南北半球十不同
一、 海陆分布不同
地球表面海陆分布不均,陆地主要集中于北半球,这里陆地占北半球总面积的2/5,且在中高纬度,陆地分布几乎连续不断,最为宽广。南半球陆地只占其总面积的1/5,在中高纬度,陆地显著收缩,尤其在南纬56°~65°之间。除一些零星岛屿外,几乎全部为海洋。此外,北极地区是一片海洋――北冰洋;而南极地区却是一块陆地――南极大陆。
二、物体水平运动的方向产生偏向不同
由于地球自西向东不停地自转,使地球上水平运动的物体,无论朝哪个方向运动,都发生偏向,所不同的是,在北半球偏右,而在南半球偏左。
三、正午太阳高度的变化不同
太阳直射点南北移动,引起正午太阳高度的变化随南北半球不同而不同。6月22日太阳直射北回归线,太阳高度由北回归线向南北两方降低;12月22日太阳直射南回归线,太阳高度由南回归线向北、南两侧降低。在北回归线以北的纬度带,每年6月22日前后,正午太阳高度达最大值,每年12月22日前后达最小值,在南回归线以南的纬度带,情况正好相反。
四、昼夜长短的变化不同
自3月21日至9月23日,太阳直射北半球,北半球到处是昼长夜短。其中6月22日这一天北半球昼最长、夜最短,北极圈以北出现极昼现象;南半球则反之。自9月23日至次年3月21日,太阳直射南半球,南半球到处是昼长夜短。其中12月22日这一天,南半球昼最长、夜最短,南极圈以内出现极昼现象;北半球则反之。
五、气温的水平分布及变化不同
一年之中,就北半球来说,大陆上最高气温出现在7月,最低气温出现在1月;海洋上最高气温出现在8月,最低气温出现在2月。南半球海陆上最高、最低气温出现的月份分别与北半球相反。北半球同纬度上气温变化比南半球大。南半球的等温线比北半球平直且稀疏。
六、气压带分布特征不同
南半球的气压带基本上呈带状分布,而北半球的气压带则断裂成块状,特别是亚洲与太平洋地区,气压带被分裂为一个个范围很大的高压区和低压区。对照世界大洋和大洲的分布图,就可以看出这是因为南半球海洋面积占绝对优势,北半球陆地面积显著增大的缘故。
七、气旋和反气旋气流水平运动方向不同
气旋和反气旋是大气中最常见的运动形式,也是影响天气变化的重要天气系统。在气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,北半球气旋的气流为呈逆时针方向流动的大旋涡;反气旋的气流为呈顺时针方向流动的大旋涡。而南半球气旋和反气旋气流的水平运动方向正好与北半球相反。
八、行星风系的风向不同
由于南北半球的地转偏向力使气流偏转方向不同,所以南北半球行星风系的风向也不相同。在信风带,北半球为东北信风,南半球为东南信风。在西风带,北半球为西南风,南半球为西北风;在极地东风带,北半球为东北风,南半球为东南风。
九、季节不同
在北半球,一般把3、4、5三个月划为春季:6、7、8三个月划为夏季:9、10、11三个月划为秋季:12、1、2三个月划为冬季。而南半球的季节恰好与北半球相反。
十、洋流的分布不同
从世界洋流分布图上,我们不难看出,洋流的分布南北半球截然不同:在热带和副热带海区,形成以副热带为中心的反气旋型大洋环流。北半球作顺时针方向流动,南半球作逆时针方向流动。在北半球的中高纬度为反气旋型大洋环流,南极大陆的外围则形成西风漂流。
培养中学生学习地理兴趣途径的研究
兴趣是指一个人经常趋向于认识、掌握某种事物,力求参与某项活动,并具有积极情绪色彩的心理倾向。兴趣是学习的挚友,是学习的一种原动力。凡是学习感兴趣的事物,必然力求去认识它,掌握它。因此,在地理教学中,提高教学成绩,培养学生学习地理的兴趣,无疑是一条重要的途径。
中学地理教学大纲明确指出:“中学地理的教学目的,是在小学地理教学的基础上,使学生获得比较系统的地理知识和基本技能,并积极发展学生的思维能力和智力,培养他们学习地理的兴趣、爱好和独立吸取地理新知识的能力。”兴趣这一非智力因素,在教学过程中的作用已日益引起人们的关注。特别是高考取消地理科以后,地理课教学过程中利用各种教学手段,培养学生的兴趣尤为重要,正如一位教育家说:“兴趣是最好的老师”。
一、充分利用直观教学手段。地理研究的对象,其时空界限广阔而遥远,内容涉及多学科知识,单纯依赖学生的视野和见闻是难以掌握的,必须借助地球仪、各种地理教学挂图和地理景观图等直观教具,或者借助电视录象、幻灯片等手段,把教学内容生动地展现在学生面前,方能引起学生学习兴趣
1、充分利用课本插图、地图册和地理挂图进行教学。地图是地理教学中最常用的教具,地图又是一种特殊的地理教科书,学生可以从地图上直接获取许多地理知识,是地理的“第二语言”,中学地理课本中的插图,地理图片是课本内容的重要组成部分,一幅好的插图、照片可以充实和简化课本有关内容的文字叙述,能达到以图释文,图文结合目的,教学形象直观,还有助于学生对地理知识的理解,能扩大学生的地理视野,创设地理情景,激发学生的求知欲,发展学生的思维能力和想象能力。
借助地图,强化记忆。例如:学习非洲的萨瓦纳气候时,学生对热带草原缺乏感性认识,难以区分干、湿两季的特点。可以用“热带草原景观图”指导学生观察干、湿两季的自然景色:湿季时,草高茂盛,稀树青翠(典型树木:金合欢和波巴布树),成群结队的动物中,长颈鹿昂首挺胸,遥望葱绿辽阔的大草原;干季时,草类凋零,树木落叶,动物迁徙,草原一片枯黄荒凉的景色。通过观察挂图,再联系气压带、风带随太阳直射点的移动规律,让学生认识到那里处在赤道低气压带和信风带控制下,湿季受赤道低气压带控制,降水丰沛;干季受信风带控制,降水较少,进而理解了干、湿季节交替的原因,掌握了萨瓦纳气候的分布规律及特点。
2、认真设计地理略图,提高地理教学效果。在地理教学中,有针对性地设计地理略图进行教学,有利于学生掌握地理基础知识,既能起到抓住特征突出重点,又能培养学生直接学会画地图的基本技能。教师根据教学内容,边讲边画,学生边听边记,学生的注意力随着老师的笔触和语言自然转移,做到了视听结合,头脑并用,思维集中,印象深刻便于记忆,并且更能提高学生的学习兴趣。
在讲长江的内容时,老师在黑板上绘制长江干流略图,从长江的发源地绘起,一直画到入海口处,先画干流,给学生讲干流象一个不规则的英文字母W,然后讲到哪里就画到哪里。首先讲上、中、下游的划分,把宜昌和湖口两地名称用色笔标在干流上;接着讲长江的支流,用蓝色粉笔从西向东画出主要支流,边画边讲哪些支流在上游,哪些支流在中游;然后讲长江上、中、下游的特征,并标注在适当的位置上,上游“水流湍急,水力丰富”,中游“河道弯曲,容易泛滥”,下游“江阔水深,便于航运”。这样有形有意,展现在学生面前的地理略图不是静而是动的感觉,可以特别体现事物的特征,发展学生的观察力、注意力和思维力,也能有效地培养学生学习地理的兴趣,增强了学习地理的主动性和积极性。
3、充分利用电化教育手段――投影、幻灯、电影、录像的直观优势,增强学生的感知能力,以培养学生的学习兴趣。电化教育是现代化教育的组成部分,是优化课堂教学、提高课堂教学的有效途径之一。投影以其直观,形象,生动、感染力强等独特的长处和优势显现出极大的生命力,成为广大教师广泛采用的一种手段。运用自制的投影片作为一种直观性、实用性、形象性的地理教学软件,解决了很多传统教学形式解决不了的问题,并能取得较好的教学效果。
一节课的开始,运用投影配合教师语言可提供一种简捷、直观的导入手段。如讲到“影响气候的因素”时,需要复习的内容较多,如果单靠教师口头归纳总结,很难一下子说清楚,也很枯燥。若运用投影来展示我国气温分布和年降水量分布图,再结合谈话式教学法,简洁明了,直观性强,效果更好。
运用投影媒体,可以帮助学生建立地理概念,形成空间概念。学生学习地理概念的过程是由感性认识上升的理性认识的过程,在传统教法中,解决地理概念很多是靠语言讲,即使挂图、板图也无法跳出静的框框。若在教学中把一些难以理解的概念,通过投影化虚为实,化静为动,使抽象的概念具体化,就可以帮助学生利用直观的图象演示,深化地理概念,并形成空间观念。如讲“黄河下游――地上河”的概念时,可先打出绘有黄河未形成“地上河”时的河道横剖面图,接着讲述黄河携带大量泥沙进入下游,年复一年的沉积,不断抽动绘有向上凹的泥沙沉积带投影片,说明河床不断抬高,进而造成水位不断升高。这时可向上抽动绘有河水横断面的水位线投影片,于是河床承受不了上涨的水位而不断加高堤坝,再向上拉动绘有不断加高的堤坝投影片,这样,就展示出河床高出地面的清晰画面。一步步的演示,配合教师的讲解,就把“地上河”这一地理概念的形成过程及原因,形象地展示在学生面前,便于学生理解和掌握。
新课程理念下的地理教学反思
孔子曰:“学而不思则罔,思而不学则贻”。这句话用在我们的日常教学工作中其实也有深刻的借鉴意义。大教育家苏霍姆林斯基也曾经建议:每一位教师都来写教育日记,写随笔和记录。这些记录是思考及创造的源泉,是无价之宝,是你搞教科研的丰富材料及实践基础。
我认为,新课程理念下的地理教学反思不仅仅是对地理教学活动一般性的回顾或重复,而应该是教师置身于整体的地理教学情境中,从更宽广的社会、伦理及教育层面激发自我意识的觉醒,更重要的是它一种面向未来的教学活动。进行新课程理念下的地理教学反思,我觉得应包括以下几个方面的内容:
1、对教学观念的反思
长期以来,教师的教育思想往往是在被动条件下形成的,没有教师主体的自我实践反思意识和能力的增强,往往只是简单的重复或沿袭,其效果是很不理想的。因此,教师应进行新课程理念的系统学习,积极对自身的教学观念进行反思,在较深层次上促进教育观念的更新与转变,并以此指导教学实践。
例如在学习“以某种自然资源为例,说明在不同生产力条件下,自然资源的数量、质量对人类生存与发展的意义”的相关内容时,我就以矿产资源为例,一方面用相关例证向学生说明,矿产资源的分布、数量、质量和组合状况是影响工业布局的重要条件,一些工业基地往往是建在矿产地附近(这种教学旨在渗透“自然环境是人类社会发展的外部条件”的观点);但有些工业基地,如我国的上海宝山钢铁工业基地,日本的太平洋沿岸和濑户内海钢铁工业基地,周围并无大型铁矿、煤矿,但却是著名的工业区,原因是借助优越的地理位置和发达的海运,摆脱了矿产资源的地域限制(这种教学可以渗透“自然环境并非是决定性条件”的观点)。通过上述这种辨证的分析,学生一方面明确了自然环境可以影响人类社会的发展,另一方面也明确了这种影响不起决定性作用,就使学生形成了正确的、辨证的人地观。
地理新课标不仅对地理知识和技能的教学提出了具体的、符合实际的要求,同时也对学习过程中学生能力和方法的培养,学生情感态度与价值观的形成提出了具体、可操作的目标。“培养现代公民必备的地理素养”是高中地理课程的基本理念之一,课程标准中有大量的与人口观、资源观、环境观、可持续发展观有联系的教学内容。因此,我们的课堂教学必须更加符合素质教育的要求,必须有利于学生的可持续发展,能帮助他们形成正确的地理观。
2、对教学设计的反思
在进行地理教学实践时,有时会发觉地理教学效果或目的与预期的设计有较大差异,课后细细分析一下,原因在于进行教学设计时忽视了对教学设计的实践反思,因而也就难以使教学设计在实际应用时发挥出所预想的作用。因此,教师应积极反思教学设计与教学实践是否合适,及时看到实践过程中出现的误差,不断探求教学目的、教学工具、教学方法等方面的问题,积极改进,从而优化教学,有效地促进学生的学习。
在高中地理新教材中,大气环境是个难点,而其中的有关天气、气候、季风等内容更是难中之难。如何将这些内容由抽象的理论和图象转化为学生通俗易懂的知识,便对地理教师提出了很高的要求。于是我在教学设计时做了精心准备,试着编写了这样一个案例,通过案例教学法来突破难点,案例如下:
赤壁之战前夕,曹营在江北,东吴在江南,周瑜调兵遣将打黄盖,献连环计,为火烧曹营精心准备。突然间,他想起自己竟然疏忽了一件大事,一下子急出病来。诸葛亮借探病之际,挑明周瑜的病根是“欠东风”,并允许借东风相助。其实诸葛亮只是预测到了过一段时间天气会反常,故弄玄虚而已。
问题:
(1)赤壁位于我国哪一个省?试分析当地的气候条件。
(2)周瑜为什么会因为“欠东风”而急出病来?
(3)我国形成最大季风区的地理因素有哪些?
(4)我国东部季风区是季风气候最为典型的区域,试说明其气候特征。
(5)你认为季风除了对军事产生影响以外,还会对哪些方面有影响?
这样通过案例将要学习的内容转变成一个个小问题,教师只提供背景资料,通过学生自己的探究找出答案,同时掌握天气、气候等知识,并了解形成该气候的地理因素,同时拓展地理能力,事实证明,这样教学学生很感兴趣,而且将抽象的原理转化为直观的材料,比一味的灌输的效果要好的多元智能理论告诉我们:每个学生都有不同的智能组合,有自己的智能弱项和智能强项,也有与此相适应的独特的认知方式。学生知识面有宽有窄,学习能力有高有低,认知能力有强有弱。教师必须正视学生之间的这种个体差异。比如可以在内容的呈现方式上进行认真的构思和设计,文字材料,图象信息,多媒体等等,照顾不同学生的学习兴趣和能力要求。
3、对教学过程的反思
教师的反思大多是针对教学过程进行的,我们要对教学中重难点的处理、学生的主体地位是否得到确立、学生的创新思维能力是否提高等情况进行反思,然后再回到实践中去探索,使教学与研究能力得到提高。
我们知道,新课标所提倡的“探究式学习”模式能提供给学生更多获取知识的渠道和方式,在了解知识发生和形成的过程中,推动他们去关心现实,了解社会,体验人生,并积累一定的感性知识和实践经验,使学生获得了比较完整的学习经历。同时,在学习中将培养学生一种探究性、开放性的学习方法和思维方式。
笔者曾利用英国中学理科革新教材(社会中的科学和技术)中的有关内容和学生一起讨论、共同探究,取得了很好的效果。这是一个厂址选择的问题。教材在给出了大量有关“食盐”及“食盐化工”等背景资料(略)之后,提出:
某公司正考虑在某镇附近建一新的食盐及食盐化工厂,给出了某镇的一部分地图以及一些有关的资料。请对照地图和资料,以4人为一组讨论:图中“公司提出的地点”和“议会提出的地点”相比,哪一个方案更合理。4个人扮演的角色分别是:公司法人代表、工厂管理人员、议会代表和社区代表。讨论之后进行大组汇报。
问题提出后,同学们的学习积极性被极大地调动起来,相互之间展开了热烈的讨论。教师巡回到各组之间,以平等的身份、认真的态度参与到同学们的讨论之中,和他们一起学习、共同探究。与此同时,教师有意识地进行一些有针对性的指导,重点放在:(1)考虑问题时,必须进行多方位的思考,要综合已有的知识来解决正在研究的实际问题。(2)解决问题的方法往往不是单一的。从某种意义上讲,就是比较各种解决问题的方法的利弊得失,从而优选出最佳方案。(3)分析任何问题都应该采取科学的、辩证的、全方位的态度和方法。
在随后进行的大组汇报中,学生争先恐后地发表自己的观点和意见:扮演公司法人代表的同学,从工厂经营必须取得更大利润的角度,希望工厂建在距原工业区较近的地点;扮演工厂管理人员的学生,从方便原料采购和产品销售的角度,建议工厂建在距交通线较近的地点;扮演议会代表的学生,从保护绿化的角度,呼吁新建工厂不能破坏树木,工厂应建在沼泽地;扮演社区代表的学生,从维护社区环境的角度,要求工厂建在与常年风向相垂直的郊外。之后,在自由发言时间,学生们比较了上述意见的利弊得失,一致认为,虽然从他们各自的利益出发,提出的方案似乎都有道理,但是,综合大家的意见,从整体、全面的角度看问题,还是公司提出的地点比较合适。
我在最后总结时,重点并不放在结论上,而是放在大家对这一问题进行分析、探究的过程上。重在肯定同学们的参与过程和鼓励、赞扬同学们敢于发表意见,尤其是敢于发表不同意见行为。之后,我又把这种研究性学习方式延伸到课外,要求学生平时更多地关心社会、关心日常生活中发生的事情,并把它们和自己所学的知识联系起来思考、探究。事实证明,这样学生理解得更透彻,掌握得更牢固,同时也学会了分析和解决问题的一般方法。
笔者认为,这种探究式学习模式对教师提出了很高的要求,教师必须有较高的教学素质和研究能力,有设计富含知识和能力,并有利于展开多端性、创造性思维的课题来引导学生学习,对教学过程有充分的估计,能随时调控学生的学习障碍,对学生的研究成果能作出正确的评价。这一系列要求使地理教师必须从多方面充实、完善自我,提高自身的业务素质,灵活、创造性地使用教材和校内外多种多样的课程资源,从而使教学活动处于活跃积极的状态。
4、对自身教学行为的反思
教师在教学过程中要认真地检讨自己的言行:是否
例如,在“全球变暖”教学中,有一位学生提出:“我认为大气中二氧化碳增多、全球变暖不可怕,因为原始大气中充斥着二氧化碳。可是照样诞生了生命,并演化出了一个欣欣向荣的世界。”这个观点与教材相反,我当时作了批驳。在课后反思中我深感这样扼杀了该同学积极思考的兴趣、大胆创新的勇气。于是,在下一堂课中当全班同学的面作出了自我批评,并在后来的教学中注意宽容各种观点,鼓励学生积极探索创新。
众所周知,过去为了巩固“双基”,我们教师的教学往往追求对学习内容的“标准化”理解和“课本式”、“教参式”表达,强调对问题解决的常规思维、逻辑思考、唯一答案,对学生的置疑、奇思妙想往往采取压制、回避、冷处理甚至简单否定的做法。这样大量地进行反复操练,使学生学会的只是“复印”知识。而新课标强调的是教师的教学必须注重培养学生的创新型意识,所以,我们在课堂教学中,一定要谨慎处理自身的教学行为,要能积极肯定学生的“别出心裁”,给予及时适当的肯定和匡正。
5、对教学反馈的反思
教学中,我们不仅要注意观察课堂上学生的学习行为,还要通过学生作业获取教学反馈的信息,在信息反馈中对学生知识的掌握、能力的发展,学习中的情感体验等获取全方位的体察。我们常常会发现教师在课堂上讲解的教学内容和习题,在考试时学生还是有许多困惑,原因是多方面的,其中一个重要原因在于学生知识的习得不是学生自己学会的,而是老师教会的,所以我们教给学生学习方法比教给学生知识本身更重要。
例如,在学生做高中地理新教材(人教版、试验修订本)第90页练习篇第一题时,针对某些同学不会做这种情况,笔者在辅导时不是直接给出答案,而是请学生思考赤道应该添加在这幅图的南方还是北方?这股洋流所经之处的水温比同纬度其它海区的水温高还是低?并要求学生说出理由。学生经过思考,较容易地完成了这道题,并且掌握了解题方法,提高了学习能力。
地理是一门理论性和实践性很强的学科,要完成新课标中规定的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个维度的教学目标,除了师生在课堂上的教与学之外,目前最直接的反馈就来源于作业练习。作业练习也是一种学习的过程。通过作业,不仅可以检查课堂教学的效果,弥补课堂教学的不足,加深对所学知识的理解和运用,而且也可以培养学生的地理思维能力、探究能力和创新能力,同时还可以让学生探索获得知识的方法,体验知识形成的过程。所以,我们的地理作业必须是科学的,多样的、开放的,我们不能仅仅为了使学生完成作业而教学,而要教给学生“对其终身发展的能力”,所以要侧重对学生地理技能和方法的培养。
多一点教学反思的细胞,就多一些教科研的智慧,经常进行教学反思,益处多多,其乐无穷!
中学地理教学中比较法的运用
比较法是不少教师在教学中喜欢运用的一种教学方法。教学时,将各种类型的知识进行对比,可以使学生更好地了解和掌握事物的共同属性和个别特征。由于比较法应用简便,适用范围广,并具有高度的科学性和较强的逻辑性,不但教师乐于运用,而且学生也容易接受。在地理教学中,教师若能恰当地运用比较法,不仅有助于学生学习和掌握地理知识,而且能够使他们认识地理事物和现象的内在联系及地理环境的整体性,从而更加系统地深刻地理解知识。
地理课,所涉及的地理事物和现象复杂多样,因此在课堂教学中,比较法的运用也是多种多样的。一般使用较多的主要有以下几种:
1.类比。就是把同一类地理事物和现象进行比较,这是教师在课堂教学中使用最多的一种方法。具体地说,就是以学生已学过的同类地理事物和现象为基础,与新讲的地理知识进行比较,以引导学生发现地理事物和现象的个性或共性。如在讲“撒哈拉以南的非洲热带草原气候”这一内容时,教师可引导学生分别从分布地区、形成原因、气候特征等几个方面与亚洲的热带季风气候相比较,通过对比,归纳出这两种类型气候的共同特点和不同之处。同样,运用比较法也可以对两个地理区域或两个国家的地理位置、地形、气候、经济状况等各个方面分别进行比较。
2.自比。就是对同一地理事物和现象在不同的历史阶段的发展状况进行比较。因为这种比较是从时间跨度上进行的纵向比较,所以也称纵比。通过对地理事物和现象的自我比较,可以揭示其历史发展阶段中的各个异同点,了解地理事物和现象的现在和过去,探索其发展变化的过程和规律,并分析研究其未来的发展变化趋势。如关于“欧洲南部和北部山地特点”这一内容,如果教师仅采用讲授法,按教材内容的先后顺序进行讲述,就很难使学生形成较深的印象。这时教师若采用比较的方法,首先根据有关内容列出简表,再引导学生根据教材的内容填写,然后将两者加以对比,找出其区别所在。这样,教师不必作过多的讲解,就能取得很好的教学效果。
3.专题比较。就是对一个单元、几个国家或几个地区的某一自然要素或社会经济条件进行比较。通过比较可以使学生对某一地理知识形成完整的概念,便于学生了解地理事物和现象之间相互联系、相互制约的关系,并且能够使分散的知识系统化。例如北美洲、拉丁美洲、大洋洲的地形虽然都分为三部分,但具体说来又各有不同。讲述时,教师就可以引导学生将这三大洲的地理特点进行对比分析,启发他们总结归纳,这样,不但可以节省大量的教学时间,而且学生对所学知识掌握得更准确和牢固。
4.综合比较。就是对两个或两个以上地区有关的地理要素作系统比较和全面分析,找出它们的异同点。通过比较,不仅可以使学生对两种或两种以上的地理要素有一个完整、系统的理解,而且有利于培养学生的综合分析能力。如在讲述中亚及其国家时,教师仍可采用列表的方式,分别从位置、地形、气候、经济特征、主要物产等几个方面与东南亚及其各国的有关地理要素相比较。
运用比较法应注意的问题:
1.在运用比较法时,教师应遵循从已知到未知、由近及远、由具体到抽象的原则。
2.被比较的内容应该是同类地理事物和现象,切不可把无任何共性的两种或多种事物和现象随意加以比较,否则,将适得其反。
3.在教学中,教师要根据教材的难易程度,并结合学生的实际情况,恰当选择与运用各种比较的方法。同时,要引导学生大胆进行尝试,发现问题应及时解决,使他们在课堂教学过程中逐渐学会运用这种方法。
从植物中收获金属
1995年,俄罗斯奥尔登堡大学的生物学家梅格列特在研究一种叫蓼的一年生草本植物时,意外地发现蓼的叶子中含有异常高的锌、铅、镉等金属。这是否表明蓼有从土壤中吸收这些金属的“嗜好呢”?于是他带着这个疑问,在一些被锌、铅、镉之类金属污染过的土地上种了大量的蓼。这些蓼长得非常茂盛,叶子又大又厚,结果在1 公顷的土地上,一个季节就收获了大量的蓼。梅格列特将蓼草放入
最近,德国奥尔登大学的一个试验小组已在一处废金属堆放场引种俄罗斯大蓼获得成功。现在该试验小组已从德国各地尤其是环保组织接到了大量订单,同时还为推广这项研究成果专门成立了一家商业性公司。它的业务活动已引起德国军事部门的很大兴趣,因为历史上的各种军事演习场包括二战时期用作化学武器仓库的地方都有待改造,消除污染,公司方面业已应约在那些地方种下了大蓼,以净化环境,回收有害金属。
最近还有文献报到,美国加利福尼亚的专家们通过研究发现,野生芥菜有从土壤中蓄积镍的功能,他们把种植的半公顷的野生芥菜杆割下来,晒干再烧成灰,每
科学研究证明,植物在千百万年漫长的进化演变过程中,已经练就了一身非凡绝招,许多植物有累积某些金属元素的能力。如堇菜好锌、香薷含铜比较丰富、烟草含铀特别多,还有紫云英含硒、苜蓿含钽、石松含锰格外丰富。生长在含黄金特别多的土壤中的玉米或木贼草,烧成灰,每吨竟可以提取到
这一系列的发现引起了科学家们的极大兴趣,被人们称为“绿色冶金”技术。专家预言如果这一成果取得突破性的进展,人类将有可能通过种植植物来获得所需的金属,同时还可以改善遭受人类破坏的环境。
动物世界里的“化学战”
人类战争有化学战,动物界同样也有化学战。许多动物拥有诸如毒液、麻醉液、腐蚀液、粘结液之类的“化学武器”,经常展开一幕又一幕生死存亡的斗争。
人们比较熟悉的是,毒蛇、毒蝎、毒蛙、毒蜘蛛等能够分泌毒液,以此作为武器,用于进攻或防卫。它们分泌的毒液一般含有神经毒和血液毒两种类型。前者作用于对手的中枢神经使其心脏停止跳动,后者则经过对手的血液循环系统破坏其组织,最终使其丧命。如非洲有一种毒蜂,蜂王一旦发现可以进攻的目标,就发出一种具有特殊气味的化学物质,“命令全军反击”,即使是老虎、狮子也难逃性命。还有一种黄蜂,毒液含有“报警信息素”,可通过空气传播给巢里的蜂群。若有人打死一只黄蜂,能激怒
放屁虫是善跑的昆虫,也是制造和使用化学武器的能手。在他的腹内有两个臀腺,臀腺里的分泌细胞能分泌出氢琨和过氧化氢,平时贮藏在贮液囊里。当他受到攻击时,能立即让上述化学物质进入体内“燃烧室”,在酶的作用下进行化学反应,生成滚烫的腐蚀液,依靠其腹部尖端可转动的“炮塔”,把腐蚀液准确喷到追击者身上,而且在追击的同时发出令人吃惊的咔塔咔塔声,使追击者不知所措慌忙逃走。
黄鼠狼体内贮有奇臭难闻的丁硫醇,当它遇到敌害袭击时,就放出含丁硫醇的屁,敌害招架不住,它便趁机逃跑。而猫把脸上和臀部体腺散发的气味弄在人的腿上,因此它远远就能辩明主人在那里。黑尾鹿遇敌时常释放香味迷惑对手。燕尾凤蝶还能利用化学武器实施集体防御。它有一对鲜红色或桔色触角(称为丫腺),位于紧挨头部的后面。在正常情况下,触角隐藏在囊里,受攻击时会突然伸出,喷出一股极臭的脂肪酸分泌液。一群燕尾凤蝶在一起飞舞时,只要外围有一只受到骚扰,这个群落就会同时喷射,在四周形成一圈化学“烟雾”,有较地抗击来犯者。
白蚁虽然不大,可是它却有多种化学防卫手段。其中有一种叫注射法,即在咬伤对手的同时,向其伤口注入毒素或抗凝油,使之中毒或流血不止而死亡。大白蚁或军白蚁用的就是这种方法。第二种是刷毒法,利用其上唇演变而成的“油漆刷子”,将油状毒液刷在对手身上,使之无法脱身中毒死亡。第三种则是喷胶法,这种胶与松树脂相似,内含粘结剂、刺激剂和毒液,对手粘上此胶后动弹不得,只好束手待毙。
制造和使用化学武器,需要消耗能量。有的动物为了“节省开支”,干脆依靠窃取别的动植物的成果来武器自己。比如,大桦斑蝶毛虫吃了马利筋属植物,会把其中称为卡烯内旨的毒物积累在体内,从而保护它从小直到羽化成蝶不被食肉动物吞食。
猴子、野猪等动物中的领袖能够发出使其它雄性动物臣服的气味,只要闻到这种气味,即使没有见面也马上服服贴贴,不敢“乱说乱动”。有一种貂熊发现小动物时立即撒尿,用尿在地上划一大圈,被圈中的动物如中魔法,费尽全力也难逃出“禁圈”。更令人惊奇的是,当貂熊在圈中捕食小动物时,圈外凶猛的豹和狼等,竟也不敢跨入“禁圈”去争夺。貂熊的尿液气味使某些动物闻之发晕、发怵。
在鱼类中,章鱼受到攻击时能喷出墨汁,尤鱼能喷出发光液体,借此来迷惑天敌,自已则趁机逃之夭夭。这些也都属于化学防卫范畴。最有趣的是,因为鱼的嗅觉极为灵敏,有些比猎犬强千倍,很容易嗅出它们害怕(或厌恶)的气味。水中含量为800 亿分之一的一种人体分泌物── 左旋羟基丙氨酸的气味,鱼也可嗅出来。美国前总统布什最爱钓鱼,可鱼儿总是很少上他的钩。鱼儿为什么害怕布什总统?研究者发现,布什留在钓竿上的指纹中含有这种左旋羟基丙氨酸。鱼儿闻到了此气味,对它自然要退避三舍了。
有些动物的喷液竟然含有浓度高达20%的甲酸。有一种蟑螂,能喷射催泪性毒气。而有一些蛾、甲虫、千足虫,具有制造剧毒物质氰化氢的本领,还有一些昆虫会喷射酮、酚之类刺激性物质,进行自卫。
在海洋深处生存的海蜗牛,能吐出一种含盐酸和硫酸的混合物唾液,别说动物肌体,就是滴在岩石上也会使之冒烟气化。因此,海中动物包括鲸、鲨、鳄都不敢去惹海蜗牛。
河豚内脏带有剧毒,还能排出带有剧毒的鱼卵。河豚毒的毒性比化学毒品氰化钠大120倍。倘偌海里的其它动物吞食了它或它的卵, 会很快神经麻木中毒死亡。
小小的比目鱼,也能排泄出一种乳白色毒性极强的液体。鲨鱼尽管凶猛无比,但一沾上这种液体,嘴巴就像中了魔似的立即僵硬,成了名副其实的纸老虎。
读、验、讲、练――化学教学的关键环节
教学过程是师生相互作用的过程,要在这一过程中取得好的效果,有赖于师生双方积极的影响和默契的配合。我在化学课堂教学中,采用“读、验、讲、练”的教学方法,就是试图实现这种和谐统一的一种尝试。
一、读。
读书是学生吸收知识、发展智力的重要手段,是学生识记化学知识的主要途径之一,也是培养学生自学能力的重要方法。为培养和提高学生阅读化学课本的能力,我采取了如下的训练方法。
1.扶着走。学生开始不明白应该怎样读化学课本,教师可先示范,再领读,进而剖析课文中的词(特别是概念)或语句。如“分子是保持物质的化学性质的一种微粒”一句,包括两层意思:一是由同种分子构成的物质,其化学性质相同,反之,则化学性质不同;二是构成物质的微粒有多种,分子只是其中的一种。另外,化学上所说的微粒,一般指用肉眼看不到的微观粒子。这样“扶着走”,学生就可以逐渐摸到“读”书的门路了。
2.领着走。待学生初步具备“读”的能力后,教师应进一步提出新的要求。阅读前,先提出阅读的重点和目的,较全面地拟定阅读提纲,让学生在提纲的引导下,读懂、读透。如我们在教第八章第一节时,拟定了如下阅读提纲:①为什么氯化钠、硝酸钾等物质的溶液能导电,而蔗糖、酒精等物质的溶液不能导电?②为什么氯化钠固体不能导电?③化合物溶液与金属单质其导电实质是否相同?④物质发生电离的内因和外因是什么?
3.撒手走。当学生的阅读能力提高到相当程度后,教师就不必再拟订详尽的阅读提纲,而只需交待清楚目的、要求和重点,就可以放手让学生自己阅读了。阅读这一环节,不仅讲新课时可以用,复习课、实验课同样适用,而且可以贯穿学习化学的全过程。
二、验。
化学是以实验为基础的学科,做实验应被视为学生学习化学的重要手段。在课堂上,或边讲边实验,或读书后再实验,或实验后再读、讲,不论哪种形式,都要着重抓好两个方面的实验:第一是验证性实验。组织学生做好这些实验,不仅可以使学生认识到所学知识经得起检验,受到认识论和科学方法论的教育,同时还能加深理解所学的知识,掌握实验技能,提高学生观察与思考的能力。第二是探索性实验。化学课本中的实验习题或需用实验来解答的习题就属这一类。这一类实验有利于学生综合运用所学知识、技能去解决问题,提高学生的创造能力。但这类实验一般开始时学生不易掌握,教师必须加以认真指导,让学生从模仿开始,逐渐培养学生能独立设计实验、解决问题。
三、讲。
讲课是课堂教学中引导学生突破知识难点和关键的重要环节,但不是课堂教学的全部,更不能代替学生的思考和认识过程。为搞好这一环节的教学,应注意以下三个方面。
1.讲什么。教师讲解的内容应该是解决问题的关键,要精讲,所以教师必须明确教学目的,“吃透”教材和学生,这样讲起来才能得心应手。
2.怎样讲。“启发式”和“引导式”的讲解方法,可以调动学生的积极性,生动、形象的语言可以增强学习的直观性,对比、分析、综合、概括等方法有利于学生将感性知识变为理性知识。
3.什么时候讲。教师必须把握讲解的最佳时机,才能取得较好的讲解效果。按照学生的心理特点,讲解的时刻应该是学生处于“愤悱”状态,即对知识似懂非懂、急切地需要教师作结论的时候。
四、练。
练习是引导学生检查和运用知识的重要环节,它在学生知识系统化中能起到组织作用,并能完成从理性认识到实践的第二次飞跃。这一环节,应着重注意两个问题。
1.练什么。练习的内容既要围绕教学目的,紧扣教材,又要有一定的启迪思考作用,不是只凭死记硬背就可以解答的;要和学过的知识有内在的联系,有助于形成系统的知识体系;还要紧密联系实际,如生产、生活和自然界中的化学现象及其变化等。
2.怎样练。练习的形式多种多样,既可在课上,也可在课外,既可书面,也可通过实验、观察、记录、讨论等。要防止书面作业一种形式,更不要搞“题海战术”,加重学生负担。在课堂教学中,根据教材内容,四个环节要有机结合,灵活运用,切不可固定一个模式。
多媒体在化学教学中的运用
随着科技的进步,多媒体已成为当今教学领域的热点。多媒体教学是一种现代的教学手段,它是利用文字、实物、图像、声音等多种媒体向学生传递信息,而多媒体教学法则是以各种电教媒体如:计算机、电视、录像、投影、幻灯等为标志,以传统的教学媒体如:黑板、挂图、实验、模型等为基础的多种媒体有机结合的教学方法,作为一名当代化学教师如果能够熟悉现代化教学手段的理论和操作机能,并能依据教学大纲的要求,从学生的实际出发合理选择现代化教学媒体,且使之与传统的教学媒体合理结合,就能够极大地丰富课堂教学,促进学生对知识的理解和记忆,培养学生的各种能力,提高学生的素质,大大提高教学效果。
下面我结合高中化学教材中《电解电镀》一节课的教学过程谈谈多媒体教学法的应用。
提问:“什么是原电池?”由学生回答:“原电池是把化学能转变为电能的装置。”提出:“我们能不能把电能转变为化学能呢?”在学生新旧知识产生矛盾,产生困惑之际,我使用了传统的教学媒体实验演示。
取两根连有导线的碳棒,分别插入到氯化铜溶液中,观察有无现象发生?将两根碳棒用导线连接起来,而插入氯化铜溶液中,观察有无现象?再将两根碳棒与直流电源相连插入到氯化铜溶液中,观察有什么现象发生。由于以往的教学都是教师在前面演示,只有一小部分学生能看得清楚,若让学生轮流到前面观察又很浪费时间,为了提高演示效果,便于全体学生观察,我改用化学投影仪来配合完成上述实验过程。学生在屏幕上看到了一个放大了几十倍的电解槽,在阳极碳棒上产生的气泡十分明显,再取出另一根碳棒,在投影仪强光的照射下碳棒表面析出的单质铜亦分外醒目。传统的实验与先进的化学投影仪相结合,提高了可见度和清晰度,加强了实验效果,从而活跃了课堂气氛,提高了学生的兴趣。在此基础上,我说:“通过实验证明了可以把电能转化为化学能,实现这种转化的装置就是电解池。”自然而然地给出电解池的概念,关于电解池的组成及形成条件,学生就可以通过观察总结出来。
有了良好的实验基础,我便抓住学生对新知识的好奇心理,不失时机地提出:“为什么给电解质通电就会引起化学变化呢?从而引出本节课的重点内容――电解的原理。
电解的原理是通过微观粒子的运动变化情况来解释宏观发生的现象,内容比较抽象,若采用传统媒体讲授,学生不容易理解势必降低学生的兴趣,影响教学效果,于是我又采用了第二种先进的教学媒体计算机,用计算机模拟了一个电解池的装置,在电解池内的氯化铜溶液中绘出几个带有颜色的圆球,蓝色的代表铜离、绿色的代表氯离子(当然氯离子是没有颜色的),然后让这些圆球动起来,先是离子的无规则运动,继而是通电后的阴阳离子向两极的定向运动,紧接着是离子到达电极上的放电过程,氯离子失出电子变为氯原子结合成氯分子,电极上产生了气泡,铜离子得到电子变为铜原子,屏幕上析出铜的电极颜色逐渐变为红色且逐渐加深,当氯离子失去的电子通过导线移向另一个电极时,微机发出“嘟嘟”的响声,十分形象、生动,学生看了个个兴趣十足,利用计算机的模拟化小为大、化远为近、化快为慢,使微观看不见的变为看得见、看得清,抽象的变为具体的,从而使学生很快地理解了电解的原理,很好地突破了教学难点,突出了重点。
为了使得微机模拟的效果更加明显,且便于操作,我又用摄像机把微机显示的图像拍摄下来,摄制过程中必要的地方运用了推、拉、摇的技术,在某些地方加进了特写,并配上解说和音乐引导和强化了观察中心。多种媒体的合理结合,从生理学角度不仅使人的大脑右半球的功能得到充分发挥,同时可使左右半球协同活动,相辅相成,发挥各自的优势形成统一的思路和意识,使学生从电教媒体的形象信息和符号信息以及声音信息中获得知识。多媒体的联合使用使学生在学习过程中有新鲜感,轻松感,在愉悦的心境中理解和掌握了所有的知识内容,从而增强了化学课的凝聚力和吸引力。
寻找现代化的教学手段,应用到教学过程中,需要注意的是不能千篇一律,要根据不同的教学目标来确定,不能一味追求计算机、电视、录像等手段,而忽视教师的讲授、板书、幻灯等常规的教学媒体。因此,在顺利解决本节课的教学重点之后,我采用传统的教学方法讲授电解的表示方法,以及离子的放电顺序等有关问题,学生在前面理解的基础上加以记忆和运用,效果亦非常理想。
在本节课的复习巩固阶段,为了保证学生练习的数量和质量,我使用了幻灯这一传统的教学媒体。幻灯映出的习题既有考察概念的填空题,又有理解原理的判断题,亦包括了电解方程式的书写练习,以及综合性的习题,这样不仅增加了课堂提问的复杂性和深刻性,亦提高了速度,加大了容量,提高了教学效果。
值得一提的是,在练习时为了保证黑板的板书内容不被破坏,加快进度和及时发现学生练习中存在的问题,发给每个学生一个玻璃片,让他们把答案写在玻璃片上,抽查个别学生的答案,把玻璃片放在幻灯上,映出他的答案,师生共同点评,针对存在的问题重点讲授,以利学生加以模仿和纠正,提高学生的解题能力。
通过几年来的探索实践,我体会到多媒体教学法不仅适用于化学基本概念、基本理论的教学,亦可在元素化合物、有机化合物和化学计算的教学过程中采用多媒体教学方法可以在一定程度上突破时间和空间的限制,扩大直观视野,充实直观内容,强化直观效果,丰富感知材料。
多媒体利用视、听、说向学生提供声、像、图、文等综合信息,为多种感官的刺激提供了若干个兴奋点,有利于学生注意力的保持,它的信息组织方式与人类长期记忆结构相似,减少了记忆信息和加工转换的过程。
多媒体教学法可以使得各种现代化教学手段在教学活动中互相补充与完善,弥补传统教学手段的不足,使传统与现代化教学媒体互相渗透,发挥整体功能。
多媒体教学方法使教学的重点由单纯的传授知识技能、技巧转向开发学生的智力,培养学生的能力,为培养学生的创造力,提供了一个理想环境,运用多媒体技术表示、传递和处理教学信息,优化教学结构,可使学生在轻松愉快的气氛中高效率、高质量地获得知识,发展能力,形成优良个性品质。
科技的进步和发展亦给我们提供了良好的条件。新兴的多媒体技术日趋发展和完善,在一台多媒体计算机上可完成图像采集、图像设计、字幕特技、三维动画、音乐解说的制作。如果把多媒体技术引入电化教室,将录像机、小型摄像机等电教技术与多媒体计算机系统有机结合,教师就能在计算机上操作这些电教设备,这将给多媒体教学法,带来更加乐观的前景,使传统的教学方法面临一次新的革命。