发布时间:2023-10-07 15:41:41
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观念是行为的先导,若没有形成正确的学科观念,该学科就难以指导人们的行为及生活。中学化学教学能够使学生终身受益的就是影响他们世界观、人生观和价值观的化学思想观念。大多数高中生毕业后不太可能从事与化学相关的事业,他们只需要对待这个物质世界的正确态度、观念和方法。化学教学的重心应从过分注重事实性知识转变为事实性知识和观念两者并重,这已是时代的需求。本文以苏教版选修教材《化学反应原理》为载体,突出“观念建构为本”的教学理念,结合笔者的化学新课程实践,就培养学生的学科基本观念作一探讨,力求把新课程理念转化为具体的运作。
一、学科观念在《化学反应原理》中的组织和呈现
1.学科知识类观念的集中体现。
化学反应原理是人类在研究大量化学反应本质的基础上,总结得到的关于化学反应的一般规律,《化学反应原理》中设置了“化学反应与能量”“化学反应速率和化学平衡”“溶液中的离子平衡”三大主题,这种大章大节式的编排体系,清晰地形成了一个利于学生接受的知识网络,突显学科内涵、学科知识体系的逻辑性和系统性,学科知识类观念在各主题中得到集中体现,且呈螺旋上升的趋势。教材通过介绍能量变化的基本原理、化学平衡基本理论、离子反应基本规律,使学生能适应从宏观与微观、定性与定量、快慢与限度、本质与现象、积极应用与负面影响、能量转化等方面认识化学反应。这样的编排体系无疑对教师的教学设计方式和意识的转变产生巨大的推动作用,教师应该理解这样一种编排意图,不断概括提炼出“具有持久价值和迁移价值的化学观念”,并落实到课堂教学中。
2.学科价值类观念的分散渗透。
作为理论性较强的选修课程,《化学反应原理》没有像必修模块那样,开设相对独立的主题学习学科价值,但是挖掘教材,处处都有渗透科学精神的好素材。苏教版教材非常重视理论与生产生活相结合,是目前被审查通过的教材版本中最贴近实际的一个,STS 教育渗透较深。教材关注核心观念的建构过程,改变原来过分强调事实性知识的内在逻辑结构,课程内容的选择在化学分析方法的定量化和实验手段的现代化方面,同以往的化学课程相比,大大地向前迈进了一步。如专题2“化学反应速率和化学平衡”就通过一系列定量实验活动来强化“实验观”,使学生深刻认识到实验是研究化学的方法之一,条件的控制是实验研究的灵魂。教材用大量的图片和语言的描述展示了化学在工农业生产、科学前沿、日常生活中的广泛运用,使学生通过化学的学习更加了解周围的世界和自己的生活,增进对化学学习的兴趣和对化学学科的创造性与实用性的赞赏,不断提升“化学价值观”。
《化学反应原理》是为学习理科的学生所设计的,学习该模块,不仅能完善中学化学基本概念和原理的知识体系,而且能使这些对化学感兴趣的学生了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用,认识化学在不断丰富社会物质财富,提高人类生活质量,推动社会发展过程所起到的作用,树立研究化学的志向。《化学反应原理》所蕴含的学科观念是丰富的、多元的,教师只要选择出最适宜渗透的观念进行教学设计,一定能在有效地帮助学生掌握相关化学基本概念和原理的同时,强烈感受并建立相应的观念。
二、促进观念建构的教学策略
1.单元整体教学设计。
观念建构为本的教学不能立足在一小节、一课时上,而应就相关内容进行整体的单元设计,通过一个相对连续的阶段来建构观念。教师对教材本身要有整体的把握,在此基础上选择一个统领课程单元的观念,以此为核心进行单元整体教学设计,并根据学生的知识经验和心理发展水平,将贯穿于教学单元的化学观念随教学进度分解为不同的层次,然后结合每节课的教学内容逐一建构。这样既保证了每一教学单元有一个整体的、宏观的化学观念作为起导向作用的单元目标,每一节课又有不同层次的、具体的、易操作的基本理解作为起执行作用的课时目标,使化学观念的培养贯穿于教学的每一个环节。
苏教版《化学反应原理》采用“专题―单元”式结构,共设 3 个专题 10个单元,内容基本按照课程标准的3个主题顺序安排。课程主题是课程内容的“脉络”,学科观念是课程内容的“浓缩和提炼”。审视各课程单元,观念的连续性可以清晰地识别出来。由于观念的整合作用,能很好地把原来孤立和零散的知识联系起来,形成一个有意义的整体。教师对整个单元知识体系做深入的思考与统筹的安排,并以对学生观念层面的理解为目标来统整相关的问题及活动程序。以专题3“溶液中的离子平衡”为例,围绕化学平衡常数,建立了水的离子积常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数等概念;利用化学平衡移动规律分析了外界条件对水及弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡、沉淀溶解平衡的影响。这种从单一到复杂的内容体系,联系紧密、层层深入,除了能使学生获得一些具体的知识外,更重要的是引导学生综合运用微粒观、平衡观、定量观系统地分析问题,一步步揭示溶液中离子平衡的实质。
2.创设以观念建构为核心的多样化活动。
学科观念的形成是在活动中发生、在交流合作中激荡、在反思实践中生成的。以观念建构为核心的多样化活动,不仅是促进知识向深层次观念发展的主要途径,也使学生有机会实践复杂的行为表现。活动的方式是多样化的,可以是观察思考、交流讨论、或是实验探究结合数据处理分析,也可以是课后的调查类活动。教师要及时把握实际教学中的活动方式,观察学生对化学课堂教学的适应性和认同度,观察学生在活动中的表现来推测其观念的建构情况,根据学生的反馈及时调整。
例如实验活动是过程方法教学的重点,教师可设置“认识盐溶液的酸碱性”“探究影响盐类水解的因素”“中和滴定法测定未知溶液的浓度”等实验活动,通过设计并实施这些实验活动,学生不仅获取了知识,还学会了很多具体的实验方法,如实验数据的测定、实验条件的控制、实验观察、实验记录、实验数据的表格化和线图化处理等,提升了学生对于实验作为一种科学研究方法的认识。教材为化学反应原理的研究提供了大量数据信息,如反应方向的判断、化学平衡常数都是结合数据分析呈现;设置了定量研究实验,如化学反应速率的测定,浓度、温度对化学平衡的影响等。这些探究活动不仅仅是培养学生的实验能力,更是学生个体理解、感受事实及其概念形成过程的质的转变。
3.结合学生已有经验进行情境设计。
情境教学所选择的材料信息应以一定的化学知识点为依托,可以是日常生活常识,或是与社会事件相关内容,或是一段化学小史。主要目的是引起学生观念上的冲突并能促使学生主动进入分析问题和解决问题的活动中,让学生在应用观念的情境中认识观念的功能和价值。教师要根据学生的原有知识水平和观念水平设计情境,分析学生原有观念与将要建构的新观念间的关系,让学生主动地、富有个性地学习,使学习效果最大化。
《化学反应原理》通过对纷繁复杂的化学现象背后的共同规律、普遍原理的认识让学生认识到不同化学现象后面的统一性,教学的结果是学生无论作为未来社会的普通公民还是化学专业人员,在思考化学与技术、自然、社会关系的问题时都能够自觉地根据化学基本原理乃至由此抽象出的哲学原则做出理智的决策,而不是简单重复别人的东西。
【参考文献】
[1] 王磊,胡久华.高中新课程选修课教与学・化学[M].北京:北京大学出版社,2006:6-15.
【中图分类号】R95 【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517(2016)24-0090-03
Abstract:Objective To investigate and analyze the adverse reactions descriptions in pharmaceutical instructions of essential drugs in order to propose suggestions and basis for improving pharmaceutical instructions in China. Methods A total of 500 pharmaceutical instructions were collected by literature mining and categorized as chemical drugs and Chinese patent drugs. The extent of integrity and scientific authenticity of adverse reaction descriptions in pharmaceutical instructions of both chemical drugs and Chinese patent drugs was evaluated. Administrative regulations on pharmaceuticalinstructionsand labels in China were employed as the majorcriterion while related guidelines proposed by FDA in US were adjuvant reference in the evaluation. Results Among all 500 subjects, specification rate and completeness of adverse reaction descriptions in instructions of Chinese patent drugs are far lesssatisfactory than chemical drugs. Moreover, ineligible terminological use was observed in some of the instructions. Conclusion Improvement is required for the descriptions of adverse reactions in pharmaceutical instructions of essential drugs especially those of Chinese patent drugs.
Keywords:Essential Drugs; Adverse Reactions; Evaluation;Analysis
2012版《国家基本药物目录》(以下简称《目录》),包含了化学药品和生物制品317种、中成药203种,共计520种,较2009年版增加了213种,目录中的化学药品和生物制品数量与世界卫生组织现行推荐的基本药物数量相近,并坚持中西药并重。随着我国经济的高速发展,《目录》下的中成药和化学药药品说明书中不良反应项的规范标注和统一问题正日益凸显,特别是中成药部分在上市前并未进行临床试验,反映在“药品说明书”上,就是“不良反应”项缺乏科学、严谨、公正、客观的指标和表述[1]。本文就基药目录下药品的不良反应项,对化学药和中成药展开对比评价分析,以期促进基本药物药品说明书的科学化、规范化,提高广大群众对不良反应的正确认识,及临床用药的安全性。
1 资料与方法
1.1 研究对象 以国家食品药品监督管理局公布的药品说明书为数据源,以《目录》为范围,收集500份基药目录下的药品说明书,以药品说明书中的不良反应项作为本文的研究对象。
1.2 方法 借鉴美国食品药品监督管理局颁布的“人用处方药和生物制剂说明书的不良反应部分指导原则”[2],同时参照我国国家食品药品监督管理局颁布的《药品说明书和标签管理规定》[3](局令第24号)(2006),对基药目录下药品说明书中不良反应项内容的完整性与科学性进行统计、整理、分析、评价,数据采用Excel表进行频数分析。
2 结果
2.1 化学药与中成药药品说明书中不良反应的标注情况 500种药品说明书中,化学药299份,中成药为201份,其不良反应有实质性内容的为标注阳性,标注率为65.20%,其中化学药的标注率为97.66%,中成药药品说明书不良反应标注率仅为16.92%。具体见表1。
2.2 化学药与中成药药品说明书中不良反应标注内容完整性的概况 明确的不良反应术语描述是科学、客观描述不良反应的基本要求。但调查的基药中,299份化学药品的不良反应存在不同程度的表述含糊不清,如注射用盐酸左氧氟沙星的“一般均能耐受”、甲硝唑片的“一般不影响治疗”、氨甲苯酸注射液的“瞳部不适”……相对于化学药品来说,中成药药品说明书的规范性更加缺乏。
完整的不良反应应该包含实质性内容、应急措施、不同亚群的反应、不同剂量的反应和部分更新的内容。不良反应的更新内容是指生产企业通过收集药品上市后不良反应监测报告或文献报告等,对不良反应进行补充更新的内容。本研究中,化学药中有描述的占8.58%,中成药只有0.25%,不良反应项下的更新内容严重不足。具体见表2、表3。
3 讨论与建议
研究结果显示,中成药说明书不良反应项表述情况令人堪忧,大部分中成药以“不良反应尚不明确”作为标注内容,比例高达78.11%,还有4.98%的中成药不良反应项直接缺失。
笔者认为造成这种现象的原因有三:一是中成药本身所具备的循证医学证据严重缺乏,基础研究中原始资料质量不高,2010年《药品生产质量管理规定》[4](GMP)中明确规定:“药品生产企业在药品上市前应进行三期临床试验研究”,调查结果表明,目前大部分中成药在上市前并未进行规范的临床试验;其次,我国药品不良反应报告制度不完善,西药药品的不良反应更容易得到临床反馈,进而更能反映在药品说明书的不良反应项中,但中成药药品由于临床应用中很难发现和收集其不良反应症状,中成药的安全性问题难以得到重视,缺乏持久的常规性的药品不良反应的跟踪监测;第三,中成药生产厂家在跟踪上市后不良反应,及时更新完善药品说明书不良反应的主动性和积极性严重不足。这些因素共同导致了中成药药品不良反应项内容欠缺规范的结局。
结合以上问题,笔者建议:①鼓励药企积极投入到药物的基础研究中,特别是基本药物目录中的中成药的基础研究,努力提高原始研究资料质量;②药品说明书应详细叙述药品引起的不良反应,指导医务人员、药品使用者一旦发生于药物相关的不良反应时,应当采取相应的应急措施,以缓解药品不良反应、降低药物不良反应导致的死亡率;③相关部门应积极采用行政手段,规范基药生产厂家对药品上市后不良反应信息的更新,对不重视药品不良反应更新的生产企业给予必要的处罚,促进基药药品说明书的不断完善,为临床药提供更多可参考的依据。国家食品药品监督管理局应对基药的药品说明书进行规范管理,提高基药临床用药的安全性和权威性[5]。
国家基本药物制度的建立促进了我国卫生事业的飞速发展,在保障群众用药安全、维护人民健康、减轻“看病难”、“看病贵”问题上做出了突出贡献。笔者建议,应在国家层面积极完善药品说明书规范化制度,持续提升中成药药品说明书的规范性。
参考文献
[1]王鸿蕴,王煊,朱文涛.中成药说明书与美国药品说明书对比研究 [J].中国药物评价,2013,30(2):73-76.
[2]FDA.Guidance for industry adverse reactions section of labeling for human prescription drug and biological products-content and forma.[2006-01-18].http://fda.gov/downloads/Drugs/GuidanceComplianceRegulatoryInformation/Guidances/ucm075057.pdf.
化学是一门理论性、逻辑性都很强的学科,它研究的是物质的本质和变化规律。要学好化学,其先决条件就是要掌握化学的思想。化学的思想是化学工作者们在长期的研究工作中总结出来的,它包括了化学工作者们对化学研究的基本观点和看法,也包括了研究化学的根本思路和方法。化学思想既是观点也是方法,掌握了它不仅能帮助学生形成化学的观点,掌握化学的规律,更能帮助学生提升对化学的认识高度,提高理论联系实际的能力。化学的思想主要包括以下两个方面:
一、哲学的辩证唯物主义思想
1.辩证唯物主义的物质运动的观点与化学之间的联系
马克思的辩证唯物主义哲学认为,物质是世界的本源,物质的运动是绝对的而静止是相对的。而在化学的学习过程中,我们会学到分子的运动,即布朗运动。我们在显微镜的帮助下观察悬浮在水中的藤黄粉、花粉颗粒,可以看到颗粒在永不停止地做无规则运动,而且温度越高,运动越剧烈。这种运动不仅反映了周围物质内部分子运动的无规则性,而且体现了马克思哲学中物质运动的永恒性。同样,我们也会学到原子的结构,原子非常小,是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的,这些电子绕着原子核做高速运转,就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。这一现象同样也说明了物质运动的规律,运动的绝对性和静止的相对性是辩证的统一。
2.哲学对立统一的规律与化学之间的联系
哲学的对立统一规律,是唯物辩证法的根本规律也是事物发展的根本规律,它揭示出事物以及事物之间的矛盾性,矛盾双方的统一和斗争推动事物的运动、变化和发展。化学变化的过程,实际上是物质(内部、外部)矛盾斗争的过程,在一定条件下,当反应进行到一定程度的时候,这种矛盾斗争也就趋于统一,这便是化学对立统一规律。例如:测定CuSO4溶液中溶质的质量,在0.5 mol/L H2SO4 溶液中电解CuSO4,在阳极发生的反应为,2H2O = O2+ 4H+ + 4e-,O2 在阳极上逸出;阴极反应为,Cu2+ + 2e = Cu,Cu在阴极上沉积,电解完成以后,取出电极称重,电极增加的重量即为溶液中Cu的量。同样在化学中,除一般情况之外,特殊现象也很多。例如,绝大部分固体物质的溶解度随着温度的升高而增大(矛盾的普遍性),只有极少数固体物质的溶解度却随着温度的升高反而减小(矛盾的特殊性),如熟石灰Ca(OH)2的溶解度。在可逆反应中,反应物与生成物之间不仅是矛盾相互转化的典型例子,也是矛盾同一性的最好证明。同时,两者之间又有斗争性,即反应若有利于向生成物方向进行的话,就必然不利于向反应物方向进行,反之亦然,如弱酸H2A的电离:H2A??H++HA-?HA- ??H++A2-
二、守恒的思想
人们通过对质量守恒定律的深入研究和认识,让守恒的思想在化学领域生根发芽。化学中有多种“守恒”,它包括:质量守恒,参加反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和;原子守恒,化学反应前后原子的种类和数目不变;元素守恒,化学反应前后元素的种类与质量不变;溶质守恒,溶液在稀释前后溶质的质量不变等。在学习化学的过程中,我们会发现很多这样的实例,如:
例1:24.5 g氯酸钾与2 g的二氧化锰混合加热到不再有氧气生成,冷却后称量剩余物质的质量为16.9 g,则生成氧气的质量为多少g?剩余物质中氯化钾的质量为多少g?二氧化锰的质量为多少g?
这道题可以根据质量守恒进行解答。化学反应方程式为,2KClO3=2KCl+3O2。生成的氧气 24.5+2-16.9=9.6 g;剩余物质中氯化钾:9.6÷96×149 =14.9 g;剩余物质中氯酸钾:16.9-2-14.9=0 g;二氧化锰是催化剂,化学反应前后质量不变,所以还是2 g。
例2:20 mL0.2mol/L HxRO4与40mL
0.15mol/L Z(OH)2液恰好中和,则R的化合价为多少?
这个题则可以根据电荷守恒进行解答,设HxRO4中R为+n价,则x=8-n。因H+和OH-守恒,有:20×0.2×(8-n)=
【摘 要】通过教学实践,提出给学生建立有机化学理论体系的重要性,指出突出理论教学,引进原版英文教材,实行双语授课,利用网络资源,加强与科研、生活的联系等几个方面有利于提高有机化学的教学效果。
关键词 基础理论;双语教学;有机化学;教学效果
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)05-0092-01
基金项目:本文系2010年度河南理工大学精品课程建设和重点课程建设资助项目“2010年重点建设课程—有机化学”(编号:201002)的研究成果。
有机化学是应用化学、化学专业的一门重要专业基础课, 也是材料化工、资源环境、生命科学等学科的基础课。有机化学涉及范围广,理论性强,就课程本身来说它有三个主要的特点:其一,有机化合物和有机反应种类繁多;其二,有机反应受反应条件的影响极大,虽有规律可循,但例外情况也比较常见;其三,化合物性质对结构,有机反应对机理的依赖性强。学生在学习过程中容易出现轻逻辑推理,重机械记忆的错误认识。导致出现知识点混淆、易忘记,一些重点和难点内容难以理解,面对实际问题无从下手等学习困难,很容易产生厌烦情绪,从而失去学习兴趣。如何在课堂教学中为学生建立起有机化学的理论框架,使学生从繁重的记忆任务中解脱出来,提高学习信心与积极性,就成为有机化学教师必须思考的重要问题。
一、重视有机化学的基本概念、基础理论,以及化合物的结构和立体化学教学,建立有机化学的理论体系
建立起正确的有机化学理论体系,对于学好有机化学有非常重要的作用。许多学生在学习有机化学过程中,不重视有机化学的基本理论,认为有机化学主要靠机械记忆就能学好,这是非常错误的认识。需要从下面几个方面着手来指导学生掌握有机化学的理论体系。
1.首先建立起结构(Structure)、性质(Property)、机理(Mechanism)和反应(Reaction)四者之间相互联系的逻辑关系。在这个关系中,结构和机理是基础,性质和反应是衍生。首先要让学生掌握化合物的结构特点,理解结构与性质的相互关系;掌握反应的机理,用反应来验证机理,用机理来推测反应。只有从根本上理解每类化合物的结构,才能掌握其性质;只有从根本上理解每类反应的机理,才能掌握各种化学反应。
2.掌握并理解有机化学中常用的基本概念。有机化学基本概念是有机化学基础知识的重要组成部分,是系统学习有机化学理论的基础。有机化学基本概念与其他学科有着广泛的联系,特别是无机化学。从教学实践来看,大多数学困生都不理解常见的概念性问题。
3.掌握常用的基本理论。如价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论、共振论、微观可逆性原理等。这些理论有的抽象,如分子轨道理论,虽然不要求理解分子轨道理论的数理基础,但是对分子轨道具体成键的特征必须掌握,像分子轨道对称性的特点,节点变化的规律,成键轨道、反键轨道和非键轨道数目的确定等,有些理论比较具体,如共振论,就不仅仅是理解的问题,而是必须熟练的掌握,这样才能更好理解反应机理和一些特殊的反应现象。
4.正确书写有机化学中常见的表达式。如Lewis结构式、共振式和反应机理等。必须强调有机化学中常用表达式的书写规则,特别是最基本的Lewis结构式的正确书写。否则学生无法判断共振式书写的对错,也无法比较共振杂化体的稳定性和推导正确的反应机理。
5.重视绪论的教学,对有机化学课程的整体框架及相关内容做适当的调整。通常在教学中安排绪论章节来学习有机化学的预备知识,作为随后按官能团分类学习有机化学的基础。在有机化学绪论课上,不仅要告诉学生有机化学的目的和任务,还要联系实际讲述有机化学和其他学科的关系和重要性,激发学生的学习热情。
二、实行双语教学,引进英文原版教材,提高学生自主学习的能力
1.实行双语教学,引进英文原版教材的必要性。双语教学有助于学生更深入的掌握有机化学知识点,了解有机化学学科的前沿动态。由于近代化学学科发源于西方,而绝大多数重要的化学类期刊(包括我国化学期刊)使用的语言都是英语,为使学生更准确的把握有机化学的知识脉络,理解化学家的思维模式,通过中英双语教学,引入英文原版教材,就显得非常必要。
由于使用英语课件授课,学生在课堂上接受知识的难度增大,为了更好地在课堂上理解教师所讲的内容,学生就必须提前预习所学课程,以求对教师即将讲授的知识有初步的了解。这样就在客观上提高了学生的自主学习的积极性,使得学生能够锻炼独立思考问题、解决问题的能力,为以后的工作和学习打下良好的基础。
2.实行双语教学的可接受性。有机化学适合双语教学。双语教学的最大难点是需要掌握大量的专业词汇,但是对于有机化学而言,这些词汇都可以利用简单的、已经学过的单词通过构词法快速掌握。例如,有机化合物的命名问题,只要掌握常见的十几种碳链的命名和各类官能团化合物的词尾(头),便能快速识别出这些专业词汇的意思。
在有机化学的教学过程中,仍然采用以前的中文教材,但必须是加入专业英语内容的双语课件,课件与所采用的中文教材保持内容的一致性,但把每一章节的大小标题、人名反应、常见的专业术语和化合物的名字都采用双语标记的办法,缓解学习者的语言压力,减轻紧张感,增强学习热情和信心,长此下去,学生通过课后进行中英文的对照、复习,经过一个循序渐进的过程,可逐渐熟悉和接受英文的教授,从而达到双语教学的目的。
三、有效利用网络资源,快速搜索自己需要的知识,提高学生获得化学知识的能力
网络上的有机化学资源十分丰富。目前,国内很多有机化学精品课程网站和世界上重点大学的有机化学课件,如哈佛大学等都在官网免费公开,介绍学生上网搜索,观摩学习。
四、与生活、科研相结合,提高学生的学习兴趣,不断更新课件内容
化学是理论与实践相结合的学科。在平时的授课中要把生活中常用的有机化学品或生产活动与化合物和有机反应原理的学习相结合,使学生充分认识到有机化学的重要性,切实感受到有机化学的魅力,激发学习有机化学的热情。
总之,一方面要加强有机化学基本概念和基础理论教学,引入双语授课,指导学生阅读原版教材,使学生掌握正确的学习方法;另一方面, 可以根据教学内容, 综合运用各种教学资源,提高学生获得化学知识和自主学习的能力,认识有机化学对社会生活的重要性,激发学习有机化学的热情和创造性的学习能力,再加上教师的丰富教学手段,就一定能提高有机化学的教学效果。
参考文献:
[1]郑彧,等.高校有机化学双语教学探索与实践[J].辽宁中医药大学学报,2012,14(8):153-154.
关键词:有机化学论文
有机化学是一门集理论性、实践性和系统性为一体的学科。医学有机化学是医学、药学以及生命科学等相关专业的基础课程之一。它衔接无机化学,并为后续的生物化学、微生物学、免疫学、药物化学、药理学和医学检验等课程提供了必备的基础知识和基本理论。医学有机化学的内容虽与化学、化工、生物工程等专业的有机化学课程大致相同,但教学的侧重点、教学的方法须有所差异,对任课教师也提出了更高的要求。笔者从自身的教学实践出发,从以下4个方面谈医学有机化学教学实践中。
一、了解学生化学基础
笔者所在学校的医学专业面向全国招生,而现阶段各省或地区的高考政策不尽相同,部分新生参加了化学学科的高考,因而具有较为系统的中学化学知识结构,同时对基本的元素、物质以及化学反应有一定的认识,这类学生具备较好的学习医学有机化学的基础;另有部分考生,未参加化学学科的高考,在高中阶段学业水平测试之后便停止了化学的继续学习,这部分新生的中学化学基础薄弱,普遍存在概念模糊,对元素、官能团的认知不清以及对化学反应几乎一无所知的问题,这些问题导致这部分学生学习困难,课堂参与度低,进一步导致学习兴趣和信心的丧失,最终难以顺利完成该课程的学习任务。
针对不同生源的中学化学基础参差不齐的情况,我们不仅需要在合班上课时考虑班级合理编排,更需要在课堂教学中照顾到基础薄弱的学生,同时满足基础较好的学生更高的学习需求。另外,我们尝试适当安排时间对基础薄弱的学生单独进行中学化学的重要知识点的回顾和讲解,将有利于这部分学生跟上该课程的课堂教学进度,也有助于他们对后续课程的学习。
二、引导学生系统建立有机化学知识结构
多数有机化学教材,包括该校使用的医学有机化学教材均按照化合物类型(如烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、醛酮、羧酸及其衍生物、糖、氨基酸和蛋白质……)进行章节编排,虽利于学生依据化合物类型建立知识结构,但各章节内容仍稍显分散,知识点较为繁杂,学生掌握不易。为了学生能够从最基本的有机化学概念、原理出发建立完善的有机化学知识体系,我们有意识地加强了绪论部分尤其是关于有机结构和有机反应的基本理论的阐述。
比如:绪论中我们介绍有机化学反应包含两个基本的组成:反应物共价键的断裂以及产物共价键的生成。共价键的断裂方式只有两种:异裂和均裂。前者产生自由基,后者产生离子对,两者均为有机反应的活性中间体,大多数有机反应与这两种活性中间体的生成及参与有关,从而派生出有机反应的三个基本类型:自由基反应、离子型反应(亲核或亲电反应)以及协同反应。
在后续章节的讲解中,我们将具体反应归属到上述基本反应类型进行讲解。比如:讲解烯烃的化学性质时,引导学生关注碳正离子如何形成、如何稳定以及如何参与化学反应;讲解羟醛缩合时,引导学生关注碳负离子如何形成、如何稳定以及如何参与亲核反应。这样不仅让学生能够从根本上理解反应,并且能够围绕基本反应的类型及活性中间体,将内容庞杂的知识点进行归类并逐步建立相应的知识体系。
三、注重有机化学与医学的学科交叉
有机化学之所以成为医学专业的基础课程,不仅因为有机分子是构成动物、植物体的基本单位,体内的物质转换及能量传递也均与有机化学反应息息相关。在医学有机化学的教学中,我们有意识地引入相关的医学知识,在强化对知识点理解的同时,阐释相关的生物学或医学现象,从而提升学生对有机化学的学习兴趣和热情。例如:在讲解立体化学这一章节时,我们开篇即以“反应停”(沙利度胺)事件为例,让学生认识到确定化合物立体构型的重要性。在20世纪50~60年代,“反应停”在临床上被普遍用于抑制孕妇的妊娠反应,但随之而来的大量“海豹畸形婴儿”的出生使该药物被禁止使用。后来的研究表明,当时使用的药物“反应停”实际为一对对映体混合物,即安全的R构型及致畸的S构型的混合物。通过这一实例,学生自然意识到立体化学对于有机化合物结构的重要性,课堂专注度也显著提高。
一、重视概念的形成过程
教学过程忽略概念形成的过程,那是对概念的定义进行生搬硬套的传授,学生并没有真正理解概念的本质,学生只是学习了一些词语,会背诵概念的词句,在做题时虽然也可以解答习题,但实际上学生只是用概念的规律对习题做出判断,那不是真正有意义的构建了概念,那应该叫做一种条件反射。当遇到一些概念的灵活与运用的问题和概念的外延的一些问题上就会显得很被动的。因此,化学基本概念教学的基本原理应是注重学生概念学习的过程,帮助学生发展思维能力,可以充分利用演示实验,分析归纳,形成基本概念适的条件使学生自主建构意义形成概念。
教师应该注重对情景的设置和提出有效的问题,并引导学生从一定的方向对情景进行分析,发现情景中的问题,学生若能提出有价值的问题,说明学生明确了学习的任务,有了明确的思维方向,也就为学生自主建构概念打下了坚实的基础。如学习氧化还原反应概念时,教师列出几个在四大反应范围内的和不在四大基本反应范围的氧化还原反应的例子,当学生首先按以前的经验给这些反应分类,但当他们用原有的思维方式去分析这项反应遇到困难时,必然会产生用新的方式去理解这些反应的动机,教师适时引导学生发现问题,提出问题,并指导学生从化合价变化的角度去观察,如果发现这些反应其实只有两类,这时学生基本上就形成了对氧化还原反应的实质内容的认识。此时学生应能对所选择的信息形成概括,应用自己的语言进行概述或接受前人的描述语言,从而完成对概念的建构。
二、通过实验渗透概念
初三的化学是启蒙教育,学生初次接触化学,就这个原因往往对概念理解不深,习惯用死记硬背的方法学习,教师尽可能地加强直观教学,增加课堂实验,让每个学生都能直接观看到实验现象,加强直观性,增强学生对概念的信度。同时学生的感性认识有助于形成概念、理解和巩固概念。
三、把抽象的概念形象化
对于抽象的概念,在没有化学实验的基础上应该应适当的比喻或指导学生自学去获取知识。合适的比喻可以起到事半功倍的效果。例如在讲分子这一概念时,可以让学生先去想象分子的样子,可以在纸上凭着自己的想象画出自己心目中的分子。目的是培养学生的微观意识。再让学生回忆日常生活中所见到的一些现象:为什么我们能闻到花的香味?为什么卫生球放久了会慢慢变小?烟雾的扩散等。让学生从宏观的感觉中去体会微观粒子的性质,理解分子论概念。元素是一个很抽象的概念,在建立元素概念时,利用学生已有知识,先让学生回忆原子及原子核的组成,然后在举例出各种元素的原子和同种元素的几种原子,让学生先感受到元素的概念,然后用生动的语言抽象出元素的概念。也可采用指导学生先阅读教材再通过讨论的方法使学生自己得出正确概念。这样,一方面能排除学生对抽象概念的厌烦情绪,又能使学生对比较抽象的概念理解得较准确和深入。避免教师把概念硬灌给学生,让学生死记硬背而记不住、难应用,进而加强对概念的理解。
四、及时总结注意概念与概念之间的微妙联系
在教学中可列举几组实例进行比较教学,在对比中明确它们的本质区别和联系,加深对概念的理解,锻炼学生的抽象能力。如在“元素”和“原子”概念形成之后,比较分析它们的区别和联系。即元素是宏观概念,是描述物质的宏观组成,只论种类,不论个数。而原子是微观概念,是描述物质的微观结构,既讲种类,又讲个数。元素是具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。这样的方式会让学生在元素概念的运用中会更得心应手。
五、深挖概念的内涵
一些化学概念层次较多,这给学生记忆带来了一定的难度。教学中我把组成定义的关键词句向学生突出讲解,促进对概念的理解,加强记忆效果。例如、在“催化剂”概念中,强调“变”和“不变”;在酸、碱定义中强调“全部”二字等。学生只有理解这些词语的意义,才能深刻理解基本概念。
如在溶液中“溶解度”概念一直是初中化学的一大难点,第一,定义的句子比较长,第二,而且涉及的知识也较多,学生往往难于理解。因此在讲解过程中,若将溶解度概念中的四句话剖析开来,效果就大不一样了。其一,强调要在一定温度的条件下;其二,指明溶剂的量为100g;其三,一定要达到饱和状态;其四,指出在满足上述各条件时,溶质所溶解的克数。这四个限制性句式加上关键字构成了溶解度的定义,缺一不可,进而加深了学生对这个概念的理解。
一、引言
绿色化学是一种在技术经济等领域利用新技术以减少对环境污染从而保护环境的新型化学反应,由于它在化学反应途径中以最大限度实现无污染或者净化污染物,且其研究内容是发现更为环保的能源化学材料。这种工艺非终端环境治理,也更能实现可持续发展。
二、绿色化学的具体内涵
绿色化学是一种意在最大限度上利用资源使得资源利用率达到最大,以提高产品或者有用物质的转化率,从而进一步可以由始端解决环境污染的问题,达到污染物治理的新型化学。由于现在环境问题的日渐严重,使得各国都在积极促进绿色化学的研究。而且绿色化学随着科学的发展已经跨越了学科的界限,除了化学专业本身,绿色化学也涉及了机械制造、电子数学等领域,绿色化学这一研究方向已成为跨越国籍跨越学科的全球性的科学方向。绿色化学的基本要求是减少资源的使用并且加强重复利用率,实现二次利用或者对污染物副产品及时回收,或者在转化后对废物进行再生。那么对于转化率低污染程度大的原料,应该积极寻找可替换资源,减少其使用量。
三、绿色化学在高中化学教学中的渗透
在教材中,要充分体现当今环境污染的严重性,环境状况不容乐观,从而引起学生对保护环境发展绿色化学的必要性。在化学生产工艺与化学技术方面,绿色化学的出现对帮助工厂减少能源消耗,提高资源利用率,从而提高工厂效益有重要作用。如果将眼光放远,绿色化学是一种全新的经济环保理念,由此可以看出它代表了人类最长远最根本的利益,这样就对于实现可持续发展具有重要作用。由此可以看出绿色化学中所包含的众多优点,因此这些优点对于引进高中数学中也是十分重要的。在高中,学生需要做大量的化学实验,每天都会消耗大量的化学试剂,由此产生的废料废物如果直接排放到环境里,对学校师生以及周围居民的身体健康的危害也是不可忽视的。因此,在高中化学课程里引入绿色化学这一理念就十分重要了。
四、如何在高中化学中践行绿色化学的理念
第一,教师本身应该加强绿色环保意识。教师作为教书育人的主体,除了严格要求学生以外更需要严格要求自己践行绿色化学的理念,从自身做起树立绿色化学的意识,落实在课堂教育中的环保理念。第二,让绿色化学理念渗透于课堂之中。虽然中国对绿色化学的重视逐渐加深,课本教材上也出现了绿色化学的身影,但是绿色化学在课堂上所占的比例还是太少,由于绿色化学不属于考试范畴,有些教师在教学过程中甚至将其忽略。因此,在课堂上加深学生对绿色化学的认识,让学生了解绿色化学的重要性就不可或缺了。为了顺应当今社会对于环保理念逐渐重视的现状,教师也应该让学生在非实验课的课堂之中树立起绿色化学对生活重要性的认识,从而促进学生综合素质的提高。第三,实验课中的绿色化学的渗透。对于高中化学来说,实验课可以最大限度地增强学生的动手能力,增强学生理论联系实际操作的能力,这样就可以使学生更好地了解课本之中知识的意义,因此化学实验课是课堂上极其重要的组成部分。绿色化学的实验准备与基本流程。实验材料用量的多少以及结果的可靠性全都依赖于实验流程,这也是为什么在做实验之前应该充分地研究实验原理,使得设计出来的实验所需用量都在最佳之内。如果由于实验之前的失误使得用量错误,那么就只能从头开始试验,这样就造成了实际浪费因此不符合绿色化学的理念。此外在实验过程中,绿色化学理念要彻底贯彻,学生需要考虑如何在试剂量一定的情况下来确保实验转化率最高,使得实验过程中尽可能地节省试剂节约资源。实验之后废料的处理。化学实验中很多试剂使用过后不能收回,而且会产生有害物质,这就要求教师以及学生在实验之前就准备好实验所需物品的确定的量,造成尽可能少的浪费。以及实验后的废料如果不处理直接排放到环境中,对环境也会造成污染,因此在实验过程中,教师应该将废弃物的处理放入实验最后一个环节,或者教师用最恰当的手段处理废料,来确保废弃物得到充分净化,以免对环境造成污染。教师在教学过程中还可以通过让学生讨论,阅读相关文献的方法来使学生更好地理解绿色化学的概念,在实际教学操作中,教师可以在解释反应过程中适当缩短时间,举出更多学生可以理解的例子,从反应物、反应时间、反应条件、消耗能量、催化剂等各个方面来进行比较,让学生更好地理解其中绿色化学的内涵。
五、结束语
绿色化学作为一个大的方向与研究项目,不是一朝一夕可以完成的,因此教师更应该从学生对知识的接受能力以及认知能力为出发点,在课堂中从自身做起让学生潜移默化中树立绿色化学的理念。在注重可持续发展的现代,渗透到高中化学教学中的绿色化学,对未来环境的影响会更加深远。
参考文献:
[中图分类号]06
[文献标识码]A
[文章编号]1005—4634(2012)04—0074—02
0 引言
《Chemistry—the central science:a broad per—spective》(以下简称《Chemistry》),是作者在《Chemistry—the central science》的基础上,针对亚太地区的实际教学情况编写的,是适用于中学及大学非化学专业学生的一本普通化学教材。该书不仅具有最新的内容和设计,而且得到了使用者的广泛好评,可为国内同类教材的编写提供参考。
1)增加有机化学的内容:该书目前有5章(21—25章)关于有机化学的内容,可以使学生在高中的基础上对有机化学的知识有更深入的了解,新增加的200多页文字、150幅插图以及400多个习题,生动有趣,引人入胜,为学生有机化学的学习打下了更加深厚的基础。
2)从当地视角出发:作为一本化学学科的引导性图书,编者考虑了当地的教学环境、学生接受情况、方言、术语等,并结合了来自澳大利亚和新西兰的数名化学家的众多想法,使该书可以更好地为当地师生所用。
3)采用一体化的文本:一体化是指多个原来相互独立的个体通过某种方式逐步结合成为一个单一实体的过程。有机化学部分的加入可让教师以自己喜欢的方式形成一个单一的文本,这种把一体化贯穿到教学中的思想不仅实用,而且更具效率。
1 《Chemistry》一书的总体结构
全书共1151页,分为25章(见表1),基本框架按照从微观到宏观的顺序编排。第1—4章从宏观的角度让学生对化学这一学科有了初步了解,主要包括基本概念的陈述,如原子结构、化学反应的本质、化学计量学、热化学等,这些内容不仅为大一新生的普通化学实验打下了坚实的基础,而且让学生对化学反应的进程有了更好的把握,打开了学习化学的大门;第5—8章介绍了原子的结构以及化学键的基本理论;9—11章介绍了物质三种状态的宏观性质以及影响它们的作用力;接下来的几章介绍了影响化学反应速率和大小的几种因素,其中包括:第12章的动力学、第13—15章的平衡理论、第17章的热力学以及第18章的电化学,这部分同样包含了与日常生活息息相关的环境化学(第16章);19—20章主要涉及了非金属、金属和配位化合物等无机化学的相关知识;最后几章(第21—25章),作者对有机化学这一分支进行了全面的概述,从基本的烃类到复杂的有机化合物都有涉及,并重点强调了有机化学的基础反应,这也是该书最大的改变之一。
2 《Chemistry》一书的特点
《Chemistry》一书秉承了《Chemistry—the cen—tral science》文本清晰、课后习题丰富以及知识覆盖面广等优点,在丛书的布局安排上采用了更加开放、清晰的设计。插图丰富多彩、生动有趣,且在每章的开头都附有精心挑选的图片,使本章的内容一目了然,对非化学化工专业普通化学的学习起到了很好的借鉴作用。笔者在研究时发现,与同类教材相比,该书具有自己的特色。
2.1 内容安排
中图分类号:G633.8文献标识码:B文章编号:1672-1578(2016)10-0309-01
1.氧化还原反应和电化学在高考中的重要性
氧化还原反应是高中化学的核心内容,既是高考考查的重点和热点也是认识其他未知物质的重要工具。纵观多年的高考命题,氧化还原反应属于分值高、考察方式灵活多样的考点。为了分散难点,在教材中分4次学习氧化还原反应。(1)懂得判断是否是氧化还原反应。(2)基本概念的理解和掌握。如氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。电子转移方向和数目的判断,氧化性和还原性的比较。(3)氧化还原反应的配平。(4)在原电池,电解池中的氧化还原反应综合考察对前面知识点的掌握。这些知识点分别在《必修1》、选修4《化学反应原理》中出现,贯穿于中学化学中。
电化学是研究电能与化学能相互关系的科学,考高的热点,选择题中基本每年都会出一题。多以生活实际先联系,题目新颖,要求考生要有基本的知识素养和一定的解题技巧和能力。高中电化学的教学,大概分两个阶段:(1)掌握基本的原电池原理,了解电解池及吸氧腐蚀,电解精炼铜。(2)掌握带有盐桥的原电池,化学电源,电解池基本原理,电镀,金属的腐蚀与防护。这些知识点分别在《必修2》、选修4《化学反应原理》中呈现。
2.氧化还原反应原理在电化学教学中的应用
2.1掌握氧化还原反应的基本规律。
根据:升失氧化还原剂,降得还原氧化剂的十四字规律可判断氧化还原反应中的某元素价态的变化,从而判断反应的类型,为电化学电极反应的书写打好基础。从宏观的化合价变化,分析电极反应式,判断正负极和阴阳极。
2.2明确电化学的考察内容。
电化学原理:(1)原电池、电解池的判定。(2)电极名称及发生的反应类型。(3)电极反应方程式的书写。(4)电子、离子的移动方向。(5)电子转移的数目相关计算等。
电化学应用:(1)金属的腐蚀与防护。(2)精炼、电镀、电冶金等。
2.3二者的联系。原电池是自发的氧化还原反应,电解池是非自发的氧化还原反应。氧化还原反应是学好电化学的基础与工具,电化学是氧化还原的巩固与深入。在化学学习中要解决好电化学问题,首先要理清氧化还原反应的原理,再将此原理应用到原电池和电解池的工作原理分析中。
3.实例分析
以下实例主要是结合某次测试中,学生的作答情况进行分析。
3.1某电池示意图如下,该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.铜作正极,发生氧化反应
B.外电路中电子的移动方向为FeCu
C.Fe电极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
D.盐桥中Cl-向正极移动
【分析】正确选项:B。本题同样属于难度较低的题目,属于带盐桥的原电池的入门题。少数学生会误选A选项。一方面是氧化还原反应原理掌握的不好,另一个方面还是要以氧化还原反应基本规律为工具才能加以辨别。正极得电子,是发生还原反应,而不是氧化反应。
3.2研究人员最近发明了一种"水"电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列"水"电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na+不断向"水"电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
【分析】正确选项:B。令笔者比较意外的是,有不少学生误选D。综合看本题,对氧化还原反应的综合能力要求比较高。选项B,主要考察学生正确判断氧化还原反应中,电子转移的方向和数目。而选项D,主要考察学生对氧化产物,还原产物的判断。本题的考察,可以很好的考察出学生对氧化还原反应的掌握情况,同时也体现了氧化还原反应在电化学解题中的重要性。
3.3在理论上不能用于设计原电池的化学反应是( )
A.H2SO4(aq)+BaCl2(aq)=2HCl(aq)+BaSO4(s) ΔH
B.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) ΔH
D.3Cu(s)+8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l) ΔH
【分析】正确选项:A。要设计成原电池,首先要是自发的氧化还原反应,其次大多数放热反应是能自发进行。本题主要考察学生设计原电池以及氧化还原反应的判断。
3.4用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液PH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是( )
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式为:Cl-+ 2OH--2e-= ClO- + H2O
C.阴极的电极反应式为:2H2O + 2e- = H2 + 2OH-
D.除去CN-的反应:2CN-+ 5ClO- + 2H+ = N2 + 2CO2 + 5Cl-+ H2O
【分析】正确选项:D。本题属于比较新颖的题目,注重了试题题材的生活化、实用化、情景化,同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合,这与新课标所倡导的提高国民科学素养与探究、创新、灵活解决实际问题的能力极为相符。本题要求学生要有比较好的综合能力,既能正确判断阳极反应物,又能结合氧化还原反应的配平,判断D选项。有部分学生仍然会因为审题不清或是原理不通,误选A选项。
4.总结
原电池原理和电解池原理等电化学知识点的考察都是建立在氧化还原和电解质溶液基础上,借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化,是高考命题重点,题目主要以选择题为主。主要围绕工作原理、电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。越是综合性强的题目,对氧化还原反应和电化学知识点的考察越细,要求越要。电化学题目的分析离不开氧化还原反应原理,氧化还原反应是高中最重要的知识点之一。
随着义务教育初中化学课程改革的推进,初高中教学衔接问题成为教师关注和议论的热点。本人结合在自身在教学中的实践,谈谈对在新课程背景下初、高中化学教学有效衔接的一些观点。
一、对比初、高中化学教学及目的的差别
通过对比初、高中教学大纲对教学目标及目的的阐述可知:初中化学是启蒙学科,是九年义务教育阶段的素质教育。从教科书及教学实际中可以看出初中化学主要要求学生掌握简单的化学知识包括基本概念、化学用语、基本理论等;其知识层次则以要求学生“知其然”为主。高中化学是在九年义务教育的基础上实施的较高层次的基础教育,化学知识逐渐向系统化、理论化靠近。这让刚进入高中的学生来说,是一件困难的事情。
二、重视初、高中教材知识的衔接
通过对比研究人教版初高中化学教材,笔者认为下列方面应突出初高中知识的衔接。
1. 化学用语
初中化学对化学用语的要求:“记住”一些常见元素的名称和符号,“能用”化学式表示某些常见物质的组成,对常见化学反应现象能用化学方程式表述;高中化学要求在初中化学用语的基础上,提高了要求,还增加了化学用语的数量,如结构式、离子方程式、电极反应式等。
2.相对原子质量、相对分子质量
初中化学中的相对原子质量、相对分子质量与高中化学中的摩尔质量有密切的联系。
3.原子结构、元素周期表
初中化学仅介绍原子结构的初步知识、原子结构示意图,要求很低;高中化学中原子结构知识广而深,对原子结构示意图的要求也高,常用它来分析解释化学现象和问题。初中化学知识性介绍元素周期表的内容,高中化学中对元素周期表的组成、结构、变化规律等进行深入研究,它是高中学习的重点内容之一。
5.化合价
初中化学介绍少数元素的化合价,能利用化合价正确书写化学式,要求比较低;而高中化学要求掌握更多元素的化合价,能正确的书写物质的化学式,还要利用化合价判断氧化还原反应。
6.化学反应与能量
初中阶段对于化学反应中的能量变化作了介绍,主要学习的是热能的利用,要求较低,而高中阶段要在此基础上深入学习化学反应中的能量变化,如能量的测定、如何计算能量(盖斯定律),电化学的知识等。
7.化学基本反应类型
初中阶段学习了四种基本反应类型,即化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应,从得失氧的角度介绍氧化还原反应;而高中阶段在此基础上重点学习氧化还原反应,氧化还原反应与基本反应类型的关系,离子反应等。
8.溶液质量分数
初中化学学习了溶液中溶质质量分数计算和配制;高中化学要求在此基础上学习物质的量浓度溶液的计算和配制。
9. 碳及其化合物
初中化学对碳及其化合物进行较全面的学习,主要是学习几种碳单质(金刚石、石墨、C60)的物理性质及用途、碳单质的可燃性和还原性、一氧化碳的可燃性和还原性、二氧化碳的三点化学性质,以及碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙与盐酸的反应和碳酸钠与可溶性碱的反应;高中化学是在初中的基础上重点学习碳的多样性、一氧化碳的还原性,二氧化碳的性质,尤其深入学习并比较碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
10. 重要的非金属单质及其化合物
初中阶段学习氧气、碳、硫、氢气等非金属单质及其化合物,学习的比较少,要求比较低;高中阶段在初中的基础上,再学习的氮、硫、碳、硅、氯等元素的单质及其化合物,要求的也比较高。
11. 重要的金属
初中阶段学习铁、镁、铝及铜与氧气的反应,镁、铝、锌、铁与酸(盐酸与稀硫酸)的反应,金属与盐溶液的反应,物质的种数少,要求低;高中阶段要在此基础上进一步学习铁、镁、铜更多的化学性质,学习铝的化合物氧化铝、氢氧化铝与酸和碱的反应等。
12.酸、碱、盐间的反应
初中化学只讲解几种典型的酸、碱、盐,对酸、碱、盐间的相互变化仅在少数具体物质上,没有上升到类别,尤其盐与盐的反应涉及的更少;高中化学中对酸、碱、盐间的反应要求很高,要求不仅掌握个别还要学会这一类,掌握元素形成的酸、碱、盐间的反应及其规律,不仅会学化学方程式,还要会写离子方程式。
13.实验仪器和基本操作
初中化学简单介绍部分实验仪器和基本操作,学会模仿着使用;高中化学要求掌握的仪器多,基本操作要求高,操作要求规范。
总之,初高中化学的教学衔接问题,化学启蒙教育向化学科学基础教育的过渡是客观存在的。我们要想尽一切办法搞好初高中化学教学衔接,综合运用各种科学方法使高一学生尽快适应高中化学学习,为将来奠定坚实的化学学习基础。
所以,务必搞好初、高中化学的接轨教学:――注重高一化学的起始复习是搞好初、高中接轨教学的必要前提。有必要在摸清学生底细的前提下,采用集中与分散相结合的复习方法,对学生存在的知识“漏洞”对症下药地进行修补整理,通过对知识的再理解、再挖掘、再提高,使学生作好学高中化学的知识与心理准备。
【参考文献】
1.具体的内容规划
化学课程被分为必修课程模块和选修课程模块,选修课程的测试范围是对《化学与生活》和《有机化学基础》二择一。必修测试中的内容规划有认知化学科学、化学实验基础、常见无机物的应用。而具体就化学的基础知识认知来划分内容,则包括化学物质结构基础、化学反应和能力、化学与生活以及可持续发展中的利用。
2.测试能力要求的表述
化学必修科目的主要测试内容是化学基础知识的考查、化学基本技能的考查以及化学基本思想和方法的考查,注重对学生基本解决问题的能力和分析问题的能力的考查。对化学的学习目标具体可分为技能、认知和体验三类,在每一类的学习目标中再进行由低到高的层次划分。其中技能类分为三层次:技能性考查要求学生初步学习能力过关,能够独立操作基础简单的化学实验,对化学实验中常用仪器的用途和使用方法要熟悉并掌握;初步学会化学实验中基础性的检验、过滤、蒸馏、配置等化学方法,并能对记录的实验数据进行初步的整理和分析,得出实验结论,完成实验报告;灵活应用课堂上学到的内容,对基本实验能够做到举一反三。认知类分为四层次:认知性考查则要求学生对化学元素、基础无机物和有机物有足够的认识和识别;了解化学物质的性能,化学物质之间反应和能量变化的主要原因;相似物质之间能够做比较和归类,认识它们之间存在的差异;掌握和认知化学反应原理,并在实际问题中能够运用。体验类亦分三个层次:在知道化学是一门科学研究的主要对象的基础上,认识并学会化学的定量研究方法;体验化学与人类生活密不可分的关系及其对人类健康的影响;在新能源、新材料的开发上化学所起到的关键作用等。
3.考点突出主干知识
江苏化学学业水平必修测试中,考点的分布紧扣化学知识主干,并通过对主干知识的考查来鉴别学生的学习能力和成绩的优异。对主干知识考查的试题中多为常见和难度一般的题型。试卷中突出主干知识的考查有利于教师引导学生着重理解化学的基础性知识和核心内容。紧扣主干知识教学能够促进学生对于化学大框架的整体把握,在学习相关化学知识的同时能够做到更加的系统全面。
二、江苏高中化学学业水平必修测试对教学的启示
化学教学如何做到有利于学生学科素养的提高,以及现代公民在当今的人文社会该怎样习得有关化学方面的知识,这些都是近年新课程改革以来化学教师一直讨论的话题。而江苏高中化学学业水平必修测试给予了很好的启示。
1.基础化学知识教学
高中化学基础中很多常见知识是作为一个现代公民最基本应该了解的化学常识,是属于公众素养的必修知识。高中化学知识中的基本概念其实也是作为具有科学观念的现代人所应该筹集的基本事实性材料。对于参加必修考试检测的学生,我们应该根据化学中所研究涉及的物质层次,以及化学的各类型反应、能量变化、反应方向及限度对学生进行事实性的教学,为学生充分了解化学基础知识,构建学科知识框架打下坚实的基础。
2.知识价值体验的强化
1.1化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没
化学是一门中心科学,化学与生命、材料等朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(centralscience)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaidscience)而不受重视。
1.2化学正被各种各样的环境污染问题所困扰
化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。
二、绿色化学是应对挑战的必然
科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。
2.1绿色化学的概念
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。
2.2绿色化学的产生及其背景
当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。
2.3绿色化学的核心内容
原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是:
原子利用率=(预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100%
如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4绿色化学的12项原则和5R原则
为了简述了绿色化学的主要观点,P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。
Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。
Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。
Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。
Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。
Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。
Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。
Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。
Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。
Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。
Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。
Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。
为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:
Ⅰ.减量——Reduction减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。
Ⅱ.重复使用——Reuse重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。
Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。
Ⅵ.再生——Regeneration再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。
Ⅴ.拒用——Rejection拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。
三、绿色化学的发展前景
3.1反应原料的绿色化即反应原料符合5R原则。
3.2原子经济性反应在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。
3.3高效合成法不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。
3.4.提高反应的选择性———定向合成如不对称合成。
3.5.环境友好催化剂例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。
3.6.物理方法促进化学反应如微波引发和促进DielsAlder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。
3.7.酶促有机化学反应酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。
3.8溶剂化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。
3.9.计算机辅助绿色化学设计和模拟在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。
3.10环境友好产品如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。
参考文献
所谓化学的基本观念,不是具体的化学知识,也不是化学知识的简单组合,而是在具体化学知识的基础上,通过不断的概括、提炼而逐步形成的基本思想方法和核心认识框架。中学化学的学习不是事实性知识量的积累,而是思维能力的提升和基本化学观念的形成。只有形成基本的化学观念,才能提高化学知识的持久价值和迁移价值,学习化学也才能事半功倍。
化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及变化规律的科学。它从宏观和微观两个角度认识物质及其运动,其中微观的思维方式对中学生的创造力、想象力的培养作用是其他学科所不能代替的,这是化学教育的一个基本特点。鉴于化学的这个特点,化学教育的一个重要作用就是使学生能够建立对物质的微观结构的认识,能从微观的角度认识一些自然现象,从而形成对物质及其变化的科学认识,形成物质构成的微粒观,学会从原子、分子水平理解微观世界,理解物质的存在、类别、组成、性质和变化。例如,面对一杯水,学生会想到这杯水是由许许多多个水分子构成的,每个水分子都在不断的运动,并且分子之间是有间隔的。更进一步的话,可以分析水分子的构成情况及其中的氢氧原子的构成和运动情况,实现从宏观到微观的转变。在教学过程中,要有意识地引导学生从化学的视角去观察和分析身边的各种物质,培养学生的化学思维习惯,形成化学基本观念。
二、引导学生体验科学探究的过程
在新一轮的课程改革中,科学探究不仅被作为重要的理念提出,而且被列入了课程目标和内容标准之中。在现代教育文献中,“科学探究”“探究式教学”“探究式学习”都是指学生在学习过程中模仿科学家进行科学探究的思维方式来主动构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的学习方式。这种学习方式在学习内容上,不但包括事实、理论等陈述性知识,还包括科学过程和方法等程序性知识。在教学策略上,教师通过创设一定的探究情景,让学生发现问题,作出猜想与假设,并通过实验、调查、查阅文献等方式搜集与处理信息,对猜想与假设进行论证,最后通过表达与交流活动对自己的探究过程进行反思与评价。在这一过程中,学生获得知识与技能,掌握解决问题的方法,获得情感体验。
三、培养学生的科学素养
科学素养是每个学生基本素质中不可缺少的重要部分。中学生的科学素养需要教师引导、培养,教学中要充分发挥教师的主导作用,体现学生的自主学习,渗透化学前沿知识,培养学生的情感态度和价值观。
1.介绍生活中的化学,培养学生学习化学的兴趣
新课标提倡从生活走进化学,从化学走向社会。生活中的化学与学生有着密切的关系,教师应从学生熟悉的身边现象入手,引导他们发现问题,展开探究,增强学生学习科学的兴趣,加深他们对化学知识在生活中应用的认识。如,学习溶液的酸碱性时,让学生完成家庭小实验:用pH试纸测定肥皂水、食醋、自来水、洗洁净等液体的pH值,判断各种液体的酸碱性。再如,根据生活中有些不法商人利用化学知识进行非法活动,教给学生打假、识假的经验和常识,如用硫磺熏姜,用双氧水漂白变质的肉制品,为节约成本用洗衣粉和面炸油条等事实,使学生亲身体验到生活离不开化学,化学源于生活。
2.渗透化学前沿知识,充实学生的科学知识
在高科技蓬勃发展的今天,面对世界科技飞速发展的挑战,面临新课程改革的需要,教师必须转变教育观念,在课堂教学中渗透化学前沿知识,使课堂教学具有时代气息,培养学生适应未来生存和发展所必备的科学素养。如学习原子时,介绍核武器的制造、层子的发现等,通过课堂教学中的不断渗透,让学生了解现代科技的新成果、新进展、新成就及新问题,加强学生对现代化学知识的了解及价值的培养,这样既丰富学生的科技知识,又拓展学生的智力空间和思维广度。
3.重视化学史教育,培养学生认真、严肃的科学态度