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有机化学的起源

时间:2023-06-21 08:58:21

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇有机化学的起源,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

有机化学的起源

第1篇

“科学素养”这一名词是伴同20世纪五六十年代美国的课程变革运动而建立起来。把科学素养作为科学教育的目标与意义,已在世界各地取得共识。西方理论的教育理论中关于“科学素养”存在着两个意思:一个是指有学问,另一个是指可以浏览,可以书写,目标是日常的普通大众。我国关于科学修养的理解是人在处理与自然、社会的关联中应当具备的知识、精神因素和实际本领,即人具有的科学文化知识和利用科学文化知识处理问题的能力。我国学者对科学素养从四个方面来进行分析与阐述:一是科学知识、技能和科学方法,二是科学本领,三是科学观,四是科学品质。科学素养是在家庭、学校和社会的教学情况中逐步形成的,是一个耳濡目染的过程。不能不强调的是,科学素养的内涵是动态的,是随着人们意识的不断深入和社会条件的变化而成长的。

二、阻碍学生科学素养提升的因素

从对周围从事有机化学教学相关人员的教学工作之观察,以及相关同人的交流与探讨,造成当前大学生科学修养不高的因素是多方面的,首先国内缺少培养科学素养的泥土,其次是教育体制弊病、教学活动主体思想认识偏差等要素。笔者结合几年来从事有机化学的教学以及科研的实际情况,认为在有机化学教学中主要存在以下因素阻碍学生科学素养的提升。

1.受中小学教育的影响。

我国目前在中小学的教学中实行的是应试教育,这类教育体制具有两个致命缺点:其一是中小学不看重科学素养教育的习惯在高校中被延续;其二是学生长时间疲于应对考试成为测验机器,即使到了进修环境相对轻松的高校也依然沿用以往在中学时形成的学习方法和学习态度,对于科学素养养成的重要性认知不足。现在,全国大部分的高校仍缺少针对大学生的专门科研活动,只有部分高校将大学生科研活动作为一项长效机制固定并且坚持下来,但是,缺乏专门机构做出引导和安排,在某种意义上这类体制上的遗憾使得大学校园缺少浓郁的科学素养氛围,不利于大学生科学技术的磨炼与培育。

2.教材内容陈旧、难学的问题。

有机化学是一门应用性、实践性较强的学科,有必要将有机化学的最新动态、前沿理论引入教材。然而,现在各个高校所使用的有机化学的主流教材基本上是相对比较经典的有机化学内容,其中反映现代科学技术前沿的内容很有限;方程式和人名反应繁杂,难以理解和记忆;立体化学和反应机理抽象,难以掌握理解;有机化学的课时数相对较少,使得在课堂上教师与学生之间缺乏有效的互动,从而使得教学效果不理想。

3.部分教师科研观念淡薄,无法实现有机化学教学与科研相长。

目前,在有机化学教学与科研人员的配置中,仍然存在这一现状:长期从事教学的教师基本不搞科研,而大量从事科研工作,并且成果非常优秀的教师基本不担任讲授任务。这样的人员配置有利于实现人才的专业化和高水平科研成果的产出。但是,教学与科研的完全脱离,使得科研无法促进教学;而在教学中发现的问题,也无法为科研提供有效素材和动力。

4.多媒体教授方式与传统讲授方式缺乏有效整合。

目前,有机化学存在传统教学和多媒体教学两种方式,二者各有利弊。多媒体教学在有机化学中的应用能够实现从平面式教学向立体式教学的转变,有利于学生加倍形象地、直观地了解分子结构特点;从静态展示向动态模拟的转变,有利于学生提高对化学反应机理的理解;从封闭式教学向开放式教学的转变,有利于丰富有机化学教学内容。不过,多媒体教学可能会阻碍师生的有效交流,造成教学中的形式主义。因此,需对有机化学多媒体讲授形式与传统讲授形式进行优化整合,发挥各自的比较优势。但是,从有机化学的教学实践来看,有些教师偏重于多媒体教学模式,有些教师偏重于传统教学模式,二者缺乏有效整合。

三、提高学生科学素养的途径

在有机化学教学中对学生科学素养的培养与提升,要求学生对有机化学中的基本概念、科学方法、反应机理等等具有充分的认识和理解,形成稳定的心理素质。因此,在有机化学教学中,提升大学生们的科学素养与品德,可从以下几个方面进行考虑。

(一)编写与时俱进的有机化学教材

建立有机化学教材的定期更新机制,积极更新有机化学教材,将有机化学发展中的前沿理论、前沿知识、最新动态引入有机化学教材中。在20世纪90年代初,为了解决传统有机合成方法以及传统有机合成工业对环境造成的巨大污染与破坏,化学家们提出“绿色化学”的概念,即从源头减少、甚至消除污染的产生,通过钻研和改良化学化工工艺,从本质上减少和消除副产物的产生,达到保护和改善环境的目的。在有机化学教材的编著中就可以引入“绿色化学”的内容。在有机化学教学中,适当增加与有机化学相关的社会热点问题、事件,比如三聚氰胺事件,激发学生的学习热情及兴趣。现在高等学校所开的有机化学方面专业选修课以及必修课内容枯燥,专业性强,不利于化学专业以外的其他需要学习化学课程的相关专业学生学习,提不起学生在选修课中对化学或者有机化学的兴趣,就更别谈提高科学素养。因此应该加大有机化学中与生活密切相关的教学内容,例如糖为什么是甜的?醋为什么是酸的?以及生命现象的起源等等,这些内容不仅可以让学生更深入了解身边的生活,更让学生增强对有机化学的学习兴趣,进而提高学生的科学素养。

(二)创新有机化学教学方式

充分发挥多媒体与传统教学法这两种教学法的各自优势,克服各自的缺点,最大限度地提高教学效果。精心设计多媒体课件,利用多媒体丰富多彩的表现形式,有利于模拟反应进行的过程,从而使学生了解反应机理。将相应的化学反应、发明、应用及相关历史资料短时间内呈现给学生,提高学生对有机化学的学习兴趣,扩大学生的知识面。在基础有机化学课程教学中将原理与案例结合起来,采用案例作为解释、证实实验原理和方法的资料,使学生学得更加灵活与自如,理解知识能够更加全面和深入。激发和培养学生的创新精神。

(三)强化有机化学实验的教学改革

实验教学能够激发起学生学习的兴趣,从而培养学生动手本领,增强科研能力,提高学生综合水平,培育学生的创新能力。改革传统实验教材,使实验教材与理论课讲授结合更加紧密。在当今相当一部分高校中,有专门选拔一些对化学有兴趣,并通过一定考核的本科学生,使他们直接进入该校的特定课题组,在组内协助研究生及导师完成他们所承担的科研项目,并取得一定的学分。此方法不仅使学生增强了动手本领,更使学生提早接触科研氛围,有利于学生综合能力的提高。

(四)培养学生的问题意识,倡导“探究取向”

第2篇

关键词:混合式学习法;研究生教学;高等有机化学

中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)15-0178-02

E-Learning(Electronic Learning),即数字(化)学习,1996年起源于美国,是通过信息技术与学科课程的有效整合来实现一种理想的学习环境,能充分体现学生主体作用的学习方式[1,2]。但E-Learning学习者在学习时会感到缺少人际交互,易产生厌倦情绪,缺少角色扮演活动等不足,而有悠久历史的传统课堂教学在社会性、互动性方面具有巨大优势,所以Blended-Learning(混合式学习)就此产生。Blended-Learning是将传统的课堂式学习和E-Learning的优势相结合,发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性[3]。

高等有机化学是药学类药物化学专业硕士研究生的专业必修课,是一门着重论述有机化合物的结构、反应、机理及它们之间关系的极具创新性的学科[4],是基础有机化学的深化和提高。开设此门课的目的除了使学生具备一定的有机化学基本知识和基本原理外,还需引导学生在熟练掌握反应机理的基础上,独立分析各反应过程,从而提高发现、分析和解决问题的能力,培养学生的科研能力。为此,笔者在进行高等有机化学课程教学中运用Blended-Learning从教学内容、教学方法、教学考核等方面进行了一系列的探索,以改变目前研究生课程教学中存在的重“专”轻“博”、重“讲授”轻“讨论”、重“理论研究”轻“能力培养”等问题。

一、整合教学内容

根据笔者多年的教学经验,无论何种教学模式,教学的效果与教学内容的选择有很大的关系。教师应该时刻关注学术前沿,让学生时刻掌握一些前沿科技知识,尤其是关于高等有机化学方面的最新科研成果。这样不仅让学生从前沿知识中更好地理解和掌握了本学科的知识,更有利于激发探究欲望,培养创新精神。当前,普遍适用的研究生课程教材并不多,一般是教师根据自己的经验,参考有关教材和学科发展前景自编讲义。笔者在选取高等有机化学内容方面坚持以有机化学反应机理为中心,讨论有机分子结构与反应活性的定量关系,并根据我校药物化学专业的研究方向,主要是天然产物的活性成分和药物合成等方向的特点,在课程内容选择中除了重点讲授分子轨道理论、重排反应、芳香性理论、碳正离子、碳负离子与自由基等有机反应中间体外,还参考有机合成领域最受欢迎的March所著的Advanced Organic Chemistry(高等有机化学)原版教材,选择有机合成等方面的内容。以上内容的学习能够为本校药物化学方向研究生今后的科研工作打下良好的知识理论基础。良好的理论基础可以更加提升学生将来探索更高科研高峰的信心和勇气,让学生一生受益。此外,在课程学习中适当增加与有机化学相关的社会热点问题和新进展的简介,诸如近年来的诺贝尔化学奖、特氟隆的问题、有关C60众多反应、新性能产物的发现、离子液体、结构奇特的新型分子及有机化学在医药中的应用等专题。这些内容不仅可以提高学生的学习兴趣,加深对本学科知识的理解,更能了解学科发展的前沿方向和新动态,拓宽学生的知识面,启迪创新思维。

二、优化教学方法

不论本科教学还是研究生教学,都不能停留在传统的“传递―接受”的单向灌输模式。在实际教学中,笔者根据Blended-Learning模式,探索了根据不同内容采用不同的教学模式。对课程的基本知识、基本原理、基本概念及基本方法采用传统课堂“精讲”的模式,如结构理论就是本课程的难点,要讲深讲透,这对于理解后面的化学反应规律和化学反应机理具有很大帮助。而对于反应和合成部分,则探索E-Learning与“课堂研讨”相结合的教学法[5],即将研究生分为几个小组,每个小组重点负责某个项目,教师在课上只是讲重点、列提纲、提问题。学生利用课余时间借助于网络查资料,准备PPT,并在课堂讨论中提出自己的观点,发表自己的见解。项目的准备是精心设计的,可以有意识地引导学生去发现问题、分析问题,最终确定解决问题的基本思路,这样可以很好的训练学生的创新思维。学生的创新思维是非常重要的一种素质,这比学生获得更多的书本知识要重要得多。教师在教学过程中一定要以学生为本,重点关注他们综合素质的提高,不断优化自己的教学方法。教学方法的改进是永无止境的,教师必须紧跟时代潮流,充分利用现代科技,利用互联网和多媒体技术,让学生更好地学习专业知识,更好地为学生做好服务。

通过课堂研讨,教师与同学、同学与同学之间的交流可以使研究生发现知识的薄弱点或盲点,以便课后及时补缺,调动了学生的学习积极性。教师通过课堂讨论,也可以发现研究生的兴趣所在及走向,以便调整教学的计划。在这种教学模式中,教师不仅是知识的传授者,更是学习的引导者,教师的责任是引导研究生在提前预习的基础上对新知识发表不同的观点并进行深入探讨,使学生习惯于以批判的观点审视一切,敢于挑战权威,从而培养学生的辩证思维能力和质疑精神。教师一定要给予学生充分的空间,让他们充分表达自己的观点,让他们抛弃恐惧心理,让质疑精神得到充分尊重,并在质疑的基础上提出自己的论据。教师在鼓励的同时,让学生自己讨论此观点的进步意义,从而让课堂氛围变得和谐和轻松。

此外,笔者在教学过程中发现,传统课堂教授的学生的表现不如在课堂上解答问题的学生,这就表明当学生被动听课和在课堂上解决问题时相比较,后者对内容的掌握比简单给出问题和答案要好得多,因此在课堂上教师在学生回答了明确的疑问后会提出下一步的关键点,这对测试学生的学习重点,对他们进行形成性评价非常有帮助。还有一个新的研究热点,例如目前药物合成中常出现的外消旋体的拆分方法,可以帮助学生更好地学习。

三、完善教学考核

考核是教学过程中不可或缺的环节,也是对师生学习和教学的检验[6]。笔者认为考核的方式多种多样,可以根据实际情况灵活选择搭配,而最重要的目的是较为全面地考察学生的学习效果,对学生的学习和研究能力给予恰当的评价。

笔者对以往研究生课程一般都采用闭卷考试进行考核的方式进行了改革。采取确定题目撰写某个有机化学前沿方向的综述性论文的方式进行考核。这样的方式不但使学生对高等有机化学的某个前沿方向较为深入的了解,还可以使学生在查阅、总结文献、撰写调研报告、阐述自己的观点等方面得到实际锻炼,同时也锻炼了学生撰写论文的能力。而任课教师通过每个学生的具体表现可以给出成绩,这也对任课教师自身的学术水平有了更高的要求。

四、结论

通过Blended-Learning对高等有机化学课程进行的教学改革探索,主讲教师不仅传授了专业知识,教授了科研方法,而且着重培养了学生科研能力和创新能力,塑造了他们的科研创新精神。这样的教学实践证明,不仅可以使学生学习兴趣提高,变被动学习为主动学习,而且更重要的是,学生的科研能力和创新能力得到了培养,创新精神得到了塑造,提高了学生的整体素质,更能适应当今社会对人才的需求。但是否学生在混合式学习法中获得的知识会高于传统的课堂教学,尚无统计学意义,原因可能与教学者、学习者的不同而导致无法比较。

参考文献:

[1]何克抗.E-Learning与高校教学的深化改革[J].中国电化教学,2002,(2):8.

[2]何克抗.从Blended Learning看教育技术理论的发展[J].中国电化教学,2004,206(3):5.

[3]祁爱华,罗义.浅谈E-Learning与传统教学[J].福建电脑,2006,(5):125.

[4]杜灿屏,刘鲁生,张恒.21世纪有机化学发展战略[M].北京:化学工业出版社,2002.

第3篇

关键词:医学;化学;共性;区别;交互作用

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0069-02

众所周知,自古医学与化学的关系密不可分。医学作为一门实践性很强的学科,主要任务是对人体的生理、心理和病理等现象进行规律的探索,发现有效的预防、诊断和治疗疾病的方法,以更好地保障人类健康。而化学作为一门自然学科,主要任务是研究物质的组成、结构、性质、变化及应用。两者存在显著差异的同时,彼此之间又相互融合和相互渗透。医学的基础少不了化学,医学的发展离不开化学。而化学又可以通过医学的发展来推动自身的进步。了解它们之间的联系和区别将有利于运用在社会生活中,更好地为人类发展做出贡献,进而推动时代的进步。

一、医学与化学起源

纵观人类医学的发展史,医学是在社会生产和生活中逐渐积累救护经验而形成并存在的,历史上经历了五种医学模式:(1)神灵主义医学模式:在科技水平落后的古代,人们依赖祈祷和巫术,同时用植物药进行简单的治疗,对创伤进行简易处理。(2)自然哲学的医学模式:对宏观宇宙万物有了粗浅的认识,出现了中国的阴阳五行的病理观和古希腊的“四体液学说”。(3)机械论的医学:文艺复兴,一些科学家把复杂运动简单归纳为机械运动或物理、化学变化,疾病就是生物体这种机器某部分故障。这种机械的自然观和实验方法当时促进了自然和医学的发展。(4)模式生物医学模式:19世纪后半叶发现了几十种致病菌,人们就认为环境、宿主、病因三个相互作用的因素维持着生态平衡,如果失调就会导致疾病,这是从纯生物角度进行理解的。(5)生物―心理―社会医学模式:人们发现抑郁症、高血压病、胃溃疡病、心血管病等与人的心理和社会因素有关。疾病的调控需要生物―心理―社会的相互作用。医学的发展进入了一个新的时期。

化学作为一门自然学科,在科学技术发展和社会生活中有着重要的作用。化学的发展主要经历了五个时期:(1)远古的工艺化学时期:该时期人们从制陶、冶金、酿酒、染色等工艺中累积化学知识,但系统的化学知识还没有形成。(2)炼丹术和医药化学时期:人们记载、总结炼丹术,开始了最早的化学实验。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的发展提供了丰富的素材。(3)燃素化学时期:随着工业不断进步和实验室经验不断积累,人们认为燃素是可燃物燃烧的必需条件,燃烧的过程就是可燃物在燃烧中释放燃素的过程。(4)近代化学时期:这一时期不少化学基本定律被建立起来,例如:提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。这时期为现代化学的发展奠定了基础。(5)现代化学时期:即是现代科学相互渗透的时期。例如量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言;化学向生物学渗透,逐步发现了蛋白质、酶等生命物质的结构。医学与化学在不断发展中相互交融、相互渗透。

二、医学与化学共性

由于医学与化学的渊源可以追溯到远古时期,其间自然存在错综复杂的联系。从大的方向来看,医学的研究旨在促进健康之完美,而身体机能的稳定与相对平衡即完美,与化学中常常追求的反应平衡有相通之处。从小处着眼,二者的原理、基础乃至研究所需的技术与精细程度要求也时常相差无几。医学的合理实践需要其他相关基础学科的综合理论,而化学可以推动建立一个完整的医学知识体系:许多疾病要从分子水平上加以探究与解释才能明晰发生机理,化学研究分子在体内的调控表达过程和反应就成为了解和认识疾病的发病机制、演变过程和临床治疗的基础与热点。因此,医学可以说是化学在生命方面的应用,化学又是医学从基础学习到理论实践过程中必不可缺的一门学问。

人体是医学研究的主要对象,人体各种组织主要由蛋白质、脂肪、糖类、无机盐和水等相关化学物质组成,含有数十种化学元素以及大量的微量元素。在人体中不断有化学反应的发生、能量的转化来维持人的生命进程,当人体内的化学反应向不良的方向进行时就会出现病理现象,这就需要用医学来解决。医学的一项重要任务是预防疾病,在预防疾病时离不开化学,例如:环境的检测、消毒剂的使用等。血液、尿样等成分的化验更与化学知识密切相关,通过化学检验查出人体的异常。在治疗疾病时,药物的合成以及结构、性质、应用的鉴定,中草药成分的提取、用途的鉴定,新药的开发研制,都需要丰富的化学知识来解决。医学科学日新月异,放射性同位素在医学中的广泛应用,临床治疗中使用的人造皮肤、人造器官、人造血管、人造血液等先进医疗方法不断取得新进展,更是化学与医学密切联系的结果。在医学不断发展的同时,也需要化学不断的更新。医学中新的化验方法的出现要求新的检测方法,新药物的研发要求发现可用于医学治疗的新物质。医学的发展依赖于化学提供的平台,化学的进步依靠于医学的更新。

三、医学与化学的区别

尽管医学与化学间存在很多的共通之处,他们的差别依然存在。这首先体现在本质及定义上。化学,即“变化的科学”,旨在原子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律。如今已发展出如无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等二级学科,成为公认的“中心科学”。医学,跨越了自然科学和社会科学两个领域,成为深深扎根于众多学科之中的综合性科学。医学在于协调人体生理、生理良好状态及其相关问题,目的是治疗预防疾病,保障人体生理机能的健康。其次,化学和医学分别呈现不同学科层次、内容及形式。最后,两者在研究方法上存在差别。化学讲求实验出真知,它以现象和数据为阶梯,以实验和推理为基石,最终抵达问题的实质,是一种形式化的方法;它遵循的便是这种形式化的方法,把实验作为研究的工具,遵循演绎的特征,是以抽象到一般的发展规律,通过不断的实验探索,能准确地用概念来表述一个问题的约束条件,达到解决这一问题的一般方式。医学则更加强调实践出真理,对已经发生和存在的情况进行调查、观察,其研究目的明确,研究因素客观存在,是一种实证性的方法;它遵循的这种实证性的方法,把仪器作为工具,以生命体为研究对象,讲究以证实,通过实践获取经验,再归纳、统计达到一般共性。相比于化学,医学不企求认识研究对象的完整的方面及其全面的相互关系,而是以焦点为中心,从认识的目的出发限定认识的主要方面,得到一个实用的解。最后,医学和化学的研究对象不同。化学从物质的原子、分子出发,研究单一的物质个体,从个体出发研究整体,就是从局部到全面的研究过程。而医学主要使用生命体这个整体,要从整体出发,再来研究某一方面,就是从全面到局部的研究过程。

四、医学与化学交互促进作用

社会与自然环境的迅速变化决定了一些重大发现必须依赖学科的交叉。化学作为基础学科,其发展水平足以为其他相关学科研究提供发展平台,医学也同样需要借助此平台继续发展。例如麻醉剂的诞生与发展,早在1800年英国化学家Dov y H 就发现一氧化氮具有麻醉功效,不久之后,人们发现了具有更好的麻醉功效的乙醚,这对实现无痛外科手术及牙科手术的重要性不言而喻。接着陆续发明的更加实用有效的麻醉剂成为现代的外科手术的基石。1932年德国科学家Gerhard domagk使用偶氮磺胺染料用于治疗一位患细菌性败血症的孩子并使他得以康复。由此,化学家研究发现并制备了许多新型的磺胺药物,因而开创了今天的抗生素领域。

现代化学和现代医学有更加紧密的联系。例如,无机化学、有机化学和生理学不断融合并发展出现了一门新的学科――生物化学,其主要是研究生命活动和生理。它就是利用化学的理论和研究方法,对生物的化学组成、生物中亚细胞结构和功能及生命过程中的物质代谢和能量变化等生命活动进行研究。近年来,随着化学技术的不断进步,化学在生物高分子的研究领域中取得了突破,从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质,由此形成了一门新学科――分子生物学。由于分子生物学的发展,人们对生命的了解也逐步深入到分子水平,对医学的发展也产生了重大的影响。例如,化学家通过分子层面研究发现了生物遗传因子的基因是脱氧核糖核酸分子(DNA)。从化学研究方法中发展起来的各种色谱分离技术,在中草药成分的分离提纯上有很大的应用,也给医学提供了强有力的方法。化学对医学起了极大的推动作用。

而在化学为医学的发展提供必要的前提和理论基础的同时,医学也在化学孕育发展的过程中起到了非同小可的作用,医学的水平一定程度上反映了化学的发展状况。医学在发展中遇到的任何新的临床问题对医学、化学乃至所有的科学技术提出了更高层次的要求,并大大促进了化学的进步。

总之,医学与化学相互促进并相辅相成,随着时代的发展,医学的发展将越来越依赖于化学的进步,而医学也促进了化学的深入发展。他们之间日益大程度的借鉴及相互渗透将更好地造福于人类社会的发展与进步。

参考文献:

[1]姚刚.医学与化学的哲学思考[J].广西医科大学学报,2007,(9).

[2]何法信.医药化学学派初探[J].自然科学史研究,1998,(2).

[3]魏祖期.基础化学[M].北京:人民卫生出版社,2001.

[4]朱浩,华陵莉.关于医学与理工科学的比较及其结合[J].医学与哲学1999,(1).

[5]袁婉清.为文科学生开设化学选修课的探讨[J].大学化学,1994,(2).

第4篇

关键词:前沿知识 科学创新 思维能力

在新课程标准日益普及和发展的今天,我们发现高中化学教材上新增很多诸如“科学史话”、“科学探究”、“科学视野”等内容。而这些内容往往并不是应试模式下的考点,于是如何处理这些知识,成了化学教师一大难题。

现在的高中化学教学,强调开发学生的智力、提高学生的能力、发展学生的特长,所以我们不但不能回避,反而应该更多地运用这些“前沿知识”调动学生的学习积极性,从而达到提升学生综合能力的目的。

一、“前沿知识”的概念与内涵

所谓前沿知识中的“前沿”就是指“前部”与“边缘”,即是指对规定授课内容适当延伸或拓宽,这些知识都与每节课学生应掌握的知识密切相关,或是承前、或是启后、或是左右相关。

这些知识若是教师在课堂上稍有提及并且恰到好处,就会让学生受益匪浅。如:有机化学的立体化学可以和几何思维息息相关;元素周期表的发展史会增强学生的记忆;以及在有关章节提到的新型陶瓷材料、相似相容原理、神奇的催化剂等等。这些知识基本上是常识性介绍的,不仅激发学习兴趣,更是自然辩证法教育的好素材。但是如果教师对这些知识视而不见,只是一味地把教学目标要求的考点当作死记硬背的教条,孤立地塞给学生,不利于学生对所学知识的吸收,是违背新课程标准的基本理念的。

二、 “前沿知识”对教育教学的作用

1.有利于学生对基础知识的理解、记忆和掌握

对于科学知识而言,每一章、每一节都不是孤立存在的,而是整个知识体系中的一个环节,所以在讲授每一部分知识的过程中,承前启后、拓宽左右,这样做绝不是画蛇添足,而是促进学生对所学知识的理解和消化,拓宽学生的科学思维。

如在处理胶体的丁达尔效应的课堂上,我先从“科学史话”中的丁达尔发现过程介绍它的原理,然后重点讲述和板书“丁达尔效应的概念和应用”,之后根据粒子直径大小的特征直接介绍胶体发生电泳的现象及原理。这样处理后,学生通过物理学中的电学、光学等原理综合理解了这个知识点,从而增强记忆、促进掌握。

2.有利于激发学习兴趣,发展科学想象力

伟大的科学家爱因斯坦曾经说过:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”前沿知识的讲述就是在学生已有知识的基础上,提出新问题,营造探究问题的驱动力,激发学生新的求知欲望和对科学的想象力。这样才能激励未来人才对未知领域不断探索。早在初三的化学课上,学生就熟知:与我们密不可分的“空气的组成问题”经历了卢瑟福、普利斯特里和拉瓦锡等科学家前仆后继的研究探索和争辩历程才确定了氧气和氮气的混合存在,直到20世纪,稀有气体及其化合物的逐渐发现才使人类彻底地认识我们身边须臾不可离开的空气。所以学生对科学界的发展进步有着启蒙认知,在高中课堂上,可以不断地循循善诱,发挥学生的科学想象力,激发探究热情。

在讲授选修三教材的原子结构部分时,用了四个物理量,即能层、能级、轨道、自旋描述核外电子的运动状态,我用两课时完成了基本知识的讲解,最后在下课前两分钟告诉学生:核外电子的运动尽管速度很大(每秒钟可绕地球8圈),又没有固定的轨道,但是有一定的规律:可以用数学表达式描述和计算――那就是薛定谔方程。有意钻研化学的同学,在大学可以学到。听到这些话,学生们瞪大了眼睛,无不惊叹于如此复杂、测不准的电子云,竟然可以用方程式去解。像这样的前沿知识,仅用三言两语,就可以极大程度地激发学生的兴趣和想象力。

3.有利于培养学生发散思维能力和创新精神

发散思维是指“是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式,它表现为思维视野广阔,思维呈现出多维发散状”。心理学家认为,发散思维是创造性思维最主要的特点,是测定创造力的主要标志之一。在课堂上“前沿知识”的教学,突破了“填鸭式教育”的固有模式、克服了常规的思维定势,启发了学生的发散性思维和创造性思维。

比如学生在学习了“常见金属――铁、铝的性质和应用”已经知道的:铝由拿破仑时代的“皇家金属”变成现代的“家常金属”是因为掌握了电解的冶炼技术,之后再通过阅读“科学视野”部分学生又了解到:钛是继铁、铝之后的第三金属,将在未来的尖端领域起到不可或缺的作用,21世纪将是钛的世纪。那么将来的社会是否对金属材料还有更高的要求?金属领域是否还有我们未知可用的材料?已知的金属还有哪些性质和用途是我们没有发现和利用的?这些问题都将带学生们进入更高远的创新思维领域。配合后面章节中“用途广泛的稀土金属――冶金工业的维生素”,学生们会知道原来除了身边常见的材料,金属的世界还那么广大,未来需要探索的材料及用途还有那么多。

三、准确把握“前沿知识”

1.当前新课标要求

就中国学生的特点来说,他们在国际上参加青少年奥林匹克竞赛拿一等奖的不少,但是在科学界拿诺贝尔奖的不多。由此可见,我们的教育不能只注重于说教,更不能为了应试而教学,而是应该全面注重人才综合素质的培养,要在传授知识的同时,激发兴趣、培养能力、开发智力。许多“前沿知识”虽然并不是考试所需掌握的内容,但是能促进学生对考点的理解和掌握,同时,培养学习兴趣,激发创造力,有时,还是思想教育和辩证唯物主义不可多得的教学资源。因此,教师在课堂教学上,对“前沿知识”是绝不可忽视的。

2.把握“前沿知识”对教师的要求

(1)全面了解教材

首先教师要做的就是全面把握教材,深度把握考试大纲,详尽地了解每一章节的知识容量及重难点情况,并能够对前后章节的相关知识了如指掌。只有这样,在时间有限的课堂上,教师首先以完成每一节的教学任务为前提,及时了解和发现学生的接受能力和掌握情况,才能对“前沿知识”的介绍做到有的放矢、环环相扣。

(2)课堂上把握尺度

说起对“前沿知识”教学应该把握的尺度,笔者通过和一些学生的交流和调查,大致分为两方面予以论述:首先是时间方面,在课堂40分钟的有限时间内,除了对教学内容的讲述、教学重难点的处理以及简单的练习,对于“前沿知识”的介绍大致需要多则五六分钟,少则两三分钟的时间,绝不可喧宾夺主,冲击了主干知识。

第5篇

中图分类号:G633.8

文献标识码:B

“化合价”这一概念,在我国中学化学教学中已经使用多年,被广大教师和学生广为接受,但“化合价”在中学阶段过早出现,会带来一些问题。

1、课程标准对“化合价”的规定

义务教育化学课程标准规定,“化合价”的内容标准是:①说出几种常见元素的化合价。②能用化学式表示某些常见物质的组成。可见,中学阶段学习“化合价”,是为了用化合价来书写化学式。

基于课程标准编写的实验教材,体现了课标的这个意图,淡化了化合价的定义,比如人教版教材,仅用“化学上用‘化合价’表示原子之间相互化合的数目”这句话,来描述“化合价”的定义,除了举例以外,没有进一步解释“化合价”到底是什么。但紧接着,较为详细地给出了确定化合价的3条规则,其实,这是氧化数的运算规则。可见,“判断和运用元素的化合价”比“理解化合价概念”更为重要。从教材的编排顺序来看,“化合价”紧跟在“化学式”内容的后面,说明教材引入“化合价”是出于书写化学式的需要,而对“理解化合价概念”并不作要求。

化学中考对“化合价”的考核遵循了课标和教材的设计意图,比如,南京市近几年的化学中考指导书中阐明的“化合价”的考点有两个:①说出几种常见元素的化合价,其目标水平是了解水平,即“知道、记住、说出、例举、找到”,“初步学会”,“体验、感受”。②能用化学式表示某些常见物质的组成,其目标水平是理解水平,即“认识、了解、看懂、识别、能表示”,“初步学会”,“意识、体会、认识、关注、遵守”。

2、“化合价”概念引起的教学困境

课标、教材、考纲引领着教学实践,中学关于化合价的教学也是重在让学生通过口诀记忆常见元素的化合价,对于化合价的概念一般都是淡化处理。教师反映,学生能够很熟练地背诵化合价的定义和常见元素的化合价,但基本不能理解化合价的真实概念,甚至老师自己也没弄清楚“化合价”到底是什么。把“化合价”说成“化学价”的学生不在少数。

从教学文件中可以看出,“理解化合价概念”在中学阶段并不是很重要。那么,教材中是否可以避而不谈,甚至把它删除呢?研究发现,如果没有化合价的概念,化合价的运算规则就缺乏铺垫,化学式的书写就无法进行,高中阶段氧化还原反应的配平也没有了基础。

现行中学化学教材中还是出现了“化合价”的概念,同时也不可避免地产生了以下自相矛盾的现实问题:

①根据教材给出的定义,既然化合价表示原子数目,那就应该是正整数,而不能是负数、分数或零。但是化合价不为正整数的例子在中学有很多,比如Fe3O4、C6H6O、Pb3O4、KO2、CH2CI2等等,特别是CH2C12中,碳的零价与定义十分矛盾。所以,教材中化合价的定义与化合价计算规则自相矛盾。如果用“平均化合价”来解释,是在用“氧化数”的概念进行解释。

②根据教材给出的定义,在Na2O2和H2O2中,其本质Na和H的化合价应该是2,为什么却都是+1?如果根据化合价定义写化学式,结果应该是NaO,HO才对。所以,教材中化合价的定义与化学事实有时候也是矛盾的。

③严格来讲,CH3C1、CH2CI2和CH3C]中,碳的-2,0,+2等价态不是碳的化合价,而是碳的氧化数。这些化合物中碳的化合价应该是+4价。氧化还原配平所用的化合价其实就是氧化数。

这就产生了两难困境:“化合价”概念的定义与一些化学事实相互矛盾,并且这个概念对于学生来讲太难理解,似乎可以从教材中删掉。但是如果没有它,化学式的书写就无法进行。

以上两难困境的产生原因在于,多年来中学教材其实―直是在误用“化合价”的概念,借“化合价”之名,行“氧化数”之实。如果改用“氧化数”替代“化合价”,则定义与化学事实就不相矛盾了,并且“氧化数”的概念比“化合价”更简单明了,用处也更多。

3、“化合价”与“氧化数”概念的区别与联系

3.1两个概念的发展历史

“化合价”确实是一个很难理解的概念,对学生如此,对古代的化学家也是一样。人类对“化合价”的认识经历了曲折而漫长的过程。最早是1799年,法国药剂师普罗斯特提出了定比定律:两种或两种以上的元素相化合成某一化合物时,其重量之比例是天然一定的,人力不能增减。他的实验依据是,天然碳酸铜的组成与人造的完全相同。这一认识是“化合价”概念的早期萌芽。但在当时,定比定律遭到了法国化学界权威贝托雷的激烈反对,两人展开了长期激烈的学术论战,贝托雷的实验依据是铅、铜、锡等金属在空气中灼烧,可以连续地吸收氧气,得到连续的一系列不同颜色的氧化物,比如Pb2O3、PbO、Pb4O4,用稀硝酸处理Pb3O4。可以得到PbO2等,金属与氧气之比根本不是固定的,这个比例―直可以增加,直至达到一个固定限度。普罗斯特承认氧和铅可以形成不同氧化物,但指出,每一种化物的组成是固定不变的,贝托雷的错误在于,将混合物与化合物混为―谈。后来,道尔顿的倍比定律和原子学说证明了定比定律的正确性。1804年,道尔顿分析了沼气(甲烷)和油气(乙烯)中的碳氢比,发现与同量碳相化合的氢重量之比是2:1,于是提出倍比定律:当相同的两元素可生成两种或两种以上的化合物时,若其中一种元素的质量恒定,则另一种元素在化合物中的相对质量有简单的倍数之比。1808年,道尔顿提出原子学说,指出不同元素的原子是以简单数目的比例相结合,形成化合物。

不同元素的原子以简单数目的比例相结合是“化合价”概念成立的前提条件。接下来的问题‘比例是多少?”就是“化合价”的概念了“比例多少”的问题显然比“知道比例存在”的问题要难得多。因为这牵涉到物质结构问题,而当时科学家们不仅不知道化合物的结构,甚至连物质的化学式、元素的原子量、分子概念、化学键概念等还都不明白,所以科学家们探索这个原子比例问题走了很多弯路。比如道尔顿认为水的组成是HO,氨气 的组成是NH。

后来,盖吕萨克、阿伏伽德罗、康尼查罗等人提出并确认了分子假说,贝采里乌斯、杜隆、米希尔里希、杜马等对一些原子量做了测定,大量无机化合物的组成被弄清楚了,人们开始关注原子相互化合时的比例问题。最早发现化合价规律的是英国化学家弗兰克兰,他在广泛研究金属与烷烃基化合反应和无机化合物化学式后发现,N、P、As等原子总是倾向于与3个或5个其他原子相结合,当处于这种比例时,原子的化合能力得到最好满足。弗兰克兰用quantiva-lenee或valency来表示这种化合能力。可以说,那时起,人们知道了N、P、As的化合价。

1857年,德国化学家凯库勒和美国化学家库帕发展了弗兰克兰的见解,指出“不同元素的原子相化合时总是倾向于遵循亲和力单位数相等价的原则”。这是化合价概念的重要突破。他们根据这一原则,把当时已知的元素分为3组:①亲和力单位数等于1的元素,例如H、Cl、Br、K等。②亲和力单位数等于2的元素,例如O、S等。③亲和力单位数等于3的元素,例如N、P、As等。他们两人还分别独立地提出了碳原子的四价学说。1864年,德国化学家迈尔又建议,以“原子价”这一术语代替“原子数”或“原子亲和力单位”。至此,原子价学说(化合价理论)基本形成了,这一学说大大推动了有机化合物结构理论和整个有机化学的发展。

但是,凯库勒当时犯了一个错误,他认为一种元素的亲和力单位数(又称原子价数)是固定的,只有一种。例如,磷的原子价数是3,五氯化磷的化学式是PCI2C12。

随着物质结构理论的发展,原子价(化合价)的经典概念已经不能正确地反映化合物中原子相互结合的真实情况,比如,按照化合价的经典定义,“表示元素原子能够化合或置换一价原子(H)或一价基团(0H-)的数目”,NH4+离子中N与4个H结合,N的化合价应该为4,可我们知道,N的化合价其实是-3,同样的例子还有,K2SiF4中si是+4价,却有6根共价键。PCIS中P的化合价是+5,但结构上却是[PCI4]+[PCI6]-,含有+4价和+6价。

于是,1938年,w.M.Latimer首先引入了氧化态的概念。1948年,在价键理论和电负性的基础上,美国化学教授格拉斯顿首先提出用“氧化数”这一术语来表明物质中各元素的氧化态。1952年日本化学教授桐山良一,1975年美国著名化学家鲍林等人分别对确定元素氧化数的方法制定了一些规则。

20世纪60年代以前,正负化合价和氧化数的概念在许多情况下是混用的。70年代初,国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)在《无机化学命名法》中,进一步定义了氧化数概念,并对氧化数的求法作出一些规定。这些规定比较严格,但在求算化合物中元素的氧化数时不够方便。现在化学界普遍接受的氧化数计算规则是:①在单质中,元素的氧化数为零。②在单原子离子中,元素的氧化数等于离子所带的电荷数。③在大多数化合物中,氢的氧化数为+1;只有在金属氢化物(如NaH、Call2)中氢的氧化数为-1。④通常氧的氧化数一般为-2,但是,在H2O2、Na2O:、BaO:等过氧化物中,-氧的氧化数是1;在OF2中是+2,O2F2:中是+1。⑤氟在其所有化合物中氧化数都为-1。⑥碱金属和碱土金属在化合物中的氧化数分别为+1和+2。在中性分子中,各元素氧化数的代数和为零。在多原子离子中,各元素氧化数的代数和等于离子所带电荷数。

3.2两个概念的区别

由“化合价”和“氧化数”概念的形成历史可以看出,“化合价”是一个与物质结构和化学键有关的概念,它反映原子结合成化合物时形成离子的电荷数(电价)或者形成共价键的个数(共价),因此,只能是整数。而“氧化数”则是根据人为制定的规则计算出来的,它反映的是化合物中各元素的表观电荷数(或者形式电荷数),而不必考虑分子结构和化学键的类型。因此,氧化数可以为整数、分数和零。比如Fe3O4,确定铁元素的化合价要考虑到电子得失情况:铁原子与氧原子结合时,铁原子分别失去两个电子形成Fe2+以及失去3个电子形成Fe3+,氧化铁中铁元素的化合价就分别为+2和+3价。而考虑氧化数时,只需要根据氧化数的计算规则:“各元素氧化数的代数和为零”,“通常氧的氧化数一般为-2”,从而算出铁元素的氧化数为+8/3。

从用途来看,“化合价”一般在解决物质结构问题时会用到,“氧化数”一般在解决氧化还原问题时会用到。

3.3两个概念的联系

由发展史可以看出,“氧化数”概念由“化合价”概念发展而来,人为制定的氧化数计算规则继承了前人对化合价的研究成果并加以补充,所以“氧化数”概念也含有“化合价”概念的基本含义:表示元素原子化合时的个数比。但它绕开了具体的物质结构,只关注整体的形式电荷,使很多与物质结构有关的化合价问题变得更加简单。

4、研究结论

4.1概念的必要性

前文述及,“化合价”概念的学习水平仅为了解水平,引入目的主要是为了书写化学式的需要。而“氧化数”概念保持了“化合价”概念所表示的原子个数比的含义,而且比“化合价”概念更加简单。现行教材中给出的化合价计算规则其实就是氧化数的计算规则。可见,“氧化数”概念及其运算规则完全能够达到中学化学的教学要求和考试要求。所以,从概念在中学化学教学中的作用来看,“化合价”可以被“氧化数”替代。

4.2概念的重要性

从概念的起源来看,“化合价”概念的提出与发展是为了解决原子化合时的个数问题,这决定了“化合价”概念在解释物质结构问题时的重要性。然而在中学阶段,尤其是“化合价”概念刚刚出现的初三阶段,物质结构方面的化学知识很少,有关“化合价”问题的解释用“氧化数”足以代替。初三阶段出现“化合价”概念,反而会引发学生产生一些物质结构方面的疑问,这类疑问用中学阶段有限的知识又难以解释清楚。

“氧化数”概念的提出与“氧化’’概念有关,因此特别适用于分析解释氧化还原的有关概念以及氧化还原反应的配平问题。氧化还原的问题是贯穿初三至高三的重要概念,其重要性远胜于化合价所能解释的物质结构问题。

从概念在中学化学知识体系中的地位与作用来看,“氧化数”比“化合价”更加重要。

4.3概念的学习难度

历史上人们对“化合价”概念的认识过程是漫长而曲折的,充满了激烈的学术争论。像道尔顿、凯库勒这样伟大的化学家,对“化合价”概念的认识中都犯过致命的根本性错误。这反映出“化合价”确实是一个比较难的概念。教材中过早地出现“化合价”概念,会给学生带来理解困难,产生无法解释的学习困惑。与“化合价”概念相比,“氧化数”概念更加简单明了,应用面更广使用更方便。

第6篇

苏州教育一直处在全国前列,本文介绍了苏科版生物教材的内容构造和教学现状,探索如何激发学生的生物学习兴趣,旨在培养学生的探究技能和逻辑思维,为学生形成正确的生活方式和终身学习技能打下良好基础,逐步培养学生热爱科学的情感、实事求是的科学态度和勇于实验的创新精神。

关键词:

苏科版;初中生物;兴趣教学

苏州地区自古经济和教育走在全国前列,作为自然学科中一门古老的科学,生物学的发展日新月异,苏州地区生物学教材为苏科版,内容新颖,图文并茂。教材瞄准新课程改革发展的趋势,构建了以“生物与环境的密切关系”为主线的教材知识体系,从学生实际出发,引导学生主动、科学、有效学习,解决学生所关心的实际问题。九年义务教育阶段生物学的学习主要集中在小学3~6年级科学课程的开设和初中7~8年级的生物学。在这些学段的学习中,不仅需要让学生掌握一定的基础知识,而且需要让学生形成科学的世界观和探究发现技能。在亲历提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论中获得探究技能和理性逻辑思维的培养。生物学科的教学无论是在课程标准的设定方面,还是在内容和实验的安排上,都体现了对学生的人文关怀。然而值得一提的是在初中生物教学中,生物学的学习情况并不乐观。需要注意的是,为了培养生物技术人才,我们必须从小抓起,一些生物创新型人才也许就在其中,需要充分挖掘他们的潜力。兴趣是最好的老师。学生只有对某一节课感兴趣,才能从思想上重视。兴趣的培养需要教师做有心人,抓住生活中的闪光点,激励学生探索生物的奥秘。这就需要教师发挥聪明才智,以理性和富有感性的思维挖掘教材,将生命科学渗透到生活中,寓教于乐。

一、在体验观察中提高美的感悟

纵观生物学的由来与发展,无不是由众多的有心人通过细心观察获得的。大自然中美好的食物到处都有,关键是要善于发现生活中的美。达尔文说:“我没有什么过人的高超技能,如果有,那也是我在观察方面比别人更有耐心。”在加拉帕戈斯群岛的环游旅行中,达尔文发现了岛上的鸟类、昆虫、鱼类与其他地方的不同,通过认真观察,写就了举世闻名的《物种起源》。初中学生正处在青春期,对各种事物充满好奇,抓住他们好动这一特征,探索未知的生命世界。苏科版七年级上册的生物学主要为学生构建了一个“生物与环境密切相关”的教材知识体系。在第一单元“走进生命世界”中即向学生介绍了显微镜的使用,让学生尝试观察洋葱表皮细胞植物永久切片和人涂血切片。依托我校先进的硬件设施,我带领同学们到生物实验室专门做了显微镜下切片观察的实验。学生在日常生活中很难看到精密仪器显微镜,因此表现出非常高的观察欲望。在这种背景下,教师介绍显微镜的使用注意事项就非常能被学生理解,因为有需求,所以有市场。

在生物生存的环境一节中,带领学生认识校园中的植物,在初秋的季节里,金桂飘香伴着微风徐徐,同学们认识了香樟、红花檵木、紫薇、、银杏等植物。这种体验式的学习模式,和教师直接在课堂上展示是截然不同的,因为学生是有自我体验的个体,生活体验以现实活动中的情景为基础,依托学生活动经验,让学生在身临其境的接触中积极参与、身心投入。这种教学还渗透在其他章节的学习中,如观察植物种子的萌发、溶液浓度大小对植物吸水的影响。这种亲自体验的探究能够促进学生小组合作探究交流,将被动的死记硬背知识变为主动探索知识,学习效率大大提高。在德育、智育、体育、美育中,教育最容易忽略的往往是美育。美育恰恰是现代教育中的重要一环,美育能提高学生的欣赏力,形成健康的美学兴趣,培养高尚道德。提倡“思想自由,兼容并包”的人民教育家先生早在上世纪二十年代就积极弘扬美育精神。用美感的教育感化人,提高国民道德素质,在自然科学中融入美学因素,对于生物学科,我们在这方面有很多优势,大自然中的江南水乡、塞北的大漠孤烟、秀丽山水都能够感染学生。在进行调查野外植物、动物的种类和分布时,可以组织学生对观察到的动植物绘画、摄影,将一些植物叶片制成精美的书签等获得美的享受。初中学生的课业负担比较重,可以通过在教室里摆放绿色植物和鲜花营造清新亮丽的风景。教师要善于培养学生用眼睛、心灵发现、感悟、享受美的世界,千姿百态的生命现象和规律构成了生物学科中的内在美,在生命科学领域的科学家如袁隆平、童第周、摩尔根等对科学真理的不懈追求体现了美的精神。将这些美学教育渗透于生物学的教育教学中,培养学生的学习兴趣和积极性,才能有效提高教学质量。

二、在学科交叉中辨证地学习生物学

生物学的发展与物理学、化学、数学的发展密不可分。在顶尖的生物技术领域,越来越多的成就来自于学科交叉。多学科的交叉能够激发更多灵感,这些学科的发展为生物学的进步注入了新鲜血液。如显微镜与精密光学仪器的研制,DNA双螺旋结构的发现、蛋白质结构与X射线衍射、生物医学中的核磁共振技术等都与物理学的发展密切相关。在世界著名的哈佛大学中建立了物理生物学专业,约翰霍普金斯大学也有“物理和工程生物学”的设置,物理学和生物学像一对孪生姐妹一样,他们相互促进,共同发展。在学习显微镜使用时,可以向学生讲解列文虎克的事迹。生物学和化学是密不可分的,如果把生物学比作一个人那么化学就是他的能量。运用化学中的理论和方法研究生物结构、生命现象和化学变化。无论是学习植物光合作用、还是食物的消化和吸收这一系列的化学变化,无机物和有机物之间的相互转化,能量的释放与转移都用到了许多化学知识,自古生化不分家。在生物学实验室中的实验环节,必不可少的就是分析纯化学试剂的应用。动物生理学和有机化学的相互发展早在十九世纪即为研究生物体的化学组成和性质积累了翔实的知识和经验。

孟德尔遗传定律的发现与数理统计的应用密不可分,用数学中的方法研究和解决生物学问题。伴性遗传中亲子代的遗传发病率计算都离不开数学计算。自然界中植物的生长与数学规律恰到好处融为一体,数学中的“对数螺线”在日常生活中也处处存在。如我们熟悉的向日葵花盘籽粒排列。这种有规律的排列属于对数螺线。还有一些植物从上向下观察时叶子的排列也属于这一规律。还有大家熟悉的蜜蜂的巢穴为正六边形,这比正方形能有更大面积,从而贮存更多蜂蜜,可见蜜蜂们是多么精打细算。在鱼类的捕捉中,人们经常用到逻辑斯蒂方程,依照逻辑斯蒂方程模型控制捕鱼数量,可有效控制鱼类的数量,有利于鱼类等养殖业的开发。

新世纪,电脑计算机的使用为生命科学注入了新鲜血液,出现了新兴的生物信息学。在这门学科中,依托数学、物理、化学为基础,将计算机和信息科学方法运用到生命科学中的分子生物学中,在基因组学研究中发挥中流砥柱的作用,信息科学和计算机科学在生物科学中显示出超凡实力,目前集大成的生物信息学人才已成为最稀缺的人才。著名学术期刊《科学》每年评出的十大科学成就中,接近一半为生命科学领域的进步。尤其是在发达国家,越来越多的数理化杰出青年科学家涌入生命科学领域,现代生物技术和生物信息技术已成为高新技术的先导。除了在自然科学中,生物学与人文古诗词的联系也非常密切。在讲述生态系统中的物质循环、能量流动时可以适当引用龚自珍的“落红不是无情物,化作春泥更护花”。激发学生敬畏生命的情感。在讲述光合作用色素时又可引用“等闲识得东风面,万紫千红总是春”;“停车坐爱枫林晚,霜叶红于二月花”向学生讲解植物叶片由于季节不同,叶片中色素含量发生变化。当讲述环境对生物的影响时可引用名句“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”;“近水楼台先得月,向阳花木易为春”,向学生讲述温度对植物开花的影响。在讲述生物发光的能量与ATP有关时,可引用杜牧秋夕中的句子“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤”,流萤就是萤火虫,它的体内含有荧光素这种特殊的发光物质,被激活后而发光。这样的导入能够使学生在不知不觉中进入情境。在深入研究中学生的内心世界时我们发现,在教学中灵活运用古诗词可以让学生感受语文和生物学科之间的奇妙,有效增强教学效果。同时需要注意选择的精确性,适量选择,不能颠倒主次。

三、加强信息技术在生物课堂上的应用

新课程教学强调教师对于教育技术设备的应用能力,将教育技术应用于学科教学。信息技术为学科教学提供了优秀的教学平台。即使在偏远地区,也可以通过远程教育达到教学的同步化。让学生终身学习成为可能。它可以使学生在充分感知的基础上,实现多角度视觉、听觉、思维的结合。在苏科版的生物教材中,几乎每页都有很多图片和探究实验,通过演示课件和动画的方式,可以将知识讲解得更生动,以此提高学生的学习兴趣。教育的目的不仅是提高文化素养,更重要的是获取正确生活方式和生活能力。在知识点的讲解中,通过课件呈现较真实的画面可以减少语言上的赘述。在学习血管和心脏时,和宏观的环境世界相比,它们比较小,难以用肉眼观察到。通过动画视频观看血液在心脏中的流动就比较好理解这一过程。在此基础上引导学生思考心脏的结构,动画剖析心脏的四个腔和心房心室的联系。通过视频的方式可以有效将难点问题血管、心房、心室、血液流动统一起来高效讲解,从而顺利突破重难点。通过多媒体的使用,可以有效设置“情境教学”。在情境的作用下,生动直观的形象才能激发学生的联想和想象。在初中生物教学中,生物学科的设置仅有初一和初二,初二年级的“小中考”要将四本书的内容在短时间内复习完成,就需要借助多媒体的使用,通过思维导图的模式,由浅入深地介绍知识,达到融会贯通的目的。通过上述教学方法和兴趣培养,学生在实际生活中能将生物学知识学以致用,解决生活中的实际问题,从而增强成就感,在寓教于乐中发挥出生物学的魅力。

参考文献:

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[2]卢瑜健.浅析初中生物教学存在的问题及对策[J].中学教学参考,2010(32).

[3]李福荣.初中生物课堂中如何有效利用多媒体技术[J].软件:教育现代化,2013(3).