時間:2023-10-29 14:57:45
導語:在化學物質(zhì)的化學式的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領您探索更多的創(chuàng)作可能。

dehp是鄰苯二甲酸酯(PAEs)又稱酞酸酯,是鄰苯二甲酸形成的酯的統(tǒng)稱。當被用作塑料增塑劑時,一般指的是鄰苯二甲酸與4~15個碳的醇形成的酯。
鄰苯二甲酸酯品種較多(約有30多種),其中鄰苯二甲酸二辛酯是最重要的品種。被認為是生活環(huán)境中普遍存在的一種環(huán)境激素。鄰苯二甲酸酯類化合物是脂溶性化合物,用塑料袋包裝黃油、動物類脂肪食品,尤其是熱的,會使人體的攝入量增加而不利于健康。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關鍵詞:不等式;教學;策略;中職;數(shù)學
中圖分類號:G63文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2011)06-0300-03
《不等式》知識是數(shù)學基礎理論的一個重要組成部分,它是刻畫現(xiàn)實世界中的不等關系的數(shù)學模型,反映了事物在量上的區(qū)別,是研究數(shù)量的大小關系的必備知識,是進一步學習數(shù)學和其他學科的基礎和工具。不等式性質(zhì)是《不等式》教學的核心,在中等職業(yè)學校,教師如何更好地開展不等式性質(zhì)的教學工作呢?筆者根據(jù)中職學生文化基礎差、學習興趣缺乏、邏輯思維能力弱、理解能力不強、注意力持續(xù)時間短的特點,而設計、運用了不等式性質(zhì)教學的五化策略,通過實踐,取得了較好的教學效果?,F(xiàn)將此五化策略簡介如下:
1.名稱特征化:此策略即根據(jù)不等式性質(zhì)特征而給該性質(zhì)命名。通過對于各不等式冠以體現(xiàn)其特征的名稱,才能更好的引發(fā)學生的有意注意,彌補學生記憶力欠佳、有意注意目標不明的不足。冠名有利于學生的記憶,也有利于學生的聯(lián)想應用,使學生學得較輕松。
2.導入形象化:此策略即用具體形象表述不等關系,使性質(zhì)內(nèi)容從具體的物質(zhì)的關系中抽象出來。邏輯思維能力較低的學生,通過形象化的直覺效果使學生產(chǎn)生共鳴,從而使其對于不等式性質(zhì)的認知自覺自然,在其頭腦中留下深刻印象。
3.語言自然化: 此策略即用學生日常用語來表述不等式性質(zhì)。數(shù)學知識的呈現(xiàn)與表達方式主要有自然語言、圖形語言與符號語言,數(shù)學基礎差的學生習慣于自然語言、圖形語言,而對于符號語言卻難以理解、且不能運用其表達自己的思路。此策略解決了學生對于符號語言在表達、理解、應用上的困難。
4.理解生活化: 此策略即運用學生有生活體驗的事例詮釋不等式性質(zhì)。數(shù)學本身來源于生產(chǎn)生活實際,由于符號語言表達的數(shù)學知識對于他們來說感覺枯燥,而貼近生活的事例把抽象的數(shù)學化了的知識還原,對于加深理解、掌握知識中思想內(nèi)涵,提高學習興趣、培養(yǎng)靈活運用知識的能力、學會數(shù)學思考是很有幫助的。
5.表達解決數(shù)學化:不等式性質(zhì)教學的目的是學會利用不等式的性質(zhì)對不等式進行變形,訓練學生的推理能力。為今后證明不等式、解不等式的學習奠定技能上和理論上的基礎。讓學生體會類比的數(shù)學思想方法,培養(yǎng)其觀察、分析問題的能力和總結歸納抽象概括的能力。所以,最終要使學生學會運用符號語言對不等式進行證明,學會運用符號語言進行分析、推理。
不等式性質(zhì)教學的五化策略的具體運用:
例1,不等式性質(zhì)2(傳遞性):如果a>b,b>c,那么a>c
名稱特征化:傳遞性。
導入形象化:(如下圖),三個圓柱的體積依次為a、b、c,學生觀察發(fā)現(xiàn)a>b,b>c,直覺告訴學生a>c。
語言自然化:第一量大于第二量,第二量大于第三量,則第一量大于第三量。
理解生活化:一塊三角板重量大于一課本重量,課本重量大于一支粉筆重量,一塊三角板重量一定大于一支粉筆重量等等。
問題解決數(shù)學化:
a>b
a-b>0(1)
b>c
b-c>0(2)
由于兩個正數(shù)的和還是正數(shù),得a-b+b-c>0
a-c>0
即 a>c
“兩個正數(shù)的和還是正數(shù),得 a-b+b-c>0”,學生想不到,要培養(yǎng)學生的能力,就要提問,為什么會想到將a-b與b-c相加?學生一般回答不出,這里老師要重點講解。
例2,不等式性質(zhì)3(可加性):如果a>b,那么a+c>b+c
名稱特征化:可加性。
導入形象化:(如下圖),三個圓柱的體積依次為a、b、c,學生觀察發(fā)現(xiàn)a>b,直覺告訴學生a+c>b+c
語言自然化:不等式兩邊同時加上同一個數(shù),所得不等式與原不等式同向。
理解生活化:我的工資比你的工資高,老板同時給我們加一樣的薪,加薪后我的工資還是比你的工資高。
問題解決數(shù)學化:
a>b
a-b>0
a+c-b-c>0(怎么會想到加C再減C,必須給學生分析清楚)
即 a+c>b+c
這種證法有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
或運用作差比較法:
(a+c)-(b+c)= a-b
a>b
a-b>0
(a+c)-(b+c)>0
即a+c>b+c
這種證明在于引導學生聯(lián)想,鞏固與運用作差比較法。
例3,不等式性質(zhì)3之推論:如果a>b;c>d,那么a+c>b+d。
名稱特征化:同向可加性。
導入形象化:(如下圖),四個矩形的面積依次為a、b、c,d,學生觀察發(fā)現(xiàn)a>b,c>d,直覺告訴學生a+c>b+d。
語言自然化:兩個同向不等式兩邊分別相加,所得不等式與原不等式同向。
理解生活化:我的工資比你的工資高,老板同時給我們加薪,給我加的薪比給你加的薪多,加薪后我的工資還是比你的工資高。
問題解決數(shù)學化:
a>b
a-b>0
c>d
c-d>0
( a-b )+(c-d)>0(兩個正數(shù)的和還是正數(shù))
即 a+c>b+d
例4,不等式 性質(zhì)4(可積性):(1)如果a>b,且c>0,則ac>bc;(2)如果a>b,且c<0,則ac<bc。
名稱特征化:可積性。
語言自然化:在不等式兩邊同時乘以一個正數(shù),所得不等式與原不等式同向;在不等式兩邊同時乘以一個負數(shù),所得不等式與原不等式反向。
理解生活化:(1)一臺某型號電腦的價錢比一輛自行車的價錢多,5臺電腦的價錢顯然比5輛自行車的價錢多。(2)某企業(yè)員工甲比乙每月的獎金多,由于甲乙在生產(chǎn)中出了事故,依規(guī)定甲乙都將受到從工資中扣出月資金兩倍工資的處罰。顯然,甲受罰扣出的工資比乙受罰扣出的工資多。
問題解決數(shù)學化:
(1) a>b
a-b>0
c>0(怎么會想到(a-b)c,必須給學生分析清楚思路是怎樣形成的)
(a-b)c>0
即ac>bc
(2) a>b
a-b>0
c<0
(a-b)c<0
即ac<bc
例 5,證明不等式:>(其中a、b、m均為正數(shù)且a>b)
導入形象化:在一杯糖水中添加糠后,所得糖水一定比原糖水更甜。這個事例對于學生來說是顯然的。
語言自然化:分式的分子分母加上同一個數(shù),所得分式一定大于原分式。
理解生活化:在一杯糖水中添加糠后,所得糖水一定比原糖水更甜。
問題解決數(shù)學化:
證明:-==>0
>
參考文獻:
1多酚黃酮類物質(zhì):常見的多酚黃酮類化合物有槲皮素、山萘酚、芹黃素、楊梅黃酮、木犀草素、白藜蘆醇、原花青素、姜黃素、兒茶素、大豆異黃酮等。植物多酚可以保護基因免受致癌物或致癌因素的“毒害”,提高細胞免疫力,抑制腫瘤細胞生長。如姜黃素,有抗腫瘤、抗突變的功效。茶多酚(綠茶)和茶色素(紅茶),對動物的皮膚、肺、口腔、食道、胃、小腸、結腸、胰腺、乳腺等多個部位的腫瘤均具有明顯的抑制作用。葡萄及葡萄酒中的原花青素、白藜蘆醇,可抑制乳腺癌、前列腺癌、結腸癌等腫瘤細胞的生長。大豆中的異黃酮,因其特有的類雌激素效應,對乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌有良好的預防作用。
水果中,多酚黃酮類物質(zhì)含量最為豐富的是石榴、山楂、紅提,其次為草莓、巨峰葡萄、芒果、獼猴桃、龍眼。
蔬菜中,以百合科蔥屬蔬菜(如大蔥、韭菜、蒜苗、大蒜、洋蔥)、十字花科蔬菜(西蘭花、花菜、羽衣甘藍、蘿卜纓)和綠葉菜類蔬菜含多酚黃酮類物質(zhì)較為豐富。
多酚類物質(zhì)并不穩(wěn)定,容易因果蔬的碰傷、久貯或削皮后被氧化損失,也可能因長時間的高溫烹調(diào)而被破壞。因此,要選擇完整、新鮮的果蔬,生吃或作簡單快速的烹調(diào)后立即食用,可更好地保證植物化學物的攝取。
每天飲茶3~6克,有較好的防癌保健功效。但不宜飲用過濃或隔夜茶,也不宜在餐后或酒后大量飲茶。
2有機硫化物:民間有“蒜不離口,百病不愁”、“蘿卜進了城,藥鋪關了門”之說,這些食物的營養(yǎng)保健作用離不開其中的有機硫化物。研究發(fā)現(xiàn),大蒜能明顯降低胃癌、結腸癌的發(fā)病風險;十字花科蔬菜,能明顯降低前列腺癌、膀胱癌的發(fā)病風險。此外,有機硫化物還可通過抗菌殺蟲、調(diào)節(jié)免疫等功效,間接發(fā)揮抑癌效應。
食物中的有機硫化物主要來自西蘭花、卷心菜、菜花、甘藍、薺菜、蘿卜等十字花科蔬菜中的異硫氰酸鹽。簡單快速的烹調(diào)有助于異硫氰酸鹽的生成,而長時間的浸泡和高溫烹調(diào)則會失活。
蔥、蒜要在蒜酶的作用下分解為具有刺激性氣味的大蒜素才具有真正的抗癌與保健功效。蔥、蒜切碎后放上一刻鐘后直接食用,或加入到即將起鍋的菜肴中為佳。直接高溫煎炸會使蒜酶失活和揮發(fā),失去應有的保健功效。
3植物甾醇:這是一類廣泛存在于各種植物油、堅果、植物種子及水果蔬菜中,結構與動物膽固醇類似,但功能完全不同的一類植物化學物。植物甾醇除顯著降低膽固醇、預防心腦血管疾病外,還具有阻斷致癌物誘發(fā)細胞癌變,降低乳腺癌、結腸癌、胃癌、肺癌、皮膚癌、宮頸癌的發(fā)病風險。
植物甾醇在植物油中含量較高,由高到低依次排列為玉米胚芽油、芝麻油和菜籽油、大豆油、花生油。
蔬菜中植物甾醇含量高的是菜花、西蘭花、油麥菜等;水果中含量較高的是橙子、橘子、山楂等。
面粉中植物甾醇含量比大米高5倍,建議以大米為主食者,一日三餐中至少有一餐應改為面食類,并增加雜糧攝入。
食物在精加工(如植物油精煉,精米精面加工)過程中植物甾醇損失較多,直接食用堅果如花生、大豆及其制品、瓜子和雜糧、糙米或面,能更有效地保證植物甾醇的攝入。
4皂苷與萜類化合物:食物中最為常見的皂苷當屬大豆皂苷,大豆皂苷對肝癌、結腸癌及急性粒細胞白血病細胞有明顯的抑制作用。食物中萜類化合物,不僅具有抗腫瘤和維生素A活性,還是一種天然抗氧化劑,可降低食管癌、胃癌、結腸癌和直腸癌等消化道腫瘤的發(fā)病率。紅色成熟水果中的番茄紅素,有很強的抗氧化活性,能降低前列腺癌等發(fā)病率。
萜類化合物富含于深色(黃、橙、紅、紫)蔬菜水果及藻類中(如胡蘿卜、甘藍、萵苣尤其是萵苣葉、莧菜、南瓜、紅辣椒、芒果,以及螺旋藻等)。番茄紅素富含于紅色成熟水果(番石榴、西瓜、番茄尤其是番茄皮等)中。
皂苷與萜類化合物,對紫外線、氧、高溫比較敏感,加工烹調(diào)時需要注意。皂苷具有一定的水溶性,長時間浸泡、水煮容易流失。萜類化合物如類胡蘿卜素和番茄紅素為脂溶性,需要加油烹調(diào)才有助于人體吸收,生吃吸收率明顯降低。
1. 化學教師所需的知識結構 一般合格教師的知識結構包括專業(yè)知識、教育理論知識和教學實踐知識,而學者型教師的知識不僅面寬,而且質(zhì)上也很顯著,他們不僅對問題的深層結構敏感,而且還能結合學科特點滲透科學方法論、創(chuàng)新精神、人文素養(yǎng)、科學價值觀等。筆者認為,學者型化學教師的知識結構應由以下幾個方面構成。
(1)必須掌握大學化學專業(yè)所涉及的經(jīng)典化學知識和教師必備的教育科學基本理論知識。化學與STS相關的知識。當代化學教育發(fā)展的新方向是化學與科學、技術、社會(STS)相聯(lián)系,其核心是全面反映科學技術的本質(zhì)及其與社會的關系。學者型化學教師能結合人們最關心的健康、環(huán)境、資源、水源及食物等焦點問題展開教學,使學生能解決未來生活與化學有關的問題及生產(chǎn)、生活中碰到的化學問題。
(2)化學作為中心學科的前沿知識。當代科技飛速發(fā)展,邊緣學科層出不窮,化學與相鄰學科的交叉滲透使化學成為21世紀的中心學科。環(huán)境化學、生命科學、信息材料科學、能源化學、地球化學等都屬于化學專業(yè)發(fā)展的新方向。學者型化學教師力爭將教學與科技接軌,使學生的視野與思維更加開闊。
(3)結合化學史滲透科學方法論。結合化學史進行教學,使教學不只局限于現(xiàn)在知識的靜態(tài)結構,還可以追溯到它的來源和動態(tài)演變,揭示其中的科學思維和科學方法論,培養(yǎng)學生的科學思維和科學品德。
(4)結合教材內(nèi)容滲透人文素質(zhì)教育。學者型化學教師應結合具體學科知識,使學生對社會倫理準則有所理解并產(chǎn)生熱烈的情感,從而培養(yǎng)起積極的人生態(tài)度、高度的創(chuàng)造精神。
2. 化學教師要提高教學技能和策略 (1)能運用策略性知識,設計教學策略。一個經(jīng)驗豐富、教學策略掌握好的學者型教師,必須具備:①內(nèi)容知識,即所教科目的內(nèi)容;②課程知識,即有教學內(nèi)容的組織設計思想;③一般的教學知識;④教學內(nèi)容有關的教學知識,即教材、教法知識;⑤有關學生及其特點知識,包括智力水平、個性特征和學習風格等;⑥有關教育環(huán)境知識;⑦有關教學目的、教育價值等教育哲學方面的知識。其中⑤⑥屬于策略性知識,即研究如何有效教的問題,是創(chuàng)造性的勞動過程。
(2)課堂上教學實施學法指導,探究實驗技能。學者型教師能針對學生學習規(guī)律進行有效性教學,把握學生的學習風格進行個別教學,根據(jù)教學內(nèi)容、教學情景進行針對性靈活教學,研究自己教學個性,進行創(chuàng)造性教學,形成自己的教學風格。化學以實驗作為學科基礎,實驗操作與設計可培養(yǎng)學生大膽耐心的實踐品質(zhì),果敢沉著的自信力,自覺自控的意志力,積極向上的進取心,并能養(yǎng)成尊重客觀、勇于實踐、大膽創(chuàng)新的科學態(tài)度,以及運用科學方法進行發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新的能力。探索性實驗,使學生始終處于不斷探索的情景中,教師及時點撥、引導,學生的思維得到啟發(fā)和活化,為發(fā)揮其思維潛能創(chuàng)造了情境。在我國教育轉軌階段,以新的視角開展實驗教學,挖掘教材中探索性的實驗,優(yōu)化實踐課教學過程,是學者型化學教師的當務之急。
(3)課后反思能力。教師反思能力是指教師在職業(yè)活動中,把自我作為意識對象,以及在教學過程中,將教學活動本身作為意識對象,不斷對自我及教學進行積極主動的計劃、檢查、評價、反饋、控制和調(diào)節(jié)的能力。學者型教師不僅要對自身的教育經(jīng)驗、教學策略進行反思、總結、提高,形成自己的教學風格,而且還要對教育、教學活動的普遍規(guī)律進行反思。
3. 化學教師要適應現(xiàn)代化教育的要求 (1)素質(zhì)教育的特點與要求。二者的根本區(qū)別在于是否把考試當作最終目的。素質(zhì)教育在指導思想上把重點放在學生個性和身心的全面發(fā)展上,在教學內(nèi)容上十分重視教材改革,適應新科技潮流,吸收新科技成果,大力拓展受教育者的智力空間和思維廣度,諸如環(huán)境污染、人炸、資源枯竭、生態(tài)惡化等21世紀人類共同關心的話題,均應貫穿于教學內(nèi)容之中。在教學方法上,強調(diào)研究法、發(fā)現(xiàn)法、情景教學法等的應用及最優(yōu)化組合,提倡自學、貫徹啟發(fā)、重視反饋。在教學組織上,改變單一的班級授課制,輔之以合作學習與多媒體輔助教學的應用等。
(2)重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新教育擺在化學教學的重要位置,讓學生學會創(chuàng)新是學者型化學教師的重要任務。對學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)要求是:具有創(chuàng)新意識,不因循守舊;喜歡質(zhì)疑,愛獨立鉆研,敢于創(chuàng)新;想像力豐富,新穎獨特,善于從多個角度去思考問題;思維能力發(fā)展較好,特別是具有較好的分析、綜合能力;善于理論聯(lián)系實際,具有較強的實踐能力。培養(yǎng)創(chuàng)新精神的學生,教師的創(chuàng)造性人格特征是基礎。培養(yǎng)創(chuàng)新精神和最終目的是為了指導實踐,學者型化學教師要充分利用化學學科實踐性強的特點,把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力結合起來。
關鍵詞:廢棄物 綠色化學 無害
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)04(a)-0165-02
近幾年隨著環(huán)保意識逐漸加強,在社會的各個方面都倡導環(huán)保綠色、可持續(xù)發(fā)展,同時在化學教育過程中也開始滲透環(huán)境教育,內(nèi)容也涉及環(huán)境污染及保護問題,如大氣污染、水污染、溫室效應等內(nèi)容。中職學生在此階段也是比較系統(tǒng)地學習化學知識的階段,教師需要讓學生們了解化學實驗所產(chǎn)生的污染情況,同時還要將綠色化學思想融入化學教育的過程,培養(yǎng)學生綠色化學思想。新的預防化學污染的理念和新實踐已經(jīng)成為當今主流,需要加強此方面的教育。中職化學實驗多多少少都會產(chǎn)生實驗垃圾,對周邊環(huán)境造成影響,如不進行處理,就會影響師生及學校環(huán)境,最重要的是學生的這種綠色化學理念將越來越淡薄,有悖于我們教育的初衷。
1 化學實驗的污染問題
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學教學中一半以上的化學知識都需要實驗引入,但教材對實驗設計往往只會重視實驗現(xiàn)象明顯、實驗裝置簡單,便于教師、學生操作,很少考慮實驗產(chǎn)物對環(huán)境的污染問題。而化學實驗教學中,很多學校在建設實驗室時也沒有考慮化學實驗對實驗室環(huán)境以及周邊環(huán)境的污染,在完成教學實驗后直接將實驗室廢水、廢氣、廢物排放到環(huán)境中,在造成環(huán)境污染的同時也影響到了人體的健康。
1.1 廢液
化學實驗廢液多為實驗殘留液體、實驗原料溶液以及清洗儀器、器皿的廢液。幾乎所有的化學實驗都會產(chǎn)生廢液,也都存在不同程度的廢水污染。并且這些廢液成分相對復雜,不但含有有機物、無機物、重金屬,甚至會包含細菌、有害微生物。有些廢液甚至具有腐蝕性、易燃性、毒性,有的甚至還可以致癌。
1.2 廢氣
化學實驗常產(chǎn)生具有污染的廢氣,例如酸霧、苯系物、汞蒸汽、有機溶劑蒸汽以及甲醛等。這些廢氣的污染性較大,對人體也具有傷害。例如硫化氫會嚴重刺激人上呼吸道以及黏膜;甲醛會對呼吸道以及人體造成損傷;苯系物可能致癌等。雖然很多實驗室會設有通風系統(tǒng),要求所有產(chǎn)生毒害氣體的實驗在通風櫥中進行,但這樣雖然保證了實驗室中人和環(huán)境的安全,但卻對實驗室周圍環(huán)境造成了污染。
1.3 固體廢棄物
固體廢棄物是化學實驗過程中產(chǎn)生的主要廢物之一,且種類具有多樣性,例如多余樣品、消耗實驗用品(棉花、紗布等)、破損實驗用品(玻璃器皿)、殘留化學試劑以及失效化學藥品等?;瘜W成分復雜的固體廢棄物含有多種污染物,若處理不慎很容易引發(fā)嚴重的環(huán)境污染。
2 綠色化學理念
中職化學教學中應當引入綠色化學理念,這是一種對環(huán)境影響相對較小的化學理念,綠色化學要求化學活動應當友好地對待人類健康以及環(huán)境,其目的是尋找能夠利用的無毒害化學原料進行實驗,最大限度地減少實驗材料用量,在節(jié)約能源的同時降低有害物質(zhì)的使用、產(chǎn)生,從源頭上消除化學污染物,是一種可持續(xù)發(fā)展理念較強的化學理念。
2.1 化學課堂教學是最直接的h保教育基地
在國外化學教學過程中,比如在新加坡,化學教學實驗室都會給每一個實驗臺專門設置廢液回收裝置,學生在進行化學實驗后通過回收裝置處理實驗廢物;并且每個實驗臺專門配置干凈的抹布,可以及時清理實驗完成后實驗臺上遺留的污漬,以免這些遺留污漬污染實驗臺。由于現(xiàn)代實驗室設備大多較先進,很多實驗借助儀器都可進行微量化實驗,避免了傳統(tǒng)實驗對實驗材料的浪費,也減少了污染環(huán)境的廢物的產(chǎn)生。除此之外,實驗室下水道也需要在出口設置專門的監(jiān)測儀器,以方便隨時監(jiān)測實驗室流出的液體,從而達到雙重保障的作用,降低實驗廢液對環(huán)境的污染。
2.2 將環(huán)保由課堂延伸到校外
隨著人們環(huán)保意識的加強,相關研究逐漸增加,但環(huán)保及環(huán)境治理相關教育內(nèi)容卻很少,并沒有真正融入中職生的生活中。環(huán)保知識教育也只是一種普及教育,目的僅限于對國民素質(zhì)的提高,而沒有針對學校教育特點的專門性教育?;瘜W與環(huán)境污染密切相關,環(huán)境污染主要是由化學污染物造成的,很多環(huán)境問題的解決要依靠化學的方法來實現(xiàn)。中職化學課堂教學是最直接的環(huán)保教育基地,只有把環(huán)保教育貫穿于化學學科教學的課內(nèi)課外,把中職研究性學習與環(huán)保教育聯(lián)系起來,才能真正培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。
3 化學實驗廢棄物綠色無害化處理
3.1 通過實驗改進從根源上減少化學實驗廢棄物
在化學實驗中最有效的就是從實驗根源入手,從儀器、實驗方法、實驗原料等方面進行改進,減少廢棄物的產(chǎn)生。比如,使用微型化的儀器裝置進行實驗,試劑用量大幅減少。吸熱反應的實驗,藥品減半;物質(zhì)的量濃度配置實驗,將用量由500 mL改為100 mL;濃硫酸的脫水性實驗,蔗糖用量減半;學生分組進行物質(zhì)性質(zhì)實驗,均采用小試管或點滴板進行。在不影響實驗效果的前提下,學生可以尋找一些無毒害的藥品來替換有毒害的藥品;尋找一些對環(huán)境無影響或影響較小的藥品來替代對環(huán)境影響較大的藥品。如溶液的導電性實驗,鹽酸和氯化鈉在通電時會產(chǎn)生有害的氯氣,將它們換成硝酸鈉和稀硝酸,這樣既達到了比較電解質(zhì)溶液導電能力強弱的目的,又避免了氯氣的污染。又如用CuSO4溶液代替水與電石反應,產(chǎn)生的H2S氣體就可以和CuSO4溶液反應而被吸收,從而減少污染。
3.2 廢氣的無害化處理
中職化學實驗廢氣主要是實驗中產(chǎn)生的尾氣,尾氣處理通常和某制取或性質(zhì)實驗結合在一起,相對研究較多。中職化學實驗中主要出現(xiàn)以下十幾種氣體:O2、N2、H2、CO、CO2、Cl2、HCl、Br2、SO2、H2S、NO2、NH3、CH4等。一般的,教師和學生對有毒尾氣處理比較注意,無毒氣體如甲烷、氫氣等就覺得好像不必處理,實際上這兩種氣體也是引起溫室效應的物質(zhì)之一;還有的習慣把實驗產(chǎn)生的尾氣通過通風櫥排出室外,這樣也會污染環(huán)境。尾氣處理方法按其方法的不同可以分為3類:液體吸收法(溶液或水吸收法)、燃燒法、袋裝法(塑料袋或氣球)。
3.3 廢液的無害化處理
各類酸堿廢液,含鉛、溴、碘、汞、鎘的廢液和有機化學廢液是中職化學教學實驗過程中產(chǎn)生的主要幾種廢液。其中最為常見的化學廢液便是酸堿廢液。對于不含重金屬的酸堿廢液,濃度非常稀的可以無需處理直接進行排放;濃度高的則可以直接通過酸堿中和的方式進行處理,保證最終排放廢液pH值為6~8;一般化學實驗過程中會將酸堿廢液分開貯存,最后相互進行中和處理。而含有重金屬的化學實驗廢液則需要首先使用酸堿溶液,將廢液pH調(diào)節(jié)到3~4,繼而加入鐵粉進行攪拌,攪拌30 min后將pH調(diào)節(jié)至9,再攪拌10 min,而后加入堿式氯化鋁或硫酸鋁對溶液進行沉淀處理,此時得到的上層清夜可以直接排放,而沉淀物則必須進行廢渣處理。
4 結語
中職化學教學也是比較系統(tǒng)化的教學階段,因此教學中必然會進行化學實驗。教師應當在本階段的學習中讓學生明晰化學實驗污染狀況,并將綠色化學思想融入教學,培養(yǎng)學生的環(huán)保理念。同時還要有目的地將實驗產(chǎn)生的廢物、垃圾無害化處理方式融入教學中,從而達到綠色教學的目的。
參考文獻
關鍵詞:化學式;學習任務;教學分析;教學規(guī)劃
文章編號:1008-0546(2016)10-0007-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.002
根據(jù)現(xiàn)代教學理論,不同的學習任務需要具備不同的學習條件和學習過程,否則學習將難于取得很好的效果。如九年級“化學式”,屬于概念性、技能性知識,其學習過程包含建立物質(zhì)宏觀組成、微觀構成及符號表征的聯(lián)系以及化學式書寫與計算相關規(guī)則的建構。這一內(nèi)容的學習,既要具體物質(zhì)化學式例證的支撐,又要化學學科思維的支撐。如果脫離這些支撐,僅按“給出概念―分析概念關鍵―記憶概念”的思路開展學習,學生將無法建構概念并提升概念運用能力。因此,化學教學過程中,應從學習內(nèi)容出發(fā),在確立學習任務基礎上分析任務類型、確立學習條件,從而做好教學規(guī)劃(如圖)。本文以滬教版《義務教育教科書?化學(九年級上冊)》教材“化學式”為例,探討如何開展基于學習任務分析的教學活動規(guī)劃,以期提升教學實效。
一、確定學習任務
化學式是物質(zhì)組成的重要內(nèi)容,“課標”將其放在“物質(zhì)構成奧秘”主題中,強調(diào)應用化學符號系統(tǒng),從宏觀和微觀兩個視角、從定性和定量兩個方面認識物質(zhì)的組成,建立起化學符號與物質(zhì)組成間的聯(lián)系;教材將本內(nèi)容安排在第三章,在身邊物質(zhì)的組成與性質(zhì)、變化與用途等宏觀學習基礎上,轉入物質(zhì)構成的微觀層次學習,并按如下線索組織:先讓學生建立初步的微粒觀、認識到微粒構成物質(zhì),再引導學生認識化學元素、認識化學物質(zhì)的多樣性并建立元素觀和分類觀,最后學習物質(zhì)的組成――化學式,實現(xiàn)從宏觀與微觀、定性與定量等方面多角度認識物質(zhì)。
通過九年級化學前兩章內(nèi)容的學習,學生知道并記憶了一些化學式,知道物質(zhì)由元素組成并能書寫一些常見元素的元素符號,知道物質(zhì)由分子、原子等微粒構成。這些內(nèi)容的掌握,為本課學習奠定基礎。然而,由于學生剛剛接觸微觀內(nèi)容,對物質(zhì)及其變化的認識主要停留在宏觀、感性水平。此外,教學過往經(jīng)驗表明,學生對于化學式的學習與應用,存在許多障礙或缺陷,如無法正確開展化學式的書寫與計算、化學方程式的配平等。這些問題的成因,在于學生不能正確理解化學式的微觀含義、缺失“宏觀-微觀-符號”三重表征思維。因此,教學過程中應加強這些方面的教學。
根據(jù)前述分析,提出本課如下六個方面的學習任務:任務一、能從實際情境中,感受學習化學式的重要性和必要性;任務二、觀察一些常見物質(zhì)的化學式,得出化學式定義;任務三、認識化學式與物質(zhì)組成的關系;任務四、能從宏觀、微觀上說出化學式所表示的意義;任務五、能從給予的商品標簽中看懂標簽上標示的組成元素及其含量;任務六、初步建立起“宏觀、微觀、符號”三重表征的聯(lián)系。其中,化學式概念的建立、化學式含義的理解、初步建立“宏觀、微觀、符號”三重表征聯(lián)系是本課教學的重點和難點。
二、學習任務分析
從狹義的角度看,物質(zhì)的化學式從屬于化學用語范疇,屬于“語義知識”。然而,本課的學習,教學重點不在于讓學生記憶常見物質(zhì)的化學式。從化學課程目標看,化學式學習的核心與關鍵是使學生習得化學物質(zhì)學習與研究的思維,由語言文字的形象思維轉向符號的抽象思維和定量化的數(shù)學思維。這一認知思維的轉化,需要認識化學式的概念及其含義,習得用化學式表征物質(zhì)組成乃至結構的規(guī)則,識別具體物質(zhì)化學式所反映的物質(zhì)組成,建立起宏觀和微觀看待物質(zhì)組成的化學視角,并能運用化學式相關知識與規(guī)則在實際背景中去分析和解決實際問題和進行相關的計算。因此,本節(jié)學習的本質(zhì)是習得化學式的概念與相關規(guī)則、應用相關規(guī)則解決用符號系統(tǒng)表征化學物質(zhì)和從定量角度認識與研究化學物質(zhì)等相關化學問題。
因此,對于本課六個學習任務,從加涅的學習結果分類理論來看,分屬于“智慧技能”“認知策略”和“態(tài)度”等三類。具體任務對應的學習結果類型依次為:任務一為“態(tài)度”;任務二、三、四和五均屬于“智慧技能”,并分別為“智慧技能”中的“定義性概念”“辨析”“原理與規(guī)則”“高級規(guī)則”;任務六為“認知策略”。根據(jù)加涅的學習結果分類理論及奧蘇伯爾的同化論,各學習任務對應的學習條件(或起點能力)如下:
三、教學過程規(guī)劃
根據(jù)前述學習類型界定及學習條件(起點能力)分析,就可以進行教學過程規(guī)劃。本課教學的具體規(guī)程規(guī)劃如下:
環(huán)節(jié)一:導課――創(chuàng)設情境
教師活動:展示兩類盛有無色液體的試劑瓶。一類試劑瓶上無任何標識;另一類試劑瓶上貼有標簽(含關于“水的”不同語言文字及其化學式的標示)。
學生活動:觀察、思考、聆聽。
[設計意圖]讓學生感受學習化學式的必要性,感知化學式的通用性和便捷性。
環(huán)節(jié)二:新知學習(1)――建立化學式的概念
教師活動:1.要求學生列舉已學過的常見物質(zhì)(涉及單質(zhì)和化合物、純凈物和混合物)并書寫這些物質(zhì)的化學式;2.評價、反饋(學生化學式書寫情況);3.引導學生觀察所寫化學式,嘗試給化學式下定義。
學生活動:動筆書寫化學式;聆聽、參與并回答;下定義、表達與交流。
[設計意圖]回顧舊知識為學習新知作鋪墊;通過反饋和糾正,使常見物質(zhì)化學式的書寫和記憶得到進一步的強化;通過觀察與思考,抽提概念的本質(zhì)屬性并下定義。
環(huán)節(jié)三:新知學習(2)――認識化學式中元素符號及數(shù)字的含義
教師活動:1.指導學生閱讀圖3-24及P82關于水、氯化鈉和鐵等微粒構成的相關內(nèi)容,分析如下問題:①三類不同物質(zhì)對應化學式包含哪些元素符號、元素符號分別表示哪種微粒;②各物質(zhì)化學式所包含的微粒數(shù)目或不同微粒數(shù)量關系(比例)是多少、數(shù)目或數(shù)量關系表達什么的含義;2.閱讀表3-6“一些物質(zhì)的組成與化學式”,探討化學式是如何從構成物質(zhì)微粒的種類及其數(shù)目兩個方面來反映物質(zhì)組成的。
學生活動:閱讀、交流討論、回答。
[設計意圖]在觀察、分析的基礎上,認識化學式所包含的兩種符號(元素符號和數(shù)字符號)所表示的含義,進一步鞏固化學式的概念、認識化學式的含義,初步建構起對“化學式反映了物質(zhì)的組成情況”的理解。
環(huán)節(jié)四:新知學習(3)――認識化學式反映物質(zhì)組成的客觀真實性
教師活動:1.提出問題:為什么水的化學式是H2O,而不是H2O2?2.展示水的結構模型,從構成水分子的微粒的種類和數(shù)目角度理解水的化學式;3.引導回顧電解水實驗、水分解的微觀過程,討論水的組成是如何確定的;4.閱讀P65圖3-7和3-8,結合生活經(jīng)驗,嘗試建立起自然界中的水、水的微觀構成、水的化學式三個方面的聯(lián)系。
學生活動:思考、觀察、交流與討論、回答。
[設計意圖]通過圖片、模型等直觀化手段幫助學生獲得感性認識,促進學生理解與掌握;通過對實驗事實及微觀過程的分析,認識物質(zhì)的組成是如何確定的,體會實驗在物質(zhì)組成確定中的重要作用,感知化學式如何客觀真實地反映物質(zhì)的組成;最后,嘗試建立起“宏觀――微觀――符號”三重表征的聯(lián)系。
環(huán)節(jié)五:新知學習(4)――深化對化學式意義的認識
教學活動:1.通過實物、圖片、晶體模型展示,以H2O、Fe、NaCl為例,探究、歸納化學式的一般意義;2.變式訓練:(1)教師提供一組不同的符號(符號周圍有數(shù)字),由學生說明符號周圍數(shù)字的不同含義;(2)有人說:“CO2和O2中都含有氧分子”,這種說法正確嗎?為什么?(解答時,可出示CO2和O2的分子模型進行對比,體會所代表的意義不同);(3)請區(qū)分H2O和H2的不同。
學生活動:推測、交流、思考、回答。
[設計意圖]體會不同的物質(zhì)由不同的微粒構成,其化學式的意義不同;從分子原子離子,層層遞進,逐一建構,不斷完善知識結構,完整闡述化學式的意義,并通過變式練習來強化理解。
環(huán)節(jié)六:學以致用――識別標簽中的化學式
教學活動:展示商品標簽,根據(jù)標簽中的化學式設置問題,要求學生從組成元素、構成微粒及其數(shù)目(數(shù)量關系)等角度認識化學式所代表的物質(zhì)。
學生活動:思考、回答。
[設計意圖]運用習得的概念原理去解決實際情境中的簡單問題,提高分析解決問題的能力;能從標簽中獲取有效信息,能從化學視角看懂標簽;貼近生活生產(chǎn)實際,感受化學知識的實用性。
環(huán)節(jié)七:課堂小結――建構知識網(wǎng)絡
教學活動:引導學生小結。
學生活動:歸納、總結。
[設計意圖]突出重點,起畫龍點睛作用。
參考文獻
[1] 王祖浩.義務教育課程標準實驗教科書?化學(九年級上冊)[M].上海:上海教育出版社,2015
2.結合生產(chǎn)、生活實際了解烴的衍生物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響,關注有機化合物的安全使用問題。
二、山東考試說明(與課標要求一致)
1.認識醇的典型代表物的組成和結構特點,知道醇與醛、羧酸之間的轉化關系。
2.結合生產(chǎn)、生活實際了解烴的衍生物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響,關注有機化合物的安全使用問題。
三、課標解讀(教學目標)
1.通過【知識重溫】回顧已學乙醇的化學反應,從而總結乙醇的部分化學性質(zhì)。
2.通過分析醇的結構,結合前面的復習知道其化學反應主要涉及分子中碳氧鍵、氫氧鍵和碳氫鍵的斷裂,根據(jù)醇的結構特點分析并總結乙醇的化學性質(zhì)并能夠熟練寫出相關方程式和反應類型。
3.結合前面的學習,能夠?qū)懗龃寂c烯烴、鹵代烴、醛、酯等有機物之間的轉化關系。
4.結合甲醇、乙醇在生產(chǎn)、生活實際中的應用,體會醇對環(huán)境和健康可能造成的影響,體現(xiàn)知識的重要性,從而激發(fā)學生學習的積極性。
四、教學評價
(一)課標評價
根據(jù)課標要求設計出4個教學任務,可以看出本節(jié)課的重點是醇的化學性質(zhì),教師在教學設計時要側重醇的化學性質(zhì)的探討,設計足夠的時間給學生理解醇反應的斷鍵規(guī)律,并加強對應練習,充分體現(xiàn)本節(jié)課的重難點。
(二)歷年考試試題評價
幾乎每年的學業(yè)水平考試和高考都體現(xiàn)了乙醇的知識,重點考察乙醇的化學性質(zhì):取代反應(與金屬鈉、與羧酸的酯化反應、醇分子間的脫水反應)、消去反應、催化氧化。具體體現(xiàn)學業(yè)水平考試試題:
2010(山東?。?/p>
22.(8分)現(xiàn)有下列四種有機物:
分析:考察消去反應。
2008(山東省)
6.下列物質(zhì)中加入金屬鈉不產(chǎn)生氫氣的是
A.乙醇B.乙酸
C.水D.苯
分析:考察與金屬鈉的反應
23.(9分)乳酸是酸奶的成分之一,乳酸可以用化學方法合成,也可以由淀粉通過生物發(fā)酵法制備,利用乳酸可以合成多種具有生物兼容性和環(huán)保型的高分子材料。乳酸已成為近年來人們的研究熱點之一。乳酸的結構簡式為CH3CH(OH)COOH,以下是采用化學方法對乳酸進行加工處理的過程:
請根據(jù)乳酸的性質(zhì)和上述信息填寫以下空白:
(1)寫出乳酸與NaOH溶液反應的化學方程式:
;
(2)寫出乳酸與濃硫酸共熱生成C6H8O4的化學方程式:
;
(3)(II)的反應類型是。
分析:考察與羧酸發(fā)生酯化反應
(2)高考試題
(2010山東)
12.下列敘述錯誤的是
A.乙烯和苯都使溴水褪色,褪色的原因相同
B.淀粉、油脂、蛋白質(zhì)都能水解,但水解產(chǎn)物不同
C.煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉
D.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能發(fā)生取代反應,乙酸乙酯中的少量乙酸可用飽和Na2CO3溶液除去
分析:考察取代反應
(2012山東)
10.下列與有機物的結構、性質(zhì)有關的敘述正確的是
A.苯、油脂均不能使酸性KMnO,溶液褪色
B.甲烷和Cl2的反應與乙烯和Br2的反應屬于同一類型的反應
C.葡萄糖、果糖的分子式均為C6H12O6,二者互為同分異構休
D.乙醇、乙酸均能與Na反應放出H2,二者分子中官能團相同
分析:考察取代反應
2009(山東卷)
33.(8分)(化學-有機化學基礎)
下圖中X是一種具有水果香味的合成香料,A是有直鏈有機物,E與FeCl3溶液作用顯紫色。
請根據(jù)上述信息回答:
(1)H中含氧官能團的名稱是。BI的反應類型為。
(2)只用一種試劑鑒別D、E、H,該試劑是。
(3)H與J互為同分異構體,J在酸性條件下水解有乙酸生成,J的結構簡式為。
(4)D和F反應生成X的化學方程式為。
分析:考察與羧酸反應酯化反應、催化氧化反應。
(2012山東)
10.下列與有機物的結構、性質(zhì)有關的敘述正確的是
A.苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.甲烷和Cl2的反應與乙烯和Br2的反應屬于同一類型的反應
C.葡萄糖、果糖的分子式均為C6H12O6,二者互為同分異構體
D.乙醇、乙酸均能與Na反應放出H2,二者分子中官能團相同
分析:考察官能團和取代反應
五、學習目標
1.通過知識回顧,結合分析醇的結構特點總結醇的化學性質(zhì),能夠熟練寫出醇與烯烴、鹵代烴、醛、酯等有機物相互轉化的方程式。
2.結合資料介紹和生活實際能夠列舉醇在生產(chǎn)生活實踐中的應用。
六、教材分析
(一)教材位置
本節(jié)在有機反應類型及反應規(guī)律的學習之后,學生已經(jīng)具備了根據(jù)一定結構的有機化合物推測可能與什么樣的試劑發(fā)生什么類型的反應、生成什么樣的物質(zhì)的思路和意識。本節(jié)內(nèi)容是學生初次運用所學規(guī)律推測一類物質(zhì)可能發(fā)生的反應,讓他們用演繹法學習醇的性質(zhì)并發(fā)展這種思路和方法,為后續(xù)學習打下基礎。
(二)教材處理
對于醇的化學性質(zhì),通過回顧乙醇的化學性質(zhì)推測醇的化學性質(zhì),從斷鍵的角度推測產(chǎn)物,從而總結出醇消去、催化氧化反應的規(guī)律。
(三)與人教版教材的比較
編排的位置:
兩個版本都是在介紹了烷烴、烯烴、苯及其同系物、鹵代烴的基礎上引入的,都是把醇作為烴的衍生物的第一種代表物進行介紹的,呈現(xiàn)的位置基本相同。
知識上的比較:
人教版對于醇的介紹從整體上分析比魯科版相對簡單,具體體現(xiàn):
1.幾種常見醇:人教版主要介紹了乙二醇和丙三醇的結構和物理性質(zhì)的共性之處,對于甲醇的結構和物理性質(zhì)沒有介紹。
2.飽和一元醇:兩個版本都對飽和一元醇的通式、沸點以及水溶性做了詳細的介紹,通過表格數(shù)據(jù)的分析得出相關結論。但兩個版本的切入點不同,魯科版注重知識的系統(tǒng)性和完整性,人教版注重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,注重聯(lián)系生活實際。
3.醇的化學性質(zhì):兩個版本都介紹了醇與金屬鈉、濃氫鹵酸、消去反應、氧化反應,但知識的呈現(xiàn)方式不同,人教版注重實驗的探究作用,對于醇分子間脫水的反應只是在資料卡片上出現(xiàn),魯科版則注重從官能團的角度進行分析,從斷鍵上分析規(guī)律,幫助學生理解。
結論:通過兩個版本的比較,進一步明確本節(jié)課的教學任務(重點知識):
1.乙二醇與丙三醇的結構和物理性質(zhì)
2.飽和一元醇的通式、水溶性的規(guī)律、沸點的規(guī)律
3.醇與金屬鈉、濃氫鹵酸的反應以及醇的消去反應、氧化反應的規(guī)律。
七、學情分析
學生在必修內(nèi)容及前面章節(jié)內(nèi)容的學習中,已經(jīng)對乙醇的結構和性質(zhì)有所了解,并且能夠從結構上簡單區(qū)分醇和酚,但是從結構上對性質(zhì)進行推測方面的能力還不太熟練,尤其對斷鍵位置與反應類型間的關系上不能很熟練區(qū)分。
八、教學重點、難點
根據(jù)醇的結構推測醇的性質(zhì),掌握醇的化學性質(zhì)
九、教學策略:
課前準備:(學案導學)
根據(jù)已有知識和教材資料總結醇的化學性質(zhì),能夠?qū)懗鲆掖寂c金屬鈉的取代反應、乙醇的消去反應、乙醇的氧化反應的方程式。
課堂探究:(交流、檢測、講解、練習相結合)
通過課堂小測和交流訂正檢查學生對乙醇知識的掌握情況,結合乙醇的結構特點引導學生分析,幫助學生理解結構對于有機物性質(zhì)的重要性,強化結構決定性質(zhì)的理念,同時由乙醇的性質(zhì)引導學生分別探討1-丙醇或2-丙醇的性質(zhì),知識得到提升;結合對應訓練鞏固本節(jié)知識,體現(xiàn)知識的遷移應用。
十、教學過程中注意的問題
1.重點要突出。
2.注意課本知識的整合。課本上是從吸引電子能力的強弱角度入手分析醇的結構,教師應根據(jù)學生的理解能力進行分析,可以把此環(huán)節(jié)變?yōu)橹R的總結來處理,學生掌握了醇的反應之后,再來看鍵的極性以及斷鍵就更好理解了。
十一、教學過程
【教師活動】組織小組內(nèi)交流預習內(nèi)容,完成學習目標的1、2
【投影】學習目標1、2
1.醇、酚的區(qū)別;認識幾種常見的醇
2.總結飽和一元醇的通式、物理性質(zhì)
【學生活動】小組內(nèi)交流預習作業(yè),訂正答案,提出質(zhì)疑。
【教師活動】【投影】【目標1評價】
1.醇酚的區(qū)別(填序號)
下列物質(zhì)屬于醇類的是 屬于酚類的是
【目標2評價】
2.飽和一元醇的物理性質(zhì)
下列每組物質(zhì)的沸點高低比較不正確的是()
A.乙二醇高于2-丙醇B.丁烷高于丙烷
C.乙醇高于甲醇D.乙醇低于丁烷
3.【學業(yè)水平考試試題】2010(山東省)
4.若從溴水中把溴萃取出來,可選用的萃取劑是
A.水 B.無水酒精 C.四氯化碳D.氫氧化鈉溶液
【教師活動】學習目標3分析醇的結構特點掌握醇的化學性質(zhì)
【學生活動】明確下一個學習任務。
【教師活動】
二、醇的化學性質(zhì)
小組結合57頁的【交流研討】及以前的知識基礎,以乙醇為例,預測醇能發(fā)生哪些類型的反應,反應時生成何種產(chǎn)物。
【學生活動】小組討論,舉出相應的實例,填寫58頁表格。
【學生活動】通過討論分析,總結出醇在不同部位斷鍵發(fā)生反應的類型:
⑴與金屬鈉發(fā)生取代反應
⑵與乙酸發(fā)生酯化反應
⑶消去反應
【教師活動】引導學生總結:羥基中的取代反應:引導學生從反應進行的條件和反應過程中斷鍵的角度來區(qū)分分子內(nèi)脫水和分子間脫水的聯(lián)系和區(qū)別。
【練習鞏固】寫出1—丙醇發(fā)生反應的方程式
1.羥基的反應:
【關鍵詞】生化實驗 設計性 教學模式 考核模式
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)35-0070-02
21 世紀是個知識大爆炸的年代,全球知識經(jīng)濟的發(fā)展需要高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。現(xiàn)代教育需要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,即要培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,并力求得到普遍性方法的能力。植物生物化學實驗是綜合性很強的基礎實驗課程,是研究生命現(xiàn)象本質(zhì)的一門實驗性學科,需要培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。本課程在培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)環(huán)節(jié)中處于極為重要的地位。傳統(tǒng)的生物化學實驗內(nèi)容陳舊,綜合性和開放式實驗少,實驗教學管理缺乏科學性和規(guī)范化,在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中存在著很大的缺陷。本文針對傳統(tǒng)生化實驗教學中的問題,探索新型科學合理的生化實驗教學新體系,以期激發(fā)學生興趣,強化學生基本實驗操作技能,并養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W實驗態(tài)度。
一 基本思路
首先,植物生物化學實驗課程中建立了基礎性實驗(訓練)、綜合性實驗和設計性實驗的實驗體系,注重加強基礎性實驗,使學生在基本知識、基本技能和基本經(jīng)驗等方面都獲得發(fā)展。同時要大力加強綜合性實驗和設計型實驗,兩者比例分別約占60%與40%,強化學生自主能力、創(chuàng)新能力、綜合分析能力。
二 實驗教學課程體系的建立
具體實施步驟包括四方面:首先是注重基礎實驗;其次使綜合性實驗成為基礎性實驗與設計性實驗的過渡環(huán)節(jié),然后重點通過設計性實驗,提升學生的綜合能力;最后以綜合考試模式進一步激發(fā)學生提高創(chuàng)新能力和解決問題能力。
1.提升對基礎性實驗的認知,打好基礎
基礎性實驗是理論強化的過程,同時更是學生對各類儀器使用基本技能培養(yǎng)的基礎環(huán)節(jié),在基礎性實驗中,養(yǎng)成良好的實驗習慣,可為以后進行綜合性實驗打下堅實的基礎,主要目的是引導學生鞏固基本知識,掌握現(xiàn)代基礎生物化學技能方法。本課程以層析技術、離心技術、電泳技術、分光光度技術等生化實驗的基本技術為基礎,以多項技術組合對糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸進行定性與定量測量。同時,為使學生了解基因工程的發(fā)展,適應林業(yè)工程培養(yǎng)現(xiàn)代應用人
才的需要,相應編入了基因組DNA提取、瓊脂糖凝膠電泳及聚合酶鏈式反應(PCR)等實驗。其內(nèi)容包括從植物中分離純化糖類、蛋白質(zhì)和核酸的定性和定量測定等。增開了包括天然生物活性大分子的純化及活性測定等內(nèi)容。基礎實驗課開始前,由教師講解實驗原理,并對學生在實驗儀器操作、實驗現(xiàn)象觀察及實驗手段的把握等方面提出具體要求。例如在生物葉片基因組DNA的提取及組分鑒定的實驗中,要求學生掌握紫外分光光度法、生物分子提取、分離及生物大分子的定性定量分析法,為以后復雜的綜合性生化實驗奠定扎實基礎。又如,蛋白質(zhì)的提取和定量實驗不僅要求實驗最終結果,更強調(diào)對實驗原料的原始重量,細胞破碎后體積確定,抽提后體積的記錄。實驗中,不同的同學記錄體積數(shù)的差別很大,導致最后的植物組織中蛋白質(zhì)含量差異很大,實驗結束后全班討論共同探討實驗現(xiàn)象,此時,使用多媒體將實驗內(nèi)容形象化、動態(tài)化,進一步提升學生學習興趣,強化學生對實驗知識的掌握,從不同的角度訓練學生思維的邏輯性和嚴密性,為學生創(chuàng)新能力的提高奠定了基礎。
2.強化綜合性實驗,做好鋪墊
在學生對基本理論強化、基本熟悉各種實驗儀器原理、掌握規(guī)范操作后即進入綜合性實驗環(huán)節(jié)。綜合性實驗是本課程和相關課程知識的綜合應用。通過綜合性實驗設計,目的是為了進一步訓練學生理論知識與聯(lián)系實際水平,提升學生綜合運用知識的能力、分析和解決較為復雜問題的能力。如在木本油脂制備生物柴油的實驗中,對金龍油和第二代食用調(diào)和油在不同溫度和注水量的實驗結果討論,提升學生用不同分析方法去解決不同問題的能力,活化學生知識,使學生在實驗思路、實驗設計、實驗技術和方法等方面得到全面訓練和提高。
3.全面打造設計性實驗,提升學生能力
設計性實驗環(huán)節(jié)實驗題目,由教師與學生一起探討或只由教師給定,實驗由學生自主完成。此環(huán)節(jié)首先需要學生具備一定的科研興趣和科研意識,初步的設計性實驗要求老師廣泛調(diào)研,由教師給定與學生知識程度相適應的實驗題目更進一步地設計實驗,可由教師與學生一起探討實驗題目或?qū)W生自擬題目。不論哪一類設計性實驗,教師對實驗過程中出現(xiàn)的各種問題要及時給予正確指導,對實驗結果給予準確的評價。通過設計性實驗的訓練,學生將從實驗原理、實驗方法、實驗步驟、實驗現(xiàn)象的分析和實驗結果的討論等方面得到全方位的訓練,同時也可進一步提升學生科研意識和能力。學生可自由結合成小組,分工協(xié)作完成實驗報告。
如在脂肪含量的測定實驗中,同學們總結的方法主要有:(1)索氏抽提法;(2)酸水解法;(3)巴布科克法;(4)益勒式法;(5)羅斯―哥特里法。對不同的方法進行了比較后,證實發(fā)現(xiàn)索氏抽提法對于某些樣品測定結果偏低。而酸水解法測出的脂肪為游離態(tài)脂和結合脂全部脂類。從實驗材料開始,都是由學生自己準備,可以使用各種食物,如牛奶、堅果、豆制品和餅干糕點等。分別對不同食物進行了脂肪含量的測定,并對所測結果進行了分析比較。有的同學對油炸食品前后的脂肪含量進行了比較;對市售的乳制品中脂肪含量與商標標注的含量進行比較;還有的同學對脫脂和全脂奶粉進行了比較……通過設計性實驗,學生會進一步接受新的教育思想和教學方法,創(chuàng)新思維和能力均獲得了全面培養(yǎng)。
4.綜合考試模式的建立
本課程的考核注重鼓勵學生主動參與和創(chuàng)造性思維,激發(fā)學生發(fā)揮主觀能動性。為檢驗實驗教學效果,反饋信息,我們建立了綜合考試模式。主要考核學生對理論知識的運用能力,學習方法的掌握程度及解決問題的能力。主要采取實驗操作和理論考核結合的方式,分別占50%的成績。閉卷理論考試占50%分值,所涵蓋內(nèi)容包括數(shù)據(jù)分析、原理掌握、操作中的關鍵技術等。實驗操作考核中平時實驗操作占20%分值,實驗報告占10%分值,其中綜合及設計性研究占20%分值。平時實驗操作中,實驗預習提問按10%計分,實驗前對本次實驗的內(nèi)容、實驗操作步驟和注意事項進行提問。針對學生的答案,教師輔助補充,同時啟發(fā)學生的發(fā)散性思維,分析典型相似或相關的實驗實例,及時糾正學生不正確的操作,設立創(chuàng)新分獎勵制度,對實驗中回答創(chuàng)新方法、有建設性的操作等給予創(chuàng)新分。
實驗報告按10%計分,主要考查其書寫能力,科研求實能力和分析解決問題能力,對于有實驗中現(xiàn)象的分析,實驗結論的討論及自己對實驗應用和改進等方面的討論可追加創(chuàng)新分。在實驗報告中不強調(diào)對實驗原理、實驗儀器、實驗試劑、實驗操作過程的書寫,也不強調(diào)實驗結果的好壞,而要注重實驗記錄的真實性和實驗報告中的討論與分析。
綜合及設計性研究占20%分值(嘗試新方法得5%分值,回答正確綜合性問題的得5%分值,合理解釋實驗現(xiàn)象占5%分值,完成實驗并撰寫報告占5%分值)??傊?,該考試模式能有效地檢驗教學效果,通過實驗教學體系設計與綜合考試模式結合,能顯著提高實驗教學效果與教學質(zhì)量。通過生物化學教學改革實踐,全面鍛煉了學生,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力,為其進一步發(fā)展夯實了基礎。
三 結束語
綜上所述,筆者通過對植物實驗教學體系的改革,提升了生化實驗教學質(zhì)量,更進一步全面培養(yǎng)了學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng),對促進學科的發(fā)展和人才培養(yǎng)有一定參考意義。
參考文獻
[1]沈劍敏.生物化學實驗多媒體課件的研制[J].實驗室研究與探索,2009(2):79~81
[2]陳懷俠、蔡火操、黃建林等.設計性實驗教學的實踐與思考[J].實驗技術與管理,2006(11):105~107
[3]崔大練、石戈、馬玉心.建立探究性生化實驗教學模式,培養(yǎng)科研創(chuàng)新人才[J].浙江海洋學院學報(自然科學版),2011(1):87~90
【關鍵詞】高中生物 化學知識 滲透 有機整合
【中圖分類號】G633 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)08-0179-02
自從50年代以后,學科之間發(fā)生了本質(zhì)的改變,綜合型學科的相關知識和運用得到人們越來越多的關注,相應的教育課程為了適應現(xiàn)代社會的發(fā)展要求,必然要在高中課程安排方面加強不同學科之間的聯(lián)系,實現(xiàn)不同學科相互滲透的作用,例如,生物和化學知識的有機整合被稱為生命化學,最終達到提高學生認識綜合性問題、解決綜合型問題的能力。
一、化學中以C元素為基本元素合成的有機物
我們都知道,生物體的化學元素中,C元素是最基本的組成元素,通過引導學生了解C元素的化學性質(zhì)和由其組成的有機化合物來研究:C元素的結構、電子層、共價鍵,正是由于這些共價鍵的存在才能組成有機物,進而研究結合H、O、N等元素組成的有機物糖類、脂類、核酸和蛋白質(zhì)等有機物,這些有機物在生物中的作用非常重要。
二、化學中的極性鍵,非極性鍵,極性分子和非極性分子,分子間作用力和氫鍵等知識點
水是生物體其中的一個化合物,這是因為水作為極性分子的關系,筆者認為,在教學過程中,教師通過給學生展示水分子的結構示意圖,讓學生明白水分子的極性,它可以和多種極性分子和極性表面結合,在活細胞中,水可以和纖維素、淀粉和蛋白質(zhì)等多種分子結合。
具體到原生質(zhì),由于化學成分主要是蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)分子形成空間結構時,疏水基包在分子內(nèi)部,而許多親水基(如-NH2,-COOH等)暴露在分子的表面,則原子層具有顯著的親水性,其表面吸引著很多水分子,這些水分子不能自由流動,成為結合水,成為細胞結構的重要組成成份。另外自由水是良好的溶劑,也與水分子的極性有關。生命系統(tǒng)中很多分子都是電解質(zhì)或是極性分子。如:糖類分子,它們都能溶于水。而沒有極性的分子,如:脂類分子不溶于水,是生物膜的主要成份,由于它們的疏水性,膜才能存在而不被水溶解。
三、氧化還原反應
氧化還原反應有很多,其本質(zhì)是通過電子的轉移發(fā)生的,氧化還原反應滲透到生物教學中的例子是光合作用和呼吸作用,光合作用的公式為:6CO2+12H2O+能量(條件:酶和葉綠素)C6H12O6 + 6O2 + 6H2O;呼吸作用的公式為:有氧呼吸:C6H12O6(一般為葡萄糖) +6H2O +6O2 (條件:酶)6CO2 +12H2O + 能量;無氧呼吸:1.植物: C6H12O6(一般為葡萄糖) 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+能量;2.動物:C6H12O6(一般為葡萄糖) 2C3H6O3(乳酸)+ 能量。上述兩個反應中化合價的變化,反應過程中電子的轉移情況,是否發(fā)生還原,有沒有氧化劑等問題都是我們需要探討的教學內(nèi)容。加深理解光合作用和呼吸作用實際是氧化還原反應過程。
四、細胞膜的功能
學習細胞膜的功能時,知道脂溶性的物質(zhì)可以通過自由擴散優(yōu)先通過細胞膜,并且細胞膜會被溶解脂類物質(zhì)的溶劑溶解。在葉綠體色素提取、分離的實驗中,提取色素為什么用丙酮等有機溶劑,分離的色素在濾紙條上的位置為什么由上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。分析生物膜的基本骨架是磷脂雙分子層,其表面是磷脂分子的親水端,內(nèi)部是磷脂分子疏水的脂肪酸鏈。使膜兩側的水溶性物質(zhì)不能自由通過,脂溶性物質(zhì)易通過。而葉綠體中四類色素都是脂溶性化合物,在葉綠體中與類囊體膜類脂相結合不溶于水,可通過范德華力與有機溶劑相互吸引,故必須用有機溶劑提取。而四種色素在層析液中溶解度不同,擴散速度不同。胡蘿卜素分子最小,且是單純的碳氫化合物,溶解度最大,擴散速度最快。葉黃素中有兩個-OH、極性增加,其分子量稍大于胡蘿卜素,低于葉綠素,所以擴散速度僅次于胡蘿卜素。葉綠素a、葉綠素b都有一個親水的“頭部”,擴散速度慢,但葉綠素a擴散速度快于葉綠素b,所以葉綠素b擴散的最慢。
五、環(huán)境污染
另外,環(huán)境污染的危害,可滲透的化學知識點有:化石燃料、臭氧的化學性質(zhì)、臭氧的生態(tài)意義、臭氧層被破壞的原因、鹵代烴中氟氯烴的化學性質(zhì),以及它破壞臭氧層的原理,尾氣的吸收、污水處理、廢渣利用可遷移到生態(tài)環(huán)境保護內(nèi)容上。高三教材在闡述生物膜的意義時,提到科學家研制的透析型人工腎(一種人工合成的膜材料)替代人體的病變器官行使正常的生理功能。其透析原理同化學上講的膠體的滲析類似。發(fā)酵工程中產(chǎn)品的分離提純,酶工程中酶的固定化(葡萄糖異構酶吸附到離子交換樹脂上),可滲透化學知識,離子交換法、蒸餾、萃取。讓學生聯(lián)系化學上硬水軟化的方法——離子交換法等。
還有許多化學教材內(nèi)容與生物教材內(nèi)容部分重疊,有的較為深入。教學中可將二者綜合,引導學生討論。使獲得的知識更加豐滿。如:化學中酸雨的危害、空氣中二氧化硫的主要來源、污染源的治理,以及環(huán)境保護水污染物的種類、光化學煙霧污染的問題、碘化物的用途(在人體中的生理作用)。
如今社會發(fā)展迅速,現(xiàn)代社會要求我們具備綜合型的素質(zhì)和能力,這點無論是在教學過程中,還是在受教過程中,都需要我們具備綜合型的能力,教師需要不斷豐富自己,提供學生綜合型的教育理念,而學生需要接受不同學科之間相互滲透帶給他們的好處。隨著不斷進步的科學技術,學科之間的交叉滲透逐漸增加,在21世紀將得到進一步加強。而學科知識的劃分,雖然極大地促進了人們對已有知識的學習,但過分強調(diào)學科知識反而使人們局限于分割的條塊知識,使人們對事物的認識產(chǎn)生了片面性。世界上大多數(shù)國家,高中理科是采用分科教學,我國高中和大部分初中,雖然未開設綜合理科課程,但高考開始了理科綜合考試。面對改革作為中學教師,在生物單科教學中,既要加強生物學科基礎,也應有意識地進行綜合滲透教學,把其它學科知識內(nèi)容融入到生物教學中,要突破學科的封閉性,進行開放式教學。在化學教學中,同樣也要注意與生物知識的聯(lián)系,從而使兩門學科的教學相互促進,打破學科界限,最終達到雙贏的目的。
參考文獻: