第一篇:選修5第一章第四節(jié)教學建議
選修5 第一章 認識有機化合物
第四節(jié) 研究有機化合物的一般步驟和方法 教學建議
廣東實驗中學 劉芙蓉
一、考試大綱要求:
1、能根據(jù)有機化合物的元素含量、相對分子質(zhì)量確定有機化合物的分子式。
2、了解確定有機化合物結構的化學方法和某些物理方法。
二、教材分析
三、教學目標 1.知識與技能:
(1)初步了解研究有機化合物的一般步驟;初步學會分離、提純有機物的常規(guī)方法(蒸餾法與重結晶法)
(2)知道如何確定有機物的元素組成,學會運用最簡式法和直接法確定有機物分子式,并評價方法的特點。
(3)知道現(xiàn)代物理方法在測定有機物的元素組成、相對分子質(zhì)量和分子結構中的重要作用。2.過程與方法:
(1)通過研究有機化合物的一般步驟和方法的學習,進一步掌握學習物質(zhì)及其化學性質(zhì)的一般方法,提高自主學習能力。
(2)通過實驗1-1,讓學生掌握蒸餾的原理、裝置、實驗操作和適用分離的對象,培養(yǎng)學生的實驗意識、操作技能。
(3)通過實驗1-2,讓學生掌握重結晶的原理、操作步驟和適用分離對象,培養(yǎng)學生的實驗意識、操作技能。
(4)通過對李比希元素分析法的介紹,讓學生掌握如何確定有機化合物實驗式(最簡式)。(5)通過對質(zhì)譜法的介紹,讓學生學會如何確定有機物的分子量。
(6)通過對紅外光譜和核磁共振氫譜的介紹,讓學生學會如何初步確定有機物的結構。3.情感態(tài)度與價值觀:
(1)從科學家探索組成的過程,體驗科學探究的艱辛和喜悅,養(yǎng)成良好的科學態(tài)度和形成正確的價值觀。
(2)感受現(xiàn)代物理學及計算機技術對有機化學發(fā)展的推動作用,體驗嚴謹、求實的有機化合物研究過程。
(3)體會邏輯嚴謹?shù)乃季S美、解題的格式美。
四、教學重難點: 教學重點:
① 蒸餾、重結晶等分離提純有機物的實驗操作。② 通過具體實例了解某些物理方法如何確定有機化合物的相對分子質(zhì)量和分子結構。③ 確定有機化合物實驗式、相對分子質(zhì)量、分子式的有關計算
教學難點:確定有機物相對分子質(zhì)量和鑒定有機物分子結構的物理方法的介紹
五、教學過程 建議課時:4課時
第1課時:有機物分離提純方法的介紹(蒸餾、重結晶、萃?。┑?課時:學生實驗:蒸餾和重結晶操作 第3課時:李比希元素分析法與計算
第4課時:相對分子質(zhì)量的測定和結構的確定
本節(jié)教材為課程標準新增的章節(jié),內(nèi)容全新。教師要注意領會教材的編寫思路和邏輯。首先介紹人們研究有機化合物的一般步驟和方法,使學習者有個總體的認識;然后再分步按順序介紹具體的研究內(nèi)容和研究方法;從介紹元素分析開始以未知物A(乙醇)為例介紹運用化學和物理方法確定有機物結構的一般步驟:有機物最簡式→相對分子質(zhì)量→官能團→分子結構。整體邏輯結構如下圖:
1、充分利用化學史,從中體驗科學方法與學科思想。
教學時可以適當引入有機化學發(fā)展簡史(山東與江蘇的版本都有這方面的內(nèi)容)來展現(xiàn)人類認識、使用和合成有機物的過程,引出研究有機化合物的一般步驟,并為后面介紹用物理方法鑒定分子的結構作鋪墊。
2、充分做好教師演示實驗、學生實驗、探究實驗,分析實驗要點,養(yǎng)成嚴謹求實的實驗態(tài)度,學會基本實驗操作方法。學生進行分組實驗,進行蒸餾、重結晶實驗。將粉筆層析可隨堂進行,增強興趣。
分離、提純的實驗在操作前要做好實驗前的準備工作,必須培養(yǎng)學生做實驗預習的習慣(填寫實驗報告),明確實驗目的、原理和操作關鍵等。教學時,教師應介紹分離和提純的區(qū)別,并在實驗關鍵操作上提出思考題(如重結晶中為什么要趁熱過濾,如何趁熱過濾等),引導學生帶著問題實驗、觀察和思考,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,組織學生進行討論和原因分析。課后還可以把分離和提純的幾個操作:過濾、萃取、分液、蒸餾和重結晶進行比較,區(qū)別這些操作的原理、適用范圍、注意事項等。
3、利用網(wǎng)絡資料、圖片、視頻資料使學生對現(xiàn)代實驗技術儀器有所了解
對于質(zhì)譜、紅外光譜和核磁共振氫譜等物理分析方法的教學,只需要學生了解,不要深究其原理。在教學中可充分利用教材的圖文對學生進行閱讀訓練,教會學生如何讀圖、提取所需信息,明確每種圖譜能解決什么問題。也可以事先由學生收集有關這些物理分析方法的電子資料(圖片或視頻錄像等),在課堂上利用多媒體進行簡單的介紹。其中核磁共振氫譜在后續(xù)“烴的含氧衍生物”一章中多次出現(xiàn),也是學生解題時判斷同分異構體、確定有機物結構的一個重要依據(jù),教學時可以多舉兩個例子讓學生在理解的基礎上加以應用。
4、講解依據(jù)元素組成確定分子式的方法,要求計算思路清楚、書寫規(guī)范
對于燃燒法確定元素的實驗式的計算,建議增加一課時專門講有機物相對分子質(zhì)量和分子式的計算,彌補新教材對計算的削弱,加強訓練以減少學生對計算題的畏懼心理。
5、加強小組合作學習,充分討論
對于老師演示實驗或?qū)W生實驗,建議組織小組討論,對于實驗要點、注意事項充分討論,得出結論。對于現(xiàn)代技術,建議學生課下上網(wǎng)查資料,有所了解交流。組織學生閱讀教材,交流討論,增強學生學習的主動性。
第一、二課時:
[引入]世界上每天都在合成很多新的有機物,科學家是如何研究這些新合成的有機物呢?我們也可能是未來的科學家。你們不想知道嗎?引入這一節(jié)的教學內(nèi)容:研究有機物的一般步驟和方法。
[板書]第四節(jié) 研究有機化合物的一般步驟和方法
[講解]從天然資源中提取有機物成分,首先得到的是含有有機物的粗品。在工廠生產(chǎn)、實驗室合成的有機化合物也不可能直接得到純凈物,得到的往往是混有未參加反應的原料,或反應副產(chǎn)物等的粗品。因此,必須經(jīng)過分離、提純才能得到純品。如果要鑒定和研究未知有機物的結構與性質(zhì),必須得到更純凈的有機物。下面是研究有機化合物一般要經(jīng)過的幾個基本步驟:書P17 圖片
[講解]首先我們結合高一所學的知識了學習第一步——分離和提純。[思考與交流]分離、提純物質(zhì)的總的原則是什么? 1.不引入新雜質(zhì);2.不減少提純物質(zhì)的量;3.效果相同的情況下可用物理方法的不用化學方法;4.可用低反應條件的不用高反應條件
一、分離、提純
[提問]提純混有雜質(zhì)的有機物的方法很多,請同學們回憶一下我們已經(jīng)學過的物理方法,能否用在有機物的分離提純。
1、蒸餾
[學生活動]
1、蒸餾的分離物質(zhì)的原理
2、搭建蒸餾裝置,并說明儀器名稱
3、說明操作步驟
4、小結蒸餾操作的注意事項:
(1)注意儀器組裝的順序:“先下后上,由左至右”;(2)不得直接加熱蒸餾燒瓶,需墊石棉網(wǎng);
(3)蒸餾燒瓶盛裝的液體,最多不超過容積的1/3;不得將全部溶液蒸干;(4)需使用沸石(防止暴沸);
(5)冷凝水水流方向應與蒸汽流方向相反(逆流:下進上出);
(6)溫度計水銀球位置應與蒸餾燒瓶支管口齊平,以測量餾出蒸氣的溫度;
[演示實驗1-1] 含有雜質(zhì)的工業(yè)乙醇的蒸餾(有條件也可以分組實驗,這樣可能會要增加課時,或者兩個實驗一起到實驗室用1課時完成。)
2、重結晶
[學生活動]學生按照書本上的步驟完成實驗1-2,并思考下列的問題 [思考]
1、苯甲酸溶解度隨溫度變化的趨勢
2、雜質(zhì)溶解度隨溫度變化的趨勢
3、實驗操作中“全溶后再加少量蒸餾水”的目的4、實驗操作中“趁熱過濾”的目的 [分析問題]
3、萃取、分液
[學生活動]
1、萃取用于分離物質(zhì)的原理
2、主要使用儀器名稱,并說明該儀器使用注意事項
3、說明操作步驟
4、小結萃取操作的注意事項:
(1)檢查分液漏斗的瓶塞和旋塞是否嚴密。
(2)萃取常在分液漏斗中進行,分液是萃取操作的一個步驟,必須經(jīng)過充分振蕩后再靜置分層。
(3)分液時,打開分液漏斗的活塞,將下層液體從漏斗頸放出,當下層液體剛好放完時,要立即關閉活塞,上層液體從上口倒出。
說明:對于學生已經(jīng)學過的蒸餾和萃取分液操作以學生自主回憶學習為主,重點介紹重結晶操作,但不宜在第一次接觸時就將重結晶的蒸發(fā)結晶、冷卻結晶、重結晶的都介紹并分析異同。學生閱讀[科學視野]結合生物課學習過的葉綠素的紙層析法。也可以現(xiàn)場演示一次。
第三課時
[講解]研究有機物的第二步就是研究它的元素組成和含量,講到這個問題就不得不提到一位科學家——李比希。
[展示圖片]展示李比希當時的元素分析儀,現(xiàn)代的元素分析儀,李比希元素分析儀的內(nèi)部結構示意圖。
[解析]元素定量發(fā)展,李的分析由定性向比希元素分析法的原理:有機物的元素定量分析最早是由德國人李比希提出的。他用CuO作氧化劑將僅含C、H、O元素的有機物氧化,產(chǎn)生的H20用無水CaCl2吸收,CO2用KOH濃溶液吸收。分別稱出吸收前后吸收劑的質(zhì)量,計算出碳、氫原子在分子中的含量,剩余的就是氧原子的含量。[學生活動]
(1)氧化銅的作用主要是 確保碳元素均被氧化成二氧化碳;
(2)有人提出用CaCl2或濃硫酸替代Mg(ClO4)2,請說明替代Mg(ClO4)2物質(zhì)的基本條件 只吸收水,不吸收二氧化碳只吸收水
(3)氧氣的作用主要是 氧化樣品;將產(chǎn)物全部排入吸收裝置
(4)為了提高實驗的準確性,此裝置還需要完善,請指出需要完善的地方末端再連接盛有堿石灰的U型管
[例題]講解,注意解題格式的要求,并說明解出來的是組成分子的各原子的最簡單整數(shù)比。稱為實驗式。
練習1:3.26 g樣品燃燒后,得到4.74 g CO2和1.92 g H2O,試確定該樣品的實驗式。
w(O)=100%-(39.6%+6.53%)=53.87% 然后求出原子數(shù)目比:
N(C)∶N(H)∶N(O)=1∶1.98∶1.02≈1∶2∶1
這個樣品的實驗式為CH2O。
第四課時:
[講解]上節(jié)課我們已經(jīng)知道如何測出有機物的實驗式,從實驗式到化學式還有一步之遙,還缺少一個物理量,是什么?
[學生活動]有機物的分子量或摩爾質(zhì)量
[講解]我們現(xiàn)代化學只需要一個儀器就可以完成這個工作——質(zhì)譜儀,同時展示質(zhì)譜儀的圖片。(但不具體介紹質(zhì)譜儀的工作原理。)
我們只關注圖譜上最右邊的譜線對應的數(shù)值,這個數(shù)值=該有機物的相對分子量
圖1-15的圖譜就是我們例題中實驗式為C2H6O1有機物的質(zhì)譜圖,請同學們通過計算給出這個有機物的分子式。
[學生活動]從圖譜上讀出相對分子量為46,所以有機物的分子式為C2H6O1。[提問]請同學寫出符合分子式C2H6O1的有機物的結構式 [學生活動]寫出結構簡式
[講解]究竟它是二甲醚還是乙醇?我們只有通過鑒定分子結構才能確定。再給大家介紹兩種關于結構確定的實驗方法:紅外線光譜和核磁共振氫譜。
[講解]紅外光譜的吸收峰可以幫助我們輔助判斷有機物中的官能團,圖1-17圖譜就是我們例題中化學式為C2H6O1有機物的紅外光譜圖,請同學們判斷有機物中可能含有的官能團。[學生活動]根據(jù)圖譜中的信息,O-H的出現(xiàn),預測有羥基。
[講解]紅外光譜只能用于輔助判斷,有機物的結構還需要進一步確定,這需要我們使用核磁共振氫譜。請大家閱讀書本P22核磁共振氫譜第一段文字,思考下列問題。[思考]
1、由核磁共振氫譜上的吸收峰的數(shù)目可得到什么信息
2、吸收峰的面積比有什么意義
3、若例題中的有機物的核磁共振氫譜為圖1-19,則有機物是誰?
反之若該有機物的核磁共振氫譜為圖1-20,有機物又是誰? [學生活動]
1、由核磁共振氫譜上的吸收峰的數(shù)目可知有機物中不同化學環(huán)境的氫原子的種類
2、吸收峰的面積比=不同種類的氫原子的個數(shù)比
3、若例題中的有機物的核磁共振氫譜為圖1-19,則有機物是乙醇
反之若該有機物的核磁共振氫譜為圖1-20,有機物是二甲醚 [練習]
1、下列有機物中有幾種化學環(huán)境不同的氫原子及個數(shù)比?
(1)
(3)
2、已知某有機物的核磁共振譜圖如下所示,符合下圖的物質(zhì)是
A、CH3CH2CH2CH
3B、甲苯
C、CH3CH2 CH2OH
D、CH3CH2OH
3、化合物A、B的分子式都為C2H4Br2。A的1H—NMR譜上只有一個峰,則A的結構簡式為
。B的1H—NMR譜上有2個峰,強度比為
。B的結構簡式為。
4、分子式為C3H6O2的有機物,若在1H-NMR譜上觀察到氫原子峰的強度為3:3,則結構簡式可能為____________ , 若給出峰的強度為3:2:1,則可能為______________(至少寫出一種)
3、(2)
第二篇:高中物理選修3-2第一章第四節(jié)教學設計2009-3-17-12-44-207
法拉第電磁感應定律教學設計
教學目的:
1.理解感應電動勢的概念,明確感應電動勢的作用.
2.理解感應電動勢的大小與磁通量變化率的關系,掌握法拉第電磁感應定律及應用. 3.通過法拉第電磁感應定律的建立,進一步揭示電與磁的關系,培養(yǎng)學生空間思維能力和通過觀察、實驗尋找物理規(guī)律的能力.
教學過程:
應用分析、類比和遷移等思維方法,在實驗中讓學生理解法拉第電磁感應定律的實質(zhì),得出定律的表達公式,進而掌握其應用.
教學重點:法拉第電磁感應定律的建立和應用. 教學難點:
1.磁通量的變化與變化率的區(qū)別,及與感應電動勢的關系. 2.決定磁通量大小的因素,及其變化特點.
教學關鍵:做好演示實驗,觀察并分析好實驗. [教具]演示用電流計、線圈(螺線管)、磁鐵、導線等.
一、回顧舊知識
(方法:按知識系統(tǒng)性向?qū)W生提問.)
師:在電磁感應現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應電流的條件是什么? 生:閉合電路中磁通量發(fā)生變化.
師:在電磁感應現(xiàn)象中,磁通量發(fā)生變化的方式有哪些情況?舉例說明.
生:可以是Δφ=ΔBS或Δφ=BΔS,或Δφ=(B+ΔB)(S+ΔS)-BS.也可以是B的大小,S的大小不變,B和S的方向變化.概括為Δφ=φ2-φ1(以上兩問,多數(shù)學生能正確回答,但第2問,學生通常只能回答出一兩種情況,需要教師啟發(fā)誘導和作圖,才能歸納出磁通量變化的各種情形.
在指導學生回答此問時,重在培養(yǎng)學生想象和概括能力,不宜過多糾纏于知識細節(jié),以免沖淡教學重點.)
二、引入新課
由前節(jié)可知,感應電流的方向與原磁場的方向以及磁通量的變化有關.那么,感應電流的大小又與什么有關系呢?我們知道:電流的大小與電動勢有關系,讓我們首先來研究感應電動勢的產(chǎn)生.
三、進行新課 1.感應電動勢
概念:在電磁感應現(xiàn)象中所產(chǎn)生的電動勢,在中學里統(tǒng)稱感應電動勢.
感應電動勢的方向:感應電動勢的方向與感應電流的方向一致,由楞次定律或右手定則決定:在外電路中,從正極→負極在內(nèi)電路中,從負極→正極
師:在圖1的(a)、(b)兩圖中,若電路是斷開的,有無電流?有無電動勢? 生:電路斷開,肯定無電流,但可能有電動勢. 師:電動勢大,電流強度是否一定大?
生:電流的大小由電動勢和阻值R共同決定,遵從I=ε/R .(教學方法:復習,類比.)
師:閉合電路中要產(chǎn)生持續(xù)電流的條件是什么? 生:必有電源電動勢. 師:在電磁感應中,有感應電流,說明有感應電勢存在.現(xiàn)在我們來類比圖1中(a)、(b)兩圖.(a)圖中,哪部分相當于(b)圖中的電源?
生:ab兩點右部的線圈.師:(a)圖中,哪部分電阻相當于(b)圖中內(nèi)阻? 生:線圈自身的電阻.
師:比較兩圖中的電流方向,判斷(a)圖中電源的正負,以及ab兩端電勢的高低.生:a點電勢較高,見圖中箭頭方向. 2.法拉第電磁感應定律. [實驗一]裝置如圖2.
(方法:教師演示,學生觀察并回答.)
師:將磁鐵迅速插入與慢慢插入螺線管時,觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)角度有何不同?反映電流大小有何不同?電動勢大小如何?
生:迅速插入時,指針偏轉(zhuǎn)大,反映電流大,感應電動勢大;慢慢插入時,電流小,感應電動勢?。?/p>
師:迅速插入與慢慢插入,穿過螺線管磁通量的變化是否相同? 生:磁通量變化(Δφ)相同.師:換用強磁鐵,迅速插入,觀察到指針的偏轉(zhuǎn)如何?說明什么? 生:指針偏轉(zhuǎn)更大,反映電流更大,電動勢更大. 師:以上現(xiàn)象說明感應電動勢的大小由什么因素決定?
生:由磁通量變化量Δφ的大小和變化的時間φT決定,即由磁通量變化的快慢決定. [教師小結]
(1)磁通量變化越快,感應電動勢越大,在同一電路中,感應電流越大;反之,越?。?/p>
(2)磁通量變化快慢的意義:
(1)在磁通量變化Δφ相同時,所用的時間Δt越少,即變化越快;反之,則變化越慢.(2)在變化時間Δt一樣時,變化量Δφ越大,表明磁通量變化越快;反之,則變化越慢.
(3)磁通量變化的快慢,可用單位時間內(nèi)的磁通量的變化,即磁通量的變化率來表示. 可見,感應電動勢的大小由磁通量的變化率來決定. [實驗二]裝置見圖3.
磁通量的變化率也可以用導體切割磁力線的快慢(速度)來反映.(即速度大,單位時間掃過的面積大.)
圖中,導體AB與電流計形成一閉合電路.AB迅速切割時,指針偏轉(zhuǎn)角大,反映感應電流大,電動勢大;導體AB慢慢切割時,指針偏角小,反映電流小,感應電動勢?。?/p>
[講述]由實驗一和實驗二得知:感應電動勢的大小,完全由磁通量的變化率決定. 精確的實驗表明,電路中的感應電動勢的大小,跟穿過這個電路的磁通量的變化率在正比,即εΔφ/Δt.這就是法拉第電磁感應定律.
其函數(shù)表達式為:ε=kΔφ/Δt
在國際單位制中,Δφ=φ2-φ1,單位為韋伯;Δt=t2-t1,單位為秒時,K=1.這時,ε的單位為伏特.
討論:
(1)1伏=1韋/秒;
(2)若線圈為n匝連繞,則ε=nΔφ/Δt(即相當于n個單匝電源相串聯(lián));
(3)公式ε=Δφ/Δt所計算的是時間Δt內(nèi)的平均電動勢Δφ(若均勻變化,平均感應電動勢等于即時感應電動勢).
那么,導體切割磁力線時,感應電動勢如何計算呢?
如圖4,把矩形線框abcd放在勻強磁場里,線圈平面與磁力線垂直.設ab長度為l,且以速度v相對于磁場向右運動,在Δt時間內(nèi),由ab移動到a'b'.應用法拉第電磁感應定律公式ε=Δφ/Δt和Δφ=BΔS=BlvΔt,不難得出:ε=Blv(注意:B,l,v三者是互相垂直的).
假若導線運動的方向與導線本身垂直,但與磁力線方向不垂直,如圖5所示,設B與的夾角為θ,則
vsinθ=v⊥
____對切割有貢獻 vcosθ=v‖
____對切割無貢獻
這時ε=Blv⊥=Blvsinθ.這就是導體切割磁力線運動時,感應電動勢的計算公式.公式ε=Blv⊥=Blvsinθ的特點是:
(1)v為導體與磁場相對運動(即切割)速度.
(2)v當為某時刻的即時速度時,ε=Blv⊥可計算出某時刻的瞬時感應電動勢.因此,必須充分認識公式ε=Δφ/Δt和ε=Blv⊥在計算感應電動勢的一致性,以及應用條件上的區(qū)別.從而正確靈活地選擇某一公式,解決不同情況中的物理問題.下面,讓我們通過練習,來鞏固和應用所學的定律和公式.
第三篇:選修三存在的問題及教學建議
選修專題存在的問題及解決對策
一、存在問題: 1.知識碎片化。現(xiàn)代生物科學技術知識與學生的生活經(jīng)驗相距較遠,學生沒有直觀的體驗,不容易理解知識的內(nèi)在聯(lián)系,既難以記住又易于遺忘。遇到新情境的問題,學生往往不能聯(lián)系相關知識進行解答。例如涉及多個工程的試題,一些學生運用相應的知識答題存在一定困難。對于選修試題中提到的有關必修的問題,無法很好地聯(lián)系必修部分的知識回答。
例如,2017年高考理綜卷I第38題第(2)小題“若用家蠶作為表達基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用________作為載體,其原因是________”。有些學生認為不選用噬菌體的原因是“噬菌體為原核生物”、“噬菌體會破壞家蠶細胞”。又如第(5)小題“艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導,如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是______?!庇行W生只回答了DNA的特點,而與基因工程理論建立的啟示無關聯(lián):如“DNA是遺傳物質(zhì),改變DNA可以改變基因”“DNA是真核生物的遺傳物質(zhì),具有雙鏈螺旋結構”“DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。有的學生回答實驗的特點,不是對基因工程的啟示,如“遵循對照原則,單一變量原則”“要勇于探索,不畏艱險”“真理總要在不斷嘗試中獲得”。表述的關系指代不清:如“DNA與DNA的相互轉(zhuǎn)化”“不同生物可以互相轉(zhuǎn)化”“基因工程又稱DNA重組技術,只有遺傳物質(zhì)才能完成此類工程”。
2.理解能力欠缺。選修內(nèi)容涉及生物科學技術的前沿,一些教師以教輔材料代替教材,課堂以講練習為主,知識歸納欠缺,能力提升見效慢。學生缺乏相應的知識儲備,不能很好理解教材內(nèi)容,只能死記硬背相關知識,依賴解題來辨析概念與原理,不懂得選擇合適的技術手段解決具體的問題,不能辨析關鍵問題。
例如,如何構建基因文庫?啟動子和起始密碼子、終止子和終止密碼子有何區(qū)別?如何分析基因工程中重組質(zhì)粒的相關構建過程?為何要使用兩種限制酶切割,單個限制酶切割后會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象?為何會出現(xiàn)這些現(xiàn)象?如何進行PCR?PCR過程中引物有幾種?擴增多次后需要幾個引物?植物體細胞雜交形成的雜種植物體的染色體組數(shù)是多少?同源多倍體與異源多倍體有何區(qū)別?對于上述問題,不少學生無法作出準確的區(qū)分和判斷。
3.應用所學知識解決問題的能力欠缺。由于一些學生知識結構不完善,對于相關概念及原理的理解不透徹,無法解決新情境下的問題。
例如2016年高考理綜卷I第38題某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Terr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Terr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后,與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進行連接反應,用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌,結果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選,在上述四種大腸桿菌細胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的,其原因是______?學生往往只寫二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,而沒有寫結果是二者在該培養(yǎng)基上均不生長。
二、教學建議:
1.教師可嘗試以建模方式突破難點。例如構建基因表達載體模型、PCR擴增模型,讓學生能直觀理解和分析其原理。教師可選擇具有真實情境的試題進行適當訓練,提高學生對具體問題分析的能力。
2.教師要引導學生構建知識網(wǎng)絡。厘清各知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系,引導學生在理解知識的基礎上掌握知識。強調(diào)基因工程、細胞工程、胚胎工程之間的聯(lián)系,注意選修模塊主干知識體系與必修模塊知識體系之間的聯(lián)系,如基因工程與中心法則等知識的聯(lián)系,引導學生將碎片化的知識內(nèi)化為完整體系。在學生掌握基本概念和基本原理的基礎上,教師可進行適當拓展,如介紹DNA測序、抗性基因插入失活篩選法等知識。
3.采取形式多樣的復習方式。如可結合圖片、動畫、微課、微視頻等教學資源,幫助學生理解和掌握相關知識;用好教材中的圖解,組織學生繪制流程圖;運用歸納總結、列表比較等方法加深理解。
4.提高學生的文字表達能力。培養(yǎng)學生用生物學的概念、專業(yè)語言、詞匯準確地描述生物學現(xiàn)象、規(guī)律等方面的相關內(nèi)容,提高回答問題的邏輯性和條理性。講評練習時多講審題方法,培養(yǎng)學生獲取信息的能力。
第四篇:“選修3 現(xiàn)代生物科技專題”的教學建議
“選修3 現(xiàn)代生物科技專題”的教學建議
吳舉宏(江蘇省中小學教學研究室 江蘇南京 210013)準確解讀課程目標,理清教材內(nèi)容脈絡
遵照“為了滿足學生多樣化的需要”、“拓展學生的生物科技視野、增進學生對生物科技與社會關系的理解”的課程設計思路,“選修3 現(xiàn)代生物科技專題”模塊的課程定位是“以專題形式介紹現(xiàn)代生物科學技術一些重要領域的研究熱點、發(fā)展趨勢和應用前景,以開拓學生的視野、增強學生的科技意識,為學生進一步學習生物科學類專業(yè)奠定基礎”。為此,“選修3 現(xiàn)代生物科技專題”模塊選擇了5大專題,即基因工程、細胞工程、、胚胎工程、生物技術的安全性和倫理問題和生態(tài)工程,共編寫了14個小節(jié)的內(nèi)容。通過研讀教材不難看出本模塊的課程價值在于:與時俱進,緊跟時代前進的步伐;強化技術,認識技術科學的互動;關注應用,增強社會進步的責任;升華情感,繼續(xù)發(fā)展探究能力。為了幫助學生建構本模塊的知識體系,我們可以將教材內(nèi)容的脈絡歸結為:從分子水平到細胞水平,從細胞水平到個體水平,從個體水平到生態(tài)系統(tǒng)水平,從關注技術到關注倫理?!皩n}1 基因工程”是在分子水平上讓學生了解DNA重組技術的基本工具、基因工程的基本操作程序和應用,以及正在崛起的蛋白質(zhì)工程;“專題2 細胞工程”讓學生在細胞層次上領略植物細胞工程和動物細胞工程的基本步驟、原理和應用,以及前沿動態(tài);“專題3 胚胎工程”從體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)和胚胎工程的應用及前景三個方面介紹個體發(fā)育過程和胚胎工程技術,這屬于個體水平的內(nèi)容;“專題4 生物技術的安全性和倫理問題”和“專題5 生 態(tài)工程”兩個專題則更多地從生態(tài)系統(tǒng)層次關注人類與環(huán)境的和諧、均衡和可持續(xù)發(fā)展問題。前三個專題重點關注技術理性,而最后兩個專題則轉(zhuǎn)向關注安全倫理等 人性化問題,這不僅是技術上的發(fā)展,更是情感上的升華,這使我不禁想起項賢明先生的話語:“科學世界是我們進修理性的營地,我們建在異鄉(xiāng)的家園;生活世界 是我們故鄉(xiāng)的家園,我們最根本意義的家,我們生命的根”,我們在理解教材和設計教學時不妨不斷重溫這句話。
仔細研讀課程標準,準確把握教學目標,是實施教學的前提。選修3模塊的5個專題,具體內(nèi)容標準為17項,其中“簡述”8項、“舉例說出”6項、“關注”2項、“討論”1項。由此可以說明:在知識性目標方面,以了解水平為主;在情感性目標方面,以感受水平為主;在技能性目標方面,以資料收集、交流討論為主。這樣的學習目標定位 符合學生的認知水平和教材內(nèi)容的深度,因為本模塊的教材內(nèi)容介紹的是現(xiàn)代生物科技的前沿技術和動態(tài),內(nèi)容本身難度較大,其中一些科學領域尚在起步探索階 段,因此教材內(nèi)容和教學要求不應過深、過細和過全。我們在制定江蘇省“高考考試說明”(以2008年為例)時,納入考試范圍的共16個知識點,其中13個知識點的考查等級為“了解”,3個知識點的考查等級為“理解”,而考查等級為“應用”水平的知識點則沒有,全卷分值為15分左右,約占全卷滿分值的12.5%。
2加強必修選修聯(lián)系,精心設計學生活動
江蘇省從2005年秋季步入新課程,至今已經(jīng)完成第一輪新課程實施工作,從大部分地區(qū)使用人教版教材的情況來看,課程改革穩(wěn)步推進。目前在省教育廳組織之下,正在對首輪課程改革進行總結和反思。下面結合自身三年高中教學的親身經(jīng)歷,對“選修3 現(xiàn)代生物科技專題”的教學實施提出一些建議。關于選修3模 塊教學,我們現(xiàn)在提出的實施原則是:不要用必修的標準設計教學,不要將教學變成專題講座,不要割裂必修與選修之間的聯(lián)系,不要忽視學生活動的設計?;叵氘?初剛剛實施新課程、使用新教材時,存在著這樣一些誤區(qū):用必修教材的學習目標定位本模塊的學習,于是在教學中普遍存在過深過難的現(xiàn)象,加上現(xiàn)代生物科技領 域本來還處在不斷探索階段,大家總想把相關問題搞清搞透,于是從教師到學生都存在力不從心、精疲力竭的感覺;因為教材確定為“專題”,不少學校和教師誤認 為“專題講座”,甚至出現(xiàn)幾百號人在會堂中集中聽講座的教學場景;一些教師在教學設計和實施時,將必修教材束之高閣,一心一意進行選修模塊的教學,嚴重割 裂了必修和選修知識的聯(lián)系,忽視了前后知識的照應和綜合,出現(xiàn)了前學后忘、教學效果低下的現(xiàn)象;在課堂教學中滿堂灌、一言堂的現(xiàn)象有所抬頭,甚至不少課堂 教學是在學生看看書、理理筆記、做做作業(yè)中完成的。為了走出上述誤區(qū),對選修3模塊實施有效教學,我們在不斷研究和完善的基礎之上,總結了如下一些做法,供大家參考。2.1活化課程資源和信息技術
選修3模 塊的內(nèi)容中有相當一部分是關于現(xiàn)代生物科技的應用、動態(tài)和前景,因為教材編寫的篇幅限制和出版周期較長的影響,加上現(xiàn)代生物科技日新月異的發(fā)展,照本宣科 式的講解不僅讓學生感到索然無趣,也難以培養(yǎng)學生搜集、處理信息的能力,因此如何讓課堂活起來、火起來,我們的體會是:活化課程資源,整合信息技術。從存 在位置區(qū)分,課程資源可以分為校內(nèi)資源和社區(qū)資源,校內(nèi)圖書館和網(wǎng)絡系統(tǒng)可以為我們提供大量信息,特別是現(xiàn)代網(wǎng)絡資源豐富、鮮活,可以為學生學習本模塊內(nèi) 容提供強有力的支持,甚至可以將課堂搬到網(wǎng)絡教室。經(jīng)過實踐證明,諸如“基因工程的應用”、“植物細胞工程的實際應用”、“胚胎工程的應用和前景”、“生 物技術的安全性和倫理問題”等內(nèi)容的學習,如果置于網(wǎng)絡環(huán)境下,不僅學生興趣盎然,而且學生搜集的大量實例比教材中的要鮮活得多,同時對于培養(yǎng)學生“利用 多種媒體搜集生物學信息,學會鑒別、選擇、運用和分享信息”的能力,以及小組合作學習的能力都大有幫助?;罨n程資源的另一層含義在于充分利用社區(qū)、村 莊、牧區(qū)等資源,如轉(zhuǎn)基因作物種植基地、生態(tài)農(nóng)業(yè)園、種畜繁育基地、轉(zhuǎn)基因食品區(qū)、污水處理廠、制藥廠、養(yǎng)殖場、大學實驗室、研究所等都是參觀考察的好地 方,像“生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景”等內(nèi)容就適合采用參觀考察的方式進行學習。這些場所中活生生的實例都是學生接觸社會、了解社會的好素材。通過參觀考 察,可以拓展學生的生物科技視野,增進學生對生物科技與社會關系的理解,提高學生社會實踐能力和科學探究能力。
2.2精心設計學生活動
選修3模 塊中沒有親手實驗、親歷探究等活動,但是不等于實施教學中沒有學生活動,要切忌將本模塊教學變成專題講座的做法。為避免課堂變成一言堂,教師在設計教學時 更要強化學生活動的設計意識,盡可能為學生創(chuàng)設主動參與學習的機會,具體做法有:利用網(wǎng)絡資源,讓學生自主搜集、整理和交流相關信息,學會引用真實實例、運用學科知識、闡述自己的觀點和主張;設計一些問題討論、話題交流、主題辯論等活動,活躍學生的思維,激勵學生的表現(xiàn)欲,培養(yǎng)學生合作、交流的能力,如 “生物技術的安全性和倫理問題”等內(nèi)容的教學,采用這種形式的效果就很好;有選擇地進行實地考察,撰寫考察報告、展示考察成果,如“生態(tài)工程的實例和發(fā)展 前景”等教學采取這種方式較為合適。需要指出的是,學生活動要精心設計,明確學生活動的目標、計劃和成果,而且要安排成果交流和評價,避免學生活動放任自 流、流于形式。
2.3加強必修與選修的聯(lián)系
課 程標準在描述各模塊的關系時,專門配發(fā)了一幅“高中生物課程各模塊關系圖”,通過解讀這幅圖,不難理解必修部分對于選修部分的基礎性,因此在選修模塊教學 時要力戒“讓必修和選修分道揚鑣”的做法,因為這種做法一方面肢解了必修與選修的內(nèi)在的知識聯(lián)系,割裂了科學與技術的有機聯(lián)系,另一方面也不符合學生的認 知規(guī)律和學習特點。必修部分的概念和原理是理解選修部分技術流程的關鍵,運用必修部分的知識可以進一步加深對現(xiàn)代生物科技的理解和把握;加強必修與選修的 綜合和聯(lián)系,可以讓學生深刻理解科學和技術的有機聯(lián)系,一方面科學發(fā)展離不開科學實驗,而科學實驗需要一定的技術條件,因此科學離不開技術的支持,另一方 面技術改進離不開科學的指導和引領,科學在促進著技術的發(fā)展,兩者互相聯(lián)系、互相促進;從學生的認知規(guī)律和學習特點來說,加強兩部分的融合,可以使學生的 學習融會貫通,提高學生知識綜合能力,促進知識的內(nèi)化過程,建構穩(wěn)固的知識系統(tǒng),避免出現(xiàn)“前學后忘”、“支離破碎”、“浮光掠影”等現(xiàn)象的出現(xiàn)。我們在 選修3模塊教學時,將必修與選修部分的內(nèi)在關系進行了梳理,形成了如下主要的綜合對應關系:基因工程—必修Ⅱ、細胞工程—必修Ⅰ、胚胎工程—必修Ⅰ、生物技術安全—必修Ⅲ、生態(tài)工程—必修Ⅲ。通過這樣的知識融合,可以做到知識的觸類旁通。
2.4用好教材中的圖解
為 了幫助學生直觀了解現(xiàn)代生物科技知識和原理,教材中配發(fā)了大量的彩色圖片。這些彩色的圖片可以作為我們獲取直觀信息、梳理知識體系、進行發(fā)散思維的基礎。在具體教學過程中可以根據(jù)教學目標和學生學情,認真設計使用方法,激發(fā)學生的思維活動。例如,右圖為哺乳動物受精過程中某階段的示意圖,我們可以在新授內(nèi) 容時組織學生觀看解讀:什么是放射冠、透明帶、卵黃膜、卵核和第一極體?該階段正在發(fā)生什么?也可以去除教材中文字注釋(如右圖),用于課后回顧復習。
2.5組織學生繪制流程圖
從選修3模 塊的內(nèi)容來分析,主要包括兩個方面:現(xiàn)代生物技術的流程,現(xiàn)代生物技術的應用,就其后者的教學方法在前文已經(jīng)介紹過。關于現(xiàn)代生物技術的流程,我們經(jīng)過三 年多的教學實踐認為,組織學生繪制生物工程流程圖的做法效果較好。例如,關于“基因工程的基本操作程序”的學習,我們在師生交流互動后,通過學生自主繪制 相關流程圖進行課堂總結,教師提供一張參考圖例(見下圖)。
2.6 廓清容易混淆的知識
選修3教 材中出現(xiàn)了大量概念、術語,往往給學生的學習帶來不少的困難。究其原因呢,可能有三:新的概念、術語量大面廣,幾乎在所有專題、小節(jié)中都會出現(xiàn)數(shù)量眾多的 概念、術語;教材中并沒有這些概念、術語的明確定義,而且一般資料中也無法查考;因為是現(xiàn)代生物科技的前沿知識,有些概念、術語本來就存在模糊、混亂的現(xiàn) 象,甚至有些問題科學上還沒有定論。如何解決上述問題?我們的做法是:但凡課程標準中規(guī)定的學科核心概念,應列
入概念教學的重點,對于容易混淆的概念采用比較教學法進行辨析,例如植物體細胞雜交與動物細胞融合這對概念,我們通過討論交流,填寫下面的表格進行概括;對于一些超越課程標準的概念、術語,我們指導學有余力的學生進行課后查考、學習,例如cDNA文庫與基因組文庫、啟動子與終止子等;對于教材中表述模糊的問題,講清概念的實質(zhì),例如單克隆抗體制備過程中與骨髓瘤細胞融合的到底是B淋巴細胞還是漿細胞(效應B細 胞)?牛胚胎移植流程圖中的沖卵沖出來的是卵細胞還是早期胚胎?組織學生弄清問題實質(zhì),答案非常明確;對于非常復雜或科學還沒有定論的問題,建議有興趣的 學生在今后學習中給予關注,例如將目的基因?qū)胛⑸锛毎杏寐然}溶液處理為什么可以使細胞成為感受態(tài)?轉(zhuǎn)基因食品到底能吃不能吃?目的基因?qū)胧荏w細 胞后如何分布?等等??傊?,選修部分的學習堅持“實事求是、量力而行”的原則是非常必要的。
(本文發(fā)表于2009年第7期《生物學通報》)
第五篇:人教版高中化學選修5
人教版高中化學選修5§5.1合成高分子化合物的基本方法
第1課時加成聚合反應 說課稿
尊敬的各位領導、老師們大家好!
我說課的題目是人教版高中化學選修5§5.1《合成高分子化合物的基本方法》第1課時 加成聚合反應。
下面我將從說教材、說教法、教學過程等幾個方面展開說課。
一.說教材
本節(jié)教材是教學大綱和考綱要求的重要知識點,也是高中化學的教學難點之一。加聚反應在必修2第四章第二節(jié)已經(jīng)提起過,本節(jié)以復習聚乙烯的形成過程為基礎,進一步學習聚合物的形成過程和方法,更全面的認識加聚反應的特點。
首先根據(jù)對教材的分析,考慮到學生已有的認知結構心理特征,制定如下教學目標:
1、知識和技能
(1).能舉例說明合成高分子的的組成與結構特點,能依據(jù)高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。
(2).能用常見的單體寫出聚合物的結構簡式或聚合反應方程式。
(3).能說明加聚反應的特點。
2、過程與方法
通過對加聚反應的分析,培養(yǎng)學生通過探究,獲取知識的能力和自主學習的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
使學生感受到,掌握了有機高分子化合物的合成原理,人類是可以通過有機合成不斷合成原自然界不存在的物質(zhì),從而為不斷提高人類生活水平提供物質(zhì)基礎。
然后確立本節(jié)教學的重點、難點:
1.重點:
了解高分子化合物的有關概念;了解加聚反應的一般特點。
2.難點:
通過具體實例說明加成聚合反應的特點;能用常見的單體寫出聚合物的結構簡式或聚合反應方程式,能從簡單的聚合物結構式分析出單體。
二.說教法
本節(jié)課采用引導探索式教學,主要有以下幾個教學環(huán)節(jié):以舊引