前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的绿色化学的特征主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
【关键词】高校;化学教学;绿色化学;探索;发展思路
一、绿色化学的产生
绿色化学的产生,首先与我国的现状有关,我国有着人口数量多、人均资源少的特征。常常有两种选择摆在我们的面前,是该选择追求利益最大化以牺牲环境为代价呢还是限制人均资源使用保护环境不再被破坏。我国是工业大国,工业的发展对我国的经济发展有很大的贡献率,对我国经济的发展有着很大的推动作用,但是工业的发展也会造成大自然的破坏,对环境造成很大的污染,从而引发生态环境紊乱,造成地球自然灾害的频频发生。
以前人们常常过于求功近利,追求利益最大化,过早地消费资源,引发生态环境紊乱,断了子孙的后路。种种迹象,陈旧、落后的发展理念告诉我们必须改变以往的发展理念,协调经济与生态环境的平衡,绿色生产。为了我们的未来,必须提前传达绿色理念给新的一代,因此,我们要把绿色理念引进化学课堂中,形成了当今的绿色化学。
绿色化学是指在化学实验中减少污染气体、污染物的排放,减少对环境的污染,用化学的方法对污染物、有害物质进行环保处理。绿色化学追求环保,可持续发展理念。
二、绿色化学的发展思路
绿色化学不但追求环保绿色的理念还追求在生产原料上能最大限度地转换。绿色化学即就是发挥最大潜能地转换,不制造污染物。
(一)绿色化学追求最大转化率
绿色化学的发展思路上是在生产相同产量的化学物时,最大可能地减少化学原料的使用。或者是,在用相同数量的化学原料时,最大可能地产生化学生成物。简而言之,就是在化学生产过程中追求最大的转化率。绿色化学环保理念上体现在尽可能地产生化学污染物、产生有害和有毒气体。
(二)对材料进行回收和重复利用
绿色化学不仅仅体现在绿色环保,而且还体现在节约资源上。尽量地对材料进行回收和不断地重复利用。回收和利用能够大大地减少对资源的浪费,能够较好地缓解我国:“人口数量多,人均资源少”这一大问题。回收和不断重复使用资源还能缓解环境的压力,毕竟太多的垃圾存放对环境来说压力过大,迟早会承受不住的。在社会上,大力地宣传回收和重复利用资源这一环保理念,能够为我国的发展做出很大的贡献。
三、绿色化学教育中的应用与探索
(一)实现教学改革,增加绿色化学理念
大学生是社会新一代的精英,是祖国经济发展的下一代接班人。我们要对大学生在教学内容上进行绿色化学思想上的灌输,在探索和应用化学过程中加强对教学的渗透,大学生即将踏入社会,奔向我国国家化学工业的一线岗位。因此,在大学期间对大学生思想上进行绿色化学理念的灌输是必要的,能够加强学生可持续发展战略的意识。
为了让大学生提前养成可持续发展的理念,首先要对大学生所学的教材进行改革,引进绿色化学知识,彰显各个国家绿色化学的劳动成果,让学生们体会到绿色化学理念的重要性。理论知识上的教育是前提。学生应该积极主动地投入到绿色化学教学中,积极地配合老师的教学工作,对绿色化学方面的问题积极请教,研究绿色化学上的先进技术。老师应该在教学上对学生进行方向性引导,激发学生学习绿色化学的兴趣。俗话说得好,兴趣是最好的老师。只有学生对绿色化学方面的知识感兴趣了,才会激发学生内心最大的潜力,更加投入到对绿色化学知识方面的研究,并对各个国家在绿色化学领域应用好、实践好的成果进行研究性学习。
老师在教学过程中,要树立节约环保意识,在教学中起到好的表率作用 。老师在教学过程中一定要强调环境污染的危害性,浪费资源造成的困扰等一系列不G色生产的问题,引发学生的高度注意。同时,老师可以以世界各国不绿色生产造成的后果以范例进行讲述,告诉学生绿色环保生产的重要性,同时要热衷于新闻,对绿色化学方面的新闻特别注意,并将绿色化学精神传达给学生,鼓励学生积极主动地在该方面努力研究性学习。
(二)学校多组织有关绿色化学的比赛
绿色化学教学,不单单停留在对教材的学习,学校还应该组织有关绿色化学的比赛,激发学生学习绿色化学文化知识的积极性,在绿色化学比赛中,加强对绿色化学先进技术的处理,加强对绿色化学知识的重视,明白绿色化学对以后工业发展,环境保护的重要性。
学校通过举办绿色化学的比赛,学生可以从中学到很多知识,明白了不合理操作对环境的破坏性,更加乐意学习绿色化学知识,为环境保护、节约资源贡献自己的一份力量。学校还可以对竞赛中表现优异的学生进行奖励,颁发荣誉证书,目的就是吸引更多的学生参加到绿色化学的学习中去。
(三)在化学实验教学中增强学生绿色化学的意识
单凭枯燥无味的教材是达不到教学目的的,实验教学能够加强学生的可持续发展理念。实验能够为课堂增添色彩,使教学内容丰富多彩。在实验过程中,学生可以增强动手能力,同时可以加强学生对教学内容的认识。实验过程中,老师可以对学生进行绿色化学思想上的灌输,例如:教导学生在进行实验过程中,对化学原料进行选用时,一定要将环保无污染的原料作为第一个考虑对象。在化学实验过程中,常常为了加快实验过程,需要在实验过程中加入催化剂,起到加快实验速度的作用。据我们所知,具有生物活性的酶一般可以作为催化剂,加快化学实验反应速率。在化学实验过程中,我们要尽可能的选用无毒无害无污染的物质代替有害物质。请一定记住,节约能源的使用也属于绿色化学的思想。因此,在实验过程中,老师一定要教育学生尽可能少地使用化学用品,减少化学用品的浪费,在化学实验过程中一定要将化学反应进行彻底。化学过程中要时刻遵循节约资源,保护环境,无有害物质排放的原则。化学实验操作过后,老师要引导学生将化学器材按照原来的位置摆放好,对化学实验过程中制造的垃圾进行环保处理。
四、小结
绿色化学是一门重要的学科,它对我们今后社会的可持续发展有着很大的作用。绿色化学,是在可持续发展的战略条件下产生的,是人类进步的结晶。我们必须学习好绿色化学这一门知识,并将理论与实际相结合,将绿色化学方面的理论知识较好地运用到实际中去。以前,人们为了尽快地摆脱经济落后方面的困扰,走出落后就要挨打的困境,急于发展经济,不惜以牺牲环境为代价,对环境造成了很大的伤害。现在,挽救以前的过错还来得及,为了有效地加强人们可持续发展理念,在高校课堂上引进绿色化学这一门课程,是再好不过的一件事情了,大学生即将踏入社会,掌握社会经济发展的动向。提前对大学生进行绿色化学的教导,能够实现我国人民坚持走可持续发展道路的愿望。
参考文献
[1]朱文祥;绿色化学与绿色化学教育[J];化学教育;2001年第001期.
[2]朱清时;绿色化学;化学进展;2000年第004期.
[3]彭秀丽;在化学教学中渗透绿色化学教育[J];郑州铁路职业技术学院学报;2007年第004期.
[4]谢巧玲;浅谈有机化学实验教学中的绿色化学教育[J];保定师专学报;2001年第002期.
【关键词】绿色化学思想 实际教学 改革
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)24-0146-02
随着我国科学技术的迅猛发展,社会的发展也面临着严重的环境污染问题。环保意识的提升,能有效地减少社会发展进程中污染行为的产生。在现代教育体系当中,绿色化学将是今后化学教学的主旋律。化学学科具有一定的实践性和科学性,并且随着社会环境问题的突出,越发使得绿色化学思想在实际化学教育当中体现出重要作用。此外,利用化学的手段进行污染源的有效治理,促进社会的可持续发展,为我国经济的可持续发展创造良好的环境条件。
一 绿色化学的概述
1.绿色化学思想产生的背景
绿色化学的提出最早起源于发达国家,具体表达方式是化学学科与环境之间的一种友好关系。随着现代社会工业产业的逐渐发展,环境污染问题逐渐突出。绿色化学思想的应用中体现的是针对工业生产涉及的相关产业所产生的污染进行及时治理。大力提倡绿色理念,对于工业产生的废弃物进行回收并且再利用,同时使用化学手段进行工业生产原理的相关改进,减少污染源的产生。
2.绿色化学思想的特征
绿色化学思想有着具体特征,其在具体的实施中追求的是最大限度地节省能源,并且在实际的生产中尽量使用绿色无污染材料,即做到零污染是绿色理念发展的最高要求。绿色化学思想在实施当中有着以下三个特征:(1)保证原材料无污染。原材料的无污染能够有效地减少有害化学产品的产生,为自然环境的清洁提供保障;(2)严格控制废弃物排放。化学生产当中会产生相当多对自然环境有污染的废弃物,绿色化学在具体实施中体现的是零排放标准;(3)保证化学产品的可回收。可回收是绿色理念的重要体现,在实际的发展当中,化学产品广泛存在于我们的生产、生活中,保证其可回收利用能有效节约社会资源,体现了可持续发展的理念。
二 绿色化学思想在化学教学中的意义
1.绿色化学思想在化学教学中的具体应用,能增强学生的环保意识
在进行化学知识的讲解中,应重视绿色化学思想的传播,使学生对于现代环境污染的严重性有所了解。通过对环境中的具体污染问题进行介绍,使学生能够深层次地了解生活当中存在的化学污染问题,增强对于环境的保护意识。
2.绿色化学思想的具体实施,能提升教师对于绿色化学教学的深层理解
现代的实际教育中,教师在教学当中由于教学知识要求的提升,无形中忽视了绿色环保理念的渗透,造成了教育资源的浪费,绿色化学思想的出现,能使得教师进行自省,并对自身的行为进行反思,进而在实际的教学中能更重视绿色化学理念的具体实施,提升自身的综合素质,保证教育事业的可持续发展。
总之,绿色化学思想在实际的化学教学中有着重要的意义,教师重视绿色化学理念的实施,提升学生对于绿色化学的理解水平。通过对学生的课后作业的合理布置,将绿色化学的理念加入其中,提升学生的思考能力以及探索能力,对未来化学教育的开展有着重要的指导意义。
三 绿色化学思想在中学化学教学中的渗透方式
中学教材当中体现的绿色化学教育知识相对较少,这对实际的教学有着很大的影响,所以需要教师自身总结,并结合实际的教育现状,分析出绿色理念的意义。在实际教学过程中,教师可以通过以下方式向学生进行绿色化学思想的渗透。具体措施如下:
1.在教学设计中渗透绿色化学思想
在实际的应用中,教师应重视实践课程的实施。化学教育本身就是实践性较强的学科,将绿色理念与实践相结合,能够有效地提升教育水平。在实际的化学教学中,教师可利用情境模式以及课外实践的方式进行教学。如在进行二氧化碳的理论课程讲解过后,可以与学生进行实践互动,使用固定的容器对室外的空气进行采集、收集,并且通过相应的实验分析空气中的各成分具体含量,与标准含量进行比较,分析空气当中的某些气体超标现象,提升学生的实践能力以及动手能力。通过绿色化学思想在教育中的具体实施,促进环保意识的提升。
2.在化学实验教学中渗透绿色化学思想
化学教学当中涉及相当多的实验,教师可以充分利用实验进行绿色化学思想的渗透。这也是学生对于绿色化学思想理解的最直观的方式。具体的实施方法如下:
第一,实验中应注意规范性。实验是化学教学中的重要组成部分,所以在进行化学实验的过程中,应使学生重视操作的规范性。教师可通过实验现象的教学分析,对其中涉及的重要理念进行讲解,从而使得学生在实验当中理解绿色化学思想的具体实施过程。同时通过对实验过程中产生的废弃物的及时处理,教导学生可以对化学废弃物进行分类回收来提升其使用效率,加深学生对实验的理解。
第二,实验中应注意试剂的使用量。化学设计的实验相对较多,并且在实际操作当中溶剂的使用量较大。因此,改变传统的实验方式,将大容量的试管进行处理显得尤为重要。在达到实验效果的同时节省了实验试剂的使用量。即实验“微型化”,这样既能减少实验费用,又能降低排废量,减少污染,更能缩短实验时间且安全可靠。怎样才能实现实验“微型化”呢?教师可以使用微型化学实验仪器,减少试剂在器皿上的附着量。如教材中浓硫酸的性质实验,以前使用的是试管,新教材改用点穴板,这样效果更明显,还节约了药品。当然微型化学实验不是常规实验的简单微缩,也不是对常规实验的补充,它是在绿色化学思想下用“预防化学污染”的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。
第三,实验中应注意操作及装置的改进。通过科学改进化学实验,减少环境污染。所谓科学改进实验,就是指在教材中提供的原有实验的基础上对该实验操作、实验装置进行改造,在保证实验方法更加合理化、实验目标更加清晰的前提下,力求在源头上消除污染。如铜与浓、稀硝酸的反应性质实验,按照教材的实验操作,将会产生一定量的二氧化氮或一氧化氮,危害师生身体健康,污染大气环境,如果从绿色化学的角度出发,将此实验进行改进,即在注射器内完成上述性质的实验,反应最终所得的生成物二氧化氮可用氢氧化钠溶液吸收。这样既可明显地观察到现象,掌握铜与浓、稀硝酸反应的实质,又能避免二氧化氮或一氧化氮的逸出,从而消除氮氧化物对环境的危害。
3.在习题教学中渗透绿色化学思想
习题教学是课堂教学的重要环节,它是帮助学生掌握和巩固所学知识、技能的重要手段。习题教学不仅可以开发学生的智力,还能使学生在习题中了解科技动态,学以致用,培养良好的科学态度。
例:(重庆理综)某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是___________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是__________。再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是___________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_________,理由是__________________。
(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2,操作步骤为 ,实验现象为 ,但此实验的不足之处是__________。
解析:(1)通过气体的热胀冷缩来检验装置的气密性。(2)由a向c中加2mL蒸馏水后硝酸浓度变稀,反应速率降低,铜与稀硝酸反应生成NO,所以气体颜色逐渐变浅。(3)比较表中三种方案,铜与浓硝酸、稀硝酸反应除生成硝酸铜外,还生成污染环境的有毒气体NO2、NO,且耗酸量大,所以方案丙最好。(4)依据题中所给信息,首先KMnO4氧化HCl生成Cl2,然后再用Cl2氧化Br-,所以装置c是制取氯气,装置d是Cl2氧化Br-。
要实施绿色化学教育,教师必须有强烈的绿色意识,然后将具体的试题巧妙而生动地渗透到教学过程中,这样学生在学习知识的过程中,就自然地产生了保护环境、实践绿色化学思想的行动。
目前,绿色化学以其关注自然、环境、人类生存与发展的人文情怀及先进理念,已赢得了世人的广泛关注。教学中,我们应深入钻研新教材,挖掘其中的“绿色”闪光点,积极地宣传绿色化学思想,并将这一思想融入我们的课堂教学及实验教改中,只有这样,才能真正培养出具有科学素养及人文精神的人才。
参考文献
[1]李军、王小风、杨淑琼.绿色化学实验教学的研究[J].实验技术与管理,2002(1):40~42
关键词:大学化学教育;绿色化学;改革
0引言
随着时代的不断发展,绿色、环保越来越被人们所重视,也逐渐成为了世界发展的主题,也是化学教育在新时期改革发展的过程中所要重视的问题。在高等教育的不断改革下,我国大学的化学教育对绿色化学教育越来越注重,绿色化学教育理念的引入和运用促进了大学化学教学过程中出现的问题的解决,也有利于我国高等院校化学教育事业的发展。
1绿色化学的相关概念
随着工业化的快速发展,我们生存的环境受到的污染越来越严重,环境问题愈发严峻,环境保护问题也成为了世界性的问题。任何行业、组织以及个人在追求经济利益、获得发展的同时,也要对环境保护问题加以重视。而对于人们生活质量的提高以及自然环境保护方面,化学发挥着重要的作用。1995年3月,美国总统克林顿宣布对“绿色化学挑战奖计划”进行设立,同年10月,美国国家环保局也对“总统绿色化学挑战奖”进行了设立,从此,“绿色化学”这一名称广泛传播开来。绿色化学的含义是在设计的过程中尽可能的保证对环境最小的负作用或者对环境没有负作用,而且保证在实践时,技术上和经济上都可行的化学品和化学过程。绿色化学的理念对多种化学领域都有所涵盖,在今天,我们也越来越多的对其加以利用进行污染的防治。
2大学化学教育过程中开展绿色化学教育的必要性
2.1在大学化学教育过程中开展绿色化学教育是素质教育的内在需求
有效落实素质教育是培养全面发展的人才的重点,大学化学教育既要注重素质教育的实施,将素质教育作为大学化学教育的导向,也要注重绿色化学理念的传播,对学生的社会责任感进行培养,使学生在学习的过程中具有创新精神。绿色化学教育的开展在大学化学教育的改革下,使大学化学教育的改革有了更广阔的空间,使大学化学教育和时代改革的发展有了更紧密的联系。因此,在大学化学教育中开展绿色化学教育,为落实素质教育提供了有效的途径,促进大学化学教育在新时期的发展。
2.2在大学化学教育中引入并运用绿色化学教育理念,是新时期开展大学化学教育改革工作的基本指导理念
当今世界在不断发展的过程中,越来越注重绿色和环保,这也是我国大学教育包括大学化学教育发展的过程中所需要面对的基本课题。大学化学和初中和高中的化学有很大的不同,在教学内容方面,大学化学教学内容的系统性和专业性更加鲜明,而且具有表现广泛性的特征,这些都导致大学化学在教学的过程中的复杂性比较强,因此,需要引入绿色化学教育理念,并进行合理的运用,使得大学化学教育的科学性和完备性得到提升。在大学化学学科实验教学具体开展的过程之中,要对绿色化学的基本理念进行积极的倡导并践行,不断提升我国大学化学教育事业改革工作的开展水平,为大学化学教育改革工作的开展提供支持的条件。还要对节能环保材料的研究和应用进行密切的关注,并且在研究和解决能源短缺问题上也加强关注,并且了解开展绿色化学教育对我国大学化学教育事业开展的影响,使我国大学化学事业的发展得到提升。
3绿色化学理念下大学化学教育的改革措施
3.1在大学化学教育中坚定绿色化学思想的指导地位
在大学化学教育阶段,要以绿色化学教育为基础,大学教师要坚持在绿色化学教育思想的指导下开展大学化学教育。在进行教学时,要将绿色化学教育和素质教育理念相结合,使得大学化学教育在绿色化学教育下得到更深化的改革。比如,教师在实验室对无机有毒气体进行制备并讲解的过程中,可以和当前的环境热点问题相结合,对无机有毒气体的理化性质进行重点的讲解,使学生能够对无机有毒气体对环境的影响有明确的认识,从而在对无机有毒气体物质进行制备的过程中,可以对环保加以注重,并进行优化控制。
3.2对大学化学教学体系进行调整和改善
在大学化学教育中引入绿色化学教育理念是一种创新性的变革,也是时展的需要。在绿色化学教育理念下的大学化学教育的改革,重点就是对大学化学教学体系中的教学内容进行调整和改善。具体来说,就是在大学化学课程的教材中渗透绿色化学教育理念,这是对传统的教育理念的刷新,也是传统的教学内容和理念的革新。同时,在教材中也可以对与绿色化学有关的章节进行增加,让学生对绿色化学进行学习,并真正的了解绿色化学,实现大学绿色化学理念的普及。
3.3培养师生绿色化学意识,营造良好的绿色教育的大环境
在大学化学教育中开展绿色化学教育,突破了传统的大学化学教育理念,与时展的主题相呼应。大学化学教育在绿色化学教育理念下实行改革,教师和学生对传统的化学教育思维方式进行转变是关键,师生具有绿色化学意识才能够使绿色化学教育得到拓展,并提高师生参与的积极性,因此要加强师生绿色互相意识的培养。首先,要对绿色化学教育加强宣传,使师生能够更好的认识绿色化学教育,并且能够在实践的过程中贯彻绿色化学教育理念;其次,绿色化学教育能够将大学化学教育和人文教育连接起来,因此要以绿色化学教育理念为导向,对化学教育理念进行深化,并调整、优化绿色化学思想;最后,要培养学生形成绿色化学的思维方式,在解决化学问题时能够从环保的角度出发,这样能够营造良好的绿色教育的大环境。
3.4对绿色化学理念的渗透进行强化,调整并优化化学教学理念
在大学化学教育中强化绿色化学理念的渗透,能够为绿色互相教育的开展创造良好的内在环境。首先,教师在进行教学的过程中,要在理论课堂的教学中对绿色化学教育理念进行渗透,使学生在进行理论学习的过程中,实现对绿色化学教育认识的强化;其次,在进行实验教学的过程中更要践行绿色化学教育理念,使学生在亲自动手实践操作的过程中能够了解到开展绿色化学的意义;最后,以绿色化学理念为依托,优化并调整现有的化学教学模式,在化学教学中能够更好的融入绿色化学教育理念。
4结语
在大学化学教育的改革和发展中开展绿色化学教育,是实施素质教育的内在需求,也是新时期开展大学化学教育改革工作的基本指导理念。要采取有效措施促进绿色化学教育下大学化学教育的改革,可以在大学化学教育中坚定绿色化学思想的指导地位,对大学化学教学体系进行调整和改善,培养师生绿色化学意识,营造良好的绿色教育的大环境,对绿色化学理念的渗透进行强化,调整并优化化学教学理念等等,以促进大学化学教育的深化改革。
参考文献:
[1]杨先炯.基于绿色化学教育下大学化学教育的改革探析[J].科学大众(科学教育),2016,(04).
[2]姜欣.化学学科发展与化学教育探析[J].现代商贸工业,2014,26(19).
[3]李梅,景晓燕,韩伟,朱春玲,王君.普通化学教学中绿色化学教育的渗透[J].教育教学论坛,2013,(28).
[4]孙佳,庞志霞,李磊.初中“绿色化学”教育的研究与实践[J]学理论,2014,(33).
[5]曹平,李军,全学军,徐云兰,许俊强.结合地区化学工业实际推动高校绿色化学教育发展[J].广东化工,2012,(03).
关键词:浅谈 高中 化学 教学 学习 思考
化学是一门重要的自然科学,以实验为基础是化学学科的重要特征之一。为了充分挖掘化学实验的教育功能,深刻理解并倡导新课程标准的改革理念,在此,谈点浅薄之见。
一、传统化学实验教学的弊端
在传统教学中,实验教学常用模式为:教师说实验,黑板上写实验,接着演示实验,然后把实验现象和结果归纳总结。教学中观察实验和做实验的目的主要是对所学知识的巩固和加深印象。学生一般都是被动接受实验知识,从培养学生综合能力角度来看,传统化学实验教学模式显然有很大缺陷。
二、新课程理念下的化学实验优势和特色
“新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥学科的自身优势,将科学探究作为课程改革的突破,激发学生的主动性和创造意识,使获得化学知识和技能的过程成为理解化学进行科学探究的过程。”在这样的课程理念指导下,化学实验模式变成:“实验―问题―讨论―总结”或“问题―讨论―实验―总结”,这样的模式能激发学生的学习兴趣,启迪学生的科学思维,训练学生求知的科学方法,帮助学生理解、掌握化学知识和技能,培养学生的科学态度,使学生学会从多角度、多方面去思考和探索问题。
三、新课程理念下的化学实验教学思路
1.努力将验证性实验设计成探究性实验
探究性实验要求教者所设计的实验具有启迪学生思维的作用,教师必须对实验做出富有启发性的指导,使学生能自觉的深入思考。在化学教学中有较多的验证性实验,如教师勇于探究,将演示实验设计成探究活动的实验方式,精心安排设计一些小悬念,通过问题启发诱导使学生积极参与探索之中,亲身体验科学知识及规律的形成。
2.设计的实验必须与生活实际相联系
生活处处有化学。为了使学生用化学知识理解和解释身边的现象,在条件允许情况下,应尽量增加一些贴近生活和社会的实验。例如,“智力碘”是人体不可缺少的微量元素,当人体较长时间生活在缺碘环境中,会患碘缺乏病――甲状腺肿大。目前我国在食盐中加碘就是防治碘缺乏病的一种好方法。在教学中我对该实验做如下设计:假如你是一名质检员,你怎样用所学过的化学知识来检测市场上卖的加碘盐是真品?列出所需试剂;什么现象可以告诉大家所卖得是真品?当上“质检员”的学生积极寻找化学原理,试剂,仪器,动手操作、记录所观察的现象结果,这样的实验学习,有助于学生了解化学学习的重要性, 有助于学生动手动脑,激发学习化学的兴趣,认识化学与生活的关系,促进科学素养的全面提高。
3.倡导绿色化学实验,增强学生环保意识
绿色化学是人类与自然和谐相处的化学,其目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度节约能源,在化工生产中各环节都实现净化和无污染的反应途径。当前世界各国都在进行绿色化学的研究,并注重绿色化学教育,培养绿色化学意识。现行中学化学教材中的化学实验和化工模拟实验都体现了绿色化学的内涵,设计新的化学反应条件,减少废弃物的产生和排放,降低对人类健康和环境的危害。实验中提倡绿色化学,并强化绿色化学的观念,这样才能培养学生学习在生活中预防化学污染的思想,学习消除或尽可能减少毒气污染的实验技术。
4.实验教学中注重对学生观察能力的培养
俄国著名的化学家门捷列夫曾说过:“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域,观察是第一步,没有观察就没有接踵而来的前进。观察,观察,再观察”。对学生观察能力的培养应做好以下两点:首先,要激发学生浓厚的观察兴趣。教学中应多鼓励学生观察化学现象,并用已掌握的化学知识来解释这些现象,这样既可以使学生学会观察,又可以使学生在观察中体会到化学之美和与生活的联系,激发起观察和学习化学知识的浓厚兴趣。其次,应教导学生遵循一定的观察原则。观察要有目的性,要全面,还要教给学生灵活的观察方法。
5.多媒体技术辅助化学实验教学
多媒体技术能为化学教学提供丰富多彩、生动直观的教学情景。运用多媒体技术可以实现以学生学习为中心,培养学生的自学能力,培养学生适应信息化社会需要的信息收集、选择、处理的能力。传统的实验教学,一旦遇到危险大、费用高、耗时长的实验往往难以开展;化学上微观物质结构及其运动的实验,是人类用肉眼所不能看到的等,多媒体正好弥补了这一缺陷,此刻在计算机上“做实验”成了十分理想的教学方法。可以运用生动、活泼、富于变化的动态形象进行实验教学。
四、听讲方法
听讲方法主要包括检查复习、讲授新课和总结巩固这三个环节的学习。与其他学科一样,听课应全神贯注,做到眼到、心到、耳到和手到,关键是心到,即开动脑筋,积极思维,想懂所学内容,根据化学学科特点,这四到各有其特点。对于眼到,除以演示实验等直观教学看得全面外,重要的是在教师指导下,分清主次现象,能迅速捕捉一瞬即逝或现象不够突出和不够明显,而又属于反映物质及其变化的本质属性的现象。这就要求能高度集中注意力,同时要记住这些现象。不论有趣与否,都要有明确的学习目的和学习态度,自觉提高观察能力。
【关键词】培养;初中生;利用化学知识;解决;日常生活;实际问题;能力
传统的初中化学教学受制于中考指挥棒的束缚,与初中生的生活实际情况相脱钩,导致本来神秘有趣的化学教学充斥着枯燥乏味的定义、方程式、原理、现象的死记硬背,导致化学题海成为初中生不得不面对的暗无天日的苦海,造成初中生失去利用化学知识来解决日常生活中的实际问题的能力的困难局面。在这样的大背景下,本文将密切联系新课程改革的形势以及笔者自身多年来进行初中化学教学的实际经验,从不同的角度来深入地探索如何培养初中生利用化学知识来解决日常生活中的实际问题的能力,从而有利于提高初中生对化学课程的兴趣,使初中生能够以更加饱满的热情投入到初中化学学习过程中来。
1.创设出生活化的初中化学教学情境
为了科学有效地培养初中生利用化学知识来解决日常生活中的实际问题的能力,有必要在教学的过程中将生活中真实的事物引进来,同时,将其和化学课本中的诸多概念原理进行一一对应,因此,有必要引导初中生留心观察生活中的问题,创设出生活化的初中化学教学情境,保证初中生在熟悉的生活情境中发现问题和解决问题,能够非常有效地激发初中生进行探究的欲望,有利于增强初中生学习化学的兴趣。
具体来说,在进行分子概念相关知识的教学过程中,教师应该密切结合生活中的具体例子,引导初中生认真思考各种各样的日常生活现象中的“奥秘”,创设出生活化的初中化学教学情境:酒香不怕巷子深的奥秘是什么?臭豆腐的味道很远就能闻得到的奥秘是什么?刚刚洗过的衣物在太阳底下很快就能晒干的奥秘是什么?衣服干了以后会出现白色的痕迹的奥秘是什么?一汤匙食盐放在水里消失了而水却变咸了的奥秘是什么?一升的水和一升的煤油混合之后的体积之和不是两升的奥秘是什么?等等。通过你这种方式,来引导初中生认识分子的存在和分子的性质。
2.运用化学知识,解决生活问题
新教材努力从化学的视角去展示社会的可持续发展,培养学生对自然和社会的责任感,用科学、技术、社会相联系的观点引导学生认识材料、能源、健康、环境与化学的关系,逐步培养学生形成综合的科学观和对有关的社会问题作出判断决策的能力。所以,化学教学不仅要从学生的生活中提出化学问题,还必须结合现实生活中的实际问题,让学生运用化学知识和化学的思维方式去看待分析与解决,从而使学生体验到化学的价值,进一步感受到化学与现实生活的紧密联系,提高学生的实践能力。
让学生用化学眼光去观察和认识周围的事物。化学知识源自于生活,但又不完全等同于生活,化学教学过程中,一方面,要让学生结合自身的生活经验和已有的认知水平,围绕问题的解决,逐步把生活知识化学化,让学生在生活的实际情境中体验化学问题;另一方面,又要让学生能把所学到的化学知识自觉地运用到各种具体的生活实际问题中,实现化学知识生活化,从而提高学生的化学素养。
3.开展合作学习活动,精心设计讨论问题
合作学习能够转变初中生的学习方式,有利于锻炼初中生与人协作的技能,有利于培养初中生主动学习和探究的精神。在具体开展合作学习活动的过程中,离不开各种各样的讨论问题的设计,因此,必须精心设计讨论问题。教师在进行讨论问题的设计的过程中,必须坚持开放性的原则,在开展小组合作学习活动之前,教师必须深入研究化学课本,明确所要体现的理念。与此同时,教师有必要了解初中生的兴趣爱好和特征,精心设计和初中生的日常生活关系密切的化学问题,保证初中生在自主学习的基础上能够积极地进行合作学习。
4.参与生活实践,认识化学问题
实践是学生学习的重要环节,是知识理解的延伸与升华。任何束缚住学生手脚,只允许他们冥思苦想的教学方法是不科学的。只有让学生充分进行生活实践,才能使学生真正明白所学知识的价值。例如,结合空气、水、酸、碱、盐等内容的学习,组织学生对本地区的环境状况、空气的污染状况、污水处理厂的流程和原理、周边农村施用化肥和农药的具体情况等进行调查;结合无锡“太湖蓝藻事件”、“白色污染”等,组织学生关注新闻并从网上查询分析原因;结合淀粉、油脂、蛋白质等的学习,组织学生参观食品加工厂,了解食品中添加剂是什么;结合燃料与燃烧,参观附近火力发电厂所使用的燃料和燃料的利用率,并要求学生在参观后写出报告,提出问题、观点和建议。实践表明,通过这些实验和调查活动,运用化学原理积极展开思维,不仅使学生树立绿色食品、绿色环保、绿色化学的意识:而且可逐步提高分析问题和解决问题的能力。
综上所述,本文从不同的角度来深入地探索如何培养初中生利用化学知识来解决日常生活中的实际问题的能力。在今后的初中化学教学过程中,必须不断地探索现代化的教学方法,更好地发挥出教师的主导作用,体现出初中生的主体地位,保证“教学源于生活,高于生活,又回归生活”,保证初中生能够在学习化学的过程中“回归生活世界”,切实提高初中生利用化学知识来解决日常生活中的实际问题的能力。
【参考文献】
[1]曹思爱.生活中的常见物在化学教学中的作用[J].中学教学参考,2013(08)
一、什么是化学,怎样学好化学?
化学是一门什么样的学科?我们学化学,学什么?这是我们首先要搞清楚的。
化学是一门研究物质组成、结构、性质以及变化规律的学科。
化学首先是一门实验学科,然后才是一门理论学科。可是在现今的环境下,我们中学化学就是为了考试能有一个好成绩!所以我们学化学很大程度是为了应付考试。虽然我们学化学不只是为了应付考试,但是如果连考试都应付不了的话,那也未免有点太低档次了。 要学好化学毫无疑问应该要首先注意实验和生活中的化学。书本上的东西永远是书本上的,不经过实践你永远学不到真正的化学,或者说你和化学这东西没有真正的感情。举个例子来说:大家都知道碘遇淀粉会变蓝!可是你是否知道什么是蓝色?它是什么样的蓝色?和我们用的纯蓝墨水有何不同?其实实验并不是那么简单。你以为书是什么!它说蓝色就是蓝色吗?有时我们会发现绿色或更深的颜色!为什么?大家都知道任何真理都是在一定条件下成立的。对实验来说也是一样的。碘和淀粉反应会变蓝,这个蓝很特殊。我想做过这个实验的同学会深有体会的。因为有很多同学都有一个毛病,反正这些药品不是我的,为了保证我的实验效果明显,多多益善,结果一旦加的碘过量就会出现绿色或其它颜色。化学实验是化学学科赖以生存和发展的基础,是检验化学是不是一个真正的玩意儿的标准。对于学生来说实验是获取化学经验知识和检验化学知识的重要内容和途径。
化学实验也是一个发展的过程,原始的化学实验其实大多数都是炼丹,是人们为了追求长生不老的仙药而从事的一种活动。只是到了近代它才变为一门真正的学科。现在有同学们做实验的时候老是把它当成“耍杂技”或“玩魔术”。做实验时“玩魔术”也是同学的一大爱好,大家喜欢一到实验台就乱兑药品。其实我也很喜欢兑药品,不过我不喜欢这个乱字。没有一个对实验的认真的态度是无法做好实验的,而做不好实验则会影响你对化学的学习。要做好实验可分为三个阶段:实验的准备阶段;实验的实施阶段;实验结果的处理阶段。老师可以定量的评价学生的表现只是在第三阶段。目前学校里做实验只要求预习实验内容,即只要求学生确定化学实验问题,而不要求学生设计化学实验方案。在第二阶段也就是做实验的时候,控制实验条件是实验的灵魂;全面、准确的观察是实验的关键;测定是对实验对象量的特征进行研究的重要方法。第三阶段也就是写实验报告了,这有一个准则就是严格遵守原始数据,千万不能“瞎掰”。 化学理论的学习其实就是一句话:专心一点,多问、多想。
二、化学与生活
如果把化学只定位在学习上那是远远不够的,化学本身就是一种生活,是一种方法论。当你真正喜欢化学的时候你会发现它是多么的有趣。如果你真正的陷进化学中去了,你会情不自禁地运用化学思维。什么是化学思维呢?就是你看待世界的角度是用化学的情绪去观察。比如在某地发现了一种矿泉水,商人首先想到的是如何来赚钱;学地理的首先想到的是矿泉水是来自哪个岩层;生物学家想到的是矿泉水里面有哪种细菌;而化学家想的是里面有哪些元素。以镜子为例,学英语的会想到mirror这个单词;学物理的想到它成的是一个等大正立的虚像;学化学的则想到镜子是由银镜反应制得的。类似的例子还有很多。化学的思维也是一个发展的和联系的过程。化学更关心的是物质的内部组成和结构,以及组成和性质的关系。用化学的角度去看待物质世界,主要是从分子的角度去看待这个世界。因此在化学的引导下你会深入到眼睛看不到,手模不到的微观世界,深入到分子、原子的层次去认识自然的奥秘。要达到这个层次,你需要一个扩大了的感觉,需要一些感觉的延伸,需要应用各种仪器和方法。其实原子结构本身就是通过仪器和推论得出来的。
化学也在改变着我们的生活,进入我们的下意识里面。我们穿的衣服,我们用的物品都是经过一个化学过程,都是离不开化学的。倒开水是一个常见的事情,如果你有一个化学的潜意识,你在倒开水时会把瓶塞倒放。你如果有很强的化学意识,当电视坏了的时候,你首先想到的是应该用某种溶剂来清洗一下电路板。当你晚上和一位朋友聊天的时候,看到一束光射向远处的天空。浪漫的你也许会诗性大发,一个名言将流传下来。如果你缺少浪漫,你就会冷冷地丢下一句:丁达尔现象和光的直线传播而已!
三、现代化学的高速发展
化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。最近,美国国家实验室成功地在高压下将 CO2 转化为具有类似 SiO2 结构的原子晶体。在过去,CO2 已经发现有 4 种晶体,都是分子晶体。他们发现,在 -40℃ 的温度下将液态 CO2 装入一个高压容器中用 Nd 激光器加热到 1800K,在 40GPa 高压下, CO2 在微米级的红宝石芯片上或者在铂薄膜上形成类似 SiO2 的原子晶体。由于这种晶体特殊的性质引起了人们对这种晶体在光电子学方面应用的浓厚兴趣。
我国文物考古工作者应用14C断代法,取得了许多重大成就,其中有些成果甚至改变了旧的观点。如河套人、资阳人和山顶洞人等,原来认为其活动年代为5万年或5万年以上,但应用14C断代法证明其均在4万年以内,甚至山顶洞人可晚到1万多年,这一研究结果表明旧石器晚期文化变迁和进展速度比考古工作者原先想象的要快。再如,在汉代冶铁遗址中曾发现有煤的使用,这一发现使一些考古工作者认为在汉代时就已把煤用于冶铁,但后来从铁器中l4C的鉴定结果推断,我国在宋代才开始把煤炭用于冶铁,尽管汉代冶铁遗址中发现有煤,但并末用于炼铁。
截止1998年底,在全球最大的化学文摘——美国化学文摘上登记的化合物总数为18.8百万种,1998年是连续第三年化合物登记数超过100万的年头,到1999年底,人类已知的化合物总数超过了 2000 万种。
四、化学与环境污染
当今社会对化学的重视程度、应用程度越来越高。社会的发展离不开化学,然而,化学在给人类带来巨额的社会财富的同时,由化学引起的环境污染,也已经成为全社会关注的重大问题。联合国环境规划署负责人克劳斯·托普弗撰文指出威胁人类十大环境祸患有:
1、土壤遭到破坏;
2、气候变化和能源浪费、温室效应严重威胁着整个人类;
3、生物的多样性在减少;
4、森林面积减少;
5、淡水资源受到威胁;
6、 化 学 工 业 污 染 存在 于 空 气 、土 壤 、水 、植 物 、动 物 和 人 体 中 ;
7、人 口 爆 炸 、土 地 退 化 、贫 穷 等 因 素 促 使 第 三 世 界 数 以 百 万 计 的 农 民 离 开 农 村 聚 集 于 大 城 市 的 贫 民 窟 里 ;
8、海洋的过度开发和沿海地带被污染;
9、 空 气 污 染 严重 ;
10、极 地 臭 氧 层 空 洞 。
以上这些大多与化学工业的发展有关。此外,还有化石燃料带来的温室效应使全球变暖、天气异常;酸雨的危害;汽车产生的废气造成大城市光化学烟雾事件;二恶英、赤潮、白色污染等。所以说人类对环境的破坏是威胁人类的环境祸患。
“九五”期间,我国政府高度重视环境保护,颁布了《国务院关于加强环境保护若干问题的决定》、《全国生态环境建设规划》、《全国生态环境保护纲要》。环境立法和执法取得进展,全民环境意识有较大提高。结合国家经济结构调整,取缔、关停了8.4万多家污染严重又没有治理前景的企业。环境保护投入逐年增长。以重点流域、地区、城市、海域和工业企业污染治理为突破口,开展了大规模的环境污染治理,并取得了阶段性成果。生态环境保护和建设得到加强,启动了国家天然林资源保护工程,开始实行退耕还林,国家级生态示范区建设试点开始实施。经过五年的努力,全国环境污染恶化的趋势得到基本控制,部分城市和地区环境质量有所改善。
<<中国环境报>>呼吁,你能为环保作的十件大事是:1、尽量乘坐公交车辆2、请用布袋购物3、拒绝一次性用品4、简单装修房屋5、反对笼养鸟6、分类回收垃圾7、优先购买绿色产品8、及时举报破坏环境的行为9、使用无氟冰箱10、 多用肥皂,少用或不用洗涤剂。
关键词:煤渣;石蜡;催化分解
文章编号:1008-0546(2015)07-0093-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.034
石蜡油分解实验是学生学习开始学习有机化学的一个重要科学探究实验,其不但让学生了解了乙烯的来源,重要的是为学生学习乙烯的性质建立了感性认识,明白乙烯能使酸性高锰酸钾和溴水褪色。教材提供的实验方法时间较长(大约需要18-27分钟)且成功的几率较低,这迫使多数的老师采取多媒体视频或模拟动画的方式代替该演示实验,电子教学手段尽管也能模拟正确的实验结果,但是学生缺乏亲身经历的认同感,在一定程度上影响了影响了学生对知识的可信度和学生科学探究的积极性,达不到该演示实验所起到的教学意义。近年来关于石蜡分解实验的改进屡有报道,优化主要集中在对装置的改进和对催化剂(比如用二氧化锰、三氧化二铝等)的改进两个方面[1-3];将煤渣这种生活废弃物用于中学化学演示实验石蜡的分解上未见相关报道。
煤渣的主要成分是二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等;由于其具有硅铝结构特征以及很好的结构稳定性、很高的比表面积和丰富的微孔结构,这使它作为催化剂或催化剂载体都具有广泛的应用潜力[4-5];不同来源的煤渣, 其物理化学性质波动比较大, 这是作为家庭燃料蜂窝煤在定型时候添加的黄泥所决定的;我们采用中学实验室更常见的石蜡代替石蜡油,用煤渣为催化剂催化石蜡的分解,取得较理想的实验结果;更重要的是在演示实验过程中带给学生的震撼能引起学生浓厚的学习兴趣。
一、实验过程
将煤渣粉碎,置于坩埚中灼烧一段时间;对教材中石蜡油分解实验进行改进,酒精灯上加用易拉罐做成的酒精灯防风罩;将左边试管中的物质改成石蜡和煤渣。按图1连接好实验装置,检查装置的气密性,先预热后对准煤渣加热,将导管依次通入装好酸性高锰酸钾和溴水的试管,观察现象。
二、实验结果分析
从下页表1可以看出,没有催化剂存在的情况下,石蜡不分解;在催化剂量较少的情况下,石蜡液化后气化,大部分的石蜡蒸气充满试管并在试管口附近凝结,裂化不够连续(按教材提供的实验方法也有类似的现象),故高锰酸钾和溴水褪色时间较长,且高锰酸钾溶液上层有少量油状液体,该油状液体不能使酸性高锰酸钾褪色;当煤渣用量达到3.0g,继续增加用量褪色时间没有明显缩短;使用相同量煤渣时,经过酸蚀处理和高温热处理得到的煤渣催化效果明显变好,这可能是酸蚀有助于形成更多的孔道,增加接触面积;同时高温灼烧能去掉煤渣中的积炭和水分,也能形成更多的孔道,从而达到提高催化效果的目的;实验还同时考察了煤渣催化剂的稳定性,实验③中加热直到无气体生成,将煤渣倒入坩埚,充分灼烧,备用,红外光谱和热重分析可以看出,催化剂的骨架并没有发生明显的变化,这说明煤渣具有较好的稳定性和重复性;在同等条件下,对催化剂做重复性考察实验;从实验⑥-⑨可以看出,煤渣使用四次催化性能没有明显衰退;第5次褪色时间明显增长,原因可能是在重复使用过程中催化剂存在损耗,或者石蜡中某些杂质对煤渣催化剂有毒化作用;实验结果证明煤渣对石蜡的分解具有良好的催化效果和稳定的催化性能。
三、结论
化学来源于生活又服务于生活,利用生活垃圾蜂窝煤渣催化石蜡的分解取得不错的催化效果;相对于一些同行更加满意的实验结果[1-3],煤渣也有其特有的优点:首先煤渣粉末体积较大,对液体和气体具有较大的吸附性,实验过程中不存在试管炸裂的危险;其次,将蜂窝煤渣这种生活垃圾用于中学化学演示实验,符合新课程教学和绿色化学的理念;更为重要的是,该实验能帮助学生理解科学,技术,社会三者之间的关系,同时培养他们应具有的社会责任感。
参考文献
[1] 王翼. 石蜡油分解实验的改进 [J]. 中小学实验与装备,2014,(5):39
[2] 钟云. 石蜡油分解实验的改进 [J]. 中小学实验与装备,2012,(4):28
[3] 刘文芳. 石蜡油分解实验的改进 [J].化学教学,2011,(11):41
【作者简介】徐新峰,江苏省如东县马塘中学(江苏如东,226401)教师,高级教师,南通市化学学科带头人。
新课改以来,众多专家学者提出了课堂教学改革的举措。笔者以为,具有学科特色和本真的化学课堂教学,应该追求自己的“学科味”。反思这些年的教学实践,笔者认为具有“化学味”的化学课堂应该体现了以下三个特点。
一、重视实验教学
早在20世纪70年代末,著名有机化学家蒋明谦教授就指出,“尽管发生了这种变革的趋势,我们应该认识到,化学现在仍然是一种实验科学,将来也还是实验科学”[1],这是从化学的根本属性上作出的立论。在化学教学中,我们应当强调实验教学,并在实验教学时注意以下几点。
1.坚决不“讲实验”,不追求“功利”教学。
人有惰性,教师也不例外。有些化学教师认为做实验很麻烦,且浪费时间和精力,效果还不一定有“讲实验”和“背实验”好。然而,“讲实验”否定了学生的主体参与,埋没了学生的创新意识,同时也造成了课堂教学的生成性资源的缺失,与现代教学理念背道而驰。
2.不能用“视频实验”完全取代“真做实验”。
信息技术的发达给教学提供了丰富的资源,因此出现了如今的化学课中用“视频实验”完全取代“真做实验”的现象。“视频实验”只是停留在学生看的层面,是浅层次的学习行为,学生仍然被视频“牵着走”,其主体地位丧失,这样的化学课仿佛在“欣赏电影”,缺失“化学味”。当然,“视频实验”并非一无是处,对于课堂中无法完成的实验可以用“视频实验”来替代,同时,也可以利用信息技术将实验中不易察觉的现象或过程进行突出处理。笔者参加2015年江苏省初中化学教师基本功大赛的“创新实验”比赛时,将点燃蜡烛熄灭后冒白烟的实验拍成了视频,并将用高清晰摄像机拍到的火苗向下移动的过程制作成了慢镜头,起到了很好的教学效果。
3.依据学情,合理设置演示实验和学生实验。
教学时,演示实验与学生实验并没有严格的区分与界定,尽管《义务教育化学课程标准(实验稿)》(以下简称《课标》)中提出了8个学生实验,但在实际教学时,可将演示实验“下放”为学生实验,因为实验的魅力并不是来自于“看”,而是来自于亲身“做”。实验教学中,应当做到:让学生亲自做实验和观察各种现象,亲身体验通过实验进行探索规律的活动;结合实验事实和过程,让学生认识化学概念和理论的形成过程;让学生通过实验去解决问题,从而在科学态度、方法和分析解决问题的能力方面得到提高。[2]
4.突破实验的课本束缚,鼓励创新与变通。
重视实验教学并非将课本实验奉为“圣旨”,教师可寻求实验的创新。笔者在参加2015年南通市初中化学优质课评比中,设计了一个简易的自来水厂净水模型,将系列净水方法浓缩在这套模型中,使得学生兴趣高涨,较好地达成了教学目标。另外,可将验证型实验改为探究型实验,增加学生的探究机会,从而实验的功能不再是验证教材的某个结论,而是引导学生发现问题、解决问题,为培养其科学素养、创新能力打下基础。
二、渗透化学学科观念
德国物理学家冯?劳厄曾说过,教育所给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。这剩下的东西便是学生通过学科知识的学习,所形成的从某学科的视角去认识事物和解决问题的方法、观点,即学科观念。化学学科观念不是以结论的形式呈现在课程内容中,而是蕴含于具体化学知识当中并借助于它们表达出来,此时的化学基本观念只是一些没有和学生内心世界建立意义关联的客观存在。[3]因此,笔者认为,促进观念建构的化学教学的核心问题是,如何通过具体知识将客观存在的知识形态的化学观念转为学生个人形态的化学观念。
1.教师要具有化学学科观念,并以观念统领学科知识。
关于化学学科观念,有学者从中学化学的定义出发,构建了与物质的组成、结构、性质和应用等中学化学研究对象相对应的基本观念体系,具体包括元素观、微粒观、结构观、变化观、化学价值观以及分类观和实验观。[4]如笔者在进行单元知识新授课教学前,要先于学生宏观把握本单元知识的观念性理解,以便把具体知识的教学与观念的建构进行联系,增强教学的针对性。下面以人教版初中化学教材九年级第三单元为例,简述笔者是如何以学科观念统领单元学科知识的。
从整体来看,可把“微粒观”和“元素观”确立为本单元的观念性目标。为发挥化学观念对本单元教学的统领作用,需将“微粒观”转化为更为具体的理解表达:物质是由分子、原子等粒子构成的;微观粒子是不断运动的、彼此间有间隔的;原子既能直接构成物质,又可以先构成分子,再由分子构成物质;在化学变化中,分子可以再分,而原子不可再分。而“元素观”则可具体表达为:物质是由元素组成的,元素是组成物质的基本成分;一种元素则对应于一类原子(具有相同质子数);基于已学过的化学变化,尝试概括出在化学反应中元素不变的观念等。由此可见,上述观念统领着第三单元的学科知识。
2.教学以具体知识为载体,渗透化学观念。
化学事实、概念等知识是显性的,易引发学生的注意,而观念是隐性的。教学时,教师如果不能有意识地引导学生去挖掘,学生很难体会到它们的存在,学习也只停留在具体知识的层面。因此,促进学生观念建构的教学,需要教师挖掘具体知识背后的深层次观念。笔者在教学人教版初中化学教材第十单元课题2“酸和碱的中和反应”一课时,设计了以下几个环节:①学生设计并完成探究稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应的实验――渗透实验观(实验是人类探求未知、发现规律、验证推测的重要实践活动);②实验探究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应时能量的变化――渗透变化观(化学变化常伴随着能量变化,并以热能形式表现出来);③探究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的微观实质――渗透微粒观(酸、碱在水溶液中以离子而存在,在发生化学变化时,离子会发生变化,产生新离子);④了解中和反应在实际中的应用――渗透化学价值观(化学回归生活、回归社会,是推动社会文明、进步的重要力量)。
3.引导学生运用化学观念去解决问题,驱动深层次思维。
《课标》指出:“在化学课程中重视学生化学基本观念的形成,是精简教学内容,减轻学生过重的学习负担,提高学生问题解决能力的重要途径”[5]。观念形成于具体知识,应用于实际问题,这也体现了化学观念的价值。在初三的后期教学中,可积极尝试选取生活情景、环境问题、矿物冶炼、能源开发、工业生产等素材作为学生运用学科观念解决问题的视角。
三、体现化学学科思想
化学学科思想是人们在认识化学的活动中运用科学方法的思想意识,对化学本质、特征及价值的基本认识。学科知识、学科能力、学科思想是学科体系的三个要素,而学科思想是一个学科的灵魂。[6]因此,化学教学中,教师应把最精髓、最本质的学科思想传授给学生,学生在学习的实践活动中通过自己的理解获得启迪与感悟,促进认识的完善,形成知识的结构,掌握化学思维方法。有学者提出,中学化学学科的主要思想有:整体性思想、联系思想(结构与性质、微观与宏观、定性与定量、量变与质变思想等)、守恒思想、动态平衡思想、构建模型思想、验证探究思想、绿色化学思想、分类思想等。[6]笔者结合初三化学教学实践,选择三种化学学科思想进行阐述。
1.“结构决定性质”的思想。
在研究化学元素(原子)、物质的性质时,我们根据其结构来推测物质性质,并通过实验来证明性质的存在。“结构决定性质”的思想首次出现在“物质构成的奥秘”一章的教学中,引导学生分析原子的结构(最外层电子数),推出元素(原子)的化学性质,从而感悟出这一化学学科思想。教学“金刚石、石墨和C60”课题时,了解到它们物理性质的差异后,借助这一思想,引导学生从内因(内部结构)寻找原因:碳原子的排列方式不同。这一思想也为高中化学学习“位置”、“结构”与“性质”的关系做好铺垫。
2.“守恒”的思想。
“守恒”是自然界普通成立的最重要的基本规律,为我们利用“质量守恒、能量守恒、电荷守恒、元素守恒”解决化学中的系列问题带来了诸多方便。在初中阶段,教材对守恒思想的渗透与揭示是逐步进行的。人教版初中化学教材九年级第三单元“元素”教学中,借助于硫的燃烧、过氧化氢催化分解的微观反应图的展示,学生归纳出反应前后原子种类不变的结论,提炼出“元素守恒”思想,为第五单元引出“质量守恒”思想垫定了认知基础。守恒思想的培养具有阶段性,可分步实施,进入高中后可向学生“能量守恒、电荷守恒”的思想。
金属的性质是中学化学的主要知识,课标要求通过生活经验了解金属的物理性质,在科学探究过程中认识金属的化学性质,提高学生的科学素养,养成处理信息、理论分析的能力。所以如何进行有效的学习,是所有教师一直探索的问题。毫无疑问,通过学生发现问题,自主创设问题情境进行探究,来构建认知结构,能取得事半功倍的效果。
由于本节教学重点、难点是建构常见金属的化学性质知识网络,培养学生由学会到会学的能力。为突破教学重点、难点,创设高效课堂,用多媒体进行辅助教学,在学习过程中可以采取合作讨论和小组实验的学习方法将自主学习落实到课堂。
为使学生学有所成,安排学生通过研读教材,查阅报刊书籍,网络等方式对金属进行前置性学习,并在课堂导入时进行交流。经过交流,学生就能知道金属在生活中有广泛的用途,比如,金银可以做装饰品,铁制品可以做炊具,铜可以做导线,所以学生很快自主汇总出金属的物理性质:即良好的金属光泽,导热导电,延展性。同时也会提出以下问题,焰火原料中有金属镁、铜、铝,那是不是铝和铜金属也能与氧气反应呢?由金属镁、铁、铜制作雕像能被酸雨腐蚀,那是不是镁铁铜金属能与酸反应呢?铁真能与硫酸铜反应制取金属铜吗?
针对这些质疑,引领学生采取小组合作方式:分别设计实验进行探究,在探究结论基础上进行拓展引导学生构建完整的知识网络。为保持学生对生活和自然界化学现象的好奇心和探究欲望,在课下延学中让学生利用身边的物质,建立家庭实验室。
具体教学过程如下:
探究1:各小组对打磨好的铝片、铜片进行加热
观察到铝片变暗了,铜表面变黑了。然后根据铁和铜与氧气反应用类比思维指导学生写出铜和铝与氧气反应的方程式。
然后不失时机地提出:“铝制品为什么耐腐蚀”为什么“真金不怕火炼”的问题,引导学生既得出了某些金属能与氧气反应生成氧化物的规律,又学会了用辩证思维看待金属的氧化反应。这样通过学生的积极参与,既练习了学生的语言表达能力,也培养了对知识的归纳能力。
探究2:各小组分别将外观形状相同的镁、铁、铜三种金属丝进行打磨,分别放入等质量、等浓度的稀盐酸中进行实验
学生不仅能观察到镁和铁能与酸反应生成气体,而且还根据了镁与酸反应的速率远远快于铁与酸反应的速率得出了镁比铁活泼的延学思维。然后引领学生通过研读教材写出镁和铁与盐酸反应的方程式。这时组织学生观察FeCL2化学式,强调铁参加置换反应化合价为+2价,所以溶液为浅绿色,然后引领小组讨论:“为什么加铁粉的麦片能补铁” ?让学生夯实基础的同时,也知道化学改善了人类生活,拉近了化学知识与生活的距离。再结合小组实验中,铜不能与酸反应的事实,学生很快归纳概括出:只有某些金属能与稀盐酸反应生成氢气。同时在该实验中学生还学会了用控制变量法进行实验。
探究3:将打磨后的几枚铁钉放入硫酸铜溶液中
十几秒钟后,学生就能观察到奇迹,铁钉表面附着了红色物质。接着可以向学生展示了前一天准备的实验,学生就可以看到了美丽的铜树和浅绿色的溶液,并告诉他们继续你们的实验,美丽的化学也将永远陪伴他们,而后提问生成的红色物质是什么?溶液为什么由蓝色变成了浅绿色时,学生很容易就能分析出红色物质是铜,铁原子变成了亚铁离子。同时也能自豪地写出了铁与硫酸铜反应生成了铜与硫酸亚铁的方程式。接着多媒体展示:“铁桶为什么不能盛波尔多液”?学生就得出铁与硫酸铜这样的盐类物质反应生成铜和亚铁盐的规律。
接着进行以下能力训练,将化学与数学知识融合,学生练习阅读文字、分析图表和对信息进行加工的能力(见下图),构建常见金属铁的知识网络。
为了提升学生素质,在课下延学中让学生利用身边的食醋、铁钉、电池外壳等物质,建立家庭实验室,制取少量氢气,在探究中就能知道金属的防护措施,并提高了节约能源的意识。而且在这逐步进行的探究活动中,学生看到了五彩缤纷的化学物质,认识了丰富多彩的化学变化,理解了化学来源于生活,服务于生活的真谛。