第一篇：德育在化学学科中的应用
德育在化学学科中的应用
“师者，传道授业解惑也。”教师的职责不仅仅是教书，更重要的是育人。新的课程标准把德育教育放在十分重要的地位，它指出：“结合教学内容对学生进行思想品德教育是化学教学的一项重要任务，它对促进学生全面发展具有重要意义。”这充分说明了德育教育在整个教育教学中的重要地位。而目前，中学化学教学中却普遍存在“重视知识传授，忽视德育教育”的现象。在化学课堂如将德育教育渗透其中，会使化学课活起来，学生也活起来，教学成绩和学生的综合素质不断提高，将达到“以智寓德、以德促智”的双赢。为此，我进行了初中化学教学中渗透德育教育的探索，取得了较好的效果。
一、教师的人格魅力是实现双赢的前提
“学高为师，身正为范”，德育是情感陶冶和潜移默化的过程，教师自身的形象和教师体现出来的一种精神对学生的影响是巨大的，也是直接的。教师的板书设计、语言的表达以及仪表等都可以无形中给学生美的感染，从而陶冶学生的情操。教师的言传身教对孩子的成长有着很重要的作用，所以教师的每一堂课都是教师用自己的人格来感染学生的场合。教师必须时时注意自己的修养，注意不断提高自己各方面的素质，让学生在每一堂课上都能被教师对教学的热情所感染，引导学生在学习科学文化知识的同时培养良好的个性修养。
二、充分挖掘教材，适时对学生进行德育教育
教材中，思想教育以化学史的内容出现，往往不会引起教师和学生的重视。我特别注意发掘教材中潜在的德育因素，把德育教育贯穿于对知识的分析中，适时对学生进行爱国主义教育、辩证唯物主义教育、严谨治学教育。化学发展史是对化学科学的形成、产生和发展等历史过程的描述，揭示了化学科学的演变规律，其中蕴含着丰富的哲理和可对学生进行德育的素材。我们的祖先在化学工艺和实用化学方面曾有过重要的发明、发现和创造，为化学的发展作出过卓越的贡献，在化学史上留下过光辉的一页。例如：在战国时代，古人就懂得用生铁炼钢；我国古代“黑火药”发明后,在宋代，已广泛应用于军事上，这是世界上最早的。又如我国化工专家侯德榜，怀着开拓民族化学工业、造福全人类的雄心壮志，深入探索索尔维制碱法的秘密，创立了更为先进的联合制碱法。人类对化学成果的研究和发明过程，更是培养学生科学求实精神的大好素材。化学所研究的内容无不充满着辩证唯物主义思想。
如电解水实验，水能分解生成氢气和氧气，只有在直流电的作用下，水才能分解生产氢气和氧气；再如，通过氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应前后质量测定的实验进行质量守恒定律教学时，实验的结果说明，物质在发生化学变化时，参加反应的各物质的质量之和一定等于反应后生成的各物质的质量之和，即质量守恒，这一规律正好验证了哲学上的物质永恒不灭的规律。所以，化学教材中不缺少德育教学的内容，关键是教师要善于发现和利用。充分利用好这些素材，就可以让学生在学习化学知识的同时体会到德育教育的浸透。
三、在化学教学中培养学生严谨治学、团结合作的意识 合作意识不仅是学生良好个性的组成部分，也是现代科研不可缺少的一种素质。在化学实验教学过程中对学生合作意识的渗透是非常重要和容易完成的。例如：在做学生分组实验时，要求每个小组的学生（两人）一人负责操作，一人负责实验记录，而且要相互交换进行；实验时，在教师指导下，非操作者负责“监督”(及时指出操作不当之处)和实验过程的必要记录。这样，使全体学生的独立操作能力都得到了提高。实验基本操作竞赛也是以组为单位，这样学生为了共同的目的会主动聚到一起研究各个细节，明确分工合作。每次实验结束时，对配合默契、效果良好的小组给予表扬，并请组长简单介绍密切配合的经验。经过培养与训练，学生的“合作意识”大大增强，不但乐于合作，而且逐步学会了合作学习，进而培养了他们的集体主义精神。
四、在化学教学中培养学生的环境保护意识
环境保护的根本途径是靠教育。教材中在空气、水以及化学与生活等许多地方都涉及到环境保护，其目的是培养学生的环保意识，可我们在教学中却将这些内容转化成了考试题目，没有真正起到培养学生环保意识的作用。例如，化学实验教学中要力求利用最少的实验药品，最大限度地减少废弃物，对提高学生的环境意识是非常必要的，也是切实可行的；化学实验中产生有毒气体的实验，可以采取封闭体系进行，防止有毒气体泄漏污染空气；对实验中产生的以及实验后残留的有毒气体要进行适当处理，消除危害。在保护空气的学习中，讲到大气污染主要有有害气体和粉尘，穿插了电视、报纸中“空气污染”日报的三项指标（可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化物），说明了社会各界关注环境保护。要教育学生在保护环境上做力所能及事情，例如不使用一次性的筷子和饭盒、方便袋，不破坏绿化，不随意焚烧垃圾等，用小手拉起大手，带动家庭乃至整个社会共同关注环境问题，对学生进行一次较特殊的社会公德和行为规范教育，使学生懂得环境保护。
总之，中学化学教材中大量的思想教育素材都可供选用，只要我们仔细地挖掘，认真思索，把思想品德素质的教育与化学教学有机结合，因势利导，循序点化，定能使课堂丰富有趣，达到最佳的教学效果。同样，德育渗透并不是急功近利的，它是一个长期积累、潜移默化的系统工程。教师的师德、综合素质及人格魅力等隐性教育的影响，是德育教育功能的前提，因此，教师需具备良好的师德、高尚的情操、渊博的知识以及过硬的基本功，才能使教书育人达到最佳的统一。
师德教育在化学教学中的应用
侯庄中学 刘强
第二篇：学科工具软件及其在化学学科教育教学中的应用
学科工具软件及其在学科
教育教学中的应用
Subject-Tool-Software And Its Applications In Subject-Education & Subject-Instruction
郑小军
广西师范学院化学系
E-mail:zxj6812@263.net
che@mail.gxtc.edu.cn 该文主要以化学为例，讨论了学科工具软件的概念内涵、特点和种类，与通用工具软件、课件、积件的区别，及其在辅助学科教育教学和课件制作的应用，提出：学科工具软件是一种重要的、特殊的学科教育教学资源，它既是信息技术与课程整合的产物，同时又是实现信息技术与课程整合重要的软件基础，是信息技术与课程整合的“粘合剂、催化剂和加速剂”；它代表了学科教育教学资源的未来方向，是计算机辅助教学的发展趋势；学科教师要注意积累本学科专业的工具软件，加强自学研习，充分挖掘其教育教学潜力。
关键词：学科工具软件
学科教育教学
应用
课件制作
信息技术与课程整合 引言
笔者近年来，在化学研究、化学教育教学和化学课件制作（包括课件素材）的实践中，有意识地应用化学学科工具软件，积累了一些经验，形成了一定的理性认识。特别是近年来，在对高师生和在职中小学教师进行多媒体CAI和网络教学技能培训的过程中，深切感受到，高师生和在职中小学教师对学科工具软件的喜爱。然而，目前Internet上和学术界关于学科工具软件及其在学科教育教学中应用的文献并不多见。学科工具软件的概念内涵和特性
什么是学科工具软件？很难给它下一个确定性定义。但笔者认为可以给它下一个描述性定义：学科工具软件是一类特殊的计算机软件，专门为解决某学科专业领域的某些问题而开发设计，它具有以下一些特性。
2.1 学科专业性和专门性
不同的学科有不同的工具软件，各自解决某些专门领域的问题。例如：化学有ChemOffice、ChemWindow、ChemDraw、ChemSketch、WebLab Viewer、Corel ChemLab、Model ChemLab和门类众多的化学计量学工具软件，数学有MathCAD、MathLab和Mathematic，物理、几何学有“The Geometer's Sketchpad”（几何画板）等。学科工具软件区别于通用型工具软件就在于其突出的学科专业性和专门性。例如，同样是绘图工具软件，通用型的SmartDraw在绘制化学图形（化学实验装置和化学标志）和分子结构式时，就远不如ChemDraw和ChemSketch专业和功能强大。一般地，学科工具软件由于是软件设计者专门为某学科专业而量身定做的。因此，它在对付专业问题方面比通用工具软件更灵验。学科工具软 201 件的专门性还体现在，即使是同一学科，不同的工具软件也各有专业侧重点。例如，同样是化学工具软件，ChemDraw、WebLab Viewer和ChemSketch擅长绘制化学图形和分子结构式，而Corel ChemLab和Model ChemLab则擅长解决化学实验和实验教学中的问题；Corel ChemLab较Model ChemLab功能更强大些，可模拟的实验种类和数量更多些；ChemSketch和ChemDraw在分子的立体结构图绘制和三维动画演示方面功能强大。
2.2 工具性（功能性）
体现在它可以帮助用户解决某学科专业领域的某些复杂的问题。学科工具软件为各学科的科研、教学和生产提供了极大的便利，在辅助科学研究、辅助设计、辅助教学和课件制作等方面发挥着重要的作用。例如：Molecule Modeling, MathLab可以帮助科研人员进行复杂分子的设计和建模；Hucked Molecule Orbital Caculation可以帮助科研人员完成复杂的分子轨道的计算；ACD/Tautomers检查并生成有机结构的最常见的异构体；ACD/Dictionary包含48，000个化学和生物中常见的系统和非系统命名的化合物，覆盖200多个领域，包括超过500种不同酶的名称和结构(商业版)；ACD/pKa预测计算酸25度下的电离常数，特殊结构化合物的离子校正系数；ACD/LogP 预测计算中性分子的醇/水分配系数(LogP)预测值；ACD/沸点与蒸汽压预测计算从0.001毫米汞柱到10个大气压下任意压力下的沸点，一般情况下精确到+/-10度或更好；ACD/预测计算不同pH值下的溶解性；ACD/西格码预测、显示不同原子团的Hammett类型或相关参数。
2.3 教育性
学科工具软件的教育性包括软件开发设计的教育目的性和软件所能够实现的教育功能性。随着计算机辅助教学的深入，学科工具软件几乎都毫无例外地被应用于学科教育教学中，软件的设计者也有意识地考虑到如何增强其教育功能性，以满足不断增强的教育需求。学科工具软件的教育性体现在：辅助学科教育教学，辅助CAI课件制作及素材创作，实施创造教育、培养学生创新思维和创造实践能力，促进以计算机、网络为核心的信息技术的学习掌握以及外语学习等。例如，ChemSketch历经1.0，2.0，3.0，3.5，4.0和4.5多个版本的不断改进，从3.5版本起大大增强了其教育目的性和功能性，特别是其Show 3D模块，由于在分子的立体结构图绘制和三维动画教学演示方面功能强大，而深受化学教师的欢迎，被普遍地应用于多媒体教学和学术演示。中科院张景中院士主持开发的数学工具软件“数学实验室”之“平面几何”、“三角函数”等具有强大的辅教和助学功能，从图1所示的菜单命令即可见一斑。
图1 学科工具软件的分类
Internet上有许多站点提供学科工具软件下载服务，但决定究竟下载哪一种软件并非易事。因此，有必要进行分类，以便在下载时，对症下药，安全、合理地下载自己喜爱和有用的学科工具软件。
（1）按学科和专业划分
学科工具软件按所属学科可划分为化学工具软件、物理工具软件、数学工具软件等。某一学科的工具软件还可按专业划分。例如，化学工具软件可划分为分析化学工具软件、有机化学工具软件、无机化学工具软件等。其中，分析化学工具软件还可进一步划分为光谱分析工具软件、容量分析工具软件等。光谱分析工具软件可继续细分为红外、紫外、色谱、质谱、核磁共振（H谱、C谱）、原子吸收和发射光谱等。目前，虽然未经全面、科学地统计，但凭笔者所见，数理化等自然科学的学科工具软件，在门类、202 数量和质量上均远远超过其他学科的工具软件。而在数理化等自然科学中，又以化学工具软件为最。
（2）按功能划分
学科工具软件按其功能的多少或复杂难易程度，可划分单一型和综合型。单一型学科工具软件，如化学分子式和方程式编辑器（Molecular Formula and Equation Editor）1.0,元素周期表查看器periodic(Periodic Table)1.0，《元素屋》（Elementary House），分子（化合物）式量计算器 mmcalc（Softshell Molecule Mass Calculator）。这些小型、袖珍型化学工具软件功能单一，软件小巧，解决化学中相对较简单的计算和处理问题。综合型化学工具软件，如ChemOffice、ChemWindow、ChemSketch等，功能强大，软件容量也相对庞大些，解决化学中相对较复杂的计算、编辑和数据处理等问题。无论是单一型还是综合型学科工具软件，虽然各自有不同的应用场合，但都可以不同程度地帮助用户提高工作效率。
（3）按教育目的性和教育功能划分
虽然学科工具软件都具有不同程度的教育性。但仍可以依据工具软件设计时的教育目的性强弱、侧重点和它所能够实现的教育功能性进行划分。教育目的性较强、侧重于辅助学科教学的工具软件有Alkane Naming、Aromatic Naming、Corel ChemLab、Model ChemLab和ChemSketch等。其中，Alkane Naming、Aromatic Naming实际上就是强化训练学生熟悉烷烃、芳香化合物分子结构式及其IUPAC命名法的课件，软件随机画出某烷烃或芳香化合物的分子结构式，用户（学习者）根据结构式填写其IUPAC名称。Corel ChemLab和Model ChemLab作为模拟化学实验的工具软件，其教育目的性和教育功能性也很强。此外，综合型工具软件ChemSketch的Show 3D和Model ChemLab的Molecule Viewer可以清晰、方便地演示分子的立体结构图和三维动画。ChemSketch和Model ChemLab还专门提供小测验（quiz），方便教师和学习者进行测验。而有些化学工具软件其教育目的性和教育功能性就相对逊色了许多。
（4）按对网络的支持程度划分
学科工具软件按对网络的支持程度可划分单机版和网络版。例如，同样是化学绘图工具软件，ChemDraw是单机版，WebDraw和WebLab Viewer则是网络版。ChemSketch4.0以前的版本不支持网络，而最新的ChemSketch4.5则大大加强了对网络的支持。网络化已成为学科工具软件的发展趋势。
（5）按是否收费划分
①商业软件（Commercial-ware）:由于软件比较专业化或商业化，所以下载时要用户输入信用卡的号码，属于有偿下载。用户也可以到软件专卖店购买其软件光盘。例如，最新版本的ChemOffice。
②共享软件（Shareware）：用户可以从网站上免费下载，并且可以免费使用一段时间，这段时间称为试用期限，一般为30天。用户要想在超过试用期限后继续使用，必须在试用期限内进行注册、成为其合法、永久性用户。用户可以通过缴费获得注册码，也可以通过其他途径获得注册码。例如，下载某些网站提供的注册机自动生成活动注册码，或使用下载网站提供的固定注册码，或根据软件的提示获得免费注册码。
③免费软件（Freeware）：用户可以免费下载、使用，但不可作为商业用途，不可修改软件。通常是那些在网上比较流行、但版权商已经无法控制其市场的软件，以及在新版本面市后被淘汰的低版本软件，或一些专门为科技工作者或教育工作者开发的公益性软件。后者如ChemSketch。
④捐赠软件（Donateware）：用户不仅可以免费下载、使用，还可以根据软件开发者无偿提供的原代码进行修改或增加功能。Donateware又称为“明信卡”软件（Postcardware）。
⑤演示软件（Demoware）:在某些新软件正式问世前，开发者往往在网上提供软件的演示版本，向人们展示软件的画面或主要功能。用户可以在软件上体会到它的主要优点，但不能完全使用。
（6）按软件的内码和所支持的语言划分
可以划分为中文版、汉化版、英文版和其他外文版。例如，chemwindow3就有中文版、英文版和其他外文版之分，下载时要注意区分。另外，虽然中文版、汉化版都是中文界面，都支持中文，但它们是有区别的：前者本身就是一个中文软件，后者只是对原版外文软件的汉化，即把原本英文的界面，如菜单、按钮、对话框、帮助文件或提示中文化。笔者的实践表明，部分汉化版软件存在缺陷（bug）。因此，用户在选择软件版本时，笔者的建议是：如果英文好，可选用原汁原味的英文软件。如果英文不好，应优先选择中文版，其次再考虑汉化版。如果汉化版本较多，应选择汉化质量最好、版本号最高的汉化程序。
（7）按其他属性划分
例如，按软件开发所处的阶段性和发布的目的性，将学科工具软件划分为演示版（Demo Version）、测试版（Beta Version）和正式版(Final Version)。按功能的全面性，将学科工具软件划分为迷你版（mini）、标准版（standard）和增强版、专业版（professional）。
203 4 学科工具软件在教育教学中的应用
学科工具软件之所以能够应用于教育教学，并发挥越来越重要的作用，一方面得益于软件设计者独特、巧妙的教学设计和功能模块设计，另一方面有赖于现代化的多媒体与网络教学媒体的广泛应用，当然最重要的还是学科教师独具匠心的教学设计，以及学习者的自主学习能力和探究精神。
4.1 辅助学科教学
化学教师可以充分挖掘和利用化学工具软件的教育功能，通过网络或投影仪动态演示有关化学教学内容以传授知识，动态演示如何利用工具软件解决化学问题以培养学生分析问题和解决问题的能力，演示化学（实验）现象、化学过程，揭示化学原理，加深对抽象的化学概念的理解，完成复习旧课、讲授新课、巩固新课、课堂测验（练习）、布置作业等教学环节。例如，利用Corel ChemLab和Model ChemLab模拟化学实验，利用ChemSketch动态绘制复杂的化合物分子结构和化学方程式，归纳总结分子结构、化学反应与价键结合的规律，动态地组装化学实验装置等。利用ChemSketch的Show 3D和Model ChemLab的Molecule Viewer清晰、方便地演示分子的立体结构图和三维动画。这样的动态演示可以调动学生的学习兴趣，紧紧抓住学习的注意力，有利于培养学生形象思维和逻辑思维。除了应用于课堂教学外，化学教师也可指导学生利用化学工具软件进行自主学习、独立探究和尝试解决化学问题，或对某些复杂问题，进行合作学习和协同探究。
数学（几何）、物理教师利用几何画板进行课堂教学，指导学习利用几何画板进行数学、物理问题的探讨，已经是非常普遍的现象了。
4.2 辅助课件及其素材制作
层出不穷、功能强大的学科工具软件使得非计算机专业的学科教师制作出优秀的、实用的多媒体课件成为轻松愉快、富有成就感的工作。以化学为例，现在越来越多的化学教师体会到利用化学工具软件辅助教学、制作课件和素材的优越性。笔者曾多次指导化学教师利用ChemSketch制作课件和动画，优化教学设计，上多媒体CAI公开课、优质课及说课，取得了很好的教学效果。利用ChemSketch丰富的模板，强大的绘图功能和导入、导出功能，可以制作出丰富多彩的图形、图像素材，还可以配合微软的Camcorder或Lotus的ScreenCam或Snag it捕获屏幕动画，作为多媒体课件的素材。
4.3 培养学生创新思维和创造实践能力
几何画板被誉为21世纪的动态几何，数学（几何）和物理教师利用几何画板培养学生的创新思维和创造实践能力，国内外已有许多研究成果和典型教学案例。李克东教授提出，“利用各种工具、平台，让学生利用平台创造作品”“培养学生的艺术创作能力”“培养学生的信息组织能力”。并且提出了创造思维和创造能力的两个层次，“一是科学创造层次，如科学家提出新的学说，发明家发明新的产品等；二是个体自身潜能的开发和发展层次。对于中小学生，其创造性并不是要像科学家、发明家那样要完成一项具有特殊意义的产品（一种理论、思想或一种成品），而是指对学习者个体自我潜在智能有意义的开发和发展。这种层次的创造思维能力是第一层次的基础。”[3]。
随着化学工具软件的普及，利用化学工具软件培养学生基础层次的创新思维和创造实践能力将成为化学教师进行教学研究与实践探讨的热点。例如，利用ChemSketch总结化学价键的规律，化合物（如同系物、同分异构体）分子结构的规律；利用Molecule Modeling, MathLab尝试进行复杂分子的设计和建模等。
4.4 促进计算机学习和外语学习
学科教师利用学科工具软件进行课堂教学演示、教师指导学生利用化学工具软件自主学习、独立探究和尝试解决化学问题的教学实践本身就具有很强的示范作用，学生看到并体念了计算机和网络的强大功能，从而激发起学习计算机和网络的兴趣和热情。这实际上是计算机和网络教育的扩展和延伸。此外，由于目前的学科工具软件，特别是化学工具软件，多数是外文软件，其菜单命令（Menu Command）、工204 具按钮（Tool Button）、对话框（Dialogue Box）、即时帮助（Instant Help）、帮助文档（Help Documents）、软件使用教程（Software using Tutorials）和教学电影（Teaching Movies）都使用纯正、地道的外语（包括计算机外语和学科专业外语）。这一方面增加了学生使用学科工具软件的难度，同时也为学生提供了学好计算机、网络和外语的契机。学生在学科教师的指导下学习使用学科工具软件和利用学科工具软件解决学科专业问题的过程，实际上也就是他们学习和熟悉纯正、地道外语的过程。而计算机、网络和外语正是21世纪的学生必须具备的现代信息技术素养的核心组成部分。目前，作为加入WTO的应对措施，我国教育界正在努力实践在学科教学中实行双语教学。笔者认为，对化学教师来说，外文版的化学工具软件就是理想的双语教学材料。学科工具软件与通用工具软件、课件、积件的区别
学科工具软件不同于通用工具软件，因其具有学科专业性和教育性。它也不同于普通课件即第一代教学软件，因为常规课件事先由教学设计确定，有固定程序，情节定型，模式化，封闭，不能再编辑修改，而学科工具软件则是为教师和学生提供可以对学科教学内容进行创作和信息加工处理的工具平台——教师恰当地运用它，可以创造性进行学科教学；学生恰当地运用它，可以创造性地学习探究、解决原本相当棘手的学科专业问题。因此，用学科工具软件创作的课件、素材和课例（教学设计）是“活”的、开放性的，可以随时随地再编辑、修改，进行有创造性地、深层次的“二次开发”。这与第二代教学软件即积件系统有相似之处，但两者各有特色——学科工具软件是解决学科专业问题、创作或辅助创作课件、积件的原创性工具平台，同时也是对它们进行创造性地、深层次加工处理的“二次开发”工具平台。而积件系统则主要是积件的组合平台，在组合功能和方便易用性方面比较突出，但目前的积件系统大多数本身并不提供原创工具平台。由于优秀的学科工具软件是“活”的教学平台和创作平台，较之于课件和积件，更有利于发挥师生的创造性和个性，更能够适应千变万化的现实课堂教学，因而更受广大师生喜爱。结论
学科工具软件是一种重要的、特殊的学科教育教学资源。学科工具软件、信息技术与课程整合两者之间有着密切的联系——从学科工具软件的产生、发展的逻辑上看，我们可以把它归结为信息技术与课程整合的必然产物，而从学科工具软件在学科教育教学中的作用上来说，学科工具软件是实现信息技术与课程整合重要的软件基础，它可以称得上是信息技术与课程整合的“粘合剂、催化剂和加速剂”。学科工具软件代表了学科教育教学资源的未来方向，是计算机辅助教学的发展趋势。学科教师充分发挥各学科工具软件在教育教学中的积极作用，有利于充分挖掘计算机和网络教育资源的利用率和潜力，有利于把学生从网上聊天、网上游戏、网上视听娱乐、网恋导向到学科专业学习以及以计算机、网络和外语为核心的信息技术的学习与掌握这样正确的方向上来，有利于学校和教师实施创造教育，把培养学生的创新意识、创新思维和创新实践能力落实到课堂教学和实践教学环节中去。而这一方面要求我们加强师资培训，另一方面也要求学科教师平时注意积累本专业领域和相关领域的学科工具软件，加强自学研习，做到既要创造性地挖掘学科工具软件的教育教学潜力，同时又要注意引导，避免学生对学科工具软件的过分依赖而带来的负面影响。
参考文献
[1] http://www.xiexiebang.com [3] 李克东.知识经济与现代教育技术的发展.电化教育研究.1999.（11）：14.The article discussions the concept meaning, characteristics and classifications of subject-tool-software, and its applications in subject-education, subject-instruction, courseware making, and point out: Subject tool-software is a kind of important and special resource for
205 subject-education & subject-instruction;It is not only the result of integration of information technology and courses, but also the bond, the catalyzer, and the accelerator for integration of information technology and courses;It is one of the future directions of subject-educational & subject-instructional resource, and one of the developing trends of CAI;Subject-teachers should pay more attention to accumulating subject-tool-software and its studying, in order to make full use of subject-tool-software in subject-education & subject-instruction.206
第三篇：化学学科德育实施方案
化学学科德育实施方案
学校的工作是教书育人,作为育人的德育教育应该放在学校工作的首位。作为一名初中化学教师应充分利用化学学科中蕴含的德育素材,有机地向学生渗透爱国主义教育、辩证唯物主义教育、思想品质教育和环保意识教育等,以达到提高学生素质的目的。
初中化学内容丰富,有诸多方面德育素材,结合学生实际情况,在教学中,从以下几个方面对学生进行德育渗透。
一、德育在课堂教学中的渗透 1.爱国主义教育
我国是世界上文明发展最早的国家之一，有着悠久的历史和灿烂的文化，对人类做出过巨大的贡献。我国古代文明中的造纸和火药以及陶瓷和酿造术、商代青铜的制造、春秋晚期的冶铁和炼钢、煤和石油的开发及利用等等，都是同时代的西方国家无与伦比的。在绪言部分教学中，介绍我国陶器的制造早在六千多年前的原始社会就已开始，而瓷器的制造则不晚于三千年前的商代。中国瓷器的制造技术于十五世纪传入西欧，欧洲人称之为“CHINA”(中国)。这是西方人对中国人民发明瓷器的永不忘怀的纪念。例如上化学《绪言》部分里讲到的四大发明中造纸是我国人民在化学史上取得的辉煌成果，补充介绍“蔡伦纸”的造纸技术（改用便宜的树皮、碎布、破鱼网为原料，以精工细作，造出优质纸）后人称他为造纸技术的发明人。1000多年来我国的造纸技术都是依蔡伦的技术推广的，然后传给埃及、摩洛哥、西班牙，直到欧洲。让学生了解我国青铜、钢铁生产、冶炼历程，特别西汉刘安所著的《淮安万毕术》中的记载“曾青得铁则化为铜”的记载，这种冶金技术比西方国家早1700年。通过学习从中体会到我们国家取得的辉煌成就，一方面也可以学生培养不畏艰难，艰苦奋斗，刻苦钻研的献身精神，另一方面培养学生的民族自尊心、自信心、自豪感。介绍新中国成立后，在中国共产党领导下我国化学工业取得的巨大成就，如1965年，我国科技工作者在世界上第一次用化学方法全成结晶牛胰岛素；20世纪80年代,又首次合成核糖核酸,使人类在揭开生命奥秘的历程中又向前迈进了一大步。这些事例充分说明，我国的化学研究技术和有关生产水平,都处于世界先进行列。使学生更多了解祖国，增进学生对社会主义制度优越性的认识，坚定学生的社会主义信念，进而产生深厚的爱国之情，树立为祖国繁荣富强而发奋学习、报效祖国的思想。
2.在化学基础知识教学中渗透辩证唯物主义基本观点教育。在学习物理变化概念时，列举水的三态变化、汽油的挥发都是揭示了物质内部分子运动，水三态的变化与外界的温度有关系的，在学习元素及其化合物中，引导学生逐步认识内因与外因的辩证关系，从而逐步树立事物永恒运动、相互联系、相互影响等辩证唯物主义观点。通过核电荷数引起元素种类的改变、由相同元素组成的化合物或单质中、由于相互作用的原子个数不同使物质性质各异（如金刚石、石墨），通过物质之间的相互转化，将辩证唯物主义教育融于教学中，可使学生学会正确思维方法，克服思想方法上的片面性，抓住事物的本质，用变化、发展、全面的观点分析问题，也有利于学生智力的开发。
引导学生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；引导学生认识化学、技术、社会环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养。
3.利用教材结合周围环境，在化学教育中培养学生环保意识。
在中学化学教材中，包含许多与环境保护有关的内容，例如在我们周围的空气，自然界的水，燃料及其利用，金属和金属材料，结合《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国矿产资源法》相关内容，增强学生安全意识，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展观念。关注与化学有关的某些社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。增强学生法制意识，初步树立社会主义民主法治、自由平等、公平正义理念。
化学实验作为化学教学的重要组成部分，同样担负着对学生进行环境教育的重要职责，并且较之课堂教学更具有直观性。一方面，以环境污染物为试验样品，进行观察分析与研究。例如我们通过化学课外兴趣小组，开展环境污染活动调查。另一方面，自己做或指导学生做实验时，也可以切身实地的进行环境教育。例如在对实验结束后的试验废液、废物应放入指定地点，这样既可减少污染物污染，也教育学生环境保护要身体力行，从自身做起，只有这样，才能形成良好的环保习惯。
二.德育在实验教学的渗透
化学是一门以实验为基础的学科，科学实验是认识的源泉，是直观教学的最有效的方法。通过教师演示实验，使学生观察到正确、清晰的实验现象，指导学生准确记录实验现象，然后把实验现象作为引导学生思维的“导游者”，深入分析、推理，得出结论。在讲氧气的性质时，先在课堂上演示物质与氧气反应的实验，让学生通过观察、思考、归纳氧气的物理性质、化学性质，使学生获得丰富的感性认识，培养学生树立认识来源于实践的观点。此外，在学生实验时，要求学生遵守操作规程，注意节约药品、爱护仪器、保持卫生，对学生进行行为规范教育和勤俭节约教育，通过实验后对部分物质的回收和利用，渗透商品经济观念教育。
三.德育在课外活动中的渗透
通过开展丰富多彩的课外活动，创造学生自我教育的环境和氛围，使学生在活动中受到启迪，受到熏陶。如，组织学生自己动手做一些丰富多彩的趣味化学小实验，组织化学知识竞赛和化学晚会等，培养学生爱祖国、爱科学、爱家乡的教育；通过对地区的水资源及大气、水域、土壤的污染进行调查并研究，对学生进行环境保护教育。
总之，要有意识的、主动自觉挖掘中学化学教材中的德育因素，将化学教学与思想教育一体化，就能在“授业、解惑”中“传道”，用辩证唯物主义思想指导我们的教法和学生的学法，达到教书育人的目的，为国家培养合格的人才。
第四篇：在化学教学中感悟德育
在化学教学中感悟德育
化学科学作为一门理科课程，课程的基本理念指出“在人类文化背景下构建高中化学课程体系，充分体现化学课程的人文内涵，发挥化学课程对培养学生道德意识的积极作用。”那么，如何在化学教学中体现德育呢？笔者认为，化学教师应结合教材的特点和学生的实际，寻找、整合教材中的德育资源。常可以从以下几个方面加强学生的德育教育。
一、结合化学发展史和化学知识的运用，培养学生的优良的品质
1、通过化学史，培养学生人生观和价值观
浩瀚的化学科学历史具有无数感人的人物和事件，我们可以借助这些化学人和化学事在传授学生知识的同时进行德育。法国化学家莫瓦桑，因首次制得单质氟并发明高温电气弧光炉荣获1906年诺贝尔奖，但因氟中毒，于第二年逝世。英国化学家廉福思毕生致力于酶催化文应和有机分子合成研究成绩卓著而获得1975年诺贝尔化学奖，这位聋人用生命实践了其人生诺言，他能够勇敢地向命运挑战，以顽强的意志，勤奋努力的精神战胜各种困难，为人类做出了自己的一份贡献。英国化学家原子论的创始人道尔顿，以“午夜方眠，透明即起”作为治学的座右铭，自学成才。化学家卡
文迪许，虽然出生于贵族家庭，是英国巨富之一，但他从不涉足贵族社会的社交活动，不过腐化堕落的生活，立志于成就一番事业，他生活俭朴、学习刻苦，全身心地投入化学研究，终成一代大师。从化学史中可以看出，每一种新物质的发现，每一个科学规律的发现都不是轻而易举的，都要付出大量的劳动和心血，要经历很多的挫折与失败，这就要求我们的学生具有艰苦奋斗，永往直前，敢于牺牲的优良品质。
2、结合化学知识的应用，培养学生的社会责任感 化学与现代人的生活息息相关，人类生活中无处没有化学踪迹。化学对社会、经济和军事的重要性不言而喻。如合成橡胶、合成纤维、合成塑料对人类的重大贡献，现代的新型无机非金属材料、超导材料、智能材料使人们的过去梦想变为今天的现实。大容量的光纤，可以异地远程同步召开视频会议，当宽带进入每个家庭时，人们相一经联系的时空距离也随之缩短，使“地球村”赵变越小。但是，“化学”这个词也越来越让人们望而生畏，原因是食品安全问题、毒品问题等都与化学有关。如吊白块、福尔马林、亚硝酸钠、苏丹红、三聚氰胺等在食品中的滥用，严重地损害人们的身体健康和生命安全；海洛因的提取，摇头丸的制备使大批的青少年沾上了毒品而走上犯罪道路。我们说，化学家以及大批化学工作者是无辜的，但是他们又是有责任的。从而教育学生今后应将化学有研究成果造福人类，树立正确的人生观和
价值观，辨别是非，承担起自己对社会的责任。
二、结合典型事迹，培养学生爱国主义精神
爱国主义教育是德育的灵魂和核心，也是化学教学的重要组成部分。为使学生养成热爱祖国的崇高思想，树立忠于祖国的坚定信念和献身祖国的无畏精神，在化学教学中应渗透爱国主义教育。如中国化工之父侯德榜博士，从小热爱祖国，学习勤奋。留美8年获博士学位后，放弃国外的优越条件，以赤诚的爱国之心回到祖国，建起了具有世界先进水平的永利碱厂。“七〃七”事迹，天津沦陷，日本侵略者威逼永利合作时，侯德榜态度坚决，断然拒绝，后率众入川，筹建了川厂。在他的努力下，经过多次的摸索和试验，终于发明了“侯氏制碱法”，名震中外，为中华民族争得了荣誉。丹麦著名物理学家玻尔在二战时期被迫离开被德国占领的祖国，为了表示他一定要返回祖国的决心，把诺贝尔金质奖章浴于王游泳池隐藏起来。一生荣获两次诺贝尔奖的居里夫人，把自己艰辛努力发现的元素命名为“钋”以纪念她的祖国波兰。科学家的这些热爱祖国的动人事迹，可以培养学生热爱科学，热爱祖国的精神。
三、结合化学基础知识，基本理论等内容，培养学生辩论唯物主义的世界观
辨证唯物主义是科学的世界观，能帮助学生提高观察世界的认识能力。化学是自然科学的重要内容之一，其自身有
着丰富的哲学内涵，从哲学的角度来观察、分析和认识物质及化学变化，可以深刻理解化学理论，并获得科学的思想方法，例如：
1、在学习物质的组成和结构等知识时，通过物质是由分子、学子、离子构成的，原子是由质子、中子、电子构成的，使学生认识到世界是物质的，是不依赖于人的意识而存在的，从而排除唯心论观点。
2、通过化学键的差别，浴明度、酸碱理论，化学反应的条件，不同浓度硫的性质，同素异形体，同周期同主族元素及化合物性质的变化趋势等，使学生初步树立事物的量变是引起质变的前提条件，而质变是量变的必然结果这一观点，鼓励学生学习做事要有恒心和毅力，只有坚持不懈的努力，才能产生质的飞跃，实现自己的理想。
3、在讲授氧化反应和还原反应是两个截然相反的过程，却又在同一反应里同时发生，它们既对立又互为条件地存在于氧化还原反应，这一矛盾统一体中，使学生掌握矛盾的双方相互斗争的结果，无不在一定条件下相互转化的观点，认识到“人无完人”每个人都是一个矛盾的统一体，谁都有可能犯错误，但只要能正确认识错误，并加以改正，仍能成为一名优秀的学生，教育学生要有信心，求知的同时美化自己的心灵，努力实现自我完善。
4、根据反应 和化学平衡理论指导选择合成氨的适宜
条件；根据原电池原理设计的各种电池，使学生具有求实创新，开拓进取的科学精神，具有良好的科技意识，能运用所学知识解决现实问题。
在教学中，只要有机地适当地结合化学课的内容，将辨证唯物主义内容渗透到教学过程中，不仅能使学生加深对课程内容的深刻理解，把知识融会贯通，而且有助于学生形成正确的世界观，发展学生的辨证思维能力。
四、结合绿色化学理念，培养学生的环保意识 随着社会的不断发展进步，环境破坏越来越严重。大气污染、水污染等已经给人们的生产、生活带来灾害性影响。而化学学科的特点，决定了化学教育在培养学生环境意识中占有重要地位，绿色化学是 化学发展的方向和议题，它倡导人类和自然和谐发展。那么在化学教学中，教师如何培养学生的环保意识呢？
1、在课堂教学中，渗透环境教育
在中学化学教材中，包含许多与环境有关的内容。例如作为大气污染筘中的头两号“杀手”，SO2和CO，在初中课本和高一课本中都做过部分和系统地学习。在讲授该节内容时，就应给学生讲清SO2和CO的产生、特性及对人类的危害，并可根据学生的实际情况，讲解如何避免SO2、CO的产生及SO2、CO中素闻后如何处理等，产由SO2的特性讲解“酸雨”这种污染物的形成与危害。
2、在化学试验中，进行环境教育
化学试验作为化学教学的重要组成部分，同样担负着学生对环境教育的重要职责，并且较之课堂教学更具有直观性。一方面，教学中可以以环境污染物为试验样品，进行观察分析与研究。例如测定大气飘尘的浓度，测定雨水的PH值，用SO2形成硫酸、硝酸的过程等，另一方面，教师在自己或指导学生做实验时，也可以切身地进行环境教育，例如在做有毒性气体（如SO2、C/2等）放出的实验时，可以增加尾气处理装置，以减少有毒气体排放，对实验结束后的试验废液、废物应放入指定地点，这样即可减少污染物的污染，也教育学生环境保护要身体力行，从自身做起，只有这样，才能形成良好的环保习惯。
总而言之，德育教育是学校教育的核心工作，是学生健康成长的有力保障。是素质教育必不可少的内容。在化学教育中，我们应在进行学科教育的同时，也应教育学生“学会做人”，做一个有良知的人，一个有智慧的人，一个有社会责任感的人，一个充满着爱国教育的人，一个有正确的世界观、人生观和价值观的人。
第五篇：核磁共振在化学中的应用
核磁共振技术在有机化学构型等方面的应用
摘要: 本文综述了核磁共振在复杂分子结构解析、光学活性化合物构型确定、有机合成反应机理研究、组合化学、高分子化学等方面的应用进展。关键词: 核磁共振、化学构型 1 概述
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance ,NMR)现象是1946 年由哈佛大学的伯塞尔(E.M.Purcell)和斯坦福大学的布洛赫(F.Bloch)用不同的方法在各自的实验室里观察到的[1]。六十年来,核磁共振波谱技术取得了极大的进展和成功.检测的核从1H 到几乎所有的磁性核;仪器不断向更高频率发展;从连续波谱仪到脉冲傅立叶变换谱仪,并随着多种脉冲序列的采用而发展了各种二维谱和多量子跃迁测定技术;固体高分辨核磁技术和核磁共振成像技术的出现[2]。随着这些实验技术的迅速发展,核磁共振的研究领域不断扩大。核磁共振提供分子空间立体结构的信息,是分析分子结构和研究化学动力学的重要手段。在化学领域,核磁共振为化学家提供了认识未知世界的有效途径。应用核磁共振确定有机化合物绝对构型
有机化学家常常需要确定合成或分离得到的光学活性化合物的绝对构型。应用核磁共振方法测定有机化合物的绝对构型,主要是测定R和S手性试剂与底物反应的产物的1 H 或13 C NMR 化学位移数据,得到Δδ值与模型比较来推定底物手性中心的绝对构型[3]。包括应用芳环抗磁屏蔽效应确定绝对构型的NMR 方法和应用配糖位移效应确定绝对构型的NMR 方法。表中,将计算的Δδ值与表中的配糖位移效应比较,确定底物仲醇手性中心的绝对构型。2.1 芳环抗磁屏蔽效应确定绝对构型
利用芳环抗磁屏蔽效应测定有机化合物绝对构型最为典型的方法是应用1 H
1NMR 和应用19 F NMR 的Mosher 法[4-5]。H NMR 的Mosher 法是将仲醇(或伯胺)分别与(R)和(S)-MTPA(α2甲氧基三氟甲基苯基乙酸)反应形成酯(Mosher 酯),然后比较(R)和(S)-MTPA 酯的1 H NMR 得到Δδ(Δδ=δS-δR), 在与Mosher 酯的构型关系模式图比较的基础上,根据Δδ的符号来判断仲醇手性碳的绝对构型。19 F NMR 的Mosher 法的应用前提是β位取代基的立体空间大小不同。通常情况下,两个非对映异构体(R)和(S)-MTPA 酯中其它影响19 F NMR化学位移因素是相对固定的,19 F NMR 化学位移的不同主要是由于两个非对映异构体中羰基对19 F 的各向异性去屏蔽作用不同引起。通过比较(R)和(S)-MTPA 酯的19 F NMR 的化学位移值结合模型图确定手性中心的绝对构型。2.2 配糖位移效应确定绝对构型
应用配糖位移效应通过核磁共振可确定二级羟基绝对构型,如运用13 C 的配糖位移效应来测定仲醇的绝对构型[6-7]。这种方法包括5 个步骤(13 CNMR 图谱在吡啶里测定):测定仲醇的13 CNMR 图谱;合成仲醇β-D-或α-D-葡萄吡喃配糖体;测定β-D-或α-D-葡萄吡喃配糖体的13 CNMR 图谱;计算葡萄糖单元端基碳、仲醇α碳和两个β碳的配糖位移;将已知绝对构型的仲醇的配糖位移Δδ值总结列于表中,将计算的Δδ值与表中的配糖位移效应比较,确定底物仲醇手性中心的绝对构型。3 应用核磁共振解析复杂化合物结构
核磁共振技术是复杂化合物结构解析最为主要的技术。利用该技术可以获得化合物丰富的分子结构信息,广泛应用于天然产物的结构解析。其近期技术革新主要在于以下几个方面:探头、线圈和核磁管相关技术、固相核磁新技术、核磁共振
[8]。在天然产物分析中,核磁共振仪的检出限较其它波谱分析仪器为高,这对于产率较低的天然产物化合物来说无疑是一种瓶颈制约因素。所以,研究和发展新的核磁共振技术来降低检出限就显得尤为重要。除了提高有限的磁场强度外,更多集中在对核磁共振仪的探头、线圈和核磁管等的改进。常规的5 mm 核磁管及相匹配的探头、线圈在NMR 谱测定时所需样品一般在mg 级以上。近年来逐步发展了微量核磁管及相匹配的探头、线圈,使得样品的检出限大为降低,达到μg 级,甚至ng 级。有关探头、线圈和核磁管相关技术的最新典型应用是Rus2sell 等应用3 mm 低温探头在500 MHz 核磁共振仪上测定了溶解在150μL 氘代苯中的40μg 士的宁的HSQC 谱,在相同的信噪比下比应用传统探头下所需积分时间降低12—16倍[9 ]。此技术对于解析质量和容积有限的复杂天然化合物样品结构具有非常大的优点。4 核磁共振在有机合成反应中的应用
核磁共振技术在有机合成中不仅可对反应物或产物进行结构解析和构型确定,在研究合成反应中的电荷分布及其定位效应、探讨反应机理等方面也有着广泛应用。
4.1 研究合成反应中的电荷分布及其定位效应
配合物中金属离子与配体的相互作用强弱虽然可以用紫外光谱、红外光谱、电化学等方法来研究和表征,但核磁共振谱能够精细地表征出各个H 核或C 核的电荷分布状况,通过研究配合物中金属离子与配体的相互作用,从微观层次上阐释配合物的性质与结构的关系。芳环上原子周围的电子云密度大小可以通过化学位移值得到反映,芳环碳上的电子云密度大小又与其连接取代基的电子效应有关,取代基对苯环的影响为诱导效应和共轭效应的综合。可以通过单取代苯的13 C 化学位移计算常见基团的诱导效应、共轭效应及电子效应,进而根据电子效应强度值定量地表征定位效应、定位规律和苯环的活化与钝化[10 ]。4.2 推测反应机理
有机合成反应对反应机理的研究主要是对其产物结构的研究和动力学数据的推测来实现的。1H NMR 可以由积分曲线得到总质子数和部分质子数,以及由化学位移鉴别羧酸、醛、芳烃(有取代)烷基、链烷基的质子和杂原子,断定邻接不饱和键等的甲基、亚甲基和次甲基的相关氢信息,从自旋2偶合讨论邻接基团, 或鉴别C1 至C4 的各种烷基结构;而13 C NMR 则可以确定碳数,同时还可以从碳的偏共振去偶法确定键合于碳上的氢数,以及鉴别SP3碳、SP2碳和羧基碳,并由羧基碳的化学位移等确定羰基碳的种类, 还可以确定甲基、芳基取代基的种类等获得相关碳的杂化形式、碳的骨架等信息[11]。核磁共振技术在组合化学中的应用
组合化学的飞速发展拓展了常规固相NMR 技术的空间,出现了新的超微量探头。魔角自旋技术(magic angle spinning , MAS)的应用和消除复杂高聚物核磁共振信号的脉冲序列技术的出现,已经可以保证获得与液相NMR 相同质量的图谱。高通量NMR 技术已经用于筛选组合合成的化合物库,成为一种新的物理筛选方法。5.1 核磁共振在固相合成的应用
固相合成的特征是以聚合树脂为载体,载体与欲合成化合物之间连有官能团连接桥,欲合成分子通过连接桥逐步键合到树脂上,最终产物通过特定的切割试剂切落下来。固相合成发展的一个主要障碍是缺少可以对反应历程进行实时监测的简单、快速、无破坏性的分析方法。核磁共振光谱法是鉴定有机化合物结构的重要手段之一。但是,对于与固相载体相连的化合物来说,高聚物的流动性有限,载体上有
机分子的流动性也很有限,这都会使谱线变宽,分辨率下降。另外,载体骨架产生的背景信号会掩盖化合物的信号峰,使之难以辨别。近年来,魔角自旋技术解决了这方面的困难,魔角自旋是指在偏离静态磁场54.7°下旋转样品,这个角度能将偶极偶合平均到零,消除了因固体或非均相溶液中磁化率的不同和样品表面以及边缘磁化率的不连续性造成的谱线加宽。魔角自旋技术与一系列新技术在固相NMR 中的广泛应用,使谱图分辨率和谱线质量得到很大地提高。目前,已经有多种固相NMR 技术应用于合成研究中。如HR/ MAS-NMR 可以直接跟踪固相有机合成反应,为快速优化组合合成的化学反应条件提供了一个新方法[12 ]。6 结束语
随着科学的进步和现代仪器的发展,核磁共振技术的发展很快。通过与计算机科学的完美结合,核磁共振正在成为发展最迅猛、理论最严密、技术最先进、结果最可靠的一门独立系统的分析学科[14] ,不仅应用于化学学科各领域,而且广泛渗透到自然科学、医学应用和工业应用等各个方面,成为一个异常广阔的谱学研究领域。参考文献
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