发布时间:2023-09-21 10:02:14
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做好无机化学和有机化学的有效过渡,让学生充满信心,消除畏惧心理,乐观地面对以后的学习,为有机化学的学习打下坚实的基础。有机化学的学习首先使学生将了解新事物的积极性和好奇心转化为自身学习动力,然后把教学方法的选择和教具的使用与学生的学习方法融合在一起,最终将有机知识体系打造为学生自身知识网络,达到融会贯通的效果。
二、广泛了解学情,促进知识迁移
通过与各层次学生交流,了解他们的学习情况和心理;通过听课请教,获取、分析课堂实录,在个人的教学实践中,不断总结思考。
1.找到一个好的抓手――结构决定性质、性质决定用途,由个别到一般,让学生“有法可依”。无机化学教学中强调“结构决定性质,性质决定用途”的思想,这为各类有机物的学习“有法可依”。在有机化学入门学习阶段,教师要及时给予学生学法指导,在教学中处理好结构与有机物性质之间的关系,结构理论指导性质,性质帮助理解结构,由典型有机物的结构和性质推测出同系物的性质,体现由个别到一般的思想。
2.用生活素材创设学习情境,从生活走进有机化学。“化学与社会生活实际有着广泛而紧密的联系。”化学知识的形成来源于自然,来源于生活。教师在教学中应有所创新,要注意从学生熟悉的身边现象入手,引导他们发现问题,展开探究,以获得有关的知识和经验。要紧密结合学生的生活实际,使他们感受身边的化学物质和化学变化,增强学习化学的兴趣。如:在乙酸教学中创设醋的传说,在乙醇教学中介绍中国的酒文化及酒驾入刑等社会问题,激发学生求知的欲望,并渗透爱国情感和价值观教育。再如选修模块《有机化合物的分类》一节,可事先让学生收集身边的常见药品,查阅它的说明书,从俗名、分子式、结构式、官能团及物质的类别对身边的常见药品进行分析,引导学生了解有机化合物的分类方法,认识一些重要的官能团。
3.利用电教技术,活化教学衔接。多媒体和网络技术被引入课堂教学,在一定程度上代替了粉笔、黑板等传统媒体,实现了它们无法实现的教育功能。使用微观模拟软件可以帮助学生跨越宏观微观的思维障碍。如在学习立体结构,再现价键的断裂与形成,扩大了课堂的时间与空间,化抽象为具体,化腐朽为神奇。同时,积极整合传统教学和现代教学,扬长补短,相得益彰,提高了教学的有效性。
4.积极开展校本课程,通过研究性学习,联系无机化学与有机化学,拓宽学生的视野。校本课程的开展为学生研究性学习提供了有力保障,能够发挥学生的个性特长和想象力,培养学生的这些本领和能力,满足他们终身发展的需要。研究性学习打破了传统课堂教学模式,让学生联系课堂的知识去拓展,又应用于课堂,给学生们以研究过程的体验,激发其对科学研究的意识和兴趣。如我校开设的《化学与烹饪》选修课程,探索实施STS教育,使学生通过实践获得直接体验;再如指导学生结合学习工具――修正液,提出“修正液的成分分析及利弊探讨”,也收到了很好的效果。
有机化学是化工医药类职业学校一门重要的基础理论课程,它的任务是使学生掌握必要的有机化学基础理论、基本知识和实验技能,并为后续课程的学习打下基础。作者从事有机化学教学已有十余年了,也积累了一些教学经验,切身感受到近几年由于职校生源萎缩、学生素质整体下滑而导致有机化学学习成绩是每况愈下,教学的难度和压力越来越大,老师的抱怨之声也不绝于耳。针对这种情况,我认为教师在抱怨生源的同时本身更应根据教学主体的变化适时调整教学策略、改进教学方法、更新教学理念,真正做到因材施教。下面就此谈一谈我个人的一些教学体会:
一、了解学生心理,切实做好学生思想工作,消除学生的恐惧情绪,努力激发学生的学习兴趣,这是搞好有机化学教学的前提和基础。
教学中笔者发现不少学生由于基础原因对有机化学存在一定的恐惧心理,初中化学和无机化学的失败在他们心中留下了挥之不去的阴影,一听课程名称涉及化学二字就认为自己先天不足、无力学好,还未开始学习就已丧失信心,自暴自弃,未战先败。有此类想法的学生不在少数,因此有机化学的第一堂课我总是要先对学生强调这是一门全新的课程,和以前所学的化学联系不大,无论你以前化学成绩的好坏现在大家都处在同一条起跑线上,都是从零开始,没有基础好坏之分,并列举了一些基础较差而通过努力取得优秀成绩同学的实例,指出只要从一开始就踏踏实实、努力进取,以前化学基础较差的同学同样可以在有机化学这门课程取得优秀成绩,尽可能地消除他们心中的不安和恐惧,重新点燃内心当中沉寂已久的希望之火,使他们在黑夜的迷途中看到光明和希望,从而激发学习热情和内在潜力。同时在日后的教学中对他们在学习中取得的每一点成绩和进步都要及时给予充分肯定,让他们感到只要努力就会得到老师的认可,使他们长期以来渴望得到尊重和理解的内心需求得到一定程度的满足,切身体会到学习的快乐,从而对有机化学的学习产生浓厚的兴趣。如果有学生在学习中遇到挫折,老师应积极关心疏导,帮助他们寻找原因分析不足,鼓励他们再接再厉、继续努力。实践证明,通过必要的思想工作,部分学生的学习态度和学习风貌发生了很大改变,为老师搞好有机化学教学打下了坚实的思想基础。
二、讲究方法,运用技巧,讲练结合,重在理解,把握关键,提高效率。
有同学说:“有机化学不像无机化学有很多计算,主要是化学性质、结构命名之类的记忆内容,只要考前多花点时间背背即可。”这种观点是不正解的,是对有机化学内涵的肤浅认识。事实证明,光靠死记硬背是很难学好有机化学的,且学习效率很低。老师在教学中应讲究方法,注重技巧,坚持“授之以鱼不如授之以渔”的原则,让学生掌握学习方法、领悟学习之道,这比死记硬背有用得多,可以达到事半功倍的效果。首先,应重点抓好有机化学入门关。多年的教学使我深深感到有机化学教学之初有两点最为重要:一是碳的四价即正确书写烷烃的结构简式;二是烷烃的命名。和其它课程不同,有机化学中有机物结构简式的书写不能有一点差错,否则就是全错,和一点不会没什么两样,这就是我经常给学生讲的有机化学的“残酷性”。当前学生在有机物结构简式的书写中多氢少氢、多键少键的现象比较普遍,考试时失分也较多,而书写的依据就是碳的四价,因此通过强化烷烃结构简式的书写练习,帮助学生牢牢建立起碳的四价的概念对今后的学习十分重要。学生只要入了门,以后在学习其他类别有机物的结构简式的书写就可以触类旁通,方便多了。另外和碳的四价一样,烷烃的命名也十分关键,老师要有意识地设计各种类型的例题进行讲评,并通过大量练习加深学生对命名规则的理解。如果烷烃的命名学生掌握好了,以后学习其他类别有机物的命名同样也就容易多了,只需老师到时稍微点拨一下即可。这两点在有机化学学习的入门阶段显得非常重要,教师应多花时间、多费精力,反复讲解,打牢基础,这是后续学习的根本,否则后面内容的学习学生将困难重重、异常吃力,甚至无从下手。其次,在反应方程式的教学上要避免死记硬背,应重在理解、讲究方法。有机化学含有大量化学方程式,无论是从方程式数量还是书写难度都是无机化学方程式所无法比拟的,如果学生仍沿用以前的学习方法一味死记硬背,不仅效率低下、容易出错,而且一旦反应物发生变化,将无所适从,特别是醛、酮这一章反应复杂、产物庞大,更是难以记忆。因此老师在教学时应注重方法的引导,仔细讲解反应机理,及时总结反应规律,变死记硬背为理解记忆。对于学生容易混肴出错的地方,老师更应着重强调,比较对照,加深印象。例如我在讲解CH2=CHCH3和Cl2的反应时,对反应可能出现的两种情况进行比较对照:
学生错误率大为降低。再次,讲练结合,以练促学。有机化学的教学光靠老师课上讲解是远远不够的,必须加大练习力度。教学中我发现这样一个现象,即课上老师所讲内容学生均能很好地理解,教学效果很好,可是不出三天便遗忘大半,一到考试即溃不成军,原因很简单,高估了职校学生的学习自觉性。那么如何解决这个困局呢?根据艾宾浩斯的遗忘曲线,行之有效的方法就是进行反复练习,强化记忆,以练促学。因此只要有时间课上我都要抽出十五分钟进行课堂练习,对前几次课所教内容进行默写评分,记入平时成绩,逼迫学生课后去复习巩固。每隔一段时间我还会安排一次单元测验,全面巩固。实践证明,效果很好,特别是方程式的记忆效果尤其明显。最后,适当安排综合性习题,系统复习已学知识。有机化学物质种类繁多、名称复杂,反应机理各一,产物众多,不少学生学后往往是一头雾水,复习时缺少头绪。为了帮助学生系统复习所学知识,我常适当安排一些综合性习题,通过老师讲解、学生练习,将其中涉及到的各类知识点加以梳理归类,使学生由无目的被动记忆转为有目标的主动理解,既加深了学生对知识的掌握程度,又提高了灵活运用能力。例如在讲完羧酸这一章后,我会安排学生练习一道“乙烯乙酸乙酯”的合成题。这是一道综合性很强的习题,包含了烯烃与水的加成、醇的氧化、酯化反应等诸多知识点。通过练习,学生对上述知识点有了一个全面而系统的复习,逻辑思维也得到了很好的拓展。
三、合理安排实验,丰富教学手段,激发学习兴趣。
有机化学的内涵是丰富的,但也是枯燥抽象的。如果学生上课整天坐在教室里面对结构式、反应式,时间久了再精彩的内容也会觉得索然无味,学习热情也难持久,更别提激发学习兴趣了。俗话说:“兴趣是最好的老师。”那么如何激发学生的学习兴趣呢?实验就是有效的方法之一。教师尽可能多地安排实验,将课堂由教室搬进实验室,让学生亲自动手观察现象,不仅丰富了教学手段,激发了学生的求知欲望,同时又提高了学生的实验技能和动手能力,使所学书本知识通过实验得以验证,加深了对理论知识的理解和掌握。往往一次实验教学所取得的教学效果要比传统课堂讲解好过十倍。
有机化合物分子最简单的便是甲烷,在学习甲烷时,老师可以先设问:同学们听说过瓦斯爆炸吗?你用棍子捅过垃圾污泥池或污泥沟吗?你家附近有烧沼气的吗?学生兴趣来了便立即作答,这时老师告诉学生瓦斯爆炸的原因、沼气的成分、捅踩污泥冒气泡的原因是因为污泥里面产生了沼气或空气等原因,化工由瓦斯、沼气引出甲烷,接下来讲甲烷的结构性质就使学生极易接受和掌握。
在学习乙烯时,老师可以这样先设问:同学们听说过有催熟剂吗?你是否注意过市场上的香蕉由购进到销售在颜色上的变化?学生便会马上相互讨论、打听或从书本中找答案,其活动多样化,在学生急需答案的情况下,老师引出本堂课要学习的乙烯可作瓜果催熟剂,接下来就讲乙烯的结构、制法、性质等。
二、用实验吸引学生去分析、理解、掌握
例如在学习乙烯的氧化反应时,老师将制取的乙烯气体通入盛有1-2毫升0.5%的高锰酸钾溶液的试管里,观察到高锰酸钾溶液的紫色红色迅速褪去。从而学生知道乙烯能被氧化剂氧化。
在学习乙烯的加成反应时,老师把乙烯气体通入盛有溴水的试管里,可以观察到溴水的红棕色迅速消失。
分析:因为乙烯分子中有一个“C=C”双键,双键中的一个键成键电子云重叠密度不大而不稳定,容易断裂,与溴原子结合形成了新的化合物,不再存在单独的溴分子。所以,溴水的红棕色消失,可用下式表示其反应:
H H H H
H—C=C—H+Br—BrH—C—C—H
Br Br
在此基础上导出乙烯加H2、HCL、H2O的反应。
在学习乙炔的氧化反应时,可先这样提问:同学们看到过用氧炔焰切割金属吗?氧炔焰为什么能将金属切割下来?随后老师将制好的乙炔点燃要学生观察现象。 分析:乙炔在燃时火焰明亮而带有浓烟,火焰明亮说明乙炔在空气中燃烧时放出大量的热而形成高温使火焰显得明亮,在氧气中燃烧更为剧烈,氧炔焰温度可达3000℃以上,所以工业上可用氧炔焰来焊接和切割金属。
反应式为2C2H2 + 5O24CO2+ 2H2O(液)+2597.9千焦
得出乙炔与空气或氧气在点燃的情况下能被氧化,在适当条件下也能被其他氧化剂氧化。
三、利用同系物的共性鉴别非同系物,利用物质的个性鉴别出不同物质。
有机物的种类繁多,在性质上既具有共性,也具有个性。用合适的方法鉴别物质是化工行业日常之事,也是技校化工专业学生要学习的基本功。对有机化学入门阶段的学生来说在鉴别有机物这方面主要是简单的烷烃、烯烃、炔烃等的鉴别,但在知识面不能仅限于此,要从扩展的角度出发才能打开学生思路,才能有活力。
例如乙烷与乙烯的鉴别,老师可以演示,将乙烷乙烯二种气体分别通入盛有1-2毫升0.5%高锰酸钾酸性溶液的试管里,可以发现一只试管里的紫红色迅速褪去。论文
分析:乙烷乙烯这两种气体的分子,在碳原子数目上是相同的,但乙烯分子中具有“C=C”双键不稳定,在通常情况下[!]能与溴起加成反应,使溴水褪色。能被氧化剂氧化,高锰酸钾是一种氧化剂,高价的锰得到电子后转为了低价的锰,试管里的溶液不再是原来的高锰酸钾溶液,所以紫红色褪去,而乙烷结构稳定,在通常情况下不能被氧化,所以高锰酸钾溶液的紫红色没有褪去。由此学生知道能使高锰酸钾溶液褪色的气体是乙烯,否则是乙烷。
又如乙烯和乙炔的鉴别,两种都是不饱和的烃,都能在空气中燃烧,都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,但一个是分子中含“C=C”双键,一个是分子中含“CC”三键,两者因结构不同,性质也有异,乙炔分子中的含碳量高于乙烯分子中的含碳量,所以乙炔在燃烧时因燃烧不完全而产生浓烟现象,乙烯没有,根据这个现象可以定性鉴别出乙烯、乙炔。同样体积乙烯乙炔气体,发生双键断裂、三键断裂与溴起加成反应而达到饱和所需溴的量不同,因此乙烯、乙炔也可用定量法鉴别出来。
通过对上述几种物质的鉴别与分析可以小结为乙烷属于烷烃,其他烷烃的结构与之相似,化学性质也相似;乙烯属于烯烃,其同系物结构与之相似,化学性质也相似:乙炔属于炔烃,其同系物结构与之相似,化学性质也相似;非同系物因结构不同而性质也就有不同。利用物质的不同性质就可以鉴别出不同的物质。
四、综合复习小结使知识有机结合成整体。
例如在学习完烷烃、烯烃、炔烃之后,综合小结如下: 1、烷烃的通式是CnH2n+2,物理性质随碳原子数目递增,在常温下由气态、液态到固态。在通常状况下化学性质很稳定,在相应条件下能发生氧化反应,热分解反应和取代反应。烯烃的通式为CnH2n,随分子中碳原子数目递增,在常温下由气态、液态到固态。在相应条件下能发生氧化反应、加成反应、聚合反应,乙烯可作为塑料、合成纤维、合成橡胶、农药的原料。炔烃的通式为CnH2n-2,物理性质随分子里碳原子数目而递变,化学性质都能发生氧化、加成、聚合等反应。乙炔是许多化工产品的原料。
2、简单烷烃、烯烃、
炔烃的化学鉴别方法
可以用酸性高锰酸钾溶液褪色的速度区别等
3、甲烷、乙烯、乙炔的实验室制法
甲烷:可用无水乙酸钠和烧碱共熔制取。
加热
CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3
乙烯:可用浓度为95%以上的乙醇和浓硫酸混合加热制取:
浓H2SO4
CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O
170℃
乙炔:企业内部会计控制论文可用电石和水反应制得:
CaC2+ 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
五、进行必要的考试和分析讲评
醇羟基中的O-H键并不容易断裂,因而醇类的酸性弱于水,制取醇类相对应的盐只能用Na、K等活泼金属与醇反应。
醇羟基能被O2(CuO)、KMnO4等氧化剂氧化,当羟基所接的碳原子上有2个以上的H时,羟基被氧化为醛基;当羟基所接的碳原子上只有1个H时,羟基被氧化为羰(酮)基;当羟基所接的碳原子上没有H时,羟基无法被氧化。
醇羟基的另一重要特性是消去反应,一般使用浓硫酸作催化剂,使醇类脱去羟基生成含双键的有机物。消去反应的本质是羟基与β位上的一个H原子共同脱去生成H2O的反应,因而能发生消去反应的醇类必须要有β-H原子。
醇类是有机合成中最常见的中间产物,通过醇的氧化制醛,进而制得羧酸,醇和羧酸再反应生成酯,这是高中有机化学中考查的热点。
2.酚羟基
酚羟基的活性较大,O2、酸性KMnO4溶液等都能氧化酚羟基。酚羟基由于受苯环的影响,在水溶液中能发生微弱电离呈现弱酸性,但比碳酸的酸性弱。
酚羟基也能活化苯环的邻、对位,因而酚类与浓溴水反应生成能溴代物沉淀。酚羟基还能与FeCl3溶液发生显色反应。
3.醛基与酮基
醛基既能发生氧化反应,又能发生还原反应。醛基催化加氢即可得到-CH2OH基团,醛基被氧化便可得到羧基。高中阶段提到了三种氧化醛基的方法:O2催化氧化、新制Cu(OH)2氧化、银氨溶液氧化,对后两种应该重点掌握。
醛基、酮基可以发生加成反应,在高中课本中一般涉及到醛与HCN、氢气的加成。
酮与醛在性质上的最大区别在于酮基不能被新制Cu(OH)2、银氨溶液等弱氧化剂氧化。酮类的化学性质在高中阶段要求不高。
4.羧基
由于羧基上的氢原子较容易电离,因而羧酸是最典型的有机酸。羧酸的酸性一般都强于碳酸,因而羧酸能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2气体或溶解CaCO3固体。而将CO2气体通入羧酸的钠盐溶液中并不会生成该种羧酸。
酸的酯化反应及酯的水解反应可以说是有机化学题目中考得最频繁的内容。酯化反应的实际机理比较复杂,而从反应的结果上来看,羧酸提供了羟基而醇提供了氢,生成酯和H2O,因而酯化反应属于取代反应。
利用羧酸的酸性可制取相应的盐类,以便增加有机物在水中的溶解度和有机物的稳定性。羧酸与醇,或自身具有羧基和羟基两种官能团的有机物(如乳酸)在浓硫酸中加热便可合成酯。高中阶段中通过酯化反应涉及到三种类型的酯类:一是由羧基和羟基结合成的普通的酯,其中酸和醇都可能不止1分子,如乙酸乙酯、甘油三酯、已二酸二乙酯等。二是形成环酯,有三种情况,第一种是羟基酸中分子内的羧基和羟基结合,由一分子有机物形成环酯,又称内酯;第二种是两分子的羟基酸通过酯化反应聚合成环酯,产物中相同基团处在对位位置上,最典型的例子便是乳酸(CH3CH(OH)COOH)分子所形成的二聚乳酸;第三种是二元酸与二元醇通过酯化反应聚合成环酯,如乙二酸与乙二醇的聚合物。三是形成高聚酯。小分子的二元酸和二元醇可通过酯化反应形成长链,聚合成高分子化合物。这种反应是缩聚反应,有多少分子的羧酸和醇聚合,就有多少分子的H2O生成。
5.酯基
酯类(包括油脂)最主要的性质便是水解。酯水解有两种方式,经酸化处理后得到的是酸和醇;在碱性条件下,反应生成的酸与碱中和,促进反应的进行,使酯化反应进行得比较彻底。
[中图分类号] G642.423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)23-0090-02
最先提出“绿色化学”理念的是美国化学会(American Chemical Society),由于顺应经济社会发展的客观规律,很快即在世界范围内广泛流传。绿色化学,简单地说,是采用适当的化学原理减少,甚至消除工业生产对于生态环境的污染。
近年来,随着环境污染事件不断升级以及人们的环保意识不断增强,[1]“绿色化学”所倡导的理念已经成为国内外高校关注的热点。众多大学化学教材以及高校的教学计划均纳入了绿色化学相关内容,积极向广大学生推广该理念,以期未来他们能将其运用在工作中。
一、 “绿色化学”理念在有机化学理论教学中的应用
(一)加强绪论课的教学
绪论课是一门课程的序幕,其教学的目的是使学生明确学习绿色化学的终极目标,启发他们学习该课程的自觉性,激发学习兴趣。因此,绪论课必须具备两大特性:(1)概念性:绪论课应界定绿色化学的准确定义和涵盖范围,将绿色化学的产生、发展融会于化学史的整个进程中介绍给学生,保证化学学习的连续性;(2)方向性:绪论课应指出绿色化学现阶段的发展状况以及未来的发展方向,同时需要指导学生如何进行该方向的学习,需要具备怎样的知识结构。
因此我们应当首先开场白式地介绍绿色化学的“前世今生”,以著名化学家、化学实验、化工企业的事例证明绿色化学出现的重要性,从而形象生动地描述其对于化工产业、环境保护乃至全人类发展的伟大意义。在介绍有机化学的发展历程时,简单陈述生命力学说、实验室的获得、分子组成的确定、有机化合物和有机化学的定义、结构学说的建立等里程碑式的事件。通过这一过程使学生明白:其一,绿色化学的出现符合客观世界的发展规律;其二,在具有探索精神和社会责任感的学者的努力下,绿色化学正在飞速地发展,并不断取得里程碑式的成就。
然后向学生介绍国内外该领域的发展现状。目前很多发达国家已经大范围普及了绿色化学相关技术,从源头上遏制了污染的排放量。但国内的工业污染物治理方法还停留在“末端治理技术”阶段,因此大幅度增加了社会可持续发展的经济成本,而且加大了原本已经十分脆弱的生态环境的负担。
(二)通过实例说明“绿色化学”的好处
在课堂教学中通过对有机合成反应方法的对比,可以说明绿色合成的优点。本文以苯酚的制备反应和炔烃的水合反应为例。
(1)苯酚的制备反应
目前共有三种方法可以获取苯酚:一是苯磺酸碱熔法,二是芳卤衍生物水解法,三是异丙苯氧化法。苯磺酸碱熔法是将氢氧化钠与苯磺酸钠盐共熔,即碱熔后便可以得到苯酚钠,再经酸化,即得到苯酚。该法的优点在于转化率高、设备简单、产品纯度佳;缺点则是产生废液多、生产工序多、酸碱消耗量大。芳卤衍生物水解法是加入大量酸碱,当卤原子的邻对位产生强的吸电子基团时进行水解反应。而异丙苯氧化法是一种绿色合成方法,以异丙苯在催化剂紫外线或过氧化物的作用下得到过氧化异丙苯,接着使用稀硫酸将其分解成丙酮和苯酚。该法的优点是可以得到有价值的副产品,每产生一吨的苯酚同时可得到0.6吨的副产品丙酮。显而易见,从绿色化学的角度,我们应当舍弃苯磺酸碱熔法和芳卤衍生物水解法,选择异丙苯氧化法,以节约大量原料,并能减少污染。这个例子充分说明了在课堂上有效传输“绿色化学”理念的可行性。
(2)炔烃的水合反应
作为有机合成中官能团转换的最重要的基础反应——炔烃水合反应,现在已经有了更绿色的实验方法。传统的工业生产是以汞盐为催化剂,加入炔烃与水反应得到醛和酮。该方法在生产乙醛上得到了广泛的应用,但由于汞盐是很难回收处理的,且反应中需要大量的硫酸,该方法已被发达国家淘汰。
在指导学生设计合成反应时,应将污染纳入最佳合成路线的考量因素,综合原料易得性、反应步骤数目、转化率高低、分离提纯难易等各个方面对其进行评估,做到真正无毒无害地实验。通过这样的说明,使学生理解“绿色化学”的理念,在未来的职业生涯中能够利用化学创造更加清洁的环境。
二、“绿色化学”理念在有机化学实验教学中的应用
(一)实验教学中使用多媒体辅助教学
多媒体教学融会了声音、动画、图片等,能够极大程度地优化化学实验:第一,可以增强实验的可见度,从而使得实验的演示效果更加逼真;第二,模拟实验可以避免污染;第三,可以模拟工业化生产过程。比如学生对于接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸等大多数未见过的实验,缺乏感性认识,而用计算机等高科技手段能真实表现出所有的生产环节,并可调整视图大小反复播放,强化记忆;第四,可模拟化学键的断裂和重新组合等肉眼难以看到的化学反应过程。
目前多媒体化学实验教学资料丰富,为此,笔者建议开展如下教学改革:在总学时不变的基础上,增加观看多媒体录像的课时,利用多元化教学手段,保证学生既能清晰地理解实验原理,又能明确实验的规范化操作。引入多媒体使得有机化学的实验实现教学相长,确保学生能够有机会了解并研究比较难以实现或者具有污染性的化学反应。
(二)提倡半微量化操作模式,尝试探索微型化实验
常量有机化学实验由于是经过多次实验的方案,因此通常操作便捷无需另行设计且反应现象非常明显。但是,时代的进步和人们对于生活环境质量要求的提高使得传统的常量实验的缺点凸显出来,比如试剂消耗量大、废弃物污染严重等;除此之外,常量实验的目的往往是为了复制、验证,缺乏创新性、探索性,违背了大学教学的本质目的,不利于培养学生的科学意识。
基于此,许多学者对此进行了一些尝试性的探索,目的是在减少药品用量的同时又不影响实验结果及实验现象的观察,半微量化操作模式渐渐在大学教学中流行起来。笔者也进行了半微量化操作模式的教学尝试,实践证明这样不仅可行性较强,还能节省实验成本和教学时间,给学生更加充分的实践机会。
此外,笔者也在教学改革中引入了微型实验这一与“绿色化学”紧密相连的概念。这一概念是由Butcher等[3]美国学者于1985年首次设计提出,经历了较长发展和修正的时间,已经成为运用较为广泛的化学实验模式之一。其与半微量化模式相似,但是在实践范围上拓展到了化学实验的完整过程中,也因此大大节约了成本 (一般节约开支90%[4]),从而也更加有效地减少对环境的污染。
(三)整合教学模块,改革实验内容,创新设计综合实验
传统的有机化学实验教学通常分为三大模块:基本操作模块、验证性实验模块和合成实验模块。基本操作模块是指化学实验的入门操作,比如化学药品的存放、反应器和容器的加热蒸馏、计量仪器的使用、玻璃工操作等;验证性实验模块是指各类化合物的性质验证,比如银镜反应、不饱和烃和溴水的反应、酚与三氯化铁的显色反应等;合成实验模块是指考查学生完成化学实验的整套流程,以及设计并完成综合实验的技能,比如樟脑的合成、间硝基苯酚的合成、八溴醚的合成等。目前这三大模块在教学安排上较独立,导致多数学生的实验技能不够熟练,常犯低级错误,因此也更遑论进一步独立设计实验了。另外,由于合成实验模块常常由于试剂利用率过低而导致其废弃后对环境造成较大污染,严重有悖于绿色化学的4R原则。如果将这三大模块有效结合起来,不仅能够提高教学的质量,还能为环境保护做出贡献。
先进实验技术的引进、计算机辅助教学、实验内容的推陈出新、引导学生选取环境友好型的化学试剂、微型化实验规模、系列化实验内容等,构成了有机化学“绿色化”的创新改革方向。只有在实验教学中,由细节入手,深入对比、研究、探索绿色化学反应,加强绿色化学教育和环保意识,才有可能从根本上切断污染源。绿色化学是进入成熟期的化学,虽然我们距离“零排放”这个目标很遥远,与发达国家也存在差距,但是作为化学教学工作者,为环境减少污染是我们教学与科研的共同目标。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育, 2000(1):1.
[2] 鲍时安,张家登.化学史教育与教学[J].化学教育,2000(1):44
1引言
化学是一门重要的基础科学,对于学生认识客观世界、将来学习专业文化知识具有重要的作用。一般而言,化学的学习是在初中开始,然而,初中化学主要是一些基本的理论和概念,属于入门的科学。正式深入地学习是在高中阶段开始。因此,高中化学内容比较多,涵盖了无机化学、有机化学等化学的分支等。另外,高中化学有一定的难度,需要学生多花一些时间进行学习。在这种状况下,学生的自主管理能力就尤为重要。因此,高中学校和化学科的老师应该认真分析化学学科的特点以及学生的学习环境,然后通过各种办法努力提高学生的自主管理能力。只有这样,才能从真正意义上帮助学生掌握扎实的化学知识,提高自身文化素质。
2高中化学教学中学生自主管理能力培养的必要性
2.1高中化学的特点
首先,高中化学像初中化学一样,只涉及到一些基本的概念。高中化学与数学密切相关,需要用到一些复杂的数学理论。例如,在有机化学部分,一些物质的分子结构的认识就需要借助空间几何的知识。另外,高中化学内容多,概念复杂。高中化学的教材有好几本,分别涉及有机化学、物价化学、化学实验等等。例如可逆反应、电镀、高分子化学部分的概念很难理解,在数学计算方面也有一定的难度。这些使得高中化学的学习具有一定的难度,一方面需要老师正确的引导,一方面需要学生具有一定的自主管理能力。
2.2应试教学为主的学习环境
目前高中化学教学方式主要以应试为目的,这很不利于学生的学习。一般来说,高中化学的普遍教学方式就是“满堂灌”,之后老师会给学生布置大量的题目的练习。这种学习方式对提高学生的分数有一定的帮助,但就理解知识、掌握知识、运用知识方面而言,具有很严重的消极影响。化学中很多知识的理解需要借助实验:学生需要通过对实验现象的观察,通过自己的总结逐渐地理解和认识知识。另外,由于学校缺乏实验设备,很多实验无法进行。单纯的课堂讲解不足以让学生明白一些复杂的分子结构。这样的学习环境需要学生克服困难,提高自主管理能力。
2.3化学的学科特点
化学是一门科学,具有一定的严谨性和复杂性。化学的学习需要学生通过观察、调查、实验和科学抽象等方法积极的探索,通过体验实验过程,不断总结。只有这样才能从真正意义上学好化学,将化学知识运用到实践之中创造实际价值。另外,化学的学习不仅是学习一些理论知识,同样一些很重要的科学方法也需要掌握。例如,分离提纯等。学生需要通过体验分离提纯的过程来掌握这种方法,学会如何在将来的工作中应用这些方法。通过对于方法背景理论知识的熟练掌握,可以实现方法层面上的创新。如可以通过改进提纯步骤来提高一些化合物的提纯精度。化学这门科学的特点决定了学生需要提高自主管理能力。
3高中化学教学中学生自主管理能力培养的途径
3.1培养学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性
要想提高学生的自主管理能力,需要培从培养学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性做起。传统的“满堂灌”的教学方式和“题海战术”比较死板,学生一直被动的学习,这样的效果很不好。因此,老师需要根据学生的特点,逐渐地引导学生,让学生自觉地学习。如老师注意加强课堂互动、使用风趣幽默的讲课方式,寓学于乐。另外,老师可以进行相关调查,事先了解学生比较感兴趣的方向,这样可以通过划分兴趣小组的方式,组织学生在自己感兴趣的方向上深入探究。此外,老师可以通过实践教学的方式来培养学生的兴趣。如带领学生参加相应的化工厂、污水处理厂等,了解化学知识是在怎样具体被应用的。
3.2建立良师益友的师生关系
要想提高学生的自主管理能力,作为教师需要为人师表、言传身教。师者,所以传道授业解惑也。高中化学学习的主体是学生。因此,老师要以学生为中心,建立平等、互助等师生关系。严厉的老师固然可以帮助学生养成严谨的态度。但是这种被动的学习态度不利于学生提高自我管理能力。老师需要与学生之间培养亦师亦友的关系,这样学生没有距离感,就会主动和老师进行交流,这样就会更多地反馈学生的学习情况,使老师在教学时能够对症下药,提高教学质量。
3.3有意识地帮助学生养成良好的学习习惯
高中化学的内容繁多,很多概念比较复杂。为了提高学习效率,老师应该积极引导学生养成良好的学习习惯。上课时,要通过各种方式帮助学生集中注意听课,保证接受效果,如增加课堂的趣味性;上课还要养成记笔记的好习惯。另外,要引导学生温故而知新。要引导学生多复习已经学过的知识。此外,学生要想条理地学习化学,还需要不断地分类整理。如学生可以将很多化学方程式归类,这样方便记忆。对于有机化学部分,不同种类的物质的性质、分子结构等,学生可以通过列表格等方式清晰地记忆。总之,老师需要“授之以渔”,而不是“授之以鱼”。
4总结
高中化学的学习非常重要,因此,为了提高学习的效率,学生应该提高自主管理能力。老师应该积极地引导学生,进而帮助他们提高自主管理能力。
参考文献
[1] 林长春.试论化学教学中科学方法教育目标的构建[J].学科教育,1998,(4).
[2] 刘一兵.高中化学教科书中科学素养主题的定量分析[J].化学教育,2010,(6).
[关键词]
三重表征;深度学习;有机化学
有机化学比较抽象,反应机理与反应呈现方式和无机化学不同,学生入门较难。甲烷是最简单的有机化合物,是学习有机物一个很好的切入点。通过对甲烷的学习,可以帮助学生认识有机物的一般性质;从甲烷的结构特点可以拓展到乙烷、丙烷、丁烷及其同分异构现象以及碳原子的成键方式的多样性,从结构的多样性初步认识种类繁多的有机物;从甲烷的取代反应认识有机反应的机理与特点。“甲烷”的学习过程及方法将对以后学习其他有机物起到“样板”的作用,相关的学习方法和策略将在以后的学习中得到迁移。本文以鲁科版高中化学《化学2(必修)》“甲烷”教学为例,探索运用“三重表征”教学模式,促进学生进行高中有机化学的深度学习。
一、理论基础
(一)三重表征
表征是现代认知心理学的核心概念之一,知识的表征是指“信息在人脑中呈现和记载的方式”[1]。化学在宏观层面上研究物质的性质及其变化,同时也要深入微观层面研究物质的组成、结构,为了方便交流与研究,就有必要设计一套独特的、系统的符号来表示物质的组成、结构、性质、变化过程等。因此,在化学学习过程中就形成了对物质及其变化的三种表征形式:宏观表征、微观表征和符号表征。
宏观表征主要是指物质的物理性质以及在化学变化过程中可观察到的现象等在大脑中记载和呈现。微观表征主要是指构成物质的相关微粒的结构、微粒间的相互作用、微粒的运动、变化等微观知识在大脑中记载和呈现。符号表征主要是指一系列具有特定含义英文或拉丁文字母组成的符号或图形在大脑中记载和呈现。
化学学习就是从宏观、微观、符号三重表征的水平上认识、理解、记忆并应用化学知识,同时建立三者之间的有机联系,形成化学学习的独特思维模式。
(二)深度学习
深度学习是当代学习科学理论提出的新概念。学习科学是20世纪70年代出现的新的一门综合性的科学,是研究教与学的跨学科领域(包括认知科学、教育心理学、计算机科学、管理学、社会学、神经科学和其他领域)。
深度学习是指学习者在理解的基础上批判性地学习新知识,将它融入原有的认知系统中,与认知系统中的其他知识进行联系,并将获得的知识迁移应用到新的情境中,决策解决相关问题[2]。深度学习倡导学习者积极主动地探索,强调理解与批判地学习,注重对知识的整合与建构,并在学习、生活中实践、迁移应用与反思。
二、基于“三重表征”的高中有机化学教学案例剖析
(一)教学内容
此教学案例选取鲁科版高中化学《化学2(必修)》中第3章第1节“认识有机化合物”第一课时“有机化合物的性质”为教学内容,以“甲烷”为例学习有机化合物的性质。
(二)教学目标
知识与技能目录:了解甲烷的物理性质;掌握甲烷的重要化学性质;认识甲烷的空间结构,初步具有空间想象能力;了解取代反应的概念及反应机理。
过程与方法目标:通过实验探究,培养学生观察能力、分析推理并解决问题的能力以及合作精神;引导学生运用观察、实验和查阅资料等各种手段获取信息;通过各种模型认识甲烷分子的空间构型;通过动画演示,理解甲烷发生取代反应的机理;通过“三重表征”教学模式,培养学生运用“宏观―微观―符号”的联系解决问题的化学思维。
情感、态度与价值观目标:通过甲烷的性质认识有机物的性质,培养从个别到一般的认识规律;通过实验激发和培养学生对有机物的好奇心和探究欲,提升学习兴趣;体会有机物与生活、生产、社会环境及其他科技领域的广泛联系和相互作用,确立可持续发展的思想和社会责任感。
(三)教学过程主要板块
教学板块1:创设情境――宏观表征
教师活动:展示一套“西气东输工程竣工”的纪念邮票。邮票分别为“气源开发”和“管道建设”,两枚组合在一起,并用一条鲜明的红线标示4000多千米的管道走向,是当代中国的“能源动脉”。请问“西气”的主要成分是什么?你对该气体有哪些了解?
学生活动:回顾初中学习甲烷的相关物理性质及用途。
设计意图:以“西气东输”为素材创设情境,学生对甲烷可作为重要能源这一宏观表征有了较为直观的认识,并回顾了甲烷的相关物理性质。
教学板块2:甲烷分子结构的探究――宏观表征微观表征符号表征
教师活动:请同学们设计实验证明甲烷含有C、H两种元素。
学生活动:分组讨论并汇报实验方案:验纯后点燃甲烷气体,并在火焰上方罩一个干冷的烧杯,若烧杯内壁有水珠生成,证明含有H元素;再往烧杯中加入少量的澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳气体生成,证明含有C元素。
教师活动:邀请一位学生共同完成实验。
学生活动:观察并描述实验现象得出结论:甲烷含有C、H两种元素。
教师活动:通过实验测出了甲烷分子中含C元素75%,含H元素25%。求甲烷的分子式。
学生活动:计算甲烷分子中n(C)∶n(H)=1∶4,甲烷的分子式为CH4。
教师活动:甲烷分子中一个碳原子与四个氢原子如何形成化学键?碳原子最外层有四个电子,氢原子最外层有一个电子,二者均不易得或失电子,一个碳原子最外层的四个电子。
以分别与四个氢原子形成四对共用电子对,即四个共价键。可表示为:
那么,甲烷分子的空间构型是怎样的?学生们用水果(橡皮泥)、牙签制作甲烷分子可能的空间构型。
学生活动:学生通过小组合作完成甲烷分子可能的模型。
教师活动:科学家通过研究发现,以上空间构型中正四面体型最稳定。我们把四个相同大小的气球绑在一起,发现四个气球分别指向正四面体的四个顶点,在外力的作用下四个气球间的夹角发生改变,但是取消外力作用后又恢复正四面体构型。
小结:
甲烷燃烧的化学方程式:CH4+2O2[点燃]CO2+2H2O
甲烷分子的电子式和结构式是在二维平面上书写的,四个碳氢共价键分别向上、向下、向左、向右,它们对应于三维空间上正四面体结构,注意“二维”平面与“三维”空间的转换,做到写在平面,想在空间。
设计意图:引导学生设计并观察宏观实验现象,探究甲烷的元素组成。通过计算分析甲烷的分子式,并探究甲烷分子中C、H原子的成键方式以及分子的空间构型,并用结构简式、电子式、结构式表示,实现了“宏观表征”“微观表征”“符号表征”的转换,形成“三重表征”的有机结合。
教学板块3:甲烷的化学性质――宏观表征微观表征符号表征
教师活动:演示实验:将甲烷气体分别通入盛有加入紫色石蕊试液的盐酸、加入酚酞的氢氧化钠溶液和酸性高锰酸钾溶液的三支试管中。
学生活动:观察实验现象:三支试管中的溶液均不褪色。
教师活动:通常情况下,甲烷的性质比较稳定,一般不与强酸、强碱、强氧化剂发生反应,但是甲烷的稳定性是相对的,在特定的条件下也会发生某些反应。
演示实验:取一个100mL量筒,用排饱和食盐水的方法收集体积比约为1∶4的甲烷和氯气,放在光亮的地方。一段时间后观察发生的现象。
学生活动:观察到的实验现象:①生成油状物;②试管内气体颜色变浅;③倒立于水槽的量筒内液面上升。
教师活动:在光照过程中,甲烷与氯气发生了反应生成油状液体,气体总量减小,且反应后生成的物质极易溶于水,量筒内压强减小,置于水槽中,液面上升。
教师活动:电脑动画模拟甲烷与氯气发生取代反应的过程。
球棍模型演示甲烷与氯气发生取代反应的过程,如图1、图2、图3、图4所示。
甲烷在光照的条件下能与氯气发生反应,生成多种含氯有机物和氯化氢,其反应方程式为:
在上述反应中,甲烷分子中的氢原子逐步被氯原子代替。有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫做取代反应[3]。
设计意图:通过对宏观实验现象的分析,进而深入研究反应的微观机理,最后用化学符号表示出甲烷与氯气的取代反应,引导学生从“宏观表征”入手,用多种“微观表征”手段逐步深入理解,最后用“符号表征”来表达化学反应,使学生将“三重表征”相互联系起来,并在头脑中形成对该反应的“三重表征”的相互转化。
教学板块4:知识归纳总结――“三重表征”总结及概念建构
教师活动:引导学生回顾本节知识,建构“三重表征”教学图,如图5所示。
图5 甲烷的“三重表征”教学图
设计意图:通过“三重表征”对知识进行归纳,并建立起三者之间的联系与转化,能够在一定程度生促进学生对相关知识的理解与应用,能够促进学生在头脑中更加有序合理地对知识进行组织和建构。
三、基于“三重表征”促进高中有机化学深度学习的思考
(一)丰富呈现方式促进深度学习
多元智能理论认为,每个学生个体的智能存在差异,每个人都有其特有的智能结构,因此每个学生的学习风格和学习倾向是不同。教师要使用各种不同的教学方法,使每个学生都能发挥智能强项以达到深度学习的目的。在运用“三重表征”教学模式进行教学时,由于“符号表征”有固定的形式与特定的含义,不能随意变更,但是“宏观表征”与“微观表征”可以选择不同的素材、呈现不同的方式以适应、发展不同学生的智能。
例如,在创设情境中对甲烷的用途进行“宏观表征”时,可以选择“西气东输”“可燃冰”“沼气”等素材为切入点,呈现时可以用图表、插图、视频等形式。再如,在对“甲烷与氯气发生取代反应”进行“微观表征”时,可以让学生观看甲烷发生取代反应机理的动画模拟视频,形成感性认识,接着教师提供球棍模型模拟反应过程,也可以让学生自己用球棍模型或水果(橡皮泥)模型来模拟甲烷发生取代反应的过程,体会反应中旧键的断裂与新键形成的过程,旧键断裂的位置等。
(二)强化微观表征促进深度学习
深度学习要求学生能够对物质的性质、变化、用途等宏观表征进行系统地学习,并深入微观层面理解、分析、思考其内在原理,形成基本的化学观念与化学思维方法,在相似的问题情境中能“举一反三”,并把微观表征抽象为化学符号。微观表征具有抽象性和复杂性,看不见,摸不着,学生在理解上存在很大的难度,微观表征的缺失将严重影响学生对化学反应微观本质的认识,不是建立在微观表征基础上的符号表征便只是一些僵化生硬的符号,无法实现“宏观―微观―符号”三重表征的有机融合。
例如,在模拟甲烷与氯气发生取代反应的动画视频中,教师要引导学生从以下几个方面进行观察:混合体系中分子在不断地做无规则运动;两种分子的空间构型不同,直线型的代表氯气分子,正四面体型的代表甲烷分子;两种分子在无规则运动中发生碰撞,有些碰撞促使甲烷分子中的一个碳氢键以及氯气分子中的氯氯键发生断裂,其中一个氯原子取代了甲烷分子中的一个氢原子生成一氯甲烷,被取代的氢原子与剩下的一个氯原子结合形成氯化氢分子;同样的机理,生成的一氯甲烷可以与氯气继续反应,逐步生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷以及氯化氢分子。在观看视频的同时教师进行引导与讲解,让学生对甲烷与氯气发生取代反应的历程有了全面整体的认识,并把画面保存在记忆中。对甲烷与氯气发生取代反应的机理的深度理解,为以后学习其他有机反应的反应历程提供了一个很好的范本,学生就可以做到举一反三、迁移应用。
(三)运用多重联系促进深度学习
深度学习关注知识的建构,强调知识的整合、迁移与应用。这就要求教师在教学过程中引导学生透过纷繁复杂的宏观现象获取有用的信息,深入微观层面深刻理解,并用固定的化学符号进行表征,方便交流。多重联系策略是指在化学学习过程中,有意识地将某一化学知识的宏观表征、微观表征具体化、形象化、可视化,并把二者精炼浓缩成抽象图形或化学符号,这些符号表征就赋予了特殊的意义,而不是将它当作孤立的符号去机械记忆,从而实现宏观表征、微观表征、符号表征的多重联系[4]。在教学中,教师要有意识地引导学生将某些知识的三重表征联系起来,并且形成对这一化学知识的不同表征间的相互转化,以促进对这一化学知识结构的自主建构,促进学生的深度学习。
例如:甲烷与氯气发生取代反应
宏观表征:甲烷与氯气发生取代反应的实验现象。
微观表征:通过动画演示、球棍模型或水果(橡皮泥)模型模拟甲烷与氯气发生取代反应的机理。
符号表征:甲烷与氯气发生取代反应化学方程式。
从宏观现象入手,透过一个特殊的“显微镜”――“微观表征”,放大甲烷分子与氯气分子,可以“看到”微观的反应过程。再把微观的反应过程通过符号抽象出来,形成了能表达反应过程,具有特殊意义的化学反应方程式。应用多重联系策略,可以将化学知识统一于结构化、模式化的框架中,有利于学生对知识的建构与迁移,深入理解知识的内涵,掌握化学研究的基本思维模式。
(四)深入交流体验促进深度学习
深度学习是一种基于深度的交流与体验的学习,它改变了传统教学中把学生看成“接受知识的容器”,缺乏对知识的建构、反思等思维过程。每个学生都是独一无二的学习个体,为了一个共同的学习目标走进课堂,教师要充分挖掘每个学生独特的学习经验,激发他们的学习热情,在课堂上通过与教师、同伴、文本及自我的平等对话交流碰撞思维、批判反思,对所学的知识充分理解内化,提升学习品质,促进深度学习。
例如,在“探究甲烷分子的空间构型”教学过程中,教师要给予学生充分的时间进行交流。甲烷分子中碳氢原子个数比为1∶4,一个碳原子可以与四个氢原子形成四个共价键,教师要鼓励每个学生充分发挥自己的想象力,预测甲烷分子可能的空间构型,并与学习小组的其他成员充分交流。在深入交流后,学习小组成员一起动手体验制作模型。学生经过头脑风暴后制作出的模型有三大类:平面正方型、正四面体型、不规则四面体型,最后教师引导学生通过动手制作气球模型,体验正四面体型的空间构型最稳定。如果没有经过以上的交流体验,而是教师直接把甲烷分子的空间构型告诉学生,那么学生只是死记硬背,既容易忘记也不利于后续的学习。例如,在讨论甲烷的二氯代物有几种结构时,很多学生根据二氯甲烷的结构式有两种形式,而认为二氯甲烷有两种同分异构体。如果学生对甲烷分子的正四面体型的空间构型理解透彻,就不会出现这样的理解误区。
总之,教师在教学中要积极探索应用“宏观-微观-符号”三重表征相结合的教学模式与策略,培养学生“宏观-微观-符号”三结合学习化学的科学学习观,有利于建构科学的知识体系,掌握化学研究的基本思路与方法,促进学生的深度学习。
[参 考 文 献]
[1]皮连生.智育心理学[M].北京:人民教育出版社,1996.
文章编号:1005-6629(2007)12-0022-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
瓶颈,中文的抽象意义为易生阻碍的关键环节。打一个比方就是一个木桶能装多少水,取决于最短的那块木板,而不是取决于最高的那块木板,本来木桶很大,可是由于有一块木板很短,所以木桶的的容量不能全部被使用,而被最短的木板限定了。最短的这块木板就可以称呼为"瓶颈"。凡事疏通了这些“关”、“节”,就会使“瓶颈”前后二者畅通、灵动、开阔起来。学生在复习化学的过程中产生“瓶颈”的主要原因是,化学知识点多,零散难记,加上缺乏了分析、归纳、提炼、迁移、探究等多方面的能力,以及必要的化学学习方法(比如对比法、模型法等)和学科学习思想(比如守恒思想、结构与性质思想等)等。在高三系统复习时,有时就显得“束手无策”。比如2004年高考理综第12题:取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也是增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是()
要解决该题,需要以下能力:
一是分析能力:不管哪种物质完全燃烧后,产物是H2O或CO2或是二者混合物,再通过足量Na2O2放出O2,以H2为例,用方程式表示过程是:
学生分析、提炼到此,选出D就轻而易举。
而学生往往缺乏这种分析、提炼、迁移能力等。所以只能懵懂地就题论题,解决一个算一个,不能由此披荆斩棘,解决一片类似的题目。笔者把学生在复习中最需要具备的而又缺乏的能力和方法归纳为复习化学的“瓶颈”。
因此疏通学生复习化学 的“瓶颈”的教学策略是教师在教学实践中要注意培养学生的多方面能力与学习方法,使学生遇到新情景、新信息时能将所学的知识、方法、技能融合起来,顺利解决问题。
1“设计实验装置能力”的教学策略
所有理科的发展都是从实验开始的。通过实验来探索问题或证明命题,是用事实战胜雄辩的有力手段。设计实验装置是化学的一种要求较高的综合能力,改进和创新实验就成为考查知识和能力的一种永恒题型。
例1:设计能较长时间保持Fe(OH)2呈白色的制备装置。
(教师设计情境)①回忆课本中制备Fe(OH)2的装置;②装置中滴管的非常规操作的作用是什么?实验中为什么使用新制的FeSO4溶液和煮沸过的NaOH溶液?③由于学生只观察到Fe(OH)2的瞬间白色,说明上述措施的局限性。这节课就是请同学们发挥聪明才智设计能较长时间保持Fe(OH)2呈白色的制备装置。
(意图说明)逐步引导学生回忆问题的知识归属,理解问题的由来和归纳问题的解决方向:是采取措施隔开空气,就能较长时间地观察Fe(OH)2的白色。采用分组方式增强组间学生的竞争性,组内学生的协作性,以鼓励、激发学生的兴趣。
(教师媒体展示)结合本校实际,提供仪器和试剂。
化学实验方案设计的基本要求:科学性、安全性、可行性和简洁性。
(学生设计)设计实验方案,绘画装置图。
(学生、生生讨论)实验方案,装置的可行性。
(师生)到实验室验证可行性。
经过学生的努力和教师的引导,各组都设计出了自己的实验装置,学生显得异常兴奋。通过这样练习,学生建构了“设计实验装置能力”。
笔者还乘胜引导学生:记录白色固体变色的时间,比较各个装置的优劣。现整理如下:
学生比较分析:
A. b、c、d均起到一定的隔绝O2的作用,值得在课堂上演示;
B.隔绝O2的效果d>b>c,这与固体缝隙最小,O2几乎无法进入反应体系;由于持续通入H2,体系处于一个动态中,所以隔绝O2的效果是b>c。
2 “有效复习有机物”的教学策略
到高三时,学生学习化学已经五年左右了,知识点可谓多如牛毛,学生要整理知识却感到千头万绪无从入手。所以在备考复习时,如何指引学生“入门”,达到纲举目张。激发他们学习热情,最终实现主动、有效地复习是教师要探索研究的问题。纵观2000-2006年的高考试题,CO2是元素化合物专题复习的典型物质。笔者复习时就以CO2展开尝试。
当学生还沉浸于例举知识点的兴奋中时,继续下列工作:
(教师追问)将知识点按结构、物性、化性、用途等进行分类;按是否属于氧化还原反应进行发类。
(分类的意图)培养学生的收敛思维。也使学生感悟到物质的很多知识点都可以归属于结构、物性、化性、用途等,它们之间是决定和反映的关系。学习化性从共性(物质的类型和氧化还原反应分析)和特性入手。图示如下:
通过这样的思维训练,学生不仅归纳了CO2的有关知识,更重要的是学生建构了复习无机化合物的思维方法。学生感觉收效不错。他们由此可以归纳、整理SO2的有关知识。
3 疏通“有效复习有机物”的教学策略
有机化学知识是高考必考的内容之一,综观近几年的高考试题,有机化学的主要考点是:同分异构体的概念及种类;官能团的性质与鉴别;有机物分子式、结构式的确定;有机化学方程式的书写;有机反应类型的判断和有机合成等。要达到有效复习有机化学知识,必须要做到:零星知识条理化、繁杂性质系统化、反应类型规律化、分析问题有序化。更具体的说,有机化学复习要抓住官能团的结构和性质,形成如下的知识体系:
同时将十余种有机物的官能团逐一放入网中,分析处理,然后再找出各类官能团之间的转化关系,如下图所示:
烯烃卤代烃醇醛酸酯
建立官能团的转化关系,会使我们很容易识别有机物类别,完成有机合成题,有机推断题或有机框图题。
4“知识网络化、系统化”的教学策略
应用概念图、网络图、对比图等形式对化学知识进行梳理,是学生学习化学的主要策略。概念图通常是将有关某一主题不同级别的概念或例题置于方框或圆圈中,再将相关的概念或命题用线、箭头连接,形成关于该主题的概念或命题网络。比如:
网络图是指将相关内容通过某种关系连接起来形成网络。它和概念图中各概念之间有层级关系不同,网络图中各主题之间没有上位、下位的关系。例如:氮元素的单质及化合物之间的知识网络图为:
对比图是指将相近、相似或相关概念利用图表进行对比。例如:同分异构体、同素异形体、同位素、同系物等概念进行对比;电离、电镀、电解、电泳以及原电池、电解池概念对比等。
5“解答化学问题思路”的教学策略
解答化学问题时,很多同学因为思路不清晰,常常导致无从下手。因此形成解题思路模型,使解答过程模式化、格式化是提高解题过程准确性的重要方法。比如:
为了验证草酸受热分解及其产物,用右图装置进行实验,有人认为该装置不合理。请你根据草酸晶体的某些物理常数和实验目的,指出该装置可能存在的不合理因素的主要原因。
解答策略:化学实验方案设计评价的模式可从下列4个基本要求出发:
一是科学性:指实验原理、实验操作程序、实验方法等。
二是安全性:造成大气污染、人身伤害。
三是可行性:化学实验药品、仪器、设备及方法等在中学现有条件下可实现。
四是简约性:实验步骤少、时间短、药品及装置简单、现象明显。
据此,可得以下参考答案。
Pick to: ZaiZhiJiao chemistry teaching, the students' general ability include observing ability, experiment ability, thinking ability and self-educated abilities. Observation is introductory, the experiment is a means, is the core of thinking, self-learning is a way. All ability is based on thinking ability, and overlap, cross, all of these are needed in the usual learning in the process of gradually formed accumulate over a long period. Teachers should start from all aspects to cultivate the students' ability.
Key words: chemistry teaching; Observation ability; Experimental ability; Thinking ability; Self-study ability
中图分类号:G421文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
能力是直接影响活动成效、与能否顺利完成活动任务相联系的个性心理特征。心理学家一般把能力划分为两大类,即一般能力和特殊能力。本文所涉及的是一般能力。在职教化学中学生的一般能力包括观察能力、实验能力、思维能力、自学能力。教师要从各方面入手培养学生的这些能力。
一、观察能力的培养
1、实验教学中培养观察能力。化学是一门以实验为基础的学科,在实验过程中,要培养同学全面、细致的观察能力例如实验室制取乙烯时,加药品的过程、温度计的摆放,实验中烧瓶、集气瓶的变化、为什么要加石棉网、碎瓷片等等,都要认真观察,并进行思考提高能力。 2、性质教学中培养观察能力。在“乙烯”这一节讲解乙烯的物理性质教学时,展示一瓶事先收集好的乙烯气体。让学生从颜色、状态、气味、溶解性、密度、毒性等几个方面进行观察思考,并和课本中的结论进行对照、分析,从而培养观察能力。
3、结构教学中培养观察能力。在氯化钠晶体一节教学中,展示氯化钠晶体结构模型,让学生认真观察Na+、Cl-的位置、晶体的空间构型、一个晶胞中Na+、Cl-的数目、立方体模型中,面、体的中心及对角线、每个Na+周围距离最近且相等的Cl-数目;每个Na+周围与它最近且距离的Na+数目……这样的训练不但传授了知识,更重要的是培养了观察能力。
二、实验能力的培养
1、分析实验装置,培养实验能力。根据实验原理,对特定的反应物或生成物应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、缓冲(安全)的仪器?为何选用这些仪器以及之间大小?规格应怎样协调、搭配?能否进行再调整?为什么?最后为达到良好效果选用的仪器应采取怎样连接的位置顺序?等等。
2、通过实验操作培养实验能力。例如在乙醛一节教学中,演示完乙醛的银镜反应和乙醛与氢氧化铜的反应后,我就请两个同学来演示用甲醛代替乙醛的同样反应,要求其它同学注意观察并指出其错误。在演示完乙醇和钠的反应实验后,要求同学做钠与水的实验,有的同学竟用大块的钠并用手去拔。通过实验操作课堂上及时纠正错误,学生感受颇深,他们自己做实验时就很动脑筋,提高了他们动手能力。
3、在实验设计中培养实验能力。例题:水蒸气通过灼热的煤产生的混合气,其主要成分是CO、H2还会有CO2、CO和水蒸汽。请设计一个实验,确定上述混合气体中含有CO和H2。该题通过限定仪器试剂,有目的地设计实验,将实验设计思路、装置连接、实验现象、物质性质、判断依据等诸方面结合起来进行训练,有利于学生实验能力的提高。
三、思维能力的培养
1、比较思维能力的训练。在教学过程中,新知识不断涌现,新概念不断的引入,这些知识和要领之间既有联系又有区别。如量筒、移液管、滴定管、容量瓶等都能量出一定体积的液体,学生容易混淆。通过对它们的容量范围、刻度规格、精确度等方面进行比较,找出各自的特点,学生才能真正理解每一种仪器的用途,才知道在什么情况下,用哪一种仪器。
2、概括思维能力的训练。在化学课堂教学中,要在很短的时间内完成对各个对象的认识过程,教师要不失时机恰如其分地进行抽象、概括能力的培养。例如,有机化学教学中,银镜反应生成物的配平,教学生概括为“一、二、三”,即一水二银三氨,醇、醛、酸、酯的教学时将各类有机物抽象概括为官能团,通过官能团的性质学习这些物质的性质。在进行有机物燃烧计算教学时,将它们抽象为各燃烧通式,既便于记忆,又培养了概括能力。
一、要强化从感性到理性、从具体到抽象的认识规律
在高中化学教学中,给学生以感性、直观表象知识能帮助学生建立理性分析的基础,从而得出规律。如在讲述浓度对化学平衡的影响这部分内容时,课本选用了FeCl,溶液和KSCN溶液的反应。也要先弄清楚FeCI,、KSCN、Fe( SCN),、KC1等物质在溶液中的颜色和溶液颜色与溶液浓度的关系,才可进一步认识改变物质浓度对平衡移动方向的影响。为了说明降低反应物浓度平衡向逆反应方向‘转动,常在反应体系中加入还原铁粉以降低FeCI,的浓度,使平衡向逆反应方向移动。这种变化可以很容易地通过混合溶液的血红色变淡而观察到。但是,Fe“可以氧化Fe而转变为Fe“;Fe“在水溶液中呈淡绿色等,学生尚未学习,因此,只有在补充了上述知识后,才可加以应用。即只有具备了一定的元素化合物知识,才能通过观察、思维,形成理论认识的知识体系。
二、适当利用多种教学媒体,给学生丰富的隐喻联想空间,进而理解理论的内涵,达到掌握规律方法
隐喻联想思维,是指个人可以将截然不同的的事物有机地结合起来。美国创造学专家戈尔顿对隐喻联想思维提出一个形象的口号“将生疏的事物看得熟悉,将熟悉的事物看得生疏。”有机化合物的同分异构现象和同分异构体的判定对于初学有机化学的学生有一定的难度,难点在于对平面结构式建立起立体空间观念,学习伊始即应打好基础。如一氯甲烷不存在异构体,但结构式可有四种形式,若展示一氯甲烷的球棍模型,与四种结构式写法比较,学生会立即否定一氯甲烷有四种异构体的想法,并为今后认识有机化合物的同分异构现象奠定了以三维立体空间为思考出发点的思路。
三、联系生活实际,运用比喻,化解难点
联系学生已有的知识和生活实际,运用事物间的相似性,通过以甲喻乙,由此及彼,以降低理论学习的难度,4使学生尽快地从具体事物过渡到抽象思维,理解事物本质,建立理论概念是理论教学常用的方法。这里,关键在于突破难点。譬如,有关可逆过程的动态平衡的性质和特征(如化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解平衡等)常用蓄水池进出水流的速度与池内蓄水量的变化之间的关系比喻化学平衡系统中正、逆反应速度与组分百分含量变化的关系;用蚊虫逐灯、蜜蜂采蜜、氢原子核外电子照片叠印等比喻模拟电子运动,想象电子云的形象;以“头碰头”、“肩并肩”比喻电子云重叠方式等。应当明确,比喻具有“启发入门”、“搭桥过渡”的作用,利于学生接受理论,而不是理论本身。要注意不可滥用比喻。
四、运用归纳、演绎方法形成理论,发展创造性的思维能力
激发学生的创造性思维,首先要从破除学生对事物认识上各种固有功能固有的惰性思维人手。这种惰性突出表现为沿袭固有的处事惯例、权威意识和无批判等现象。化学基本理论与元素化合物之间存在着内在的、本质的、统一的联系。.基本理论的教学,一方面以元素化合物知识为实际材料,通过归纳演绎的方法建立理论概念和规律;另一方面又要通过基本理论分析研究具体的元素化合物的结构、性质、用途,系统地掌握元素化合物的知识。两者相互依存,相得益彰。
化学在中职药学专业中是一门非常重要的专业基础课程,很多知识对后期的药物分析、药理、生物化学等学科的学习具有非常重要的意义。国家中职教育改革后,中职教育目标为培养实用性中等卫生技术人才,要求学生掌握必要的专业知识和专业技能。目前,学生对化学学习缺乏热情,如何提高他们的学习兴趣显得尤为重要。
一、中职药学专业学生化学学习现状分析
进入职业学校的学生大部分初中学习能力比较薄弱,知识掌握不够扎实。尤其是他们在初三才开始学习化学课,一年的化学学习有的学生甚至还没入门就已经毕业了。面对薄弱的知识基础,学生在化学课堂上往往听得云里雾里,不懂的知识点越积越多,最后放弃学习化学。在后续的专业课学习中,由于化学没学好,也影响其他课程的学习。
二、探寻方法,提高学生的化学学习兴趣
针对中职药学专业学生化学学习现状,我们进行了一系列尝试,以达到激发学生学习的积极性和能动性。
1.循序渐进,做好初中到职中的过渡
首先要充分了解学生初中的学习情况,把他们没学好的知识点进行梳理和总结。在刚开始的新课教授过程中,尽量放慢进度,涉及初中的知识时要进行复习巩固。例如,在讲原子结构时复习前20号元素,在讲溶液配制时,复习托盘天平的使用方法等。
2.明确学习目的,激发学习动机
药学专业涉及的专业学科与化学关系紧密,但通过对班级学生调查,大部分学生对为什么学习化学感到疑惑。针对这种情况,我们开展了“说说我的专业”主题班会活动,邀请专业课老师走进班级,解答学生的疑惑,梳理化学与药学专业的关系。比如需要用无机化学和有机化学的理论和方法进行药物合成、了解药物的构效关系;用分析化学来分析原料药、药物中间体及制剂中的有效成分及杂质。用化学的理论来解释药理、病理过程。另外在化学课堂上再一次明确学习目的和动机,有效改善了学生对学习化学的迷惘。
3.结合教学,引入与药学相关案例
在化学教学过程中,对于教学过程中涉及的药学相关内容,及时引入相关案例,提高学生的学习兴趣。如,在讲元素化合物知识时,可以介绍含碘的甲状腺素、含钴的维生素B12。在讲到乙酰水杨酸(阿司匹林)时,可以介绍它在药学方面的应用价值,是一种历史悠久的解热镇痛药。在讲酯的结构时,举例局麻药盐酸普鲁卡因,它含有酯键,温度和pH值都会影响水解速度。从而让学生明白,一个小小的pH都会影响制剂的稳定性,加强他们对化学学习必要性的认识。
4.成立化学社团,提高积极主动性
在课堂之外成立化学社团,组织学生进行趣味化学相关活动。例如,开展“舌尖上的化学”调研活动,了解我们平时餐桌上的化学世界。开展讲座“电影里的化学特技”等吸引学生兴趣。另外可以开展一系列化学趣味实验,如,肥皂的制取、固体酒精的制备、阿司匹林的制备等。通过实验培养学生基本的实验素质,同时在实验中提高学生学习化学的主动性。
5.走进企业,了解专业,加强认识
中职药学专业的学生今后的就业方向是药厂生产一线或是药店,我们组织学生走进企业进行参观、调研和社会实践。通过班级进企业活动,学生了解到在实际的工作过程中,我们需要用化学的知识对药品进行检测、维护、保存等。在调研过程中,企业很看重就业者是否有与药学相关的执业证书,例如执业药师,在执业药师的考试中药物化学、药物分析的知识不少都与化学有关。在实践过程中,学生切实感受到专业知识的重要性,而学好专业知识的前提是和化学的学习分不开的。通过一系列活动,让学生深入了解专业,加强学习认识。
综上所述,我们只有以学生为中心,了解他们的需求,给予正确引导,使学生能认识到化学对他们专业的重要意义。这样,不仅使化学课堂不再乏味,还提高了学生的学习兴趣。
参考文献:
[1]汪煜华,刘运美,郑兴,等.药学专业学生实践教学模式的探讨[J].西北医学教育,2011,19(01):36-37.
我出生在1994年4月18日,是个很乐观的男孩。听妈妈说,我小时候特别聪明,在咿呀学语时,就会背李白的《梦游天姥吟留别》。妈妈还经常考我,随意空字让我填,我都能准确答上。
妈妈非常重视启蒙教育。她经常给我讲童话故事,还有《三国演义》、《水浒传》、《隋唐演义》等。我虽然听不大懂,却被其中的故事情节所吸引。妈妈为了调动我的兴趣,一到关键的地方就停止,第二天,我就乖乖地坐在她旁边,等着听故事。当时,我听得兴趣盎然,妈妈却怀疑我能不能听懂。有一次,妈妈重复一个旧故事,把人物给讲错了,我一下子就听出来了,毫不客气地给她纠正。妈妈是一名高中教师,她当然不允许自己出错了,还向我做了检讨。从那以后,她从不敢怠慢,生怕被我挑出毛病。
故事听多了,心中自然有很多话要说。没多久,我便像模像样地给别人讲故事了,爷爷是我的忠实听众。那些故事爷爷早已耳熟能详,可是他仍不厌其烦地听着,还不时地发出笑声。为了把故事讲好,我经常查阅资料,于是,读书也就成了生活的一大乐趣。当时,家里有很多书,有的是妈妈专门为我准备的,有的是她用的课本。我也不知道为什么,只要有字的东西,我就不会放过。从《格林童话》到《十万个为什么》,从《牛津百科全书》到《上下五千年》,还有各种诗集,它们都成了我的伙伴。那时候,我觉得时间过得好快,一转眼天就黑了。我有时看入迷了,竟然忘记开灯,为此被妈妈多次批评。不过,我仍然乐此不疲,求她给我借新书。
每天晚上,妈妈都在家里备课。我则拿着各种各样的书,坐在她旁边认真地看。我觉得自己很有意志力的,结果每次,我都先败下阵来,不是趴在书桌上睡着了,就是乖乖地回卧室。我对妈妈说“你什么时候和我一起睡觉啊?”她却说:“不行呀,哥哥姐姐还等考大学呢,我可要助他们一臂之力啊!”每次考试,她所在班级的成绩都名列前茅。那时候,爸爸常劝她不要让自己太累,可她还是一如既往。长大以后,我时常会想,妈妈努力地教好每个学生,我也应该努力地对待每次考试,不辜负老师的期望。
6岁时,我被送到沈阳铁路第三小学。开学没多久,很多学生都报了兴趣班,奥数班、书法班、乐器班、舞蹈班等。当时,妈妈也想给我报班,培养一下兴趣,我却不愿意,学了几天就开始抗议。妈妈很严肃地说出自己的想法,然后让我做出选择,我什么都没选。后来,我意识到书法的重要性,就自学了一段时间,效果还不错。课堂上,老师经常说我的试卷字迹工整。在教育方式上,妈妈是比较民主的,如果我不喜欢,她从来不强迫。相反,对我感兴趣的东西,她一百个支持。初三时,我迷上了玩魔方,尽管学业很重,她还是支持我,帮我买魔方,帮我打印学习资料……
我的保送之路
我是一个目的性很强的人,一旦认准了就会百折不回地走下去。其实,我也很贪玩,不过,在该努力的时候就决不会浪费时间。刚上初中时,我比较散漫,几乎不怎么学习。初三时,我感到了压力,如果不努力就考不上重点高中,就会让妈妈失望。所以,我积极备考,以742分考入辽宁省实验中学。当年,我的成绩在和平区排在第二,也算是超常发挥了。与此同时,我也暗自庆幸,原来自己如此强大。
刚开学没多久,学校的竞赛班开始招生。当时,我并不知道有保送生考试这回事,只是觉得不能错过机会。学校开设物理、化学、数学、生物等多个竞赛班,各科的上课时间都一样,所以我只报了化学竞赛班。竞赛课程比较紧,自习课、周末和寒暑假,我几乎没有休息过。然而,事情都有两面性,很多学生怕竞赛这条路行不通,选择了退出。我也有过这种想法,但还是坚持下来了。我决心在化学竞赛这条路上走下去,即使得不到奖也没关系的,只要经历就是收获。当时,我做了一个大胆的决定,就是停掉正常的化学课。其实,我还是有一定把握的,竞赛班里讲的内容超出了高考范围,却与高考的知识点紧密相关。在复习时,我已经注意到这一点,并巧妙地把知识点结合起来。当然了,我也遇到过困难,主要有两个方面:一是学到有机化学时感到难以入门。对此,我从同学那里借了一本《有机化学学习笔记》,大概有三百多页。我一页页地翻看,研究每一定理、每一个化学反应,对题型进行归类,并记了一百多页的笔记。一周之内,我用最笨的方法跨越了学习上的壁垒。那时的读书笔记,也成了学习化学的秘笈,经常被别人借去。我觉得,一边学习一边总结,是一个比较科学的方法。
经过一段时间的培训,2010年9月,我参加了全国高中生化学竞赛,获得省级赛区二等奖。2011年9月至10月,我获得全国高中生化学竞赛省级赛区一等奖、物理竞赛省级赛区二等奖、数学竞赛省级赛区三等奖。这些奖项为我获取保送生资格铺平了道路。
中图分类号 TS201.2-41 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)11-0343-02
食品化学是高校食品科学与工程专业和食品质量与安全专业的重要专业基础课和主干课程[1],国内高校多数食品院系均将其作为校级和省级以上的精品课程来进行重点建设。为了适应当前高校教学改革的新形势和满足培养高素质食品专业人才的需要,近年来不断改革和优化食品化学的课程建设,在借鉴省内外同行教学经验[2]的基础上,结合自身多年的教学实践和笔者所在学院学生实际情况,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,对食品化学课程进行探索性改革和实践,并取得了一定的成效。
1 优化教学内容,突出教学重点
食品化学既是食品专业的基础课程,同时又是建立在无机化学、有机化学等公共课程的基础之上,因而需要处理好教学内容之间的相互交叉问题,确保教学重点和方向,使课程更加符合学科发展要求。如同属专业课的《食品营养学》《食品酶学导论》《食品添加剂》《食品生物化学》等课程均同时安排在同一学年授课,为协调冲突的教学内容,规避内容重复,学院自2009年开始多次组织学科方向类似的授课教师进行了专题讨论和研究,确定了交叉内容在各自课程建设中的重点和方向,达到内容互相补充、互相支撑,使学生更加系统全面地理解和掌握专业课程,运行下来效果显著。对于公共必修课无机化学、有机化学等与食品化学交叉内容的调整问题,食品化学课程则把教学重点放在食品加工、保藏过程中发生并影响食品品质变化的内容等方面,从而做到有的放矢,使教学结构变得更加合理。
2 改革教学方法,激发学生学习兴趣
基于食品化学课程较抽象、偏重理论的特点,低年级学生通常会感觉学习内容较为凌乱、缺乏系统性,不好把握重点,为了避免初学者产生畏难心理和情绪,继而影响学习热情,因此有必要采用多样化的教学方法,将其穿插教学全过程,达到调动并维持学生对课程学习的浓厚兴趣。
2.1 联系生产生活实际,丰富课程内容针对性
为了增强所授理论知识的趣味性和实效性,一般常结合生产实践中的一些成功事例和生活中的相关现象,结合教学理论中某个知识点,通过联系分析生产生活案例、点面结合、融会贯通的方式传授给学生。如通过提问为什么苹果、土豆削完皮后会变色等问题;还结合学院教师的研究成果如笔者所在学院教师承担的魔芋多糖成果单独作为糖类专题讲座等。将这些与日常生产生活密切相关的内容融入食品化学的教学之中,可以提高学生的学习兴趣,也激发了学生参加课外科研的积极性。通过课堂教学与生产实践应用的有机结合,促使学生更好地掌握食品化学的基本原理和方法,为学生将来在食品行业和相关行业的快速入门或者进入研究生阶段课题研究以及新产品开发打下基础。
2.2 创造主动参与空间,变被动学习为主动参与
优化教学最好的办法就是通过营造主动参与氛围,引导学生主动参与教学过程。适当采用启发式、讨论式教学方式,将讲授法、讨论法、自学指导法、实例教学法等优化组合,充分借助各类教学资源,达到调动学生积极性、启迪学生思维和培养学生思维能力的目的[3]。如曾以分组的方式对学生进行讨论合作式教学,把某一教学热点交给学生自己查找资料,要求每个学生以幻灯片形式交由教师审查合格后,在课堂进行互动交流,教师则进行课堂讨论的引导和纠正。此方法对调动学生参与教学、深入学习知识起到了积极的作用并取得了良好效果,不仅锻炼了学生如何进行文献检索、论文写作、自我学习和与人探讨等能力,也激发了广大学生参与的积极性,有力地促进了教学内容的传授与掌握。
2.3 将课程论文纳入教学体系,激发学生学习兴趣和学习主动性
在食品化学教学中要充分发挥课程论文写作的引导作用,使其能在考查学生对食品化学综合知识的理解、掌握情况,有效激发学生的学习兴趣和欲望等方面起到必要的推动,让学生主动去探寻论题领域的研究概况,使自学内容超越课堂和教材,达到延伸食品化学的理论教学效果。课程论文的内容设置重点考核对相关领域研究结果的高度概括性,一般结合教学内容的某一章节开展,形式上则根据低年级专业知识掌握特点和班级人数以总结归纳相关领域研究现状和进展的综述论文为主,或由授课教师根据当前食品领域的研究热点,提供参考论题。教学实践证明,将课程论文写作纳入食品化学的教学过程,有助于营造浓厚的学习氛围,不仅能增加学生自学时间和拓宽学生的知识空间,在调动自学积极性的同时也能培养学生的创新意识和能力,对创新人才培养具有重要意义。
3 课堂教学与课外指导紧密结合,培养学生创新实践能力
3.1 借助科技创新活动,培养学生创新能力
根据以培养学生创新能力为导向,以理论紧贴实践为切入点的教学实践要求[4],充分结合毕业论文课题的设计和学校学院开展的“挑战杯”创业计划大赛、创新创业计划项目等各类大赛,通过一系列创新活动的开展,培养了学生科学的思维能力,培养学生建立合理的知识体系,锻炼学生的人际交往能力和团队协作能力。
3.2 参与教师科研项目,培养学生科研能力
学生适当参与教师科研项目有助于培养学生的科研能力及综合素质。科研课题研究中有很多实验设计是带有探索性的、尝试性的,部分内容紧贴食品化学的基础理论,具有很强的指导性。近年来,部分学生以毕业课题的形式积极参与到教师的科研工作之中,使其科研能力有了很大提高。
3.3 开放实验室,调整实验内容,提高动手实践能力
近年来,将实验室进行弹性管理,建设了面向本科学生开放的实验室,给予其开展食品化学实验充足的实验时间。学生以实验小组为单位申请进入实验室既可以开展如美拉德反应、蛋白质的功能性质等相关大型综合性设计实验[5-6]工作,也可以对集中开展的基础教学实验进行重复验证。学院近几年通过实验室的开放建设工作,学生结合学校挑战杯和学院创新基金开展涉及食品化学方面的小项目、小研究的积极性和主动性日益提高,所体现的实验技能和研究水平也逐年提高,也促进了学生的自我学习能力和创新能力的培养。教师及实验人员也能因材施教,更好地起到指导作用,对提高业务水平起到了良好的推动作用。
此外在第3学期单独开设了综合性设计实验课程,从实验场所、实验经费和时间上给予保障,达到加强基础、淡化专业、拓宽知识面和重视应用[7-8]的效果。对于学生而言,借助食品化学综合性设计实验,主动性、积极性能得到充分调动并变得富有挑战性和创新性,从查阅资料、制订实验实施方案、后期数据处理分析、总结和撰写研究报告等方面得到锻炼,极大地激发了学生的学习热情,为创新人才培养打下了坚实的基础[9]。
4 参考文献
[1] 阚建全.食品化学[M].北京:中国农业大学出版社,2008.
[2] 杨华,戚向阳.地方本科高校食品化学课程合作讨论式教学探讨[J].浙江万里学院学报,2008,21(5):115-116.
[3] 张汆,贾小丽,孙艳辉.高校食品化学实验课程内容设置的分析与探讨[J].中国高教探讨杂志,2010,22(4):49-50.
[4] 赵国华.食品化学实验原理与技术[M].北京:化学工业出版社,2009.
[5] 王志兵,邱芳萍,彭悦.对食品化学课程教学改革的思考[J].长春工业大学学报:高教研究版,2010,31(2):84-85.
[6] 付莉,杨爱丽,顾英.《食品化学》与创新型实践教学[J].辽宁医学院学报:社会科学版,2010,8(2):78-79.