化学学科论文大全11篇

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中学化学教学如何体现素质教育呢？要做到以下三点。

一、要转变观念，面向全体学生，实现从应试教育到素质教育的转轨

“素质教育”是相对于“应试教育”提出的，它们的主要不同在于教育观、质量观、学生观不同，即是否面向全体学生，是否使学生全面发展，是否使学生生动活泼地主动地学习。“素质教育”与“应试教育”在如下几方面存在着明显的差异：

从培养目标上看，素质教育是德、智、体、美、劳全面发展，应试教育只重视智育。从对待学生上看，素质教育面向全体学生；应试教育只面向学习成绩好的学生。

从教学内容上看，素质教育着眼于素质的全面提高；应试教育是考什么教什么，不考不教。从教学过程上看，素质教育注重启发学生生动活泼、主动地学习；应试教育则是教师一讲到底，学生只是听讲。

从教学方法上看，素质教育是师生双向活动，变讲授为训练，优选最佳的教学方法；应试教育则为“满堂灌”，学生被动地学习。

从学生负担上看，素质教育目标是当堂理解，重视学科能力的提高；应试教育是大搞题海战术，学生不堪重负。

从教学效果上看，素质教育的任务为大面积培养合格学生，应试教育侧重个别尖子学生而且多为高分低能，大面积学生不合格。

从以上分析可以看出，应试教育是以追求升学率为根本目的的陈腐模式，扭曲了教育的本质，扼杀了学生的个性。我们要坚决反对应试教育，毫不犹豫地变应试教育为素质教育，这是深化教学改革的关键。它关系到我国两个文明建设的水平，关系到我国21世纪在国际竞争中的地位，因此转变观念是当前中学教育工作者的重要任务。作为化学教师应当毫无例外地把素质教育落实在日常教学之中。

首先，要认真领会大纲。新大纲是根据义务教育的性质和任务制订的，化学义务教材又是根据我国国情、化学学科的特点和中学生的心理、生理发展规律而编写的。大纲着眼于全面提高学生素质，注重了化学知识与社会生活、生产实际，传授知识与培养能力，传统知识和现代知识，本学科知识与相关学科知识等各个方面的联系。因此教师正确执行大纲，就能保证化学教学从单纯的以升学为目的的应试教育转变为公民的素质教育，从只重知识传授转变到重技能和能力的培养，从只重书本转变到理论联系实际，从只重智育转变到德、智、体、美、劳五育全面发展。

其次，要把素质教育的目标落实到每一节课中。课堂教学是实施素质教育的主渠道，教师在备课时应注意制定出知识目标、能力目标、学生学习情感目标，并在教学过程中加以落实，使学习程度不同的学生都能得以提高。

最后，加强学法指导，注重能力培养，这是教学观念转变的具体体现。知识和技能是学生形成能力的基础，而能力是学习掌握知识技能的必要条件，是促进学生提高学习水平的重要因素。教师在教学中应不失时机地对学生进行学法上的指导，使学生形成良好的学习方法和学习习惯，使学生的素质得以提高，使素质教育落实在日常教学之中。

二、化学基础知识是素质教育的基础，在化学基础知识的教学中突出观点的教育及科学态度和科学学习方法的教育是实施素质教育的关键

初中化学教材是按义务教育大纲编写的，它的体系是必学与选学相结合、课堂教学为主与阅读和家庭小实验相结合、学校教育与社会实践相结合的比较科学的体系，使教材延深到了社会和家庭，使化学教学与日常生活、科学技术、生产劳动相联系，是一本进行化学素质教育的好教材。

因此，深刻理解大纲，钻研教材并且体现在日常教学中，是进行素质教育的关键。化学课的讲授主要目的是在教会学生掌握基本概念和理论的基础上，通过元素化合物知识的学习，使学生了解物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的制法和用途；通过一些定性的验证性实验，培养学生实验操作和观察能力；通过化学计算的学习，使学生初步学会定量地分析和解决化学问题的能力，使学生在学习双基知识的同时初步形成用化学观点和化学方法分析和处理问题的能力。

总之要着力于培养学生科学态度和方法，教学的重点应放在对学生科学的思维能力、观察能力的培养和训练上，而不能放在单纯为解题而解题的训练上。要做到这一点，化学课的教学应从学生熟悉的知识入手，可以从日常生活和社会生产中的化学现象出发，深入到化学的基本概念和理论等基础的化学知识，再经过解释、练习，使学生对新知识学得实在，理解深刻，初步形成进一步学习和工作的能力。特别是新大纲和九年制义务教育教材比原大纲和教材在化学基本概念和理论方面适当降低，而在元素化合物知识方面适当拓宽；化学计算难度和数量上大幅度的降低，化学实验略有加强。这种变动适应了社会主义现代化建设的需要，符合义务教育培养目标。

例如初中化学元素化合物知识，除以碳、氢、氧、铁等金属和非金属及化合物知识为主，介绍了酸碱盐之间的反应外，还介绍了空气、水、煤、石油、环境保护、能源、人体健康与化学的关系等与公民素质教育有关的知识。这部分知识比较零碎，庞杂难记，在教学中应加强实验，注意归纳和总结。如在学过H2，O2，CO2三种气体之后，可组织学生利用教材P．115的仪器，让学生选择仪器进行操作制取三种气体，这样从H2，O2，CO2三种气体的实验室制法开始，对实验药品、反应原理、仪器装置、收集方法及实验中注意事项进行总结、归纳，然后再通过实验复习H2，O2，CO2各自的物理性质和化学性质、实验现象及有关的化学反应方程式等。

再例如：可设计一组C，H2，CO三种还原剂实验对比，使学生对所学知识得到系统的认识，从而使学生观察能力、语言表达能力得到提高。

这样使学生在学习基础知识的同时，通过归纳总结，培养了学生科学态度和科学的学习方法，使他们的能力得以提高，同时促使辩证唯物主义世界观的形成。

三、加强实验教学，提高学生的能力是实施素质教育的有效途径

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1．高等教育改革的需要。目前，优化课程体系，改革教学内容，构建合理的知识结构，注重理论联系实际，更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体，而且要充分体现培养目标和培养规格。

2．现代科学技术发展的需要。近年来，随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展，我们根据材料科学发展规律，对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整（分别为2008年下半年和2012年上半年）。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色，完善材料化学专业课程体系，加强材料化学专业的学科方法论教育。

3．市场经济发展的需要。优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学，实现在校内与企业的对接，强化学生的就业意识，提高学生的专业技能。

二、现行课程体系存在的问题及其成因

1．办学特色不明确。专业建设存在一些薄弱环节，如材料化学课程体系的基础课平台不够规范，课程设置不够科学，教学进程安排不够合理，等等。此外，由于材料化学专业办学时间短，存在专业学科定位不准，专业人才培养目标不够明确，课程体系不够科学等问题。近年来，为提高教学质量，适应社会对人才的需求，很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此，有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。

2．课程设置理念滞后。在材料化学专业课程设置中，我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制，不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时，在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练，而且受到广泛的通识教育，把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。

3．实验教学条件欠缺。优化实践教学应该体现以下三个方面内容：一是毕业实习、毕业论文（设计）实行“分类指导，分流培养”。学生可根据个人从业需要，撰写高水平的实习报告，获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要，科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动，获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节，因人力资源和物质资源等原因，欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。

4．师资队伍建设力度不够。师资队伍是优化课程体系的执行者，也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师，后有优秀的学生，再有品牌专业［2］。材料化学专业成立以来，我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名，充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师，加强材料化学专业的师资队伍建设。

三、课程体系的优化策略

课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现，是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。课程体系是构建人才培养方案的核心内容，其是否科学合理，对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。

1.调整教学计划，优化专业基础课内容。

（1）优化材料化学专业的无机化学课程内容材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心，课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此，随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化，有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯，这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力，为学生将来的学习工作打下良好的基础。无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分，元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届（2007、2008、2009级学生）90名同学进行问卷调查，结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容，而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论，引导学生掌握学习元素化学知识的方法；通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素；逐步了解结构—性能—功能之间的关系；初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。（2）优化材料化学专业的高等数学课程内容高等数学作为高等院校的基础学科，承担着培养学生数学能力，提高学生逻辑思维能力，为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深，定性定量分析发展迅速，材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识，所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容，以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。（3）材料结构分析方法课程的教学形式的优化测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展，人们对材料性能的要求日益广发和苛刻，对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣，因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化，实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理，然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下，利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程，有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。（4）以专业前沿知识讲座充实课程内容课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年，甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以，任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识，优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法：一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中，用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容，并处理好知识的继承和发展的关系，使其有机地融合在一起；二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动，激发学生的兴趣，提高他们的动手能力；三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。

2.加强实践教学，优化课程类型。

根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求，材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容［3］。多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段，通过实验来研究物质及其变化规律，使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力，一定的科学研究能力和创新能力［4］。在材料化学专业实验教学上，充分考虑实验内容的科学性和系统性，选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容，着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室，给学生创造开展专业综合技能训练的场所，提高学生的专业素质。目前，在各级有关部门的支持下，按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今，大型企业自动化程度很高，实习生很难进入车间进行实地实践学习，微小企业又没有能力接收大量实习生，加上专业实习经费的缺乏等原因，材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以，我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合，保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。改变材料化学专业现行毕业论文模式，允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题，可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题，也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。

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通过紧密结合教材基础知识或重点知识的应用性知识的补充、讨论与交流，一方面可以使学生从化学的角度逐步认识自然与环境的关系，分析有关的社会现象，培养学生联系生活、社会中的化学问题的意识，另一方面可以提供给学生未来发展所需要的基础的化学知识和技能，培养学生运用化学知识和科学方法分析和解决简单问题的能力。

二、进行热点渗透教学

教学过程中为学生提供与学习内容相关的各种情景素材如化学史料，日常生活中生动的自然现象和化学事实等，能够强化学生对化学与生活有关、对生活有用的意识，激发学生的学习动机。如现行高中化学教材中“人类保护臭氧层的行动”，这既是一个自然科学问题，也是一个“人文意识”问题，围绕“从电冰箱的普及与换代到臭氧层”开展探究，指导学生查阅文献，访问网站，获得知识。在讲授重金属汞的性质时，可以结合生活实际讨论其危害，讲述汞蒸汽对人体的危害可以使学生们认识到用行动防止汞污染的重要性，例如怎样清理破碎的水银温度计、如何处理含汞的废旧电池、废日光灯管等，使学生养成良好的生活习惯，这使化学教学更贴近于社会实践，同学们在学习过程中会觉得所学知识富有时代感，具有实用价值，有助于培养学生对未来的人文关怀，将自然科学融入整个人类文化的背景中思考和分析。

三、进行生活与化学关系专题教学

高中化学专题教学能有助于激发学生的学习兴趣，并可拓展学生的知识面，具体教学形式可以将生活中的化学与书本中的化学的联系以专题讲座的形式介绍给学生，介绍化学的过去、现在和未来，介绍世界高新技术发展的动态与趋势，介绍化学在高新科技领域中的作用，介绍化学与其它学科之间的相互渗透，介绍化学与社会的关系，如健康、保健、能源、资源、环境等社会问题。例如可以向学生讲解当前化学合成材料的发展概况，人类已经可以制造出可以替代人体多个部位的化学材料。

四、与生活中化学知识相关的实验探究教学

化学实验是进行科学研究的重要手段，是培养学生动手操作能力的有效途径，在化学实验的基础上，学生从具体的形象思维转入抽象的逻辑思维，从而提高理性认识。化学实验还可以培养学生谨慎的科学态度，以贴近生活和发生在身边的化学现象为素材，组织探究实验活动，既培养学生学习化学兴趣，又使学生感受到化学在国民经济及生活中的实际运用。例如选取日常生活的素材可进行“鲜果中维生素C的还原性”、“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”、“用生活中的材料制作简易电池”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”等实验。选取与化学有关的社会问题为实验内容可进行“用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料，并进行模拟保水试验”等实验。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题，对于拓展化学实验的功能，提高学生的科学素养，具有十分重要的意义和价值。

五、进行与生活有关的论文写作教学

布置学生撰写小论文或课题报告，探讨实验中的问题或写出自己的体会。教师向学生介绍撰写小论文的基本要求和方法，从学生实际出发，文字能力不做高要求，只要论据能说明论题，条理清楚，说得明白就达到了要求。例如，将“糖类”设计成主题为“糖类与生活”的拓展课，课前充分发动学生积极参与，提出他们感兴趣的课题，引导他们提炼成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖与糖尿病”、“糖与减肥”、“糖与健康”等小课题。然后把全班学生组合成几个组进行专题研究，同学们查找资料、走访调查、统计数据、进行实验，在组内充分交流讨论的基础上，形成课题报告。

此外，遵循自愿的原则，鼓励学生将课外新闻记者材料用自己的语言加以组织，写出科技小论文。在将阅读材料整理成文章，并发表自己的见解的过程中，培养学生科学研究问题的学风，促进学生独立思考，提高自学能力的组织语言的能力。

教材中的教学内容是教师教和学生学的直接依据，不同的教学内容对应不同的教学策略和教学方法。化学教学内容可分为基本概念、基本理论、元素化合物知识、化学用语、化学计算以及化学实验等，不同类型的教学内容具有不同的特点。并非所有的教学内容都适合或者说都能很好地联系社会和生活实际。本文就当前化学教学与学生生活不能紧密联系的现状提出将生活中的化学渗透在化学教学中的相关教学方法，将所学知识运用在社会生活中，这有助于提高学生学习化学的兴趣，丰富学生的学习方式，提高学生的科学素养。这样的教学方式也给教师提出了更高的要求，要求教师要接受这样一种适应学生发展的教学方式，并愿意在教学中付诸实现，同时还要加强自身的专业化学习，注意搜集各种新知识，注重引导学生认识各科知识的普遍联系，只有这样才可以在教学中引导学生真正的进入化学学科的殿堂。

参考文献：

[1]张爱玲.化学与生活[J].中学化学教学参考,2002,(11):58-59.

[2]李琴.将社会生活中的裕学渗透在化学教学中[D].华中师范大学,2008:3-27.

[3]张俊英.现代生活中的化学[J].沧州师范专科学校学报,2002.

[4]刘长笑.生活中的化学问题与绿色化学[J].中国科技信息,2008.

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一、激发学生的学习兴趣

现在的学生头脑灵活、思维敏捷、见多识广、兴趣爱好广泛、网络等社会上丰富多彩的生活对他们影响很大，厌学情绪比较严重，尤其是初中学生。如果老师在课堂上不能激发学生的兴趣，学生就不会喜欢那门课程，也就不会积极主动的去学习。“强扭的瓜不甜”，学生在逼迫的状态下被动的学习，学习效果必定是事倍功半。所以，在教学中，尊重和满足学生的需要，运用多种教学方式和手段，激发学生的学习兴趣尤为重要。

（一）上好第一堂课

俗话说“良好的开端是成功的一半”，化学的开篇课“化学使世界变得更加绚丽多彩”中，教材安排了一些精美的图片展示，但没有安排实验。我觉得充分利用化学实验的魅力，补充一些趣味性实验如“魔棒点灯”“烧不坏的手帕”“会变色的花”“喷水成图”等，将学生带入神奇的化学世界中，可唤起他们强烈的好奇心，使他们产生学习化学的渴求之情。从而兴趣嫣然、热情高涨，迫切地想要走进奇妙的化学世界。

（二）教学中密切联系生产和生活实际，引入具体的情境

化学与我们的生活、生产以及社会发展密切相关。教学中注意密切联系学生已有的经验和生活实际，让学生感到学习化学是十分有用的，从而积极主动的去学习。

例如，在上第一堂课的时候，我们可以利用多媒体展示一些资料介绍身边熟悉的事物。像光纤的发明联系电话的使用；冷冻剂的发明与更新联系冰箱、冰柜、空调；彩色胶片的发明联系照相及电影、电视；塑料联系许多家庭用具；卡介苗、青霉素的发明联系人们对疾病的治疗和预防等；在介绍物质鉴别方法的时候，可以联系到厨房里的糖、酒、醋等；在学习水资源污染与保护这一课题的时候，让学生思考导致峒河水污染的可能原因是否是峒河两岸的居民、医院及峒河上游的农村、工厂等；在介绍溶洞里石笋、钟乳石的形成时，让学生联系水垢的成分、形成、以及除去方法，并探究滴水穿石的真正原因；介绍酸碱盐时，联系胃酸病人的用药问题、化学肥料的合理使用等等。多开发这样与生产、生活贴近的资源，既做到了理论与实际的联系，扩大了学生的视野，又强化了人与自然环境共生共荣的意识，最终达到激发学生的学习兴趣。

（三）转变教学观念，把课堂还给学生

新课程改革下的教学是自主、合作、探究教学方式的具体落实。我们要充分尊重学生的选择权和自，尽量多给学生以时间和空间，强调“发现——探究”，学生是学习的主体，是学习的真正主人；教师应转变教学观念，以引导者、参与者、合作者的身分和学生共同学习。

例如，在“爱护水资源”这一课题的教学设计中，我考虑学生对水污染这一内容较熟悉，但对水资源的缺乏体会不深，为此我设计了自主学习的课题：①峒河水资源的分布及质量调查；②峒河水污染与我市的经济发展；③给市政府的建议书：合理开发利用水资源；④给全校师生的倡议书：节约每一滴水。而对水资源短缺则用多媒体进行。在开展这些活动的同时，教给学生方法，而课堂则变为学生讨论、交流的场所，教师及时点评和鼓励，为学生提供展示平台，重在服务。在活动中学生学会了自主、合作的学习方法，变“要我学”为“我要学”，使学生成为真正的主人。

（四）改变教学方式，调动学生的学习积极性

针对不同的教学时间、不同的学习内容和学生的精神状态适当的改变教学方式。例如：下午第一节课，在学习新知识前，可以组织进行小型的知识竞赛，如书写化学方程式接龙游戏：以小组为单位，分别书写化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应，学生轮流上台，台下的同学给其他组的同学找毛病，补充完整，然后评选出表现出色的同学。这样的课堂虽然显得有些乱，但学生不再昏昏欲睡，不仅激活课堂气氛，复习了旧知识，而且为学习新知识做好了铺垫，使学习活动成了富有生命力的活动。

二、培养学生的能力

（一）重视化学与其他学科的联系，培养综合能力

新课程倡导课程的综合化，淡化学科界限，还给学生一个整体性的课程。当今社会，人类面临着人口、环境、能源、资源、健康等问题的挑战，这些问题的解决，需要重视化学与其他学科的联系，多学科的协同努力。化学与物理、生物、地理等学科有很多的联系，在教学中我们应该有目的的设计一些跨学科的学习课题，使学生在已有各学科的基础上，对问题的认识尽可能全面，培养学生的综合素质。

例如：①二氧化碳与光合作用；②溶液与生命运动；③土壤的简单分析；④水系的变迁及水资源的分布；⑤赤潮和水华现象；⑥水溶液的导电与金属的导电；⑦新能源的开发使用；⑧食品添加剂的种类、作用及不良影响。这些课题的学习中，学生体会到化学与其他学科的联系，使学生从多角度去认识、分析和解决问题，培养了学生的参与意识、决策能力、科学精神和人文精神，从而提高了学生的综合能力。[（二）重视学生的差异发展，培养创新能力

课程改革极为重要的特征之一就是要正确定位学生为发展中的人。学生作为发展中的人，需要教师格外的关注，应当允许其差异发展，让其张扬个性。面对发展中的人，化学教学应分外珍视他们的独特感受、体验和理解。教学不要以现成的答案框定学生思路，不要以现成的教案圈定预设线路。在引导学生进行探究实验时，我改变以往给学生设计步骤的方式，大胆放手让学生自己去设计，不再担心学生出错。例如，在探究石灰石与盐酸反应时，会出现过量二氧化碳与石灰水反应不出现浑浊的现象。我不预先告诉学生这一现象，由他们自己去发现。通过观察，我发现各组实验的现象很不一样：有的石灰石取的多，有的盐酸取的多，石灰水取的也很不一样。针对这现象我要求各组互相交流、讨论，由学生得出化学反应的现象与药品的用量多少有直接关系。然后在引导学生充分讨论的基础上，我再进行归纳小结，从而加深学生对这一问题的理解和掌握。每次组织实验教学时我都尝试着这样做，学生逐渐养成了预习实验的习惯，能根据教材的提示自己设计简单的实验方案。为了激励学生保持这种良好的学习习惯，我用组织他们参加课外实验作为奖励，邀请设计实验方案较好的学生，利用课余时间到实验室做实验，如粉笔炸弹、制作叶脉书签、会长毛的鸭子、配制去污剂、汽水等。并把实验产品拿给全班同学分享，这样既满足他们的成就感又培养了他们的动手探究和创新能力。

（三）重视实验教学，提升学生的实验操作能力

学习化学的重要途径是科学探究，而科学探究的重要手段是化学实验。在教学中我们不仅要重视每个课本实验，还要在适当的条件下根据需要补充实验或实验创新。如，绪言课中就补充趣味性实验；质量守恒定律探究中分别补充有气体、沉淀生成、变色、发光、放热的化学反应；第六单元课题一中补充玻璃刀切割玻璃、铅笔芯导电、木炭吸附二氧化氮、红墨水等实验；介绍二氧化碳的物理性质时补充向自制的简易天平中倾倒二氧化碳；介绍易燃易爆物质时补充氢气的爆炸实验及白磷的自燃实验；介绍溶液时补充模拟“死海实验”；一氧化碳的化学性质时补充一氧化碳还原氧化铜的实验并改进，即将光亮的铜片在酒精灯上烧黑后迅速伸入一氧化碳瓶中；一氧化碳还原氧化铁时尾气的处理改成用排水法收集并点燃；做气体的燃烧实验时，先用排水法收集在锥形瓶里，并用橡皮塞塞紧，拿到教室直接在瓶口点燃现象非常明显，密度大的正放，密度小的倒在铁圈上。当然，我们学校从初三到高三四个教学年级四十多个教学班，只有三间化学实验室，让每一节化学课都在实验室上那是绝不可能的，教学器材也远远不够。所以，只有创造条件，寻找代用品让学生动手完成每一个实验。如蜡烛及其燃烧、吸入空气和呼出气体的探究，老师就提供澄清的石灰水，其他的用品均由学生用玻璃杯、塑料盆等代替；质量守恒定律探究中碳酸钠和盐酸的反应，就用面碱和醋在有盖的塑料杯中进行；酸碱指示剂，可用果皮、鲜花自制。总之，只要是危险性不大的就放手让学生去做，充分培养学生的实验操作能力。

（四）引导阅读，培养学生的理解能力

化学不同于语文、外语，不要求死记硬背，强调的是在理解的基础上掌握知识。所以，在化学概念的教学时，应该引导学生阅读，抓住关键词，培养理解能力。如，催化剂的概念中：“改变”、“质量”和“化学性质”，化学变化的概念中：“生成其他物质”，氧化反应概念中：“氧”，单质、化合物的概念中：“一种元素”、“两种或两种以上元素”、“纯净物”，质量守恒定律中：“参加”、“化学反应”、“各”、“质量”、“等于”等。抓住了这些关键词，就可以透彻的理解每一个化学概念。

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一、有效教学的理念

有效教学的理念源于20世纪上半叶西方的教学科学化运动，这一概念频繁地出现在英语教育文献之中，引起了世界各国同仁的关注。有效教学的提出也是教学是艺术还是科学之争的产物。教学是艺术，这是20世纪以前在西方教育理论中占主导地位的教学观。它倡导教学是一种教师个性化的、没有公共的方法的行为，一种凭良心行事的、约定俗成的行为，主张影响教学过程的因素是复杂的，教学结果是丰富的，难以用科学的方法进行研究。但是，随着20世纪以来科学思潮的影响，以及心理学特别是行为科学的发展，人们才明确地提出，教学也是科学。也就是说，教学不仅有科学的基础，而且还可以用科学的方法来研究。于是，人们开始关注教学的哲学、心理学、社会学的理论基础，以及如何用观察、实验等科学的方法来研究教学问题。

有效教学就是在这一背景下提出来的，它的核心问题就是教学的效益，即什么样的教学是有效的?是高效、低效还是无效?所谓有效，主要是指通过教师在一段时间的教学之后，学生所获得的具体的进步或发展。在新课程理念下，我们对教学有效性的理解是：

1、教学有效性要以学生的进步和发展为宗旨。教学有效与否，要通过学生来表现。有效的教学应该关注学生的发展，教师必须树立学生的主体地位，具有一切为了学生发展的思想，在教学活动中促进学生全面发展、主动发展和个性发展。

2、教学有效性要关注教学效益，它要求教师有时间和效益的观念。教师在课程和教学设计时，应充分考虑教学效益的问题，不能为追求形式抛弃对教学效益的追求。

3、教学有效性的实现要以教师自身的发展为基础。教师是影响教学有效性的一个重要条件。在课堂教学过程中，特别是在新课程的理念下，教师教学观念的变革，教师采取的教学策略，教师对教学批判反思的能力，这些与教学有效性相关的因素都离不开教师自身的发展。

4、教学有效性以学生学习方式的转变为条件，促进学生有效学习。通过学生的自主能动学习，使学生有效学习，实现提高教学效率的目标。

5、教学的有效性还要关注教师的教学策略。在保证教学有效性的条件中，教师的教学策略占有重要的地位。教师要掌握教学设备、教学实施和教学评价阶段的一系列策略性的知识。

二、传统教学中影响有效教学的因素分析

1、教学目标单纯关注学生的认知，忽视情感、态度、价值观。以往我们的教学也将教学目标分为知识、技能和情感三个领域，但是受传统行为主义心理学的影响，始终把反复练习、训练的方式作为培养学生的重要手段。再加上应试教育的影响，教师在教学过程中往往单纯重视学生知识和技能的培养，忽视学生情感、态度和价值观的培养。由于教学目标的偏差，“熟能生巧”的理念逐渐演变成“熟能生厌”的现实，其结果就是学生厌学，教师厌教，教师教得辛苦，学生学得也辛苦。学生的积极性很难被调动，课堂教学死气沉沉，教学效率低下。教师的教学是低效的，甚至是无效的。由此形成恶性循环，教师和家长不得不靠占用学生的课外时间来弥补课堂教学没有完成的任务，加重了学生的课业负担。

2、不能以学生的发展为中心，教学的基本着眼点是促进学生的发展，这是教师组织教学的核心观念。传统的课堂教学以教师、书本和课堂为中心，学生不是自主发展，往往是教师“强制”下的一种发展，学生始终处于一种被动发展状态。这种发展压抑学生学习的自主性和积极性。被动发展的结果是：⑴造成学生发展的两极分化，一些适应被动发展的学生受到教师的关注，一些不适应的学生得不到良好的发展；⑵学生的个性发展受到压制，缺少学习的主动性；⑶以学生的片面发展代替学生的全面发展；⑷忽视学生学习的过程、经历和体验。不以学生发展为中心的直接后果是导致学生学习效率的低下，进而影响教学的有效性。

3、师生互动性不强，从某种意义上说，课堂教学就是教师、学生的活动。通过教师与学生之间的活动实现知识信息和各种情感的交流，实现促进学生发展的目标。从当前的课堂教学来看，师生互动仍然是一个薄弱环节。在课堂教学中，教师与学生之间的互动仍然是单向的，即教师——学生。它的一个弊端是忽视课堂教学中其他知识信息的传递，忽略了课堂教学中人际交往因素对学生发展的促进作用。它使本来应该鲜活的课堂教学变得枯燥死板。实现课堂教学中师生的单向互动向多向互动的转换是课堂教学改革中一个值得关注的问题。

4、不能促进学生学习方式的转换，在课堂教学中，教师讲学生听的固定教学方式，学生被动接受的学习方式，严重制约了学生的发展，影响了学生的创新精神和创新意识的形成。学习方式的转变不是一朝一夕就能完成的，它需要一个长期的过程。虽然我们倡导自主、合作探究的学习方式，但是一些教师仍然固守原有的教学方式。我们并不认为传统接受式的学习方式就是低效或者是无效的，而自主合作探究的学习方式就是有效的，但我们认为，通过转变学生的学习方式，使学生由被动变为主动，激发学生学习的动机和热情，是提高教学质量和效率的一个重要条件。

5、合作学习流于形式，合作学习方式在课堂教学中的采用，无论是从学生的学习方式，还是从教师的教学观念方面都是一个重大的变革。然而在现实中，合作学习流于形式的情况比较普遍。教师在教学中，大都采用分组的形式让学生自己讨论合作，且无论什么样的课都采用。从表面上看，课堂气氛比较活跃，课堂教学热热闹闹。但从实际的教学效果看，学生并没有学到什么东西，教师也没有完成教学任务。究其根本的原因，一是教师没有真正掌握它的理论精髓。二是受功利主义的影响，搞形式主义。而其更深层次的原因就是缺乏教学有效性的观念。

三、新课程理念下有效教学的合理性建构

1、师生交流互动是教学过程的本质属性，交流互动是主体间的相互联系与能动的反映，是师生双方相互交流，相互沟通，相互启发，相互补充，教师与学生彼此间形成一个真正意义上的“学习共同体”。教学过程中，教师与学生彼此间分享思维、经验和知识，彼此交流情感、体验，既丰富了教学内容，又求得了新的发展，从而达到共识、共享、共进，以实现教学相长和共同发展的目标。

(1)“互动”是教学过程中师生的“交流”互动。“交流”不是形式上的交流，而是师生间相互理解与交流的“主体间性”的打造，是师与生，师生与教材间的双向理解、问题解决的活动，是形成共识的共创共生活动。教学中的有效交流要体现“三个有效”，即尊重客观事物的真理性，社会规律的正当性和“捧一颗心来”的真诚性，课堂教学强调时空共有，内容共创，意义共生，成功共享。

(2)互动的多元性与教育性。教学过程中的互动是多元的，是多情况、多内容、多难度、多形成的互动体。在情境上既有直观生动的教学情境，还有融洽和谐的人文环境，发人深省的问题背景；内容上不仅是课本知识的学习，还有生活经验的积淀，生命意义的领悟；师生关系上，既有师与生，还有学生与学生，小组与小组，个体与群体，师生与教材之间的对话与沟通。

2、学生是发展的、具有独特和独立意义的人。学生是发展的人。学生自身发展是有规律的。为强化教学的有效性，教师应熟悉并掌握不同年龄段学生的发展的特点，并根据学生自身发展的阶段性和规律性安排教学活动，从而做到有的放矢，有针对性地开展教学活动。另外，学生的发展有巨大的潜能，教师应相信每个学生的确都潜藏着巨大的发展能量，坚信每个学生都可以积极成长，有培养前途，可以获得成功。同时，还要承认，处在发展中的学生，有个性差异性，肯定有许多不足之处，可能出现这样或那样的问题，但这些问题均可以在教师的指导下得到解决。

学生是独特的人。首先学生是一个完整的人。学生不是单纯的学习者，而是有着丰富个性的人。有效教学活动中，还学生一个完整的生活世界，丰富学生的精神生活，给予学生全面发展个性力量的舞台。其次是每个学生都有独特性，学生由于受不同遗传因素、社会环境、家庭条件的影响，从而形成独特的心理世界，正所谓“人心不同，各如其面”。

学生是具有独立意义的人，每个学生均有自己的思想、性格、意愿、好恶、情感、价值取向和知识基础，教师只能激发学生自主读书，自主感受事务，自主观察、分析及思考，自主掌握事物发展变化的规律。

3、“以学论教”，全面改进教师角色和教学行为。创设有效教学情境，鼓励学生主动参与，合作学习，还学生学习的主动权，拓展学生发展空间，引导学生挖掘自身潜能，建立相互尊重，相互理解，相互接纳，民主、平等、协调的师生关系。

教师是学生学习的促进者、合作者、参与者，一方面改变传统教学中学生消极、被动、机械地接受知识的状态，把教学视为学生通过教师指导，学生自主活动，主动建构学习的过程；另一方面，“以活动促发展，以效益促效果”“以学论教”，创设一个良好的有利于师生精品源自生物科共创共生、合作交流的问题情境，使整个教学过程自始至终充满主动学习的气息，使学生在合作交流与交往中获取知识与技能，在平等尊重的气氛中形成完美的人生态度和情感体验。教师的教学是课程的创设与开发。教学与课程的关系中，课程是矛盾的主要方面，课程理念决定教学理念，教师与学生均处在课程中，是课程的有机构成部分，是课程的创建者，他们共同参与积极开发，教学过程成为课程内容持续生成与转化的过程。

教师以研究者的心态致力于教学中。“行动研究”是以行动而进行的研究，是在行动中的研究，在研究中的行动，是对行动的研究。教师在有效教学过程中，以研究者的眼光审视和分析教学理论与教学实践中的各种问题，对自身的行为进行反思，对出现的问题进行探究，对积极的经验进行总结，建构理解与反思间的对话，使其形成规范性的认识。

教师在教学过程中重视过程教学、强化学生体验。过程教学包括知识发生过程和知识发展过程的教学。知识发生过程教学是引导学生在理解的基础上形成结论，知识发展过程教学是在结论的指导下的运用，两个阶段缺一不可：教师在教学过程中创设情境，引起学生学习兴趣，建立充足的感性认识，提供有结构的研究素材，概括上升，抽象出概念，适时强化，通过复试练习和建构型复习，促使学生多角度审视结论，并把结论纳入认识结论中使之内化，并为下次新授课做铺垫。

4、组建信息技术与课程整合教学系统，构建课程整合网上协作教学模式。

大力推进信息技术在教学过程中的普遍运用，以促进教学的有效性，充分发挥信息技术的优势，为学生的发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具，提供以提高教学质量和效益为目的，以转变学生学习方式，促进学生发展为宗旨的教学技术应用观。同时要本着从实际出发，因地制宜的原则，挖掘和发挥各种传统技术手段在教学中的积极作用，把现代教学技术与传统教学手段结合起来，努力把握所有教学技术手段的实用价值，积极促进各种技术手段的协同互补，从而促进教学技术体系整体协调发展。

四、新课理念下中学化学有效教学的策略

1、兴趣化教学策略

新课程标准中明确要求培养学生持续的化学学习兴趣。兴趣是最好的老师，根据青少年心理特点和教材的编写风格及新课标的理念，都需要运用兴趣化教学策略，从而调动学生学习化学的动力，培养学生创造性思维能力。培养学生学习化学兴趣，常见的教学方法有：

(1)实验法。化学是一门以实验为基础的学科，在教学中通过做一些生动有趣的实验，激发学生的兴趣。

(2)设疑法。“学则须疑”，通过设疑引发学生兴趣，然后经过讨论分析，明白道理，从而提高学生认知能力。

(3)竞争法。学习需要营造竞争的氛围，使压力变为动力。例如在进行元素化合物教学时，可组织学生进行化学方程式背默比赛，可激发学生学习兴趣。

(4)开展课外活动法。通过制作教具、模型，举办化学讲座，化学课外实验，化学竞赛，化学晚会，化学墙报，化学展览会，参观与化学有关的工农业部门，进行社会热点问题的调查，撰写化学小论文等等活动，让学生感到所学知识有理有趣。这些活动能活跃课堂气氛，开阔学生视野，激发他们的兴趣，从而为下一步学习打下坚实的基础。

2、生活化教学策略

新课程标准中明确要求学生了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题，因而化学教学离不开我们的日常生活，需要实施生活化教学。实施生活化教学要注意以下三点：

(1)要进行角色转换，重新给教师和学生定位，要以学生为主体，教师要学会倾听，欣赏和关注每一个学生。

(2)让学生走进生活，弥补课堂传授间接经验的不足，多组织一些贴近生活实际的教学活动，使理论联系实际，学以致用。

(3)致力人文关怀，关爱每一位后进生，要关心帮助他们，以达到共同进步。

3、信息化教学策略

当今社会下在处于信息高速发展的时代，要想跟上时代的步伐，则必须实施信息化教学。信息化教学策略最终目的是学生不再是信息简单机械的接受者，而要让学生成为信息的运用者，在互动的信息中将知识进行重组，从而培养学生的创新能力。因而实施信息化教学要注意以下三点：

(1)内容不再只局限化学生课本内容，要紧跟化学发展研究的步伐，让学生及时了解世界上化学发展动态和化学研究新的成果。

(2)形式不再局限于口授耳听，可以让学生进行讨论，辨证、采访、上网、观看有关化学知识的影片和参观一些与化学有关的工农业部门等等，这些形式不仅可以扩大学生知识面，而且能激发兴趣，发挥学生的特长。

(3)授课者不仅是教师，也可以是工程师及研究人员或者是具有丰富知识和实践的人都可以给学生作专题报告，从而扩大学生的知识面，激发学生的兴趣。

4、探究性教学策略

课程改革的目的是倡导从学生和社会发展的需要出发，激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地学习。学生通过实验亲身经历和体会科学探究活动，激发学生学习化学的兴趣，学会科学探究的方法和初步形成科学探究的能力，实施探究性教学策略要注意以下五点：

(1)树立新的课堂观和学生观

探究性教学改变了人们的教育观念，明确教师是学生的引导者、组织者和合作者，学生是学习的主人。教师要以学生发展为本的观念，在重视基础知识基本技能科学的同时，关注学习方法的形成，情感和态度的培养。科学探究既是一种方法，又是一种学习目标。进行探究性教学时要充分发挥课堂教学的主渠道作用。

(2)利用推理进行探究，在探究中寻找规律。

化学反应规律是前人在实践基础上总结的科学结论，教学时如果不让学生了解化学知识的形成过程，不让学生体验科学探究的魅力，空洞洞的几个结论如何能让学生记住呢?即使学生机械地记住了也不能运用，要让学生经历过程，充分发表自己的见解，在思维和推理中诱导学生进行科学的探究。

(3)在实验中进行研究，在研究中获得体会。

化学是一门以实验为基础的学科，化学实验在化学教学中起着十分重要的作用，实验教学是提高化学教学质量的重要环节。由于实验者或实验条件的不同，往往得到的实验产物也不相同，如果对实验后的产物进行现研究，可激发学生学习的兴趣，促进学生思维发展，发挥学生潜能，进一点开发学生的智力，培养学生的创新精神和实践能力。

(4)开展化学课外活动，培养学生探究能力。

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2.实验教学依附于理论教学。目前，在生物化学教学中，大部分还是先理论后实验的教学模式，这样突出了教师的主导地位，却忽视了学生的主体作用。以教学计划为指导，以教学大纲为依据，以课堂教学为阵地，重视系统理论知识的传授，实验教学依附于理论教学，验证性实验较多，综合性、设计性、研究性实验较少。每个实验都是统一的实验指导，统一的目的要求，统一的操作方法。这种模式使学生处于被动的地位，实验的效果不好，不能较好地培养学生的动手能力。

3.课堂教学形式较为单一。目前生物化学的课堂教学多采用多媒体教学，可一定程度地增大教学信息量，丰富教学手段，拓宽学生的知识面，适合大学课程的教学。但课堂形式还是采用老师从头讲到尾，学生盲目做笔记，不利于学生观察力、注意力和思维想象力的培养。

4.考核方式不能全面地反映学生掌握知识的程度。目前生物化学课程的最终学业成绩一般包括期末考试成绩（70%）和平时成绩（30%）。平时成绩包括考勤、期中测试、平时作业等内容；期末的考核方式以闭卷考试为主，强调基本理论和基本知识的掌握程度，死记硬背的东西太多，不能全面地反映学生掌握知识的程度更无法检测学生分析问题和解决问题的能力。而且生物化学学科在不断进步，新知识、新概念越来越多，教材越来越厚，难点越来越多，学生投入的时间和产出的成绩往往不匹配。这样就导致学生上课时不去思考，只能死记硬背，就谈不上能力和思维的培养了。

二、生物化学教学改革的几点设想

1.教学内容的改革。教学内容的改革是教学改革的核心之一，是保证教学质量的前提。我院目前有生物工程、植物科学技术和食品科学与工程三个专业，因此在生物化学的课程内容上应有选择性，即使各专业都能掌握最基本的生物化学知识，又照顾不同专业的特点。针对生物化学的一些概念和代谢过程难懂的情况，对教材内容要突出主线，浓缩理论知识，删繁就简，同时考虑专业及其后续课程的需求，尽量深入浅出地将复杂的生化反应讲解给学生。在组织教学内容时以蛋白质、核酸、脂类、糖类等生物大分子为主线，详细介绍生物大分子的结构、功能及代谢过程，突出静态生物化学和动态生物化学两部分教学内容。其他部分，比如维生素、激素等可以以学生自学为主。教师在授课时，可以以一些生物化学有关的经典小故事，或与地方经济发展密切相关的问题出发，做到各章节融会贯通，突出实用性和先进性，引导学生探索学习生物化学的兴趣，从而获得好的教学效果。

2.调整实验内容。实验教学是课程体系中的重要环节，是培养学生实践能力、创新能力和团队精神的重要部分。在实验设置上验证性实验项目，增加综合性和设计性实验项目，锻炼学生的创新能力和综合素质。在实验课内容调整中，总体思路是注重基本技能及基本知识的实用性，重视研究性与先进性，突出学生能力培养。具体内容以实验项目为载体，构建“基本型、综合型、创新型”三层次实验项目，形成由低到高、由单项到综合、由接受知识到形成综合能力的逐层提高的实验课程层次化体系，着力强化学生的实践动手能力和创新能力；同时，结合专业特点和人才培养要求，分类制订实践教学标准，增加实践教学比重，增设科研创新型实验内容，拓宽学生实践能力、创新精神的培养途径。课外开放生物化学实验室，在老师指导下，学生自己查阅文献，设计实验方案，开展实验，分析实验结果，撰写研究报告，满足学生自我设计、自己动手的实验需要。

3.课堂教学形式多样化。教学内容、教学对象、教学环境以及教师素质的不同，要求教学形式必须多样化。一是改进传统讲授法，对传统讲授法的态度和做法应该是扬长避短。在生物化学课堂教学中，要以调动学生的主观能动性为目的，使学生从被动学习转变成主动学习状态；二是在传统讲授法基础上，针对不同的教学内容合理使用不同的教学形式。如讲解物质的新陈代谢时，可从学生熟悉的糖尿病、高脂血症、肝性脑病等临床疾病入手，采取案例分析讨论形式，消除学生学习物质代谢反应的心理恐惧感；讲解遗传信息传递时，可采用影音动画形式，将抽象问题进行具体化；讲解生物分子的结构与功能时，可采取列表归纳的形式，将各种生物分子之间的联系与区别归纳总结，便于学生掌握。三是课后对讲解的内容进行补充学习，主要采取问题探究的形式。在讲解部分内容后，老师可布置一些问题，要求学生组成小组后查阅文献并进行问题探究讨论，可使学生通过合作学习，小组成员互相启发、互相帮助，达到共同提高的目的。如学习蛋白质的结构与功能后，可布置问题“鸡蛋煮熟吃和生吃，那个更有营养？”，要求学生分查阅资料后讨论，将讨论结果在下次课时与全班学生分享，老师进行点评。这样既加强了学生之间的交流，也拉近了老师与学生之间的距离，并把两者有机地贯穿起来，使信息交流呈纵横交错的立体结构。通过调整生物化学课堂教学形式的多样化，使学生的思维在学习过程中始终处于主动、积极、活跃的状态，充分调动学生的各种感官参与教学活动，提高学习效率。

4.优化考核方式。根据地方院校创新人才培养的需求，我们对生物化学课程的考核方式进行了一些优化，主要在于考察学生的分析问题、解决问题、改革创新的能力，将课程考核方式由传统的单一闭卷考试转变为文献阅读、实践操作和闭卷考试相结合的方式。培养创新意识的第一步是阅读文献，只有在阅读文献中才能体会到如何利用基本理论解决问题，然后再提出新的理论。在生物化学课程的教学过程中，对于处于不同学习阶段的学生来讲，文献阅读的要求不同，应由浅入深地培养学生的阅读文献能力和理解科研的设计过程。当学生刚接触生物化学时，教师可带领学生阅读并讲解较早的相关综述，比较浅显，能够给学生由浅入深的宏观印象；当生物大分子结构与功能部分授课结束后，建议学生阅读一些近些年的研究论文，重点分析作者采用的方法手段是如何支持他得出相应结论的；当物质代谢部分的授课结束之后，可给学生一个选题，比如葡萄糖转运与糖尿病、脂代谢与高脂血症等，让学生自行查阅资料，进行自由提问讨论，教师根据讲解的程度和回答问题的程度进行评价。实践操作考核目前已经在许多院校重视起来了。它主要是考核学生在遇到问题时的处理方式和效果，能反映学生实际操作、沟通协调、团队合作能力。地方性本科院校生物化学实验课上的技能考核，可作为重中之重。通过考核，可促进学生认真做实验，在实验的过程中不断地锻炼自身技能能力和严谨的科学态度。

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主管单位：中国科学院

主办单位：中国科学院自然科学史研究所;中国科学院规划战略局

出版周期：双月刊

出版地址：北京市

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种：中文

开

本：16开

国际刊号：1672-6804

国内刊号：11-5184/G

邮发代号：80-184

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：2004

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二、坚持以学生发展为重点，倡导必要的自学策略

以学生发展为本，便是在高中化学课堂教学过程中倡导学生第一位，保证学生在教学过程中的地位和享有的权利。只有学生在课堂上的地位得以保证，新课改倡导的教学理念和教学方法等才能得以实施，如果学生的地位不能保证，新课改便会成为一些口号，无法落实，因此，在高中化学教学过程中，教师要认识到学生地位的重要性，在教学过程中辅以必要的自学策略，往往会收到较好的教学效果。高中化学教学过程中，新课标将其划分为模块，讲授的内容存在一定差别，教师可以在教授部分模块知识的前提下，鼓励学生根据自身的学习兴趣以及自身的意识倾向独立完成部分模块的学习，这样有利于调动学生学习的积极性，增加学生独立思考和独立学习的机会，化学教师应该及时针对学生学习的问题与困境对学生加以疏导和纠正，以使学生的学习按照正确的路线前行。

三、强调化学教学中实验的重要性，努力提高化学实验效果

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二、做好实验预习，明确实验目的，了解科学知识

经过多年的分组实验教学笔者发现，很多学生在实验过程中都是盲目的，要么“按方抓药”，要么无从下手。实验课的时间是非常有限的，要在规定的时间内高效地完成实验，就需要学生做好实验预习，明确实验目的，了解科学知识。实验前要指导学生复习有关知识，让学生依据实验报告册的实验要求，明确实验内容，熟悉实验步骤，并书写实验预习报告，包括实验目的、仪器、药品、装置图、流程图、预期现象和解释、疑点分析和改进等，由课代表和任课教师监督完成。通过书写预习报告，学生对整个实验过程就会更加明确、思路更加清晰。

三、优化实验流程，认识科学过程与方法

实验过程是学生分组实验的重要环节，是科学探究的过程，是加深科学知识、了解科学方法的过程，优化实验流程，有利于提高科学探究的有效性。有些实验涉及的仪器、药品较多，步骤繁，过程复杂，需要教师和实验员做好充分准备，科学合理地优化实验流程。

四、鼓励实验创新与改进，培养学生创造力

指导学生按照教学要求有序完成实验的同时，也要鼓励学生创新实验，对实验进行改进，并进行可行性探究，培养学生实事求是的科学态度、开拓创新的科学精神。例如，高中《化学选修4》化学反应原理实验2～1测量锌与硫酸反应速率的装置相对复杂，用到的仪器较多，操作不方便，实验用时较长，这是一个定性实验，不要求十分精确的实验数据，教师可以提出疑问，启发学生思考可以怎样改进和创新。再如，高中《化学选修4》化学反应原理实验2～4验证催化剂对反应速率的影响，这个实验在初中课本出现过，与初中教材实验相比，高中教材的实验装置较为复杂，药品用量大，可操作性不强，对比初高中两套装置和药品，可以启发学生对实验进行改进和创新，以达到更好的实验效果。

五、半开放实验室，树立学生科学精神

很多学校由于硬件设施不完善、实验管理人员不足、不重视学生分组实验等问题，不能保证实验课的顺利开展，更别说是半开放或者开放实验室。为全面实施素质教育，提高学生的科学素养，中学化学实验室应因地制宜，发展自身优势，取长补短，争取半开放或者开放实验室。在实验人员不足的情况下，教师和管理人员可以充分调动学生的积极性和自主性，课前由课代表将全班学生分好小组，让学生对号入座，避免学生来到实验室找不到座位的乱象;一般的学生分组实验课都是实验员依据实验要求提前将实验所需的仪器、药品摆放到实验桌上，实验员可以尝试将实验用品统一放到仪器车或者指定的地方，供学生自主取用，实验结束后再由学生自觉放回指定地方，实验结束后的保洁工作也由课代表和小组长监督完成，这样既可以节省人力，也有利于学生高效地完成实验，还可以提高学生的自主性和科学探究精神。针对对化学极其感兴趣、想补做实验或者想探究实验的部分学生，教师和实验员要提供支持，半开放实验室让学生进行实验，可由学生向任课教师提出实验设想，任课教师认为可行的，任课教师向实验员下实验通知单准备实验，在指定的时间和实验教师的指导下半开放实验室让学生进行实验。

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二、构建自主学习课堂氛围，鼓励参与

教育的艺术不在于传授，而在于鼓舞和唤醒．自主学习的课堂氛围符合人本教育理念．在自主学习的课堂上，学生成为学习的主人，他们根据需要自主选择学习内容、学习方法、学习广度和学习深度，这样的课堂才有力度．在这一学习过程中，教师的主导地位没有下降，学生看准时机，适时参与．在学生不解、困惑时，教师或蜻蜓点水，或详解精讲;当学生豁然开朗时便及时收手．整个学习过程，学生是在个人强烈的学习需要与学习兴趣的驱使下进行的．学生学得轻松，学得酣畅，学得高效．例如，对“空气中氧气含量”的探究，我预设以下问题，组织学生自主学习．(1)你能用生活中的一些现象来说明空气的存在吗?(2)根据你现有的知识经验，你认为空气中含有哪些成分?你能设计实验来证明这些成分的存在吗?(3)请设计一套装置，要除去密闭容器中空气中所含的氧气．(4)分析一下，影响你测定结果的因素．这些问题的提出，将复杂的问题简单化，使不同层次的学生都能解决一定的问题，每个学生都积极地参与教学活动．这样民主、和谐、开放的课堂氛围，使课堂教学效果得到提高．

三、运用现代化教学手段，激发兴趣

信息时代，网络技术普遍运用于课堂教学．既丰富了教学手段，又优化了学习情境;既拓展了知识面，又增强了教学效果．例如，在讲“氮和氮的化合物”时，学生对“雷雨发庄稼”这句农谚不太确信．我制作了“雷雨发庄稼”的动画．通过观看动画，学生豁然开朗:空气中的氧气和氮气在雷电的作用下，有小部分发生反应生成一氧化氮，一氧化氮遇空气中的氧气转化为二氧化氮，二氧化氮遇雨水转化为硝酸，硝酸遇土壤转化为能被庄稼吸收的硝酸根离子．雷雨后相当于给庄稼施了一次氮肥．动画形象生动，使学生在兴趣的诱导下对这句农谚久久难忘，达到事半功倍的效果．

篇（11）

自然界中的和谐系统比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生态系统是和谐的,动植物群落是和谐的,人类社会体系是和谐的,健康的人体更是一个绝妙的和谐体。所有这些和谐系统遵循着同样的辩证综合的规律,具体可以归纳出三条:1.统一律;2.层次律;3.进化律;所有和谐系统具有同样的性质:1.开放性;2.自组织性;3.非线性;4.无限发展性[1]。当爱因斯坦把大半生致力于统一场论时,其哲学上的需要相对物理学上而言或许要来得大,面对物理学的系统和谐,理论规则的分立是不能令他觉得满意的。而化学工程的发展是不是因循同样的哲学历程呢?

在化学工程作为学科开始被重视之前,化学工业已具有了相当的规模,各种具体的工程与工艺都被独立开来,在认识上是被分为各门特殊的知识,因此,当国外高等院校在十九世纪末开始设置"化学工程学"时,开设的课程大多是学习当时化学工业的各种工艺学,"化学工程"的概念在当时还是相当模糊的,在理论上充其量是化学与机械的一种混合(amalgam)。然而这种理论混合的模式在德国人看来却是很正统的,即使在今天,他们也避免专论"化学工程",而是称之为"过程工程"(ProcessEngineering),这一名称实际上要比"化学工程"的范畴更广,甚至更为准确,凡是涉及一定流程与工艺的领域都是适用的。但我们习惯上还是沿用"化学工程"的名称。

二十世纪开始,化学工业迅猛发展,在社会经济中占的比重越来越大,客观上需要化学工程学科的发展和支持。随着生产力的发展,人们对事物运动规律性的认识也愈来愈深化,愈来愈有概括性。伴随着其他领域科学技术的快速进步,人们逐渐认识到化学工业中各门看似不相干的工程和工艺中存在着共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化学工程手册》的发表,初步提出了"化工物理过程"的原理。1900年始,以合成氨、纯碱、燃料等为代表的近代化工厂出现,如1913年,德哈勃-博施法高压合成氨技术的产业化,星火燎原的,化学工业呈现出巨大的发展前景。到了二十年代,美MIT的一些学者提出:不管化工生产的工艺如何千差万别,它们在众多的典型设备中进行着原理相同的物理过程。1920年,美MIT成立了第一个严格意义上的化工系,时W.K.Lewis任系主任。1922年美国化工学会认同了新的见解,引出了"单元操作"(UnitOperation)的概念,这一概念在苏联时期和我国则广泛称为"化工原理"。

1900年始的"分离工程"研究使"单元操作"的概念日趋成熟。被称为单元操作的过程主要有流体流动、传热、干燥、吸收、蒸发、萃取、结晶和过滤等,以这些单元操作作为研究和学习的主要内容,是化学工程学科在二十世纪前半期发展的核心,其理论迅速成为发展化学工业的重要基石。这种把千变万化、千差万别的过程和工艺概括成"单元操作"是生产力发展到一定水平的反映,是化学工程学从"个性"到"共性"的第一个哲学性概括,是在一个系统整体性把握的高度上建立了一门技术科学,体现了系统科学发展的和谐统一规律。

随着"单元操作"概念的确定,另一方面,化学工程学科中重要支柱之一的"反应工程"亦逐渐浮出水面。从最初的德Winkler流化床煤气化炉的应用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工艺的开发,又到1931年丁纳橡胶和氯丁橡胶的投产,化学工业上发展的高峰持续不绝,1940年美国FCC炼油开发成功,成为石油化工的起点。直到1957年,欧洲第一届反应工程会议,明确提出"反应工程"的概念,成为化学工程学科的重要组成部分,是化学工程学的进一步和谐统一。"反应工程"的建立,乃至今日仍备受困扰的"过程放大效应"问题,及从"逐级放大"到"数模放大"的研究都带动了"化工过程系统工程"的发展,并共同体现了系统科学发展的和谐层次律。

就在"反应工程"发展的同时,"单元操作"得到了更加深刻的认识,人们发现各单元操作之间存在着更为普遍的原理,"过滤只是流体传动的一个特例;蒸发不过是传热的一种形式;吸收和萃取都包含着质量的传递;干燥与蒸馏则是传热加传质的操作……"[2]于是单元操作可以看成是传热、传质及流体动量传递的特殊情况或特定的组合。这种认识的深化过程并没有停止,人们进一步又发现了动量传递、热量传递和质量传递之间的类似性。于是从二十世纪50年代开始,人们综合了以往的成果,开始用统一的观点来研究三种传递过程。1960年,美威斯康辛大学(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一书,系统地采用统一的方法来处理三种传递现象,从此化学工程学科的核心过渡到了"三传一反"的系统性概念。"三传"的研究是系统科学和谐进化律的又一体现,使化学工程学达到了一个新的整体性高度,这种高度的和谐统一是对客观世界本质性的认识,并在学科上反映出了系统科学的基本原理和性质,其影响力是普遍性的,是跨学科的,不仅使"传递原理"成为化学工程学的重要基础,同时在生物工程、机械、航天和土木建筑等工程学科上也具有重要意义,并日益成为工程专业共有的一门技术基础课,只是侧重点有所差异而已。

至此化学工程学科自身经历了一系列的演化和发展,并在短短的一个世纪中达到了一个前所未有的高度,涵括了众多的生产和应用领域,如医药、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化学品等,每年为社会提供数以亿吨计的千百万种产品,是人们衣、食、住、行须臾不可离开的物质基础,为社会繁荣作出了巨大贡献。然而事物总是一分为二的,从人类发展最为激动人心的口号"征服自然"到今天庞大的工业化进程,地球自然生态系统遭遇了前所未有的严峻局面,这之中,化学工业是造成大规模环境污染及恶性重复污染的主要过程之一,化学工程学科需要肩负起新的使命。1990年,"生态化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出来了,相应在化工生产和过程工艺中提出了"清洁化工"和"绿色化工"的概念,因时应势,化学工程学开始了系统科学的自组织过程,这也是和谐系统对立统一发展的需要。在系统科学看来,自组织是和谐系统的基本性质之一,只有自组织系统能通过外部和自身内部的不断协调、整合,在适应环境的同时保持自己的特性并产生新的功能。从自发到自觉地,化学工程学吸收了自组织的理论,不断在广度和深度上充实、完善和发展。随着新世纪的到来,世界正发生着全球性的变化,经济、社会、环境和技术等领域都面临着新范畴新理念的变更和冲击[3]。化学工程学科需要因应时展而改变传统的限制,不断有新的概念提出来,如化学工程应是伺机而待的专业(aprofessioninwaiting);化学工程师必须"besteepedintechnology",能够创新、开发、变换、调控和适应取代;化学工程学科要从"ProcessEngineering"达到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。进一步的综合认为,化学工程学关注着同时发生在非常广泛的时空跨度内的现象,必须具备多尺度、多目标的方法来达到过程的总体优化。涵括了五个方面[4,5]:

①Nanoscale(纳观尺度):研究量子化学、分子过程与分子模拟等。

②Microscale(微观尺度):研究微粒、气泡、液滴、控制界面胶束和微流力学规律等。

③Mesoscale(介观尺度):研究换热设备、反应设备、塔器以及传统的"单元操作"和"三传一反"等。

④Macroscale(宏观尺度):研究生产装置和生产过程等。

⑤Megascale(兆观尺度):研究环境过程和大气生态过程等。

于是化学工程学的核心转变到了"多尺度、多目标择优"的概念,化学工程学科又到达一个新的和谐统一的高度,进入了更高层次的系统工程领域。

新的发展的深度促使化学工程学科作出了一定尺度的"分化",然而这还远未结束,人们对世界的认识还在不断探索不断深入,一个更深刻更普遍也更一般的问题已经触到了化学工程学科的神经,触到了化学工程学的认识本质,并促使化学工程学需要有新的"融合"。这一问题就是"非线性及其包涵的混沌原理",相对于"线性"是人类认识客观世界的基本工具,"非线性"则是客观世界的本质特征,是"线性"反映的目的,是从科学角度看待世界的一种和谐统一;而在对"混沌发展"的研究表明,"混沌运动的普遍存在,揭示了自然界中实际系统发展演化的新行为,混沌态的自相似性使这种时间演化表现为一种空间结构,而且以其不同空间尺度上的相似性,揭示了系统复杂运动的统一性。这种统一性是一个观察"整体"的问题,只有在长时间范围(因为混沌运动是一种长时间行为)和更高层次复杂性中才能显现出来。"[6,7]这一问题涵盖了自然科学和人文社会科学的众多领域,具有重大的科学价值和深刻的哲学方法论意义。马克思曾经预言:"自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面,正如关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样:它们将成为一个科学。"从这一角度上,"非线性"问题是这种过程一体化的契合点以及整体认识论上的共性[8]。当站在这种整体性的高度上,化学工程学科获得了全新的视野和更强大的分析解决问题的能力,并最终具有了学科融合的基础。

在整个化学工程学科的孕育、诞生和发展过程中,始终交织着学科的"分化"与"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外还有着所谓的石油化工、精细化工、高分子化工等专业上的分化;另一方面,作为近代工程技术,它又是自然科学(化学、物理等)和技术科学(机械、材料等)的融合。正如物理学家普朗克(Planck)所指出的:"科学是内在的整体,它被分解为单独的部分不是取决于事物的本身,而是取决于人类认识能力的局限性,实际上存在着从物理到化学,通过生物学和人类学到社会学的连续的链条,这是任何一处都不能被打断的链条。"事实上,当化学工程学科的核心发展到"非线性混沌系统"时,实现科学的融合已是其客观系统性的需要,它需要强有力的非线性解算能力和综合分析能力。基于人工智能和神经生物学的人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks)技术为这种系统性的融合提供了新的思路和途径。人工神经网络特有的信息处理能力在愈来愈多的领域中展现出广阔的应用前景,它具有如下特点[9,10]:

①学习:神经网络可以根据外界环境修改自身行为,这使它比其他任何方法接受自身感兴趣的外界信息更敏感。

②概括:经过学习训练后,神经网络的响应在某种程度上能够对外界信息的少量丢失或自身组织的局部缺损不再很敏感,反映了神经网络的健壮性(鲁棒性),即工程上说的"容错"能力。

③抽取:神经网络具有抽取外界输入信息特征的特殊功能,在某种意义上可以说它能"创造"出未见的事物。

④模拟:神经网络由众多的神经元组成,以并行的方式处理信息,大大加快了运行速度,可以逼近任意复杂的非线性系统。

当然,神经网络并非十全十美,其自身的发展就曾经历过相当曲折的过程,但是,人工神经网络(ANNs)特性的融合将是化学工程学科发展到非线性核心系统的自组织适应和需要。例如采用神经网络设计的控制系统,适应性、稳定性和智能性均较好,能处理复杂工艺过程的控制问题,也使得化学工程师不但也是机械工程师,还首先是系统工程师,并能从最一般的非线性原理出发,解决实际过程的创新、应用、开发、生产等问题。

生产力的不断发展,科学技术的持续进步,人类认识自然和改造自然的不断深化,化学工程学科必将不断"分化"和"融合",体现出和谐系统的无限发展性质。

参考文献

[1]李立本.系统的和谐与和谐观[J].自然辩证法研究,1998,14(5):39.

[2]韩兆熊.传递过程原理[M].浙江:浙江大学出版社,1988,11:3.

[3]季子林,陈士俊,王树恩.科学技术论与方法论[M].天津科技翻译出版公司,1991,9:115.

[4]金涌,汪展文,王金福,等.化学工程迈入21世纪[J].化工进展,2000,(1):5-10.

[5]黄仲涛,李雪辉,王乐夫.21世纪化工发展趋势[J].化工进展,2001,(4):1-4.

[6]张生心,梁仲清.从量子混沌再看物理学的统一性[J].自然辩证法研究,1996,12(10):8.

[7]苗东升.系统科学精要[M].中国人民大学出版社,1998,5:20.