中學(xué)化學(xué)教育現(xiàn)狀和改革課件.ppt

中學(xué)化學(xué)教育現(xiàn)狀和改革 南京師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院周志華 主要內(nèi)容 一 國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育改革動(dòng)向和化學(xué)學(xué)科發(fā)展概況二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的重要性三 新世紀(jì)面臨的挑戰(zhàn)四 對(duì)實(shí)現(xiàn)新課程的看法 一 國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)教育改革動(dòng)向和化學(xué)學(xué)科發(fā)展概況 會(huì)議背景會(huì)議目的日本課程改革的特點(diǎn)新加坡理科教育的現(xiàn)狀 1 國(guó)外 亞洲國(guó)家面向21世紀(jì)理科教育國(guó)際專(zhuān)題研討會(huì) 世界科學(xué)大會(huì)于1999年6 26 7 1在匈牙利布達(dá)佩斯召開(kāi) 參加會(huì)議的有155個(gè)國(guó)家 1800名與會(huì)者 主要來(lái)自于各國(guó)政府的科學(xué)部 國(guó)家或地區(qū)的國(guó)際非政府組織及政府組織 如who 世界健康組織 fao 食物和農(nóng)業(yè)組織 oecd 經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織 等 會(huì)議上一致同意的著名的三條基本科學(xué)政策是 科學(xué)為了知識(shí)和進(jìn)步 科學(xué)為了和平 科學(xué)為了發(fā)展 21世紀(jì)理科教育發(fā)展的兩大特點(diǎn)是 第一 大量科學(xué)成就 新發(fā)現(xiàn) 新技術(shù)的出現(xiàn) 科學(xué)技術(shù)以極快的速度發(fā)展著 帶給人類(lèi)無(wú)窮恩惠和前所未有的發(fā)展機(jī)遇 這導(dǎo)致大量信息和新的科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生 可以作為理科教育的課程 第二 民主化教育運(yùn)動(dòng)民主化教育運(yùn)動(dòng)將使更多的學(xué)生進(jìn)入教室 不同類(lèi)型學(xué)生的存在意味著他們有不同的學(xué)習(xí)方式 作為教師 為了滿(mǎn)足各類(lèi)學(xué)生的需要 必須了解學(xué)生是如何學(xué)習(xí)的 采用合適的教學(xué)策略和不同的教學(xué)方式 使之符合學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格 這通常被稱(chēng)之為積極的 主動(dòng)的 模式 1990年聯(lián)合國(guó)教科文組織已經(jīng)發(fā)表了推進(jìn)到新世紀(jì)的計(jì)劃 稱(chēng)之為2000年規(guī)劃 具體如下 1對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行理科教育 不管他們是否在高一級(jí)學(xué)校學(xué)習(xí)理科課程 2教師環(huán)境 包括教學(xué)策略 3教師教育 包括教師訓(xùn)練者的教育 4對(duì)學(xué)生的理科課程目標(biāo)以及該目標(biāo)與各科目標(biāo)之間匹配的可行性論證5教師的專(zhuān)業(yè)提高6在提高公眾對(duì)科學(xué)的理解及興趣中 非正式的科學(xué)教育的任務(wù) 這次亞洲國(guó)家面向21世紀(jì)理科教育國(guó)際專(zhuān)題研討會(huì)就是在上述背景下 由聯(lián)合國(guó)教科文組織和日本愛(ài)知教育大學(xué)組織的 參加國(guó)家有中國(guó) 日本 韓國(guó) 泰國(guó) 新加坡 緬甸 菲律賓 印度尼西亞八個(gè) 每個(gè)國(guó)家2名代表 日本許多來(lái)自于大學(xué) 研究機(jī)構(gòu)的著名科學(xué)研究工作者也參加了會(huì)議 與會(huì)者有80人左右 這次專(zhuān)題研討會(huì)的主要目標(biāo)是 1 了解每個(gè)亞洲國(guó)家在小學(xué) 中學(xué)階段理科教育的目標(biāo) 使它們?yōu)槠渌麌?guó)家提供參考作用 2 了解每個(gè)亞洲國(guó)家理科課程的教育體系 方法 以及對(duì)理科教師的崗前和崗后教育 供相互參考 3 了解理科教育中的新問(wèn)題 如 科學(xué)起的正作用和負(fù)作用 4 為了增進(jìn)參加會(huì)議成員以及與會(huì)國(guó)之間的友誼 從2002年開(kāi)始完全實(shí)施每周5天的學(xué)習(xí)體系 進(jìn)一步改善課程與生活 社會(huì) 國(guó)際社會(huì)的聯(lián)系和結(jié)合 學(xué)習(xí)內(nèi)容減少30 培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和探索心 重視自然體驗(yàn)與日常生活之間聯(lián)系的學(xué)習(xí) 重視自然環(huán)境與人類(lèi)社會(huì)之間的關(guān)聯(lián) 重視觀(guān)察 實(shí)驗(yàn) 解決問(wèn)題和綜合能力的培養(yǎng) 幼兒園 小學(xué)理科課程改革的要點(diǎn) 1 增加解決問(wèn)題能力方面的內(nèi)容 2 增加科學(xué)實(shí)踐能力 3 學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇性 培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的策略 1 提高好奇心和研究自然現(xiàn)象的正確態(tài)度 如人類(lèi)在自然界的活動(dòng) 培養(yǎng)合作 協(xié)作 精神 2 培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力 增強(qiáng)研究能力及提高效果的方法 3 選擇與日常生活相關(guān)的課題 綜合各段知識(shí) 強(qiáng)調(diào)環(huán)境教育 中學(xué)地理課 新加坡地處東南亞中心的戰(zhàn)略位置 生活水平位于亞洲第二 為了能夠在21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)到來(lái)時(shí)繼續(xù)維持經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng) 確保社會(huì)凝聚力 培養(yǎng)國(guó)民的民族意識(shí) 教育和培訓(xùn)都將面臨重大挑戰(zhàn) 新加坡教育部部長(zhǎng)高度肯定了教育在國(guó)家發(fā)展中的極其重大的作用 教育能使新加坡成為一個(gè)具有思想性的國(guó)家 使她的國(guó)民能夠?yàn)樾录悠碌睦^續(xù)發(fā)展和繁榮作出貢獻(xiàn) 第一部分新加坡科學(xué)教育縱覽 新加坡教育體系 新加坡教育體系主要特色為 1 實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué) 英語(yǔ)和母語(yǔ) 2 迎合學(xué)生學(xué)習(xí)速度和能力的差異 實(shí)施分流教學(xué) 小學(xué)教育 在1 4年級(jí)的基礎(chǔ)階段 核心課程為英語(yǔ) 母語(yǔ)和數(shù)學(xué) 其他非考試課程包括音樂(lè) 藝術(shù) 手工藝 公民課 道德教育 健康教育 科學(xué) 從3年級(jí)開(kāi)設(shè) 等 進(jìn)入5 6年級(jí)的定向階段 學(xué)生則按照以上3門(mén)核心課程的成績(jī)被分到不同的班級(jí)接受不同課程重點(diǎn)和要求的分流教學(xué) 以適合其能力和傾向性的發(fā)展步驟 中學(xué)教育 根據(jù)小學(xué)畢業(yè)考試成績(jī) 學(xué)生進(jìn)一步分流 分別進(jìn)入普通學(xué)術(shù) 技術(shù)課程 特殊 速成課程的學(xué)習(xí) 特殊 速成課程為期4年 適合于成績(jī)較好的學(xué)生 兩者課程相似 所設(shè)8門(mén)科目中包含語(yǔ)言 科學(xué)學(xué)科 數(shù)學(xué)學(xué)科 人文學(xué)科各兩門(mén) 這種組合為學(xué)生提供了一個(gè)均衡全面的教育 普通學(xué)術(shù)課程為期4年 其教學(xué)進(jìn)度較慢 通常包含5 7門(mén)科目 普通技術(shù)課程為期4 5年 適合于成績(jī)稍差 準(zhǔn)備接受進(jìn)一步技術(shù)培訓(xùn)的學(xué)生 設(shè)置了科學(xué) 技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等核心課程 中學(xué)后教育 中學(xué)畢業(yè)后 大多數(shù)學(xué)生將進(jìn)入以下學(xué)院接受進(jìn)一步的教育和培訓(xùn) 初級(jí)學(xué)院 集中學(xué)院 綜合技術(shù)學(xué)校和技術(shù)教育學(xué)院 多種工藝學(xué)校和技術(shù)教育學(xué)院分別提供技術(shù)培訓(xùn)和職業(yè)技術(shù)培訓(xùn) 而成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生則會(huì)選擇2 3年的初級(jí)學(xué)院 集中學(xué)院的課程 教育新動(dòng)態(tài) 過(guò)去幾年中 新加坡教育部 ministryofeducation 簡(jiǎn)稱(chēng)moe 為保證教育能滿(mǎn)足知識(shí)經(jīng)濟(jì)的要求和挑戰(zhàn) 提出了幾項(xiàng)重要的新舉措 包括技術(shù)改進(jìn)計(jì)劃 思維計(jì)劃 國(guó)情教育計(jì)劃 1997年頒布的技術(shù)改進(jìn)計(jì)劃 是要在5年內(nèi)花費(fèi)20億新元為學(xué)校教學(xué)和管理工作提供一個(gè)技術(shù)密集的環(huán)境 據(jù)這項(xiàng)預(yù)算 約350所學(xué)校在2002年將達(dá)到下列目標(biāo) 每2個(gè)學(xué)生1臺(tái)電腦 30 的課時(shí)用于基礎(chǔ)技術(shù)的教學(xué) 在思維計(jì)劃中 moe強(qiáng)調(diào)學(xué)校對(duì)批判和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng) 要幫助學(xué)生 1 獲得思維技巧 2 讓其在具體情境中得以運(yùn)用 3 養(yǎng)成思維的良好習(xí)慣 國(guó)情教育計(jì)劃旨在提高民族凝聚力和國(guó)民對(duì)未來(lái)的信心 該計(jì)劃要求理科教師在科學(xué)教育中滲透國(guó)情教育的內(nèi)容 使學(xué)生具有新加坡人共同的價(jià)值觀(guān)和生活信念 當(dāng)面臨嚴(yán)峻問(wèn)題時(shí)能更緊密地團(tuán)結(jié)起來(lái) 為建立價(jià)值觀(guān) 探索技能和學(xué)科知識(shí)間的平衡 moe著手修訂全國(guó)課程 從2001年起實(shí)施 這次修訂保證了課程的適宜性 還削減了20 30 課程內(nèi)容 以便思維訓(xùn)練和國(guó)情教育的滲透以及技術(shù)的應(yīng)用 單純的掌握知識(shí)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)條件下已不再具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 因而課程重點(diǎn)由知識(shí)的獲得轉(zhuǎn)為運(yùn)用知識(shí)的能力 并促使教學(xué)方法向更加以學(xué)生為中心的方向轉(zhuǎn)變 教育新舉措在學(xué)校體系中引起一系列重大變化 大學(xué)錄取工作將由目前單憑全國(guó)統(tǒng)考成績(jī)向全面衡量一個(gè)人在大學(xué)中的發(fā)展?jié)摿D(zhuǎn)變 新的錄取標(biāo)準(zhǔn)將于2003年啟用 它將在全國(guó)統(tǒng)考成績(jī)的基礎(chǔ)上增加實(shí)驗(yàn)成績(jī) 這一變化將促進(jìn)科學(xué)教育對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視 新加坡科學(xué)教育存在的問(wèn)題 科學(xué)是一項(xiàng) 動(dòng)手 的過(guò)程 科學(xué)教育應(yīng)該使學(xué)生參與系統(tǒng)學(xué)習(xí)并向研究轉(zhuǎn)變的過(guò)程 總的來(lái)說(shuō) 新加坡科學(xué)教育體系較好地為學(xué)生打下了科學(xué)基礎(chǔ) 但近年來(lái) 學(xué)業(yè)成就 競(jìng)爭(zhēng)和優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)主要由全國(guó)性考試來(lái)衡量 這種對(duì)學(xué)業(yè)成績(jī)的高度重視對(duì)新加坡科學(xué)教育影響很大 這種應(yīng)試學(xué)習(xí)的強(qiáng)調(diào)給科學(xué)教育帶來(lái)了如下問(wèn)題 1 傾向于學(xué)習(xí)表面性的知識(shí)2 錯(cuò)誤的科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度3 實(shí)際課程與計(jì)劃課程相矛盾4 教師繼續(xù)提高科學(xué)素養(yǎng)的需要另外 還有一個(gè)教師缺乏廣泛扎實(shí)科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)的問(wèn)題 第二部分新加坡科學(xué)課程簡(jiǎn)介 科學(xué)課程從小學(xué)3年級(jí)開(kāi)始設(shè)置 科學(xué)課程由生物 化學(xué) 物理中任兩門(mén)組成 要求較低 而綜合理科課程則在基礎(chǔ)程度上覆蓋三門(mén) 科學(xué)課程在同一階段不同分流課程中的區(qū)別在于課程的深度和廣度 學(xué)生可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行選擇 科學(xué)課程從核心課題入門(mén) 接著逐漸擴(kuò)展至分科課題 小三至初二的普及科學(xué)教育是要為學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)生物 化學(xué) 物理分科課程打下必要基礎(chǔ) 隨著教育程度的提高 這些課題將在更深的層次上再現(xiàn) 科學(xué)教育的教學(xué)方法 在教育改革的促進(jìn)下 新加坡的學(xué)?？茖W(xué)教育正在向以下幾個(gè)方面轉(zhuǎn)變 1 從以教師指導(dǎo)為中心 以應(yīng)試為基礎(chǔ)向以學(xué)生為中心 以探究為基礎(chǔ)的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變2 從個(gè)別化學(xué)習(xí)向達(dá)到協(xié)作學(xué)習(xí)和獨(dú)立學(xué)習(xí)的平衡轉(zhuǎn)變3 從主要以課本為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)向更可信的 學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)中的參與形式轉(zhuǎn)變 隨著技術(shù)教育的滲透 理科教師開(kāi)始愿意嘗試擴(kuò)展教學(xué)策略 更多地運(yùn)用動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 協(xié)作學(xué)習(xí)和小科研 評(píng)價(jià) 目前 科學(xué)教育的考核體系傾向于重在書(shū)面考試成績(jī) 在小學(xué)及初中階段 實(shí)驗(yàn)在評(píng)價(jià)中只占很小一部分 而在高中和大學(xué)預(yù)科中 實(shí)驗(yàn)占總成績(jī)的10 20 也并不能完全滿(mǎn)意地評(píng)價(jià)學(xué)生的操作和科學(xué)探索能力 所以 新加坡moe正致力于設(shè)置一個(gè)能更好真實(shí)反映學(xué)習(xí)成果 同時(shí)花費(fèi)不太大 易于實(shí)施的考核體系 2 國(guó)內(nèi) 我國(guó)基礎(chǔ)教育改革動(dòng)向 我國(guó)基礎(chǔ)教育課程改革于1999年正式啟動(dòng) 為貫徹 中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定 和 國(guó)務(wù)院關(guān)于基礎(chǔ)教育改革與發(fā)展的決定 教育部決定 大力推進(jìn)基礎(chǔ)教育課程改革 調(diào)整和改革基礎(chǔ)教育的課程體系 結(jié)構(gòu) 內(nèi)容 構(gòu)建符合素質(zhì)教育要求的新的基礎(chǔ)教育課程體系 新的課程體系涵蓋幼兒教育 義務(wù)教育和普通高中教育 基礎(chǔ)教育課程改革的具體目標(biāo) 改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向 強(qiáng)調(diào)形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度 使獲得基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的過(guò)程同時(shí)成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀(guān)的過(guò)程 改變課程結(jié)構(gòu)過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位 科目過(guò)多和缺乏整合的現(xiàn)狀 設(shè)置綜合課程 體現(xiàn)課程結(jié)構(gòu)的均衡性 綜合性和選擇性 改變課程內(nèi)容 難 繁 偏 舊 和過(guò)于注重書(shū)本知識(shí)的現(xiàn)狀 加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活以及現(xiàn)代社會(huì)和科技發(fā)展的聯(lián)系 關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗(yàn) 改變課程實(shí)施過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí) 死記硬背 機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀 倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與 樂(lè)于探究 勤于動(dòng)手 培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息等能力 高中化學(xué)課程改革的重點(diǎn) 使課程結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的選擇性使課程內(nèi)容具有更強(qiáng)的時(shí)代性使課程實(shí)施具有更強(qiáng)的靈活性使課程評(píng)價(jià)具有更強(qiáng)的發(fā)展性 國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)體現(xiàn)國(guó)家對(duì)不同階段的學(xué)生在知識(shí)與技能 過(guò)程與方法 情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)等方面的基本要求 規(guī)定各門(mén)課程的性質(zhì) 目標(biāo) 內(nèi)容框架 提出教學(xué)和評(píng)價(jià)建議 現(xiàn)行化學(xué)教材 化學(xué)1 化學(xué)2 必修模塊 選修模塊 認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)常見(jiàn)無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 3 化學(xué)學(xué)科發(fā)展需要教育改革 1 新分子和新材料的飛速增長(zhǎng) 如在現(xiàn)代無(wú)機(jī)合成中 愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用極端條件下的合成方法和技術(shù)實(shí)現(xiàn)通常條件下無(wú)法進(jìn)行的合成 可能獲得一般條件下無(wú)法得到的新化合物 新物相 開(kāi)拓出新的合成路線(xiàn)與方法 2 極端條件下合成反應(yīng)規(guī)律與合成技術(shù)的研究取得了很大進(jìn)展 超高壓 超高溫 超高真空 超低溫 強(qiáng)磁場(chǎng) 強(qiáng)電場(chǎng) 強(qiáng)激光 例1 高壓作為一種典型的極端物理?xiàng)l件 能夠有效改變物質(zhì)的原子間距離和原子殼層的狀態(tài) 如在1673k 5 5gpa 即5 5萬(wàn)個(gè)大氣壓 下 由石墨金剛石在1173 1723k 3 5 5 5gpa合成出摻雜的 可以發(fā)射可見(jiàn)熒光的寶石級(jí)翡翠寶石naalsi2o6 eu3 紅 dy3 黃 ce3 紫 用高壓方法合成出無(wú)限層n型稀土含銅氧化物單相高溫超導(dǎo)體sr0 86nd0 14cuo2 高溫等離子體下的合成 cvd法 例2微波有機(jī)合成diels alder反應(yīng) 常規(guī)條件下達(dá)到87 的產(chǎn)率需反應(yīng)72小時(shí)微波條件反應(yīng)10分鐘 3 分離技術(shù) 檢測(cè)手段發(fā)展很快 t射線(xiàn) 4 隨著新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的不斷發(fā)展 一些概念也在變化拓展著 例如 氫的新鍵型 共價(jià)鍵 離子鍵 金屬鍵 氫鍵 氫分子配鍵 缺電子多中心橋鍵 h 配鍵 c h m橋鍵 氫鍵 x h y質(zhì)子給體o h n h質(zhì)子受體 帶有孤對(duì)電子的o n等 x y可以是f o n cl或c等電負(fù)性高的原子 x h 氫鍵芳香氫鍵多肽結(jié)構(gòu)生物體內(nèi)部 x h m氫鍵 x h h y二氫鍵 x h 氫鍵芳香氫鍵多肽結(jié)構(gòu)生物體內(nèi)部 x h m氫鍵 x h h y二氫鍵 氫鍵與中學(xué)化學(xué)競(jìng)賽試題 特別關(guān)注 2003年中國(guó)化學(xué)會(huì)化學(xué)初賽 省級(jí)賽區(qū) 考查了三道有關(guān)氫鍵的試題 第2題 50年前 watson和crick因發(fā)現(xiàn)dna雙螺旋而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) dna的中文化學(xué)名稱(chēng)是 脫氧核糖核酸 dna是由如下三種基本組分構(gòu)成的 脫氧核糖 基 磷酸 基 和堿基 dna中的遺傳基因是以堿基的排列順序存儲(chǔ)的 dna雙鏈之間的主要作用力是氫鍵 給出dna雙螺旋結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代科技中應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例 基因重組或基因工程 轉(zhuǎn)基因作物 人類(lèi)全基因圖譜 dna結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的螺旋狀結(jié)構(gòu) 氣體水合物結(jié)構(gòu) 中學(xué)化學(xué)試題和競(jìng)賽試題多有涉及 8ch4 46h2o的結(jié)構(gòu) a 1180pm z 1晶胞體積 v 1180pm 3 1 64 10 27m3 晶胞中ch4 1m3甲烷水合物晶體中含ch4質(zhì)量 它相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下182m3的天然氣 甲烷水合物晶體又稱(chēng)為可燃冰 8ch4 46h2o的結(jié)構(gòu) 03年南師大化學(xué)夏令營(yíng)選拔賽題 現(xiàn)代科技發(fā)展的兩種形式 突破 深化 和融合 宏觀(guān) 微觀(guān)宏觀(guān)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 微觀(guān)動(dòng)力學(xué)突破靜態(tài) 動(dòng)態(tài)平衡態(tài) 非平衡態(tài)個(gè)別 相互聯(lián)系 滲透c60碳納米管表面技術(shù) 表面催化 溶液反應(yīng)融合 多學(xué)科滲透 融合來(lái)解決各種問(wèn)題 例如 解決環(huán)境問(wèn)題 人文社會(huì)科學(xué)生物學(xué)地理學(xué)環(huán)境科學(xué)大氣科學(xué)生命科學(xué)化學(xué)化學(xué)生物學(xué)物理學(xué) 4 人文社會(huì)科學(xué)問(wèn)題研究的復(fù)雜性 一個(gè)多變量的復(fù)雜體系 有時(shí)常會(huì)聽(tīng)到這樣一種講法 只要采用科學(xué)方法去處理 我們能解決所有問(wèn)題 事實(shí)上并不存在單一的科學(xué)方法 因?yàn)檫@取決于我們研究的對(duì)象和控制變量的能力 不同學(xué)科其變量的多少差異很大 最簡(jiǎn)單的是數(shù)學(xué) 其次是物理 例如為了研究氣體的體積如何隨壓力變化 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi) 我們可以控制溫度 物質(zhì)的量和種類(lèi)不變 這樣可以獲得pv nrt的關(guān)系 這是對(duì)自然界的一種模擬 固定其他量如v 氣體的量和種類(lèi)n 則可得到p與t的關(guān)系 化學(xué)是從分子層次上研究物質(zhì)的組成 結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的學(xué)科 研究的體系不僅受溫度 壓力 催化劑 光 電場(chǎng) 磁場(chǎng) 重力場(chǎng)的影響 還與分子內(nèi)部結(jié)構(gòu) 分子間的相互作用 分子的堆積方式 分子平動(dòng) 振動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)等等因素有關(guān) 比物理學(xué)科的變量多 在地球科學(xué) 生命科學(xué)中 變量則更多 人們對(duì)現(xiàn)象的解釋和預(yù)測(cè)能力受到更大的限制 盡管如此 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)還是能通過(guò)控制若干變量逐步逼近來(lái)模擬自然界的狀況進(jìn)行探索 研究 對(duì)人文社會(huì)科學(xué) 變量更多 有些變量我們是無(wú)法控制的 如一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家希望判斷增加利率對(duì)失業(yè)率將會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響 他將會(huì)發(fā)現(xiàn)這是相當(dāng)困難的 因?yàn)檎南M(fèi)水準(zhǔn) 事業(yè)發(fā)展速度 軍方的需求 進(jìn)入市場(chǎng)的高中 大學(xué)畢業(yè)生人數(shù) 國(guó)際環(huán)境等等有許多是難以控制的 所以在社會(huì)實(shí)驗(yàn)中不能像自然科學(xué)那樣在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)中較自由的控制變量 作為建立在學(xué)科和教育學(xué) 心理學(xué)基礎(chǔ)上的學(xué)科教學(xué)論 其發(fā)展?fàn)顩r也是不同的 在國(guó)際上數(shù)學(xué) 物理學(xué)科教學(xué)論比化學(xué)學(xué)科教學(xué)論研究得更為深入 這一方面可能與學(xué)科性質(zhì)有關(guān) 另一方面也可能與化學(xué)學(xué)科教學(xué)論投入的研究力量不足或沒(méi)有找到更適合化學(xué)學(xué)科教學(xué)論的新的研究方法有密切關(guān)系 5 化學(xué)課程與教學(xué)論發(fā)展的機(jī)遇 社會(huì)進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代 基礎(chǔ)教育改革正在進(jìn)一步深化 新的課程標(biāo)準(zhǔn)的頒發(fā) 提供了一個(gè)更大的研究空間 其中包括教育觀(guān)念的更新 教育策略的探討 教育資源的開(kāi)發(fā) 教育手段的更新等等 研究性學(xué)習(xí)已在許多地方展開(kāi) 如何提高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng) 對(duì)師范類(lèi)的人文社科學(xué)生又怎樣提高他們的科學(xué)素養(yǎng) 也成為大家關(guān)心的問(wèn)題 中國(guó)進(jìn)入了wto 全球經(jīng)濟(jì)一體化了 又如何提高學(xué)生應(yīng)用外語(yǔ)的能力 大城市雙語(yǔ)教育的開(kāi)展已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn) 上述諸多研究領(lǐng)域?yàn)槲覀兲峁┝艘粋€(gè)很好的機(jī)遇 與自然科學(xué)相比 我們研究的對(duì)象是人 是一個(gè)個(gè)有著思維能力 受著自身身體結(jié)構(gòu)和來(lái)自不同家庭 學(xué)校 社會(huì)影響的活生生的具有不同個(gè)性的人 而評(píng)價(jià)體系中評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)直接與設(shè)計(jì)人或?qū)嵺`者的價(jià)值觀(guān)有密切關(guān)系 所以我們從局部地區(qū) 小的樣本獲得的對(duì)教育現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)及其規(guī)律的探討有很大的局限性 只有擴(kuò)大樣本 堅(jiān)持多年的教育實(shí)踐 探索才能獲得較為客觀(guān)的對(duì)規(guī)律的認(rèn)識(shí) 最典型的例子是vosts測(cè)量法 加拿大科學(xué)家 教育家aikenhead和ryan等人根據(jù)5步 確定一個(gè)有關(guān)sts的論題 確定論題并歸納選項(xiàng) 根據(jù)反饋意見(jiàn)進(jìn)行修改完善 通過(guò)口語(yǔ)報(bào)告再一次進(jìn)行修訂 大樣本測(cè)試 花了6年時(shí)間 被試學(xué)生約5000多人 經(jīng)多次修訂才成現(xiàn)在這樣的114條vosts觀(guān)念測(cè)試 可用于sts觀(guān)念測(cè)試 化學(xué)課程與教學(xué)論主要研究的是化學(xué)學(xué)科教與學(xué)的規(guī)律 如果沒(méi)有較寬較扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)和化學(xué)學(xué)科的思維方法 要獲得對(duì)教與學(xué)規(guī)律的深刻認(rèn)識(shí)和對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是會(huì)受到限制的 加強(qiáng)學(xué)科 心理學(xué)以及腦科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí) 心理學(xué) 生理心理學(xué) 腦科學(xué)發(fā)展很快 作為21世紀(jì)的未解之謎之一的 人腦之謎 隨著現(xiàn)代化手段的發(fā)展 人類(lèi)對(duì)大腦的研究正在逐步深入 所取得的階段性成就應(yīng)該可以被用來(lái)指導(dǎo)我們的教育研究 大腦皮層的運(yùn)動(dòng)投射區(qū)域圖 petscananddisorders petscanandvisualstimulation celebralbloodflowduringspeech a duringspeech b 加強(qiáng)學(xué)生執(zhí)著精神的培養(yǎng) 二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的重要性 科學(xué)本質(zhì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性蠟燭燃燒的實(shí)驗(yàn) 一則適合不同層次學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)抗癌藥物的發(fā)現(xiàn) 科學(xué)思維方法的探索新世紀(jì)面臨的科技挑戰(zhàn) 科學(xué)本質(zhì) 8個(gè)國(guó)家的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)作了如下一致性的闡述 科學(xué)知識(shí)是可信的 同時(shí)又是試探性的 科學(xué)知識(shí)非常 不是完全 依賴(lài)于觀(guān)察 實(shí)驗(yàn)證據(jù) 理性的辯論和質(zhì)疑 不存在一種做科學(xué)的惟一方法 科學(xué)試圖解釋自然現(xiàn)象 定律和理論在科學(xué)中具有不同的角色 所有有文化背景的人都對(duì)科學(xué)有貢獻(xiàn) 應(yīng)清楚地 開(kāi)放地報(bào)告新知識(shí) 科學(xué)家需要精確的紀(jì)錄保存 同事評(píng)議 科學(xué)結(jié)果有可重復(fù)性 觀(guān)察建立在理論的基礎(chǔ)上 科學(xué)家是創(chuàng)造性的人 科學(xué)的歷史既是進(jìn)化的 又具有革命性 科學(xué)是社會(huì)和文化傳統(tǒng)的一部分 科學(xué)和技術(shù)相互作用 科學(xué)觀(guān)點(diǎn)受社會(huì)和歷史背景影響 mccomas 1998 實(shí)驗(yàn)重要性實(shí)例 門(mén)捷列夫化學(xué)元素周期律的提出門(mén)捷列夫提出的化學(xué)元素周期律是經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)踐的驗(yàn)證和補(bǔ)充 才逐漸為人類(lèi)所接受 成為無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)發(fā)展的重要基礎(chǔ)的 質(zhì)量作用定律 前面4個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是由h2與i2反應(yīng)制備hi 達(dá)到平衡后測(cè)定混合物中各組分的分壓而獲得的 后2個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是由hi作為反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器 h2和i2作為產(chǎn)物而得到的 這六次實(shí)驗(yàn)的重要之點(diǎn)是 反應(yīng)組分的平衡分壓通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)值比聯(lián)系在一起 即 phi255 17ph2pi2它們的比值相同 這六個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的微小差異都在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi) 人們繼續(xù)做了幾百個(gè)其他實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)所有平衡反應(yīng)都滿(mǎn)足類(lèi)似于h2與i2反應(yīng)的關(guān)系式 即 aa bbcc dd c c d d如用濃度表示 則有 k a a b b 蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)的探究 一 小學(xué)生對(duì)蠟燭燃燒的探究 對(duì)蠟燭燃燒條件的探究 1 空氣對(duì)流 二 中學(xué)生對(duì)蠟燭燃燒的探究 1 對(duì)蠟燭燃燒條件的探究 氧氣支持 2 對(duì)蠟燭燃燒過(guò)程的探究 方法一 方法二 將燃燒旺盛的蠟燭火焰突然吹滅 可以觀(guān)察到有大量白煙冒出 立即點(diǎn)燃冒出的白煙 蠟燭復(fù)燃 3 對(duì)蠟燭火焰溫度的探究 4 對(duì)蠟燭燃燒機(jī)理的探究 蠟燭火焰中有哪些物質(zhì) 火焰具有導(dǎo)電性 火焰中存在著大量的帶有正電荷的離子 其中最多的是氫離子 蠟燭不完全燃燒產(chǎn)生燈煙 將一片玻璃放在蠟燭火焰上方 收集碳黑 理論上說(shuō)碳黑中含有各種含碳有機(jī)分子碎片 想想該如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究得到 5 對(duì)影響蠟燭火焰形狀的其他因素的理論分析 1 磁場(chǎng)對(duì)蠟燭火焰形狀的影響 2 電場(chǎng)對(duì)蠟燭火焰形狀的影響 3 重力場(chǎng)對(duì)蠟燭火焰形狀的影響 失重條件下蠟燭火焰的形狀 抗癌藥物 順鉑的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用 在科學(xué)研究過(guò)程中往往會(huì)有 serendipity serendipity 的定義是 一種假設(shè)的能意外找到有價(jià)值東西的天賦才能 rosenberg博士發(fā)現(xiàn)順鉑這種化合物的用途的故事就是一個(gè)很好的例子 也說(shuō)明了科學(xué)研究中 意外或偶然 的重要性 rosenberg博士最初的興趣是天文學(xué) 然后是化學(xué) 再后來(lái)是物理化學(xué) 最后他的興趣轉(zhuǎn)移到物理上 成為一名物理學(xué)家 barnetrosenberg 他讀博士時(shí)的導(dǎo)師是愛(ài)因斯坦的學(xué)生 物理系的harmutkallman教授 他是一位理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合的物理學(xué)家 當(dāng)時(shí)他的博士論文課題是關(guān)于固體中的光電現(xiàn)象 為此他注意到光與生物材料相互作用的可能性 1961年他從紐約來(lái)到密之根州立大學(xué) 創(chuàng)建了生物物理系 就是在這兒他和他的同事們后來(lái)發(fā)現(xiàn)了一種能夠有效治療某些癌癥的化合物 順鉑的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的科研過(guò)程 實(shí)驗(yàn)課題的提出 第一次實(shí)驗(yàn) 第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的首次啟示 順鉑的第一次動(dòng)物試驗(yàn) 臨床試驗(yàn) 它工作的相當(dāng)漂亮 生物物理系建成以后 我們感到僅僅研究蛋白質(zhì)和視網(wǎng)膜對(duì)于生物物理系來(lái)說(shuō)還不夠 生物 必須帶領(lǐng)學(xué)生做更 生物 一些的實(shí)驗(yàn) 于是我設(shè)計(jì)了一個(gè)非常奇妙的實(shí)驗(yàn) 該實(shí)驗(yàn)是受到了生物教科書(shū)上的一幅圖 即細(xì)胞的絲狀分裂圖的啟發(fā)而產(chǎn)生的 實(shí)驗(yàn)課題的提出 絲狀分裂的過(guò)程 細(xì)胞的絲狀分裂圖 這引起了我的興趣 但我并不是唯一一個(gè)發(fā)現(xiàn)這個(gè)類(lèi)似現(xiàn)象的人 但是沒(méi)有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證 所以我想到設(shè)計(jì)一個(gè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn) 這幅圖對(duì)物理學(xué)家是非常熟悉的 在一個(gè)條形磁鐵上放一張紙 撒些鐵屑在紙上面 可以得到磁偶極場(chǎng)的圖 它與細(xì)胞絲狀分裂圖非常相似 第一次實(shí)驗(yàn) 我們首先找到這樣一種裝置 細(xì)胞培養(yǎng)儀 當(dāng)我們向細(xì)胞注入能量時(shí)能夠檢測(cè)到發(fā)生的變化 我們?nèi)筛K電極并插入培養(yǎng)儀的腔內(nèi) 然后我們想做的就是向培養(yǎng)儀中正在生長(zhǎng)的細(xì)胞通交流電 想看看細(xì)胞分裂速度是否會(huì)有變化 目的 我們先以e coli 一種細(xì)菌 為研究對(duì)象 當(dāng)接通電源時(shí) 我們發(fā)現(xiàn)了令人驚奇的事情 腔內(nèi)細(xì)菌的密度幾乎降到了零點(diǎn) 實(shí)際上這已經(jīng)變成一個(gè)無(wú)菌腔 我們用顯微鏡觀(guān)察了從腔內(nèi)中的流出物 結(jié)果看到的不是正常的e coli細(xì)胞 而是很長(zhǎng)的絲狀體 是e coli細(xì)胞長(zhǎng)度的300多倍 很明顯這是發(fā)生了新的情況 左 正常的大腸桿菌細(xì)胞 右 在含有順鉑的介質(zhì)中生長(zhǎng)的大腸桿菌細(xì)胞 順鉑阻礙了細(xì)胞的分裂 但沒(méi)有使細(xì)胞生長(zhǎng)停止 長(zhǎng)成了長(zhǎng)長(zhǎng)的絲狀物 當(dāng)關(guān)閉電場(chǎng)后 長(zhǎng)長(zhǎng)的絲狀物會(huì)斷裂成一段一段的細(xì)繩狀 每一段又?jǐn)嗔殉烧ＩL(zhǎng)的e coli細(xì)胞 當(dāng)我與該領(lǐng)域的專(zhuān)家交流的時(shí)候 都認(rèn)為其中還有許多疑問(wèn)需要人們?nèi)チ私?尋找原因 是什么導(dǎo)致了這個(gè)結(jié)果 我們必須測(cè)定是否是電場(chǎng)本身的原因 于是我們嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)做了修改 我們做了兩個(gè)腔室 一個(gè)腔室中插入電極 另一個(gè)中放入細(xì)菌 將培養(yǎng)液輸入接通電場(chǎng)后的第一個(gè)腔室 然后將它們通入細(xì)菌所在的第二個(gè)腔室 這樣細(xì)菌就不是直接暴露在電場(chǎng)中了 接通電源 啟動(dòng)電場(chǎng)后的結(jié)果和前面一樣 這就說(shuō)明 向營(yíng)養(yǎng)介質(zhì)通電流的過(guò)程引起了某種長(zhǎng)期的化學(xué)變化 從而對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)造成了影響 首先我們要設(shè)法鑒別第一個(gè)腔室中通電后產(chǎn)生了什么化學(xué)物質(zhì) 通過(guò)改變放進(jìn)培養(yǎng)液中的化學(xué)物質(zhì) 我們發(fā)現(xiàn)必須要有銨鹽 有氯化物 而且是在有氧氣的環(huán)境下 這是三個(gè)需要的條件 但是到底生成了什么物質(zhì)呢 一種可能性是在鉑電極上發(fā)生了電解作用 于是我們開(kāi)始研究鉑電極上的電解產(chǎn)物 第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的首次啟示 一種很顯然的化合物可能是 nh4 2ptcl6或者是 nh4 2ptcl4 我們買(mǎi)了這些化學(xué)藥品 然后用與腔室中相同的濃度做實(shí)驗(yàn) 但是它們對(duì)細(xì)菌沒(méi)有任何影響 我們把這些化學(xué)藥品的溶液放在桌子上 幾個(gè)星期后用它們?cè)僮鰧?shí)驗(yàn) 突然發(fā)現(xiàn)它們對(duì)細(xì)菌有影響了 盡管影響不大 但是產(chǎn)生了一些絲狀物 現(xiàn)在新的問(wèn)題來(lái)了 是什么引起了含鉑鹽溶液的變化 通過(guò)測(cè)試 我們發(fā)現(xiàn)與光有關(guān) 于是我們開(kāi)始研究鉑的光化學(xué)性質(zhì) 我們用光照射 nh4 2ptcl6或 nh4 2ptcl4溶液 然后將產(chǎn)物分離成幾類(lèi)樣品 我們收集了帶兩個(gè)電荷以及一個(gè)電荷的物質(zhì)樣品等等 然后我們分別試驗(yàn)了這些物質(zhì) 發(fā)現(xiàn)有活性的是中性物質(zhì) 經(jīng)過(guò)鑒定 我們得出結(jié)論 生成的中性物質(zhì)是pt nh3 2cl2 于是我請(qǐng)andy合成了反式配合物 然后將它放到細(xì)菌溶液中 什么也沒(méi)有發(fā)生 我們確實(shí)感到十分吃驚 最后andy說(shuō) 我合成的反式配合物熱穩(wěn)定性更強(qiáng) 我們?cè)僭囍铣身樖脚浜衔?看看會(huì)發(fā)生什么 結(jié)果證明順式配合物有作用 這種叫順鉑的化合物能夠阻止細(xì)菌的細(xì)胞分裂 順鉑的第一次動(dòng)物試驗(yàn) 做完細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 我們?cè)囼?yàn)順鉑對(duì)于動(dòng)物體內(nèi)癌細(xì)胞的影響 先研究多少劑量能殺死動(dòng)物 然后我們把腫瘤移植到動(dòng)物體內(nèi) 用順鉑進(jìn)行治療 觀(guān)察對(duì)動(dòng)物以及腫瘤的生長(zhǎng)有什么影響 實(shí)驗(yàn)證明 順鉑對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)有重要影響 我們開(kāi)始猜測(cè) 順鉑在消滅正常細(xì)胞前有非常有趣的抗癌活性 能選擇性的消滅癌細(xì)胞 我與國(guó)家癌癥研究所聯(lián)系 然后被邀請(qǐng)去做一個(gè)報(bào)告 我?guī)Я怂男∑炕衔?順式和反式的pt nh3 2cl4 順式和反式的pt nh3 2cl2去用于試驗(yàn) 報(bào)告結(jié)束后 我把我的化合物留給他們 他們用不同的腫瘤系統(tǒng)來(lái)做試驗(yàn) 幾個(gè)月后 試驗(yàn)結(jié)果表明 對(duì)他們的腫瘤體系有作用 臨床試驗(yàn) 它工作的相當(dāng)漂亮 1972年 國(guó)家癌癥研究所在許多地方做臨床試驗(yàn) 在roswellparkmemorialinstitute inbuffalo ny 發(fā)現(xiàn)順鉑對(duì)治療睪丸癌有很高的活性 同樣在倫敦的royalmarsolenhospital發(fā)現(xiàn)順鉑對(duì)治療卵巢癌有活性 人們對(duì)此也產(chǎn)生了越來(lái)越濃的興趣 陸續(xù)投入了更多的錢(qián)來(lái)做臨床試驗(yàn) 在此期間 我們還試驗(yàn)了鉑配合物以外的化學(xué)物質(zhì) 可以看到 鈷以及其他金屬的化合物也有活性 這決不是鉑化合物的獨(dú)特特性 一旦把順鉑注入病人體內(nèi) 就必須考慮它的毒副作用 要找到合適的劑量 因?yàn)檫@些化合物有明顯的腎毒性 1973年大部分臨床試驗(yàn)者都有這樣的感覺(jué) 用這種藥物治療很有意思 但這種藥物使用起來(lái)也非常危險(xiǎn) 直至1974或1975年當(dāng)drs cvitkovic和krakoff在sloanketteringinstitute提出了一個(gè)錯(cuò)誤但卻不失聰明的觀(guān)點(diǎn) 他們說(shuō) 鉑藥物含有重金屬 我們知道重金屬會(huì)引起腎中毒 那么可以通過(guò)向病人體內(nèi)輸入水這種簡(jiǎn)單的辦法來(lái)稀釋這些通過(guò)腎的藥物 從而緩解腎中毒 他們用順鉑做這個(gè)試驗(yàn) 結(jié)果非常好 這樣使得腎毒性幾乎降到了零點(diǎn) 所以用藥劑量已經(jīng)不再是一個(gè)重要因素 另外 印地安那大學(xué)醫(yī)學(xué)院larryeinhorn帶來(lái)了使用順鉑的想法 通過(guò)roswellpark等人的獨(dú)立證實(shí) 順鉑對(duì)治療睪丸癌是有效的 如果將它與兩種其他藥物結(jié)合使用 即vinblastin 長(zhǎng)春堿 和bleomycin 博來(lái)霉素 對(duì)治療睪丸癌有某種活性 這也是極為出色的工作 睪丸癌的死亡率一般在80 而用順鉑治愈率達(dá)95 這是近二十年來(lái)治療癌癥方面最激動(dòng)人心的進(jìn)展 現(xiàn)在在治療卵巢癌 膀胱癌 骨腫癌癥等方面的首選藥物是順鉑 挑戰(zhàn)之一 迄今人類(lèi)只認(rèn)識(shí)宇宙的5 占宇宙30 的暗物質(zhì) 占65 暗能量最近被發(fā)現(xiàn) 但對(duì)其一無(wú)所知 這對(duì)人類(lèi)當(dāng)代科學(xué)提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn) 三 新世紀(jì)面臨的挑戰(zhàn) 暗能量 2003 12 23的science 將暗能量的發(fā)現(xiàn)評(píng)為該年度最重大的科學(xué)突破 通過(guò)觀(guān)測(cè)發(fā)現(xiàn) 宇宙正在膨脹 而且正在加速膨脹 宇宙大爆炸引起宇宙膨脹是可以理解的 但由于萬(wàn)有引力 宇宙的膨脹速度應(yīng)愈來(lái)愈小 可是事實(shí)正好相反 于是 得出了宇宙中還有一種不為人知的能量存在 被稱(chēng)為暗能量 暗能量是促使宇宙加速膨脹的動(dòng)力 暗能量是1998年提出的 并被一系列的觀(guān)測(cè)結(jié)果所證實(shí) 特別是近年來(lái)繞地球運(yùn)行的威爾金森微波各向異性探測(cè)器 wmap 及斯隆數(shù)字天文臺(tái)的觀(guān)測(cè)結(jié)果 這些結(jié)果不僅證實(shí)了加速膨脹的結(jié)論 而且還解決了關(guān)于宇宙年齡 膨脹速度 宇宙組成等的長(zhǎng)期爭(zhēng)論 天文學(xué)家現(xiàn)在相信宇宙年齡是137億年 暗物質(zhì) 200多年前 根據(jù)天文觀(guān)察結(jié)果 并通過(guò)萬(wàn)有引力估計(jì)星系質(zhì)量 所有星系都表現(xiàn)出應(yīng)該具有更大的質(zhì)量 于是就提出了暗物質(zhì)的假設(shè) 星系的直徑通常是幾千到幾萬(wàn)光年 星系之外 很少有物質(zhì) 偶爾有星或氣云 這些星或氣云被星系的萬(wàn)有引力所吸引 都圍繞星系旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力與星系與該星的萬(wàn)有引力相等 故有v2 gm r 這就是說(shuō) 星距離星系愈遠(yuǎn) 其轉(zhuǎn)速愈小 而對(duì)ngc3192星系及其他45個(gè)星系的測(cè)量結(jié)果表明 遠(yuǎn)離星系的星 其轉(zhuǎn)速不是減小 且無(wú)一例外的增加 包恬我們的銀河系 這些觀(guān)測(cè)結(jié)果證明暗物質(zhì)的存在 并且可以推算暗物質(zhì)的質(zhì)量 我們可以通過(guò)輻射和引力感知物質(zhì)的存在 但我們只能通過(guò)引力感知暗物質(zhì)的存在 根據(jù)當(dāng)前人們的估計(jì) 30 的宇宙是暗物質(zhì) 65 的宇宙是暗能量 通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察到的近2000億個(gè)星系 每個(gè)星系中又有2000億個(gè)星球 再加上彌漫太空中的氫 氦 中微子等 而這些總加起來(lái) 僅占宇宙的5 我們?cè)瓉?lái)認(rèn)識(shí)的由電子 質(zhì)子 中子構(gòu)成的物質(zhì)世界 僅占宇宙的5 還有95 的宇宙是未知的 這對(duì)人類(lèi)而言 是多么大的挑戰(zhàn) 宇宙的組成 挑戰(zhàn)之二 人類(lèi)基因組計(jì)劃的完成 標(biāo)志著進(jìn)入揭示生命奧秘的新起點(diǎn) 從定量化和 整體統(tǒng)一 的角度去研究生命現(xiàn)象 挑戰(zhàn)之三 信息量的爆炸性增長(zhǎng) 微電子技術(shù)的發(fā)展逼近極限 最近英特公司宣告 2019年后 線(xiàn)度將達(dá)16納米 由于量子效應(yīng)和熱耗散 無(wú)法用傳統(tǒng)方式調(diào)控電子 將表明莫爾時(shí)代的終結(jié) 挑戰(zhàn)之四 納米 nano 生物 bio 信息 info 認(rèn)知 cogni nbic 四大領(lǐng)域匯聚 將引發(fā)人類(lèi)整體能力的飛躍 隨著化學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 化學(xué)在這四大領(lǐng)域發(fā)揮的作用也越來(lái)越大 已經(jīng)滲透到其中的方方面面 在信息技術(shù)方面 化學(xué)在計(jì)算機(jī)芯片的制備過(guò)程中起著重要作用 四 對(duì)實(shí)現(xiàn)新課程的看法 認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科 形成化學(xué)思想對(duì)基礎(chǔ)教育的認(rèn)識(shí)本次課程改革的具體目標(biāo)和任務(wù)新課程理念更新教育理念 一切為了學(xué)生的未來(lái)發(fā)展科學(xué)探究是重要的學(xué)習(xí)方式學(xué)生能力的培養(yǎng)嘗試改革評(píng)價(jià)體系 反映客觀(guān)事物本質(zhì)及其規(guī)律 以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ) 以實(shí)驗(yàn)為主要研究方法 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì) 物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的 變化是相互聯(lián)系 有條件的 化學(xué)與人類(lèi)社會(huì)和諧 可持續(xù)發(fā)展 反映客觀(guān)事物本質(zhì)及其規(guī)律 以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ) 以實(shí)驗(yàn)為主要研究方法 化學(xué)思想 觀(guān)點(diǎn)1 和外國(guó)學(xué)生相比 我國(guó)學(xué)生的基礎(chǔ)扎實(shí) 因此基礎(chǔ)教育是成功的 觀(guān)點(diǎn)2 和外國(guó)學(xué)生相比 我國(guó)學(xué)生的基礎(chǔ)更扎實(shí) 只是創(chuàng)新能力較差而已 觀(guān)點(diǎn)3 中國(guó)的教育 贏在起點(diǎn) 輸在終點(diǎn) 對(duì)基礎(chǔ)教育的認(rèn)識(shí) 當(dāng)前基礎(chǔ)教育面臨的問(wèn)題 問(wèn)題1 所有的學(xué)生用同樣的時(shí)間學(xué)習(xí)同樣的內(nèi)容達(dá)到同樣的要求 問(wèn)題2 所有的教師在全部時(shí)間內(nèi)用同樣的教學(xué)方法要求所有學(xué)生完成相同的化學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù) 問(wèn)題3 所有的學(xué)校用同樣的方法 機(jī)械訓(xùn)練 追求同樣的目標(biāo) 將學(xué)生送進(jìn)高校 本次課程改革的具體目標(biāo)和任務(wù) 目標(biāo)之一 改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向 強(qiáng)調(diào)形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度 使獲得知識(shí)與技能的過(guò)程成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀(guān)的過(guò)程 改變課程結(jié)構(gòu)過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位 科目過(guò)多和缺乏整合的現(xiàn)狀 九年一貫整體設(shè)計(jì)課程門(mén)類(lèi)和課時(shí)比例 設(shè)置綜合課程 適應(yīng)不同地區(qū)和學(xué)生發(fā)展的需求 體現(xiàn)課程結(jié)構(gòu)的均衡性 綜合性和選擇性 目標(biāo)之二 目標(biāo)之三 改變課程內(nèi)容繁 難 偏 舊和過(guò)于注重書(shū)本知識(shí)的現(xiàn)狀 加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活以及現(xiàn)代社會(huì) 科技發(fā)展的聯(lián)系 關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗(yàn) 精選終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)和技能 目標(biāo)之四 改變過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí) 死記硬背 機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀 倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與 樂(lè)于探究 勤于動(dòng)手 培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力 獲取新知識(shí)的能力 分析和解決問(wèn)題的能力 以及交流與合作的能力 目標(biāo)之五 改變過(guò)分強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)的甄別與選拔的功能 發(fā)揮評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展 教師提高和改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐的功能 新課程理念 目的 科學(xué)素養(yǎng)提升結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)性 選擇性方法 探究性學(xué)習(xí)內(nèi)容 學(xué)科融合 時(shí)代性評(píng)價(jià) 更新觀(guān)念 學(xué)生發(fā)展 基本理念一 為學(xué)生的發(fā)展打基礎(chǔ) 高中化學(xué)課程為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)打基礎(chǔ) 為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展打基礎(chǔ) 使學(xué)生具備適應(yīng)現(xiàn)代生活和未來(lái)發(fā)展所必需的化學(xué)知識(shí) 技能 方法 態(tài)度和價(jià)值觀(guān) 進(jìn)一步提升所有學(xué)生的共同基礎(chǔ) 為每一位學(xué)生的發(fā)展奠定不同基礎(chǔ) 基本理念二 化學(xué)科學(xué)的應(yīng)用性 高中化學(xué)課程從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際出發(fā)揭示化學(xué)與人類(lèi)生活的密切關(guān)系關(guān)注人類(lèi)面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和參與決策的能力 化學(xué)知識(shí)觀(guān) 化學(xué)來(lái)源于生活 化學(xué)服務(wù)于生活 化學(xué)創(chuàng)造未來(lái)的生活 基本理念三 轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式 高中化學(xué)課程 通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng) 使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程 激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣 強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí) 促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變 在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力 基本理念四 科學(xué)精神與人文素養(yǎng) 高中化學(xué)課程 在人類(lèi)文化背景下建構(gòu)化學(xué)課程 揭示化學(xué)課程更深刻的人文內(nèi)涵 發(fā)揮化學(xué)課程對(duì)發(fā)展學(xué)生人文素養(yǎng)的重要作用 一個(gè)民族 如果沒(méi)有現(xiàn)代科學(xué) 沒(méi)有先進(jìn)技術(shù) 一打就垮 如果沒(méi)有優(yōu)秀文化傳統(tǒng) 沒(méi)有民族人文精神 就不打自垮 楊叔子 化學(xué)新課程的特點(diǎn) 化學(xué)新課程強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性化學(xué)新課程體現(xiàn)時(shí)代性化學(xué)新課程關(guān)注選擇