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化学竞赛在中学化学中的作用

新闻来源:新闻中心   新闻作者:奥赛中心   责任编辑:闻毅   新闻录入:王美佳
字体大小: 超大          字体颜色:字体颜色     新闻阅读: 次    发布时间:2015.03.26
      全国高中学生化学竞赛和国际化学奥林匹克竞赛的目的都是为了培养高中学生学习化学知识的兴趣,加深对化学知识的理解,提高灵活运用化学知识的能力,推动中学素质教育。化学竞赛主要是考察学生的能力,属于智力竞赛。实施策略是尽可能令应试者身处陌生情景,利用原有的知识基础,提取、加工、理解新情景显现的信息,提出解决问题的方案、战略和策略,形成知识、发展知识,达到考察应试者学、识、才三者统一的水平。“学”不仅包括对前人知识的掌握,还包括个人的经验;“识”是见识、洞察力、是看清和把握方向,进行判断和抉择;“才”是才能,是能力,包括认识能力和实践能力两个方面,特别是在认识和实践中的创造力。化学竞赛还要求应试者关注化学知识的前沿发展,化学发展与技术进展及其他学科发展的关系和科学与社会发展——人类进步、经济发展、生活质量提高、环境改善的关系以及社会舆论中与化学有关的热点问题的认识、态度、判断能力、价值取向等。化学竞赛重点考察应试者思维的敏锐性、精确性和深刻性等品质。竞赛中应试人的心态也是测试的重要内容,要检测应试人的自信心、应变能力、勇于提出假定、勇于修正错误、百折不挠等心理品质[1]。化学竞赛是一种课外活动,其知识水平源于中学化学及其它中学学科的知识,但要适当高于中学化学教材水平,大多是中学化学知识的自然生长点。可见化学竞赛深深植根于中学化学教学之中,又对化学教学起着深远的影响,极大地促进了中学素质教育的开展。
      一、化学竞赛有利于促进学生的全面发展。
      1.化学竞赛有利于激发学生学习化学的兴趣,增加学生的科学素养,促进学生发展良好的情感,陶冶学生优良的意志品质,提高学生的创新能力,并为一批品学兼优、热爱化学的中学生提供了展示自己聪明才智的舞台。
对化学有着浓厚兴趣的同学参加高中化学竞赛之后更加坚定了他们从事化学研究、献身化学事业的信心和决心。绝大多数参加过化学竞赛学习的同学都报考的是化学或与化学相关的专业。经过化学竞赛小组活动,学生化学知识体系进一步完善,能力得到了较大的发展和提高。由于化学竞赛所要求的知识高于现有高中知识水平,这就要求学生在教师的帮助和指导下通过课外活动自觉、自主地完成对竞赛考纲所要求的更高层次的知识的学习。这潜移默化的培养了学生的自主学习能力,发展了学生处理和收集信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作能力,为学生成为终身学习者奠定良好的基础,并为其他学科的学习提供有利的能力保障,促进了学生的全面发展。化学竞赛是一项复杂而系统的学习过程,要求学生具有坚忍不拔、吃苦耐劳、勇于克服困难的精神品质。在艰苦而漫长的竞赛旅程中,那些具有优良意志品质、健康心理状态的综合素质高的优秀学生会脱颖而出,便于国家选拔高层次优秀人才。化学竞赛有利于开发学生的才能,激发学生巨大的潜能,一名优秀的学生往往比教师高明,一旦他们学会自学,并且持之以恒,其化学知识的增长,各种能力提高的速度是惊人的。实践证明,一名优秀的化学竞赛选手不仅在化学领域学有所成,在其他方面也有长足发展,竞赛选手完全可以不是“偏才”。我们跟踪调查发现近几年辽宁省各市高考前几名学生,很多都是参加全国各类竞赛的选手。这些选手尽管没有通过竞赛保送上名牌大学,但经过竞赛的学习,能力得到了全面的发展,在高考中名列前茅不再是难事。事实证明:学生只要掌握科学的学习方法、形成良好的学习习惯、具备百折不挠的精神品质,学习化学竞赛不仅不会影响正常的学习还会促进其他学科的学习,全面发展学生能力。我常对学生说:“化学竞赛的学习过程将会影响你们的一生,具有良好的远期效应。”
      2.化学竞赛能培养学生团队精神,增强合作和交流能力。
      参加化学竞赛的同学往往组成一个化学竞赛小组进行课外活动,由于成员对化学都有着浓厚的兴趣,所以小组中交流、合作、研讨氛围浓厚。同学们会为了对一个问题的不同看法而争得面红耳赤;哪位同学有了新的想法、好的解题思路会及时与小组中的其他成员分享;谁遇到了一个新的问题也都会提出来与大家一起探究。这时学习能力强、水平高的学生往往自觉充当助教的角色,为其他同学答疑,将自己的成功经验与其他同学一同分享,并激励小组中其他同学不断向前追赶,这使得竞赛小组水平水涨船高。
学生在合作学习中取长补短,互相促进,体验快乐,增进交流,健康成长。2006年我校(辽宁省实验中学)化学竞赛小组成员虽然仅有11人却在全国中学生化学奥林匹克竞赛(辽宁省赛区)取得了骄人成绩。7人获省一等奖,赢得报送资格;4人获省二等奖,赢得自主招生资格;特别是孙佳俊同学获辽宁省第一名,代表辽宁省参加全国冬令营决赛。这成绩的取得与集体的团结协作、共同进取是分不开的。大量事实证明:积极进取、广泛交流、团结合作会让学生在竞赛之路上走得更远。
      二、化学竞赛的开展大大促进了教师水平的提高,加快了“教书匠”向“学者型”教师转型的步伐。
      1.化学竞赛为中学教师的发展提供广阔的空间,促进中学教师大幅度提高知识水平、加快知识更新速度,培养终身学习的意识。
辅导化学竞赛的教师必须具备深厚而扎实的知识储备,先进的教学理念,刻苦钻研、持之以恒的意志品质、高度的责任心及无私奉献精神。化学竞赛是一项课外活动,就决定了教师必然牺牲很多业余时间去辅导、答疑,没有责任心和奉献精神的教师水平再高,也辅导不出优秀的竞赛选手。很多教师认为参加竞赛的学生毕竟是少数的,在少数学生身上花费巨大精力,必将影响正常教学,耽误更多学生的前程。其实不然,化学竞赛影响高中化学教学的核心途径便是通过对教师的影响,使教师的教育教学理念发生改变,再通过这种改变作用于学生。通过化学竞赛辅导,教师必须不断充实化学知识,查阅、整理大量化学资料,补充更新知识,与时俱进。竞赛辅导教师具备的这些知识,不仅是对参加化学竞赛的学生有帮助,更会优化常规课堂教学。有了丰厚的知识储备,教师会对中学教学中的重点、难点进行深入浅出、入木三分的分析和讲解,激发学生的求知欲望,培养学生的科学探究精神。例如:在讲授氢键内容时,除了解释氧族H2O熔沸点反常等,还可讲述氢键在生命中的作用(参与形成DNA结构等),渗透没有氢键就没有生命。还可以联系生活,解释生活中一些与氢键有关的现象,如:人行走在雪地上为什么能发出“咯吱、咯吱”的响声,而行走在沙地上却没有。为什么春天河面冰解冻裂开时发出“锯木头”般的声响?这些声响都是氢键断裂时发出的美妙的旋律。还可将知识进一步加深至“为什么NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小?”这同样与氢键有关:由于NaHCO3中HCO3—通过氢键缔合形成庞大的阴离子链,降低了它的溶解度。这样的讲授不仅激发了学生的学习兴趣还加深对知识的理解。在2006年全国中学生化学竞赛中,我校除了11名化学竞赛小组成员全部获奖外,还有7名非小组成员获奖,二等奖3人、三等奖4人。这与我们在常规教学中渗透竞赛背景知识,发展学生各项能力密不可分。
     2.化学竞赛有利于发展和提高教师化学实验教学水平。
化学是一门以实验为基础的学科,许多理论和定律是从实验中发现并归纳出来的。化学实验是人们认识物质化学性质,揭示化学变化规律和检验化学理论的基本手段[2]。化学家在实验室模拟各种条件,细致地对实验现象进行观察比较,并从中得出有用的结论。新元素和新化合物都是在化学实验室里发现的,且化学理论都建立在大量的实验基础上。化学实验课是实施全面化学教育最有效的教学形式[3]。化学实验教学由于自身的特点,在培养学生动手操作能力、激发学生的学习兴趣、促进创造性思维的发展、建立科学的思维方式等方面具有独特的作用。实验教学不同于课堂教学,它是综合培养学生知识、能力和素质的最好场所[4]。化学竞赛对实验提出了更高、更科学的要求。高中化学实验教学主要以验证性的定性实验及简单物质制备为主,定量实验、探究性实验很少。而化学竞赛设计了很多紧密联系生活实际的富有创新性、探究性的实验。这些大大激发了学生对化学的兴趣,提高学生分析、解决问题的能力。全国中学生化学竞赛冬令营决赛更引入了一些经典的定量、综合性实验,并紧跟科学发展前沿。这些都极大地促进了高中化学实验改革。这也对竞赛辅导教师提出了更高的要求。竞赛辅导教师必须不断提高自身实验操作能力,创新能力,探究能力,这样才能适应化学学科不断发展的要求。
      3.化学竞赛能完善和促进教师对现代化教育技术的应用。
      化学竞赛辅导过程中很多情况下需要把抽象难理解的知识形象化、具体化帮助学生理解。此时就需要借助教具、多媒体等辅助教学手段。如在讲述晶体结构的内容(等径小球密堆积,三维空间中小球、八面体、四面体空隙位置、数目时)时,利用多媒体动画可以使学生形成直观、形象的印象,建立空间概念,提高空间想象能力。另外化学竞赛在补充大学知识时,由于只是讲解大学各门学科的部分知识,缺乏系统性,此时就可以依靠计算机制作的多媒体课件将分散的知识系统化并将其与高中知识自然衔接,帮助学生梳理统一完整的知识体系,便于学生系统学习。这些均要求教师有较高的计算机软件应用水平,有利于提高教师现代化教育手段的应用能力,打下坚实的技术教育基础。
教师知识水平、实验能力、现代化教育技术应用能力的提高为教师科研能力的提高打下了坚实的基础。通过竞赛的辅导,必定引发教师对一些深层的问题思考,之后通过大量资料的收集、整理、学习形成自己独特的见解,在与同行、学生的交流中不断完善,形成自己的科研成果。这些成果不仅仅指科技成果,还可以是自己教育、教学中的心得体会、宝贵经验等。大大推动了教师“学者”化的进程。
      三、化学竞赛不断推动中学化学教学改革,对中学教学产生深远的影响。
      1.化学竞赛对推动高考改革具有重要意义。
化学竞赛的宗旨之一就是大力推动中学化学教学改革,实施素质教育。因此化学竞赛所要求的知识是以中学化学知识为基础的,略高出中学内容的知识也是高中知识的自然生长点。化学竞赛偏重于能力测试,近年来高考命题也越来越侧重于这方面。竞赛关注的日常生活热点和科技前沿,在近年的高考命题中也更多的见到。例如:97年2题考的是“无机苯”(间硼氮六环)一系列问题,98年1题又有发展,考了类似的间铝氮六环的衍生物,03年1题又有创新再次考“无机苯”的衍生物,这三道题是相互关联,推陈出新的典范!如果反省一下,这里的知识点考尽了吗?显然没,例如:为什么层状(BN)x不能导电,而它的等电子体石墨却是良好的导体?这就是一个有一定深度的问题!因此,对试题用批判的眼光进行改造、深化和拓展,大胆质疑,挑战权威,可以培养选手独立思考,求真求美的科学品质。又如:02年4(8)题要写出LiNiO2作为正极的充电反应方程式和05年3(4)题要写出锂钴氧化物作为正极时放电的电极反应——这显然是“旧瓶装新酒”的两道试题。固体电池的考查自27 th IChO中闪亮登场后,国内的竞赛、高考试题中也是层出不穷,上面的两道试题可谓是对固体电池考查的“冰山一角”而已,其真正的内涵值得挖掘和细究。另外,如:96年9(3)题要求“计算NixO中x的值及写出该氧化物的化学式”与99年全国高考化学试题的压轴题,不是异曲同工吗?又如:97年全国初赛中MnC2O4?2H2O的热重分析和98年全国决赛2题中的CaC2O4?H2O的热重分析及00年广东省高考化学试题中的CaC2O4?H2O的热重分析,这三道题都有着千丝万缕的联系!再如:04年决赛3题中过氧乙酸含量的测定与04年高考理科综合(全国卷)中的过氧乙酸含量测定也有关联。这些无疑都在证实着化学竞赛正推动着高考改革。
2.化学竞赛有利于高中化学知识结构向科学性、系统性的方向发展。
高中有些化学知识讲解过于表面化,缺乏科学性,学生对问题的理解也停留在表面,知其然不知所以然,久而久之,认为化学知识无系统性,不讲道理,整天忙于背诵化学方程式应付考试,对化学失去信心和兴趣。例如:化学平衡中,压强对气体的影响时,有这样一个问题:在一密闭容器中,
N2(g)+3H2(g)       2NH3(g)在一定温度压强下建立平衡后,恒定温度、压强不变充入惰性气体,问:新平衡建立后与原平衡相比N2的转化率如何改变?如果单用高中的知识背景解释的话,很难解释清楚,因为高中利用勒夏特列原理解释“化学平衡总是朝削弱外界条件改变的方向移动”学生自然会得出结论:“恒温恒压充入惰性气体,容器体积一定会膨胀,削弱体积膨胀,平衡应向气体体积缩小即:正向移动,N2转化率提高。”而产生错误。很多高中教师解释为:“这个过程相当于恒温,扩大容积减小压强,因此平衡应向逆向移动,N2的转化率降低。”学生势必产生疑问“压强明明不变怎么相当于减小呢?”这种疑惑具有普遍性,而教师又很难解释清楚,学生只能硬记结论,缺乏知识掌握的灵活性,产生对教师的不信任。实际这个地方只需引入“分压”这一浅显易懂的概念即可。我们研究的对象分为“系统”和“环境”两个方面,系统指整个反应体系,主要包括反应物和生成物。“环境”指整个反应体系之外的影响因素。我们这里指的压强是系统与环境两部分构成的总压,即:P系统+P环境=P总。勒夏特列原理所研究的是外界条件对系统的影响,当恒压充入惰性气体时,总压不变,随体积膨胀系统分压降低,平衡移动必须削弱系统分压的降低,所以只能朝逆向移动,N2转化率提高。学生就很容易理解了,这样的推理也科学了很多。分压还可以解释中学教学中“酸雨”问题。高中教科书指出:“PH<5.6的雨水称为酸雨,这是空气中的二氧化碳溶于雨水中而饱和的缘故。”但很多资料显示“CO2饱和溶液在25oC时,PH约为3.2”那学生就会产生疑问“为什么酸雨规定PH<5.6而不规定PH<3.2?”实际上利用分压就可以解释:因为气体在水中的溶解度与此气体在水面上方的分压成正比——亨利定律。由于空气中CO2含量低,分压很低,所以在水中的溶解度就会降低,故:PH<5.6的雨水是酸雨。而CO2饱和溶液的PH是指水面上方是一个标准大气压的CO2而不是空气,所以溶解度大,为3.2。还可以利用分压向学生介绍深海潜水等问题,这样知识讲解就更加科学严谨了,学生掌握知识就灵活多了,不仅知识理解了,能力也提高了。另外还可在电解质溶液那章中仿照氧化还原反应“电子守恒”引入溶液中的“质子转移守恒”,在讲述胶体一章中,介绍胶体“双电层结构”等自然延伸知识帮助学生深入理解知识,提高学生科学素养。当然这些课外知识的补充要把握一个“度”否则就会加重学生负担,违背学生心理认知规律,适得其反。
      四、化学竞赛成为评价某省、地区、学校化学教学水平的又一客观标志。
     教师的学识和能力是教学水平的保障,是培养优秀学生的前提,所以化学竞赛成绩从另一方面反映着某省、地区、学校化学教学水平。竞赛水平高的学校在培养出一批综合素质高全面发展的优秀学生的同时必然拥有一批专业素养高,教学能力强,爱岗敬业的教师,这也就意味着学校拥有一支强大的教师队伍。近几年化学竞赛成绩优秀,发展全面的学生深受各大名校的青睐。很多名校甚至将各科竞赛成绩都很优秀的学校作为重要的生源选拔基地。这说明学科竞赛水平从某些方面可以衡量出一所学校的整体教育教学水平。
       总之,随着化学竞赛的深入开展,它对中学化学教学改革起着越来越重要的推动作用,为高中化学素质教育开辟了一条重要途径,为国家选拔高层次专业人才做出了重要贡献。
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