和元生物基本分析知识篇1
关键词：科学本质；元素化合物；eC-noS教学模式
文章编号：1005–6629（2013）9–0018–04中图分类号：G633.8文献标识码：B
帮助学生适当理解科学本质是科学教育的重要目标之一，也是培养学生科学素养的核心成分之一[1]。化学教育作为科学教育的一个重要分支，理应承载科学本质教育的任务，主动帮助学生树立科学本质的基本观念[2]。为了更好地完成科学教育中的科学本质教育任务，研究者在坚定“构建一套统一的科学本质内涵体系不仅是可能的，而且是必要的”这一信念的基础上，以“科学活动”为主线，以真实性、可接受性、完整性和认识论为原则，围绕科学活动的发生、过程、方法、结果、评价和主体六个方面，系统构建了一套立体式、全方位的科学本质内涵体系[3]。以上述观点与研究结论为依据，研究者在分别构建了基于化学史内容和化学概念原理的科学本质教学模式（即HoC-noS模式和CCp-noS模式）之后，进一步分析构建了以元素化合物内容为载体的科学本质教学模式——elementCompound-natureofScience（简称eC-noS）教学模式[4][5]，并希望借此进一步促进一线教师更好地实施科学本质教学。
1eC-noS教学模式构建的思路与方法
同HoC-noS和CCp-noS两种科学本质教学模式的构建思路一样，研究者先是利用史料分析和逻辑分析相结合的方法，客观而又真实地揭示出元素化合物内容所蕴含的科学本质观念，并以此为依据分析确定中学阶段中利用元素化合物内容进行科学本质教学的可能性与可行性；紧接着再利用文献分析和文本分析两种具体研究方法，归纳总结出中学阶段元素化合物内容（elementcompound，简称eC）的六个主要特点（即直观性、经验性、客观性、重现性、规律性和双贴性）；最后，再将元素化合物内容自身特点与研究者前期构建的科学本质具体内涵，统一于研究者第一步分析确定的可能性和可行性范畴之内，以最终实现集元素化合物内容特点和科学本质观念于一身的科学本质教学新模式——eC-noS教学模式的合理构建。
1.1元素化合物内容所蕴含的科学本质观念
经史料分析（主要指化学史料的分析）和逻辑分析，我们认为元素化合物内容所蕴含的科学本质观念，主要包括以下十点[6][7][8]：①在科学活动的方法中，观察和推论之间存在着区别，从观察到推论的认识过程并不是一个连续的认识序列；②科学知识必须依赖实验和观察的证实或证伪；③科学是极为严谨的，它建立在实验的基础上；④科学具有解释和预测的功能；⑤科学实验和观察是可重复的；⑥科学知识的获得基于人们对自然界的观察，但人的推理、想象和创造性起着重要作用；⑦科学充满挑战，从事科学活动从来不是一件容易的事，科学又充满奥秘，从事科学活动也决不是一件痛苦的事；⑧充足、确定、可信的证据（事实证据和逻辑证据）与不断地质疑和批判在科学社群评价科学活动结果时有着绝对重要的地位；⑨科学研究中有普遍接受的道德规范，保持记录的准确性、公开性、可重复验证性是多数科学家恪守的职业道德；⑩科学知识只能在一定范围内适用，科学不能解决所有问题。
1.2元素化合物内容六个主要特点的具体内涵
经文献和文本分析（主要指教材文本），我们认为元素化合物内容六个特点的具体内涵如下：①直观性，也就是元素化合物内容最易为人们感觉器官感知和把握的特性；②经验性，也就是元素化合物内容作为人们建构、验证或化学科学各类抽象概念与理论最基本素材的特性；③客观性，也就是元素化合物内容作为化学基本事实的真实存在性；④重现性，也就是元素化合物内容作为直观而又客观的经验事实能够在一定条件下多次重复出现的特性；⑤规律性，也就是看似杂乱的元素化合物内容所具有的内在关联性；⑥双贴性，也就是元素化合物内容与生产生活的密切关联性。
2eC-noS教学模式的构成与流程
综合以上分析，我们构建了eC-noS教学模式，它的构成与流程如图1所示：
2.1分析主题内容，确定教学目标
本环节属于活动定向阶段，其核心任务就是通过确定元素化合物某一特定主题教学所能实现的科学本质目标，为该主题所有教与学的活动指明方向。而确定某一特定主题所能实现的科学本质目标的核心依据，主要包括“元素化合物内容所蕴含的科学本质观念”和“该主题元素化合物的主要内容与具体特点”两个方面。关于第一方面，前文已做过论述，在此不再赘述。关于“该主题元素化合物的主要内容与具体特点”，一线教师则需要在宏观把握中学阶段元素化合物基本内容和主要特点的基础上，具体问题具体分析。
为了帮助一线教师从宏观上把握中学阶段元素化合物的基本内容，我们对现阶段化学课程标准和各版本中学化学教材进行了较为客观的文本分析，结果发现：①中学阶段元素化合物的基本内容主要包括：物质组成（定性与定量两个角度）、物质性质（包括物理性质和化学性质）或者物质变化、物质结构（包括原子结构、分子结构和晶体结构）、物质制备与相互转化等的分析与探索以及物质用途或危害的常识性介绍等五个方面。②每一个元素化合物的主题，都包含以上五方面内容的某一或某几个方面。
事实上，中学阶段元素化合物的五个基本内容，并不是同样份额，同等重要。对大多数元素化合物的主题来说，最能体现科学本质观念的理想内容都是有关“物质性质（包括物理性质和化学性质）或物质变化分析与探索”的部分。这一方面是因为无论哪个版本化学教材在呈现元素化合物时都必然包含“物质性质（包括物理性质和化学性质）或物质变化分析与探索”这一部分内容；另一方面也是因为这部分内容自身蕴含的科学本质观念是最多的。与之相对应，分析探索“元素化合物性质”的教学活动也就是eC-noS教学模式的最核心部分。
2.2联系生产生活，引出性质教学
本环节属于活动启动阶段，其核心任务就是通过对主题引入素材和引入方式的精心选择与巧妙设计，促使教师和学生都把自身的注意力全部集中到eCnoS教学模式的最核心环节——元素化合物性质教学上来，或者说，促使教师的教学活动和学生的学习活动均得到适时、适度而有效的启动。考虑到元素化合物内容具有“双贴性”的特点，因此，“联系生产生活”是教师精心选择该类主题引入素材的最直接思路。至于如何巧妙设计引入方式，要视特定主题内容与引入素材的实际情况具体确定。众多有关教学情境创设的理论与文献，也会为一线教师巧妙设计提供思路与案例。
2.3元素化合物性质教学
本环节属于活动运行阶段，其核心任务就是通过元素化合物性质教学的有序、有效开展，帮助学生在经历、体验、感受“性质知识”获得过程中艰辛与乐趣的基础上，自觉地去感知和领悟蕴藏于这段教学活动中的科学本质观念。其中，“元素化合物性质教学有序、有效开展”是本环节有效实现内隐于该主题中的科学本质目标的关键。为此，一线教师在设计、组织这一片段教学时，理应充分利用元素化合物“直观性”、“经验性”和“客观性”等特点，尽可能让学生在观察、体验或回顾已有体验等直观方法的帮助下，经历对观察现象与各类体验（主要包括“贮存于记忆中已有的”和“当场获得的”两大类）的客观描述、记录、分析、推理、讨论，直至得出结论的全部过程，进而形成对物质性质或变化的基本认识。
2.3.1物理性质教学
（1）实物（或图片）观察和（或）介绍相关经验
进入物质物理性质教学以后，教师应根据主题所涉物质具体情况，能够提供实物的，组织学生观察实物；实物不易提供或实物有毒、危险性较强的，组织学生观察图片；如果受条件限制前两者均不能提供的，教师应充分利用语言技巧生动描述或设计问题帮助学生回忆已有经验。总之，无论怎样设计，让学生尽可能在感知觉的帮助下获得物质物理性质的知识，是本片段教学的基本原则。
（2）描述记录，分析推理，得出结论
引导学生用科学准确的语言和术语，客观描述并认真记录所看、所感、所想、所听，是本片段教学的首要任务。随后，组织学生依据记录结果，分析推理，得出有关物质物理性质的初步认识。
2.3.2化学性质教学
（1）回顾组成元素相关知识
进入物质化学性质教学以后，教师应根据主题所涉物质具体情况，是单质但还没有学习原子结构知识的（这里主要指的是九年级上册化学中的部分元素化合物内容，如氧气），省去这一环节直接进入“设计实验或提供经验事实验证”环节；是单质且已学习原子结构知识的，组织学生回顾该单质组成元素原子的原子结构、元素化合价等知识；是化合物且已知晓其组成的，组织学生回顾常见化合物的主要类型以及该化合物组成各元素的相关知识。
（2）预测单质或化合物的可能性质
在上一片段教学的基础上，引导学生预测单质或化合物的可能性质。在单质化学性质教学时，我们可以利用该单质组成元素的原子结构将该单质归类，如金属或非金属，进而预测该单质可能的性质，或可能发生的具体反应；在化合物化学性质教学时，我们同样可以按照该化合物的元素组成将其归类，如无机物（酸、碱、盐、氧化物等）、有机物（烷烃、烯烃、醇、酚等），进而预测该物质可能的性质，或可能发生的具体反应。
总之，让学生尽可能在回顾、加工已有知识和经验的基础上开始学习物质化学性质，是上述两个片段教学的基本原则。
（3）实验验证
在预测单质或化合物的可能性质以后，紧接着要进行的就是实验验证了。通常，中学阶段的实验验证主要存在两种具体做法，即实验操作直接验证和提供事实间接验证。在具体的元素化合物教学中，这两种实验验证往往结合使用。如果反映物质化学性质的实验操作简单安全、现象明显，则尽可能利用“实验操作直接验证”的方法；相反，如果反映物质化学性质的实验操作复杂或存有安全隐患或无明显现象，则最好采用“提供事实间接验证”的方法。
（4）描述记录，分析推理，得出结论
如果上一环节采用的是“实验操作直接验证”法，那么这一环节教师就应该：首先，引导学生用科学准确的语言和术语，客观描述并认真记录所看、所感、所想、所听；其次，组织学生依据记录结果，分析推理，得出有关物质化学性质的初步认识。
如果上一环节采用的是“提供事实间接验证”法，那么这一环节教师就应该：首先，引导学生准确理解并认真总结有关本主题元素化合物的各种事实；其次，组织学生依据事实总结结果，分析推理，得出有关物质化学性质的初步认识。
2.3.3概括总结，物质性质最终确定
这一环节是元素化合物性质教学的最后一个环节，也是最为关键的一个环节。本环节教学，一方面希望教师能以科学简练的语言再次明确主题所涉物质的物理与化学性质，能用巧妙的设计促使元素化合物教学顺利进入下一环节；另一方面，希望教师能简明扼要地概括和总结学生探究物质性质的过程、方法与结果，帮助学生在“性质知识”获得过程中经历、体验、感受艰辛与乐趣，让学生自觉地去感知和领悟蕴藏于这段教学活动中的科学本质观念。
2.4物质存在形式、制备、鉴定方法、用途或危害等其他元素化合物内容的教学
本环节属于活动拓展阶段，其核心任务是为教师灵活处理不同类型的元素化合物教学预留出可以自由拓展的时间和空间。换句话说，并不是每一主题的元素化合物教学都必须涉及这一环节，都必须涉及这一环节中的每一个内容，用不用这一环节、用这一环节中的哪一部分内容，主要视具体主题内容而定，视具体课时容量而定，视具体教材版本而定，视具体教师安排而定。
2.5联系整合，形成具体物质概念
本环节属于总结提升阶段，其核心任务是通过对“活动运行”和“活动拓展”两阶段教学的反思与总结，帮助学生在清晰再现本课题“物质知识”（包括性质知识和制备等其他拓展知识）及其获得过程的基础上，尽可能将这些“知识”与已有的知识经验联系起来，将这些“知识”整合到自己原有的认知结构当中，从而形成更加清晰、客观而又稳定的具体物质概念。
3eC-noS教学模式的适用范围与研究展望
本文构建的eC-noS教学模式，主要适用于“已知元素组成的某一单质或化合物”的性质教学。由于在中学阶段还存在“分析探讨物质元素组成”或“分析探讨某一类物质性质或变化”以及eC-noS教学模式拓展环节中提到的“物质存在形式、制备、鉴定方法、用途或危害”等其他各类元素化合物内容的教学，因此，分析构建适合这些元素化合物内容的科学本质教学模式将是研究者今后需要进一步研究和探索的重要课题。
参考文献：
[1]aaaS，americanassociationfortheadvancementofScience.Scienceforallamericans.newYork：oxfordUniversitypress，1990.
[2]魏壮伟.“质量守恒定律”的教学设计[J].化学教学，2008，（3）：37～38.
[3][4][5]魏壮伟.基于化学史内容的科学本质教学模式初探[J].内蒙古师范大学学报，2009，22（8）：58～60.
和元生物基本分析知识篇2
【关键词】无机化学元素化学教学方法思考
【中图分类号】o612【文献标识码】a【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0208-02
无机化学是化学、化工、轻工、医药、生物、冶金、材料等专业主要的专业基础课。无机化学按内容划分通常分为基础理论和元素化学两大部分[1]:理论部分包括物质结构(原子结构、分子结构、晶体结构等)、元素周期律、热力学基础、动力学基础、溶液中的各类离子平衡原理等;元素化学部分是按照元素周期表系统地讨论元素及其化合物的制备、性质、反应性、以及它们之间的联系和规律。这就很难避免,在元素化学部分,叙述、纪实性的内容过于集中,虽看懂不难,但掌握好却又不容易。然而,元素化学不仅是无机化学的重要组成部分,而且是培养学生综合学习能力的一种重要的手段。因此,从20世纪90年代起,我国高校化学化工及相关专业纷纷进行元素化学教学的改革,取得了较大的成效[2-6]。笔者就多年的教学实践与体会,浅谈几点对元素化学教学改进的思考和尝试。
1了解现行无机化学教材的特点,科学地灵活组织教学内容
现行的无机化学内容主要分成基础理论和元素化学两大部分。笔者认为,从教材编写的角度考虑,这主要是为了便于教材内容论述及编排的系统性。因而,作为教材的使用者,应该根据教学要求、使用教材的目的和所在学校的实际情况,科学地灵活组织教学内容。因此,元素化学教学研究的重点,亦即当前更值得思考和解决的问题应该是:针对现行无机化学教材的特点,如何将基础理论和元素化学有机结合以及从教学手段和教学方法等方面上改进元素化学的教学,而不是停留在对现行教材的评价上。在教学过程中,我们根据学生的情况(通过了解学生毕业中学的实验条件,了解学生对元素化学知识的感性认识程度以及掌握基础知识的程度等),在讲授理论基础知识时,对于学生难理解不易掌握的基础理论,常采取穿插到元素化学部分中去扩展开来讲解,举学生熟悉的有关的典型的元素及化合物为例,阐述或论证相应理论的概念、定义和应用条件及其范围;而有时在讲授元素化学部分的过程中或讲授完一章或一节的内容时,却又穿插回基础理论部分,组织学生回顾已讲授过的相关理论知识要点,然后引导学生运用这些理论知识对刚学过的元素化学内容进行“理论－性质”的演绎。
2运用基础理论知识,贯穿元素化学内容
无机化学的基础理论本来就主要是在总结了大量元素化学事实的基础上形成的学说演绎而来的,因而运用基础理论知识,贯穿元素化学内容就是将基础理论知识再回到元素化学事实中,预测、分析、解析、说明和论述元素及其化合物的组成、结构特征、性质、制备、反应性以及它们之间的联系和规律。在教学过程中,我们抓住基础理论知识与元素化学知识之间相互联系的三条主线贯穿元素化学内容,从而突出无机化学基本原理在元素化学学习中的应用和指导作用,加深了学生对无机物性质、反应规律的理解以及对无机化学基本原理的掌握。
(1)运用动力学、热力学和化学平衡原理分析和判断物质的反应性能。例如,通过对比卤素单质与水反应的动力学、热力学数据及有关平衡常数,归纳总结卤素单质化学性质及其递变规律。
(2)运用物质结构知识,分析物质性质的变化规律。元素化学涉及到100多种元素及其化合物的组成、结构、性质、用途、制备及其性质变化规律。物质的存在、制备和用途取决于物质的性质,而物质的性质又取决于物质的组成和结构,由此可知,元素化学的着眼点是物质的性质,而其研究内容的核心是物质的组成和结构。因此,在教学过程中,我们抓住物质结构这个核心,根据结构性质用途(或制备方法)这条主线,运用原子结构、分子结构、晶体结构和配合物结构的理论分析每族元素单质及其重要化合物的结构,对物质的性质及其变化规律以及结构与物质物理、化学性质的构性关系进行合理的推断和验证,并由此掌握其主要用途和制备方法。
例如,在讲授铬(Ⅵ)的化合物时,结合“无机化学实验”中相应内容的实验现象和结果,运用原子结构的基础知识――原子结构三要素――核电荷数(有效核电荷数,即核电荷半径比Z/r)、价层电子结构和原子(离子)半径来解释或推断铬(Ⅵ)的化合物的主要性质:铬价层电子结构为3d54S1,因而其+6氧化数为稳定氧化态;Cr(Ⅵ)Z/r值较大(即具有较高的有效正电场),所以铬(Ⅵ)的化合物具有如下的性质:(1)无论在晶体或溶液中都没有简单的Cr6+离子存在,总是以Cro3、Cro42-和Cr2o72-等形式存在(Cr(Ⅵ)具有较高正电场,强烈吸引氧原子);(2)铬(Ⅵ)的化合物都具有颜色(Cro3、Cro42-和Cr2o72-中的铬和氧之间存在较强的极化效应(Z/r值较大的Cr(Ⅵ)对半径较大o2-具有较强的极化作用),致使电子云密度更大的o2-中的电子向Cr(Ⅵ)转移,在转移过程中吸收了可见光的一部分而产生颜色(这种显色机理称为电荷跃迁);(3)Cro3、Cro42-和Cr2o72-在酸性溶液中都具有强氧化性。这是由于Cr(Ⅲ)在酸性介质中亦为较稳定的氧化态,因而+6氧化态的Cr(Ⅵ)容易接受电子而被还原为稳定的Cr(Ⅲ)。而Cro42-在中性溶液中不显氧化性,这是由于Cro42-为稳定的四面体结构,其中的Cr―o键较强,不容易被还原而断裂。
(3)运用电势图解,分析和掌握物质的氧化还原性质。应用元素的元素电势图、自由能－氧化态图和电势－pH图的直观教学手段以及热力学原理,通过看图、分析图,系统、直观地比较同族元素不同氧化态的基本性质及其变化规律,进而讨论不同氧化态物质的相对稳定性、歧化反应发生的可能性、氧化还原反应的方向,使学生从热力学角度深刻理解元素及其化合物氧化还原性质与氧化还原反应的实质,从而使学生能够从更多的侧面去掌握元素化学知识,不再感到枯燥和难记,大大提高了对元素化学学习的兴趣。
3加强元素化学实验,增强从感性的角度掌握物质化学性质的力度
化学实验是化学学科赖以形成和发展的基础,是化学教学中学生获取化学经验知识,揭示化学变化规律和检验化学知识的重要内容和手段。元素化学实验,主要是根据物质的化学性质进行有关的实验,因而做好元素化学实验是学好元素及化合物性质的重要手段。
例如硫化铅的性质实验。在硝酸铅溶液中滴加饱和硫化氢水溶液,离心,洗涤后分离出硫化铅沉淀,加入6mol・L-1HCl溶液,沉淀逐渐溶解。从硫化铅的溶度积常数Kosp=1.0×10-28看,数值很小,难溶于稀盐酸中(按0.01mol硫化铅溶于1dm3盐酸中所需盐酸最低浓度计,盐酸的浓度最低为3×102mol・L-1)。实验与理论相矛盾,此时应以实验结果为准。实际上,实验得到的硫化铅沉淀开始时基本是无定型的,因而可以溶于6mol・L-1HCl溶液中,而溶度积常数对应的难溶物一般为稳定的晶型结构物质。此时,可引导学生将这感性的知识提升到理性知识,指导学生从碳族元素的原子结构及其价层电子结构的特征着手,分析硫化铅难溶的原因以及为什么没有铅的氧化数为+4的硫化铅存在的原因等,继而指导学生以碳族元素为例学习其它主族元素及其化合物的性质及变化规律。又如氢氧化铝的两性实验。在硫酸铝溶液中滴加稀氨水溶液,离心,洗涤后分离出氢氧化铝沉淀,分别加入2mol・L-1HCl和2mol・L-1naoH溶液,氢氧化铝沉淀都溶解了,而用笔者科研用的氢氧化铝(中国铝业公司广西分公司生产的产品)代替在溶液中析出的氢氧化铝做试验时,这工业品氢氧化铝在常温下不溶于稀酸稀碱中,这也与大家所熟知的氢氧化铝为典型的两性氢氧化物不符。这乃因从溶液析出的氢氧化铝沉淀为无定型的,而工业品氢氧化铝,按铝的冶炼工艺要求,为具有一定结晶度的氢氧化铝。
从上述实验看出,一些看似与理论矛盾、与自己熟知的知识不符、模糊不清、印象不深、理解或掌握不透的元素化学知识,通过实验可以使学生从感性的角度进一步加深理解和掌握这些知识。
4理论联系实际,体现StS思想,调动学生的主观能动性
第十届国际化学教育会议提出按照“科学(Science)、技术(technology)、社会(Society)(StS)”思想来组织实施科学教育[6]。StS强调科学、技术与社会的相互关系,重视科学技术在社会生产、生活和发展中的应用。StS教育思想已成为理工科教育的发展方向。其核心就是理论联系实际,理论与实际相结合。对于元素化学教学,StS不仅是一种教育思想,更是一种教育方法与手段,因为“元素化合物”知识是化学中与生产和生活实际联系最紧密的部分,教学中应充分体现这一点。我们的教学实践也说明了这一点:与生产、生活实际结合越密切的化学知识,学生学起来越亲切,越容易掌握,越能充分调动起学生学习的主动性和积极性。在教学中,我们尝试采用从身边的生活说起,即“生活－元素化学知识－生产实际”和从元素化学说开来,即“元素化学－生产实际－生活”的教学方法。
同时,利用广西有色金属矿产资源的优势,我们在教学中常常结合广西有色金属精细化工产品企业的生产实际讲授金属元素的单质及化台物的制备及应用,并利用走出去,请进来的方法,开阔
学生的视野和拓宽知识面,了解理论知识如何应用于生产实践。
通过采用StS教学方法,使学生对一些看起来似乎熟悉可实际上又不了解的元素及化合物变得亲切起来,从而激发了学生学习元素化学的主动性和积极性。
5引入新知识,增强课程的吸引力
21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、信息科学、能源、海洋、空间科学等学科的相互交叉、相互渗透、相互促进中共同发展。.随着科学技术的发展,无机化学一方面继续发展自身,另一方面正在向其他学科如生物、有机、环境科学等方面渗透;另外,冶金、地质、以及原子能工业、电子工业、导航、激光等新兴工业和尖端科学技术的发展又对无机化学提出了新的要求[1]。因此,在组织元素化学的教学过程中,在抓住教材内容的重难点,保正教学计划的前提下,在适当的章节中深入浅出地介绍如下几个方面的新知识、新技术、新领域、新理论、新成果和发展趋势的初步知识:(1)配位化学(d区过渡金属配位化学及其涉及到的配位化学理论、有机金属化学、金属原子簇化合物化学和有关的反应机理及催化动力学等);(2)固体无机化学(无机材料化学:电子材料、陶瓷材料、磁性材料、激光材料、纳米微晶及原子簇材料等);(3)生物无机化学(无机元素的生物学效应);(4)物理无机化学和核化学(放射性化学和核化学)等。尤其是要通过介绍生物无机化学的研究进展,激励大一学生学习元素化学的主动性和积极性。因为目前我国的生物无机的研究总体水平与国际水平还有一定差距,究其原因,最突出的问题是缺乏杰出的青年研究人才。鼓励学生努力学习,争取尽早地成为这国家急需的杰出青年研究人才。
6指导学生改进学习方法,提高自学能力
无机化学是大一学生的基础课,学生刚进入大学,不适应大学的教学规律,学习的依赖性强,自学能力差,尤其是元素化学的学习,一般都感到内容多,抓不住重点,记不住,掌握不了,还停留在中学的学习方法上。根据大一年学生的特点,建立中学化学与大学化学衔接及过渡的平台,遵循大一学生“由浅入深、循序渐进、由表及里、由感性到理性”的认知过程及规律,积极引导大一学生不仅在化学的学习内容上,而且在学习和思维的方法和方式上从中学过度到达大学。
在教学过程中,我们一方面组织高年级优秀学生和优秀教师与大一学生交流学习经验,树立榜样,营造良好的学风,鼓励学生努力学习,积极向上,提高自己的自信心;另一方面,尝试采用以下几种教学方法引导学生改进学习方法,努力提高自学能力:(1)提纲－实验－讲解法。首先根据讲授内容的重难点和需要掌握的知识点提出学习提纲、思考题和目的要求,让学生预习后做相应内容的元素化学实验,然后结合实验现象和结果讲解教材有关的内容;(2)授课－实验－讨论法。首先讲授有关内容的知识后让学生做相应内容的元素化学实验,然后组织学生在课堂上分析、讨论和解释实验现象,验证教材中叙述的相应的元素化学性质,对于一些反常的实验现象则积极引导学习较好的学生通过查阅资料并自己设计做些实验加以分析解释;(3)归纳总结法。在讲授完每一节或每一章后,引导学生在梳理了自己的课堂笔记、作业和实验报告等资料的基础上,运用有关的理论知识对学过的内容进行分析归纳总结。
7搭建研究型学习平台,培养学生综合学习能力
对于为高级年级学生开设的“元素无机化学”选修课的教学,针对学生已掌握了一定理论和元素化学知识,通过组织讨论课、课程小论文报告会等教学活动,使学生能够较熟练地运用基础理论和基本知识分析和解决元素重要的单质和化合物的问题,培养学生思考问题、提出问题和解决问题的能力。同时,通过配置开放实验室、配备指导教师、建立教学科研网络系统以及指导学生参与教师的科研活动等措施,建立理论课程教学、实验课程教学与科学研究三相结合的课程平台。通过这个平台促使学生在无机化学基础理论及相关基础理论和基础知识与当今相关科技发展前沿之间搭建起桥梁,亦即利用这个平台促使学生去揭示有关新的研究成果和发展趋势与无机化学的基础理论及元素化学知识之间的内在关联,亦即利用这个平台促使学生运用化学的基本理论及基本知识联系、解析、演绎和论证一些与元素化学相关的新的研究成果和发展趋势,在较高的层次上,进一步提高学生研究、分析和解决问题的能力。
8结束语
元素化学在化学领域中占有举足轻重的地位。随着化学在各个学科和领域中的相互交叉、相互渗透以及新兴工业与前沿学科的发展,不断对无机化学提出了新的要求。面临挑战,如何改进我们的教学方法,培养出与当今科学技术发展相适应的化学人才是值得我们认真思考的问题。
参考文献
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和元生物基本分析知识篇3
关键词：高三化学；学科知识逻辑架构；学生认知逻辑；SoLo分类评价
文章编号：1008-0546（2016）12-0060-05中图分类号：G633.8文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.12.021
一、问题的提出
高三化学复习一般包括一轮、二轮两轮复习。针对学习基础薄弱的学生群体而言，传统的一轮复习主要以知识梳理和例题分析为主，注重单一知识的巩固和提高，学生成绩一般提升较快；二轮复习主要以知识应用、方法指导和习题训练为主，注重解题指导与训练，但复习效果常常不尽如人意，甚至原地踏步、成绩滑坡，师生都很苦恼，笔者戏称为“高原期反应”。为什么会产生这种现象？问题的根源出在哪里？如何在教学中改进提高这是许多高三师生（特别是薄弱学生群体）面临的困惑和挑战。
笔者通过对学生的个别辅导和调查发现，一轮复习后，学生对单一知识点的应用基本没有困难，但对知识点间相互的联系、推演及相似、易混淆知识点的辨析、迁移、应用等方面存在较大困难。这里折射出学生的认知结构和问题解决所需的知识逻辑结构之间存在一定差距，从而导致对所学知识的不能有效提取、迁移和应用。因此，二轮复习应从学生自身认知结构出发，强化对学科知识结构的再认识、再理解和逻辑架构，从而促进学生认知结构与学科知识逻辑结构相统一，提升学生分析问题、提取所需知识点并加以应用的能力。
在高三二轮复习过程中，笔者采用“在教师指导下小组合作的方式，学生自我架构学科单元知识逻辑结构教学”，逐步厘清重点知识结构间的联系和区别，在实践中取得了很好的效果，所教学生在二模统考中一直遥遥领先同类学校。
二、理论依据
1.知识结构化有利于学习记忆
认知心理学认为[1]，记忆是对输入信息的编码、储存，并在一定条件下进行检索和提取的过程。记忆的过程如图1所示[2]。
从图1可以看出，记忆包括“感觉登记系统、短时记忆系统和长时记忆系统”三个系统。其中，短时记忆的核心控制过程包括“复述、组块、编码和提取策略”等，最终形成反应输出，也是短时记忆与长时记忆相互转化的关键过程。
为了解决知识的存储与提取问题，认知心理学家一直将知识的结构化问题作为研究的重点之一，提出了很多观点[2]。研究证明，若把所学的知识要素按其相互作用、相互联系的方式和秩序组合起来，使知识由繁杂变成简化概括，能使学生对知识的体系和结构产生形象化的感觉和认识，有利于学习记忆。相反，若知识孤立地存储，相互间不能建立有效的联系，就会大大增加工作记忆的负担，势必给提取造成很大的困难[3]。
2.知识逻辑架构是SoLo分类评价的高级目标
SoLo是指可观察到的学习结果的结构。SoLo理论最先由澳大利亚著名教育心理学家比格斯等提出。该理论将学生学习的结果根据回答问题的情况不同由低到高分为五个不同的层次，即：前结构、单点结构、多点结构、关联结构、拓展抽象结构等[4]，其基本内涵用图2表示[5]。其中，前结构是指逻辑混乱，没有形成对问题的理解；单点结构是指只能联系单一事件进行概括；多点结构是指能联系多个孤立事件，但未形成相关问题的知识网络；关联结构是指能够联想多个事件，并能将多个事件联系起来进行概括；拓展抽象结构是指能够进行抽象概括，结论具有开放性，使得问题本身的意义得到拓展。
对照图2可知，对多数薄弱学生而言，经过高三化学一轮复习后，绝大多数学生学习的结果层次超过了前结构和单点结构，少数学生可以达到多点结构，很少有学生会达到关联结构和拓展抽象结构。因此，二轮复习的重点目标就是让更多的学生达到多点结构、关联结构甚至抽象拓展结构的学习层次。
因此，从学生自身的认知结构出发，梳理单元核心知识，把所学的一个个孤立的知识点建立联系，从而架构具有知识逻辑结构顺序的知识网络，明确知识之间的发展与衍生关系是实现多点结构、关联结构和拓展抽象结构学习水平的重要途径。
3.学生认知逻辑结构与学科知识逻辑结构相互促进
逻辑包括形式逻辑与辩证逻辑，形式逻辑包括归纳逻辑与演绎逻辑，辩证逻辑包括矛盾逻辑与对称逻辑。就学生而言，认知逻辑结构简言之就是学生头脑中对知识的直观反映，它是学生在某一学科的特殊知识领域内的观念的全部内容及其组织。学科知识逻辑结构泛指学科规律，包括学科思维规律和学科客观规律。两者在高三二轮复习中的关系及作用归纳如图3所示。
不难看出，高三化学复习的两大主要目标是知识巩固和能力提升，但两者是相辅相成的、互相促进的。学生认知基础上的学科知识逻辑结构的架构是二轮复习中达成多点结构和关联结构目标的关键所在。
三、教学实施与案例
学科知识逻辑架构教学是基于学生认知基础之上的一种师生互动、小组合作，共同分析单元知识结构，逐步构建知识逻辑层级（核心主干知识、一级分支、二级分支、…），从而达到对知识内容的结构化存储、理解和应用的一种教学方法。知识逻辑架构的主体是学生，研究分析学科知识逻辑是基础，学生认知结构的提升是关键。教师需要引导学生注重从以下几个方面进行教学。
1.实施原则――知识为基、认知为本
学科知识逻辑架构的基本原则是以学生认知逻辑为基础，遵从学科单元知识特点循序渐进进行。如对元素化合物知识而言，教学中一般遵守“结构、性质、制法和用途”的逻辑顺序，既符合元素化合物知识本身的逻辑结构，又符合学生的认知结构顺序，即“结构决定性质，性质、制法共同决定用途”。因此，在元素化合物知识的结构化过程中，时刻遵守“学生认知顺序为本”的原则进行，遵守“先结构后性质、先元素后单质、先单质后化合物”这样由简入繁、步步深入的认知顺序，架起认知逻辑基础上的知识逻辑结构体系。下面就以元素化合物“氯”为例。
就氯气的物理性质而言，颜色（黄绿色）是它的特征之一，易液化又是它的物理特性之一，液化得到的物质称为“液氯”，仍属单质氯，工业上一般把氯气液化后通过钢瓶进行储存、运输和使用，给人类带来很多的便利；同时，正因为氯气在水中的可溶性（约1∶2）造就了它可以用作自来水的杀菌消毒作用；而氯气溶于水得到的物质称为“氯水”，属混合物。学生在知识逻辑的架构过程中，不断地分析、思考并加以辨析该物质与“液氯”在成分、性质等的区别与联系。
氯水的组成和性质也是本单元非常重要的一个内容，可以通过教师指导下的学生实验进行总结完成表1，学生在实验的基础上不断拓展对氯水成分和性质的认知结构，进而完善与“氯水”性质相关的知识逻辑结构，如氯水的酸性、漂白性、强氧化性、不稳定性等，最后学生完成氯单元知识结构（图4）。
2.实施目标――分类合理、结构优化
学科知识逻辑结构架构教学的最终目的是提升学生对知识的提取、迁移、推演等综合应用能力。为此，教学中要对单元知识内容进行合理分类，不断优化知识结构。如对化学实验单元而言，从化学实验的研究内容看，它主要研究物质组成、结构和性质及变化规律、制备等的方法和操作；从实验的目的来看，主要结合生活和生产需要分为分析实验、制备实验、性质实验及探究实验等。高中阶段主要学习物质的定性检验（离子检验、物质鉴别和物质的检出）、定量测定（气体法、重量法和滴定法）、典型物质的制备、物质性质探究等，这些内容相互间具有一定的联系。学生通过分析可知，实验从定性到定量，从性质探究到物质制备，对实验者操作的要求越来越高，对实验方法和条件的选择越来越深入。
从学生对实验仪器的认识、基本实验操作原理的理解、实验方法的优化等提升学生对化学实验内容的认知提升，不断构建属于化学研究需要的实验知识逻辑结构体系，突出实验重点，达到理论与实践的统一，具体如图5所示。
其中，物质的检验是高中化学实验的重要内容之一，学生再根据所学内容进行知识结构的细化（如图6），做到结构层层深入、内容不断具体，形成完整的知识逻辑结构体系。
3.实施方法
（1）宏观视角、学科立意
学科知识逻辑结构是基于学生认知基础之上的宏观结构表现。教学中要从核心知识着眼，逐步深化拓展知识结构，把第一轮复习过程中的知识进行整合、内化、发展、表达，形成“主干清晰、枝干有序、结构丰满”的学科知识逻辑架构，构建具有清晰思维逻辑结构的学科逻辑“树”。其中，高中化学知识整体逻辑结构框架是最先需要架构的，这将对后续的架构教学起到总领和示范作用。首先从研究对象“物质”出发，揭示化学是一门自然科学；再从研究的内容出发得到化学这一学科的内涵，即研究物质组成、结构、性质及其变化规律的科学，最后不断对知识进行分类延伸得到如图7所示的知识逻辑结构。
（2）突出主干、有序发展
学生的认知结构随着学习的深入将不断向前发展，在教师指导下不断地得到优化，在同伴的互助下不断完善，在自我否定的过程中不断提升。教学中，教师可以先让学生在整体理解单元知识的前提下，独立分析单元知识之间的关系，寻找单元主干知识，建立单元知识的主干结构，再进一步拓展知识结构层级。如，在“化学反应速率与化学平衡”单元的二轮复习中，学生在构建图8的基础上，再进一步完善拓展，如图9所示。
（3）分析教材、问题引导
知识的架构离不开问题。在系列递进性问题的指引下，按步骤设计知识结构所必需的知识模块，一个问题的解决过程就是一个知识模块的习得过程。如，元素周期律是化学的基本原理之一，对元素化合物的学习具有十分重要的指导意义。教学中首先要分析教材内容的编写顺序、知识逻辑结构以及概念的阐述方式等，厘清单元知识间的逻辑结构和概念间的上下位关系及其关联性。
通过分析教材的知识逻辑顺序后不难发现，教材在内容主题的编写上相互联系，层层深入，这也恰好与学生的认知结构顺序相一致。教学中以“问题”的形式点燃学生的思维火花，如，什么是元素周期律？元素哪些性质具有周期性？为什么会产生周期律？如何用科学方法体现周期律？周期表如何体现周期律？周期律学习的意义何在？在系列递进性问题解决的过程中，依次架构元素周期律的概念、内容、本质和规律及周期表，如图10所示。学生的认知逻辑与知识逻辑结构逐渐趋向统一。
（4）注重逻辑，厘清关系
学科知识逻辑结构的本质属性是“逻辑性”。在知识构建过程中，要指导学生先对单元知识进行整理归纳，按照自身认识顺序和知识逻辑发展顺序整理分类单元主干知识、知识的上下位关系、知识的包含关系、知识的衍生关系等，如在物质的量单元知识复习中，教学中可以围绕这样几个问题展开。①物质的量是什么？学生的回答往往是摩尔，再问摩尔是什么？学生往往会说摩尔就是阿伏伽德罗常数。由此可以看出，学生常常把“物质的量”这个物理量与物质的量的单位“摩尔”两者混为一谈，把物质的量的单位与具体微粒个数混为一谈。说到底，学生对物质的量的作用、为什么引入物质的量不清楚。因此，教学中对该内容的知识与概念的逻辑关系的构建和梳理相当重要。②为什么要引入物质的量？从生产实践来看，宏观物质的质量是可控的，但具体到微观的化学反应而言，微粒间的反应实质是微粒之间按一定个数比例进行的。如何把宏观质量和微粒个数联系起来？这里就需要一座桥梁――物质的量。因此，物质的量的引入起初就是要解决质量与微粒个数间的换算。这里自然产生两个问题：一是对相同的物质而言，质量与微粒个数成正比关系；二是对不同物质而言，微粒个数与质量有何关系？由此物质的量应运而生。③单位物质的量的微粒个数和物质质量分别是多少？科学进行测定不同物质发现，单位物质的量的物质所含的微粒个数均相同，即阿伏加德罗常数个（na），而单位物质的量的质量却不一定相同，但数值上与该物质的式量相当，这就是摩尔质量。通过对这些概念的分析，学生不难得到几个概念的逻辑关系结构如下图11所示。
学生在上述概念逻辑架构完成后，进一步分析并建立概念之间的相互关系。学生始终围绕“物质的量”这个核心“桥梁”，建立互为一体的网络关系图（图12），并用关系式和化学符号进行表征，即n====cV。网络图的构建也是知识逻辑结构教学的重要环节，主要解决同级或不同级知识之间的相互联系与转换应用。
四、结论与建议
在学生生认知结构基础上的学科知识逻辑结构的构建对高中化学概念与理论、元素化合物及化学实验等内容的教学均具有很好的普适性。对学生有序构建学科知识体系、高效提取学科知识和应用的能力，促进学生钻研知识分类和概念的理解具有不可替代的作用。
教学过程中要注意循序渐进的原则，充分发挥师生的共同作用。教学中要克服两种倾向。一种是忽略教师的指导作用，导致课堂效率低下；另一种是不注意调动学生的积极性和主动性，避免越俎代庖或一讲到底，教学流于形式。
教学中要时刻关注学生的认知反馈和综合表现，及时给予指导和必要的教学调整。学生的知识基础、认知水平、构建能力与方法、课堂的参与度等都是教学中需要重点关注的问题。
课堂中需要做好异质分组（认知水平、性格特点、性别等）、任务引领和问题引导，千方百计调动学生做好课前准备、参与课堂讨论、坚持课后总结完善。同时适当精选一些应用性习题加以训练巩固，形成符合二轮复习阶段性特点和学生需求的架构教学课堂。
参考文献
[1]张厚粲译.教育心理学[m].北京：中国轻工业出版社，2003：243
[2]王祖浩等.化学教育心理学[m].南宁：广西教育出版社，2007：86
[3]刘淑花.促进知识结构化的高三化学复习教学研究[D].山东师范大学硕士学位论文，2013
和元生物基本分析知识篇4
1.题设情景新颖、鲜活，密切联系自然和生产、生活实际，考生要从情景中提取有用信息，通过分析综合，理解题意，理出解题思路。
2.突出原理概念对元素化合物知识学习、研究的指导作用。
涉及元素化合物的许多试题，实际上是以元素化合物为载体，考查考生对概念原理的理解程度和灵活运用能力。考生要用已学原理知识分析、思考题目给出的元素化合物的组成、结构或变化信息，依据物质的组成、结构和变化的客观规律来分析解答。
如2011年高考天津卷理综7题，给出元素单质和化合物的一些基本信息和变化关系，要求考生判断物质的化学键类型、电子式、物质反应的热化学方程式等。又如，2011年全国理综Ⅱ卷27题，提供铝热反应、温室气体等信息，要求考生正确书写反应方程式，Co2的电子式和空间构型及其相关计算。2011年福建理综卷23题，考生必须灵活运用氧化还原反应的有关原理，结合题设给出的各物质中元素价态的变化，对反应中电子转移、物质的量的变化作分析判断。如果考生没有正确理解化学概念和原理，生搬硬套，就可能导致错误解答。
3.强化化学用语运用技能的考查。描述元素化合物的组成、结构、变化，离不开化学用语的使用和正确书写。化学用语的书写不仅仅是技能、技巧问题，还涉及有关物质结构、反应原理的理解，以及所要描述的化学事物性质和变化的认识。因此，化学用语使用和书写的试题，能有效考查考生对基础知识、基本技能的掌握程度和综合运用能力。
4.以元素化合物性质、变化为主要内容的实验试题，注重考查考生能否依据题目的情景、所涉及的元素化合物的组成性质知识，理解实验原理，灵活运用实验知识技能保证实验成功，达到实验目的。
2011年北京理综卷27题，用实验装置图和对实验现象的描述，考查So2的制取、性质、反应原理和用n2排除装置中的空气的有关问题。考生要正确回答这些问题，必须全面了解实验过程，理解实验原理，联系平时实验的经验，灵活运用实验知识技能，在头脑形成清晰的实验图像。如果考生平时学习缺少实验操作经验，解答就会发生困难。
5.试题以元素化合物间的转化、反应为线索，综合考查考生化学知识、技能的掌握和运用能力。
2011年的试题中有不少综合试题设计巧妙，题目情景并不繁杂，却能达到综合测试考生能力的作用。全国Ⅱ卷理综29题，设计了实验室制取Cl2和no的装置，考查气体的制取、收集、反应原理、尾气处理等知识。对考生的化学知识、技能的掌握和运用能力要求较高。重庆卷27题，从nH3的制取、nH3的还原性、氨水的碱性等提出问题，考查多项实验、计算技能，并从中了解考生对基础知识的掌握程度。
二、正确看待元素化合物知识的教学
元素化合物的学习研究是化学学习和研究的基础，元素化合物知识是初等化学的核心内容。通过典型的元素及其化合物的学习可以帮助学生认识：物质世界是由化学元素构成的，物质元素组成和微观结构的差异，形成了多种多样的物质，元素在物质中的存在形态与化学环境对物质性质也产生了一定的影响；化学不仅有助于人类认识物质世界，还可以通过化学反应合成新物质；学习、研究物质的组成变化需要掌握一些最基本的化学符号系统、化学学习和研究的基本技能、基本方法。元素化合物的学习还为化学概念原理的学习提供了丰富的感性知识。
传统的中学化学课程，元素化合物知识教材量较大，并结合化学实验，比较详细而系统地进行了学习。高中化学新课程元素化合物知识系统学习的分量大大减少，只在《化学1》中作比较集中的介绍。而化学概念、原理的教学内容相应拓宽，并加强了探究学习能力的培养。新课程元素化合物教学内容向少而精变化，是化学科学发展对中学化学教学内容选择影响的反映。随着化学科学的发展，特别是物质结构、化学热力学等理论研究和方法、手段的进步，中学化学教学的主要内容必然要发生变化：在学习宏观物质的组成、变化内容的同时，融合并加强了微观结构与反应原理规律的学习，突出了化学从原子、分子层次研究物质的特点。由于学习内容拓宽，学时和教材篇幅又不能无限制的增加，元素化学的教学内容就要压缩，力求“少而精”。然而，这并不意味着要削弱元素化合物的教学。相反，新课程的实施，加强了化学教学内容与生产生活、自然界中与化学有关事物的联系，拓宽并加强了概念原理的教学、探究能力的培养，将有利于学生从较高的层次上把握元素化合物的知识，提高学生从各种信息渠道主动地获取元素化合物知识的能力，提高化学学习和研究的综合能力。
对2011年高考试题的上述分析，说明中学化学新课程的实施有利于学生应对以综合能力测试为重点的高考化学考试。
三、研究新课程元素化合物教学的策略
在有限的元素化学教学时，要达到元素化合物教学的要求、体现元素化合物教学的价值，是新课程面临的新问题。用什么样的理念指导元素化合物的教学，怎样进行元素化合物的教学，高考试题在这方面给出了有益的启示。
在新课程的元素化合物教学中，需要帮助学生从具体元素化合物的感性知识、素材中把握学科知识的内在系统，尽可能联系所学习的概念、原理知识，揭示现象的实质，不能只重视知识材料的记忆、归纳。同时，要帮助学生把握分析问题的方法，从题目的分析、解答中理出更为适应思考问题的思路、解决问题的通法，不宜让学生形成机械模仿、生搬硬套的学习方式和思维惯性。
和元生物基本分析知识篇5
化学是一门九年级刚开设的新课程，与生活的联系较多，学生学习的热情较高，教师应正确引导，以期在中考中取得好的成绩。本期担任九年级1、2班的化学教学任务，这些学生基础高低参差不齐，有的基础较牢，成绩较好；当然也有个别学生没有养成良好的学习习惯、行为习惯。教师要做好每一个学生的工作，使他们在各自原有的基础上不断发展进步。
二、教材分析
九年级的化学教材分为上下两册，其中上册为本期的教学内容，它由七个单元组成：
第一单元走进化学世界从三个方面向学生介绍了化学是一门以实验为基础的自然科学，通过一些日常生活中的化学现象将学生带入化学的殿堂，从而很自然地接受这门新的课程，并激发了学生的学习兴趣。第二单元我们周围的空气首先从学生最熟悉的物质空气着手，研究了空气的组成，学习了空气中与人生命息息相关的一种气体——氧气，并探究了氧气的实验与工业制法。第三单元自然界的水从水的组成，导入到微观世界，了解了分子和原子，为使书本知识与实践有机地结合起来，又对水的净化与水资源的保护进行了分析。
第四单元物质构成的奥秘这一单元抽象地向学生介绍了物质的微观构成，使学生学会去理解物质是怎样构成的，为今后的探究打下基础。
第五单元化学方程式这一单元让学生懂得物质不生不灭的道理，学会写化学方程式，并初步引入了化学计算。
第六单元碳和碳的氧化物从学生比较熟悉的碳元素组成的一些物质着手，对形成物质最多的一种元素进行学习，并探究了二氧化碳的制取。
第七单元燃料及其利用从燃烧的现象开始，去探究燃烧的条件，同时得出灭火的方法。让学生从身边去发现化学知识，了解燃料的种类以及燃烧对环境的影响。
三、教学总体目标
义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生的科学探究能力，使学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能；引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感，提高未来公民适应现代社会生活的能力。
四、教学具体目标
通过一学期化学课程的学习，学生主要在以下三个方面得到发展。
知识与技能
1.认识身边一些常见物质的组成、性质及其在社会生产和生活中的应用，能用简单的化学语言予以描述。
2.形成一些最基本的化学概念，初步认识物质的微观构成，了解化学变化的基本特征，初步认识物质的性质与用途之间的关系。
3.了解化学与社会和技术的相互联系，并能以此分析有关的简单问题。
4.初步形成基本的化学实验技能，能设计和完成一些简单的化学实验。
过程与方法
1.认识科学探究的意义和基本过程，能提出问题，进行初步的探究活动。
2.初步学会运用观察、实验等方法获取信息，能用文字、图表和化学语言表述有关的信息，初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。
3.能用变化与联系的观点分析化学现象，解决一些简单的化学问题。
4.能主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
情感态度与价值观
1.保持和增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。
2.初步建立科学的物质观，增进对"世界是物质的""物质是变化的"等辩证唯物主义观点的认识，逐步树立崇尚科学、反对迷信的观念。
3.感受并赞赏化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用，关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。
4.逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。
5.发展善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神。
6.增强热爱祖国的情感，树立为民族振兴、为社会的进步学习化学的志向。
五、具体措施
(1)加强实验教学
化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成概念，获得知识和技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。因此，加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环。在教学中，要坚决防止只重讲授、轻视实验的偏向。在实验教学中，要注意安全教育，要教育学生爱护仪器，节约药品。
(2)加强化学用语的教学
元素符号、化学式和化学方程式等是用来表示物质的组成及变化的化学用语，是学习化学的重要工具。在教学中，要让学生结合实物和化学反应，学习相应的化学用语，结合化学用语联想相应的实物和化学反应。这样，既有利于学生记忆，又有利于加深他们对化学用语涵义的理解。还应注意对化学用语进行分散教学，通过生动有趣的学习活动和有计划的练习，使学生逐步掌握这些学习化学的重要工具。
(3)重视元素化合物知识的教学
元素化合物知识对于学生打好化学学习的基础十分重要。为了使学生学好元素化合物知识，在教学中要注意紧密联系实际，加强直观教学，实验教学和电化教学，让学生多接触实物，多做些实验，以增加感性知识。要采取各种方式，帮助他们在理解的基础上记忆重要的元素化合物知识。在学生逐步掌握了一定的元素化合物知识以后，教师要重视引导学生理解元素化合物知识间的内在联系，让学生理解元素化合物的性质，制法和用途间的联系，并注意加强化学基本概念和原理对元素化合物知识学习的指导作用。
教学进度安排:
第一周、第二周（9.1~9.9）绪言、物质的变化和性质，化学是一门以实验为基础的科学。
第三周（9.10~9.16）：走进化学实验室（参观化学实验室，怎样进行化学实验，怎样设计实验）、单元测试。
第四周（9.17~9.23）：空气、氧气。
第五周（9.24~9.30）：制取氧气，单元测试。
第六周（10.1~10.7）：水的组成、分子和原子、水的净化。
第七周（10.8~10.14）：保护水资源、最轻的气体、单元测试。
第八周（10.15~10.21）：原子的构成、元素、离子。
第九周（10.22~10.28）：化学式与化合价、单元测试。
第十周（10.29~11.4）：期中复习及考试、试卷分析
第十一周（11.5~11.11）：机动
第十二周（11.12~11.18）：质量守恒定律、如何正确书写化学方程式。
第十三周（11.19~11.25）：利用化学方程式的简单计算、单元测试。
第十四周（11.26~11.2）：金刚石、石墨和C60、二氧化碳制取的研究。
第十五周（12.3~12.9）：二氧化碳和一氧化碳、单元测试。
第十六周（12.10~12.16）：燃烧和灭火。
第十七周（12.17~12.23）：燃料和热量、使用燃料对环境的影响。
第十八周（12.24~12.30）：石油和煤的综合利用、单元测试。
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1化学教师课程知识的内涵与结构
1．1教师课程知识的内涵与结构舒尔曼把课程知识描述为教师的“职业工具”［2］，意思是指每一学科可用的材料和程序。这是最广泛意义上的课程知识，即为学生设置的全部课程、学习的编程和用来教授每一学科的各种课程资料，以及用来教授课程各方面的材料和资源等。课程论专家古德莱德把课程区分为5个层次［3］，认为课程知识既包括“理念的课程”（诸如政府、基金会或特定的专业团体探讨的课程问题、提出的课程变革方向）和“正式的课程”（由教育行政部门规定的课程计划、课程标准和教材），又包括“理解的课程”（学校教师对正式的课程加以解释后所认定的课程）、“运作的课程”（教师在课堂教学中实际执行的课程）和“经验的课程”（学生实际学习或经验的过程）。台湾学者单文经将教师的课程知识分为纵横两面的课程知识［4］。横面的课程知识，是指教师必须了解学生在同一时间内所学习其他各科的内容，以便在教学上做横向的贯通；纵面的课程知识，则是指教师必须了解学生在同一学科的内容上，过去曾经以及未来要学的教材主题及概念，以便在教学上作纵面的衔接。范良火将教师的课程知识分为教材知识（主要是关于教科书）、技术知识（主要是关于多媒体）以及其他教学资源知识（主要是关于教辅材料）等3部分［5］。随着课程概念的不断发展和丰富，课程知识的范围更加广阔，包括课程目标的确定、课程内容的选择和组织、课程实施、课程评价、课程开发和管理等一系列活动。教师课程实践的基本活动是以课程标准为指导，以教科书为内容资源、任务资源和活动资源，结合学生学习需要进行的认知性实践活动。因此，从教师课程实践的基本活动来看，教师课程知识中最为核心的是课程标准知识和教科书知识。
1．2化学教师课程知识的内涵与结构化学教师的课程知识按照其功能可以分为理解性的化学课程知识、实施性的化学课程知识、评价性的化学课程知识。理解性的化学课程知识，主要是指对于化学课程目标、课程结构、课程内容及其基本关系理解的课程知识。实施性的化学课程知识，主要是指依据课程标准确定教学目标，将内容标准的表述性要求转化为学生的学习要求，对教科书进行教学分析，选择课程资源，并在此基础上进行有效教学设计的知识。评价性的课程知识，主要是指依据课程标准对学生的化学学习效果进行评价的知识。化学教师关于化学课程的知识具有年段性、时段性、区域性和发展性。年段性指的是初中化学教师主要关注的是初中化学课程知识，高中化学教师主要关注的是高中化学课程知识。时段性指的是课程标准和教科书在一个时段是相对稳定的，一旦进行课程改革，或进行课程标准调整，或进行教科书变化，教师关于化学课程的知识就必须做出重大调整。区域性指的是在不同地区的学校所选用的教科书版本是不同的，教师的课程知识存在着区域性差异。发展性指的是教师的课程知识是随着教师的教学经验不断发展的，这种发展是永恒的。我国现阶段高中化学教师的课程知识分为3个层次：第一层次，关于化学课程总体目标和宏观课程结构的知识。高中化学课程作为科学学习领域的一个主要科目，是科学教育的重要组成部分。总体目标是从化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3个维度进一步提高学生的科学素养。高中化学课程由2个必修模块（化学1、化学2）和6个选修模块（化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学）构成。第二层次，关于各化学课程模块的目标和教科书基本结构的知识。高中化学必修课程模块是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程，具有在义务教育化学课程基础上进一步发展学生化学素养，同时为每个高中生未来的个人发展奠定良好基础的双重意义。化学必修模块的目标是：认识常见的化学物质，学习重要的化学概念，形成基本的化学观念和科学探究能力，认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互关系，进一步提高学生的科学素养。选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。选修课程在提高学生科学素养的总目标下各有侧重。如“化学与生活”模块的目标是：了解日常生活中常见物质的性质，探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识，以及运用化学知识解决有关问题的能力。“物质结构与性质”模块的目标是：了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。高中化学教科书是按照模块进行编写的。每一模块教科书的结构总体上是与主题相对应的。不同版本的教科书在结构上又有自己的特点。如人教版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“从实验学化学”，第二章“化学物质及其变化”，第三章“金属及其化合物”，第四章“非金属及其化合物”。鲁科版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“认识化学科学”，第二章“元素与物质世界”，第三章“自然界中的元素”，第四章“元素与材料世界”。第三层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。课程标准的“内容标准”规定了特定化学课题内容的教学要求，这是确定具体化学学习内容和学习要求的依据。特定课题的教科书组织是依据课程标准将特定课题内容具体化，考虑到学生的一般认知规律，按照认识活动的方式进行编写的。教科书是教师进行教学活动设计的主要资源，包括内容资源、情境资源、任务资源、活动资源、话语资源和教学表征资源等等。初中化学教师的课程知识分为2个层次：第一层次，关于化学课程目标和教科书基本结构的知识；第二层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。在化学教师的课程知识结构中，前一层次的课程知识对后一层次的课程知识起着指导定位作用，教师关于特定课题课程标准要求的把握和教科书组织的课程知识直接影响着教师的具体课程实践。
2教师课程知识发展的基本理论
理解性实践是教师课程知识发展的根本途径。首先，理解是教师课程知识发展的基础。教师实施课程的前提是教师对课程的理解。影响教师课程理解的因素主要有3个：（1）教师对化学科学的理解。教师对化学科学的理解影响着教师课程知识的发展。以初中化学课程标准中的5个基本主题为例，化学科学认识的基本问题是“物质及其转化”，因此“身边的化学物质”和“物质的化学变化”就自然成为2个基本的主题。化学科学认识的基本活动是科学探究，因此“科学探究”成为化学课程的重要主题。化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识有2大基本任务：一是探寻“物质及其转化”的基本规律，一是建构“物质及其转化”的科学理论。从问题性质来说，既要探讨“物质及其转化”有什么规律，又要探讨“物质及其转化”为什么会呈现这样的规律。从方法论上来说，为了对复杂的物质及其转化世界形成有序的认识，化学学科采取了独特的认识视角———元素视角。物质按照元素组成可以进行分类，组成相似的物质性质上具有相似性。因此，在“身边的化学物质”主题中，在认识具体物质的基础上，进一步认识金属、酸、碱、盐等类别物质的性质相似性。为了解释“物质及其转化”的事实和规律性，化学科学在认同分子、原子等微观粒子存在的基础上建构了相关的化学科学理论。因此，化学课程中就需要安排“物质构成的奥秘”这一主题。前4个主题是围绕化学科学本身的理解设定的，“化学与社会”主题是从化学与社会的关系角度来设定的。如果教师对于化学科学没有很好的理解，就不可能很好地理解5个主题及其基本关系。其实，高中化学必修课程的内容主题及其选修课程的结构就是围绕这样的基本理解形成螺旋递进的认识阶梯。（2）教师对教学的理解。教师对教学的理解制约着教师课程知识发展的思维方式。教学是一种有目的的认识活动，是以学科的标准和目标为依据的，这是教学的内在永恒法则。教学活动的本质任务就是知识传承和理性训练，在此基础上实现素质的发展和能力的培养。化学教学的根本任务就是以理解具体化学内容为基础，使学生达到对化学科学的理解。因此，化学教师的基本教学活动就是将自己理解的化学知识“转化”为学生理解的化学知识的过程。教师为了实现这一“转化”，就必须思考课程标准中相关内容标准的要求是什么？教科书对于相关的具体内容有哪些？这些具体内容的学习要求是什么？这些内容学习对于学生的化学理解有什么意义？怎样判断学生们是否已经理解了这个课题，理解到了什么程度？教科书有哪些可利用的的教学表征资源等等。（3）教师对学生学习的理解。教师对学生学习的理解制约着教师对教科书的教学分析。学生的学习有2条重要的原理：第一，学习需要原理。学生的学习是在产生学习需要的情况下发生的，这种学习需要往往是通过学习任务的挑战性来激发的。学习任务设计得太难或太容易都不能起到激发学习需要的目的。第二，有意义学习原理。有意义学习的基本要义是，当新的学习内容发生在原有学习经验基础之上的时候，能够发生知识间的有意义联系。按照学习需要原理，教师需要对教科书进行任务分析，充分利用教科书资源，设计能够促进学生“最近发展区的发展”的学习任务，以激发学生的学习需要。按照有意义学习原理，教师的教学设计要尽可能地将新的学习活动发生在原有的学习基础之上。这就要求教师把握教科书内容的基本结构，教学设计要尽可能考虑前后知识间的联系。需要强调的是，学生的化学学习活动也是一种科学认识活动，这是学生化学学习的一个重要特征。教师需要对教科书进行活动分析，充分利用教科书“活动”类资源，设计学习活动。其次，教师课程知识的发展是在教学实践中建构的。从知识性质来说，教师的课程知识是指向教学实践的。从知识的构成要素来说，教师的课程知识既包含有理论性认识要素，又包含有实践性知识要素。从知识的形成过程来说，教师的课程知识主要是通过教学实践建构而形成的。根据建构主义观点，知识不是通过传授或移植得到的，而是认知个体在一定的学习情境和社会文化背景下，利用必要的学习资源和工具，通过积极的意义建构的方式获得的。换言之，知识是认知个体与外在情境交互作用而建构出的产物［6］。因此，教师的课程知识是教师在教学实践中自主建构的。第三，教师课程知识的发展是一个非线性的、螺旋的动态发展过程。一方面，教师对课程的理解制约着教师的教学实践水平。如前所述，教师实施课程的前提是教师对课程的理解。另一方面，教师教学实践水平的提高又促进着教师对课程的理解。教师的课程知识是在理解与实践的互动过程中发展的。
3化学教师课程知识发展的策略
3．1理解化学科学化学课程的核心目标就是使学生认识化学科学、理解化学科学［7］。教师对化学科学的理解制约着教师的课程实践，影响着教师化学课程知识的发展。理解化学科学的标志是形成较为良好的化学知识结构。良好的化学知识结构包括3个维度：（1）化学内容知识，主要包括化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论。（2）化学认识论知识，主要包括对化学学科特征和化学科学认识方法论的理解。（3）化学科学的核心观念，主要有元素观、能量观和科学本质观。化学教师要积极发展和建构化学知识结构。首先，要从整体上把握化学科学。对化学科学的基本问题、化学科学的独特视角、化学科学认识的基本任务及其方法论以及化学科学的核心观念形成基本的理解。只有对这些问题形成基本的理解，才能在认识论层面上搞清楚化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论之间的基本关系，从整体上理解化学科学，进而理解科学的本质。其次，要深化对具体化学概念和化学理论内容的理解。已有研究表明，wwHw的认识论思考模型可以帮助教师深化理解知识内容［8］。第三，建构有意义的化学知识结构。“物质及其转化”是化学学科的基本问题，对于具体化学内容的意义学习具有“回归性”作用，将似乎“无关”的内容很好地联系起来。基于化学核心观念的概念图技术可以帮助教师建构有意义的化学知识结构。
3．2理解化学课程结构首先，要理解化学课程的宏观结构。模块化和主题化是高中化学课程宏观结构的基本特点。教师在宏观上理解化学课程，就是要理解化学模块和内容主题的宏观组织结构。高中化学课程有2个必修模块和6个选修模块，每一模块都是由几个主题构成的。2个必修模块中的6个内容主题（认识化学科学、化学实验基础、常见无机物的性质与应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展）与义务教育阶段化学课程的5个内容主题（科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展）在内容性质上是一致的。其次，要理解各化学课程模块的目标价值取向。现行的高中6个选修模块从性质与功能上可以分为3类：第一类是与化学学科核心领域的发展相联系的模块，如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法，目的是让学生比较系统地学习化学核心知识，利用所学知识分析和解决化学问题。第二类是与化学实验有关的模块，即“实验化学”。该模块采用以实验活动为主的课程设计取向，目的是让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识，提高学生科学探究能力，使学生进一步体认到“化学是一门以实验为基础的自然科学”。第三类是StSe（科学、技术、社会和环境）取向的模块，如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向，使学生认识到化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发及环境保护等方面发挥着重要的作用。第三，要理解各模块内容之间的层次关系。必修模块课程内容标准的一级主题是对义务教育阶段化学课程的5个一级主题的提升，2者是性质一致、螺旋上升与发展的关系。6个选修模块与2个必修模块的一级主题存在着螺旋上升、层级发展的关系。“认识化学科学”主题贯穿整个高中化学的各个模块，“实验化学”模块是必修化学1内容主题“化学实验基础”的发展，“有机化学基础”模块是必修化学1内容主题“常见无机物及其应用”的物质类别知识扩展，“物质的结构与性质”是必修化学2内容主题“物质结构基础”的深化发展，“化学反应原理”模块是必修化学2内容主题“化学反应与能量”的深化发展，“化学与生活”和“化学与技术”模块是必修化学2内容主题“化学与可持续发展”的扩展。
3．3理解化学教科书结构
教科书是教师开展教学活动所利用的主要教学资源，教师对教科书组织结构的把握程度影响着教师的教学实践。教师要将课程标准中的内容主题、化学科学理解的基本结构和学生认识规律结合起来理解化学教科书的组织结构。如现行人教版初中化学教科书围绕5个基本主题分12个单元进行编排。5个基本主题是：科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会。12个单元依次是：（1）走进化学世界；（2）我们周围的空气；（3）自然界的水；（4）物质构成的奥秘；（5）化学方程式；（6）碳和碳的氧化物；（7）燃料及其利用；（8）金属和金属材料；（9）溶液；（10）酸和碱；（11）盐、化肥；（12）化学与生活。“科学探究”主题贯穿整个化学学习过程。“身边的化学物质”主题分单元2、3、6、8、9、10、11按照学生的认识规律进行编排。“物质构成的奥秘”主题主要集中在单元4。“物质的化学变化”主题以集中（单元1和单元5）和分散（身边的化学物质各单元）的方式进行编排。“化学与社会”采取分散（身边的化学物质）和集中（单元12）的方式进行编排。
3．4把握具体内容的深广度教学活动是一种有目的的活动，教学活动的有效性是以教学目的为参照的。也就是说，按照标准进行教学是有效教学的前提条件。有效教学的“效标”就是课程标准。教师只有把握具体内容的深广度，明确具体内容的学习要求，才有可能实施有效的教学活动。不少具体课程内容在必修模块和选修模块中都有涉及，教师应该注意到学习要求的阶段性和层次性。如“化学反应中的能量转化”内容，在高中化学必修1阶段的学习要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。在选修4“化学反应原理”模块中的学习要求是，“了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式”，“能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算”等。
和元生物基本分析知识篇7
关键词：物质构成奥秘；认识模型；单元整体教学；微观认识发展；教学策略
文章编号：1005C6629（2015）2C0024C06中图分类号：G633.8文献标识码：B
1问题的提出
“物质构成奥秘”是义务教育化学课程标准[1]规定的5大主题之一，包含化学物质的多样性、微粒构成物质、认识化学元素和物质组成的表示4个二级主题。该主题教学对学生有两大发展点：（1）帮助学生建立正确的微粒观；（2）应用微观认识描述物质的组成和构成，对物质进行分类，解释物质性质和变化。
日常教学中，很多教师反映：学生基于日常生活常识以及小学科学和初中物理的学习对“物质构成奥秘”主题有一定的认识，他们对原子、分子、元素等概念并不陌生，但是经过“物质构成奥秘”主题的学习后，仍然会出现一系列的错误，如：概念混淆、物质分类出错、概念应用错误、宏观与微观分不清楚、对变化的本质把握不准。已有研究[2]提出学生在本主题存在一些认识偏差，如表1。可以说，学生并没有形成基于微粒的认识方式，不能基于微粒去认识物质组成/构成、性质和变化。
已有研究[3～5]中关于“物质构成奥秘”主题教学研究主要集中在：如何创设生动的情景增强教学的直观性，如何创设联系学生生活实际的情景增强教学的趣味性，如何利用科学史实培养学生严谨求实的科学态度，如何创设丰富的情景探查学生微观认识本身的认识偏差，如何通过任务活动落实化学基本观念等。综上教学现象究其关键，本主题教学中存在的问题有：（1）概念建构孤立，不能结构化设计和整合安排教学；（2）以定义为中心教授概念，不重视概念之间的联系，不重视概念的功能价值。如：教师重视讲授原子和分子的区别，进行很多是非判断练习，但不关注学生学习原子和分子后对物质和微粒关系的认识，以及化学反应和物质性质的认识。
本研究针对“物质构成奥秘”的教学价值以及教与学的现状分析，力图构建“物质构成奥秘”主题的认识模型，促进学生的微观认识发展；基于此，设计并实施促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的单元教学；并进一步反思、提炼促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的有效教学策略。
2“物质构成奥秘”主题的认识模型
义务教育教科书（2012版）[6]在单元小结处呈现了“物质构成奥秘”单元的知识内容结构，总结了概念之间的关系，如图1。
然而，在日常教学中，图1常被一线教师作为单元知识总结图。为了让图1从表达来看更加功能化，我们将图的形式和认识功能整合起来，构建并提出“物质构成奥秘”主题的认识模型，如图2。该认识模型有3大功能：（1）明确了认识对象和认识角度；（2）体现了概念之间的关系；（3）落实了概念的功能价值。
在“物质构成奥秘”主题的认识模型中，可以看出本主题的认识对象是物质组成/构成、物质分类、物质性质及变化，认识角度是物质、分子、原子、元素，认识角度之间的关系可以成为学生认识特定对象、分析和解决特定问题时的推理路径和认识思路。由于认识角度之间是相互联系的，需要学生基于概念关系建构，发挥概念的认识功能价值，多角度系统分析和解决问题。这些概念的认识功能价值体现在：分子可用于区分物质，在此基础上可用于区分混合物和纯净物、区分物理性质和化学性质、区分物理变化和化学变化；原子可用于认识物质的构成、解释和区分分子、解释不同分子间的转化关系；元素是基于原子水平的概括，可用于区分单质和化合物、建立不同物质之间的联系、找到不同物质之间的异同之处。
3促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的教学设计与实施
如何通过本主题的教学设计与实施促进学生的微观认识发展？即如何帮助学生建构“物质构成奥秘”主题的认识模型，能够基于微粒认识物质组成/构成、性质和变化，形成基于微粒的认识方式？
3.1单元整体结构化设计
本主题的单元整体结构化设计主要体现在以下几个方面：（1）将分子、原子、元素等概念基于整体关系去建构，通过引导学生讨论静态的物质组成/构成和分类，帮助学生建构这些概念。如给学生一组物质（混合物、纯净物），让学生进行分类，学生自然就建立了分子的概念；再让学生对其中的纯净物（单质、化合物）进行分类，学生自然就建立了元素的概念。（2）基于认识模型，通过认识物质组成/构成的变式任务、认识物质分类的变式任务、解释物质性质和变化等任务不断引出新概念并彰显概念的认识功能，促进学生微观认识发展。如让学生解释宏观的现象或反应，通过解释性问题的驱动，体会概念的认识功能。
3.2教学设计
根据“促进学生微观认识发展”的基本教学理念，单元整体结构化设计教学，具体见表2。
3.3教学实践与检验
我们选取北京市某示范校初三年级进行4节课的教学实践，并全程跟踪了其中一位授课教师关于该主题的日常教学。为了调查教学效果，分别在“物质构成奥秘”主题授课的前、后对学生进行侧重微观认识发展的问卷测查和访谈。由于本次教学中该校所有初三班级均参与了教学研究，故研究者在同等级学校安排对比班测试。
对比班教学首先分别进行分子、原子、元素等概念教学，再利用所学的概念从宏观和微观角度去认识物质和变化。具体教学过程是通过酒精挥发引入教学主题，提出假说“物质是由更小的物质构成，物质是由小微粒构成”；通过化学史实和物质的扫描隧道图证明“物质是由分子等微粒构成的”；通过氨水遇酚酞变红、酒精与水混合、比较压缩空气和水三个实验进行分子特征的教学，然后让学生从微观的角度分析宏观现象；通过物质的分子结构模型让学生认识到分子由原子构成，再从微观角度看物质、纯净物和混合物以及变化，总结分子和原子的区别与联系；通过化学史上原子模型认识的发展进行原子结构的教学；通过多种含铁元素的物质引出元素概念，观察元素周期表得出“决定元素种类的是质子数”，解读元素周期表，从宏观和微观角度结合看物质及其变化；最后进行化学式的意义、化学式的书写、简单化合物的命名、化合价的原则、化合价的标法和含义、化学式的计算、混合物中元素含量计算等教学。
测查及访谈具体安排如表3。
调查问卷为自编测试题，针对已有测验的探查点都是指向学生对微观概念本体认识的具体偏差，而没有探查学生建立微观概念后能够解释什么宏观的现象、事实或变化，即没有关注学生是否基于微观概念发展了相应的认识方式和能力。因此本测查问卷中设置描述性任务和解释性任务，测查学生如何分析和解释所看到宏观的现象、事实或变化，然后我们通过学生的答题情况进行赋分，看学生是否建立了微观认识角度，形成了微观认识方式。
用单维Rasch模型对学生样本的前后测数据进行量化分析，得到学生信度是0.78，试题信度是0.95，具体数据如表4。
根据表4，我们可以看出实验班与对比班学生在主题授课前差异性不显著，授课后实验班学生的平均能力值高于对比班学生，且存在显著性差异。
本研究进一步对学生概念关系、概念功能价值认识两个方面的情况进行了统计分析。对学生概念关系认识的测查主要看学生是否能够主动建立并应用“物质-微粒”、“分子-原子”、“物质-元素”、“元素-原子”、“原子-离子”间的关系来分析和解决问题，如表5所示的后测问卷中的第2题。对概念的功能价值认识的测查主要看学生能否建立认识角度去描述物质的组成/构成，对物质进行分类，解释物质性质和变化，如表6所示的后测问卷中的第4题。
分析结果见表7和表8。问卷测查和学生访谈结果表明，实验班学生对概念关系认识高于对比班学生，实验班学生多角度描述物质的组成/构成的能力优于对比班学生，但实验班学生多角度对物质进行分类、解释物质性质和变化的能力与对比班学生基本一致。同时，我们也可以发现，实验班和对比班学生解决问题时均很难自主做到宏微观结合，如表6所示的题目，大部分学生基于物质、元素的角度，或者基于分子、原子的角度。
4“物质构成奥秘”主题的有效教学策略
反思“物质构成奥秘”主题的教学设计与实施过程，可以提炼出以下有助于促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的有效教学策略。
4.1基于概念关系整体建构相关知识
该主题的有效教学策略之一是基于概念关系整体建构有关知识，形成系统的认识模型，推进教学进程。在该主题教学的第一课时中，我们利用认识物质的组成/构成和物质分类任务驱动学生基于概念关系建立分子、原子、元素的概念，借助相对非定义性的概念理解找到分子、原子、元素与物质的关系，初步建构“物质构成奥秘”主题的认识模型；在教授完原子的构成后再次理解分子、原子、元素和物质的关系；整个教学过程中通过认识物质的组成/构成、物质分类、解释物质性质和变化等任务，反复多次从不同的视角梳理分子、原子、元素、物质这些概念之间的关系，系统建构“物质构成奥秘”主题的认识模型。
4.2基于核心概念认识功能和价值设计驱动性任务
该主题的有效教学策略之二是基于核心概念认识功能和价值设计驱动性任务，实现学生原有认识的探查、相应概念模型的建立、有关知识的应用。已有概念教学会先观察分子的存在，直接给出扫描隧道图，让学生体会原子的存在，完全是为了得出概念，而上述教学策略路线是学生学了分子、原子、元素的概念之后能帮助学生解决哪些任务，就将那些任务作为驱动性任务，激起学生学习的需求，驱动学生建立概念。基于此，我们在教学中设置了一系列驱动性任务，主要包括如何看物质的不同与相同、如何看物质的分类、如何看物质的性质和变化这3组任务，如表9。
4.3基于“宏观-微观-符号”三重表征设计学生活动
本主题的有效教学策略之三是基于“宏观-微观-符号”三重表征设计学生活动，发展认识方式类型。教学中，利用宏观的现象、反应、事实、信息等创设情景，将微观的概念外显，并使用化学用语分析、表达化学宏观的现象等。如在物质分类任务的学生活动中，不同小组的学生拿到不同表征方式的卡片；再如认识物质变化的任务中，从多个角度表征反应。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.
[2]Hans-DieterBarke，alHazari，SileshiYitbarek[m].misconceptionsinChemistry，2009.
[3]胡久华，王磊.初中化学教学策略[m].北京：北京师范大学出版社，2010.
[4]肖红梅，朱纷.“物质构成的奥秘”主题教学的难点分析及其突破[J].中学化学教学参考，2010，（11）：8～9.
和元生物基本分析知识篇8
关键词：关键问题；认识发展；驱动性问题
文章编号：1008-0546（2017）05-0033-02中图分类号：G632.41文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.010
在化学教学中，如何让学生在获取化学知识的同时，发挥、落实知识的认识发展功能；如何帮助学生形成化学的基本概念，如何发展学生从化学的视角认识物质世界的能力，是化学教师必须解决的关键性问题。而“教学关键问题”指向的是：对培养学生核心素养有着重要影响的教学问题，它包括四个方面：如何选取对学生发展最有价值、最有意义的核心学习内容；如何引导学生形成学科核心思想方法、核心能力及重要价值观；如何进行有效的教与学的活动设计，有力支持教学目标的实现；如何对教学进行全过程、持续性的发展性评价。
一、从促进学生认识发展的视角反思初中化学教学的现状
课堂教学中，教师注重知识传授、忽视化学学科核心素养的教学现象比较普遍；死记硬背、机械训练、题海战术的学习方式还没有发生本质的变化。如何高效完成课堂教学任务、多角度地训练学生的思维，在知识建构的过程中，让学生的认识不断得到发展与提高，是目前化学教学中比较迫切解决的问题。特别是化学实验教学，教师要让学生达到什么目的？是浅层表现：验证、描述、体验、质疑，还是培养学生科学素养的深层表现：思维；从促进学生认识发展的角度看，教师的课堂教学应该是培养学生深层次的思维，那么怎么才能达到这种要求呢？又怎么才能达到呢？怎么促进思维教学、怎么引发学生思维、怎么提高学生思维？我认为教师的作用是辅助引导，让学生学，学化学思维方法、分析方法，而不是到了关键时刻就滑过去，而应该是要喷出去，同时还要培养学生上台不怯场敢说而且言之有理、侃侃而谈。
二、以设置有效的驱动性问题为途径，促进学生认识发展的理论观点
胡久华提出的促进学生认识发展的理论认为，学生在化学学习中的认识发展本质是化学认识方式的转变。化学认识方式是学生从化学视角对客观事物能动反映的方式，是学生在思考和处理化学问题的信息处理对策或模式。化学认识方式包含认识角度和认识方式类别两个基本构成要素，认识角度和认识方式类别有机融合、共同作用形成对某一认识域的认识方式。以促进学生认识发展为本的教学对于发展w生对物质世界的认识、提高学生分析解决问题能力，具有积极的促进作用。
促进学生认识发展的教学，其出发点和落脚点与知识解析性的教学不同，它聚焦本源性认识问题，关注学生对于本源性认识问题的起点认识；关注科学知识背后所代表的针对本源性认识问题的科学认识逻辑（即科学认识角度和认识路径）；关注学生对本源性问题的起点认识与科学认识之间，在认识方式构成上（也就是认识角度、认识路径及认识方式类型）的区别与差异。
在课堂教学中设置有效的驱动性问题，是一种有效的促进学生认识发展的途径。好的驱动性问题的特征应该是：能够探查学生已有的认识角度，彰显新知识和认识角度的需求；能激发学生自主地提出新认识角度，构建新的推理认识思路；能凸显核心知识或概念的功能和价值。
三、设置驱动性问题具体途径与办法
提出有效的驱动性问题：首先要创设情境，比如运用化学史、化学实验、生活现象、热点问题、小故事等，激发学生面对一个真实的情境和事实，调用已有的知识或自选的角度去分析解决问题，教师要避免提出限定性问题，要让学生从头想，教师不能直奔着知识点去，而是要奔着那个事实去问问题。
其次，情境摆出来后，针对“教学关键问题”一定要有一个完整的分析推理路径，要设计出有递进式的认识发展性的设问，知识解析性的设问很容易让学生套进循环的解释中，要把学生逼到认识的问题、认识的冲突或困境中去，当学生出现认识的困境时，给他一套认识角度或者话语体系或概念，多一套解释框架。
四、例析：遵循上述思路的课堂实践――以人教版“水的组成”为例
水作为生活中常见物质，学生对水的认识已有生活经验，而且其他学科也学过水的相关知识，所以学生对水的物理性质比较熟悉。但对于水的组成，学生并不是完全了解。通过电解水的实验可以了解到水能分解成氢气和氧气，组成这两种物质的元素都来源于水，从而得知水是由氢、氧两种元素组成的。学生在第二单元课题2“氧气”中所学习的氧气检验方法是本课题学习的基础之一。
本节教学重点：通过电解水实验探究水的组成；了解单质、化合物、氧化物的概念。
教学难点：通过电解水实验从宏观、微观两个角度理解水的组成、结构；会判断常见的单质、化合物、氧化物；体验从具体到抽象、从个别到一般的归纳方法。
学生已有的认知有：化学的研究对象，研究物质性质的方法，实验探究的一般步骤，通过第三单元的学习已经初步具有元素观、微粒观，但是“分子、原子、元素”是本节课的认识障碍点，上课前要通过复习强化，为后面学习铺平道路。
教学过程：
运用实物展示，创设情境，通过设问，引发学生思考。展示一杯水，设问：看到水你能想到什么？性质、用途，那么水的组成如何呢？
本节内容的教学关键问题包括：水的元素组成、水分子的微观构成、单质和化合物的概念。
针对“教学关键问题”的分析推理路径：
1.从宏观层面追问
递进式的提问1：我们已经知道物质是由元素组成的，那么水也是由元素组成的，是由什么元素组成的？具体名称是什么？怎么验证？水由几种元素组成？你是怎么知道的？哪些现象可以证明？
递进式的提问2：在演示水的电解实验过程中，不断引导学生观察、思考：看到什么现象？两支试管都有新物质即无色的气体生成，是什么物质？怎么验证？分析与解释：
与电源负极连接的试管产生的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气，氢气是由氢元素组成的；与电源正极连接的试管产生的气体能够使带有火星的木条复燃，证明是氧气，氧气是由氧元素组成的；水在通电的条件下，生成了氢气和氧气，这是一个什么反应类型？（分解反应），根据元素守恒，可判断水是由氢元素和氧元素组成的，而不是一种元素。
2.从微观层面追问
递进式的提问3：物质由分子构成，水由水分子构成，那么水分子是怎么样的？它由什么原子构成？怎么构成？一个水分子中有几个原子？氢元素的原子是氢原子，氧元素的原子是氧原子，根据化学反应中原子的种类、数目不变，可以推出水分子是由氢原子和氧原子构成的。
提供资料：相同条件下（常温常压），气体的体积比等于分子数比。
递进式的提问4：如何从微观角度分析水电解的化学过程呢？能否从定量的角度去分析产生的氢气和氧气的体积比2∶1？这个体积比能否推理出水分子的构成呢？让学生在白板上用小磁铁推理产生了认识冲突。学生认识的障碍点是，怎么根据产生的氢气和氧气的体积比2∶1，推理出水分子中氢原子与氧原子的个数比是2∶1？从促进学生认识发展的角度出发，具体解决措施是：可以利用小球模型、在白板上用小磁铁推理、微观动画等教学措施让学生感性认知水分子分解的微观过程；也可以根据学生的水平，从定量的角度设计学生活动：由水电解产生的氢气和氧气的体积比、氢气与氧气的密度计算出两种元素的质量比，再由两种元素的相对原子质量计算出水中氢、氧两种元素的原子个数比，根据水的相对分子质量，确定水的化学符号为H2o。
3.物质的分类教学从复习混合物和纯净物的概念和区分标准入手，借助上面的“水、氢气、氧气”元素组成，引导学生从元素的种类是否相同的角度对三者进行分析对比，得出单质和化合物的概念，在此基础上进一步分析得出氧化物的概念，即氧化物必须含有两种元素，且一种是氧元素的化合物。
最后课堂小结，帮助学生自己归纳出研究物质组成的方法：实验――现象――分析、推理――结论。
教学实践证明，通过创设情境，从学生的元认知出发，针对“水的元素组成、水分子的微观构成、单质和化合物的概念”这些“教学关键问题”，通过宏观和微观两个层面的递进式追问，设置有效的驱动性问题，有目的、有计划地引导学生运用化学科学认识方式和认识方法学习化学知识，注重引导学生在化学知识结构化的自主建构中理解化学学科核心观念，教学目标达成度高，通过设计基于真实情境的问题解决任务，学生得到了多维度的思维训练，促进了学生的认识发展，使学生在解决问题的活动中逐步发展化学学科核心素养。
五、上述践的反思和进一步研究的设想
教学实践中会发现，不同班级的学生，生活经验不同、已有的认知水平不同，对同一个问题的追问的发散程度可能不同，班级学生活跃的，发散程度可能大些，班级学生沉闷的，发散程度可能小些，这要求教师在课前要做好学情分析，要有多套教学追问设计方案，还要求教师有比较好的临场发挥能力和扎实的专业知识。今后我会进一步从分析学生的已有认知出发，提炼教学关键问题，从化学学科教学的价值观研究如何养成化学学科核心素养。
参考文献
[1]罗滨，王磊.初中化学教学关键问题指导[m].北京：高等教育出版社，2015（8）：13-14
和元生物基本分析知识篇9
关键词：小学英语教学；单元设计；整体教学
小学新课改自2001年就已经开始实施，小学英语教育新教材的采用已经有几年时间了。随着新课改和新教材的引入，小学英语教学从内容到策略都出现了新的变化。变革传统英语教育教学设计，突出整体教学的优势，开展小学英语单元整体教学设计，进一步挖掘新教材的价值，促进学生学业成绩和能力的双重提高，
是小学英语教学关注的焦点问题。
一、单元整体教学设计的主要内容
1.需要考虑的基本元素
在诸多教学实践中我们发现，在开展单元整体教学设计时，虽然受到教材编排、学生学习能力不同等因素的影响，但是为了更好地实现教学目标，语言知识、英语文化、语言能力和英语思维这四个基本要素是教学设计时必须考虑的。
2.整体教学设计的基本模式
教学设计实质上来说主要突出的是教什么、为什么教、怎样教、教得如何。因此，相应的单元整体教学基本模式的构建通常为：分析―设计―评价―反馈修正，这和普通教学设计模式一样。
二、单元整体教学设计案例分析
为了以实际案例生动分析单元整体教学设计，本文笔者采用新版牛津英语一年级英语教材相关模块为案例展开分析。
首先是分析。教学内容：第四模块，该模块共计三个单元内容。
Unit1onthefarm教材分析：单元主题为onthefarm，教学的主要目标是用kitty和grandma去参观动物园这一话题，设计谈话语境，运用给定的语言结构，向学生介绍一种喜欢的农场动物。学生分析：知识基础方面，学生通过之前的英语学习，对于表示动物外形的形容词，如：fat/small，对表示动物动作的jump，swim等已经掌握，加之孩子们在平时的动画等影视作品中可能已经见过这些动物，因此在用到这些词描述动物时，大多数学生并不会感到陌生。在能力基础方面，由于经过将近一个学期的英语学习，孩子们已经能够听懂并运用简单的课堂用语去描述话题了。而困难之处在于学生首次接触第三人称单数形式，对于用itis...句型描述动物有时会出现句型混乱。
其次是设计。设计主要分为目标、内容、策略和过程设计四个方面。在目标设计上，单元整体教学设计强调的是整体目标与单课目标的关系定位，整体不是各个单课目标的简单叠加，二者之间是在知识环环相扣的基础上的递进关系，其关系可以用下图表示
以第四模块第二单元inthezoo为例，其设计环节基本情况
如下：
单元教学目标：知识目标为学习并且理解tigger，bear等表示
动物名称的核心词，并能简单运用itis.../whatis.../以及Yes/no等句型和回答技巧。能力目标则要求能够朗读并且听懂目标单词以及目标句型。而在情感目标上则是让学生了解动物的活泼、可爱，进而产生热爱动物、热爱大自然的感情。而在分课时目标上，教师则可以根据学生学习态度等实际情况，开展针对性的分解设计，并无完全一致之模式。内容设计方面，首先要注重挖掘单元之间教学内容的内在联系，在选择好单课话题以后，选用和教材关系较近的文本进行教学，例如：牛津英语4Bmodule2Unit2anlimafriends，其教材的原文本是这样的：miilyseesanappleonthetree，shewantstoeatit，butthetreeistall.而教师在教学设计过程中可以通过加词的方法对文本内容进行丰富，可以有这样一种重构：
millyistwo，sheisamouse，sheseeanappleonthetree，shewantstoeat，butsheissmall，thetreeistall，shecannotclimbthetree.
通过对比这两种文本，我们发现重构后的文本在确保不超出学生知识范围的原则下，故事情节更加丰富、完整、有趣味性，能更好地调动学生的学习积极性。实现了内容上教材与教学的完美结合。在教学策略设计上更是有更大的操作空间，教师可以在遵循博采众长、为己所用、科学整合、灵活运用、实施调整、逐步提高的基本原则下自主设计，在此不做案例分析。而在教学过程设计方面，一般突出整体―局部―整体的原则。
最后是评价。评价是课程设计中一个基本的也是重要的环节，评价是否科学关系到课程目标的最终实现。首先，要坚持评价环节中学生的主体地位，让学生参与到评价过程中来。其次，要注重形成性评价和终结性评价的有机结合。最后，要突出评价内容的多样化，从口语、听力以及英语文化知识等多方面进行评价。要确保通过科学合理的评价体系保证教学目标的实现。
小学英语单元整体教学设计是小学英语教学目标与新教材、新课程标准相结合而派生出的小学英语教学设计的一种模式。这一模式既有其基本原则，也有其自主操作的空间，教师在教学中要在遵循基本原则的基础上不断充实、丰富和改进这一模式，推动小学英语教学质量的提高。
和元生物基本分析知识篇10
环境科学专业核心知识单元，代表环境科学各个知识领域的不同方向，知识点分核心和选修两种，核心知识单元是所有环境科学专业学生要求具有的基础知识内容。
其中，专业基础类核心知识单元包括：①环境问题，核心知识点包括水环境问题、大气环境问题、固体废物污染、全球环境问题，选修知识点包括土壤污染、物理性污染和污染物生物效应。②环境科学基本原理，核心知识点包括环境/生态基本规律、环境科学学科体系和可持续发展理念。③环境科学研究方法，核心知识点包括环境科学方法论体系、生态学方法论、环境体系解析方法论，选修知识点包括环境质量调控方法论、综合/系统分析方法论。
专业原理类核心知识单元包括：①生态过程与效应，核心知识点包括生物对环境的适应、种群及其基本特征、生态系统特征及过程分析、生态学原理的应用。②环境生物过程与效应，核心知识点包括环境污染物在生态系统中的行为、污染物的生物学效应、生物监测原理与方法、环境污染的生物净化、退化环境的生物修复。③环境化学过程与效应，核心知识点包括环境中典型化学污染物、污染物迁移、污染物转化、大气环境化学、水环境化学。④环境地学过程与效应，核心知识点包括地球环境系统的基本组成运动规律及演化过程、地球环境系统有机圈层的组成结构及其功能、各圈层的演变规律及在全球环境变化中的作用、地球环境系统中物质和能量的迁移转化及循环过程。
专业技术类核心知识单元包括：①水污染控制，核心知识点包括废污水的物理处理技术、废污水化学和物理化学处理技术、废污水生物处理技术、废污水的自然处理技术、污泥处理处置。②大气污染控制，核心知识点包括颗粒污染物控制技术原理、颗粒污染物的控制技术、气态污染物控制技术原理、典型气态污染物控制技术。③土壤污染控制，核心知识点包括土壤污染源与污染特征分析、土壤污染控制技术原理、典型土壤污染物控制技术。④固体废物污染控制，核心知识点包括固体废物分类与特征、固体废弃物无害化技术与方法、固体废弃物综合利用。⑤环境监测，核心知识点包括环境标准、水环境监测、环境空气监测、固体废物监测、土壤污染监测、物理性污染监测、环境监测质量保证。⑥环境影响评价，核心知识点包括项目环境影响评价、规划环境影响评价、战略环境影响评价。⑦环境规划，核心知识点包括环境规划的技术方法、水环境规划、大气环境规划、噪声污染控制规划、固体废物污染防治规划。
专业管理类核心知识单元包括：①环境管理，核心知识点包括环境管理学的理论基础、环境管理的制度和政策手段，选修知识点包括企业/产业环境管理实践、区域一全球环境管理实践。②环境法律，核心知识点包括环境法基本概念原则、环境法律制度及法律效力、环境污染防治法、自然资源保护法、国际环境法。
专业实践类核心知识单元包括：①专业实习，核心知识点包括认识实习、生产实习、综合实习。②科研实践，核心知识点包括观察性实验、验证性实验、设计性实验、研究性实验。③毕业论文/毕业设计，核心知识点包括文献查阅、论文开题、论文研究、论文撰写、论文答辩。
二、建立核心课程体系
围绕环境科学专业各专业类别的核心知识单元，建立核心课程体系，承载核心知识点。各门核心课程围绕核心知识点组织基本理论、研究前沿、基本方法、实践案例等内容，形成系统。同时，设置先导课，为核心课程和核心知识点学习提供必要的基础知识储备。例如，“环境化学”课程，就需要无机化学、分析化学、有机及物理化学、环境科学概论、环境监测等课程作为先导课，提供环境化学课程各知识点学习所要求的基础知识储备。
专业基础类核心知识由“环境学基础”和“生态学基础”课程为基本载体。“环境学基础”课程坚持“起点高、容量大和观点新”的教学宗旨，系统介绍环境科学的产生与发展、人口、各环境要素污染与防治、可持续发展等内容，注重学生基本知识、基本技术、基本能力的培养，课程已经建设为国家精品课程，并积极探索慕课教学形式;“生态学基础”全面介绍生态学的基本概念、基本原理和基本应用方法，以及现代生态学的最新进展，该课程已经建设成为南开大学精品课程。
专业原理类核心知识由“环境生物学”“环境化学”“地学基础”课程为基本载体。“环境生物学”介绍环境生物学领域的基本理论和基本概念，结合现实环境中污染物与生物之间的相互作用，培养学生运用环境生物学技术解决实际问题的能力;“环境化学”介绍大气、土壤、水及生物相诸介质中环境物质迁移转化的基本原理，环境中主要污染物的来源及其在环境中的归趋，环境污染控制与修复过程及绿色化学中污染减量及消除的化学原理，“环境化学”课程已经被评为国家精品课程;“地学基础”课程介绍地壳的基本物质组成特征，气象要素的基本概念和表征方法、大气稳定度和逆温等与环境有关的基本知识，城市气候的基本特征，地球上水的循环过程，各种水体的基本特征，土壤的组成特征、形态特征、形成因素和成土过程，地图的基本概念、特征、组成要素、我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基本方法，地形图的应用，遥感的基本概念、原理、遥感解释标志和方法，要求学生掌握地学的基本概念、基本规律和形成原因，以及地学基本手段的应用，该课程被评为南开大学精品课程。专业技术类核心知识由“环境工程学”“环境监测”“环境影响评价与环境规划”课程为基本载体。“环境工程学”介绍水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置工程以及噪声防治与控制等的基本原理和方法，该课程被评为南开大学精品课程;“环境监测”课程全面介绍根据监测的目的进行调查研究、设计监测方案、选择监测方法、进行数据处理以及测试结果的分析评价，掌握环境样品的采集、保存、制备、预处理、测定及质量控制等方法，培养学生实际环境监测问题的分析和解决能力，该课程被评为天津市精品课程;“环境影响评价与环境规划”全面介绍环境评价和环境规划的基础知识、基础理论、基本方法以及评价与规划知识的实际应用。
专业管理类核心知识由“环境管理与环境法学”课程为基本载体，“环境管理与环境法学”课程介绍管理学基础知识和主要原理、中国环境管理的原则与政策、中国环境管理的体制与制度、中国环境法体系及内涵、中国环境法的基本原则和基本制度以及部门环境管理、区域环境管理、工业企业环境管理等。
三、围绕三条主线推动环境科学专业课程教学
1.环境问题识别和分析主线
环境科学是研究环境问题及其解决途径的综合性科学体系，其核心任务是揭示人与环境相互作用规律。环境问题的产生和解决促进了环境科学的产生、形成和发展。围绕着环境问题的识别和分析，形成环境科学基本原理、技术方法、管理工具以及具体实践科学体系。围绕具体环境问题识别和分析，组织核心知识单元、核心知识点和核心课程，课程之间科学逻辑关系紧密，便于学生认知和学习。
另一方面，在我国当前发展阶段，资源环境限制与社会经济发展矛盾空前突出，迫切需要环境科学培养专业人才，应对污染控制、生态修复与环境建设挑战。围绕我国面对的实际环境问题，针对性培养专业人才，建立起环境问题与人才培养之间的直接联系，建立以环境问题识别和分析为主线的人才培养模式，搭建对应的知识结构和课程体系，有利于为国家培养具备解决实际环境问题能力的急需人才。
2.实验与实践教学主线
坚持“注重基础训练、强化教学实习、突出创新能力、提高综合素质”实验教学理念，围绕核心知识单元和核心知识点，搭建专业基础实验教学平台，建立实践教学基地群，严格毕业论文环节，充分发挥实践教学对理论教学的有效补充作用。
(1)专业课程实验。课程实验和课堂理论教学相辅相成。围绕核心知识单元和核心课程，开设专业实验课程，包括环境监测实验、无机及分析化学实验、环境化学实验、生态学基础实验、环境生物学实验、环境微生物学实验。着重训练实验步骤、实验操作、实验安全、药品管理等基础实验技能，培养环境科学分析基本方法和技术。
(2)专业教学实习。合理安排专业教学实习时间，既能促进核心知识的理解和认知，又能为后续毕业论文/设计提供经验。围绕核心知识点搭建专业教学实习平台，建立教学实习基地体系，配合大气污染防治、水污染防治、固体废弃物污染防治、环境管理等核心知识点和核心课程，建立环境监测中心、环保卫生管理中心、科学院、环保科技公司、垃圾处理厂等实践教学基地，形成实践教学基地群，提供直观认识环境科学专业知识在实践中具体应用的机会，培养知识运用和理论联系实际的能力。
(3)毕业论文。设置毕业论文环节，通过学生参与论文选题、查阅文献、开展实验或设计、结果模拟与分析等毕业论文过程，系统锻炼学生运用理论知识、实验技能的综合能力。
3.科研创新训练主线
营造制度、平台、师资环境，建立稳定的科研创新体系。通过部级、省市级、校级、院级各级别科研立项机会，搭建“国家大学生创新计划”“省市大学生创新立项”“学校大学本科创新立项”“学院创新立项”多层次立体化环境科学专业学生创新平台，为不同水平学生提供创新立项机会，逐步提高项目研究质量，严格过程管理，保障创新立项覆盖面。通过团队协作、教师交流、项目答辩等环节，锻炼学生创新思维和创新能力，提高团队合作与交流能力，鼓励学生科研成果报奖。
四、核心课程质量保障
(1)部级特色专业建设。2010年，南开大学环境科学专业获批为国家第六批高等学校特色专业建设点。特色专业结合南开大学环境科学多年来的本科教学特色以及相关教育、教学理念，面向国际社会发展及现实中国社会大背景下的特征需求，同时考虑到学科本身的实践特征、时代特征和应用特征，推动与现阶段校内学习相补益的数个社会实践与互动教学平台建设。
(2)精品课程群建设。提出并实践“精品课程群”建设的教改思路，逐步推动各门课程精品建设，形成“精品课程群”体系，有效保障环境科学专业课程教学的高质量。
(3)部级教学团队建设。2010年，南开大学环境科学专业基础课程教学团队被评为部级教学团队。
(4)优质教材保证。作为知识的载体，教材是本科生质量的重要保障。为了提高环境科学专业人才培养的效果，自编出版环境科学专业系列优秀教材。包括1本部级精品教材《环境化学》，4本“十一五”部级规划教材《环境学基础》《生态学基础》《环境化学》《地理信息系统及其在环境科学中的应用》等。
(5)推动天津市实验教学示范中心建设。积极推动实验教学改革和实验室建设，建设天津市环境科学与工程实验教学示范中心，为专业人才培养提供实践和创新平台。提出“培养具有创新精神的环境科学与工程现代化复合型高素质人才”的实验教学理念，搭建“专业基础实验、教学实践、创新教育”的高素质人才培养实验教学平台，探索“坚守教学神圣，转变师生角色，强化开放综合，学科建设与实验教学相融合”的实验教学模式，取得了丰硕的教学改革与建设成果，学生教学效果突出。
(6)推行精细化教学管理。探索精细化教学管理模式并付诸实践，制订“教学效果的双评议制度”“主讲教师竞聘上岗制度”“教学效果的双评议制度(教学督导组评议和学生评议)”等规章机制，有效实现对教师“教”的目标导向和过程管理。
实行环境科学专业本科教学的课程小组负责制，实现了本科教学的优质师资资源配备，有效地促进了全体教师对本科教学的关注和重视。保证教授、副教授百分之百地参与本科教学，优化教师队伍年龄结构和学缘结构，提高教学效果。
实行“本科生课程主讲教师竞聘上岗”。对列入核心课程群建设的课程实行主讲教师竞聘上岗办法，结合学生评教结果，根据教学能力与教学效果优选课程主讲教师。