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課堂教學是學校教學活動的主體,課堂教學應摒棄傳統的教學模式,在課內滲透社會生活中的化學,并使其緊密結合教學內容和進度來進行,只有這樣才能鞏固課內知識,同時也能及時拓展課外知識,使課內、外知識有機地結合起來,使學生在學習的過程中沒有累贅感,反而覺得所學知識更豐富,實用性更強。例如,在“氮和磷”的教學中,以“我們每時每刻都在氮氣的包圍之中”的現實場景引入氮氣的物理性質,說明氮氣的化學性質不活潑,進而引出氮氣的分子結構和化學性質。也可以講述在打雷閃電時氮分子與氧分子分裂為原子,原子重新組合成一氧化氮分子的場景,介紹了后續幾個反應后,得出諺語——“雷雨發莊稼”的結論。在講到NO的毒性時,補充NO作為信使分子在生命過程中的重要功能,讓學生帶著驚訝的情緒對NO產生了新的認識。
通過緊密結合教材基礎知識或重點知識的應用性知識的補充、討論與交流,一方面可以使學生從化學的角度逐步認識自然與環境的關系,分析有關的社會現象,培養學生聯系生活、社會中的化學問題的意識,另一方面可以提供給學生未來發展所需要的基礎的化學知識和技能,培養學生運用化學知識和科學方法分析和解決簡單問題的能力。
二、進行熱點滲透教學
教學過程中為學生提供與學習內容相關的各種情景素材如化學史料,日常生活中生動的自然現象和化學事實等,能夠強化學生對化學與生活有關、對生活有用的意識,激發學生的學習動機。如現行高中化學教材中“人類保護臭氧層的行動”,這既是一個自然科學問題,也是一個“人文意識”問題,圍繞“從電冰箱的普及與換代到臭氧層”開展探究,指導學生查閱文獻,訪問網站,獲得知識。在講授重金屬汞的性質時,可以結合生活實際討論其危害,講述汞蒸汽對人體的危害可以使學生們認識到用行動防止汞污染的重要性,例如怎樣清理破碎的水銀溫度計、如何處理含汞的廢舊電池、廢日光燈管等,使學生養成良好的生活習慣,這使化學教學更貼近于社會實踐,同學們在學習過程中會覺得所學知識富有時代感,具有實用價值,有助于培養學生對未來的人文關懷,將自然科學融入整個人類文化的背景中思考和分析。
三、進行生活與化學關系專題教學
高中化學專題教學能有助于激發學生的學習興趣,并可拓展學生的知識面,具體教學形式可以將生活中的化學與書本中的化學的聯系以專題講座的形式介紹給學生,介紹化學的過去、現在和未來,介紹世界高新技術發展的動態與趨勢,介紹化學在高新科技領域中的作用,介紹化學與其它學科之間的相互滲透,介紹化學與社會的關系,如健康、保健、能源、資源、環境等社會問題。例如可以向學生講解當前化學合成材料的發展概況,人類已經可以制造出可以替代人體多個部位的化學材料。四、與生活中化學知識相關的實驗探究教學
化學實驗是進行科學研究的重要手段,是培養學生動手操作能力的有效途徑,在化學實驗的基礎上,學生從具體的形象思維轉入抽象的邏輯思維,從而提高理性認識?;瘜W實驗還可以培養學生謹慎的科學態度,以貼近生活和發生在身邊的化學現象為素材,組織探究實驗活動,既培養學生學習化學興趣,又使學生感受到化學在國民經濟及生活中的實際運用。例如選取日常生活的素材可進行“鮮果中維生素C的還原性”、“自制肥皂與肥皂的洗滌作用”、“用生活中的材料制作簡易電池”、“溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響”等實驗。選取與化學有關的社會問題為實驗內容可進行“用氧化還原滴定法或電化學分析法測定污水中的化學耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料,并進行模擬保水試驗”等實驗。通過化學實驗來解釋和解決日常生活和社會實際問題,對于拓展化學實驗的功能,提高學生的科學素養,具有十分重要的意義和價值。
五、進行與生活有關的論文寫作教學
布置學生撰寫小論文或課題報告,探討實驗中的問題或寫出自己的體會。教師向學生介紹撰寫小論文的基本要求和方法,從學生實際出發,文字能力不做高要求,只要論據能說明論題,條理清楚,說得明白就達到了要求。例如,將“糖類”設計成主題為“糖類與生活”的拓展課,課前充分發動學生積極參與,提出他們感興趣的課題,引導他們提煉成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖與糖尿病”、“糖與減肥”、“糖與健康”等小課題。然后把全班學生組合成幾個組進行專題研究,同學們查找資料、走訪調查、統計數據、進行實驗,在組內充分交流討論的基礎上,形成課題報告。
此外,遵循自愿的原則,鼓勵學生將課外新聞記者材料用自己的語言加以組織,寫出科技小論文。在將閱讀材料整理成文章,并發表自己的見解的過程中,培養學生科學研究問題的學風,促進學生獨立思考,提高自學能力的組織語言的能力。
教材中的教學內容是教師教和學生學的直接依據,不同的教學內容對應不同的教學策略和教學方法。化學教學內容可分為基本概念、基本理論、元素化合物知識、化學用語、化學計算以及化學實驗等,不同類型的教學內容具有不同的特點。并非所有的教學內容都適合或者說都能很好地聯系社會和生活實際。本文就當前化學教學與學生生活不能緊密聯系的現狀提出將生活中的化學滲透在化學教學中的相關教學方法,將所學知識運用在社會生活中,這有助于提高學生學習化學的興趣,豐富學生的學習方式,提高學生的科學素養。這樣的教學方式也給教師提出了更高的要求,要求教師要接受這樣一種適應學生發展的教學方式,并愿意在教學中付諸實現,同時還要加強自身的專業化學習,注意搜集各種新知識,注重引導學生認識各科知識的普遍聯系,只有這樣才可以在教學中引導學生真正的進入化學學科的殿堂。
參考文獻:
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2008年上海高考第12題取材于筆者在《化學教學》發表的論文“試紙上的微型電解實驗”[1], 該題依據實驗中的現象,由于采用簡單易行的微型化學實驗操作,實驗真實性得以顯現,在知識與能力的考查基礎上更加培養學生科學求實的態度。
自從29屆國際奧林匹克化學競賽實驗試題采用微型化以來,國內各類化學試卷中都不同程度地出現以微型化學實驗為背景的題目。試題中的信息在學生中快捷、廣泛地傳播;從以微型實驗為情境的化學習題入手,另辟蹊徑,可以展現微型化學實驗儀器的應用,表達綠色化學的設計理念。
從期刊的影響力出發,筆者從目前化學教育研究領域比較權威的三刊(《化學教學》、《中學化學教學參考》、《化學教育》)以及以實驗儀器研究為特色的期刊《教學儀器與實驗》中的微型化學實驗論文中取材,從不同角度出發編擬化學習題。
1以微型反應裝置創設情境
如同常規實驗裝置的組裝目的一樣,微型實驗儀器同樣可以完成氣體的制備、物質的合成、氣體的干燥和凈化、尾氣的吸收等基本操作。以此創設化學試題情境,考查基礎知識、基本技能。表面上看,只是提供給學生化學常規實驗裝置的縮微化,但儀器的微型化給解題帶來了陌生感,尤其是儀器體積小帶來的特殊操作細節,例如試劑的取量、反應程度的控制、尾氣處理等――這些都是實驗論文作者闡述的實驗注意點,也恰是學生在實驗操作中容易忽略的因素。
例1、硫化氫是一種有臭雞蛋氣味的有毒氣體,采用常規儀器進行制備和性質檢驗,常因氣密性不佳而對環境產生污染。周老師采用六孔井穴板和注射器組裝出以下微型反應裝置(如圖1所示),向各井穴加入指定的試劑與物料,然后用生料帶纏繞井穴塞1-2圈后插入6 孔井穴板的井穴中并旋緊塞子,使井穴塞緊密地蓋住井穴,以細乳膠管把前一單元出氣管與相鄰單元的進氣管逐一連接起來,保證沒有硫化氫泄漏。該實驗無需通風櫥即可進行,對反應廢物摸索了實驗后處理方法,體現了綠色化學實驗的要求[2]。
(1)1號井穴里裝有少量FeS固體,實驗裝置按圖搭建完畢后,把吸有稀硫酸的注射器緩緩下推,就可以有連續平緩的氣流產生。請問1號井穴孔發生反應應為_______________________________。
(2)2號井穴內只放入一張濕潤的白色醋酸鉛試紙,且“短管進、長管出”。其作用是(填寫兩點):____________________________________。
(3)3號井穴孔盛放少量溴水,其主要作用是證明H2S的____________________(能呈現出該性質的),還可以用____________________溶液代替。
(4)4、5、6井穴孔分別盛放了0. 1 mol?L-1 ZnSO4、0.1 mol?L-1 CdSO4、0. 1 mol?L-1 CuSO4溶液,在實驗中分別產生了白色、黃色和黑色沉淀,說明了這些金屬硫化物的________(性質)。
(5)7號井穴孔盛有________(填寫藥品),其目的在于____________________。
評點:該題主要考查硫化氫氣體的制備、氣體檢驗、性質驗證、尾氣處理等。一切都基于基礎知識、基本技能,只是通過微型化學實驗裝置呈現情境。
答案:(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S; (2)緩沖作用(安全瓶), 檢驗硫化氫氣體; (3)還原性, 酸性高錳酸鉀; (4)難溶性; (5)NaOH溶液,吸收尾氣
例2、“電凝聚氣浮法”是一種工業上處理廢水的常用方法,我們用塑料多用滴管作為載體,以微型實驗的形式呈現了該方法的原理。先在100 mL燒杯中加約50 mL蒸餾水,再添加3滴CrCl3溶液作為無機污染物,另加少許泥沙和硫酸鈉,用玻璃棒攪拌使之渾濁,得模擬廢水,標記為A。用塑料多用滴管吸取廢水A,從液泡兩側分別插入兩根大頭針(兩針不相互接觸), 用鱷魚夾、 導線將兩根大頭針與電池(9V)相連,即可對廢水進行電解[3]。
(1)電解開始,陰極釋放出大量氣體,請寫出電極反應式________________________________;
(2)陽極現象不明顯;片刻后,溶液中生成大量綠色沉淀,隨著陰極氣泡大量逸出,綠色沉淀隨之上浮至液面。已知大頭針主要成分為鐵,請推測陽極可能發生的兩個反應式為:____________;
(3)綠色沉淀中不僅包括由陽極產生物與溶液酸堿性變化而生成的不溶物,還包括沉淀_______(填寫化學式),這就表現出對污水中的金屬離子進行清除。
(4)本實驗中在電解液中添加硫酸鈉的目的是____________________。
(5)另取一份相同廢水,滴加3滴苯酚溶液作為有機污染物,再加3滴亞甲基藍使其顯示顏色,添加食鹽至飽和,標記為B;用塑料多用滴管吸取廢水B,采用如上圖的裝置,只不過將陽極大頭針更換成全活動鉛筆專用筆芯,在電解后的溶液中滴加FeCl3溶液不發生顯色反應,說明____________。更換陽極材料原因是__________________________(用電極反應式說明);
評點:化工生產是化學教學的重要內容,但一直是實際教學中欠缺的,通過微型化學實驗模擬實際問題可以幫助中學生了解化學與技術、體會時代性增強學生學習的使命感和責任感。該類試題適用于《化學反應原理》模塊的“電解池”、《化學與技術》模塊中的“水處理技術”、《化學與生活》模塊中的“化學與環境保護”,以及《實驗化學》模塊中提出的“能發現學習和生產、生活中有意義的化學問題,并進行實驗探究”。
答案:(1)2H++2e-H2; (2)Fe-2e-Fe2+,Fe2++2OH-Fe(OH)2; (3)Cr(OH)3;(4)增強導電性; (5)苯酚在陽極釋放的強氧化性氣體作用下已發生了轉化,避免陽極材料本身被氧化。
2以微型實驗引導實驗改進思維
在各大期刊發表的微型化學實驗論文多為一線化學教師或高校實驗研究者發表,如果只是簡單地在學生面前重現這些素材,對他們自身的實驗素養提高有限;而通過試題的巧妙設置,將學生也引入到對實驗的設計思路中去,有利于提高他們對微型化學實驗的深刻認識,也有利于他們創新思維的發展。
微型化學實驗不是常規實驗的簡單縮微或減量,而是要在微型化的條件下對實驗進行重新設計和探索,達到以盡可能少的試劑獲取盡可能多的化學信息的目標。
例3、用一個小注射器和小塑料反應管做反應儀器,兩者中各有一種化學物質,反應后將注射器針頭扎入一根帶火星的香煙里推動活塞,發現竄起一大串火苗[4]。請問,塑料試管中盛放藥品為________,注射器中盛放____________藥品。該實驗可以代替常規實驗中的實驗是_______________。
評點:注射器是化學實驗改進中常用的替代品,在微型化學實驗中常常需要挖掘其功能進行設計,在命題中應用中能幫助學生體會到。圖3中的注射器代替分液漏斗,圖4中的注射器起到氧氣收集的作用。
答案:MnO2,雙氧水,氧氣的制備和氧氣的助燃性質
3以微型實驗題干提供探究和評價的平臺
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近年來科學探究實驗在化學新課程考試中廣被重視,這些實驗題不再象以往的實驗題平鋪直敘――單純的“課本知識加實驗加填空”,也不象大學知識“下放”的新信息實驗題,而是促使考生多想實驗的整個過程:“做什么”、“怎么做”、“為什么這樣做”、“選取哪些因素作為實驗變量”、“可能什么原因”、“還有沒有更好的改進方法”、“這樣的實驗有什么實際用途”等等,更加促使考生像科學家一樣進行探索,達到真正考查科學思維的目的。微型化學實驗與常規化學實驗相比,一樣能提供符合教學需要的實驗內容,更能提供多個相關實驗的優化設計過程和滿足使用者自主探究的基本條件[5]。以微型化學實驗論文素材命題,為訓練學生探究思維和評價能力提供了一個適宜的平臺,也為一線化學教師提供了巧妙的探究思路,有助于教師拓寬視野。
例4、紫甘藍,又名紫卷心菜,所含花色苷色素的顏色會隨pH改變,一般遇酸變紅,遇堿變綠。向點滴板上一凹槽滴加一滴紫甘藍汁,再滴加一滴硫酸鈉溶液,用連接導線的鱷魚夾各夾住一根鉛筆芯,將電極一端浸入紫甘藍汁液面以下[7]。
(1)當導線分別與電池兩極相連,發生現象是:
陽極_______________________________;
陰極_______________________________。
用鉛筆芯將兩極所在位置的溶液攪拌均勻,發現整個液滴呈現紫色,(用離子方程式)說明發生反應為_________________________________;
(2)若采用大頭針作為______極電極,則對以上實驗現象有極大干擾,這是因為_____________;
(3)以各類典型的酸堿鹽溶液作為輔助試劑加入紫甘藍汁中,以鉛筆芯作為電極進行電解。請預測實驗現象并完成下表1:
(4)將添加NaCl溶液的甘藍汁電解后溶液攪勻,最終竟然消褪為無色。這是因為__________;
(5)以上實驗是以_______、_______作為變量開展的探究活動,如果你是實驗設計者,從該實驗的特點出發,你還會挑選_______作為變量。(開放性問題,答案合理即可);
(6)如果你是實驗競賽的評委,你將該實驗與你們常見的電解實驗對比,請提出一些評價意見(至少寫出兩點,開放性問題,答案合理即可)。
評點:微型化學實驗試題取材于實驗探究論文,突出真實性;注重實驗條件,突出思考性。本題不僅以紫甘藍汁作為創新情境考查電解規律、中和反應等基本原理,還從異?,F象原因探究、變量控制等角度促使學生對實驗原理進行深層思考,并且通過開放性的問答培養學生評價和鑒別能力。
答案:(1)2H2O-4e-O2+4H+; 2H2O+2e- H2+2OH-; H++OH-=H2O; (2)陽極;作為陽極的金屬電極比水更容易被氧化,產生有色離子如亞鐵離子、鐵離子對甘藍汁顏色有干擾; (3)電極附近溶液變紫,有氣泡產生;電極附近有大量氣泡產生;紫色;迅速冒出刺激性氣味的氣泡,電極附近溶液變紅;迅速冒出氣泡,電極附近溶液變紅; (4)電解NaCl溶液陽極產生的Cl2將電解對象漂白; (5)電極,電解質溶液;載體、電解體系等; (6)參考評價意見:評價之一:紫甘藍汁不僅充當電解對象,還兼作實驗中的酸堿指示劑,一舉兩得;評價之二:該微型實驗只采用了一滴紫甘藍汁液作為電解對象,降低成本,操作方便,大大減少了實驗時間,適合學生自己動手操作觀察探究;評價之三:紫甘藍汁取材于純天然,整個實驗用量又是微量,所以充分體現綠色環保的理念;評價之四:實驗現象明顯,有利于學生加深對電解本質的理解。
4 反思
在科學教育中引入習題的初衷是鞏固和加深對知識的理解,考查學生掌握知識的水平,培養學生應用知識解決問題的能力。每一道習題都是從原始問題抽象而來,然而有相當一部分已經把其中的一些次要細節、非本質的聯系舍去,也沒有將科學現象與事實作為背景,甚至完全脫離科學現象,學生思維的一部分已經被習題編制人員“越俎代皰”地完成了。同時,習題教學還存在著模式化傾向,缺乏科學思想的分析,太重視程序與計算、熟練與技巧。因此,在一定意義上說,我國學生創造能力的匾乏是習題教學的直接后果。事實上,科學最重要的基礎是源自實驗現象的,首都師范大學專家曾提出通過引進原始問題來逐步使習題教學與原始問題教學相結合,從而達到提高科學教育效能的目的。而發表在各種期刊上的實驗論文能表現論文作者所作出的技術性和認知性研究的原始工作,是教學科研過程中的一種生成資源[8],也是原始問題的一種表現形式。筆者近年來以微型化學實驗為主要研究方向,并嘗試將所設計的原創實驗素材融合入課堂教學、探究活動中,發現對提高學生解決問題能力、實驗分析評價能力有較明顯的促進作用;于是進而取材命題,拋磚引玉,目的之一是及時推廣課程改革中來自教學一線和高校專家的實驗研究經驗,從而使研究成果迅速轉化為“生產力”,不斷推動實驗教學研究工作向縱深發展;更希望這些原汁原味的實驗素材呈現出反映科學概念、規律本質的原始問題和未被加工的典型實驗現象和事實,使學生大腦充分開放、思維觸角充分發展,體會到與原論文作者研究過程中類似的思路和體驗,甚至在條件允許前提下,用微型化學實驗這種耗材少成本小的實驗手段完成符合綠色化學理念的驗證、改進和探究,達到知識升華的目的。
建議化學命題者可以認真研究各種期刊登載的微型化學實驗專題文章,將其素材開發為創新試題:具有提問多樣化、知識探究化、信息情境化以及形式開放化等多方面特點,為促進化學習題教學提供優質的題材[9],同時也促進微型化學實驗能在中學得到普遍重視和合理應用。
參考文獻:
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論文摘要:從綠色奧運的角度,采用文獻資料法,運用科學發展觀與現代文化學的理論與方法,對學校體育與各種生態環境的相互關系進行分析,認為綠色奧運在構建學校體育生態系統起到承前啟后的作用。
前言
北京在申辦2008年奧運會過程中,根據國際奧委會的要求,結合北京市的實際情況,借鑒悉尼經驗,將“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”確定為2008年奧運會的三大主題。無論是悉尼或北京的“綠色奧運”,其關注的都是人類的生存環境問題,是經濟、人口、資源和環境的可持續發展問題。不久前,中央提出要促進人和自然的和諧與協調,使人們在優美的生態環境中工作和生活,并要求“努力開創生產發展、生活富裕和生態良好的文明發展道路”。這一重要論述是對全國環境建設和生態保護的科學概括和行動指南,同時,也給學校的建設指明了方向。而學校體育生態系統的構建為解決學校進程帶來的各種挑戰和弊病提供了途徑和范例。
一、構建學校體育生態系統的意義與作用
1.體育生態系統的含義
體育生態系統是通過滿足來自生態環境的各種需求,化解壓力來實現與生態環境的動態平衡。這個過程體現了體育生態系統之間存在的物質、能量、信息的交換活動,這些活動有其客觀性的一面,也有其主觀性的一面??陀^性的一面指體育生態系統和生態環境之間客觀存在的物質循環、能量、信息的交換關系,這三層關系不依人的意志為轉移地制約著體育生態系統與生態環境之間的動態平衡,從而制約著體育生態系統的能量及信息。主觀性的一面是在對生態環境壓力和各種來源需求的理解和認識中。通過主觀性的努力和活動來謀求與生態環境之間獲得動態平衡的過程。體育生態系統謀取動態平衡的主觀性活動便是它的基本功能。體育生態系統要有效地完成它的功能,需要完成許多具體的活動,各類具體的活動構成了體育生態系統的總體功能。
2.學校體育生態系統的意義與作用
體育與環境之間的關系在近年來,中國體育學者有過一些研究和論著,2004年7月出版的翁錫全教授主編的《體育環境健康》一書中論述道:學校體育是一個體育—環境—人三者之間形成的一個生態系統,如何使三者協調發展,就必須了解三者之間的關系。一是要明確體育與環境之間的關系,環境包括自然環境、人工環境和社會環境(這里主要指學校的社會環境)。二是環境與人之間的關系,就是環境對人的健康和發展之間的相互關系。三是體育與人之間的關系,主要指體育對人的功能作用分析。結合翁錫全教授書中對體育環境涵義的論述,學校體育環境所包含的環境要素也應該為學校體育的自然環境、學校體育的人工環境和學校體育的社會環境三方面。介于學校體育的特定范圍,學校體育的環境因素只是體育環境的子環境系統,它所涉及的體育環境研究范圍有體育環境的共性反映,也有學校體育環境特殊的個性面,研究學校體育的環境問題既要從生態學的自然科學角度也要從生態學的人文社會科學角度進行全面的把握,才能使學校體育生態系統得以和諧發展。
二、學校體育生態系統的指標體系與衡量
1.學校體育的自然環境。
環境是“人類目前賴以生存、生活和生產所必須的自然條件和自然環境的總稱”。自然環境是學校體育開展的環境基礎,從體育正?!吧a”的特點來分析,學校體育的自然環境評價主要包括學校體育場地設施的數量(總運動面積、體育項目運動場地數量比例、生均運動面積)、學校體育場地設施布局(場地設施與校園的協調性、不同運動項目場地設施的合理分布)、學校體育場地設施對人體健康是否有損害(地理環境和氣象氣候環境)。
2.學校體育的人工環境
體育的人工環境主要是依據景觀生態學的觀點進行描述,它主要包括室外場地(場地地面質量、不同運動項目的場地地面質量、場地污染、場地噪音)、室內場地(場地布局、場地質量、場地污染、場地噪音、場地色彩環境、景觀建筑和生態)、設備設施問題(質量問題、污染問題)。
3.學校體育的社會環境
學校體育最主要的表現形式還是在體育運動上,這種教育行為和鍛煉行為的文化活動在學校社會環境中同樣依賴于一定的社會條件和文化氛圍。在學校社會環境中,學校體育社會環境主要包括學校體育的政治環境(學校對體育的方針和政策、學校體育的學科建設、學校體育的地位)、學校體育的經濟環境(學校對體育的經濟投入)、學校體育的教學環境(學校體育課程目標、課程設置、培養模式、課程評價、師資結構和課余體育的操作模式以及競技體育的發展狀況、成效、人才輸送)。
三、利用綠色奧運理念來指導學校體育生態系統的構建
1.加強師生們對生態意識的培養
學校領導、師生的生態意識和廣泛參與是解決學校體育生態性危機的重要保證之一。通過綠色奧運理念對學校領導、師生進行教育提高他們的環境意識,樹立體育與生態環境互動的辯證認識。尤其要強化體育教育工作者生態理念的內化與培植。不斷優化學校體育的自然、社會和規范生態環境。以學生為中心建設合理、完善的學校體育物質環境,豐富課外體育活動的內容和形式;嚴格控制體育課堂教學規模,以學生身心發展為本確定班級規模,使規模與學校體育的場地器材設施到達平衡,協調發展;大力發展綠色生態運動場所,加強生態道德建設,把生態體育與生態文明建設結合起來。
2.加強學校體育手段的生態化
體育手段生態化是指采用符合教育規律、身心發展規律的綠色教育手段,以人為本,體現人性的體育措施和方法。學校體育手段的生態化首先表現是使用了生態型體育器材和產品,從而減少塵土、噪音,美化環境,減少對人體的傷害。其次,人類要努力發展以保護人體健康運動、促進體育可持續發展為核心、符合學生身心特點,盡量降低運動損傷的各種體育技術、產品、手段和措施。第三,良好的師生關系,教師對學生的關愛,學生對教師的尊重等。這些都是一種生態關系,如果生態關系失衡,就會使體育生態系統失去平衡。
3.建設學校體育人文生態
學校體育中多一些人文觀念和人文精神的張揚,克服體育無“人”現象和物化現象,在學校體育中加強對學生個體生命的健康和尊嚴的關心和關懷,切實地貫徹“以人為本,健康第一”的指導思想,使學校體育趨向人性化、生態化。在學校體育中,教師應關注學生的全面發展的需要和情感體驗,體現學生在學習活動中的主體地位,充分發揮學生學習積極性和潛能,形成終身體育意識。正如胡小明教授所言,“體育不應該是一種把活人制造成某種產品的工具,而是以尊崇人的全面發展為目標的身體運動教育?!币虼?體育教育應根據學生身心發展的客觀規律,按照個性化教育原則,讓學生根據自己的愛好、特點和學習能力,選擇適合自己的體育項目,以期保證絕大多數學生能完成體育教育的目標,使每個學生都能從豐富多彩的運動中體驗到成功的樂趣,感受生命存在的差異性、獨特性和多樣性,從而養成對具有無限多樣形式的生命世界的尊重。同時也有助于使體育真正成為學生課余生活的重要組成部分,實現“個性充分發展,人格健全”的教育目的。
4.加強學校生態體育文化的建設
生態體育文化建設不僅是體育文化的重要組成部分,也是先進校園文化的重要體現之一。因此,必須實施“體育—文化—生態”校園計劃,突出學校生態體育的文化氛圍,吸引廣大師生積極參與校園體育、文化的活動與建設。首先,利用廣播、電視、板報、警示牌等廣泛宣傳生態體育的知識和方法;第二,開展形式多樣的校園生態體育文化節、知識競賽,鼓勵更多的學生投入校園運動場的環境建設與維護;第三,有計劃地開展各類生態體育活動,利用課外活動,周末、節假日通過班級、學院、工會、學校等組織師生開展郊游、踏青、登山、野外活動、遠足、自行車、探險以及森林、沙灘、水中的各類生態型體育活動;第四,將“生態校園計劃”和“生態社區計劃”有機結合,使學校體育生態化的建設融入生態社會發展的快車道。確實使社會體育設施對學生開放,學校體育設施為社區服務,從而確保學校生態體育良好的運行。
結束語
總而言之,綠色奧運在不斷創造人類體育文明的過程中,實際上已畫出了一個人與自然、人與人、人自身的原始和諧到和諧危機,再到需要創造高度和諧的螺旋上升曲線,這便構成了體育生態學校的實踐基礎。學校體育生態系統反映出綠色奧運的整合態勢、根本追求,是綠色奧運精神的結合點。學校體育生態系統的理論,是綠色奧運的最好體現和結晶,也是綠色奧運的方向和歸宿。綠色奧運的興起可以有效的改善人與自然的和諧、生態環境惡化等當今人類面臨的許多生存與發展問題。
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【關鍵詞】高中化學 教學改革 化學教學
現階段高中化學教學受到應試教育的影響,以知識的傳授為基本宗旨,課堂教學為主要的教學模式來進行,極大的限制了學生的學習積極性,不利于學生化學的學習和化學應用能力的提升?;瘜W與人類的生活息息相關,對于化學知識的學習和教學可以從社會生活入手,從而活化化學知識,教師應該協助學生從科學角度理解社會生活,從社會生活中獲取化學知識,又用化學知識去解釋社會生活。在教學實踐中根據學生的已有經驗和心理發展水平,結合教材內容對引入的社會生活內容進行篩選并確定合適的結合點來開展教學。以下主要論述將生活中的化學與高中化學教學相滲透的實施策略。
一、課堂內外聯系教學
課堂教學是學校教學活動的主體,課堂教學應摒棄傳統的教學模式,在課內滲透社會生活中的化學,并使其緊密結合教學內容和進度來進行,只有這樣才能鞏固課內知識,同時也能及時拓展課外知識,使課內、外知識有機地結合起來,使學生在學習的過程中沒有累贅感,反而覺得所學知識更豐富,實用性更強。例如,在“氮和磷”的教學中,以“我們每時每刻都在氮氣的包圍之中”的現實場景引入氮氣的物理性質,說明氮氣的化學性質不活潑,進而引出氮氣的分子結構和化學性質。也可以講述在打雷閃電時氮分子與氧分子分裂為原子,原子重新組合成一氧化氮分子的場景,介紹了后續幾個反應后,得出諺語——“雷雨發莊稼”的結論。在講到NO的毒性時,補充NO作為信使分子在生命過程中的重要功能,讓學生帶著驚訝的情緒對NO產生了新的認識。
通過緊密結合教材基礎知識或重點知識的應用性知識的補充、討論與交流,一方面可以使學生從化學的角度逐步認識自然與環境的關系,分析有關的社會現象,培養學生聯系生活、社會中的化學問題的意識,另一方面可以提供給學生未來發展所需要的基礎的化學知識和技能,培養學生運用化學知識和科學方法分析和解決簡單問題的能力。
二、進行熱點滲透教學
教學過程中為學生提供與學習內容相關的各種情景素材如化學史料,日常生活中生動的自然現象和化學事實等,能夠強化學生對化學與生活有關、對生活有用的意識,激發學生的學習動機。如現行高中化學教材中“人類保護臭氧層的行動”,這既是一個自然科學問題,也是一個“人文意識”問題,圍繞“從電冰箱的普及與換代到臭氧層”開展探究,指導學生查閱文獻,訪問網站,獲得知識。在講授重金屬汞的性質時,可以結合生活實際討論其危害,講述汞蒸汽對人體的危害可以使學生們認識到用行動防止汞污染的重要性,例如怎樣清理破碎的水銀溫度計、如何處理含汞的廢舊電池、廢日光燈管等,使學生養成良好的生活習慣,這使化學教學更貼近于社會實踐,同學們在學習過程中會覺得所學知識富有時代感,具有實用價值,有助于培養學生對未來的人文關懷,將自然科學融入整個人類文化的背景中思考和分析。
三、進行生活與化學關系專題教學
高中化學專題教學能有助于激發學生的學習興趣,并可拓展學生的知識面,具體教學形式可以將生活中的化學與書本中的化學的聯系以專題講座的形式介紹給學生,介紹化學的過去、現在和未來,介紹世界高新技術發展的動態與趨勢,介紹化學在高新科技領域中的作用,介紹化學與其它學科之間的相互滲透,介紹化學與社會的關系,如健康、保健、能源、資源、環境等社會問題。例如可以向學生講解當前化學合成材料的發展概況,人類已經可以制造出可以替代人體多個部位的化學材料。
四、與生活中化學知識相關的實驗探究教學
化學實驗是進行科學研究的重要手段,是培養學生動手操作能力的有效途徑,在化學實驗的基礎上,學生從具體的形象思維轉入抽象的邏輯思維,從而提高理性認識?;瘜W實驗還可以培養學生謹慎的科學態度,以貼近生活和發生在身邊的化學現象為素材,組織探究實驗活動,既培養學生學習化學興趣,又使學生感受到化學在國民經濟及生活中的實際運用。例如選取日常生活的素材可進行“鮮果中維生素C的還原性”、“自制肥皂與肥皂的洗滌作用”、“用生活中的材料制作簡易電池”、“溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響”等實驗。選取與化學有關的社會問題為實驗內容可進行“用氧化還原滴定法或電化學分析法測定污水中的化學耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料,并進行模擬保水試驗”等實驗。通過化學實驗來解釋和解決日常生活和社會實際問題,對于拓展化學實驗的功能,提高學生的科學素養,具有十分重要的意義和價值。
五、進行與生活有關的論文寫作教學
布置學生撰寫小論文或課題報告,探討實驗中的問題或寫出自己的體會。教師向學生介紹撰寫小論文的基本要求和方法,從學生實際出發,文字能力不做高要求,只要論據能說明論題,條理清楚,說得明白就達到了要求。例如,將“糖類”設計成主題為“糖類與生活”的拓展課,課前充分發動學生積極參與,提出他們感興趣的課題,引導他們提煉成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖與糖尿病”、“糖與減肥”、“糖與健康”等小課題。然后把全班學生組合成幾個組進行專題研究,同學們查找資料、走訪調查、統計數據、進行實驗,在組內充分交流討論的基礎上,形成課題報告。
此外,遵循自愿的原則,鼓勵學生將課外新聞記者材料用自己的語言加以組織,寫出科技小論文。在將閱讀材料整理成文章,并發表自己的見解的過程中,培養學生科學研究問題的學風,促進學生獨立思考,提高自學能力的組織語言的能力。
教材中的教學內容是教師教和學生學的直接依據,不同的教學內容對應不同的教學策略和教學方法。化學教學內容可分為基本概念、基本理論、元素化合物知識、化學用語、化學計算以及化學實驗等,不同類型的教學內容具有不同的特點。并非所有的教學內容都適合或者說都能很好地聯系社會和生活實際。本文就當前化學教學與學生生活不能緊密聯系的現狀提出將生活中的化學滲透在化學教學中的相關教學方法,將所學知識運用在社會生活中,這有助于提高學生學習化學的興趣,豐富學生的學習方式,提高學生的科學素養。這樣的教學方式也給教師提出了更高的要求,要求教師要接受這樣一種適應學生發展的教學方式,并愿意在教學中付諸實現,同時還要加強自身的專業化學習,注意搜集各種新知識,注重引導學生認識各科知識的普遍聯系,只有這樣才可以在教學中引導學生真正的進入化學學科的殿堂。
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關鍵詞: 參與式教學法 綠色化學 實踐能力 創新能力
近年來,不容樂觀的應屆本科生的就業情況,已成為一個全社會共同關注的熱點問題。反觀現在的大學生,在應試教育模式下,大多存在理論和實踐脫節、動手能力弱等不足,因此,各大高校的教學改革,大多以培養大學生實踐能力和創新能力為核心,以提高學生的綜合素質為最終目標。隨之,各種新型教學方法和教學手段不斷浮出水面,參與式教學作為一種新型教學理念在我國逐漸興起,并得到廣泛的認可和深入的探討。
參與式教學也被稱為是合作式或協作式教學,它是以學生為主體,通過教師―學生互動、學生―學生互動的方式,使學生積極主動地參與到教學過程中,有利于調動學生學習的積極性,并能在潛移默化中培養學生的團隊合作意識、實踐能力和創新能力。與傳統填鴨式教學模式相比,參與式教學模式強調的是學生積極、主動的參與,學生解決實際問題的能力的鍛煉及創新意識的提高。
一、“綠色化學”課程培養學生實踐和創新能力的優勢
“綠色化學”課程在培養學生實踐和創新能力中有以下方面的優勢:(1)“綠色化學”是化工類專業的一門專業課程,學生群體大,涉及多個專業,如化學、應用化學、化學工程與工業、高分子材料工程等;(2)“綠色化學”課程內容知識覆蓋面廣,包括材料、紡織、農業、食品、化工產品和藥物等,這些內容相互關聯,相互補充,有利于擴大學生知識面;(3)“綠色化學”雖然是一門專業選修課,但其研究對象具有普遍性,研究內容具有延展性,并涉及當前最新的技術和理論的實際應用,極具啟發性;(4)“綠色化學”課程與日常生活聯系緊密,案例資料眾多,學生不僅可以從課程中獲取案例,而且可以自己收集實例對課程內容進行補充,有利于激發學生的學習興趣。
二、基于“Class Presentation”的參與式教學法在“綠色化學”教學實踐中的實施
中國科學院院士、清華大學教授過增元提出參與式教學方法主要包括開放的教學內容、提問式的講課方式、沒有標準答案的習題和論文形式考試[1]。有研究者指出,這四項內容連貫起來可以用“Presentation”一詞概括。由老師給定或學生提出研究課題,學生單獨進行資料的收集、分析和總結,最后在課堂表達自己的觀點,即“Class Presentation”[2]。這種方法不僅能夠給學生自由思考的時間和空間,更重要的是,通過對資料的收集,可以激發學生關注社會問題的熱情,增強學生的問題意識;通過對資料的分析,可以培養學生利用已有知識解決實際問題的能力,提高實踐能力;通過對資料的總結,可以鍛煉學生的表達能力,挖掘學生潛能。“綠色化學”課程理論知識和實踐應用結合緊密,在課程內容的基礎上,合理地設計和實施教學方法是培養學生實踐能力和創造能力的關鍵?;凇癈lass Presentation”的參與式教學法在“綠色化學”教學實踐中的實施分以下兩個層次(以應用化學專業為例,學生總數92人,學生自由組合,總共分成15組,每組6-7人)。
(一)課程內容的講授
對于課本上相對簡單、容易理解及新興技術手段的應用等非重點內容,交由學生講授,這一部分,共5個小組參與。例如“綠色化學”第二章,綠色產品評價體系LCA的具體應用實例及其局限性與困難,屬于學科前沿,并非重點內容,交由一組學生負責。要做好“Presentation”,學生需要課后對LCA具體應用進行詳細資料收集、制作課件、準備演講。教師指導的內容有:講解LCA的定義、目的、特點、實施步驟,小組成員對LCA的理解和疑問。當然,小組成員的疑問,也可以直接在Presentation過程中提出,由其他同學或教師解答。Presentation完成之后,其他小組的同學可以進行自由提問,并綜合演講內容、PPT和演講者的現場發揮給以評論,教師要對此進行點評,并給出成績。
(二)生活實例的探討
“化學”是一門自然科學,它滲透到了材料、紡織、農業、食品、藥物等多個方面,與我們的日常生活聯系密切。身邊的化學,是學生非常感興趣的部分,有10個小組的學生,選擇這部分內容進行Presentation。這一部分較前一部分更能激起學生的表現欲和創造欲。許多學生由目前的環境污染出發,探究其形成原因,結合綠色化工技術,發出呼吁,抑或是,展現處于研究階段的新方法、新工藝。例如,針對霧霾,學生通過調查給出霧霾產生的原因,列舉了清潔的可再生能源的開發利用現狀,并針對現在以三大化石能源為主的能源結構,講述了煤清潔化的方法。又例如白色污染、輻射污染、赤潮等等話題,都引起了學生的強烈反響。這一層次的Presentation,教師需要針對具體的事例,歸納總結其中關鍵的知識點,例如煤清潔化的方法設計的基本原理和技術手段等。這就要求教師不僅要有寬廣的知識面和較好的語言表達能力,還要能夠靈活處理課堂突況,掌控教學過程。
三、參與式教學在“綠色化學”教學實踐中應用效果的反思
參與式教學打破了傳統教師“一言堂”的上課模式,教師由講授轉變為引導,學生由被動接受轉變為主動參與,師生互動效果得到顯著增強,學生運用理論知識分析實際問題的實踐能力和口語表達能力都得到了鍛煉。此外,參與式教學使得教學過程得以外延,教學過程包括課前的準備、課上的Presentation及課后的討論和評論,實現了學生的興趣學習和協作學習,學生的團隊合作意識和創新意識得以提高。但是,如何保證學生的“主動參與”是“有效參與”?如何協調課堂控制和學生自主之間的關系?這是兩個值得深思的問題。換句話說,參與式教學的順利實施對教師提出了更高的要求,第一,教師必須加強自我學習,提高自身水平,以便很好地掌控課堂,不偏離教學目標;第二,教師必須注重與學生的溝通和分享,幫助學生建立正確的思考途徑,培養學生獨立解決問題的實踐能力;第三,教師必須注重班級整體的效果,能夠運用機理機制,進行差異化引導,創造機會,確保學生能夠整體參與。
參考文獻:
[關鍵詞]轉型;應用型人才;有機化學實驗;教學改革
為了增強學生就業能力,滿足經濟社會發展對人才的需求,“十三五”期間一大批地方本科院校積極向應用型大學轉型,樹立以“市場為導向,能力為本位,應用為目的”[1]的人才培養理念,建立新的學生發展觀念。有機化學實驗是高校化學、化工、食品、制藥、生物等專業的重要基礎課程。有機實驗課是學生重要的實踐途徑,以其特有的應用性和綜合性在完善知識體系和培養創新能力中具有重要作用。傳統的實驗教學中,教師依據選定的實驗教材按步驟講解,學生照本宣科地進行操作。實驗過程中,學生不動腦,對教師依賴心強,實驗過程拖拉冗長,耐心不足者草草了事。這種被動的學習,沒有激發學生的潛能,扼殺學生對實驗的興趣,制約學生能力的提升。應用型大學要達到人才培養的目的,必須改變傳統的實驗教學模式。隨著環保意識的增強,“綠色化學”理念[2]逐漸深入人心,網絡、多媒體技術的發展及普及,我們在有機化學實驗教學方式、實驗內容等方面也在不斷地改革。開展課外科研競賽活動,達到多渠道、全方位的育人目的。
1教學方式多樣化
對于實驗預習和儀器的使用,學生可以利用手機或自帶電腦上網搜索學習。課上可以讓學生講解或演示操作,其他同學進行糾正、提問,變被動學習為主動學習。既可以提高學生的自學能力、分析能力,又可以節省實驗時間,避免實驗事故,優化實驗效果。實驗室配備投影儀和網絡接口,老師可以錄制實驗視頻便于講解,也可實現同步實驗錄像、同步實驗過程拍攝。比如實驗中的突發事件、實驗現象、不規范的操作或違規的現象(如廢液的處理),使有機實驗課程生動、形象,使實驗講評更具有針對性。利用多媒體技術,通過圖像、聲音、文字等,讓學生對書本上的知識立體化,比單純的書面預習效果更好。進行實際操作時,避免了盲目性,提高了實驗的成功率,減少了實驗危害和對環境的污染。
2實驗內容特色化
在達到教學目的、完成教學任務的前提下,改變原料、溶劑、試劑、催化劑等,盡量采用綠色溶劑和低毒、無味綠色試劑[3],采用小量[4]或微量實驗,這是有機化學實驗的發展趨勢。我們在保留個別傳統的無害實驗外,增加地方特色實驗項目,大大激發了學生興趣,提高了實驗積極性,培養了學生的探索精神和科研能力。如利用當地特色蔬菜水果開設天然化合物提取實驗,從百香果中提取色素和果膠、水蒸氣蒸餾法從橘子皮中提取橘子油、用水做溶劑從茶葉中提取咖啡因等,實驗內容貼近生活,即達到了有機實驗的教學要求,又增加實驗的趣味性、增強了創新意識和環保意識。
3教師指導與小組自主探究相結合
開放式實驗教學模式[5]的探索與推行已成為高校課程模式改革的主要內容,實驗室的開放程度也已成為衡量高校教學、科研水平的重要標志之一。該模式對高校的實驗條件、師資力量、管理水平及學生素質等都提出了更高的要求。結合我校的實際情況,為避免學生選題的隨意性和盲目性,減少不必要的浪費,采用“教師指導與小組自主探究相結合”的方法。
(1)利用現代網絡教育技術手段,建立實驗中心管理系統。將實驗中心擁有的儀器設備(儀器的使用說明、注意事項)、指導教師的個人信息及研究方向等信息公布于網上,以方便學生隨時查閱和選擇。
(2)學生自由結合(2~3人)。根據現有的儀器設備,通過查閱文獻、討論后確定課題,設計實驗方案,經教師和學生共同修訂后,學生即可向實驗中心提交申請書。
(3)實驗中心對課題進行匯總、評議。申請通過后,實驗中心統籌安排開放地點、時間,學生按照實驗方案自主進行。
(4)實驗過程中,學生分階段向指導教師匯報實驗的進程,并提出自己的設想和問題,指導教師要起到啟發、引導、答疑的作用,鼓勵學生自行解決實驗過程中遇到的困難。實驗結束,上交實驗報告或論文,指導教師寫出綜合評價,作為創新實踐考核成績的一部分?!敖處熤笇c小組自主探究相結合”實驗模式,充分利用了我院現有的辦學資源和學生的課外時間,使學生掌握了實驗及科學研究的基本思路,加深了學生對科研的認識,強化學生的實驗技能,培養了科研能力以及團隊協作精神等多方面的綜合素質,為學生將來的就業、創業打下堅實的基礎。
4以賽促學、以競強技
課外實踐活動是大學生活的調節劑,而與專業相關的競賽活動不僅可以豐富學習生活,還可以起到“以賽促學、以競強技”的作用。競賽內容可以是基本的操作技能,如基本技能大比武,也可與企業、學院教師的科研項目對接,設立創新設計大賽、項目挑戰賽等。課外科研競賽的開展,培養了學生的學習興趣,調動了學習的自覺性和主動性,變要我學為我要學;可以讓學生認清自己的實力,明確自己的優劣,確定自己的提升目標;可以讓優秀的學生有充分展示自己的舞臺,增強自信心和競爭實力;營造“比、學、趕、幫、超”的濃厚學習氛圍,強化基本技能,增強創新能力,達到共同進步的目的。競賽活動與企業實踐及科研的對接,還有利于調動企業助學的積極性和深化校企合作,學生真正學有所用、學有所得。在廣西高校大學生化學實驗操作技能競賽中,我院學生榮獲二等獎5人次、三等獎8人次,不但學生的技能得到鍛煉,教師通過技能競賽,也能找到自己教學中的不足,有利于教學質量的提高。
5教師隊伍的雙能化
法國教育家埃米爾•涂爾干說:“教育的成功取決于教師,教育的不成功也取決于教師?!币凰鶎W校的辦學水平、育人的質量如何,在相當程度上取決于教師的質量。而部分地方院校存在學科帶頭人缺乏、教師隊伍不穩定性、學術科研水平不高、實踐能力薄弱、為地方經濟建設服務力度不夠等問題[6]。應用型本科院校必須要建設一支理論知識豐富、實驗技能熟練,又具有豐富的實踐經驗的“雙能型”師資隊伍。近幾年來,我院加大人才引進、培養和柔性聘用的力度,有計劃地選送中青年教師到企業、工程院所等接受培訓、掛職工作和實踐鍛煉,促進現任教師的“轉型”。只有深入企業工作或調研,才能熟悉實際的生產流程和企業的需求,及時調整教學計劃、更新教學內容,避免理論與實踐的脫節;積極引進多名在有機合成研發和企業生產方面有豐富經驗的雙能型教師,發揮其知識和實踐技能的引領作用;有選擇的在企業、科研院所建立專業教師掛職或頂崗鍛煉基地,形成一套優勢互補、合作共贏的機制?;瘜W與生物工程學院現有教師50人,其中教授6人,研究員1人,副教授16人,具有博士學位的教師14人,雙師型教師12人。預計2017年前,“雙師雙能型”教師占專任教師的比例達到50%以上,基本滿足教學需求??茖W研究領域,我們也逐漸形成了自己的特色,尤其是在有機復合材料和多功能有機改性劑研究上取得了重要科研成果。
6結束語
有機化學實驗教學中引入了“多樣化的教學方式、特色的實驗課題、指導與自主探究相結合的實驗模式”,激發了學生的學習興趣,優化了實驗效果;通過“以賽促學、以競強技”活動,培養了學生的綜合應用和創新能力;通過人才引進、培訓和共享等方式組建“雙能型”師資隊伍,為應用型人才的培養提供了保障。從實習反饋及就業情況來看,我院學生受到了用人單位的歡迎與好評。我院參加廣西高校大學生化學化工類論文設計和“挑戰杯”課外學術科技競賽的學生人數逐年增加,獲獎人數也不斷增多。近年來,我院學生獲得各類科研項目立項13項,合作發表科研論文16篇。隨著社會的發展、科技的進步,社會對人才的要求越來越強調綜合素質和實踐經驗。今后我院將繼續推進有機化學實驗教學改革的深入研究,搭建多種平臺,立足當前放眼未來,從培養專業技術型向培養復合型人才的目標邁進。
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關鍵詞: 中學物理教學 綠色教學理念 授課形式
物理是基礎學科,其內容豐富翔實,講解方式精彩,在教師的主導下充滿了各種新奇因素,它更是人們不斷地通過實踐來探索、發現創造的基礎,非常適合對學生進行綜合能力的培養,也是義務教育階段的啟蒙學科,其目的是讓學生理解和掌握基本的語言文字表述方式、發散的思維和溝通的方法,得到必要的物理思維訓練,獲得廣泛的物理活動經驗。因此教學方面應該以學生的接受和認知能力、興趣愛好為條件,注重因材施教,減輕學生負擔,啟發學生多加強探索和交流。未來的二十一世紀,是一個以交際為動力和先導的迅速發展的時代,各個領域物理知識的浪潮洶涌而至,人才的競爭越來越激烈,而人才的競爭開門鑰匙無疑是其文化素質和分析能力。因此,探索綠色健康、自然可行的教學方式十分必要。
一、尋找授課新形式
從綠色教學的角度,必然要求我們要在傳統教學實驗以外去尋找新的實驗素材,包括新的內容,新的課題,新的方法,尋找綠色物理新素材的過程本身就是對傳統教學實驗的革新過程,在這個過程中,可以激發學生的創新思維,培養學生的創新能力。授課應動靜搭配,教學內容要益于培養學生的發散性思維,可適當通過溝通了解學生對作業的接受程度和態度,課堂作業要合理選擇作業的內容和形式,注重作業設計的針對性和層次性,提倡探究性、開放性和生活化的有創意的作業設計。而課后作業則要適量,可根據需要布置調查、游戲、設計制作、日記等實踐性作業,要積極關注學困生的作業情況,發揮作業的表現作用、激勵作用,可適時引導學生建立學習共同體,發揮同伴作用,多讓學生發表想法,熱情鼓勵,細致指導,降低起點,不能讓作業成為他們的思想負擔。
二、探究適宜新方法
中學物理教學中有大量豐富的方法,通過探究可以有效地培養學生的觀察能力和實際交流技能,幫助學生理解枯燥的詞義概念。但是,教科書中提供的部分知識存在有待改進的地方,如果能夠合理利用其中“待改”因素,不僅能夠進一步激發學生學習物理的興趣,而且對于培養學生創新能力、樹立綠色物理觀念也有獨特的功效。給學生一定的思考、討論、比較,通過探究改進實驗新方法,可培養學生積極主動探索的精神,增強學生的自信,強化學生的創新能力。
三、鼓勵研究新問題
中學物理教學多注重語言功能的重要性,即按教科書為主要內容,在此基礎上拓展開來進行語言文字的描述,在教學的同時,提高學生的思維和溝通能力,這對于學生學知識來說是很必要的,但物理知識的重要功能是探索性??茖W的發展需要經過不斷探索才能進步。在活動過程中指導學生通過小組合作的學習方式,一步一步挖掘現象背后的本質規律。要增強教師的引領性,引導學生理性接受知識,深入實質地研究問題,而避免浮于表面的講述。許多老師不知道物理課究竟要給予學生什么,不能很好地理解教材、使用教材。在實踐中要啟發學生自主探究開發教材的能力,比比誰的問題更獨特,誰的想法更有特色和新意,誰的表現形式更豐富,通過讓學生自己發現問題、提出問題,并進行記錄、探究,感受并獲得真知,體驗創新、創造的快樂,有利于培養學生對綠色物理的認知能力。
四、開拓廣泛新思維
開啟學生的廣泛思維教學的目標之一。物理教學具有很強的示范性,示范者是教師,而認識的主體是學生,認識的客體是實驗對象,認識的主體與客體之間不發生直接關系,教師通過講述來搭起認識的主體和客體之間搭起認識的橋梁。教育面對的是一個個具有獨特個性的學生,教育的根本目的和內在價值是促進每一個學生的個性發展,要避免傳統的課堂以知識傳承和技能訓練為宗旨的錯誤,避免抑制學生的個別需求與隨機活動和束縛學生個性的發展。要開啟學生的廣泛性思維,積極幫助他們建立綠色物理概念和廣泛的新思維,培養他們的創新精神和實踐能力。若將某些現象明顯的知識講述改為邊講邊實踐,能給學生創造良好的觀察條件,充分發揮他們主動探索和實踐的主體作用。學生經常以邊聽邊實踐的形式認識自然綠色物理,從而可使其主動地、積極地拓展思維。在這種主動積極的探索中,學生創新的欲望會得到滿足,也能逐漸提高創新能力。
總之,在物理教學過程中始終貫穿尊重個性的綠色物理理念途徑很多,但在課堂中要多研究簡單易行的教學案例,使課堂充滿積極、健康的創新氛圍,應當適時滲透自然綠色的理念,多采用學生感興趣的教學方法,或者打造自我設計的創新課堂。也可以適時聯系一些綠色自然與生產和生活密切相關的問題,向應用方面延伸,這樣對其激發物理學習的熱情和創新的激情是大有裨益的。從當前我國的實際情況看,由于制度、習慣等原因,完全實現物理綠色化的條件還不夠成熟,其條件、精力投入遠遠不能滿足綠色物理的要求。但是,物理綠色化是培養學生創新、個性、綠色理念的重要途徑,也是教學改革發展的必然趨勢。所以在物理教學中,必須持續探索綠色教學,努力向綠色物理靠近,培養具有綠色物理理念和創新能力的人才,使綠色物理的普及真正得以實現。
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自從三次科技革命以來,能源成為了國家經濟的命脈,資源危機的烏云多次在世界的上空彌漫。生物質因其資源豐富、可再生被認為是21世紀可被人類利用的最豐富的綠色資源。
生物質可以轉化為能源和各種化工產品與生物質基材料。目前我國生物質材料工業采用直接轉化的模式,生產過程存在效率低、能耗高、產物類型少等問題,因此如何將生物質進行高附加值的綜合開發利用是生物質產業面臨的主要瓶頸之一。
綻放夢想
任俊莉在攻讀博士期間,師從于華南理工大學孫潤倉教授(杰青、長江學者特聘教授)。在良師的教導下,她主要針對蔗渣和麥草秸稈中半纖維素的分離、結構表征及定向轉化為造紙助劑進行了系統研究,完成了博士論文。懷揣著對校園的熱愛,對科研的執著,她選擇了畢業留校,繼續從事于農林生物質半纖維素的分離及其轉化為高附加值的多元化產品的基礎和應用研究。
2008年2月,任俊莉受單位資助赴瑞典隆德大學化學工程系做訪問學者,在此期間,她針對農業秸稈轉化生物乙醇過程中的關鍵技術問題進行了深入研究,考察了堿預浸漬和蒸汽爆破相結合的技術對麥草秸稈轉化乙醇產率的影響。
東西方文化的碰撞,學術氛圍的交融在任俊莉身上起了奇妙的化學反應,對于科研的激情更甚。
在生物質能源的科研道路上,她不高大,但執著。
半纖維素在自然界中的含量十分豐富,在植物中的含量占1/4-1/3,僅次于纖維素的含量。因半纖維素獨特的化學結構,較高的環保價值,使其在造紙、食品包裝、生物醫藥、污水處理等領域有著潛在的商業價值。半纖維素被公認為是制備環保材料的理想材料。因此,以半纖維素為基質制備功能材料的研究為農林生物質資源的高值化利用提供了新的資源化道路。
為此,任俊莉將研究方向定為農林生物質高值化利用的基礎和應用研究,尤其在半纖維素轉化為多元化高附加值產品方面有著豐富的研究經驗。
放飛夢想
每個人都有夢想,難得的是將夢想堅持下去。
恩格斯曾說過,社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進。在任俊莉負責的諸多有影響力的項目中,主要以基礎研究為主,其中,她帶領的課題組在研的廣州市科信局應用基礎研究計劃項目“新型環保半纖維素基重金屬離子吸附材料的制備及應用研究”凝結了團隊成員的心血和智慧。制備的半纖維素吸附材料具有較好的吸附性能,尤其對重金屬離子具有較好的吸附性能,同時還對尿素具有一定的緩釋效應,將在農業、污水處理等行業有著潛在的商業應用前景。
其中,該項目體現了兩大創新:首先提出一種新型環保生物質基吸附劑的方法。該方法工藝簡單易行,該方法的提出基于“過程綠色,產物與環境友好”,具有科學性與先進性。該吸附劑具有生物可降解性,能夠多次循環利用,可應用于污水處理中的重金屬離子富集和回收,將為半纖維素在新材料研究應用領域開辟一條資源化道路。
其次提出一種溫和條件下均相體系制備帶有碳碳雙鍵的半纖維素衍生物新方法。該方法在較溫和的條件下合成出均一性好、分子量高的GMA修飾的半纖維素。該聚合物可以進一步通過接枝共聚等技術制備功能材料。該研究將為半纖維素工業化均相改性以及大規模應用于污水處理、造紙、醫藥等工業領域奠定理論依據。
談到實實在在的成果,任俊莉告訴記者,該項目以農林廢棄物半纖維素轉化為可生物降解的功能材料為目標,研發了一種吸附重金屬離子的新型環保材料,屬于污水處理、高分子材料、高分子化學、林產化學等多學科交叉研究領域,涵及可降解高分子材料技術及污水處理技術,具體為一種新型環保重金屬離子吸附劑的制備及其對重金屬離子吸附和脫吸行為以及再生性能的研究。
這個項目主要以農林生物質蔗渣和竹材加工下腳料分離和純化得到的木聚糖類型的半纖維素為原料,從分子學角度設計了半纖維素基新型吸附材料的組成和結構;通過調控反應參數,制備了系列陰離子型的木聚糖基水凝膠,其吸水率在80-900范圍內,表現出對pH、有機溶劑極好的智能響應行為和反復的開-關特性。該水凝膠對鉛、鉻、鋅重金屬離子的最大吸附量達859、495、274mg/g,重復使用8次之后仍保留原來90%的吸附容量。制備的系列木聚糖基水凝膠可以作為吸附材料、吸水/保水材料、智能開關等可以應用于污水處理、醫藥等行業。該功能材料具有生物可降解性、可再生能力,能夠循環使用,富集的重金屬離子能夠被分離和回收,在污水處理工業具有潛在的應用前景。
我們可以預見到,利用生物質制備生物能源、生物質基材料和化學品,以補充或逐步替代不可再生石化資源是目前資源轉化的一種重要發展趨勢,將推動現有的龐大的化石基工業體系向生物質工業體系的良性轉變。
實現夢想
科技人才最重要的價值體現在他們的創造價值上??萍既瞬拍軌蚶盟麄冋莆盏膶I知識進行創造性的勞動,提出新的理論和新的解決方法,并轉化為新的生產力。
目前,任俊莉的具體研究方向是構建半纖維素功能材料理論體系和方法,制備高性能的復合膜材料、具有良好選擇性的吸附材料以及對藥物具良好控釋性能的藥物載體等功能材料,并考察了它們在食品、污水、農業及醫藥行業的應用。
另外,她將“綠色催化化學”理念應用于半纖維素高選擇性合成化工中間體的研究中,主要利用納米催化技術在水相和綠色溶劑體系催化轉化半纖維素及單糖合成糠醛及糠醛衍生物等高附加值化學品,實現了原料天然、過程綠色、產物環保的目的,符合當前綠色經濟的發展。
為此,從工作至今,任俊莉主持了大大小小多個項目,如國家自然科學基金面上項目、教育部新世紀人才支持計劃項目、教育部高等學校全國優博論文作者專項基金項目、廣東省自然科學杰出青年基金(首屆)、廣東市科技計劃項目、廣東省教育廳育苗工程、華南理工大學第一批優秀青年學者培養對象、華南理工大學中央業務費重點項目和面上項目、中國科學院可再生能源與天然氣水合物重點實驗室、重點實驗室人才基金、新教師基金及開放基金等多項項目。
目前,她主持的國家自然科學基金面上項目、教育部新世紀人才支持計劃項目、教育部高等學校全國優博論文作者專項基金項目、廣東省自然科學杰出青年基金(首屆)等項目主要是針對農林生物質半纖維素的清潔高效分離及高值化利用進行基礎研究,建立了半纖維素高效分離技術體系,提出均相改性新方法,創立半纖維素均相化學修飾體系,揭示半纖維素在離子液體體系的溶解機理,依據半纖維素的化學結構,設計合成了系列不同功能的半纖維素基材料,闡明了半纖維素結構與材料性能之間的關系,這些研究為半纖維素的工業應用提供了重要的理論依據。
除了在半纖維素領域取得了一定成果,任俊莉同時還擔負著傳道授業的師者責任。她協助孫潤倉教授指導了博士研究生3名,其中兩名研究生分別獲得華南理工大學優博創新基金的特等資助。指導5名碩士研究生。在指導研究生時,任俊莉在生活上給予他們物質和精神的雙重支持;在科研方面,她細心指導,時刻跟蹤學生科研工作動態,及時發現問題,及時解決。并且,還積極參與和協助學科帶頭人對學科的建設,幫助團隊青年教師在項目申報、等方面快速成長,完善學術梯隊建設。
收獲夢想
6月22日,由《科學中國人》雜志主辦的“科學中國人(2012)年度人物頒獎典禮”在北京萬壽賓館舉行。此次,共評選出百余位科學中國人(2012)年度人物及年度人物特別獎。
榮譽的殿堂上,任俊莉如蓮花般奪目。當杰出青年科學家獲獎者登臺領獎,所有人都關注到了那萬花叢中一點紅,她是獲獎者中唯一的女性。組委會給她的提名理由這樣描述:多年來以造紙植物資源半纖維素的高值化利用為研究核心,針對制漿造紙過程中半纖維素資源化利用效率低、成本高及轉化產品類型少等瓶頸問題開展工作,在解譯蔗渣、麥草和黃竹半纖維素化學結構的基礎上,依據半纖維素的構效關系構建了多元化半纖維素基產品合成新理論和新方法,建立了具有自主創新的半纖維素轉化技術體系,研究成果受到國內外學術界的廣泛關注和跟進。研究成果獲高等學校科學技術獎自然科學獎一等獎2項(2012年,2008年,排名第五)。申請人2010年獲“全國百篇優秀博士論文”獎,2012年入選廣東省高等學?!扒О偈こ獭钡谄吲<壟囵B對象,同年獲得教育部新世紀人才支持計劃項目、廣東省自然科學杰出青年基金項目、華南理工大學首批杰出人才培養計劃培養對象―優秀青年學者等人才項目資助。
年輕如她,堅持如她,勤奮如她。也許她的專業你根本不懂,也許她從事的科研無法理解,但作為中國人,你應該知道造紙術是中國四大發明之一,人類文明史上的一項杰出的發明創造。在任俊莉的工作中,主要致力于以制漿造紙產業為平臺的生物質煉制新模式的研究,重點對造紙過程中半纖維素資源綜合利用進行系統研究。針對制漿造紙過程中半纖維素資源未得到充分利用的現狀,提出了造紙原料制漿前預處理提取半纖維素及純化半纖維的技術體系,并對其結構及定向轉化進行了詳細的研究。這不僅是科研的進步,更是中華文明的傳承。
1教學方式多樣化
對于實驗預習和儀器的使用,學生可以利用手機或自帶電腦上網搜索學習。課上可以讓學生講解或演示操作,其他同學進行糾正、提問,變被動學習為主動學習。既可以提高學生的自學能力、分析能力,又可以節省實驗時間,避免實驗事故,優化實驗效果。實驗室配備投影儀和網絡接口,老師可以錄制實驗視頻便于講解,也可實現同步實驗錄像、同步實驗過程拍攝。比如實驗中的突發事件、實驗現象、不規范的操作或違規的現象(如廢液的處理),使有機實驗課程生動、形象,使實驗講評更具有針對性。利用多媒體技術,通過圖像、聲音、文字等,讓學生對書本上的知識立體化,比單純的書面預習效果更好。進行實際操作時,避免了盲目性,提高了實驗的成功率,減少了實驗危害和對環境的污染。
2實驗內容特色化
在達到教學目的、完成教學任務的前提下,改變原料、溶劑、試劑、催化劑等,盡量采用綠色溶劑和低毒、無味綠色試劑[3],采用小量[4]或微量實驗,這是有機化學實驗的發展趨勢。我們在保留個別傳統的無害實驗外,增加地方特色實驗項目,大大激發了學生興趣,提高了實驗積極性,培養了學生的探索精神和科研能力。如利用當地特色蔬菜水果開設天然化合物提取實驗,從百香果中提取色素和果膠、水蒸氣蒸餾法從橘子皮中提取橘子油、用水做溶劑從茶葉中提取咖啡因等,實驗內容貼近生活,即達到了有機實驗的教學要求,又增加實驗的趣味性、增強了創新意識和環保意識。
3教師指導與小組自主探究相結合
開放式實驗教學模式[5]的探索與推行已成為高校課程模式改革的主要內容,實驗室的開放程度也已成為衡量高校教學、科研水平的重要標志之一。該模式對高校的實驗條件、師資力量、管理水平及學生素質等都提出了更高的要求。結合我校的實際情況,為避免學生選題的隨意性和盲目性,減少不必要的浪費,采用“教師指導與小組自主探究相結合”的方法。(1)利用現代網絡教育技術手段,建立實驗中心管理系統。將實驗中心擁有的儀器設備(儀器的使用說明、注意事項)、指導教師的個人信息及研究方向等信息公布于網上,以方便學生隨時查閱和選擇。(2)學生自由結合(2~3人)。根據現有的儀器設備,通過查閱文獻、討論后確定課題,設計實驗方案,經教師和學生共同修訂后,學生即可向實驗中心提交申請書。(3)實驗中心對課題進行匯總、評議。申請通過后,實驗中心統籌安排開放地點、時間,學生按照實驗方案自主進行。(4)實驗過程中,學生分階段向指導教師匯報實驗的進程,并提出自己的設想和問題,指導教師要起到啟發、引導、答疑的作用,鼓勵學生自行解決實驗過程中遇到的困難。實驗結束,上交實驗報告或論文,指導教師寫出綜合評價,作為創新實踐考核成績的一部分。“教師指導與小組自主探究相結合”實驗模式,充分利用了我院現有的辦學資源和學生的課外時間,使學生掌握了實驗及科學研究的基本思路,加深了學生對科研的認識,強化學生的實驗技能,培養了科研能力以及團隊協作精神等多方面的綜合素質,為學生將來的就業、創業打下堅實的基礎。
4以賽促學、以競強技
課外實踐活動是大學生活的調節劑,而與專業相關的競賽活動不僅可以豐富學習生活,還可以起到“以賽促學、以競強技”的作用。競賽內容可以是基本的操作技能,如基本技能大比武,也可與企業、學院教師的科研項目對接,設立創新設計大賽、項目挑戰賽等。課外科研競賽的開展,培養了學生的學習興趣,調動了學習的自覺性和主動性,變要我學為我要學;可以讓學生認清自己的實力,明確自己的優劣,確定自己的提升目標;可以讓優秀的學生有充分展示自己的舞臺,增強自信心和競爭實力;營造“比、學、趕、幫、超”的濃厚學習氛圍,強化基本技能,增強創新能力,達到共同進步的目的。競賽活動與企業實踐及科研的對接,還有利于調動企業助學的積極性和深化校企合作,學生真正學有所用、學有所得。在廣西高校大學生化學實驗操作技能競賽中,我院學生榮獲二等獎5人次、三等獎8人次,不但學生的技能得到鍛煉,教師通過技能競賽,也能找到自己教學中的不足,有利于教學質量的提高。
5教師隊伍的雙能化
法國教育家埃米爾•涂爾干說:“教育的成功取決于教師,教育的不成功也取決于教師?!币凰鶎W校的辦學水平、育人的質量如何,在相當程度上取決于教師的質量。而部分地方院校存在學科帶頭人缺乏、教師隊伍不穩定性、學術科研水平不高、實踐能力薄弱、為地方經濟建設服務力度不夠等問題[6]。應用型本科院校必須要建設一支理論知識豐富、實驗技能熟練,又具有豐富的實踐經驗的“雙能型”師資隊伍。近幾年來,我院加大人才引進、培養和柔性聘用的力度,有計劃地選送中青年教師到企業、工程院所等接受培訓、掛職工作和實踐鍛煉,促進現任教師的“轉型”。只有深入企業工作或調研,才能熟悉實際的生產流程和企業的需求,及時調整教學計劃、更新教學內容,避免理論與實踐的脫節;積極引進多名在有機合成研發和企業生產方面有豐富經驗的雙能型教師,發揮其知識和實踐技能的引領作用;有選擇的在企業、科研院所建立專業教師掛職或頂崗鍛煉基地,形成一套優勢互補、合作共贏的機制?;瘜W與生物工程學院現有教師50人,其中教授6人,研究員1人,副教授16人,具有博士學位的教師14人,雙師型教師12人。預計2017年前,“雙師雙能型”教師占專任教師的比例達到50%以上,基本滿足教學需求。科學研究領域,我們也逐漸形成了自己的特色,尤其是在有機復合材料和多功能有機改性劑研究上取得了重要科研成果。
6結束語
有機化學實驗教學中引入了“多樣化的教學方式、特色的實驗課題、指導與自主探究相結合的實驗模式”,激發了學生的學習興趣,優化了實驗效果;通過“以賽促學、以競強技”活動,培養了學生的綜合應用和創新能力;通過人才引進、培訓和共享等方式組建“雙能型”師資隊伍,為應用型人才的培養提供了保障。從實習反饋及就業情況來看,我院學生受到了用人單位的歡迎與好評。我院參加廣西高校大學生化學化工類論文設計和“挑戰杯”課外學術科技競賽的學生人數逐年增加,獲獎人數也不斷增多。近年來,我院學生獲得各類科研項目立項13項,合作發表科研論文16篇。隨著社會的發展、科技的進步,社會對人才的要求越來越強調綜合素質和實踐經驗。今后我院將繼續推進有機化學實驗教學改革的深入研究,搭建多種平臺,立足當前放眼未來,從培養專業技術型向培養復合型人才的目標邁進。
作者:萬茂生 畫莉 謝登禹 弄慶安 單位:賀州學院 廣西壯族自治區工程技術研究院
參考文獻:
[1]蔡菊,劉常春.淺談“應用型本科教育”辦學[J].中小企業管理與科技,2013,13(1):247-248.
[3]查正根,蘭泉,鄭媛,等.綠色創新型有機化學實驗教學模式構建與實踐[J].實驗室研究與探索,2014,33(3):136-141.
[4]程超,趙霞,王玉花,等.論現代高校有機化學實驗課程的發展趨勢[J].中國西部科技,2010,9(08):88-89.