無機化學的研究對象范文

時間:2024-01-03 18:10:57

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篇1

[關鍵詞]:無機化學;發(fā)展前沿

化學是一種廣泛運用于人們生活與工作中的自然科學,是一種基于原子、分子層次,進而對物質的結構、組成、性質變化規(guī)律的科學。而無機化學作為化學領域的一個重要二級學科及分支,細致研究了無機物質的結構、組成、性質和相關化學。例如:碳氧化物、硫化物、碳酸及碳酸鹽都屬于無機化學的研究范圍。

由于當前科研工作的復雜性與不確定性,多個領域的研究都出現(xiàn)相互滲透并且相輔相成的現(xiàn)象。目前,無機化學的主要發(fā)展趨勢是偏向新型的無機化合物的合成和應用,以及對新研究領域的不斷探索,并對其進行持之以恒的開辟和建立。

例如,生物無機化學是生物學和無機化學相互滲透的邊緣學科;固體無機化學是21世紀大熱的新型研究方向。

1、無機化學的發(fā)展進程

早期的人類在發(fā)展中逐漸學會了使用閃電擊打木頭致燃燒而產生的火到后來的“鉆木取火”也就是使用一定的技術使化學元素充分地為人類所用,當然那時的技術還是較為低級的,不夠成熟的。再到后來的古代中國煅燒陶瓷,鍛造青銅器,直到這時,人類才真正地開始使用“高級”的技術,運用化學原理和知識技術將某些元素轉變?yōu)樾再|不同,用法不同的物質。由于最初的化學研究多為無機物,所以近代無機化學的開始也標志著近代化學的開端。

近代化學始于英國的玻意耳、法國的拉瓦錫以及英國的道爾頓。玻意耳對化學基礎做了許多基本研究,比如氫氣、磷的制備,金屬酸的反應以及燃燒反應等。他著重強調了元素和與合物間差別所在,為化學的建立做出了巨大的貢獻。拉瓦錫再使用天平測量之后提出了質量守恒定律,這也是化學學科最重要的定律之一。同時,他確定了物質燃燒是基于氧化作用,了持續(xù)百年之久的“燃素說”,以此促進了化學的發(fā)展。而英國的道爾頓則提出了原子學說,說明一切元素都是由不能再分割的原子所組成。由此,化學這門科學正式宣告成立。

19世紀30年代時,化學領域已知的元素已達60多種,俄國化學家門捷列夫對這些元素進行了較為細致的研究,從而發(fā)現(xiàn)了元素周期律。隨后,他將已知的元素按性質進行分類,并繪出了世界上第一張元素周期表。周期律對以后化學的人工合成新元素以及各元素之間的性質類比、尋找替代元素等具有重要作用,因此,元素周期表也對無機化學的現(xiàn)展起到了不可或缺理論支柱。無機化學的研究重點在于解決材料、能源、生命、信息和環(huán)境等領域中的科學問題。在1945年核彈,計算機等相關技術的成熟后,原子能技術、計算機、通信等技術大大地推動了無機化學的發(fā)展。

現(xiàn)代無機化學的發(fā)展同樣運用到了大量物理方法和數學定量計算,正在由一個單一學科向邊緣學科、交叉學科迅猛發(fā)展。例如:二茂鐵的合成是這一時代的重要特征,二茂鐵是最早被發(fā)現(xiàn)的夾心配合物,二茂鐵的合成打破了無機化學和有機化學的界限從而開始復興無機化學。由此,無機化學進入了高速發(fā)展時期,同其他化學學科分支一樣,從描述性科學向推理性科學過渡、從定性向定量過渡、從宏觀向微觀深人。

2、無機化學的研究及運用方向

2.1生物無機化學

生物無機化學是現(xiàn)今無機化學學科中一門運用較廣泛的分支學科,它是生物學與無機化學的交叉產物。其研究對象多為生物體內的金屬(和少數非金屬)元素及其化合物。生物無機化學的研究對象范圍之廣,從分子顆粒大小來說,其涵蓋了從生物小分子到生物大分子;從研究的系統(tǒng)來看,它又囊括了從單獨的生物分子到整體生物體系。而近年來,研究者們又開始了對細胞層次的研究,并且逐年擴大對其的研究規(guī)模與研究力度。

而我國對生物無機化學的研究主要體現(xiàn)在:稀土元素生物無機化學、藥物中的金屬及抗癌活性配合物的作用機理、金屬離子與細胞的作用、生物礦化,環(huán)境保護等方面。其中,在研究金屬蛋白的結構與功能作用、生物大分子與金屬配合物的相互作用、生物礦化、金屬離子生物效應的化學基礎以及無機藥物化學等方面都具有了相對成熟的研究團隊與相對固定的研究方向,并且,研究隊伍也趨于年輕化。

對生命過程的研究是生物無機化學中最重要的研究之一。生命過程的核心之一是能量的轉換,而能量轉換的中心過程是電子的傳遞,因而生物電傳遞成為近年來生物無機化學研究的熱門課題,包括以微生物培養(yǎng)基為電解液的生物原電池研究以及對生物電的利用。

我國的生物無機化學是在國際學術潮流引領之下,初步發(fā)展起來的一門新興學科。在短短的幾十年的時光中,在研究人員的共同努力下,不僅得到了令人矚目的成果,并且涌現(xiàn)一大批愿為科學獻身的年輕人才。而從長遠來看,我國生物無機化學學科的發(fā)展將趨向于生物大分子更深層次的研究,并且逐步在國際無機化學領域展露頭角。

2.2綠色化學

綠色化學的核心是使用一定的化學技術從源頭徹底治理或減少現(xiàn)代工業(yè)和化學實驗中產生的對人體有害,對大自然有明顯危害作用的副產物,而不是先污染再治理。

近年來,研究開發(fā)無毒、無害的原料代替有毒、有害的原料來生產所需要的化工產品等等已經成為綠色化學的研究熱點之一。比如對新型制冷劑的研究,當人們已經意識到價格低廉,使用方便,效果明顯的氟利昂對環(huán)境有著極大的傷害,例如,氟利昂會破壞生物賴以生存的臭氧層,加劇溫室效應等等。就開始了對新型制冷劑的研究。比如碳氫化合物特別是丙烷已經在石化工業(yè)大型制冷裝置中應用多年。因為丙烷具有優(yōu)良的熱力性能,相對分子質量比氨大,但不及氟利昂中的CFC、HCFC、HCF的效果顯著。除此之外,還有能夠防止白色污染的生物降解塑料的研究開發(fā)及應用等。因此,綠色化學越來越受到人們的歡迎。

2.3固體無機化學

固體無機化學是一門由固體物理、無機化學、材料科學等學科的相互滲透、交叉形成的一門邊緣學科。固體無機化學趨向于研究無機化學材料的性質、組成、結構、制備、功能等一系列相關領域,屬于現(xiàn)今無機化學領域中研究較為熱門,運用較為廣泛的學科。

在該領域,研究人員們不斷發(fā)現(xiàn)了許多具有特殊功能的化合物,如:C60 、納米材料、火箭助燃劑N2H4等等。同時,研究人員們也在原電池,電解池等方面廣泛應用了固體無機化學方面的知識,并獲得了較為重大突破,可以使化學物質在電流的作用下所產生的能量以及物質充分地為人類所用。而在對鹽類水解的相關研究中,研究人員們發(fā)現(xiàn)便于找到元素內在的性質和微觀數據的方法,從而引導人們制造出更加精密的測量儀器和材料,在無機化學中起到了不容小視的作用。在固態(tài)物體中,有著比液態(tài)和氣態(tài)更復雜的結構,所以對固體無機化學研究的發(fā)展前景也是非常廣闊的。

3.結束語

面對不斷加快的生活腳步、面對不斷提高到人民生活需求與對自然改造的要求、面對環(huán)境科學、材料科學、信息技術科學等眾多學科的高速崛起、快速發(fā)展的挑戰(zhàn),化學作為“前輩”學科也在不斷地進步出新,努力設計出新型品種來滿足國民物質文化生活需求,使人類的生活方式更加簡單。當然,對化學的研究最終的目的是造福國家,造福人類,盡管人們也已經發(fā)現(xiàn)了許多,但是,大自然是無窮無盡的,還有更多的未知世界等待我們的探索。雖然這很困難,但是我相信,我們在國家和黨的領導下,一定能克服種種困難完成我們的任務,推動國家的發(fā)展,從而實現(xiàn)中華民族的偉大復興!

[參考文獻]:

[1]楊頻,我國生物無機化學的發(fā)展,化學通報,1999,12

篇2

論文摘要:就業(yè)導向驅動是市場經濟對教育的必然要求。市場經濟下的化學教學已不同于以往計劃經濟下的化學教學。在中醫(yī)藥院校的無機化學教學中,重視傳統(tǒng)教學方法的繼承與發(fā)揮,努力探索利用現(xiàn)代化手段進行創(chuàng)新,結合專業(yè)激發(fā)學生學習興趣,提高學習能力,提高綜合素質,有利于培養(yǎng)智慧型應用人才。

當前我國高等教育正處于由精英型教育向大眾化教育、由應試型教育向素質能力培養(yǎng)型教育轉軌的時期,這是我國高教事業(yè)的重大變革。為了適應這一新形勢,中醫(yī)藥院校教育必須改革,而教學改革是教育改革中的一項重要內容。目前,大多數中醫(yī)藥院校的無機化學教學,無論從教材結構、教學手段,還是從與專業(yè)結合的角度來看,都與滿足教育轉軌的需要、適應學生就業(yè)的需求有較大差距,無法滿足學生學以致用、舉一反三的實際需要。無機化學是中藥學、藥學等相關專業(yè)學生人校的第一門重要基礎課。

它不僅為后續(xù)有機化學、分析化學、物理化學等相關課程提供必備的思維方法和綜合運用能力,還擔負著使學生盡快適應大學的教育模式和學習方法的重要任務。上好無機化學課,對中醫(yī)藥學生從高中的應試教育向大學的素質教育轉化起到特殊作用。

一、重視緒論課,激發(fā)學習熱情

良好的開端,是成功的一半。無機化學緒論課的主要內容,通常是從介紹化學研究對象,到無機化學研究對象、發(fā)展前景、與中醫(yī)藥的關系,再到無機化學的學習要求和學習方法。講課時,可突出以下幾個方面。

1.無機化學是化學學科的基礎和母體。我國國務院學位委員會規(guī)定無機化學為化學學科所屬的七個二級學科之首,其余依次是核化學和放射化學、分析化學、有機化學、物理化學、高分子化學和環(huán)境化學。

2.強調無機化學與藥學的關系。某些無機物質作為礦物藥,是中藥的重要組成部分。我國地域遼闊,礦物藥種類繁多,應用礦物藥治病歷史悠久?!吨兴幋筠o典》、《全國中草藥匯編》等專著也有礦物藥記載。目前在新藥開發(fā)中,以無機物為主的制劑也大量出現(xiàn)。研究金屬元素和藥物的關系,研究在生物體內由于這些元素的失衡所引起的各種疾病和治療這些疾病的藥物以及治療手段,即藥物無機化學,是近十多年來十分活躍的一個領域,可以認為是生物無機化學的一個分支。另外,最近的研究表明,在抗癌化合物的任意篩選中,從無機化合物中發(fā)現(xiàn)活性物質的概率要比在有機化合物中大25倍。

3.提出“做人”的道理,落實“育人”的目的。韓愈認為:“師者,所以傳道、授業(yè)、解惑也。”世界著名的牛津大學和劍橋大學都以培養(yǎng)有“教養(yǎng)”的人為目標。他們認為培養(yǎng)學生有“教養(yǎng)”,比具有高深學識更為重要,教育的成果“不是書面是人”。作為入學第一門基礎課的任課教師,當然有義務向學生進行一次“做人”的道德思想教育。

曾經兩度獲得諾貝爾獎的居里夫人在法國發(fā)現(xiàn)了新元素,毅然選擇自己的祖國波蘭來命名它為“釙”(Pdandium);我國化學專家侯德榜,早年留美,1920年獲得哥倫比亞大學研究院化學工程博士。1921年毅然回國,面對國際制堿托拉斯對我國堿業(yè)的壟斷,決心振興民族化學工業(yè)。他不辭勞苦,潛心研究,首先提出了聯(lián)合制堿法,被公認為侯氏制堿法,為我國制堿業(yè)做出了輝煌的貢獻③。適時對學生進行一些諸如此類的愛國主義思想教育,能激勵學生為振興我國的中醫(yī)藥事業(yè)而學習的熱情。

二、重視學習能力的培養(yǎng)與訓練

對于剛從高中升人大學的新生,多習慣于原來的學習方法,并以中學的教學模式要求教師。而實際上,大學課程內容多,信息量大,授課進度快,課堂復習輔導時間少,但自習課相對增多。因此,新生可能會出現(xiàn)兩種不良現(xiàn)象:一是放松學習,利用自習課、晚上時間來彌補高中階段因緊張應試而失去的玩樂時間;二是找不到適合自己的學習方法,被老師拖著疲憊地向前趕進度。為了避免這些現(xiàn)象,教師必須給予正確的引導。

1.重視課前預習,提高學習能力。先告訴學生每章的重點、難點,課堂講授大約幾學時,講授的基本內容,讓學生心中有數。每次提前下發(fā)預習內容,給學生布置明確、具體、帶有啟發(fā)性的閱讀提綱,或設置一系列閱讀思考題,幫助他們把握重點,了解難點,預先了解知識的脈絡體系。

2.課后歸納,啟發(fā)思考。每章內容學習完之后,要求學生先自

己歸納總結本章所學內容。歸納總結可以按照事物求同的某種屬性,運用求同思維去進行;也可以根據事物本質加以概括,使知識更加簡約,更加精練,更加便于理解和記憶。譬如理論部分可用條理式,比較式。如在“弱酸弱堿電離”、“緩沖溶液”、“沉淀平衡”中都提到了“同離子效應”的概念,有無類似之處;在“分子結構”一章中,提到了多種化學鍵理論,可比較這些理論提m的先后順序,各自的優(yōu)缺點,更適用于解決那一類問題;在“酸堿平衡”一章中公式很多,它們在使用時各有什么局限性;等等。在進行這樣比較、歸納、總結后,可將前后知識梳理清晰。在此基礎上可啟發(fā)學生獨立思考融會貫通。

三、尊重傳統(tǒng),結合中醫(yī)藥特點,活躍教學氣氛,啟迪智慧

諾貝爾獎獲得者楊振寧先生在比較了中美的教學方法后指出④:中國的傳統(tǒng)教學方法重視演繹、推理,其結果就是按部就班,嚴謹認真,基礎好,但創(chuàng)新精神不足;而美國的教學方法中歸納、綜合和分析相互滲透,雖不夠嚴謹,但其效果是獨立思考和創(chuàng)新精神強。雙螺旋結構是1953年由一位青年生物學家沃森和另一位青年物理學家克里克提出的,但他們的研究方法應該講是模仿化學家鮑林的。鮑林依靠他在結構化學方面的優(yōu)勢,從原子之間的立體化學關系,氫鍵的配置,采用拼搭模型的手段,就將一螺旋的結構“猜”了出來。教學中訓練學生從大量的知識堆積中找出共性,上升到理性認識的思維方法,不僅能提高學習效率,更能培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。通過這種教學方式,開發(fā)了學生學習的各種潛能(分析、理解、記憶、想象等),達到了素質教育的目標。

無機化學的特點是知識繁雜,有人戲稱無機化學為“無理化學”。如果教師不注意調整教學方式,一本教材,一支粉筆,面無表情講完一本書,學生也只會死氣沉沉,心不在焉地聽完一本書。教師與學生感情上沒有溝通,教與學配合不緊密,學生對這一學科的學習就不會有太大的熱情。愛因斯坦有句名言:“興趣是最好的老師?!睂W生對某一學科有強烈的興趣時,就會產生積極的探索精神,從而提高學習的自覺性和學習效率。

1.理論與實際相結合,激發(fā)學生的學習熱情。如介紹無機化

合物在中藥方劑中的應用時,可治流行性乙型腦炎的“白虎湯”:生石膏50g,知母18g,甘草6g,粳米9g。方中君藥生石膏[c.so·H20]味辛甘,性大寒,善能清熱,并能止渴除煩。治療暑濕的“六一散”:滑石18g,甘草3g。方中君藥滑石[Mm(Si,O.。)(0H)】能清tl,解暑熱,滲濕利小便。暑濕證兼tl,悸怔忡,失眠多夢者,用六一散加辰砂,燈心湯調服,即“益元散”。用于清熱開竅,豁痰解毒的“安宮牛黃丸”:牛黃、郁金、黃連、朱砂、山梔、雄黃、黃芩各一兩,水牛角濃縮粉一兩,冰片、麝香各二錢五分,珍珠五錢,金箔衣。方中牛黃味苦而涼,能清心解毒,熄風定驚,豁痰開竅與麝香共為君藥;佐以朱砂【Hgs】、珍珠[CaCO,】鎮(zhèn)心’安神,以除煩躁不安;雄黃【As2S2】助牛黃以豁痰解毒;用金箔【Au】為衣,亦是取其重鎮(zhèn)安神之效⑥。這些例子學生很有興趣,也緊密聯(lián)系了無機化學與中醫(yī)藥的關系。

2.利用課堂演示實驗,增強教學互動性。如講配合物一章時,用演示實驗就可很好地導人配合物的定義,取得更好的效果。另外有很多元素性質部分的驗證實驗因學時有限,學生不能在實驗室做,對于其中重要的、經典的實驗,可在課堂上演示,并請學生毛遂自薦上臺示范。示范時一方面要先分析實驗現(xiàn)象;另一方面為了觀察到是否發(fā)生了反應,就要體現(xiàn)出是否有現(xiàn)象變化,那么加試劑的先后順序也應事先琢磨好。這樣學生不僅掌握了書本知識,在實際操作中鍛煉了動手能力,提高了分析能力,也使課堂氣氛更活躍,提高了學生的學習興趣。

3.探究教學方法,教學相長。教師在課堂上儀表端莊,和顏悅色,精神飽滿,思維敏捷,幽默機智,則課堂氣氛活躍,師生關系融洽。教師還應創(chuàng)造機會讓學生發(fā)問,加強課堂教學的雙向交流,做到教學相長,師生互動。對于學生提出或回答的問題給予肯定,保護其積極性。多給予學生表揚,多用激勵性和指導性語言來激發(fā)學生的上進性、自尊心。學生喜歡這樣的化學老師,對化學學科也會產生一種親切感,即所謂“親其師,信其道”。

四、鼓勵創(chuàng)新,利用現(xiàn)代化手段激勵學生學以致用。

篇3

關鍵詞:高中教學;有機化學教學;教學策略

部分學生由于對高中有機化學沒有掌握到學習要領,因此對化學知識吸收能力不強、不能靈活運用知識,出現(xiàn)知識拖欠情況,逐漸跟不上課堂進度,進而陷入學困境地。針對這一問題,高中化學教師該如何采取有效措施去這一問題的癥結所在,是本文中筆者所要重點提出與研究的。

1基于學生的學習興趣,選擇教學的最佳時機

對于任何學習科目而言,良好的學習興趣都是其能夠主動投身到學習過程當中,在課堂上完全跟隨教師的思維而展開學習和理解活動的重要基礎與前提。所以教師在展開有機化學教學的過程中,要充分把握學生的興趣點,選擇更加符合高中生心理特征、思想特點以及興趣愛好表現(xiàn)的教學時機,在課堂上引入新內容、新觀點以及教學重點等。由于化學本身是與現(xiàn)實生活、人類生活科技進步、乃至于人體機能構造都有著密切聯(lián)系的學科,因此教師可以通過引入這樣一種關聯(lián)性,有效激發(fā)學生的學習興趣。再例如,整個高中化學教材的設置,其內容劃分為有機化學和無機化學兩大版塊,當無機化學的學習結束之后,學生隨即而來接觸到的就是有機化學,這個時候就有可能因為接觸到一個全新的知識體系,而感到好奇和興奮,這本身就是一個興趣拔高點,也是教師可以用來把握教學的第一個最佳時期。

2處理好不同知識模塊之間的過渡與銜接

高中有機化學部分的教材內容涉及主要包括兩方面內容,即必修板塊和選修板塊。相對而言,前者是內置于“化學與可持續(xù)發(fā)展”部分展開的較為籠統(tǒng)的介紹,而后者則是相對獨立的教學板塊,有非常詳盡的有機化學教學內容與模塊設置。鑒于此,教師在展開具體的教學活動時,就需要充分處理好這二者之間的關系,做到必修內容和選修內容之間的有效銜接,使學生產生良好的過渡和緩沖心理,具體來說,主要包括下述兩方面內容:首先,時刻把握化學課程學習的主題與精髓,即“結構決定性質,性質反應結構”。同時這也是有關有機化學學習的一項非常重要的指導思想,在解決諸多有關該系列內容的題目當中會發(fā)揮十分重要的作用。它指的是學生必須充分認知和理解“官能團”在有機化學學習過程中所能起到的作用和所扮演的角色,在通過必修課程模塊當中理解和掌握到一定有機化學代表物的基礎上,能夠根據“官能團”的一致性,由代表性物質引申出一系列具有相似性或關聯(lián)性的物質,例如從甲烷到乙烷,甲醛到乙醛,甲醇到乙醇的過渡;或者由乙醇過渡到一半醇類化合物和其它經濟基化合物等,實現(xiàn)從個性到共性的推論。其次,充分認知和理解自然科學學習的主要方法———“歸納、演繹和類比推理”。例如在學習脂肪烴這一章節(jié)的相關內容時,就可以充分采用“復習再現(xiàn)、遷移提高”的教學模式。教師可以首先通過演示甲烷、乙烯等有機化學物質的立體模型,通過復習、總結出個性特點和結構規(guī)律;然后通過學習遷移,根據有機化學學習的關鍵點“結構決定性質”,進一步的出所有有關烷烴、烯烴的結構化學式的表達方法、結構特點以及其性質表現(xiàn)。其目的在于讓學生在手動的觀察過程中,能夠更為清晰和直觀到感受到有機化學的空間感、和立體感,從而在由手到眼、再到思考的過程中,不斷提升個人的思維判斷能力和類比遷移能力。

3利用多媒體或其它現(xiàn)代化的教學設備輔助教學

有機化學當中所涉及到的物質大多具有非常復雜的結構特征,其內部空間排列、次序以及不同元素之間的組合關系都呈現(xiàn)著非常明顯的特殊性,會為學生理解和充分認知這一章節(jié)與該系列內容的知識帶來一定的困難。因此在有機化學教學過程中充分使用各類輔教學資源(掛圖、視頻影像、立體模型等)就顯得十分重要。通過引入各類現(xiàn)代化的輔教學設備,不僅可以讓學生對有機體的空間構型、元素比例、結構排列以及同分異構等問題產生非常直觀的認知,還能在一定程度上培養(yǎng)學生的空間想象力和思維關聯(lián)性,從而起到加深學生學習效果與理解力、記憶力的作用。

4注重對學生學習能力和分析能力的培養(yǎng)

對于有機化學的學習者而言,在教材設置促使其必須有傳統(tǒng)無機化學轉向有機化學進行過渡時,會出現(xiàn)思維上和學習方法上的“不適應”,其不僅表現(xiàn)在解題過程和理解問題中出現(xiàn)的“不適應”,也表現(xiàn)在課堂上傳統(tǒng)的思維模式卻沒有辦法接受全新的知識講解過程,事實上這些都是由有機化學這一全新知識模塊其獨有的特點所造成的。相對于有機化學,無機化學從整體課程的設置以及內容的排不上來說,所涉及到的知識點、記憶點都比較少,需要強行理解的部分也不多。但是由于有機化學本身是“結構至上”的一系列內容,因此多樣的組合導致了多樣的變化,也導致了學科的復雜性,這就對學生的綜合素質出現(xiàn)了不小的挑戰(zhàn)與更高的要求。在這樣一種局面下,學生就要打破傳統(tǒng)的思維定式,不斷提升自我的思維判斷能力和邏輯分析能力,以一種全新的視角來展開有機化學的學習。

5結語

綜上所述,高中有機化學部分的教學是整個高中化學進程中的關鍵點與難點。對于化學教師而言,為提高教學質量就需要基于學生的學習興趣,選擇教學的最佳時機;處理好不同知識模塊之間的過渡與銜接;利用多媒體或其它現(xiàn)代化的教學設備輔助教學;注重對學生學習能力和分析能力的培養(yǎng)———只有這樣才能讓學生逐漸克服對于有機化學學習的困境,從而更好地投入到對知識理解和內容吸收的過程當中。

參考文獻

[1]周莉.新課改下有機化學教學有效性分析[J]理科考試研究:高中版,2013,20(12):65-66.

篇4

化學是護理專業(yè)的基礎課程。本文對護理專業(yè)的無機化學、有機化學、分析化學幾門課程的教學內容進行了整合,以期待基礎化學能更好的服務護理專業(yè)的專業(yè)課程。

關鍵詞:

護理專業(yè);化學;教學;整合

高職高專護理專業(yè)的化學課,既是公共課,又是專業(yè)基礎課。公共課是指以作為社會存在的個體必須掌握的基本的社會共同知識為標準,而不應以專業(yè)學習的“夠用”為標準。專業(yè)基礎課是后續(xù)專業(yè)課學習的基礎,旨在讓學生掌握與護理聯(lián)系緊密的基礎化學知識、理論的同時,掌握化學實驗的基本操作和技能,具備科學思維能力、嚴謹的科學態(tài)度和創(chuàng)新精神,為其它后續(xù)課程的學習及今后的發(fā)展打好基礎[1]。

1化學與護理專業(yè)的關系

1.1人體生命與化學

人體是由糖類、蛋白質、脂肪、核酸、無機鹽和水等化學物質組成。人體的生命過程也是很復雜的物質變化過程,一切生理、病理現(xiàn)象、代謝過程都與化學密不可分。要掌握人體這一系列變化過程的本質就必須學好化學。

1.2疾病預防與化學

在疾病預防中,常用化學方法對空氣、食物、飲用水等進行監(jiān)測與處理,從而找到預防疾病的有效措施。如配制消毒劑、酒精、注射液以及以上物質的保存及使用的注意事項等都要運用化學知識。

1.3疾病診斷與化學

疾病確診后就急需藥物來進行治療,各種藥物的組成成分、化學結構、理化性質及其在體內所發(fā)生的變化和作用都與化學有密切聯(lián)系。如臨床上常用氫氧化鋁、碳酸氫鈉、乳酸鈉來治療胃病。由此可見,化學是是與護理專業(yè)緊密聯(lián)系、不可缺少的基礎課程,是專業(yè)課程的前置課程,想學好護理專業(yè)的基礎課程必須首先學好化學,而現(xiàn)階段的護理專業(yè)的基礎化學課程無論從內容上還是習題設置上都明顯滯后,不能引起學生的學習興趣,嚴重影響基礎化學的教學效果,所以必須對其進行改革,才能適應現(xiàn)代護理觀下的教學需要。

2高職高專護理專業(yè)基礎化學教學現(xiàn)狀

高職高專的學生大多數基礎知識比較薄弱,排斥傳統(tǒng)的教學觀念,喜歡動手,但不善于學理論;思維活躍,但缺乏韌性;有渴望成功的心態(tài),但是缺乏耐心;有一定的,但是缺乏實際的動手經驗;接收新知識很快,但是缺乏對知識的梳理和深入的思考;自學能力較弱;缺乏自我管理、約束性。在這種情況下,如果讓學生按部就班的學習無機化學、分析化學、有機化學的課程內容,難度比較大,所需課時過多,會占用專業(yè)課課時,影響專業(yè)課程的進度。從教師的授課方式上看,多數教師一味地跟著教材走,教學內容單一,教學手段陳舊,教學方式不會變通,不能很好的融合化學知識和護理專業(yè)知識,學生聽課索然無味,沒有發(fā)揮學生學習的主動性。從現(xiàn)有教材上看,基礎化學教學內容繁多而廣泛,許多知識的理論性太強,而實際應用價值不大,如現(xiàn)有教材中的雜化軌道、緩沖容量、電極電勢的計算、有機化學的反應歷程等知識難度太大,在進行基礎化學整合時應進行刪減,整合過程中應該突出重點,注意補充進與生活常識和專業(yè)課程相關的內容。經過整合,化學教學從學生聽不懂、不想聽轉化成是能聽懂的,愛聽的[2]。為了更好的讓化學服務于護理專業(yè)的專業(yè)課程,整合基礎化學課程整合勢在必行。課程整合從狹義上講,是指一種特定的課程設計方法;從廣義上講,課程整合不僅是一種組織課程內容的方法,還是一種課程設計的理論以及與其相關的學校教育理念。為了培養(yǎng)出“高素質、技能型”的護理人才,筆者遵循高職高?;A化學教學的特點,選取護理專業(yè)為研究對象,將基礎化學教學內容與護理專業(yè)課進行相互融合,力爭使整合后的課程既在宏觀上涵蓋學校教學系統(tǒng)的學生、內容等要素,也要在微觀上涉及到認知,情感、技能能成分,讓基礎化學更好為護理專業(yè)課程服務。

3針對護理專業(yè)課程調查后進行的基礎化學內容梳理

作為專業(yè)課程的前期的基礎課程,要想改好化學課程,必須掌握專業(yè)課程需要哪些化學內容,為此筆者調研了護理專業(yè)的專業(yè)課教學內容,對所需基礎化學內容做了如下統(tǒng)計:3.1無機化學:物質的量及相關計算;化合物的結構及性質;離子反應;溶液的酸堿性;酸堿中和;鹽類的水解;化學平衡;影響化學反應速率的因素;分子間作用力。3.2有機化學:有機官能團的辨別;糖類、脂類、蛋白質的結構及性質;雜環(huán)化合物;對映異構。3.3分析化學:溶液的配制;溶液的稀釋及溶液濃度的計算。除了以上內容上的整合外,筆者還認為在實際教學中應該引入大量和護理相關的教學實例,提高學生的學習興趣。如各種常見藥品的主要成分所屬的化學物質,從而引申其性質,最后再次重申其應用以加深鞏固化學知識。實例:在講解酸堿中和的時候可引入常見胃藥“胃舒平”。通過PPT圖片展示“胃舒平”的主要成分為Al(OH)3,講解從物質分類上屬于弱堿,有堿的通性,所以可以中和過多的胃酸,再延伸到化學方程式的書寫。有了實例,讓書本上的印刷體可以躍然紙上,讓學生更好理解和接受。

4整合后的預期教學效果

通過教學整合與改革,期望我們的學生能夠具備以下能力:獨立認領與正確使用化學儀器;重點掌握溶液的配制方法;根據實驗要求,通過文獻查閱設計出合理的實驗方案,獨立完成實驗設計;描述實驗現(xiàn)象,正確、規(guī)范地完成實驗記錄。參與課堂討論,課后及時復習和獨立完成作業(yè),努力提高學習和獲取知識的能力;認識科學探究的意義和基本過程,能提出問題,進行初步的探究活動;學會運用比較、分類、歸納、概括等方法獲取信息并進行加工,能用文字、圖表和化學語言表述有關的信息;參與交流和討論,學會清楚地闡述自己的觀點,表達交流學習方法。感受并認同化學在社會發(fā)展和醫(yī)藥研究中的積極作用,保持和增強對化學現(xiàn)象的好奇心和探究欲,發(fā)展學習化學的興趣,形成一套行之有效的學習方法;關注與化學有關的社會問題,逐步樹立珍惜資源、愛護環(huán)境、合理使用化學物質的觀念;發(fā)揚善于合作、勤于思考、嚴謹求實、勇于創(chuàng)新和實踐的科學精神??傊瘜W教師在教學中要不斷總結、不斷整合教學內容,并配以適當的教學方法,通過對護理專業(yè)化學基礎知識與護理專業(yè)整合的實踐研究發(fā)現(xiàn),學生對所講授的學習內容越感興趣,對知識與技能掌握得越扎實。同時,在化學課上引入護理專業(yè)問題,也為學生學習后續(xù)課程打下了堅實基礎。當然,目前的整合實踐仍處于初始起步階段,要想讓教學設計更加合理,教學效果更好,還需不斷深入探索和反思,以使基礎化學教學能更好的服務于護理的專業(yè)課程。

參考文獻

[1]華美玲.關于高職護理專業(yè)化學教學的幾點思考[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2006,(11):94-95.

篇5

關鍵詞: 綠色化學理念 化學實驗 藥學專業(yè)

20世紀90年代,在環(huán)境與發(fā)展矛盾日益突出的形勢下,綠色化學作為新興交叉學科應運而生,利用化學技術和方法減少甚至消滅對人類健康、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑、產物、副產物等的使用和產生。綠色化學的理想是不再使用有毒、有害物質,不再產生廢物,它是一門從源頭上阻止污染的化學。

化學是一門以實驗為基礎的自然科學,實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和優(yōu)良素質的有利手段。藥學實驗教學與綠色化學聯(lián)系最為緊密,藥學專業(yè)的實驗課大多與化學有關。實驗室是高校進行教學和科研的重要基地,是激發(fā)學生學習興趣和培養(yǎng)學生實踐能力的重要場所。但由于現(xiàn)有技術水平的限制,為了達到某些教學目的,不得不開設一些非綠色實驗,由此而產生廢液、廢渣、廢氣。目前我國高校的各類藥學(化學)實驗室就像一座座微型化工廠,每天排放著各種污染物,而且由于化學實驗中所用試劑品種多,排放的污染物成分復雜,治理起來更加困難,并對生態(tài)環(huán)境造成很大污染。因此,在高校藥學專業(yè)藥學(化學)實驗課中滲透綠色化學理念已迫在眉睫[1]。

我?,F(xiàn)行的藥學專業(yè)化學實驗課程體系是:無機化學實驗、有機化學實驗、分析化學實驗和物理化學實驗,簡稱四大化學實驗。將綠色化學新理念適時地滲透于四大化學實驗課程中具有重要意義。

一、無機化學實驗綠色化

無機化學實驗作為藥學專業(yè)學生進入大學后的第一門化學基礎實驗課,在整個藥學教學過程中處于舉足輕重的地位,將綠色化學理念融入其中,不僅能保證學生具有良好的實驗環(huán)境,而且能使學生在潛移默化中感受綠色化學的教育[2]。

在化學實驗中廢液、廢渣的排放是不可避免的,根據實驗目的,在不影響實驗效果的前提下盡量使用低毒和無毒化學試劑替代有毒化學試劑以減少有毒試劑的排放。例如:傳統(tǒng)實驗中,沉淀離子及沉淀劑大部分使用的是Pb(NO■)■和K■CrO■,采用這些沉淀離子及沉淀劑現(xiàn)象比較明顯,但Pb、Cr是有毒重金屬,排放到水中會對水資源造成嚴重污染。為了既保留傳統(tǒng)實驗的精華,又減少實驗廢棄物對環(huán)境的污染,我們根據綠色化學理念及多相離子平衡的實驗原理重新選擇沉淀離子及沉淀劑。對傳統(tǒng)實驗和改進實驗進行對比如下(表1)。

表1 傳統(tǒng)實驗和改進實驗的對比

結果表明:改進后實驗效果也非常好,同樣達到了實驗目的,并且減少了有毒物質的使用和排放,實現(xiàn)了無機化學實驗的綠色化。

同時,利用計算機模擬化學實驗可減少藥品的損耗,安全且可防止環(huán)境污染,此方法適用于模擬那些易燃、易爆危險性較大的實驗,以及演示某些常規(guī)所不允許的實驗操作,如用啟普發(fā)生器制取乙炔等。

二、有機化學實驗綠色化

大部分有機化學實驗課采取傳統(tǒng)教學模式,即基本操作實驗、基礎性質實驗、合成實驗,存在諸多弊端[3]。隨著實驗設備的不斷更新與完善,充分利用實驗室現(xiàn)有實驗條件,將有機化學實驗實行綠色化,不僅能鍛煉學生的基本實驗操作能力,而且可降低“三廢”的排放,減少對環(huán)境的污染。

首先,合理選擇和重組實驗內容,不但滿足了培養(yǎng)學生實驗技能和科研能力的需要,而且體現(xiàn)了有機化學綠色化的思想[4]。例如,將“由苯制備硝基苯”“鉻酸氧化法制備環(huán)己酮”等實驗刪除,因為此類實驗中原料和產物的毒性較大,會通過皮膚進入血液而引起中毒并且在體內難以代謝。同時可增加“從茶葉中提取咖啡因”綠色化實驗[5],此實驗中練習了三個實驗操作:回餾、蒸餾和升華,不僅訓練了學生的動手操作能力,而且所用藥品和試劑無毒無污染。在達到應有實驗效果的同時減少了實驗原料對環(huán)境的污染。

其次,利用半微量實驗代替常量實驗。在半微量化實驗教學過程中,把化學實驗“綠色化”作為探究型課題,讓學生進行探究,鼓勵他們對原有可能導致環(huán)境污染的常規(guī)實驗方法進行改進或重新設計[6],減少藥品用量,選用低毒試劑。

三、分析化學實驗綠色化

分析化學是藥學專業(yè)學生的必修課程,分析化學實驗與其他實驗一樣,在傳統(tǒng)的樣品采集、處理、測試中均會產生一些有毒有害或對環(huán)境不友好的廢棄物。將綠色化學思想融于分析化學試驗教學中,有效地減少實驗過程中對環(huán)境造成的污染,培養(yǎng)學生的綠色化意識是高校分析化學實驗教學改革的重點[7]。

將單個獨立的實驗以串聯(lián)形式連起來,可最大限度地利用化學試劑。例如,重鉻酸鉀法測定鐵含量是一個非常經典的分析化學實驗,并且與實際聯(lián)系緊密,學生通過此實驗可以進一步掌握氧化還原滴定法的基本原理。實驗中所用的重鉻酸鉀非常穩(wěn)定、易提純并且氧化性適宜,適合用作滴定劑。為此,我們將重鉻酸鉀法測鐵含量和間接碘量法實驗進行串聯(lián),在重鉻酸鉀法測鐵含量實驗中用來潤洗滴定管的重鉻酸鉀和滴定結束后剩余的重鉻酸鉀溶液進行再利用,因為該部分溶液仍較純凈且濃度在一定范圍,作為廢液棄置非常浪費。因此,可測定單獨收集的該部分重鉻酸鉀溶液的準確濃度,作為間接碘量法中標定Na■S■O■的基準物質。由此可見,串聯(lián)實驗一方面可以減少藥品的浪費,另一方面能夠相對降低對環(huán)境的污染。

四、物理化學實驗綠色化

物理化學實驗課是繼普通物理、無機、分析等前修實驗課后的一門綜合基礎化學實驗課,是連接基礎學科、應用學科和科學研究的橋梁,對于培養(yǎng)學生“綠色化學”意識具有直接作用[8]。

首先是實驗裝置綠色化。在諸多物理化學實驗中,傳統(tǒng)的測溫、測壓儀器都是大量含汞儀器。如在測量凝固點下降時使用的貝克曼溫度計、測定液體飽和蒸汽壓時使用的U型管水銀壓力計、測量大氣壓時使用的水銀氣壓計等。水銀是有毒有害的物質,實驗過程中一旦操作不慎,發(fā)生泄露,將造成污染,危害學生和教師的健康。因此,可使用新型測溫測壓儀器,例如用數字式精密溫差測量儀取代原有的貝克曼溫度計;用數字式低真空測壓儀取代原有的U型管水銀壓力計;用數字式氣壓計取代水銀氣壓計。它們采用新型傳感技術,精度高、穩(wěn)定性好、無污染。這些儀器的使用不僅解決了汞污染問題,而且操作簡單、讀數清晰、測量精度高,使物理化學實驗的測溫測壓手段更方便更安全。

其次是實驗內容綠色化。根據“綠色化學”從源頭消除污染的原則,可采用無毒或低毒的藥品代替有毒藥品的方法實現(xiàn)實驗的綠色化。如在“雙液系相圖”實驗中可用環(huán)己烷代替苯,環(huán)己烷的毒性還不及苯的十分之一。此外,在“純液體飽和蒸汽壓的測定”實驗中的用純水為研究對象替代純有機液體,在“表面張力測定”實驗中使用乙醇代替正丁醇,使化學藥品的污染在源頭上得到了控制。實驗經改進后污染程度降低,實驗成本降低,同時實驗效果很理想。

綠色化學作為一種理念,滲透到藥學專業(yè)化學實驗課中很有必要,有充分的可行性。這種意識不僅有助于學生最大限度地拒絕或減少化學實驗造成的環(huán)境污染,更加重要的是能夠促使學生主動從身邊做起,從“點滴”做起,在強化綠色化學和環(huán)境保護意識的過程中逐步成為集科學精神與人文修養(yǎng)于一身的合格藥學專業(yè)大學生。

參考文獻:

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[3]吳興奮.有機化學實驗教學新模式與《綠色化學》[J].中國教育技術裝備,2006(9):9-10.

[4]李和平,龍暉.改革有機化學實驗,提高學生創(chuàng)新能力[J].實驗科學與技術,2007,5(4):81-82.

[5]楊紹娟,孟令強.高校有機化學實驗綠色化教學探討[J].安徽農業(yè)科學,2013,41(21):9175-9178.

[6]張繼成.在化學創(chuàng)新教育中應重視微型實驗的研究與應用[J].實驗技術與管理,2007,24(12):126-128.

[7]王元蘭.分析化學實驗教學中進行綠色化學教育的探索與實踐[J].廣東化工,2007,12(34):109-111.

篇6

[關鍵詞] 普米克令舒;霧化吸入;兒童哮喘;血清;白細胞介素-1β;白細胞介素-12

[中圖分類號] R725.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210(2012)10(a)-0040-03

兒童哮喘是較為常見的一種臨床疾病,主要由患兒氣道發(fā)生了慢性炎癥反應而引起[1-3]?;純后w內細胞因子發(fā)生紊亂是急性哮喘發(fā)作的關鍵因素之一,常伴有血清中IL-1β和IL-12水平發(fā)生變化[4-6]。普米克令舒是一種吸入型糖皮質激素,可促進機體內的腎上腺皮質激素的生成,進而起到抗炎的功效[7-8。為了探討普米克令舒霧化吸入佐治兒童哮喘的臨床療效及對血清中IL-1β和IL-12的影響,本院選取兒童哮喘患者364例分別采用不同的治療方法進行對比研究,現(xiàn)報道如下:

1 資料與方法

1.1 一般資料

本院2010年11月~2011年12月收治的兒童哮喘患者364例,年齡1~13歲,平均(4.8±3.2)歲,其中,男205例,女159例。患兒均符合中華醫(yī)學會兒科學分會呼吸學組制訂的兒童哮喘診斷標準[9]?;純航?個月未行手術,排除先天性疾病或其他臟器器質性疾病患兒。將所有患兒隨機分為兩組,采用常規(guī)治療患兒182例為對照組,采用常規(guī)治療聯(lián)合普米克令舒治療的患兒182例為觀察組。兩組患兒間一般資料(性別、年齡、平均年齡等)比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05),具有可比性。

1.2 方法

對照組采用常規(guī)治療,內容主要為抗感染治療、抗病毒治療、甲基潑尼松沖擊、營養(yǎng)支持等,根據患兒的具體病情,適當給予吸氧、鎮(zhèn)靜、吸痰等治療。在對照組常規(guī)治療基礎上,觀察組聯(lián)合使用普米克令舒霧化吸入治療(阿斯利康公司生產,批號為738808),混懸液比例為2 mL 0.9%氯化鈉溶液+1 mg普米克令舒,6~10 min/次,3次/d。治療療程均為7 d。治療前后分別抽取患兒清晨空腹靜脈血5 mL,分離血清,于-20℃保存待測。血清IL-1β和IL-12均采用酶聯(lián)免疫吸附法進行測定,試劑盒為上海雅吉生物科技有限公司生產,嚴格按照操作說明書進行檢測。

1.3 評分標準

參考張品忠[4]研究的評分方法:①咳嗽:根據患兒無、輕、中、重咳嗽情況分別評分為0、1、2、3分。②喘息:根據患兒無、輕、中、重喘息情況分別評分為0、1、2、3分。③呼吸困難:根據患兒無、輕、中、重呼吸困難情況分別評分為0、1、2、3分。④肺內哮鳴音:根據患兒無、輕、中、重肺內哮鳴音情況分別評分為0、1、2、3分。

1.4 統(tǒng)計學方法

所有數據資料均采用SPSS 16.0統(tǒng)計學軟件進行處理,計量資料數據以均數±標準差(x±s)表示,比較采用t檢驗,以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1兩組患兒療程結束后臨床癥狀評分比較

兩組患兒療程結束后臨床癥狀評分比較結果顯示(表1),觀察組咳嗽、喘息、呼吸困難、肺內哮鳴音評分均明顯低于對照組,差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。

2.2 兩組患兒治療前后的血清IL-1β水平變化情況比較

兩組患兒治療前后的血清IL-1β水平變化情況比較結果顯示(表2),治療后,觀察組血清IL-1β水平明顯低于對照組,觀察組血清IL-1β的下降值明顯大于對照組,差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。

2.3 兩組患兒治療前后的血清IL-12水平變化情況比較

兩組患兒治療前后的血清IL-12水平變化情況比較結果顯示(表3),治療后,觀察組血清IL-12水平明顯低于對照組,觀察組血清IL-12的下降值明顯大于對照組,差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。

3 討論

哮喘是兒童較為常見的呼吸道疾病,反復喘息是兒童哮喘的重要診斷指標。哮喘兒童常伴有不同程度的心理影響,使得疾病更加惡化[10]。毛細支氣管炎是兒童哮喘中最為常見的,容易反復發(fā)作,主要發(fā)病機制為患兒的氣道出現(xiàn)了不同程度的慢性炎癥反應,使得機體嗜酸性粒細胞、肥大細胞、CD4+等T淋巴細胞大量增生,伴隨著大量白細胞介素的生成,IL-1β和IL-12是兩種較為典型的白細胞介素。IL-1β是機體內的單核因子,可由巨噬細胞、表皮細胞、單核細胞、樹突狀細胞等進行細胞合成或分泌時生成,是機體發(fā)生炎癥反應的主要成分之一,具有重要作用。IL-12是機體的抗原受到刺激后,由巨噬細胞、單核細胞、B淋巴細胞生成的,可有效刺激K細胞與NK細胞的活性,加速體內NK細胞、CD4和CD8等T淋巴細胞的大量增值。IL-12還可加速體內Th0細胞分化為Th1細胞,進而加速炎癥反應。

普米克令舒作為一種糖皮質激素,經霧化吸入而進入機體氣道后,對患兒氣道局部會產生良好的抗炎效果,有效抑制體內炎性細胞和介質的快速釋放,進而降低了患者氣道的高敏反應性。通過對患兒對氣道會產生收縮血管作用,減少氣道黏膜組織的水腫和黏液腺的分泌,達到平喘和改善氣道通氣的目的,可以明顯緩解患者的臨床癥狀,尤其是咳嗽、喘息、呼吸困難、肺內哮鳴音等病癥的緩解。普米克令舒具有非特異性抗炎效果,其抑制炎癥反應和變態(tài)反應的強度約為地塞米松的20倍,將近氫化可的松的600倍,即便使用小劑量的普米克令舒也可取得顯著的臨床效果。

本次研究表明,經治療后,觀察組咳嗽、喘息、呼吸困難、肺內哮鳴音評分均明顯低于對照組,普米克令舒有效緩解了患兒的臨床癥狀,減輕了患兒的痛苦。觀察組血清IL-1β水平明顯低于對照組,觀察組血清IL-1β的下降值明顯大于對照組,觀察組血清IL-12水平明顯低于對照組,觀察組血清IL-12的下降值明顯大于對照組,說明普米克令舒起到了調節(jié)患兒體內IL-1β和IL-12水平的獨特功效,抑制了炎癥級聯(lián)反應的發(fā)生,良好改善了患兒的機體微循環(huán)。普米克令舒對患兒的刺激性較小,使用過程中所有患兒并未出現(xiàn)不良反應。

綜上所述,普米克令舒霧化吸入佐治兒童哮喘具有顯著的臨床療效,可以大幅減低患兒血清中IL-1β和IL-12水平,有效調節(jié)患兒體內的炎性環(huán)境,是一種安全有效的治療方法,值得臨床推廣使用。

[參考文獻]

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[4] 張品忠.普米克令舒霧化吸入佐治兒童哮喘的療效及對血清中IL-1β和IL-12影響的臨床研究[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生,2011,49(18):87-88.

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篇7

1、通過食品分析,研究天然食品、配方食品和加工食品的組成和特性以及是否摻雜和污染,以確定食品產品是否符合食品衛(wèi)生要求和是否達到營養(yǎng)和感官標準。

2、結合食品加工中食品成分的化學變化的研究,開發(fā)食品保藏方法,減少食物損失浪費,延長貯存期,保持其營養(yǎng)成分如維生素含量及色、香、味等感官品質,防止或延緩食品變質和哈敗。

3、為改進食品質量和開發(fā)新型食品提供依據,如建立合理營養(yǎng)配方食品,添加某些成分制取強化食品,開發(fā)植物蛋白以及高溫瞬時殺菌技術,采用無菌包裝和擠壓膨化等可以保留較多營養(yǎng)成分和保證優(yōu)良感官質量的新工藝。

4、對食品質量進行監(jiān)督和管理,提供質量信息,為消費者提供食品化學知識,指導消費。

一、傳統(tǒng)教學與項目化教學的區(qū)別

很多高職高專學生自卑心較強,基礎知識較差,學習能力較弱,成績不理想。他們的學習興趣絕大部分取決于學習內容。對感興趣的、要求實際操作的東西學習積極性較高,而對內容枯燥、整天坐在教室授課的教學內容則體現(xiàn)出來學習效率較低。普遍高職高專學生體現(xiàn)出自學能力較差,不愿意多花時間在學習知識環(huán)節(jié)上。總體來講,高職高專學生體現(xiàn)出來學習積極性較為被動的特點

傳統(tǒng)高職高專的教學方法是教師以授課為主要方式,課堂以教師為主體,學生為接收者來進行。教師與學生之間出現(xiàn)主動與被動的關系,這種“填鴨式”的教學方法很大程度上制約了學生自發(fā)組織學習發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力及潛能的發(fā)揮,不能很好地調動高職高專學生的積極性。在《食品化學》課程傳統(tǒng)教學中,教學內容主要按水、糖類、蛋白質、脂類、維生素、有機物等食品組成成分大類來進行分類,以教師課堂講授為主體,以對應實驗為輔開展課程教學。這種傳統(tǒng)的講授教學方法卻恰恰是學生學習效率最低的方式,內容枯燥,形式單一。

而項目化教學法,是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。教師安排課題任務,以項目的形式交給學生。在此期間,教師提出明確的項目任務,在教師的指導下,學生以小組協(xié)作的方式制定計劃,共同完成較為完整的作品。項目在完成時學生可以個人或團隊形式進行自我評估,接受教師以及學生的考評,從而激發(fā)學生的學習動機,促進學生積極主動的學習能力。因此,根據教育部[2006]16號文件中對高職教育人才培養(yǎng)的定位是:高素質技能型人才,圍繞這一培養(yǎng)目標,以突出能力為本位,夯實知識基礎,提高職業(yè)素養(yǎng)為宗旨,將食品化學課程的內容進行重構,實施項目化教學是非常有必要的。

二、《食品化學》項目化課程設計

(一)項目化課程設計整體思路

根據項目化教學的主要思想和理念,《食品化學》課程的設計理念為基于工作過程,實施項目驅動,學訓結合的理念,秉承“訓練角色是職業(yè)崗位,學習的內容是實際工作、通過工作完成學習內容”的原則,以“源于企業(yè)的典型工作任務”和“基于工作過程的崗位技能要求”為標準進行課程設計、教學內容重組、序化、整合,充分體現(xiàn)本課程的專業(yè)性、實踐性和開放性,重點培養(yǎng)學生的組織技能、創(chuàng)新思維及職業(yè)素養(yǎng)。課程開發(fā)應由校企雙方共同完成。在教學環(huán)節(jié)中始終強調以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點,與行業(yè)企業(yè)合作進行基于工作過程的項目課程開發(fā)與設計,充分體現(xiàn)職業(yè)性的要求。

(二)《食品化學》課程進行項目化設計的教學特點

(1)在實際教學過程以知識傳授為主體的傳統(tǒng)授課模式,將無機與分析化學、有機化學、食品化學和部分食品生物化學的內容基于工作過程進行“解構、整合、重組、序化”;

(2)以“做”代“作”,“做”是檢驗工作中動手操作的能力,以“做”強化“算”,以“做”鞏固“記”,在“做”中提升技能,強化計算能力,使學生在學習過程中教、學、做合一,真正達到操作穩(wěn)準、計算精準、記憶快準。

(三)項目化課程教學總體目標

通過滴定分析技術、電化學分析技術、分光光度技術、重量分析技術、有機物檢驗、食品中營養(yǎng)物質綜合檢測等內容的教學和訓練,應使學生掌握常見食品中成分的檢測方法和技術,掌握這些成分對食品品質的影響,理解食品中有害成分的來源,并能應用相關知識正確解釋食品加工中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象及食品安全問題。教學過程中以理論聯(lián)系實際的方式,培養(yǎng)學生應用知識的能力。

(四)教師學生角色轉換

項目化教學要求教師學生的角色應當根據就業(yè)實際崗位來進行轉換。因此,根據食品專業(yè)就業(yè)崗位分析,在這門課程中教師角色可轉換成某食品質量檢測中心的負責人,負責新員工培訓,而學生可扮演剛進入中心的新進工作人員,負責完成各項食品檢測。通過這樣角色轉化,可較大程度地調動學生學習的興趣。

(五)項目化課程內容設計

按照職業(yè)崗位能力的需要,結合無機與分析化學、有機化學和部分食品生物化學,將食品化學內容進行解構、整合、重組、序化。以滴定分析技術、電化學分析技術、重量分析技術、食品中常見的有機物、食品中的營養(yǎng)物質6個項目、以對應多個教學任務為載體,打破以往以知識傳授為主體的教學模式,突出以能力為本位的教學目標。

(六)能力訓練設計

食品專業(yè)學生畢業(yè)后的工作領域主要是農產品質量檢測、食品檢測、食品加工等相關領域。從課程內容整體設計上看,總體體現(xiàn)從單一到綜合的思路。因此,每個項目化教學內容所對應的工作任務(能力訓練項目)也從易到難,呈現(xiàn)出能力要求遞增的趨勢。

(七)考核方案設計

課程考核本身是實現(xiàn)教學目的和檢測學生學習成果的一種手段,而不是目的。通過評價,使學生在課程的學習過程中不斷體驗進步與成功,認識自我,建立自信,促進學生綜合應用能力的發(fā)展;使教師獲取課程教學的反饋信息,對自己的教學行為進行反思和適當的調整,促使教師不斷提高教學水平。

依據評價范圍全面性,評價指標系統(tǒng)性、評價主體多樣性、評價防范綜合性的原則設計全方位、立體化、多層次的課程考核方案,將考核設計方案分為兩塊進行測評,即情境考核(50%)和終結性考核(50%),滿分100分,其中情境考核又分為過程性考核(學生自評30%,小組評價30%,教師評價40%)與結果性考核(情境學習文件50%,工作總結20%,咨詢筆記30%),過程性考核與結果性考核各占情境考核的50%。

(八)項目化課程教學過程

(1)確定分析流程。小組初擬分析流程,組間交流討論分析流程,教師點評、修改完善分析流程;

(2)準備工作。玻璃儀器的檢查、洗滌,練習搭建儀器裝置;樣品預處理及制備標準溶液;

(3)按分析流程操作;

(4)結束整理工作。拆卸裝置、整理桌面、洗滌玻璃儀器;

(5)數據處理;

(6)討論總結。各小組分析實驗結果,教師小結及任務考核;

篇8

化學課作為中學的一門重要的基礎課程,盡管新版教材降低了理論深度和學習難度,但一些抽象概念和不易接受的理論仍需要借助生動形象的教學媒體來幫助理解,加深理解,增加感性認識。在化學教學中,信息技術這一現(xiàn)代教學媒體的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

一、緒論課

無論是無機化學或有機化學等基礎化學課程的緒論課,一般都要介紹學科研究對象、學科發(fā)展簡史、學科特點、物質分類、學習方法及本學科在國民經濟中的地位和作用。其教學目的不僅應使學生對本學科有一個大致了解,而且要激發(fā)學生濃厚的學習興趣。上好緒論課,對于幫助學生樹立良好的內部動機,有著重要的作用。過去教諸論課,一般由教師“滿堂灌”,夸夸其談地將自己所教專業(yè)做一番描繪,雖然這也能收到一定效果,但終不能改變學生的被動狀態(tài)?,F(xiàn)在運用電教手段,教學就直觀、生動多了。例如,為了讓學生深刻認識學習化學的重要性,我便在教學中利用錄像帶,精選了與學生所學專業(yè)有關的我國最先進的化學工業(yè)、本地區(qū)化工工業(yè)和化工發(fā)展簡史,以及對我國和我地區(qū)未來化學工業(yè)的展望等系列內容讓學生觀看。同時,教師進行有目的、有重點地講解和引導。這樣,學生一般都會被屏幕上豐富的彩色畫面和生動的內容所吸引,也會被未來化工的發(fā)展遠景所激勵。

二、物質性質課

要求學生牢固掌握物質性質、典型反應的基礎知識,從理論和實驗的角度,全面了解無機物質或有機物質的化學性質、實驗制備等。這種課型可以采用各種直觀、電化手段,如掛圖、幻燈、投影(膠片和演示)、錄像帶、計算機輔助教學,也可將一些反應速度較快,有顏色變化的演示實驗,改試管實驗為培養(yǎng)實驗并投影至屏幕上;將一些制備、性質、檢驗等系列實驗,通過制作,利用計算機屏幕表演儀器拆裝過程、實驗方法和觀察現(xiàn)象等。條件不允許的話,則可將系列實驗過程制成活動膠片或幻燈片,其他有關實驗室規(guī)則、安全保護措施、實驗注意事項等,則充分運用錄像片進行教學。

三、化學理論課

化學理論揭示物質及其變化的實質,量的變化。這些都是高度抽象、概括的知識,學生較難理解。初中化學中涉及許多微觀世界的知識,對于初中生來說,因其受想象力的局限,比較難以掌握。在傳統(tǒng)的教學中,教師多以掛圖、幻燈和模型來幫助學生想象,但因這些輔助手段的靜止和單一性,實際效果并不理想。而微機多媒體卻可以利用其功能,將這些微觀世界在微機里立體地、多方位地、動態(tài)地表現(xiàn)出來。我在講解這些內容時,就充分利用了微機多媒體的動畫功能,編制了適合教材的軟件,將摸不到、看不見的微觀世界模擬出來,真實可信地展示在學生們的面前。例如,在進行“原子核外電子的運動規(guī)律”以及“離子(共價)化合物的形成”的教學過程中,事先編好動畫軟件程序。在講課時,由學生根據需要操作按鈕,將其調出觀察。鈉原子和氯原子的結構示意(最外層電子閃爍)、電子的轉移以及鈉離子和氯離子的靜電作用動畫顯示等非常清晰地展現(xiàn)在學生們的面前,自然就會引起學生討論、分析這些畫面,并產生研究這畫面所引起問題的欲望。這時,教師適時加以引導和講解,使學生對應掌握的知識點理解得更加透徹。通過這樣的設計,利用微機建立的虛擬世界和人機交互性,讓學生自己在這個環(huán)境中去體會想象不到的東西,讓復雜難懂的難點變?yōu)樗麄冏约簞邮志涂梢越鉀Q的問題,難點也就比較容易被突破了。

四、化學復習課

復習是教學中十分重要的環(huán)節(jié)之一。復習課一般應將該章知識的內在關系,外在異同和與其他章節(jié)的聯(lián)系、差別展示給學生,讓學生知道這些聯(lián)系及差別。傳統(tǒng)的復習課是老師一邊講一邊將這些聯(lián)系板書在黑板上,這樣往往耽誤了許多寶貴的課堂時間,而且會打斷學生的思路,不能達到預期的復習效果。利用計算機多媒體技術便可將知識結構事先用軟件輸入到計算機中,復習時一邊講、一邊逐步把知識結構顯示出來。及時幫助學生歸納和總結所學知識,在頭腦中形成知識框架,網絡結構,使知識系統(tǒng)化、結構化。

五、多媒體深化反饋檢測

快反饋、強矯正是搞好學生學習質量的重要途徑。利用多媒體計算機貯量大、速率快、交互性能好的特點,對學生進行有針對性的訓練和檢測,這樣可把學生對問題的思維過程、方式、結果的正確與否給予立即判斷,以矯正思維過程。調用計算機題庫中的試題,學生可以直接在計算機上練習或考試。練習或考試完后,學生可以調出參考答案,及時找出問題所在,起到老師面批的效果,而且還發(fā)揮了學生學習的主動性。教師也可以利用計算機來編擬試卷,可隨時修改,隨意排序,控制題目的難易程度。

教學手段的應用是以促進學生學習為目的。多媒體輔助教學的強勁優(yōu)勢,在于它為學生獲取知識、發(fā)展智力、提高能力開辟了更加寬廣的道路。

篇9

關鍵詞:錯誤命題;類比;歸納

文章編號:1005-6629(2009)08-0106-05中圖分類號:G633.8文獻標識碼:B

《化學教學》2008年第11期刊登了唐敏老師所作的題為“化學教學中值得關注的一些問題”[1]一文(下稱“問題”一文), 我剛拿到雜志就拜讀了一遍,我被文中有針對性地對一些錯誤命題的深刻分析深深地吸引住了,同時也被唐敏老師嚴謹治學的作風、日積月累的習慣深深地感動了。寒假在校值班的一天,我又從頭到尾詳讀了兩遍。現(xiàn)將這三次閱讀中的諸多感想與同仁一起分享和探討。

1第一次閱讀的啟示

的確,課堂教學中的口誤和筆誤是相當多的,這對一個化學教師來說是需要努力克服的。同時,化學教學中還存在太多不成熟的甚至錯誤的命題,如果這些錯誤命題主要來自于教師個人的認識誤區(qū),這是不應該的?!皢栴}”一文中明確指出“值得關注”,同時還多次強調教師要加強專業(yè)修煉--“多學習、多充電”。對此,我也十分贊賞。

此外,“問題”一文中還指出:“在教學中,我們不能把話講得太死,這樣容易犯科學性錯誤”,對這句話我是有深刻體會的。就拿“混合物”來說吧,“像空氣這樣由兩種或多種物質混合而成的物質叫混合物”[2], 雖然前后兩個“物質”在內涵上是不同的,但是這種用“物質”來定義“物質”的定義簡直就是“繞口令”,因此我也經常避開,將它改為“由兩種或多種成分混合而成的物質叫混合物”。又如“問題”一文中針對“酚遇氯化鐵顯紫色”這一錯誤命題,指出“酚遇氯化鐵都顯色,但不一定是紫色,而且還可能是沉淀”,在大學有機化學中的描述則往往是“大多數酚與FeCl3溶液作用生成帶顏色的絡離子,不同的酚生成的顏色各不相同”[3]?;瘜W中帶有“一般”、“大多數”、“絕大多數”的描述是相當普遍的,可見,化學既不像數學那樣“經典”也不像物理那樣“確切”。我個人雖然也曾經把化學定義為“變化之學”[4],但在與同行交流時也經常用“不死不活,先死后活”來形容中學化學學科的學習特點。所謂“不死不活”指的是中學階段的化學學習既不像典型的理科如數學和物理學科那樣偏向于純粹的邏輯來學習,也不像典型的文科那樣偏向于機械的記憶來學習;所謂“先死后活”指的是中學化學學習往往是先要記憶大量的關于物質的性質、概念和原理,然后才能在這些知識的基礎上熟練運用,并逐漸減少了記憶的份量。我覺得造成中學化學學科學習“不死不活”的原因有二:首先,化學學科本身仍在不斷的發(fā)展變化?;瘜W的研究對象是物質,化學同時又在不斷地創(chuàng)造新的物質,可以說,我們的研究對象是無窮盡的,其結論是由不完全歸納法得到的,因此具有較大的不確定性,這同時也預示化學學科具有更為廣闊的研究空間和發(fā)展前景。其次,化學學習是一個不斷發(fā)展的過程。中學階段的化學學習是化學學習的啟蒙階段,因此也沒有必要下太多的定論,或許能給學生的發(fā)展留更多的思考空間。

2 第二次閱讀的探討

任何論述都不可能天衣無縫,因此我在第二次閱讀中假定“問題”一文中的某些觀點是錯誤的,我試圖找出其中的錯誤或不足,并且尋找證據以將它駁倒,這樣的閱讀的確很困難。但是我只想到了一些不同的觀點和看法,或者只能說是一些蛛絲馬跡,也找不到將其駁倒的確鑿證據。在此與大家一起探討三個問題,以求拋磚引玉,從而對這些問題的思考有更開闊的思路,有更深刻的認識。

2.1關于原子半徑的探討

“問題”一文中指出:“‘在進行原子或離子半徑大小比較時,電子層數越多半徑越大’。只要查一下有關半徑的數據,就會發(fā)現(xiàn)一般IA和IIA的原子半徑都比其下一周期的VIA、VIIA的原子半徑大,顯然電子層數越多半徑越大的結論有點想當然?!?/p>

“電子層數越多半徑越大”這個命題本身有致命的弱點我們暫且不論,但我認為,這一命題至少在一定條件下是成立的??紤]問題是需要條件的,沒有條件,命題要么就是真理,放之四海皆受用,要么就是沒有任何用處。命題如果沒有條件,或許更有斷章取義的嫌疑。

如果給上述命題加上合理的條件也未嘗不可,如“一般情況下,電子層數越多半徑越大”,顯然,這些描述對于教師來說意義不大,但是對于學生來說并不是沒有意義的,至少能讓他們認識到這樣一種規(guī)律的存在,但又不是確鑿無疑的,還有繼續(xù)考證的必要。如教材中的描述:“堿金屬元素的原子,其最外電子層上都只有1個電子,隨著核電荷數的增多,它們的電子層數逐漸增多,原子半徑逐漸增大”[5], 這一結論同樣可以推廣到其他各主族元素的原子半徑比較。

此外,原子半徑的標度很多,各種不同標度的原子半徑顯然不同,甚至差別可能很大。通常書籍上記載的原子半徑往往是通過測定結構的實驗方法進行計算而得到的,但是它同樣仍有三種基本形式:一是“共價半徑”,由共價分子或原子晶體中原子的核間距計算而得;二是“范德華半徑”,由共價分子之間的最短距離計算而得;三是“金屬半徑”,由金屬晶體中原子的最短核間距計算而得。一般說來, 共價半徑較小,金屬半徑居中, 范德華半徑最大[6]。 原高中化學教材中也曾以腳注的方式指出:“稀有氣體元素的原子半徑測定與相鄰非金屬元素的依據不同,數字不具有可比性, 故不列出?!盵7] 這一表述中其實也隱含了金屬原子與非金屬原子半徑的測定方式也不盡相同。如在國際上享有盛譽的《蘭氏化學手冊》[8]中所載的原子半徑絕大多數是金屬的原子半徑,氫、氮、氧、氯、溴、碳、砷、碘等非金屬元素則沒有列出原子半徑,而它們的半徑則列在共價半徑欄目中。顯然,把3種不同概念的原子半徑混為一談是毫無意義的。換言之,比較不同原子的相對大小,取用的數據來源必須一致。

2.2 關于Ca(HCO3)2沉淀的探討

“問題”一文中指出:“‘NaHCO3與CaCl2、BaCl2等不反應’, 這也是教師不去查證的結果,由于碳酸氫鈣和碳酸氫鋇能溶于水,但溶解度并不是很大,所以當二者的濃度稍大,就會明顯地看到白色沉淀。”

NaHCO3與CaCl2、BaCl2反應的確能得到白色渾濁物,究竟是不是Ca(HCO3)2和Ba(HCO3)2, 我認為需要考證?!皢栴}”一文中稱“溶解度并不是很大”,我翻遍《蘭氏化學手冊》和《化學數據速查手冊》[9]竟然找不到堿土金屬的碳酸氫鹽的蹤影,更不用說它們的物理性質和熱力學參數了??梢?迄今為止尚未有人從水溶液中分離出Ca(HCO3)2和Ba(HCO3)2等堿土金屬的碳酸氫鹽,但是幾乎所有的化學教材卻都承認Ca(HCO3)2和Ba(HCO3)2的存在,如大學無機化學教材中就有這樣的描述:“堿土金屬的硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、醋酸鹽、酸式碳酸鹽、酸式草酸鹽、磷酸二氫鹽易溶”[10]。我認為,我們與其信其無,不如信其有,這正像我們還沒有分離出H2CO3,但仍然相信有這種物質的存在。如果這種沉淀是Ca(HCO3)2和Ba(HCO3)2, 那么我們得到Ca(HCO3)2和Ba(HCO3)2應該是很容易的事情,按理也就可以獲得它們的物理性質的數據,但這又與上述手冊中的描述是有出入的。

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因此,我認為這種沉淀最有可能是CaCO3(或BaCO3)。因為在NaHCO3溶液中存在以下三個化學平衡:

H2O H++OH-,HCO3- H++CO32-,HCO3-+H2O H2CO3+OH-。

已知25 ℃時,0.1 mol?L-1的NaHCO3溶液的pH為8.3, H2CO3的電離常數K1=4.3×10-7, K2=5.61×10-11[11],CaCO3的溶度積常數Ksp=4.96×10-9[12]。因此有:

c(H+)=10-8.3 mol?L-1, c(OH-)=10-6.7 mol?L-1。

設c(HCO3-)=x mol?L-1, c(CO32-)=y mol?L-1,c(H2CO3)=z mol?L-1, 則有:

c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=[x+y+z] mol?L-1=0.1,

c(H+)?c(CO32-)/c(HCO3-)=10-8.3× y/x = K2 = 5.61×10-11,

c(H2CO3)?c(OH-)/c(HCO3-)=z×10-6.7/x=Kw/K1=10-14/(4.3×10-7)。由此可以得到:

x=c(HCO3-)=8.86×10-2 mol?L-1, y=c(CO32-)=9.92×10-4 mol?L-1,z=c(H2CO3)=1.04×10-2 mol?L-1。

假設在3 mL 0.1 mol?L-1的NaHCO3溶液中滴入1滴(以1/20 mL計)0.1 mol?L-1的CaCl2溶液, 則有:

c(Ca2+)= [0.1 mol?L-1 ×(1/20)mL]/3 mL=1.67×10-3 mol?L-1,

c(Ca2+)?c(CO32-)=1.67×10-3 a×9.92×10-4=1.66×10-7>>Ksp= 4.96×10-9。

從計算的角度看,向0.1 mol?L-1的NaHCO3溶液中滴加1滴0.1 mol?L-1的CaCl2就能產生CaCO3沉淀。

2.3關于酸與水的探討

“問題”一文中多次談到有關酸與水的問題,文中認為“鈉和水的反應可以認為是鈉與水電離出的氫離子反應”,“苯酚的酸性比乙醇強,所以鈉與苯酚要比鈉與乙醇反應快”,“酸都是抑制水的電離”等三個命題存在著錯誤,而我認為都有必要作深入探討。

金屬鈉在與水的反應中失去電子,那就要看水中哪些微粒最容易得電子(H+>H2O>OH-), 但是又要考慮到濃度問題(H2O>>H+=OH-)。我們是否可以作這樣的假設,金屬鈉與水反應可能存在以下兩種并存的競爭過程(見圖1):

① NaNa++e-, H2O+e-H2O-

② H2O-OH-+H(I)

③ H+HH2

① H2OH++OH-

② NaNa++e-, H++e-H(II)

③ H+HH2

圖1Na與H2O反應的可能過程

如果作了這樣的假設,就可以比較妥當地解釋水和鹽酸分別與金屬鈉反應時現(xiàn)象的相似性了。我認為“鈉和水的反應可以認為是鈉與水電離出的氫離子反應”至少在形式上應該是正確的,至于真正的反應機理如何,我們也無法確認。

苯酚和乙醇分別與金屬鈉反應在產生氫氣的速率比較上出現(xiàn)的意外現(xiàn)象則是因為反應生成的苯酚鈉和乙醇鈉難溶于苯酚而易溶于乙醇所致。如果選擇能快速溶解苯酚鈉和乙醇鈉的溶劑如丙酮,則可以得到較為明顯的現(xiàn)象。此外,在金屬鈉與液體反應的速率比較中,我們往往借助于產生H2氣泡的速率來判斷化學反應的速率,但應該引起注意的是,這些實驗中最難控制的因素就是如何保證金屬鈉與液體的同等接觸,當金屬鈉浮在液面上時,我們就難以確信這種比較是科學的。

“問題”一文中以硼酸H3BO3+H2O B(OH)4-+H+來反駁命題“酸都是抑制水的電離”,這顯然是正確的。并且建立了一個新的命題――“自身能電離產生氫離子的物質,對水的電離都是起抑制作用的”,并以“NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4等雖然不是酸,但自身能電離出氫離子,所以也都是抑制水的電離的”佐證。我想這個新的命題可能還是不夠科學,我想舉兩個例子:第一個是自身能電離產生H+的水(H2 OH++OH-), 但它卻不能影響水的電離平衡;第二個是自身不能電離產生H+的氯化氫氣體(非得溶于水才能電離產生H+,這實際上是酸的通性,通常也可以表示為HCl+H2O=H3O++Cl-),但它卻能抑制水的電離。從這一點上看上述新命題中對所謂的“自身能電離產生氫離子的物質”沒有做好解釋。實際上NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4等自身能否電離出H+是比較清楚的事,它們只有溶于水時才能電離產生H+。倘若我們承認NaHSO4等自身能夠電離出H+,是否我們同樣可以認為NaHCO3也能夠電離出H+(NaHCO3=Na++HCO3-,HCO3- H++CO32-)呢?只不過是程度大小有別罷了,否則我們就只能說NaHCO3溶液中不存在CO32-,這顯然與事實不符。事實上,我們很難給“如何才能抑制水的電離”下一個定論,或創(chuàng)造這樣一個命題:“在溫度不變的情況下,在不消耗H2O的前提下,增大溶液中H+或OH-的濃度均能抑制水的電離”,或許較為確切。

3 第三次閱讀的反思

在前兩次閱讀的基礎上進行的第三次閱讀,希望能對文章所討論的內容提出自己的看法。下面從兩個角度對“問題”一文中所討論的問題談一些不太成熟的看法與大家商討。

3.1錯誤命題的原因分析

從命題的來源分析“問題”一文中所列舉的錯誤命題,其形成的基本途徑是類比和歸納。

很早以前,我國就有“觸類旁通”、“舉一反三”的成語,言簡意駭,完備而深刻地說明了類比在認識中的重大作用。盧瑟福的原子結構“行星模型”、惠更斯的光“波動說”、德布羅意的物質粒子“波粒二象性”、狄拉克的“正電子預言”、達爾文的“自然選擇”、哈維的血液循環(huán)理論、歐姆定律、細胞學說等,都有類比方法的汗馬功勞。但是,世界上至善盡美的東西是不存在的。創(chuàng)造性有余而可靠性不足,正是類比方法二重性的表現(xiàn)。也就是說,類比方法所得出的結論具有或然性。如果有人進行統(tǒng)計,一定會發(fā)現(xiàn),成功的事例遠遠少于失敗的事例。類比是一種從特殊到特殊的推理,是根據兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推斷出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯方法。事物之間具有相同點或相似點,這使類比成為可能。但事物之間必有差異,這就使類比的結論帶有或然性。一般說來,兩個事物相似方面越多,相似方面的相關性越強、不同方面的相關性也越強,我們才較為確信這種類比的可靠性。因此,我們在充分估價類比的開拓、創(chuàng)新作用的同時,必須保持清新的頭腦,認識到類比的天生不足,做到依靠它又不迷信它,不把它絕對化,而要巧妙地配之以其他的科學方法,從而使思想更加符合客觀實際。

歸納是從特殊到一般的推理,就是根據某些事物具有的共同屬性,推斷出整類事物都具有這種共同屬性??茖W研究的根本任務就是揭示一般,可見歸納法在科學中也大有“用武之地”??茖W史中諸如波義耳定律、蓋-呂薩克定律、查理定律、奧斯特定律、法拉第定律、生存競爭規(guī)律以及能量守恒與轉化定律等等,都是借歸納之助而總結出來的。使用歸納法,可以幫助我們從感性經驗走向理性認識。但是我們平常所使用的歸納法卻往往是不完全歸納法,其研究對象的不完全,沒有窮舉全部對象,因而就不能擔保沒有例外,以偏概全是靠不住的。正如美國著名物理學家、1965年諾貝爾物理學獎得主理查德?費恩曼在“科學的不確定性”一文中指出的: 我們今天稱之為科學知識的東西, 就是由具有不同程度的不確定性陳述所構成的集合體, 它們中的一些很難確定是否正確,一些幾乎可以肯定是正確的, 但是沒有確定無疑是絕對正確的。[13]

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3.2錯誤命題的教學價值

通過對“問題”一文的三次閱讀和思考,我對教學中的命題有以下認識:首先,誰是命題的創(chuàng)造主體?教師不應該成為創(chuàng)造命題的主體,更不應該讓學生死記教師創(chuàng)造的命題,更何況有些命題或許是目前來看就是錯誤的,學生應該是命題創(chuàng)造和命題分析的主體。其次,錯誤命題有無價值?一個命題,不管是正確還是錯誤的,都有其存在的價值,即便是一個錯誤的命題,它同樣可以讓我們認識到錯誤所在,還可以幫助我們避免錯誤的方向,同時又可以讓我們對問題的認識在廣度和深度上拓展和延伸。查德?費恩曼說得好:“如果一個命題不屬于科學的命題,而且它不能夠接受觀察的檢驗,并不意味著它是個無意義的命題、錯誤的命題或愚蠢的命題?!盵14]

科學研究中關于原子結構的認識過程就是一個典型的例子:電子的發(fā)現(xiàn)導致湯姆遜推敲“實心球”模型的正確性,并于1904年提出“面包夾葡萄干”模型,α粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)了原子核導致盧瑟福推敲“面包夾葡萄干”模型的正確性,并于1911年提出了“行星模型”,……難道我們就因此而否認道爾頓、湯姆遜對原子結構研究的貢獻嗎?答案顯然是否定的!科學就是在不斷發(fā)展變化著的科學,今天的“科學”百年之后未必仍然是“科學”。

問題是科學研究和科學學習的起點,命題中存在問題或錯誤,恰恰可以為研究和學習找到新的起點。現(xiàn)以“問題”一文中提到的“由CO2與Na2O2反應來類比SO2與Na2O2反應”為例來說明錯誤命題的教學處理,其主要過程如下:①回顧:要推測SO2與Na2O2的反應,就需要在已學的知識中搜索關于Na2O2的性質(回顧了Na2O2的性質及其變化);②類比:將SO2與CO2類比,得出臨結論:2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2(對比了SO2和CO2性質的相似性和差異性,同時學習和訓練了類比的方法);③驗證:用實驗方法驗證產物,同時也驗證預測結論的正確性(訓練學生實驗的設計能力和實驗操作技能,學習和訓練實證的方法);④解釋:利用SO2與CO2的相似性或差異性進行解釋并得出正確的結論。這一過程實際上就是化學學習和化學研究的一個縮影:大膽猜想,小心求證,不斷建構合理的解釋。既然如此,何樂而不為呢?

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篇10

科學方法是人們認識客觀世界而采取的各種手段和途徑。新教材以“化學是一門中心的、實用的、創(chuàng)造性的科學”為核心科學思想,將科學素養(yǎng)與人文素養(yǎng)有機整合,將知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三者和諧統(tǒng)一。新教材中強調的科學方法主要是指對所有學生發(fā)展都具有非常重要價值的科學研究的一般方法,主要包括獲取經驗性材料(或科學事實)的方法和理性思維的方法兩大方面。

一、獲取經驗性材料的方法

1.觀察法

觀察法是指人們在自然發(fā)生的條件下,通過感官或借助于儀器,有目的、有計劃地考察研究對象,從而獲得經驗性材料的方法。觀察法是科學研究的一種基本方法,是有目的、有計劃的認知活動。因此,觀察時要有明確的目的和計劃,要多思考、多提問,要多交流、多討論,要及時記錄、有時還需要測量,要全面細致和實事求是。新教材中的觀察法主要包括觀察實驗、觀察模型、觀察圖表等方面。如化學反應速率概念的學習,必修教材中要求學生觀察并比較等物質的量濃度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液與等濃度的鹽酸反應的情況;選修教材中要求學生觀察H2O2溶液在室溫下分解時c(H2O2)與時間(t)的變化及N2O5在四氯化碳溶液中發(fā)生分解反應時N2O5、NO2、O2三者濃度與時間的變化,通過比較、分析、計算、歸納出化學反應速率的概念和表示方法。又如同分異構體概念的學習,必修教材中要求學生觀察戊烷的三種結構模型和分子組成為C2H6O的兩種有機物(乙醇和二甲醚)的球棍模型及結構式;選修教材中要求學生觀察三組有機分子結構:①分子式為C4H10的烷烴②分子式為C4H8的烯烴③乳酸,在學習了解戊烷的三種同分異構體的基礎上,對同分異構現(xiàn)象(碳鏈異構、順反異構、對映異構)有更新的認識,對同分異構體概念有更深的理解。觀察法從現(xiàn)象到本質、從具體到抽象、從特殊到一般的學習,有利于學生經驗的不斷豐富和認知的不斷發(fā)展。

2.實驗法

實驗法是指人們從自然現(xiàn)象中提取所期望的東西,是在觀察的基礎上探索規(guī)律的主要方法,實驗是學生學習化學知識、解決生產和生活中的實際問題的重要途徑。新教材改變了傳統(tǒng)的教師演示實驗和學生實驗要求明確的特點,以實驗建議、信息提示、思路啟迪、技術支持等方式增強了實驗的選擇性、自主性、開放性和創(chuàng)造性,增加了學生自主、合作、探究的機會,使學生在實驗中既有獨立思考、又有集體協(xié)作,既有個人發(fā)現(xiàn)、又有共同分享。在實驗的設計和內容的呈現(xiàn)方式上巧妙地滲透了科學實驗的對比思想和控制變量的思想,如溶液、膠體在光照下的現(xiàn)象對比,溴水在加入四氯化碳前后溶液中的現(xiàn)象對比等生動的實驗事實不僅激發(fā)了學生學習化學的興趣,也提升了學生的實驗素養(yǎng)。又如反應熱的測量,新教材中假設溶液的比熱與水的比熱相等,溶液的密度與水的密度相等,忽略量熱計的比熱,根據溶液溫度升高的數值來計算反應熱的大小,強調了控制變量的思想,啟發(fā)學生在科學研究中、探索僅靠觀察所看不到的未知的過程中,必須對研究對象進行人為控制或施加某種影響。實驗中控制變量的思想在選修教材《實驗化學》中有更充分和真實的體現(xiàn),強調化學反應總是在一定條件下進行,突出人在科學研究中主觀能動性的獨立性和有限性,使學生充分認識化學學科的特點和運用實驗法的基本要求。

3.調查法

調查法是科學研究常用的方法,調查時需要明確調查的目的和調查對象,制定合理的調查方案,采取合理的調查方式,記錄、整理和分析調查結果。新教材指導學生初步了解和學會基本的調查方法,如原子晶體在工農業(yè)生產和科學研究中的重要應用,各種維生素的生理、營養(yǎng)功能和溶解性,紡織品的品種、性能和價格,減少大氣中二氧化碳的含量的建議和利用二氧化碳為人類服務的方案,居室空氣中污染物的來源及危害,家用燃料的燃燒效率以及水的飲用等化學知識的學習,要求學生查閱資料、訪問、咨詢、試驗來獲取感性認識,并能進一步上升為理性認識,使學生的體驗有效轉化為經驗。

4.模擬法

在科學研究中,有時不能對研究對象直接進行控制,需要設計和構想研究對象的替代物,通過研究替代物來獲取經驗性材料,這種方法稱為模擬法。如氯化鈉在水中的電離過程、氯化鈉中離子鍵的形成、熔融氯化鈉通電前后離子的運動、氧化鎂的形成過程及分子碰撞等微觀過程,新教材引領并要求教師能用動畫模擬的方法來展開教學;對映異構、晶體結構等一些抽象的知識內容,可采用比較手的鏡像、乒乓球的堆積來展開教學。模擬法可幫助學生從宏觀的角度來認識微觀世界,從具體形象的角度來理解所學的知識。

二、理性思維的方法

1.分析和綜合

分析是將研究對象的整體分解為若干部分、要素、階段和層次,并分別加以研究的方法。分析可分為定性分析、定量分析、因素分析、可逆分析、結構分析和元過程分析等諸多方面。如學習氯氣的性質,可從物理性質和化學性質兩方面來分析,物理性質又可從顏色、狀態(tài)、氣味、密度、溶解性和熔沸點等方面來分析,化學性質又可從氯氣與金屬、非金屬、水、堿、鹽溶液等角度來定性分析。又如學習分散系時,可從溶液、膠體、懸濁液和乳濁液等分散質微粒直徑的大小來定量分析。再如學習有機物的推斷和合成時,可從有機物的結構角度來分析,定性和定量相結合來分析。從近代科學到現(xiàn)代科學,一個基本特點就是把事物分成一段段、一層層地去研究。如果分析得當,可窺一斑而見全豹,如果分析不當,容易導致只見樹木不見森林。綜合是指把研究對象的各個部分或各個方面聯(lián)系起來考察,從整體上去認識和把握研究對象的方法。如學習影響化學反應速率和化學平衡的因素時,可從濃度、溫度、壓強、催化劑等幾個方面聯(lián)系起來分析研究化學反應的快慢和反應進行的程度。根據事物發(fā)展、變化的特點可以靈活地運用分析和綜合的方法,明確分析是綜合的基礎,綜合是分析的發(fā)展,二者是相互依存、相互滲透、甚至是相互轉化的。

2.歸納與演繹

歸納是從特殊事實中概括出一般原理或規(guī)律,而演繹是根據一類事物都有的一般屬性、關系、本質來推斷這類事物的個別事物所具有的屬性、關系和本質,歸納和演繹是一對思維方向相反的推理形式和思維方法?;瘜W是一門以實驗為基礎的學科,大量的化學知識的學習是在觀察、實驗的基礎上運用歸納而完成的,而知識的運用和新知識的學習可以通過演繹來實現(xiàn),從特殊到一般、從一般到特殊是學習化學的重要思想方法。如門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律是運用歸納法的典型事例,新教材中引導學生學習元素周期律也是采用了歸納的方法,而學習蓋斯定律及應用則是采用了演繹的方法。化學平衡常數的建立采用了歸納法,而以后的電離平衡常數的學習則采用了演繹的方法。新教材的設計可謂煞費心思,一方面尊重科學事實和科學發(fā)展的歷史,另一方面遵循學生的認知發(fā)展規(guī)律和符合學生身心發(fā)展的特點。

歸納與演繹各有優(yōu)勢,也各有有限性,二者是互為補充、相輔相成的。從近代科學到現(xiàn)代科學,以觀察(實驗)——歸納為主的方法逐漸讓位于以假說——演繹為主的方法?,F(xiàn)代科學從總體上來說,已經不是處在經驗材料的收集階段,而是處于高度的理論概括和演繹的階段。人們能夠憑借數學、計算機等工具來提出假說,然后演繹出理論體系或具體推論,再通過觀察和實驗來檢驗。因此,在應用假說——演繹法時,仍需要以經驗歸納法做補充,以一定的實驗事實為依據。

3.比較與類比

比較是找出研究對象的同一性和差異性,是一種學生應知應會的基礎思維方法。新教材中廣泛采用了比較的方法,如四種無機化學基本反應類型比較、兩種鹽(NH4Cl、CH3COONa)水解過程比較、碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質比較、防止鋼鐵的腐蝕方法比較、化學鍵類型的比較、晶體中原子的堆積方式比較、1mol氣體的體積與一只籃球的體積比較、晶胞與晶體的關系與磚塊與墻的關系比較、合成有機玻璃的兩種路線比較、工業(yè)生產異丙苯的兩種工藝流程比較等多種比較,運用表格、圖型、實物、模型等多種比較方式,來幫助引導學生在求同、求異的過程中,建立新舊知識的內在聯(lián)系,加深對所學知識的本質理解。又如大理石與鹽酸的反應,比較你與其他同學的實驗結果,如有差異,分析產生差異的可能原因。亞硝酸鈉的鑒別,在你和同學設計的各種實驗方案中,哪一種最簡便、實驗效果最好?如上問題的設計,引導學生進行自主、合作學習,有利于學生經驗的交流、情感的溝通、思維的碰撞及能力的提升。

類比是一種以比較為基礎的邏輯推理方法,是根據兩個研究對象的相同或相似方面來推斷它們在其他方面一致性的一種思維方法,是從特殊到特殊、一般到一般的一種非必然性推理。類比推理的學習活動就是將要學習的信息與已經掌握的信息進行聯(lián)系,表現(xiàn)在三個方面:①類比使學習者自動地搜索類似的已有信息;②類比激發(fā)學習者搜索自己認知結構中的類似信息;③學習者使用類比可以生成類似的信息。如在物質的量濃度知識的教學過程中,可啟發(fā)學生積極主動地把質量百分比濃度與物質的量濃度聯(lián)系起來,將相似的數量關系進行類比,從而加快、加深學生對新學知識的理解。又如學習了從海水中提取鎂后,可啟發(fā)學生從金屬活動性及金屬冶煉方法的角度來學習從鋁土礦中提取鋁、從自然界中獲取鐵和銅等知識內容。再如學習了工業(yè)上制備硫酸后,可啟發(fā)學生從制備原理與方法的角度來學習工業(yè)上制備硝酸,新教材中先后呈現(xiàn)的兩個流程圖給了我們以較好的啟示??傊?,類比是提出化學假說的重要手段,是探索未知事物的重要途徑,是解決具體化學問題的有力武器。

4.聯(lián)想與想象

聯(lián)想是兩個或兩個以上表象的聯(lián)絡過程,想象是許多表象的融合形成新表現(xiàn)的過程。聯(lián)想和想象是形象思維的重要部分,是創(chuàng)造性思維的重要特征。原子結構模型的演變、科學家怎樣研究有機物等內容向學生介紹了科學家科學探究的過程和方法,不僅豐富了知識,開闊了眼界,更給予了學生聯(lián)想與想象的機會。在知識的學習過程中有何啟迪、受何啟發(fā)等一些開放性問題的設計,使學生的聯(lián)想與想象能力的培養(yǎng)成為了現(xiàn)實。

5.假說方法

假說是以一定的科學事實和科學原理為依據的關于未知事物及其規(guī)律所作出的一種假定性說明。假說是科學理論發(fā)展的必有階段,是科學研究的重要方法。假說的結論不一定正確,需要在進一步的研究中加以證實或證偽。如在學習影響酶催化活性的主要因素時,從實驗結果提出假說,而假說有待進一步的驗證,從而得出結論。從發(fā)現(xiàn)問題到提出假說,從驗證假說到得出結論,假說中常采用歸納與類比的方法。學生了解了假說方法,且在探究性學習中多次體會假說的意義。

6.數學方法

馬克思認為,一種科學只有在成功地運用了數學之后,才算達到了完善的地步。在化學教與學的過程中只有正確把握數學方法與化學問題的內在關聯(lián),將化學問題抽象為數學問題,利用數形結合、對稱分析、等價轉化、分類討論、函數與方程、排列組合、不等式、極限等數學思想方法來解決實際的化學問題,才能使化學學科發(fā)展到新的層次和高度。如化學平衡常數(K)和電離平衡常數(Ka)的建立與應用,中和滴定中根據實驗數據繪制滴定曲線、研究滴定過程中的pH值的變化,同分異構體的分析與判斷,圖表數據的分析與處理等實際化學問題的解決無不在考查學生運用數學方法的能力。

7.模型方法

無論是在科學研究還是學習科學的過程中,模型方法都起著十分重要的作用。模型方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質的方法,是以簡化和直觀的形式來顯示復雜事物或過程的手段。模型可分為物理模型、概念模型和數學模型三種。物理模型是指以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象特征的模型,如球棍模型、比例模型、結構模型、實物圖片、照片、示意圖、流程圖等。概念模型是指以文字表達來抽象概括出事物本質特征的模型,如元素周期律的概念模型(元素的性質隨著原子序數的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化)。數學模型是指用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數學形式,如函數圖象中化學量之間的關系。

8.系統(tǒng)分析法

系統(tǒng)分析法是指在明確系統(tǒng)的邊界后,在分析系統(tǒng)組成要素、層次結構的基礎上,分析系統(tǒng)各組分間相互影響的定量關系,建立系統(tǒng)的數學模型,并利用計算機對系統(tǒng)結構進行優(yōu)化,使系統(tǒng)具有功能整合作用的問題分析法,是一種現(xiàn)代的科學方法。限于高中學生的發(fā)展水平和需要,新教材并不要求學生掌握完整的系統(tǒng)分析法,而是重在領悟方法的思想,初步學會從系統(tǒng)的整體出發(fā),如模塊學習、專題和單元學習等,分析整體與局部、部分與部分、整體與外部環(huán)境之間的相互關系。

新教材在建構科學方法體系的同時,充分考慮化學學科的特點,廣泛運用宏觀與微觀相結合、結構與性質相結合、定性與定量相結合、特殊和一般相結合等化學學科思想和方法,強調學以致用和可持續(xù)發(fā)展,將科學思想與科學方法融為一體,使化學學科成為科學思想和科學方法的載體。另外,新教材中蘊藏著世界是物質的、而物質的運動是永恒的,矛盾是對立統(tǒng)一的,事物是普遍聯(lián)系的,內因與外因共同影響事物的發(fā)展,量變會引起質變等豐富的哲學思想方法,有效指導著教學實踐活動,對學生的智能與情意發(fā)展也產生積極深遠的影響。