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關鍵詞:金屬鎂;性質;提??;海水
文章編號:1008-0546(2013)12-0067-04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.12.028
一、教學設計分析
本節(jié)內容選自蘇教版高中化學必修1專題2第二單元,包括鎂的提取和應用、鎂的性質兩部分內容,本設計將鎂的性質貫穿于鎂的提取及應用中。本節(jié)內容在教材中的篇幅雖然比較短,但是與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系,值得從工業(yè)價值中挖掘其對人類文明的發(fā)展意義;但作為高中階段典型的金屬制備方法更值得去關注其中的學科觀念和學科知識。
該單元位于“從海水中獲得的化學物質”章節(jié),意在從海水中以化合態(tài)普遍存在的豐富元素中轉化出有用的單質或其它化合物,第一單元中已經(jīng)從非金屬及其化合物的角度了解了海水中提取的氯、溴、碘等鹵素及其化合物,而本單元則需要從金屬及其化合物角度考慮鎂的提取;學生在第一單元學到電解飽和食鹽水制取氯氣的方法,對于本單元鎂提取的原理補充了新的角度,同時海水中提取溴和碘的富集思路可以類比遷移到鎂的提?。划斎谎趸€原反應、離子反應作為理論基礎,需要在鎂提取的過程分析中應用。對于高一學生來說,他們的思維從經(jīng)驗型邏輯思維逐步向抽象思維轉化,但對本節(jié)內容滲透的變化觀不易體會和建構,需要教師的引導。不過我們不準備局限在海水作為提取鎂的原料,而是以更加開闊的視野去關注鎂元素的轉化。其實學生對鎂單質的性質并不陌生,在初三就已經(jīng)知道鎂與氧氣、酸的化學反應,并且和鐵可以類比;但是鎂作為比鐵更為活潑的金屬,是否可以遷移煉鐵的反應呢?我想這就是學生普遍存在的前概念,應該在教學中防止學生在此進行錯誤的遷移。在選擇不同原理和原料時,通過類比討論有利于學生認識到物質轉變的多樣化途徑,也有利于體驗科學為本、經(jīng)濟節(jié)約的化學應用觀念。
在此設計中,我們呈現(xiàn)出鎂元素存在于不同形態(tài)的物質中,學生可以體驗物質的多樣性;剖析鎂的提取原理時,從不同角度了解高價態(tài)鎂到單質鎂的變化,逐步建構變化觀。當學生把關注轉化關系內化為一種思想,把從價態(tài)和物質類別變化的角度認識物質和反應內化為一種思想和方法時,學生就找到了高中階段學習元素化合物的一般方法[1]。在鎂的真正提取過程中,結合實際技術應用,綜合考慮原料選擇和除雜問題,提升學生全面思考問題的能力的同時,讓他們了解化工生產(chǎn)流程,體會化學知識對開發(fā)自然資源的重要作用。
另外,本設計還試圖融入化學史和科技新聞。回顧化學史有利于培養(yǎng)科學思維方式,體驗科學家的智慧和魅力;而分析、評價科技新聞則有利于引領學生學以致用,將化學視角投向化學知識對于社會的應用價值,也體現(xiàn)化學學習與時俱進的發(fā)展性。
二、教學目標
[知識與技能]
1. 通過探索海水中鎂提取的一般步驟,掌握從海水中提取鎂的一般步驟和原理。
2.了解鎂在日常生產(chǎn)生活中的應用。
3.通過以氧化還原反應分析制取鎂的原理,學生了解制備單質鎂的原理。
[過程與方法]
1.通過類比方法剖析從海水中提取鎂的一般步驟和原理,了解從自然界中獲得物質的途徑,感受化學的魅力。
[情感、態(tài)度與價值觀]
1.以鎂的工業(yè)制取為載體,了解化學與社會、生活、生產(chǎn)的密切聯(lián)系,建構化學價值觀。
2.從具體的物質反應學習入手,逐步建構多樣的化學變化觀念。
三、教學過程
第一階段:基于學生已有經(jīng)驗認識鎂在自然界的存在及用途。
[提出問題]談談你們對鎂有哪些認識?
[學生活動]暢所欲言,表述已有學習中對鎂的了解。
[情景素材]全球直接利用海水作為工業(yè)冷卻水總量每年約6000億立方米左右,替代了大量淡水資源,海水淡化后排出的濃海水又是質優(yōu)的化學資源,全世界每年從海洋中提取鎂及氧化鎂260多萬噸,到2015年全國的海水淡化規(guī)模將達到每天220萬~260萬立方米,若將副產(chǎn)的濃海水資源的80%加以利用,250萬噸鎂鹽材料,科學家估算,海水當中的氧化鎂至少夠全世界消耗30萬年。
[情景提問]
1. 以上這些數(shù)據(jù)能說明什么?
2. 人類社會在4000多年前就已經(jīng)進入了銅器時代,在2000多年前進入了鐵器時代,為什么再近200年人們才發(fā)現(xiàn)鎂呢?
3. 金屬鎂單質有什么用?
[學生活動]討論
[情景素材]據(jù)英國《經(jīng)濟學人》報道,日前有歐美科學家正在拓寬他們的新能源思維,將目光鎖定在一種此前從未被關注的物質之上——金屬鎂,認為它有可能成為新能源的一種替代品。而美國加州理工大學的安德魯·肯德勒則另辟蹊徑,利用鎂燃料和液體反應生成氫氣,后者可作為燃料電池的能源,反應生成的氧化鎂則是一種相對無害的物質。
(設計意圖:將情境和問題拋給學生思考和討論,引領他們在關注自然界中不同形態(tài)的鎂時,自己意識到制取鎂的意義,激發(fā)學習本課的熱情)
[過渡]自然界中鎂多以化合態(tài)存在,如何才能制取單質鎂呢?
第二階段:氧化還原反應規(guī)律的運用—探究從鎂的化合態(tài)中提取游離態(tài)鎂的原理及可能的途徑。[5]
[情景素材]追尋歷史
1. 1808年,英國人戴維使鉀蒸汽通過熱的白鎂氧(即氧化鎂)并用汞提取被還原的鎂。他還用汞做陰極電解了硫酸鎂、苦土(氧化鎂),首先發(fā)現(xiàn)了鎂。[2]
2. 1828年,法國科學家布西用金屬鉀熔融無水氯化鎂,第一次得到了真正純的鎂。[3]
[提出問題]從以上提供的信息分析,先人們在制鎂的方法中包含了哪些化學原理?
[學生活動]討論交流
[教師評價]在化學史上,電池的發(fā)明為元素的發(fā)現(xiàn)提供了便利,一直以來人們最先發(fā)現(xiàn)的都是一些比較穩(wěn)定的物質,比如鐵和銅,活潑金屬的發(fā)現(xiàn)則得益于電池的發(fā)明,戴維利用電池發(fā)現(xiàn)了鎂、鈣、鍶、鋇等活潑金屬,在金屬活動性順序表中,鎂緊隨鈉之后,比較活潑,用活潑性金屬還原比較困難,所以電解法為鎂制備的首選方法。
[提出問題]先人在獲取鎂單質時受到當時條件的限制,不能大規(guī)模的生產(chǎn)金屬鎂,那么在科技日新月異的今天,我們可以通過哪些原理方法制取單質鎂?請同學們思考初中時我們見識過哪些制備金屬單質的方法,類比得出制備單質鎂的方法,寫出類比依據(jù)。
[討論交流]整理得出如下方法:
[方案1]CuO+H2=Cu+H2O MgO+H2=Mg+H2O
[方案2]CO+Fe2O32Fe+2CO2 CO+MgO=Mg+CO2
[方案3]CuSO4+Fe=FeSO4+Cu MgSO4+2Na=Na2SO4+Mg
[方案4]HgOHg+O2 MgOMg+O2
[教師引導]從以上整理的這些方案中,你覺得得到單質鎂的過程有什么共同的特點?
(設計意圖:采用類比總結,分析四種不同的金屬單質制備方案并分析它們的共性,引領學生從化合物中鎂的常見價態(tài)分析轉變成鎂單質的核心思路,在氧化還原反應的應用分析中逐步強化化學變化觀)
[提出問題]方案1,2Na+2H2O=H2+2NaOH,鎂在金屬活動性順序表中僅次于鈉,它們都是活潑性金屬,按照這樣的推理,鎂和水也會反應生成氫氣和氫氧化鎂,這不是與方案1矛盾了嗎?你能說說你是怎么思考的嗎?如何驗證?
[教師實驗]將打磨過的鎂條投入熱水中,滴加2滴酚酞。
[提出問題]類比鈉和水的反應我們知道這種氣泡是氫氣,酚酞變紅是因為有OH-生成,根據(jù)推測還應該有氫氧化鎂白色固體產(chǎn)生,實驗卻沒有這樣的現(xiàn)象,這是為什么?
[引導提問]為什么氫氣能還原氧化銅,偏偏不能還原氧化鎂呢?你能從氧化還原的角度解釋嗎?
[情境問題]方案2中CO是常見的還原劑,而且CO和Fe2O3反應原理也是高爐煉鐵的重要原理,如果CO也能夠還原出氧化鎂中的單質鎂,寫出可能的反應方程式。
[新聞鏈接]從民網(wǎng)天津視窗2011年9月30日電:28日22∶00左右,在天津市北辰區(qū)雙口鎮(zhèn)線河村,一生產(chǎn)鎂合金的工廠在加工鎂錠時,不慎將鎂引燃,好心的路人想用泡沫滅火劑幫助滅火卻被消防員拒絕。[4]
[資料卡片]泡沫滅火劑工作時產(chǎn)生二氧化碳。
[提出問題]為什么消防員拒絕用泡沫滅火器滅火,難道是二氧化碳可以支持鎂的燃燒?
[演示實驗]在充滿二氧化碳的集氣瓶上蓋上鐵絲網(wǎng),將鎂條在鐵絲網(wǎng)上戳進集氣瓶中
[提出問題]
1.有什么實驗現(xiàn)象?
2.生成物中除了有氧化鎂,另一種產(chǎn)物是什么?能不能是氧氣?請從元素以及氧化還原的角度分析。
[提出問題]鎂跟二氧化碳的反應與我們的預測相矛盾,如何解釋?
[交流討論]反應都是朝著更加穩(wěn)定的方向進行的。
[教師講述]在初中我們還接觸過一種還原劑焦炭,氧化鎂和碳的確是可以發(fā)生發(fā)應的,碳來源很豐富,燃燒還能提供熱量,可是工業(yè)上一般不采用這工藝,為什么呢,談談你的看法。
[提出問題]方案3,可以用硫酸鎂溶液和金屬鈉制取鎂嗎?
[教師引導]假設現(xiàn)在把溶液里的水全部蒸發(fā)掉,就用硫酸鎂固體和金屬鈉反應,你試想這樣的效果好嗎?有什么方法可以改進?
[教師總結]金屬鈉熔融硫酸鎂制取鎂的方法和科學家布西制取鎂的思路是一樣的,但不能用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
[教師講述]方案4是拉瓦錫發(fā)現(xiàn)氧氣的經(jīng)典反應,按理只要給足夠的能量讓鎂和氧分開就行,可單是加熱還是不能提供反應所需要的能量,那我們可以模仿戴維電解氧化鎂。那為什么這種方法仍然不能滿足要求呢?
[學生猜測]可能消耗大量電能,不劃算。
[引導追問]如果真的像同學們猜的那樣,電解氧化鎂需要消耗很多的電能,這又說明什么?
[多媒體呈現(xiàn)]
[提出問題]因為氧化鎂的熔點高,電解消耗電能大,不經(jīng)濟,那是否可以找熔點較小的物質電解呢,哪個比較合適?
[提出質疑]如果電解熔融MgCl2可以得到金屬鎂和氯氣,可是我們之前就知道鐵和氯氣發(fā)生化學反應可以得到三氯化鐵,那生成的鎂和氯氣不就也能繼續(xù)反應生成氯化鎂了嗎?
[教師總結]這些方案的共同點都是鎂從高價變到低價,被還原,我們需要從氧化還原的角度去分析它們之間的轉化關系。
(設計意圖:一開始結合人類探索鎂及其變化的歷史,學生總結先人們制取鎂時的探究思想,促進學生形成科學的探究精神和世界觀。通過類比的方式總結出4種不同的制取方案,并從不同角度分析4種制方案的優(yōu)劣,讓學生意識到物質變化的多途徑,并緊扣從高價態(tài)轉化為低價態(tài)這一變化的過程,學生體會其中的變化觀,同時也可以增強學生知識遷移能力。)
[過渡]剛剛我們只是探討得出了制備金屬鎂的原理,在實際的生產(chǎn)生活中需求大量的鎂,而自然界又不可能提供如此多的現(xiàn)存的氯化鎂,在工業(yè)上是如何大量獲取鎂的呢?
第三階段:現(xiàn)代的生產(chǎn)—引導學生體驗探究海水中提取鎂的思考過程和方法。
[提出問題]1.從元素角度看,哪些物質可以作為生產(chǎn)鎂的原料呢?
2. 海水中有哪些離子,如何才能將鎂離子與他們區(qū)分開來?
3.海水中有如此多的離子,而我們只需要Mg2+,有何種方法可以分離出Mg2+呢,需要把雜質逐一除去嗎?
[多媒體呈現(xiàn)]
[提出問題]氫氧化鈣的溶解度小,即使是飽和的氫氧化鈣其濃度仍然很低,沉淀效果不好,如何克服這一問題呢?
[教師引導]學生觀看從海水中提取鎂的流程圖
[提出問題]海水中的鎂離子經(jīng)過許多變化最終轉變?yōu)槲覀兯枰膯钨|鎂,在這些變化過程中,什么元素一直圍繞在我們的眼前啊?這對我們日后提取其它物質有何指導意義?
[引導提問]課本圖中顯示,以貝殼為原料煅燒生產(chǎn)生石灰最后制得石灰乳,看著是綜合利用了資源,請同學們從貝殼的來源以及成本角度思考,這樣的方式真的經(jīng)濟嗎?
[資料提供]貝殼來源有限,用在經(jīng)濟效益更好的其它地方,如制作工藝品;過去用貝殼生產(chǎn)熟石灰是受限于運輸和石灰資源,當前直接購買內地生產(chǎn)的熟石灰成本反而更低。[8]
[提出問題]那么你們在之前有沒有遇到過同樣是以海水為原料來提取的物質?提取時做了哪些事情?
[多媒體呈現(xiàn)]海水中提取碘的流程圖
[提出問題]1.碘在海水當中總儲量很大,為何不直接由海水提取碘,而選用一些海產(chǎn)品呢?
2. 鎂在海水中的濃度為1.28g/L,比碘離子在海水中的濃度大,還需要富集嗎?
[演示實驗]向已準備好的海水中加入氫氧化鈣。
[提出問題]實驗證明,海水中鎂離子的濃度低,直接加入氫氧化鈣沉淀效果不好,那如何富集海水中的鎂呢?海水中會不會也有一些海產(chǎn)品會富集鎂離子呢,就像海帶富集碘一樣?
[提出問題]海水中的MgCl2蒸發(fā)濃縮后引入沉淀池生成了Mg(OH)2,再通入鹽酸中和不就又生成了MgCl2嘛,不都是MgCl2嘛,為什么還要經(jīng)過這么繁瑣的過程呢?
[教師講述]制得的MgCl2蒸發(fā)結晶時得到MgCl2·6H2O,再在氯化氫氛圍中加熱晶體就能獲得無水氯化鎂。
[提出問題]電解產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯氣怎么處理?
(設計意圖:基于國際科學教育改革的STEM理念關注科學與工程、技術的結合,從原料選取、原理應用、經(jīng)濟節(jié)約、生態(tài)環(huán)境等各角度引導學生思考鎂提取的實際工藝流程,體現(xiàn)化學知識應用在工藝技術;同時在這部分中讓學生類比已有的知識總結出海水中提取鎂的流程,提高他們知識遷移的能力。)
第四階段:新視野—提取鎂的新工藝
[情景素材]電解法制取鎂耗能巨大,生產(chǎn)1公斤的鎂大約要消耗10公斤的煤,還會排出大量的溫室氣體,科學家們致力于尋求更加有效的方法。日前有歐美科學家正在拓寬他們的新能源思維,將目光鎖定在一種此前從未被關注的物質之上——金屬鎂,認為它有可能成為新能源的一種替代品,鎂的活性非常大,并且蘊含巨大能量。
[提供資料]鎂注射循環(huán):利用高強度太陽能產(chǎn)生激光,以極高的溫度燃燒海水,從中提取出氧化鎂。
[提出問題]1.鎂注射循環(huán)法獲得的是氧化鎂,如何實現(xiàn)從氧化鎂到單質鎂的轉變?
2. 這一工藝十全十美嗎?
(設計意圖:介紹提取鎂的最新工藝,既能讓學生體會鎂的不同提取途徑,進一步強化學生的變化觀;同時能拉近學生與現(xiàn)代科技的距離,開闊學生的視野,拓展學生看待學科前沿的視角,以培養(yǎng)學生辯證思維,有利于化學價值觀的建構。)
參考文獻
[1] 北京市第十五中學化學組.基于學科觀念及方法構建的元素化合物單元教學設計與教學實效性研究[J].化學教育,2010,(增刊Ⅱ):342
[2] [3]谷瑩瑩.品味化學課堂教學的“五度”—以蘇教版必修1“鎂的提取及應用”為例[J].中學化學教學參考,2011,(8):8
[4] 張禮聰.“鎂的提取及應用”的對話式教學[J].化學教學,2012,(3):41
[5] 劉革平,龔繼新.化學新課程該如何教—展示課“鎂的提取”的教學評析[J].化學教育,2010,(8):22
關鍵詞:科學素養(yǎng)價值;道德價值;觀察價值
中圖分類號:G633.8 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)45-0221-02
一、價值的意義
價值的意義,在于滿足人的需要,也就是說,凡能滿足人的需要的事物,就是有價值的。而中學化學教育的價值是多維度的、綜合的,不是線性的、單純的。一般認為,有知識價值、技能價值、影視價值,另說有思維價值、科學素養(yǎng)價值、道德價值,還說有觀察性價值、表達性價值、選擇性價值等。知識價值。就是通過化學課程的教育,學生積累、掌握了一定層次的化學知識,對化學課的內容知道不少,也還記得一些,可以輕松自如的回答問題,應對考試。中學化學教育、課堂訓練使得學生熟悉了化學語言,尤其是元素符號及其衍生的化學式、化學方程式等;若將實驗教學環(huán)節(jié)予以落實,學生能按照實驗目標,設計實驗方案,選擇實驗用品,控制實驗條件,依規(guī)范按步驟順利完成實驗,有系統(tǒng)的詳細的觀察與記錄,撰寫實驗報告,提出問題并思考與解決問題,這就達到了實驗的教學價值――技能嫻熟,驗證化學知識及微小實踐探究。其實,平常所說的達到教學目標,也就是教育教學的價值實現(xiàn)。應試價值。在學生的學習經(jīng)歷中,從小學到中學再到大學,由于優(yōu)質教育資源的稀缺,以及教育傳統(tǒng)的惰性與政策設計的失衡,在當下的中國社會相當長的歷史時期,升學競爭是中國孩子面臨的殘酷現(xiàn)實,應試教育無奈而又必然地蔚為大觀著。這樣,中學化學教育對廣大的學生而言,其價值必然體現(xiàn)為中考與高考中不可或缺的應試利器,正所謂“六減一等于零”。但這只能是轉型中國特殊時期的畸變現(xiàn)象,中學化學課程也包括其他各門中學課程的應試價值,不可以被估得過重過高!當前基礎教育的狀況是如火如荼的應試場景,前述中學化學教育的知識價值、技能價值與應試價值,“輕做重來重亦輕,末當本時本似末”。化學教育的知識與技能靠的是融合一體的教學過程來落實體現(xiàn),尤其實驗技能是化學教育的核心價值。而應試雖必不可少,但只是檢測與選拔環(huán)節(jié)而已。卻因為社會的體制,讓學生的考試分數(shù)表變成了教師、官員、學校乃至政府的績效榜,這就忽悠了千千萬萬的學子,本來考試分數(shù)在教育的價值體系中不足百分之一的衡重,卻瘋癲成了百分之九十九的“干貨”。又由于考試方式的限制(僅筆試形式),中學化學的實驗技能這一核心價值被選擇性丟棄!沒有目標就沒有過程,沒有過程也沒有目標。同時,即使是化學知識的學習活動,也成了無源之水無本之木的過程而空洞死板,學生將學習化學視為畏途,無情趣,無勇氣,學過即考,考過卻忘!
二、化學教育思維價值
在較抽象的層面思考,中學化學教育的思維價值也就是具有化學學科特色的思維形式,如理性思維、實證思維、形象思維、抽象思維等,思維是能力的核心。思維范疇的更進一步展開討論須依據(jù)心理科學與腦科學等,囿于水平,本文不做太多的延伸。今就化學教育的思維價值之形象思維提一點見解。
第一,化學課程的大量學科用語――化學符號,如元素符號、電子式、分子式、結構式、原子結構示意圖、化學方程式等,它們反映著化學物質的微粒與整體的客觀存在、運動及變化。一方面,我們要熟悉這些專業(yè)用語的含義與表達規(guī)范;另一方面其實更為重要的,如同“睹物思人”般的,對這些用語的看、念、寫,大腦中就有化學物質及其運動的微宏觀的、動靜態(tài)的、離合貌的實體想象映射。第二,化學文本如課文、資料書、練習卷上的裝置圖,不僅能看懂能畫出,更要與化學實驗室(實驗桌)的實際裝置實際過程在思維(頭腦)中發(fā)生映射,就如買票進影院做到“對號入座”。科學素養(yǎng)價值是一個綜合的概念。中學開設的物理、化學、生物、地理等學科都承載著這一現(xiàn)時代極其重要的價值追求。中學化學教育的良好效果就是使廣大學生的科學素養(yǎng)價值均衡地增長,協(xié)同“理、生、地”等學科,合掌則鳴,雙翼則飛。就化學的作用看,我們可以循例說法,隨興悟道。其一,化學實驗培養(yǎng)我們科學的洗滌需要講究針對性與潔凈度。應用到日常生活,譬如茶杯,外口上部接觸人的口唇,這是擦洗的重點,可許多人都只是用清水或開水晃晃杯的內部,這叫人如何放心?另,水沖不去杯壁的油污,務必用少許肥皂或液態(tài)洗潔凈擦洗,干凈的標志是杯壁不掛水珠只有均勻的水膜,可許多情況是洗后的杯子仍“梨花帶雨”,這也是未洗干凈的結果。還有,擦洗了唇污與油污的杯子要用流水沖洗,若靜水至少換水三遍,每遍瀝去臟水,這樣,污物的殘留就幾乎沒有了。這里不適用“眼見為凈”(眼睛看不到污物就認為凈?)的規(guī)則。其二,福建漳州前不久(4月6日)發(fā)生的古雷半島PX(對二甲苯)工廠爆炸事件,相信有敏感神經(jīng)的人,尤其有化學常識的人都會印象深刻?;鸸鉀_天,濃煙滾滾,居民外撤18公里,人心惶惶。據(jù)資料介紹,該工廠的建設項目曾“計劃”落戶廈門,擬投資108億人民幣,年產(chǎn)80萬噸對二甲苯(注意,全球年產(chǎn)PX3000多萬噸),年工業(yè)產(chǎn)值800億元人民幣,時為2007年?!芭f”事重提,當年有105位政協(xié)委員聯(lián)名反對,廈門市民以“散步”的方式在廈門市政府門前集體表達意見,最終由中央相關部委與福建省協(xié)調遷建彰州的古雷(此處實在不太明白)。這105位政協(xié)委員的領頭羊是大名鼎鼎的中科院院士、廈大教授(也曾任清華教授)、國際學術界享有盛譽的生命有機磷化學領域的拓荒者趙玉芬女士。之所以這么不嫌麻煩地述說PX工廠、爆炸事件、80萬噸、108億與800億、105位政協(xié)委員的聯(lián)名、廈門市民的“散步”、趙玉芬院士(也稱教授)、有機磷化學等名詞與數(shù)據(jù),就是試圖喚起我們對化學教育的科學素養(yǎng)價值的關注,這種價值支持著我們作為公民的責任能力,科學素養(yǎng)是知識素養(yǎng),也是理性素養(yǎng),讓我們面對問題能思考與判斷。至于道德價值,本文所涉及的是中學化學教育促成的道德價值。泛義的道德體系,是指從道德情感開始,經(jīng)由道德價值判斷,落實為道德行動,最終體現(xiàn)為道德能力與道德責任,達到道德境界。接受良好的化學教育的人,具有豐富完整的化學素養(yǎng),理解與評價生活的能力更專業(yè)更精準。
譬如我們居住的村莊或城市在河流的上游,垃圾產(chǎn)生的污染尤其是重金屬污染與農(nóng)藥及抗生素類的污染的危害會更嚴重更持久,如何消除或是減少擴散,既關涉經(jīng)濟利益考量也關乎道德價值情懷。廢舊電池若沒有專門的回收處理,與生活垃圾一起傾倒堆放,典型的就是重金屬如鎘、汞等的污染,鎘污染導致骨痛病,汞污染損害人的神經(jīng)。首先傷害到的植物、動物形成生態(tài)鏈的污染傳遞,最終“報應”到人類自身。上游的生活垃圾若是傾倒在下位河岸邊,僅就重金屬的污染也將危害下游的生態(tài)環(huán)境與人類生活,無論是農(nóng)業(yè)灌溉用水還是生活用水,這種危害是累積著“潛移默化”的。如果是一般公眾要呼吁吶喊,要從自身做起從小事做起;如果是決策的參與者更應慎審。農(nóng)藥與醫(yī)藥(抗生素的濫用)同樣不可忽視,它們的性能越穩(wěn)定越產(chǎn)生持久性的危害,尤其污染到地下水就是對千百年后的子孫后代的犯罪,因為這是“斷子絕孫”的深重罪孽。無論是上游人的垃圾不規(guī)范傾倒,還是當代人的農(nóng)藥與抗生素濫用殘留,危害著河流下游生活的人群,危害著我們自身與我們的一代代后人。如果我們堅守作為具備化學素養(yǎng)的人的理性的道德價值底線,我們就可以勇敢的去阻止或柔性的去減輕這些危害的發(fā)生,就可以去設計去引領新的人類生活方式,使之更健康更環(huán)保,人類文明的和聲就有我們智慧與道德的音韻。
三、化學教育的觀察價值
從行為與價值的關系看,價值指向影響乃至決定著人的行為,而行為又或直接或曲折的體現(xiàn)著價值。觀察與思考、表達與修辭、判斷與選擇與個人也與社會群體的價值觀緊密關聯(lián)。中學化學教育形成的化學素養(yǎng)也將影響著決定著人們對生活對社會的觀察方法,這就是化學教育的觀察價值。對生活與社會問題做理性的、精準的、系統(tǒng)的觀察,如孫悟空的“火眼金睛”,我們就不會盲從,不會被忽悠被蒙蔽,我們是清醒的,當然有時是焦慮的、痛苦的,但我們是人不是駝鳥!中學化學教育培養(yǎng)的觀察價值也即觀察能力,是指具備科學的專業(yè)的觀察視角。譬如中國人的清明上墳山祭祀先祖,當然“沒有儀式就沒有內容”(易中天語)??墒欠疟夼诤軣狒[卻污染空氣,燒紙錢更是易引發(fā)山林火災,現(xiàn)在已被政策嚴格禁止,輕則罰款,重則逮捕拘留。于是人們改用塑料花插在墳頭碑前寄托哀思之情。依我們的觀察,這也是違背生態(tài)文明理念的行為。因為塑料花極難腐爛,不能與草本泥土同化,逐年積累,既礙觀瞻,又是白色污染(此處的白色污染泛指合成的有機高分子材料如塑料、合成纖維的丟棄物形成的污染,而不是白顏色的污染?。?。所以,新的祭祖形式亟待設計引導,如購買或采摘真的鮮花、水果上祭,習俗接受,科學認同,政策許可,人心安定,環(huán)境友好。另外,人類在觀察生活,也在彼此交流感受與思想,也在不斷的判斷中形成共識,并且影響著政策的立意與指向。觀察、表達與選擇,只是基于人心的文化價值與人類行為的交互作用,這三個概念(即中學化學教育的觀察價值、表達價值、選擇價值)的內涵重疊度高,只是應用的形式有所差別。故此不多贅述。
參考文獻:
[1]張岱年.文化與價值[M].北京:新華出版社,2004.
【關鍵詞】初中化學;價值觀教育;研究;學生
【中圖分類號】G633.8【文獻標識碼】A
【文章編號】2095-3089(2019)13-0053-01
引言
對于初中生來說,價值觀的養(yǎng)成十分重要,在整個人生過程中,初中是一個十分重要的階段,在這個年齡段,學生還不夠成熟,很容易被外界影響,因此,教師應當更加注意對于學生的價值觀教育,引導學生樹立一個正確的價值觀,為以后的人生奠定一個相對堅實的基礎。本文就初中化學價值觀教育的具體策略進行了簡單的介紹以及分析,希望可以對初中化學價值觀教育的不足之處進行一定程度的彌補。
一、正確的借助素材
目前為止,由于新課改的實施以及應用[1],初中化學的教材增加了新的內容,其中包含很多有關價值觀的內容,可以說價值觀的內容是涵蓋在知識點中的,在某一程度上具備潛伏性,所以,教師在教課過程中,要特別注意其中所含的價值觀,并且對這些知識點進行更深層次的挖掘,這樣一來,學生們對于價值觀的認識也會逐漸深刻和清晰。教師的首要目的就是將課本中所蘊含的價值觀發(fā)掘出來,并且用直白和具體的事例給學生進行講解,將這些價值觀直接展現(xiàn)給學生,讓學生們有一個更加深刻的認識,從而進一步促進學生的各方面發(fā)展以及價值觀的形成。比如,教師在講《自然的水》這一部分時,可以先帶領學生們了解水的組成和結構,讓學生了解到我國水資源的現(xiàn)狀以及面臨的困難,由此引出愛護水資源以及要真正的意識到水資源和人類生活的密切關聯(lián),引導學生們樹立積極的環(huán)保意識,并且教導學生們愛護水資源,愛護環(huán)境,讓學生們從小事著手,通過保持教室的衛(wèi)生整潔來為社會作貢獻。
二、構建一個和諧的化學課堂
教師和學生之間良好的師生關系是十分重要的,對于課堂的教學效率和學生們接收知識的能力也有很大的影響,由于每個學生的個性都存在一定的差異,因此,在教學方式上也存在一定的差異,要針對學生的實際情況實施不一樣的教育方式,給予學生充分的肯定以及信任,創(chuàng)建一個和諧、平等、民主的教學氛圍,努力構建一個良好的師生關系,在這種相對輕松、愉快的環(huán)境中,學生更加容易接受新知識。舉例子來說,有一位教師在授課過程中講述了一位化學家諾貝爾在炸藥方面的杰出貢獻,于是,有學生提出如果諾貝爾沒有研究出炸藥,那么世界上就不會有那么多次戰(zhàn)爭的出現(xiàn),也不會有那么多流離失所、失去親人,這個觀點一經(jīng)提出,許多同學都贊同這個觀點,然而教師卻沒有直接回答學生的問題,而是讓學生們自己分組討論,并且教師自己也參加到這個討論中去,經(jīng)過一系列的討論之后,在教師的不斷引導之下,學生們最后達成共識,并且大家都意識到問題都具有雙面性,諾貝爾研制的炸藥既造福了人類,也影響了世界的和平,但只要我們能夠合理地利用科技的力量,就完全能夠避免戰(zhàn)爭的發(fā)生。在這樣一節(jié)課中,學生既學習到了新的知識,也對于事情的對錯有了全面的判斷方法。
三、創(chuàng)辦適當?shù)恼n外活動
在課外活動中,學生們可以了解到在書本以及課堂上無法學習的知識,并且還可以拓寬知識區(qū)域,一方面,可以讓學生們將課堂上所學到的理論知識運用到實際生活中去,并且積累一定的生活經(jīng)驗和應用經(jīng)驗,另一方面,解決生活中出現(xiàn)的實際問題也不是僅靠熟練的掌握理論知識就能辦成的,教師要做到的最重要的一點就是引導學生們依靠實踐活動,在實踐活動中總結出化學的理論知識并且想到對應的解決方法,因此,適當?shù)恼n外活動對于化學的深層教育是十分必要的。教師要讓學生了解到更多的課外知識和化學在生活中的實際應用,使得理論知識更加貼近日常生活,例如城市的生態(tài)環(huán)境、各種資源的保護措施、以及綠色化學的涉及區(qū)域等等很多方面的內容,這一類內容不僅僅可以拓寬學生們的眼界,讓學生們對化學這門學科有一個正確的理解,還可以讓學生及時地掌握到最新的科技成就,并且學習到其中所包含的人類的道德品質以及應該背負的責任和使命,由此激發(fā)學生們的社會責任感,從中獲得更多不一樣的體驗和感受[2]。
關鍵詞:科學本質;科學本質教育;化學教學
文章編號:1008-0546(2015)12-0008-03中圖分類號:G632.41文獻標識碼:B
對科學本質的理解能力是科學素養(yǎng)的重要組成部分?,F(xiàn)階段以對科學本質內涵、科學本質教育價值的研究居多,具體到某一學科如何進行科學本質教育的研究較少。
一、科學本質與科學本質教育
1.科學本質的內涵
科學指的是人類獲取自然知識,并將所獲得的知識構建成一個嚴密知識體系的過程[2]??茖W知識體系包括科學事實、科學概念和原理、科學理論和模型等[3]??茖W知識是科學研究者通過科學探究獲取的,用來對客觀世界進行描述、解釋和預測,推動人類社會向前發(fā)展??茖W發(fā)展的歷程是一個充滿創(chuàng)造性活動的過程[2],是人的主觀能動性作用于客觀世界的過程,其中包含著人主觀的想象和創(chuàng)造,因此科學知識不是絕對客觀的。在解釋相同的客觀現(xiàn)象時,可能會產(chǎn)生不同的觀點或理論,科學研究者通過尋找各種證據(jù)來消除分歧,這正是科學發(fā)展的重要途徑[3]。一言以蔽之,科學的本質在于:科學知識是通過科學探究活動人為創(chuàng)造的,在科學探究過程中科學知識將不斷地被修正和完善,以便于更加精確地描述、解釋和預測客觀世界。
2.科學本質教育
“為什么我們的學??偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才”[4],這就是著名的錢學森之問,錢學森之問是我國教育事業(yè)的一個艱深命題。我國理科教育重視學生掌握科學知識,注重學生思維訓練,對于為什么培養(yǎng)不出杰出人才,筆者認為其中的重要原因是忽視學生對科學本質的理解能力,學生只知道具體的科學知識,而不知道科學知識價值是什么、科學知識從何而來、科學知識為什么合理,學生視野囿于瑣碎的科學知識之中,以致“一葉障目,不見森林”。由于教學中缺乏科學本質教育,培養(yǎng)的學生沒有對科學知識進行質疑的意識,不能突破已經(jīng)牢牢建構的知識框架進行創(chuàng)新。加強科學本質教育,使學生掌握具體科學知識的同時,對科學知識的價值、由來、合理性有一定的了解,從而形成對科學知識的正確看法;加強科學本質教育,使學生知道何為科學、如何做科學,了解科學探究的過程和方法,提高學生的實踐能力和創(chuàng)新意識,為其將來的學習和科研奠定良好的基礎。
二、化學教學中的科學本質教育
1.化學科學本質教育的內涵
化學是一門歷史悠久而又充滿活力的學科,其本質是人類認識和改造客觀物質世界的重要方法和手段?;瘜W作為一門基礎的自然科學,其中的概念、原理、理論與模型是為了描述、解釋和預測客觀存在而并非客觀存在,如化合價、化學式、物質的量、電子云等[5],諸如此類就是對化學科學本質的理解。中學化學教學要加強科學本質教育,重視學生對化學科學本質的理解,促使學生沖破思維的禁錮,敢于對所學的化學知識進行質疑,提出自己的觀點和看法,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。如何進行化學科學本質教育,以原子結構的教學為例,讓學生知道原子結構是如何來的,可能很困難,但是很重要,當教師直截了當?shù)匕呀炭茣系脑咏Y構講解給學生的時候,進行科學本質教育的機會也就喪失殆盡了[3],可以按如下思路進行:對于原子結構的認識,至今已經(jīng)經(jīng)歷了眾多理論和模型,在認識原子結構進程中最具代表性的是道爾頓(J.Dalton)、湯姆遜(J.J.Thomson)、盧瑟福(E.Rutherford)、波爾(N.Bohr)等人的理論和模型,關鍵之處在于引導學生領悟原子結構的本質遠未被充分認識[3],即使學生現(xiàn)在的理論水平不高,也足以促進其對科學本質的理解,激發(fā)他們將來進行科學研究的欲望。
2.化學科學本質教育現(xiàn)狀調查
為了解學生對化學科學本質的理解程度,筆者對福州市高一、高二、高三年級的學生進行問卷調查。問卷中的三個題目分別是:“化學物質是由元素組成的,你認為化學元素及元素符號是如何來的?”“你認為化學物質的化合價是客觀(真實)存在的嗎”“氯化鈉(食鹽)為什么會溶解在水中?”。調查問卷發(fā)放200份,回收179份,回收率89.5%,有效問卷168份,有效率84%。通過調查結果分析,93%的學生對元素及元素符號由來沒有科學認知,94%的學生對化合價的本質沒有科學認知,89%的學生對氯化鈉溶解在水中的本質認知淺顯。學生雖然能熟練書寫元素符號、化學式、化學方程式,但對元素及元素符號由來此類問題都缺乏科學認知,學生的化學科學本質理解能力可見一斑。
3.影響化學科學本質教育的因素
化學課程標準與教科書的編寫,化學課程標準中不涉及對化學科學本質的具體闡述,沒有過多強調化學科學本質教育的重要性。教科書依據(jù)課程標準編寫,自然不能有很大突破,內容大多以化學事實性知識、化學概念和理論為主,在科學本質的體現(xiàn)方面沒有過多著墨。就如從初中到高中學生都在記憶化合價,很多學生認為化合價客觀(真實)存在于化學物質中,課程標準與教科書中未明確指出化合價是概念(理論、假說、模型),并非客觀存在。教師往往喜歡安于現(xiàn)狀,教學方式缺乏創(chuàng)新,人云亦云,更重要的原因在于教師自身在中學和大學接受教育期間,缺乏科學本質教育,教師自身對科學本質的認知水平低,在教學中就不會有進行科學本質教育的意識[7]。教師要想給學生一杯水,首先自己要有一桶水,當教師對科學本質的理解達到較高水平,自然而然就會注重學生對科學本質的理解。為了消除上述影響因素,筆者建議,在新的課程標準編寫過程中,應該強調學生理解科學本質的重要性,將科學本質教育涉及的具體教學內容編入其中,在教科書編寫中增加顯性突出科學本質的內容。對于化學師范生的培養(yǎng),適當加入自然辯證法、化學科學哲學之類的課程,從而使教師對化學科學本質的認知達到較高水平[7]。
三、化學教學中加強科學本質教育的策略
現(xiàn)階段中學化學教學如何加強科學本質教育,應該結合化學學科的特點進行。
1.強化宏觀-微觀-符號教學
化學教學應該在宏觀-微觀-符號認知水平同時進行[8],英國格拉斯哥大學科學教育中心的約翰斯頓(A.H.Johnstone)教授提出此觀點已有30多年,化學宏觀-微觀-符號教學成為國際化學教育領域中最具影響力的理論之一。據(jù)此,美國《國家科學教育標準》在物質科學模塊的內容標準中指出,學生在思維的三大領域中漫游———可觀察現(xiàn)象的宏觀世界;分子、原子和亞原子微粒構成的微觀世界;化學式、方程式和符號等構成的符號與數(shù)學世界[3]。強化宏觀-微觀-符號教學,使學生學會從微觀水平分析宏觀現(xiàn)象,根據(jù)宏觀現(xiàn)象揭示微觀本質,并用化學符號語言進行表征,從而實現(xiàn)在宏觀-宏觀-符號三個認知水平之間自由轉換,形成化學學科特有的思維方式。強化宏觀-微觀-符號教學,促使學生形成自主學習化學的能力,培養(yǎng)其分析化學問題、解決化學問題的能力,提升其看待化學科學的高度,從而加深學生對化學科學本質的理解。
2.注重化學觀念建構教學
化學觀念是在化學科學角度認識世界、解釋世界的思想和方法,是在化學科學認知發(fā)展上所達到的較高水平,體現(xiàn)著化學科學的本質、規(guī)律與價值。美國于2011年的《K-12科學教育框架———實踐、跨領域的概念和核心概念》,強調學生不僅僅要學習知識,還要逐漸建構學科內的核心概念和跨領域的概念[9]。在21世紀的課程與教學中,知識內容的日益增長,使得科學教育不能教給學生所有的科學知識?;瘜W觀念建構的教學,為學生提供聚焦知識的核心觀念(概念),培養(yǎng)學生的化學學科意識、能力,使學生學會運用化學學科的觀點、思路和方法去認識物質及其變化規(guī)律,讓他們不僅是知識的使用者還是知識的創(chuàng)造者。
3.合理運用化學史教學
近年來,運用化學史教學受到越來越多化學教育工作者的重視?;瘜W史主要涉及化學家傳記、化學歷史事件,化學發(fā)展歷程,化學史留給我們的不僅是化學知識體系,還有科學研究方法、科學思想、科學態(tài)度。從化學史的角度看,化學科學研究是不同文化背景下不同個體的實踐活動,跟隨化學史的足跡可以發(fā)現(xiàn),新的理論打破已經(jīng)被普遍認可的理論需要艱辛的過程[3]。運用化學史教學,引導學生了解化學發(fā)展過程中所面臨的問題,化學研究者為解決這些問題提出了怎樣的假說、模型和理論,以及如何通過化學實驗和科學方法得出結論,使學生了解化學科學探究的歷程,了解化學科學與社會發(fā)展的關系。此外,課程標準和教科書的編寫中應該融入化學科學發(fā)展中的典范人物和事件,顯性突出化學科學的本質[7]。
4.進行化學科學探究教學
科學探究是學生為了獲取知識、領會科學思想觀念、領會科學的研究方法所進行的各項活動[3]?;瘜W作為一門以實驗為基礎的自然科學,其形成和發(fā)展離不開實驗,盡管化學理論研究取得重大進展,但實驗仍然是化學科學探究的首要方法。中學化學科學探究以化學實驗為主,學生實驗探究與化學家進行的科學研究從本質上看是一致的,當化學實驗被用作科學探究的途徑時,學生在實驗過程中體驗科學探究的過程和方法,從而加深對化學科學本質的理解。以上對科學本質及中學化學科學本質教育進行了粗淺探討??茖W本質教育的實施任重道遠,需要教育工作者和研究者的不懈努力。教育是事業(yè),事業(yè)的意義在于奉獻;教育是科學,科學的價值在于求真;教育是藝術,藝術的生命在于創(chuàng)新[10]。
參考文獻
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一、解讀課程目標和理念,領悟高中化學課程中所蘊含的可持續(xù)發(fā)展價值觀
新課標中突出了新的課程理念:提高化學科學素養(yǎng),面向全體學生、倡導探究性學習以及注重于現(xiàn)實生活的聯(lián)系。采納模塊教學的組織形式,更利于學生的選擇,也利于教師的創(chuàng)造??梢姡抡n標充分體現(xiàn)了課程自身建設以及教學過程關注人的終身發(fā)展、尊重學生多樣化發(fā)展需要的價值取向,關注情感態(tài)度與價值觀教育,并且更加明確地規(guī)定了可持續(xù)發(fā)展價值觀教育的三維目標要求。學科不同,滲透可持續(xù)發(fā)展教育的側重點也不同。
化學是研究物質組成、結構、性質以及變化規(guī)律的科學。世界是由物質組成的,化學則是人類用以認識和改造世界的主要方法和手段之一。它是一門歷史悠久而又富有活力的學科,它的成就是社會文明的重要標志。讓學生在學習化學的同時,對我國科學與技術發(fā)展狀況有一定的認識,增強振興中華民族的使命感與責任感;熱愛自然,熱愛生命,理解人與社會和諧發(fā)展的意義,樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念;確立積極的生活態(tài)度和健康的生活方式等。這些都充分體現(xiàn)了課程理念和培養(yǎng)目標的時代性與社會性。
二、根據(jù)課程思路,挖掘可持續(xù)發(fā)展教育內容
可持續(xù)發(fā)展教育涉及多個學科,只有準確地挖掘這些教育內容,合理分析具體內容,才能確??沙掷m(xù)發(fā)展教育系統(tǒng)而有效地實施。在化學課堂教學中,引導學生進行探究性學習是新課程的主要教學模式。
在化學實驗中,要讓學生共同參與,理解不可再生資源的含義、節(jié)約資源的意義和方法、循環(huán)利用的含義等,感知自然界的資源極其豐富,價值無限,同時也不斷遭到破壞。使學生在學習知識的同時,在思想上潛移默化,逐漸使可持續(xù)發(fā)展思想在他們的頭腦中深化和升華,進而建立起可持續(xù)發(fā)展的觀念,形成可持續(xù)發(fā)展教育的社會美德。
可持續(xù)發(fā)展教育的實質是價值觀的教育,一種新的價值觀的形成。它不僅可以使學生增長知識、提高能力,而且能培養(yǎng)品行、陶冶情操,形成可持續(xù)發(fā)展的價值觀。
三、轉變教師和學生的角色,實現(xiàn)師生共同發(fā)展
在教學中,教師首先應進行角色的轉變。教師不應是單純的知識的傳授者,而應成為學習活動的參與者,教師在課堂教學中應發(fā)揮主體作用,這樣才能為學生的“主動參與、樂于探究、交流與合作”創(chuàng)造機會,才能真正提高課堂的教育質量和實效性。
【關鍵詞】化學開放性問題;價值;設計方法
中國分類號:G633.8
傳統(tǒng)的化學課堂教學是以教師為中心,重知識、重驗證的傾向十分嚴重。學生在課堂上接觸的問題大多是形式單調、條件和結論明確、解法單一,通過模仿例題和采用教師傳授的解題方法就可解答。這樣的問題雖然可以很好的鞏固學生的基礎知識,但是不利于學生潛能和創(chuàng)造性思維的開發(fā)。因而近幾年的中、高考化學試題中增加了條件不對應、結論不確定、解答過程不唯一的可以由教師提出,也可以是書面習題和利用實驗等提出的方案的開放性問題,化學教學中也適當引入了開放性問題的教學,并取得很好的效果。
一、開放性問題的價值
(一)問題情景真實,重知識的實際應用
從最簡單的空氣和水到復雜的DNA和病毒,從生活中常見的金屬和塑料到太空中的臭氧,從各種藥物、香料到計算機芯片等等可見,化學與人類發(fā)展密不可分。學習化學的目的是應用化學知識處理生活、生產(chǎn)中的問題。而化學開放性問題更能訓練學生應用知識處理實際問題的能力,同時增強學生對化學的興趣。比如:如何從含有少量的Na+、較多的Cu2+和大量的FeSO4的工業(yè)廢水中回收FeSO4和金屬Cu?學生應用所學知識,解決了減少污染和變廢為寶的問題。
(二)問題條件不對應,訓練審題能力
問題條件不對應分為問題信息多余或不足,多余的信息也可解題兩大類。問題條件不足需要解題時找出隱含條件或作出假設條件;條件多余需要排除干擾信息、去偽存真;多余的信息也可解題就需要學生確立自己的解題思路,尋找合適的條件解題。如“用1L飽和Ca(OH)2溶液吸收0.8molCO2后,溶液中的主要離子的物質的量濃度是多少?”“溶液中主要離子”是什么?需要學生根據(jù)所提供的信息和所學知識求解問題的方法,有意識的鍛煉了學生的審題能力。
(三)提問方式開放,培養(yǎng)合作學習
傳統(tǒng)的課堂教學中,習慣于教師提問、學生回答。學生的思維緊跟著老師的問題走,造成對教師的心理依賴,使得課堂提問成為一種形式。如果教師能在課堂上提出一些開放性問題,鼓勵學生積極參與,及時對學生作出的回答給以肯定或適當補充和修改,才能激起學生的求知欲。教師也可采取學生提問、教師回答,同桌互相提問,小組內、小組間提問等方式讓學生廣泛參與其中,培養(yǎng)學生合作學習。
(四)答題過程不唯一,培養(yǎng)良好的學習方法
開放性問題大多一題多解。學生使用的解答方法和途徑各種各樣,通過比較各種方法的優(yōu)劣,有利于學生學會學習。如:如何證明“用淀粉作為黏合材料壓制而成的阿司匹林、去痛片等片劑中淀粉的存在”?學生可從設計“淀粉遇碘變藍”;“淀粉先水解,再利用不同的試劑檢驗水解后的產(chǎn)物”等多種方法解決問題并總結出較佳方案,既訓練了學生解決問題的能力,也增加了成就感。
(五)問題結論不確定,激發(fā)學生思維
開放性問題沒有設定標準答案,學生依據(jù)問題信息,從不同角度思考,大膽猜想,自由表達自己的想法,只有想法合理都是正確的。如:某教師在對《化學與自然資源的開發(fā)利用》一章進行總結時問學生:“按現(xiàn)在的開采速度,地球上的煤、石油、鐵等礦產(chǎn)很快就會開采殆盡,作為一名化學科學家,你認為該怎樣延緩這種情況發(fā)生”?“使用氫氣、太陽能作燃料來代替煤和石油,氫氣則通過電解海水獲得;從海水中提煉鈉、鎂、鈣等,回收廢舊金屬制品或從其他星球上開采、冶煉我們需要的礦產(chǎn)……”等等精彩紛呈的回答充分發(fā)揮了學生的想象力,也訓練了學生的發(fā)散思維。
二、開放性問題的設計方法
(一)聯(lián)系實際情形
基于實際生活、生產(chǎn)情景提出的問題不僅能鞏固學生所學知識,還能讓學生親身體會化學知識的重要性和實用性,讓學生喜歡化學,提高教學效率。比如:討論(1)你和家人每天攝入的營養(yǎng)全面嗎?量夠不夠?(2)營養(yǎng)不均衡對人體健康有什么影響?(3)為了你和家人的健康,你有什么打算?這類問題的設置有利于學生情感價值的養(yǎng)成和對化學知識的學習熱情。
(二)利用化學實驗
隨著新課改的的深入,利用化學實驗設置的開放性問題已成為訓練、考察學生能力的重要手段。比如:利用常用試劑和儀器配制100mL0.5mol/L的CuSO4溶液?的開放性問題不僅有利于學生對化學基礎知識的理解、記憶,也有利于學生實驗技能和科學思維的培養(yǎng)。
(三)通過習題改編
教師可以結合教學內容將課本中的許多傳統(tǒng)型封閉問題通過減少條件、隱去結果、逆向變換等方式改編成開放性問題。比如:下列化學方程式中,寫出的離子方程式與其它選項不相同的是()。
A.Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3
B.BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl
C.BaCO3+H2SO4=BaSO4+H2O+CO2
D.BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl
如將題目改為:能用離子方程式Ba2++SO42-=BaSO4表示的化學方程式有哪些?顯然,改編后的題目開放性要強一些。
總之,化學開放性問題與傳統(tǒng)封閉問題有機結合,可以取長補短,收到良好的教學效果,實現(xiàn)新課程標準的教育理念。
參考文獻
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關鍵詞:思維導圖;生物化學;教學實踐
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)28-0258-02
一、引言
在全球經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天,我國經(jīng)濟也取得了較大發(fā)展,國民生活水平逐漸提高的同時生命科學的發(fā)展也越來越引起人們重視,生物化學作為生物學科與化學學科的交叉學科,成功地將二者進行融合,組成了生命科學不可或缺的一門學科。生物化學主要研究包括蛋白質、核酸、纖維素等在內的生物大分子的結構和功能、代謝與體內調節(jié)過程以及遺傳信息的傳遞等[1]。生物化學知識面廣,知識點較多且不便于理解記憶,并且需要一定的生物學和化學知識,因此如何用最有效的方式完成生物化學的“教”與“學”是現(xiàn)在的高校教師所關心的問題。
思維導圖起源于20世紀60年代初,由英國著名的心理學家托尼?巴贊(TonyBusan)所創(chuàng),它既是一種利用直觀的圖形或圖示的方法將放射性思考具體化的工具,也是一種新的思維模式。思維導圖能夠充分利用圖像、色彩將生活中或工作中枯燥復雜的信息轉變成容易理解和方便記憶的組織清晰的彩圖。思維導圖20世紀90年代傳入我國,由于它能夠幫助學生對所學知識進行梳理、歸納,使思維更加清晰;并且能夠幫助教師輕松有效地講解課程知識,所以思維導圖在教育界起到了積極作用。思維導圖現(xiàn)在已經(jīng)應用于英語、化學、生物、商貿類專業(yè)課[2-4]等眾多學科的不同教學層次,對于幫助學生自學,理清知識思路,闡明各知識點間的關系,更好地學習科學知識具有重要實踐價值。
二、思維導圖的價值體現(xiàn)
1.利用思維導圖可有效把握課程。生物化學這門課程涉及的章節(jié)較多,且每一章節(jié)都是一個知識單元,內容量較大。對于初學者,從整體上把握這門課程有一定的難度,這就需要教師能夠通過簡單的概括來幫助學生從整體上了解課程,如果借助于思維導圖則可以很好地做到這一點。首先標出中心主題,圍繞這個中心進行思考,畫出各主要的分支,然后整理各個分支內容,用圖形、線條和顏色等將各部分聯(lián)系起來。利用簡單的圖形和標注將各部分之間的關系標出,有助于學生理清思路,幫助理解課程內每章節(jié)的內容,進而提高學習興趣,從而達到教學的目的。
對于食品生物化學來說,靜態(tài)生化在課程中所占比例較大,動態(tài)生化略有刪減,歸納總結如下頁圖1。
2.思維導圖可以提高學生的學習興趣?!敖虒W”一直包含著兩個主體:“教師”與“學生”:教師有責任將每一節(jié)內容都能夠通過簡單易懂的方式傳授給學生;作為學生應該積極配合,主動學習。很多學生都會有“上課時所有的知識點都很明白,就是不會做作業(yè)”這種感覺,如何用最簡單有效的方式來完成課程學習應該是每一個學生最關心的問題。其實造成這種現(xiàn)象最主要的原因,一是缺乏系統(tǒng)的總結,由于上課時間有限,不可能有太多時間進行總結,所以需要學生課后及時歸納總結,找出知識的關鍵點,然后將知識碎片進行整理,得到合理的知識網(wǎng),這樣就能夠靈活地運用理論知識解答實際問題。二是學生對內容較難的生物化學缺乏興趣,大篇章的敘述讓學生覺得難以接受和理解,他們期望用一種直觀、簡潔、快速的方法來掌握生物化學。
傳統(tǒng)的教學方式是在每一節(jié)課前老師會把這節(jié)課的重點寫在黑板上,然后逐個講解,其實這些重點就是最簡單的思維導圖,但是由于黑板空間的局限,一般這種導圖只是每一部分的標題會遺漏很多重要信息,所以不能很好地加深學生的理解;隨著發(fā)展,PPT成了教師們的最愛,因為它可以利用色彩、畫面和圖形形象的將主要內容集中在小小的屏幕上,方便總結,每一張PPT都可以說是思維導圖的一個片段,但是很多老師的PPT都是好幾年沒有大的改變,并且PPT中會包含大量的文字說明,學生想要理解必須要把文字看完,即使看完了思路也未必清晰。所以針對章節(jié)內容教師在遵從課程內容和課程標準的基礎上,以課程的主要內容為切入點,從生活中的實例入手,從基本的概念出發(fā)結合實際對每章節(jié)的內容進行整理,從而讓學生完成任選一章節(jié)的課程設計,形成有自己特色的合理有效的思維導圖,是有效提高學生學習興趣,加強學生記憶的方法。
3.通過教師與學生的互動完善課程的教學設計。由于教師知識程度較高,對課程知識的理解較深,所以教師和學生對課程難易程度的感覺不同,容易出現(xiàn)教師自我覺得講得很清晰而學生卻不知所云的情況。所以教師要經(jīng)常檢查學生所做的思維導圖,查看學生對所學內容的掌握情況,及時糾正思維導圖中的錯誤。由于每個學生的筆記都具有自己的個性,思維活躍,創(chuàng)新性強,而且比較美觀,所以教師也要將學生所做的優(yōu)秀的思維導圖引入到自己的課程設計之中,既能夠激發(fā)學生的學習積極性,也能夠進一步完善自己的課程設計。
三、結語
思維導圖既可以作為一種思考工具來研究,也可以作為一種新的思維模式被應用。作為一種工具,可以利用它將復雜的東西簡單化,抽象的東西具體化,使思路清晰,條理明確,方便教與學;作為一種思維模式,思維導圖是發(fā)散性思維,創(chuàng)新思維,可以充分發(fā)揮想象力,將色彩和圖形相結合,在頭腦里形成思維樹,提高記憶力。在生物化學教學中,從整體上把握課程到精心設計每一節(jié)內容,再到教授學生使用思維導圖學習每一節(jié)內容,最后通過教師與學生之間的互動完善課程。整個過程中都可以用到思維導圖,并且由于思維導圖的應用可以使教師輕松地教,學生輕松地學。
世界著名教育學家皮亞杰曾說過:知識之間是相互聯(lián)系和溝通的。每一學科都是一個完整的知識體系,每一章節(jié)看似零碎但都與整體相聯(lián)系。所以充分地利用思維導圖的優(yōu)勢,可以將它應用到每一個學科的教學中。
參考文獻:
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關鍵詞:高中化學;教育價值取向;基本策略
在知識經(jīng)濟的新時期里,為增強國力,化學課程需要用什么內容教育學生,應當實現(xiàn)什么價值,是規(guī)劃二十一世紀中學化學教育藍圖必須回答的首要問題。本文結合高中化學新教材(試驗本),從哲學價值論的觀點,來研究高中化學教育里的價值定位問題。
一、化學教育價值觀
化學教育價值有兩種含義:(1)化學教育中的內蘊價值,它討論社會對化學教育的需要或藍圖規(guī)劃問題,化學教育應該在學生身上實現(xiàn)哪些價值,即化學教育的目標是什么,“教什么”。全日制高級中學化學教學大綱(供試驗用)明確指出,全日制高級中學化學教學的目的是:“……。使學生進一步學習一些化學基礎知識和基本技能,了解化學與社會、生活、生產(chǎn)、科學技術的密切聯(lián)系以及重要應用,教育學生關心環(huán)境、能源、衛(wèi)生、健康等與現(xiàn)代社會有關的化學問題;……培養(yǎng)他們的科學態(tài)度和訓練他們的科學方法;培養(yǎng)和發(fā)展學生的能力以及創(chuàng)新精神……;進行思想品德和辯證唯物主義教育。”(2)化學教育的功能價值,它討論怎樣的教學活動才具有教育上的價值,即教師“怎么教”、學生“怎么學”才能使學生有效地獲得化學教育中的內蘊價值。從化學教育的整體過程看,化學教育實踐有活動目標和活動手段需要研究,所以必然包括化學教育的價值目標和價值目標實現(xiàn)的基本策略這兩個價值子系統(tǒng)。
二、高中化學新教材的價值取向分析
《全日制普通高級中學教科書(試驗本)化學》(以下簡稱新教材)強調了社會、生活、生產(chǎn)、科學技術的創(chuàng)新對化學的需要,體現(xiàn)了由純化學學科走向應用技術與化學相結合的現(xiàn)代化學教育價值觀。
化學與新材料、新技術。新教材在高一教材中介紹了高溫結構陶瓷、光導纖維、C60等新型無機非金屬材料;在高二教材中介紹了金屬陶瓷、超導材料等金屬材料,功能高分子材料、復合高分子材料等新型有機高分子材料;高三教材中氯堿工業(yè)里新型的離子交換膜等。材料是科學技術的先導,沒有新材料的發(fā)展,不可能使新的科學技術成為現(xiàn)實生產(chǎn)力。
2.化學與能源。高中化學新教材首次在化學教學中滲透了能量觀點,如,在高一化學第一章里提出如何提高燃料的利用率,開發(fā)新能源等與社會相關的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”,在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護”,在原電池一節(jié)介紹了化學電源和新型電池等。
3.化學與環(huán)境。保護環(huán)境已成為當前和未來的一項全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應、光化學煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環(huán)境污染問題及其防治。并將“居室中化學污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學教材中。在治理這些環(huán)境污染問題中,化學已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)揮重大作用。
4.化學與生產(chǎn)、生活。人的衣食住行、醫(yī)療保健、生命科學等無一不和化學密切相關。高一化學新教材鹵素一章介紹了“碘與人體健康”,高二化學結合有機化學知識介紹了“食品添加劑與人體健康”,并以大量的彩圖形象的介紹了各類無機物和有機物的用途。高三化學在電解池教學中,常識性介紹了“以氯堿工業(yè)為基礎的化工生產(chǎn)”,結合生產(chǎn)實際以及其它相關學科知識探討“硫酸工業(yè)的綜合經(jīng)濟效益”,樹立學生的主人翁意識,這是素質教育、創(chuàng)新教育的一種方式。
三、化學教育價值實現(xiàn)的基本策略
高中化學新課程的價值取向要求化學課程的實施應該遵循以下三個基本原則:
基礎性原則:中學教育的基礎性決定了化學教育是一種大眾化的基礎化學教育,從課程構建模式上來說,主要以化學學科基本結構為課程框架滲透有關“化學與社會”的內容。
社會價值原則:“化學與社會”內容十分廣泛,作為課程形態(tài)的化學教學應全程體現(xiàn)“化學——人類社會進步的關鍵”。
動態(tài)發(fā)展性原則:由于教科書編著的時間性以及使用的相對穩(wěn)定性限制,使得教科書總有一定的滯后性,因此,教師要具有現(xiàn)代課程意識,要不斷將動態(tài)的具有較高價值的新成果引入教學過程。
高中化學的教育價值定位,既決定著化學課程的知識、技能整體素質結構,也決定著化學教學的認知過程和操作過程。它主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
遵循上述原則,我們在課改實踐中總結出以下基本策略:
1.主題型教學策略
“化學—一人類進步的關鍵”是高中化學新課程的總主題,在整個高中化學教學過程中應該盡可能體現(xiàn)這一主題。如“糖類、蛋白質、油脂”可以“人類重要的營養(yǎng)物質”為主題;氮族元素結合生物圈中氮的循環(huán)以固氮為主題;硅和硅酸鹽工業(yè)、金屬和合成材料以材料為主題;化學反應與能量、原電池原理以開發(fā)新能源為主題;烴以石油化工為主題。主體型教學策略可以使學生認識到自己所學內容的社會價值及其實用性,有利于學生學習興趣的激發(fā)和保持。
2.用途聯(lián)系型策略
在元素化合物教學中應該將現(xiàn)代最新的有價值的有關元素化合物用途納入教學之中。如在學習NO的性質時,可聯(lián)系醫(yī)學新成就,介紹NO對人體某些疾病的治療作用,然后提出問題:為什么大量NO吸入人體有害,而少量的NO吸入?yún)s能治療某些疾???在學習有機高分子材料時,可聯(lián)系智能高分子材料、導點高分子材料、醫(yī)用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等;在鹵素學習時,可聯(lián)系海水化學資源的開發(fā)、利用和飲水與消毒化學;在硅和硅酸鹽學習時,可聯(lián)系新型無機高分子材料等。
3.實驗探究式策略
化學是以實驗探究為基本特征的,因此,化學教學也應體現(xiàn)這一特征,并將其作為化學教學的主模式。探究的內容有物質的組成、結構、性質、變化規(guī)律以及物質的實用性等。在教學中,可把一些演示實驗改為邊講邊實驗,將驗證性實驗改為探索性實驗。如:聯(lián)系生物實驗“空氣中SO2含量的測定”,可讓學生聯(lián)系化學知識設計反應原理,根據(jù)具體操作,提出問題:為什么抽拉活塞時不能過快也不能過慢?設計“HCO3-結合H+容易還是CO32-結合H+容易”等探索性實驗。這些都是在創(chuàng)設出一種問題“情境”后,發(fā)揮學生的積極性和主動性,激發(fā)學生的求知欲。
4.專題研討型策略
化學與能源、材料、環(huán)境、人體健康、軍事等社會問題領域有著密切的聯(lián)系,教學中,可以將上述領域內容作為專題組織學生進行交流討論。教師和學生可以通過查閱圖書資料、上網(wǎng)進行充分的討論前準備。這樣的活動既拓寬了學生對化學的視野,又培養(yǎng)了學生多渠道獲取信息的能力。
綜上所述,面對知識經(jīng)濟的挑戰(zhàn),聯(lián)系當前社會發(fā)展的實際,對于化學教育價值的研究投以探索的目光,是組建化學教育價值體系的一種科學方法,對研究化學教學的觀念、模式以及改革有著重要的指導意義。學校里的化學教育,無論是從理論還是從實踐的角度來看,都是一個大型的人文系統(tǒng)工程。以上僅是從高中化學新教材的價值目標和價值手段上進行的一些粗淺的探討,不足之處,敬請斧正。
參考文獻:
修訂工作組:《義務教育化學課程標準(實驗稿)》2001年頒布以來,對于全國的初中化學課程建設、教材研發(fā)、課堂教學、考試評價以及教師的專業(yè)發(fā)展等方面都產(chǎn)生了非常大的影響。北京師范大學化學教育研究所在2010年8月對山東省17個地市的6411名初中化學教師進行了網(wǎng)絡調查,結果顯示,92.63%的老師認為“與舊課程相比,自己更愿意教授新課程”;87.51%的教師認為喜歡學習化學的學生多了。關于教科書(被調查者使用的是人民教育出版社或山東教育出版社的教科書),96.41%的教師認為教科書編寫結構非常合理、合理或基本合理;95.22%的教師認為教科書中的探究活動符合或總體符合學生的發(fā)展過程;93.21%的教師認為教科書中活動性、開放性習題設置合理或基本合理,教師可以選擇使用;98.19%的教師認為教材的欄目設計合理或基本合理。在課堂教學上,與實施新課程之前相比,99.45%的教師認為現(xiàn)在在教學中給予學生更多的發(fā)言、解釋、質疑的機會,97.42%的教師認為化學課堂中學生進行實驗活動的機會多了,97.73%的教師認為化學課堂中學生通過小組合作完成學習任務的機會多了,98.54%的教師認為化學課堂中教師更重視討論生活、生產(chǎn)中的化學問題,98.97%的教師認為教學中重視化學問題解決的過程與方法的教師多了,93.12%的教師認為對學生采用多元評價的教師多了。此外,48.46%的教師平均每周開展一次探究活動,33.64%的教師平均每月至少開展一次探究活動,11.31%教師平均每個學期開展3—4次探究活動。同時,調查也反映出了化學新課程實施的一些問題,例如,59.45%的教師認為教科書多數(shù)章節(jié)中的習題數(shù)量偏少;10.49%的教師認為教科書中的習題時難時易,缺少篩選,與教科書內容不一致;6.09%的教師認為教材有活動性、開放性習題,但不太符合教學需求,教師只是偶爾使用,等等。
需要說明的是,這個調查結果雖然只是來自于山東一個省,但是由于山東省在全國具有較強的代表性,加上調查對象覆蓋了該省17個地市的6千多名教師,所以結果還是具有一定的可參考性的。同時,我們也做了一些文獻研究,通過分析2001到2010年發(fā)表的1259篇初中化學教學方面的學術論文,發(fā)現(xiàn)新課程改革以來,關于初中化學核心知識的教學實施與研究、實驗教學及探究教學的實施與研究、教學情景設置及情感態(tài)度價值觀培養(yǎng)的實施與研究、教學實效性的研究、教學新技術新理論的研究等方面的研究比較活躍,課程標準倡導的教學建議在課堂教學及其研究中得到積極反映。
總而言之,《義務教育化學課程標準(實驗稿)》于2001年頒布以來,對于全國的初中化學課程建設、教材研發(fā)、課堂教學、考試評價以及教師的專業(yè)發(fā)展等方面都產(chǎn)生了非常大的影響,可以說取得非常顯著的成就。課程標準內容標準所設定的五大內容主題、19個二級內容主題,為義務教育階段培養(yǎng)學生化學科學素養(yǎng)所提供的具體載體和明確的學習標準,得到了從學科專家到廣大一線教師的高度認可。與此同時,在義務教育化學新課程實施過程中,還存在一些問題,主要表現(xiàn)在三方面:一是初中化學課程基本是在9年級,也就是初中三年級開設,教學受到中考的嚴重影響,一年課程往往被壓縮為半年,由于應試教學和大題量訓練造成學生學習負擔重的問題依然突出。二是由于觀念問題、課時緊張、實驗員缺少、硬件條件差等多種原因,實驗和探究更多地停留在課標、教材和考試題上,學生分組實驗沒有得到基本保障。三是常規(guī)課的課堂教學方式依然比較單一,教學實效性問題依然存在。
《江蘇教育研究》:化學課程標準修訂工作是什么時候開始啟動的?修訂工作是怎樣推進的?
修訂工作組:義務教育化學課程標準修訂工作組2007年就成立了。從那時候開始,經(jīng)過長達一年多時間的調查分析和多次集中討論與修改,修訂組全體成員認真學習中央及教育部頒發(fā)的相關文件,本著對國家基礎教育和下一代負責的精神,聽取多方意見,逐條分析來自各地和各方面的修訂意見;制定修訂工作的計劃,反復研究修訂的方案,明確了修訂的原則,確定擬修訂的具體內容;執(zhí)筆完成修訂后的初稿。2008年3月到4月,在前后修訂6稿和集體審讀的基礎上,形成義務教育化學課程標準《修訂討論稿》。2008年4月到11月,修訂組對《修訂討論稿》文本進行了多次細致的審讀和修改。2010年1月到12月,修訂組結合《規(guī)劃綱要》的精神和教育部提出的修改要求,對標準《修訂討論稿》進行了全面、仔細的審讀,不僅對標準文本做了文字加工,而且重新撰寫了“課程實施建議”部分的主要內容,形成了義務教育化學課程標準的《征求意見稿》。2011年1月到2月,結合各地的修訂建議,修訂組對征求意見稿內容逐條進行審核和文字修改,最后形成《修訂送審稿》。2011年12月,修訂稿正式。
在修訂的過程中,2007年,教育部向29個省和42個國家實驗區(qū)1742名教師下發(fā)了調查問卷,征詢義務教育化學課程標準存在的具體問題和修訂建議,調查對象涉及實驗區(qū)不同類型學校的化學骨干教師和教研員。2010年,教育部又一次下發(fā)問卷,征求對課程標準《征求意見稿》的意見,對象涉及12個省、7個大學課程中心和若干市縣實驗區(qū)及出版社。同時,修訂組成員來自高師院校、教研機構和重點中學,他們各自利用本地初中化學教師培訓、教材培訓和教研活動等時機進行座談征詢或半開放性訪談10余次,收集到大量的資料。這些調查收集的意見和建議,成為修訂化學課程標準的重要依據(jù)。
《江蘇教育研究》:這次化學課程標準遵循的主要原則和思路是什么?