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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇化学怎么提高转化率范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
一、试题解析
1.题目。
在一定条件下,N■O分解的部分实验数据如下:
下图能正确表示该反应有关物理时变化规律的是( )
(注:图中半衰期指任一浓度N■O消耗一半时所需的相应时间,c■、c■均表示N■O 。)
初始浓度,且c■
2.简析。
从题给的实验数据可观察到,每10minN■O浓度均分解0.01,反应消耗的N■O浓度相等,说明反应速率相等,即N■O浓度对反应速率无影响,A项正确;观察表格数据,发现反应至100分钟时N■O完全分解,说明该反应不是可逆反应,最后的速率为0,即反应不存在平衡状态,B项错误;根据已知半衰期注释,应用表格数据,若取浓度变化0.1000.050,则可知半衰期为50min,若取浓度变化0.0800.040,则半衰期为40min,可知浓度越大半衰期越长,C项错误;若取10min为时间段,计算出0~10min时NO■的转化率为10%,而10~20min时N■O的转化率则为11.1%,转化率最终为100%,可知浓度越大转化率越小,D项错误。
二、试题亮点
1.题干简洁,图像新颖,凸显能力。
试题以一氧化二氮分解为载体,呈现一表四图、文字少、图像新颖等特点,试题着重考查学生阅读图表、获取信息处理、解决问题的能力。此题相比近三年福建省理综第12题,题干文字更简洁,增加表格数据,图像由一个增加到四个,图表信息量大,尤其坐标速率――浓度的图形,教材及练习题从未见过。试题重视考查从图表中获得数据和处理应用数据的能力,尤其强化对图形的数学意义和化学概念之间转换关系的思维建模,着重考查学生分析、理解、运用信息的能力。
2.概念计算,深度理解,多元考查。
图表中涉及反应速率、化学平衡、转化率、半衰期等基本概念的理解与考查,把化学基本概念、基本计算通过数据、图像形象体现出来,要求学生利用图表中横纵坐标变化关系,充分进行表、图转换,获取有效信息,多元考查学生能力是高考的热点。本题涉及速率计算、是否是可逆反应、有无化学平衡概念理解与判断、根据半衰期注释进行半衰期计算并分析半衰期的变化规律,此点类似2010年高考题第12题。此题对于图像分析能力与审题能力有较高要求,难度较大,有较好的区分度,成为2014年理综化学考题的亮点之一。
3.突破定势,激活思维,提高素养。
化学反应中某些实验变量通过实验数据构成图像、图表为表达形式,通过图表考查学生数据分析能力、思维分析能力。本题图像B若不结合表格数据,容易掉进“大则先拐先平”化学平衡图像的陷阱,此题突破学生的思维定势,要求学生通过图像、表格等多样化的信息转换激活思维,否则误选B。试题体现考查学生处理化学信息、分析问题和解决问题的能力,体现高考选拔考试以思维为基础、信息有效获取等多元学习能力与素养的要求。
三、关于大数据背景下2015年高考复习的几点建议
2014年高考已经过去,展望2015年高考,我们相信2015年高考将依然遵循“稳中求变、稳中求新”的总体思想。通过2014年高考化学试题的研究,提出大数据背景下2015年高考复习的几点建议。
1.重视教材,吃透教材;扎实基础,查漏补缺。
纵观近几年高考化学试题,命题体现了新课程理念,命题趋势越来越回归教材。考查的知识依然是高中化学的主干知识,如基本概念和基本理论、元素及其化合物、有机化学、化学实验、化学计算及实验探究,试题突出对中学化学核心基础知识、基本技能、基本观点和基本方法的考查。2014年福建高考化学试题主要考点有:基本概念,如溶液、胶体、萃取、同分异构等;有机化学反应类型,如取代反应、加成反应等;电离与离子方程式书写、离子浓度讨论等;物质检验与制备;物质结构与元素周期表、元素化合物的转化;有机物结构和性质;电化学、反应速率与化学平衡问题、盖斯定律应用;化学基本实验原理及操作;物质结构与性质等内容。试题中考查了元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物性质;铁及其化合物性质、二氧化硫及亚硫酸钠性质;电化学腐蚀中吸氧腐蚀;氧化还原的化合价升降法的配平;化学平衡常数、转化率等主干知识。不难发现考查的知识都是源于课本,但高于课本。一轮复习应从教材出发,弄清基本概念与核心知识点的原理,复习教学可大胆尝试让学生复述每个知识点的基本概念、基本原理,要求学生多问几个为什么,如概念是怎么来的?原理是什么?概念之间有什么联系与异同点?如在元素及化合物知识复习时,指导学生把握“结构――性质――用途”的学习主线,避免重复“知识――知识”的低效复习,实现“知识――联系――应用――感悟”的高效复习,师生要树立“科学掌握一种方法比做一百道题更有用”的思想。因此,一轮复习中能够“跳出题海,减负增效”的最重要环节就是重视教材、吃透教材,牢牢把握主干知识、基本方法不动摇。
2.尝试微课,利用资源;自主学习,高效复习。
大数据时代,互联网已成为全球最大的信息资源库,超媒体技术的应用,使高考复习教学更具个性化、动态化和形象化。根据教育厅规定的暑期学生不能补课的精神,为了帮助高三学生暑期更好地自主学习,我们提供“学科网微课堂”――化学学科网链接,推荐微课网在线教育等资源,高三教师利用电子白板制作复习小专题微视频,目前正在开发如氧化还原反应相关概念及考查等70个小专题的课件和微视频。相信学生通过利用网络学习资源,能够在暑假完成高三一轮复习中基础知识的自主学习与自我检测,为新学期高效复习打下坚实的基础。
探究式教学是指学生在学习知识、技能时,教师只给他们一些事例和问题,让学生去独立探究,自行发现并掌握相应原理和结论的一种方法。探究式教学以学生为主体,让学生自觉地、主动地探索,掌握认识和解决问题的方法和步骤,研究客观事物的属性,发现事物发展的起因和事物内部的联系,从中找出规律[2]。应用化学综合实验课程中实施探究式教学,有利于进一步激发学生兴趣和潜能,强化学生对实验内容和过程理解。我们对应用化学实验的实验内容进行了优化设计使之更适合于探究式教学。
一、有关天然产物提取分离的实验
《甘草酸的提取》实验侧重于酸碱反应和水解反应在天然产物提取与分离的应用。甘草中除了含有甘草酸还含有甘草次酸、甘草黄酮等活性物质,教师在课前给学生提出的问题是如何在提取甘草酸的同时,能够有效提取甘草次酸和甘草黄酮,提取甘草酸、甘草次酸和甘草黄酮应该如何控制条件,请同学预习应用化学实验指导书和上网查阅相关资料,设计合理的提取方法和路线。《芦丁的提取、精制与鉴定》实验侧重于有机溶剂萃取天然产物和重结晶提纯天然产物。提取粗芦丁常用的溶剂是沸水,精制芦丁常用的溶剂是95%的乙醇,教师在课前给学生提出的问题是根据芦丁的结果和溶解性能,提取粗芦丁和精制芦丁是否可以选择其它溶剂,选择其它溶剂对提取芦丁的效率和精制芦丁的效果有怎么样的影响,请学生自行设计芦丁性质和纯度检验的方法。《菠菜色素的提取与分离、检验》侧重于有机溶剂萃取天然产物与层析法分离、提纯天然产物相结合,重点在于层析法分离胡萝卜素、叶绿色、叶黄素的过程与方法。教师在课前给学生提出的问题是选用萃取和层析洗脱菠菜色素所用溶剂选择依据是什么,层析柱的制作和使用有哪些注意事项,请学生思考最后如何检验得到色素的种类。通过以上探究问题的提出,学生通过探究实验迅速掌握天然产物提取分离的常见方法,对天然产物化学的理论知识的理解和认识得到很大加深。
二、合成实验
《二茂铁及其衍生物的合成与色谱分离》实验从初始原料逐步反应最终得到二茂铁并提纯。教师在课前告诉学生二茂铁及其衍生物是一类具有特殊夹心结构的重要的化合物,率先发现二茂铁具有夹心结构的两位化学家因此获得了诺贝尔化学奖。请同学们查阅二茂铁的合成和结构分析相关文献,设计适宜在实验室内合成二茂铁的实验方法和路线。《食品色素――苋菜红的合成》实验依次要进行硝化反应、还原反应、磺化反应、重氮化与偶合反应。教师在课前给学生提出的问题是合成路线依次顺序进行这些反应的原因是什么?初始原料不变是否可以设计新的合成方法、合成路线进行合成苋菜红,不同的合成方法哪种更适宜用于生产食品色素。《四碘化锡的制备》实验在应用化学综合实验的实验指导书上只介绍一种乙酸-乙酸酐溶剂合成法,并且没给出合成四碘化锡的适宜温度。教师课前给学生提出问题是除了乙酸-乙酸酐合成法外,还可以使用哪些非水溶剂法合成四碘化锡,如何提高生成四碘化锡的转化率,合成温度控制到多少最为适宜,请学生参阅资料,设计实验方案后,进行分组对照实验探究和验证自己的方案。
三、环境化学实验
水体污染和自净与所有人的健康息息相关,《水体自净程度的指标》实验并不需要教师提出过多的问题供学生思考,学生自发就去查阅资料设计分析水体污染和自净测试的指标和方法。《空气中氮氧化物的日变化曲线》实验需要收集一整天空气中氮氧化物并测定含量,教师在《空气中氮氧化物的日变化曲线》课前给学生提出问题是自行设计便于收集和测定氮氧化物的小型装置,要求学生使用自己设计制作的小型仪器收集和测定空气的氮氧化物,并与使用专用仪器测定的结果相对照。很多学生设计制作的小型仪器测定结果与专用仪器的测定结果吻合度很高,学生为此兴奋不已。
四、反应机理研究实验
文章编号:1005-6629(2009)08-0056-03中图分类号:G633.8文献标识码:B
批判性思维是人们对所学知识的真实性、精确性、过程、理论、方法、背景、论据和评价等进行个人的判断,从而对做什么和相信什么做出合理决策的思维认知过程[1]。培养中学生的批判思维能力有利于培养学生独立思考意识,有利于培养学生坚持真理不迷信权威,有利于培养学生的问题意识、探究能力和创新思维能力。中学生因知识和能力所限,常常对所学的知识、看到的或书上的知识迷信或盲从,常常对教师、名人、伟人的言论、观点不敢怀疑,不能灵活地运用所学的知识解决实际的问题,导致他们的批判性思维能力发展不平衡,制约了学生思维品质的进一步提高。如何提高中学生的批判性思维能力呢?
1充分利用化学发展史进行教育,使学生树立批判的意识
从化学发展史上看人们对化学的认识的提高无不和人们的批判性思维有关,事实上就是因为人们敢于对以前的知识、结论的正确性产生怀疑和批判,对它们孜孜以求的探索求证,才能够去粗存精、去伪存真、由现象到本质认识化学的规律,才会推动人们认识的提高和科学的进步。人们对原子结构的认识就充分说明了这一点。在对“人类对原子结构的认识”(化学1・专题―苏教版必修)这一节内容教学时,我设计了下列问题进行批判性思维教育。
(1)阅读教材和查阅资料说说原子结构模型是怎样演变的?
(2)对原子结构模型的演变有突出贡献的科学家有哪几位?他们在历史上还有什么其他突出贡献?
(3)这几位科学家对原子结构模型的贡献是什么?不足的方面有哪些?你怎样看待这些贡献和不足?
(4)从原子结构模型的演变中,可以发现人们的认识规律吗?
(5)从原子结构模型的演变中,能说说科学家所具备的基本素养和科学品质吗?
从对原子结构模型的演变上不难看出:人们的正确认识就是在质疑批判提高,再质疑再批判再提高中螺旋式上升的。汤姆生、卢瑟福、玻尔等几位科学家都是诺贝尔科学奖获得者,他们勇于怀疑科学上的“定论”,不迷信权威,孜孜以求的探索求证,使人们获得了原子结构的科学认识。元素周期表的发明也说明了人们的认识就是在怀疑、批判和探究的过程中得以提高和发展。这类事例不枚胜举,科学发展史一次又一次的告诉我们,谁不迷信权威,敢于与传统观念决裂,敢于提出新问题、新思想、新方法、新见解,谁就能做出创造性的发现。化学学习需要发展批判性思维能力。
2破除迷信、挑战权威,树立批判的勇气和信心
2.1充分利用教材或高考试卷中的错例作为反面教学资源,进行批判性思维的教学,提高学生的批判勇气和信心
例如,在人教版化学(选修3)・化学反应原理[2]第62页[练习]中就有一个错误,原文是这样的:“试解释下列事实:NaHS溶液呈弱酸性,Na2S溶液呈较强碱性;酸式盐NaH2PO4溶液为酸性,Na2HPO4溶液却为碱性”。Na2S溶液水解程度较大碱性较强;NaH2PO4溶液中NaH2PO4的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性;Na2HPO4溶液中Na2HPO4的水解程度大于电离程度使溶液呈碱性;教材对上述三种物质的溶液性质叙述正确,无可怀疑;但NaHS的水溶液呈弱酸性吗?换句话说在NaHS溶液中NaHS的电离程度大于水解程度吗?笔者做了NaHS溶液的酸碱性检测实验,发现NaHS溶液显碱性,另外笔者还查阅了H2S水溶液的电离平衡常数,求算出了NaHS溶液的水解常数,发现NaHS溶液的水解常数大于其电离常数,这就说明NaHS溶液应该显碱性,教材的观点是错误的。本人曾以“NaHS溶液呈弱酸性吗?”为题写出论文并发表在《中学化学参考》2008年第10期上。教学时怎样充分利用这一反面教例呢?笔者精心设计了下列问题让学生探究:
(1)NaHS溶液呈弱酸性的观点你认为正确吗?[学生分组活动,质疑、讨论]
(2)想一想你能从那些角度说明你的观点?[从实验探究和理论探究的角度加以引导,使学生的批判层次深化]
(3)请设计实验并验证你的观点。[学生设计实验并验证,教师提供指导]
(4)请查阅资料从理论上探究你的观点的正确性?[理论分析计算求证结论,批判要言之有理,注意批判的深刻性和精确性,提高批判的逻辑性]
(5)这一例子你受到什么启发?[注重科学方法和科学精神教育,树立批判的信心和勇气]
(6)怎样看待教材中的错误?[注重唯物辨证法和人生观教育,使学生的认识更趋理性和合理,有理有利有节提高批判的境界]
(7)你有什么合理化建议?[加强科学精神和人生观教育,升华批判的成果]
再如,2008年全国高等院校招生统一考试(江苏化学试卷)第二十题也犯了一个错误。原题为:
将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中,550 ℃时,在催化剂作用下发生反应:2SO2+O2 2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体体积减少了21.28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_____。(填字母)
a. SO2和SO3浓度相等
b. SO2百分含量保持不变
c. 容器中气体的压强不变
d. SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e. 容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高SO2的转化率,下列措施中可行的是________。(填字母)
a. 向装置中再充入N2b. 向装置中再充入O2
c. 改变反应的催化剂d. 升高温度
(3)求该反应达到平衡时SO3的转化率(用百分数表示)
(4)若将平衡混合气体的5 %通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?试题答案为:(1)bc (2)b
(3)消耗的O2物质的量:0.7 mol-■=0.45 mol
生成的SO3物质的量:0.45 mol×2=0.9 mol
SO2和SO3的物质的量和:■=0.95 mol
反应前的SO2物质的量:0.95 mol
SO2的转化率:■×100 %=94.7 %
(4)在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO3不会沉淀。因此BaSO4的质量0.9 mol×0.05×233 g/mol≈10.5 %
分析: 第(3)、(4)两问是建立在试题所提供的背景材料分析的基础上的设问的,这就要求试题的背景材料应该准确无误无科学性问题。命题者将反应混合气通入氢氧化钠溶液,误认为氢氧化钠溶液只吸收SO2和SO3不吸收O2,其实溶液中因为生成了亚硫酸钠也可以吸收O2, 或者SO2和O2直接和氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠。由此引出的教学设计如下:
(1)该题的答案合理吗?(创设情境,提供批判素材,质疑引起思考和争鸣)
(2)21.28 L气体的成分是什么?有哪些可能的假设?怎样排除和肯定?(提出问题,引导讨论深入,培养思维的严密性、科学性)
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(3)推测命题者是怎样思考这一问题的?他的假设能存在吗?为什么?能证明吗?(换位思考,培养逆向思维、求同和求异思维,培养学生挑战权威的勇气和信心)。
(4)命题者为什么会犯这样的错误?怎样才能避免?(将批判性思维引向深入,防微杜渐,进行科学素养和科学品质教育,升华批判成果)。
在人们的意识里人教版教材和高考试题应该是正确的、权威的、不容置疑的,就是金科玉律;教材和高考试卷上的知识、原理和结论甚至每个字每个词用到一个标点都是经过众多的专家学者反复推敲论证和检验审核的,应该说可信度是非常高的,但是就是这样,也不能保证万无一失。另外,教材和高考试卷的编写、矫正、勘误、审查和出版由许许多多环节组成,有很多人为的因素在里面。换句话说教材和高考试卷中出一点错误也属于人之常情,不能因此否定教材和高考试卷的作用和地位,但我们一定要提高责任意识尽最大可能的避免出错误,考虑问题尽可能周全,如有可能尽量用实验证实,千万不要想当然主观武断,不要误人子弟。对待这些错误不能人云亦云听之任之,这样既学不到真知,又错失一次矫正错误和探究实践的机会。也不能认为这是小事一件,不值一提。1892年,英国学者雷利发现从空气中除去氧气、二氧化碳和水蒸气后得到的氮气密度是1.2572 g/L;而从分解亚硝酸铵得到的氮气的密度为1.2508 g/L,他抓住这一微小差异,进行实验探讨、光谱分析,最后确定是从空气中分离得到的氮气中含有一种新元素――氩导致的这一误差,雷利不人云亦云,敢于怀疑,精于思考,善于批判总结,结果有了新的发现。事实证明幸运往往光顾那些勤于思考、敢于怀疑和善于批判的人。修正错误首先要认识错误,认识错误需要批判性思维,批判性思维需要科学的态度和正确的人生观作指导。
2.2鼓励和支持学生的各种新思想新观点新方法,精心的培育学生的批判意识
中学生要提高批判性思维能力首先要充满自信、敢于怀疑、敢于质疑、不搞迷信、不盲从,要具有好奇心和冒险精神,要具有求胜心和敢于挑战的精神。作为教师要积极的创造条件允许学生自主探究,允许学生表达和提出自己的思想、观点、方法,哪怕是一些幼稚的想法,容纳学生中各种不同意见,允许学生指出老师的失误或所犯的错误,打破“教师万能”观念,鼓励他们查阅资料甚至实验求证探究。切忌对于学生求全责备横加指责,切忌对学生发脾气、不屑一顾、冷嘲热讽甚至打击报复。要知道“弟子不必不如师,师不必贤于弟子”,学生针对老师讲述的内容或问题提出不同的观点、想法或见解,表明了学生是真正的用心思考了,说明学生存在迷惑进而质疑甚至进行了批判,这实质上是学生批判性思维提高的表现。要知道向老师表述观点、想法或见解,学生需要非常大的勇气和信心,这中间有激烈的思想斗争,有肯定有否定、有继承还有扬弃,这不正是我们教育孜孜以求的效果吗?
3教学中要充分运用多种方式和手段,提高学生的批判性思维能力
提高认识改正错误需要有个质疑批判的过程,在这一过程中可以利用各种方法技巧提高学生的批判思维能力。
3.1在日常生活和学习中要养成善于质疑的习惯
“行”成于“思”,“思”起于“疑”,教学时要培养学生的问题意识、独立意识,不人云亦云。要让学生经常自由讨论、争论,多从不同的角度去认识问题,培养学生的发散思维、求异思维和逆向思维能力。要让学生经常地问“为什么”、“怎么样或怎么办”而不是“是不是”。要引导学生学会反思,自己纠错,自我评价。要引导学生反思概念的形成过程和规律的建立条件和建立过程,加深对知识的理解,不断的修正以前的错误认识,从而不断地提高批判思维的能力和水平。
3.2在作业和练习中训练批判性思维
学生由于对新学习的知识、概念和原理不一定认识到位,运用时常常犯这样或那样的错误,有的思维不严密,有的思维逻辑性不强,有的思维广阔性不够。让学生相互批改作业,相互探讨,就能及时发现问题,暴露思维习惯和思维品质的不足,改正错误的认识,提高思辨能力和批判的自觉性。
3.3在实验中发展批判思维能力
在实验中可以这样设计问题:预设的实验现象是什么?你看到相同的预设现象了吗?如果现象和预设相同能得出什么结论?你的预设有什么条件?条件变化还有其他的预设吗?如果现象和预设不同可能的解释有哪些?能否从实验上或理论上证明你的这些解释?别人是怎样认识的?能证明谁的认识更好吗?研究证明实验能提高学生的批判思维能力。
3.4用科学的态度和正确的人生观作指导树立正确的批判方向
批判思维的培养需要学生正确的人生观作指导,对某一问题的批判,决不能只是为了哗众取宠和标新立异,应该为了说明问题,求真务实,为了更正错误避免误人子弟,为了创新和创造,为了科学的发展和技术的进步。同时,自己的观点也要经得起别人的批判,不能闻过则怒,只要是实事求是、客观公正,只要是理由充分,论据正确,我们就要虚心地接受,要闻过则喜,要有一种海纳百川的胸襟,更何况别人的批判有利于改正我们认识的不足,有利于我们的进步和提高。
参考文献:
1.班斯福德等人的IDEAL模式(问题解决模式)包括以下五个步骤:
1.1.确认问题和机遇
首先要确认一个问题的存在,将之视为一个机遇,开始解决问题的进程;
1.2.确定目标、表征问题
正确地表征问题是正式解决问题的第一步,对问题的表征方式决定着解决问题的方式。欲正确的表征问题,确定解题目标,需做好以下几步:
⑴集中注意。必须将注意力集中在相关的信息上,而忽略无关的细节。在这个问题中的相关信息是什么?
⑵理解句意。表征问题的第二步是语义理解,即懂得每名话的意思是什么?
⑶解决整个问题。表征一个问题的第三步是通读所有的相关信息和句子,得出对整个问题的准确理解。
⑷表征和图式训练。如何能促进学生的表征和图式选择呢?须从领域(如不同学科)特殊性问题的解决策略中获得启发。梅耶(1982年)提出了三种改进特殊领域问题图式的方法:一是对不同类型的问题进行识别和分类;二是用不同的方式表征问题,如用图片、符号、图表或词语来表征;三是选择、确定问题中的相关信息和无关信息。即是主要步骤包括,分析、理解问题的条件、要求(目标)、障碍,在头脑中形成整个问题的结构。建构表征之寻找解决方案的过程中可能有两种(成功或失败)结果,若经评估(如验证),试图解决的方案最终失败,则需继续建构表征或寻找解决方案(见下图1)。
1.3.寻找可能的策略
如果你没有一个可以直接解决问题的现有图式,就必须采取图中的路径来搜索时,有以下两种程序通常用于搜索有效策略。
⑴算式法。就是采取一步步的程序达到目标的解决办法,具有领域特殊性。
⑵启发法。就是使用一般策略去解决问题。现简介几种有效的启发式法:①手段――目的分析法。该法将问题分成很多中间目标或子目标,然后找出每个目标的达成办法;②逆向思维。这种策略要求从目标状态出发,反向移向最初的问题。如探寻一个容量较大的课题,经常需要“顾后瞻前,突破一点,顺藤摸瓜,逆推顺展”;③类比思维。当面对某种问题情境时,先寻求与此情境相似的问题解决方案。当然有效类比的前提是,很了解问题和类比物;④联想思维。已知某事物(或其某属性)A1,以此出发,按照相似、相反或互补的思维途径,而想到A2...An;⑤语言、文字并行化。当你向别人解释一个问题时,易在头脑中忽然产生一个合适的解决方案,如果把你的问题解决方案落实为文字,并找出选择这种解决方案的原因,均很有利于问题的解决。
以下依次为第4步(预期结果和行动)及第5步(反思和评价),具体略。
2.“问题解决”教学模式的具体操作
“问题解决”是一种以问题为主线,引领学生以探究合作的方式在问题解决过程中领悟知识、发展能力、培育情感的教学方法。从实践操作中,教师课前预设问题(往往设计成问题群或问题链当然还需在课堂激活情境中反馈问题)。
有了问题作为目标(路标)进行学习导引,学生全身心投入到体验性课程的自我感悟过程中,以独立思考为基础和前提,继以相互合作,通过同化或顺应,建构起自己的认知结构。具体见图2。
2.1运用于化学基本概念、基本理论(原理)的教学
重要的概念或定理的教学,因其抽象而难于理解,经常是中学化学教学的难点,但只要注意运用“问题解决”教学模式,常能使问题迎刃而解、化难为易,现举几例介绍运用该模式时需重点注意之处:
2.1.1注重分解目标,降低思维坡度。如必修2中“用电子式表示物质粒子的形成过程”这一问题(任务),学生总是顾此失彼地老犯错误,原因是需要注意的子课题易忘易错环节(问题)太多,且内容抽象难以理解,为此我给出了如下情景(电子转移)的示意图3,在此基础上并将大问题分解成几个环节的若干递进性子问题,具体逐步垫设台阶的办法:⑴如何表示原子的电子式?⑵如何表示离子的电子式(包括阳离子和阴离子)?⑶如何表示某种物质的粒子的电子式?⑷如何表示某种物质的粒子的形成过程?果然学生掌握效果大大改善,这充分说明问题需要在一定情境中才能发挥其应有的作用!
2.1.2尽可能采用探究性教学,充分发挥化学实验的激趣功能。如对原电池的教学,刚一上课就利用所示实验(如图4)展示认知冲突,具体如下:铜不能与稀硫酸发生化学反应,锌能与稀硫酸反应,并能置换出氢气这是学生所熟知的。当演示右边实验时,学生一个个表现出十分惊讶和不可思议。铜片上怎么会有氢气冒出,锌片上反而没有氢气冒出,这是怎么回事?将铜片和锌片用导线(导线中间接入一个电流表)怎样会有电流通过?“是呀,这是怎么回事?让我们一起探究探究。”
2.1.3尽可能利用生活素材,通过恰当类比,以化抽象为具体,促进有序迁移。如选修4《化学反应原理》的序言教学,同学们感到难以理解活化分子、有效碰撞、活化能三个概念及其关系,笔者结合图示描述讲解姚明、林书豪(就读于哈佛之美籍华裔篮球球星)为何成为NBA赛场神投手!跳得很高(具有足够能量,是“活化分子” )、跳起后空中投篮“手感“好即投篮的力量和角度取得很好!然后给出了如下几个概念的关系示意图5。
2.1.4注重利用“先行组织者“,使目标同化(或顺应)于“先行组织者”中。如在教学弱电解质溶液的稀释(或能水解盐溶液的稀释)时,其弱电解质的电离程度(或能水解盐的水解程度)增大,不少同学感到难于理解?笔者在不违反科学性的前提下,教学中将电离方程式作了适当改变:
不妨将0.1mol.L-1CH3COOH的电离方程式改写为:
CH3COOH+H2O=CH3COO- + H3O+
由于对CH3COOH的电离方程式作了“明修栈道”的“小修补”,巧借学生已经掌握一条关于在化学平衡中物质转化率的规律性知识――“增加其中一种物质的用量,能提高另一种反应物的转化率”,便可“暗渡陈仓”地应用“关于物质转化率的规律性知识”。可见,对相似易混需透彻比较,求同中正向迁移,求异中深化理解,让模仿与创造接轨。
3.应用于元素化学的教学
元素化学的教学几乎都可能采用“问题解决”教学模式,限于篇幅,仅举例说明。如必修1(人教版)第四章第四节之硫酸的教学。
教学思路是主要采用比较法进行教学,首先将浓硫酸与稀硫酸进行比较,教学操作流程如下,先展示样品(体积相同且已失去标签的两瓶样品),后逐级提问引导探究:
问题1:若要制取硫酸铜,选用铜与稀硫酸反应来制取的方法可行吗?选用铜与浓硫酸来制取的方法又行不行?请观察如下实验:
演示一:必修1(人教版)第101页之实验4-9
问题2:在书写的这个反应中,浓硫酸表现出何种性质?(提示:通过分析得出,浓硫酸表现了强氧化性和酸性)
问题3:还能想到哪些铜的化合物(举例出具体化合物之物质)与硫酸反应可生成硫酸铜?(提示:通过回忆酸的通性进行联想思维)
问题4:浓硫酸与稀硫酸相比,除了能与铜等不活泼反应这个特殊性质外,还有其它特性吗?请观察如下实验:
演示二:取20g蔗糖于50ml烧杯中,加入2ml水,搅拌均匀,再加入50ml浓硫酸,迅速搅拌,静置。观察实验现象,并思考该过程中表现了浓硫酸的哪些性质?(提示:通过实验现象分析得出表现浓硫酸的脱水性、强氧化性)
问题5:⑴取少量硫酸铜晶体于试管中,加入约1mL浓硫酸,振荡、静置,约10分钟后观察,有何现象?(固体由蓝色变成灰白色,溶液颜色不变);⑵用温度计醮一下浓硫酸,发现什么现象?(提示:通过演示二和问题5,对比浓硫酸的脱水性和吸水性)
问题6:⑴浓硫酸常用作气体的干燥剂,常用来干燥哪些气体,为什么?(提示:①能够干燥:HCl、SO2、CO2、 H2、Cl2 、O2等;②不能够干燥还原性气体H2S、HI、HBr和碱性气体如NH3);⑵实验室里用金属与酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸或稀盐酸,而不用浓硫酸或硝酸,这是为什么?
问题7:现有失去标签且体积相同的浓硫酸、浓盐酸各一瓶,你能想出哪些方法进行鉴别? (提示:以此问题为导引,逐步总结出硫酸的通性及浓硫酸的特殊性质强氧化性、脱水性、吸水性、钝化性)
4.“问题解决”在习题新课教学中的应用
实例:实验室需要22.4L(标准状况)二氧化硫,化学小组的同学们取65.0克锌粒与98%的浓硫酸(ρ=1.84g.cm-3)110mL充分反应,锌全部溶解后,即将收集的气体全部送至实验室,不料经老师检测存在严重的质量问题,气体随即被返回。
(1)化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是什么(填化学式)?产生该杂质的主要原因是什么?(请用化学方程式配以必要的文字说明);(2)为证实相关分析,化学小组的同学们设计了如下实验(见装置图6),对退回的气体(X)进行了认真探究。
①组装好仪器后,盛放药品之前,必要的一个操作是什么?(答名称);②B中的试剂可能是什么?作用是什么?D中加入的试剂可能什么?作用是什么?③请分别回答可证实气体X中混有较多某杂质气体的实验现象是什么?F中?G中?④G、H装置分别的作用是什么?
提示分析:对这样典型实验综合探究题目,在高一阶段学生不会做情有可原,但是在高一、高二都作了细致评讲,到了高三年级的重庆市二诊测试,很大部分同学仍然因不懂而不会做,问题出在师生都总是在“抢”进度,都觉得瞬间老师一讲就全清楚了,何必去多花时间探究呢?高一讲清楚了,高二又大讲特讲,即使不会做或做错了,也未作深刻细致的反思。笔者对本题以图1、图2所示理论为指导,结合图7给学生仅作提示性分析,着重进行反思性引导,使学生印象深刻得多!
现仅作四点提示,第一、“锌与浓硫酸的反应化学方程式”即是图示中的“原型”,依“原型”便容易计算出二氧化硫气体的体积(标准状况下),恰好就是22.4L,为何“将收集的气体全部送至实验室,不料经老师检测存在严重的质量问题”?显然“原型”的匹配未成功;第二、为什么“化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体” 呢?此时就需要“联结重组”,原来锌虽反应完,但通过粗略模算可知,随着反应的进行,浓硫酸的浓度降低,很可能浓硫酸变成了稀硫酸,那么锌与稀硫酸之间的反应为Zn+H2SO4 == ZnSO4 + H2,所以生成的22.4L(标准状况下)气体实际上是SO2和H2组成的混合气体;第三、F中发生的反应为H2+CuO = Cu + H2O,通过称量F(或G)在反应前后的质量变化,即可借助反应方程式计算出H2的量,其余易解,具体略;第四,注重引导反思领悟,训练学生思维求异性。思维求异、方法求优是化学面临的永恒主题,教师要善于设计“开放型”问题(情景开放型、条件开放型、策略开放型、结论开放型,其中策略开放型如一题多解、多题一解等)、“挑战型”问题,以及最佳方案的设计与评价等问题来激发学生的求异思维。让学生从问题的解决中,学会选择思维路径,将所学知识进行分解、迁移、转换(联想、类比、模仿、改造)、重组等,以最佳途径解决问题;并且要求学生在解决问题之后,常用以下问题引导学会反思调控:①你是怎样想到这个方案的?②不用这个方案行不行?③还有没有其它方案?④那一种方案较好?⑤获得了什么样的体验和对策?
随着国家经济的发展,民办或公办独立学院迎来了发展的大好时机。目前,独立学院已日渐成为我国高等教育办学体制的重要组成部分[1]。独立学院的学生拥有当代大学生的共性譬如活跃、热情、有个性、善于发现新事物,同时他们作为大学生群体中比较特殊的一部分,又具有基础知识薄弱、学习能力不强、对知识的理解能力也较差和自律能力有待提高等特点[2]。有机化学实验作为化学、化工、生物、制药、食品、医学、材料等专业学生必修的一门重要专业基础课,又是相关专业学生学习《材料化学》、《高分子化学》和《药物化学》等后续课程的基础,对学生知识、能力、素质的培养有着特殊作用[3]。但是完全照搬本一、本二专业有机化学实验教学大纲、教学方法与手段,往往效果不理想。因此,我们必须在把握独立学院学生特点的基础上,探索出一套科学合理的教学大纲和行之有效的教学方法。
2012年,笔者参与了江苏大学京江学院(独立二级学院)化学工程与工艺等专业的有机化学实验教学,期间的探索为今后独立学院有机化学实验教学提供了可借鉴的经验。下面是笔者授课过程中的几点体会。
一、适当调整教学内容和时间
在常规有机化学实验的教学中,有机化学实验概述、磨口仪器的介绍、回流、蒸馏基本操作常作为第一讲,实验学时为4学时。这些内容涉及有机化学实验中的两大重要操作,即蒸馏和回流。这两个操作的熟练和准确程度将直接影响到后面每一个合成实验的进度和产品收率。因此,对于基础知识和理解能力稍差的独立学院学生来说,第一讲的内容可以为5学时,并且适当补充教学内容、调整教学技巧。比如,教学中可以借助插图细致、耐心地向学生讲解磨口玻璃仪器的类型、型号与尺寸、清洗和拆装的要领。又如,在讲解回流和蒸馏操作时,除了介绍其原理之外,可以编一些顺口溜,帮助学生记住操作的注意事项。在回流操作中我们可以用以下顺口溜:试剂慢加无危害,通水之后电再开,防暴沸石必须在,水流下进上出来。在蒸馏操作中我们可以用以下顺口溜:隔网加热冷管倾,上沿下沿两相平。需加沸石防暴沸,热气冷水逆向行。同时,在回流和蒸馏实验后,我们可以提醒学生把回流和蒸馏操作用手机拍下来,便于学生写实验报告和下次快捷地搭建装置。
二、重视学生的课前预习和课间提问
在有机化学实验教学中,我们对学生的课前预习提出了要求。对于主动性稍差的独立学院学生,我们要求他们课前完成预习报告,预习报告作为平时成绩的考评依据。同时我们要重视课间提问,引导学生养成课前预习、熟悉实验步骤的好习惯。譬如,在实验“乙酸丁酯的制备”的教学中,笔者精心设计了“为什么选用浓硫酸为催化剂”、“为什么选择增加原料醋酸的量”、“怎么能做到对产品进行粗提和精提”三个问题。在教学中,笔者认真倾听学生的答案,并结合实验步骤分析问题的最终答案。通过这个过程,大部分学生在预习中能更主动地思考问题,对实验原理、仪器装置、实验步骤、主要事项等要点掌握得更好,做起实验也更得心应手。于是那些平时不愿动脑筋的学生不得不开动脑筋,那些不会思考问题的学生慢慢也学会了如何思考问题,真正收到了“润物细无声”的效果。
三、严格规范实验报告书写
“温故而知新”,学生在完成实验报告的过程中,可以帮助学生重新回顾实验原理、仪器装置、操作步骤和注意要点。这样做,学生实验才能取得好的效果,学生也才能真正地提高动手能力和思维能力。独立学院的学生自律意识欠缺,把做实验当做任务,实验完了他们的任务也完了,实验报告经常照教材上抄写一遍,真正的“雁过无痕”。如何解决这个问题?笔者对独立学院的学生严格规范实验报告格式,内容必须包含实验目的、实验原理、原料用量及规格、物理常数、仪器装置图、转化产率计算、问题讨论和思考题,还明确规定了实验报告质量是实验成绩的主要考量依据。同时,笔者要求各位学生在实验报告的最后一部分写上对实验的总结,主要涉及分析实验转化率低的原因分析、主产品纯度低的原因和操作步骤出错的原因,以帮助大家加深对实验过程的理解,避免一些人为的误差和因素。第一次实验报告批阅时,笔者发现大多数学生的分析和总结不到位,仅流于形式。于是在第二次实验前,笔者花了10分钟专门评讲了第一次实验报告存在的问题。通过不停地强调、要求、指导,学生分析问题越来越深刻,慢慢养成了良好的实验习惯,最终实验水平得到了很大的提高。
通过一年多的有机化学实验教学改革探索,笔者所带学生的操作技能得到了较大提高。当然,实验教学改革是一个持续的过程,与本一、本二专业的学生相比,独立学院学生的实验能力和水平存在不足,有待进一步探索和研究。
参考文献:
1 问题的提出
21世纪高新技术发展突飞猛进,高新技术产业已成为当代经济增长的核心,世界各国都在抢占高新技术的制高点。我国在“十一五”规划中更是把发展高新技术产业作为经济结构调整和产业升级的重要手段。我国高新技术产业的工业产值从1998年的7110.66亿元,增长到2007年的50461.17亿元,年均增长24.1%,成为我国经济中最有活力的一部分。2007年,我国高新技术产业保持较快发展,高新技术产品在国际市场的竞争力进一步提高。全年规模以上高新技术产业企业实现工业总产值51207亿元,比上年增长20.4%;完成增加值11551亿元,比上年增长17.8%。当年,我国高新技术产品出口贸易总额为3478亿美元,比上年增长23.6%;高新技术产品出口贸易占全部商品出口贸易总额的比重达到28.6%[1]。目前现代企业管理论文,我国高新技术产业规模迅速扩大,成为拉动国民经济增长和促进产业结构调整的重要力量。
然而,在我国高新技术产业中,一些核心领域缺乏原创性技术,导致企业自主创新能力较为薄弱,缺乏自主知识产权。近年来,中国政府将“提高自主创新能力,建立创新型国家”作为新时期国家发展战略的核心,试图通过技术创新、科技进步来提升产业结构。数据显示,近年来中国高新技术产业创新投入持续攀升,R&D经费从1998年的56.45亿 元,增长到2007年的545.32亿元,年均增长28.44%;R&D人员总量也有大量增长,从1998年的70879人年,增长到2007年的248228人年,年均增长14.94%。但与此同时,新产品销售收入从1998年的1207.254亿元,增长到2007年的10303.222亿元,年均增长只有26.68%,比R&D经费年均增长率还低[1]。由此可见,增加创新资源投入只是发展高新技术产业的必要条件而非充分条件。中国在原创性高新技术产业发展过程中,不仅要注重创新资源的总量投入,更要注重其效率问题,特别是在相对于发达国家,中国科技创新资源严重不足的情况下,效率问题就变得更为突出论文提纲怎么写。
如何设计一个高效的R&D测评系统现代企业管理论文,国外学者做过相关研究。Brown和Svenson(1998)提出了最著名的R&D系统框架模型——B-S模型,认为R&D系统方法由输入、处理系统、输出等八个主要的单元组成[2]。Kerssens-van Drogelen(1999)从影响R&D绩效的权变因素、测度方法和技术等构建了R&D绩效测评系统[3]。Bourne(2000)等认为,实施一个完整的绩效测度体系应包括绩效测度的指标设计、测度指标的选取等四个步骤[4]。Begemann(2000)提出一个动态的绩效测度体系框架[5]。近年来,国内不少学者运用参数或非参数方法从不同视角对高新技术产业效率进行了测度。余泳泽(2009)基于价值链的视角,将高技术产业的技术创新过程分为技术开发和技术成果转化两个阶段,并利用DEA模型分别对各阶段的效率及其影响因素进行了实证研究[6]。官建成、陈凯华(2009)综合运用数据包络分析的松驰测度和临界效率测度模型,对中国高技术产业技术创新效率进行了测度[7]。朱有为、徐康宁(2006)利用随机前沿生产函数测算了中国高技术产业的研发效率及影响因素[8]。
综上文献,国内学者从不同侧面探讨高新技术产业的绩效测评及影响因素,对完善高新技术产业创新理论与实践有不同程度的促进作用。遗憾的是,专门研究原创性高新技术产业创新效率的测评,并分析其效率高低的关键影响因素的文献很少。原创性高新技术产业如何界定?创新效率如何测评?其关键影响因素有哪些?找准并有效解决这些问题,对提高高新技术产业的原创性,并提高原创性高新技术产业创新效率,加快发展原创性高新技术产业起不可或缺的作用,为政府的产业结构优化决策提供科学依据。本文通过界定原创性高新技术产业的范围,基于创新链视角,运用DEA方法从两阶段测度原创性高新技术产业的创新效率,并分析影响效率的关键因素,在此基础上针对性提出有效提高原创性高新技术产业创新效率的政策建议,以期为政府和企业提升我国高新技术产业核心竞争力的决策提供参考。
2 原创性高新技术产业范围界定及创新效率的测度方法
1. 原创性高新技术产业范围界定
在创新的产出方面,专利是一个被经常采用的指标(Griliches,1990[9];池仁勇等,2004[10];官建成、何颖,2005[11];刘树、张玲,2006[12])。在发明、实用新型和外观设计三种专利中现代企业管理论文,发明专利技术含量高且申请量很少受到专利授权机构审查能力的约束,更能客观反映一个地区原始创新能力与科技综合实力(Liu & White,2001[13];Guan & Gao,2009[14];刘凤朝,2006[15] ,白俊红等,2009[16])。新产品销售收入是衡量创新产出的另一个指标,但其中的新产品,若源自于三种专利中的实用新型和外观设计,其技术含量没有发明专利高。鉴于此,本文放弃“新产品销售收入”而以“发明专利”相对近似衡量高新技术产业的原始性。
由于原创性产业的界定在国内尚无先例可循,到目前为此,学术界难以找到比发明专利更好的反映原创性替代指标。本文认为“高新技术产业的拥有发明专利数占三种专利申请总数的百分比”在一定程度上可以相对较好地反映中国高新技术产业的原创性水平。为研究问题的方便,考虑数据的可获得性和样本容量大小对实证结果的影响,以及中国目前高新技术产业原始创新能力较弱的现状。本文从1999-2008年高新技术产业里以“发明专利占专利总数百分比(临界值暂定为70%)”从高新技术产业的17个行业中筛选出反映相对原创性较高的中国原创性高新技术产业的12个行业。需要说明的是,原创性是个相对概念,如果是原创性相对发达的国家,临界值可适当放大。
2.创新效率的测度方法
DEA(Data Envelopment Analysis,数据包络分析)方法是测度同类型决策单元(Decision Making Unit, DMU)相对效率最为常用的方法之一,它由著名运筹学家Charnes、Cooper和Rhodes于1978年首先提出[10],现已广泛应用于银行、高校、医院、保险公司以及制造业、服务业等诸多领域的效率评价。现有文献中,有关区域创新效率的测度亦基本上是基于DEA方法展开的,本文利用DEA方法中的CCR模型,以我国原创性高新技术产业的每个行业为基本决策单元测度其创新效率。对于任一决策单元DMU0,其对偶形式的CCR模型可表示为
式中:为决策单元的个数,和分别为输入与输出变量的个数,为投入要素,为产出要素,为决策单元DMU0的有效值。若且,则决策单元DEA有效;若,且或时,则决策单元为弱DEA有效;若,则决策单元非DEA有效[17]论文提纲怎么写。
3 原创性高新技术产业创新效率的两阶段测度及其分析
完整的技术创新链包括:研究、开发、成果转化和生产四大环节。由于生产环节涉及的要素太多,由于篇幅所限,为简化起见,本文只研究原创性高新性高新技术产业创新链的两个阶段,即:技术开发和成果转化两个阶段(见图1),分别测度两阶段的创新效率。
3.1 两阶段的变量选取与数据说明
1.技术开发阶段
技术开发阶段的投入指标:R&D经费,R&D人员。产出指标:拥有发明专利数,属于一种中间产出现代企业管理论文,它是指将研发投入转化为知识产出的能力,从某个角度反映了原创性科技产出。
数据处理方面,主要考虑三个因素:数据的缺失导致采样不全面;技术投入和产出之间的时滞性;价格因素导致数据的虚增或虚减。(1)在技术开发阶段的投入产出指标数据处理方面,本文采用了移动平均法和线性插值法弥补了部分产业在某些年份数据缺失的问题。(2)科技从研发投入到新专利通常需要一定的周期,同时各种创新活动周期存在较大差异性,例如电子及通信设备制造业的几个月到医药制造业和航空航天器制造业的几年不等,且时有交叉,使得投入和产出数据不对应。本文选择滞后期1 年,投入数据选择1998-2007年,产出数据选择1999-2008年。(3)有关研发经费的平减方面,首先是要确定R&D价格指数来将当年价格核算的经费总值折算为可比价格,根据《中国统计年鉴》(2009)的有关数据,构造R&D价格指数如下:R&D价格指数=0.75*工业品出厂价格指数+0.25*居民消费价格指数。其中工业品出厂价格指数和居民消费价格指数的基年均定为1998年。然后计算出R&D经费1998-2007年的年平均增值率,即,关于R&D存量的折旧率,参考已有文献通常采用的折旧率,基年1998的R&D存量,这里用所有时期的R&D支出的年平均增长率代替1998年之前的R&D支出的平均增长率,则1998的R&D经费存量用公式表示为,以后各年的R&D经费存量通过永续盘存法的方法推导得:。
2.成果转化阶段
成果转化阶段的投入指标:技术投入为技术开发阶段产出,即拥有发明专利数(反映原创性科技产出),经费投入为技术改造经费,人员投入为科技从业人员。产出指标:考虑到要求能直观体现高新技术产业的创新成果在商业上使企业获利的能力,以及市场通过吸收技术创新而带来增强竞争力的能力,因此选用新产品销售收入和新产品出口销售收入作为成果转化阶段的产出指标。
数据处理方面现代企业管理论文,数据的缺失、时滞性的处理方法与技术开发阶段相同。价格指数方面,成果转化阶段的技术投入指标技术改造经费选用的平减指数采用R&D价格指数,而在产出指标新产品销售收入和新产品出口销售收入的平减指数的考虑上,将高新技术产业划分为两类,一类是医药制造业中的三个细分的产业;另一类属于机械电子行业即其余的四大产业。因而在这两个产业的指数选取上也是有所不同的,前者选用化学工业1998年为基年将当年价格核算的经费总值折算为可比价格,后者选用机械工业1998年为基年将当年价格核算的经费总值折算为可比价格。技术改造经费的数据处理在年平均增长率,折旧率以及基年和以后各年的存量处理方法都同研发经费的处理。
3.2 实证结果及分析
1 .我国原创性高新技术产业创新效率整体分析:基于技术创新链视角
根据原创性高新技术产业科技活动的投入产出数据,运用DEA测算两阶段创新效率值(如表1).
表1 技术开发阶段和成果转化阶段效率
行业
技术开发效率
成果转化效率
化学药品制造
0.324
0.209
中成药制造
1
0.055
生物、生化制品的制造
0.54
0.104
飞机制造及修理
0.099
0.501
航天器制造
0.042
0.282
雷达及配套设备制造
0.128
0.531
广播电视设备制造
0.53
0.266
电子器件制造
0.434
0.557
电子元件制造
0.288
0.516
电子计算机整机制造
0.554
1
医疗设备及器械制造
0.99
0.103
仪器仪表制造
0.659
0.157
平均值
0.466
0.357
由表1知,技术开发阶段效率(0.466)的平均值大于成果转化阶段(0.357),说明我国原创性高新技术产业的成果转化效率已落后于技术开发效率,科学技术向现实生产力转化的效率亟待增强。
综合表1的技术开发阶段和成果转化阶段效率(行业)的数据结果,得出各个产业技术创新效率中技术开发阶段和成果转化阶段的二维分布图,如图2所示。
图2 两阶段原创性高新技术产业技术创新效率矩阵图
从图中可以看出,12个行业中只有电子计算机整机制造1个行业处于高技术开发效率高成果转化效率的C区域;落在高技术开发效率低成果转化效率B区域的有5 个行业:中成药制造、医疗设备及器件制造、仪表仪器制造、广播电视设备制造和生物与生化制品制造;位于低技术开发效率高成果转化效率D区域的有4 个行业:电子器件制造、电子元件制造和雷达及配套设备制造、飞机制造及修理;其余的2个行业都落在低技术开发效率低成果转化效率的A区域。
由图2可进一步看出原创性高新技术产业效率的原因及其相应的调整方向,具体如下:
A类行业——低开发低转化
航天器、化学药品制造,这些行业的研发阶段投入了大量资金但收效却不显著,同时在成果转化阶段盲目投资,对投资的质量(消化吸收、技术引进等)重视不够。对于这类行业应该两阶段同时加强,既要提高技术开发效率又要提高成果转化效率。
B类行业——高开发低转化
仪器仪表、医药类、生物与生化制品制造行业等,属于国家相对比较传统行业,有一定的技术积累,并且近几年国家加大研发投入,技术开发效率高;但由于经济不可行,技术不确定现代企业管理论文,缺乏转化资金等,导致成果转化率低。这类行业应当在不降低技术开发阶段效率的前提下,重点加强成果转化阶段的效率。
C类行业——高开发高转化
这类行业属于发展比较成熟的行业,其技术开发阶段的效率和成果转化阶段的效率都比较高, 是其他类型行业发展的目标。这类行业的资金、人才和技术投入与产出发展比较配套,经济发展基础好,属于我国原创性高新技术产业发展的先锋论文提纲怎么写。
D类行业——低开发高转化
电子类、飞机与雷达类,说明此类行业的发展基础比较弱大多是引进后转化,缺乏技术开发,技术开发效率不高;在成果转化阶段,技术比较成熟,实现了较高的成果转化效率,总体上限制了技术创新能力的提升。这类行业应在不降低成果转化阶段效率的前提下,重点提高其技术开发阶段的效率。
图2 整体可看出,我国原创性高新技术行业除了电子类产品外,大部分行业都存在科技成果转化效率偏低的问题。可能的原因是:1、研发项目缺乏市场导向,导致技术转化比较困难。高校、科研院所许多研发成果技术含量高,但生产成本很高,缺乏市场竞争力,或者不具备行业生产能力,导致转化困难。二是许多技术不成熟、不稳定,不具备产业化的基础条件,在技术转移中存在很大的风险。2、技术转移对接程度不高。高校和科研院所的科技成果是为了“科研”而不是为了企业的需求,成果无法迅速转化,科研的重复和浪费现象比较严重现代企业管理论文,导致成果转化效率偏低。3、企业的技术吸收能力不强。我国相当一部分企业的技术属于落后技术、传统技术和限制技术,从而严重制约了企业的技术转移。3、企业技术转移的资金不足。技术成果转化需要大量的资金投入,通常是技术开发的10倍。目前我国企业普遍存在资金不足问题,高新技术产业由于高风险性,很难取得商业银行贷款支持。由于受条件限制,获得政府专项资金扶持的也很少。5、缺乏有效的技术转移机制。一是缺乏相关的法律法规。二是缺乏政策扶持。三是缺乏合理的评估机制。四是缺乏风险投资。五是双方信息不对称[18]。
针对以上四类不同的行业,可以采取不同的提升渠道:单边突破式提升:。即在技术创新过程中,针对各个行业不同的情况,保持住原先的效率高的阶段,以其效率低的阶段为突破口,加强投入和产出的配比,以提升B、D类行业的技术创新的整体效率。
渐进式提升:例如或者。对于A类行业的效率提升方式有多种渠道,就是先集中精力将某一项优势发挥至最大,同时再极力弥补劣势,通过B或D区的过渡,最终成功进入成为C类行业。
跨越式发展:,A类行业需要具备雄厚的经济基础,并且在发展过程中要注重技术开发效率和成果转化效率两手抓,在条件具备的情况下,实现的跳跃式发展渠道是有可能的。
2.技术开发阶段的效率分析及投入与产出分析
用DEA方法测度的技术开发阶段的创新效率及投入冗余与产出松弛情况如下 (见表2).
(1)效率分析
表2 1999-2008年我国原创性高新技术产业技术开发阶段的平均创新效率与差额值
效率
差额
行业
crste
vrste
scale
规模效应
拥有发明专利数
R&D人员
R&D经费
化学药品制造
0.324
0.324
1
-
100
0.0
中成药制造
1
1
1
-
0.0
生物与生化制品的制造
0.54
0.738
0.731
irs
6139.5
飞机制造及修理
0.099
0.099
0.991
irs
1131
0.0
航天器制造
0.042
0.307
0.136
irs
23
8883.5
雷达及配套设备制造
0.128
0.396
0.324
irs
14
52
0.0
广播电视设备制造
0.53
1
0.53
irs
0.0
电子器件制造
0.434
0.435
0.999
-
25944.0
电子元件制造
0.288
0.288
0.997
irs
241
0.0
电子计算机整机制造
0.554
0.563
0.985
irs
91780.1
医疗设备及器械制造
0.99
1
0.99
irs
0.0
仪器仪表制造
0.659
0.66
0.999
irs
2622
0.0
平均值
0.466
0.568
0.807
3
346
11062.3
从表2可看出原创性高新技术产业技术开发阶段的创新效率(crste):
中成药制造和医疗设备及器械制造的创新效率分别为1,0.99,创新效率较高;而飞机制造及修理、航天器制造、雷达及配套设备制造3 个行业的创新效率分别为0.099,0.042,0.128,创新效率较低论文提纲怎么写。生物与生化制品的制造、航天器制造、雷达及配套设备制造、广播电视设备制造、医疗设备及器械制造5 个行业的规模效率分别为:0.731,0.136,0.324,0.53,0.99,分别小于相应行业的纯创新效率现代企业管理论文,无效率主要来自规模无效率,可能的原因:这5个行业规模扩张过快,内部协调管理能力不足管理费用增加幅度大于规模扩张带来的成本降低的幅度。其它行业(除中成药制造外)的规模效率分别大于相应的纯创新效率,无效率主要是源于纯技术无效率。我国原创性高新技术行业技术开发阶段创新效率平均值仅为0.466,创新效率较低可能是因为这些行业过多追求技术开发的投资规模而忽视了技术开发效率。这为各行业技术开发阶段效率低找准症结所在,并提高其效率提供科学依据。
(2)投入冗余与产出松弛、规模效应分析
为了探讨1999-2008年间我国原创性高新技术产业技术开发效率的特点并且寻找未达到有效值的根源,用基于产出导向的DEA模型CCR度量了各个原创性高新技术产业的特点。
从投入角度看,生物与生化制品的制造、航天器制造、电子器件制造、电子计算机整机制造这4个行业都存在研发经费冗余,分别为6239.5万元, 8883.5万元, 25944万元,91780.1万元;相对而言,研发人员显得不足。化学药品制造、飞机制造及修理、雷达及配套设备制造、电子元件制造、仪器仪表制造这5个行业都存在研发人员冗余,分别为100人,1131人, 52人,241人,2622人,相对而言,研发经费显得不足。中成药制造和医疗设备及器械制造的创新效率分别为1,0.99,效率最佳,不存在投入冗余和产出松弛。从产出角度看,航天器制造和雷达及配套设备制造产出松弛分别为23个,14个,存在拥有发明专利总量不足。这些行业需要加大技术开发的原始创新力度。这为进一步调整科技投入产出方向和幅度,提高技术开发阶段效率提供准确的科学依据。
从规模效应来看,除了化学药品制造、中成药制造、电子器件制造这3个行业处于规模效应不变外,其它行业处于规模递增,这些行业可进一步增大研发资源的投入以提高技术开发阶段的效率。
2.成果转化阶段的效率分析及投入与产出分析
用DEA方法测度的成果转化阶段的创新效率及投入冗余与产出松弛情况见(表3)
(1)效率分析
表3 1999-2008年我国原创性高新技术产业成果转化阶段的平均创新效率与差额值
效率
差额
行业
crste
vrste
scale
规模效应
新产品销售收入
新产品出口销售收入
拥有发明专利数
技术改造经费
年平均就业人员
化学药品制造
0.209
0.222
0.904
irs
0.0
586274.6
221151.2
62714
中成药制造
0.055
0.17
0.322
irs
0.0
211811.9
39
0.0
生物与生化制品的制造
0.104
0.69
0.15
irs
0.0
18150.0
27
0.0
飞机制造及修理
0.501
0.534
0.938
irs
0.0
906360.1
390404.7
102711
航天器制造
0.282
1
0.282
irs
0.0
0.0
0.0
雷达及配套设备制造
0.531
1
0.531
irs
0.0
0.0
0.0
广播电视设备制造
0.266
1
0.266
irs
0.0
0.0
0.0
电子器件制造
0.557
0.565
0.985
irs
1415025.5
0.0
264215.0
114122
电子元件制造
0.516
0.533
0.968
irs
918319.9
0.0
235985.1
464750
电子计算机整机制造
1
1
1
-
0.0
0.0
0.0
医疗设备及器械制造
0.103
0.4
0.258
irs
0.0
54444.3
16
0.0
仪器仪表制造
0.157
0.184
0.855
irs
0.0
188935.1
0.0
10241
平均值
0.357
0.608
0.625
194445.4
163831.3
7
92646.3
62878
从表3可看出原创性高新技术产业成果转化的创新效率(crste):
电子计算机整机制造的成果转化效率(为1.000)达到最佳外,其它行业效率都较低;而中成药制造、生物与生化制品制造、化学药品制造、医疗设备及器件制造和仪器仪表制造4 个行业的成果转化效率较低,分别为0.055, 0.104, 0.103, 0.157。生物与生化制品制造、航天器制造、雷达及配套设备制造、广播电视设备制造、医疗设备及器械制造5 个行业的规模效率分别为:0.15, 0.282, 0.531, 0.266, 0.258,分别小于相应的纯创新效率,无效率主要来源于规模无效率;其他行业的无效率均主要来自纯技术无效率,纯技术无效率可能是因为这个行业既定的投入资源提供相应产出能力比较弱。我国原创性高新技术产业在成果转化阶段创新效率平均值仅为0.357现代企业管理论文,创新效率低,可能是因为这些行业过多的追求投资规模,不注重投资效率造成的。这为各行业成果转化阶段创新效率存在的问题找准症结所在,为有效提高其效率提供科学依据。
(2)投入冗余与产出松弛、规模效应分析
从产出角度看,电子器件制造、电子元件制造2 个行业的收益性产出不足,相应的新产品销售收入松弛分别为:1415025.5万元, 918319.9万元。化学药品制造、中成药制造、生物与生化制品的制造、飞机制造及修理、医疗设备及器械制造、医疗设备及器械制造6个行业的竞争性产出存在不足,新产品出口销售收入松弛分别为:586274.6万元,211811.9万元,18150.0万元,906360.1万元,54444.3万元,188935.1万元。这些行业要加大科技成果商业化,同时加大新产品出口的竞争性力度。从投入角度看,造成我国高新技术行业成果转化阶段效率低下的原因主要集中在投入冗余上。中成药制造、生物与生化制品的制造、医疗设备及器械制造,拥有专利发明数与技术改造经费的冗余分别为39个,27个,16个;相对而言,技术改造经费、年平均就业人员显得不足。仪器仪表制造中年平均就业人员的冗余分别为:10241人,相对而言,拥有专利发明数的技术性投入、技术改造经费显得不足。这为进一步调整其科技投入产出方向和幅度,提高成果转化阶段效率提供准确的科学依据。
4 结论与政策启示
4.1 结论
本文运用DEA方法测度了1999-2008年我国原创性高新技术产业各行业创新效率、规模效应、投入与产出的冗余与松弛状况。研究结论可概括为以下几点。第一,我国原创性高新技术产业的成果转化效率已落后于技术开发效率,科学技术向现实生产力转化的效率亟待增强论文提纲怎么写。第二,我国原创性高新技术产业除了电子类产品外,大部分行业都存在科技成果转化效率偏低的问题。第三现代企业管理论文,技术开发阶段,中成药制造和医疗设备及器械制造的创新效率较高,飞机制造及修理、航天器制造、雷达及配套设备制造业的创新效率较低。相对于研发人员和研发经费投入,技术开发阶段的原创性产出(拥有发明专利数)不足。第四,成果转化阶段,电子计算机整机制造创新效率最高外,其它行业效率较低。化学药品制造、中成药制造等行业的竞争性产出存在不足。第五,从投入产出角度看,两个阶段的不同行业创新效率低的原因各不相同,有的源于规模无效率,有的源于纯技术无效率。从规模效应看,两阶段的大部分行业都处于规模递增阶段。
4.2 政策启示
其一,各个行业应根据本行业创新活动是否达到生产前沿、两个阶段的实际投入产出的冗余与松弛、规模性等进行改善,有针对性调整各行业的两阶段的科技投入或产出的方向与幅度,使创新效率尽可能向生产前沿移动。
其二,不同行业根据本行业目前技术创新链的不同阶段创新效率状况,分别单边突破式、激进式、跨越式渠道提升各自创新链的不同阶段创新效率。
其三,为有效提高原创性高新技术行业的成果转化率。可从以下方面着手:提高研发项目缺乏市场导向、技术转移对接程度、企业的技术吸收能力。加大企业技术转移的资金,加大风险投资。完善缺乏有效的技术转移机制的法律法规、政策扶持、合理的评估机制、双方信息的对称化程度。
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传单,其形式是一张纸,但不代表酝酿它的过程不需要注入新的营销思维。而“社会化营销”强调的就是:找到对的人,说对的话,零距离沟通。
传单,当你赋予其“社会化营销”的思维后,就如同产生了化学反应,可提升用户转换率。
我以一张已连续收到了3次的烧烤店传单为例,一步一步道来吧。
Step1:场景。即:何时发?在哪里发?发给谁?
“何时发”和“在哪里发”是“发给谁”的决定性因素。
再说得通俗易懂点,同样的店铺,你在城中村发和你在大商场发,传单呈现内容是截然不同的。
以“蚝之味”这家烧烤店为例。他选择发传单的时间、地点是我比较认同的。我连续3天,每天接到店员发给我的传单,是在一个十字路口。这个十字路口人流、车流南来北往。每次人们站在这里等红绿灯,如果从绿灯刚转为红灯时开始等,要等至少2分钟。这2分钟,是“黄金2分钟”!如果传单能做地出神入化,店员能和有兴趣的路人有效沟通,那么,“用户转换率”是相当可观的。
时间呢?“蚝之味”选的时间也是精准的。时段是晚上6点30到8点间。这段时间,上班族下班回家身心疲惫,饥肠辘辘,脑中思考的问题,通常会离不开一个:今晚吃什么?这时,一张关于“大快朵颐”的美食传单发到路人手中,很有机会成为一个“备选项”。
发给谁?时间和地点两个因素决定了“发给谁?”这个时间点,出现在这个地点的,通常都是下班回家的人。当然也有一部分其他人群。我注意到,店员为了“完成任务交差”,管他张三、李四,看到谁就塞给谁?甚至塞给抱着孙子的老大娘。在这“黄金两分钟”,更应“以貌取人”,寻找年轻男女,特别是“群聚”的。
Step2:传单的内容。
可以说,“蚝之味”的内容是个败笔,把一个潜在用户变成了过客。
当我收到店员的传单时,我正想让味蕾放纵一把。但是,直面我的这只大猩猩,好惊悚,我还以为是什么“5D电影院”的传单了。然后“大民兴逆袭”这几个字,实在不知道店主要说什么?
传单封面:
我花了起码40秒,才明白:原来这是一家烧烤店的传单。然后,我又花了至少30秒,在传单上找这家烧烤店的位置?信息太乱,没耐心了。我问店员:你们的店在哪里?店员的回答是:“哦,这上面有地址。就在那里。”这时,行人绿灯已亮,我已没兴趣再和他确认:地址到底在哪里了?
过了马路,我又仔细看了一遍传单上关于“地址”传递的信息。总共罗列了5个地址。距离这个十字路口最近的一个地址列在了最后一个,而且没有任何提示。
传单背面:
借着这份“败笔”传单,总结:怎么写一份路人愿意看的传单?
传单封面:根据场景量身定制。直击用户的一个痛点(是一个,不是多个!)把在这个场景下,用户最想了解的信息毫不费力地送达过去。
“蚝之味”传单的封面:
A,还在犹豫今晚吃什么?来“蚝之味”吃烧烤吧,全场5折!
B,地址、电话(只写离发传单位置最近的店址)
C,请配张能勾起人食欲的烧烤美食图,或众人吃烧烤的情感共鸣图吧
传单的背面:挑选卖点(最多三个),清晰化阐述。
A,便宜啊。生蚝只要3元一个等等。
B,食材靠谱。只选用肉壳连体的蚝,只选用内蒙古科尔沁百日羔羊。
C,有wifi,可微信提前下单。
把这三点说清楚就行了,其它的,都是干扰信息,是累赘!
我这里再举一个例子。社区美容院周末时,在周边给25到50岁的女性发传单。
封面:通常,美容院的传单会琳琅满目地写满她们能为女性解决的烦恼。从脸到脚,面面俱到。但路人读完后,能记住什么呢?突出一点吧。比如现在进入冬季了,“皮肤干燥要补水”是很多女性关注的焦点。
A,让你的皮肤来次畅饮,水嫩才能透白。
B,地址、电话。
C,请配张能勾起人“美容欲”的图。通常,10个美容院发传单,9个都会配一个完美无暇、来路不明的美女图。就算走捷径,你也可以配一个现在大红大紫的美女明星图啊,这样会不会更有带入感?
背面:
A,镇店的高科技?
B,镇店的明星产品?
Step3:发传单的人怎么和路人沟通?
通常会有两种极端情况:要么一句话不说,要么死缠烂打。
其实,发传单是极具“社会化”的一项工作。社会化媒体的魅力之一就是:实现了品牌和用户零距离沟通。发传单也是“零距离”的。
那么,发传单时应该说什么呢?还是根据场景,只说一个重点信息:
蚝之味烧烤店:
“刚下班吧?辛苦了!蚝之味烧烤全场5折,离这里步行5分钟!”
1.考查依据
2013年新课标考试大纲中有以下要求:了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类;了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用;了解精细化工产品的生产特点及精细化工在社会发展中的作用。
2.考查的知识点
36题“化学与技术”模块试题紧扣绿色化学与可持续发展、环境保护等主题,围绕新课标考试大纲中的要求,依托两种锌锰电池的工作反应原理和区别以及回收利用废旧普通锌锰电池的工艺原理等内容,重点考查了学生正确运用化学用语和有关化学知识解释及解决生活与生产实际中化学问题的能力。具体考查了学生应用化学反应原理中的原电池工作原理、电解工作原理及其应用;化学实验中物质制备和分离的知识、晶体知识、以及绿色化学的观点、经济的视角分析实际生产中的各种问题的能力。刻意考查了学生对陌生氧化还原方程式和特殊电极反应式书写的训练。
3.真题再现
36.[化学――选修2:化学与技术](15)
锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图(a)所示。
回答下列问题:
(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①该电池中,负极材料主要是____,电解质的主要成分是____,正极发生的主要反应是____。
②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是____。
(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。
①图(b)中产物的化学式分别为A____,B____。
②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为____。
③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是____。(填化学式)
4.问题设置及评价
本题共有两个大问题,每个大问题下设置了2―3个小问题。第一个大问题是基础知识的再现考查。分值为6分。第一小问首先通过观察判断电极材料和电解质主要成分,属最基础的识记知识,比较容易。接着要求写出正极主要反应,体现了对电极反应式书写技巧的能力测试。正确答案的种类有7种,因为生成物中的Zn(NH3)2Cl2学生非常陌生且不能正确分析其组成,这样就大大提高了能力要求,得分率很低。第二小问比较说明碱性锌锰电池的优点及其理由,一方面是课本现成文字的再现,鲁科版教材上的原话;另一方面也是考查学生运用绿色化学的观点、经济的视角来观察比较、分析解决实际生产中的问题的能力。标准答案虽然只列出了两种,但是合理的答案有16种之多。
中学化学中涉及到的化工生产知识渗透绿色化学的观点,具体体现在如下几个方面:(1)节省资源,提高原料转化率和利用率;(2)化工生产中尾气或废料的回收方法和处理装置以防止或减少环境污染;(3)化工生产体现了绿色化学内涵――设计新的化学反应条件,降低对人类健康和环境的危害,减少废弃物的产生和排放。在36题的问题设计和回答中都能体现。
第二个大问题是通过分析回收利用废旧普通锌锰电池的工艺流程图,一方面推断经分离提纯转化的四种物质的成分和化学式,渗透了物质制备和分离的实验知识以及氧化还原反应原理知识的考查;另一方面书写操作b中反应的离子方程式和电解K2MnO4溶液的阴极产物的判断。渗透了对陌生氧化还原反应方程式和特殊电极反应式的书写训练的考查。能力要求较高,问题难度较大,得分几率较低。
二、试题解析
(1)①【解析】:根据原电池工作原理,失电子的一极为负极,分析普通锌锰电池的电池反应可知,Zn失电子生成Zn(NH3)2Cl2 负极材料为Zn,电解质的主要成分为NH4Cl,正极的电极反应的书写,考虑到Zn(NH3)2Cl2的生成原理是ZnCl2结合了NH3所得产物,所以正极反应应该有NH3生成,那么NH4+参与了正极反应,正极反应的主要反应为MnO2+NH4++e-= MnOOH+ NH3。根据电极反应式的书写习惯和要求,电极反应式的其它合理答案还可以是:
1)2MnO2+2NH4++2e- = 2MnOOH+2NH3
2)MnO2 + NH4+ = MnOOH + NH3-e-
3)2MnO2 + 2NH4+ = 2MnOOH + 2NH3-2e-
②【解析】通过观察普通锌锰电池和碱性电池的构造图的不同以及电极反应原理的分析,可以比较得出两者之间的优劣,总结出碱性电池的优点和理由如下: 1)碱性电池不易发生电解质的泄露,因为消耗的负极改装在电池的内部;2)碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。
其它合理答案如下:1)大电流连续放电,理由是负极也由锌片改为锌粉反应面积成倍增长,使放电电流大幅度提高;2)单位时间所输出的电能多(或储电容量大),理由是电流大能够连续放电; 3)存储时间长(或带电时间长),理由是碱性电池不发生自放电;4)利用率高,理由是锌粉与氢氧化钾充分接触,反应完全;5)环保(或安全),理由是为碱性电池有金属外壳不易发生电解质的泄露;6)酸性电池长期使用会变软而碱性电池不会,理由是酸性电池外壳用锌制成,会参加反应,外壳软。
(2)①【解析】废旧电池经机械分离、水浸、过滤后能溶于水的只有NH4Cl 和Zn(NH3)2Cl2,加入稀盐酸后反应得NH4Cl和ZnCl2,再经过浓缩结晶、过滤得固体仍然是NH4Cl和ZnCl2,加热能变化再冷却的化合物B的只有NH4Cl分解得NH3和HCl,冷却后又结合成NH4Cl,所以化合物B为NH4Cl,那么化合物A就为ZnCl2。
②【解析】熔块K2MnO4溶解后通入CO2,得到紫色溶液和黑褐色固体,根据常见化学物质的特点,符合紫色溶液的应该是KMnO4溶液,而黑褐色固体可能是C和MnO2 ,因为K2MnO4具有较强的氧化性,不能将CO2还原为C,所以黑褐色固体应该是MnO2,所以该反应是K2MnO4发生了自身氧化还原反应,产物为KMnO4和MnO2,又因为是碱性环境CO2反应得到CO32-。
反应的化学方程式为:
3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3
离子方程式为:
3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2+ 2CO32-
③【解析】电解K2MnO4溶液得到化合物D――KMnO4, MnO42- 失电子得到MnO4-,应该是阳极反应。阴极要得到电子,自然是H+ 得电子生成H2,按照电解原理属于放氢生碱的类型。所以阴极产物为H2和KOH,主要物质为H2 。
三、答题错误记录
在2013年宁夏理综的化学选考题中有3544名考生选择了36题――化学与技术,占全区理科考生的十分之一,比例较往年有所上升。原因是考查的知识点学生不感到陌生,属于主干知识中的一部分。虽然考试范围属于化学与技术,但是知识点的分布都在化学反应原理的电化学知识。而且一上手问题就很简单,要求填负极材料和电解质的主要成分。所以学生敢于下手去做。但是第二个大问题中涉及到陌生的K2MnO4、KMnO4和MnO2的相互转化,学生就不知所云,没了思路。丢分就很多。工艺流程主要是物质的制备和分离的实验过程,左半部不涉及复杂反应的结晶、过滤、浓缩、冷却等简单分离操作,属于基本实验操作的考查,学生还能上手去判,但是有很多考生很遗憾将ZnCl2和NH4Cl判反了。工艺流程的右半部分,涉及两个陌生的氧化还原反应,考查力度和能力要求马上提高了一个档次,学生就更难拿到分了。第一问简单第二问难,工艺流程左半部简单右半部难,增加了本题的区分度。
具体典型错误举例如下:
第一个大问题中的第一小问中,①化学式和名称书写错误:Zn写出Ze、Zm ;NH4Cl写出NH3Cl、NH4Cl2、HN4Cl等。氯化铵写出氯化氨、氧化铵、氧化氨、氨化铵、氨化氨等。②电极材料判断错误:Zn Mg、Zn Cu、Zn Fe、Zn MnO2、Zn KOH等等。③把正极主要反应式错答为反应类型。原因主要是题目本身命制有漏洞,没有把问题设置准确,出现歧义。如果改为“主要反应式是_____”,学生就不会误答。④电极反应式的书写正确合理答案有7种,与7种答案对应的错误主要是不配平、得失电子的“+”“-”写错;化学式写错:NH3+ 、NH3- 、NH4-。⑤Zn(NH3)2Cl2不知怎么改写以及NH4Cl没有拆成离子形式。
第一个大问题中的第二小问中,①写了一大堆优点,不写理由。②优点和理由不相符。③错别字:奈用、环报、完全、代电、污小、染染小、从电多等等。
第二个大问题中的第一小问中,①化学式书写错误:Zn2Cl2、ZnCl、ZnCl3、 Zn2Cl 、NH3Cl 、NH4Cl2、HN4Cl 等等。②判断完全错误 ;③把ZnCl2 和NH4Cl写反了。
第二个大问题中的第二小问中,①把离子方程式写成了化学方程式。②离子方程式不配平。③化学式写错。④完全错误。
四、教学建议
化学与技术这道选考题,并没有老师和学生们关注的工业制硫酸和硝酸、合成氨工业、侯氏制碱、海水的净化与元素的提取、自来水的净化、煤、石油和天然气等综合利用以及化肥、农药等在农业生产中的应用等热点知识的考查,而是选择了在平时教学中被老师和学生忽视和轻视的锌锰电池进行考查。在复习中老师和学生对锌锰电池的电极书写总是存在障碍,似曾相识但无法写全,好像知道但无法说清。在复习教学中提出以下建议:
(1)无机化工题已成为近几年理综高考的主要题型之一。在26题的无机元素化合物题和36题的化学与技术题中每年都有体现,师生要加以关注与研究。
(2)能否看懂工艺流程或生产流程图是关键,也是难点。教师要带领学生仔细研究,学会看流程图,寻找突破口,解决新问题。
(3)加强实验复习。物质的制备和分离实验是“化学与技术”这类题经常依托的基础,侯氏制碱、海水的净化与元素的提取、自来水的净化、煤、石油和天然气等综合利用以及化肥、农药等在农业生产中的应用等热点知识都有可能依托实验考查知识点。
某县利用远教播放日开展了“两学一做”专题讲座。起初,学员们学得还很认真,但随着课程深入,有些学员就开始“犯困”了,屏幕上的讲师怎么看怎么像是私塾里教八股的先生。其实,老师讲得不错,深入浅出,论据生动。可为什么听着听着就昏昏欲睡呢?笔者以为,归根结底,还是我们的学习方式太呆板、太生硬。
能否将远教受众集中起来,能否提升远教的学用转化率,是检验远教工作实效的两个硬指标,而这两个硬指标又恰恰是远教工作的难点。为什么难?很大程度上是因为形式和内容存在问题。集中培训这种形式本身是好的,问题是我们没有运用好。我们总是主动要求受众参加培训,不顾受众是不是在被动接受。时间一长,我们就把自己搞得越来越被动。此外,远教的学习内容也存在着更新慢、适应性差等问题。现在的信息技术这么发达,信息来源渠道也越来越开放,人家凭什么大老远跑到你这里来看一些在家动动手指就能看到的节目?所以,我们再不创新,难免会走进“死胡同”。一些基层单位已经意识到了这个问题的严重性,也进行了有益的创新尝试,比如开展个性化服务、对受众人群开展分类培训等。虽然远教服务变得更精细了,可受众面却因此萎缩了。有没有更好的办法呢?笔者认为,还是要在学习方法的创新上找出路。
首先是要把复杂的形式和内容变简单。科学测试表明,人在精神高度集中时,其持续的时间只能维持约三分钟。如果培训内容与受训者的钱袋子息息相关,那还好说,如果是一些理论、政策方面的内容,恐怕连这三分钟注意力都吝于给予,其学习质量也就可想而知。解决的办法就是要简化学习内容,这也是提高学习效率和质量最有效的途径。吉林省某县远程办开展了“一分钟党课”活动,效果就很不错。他们把原本两个多小时的课程简化成了十个一分钟的短视频,这就好比把一头牛分成了几小块儿。以往我们总是希望受训人员一口就能吞下整头牛,殊不知结果往往与我们的愿望相反。分成小块儿后,学习者不仅能够吃得下,也更容易消化理解。当然,要想把复杂的内容变简单也不是一件容易的事,需要我们对培训内容进行高度凝练,还需要我们熟练掌握一些更符合时代要求的信息传播技巧,比如把一个复杂的问题图解化、视频化,等等。
其次是要把枯燥的形式和内容变有趣。党员理论学习是党员教育的重要组成部分,但对于绝大多数党员来说,其过程却是枯燥的。以文章开头说到的“两学一做”为例,就那么逐条地讲,长篇大论是很难调动起学习兴趣的。那是不是可以换一个思路呢?既然“两学一做”的教学目的是要让党员明确什么应该做、什么不应该做,那么可否用倒逼的方式来促学呢?我们不妨出一些有趣的应用试题,采用答题闯关或知识竞赛的模式,然后让学员们到《准则》和《条例》里自己去寻找答案,这么做一定会比干巴巴地讲效果要好。不只是理论学习,实用技术培训也一样能创新出很多更有趣的促学方式,进而从根本上提高培训的实效性。
最后是要把严肃的形式和内容变轻松。这里说的轻松,指的是要为学员营造一个轻松的学习氛围。比方说,我们要通过远程教育向农民推广一项新技术,通常的做法是把种植户集中到一起,然后让专家宣讲这项技术的诸多好处。然而,农民是个现实的群体,看不到实际利益,任你说得头头是道,他也不会跟着你走。假如我们变换一种培训形式,采用新技术向传统技术挑战的方式,种植户就很可能对新技术产生浓厚的兴趣。有时,我们在学习方法上做一点点的改变,就可以破解远教工作遇到的诸多瓶颈问题。其实,创新本来没有我们想象的那么复杂,只要多开动脑筋,因地制宜,就一定能找到适合自身远教工作开展的好办法。
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 16746058(2015)260068
网络教学平台,又称网络教学支持平台,有广义和狭义之分。广义的网络教学平台既包括支持网络教学的硬件设施、设备,又包括支持网络教学的软件系统。也就是说,广义的网络教学平台有两大部分:硬件教学平台和软件教学平台。狭义的网络教学平台是指建立在Internet基础上,为网络教学提供全面支持服务的软件系统。本文所述网络教学平台是指狭义的网络教学平台,它是集文字、图形、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段于一体的开放空间,具有很强的真实感和表现力。基于网络教学平台的教学是信息技术与学科教学深度融合的一种方式,也是教育现代化的标志之一。不久前,笔者指导本校青年教师,以网络教学平台为载体,以《化学反应原理》(选修4、山东科技出版社)第2章第4节《化学反应条件的优化――工业合成氨》为教学蓝本,践行网络背景下的现代教育技术与学科课程的深度融合。下面结合本课的教学设计与实施,就如何融网络教学平台于学科教学谈几点思考。
一、利用网络教学平台的综合性,选择恰当教学内容,实施因材施教
化学是一门以实验为基础的、理论性和应用性很强的自然科学,其学科特点决定了并非所有的内容都适合在网络教学平台下学习。从当前的教学实践来看,分子、原子等微观粒子的结构和运动,有毒、有害实验的模拟,抽象化学概念、理论的理解,化工生产过程的情景再现和模拟等内容,适合于在网络教学平台上利用其超文本、人机对话、人工智能、虚拟现实等功能进行教学,让学习者沿着自己的思路,根据自己的需要选择学习内容和学习过程,调节学习进度和难度,从而实现因材施教。
选取鲁科版《化学反应条件的优化――工业合成氨》一课践行基于网络教学平台的现代教育技术与学科教学深度融合的原因有:一是本节课内容是“化学反应的方向”“化学反应的限度”“化学反应的速率”等化学理论知识的延续与拓展,也是学生综合利用化学理论知识解决实际问题的具体案例,便于在网络平台上通过文本、图像、多媒体课件等方式呈现;二是合成氨反应是学生熟悉的、典型的平衡体系,是重要的化学工业之一,而且是学生自开化学课以来第一次接触到化工生产,学生对其生产流程、生产设备是陌生的,适合于在网络平台上对生产过程的情景再现和模拟;三是经过高中一年的训练,学生的思维水平正从习惯于感性思维、形象思维向更加关注理性思维、抽象思维转变,基本上具备积极主动获取知识的能力,参与意识、合作意识也有较明显的提高,初步具备根据自己的需要选择学习内容和学习过程,调节学习进度和难度的能力;四是学生已经完成信息技术课程的学习,掌握信息技术操作的基本技能,足以胜任网络教学平台的学习要求。
二、发挥网络教学平台的丰富表现力,优化知识呈现方式,激发学生学习兴趣
当前课堂教学中,虽然多媒体已进入课堂,但化学课堂教学依然是一本书、一支粉笔、一块黑板,或用PPT课件及电子白板代替粉笔和黑板的模式,学生学习依然摆脱不了教师的控制,信息接收是单向的,课堂依旧是枯燥、乏味的。
提高学生学习化学的兴趣,是提高化学教学质量的前提,也是改善课堂教学环境的重要环节。网络教学平台的特点之一,就是其丰富的表现力,本课教学中教师充分利用这一特点来优化知识呈现方式,激发学生学习兴趣。课前,教师为学生准备了一个电子学习包,内含本课教学的学习目标和学习资源。学习资源包括本地资源、远程资源和泛资源三类。本地资源指的是教师在课前收集整理的学生学习时参考查阅的资料,有Word文档“化学反应条件的优化――工业合成氨导学案”“什么是工业生产的经济效益”、PPT课件“工业合成氨条件的选择”等。远程资源指的是教师在课前通过互联网为学生学习准备的网络链接,学生通过超链接可以直接找到需要的资料,有“合成氨厂生产的实地视频”“合成氨生产的主要设备的动画模型”等网址。泛资源指的是学生利用“百度”等搜索引擎直接上网搜集的资料。为方便学生搜集资料,教师在学习包中为学生准备了网络搜索的关键词,有“如何提高合成氨产量”“合成氨生产安全”“合成氨工业的回顾与展望”“合成氨催化剂及发展前景”等。如此丰富的信息呈现在网络平台上,学生只需一个小小的鼠标,就可以全面了解工业合成氨的过去、现在和将来,生产过程中需要解决的问题以及解决之道,既节省了时间,又大大提高了信息输出量,极大提升了学习兴趣。而且,在这一情境中,学生的探索空间增大,教学策略更加灵活多变,教师作为信息源的角色减弱,更多的是作为学习活动的引导者。
三、融合网络教学平台的交互功能,转变教学方式,提升教学效益
网络教学平台最突出的特性是信息发送和接收两者之间进行实时的交换,而不像课堂中使用的多媒体课件那样,学生只能被动地接收信息,其交互方式的广延性和多样性不仅使教师的教学方式发生了改变,也使学生的学习方式从接受学习转变为自主合作学习。
本课的难点:一是学生不熟悉合成氨工业生产的过程;二是如何综合化学反应速率、化学平衡等相关信息,最终选择出合成氨生产的适宜条件。在实际教学中,我们观察到在网络教学平台上,一方面学生能根据学习目标自由控制信息的呈现,有的通过播放器对动态图像(动画和视频)的播放、停止、回放来了解合成氨的工业生产过程,有的通过搜索引擎直接上网搜集合成氨的资料,也有的通过学生电脑交互功能相互交换所选择的合成氨生产适宜条件等;另一方面教师不再是课堂的控制者,而是学生学习的引导者和助推器,在学生自主学习时,教师有目的性地参与学生的交流和讨论,对学生的观点、看法做到心中有数。如学生发现达到高转化率与高反应速率所需条件产生相互矛盾时,有目的地追问几个问题:合成氨生产的压强怎么选择?温度怎么确定?N2和H2的体积比为何是1∶2.8?原料气为什么要循环利用?为什么要在适当的时候将氨气从混合气中分离出来?又如,从学生通过网络教学平台提交的反馈作业中找出两份具有代表性的作业,发送到学生机上和学生一起进行分析讨论。在解决生成物浓度对提高合成氨反应速率的影响时,一组学生认为增大浓度,另一组学生则认为要降低浓度,顺势引导学生查看课件中合成氨的速率方程,引发学生讨论交流、发表看法,共同得出结论:降低氨气的浓度,提高反应速率。
总之,笔者认为基于网络教学平台的现代教育技术与学科课程教学的深度融合,要以课程目标为根本出发点,以改善学生的学习方式、提高学习效率为目的,把网络技术的应用“毫无痕迹”地融合在课程教学实施中,充分发挥网络平台的认知工具、交互平台、资料库和组织管理的主要功能。
[ 参 考 文 献 ]
[1]张长江.中学化学教学技术指导[M].上海:上海教育出版社,2005.