發(fā)布時(shí)間：2023-03-10 14:56:02
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的化學(xué)科學(xué)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
新課改的最大教學(xué)理念便是倡導(dǎo)在化學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。傳統(tǒng)的化學(xué)課堂教學(xué)的重點(diǎn)往往是放在學(xué)生分?jǐn)?shù)的提高方面，部分省份學(xué)校的教師將學(xué)生的分?jǐn)?shù)神化，將分?jǐn)?shù)視為衡量班級(jí)好壞學(xué)生好壞的標(biāo)準(zhǔn)。某種角度上看，傳統(tǒng)的化學(xué)課堂教學(xué)扼殺了學(xué)生在課堂上的獨(dú)立思維能力，將學(xué)生視為被動(dòng)的知識(shí)接受者，忽視課堂中對(duì)于學(xué)生獨(dú)立思維的鍛煉。化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)在課堂教學(xué)過(guò)程中要重視學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，這是順應(yīng)我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)不斷激烈在學(xué)校教育系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的變革，對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng)具有積極作用。課改后部分教師呈現(xiàn)一邊倒的趨勢(shì)，在課堂教學(xué)中大談改革，重視創(chuàng)新，這些做法有合理的地方，但不能丟棄傳統(tǒng)化學(xué)課堂教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，不能丟棄學(xué)生對(duì)于化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，高中化學(xué)教師應(yīng)清楚在具備一定化學(xué)知識(shí)的前提下，才能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的可能，不可能有無(wú)知識(shí)的創(chuàng)新，因此，在高中化學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)在尊重知識(shí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維，為國(guó)家培養(yǎng)出更多創(chuàng)新能力突出的建設(shè)者和接班人。
二、堅(jiān)持以學(xué)生發(fā)展為重點(diǎn)，倡導(dǎo)必要的自學(xué)策略
以學(xué)生發(fā)展為本，便是在高中化學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程中倡導(dǎo)學(xué)生第一位，保證學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的地位和享有的權(quán)利。只有學(xué)生在課堂上的地位得以保證，新課改倡導(dǎo)的教學(xué)理念和教學(xué)方法等才能得以實(shí)施，如果學(xué)生的地位不能保證，新課改便會(huì)成為一些口號(hào)，無(wú)法落實(shí)，因此，在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師要認(rèn)識(shí)到學(xué)生地位的重要性，在教學(xué)過(guò)程中輔以必要的自學(xué)策略，往往會(huì)收到較好的教學(xué)效果。高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，新課標(biāo)將其劃分為模塊，講授的內(nèi)容存在一定差別，教師可以在教授部分模塊知識(shí)的前提下，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)興趣以及自身的意識(shí)傾向獨(dú)立完成部分模塊的學(xué)習(xí)，這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增加學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，化學(xué)教師應(yīng)該及時(shí)針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的問題與困境對(duì)學(xué)生加以疏導(dǎo)和糾正，以使學(xué)生的學(xué)習(xí)按照正確的路線前行。
三、強(qiáng)調(diào)化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)的重要性，努力提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果
在學(xué)校教育體系中，化學(xué)教學(xué)區(qū)別于其他學(xué)科的一大特點(diǎn)便是化學(xué)教學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在化學(xué)授課過(guò)程中，通過(guò)一定實(shí)驗(yàn)的演示，讓學(xué)生掌握部分元素的特性，以達(dá)到掌握和應(yīng)用的目的。高中化學(xué)新課改后，化學(xué)教學(xué)發(fā)生變革，因此，在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，努力研究新課改后化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新變化，掌握最新化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與順序，也是提高教學(xué)效率的一大舉措。在人教版的高中化學(xué)教材中，傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)被嚴(yán)格區(qū)分為學(xué)生實(shí)驗(yàn)部分和教師演示實(shí)驗(yàn)部分，也就是將教與學(xué)對(duì)立，新課改將二者整合，淡化教與學(xué)的矛盾，使學(xué)生盡可能地參與到教師的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，掌握必要的實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程，以便培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】:化學(xué)工程;系統(tǒng);和諧;辯證法
自然界中的和諧系統(tǒng)比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態(tài)系統(tǒng)是和諧的,動(dòng)植物群落是和諧的,人類社會(huì)體系是和諧的,健康的人體更是一個(gè)絕妙的和諧體。所有這些和諧系統(tǒng)遵循著同樣的辯證綜合的規(guī)律,具體可以歸納出三條:1.統(tǒng)一律;2.層次律;3.進(jìn)化律;所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì):1.開放性;2.自組織性;3.非線性;4.無(wú)限發(fā)展性[1]。當(dāng)愛因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場(chǎng)論時(shí),其哲學(xué)上的需要相對(duì)物理學(xué)上而言或許要來(lái)得大,面對(duì)物理學(xué)的系統(tǒng)和諧,理論規(guī)則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學(xué)工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學(xué)歷程呢?
在化學(xué)工程作為學(xué)科開始被重視之前,化學(xué)工業(yè)已具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模,各種具體的工程與工藝都被獨(dú)立開來(lái),在認(rèn)識(shí)上是被分為各門特殊的知識(shí),因此,當(dāng)國(guó)外高等院校在十九世紀(jì)末開始設(shè)置"化學(xué)工程學(xué)"時(shí),開設(shè)的課程大多是學(xué)習(xí)當(dāng)時(shí)化學(xué)工業(yè)的各種工藝學(xué),"化學(xué)工程"的概念在當(dāng)時(shí)還是相當(dāng)模糊的,在理論上充其量是化學(xué)與機(jī)械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國(guó)人看來(lái)卻是很正統(tǒng)的,即使在今天,他們也避免專論"化學(xué)工程",而是稱之為"過(guò)程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實(shí)際上要比"化學(xué)工程"的范疇更廣,甚至更為準(zhǔn)確,凡是涉及一定流程與工藝的領(lǐng)域都是適用的。但我們習(xí)慣上還是沿用"化學(xué)工程"的名稱。
二十世紀(jì)開始,化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中占的比重越來(lái)越大,客觀上需要化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和支持。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,人們對(duì)事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的認(rèn)識(shí)也愈來(lái)愈深化,愈來(lái)愈有概括性。伴隨著其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,人們逐漸認(rèn)識(shí)到化學(xué)工業(yè)中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學(xué)工程手冊(cè)》的發(fā)表,初步提出了"化工物理過(guò)程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現(xiàn),如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,星火燎原的,化學(xué)工業(yè)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。到了二十年代,美MIT的一些學(xué)者提出:不管化工生產(chǎn)的工藝如何千差萬(wàn)別,它們?cè)诒姸嗟牡湫驮O(shè)備中進(jìn)行著原理相同的物理過(guò)程。1920年,美MIT成立了第一個(gè)嚴(yán)格意義上的化工系,時(shí)W.K.Lewis任系主任。1922年美國(guó)化工學(xué)會(huì)認(rèn)同了新的見解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯(lián)時(shí)期和我國(guó)則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過(guò)程主要有流體流動(dòng)、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶和過(guò)濾等,以這些單元操作作為研究和學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,是化學(xué)工程學(xué)科在二十世紀(jì)前半期發(fā)展的核心,其理論迅速成為發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要基石。這種把千變?nèi)f化、千差萬(wàn)別的過(guò)程和工藝概括成"單元操作"是生產(chǎn)力發(fā)展到一定水平的反映,是化學(xué)工程學(xué)從"個(gè)性"到"共性"的第一個(gè)哲學(xué)性概括,是在一個(gè)系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門技術(shù)科學(xué),體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧統(tǒng)一規(guī)律。
隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學(xué)工程學(xué)科中重要支柱之一的"反應(yīng)工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應(yīng)用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發(fā),又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產(chǎn),化學(xué)工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕,1940年美國(guó)FCC煉油開發(fā)成功,成為石油化工的起點(diǎn)。直到1957年,歐洲第一屆反應(yīng)工程會(huì)議,明確提出"反應(yīng)工程"的概念,成為化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分,是化學(xué)工程學(xué)的進(jìn)一步和諧統(tǒng)一。"反應(yīng)工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過(guò)程放大效應(yīng)"問題,及從"逐級(jí)放大"到"數(shù)模放大"的研究都帶動(dòng)了"化工過(guò)程系統(tǒng)工程"的發(fā)展,并共同體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧層次律。
就在"反應(yīng)工程"發(fā)展的同時(shí),"單元操作"得到了更加深刻的認(rèn)識(shí),人們發(fā)現(xiàn)各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過(guò)濾只是流體傳動(dòng)的一個(gè)特例;蒸發(fā)不過(guò)是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質(zhì)量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質(zhì)的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質(zhì)及流體動(dòng)量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認(rèn)識(shí)的深化過(guò)程并沒有停止,人們進(jìn)一步又發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀(jì)50年代開始,人們綜合了以往的成果,開始用統(tǒng)一的觀點(diǎn)來(lái)研究三種傳遞過(guò)程。1960年,美威斯康辛大學(xué)(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書,系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來(lái)處理三種傳遞現(xiàn)象,從此化學(xué)工程學(xué)科的核心過(guò)渡到了"三傳一反"的系統(tǒng)性概念。"三傳"的研究是系統(tǒng)科學(xué)和諧進(jìn)化律的又一體現(xiàn),使化學(xué)工程學(xué)達(dá)到了一個(gè)新的整體性高度,這種高度的和諧統(tǒng)一是對(duì)客觀世界本質(zhì)性的認(rèn)識(shí),并在學(xué)科上反映出了系統(tǒng)科學(xué)的基本原理和性質(zhì),其影響力是普遍性的,是跨學(xué)科的,不僅使"傳遞原理"成為化學(xué)工程學(xué)的重要基礎(chǔ),同時(shí)在生物工程、機(jī)械、航天和土木建筑等工程學(xué)科上也具有重要意義,并日益成為工程專業(yè)共有的一門技術(shù)基礎(chǔ)課,只是側(cè)重點(diǎn)有所差異而已。
至此化學(xué)工程學(xué)科自身經(jīng)歷了一系列的演化和發(fā)展,并在短短的一個(gè)世紀(jì)中達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度,涵括了眾多的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域,如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學(xué)品等,每年為社會(huì)提供數(shù)以億噸計(jì)的千百萬(wàn)種產(chǎn)品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質(zhì)基礎(chǔ),為社會(huì)繁榮作出了巨大貢獻(xiàn)。然而事物總是一分為二的,從人類發(fā)展最為激動(dòng)人心的口號(hào)"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進(jìn)程,地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴(yán)峻局面,這之中,化學(xué)工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復(fù)污染的主要過(guò)程之一,化學(xué)工程學(xué)科需要肩負(fù)起新的使命。1990年,"生態(tài)化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來(lái)了,相應(yīng)在化工生產(chǎn)和過(guò)程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時(shí)應(yīng)勢(shì),化學(xué)工程學(xué)開始了系統(tǒng)科學(xué)的自組織過(guò)程,這也是和諧系統(tǒng)對(duì)立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學(xué)看來(lái),自組織是和諧系統(tǒng)的基本性質(zhì)之一,只有自組織系統(tǒng)能通過(guò)外部和自身內(nèi)部的不斷協(xié)調(diào)、整合,在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)保持自己的特性并產(chǎn)生新的功能。從自發(fā)到自覺地,化學(xué)工程學(xué)吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實(shí)、完善和發(fā)展。隨著新世紀(jì)的到來(lái),世界正發(fā)生著全球性的變化,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和技術(shù)等領(lǐng)域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]?；瘜W(xué)工程學(xué)科需要因應(yīng)時(shí)展而改變傳統(tǒng)的限制,不斷有新的概念提出來(lái),如化學(xué)工程應(yīng)是伺機(jī)而待的專業(yè)(aprofessioninwaiting);化學(xué)工程師必須"besteepedintechnology",能夠創(chuàng)新、開發(fā)、變換、調(diào)控和適應(yīng)取代;化學(xué)工程學(xué)科要從"ProcessEngineering"達(dá)到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進(jìn)一步的綜合認(rèn)為,化學(xué)工程學(xué)關(guān)注著同時(shí)發(fā)生在非常廣泛的時(shí)空跨度內(nèi)的現(xiàn)象,必須具備多尺度、多目標(biāo)的方法來(lái)達(dá)到過(guò)程的總體優(yōu)化。涵括了五個(gè)方面[4,5]:
①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學(xué)、分子過(guò)程與分子模擬等。
②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學(xué)規(guī)律等。
③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。
④Macroscale(宏觀尺度):研究生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過(guò)程等。
⑤Megascale(兆觀尺度):研究環(huán)境過(guò)程和大氣生態(tài)過(guò)程等。
于是化學(xué)工程學(xué)的核心轉(zhuǎn)變到了"多尺度、多目標(biāo)擇優(yōu)"的概念,化學(xué)工程學(xué)科又到達(dá)一個(gè)新的和諧統(tǒng)一的高度,進(jìn)入了更高層次的系統(tǒng)工程領(lǐng)域。
新的發(fā)展的深度促使化學(xué)工程學(xué)科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠(yuǎn)未結(jié)束,人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)還在不斷探索不斷深入,一個(gè)更深刻更普遍也更一般的問題已經(jīng)觸到了化學(xué)工程學(xué)科的神經(jīng),觸到了化學(xué)工程學(xué)的認(rèn)識(shí)本質(zhì),并促使化學(xué)工程學(xué)需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對(duì)于"線性"是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質(zhì)特征,是"線性"反映的目的,是從科學(xué)角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一;而在對(duì)"混沌發(fā)展"的研究表明,"混沌運(yùn)動(dòng)的普遍存在,揭示了自然界中實(shí)際系統(tǒng)發(fā)展演化的新行為,混沌態(tài)的自相似性使這種時(shí)間演化表現(xiàn)為一種空間結(jié)構(gòu),而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個(gè)觀察"整體"的問題,只有在長(zhǎng)時(shí)間范圍(因?yàn)榛煦邕\(yùn)動(dòng)是一種長(zhǎng)時(shí)間行為)和更高層次復(fù)雜性中才能顯現(xiàn)出來(lái)。"[6,7]這一問題涵蓋了自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的眾多領(lǐng)域,具有重大的科學(xué)價(jià)值和深刻的哲學(xué)方法論意義。馬克思曾經(jīng)預(yù)言:"自然科學(xué)往后將會(huì)把關(guān)于人類的科學(xué)總括在自己下面,正如關(guān)于人類的科學(xué)把自然科學(xué)總括在自己下面一樣:它們將成為一個(gè)科學(xué)。"從這一角度上,"非線性"問題是這種過(guò)程一體化的契合點(diǎn)以及整體認(rèn)識(shí)論上的共性[8]。當(dāng)站在這種整體性的高度上,化學(xué)工程學(xué)科獲得了全新的視野和更強(qiáng)大的分析解決問題的能力,并最終具有了學(xué)科融合的基礎(chǔ)。
在整個(gè)化學(xué)工程學(xué)科的孕育、誕生和發(fā)展過(guò)程中,始終交織著學(xué)科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細(xì)化工、高分子化工等專業(yè)上的分化;另一方面,作為近代工程技術(shù),它又是自然科學(xué)(化學(xué)、物理等)和技術(shù)科學(xué)(機(jī)械、材料等)的融合。正如物理學(xué)家普朗克(Planck)所指出的:"科學(xué)是內(nèi)在的整體,它被分解為單獨(dú)的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認(rèn)識(shí)能力的局限性,實(shí)際上存在著從物理到化學(xué),通過(guò)生物學(xué)和人類學(xué)到社會(huì)學(xué)的連續(xù)的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實(shí)上,當(dāng)化學(xué)工程學(xué)科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時(shí),實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要,它需要強(qiáng)有力的非線性解算能力和綜合分析能力?；谌斯ぶ悄芎蜕窠?jīng)生物學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks)技術(shù)為這種系統(tǒng)性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特有的信息處理能力在愈來(lái)愈多的領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,它具有如下特點(diǎn)[9,10]:
①學(xué)習(xí):神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)外界環(huán)境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
②概括:經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)在某種程度上能夠?qū)ν饨缧畔⒌纳倭縼G失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性(魯棒性),即工程上說(shuō)的"容錯(cuò)"能力。
③抽取:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說(shuō)它能"創(chuàng)造"出未見的事物。
④模擬:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由眾多的神經(jīng)元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運(yùn)行速度,可以逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。
當(dāng)然,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并非十全十美,其自身的發(fā)展就曾經(jīng)歷過(guò)相當(dāng)曲折的過(guò)程,但是,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNs)特性的融合將是化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應(yīng)和需要。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng),適應(yīng)性、穩(wěn)定性和智能性均較好,能處理復(fù)雜工藝過(guò)程的控制問題,也使得化學(xué)工程師不但也是機(jī)械工程師,還首先是系統(tǒng)工程師,并能從最一般的非線性原理出發(fā),解決實(shí)際過(guò)程的創(chuàng)新、應(yīng)用、開發(fā)、生產(chǎn)等問題。
生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的不斷深化,化學(xué)工程學(xué)科必將不斷"分化"和"融合",體現(xiàn)出和諧系統(tǒng)的無(wú)限發(fā)展性質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
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一、化學(xué)科學(xué)知識(shí)水平
九年義務(wù)教育初中化學(xué)教學(xué)大綱，對(duì)初中化學(xué)教學(xué)的四大知識(shí)板塊分別提出了不同層次的教學(xué)要求，以確保學(xué)生在畢業(yè)時(shí)達(dá)到素質(zhì)教育所要求的知識(shí)水平。
1．對(duì)化學(xué)基本概念和原理、元素化合物這兩大知識(shí)內(nèi)容，按照學(xué)生的認(rèn)知水平以及在初中化學(xué)中的重要性，教學(xué)要求分為常識(shí)性介紹、了解、理解、掌握四個(gè)不同層次；2.對(duì)化學(xué)基本計(jì)算教學(xué)要求的層次是掌握。要求學(xué)生熟練掌握有關(guān)化學(xué)式、化學(xué)方程式、溶液等方面的基本計(jì)算；3．對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求分為練習(xí)、初步學(xué)會(huì)兩個(gè)層次。在教學(xué)中，教師應(yīng)按要求認(rèn)真做好每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，要積極創(chuàng)造條件，力爭(zhēng)使每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手做的機(jī)會(huì)。
新教材在編排上遵循大綱規(guī)定“初級(jí)中學(xué)的化學(xué)教學(xué)是化學(xué)教育的啟蒙階段”的原則，適當(dāng)降低了理論要求和精減了一些次要概念。為了配合素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生面向未來(lái)的適應(yīng)力，增加了一些金屬、有機(jī)物（包括高分子化合物）以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境、“溫室效應(yīng)”、硬水、氫能源、水和人類的關(guān)系、金屬和人體的關(guān)系、化肥、農(nóng)藥等內(nèi)容，體現(xiàn)了化學(xué)與生活，化學(xué)與社會(huì)，化學(xué)與生產(chǎn)、科技的緊密聯(lián)系，為學(xué)生達(dá)到規(guī)定的化學(xué)科學(xué)知識(shí)水平創(chuàng)造了條件。應(yīng)該明確，在構(gòu)成化學(xué)科學(xué)素質(zhì)的諸多要素中，化學(xué)科學(xué)知識(shí)水平始終處于基礎(chǔ)和核心的地位。
二、化學(xué)科學(xué)能力
化學(xué)科學(xué)能力是指學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的過(guò)程中，表現(xiàn)出的心理與個(gè)性特征。它包括對(duì)物質(zhì)形態(tài)與變化的觀察和感知；化學(xué)知識(shí)的記憶和想象；對(duì)微觀世界和化學(xué)現(xiàn)象的理解、概括、抽象、推理和論證；應(yīng)用化學(xué)科學(xué)知識(shí)解釋客觀世界和解決實(shí)際問題的能力。對(duì)于處在化學(xué)教育啟蒙階段的初中學(xué)生，應(yīng)從觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力、自學(xué)能力等方面，培養(yǎng)和提高他們的化學(xué)科學(xué)能力。
1．觀察能力。觀察能力是知覺的特殊形式，是一種有目的、有計(jì)劃、主動(dòng)的、持久的知覺過(guò)程，是和思維緊密結(jié)合的主動(dòng)知覺活動(dòng)。觀察能力是智力三要素（觀察、思維、創(chuàng)造）之一，是智力發(fā)展的基?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。觀察和實(shí)驗(yàn)是化學(xué)最基本的研究方法。通過(guò)能動(dòng)的、客觀的、定性、定量的綜合觀察，從實(shí)驗(yàn)的宏觀現(xiàn)象入手，揭示和認(rèn)識(shí)微觀變化的本質(zhì)。觀察能力不是單一的知覺感知，而是諸多因素綜合性的智力過(guò)程。新教材增加了多幅彩圖、插圖、章頭圖和多項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)，并在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前增設(shè)了思考題，啟發(fā)學(xué)生養(yǎng)成自覺觀察的良好習(xí)慣。教師除應(yīng)做好每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)外，還應(yīng)在課堂教學(xué)、課外活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，教會(huì)他們?nèi)绾斡^察。通過(guò)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，由表及里，去粗取精，去偽存真的觀察和思考，不斷提高他們的觀察能力，避免只看“熱鬧”，不看“門道”的不良習(xí)慣。
2．實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)?zāi)芰κ怯心康牡卦谌藶榭刂茥l件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)化學(xué)變化規(guī)律的能力。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰劝▽?shí)驗(yàn)操作能力，又包括推理、計(jì)算、對(duì)數(shù)據(jù)分析處理以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論歸納總結(jié)、準(zhǔn)確表述的能力。
教師應(yīng)從以下幾個(gè)方面培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ孩倌苷_操作實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備；②明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模虎哿私鈱?shí)驗(yàn)原理；④掌握實(shí)驗(yàn)方法；⑤對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的觀察和記錄；⑤對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理，導(dǎo)出結(jié)論，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件，努力完成全部必做實(shí)驗(yàn)。有條件的適當(dāng)做一些選做實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生做一些家庭小實(shí)驗(yàn)，克服“教師黑板上講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生考試背實(shí)驗(yàn)”，只注重理論學(xué)習(xí)，不重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端。充分發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)和提高他們動(dòng)手、動(dòng)腦能力，以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。
3．思維能力。思維是人類在事物表象、概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、綜合、判斷、推理等認(rèn)識(shí)活動(dòng)的過(guò)程。其中分析和綜合是思維的最基本的過(guò)程。新教材正確處理了知識(shí)的邏輯順序和學(xué)生生理、心理發(fā)展順序的關(guān)系，在敘述方法和行文方面，注意調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、思考的積極性，以提高他們的抽象思維能力和自學(xué)能力。例如，在介紹物質(zhì)結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和類比，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀現(xiàn)象深入到微觀結(jié)構(gòu)的本質(zhì)，通過(guò)提出問題，引發(fā)思考，然后再概括出結(jié)論或概念，使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。
4．自學(xué)能力。自學(xué)能力就是在已有知識(shí)水平和技能的基礎(chǔ)上，不斷獲取新知識(shí)并運(yùn)用這些知識(shí)的能力?；瘜W(xué)教學(xué)的重要目的之一不僅是使學(xué)生“學(xué)會(huì)”，更重要是使學(xué)生“會(huì)學(xué)”。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，知識(shí)更新周期縮短，如果不“會(huì)學(xué)”，就無(wú)法適應(yīng)日新月異的社會(huì)發(fā)展需要。因此，現(xiàn)代教育的一個(gè)重要特點(diǎn)，就是培養(yǎng)學(xué)生不斷攝取新知識(shí)的自學(xué)能力，使學(xué)生受益終身。
三、化學(xué)科學(xué)思想水平
學(xué)生的化學(xué)科學(xué)思想水平包括以下幾個(gè)方面：
1．辯證唯物主義思想水平。?化學(xué)作為一門自然科學(xué)，本身就具有豐富的辯證唯物主義素材。在化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育，應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)有機(jī)滲透，使學(xué)生逐步樹立起辯證唯物主義的世界觀和方法論，用對(duì)立統(tǒng)一、事物發(fā)展的矛盾性和統(tǒng)一性、量變到質(zhì)變等觀點(diǎn)學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)化學(xué)問題，提高學(xué)生應(yīng)用辯證唯物主義觀點(diǎn)觀察問題和認(rèn)識(shí)問題的能力。
2．實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。?初中化學(xué)啟蒙教育階段，應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、化學(xué)史教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行堅(jiān)忍不拔的精神、實(shí)事求是的態(tài)度、嚴(yán)肅認(rèn)真的作風(fēng)等方面的教育。通過(guò)多種方法與途徑培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、研究方法和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到一切科學(xué)知識(shí)都來(lái)源于實(shí)踐，又反過(guò)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的道理。
3．愛國(guó)主義的思想水平。新教材結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。如教材中介紹了祖國(guó)在化學(xué)科技方面取得的卓越成就，以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和自信心。密切結(jié)合能源、材料、資源等教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行國(guó)情教育和愛國(guó)主義教育，使學(xué)生樹立起為建設(shè)社會(huì)主義祖國(guó)而努力學(xué)習(xí)的使命感和遠(yuǎn)大目標(biāo)。
加里寧說(shuō)，“我沒有看到一門不能教育青年熱愛祖國(guó)，并培養(yǎng)他們具有最好的公民情感的科目?！被瘜W(xué)也不應(yīng)例外。
4，環(huán)境保護(hù)意識(shí)水平。人類賴以生存的水圈、大氣圈、生物圈、巖石圈的物質(zhì)在不斷運(yùn)動(dòng)變化，并按一定程序循環(huán)著，組成了環(huán)境物質(zhì)的平衡體系。而人類在生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生的污染卻破壞著人類賴以生存的環(huán)境。新教材的有關(guān)章節(jié)注意結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生進(jìn)行防止污染、保護(hù)環(huán)境的教育。教師應(yīng)通過(guò)“我們只有一個(gè)地球”的教育，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的緊迫性和重要性，使學(xué)生從小養(yǎng)成愛護(hù)環(huán)境，保護(hù)環(huán)境的良好意識(shí)和習(xí)慣。
四、化學(xué)科學(xué)品質(zhì)
化學(xué)科學(xué)品質(zhì)指學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)機(jī)、興趣、情感和意志等。化學(xué)科學(xué)品質(zhì)是一種非智力因素，在一定條件下對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平起著十分重要的作用。
1.化學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是指引起和維持學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)，達(dá)到預(yù)定目的的意念。使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的是培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的最有效的方法?；瘜W(xué)是一門非常重要的自然科學(xué)?，F(xiàn)代社會(huì)，不管是高科技或日常生活，都與化學(xué)科學(xué)息息相關(guān)。學(xué)好化學(xué)是我國(guó)四化建設(shè)的需要，是科學(xué)發(fā)展和人類進(jìn)步的需要。
在教學(xué)中應(yīng)始終貫穿理想教育這一主線，通過(guò)具體的實(shí)例，生動(dòng)有趣的教學(xué)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。
2．化學(xué)學(xué)習(xí)興趣?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)興趣是指學(xué)生對(duì)化學(xué)力求認(rèn)識(shí)、趨近的一種心理傾向。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要?jiǎng)恿?。學(xué)習(xí)興趣使學(xué)生始終對(duì)學(xué)習(xí)保持良好的心理狀態(tài)，并在其中得到樂趣和滿足。化學(xué)教學(xué)中豐富多采的實(shí)驗(yàn)為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣創(chuàng)造了得天獨(dú)厚的教學(xué)情境。此外，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，采取有效的教學(xué)方法，教師淵博的知識(shí)等，都是激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效因素。
3．情感。情感是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)客觀世界時(shí)所表現(xiàn)出的不同的心理反應(yīng)和態(tài)度。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的愉快、熱情的良好情感，可使學(xué)生產(chǎn)生積極向上的心理狀態(tài)。悲傷、灰心、冷漠、煩躁等不良情感可給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)消極的影響。因此，在教學(xué)中對(duì)學(xué)生（尤其對(duì)差生）的熱愛、信任和尊重，教師高尚的人格，以及生動(dòng)有趣、形式多樣的教學(xué)方法，都是培養(yǎng)學(xué)生良好情感的重要因素。
4．意志。意志是人們?cè)谟幸庾R(shí)、有目的的行動(dòng)中表現(xiàn)出的一種契而不舍、克服困難的心理過(guò)程。任何學(xué)習(xí)過(guò)程都是復(fù)雜而艱辛的。學(xué)生在學(xué)習(xí)中會(huì)遇到不少困難與挫折，如深?yuàn)W的原理難以理解，習(xí)題難懂難做，不良情緒的干擾等。如果沒有堅(jiān)強(qiáng)的學(xué)習(xí)意志是不可能長(zhǎng)期堅(jiān)持單調(diào)學(xué)習(xí)并取得優(yōu)秀成績(jī)的。在化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)通過(guò)多種方法和途徑培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的意志。如設(shè)計(jì)一項(xiàng)對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)的任務(wù)，讓學(xué)生長(zhǎng)期堅(jiān)持去做。還可結(jié)合化學(xué)史教學(xué)，介紹有關(guān)科學(xué)研究工作者為人類進(jìn)步不畏艱險(xiǎn)、奮勇登攀的優(yōu)秀品質(zhì)。
學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素質(zhì)的“四要素”既有區(qū)別，又相互影響和促進(jìn)。在教學(xué)中，教師要處理好知識(shí)、技能和能力的關(guān)系。知識(shí)和技能是學(xué)生形成能力的基礎(chǔ)，而能力是學(xué)生掌握知識(shí)和技能的必要條件，是促進(jìn)他們提高學(xué)習(xí)水平的重要因素。
興趣是最好的教師。興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。那么，教師要怎樣培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣呢？我認(rèn)為，培養(yǎng)興趣關(guān)鍵在于誘導(dǎo)，對(duì)于影響學(xué)生興趣的不利因素，教師要及時(shí)排除，掃清困惑學(xué)生的各種障礙，不讓它們對(duì)學(xué)生造成影響，從而調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使其能夠自主學(xué)習(xí)。
學(xué)生開始學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣；學(xué)生接觸到化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，熱情更加高漲，躍躍欲試，想了解究竟。可是，當(dāng)開始學(xué)習(xí)化學(xué)的基本概念、化學(xué)用語(yǔ)、元素符號(hào)時(shí)，學(xué)生往往會(huì)因?yàn)榭菰镫y懂而失去學(xué)習(xí)興趣，還有甚者將化學(xué)比作“第二外語(yǔ)”，抑或是“天書”，失去了學(xué)習(xí)的熱情和動(dòng)力。那么，怎樣才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情由暫時(shí)的轉(zhuǎn)為長(zhǎng)久的、穩(wěn)定的呢？我經(jīng)過(guò)認(rèn)真摸索、研究，終于找到了好的方法。那就是通過(guò)給學(xué)生介紹化學(xué)史，讓學(xué)生了解化學(xué)的起源以及化學(xué)的發(fā)展過(guò)程。學(xué)生對(duì)這些非常感興趣。尤其是給學(xué)生講中外名人探索化學(xué)奧秘的故事時(shí)，學(xué)生聽得如癡如醉、津津有味，產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)對(duì)化學(xué)史的滲透，不僅讓學(xué)生了解了化學(xué)知識(shí)，更讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，化學(xué)的用語(yǔ)是大家公認(rèn)的國(guó)際語(yǔ)言，學(xué)好化學(xué)有多么重要，無(wú)形中增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和自覺性。
初中的化學(xué)知識(shí)需要學(xué)生記住的比較多。比如，在學(xué)化學(xué)元素時(shí)，就一下子出現(xiàn)了二十七種符號(hào)，學(xué)生記起來(lái)非常麻煩。我針對(duì)這一情況讓學(xué)生在開始學(xué)緒言時(shí)就了解并背誦這些元素符號(hào)，讓學(xué)生分期分批記憶，每天記住一兩個(gè)，并經(jīng)常檢查、提問。這樣，學(xué)生記起來(lái)就容易多了。為了提高學(xué)生的記憶牢固性和精準(zhǔn)度，我還把這些元素符號(hào)制作成小卡片，把元素符號(hào)的化合價(jià)編制成順口溜，這些方法都方便了學(xué)生的記憶，使學(xué)生記得非常牢固。例如，在做用氫還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生總是把順序搞亂，正確的順序是先用氫把試管內(nèi)的空氣排干凈，然后再用酒精燈進(jìn)行加熱，當(dāng)看到試管內(nèi)的黑色氧化銅完全變?yōu)榧t色的銅時(shí)，反應(yīng)完畢，撤掉酒精燈，停止加熱，等試管完全冷卻以后才撤掉氫氣流。在講解這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，我在黑板上寫上“氫-燈-燈-氫”四個(gè)字，學(xué)生很快就掌握了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的正確順序。
我還根據(jù)學(xué)生形象記憶能力比較強(qiáng)的特點(diǎn)，開展了“化學(xué)科技興趣小組到我家”的活動(dòng)。通過(guò)這些活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)口的能力。另外，我還讓學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行各種小實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用日常生活中的小蠟燭、小塑料袋、鐵絲等材料，進(jìn)行各種小制作，既提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。比如，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了“燃點(diǎn)”這一知識(shí)的時(shí)候，學(xué)生進(jìn)行了“燒不焦的手帕”“玻璃棒點(diǎn)燈”等實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的興趣非常濃，熱情很高。
二、精講多練，提高化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量
教師要改變以往的“灌輸式”或“放任型”的教學(xué)方式，努力提高化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)知識(shí)。學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，教師在教學(xué)中要充分考慮學(xué)生的感受，讓學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中，突出學(xué)生的主體地位。教學(xué)過(guò)程是教師引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)的過(guò)程，是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的過(guò)程。在初中化學(xué)教學(xué)中，我們要培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新等各種能力。而這些能力的培養(yǎng)離不開教師的引導(dǎo)。這就要求教師不僅要有廣博的知識(shí)，還要有極強(qiáng)的組織能力和表達(dá)能力，要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生所暴露的各種問題，并及時(shí)靈活地解決。只有這樣，方可取得最佳的教學(xué)效果。
教師還要精講，讓學(xué)生多練習(xí)。精講是教師要認(rèn)真鉆研教材，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，提高學(xué)生的能力?！岸嗑殹笔峭ㄟ^(guò)練習(xí)的方式使學(xué)生鞏固知識(shí)。不能盲目地練，要結(jié)合所學(xué)知識(shí)點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行練習(xí)，從而達(dá)到掌握知識(shí)的目的。此外，我覺得要想讓學(xué)生喜歡化學(xué)、學(xué)好化學(xué)，教師還要對(duì)書本上的實(shí)驗(yàn)做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，讓學(xué)生自己思考、親自動(dòng)手動(dòng)腦，完成實(shí)驗(yàn)操作，從而增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。
關(guān)鍵詞：科學(xué)課活動(dòng)生活化
小學(xué)科學(xué)是門以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程?？茖W(xué)素養(yǎng)無(wú)法像知識(shí)那樣直接“教”給學(xué)生,教師必須組織一個(gè)個(gè)科學(xué)探究活動(dòng),讓學(xué)生在參與活動(dòng)的過(guò)程中,獲得感受、體驗(yàn)并內(nèi)化。作為科學(xué)課程學(xué)習(xí)主體的小學(xué)生,在面對(duì)紛繁復(fù)雜的科學(xué)世界時(shí),會(huì)產(chǎn)生激情和興趣。教師必須尊重學(xué)生的意愿,以開放的觀念和心態(tài),為他們營(yíng)造一個(gè)寬松、和諧、民主、融洽的學(xué)習(xí)環(huán)境,引領(lǐng)他們到校園、家庭、社會(huì)、大自然中去學(xué)科學(xué)用科學(xué)。不要把學(xué)生束縛在教室這個(gè)太小的空間里,教室外才是孩子們學(xué)科學(xué)用科學(xué)大有作為的廣闊天地。
1挖掘生活化活動(dòng)內(nèi)容
1.1從教材中挖掘生活化學(xué)習(xí)活動(dòng)資料。科學(xué)課是由觀察、研究、認(rèn)識(shí)周圍事物和環(huán)境的探究活動(dòng)組成的。學(xué)習(xí)科學(xué),就是去參加、經(jīng)歷一個(gè)個(gè)的觀察、研究、認(rèn)識(shí)活動(dòng)。在科學(xué)學(xué)科中選擇貼近學(xué)生生活實(shí)際的科學(xué)內(nèi)容和材料。例如:觀察身體,比較水的多少,米飯的觀察等。注重使學(xué)生能聯(lián)系結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)和生活實(shí)際,在對(duì)問題的探索、嘗試、調(diào)整和解決的自主性活動(dòng)中獲得積極的創(chuàng)造性的人格發(fā)展學(xué)得具體、學(xué)得積極、學(xué)得有用。讓學(xué)生知道科學(xué)源于身邊生活,了解科學(xué)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中的形態(tài)。
1.2在學(xué)生周圍實(shí)際生活中尋找內(nèi)容。面對(duì)豐富多彩的現(xiàn)實(shí)世界,教材中那“面向生活”的內(nèi)容就顯得十分有限。為了進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)和生活的聯(lián)系,我們挖掘?qū)W生周圍生活的事件、現(xiàn)象、情境等轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)具有探索性和操作性的課堂探究問題。讓學(xué)生在探究生活問題中親身感受到科學(xué)來(lái)自于生活,生活處處是科學(xué)。
1.2.1關(guān)注校園生活中的科學(xué)資源。校園生活是學(xué)生們最熟悉、最感興趣的內(nèi)容,因此教師要特別關(guān)注他們的校園生活,要善于發(fā)現(xiàn)校園內(nèi)的科學(xué)素材,把校園中的科學(xué)問題搬進(jìn)課堂,使學(xué)生感到真實(shí)有趣,感到科學(xué)就在身邊。
1.2.2留心社會(huì)生活中的科學(xué)資源。社會(huì)生活是學(xué)習(xí)科學(xué)的大課堂,學(xué)生可以從報(bào)紙、雜志、電視等新聞媒體上了解到很多信息,還可以與家長(zhǎng)聊天談話中捕捉到有用的信息,甚至小伙伴之間的游戲有時(shí)也會(huì)成為科學(xué)學(xué)習(xí)的第一手資料。
1.2.3了解家庭生活中的科學(xué)資源。學(xué)生生活在不同的家庭環(huán)境中,有著不同的生活條件和生活經(jīng)歷。這就是很好的可用課程資源。例如,在做比較不同蔬菜或水果的實(shí)驗(yàn)時(shí),要求學(xué)生自備實(shí)驗(yàn)材料,同學(xué)們帶來(lái)了幾十種新鮮的蔬菜和水果材料,有的甚至把比較昂貴的熱帶水果也帶來(lái)了,學(xué)生在課堂上互相交換材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),興趣盎然。如果是學(xué)校統(tǒng)一購(gòu)買,就只能是幾種價(jià)錢便宜的普通材料了。
在教學(xué)中有些觀察實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng),要給予學(xué)生足夠的觀察和實(shí)驗(yàn)時(shí)間,如果在實(shí)驗(yàn)室里做,不利于學(xué)生隨時(shí)隨地觀察。例如觀察種子的萌發(fā)、生長(zhǎng)、開花、結(jié)果,可采取讓學(xué)生回家與家長(zhǎng)共同實(shí)驗(yàn)的方法,取得了良好的效果。生活在城市里的孩子很少有這樣的機(jī)會(huì):親眼看著一顆小小的種子從土壤中悄然萌發(fā),開始了它神奇的生命歷程。
1.3加強(qiáng)科學(xué)和其它學(xué)科的聯(lián)系。打破傳統(tǒng)格局和學(xué)科限制,構(gòu)建一個(gè)開放的大課堂,允許在科學(xué)課中選擇與科學(xué)有關(guān)的其它學(xué)科的現(xiàn)實(shí)問題,不人為地設(shè)置學(xué)科壁壘,讓學(xué)生在這些問題中找到應(yīng)用的廣闊途徑,理解科學(xué)的豐富內(nèi)涵,吸收更為豐富的營(yíng)養(yǎng)。
2構(gòu)建活動(dòng)生活化模式
現(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為:科學(xué)教學(xué)應(yīng)該從學(xué)習(xí)者的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),將科學(xué)活動(dòng)置于真實(shí)的生活背景中,提供給學(xué)生充分進(jìn)行科學(xué)活動(dòng)和交流的機(jī)會(huì),使他們真正理解和掌握科學(xué)知識(shí)、思想和方法,同時(shí)獲得廣泛的科學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)這一理念我們努力讓學(xué)生經(jīng)歷“生活——科學(xué)——生活”這樣一個(gè)科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程。課前學(xué)生根據(jù)課文內(nèi)容憑借已有的知識(shí)水平和生活經(jīng)驗(yàn)做好課前嘗試探究,課堂創(chuàng)設(shè)生活情景組織開展活動(dòng)探究。課后延伸探究生活內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)大課堂情境。鼓動(dòng)學(xué)生到日常生活中去運(yùn)用科學(xué)解決實(shí)際問題,使課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外實(shí)踐緊密結(jié)合。在解決問題的過(guò)程中,提高思維能力。教學(xué)基本流程是:課前自行探究準(zhǔn)備——課堂創(chuàng)設(shè)生活情境,提出問題獨(dú)立思考,自主探究小組交流,合作學(xué)組匯報(bào),相互補(bǔ)充運(yùn)用科學(xué),解決問題——課后延伸探究。
2.1課前準(zhǔn)備生活化的探究材料嘗試活動(dòng)。學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究必然要借助一定的探究材料,這是實(shí)現(xiàn)兒童科學(xué)探究過(guò)程的必要條件。小學(xué)科學(xué)課的探究材料包括可供觀察、探究的所有信息材料和實(shí)物材料。如課本、圖冊(cè)、課外讀物、媒體信息、兒童生活中的所見所聞和熟悉的物品、周圍的環(huán)境、實(shí)驗(yàn)儀器、電教媒體材料等等。提供學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器有的時(shí)候也是非常有必要的,但是實(shí)驗(yàn)室的儀器容易使學(xué)生產(chǎn)生陌生感,同時(shí)也不利于學(xué)生課后繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)探究。
在教學(xué)中,教師盡量采用貼近學(xué)生生活的實(shí)驗(yàn)材料,如牛奶盒、可樂瓶、生日蛋糕的泡沫盒等。在教學(xué)《聲音的產(chǎn)生》的時(shí)候,課前讓學(xué)生準(zhǔn)備生活中一些材料,比如學(xué)生的塑料直尺,紙張,小刀,可樂瓶,彈珠等常見的材料,要求學(xué)生想各種辦法使它們發(fā)出聲音來(lái)。學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)會(huì)想出各種各樣的辦法來(lái),使直尺,彈珠等物體發(fā)出聲音來(lái)。又如,在教學(xué)“熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,課前教師讓學(xué)生從生活中尋找熱脹冷縮的現(xiàn)象,看誰(shuí)知道得多。教學(xué)中如果一味使用專門的實(shí)驗(yàn)器材會(huì)制約了學(xué)生課外的科學(xué)探究活動(dòng)。提供學(xué)生隨處可見的生活化的實(shí)驗(yàn)材料,有興趣的學(xué)生就可以利用課余時(shí)間作進(jìn)一步的科學(xué)探究了。
時(shí)間是探究的保證,針對(duì)不同的教材內(nèi)容,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生合理安排課前生活探究時(shí)間。課前準(zhǔn)備探究時(shí)間可分為長(zhǎng)時(shí)探究,短時(shí)探究和即時(shí)探究。針對(duì)一些需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間發(fā)展變化或需要一段時(shí)間觀察,不能馬上知道結(jié)果的內(nèi)容,一般采用長(zhǎng)時(shí)課前探究(大約需要一、二周)。針對(duì)一些學(xué)生生活較熟悉,而平時(shí)又沒有有意觀察的編排內(nèi)容,一般采取短時(shí)探究,針對(duì)一些課前探究有難度,學(xué)生不宜探究的內(nèi)容,教師可課前創(chuàng)設(shè)興趣性較強(qiáng)的情景,引導(dǎo)學(xué)生即時(shí)探究。
2.2創(chuàng)設(shè)生活化的問題情境,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與活動(dòng)。科學(xué)教學(xué)應(yīng)以探究為核心,注重讓學(xué)生親身經(jīng)歷一個(gè)科學(xué)探究的過(guò)程,科學(xué)教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)生活情景,通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)激發(fā)思維,使課堂情境趨于生活化。
建構(gòu)主義理論認(rèn)為:知識(shí)是情境化的,它被應(yīng)用于其中的活動(dòng)背景和文化的產(chǎn)物,學(xué)習(xí)就是學(xué)習(xí)者利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)去同化和順應(yīng)新知識(shí)從而建構(gòu)新知識(shí)的意義和過(guò)程。因此,創(chuàng)設(shè)生活化的問題情境有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)力,使學(xué)生明確探究目標(biāo),給思維以方向和動(dòng)力。
2.2.1創(chuàng)設(shè)直觀性生活情境。根據(jù)小學(xué)生的年齡特點(diǎn),課堂上從學(xué)生生活實(shí)際出發(fā),用看得見,摸得著的身邊事物創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,使科學(xué)知識(shí)成為有源之水,有本之木,從而激發(fā)學(xué)生的興趣,幫助學(xué)生理解知識(shí),展開想象。例如:在教學(xué)《了解空氣》的時(shí)候,教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)生活中用漏斗倒醬油倒不進(jìn)去的情境,讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)其中的原因,進(jìn)而引出空氣占據(jù)空間的概念。用漏斗倒某種液體時(shí),一下子倒不進(jìn)去是生活中常有的現(xiàn)象,很多學(xué)生都碰到過(guò)類似的事情,但學(xué)生并沒有認(rèn)真的去思考其中的原因,把它“搬”到課堂上以后,一下子成為了學(xué)生關(guān)注的焦點(diǎn)。他們的學(xué)習(xí)積極性一下子被調(diào)動(dòng)起來(lái),進(jìn)入學(xué)習(xí)的最佳狀態(tài)。
2.2.2創(chuàng)設(shè)描述性生活情境。所謂描述性情境,主要是指以文字描述、語(yǔ)言表達(dá)的方法,為學(xué)生描述一段新鮮而熟悉的生活事例,來(lái)引導(dǎo)學(xué)生積極探索。例如:在《溶解》一課教學(xué)中,老師提出:“現(xiàn)在很口渴,想泡一杯果珍來(lái)解解渴。你們能不能幫老師想一個(gè)好辦法,讓教師快一點(diǎn)喝到這杯糖水啊?”泡果珍對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是再熟悉不過(guò)了,一聽到能夠?yàn)槔蠋煫I(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策更是來(lái)勁了,學(xué)生馬上能聯(lián)系自己的生活實(shí)際,給教師獻(xiàn)上了計(jì)策來(lái):“用筷子不停的攪拌能夠使果珍快一點(diǎn)溶解在水里?！薄坝脽崴畞?lái)泡溶解起來(lái)也很快的。”“把果珍放進(jìn)水里,然后再用兩個(gè)杯子倒來(lái)倒去?！薄瓘倪@樣的生活情景出發(fā)然后再引入到新課的教學(xué)中,學(xué)生有了前面生活化情境的引導(dǎo),并沒有感到科學(xué)是那么深不可測(cè)而是和他們非常的親近,對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也就非常的感興趣了。
2.2.3創(chuàng)設(shè)欣賞性生活情境。欣賞性生活情境是指在課堂上通過(guò)錄像或多媒體課件,展示學(xué)生熟悉的、感興趣的生活素材,讓學(xué)生感受到生活中的科學(xué)美,從而引發(fā)學(xué)生用科學(xué)的眼光從生活中捕捉科學(xué)問題,分析思考科學(xué)知識(shí)的發(fā)生過(guò)程。例如:三上第一單元《植物》,用攝像機(jī)錄制天天陪伴他學(xué)習(xí)生活的校園花草樹木。讓學(xué)生欣賞熟悉的花草樹木后,說(shuō)說(shuō)你知道的,你還想知道什么?
2.2.4創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)性生活情境。在教學(xué)中也可以讓學(xué)生走進(jìn)社會(huì),變“小課堂”為“大課堂”,通過(guò)學(xué)生身臨其境的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn),再變“大課堂”為“小課堂”。例如:《植物的一生》、《動(dòng)物的生命周期》等,讓學(xué)生進(jìn)行種植養(yǎng)殖,寫下觀察記錄,課堂匯報(bào)。學(xué)生把自己調(diào)查了解到的信息作為課堂教學(xué)的資源,學(xué)生熱情高漲,既學(xué)會(huì)了知識(shí)又增長(zhǎng)了才干。
3課后延伸生活化探究活動(dòng)
課堂教學(xué)是學(xué)生探究科學(xué)真理的主要途徑,但不是唯一的途徑,學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、探究科學(xué)現(xiàn)象也不能被束縛在教室這個(gè)狹小的空間里,教室外才是孩子們學(xué)科學(xué)用科學(xué)大有作為的廣闊的天地。課堂以外的家庭、社區(qū)乃至整個(gè)社會(huì),使課內(nèi)、課外、生活、社會(huì)互相結(jié)合,讓學(xué)生獲得最大程度的滿足與發(fā)展。為了進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)和生活的聯(lián)系,我們課后還可以利用課堂知識(shí)能力將周圍生活的事件、現(xiàn)象、情境等轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)具有探索性和操作性的科學(xué)問題,讓學(xué)生用科學(xué)的眼光去看待生活,用科學(xué)的方法去解決問題。這不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以使學(xué)生獲得問題解決方法,更可以使每個(gè)學(xué)生的自我價(jià)值在實(shí)踐中獲得不同程度的實(shí)現(xiàn)。例如,在學(xué)習(xí)了《物體的熱脹冷縮》,知道水具有熱脹冷縮的性質(zhì)后,教師鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)去探究生活中的植物油、醬油等是不是同樣具有熱脹冷縮的性質(zhì)。有了前面生活化的實(shí)驗(yàn)材料的鋪墊,這樣的課外探究對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)并不困難。
學(xué)生感受到生活中到處是科學(xué),科學(xué)就在自己的身邊,學(xué)好科學(xué)的用處是那么的廣泛,從而對(duì)周圍世界充滿強(qiáng)烈的好奇心和探究欲,產(chǎn)生對(duì)科學(xué)探究的濃厚興趣,形成學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的良好習(xí)慣,獲得真正的發(fā)展。超級(jí)秘書網(wǎng)：
參考文獻(xiàn)
新的課程改革標(biāo)準(zhǔn)中指出：在高中化學(xué)教學(xué)中，要開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主要形式的探究活動(dòng)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)研究，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生探求科學(xué)知識(shí)的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，不斷培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的能力；通過(guò)化學(xué)教學(xué)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在人類生活中發(fā)揮的重要作用，提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。新課改以來(lái)，高中化學(xué)的課程內(nèi)容發(fā)生了一些改動(dòng)，教學(xué)目標(biāo)也變得更加明確。新課程改革的重點(diǎn)為：一是通過(guò)教學(xué)活動(dòng)的開展，使學(xué)生能夠掌握化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能；二是通過(guò)開展化學(xué)教學(xué)活動(dòng)，不斷培養(yǎng)和提高學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的水平和能力；三是在教學(xué)過(guò)程中，要突出化學(xué)與社會(huì)、生活之間的緊密關(guān)系；四是構(gòu)筑有利于促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展的評(píng)價(jià)體系。
二、了解學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，做好初高中教學(xué)銜接
對(duì)于高中的新生來(lái)說(shuō)，由于大多學(xué)生不是來(lái)自同一所學(xué)校、同一個(gè)班級(jí)，所以他們掌握的化學(xué)知識(shí)水平也不相同，因此教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)查摸底，對(duì)全班學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)情況做到心中有數(shù)。與此同時(shí)，因?yàn)樾律鷦倓偵敫咧?，年齡較小，在學(xué)習(xí)習(xí)慣和自學(xué)能力等方面存在一些問題。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中，要充分尊重學(xué)生的這些特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)的進(jìn)度方面適當(dāng)放緩，逐步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的良好習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。與初中的化學(xué)教學(xué)相比較，高中化學(xué)在思維方式以及學(xué)習(xí)方法等方面都存在很大的差異，高中化學(xué)知識(shí)是在初中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)上的一次大的跳躍，其中包含較多的抽象思維內(nèi)容，教材的起點(diǎn)難度比較大。兩者之間的主要差別是：在初中的化學(xué)教學(xué)中，主要側(cè)重于對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握最基本的化學(xué)概念和基礎(chǔ)的化學(xué)變化。初中化學(xué)課的課程進(jìn)度比較慢，教師可以有更多的課堂時(shí)間與學(xué)生交流和討論，同時(shí)，課后復(fù)習(xí)的時(shí)間也比較多，久而久之就形成了化學(xué)教學(xué)“慢慢來(lái)”的習(xí)慣。然而對(duì)于高中化學(xué)來(lái)說(shuō)，教材的難度和深度方面有所提高，而且信息量比較大，加之高一的新生普遍較貪玩，不能立刻進(jìn)入緊張學(xué)習(xí)的角色，導(dǎo)致高中化學(xué)教學(xué)難度加大。與此同時(shí)，高中化學(xué)課程任務(wù)重、時(shí)間緊，所以在高中化學(xué)教學(xué)中教師要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的調(diào)整，由慢節(jié)拍逐步地變?yōu)榭旃?jié)拍，掌握好學(xué)習(xí)進(jìn)度的安排，做好初中與高中化學(xué)教學(xué)的銜接工作。
三、以學(xué)生為主體，優(yōu)化教學(xué)方法
新課程標(biāo)準(zhǔn)中要求，在教學(xué)過(guò)程中要把學(xué)生作為教學(xué)的主體。因此，教師要不斷地優(yōu)化教學(xué)方法，使學(xué)生在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中以“主體”的身份出現(xiàn)，充分發(fā)揮自己主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，實(shí)施有效學(xué)習(xí)，取得良好的學(xué)習(xí)效果。
1.興趣教學(xué)法。濃厚的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生開展學(xué)習(xí)最好的老師。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要多開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的各種實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生在親手操作的過(guò)程中感受到科學(xué)研究帶來(lái)的巨大樂趣，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣，促進(jìn)學(xué)生改變學(xué)習(xí)的方式，增強(qiáng)其化學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，從而滿足新課程改革的基本教學(xué)要求。除此之外，教師還可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)法培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)生分為不同的小組，引導(dǎo)他們相互之間就某一化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展有序競(jìng)爭(zhēng)，從而營(yíng)造濃厚的競(jìng)爭(zhēng)氛圍，讓學(xué)生變壓力為動(dòng)力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
2.探究性教學(xué)法。新課改中倡導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成合作、自主和探究的學(xué)習(xí)方式，因此在教學(xué)過(guò)程中，教師要積極地引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生的“主人翁”意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行合作交流的能力，促使他們養(yǎng)成自主探索的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。在自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中不斷地提升發(fā)現(xiàn)問題、探討問題和解決問題的能力。因此，在化學(xué)教學(xué)中，教師要多安排學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供廣泛豐富的學(xué)習(xí)資源，使學(xué)生在不斷的探究中進(jìn)一步提高自己各方面的能力。比如，開展氯水成分的探究、醋酸酸性的證明等探究性試驗(yàn)活動(dòng)。
“基于學(xué)科的信息門戶”(SubjectBasedInformationGateways，即SBIGs，本文簡(jiǎn)稱為學(xué)科信息門戶）又稱為基于學(xué)科的門戶(subject-basedgateways)、學(xué)科索引門戶(subjectindexgateways)、虛擬圖書館(virtuallibraries)、信息交換所(clearinghouses)、學(xué)科樹(subjecttrees)和尋路器(pathfinders)等[2]。它曾經(jīng)是“提供可檢索和可瀏覽的因特網(wǎng)資源目錄的聯(lián)機(jī)服務(wù)系統(tǒng)，集中于某一相關(guān)的學(xué)術(shù)領(lǐng)域，提供對(duì)經(jīng)圖書館工作人員遴選和按學(xué)科組織的因特網(wǎng)資源的利用”[3]。在開放式數(shù)字信息服務(wù)環(huán)境下，“學(xué)科信息門戶致力于將特定學(xué)科領(lǐng)域的信息資源、工具與服務(wù)集成到一個(gè)整體中，為用戶提供一個(gè)方便的信息檢索和服務(wù)入口”[4]。學(xué)科信息門戶按照某學(xué)科（專題）用戶的要求對(duì)網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的信息資源進(jìn)行了更有針對(duì)性、更深入的揭示，在給用戶“指路”的同時(shí)提供更專門、更專深的信息檢索服務(wù)，有助于專業(yè)用戶在本領(lǐng)域的“信息超市”(informationsupermarket)中選擇高質(zhì)量的資源和獲得“一站式檢索”(one-sitesearch)服務(wù)，從而保證用戶獲得“所得即所要”的信息。正是由于學(xué)科信息門戶具有這些優(yōu)于搜索引擎的特點(diǎn)，新的學(xué)科信息門戶近幾年在國(guó)外不斷涌現(xiàn)。在國(guó)內(nèi)，2001年底正式啟動(dòng)的中國(guó)國(guó)家科學(xué)數(shù)字圖書館（theChineseScienceDigitalLibrary，簡(jiǎn)稱CSDL）也已建立起圖書情報(bào)學(xué)等多個(gè)學(xué)科信息門戶。筆者擬對(duì)學(xué)科信息門戶的優(yōu)化策略進(jìn)行探討，以期能為已有的學(xué)科信息門戶的改進(jìn)與新的學(xué)科信息門戶的開發(fā)提供參考。
1盡可能全面地收錄本學(xué)科資源
一個(gè)好的學(xué)科信息門戶所指引的有關(guān)資源應(yīng)盡可能地涵蓋本領(lǐng)域重要的資源（涉及資源的內(nèi)容、時(shí)間、地域與語(yǔ)種范圍），如表1中的INFOMINE的記錄達(dá)到了12萬(wàn)余條；收錄的資源類型宜多樣化，以方便用戶對(duì)某一專題信息資源的“一站式檢索”，即建立一個(gè)不僅收錄各種形式的因特網(wǎng)資源（網(wǎng)上可以公共獲取的全文電子圖書、電子期刊、書目、指南、郵件列表、電子公告板、新聞組、機(jī)構(gòu)、會(huì)議、專家、學(xué)者以及其他網(wǎng)站鏈接等），而且囊括館藏實(shí)體資源（包括二次文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、全文數(shù)據(jù)庫(kù)、館藏目錄、聯(lián)合目錄等）的集成化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兩種資源在同一界面的無(wú)縫存取(seamlessaccess)，并將其整合為易檢易用的有機(jī)整體，即“hybridlibraries”（復(fù)合圖書館）?；谟脩衾娑芾淼膹?fù)合圖書館：人文科學(xué)復(fù)合圖書館的組織管理模型（MAnagingthehybridLIbraryfortheBenefitofUsers，簡(jiǎn)稱MALIBU）[5]便是一個(gè)成功的范例。
2嚴(yán)格選擇資源
從總體而言，學(xué)科信息門戶的資源選擇必須有一套符合該學(xué)科特點(diǎn)、既定用戶需求、服務(wù)宗旨、規(guī)模及經(jīng)費(fèi)支持等方面要求的資源選擇標(biāo)準(zhǔn)。就單個(gè)資源而言，在內(nèi)容上要注意信息的準(zhǔn)確性、權(quán)威性、客觀性、唯一性、新穎性、完整性與針對(duì)性（所指引的網(wǎng)址要盡量接近主題內(nèi)容，盡量減少用戶點(diǎn)擊的次數(shù)）；在形式上要考察信息的格式（是否是標(biāo)準(zhǔn)的或常見的格式，如圖像文件的常見格式有．jpeg,.gif等），用戶使用的便利性（考慮用戶訪問本網(wǎng)站采集的資源時(shí)所需的硬件、軟件和連接方式等要求），導(dǎo)航是否清晰，排版結(jié)構(gòu)的美觀程度以及資源的可存取性與可用性（指向的資源地址正確，鏈接資源的原始網(wǎng)址以便用戶訪問到最及時(shí)和最權(quán)威的信息，注意被鏈接資源的注冊(cè)要求、收費(fèi)規(guī)則、知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明與特殊服務(wù)規(guī)則等；優(yōu)先選擇網(wǎng)上免費(fèi)資源，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶與鏡像站點(diǎn)的“電子距離”比原始站點(diǎn)更近時(shí)，要鏈接鏡像站點(diǎn)以便于用戶進(jìn)行更有效的存取）。
表1中的ADAM,AHDS,SOSIG,EEVL,EELS,OMNI和MathGuide都強(qiáng)調(diào)要選擇學(xué)術(shù)性資源，Biz/ed則注意選擇來(lái)自非盈利機(jī)構(gòu)網(wǎng)站的資料。SOSIG提供的每一種資源都經(jīng)過(guò)研究圖書館員和學(xué)科專家的選擇與描述，這些資源有：電子期刊、數(shù)字化圖書、報(bào)告、論文、書目、教育軟件、電子新聞稿、郵件列表和重要的社會(huì)科學(xué)機(jī)構(gòu)的主頁(yè)。LII選擇與評(píng)價(jià)資源的標(biāo)準(zhǔn)是：選擇最適合公眾和圖書館用戶需求的資源，不收錄沒有信息內(nèi)容的純商業(yè)性站點(diǎn)，而且，每一種資源都經(jīng)過(guò)圖書館員對(duì)其價(jià)值進(jìn)行的評(píng)價(jià)。
3對(duì)資源進(jìn)行高質(zhì)量的元數(shù)據(jù)描述
元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它對(duì)信息資源或數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行描述，目的在于使用戶能夠發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、評(píng)價(jià)資源，并對(duì)相關(guān)的信息資源進(jìn)行選擇、定位和調(diào)用，追蹤資源在使用過(guò)程中的變化，實(shí)現(xiàn)信息資源的整合、有效管理和長(zhǎng)期保存[6]。
學(xué)科信息門戶對(duì)資源的描述應(yīng)該優(yōu)先采用國(guó)際通用的元數(shù)據(jù)與標(biāo)記語(yǔ)言，元數(shù)據(jù)元素中的“主題”描述要利用國(guó)內(nèi)外著名的分類法與主題詞表。例如，澳大利亞要求學(xué)科信息門戶全部采用已有的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，如都柏林核心元數(shù)據(jù)(DC)、MARC和澳大利亞政府查找服務(wù)（AustralianGovernmentLocatorService，簡(jiǎn)稱AGLS）等元數(shù)據(jù)以及自己獨(dú)有的元數(shù)據(jù)元素進(jìn)行標(biāo)引，并支持因特網(wǎng)內(nèi)容選擇平臺(tái)（PlatformforInternetContentSelection，簡(jiǎn)稱PICS）。INFOMINE的記錄以HTML語(yǔ)言表示，主題標(biāo)引使用《國(guó)會(huì)圖書館主題詞表》（LibraryofCongressSubjectHeading，簡(jiǎn)稱LCSH），記錄還可以轉(zhuǎn)換成MARC格式。LII的每條記錄都給出了詳細(xì)的介紹，包括資源名稱、URL、摘要、主題詞、記錄創(chuàng)始人與時(shí)間、記錄修改人與時(shí)間，其中摘要由LII工作人員撰寫，使讀者在進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)站前便可了解其主要內(nèi)容。LII鏈接的基本是資源的原始地址，對(duì)工作流程、著錄項(xiàng)目與規(guī)則以及注意事項(xiàng)均做了非常具體的規(guī)定，因而能夠保證資源描述的質(zhì)量與一致性。而GEM采用的元數(shù)據(jù)元素有：資源題名、描述、級(jí)別、GEM主題標(biāo)目、ERIC敘詞、資源類型、格式、權(quán)限信息、日期、語(yǔ)種、出版者、創(chuàng)建者和編目機(jī)構(gòu)。AHDS采用21個(gè)元素，Agrigate則有30多個(gè)元素，包括DC的15個(gè)基本元素、管理核心元數(shù)據(jù)(AdminCore)和AGLS中的若干元素以及該門戶特有的元素（如記錄加入Agrigate數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)間、Agrigate批準(zhǔn)者、Agrigate評(píng)述日期、Agrigate用戶級(jí)別等）。
采用的元數(shù)據(jù)需要容納學(xué)科信息門戶中可能出現(xiàn)的任何類型的數(shù)據(jù)（比如，GEM收錄教學(xué)計(jì)劃、課程大綱等有特色的資源類型），包括傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型（圖書、期刊、文件等），也包括內(nèi)容對(duì)象組合（例如由若干文本、圖像和音像組成的課件）、內(nèi)容對(duì)象資源集合（圖書館、網(wǎng)站、數(shù)據(jù)庫(kù)等）、資源集合知識(shí)組織機(jī)制（例如分類表、敘詞表、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)）等[7]。4構(gòu)建合理的分類體系和盡量運(yùn)用受控詞表
分類體系是對(duì)學(xué)科信息門戶收集的資源實(shí)施分類組織和用戶進(jìn)行瀏覽與檢索的依據(jù)與橋梁，其科學(xué)性十分重要。學(xué)科信息門戶可以采用已有的文獻(xiàn)分類法（包括綜合性的分類法與專業(yè)或?qū)ｎ}分類法），也可以結(jié)合自身特點(diǎn)與目的對(duì)已有的分類法進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，或者采用自編的分類法。在分類體系的構(gòu)建中，分類表的展現(xiàn)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、明了，盡可能將所有的一級(jí)類目展現(xiàn)在一個(gè)頁(yè)面；還要充分利用網(wǎng)絡(luò)方便的超鏈接功能，對(duì)具有多重隸屬關(guān)系與相關(guān)關(guān)系的類目設(shè)置合理的參照系統(tǒng)。
受控詞表的運(yùn)用既可以保證資源描述的準(zhǔn)確性，還有利于實(shí)現(xiàn)本專業(yè)的深入檢索。例如，GEM建立的敘詞表是一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ)體系，提供比某一術(shù)語(yǔ)更廣或更窄的術(shù)語(yǔ)及相關(guān)術(shù)語(yǔ)間的鏈接。SOSIG建立了社會(huì)科學(xué)的敘詞表以助用戶限定檢索，該詞表以英國(guó)Essex大學(xué)開發(fā)的“人文科學(xué)與社會(huì)科學(xué)電子詞表”（HumanitiesandSocialScienceElectronicThesaurus，簡(jiǎn)稱HASSET）為基礎(chǔ)。Agrigate采用CAB國(guó)際農(nóng)業(yè)詞匯(CABInternationalAgricultureThesaurus)進(jìn)行元數(shù)據(jù)創(chuàng)建、主題瀏覽和主題檢索。LII采用國(guó)際通用的LCSH進(jìn)行標(biāo)引，但又將LCSH中的部分主題改為更符合公眾特點(diǎn)的主題名稱（例如，將LCSH中的主題詞“electronicmailsystem”更改為“e-mail”）。它遵守Z39.50與MARC標(biāo)準(zhǔn)，使得它具有與其他學(xué)科信息門戶之間實(shí)現(xiàn)互操作的可能性。筆者通過(guò)網(wǎng)上調(diào)查，將國(guó)內(nèi)外重要學(xué)科信息門戶采用分類法與受控詞表的情況整理成表1。
表1國(guó)內(nèi)外重要學(xué)科信息門戶及其采用的分類法與受控詞表
附圖
注：①上表中的“無(wú)”系指沒有利用現(xiàn)有的主題詞表；②表中的簡(jiǎn)稱依次為：LCC指LibraryofCongressClassification,ERIC指EducationResourcesInformationCenterDescriptors,AAT指Art&ArchitectureThesaums,EI指美國(guó)工程信息公司的EngineeringInformationClassificationCodes,NLM指NationalLibraryofMedicineClassification,MeSH指MedicalSubjectHeadings,CAB指CABInternationalAgricultureThesaurus；③BIOME對(duì)于不同的大類采用不同的分類法。
5定期更新與維護(hù)
學(xué)科信息門戶的更新與維護(hù)包括三個(gè)方面：①信息資源的更新與添加。由于網(wǎng)上站點(diǎn)的增加與更改頻繁，學(xué)科信息門戶要真正成為因特網(wǎng)信息的深層組織工具，必須及時(shí)更新其收錄的資源，這也是保證學(xué)科信息門戶質(zhì)量的最重要的后續(xù)工作。②學(xué)科信息門戶中信息資源的安全。要注意對(duì)資源進(jìn)行備份與保存。③服務(wù)器的完整性、功能與持續(xù)服務(wù)的保障。如果用戶經(jīng)常遇到服務(wù)器不能正常工作，或有的功能失效，就會(huì)失去對(duì)該學(xué)科信息門戶的信心。英國(guó)著名的“發(fā)展歐洲研究與教育信息服務(wù)”項(xiàng)目[8](DevelopmentofaEuropeanServiceforInformationonResearchandEducation，簡(jiǎn)稱DESIRE）在其手冊(cè)中對(duì)學(xué)科信息門戶服務(wù)器的要求及硬件與軟件配置做了詳細(xì)規(guī)定[9]，可供參考。澳大利亞國(guó)家圖書館的學(xué)科信息門戶創(chuàng)始計(jì)劃也制訂了類似的規(guī)定。為此，一方面，要有專門的工作人員不斷追加新的網(wǎng)絡(luò)資源，及時(shí)剔除錯(cuò)鏈、死鏈，保障整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上為一個(gè)活的系統(tǒng)；另一方面，必須改變目前因追求高質(zhì)量而過(guò)于依靠人工參與的狀況，充分利用網(wǎng)上自動(dòng)漫游、自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)分類和自動(dòng)標(biāo)引技術(shù)，采用人機(jī)結(jié)合的工作方式，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù)。
在學(xué)科信息門戶建設(shè)之前和建設(shè)過(guò)程中就要考慮易于維護(hù)的問題。LII的資料每周更新，有工作人員負(fù)責(zé)新資源的追加和保持資源鏈接的有效性。據(jù)該門戶網(wǎng)站的介紹，它們的“死鏈”從來(lái)不超過(guò)100個(gè)。同時(shí)，鼓勵(lì)用戶根據(jù)LII的標(biāo)準(zhǔn)推薦新資源，設(shè)立了“本周新資源”、“更多新資源”和“上周新資源”欄目，資料更新比較及時(shí)。而瑞典工程學(xué)電子圖書館(EELS)由于人工編制索引慢，跟不上網(wǎng)絡(luò)資源變化的速度而不得不停止使用，計(jì)劃在以機(jī)器人編制索引的AllEngineering[10]基礎(chǔ)上開創(chuàng)一個(gè)新的門戶。
值得注意的是，學(xué)科信息門戶的更新與維護(hù)要考慮用戶的需要與反應(yīng)，比如設(shè)計(jì)用戶調(diào)查表，聽取用戶評(píng)價(jià)意見，根據(jù)用戶需求和網(wǎng)絡(luò)信息資源的變化及時(shí)對(duì)詞表和分類體系進(jìn)行調(diào)整，還可以鼓勵(lì)用戶推薦資源或參與維護(hù)（如WWWVirtualLibrary,Agrigate和EELS）。EELS還設(shè)計(jì)了詳細(xì)的用戶評(píng)價(jià)調(diào)查問卷(userevaluationquestionnaire)。EELS的調(diào)查問卷設(shè)計(jì)得非常具體，可供其他學(xué)科信息門戶借鑒。其問題包括綜合性問題（工程學(xué)是否是你感興趣的主要領(lǐng)域、你介入工程學(xué)領(lǐng)域的主要原因、使用計(jì)算機(jī)的情況、使用WWW的情況、使用WWW的目的），EELS使用中的問題（EELS的界面是否令人悅目、導(dǎo)航功能是否容易使用、你使用過(guò)EELS的哪些功能、使用EELS數(shù)據(jù)庫(kù)的原因、為什么EELS對(duì)你用處最大、EELS的幫助功能如何、EELS的檢索結(jié)果與你的期望是否很接近、EELS中的資源是否滿足你的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、請(qǐng)告知你需要但EELS沒有提供的服務(wù)、你希望EELS中的文獻(xiàn)描述更詳細(xì)還是更簡(jiǎn)略、EElS中的分類是否便于你查找文獻(xiàn)、從你的經(jīng)驗(yàn)看EELS最有用之處和最沒用處是什么、EELS與搜索引擎相比較的優(yōu)勢(shì)何在、你希望EELS提供什么功能以使其對(duì)你最有用處）以及學(xué)科信息門戶使用的可行性（你希望諸如EELS類的學(xué)科信息門戶提供搜索引擎所不具備的哪些功能、你認(rèn)為WWW上的質(zhì)量保證是好事嗎、你認(rèn)為EELS提供了有用的服務(wù)嗎、你希望一次檢索應(yīng)該返回的記錄數(shù)大約是多少、請(qǐng)對(duì)EELS提出更進(jìn)一步的評(píng)論意見）[11]。而GEM每年都提供一個(gè)詳細(xì)的評(píng)估報(bào)告(evaluationreports)。
6重視互操作性
學(xué)科信息門戶中各信息源數(shù)據(jù)庫(kù)與信息平臺(tái)差異可能很大，為了在統(tǒng)一的界面中使用來(lái)源各異的網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)科信息門戶必須具有異構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件平臺(tái)間良好的互操作性，具有跨門戶檢索的能力。
學(xué)科信息門戶互操作的實(shí)現(xiàn)有賴于學(xué)科信息專家與計(jì)算機(jī)專家的合作、國(guó)家間的合作以及跨語(yǔ)言與跨文化問題的的解決。SOSIG便是圖書館學(xué)專家、信息科學(xué)專家、計(jì)算機(jī)科學(xué)專家對(duì)圖書館應(yīng)用、實(shí)踐與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的結(jié)果，旨在為社會(huì)科學(xué)研究人員、大學(xué)教師和圖書館員提供世界范圍的因特網(wǎng)資源的快捷而高質(zhì)量的檢索，一投入使用便備受歡迎。有些國(guó)家學(xué)科信息門戶建設(shè)的合作已經(jīng)超出本國(guó)的范圍，如澳大利亞的虛擬工程圖書館（AustralianVirtualEngineeringLibrary，簡(jiǎn)稱AVEL）已開始與英國(guó)愛丁堡工程學(xué)虛擬圖書館(EEVL)合作，擬將合作擴(kuò)大到東南亞和我國(guó)的香港特區(qū)，并打算與EELS開展跨門戶的檢索?；瘜W(xué)學(xué)科信息門戶的合作面更廣，澳大利亞的MetaChem已經(jīng)與德國(guó)的化學(xué)信息門戶合作，并打算與英國(guó)的BUBL和美國(guó)的IsaacNetwork互通。
為了提高互操作性，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)(NSF)資助的IsaacNetwork[12]采用DC作為元數(shù)據(jù)，以Linux作為平臺(tái)，以LightweightDirectoryAccessProtocol(LDAP)[13]和WHOIS++作為信息查詢與交換協(xié)議，而以代號(hào)為RFC2651的通用索引構(gòu)建協(xié)議（theArchitectureoftheCommonIndexingProtocol，簡(jiǎn)稱CIP）[14]作為索引編制與互換協(xié)議。通過(guò)該門戶，用戶可以對(duì)SOSIG、BUBLLINK、EEVL、EdNA、MathGuide、GeoGuide、OMNI等近20個(gè)學(xué)科信息門戶進(jìn)行跨門戶的檢索。同樣由NSF資助的“全國(guó)科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)教育數(shù)字圖書館”(SMETE)項(xiàng)目則將多個(gè)分布式學(xué)科信息門戶作為整個(gè)數(shù)字信息資源的整合機(jī)制和服務(wù)渠道，允許用戶通過(guò)該門戶體系檢索和調(diào)用各種不同的信息資源與服務(wù)[15]。自1999年9月開始，NSF和英國(guó)合作信息系統(tǒng)委員會(huì)(JISC)共同發(fā)起的“國(guó)際數(shù)字圖書館創(chuàng)始計(jì)劃”(InternationalDigitalLibrariesInitiative)資助了為期3年的“IMesh工具套(TheIMeshToolkit)”項(xiàng)目，IMesh即“因特網(wǎng)學(xué)科信息門戶國(guó)際合作”(InternationalCollaborationonInternetSubjectGateways)，該工具套適用于分布式學(xué)科信息門戶的構(gòu)建[16]。
為了便于新建和已有學(xué)科信息門戶之間的交流，澳大利亞于2000年組建了“澳大利亞學(xué)科信息門戶論壇”[17]，并制訂了一系列學(xué)科信息門戶建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，包括“澳大利亞學(xué)科信息門戶論壇技術(shù)考慮：技術(shù)、規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)”、“澳大利亞學(xué)科信息門戶最佳實(shí)踐核對(duì)清單”、“發(fā)展澳大利亞學(xué)科信息門戶的國(guó)家框架”和“學(xué)科信息門戶軟件的要求”等[18]。
7運(yùn)用相關(guān)技術(shù)
學(xué)科信息門戶的運(yùn)作僅靠圖書館的理念是不夠的，要涉及到大量的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）技術(shù)、虛擬專用網(wǎng)（VirtualPrivateNetworks，簡(jiǎn)稱VPN）技術(shù)、虛擬局域網(wǎng)（VirtualLocalAreaNetwork，簡(jiǎn)稱VLAN）技術(shù)、虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)（VirtualDatabase，簡(jiǎn)稱VDB）技術(shù)、通用對(duì)象請(qǐng)求體系結(jié)構(gòu)（CommonObjectRequestBrokerArchitecture，簡(jiǎn)稱CORBA）技術(shù)等。例如，利用虛擬專用網(wǎng)技術(shù)可以解決學(xué)科信息門戶信息共享的安全問題。信息推送(push)技術(shù)通過(guò)信息機(jī)制，在用戶初次使用時(shí)設(shè)定所需的信息后，能通過(guò)推送(push)或網(wǎng)播(net-casting)的方式把網(wǎng)上相關(guān)信息送到用戶面前。這種基于push技術(shù)的Internet信息檢索技術(shù)既為用戶搜索、瀏覽網(wǎng)上的相關(guān)信息提供了快捷入口，又為學(xué)科信息門戶在廣域網(wǎng)內(nèi)的信息共享提供了技術(shù)支持。為了便于用戶從不同的角度進(jìn)行檢索，學(xué)科信息門戶在建設(shè)中可以提供多種格式的元數(shù)據(jù)，并充分利用已有的不同元數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換工具，如從MARC21轉(zhuǎn)換到DublinCore，從DublinCore到EAD,GILS,USMARC等，英國(guó)圖書館與信息網(wǎng)絡(luò)化辦公室（theUKOfficeforLibraryandInformationNetwoking，簡(jiǎn)稱UKOLN）在其網(wǎng)站中對(duì)這些轉(zhuǎn)換工具做了導(dǎo)航[19]。SOSIG采用了自動(dòng)標(biāo)引、分布式編目、鏡像等先進(jìn)技術(shù)。LII目前采用快速的、靈活的、功能強(qiáng)大的網(wǎng)頁(yè)索引系統(tǒng)（SimpleWebIndexingSystemforHumans-Enhanced，簡(jiǎn)稱SWISH-E）。GEM采用Siderean軟件公司的具有分面檢索技術(shù)的Seamark檢索引擎。學(xué)科信息門戶建設(shè)可利用已有的運(yùn)行可靠的軟件或使用較多的軟件，如由JISC和英國(guó)電子圖書館項(xiàng)目共同資助的“基于學(xué)科的服務(wù)中的資源組織與發(fā)現(xiàn)（ResourceOrganisationAndDiscoveryinSubject-basedservices，簡(jiǎn)稱ROADS）”軟件已廣泛應(yīng)用于SOSIG,OMNI,ADAM,EELS,EEVL和Biz/ed等學(xué)科信息門戶中[20]。
8提供個(gè)性化、人性化服務(wù)
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用戶需求的變化除了需求量上的增長(zhǎng)外，還表現(xiàn)為信息需求復(fù)雜程度的提高：用戶成分逐漸多樣化、復(fù)雜化，不同年齡、性別、文化程度、國(guó)別、信仰的人士有著不同的信息需求。同一個(gè)用戶在學(xué)習(xí)、娛樂、工作等不同的活動(dòng)中也有著不同的信息需求，希望有一個(gè)系統(tǒng)能直接、深入、有效地支持其檢索、處理信息和利用信息來(lái)解決問題，幫助其建立個(gè)人的數(shù)字圖書館（personaldigitalIibrary，簡(jiǎn)稱PDL）。用戶信息需求的個(gè)性化要求學(xué)科信息門戶在提供信息瀏覽與檢索等基本服務(wù)的同時(shí)，還要利用網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，跟蹤用戶需求，主動(dòng)地為用戶提供新資源通報(bào)、信息推送與定制服務(wù)。學(xué)科信息門戶還必須利用可視化等技術(shù)增強(qiáng)用戶界面的友好性，注重幫助功能的提供，體現(xiàn)對(duì)用戶的人文關(guān)懷，注意尊重與保護(hù)合法用戶的權(quán)利與個(gè)人隱私。
EELS的功能除了瀏覽與檢索外，還有方便的幫助功能和新資源通報(bào)(What''''snewinEELS)服務(wù)。LII創(chuàng)造了一個(gè)普通用戶易于使用的界面，用戶可瀏覽所有的主題，其檢索功能也非常強(qiáng)大：用戶可以在基本檢索中選擇檢索所有字段或只在資源題名、主題、描述、URL字段中檢索；選擇進(jìn)行詞根檢索或非詞根檢索；對(duì)輸出結(jié)果可以選擇只顯示題名或顯示完整記錄；高級(jí)檢索還支持布爾邏輯檢索。但由于開發(fā)的時(shí)間較早，LII忽略了用戶定制等服務(wù)。2000年始由NSF資助的美國(guó)國(guó)家科學(xué)數(shù)字圖書館（theNationalScienceDigitalLibrary，簡(jiǎn)稱NSDL）非常注意數(shù)字圖書館的交互性與個(gè)性化服務(wù)，已建成的SMETE不只是一個(gè)網(wǎng)上的信息存儲(chǔ)場(chǎng)所，還給用戶提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)的、開放式的數(shù)字化學(xué)習(xí)空間，用戶可在此進(jìn)行信息瀏覽與檢索、下載、定制個(gè)人文件夾、獲得適合其需要的資源推送服務(wù)、發(fā)表評(píng)論以及與同行交流等，真正為用戶創(chuàng)造了一個(gè)數(shù)字化的信息資源存儲(chǔ)與服務(wù)空間。CSDL已能把用戶需要的信息資源和服務(wù)有機(jī)地集成在一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)里，并開通了分布式參考咨詢系統(tǒng)，聘請(qǐng)30多位中國(guó)科學(xué)院前沿領(lǐng)域的科學(xué)家和資深的咨詢館員為知識(shí)導(dǎo)航和咨詢專家，為用戶向?qū)＜医涣髯稍兲峁┝似脚_(tái)[21]。這些都是新型的學(xué)科信息門戶應(yīng)該具備的。
以上的優(yōu)化對(duì)策是就單個(gè)學(xué)科信息門戶而言的，從總體上看，學(xué)科信息門戶發(fā)展不平衡的局面有待改變。這種不平衡表現(xiàn)在地域分布、學(xué)科分布與語(yǔ)種分布等方面。醫(yī)學(xué)與健康科學(xué)、工程學(xué)、教育學(xué)等學(xué)科的信息門戶很多，而音樂等學(xué)科的信息門戶很少。有影響的學(xué)科信息門戶主要分布在美國(guó)與歐洲，澳大利亞的學(xué)科信息門戶近幾年也發(fā)展較快，其國(guó)家圖書館已經(jīng)建立了農(nóng)業(yè)、教育、人文科學(xué)、法律和舞蹈等學(xué)科的信息門戶，在建的還有“澳大利亞音樂”(MusicAustralia)。英國(guó)StAndrews大學(xué)圖書館和Heriot-Watt大學(xué)圖書館分別整理了一個(gè)收錄50多個(gè)學(xué)科信息門戶的列表[22-23]，其中沒有一個(gè)是我國(guó)的，這一點(diǎn)值得我們深思。我國(guó)的學(xué)科信息門戶可通過(guò)推出英文版、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如DC,Z39.50,OAI等）和參與國(guó)際學(xué)科信息門戶建設(shè)的合作項(xiàng)目來(lái)加速其國(guó)際化進(jìn)程。
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16TheIMeshToolkit.[2004-11-23]./toolkit/
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18AustralianSubjectGatewaysForumStandards.[2004-11-23].
一、和諧師生關(guān)系，催化高效課堂師生關(guān)系
作為學(xué)校中最基本的人際關(guān)系，對(duì)提高教育教學(xué)的效益是十分有益的。師生之間融洽的氛圍不僅能有效激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，也有利于教師對(duì)教學(xué)活動(dòng)的開展。因此在初中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，全面把握課改師生關(guān)系的內(nèi)涵，做到以學(xué)生為中心，想方設(shè)法地增強(qiáng)和保持學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而最終共同營(yíng)造一種愉悅的、興奮的、共享的教育情境，邁出打造高效課堂的第一步。在課堂教學(xué)中，教師要善于捕捉學(xué)生的一言一行，學(xué)生不經(jīng)意間流露的一個(gè)細(xì)小的動(dòng)作、一個(gè)細(xì)微的眼神，很有可能都是學(xué)生對(duì)自己學(xué)習(xí)狀況的一個(gè)真實(shí)反映。在課后多進(jìn)行師生交流，把在課堂上觀察到的信息以個(gè)別談心、課外活動(dòng)或集體交流等方式與學(xué)生進(jìn)行坦誠(chéng)對(duì)話，以平等對(duì)話拉近師生距離。正所謂 ：“親其師，信其道”，學(xué)生自然而然就會(huì)對(duì)化學(xué)這門學(xué)科產(chǎn)生興趣，通過(guò)教師對(duì)學(xué)生的深刻了解與情感交流，潛移默化地使學(xué)生發(fā)生了情感上的改變。在素質(zhì)教育的今天，教師的身份已經(jīng)不僅僅是知識(shí)的講授者和解惑者，更是轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生在探求新知識(shí)道路中的合作者和指導(dǎo)者。在教學(xué)中必須注意發(fā)揮情感因素的作用，有了良好的感情上的溝通，才能讓學(xué)生在張弛有度的課堂教學(xué)節(jié)奏中不但學(xué)到化學(xué)知識(shí)，更能在和諧的氛圍中得到最大的心理滿足，更能增強(qiáng)和保持學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，又何嘗不能實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效益的最優(yōu)化呢？
二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高教學(xué)效率
實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行化學(xué)探究的主要手段之一。實(shí)驗(yàn)可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，在實(shí)驗(yàn)探究中掌握化學(xué)概念，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。因此，教師應(yīng)重視對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，并積極探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)一步優(yōu)化策略，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究欲望，并借助實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。例如 ：在學(xué)習(xí)“氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)”時(shí)，可以增加“噴泉”趣味實(shí)驗(yàn)，在講“燃燒”時(shí)，增加“燒不壞的手帕”“魔棒點(diǎn)燈”實(shí)驗(yàn) ；在講指示劑與酸堿的反應(yīng)時(shí)，增加“無(wú)中生有”等實(shí)驗(yàn)，富有“魔力”的趣味實(shí)驗(yàn)可以牢牢抓住學(xué)生的眼球。再比如在講“二氧化碳的制取”的內(nèi)容時(shí)，教師可以采用探究類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，首先給學(xué)生提供各種器材如下 ：錐形瓶、廣口瓶、燒瓶、試管、單孔塞、雙孔塞、分液漏斗、長(zhǎng)頸漏斗、注射器、導(dǎo)氣管。以及生活用品如：飲料瓶、吸管等。然后讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)、自選器材進(jìn)行組裝后分組試驗(yàn)，在最后的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，也可以是小組間進(jìn)行評(píng)價(jià)，說(shuō)出各自裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，并自選一套進(jìn)行實(shí)驗(yàn)制取。這樣的探究實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生知道進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的裝置并不是唯一不變的，只要敢于實(shí)踐，敢于創(chuàng)新，就會(huì)產(chǎn)生更新、更好、更有效的裝置，從一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的多元思維和創(chuàng)新思維?？梢?，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的重要內(nèi)容和方法，很多化學(xué)概念都需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)引入或驗(yàn)證。教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的重要性，以引導(dǎo)學(xué)生掌握必要的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。
三、巧設(shè)教學(xué)情境，強(qiáng)化課堂教學(xué)
化學(xué)的世界有著與生俱來(lái)的魅力，只要我們細(xì)心留意，生活中的很多資料都可以被巧妙地運(yùn)用到教學(xué)中來(lái)，或聯(lián)系生活實(shí)際，或追蹤社會(huì)熱點(diǎn)，或利用化學(xué)故事，都能創(chuàng)設(shè)趣味、時(shí)尚、生動(dòng)的情境，化枯燥為生動(dòng)，讓學(xué)生真實(shí)地感受到化學(xué)世界的生動(dòng)活潑和精彩紛呈，大大提高了學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的參與度，在富有趣味、新奇的氛圍中可以讓學(xué)生真切地感受到化學(xué)世界的奇妙，以及化學(xué)“服務(wù)于生活”的重要性和實(shí)用性，這些有利的積極的心理因素正是實(shí)現(xiàn)高效課堂的必要因素。例如 ：在學(xué)習(xí)“一氧化碳的性質(zhì)”時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生回憶生活中燒開水時(shí)，不小心將少量水潑灑到煤爐火焰上，爐火不但不減退，反而躥出一股火焰且燃燒更旺 ；冬天關(guān)閉門窗用爐火取暖，空氣流通不暢，容易引起煤氣中毒等等。這樣的生活經(jīng)驗(yàn)絕大部分學(xué)生都有，最容易啟發(fā)學(xué)生形成表象，積極思考，達(dá)到憤悱狀態(tài)，從而產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)效果。再如：在《燃燒和滅火》的教學(xué)中引入英國(guó)戰(zhàn)艦“歐羅巴”號(hào)失火事件并提出問題 ：誰(shuí)是縱火犯？繼而讓學(xué)生進(jìn)行猜想、分析、討論，教師及時(shí)評(píng)價(jià)，在互動(dòng)的氛圍中把課堂教學(xué)推向，這樣的過(guò)程不僅有利于學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的理解，更是突出了新課程要求的“過(guò)程與方法”的教育，在完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的高效。生活中處處有著化學(xué)現(xiàn)象，無(wú)論是居民日常生活中，還是新能源開發(fā)，無(wú)論是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展進(jìn)程的需要，還是環(huán)境保護(hù)等社會(huì)公益事業(yè)，化學(xué)都與我們的生活緊密相連。只要我們教師能用心，生活中的很多資料都可以作為教師設(shè)計(jì)教學(xué)情境的豐富素材。
