新课程背景下如何做好化学材料课_化学论文

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《普通高中化学课程标准(实验)》在内容标准部分以生活中的材料、化学与材料的制造和应用等为主题,分别制订了化学材料在社会经济发展中的作用和地位,以及材料对人类健康和生活环境的影响等课程内容标准,并提出相应的教学活动建议。在化学与健康、化学与环境保护和化学与可持续发展等主题内容标准中也提到材料问题。在高中化学课程中如此增加材料科学知识,其目的是为了实现“引导学生认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量的重要影响,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”的课程目标。那么如何上好化学材料课?我有幸在两次校本教研活动中分别开了《无机非金属材料》和《新型有机高分子材料》公开课,从中感受颇多,现以此为例说一说这类课的设计。

一、创设问题情境,激发学习兴趣

1.以问题主线组织教学

每一种材料的产生与应用,都有其社会的需要,因此,以源于生活、生产实际的问题为主线贯穿课堂教学,是此类课型设计的基本理念。如《新型有机高分子材料》一课,以下列问题流程组织教学,取得了较好的效果。

展示一幅装潢华丽的居室图片,提出问题:该室内装潢用到哪些材料?

(大多是有机高分子材料并以此引出课题。)

问题1:地球上水资源危机如何解决?

(引出功能高分子材料:分离膜的功能、用途及发展前景。)

问题2:人体器官病变坏死如何治疗?

(引出功能高分子材料:医用高分子材料的选材、功能及应用。)

问题3:隐形飞机为什么不易被雷达发现?

(引出复合材料的定义、特性和用途。)

这样一种材料提一个问题,学生思维便一直处于兴奋状态,急于知道用什么材料解决问题,调动了学生学习化学的积极性。

2.以焦点事件设计问题

在以问题为主的材料课教学中,有时抓住社会的焦点事件进行问题设计,对化学教学具有一定的时效性。如,我公开教学《无机非金属材料》时,恰巧是神舟五号成功飞天并顺利返回,课一开始,我展开一张中华飞天第一人杨利伟返回出舱图片,以制作宇航服的高科材料与造价引出课题,紧接此话题提问:“制造神舟五号宇宙飞船外壳的材料要具备什么特性?”然后,播放返回舱穿过黑障区变为火球的动画,学生自然得出需用耐高温、密度小、强度大、硬度大的高温结构材料。这样既能及时有效地把材料与航天科技事业联系起来,又能较好培养学生赞赏化学科学对社会发展的贡献,关注与化学有关的社会热点问题。

3.以身边的故事设计问题

以生活实际为题材的问题情境教学,能情境交融。如,对氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷和光导纤维的教学,我分别设计以下三个问题进行教学,效果较好。

问题1:我校高三(3)班小李同学在一次年级篮球赛中与他人相撞,结果撞断了两颗大门牙。现在两个月过去了,小李想把两颗门牙补上。而面对牙医提供的下列三种补牙材料,小李却选不下来,请你帮他分析并作出选择( )。

A.黄铜 B.不锈钢 C.氧化铝陶瓷

问题2:西北矿业大学某科研小组准备去大沙漠进行为期一个月的科学考察。由于沙漠缺水,考察小组所带的饮用水只能满足生活的需要,根本无法供应汽车发动机所需的冷却水。那么目前有没有一种不用水冷却的发动机?

问题3:上世纪80年代初,北京市民老张有两个儿子,大儿子远在美国留学,二儿子在天津工作。每次给两个儿子打电话时,美国的电话五分钟内就能打通,而天津的电话却要等上半小时,这在我国当时的历史条件下又是为什么?

这三个问题有真实的,有根据一些事实改编的,也有完全虚拟的。通过问题的引导去讲解氧化铝陶瓷的性能、生物功能及其在医疗上的应用,氮化硅陶瓷柴油机的特点和光导纤维的优良性能及其在通信上的应用,通俗易懂。这样在自然科学知识的学习过程中培养学生的人文精神,能真正体现新课程三维目标中的情感态度与价值观,培养学生将化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断,同时也促使学生养成“处处留心有化学”的学习习惯。

二、用材料教材料,促使学习方式的改变

材料化学内容由于应用性较强,而学生却又缺乏对材料的感性认识,由于教材自身的特点,编写以叙述为主,缺少实验探究与逻辑判断和分析。因此,教学上采用一些实物和多种媒体等手段去突破也是必要的。

1.让学生去找材料做标本

在课后,通过类似研究性学习的方式,让学生以小组为单位合作探究学习。如,分别去建材市场、装饰材料市场、塑料包装厂等单位,找来水泥、钢筋、玻璃、陶瓷面砖、油漆涂料、铝塑板、合成地板、聚丙烯、聚乙烯等,分门别类,装在透明袋或试剂瓶中,贴上标签,在班级中展览。

2.让学生去现场参观感受

课后组织学生去学校文印室观看速印机感光制版,了解感光印刷树脂材料;到金融、电信、电器商店等单位去认识触摸屏和液晶高分子材料;到校运动场塑胶跑道辨认橡胶高分子材料;到玻璃、花岗岩、钢筋销售店观看石材和钢材的切割,真实感受石材、金属材料、金刚石钻头、金刚砂刀片的性能。

3.多种媒体演示,拓宽知识面

为了加强课堂教学的直观性,帮助学生对知识的理解,可以做一些简单的实验。如,用尿不湿材料做吸水性实验,用激光教鞭和一段弯曲的光导纤维做光在光纤中全反射实验。同时,通过多媒体的图片放映展示生活中的材料产品,从而说明材料与人类社会发展的关系。如,展示新石器时代人面鱼纹陶盆、唐三彩和宋钧瓷图片,展现我国陶瓷发展史;展示陶瓷用具和艺术品图片,进行土器、陶器、瓷器和炻器的分类;对比钢化玻璃和普通玻璃的碎片形状以及各类玻璃产品图片,形象说明各种玻璃材料的性能;通过展示液晶触摸屏、压电陶瓷、人造骨骼、人造血管、人造心脏、人造宝石、玛瑙珠链、氮化硅陶瓷零部件、CPU芯片等精美图片,说明材料与人类文明的发展、科学技术的进步、生活质量的提高等方面息息相关。此外,播放光导纤维传播图像及医疗上光纤内窥镜工作原理的音像视频,也是突破教学难点的重要手段。

三、组织讨论,达成情感升华

组织讨论是新课程提倡的学习方式之一,在《新型无机非金属材料》一课的结尾,我以材料为主题组织学生讨论“材料的发展对人类社会带来利和弊”。整个过程气氛热烈,大多数学生列举事例说明材料对人类文明发展带来不可估量的作用。同时,也提到了有些材料的发展对人类社会、自然环境带来负面的影响,如食品袋的发明带来“白色污染”,家装材料的“居室污染”等。

在课的最后让一位学生朗诵下列一段文字:“材料是人类生活必不可少的物质基础。材料的发展史就是一部人类文明史。没有感光材料,我们就无法留下青春的回忆;没有荧光材料,就没有彩电;没有高纯硅,就没有奔腾586;没有高温结构材料,神舟五号就无法上天。”

可见,科技的发展和社会的进步往往受到材料的制约,反过来,一种新材料的发现可能会给社会带来革命性的变化。

随着新材料的不断涌现,如1985年发现了,旧材料的功能也在拓展,如石英早就存在,石英钟的普及却是近年的事,光纤也使这位玻璃“老爷爷”又焕发了青春。

展望21世纪,材料科学的前景是美好的……社会需要材料,材料离不开化学。这正印证了西博格教授说的那句话:化学——人类进步的关键。

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