中学化学教育现状和改革课件.ppt

中学化学教育现状和改革 南京师范大学化学与环境科学学院周志华 主要内容 一 国内外基础教育改革动向和化学学科发展概况二 化学实验在化学学科发展中的重要性三 新世纪面临的挑战四 对实现新课程的看法 一 国内外基础教育改革动向和化学学科发展概况 会议背景会议目的日本课程改革的特点新加坡理科教育的现状 1 国外 亚洲国家面向21世纪理科教育国际专题研讨会 世界科学大会于1999年6 26 7 1在匈牙利布达佩斯召开 参加会议的有155个国家 1800名与会者 主要来自于各国政府的科学部 国家或地区的国际非政府组织及政府组织 如who 世界健康组织 fao 食物和农业组织 oecd 经济合作和发展组织 等 会议上一致同意的著名的三条基本科学政策是 科学为了知识和进步 科学为了和平 科学为了发展 21世纪理科教育发展的两大特点是 第一 大量科学成就 新发现 新技术的出现 科学技术以极快的速度发展着 带给人类无穷恩惠和前所未有的发展机遇 这导致大量信息和新的科学技术的产生 可以作为理科教育的课程 第二 民主化教育运动民主化教育运动将使更多的学生进入教室 不同类型学生的存在意味着他们有不同的学习方式 作为教师 为了满足各类学生的需要 必须了解学生是如何学习的 采用合适的教学策略和不同的教学方式 使之符合学生的学习风格 这通常被称之为积极的 主动的 模式 1990年联合国教科文组织已经发表了推进到新世纪的计划 称之为2000年规划 具体如下 1对所有学生进行理科教育 不管他们是否在高一级学校学习理科课程 2教师环境 包括教学策略 3教师教育 包括教师训练者的教育 4对学生的理科课程目标以及该目标与各科目标之间匹配的可行性论证5教师的专业提高6在提高公众对科学的理解及兴趣中 非正式的科学教育的任务 这次亚洲国家面向21世纪理科教育国际专题研讨会就是在上述背景下 由联合国教科文组织和日本爱知教育大学组织的 参加国家有中国 日本 韩国 泰国 新加坡 缅甸 菲律宾 印度尼西亚八个 每个国家2名代表 日本许多来自于大学 研究机构的著名科学研究工作者也参加了会议 与会者有80人左右 这次专题研讨会的主要目标是 1 了解每个亚洲国家在小学 中学阶段理科教育的目标 使它们为其他国家提供参考作用 2 了解每个亚洲国家理科课程的教育体系 方法 以及对理科教师的岗前和岗后教育 供相互参考 3 了解理科教育中的新问题 如 科学起的正作用和负作用 4 为了增进参加会议成员以及与会国之间的友谊 从2002年开始完全实施每周5天的学习体系 进一步改善课程与生活 社会 国际社会的联系和结合 学习内容减少30 培养学生的好奇心和探索心 重视自然体验与日常生活之间联系的学习 重视自然环境与人类社会之间的关联 重视观察 实验 解决问题和综合能力的培养 幼儿园 小学理科课程改革的要点 1 增加解决问题能力方面的内容 2 增加科学实践能力 3 学习内容的选择性 培养科学素养的策略 1 提高好奇心和研究自然现象的正确态度 如人类在自然界的活动 培养合作 协作 精神 2 培养解决问题的能力 增强研究能力及提高效果的方法 3 选择与日常生活相关的课题 综合各段知识 强调环境教育 中学地理课 新加坡地处东南亚中心的战略位置 生活水平位于亚洲第二 为了能够在21世纪知识经济到来时继续维持经济竞争力和经济增长 确保社会凝聚力 培养国民的民族意识 教育和培训都将面临重大挑战 新加坡教育部部长高度肯定了教育在国家发展中的极其重大的作用 教育能使新加坡成为一个具有思想性的国家 使她的国民能够为新加坡的继续发展和繁荣作出贡献 第一部分新加坡科学教育纵览 新加坡教育体系 新加坡教育体系主要特色为 1 实施双语教学 英语和母语 2 迎合学生学习速度和能力的差异 实施分流教学 小学教育 在1 4年级的基础阶段 核心课程为英语 母语和数学 其他非考试课程包括音乐 艺术 手工艺 公民课 道德教育 健康教育 科学 从3年级开设 等 进入5 6年级的定向阶段 学生则按照以上3门核心课程的成绩被分到不同的班级接受不同课程重点和要求的分流教学 以适合其能力和倾向性的发展步骤 中学教育 根据小学毕业考试成绩 学生进一步分流 分别进入普通学术 技术课程 特殊 速成课程的学习 特殊 速成课程为期4年 适合于成绩较好的学生 两者课程相似 所设8门科目中包含语言 科学学科 数学学科 人文学科各两门 这种组合为学生提供了一个均衡全面的教育 普通学术课程为期4年 其教学进度较慢 通常包含5 7门科目 普通技术课程为期4 5年 适合于成绩稍差 准备接受进一步技术培训的学生 设置了科学 技术和计算机应用等核心课程 中学后教育 中学毕业后 大多数学生将进入以下学院接受进一步的教育和培训 初级学院 集中学院 综合技术学校和技术教育学院 多种工艺学校和技术教育学院分别提供技术培训和职业技术培训 而成绩优秀的学生则会选择2 3年的初级学院 集中学院的课程 教育新动态 过去几年中 新加坡教育部 ministryofeducation 简称moe 为保证教育能满足知识经济的要求和挑战 提出了几项重要的新举措 包括技术改进计划 思维计划 国情教育计划 1997年颁布的技术改进计划 是要在5年内花费20亿新元为学校教学和管理工作提供一个技术密集的环境 据这项预算 约350所学校在2002年将达到下列目标 每2个学生1台电脑 30 的课时用于基础技术的教学 在思维计划中 moe强调学校对批判和创新意识的培养 要帮助学生 1 获得思维技巧 2 让其在具体情境中得以运用 3 养成思维的良好习惯 国情教育计划旨在提高民族凝聚力和国民对未来的信心 该计划要求理科教师在科学教育中渗透国情教育的内容 使学生具有新加坡人共同的价值观和生活信念 当面临严峻问题时能更紧密地团结起来 为建立价值观 探索技能和学科知识间的平衡 moe着手修订全国课程 从2001年起实施 这次修订保证了课程的适宜性 还削减了20 30 课程内容 以便思维训练和国情教育的渗透以及技术的应用 单纯的掌握知识在知识经济条件下已不再具有竞争优势 因而课程重点由知识的获得转为运用知识的能力 并促使教学方法向更加以学生为中心的方向转变 教育新举措在学校体系中引起一系列重大变化 大学录取工作将由目前单凭全国统考成绩向全面衡量一个人在大学中的发展潜力转变 新的录取标准将于2003年启用 它将在全国统考成绩的基础上增加实验成绩 这一变化将促进科学教育对实验的重视 新加坡科学教育存在的问题 科学是一项 动手 的过程 科学教育应该使学生参与系统学习并向研究转变的过程 总的来说 新加坡科学教育体系较好地为学生打下了科学基础 但近年来 学业成就 竞争和优秀学生的学业成绩主要由全国性考试来衡量 这种对学业成绩的高度重视对新加坡科学教育影响很大 这种应试学习的强调给科学教育带来了如下问题 1 倾向于学习表面性的知识2 错误的科学学习态度3 实际课程与计划课程相矛盾4 教师继续提高科学素养的需要另外 还有一个教师缺乏广泛扎实科学知识基础的问题 第二部分新加坡科学课程简介 科学课程从小学3年级开始设置 科学课程由生物 化学 物理中任两门组成 要求较低 而综合理科课程则在基础程度上覆盖三门 科学课程在同一阶段不同分流课程中的区别在于课程的深度和广度 学生可以根据自己的情况进行选择 科学课程从核心课题入门 接着逐渐扩展至分科课题 小三至初二的普及科学教育是要为学生继续学习生物 化学 物理分科课程打下必要基础 随着教育程度的提高 这些课题将在更深的层次上再现 科学教育的教学方法 在教育改革的促进下 新加坡的学校科学教育正在向以下几个方面转变 1 从以教师指导为中心 以应试为基础向以学生为中心 以探究为基础的教学方式转变2 从个别化学习向达到协作学习和独立学习的平衡转变3 从主要以课本为基础的学习经验向更可信的 学习经验中的参与形式转变 随着技术教育的渗透 理科教师开始愿意尝试扩展教学策略 更多地运用动手实验 协作学习和小科研 评价 目前 科学教育的考核体系倾向于重在书面考试成绩 在小学及初中阶段 实验在评价中只占很小一部分 而在高中和大学预科中 实验占总成绩的10 20 也并不能完全满意地评价学生的操作和科学探索能力 所以 新加坡moe正致力于设置一个能更好真实反映学习成果 同时花费不太大 易于实施的考核体系 2 国内 我国基础教育改革动向 我国基础教育课程改革于1999年正式启动 为贯彻 中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定 和 国务院关于基础教育改革与发展的决定 教育部决定 大力推进基础教育课程改革 调整和改革基础教育的课程体系 结构 内容 构建符合素质教育要求的新的基础教育课程体系 新的课程体系涵盖幼儿教育 义务教育和普通高中教育 基础教育课程改革的具体目标 改变课程过于注重知识传授的倾向 强调形成积极主动的学习态度 使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程 改变课程结构过于强调学科本位 科目过多和缺乏整合的现状 设置综合课程 体现课程结构的均衡性 综合性和选择性 改变课程内容 难 繁 偏 旧 和过于注重书本知识的现状 加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系 关注学生的学习兴趣和经验 改变课程实施过于强调接受学习 死记硬背 机械训练的现状 倡导学生主动参与 乐于探究 勤于动手 培养学生搜集和处理信息等能力 高中化学课程改革的重点 使课程结构具有更强的选择性使课程内容具有更强的时代性使课程实施具有更强的灵活性使课程评价具有更强的发展性 国家课程标准应体现国家对不同阶段的学生在知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观等方面的基本要求 规定各门课程的性质 目标 内容框架 提出教学和评价建议 现行化学教材 化学1 化学2 必修模块 选修模块 认识化学科学化学实验基础常见无机物及其应用 物质结构基础化学反应与能量化学与可持续发展 3 化学学科发展需要教育改革 1 新分子和新材料的飞速增长 如在现代无机合成中 愈来愈广泛的应用极端条件下的合成方法和技术实现通常条件下无法进行的合成 可能获得一般条件下无法得到的新化合物 新物相 开拓出新的合成路线与方法 2 极端条件下合成反应规律与合成技术的研究取得了很大进展 超高压 超高温 超高真空 超低温 强磁场 强电场 强激光 例1 高压作为一种典型的极端物理条件 能够有效改变物质的原子间距离和原子壳层的状态 如在1673k 5 5gpa 即5 5万个大气压 下 由石墨金刚石在1173 1723k 3 5 5 5gpa合成出掺杂的 可以发射可见荧光的宝石级翡翠宝石naalsi2o6 eu3 红 dy3 黄 ce3 紫 用高压方法合成出无限层n型稀土含铜氧化物单相高温超导体sr0 86nd0 14cuo2 高温等离子体下的合成 cvd法 例2微波有机合成diels alder反应 常规条件下达到87 的产率需反应72小时微波条件反应10分钟 3 分离技术 检测手段发展很快 t射线 4 随着新的实验事实的不断发展 一些概念也在变化拓展着 例如 氢的新键型 共价键 离子键 金属键 氢键 氢分子配键 缺电子多中心桥键 h 配键 c h m桥键 氢键 x h y质子给体o h n h质子受体 带有孤对电子的o n等 x y可以是f o n cl或c等电负性高的原子 x h 氢键芳香氢键多肽结构生物体内部 x h m氢键 x h h y二氢键 x h 氢键芳香氢键多肽结构生物体内部 x h m氢键 x h h y二氢键 氢键与中学化学竞赛试题 特别关注 2003年中国化学会化学初赛 省级赛区 考查了三道有关氢键的试题 第2题 50年前 watson和crick因发现dna双螺旋而获得诺贝尔化学奖 dna的中文化学名称是 脱氧核糖核酸 dna是由如下三种基本组分构成的 脱氧核糖 基 磷酸 基 和碱基 dna中的遗传基因是以碱基的排列顺序存储的 dna双链之间的主要作用力是氢键 给出dna双螺旋结构在现代科技中应用的一个实例 基因重组或基因工程 转基因作物 人类全基因图谱 dna结构 蛋白质的螺旋状结构 气体水合物结构 中学化学试题和竞赛试题多有涉及 8ch4 46h2o的结构 a 1180pm z 1晶胞体积 v 1180pm 3 1 64 10 27m3 晶胞中ch4 1m3甲烷水合物晶体中含ch4质量 它相当于标准状态下182m3的天然气 甲烷水合物晶体又称为可燃冰 8ch4 46h2o的结构 03年南师大化学夏令营选拔赛题 现代科技发展的两种形式 突破 深化 和融合 宏观 微观宏观反应动力学 微观动力学突破静态 动态平衡态 非平衡态个别 相互联系 渗透c60碳纳米管表面技术 表面催化 溶液反应融合 多学科渗透 融合来解决各种问题 例如 解决环境问题 人文社会科学生物学地理学环境科学大气科学生命科学化学化学生物学物理学 4 人文社会科学问题研究的复杂性 一个多变量的复杂体系 有时常会听到这样一种讲法 只要采用科学方法去处理 我们能解决所有问题 事实上并不存在单一的科学方法 因为这取决于我们研究的对象和控制变量的能力 不同学科其变量的多少差异很大 最简单的是数学 其次是物理 例如为了研究气体的体积如何随压力变化 在实验室内 我们可以控制温度 物质的量和种类不变 这样可以获得pv nrt的关系 这是对自然界的一种模拟 固定其他量如v 气体的量和种类n 则可得到p与t的关系 化学是从分子层次上研究物质的组成 结构与性能关系的学科 研究的体系不仅受温度 压力 催化剂 光 电场 磁场 重力场的影响 还与分子内部结构 分子间的相互作用 分子的堆积方式 分子平动 振动 转动状态等等因素有关 比物理学科的变量多 在地球科学 生命科学中 变量则更多 人们对现象的解释和预测能力受到更大的限制 尽管如此 在实验室内还是能通过控制若干变量逐步逼近来模拟自然界的状况进行探索 研究 对人文社会科学 变量更多 有些变量我们是无法控制的 如一个经济学家希望判断增加利率对失业率将会产生什么样的影响 他将会发现这是相当困难的 因为政府的消费水准 事业发展速度 军方的需求 进入市场的高中 大学毕业生人数 国际环境等等有许多是难以控制的 所以在社会实验中不能像自然科学那样在实验室的实验中较自由的控制变量 作为建立在学科和教育学 心理学基础上的学科教学论 其发展状况也是不同的 在国际上数学 物理学科教学论比化学学科教学论研究得更为深入 这一方面可能与学科性质有关 另一方面也可能与化学学科教学论投入的研究力量不足或没有找到更适合化学学科教学论的新的研究方法有密切关系 5 化学课程与教学论发展的机遇 社会进入知识经济时代 基础教育改革正在进一步深化 新的课程标准的颁发 提供了一个更大的研究空间 其中包括教育观念的更新 教育策略的探讨 教育资源的开发 教育手段的更新等等 研究性学习已在许多地方展开 如何提高中学生的科学素养 对师范类的人文社科学生又怎样提高他们的科学素养 也成为大家关心的问题 中国进入了wto 全球经济一体化了 又如何提高学生应用外语的能力 大城市双语教育的开展已成为人们关注的热点 上述诸多研究领域为我们提供了一个很好的机遇 与自然科学相比 我们研究的对象是人 是一个个有着思维能力 受着自身身体结构和来自不同家庭 学校 社会影响的活生生的具有不同个性的人 而评价体系中评价指标的设计直接与设计人或实践者的价值观有密切关系 所以我们从局部地区 小的样本获得的对教育现象的认识及其规律的探讨有很大的局限性 只有扩大样本 坚持多年的教育实践 探索才能获得较为客观的对规律的认识 最典型的例子是vosts测量法 加拿大科学家 教育家aikenhead和ryan等人根据5步 确定一个有关sts的论题 确定论题并归纳选项 根据反馈意见进行修改完善 通过口语报告再一次进行修订 大样本测试 花了6年时间 被试学生约5000多人 经多次修订才成现在这样的114条vosts观念测试 可用于sts观念测试 化学课程与教学论主要研究的是化学学科教与学的规律 如果没有较宽较扎实的学科知识和化学学科的思维方法 要获得对教与学规律的深刻认识和对创新能力的培养是会受到限制的 加强学科 心理学以及脑科学知识的学习 心理学 生理心理学 脑科学发展很快 作为21世纪的未解之谜之一的 人脑之谜 随着现代化手段的发展 人类对大脑的研究正在逐步深入 所取得的阶段性成就应该可以被用来指导我们的教育研究 大脑皮层的运动投射区域图 petscananddisorders petscanandvisualstimulation celebralbloodflowduringspeech a duringspeech b 加强学生执着精神的培养 二 化学实验在化学学科发展中的重要性 科学本质化学实验的重要性蜡烛燃烧的实验 一则适合不同层次学生的探究实验抗癌药物的发现 科学思维方法的探索新世纪面临的科技挑战 科学本质 8个国家的科学教育标准对科学本质作了如下一致性的阐述 科学知识是可信的 同时又是试探性的 科学知识非常 不是完全 依赖于观察 实验证据 理性的辩论和质疑 不存在一种做科学的惟一方法 科学试图解释自然现象 定律和理论在科学中具有不同的角色 所有有文化背景的人都对科学有贡献 应清楚地 开放地报告新知识 科学家需要精确的纪录保存 同事评议 科学结果有可重复性 观察建立在理论的基础上 科学家是创造性的人 科学的历史既是进化的 又具有革命性 科学是社会和文化传统的一部分 科学和技术相互作用 科学观点受社会和历史背景影响 mccomas 1998 实验重要性实例 门捷列夫化学元素周期律的提出门捷列夫提出的化学元素周期律是经过科学实践的验证和补充 才逐渐为人类所接受 成为无机化学和分析化学发展的重要基础的 质量作用定律 前面4个实验数据是由h2与i2反应制备hi 达到平衡后测定混合物中各组分的分压而获得的 后2个实验数据是由hi作为反应物进入反应器 h2和i2作为产物而得到的 这六次实验的重要之点是 反应组分的平衡分压通过一个简单的数值比联系在一起 即 phi255 17ph2pi2它们的比值相同 这六个实验数据的微小差异都在实验误差范围内 人们继续做了几百个其他实验 发现所有平衡反应都满足类似于h2与i2反应的关系式 即 aa bbcc dd c c d d如用浓度表示 则有 k a a b b 蜡烛燃烧实验的探究 一 小学生对蜡烛燃烧的探究 对蜡烛燃烧条件的探究 1 空气对流 二 中学生对蜡烛燃烧的探究 1 对蜡烛燃烧条件的探究 氧气支持 2 对蜡烛燃烧过程的探究 方法一 方法二 将燃烧旺盛的蜡烛火焰突然吹灭 可以观察到有大量白烟冒出 立即点燃冒出的白烟 蜡烛复燃 3 对蜡烛火焰温度的探究 4 对蜡烛燃烧机理的探究 蜡烛火焰中有哪些物质 火焰具有导电性 火焰中存在着大量的带有正电荷的离子 其中最多的是氢离子 蜡烛不完全燃烧产生灯烟 将一片玻璃放在蜡烛火焰上方 收集碳黑 理论上说碳黑中含有各种含碳有机分子碎片 想想该如何通过实验来探究得到 5 对影响蜡烛火焰形状的其他因素的理论分析 1 磁场对蜡烛火焰形状的影响 2 电场对蜡烛火焰形状的影响 3 重力场对蜡烛火焰形状的影响 失重条件下蜡烛火焰的形状 抗癌药物 顺铂的发现和应用 在科学研究过程中往往会有 serendipity serendipity 的定义是 一种假设的能意外找到有价值东西的天赋才能 rosenberg博士发现顺铂这种化合物的用途的故事就是一个很好的例子 也说明了科学研究中 意外或偶然 的重要性 rosenberg博士最初的兴趣是天文学 然后是化学 再后来是物理化学 最后他的兴趣转移到物理上 成为一名物理学家 barnetrosenberg 他读博士时的导师是爱因斯坦的学生 物理系的harmutkallman教授 他是一位理论和实验结合的物理学家 当时他的博士论文课题是关于固体中的光电现象 为此他注意到光与生物材料相互作用的可能性 1961年他从纽约来到密之根州立大学 创建了生物物理系 就是在这儿他和他的同事们后来发现了一种能够有效治疗某些癌症的化合物 顺铂的发现和应用的科研过程 实验课题的提出 第一次实验 第一次实验结果的首次启示 顺铂的第一次动物试验 临床试验 它工作的相当漂亮 生物物理系建成以后 我们感到仅仅研究蛋白质和视网膜对于生物物理系来说还不够 生物 必须带领学生做更 生物 一些的实验 于是我设计了一个非常奇妙的实验 该实验是受到了生物教科书上的一幅图 即细胞的丝状分裂图的启发而产生的 实验课题的提出 丝状分裂的过程 细胞的丝状分裂图 这引起了我的兴趣 但我并不是唯一一个发现这个类似现象的人 但是没有人做过实验来验证 所以我想到设计一个相关的实验 这幅图对物理学家是非常熟悉的 在一个条形磁铁上放一张纸 撒些铁屑在纸上面 可以得到磁偶极场的图 它与细胞丝状分裂图非常相似 第一次实验 我们首先找到这样一种装置 细胞培养仪 当我们向细胞注入能量时能够检测到发生的变化 我们取两根铂电极并插入培养仪的腔内 然后我们想做的就是向培养仪中正在生长的细胞通交流电 想看看细胞分裂速度是否会有变化 目的 我们先以e coli 一种细菌 为研究对象 当接通电源时 我们发现了令人惊奇的事情 腔内细菌的密度几乎降到了零点 实际上这已经变成一个无菌腔 我们用显微镜观察了从腔内中的流出物 结果看到的不是正常的e coli细胞 而是很长的丝状体 是e coli细胞长度的300多倍 很明显这是发生了新的情况 左 正常的大肠杆菌细胞 右 在含有顺铂的介质中生长的大肠杆菌细胞 顺铂阻碍了细胞的分裂 但没有使细胞生长停止 长成了长长的丝状物 当关闭电场后 长长的丝状物会断裂成一段一段的细绳状 每一段又断裂成正常生长的e coli细胞 当我与该领域的专家交流的时候 都认为其中还有许多疑问需要人们去了解 寻找原因 是什么导致了这个结果 我们必须测定是否是电场本身的原因 于是我们尝试对实验做了修改 我们做了两个腔室 一个腔室中插入电极 另一个中放入细菌 将培养液输入接通电场后的第一个腔室 然后将它们通入细菌所在的第二个腔室 这样细菌就不是直接暴露在电场中了 接通电源 启动电场后的结果和前面一样 这就说明 向营养介质通电流的过程引起了某种长期的化学变化 从而对细菌生长造成了影响 首先我们要设法鉴别第一个腔室中通电后产生了什么化学物质 通过改变放进培养液中的化学物质 我们发现必须要有铵盐 有氯化物 而且是在有氧气的环境下 这是三个需要的条件 但是到底生成了什么物质呢 一种可能性是在铂电极上发生了电解作用 于是我们开始研究铂电极上的电解产物 第一次实验结果的首次启示 一种很显然的化合物可能是 nh4 2ptcl6或者是 nh4 2ptcl4 我们买了这些化学药品 然后用与腔室中相同的浓度做实验 但是它们对细菌没有任何影响 我们把这些化学药品的溶液放在桌子上 几个星期后用它们再做实验 突然发现它们对细菌有影响了 尽管影响不大 但是产生了一些丝状物 现在新的问题来了 是什么引起了含铂盐溶液的变化 通过测试 我们发现与光有关 于是我们开始研究铂的光化学性质 我们用光照射 nh4 2ptcl6或 nh4 2ptcl4溶液 然后将产物分离成几类样品 我们收集了带两个电荷以及一个电荷的物质样品等等 然后我们分别试验了这些物质 发现有活性的是中性物质 经过鉴定 我们得出结论 生成的中性物质是pt nh3 2cl2 于是我请andy合成了反式配合物 然后将它放到细菌溶液中 什么也没有发生 我们确实感到十分吃惊 最后andy说 我合成的反式配合物热稳定性更强 我们再试着合成顺式配合物 看看会发生什么 结果证明顺式配合物有作用 这种叫顺铂的化合物能够阻止细菌的细胞分裂 顺铂的第一次动物试验 做完细菌实验 我们试验顺铂对于动物体内癌细胞的影响 先研究多少剂量能杀死动物 然后我们把肿瘤移植到动物体内 用顺铂进行治疗 观察对动物以及肿瘤的生长有什么影响 实验证明 顺铂对肿瘤的生长有重要影响 我们开始猜测 顺铂在消灭正常细胞前有非常有趣的抗癌活性 能选择性的消灭癌细胞 我与国家癌症研究所联系 然后被邀请去做一个报告 我带了四小瓶化合物 顺式和反式的pt nh3 2cl4 顺式和反式的pt nh3 2cl2去用于试验 报告结束后 我把我的化合物留给他们 他们用不同的肿瘤系统来做试验 几个月后 试验结果表明 对他们的肿瘤体系有作用 临床试验 它工作的相当漂亮 1972年 国家癌症研究所在许多地方做临床试验 在roswellparkmemorialinstitute inbuffalo ny 发现顺铂对治疗睾丸癌有很高的活性 同样在伦敦的royalmarsolenhospital发现顺铂对治疗卵巢癌有活性 人们对此也产生了越来越浓的兴趣 陆续投入了更多的钱来做临床试验 在此期间 我们还试验了铂配合物以外的化学物质 可以看到 钴以及其他金属的化合物也有活性 这决不是铂化合物的独特特性 一旦把顺铂注入病人体内 就必须考虑它的毒副作用 要找到合适的剂量 因为这些化合物有明显的肾毒性 1973年大部分临床试验者都有这样的感觉 用这种药物治疗很有意思 但这种药物使用起来也非常危险 直至1974或1975年当drs cvitkovic和krakoff在sloanketteringinstitute提出了一个错误但却不失聪明的观点 他们说 铂药物含有重金属 我们知道重金属会引起肾中毒 那么可以通过向病人体内输入水这种简单的办法来稀释这些通过肾的药物 从而缓解肾中毒 他们用顺铂做这个试验 结果非常好 这样使得肾毒性几乎降到了零点 所以用药剂量已经不再是一个重要因素 另外 印地安那大学医学院larryeinhorn带来了使用顺铂的想法 通过roswellpark等人的独立证实 顺铂对治疗睾丸癌是有效的 如果将它与两种其他药物结合使用 即vinblastin 长春碱 和bleomycin 博来霉素 对治疗睾丸癌有某种活性 这也是极为出色的工作 睾丸癌的死亡率一般在80 而用顺铂治愈率达95 这是近二十年来治疗癌症方面最激动人心的进展 现在在治疗卵巢癌 膀胱癌 骨肿癌症等方面的首选药物是顺铂 挑战之一 迄今人类只认识宇宙的5 占宇宙30 的暗物质 占65 暗能量最近被发现 但对其一无所知 这对人类当代科学提出了严重挑战 三 新世纪面临的挑战 暗能量 2003 12 23的science 将暗能量的发现评为该年度最重大的科学突破 通过观测发现 宇宙正在膨胀 而且正在加速膨胀 宇宙大爆炸引起宇宙膨胀是可以理解的 但由于万有引力 宇宙的膨胀速度应愈来愈小 可是事实正好相反 于是 得出了宇宙中还有一种不为人知的能量存在 被称为暗能量 暗能量是促使宇宙加速膨胀的动力 暗能量是1998年提出的 并被一系列的观测结果所证实 特别是近年来绕地球运行的威尔金森微波各向异性探测器 wmap 及斯隆数字天文台的观测结果 这些结果不仅证实了加速膨胀的结论 而且还解决了关于宇宙年龄 膨胀速度 宇宙组成等的长期争论 天文学家现在相信宇宙年龄是137亿年 暗物质 200多年前 根据天文观察结果 并通过万有引力估计星系质量 所有星系都表现出应该具有更大的质量 于是就提出了暗物质的假设 星系的直径通常是几千到几万光年 星系之外 很少有物质 偶尔有星或气云 这些星或气云被星系的万有引力所吸引 都围绕星系旋转 旋转产生的离心力与星系与该星的万有引力相等 故有v2 gm r 这就是说 星距离星系愈远 其转速愈小 而对ngc3192星系及其他45个星系的测量结果表明 远离星系的星 其转速不是减小 且无一例外的增加 包恬我们的银河系 这些观测结果证明暗物质的存在 并且可以推算暗物质的质量 我们可以通过辐射和引力感知物质的存在 但我们只能通过引力感知暗物质的存在 根据当前人们的估计 30 的宇宙是暗物质 65 的宇宙是暗能量 通过望远镜观察到的近2000亿个星系 每个星系中又有2000亿个星球 再加上弥漫太空中的氢 氦 中微子等 而这些总加起来 仅占宇宙的5 我们原来认识的由电子 质子 中子构成的物质世界 仅占宇宙的5 还有95 的宇宙是未知的 这对人类而言 是多么大的挑战 宇宙的组成 挑战之二 人类基因组计划的完成 标志着进入揭示生命奥秘的新起点 从定量化和 整体统一 的角度去研究生命现象 挑战之三 信息量的爆炸性增长 微电子技术的发展逼近极限 最近英特公司宣告 2019年后 线度将达16纳米 由于量子效应和热耗散 无法用传统方式调控电子 将表明莫尔时代的终结 挑战之四 纳米 nano 生物 bio 信息 info 认知 cogni nbic 四大领域汇聚 将引发人类整体能力的飞跃 随着化学技术的不断发展 化学在这四大领域发挥的作用也越来越大 已经渗透到其中的方方面面 在信息技术方面 化学在计算机芯片的制备过程中起着重要作用 四 对实现新课程的看法 认识化学学科 形成化学思想对基础教育的认识本次课程改革的具体目标和任务新课程理念更新教育理念 一切为了学生的未来发展科学探究是重要的学习方式学生能力的培养尝试改革评价体系 反映客观事物本质及其规律 以实验为基础 以实验为主要研究方法 物质的结构决定物质的性质 物质是运动变化的 变化是相互联系 有条件的 化学与人类社会和谐 可持续发展 反映客观事物本质及其规律 以实验为基础 以实验为主要研究方法 化学思想 观点1 和外国学生相比 我国学生的基础扎实 因此基础教育是成功的 观点2 和外国学生相比 我国学生的基础更扎实 只是创新能力较差而已 观点3 中国的教育 赢在起点 输在终点 对基础教育的认识 当前基础教育面临的问题 问题1 所有的学生用同样的时间学习同样的内容达到同样的要求 问题2 所有的教师在全部时间内用同样的教学方法要求所有学生完成相同的化学学习任务 问题3 所有的学校用同样的方法 机械训练 追求同样的目标 将学生送进高校 本次课程改革的具体目标和任务 目标之一 改变课程过于注重知识传授的倾向 强调形成积极主动的学习态度 使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程 改变课程结构过于强调学科本位 科目过多和缺乏整合的现状 九年一贯整体设计课程门类和课时比例 设置综合课程 适应不同地区和学生发展的需求 体现课程结构的均衡性 综合性和选择性 目标之二 目标之三 改变课程内容繁 难 偏 旧和过于注重书本知识的现状 加强课程内容与学生生活以及现代社会 科技发展的联系 关注学生的学习兴趣和经验 精选终身学习必备的基础知识和技能 目标之四 改变过于强调接受学习 死记硬背 机械训练的现状 倡导学生主动参与 乐于探究 勤于动手 培养学生搜集和处理信息的能力 获取新知识的能力 分析和解决问题的能力 以及交流与合作的能力 目标之五 改变过分强调评价的甄别与选拔的功能 发挥评价促进学生发展 教师提高和改进教学实践的功能 新课程理念 目的 科学素养提升结构 基础性 选择性方法 探究性学习内容 学科融合 时代性评价 更新观念 学生发展 基本理念一 为学生的发展打基础 高中化学课程为提高学生的科学素养打基础 为学生的未来发展打基础 使学生具备适应现代生活和未来发展所必需的化学知识 技能 方法 态度和价值观 进一步提升所有学生的共同基础 为每一位学生的发展奠定不同基础 基本理念二 化学科学的应用性 高中化学课程从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发揭示化学与人类生活的密切关系关注人类面临的与化学相关的社会问题培养学生的社会责任感和参与决策的能力 化学知识观 化学来源于生活 化学服务于生活 化学创造未来的生活 基本理念三 转变学生的学习方式 高中化学课程 通过以化学实验为主的多种探究活动 使学生体验科学研究的过程 激发学习化学的兴趣 强化科学探究意识 促进学习方式的转变 在实践中培养学生的创新精神和实践能力 基本理念四 科学精神与人文素养 高中化学课程 在人类文化背景下建构化学课程 揭示化学课程更深刻的人文内涵 发挥化学课程对发展学生人文素养的重要作用 一个民族 如果没有现代科学 没有先进技术 一打就垮 如果没有优秀文化传统 没有民族人文精神 就不打自垮 杨叔子 化学新课程的特点 化学新课程强调基础性化学新课程体现时代性化学新课程关注选择