高中化学高分子知识点范文

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篇1

目的研究十字花科药用植物的化学分类。方法利用高效毛细管电泳法(HPCE)分析十字花科植物中化学成分（主要是以黄酮类成分为依据）的差异。结果所研究材料不同种属间电泳图谱存在或多或少差异，可以初步判断其亲缘关系的远近。结论HPCE法可以为解决十字花科植物分类中出现的某些争议提供佐证，还可为十字花科药用植物资源开发提供科学依据。

【关键词】 高效毛细管电泳；黄酮类成分；植物化学分类；十字花科

Abstract：ObjectiveTo study the plant chemotaxonomy of Brassicaceae. MethodsHigh-performance capillary electrophoresis was used to analyze the chemical composition of Brassicaceae (mainly flavonoids basis). ResultsThe electrophoregrams of the studied species had more or less difference， so it could determine the relationship of different species in Brassicaceae. Conclusion By using HPCE， we can provide evidence for solving some disputes in the classification of Brassicaceae and exploitation of new medicinal resources in Brassicaceae.

Key words：HPCE； Flavonoids constitutes； Plant chemotaxonomy； Brassicaceae

十字花科植物包括330多个属，约3 709种［1］，各大洲除南极洲外均有分布，尤以北温带分布最多，其多样化中心为伊朗－吐兰、地中海和西北美地区。我国有102属，412种［2］，广泛分布于全国各地，以西南、西北、东北高山区及丘陵地带为多，平原及沿海地区较少［3］。

十字花科具有较高的经济价值，芸苔属和萝卜属是我国主要的蔬菜和油料作物，也可做调味品，还有许多作为药用植物的种类，比如板蓝根、大青叶的原植物菘蓝Isatis tinctoria L.，葶苈子的原植物独行菜Lepidium apetalum Willd.、播娘蒿Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl等，此外，广布种荠菜Capsella bursa-pastoria (L.) Medic.，带花全草及根供药用，具有清热凉血、止血、降压、利尿、消炎等功效，可根治结膜炎；广布种蔊菜Rorripa indica (L.) Hiern，有止咳、平喘、解毒之功效，主治慢性气管炎、肝炎等症，外用可治疮毒；小花糖芥Erysimum cheiranthoides Linn.全草及种子有健脾胃和消食之效等。该科植物拟南芥Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.在植物生物学的各个领域实验研究中被作为最重要的模式材料。因而该科具有重要的研究价值。

由于具辛辣气味、十字花冠、四强雄蕊、角果等独特特征，十字花科被公认为是一个自然科。但是科下分类一直以来是众多学者争论的热点和焦点，主要体现在族的划分、属的界定和种的分类位置等方面［4］。十字花科族的划分一直存有较多争议。不同学者曾将其划分为若干族，如Hayek将十字花科划分为10个族，Schulz划分为19个族，Janchen分为15个族，Takhtajan则将其分为14个族，但近来分子系统学研究结果认为这些划分都存在问题。比如将原本亲缘关系较远的划在同一族中，如独行菜属与荠属；而将亲缘关系很近的划在不同族中，如葶苈属与南芥属。

在十字花科的属间划分上也同样存在很多争议，比如盐生模式植物盐芥所在的盐芥属，有些学者支持该属的成立，有些学者认为应将其并入拟南芥属，还有些学者认为应将其并入大蒜芥属。此外拟南芥属的分类也一度十分混乱，曾有多达50种的植物被放入该属中。经过近年来一系列的分类修订研究， 拟南芥属仅包括9个种［5～7］。我国拟南芥属植物1种2亚种［2］。

迄今为止十字花科植物中仍有许多分类问题未能得到很好的解决，因此关于十字花科植物的系统分类研究仍需不断全面深入。本研究首次利用高效毛细管电泳技术(HPCE)分析十字花科部分药用植物中化学成分（主要以黄酮类为依据）的差异来初步研究各种属亲缘关系的远近，为十字花科的系统分类及药用植物资源开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 仪器及试剂高效毛细管电泳仪（美国BECKMAN公司，型号：P/ACE System MDQ）、超声清洗器、研钵、漏斗、容量瓶、滤头、甲醇、硼砂等。

1.2 材料实验材料为12种十字花科药用植物（多为模式种），隶属6族，10属，经山东师范大学李法曾教授鉴定，标本存放于山东师范大学生命科学院植物标本室(SDNU)。见表1。表1 实验材料来源（略）

1.3 方法

1.3.1 预处理采集新鲜植物，自然晾干，将干燥植物材料全株剪碎，研磨，过筛，备用。

1.3.2 供试液制备取植物粉末2.0 g，加甲醇20 ml，超声提取1 h，离心10 min，然后用滤纸过滤，滤液再用0.45 μm的滤头过滤，浓缩定容于5 ml容量瓶中，备用。

1.3.3 HPCE分析

以含体积分数为15%甲醇的10 mmol/ L 磷酸二氢钠-20 mmol / L 硼砂溶液（pH8.89）为电泳缓冲液，毛细管柱［57 cm（有效长度为50 cm）× 75μm i.d.，美国］，于25 ℃，20 kV 恒压下进行电泳分离，在245 nm 波长处检测。毛细管柱使用前用0.10 mol/L 的NaOH、水和电泳缓冲液分别冲洗3 min，2 min 和2 min。每次电泳后，用电泳缓冲液冲洗毛细管柱2 min。

2 结果

12种药用植物的高效毛细管电泳图谱见图1～12。

从高效毛细管电泳图谱可以看出，所研究的12种十字花科植物在特征峰出现的时间、位置、峰形等方面存在着或多或少的差异，可以彼此区别开来，同时可以初步反映它们之间的亲缘关系。据图谱分析，拟南芥与叶芽拟南芥、琴叶拟南芥具有相似的特征峰，表明三者所含主要化学成分具有一致性，拟南芥属目前包括9个种，我国1种2亚种［2］，叶芽拟南芥和琴叶拟南芥在《中国植物志》第33卷［3］中，被放在南芥属，在《Flora of China》Vol.8［2］中移入拟南芥属中，从本实验研究结果看，我国分布的拟南芥属植物是一个单系，高效毛细管电泳指纹图谱很好的证明了这一点，所以支持《Flora of China》Vol. 8 中关于拟南芥属的处理。而盐芥属的模式植物盐芥的指纹图谱与拟南芥属的3种植物的图谱具有明显的差异，同时与大蒜芥属的无毛大蒜芥也具有不同之处，因此本研究认为盐芥既不位于拟南芥属中，也不位于大蒜芥属，支持盐芥属的成立，但相比而言，其系统位置与大蒜芥属要更近一些。

小花糖芥是糖芥属的模式种， Latowski等［8］曾建议将糖芥属与大蒜芥属放入同一族中，但本研究发现，小花糖芥的毛细管电泳图谱与无毛大蒜芥差异明显，但与拟南芥属等三种具有一定的相似性，因此本研究不支持糖芥属与大蒜芥属具有较近的关系，似乎与拟南芥属具有更近的亲缘关系，该推测与近来的分子系统学研究结果相吻合［1］。

芥菜为芸苔属植物，图谱分析发现其所含化学成分较复杂。此外从图谱中发现，隶属独行菜族的荠属与独行菜属、鸟头荠族的鸟头荠属与舟果荠属植物化学成分差异明显，表明彼此之间具有较远的亲缘关系。

3 小结

从本实验结果可以看出，高效毛细管电泳技术在确定十字花科植物的亲缘关系远近上还是起到一定佐证作用的，尽管目前仅从图谱上来判断植物的亲缘关系的远近难免有误差，但亦可看出拟南芥属几种植物的化学成分非常相似，所以通过进一步的统计学处理，本项研究一定会为解决十字花科系统分类上一直存在的某些分歧提供新的证据，同时为利用药用植物亲缘学研究开发十字花科药用植物新资源提供可靠依据。

【参考文献】

［1］Al-Shehbaz I A， Beilstein M A， Kellogg E A. Systematics and phylogeny of the Brassicaceae (Cruciferae): an overview［J］.Plant Systematics and Evolution (Special Volume) ， 2006: 89.

［2］Zhou Taiyan， Lu Lianli， Yang Guang，Al-Shehbaz. Ihsan A. Brassicaceae［A］.In :Wu Z Y， Raven P H eds. Flora of China Vol 8 ［M］.Beijing: Science Press; St. Louis: the Missouri Botanical Garden Press， 2001.

［3］周太炎， 郭荣麟， 蓝永珍， 等. 中国植物志，第33卷［M］.北京：科学出版社，1987：1.

［4］张学杰， 樊守金， 孙稚颖， 等. 中国十字花科植物系统分类研究进展［J］.武汉植物学研究， 2003， 21（3）：267.

［5］Al-Shehbaz I A， O' Kane S L. Generic placement of species excluded from Arabidopsis. Novon， 1999， 9: 296.

［6］Al-Shehbaz I A， O' Kane S L. Taxonomy and Phylogeny of Arabidopsis (Brassicaceae)［J］.The Arabidopsis Book， American Society of Plant Biologists， Rockville， Maryland ， 2002.

篇2

关键词　高中化学　角色扮演　教学模式　三维目标　教学功能

“角色扮演式教学”是指教师在教学中提供一个真实的、涉及价值争论的问题情境，组织学生对出现的矛盾进行分析，并且让他们扮演其中的人物角色，尝试用不同的方法解决问题，从而使学生逐步学会解决各种价值冲突，树立正确的价值观念，并且养成良好社会行为的教学过程。在此模式下，学生被置于具体的认知情境中，实现了从“局外人”(out stander)到“剧中人”(role player)的角色换位，三维目标则易于达成。

1　角色扮演教学模式在达成知识与技能目标中的作用

知识与技能目标是三维目标中教师最易具体把握的教学目标，很多教师在达成此目标的过程中积累了很多实用的教学模式，而角色扮演教学模式很少被提及。在化学教学过程中，我们常会遇到一些抽象的概念或原理，此时，打比方是一种常见的教学手段，其中很多拟人的手段就暗含了角色扮演的成分。

1.1　抽象知识具体化

人教版《化学1(必修)》第一章中的“气体摩尔体积”是学生认知跨度较大的抽象知识。学生理解最大的困难在于对气体分子的运动缺乏直观的认识，从而气体体积的决定因素是学生认识该问题的瓶颈。有一定基础的学生会认为气体是由分子组成的，其体积应由气体分子自身大小、气体分子间的距离及气体分子数目3者共同决定，而对分子自身大小与分子间距的相对大小缺乏认识。此时，教师可以通过画图、模型等方法引导学生去理解，但对于空间思维能力不强的学生效果不是太好，很容易因此打消学生学习高中化学的积极性，而通过角色扮演的方式很容易将这个抽象知识具体化。

[案例1]学生扮演“分子”。

A组学生扮演气体分子：4名大个子男同学分别位于教室的4个角落，4个小个子女同学也分别位于教室的4个角落，比较他们围成矩形面积的大小——几乎一样!

B组学生扮演固体或液体分子：4名大个子男同学围成一个矩形，相互之间保持约10 cm的距离，4个小个子女同学同样，比较他们围成矩形面积的大小——男生“分子”围成的面积明显大于女生!

学生通过形象的角色扮演在游戏中掌握了抽象的知识——气体体积与分子自身大小几乎无关，相同数目分子的体积取决于分子间的距离，在此基础上再介绍气体摩尔体积必然水到渠成。

1.2　疑难知识形象化

教师经常埋怨讲过多遍的知识点在作业、考试中学生还是反复出错，这里有学生的能力和态度问题，但也不全然如此。有些疑难知识点教师若选择合理的教学模式会起到意想不到的效果。例如，在“高分子化合物”的单体、链节的书写中，聚乙烯的掌握情况往往较好，但若换成聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯时就会错误百出。问题的症结在哪?学生对单体发生加聚时成键位置模糊不清。角色扮演教学模式很容易解决这个问题。

[案例2]学生扮演形成高分子化合物的单体。

A组：4～6个学生站成一排，间距约40 cm。第一步，每位同学两手指平举(类似出操时第一排学生的抬手方式)——单体中双键打开；第二步，手拉手(边缘同学除外)——形成高分子。

B组：4～6个学生站成一排，间距约40 cm，每位同学的右肩挎一个单肩书包。其他动作同A组。

教师带领其他学生观察2组同学形成的高分子片断并提问：

(1)B组同学的单肩书包相当于高分子化合物的哪部分原子(团)?

(2)有的同学将聚氯乙烯的链节写成“－CH2－CH－C1－”，B组同学应如何表演?(B组同学配合表演，部分学生“手牵书包”——学生大笑!)

通过以上简单的角色扮演，学生很易认识聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中双键碳原子上各自的取代基团都相当于学生背的单肩包，不会出现在链节中的主链中。学生通过亲身体验高分子化合物的形成过程，对此疑难知识点的学习不仅印象深刻，同时激发了自身内在的学习热情。

2　角色扮演教学模式在达成过程与方法目标中的作用

知识与技能随着时间的推移会逐渐淡忘，而探求知识的过程和科学的学习方法却能影响学生的一生。角色扮演教学模式在处理一些具有真实问题情境的化学问题中有助于过程与方法目标的实现。例如，人教版《化学1(必修)》第三章“用途广泛的金属材料”一节，其知识点较少，但却是培养学生运用所学知识解决实际问题的良好契机，下面以教材中“是否应该停止使用铝制饮料罐”问题为例简单说明。

[案例3]学生扮演生产、使用、处理铝制饮料罐的多重角色。

第1步：角色分配

角色A：铝制饮料罐开发研究人员

角色B：“可乐”类铝制饮料罐销售代表

角色C：酷爱“可乐”等易拉罐饮料的消费者

角色D：社会环保人士

角色E：垃圾处理人员

第2步：学生获取、加工相关信息(提前布置，课前完成)

第3步：现场交流、辩论，就角色特点发表各自观点

第4步：师生共同小结，教师给予适当评价

在案例3的真实情境下，学生通过多重角色的扮演一方面培养了获取信息、处理信息、解决实际问题等多方面的能力(如对饮料罐材料的组成、性质等资料的提取加工，小组分工等)；同时在课后材料准备、课堂交流辩论等过程中发挥了他们各自的特长(如小组合作交流，易拉罐成分实验探究及陈述观点等)，让一些化学基础即使不太好的学生找到了归属感。

通过类似具有真实情境的角色扮演，过程与方法目标的达成显得水到渠成。学生在解决问题的过程中往往需要用到多种方法(虚线方框)，在化学教学中，尤其会涉及到多种科学方法，如图表文字信息的获取和加工(如案例3中角色D对铝制饮料罐对环境危害的相关证据的收集等)、实验探究(如案例3中角色A的扮演者可以探究多种合金材料的性能优劣)等。在解决实际问题过程中学生还会遇到分工协作、结论梳理等传统教学模式下碰不到的问题。学生不仅学到了知识(问题解决)，同时还体验了解决实际问题的过程、掌握了解决实际问题所需的科学方法(虚线方框以下)，这些是比知识(问题解决)本身更上位的东西，也是教师更希望学生掌握的“渔”。

3　角色扮演教学模式在达成情感态度与价值观目标中的作用

三维目标中的“情感态度与价值观”目标是教师在教学过程中最难把握的，但最体现教师教学魅力之所在。在新课程改革的背景下，学生的情感态度与价值观的教育越来越被重视，如何在化学教学中实现呢?事实上，现代化学对人类文明的进步作用是巨大的，化学与生活、生产及其他应用学科的联系使之必然成为一门“中心学科”；但人们对化学更多的认识却是大气污染、水体污染、食品安全隐患……如何引导学生认识到化学学科最真切的一面?这不正是情感态度与价值观形成的良机吗?

下面以“合成氨条件选择”为例谈谈角色扮演教学模式在情感态度与价值观目标达成中的作用。

[案例4]“合成氨条件的选择”中科研人员、工厂投资方等角色扮演。

合成氨条件的选择是学生对化学反应速率、化学平衡等基本概念、基本原理的应用的重要课题，也是关乎全球粮食问题的民生问题，传统教学模式为何在情感态度与价值观目标的达成上举步维艰?师生把目光全部集中在了反应原理上，忽略了课题本身的实用价值。学生扮演工厂安全负责人时，自然会考虑安全第一，从而不会对“20～50 MPa”毫无概念；扮演的催化剂开发人员、投资方代表及城市规划机构代表等角色就会站在各自角度把该问题的商榷推向，化学的独特魅力就此产生；学生设身处地地站在当地居民角度考虑问题时无形中培养了他们的社会责任意识……这样的模式让情感态度与价值观目标的达成不再空洞渺茫。

4　角色扮演教学模式实施时的几个要点

4.1　角色扮演教学模式的适用条件

任何教学模式在表现其独特魅力的同时也都会有其局限性，教师必须依据具体教学目标和内容选择合适的模式。角色扮演教学模式适用的教学内容，一类是抽象难懂，通过嫁接到角色扮演转化成直观明了的知识点；另外就是更加广泛意义的具有真实问题情境的教学内容。高中2个必修模块和化学与生活等选修模块中18]的教学内容适用角色扮演教学模式的见表2。

除需要考虑教学内容本身的特点以外，教师的教学习惯、协调启发等教学技能及学生的认知习惯、语言表达等均应成为教学模式选择时的参考依据。

4.2　与其他教学模式的融合

运用角色扮演教学模式教学时，教师、学生均需花大量时间进行课前准备(角色分配后的资料准备、实验探究等)，而课堂上的交流、讨论一旦进入“状态”也较为耗时，所以，教师需要针对教学目标做大量的前期分析，考虑教学实效，这就需要融合多种教学模式。例如“用途广泛的金属材料”一节可以先由教师引领学生在回顾初中化学内容的基础上进行合金材料性能的讲授，帮助学生进行基本知识的梳理，在此基础上再就“是否应该停止使用铝制饮料罐”这一命题进行相关角色扮演。这节课并不会因为前半段的知识讲授、归纳而冲淡主题，相反2种模式均为教学目标达成做出了贡献，2者相得益彰。

成功的教学模式不应有唯一性和排他性，且需在目标达成中具有可行性和高效性，角色扮演教学模式在高中化学教学实践中还有较大的探索空间。

参考文献

[1]　蔡敏“角色扮演式教学”的原理与评价，教育科学，2004，(6)

[2]　郑雅敏，“games-to-teach”理念在化学教学中的应用.化学教学，2008，(2)

[3]　宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书：化学2(必修).北京：人民教育出版社，2006

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2013年山东省高考理科综合秉承了多年来“重视基础、立足实践、突出能力、不断创新”的特点，命题遵循《普通高中化学课程标准》和《2013年普通高等学校招生全国统一考试山东卷考试说明》，考查了化学主干知识、基本技能和科学方法，杜绝出偏题怪题，全面考查学生学科素养.考查的内容包括原子结构与元素周期律、物质结构与性质、化学反应速率与各种平衡（化学平衡、电离及水解平衡）、氧化还原反应、化学用语、能量（反应热及电化学）、常见单质及化合物的相关性质、基本实验（原理及操作）等等，可以说涵盖了高中化学的核心知识，知识容量非常大.该试题有利于为高校选拔人才，同时对推进全国开展的素质教育进程，起到了一个很好的引领作用.下面从几个方面进行剖析高考试题：

对Ⅰ卷分析：

选择题重点考查化学基本知识和基本概念，出题形式是每一题涉及一个主干知识，但是每一选项则涉及不同知识点或同一知识点的不同角度，体现了高考题的覆盖面高这一特点，有效考查学生对化学主干知识和基本技能的掌握程度，提高了思维的敏捷性，但今年化学选择题在考查的难度和形式上都有所变化，有向全国高考题形式靠拢的趋向.

附表：化学学科Ⅰ卷（选择题）考试内容分析：

题号分值考查内容及能力对应模块

74考查生活中的有机化学知识，内容涉及高分子材料、煤的加工、酿酒等，体现了重基础这一思想必修二

84考查元素周期表、周期律的相关知识必修二

94考查元素化合物的性质及化学计量的计算，体现了重基础这一思想必修一

104以不熟悉的莽草酸结构为载体，考查考生根据现有的乙烯、乙醇、乙酸性质及结构特点能进行知识迁移，同时考查学生对有机化学基础知识的综合应用能力，这也是高考的主要导向.必修二

114以实验的基本操作（物质的分离、除杂、溶液的配制）及常见仪器的主要使用方法入题，考查学生利用现有的基本实验知识设计实验的能力，这个题非常好.必修一

必修二

124本题涉及到知识有平衡移动、速率与焓变，这都是历年来高频考点，重点考查了学生分析问题，解决问题的能力.化学反

应原理

134本题涉及到知识有酸碱中和、弱电解质的电离、盐类的水解、pH等相关知识，解决好此题，要求学生有较高的综合分析能力.化学反应

原理

对Ⅱ卷分析：

填空简答题，题干简练，情景新颖，即所取素材都是实际生产生活中真实存在的，这些情境对考生来说可能是陌生的，但考查的重点仍是高中化学的基础知识，充分体现出试题“高起点、低落点”的特点.但注重了选拔功能，某些设问仍有较好的区分度.

学生答题情况点击（以29题为例）：

［山东高考理综29、（15分）］化学反应原理在科研和生产中有广泛应用

（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应

TaS2（s）+2I2（g）TaI4（g）+S2（g）,ΔH>0（I）

反应（I）的平衡常数表达式K=，若K=1，向某恒容密闭容器中加入1 mol I2（g）和足量TaS2（s），I2（g）的平衡转化率为 .

（2）如图所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2（g），一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体，则温度T1 T2（填“”“”或“=”）.上述反应体系中循环使用的物质是.

（3）利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量.做法是将钢铁中的硫转化为H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为 ，滴定反应的离子方程式为.

（4）25℃时，H2SO3HSO-3+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L，则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh= mol/L，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中c(H2SO3)c(HSO-3)将（填“增大”“减小”或“不变”）.

答案：（1）c（TaI4）×c（S2）c2（I2）； 66.7%（2）

H2SO3+I2+H2O4H++SO2-4+2I-（4）1×10-12；增大

分析与感悟

本题建立在化学知识在科研和生产中的应用的基础上，力求题型创新为宗旨，考查平衡原理（化学平衡、弱电解质电离平衡、盐类水解平衡）、滴定（氧化还原滴定）及离子反应条件应用（离子方程式书写）等.学生答题中出现的错误有：

（1）考查化学平衡常数表达式.正答率较高，但也有少数学生因书写不规范失分，如将表达式中c2(I2)写成c(I2)2，或将TaI4写成TaT4而失分；

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关键词：化学新课改；探究式学习；化学实验；可持续发展

一、以新教材为模板，逐步培养学生探究式学习模式

传统的化学教材往往从化学学科本身出发，把最重要的和最基本的化学概念和规律串联起来，体现了学科最基本的概念、原理和它们之间的相互联系或因果关系。它的优点是结构清晰、逻辑性强，但把课程的重点放在学科的抽象知识上，要求学习者像科学家那样思维和工作，忽视了学生的需要，也割裂了学科间的联系。而新教材强化了化学与社会、生产、生活、科技的联系；强调化学学科的发展对于当代社会的可持续发展和人民生活质量的不断提高有着极其重要的作用；大量介绍了当代的新科技、新材料、新能源、新工艺，多处提出环境和环境保护问题，能够使学生获得终身学习的兴趣、习惯及一定的学习能力，这就是新教材所体现出的新思想和改革方向。教师带着知识走向学生，这是“授人以鱼”，而在新课改形势下的新型教师应该是带着学生走向知

识，让学生自己去探究，做到“授人以渔”。而新教材内容的编排更为此创造了优越的条件。新教材从内容的形式上增加了“你知道吗”“交流与讨论”“整理与归纳”“观察与思考”“拓展视野”等栏

目。这些栏目的设立不仅使教材变得更加活泼、生动、贴近学生，更重要的是强调了学生的主动参与、自主学习，培养学生的创新精神。在教学时以“你知道吗？”引发学生学习兴趣；以“交流与讨论”引导学生独立思考的习惯；以“整理与归纳”增强学生比较、分类、归纳、概括等能力；以“观察与思考”启发学生观察、思索以及团队合作意识；以“拓展视野”培养学生阅读、查阅资料的能力，而这些，正是学生探究能力培养的基础和出发点。同时，新教材增加了许多新的知识点，如新教材高中化学第二册（必修）中，增加了化学电源、氟氯代烷对环境的影响、酶简介、食品添加剂、新型有机高分子材料等，这些与世界前沿科技相联系的知识又为学生探究能力的培养提供了动力。

二、以探究学习模式增强实验能力，以实验引导探究学习

化学是一门以实验为基础的学科，新教材在实验方面进行了强化。演示实验及学生分组实验数目均有所增加，对实验的要求也大大提高了，要求学生综合运用化学知识和实验技能进行一些实验设计和解答实验习题，能够独立地进行实验方案的设计并能对实验方案进行优化选择和评价。这些探究性极强的目标和要求都需要学生掌握扎实的实验功底，这无疑为学生实验能力的增强打下了良好的基础。爱因斯坦说：“对于一切来说，只有兴趣才是最好的老师。”没有丝毫兴趣的强制性学习，将会扼杀学生求知的欲望。所以，我应该清醒地认识到能力的增强不是简单的量的积累，它需要精心创设良好的教学情境，激发学生探究的兴趣。比如，在学习原电池的原理时，我们可以照旧演示铜锌原电池演示实验，但同时我们也可以组织学生进行“番茄原电池”趣味实验（用铜片、锌片、导线、音乐卡和西红柿组成），当学生看到番茄能使音乐卡发出声音时，一定会产生疑问，这便引起学生探究的欲望，此时我们应当鼓励学生讨论质疑，从各个方面探究电流的产生，甚至让其亲自动手用其他水果也拿来做相同的实验。这种实验方式既培养了学生的实验操作能力，又能培养学生通过实验进行探索问题、分析和解决问题的能力，无疑是一种引导学生探究学习的极佳路径。

三、教学要与可持续发展、构建和谐社会相结合

在以前，化学教学往往有意无意间侧重于描述各种化学危害，对化工产业缺乏客观评价，这使人们潜意识中有着这样一种认识：化学是环境污染的源泉。这完全是因为对“化学”这门科学缺乏全面认识而造成的一种误解，事实上，化学在我们的衣食住行以及农业、工业、国防、科学技术现代化都发挥着不可替代的重要作用，可以毫不夸张地说，人类的生活离不开化学的发展。而本次新课改的目标之一就是使学生群体乃至整个社会在增强环境意识的同时，赞赏化学科学对人类社会的贡献。

在化学教学中我们应当让学生知道化工生产造成了环境污染，但是我们更应该看到化学家们在提倡绿色化学，消除环境污染等方面所做的努力，倡导绿色化学和可持续发展应当是化学教学的主旋律。我们不仅要让学生知道环境污染的危害性，更应该让学生明白造成环境污染的罪魁祸首不是“化学”，而是人类自己。

是人类过去对自然掠夺般的行为方式才造成了今天的恶果。化学教学应始终贯穿这样的思想：人类破坏自然，自然也必然会报复人类，人类应与自然和谐相处。

可持续发展的思想如今已成为人们的共识，是解决当前环境问题的一个指导思想。可持续发展包括持续生态、持续经济和持续社会三方面内容。主张人类应与自然和谐相处；主张建立在保护地球自然系统基础上的持续经济增长，做到发展与资源环境的承载力相协调；主张公平分配，以满足当代和后代全体人民的基本需求。可持续发展是我国的一项基本国策，现在的学生是跨世纪的一代，有必要掌握这一对人类社会发展有重大影响的指导思想。我们在教学中紧密结合教材内容对学生进行可持续发展观的教育，使之学习这一思想理论，培养其“可持续发展”的价值观，并对其相应的态度、行为习惯的养成也起到积极的作用。

要达到上述目标首先要使学生对环境保护的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识。环境危机意识是环境教育最适宜的切入点。全球的十大环境问题，其中有多项都可用化学知识来分析说明，使学生了解环境问题的前因后果及相应的解决办法，让学生了解、关注这些问题以达到培养学生环境忧患意识的目的。如高中化学教学第一册（必修）中结合卤素知识介绍臭氧层空洞，结合二氧化硫性质介绍酸雨，结合氮的氧化物性质介绍城市环境污染；第二册（必修）中结合高分子聚合物介绍“白色污染”，并且结合电解、电镀介绍水体污染。让学生切实认识到治理环境污染和可持续发展的迫切性。

参考文献：

[1]王景英.教育学.高等教育出版社，2001.

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知识是中学化学的五大知识块之一，也是历年高考的必考内容。在中学教材

中，有机化学包括《烃》、《烃的衍生物》、《糖类 油脂 蛋白质》和《合

成材料》四章内容。这部分知识与日常生活、工农业生产、能源、交通、医

疗、环保、科研等密切相联，考查时会在基础知识之上进行拓展和延伸，这

就增加了这部分考题的广度和难度。本文主要针对目前教学存在的问题，提

出一些自己的见解。

一、有机化学的重要性

在初中，学生已学过一些有机物的知识，但所学的知识比较简单，间

隔的时间比较长，而且有机化学是化学学科的一个重要分支，它对国民经济

的发展和人民生活水平质量的提高起着极为重要的作用，学生如能系统的掌

握有机化学的基础知识，有利于在现代社会更好地生存，更好地学习与化学

有关的其他自然科学基础知识，有利于提高学生的科学素养。

从历年的高考情况来看，有机化学在整个试卷中的分值比例大概有25%

～30%的比重；在教材中所占的比例为25%，而且涉及的内容非常多，包括烃

、烃的衍生物、油脂、糖类、蛋白质以及高分子合成材料等。面对如此之多

的重要内容，一个学期的课时量难免有些不足，而对于学生，如此之短的时

间内要掌握这么多的内容，难免会有些不高兴的情绪，因此，教学方法就显

得格外重要。

二、有机化学的教学策略

1．采用多种直观教学手段，强化学生的空间想象能力

在教材中，出现了大量有机化合物分子空间结构，需要学生具有较强

的空间想象能力。学习有机化学时，学生有可能在数学课程中没有学过相关

的立体几何知识，因而在教学中需要多用直观手段让学生有直接的感受，其

中最有效的手段和方法就是采用各种直观教学手段。建议教学中展示球棍模

型、比例模型，也可利用计算机软件绘制有机化合物分子的三维结构图，还

可让学生亲自动手制作有机物的球棍模型等。

例如，在研究烷烃的结构时，可以从甲烷分子的结构入手，让学生自

己动手制作甲烷、乙烷等烷烃的球棍模型，引导学生分析不同烷烃分子之间

的相似点和不同点，得出烷烃的结构特点：以每个碳原子为中心的四面体构

型，碳链为锯齿形，分子中只有单键，每个碳原子的四个价键被充分利用。

又如，在有些模型没有的情况下，我们可借助ACD/ChemSketch等软件

制作有机物分子的各种模型：棍、球棍、镂空比例等，还可旋转任意角度，

帮助学生认识有机物的结构，形成空间想象能力。

2．抓住分子中的断键部位，深化学生对化学性质的理解

有机化学知识庞杂，物质种类繁多，学生不易掌握，教学中要充分利

用好“结构决定性质，性质反映结构”这一重要学科特点，通过分析有机化

合物的分子结构，尤其是官能团的结构，推导出在一定条件下可能断键部位

，将该化学键的断裂与相应的化学反应联系，并通过动画模拟加深理解，然

后将某种物质繁杂的化学性质进行本质归类。在此基础上，再根据同类物质

具有相同的官能团，从而可以轻松地掌握该类物质共同的化学通性，并可以

将该通性演绎到具有该官能团的陌生物质的化学性质的预测中去。

例如，在讲“乙醛”时，重点抓住分子中的官能团：醛基。醛基中－C

－H键断开，可与弱氧化剂银氨溶液、新制氢氧化铜反应，表现出还原性，

发生氧化反应；羰基可与H2发生加成反应，表现氧化性，发生还原反应。

3．采用对比归纳的教学方法，使知识系统化规律化

在教学过程中，教师要充分利用学生已有的认知水平，联系、对比所

学习的有机化合物知识，在教师的指导下“系统知识、识同辨异、探寻规律

”，这不仅能帮助学生构建“知识点”、“知识线”、“知识网”，还可以

顺利突破教学重点，深化对知识的理解，有系统、有规律地掌握知识。

例如，在讲“溴乙烷的化学性质”时，教师可将水解反应和消去反应

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基于认知负荷理论，分析在高中化学教学中运用生活化“打比方”进行教学的案例，并对生活化“打比方”教学提出建议，将抽象化学教学转变为形象教学，减轻学生外在的认知负荷，提升教学质量。

[关键词]

生活化；“打比方”；认知负荷；化学教学

基础教育课程改革极力倡导减轻学生学业负担，但现状不容乐观。高中化学课堂教学中普遍存在学生学业负担过重、课堂低效的现象。很多教师忽视高中生认知发展特点，在课堂教学中只要求学生记忆某些概念、原理、物质的性质、实验现象等知识，然后通过大量的练习来巩固、提升对知识的理解。在这种模式的学习中，学生外在认知负荷高，教学效果很不理想，导致很多学生认为化学就是死记硬背、枯燥无味的学科，对化学的学习失去兴趣。因此，我们有必要从减轻学生外在认知负荷的角度来改进我们的化学课堂教学，笔者以认知负荷理论为指导，尝试在教学中巧用生活化“打比方”进行教学，取得了较好的成效。

一、认知负荷理论简介

澳大利亚新南威尔士大学的认知心理学家约翰・斯威勒（John Swdler）于1988年首先提出认知负荷理论（Cognitive Load Theroy，简称CLT）。认知是指对信息的加工过程。负荷是指在认知过程中所需要的认知资源的总和。认知负荷理论在教学实践领域的研究取得了一定的成果，对教学实践具有重要的现实指导意义。

认知负荷的生成因素有两类，一类是由学习材料本身的复杂性所引起的，称为内在认知负荷，内在认知负荷的高低取决于学习材料的复杂性和学习者已有的认知经验；另一类是由学习材料的组织和呈现形式所引起的，可分为无效认知负荷和有效认知负荷。无效认知负荷不利于信息加工与获得，也称为外在认知负荷；有效认知负荷有利于信息加工与获得，促进图式构建和图式自动化过程，也称为相关认知负荷[3]。

对于特定的学生个体而言，其认知负荷总量是一定的，三种认知负荷是一种此消彼长的关系。作为教学的组织者，要优化教学设计，在相同的内在认知负荷情况下，尽量减少学习者的外在认知负荷，提升相关认知负荷。

二、基于认知负荷理论巧用“打比方”的教学案例分析

案例1：强酸、弱酸溶液中H+的行为

强酸、弱酸分别与金属反应产生氢气的量与速率的大小关系的比较，是很多学生认识理解上的一个难点。教学中笔者把强酸与弱酸比作“两个不一样的大富翁”，H+就是他们所拥有的“货币”。强酸是一个把所有的货币都带在身上的富翁，相当于强酸完全电离；而弱酸是一个只把极少数货币带在身上，而绝大部分都存在银行的富翁，相当于弱酸部分电离。

当等物质的量浓度等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，由于盐酸、醋酸都是一元酸，二者的物质的量相等，相当于盐酸与醋酸这两个富翁所拥有的货币总量一样。因为盐酸把所有的货币都带在身上，所以他想买东西时，可以直接付款，更方便，因而反应速率更快；而醋酸只带极少量的货币在身上，而且每次只能从银行里取出一小部分，因此想要买更多东西时，就要多次提取，需要更多的程序，因而反应速率更慢。但是由于两个富翁的货币总量一样多，因此当把全部货币都用来买相同产品时，买到的产品数量应是一样多，即反应中产生的氢气总量相等。

通过这个生活化比方，原来对这个问题毫无头绪的学生有了顿悟的喜悦，一下子理解了醋酸溶液中由于存在电离平衡而与盐酸表现出不同的性质。接着笔者又提出下面的问题：当等pH等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，二者反应的速率与产生氢气的总量关系如何？这个问题既可作为当前学习的一种巩固，也是一个提升。

短暂的思考之后，学生就七嘴八舌地讨论起来了，一个个显得胸有成竹，纷纷地说出各自的见解。当然，一部分对pH的概念理解不够透彻的学生还在犹豫之中。我们可以让已经领悟的同学，用刚才的比方来分析它们的反应过程。很快他们就做出如下的分析：两种酸的pH相同，即二者电离出来的H+浓度相同。此时，相当于盐酸与醋酸这两个富翁带在身上的货币一样多，但是盐酸没有储蓄，而醋酸还有很多的储蓄，这就意味着醋酸货币总量要比盐酸多得多。当带在身上的钱用完时，醋酸还可以再去银行取，可以在相对一段时间内都能保持比较旺盛的购买力，而且由于资产雄厚，可以购买更多的产品。而盐酸所有的家当都带在身上，购买力明显比醋酸小。即等pH等体积的盐酸与醋酸分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，醋酸的反应速率比盐酸大，并且产生的氢气的量也更多。此时，原先还在疑惑中的学生一听，也都会心地点着头，表示理解。

通过这个生活化比方，把一个内在认知负荷非常高的知识点轻易地突破了。很多学生在高中毕业多年后告诉笔者，已经好几年没有接触化学了，但是当时关于“两个不一样的富翁”的比方，现在还记忆犹新。显然通过这个方式处理教材，已让学生真正地领悟了知识。

在案例1的学习中，学生需要准备的前知识有：电离、强弱电解质的区别、溶液pH的含义、金属与酸反应速率的影响因素、电离平衡等，其中任何一个前知识的缺失或是不清晰都会影响对案例1的学习。在问题的分析过程中需要对这些前知识进行综合应用。这些因素是造成学生内在认知负荷高的主要原因，我们应在课前多与学生沟通，以适当控制内在认知负荷。富翁是否有存款，把强弱电解质的关系体现得淋漓尽致。存款的量与身上的现金的比例体现了弱电解质的电离程度。学生一旦认可、接受这个比方，外在认知负荷明显降低。

案例2：加聚反应

加聚反应是有机化学反应的一种重要类型。在必修2的学习阶段，学生刚刚接触有机化学，对于加聚反应如何能形成高分子存在认识上的障碍。在对加聚反应概念进行分析时，我们可以通过一个互动来实现。先让同桌的两个学生面对面手牵手坐好，每个学生把自己想象成一个碳原子，紧紧牵住的双手，就像是碳原子之间形成的双键，一对学生就是一个乙烯分子。现在我们松开牵着的一只手，另一只仍紧握对方，这就好比在催化剂的作用下，乙烯分子断开双键中的一个键。现在邻桌之间的两个学生牵起手，这样全班学生都可以牵起手来了，如果有更多的学生，我们也可以一起牵起手来。这就好比乙烯分子断键后重新连接形成高分子聚乙烯的过程。通过这个互动不仅活跃了课堂的气氛，而且让学生对加聚反应的概念有了深入的理解。

案例2教学的亮点是通过肢体活动体会加聚反应的实质，这些肢体活动不仅容易在头脑中形成稳固的图示，而且可以唤醒学生对学习的美好回忆，极大地提高了相关认知负荷。教学中，教师引导学生建立以下几个对应关系：学生与碳原子、牵手与化学键、分手与断键、同桌数与聚合度……在学生领悟了加聚反应的实质之后，根据必修模块的有机知识的阶段性，引导学生构建常见有机化学反应，如取代反应、加成反应、酯化反应、水解反应、聚合反应，并能根据反应特点初步判断反应类型。选修阶段的学习中，可以在已建构好的体系中进行补充，形成更完整的知识体系，便于学生随时提取。

案例3：核外电子的跃迁

在鲁科版高中化学选修《物质结构与性质》的第一章“原子结构”的第一节“原子结构模型”中，玻尔原子结构模型的基本观点中有这样的描述：在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的，即轨道能量是“一份一份”的，不能连续变化而只能取某些不连续的数值。只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录下来，就形成了光谱。

教材中的这些描述很晦涩，尤其是“量子化”“一份一份”“跃迁”这些词更是让学生不知所云。如何在教学中减轻学生的外在认知负荷呢？经过一番实践，笔者用爬梯子来“打比方”，以上问题得到很好的解释。

我们把电子的跃迁比作电子在爬梯子[4]。原子中的电子在不同能级之间的运动就像在爬梯子。如果你要上下梯子，就必须一档一档地爬。爬的时候，你的脚只能只能落在梯子的横档上，这就好比电子只能处在一定的能级上，并具有一定的能量，而不能处于两个能级之间。当电子吸收了一定能量后，就可以跃迁到较高能级上，这个能量就是这两个能级之间的能量差。当电子返回到较低能级时，就以光的形式将两个能级之间的能量差释放出来。

在教学中，分别对两个平行班级采用不同的教学方式。一个班级作为对照组，另一个班级为实验组，采用“打比方”的方式进行教学。在对焰色反应、霓虹灯发光现象的解释中，实验组学生的成绩明显高于控制组。这也说明采用“打比方”进行教学，减轻学生的外在认知负荷，使学生通过“打比方”产生联想，从而建构知识网络，提高教学效率。

原子核外电子的运动具有特殊性，我们无法用感官来感知它的存在和运动，教材也没有一目了然地描述电子的跃迁过程，这就造成学生内在认知负荷强度高。通过“打比方”把这个抽象的问题形象化，通过对比分析使学生正确地进行信息转换和推理形成图式，减少外在认知负荷的同时增加了相关认知负荷。在教学中，教师要把握住以下几个核心点进行对比分析：梯子横档与能级、横档的高度与能级所具有的能量、上下梯子与电子跃迁、梯子横档的高度差与能级之间的能量差……当学生真正地领悟了它们之间的对应关系，才能实现知识的迁移，学生就能顺着这把“梯子”提升到一定的高度。如果分析过程中对应关系混乱、或是把学生的注意力引到了梯子的其他特征方面，学生就会被这个“梯子”绊倒。

三、基于认知负荷理论进行“打比方”教学的建议

（一）课前调查、研究教材，控制内在认知负荷

学生已有的认知结构水平与学习材料的数量和交互性对新知识的学习起决定作用[5]。教师在进行“打比方”教学前应从课前调查与研究教材两个方面入手，以控制内在认知负荷。

课前调查的内容主要是针对即将学习的材料需要学生准备好的一些前知识。例如，在案例1的教学前笔者了解到学生对强弱电解质的概念已背得滚瓜烂熟，但是对弱电解质的电离程度的理解却很模糊。所谓部分电离，是电离90%，50%，10%，还是小于1%？很多学生并不理解。我们就要敏锐地抓住这些信息，并有针对性地进行指导。课前调查可以采用访谈式、问卷调查式、试卷分析式……对学生的前知识掌握情况进行了解，分析形成的原因，尽可能在学习之前得到解决，这样就可以大大地减少学生在学习中的内在认知负荷。

每个教师教学时所用的教材版本是固定的，因此呈现在学生面前的知识体系、内容线索、知识密度、前后知识的对应关系、教材的图表等已经固定，它对学生引起的内在认知负荷已确定，但是教师可以根据学生的实际认知情况对以上因素进行调整，以控制学生的内在认知负荷。如果材料数量较多，应精选教材中已有的学习材料，适当进行删减，必要时可以借鉴其他版本的学习材料。对于交互性比较强的学习材料，可以考虑分阶段或分块呈现。这些措施都可以适当调控由于教学材料引起的内在认知负荷。其实，教材中有很多知识点是以“打比方”的形式呈现的，教学中要予以充分利用。例如，在鲁科版高中化学《化学反应原理》中关于反应焓变的描述用登山来“打比方”。用“山的高度与登山途径无关”来说明“对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的”。再如，在原子结构模型中提到汤姆逊的“葡萄干布丁”模型，介绍“碰撞理论”时，可以采用课改前人教版的“投篮”来“打比方”。

（二）贴近生活、启迪思考，减少外在认知负荷

教师一定要选用学生所熟悉的、感兴趣的“打比方”素材，它能丰富想象、引起联想、启发思考。当学生在百思不得其解时，可以从这个生活化比方中获得灵感，有所领悟，从而找到解决问题的突破口。

例如，在物质的量的教学中，为什么要引入“物质的量”这个概念？它是一个什么样的物理量？这些问题都会困扰学生，具有较高的内在和外在认知负荷。我们可以选用生活中熟悉的物理量来“打比方”，如一箱啤酒、一瓶药片、一盒粉笔、一袋米……等。当在生活中引入这些表示含有一定数量集体的概念时，可以给我们带来很多方便，这就顺理成章地说明引入“物质的量”的重要性，使学生对“物质的量”这个陌生又带有几分拗口的概念有了几分感性的认识。

又如，在分析“相同状况下，不同气体的气体摩体积为什么相同？”时，我们可以用100位相扑运动员与幼儿园小朋友在操场上排队来“打比方”。当要求排成紧密方阵时，由于相扑运动员体型肥硕，所占的空间明显要大得多。如果按照每两个人之间间距10米散开，则所占的空间几乎相当。学生对相扑运动员比较感兴趣，这样可以激起他们参与思考的热情。通过“打比方”，学生深刻体会到对于固体、液体来说，构成它们的微粒间的距离非常小，它们的体积主要取决于微粒的大小；对于气体，分子间距离比分子的直径大得多，因此气体体积主要取决于气体分子间的平均距离。在相同状况下，由于1mol任何气体所含有的分子数目相同，分子之间平均距离相同，所以它们的体积基本相同。

（三）把握核心、对比分析，降低外在认知负荷

教师在进行“打比方”分析时一定要抓住核心点，即知识点与“打比方”素材间的对应关系。分析时语言要精练，避免因为描述的繁复或是重点缺失造成外在认知负荷增大，影响学习的有效性。

例如，在用“投篮”来“打比方”进行“碰撞理论”的教学中，我们要把握好以下几个核心点进行对比分析：篮球与原子、篮球的高度与原子所具有的能量、投篮的方向与碰撞的角度、投篮成功与原子间发生反应……学生在教师的对比分析中，回顾曾经的投篮经验，发现并不是每次的投篮都能成功，只有当篮球具有一定的高度、适当的角度才能进球，赢得喝彩。这时学生就能领会并不是每次碰撞都能成功，要想发生有效碰撞必须具备一定的条件。分析时教师不能为了渲染课堂气氛而侃侃而谈篮球的球技、篮球的魅力等而分散学生的注意力，造成认知负荷资源浪费，教学效率降低。

（四）拓展提升、形成图式，提高相关认知负荷

图式的建构与自动化可以增加相关认知负荷。通过“打比方”教学激发学生的学习兴趣，这些“打比方”的素材在新知识的学习中起到的支架作用，我们不能满足于此，应趁热打铁，对相关的知识进行拓展提升，归纳出本质特点，纳入已建构好的知识体系中形成图式。

例如，在案例1的分析之后，可以让学生讨论如下问题：

（1）等物质的量浓度（或等pH）等体积的氨水与氢氧化钠溶液分别与盐酸中和时，消耗盐酸的量。

（2）等物质的量浓度（或等pH）等体积的硫酸与醋酸溶液分别与足量的表面积相等的锌粒完全反应时，产生氢气的量与速率的关系。

这两个问题似曾相识，处于学生认识的最近发展区，这可以激发他们的思维，有助于增加相关认知负荷。两个问题讨论后，我们要引导学生归纳出这类问题的解题思路，并把它纳入“化学平衡”的知识体系中，形成“化学平衡”的概念群。

他山之石，可以攻玉。在化学学习中，有很多深奥的知识，可通过巧用生活常识“打比方”，从而化抽象为形象、变模糊为深刻、转沟堑为通途，减轻学生的外在认知负荷，提升教学质量，值得广大的一线化学教师不断地研究探索。

[参 考 文 献]

[1]马锦英，萍.认知负荷理论在教学设计中的应用[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2008（11）.

[2]陈颖，胡志刚，李盼盼.基于认知负荷理论探讨化学高效教学策略[J].化学教学，2014（6）.

[3]沈文炳.基于认知负荷理论的“楞次定律”教学[J].物理教学探讨，2012（8）.

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关键词：无机及分析化学课程 思考与改革 分析化学 无机化学 物理化学 有机化学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（a）-0128-01

从20世纪开始，我国的化学课程从传统的物理化学、有机化学、分析化学和无机化学四大分支体系上，延伸出无机及分析化学、高分子化学等课程。随着科学的迅速发展、人们对高科技的综合要求水平不断增加，导致现在的部分课程体系不能完全满足人们对培养化学类专业人才的要求，课程内容重复、顺序不尽合理、知识面过窄等突出现象让学生的学习积极性得不到充分发挥。因此，我们需要改变目前的现状，针对性地优化课程体系、更新教学内容、建立符合时代要求的课程，打破学科间的隔膜。

1 无机及分析化学课程的发展历史

最早在20世纪80年代建立了无机化学与分析化学的课程，在发展、教学过程中，发现了这两门课之间存在一定的内在联系，经过多年的实践探索，最后在1992年出版了无机及分析化学的教材。从此各大院校对其课程体系进行了优化、改革。南京大学把原本分散的基础知识和化学理论进行合并，构建了一门较新的课程体系，使整个课程更加系统化、结构化。这种课程结构的改革也是经过漫长的摸索，形成今天的课程体系的，如1989年将试行的“定量分析化学”和“无机”合并，1991年便得到推广。合并以后，教学内容方面得到了扩充，课程结构体系也有所优化，如何在已取得的成绩基础上，进一步改革改善是我们要思考的问题。

2 无机及分析化学课程的思考

教学安排中，对教学课时和教学内容都需要达到一定的标准，从而保证教学效果。两者相辅相成、互相制约，只有合理恰当的处理好两者的关系，材料使教学内容在规定的课时内完成，使学生能够较广泛地、深刻地接受必要的知识，为将来的相关课程和实践工作奠定扎实的基础。但是，学生的在校时间是固定的，所学的科目相对较多，考虑为学生留出部分自由空间的前提下，就要求对相关课程进行改革，以满足现实需要。对于无机及分析化学课程来说，也需要进行相应的调整分配，目前开设该课程的多数为工科专业，且所设的课时数普遍较多，任课老师在进行授课讲解的时候，有时间对重要章节进行细致的分析讲解。但是纵观目前高中所涉及的化学知识、以及后期所学习的物理化学、有机化学等课程时，往往会发现与现行无机及分析化学课程内容具有部分的重复性，且被设置为重点必讲部分，针对诸如此类的情况，对无机及分析化学课程的改革将必须进行下去，以适应现代的知识体系和教育方式需求。

3 无机及分析化学课程进一步改革的要点

3.1 结合高中化学教材、物理化学教材进行教学内容的有机调整

目前，义务教育、高中教育的知识内容比以往有较大的改变，学习的深度、广度得到了进一步延伸，部分初高中学校对化学课程的学习也加深了很多，如有关于吉布斯自由能、酸碱滴定、配位滴定等的内容，在高中已进行了相关的介绍。这样就需要高等教育阶段，对相关内容进行删减和弱化，以避免无谓的精力投入，避免学生的厌学情况出现，提高教学的效果，有效发挥教育资源。

3.2 恰当结合现代无机化学、分析化学的研究成果

无机及分析化学课程自形成以来，所设计的内容主要包括四大化学平衡和动力学、化学热力学与定量分析、分析结构、原子结构、元素化学等知识。这些知识体系属于比较传统的教学内容，对其理解掌握，有助于专业基础知识的积淀，为将来专业研究、实践做准备。但从另一方面来看，其内容多枯燥乏味、机械死板，学生对其掌握有一定困难，何谈以后的灵活运用。如若能够将目前所取得的相关无机化学、分析化学研究成果，有机结合到教学内容当中，使教学过程更加形象具体，体现其知识的实用性，这样则更能激发学生的求学心理，更有利于知识的灵活运用。特别是形象可观的图片、谱图现象等内容，对激发内心的探索兴趣，具有重要的作用。

3.3 根据面对学生的专业特色进行细分，以满足专业人才的培养需要

无机及分析化学教材主要有南京大学、浙江大学等编写的版本，其基本内容相似。这就要求教师在选择教材的时候，充分考虑所面向学生的专业需要进行选择；在规划教学大纲、授课内容的时候，更需要考虑学生将来的基础知识需求，从而将合理恰当的知识传授给学生，学以致用才是教育的最终目的。对应学生将来不相关、以后不会用到的知识，授课教师可以做适当删减。

3.4 采用形象生动的辅助教学手段

理工科学生所要学习的专业知识普遍存在抽象、枯燥的特征，如何能够让学生更深刻、形象的掌握必要知识点，使之成为自身知识体系的一部分，这需要运用除课本外的其他教学手段。授课教师如何能够结合多媒体设备、以动画图片对抽象的知识进行辅助讲解，将会起到积极的推动作用。当然，板书部分也需要根据实际情况进行处理，板书对学生最大的帮助是可以让学生跟上教师的思维步伐、把握所授课程的重点、难点。如何处理多媒体与板书的关系，有待授课教师根据实际情况进行处理。

4 结语

无机及分析化学的教学内容将根据学生的专业特征，结合其相关知识基础、现代化的多媒体设施进行整合优化，以满足更深专业学习、工作实践的需求，这需要对相关教材内容进行调整，以及授课教师的规划安排。相关工作的进行将为无机及分析化学课程的有效发挥起到积极的影响作用。

参考文献

[1] 董灵光.无机及分析化学课程改革的思考[J].广东化工，2012（12）：199-200.

[2] 张启焕，齐志涛，严新.无机及分析化学课程教学改革探索与思考[J].安徽农学通报，2011（13）：206-207，220.

[3] 钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育，2007（5）：11-13，77.

[4] 丁淑娟，王学英.《无机及分析化学》课程教学改革的几点意见[J].科技信息，2011（12）：511.

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【策略一】重视课本知识 灵活处理情境问题

近年浙江高考理综试卷第7题是考查学生化学素养能力，第8题是考查化学实验基础知识。其试题内容（选项）大多取材于考纲规定的化学必考教材。

例如2014年第7题中出现的“光催化还原水制氢和电解水制氢”问题，“氨氮废水（含■及NH3）氧化法处理”问题，“燃料的热值”问题等均是教材中的内容。第8题中“金属汞洒落在实验室地面或桌面”的处理问题，pH计问题，电子天平问题，茚三酮试剂检验氨基酸等问题也是教材中的内容。

但是第7题C选项要求判断“某种光学检测技术具有极高的灵敏度，可检测到单个细胞（V≈10-12L）内的数个目标分子，据此可推算该检测技术能测量细胞内浓度约为10-12～10-11mol・L-1的目标分子”，这是情景处理问题。如果我们假设单个细胞（V≈10-12L）内有N个目标分子，则细胞内浓度为N/（6.02×1023）/10-12 mol・L-1，当N约为1～6个分子，细胞内浓度则为10-12～10-11mol・L-1，即说法正确。第8题D选项为：“向某溶液中加入茚三酮试剂，加热煮沸后溶液若出现蓝色，则可判断该溶液含有蛋白质。”因为茚三酮这种化学试剂，它主要用于检测氨、一级和二胺、尤其是氨基酸，但不能用于检验蛋白质。因此，向某溶液中加入茚三酮试剂，加热煮沸后溶液若出现蓝色，不能证明含有蛋白质。

以上试题告诉我们，高考试题的取材来源于教材，但又高于教材。如“光学检测”技术取材于前沿科学领域题材，用假设法计算是高中化学常用的方法，体现了高考题对化学素养的考查。对茚三酮试剂应用的考查，突显了高考试题知识点横向延伸的特点。

我们复习的策略是一定要重视课本知识，尤其是《拓展视野》的栏目内容是考查学生化学素养和实验素养的最好题材。例如“人体中极少量的NO会促进血管收缩，防止血管扩张”和“ 广范pH试纸和精密pH试纸测量范围相同，但精密度不同”这两个选项均来自教材，学生要能分析其中错误所在。瞄准2015年理综必考的《化学1》、《化学2》、《化学反应原理》三本书和模块《有机化学基础》、《物质结构与性质》两本书。指导学生通读和理解相关内容，课堂上对相关内容要进行必要的延伸和拓展，则一定可以突破第7题和第8题的思维障碍。

【策略二】核心考点归纳整理 倡导微专题复习

近年浙江高考第9题是考查元素周期表和物质结构的有关知识，意在考查学生利用所学化学知识推理分析的应用。例如2014年第9题主要考查元素周期表结构以及元素周期律的应用能力。试题如下： 如表1所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是（ ）

A. X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高

B. 由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键

C. 物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性

D. T元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ4

首先要突破元素推断的问题。根据元素在周期表中的位置，推出X为N，Y为O，Z为Cl，W为Si，T为Ge。A选项考查了N、O氢化物的氢键对沸点的影响。B选项考查了N、H、O三种非金属元素也可形成离子键。D选项考查了Si和Ge同主族元素半导体的相似性，GeCl4、SiCl4化学式的相似性。C选项因为四氯化锗是分子晶体，熔点低，硬度小，把SiCl4分子晶体镶嵌于SiO2、Si3N4的原子晶体中，增加了解答的困难。

这个试题告诉我们：考查元素周期律、元素周期表和物质结构知识，可以涉及氢键、化学键、晶体类型及物质性质、元素周期律等化学考点。

鉴于上述理由，我们复习的策略是采取微专题的复习。

例如复习元素周期律、元素周期表、物质结构等考点时，首先要理清这些知识点脉络关系，例如元素周期表与元素周期律可以编织如图1的脉络。

其次，分析归类本专题常考的考点：①微粒中各质子数、中子数、电子数之间的数量关系;②核素、同位素概念的辨析;③较为复杂的电子式书写;④氢键对物质熔点、沸点、溶解性的影响;⑤共价键、离子键的判断和分析;⑥微粒半径大小的比较方法;⑦物质不同性质变化时化学键变化的分析和判断;⑧金属性、非金属性强弱的比较方法;⑨物质熔沸点高低的判断;⑩气态氢化物稳定性的判断。

再次，研究特例是复习的重点。如金属晶体的熔点可能比离子晶体高，也可能比分子晶体低，汞和钨就是典型的例子;HI、HBr、HCl其水溶液的酸性是依次减弱的;有的分子不存在化学键，如Ne;N和H两种非金属可以形成离子化合物NH4N或（NH4）3N;金属性Pb>Sn，但金属的活动性是Sn >Pb。

预测2015年的周期表和物质结构高考题仍然以推断元素入手，结合微粒半径比较、氢键、同素异形体、气态氢化物的稳定性，化学键的破坏、最高价氧化物对应水化物酸碱性的比较等考点进行考查，同时还要关注元素性质及其化合物在工业生产中的应用。

【策略三】考点内容问题化 深层思维提能力

近年浙江高考试题特别重视知识点的细节性和深层次考查，学生只有表层浅显的知识点是很难正确解答高考试题的。例如2014年第10题D选项要求考生判断下列说法是否正确：“CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3互为同分异构体，1H-NMR谱显示两者均有三种不同的氢原子且三种氢原子的比例相同，故不能用1H-NMR来鉴别。”许多学生认为是正确的，理由是CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3属于同分异构体，1H-NMR谱显示两者均有三种不同的氢原子且三种氢原子的比例为3∶3∶2。而试题要求学生知道核磁共振氢谱中乙酸乙酯和丙酸甲酯峰的位置是不同的。而第三个层次要点如果老师没有拓展细化归纳，学生就很难正确答题了。

以上试题告诉我们，复习策略是要对考纲涉及的考点，要尽可能设计成问题对其细化和深化，培养学生思维的深刻性，通过日积月累的强化训练，使学生思维提高到较高的层次。而细化深化的问题在每个考点中均可以找到实例。

例如，一种反应微粒与多种反应微粒反应前后顺序问题是化学的难点。我们可以用NH4Al（SO4）2溶液与Ba（OH）2溶液反应为例设计以下问题。

（1）向NH4Al（SO4）2溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，共有几对离子会发生反应？

（2）OH-能沉淀Al3+，也能与■反应，也会溶解Al（OH）3，它们反应的先后顺序是怎样的？

（3）含有1mol的NH4Al（SO4）2溶液中，加入含多少mol Ba（OH）2溶液时生成的沉淀的物质的量最大？

（4）含有1mol的NH4Al（SO4）2溶液中，加入含多少mol Ba（OH）2溶液时生成的沉淀的质量最大？

（5）当NH4Al（SO4）2与Ba（OH）2溶液等物质的量反应时，对应的离子方程式怎么写？

（6）NH4Al（SO4）2溶液与Ba（OH）2溶液反应时，为什么说2Al3++3■+3Ba2++6OH-=3BaSO4+2Al（OH）3是错误的？

（7）NH4Al（SO4）2溶液与Ba（OH）2溶液反应时，分析离子方程式Al3++2■+2Ba2++4OH-=2BaSO4+Al■+2H2O是否正确？为什么？

（8）NH4Al（SO4）2溶液与Ba（OH）2溶液反应时，分析离子方程式■+Al3++2■+2Ba2++4OH-=2BaSO4+Al（OH）3+NH3・H2O是否正确？为什么？

这种问题式复习，可以解决一种微粒与对应微粒反应的前后顺序的难点，也解决了离子方程式中各离子数的配比问题的难点，还解决了生成沉淀时涉及的定量分析问题。

预计2015年高考化学试题设计，一定是考深层细化的内容，在思维方面突破两个层次障碍是常见的试题，较难试题要突破三个层次障碍。建议在复习时多多采用这种问题深化式复习策略，使学生达到举一反三、触类旁通的效果。

【策略四】文字表达图像化 定性定量相结合

浙江化学高考试题历来重视图像题的定性和定量考查，因为图像题能很好地考查学生利用所学化学知识分析推理的能力。例如2014年第12题：氯在饮用水处理中常用作杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO-强。25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系：

Cl2（g）？葑Cl2（aq） K1=10-1.2

Cl2（aq）+ H2O？葑HClO+ H++Cl- K2=10-3.4

HClO？葑H++ClO- Ka=？

其中Cl2（aq）、HClO和ClO-分别在三者中所占分数（α）随pH变化的关系如图2所示。下列表述正确的是

A.Cl2（g）+H2O？葑2H++ClO-+ Cl- K=10-10.9

B.在氯处理水体系中，c（HClO）+c（ClO-）=c（H+）-c（OH-）

C.用氯处理饮用水时，pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差

D.氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季好

值得一提的是，A选项是盖斯定律在电离和化学平衡中的应用迁移，属于定量内容。将题意中三个方程式相加，得到Cl2（g）+H2O？葑2H++ClO-+ Cl-，就有K=K1K2Ka，根据Ka=c（H+）c（ClO-）/c（HClO）=10-7.5×0.5 /0.5=10-7.5，所以K=K1×K2×Ka=10-12.1。B选项是电荷守恒式的灵活应用，属于定性内容。根据电荷守恒：c（OH-）+c（ClO-）+cCl-）=c（H+），c（H+）-c（OH-）=c（Cl-）c（HClO）+c（ClO-）;因为c（HClO） 不等于c（Cl-），B选项错。C选项是读图能力的考查，由图知pH=7.5时，HClO浓度比pH=6.5时低，则pH=7.5时杀菌效果更差。D选项是化学平衡移动问题，夏季温度高，HClO浓度比冬季低。

该题显著特点是体现了图像特殊点的应用，关于图像特殊点解题是浙江化学卷多年考查不衰的一个技巧。其实2014年浙江高考26题也是有关图示定性与定量分析的试题。

这个试题告诉说明：我们复习策略是要花更多的精力来关注图示图像问题，因为图像问题既要定性分析又要定量分析。为了迎合高考复习，我们模仿2014年浙江高考第26题风格编制了一道试题，该试题传承了近三年浙江高考第26题的用实验手段研究物质、由信息推断物质、重在考查元素化合物知识的精髓，试题难度与高考相当。

[例]某不含结晶水的无机物质X仅有四种元素组成，为了探究其组成和性质，设计并完成了如下实验：

另取56.8g固体X在空气中加热分解得40.0g固体2，并生成标准状况下密度为1.96 g/L的气体A和另一中性物质B。请回答下列问题：

（1）A的结构式为 ，B的电子式为 。

（2）X的化学式 ，固体X在空气中加热分解的化学方程式 。

（3）若固体2与NH3在加热过程中出现砖红色固体，其原因是 （用化学反应的方程式表示）。

（4）一定条件下，气体A与溶液2反应生成溶液3的溶质有多样性，若溶液3溶质有三种时，除必定含有的一种溶质外，其中另两种溶质的组合可能是 ， 。设计实验方案验证固体3中二种溶质的阴离子 。

本题的亮点是以图像为呈现方式，定性分析和定量分析相结合。定性分析：灼烧得固体2黑色，则固体2为CuO，中性物质B为H2O。定量计算：通过气体A密度计算相对分子质量为44，则A为CO2， 40.0g固体2含CuO为0.5mol。设CuCO3为m mol， 另一化合物Cu（OH）2为n mol。则m+n=0.5，124m+98n=56.8。得m=0.3，n=0.2。X的化学式2Cu（OH）2・3CuCO3或Cu5（OH）4（CO3）3。另外，溶液2通入气体CO2，因CO2的量不同，可能生成NaHCO3或Na2CO3。最后若固体3只有两种溶质，一定是Na2CO3和Na2SO4，不可能是NaOH 和Na2SO4或NaHCO3和Na2SO4，因此只要检验硫酸根离子和碳酸根离子即可。

预测2015年高考元素化合物试题将以这种图示方式出现。试题将以化学新物质为背景，让考生通过定性定量分析推断具体的化学物质。然后考查电子式、化学式、化学方程式、离子方程式、氧化还原、离子检验等相关知识。

【策略五】有机复习抓转化 分类比较要重视

2014年高考有机化学考选择题和推断题。其中选择题考查了有机物乳酸薄荷醇酯的化学性质，同系物的判断，淀粉和纤维素酸催化下的水解产物判断，CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3中1H-NMR谱的识别。大题考查了普鲁卡因分子的性质，反应试剂的选择和反应类型的判断，有机反应式的书写，有条件限制的同分异构体推断。HN（CH2CH3）2分子的合成路线。其中难点是流程图中的各种有机分子的推断。

以上试题告诉我们：有机化学复习策略要抓住重点内容分类复习。如烃的通式研究，要对比烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃求同找异;有机物燃烧时要对耗氧量、CO2和H2O的量进行对比分析;对有机反应式各种类型（包括条件、产物）进行深化比较;有条件限制同分异构体的判断要突出分类思维和有序思维;高分子化合物生成的类型要归纳，单体判断的方法技巧要归类比较;石油的炼制、苯和煤的综合应用进行相似对比和辨析;乙醇、乙酸、乙酸乙酯、油脂和糖类主线转化要对比细化。

例如酯化反应可以进行以下分类对比：（1）发生酯化反应时羧酸脱羟基，醇脱去羟基氢原子，同时要注意断键部位。（2）酯在碱性条件下的水解产物是醇和羧酸盐而不是羧酸。（3）羟基酸分子发生酯化反应时，可生成链状酯，也可生成环酯，还可生成高分子酯，解题时要看清题意。（4）酯化反应实验时，蒸出的成分有乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水，饱和碳酸钠溶液能中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度。（5）酯的反应中物质的量的关系：酯化反应中，生成的酯基个数等于生成的水分子个数;酯水解时，水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。酸和醇的反应的量等于生成酯和水的量。（6）酯化反应的各种类型也要深化：①一元羧酸与一元醇之间的酯化反应;②一元羧酸与多元醇之间的酯化反应;③多元羧酸与一元醇之间的酯化反应;④多元羧酸与多元醇之间的酯化反应，可得普通酯、环酯和高聚酯;⑤羟基酸自身的酯化反应，此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯;⑥无机酸（硝酸等）与醇之间的酯化反应;⑦其他含羟基类物质（葡萄糖、纤维素等）与含氧酸（或酸酐）之间的酯化反应。

2015年高考理综化学不考《有机化学基础》，只考《化学2》有机化合物的获得与应用。预测有机试题的题量和分值均会减少，其考试范围也有所缩少，但仍然是考查深层次有机化学问题。

【策略六】实验题抓综合 类比迁移重应用

高考化学实验题综合性强。2014年的化学制备实验题中，集实验装置、试题信息、流程图示、数据分析于同一试题中，则实验考查题综合程度高，考查学生的知识面更为丰富，考查学生能力水平更为突出，考查学生思维能力的要求也更高。

试题给出了葡萄糖酸钙制取的两个方程式。给出了葡萄糖酸钙、葡萄糖酸、溴化钙、氯化钙相关物质在水中和乙醇中溶解性表格。又给出了实验流程：

第（2）问CaCO3固体需有剩余的目的和本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3的理由。加入过量的碳酸钙，可提高葡萄糖酸反应转化率，是化学平衡原理的迁移应用。氯化钙与葡萄糖酸难以反应，是强酸制弱酸原理迁移的应用。第（4）问第④步加入乙醇的作用，用乙醇洗涤既可避免葡萄糖酸钙损失，又有利于葡萄糖酸钙析出。这是盐析原理到醇析的迁移。

以上高考试题说明，实验试题主要考查：能合理选择实验条件;能用化学原理解决问题;善于应用知识点的迁移;所学知识在新情景中的应用。

因此，实验内容的复习策略是：一定要强调以下五个方面的强化落实：①明确实验原理：根据题目提供的信息，结合已有化学知识，通过类比迁移、分析，明确实验原理;②选择仪器药品：根据实验目的和原理，反应条件，选择合适的化学仪器和药品;③设计实验步骤：在明确实验原理及所需仪器和药品的基础上，设计出合理的实验装置和实验操作步骤;④实验现象描述：实验现象主要从发光、放热、颜色变化、出现沉淀、生成气体几个方面描述;⑤实验数据处理：要根据实验所用仪器的精确度去记录，去除无效数据，取几次平均值计算;⑥实验结论：根据观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、列图表、推理等处理，得出正确结论。