生物化学的重要性范例(12篇)
生物化学的重要性范文篇1
1药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的重要性
在我国很多医药院校的药学专业中,药学教育的模式一直是化学模式。由于,无机化学的理论学习中要求记忆的东西很多,较枯燥,导致了很大一部分同学在学不到一半的时候就放松了学习,明显影响学习效果。如果能够在教学过程中有意识地引进一些生物无机化学的新知识、研究的前沿和热点问题,及相关的人文科学知识,将大大提高药学专业学生的学习无机化学的兴趣,为提高其综合素质和培养其创新能力提供坚实的基础。在我国的一些院校的化学系开设了生物无机化学的选修课程。但是对于药学专业进行生物无机化学教学受到学制短、化学课课时少及化学和生物化学基础知识差等客观条件的限制。为解决这个问题,可以在学习无机化学的过程中有意识地渗透一些生物无机化学方面的知识,以达到提高学生的学习兴趣等的效果。
2在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的内容
在药学专业使用的无机化学教材中,隐含着丰富的生物无机化学教育内容[2](图1),教师要有计划地把这些知识渗透到教学过程中去,使学生在学习无机化学知识的同时,获得更多与药学相关的知识。因此在备课时,教师需要熟读教材,找准无机学化各章节中渗透生物无机化学知识的结合点。
2.1绪论部分
无机化学是一门理论性较强、较抽象的课程。在绪论课时,教师适当的渗透一些无机药物方面的知识(表1),将对提高学生学习无机化学的兴趣起到事半功倍的效果。
2.2常见非金属元素及其化合物
非金属元素的生物无机化学的内容相对偏少,但也还是存在足够的可讲的知识点。如,三位科学家由于发现一氧化氮作为人体中一种重要的信号分子而于1998年获得诺贝尔医学奖。一氧化氮是第一个被发现的参与细胞信号转导的气体信号分子。一氧化氮是随血液存在于人体各处,只要有血液的地方就有一氧化氮的存在。一氧化氮参与的生命活动非常广泛,在神经、免疫、呼吸等系统中发挥着重要作用。人的机体内有很多信号系统,它们可以调节全身的血管网络,一氧化氮可以使微循环畅通,保证含氧血运送到人体各组织和器官当中,让人体血压保持在适当水平。人体内生成的一氧化氮自由基,可以穿透任何细胞,到达任何组织,使信息从人体某一部分,传至其他部分,行使着传输信号的功能。这样使血管扩张,帮助控制血液流向人体的各个部位,以起到保持血管清洁、预防中风、维持正常血压的作用,有效减轻心脏负担,从而达到预防心脏病的效果。这就是一氧化氮作为信号分子的作用。
2.3常见金属及其化合物
人们对于微量元素的作用远不如对维生素那样熟悉。然而,微量元素对于生命的作用要比维生素重要得多,生物体本身无法制造出它所需要的微量元素。所以,缺乏微量元素就成为一个十分严重的问题。现代研究表明,生物体内必需的微量化元素至少有十六七种。而人体内有1/4~1/3的酶需要金属离子参与才能发挥催功能,这些金属离子包括Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mg2+、Ca2+等。人们逐渐认识到生命活动无不与金属离子有着千丝万缕的关系,即没有金属离子就没有生命。缺乏这些元素,生物体就要发生各种病变。人体的许多疾病,包括一些地方流行病,往往与微量元素的缺乏或过量有关(表2)。
2.4配位化合物
在现代医学中无机药物的使用已经非常普遍。从生物必需元素到有益元素甚至放射元素都在医学上占有一席之地,而且涉及多种疾病的诊断和治疗。有些具有治疗作用的金属因其毒性大、刺激性强、难吸收等特点而不能直接在临床上应用,若把它们变成配合物就能在一定程度上增强药效同时降低其毒性[3-5]。由于形成金属有机络合物提高了化合物的脂溶性,有利于提高其吸收效率,有利于药物分子选择性地进入体内的一定位置。
本部分可以重点地介绍治疗药物如铂类抗肿瘤药物和铋类抗溃疡药物[6-7],诊断药物如核磁共振造影剂、放射诊断药物以及中药研发方面遇到的实际问题。
2.4.1铂类配合物作为抗癌药物的应用20世纪70年代以来,铂配合物抗癌功能的研究在国内外引起了极大的重视[8-10]。铂配合物的抗癌活性是基于其对癌细胞的毒性[8]。现已确定具有顺式结构的均显示抑瘤活性,其中顺式二氯·二胺合铂,简称顺铂抗癌活性最高。它不仅能强烈抑制实验动物肿瘤,而且对人体生殖泌尿系统、头颈部及其他软组织的恶性肿瘤有显着疗效,与其他抗癌药联合使用时具有明显的协同作用。目前,我国已生产“顺铂”供应市场。由于“顺铂”尚有缓解期短、毒性较大、水溶性较小等缺点,经过化学家们的不懈努力,现已制出了与顺铂抗癌活性相近而毒副作用较小的第二代、第三代抗癌金属配合物药物[11]。
2.4.2钆类配合物作为核磁共振造景剂的应用核磁共振造影技术已成为当今临床诊断中最为有力和安全的检测手段之一。它对疾病的诊断是通过使用外来的顺磁试剂或造影剂而使得正常组织和疾病组织的1H(主要是水)的共振信号产生差别。核磁共振造影剂使得质子的弛豫时间缩短,从而达到改善组织成像的效果。多数的核磁造影剂均为Gd(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)离子,因为它们具有最多的未成对电子和较长的电子自旋弛豫时间。目前临床诊断使用的化合物主要有四种,全部是三价钆的配合物。据统计,世界上大约每年要进行500万次核磁共振诊断,而其中20%必须使用造影剂,造影剂研究及应用的重要性不言而喻。
2.4.3络合作用与中药的研发在天然药物研究开发过程中,往往药物的粗提物具有明显的生理活性,但是随着纯度的提高,其药理活性逐渐下降,甚至消失。究其原因,可能是由于除去了微量元素等无机成分。由于中药中含有微量金属元素和氨基酸、皂苷类、黄酮类、多糖类、生物碱等有机组分。而这些有机组分含有多个配位原子,能与微量金属元素通过多种键合作用形成各种复杂的配合物。它们具有较高的稳定性,这对于药物在体内的生物化学作用具有重要的意义,使之表现出长效、低毒和药性温和。
实际上,中药的药理作用是中药中的有机组分和无机组分的共同表现,它们的络合物往往表现出较强的药理活性。例如,博来霉素最早由链霉属真菌中以铜配合物的形式提取出来,只有人们改变了发酵条件得到了一系列类似物。博来霉素作为抗生素类抗肿瘤药物在头颈癌、卵巢癌等的临床治疗中广泛应用。研究发现,博来霉素需要有金属离子才能产生活性,铁、钴、锰、铜等离子的存在使得博来霉素能够对DNA进行裂解。目前较公认的机制是:博来霉素首先与金属离子如Fe3+结合,金属离子结合的博来霉素发生构型的变化,然后与活化分子氧生成活化态,后者对DNA进行切割并阻止其复制。
3在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的途径
3.1制订计划
在无机化学教学中渗透生物无机化学教育,必须有周密的计划,这一方面是为了在有限的时间内完成教学任务,另一方面也避免了盲目性和随意性。制订计划力求全、准确、具体、可行。
3.2注重渗透方法
摈弃“满堂灌”的教学方法,开展启发式、自学式和讨论式教学。在课堂上注重以多媒体授课的优势,充分发挥学生在教学中的主体作用和教师的主导作用,讲重点、难点,给出一些专题,课后学生广泛查阅文献,根据自己的兴趣,写出相关小综述,课程结束时,在课堂上做专题发言,互相交流,共同提高。这样,在学生不仅学到了知识,更重要的是培养了他们自己获取知识、分析问题与综合问题及表达能力。
3.2.1讲授法讲授法是目前教师采取的主要方法之一,也是最传统的教学方法。在化学教学过程中,渗透生物无机化学教育就是在讲授无机化学基本知识的同时,把与之相关的药学及生物学相关的知识传授给学生。
3.2.2多媒体课件展示法利用多媒体课件,向学生展示生物无机化学相关的知识。在课件的制作上,采用图、文、表并茂的方式并尽可能地增加动画效果,以增强教学内容的趣味性,更好地激发学生学习生物无机化学课程的积极性。如,讲解叶绿素的结构及其在生物的光合作用中的作用时。通过生动形象的动画效果,让学生形象地感受生命中的化学过程。
生物化学的重要性范文
元素化合物知识是中学化学知识构成的基础。中学化学知识的构成包括六大部分。其中化学基本概念,基本理论是以元素化合物知识为基础导出的,如果学生不掌握物质的性质及其变化,化学基本理论将成为无本之木。通过元素化合物的教学加深对理论的理解,使理论知识得到巩固和应用,起到相辅相成,共同提高的作用;化学实验是对元素化合物知识的生动再现,认识和探讨物质新属性、探讨新理论的基本方法;化学计算是对元素化合物知识的定量研究;化学用语则是对元素化合物知识记录和描述。
为解决科学知识量的激增和日益增长的社会要求的需要,把培养能力列为教学内容,是理科教育现代化的标志。化学教育里能力培养,就是遵循和运用有关的教学原则和方法,通过自然科学方法的基本步骤学习化学基础知识,元素化合物知识是学习化学基础知识的起点,而经过科学的抽象、概括,得出结论后,又要将结论运用于实践重新用到元素化合物知识上。在元素化合物知识的教学过程中,同时培养学生对化学实验现象的观察能力;透过现象分析事物变化实质,从感性到理性的认知过程中培养学生的思维能力,自学能力;在验证理性认识是否正确、完整的过程中培养学生的实际操作能力和创造能力,同时通过物质及它们的变化和变化条件的学习,培养学生的辩证唯物主义观点。
一、元素化合物知识的内容和分类
在现行的中学化学教材里,总共介绍了具有代表性的元素20多种及重要的化合物80多种。这些元素化合物知识基本上是按元素周期表系统安排的,从主族到副族、从纵向元素族到横向周期律,从无机化合物到有机化合物。并且把元素化合物知识和基本理论知识穿插编排。其中重点学习13种元素:5种金属元素,分别是钠、镁、铝、铁、铜。8种非金属元素,分别是氯、氧、硫、氮、磷、碳、硅、氢。
(一)元素化合物知识内容
1.金属元素知识的系统
单质氧化物氧化物对应水化物金属相对应的盐。
2.非金属元素知识系统
对应盐氢化物单质氧化物氧化物对应的水化物非金属相应的含氧酸盐
3.元素化合物知识的内容要点
以基础理论为指导,学习元素及其化合物的性质、存在、用途,制取和检验是元素化合物知识的内容。物质的性质反映着物质的结构、决定着物质的用途、制取、存在和保存等,因此元素化合物知识中每一种物质以化学性质为核心进行教学。
(二)元素化合物知识分类
一般以元素化合物知识位于教材物质结构、元素周期律知识的前后位置不同,以及在学习过程中逻辑思维方法的不同,把元素化合物知识分为“理论前”元素化合物知识和“理论后”元素化合物知识两大类别。
(1)“理论前”元素化合物:位于物质结构、元素周期律之前的元素化合物知识
初中化学较系统地介绍了氢、氧、碳等非金属元素以及氧化物,碱、酸、盐各类化合物的通性。高中化学则进一步介绍卤素、氧族(硫和硫酸):碱金属,逐步形成元素族的概念。为系统地学习物质结构和元素周期律提供了感性认识的基础。“理论前”元素化合物知识在学习过程中思维方法是由个别到一般、由具体到抽象的归纳法。例如由个别酸的性质,经过去异求同归纳出酸的通性;由个别碱的性质,归纳出碱的通性。由卤素中典型的个别元素如氯及化合物的性质,归纳出卤族元素及化合物的某些共性,同样以硫及其化合物的性质去认识氧族元素的共性。这一学习过程培养学生用归纳法进行逻辑思维的能力。
(2)“理论后”元素化合物:即位于物质结构、元素周期律之后的元素化合物知识。
这类教材主要包括高中化学里氮和磷、硅、镁、铝、铁和有机物。在教学过程中要运用所学的物质结构和元素周期律理论知识,从原子结构揭示不同元素原子结构的差异及联系,确定元素在元素周期表中的位置,进一步概括出元素的金属性或非金属性及其主要化合物的性质。在学习过程中体现用理论指导元素化合物知识的学习,同时元素化合物知识的学习又使理论得到巩固和深化,使“结构”、“位置”“性质”三者的关系得到统一。“理论后”元素化合物知识的认识过程中主要采用由一般到个别的认识规律;由抽象到具体的演绎法。例如学习氮族元素从原子结构,周期表中位置可推测氮族元素的非金属性较弱;再具体到氮气从化学性质来看明显比氧气的氧化性弱,这一现象学生由物质结构“NN”叁键得到进一步解释。在教学过程中由抽象到具体用演绎推理的方法获得新知识,有助于学生智力的发展,同时培养演绎推理能力。
二、元素化合物知识教学要求
元素化合物知识是描述性的化学知识,内容庞杂、材料琐碎、涉及的化学现象和各种化学反应较多,再加上不容易记忆,使学生在学习中感到知识杂乱,而思维潜力没有得到发挥,在综合运用知识解决实际问题时又感到束手无策。有的学生则把精力用在机械记忆上、死背硬记化学反应。因此搞好元素化合物知识的教学,必须充分认识元素化合物教学的特点和要求。
1.运用基础理论,使元素化合物知识系统化
在中学化学教材中虽然注意了元素化合物知识与理论知识的互相穿插,但是教师在教学过程中首先要明确基础理论与元素化合物知识之间相辅相成的辩证关系。在教学过程中应体现以基础理论为指导,以元素化合物知识为主体的教学思想。要重视对元素化合物知识的宏观现象和理论知识中的微观结构的结合,突出元素化合物自身知识体系,用基础理论揭示元素及化合物性质变化的内在规律。并且在基础理论的指导下,使元素化合物知识系统化和深刻化,使学生形成巩固的系统知识。必将使学生对基本理论的理解得到巩固和加深。
在教学中要抓住物质的结构这条主线,突出物质的化学性质这一重点,通过理解、推导让学生自觉地去掌握元素及化合物知识,克服死记硬背的学习方法。例如,过渡元素铁常有可变化合价,在化学反应中铁何时呈+2价;何时呈+3价这就应结合铁的原子结构去认识。化学反应中铁可以失去最外层的2个电子而呈+2价,也有可能再失去次外层的1个电子而呈+3价。铁的自身性质是由结构决定的,而化学反应中铁呈几价又必须依据氧化剂性质的强弱而定。铁遇强氧化剂(Cl2、Br2、HNO3(过量)……)呈+3价,而铁遇弱氧化剂(S、I2,H2SO4(稀),HCl等)呈+2价。Fe2+遇强氧化剂(Cl2、Br2,HNO3等)变为Fe3+;而Fe3+遇还原剂(Fe、Cu、H2S、HI等)变为Fe2+。铁及铁的化合物知识可系统化为:
氢氧化铝是两性氢氧化物,它的性质和制取是教学中的重点也是难点。如果我们从氢氧化铝是弱电解质,有酸式电离和碱式电离以及加酸或加碱引起电离平衡的移动来讲解,学生就能较顺利地掌握由铝盐制取氢氧化铝只能选用可溶于水的弱碱氨水。若在铝盐中加入强碱溶液,例如Al2(SO4)3和NaOH溶液反应必有下列反应:
Al3++3OH-=Al(OH)3
它表示适量的碱使溶液中Al3+沉淀,而过量的强碱又可使产生的沉淀完全溶解。并且还揭示了OH-与Al3+在发生不同化学反应时它们物质的量之比。同理用偏铝酸盐溶液制氢氧化铝只应在溶液中通入二氧化碳气体。若改用盐酸等强酸,必然有下列反应
因此不论是物质结构,元素周期律,电解质理论,化学平衡理论都可以指导元素化合物知识的学习;使学生获得的元素化合物知识系统化和深入化。
2.全面正确掌握元素化合物的知识体系和自身的内在联系
元素化合物知识具有丰富的内容;也显得多而杂。因此全面正确掌握元素化合物的知识体系和自身的内在联系是十分必要的。正像美国教育心理学家布鲁纳提出“教学论必须探明显示教材的最优程序的问题,也就是探明教学过程的问题”。布鲁纳向我们提示:知识的教学一要遵循知识的逻辑规律,二要遵循学生的认知规律
(1)确定元素化合物知识体系
元素化合物知识教学对每种物质一般都依照金属或非金属元素知识体系中,单质氢化物及氢化物对应的盐氧化物氧化物对应的水化物含氧酸盐的顺序进行学习和研究的。在教学中它们就是元素化合物知识的体系(知识主线)。使学生掌握这一知识主线也就把握学习和研究元素族的知识系统和方向;改变学生只能被动获得知识的地位。知识体系揭示了所有元素族具有的相似性,有利于学生进行知识的迁移,也有利于元素化合物知识点的确定(即知识体系中的每种具体物质成为重要的知识点)。
(2)知识点教学既要全面,又要抓好内在联系确定重点
我们必须明确物质的性质反映着物质的结构,物质的性质决定物质的制法、用途、保存和检验这一元素化合物知识的自身体系。因此物质的性质(特别是化学性质)是贯穿在各知识点教学中的核心,在教学中以结构理论带性质,抓性质带制法,用途,保存和检验。
在元素化合物化学性质的教学中;要抓好①非氧化还原反应中,所表现的物质的酸性或碱性(或酸性氧化物、碱性氧化物的属性)。②氧化还原反应中,所表现的物质的金属性、非金属性、氧化性、还原性。③其他反应的典型属性。使每个知识点教学内容全面。
例如二氧化硫的化学性质:①酸性氧化物可以和水、碱、碱性氧化物反应②具有还原性可以和氧化剂如氧气、卤素单质;强氧化性酸,高锰酸钾等反应③具有较弱的氧化性与强还原剂硫化氢反应④使品红溶液褪色有漂白性。以图示表示该知识点
又如在氨的化学性质中①非氧化还原反应(和水、酸以及作为络合剂)
酸的通性②强氧化性③不稳定性④与有机物发生酯化反应或硝化反应。
图示法简捷明了地表示了物质的化学性质及需要掌握的重点知识,便于学生的理解和记忆。
(3)每章教学的最后用知识网概括同种元素不同价态的物质间的相互关系,既有知识点又有知识面从点面结合上深入元素化合物知识的学习。
例如,硫及其化合物知识网
铝及其化合物知识网
知识网将各知识点连接成一个整体,它以简明的图示揭示知识整体的关系,又表示各物质的性质和制取。知识网容易被学生接受,利于激发兴趣,诱导求知,元素化合物知识体系、知识点、知识网的探求是对教材最优结构化的探讨。
3.重视实验和其它直观教学手段的运用
大量的物质性质和制备方法的学习,可以通过化学实验或其它直观手段来完成。在实验中学生获得鲜明、深刻的感性认识,再通过分析、抽象、概括、推理、论证等逻辑思维方法认识物质的性质和结构的关系。
化学实验在化学教学中的作用是多重的。它不仅是学生学习化学知识、掌握实验技能、发展智力、培养能力的基本途径,而且是培养学生科学态度,良好情感意志品质等的最重要的手段,还是使学生形成科学世界观、养成科学方法的最佳途径。因此做好演示实验及学生实验以及改进一些实验是十分必要的。具体方法:
(1)让学生操作一些比较简单的演示实验。它有利于把全体学生的注意力吸引到化学实验上,既有利于观察实验现象,又有利于培养学生掌握正确的实验技能。
(2)把某些演示实验改为“并进实验”。它不仅使学生得到动手实验的机会,而且培养学生边观察边思考的好习惯,同时有利于理解和记忆。
(3)增加一些简便、有启迪性的实验,以利深入理解物质的性质。
例如,为加深对高中化学(必修)第一册化学反应:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4的理解。并认识SO2、Na2SO3的还原性及卤素单质的氧化性进行实验。
①把SO2通入溴水或碘水中,两溶液褪色。
②把SO2通入蓝色的I2淀粉溶液中,蓝色褪去。
③碘水中滴加Na2SO3溶液,碘水褪色。
④Na2SO3溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无沉淀。Na2SO3溶液,滴加溴水或碘水再滴加盐酸酸化的BaCl2溶液却有白色沉淀。
(4)对于不能直接观察到实验现象的教学内容,要充分利用模型、挂图、标本等直观教具及录像等辅助教学。
4.培养和提高学生的能力
元素化合物知识的教学过程是教师引导学生掌握物质知识,把知识转化为能力的过程。现代教学观以发展学生能力为教学目标之一,通过知识的教学发展学生的能力。
(1)通过阅读教材提高学生的阅读能力和自学能力。在教师的指导下训练学生的阅读能力时,要注意阅读的速度,还要指导学生在阅读中做标记、划重点、写小结以提高自学能力。
(2)观察能力和思维能力的培养。在观察化学实验时应注意培养观察的目的性、整体性、精确性。从生动的直观到抽象思维,再从抽象的思维到实践是认识真理获得知识的途径,思维能力是发展智力的突破点。
例如,在NaCl,NaBr、NaI的晶体中分别加入浓硫酸,依次观察到白雾,白雾和红棕色气体,几乎没有白雾只有些黑色固体。分析反应的共性,均为由高沸点酸制备低沸点酸。低沸点的氢卤酸中卤素的阴离子还原性按Cl-,Br-,I-依次增强,浓硫酸作为强氧化剂基本将I-全部氧化为I2;使部分Br-氧化为Br2;不能将Cl-氧化为Cl2。
又如将等质量的Na2CO3和NaHCO3分别放入等量(足量)的盐酸中,观察到产生的气体后者速度快,且数量多(用气球收集)。因此NaHCO3反应速度快。NaHCO3产生的气体多,则从定量计算结果说明。在学生掌握一定量的化学知识基础上,通过解决化学问题就可以培养学生的思维能力。
(3)注意培养学生的创造能力
①知识迁移。元素化合物知识的教学中多采用以点带面,举一反三的途径进行教学。例如卤素中以氯为典型,用知识迁移方法学习氟,溴、碘的知识。在知识迁移时要注意它们和典型元素的相似性及递变性。
②设计实验的能力。在学生掌握化学知识和实验技能的基础上给出一些实验习题,培养学生设计实验的能力。例如,请学生设计实验证明二氧化硫气体中混有二氧化碳气体。证明红热的炭和水反应有一氧化碳和氢气生成。
生物化学的重要性范文
关键词:物理化学存在的问题教学效果药学专业
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)10(c)-0199-02
物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。它以丰富的化学现象和体系为对象,大量采纳物理学的理论成就与实验技术,探索、归纳和研究化学的基本规律和理论,构成化学科学的理论基础。物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度。
物理化学不仅是化学、化工专业学生的重要基础课,同时也是药学、食品科学、生物工程、建筑工程、材料工程等专业学生的理论基础课[1~4]。该文中,笔者将针对目前药学专业物理化学教学中存在的问题,提出了几点提高该课程教学效果的体会。
1物理化学在药学专业的地位
药学是连接健康科学和化学科学的医疗保健行业,它承担着确保药品的安全和有效使用的职责。药学专业培养具备药学学科基本理论、基本知识和实验技能,能在药品生产、检验、流通、使用和研究与开发领域从事鉴定、药物设计、一般药物制剂及临床合理用药等方面工作的科学技术人才。
物理化学与药学密切相关。新药设计、药物合成路线的选择、工艺条件的确定、反应速率及机制的确定都需要化学热力学及化学动力学基础;药物剂型的设计及研制,药物的稳定性及其在体内的吸收、分布、代谢都与物理化学原理密切相关。近年来纳米材料在药学中受到广泛重视,微粒分散系统在实现定时、定量、定位给药中能够发挥独特的作用,表面化学、胶体化学是其重要基础。事实上,从药物的研发、生产、贮存到药物的使用和吸收直至发挥作用,都与物理化学有关。物理化学也与药学各专业课的学习密切相关,是前期化学课程的规律总结,也是后续药学课程的理论和实验基础。
2物理化学课程的特点及在教学过程中普遍存在的问题
我校的物理化学课程是药学专业大二学生的专业基础了,根据大纲要求设置理论课72学时、实验课27学时,要求学生在一学期的时间内完成热力学、动力学、化学平衡、相平衡等十章学习内容,学生普遍反映物理化学课程是“难学”的专业基础课,究其原因,这与课程特点有关系。
(1)物理化学理论性强,内容抽象,概念多、公式多、计算多,学生在学习过程中往往感到内容繁杂,理解吃力。比如:热力学状态函数“熵S、吉布斯能G、亥姆霍兹能F”的导出及理解,学生普遍反映对于这类抽象的内容在课堂上似乎听懂了,但课后再看还是不理解。
(2)物理化学非常重视使用数学和物理方法,通过数学的严密推导得出系统各物理量间定量关系,进而获得过程变化的规律。学生往往被繁杂的公式推导过程所困扰,在讲授功W的计算时,系统变化过程不同(等温条件、等压条件、绝热条件),计算的公式也不同,对于高等数学基础薄弱的学生而言,往往纠结于公式推导中的积分、微分,而忘了推导公式的目的,导致盲目使用公式而得出错误的结论,久而久之,打击了学生学习的积极性。
(3)物理化学课程主要讲授基础知识,教材中涉及与药学专业应用的实例较少,所以学生一般很难将理论知识与药学实践联系在一起,缺乏了学习兴趣。
3提高物理化学课程教学效果的几点体会
3.1重视绪论课的讲授,激发学生学习兴趣
托尔斯泰说过“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的兴趣。”只有当学生对问题有了强烈的兴趣,才可能对问题大胆的去探究。学生能否大胆思考,善于思考,决定着学生能否能对知识牢固掌握和灵活运用。绪论是每门学科教学的第一课,也是课程建设中的重要一环。上好绪论课对于物理化学课程而言显得尤为重要。该课程是一门专业基础必修课,通过绪论的讲授,应充分调动学生的学习兴趣,营造学生主动学习的学习氛围。
一般,绪论部分包含三方面的内容:物理化学的任务和内容、物理化学的发展及其与药学的关系、物理化学的学习方法。在讲授过程中,我们可以通过设疑、举例、讲解的方法凸显物理化学的重要性。通过课堂提问“金刚石可以变成石墨,石墨能不能变成金刚石呢?如果想让石墨变成金刚石,需要施加怎样的外界条件呢?”,告诉学生这个问题可以通过化学热力学的知识进行预测,从而引出化学热力学,告诉学生化学热力学可以解决药物合成工业中的能量衡算与能量的合理利用、设计新的反应路线的可能性和反应限度问题。通过提问“为什么有些药物要求病人一天吃一次,而有些要求一天吃三次”,告诉学生类似的问题可以运用化学动力学的知识解答,告诉学生药物生产工艺条件的优化和工艺流程的选择、药物制剂的稳定性和有效期预算、药物在体内的吸收、分布、代谢等过程都设计化学动力学知识,化学动力学是解决这些问题的理论基础。
3.2根据专业课程的要求,调整教学内容,做到有所侧重,适当取舍
第一,根据专业特点选择教学内容。结构化学是物理化学的重要组成部分,对于综合性大学化学专业的学生,这是必修课,但对于药学专业,结构化学与后续课程及实际应用联系较少,所以药学专业重点讲授化学热力学、化学动力学、电化学、表面化学、胶体与大分子系统。同时,电化学知识已在无机化学课程学习中有所涉及,应避免重复讲解。
第二,要求学生弱化对公式推导过程的掌握,重点把握公式的物理意义和使用条件。强调公式推导过程是为了更好的理解公式的物理意义及使用条件,完全掌握固然好,但如果无法掌握也不用过于纠结,重点是要把握公式的物理意义和使用条件,掌握各个公式的使用条件。
第三,降低理论难度,重点教会学生物理化学的思维方法。物理化学的抽象化、理想化的思维方法是学生感到物理化学难学的原因之一,但这种思维方法是符合认知规律的,学生通过物理化学的学习,应了解和学会这种思维方法。比如:理想状态是比较简单、容易考察的状态,物理化学往往从理想状态入手,研究其内在规律,在此规律的基础上加以修正,使其适合非理想即实际条件的使用。比如:在讲解化学反应等温方程式时,方程式的推导以理想气体作为考察对象,压力以PB表示,此公式可以推广到实际高压气体,处理方法为:给PB乘以校正因子γB得到表征真实气体压力的物理量逸度fB,用fB来代替PB。
3.3注重课程内容的系统性和整体性讲授,强调知识的连续性和相关性
物理化学的前后内容有非常紧密的联系,讲授过程中应强调知识的逻辑性和系统性,注重知识的归纳总结。教材中章节虽多,但主要内容只涉及两部分:化学热力学和化学动力学。除了化学动力学,其他章节均可理解为化学热力学相关内容:热力学第一规律和热力学第二规律是化学热力学的基本规律,其他章节均为这两个基本规律的应用,比如将基本规律应用于化学反应就衍生出化学平衡的知识,应用于多组分系统就衍生出多组分系统热力学和相平衡,应用于电化学反应就衍生出电化学知识等。
3.4注重实验教学,培养学生运用理论知识分析问题、解决问题的能力
课程的理论教学和实验教学是相辅相成的,好的实验课将有助于更好的理解理论知识,通过实验操作学生也更能体会理论知识的作用。比如:通过“蔗糖水解”实验,利用旋光仪测定蔗糖在酸存在下的水解速度常数,可以让学生更好的理解一级反应(或准一级反应)。要让把实验课与理论课放在同等重要的地位,要求学生课前预习实验,课后对实验数据做认真处理,体会理论与实践的结合,培养学生实践能力和创新能力。
3.5重视习题的重要性,通过学生课后练习,做到及时反馈对知识的理解程度
习题是学好物理化学的重要环节。虽然主张大学生的学习以自主安排为主,但对于物理化学课程的学习,我们提倡教师每节课都应根据所学知识挑选难度适中的习题作为课后练习布置给学生,通过习题强化对知识的巩固。同时,对于学生普遍感觉困惑的习题,应抽出时间讲解,及时帮助学生查漏补缺。
4结语
物理化学是药学学生的专业基础课,是一门相对比较难学的课程,教学实践任重道远。作为教师,我们应在教学环节上采取切实可行的措施调动学生积极性,营造良好的教学环境,提高学生的思维能力和认知能力,培养学生的动手能力和实践能力,为国家培养合格的药学人才贡献自己的微薄之力。
参考文献
[1]刘长久,李延伟,刘勇平.《物理化学》精品课程建设的教学改革探索与实践[J].高教论坛,2010(1):21-22,35.
[2]王颖莉,张淑蓉,田青平.中药学专业物理化学教学改革探讨[J].中医教育,2009,28(3):43-45.
生物化学的重要性范文篇4
一、元素化合物在课标中的要求
从新课标中课程性质来看,要求高中学生“进一步了解化学学科的特点,加深对物质世界的认识”;从课程的基本理念来看,要求高中化学教学“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方法的转变,培养学生的创新精神和实践能力”。为此,在《化学1》内容标准中,对元素化合物知识作了如下界定:(1)根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要应用。(2)通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。新课标虽较大降低了元素化合物的知识内容,但加强了知识的探究过程与实用性研究。此点在三种版本(人教版、苏教版、鲁科版)的化学教材中均得到了充分体现。
二、元素化合物在考试中的体现
1.在学业水平测试中的权重
作为江苏考生获得高考资格的入场券――学业水平测试,元素化合物知识占有较大的比重,每年的分值均为29分,占总分的29%。包括选择部分的元素化合物性质与物质相关用途,非选择部分的无机框图推断及压轴题中元素化合物计算。2.在高考化学试卷中的权重
分析近几年江苏化学卷,元素化合物部分的内容呈稳中有变的态势。“稳”也即分值基本稳定在20分左右,占总分的16.7%。“变”指考查的要求更强调实用。三、元素化合物在教学中的把握
元素化合物的教学集中安排在高一第一学期后两个半月,此前学生已初步掌握了物质的量、离子反应、氧化还原反应及物质的分类方法。以此,在进行元素化合物的教学时,应从分类的角度去归纳小结。对相关物质的性质,一要理清反应,如Al与NaOH溶液的反应实质为Al先与H2O反应,生成的Al(OH)3再与NaOH反应;Cu与浓HNO3(或稀HNO3)的反应,硝酸不仅起氧化作用,还有酸性作用等;二要从离子反应和氧化还原反应的角度去再认识,如Cu与浓H2SO4的反应,属于氧化还原反应,但不是离子反应;三要让学生学会对反应原理及生成物的探究方法,如Fe与其他物质的反应,有时生成+2价,有时生成+3价铁的化合物,怎样设计实验去证明等。
与大纲版化学教材相比较,新课标教材在元素化合物部分作了较大的删减。教学时是否要结合大纲版教材进行拓宽?笔者认为,万不可随意拓宽加深。一是教学时间有限,二是课标不再要求,三是这部分内容不再列入各类大型考试要求。但有一点必须强化,即对知识的探究,这也是考试所必须具备的素质要求。
四、元素化合物在教学中的体会
1.注重分类,把握规律
物质的分类思想贯穿于整个元素化合物的教学。在金属及其化合物的教学中,目前的人教版教材安排在第三章,其编排顺序不再按元素进行分类,而是根据物质的类别进行分类。在教学时,必须注重从性质上引导学生去归纳整理。如第一节,将Na、Al、Fe金属单质放在一起,而第二节将它们的化合物放在一起。以此,教学时要把握同类物质的相似性和递变性,而不能孤立地去学习。
2.加强实验,重视探究
新教材中的实验,大部分不再是简单的验证型实验,而是具有一定的探究成分。如Na2CO3、NaHCO3固体受热分解及其溶液酸碱性的比较,Al与盐酸、NaOH溶液反应现象的比较等,均要求学生对实验现象进行再思考,就连Cl2、NH3的制取,也要求学生去探究其反应规律。新教材对实验的安排,不仅是学生动手能力的培养,更多的是思维能力的养成。以此对化学实验,既要使学生学会怎么做,更要让学生知道为什么要这样做。
3.强化性质,突出用途
物质的用途源于物质的性质。诸如Na2O2、Si、SiO2、合金等的用途,时常出现在学业水平测试和高考化学试卷中,有关此类物质的用途,不仅要学生在了解的基础上进行识记,更要联系物质的性质弄懂其原因。只有这样,才能发现物质的新用途或相同用途的新物质,如对漂白原理的挖掘,可延伸到O3、Na2FeO4等物质。
生物化学的重要性范文篇5
一、物理化学实验的意义与特点
物理化学在化学科学中占有十分重要的地位,它更多地借助了数学、物理等科学的理论及其实验方法,研究化学科学中的机理和规律,研究化学体系的宏观、微观规律,是化学的理论基础。[1]诺贝尔化学奖获得者李远哲先生在《我走过的治学之路》中就曾经写到:热力学对学习化学很重要,如果热力学没学懂的话,化学也不会学好。”而热力学正是物理化学中的重要组成部分。物理化学实验是物理化学课程的重要辅助课程,在培养人才方面发挥着不可替代的独特作用,是实现素质教育和培养创新人才的重要教学环节。[2][3]物理化学实验作为一门独立的基础实验课,是学生学习和研究物理化学的重要手段和途径,在物理化学教学中起着举足轻重的作用。[4]尤其对于学科设置较为有限的地方性高校来说,物理化学实验更是作为一门重点实验课程开展教学。如何为学生创造良好的学习环境,培养学生的创新思维实践能力,使物理化学实验适应教学要求,是摆在我们每一个从事物理化学课程及其实验教学工作者面前的重要课题。
物理化学实验综合了化学领域中各分支所需要的基本实验工具和实验方法,也是学生第一次接触较多的仪器设备的一门重要实验课程。其中的实验方法和实验技能是化学工作者必须具备的基本功,因此物理化学实验在物理化学乃至整个化学学科中都占有十分重要的地位。[5]物理化学实验主要有两方面特点:第一,物理化学实验通过物理的实验方法和手段探讨化学规律,实验中大量使用由一种或多种仪器设备所组成的实验体系。第二,由于物质的物理化学性质和化学反应性能往往不是直接测量得到的,直接测量的结果需进一步利用数学及物理的方法加以整理和综合运算,才能得到所要验证的结果。因此,物理化学实验能够培养学生综合实验能力、科学研究能力、数据处理和绘图等各方面能力。
二、物理化学实验教学中的不足
随着科学技术的发展,21世纪对高等教育提出了培养知识型、创新型、复合型的人才的高要求,对于地方性高校也不例外。为促进教学思想的更新,增强学生独立思考和勇于创新的精神,提高学生理论联系实际及动手能力,提高教学技术现代化,对原有的物理化学实验教学进行改进,显得尤为迫切和重要。
传统的物理化学实验在一些地方性高校教学中主要存在以下问题:学生在实验过程中缺乏学习主动性和积极性,在实验中主要依赖老师的指导,较少积极预习;承受实验挫败的心理素质弱,当实验出现异常或失败时,不能独立冷静地分析原因,设法自主解决问题;教学的学时不足,实验安排过于紧凑,时间紧;实验教学内容相对单一,多学科专业的实验教学内容重复;数据处理手段和技术条件简单,亟须提高。
三、改进方法
(一)加强实验前的预习准备
实验之前教师将实验原理、方法步骤、注意事项等布置为学生的课前预习,再通过一系列方法检查学生预习情况,并记入平时成绩。我们通过长期的教学体会到:在实验之前先采取提问的方式考查学生对各个知识点及实验步骤的理解情况,能及时发现问题与不足,有的放矢地针对学生对实验理解的情况作出进一步指导。这种先提问、后讲解,发现问题、解决问题的方式能有效地克服学生的懒惰习惯,促进学生对课程的学习积极性,提高教学质量。
结合课本中难点,尤其是操作过程中需要注意的步骤,制作物理化学实验课件,通过视频等直观方式帮助学生理解实验内容,了解不同实验仪器的使用方法和原理。[6]为学生预习实验的方便,教师可以结合实验教学实际,把实验教学的相关材料制作成网页展示在学校网页上。[7]这样在实验开始前,学生除了利用实验教材或讲义进行实验预习外,还可以上网预习相关的实验内容。不但可以了解到相关的实验原理、实验步骤等,还可以更为直观地了解到相关仪器设备的原理、构造、操作方法及注意事项等。
在实验进行过程中还需教师认真观察学生实验操作的规范性和准确性,发现问题要予以及时纠正。当出现实验失败的情况时,要求学生找出原因并在实验报告中进行探讨。在实验仪器使用的过程中,可以把一些简单的问题,交给上次实验课已经做过该实验的、实验完成较好的学生去帮助失败的学生。实践证明,这个方法既减轻了教师的工作量,又锻炼了学生的自立能力,取得了良好的效果。
(二)优化实验方案
由于各专业对教学大纲的修订使得物理化学实验的学时数有较大幅度的消减。怎样在有限的学习时间内最大限度地学习好相关知识是一个非常重大的挑战。我们通过对实验内容整合,优化实验方案,保证14个重点物化实验的有效完成。
(三)实施因专业施教的模式
目前,随着学科专业数量及规模的不断发展,多个不同的学科专业均开设了物理化学实验,我们需要对现有的物理化学实验内容项目进行调整以满足各学科专业的具体要求。针对不同学科专业的特点开展实验,做到有的放矢,并对各专业实验教学的内容重新补充、及时更新,使实验项目数大于实验计划数。
根据不同学科专业的特点及需求,不同专业的物理化学实验教学内容应该有自己的侧重点,在实验项目选择上,实施基础实验+专业特点实验”。实行因专业施教的模式,为各专业的学生以后学习本专业知识和从事本专业实验奠定坚实的基础。
(四)加强实验数据处理与作图训练
当物理化学实验的数据较多时,处理起来会较为繁琐,尤其是一些较为复杂的实验要求数据处理及作图更为细致准确,传统手工作图因误差较大往往无法得到正确的结论。因此,利用现代化计算机数据处理系统,如通过excel、origin等软件,可以使实验数据的处理变得准确、快捷,消除学生在处理数据时人为引入的各种误差,提高数据处理的精确度,为客观评价学生的实验结果提供依据。在提高了工作效率的同时,使实验报告更加合理和具科学性,提高了学生的综合处理数据的能力和综合素质的培养。
学生尽可能应用专业软件对实验数据进行处理。以旋光法测定蔗糖水解反应速率常数”实验为例,所测旋光度数据处理结果可用origin进行作图,进行线性拟合,由拟合直线的斜率求得速率常数并进行下一步计算,这样提高了学生对实验数据处理和作图的能力,甚至为其在今后工作中进行程序化智能化处理数据打下了基础。
实践证明,对物理化学实验教学进行上述改进后,可以圆满地完成教学任务,强化学生对物理化学理论课所学概念、定律、公式的理解认识,培养学生良好的实验观察和操作能力,强化综合能力的训练。改善的教学方法使得学生的综合素质得到了明显提高,对待物理化学实验课程的学习态度也大有改观。
生物化学的重要性范文篇6
关键词:Al2O3;Al(OH)3;两性氧化物;两性氢氧化物;实验探究
本节内容安排在人教版《化学(必修1)》第三章第二节“几种重要的金属化合物”的第二课时,主要内容包括两性氧化物的性质、Al(OH)3的制取、两性氢氧化物的性质三部分内容。其中,对其重点――Al(OH)3分两个部分进行介绍,第一部分是先以实验探究的方式介绍Al(OH)3的物理性质与制取,第二部分也是以实验的方式介绍Al(OH)3的化学性质,得出“既能与酸反应又能与碱反应的物质叫做两性氢氧化物”的概念。针对上述两个大的方面,教材还编排“学与问”栏目,在该栏目中提出“为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应制取氢氧化铝,而不用氢氧化钠溶液”,与第一部分内容衔接,触动学生将第一部分与第二部分进行一个整体的思考过程,从而巩固Al(OH)3的制备方法,起到了强化知识的作用。
学生在学习第二章第一节“物质的分类”时,就了解了胶体这一知识点,为本课时介绍Al(OH)3打下了一定的基础。此外,本课时是在学生学习了金属化学性质、钠的重要化合物,接触了Al2O3的知识之后,马上对另外一种两性物质的性质进行重点探究,这样既能抓住学生的即时兴趣,又能激发学生的探究欲望,所以对Al(OH)3的学习只是对金属知识的进一步加深学习。不管是两性氧化物,还是两性氢氧化物,这都跟之前学习过的强酸、强碱大大的不同,是一个新的知识体系的构建过程,教材以这样的编排方式呈现,使学生比较轻松且自然地认识两性氧化物、两性氢氧化物的概念,间接地培养了学生通过实验探索感知实验研究化学物质的一般方法,形成分析推理、综合归纳的能力与严谨科学探究精神。
教学实施过程中,为了能够使学生对Al2O3产生兴趣,教师展示了“亚洲之星”蓝宝石和红宝石“卡门露西亚”,从而引出Al2O3的学习,通过对Al2O3与盐酸和氢氧化钠反应化学方程式的分析得出两性氧化物的概念。展示生活中常见的胃药――斯达舒,并将其药品说明中的主要成分Al(OH)3标明出来,然后组织学生展开讨论,学生通过实验逐步形成两性氢氧化物的概念。引导学生学以致用,将新知识用于解释斯达舒治疗胃酸过多的药理作用并且进一步深入到对其性质的探究中去。
在学生自学氧化铝的过程中,引入了两性氧化物的概念,从而引导学生思考Al的氢氧化物是否也具有两性。通过这种类比法可以非常顺利地转向对两性氢氧化物的学习。
在将要学习Al(OH)3性质的时候创设情境――实验室没有现成的氢氧化铝,如何选取实验桌上的试剂制备它呢?在这种情境中,学生的好胜心和求知欲得到了绽放,他们随即展开讨论交流,探索制取Al(OH)3的方法。而在Al(OH)3制取的过程中,学生通过不同方案的设计和实施,自行发现了NH3・H2O与Al(SO4)3能反应,不管试剂滴加顺序如何都可得到白色胶状物质的Al(OH)3,而向装有NaOH溶液的试管滴加Al(SO4)3溶液却得不到。在Al(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液,一开始有沉淀生成,而后来沉淀又消失了。在解决制备问题的同时引出了另一个问题,就是Al(OH)3到底具有怎样特殊的化学性质。通过对比实验,得出结论:Al(OH)3能溶于强碱溶液而不溶于像氨水这样的弱碱。
Al(OH)3能溶于强碱溶液,那它和酸能反应吗?紧接着将学生分组,进行实验,实验组①②均采用Al(SO4)3与NH3・H2O反应制取Al(OH)3,然后实验组①进行Al(OH)3与盐酸的反应,实验组②进行Al(OH)3与NaOH溶液的反应。实验完毕后,两组成员进行交流,从实验结果发现Al(OH)3既能与酸反应,又能与强碱反应,这与Al2O3中提到的两性氧化物具有相同的特点,从而得出Al(OH)3是两性氢氧化物的知识点。
生物化学的重要性范文篇7
1.加大综合性实验的比例,鼓励自主设计实验
以往的一些物理化学实验存在一定的局限性,缺乏将实验与所学习的理论知识相结合,没有实现学以致用的教学效果。对于某些实验,多数学生只是按照实验教材的操作步骤按部就班,没有对实验进行深入细致的思索,只是机械地进行操作,更不能体现创新性。为此,我们通过删减教学内容中简单的验证性实验,或修改原来实验内容,将原来的验证性实验变为探索性实验,相对增加综合性实验的比例,例如对于物理化学实验中经典的“燃烧热的测定[4]”实验,安排部分组的学生测萘的燃烧热,其他组的学生测萘同系物及衍生物的燃烧热。通过对比分析,不仅掌握燃烧热测定的基本方法,还进一步理解了结构与性质的关系。对于另一个经典的实验“分子偶极矩的测定”[5]实验,通常分别测定待测物质的介电常数,折光率及密度的物理量。我们鼓励学生自主革新实验操作,构建一套同时既能介电常数,又能测折光率的装置。这样做简化了实验操作步骤,更能深刻理解实验的原理,培养了学生提出问题并解决问题的能力,提高学生在物理化学实验中的能动性作用。
2.革新实验教学内容,适应当前物理化学的发展
近年来,物理化学学科的发展很快,以传统教材的物理化学实验为基础而设置的实验项目和内容,明显地不适应形势下物理化学学科发展的步伐。多数以验证性质的实验,教学内容陈旧落后,很难引起学生们的兴趣,不利于学生的思维能力和创新能力的培养。比如,恒温槽的装配和性能测试的实验,真正的实验操作很少,而且耗时,致使学生很被动消极的做这个实验。最近,我们学院新开了一些实验,像光催化降解实验,表面吸附污染物的实验等。实验更贴近生活,更适应物理化学研究热点的潮流。
3.开展多手段,多探讨的物理化学实验的教学
传统的物理化学教学,局限于单个实验室,老师讲解,学生照做,学生在实验过程中很难有自己创造性的想法。目前,多媒体手段可以融入物理化学实验教学课堂,使学生直观清楚看到实验过程具体步骤。同时,重视和学生对实验内容和操作步骤的看法的交流,更多的师生交流,能够让教师充分掌握学生对实验理解水平的高低,认识到学生对实验的不足之处,做到有的放矢,能够很高地提高实验的效率。
4.重视实验结果探讨和拓展
对实验结果的理解和反思是十分重要的,是加深对理论知识的理解和升华的重要过程。尽管可是,长久以来,学生处理实验报告这一环节,过于形式化,浅肤,只是简单的数据处理,不能够看到问题的本质。老师们对这一环节也是重视不够。现在,我们学院物理化学课程组规定学生在处理实验报告过程,要求阐明个人对实验的理解和感悟,如何怎样运用理论知识解释实验过程与结果,以及如何把理论知识拓展到其他的物理现象的解释。
改进物理化学实验教学是一项提高化学专业学生的创新思维和能力的重要的教学内容,也是长期而艰巨的任务。合理的物理化学实验教学可以有效地培养学生的创新能力,要把学生作为实验教学过程中的主体,充分发挥学生的创新能力,在实验内容和教学手段深化改革,重视实验结果探讨和拓展,提高学生分析和解决问题的能力,着眼于学生创新能力的培养。
参考文献
[1]甘礼华,陈龙武,钱君律.多层次物理化学实验教学的再思考[J].实验室研究与探索,2002,21(6):8~9.
[2]胡学寅,工科院校物理化学实验教学改革的尝试[J].实验技术与管理,2003,20(3):94~95.
[3]周晓海,夏春兰,吴玲.物理化学实验改革探讨[J].大学化学,2005,20(4):16~19.
生物化学的重要性范文1篇8
一、高中化学实验绿色化的意义
环境污染的问题已经成为世界性的三大社会问题之一.大气污染、淡水资源短缺和污染、臭氧层破坏、海洋污染、土地沙漠化、环境公害、有毒化学品和危险废物等环境问题,严重威胁到人类的生存.这些环境污染问题大多与化学或化学工业污染有关,这些人与环境的矛盾在我国表现的尤为突出.
现在的高中生是将来祖国的建设者,从小在他们的心里埋下保护环境意识的种子,提倡他们参与到保护环境的活动之中是每位化学教育工作者义不容辞的责任.
化学实验是学生学习化学的基础,但是极易造成环境的污染,尤其是传统的实验方式会产生有害的气体、液体和固体废物,对这些化学废物的随意处理就是污染环境的罪魁祸首.
绿色教学就是将化学实验绿色化,教师重新设计化学的合成方式、实验方法和实验过程,从而尽可能地减少污染,从源头消除污染.
如何更好地在高中化学教学过程中贯穿绿色化学教育是给教育工作者提出的一个新的课题.化学以实验为基础,有许多知识和技能都是通过实验引进来的,传统实验只注重操作方便、装置简单、现象明显,对于环境污染问题几乎没有涉及,更谈不上绿色设计和环境教育.这些数以万计的化学废弃物污染源,每天排放着数量不可忽视的污染物,这些废弃物不仅成分比较复杂,难以治理,而且由于实验室的污水排放没有专门的处理系统,污水随意排放,对环境造成了不容小视的危害.
例如,一些会产生有毒害气体的实验,直接影响着学生的身体健康,还有可能会使学生走进一个误区:做实验,受毒害不可避免.既然做实验受毒害都不可避免,那么化工厂和实验室排放的污染物也是合情理,不可避免的了.所以,化学实验进行绿色设计,真正做到污染物少排放甚至零排放是十分必要的.
高中化学实验要重视绿色化,关注化学废弃物的处理,重视绿色化学的研究.
二、化学实验绿色化设计与实践
根据化学实验本身的特点和绿色化学的要求,可以将绿色化设计要点分成以下几个方面.
1.在实验时,选择对环境和身体健康影响小的反应物,尽量不进行对学生身体危害较大的实验.有些实验所需要的反应原料本身就属于有毒化学物品,或者会产生有毒害的物质,这时教师需要对实验进行重新的设计,尽量减少污染和危害.
2.在实验过程中,要最大限度地节约能源.控制试剂的使用量,一方面可以把定性实验定量化,根据实际需要计算出所需要反应物的量,控制使用量,节约药品,减少污染;另一方面,可以将几个相同物质性质的实验合并,将不可避免的污染减少污染次数,既节省了实验数量,还减少了污染.另外,还可以在能够保证实验现象比较明显的前提下,减少药品的使用量,同时也能够减少污染.如果我们的教育工作者都能够这样本着节约、减少污染的前提进行绿色化实验设计,不但提高了实验效果,也能在实验中培养学生的环保意识,有利于促进和提高学生的实验素质.
3.循环使用实验试剂和实验产物,尽量做到实验废弃物零排放.减量化、再利用和再循环是绿色化学思想中的重要原则.在化学实验绿色化的设计中,可以从实验废弃物的回收利用以及“成品化”实验来实现实验的绿色化.废弃物的回收再利用可以将实验后的物质加入药品使其再次得到反应物,而“成品化”实验则是用装入化学反应物的密封仪器进行实验,这样循环利用,真正实现了实验零污染.
生物化学的重要性范文篇9
【关键词】物理化学;理论教学;实验教学;主动性
物理化学是我院药学类专业一门重要的专业基础和必修课程,是继无机化学、分析化学、有机化学之后的又一门理论化学,又是后继课程如中药化学、中药药剂学、药物代谢动力学、药理学等提供方法及理论指导,在基础课与专业课之间起着承前启后的桥梁作用,是化学学科的重要的不可缺少的理论支柱之一。物理化学课程特点为概念较抽象,公式多,定理多,且用到大量微积分及统计力学的知识,因此学习难度比较大。学生在学习过程中往往感到物理化学内容庞杂,难以理解,进而失去学习的主动性和兴趣,不可避免地产生畏难情绪。主动性,对于一个人的成败起到至关重要的作用。主动性的培养,是每一个人成长过程中最重要的一个环节,尤其对于即将毕业进入社会的大学生来说,养成良好的主动性的习惯,将是他们更好地适应社会,走向成功的重要因素之一。而大学生的学习具有自主性、选择性、探索性和多渠道等特点,通过适当的教学方法培养学生独立思考和主动探索掌握知识的习惯,不仅可以使学生在学习过程中体会到成就感,而且可以大大提高对物理化学的学习兴趣,增强他们的自信心。笔者通过多年的教学经验,总结出以下几点从物理化学教学中引导学生培养主动性的教学方法。
1理论教学
1.1讨论式教学法
物理化学基本概念多、公式多,且每一公式都有其严格的应用条件。因此在讲授过程中根据不同的知识点难易程度不同,应采用的教学及思维方法也不同。根据不同的教学内容选择不同的教学方法及教学模式,可使学生提高对物理化学的兴趣,将被动学习转为主动学习。讨论式教学法可以适当地引入物理化学教学,此法有利于培养学生的批判性思维和协作意识,提高学生的口头表达能力及自主学习能力[1]。部分章节的教学内容采取教师与学生辩论及设置疑难问题相结合的讨论式教学方法。内容学习前,由教师根据教学内容及大纲给出疑难问题,让学生带着问题预习,挖掘重要的知识点。待授课学习时,让学生根据自己对内容的理解互相进行辩论,引导学生自己查阅资料、钻研理论、提出问题,找出规律,激发学生的学习兴趣,培养学生的主观能动性。例如在讲大分子对溶胶的保护作用时,教师提出问题“为什么人或动物的某些脏器会生成结实?”;在讲稀溶液的依数性时问“在冬天,为什么撒上盐可以防止路面结冰?为什么生理盐水及医用葡萄糖溶液的浓度在临床上有严格的规定?”;在讲溶胶的聚沉时提问“为什么明矾可以净化水?”。学生带着问题学习过程中,逐渐养成主动学习的习惯,从而培养了学生的主动性。
1.2串联式教学法
教学过程中适当强调物理化学在之后所学专业课程方面的应用,增加一些反映当代药学学科发展前沿的知识,适当增加与药学有关的化学知识,可大大激发学生的学习兴趣,培养其学习的主动性。
教师可在讲授物理化学绪论内容时告诉学生,在以后学习药物化学的目的在于药物合成路线选择、工艺条件的确定,反应速率和机理的分析,这都需要物理化学中热力学和动力学的内容为基础;而产品的分离和纯化需相平衡的知识。药理学有关药物的稳定性及其在体内代谢等与化学动力学规律直接相关。药剂学中需要溶胶的性质,而乳浊液、悬浊液、胶体等剂型的药物配制都要用到表面化学和胶体化学的知识。因此不难发现,物理化学已经渗透到药学类专业各门课程中,学好物理化学将对药学类专业学生的学习和科研起到非常重要的作用[3]。
2实验教学
物理化学实验为物理化学课程教学的重要组成部分,是培养学生物理化学基本素质及动手能力和科研能力的重要教学环节。但物理化学实验与其他化学实验相比,具有理论性强、操作较复杂等特点,数据的测定和处理一般需要借助相关实验仪器完成,这给学生的实验预习及操作带来了一定的困难。
2.1实验内容与日常生活相结合
将实验测量对象与日常生活紧密结合的教学改革和创新,实现了实验内容的自主选择,激发了学生的实验兴趣,培养学生主动学习的习惯。学生会主动要求测量米饭和馒头及水果等食品的热量;检测自来水、矿泉水及纯净水的导电率;
2.2开放实验室,培养学生的实验自主性
在高校教育中,实验室的开放已成为普遍被认可的实验教学创新模式。为了培养高素质的应用型创新人才,配合物理化学实验的教学创新,满足学生的实验要求,本校对物理化学实验室实行开放式管理。实验内容主要包括学生自主设计的综合性实验、开放性实验以及结合最新科研成果而展开的研究训练等。实验以基本实验技能训练为基础、综合实验能力培养为主线、以及创新能力培养为目标,构建药学类专业物理化学实验课教学的新体系,潜移默化中培养学生自主学习的习惯[4]。
3小结
一直以来,物理化学被看做是一门难学、难教、难考的化学课程,提高该课程的教学效果要从激发学生学习兴趣、加强理论联系实际、培养学生的学习主动性等多方面下功夫。主动性在人的一生中起到非常重要的作用,为了提高物理化学的教学质量,培养现代社会所需要的高素质人才,对学生主动性的培养贯穿物理化学的理论及实验教学始末,并已经取得了较好的效果。
【参考文献】
[1]马天慧,贾林艳,邵长斌,等.普通高校物理化学教学改革的探索和实践[J].西南师范大学学报:自然科学版,2013,38(7):157-162.
生物化学的重要性范文篇10
关键词生物化学;实验教学;教学改革;农业高等院校
中图分类号G40文献标识码A文章编号1007-5739(2016)08-0334-03
AbstractExperimentalteachingplayspivotalroleinbiochemistryteachingforuniversityeducation.ItisanimportantsubjecttoimprovetheeffectofexperimentteachingaccordingthecharacteristicsofthespecialtiesinagriculturalcollegesandbinedwiththepracticeofteachingreformofBiochemistryExperimentCourseinHenanAgriculturalUniversity,thispapersummarizedtheproblemsandreformmeasures,teachingmethodsandexaminationmethodsinthecourseofbiochemistryexperiment.Aseriesofreformsimprovedthestudents'analysisabilityeffectively,stimulatedtheenthusiasmofstudygreatly,andenhancedthestudents'abilitiesinthetestskillgradually.Throughreforms,asolidfoundationwaslaidforcultivatingstudents'innovationability.
Keywordsbiochemistry;experimentalteaching;teachingreform;agriculturalcollegesanduniversities
生物化学是生命科学的基础和前沿学科,它详细阐述了生物体的结构组成、物质和能量代谢规律,并运用物理和化学的原理与方法研究生命活动变化的规律。由于生物化学学科与农、林、牧业类等诸多学科关系紧密,已成为农业高等院校的一门重要专业基础课程和学位课,涉及的专业广泛,包括农学、生物学、林学、畜牧、植保、园艺、资源环境、食品科学等。学科内容涉及植物学、动物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学等领域。要求掌握的名词概念多、理论深奥难懂、知识体系庞大、内容繁杂,容易出现“教师难教、学生难学”的现象,使生物化学教学难以达到理想效果。如何教好生物化学课程,使学生对生物化学知识的理解与掌握达到理想的教学目标,是生物化学教育工作者需要面临解决的问题[1]。
实验课在生化教学的过程中发挥着重要的作用。开展生物化学实验课程的目的是通过实验过程,加深学生对理论知识的认识,培养学生的动手能力和解决问题的能力。提高实验教学的质量,对培养学生的综合素质具有重要的影响。因此,开展实验课程具有重要的意义。
目前,虽然各个农业院校生物化学课程体系中均安排有相关的独立实验教学内容,但是普遍存在实验内容陈旧、实验教学活动与理论知识以及与农业专业技能缺乏衔接的现状。针对这种情况,河南农业大学生物化学教研室积极结合农业院校学科特点进行教学改革实践,近年来对该实验教学内容和课程体系不断进行深入探索,并结合学校的科研工作推动该学科实验教学的改进,取得了良好的教学效果。
1实验教学的现状及主要问题
1.1实验教学内容单一,知识陈旧,缺乏科学性
生物化学是一门基础学科,因此生物化学实验教学内容就要立足于基本的知识和技能,但是一直以来,实验教学内容的设置都缺乏专业整体性和系统科学性,与农业实践应用也缺乏紧密联系。实验项目相对简单,多数是验证性的实验项目,缺乏综合性的和设计性的实验项目。生物化学课程知识繁杂,理论性较强,必须依靠设置系统科学性的实验项目加以补充,强化理论课程的知识内容,以便学生更好地掌握生物化学的知识结构和内容。
分子生物学是现代生物技术发展的优势学科,能够体现生物技术发展的前沿,它与生物化学在核酸和蛋白质的知识内容有重叠,针对综合性的农业院校生物学专业的学生,考虑到学科专业方面差别以及应用型人才培养的需求,因此需要设置一些与分子生物学相结合的综合性和设计性的实验项目。
1.2实验教学方法单一,教学手段落后
以往本科生实验课程都是由生化教研室安排设计出来一些验证性的实验项目,实验教师前期配制相关实验试剂、调试安装实验仪器,任课教师在实验课堂依据实验挂图,先将实验目的、实验原理、操作步骤以及实验注意事项等逐一讲解1遍,再进一步把实验步骤操作演示给学生,之后学生按照实验步骤操作完成实验,抄录实验挂图以完成实验报告。学生全程只需要简单机械地完成实验的操作,完全没有思考和讨论的余地,无法调动学生学习的积极性,久而久之学生对实验课程的学习缺乏兴趣,因此也就必然影响了实验课程的学习效果。
传统的教学手段采用教师板书和实验挂图相结合,实验挂图长年得不到更新,相应内容也就不能及时更新,严重落后速发展的生物化学实验技术,与当今生物化学知识和技能发展的进程严重脱节;学生也不能及时接触和学习到新的知识技能,更无法直观地观察、了解实验的过程,阻碍了学生的感性、理性认识,在一定程度上影响了实验课程的教学效果。
1.3教学经费的投入少
实验教学经费和条件有限,仪器设备大大落后于科研发展现状,近几年随着高等院校扩招使学生人数持续增加,由于实验教学经费有限,致使实验师资力量、实验场地、实验仪器和实验试剂耗材等教学资源严重不足。本科生教研室由于缺乏经费的投入和支持,在教学设备上的投入受到一定程度的限制,远远不能满足现代实验技术操作的需求[2];因学生人数多,受实验场地所限,通常需要缩短每个实验项目所需时间,以便在有限的时间和场地来容纳必修该门课程的众多学生;师资队伍力量薄弱,学校通常对实验岗位工作的重视程度不高,工作量计算和工资待遇远远低于理论课教师,导致实验教师对待实验项目更新和实验时间投入的热情不高;同时设置综合性和设计性的实验需要的试剂耗材等价格昂贵,经费的不足致使这类实验难以全面开展。因此,由于学校的教学经费投入不足,会直接导致学生对现代化实验室的技术和装备发展缺乏认识。
1.4实验考核方式有待提高
实验课程在生物化学课程中处于辅助地位,教师将理论课程作为教学的中心,着重进行考核,导致学生将学习的重心放在理论学习中,忽视了实验学习。同时,实验教学的考核方式多以笔试的方式进行,学生动手能力在考核中占的比例较小,影响了学生学习的积极性。
因此,要以学生的实验过程和实验能力为依据,适当改变和完善实验课的考核方式,不能单纯只看重实验的结果。制定科学合理的实验课程考核方式,不但能够检验学生真实的学习成果,而且能够激发学生的学习兴趣,提高学生学习的主动性,提升教学质量[3]。要将学生的整个实验过程,包括理论知识的掌握程度、实验的准备及操作、实验现象的观察与记录、实验数据的分析处理、实验结果的总结与讨论以及出勤率等,都纳入实验考核的范围,全面考核实验预习与准备情况、动手能力、创新思维能力以及发现问题、分析总结的能力等[4]。
2实验教学改革措施
2.1实验教学内容的更新
优质的实验教学内容将有助于学生理解较为抽象的理论知识,同时也会有助于培养学生的思维能力和创新意识。实验课程是对理论课程的复习强化,并对实验内容进行及时更新,使得学生能够了解现代生物化学发展的趋势和方向,增加学生对生物化学实验课的兴趣,有助于提高学生的求知欲望及动手操作能力。
2.1.1保留并优化经典实验。对于体现生物化学学科特性的、必要的经典实验项目进行保留和拓展,例如双缩脲法测定蛋白质的含量,除了保留其经典操作之外还进行了一些合理的优化。
2.1.2结合当今科学研究,适当增加新的实验项目。考虑到生物化学和分子生物学具有相同的章节内容,为了能够满足学生学习到分子生物学的先进技术和技能,将分子生物学和生物化学的研究方法和技术融合到一起,对重复的内容或者陈旧过时的实验项目进行合并或者删除,设计开展一些综合性和设计性的实验项目。重视学生实验技能的培养,比如设计了“质粒DNA的提取和鉴定”以及“植物组织中蛋白质的提取和检测”2个综合性的实验,综合运用到了质粒提取、酶切鉴定、PCR检测、组织蛋白提取和电泳分离等较高层次的分子生物学实验技能[5]。
2.1.3鼓励学生主动参与全过程。在实验的准备和预实验阶段,教师通过各种方式选拔部分学生参与其中,一定程度上提高了学生的参与感,促使其提前探知相应内容,加深了他们对理论知识的理解,又提高了实验动手操作能力,因而实验的教学效果明显。
2.2改善教学方法和手段
2.2.1优化课堂结构,改变传统教学法。传统的实验教学方式,由教师设计安排实验项目,归纳整理好实验目的、实验原理、实验仪器的使用以及实验方法和步骤,学生只需要严格按照操作步骤执行即可。这样的实验教学形式比较呆板,不利于发展学生分析问题和思考问题的能力,无法培养学生的创新思维和创新意识[4]。因此,我们要求任课教师运用启发式教学手段,使学生对实验原理和实验方法有更深刻的理解;重视预习环节的检查,调动学生学习的积极性;增加师生交流,强化学生思维方式的培养,让学生自主讨论设计实验,并制定出详实的实验方案,同时让学生全程参与到实验试剂的配备以及实验仪器的调试过程,这样不仅增强了学生的动手能力,而且加深了学生对理论知识的学习和理解。
2.2.2采用现代化教学工具。多媒体授课具有直观性和趣味性的特点,在实验教学中运用多媒体技术,将生物化学实验室仪器设备的使用方法及常规生物化学实验技术的操作规程上传至学院网页,学生可以自主下载相关资料进行实验预习,使学生能够提前掌握生物化学实验技术及相关仪器设备的使用方法,提高实验效果;开展网络实验室,整合网络资源使得学生在课外时间依然能够进行实验训练和学习,满足学生的求知欲。
2.3加大实验经费的投入
2.3.1积极参与申报各级教学有关项目。在高等学校本科教学评估以及中央财政支持地方高校发展专项基金的推动下,许多本科院校不断加大实验室建设规模,实验室条件得到极大改善。河南农业大学争取实验条件和空间的改善,成功获批部级生物学实验教学示范中心,为我们开展生化实验教学的改革注入强大动力。学校除了基本的实验经费开支外,还筹集专项资金用于开放式实验教学,以项目的形式资助鼓励本科生科研创新,并给予一定经费用于购置实验试剂和耗材。
2.3.2有效利用开放性实验平台。开放性实验的主体是学生,教师只起辅助作用,目的是培养学生综合能力和创新能力。该方式具有创新性和综合性的特点,是实验教学的发展方向。开放性实验设置的步骤有以下几项:一是选题。实验题目的选择由学生在老师的指导下确定。二是确定实验的步骤。实验步骤先由学生在查阅资料的基础上确定,再由指导教师审核、修订学生实验设计方案。三是实际操作。四是实验完成后,组织学生进行讨论,并形成结论,提交实验报告交到学校完成项目验收。开放性实验体现了“学生为主,教师为辅”的一种教学理念,有利于增强学生的主观能动性,提高学生的科研创新能力,培养学生的探索思维和科学精神[6]。
2.3.3改革实验教师的绩效考核办法。鼓励支持实验教师进行高校之间交流合作,互相交流学习实验教学改革的新形势、新经验,以推动河南农业大学的本科生生化实验教学工作。综合性农业类本科院校实验教师偏少,而学生数量大,在开放性实验教学的准备和指导方面投入大量精力。因此需要制定出支持开放性实验教学的鼓励政策,充分调动和提高实验教师的工作积极性,加大对本科生实验室软件和硬件设施的资金投入。比如制定新的方法对实验教学的工作量进行衡量,提高实验教师的收入。对实验教师年度考核和职称评定有所倾斜。从而调动教师开展实验教学的积极性。以促进开放式实验教学的发展进步;更新换代实验仪器设备,扩建实验场地,建立基金项目支持等。
2.4优化实验课考核内容,完善考核标准
实验课程的考核不但是对学生学习结果的衡量,也是实验教学的指导。学生根据实验课程的考核判断学习重点,安排学习时间。以往的实验考核依据为实验报告,导致学生在实验课程的学习过程中重视理论知识的学习,轻视实验操作过程。因此,今后要对实验课程的考核方式进行改革,完善考核标准,改变以往重理论知识考核轻动手能力考核的方式,将学生的实验态度、基本实验技能的掌握程度、实验过程中独立思考的能力和分析解决问题的能力都纳入实验课程的考核范围。为此制定了新的生化实验考核方法,其由4个方面组成,包括实验报告、出勤情况、课堂讨论表现和实验技能操作。其中实验报告考核,比较重视学生对实验结果的分析讨论;出勤情况考核每次实验课进行签到,缺勤要进行适当扣分;课堂讨论表现方面,对于积极提出问题、回答问题的同学进行适当加分;实验技能操作考核注重学生的动手操作能力,包括实验过程中对实验试剂和仪器的操作。这种实验课程的考核方式对学生实验知识和技能的掌握程度进行了考核,充分调动了学生学习的积极性。
3结语
通过生物化学实验教学改革,教学质量得到了明显提升,不仅使学生增长了知识、开阔了视野,还有效地训练了学生的思维能力,培养了学生的实践动手能力和创新能力,发挥了学生学习的主动性,提高了学生学好本课程的积极性,对其以后就业或深造意义重大。但生物化学实验课程的教学改革是一项长期而艰巨的任务,涉及到教学计划和人才培养方案的修订,同时对教师的综合素质和专业知识也提出了更高的要求,是一个需要不断完善的过程。需要以与时俱进、精益求精的态度,促改革,重实践,勤总结,不断强化教学改革的效果,逐渐构建一个优化的教学体系,才能全面提升实验教学的水平,培养具有一定创新能力的高素质人才[4]。
生物化学实验课是农业类高等学校教学中的一门重要的基础课程。对生物化学实验课程进行教学改革,可以提高学生对该课程的掌握程度,提高学生学好生物化学实验课程的积极性。同时,有利于提高学生的动手操作能力以及建立正确的科研态度,对于提升本科生整体培养质量具有重要意义。本课题对生物化学实验课程进行教学改革的探索,还可以为农业类高等学校基础学科的实验课程改革提供一定的借鉴。
4参考文献
[1]向玉勇.提高新建本科院校生物化学教学效果的方法探讨[J].滁州学院学报,2009,11(3):84-86.
[2]何平.医学检验本科专业临床生物化学检验实验教学改革探索[J].右江民族医学院学报,2013(6):865-866.
[3]张强,周正义,崔峰,等.应用型本科高校生物化学实验教学改革初探[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版),2012(1):78-79.
[4]冯纪南,刘晶,黄海英,等.新建地方本科院校生物与化学实验教学改革的探索与实践[J].广东化工,2014,41(10):166-167.
生物化学的重要性范文1篇11
一、学情不同,选择的教学切入点不同
1.氧气
氧气是学生开始学习化学以来,最先接触并且需要系统学习的一种物质。学习之前,学生只有小学科学中学到的一些与氧气有关的知识,了解的并不深入,仅仅停留在知道的层面:学生对氧气的感性认识缺乏,学习氧气的性质,特别是物理性质学习之前,就显得较为抽象,更不用说对化学性质的感性认识。这样,学生学习起来困难比较大,入门较困难,因此教师应从认识物质的物理性质的顺序切入。
2.二氧化碳
对于二氧化碳来说,学生的感性知识比学习氧气要多,不但小学科学已经有所接触和学习,而且生物课也学习过它的某些知识,日常接触也多一些。在化学课上,学生已经系统地学习了氧气的有关知识,包括氧气在自然界的存在、性质、制法和用途等知识,对系统地学习另外一种常见的物质的性质,困难应该小得多,因此教师应从类比探究物理性质的知识切入。
二、课标要求不同,确立的教学目标不同
1.氧气性质的教学
氧气性质的教学,侧重于学习方法的传授,即学习一种物质性质方法的传授。例如学习物质的物理性质时,教师侧重于教学生怎样学习一种物质的物理性质的方法,并教会学生从物质的颜色、状态、气味、溶解性、熔点、沸点、密度等方面学习物质的物理性质。学习化学性质时,教师先教学生怎样观察实验,再演示实验,然后学生分组实验,最后归纳总结化学性质。所以,氧气性质的教学,除知识与技能外,更侧重于方法的学习。
2.二氧化碳性质的教学
二氧化碳性质的教学,除知识与技能外,则更侧重于方法的应用和掌握。例如在二氧化碳性质的教学中,通过探究实验学习物理和化学性质,学生自己分析概括总结。
三、目标不同,选择的教学方法不同
1.氧气的教学
导入上教师尽可能地采用设问、实验或影视资料引入课题,造成悬念,激发学生的求知欲望。讲课上尽量采用直观教学法,帮助学生学习氧气的性质。学习氧气的化学性质时,可结合生动的先演示和再分组实验的方法,帮助学生学习氧气的化学性质。归纳上在教师的指导下,经过归纳、分析、总结,得出氧气的性质。
2.二氧化碳的教学
在学生认识了氧气的基础上,除保持教学方法的直观性外,教学上尽可能让学生运用学习氧气性质的方法自己探究、自己观察、自己分析、自己总结二氧化碳的性质。例如通过学生的探究实验,学氧化碳的溶解性及与水作用;分析概括二氧化碳的性质,并联系已学习的反应实例归纳分解反应和化合反应的特点。
四、方法不同,设计的师生互动不同
1.氧气
教学基本思路:(1)创设情境:人类的呼吸离不开氧气,你对它了解多少呢?(2)观看影像资料或图片:了解自然界中的氧气和氧气的三态变化。(3)探究活动:木炭、铁丝、蜡烛在空气和氧气中能否燃烧?燃烧现象有什么不同?说明了什么?(4)归纳总结:学生在教师的指导下,分析总结得出氧气的物理性质和化学性质。
2.二氧化碳
教学基本思路:(1)创设情境:同学们,在生物课里我们了解到了自然界里的二氧化碳总在不断地消耗、生成,你知道二氧化碳消耗、生成的某些变化吗?(2)学生阅读归纳小结:二氧化碳在自然界碳循环中的地位和作用,对自然界和人的影响。(3)交流讨论:日常生活中见到或听到的有关二氧化碳的知识。(4)实验探究:二氧化碳的溶解性及与水的作用。(5)指导学生分析概括:概括二氧化碳的性质,并联系已学的反应实例归纳分解反应和化合反应的特点。
在氧气性质的系统学习中,主要是帮助学生将氧气的性质进行较为全面的总结、深化和拓展,让学生理解氧气是一种比较活泼的物质。而对于二氧化碳的化学性质,学生了解得就比较少了。学生对于二氧化碳化学性质的认识可能停留于使澄清石灰水变浑浊的实验,但学生对于原理却不明白。因此,二氧化碳化学性质的教学,需要我们从生产、生活以及实验中的一些现象入手,从理论上作出解释,并完善二氧化碳气体的化学性质。由于两种气体的性质差异较大,教师可以在二氧化碳的教学中做一些联系和对比,使学生的学习得到巩固。
五、内容不同,教学侧重点不同
1.氧气教学注重学法指导
氧气性质的教学是学生认识身边化学物质的第一种物质,是学生学习元素化合物起始阶段,教师在教学时应通过大量的实验、图片、生活已有的经验、生活实例等感性、直观的素材,让学生在体验中学习,培养学生学习元素化合知识的科学方法,架构认识元素化合物知识的基本框架。同时在实验中,教师要培养学生养成良好的实验习惯、规范的实验操作、认真分析实验现象、正确得出实验结论等实验基本技能,为后来学习探究二氧化碳性质打下坚实的基础。
2.二氧化碳教学关注实验探究
二氧化碳教学是建立在氧气的教学基础上,是学生学习元素化合物知识再认识的过程。氧气化学性质探究教学上侧重于根据氧气能够跟许多物质发生化学反应的实验事实,推断出氧气是一种化学性质比较活泼的气体。而在二氧化碳化学性质探究教学上,则侧重让学生立足于科学严谨的探究实验过程和实验现象,在实验过程中对现象变化和差异进行对比和分析,推断出二氧化碳的相应的化学性质,从而为今后进一步学习探究酸、碱、盐、氧化物等物质起到承上启下的作用。
生物化学的重要性范文篇12
关键词:数字化实验平台;物理教学;实践
中图分类号:G633.6文献标识码:B文章编号:1672-1578(2015)04-0243-01
1.绪论
在高中物理的教学中,学生对于物理概念和规律的掌握主要依靠物理现象的观察以及科学化的实验方法进行获取,说明物理实验教学在高中物理教育体系中占有的地位之重要。但是,在技术条件和思想观念的制约下,物理实验课程在教学体系中现代社会新教育的改革,受到课程体系、教学内容、教学方法等多方面的制约。由于对学生的自主学习能力的培养的重视,高中物理教学的重点不再只是强调知识的单纯积累,也更加强调知识的探索和求知。物理教学的基本原则是为了培养学生学习过程的科学性和有效性,让学生具备观察发现问题并解决问题的能力。为了培养学生动手实践能力和探索能力,数字化信息技术与物理学科的结合的数字化试验系统应运而生。
数字化实验平台是一个智能化系统,通过传感器、数据采集器和计算机配套软件的构成,运用传感技术和计算机技术,实现了数字技术与真实物理实验的完美整合。作为全新的图像处理系统,数字化的显示,更加快速、准确和动态的实验信息归纳,让数字化实验平台在重视培养学生上有着突出的优势。采用数字化信息平台通过有效实验形式,在学生物理基础理论知识的掌握之上,通过实验形式获得更好的认知和理解,可以更好的培养学生动手实践和探索能力。
2.数字化实验平台在物理教学中的必要性
物理学属于自然科学,是自然现象的表现学研究,人们借用科学仪器人为地将某种自然过程进行还原或创造,并从中探求物理规律,这就是物理实验。所以在高中物理课程中,设置了很多典型的物理实验计划。然而,在传统的物理教学中,教师往往因为注重理论知识而轻视物理实验的实际操作经验,使教程中新知识技术的不全面掌握,有些新技术的应用和渗透了解在学校实验室里是无法完成的,这就要求我们对数字化实验平台的有很好的利用。
总的来说,数字化实验平台的物理教学应用的必要性主要表现在以下几个方面:
第一,缺乏合理的物理课程的实验设置。在传统的物理教学中,强调单门课程的完整性和系统性,每门实验课程都是与相应的理论课程进行了配套,却忽视了试验的相关性。由于单科物理实验大量存在,有些课程实验涉及到几个方面的课程内容,在实验课程的设计时,容易出现交叉重复或者遗漏,这样就会导致人力财力的浪费或者知识的不连续性。另外,学生对于整个物理实验课程的不全面了解和重视,导致学生对物理实验的忽视,无法实现理论和实际的结合。
第二,缺乏综合性和探索性的实验设计。现在的高中物理实验课程上,学生实验都属于基础类、操作类或者检验类,学生只需要按照课程设计的步骤进行操作和验证,在实际应用型实验的设计并不多见,不能对学生综合性以及探索性能力的培养。学生离开实验课程指导或者是教师的指导之后,就无所适从,严重缺乏实践性和创造力,也直接导致学生对于实验课程的兴趣普遍不高。
第三,缺乏先进性和开放性的实验内容。高中物理实验教学的课程内容大多是按照教学大纲进行设置,尽管教育改革不断在推动课程更新,但是物理实验内容、方法及程序都没能及时得到更进,导致先进性和开放性的不足,如此封闭的教学就导致学生能力的局限。
第四,缺乏端正的实验教育理念。高中物理教学中实验课程的教学安排没有被教师充分地利用起来,学生在实验中只是根据教材内容完成实验,或者根据教师的指导完成,教师没有完全将学生在实验中应该学到的东西进行良好重视。
3.数字化实验平台在物理教学中的实践原则
数字化实验平台的优化物理教学的实践原则应该遵循以下几点:
首先,要以改进物理教学方式实施为原则。要充分地认识到,数字化实验平台的使用是为了提高学生的科学素养,增加学生的认知了解程度,实现学生创新意识和实践能力的增强。通过数字化实验平台,将教学方式变得充满自主意识、探索精神和合作意识。
其次,要以推陈出新为原则。数字化实验平台在物理教学中的应用不是为了对抗传统教育模式和理念,只是为物理教学提供了新环境,有益于学生更好的学习和开拓,在物理教学中仍要坚持重视基础知识的掌握和基本技能的学习,也要重视物理实验的开展,将新技术和传统理念相融合,开辟更好的发展学习道路。
最后,要以实验的多元化开发为原则。传统的物理实验教学,沿用教材实验,对物理的深度探索则需要科技化的教育来实现。数字化实验平台的多元化开发,不仅可以实现教学任务的完成,还能开拓更多有益于扩大学生视野的实验,对于培养学生探究能力和创新意识有很好的协助作用。使数字化教育成为一种常态,是提高课堂教学效率、培养学生求知欲的有效工具。
4.结束语
数字化校园工程建设是社会发展的必经之路,为了顺应新课改教学优化政策,就要将数字化实验平台与高中物理教学课程进行融合,通过生动有趣的传统实验引起学生求知欲,吸引学生对于实验现象观察的注意力,进而探求本质规律,再利用数字化实验平台满足学生深入培养的目标,实现教学与实践的有机结合。
参考文献:
[1]陈燕.应用数字化实验平台优化高中物理教学的实践研究[D].2010.
[2]吴天刚,王祖源.《物理教学数字化平台》之技术特征[J].数字技术与应用,2011,(6)