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序論:在您撰寫食品化學的概念時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
綠色和環保自聯系到一起后,社會大眾對于綠色的認識就不斷進步,綠色食品、綠色化學等概念也被提出并廣泛應用。在高校進行的新課程改革中,綠色化學概念被引入,受到了大家的廣泛關注。教師在課堂中將化學知識與環保意識結合起來,宣揚綠色化學的新成果,提倡綠色化學的新思想。教師的大力推廣讓更多的學生認識到綠色化學的意義,他們從綠色化學的角度出發,發現問題,思考問題,解決問題。不但提高了教課的效率,還增強了學生對于環保的意識。
1 綠色化學的概念
經濟進步雖然帶來了更多的便利,但是也將環境破壞嚴重。為了留給子孫后代更好的環境,可持續發展戰略被世界各國廣泛應用,并被世界人民所接受。在我國的基本國策中,可持續發展戰略已經被視為發展我國經濟與保護環境平衡的雙重舉措。綠色化學這一概念就是在這樣的大環境下被提出,自1990年美國環境保護總署Anastas及其合作者首先提出,隨著經濟狀況的變化和人們思想的轉變,綠色化學深入人心。它所提倡的以化學方法減少或去除對于人體或者是對于環境有危害的材料、溶劑等等有毒害的物質,已經被社會大眾廣泛接受,它更好地保證了我們處理毒害物質的能力。
2 綠色化學理念的原則
常規性的化學實驗中,污染的產生一般是由四個因素影響,即材料性質、實驗過程及操作準確性、實驗條件及裝置、最終實驗產物。綠色化學針對這四個因素,提出了相關的準則:第一是在化學實驗最初采取手段去除可能產生廢物的物質,避免后期的操作;第二是確定化學實驗方法時將有毒物質進行充分的化學反應,中和掉它的毒性;第三是盡量使用那些無毒的或者毒性比較小的物質進行實驗;第四是一些輔質的分離劑或者是合劑應該盡量不使用,實在需要的就選擇那些毒性低的物質;第五是實驗原料應該從質量和價格雙重方面進行考慮,避免不可再生資源的浪費;第六是催化劑的挑選也要嚴格,選擇毒副作用小的;第七是化學實驗產物必須嚴格處理,能分解的分解,不能分解的要按標準進行銷毀或者掩埋;第八是要保證實驗的安全,避免火災、爆炸、中毒等危險的發生。
3 綠色化學在初中化學實驗課程中的運用
3.1 注重學生綠色化學意識的培養
化學中廣泛應用的實驗教程中,以往經常是教師講解化學的概念和原理,讓學生按照程序操作,自綠色化學引入以來,教師還適當性地增加關于環境污染、食品安全、污水改造等方面的問題,讓學生意識到污染帶來的危害,增強學生環保的意識。一些綠色化學的思想講解可以讓學生增強關于綠色化學的認識,提高他們的興趣。
3.2 改革傳統實驗內容和方法
在傳統的化學實驗教學課程中,一些實驗的素材是帶有危險性的物質,很多都會發出有毒的氣體,或者是實驗的結果很難處理,極大的困擾著實驗的師生。綠色化學概念的引入,讓一些無毒的素材代替了傳統的有毒物質,減少或者是避免了許多危險性的實驗過程。比如說在對碘的升華試驗中,傳統的實驗就是在試管中直接加熱促使碘的揮發,這是一種浪費,并且碘的揮發氣體帶有毒性,危害著師生的健康。綠色化學采用的是另外一種實驗模式,它預先將碘晶體密封在玻璃試管中,當對試管的一端進行加熱時,另一端就會產生碘的紫色氣體,氣體上升到試管頂端因為溫度降低重新凝結成碘。這種操作模式無污染,可循環利用,是綠色化學的體現。
3.3 采用微型實驗方法
微型化學實驗是當前使用較多的一種實驗方式,它通常是利用微型化的化學儀器,采用更少的實驗材料進行實驗。一般情況下,它所消耗的資源是常規性實驗的十分之一甚至更少,所以產生的毒害物質也隨之減少。微型化要求操作的技巧要更高,也要有很高的耐心。比如在添置小型酸堿滴定管、錐形瓶和移液管等教學中,常規采用的是50ml常規滴定管,而微型化的化學實驗采用的是5ml雙管式微型滴定管,數量的減少并沒有改變實驗的結果,相應的學生的操作技巧得到了鍛煉,對于實驗用量也能更好地把握。實驗的廢料毒性也減少了,更加符合綠色化學的概念。
3.4 增強對綠色化學知識的考核
通過實驗可以對比綠色化學和傳統化學的操作模式和影響,也可以讓學生對二者進行比較,分析出優劣,增強學生對于綠色化學的意識。日??己酥幸部梢詫⒕G色化學作為考核的一部分,讓學生能夠接觸到最前沿的化學知識,擴大學生的眼界,提高學生的綠色環保意識。
3.5 加強化學實驗中利用多媒體
多媒體的廣泛應用讓綠色化學的概念更好地表現出來。一些化學實驗是危險的,化學實驗過程中需要的材料是昂貴的,所以一次實驗可能會受到很多因素的制約,也可能帶來這樣那樣的危險。多媒體的大面積應用讓綠色化學的概念貫徹其中,它對于實驗過程完美地展現,通過文字或者視頻進行的講解讓學生身臨其境,不亞于在實驗現場的感受。這種仿真性的多媒體應用讓綠色化學變得切實可行,讓學校節省了資源,讓學生增強了綠色化學的感受,提高了學生的環保意識。
結束語
要想徹底隔絕污染源,就應該從細小處著手,進行深刻分析對比,解析和研究綠色化學反應。另外還應該增強學生的環保意識,進行強化綠色化學教育?;瘜W教學者應該多多引入較先進的試驗技術,利用多媒體進行教學,實驗內容更要不斷更新,在微型化實驗規模等方面進行努力開拓,把綠色化學完美地融合到日常的教學中。
【關鍵詞】化學教學 綠色化學 環境保護
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2008)12-0147-02
化學與人類生活有著非常密切的聯系,可以說,人們的衣、 食、住、行都離不開化學。近年來,隨著全球性環境污染的加劇、 能源的匱乏和社會公眾對環境保護及人類可持續發展的日益關 注,人們開始對造成環境與生態惡化的主要元兇――化學和化學 工業的重要性提出質疑。綠色化學的出現,為人類最終從化學的 角度解決環境和能源問題帶來了新希望。依據化學課程改革的趨 勢,參考中學化學新課改實施標準,在中學的化學教學中,我們 確立了一個重點――提高學生的科學素養為宗旨,重視科學、技 術與社會的相互聯系;倡導以科學研究為主的多樣化學習方法。
目前,我國綠色化學研究剛剛起步,綠色化學具有何種現代 內涵,對人類社會發展有何意義,仍不完全為廣大化學工作者所 了解。很顯然,作為化學教育工作者,如何面對綠色化學新概念、 新思想、新要求,在實際教學中,結合當前素質教育,把綠色化 學教育貫穿于化學教學的全過程之中,是一個新的研究課題。
一、正確把握綠色化學的概念
綠色化學又叫環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。顧 名思義,綠色化學就是應用化學的技術和工藝去減少或消滅那些 對人類健康、社區安全和生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和 試劑、產物、副產物等的使用和產生。綠色化學的理想和目標在 于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物?!熬G色”是環境 意識的革命,“綠色化學”則是化學學科的又一次飛躍。綠色化 學的應用覆蓋范圍很廣,有食品、化工、農業等。綠色食品特指 無污染的、安全、優質、營養類食品。而綠色農業則是以促進農 產品安全、生態安全、資源安全和提高農業綜合經濟效益的協調 統一為目標。
化學教育工作者要樹立可持續發展的觀念。綠色化學有利于 保護人類賴以生存的環境、實現人類社會的可持續發展?;瘜W教 育必須體現綠色化學的新內容,要在課程教材中體現綠色化學的 理念,教師在課堂教學、實驗等方面,要始終貫穿綠色化學的思 想;要讓學生了解綠色化學,樹立起綠色意識,培養學生從事綠 色化學研究與開發的能力?;瘜W教育工作者只有樹立起這種可持 續發展、綠色化學教育的觀念,才能在教學、生活中自覺的實施 綠色教育。
二、在中學化學教學中,貫穿綠色化學的教育理念的方法。
1.從教材中系統提煉綠色化學的相關知識
(1)環境方面:中學化學教材從不同角度建立了與綠色化學 內涵相一致的基本概念。從環境保護角度介紹了環境污染、三廢、 大氣污染物、酸雨、溫室效應(選學)等概念,在介紹概念的同 時還分析了有關污染的成因和污染物的主要來源及危害。
(2)農業方面:中學化學教材介紹了在農業生產中高效低毒 低殘留農藥的使用,一些劇毒、高毒和穩定性農藥(如,DDT) 正在被淘汰;推廣使用低毒殺菌劑,某些銅、汞制劑對人、畜、 植物有毒害作用,因此,近十多年來大力發展有機殺菌劑新品種, 已部分取代銅,汞制劑。另外,與生物知識結合,高速發展除草 劑,以及使用激素防治蟲害。還有化肥新品種的使用,高濃度肥 料取代低濃度肥料,進一步加快了綠色農業的發展。
(3)食品安全(可在學習重金屬和有機物等內容時補充一些 相關材料):據食品專家介紹,食品污染途徑主要有重金屬污染、 有機物質的污染、非金屬物質的污染。
食品的重金屬污染:上世紀 50 年代中期,在日本曾經因為 人吃了受重金屬汞(Hg)污染的魚而出現了震驚世界的水俁病。 從 1956~1960 年間,日本水俁灣地區婦女生下的嬰兒多數患先 天性麻痹癡呆癥。食品的有機物質的污染:有機污染物以化學 農藥污染為代表,已有報道表明,癌癥發病率的逐年提高與農 藥使用量成正比,農村兒童白血病的 40~50%誘因之一是農藥。 另一種有機污染物為人工合成色素。人工合成色素是以煤焦油 為原料制成的,常被人們稱為煤焦油色素或苯胺色素。人工合 成色素并不像天然色素那樣是一種安全系數很高的物質,它們 本身的化學性質決定其有劇毒性。煤焦油和苯胺不僅可引起神 經性的中毒,而且具有明顯的致癌性。食品的非金屬物質的污 染:非金屬物質以硝酸鹽(NO3)污染與人體關系最為密切。 硝酸鹽本身毒性不大,但它在人體胃腸中可轉化為危害很大的 致病、致癌物質――亞硝酸鹽,可造成人體尤其是嬰幼兒的血 液失去攜氧功能,出現中毒癥狀,它還可與胃腸中的胺類物質 合成極強的致癌物質――亞硝胺,導致胃癌和食道癌。從毒韭 菜到炸雞翅、從速溶茶到兒童奶粉,關于食品質量的報道中不 斷有“致癌農藥”、“蘇丹紅”、“氟化物”、“碘元素”、“亞硝酸 鹽”等化學名詞出現。業內人士指出,化學性污染正成為危及 食品安全的一大“殺手”。那么,如何在食品生產中注重安全, 如何創建綠色農業,生產綠色食品,這都是我們在教學中要加 強討論的問題。
(4)實驗內容充分體現了綠色化學原理。在中學化學課本的 編制和修訂過程中,有關實驗內容安排也充分體現了綠色化學原 理:①對常見實驗的固液試劑的取用給出了限量要求;②介紹了 聞氣體的方法;③強調了實驗中常見的事故避免、應急處理等;
④介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;⑤NO、NO2 等有 危害的制備實驗只安排在實驗室中進行;⑥在氯化氫、氯氣等制 備實驗中強調了尾氣的處理方法。
2、在化學教學中突出綠色化學的教育
(1)密切聯系生活,提高學生學以致用的能力。 化學本身就是一門科學。因此,首先要讓學生掌握系統的科
學文化知識,在掌握知識的同時強調學以致用,培養學生的動手 能力。讓學生了解所學知識在社會生活、生產中的作用,培養學 生應用知識解決實際問題的能力。例如,談到氫氣時可向學生介 紹,用于未來的新型無毒的理想燃料――氫氣來代替現在的煤 氣。學到《鐵》這一章時,便可結合人體內鐵與血紅蛋白的關系 談談補血器皿――鐵鍋的妙用。當學生接觸到 pH 試紙后,教師 可指導學生利用 pH 試紙測量本地區的雨水的 pH 值,討論酸雨 的形成和危害。
(2)關注環境,培養學生的環保意識。 在學生掌握科學知識的同時,還要引導學生認識科技發展給社會帶來的正、負面效應,培養學生關注社會、關注生活的意識。 例如,講到二氧化碳時,我們使學生了解到:全球使用礦物燃料 每年向大氣中排放 50 億噸二氧化碳;又由于砍伐和燒毀熱帶森 林以開辟農牧場,每年要向大氣排放 16 億噸二氧化碳。近百年 來,由于大氣中的二氧化碳等工業廢氣的劇增,就象給地球加了 個玻璃罩,這就是“溫室效應”。因此,我們說全球氣候變暖主 要是因為二氧化碳排放量逐年遞增引起的。因此,可結合生物知 識:綠色植物具有通過光合作用吸收二氧化碳,釋放出氧氣供人 類呼吸的用途,倡導學生“種下一棵樹,為我們的生活增添一抹 新綠”,以實際行動,保護環境,保護我們自己的家園。當講到《水是人類寶貴的自然資源》一節時,我們向學生介紹工業“三 廢”等污染物的任意排放的結果是造成大氣污染、水質污染、土 壤污染和食物鏈污染(以上總稱環境污染)。近年來,在海運和開發中由于原油泄漏,每年排入海洋的石油約有 500 萬噸,使浮游生物受到毀滅性的打擊。而在大氣圈中,約有五分之一的氧氣 是由這些生物光合作用產生的。汽車和化工廠排出的廢氣中含有 大量的碳氫化合物,經太陽紫外線照射發生光化反應,產生藍色 “光化學煙霧”。此外,噪聲污染、放射性污染,也給人類造成 很大的危機。
(3)在課堂教學中,突出綠色化學知識。 在有關物質的內容編排中,考慮到了綠色化學因素,課本在
有關元素化合物、有機化合物的內容編排中,從綠色化學角度有重 點地介紹了有毒物質的性質、使用、保存等:①介紹了氯氣、硫化 氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白 磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質的毒性及使用方法;②在選學內容中, 安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與的過介紹等。
3.舉行化學課外活動,深化綠色化學理念的培養。
如室內環境污染、食品污染等。讓學生了解身邊的環境問題,學會保護自己和他人。讓學生了解化學發展的動向。用新的化學方法解決傳統化學工業給人類帶來的災難,是當今化學工作者的重要使命。綠色化學又稱“環境友好化學”,其核心就是要利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染,生產出對環境無害的化學品,開發出不產生廢物的工藝。綠色化學將使化學工業改變面貌,為子孫后代造福?;瘜W的問題還必須要化學來解決。作為一門課程,在選取教學內容時還要充分考慮到知識的邏輯性、系統性和實用性等方面。為此,本課程在中學化學的基礎上,對化學的基本概念和原理只作簡單、形象的介紹和描述,重點介紹常見的化學污染與環境問題之間的關系。經過多年的實踐與調整,本課程形成了以下教學內容體系:一、緒論:介紹化學的發展、化學的貢獻以及化學污染與環境問題。二、化學與能源:能源的分類和能量的轉化,煤炭、石油和天然氣、核能等的使用與相關環境問題,化學能源,綠色新能源。許多全球性的環境問題都與能源的使用直接相關,三、化學基本原理:原子結構與元素周期律,化學鍵與分子結構,有機化合物結構。四、化學污染物:概述常見的化學污染物,無機金屬、非金屬污染物,有機污染物,微生物有毒污染物。五、大氣環境與化學:大氣的組成及大氣層,大氣中污染物的遷移和轉化,大氣環境問題(煤煙型污染、光化學煙霧、酸沉降、臭氧層耗損、溫室氣體和溫室效應),大氣污染的防治。六、水環境與化學:水溶液中的化學平衡,天然水的組成、性質,水中污染物及其遷移轉化,水環境污染與治理,包括水體富營養化、水體需氧物質污染、水體中有毒元素污染、有機有毒物污染,水質標準。七、土壤環境與化學、固體廢棄物:土壤的組成和性質,土壤污染過程,重金屬、農藥、化肥、固體廢棄物污染,土壤防治。八、室內空氣污染:室內空氣質量,常見室內空氣污染,室內空氣監測。九、生命現象與化學:生命的元素,生命有機化合物,環境激素,核輻射與基因突變。十、食品化學與食品安全:食品主體成份,食品霉變污染,食品添加劑污染,食品加工污染,防止食品腐敗變質的措施。十一、綠色化學:綠色化學的概念、研究內容、發展趨勢。
2靈活多樣的教學方法,激發學生的學習興趣
由于文理科學生同班上課,除了教學內容上要兼顧外,還要采用合適的教學方法,激發學生的學習興趣。實踐中,我們采用靈活多樣、理論與實踐相結合的方法進行講授。(1)采用研究型教學方法,向學生推薦閱讀書目,如環保類系列叢書;或讓學生聯系家鄉或自己親歷親見的環境污染問題,與所學的理論知識結合,再查閱相關資料,寫調研報告。(2)借助多媒體、影像資料等,圖文并茂,介紹歷史和當前的重大污染事件。如在學習化學與能源專題時,給學生介紹《石油與戰爭》及相關視頻資料,以更加突出能源的戰略地位,同時在能源的爭奪中,又造成了能源的浪費和環境污染;學習水環境與化學時引用央視的新聞調查《河流與村莊》,以事實講述水污染對人類身體健康的影響??茖W的數據、直觀的畫面和視覺效果使學生能夠深刻體會環境給人類健康帶來的危害,激發學生的學習興趣,增強學生的環保意識。(3)采用案例教學,鼓勵課堂討論。如引入新聞事件,關注新聞熱點。新聞媒體幾乎每天都在報道與環境相關的新聞事件,如近年的紫金礦業含銅廢水污染汀江、墨西哥灣原油泄漏、瀏陽的鎘污染事件、日本大地震引起的核泄漏、2012年中國大范圍的霧霾天氣等,都可以是課堂上的討論話題。(4)充分利用網絡資源。網絡上有許多關于環境保護的資料,如中國環境教育網(hjjyzz.com)、環境教育網(zhbjy.org.cn/)以及各大網站的環保專題等,學生可以從上面獲得很多相關知識和環境方面的信息。在教學中可以給學生作業的形式讓學生針對相應的專題進行調查、分析、總結,擴大學生的視野。
3教學效果
《化學與環境》課程在我校已經開設四年,每期有學100多名學生選修。這些學生的構成包括理科、文科、體育、藝術等各專業學生。通過幾年的實踐,在實踐中不斷改革教學內容和教學方式,目前學生已能適應本課程的學習,許多學生愿意選該課程。對于化學基本概念和基本原理部分,理科學生一般很容易理解,而對文科學生來說,往往很基本的理論和概念,也需要多遍講解。學生普遍欣賞與現實結合的研討式的教學模式,少理論,多直觀畫面。采用多種考核方式對學生的學習進行綜合評價,平時每一章都給學生布置作業,作業形式可以是圍繞本章主要概念和術語來命題,也可以是學生自己選題,撰寫專題論文,教師根據學生的課堂表現、問題討論、作業、期末考查等給出綜合成績。經過幾年的實踐,該課程已經形成相對合理實用的教學內容體系,但在教學中還是存在一些問題,如不同專業的學生在一起上課,基礎相差太大,影響教學進度;一些學生對待課程的態度不認真,上課就是為了掙學分;由于課程都是安排在晚上,無法給學生開設實踐課。
關鍵詞:新課標;教材;教學角度
《義務教育化學課程標準(2011年版)》(以下簡稱新課標)的編寫,重視對“化學”和“化學教育”的理解,關注學生的認知水平和情感體驗,對科學探究的認識更明確。依據新課標修訂的新教材,立足于以學科發展為出發點,注重學生科學素養的提高,關注教師教學的感受,使學生在三維目標方面都得到發展。通過對新課標的學習,我有以下幾點感受。
一、從化學知識角度考慮,新教材更注重化學概念的形成
新教材在化學概念的呈現上更加符合知識發展的邏輯關系。新教材將舊版教材的三、四單元進行了整合,將分子、原子(離子)、元素列在同一單元,內容呈現順序由淺入深,知識的邏輯性強,思路清晰,便于學生從微觀角度認識物質的構成、從宏觀角度看物質及其變化,符合教學實際中的教學呈現順序和學生的認知規律。
二、從化學教育角度考慮,新教材更關注學生學習過程中的情感體驗
新教材集科學性、趣味性和發展性于一身,使這一階段的教育在學生認識化學、理解化學、提高學生的科學素養等方面有著非常重要的作用。如,(1)去掉了氫氧化鈉有腐蝕性的不雅圖片;(2)將“幾種常見滅火器的滅火原理和適用范圍”的表格增加了使用方法一列,注重了化學的實用性;(3)用“濃度”一詞替代了舊版教材中的“溶質的質量分數”的概念,減少了學生因概念多、易混淆造成的學習障礙;(4)將家庭小實驗由“制取明礬晶體”改為課外實驗“自制白糖晶體”,貼近學生的實際生活。
三、從可持續發展觀念考慮,新教材更關注知識更新
化學的特征是研究物質和創造物質,隨著科學技術的進步研制出的一些新儀器為化學的研究提供了便利。如,用pH計替代了pH試紙,既簡便又準確,使化學知識更具有時代性。
四、從教師教學角度考慮,新教材為教師留有足夠的教學空間
針對現實生活中的食品添加劑、白色污染等對化學產生的負面影響,教師可選擇真實有意義的教學素材,引導學生正確認識“化學”,合理使用化學物質,消除學生對化學的誤解。
關鍵詞:知識;內容;化學
中圖分類號:G633文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2009)10-0165-01
一、中學階段綠色教育的重要性
中學化學課程標準指出:中學階段的化學課程主要是幫助學生理解化學對社會發展的作用,能從化學的視角去認識科學、技術、社會和生活方面的有關問題,了解化學制品對人類健康的影響,懂得運用化學知識和方法治理環境污染,合理地開發和利用化學資源:增強學生對自然和社會的責任感;使學生在面臨與化學有關的社會問題的挑戰時,能做出更理智、更科學的決策。而貫穿這些知識和內容一條重要的線索就是綠色教育。綠色化學、綠色食品、綠色環保、綠色能源等無不滲透到材料科學、生命科學、環境科學和能源科學之中。綠色教育有助于學生對化學與社會、化學與生活、化學與環境、化學與材料、化學與能源等知識更理性的認識,能使學生更好的理解化學與發展的辯證關系,促使學生創造性思維和創新精神的發展。中學階段的化學課程具有啟蒙性、基礎性,而可持續發展觀的預見性和全民參與性也要求:綠色意識要從小培養起,培養要向全人類。所以在中學階段加強綠色化學思想教育顯得尤為重要,使學生畢業后無論奔赴何種工作崗位,都能具備節能降耗、防止污染等綠色意識,象綠色的種子一樣播撒在全國各地,為改善中國的環境和可持續發展戰略打下基礎。
二、綠色教育的內容
應以綠色化學為樹干,以綠色食品、綠色能源、綠色建材等綠色意識為枝葉。
首先,要理解綠色化學的含義及其作用:綠色化學又稱環境無害化學,是指從污染預防的基本思想出發,在化學品生產的始端就采用預防的科學手段。它的核心內涵是在反應過程和化工生產中,盡量減少或徹底消除使用和產生有害物質。綠色化學的目標是不使用有毒、有害的物質,不生產廢物,不處理廢物。它和“末端治理”不同,是一門“從源頭上阻止污染”的化學。防止污染總比治理污染更顯主動,所以實施綠色化學才能從根本上保護環境??梢?綠色化學是對環境更友善的化學,是人類追求與自然和諧相處更完美的一種高級表現。其次,要理解綠色食品、綠色能源、綠色建材等綠色概念的含義,以充實和豐富綠色教育的內容。
當然綠色教育遠不能局限于以上內容,只要是對環境友好,無公害,能使人類和自然和諧相處和諧發展的都屬于綠色教育范疇,包括其做法和思維等。
三、實施綠色教育的幾點做法
(一)在教材中滲透綠色意識,中學化學教材的內容中本身就包涵著許多綠色化學的知識。對這些知識進行挖掘并結合教材、生產、生活實際地講解,能激發學生學習化學的興趣,更好的理解和運用知識。如在講化學反應中指出化合反應(A+BAB)最符合綠色化學理念,在講生命必須元素時引入綠色食品,在講能源時引入綠色能源,講材料時引入綠色建材等等。
(二)運用多種教學方法
授課時可以采用作專題講座、專題討論、網上查詢、課外活動、參觀調查、親身體驗等靈活多樣的方式進行。如開展《化肥、農藥污染與人體健康》講座,討論“生活污染點滴及其危害有哪些?”,收集綠色奧運相關資料,調查當地的污染狀況和取得的成果,入住綠色生態園等。實踐證明,實施綠色化學教育更貼近生產和生活實際,激發學生學習化學的興趣,培養學生的創新思維。但要注意,中學階段綠色教育在知識上不能過高追求深度,主要是灌輸綠色思想、培養學生節約資源、保護環境等綠色意識。
(三)以綠色化學實驗促使學生綠色意識具體化發展
關鍵詞:新課標高中化學;食品類專業;普通化學;現行高考模式
中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2016)24-0132-04
The Teaching Research on the Connection between General Chemistry for Food Professional College Students and Chemistry in High School
Kong Lingyan et al.
(College of Food Science and Engineering,Nanjing University of Finance and Economic,Nanjing 210023,China)
Abstract:As a required basis course for food specialty of colleges,General Chemistry was the first chemical course for the university students. So it has played an important role. In this paper,the connection of chemistry teaching between food professional university and senior high school was introduced from the high school chemistry structure and the main points of the various modules under the new curriculum standard. And the influence of the current college entrance examination model to the general chemistry study was analyzed. And suggestions will provide reference for the reasonable arrangement of teaching progress and teaching methods for college teachers.
Key words:New curriculum standard high school chemistry;Food specialty;General chemistry;Current college entrance examination model
普通化學作為高等院校食品類專業的必修基礎課,是學生進入大學階段首先學習到的化學課程,因此處于高中化學與大學化學的銜接點上,具有重要的地位。普通化學作為整個化學學科的導論性課程,所講授內容一方面可以為其他課程如分析化學、有機化學、物理化學、生物化學、食品化學等課程提供必備的理論基礎,同時為學生的學習起著承前啟后的作用。多年普通化學教學實踐表明許多大一新生在剛進入大學時因學習習慣還停留在高中階段的“灌輸式”被動學習模式,不能很快的適應大學的學習節奏,自主學習能力、獨立分析解決問題能力等方面較為欠缺。另外,2003年開始進行的普通高中課程改革,使高中化學課程結構和高中實際教學情況都發生了很大變化?,F在高等院系食品類專業招收進來的大一新生,其化學知識貯備情況,高中階段化學知識的覆蓋范圍,可否為大學化學學習提供必要基礎,以及高中化學的知識體系是否能夠成為大學化學課程體系的支撐,這些問題的解決對大學普通化學教學中幫助學生順利實現由中學化學到大學化學的過渡,激發學生學學化學的興趣,提高普通化學的教學質量起著重要作用。而在大學普通化學課程的教學中,教師對目前高中新課標知識體系與普通化學知識框架的銜接以及不斷改革的高考模式下,學生的高中化學基礎并不是很了解,在此,筆者將針對兩者之間的銜接方式,及現行高考模式對大一新生化學知識起點水平的影響展開討論,希望能夠引起相關教育工作者的關注與重視。
1 新課標下高中化學知識體系
目前,我國的基礎教育仍處在新一輪的改革中。高中化學新課程改革開始于2003年,隨著改革的逐步推進,到2010年,這一改革已在全國范圍內普遍推廣。這一改革對大學的化學教學產生了一系列的影響。因此,作為高等院?;瘜W教師,了解高中新教材的知識體系,了解大一新生所具有的化學基礎對于提高普通化學教學質量具有重要意義。
1.1 高中化學課程設置及學習要求 2003年4月,教育部制訂頒布了《普通高中化學課程標準(實驗)》(簡稱新課標),目前新課程已實行了13a,稱之為現行高中課程。依據新課標要求,高中化學課程由若干課程模塊構成,分為必修、選修兩類。其中,必修包括2個模塊,以必修《化學》1和必修《化學》2兩本教材呈現;選修包括6個模塊,以6本選修教材呈現,分別是《化學與生活》《化學與技術》《物質結構與性質》《化學反應原理》《有機化學基礎》和選修《實驗化學》。必修課程為全體高中學生必須學習的內容,選修課程是必修課程的拓展和延伸,并且體現新課標的選擇性,可以為不同學生的個性化發展提供保障。
高中生要達到高中畢業的要求,需學習2個必修模塊內容加一個選修模塊內容。選修課程基本上是由各省市教育主管部門統一為高中生進行了模塊選擇。必修模塊內容一般安排在高一年級,所有高中生共同學習。到了高二文理分科,文科的學生一般選修《化學與社會》模塊內容,理科的學生一般選修《化學反應原理》模塊內容,并完成學業水平考試并達到合格以上,可以達到高中畢業的基本要求。各省市規定基本一致。
高考化學科目的考試內容包括必考內容和選考內容。必考內容涉及必修模塊中的“化學1”“化學2”及選修模塊中的“化學反應原理”的內容。選考內容涵蓋了選修模塊“化學與生活”“化學與技術”“物質結構與性質”“有機化學基礎”的內容,在試卷中匹配了各選修模塊的試題內容,分值相當,考生從中任選一個模塊內容考試。因此如果考生參加化學科目的考試還要繼續選修《物質結構與性質》《有機化學基礎》《化學實驗》等模塊中的1~2個,以達到高考的要求,即總共需要學習4~5個模塊的內容。
1.2 高中化學課程各模塊主要內容 高中化學教材選取的是宋心琦主編,人民教育出版社出版的普通高中化學系列教材[1]。
必修1:引入物質的量的概念,并介紹了相關定性和定量計算的知識,如物質的量濃度的計算;實驗室安全知識和基本的分離、提純操作方法以及溶液配制;物質分類的概念;離子反應、酸堿電離理物質,給出了傳統酸堿鹽的概念和水溶液中酸堿反應的實質;化合價概念,從電子轉移角度介紹氧化還原反應。
必修2:主要包括“物質結構基礎”“化學反應與能量”“有機化合物”和“化學與可持續發展”4個一級內容。通過這一模塊,學生學習了物質結構的初步知識,認識了元素周期表和元素周期律,學習了核外電子分層排布初步、化學鍵的概念;從化學反應基本原理出發,了解化學反應伴隨能量變化的本質,知道化學鍵、化學能與電能的相互轉化,定性了解化學反應速率及其影響因素和化學平衡概念;還學習了有機化學的入門知識。
以上內容充分體現高中化學內容的基礎性,與大學階段的普通化學中化學知識的基本框架性基本相符,基本能夠反映大學階段化學知識的風貌和基本輪廓。
化學與生活:注重化學與人類的關系,主要以日常生活為線索組織素材,貼近學生現實,極具親切感和科普性,體現化學與社會發展的關系以及化學的作用和應用。文科學生主要選修此模塊以達到畢業要求。
化學反應原理:包括“化學反應與能量”“化學反應速率與平衡”“溶液中的離子平衡”3個一級內容。內容上涵蓋了化學反應的基本原理,如焓變、熵變的概念及相關計算,化學平衡的概念及計算,化學反應速率的計算;還包括了溶液中的弱電解質的解離平衡以及原來大學化學的知識沉淀-溶解平衡。這些內容是必修2的延伸和擴展,與大學普通化學內容中的化學熱力學、化學反應基本原理、水溶液化學關系密切。目前各省市高中為理科學生指定選修此模塊,以達到高中畢業要求。
物質結構與性質:主要內容包括原子結構與性質、化學鍵與物質性質、分子間作用力與物質的性質。較為詳細、深入地介紹了原子結構初步知識和化學鍵以及分子間力等基本理論。還涉及了金屬晶體堆積類型的內容。有機化學基礎模塊在大學普通化學內容中未涉及,因此不作介紹。高考中考化學科目的學生一般會從這兩個模塊中選擇1個或2個模塊繼續學習。
化學與技術和實驗化學選修模塊,在目前大部分省市的高中很少會有學生選修,因此此處略去。必修模塊為學生打下了化學學科的共同基礎,是面向全體高中生的,具有基礎性和啟蒙性的價值選修模塊內容是必修模塊內容的延伸和擴展,在內容的深度和廣度上均有所加深[2]。
1.3 普通化學知識體系與高中化學知識的銜接 普通化學教材參考《普通化學》(第6版)(浙江大學普通化學教研組編著,高等教育出版社出版)[3]。主要內容包括化學熱力學初步、化學反應基本原理、物質結構基礎、水溶液化學、電化學基礎、元素化學等。新課標下高中課程設置基本上為大學化學做好了鋪墊,有些知識點是重復的,但是有些知識點之間仍然存在一些銜接問題。需要普通化學教學工作者根據具體的情況區別對待。
有待進一步深入學習的知識點:酸堿理論部分,高中化學只講了酸堿電離理論,給出了傳統酸堿鹽的概念;大學普通化學則是在酸堿電離理論基礎上著重介紹酸堿質子理論,重新定義酸、堿、兩性物質,擴大了酸、堿的范圍和酸堿反應的范圍。大學普通化學在氧化還原反應部分,引入更科學的氧化數概念取代高中化學中的化合價概念?;瘜W反應原理中反應速率部分,高中化學采用平均速率來表示,而普通化學是以瞬時速率來表示,并考慮了反應進度?;瘜W反應焓變的計算,高中化學采用Hess定律通過方程式的疊加間接計算,普標化學相關計算中引入標準摩爾生成焓的概念,并運用Hess定律直接計算反應的標準摩爾焓變。關于電子云的概念,高中化學只給出s、p軌道電子云輪廓圖(界面圖),未給出d軌道的圖;而普通化學通過引入波函數概念,根據波函數對電子云定量分析,得到原子軌道角度分布圖、電子云的角度分布圖、電子云的空間分布圖等3種圖。大學教師在講授這些內容時,應該以高中化學中的知識點為切入點,通過設置引導性、討論性問題的方式組織課堂教學,幫助學生順利實現由高中化學到大學化學的過渡,有利于激發學生的興趣。
普通化學獨有的內容(高中化學不涉及的內容):在大學普通化學內容中,有一部分是高中化學不曾涉及的,如系統和環境;相;化學反應的自發性;吉布斯函數變與化學反應進行的方向;反應級數、反應速率理論和活化能;稀溶液的依數性;緩沖溶液;溶度積的概念和定量計算;配位平衡;配位化合物的定義和命名;電極電勢及影響電極電勢的因素;原電池電動勢與吉布斯函數變的關系;分解電壓;電解的產物;三種分子間作用力的產生和特征;離子極化理論和鍵型的過渡。學生對這部分知識是陌生的,沒有任何知識基礎。大學化學教師在教學中要高度重視,作為難點講解,加深學生對知識點的認識。
2 高考模式對大學普通化學學習的影響
2.1 現行高考模式 自從2003年開始課程改革后,全國高考模式也隨之變化。最突出的特點是各省市可以自主命題,自己確定高考模式。改革到現在,各省市的高考模式一般為“3+X”或“3+文綜/理綜”模式。兩種模式中,“3”都指的是語文、數學、英語科目,為必考科目。在“3+X”模式中,X是指文科學生在政治、歷史、地理中任選1門或2門考試科目,理科學生在物理、化學、生物中任選1門或2門考試科目。例如目前上海市施行的是“3+1”模式,江蘇省施行的是“3+2模式”?!?+文綜/理綜”模式中,文綜考試科目是將政治、歷史、地理3門科目,綜合在一張卷子上,分成三個模塊出現;相應的理綜指的是理科的物理、化學、生物3門科目綜合在一張卷子上,分3個模塊出現。自2013年開始,理綜總分為300分(物理110分,化學100分,生物90分),例如北京市,安徽省,山東省,河南省等地區采用的是“3+文綜/理綜”模式。
施行“3+X”高考模式地區的理科考生來講,除了必考科目,任選科目中可以不選擇化學科目。在學完高中階段要求的化學內容后就不再接觸化學。這就導致目前高等院?;瘜W專業或非化學專業大一新生化學基礎、化學知識儲備有很大的差異。
2.2 現行高考模式對大學普通化學課程學習的影響 “3+X”模式的文科考生及“3+文綜”模式的考生,在高一和高二階段完成了“化學1”“化學2”“化學與社會”3個模塊內容的學習,“3+X”模式中不考化學科目的理科考生,完成了“化學1”“化學2”“化學反應原理”3個模塊內容的學習,均達到高中畢業要求,可以不再繼續學習化學課程。因此具備了3個模塊的化學知識儲備,能夠為普通化學課程的學習提供了一定的基礎。但因為只在高中低年級學習,升入大學后再學習化學相關課程,可能將面臨“從零開始”的困境[4]。
因高考化學科目的考試內容中包括必考和選考內容,所以“3+X”模式中參加化學科目考試的理科考生及“3+理綜”模式的考生,除了完成高中畢業要求的“化學1”“化學2”“化學反應原理”3個模塊內容,一般還需要在高二及高三階段繼續學習化學課程中的選修模塊內容。有的選擇學習了“物質結構與性質”模塊,有的選擇了“有機化學基礎”模塊,有的兩個模塊均選擇。這部分學生經歷了高一到高三持續的化學課程學習、訓練,學習內容上更加深入,因此具有較好的化學基礎,將對大學階段的化學課程學習提供較大的幫助。但因為所選修模塊的差異,學生的基礎不盡相同,僅選修“有機化學基礎”模塊的學生,對后續學習有機化學課程有一定幫助,但物質結構知識方面欠缺;僅選修“物質結構與性質”模塊的學生,學習普通化學課程得心應手,但對學習有機化學課程幫助不大。
2.3 南京財經大學食品類專業學生的化學基礎情況調查 為了解現行高考模式下高等院校入學階段學生的化學知識起點情況,選擇南京財經大學校食品科學與工程學院食品科學與工程、食品安全與質量控制2個專業的13、14、15級學生為調查研究對象,采用調查訪談的方法,主要從生源地、高考模式兩個角度對學生進行了訪談。所得數據結果如下表所示。
分析表中數據可知,近3a來,我校食品科學與工程學院每年所錄取的新生中,“3+理綜”模式及“3+X”模式參加化學科目考試的學生人數較多,在每一級所訪談的學生中所占比例分別為,13級71.25%,14級72.61%,15級為71.60%。并且近3a來的比例變化不大,說明我院生源比較穩定。同時也說明7成多的學生高中起點的化學知識基礎較好?!?+X”模式中未選考化學科目及“3+文綜”模式的學生也占了一定的比例,其中13級為28.75%,14級為27.38%,15級為28.39%。說明每一級都有近30%的學生僅高中低年級階段學習了化學課程,所學內容較淺顯、不系統,同時因為間隔時間較長,因此高中化學基礎知識可能已經遺忘殆盡。
3 總結與展望
綜上所述,現行高中化學課程內容的設置,對于參加化學科目高考的學生而言,高中階段所學習的化學知識基本與大學普通化學知識框架基本符合。而對于不參加化學科目高考的學生而言,其在高中階段只需學習必修2個模塊和選修1個模塊的學習即可達到高中畢業的要求,因此所學化學知識只是具有啟蒙性加基礎性的意義。另外從現行高中化學各模塊知識點與大學普通化學銜接的角度,有些知識點是重復的,有些知識點介紹方式及深度與大學普通化學有所不同,所涉及的范圍也遠不及普通化學廣泛,知識的系統性,也有待學生在大學化學學習中進一步完善、提高。大學教師在教學中應根據普通化學知識點與高中化學知識點的銜接情況,合理安排教學內容,教學進度。對于重復的知識點可以不講或少講,將寶貴的時間放在需要加深和未曾學習過的知識點上。另外,現行的高考模式決定了食品類專業大一新生的化學知識起點參差不齊,有的學生選考了化學科目,有的考生沒有選考化學科目,有的是文科生源。因此我們應關注學生的知識差異和個性差異,依據“因材施教” 的教育原則,在細致、透徹講授知識的同時注重學習方法的引導,促進每一個學生都能發展進步。
參考文獻
[1]宋心琦.高中化學[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]羅群興,廖婉瑩,紀敏.談新課標高中化學與大學化學的相關性[J].化學教育,2011,32(7):20-22.
一、結合生活實際,建立元素觀的基礎
在實際的教學過程中,剛剛進入化學課程學習的學生對于元素的理解都是非常困難的,究其根源就是與其生活實際嚴重脫節。而從廣義上講元素這一概念并非化學課程中的專有名詞,在學習化學之前,學生們無論是日常生活還是其他課程的學習中已經熟悉掌握了元素的運用。
在課堂上可以以我們日常生活所賴以生存的各種食品來舉例,縱使其有面包、面條、蛋糕等多種表現形式,但其實際上就是單純的以小麥作為構成的主要元素。在語文課程的中漢字的學習上,不管字的結構有多復雜,變化有多么豐富,但一切的漢字都無非是點、橫、豎、撇、捺這些基本元素構成的。所以,這些生活和學習的實際經驗就可以很好的運用到化學教學中的元素觀的構成上來,在教學上,可以通過情景創建,讓學生將日常所接觸的各種事物與化學的元素觀進行聯系,最后通過老師進行解釋說明,讓學生理解我們所生存的世界其實也是由一個個基本的元素相互結合而構成的,幫助學生建立起元素觀的基礎。
二、結合化學發展,深化元素觀的概念
隨著化學這一學科的不斷發展,元素的概念也經歷著不斷完善和發展的過程。隨著人類認識世界的程度不斷的加深,對于世界本源的探求也不斷加快。在初中化學的課堂上,教師可以通過帶領孩子們感悟化學的發展歷程,通過化學學科的幾次大發展和大變革幫助孩子們了解元素觀的形成和發展,從而使他們能夠對元素有更深層次的認識。
在實際的課堂教學中,教師們首先可以從遠古時期講起,從最早的開天辟地到春秋時期的水生萬物和氣成乾坤的物質單元素概念,直到后來人們發現這一說法不足以解釋世界和自然,于是漸漸的發展出多元素的概念,從水、土、氣的三元素概念到水、土、火、氣的四元素概念再到在我國沿用近千年的五行觀念,即世界由金木水火土這五類基本元素構成的。隨著西方文化啟蒙運動的發展,化學學科也不斷的走向科學化和現代化,于是就有了19世紀初的道爾頓創立的原子學說,并準確的測定了原子量,至此元素才開始與原子量相結合起來,確定了不同元素即是原子量不同的原子。再到1923年,國際上在有了對于元素的基本共識,即根據不同原子的原子和帶電荷數的不同對原子進行細致的分類,從而解釋了目前物質世界的大多數問題。教師通過對化學發展簡史的講述,間接幫助學生們深化了元素觀的概念,加深了元素觀的理解。
三、層層遞進,實現元素觀的構建
其實在初中化學的課本當中,各部分知識都是層層遞進的,而在學生的元素觀的構建上也要使用這一方法,在實際的教學中,關于元素的概念應該由淺及深,由表及里的進行教學,將整體內容進行分散,從一個個簡單的概念不斷進行深化,從生活周圍各種物質入手,然后引入分子、原子和核外電子的概念,再深入到分子間的化學反應,再又回到我們所熟悉的物質世界,循序漸進,最終幫助學生構建正確的元素觀。
例如在“水的構成”這一章節,水是學生們日常接觸最為密切的物質,從水的構成講起也能極大提高學生的學習興趣,在學生們沒有進行化學的深入學習時,一般都認為水就是元素之一,是構成物質世界的一部分。于是,老師可以在此時進行講解,通過將水電解,剝離出構成水的兩種物質氫和氧,再通過氫氣燃燒試驗制成水,從而使學們認識到水不是單質,而是由氫氣和氧氣構成的,而氫和氧就是元素之一,使學生能夠從日常接觸的物質中體驗到元素觀的神奇。在“原子的構成”和“元素概念”的教學中,通過引導學生對原子內部構成的學習,形成不同的原子由于其質子數(核電荷數)不同而導致其性質不同的認識,為幫助學生形成科學的化學元素概念奠定基礎,即把質子數(核電荷數)相同的一類原子稱為一種元素。再次,在學生初步建立了元素的概念之后,通過化學變化實質和質量守恒定律等內容的學習,幫助學生建立元素守恒的觀念,即化學變化過程中組成物質的基本成分元素的種類不發生變化,并且在物質的制備(實驗室制氧氣、二氧化碳,工業制純堿、冶煉金屬等)的原料選擇過程中,指導學生運用這一觀念來選擇合適的反應物。另外,在生活中隨處可見的飲料、食品、藥品和化肥等的標簽上蘊含著豐富的化學元素知識,引導仔細閱讀標簽,可以幫助學生從元素的角度認識生活中的物質,從而更好地應用和改造物質,并在知識的運用中加深學生對元素構成物質的理解。
總結