和元生物基本分析知识篇1

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2

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3

关键词：元素化学教学；知识结构化；模型建构

文章编号：1005C6629（2016）10C0021C04中图分类号：G633.8文献标识码：B

1问题的提出

元素化学，是指元素的单质及其常见化合物的组成、结构、主要物理及化学性质、制备、用途和存在的描述性知识，是高中化学的基本知识构成。元素化学为化学其他板块知识如基本概念、基本理论、实验和计算等的学习，提供丰富的感性素材。唐有祺院士提出“化学家的工作，主要是耕耘元素周期系”[1]，可以作为对元素化学重要性最精辟的注解。

在高中化学的整个学习过程中，学生必然会遇到许多困难。元素化学的学习是学生遇到的主要障碍之一。元素化学的学习困难主要来自以下三个方面：首先是元素化学知识的“本体”困难。高中元素化学知识有几个显著特点：“繁”――所学元素种类多（课程标准要求的元素有10种，教材实际涉及到的则更多），较繁杂；“乱”――每种典型元素的常见代表物涉及到的化学反应多，易混乱；“难”――物质发生化学反应的情形复杂、类型多，难记忆；“杂”――每种元素的代表物包含的知识层次多，易混杂。其次是元素化学知识的“应用”困难。元素化学是中学化学其他所有板块知识的载体，知识应用非常广泛，可以与化学所有板块的知识融合起来，考查学生的化学学科素养。具体表现在：①与氧化还原反应理论相融合考查；②与物质结构、元素周期律、周期表理论相融合考查；③与电解质溶液、离子反应理论相融合考查；④与化学实验知识相融合考查；⑤与化学计算相结合考查[2]。第三是其他因素带来的困难。如高中阶段对学生的学习能力、学习习惯、学习方法等提出了较高的要求，高中起始年级的学生一时较难适应。因此，对高中元素化学的教学应把握好课程标准，立足能力培养，理解、用好教材，重新建构元素化学学习的新视角。

2高中元素化学教学的“三线三视角”

高中化学在知识的深广度、学习能力要求和学习方法上都提出了更高的要求，即对学生的化学学科素养要求更高。诚如许多学生所言，高中元素化学知识与初中相比较，确实给人以繁、乱、杂、难之感，成了许多学生高中化学学习的障碍。为了破除这种学习障碍，使元素化学知识结构化是一种行之有效的学习途径，是帮助学生自主建构知识系统，实现知识转化为素养的重要环节。

“如何教”，是教师设计课堂教学策略必须重点考虑的问题。教师应考虑教学内容、教学思路、教学方法和教学手段等有助于实现既定教学目标的最佳教学方式。认知心理学认为，只有组织有序的知识才能在一定的刺激下被激活，在需要应用时才能成功地提取[3]。帮助学生建立知识结构化，是中学化学教学的重要任务之一。知识结构化是指把所学的知识划分为不同的部分或归入某种更大的范畴，在头脑中组织起来，形成知识组块，进而形成良好的知识结构[4]。因此，研究如何让学生学会和掌握知识结构化的方法，则是化学教师研究的重要课题。结合教学实践，就有效帮助学生形成结构化元素化学知识的“三线三视角”做一简要阐述。

2.1建构元素化学的“三线”结构

元素化学知识的“三线”是指“知识线”、“方法线”和“价值线”，见图1所示。

为了教学方便，可以把知识线、方法线和价值线称为“大三线”，而将知识线中的元素线、价态线和物质线称为“小三线”。

2.1.1知识线

（1）“元素线”――以某种具体元素为线索建构

学习完某种元素时，最基本的要求是让学生知道该元素的单质和常见的化合物有哪些，由此逐步丰富学生对物质世界的认识，形成该元素的“元素线”。教学中要有意识逐步培养学生遵循物质分类的思维规律，按照一定的物质类别顺序，能够有序、熟练地写出该元素常见单质和化合物的化学式，画出该元素的“元素线”。如硫元素的一种“元素线”，见图2所示。

世界上的所有物质都是由元素组成的，这是化学科学的一个基本观念。“元素线”强调从“元素中心”的视角、用分类观整体性认识物质。通过建构“元素线”，使学生更好地认识物质与元素的关系，更好地了解元素在自然界中可以游离态或化合态存在，因此物质有单质与化合物之分。

（2）“价态线”――以“中心元素”的化合价变化为线索建构

在“元素线”的基础上，按照所学中心元素化合价的变化规律，以化合价升高或降低的顺序排列含该价态的物质，即得到该元素的“价态线”。如硫元素的一种“价态线”，见图3所示。

元素的“价态线”并不是物质间实际转化的关系线，它是以核心元素的化合价变化为线索，让学生熟知该元素常见的化合价及每种价态对应的物质，建立起元素化合价与物质的对应关系。建构“价态线”的目的，是帮助学生养成从元素化合价变化的视角分析、判断该价态下的元素，其化合价能升或降的思维习惯，进而分析该价态下对应的具体物质可能具有的氧化还原性，以及它们之间的转化规律。

（3）“物质线”――以某种元素的常见物为线索建构

如果说“元素线”和“价态线”是从横向建构知识线，那么，“物质线”则是对知识线的纵向建构。“物质线”是在“元素线”和“价态线”的基础上，以某种具体代表物为建构对象，内容涵盖该物质主要知识结构的一种思维线索。“物质线”的主要内容有：物质的组成、结构、性质、制备、应用、存在和保存等（可根据具体物质删减涵盖内容），见图4所示。

“物质线”是学习某种具体物质时的纵向思维模型，是元素化学最重要的知识构成和知识基点之一，因此也是教学中应着力培养学生进行自主建构的内容之一。

2.1.2方法线

“方法线”的建构目标主要是，在元素化学知识的学习过程中，让学生归纳出物质结构与性质的学习方法及化学反应的学习方法。以鲁科版高中《化学2》教材为例，在第1章“原子结构与元素周期律”中，通过学习原子结构、元素周期律和周期表等知识，将元素的性质与原子结构密切联系起来，从中发现和掌握物质化学性质的变化规律，进而从本质上认识元素性质存在共性与递变性的原因。

由此可以看出，“方法线”实际上是一条“暗线”，隐藏在每种物质的结构和性质的学习过程中，并随着学习物质种类的增加而不断得到强化。例如，“分类比较、类比迁移”的方法在元素化学的学习中有着广泛的应用。在学习完CO2的性质后，让学生总结出酸性氧化物的通性，进而推出后面所学SO2的性质；通过比较CO2和SO2中C和S的化合价，应用氧化还原反应的理论知识，可以分析得出它们具有的氧化性或还原性。由此不难看出，对于物质通性的学习都可以采用此法。如总结出酸的通性、碱的通性、金属单质的通性、非金属单质的通性等进行迁移应用。这样，通过运用联想、迁移的方法去认识同类物质的共性，从中发现规律，可以逐步克服对物质化学性质学习的畏难心理。

“方法线”中另一条隐含的线索是化学反应的“规律线”。规律是事物之间内在的必然联系。物质之间的转化及其发生的化学反应是有规律的，而规律是可以被发现和掌握的。理解和掌握了化学反应之间的规律，就能避免学生因死记硬背而产生对化学方程式恐惧、混乱、乱用、误用等问题。在化学反应的诸多规律中，中学阶段与学生关系最为密切的反应规律主要有：复分解反应、置换反应、氧化还原反应和离子反应等四类反应类型（类型之间可能会有交叉，但不影响研究）。在具体教学中，通过大量实例分析、归纳这四类反应的反应特点和反应规律，引导学生逐步熟练掌握四类化学反应的规律，对于学生从本质上突破化学方程式和离子方程式的书写大有裨益。

2.1.3价值线

价值线则从情感态度与价值观的教育目标出发，加深学生对常见元素及其化合物学习意义的认识，深刻体会元素化学对促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响，理解科学、技术与社会的相互作用，形成科学的价值观和实事求是的科学态度，提升合作精神、激发创新潜能、提高实践能力。

2.2建构物质化学性质学习的“三视角”

在元素化学的学习中，掌握物质性质尤其是化学性质，无疑是最重要的。物质的化学性质复杂多变，这也折射出物质世界的复杂性和多样性。学习物质化学性质知识时，倘若能使知识结构化，则有利于学生形成有效的思维模型，养成良好的思维习惯[4]。从教学实践观察，分类比较、迁移应用的方法是使知识结构化的有效方法之一。

“三视角”的建构对象为物质的化学性质。在学习某种物质的化学性质时，采用分类与比较的思维方法，引导学生从“物质的类属通性、氧化还原性和特性”三个视角进行归纳总结，培养学生自主建构该物质化学性质的知识结构图，见图5所示。

在运用“三视角”进行学习的过程中，必须紧密结合元素化学“三线”中的“方法线”的物质结构与性质的规律和化学反应的规律，自觉运用“方法线”中的有关规律进行分析、判断和理解有关化学反应的特征，这样才能对物质的化学性质达到深刻理解和记忆。如利用元素周期律，加深理解和掌握同周期或同主族元素形成的物质化学性质的相似性和递变性；利用氧化还原反应、离子反应等规律进行分析、判断和深刻理解物质的各种化学反应特征，最终达到熟练掌握和应用物质化学性质的目的。

在具体学习某种物质的化学性质时，先从组成和结构特点让学生分析、确定该物质的类属，进而按照该类属得出其可能具有的化学通性；继而再让学生从元素化合价可能升降的角度，分析得出该物质可能具有的氧化性或还原性；最后研究该物质是否具有其他的特殊性质。例如，铝在一定条件下能与非金属单质、酸（氧化性酸和非氧化性酸）、强碱、盐溶液、某些金属氧化物反应，是一种化学性质较复杂、涉及化学反应较多的金属单质，学生对此非常惧怕。教学中，教师讲解后让学生采用“三视角”法，自主分析、建构铝的化学性质结构图，收到了比较好的教学效果，见图6所示。

需要说明的是，这里所提出的化学性质“三视角”，只是分析物质化学性质的三个角度，并不是划分物质化学性质的三个绝对类别。例如，金属的通性又常表现为金属的还原性，铁、铝常温下遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，既体现了铁、铝的还原性，也可以认为是铁、铝的化学特性。因此，除物质的通性外，其他性质的归类可根据学生个人的学习情况做一些个性化的调整。另外，从教学实践中发现，由于初中所接触的化学物质种类较少，学生难以形成物质的类属通性，而熟练掌握物质的类属通性无疑是非常重要的。因此，在高中元素化学的学习过程中，教师要舍得花时间、通过多种方式（作业、比赛、板报、作品展览等）让学生逐步了解和完善各类物质化学通性的建构，掌握了单质、酸、碱、盐、氧化物等各类物质的化学通性，就为元素化学的学习打下了坚实的基础。

3结语

教学实践表明，在高中元素化学的学习中，学生常常存在许多困难。将元素化学知识结构化，可以有效帮助学生突破学习难点，提升学习能力和学习品质，在教学中还有许多问题值得探索。教师只有了解学生的学习情况，才能有针对性地进行教学研究，解决学生的实际困难。经过几年来的教学实践探索，立足于知识结构化和思维模型建构的元素化学教学的“三线三视角”，对于培养学生归纳、整合知识的能力和创新能力，提升学生思维品质都有一定的促进作用。

参考文献：

[1]宋心琦.课程标准高中化学（必修）元素化学教学之我见[J].化学教学，2012，（3）：3～7.

[2]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003：8.

[3][4]王晓艳.中学化学知识结构和策略研究[D].济南：山东师范大学硕士学位论文，2010：7.

[5]郑长龙.化学课程与教学论[M].长春：东北师范大学出版社，2005：126，131.

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

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。

和元生物基本分析知识篇6

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。