|
高中生理科综合素质培养”之教法导引和学法指导
课题组
一、“高中生理科综合素质培养”之教法导引
1.高中生理科综合素质培养应遵循的原则
教学原则是根据教育教学目的和教学规律而制定的教学工作的基本要求。高中生综合学科的综合素质培养应遵循的原则:
① 教材整合原则。即针对某一问题先把同一学科教材中相对分散的、联系不够紧密的知识点串成相对集中的、有一定联系的知识块,再把各相关学科的知识块整合成相对集中的、联系紧密的知识面。
无论是学科内知识的串联还是跨学科知识的的整合,都必须源于平时所学教材中的基本概念、基本原理、基本观点等基础知识。没有牢固的基础知识和基本技能,教材的整合犹如“空中楼阁”。因此教师在教学中,应依纲扣本,注重学科内各部分内容的纵向和横向联系,使学生头脑中已有的零散知识穿成串、连成线,形成一个脉络清晰的综合知识网络。这就要求教师在教学时应注意学科知识框架体系的构建,注意主干知识的梳理。要由单学科逐渐融会到多学科的贯通,必须要加强学科之间的渗透、交叉和综合,拓宽知识的横向联系。为此综合学科教师应构建一些专题的教学模块,将各科知识有机地结合起来,找准问题的突破点、切入点,从多角度、多层面对问题进行深入分析。
如教师在讲原子核知识时:从化学的角度可以研究原子核的组成、各微粒的性质、元素及同位素的本质区别、同位素的丰度以及几种相对原子质量的计算、核外电子对物质化学性质的影响、核反应方程式与化学方程式的区别;从物理学的角度可以研究原子核的聚变、裂变过程中的能量变化和利用,如和平利用核能的相关问题也是这方面的一个新课题;从生物角度讲放射性同位素原子可用于如诱变育种、治病、年代的测定等。
②师生互动原则。即以教师为主导,以学生为主体,师生协同活动、相互促进的原则。
在课堂上,教师的教和学生的学都不是孤立地进行的。教师以教影响学生,引起学生知识结构、能力、品德等各方面的变化,而学生又将自己的理解、体验等信息以自身的表情、动作等行为方式反馈给教师,对教师的教学造成一定的影响。这种课堂中师生间的相互作用、相互影响的过程就叫做师生互动。这个原则体现在课堂活动中是指教师在充分发挥主导作用的同时,还要充分调动学生学习的主动性和积极性,使教学过程完全处于师生协同活动、相互促进的状态之中。教师的主导作用就在于能驾驭教材和调动学生。
在进行实验、社会实践活动时,师生互动原则体现为教师让学生自己去实践、研究,鼓励学生产生多种多样的想法,并按自己的想法去寻找结论,允许学生得出不同的结论,使学生在积极探索、教师适当指导点拨的自由气氛中进行自主的学习。活动中要求师生之间、学生与学生之间进行多向交流,要创造一个能使学生自由发表见解、讨论热烈的氛围。
③综合创新原则。即是指教师在教学中树立全面、发展和联系的观点,促使学生从整体的角度获得较为全面的知识、方法和技能,形成综合的科学观,利用各种教学方法和条件引导学生进行探索和创新,使学生综合素质得到培养。
高中生综合学科的综合素质培养的目的是:要促进高中生在综合学科的学习过程中对相对独立的学科知识进行整合的能力的提高,形成积极的学习态度和运用知识解决实际问题的能力,培养其创新精神。一个科学命题往往会涉及多个领域各方面的知识,包括生态学、生物学、地理学、物理学、化学、历史学,甚至社会科学各领域,这些因素相互重叠,密切联系,构成了不可分割的整体。其次,探索问题的方法和手段也是综合性的。既有科学实验的研究活动,也有实地观察,野外综合考查等等。因此,无论是发展学生的科学意识,还是培养他们的探索精神、科学技能和树立正确的科学价值观、态度,都有赖于教学过程对上述各方面因素的综合。
课堂案例分析——噬菌体侵染细菌的实验
|
教学过程 |
渗透教学原则 |
教学方法 |
|
噬菌体侵染细菌的实验
1.噬菌体的结构
噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒,它的外壳是蛋白质,头部内含有DNA,它侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量的增殖。
设问:噬菌体的两种成分中哪一种是遗传物质呢?
首先要知道噬菌体注入细菌内部的物质是DNA还是蛋白质。1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验:用放射性同位素标记和测试。
2.学生回忆:什么是同位素?有什么应用价值?
原子里具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子互称同位素。“同位”之意,是它们在元素周期表中共同占有一个位置。尽管它们的原子量各不相同,而化学性质却完全一样。放射性同位素的应用主要分两类:一是利用它的射线,二是做示踪原子。
在生物学研究方面,同位素示踪技术起着十分重要的作用。同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法,研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的特征元素。
3.请学生仔细看教材图示,看后请叙述实验的方法步骤。
①用35S标记了一部分噬菌体的蛋白质,并用32P标记了另一部分噬菌体的DNA。②用被标记的两种噬菌体分别去侵染细菌。③当噬菌体在细菌体内大量增殖时,对被标记物质进行放射性测试。
测试的结果:用35S 标记蛋白质的噬菌体侵染后,上清液的放射性高,沉淀物的放射性低;用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,上清液的放射性低,沉淀物的放射性高。
4.问题分析:
1),为什么用35S标记蛋白质,用32P标记DNA?
S仅存在于蛋白质,99%的P存在于DNA。
2),怎样标记噬菌体的蛋白质和DNA?
(1)噬菌体是细胞内寄生生活的病毒,培养噬菌体首先要培养宿主细菌。
(2)标记蛋白质的细菌培养基应该含有35S,标记DNA的细菌培养基应该含有32P。
(3)方法:把宿主细菌分别培养在含有35S和32P的培养基中,宿主细菌在生长过程中,就分别被35S和32P所标记。然后,用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌。噬菌体在细菌细胞内增殖,裂解后释放出很多子代噬菌体,在这些子代噬菌体中,前者被35S所标记,后者被32P所标记。
3),实验结果的测定原理和方法?
原理——测定放射性元素的射线存在部位,判断物质分布的方向。
方法——噬菌体感染未标记的细菌短时间后,搅拌、离心,测定上清液和沉淀物中放射性。
这里的短时间的含义是什么?
噬菌体将遗传物质注入了细菌,但是还没有裂解细菌之前。
4),试验结果的分析
(1)用被35S和32P标记的噬菌体分别去侵染未标记的细菌后,搅拌、离心,上清液中应该是小颗粒的噬菌体,沉淀物中应该是大颗粒的细菌。
(2)用35S 标记蛋白质的噬菌体侵染后,上清液的放射性高,沉淀物的放射性低。这里的高低应该是实验误差,可以理想化为上清液有放射性,沉淀物没有放射性。说明,35S 标记的蛋白质存在于上清液,即没有注入细菌。
用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,上清液的放射性低,沉淀物的放射性高。说明,32P标记的DNA存在于沉淀物,即注入了细菌。
(3)结果表明:噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;噬菌体的DNA进入了细菌体内。
(4)整个实验的关键物质是什么?从噬菌体的形态、大小是由什么物质决定的?
从噬菌体的示意图中不难看出,噬菌体的DNA在整个实验中一直存在,其蛋白质并没有进入细菌中,因此新老噬菌体之间的连续性只能通过DNA来保持,是它知道合成了噬菌体的蛋白质,决定了噬菌体的性状,复制出了一模一样的新噬菌体。由此得出:遗传物质是DNA,而不是蛋白质。
5.学生总结:噬菌体侵染细菌的过程
吸附→注入→合成→组装→释放 |
从教材中选题
紧扣教材基本知识
引导学生互动
明确该生物学命题的研究,需要运用理化知识
通过学科间知识的联系、渗透,理解自然科学研究的方法和手段是统一的、综合的
以教材为蓝本
自然科学实验的描述要领
实验结果有时要体现物质的理化性质
蛋白质、DNA是基本的生命物质,同时要综合化学基础知识
噬菌体与细菌关系的基础知识是理解这个问题的关键
通过这个环节强化生命的物质性,让学生进一步理解生命活动的基础是一系列的化学变化
这里强化物理知识在生物试验中的交叉应用
建立科学实验的严谨思维方式
要求学生逐步分析,调动学生思维,尽量简化对学生的要求和标准,让学生有成就感
分析思路的联系性要求单学科知识的综合运用
将实验结果转化为教材中的基本观点
以物质的化学组成和性质为基础,以物理技术手段为方法,研究生命本质,培养学科的思想观念,从而提高综合素质,由单学科逐渐融会到多学科的贯通。
|
设置知识块,创设问题情境
师生对话
营造研究的氛围情景
学生熟悉具体情景
理解各学科知识的内在联系
通过一步步的分析整理出完整的知识结构
将复杂的思维过程分解为小问题,步步突破
探索解决问题的途径
分类引导
学生成为探索者、研究者的主体角色
学生通过逻辑思维,得出科学的结论
共同得出结论 |
2.高中生理科综合素质培养的教学方法
依据高中生综合学科素质培养应遵循的原则,结合三大板块教学内容,参研人员摸索以下教学方法:
(1)整合教学法
即以教材整合原则为指导,对教学内容按知识的内在联系,以知识点为单位有机组成较为完整的知识块,以知识块为单位有序进行教学的一种注重知识的内在联系和整体性的教学方法。
整合教学法的设计思路与传统教学设计相比,有二个突出特点:一是打破一章或一节为教学单位的传统思路,而以知识块为一个系统来进行设计和教学的;二是它揉合了看、查、写、讨论、演讲、自我评价、练习、个体学习、合作交流等形式为一体,从基础学力、发展性学力和创造性学力全方位地对学生进行训练和培养。它不占用学生的课余时间,而每堂课又使学生处于紧张而有序的活动之中。它加大了学习的力度、密度和可学度,使学生始终处在跳一跳才能摘到果子的状态下,无暇去做与课堂无关的事情,大大提高了课堂效率和改善了课堂纪律。它不但解放了学生,同时也解放了教师。在课堂上,学生很忙,而教师显得“空闲”。它对教师的要求主要不是在“量”上,而是在“质”上。它对教师的知识面、教改理论的学习和实践探究、资料的收集和扩展、对教材、教参的学习与思考等等都提出了更高层面的要求。它完全改变了教师“一言堂”的传统教学模式,使教师在教育教学中真正成为了学生学习的组织者、参与者、帮助者和促进者,凸显了学生的主体地位和对学生能力的培养。它的活动是真正的学习活动,而不是“表演”活动。另外,整合教学法在流程的每个环节上要达到的目标较为单一,不是每堂课力图去完成很多事情。它既能培养能力,又能落实基础知识,解决了教师在教改中遇到的一些实际困难,具有较大的实用性和可操作性。
具体操作流程如下:
〈1〉综合学科教师整体设计阶段。综合学科教师利用集体备课时间,根据教学大纲、教学目标和考纲,围绕某一知识块讨论相关的教法和学法,并精心设计好问题。
〈2〉学生自主阅读教材阶段。各学科教师把备课组精心设计的问题交给学生,并向学生说明这一知识块的主要内容、重点、难点、社会热点、它在全书中的地位和高考中所占比例等等,给学生一个概貌,使学生有一个大致的轮廓。再让学生根据这些问题阅读课文,要求学生做好三件事:1.找出并划好问题答案;2.在有关段落附近写出提纲目录;3.写出疑难或问题。设置这一阶段并要求学生做好这三件事的目的,一是为了培养学生良好的阅读习惯,二是为了基本知识点的落实。
〈3〉学生交流、复述教材阶段。把学生分成四人或六人若干小组,每小组精心准备,然后每小组派一人上讲台复述教材内容。要求:1)复述教材内容线索、层次清楚;2)在复述教材内容的过程中回答教师展示的提问;3)提出一个问题。设置这一阶段的目的,是为了使学生深化、扩展和熟悉教材内容。上讲台和回答其他同学的提问,可以增强他们的责任心和焦虑感。教育心理学认为,适度的焦虑可以增加学生活动的积极性和动力,而其他学生在这一过程中也可以熟悉自己没有准备的框节内容。
〈4〉教师解疑疏理阶段。在学习中,学生无疑会碰到很多问题或疑惑,有些问题,由于受学习时间和学生知识面的限制,不能靠学生的讨论或探究来解决,这就需要教师通过讲述和释疑来帮助学生。这种讲课带有讲学、讲座的性质,对教师、对学生都有比一般的上课更高的理论层次要求。教师的解疑包括两部分:一学生易错易混问题;二是学生在课堂上提出的疑难问题。
〈5〉查阅资料阶段。为了使学生把学到的理论知识和社会实际结合,并扩大他们的知识面,利用课外活动时间,让学生进图书馆、电脑房,利用现代科学技术在网上查阅有关资料,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力。同时,它也大大提高了学生学习的积极性和主动性。
〈6〉写作阶段。能写会说是高中生必须具备的基本技能。在搜集了资料以后,要求学生自拟题目写小论文,写作中要求学生不能照抄照搬,要有自己的看法和见解,要运用教材中有关知识原理进行分析说明。经过一段时间的训练学生写出的小论文就有血有肉,质量也上了一个台阶。对优秀的小论文,教师要及时点评,在教室里张贴,组织比赛等,以对学生进行及时鼓励。
〈7〉讨论交流总结阶段。讨论交流可以使学生相互启发、取长补短、克服困难,同时可以培养学生的团队精神和交际能力。因此,课堂讨论交流是现在教学中常用的形式之一。在学生讨论之后,鼓励学生上讲台演讲,再由教师点评总结。
〈8〉精练深化巩固阶段。为了使学生进一步巩固和掌握所学的基本知识,还要进行一定量的习题训练。除了一般的练习以外,教师还应结合社会热点和具体实际对学生进行变式训练,把基础训练和能力扩展训练结合起来。
前四阶段由各学科教师在自己课堂上完成。后四阶段由综合学教科教师合作分工协同完成。
(2)问题教学法
遵循师生互动原则,由教师提出问题,激发学生积极思考,引导他们根据已有知识和经验,通过推理来获得知识的一种教学方法,问题教学法是以问题为中心来展开教学活动的。
“问题教学法”是以学生为本,以学生的发展为教学出发点,把学习的主动权交给学生,让学生通过自我发现去激发其智慧的潜能,培养其强有力的内在学习的动机,即把作为人的本质——创造精神引发出来。从其心理机制看属于探究性的,使用这种方法时,学生掌握的知识不是教师直接提供的,而是教师引导学生去发现的。“问题教学法”倡导一种把已获得的知识成果作为发展的起点,从知识传递中找到不仅是已有的结论,更主要的是联系尚未解决的问题。教学过程中要教会学生善于捕捉信息,及时处理信息,同时也要求教师对学生的种种疑惑进行引导。问题教学法有利于激发学生的思维活动,调动学习的积极性,有利于培养学生的独立思考能力和语言表达能力。
这种教学的一般步骤是:学生在预习教材的基础上提出问题,教师将问题进行整理、筛选,从知识性问题、能力性问题、探究性问题三层次精心设计问题,通过课堂讨论师生共同设计的问题激发学生积极思考或师生的共同探讨,引导他们根据已有知识和经验,通过推理来获取知识、培养独立分析问题解决问题的能力。
③ 自主探究教学法。即以综合创新原则为指导,以“掌握知识,发展能力,陶冶品德”为教学目标,以“观察”与“思维”及“探索”与“研究”为两大认识层次,并紧密与情感因素和目标实现过程相结合的探究教学方法。
与传统教学方式相比较,自主探究式教学法有它自己的特征:注重从过程中获得新知和发展能力;注重从学生的已有经验出发,从亲身经历中获得知识;注重收集证据及由证据到结论的推理与思维;注重交流合作;注重形成性评价和学生自我评价。自主探究式教学大体有七个环节:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、解释(分析论证)、评估(反思)、交流与合作。
教学范例:牛顿运动定律的应用
应用牛顿运动定律解题的主要问题可分为两类:一类是已知物体的运动情况,求物体的受力情况,其解法是,先用运动学公式求出物体的加速度,再用牛顿第二定律求出物体的受力;另一类是已知物体的受力情况,求物体的受力情况,解法是,先应用牛顿第二定律公式求出物体的加速度,再用运动学公式求出物体的运动情况。
教学这两类题时,教师可首先给出探究式问题:(1)揭示这两类题的内在联系是哪几部分物理知识?(2)通过你以有的物理知识,如何把这两类问题用一组组合公式将其联系起来?(3)联系这两类问题的桥梁作用是那个物理量?
通过全体同学的积极参与和相互讨论,在老师指导之下,同学们很快得出了如下结论:(1)揭示这两类问题内在联系的物理知识是运动学和牛顿第二定律;(2)同学们用了下列一组组合公式将它们的内在联系起来:
} =a=
(3)联系这两类问题的桥梁作用的物理量是加速度。
通过这样的教学引导,强化了教材内容之间的内在联系,有利于学生从整体上掌握教材和发展学生的思维能力。
④实验验证法
实验研究法是针对某一问题,根据一定的理论或假设进行有计划的实践,从而得出一定的科学结论的方法。目的在于通过实验使学生了解科学概念、知识产生的过程,提高学生动手操作能力,初步掌握自然科学实验操作的技能,培养学生实事求是的科学态度。
一般步骤是:教师提出问题,并做好实验的必要物质准备;在教师协助下学生拟定实验方案;学生根据方案进行实验操作;学生观察实验结果,写出总结;参加实验的同学交流经验、互相评价。
这种方法主要在物理、化学、生物学科领域开展第二课堂兴趣活动时进行。
⑤探索研究法
探索研究法是指学生在学科领域或跨学科领域选择确定研究课题,以独立或小组合作的方式进行的探索性、研究性的学习过程,其目的在于引导学生改变学习方式,通过自主性、研究性的学生和亲身实践,获取多种直接经验,掌握基本的科学方法,提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。
这种教学的一般步骤是:在教师指导下选定课题,课题选择应涉及自然学科的前沿成就和社会现实中的重大问题;讲明活动的目的、内容、要求;学生个体活动,收集、整理与研究相关的资料;学生自由组合成若干个小组,进行组内研讨;集中研究,进行小组代表发言和自由讨论;撰写研究报告或论文,并进行活动交流、总结。
这种方法广泛适用于自然学科和人文学科开展第二课堂兴趣活动和研究性学习。
3.高中生理科综合素质培养的教学模块
根据学科特点和综合学科要求,设计并投放目标明确、可操作性强的高中综合学科教学模块。这些模块应该具有整合前提下的知识、态度、能力和整合前提下的创新性的因素。具体说:知识应包含①体验性知识 ②跨学科知识 ③方法性知识。态度应包含①效力感 ②好奇心 ③感动心 ④自律心 。能力应包含①理解基本的自然科学和社会科学的现象、规则、定律、规律的内容及意义。②理解自然科学和社会科学的主要概念与结论。③能够通过简单实验观察自然现象,较完整地描述社会现象。④能发现相同的自然现象或社会现象之间的区别,能把握不同的自然现象或相同社会现象之间的联系。⑤根据图表、数据解释说明有关概念或能图式相关概念,能根据所给背景材料分析说明有关的自然现象或社会现象存在和变化发展的状态、原因、趋势。⑥阅读、理解、选择、使用适当的资料,提取有效信息说明问题。⑦应用所学知识对自然现象或社会现象进行系统的分析和多角度、多层面的描述。⑧能分析自然现象和社会现象变化发展的原因、透过现象把握本质。⑨能根据事实做出科学有效的判断、推理、归纳和结论,表现思维个性。⑩体现经济繁荣、社会公正、生态安全的可持续发展的价值取向,具有科学与社会协调发展意识。具有健康的体魄和身心保健能力,具有良好的心理素质,形成文明、健康、积极向上的生活方式。
理科综合素质培养教学模块的设计,关键在于将各科知识有机地结合起来,找准问题的突破点、切入点,从多角度、多层面对问题进行深入分析。以下是物理、化学、生物学科间的部分综合知识的切入点、生长点。
(1) 生物与其它学科间交叉点
① 从人体健康知识角度挖掘的内容有:煤气中毒的生理过程;吸烟、酗酒对人体健康的危害;碘在人体里的作用;糖尿病的病因;金属盐、细菌、矿物油和菇类中毒等。
② 从农业生产角度去挖掘的内容有:光合作用与呼吸作用的定性定量;植物渗透吸水知识与物理、化学的渗透、扩散现象的联系;植物的离子交换吸附与化学中水的净化等。
③ 从环境保护角度去挖掘的内容有:对资源的不合理利用所产生的有害物质导致的赤潮、酸雨、大气污染、森林锐减、土地沙化、全球变暖、臭氧层空洞及大量动、植物灭绝、危及人类健康和生存等。
④ 从新材料和新能源角度去挖掘的内容有:在城市,有如何开发一些成本较低、机械强度较好、能完全被微生物降解的新材料———聚乳酸、淀粉塑料麦秆和蔗渣餐具代替难以被微生物降解,不能焚烧的塑料制品;在农村,如何用秸秆作原料进行沼气发酵,以促进物质循环,防止大气污染,获得高效、清洁的能源等等。以上几方面的内容可将各科知识有效综合在一起。
⑤具体的讲:生物与其它学科间交叉点有这些:组成细胞的化学成分与化学元素、无机物、有机物知识的联系;生物体中的酶与化学中的蛋白质性质相联系;植物对矿质元素的吸收与盐的水解的联系;吸收量几乎相等,故被称之为生理中性盐;植物内无机物和有机物的转化,化学能和其他形式能量的转化;动物体内糖类、脂肪、蛋白质与相关的化学反应及其性质的联系;硝化细菌的化能合成作用,氮的物质循环与含氮化合物的联系;甲烷的形成以及自然界中的烷烃、烯烃与生物激素的联系;生物学实验与相关化学药品知识的联系;环境保护与空气污染、水污染、温室效应、臭氧问题、新材料的开发与利用的联系;叶绿素中的色素与光谱、色散的联系;心脏的跳动与做功、功率的问题;眼睛与透镜成像问题的联系;显微镜的放大原理及其应用;分子扩散与渗透压、物质的量浓度的联系;理想气体状态方程、气体摩尔体积与生物能量的联系;四个生理弯曲的受力分析、腓肠肌等骨骼肌收缩的做功问题;放射性同位素及同位素示踪在生物上的应用;诱变育种与物理、化学知识的联系。
(2) 物理与其它学科间交叉点
① 力学与化学知识的综合:对于钢筋混凝土建筑,从物理学的角度可研究它的受力情况,从化学的角度可以研究它的化学成分以及混凝土的种类和适用范围。
② 力与生物知识的综合:人体骨骼肌肉结构的力学原理,落叶树与常青树可以用力学原理对其叶、枝干和根系进行对比分析。
③ 物体的运动、牛顿定律与化学、生物的综合:司机饮酒易导致交通事故。从化学的角度可知酒的化学成分,酒精在体内进行的反应。从生物学角度可研究乙醇作用的生理背景。处理、分析事故现场时,要由反应时间、制动距离及速度建立相应的关系曲线。
④ 功和功率与生物学的综合:从生物学角度可知心脏的结构和功能,血液的流动情况,血沉实验的力学原理,从力学角度可研究正常人心脏的功率。
⑤ 能量与化学、生物学的综合:化学能、生物能与其他形式能量的转化;从能量角度看人在紧张状态下的生理变化,如人在游戏场乘坐电动玩具时,通常速度越快越感到兴奋(也越危险);能源、新能源的开发和应用。
⑥ 热学与化学的综合:理想气体的状态方程和化学中的克拉珀龙方程的互相渗透,化合反应与物态变化的综合,分子运动与化学中分子的运动、胶体的重要性质的综合,分子的结构、晶体结构与物理学中空间点阵的结合。
⑦ 物理、化学知识在电源中的综合应用:电源的物理特性以及电源电动势形成过程中的化学本质、电极反应、能量转化等的物理、化学知识;电解、电镀的计算与法拉第电解定律的综合。
⑧ 物理光学与化学的综合:光电效应与化学中金属的性质的联系,以及对于不同的金属,发生光电效应的极限频率的问题。
⑨ 原子物理与化学的综合:化学中的原子结构与物理学中对原子结构模型的认识过程及相关实验;焰色反应与原子光谱知识的联系,原子核反应方程式与化学方程式的比较,原子核的组成与同位素的概念。
⑩ 原子物理与生物的综合:放射性同位素的特性以及它在物理学和生物学中的应用——示踪原子、诱变育种等。
光学与化学的综合:光在光导纤维中的全反射分析,光导纤维与二氧化硅的化学性质。
光学与生物学的综合:眼睛的构造及各部分的作用与透镜成像的比较以及眼睛的调节和近视眼、远视眼的矫正。
与水有关的物理、化学、生物综合问题:物理学中的水力发电、输送电问题以及浮力问题。化学中水的化学性质、组成以及水在化学实验、反应过程中的重要作用,水的制取或由水制取H2和O2等。生物学中关于水污染、环境污染以及温室效应的问题,水在人体中的主要作用以及水对生命的重要意义。
(3) 化学与其它学科间交叉点
① 原子核:从化学的角度可以研究原子核的组成、各微粒的性质、元素及同位素的本质区别、同位素的丰度以及几种相对原子质量的计算、核外电子对物质化学性质的影响、核反应方程式与化学方程式的区别。从物理学的角度可以研究原子核的聚变、裂变过程中的能量变化和利用,如和平利用核能的相关问题也是这方面的一个新课题。同位素在物理、化学、生物上有着广泛的应用。例如,放射性同位素原子的应用(如诱变育种、治病等),利用放射性同位素进行年代的测定。
② 能量:反应热的利用。例如:汽油的燃烧以及污染问题,煤气的燃烧,动物代谢过程能量的利用和转化,自然界中C、N、P循环过程中能量的转化,太阳能、电能、化学能之间的相互转化(光电效应、电解、电镀等),光合作用储存太阳能。煤、石油、氢能源、核能、化学能及其他新能源的开发和应用。气体反应中能量转化及计算,并结合化学平衡进行相关的计算。一级能源、二级能源;ATP与ADP的相互转化。
③ 气体:气体从A状态到B状态下有关量的转换,即公式pV=nRT的运用。气体反应中,物质的量与气体分压之间的互换。气体的喷泉实验的定性和定量计算;压强与气体溶解性的关系。一些重要的大气污染物(如SO2、CO、NO2、NO等)的相关性质及治理方法。
④ 电化学:原电池的工作原理,电极反应式,离子的迁移方向,电场。电路中电流、电量与时间之间的综合计算,电解计算与法拉第电解定律。利用电解法测定阿伏加德罗常数NA、相对原子质量等。化学电源与物理上电源电动势结合进行相关计算。
⑤ 理、化、生与水结合的有关问题:在化学中,水是常见的溶剂。许多物质发生的反应都是在溶液中进行的,以增大其反应速率,像胶体、电解质溶液、电解、电镀、离子反应等均是水溶液中的离子行为。化学方面还可进行水体的污染及防护、水的富营养化、赤潮及水华现象的产生以及其原因的研究。潜艇中靠电解水获得呼吸所需的氧气。生物方面可研究水在人体中的生理作用、生理盐水的浓度、人体血液中pH |