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1改革实验教学内容
1.1整合生物化学传统实验根据医学检验技术专业的特点及培养目标,我们对传统的生物化学实验进行整合序化,删除与医学检验任职要求不相关的实验项目。为了使学生掌握的知识更加全面,我们要求学生在有限的时间内掌握常见生化四大基本技术(层析分离、电泳分离、分光光度技术、离心沉淀),由此开设临床相关实验如血糖的测定、血脂的测定、血磷的测定等。要让学生学会应用生化检测技术来进行分离提取、活性测定、含量测定及生化分析,使他们的实践操作能力得到切实的加强。
1.2增加生物化学检验技术实验,与生化检验相对接在生物化学实验中适当安排生化检验技术内容,重点学习生化检验标本的处理方法对生化检验技术(紫外可见分光光度技术、火焰分光光度技术、质谱技术、自动生化分析仪技术),对相关仪器设备的使用加以介绍,让学生提前熟悉生化检验常用仪器设备及其操作方法,了解生化检验工作程序,为学生从事临床检验科室相关工作做好充分的准备。
1.3增加分子生物学技术的内容现代分子生物学相关技术是临床检验中常用的基本技术,包括核酸的分离纯化,核酸的分子杂交,聚合酶链式反应,生物芯片,重组DNA技术,为此我们开设外周血DNA的提取、大鼠肝组织DNA的提取、核酸的电泳分离鉴定及PCR扩增目的基因等实验项目,为学生将来学习分子生物学检验奠定基础。
2选择适合的实验教学模式和方法,加强实验技能操作
2.1采用教学做一体化的教学模式在教学中采用任务驱动式、启发式、问题导入式等多种方法进行教学,把理论学习、能力培养、素质提升有机结合起来。我们根据教材内容给学生制定任务让学生先预习实验内容,学生通过查找资料,弄清实验原理,制定实验操作路线,按实验操作路线开展实验,最后完成实验结果分析。在此过程中,学生的实践动手能力、独立思考能力及团结协作的能力都得到有效加强。
2.2应用多媒体等实验教学手段在实验教学过程中引入网络技术、数码互动技术等教学手段,来拓展实验教学方法,拓宽实验教学思路,提高实验教学的效果,突出学生的主体地位。
2.3运用角色互换将实验教学从传统的“以教师为主”的模式转变为“学生为主体,教师为主导”的模式,充分发挥学生主观能动性。为学生提供充分动手、思考和创新的机会。
3充分开放实验室,加大学生学习的机会
按照高职医学检验技术专业的人才培养要求,生物化学实验室全面开放,充分挖掘现有师资、仪器设备、环境条件等资源,使实验室的有限资源得到最大化的利用,同时,学生通过全面的实践锻炼,其从事临床检验工作能力也有了很大的提升。
4改革实验考核方式
1.能使用恰当的专业术语,阐述学过的生物学现象、方法、概念和原理。
2.能理解生物学中常用图、表等表达形式的意义,会用多种表达形式准确地描述一些生物学现象。
3.能通过分析与综合,理解生物体的结构与功能、部分与整体以及生物与环境的关系。4.能正确地解释生物个体、环境和社会中的一些生物学问题。5.能使用恰当的方法验证简单的生物学事实,并对结果进行解释和分析。 6.能应用生物学基本知识分析和解决一些日常生活和社会发展中的有关现实问题,能够关注生命科学发展中的重大热点问题。
考试范围
1.生物体的基本结构单位——细胞
(1)细胞的化学组成,构成细胞的化学元素,构成细胞的六种主要化合物及其作用。
(2)细胞的亚显微结构和功能,真核细胞的亚显微结构及其功能,原核细胞和真核细胞的区别。
(3)细胞分裂,细胞周期,有丝分裂各时期核结构变化的特点,动、植物细胞有丝分裂过程的异同,有丝分裂的意义,无丝分裂。
2.生物体的功能
(1)营养
植物的水分代谢
吸胀作用,渗透吸水及原理,渗透作用的概念,质壁分离和复原,水分的运输、利用和散失
植物的矿质代谢
大量和微量元素,交换吸附,植物对离子的选择吸收,矿质元素的利用
人体小肠结构的特点
动物对食物的消化
人体对食物的消化过程、对营养物质的吸收过程
(2)细胞代谢
ATP
呼吸作用
有氧呼吸,无氧呼吸,呼吸作用的意义
光合作用
叶绿体中的色素,光反应,暗反应,光合作用的意义
动物的物质代谢
糖类代谢,蛋白质代谢
动物的能量代谢
动物的气体交换,能量的释放、转换与利用新陈代谢的基本类型
自养型和异养型,需氧型和厌氧型
(3)调节
植物生命活动的调节
生长素的发现,生长素的作用及在实践上的应用
动物生命活动的调节
激素,主要的内分泌腺,甲状腺激素、性激素、生长激素的分泌部位及生理作用
昆虫的激素调节
神经调节
(4)生殖和发育
生殖的种类
减数分裂的概念和意义,和卵细胞的形成过程
受精作用
植物的个体发育
动物的个体发育
3.遗传和进化
(1)遗传的物质基础 DNA
DNA是遗传物质的证据
DNA的结构和复制
基因对性状的控制
中心法则和遗传密码
(2)遗传的基本定律
分离定律
自由组合定律
遗传基本定律在实践上的应用
(3)性别决定和伴性遗传
性染色体和常染色体
伴性遗传
(4)遗传变异
基因突变,染色体变异
遗传变异在育种上的应用
(5)生命的起源和生物进化
生命的起源 生物进化的证据
达尔文的自然选择学说,对达尔文学说的评价
4.生物与环境
(1)生态因素
非生物因素,生物因素
生物对环境的适应
(2)种群与群落
(3)生态系统的结构和功能
生态系统的类型
生态系统的成分
食物链和食物网
生态系统的能量流动和物质循环
[关键词]《中药化学》;理论教学;实践;体会
[中图分类号] R229 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2016)09(b)-0167-03
[Abstract]To satisfy the demand of the current society for the cultivation of traditional Chinese medicine (TCM) talents,combined with the present teaching situation,the theory teaching of Traditional Chinese Medicine Chemistry is discussed in many ways,such as talking about the first lesson,analogy teaching method,stimuational teaching method,case teaching method,inductive teaching method,multimedia teaching method,a students-centered approach and doing exercises.So students′ learning interest is stimulated and the teaching quality is improved.
[Key words]Traditional Chinese Medicine Chemistry;Theory teaching;Practice;Experience
《中药化学》是一门结合中医药基本理论,运用现代化学理论和方法研究中药化学成分的学科。《中药化学》的研究内容,主要包括中药有效成分的结构、理化性质、提取、分离和检识以及结构鉴定等。《中药化学》是中药专业的一门专业基础课,在教学中占据特殊而重要的地位,是沟通传统中医药理论与现代制药技术的桥梁,尤其在中药现代化和国际化的发展形势下,《中药化学》课程显得尤为重要[1]。但是《中药化学》的理论课内容繁杂而抽象,晦涩难懂,教师讲解难,学生理解难,为使学生更好地掌握这门课程的基本理论知识,就要求教师不断更新教育理念,改进教学方法,提高理论课教学质量,为实践课程的开展奠定坚实的理论基础。本文通过分析《中药化学》理论课的教学特点,结合中职生基础知识较薄弱的特点,借鉴国内同行的教学经验[2-3],在近几年的教学实践中进行了一些有益的尝试。
1讲好第一课――良好的开端是成功的一半
中职生由于基础较差,提到“化学”二字,学生的感觉是知识抽象、内容复杂,对学习产生畏难情绪,为激发学生学习兴趣,笔者精心准备第一课的内容,首先让学生摆脱“化学”二字,从熟悉的“中药”二字出发,用大量的实例吸引学生的眼球,用精彩的故事激发学生的兴趣,列举从古至今,从中到外等诸多与《中药化学》相关的故事:如中国古人用发酵法从五倍子中获取没食子酸,用升华法制备纯化樟脑,第一位获得诺贝尔生理医学奖的华人科学家屠呦呦发现青蒿素的故事,德国科学家从阿片中分离吗啡的故事等等,同时列举一些常用药物,如麻黄碱、咖啡因、阿托品、可待因、利血平、小檗碱等都是从民间植物药中发掘出来的,教师通过以上故事的讲述,使学生充分认识到《中药化学》其实就在身边,明白了要学什么。为使学生进一步明确学习《中药化学》的意义,从多方面、多角度进行了介绍,列举了黄芩的炮制、乌头的炮制、中药“十八反”的配伍机制,麻黄、槐米等中药的采收,小檗碱、紫杉醇等中药资源的开发,实例的介绍充分激发了学生的学习兴趣。同时通过小游戏使学生明白《中药化学》与其他课程的联系:用《中药化学》《中药基础》《中药制剂》三本教材制成供患者服用的制剂,请学生摆出三本教材的先后顺序。小游戏不仅活跃了课堂气氛,更使学生明白了《中药化学》与其他课程之间的联系,以及《中药化学》在整个课程体系中的位置,从而使学生明白为什么学。第一课的讲授充分调动了学生的积极性和主动性,为后续课程的学习打下了良好的基础。
2详解理论篇――千里之行始于足下
《中药化学》的理论知识主要有各种成分的提取和分离技术,内容抽象难懂,课堂上使用单一的教学方法往往难以达到良好的教学效果[4]。笔者应用多种教学方法与手段对这部分内容进行详细讲解,使学生达到系统学习的目的,为实践课程的开展打下了坚实的理论基础。
2.1类比教学
用习以为常的生活现象作类比,帮助学生理解概念[5]。如贯穿于整个《中药化学》的“相似相溶”原理,用“近朱者赤,近墨者黑”作类比;用性格、兴趣比较相近的同学很容易做朋友这样的生活现象作类比,学生就容易理解了。又比如色谱法,一种高效的分离技术,其基本分离原理为混合物中各组分在固定相和流动相之间分配平衡的过程,不同的组分在两相之间的分配不同,使其随流动相运动速度各不相同,随着流动相的流动,混合物中的不同组分在固定相上相互分离,即使理化性质差别很微弱的组分也能得以分离。对于这样的抽象理论,学生很难理解,笔者类比的例子是:比如长跑,运动员的起点是一样的,请学生分析终点时产生差异的原因?由于是学生非常熟悉的生活现象,很快分析出原因是由于运动员自身身体条件的差异。又比如学习,每个人都是从小学一年级学起,经过十几年的学习,结果是成绩会有很大的差异,这也是由于日积月累、天长日久学习而产生的差异。对于理化性质差别很微小的混合物,用经典的分离方法有时难以分离,混合物在色谱柱中的移动速度虽然有很微小的差别,但经过适当距离的柱长后就可以相互分开。对于学生难以理解的抽象原理,用形象生动的生活现象来比喻,学生就容易理解,这不仅收到了很好的教学效果,而且使学生的思想也得到了进一步升华,真正起到了“教书育人”的作用。
2.2情景教学
情景教学法是指在教学过程中,教师有目的地引入或创设以形象为主体的生动具体的场景,以引起学生一定的情景体验,从而帮助学生理解教材,并使学生的心理功能得到发展的教学方法[6]。笔者通过生活展现创设情景,即从生活中选取某一典型场景,作为学生观察的客体,并以教师语言的描绘,鲜明地展现在学生眼前。如溶剂提取法,列举生活中的实例如泡茶,即用沸水使茶叶中的水溶性物质较快较多地溢出;煎煮法最好的例子,列举了广东地区家家户户喜爱的煲汤,遍布大街小巷的煲凉茶;浸渍法列举了家庭泡制药酒的方法。通过这些与学生生活很贴近的生活情景的展现,学生较易理解抽象的内容。笔者还通过实物演示创设情景,如薄层色谱法的操作过程,学生初次接触非常陌生,若只是通过视频与教师讲解,学生理解起来还不是特别直观,笔者尝试将实物即薄层板、层析缸和点样毛细管直接展现在课堂上,演示了薄层色谱法的整个操作过程,学生学习兴趣大增,取得了很好的教学效果。
2.3案例教学
教师通过典型案例的分析,引导学生有针对性地进行研究讨论,引导学生从个别到一般,从具体到抽象,在实际案例中进一步理解和掌握课程原理的一种教学方法[7-8]。收集充足的案例材料是进行案例教学的关键,凡是牵涉到中药提取的案例都可作为收集的原始材料,如苷的水解性中列举黄芩的炮制法中南方用冷水浸泡至色变绿,而北方则用热水煮,以色黄为佳。经研究表明,黄芩冷水浸泡,则其有效成分黄芩苷可被药材中的酶水解成黄芩素,后者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色,而用烫、煮、蒸等方法炮制时,由于高温破坏了酶的活性,使黄芩苷免遭水解,这是“杀酶保苷”典型的案例。又如学黄中蒽醌、蒽酮的性质,解释了大黄为什么要贮藏两年以上方可药用,目的是使蒽酮氧化成具药理作用的蒽醌。再如学习到鞣质的不稳定性时,列举生活中常见现象,如苹果、马铃薯、桃、茄子等削皮后放置一会儿,颜色会逐渐加深,最后变为深褐色,发生变色的原因是这些植物体内存在的多元酚类化合物易被氧化而导致变色。把这些案例列入相应章节中进行讨论,指导学生根据所学理论分析、解决问题,使学生带着一种好奇心投入到课堂学习中,从而促进教学。
2.4归纳教学
归纳推理就是根据一类事物的部分对象具有某种性质,推出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理,是从特殊到一般的过程[9]。知识需要总结归纳,归纳知识体系是学习的一个重要环节,任何一门学科都有自身的一些规律,总结归纳出了学科的规律,就会收到事半功倍的学习效果。笔者在教学中时常提醒学生不断进行归纳总结,同时在学习过程中也帮助学生进行归纳总结。例如,pH梯度萃取法是分离酸碱性不同的中药成分,是《中药化学》的常用分离方法,中药的有效成分中黄酮与蒽醌显酸性,生物碱显碱性,结构的不同导致其酸碱性强弱不同,故用pH梯度萃取法分离酸性不同的黄酮或蒽醌以及碱性不同的生物碱。笔者帮助学生总结此法基本规律:即强酸(强碱)可溶于弱碱(弱酸)及更强的碱(酸),弱酸(弱碱)只能溶于强碱(强酸),故分离强弱不同的酸(碱),应先加弱碱(弱酸)分离出强酸(强碱),再加强碱(强酸)分离出弱酸(弱碱)。为加深学生对此规律的理解,笔者进一步解释这种强弱结合互补的规律在生活中也有体现,小到人与人之间的相处,大到自然界的许多互补现象,经过进一步拓展,学生不仅加深了对知识的理解,而且升华了思想,真正达到了素质教育的目的。《中药化学》的其他规律,如提取酸性物质的碱溶酸沉法和提取碱性物质的碱溶酸沉法,以及依据物质极性大小不同而分离的有机溶剂萃取法。通过这些规律的分析归纳总结,学生对知识加深了理解,记忆非常深刻。
2.5多媒体教学
多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和应用现代教学媒体,并与传统教学手段有机组合,共同参与的教学全过程,以多种媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果[10]。《中药化学》课程信息量大、结构式多、提取与分离流程复杂,为克服传统板书既浪费时间又难以讲清楚的缺点,笔者充分利用多媒体教学的优势,精心制作多媒体课件,将枯燥繁琐的结构式与流程图用形象生动的动画方式体现,学生不仅容易理解,而且印象深刻。同时演示形象直观的视频,吸引了学生注意力,提高了教学质量。
2.6学生参与教学
随着中国教育改革的不断深入,学生主体的不断加强,从传统的以“教师为中心”的教学模式转换为以“学生为中心”的教学模式就显得尤为必要[11]。课堂上若仅以教师为主导教学,学生只是被动地接受知识,不仅课堂气氛沉闷,而且教学效果差[12]。因此,笔者尝试让学生尽可能地参与到教学中,使学生意识到自己也是完成教学任务的一份子。例如,学习黄酮类化合物的结构分类时,教师示范性地在黑板上画出黄酮类化合物的基本母核结构,其他类型只是在母核结构的基础上产生了不同变化,教师简单地讲解所产生的变化后,由学生到黑板上依次画出变化后的结构式。实践证明,这样的教学方法,提高了学生的积极性,使学生又快又好地掌握了化合物的结构式与分类方法,课堂效果非常好。又比如,在教学过程中,教师可以和学生互换角色,定期组织学生讲课,培养学生主动参与学习的能力[3]。由于蒽醌类化合物与黄酮类化合物有非常类似的性质,在学过黄酮类化合物后,让学生负责讲解蒽醌类化合物,教师在课前需布置好内容,把学生适当分组,选出组长,组长负责本组的内容组织,每组准备一个重要知识点,学生需认真阅读教材,查找资料,做好相关课件,并登台讲解。每组讲完后,由学生评分,并由教师点评,这样不仅可使学生主动学习知识,而且锻炼了学生的表达能力与培养了团队合作精神。
每种教学方法都有利弊,教学中应根据教学方法与教学内容的特点,灵活运用多种教学方法相结合,增加知识的趣味性,从而提高学生学习兴趣。
3精做练习题――加深印象活学活用
学生在学习完每章内容后,对知识通常只是表面了解了,深度和广度都不够,因此需要布置适当数量和难度的习题,让学生经过分析、推理、比较和归纳完成习题,以达到加深印象、巩固知识、活学活用的目的。选取的习题分为三种类型:一是基础题,该类习题旨在加强学生对基础知识的理解和记忆,一般可在教材中直接找出答案。二是分析题,该类习题旨在加强学生应用基础知识分析解决具体问题的能力。例如,用学习过的检识反应区分3-OH、5-OH以及邻二酚羟基三种黄酮类化合物。又例如,给出三种结构不同的蒽醌类化合物,根据其酸性强弱的不同填入到相应流程图中。三是综合题,该类习题旨在培养学生连贯前后所学知识,解决一系列综合性问题的能力。例如,给出某花类药材中含有酸性不同的黄酮类及其苷,要求在除去脂溶性杂质和水溶性杂质的同时,分离该药材中的黄酮类化合物。通过多种习题的练习,使学生达到全面掌握并深刻理解知识的目的,尤其是难度大的综合题,可使学生知识得到进一步升华。
中药化学学习的目的在于能够使学生掌握抽象系统化的理性知识,并且应用到实践中[13]。因此,教师在教学中采取合适的教学方法,对于学生系统理解《中药化学》知识,提高教学效率和质量,培养适应时代需求的人才具有重要作用。
[参考文献]
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[12]许玲玲,李群力,麻佳蕾.《中药化学》教学思路探讨[J].职业技术,2011,5(129):13-14.
化学教学板书,是教师配合讲授,利用黑板与粉笔书写文字、绘制图表,向学生呈现教学内容、分析认识过程、使知识概括化和系统化、帮助学生正确理解并强化记忆、提高教学效果的一种教学行为[1]。恰当的板书可以集中学生注意力,调动学生的学习积极性,引导学生正确地思维,把本节课前后知识通过板书串成一条知识链,使学生达到理解、掌握讲授的内容结构和重点,帮助学生记忆、复习和巩固知识,有利于启发学生思维和记笔记。然而,目前我们明显地感觉到不少教师对板书是越来越不重视了,有些化学教师的教学板书不注意选词用字的准确、规范,带有一定的随意性,常常出现错别字、已淘汰的化学名词,在粒子、单位、物理量的表达或运算时,常有违反国家标准的现象,使语言的表达缺少有效性与规范性。从教师职业要求与所担负着弘扬祖国语言文化的重任及对学生潜移默化的影响来看,化学教师应是执行国家通用语言文字规范和标准的典范。因此,化学教师应注意提高自己的语言文化修养,积极地、自觉地在教学与科研成果的书面表达中正确运用化学术语和化学概念,选词造句讲究语法,确切地表达化学事物的现象与本质,准确地传达所承载的知识信息。以下就化学教师在板书时常出现的问题结合化学学科特点谈一些粗浅认识。
1 不使用已淘汰的化学名词
化学教师在利用板书(或论文中)叙述化学事物的本质属性时,所使用的化学名词应以全国科学技术名词审定委员会审定的《海峡两岸化学名词》(2013版)[2]为准,不要使用已淘汰的化学名词,如“苄基”不能再用旧称“苯甲基”,“标准电势”不能再用旧称“标准电位”。详见附录。
2 不使用错别字,化学用语规范化
板书应字迹清楚、规范、合乎文法。一是不写错别字。如“石蜡”不能写成“石腊”,“稀土”不能写成“希土”等(详见附录)。二是书写化学用语规范。如“pH”不能写成“PH”,“Mg”不能写成“mg”,“CO”不能与“Co”不加区分。三是不多写或少写笔画。四是不写繁体字。五是不写生造字。六是笔顺正确。
3 单位符号化
“GB3101-93有关量单位和符号的一般原则”规定,单位的使用,中文名称仅在小学、初中教科书中出现,而高中及中师以上水平的各类教科书、出版物中均不能使用中文名称作单位,只能使用其规定的单位符号。如g、mol、m、cm3、nm、mol/L、kPa等。当使用单位相除的方法构成的组合单位时,有时需要加括号以免混淆,如:mol/(L?s),且单位符号中的斜线(/)不得多于一条[3]。在运算过程中,分式中的组合单位应使用指数形式表示。然而,在教学板书与论文表达中常有违反上述规定的现象发生。如有些教师在书写时会出现:“Fe3+的浓度/(10-4 mol/L)”、“Cu2+的浓度/(10-3 mol/L)”、“c/(mol/L)”等不规范的符号。教师应自觉地执行国家标准。
4 粒子化学式化
旧教材中的“微粒”,在新教材中已称为“粒子”,包括原子、分子、离子、电子等。依据《量和单位国家标准实施指南》,在指明基本单元时,都必须始终要用化学式给出[4]。如:1molO、2mol H2、3mol Na+等,不可写为“1mol氧原子”、“2mol氢分子”、“3mol钠离子”,也不可写为“1molO原子”、“2mol H2氢分子”、“3mol Na+钠离子”等。
5 正确书写与使用物理量
依据GB3101-93规定,无论正文的其他字体如何,量的符号都必须用斜体。如摩尔质量M、体积V。用圆括号(溶液则用方括号)注明物质的化学式,不再使用在右下方注角标的形式。如:m(Fe)、M(H2SO4)、n(Na+)、V(H2)、V(O2)、c(NaCl)、V[NaOH(aq)]等。而不能用mFe等。在板书或教材中不能把化学式当量来运算。如:“假设天然气水合物的水笼里装的都是甲烷,理想的甲烷水合物的化学式为8CH4?46H2O,相当于物质的量比为CH4:H2O=1:5.74。”上述表述中,CH4与H2O属于化学式,1和5.74是数值,上述表述是违反GB3101-93规定的,应表述为“相当于CH4与H2O的物质的量比为1:5.74”。
6 数据量值化
根据量和单位使用的有关规定:“中等化学中所遇到的计算,一般是量值计算,因而都应列出量方程式,然后将相应的量值代入量方程式进行计算。如果仅仅代入数值运算或在整个计算过程中都不带单位,只在最后所得数值后加上带括号的单位,都是不符合国标规定的。根据GB3101-93有关量单位和符号的一般原则:量和单位的正规表达式为:A={A}?[A]。式中:{A}――以单位[A]来测量A时的数值。任何一个量都等于一个数值与相应单位之积,即:量=数值?单位。然而,在教学板书与论文表达中常有违反GB3101-93的现象发生。如教学中常有以下计算:“……假设10.0g样本中铜的质量为x g,则
上例的假设中x是数值,但结果表达(x=0.96g)中x是量,应把假设中的“g”去掉。
7 尽量使用首选词
由于历史原因,现代汉语有许多异形词。即词义相同、读音相同而字形不同的字(其中至少有1个这样的字)组成的词,如“灯芯”与“灯心”,“身份”与“身分”。在每对(个别的超过2个)异形词中,使用时,一个是首选的,另一个(或几个)就是参选的,如上面的“灯芯”与“身份”是首选词,而“灯心”与“身分”则是参选词[5]。
判断首选词还是参选词的方法:例如在《现代汉语词典》中有一组异形词,有释义的词条,就是首选词;词条末尾,一般注明“也作某某”或“同‘某某’”或“见‘××页[某某]’”,而未释义的词条,则为参选词[6]。
例如:[灯芯]油灯上用来点火的纱、线等。也作灯心。[灯心]同“灯芯”。[踏实]①(工作或学习的态度)切实;不浮躁。②(情绪)安定;安稳:事情办完了就~了|翻来覆去睡不~。[塌实]见1314页[踏实]。
这里“灯芯”与“踏实”是首选词,“灯心”与“塌实”是参选词。化学教师板书时应尽量使用首选词(详见附录)。
板书的行文、文字格式和表达都应做到规范化和标准化,一定要用化学术语及用语来表达,以国家文字工作委员会的《现代汉语常用字表》为依据。汉字要写得清晰美观,化学用语书写也要规范,达到学生一看就能认识,不需要辨认,不能把字写得“惨不忍睹”,影响学生身心健康及课堂秩序和教学效果。句子结构完整,合乎文法。不随便使用俗语、方言或简略语,不写错别字、繁体字、生造字,笔顺正确,文理通顺,语言简练,标点使用得当,为学生树立榜样。
附录
1 已淘汰的化学名词
以下以海峡两岸化学名词工作委员会编,由全国科学技术名词审定委员会审定的《海峡两岸化学名词》(2013版)为准,括号前是正确的化学名词、术语,括号内是已经淘汰的、不宜使用的名词术语。
标准电极电势(标准电极电位),分离势(分离电位),分子量(相对分子质量),标准摩尔生成吉布斯自由能(标准摩尔反应吉布斯自由能),超高效液相色谱法(超高压液相色谱法),蛋白质(朊),概率(几率),概率密度(几率密度),光[致]氧化还原反应(光化学氧化还原反应),硅(矽),化学反应亲和势(化学反应亲合势),化学计量数(摩尔数),混合物(混和物),基尔霍夫定律(基尔霍夫公式),空白试验(对照试验),卡宾(炭宾、碳烯),摩尔气体常数(摩尔气体常量),浓差超电势(浓差过电位),热力学温度(热力学温标),维生素(维他命),稀有气体(惰性气体)。
2 需要注意的错别字
以下括号前是正确的化学名词、术语,括号内是不可使用的名词、术语,加着重号的是错别字。
石蜡(石腊),稀土(希土),浑浊(混浊),酯化反应(脂化反应),硝化反应(消化反应),蓝色(兰色),消石灰(硝石灰),板书(版书),碳原子(炭原子),碳素钢(炭素钢),高碳钢(高炭钢),含碳量(含炭量),煤炭(煤碳),木炭(木碳),活性炭(活性碳),焦炭(焦碳),炭黑(碳黑),爆鸣(暴鸣),萃取(翠取),同素异形体(同素异性体),提炼(提练),煅烧(锻烧),坩埚(坩锅、干锅、甘埚),炽热(赤热),灼热(浊热),焙烧(倍烧),辨认(辩认),金刚石(金岗石,金冈石、金钢石),砝码(法码),硫黄(硫磺)。
3 常用的首选词
文章编号: 10056629(2012)4000304 中图分类号: G633.8 文献标识码: B
1 对化学实验教学重要性的认识
化学是一门重要的基础科学,虽然和物理学、生物学、天文学等学科的视角和研究方法不尽相同,但它们之间实际上是相通的。例如,核酸化学的研究促成了分子生物学的诞生;地球、月球和其他天体化学成分中化学元素分布规律的研究及星际空间简单化合物的发现,为地球化学和宇宙化学的诞生提供了坚实的基础。这类互相渗透又互相促进的事例,不胜枚举。由此说明,为了全面培育现代公民的科学素质,化学教育不可或缺。
化学是一门实验性科学。通过在原子分子水平上对物质的组成、结构、性质和变化的研究,化学促进了人们对物质世界形成和发展的认识;基于对物质构成及稳定性等的了解,化学实现了对组成和结构极其复杂的天然产物的人工合成,使得某些源于动植物的珍贵资源,可以由简单易得的化学原料进行工业化生产,人造橡胶、胰岛素和青蒿素等的全合成仅仅是其中的个例。合成自然界原来不存在的新物质,则是化学所独有的特色。所有这些成就,都源自出于化学家的实验室工作。此外,和其他基础科学相比,化学更注重物质的个性,个性的发现、识别和鉴定已成为实验化学家的主要工作。虽然近年来理论化学方法得到了长足地进步,但是所得结论仍然需要通过精心设计的实验来验证,从而说明了化学仍然是一门实验性科学。这就确定了化学实验在化学教育和教学中不可替代的地位。
既然对理论推导或科学假设的验证,通常由科学实验来完成,那么为什么又要承认科学实验所得结论都具有不同程度的不确定性,而且把这种认识视为科学素养的最重要内涵?兹以化学为例,物质的性质,不仅决定于它固有的组成和结构,还要受到所处环境(包括物理环境和化学环境)的影响。试以大家都熟悉的水为例,水的沸点依气压而变,同时也和溶解于其中的溶质的数量和性质有关;水在通常情况下是一种灭火剂,但是在遇到赤热的炭或金属钠、镁时,反而会因为分解产生氢而助燃。这些现象说明,只有在能够影响它的众多因素可以固定或忽略不计时,对物质性质的描述才是确定的。而对某些因素的固定或忽略,就可以成为科学结论具有不确定性的原因。如果用数学语言来表述,那就是“物质体系的性质是多因素的函数。”
以上的表述可以借助初等代数中的不定方程来阐明。利用一个类似于像x+y=8的方程,就可以得到上面的结论。因为要求解这个方程中的x,只有以下几种可能,即:① y有固定值;②已知x和y之间的“关系”;③假设或已知在给定条件下,y可以忽略不计。显然,①和②意味着增加了一个方程,不定方程已经转变为正规的二元一次联立方程,只有③才是符合求解不定方程的一种情况,显然③所要求的前提条件本身就包含着不确定性。对于影响因素很多的化学反应体系,基于产物所作出的结论,是在严格控制多项条件下得到的,其中也包括若干被认为可以忽略的因素(如很多实验是在对大气开放的条件下进行的,而大气对实验的影响一般认为是可以忽略的,但是并不都有严格的实验证明),参照上面介绍的那个不定方程,读者应当很容易发现科学实验和它的相似之处。综上所述,科学实验的结论(或由此推出的理论)一定存在着不确定性,就是不言而喻的了。所以,发现实验结论或科学理论的不确定性,并设法减少或去除不确定性的探究性思维和实践,是一切科学活动的核心内容,也是科学的魅力所在!绝对正确的唯一答案,可能只存在于目前的习题、考题和竞赛题之中,它着重于已知的,其实并不完全的科学知识,因而难以起到帮助学生真正懂得什么是科学的作用。
2 化学实验体系三要素
一个化学实验,不论是演示实验还是教学实验,都 可以归纳为:作为实验对象的物质体系(若目的在于探究化学变化过程,也可以称作化学体系);适当的仪器装置和必要的安全措施;合理的实验步骤和规范的操作技术等三个方面。虽然三者不可或缺,但是从学科教育的角度来看,它们的重要性并不是等同的,而是依次递减的。只要认真分析一下,就可以认同这个看法。既然化学的研究对象是化学物质,学习或探究的目标决定了化学体系的选定(如考虑试剂易得且反应具有典型性;影响反应过程的因素较少或容易控制等。对于中学化学实验来说,还要着重考虑实验者安全和是否具备处理废液等所需条件等);化学体系选定之后,使用什么样的仪器装置也就大致确定了;实验步骤决定于所选定的化学体系和仪器装置,如何安全地、有序地完成实验,决定了实验者操作技术的规范程度。只有这样来认识化学教学实验,才能真正体现出为什么化学仍然是一门实验性科学,和为什么学习化学一定离不开实验。也才能够做到通过化学实验(包括演示和教学实验、探究性实验活动)培养学生的科学精神和科学作风。
不必讳言的是,现在的化学实验教学中,因为实验体系来自教材或教参,使得实施时往往把注意力放在第二、第三两个方面,化学体系的选择反而成为次要甚至被忽略,于是除去通过实验能够加深对某个实验现象的印象外,学生受到的教育仅仅侧重于某种仪器装置的认识和基本操作训练带来的科学作风培育。化学学科本身教育的缺位,是很多老师认为黑板上“做实验”也并无不可的原因之一,也是中考高考试题中出现花样翻新的种种实验装置设计的诱因之一。
3 实验教学改革要从实验预习开始
对实验在化学教学中作用的评价虽然未必相同,化学实验的重要性在化学教育界却早已达成共识,可是近年来化学实验教学质量不高已成为一个无容讳言的问题。虽然课程内容变化和应试压力的影响、化学实验学时较少、实验经费不足以及缺少实验室辅助人员等问题确系客观存在,但是实验教学改进方向不明、教学价值模糊,以至于师生对化学实验的学习热情明显衰退,则是一个更为基本的原因。为此,新颁布的初中化学课程标准中,不仅明确规定了8个必须完成的基础化学实验,并且把化学实验定为进行科学探究的重要方式。这是我们思考并实践化学实验教学改革的依据。
在研究物质世界时,化学学科着重于物质的个性,通常以物质的组成结构和性质为切入点。因此探索现有物质和设想中的新物质的合成方法(包括分离、提纯和鉴定)便成为化学所独有的研究课题。特定物质合成与分析方法的积累和不断更新,使得化学合成与分析方法成为化学中最重要的基本文献。化学教学中的实验(包括演示实验和学生实验),无不来源于此。这种情况和中医验方汇编对中医教学的作用非常相似。一般情况下,医者在设计和制定处方时,验方通常起着基本框架的作用。但是在实际用于诊治时,通常要求根据患者的症状、体质、甚至当地当时的气候等,对验方内药剂及其配比进行适当地增减,亦即力求更加符合患者的“个性”。能否做到恰如其分,和医者对每味中药以及组合成方剂后综合药性的了解程度密切相关。所以只会照方抓药和只能熟记大量验方的人,不可能视为合格的医生。与此相似,只会按照实验讲义按部就班地进行实验,没有明确的探究目标,不能主动地把观察到的实验现象和化学基本概念相联系,从而使自己对化学的理解得到深化(即通过实验学习化学和化学是一门实验性科学等理念的落实),即使操作很规范,实验过程很顺利,也不能认为是一次高质量的科学实验活动。因为仅仅按照实验讲义规定的方法和步骤完成的实验活动,如果只能落实于所谓“动手能力”(即使对科学习惯的养成有利,也需要进行有针对性地提示和指导)的训练,就不是一次完整的化学教学实验活动,在化学学科教育方面存在着明显的疏漏。这种疏漏将使得化学教学实验的教学效果难以达到预期的目标。那种类似于操作工或实验员的训练方式和目标,用于培育科学素养为主要任务的中学生,并不能够真正引发学生对科学的兴趣和有助于提高他们的探究性学习的能力。
笔者认为实验教学改革要从实验预习开始。首先应当明确该实验的目的和采用的处理方法和步骤,以及事后检查是否达到预期目标的方法。要求的方面和程度应当根据所选择的化学实验体系、实验方法和步骤来确定,更要依据学生的实际水平(包括学科知识和从事科学实验活动的经验两个方面)来制定,这点在化学启蒙阶段尤为重要,不可要求过高。但是如果只要求粗读一遍实验讲义及所附报告格式,学生便会把注意力集中于如何从书本或课堂笔记中寻找将要填入报告空栏中的“答案”,而不会结合实验的目的和步骤进行思考和设定自己关注的重点(即希望通过实验探究的某个方面,包括化学学科内容、操作方式或步骤等)。虽然验证某些原理或化学现象的实验依然是初等化学实验选材时的重点,可是从实验教学来说,实验过程中对化学现象的观察、思考、推理和联想则更为重要。后者对学习兴趣的萌发、探究能力的提高和科学精神的培育,远比结论的再次被证明和相关知识点记忆牢固程度的加深来得重要。如果不能认识到这一点,或者仍然 不能摆脱历年的中考高考试题可能产生的困扰,化学实验教学改革就不能顺利地推进。黑板上“做实验”、纸上画仪器装置图、以及着力于某些基本操作的训练和竞赛来代替化学实验的做法,仍然会大行其道。
应当怎样进行实验的预习?试从初中课程标准中规定的8个必做实验中首先选择“粗盐中难溶性杂质的去除”为例阐明笔者的想法。
“粗盐提纯”是一个传统的基础化学实验,新的初中化学课程标准推荐的必做实验(粗盐中难溶性杂质的去除)只相当于原来的“粗盐提纯”实验的前半部(可能考虑到目前有些学校实验设备较差和学生实验操作熟练程度较低的实际情况)。如果只要求除去难溶性杂质,而不要求得到纯“盐”,可以选择的体系很多,只要组分中同时包含可溶性物质和不溶性物质就可以入选,未必一定要用粗盐。当实验条件具备时,我认为还是完成粗盐提纯实验的全过程为好,因为通过实验可以学到更多的东西。
实验原理简介:粗盐提纯实验的物质体系为同时混有难溶性和可溶性杂质(此处的杂质并非一定指废弃物,系针对纯粹氯化钠而言)的固体氯化钠。实验目的在于依据氯化钠和杂质在水中溶解度的差别使之分离并获得纯净的氯化钠晶体。虽然难溶性和可溶性杂质的去除都以溶解度差别为依据,但是前者基于可溶和难溶;后者基于温度对氯化钠在水中溶解度的影响远低于粗盐中所含可溶性杂质(如钙、镁、钾、铁等的氯化物;硫酸盐及硝酸盐等)所体现的差别,二者并不相同。为了简便实用,通常采用两次分离操作。难溶性杂质的分离采用简单的过滤分离法方案[此外还有离心分离法、抽滤分离法、倾析(decantation)法、以及类似于化工厂常用的压滤法(filter press)可供选择],易溶性杂质的分离则采用结晶分离方案来完成。
第一次过滤除去的是粒径大于滤纸孔的难溶性杂质,而不是溶于水中的分子和离子(也包括能够穿过滤纸孔的胶体微粒)。水并不是唯一可用的溶剂,对目标物质和杂质具有不同的溶解性才是选择的依据。第二次过滤是为了把滤液蒸发后得到的氯化钠晶体从残余的母液中分离出来。结晶法分离基于在同一温度下,溶液中所含物质到达饱和浓度的先后次序的不同。以温度对溶解度影响的不同为依据的体系,只有少数的特例,其中以氯化钠最为典型。当溶液中氯化钠的含量远高于其他可溶性物质时,过程则更容易控制。以至于工艺条件相当粗放的海水晒盐法已经成为海盐生产的主要途径。
简单的验纯方法:结晶分离法的实现,取决于一个基本原理,那就是在形成结晶时,晶体中不包含母液中的其他成分和溶剂分子(水合物中的水应计入水合离子,少数因离子半径相近晶格相同的物质可以形成类似于固溶体的晶体除外),这种性质和晶体结构的规整性和组成微粒的密堆积特性有关。因此结晶法不仅用于分离,而且广泛地用于提纯(并发展为重结晶法和分级结晶法等)。所以可以把晶体中是否含有溶剂(此处为水),作为初步验纯的方法之一。晶态物质因晶格不同,外形随之有所不同,但是同一纯净物的晶体,大小可以各异,基本形状却大致相同。水晶是最为常见的一例(此外还有大家熟悉的五水硫酸铜和钾铝明矾等)。用放大镜或显微镜观察食盐晶体就可以见到同样的情形(例如面角不变),所以观察和比较晶体外形也可以作为一种简单的验纯方法。
实验体系的特点:这是学生初次接触到的化学实验,选择大家所熟悉的食盐(粗盐)作为实验体系,不仅因为价廉易得,提纯过程比较简单,而且效果明显。有助于学生对所涉及的提纯方法、步骤和用到的基本操作留下比较深刻的印象。对于化学中所要求的“纯”,也能够有所体验和认识。
此处的“纯”包括两重含义,即外观和内涵两个方面。由混有有色杂质的粗盐到晶莹剔透的氯化钠晶体;由和多种无色物质共存,到组成单一的纯物质。实验者可以观察到氯化钠的“真面目”,从而对它作出精确地描述。其次,因为氯化钠的溶解度和温度关系不大,通过控制结晶条件,分离效率很高,一般不需要进行重结晶,对于初学者的实验技巧和操作熟练程度要求较低。
对实验目标完成情况的自我检查:既然实验的目的是粗盐提纯,那么最后应当从产物纯净情况和收率两个方面进行自我检查和评价。基于初等化学的要求,建议增加验纯和观察所得氯化钠晶体(外形和晶体内是否含有水)两个方面的探究内容,并引导学生思考有关物理变化与化学变化、物理性质与化学性质、纯净物等概念在这个实验中的应用。
实验后可供思考的问题:请根据学生情况进行选择,可以采用学生自行研讨和探究的方式,也可以采取教师边提问边讲解的方式,还可以选择直接讲解的方式。
(1)本实验要想除去的杂质具有什么特点,实验中建议采用的方法依据了什么原理?
(2)在实验过程中,要经过两次过滤,一次是为了除去不溶性杂质,另一次是为了把纯净氯化钠固体从母液中分离出来。完成两次过滤时,都要对滤纸上的滤出物用少量蒸馏水淋洗。这是为什么?它们的目的相同 吗?(一次是为了除去滤出物上沾附的食盐溶液;一次是为了除去食盐晶体上沾附的可溶性杂质。)
(3)去除粗盐中所含不溶性杂质的方法,除了这个实验用的过滤法外,还有其他方法可用吗?(还可以用离心法和倾析法,这些在化学实验中都是常见的方法。)
(4)所得氯化钠晶体中会有水存在吗?如何证明你的结论?(加热前后保持恒重;加热时上方的表玻璃上无水汽;碾碎后无水迹等,也都是实验中常用的方法。)
(5)假如粗盐中含有可溶性有色物质,现在用的方法也一定有效吗?(建议由学生自己探究,实验方法基本相同,更能体现化学的特点和科学精神的教育。)
(6)残液是否一定是废弃物?(进行化学和环保、资源相关联的教育。)
4 实验实施方案建议
方案1:把这个实验放在学习过溶液和溶解度的有关知识之后进行。可以更好地巩固所学的知识,使得溶解度概念在实验中得到切实地应用,而且还可以扩展到对结晶过程、提纯过程中的缜密思考及采取的有效步骤(如对滤出物的淋洗)的初步认识以及对产物的检验等方面,都是在课堂上和书本上很难直接学到或体验到的,有助于三维教育目标的落实。
预习要求除阅读实验讲义中的基本操作与实验步骤外,还要求对溶液和溶解度概念、溶解度与温度的关系图进行复习。并尝试回答教师事先设定的几个问题(由教师根据学生情况自己拟定,应包括实验目的和大致步骤,每个步骤希望达到的目的,氯化钠的溶解度和温度的关系有何特点等)
建议在学生的实验报告中增加以下项目:验纯结果;氯化钠的收率;实验过程中得失之处的反思。
方案2:把这个实验分成两个,一个以学习过滤操作为主,可以放在学期之初。另一个放在学习了溶液和溶解度有关课程之后,着重于探究如何从溶有粗盐的混浊液的滤液获取纯净的氯化钠晶体。其他建议请参照方案1,不再赘述。
参考文献:
关键词:有机化学;趣味性;策略
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)10-0245-120
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.10.003
有机化学是高等院校化学、生物、材料、医学、环境、土木等专业的专业必修课程,在专业培养计划中具有不可替代的地位。通过有机化学课程的学习,学生可以掌握有机化学专业知识,如有机化学的发展历史,相关概念及理论、物质的合成和分离。一般,鉴于化学这门课程本身以化学实验为基础,故会开设有机化学实验。通过有机化学实验,学生可以将实验与理论课程相互联系且融会贯通,锻炼动手操作的能力与实践能力。
近年来,高等学校教学过程中,过多地关注教学知识能够通过教学过程直接传授给学生,忽视了教学中应用多样的教学方法,在保证量的前提下,让学生能够掌握好所学知识。此时,如果在教学过程中,将趣味性贯穿整个教学过程,可以改善教学过程中理论知识的生涩难懂的状况。教学过程中的趣味性的原则指的是在教学过程中教师运用幽默生动的语言、灵活的教学技巧、直观形象的表演以及富有感染力的激情等来最大限度地增加课堂活力、激发学生的学习兴趣、增强学习效果的一种教学方式,它要求在教学中教师应该以学生为中心,把枯燥、难懂的课堂变得生动而富有感染力[1]。所以,如何在有机化学教学中,采取不同的策略使课堂显得趣味横生就显得尤为重要。
一、充分应用多媒体,从视听角度激发学习兴趣
传统的一支粉笔的教学模式早已不再适用于现在的课堂教学,随着多媒体技术的出现,各种多媒体软件的广泛应用已经成为现实。通过教学课件,讲授的内容至少可以增加百分之三十左右,课件制作过程中,除了可以增加图片以及图标外,还可以穿插各种视频短片。关于环己烷的椅式构象的翻转过程中,学生难以从生涩的表述中理解构象的翻转过程,所以在教学中,我通过自己制作的构象翻转的小短片,使学生理解构象翻转的全过程,在这个过程中学生对于生涩的东西不再排斥,从而产生兴趣。
二、利用化学实验教学,调动学生的好奇心与学习兴趣
大多数人对化学的兴趣大部分来源于奇妙有趣的实验。从根本上来说,化学是一门实验学科,因此在有机化学课程的教学中,利用化学实验将产生不可估量的作用。戚洪彬等人[2]在《大学化学实验课程体系的建设》中就指出化学实验的趣味化、生活化的重要性。
化学实验,可以激发学生的学习兴趣,特别是充满趣味性的实验,可以带给学生无穷的惊奇和求知欲。作为一名化学专业的教师,应当穷尽自己的专业知识和教学技能,在课堂上展示给学生千变万化的实验现象,并且得到严密的实验结论。那么,教师如何设计实验,使得实验具有趣味性就是一个需要考虑的问题。有机化学,是一门实践性与应用性较强的学科,是一门渗透进社会生活各个方面的学科,也就是化学物质、化学现象以及化学变化无时无刻不在、无处不在。因此,教师应根据这些原则,设计实验。在实际的教学中,把这样一些生活中的物质带进化学实验室,并且设计成各式各样的趣味实验,比如,纸币为何点不着,猪肝中有酶存在吗、牛奶中掺了豆浆怎么检查等等这样一些实验。通过这些实验,既调动了学生的好奇心,又在潜移默化中产生了有机化学学习的兴趣。
三、应用趣味教学方法,让课堂更富立体感
教学方法,指教师为了完成教学任务所进行的根据教学内容因材施教、化难为易来理解理论和练习实践的活动途径,它是一种实现教学任务的方法和手段[3]。
教师可以根据化学专业的特色,收集以下各方面的材料进行教学方法的改进。
第一,利用比喻、拟人的手法,将有机化学中,种类繁多的化学名称、反应机理等进行比喻和拟人,吸引学生的注意力。将碳比喻为人,对于碳一般最多只能连接另外四个原子,学生可以记忆为人只有两只手和两只脚,另外一个人想要抓住他只能拉手或者是拉着脚。对于亲核反应机理来说,反应过程中需要越过能垒,这时,可以比喻为人翻大山,体质较弱的人由于缺少能量,翻不过大山,也就不能完成任务,即无法反应。
第二,适当引入成语、谜语,使课堂充满趣味。中华文明博大精深,现今流传的成语很多都蕴含了丰富的化学知识。在课堂上适时运用成语,可以达到拓展学生知识面,增加学生的学习兴趣的作用。如信口雌黄、饮鸩止渴、沙里淘金、百炼成钢和灵丹妙药等。故用“甘之如饴”来引入有机化学中关于糖类这一章,让学生了解祖先早有由粮食中制取糖类的技术。学生都有一定的求知欲,把化学知识转化为更具趣味性的谜语,就可以激发学生的学习兴趣,提高课堂教学的效率。比如,有机化学实验中经常使用的直型冷凝管,可以出这样的谜语“直直肠来有肚皮,肠内肠外不通气,肠外冷来,肠内热”,便可形象地刻画直型冷凝管。
第三,生活离不开化学,兴趣能够产生在于其贴近生活。由于日常生活和工业生产都离不开化学,在课堂教学过程中要充分认识到这一点,联系实际,激发学习的兴趣,最终引导学生运用化学知识解决实际问题。比如,在讲到研究“对映异构体”的重要性的时候,可以拓宽知识面,联系生活中常用的药物,如沙利度胺,存在一对对映异构体S与R构型,其R构型具有抑制反应活性,而S构型有致畸性,可以导致胎儿四肢短小甚至缺失,通过这些引入可以让学生对对映异构体的研究的重要性产生更多的兴趣和深刻的认识。
总之,在有机化学教学过程中,运用趣味教学的原则,可以打破“满堂灌”,生涩难懂难记忆的问题。从个人教学过程的例子出发,总结教学中的一些启发,希望能够给有机化学教学中的趣味教学原则的应用扩展提供一些参考。
[1] 马书云,王慧,吴方平,刘翠翠.自主趣味实验提高自主学习能力
的实践[J].实验技术与管理,2015(9):194-196.
[2] 戚洪彬,梁树平,姜浩.大学化学实验课程体系的建设[J].实验技
术与管理,2011(10): 335-339.
[3] 韩维东.课堂趣味研究[D].河南大学硕士学位论文,2010.
Application of Interest-oriented Teaching in Organic Chemistry Class
WANG Qian-qian
(Technique Department, Xinyang Normal University Huarui College,Xinyang Henan,464000,China)
关键词:琼脂糖凝胶 电泳技术 理论技术 应用
中图分类号:Q503
文献标识码:A
文章编号:1007-3973(2012)006-001-02
1 引言
琼脂糖凝胶电泳(agarose gel electrophoresis)主要是应用琼脂糖凝胶作为支持物的电泳法,借助琼脂凝胶的分子筛作用,核酸片段因其分子量或者分子形状不同,电泳移动速度有差异而分离,这种技术时基因操作中常用的一种方法。下面简单介绍琼脂糖凝胶电泳的理论技术及其应用。
2 琼脂糖凝胶电泳技术及其原理
(1)电泳主要是指混悬于溶液中的样品电荷颗粒,在电场影响下向着与自身相反电荷的电极移动的现象,电泳技术是一种非常先进的检测手段,电泳技术与其它先进的技术相配合能够创造出非常之高的成果,这种技术能够使人们以最小的代价获得最大的利益。电泳技术现在主要用于纯化以及分离DN段的一种最常用的技术。
原理:电泳是现在用于纯化以及分离DN段的最常用的技术,如果装备一块“胶”包含电解质的多孔支持介质,并把这些介质放置在静电场中,DNA分子将会随着向阳极移动,这主要是因为DNA分子沿着双螺旋骨架两侧带有含有电荷的磷酸根残基,当DNA的长度增加后,来自电场的驱动力以及凝胶的阻力之间的比率就会降低,并且不同长度的DN段就会出现不同的迁移率,所以就可以根据DNA分子大小使其分离。这个过程可能是通过把分子量标准参照物或者是示踪燃料以及样品一起进行电泳检测分子量标准参照物也可以提供一个用于确定DN段大小的标准。
(2)琼脂糖凝胶电泳主要是采用琼脂糖作为支持介质的电泳方法,琼脂糖凝胶电泳技术的分析原理与其他支持物电泳的最主要的区别是它具有“电泳”和“分子筛”双重作用。琼脂糖凝胶是一种网络结构,物质分子通过时会受到阻力,其中较大的分子物质在涌动时受到的阻力比较大,所以在凝胶中,带电颗粒的分离不仅与静电荷的性质以及数量有关,而且与废纸的大小有很大的关系,这就可以大大的提高了粪便能力,但是由于其孔径相差比较大,对于大多数蛋白质来说其分子筛效应很小,目前琼脂糖凝胶技术主要用于核酸的研究中。
核酸和蛋白质将会根据PH不同而具有不同的电荷,所以在电场中受力的大小也就不同,因此跑的速度不同,所以可以根据这种原理将其分离。电泳缓冲液的PH一般在PH6到PH9之间。离子强度在0.02到0.05之间最为合适,常用1%的琼脂糖作为电泳支持物,并且琼脂糖凝胶可以进行区分相差100bp的DN段,其中分辨率的分辨率虽然比聚丙烯酰胺凝胶低,但是它分离的范围非常广,并且制备非常容易,普通琼脂糖凝胶分离DNA的范围在0.2到20Kb,利用脉冲电泳。可以分离高达10^7bp的DN段。
3 琼脂糖凝胶电泳分离DAN片段实验分析
3.1 实验原理
(1)DN段中具有PO43-基团,在pH7.5的Buffer中带负电,并且在电场中向正极进行移动。DN段中大小不同,电荷的密度也不同,在自由电泳时,各种核酸分子的迁移率是非常小的。(2)在实验的过程中选择适当密度的凝胶作为支持物,可以使其具有一定的孔径,这样就能充分发挥分子筛效应,从而可以使不同大小的核算片的迁移率有很大的差异,进而达到分离的作用。(3)DNA经过EB染色,EB可以插入DNA双螺旋结构中两个碱基的作用,并与核酸形成络合物。在紫外线的激发下可以产生橘黄色的荧光。标准的电泳能够通过EB染色之后可以观察到六条带。
3.2 试剂
TAE液,EB,电泳,1%琼脂糖。
3.3 方法
(1)连线:电泳仪的连接,正极(红色)—红色,负极(黑色)—黑色;(2)凝胶槽的准备:采用胶布进行固定凝胶槽的两端,并应该使梳子的高度调到距槽底2、3mm。(3)首先取出0.8g的琼脂糖,加入到80ml的TAE中,热浴溶解到透明状为最佳。然后在60℃左右时,添加100%eL的EB,然后倒入到凝胶槽中,在实验的过程中应该注意胶面的平整性,没有气泡。最后冷却之后拔去梳子。
3.4 加样
首先应该取出胶布,并将管号的胶板放在电泳槽中。然后加入电极Buffer,使其高出胶面的1~3mm。最后采用进样器进行吸取样品20%eL并加入到样品槽中。
3.5 电泳
V=100V,1-1.5h,至溴酚蓝移出2/3。
3.6 观察
在紫外灯下进行观察,并做好记录,可以看到DNA橙红色区带。
4 琼脂糖凝胶电泳技术的应用
琼脂糖凝胶电泳分离核酸的技术主要是在具有一定浓度的琼脂糖凝胶介质中,DNA分子的电泳迁移率与分子量常用的对比数成反比,并且分子的构型也和迁移量有一定的关系。并且如果琼脂糖凝胶的浓度过高时,凝胶孔径就会变小,就会导致环状的DNA不能进入胶中因此相对的迁移率就会变为0,如果同等大小的直线DNA可以根据长轴的方向迁移,其相对迁移率就会大于0。
4.1 适合分离大片段的DNA
在进行CTAB结合DNA凝胶回收试剂盒提取食用菌DNA的实验中,实验研究人员主要采用CTAB法和CTAB与DNA凝胶回收试剂盒结合法两种方法进行实验提取DNA,通过实验进行实验研究表明CTAB与DNA结合法比CTAB法提取DNA样品的电泳条带更加清晰规则,并且DNA的酶切效率明显高于CTAB法,由此可以看出CTAB与DNA结合法能够高效的的富含多糖的材料中分离DNA。
4.2 可以提取大分子DNA
在“洋葱帕克霍尔德氏菌HMW·DNA的制备及酶切研究”的实验中说明大片段的基因组文库的关键主要是能够获得高分子量的基因组DNA,但是如果采用比较成熟的商品作为化学试剂盒进行提取基因组DNA,这种方式只能达到大约20Kb的DNA,但是酶抽提取法在制备的过程中需要多次进行抽取法才能提出比较纯净的DNA,并且这种提取方法很容易造成基因组的断裂,并且也很难得到比300Kb更加大的DNA组,在实验的过程中采用这两种方法都不能达到预期的目的。经过研究人员大量的实验以及研究发现,利用琼脂糖凝胶电泳技术制备成凝胶块进行提取基因组DNA不仅可以获得大片段的基因组DNA,而且得到的基因组DNA与粘粒基因组文库要求相符合的DNA,在研究的过程中研究人员主要采用普通熔点的琼脂糖制备的凝胶块进行制备基因组DNA。
4.3 PCR产物在琼脂糖凝胶上的电泳检测
在基因组DNA的提取中,DNA经卵育以及沉淀、抽取后然后采用70%的乙醇进行洗涤两次,然后再使用适量的双蒸水进行溶解DNA,接着在1.0%的琼脂糖胶进行电泳,以1Kb的DNAladder,作为参照,具体的检验方法主要是利用2.0%的琼脂糖制作成为凝胶,然后取出1微升的上样缓冲液和AFLP—PCR混匀后进行上样,用120V的电泳50分钟,1譚BF电泳缓冲液,最后采用EB溶液进行染色后在凝胶成像系统中进行观察拍照。
5 总结
电泳技术是科学界最重要的技术之一,广泛应用于各个领域内,并且琼脂糖凝胶电泳是核酸分析常用的实验技术,琼脂糖电泳技术广泛应用于基础理论研究、农业科学、医学卫生以及工业生产等多种领域中,在分子生物学以及生物化学中具有重要的作用。
参考文献:
[1] 黄永莲.琼脂糖凝胶电泳实验技术研究[J].湛江师范学院学报,2009,30(6):83-85.
[2] 蔡培原.电泳技术研究进展及应用[J].生命科学仪器,2008,6(4):3-7.
[3] 王筱青,喻晓蔚,徐岩,等.葱伯克霍尔德氏菌HMW DNA的制备及酶切研究[J].生物技术通报,2009(3):139-142.
关键词:设疑;新课程;素质教育;教学实例
文章编号:1005-6629(2007)05-0025-03中图分类号:G633.8 文献标识码:B
设疑其实就是提出问题。设疑可以帮助学生集中注意力,提高学习兴趣;也可以启发思维、发展智力;还可以反馈评价,调控教师的教学;更可以引导学生的思考方向,扩大思维广度,提高思维层次,但最重要的是,可以让学生学会如何学习,如何思考。正如“给人以鱼,不如授之以渔”的道理一样,老师的责任不仅是要激发和维持学生的好奇心,还要引导学生善于发现问题,不断提出问题。那么,中学化学教师在教与学过程中究竟应当怎样运用设疑引导学生学习,以及培养和激发学生设疑的技能呢?以下是本人在教学实践过程中的一些心得体会。
1 教师如何为学生“设”疑
思源于疑,疑贵于“设”。好的设疑,是在教师吃透了教材和了解学生学习的基础上,遵循知识的内在规律和学生的认知规律,根据教学内容的重难点与学生的思维发展脉络而精心设计出来的。作为一线的教师,精心设计疑问,营造一种现实、有吸引力的学习情境,让学生在教师创设的问题情景中,自主地、积极地进行思维。
1.1 设计发散性问题,训练思维的广阔性
教师在教学过程中多提一些发散性问题,可以使不同层次的学生从不同角度、不同侧面,提出解决方案或创造出独特的方法,尽可能使所有学生都有提高。对于化学学科设计这样一些问题是比较容易的。例如,两瓶无色溶液相遇出现红色,有哪些可能性?可用哪些方法区别浓、稀硫酸?类似这样的问题思维空间很大,所受束缚极小,有利于学生思维主动性的发挥和思维广阔性的训练。
又例如,在讲授“胶体的性质”时,首先提问:“《红楼梦》中尤三姐被迫害而吞金自杀,《白毛女》中杨白劳也受迫害喝卤水而死,大家想想,为什么吞金和喝卤水会使人死亡?”在课堂中,教师利用一些与化学相关的文学、影视和艺术等作品,还会使自然与人文交相辉映,相得益彰,为师生的个性发展提供了广阔的天地[1]。
1.2 设计变换问题,训练思维的变通性
思维的变通性是指在思考一个问题时,能从不同的角度出发进行变换,思维的变通性也是应变的能力。教师要结合具体教学内容,转换思维角度,变换问题的条件、结论和形式,而不变换问题的本质,使本质的东西更全面;从事物之间的联系和矛盾来理解事物的本质。例如,学习有关浓度计算时,可设计这样一个问题:把4克氢氧化钠固体加入46克水中,所得溶液的浓度为多少?溶液中含水多少克?若将题目中的氢氧化钠变为氧化钙或氧化钠或胆矾又如何?这些问题训练了学生的应变能力和思维能力[2]。
又例如,对“二氧化硫”的教学,教师可设计一系列问题。(1)你能描述身边、生活中存在的二氧化硫吗?你知道什么是酸雨及其危害吗?(2)你能描述二氧化硫的有关物理性质吗?(课前分发给学生若干支收集有二氧化硫的试管)。(3)根据二氧化硫中硫元素的化合价特征(中间价态),从氧化还原的角度,分析其应具有哪些性质?并尽可能列举你所了解的事例。(4)(教师演示二氧化硫使品红溶液褪色,加热后又恢复原来颜色的实验)试说明二氧化硫的漂白原理,并与次氯酸、过氧化钠、双氧水等漂白剂的漂白原理比较有何不同?以上(1)、(2)点,学生通过预习、观察、思考、讨论,能积极回答。但是对于第(3)点是本节的重点又是难点,因学生受知识水平的限制,虽能回答二氧化硫具有氧化性和还原性并能回答出课本中出现的二氧化硫催化氧化成三氧化硫的事例,但是不能再列举其它事例,为此教师应及时点击学生思维的盲点,变换问题,诱导启发如下:①常见氧化剂有哪些?(酸性高锰酸钾、过氧化钠、双氧水、铁离子、溴水等)并演示二氧化硫通入高锰酸钾、溴水、FeCl3溶液的实验,引导学生观察、描述实验现象,分析反应原理,写出方程式,得出二氧化硫具有还原性的结论。②演示二氧化硫和硫化氢两种气体混合的实验,分析得出具有氧化性的结论。显然,通过以上问题的变换,学生始终处于积极思考、大胆表达的主体状态。
1.3 设计质疑问题,训练思维的独特性
思维的独特性代表着思维的本质特征,它是指运用新观点、从新角度去审视事物、反映事物,提出不同以往的见解。鼓励学生自由畅想,不受任何条条框框的限制,引发学生就化学和社会、化学和生活、化学和环境的有关问题进行富有创意的讨论和大胆设想。例如,学习“碱金属”时,设疑“水是否常用来灭火?”回答是肯定的。再问:现给你们一瓶水和一团棉花,能否不用火柴让棉花点燃?课堂一下子活跃起来,因这样的问题从未遇过,学生感到新奇。学生通过阅读、思考后得出几点:(1)将自来水放入冰箱中结冰,磨制成透镜,利用太阳光聚集点燃棉花。(2)将过氧化钠或金属钾放入棉花中轻轻包住,然后滴入少量的水,反应产生的热,达到棉花的着火点,并点燃。从课堂讲课过程看,学生的思维能力确有潜力可挖,关键在于教师怎样挖掘、保护和引导。
又例如,讲到“铁和铁的化合物”一节时,可以提问:“为什么苹果削皮后不久,颜色就会变黄呢?”当大家正议论纷纷的时候,教师反问学生:“铁离子和亚铁离子在溶液中各显何种颜色,有哪些化学性质?”这一点拨,使同学们的思维豁然开朗:苹果中的亚铁离子被空气中的氧气氧化成铁离子而呈黄色。所以,市场上出售的苹果汁中常会加入维生素C 等还原剂,以防止亚铁离子被氧化。创设一种情景,转换一个角度,轻松地就将学生的思维引向对日常生活现象的思考,使他们从生活中感悟化学,把抽象的化学知识形象化、具体化。
1.4 设计迁移问题,训练思维的深刻性
设计疑问使学生通过知识的迁移,思维的联想,把零散的知识系统化,并学会由一点向外扩散,使这一点活化起来,举一反三,触类旁通,产生质的飞跃,最终使思维的深刻性得到训练。例如,学习“碳族”的有关知识后提出一个问题:Pb3O4与盐酸如何反应?有些学生会根据Fe3O4和盐酸反应的情况进行解决而产生负迁移,这时可通过“对比-联想”找出它们的异同点,从而培养了学生灵活迁移知识的能力,训练学生的思维深刻性。
又例如,在学习氯气时,提出以下系列问题:(1)日军侵略我国时,使用过氯气弹,使成千上万军民惨遭毒杀,这种杀人不见血的“魔鬼”――氯气有哪些物理性质?(2)根据氯气的原子结构,你能推知氯气有哪些化学性质?(3)战场上为防氯气毒害,常用稀碱性溶液浸过的毛巾捂住口鼻,这又说明氯气有哪些化学性质?(4)印染工序中常用氯水漂白,这说明氯水有哪些化学性质?氯气也有这些性质吗?(5)制取氯气的反应为MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O ,依据该原理,结合以上推导的有关物理、化学性质,联系我们学过的H2、 O2和CO2的制取,你能预测制取Cl2的发生、干燥、除杂和收集装置吗?(6)通过氯气的学习,联系生活实际,说出以下用途利用了氯气的哪些性质:造纸过程通入氯气除去杂色;餐厅桌布常会残留有氯气的气味;养金鱼的水通常放到太阳底下晒晒,更有利于鱼的生长;自来水常用氯气消毒。以上问题由表及里,由浅入深,引导学生,不仅在解决问题中学习新知识,而且使学习过程变成不断提问、不断解疑的深化过程。
1.5 设计探究问题,训练思维的创造性
培养创造性思维应从设疑开始,打破思维定势,培养学生从不同角度、不同方向,进行多层次思考,全方位探求新的方法和结论。在学习浓硫酸时,铁遇浓硫酸钝化,铜在常温下也不与浓硫酸反应,我便向学生提出疑问:铜遇浓硫酸是否也发生了钝化?同学们能否设计一个实验证明?学生们开始了热烈的讨论,并设计出方案:在烧杯中放入铜片,再加入适量浓硫酸,稍等片刻后取出铜片,洗净表面酸液,再放入硝酸银溶液中,观察现象得出结论。可见学生的创造性思维是因设计出探究问题所致。
又例如,“叶脉书签的制作”实验:用10%的NaOH溶液,将质地坚硬的树叶煮到叶肉分离,最终去除叶肉,分离出叶筋制成书签。做完此实验,马上向学生提出用其他试剂代替烧碱是否可行?并鼓励学生进行此实验。有些学生用20%的纯碱煮树叶5~7分钟后,也制作出精美的书签。学生在获得成就感的同时,也激起了创造性思维,培养了动手能力。
1.6 设计缺陷问题,训练思维的严谨性
巧设有缺陷的问题,故意制造“事端”,引导学生进行更严密、更谨慎的思维。例如,有些学生在对化学平衡移动的原理理解上,对在平衡体系中加入某种物质究竟对化学平衡有否影响把握不准,教师可设计这样一道题,“向FeCl3和KSCN混合溶液中,加入KCl晶体,颜色变浅。”让大家“诊断”。有不少学生解释:加入KCl后,增大生成物浓度,平衡逆向移动,颜色变浅。老师现场演示实验,发现溶液颜色并没改变。当认识和实事产生矛盾时,大家都希望能找出错误的根源,因而激发了学生进行更严谨的推理分析。
1.7 设计启发问题,训练思维的递进性
前苏联著名的心理学家维果茨基提出了“现有发展区”和“最近发展区”的理论,正是这种潜在水平和现有水平的冲突,成为推动学生心身发展的动力,因此,教师应根据学生的实际情况,采取“就近启发”方法。启发性问题要有足够的条件,难度要落到学生的“最近发展区”内,这样才能更有效锻炼自主探究能力[3]。
例如,讲授“合成氨条件的选择”时,教师如一开始就向学生提这一问题,回答难度较大,可以把这一问题设计以下几个问题:A、影响化学反应速率的因素有哪些?B、从化学反应速率的角度分析,如何选择合成氨的适宜条件?C、影响化学平衡的因素有哪些?D、从化学平衡的角度分析,如何选择合成氨的适宜条件?E、综合B和D两点,如何选择合成氨的适宜条件?
又如,当安排学生自学了卤素单质与氢气的反应后,马上提问:“H2和X2是怎样反应的?”学生听后无从所思、不知所云;如果老师在提问时给出必要的提示:“根据反应条件和生成氢化物特点思考H2和X2的反应的有什么异同点?由此说明什么问题?”这样就具有启发性,也便于学生运用氧化还原反应的观点进行分析,得出卤素单质的氧化性强弱顺序,并引出可逆反应的新概念。
设计疑问是一种重要的教学技巧,反映了教师的基本功和对教材、对学生的熟悉程度。用精心设计的问题去激活学生的思维,去引领学生探究,将会使教学质量达到一个全新的高度。
2.2.3逆向法
把问题反过来问,让学生学会反过来想问题。例如,在“盐的水解”一节教学过程中,首先复习前一节课的内容“水的电离及其影响因素”。学生已经知道酸碱会抑制水的电离,降低水的电离能力。此时,对学生进行逆向思维的启发:“能否有微粒会促进水的电离?”学生自发提出盐电离出的弱酸阴离子或弱碱阳离子,会和水电离出的氢离子或氢氧根离子结合,从而促进水的电离平衡向右移动,使溶液呈现酸性或碱性,即提出盐的水解课题。逆向设疑的运用,成为了学生掌握这一知识点的关键。
2.2.4 引伸法
因为知识的连续性,一个问题的完成可能会带出另一个新问题的开始,教师可以在总结该问题的结论时适当拓宽,引伸出下一个相关疑问,从而推动探索教学继续进行。例如,上一节针对铝离子、偏铝酸根离子、氢氧化铝三者的相互转化关系,向学生布置了查寻铝元素的危害及进入人体的途径的一个疑问。当课堂上学生交流后,教师在总结时顺势引伸出另一个新的疑问,即“如何降低实验室废水中铝的含量”。以此引伸了学生的探究活动。
心理学研究表明,技能的形成过程是有阶段性的,即有一个由初级阶段到熟练掌握的阶段。学生设疑能力的培养也要遵循这个规律。马卡连柯曾指出:"一般地说来,教育学是最辨证、最灵活的一种科学,也是最复杂、最多样化的一种科学"。中学化学教师只有认真学习和掌握各种教学方法和理论,才能在处理各种教学问题上游刃有余,从而有效提高教学质量。
3要注意避免以下误区
3.1 过于追求以设疑为形式的教学,而忽视其他教学方式
新教材提出“倡导以科学探究为主的多样性学习方式”,并没有将其他的教学方式一概否定,应当根据教学需要精心选择教学方法,灵活与综合地运用各种教学方式和策略。
3.2 过于强调学生主体作用,忽视教师的主导作用
新教材要求教师由传授者转变成引导者,肯定学生的主体作用,但是并没有否定教师的主导地位。有的教师为了追求师生互动,一改过去的“满堂灌”为设疑式的“满堂问”,把教学目标分解为一系列问题,在整个课堂教学中,教师一问到底,学生疲于应付。容易造成提出的问题缺乏严密的逻辑体系而显得繁而无序,琐而无纲,从而导致重点不突出,针对性不强,主次不分,学生心中的疑惑仍然在提问中延续。其实正确的做法应该是通过教师教育观念的提升和教学策略的创新,为学生发展提供条件和空间。教师在认真分析教材内容、研究学生特点的基础上,针对学生探究过程中的重点、难点和易错点,多角度、多层次设计问题,高效激发学生创新思维的潜能,形成教学发展的合力。
只要本着“以人为本”的精神,尊重科学的认知规律,就一定能探索出更好的方法,增强学生的能力,提高学生的素质,培养出具有创新精神和实践能力的适应新世纪需要的人才。
参考文献:
[1]沈利妹.学贵质疑 方始为学[J].中学化学教学参考,2005,(4):9-11.
下面根据我自己的教学实践,就初中化学实验教学谈几点做法以及探究过程中遇到的一些困惑。
一、兴趣是最好的老师,利用实验,激发兴趣,诱发探究意识
化学实验更能激发学生学习化学的兴趣。如“魔棒点灯”、“烧不坏的手绢”、“两无色液体相混变红”、“死灰复燃”、“清水便牛奶”等有趣的化学“魔术”可以使学生对化学产生很浓厚的学习兴趣。
二、参与实验,启迪思维 ,培养探究能力,解决跨学科问题,为高考理科综合创造衔接空间。
实验不仅仅是使学生获取知识,更重要的是在获取知识的过程当中体现知识的形成和发展过程,同时提高分析问题和解决问题的能力。因此,实验教学过程中,要设计有益于学生探究的环节。
如在讲述氢氧化纳化学性质时,我补充了氢氧化钠与CO2、SO2反应的两个演示实验,及化学中常见的喷泉演示演示实验。然后提出两个问题:1.为什么烧瓶中的小气球会自动胀大?2.大试管中红色的喷泉是如何形成的?由于实验现象饶有趣味,所提出的问题富有思考性,既使学生认识氢氧化钠与酸性氧化物反应的性质,又与所学的物理知识联系起来,启迪了学生的思维,收到明显的教学效果。
我还增加一些家庭小实验,提高学生探究的机会,如在讲解金属的时候可以让学生回家完成《铁钉生锈实验》,在学生持续观察了一周后探究成功的基础上,强化学生继续探究意识,即有意地引导学生说“同学们还知道铁器在哪些情况下易生锈吗?”,学生的探究热情猛增,我因势利导,让学生设计实验,拟出探究报告,最后学生提出了在糖水、醋、酱油、盐水......等情况下生锈的事例,然后我概括出钢铁生锈的普通原因和条件。有机的将第八单元和十、十一单元的知识结合在了一起。学生的探索能力和设计能力远远超过了我的想象,通过学生自己动手设计实验,做实验,那他们对金属防腐、防锈的知识将记的更深刻。又使知识系统化,网络化。对培养学生举一反三能力起到很好的效果。
三、交流与表达实验,切磋技艺,形成探究习惯和钻研学风。
每个人的学习方式都是其独特个性的表现。在实验探究活动中,每个学生都是以自己的方式,基于已有的知识来做实验。他们对同一个问题的探究就存在着差异,及时通过交流实验,可以拓宽学生的视野,补充教师的教学。
总之,化学实验是化学教学的重要组成部分,它的功能是其他教学手段无法替代的。但是我发现在实际教学过程中探究性实验教学的实施程度与新课改的要求还有一定距离,课堂上讲实验,背实验,黑板上画实验的现象依然存在,即使是学生分组实验,照方抓药的现象也屡见不鲜。究其原因主要是我们还存在如下一些困惑:
1、课堂时间有限,探究活动难完成
课堂上时间有限,探究性教学比较浪费时间,课时计划难以完成。
2、班级人数多,探究活动开展难
班级人数太多,课堂教学中采用探究式教学方法,放手让学生探究时,教室内热闹非凡,人声鼎沸;进行探究活动时,学生兴趣浓厚,但对于农村中学来说学生素质不齐、知识结构有异,同一个探究活动完成的时间差别大,教师又不忍心打断他们的探究活动,往往一个探究活动要全部做完,下课铃早已响过。由于班级人多,探究小组多,教师指导和参与难以充分,做完实验也没有了总结时间。
3、实验条件跟不上,探究活动难保障
学校实验器材有限,一部分探究活动所用器材只有1、2套,只能做几个演示实验,不能达到几个人一组进行实验探究。加之农村中学实验室管理混乱,无专职实验员,大多化学教师即承担教学工作还要承担实验员角色,心有余而力不足。
4、学生素质不统一,探究活动难以全面开展
学生以前接受的都是接受式教育,他们没有探究学习的习惯,更谈不上探究学习的高素质。在课堂教学的探究活动中,他们中的多数人是出于好奇和热闹而不是为了探究和学习,抱着看热闹想法的学生也不是少数;真正要动手探究时,很多学生便不知从何下手,尽管教师多方启发,甚至帮他们做完大部分探究活动,还只有少数人能完成整个探究活动。无论是探究的人数还是探究的过程都很难做到全面,探究活动常流于形式,不能做到真正意义上的探究。
其次,我想谈谈学好初中化学的关键
化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础性自然学科,它涉及人类生活的方方面面,在人们的社会生活中所起的作用不可估量,对于当前世界所面临的能源危机、环境污染、提高工农业生产能力和水平等方面都发挥着应有的作用。所以,培养学生的化学实践能力是全面实施素质教育的重要内容。
一要打好两个基础,熟记化学用语。所谓“两个基础”就是指化学知识的基本概念和基本理论,是化学基础知识的重要组成部分,也是学好化学的基础。在课本中一般都用简明精炼的词句表达出来,具有一定的科学性、严密性和逻辑性。学习时不仅要弄清弄懂,牢牢掌握,而且还要善于抓住其中的关键“字”、“词”,准确无误地去理解。如催化剂概念的关键词为“能改变”、“反应前后”、“质量和化学性质”、“不变”;质量守恒定律应重点理解“参加反应”、“质量总和”、“相等”,抓住“三个守恒”(元素、原子、质量)。所谓“化学用语”是指化学科学在交流、描述及表达物质变化过程中常用到的一些化学术语,如元素符号、化学式、化学方程式等,都要能熟练掌握,灵活运用。
二是要立足物质结构,掌握物质性质。化学分析研究的对象是物质,物质的组成和结构决定了物质的性质,而物质的性质又制约了物质的存在形式、制作方法和功能用途。因此,在学习元素化合物性质时,要紧紧抓住其结构来了解物质性质。如学习氧气时,就必须掌握氧气是由许多氧分子组成的,而一个氧分子又是由两个氧原子构成,氧原子最外层) 有6个电子,所以氧气的化学性质较活泼。在学习了许多物质后,要善于归类整理,将相去关物质构建成知识网络,使知识条理化、系统化,以便进一步牢固掌握。