时间:2023-03-15 15:01:58
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇化学教育论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
虽然化学学科帮人们解决如此多的问题,但化学学科仍旧被冠以后继乏人,声誉不佳,吸引力不强的帽子,许多人将环境污染,化学灾难等都“归功”于化学,化学学科由此被边缘化,变得越来越受冷落。有人竟然认为化学在未来有可能被消解,有机化学将加入到环境科学中去。在日常的生活中,常常可以看见化学被边缘化,不受重视,不受欢迎的现象。美国化学家认为:化学应当拥有自己的中心理论。
造成大家排斥化学学科的局面的最主要原因是,许多化学工作者只关心自己的研究,并不重视对自己学科进行宣传,对于后人的培养也比较疏忽。许多言论都对化学学科有不公平的论述,对于这些公开诋毁化学学科的言论,许多化学家也在多次演讲和文章中也为化学学科正名。还有许多其他学科的工作者也曾这样评论过:交叉学科埋没了化学学科的形象,作为重要的中心科学,如此不受重视,化学家并未对其作出强烈的反对,仅仅是因为他们有这种谦虚的美德才造成化学变成落日科学,无法吸引优秀学生。作为专业的化学工作者,应当担负起自己的责任,对化学学科存在的问题作出系统的总结,然后通过集思广益对这些问题作出全面的解决方案,从本质上解决化学学科所存在的不良问题。
2化学学科的改革
我国化学基本课程目前还存在很多与当今科学发展不符合的地方,这些都造成化学学科的内容体系和普及受到了影响,需要作出修订和调整,只有对化学学科做出相应的整改,才能使这门学科担当起其应有的社会责任。当今的化学学科教育已经存在严重滞后的问题,许多的教学问题出现在化学学科教育中。要对化学学科进行改革,就应当改变其课程的陈旧内容,对学科中与现代化学脱节的方面进行摒弃,将课程的内容精简和压缩,不要过分强调其学科自身的系统性和完整性,只有在这些方面进行改善才能吸引大量优秀的青年投身化学学科事业,为化学学科做贡献。
所以,构建化学学科新的课程体系需要带着全新的思路,做出更好的顶层设计,超越过去完成新的化学学科要求。在解决化学学科存在的内容陈旧,吸引力不强等问题时,就应当在改革化学学科的课程体系上下功夫,多与国外的化学教育学者交流,吸收他们先进的成功的工作经验,使化学学科在其领域真正发挥它的支撑作用。
3结束语
关键词:化学教育研究方法
随着中学化学课程改革的推进,“教师即研究者”、“向教育科研要质量”已成为教育界乃至全社会普遍认同的理论和努力追求的目标。因此在化学教学中进行教育科研意义重大,化学教师掌握教育科研的基本理论势在必行。笔者就如何在化学教学中进行教育科研略谈拙见,以供参考。
一、化学教育科研的研究过程
化学教育科研是从客观存在的化学教育事实和现象出发,以推动化学教育教学实际工作的改善和发展为目的的一种科学行动研究活动。研究过程包括选定课题、制定方案、实施方案、分析资料、撰写论文五个部分。
1.选定课题
课题的选定是整个研究过程的首发环节,它决定研究的价值、意义,影响研究的效果。选题要注意课题的创新性,可行性,实效性和科学性。选题内容一般来自教师的教学理论和教学实践,主要包括化学课程与教材的研究;化学教学方法与策略的研究;化学学习方法的研究;化学实验及其教学的研究;化学教学基础理论的研究;化学教学中思想政治教育的研究;化学课外活动的研究;现代化学教学手段的研究等。
2.制定方案
研究方案是研究工作的统筹性规划,制定研究方案就是提出对研究活动的可操作性计划。涉及的内容主要包括查阅,了解前人对该课题作过哪些研究,有那些科学理论根据;研究者将在何时、何地、运用何方法进行研究活动。查文献时最好普查文献索引或目录,可查《全国报刊索引》(月刊)哲学版的文化教育类G部分(上海图书馆主办),或查《中学化学教育》(双月刊)复印报刊资料(人民大学主办)等。
3.实施方案
这是研究工作的主体落实阶段。研究者采用调查、实验、观察或其它各种不同的方法和手段进行研究的实践活动,从中搜集有关问题和资料。在搜集资料过程中,要不断记录研究中需要运用的资料以及自己对具体资料的分析意见和结果;要对资料分类和系统化以便于资料的系统保存和调用;要对资料进行整理,加以核对、考证,淘汰一些不必要和不真实的资料。对一些零乱的数据资料可以进行统计加工,使资料内含的规律能一目了然。
4.分析资料
教学过程和学生学习过程中搜集来的大量资料只是一些具体的研究事实或数据,须经过自己思考和集体讨论,进行去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里的分析,从而发掘有关规律,掌握事物的本质。分析的方法有逻辑分析和统计分析两种。在具体的研究中往往根据研究的具体内容,以某一分析为主,或者两种分析方法综合运用。当分析、综合、概括出研究结论后,还需要到变化的实践中加以检验。
5.撰写论文
教学研究的结果要用论文或研究报告的形式表达出来,其目的一是总结,二是交流和推广。
二、化学教育科研的常用方法
化学教育科研方法是指在化学教学中,为达到研究目的而采用的途径、手段和工具的总和。常用的方法有文献法,观察法,实验法,调查法四种。在研究中往往采用起主导作用的某一种方法,又配合运用其它方法。
1.文献法
文献法是运用文献史料进行研究的方法。它适用于研究以往的化学教学实践和教学理论,通过研究历史资料来认识化学教学的发展规律,吸取历史上化学教学经验的精华,总结教训,探讨化学教材、教学和学习理论的原则和规律,以指导当前的化学教学实践。文献法的操作有四个步骤:一是文献检索,二是文献收集,三是文献鉴别,四是文献的研究与运用。在研究过程中应注意:尽可能搜集第一手材料;既要搜集正面材料,又要搜集反面材料;要善于辨证分析史料的价值,选择能反映本质规律的材料。
2.观察法
观察法是在教育教学处于自然状态下,研究者有目的、有计划地直接观察教学、学习和实验等外部表现,搜集化学教学的感性材料,探求化学教学规律或经验教训的一种方法。观察的方式有定量观察和定性观察两种。定量观察常通过填写观察量表来进行。设计观察量表最主要的是根据课题需要确定观察项目,再将项目分解成可以观察的目标行为。定性观察只需尽可能详细地对观察对象的表现做原原本本的记录,不追求量的确定。观察的要求是:观察要有目的、有计划、有重点;观察前要阅读有关的基本理论和经验总结等文献资料;观察者要作实事求是的、全面的、详细的记录;观察后要及时整理观察资料。
3.实验法
实验法是人们根据研究目的,适当控制或模拟客观现象,排除干扰,突出主要因素,有计划地逐步变化条件,探讨其条件与现象之间因果关系的研究方法。在化学教学研究中,这种方法应用是较多的。一般有实验室实验和现场实验之分。实验室实验较多应用于摸索某些实验的最优方案或化学反应机理等。现场实验一般用来检验不同教学方法,不同教学手段等。实验法的一般步骤是:首先是提出问题、订立计划;然后进行实验,再从理论上加以探讨验证;最后得出结论、撰写论文。其基本要求是:实验必须周密设计,系统进行,精确测量,反复进行;广泛参考、吸取前人的经验教训,不断学习新理论,采用新方法。
4.调查法
调查法是通过访问、问卷、座谈、测验等方式,有计划地收集化学教学工作某一方面的资料,并从大量事实中概括出化学教学的某些规律的方法。它常与实验法、观察法配合应用,方法比较简单易行。可以用它去研究范围较广,涉及面较大,时间较长的化学教学现象。调查的一般步骤为:一确定调查课题,制定调查计划。二搜集材料,这是调查的关键环节。可以综合运用实地考察、开调查会、问卷或测验等调查手段。必要时要设计调查表格,问卷过程中设计的调查表,较好的方法是让学生用“√”或“×”进行选择。三整理材料,将原始材料的可靠性和统一性进行检查并进行统计处理。四撰写调查报告。在调查过程中要求调查目的明确、选样方法科学、收集手段多样、统计方法合理。
三、化学教育研究论文的撰写
研究论文的撰写是课题研究的最后阶段,直接关系到科研成果的呈现。其基本组成包括:
1.题目、作者及单位、摘要和关键词。
题目要求醒目、新颖、具有科学性。作者及单位需如实填写。关键词是表示全文主要内容信息款目的单词或术语,字数一般控制在3~5个以内。摘要需用最简洁、精练的词语表达出论文研究的问题、方法、意义等,字数一般不超过论文总字数的5%.。:
2.绪论
绪论要求简明扼要,有吸引力。主要用以说明研究课题的背景,意义及方法。
3.本论
本论是全文的精髓,占论文的绝大部分篇幅。要求论述充分,论证有力,重点突出,层次分明,布局合理。要说明研究的过程、方法、样本和所使用的测量方法。用调查法或实验法研究的课题,要列出和研究密切有关的数据、表格和图表等等。
4.结论
主要论述研究结论,特别说明有创见的论点。
主要参考文献:
刘知新主编.化学教学论.第二版.北京.高等教育出版社,1997.325~350。
在秦始皇时期,秦始皇为了长生不老,便命炼丹师炼制仙丹,以保证延年益寿,炼丹师通过火炼法或者是水炼法的方式,把不同的物质按照不同的比例经过高温处理,形成一种类似于药丸一样的合成物质,让皇帝享用。这便是中国早期的化学的雏形。基于此原理,渐渐地人们通过进行多次实验,由硝石等物质的等比例混合,制作成了威力无比的火药,应用在军事,采矿的行业里面,这使得化学的应用渐渐地走入人们的视野中来。正是有了古代这么多鲜活的关于化学的例子,才使得现代人对于化学有了新的认识。所以,在课上,老师可以通过向学生讲述古代人与化学之间的故事,让更多的学生对于化学有了新的了解,在被这些生动的事情所吸引的同时,让学生对于学习化学有了新的动力,也使得学生对化学的热爱升高到一定的高度上来。或者可以通过多媒体播放一些有关于化学物质的照片,让学生对于这种新奇的从来没有见过的物质,产生好奇感,来吸引更多的学生把更多的精力都集中在化学的学习上来。当然,也可以通过一些化学实验,来吸引学生,提高学生对化学的热爱。例如:把锌片和铜片放入稀硫酸里面,观察实验的现象的实验,让学生感受到化学世界的神奇,渐渐地被化学所吸引。
二、德育教育的合理性开展
学校对学生进行德育教育,不能仅仅只是凭借着文化课的授课老师来进行传授,应该聘请专业的心理老师,为学生们上课,保障学生所接受的德育思想都是最为专业,最为科学的。
三、化学教育与德育教育的合理结合
在化学学习中,我们就会知道,二氧化硫,二氧化碳,一氧化碳这一类的气体属于有毒气体,在吸入到一定程度上,会对人的身体造成极大的危害,轻则昏迷,重则就会造成死亡。所以说,在学生做化学实验的时候,要时刻保持大脑的清醒,要在心中时刻的提醒自己,注意化学药品的添加量。这就需要在对学生进行德育教育的时候,让学生树立学习学风严谨的态度,来保障化学实验进行的安全性,降低发生危险的几率。学风严谨,无论在对于化学的学习上来说,是一种积极的思想观念,对于任何的学科,都是值得遵守的,这直接的说明了对学生进行德育教育是一件极为重要的事情。在化学中,两种物质按照不同比例进行实验,会产生不同的实验结果,这就需要学生有着强大的脑存储空间,能够记住这些化学知识点。在化学教育中进行德育教育,也能很好的提高学生对记忆力的提升。因为德育教育不仅仅是让学生在思想道德修养上,有一定的提高,还能使学生本身存在的潜在能力都能很好的激发出来,这对于化学的学习是有很大帮助的。在学习化学的时候,还要保持创新精神。因为对于任何学科,创新精神都是存在的。对于化学题来说,一道化学题可以有多种不同的解题思路,仅仅依照老师所给出的参考答案来学习,就局限了学生学习的思维能力,要把问题多元化进行思考,思考这道题是否还有别的解题形式,从而开发大脑思维的活跃性。这也是需要德育教育对学生的培养的,因为对学生进行德育教育,使学生的人生观,价值观都有了新的改变,不再仅仅局限在以前被束缚的思维中了,思维的自由让思想有了创新的能力,为日后的化学学习,打下了良好的基础。
1)开卷考试:考试中允许学生带教科书和笔记本进考场,在规定时间内完成试卷。考虑到采用开卷考试,出题的原则作了适当的调整,绝大部分题目有一定的灵活性。对所学过的一些基本知识、基本观点、基本概念如已理解和掌握,不用翻书,稍事思考就能找出正确答案,否则即使翻书、看笔记也无法直接找到答案。例如,在“氨基酸代谢”一章,有一道这样的题目:与S-腺苷甲硫氨酸无关的反应有:A.肌酸的生成;B.胆碱的生成;C.多胺的生成;D.尿素的生成;E.肾上腺素的生成,选项中所列反应,除去尿素的生成,其他都与S-腺苷甲硫氨酸有关。而上述相关反应,分别在脂代谢、氨基酸代谢等章节中学到过,但需要同学们自己进行归纳。其目的在于调动学生思维,更多地通过理解去掌握知识,而不是一味地死记硬背。2)计算机模拟考试:学习若干章节后,在规定时间内学生到计算机上抽题测试。测试是在师生之间充分信任的基础上实行的免监法,在充分的诚信品质教育培养的基础上由学生自觉作答,使学生的发挥达到最佳,也对学生的综合道德品质培养和主动学习的态度起到不可估量的促进作用。免监考的目的在于建设良好的学风[5]。心理学的研究表明:人都要求平等和受到尊重与信任,渴望拥有自[6]。最有力量的学校管理者不是那些只会行使行政权力人,而是那些善于尊重人、相信人的人[7]。免监考,让学生对自己的行为负更大的责任、具有更大的自,从而也更有力地调动了学生遵守纪律的自觉性。
2采用大班案例讨论课考核分析、解决问题的能力
对于一个患病的机体来讲,同时存在着机能、形态和代谢方面的改变。案例分析是生物化学教学过程中经常使用的方法,也是学生应当具备的学习能力[8]。如女性较为注意自己的形体,关注自己身体各部位的比例正常,有些女性刻意减少饮食量以保持身材苗条,有的女性由于过度减少进食量而出现低血糖的现象。教师授课时首先提出日常生活中可以见到的这个现象,引起学生的强烈好奇心,再分析糖代谢的内容,最后回到案例本身,使学生既学到了糖代谢的相关基础知识,又能将这些知识运用到生活及临床实践中,为将来的临床课程学习打下基础[9]。在案例的选择中我们特别注重案例与生化知识点的相关性及相互联系。例如:我们选择糖尿病的病例,讲解了糖代谢中血糖的来源及去路,与学生一起分析糖尿病患者为什么会出现“三多一少”的症状,糖尿病患者为什么容易出现酮症酸中毒?通过这个案例的学习,不仅讲解了糖代谢,同时还与脂代谢途径联系在一起,有利于学生对生化各章节内容从纵向到横向结合起来。在讨论的过程中,请学生先分析,教师参与讨论,及时引导,调动了学生的学习积极性、活跃课堂气氛,是一种有效的、主动的学习方式。同时建立起案例讨论成绩评定方法以考核学生分析、解决问题的能力。即大班病例讨论成绩由病例讨论课现场讨论各班成绩(70%)和个人成绩(30%)组成。其中讨论课现场讨论成绩由教师及学委组织的答辩委员会评出;而个人成绩则根据每人准备工作多少、答辩参加状况、任务完成情况等内容,由学委组织学生评分。案例式教学考核提高了学生的综合能力和团队精神[10]。
3采用论文综述撰写与答辩方法考核创新能力
物理化学与物理学或其他化学(如无机化学、分析化学)重叠的知识部分尽量让学生在课前学习或者采用课堂提问等方式减少不必要的重复。在有限的学时内贯彻少而精的原则,将一些公式的推导(例如统计热力学中的公式)和概念的引出(例如热力学部分利用卡诺循环引出熵函数)做适当的精简,课堂上只讲具体的结论,推导过程留给学生课外自学[4]。再比如,界面化学和胶体化学可合并讲解,对这两章的内容可做一定程度的删减和调整。课堂内学时及内容虽然减少了,但要注意加强课外学时,教师可提供一些课外的参考资料或者自学讲义,教给学生学习的方法,引导学生自己去学习,培养学生的自学能力。
2设计课堂教学
在课程教学中介绍物理化学原理的同时,采取理论联系实际的教学方式,结合生活中常见的或有趣的实际现象,让学生带着问题去听课,以激发学生的学习热情和学习兴趣,使原本晦涩难懂的内容变得生动、易于理解。例如,在讲化学热力学的知识时,先问为什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰会非常顺畅?在讲到表面化学的知识时,先问为什么衣物上的油污只用水是洗不干净的,必须用肥皂、洗衣粉等表面活性剂?为什么雨后荷叶、小草上水珠都呈球形?为什么毛细玻璃管中的水呈现凹液面,汞则呈现凸液面?还有让学生用化学动力学的理论来说明为什么天气热的时候,牛奶、食物更容易变质?能否应用渗透压的知识来解决海水的淡化问题等等。让学生带着问题去听课,利用所学的知识对问题做出合理的解释,才能让学生真正的体会到物理化学理论学习的重要性和实用性,激发学生的学习热情和学习兴趣。
3改革教学模式
美国教育家杜威指出:教育不是一种“告诉”和“被告诉”的事情,而是一个主动和建设的过程。改革以前“填鸭式”、“灌输式”的教学方法,尽量采用“研究式、启发式、讨论式”教学模式。教学方法的先进与否,将直接影响创新人才的培养成果。因此,在课堂上一方面教师讲课要坚持少而精、博而通的原则,另一方面也要适当的开展讨论启发式教学,提出一些拓宽思路的研究型问题,增加课堂上师生的互动,增强双向交流。改变教师“一言堂”的传统教学模式,利于学生注意力的集中,激发学生的学习积极性,有效提高课堂教学效果。
4实施创新教育
同志曾将讲过:“一个没有创新精神的民族是永远不会前进的民族”。换而言之,没有创新精神的教育也将是永远不会成功的教育。教育教学的本质就是开发人的潜能,塑造具有健全人格的人。建立“以人为本”的教育理念,以学生为主体,教师为主导,把学生的发展放在首位,教学中应介绍些和教学相关的科学前沿的内容,拓宽学生的知识面,不断培养学生的创新意识,提高学生的综合能力和创新能力。例如,在电化学部分讲授化学电源时,除了介绍早期使用的锌锰电池、可充电的铅酸电池和镍氢电池外,可以结合现代社会面临的节能和环保的要求,向学生讲解一些绿色环保新电池的知识。如20世纪60年代以来就被用作空间站及宇宙飞船空间电源的燃料电池,利用太阳光中的能量进行光电转化的太阳能电池等。在化学动力学部分,光化学反应虽然内容较少,但是光化学与环境科学、生命科学、材料科学及信息科学等紧密相关。因此,可结合科学前沿介绍一些光催化技术在环境污水处理中的应用,开阔学生的视野,激发学生参与科学研究的积极性,培养学生的创新能力。
5结束语
中学的化学教育教学从实际的发展情况来看还有着诸多问题有待进一步解决,其中体现比较显著的就是化学的教材问题,多年来化学教材的编辑者试图对基本的要求进行降低,主要是考虑到为学生减负,但是具体怎样将负担降低,在教育系统过程中是比较抽象的。另外在教师的工作过程中没有将责任感以及工作的激情得到充分的体现,缺乏对学生的耐心教育,而在实际的教学方法上也比较单一化,课堂的教学质量相对较差,有的还是将黑板作为主要的教学方法,仅仅依靠着提问来加强化学知识的了解。还有体现比较显著的就是中学化学教学在化学史教育层面相对比较缺乏,很多化学老师对化学史的内容都是一知半解,往往只注重高考和升学率,有的对化学史的教育都没有提及,从具体的表现上主要是缺乏专门化学史的课程设置,由于化学史是对化学的发展历程进行呈现的,能够将化学的系统脉络理清,有助于学生对化学的学习兴趣激发,但实际中没有这一内容的设置。再者是中学的化学教育教学在思想教育层面相对比较缺乏,同时也在情感态度以及价值观的教育上比较缺乏。
2.中学化学教育教学问题的成因及解决措施
2.1中学化学教育教学问题的成因分析
中学化学教育教学的问题成因是多方面的,主要就是教育观念的落后,传统教育中对教育的主要目的就是知识的传递,但在当前的素质教育发展过程中,这一观念显然已经不适合社会的发展需求,也没有和学生的实际生活相结合,所以造成了学生的学习不主动不积极。还有就是在评价机制的发展上比较固化,创新的方面没有得到有效体现,这样学生在学习的动力上就不充足,逐渐会对化学课程的学习失去兴趣。还有就是应试教育思想的根深蒂固,当前正处在应试教育向素质教育转变的重要时期,但应试教育依然是当前的主要教育教学的模式,所以这对中学化学教育教学的质量提升有着严重阻碍。
2.2中学化学教育教学问题的解决措施探究
第一,针对中学化学教育教学要能多方面进行实施措施,首先要对中学的化学教育教学问题得到充分重视,从而形成社会的合力。在家庭、学校和社会以及学生本身,都要能够重视起来,对学生的各项能力进行提升,学生要从根本上认识素质教育的重要性。第二,要能将绿色实验引入到化学课堂当中来,在通过化学实验提升学生的动手操作能力的同时,还要将环境保护的意识传输到学生的思想观念当中。这样就能在帮助学生提高自身的学习能力同时,又能够将环保意识得到加强。第三,要和化学的教材紧密结合,将价值观的教学和情感态度教学有机的结合,充分的将新课程标准对中学化学的教学要求得以实现。通过兴趣教育以及意志教育等方式手段加强化学教学的策略实施。将情感态度在化学教育教学中进行融入,从情感态度和价值观的追求上进行引导,要能够让学生认识到化学是一把双刃剑,科学的利用能够造福社会,并要和实际相联系,进而增强化学历史教学的内容。第四,对教学的绩效考核体系进行加强完善,从而来提升工作的热情,对老师在实际工作中的效率得不到有效提升问题要采取适当的手段方法进行改善,对教师实施师德教育,进而来增强职业素质以及自身的责任感。将老师的绩效考核体系的建设要进一步的完善加强,采取奖惩措施对教师的不负责行为采取控制手段,以此来提升老师在教学上的质量保障和工作的积极性。第五,要对化学的实验教学力度进行强化,同时也要保障经费的充足,为化学的实验教学提供经济的支持。实验教学能够对学生的化学概念形成以及实际的理解起到很好的促进作用,并能对学生的观察、分析、解决能力进行有效培养,从而使得学生对实际中的化学问题的解决能力得到增强,故此在实际教学中要对实验教学结合实际加以有效调整。
3.结语
高中化学课堂教学是渗透绿色化学教育的主渠道,教师要积极创造绿色化学教学条件,构建绿色化学知识体系,不断充实化学课本内容,培养学生的环境保护意识。在介绍化学史时,教师可从正反两方面渗透绿色化学思想教育。讲解放射性元素时,教师要对居里夫妇的精神及坚决反战的人格表示钦佩,但也要就海湾战争中使用贫铀弹对环境造成的危害提出批评。介绍环境问题时,教师可着重于介绍20世纪发生的公害事件,指明工业及传统化学是造成公害的主要原因,使学生明确绿色化学是解决环境问题的重要途径。通过在课堂教学中渗透绿色化学思想教育,激发起学生学习化学知识的兴趣,不断强化学生的环保意识、绿色意识。
2.在实验教学中渗透绿色化学教育。
在高中化学实验教学中,应最大限度地实现实验的绿色化,引导学生树立绿色化学思想和环境保护意识,具体教学策略如下:(1)改进化学实验。首先,采用无毒原料、溶剂、催化剂进行化学实验。例如,做完银镜反应后,可将清洗试管的硝酸替换为三氯化铁溶液,避免产生二氧化氮有害气体;在萃取碘单质实验中,可将四氯化碳替换为二氯甲烷作为萃取剂,消除刺激性气味,保证室内空气质量;在乙烯的制备实验中,可将硫酸替换为氧化铝作为催化剂,避免浓硫酸造成污染;其次,优化化学实验方法。又如,在海带碘元素的检验实验中,可将灼烧提取法改进为煮沸提取法,简化实验操作程序,缩短实验时间,减少因灼烧造成的室内空气污染;再次,改进化学实验装置。再如,利用密闭的装置减少实验敞开操作,可将注射器作为密闭的反应容器,进行铜和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制备与性质等实验,将污染物消除在密闭装置内。(2)开展微型化学实验。在高中化学实验中,可在保证实验教学效果的前提下进行微型化学实验,以达到降低实验成本、提高环保效益的目的。微型化学实验多采用点滴板、小试管、井穴板、多用滴管等微型化仪器,使用最小化的试剂用量,一般液体用量不超过1mL,甚至一些现象明显的定性实验可在试纸或滤纸上完成,如碘显色反应、溴水褪色、苯酚的检验、验证盐类溶液酸碱性等实验。(3)“三废”的绿色化处理。在高中化学实验中,要及时对必须使用的有毒、有害化学品和生成的污染物进行绿色化处理,从源头处控制“三废”对环境造成的污染。在废气处理过程中,可采用封闭的实验操作方法,减少有害废气的产生量,并对废气进行有效处理或用气囊收集。在废液处理中,可利用中和反应处理含酸碱的废液,使溶液pH值达到6.5~8.5之后再排放;也可用碳酸盐沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分离含有重金属离子的废液。在废渣处理中,可回收一些化学实验中剩余或产生的金属进行再利用,如铜与硝酸反应剩余的铜片、银镜反应生成的银等。对于不能综合利用的固体生成物则要进行无毒化处理。(4)利用多媒体教学技术。在高中化学实验中,教师可利用现代多媒体教学技术辅助实验教学,尤其对于危险系数大、污染严重的实验而言,可通过电脑模拟、实验录像等对实验过程进行演示,实现废弃物的“零排放”。同时,教师也可利用多媒体教学技术模拟错误的实验操作,将不良的实验后果形象地展示给学生,让学生认清实验操作不规范带来的严重后果,以及实验室“三废”对环境造成的恶劣影响,加深学生对绿色化学的认识。
3.在课外实践中渗透绿色化学教育。
在高中化学教育中,教师要积极组织课外实践活动,让学生体验和感知传统化学对环境造成的严重危害,认清利用化学手段进行末端污染治理的局限性,引导学生关注绿色化学,理解绿色化学的重要意义。教师可根据化学教学内容,组织形式多样的课外实践活动,如实地调查、环保知识竞赛、探究性学习、文献研究等。在实地调查中,教师可带领学生参观污水处理厂、化工厂、无公害蔬菜生产基地、生态农业示范区等,对当地水资源、空气质量、环境污染情况进行调查;在探究性学习中,教师可开设相关课题,组织学生进行课题研究,如研究生物催化剂的优点、研究高效低毒农药等,培养学生实践能力和创新能力,达到课题研究的预设目标;在文献研究中,既可让学生利用图书馆馆藏资源和互联网资源,收集有关绿色化学和环境保护的文献资料,也可邀请有关专家学者来校进行讲座,使学生获取最新的科研信息。通过开展多样化的课外实践活动,促使学生更加关注绿色化学,能够运用已学的化学知识分析和解决生活中遇到的问题。
新课程的化学实验倡导探究性实验,本身就是“以人为本”的人文思想体现。实验教学既能使学生得到真实的化学知识,又能学到分析和解决有关化学问题的方法,提高实验动手能力,更能使学生的人文素养得到提升。因为学生实验能力的提高不能脱离学生智力水平的提高而孤立地发展,它的形成和发展也离不开动机、情感、意志、态度等非智力因素的作用,离不开人文教育的协同作用,学生在实验过程中分析问题和解决问题的能力得到提高的同时,高尚的情操和审美的能力;竞争和合作的意识;承受失败和挫折的心理能力;收集信息、处理信息的能力等也同步得到了发展。从这个意义上说,教给学生具有人文内涵的科学知识才是我们的教学目标所在,从科学与人文融合的视角来进行化学教学,将化学教学过程融入人文教育的元素,突出“育人为中心”的教育观,既符合素质教育和新课程精神的需求,符合时展的主旋律,也适合学生个体发展的需求。对于实验探究的内涵,笔者认为不能局限地、片面地理解,受着实验条件的限制,有些操作难度较大、仪器精密度要求过高的实验,中学阶段是做不了的,尤其是初中生。若从学科理解的维度说,一切与化学实验相关的活动都可称得上是实验探究。如:以实验为基础的实验事实探讨、实验史实重温、实验方法论的学习以及校外实践活动等。笔者在所在学校进行了一些尝试,积极开发利用当地的课程资源,从学生熟悉的日常生活和工农业生产中选取素材,带领学生参观水厂、化工厂;调研大洋造船厂的金属防腐和铁锈的处理;农家常用化肥的鉴别与使用;调查“白色污染”形成的原因,测定乡村土壤、河道水质的pH值,提出消除污染的设想与建议;分析“雾霾”产生的原因,从报纸、电视或其他媒体收集空气质量指数、PM2.5指数进行系统分析,提出合理化的净化空气的建议并发邮件到“市长信箱”,更有学生提出《关于手机废旧电池回收处理的设想与建议》,得到很多人大代表和政协委员的认可与重视,在区两会上引起一定的反响。从探究性学习教学活动中跳出来看,不难发现,追求探究教学的“过程”比直接告诉学生精确的结论更为重要,探究性学习经历了提出问题、实验探索、解决问题、思考创新的过程,从本质上说是一种追求学生化学素养、科学精神提升的过程,从学科教学的另一个维度锻炼了学生的思维能力,促进了学生的有意义学习。
2.尊重学生差异
“为每一个学生提供平等的学习机会……使不同水平的学生都能在原有的基础上得到发展”[1]。面对有差异的学生,只有实施有差异的教育,才能促进有差异的发展,让学生在差异中成为他自己。通过一段时间的化学基本概念和原理的学习以及基本实验的操作练习,基于学生实验能力的差异,我们将其由低到高划分为4个阶段,即4个“能级”:“入门”阶段;初级阶段;中级阶段;高级阶段,使得在实验教学过程中确保“能级相应”。所谓“能级相应”,就是教师的“教”必须与学生实验时“做”的“能级”最大程度的匹配,从而体现因材施教的教学思想。为了不伤害学生的自尊,不给学生“贴标签”,学生应有的“能级”只是教师心中的“底牌”,而不在任何场合下公示,实验时也不绝对按“能级”的高低进行分组,可根据实验的需要“同质”或“异质”结合,合作完成实验内容。教学工作不仅是“来料加工”,有时还要善于因“料”而异、“选料加工”。“能级”匹配,才能获得实验教学的预期效果。在实验教学过程中,利用实验现象创设问题情境,设置有“坡度”的问题,激发学生探究的兴趣,提升不同层次学生的思维。例1:“金属的性质”教学中一个环节,将金属Cu丝、Fe丝和Al箔加热后,颜色有何变化?有哪些现象发生?说明什么问题?【学生分组实验】学生1:Cu丝加热后变黑,被氧化,生成CuO。学生2:Fe丝加热后有点发黑,生成Fe3O4。(学生质疑:生成物不一定是Fe3O4,还可能是Fe2O3)学生3:Al箔加热后表面变暗,而且有种奇怪的现象发生,Al箔变软,在火焰中可以晃动而不掉落。【资料卡】酒精灯火焰的温度:700℃-800℃,Al2O3的熔点2050℃,Al的熔点660℃。(师生讨论Al箔加热变软,在火焰中晃动而不掉落的原因)Al箔加热后的实验现象,不同实验“能级”学生的解释可能各异,尤其是需要将物理、化学的知识综合起来思考,对于“能级”较低的学生来说,存在一定的难度,这就需要我们在设计问题以及安排“同质”、“异质”学生实验时,要充分兼顾到学生的差异性和问题的层次性。
3.实施绿色评价
运用“绿色化评价指标体系”评价学生化学实验能力,也是人文关怀的一种体现。经过2年多的实践,笔者在课题组主持人的引领下作了一些有益的探索,在期末学生素质报告书考试成绩表中增设了“实验能力”栏目,化学学科的成绩由传统的单纯笔试成绩改为“笔试”+“实验”两部分的综合评判,“实验能力”的评价倾向于既记录效果(掌握了什么),也记录过程(怎样掌握的),突出定性评价与定量评价相结合,以定性评价为主;自我评价与他人互评相结合,以自我评价为主;即时性评价与终结性评价相结合,以即时性评价为主;过去与现在相结合,以发展性评价为主;个体需求与面向全体相结合,以个体差异性需要评价为主。从提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、实验操作与数据收集、分析与论证、反思与评估、合作与交流7个方面,通过以下5个维度进行评价,即:技能值(是否掌握基本的实验操作技能);兴趣值(是否促进化学学习愿望的提升);方法值(是否从实验中得到解决问题方法的启示并实现知识迁移);容量值(是否带动更丰富的化学学习);意义值(是否促进学科思维、能力的发展)。在校园网“实验园地”栏目中还开辟“技能财富”子栏目,每个学生都设有自己的账号和密码,可以随时登录进行“自我评价”,查看老师给予的评分及已“进账”的累计“财富”,以便自觉调整在实验过程中的活动表现和行为。多元化的绿色评价,突出了学生成长进步的变化,满足了不同学生差异性发展需要,促使学生内因的转变,改变教师仅凭学业考试成绩“印象看人”的片面观念和教学行为,促进了学生实验能力的发展和提高。
4.凸显人文关怀实验过程中将学生的人身安全放在首位就是人
文关怀的最好体现,强化爱惜生命、爱护环境的意识,使得化学实验教学有了人情味,不会出现“看到火焰就害怕,见到酸碱就抖擞,听到响声就惊慌”的场面,使得学生更喜爱化学的学习、喜爱做化学实验。实验的改进在提高安全性的同时也要充分体现人文性。如做气体爆炸实验时,用塑料瓶代替玻璃瓶或加安全防护罩;做可燃性气体燃烧实验时,在导管内安放细铜丝用于防爆或在气路中装一简易防爆器等。例2:验证人体呼出的气体中是否含有CO2的分组实验,设置了如下环节:[实验操作]向澄清的石灰水中吹气,观察是否出现白色沉淀现象,从而判断人体呼出的气体中是否含有CO2气体。[操作要领]均匀用力吹气,边吹气、边停顿、边观察。停顿时嘴要离开吹气管。[组织讨论]为什么要“均匀用力吹气”?为什么要“边吹气、边停顿”?为什么“停顿时嘴要离开吹气管”?[教师讲解]若吹气不均匀或用力过猛,会使容器里面的液体喷在脸上;停顿时嘴若不离开吹气管,稍有吸气就会突然倒吸一口溶液。因为石灰水呈碱性,喷在脸上或吸进胃里,都会伤害身体,造成事故的发生。
5.鼓励求异思维