中学化学教育

中学化学教育问题
清华大学化学系 宋心琦 (100084)
2005年4月 北京
应试教育不可取
应试能力不是最重要的教育目标
应试教育有违"十年树木,百年树人"的教育原则
有害于知识的系统化过程
无益于创新思维和能力的培养
对学生的思想品德有潜在的危害
有碍于学习兴趣的培育,不利于学生的自我完善和持续发展
中学化学教学改革问题
如何落实新的教育理念
以人(学生)为本
基础性,时代性和选择性原则
兼顾3个维度的教育目标-知识
技能;过程方法;情感态度价
值观
如何体会与实现以探究性学习
为突破口
"基础性和时代性"的关系
例如:
对原子的认识,元素的具体知识
外语教学重点的改变
投影几何课程的消失
计算技术功能的变化
学科基础的陈述方式和教育价值
是可变的
化学学科和化学教育
化学学科研究的主要任务在于发现物质的个性-分析,分离,识别,鉴定的基础;合成化学的目标(更重视新物质,新结构,新反应,新性质及应用,新技术的发现或发明)
化学学科和化学教育
化学教育,教学和教材编写的基础为物质的共性-注重物质某些性质的相似性,变化的规律性;陈述的系统性(更着重于知识的可迁移性)
共性和个性的关系
探究性学习和研究-科学活动的灵魂
科学素养(Scientific Literacy)
对于科学知识达到基本了解的程度
对科学的研究过程和方法达到基本了解的程度
对于科学和技术对社会和个人所产生的影响(包括正面和负面)达到基本了解的程度
科学素养问题
两种学习理论
"蚂蚁的智慧"
非智力因素不可忽视
并非寓言的寓言
关于蜘蛛网的讨论
关于生物降解塑料的讨论
科学史教育中的问题
探究式学习-教改的突破口
科学探究活动中最重要的阶段是什么 Pimental教授的科学素养观

观察(观察是一种习惯,也是一种能力)
测量 记录
提出理论或假设(归纳法)
验证并找出理论或假设中的不确定性


值得认真研究的问题
关于空气组成的实验
质量守恒定律的证明
丁铎尔效应
胶体带电性
碳花与钢花
铸铁比钢更容易腐蚀吗
化学和环境教育的关系
值得认真研究的问题
化学的定义
原来的定义:化学是研究物质的组成,结构,性质,反应和应用的一门自然科学
新定义:化学是研究物质的组成,结构,性质,变化以及变化过程中相伴随的能量变化的科学
值得认真研究的问题
自由能判据在化学中的应用问题
是否存在不能发生化学反应的物质体系
质量守恒定律和质能联系定律(△E=△mc2)的关系
化学平衡状态的本质
实验改革中应注意的问题
1.教学实验和专业实验的差别
确立素质要求和职业要求的概念
培养创新意识和能力的重点不同,思维习惯不同
信息处理及交流能力要求不同
2.必须重视探究的全过程
中学化学教学实验改革问题
1.化学实验体系的3要素
化学反应体系
合理的实验装置,包括安全措施等
合理的实验步骤和正确的操作技术
2.空气组成实验的教育价值
化学教育怎样和环境教育结合
1.过程自发性概念很重要 :气体的互相扩散,溶质溶解于溶剂形成溶液和溶液中溶质浓度的均匀化过程,杂质向固体物质内部的扩散或掺杂工艺
2.原理:混合熵>∑纯组分熵
△mixS = RT( Aln A+ Bln B) >0
化学应当怎样和环境教育结合
3.环境污染问题中的化学因素
① 化学物质的活性(包括活泼性,毒性,侵蚀性,分散度带来的有害性等)
② 浓度
③ 扩散机制及过程中发生的化学或物理变化(形态,组成,毒性等)
④ 消除污染的化学及物理化学方案
4.为什么真正的纯净物质是不存在的或难以保持的
素质教育任重而道远
1. 一堂小学英语课引发的思考
2. 科学教材引发的思考
3. 一堂初中化学示范课引发的
思考
4. 学科综合问题
由一堂关于盐酸的公开课
所想到的问题
为什么要探究盐酸的这些性质,它在解决化学或生产实际问题时起什么作用
酸的化学中最重要的概念和事实是什么 一般现象是什么,和什么因素有关
为什么家用清洗剂中多选用盐酸
酸的腐蚀性都表现在哪些方面
基本素质的内涵
身体和心理健康,逐步发展的安全意识
良好的思想,品德和习惯,逐步提高的环境和法律意识
必需的科学,人文和社会知识,可持续发展的意识和终身学习的要求
实用的技术和技能
向法拉第学习些什么
法拉第在《圣诞科学讲座》中以"蜡烛的故事"为题,成功地进行了6次连续讲座.
① 用最常见的自然现象与事物来引导公众进入自然哲学之门
② 尽量避免使用生僻科学术语
向法拉第学习些什么
③潜移默化地进行热爱科学的教育."蜡烛的火焰能把暗处照亮,而金刚石的璀璨在没有火焰照亮时却什么都没有"
④在讲到华丽的色彩和像长笛一样的蜡烛时,"不要做美丽的奴隶";"所有这些知识才是有意义的,而美丽并没有什么用处"
向法拉第学习些什么
⑤"在任何环境下,绝不要落后于你的时间,这对我来说是一个教训.应当更加牢固地去把握事物的哲学,而不是把过多的时间用于这些解释"
21 世纪化学的发展前景
清华大学化学系 宋心琦 (100084)
2005年4月 北京
20世纪化学留下的悬念
稀有气体化合物的合成
化合价理论和惰气结构理论
高温超导陶瓷的合成
固态物质导电机制
C60与无机富勒烯的合成
弯曲键理论和晶体缺陷理论
20世纪化学留下的悬念
组合化学方法的成功应用
经典的反应通道理论受到质疑
超分子化合物的普遍存在
分子间作用力与决定分子识别过程的信息是什么
组合化学方法示例
A
B1
C1
C4
C3
C2
AB1C4D1
AB1C4D3
AB1C4D2
AB1C1D1
AB1C1D3
AB1C1D2
AB1C3D1
AB1C3D3
AB1C3D2
AB1C2D1
AB1C2D3
AB!C2D2
B4
B3
B2
20世纪化学留下的悬念
"一锅煮"(one pot process)工艺的实现
有机反应机理遭遇挑战
有机大环分子的光化学合成
有效碰撞模型的普适性
纳米科学和技术
摩尔量级和"纳米"量级间的"空白区"
铑催化串联反应
一锅法之一例
20世纪化学提供的机会和挑战
外场效应推动的化学反应
①电化学(电池,传感器,电化学合成技术等)
②光化学(光合作用,太阳能利用,防伪技术,污染物光解,光诱导或光催化合成,感光化学等)
③声化学(化学合成,表面处理等)
④磁化学(磁场对反应机制和速率的影响,生物化学效应)
⑤力化学(固相反应,摩擦化学等)
20世纪化学提供的机会和挑战
时间分辨技术和激光技术推动了化学动力学和分析化学的发展
① 激光光谱(拉曼光谱,光声光谱等)
② μs(10-6s),ns,ps,fs(10-15s)时间分辨光谱技术
③ 激光化学(同位素分离,态态化学,选键化学等)
20世纪化学提供的机会和挑战
平衡态热力学 非平衡态热力学
理想体系 非理想体系(包括固体和弹性体)
分子的自组织,自组装,以及分子识别的机制及调控
纳米技术
单一平衡态体系 多平衡态体系
分子的自我复制问题
值得认真研究的问题
自由能判据在化学中的应用问题
是否存在不能发生化学反应的物质体系
质量守恒定律和质能联系定律(△E=△mc2)的关系
化学平衡状态的本质
结束语
化学是一门极具挑战性的学科
化学的研究重点不仅限于合成和分析
化学的研究对象包括了从单个原子分子到摩尔量级的各类体系
结束语
化学的研究方法和手段包括了实验和理论研究两个方面
化学的发展迫切需要高水平的青年化学家,化学教育传统必须改革

(2007-09-01 15:28:40, Size: 23.4 KB, Downloads: 26)