
在化学教材和论文中,经常可见到化学反应速率和化学反应速度这两个词语,它们常被用来表达相同的含义,即化学反应进行快慢的程度。但是,物理学上速率和速度是两个不同的概念。速率是一个标量,标量是有大小而无方向的量;而速度却是失量,既说明大小又表明方向。所以,速率仅为绝对大小,不会有表现方向的正或负;而速度则不然,可能是正值或负值,代表了两个相反的方向。当然,化学反应多数都是可逆反应,的确是存在两个不同的方向,但是,化学反应的方向是化学热力学重点讨论的问题。而化学反应速率则是化学动力学中的主要问题,在数值上仅表现化学反应进行的快慢,而不反映进行的方向。
在中学课本中,化学反应速率是采用反应物或生成物的浓度随着时间的变化率来表示。公式如下:
平均速率v=
瞬时速率 =
对于反应物,浓度的变化为减少量,化学反应速率即是反应物的消耗速率;对于生成物,浓度变化为增加量,化学反应速率即是生成物的增加速率。无论以哪个物质来计算化学反应速率,浓度变化均取正值,所以化学反应速率也绝不会出现负值。
所以,在语言上使用化学反应速率比化学反应速度更合理,建议摒弃化学反应速度的用法而统一使用化学反应速率这一术语。并且建议在公式中加绝对值符号,即:v=, =
浓度的变化取末、始态即反应物或生成物在反应后和反应前的浓度之差,即使浓度的变化有正、负值,但最终的速率都为绝对值。这样更能体现化学反应速率的标量性质,仅有大小而无表现方向的正、负号。
二、化学反应速率、正反应速率及逆反应速率
中学阶段,在专门学习化学反应速率时并没有涉及正反应速率和逆反应速率。但是,在学习化学平衡时说到:当可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时化学反应达到平衡状态。而对正反应速率和逆反应速率的概念缺乏进一步的解释,造成学生对化学反应速率、正反应速率及逆反应速率理解上的混乱。通过互联网查询发现提出相关问题的不少而回答准确清楚的却并不多。不少人认为:可逆反应的化学反应速率即为这个反应的正反应速率。
化学反应速率既非正反应速率亦非逆反应速率,而是两者之差。对于一个可逆反应同时存在着正方向进行的反应和逆方向进行的反应。而整个化学反应表现为在这两个方向上综合进行的结果。
以2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为例,同时存在着正反应(2SO2+O22SO3)所导致的SO2、O2的消耗、SO3的增加和逆反应(2SO32SO2+O2)所导致的SO3的消耗和SO2、O2的增加。因此,正反应速率即为由于正反应进行所导致的SO2、O2的消耗速率或者SO3的增加速率;而逆反应速率则为由于逆反应进行所导致的SO3的消耗速率和SO2、O2的增加速率。而化学反应速率则是作为一个反应整体宏观上反应物SO2、O2的消耗速率或者SO3的增加速率。当然,约定俗成,方程式从左至右为反应进行的正方向。
当反应达到平衡时正反应速率等于逆反应速率,此时的化学反应速率即为零,因为各物质的浓度不再随时间而变化。但是,正反应速率和逆反应速率不为零。
化学反应速率可以通过实验测定随着反应的进行反应物或生成物浓度的变化而得到。但是单纯通过实验却不能测定正反应速率或者逆反应速率,因为只能测定出宏观上物质浓度的变化却无法获知浓度的改变中哪些是因为正反应、哪些又是由于逆反应所导致的。
三、化学平衡和化学反应速率
在中学教学中,教师通常将正反应速率和逆反应速率作为化学反应达到平衡及导致化学平衡移动的原因。通过调查学生课堂笔记、网络查阅教师教案及教参,发现许多中学教师都是这样讲述的:当可逆反应的正反应速率等于逆反应速率时化学反应达到平衡。而当外界条件发生变化,导致正、逆反应速率不相等时原有的平衡状态被打破,若正反应速率大于逆反应速率则反应向正方向移动,而逆反应速率大于正反应速率反应向逆方向移动,直到正、逆反应速率再次相等而达到新的化学平衡状态。
而在一些大学化学教材中讲到化学平衡时却对化学反应速率只字不提,仅仅是因为中学已经学习过而不再提及吗?
其实,经典的化学热力学仅从反应前、后状态的能量变化的角度出发,去探讨反应的可能性(即反应进行方向的判断)与限度问题(即化学平衡),并未涉及反应从始态到终态之间的过程,不涉及反应从一个平衡状态到另一个平衡状态过渡的快慢。也就是说,热力学基础上建立的对化学反应(包括化学平衡问题)的结论,与反应速率之间没有任何的联系。[1]
经典热力学通过反应前、后的状态的变化,即ΔG(反应后的状态与反应前的状态的吉布斯自由能变化)来判断一个反应能否自发进行以是否达到平衡。ΔG<0,反应能自发进行,即反应总是自发向吉布斯自由能减少的状态进行的,也就是说若反应后整个反应体系的吉布斯自由能小于反应前的吉布斯自由能,那么反应肯定向正反应方向自发进行;而ΔG=0,反应达到平衡状态,即前、后状态的吉布斯自由能相等则说明已达到化学反应限度,所谓限度也就是在当前条件下反应体系的吉布斯自由能已经降到了最低,同时,反应物的转化率也达到最高。当反应条件发生变化原有平衡状态被打破时,若ΔG<0则平衡向正方向移动,ΔG>0则平衡向逆反应方向移动。其实,这也是“能量最低原理”这个自然界普适规律的体现,即“自然变化进行的方向都是使能量降低,因为能量越低越稳定。”
伴随着时代的变迁,教师要把学生培养成自主学习的实施者,教育学生不断肯定自我,超越自我,应对挑战,并对化学学习过程进行计划和反思,评价和控制,提高学生自主学习的能力,促进自主学习的教学实践,顺应新课程改革的必然趋势。
一、高中化学实施自主学习的途径
1.培养学生自主学习的策略
教师既要注重学生的学习结果,也要重视学生学习过程中的主动性,激发学生更好地进行学习,加强学习的反思,重视根据一定阶段的学习结果来调整学习的活动,形成学习的能力,教师要形成学生自主学习的能力,并发挥教学智慧。
(1)激发学生内在学习的动力
教师要冲破课堂教学的模式,给学生成长的土壤,改变学生的学习模式,激发学生的学习欲望,挖掘学生的学习动力,让学习成为学生精神的需要,改进学生的学习状态和体验,让学生主动学习,并在教师的科学组织下,引导学生自己来探究,增长学习的热情,燃烧学生学习的愿望,让学生主动学习,自主学习,提高自学的能力。
(2)加强自主学习方法的指导
高中化学学习知识庞杂,零散,思维跨度大,记忆量大,高中教师要教育学生记住学习的内容,掌握学习的重点,引导学生清醒地学习,教育学生自主学习时要掌握学习的方法,掌握记忆的方法,基本概念的学习方法,基本理论的学习方法和心理调节的方法等。
学生自主学习能力已经成为学生学习的素质要求,教师要引导学生善于学习,智慧地学习,并倡导学生形成自主学习的能力,从而提高高中化学教学效率。
(3)引导学生学会自觉反思
反思是学生学习过程中强化自我意识,进行自我调控和自我调节的重要形式,教师要加强学生的自我反思,激发学生自主学习活动中的核心和动力。教师要引导学生反思自己学习的过程,重视运用化学解题能力来解题,重视对题意的理解,加强反思,在学生解题完成以后,教育学生根据自己的理解情况来进行思考,思考自己对题目给出的条件,条件和目标之间存在着哪些关系没有发现,对题目的理解自己存在着怎样的偏差,造成这些偏差的原因是哪些等。教师引导学生对解题的思路、推理过程进行反思,重视对解题的策略进行选择和运用,总结成功的经验,总结失败的教训,并引导学生反思自己解题的过程,引导学生反思在解题过程中遇到了哪些难题,有哪些解题过程中走了弯路,并自己分析,找到问题的原因,分析自己的解题思路,理解解题的策略,并找到成功的方法,并根据学生学习特点,选择条件,找到解题的思路,并根据教师和学生的解题思路,改进自己思考的方式,教师要引导学生进行反思,思考解题的结果,教育学生达到学习的目标,重视解题的结果,更要重视解题的过程,形成好的学习习惯。
2.重视自主学习能力的训练,提高学生自主学习的能力
例如,教师在高一《化学反应与能量转化》的第一单元教学中,对学生自主学习的课堂教学模式是这样的。
(1)选材
教师选择教学的内容,选择《化学反应与能量转化》的第一单元作为学生学习的内容,要求学生懂得化学反应的速率首先取决于反应物自身的性质,认识各种外界条件对化学反应速率的影响。在过程和方法上,引导学生遵循由浅入深、从感性到理性的认识过程来设计教学。运用活动与探究方式,学习外界条件对化学反应速率的影响,并制订学习目标,让学生通过查找资料,初步养成搜集信息和处理信息的能力。
(2)布置任务并检查
教师提前两个星期,引导学生列出学习目标、学习重点和难点,引导学生挖掘教材,组织内容,根据自己的理解,写出教案和讲稿,考虑到学生在讲解过程中可能出现的问题,并完善自己的教案,检查学生的准备情况,进行动员和鼓励,考虑到学生学习任务重,教师建议学生进行分组和分工合作,各个小组成员根据教材内容的熟练程度以及材料的收集来选择教学内容,组织教学过程,进行小范围内讲解,选出优秀的代表,进行集体面前讲解。
(3)重视课堂表现
在课堂上,教师要引导学生参与交流与讨论,研究化学反应限度和化学平衡的特征:“逆”“动”“等”“定”“变”。引导学生观察、思考、交流、讨论得出结论。我们还学过了哪些可逆反应?在老师的引导和启发下,思考、讨论、交流,完成化学反应限度的有关练习。教师可以播放录像让学生学习。教师和学生一起欣赏,揭开谜面,并引导学生思考分析原因。
3.加强课后教学反思,提升学生自主学习的能力
通过教学,教师要可以引导学生思考学习的过程,引导学生查找材料,引导学生分析自己的收获,提高学生自主学习的兴趣,教育学生在学习中,加强了解,提高学生意识。
二、提升小组合作学习中自主学习能力的思考
教师要重视提高学生的学习能力,挖掘学生潜在的能力,重视激活学生的学习能力,帮助学生养成良好的学习态度和学习习惯,重视引导学生对知识的构造,发展学生自主学习的技能、能力和素质。
教师要重视提高学生自主学习的能力,引导学生进行自主调控,重视提升学生的自学能力和探索能力,发挥学生教学的民主,促进学生在和谐、友好、活泼的学习氛围中进行学习,激发学生的主体的意识。
教师要充分理解学生,不断提高学生的自学能力,实现学生自身角色的转变,引导学生主动参与,并形成自主学习的能力,发展学生学习的主体性,提高学生的学习能力。
参考文献:
使学生掌握实验室用金属和酸反应制取氢气的化学反应原理,初步了解实验室制备实验的一般思路和方法;
了解置换反应的概念,对给定反应物、生成物的化学反应,能初步判断反应类型;
根据气体的性质,学会判断气体收集的方法。
能力目标
培养学生的观察能力,通过观察了解启普发生器的工作原理,并根据其原理,用易得廉价的简单实验仪器,自行设计制备氢气的简易装置。
情感目标
通过对氢气纯度的检验,使学生了解点燃可燃性气体之前,需要进行验纯的必要性,加强对学生进行安全教育。
教学建议
本节课是元素化合物的基础知识课,难度虽不大,但知识面广,这些知识是后续教学的基础。
1.准确恰当地抓住教学目标,本节课要抓住置换反应的概念和氢气的实验室制取装置等主要内容,紧紧围绕这些知识的形成过程进行教学活动。因此教学目标应具体、明确,教材处理详略得当,紧紧围绕教学大纲的规定和教材内容的要求,重视能力培养和养成教育。
2.教学内容应有序、合理
教学过程从水的电解产物和氧气的有关知识开始,可以用计算机等媒体放映氢气的用途资料片,导出新课。再通过实验,师生共同讨论,建立置换反应的概念,同时简介原子团的知识。在此基础上,结合实物展示,巧设问题,由简到繁,从易到难,根据仪器药品,让学生在课堂上设计出一套制氢气的合适装置,通过设计实验,一可培养学生的动手、动脑的能力,二可增强他们学习兴趣,三可巩固已学知识。
3.优选教学方法,教学手段多样化
本节教学方法是实验探究法,以实验为前提,通过实验观察,实物展示和录像、计算机、投影等电化教学手段,集实验、讨论、讲述、讲解、归纳、练习为一体,这种方法既充分体现了以实验为基础的学科特点,又体现了教为主导,学为主体二者统一的教学原则。
4.重视能力培养,注意养成教育
本节教学应灵活运用多媒体教学手段,通过实验或启发性、探究性的问题,激发学生的学习兴趣,增加学生动眼、动手、动口、动脑的机会,培养和发展学生观察、操作、思维与自学等多种技能和多种能力。同时,教学中每一个知识点都是以已有知识或化学事实、探究性问题开始,通过实验观察、引导思考、讨论、自学等多种方式,突出对学生学习过程的指导,教给学生学习方法和思维方式,这样有利于逐步建立有效的学习方法,养成良好的学习习惯。此外,教学中还可结合氢气的发现史和制氢发生装置的分析讨论,以及知识的迁移过程,同时向学生进行辩证唯物主义认识论和科学态度、科学方法的教育,这些都有利于对学生进行素质教育。
教学设计方案
早在十六、七世纪的时候,有好几位科学家都发现了金属跟酸反应能产生一种可燃性的气体——氢气。直到现在,氢气的实验室制法仍然选用金属跟酸反应。那么用哪种金属,用哪种酸为最好呢?
一、验室制取氢气的原理:
(实验)取四支试管,分别向其中加入镁条、锌粒、铁钉、铜片,然后向试管中加入等量的同种稀硫酸,观察产生气体的速率。
(现象)稀硫酸同时与Mg、Zn、Fe、Cu接触,实验现象是:Mg与稀硫酸反应剧烈,锌与酸反应,产生氢气的速率较快,Fe与稀硫酸反应很慢,铜与稀硫酸接触,没有明显现象。
实验室制取气体,要求便于操作和收集,而Mg反应速率过快,不方便收集;Fe反应速率过慢,因此常选用锌为最合适。
二、实验室制取氢气的装置和收集方法
1.制备装置:
完整的气体制取装置包括发生装置(即发生反应生成该气体的装置)和收集装置两部分。
气体发生装置的确定,要依据反应原理,特别是反应物的状态和反应条件。实验室制取氢气所用的锌是颗粒状固体,所用的稀硫酸呈液体,常温下两种药品接触即可发生反应。由此可见,只需用容器将锌和稀硫酸盛放在一起,并将产生的氢气通过导管导出即可。因此组装发生装置应包括盛装药品的反应容器(大试管、广口瓶、锥形瓶、烧瓶等均可),用于封闭反应容器口的胶塞,穿过胶塞用于导出氢气的玻璃导管(用试管或烧瓶作反应容器时还需用铁架台固定)。这种装置是最简单的氢气发生装置,如下图(A)、(B)所示。
(A)(B)
(讨论)但这种发生装置的缺点是必须当锌和稀硫酸中至少有一种完全反应后该反应才能停止,如何使制取气体的过程连续呢?
实验中常加一长颈漏斗,通过长颈漏斗分次加酸来控制反应,如下图所示。
长颈漏斗下部必须浸泡在酸液中,为什么呢?
此时将导气管一端堵死,观察实验现象。如学生看不清楚,可重复几次,并提示学生应注意的问题。
(请同学简述现象,分析原因)
展示启普发生器,介绍部件名称,作用,介绍使用方法。
2.气体的收集:
气体的收集装置要依据该气体的收集方法而定。氢气的收集方法有两种:向下排空气法(因为氢气密度最小)和排水法(因为氢气难溶于水且不和水反应),如图(E)、(F)所示。
(E)(F)
如果用向下排空气法收集氢气,难于验满,因此收集氢气的最佳方法是排水法。
注意事项:仪器连接好以后应先检查装置的气密性,然后再装入药品制取氢气;将锌粒装入试管时,应将试管倾斜,使锌粒滑入试管底部,以免直接投入时砸破试管底;对产生的氢气经验纯后再收集或直接应用;收集满氢气的集气瓶应倒置在桌上,防止氢气很快逸散。
三、氢气纯度的检验方法
实验操作:用排水法或向下排气法收集一试管氢气,用拇指堵住,移近火焰,如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯。然后按上述方法再收集、再检验,至点燃时发出的响声很小时,表明氢气已经纯净。实验操作过程如下图:
注意事项:当开始收集的氢气经检验不纯,这时需要再收集、再检验。若下一步要采用向下排空气法收集氢气,应先用拇指把试管口堵住一会儿,再去收集、检验氢气。否则刚用于检验氢气的试管内的火焰可能没有熄灭,立即用这个试管去再收集氢气时,可能会点燃导管口不纯的氢气,引起装置爆炸,发生危险。
置换反应是化学基本反应类型之一。
表达式:单质+化合物=新单质+新化合物
A+BCAC+B
锌+稀硫酸==硫酸锌+氢气
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2
单质化合物化合物单质
置换反应的特点是:参加反应的物质只有两种,且一定是一种单质和一种化合物。生成物也只有两种,一种一定是单质,另一种一定是化合物。掌握了这些特点,就能够正确地判断置换反应。
(讨论)置换反应与化合反应,分解反应有哪些区别?
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2
2SO4和ZnSO4中的画线部分。在许多化学反应中,作为一个整体参加反应,就好像一个原子一样,这样的原子集团叫做原子团。
ClO3氯酸根
MnO4高锰酸根
一、对国家精品课程转型升级的认识
国家精品开放课程包括“精品视频公开课”和“精品资源共享课”,精品视频公开课属于人文素质教育课,我们暂且不谈,主要说说精品资源共享课。
精品资源共享课的建设重点是针对公共基础课、专业基础课和专业核心课,建设基本要求是课程资源要系统完整,课程要有全程教学录像,适合网络传播。建设目标是通过优质课程教学资源共建共享,转变教育教学观念,提高人才培养质量,服务学习型社会建设。由服务于教师的精品课向服务于师生和社会学习者的精品资源共享课转变。
“十二五”期间,教育部将在原有国家精品课程建设成果基础上,支持建设5000门国家级精品资源共享课。其中,2012年和2013年重点开展原有国家精品课程转型升级为国家级精品资源共享课的建设工作。
二、“化学概论”国家精品课程的建设与转型升级的实践
南开大学“化学概论”课程是申泮文院士1997年创建的,该课程是他依据多年教学改革的经验和在国内外教学研究对比的基础上提出的一整套高等化学教育教学改革方案中的第一门课程。经过多年教学改革的实践,该课程2004年被评为国家精品课程。多年来,围绕该课程在本科课程体系中的定位、教学内容、教学方法以及教材建设等多方面的教学改革工作,已经连续4次获得国家级教学成果奖的奖励,教学改革成果丰硕。在“化学概论”课程持续建设与转型升级的过程中,我们总结如下几点供大家参考。
1.树立明确和科学的教学改革指导思想
申泮文院士总结了过去60多年来我们教学改革的经验和教训,尖锐提出我国高等化学教育的几个历史性问题需要纠正:
(1)大一化学课程“General Chemistry”的译名错误地翻译成“普通化学”,导致教学内容和教学指导思想的失误,正确译名为“化学概论”,属化学一级学科。
(2)大一第一门化学课程错误定名为“无机化学”,“无机化学”属二级学科,是一门高年级的课程,错误定名违反了教学法规律,不能很好地启发学生的学习兴趣。
在上述教学改革思想指导下,我们修订了化学专业的教学计划和课程设置,一年级开设“化学概论”课,三年级开设“无机化学”课。化学课程体系改革新方案设计合理,知识结构定位正确,反映了当代科学发展的水平和需求。该方案受到徐光宪院士和西北大学史启祯等教授的充分肯定。
2.教学方式方法多样性
(1)我们首先对大一化学的教学难点“元素化学”开刀,利用计算机技术编撰了一部多媒体教学软件。提高了学生学习的兴趣,从教学方法和手段上改造了“元素化学”的传统教学,此项工作获得2001年国家级教学成果一等奖。此后,编写和出版了多部多媒体教学课件,参加了化学教指委和高教社组织的“高等化学教学资源库”开发建设工作,其中“普通及无机化学”子库素材就是本课程主要资源的来源。“高等化学教学资源库”的工作获得2005年国家级教学成果一等奖。
(2)课程的授课方式不断改进。最早使用自编的多媒体课件授课,上课内容按照教材中章节的先后顺序讲授。随着计算机技术的发展和教学内容信息量的增加以及教学内容的不断更新,转变为以ppt电子教案和教师黑板板书相结合的授课方式,讲授内容也由按照教材章节顺序讲改为按照知识点讲,这样教学内容的脉络更加清晰,重点更加突出。从完全由教师授课转变为引导学生自学后登台讲授和教师讲授相结合的方式。例如,在元素化学部分,组织学生分专题自学后,学生登台讲授与教师评价和总结相结合,这种方式调动了学生学习的积极性和兴趣,锻炼和培养了学生自主学习、归纳总结和演讲的能力,加深了学生对所学知识点的理解,提高了教学质量,有利于学生的素质教育。
(3)调整教学内容的先后顺序,使得知识的连贯性更加顺畅。例如最早课程内容是先讲“化学反应速率”一章,然后再讲“化学热力学初步”一章,但在讲化学反应速率时出现了反应焓变的概念,这是热力学第一定律要讲的内容,可这时热力学还没有讲,所以讲起来不顺。现在改为先讲“化学热力学初步”再讲“化学反应速率”,这样讲起来就很顺畅了。
(4)另外,2012年首次在第一学期增加了一次期中考试,及时帮助学生总结归纳学习的知识。使学生能尽快地适应大学的学习方法,加强自我约束的能力。
3.教学内容改革与时俱进,实时更新
(1)课程内容的改革适应时展,与时俱进。首先把化学分析中四大滴定分析内容简化为知识点,并入到“化学概论”课程中,与溶液中的化学平衡理论相结合,减少了教学内容的重复,节省了学时,增强了课程之间的有机联系。另外,增加了“化学的科学发展观和支持人类社会的可持续发展”等新的教学内容。
(2)课程内容的基本知识点一般是不变的,但每年讲授同一知识点的电子教案年年都会更新。例如NO2的结构按照常规判断,有一个三中心三电子的π键,后来根据最新的研究报道,NO2分子有顺磁性,它的sp2杂化轨道上应该有单电子,这样在它的结构中就是一个三中心四电子的π键了。根据研究报道,我们及时更正了教材和教案ppt中NO2分子的结构图。
(3)课程内容的更新,还表现在每年10月份诺贝尔自然科学奖揭晓的时候。秉承本课程教材的编撰原则,以百年诺贝尔自然科学奖为背景,展示化学未来发展趋势,展开本课程的教育任务。每年10月份也正是新生刚刚开始大学学习生活不久,把当年刚刚揭晓的诺贝尔化学奖、物理学奖和医学奖的内容言简意赅地介绍给学生,让学生了解当前科学发展前沿的最新内容,激发学生对学习化学的兴趣。例如,2011年诺贝尔化学奖颁发给以色列科学家丹尼尔・舍特曼,他发现了准晶体――固体物质的第三态,准晶体颠覆了传统固体材料的理论,从根本上改变了化学家对固体物质的认识。瑞典科学院以“非凡”一词形容准晶体的发现,颁奖词说“我们需要重写所有与晶体相关的教科书了”。这些最新的内容,我们及时补充到了课程有关晶体的教学内容里。
(4)课程内容的更新,还表现在讲授元素化学性质时,结合当前社会上出现的与化学相关的各种社会热点问题。如三聚氰胺、重金属污染、我国的稀土资源等内容,使学生对元素化学性质有更深刻的理解和记忆。例如2011年世界化学年期间,在学习镧系元素化学性质时,我们专门介绍了我国的稀土资源和稀土的重要性质以及在高新技术中的重要应用,自从2011年中国合理控制稀土出口、开发以来,西方国家对中国稀土政策进行各种攻击,这些内容激发了学生努力学习的热情和爱国主义的情怀。
4.课程教材建设立体化
(1)“化学概论”课程教材。为了配合“化学概论”课程,2002年出版了《近代化学导论》第一版;在教学实践中使用6年后,2008年出版了第二版,并获评普通高等教育“十一五”国家规划教材。化学学科进入21世纪后的迅猛发展以及它在支持人类社会可持续发展中的重要核心作用,促进了本课程教学目标和教材内容更新与时俱进,第二版在每章后增加了专题内容,介绍当前世界科技发展与化学有关的新鲜资料,以扩大学生的新知识领域。本教材第三版,现在已列入“十二五”国家规划教材。
(2)为给使用《近代化学导论》教材的学生和教师提供学习和教学的方便,2011-2012年期间,我们为第二版教材编写出版了配套的电子教案、习题解答和学习辅导。
(3)2009年,以《近代化学导论》教材为首的“南开大学近代化学教材系列”,获得国家教学成果一等奖。2010年,《近代化学导论》教材被教育部评为“2009年度普通高等教育精品教材”。
5.精品课程的推广
“化学概论”课程自1997年创建后,一直在南开大学化学学院材料化学系的两个小班做试点,经过10余年教学改革实践,该课程在本科教学中的定位和教学内容的改革得到充分的肯定。2008年,该课程在化学学院全面推广,化学、材料、分子、化生等专业大一化学课程的授课内容和教学学时均与“化学概论”课程统一,期末考试统一出卷考核,该精品课程网站向全院各专业本科生和教师开放。
6.课程教学团队建设
“化学概论”课程团队8位教师中有6名教授、1名副教授、1名讲师。其中申泮文教授是中科院资深院士,另外7名教师都有博士学位。老中青结合,团结协作,形成梯队,知识结构、年龄结构合理,重视青年教师的培养,在教学实践中锻炼培养课程主讲教师。
依据精品资源共享课对课程团队的要求,本课程团队新增两位擅长信息技术和计算化学的青年教师参加。他们为本课程的转型升级提供了技术支持,他们在计算化学领域的研究工作新颖前瞻,提高了课程团队科研与现代化水平,为本课程的教学理念、为化学学科培养既具备理论基础又掌握实验与软件技能的计算化学后备人才、为教书育人提供了新元素和新方法。
本课程团队教师热爱教学工作,对备课、讲课工作十分认真投入,对学生认真负责。多年来,本课程受到学生、学校和同行专家的一致好评。
三、问题和建议
(1)精品资源共享课的拓展资源建设问题。就“化学概论”类的专业基础课程而言,课程内容的知识点基本是固定的,变化不大,原有高等化学教学资源库的素材量已经足够多,笔者认为现在的重点不是再重新开发或建设大量新的资源,而是怎么充分利用好原有的这些资源以及对原有资源进行改造和更新。高等化学教学资源库里原有的一些技术性较强的动画或仿真资源,可以考虑作为拓展资源使用;而一些基本知识点的图片、动画演示、习题等素材,建议作为基本资源,免费放到网上供大家教学下载使用。
(2)课程共享在技术上实现容易做到,而可持续发展是不容易的,关键还是人的问题。需要教育部出台相关政策保障和支持共享的机制,调动广大教师和学习者参与的积极性,才可能保证可持续发展。例如,精品开放课程的建设工作,应与科研工作同等对待,计入教师的晋升和考核;外校学生或社会学习者选修了精品开放课程,并通过考试或考核,校际之间应该相互承认学分等。
知识目标
使学生掌握实验室用金属和酸反应制取氢气的化学反应原理,初步了解实验室制备实验的一般思路和方法;
了解置换反应的概念,对给定反应物、生成物的化学反应,能初步判断反应类型;
根据气体的性质,学会判断气体收集的方法。
能力目标
培养学生的观察能力,通过观察了解启普发生器的工作原理,并根据其原理,用易得廉价的简单实验仪器,自行设计制备氢气的简易装置。
情感目标
通过对氢气纯度的检验,使学生了解点燃可燃性气体之前,需要进行验纯的必要性,加强对学生进行安全教育。
教学建议
本节课是元素化合物的基础知识课,难度虽不大,但知识面广,这些知识是后续教学的基础。
1.准确恰当地抓住教学目标,本节课要抓住置换反应的概念和氢气的实验室制取装置等主要内容,紧紧围绕这些知识的形成过程进行教学活动。因此教学目标应具体、明确,教材处理详略得当,紧紧围绕教学大纲的规定和教材内容的要求,重视能力培养和养成教育。
2.教学内容应有序、合理
教学过程从水的电解产物和氧气的有关知识开始,可以用计算机等媒体放映"氢气的用途"资料片,导出新课。再通过实验,师生共同讨论,建立置换反应的概念,同时简介原子团的知识。在此基础上,结合实物展示,巧设问题,由简到繁,从易到难,根据仪器药品,让学生在课堂上设计出一套制氢气的合适装置,通过设计实验,一可培养学生的动手、动脑的能力,二可增强他们学习兴趣,三可巩固已学知识。
3.优选教学方法,教学手段多样化
本节教学方法是实验探究法,以实验为前提,通过实验观察,实物展示和录像、计算机、投影等电化教学手段,集实验、讨论、讲述、讲解、归纳、练习为一体,这种方法既充分体现了以实验为基础的学科特点,又体现了教为主导,学为主体二者统一的教学原则。
4.重视能力培养,注意养成教育
本节教学应灵活运用多媒体教学手段,通过实验或启发性、探究性的问题,激发学生的学习兴趣,增加学生动眼、动手、动口、动脑的机会,培养和发展学生观察、操作、思维与自学等多种技能和多种能力。同时,教学中每一个知识点都是以已有知识或化学事实、探究性问题开始,通过实验观察、引导思考、讨论、自学等多种方式,突出对学生学习过程的指导,教给学生学习方法和思维方式,这样有利于逐步建立有效的学习方法,养成良好的学习习惯。此外,教学中还可结合"氢气的发现史"和"制氢发生装置"的分析讨论,以及知识的迁移过程,同时向学生进行辩证唯物主义认识论和科学态度、科学方法的教育,这些都有利于对学生进行素质教育。
教学设计方案
早在十六、七世纪的时候,有好几位科学家都发现了金属跟酸反应能产生一种可燃性的气体——氢气。直到现在,氢气的实验室制法仍然选用金属跟酸反应。那么用哪种金属,用哪种酸为最好呢?
一、验室制取氢气的原理:
(实验)取四支试管,分别向其中加入镁条、锌粒、铁钉、铜片,然后向试管中加入等量的同种稀硫酸,观察产生气体的速率。
(现象)稀硫酸同时与Mg、Zn、Fe、Cu接触,实验现象是:Mg与稀硫酸反应剧烈,锌与酸反应,产生氢气的速率较快,Fe与稀硫酸反应很慢,铜与稀硫酸接触,没有明显现象。
实验室制取气体,要求便于操作和收集,而Mg反应速率过快,不方便收集;Fe反应速率过慢,因此常选用锌为最合适。
二、实验室制取氢气的装置和收集方法
1.制备装置:
完整的气体制取装置包括发生装置(即发生反应生成该气体的装置)和收集装置两部分。
气体发生装置的确定,要依据反应原理,特别是反应物的状态和反应条件。实验室制取氢气所用的锌是颗粒状固体,所用的稀硫酸呈液体,常温下两种药品接触即可发生反应。由此可见,只需用容器将锌和稀硫酸盛放在一起,并将产生的氢气通过导管导出即可。因此组装发生装置应包括盛装药品的反应容器(大试管、广口瓶、锥形瓶、烧瓶等均可),用于封闭反应容器口的胶塞,穿过胶塞用于导出氢气的玻璃导管(用试管或烧瓶作反应容器时还需用铁架台固定)。这种装置是最简单的氢气发生装置,如下图(A)、(B)所示。
(A)(B)
(讨论)但这种发生装置的缺点是必须当锌和稀硫酸中至少有一种完全反应后该反应才能停止,如何使制取气体的过程连续呢?
实验中常加一长颈漏斗,通过长颈漏斗分次加酸来控制反应,如下图所示。
长颈漏斗下部必须浸泡在酸液中,为什么呢?
此时将导气管一端堵死,观察实验现象。如学生看不清楚,可重复几次,并提示学生应注意的问题。
(请同学简述现象,分析原因)
展示启普发生器,介绍部件名称,作用,介绍使用方法。
2.气体的收集:
气体的收集装置要依据该气体的收集方法而定。氢气的收集方法有两种:向下排空气法(因为氢气密度最小)和排水法(因为氢气难溶于水且不和水反应),如图(E)、(F)所示。
(E)(F)
如果用向下排空气法收集氢气,难于验满,因此收集氢气的最佳方法是排水法。
注意事项:仪器连接好以后应先检查装置的气密性,然后再装入药品制取氢气;将锌粒装入试管时,应将试管倾斜,使锌粒滑入试管底部,以免直接投入时砸破试管底;对产生的氢气经验纯后再收集或直接应用;收集满氢气的集气瓶应倒置在桌上,防止氢气很快逸散。
【中图分类号】G635【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)3-0238-02
众所周知,教学反思是教师进步的阶梯,是教师进步的重要途径。在高中化学教学中,教师要以新课程理念为指导,通过教学反思不断地,逐渐地提高教师自我的教学监控能力,提升教师的专业素质,从而为更好的,更有效的开展课堂教学奠定基础。
一、反思教学观念,提升学生课堂主体地位
教学方法的改革,首先是教学思想的改革。传统的化学课堂教学只关注知识的接受和技能的训练,现在仍有许多学校强调学生的任务就是要消化、理解教师讲授的内容,把学生当作灌输的对象、外部刺激的接受器,甚至连一些化学实验现象都只是教师的口述,而不给他们亲自动手或观看演示实验的机会。这就导致我国绝大多数学生逐渐养成一种不爱问、不想问"为什么"、也不知道要问"为什么"的麻木习惯。
《纲要》中明确提出:"改革课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学生学会学习和形成正确价值观的过程。"新课程的课堂教学十分注重追求知识、技能、过程、方法,情感、态度、价值观三个方面的有机整合,在知识教学的同时,关注过程方法和情感体验。教师教学观念的更新是课程改革成败的关键。因此在新课程付诸实施中,教师的教学观念必须要新,决不能守旧。
二、反思教学方法,增强化学课堂教学活力
在教学方法上,化学教师应根据化学学科的特点,从实验、多媒体等手段入手,增强课堂教学的直观性,不断提升学生的动手实践能力,从而使抽象的化学问题简单化、使静态的理论动态化,激发课堂活力。
例如,在讲到原子结构时可以用不同颜色,不同大小的小球分别代表原子核和核外的电子,然后制成动画,模拟原子核外电子的运动,通过闪烁的方式及叠加的手段,展现电子云的特征。在比较取代反应和加成反应这两个概念时,动画模拟甲烷和氯气如何断键,氯原子与碳原子形成新键;乙烯中碳碳双键断裂,两个氯原子分别接到两个碳原子上,通过动画形象直观地展示了两个不同的反应机理。特别是有机化学部分,有机化学反应多,内容琐碎,每次讲新课之前利用多媒体回顾上次所讲内容,温故而知新。借助于录像教学,既保证学生的安全,又保护环境,还能达到良好的教学效果。例如,苯与液溴在铁粉作催化剂的条件下发生取代反应,由于液溴取用过程中会有溴蒸汽挥发出来,可采用录像技术进行演示,同时对操作注意点进行局部放大,加上旁白介绍,使学生不仅能理解"为什么这样操作",更能体验正确的操作,而且避免了液溴毒性的侵害。
三、反思教学过程,实现化学课堂有效教学
1.通过改进化学实验提高实验效果
化学是一门以实验为基础的科学,实验教学未必要按部就班,例如在做浓度对化学反应速率的影响时,笔者见有教师作如下改进,在两支试管中分别加入相同体积的浓HCl和稀HCl,同时放进大小相同的Zn粒,迅速塞好带玻璃管的橡皮塞(玻璃管上端系一塑料袋,袋内不留空气),2分钟后,盛有浓HCl的试管上的塑料袋可膨胀70~80ml,而盛稀HCl的试管上的塑料袋却膨胀不到10ml,经过改进,实验可见度大,对比性强,定量性好,需要说明的问题简单明了。关于"碳酸钠的性质与应用"一课中,碳酸钠和盐酸反应产生二氧化碳使气球变大,这个实验因为气体的压强太小或因为气密性不好,因而很难看到明显的现象,也可进行如下改进,在两个量筒中加入等体积、等物质的量的盐酸,再滴入几滴洗涤剂,用等物质量的NaHCO3、Na2CO3加入量筒中,产生的CO2使洗涤剂产生大量的泡沫,可以通过泡沫上升的快慢和高度来判断反应速率的快慢和产生CO2的量的多少。改进实验,变验证性实验为探究性实验,创设探究情景,激发学生探究情趣。
2.通过精选习题,提高学生学习兴趣
预习作业有课本中的"活动与探究"、"问题解决"、"交流与讨论";复习巩固作业有课本中的"练习与实践",一专题下来可以做"本专题作业",这些书本习题作为教材的一部分是我们学习的精华,要充分重视,教师还要详细讲解。有些学校精心选编试题,控制难度,提高练习的效率和准确性,课堂上使用的学案相当好,包括学习目标、已有知识、问题探究、课外习题等小模块。当然最配套的是教师自己精心设计的习题或试卷,题量不要太多,题目要精选,紧扣教材,切合学生实际,兼顾学生差距。
四、借助多种途径,做好课堂教学反思工作
1.教学后记反思法
教育家苏霍姆林斯基曾经建议每一位教师都来写教育日记、随笔和记录,这些记录是思考及创造的源泉,是无价之宝,是教学科研的丰富材料及实践基础。教师应依据教师职责和新课改的要求,坚持对自己的教育教学进行回顾与思考、反省与检点,并通过文字形式把它记录下来。对每堂课的整个过程回忆再现,思所得,发扬长处,发挥优势;思所失,汲取教训,弥补不足;思所疑,加深研究,解惑释疑。
2.观摩公开课
通过观摩别人的公开课,分析别人成功和失败的原因来反观自己的教学行为,是教学反思的一条重要途径。教师可以通过听名教师或专家讲课,观看优质课例,对照自己的教学行为进行比较,找出自己与别人的差距,制定自己新的发展点。
3.借鉴他人意见
"他山之石,可以攻玉"。教师应该通过与同事、同行交流,对教学设计的依据、基本教学过程、富有创意的素材或问题等进行交流,找出理念上的差距,解析手段、方法上的差异,从而提升自己的教学水平。
叶澜教授指出:"一个教师写一辈子教案不一定成为名师,如果一个教师写三年反思有可能成为名师"。新课改的路程还很漫长,唯有经过实践、积累、反思、总结,我们才能在新课改中站稳脚跟,立于不败之地
参考文献:
如针对我校的应用化工技术专业,我们通过教学研究和大讨论对基础理论教学内容进行了整合,去掉一些单纯理论推导,保留了最基本的、基础的、原则的内容.对于无机化学中“原子结构和元素周期律”、“分子结构和晶体结构”这些难度较大,而在工厂、企业等实际应用中用途不大的内容知识,适度减少了其部分教学内容,着重讲授了化学反应速率和化学平衡及其应用.在教学中笔者十分重视本学科的研究现状、发展方向、研究方法和研究成果等,会在学习有关内容时,及时将最新研究成果和最新技术吸收进来,使教学内容具有前瞻性和启迪性,如在讲解配合物相关知识时,会向学生介绍配合物在光、电、磁学以及吸附分离等方面的应用及发展前景,在讲解“元素及化合物”的相关内容时,会向学生介绍有关重金属污染、微量元素与人体健康的相关知识,这样既可以增加课堂的新颖性、趣味性,又有利于培养学生对化学的学习和探究兴趣.
2更新教学方法和教学手段,提高教学效果
教学方法和手段的更新是课程改革的难点.要积极开展教学研究,探索教学规律,重视学生的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性.教学过程中我们采用了多种教学方法,如启发式、讨论式、探究式等教学方法,用以不断激发学生的学习兴趣,同时有效地避免了“满堂灌”,给学生留有一定思维的空间、自学的空间.如在讲解完杂化轨道理论和价层电子对互斥理论时,采用了讨论式教学,在将两种理论的主要内容学习完后,以相关习题作为依据,让学生分组讨论两种理论的联系与区别、二者的优点与不足,学生们发言后,教师再作总结,这样做不但有利于帮助学生更好地理解教学内容,也充分调动了学生学习的主观能动性和学习效率.将优秀的、传统的教学方法与现代化的教学方法相结合,积极推进多媒体辅助教学.无机化学的教学内容既涉及晦涩、难懂的理论知识,又涉及琐碎、繁多的元素化合物知识,开发计算机辅助教学,制作相应CAI课件,可将教学内容形象化、直观化,增加教学容量,大大提高教学效率.如在无机化学课程课堂教学中,经常涉及分子和原子模型平面和立体图形等,可通过FLASH动画的形式进行展示,可使微观的现象得以生动地描述,图文并茂,动静结合,将抽象的行为形象化,便于学生轻松掌握原本非常抽象的理论.为便于学生自主学习,我们还可以充分利用网络技术,将课程的教学大纲、教案、课件、习题、参考书籍等教学资料上网,实现优质教学资源共享,为学生创造一个好的、开放性的学习环境.
3注重实验教学,理论联系实际
无机化学是一门实验科学,通过直观的实验现象能帮助学生很好地理解和掌握无机化学的基本理论和基础知识,有助于学生理论与实践相结合.因此,我们在讲授理论的同时开设实验课,加强实践内容,强化实践环节,注重实践操作与综合能力的培养.在实验内容的选择方面,强调实验的基本操作,如选择溶解、蒸发、结晶、溶液的配制、试剂的取用等实验,不断强化学生的基本操作训练;同时,减少验证性实验,增加制备性、综合性实验.如删减了实验教材中元素锡、铅、锑、铋、银和汞等的性质实验,增加了硝酸钾的制备与提纯、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备等制备性、综合性实验,特别是三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备实验是以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并进行草酸根离子及铁离子含量测定实验的(该综合性实验含3个实验,共时),这样就逐步形成了一套由浅入深、循序渐进、重在应用的实验教学模式,进一步强化培养了学生独立思考、解决问题的能力,以及动手能力,启迪了他们的创造思维.结果表明,具有较好的教学效果.
4科学设定考核方法
考核是教学过程的一个重要环节,其目的是为了检验学生学习的成效,评估教师教学水平与教学效果.科学、有效的考核方法有助于教师更好地做出正确评估.目前我校无机化学理论课和实验课考试成绩均由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,平时成绩占30%,期末考试成绩占70%.对于无机化学理论课,平时成绩可通过课堂提问、平时作业、撰写小论文、无机化学知识竞赛成绩、章节测试成绩、出勤等几方面的考查给出成绩;对于实验课,则可通过对预习报告、出勤情况、实验纪律、实验操作、实验报告等方面的考查,综合求出平时成绩.理论课的期末考试以笔试为主,内容强调无机化学的基础理论知识;而实验课的考试以实际操作为主.实验课考试前,我们将考试所需的仪器和试剂置于实验台上,由学生随机抽取内容不同的考题,要求学生根据不同考题,运用所学知识在已有的仪器和试剂中选择所需仪器和试剂,在规定时间内设计出相应的实验方案,并根据方案进行现场操作.监考老师根据实际操作现场打分,这样的考核可更科学、真实地反映学生的知识应用能力和实验动手能力.
新课程的化学教学对教师提出了更高的要求,要更好、更快地适应新课程教育教学的改革,认真做好教学反思是一种很好的方法,能起到事半功倍的效果。我结合教学实践,对此进行了探讨。对于化学教师而言,进行教学探索有助于教师建立科学的、现代的教学理念,并将自己新的理念自觉转化为教学行动,促进教师由经验型教师向学者型教师转变。笔者认为应从以下三个方面进行教学探索:
一、教学观念的探索
教学方法的改革,首先是教学思想的改革。传统的化学课堂教学只关注知识的接受和技能的训练,现在仍有许多学校强调学生的任务就是要消化、理解教师讲授的内容,把学生当作灌输的对象、外部刺激的接受器,甚至连一些化学实验现象都只是教师的口述,而不给他们亲自动手或观看演示实验的机会。这就导致我国绝大多数学生逐渐养成一种不爱问、不想问“为什么”、也不知道要问“为什么”的麻木习惯。《纲要》中明确提出:“改革课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学生学会学习和形成正确价值观的过程。”新课程的课堂教学十分注重追求知识、技能、过程、方法,情感、态度、价值观三个方面的有机整合,在知识教学的同时,关注过程方法和情感体验。教师教学观念的更新是课程改革成败的关键。因此在新课程付诸实施中,教师的教学观念必须要新,决不能守旧。
二、教学方法的探索
在教学方法上,我们应抛弃原先那种“一张嘴、一本书、一支粉笔”的怪圈。实验是一个非常好的教学手段,可以提高学生学化学的兴趣,培养动手能力。化学教师应想方设法多做演示实验,改进实验,有条件的话让学生自己多做实验。在现代化学教学中,学生喜爱的教学手段是多媒体CAI动画、录像和化学实验,我们可选择教材中的一些典型章节,制作成多媒体课件、录像教学。有很多教师未曾使用过多媒体辅助教学,他们觉得制作课件比较麻烦,在课后花的时间较多,其实有时我们使用多媒体,可以增加教学内容和教学信息,使抽象的化学问题简单化、使静态的理论动态化,从而化难为易。
三、教学过程的探索
1、化学实验的探索
化学是一门以实验为基础的科学,实验教学未必要按部就班,例如在做浓度对化学反应速率的影响时,笔者见有教师作如下改进,在两支试管中分别加入相同体积的浓HCl和稀HCl,同时放进大小相同的Zn粒,迅速塞好带玻璃管的橡皮塞(玻璃管上端系一塑料袋,袋内不留空气),2分钟后,盛有浓HCl的试管上的塑料袋可膨胀70~80ml,而盛稀HCl的试管上的塑料袋却膨胀不到10ml,经过改进,实验可见度大,对比性强,定量性好,需要说明的问题简单明了。关于“碳酸钠的性质与应用”一课中,碳酸钠和盐酸反应产生二氧化碳使气球变大,这个实验因为气体的压强太小或因为气密性不好,因而很难看到明显的现象,也可进行如下改进,在两个量筒中加入等体积、等物质的量的盐酸,再滴入几滴洗涤剂,用等物质量的NaHCO3、Na2CO3加入量筒中,产生的CO2使洗涤剂产生大量的泡沫,可以通过泡沫上升的快慢和高度来判断反应速率的快慢和产生CO2的量的多少。改进实验,变验证性实验为探究性实验,创设探究情景,激发学生探究情趣。
2、作业布置的探索
预习作业有课本中的“活动与探究”、“问题解决”、“交流与讨论”;复习巩固作业有课本中的“练习与实践”,一专题下来可以做“本专题作业”,这些书本习题作为教材的一部分是我们学习的精华,要充分重视,教师还要详细讲解。有些学校精心选编试题,控制难度,提高练习的效率和准确性,课堂上使用的学案相当好,包括学习目标、已有知识、问题探究、课外习题等小模块。当然最配套的是教师自己精心设计的习题或试卷,题量不要太多,题目要精选,紧扣教材,切合学生实际,兼顾学生差距。
3、公开课的探索
经过教师的精心安排,公开课很“成功”,一节课表面上看来条理清楚、精彩圆满,师生配合默契、问答巧妙,学生似乎个个聪明机智,根本不需教师的启发诱导。公开课应该求真务实,多一点本色,少一些粉饰。化学公开课只有坚持以人为本,正确把握学科特点,遵循教学规律,选择合适教法,才能实现优质高效的目标,扎扎实实地推进课程改革的深入实施。
四、教学探索的方法
教学探索要求教师保持敏感而好奇的心灵,要求教师经常地、反复地进行探索,要求教师选择多种教研方法进行探索。教学探索的基本方法,笔者试做些初步探讨:
1、教学后记探索法
对每堂课的整个过程回忆再现,思所得,发扬长处,发挥优势;思所失,汲取教训,弥补不足;思所疑,加深研究,解惑释疑;思所难,突破难点,化难为易;思创新,扬长避短,精益求精。加深自己对教学典型事例的思考记忆,持之以恒,必能把经验“点”连成“线”,最后铺成“面”,形成自己的教学“体系”,这是教师专业化成长过程中的宝贵“财富”。
2、观摩公开课
通过观摩别人的公开课,分析别人成功和失败的原因来反观自己的教学行为,是教学探索的一条重要途径。教师可以通过听名教师或专家讲课,观看优质课例,对照自己的教学行为进行比较,找出自己与别人的差距,制定自己新的发展点。特别是同事之间互相听课、不含有考核或权威指导成分,自由度较大,通过听课者对课堂中的教师和学生进行细致的观察,写下详细、具体的听课记录,在课后与授课教师及时进行交流和分析,推动教学策略的改进,这在无形中会促进化学教师教学探索能力的提升。
3、借鉴他人意见
“他山之石,可以攻玉”。教师应该通过与同事、同行交流,对教学设计的依据、基本教学过程、富有创意的素材或问题等进行交流,找出理念上的差距,解析手段、方法上的差异,从而提升自己的教学水平。
高三的总复习阶段,教学是以复习课为主。复习观念是否先进,复习策略是否科学,复习方法是否得当对学生高三一年复习效果及高考成绩都有至关重要影响。但我们往往感到最棘手的是如何激发学生对已学知识的回忆,概括、深入与创新,如何构建知识体系,如何突出重点、突破难点,如何提高复习的有效性。同时,这也是对教师的教学思想、教学水平、教学能力的全方位检验。
然而,有种观点认为,高三复习强调的是效率,不必象新授课那样创设问题情景,没有必要进行科学探究,于是"教师详细知识归纳+大量习题训练"成为高三复习常见模式。很多学生也认为复习课就是知识的重复,听课兴趣不高。其实如何进行有效的"重复",如何在"重复"中巩固基础知识,构建知识网络,优化思维品质,形成分析问题、解决问题的能力,是摆在高三教师面前的一个重要课题。近年本人连续担任高三毕业班的教学,逐步在复习目标的有效性、复习课教学方式的有效性、习题设计的有效性等方面进行了一些探索。
一、对传统教学暴露的问题要反思
第一轮的复习,我们一般都是进行章节复习。抓住课本的知识点,紧扣每章的重点、难点进行整理分类,回忆、对比,以达到大章内容的综合与提高。如果我们还是按照传统式的教学方式,单纯的照课文复述一遍,炒一回冷饭虽然也能起到对知识点的回顾与落实,但学生对这种教学方法的陈旧化、单一化会感到枯燥厌烦,上课反应冷淡,无精打采,甚至学习成绩好的学生上课不爱听,复习效果自然低效。要改变这种现状,首先是我们教师的观念要改变,彻底摒弃旧的教学思想,打破传统式的满堂灌的教学模式,从新的角度积极探讨激发求知欲,适合学生心理特点的教学方法与模式。
二、要认真研究目前高考的特点
2011年理综化学试卷仍然是8道选择题(每小题6分),和4道主观题,试题考查的知识内容以及试题的特征,都和2010年、2009年十分相似,变化不大,没有偏题和怪题,着眼点仍然在基础知识,难度不大。化学考纲中的主干知识,成为今年化学试题的重中之重,几乎所有的题目都是围绕主干知识而来,对于PH值的计算、电解、元素化合物的推断、基本实验操作、氧化还原反应等。虽2008 年高考理综化学试题与去年高考化学试题相比,难度增大,命题人为求创新部分试题确有争议,但所考知识都是主干知识。纵观近几年来高考化学试题,总的讲覆盖面大,综合性强,单一知识点的测验题较少,单一识记题较少,基本实验内容的题较少,体现了源于课本而高于课本。因此,高三化学总复习阶段必须坚持三到位。即基础知识到位,逻辑思维到位,分析问题和解决问题的能力到位。
三、高三化学有效复习的几点尝试
为了使高三化学复习效果好,在总复习过程中,一般采用的是"三轮一冲刺"第一轮复习:分章复习.第二轮复习:分块复习.第三轮复习:综合训练,模拟测试。还有最后冲刺:查漏补缺,找规律,增加知识覆盖面。
(一)加强知识学习,提高教师素质。
1、学习教育教学理论,学习教学改革、创新教学理论,更新教育教学观念,跟上时代的发展和教育教学的新形势,接受并使用先进的合理的科学的教学方法。
2、学习专业知识,不断提高业务水平。广泛涉猎本专业的参考资料、教案、练习题、课外读物,丰富自己的专业知识。05化学考纲人手一份,仔细研读,吃透考纲的要求,把握高考的动向。
3、纵观近几年化学高考试题,一个明显的特征是考题不偏、不怪、不超纲,命题风格基本保持稳定,没有出现大起大落的变化。很明显,命题者在向我们传输一个信号:要重视研究历年高考题!因此,要求每位老师开学后前三周详细做完2009、2010、2011年各三套高考试卷,将每一套题按考点归类,合计出每个考点的分数及题型。
(二)研究"纲""题" 把准方向
"纲"是理综高考化学《考试大纲》,"题"是理综高考化学试题,要加强新课程理科综合《考试大纲》和理综高考化学试题的学习、研究,用《考试大纲》和高考化学试题指导复习,把准方向,增强复习的目的性、针对性、有效性。要确明新课程理科综合考试化学科的特点、内容和要求,对新课程不作要求的内容(如电离度、二烯烃、平衡常数、卤化氢和二氧化硫的实验室制法、硫化氢的性质、实验室制法等),复习可不涉及;对新课程增加的内容(如化学反应中的能量变化、热化学方程式、重要的氧化剂、还原剂、臭氧、过氧化氢、常见的生活环境污染和防止、原料与能源的合理利用、无机非金属材料、化学实验方案的设计等),要特别关注。要明确理综高考化学科四种能力(观察能力、实验能力、思维能力、自学能力)的具体要求,研究理综高考化学试题如何通过化学知识为载体,考查学生的学科能力;研究采取哪些措施,帮助学生达到高考要求;做到能力培养心中有数,教学有方。要充分考虑学生的可接受程度,控制好课堂教学的难度和容量(知识容量和思维容量)。分析、讲解的例题,要以中挡题为主;学生的练习,要紧扣基础,不回避常见题(高考都不回避常见题)。对一些资料上超纲超要求的偏题、怪题,要大胆拚弃。对于多数学校的多数班级,一堂课的例题讲解应掌握在3-5个为宜,要注重题上"开花"(举一反三),以一当十。对不同层次学生明确不同要求,注意分层教学,以注重科学、讲求实效的教学,提高复习效率。
中图分类号:G633.91 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0145-02
新课程教学设计中正确处理好预设与生成的关系,能充分体现新课程的基本理念。课堂教学因预设而有序,因生成而精彩。下面就如何做到充分预设与有效生成谈一些看法。课堂预设是教师在认真备课的基础上,依据一定的教学理念设计的课堂教学策略,预测教学目标,是一种教学预案。课堂生成是师生之间合作、交流、思维碰撞而形成的超出教师预设方案之外的新问题、新情况。
一、充分预设的条件
有效教学是预设和生成的辩证统一。要想避免教学低效、盲目的生成,预设至关重要,只有预设充分科学才有高效的课堂。因此,在教学中欲达到预设的精彩必须具备以下条件:
1.准确把握课程标准,是教师预设的前提。新课程下的课堂教学,不仅是教教材,而是要学生依据教材理解课程标准,以达到应有的教学目标。这就要求教师依据课标对教材进行高水平、高质量的加工与包装。教师在备课时不仅要把教材挖透、挖深,多角度地理解教材,找准与新课标的结合点;还要博览群书,关心最新的生物科技动态并及时整合到教案中,形成有教师教学个性的教材知识,这样才能使预设具有前瞻性。
2.潜心研究学生,是教师预设的保证。学生原有的知识和经验是教学的起点。在教学中,教师预设的内容如是学生熟练掌握的,教学将是低效的,如预设内容远远超出学生的知识和能力范围,教学将是无效的。通过课前书面、座谈等多种形式的调研,了解学生与本节内容有关的知识、技能和生活经验。从学生的生活经验出发,可以激发学生的求知欲,有利于学生从被动的学习方式向主动获取知识的学习方式的转变。利用新旧知识的联系,可以突破教学的难点,达到深入浅出的效果。预设的内容与学生的实际学情紧密结合,有利于学生的思考与创新,有利于学生主体地位的彰显。如此,教师才能做出更为有效的教学设计,杜绝无效、减少低效的课堂生成,促成高效的课堂生成。
3.科学预设教学环节,保证学生对知识“咀嚼回味”所需的时间和空间。在教学内容设计中,老师的讲解及提问在某些方面不要太到位、太完美,留有余地让学生自主思考,培养学生自主探究的能力;教学过程的设计原则应该是老师要精讲少讲,给课堂留足、留够生成所需的时间。
案例:《影响酶活性的因素》教学片段。在讲完温度、PH、酶浓度、底物浓度等对酶促反应速率的影响后,出示习题:下图表示的是在最适宜温度下,反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。(1)请解释在A.B.C三点时该化学反应的状况。(2)如果在A点时温度升高100C,曲线会发生什么变化?为什么?请画出变化后的曲线。(3)如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的酶,曲线会发生什么变化?为什么?请画出相应的曲线。
在评讲完该题后,自我感觉设问得比较全面,学生掌握得也较好。在讲完所有知识后,还余有5分钟,我让学生互相疑问、交流。在此过程中,有一位同学问如果在B点时温度升高100C曲线会发生如何变化?此时对我来说有耳目一新之感,在短暂的思考后,引导学生画出了变化的曲线,之后又让全班同学学习这位同学的质疑方法。如没有最后5分钟的留白,此类有创意的问题是不会产生的。建议在今后的教学中,每节课最后的5分钟留给学生,课堂是学生的课堂;在课堂知识预设时,给学生留足思考的空间,这样才能逐步培养学生主动学习、自主学习的能力。
二、有效生成的时机
在“一切为了学生的发展”的共识下,“生成性教学”被广大教师所认可,在生物课堂教学中,要善于发现学生的闪光点,及时捕捉生成信息,激发学生的学习积极性。课堂中的有效生成常出现在如下时机:
1.将错纠错生成。教学过程是学生在教师的指导下认识和发展的过程,是学生从不会到会、从懂得少到懂得多的过程。在这个过程中,学生出错儿是正常的。学生错误的暴露往往是动态生成的良好时机,优秀教师善于引导,使学生将错误和正确两相对比,让学生自行判断,得出结论。例在学习光合作用时,学生写反应式总是出错儿。光能写成太阳光能、叶绿体写成叶绿素、多写酶、用等号、产生的氧气用放出符号、反应物水写成7个、生成物水写成1个等。这时我就让学生去分析为啥不能如此写,例如日光灯的光也可使植物进行光合作用、叶绿体中含有酶、氧气中的氧来自生成物水等。通过学生的自行辨析和老师的讲解,使学生对该反应式加深了理解,大大降低了出错率。
2.组织参与探究生成。课程标准倡导探究性学习,而生物课程中科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动,常需要学生动手操作,亲身体验。在这个过程中往往会出现许多预想不到的问题,所以探究中充满生成,生成又赋予探究新的内涵。案例:《探究PH对酶促反应速率的影响》的实验进程中,突然有个学生问:“老师,不同的酸碱度是否对过氧化氢的分解有影响?”我回答说:“你提的问题极有创意,它是该实验的一个无关变量,是否对实验结果有影响,你可以设计实验去探究。”该同学经与同组同学交流,很快得出了把浸过酵母液的滤纸片换为普通的滤纸片,其余与课本相同的实验方案。实验结果是:PH=9的烧杯中,出现了明显的气泡;PH=7的烧杯中气泡不太明显;PH=5的烧杯中没有发现气泡。从而得出酸不影响过氧化氢分解,碱会影响过氧化氢分解的实验结论。在这个案例中,学生的“妙招”其实就是学生的创新,是学生在课本原有实验基础上的深入思考。教师能巧妙地将学生的“发难”生成新的教学资源,使学生进一步体验和领悟科学的思想理念,收到了预料之外的好效果。
3.在激情争辩中生成。研究表明,教师在课堂上具有极强的权威性。在课堂教学中教师过早或不合时宜地作出评价,可能就会压制、扼杀学生有价值的想法和做法,当学生产生不同的意见时,教师不妨首先做一个忠实的倾听者,让自己认为有理的各方先互相争辩,这个争辩的过程也是学生自我评价、不断改进的过程。例在讨论“酶特异性实验的设计”时,涉及到对因变量的检测,有的说用菲林试剂,因为实验现象明显;有的说用碘液,这样方便,符合实验的简便性原则;有的说还是用菲林试剂,因为用碘液只能检测淀粉是否被分解,但不可检测蔗糖是否被分解,等等,最后得出用菲林试剂而不用碘液的结论。我们必须看到,课堂上生成的资源因素具有方向上的不确定性。不同的方向,教育的价值不同,有的还可能产生负面教育效应。因此,在教学过程中,教师要提高自己的教学智慧,在课堂上灵活地捕捉生成机会,善于发现有价值的生成性资源,并进行积极的价值引导,服务于课堂的有效教学。
预设与生成是教学过程中的矛盾统一体,没有充分的预设就不会有有效的生成,预设是生成的基础,生成是预设的补充和拓展。从这个角度讲,教师不但要在课堂教学结构设计上下工夫,还应着力提高自己的教学应变能力,以在实际教学活动中自如地处理各种“意外事件”。
参考文献: