对分子生物学的认识范文1
[关键词]生物化学与分子生物学；临床医学；学习兴趣
生物化学与分子生物学是医学科学中重要的基础学科之一[1，2]。在多年的教学中，我们发现大部分医科大学学生认为生物化学与分子生物学是医科大学中最难的一门课程，比较难学。经过多年的教学观察和问卷调查，觉得学生之所以对生物化学与分子生物学习的兴趣不高及产生畏难情绪的原因主要有以下几点：
一、学生的相关背景知识薄弱
生物化学与分子生物学是化学与生物学结合的一门交叉学科。医科大学学生的化学和生物学基础一般都较弱，特别是有些专业招生是文理兼收的，如护理专业，卫管专业等。他们的理科基础就更薄弱。而在生物化学与分子生物学代谢章节的学习过程中涉及大量的有机化合物和有机反应。这些化合物和反应的名称是学生很少见到过的，在这种情况下要记住并理解这些化合物及化学反应对学生来说是十分困难的一件事。在遗传信息传递的内容中，不仅涉及复杂的高分子化合物和复杂的反应，也会涉及生物学的内容，比如病毒、线虫、细菌等等，而学生对这些物种都不太熟悉。在生物化学与分子生物学中出现了一系列新的领域，比如：表观遗传学、生物信息学等。尤其是生物信息学更需要一些计算机、数学和统计学等知识。因此，学生在学习中会感到格外的困难。此外还有复杂的生物化学与分子生物学实验技术，都让学生感到生物化学与分子生物学的学习十分困难。
二、学生对生物化学与分子生物学学习的重要性认识不够
我们通过调查发现，部分临床专业的学生认为，生物化学与分子生物学这门课只是基础课。他们将来毕业主要是做医生和护士，而不是从事科学研究，并且生物化学与分子生物学与临床医学的关系不大，不象专业课那么重要，片面的认为只要专业课好就行，把基础课放在一个不重要的位置，因此，对生化学习的积极性不高。
三、教学方法单一，理论与临床脱节
随着招生人数的增加，教师的教学任务繁重，教学课时减少，尤其是实验课时的减少较为明显，这些都使得教师没有时间进行基础知识与临床疾病关系的讨论。结果使学生觉得生化和分子是化学课程或者是生物学科的课程，与医学科学关系不大。长此以往丧失了对生物化学与分子生物学的兴趣。
然而，生物化学与分子生物学是一门重要的医学基础课，教师在教学中应该加强学生对其重要性的认识，并且在教学中结合临床医学培养学生学习该学科的兴趣和动力。如何做好临床和该学科的结合?可以从以下几个方面着手：
一、在回顾历史中激发学生的兴趣
在医学发展史上，生物化学与分子生物学对医学的发展发挥了巨大的作用。从历年来的诺贝尔获奖情况中可以知道，许多重大的医学发现都是与生物化学与分子生物学领域的研究成果。比如：蛋白质、核酸方面的研究、维生素B1、维生素K等的发现、肌肉中氧消耗和乳酸代谢阐述、染色体理论的建立、胰岛素的发现、糖代谢的研究、DNA双螺旋结构的发现、蛋白质测序技术、DNA测序技术、PCR技术、基因定点突变技术、真核基因表达调控的分子机制、RNA干扰现象的发现等等都被授予了诺贝尔生理学医学奖[3]。这些重大发现为医学科学的发展奠定了基础。从而使医学科学进入了一个崭新的一页――分子医学时代。通过这些重大事件的讲解，使学生更清楚地认识到生物化学与分子生物学在医学科学中的重要性，并且激起学生利用生物化学与分子生物学知识探讨生命现象的兴趣。
二、生物化学与分子生物学与疾病的发病机制
几乎所有的疾病发病都能追寻到其发病的分子机制，而这一点正是生物化学与分子生物学研究内容之一。教师可以在授课是结合这一点，利用学科知识来解释一些常见病的发病机制，从而加强学生对课程内容的理解、学科重要性的认识以及培养其学习兴趣。对于学生觉得最难学习的代谢来说，可以用生物化学与分子生物学所学的代谢知识来解释糖尿病的发病机理来激发学生的兴趣。糖尿病是胰岛素缺乏引起的血糖升高，进而导致代谢紊乱，出现多饮、多食、多尿和消瘦为主要临床表现的疾病。那么为什么胰岛素缺乏会出现这些情况呢？我们可以从刚刚学过的胰岛素对糖代谢、脂代谢和蛋白质代谢的调节及三大物质代谢的相互联系来解释其发病。胰岛素缺乏时，机体不能利用葡萄糖供能，只能利用脂肪和蛋白质分解供能。这样就导致血糖水平升高，高血糖导致饥渴感渗透性利尿，因而多饮、多食和多尿；脂肪和蛋白质的分解加强导致消瘦[4]。尽管学生没有学习过糖尿病的知识，但通过简单临床背景知识的介绍，然后运用所学习的物质代谢知识，很容易使学生理解糖尿病的发病机制，这既加强了学生对所学内容的理解，也激发了其学习兴趣。
三、生物化学与分子生物学与疾病的诊断和治疗
生物化学与分子生物学的知识不仅能够解释疾病的发病机制，也在疾病的诊断和治疗中得到体现。在教学中，我们可以通过对一些常见疾病诊断和治疗介绍，使学生能够认识到本学科在医学科学中的重要性及培养其应用本学科知识解决问题的兴趣。比如常见的乙型肝炎诊断，乙型肝炎病毒可以通过本学科最常用的技术荧光定量PCR（real-timePCR）技术来检测乙型肝炎病毒的DNA含量，而血清谷丙转氨酶可以判断患者肝脏是否收到损害。因为谷丙转氨酶在干肝脏细胞中的含量最高，当肝脏细胞受损伤时，该酶就释放入学，从而导致血清谷丙转氨酶升高[3]。这样学生就能够认识到PCR技术及一些基本知识在医学诊断中是非常有用的，同时也加强了学生对这些知识的理解和记忆。生物化学与分子生物学知识还用于理解疾病的治疗措施。随着现代科技的发展，建立了许多新的治疗手段，基因治疗就是最好的例证。基因治疗包括很多种，涉及许多生物化学与分子生物学的知识，包括：基因矫正、基因置入、基因敲除、反义DNA及RNA干扰等许多新技术。
四、通过病例讨论增加和激发学生对生物化学与分子生物学的兴趣
在实验教学或理论教学进行到一个阶段，我们可以采取课堂讨论的形式，利用一个阶段学习的知识来认识一种或一类疾病，这样既能够加强学生对学过知识的理解和记忆，也能够学会如何应用所学的知识来解决问题，同时也激发了学生的学习兴趣和主动性。我们在学期结束曾经讨论癌症这一疾病。从癌症的发病机制、诊断到治疗都涉及到生物化学与分子生物学的知识。目前关于肿瘤发病机制的学说，主要是癌基因和抑癌基因的理论，即癌基因的过度表达或者抑癌基因低表达可能是肿瘤发病的基本原因。这样我们就能够熟悉癌基因和抑癌基因的内容并能够用于实践。再如肿瘤的化学治疗，许多抗肿瘤药物，比如5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷等，都是碱基或核苷酸等的类似物。那么这些类似物为什么能够治疗肿瘤或者说杀死肿瘤细胞呢？这些药物结构上与碱基或核苷酸类似可以通过酶的竞争性抑制作用的来抑制核苷酸的合成或干扰DNA和RNA的功能[3]。这样学生就能够了解酶竞争性抑制、核苷酸的合成、DNA的复制和RNA转录以及细胞的生长繁殖等知识很好地运用在疾病的治疗中。所有这些涉及了很多生物化学与分子生物学知识。这样我们能够运用生物化学与分子生物学的知识来认知肿瘤的发病机理及诊断治疗等等。
五、临床医学贯穿生物化学与分子生物学教学始终
从生物化学与分子生物学的发展史到蛋白质与核酸、从物质代谢到遗传信息传递、从分子生物学技术到细胞信号转导都与临床医学有关。比如从乙醇能够是蛋白质变性，认识到临床使75%乙醇消毒的原理；从核酸的代谢，我们认识到核酸没有营养价值；从胆固醇代谢，我们认识到动脉粥样硬化的发病机理；从基因突变认识到遗传性疾病。我们在教学中充分认识到学生的目标是学习医学科学，始终把临床和生物化学与分子生物学联系起来不仅使学生认识到临床医学是一个庞大的知识体系，而且学生的学习兴趣就会越来越浓。
在多年的教学中，学生一直反应生物化学与分子生物学是较为难懂、并且枯燥无味的一门科。通过不断改进教学方法、教学理念及不断实践、总结、提高，我们认识到生物化学与分子生物学的教学中通过与临床医学的形式多样的结合，不仅能够使学生认识到生物化学与分子生物学在医学科学中的重要性，并且培养了学生对本学科的极大兴趣。我们希望在今后的教学中，通过不断的摸索实践提高教学效果、培养学生的兴趣，为我国的医学教学做出贡献。
参考文献：
[1]戴双双，娄桂予，高敏等。临床医学本科生物化学教学的设计与实践[J].西北医学教育，2009；17（2）：335-336.
[2]郭小芳，田智，周锋等.医学高校生物化学教学的探索.医学教育探索[J].2010；9（9）：1199-1200.
[3]查锡良主编.生物化学[M].第七版，人民卫生出版社.2008年.
[4]高谷，马建华.代谢组学的研究进展及在糖尿病中的应用.国际内分泌代谢杂志[J].2010；30（2）：126-128.
对分子生物学的认识范文2
关键词：溶液；学习原理；化学实验；化学教学
文章编号：1008-0546（2013）04-002-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
“溶液”是人教版九年级化学下册第九章的内容，是九年级化学中最基础的知识之一，由于大量的化学反应是在溶液中进行的，所以溶液也是化学科学中最基础的知识。通过这部分的学习，学生对溶液用化学思维的方法进行了系统的认识，为后面的酸碱盐以及高中的离子反应、离子方程式的书写做铺垫。鉴于溶液概念对化学学习的重要作用，研究学生溶液的学习过程[1]，对中学化学溶液教学优化不仅具有较好的理论意义，而且对提高中学化学教学的质量、发展学生的思维能力、形成化学科学思维方法有很好的实际意义。
溶液是一个常见的概念。虽然它不只是化学科学独有的概念，但在化学科学中对溶液的认识就具有化学科学的特征。由于溶液在人们的生活中具有普遍性，因此，九年级学生对溶液并不陌生。无论是在生活中还是实验室都见过很多溶液，对溶液有了一定的认识。调查显示，学生能自然地凭生活经验从表观层面认识溶液，但不会从科学层面对溶液的组成、性质等知识进行主动认知。
溶液概念学习的主要内容有：认识溶液的组成及性质。认识溶液的组成主要是分清溶液中的溶质与溶剂，理解溶质和溶剂的概念。溶液性质学习内容主要有稳定性和均一性，这种认识要从分子原子的层次才能达到深刻的理解，最终要达到无意识状态。溶液组成认识的基础是从分子原子层次认识物质，这是化学科学学习溶液的特点。要求学生能从化学式上明确物质组成，才能对物质种类进行正确区分。如果物质种类不清楚则溶液的组成就不清楚，溶液的概念也就不能准确地把握。
学习溶液概念，要求学生首先能够从分子原子层次认识物质，看到某一物质的名称或是其化学式就能够联想到该物质的组成，这是学好溶液的前提。如果对物质的组成不清楚，学生就会凭自己对文字的理解以及自己的生活经验认识溶液，而不会从化学科学的角度理解溶液的组成，对形成溶质、溶剂的概念也会产生很大的困难。笔者在学生的作业中发现有5.4%的学生认为CuSO4溶液中的溶质为Cu。他们认为CuSO4溶液是Cu溶于H2SO4形成的，Cu是固体，H2SO4是液体，所以在CuSO4溶液中，Cu是溶质，H2SO4是溶剂。学生出现这样的问题是因为对物质的组成不了解，不知道CuSO4是一种物质，而仅凭字面意思，认为CuSO4是Cu溶于H2SO4形成的溶液。在课后对这些学生进行的访谈中了解到，学生能写出CuSO4的化学式，但是他们不知道CuSO4是一种物质，即使写出了化学式，也会认为CuSO4是Cu溶于H2SO4形成的，这就是学生在前面学习化学式时，对化学式的意义没有理解。
其次，学生还要知道物质的化学性质。溶液中的溶质是溶液中真实存在的分子或离子，有些物质会与溶剂发生化学反应，因而溶液中的溶质并不是加入的物质。如：只有27.0%的学生能正确认识到CO2溶于水形成的溶液其溶质为H2CO3，其余73.0%的学生都认为该溶液中的溶质为CO2，对此溶液的溶剂为水的认识都没错。有67.6%的学生能正确回答锌和稀硫酸恰好完全反应后形成溶液中的溶质是ZnSO4 且能正确地书写化学式，其余学生则认为溶质是Zn，溶剂是稀硫酸。出现上述错误，首先是对物质的性质不了解，不知道CO2与水反应生成H2CO3、Zn与稀H2SO4反应生成ZnSO4，其次对稀硫酸也是一种水溶液还理解不清楚。课后访谈了解到，认为CO2水溶液中的溶质就是CO2的这部分学生，其中70.0%的学生知道CO2与水反应生成H2CO3，但是不知道溶液中的溶质是H2CO3，在学生看来，溶质、溶剂一定是溶液形成前的物质。
对分子生物学的认识范文3
思维定式也叫心向，是指先前活动引起的一种心理准备状态，决定着类似后继活动的趋势。思维定式有时能促进问题的解决，因为可以缩短摸索过程，有时会阻碍问题的顺利解决，表现为思维的惰性和呆板。在化学知识学习中就有许多人因为思维定式而影响了学习效果。
化学学习中的思维定式就是指在理解、运用化学知识时人们已通过日常生活的各种渠道对某些化学事物形成了特定的看法和思维，并在头脑中格式化地保存下来，有的与正确的思维方式并不冲突，但有的却与正确的思维方式大相径庭，并且一旦形成便根深蒂固，必然会影响进一步对化学知识的掌握和运用。在化学教学中，先弄清错误思维定式产生的原因，再探寻解决的方法和途径，对于培养学生形成科学的思维方式，促进学生的能力发展具有重要意义。
一、错误思维定式的形成
1.生活经验的影响
学生对现实生活或经历过的人和事都会有一些感性认识，这些感性认识会被应用到新知识的学习过程中。例如，部分学生在自己的知识体系里将纯净等同干净、洁净、透明等，所以认为“清新的空气是纯净物，尘埃飞扬的空气是混合物”“泥水是混合物，冰水也是混合物”“纯盐酸是纯净物”“纯净水不含任何化学物质”都是正确的。因为在他们的生活经历中一种物质对应一个名称，就把一个物质名称等同于化学知识中的一种物质成分了，又因为把食盐等同于盐就认为“盐都有咸味，都可食用”。
2.对语词的曲解
概念是人脑反映客观事物的本质属性的思维形式，是在抽象概括的基础上舍弃非本质属性，抽取同类事物共同的本质属性，再用语词来表述而形成的。化学概念是通过语词说明和定义使直观材料的特征更鲜明、突出，从而揭示出化学事物的内部联系。在化学学习中，学生们常对一些化学概念望文生义而形成错误的思维定势。例如，把“氧化物”理解为“含氧的化合物”，因而错误地判断CaCO3、HNO3都是氧化物；认为“物质的量”就是“物质的质量”或“物质的数量”，结果无法正确理解和运用“物质的量”这个概念。
3.不当的类比推理
类比是推理的一种重要方式，是通过对比两个或两个以上的研究对象，由它们的相同或相似属性而推出它们的其他属性相同或相似。类比是人们认识新事物或得出新发现的重要思维形式，但是其结果不一定都正确。学习化学知识时运用类比思维，有利于由此及彼、触类旁通，形成知识网络，使零散的知识系统化。但不顾条件盲目类比则会陷入错误的思维定式。例如，卤素单质中氯、溴、碘都可以与水反应，若类比认为“氟气也与水反应生成氢氟酸和次氟酸”则大错特错。又如，多电子原子里核外电子总是排满K层再分布到L层，排满L层再分布到M层，若类比认为“先要排满M层再分布到N层”也是错误结论。
4.原有知识的局限
化学概念和任何其他概念一样都是内涵和外延的统一，理解和掌握化学概念既要明白其内涵，又要确定其外延。要充分利用早已熟悉的基本概念领悟新的信息，恰当变通运用，在实际应用中同化新概念再深入理解。有些概念不是一次就能全面、完整地学习的，而应分阶段根据不同的知识水平循序渐进、多级阐述。到了新的情境和新的阶段中还按照原有的知识程度去思维，谬误在所难免。例如，“氧化—还原反应”在初中阶段只是从元素得氧失氧角度简单介绍，高中阶段是以有否电子转移界定的。有机化学中，“氧化—还原反应”分别是指加氧去氢和加氢去氧的反应。如果还用老眼光看新事物，不与时俱进，肯定不能正确判断相关反应的类型。
二、纠正错误思维定式的策略
思维定式具有广泛性、反复性、复杂性、快捷性、潜藏性等特点。教师应在教学过程中有针对性地运用一些策略，纠正学生已形成的错误思维定式，从而更好地完成教学任务。
1.引发学生形成认知冲突，促进学生的认知顺应
化学教师在教学中，可引导学生与他人就某些化学问题进行商讨、辩论，合作完成一些实验探究活动。教师可以积极参与，努力创设一些与学生认知有冲突的问题情境，引导学生充分发表自己的意见，认真聆听其他同学的观点，并辨析各自观点的正误，让那些有知识错误和思维错误的学生充分暴露自己的错误观念。教师要及时、恰当地评价，揭示出有知识错误和思维错误的学生的观点和其他同学的观点的差异，引导他们反思自身错误观点和科学观念之间的差异。这些学生的观点被教师和其他同学宣布为错误时他们就会出现认识和情感的强烈反差，会重新审视自己的观点和知识渊源。当他们发现，他人观点与自己不同，且比自己的观点更适合于解决问题时，就会对自己的观点与思维进行怀疑而产生认知冲突和求知欲望，因而较易接受新的化学知识，形成正确的思路。
2.加强科学方法的教育，及时反馈
教师在化学教学中要融入科学方法教育，引导学生认识科学方法的内涵与使用范围。
（1）注重实验教学。认真做好各个演示实验，规范操作，逐步培养学生实事求是、严谨细致的科学态度。组织学生认真完成实验，鼓励、指导他们自主完成家庭小实验来验证自己的疑问和猜想，从而得出科学的结论，这样就能逐渐纠正由于简单生活经验引起的错误思维定式。
（2）对相似知识特别是基本概念要认真细致地对比，找出概念彼此间的不同甚至是细微差别，求同存异，明察秋毫，逐渐纠正简单类比导致的错误思维定式。例如，对“同素异形体”“同位素”“同系物”“同分异构体”四概念的理解和运用，通过研究对象的对比，找出差别：“同素异形体”指的是单质，“同位素”指的是原子，“同系物”和“同分异构体”指的都是有机化合物；通过限制条件的对比，认识到“同素异形体”是组成元素相同而主要是物理性质不同的单质，“同位素”是质子数目相同而中子数目不同的原子，“同系物”是结构相似而组成不同，相差若干个“亚甲基即-CH2-”的有机物分子，“同分异构体”是分子组成相同而结构不同的有机物分子。又如对四类型晶体通过构成微粒、粒子间的作用力，熔沸点高低，硬度大小，溶解性，延展性，导电导热性强弱等方面的对比，把它们的差别了然于胸，这样就不会混淆概念，扰乱思维，也不会再做出错误的推断了。
（3）对测验、考试中的错误解答多讲多练，指出思维陷阱，反复强化训练，培养严密的思维习惯。
（4）对生活中的化学现象要运用化学知识正确辨识，揭露伪装，透过表象，认清本质。
（5）借助多媒体及网络资源的共享等进行信息反馈，进一步巩固和加深对科学思维方法的培养，就能跳出错误思维定式的陷阱了。
（作者单位：邵阳市高级技工学校）
化学知识就是有关物质的组成、结构、性质、变化及规律的知识，主要包括化学基本概念、化学基础理论、化学用语、元素化合物知识、化学实验、化学计算等。学习化学知识不仅要识记而且要理解和运用，这就离不了思维。思维是人脑对客观事物的本质属性及其规律的间接和概括的反映，是大脑对作用于人脑的客观事物进行分析、综合、比较、分类、抽象、概括、系统化、具体化的复杂心理过程，基本形式是概念、判断和推理。思维活动主要存在于解决问题的过程中，而影响问题解决的因素主要有动机强度、知觉情境、原型启发、定势、功能固着和变通等。
思维定式也叫心向，是指先前活动引起的一种心理准备状态，决定着类似后继活动的趋势。思维定式有时能促进问题的解决，因为可以缩短摸索过程，有时会阻碍问题的顺利解决，表现为思维的惰性和呆板。在化学知识学习中就有许多人因为思维定式而影响了学习效果。
化学学习中的思维定式就是指在理解、运用化学知识时人们已通过日常生活的各种渠道对某些化学事物形成了特定的看法和思维，并在头脑中格式化地保存下来，有的与正确的思维方式并不冲突，但有的却与正确的思维方式大相径庭，并且一旦形成便根深蒂固，必然会影响进一步对化学知识的掌握和运用。在化学教学中，先弄清错误思维定式产生的原因，再探寻解决的方法和途径，对于培养学生形成科学的思维方式，促进学生的能力发展具有重要意义。
一、错误思维定式的形成
1.生活经验的影响
学生对现实生活或经历过的人和事都会有一些感性认识，这些感性认识会被应用到新知识的学习过程中。例如，部分学生在自己的知识体系里将纯净等同干净、洁净、透明等，所以认为“清新的空气是纯净物，尘埃飞扬的空气是混合物”“泥水是混合物，冰水也是混合物”“纯盐酸是纯净物”“纯净水不含任何化学物质”都是正确的。因为在他们的生活经历中一种物质对应一个名称，就把一个物质名称等同于化学知识中的一种物质成分了，又因为把食盐等同于盐就认为“盐都有咸味，都可食用”。
2.对语词的曲解
概念是人脑反映客观事物的本质属性的思维形式，是在抽象概括的基础上舍弃非本质属性，抽取同类事物共同的本质属性，再用语词来表述而形成的。化学概念是通过语词说明和定义使直观材料的特征更鲜明、突出，从而揭示出化学事物的内部联系。在化学学习中，学生们常对一些化学概念望文生义而形成错误的思维定势。例如，把“氧化物”理解为“含氧的化合物”，因而错误地判断CaCO3、HNO3都是氧化物；认为“物质的量”就是“物质的质量”或“物质的数量”，结果无法正确理解和运用“物质的量”这个概念。
3.不当的类比推理
类比是推理的一种重要方式，是通过对比两个或两个以上的研究对象，由它们的相同或相似属性而推出它们的其他属性相同或相似。类比是人们认识新事物或得出新发现的重要思维形式，但是其结果不一定都正确。学习化学知识时运用类比思维，有利于由此及彼、触类旁通，形成知识网络，使零散的知识系统化。但不顾条件盲目类比则会陷入错误的思维定式。例如，卤素单质中氯、溴、碘都可以与水反应，若类比认为“氟气也与水反应生成氢氟酸和次氟酸”则大错特错。又如，多电子原子里核外电子总是排满K层再分布到L层，排满L层再分布到M层，若类比认为“先要排满M层再分布到N层”也是错误结论。
4.原有知识的局限
化学概念和任何其他概念一样都是内涵和外延的统一，理解和掌握化学概念既要明白其内涵，又要确定其外延。要充分利用早已熟悉的基本概念领悟新的信息，恰当变通运用，在实际应用中同化新概念再深入理解。有些概念不是一次就能全面、完整地学习的，而应分阶段根据不同的知识水平循序渐进、多级阐述。到了新的情境和新的阶段中还按照原有的知识程度去思维，谬误在所难免。例如，“氧化—还原反应”在初中阶段只是从元素得氧失氧角度简单介绍，高中阶段是以有否电子转移界定的。有机化学中，“氧化—还原反应”分别是指加氧去氢和加氢去氧的反应。如果还用老眼光看新事物，不与时俱进，肯定不能正确判断相关反应的类型。
二、纠正错误思维定式的策略
思维定式具有广泛性、反复性、复杂性、快捷性、潜藏性等特点。教师应在教学过程中有针对性地运用一些策略，纠正学生已形成的错误思维定式，从而更好地完成教学任务。
1.引发学生形成认知冲突，促进学生的认知顺应
化学教师在教学中，可引导学生与他人就某些化学问题进行商讨、辩论，合作完成一些实验探究活动。教师可以积极参与，努力创设一些与学生认知有冲突的问题情境，引导学生充分发表自己的意见，认真聆听其他同学的观点，并辨析各自观点的正误，让那些有知识错误和思维错误的学生充分暴露自己的错误观念。教师要及时、恰当地评价，揭示出有知识错误和思维错误的学生的观点和其他同学的观点的差异，引导他们反思自身错误观点和科学观念之间的差异。这些学生的观点被教师和其他同学宣布为错误时他们就会出现认识和情感的强烈反差，会重新审视自己的观点和知识渊源。当他们发现，他人观点与自己不同，且比自己的观点更适合于解决问题时，就会对自己的观点与思维进行怀疑而产生认知冲突和求知欲望，因而较易接受新的化学知识，形成正确的思路。
2.加强科学方法的教育，及时反馈
教师在化学教学中要融入科学方法教育，引导学生认识科学方法的内涵与使用范围。
（1）注重实验教学。认真做好各个演示实验，规范操作，逐步培养学生实事求是、严谨细致的科学态度。组织学生认真完成实验，鼓励、指导他们自主完成家庭小实验来验证自己的疑问和猜想，从而得出科学的结论，这样就能逐渐纠正由于简单生活经验引起的错误思维定式。
（2）对相似知识特别是基本概念要认真细致地对比，找出概念彼此间的不同甚至是细微差别，求同存异，明察秋毫，逐渐纠正简单类比导致的错误思维定式。例如，对“同素异形体”“同位素”“同系物”“同分异构体”四概念的理解和运用，通过研究对象的对比，找出差别：“同素异形体”指的是单质，“同位素”指的是原子，“同系物”和“同分异构体”指的都是有机化合物；通过限制条件的对比，认识到“同素异形体”是组成元素相同而主要是物理性质不同的单质，“同位素”是质子数目相同而中子数目不同的原子，“同系物”是结构相似而组成不同，相差若干个“亚甲基即-CH2-”的有机物分子，“同分异构体”是分子组成相同而结构不同的有机物分子。又如对四类型晶体通过构成微粒、粒子间的作用力，熔沸点高低，硬度大小，溶解性，延展性，导电导热性强弱等方面的对比，把它们的差别了然于胸，这样就不会混淆概念，扰乱思维，也不会再做出错误的推断了。
（3）对测验、考试中的错误解答多讲多练，指出思维陷阱，反复强化训练，培养严密的思维习惯。
（4）对生活中的化学现象要运用化学知识正确辨识，揭露伪装，透过表象，认清本质。
（5）借助多媒体及网络资源的共享等进行信息反馈，进一步巩固和加深对科学思维方法的培养，就能跳出错误思维定式的陷阱了。
对分子生物学的认识范文4
关键词：空间结构 断键 典型物质 同系物和同分异构体
中图分类号：G634 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-02
在人类已知的化合物中，有机化合物占多绝大多数。与生命有关的有机化合物使地球充满了生机和活力，新合成的数以千万计的有机物丰富了我们的物质世界，满足了人们的社会需要，提高了人们对物质及其变化的认识，有机物在我们的生活中无处不在，学习有机化学能激发学生学习化学的兴趣，提高学生的科学素养。
有机模块的课程标准要求：（1）初步掌握有机化合物的组成、结构、性质等方面的基础知识；（2）认识实验在有机化合物研究中的重要作用，了解有机化学研究的基本方法，掌握有关实验的基本技能；（3）认识有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义。
新课程倡导“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”“了解化学科学发展的主要线索，理解基本的化学概念和原理，认识化学现象的本质，理解化学变化的基本规律，形成有关化学科学的基本观念”。依据以上标准有机教材在编排上力求从学生熟悉的有机物入手，通过各种模型、图片、资料卡片、学生活动、思考与交流、实验探究等栏目引导学生主动参与多种探究活动，经历探究的过程，激发学习的兴趣，通过生动直观的表象，建立空间立体感，理解有机化学化学结构和性质及其用途之间的规律，及其现象的本质原因，形成有机化学的基本观念：分类观、结构与性质观、反应观等，学会观察、实验、查阅资料等收集信息的手段，及比较、分类、归纳、概括等方法。尤其是归纳法和演绎法，由典型代表物的性质推测出一类物质的性质，由一类物质的性质分析具体物质的性质。通过有机化学的学习，使学生感受到了有机化学结构上的奇妙与和谐，深刻体验到了化学对个人和社会的贡献。
有机化学有与无机化学学习相似的规律，也有其独有的规律。下面以烷烃为例，探讨有机化学的学习规律，认识有机化学结构和性质、用途之间的关系，掌握学习有机化学的方法及实验技能，认识有机物对人类的重要作用。
烷烃是学习有机化学的基础，是学习有机化学的门槛，在烷烃的学习中集中有机化学的核心概念――同系物和同分异构体，学习本章目的在于使学生初步了解学习化学的思维方法。
1 树立结构决定性质的观念――结构观
1.1 建立立体结构
（1） 原子的成键方式及成键特征；
（2） 空间结构及原子的空间环境；
（3） 具体方法――物质结构理论、模型演示、动画、学生自制模型；
（4） 关于结构的几种表示方法――分子式、结构式、结构简式、空间构型
以最简单的有机物――甲烷为例，从物质结构分析碳原子的原子结构分析其成键方式，确定甲烷的分子式、电子式、结构式，分析化学键特征，在键长、键能、键角上都相等；再让学生以碳原子为核心自制球棍模型，探究甲烷的空间结构：平面正四边形、正四面体结构；用图片和动画、球棍模型和比例模型展示甲烷的正四面体结构，并与平面正四边形进行比较：正四面体结构，键角是109？28？，四个氢原子的绝对位置和相对位置相同；若是平面正四边形，键角是90 ？，四个氢原子的绝对位置相同，相对位置不同，C-H键成90？，C-H键成180？，这样的区分为甲烷的取代反应生成物二氯甲烷只有一种结构埋下伏笔，从性质验证反映其结构。后续课程从同分异构体的角度：二氯甲烷不存在同化异构体反证了甲烷的四面体结构，但学生对二氟二氯甲烷的在平面上不同写法还不能区分，认为是同一种物质，说明学生对甲烷的四面体结构还没有真正理解，学生对知识的理解是一个渐近的过程。
1.2 抓结构特点
甲烷的结构的典型特点是有C-H，立体结构。分析结构特点就从三个方面来看：（1）看化学键；（2）看原子间的连接方式；（3）看连接形状及空间形状：链和环；立体和平面。这样从结构相似分析认识有机物的类别。比如烷烃的特点是：C-C，C-H；C-C连接成链状；立体结构：看立体结构，一方面要看原子在空间的位置是平面结构还是立体结构，另一方面要看原子在空间的相对位置，是轴对称图形还是中心对称图形，哪些原子的空间位置相同，哪些不同。理解C-C单键可以旋转，以C为核心的四个单键所成的原子或原子团在空间成立体结构，所以C原子周围的四个单键所连接的原子或原子团可以任意互换。如果学生对这样的结构认识比较深刻，学生看到物质的结构简式，就很容易认识烷烃，不会由于在纸面上的位置不同，而误认为是不同的物质。
1.3 抓结构的典型特征推测可能的断键形式
把结构与化学反应的实质结合起来，学习有机反应，应抓住结构上的典型特点。比如烷烃的性质，主要的断键形式是C-H断裂，H原子被其它的原子或原子团所代替，发生取代反应。而以后要学的烯烃的性质，结构上的典型特点是C=C键，反应时，C=C键中一个键发生断裂，在双键两侧的碳原子各加上一个原子或原子团，这就是加成反应。
2 抓典型物质的典型性质――典型观
2.1 与生活实际相联系激发学生的学习兴趣
有机物中最简单有机物是甲烷，甲烷是重要的燃烧和化工原料，是重要的能源物质，是我国“西气东输”的重要工程，使学生认识到化学就在我们的身边。提出问题甲烷为什么能做为能源物质和化工原料呢？
2.2 结构预测――可能的断键和成键形式、实验验证
在分析甲烷结构的基础上引导学学生探究分析C-H比较稳定，但在一定的条件也可以断裂，可能的断键形式，共有4个C-H可能断裂，4个C-H可能一次断裂或逐次断裂
2.3 反应类型
稳定性：不与强酸强碱强氧化剂反应；一定条件下反应：燃烧反应――燃烧热值大，燃烧产物无污染――高效清洁：学生写热化学方程式（复习已有的知识），写化学方程式，与无机反应相区别“”，燃烧产物及应用：作为燃料的原因。在此基础上引导学生进行元素的定性分析方法：
取代反应：结构预测――可能的断键形式C-H；实验验证：甲烷与氯气在光照条件下反应：探究反应的条件，通过实验现象推测反应的产物。结合甲烷的空间结构和现象分析甲烷与氯气的取代反应：断键实质、产物，从而归纳总结取代反应是烷烃的特征反应。断键的实质是C-H键发生断裂，H原子被其它原子或原子团所取代，取代反应的比例关系是n（H）：n（X2）=1：1，原子的空间位置保持不变，为卤代烃的同分异构的思维形成作准备。由于甲烷中有四个H原子，取代反应是逐次进行的，所以取代反应的产物从一卤代烃到四卤代烃，产物为混合物，在烷烃的应用上通常不用于卤代烃的制备，烷烃取代反应的意义更在于让学生认识引导学生从结构上分析物质的性质，理解取代反应和断键形式的关系，从而拉开有机学习的序幕。掌握学习有机化学的学习方法：结构性质反应用途。
3 抓住核心概念的学习――同系物、同分异构体
同系物和同分异构体的学习是有机化学中重要的核心概念。这两个概念贯穿有机化学学习的始终，同系物概念的学习是有机物类别学习的重要体现。同分异构的学习，使学生认识到有机物与无机物在结构的典型差别，认识到有机物种类繁多的原因。引导学生建立这两种概念的学习方式和思维方法，就显得尤为重要。
从烷烃的甲烷入手，复习甲烷的性质，稳定性，取代反应；理解其结构特点，是一个四面体结构，空间中的四个氢原子的位置，为其氯代物是否有同分异构体作伏笔，也为理解烷烃的立体结构作准备。学习中虽然通过展示了甲烷的球棍模型和比例模型，力求建立空间立体概念，理解其氢原子只有一种，但在判断二氟二氯甲烷的结构有几种时，部分学生仍然写成两种甚至是更多种，说明学生对甲烷空间的立体结构并没有真正的理解，在其潜意识里还认为是平面结构，可见学生对知识的理解是一个渐近的过程。在理解巩固甲烷结构和性质的基础上，引导学生学习其它的烃，从结构性质进行分析，这些物质在结构上的特点是：从元素组成上分，只有C和H两种元素；从原子的成键方式看：C-C，C-H；从C原子的联结方式上看，C-C连接成链状；从空间结构上看C-C和C-H在空间连接上成立体结构；从分子组成上看，相差n个CH2原子团，通式相通都是CnH2n+2。从以上分析可知：烷烃在结构上相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。在分析其性质，学生观察书上的数据，发现烷烃在物理性质从状态、密度、熔沸点上都呈现规律性的变化；又从其结构上的相似性推测，其它烷烃的化学性质也相似，都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都能和卤素单质发生取代反应。从以上结构和性质两个方面进行归纳总结，这一类物质的间关系就是同系物关系。类似与无机化学的同主族元素。找出同系物的同和异，同系物一定是同一类物质，通式相同，结构相似，化学性质相似；异：分子式不同，相差n个CH2原子团，物理性质熔沸点一定不同。并与已学过的易混概念相比较：同位素、同素异形体、同种物质相比较，进行概念辨析。同系物的关键点在于让学生理解同系物一定是同一类物质。
同分异构体的学习第一个层次重在理解结构上不同，虽然在纸面上的写法不同，但却是同种结构。第二个层次，是学会写同分异构体，这是以后写其它类别物质同分异构体的基础，能写出主链、支链，怎样确定支链及支链的位置，怎样找对称；同分异构体书写后能从对称的角度：轴对称或中心对称，理解C-C可以旋转，C原子周围的四个单键不论在纸面上何种写法，但结构只有一种，理解C原子的种类和H原子种类，为卤代烃的同化异构体的书写提供固着点。向学生渗透同分异构体的不同类别：碳干异构和位置异构。烷烃同分异构体的核心是抓住C-C可以旋转，C原子周围连接的四个单键的原子或原子团的空间位置相同；理解对称轴和对称中心。
在变式训练中，学会抓住辨别同系物、同分异构体、同位素、同种物质、同位素、同素异形体、同种物质之间关键要素。同系物是同类物质，C数不同；同分异构体，是分子式相同，结构不同；同位素是同种原子；同种物质只是状态不同；同素异形体，是同种元素的原子组成物质的原子个数或结构不同。
总之在有机化学入门学习时，抓住烷烃以上方面的学习，能迅速找到有机学习的敲门砖，为顺利有效地进行后续有机化学的学习，掌握学习有机化学的思路方法打下扎实的基础。
参考文献
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[2] 刘蕾.中学有机化学知识内容的分析及教学策略研究[D].山东师范大学，2005年.
[3] 刘为基.有关烃的基本概念辨析[J].青苹果，2007年10期.
对分子生物学的认识范文5
关键词：定量观；教学设计模型；教学设计；初中学生
文章编号：1005C6629（2017）5C0029C04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学课程标准指出：“从定性到定量，体现了化学学科发展的趋势。”同时，课程标准的五个一级主题都蕴含着定量认识要求，强调从定量角度认识物质的组成与结构、性质及其变化，从而认识物质世界的变化规律。帮助初中学生建立起初步的化学定量观，学会从定量的视角思考、审视物质世界的变化规律，不仅是化学学科发展的必然，也是初中化学教学的需要。
不过，从初中化学教学实践来看，初中学生并未达成应有的化学定量认识水平，忽视从定量角认识物质及其变化内涵与价值。造成这一现象的原因在于不少教师对化学定量观的内涵及其价值认识不足，将化学定量要求当作事实性知识或化学基本技能来教学，导致学生死记硬背相关概念、生搬硬套化学计算格式。为此，有必要探索促进学生定量认识水平发展的教学思路，指导教师超越事实性、技能性的化学定量教学、帮助学生建构定量观。
1 促进学生定量观建构的教学设计模型
1.1 定量观的内涵
涉及定量观内涵界定的文献很少，而且学者们提出不同的表述。如韩丹丹、靳莹指出，物质及其变化是以定量形式存在和发生的，表达化学物质量的各物理量存在定量关系，事物的量变若超出一定范围将可能引发质变[1]。杨雨花认为物质以一定“量”的形式存在，化学反应按定量关系进行，量变质变遵循一定的规律，化学实验应定量控制，化学有专属的定量方法[2]。不难发现，学者们是立足于化学学科特点与学科体系来阐述定量观的内涵。这些论述对初中学生化学定量观的培育有一定指导意义，但因其概括程度高而缺失可操作性。因此，有必要根据初中化学课程要求进一步界定，以利于在初中化学教学中实践。
立足于定量观是方法类化学基本观念的认识[3]及初中阶段化学课程要求，本文将初中学生应具备的化学定量观的内涵概括为：（1）物质及其物质变化存在一定“量”的关系。即纯净物的组成以固定“量”的形式存在，混合物的组成以某种“量”的形式存在，化学反应按一定“量”的关系进行；（2）物质及其变化的定量关系有其定量思想方法。具体包括科学计量思想、“宏-微-符”表征思想、整体个体关系思想、量变质变思想、模型认知方法、实验的定量控制与定量研究方法等。
1.2 促进学生定量观建构的教学设计模型
化学基本观念的形成是学生在积极主动的探究活动中，深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念的基础上，在对知识的理解、应用中不断反思概括提炼而成的[4]。化学定量观建构也遵循这样的认知规律，即要经历知识、思想方法、观念螺旋上升的认知过程。根据这一认识，提出基于问题解决促进学生定量观建构的教学设计模型（如图1）。
该模型主要分为三阶段：阶段一包括问题情境和发现问题环节，旨在激活定量认知。教学设计时，所创设的问题情境应包含有价值的化学定量问题，并能驱动学生展开强烈的、基于定量分析的学习活动；阶段二包括分析问题、解决问题、总结规律三个环节，促进学生建构并内化定量认知。该教学阶段强调通过“问题连续体”，促进学生开展持续的定量分析，建构起与问题情境密切相关的化学定量表征、发展化学定量认识，建立起处理化学问题的定量认识方式；阶段三则发展定量认知，即将建立起来的化学定量认识思维迁移到新的问题情境中，通过解决问题发展完善定量认识并形成较为稳固的化学认识方式，从而建立起化学定量观。
这一教学设计模型将知识与认知过程两个维度紧密结合起来进行教学设计，引导学生并通过定量问题解决来建构定量知识、发展定量认知；注重结合具体的问题情境，经历发现问题、分析问题、解决问题、总结规律、迁移应用等过程，把知识的学习由记忆转变为发现，经过知识的打开、内化与外显的过程，从而解构反映物质组成与结构、性质与变化等的化学符号、化学概念和理论知识的定量内涵，帮助学生厘清定量的成因、建构定量认识物质世界的思路方法。由于教学过程强调从知识理解中提炼形成定量观的内涵和在定量观统领下的知识迁移应用，强调将知识、知识生成的途径与方法和化学观念有机结合起来，因而很好地促进初中学生的定量观建构。
2 促进学生定量观建构的实践
促进学生定量观建构教学设计模型指导的教学设计，其操作流程如图2。其中，后两个步骤是定量观教学设计模型运用，即首先通过创设问题情境，引发学生的探索欲；接着设计开放性的问题，引导学生展开定量观察，发现问题。其次设计“问题连续体”，要求学生进行定量分析并及时提炼相关定量思想方法。再次组织学生探讨表征方法，形成定量表征。然后引导学生提炼形成定量观念。最后设计针对性的定量问题，引导学生对定量认识进行反思评价深化。
下面结合沪教版九年级化学“纯净物中元素之间的质量关系”来加以分析。
2.1 本课蕴含的定量观认识基本要求
课程标准提出“能根据化学式对物质组成进行简单计算、能看懂某些商品标签上标示的组成元素及其含量”的学习要求。教材编著者重点设置了“活动与探究”栏目，帮助学生认识纯净物中元素之间的质量关系。教学处理时，重点应帮助学生从宏观物质、元素、微观分子、原子四者联系的思维角度厘清内容链接（如图3），解构化合物的定比定律，使学生从知识与思维层面深入理解“纯净物中元素之间的质量关系”内容系统的逻辑关系，及其定量观的相关内涵。
基于课程标准的教学要求、相关链接内容和学生的认知线索，本课教学需要学生达成化学定量方面的如下认知：（1）纯净物都有固定的组成，可用化学式表示。其蕴含着“纯净物的组成以固定‘量’的形式存在”；（2）物质、构成物质的微粒与符号之间蕴含着“宏观-微观-符号”三重表征定量思想和“模型认知”定量方法；（3）纯净物与元素、元素与元素之间存在固定“量”的关系，蕴含着“整体个体关系”和“科学计量”定量思想。
2.2 促进学生定量认知的教学设计
根据前述定量观教学设计模型，结合本课时的教学目标，为促进学生建立起对纯净物中元素之间质量关系的认识，建立起相应的定量研究化学事物的思想方法，本课教学过程及期望达成的定量认知如图4所示。
2.2.1 创设问题情境
科学家发现并已证明纯净物都有固定的组成，遵守定比定律（它的组成元素的质量都有一定比例关系），那么纯净物中元素之间质量比例关系是怎样的？
设计意图：创设史实情境，让学生进一步理解“纯净物的组成以固定‘量’的形式存在”，并产生探究“纯净物与各元素之间‘量’的关系”的兴趣。
2.2.2 展开定量观察
过渡：教师出示一杯36g的水。
问题1：通过观察、思考，从这杯质量为36g的H2O中，你能说出哪些信息？
设计意图：引导学生展开定量观察。根据教学内容，引导学生从定量视角，独立或经过启发发现有价值的定量问题，并能较清晰地表达所发现的问题。
2.2.3 进行定量分析
问题2：从微观角度来看，水是由一定数目的水分子集聚而成的。请思考：①1个水分子中的氢、氧原子的个数比是多少？氢、氧原子的质量比是多少？其中氢原子的质量分数是多少？（质量分数用百分数表示）②2个水分子、10个水分子、1万个水分子中氢、氧原子的质量比是多少？其中氢原子的质量分数是多少？③这杯水中水分子的氢、氧原子的质量比是多少？氢、氧原子的质量分数各是多少？
设计意图：依据学生的认知思维线索进行定量分析，引导学生从符号到微观、从个体到整体、个体与个体角度进行定量分析，认识物质的微观定量组成，形成“整体个体关系”、“科学计量”、“宏-微-符”表征定量思想和“模型认知”定量方法。
问题3：从宏微联系角度来看，元素是一类原子的总称，元素质量等于该元素原子质量的总和，水由氢、氧元素组成，H2O中氢、氧元素的质量比是多少？H2O中氢、氧元素的质量分数各是多少？（组成物质的某元素的质量在物质总质量中所占的百分含量称为某元素的质量分数）
设计意图：引导学生从“宏-微-符”联系角度进行定量分析，认识物质的宏观定量组成，形成“宏-微-符”定量思想。
2.2.4 形成定量表征，提炼定量思想
问题4：纯净物中元素之间的固定质量关系有两种表示方法，一种是元素质量比，一种是元素质量分数，如何用计算公式来表征？学习“纯净物中元素之间的质量关系”运用了哪些定量思想方法？
设计意图：通过学生讨论，形成纯净物中元素M成的定量表征方法，并提炼形成相关的定量观念。
2.2.5 实践定量观念
问题5：纯净物都有固定的组成，36g水中含有多少克氢，多少克氧？
设计意图：通过设计问题，学生实践定量观念，初步反思评价相关定量观的内涵，了解学生的定量认知情况。
问题6：教材第86页“活动与探究”：①尿素[CO（NH3）2]中原子的个数比是多少？碳元素与氮元素的质量比是多少？氮元素的质量分数是多少？②现有100g尿素，氮元素质量是多少？③测得某一尿素样品中氮元素的质量分数为43.5%，该尿素样品是纯净物还是混合物？
设计意图：依据学生的认知思维线索设计评价性问题，引导学生实践定量观念，促进学生进一步反思评价定量认识，了解定量表示物质组成在工农业生产和日常生活中的价值。
问题7：在H2O和H2O2两种化合物中，与等质量氢元素相结合的氧元素的质量比是多少？
设计意图：设计“宏-微-符”转化的定量问题，突破相关定量思想方法建构的难点。
3 总结与反思
初中学生定量观建构的教学设计是以“问题连续体”作为对话建构的载体、以初中学生应具备的化学定量观水平为发展目标的教学设计。这一教学设计的主要特点为：一是以知识为载体，依据定量观教学设计模型工具来帮助学生建构定量观，二是通过问题解决的一般思维方式来促进学生化学定量认识的发展、建构定量观。
运用该教学设计模型指导教学设计、开展教学活动，需要把握如下三个方面：一是要准确揭示教学内容内隐的、发展化学定量认识的功能价值，并将其融入到课时教学目标中；二是要厘清相关内容的逻辑发展关系，依据学生定量认知发展线索来设计“问题连续体”；三是要厘清具体定量知识与定量思想方法之间的联系，为教学设计提供支撑点。只有明确促进学生定量观发展教学模式的主要特点及注意事项，才能更好地开展教学相关活动，从而培育与发展学生的化学定量观。
参考文献：
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对分子生物学的认识范文6
教学与知识之间有着内在的、天然的、不可分割的联系,所以,教学策略的设计必须针对知识类型的实际。
我国20世纪的化学教学大纲或课程标准都是从知识属性的角度对化学知识进行分类的。从1923年分科设置课程纲要开始,逐渐演变并基本固定为化学基本概念和原理、元素化合物知识、化学基本计算、化学实验以及化学用语等五个方面。恢复高考制度以来的考试大纲一直将化学知识分为“化学基本概念和基本理论、常见元素的单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验和化学计算”等五大类。而新课程高考化学考试大纲,虽然在考试内容部分将化学知识分为“化学科学特征和基本研究方法、化学基本概念和基本理论、无机化合物及其应用、有机化合物及其应用和化学实验基础”等五个方面,但在内容比例部分还基本保留了传统的分类方法。
知识分类就是根据特定的需要和标准,通过比较,把人类的全部知识按照相同、相异、相关等属性划分成为不同类别的知识体系,以此显示在知识整体中应有的位置和相互关系。在知识分类的历史上,不同的知识观有不同的知识分类理论与标准,因而产生了形形的知识分类方式。为了更好地实现教育目标,人们把知识分为事实性的、概念性的、程序性的和元认知性的四大类。
纵观传统的化学知识分类方法和知识分类理论的实际,可以将两者结合起来,并把化学知识划分为物质知识、观念知识和方法知识三大类。其中,物质知识主要属于事实性知识,包括无机化合物及其应用和有机化合物及其应用;观念知识主要属于概念性知识,包括化学科学的特征以及化学基本概念和基本理论;方法知识主要属于程序性知识,包括化学科学的基本研究方法,如化学实验基础和化学计算等。由于中学化学限于原子和分子层面,中学生认识的化学是“在原子、分子水平上识别和创造物质的一门科学”。所以,可以认为在高中化学知识中,物质知识是“识别和创造”的对象,观念知识是“识别和创造”的思想,方法知识是“识别和创造”的工具。物质知识是整个学科知识的基础,也是观念知识和方法知识的载体,观念知识和方法知识既要依靠物质知识的支撑,又能促进物质知识的获取。因此,化学学科要实现促进学生学科素养提升的终极目标,应该从获取化学事实、形成学科观念和掌握科学方法三个维度进行教学策略的设计。
新世纪以来实施的《普通高中课程方案(实验)》为了构建重基础、多样化、有层次、综合性的课程结构,以适应社会需求的多样化和学生全面而有个性的发展,设置了由学习领域、科目、模块三个层次构成的课程结构。据此,《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称《课标》)将科学领域化学科目划分为八个模块,同时又把模块分为必修和选修两大类。下面从物质知识、观念知识和方法知识三个维度,阐述在高中化学必修模块教学中促进学生学科素养提升的相关策略。
二、物质知识维度的教学策略
本文所说的“物质知识”实际就是“元素化合物知识”。在《课标》所构建的课程结构中,必修模块的物质知识主要分布在“化学1”的“常见无机物及其应用”和“化学2”的“化学与可持续发展”两个主题。其中“常见无机物及其应用”对应“单质与无机化合物”知识,“化学与可持续发展”包含“有机化合物”知识。从《课标》的安排和学科知识的逻辑关系看.物质知识是高中化学知识的基础和核心。为了使学生能准确获取物质知识,以便在此基础上生长出相应的观念知识和方法知识,可以采取下列教学策略。
1.在社会生活情境中认识物质知识
由于《课标》对物质知识的处理,突破了传统的物质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,这时,我们可以从学生已有的生活经验出发,引导学生关注身边的物质,将物质知识的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,从而体现物质与自然界和社会生活的密切联系,并且通过对物质知识的学习加深对环境和社会生活问题的理解和认识,使学生直接体会到所学知识的社会价值。如关于氯气性质的教学可以借助液氯泄漏事故报道录像的有关画面进行,以突出基于“社会中心论”的教学思想。
2.以核心概念为指导学习物质知识
为了使学生能借助于一定的基本概念认识无机物的性质及其变化规律,《课标》在“化学1”中安排了物质的分类、氧化还原反应、离子反应等基本概念,并与单质和无机物知识安排在同一主题。限于化学l的模块功能,这些概念虽然是浅显而又有限的,但它们有助于学生对物质知识的理解,并对物质知识的学习具有一定的指导作用,我们在进行教学设计时要领悟《课标》的立意,充分发挥这些概念在学生学习物质知识过程中的指导作用。如钠与水反应生成氢氧化钠时,由于反应物中钠元素和氧元素的化合价都处于最低价态,而氢元素的化合价处于最高价态,所以只能是氢元素的化合价由+1价降低为0价,反应的气体产物为氢气。这一确定钠与水反应气体产物的假说,就是依据氧化还原反应的规律提出的。
3.在已有知识基础上获取物质知识
美国现代着名心理学家奥苏贝尔认为,学习新知识的关键是要建立起新旧知识之间的联系。他曾说,“影响学习的唯一最重要因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点,并应据此进行教学”。因此,要组织学生探究物质知识,应注意从学生已有的知识出发设置相关问题,将学生有效地引入新知识的探究情境之中,从而达成获取有关物质知识的学习目标。如过氧化钠和氧化钠都是钠的氧化物,由于氧元素的化合价不同,所以两者的性质既相似又不同。在过氧化钠性质的教学过程中,可以针对学生已知氧化钠性质的实际,通过对过氧化钠和氧化钠组成与性质的比较分析,并结合有关实验检验等探究活动,使学生获得对过氧化钠性质的认识。
4.按研完的一般思路探究物质知识
物质知识的教学不仅要向学生传授知识,更要教给学生获取知识的方法和思路。如对于SO2性质的研究可以有以下思路:SO2与CO2同属于非金属氧化物,CO2是酸性氧化物,SO2也应具有酸性氧化物的性质;SO2中硫元素的化合价处于其常见化合价的中间价态,所以SO2应该既具有氧化性又具有还原性;SO2是一种新认识的物质,除了根据其类别、组成元素的化合价等推测性质外,还可能具有其他某些特殊性质。然后结合相关实验验证推测的合理性,并形成对SO2性质的全面认识。这样的教学设计可以教给学生研究物质性质的一般思路和方法,从而帮助学生提高学习其他物质知识的针对性和有效性。
三、观念知识维度的教学策略
关于观念知识,高中化学必修教科书按照《课标》的要求和学生的认知规律进行了整体化的设计和编排,主要包括化学研究的物质层次观、化学中的相互作用观、化学变化的形式观、化学反应中的能量观、化学反应的方向和限度观、化学进化观等几个方面。由于学科观念知识不仅是化学学科素养的重要构成部分,而且“具有超越事实的持久价值 和迁移价值”,所以,我们应该在全面把握课程结构中学科观念知识体系的基础上,“围绕学科基本观念进行教学设计”,从而帮助学生形成应有的学科基本观念。又由于观念是客观事物在人脑中留下的概括的形象,化学学科观念通常是在化学事实性知识基础上通过不断的概括提炼而形成的。因此,帮助学生构建学科观念常有观念知识以物质知识为基础和物质知识用观念知识来概括两个基本策略。
1.观念知识以物质知识为基础
运用分类观念不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,发现物质及其变化的规律。为了使学生形成分类的观念,有关分类的内容可以采用以下设计进行教学,以突出观念知识对物质知识的依赖。
学习活动1:结合生活中(图书馆、超市等)分类的事例,思考物质之间具有怎样的关系、应该怎样对物质进行分类的问题。
基本理解:分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学观念。
学习活动2:尝试对已学过的化学物质和化学反应进行分类,并与同学交流。
基本理解:树状分类是根据对象的共同点和差异点,将对象区分为不同的种类,而且形成一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法。
学习活动3:对几组化学物质进行分类,并制作相应的树状分类图和交叉分类图。
基本理解:分类要有一定的标准,根据不同的标准可以进行不同的分类,树状分类法和交叉分类法是常见的分类方法。
2.物质知识用观念知识来概括
乙酸的知识主要属于物质知识。《课标》在“化学2”中要求学生知道“乙酸……的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用”,教科书又将其细化为乙酸的分子结构、酸性、酯化反应及主要用途。显然,这些都是物质知识的内容。在“课程设计要围绕核心观念进行”的理念下,《乙酸》的教学可以从物质知识中概括出相应的学科观念,以体现物质知识是观念知识的基础。
学习活动l:观察乙酸分子的比例模型,认识乙酸分子的结构。
基本理解:物质有一定的组成和结构,乙酸的官能团是羧基。
学习活动2:设计实验证明乙酸具有酸性,并通过实验比较乙酸和乙醇分别与钠反应的速率。
基本理解:有机分子中基团之间存在相互影响,乙酸分子中羟基上的氢原子比乙醇中的活泼,主要是由于羰基的影响。
学习活动3:阅读关于“酒是陈的香”的解释,分析乙酸和乙醇酯化反应的机理。
基本理解:酯化反应属于取代反应,是有机反应的一种重要类型。
学习活动4:观察和体会教师演示的乙酸乙酯的制备实验。
基本理解:乙酸乙酯的制备是可逆反应,实验中需要控制反应的条件。
学习活动5:总结乙酸的化学性质与分子结构的关系。
基本理解:官能团是决定有机物化学特性的基团,乙酸的化学性质主要由羧基决定。
学习活动6:结合生活实践讨论乙酸的用途。
基本理解:化学知识在生活中是有用的,乙酸与人类的生命、营养、健康密切相关。
四、方法知识维度的教学策略
高中化学必修教科书在着力构建物质知识和观念知识体系的同时,根据不同教学内容的特点和学生认知规律.构建了符合学生探究能力发展需要的科学方法体系。其中,有的是让学生在科学探究、思考与交流等活动中练习和运用,有的是让学生通过阅读科学史话进行体会和领悟。在教学过程中,我们应该对教科书中的方法知识体系了然于胸,通过挖掘教科书隐含的方法知识、利用方法知识组织教学内容、运用方法知识解决实际问题等多种途径,有计划、有步骤地落实方法知识的教学,不断提高学生的科学探究能力。
1.挖掘教科书隐含的方法知识
物质知识和观念知识是教科书编写的主线,而方法知识处于相对隐性的地位。如关于卤族元素的性质,教科书是用假说方法组织教学内容的。具体包括:(1)发现问题——卤族元素原子的电子层结构的变化规律与碱金属元素相同,它们的化学性质也能与碱金属元素一样表现出相似性和递变性吗?(2)提出假说——氟、氯、溴、碘在化学性质上也能表现出一定的相似性和递变性。(3)验证假说——获取卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反应等事实材料。(4)得出结论——卤素都是活泼的非金属,随着核电荷数的递增,元素的非金属逐渐减弱。但是教科书对这四个步骤没有具体说明和提示,教学中教师可以对假说方法进行显化,并使学生明确假说是人们根据已有知识对所研究的事物或现象所做的初步解释,它需要证实或证伪,而且科学理论最初都是以假说的形式出现的,并随着科学研究的深入,不断得到修正、完善和发展。这样学生在以后的学习过程中就能比较自如地运用假说方法进行相应的探究活动。
2.利用方法知识组织教学内容
新课程高中化学教科书虽然增大了科学方法的外显力度,但总体还稍嫌不够。因此我们应该适当注意以方法知识为线索组织教学内容,在以物质知识和观念知识体系作为课程内容展开主线的同时设计一个方法知识体系。例如关于“化学2”中“苯”的教学可以将其分解成八个学习任务:(1)用文献方法了解苯的发现和来源;(2)用观察方法认识苯的主要物理性质;(3)用假说方法确定苯分子的组成;(4)在认识苯的凯库勒式的同时感悟直觉思维的意义;(5)用假说方法确定苯分子中没有与乙烯类似的双键;(6)用模型方法认识苯分子的平面正六边形结构;(7)用演绎方法完成苯的取代反应和加成反应的化学方程式;(8)用综合方法对苯的结构和性质形成整体认识。该教学过程突出了方法知识对物质知识获取过程的指导作用,随着教学的深入和学生感性认识的丰富,可以逐渐提高对这些科学方法的要求,最终实现方法知识的教学目标。
3.运用方法知识解决实际问题