,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中学化学教育问题,清华大学化学系 宋心琦 （100084）,应试教育不可取,应试能力不是最重要的教育目标,应试教育有违“十年树木，百年树人”的教育原则,有害于知识的系统化过程,无益于创新思维和能力的培养,对学生的思想品德有潜在的危害,有碍于学习兴趣的培育，不利于学生的自我完善和持续发展,中学化学教学改革问题,如何落实新的教育理念,以人（学生）为本,基础性，时代性和选择性原则,兼顾,3,个维度的教育目标知识,技能；过程方法；情感态度价,值观,如何体会与实现以探究性学习,为突破口,“基础性和时代性”的关系,例如：,对原子的认识，元素的具体知识,外语教学重点的改变,投影几何课程的消失,计算技术功能的变化,学科基础的陈述方式和教育价值,是可变的,化学学科和化学教育,化学学科研究的主要任务在于发现物质的,个性,分析、分离、识别、鉴定的基础；合成化学的目标（,更重视新物质、新结构、新反应、新性质及应用、新技术的发现或发明,）,化学学科和化学教育,化学教育、教学和教材编写的基础为物质的,共性,注重物质某些性质的相似性，变化的规律性；陈述的系统性（,更着重于知识的可迁移性,）,共性和个性的关系,探究性学习和研究科学活动的灵魂,科学素养,（Scientific Literacy),对于科学知识达到基本了解的程度,对科学的研究过程和方法达到基本了解的程度,对于科学和技术对社会和个人所产生的影响（包括正面和负面）达到基本了解的程度,科学素养问题,两种学习理论,“蚂蚁的智慧”,非智力因素不可忽视,并非寓言的寓言,关于蜘蛛网的讨论,关于生物降解塑料的讨论,科学史教育中的问题,探究式学习教改的突破口,科学探究活动中最重要的阶段是什么？,Pimental,教授的科学素养观,观察（观察是一种习惯，也是一种能力）,测量 记录,提出理论或假设（归纳法）,验证并找出理论或假设中的不确定性,值得认真研究的问题,关于空气组成的实验,质量守恒定律的证明,丁铎尔效应,胶体带电性,碳花与钢花,铸铁比钢更容易腐蚀吗,化学和环境教育的关系,值得认真研究的问题,化学的定义,原来的定义：化学是研究物质的组成、结构、性质、反应和应用的一门自然科学,新定义：化学是研究物质的组成、结构、性质、变化以及变化过程中相伴随的能量变化的科学,值得认真研究的问题,自由能判据在化学中的应用问题,是否存在不能发生化学反应的物质体系,质量守恒定律和质能联系定律(,E,=mc,2,)的关系,化学平衡状态的本质,实验改革中应注意的问题,1。教学实验和专业实验的差别,确立素质要求和职业要求的概念,培养创新意识和能力的重点不同、思维习惯不同,信息处理及交流能力要求不同,2。必须重视探究的全过程,中学化学教学实验改革问题,1。化学实验体系的3要素,化学反应体系,合理的实验装置，包括安全措施等,合理的实验步骤和正确的操作技术,2,。,空气组成实验的教育价值,化学教育怎样和环境教育结合,1。过程自发性概念很重要:气体的互相扩散，溶质溶解于溶剂形成溶液和溶液中溶质浓度的均匀化过程，杂质向固体物质内部的扩散或掺杂工艺,2。原理：混合熵纯组分熵,mix,S=,RT(,A,ln,A,+,B,ln,B,),0,化学应当怎样和环境教育结合,3。环境污染问题中的化学因素,化学物质的活性（包括活泼性、毒性、侵蚀性、分散度带来的有害性等）,浓度,扩散机制及过程中发生的化学或物理变化（形态、组成、毒性等）,消除污染的化学及物理化学方案,4,。为什么真正的纯净物质是不存在的或难以保持的,素质教育任重而道远,1,.,一堂小学英语课引发的思考,2.科学教材引发的思考,3.一堂初中化学示范课引发的,思考,4.学科综合问题,由一堂关于盐酸的公开课所想到的问题,为什么要探究盐酸的这些性质，它在解决化学或生产实际问题时起什么作用？,酸的化学中最重要的概念和事实是什么？一般现象是什么，和什么因素有关？,为什么家用清洗剂中多选用盐酸？,酸的腐蚀性都表现在哪些方面？,基本素质的内涵,身体和心理健康，逐步发展的安全意识,良好的思想、品德和习惯，逐步提高的环境和法律意识,必需的科学、人文和社会知识，可持续发展的意识和终身学习的要求,实用的技术和技能,向法拉第学习些什么,法拉第在圣诞科学讲座中以“蜡烛的故事”为题，成功地进行了6次连续讲座。,用最常见的自然现象与事物来引导公众进入自然哲学之门,尽量避免使用生僻科学术语,向法拉第学习些什么,潜移默化地进行热爱科学的教育。“蜡烛的火焰能把暗处照亮，而金刚石的璀璨在没有火焰照亮时却什么都没有”,在讲到华丽的色彩和像长笛一样的蜡烛时，“不要做美丽的奴隶”;“所有这些知识才是有意义的，而美丽并没有什么用处”,向法拉第学习些什么,“,在任何环境下，绝不要落后于你的时间，这对我来说是一个教训。应当更加牢固地去把握事物的哲学，而不是把过多的时间用于这些解释”,21 世纪化学的发展前景,清华大学化学系 宋心琦 （100084）,2005年4月 北京,20世纪化学留下的悬念,稀有气体化合物的合成,化合价理论和惰气结构理论？,高温超导陶瓷的合成,固态物质导电机制？,C,60,与无机富勒烯的合成,弯曲键理论和晶体缺陷理论？,20世纪化学留下的悬念,组合化学方法的成功应用,经典的反应通道理论受到质疑,超分子化合物的普遍存在,分子间作用力与决定分子识别过程的信息是什么？,组合化学方法示例,A,B,1,C,1,C,4,C,3,C,2,AB,1,C,4,D,1,AB,1,C,4,D,3,AB,1,C,4,D,2,AB,1,C,1,D,1,AB,1,C,1,D,3,AB,1,C,1,D,2,AB,1,C,3,D,1,AB,1,C,3,D,3,AB,1,C,3,D,2,AB,1,C,2,D,1,AB,1,C,2,D,3,AB,!,C,2,D,2,B,4,B,3,B,2,20世纪化学留下的悬念,“一锅煮”(one pot process)工艺的实现,有机反应机理遭遇挑战,有机大环分子的光化学合成,有效碰撞模型的普适性,纳米科学和技术,摩尔量级和“纳米”量级间的“空白区”,铑催化串联反应,一锅法之一例,20世纪化学提供的机会和挑战,外场效应推动的化学反应,电化学（电池、传感器、电化学合成技术等）,光化学（光合作用、太阳能利用、防伪技术、污染物光解、光诱导或光催化合成、感光化学等）,声化学（化学合成、表面处理等）,磁化学（磁场对反应机制和速率的影响、生物化学效应）,力化学（固相反应、摩擦化学等）,20世纪化学提供的机会和挑战,时间分辨技术和激光技术推动了化学动力学和分析化学的发展,激光光谱（拉曼光谱、光声光谱等）,s(10,-6,s)、ns、ps、fs(10,-15,s)时间分辨光谱技术,激光化学（同位素分离、态态化学、选键化学等）,20世纪化学提供的机会和挑战,平衡态热力学,非平衡态热力学,理想体系,非理想体系（包括固体和弹性体）,分子的自组织、自组装、以及分子识别的机制及调控,纳米技术,单一平衡态体系,多平衡态体系,分子的自我复制问题,值得认真研究的问题,自由能判据在化学中的应用问题,是否存在不能发生化学反应的物质体系,质量守恒定律和质能联系定律(,E,=mc,2,)的关系,化学平衡状态的本质,结束语,化学是一门极具挑战性的学科,化学的研究重点不仅限于合成和分析,化学的研究对象包括了从单个原子分子到摩尔量级的各类体系,结束语,化学的研究方法和手段包括了实验和理论研究两个方面,化学的发展迫切需要高水平的青年化学家，化学教育传统必须改革,谢谢大家！,