時間：2023-06-21 08:58:21
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇有機化學的起源，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
“科學素養”這一名詞是伴同20世紀五六十年代美國的課程變革運動而建立起來。把科學素養作為科學教育的目標與意義，已在世界各地取得共識。西方理論的教育理論中關于“科學素養”存在著兩個意思：一個是指有學問，另一個是指可以瀏覽，可以書寫，目標是日常的普通大眾。我國關于科學修養的理解是人在處理與自然、社會的關聯中應當具備的知識、精神因素和實際本領，即人具有的科學文化知識和利用科學文化知識處理問題的能力。我國學者對科學素養從四個方面來進行分析與闡述：一是科學知識、技能和科學方法，二是科學本領，三是科學觀，四是科學品質。科學素養是在家庭、學校和社會的教學情況中逐步形成的，是一個耳濡目染的過程。不能不強調的是，科學素養的內涵是動態的，是隨著人們意識的不斷深入和社會條件的變化而成長的。
二、阻礙學生科學素養提升的因素
從對周圍從事有機化學教學相關人員的教學工作之觀察，以及相關同人的交流與探討，造成當前大學生科學修養不高的因素是多方面的，首先國內缺少培養科學素養的泥土，其次是教育體制弊病、教學活動主體思想認識偏差等要素。筆者結合幾年來從事有機化學的教學以及科研的實際情況，認為在有機化學教學中主要存在以下因素阻礙學生科學素養的提升。
1.受中小學教育的影響。
我國目前在中小學的教學中實行的是應試教育，這類教育體制具有兩個致命缺點：其一是中小學不看重科學素養教育的習慣在高校中被延續；其二是學生長時間疲于應對考試成為測驗機器，即使到了進修環境相對輕松的高校也依然沿用以往在中學時形成的學習方法和學習態度，對于科學素養養成的重要性認知不足。現在，全國大部分的高校仍缺少針對大學生的專門科研活動，只有部分高校將大學生科研活動作為一項長效機制固定并且堅持下來，但是，缺乏專門機構做出引導和安排，在某種意義上這類體制上的遺憾使得大學校園缺少濃郁的科學素養氛圍，不利于大學生科學技術的磨煉與培育。
2.教材內容陳舊、難學的問題。
有機化學是一門應用性、實踐性較強的學科，有必要將有機化學的最新動態、前沿理論引入教材。然而，現在各個高校所使用的有機化學的主流教材基本上是相對比較經典的有機化學內容，其中反映現代科學技術前沿的內容很有限；方程式和人名反應繁雜，難以理解和記憶；立體化學和反應機理抽象，難以掌握理解；有機化學的課時數相對較少，使得在課堂上教師與學生之間缺乏有效的互動，從而使得教學效果不理想。
3.部分教師科研觀念淡薄，無法實現有機化學教學與科研相長。
目前，在有機化學教學與科研人員的配置中，仍然存在這一現狀：長期從事教學的教師基本不搞科研，而大量從事科研工作，并且成果非常優秀的教師基本不擔任講授任務。這樣的人員配置有利于實現人才的專業化和高水平科研成果的產出。但是，教學與科研的完全脫離，使得科研無法促進教學；而在教學中發現的問題，也無法為科研提供有效素材和動力。
4.多媒體教授方式與傳統講授方式缺乏有效整合。
目前，有機化學存在傳統教學和多媒體教學兩種方式，二者各有利弊。多媒體教學在有機化學中的應用能夠實現從平面式教學向立體式教學的轉變，有利于學生加倍形象地、直觀地了解分子結構特點；從靜態展示向動態模擬的轉變，有利于學生提高對化學反應機理的理解；從封閉式教學向開放式教學的轉變，有利于豐富有機化學教學內容。不過，多媒體教學可能會阻礙師生的有效交流，造成教學中的形式主義。因此，需對有機化學多媒體講授形式與傳統講授形式進行優化整合，發揮各自的比較優勢。但是，從有機化學的教學實踐來看，有些教師偏重于多媒體教學模式，有些教師偏重于傳統教學模式，二者缺乏有效整合。
三、提高學生科學素養的途徑
在有機化學教學中對學生科學素養的培養與提升，要求學生對有機化學中的基本概念、科學方法、反應機理等等具有充分的認識和理解，形成穩定的心理素質。因此，在有機化學教學中，提升大學生們的科學素養與品德，可從以下幾個方面進行考慮。
（一）編寫與時俱進的有機化學教材
建立有機化學教材的定期更新機制，積極更新有機化學教材，將有機化學發展中的前沿理論、前沿知識、最新動態引入有機化學教材中。在20世紀90年代初，為了解決傳統有機合成方法以及傳統有機合成工業對環境造成的巨大污染與破壞，化學家們提出“綠色化學”的概念，即從源頭減少、甚至消除污染的產生，通過鉆研和改良化學化工工藝，從本質上減少和消除副產物的產生，達到保護和改善環境的目的。在有機化學教材的編著中就可以引入“綠色化學”的內容。在有機化學教學中，適當增加與有機化學相關的社會熱點問題、事件，比如三聚氰胺事件，激發學生的學習熱情及興趣。現在高等學校所開的有機化學方面專業選修課以及必修課內容枯燥，專業性強，不利于化學專業以外的其他需要學習化學課程的相關專業學生學習，提不起學生在選修課中對化學或者有機化學的興趣，就更別談提高科學素養。因此應該加大有機化學中與生活密切相關的教學內容，例如糖為什么是甜的？醋為什么是酸的？以及生命現象的起源等等，這些內容不僅可以讓學生更深入了解身邊的生活，更讓學生增強對有機化學的學習興趣，進而提高學生的科學素養。
（二）創新有機化學教學方式
充分發揮多媒體與傳統教學法這兩種教學法的各自優勢，克服各自的缺點，最大限度地提高教學效果。精心設計多媒體課件，利用多媒體豐富多彩的表現形式，有利于模擬反應進行的過程，從而使學生了解反應機理。將相應的化學反應、發明、應用及相關歷史資料短時間內呈現給學生，提高學生對有機化學的學習興趣，擴大學生的知識面。在基礎有機化學課程教學中將原理與案例結合起來，采用案例作為解釋、證實實驗原理和方法的資料，使學生學得更加靈活與自如，理解知識能夠更加全面和深入。激發和培養學生的創新精神。
（三）強化有機化學實驗的教學改革
實驗教學能夠激發起學生學習的興趣，從而培養學生動手本領，增強科研能力，提高學生綜合水平，培育學生的創新能力。改革傳統實驗教材，使實驗教材與理論課講授結合更加緊密。在當今相當一部分高校中，有專門選拔一些對化學有興趣，并通過一定考核的本科學生，使他們直接進入該校的特定課題組，在組內協助研究生及導師完成他們所承擔的科研項目，并取得一定的學分。此方法不僅使學生增強了動手本領，更使學生提早接觸科研氛圍，有利于學生綜合能力的提高。
（四）培養學生的問題意識，倡導“探究取向”
關鍵詞：混合式學習法；研究生教學；高等有機化學
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0178-02
E-Learning（Electronic Learning），即數字（化）學習，1996年起源于美國，是通過信息技術與學科課程的有效整合來實現一種理想的學習環境，能充分體現學生主體作用的學習方式[1，2]。但E-Learning學習者在學習時會感到缺少人際交互，易產生厭倦情緒，缺少角色扮演活動等不足，而有悠久歷史的傳統課堂教學在社會性、互動性方面具有巨大優勢，所以Blended-Learning（混合式學習）就此產生。Blended-Learning是將傳統的課堂式學習和E-Learning的優勢相結合，發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性[3]。
高等有機化學是藥學類藥物化學專業碩士研究生的專業必修課，是一門著重論述有機化合物的結構、反應、機理及它們之間關系的極具創新性的學科[4]，是基礎有機化學的深化和提高。開設此門課的目的除了使學生具備一定的有機化學基本知識和基本原理外，還需引導學生在熟練掌握反應機理的基礎上，獨立分析各反應過程，從而提高發現、分析和解決問題的能力，培養學生的科研能力。為此，筆者在進行高等有機化學課程教學中運用Blended-Learning從教學內容、教學方法、教學考核等方面進行了一系列的探索，以改變目前研究生課程教學中存在的重“專”輕“博”、重“講授”輕“討論”、重“理論研究”輕“能力培養”等問題。
一、整合教學內容
根據筆者多年的教學經驗，無論何種教學模式，教學的效果與教學內容的選擇有很大的關系。教師應該時刻關注學術前沿，讓學生時刻掌握一些前沿科技知識，尤其是關于高等有機化學方面的最新科研成果。這樣不僅讓學生從前沿知識中更好地理解和掌握了本學科的知識，更有利于激發探究欲望，培養創新精神。當前，普遍適用的研究生課程教材并不多，一般是教師根據自己的經驗，參考有關教材和學科發展前景自編講義。筆者在選取高等有機化學內容方面堅持以有機化學反應機理為中心，討論有機分子結構與反應活性的定量關系，并根據我校藥物化學專業的研究方向，主要是天然產物的活性成分和藥物合成等方向的特點，在課程內容選擇中除了重點講授分子軌道理論、重排反應、芳香性理論、碳正離子、碳負離子與自由基等有機反應中間體外，還參考有機合成領域最受歡迎的March所著的Advanced Organic Chemistry（高等有機化學）原版教材，選擇有機合成等方面的內容。以上內容的學習能夠為本校藥物化學方向研究生今后的科研工作打下良好的知識理論基礎。良好的理論基礎可以更加提升學生將來探索更高科研高峰的信心和勇氣，讓學生一生受益。此外，在課程學習中適當增加與有機化學相關的社會熱點問題和新進展的簡介，諸如近年來的諾貝爾化學獎、特氟隆的問題、有關C60眾多反應、新性能產物的發現、離子液體、結構奇特的新型分子及有機化學在醫藥中的應用等專題。這些內容不僅可以提高學生的學習興趣，加深對本學科知識的理解，更能了解學科發展的前沿方向和新動態，拓寬學生的知識面，啟迪創新思維。
二、優化教學方法
不論本科教學還是研究生教學，都不能停留在傳統的“傳遞―接受”的單向灌輸模式。在實際教學中，筆者根據Blended-Learning模式，探索了根據不同內容采用不同的教學模式。對課程的基本知識、基本原理、基本概念及基本方法采用傳統課堂“精講”的模式，如結構理論就是本課程的難點，要講深講透，這對于理解后面的化學反應規律和化學反應機理具有很大幫助。而對于反應和合成部分，則探索E-Learning與“課堂研討”相結合的教學法[5]，即將研究生分為幾個小組，每個小組重點負責某個項目，教師在課上只是講重點、列提綱、提問題。學生利用課余時間借助于網絡查資料，準備PPT，并在課堂討論中提出自己的觀點，發表自己的見解。項目的準備是精心設計的，可以有意識地引導學生去發現問題、分析問題，最終確定解決問題的基本思路，這樣可以很好的訓練學生的創新思維。學生的創新思維是非常重要的一種素質，這比學生獲得更多的書本知識要重要得多。教師在教學過程中一定要以學生為本，重點關注他們綜合素質的提高，不斷優化自己的教學方法。教學方法的改進是永無止境的，教師必須緊跟時代潮流，充分利用現代科技，利用互聯網和多媒體技術，讓學生更好地學習專業知識，更好地為學生做好服務。
通過課堂研討，教師與同學、同學與同學之間的交流可以使研究生發現知識的薄弱點或盲點，以便課后及時補缺，調動了學生的學習積極性。教師通過課堂討論，也可以發現研究生的興趣所在及走向，以便調整教學的計劃。在這種教學模式中，教師不僅是知識的傳授者，更是學習的引導者，教師的責任是引導研究生在提前預習的基礎上對新知識發表不同的觀點并進行深入探討，使學生習慣于以批判的觀點審視一切，敢于挑戰權威，從而培養學生的辯證思維能力和質疑精神。教師一定要給予學生充分的空間，讓他們充分表達自己的觀點，讓他們拋棄恐懼心理，讓質疑精神得到充分尊重，并在質疑的基礎上提出自己的論據。教師在鼓勵的同時，讓學生自己討論此觀點的進步意義，從而讓課堂氛圍變得和諧和輕松。
此外，筆者在教學過程中發現，傳統課堂教授的學生的表現不如在課堂上解答問題的學生，這就表明當學生被動聽課和在課堂上解決問題時相比較，后者對內容的掌握比簡單給出問題和答案要好得多，因此在課堂上教師在學生回答了明確的疑問后會提出下一步的關鍵點，這對測試學生的學習重點，對他們進行形成性評價非常有幫助。還有一個新的研究熱點，例如目前藥物合成中常出現的外消旋體的拆分方法，可以幫助學生更好地學習。
三、完善教學考核
考核是教學過程中不可或缺的環節，也是對師生學習和教學的檢驗[6]。筆者認為考核的方式多種多樣，可以根據實際情況靈活選擇搭配，而最重要的目的是較為全面地考察學生的學習效果，對學生的學習和研究能力給予恰當的評價。
筆者對以往研究生課程一般都采用閉卷考試進行考核的方式進行了改革。采取確定題目撰寫某個有機化學前沿方向的綜述性論文的方式進行考核。這樣的方式不但使學生對高等有機化學的某個前沿方向較為深入的了解，還可以使學生在查閱、總結文獻、撰寫調研報告、闡述自己的觀點等方面得到實際鍛煉，同時也鍛煉了學生撰寫論文的能力。而任課教師通過每個學生的具體表現可以給出成績，這也對任課教師自身的學術水平有了更高的要求。
四、結論
通過Blended-Learning對高等有機化學課程進行的教學改革探索，主講教師不僅傳授了專業知識，教授了科研方法，而且著重培養了學生科研能力和創新能力，塑造了他們的科研創新精神。這樣的教學實踐證明，不僅可以使學生學習興趣提高，變被動學習為主動學習，而且更重要的是，學生的科研能力和創新能力得到了培養，創新精神得到了塑造，提高了學生的整體素質，更能適應當今社會對人才的需求。但是否學生在混合式學習法中獲得的知識會高于傳統的課堂教學，尚無統計學意義，原因可能與教學者、學習者的不同而導致無法比較。
參考文獻：
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關鍵詞：醫學；化學；共性；區別；交互作用
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0069-02
眾所周知，自古醫學與化學的關系密不可分。醫學作為一門實踐性很強的學科，主要任務是對人體的生理、心理和病理等現象進行規律的探索，發現有效的預防、診斷和治療疾病的方法，以更好地保障人類健康。而化學作為一門自然學科，主要任務是研究物質的組成、結構、性質、變化及應用。兩者存在顯著差異的同時，彼此之間又相互融合和相互滲透。醫學的基礎少不了化學，醫學的發展離不開化學。而化學又可以通過醫學的發展來推動自身的進步。了解它們之間的聯系和區別將有利于運用在社會生活中，更好地為人類發展做出貢獻，進而推動時代的進步。
一、醫學與化學起源
縱觀人類醫學的發展史，醫學是在社會生產和生活中逐漸積累救護經驗而形成并存在的，歷史上經歷了五種醫學模式：（1）神靈主義醫學模式：在科技水平落后的古代，人們依賴祈禱和巫術，同時用植物藥進行簡單的治療，對創傷進行簡易處理。（2）自然哲學的醫學模式：對宏觀宇宙萬物有了粗淺的認識，出現了中國的陰陽五行的病理觀和古希臘的“四體液學說”。（3）機械論的醫學：文藝復興，一些科學家把復雜運動簡單歸納為機械運動或物理、化學變化，疾病就是生物體這種機器某部分故障。這種機械的自然觀和實驗方法當時促進了自然和醫學的發展。（4）模式生物醫學模式：19世紀后半葉發現了幾十種致病菌，人們就認為環境、宿主、病因三個相互作用的因素維持著生態平衡，如果失調就會導致疾病，這是從純生物角度進行理解的。（5）生物―心理―社會醫學模式：人們發現抑郁癥、高血壓病、胃潰瘍病、心血管病等與人的心理和社會因素有關。疾病的調控需要生物―心理―社會的相互作用。醫學的發展進入了一個新的時期。
化學作為一門自然學科，在科學技術發展和社會生活中有著重要的作用。化學的發展主要經歷了五個時期：（1）遠古的工藝化學時期：該時期人們從制陶、冶金、釀酒、染色等工藝中累積化學知識，但系統的化學知識還沒有形成。（2）煉丹術和醫藥化學時期：人們記載、總結煉丹術，開始了最早的化學實驗。這一時期積累了許多物質間的化學變化，為化學的發展提供了豐富的素材。（3）燃素化學時期：隨著工業不斷進步和實驗室經驗不斷積累，人們認為燃素是可燃物燃燒的必需條件，燃燒的過程就是可燃物在燃燒中釋放燃素的過程。（4）近代化學時期：這一時期不少化學基本定律被建立起來，例如：提出了原子學說，發現了元素周期律，發展了有機結構理論。這時期為現代化學的發展奠定了基礎。（5）現代化學時期：即是現代科學相互滲透的時期。例如量子論的發展使化學和物理學有了共同的語言；化學向生物學滲透，逐步發現了蛋白質、酶等生命物質的結構。醫學與化學在不斷發展中相互交融、相互滲透。
二、醫學與化學共性
由于醫學與化學的淵源可以追溯到遠古時期，其間自然存在錯綜復雜的聯系。從大的方向來看，醫學的研究旨在促進健康之完美，而身體機能的穩定與相對平衡即完美，與化學中常常追求的反應平衡有相通之處。從小處著眼，二者的原理、基礎乃至研究所需的技術與精細程度要求也時常相差無幾。醫學的合理實踐需要其他相關基礎學科的綜合理論，而化學可以推動建立一個完整的醫學知識體系：許多疾病要從分子水平上加以探究與解釋才能明晰發生機理，化學研究分子在體內的調控表達過程和反應就成為了解和認識疾病的發病機制、演變過程和臨床治療的基礎與熱點。因此，醫學可以說是化學在生命方面的應用，化學又是醫學從基礎學習到理論實踐過程中必不可缺的一門學問。
人體是醫學研究的主要對象，人體各種組織主要由蛋白質、脂肪、糖類、無機鹽和水等相關化學物質組成，含有數十種化學元素以及大量的微量元素。在人體中不斷有化學反應的發生、能量的轉化來維持人的生命進程，當人體內的化學反應向不良的方向進行時就會出現病理現象，這就需要用醫學來解決。醫學的一項重要任務是預防疾病，在預防疾病時離不開化學，例如：環境的檢測、消毒劑的使用等。血液、尿樣等成分的化驗更與化學知識密切相關，通過化學檢驗查出人體的異常。在治療疾病時，藥物的合成以及結構、性質、應用的鑒定，中草藥成分的提取、用途的鑒定，新藥的開發研制，都需要豐富的化學知識來解決。醫學科學日新月異，放射性同位素在醫學中的廣泛應用，臨床治療中使用的人造皮膚、人造器官、人造血管、人造血液等先進醫療方法不斷取得新進展，更是化學與醫學密切聯系的結果。在醫學不斷發展的同時，也需要化學不斷的更新。醫學中新的化驗方法的出現要求新的檢測方法，新藥物的研發要求發現可用于醫學治療的新物質。醫學的發展依賴于化學提供的平臺，化學的進步依靠于醫學的更新。
三、醫學與化學的區別
盡管醫學與化學間存在很多的共通之處，他們的差別依然存在。這首先體現在本質及定義上。化學，即“變化的科學”，旨在原子層次上研究物質的組成、結構、性質及其變化規律。如今已發展出如無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等二級學科，成為公認的“中心科學”。醫學，跨越了自然科學和社會科學兩個領域，成為深深扎根于眾多學科之中的綜合性科學。醫學在于協調人體生理、生理良好狀態及其相關問題，目的是治療預防疾病，保障人體生理機能的健康。其次，化學和醫學分別呈現不同學科層次、內容及形式。最后，兩者在研究方法上存在差別。化學講求實驗出真知，它以現象和數據為階梯，以實驗和推理為基石，最終抵達問題的實質，是一種形式化的方法；它遵循的便是這種形式化的方法，把實驗作為研究的工具，遵循演繹的特征，是以抽象到一般的發展規律，通過不斷的實驗探索，能準確地用概念來表述一個問題的約束條件，達到解決這一問題的一般方式。醫學則更加強調實踐出真理，對已經發生和存在的情況進行調查、觀察，其研究目的明確，研究因素客觀存在，是一種實證性的方法；它遵循的這種實證性的方法，把儀器作為工具，以生命體為研究對象，講究以證實，通過實踐獲取經驗，再歸納、統計達到一般共性。相比于化學，醫學不企求認識研究對象的完整的方面及其全面的相互關系，而是以焦點為中心，從認識的目的出發限定認識的主要方面，得到一個實用的解。最后，醫學和化學的研究對象不同。化學從物質的原子、分子出發，研究單一的物質個體，從個體出發研究整體，就是從局部到全面的研究過程。而醫學主要使用生命體這個整體，要從整體出發，再來研究某一方面，就是從全面到局部的研究過程。
四、醫學與化學交互促進作用
社會與自然環境的迅速變化決定了一些重大發現必須依賴學科的交叉。化學作為基礎學科，其發展水平足以為其他相關學科研究提供發展平臺，醫學也同樣需要借助此平臺繼續發展。例如麻醉劑的誕生與發展，早在1800年英國化學家Dov y H 就發現一氧化氮具有麻醉功效，不久之后，人們發現了具有更好的麻醉功效的乙醚，這對實現無痛外科手術及牙科手術的重要性不言而喻。接著陸續發明的更加實用有效的麻醉劑成為現代的外科手術的基石。1932年德國科學家Gerhard domagk使用偶氮磺胺染料用于治療一位患細菌性敗血癥的孩子并使他得以康復。由此，化學家研究發現并制備了許多新型的磺胺藥物，因而開創了今天的抗生素領域。
現代化學和現代醫學有更加緊密的聯系。例如，無機化學、有機化學和生理學不斷融合并發展出現了一門新的學科――生物化學，其主要是研究生命活動和生理。它就是利用化學的理論和研究方法，對生物的化學組成、生物中亞細胞結構和功能及生命過程中的物質代謝和能量變化等生命活動進行研究。近年來，隨著化學技術的不斷進步，化學在生物高分子的研究領域中取得了突破，從分子水平研究生物大分子的結構與功能從而闡明生命現象本質，由此形成了一門新學科――分子生物學。由于分子生物學的發展，人們對生命的了解也逐步深入到分子水平，對醫學的發展也產生了重大的影響。例如，化學家通過分子層面研究發現了生物遺傳因子的基因是脫氧核糖核酸分子（DNA）。從化學研究方法中發展起來的各種色譜分離技術，在中草藥成分的分離提純上有很大的應用，也給醫學提供了強有力的方法。化學對醫學起了極大的推動作用。
而在化學為醫學的發展提供必要的前提和理論基礎的同時，醫學也在化學孕育發展的過程中起到了非同小可的作用，醫學的水平一定程度上反映了化學的發展狀況。醫學在發展中遇到的任何新的臨床問題對醫學、化學乃至所有的科學技術提出了更高層次的要求，并大大促進了化學的進步。
總之，醫學與化學相互促進并相輔相成，隨著時代的發展，醫學的發展將越來越依賴于化學的進步，而醫學也促進了化學的深入發展。他們之間日益大程度的借鑒及相互滲透將更好地造福于人類社會的發展與進步。
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關鍵詞：前沿知識 科學創新 思維能力
在新課程標準日益普及和發展的今天，我們發現高中化學教材上新增很多諸如“科學史話”、“科學探究”、“科學視野”等內容。而這些內容往往并不是應試模式下的考點，于是如何處理這些知識，成了化學教師一大難題。
現在的高中化學教學，強調開發學生的智力、提高學生的能力、發展學生的特長，所以我們不但不能回避，反而應該更多地運用這些“前沿知識”調動學生的學習積極性，從而達到提升學生綜合能力的目的。
一、“前沿知識”的概念與內涵
所謂前沿知識中的“前沿”就是指“前部”與“邊緣”，即是指對規定授課內容適當延伸或拓寬，這些知識都與每節課學生應掌握的知識密切相關，或是承前、或是啟后、或是左右相關。
這些知識若是教師在課堂上稍有提及并且恰到好處，就會讓學生受益匪淺。如：有機化學的立體化學可以和幾何思維息息相關；元素周期表的發展史會增強學生的記憶；以及在有關章節提到的新型陶瓷材料、相似相容原理、神奇的催化劑等等。這些知識基本上是常識性介紹的，不僅激發學習興趣，更是自然辯證法教育的好素材。但是如果教師對這些知識視而不見，只是一味地把教學目標要求的考點當作死記硬背的教條，孤立地塞給學生，不利于學生對所學知識的吸收，是違背新課程標準的基本理念的。
二、 “前沿知識”對教育教學的作用
1.有利于學生對基礎知識的理解、記憶和掌握
對于科學知識而言，每一章、每一節都不是孤立存在的，而是整個知識體系中的一個環節，所以在講授每一部分知識的過程中，承前啟后、拓寬左右，這樣做絕不是畫蛇添足，而是促進學生對所學知識的理解和消化，拓寬學生的科學思維。
如在處理膠體的丁達爾效應的課堂上，我先從“科學史話”中的丁達爾發現過程介紹它的原理，然后重點講述和板書“丁達爾效應的概念和應用”，之后根據粒子直徑大小的特征直接介紹膠體發生電泳的現象及原理。這樣處理后，學生通過物理學中的電學、光學等原理綜合理解了這個知識點，從而增強記憶、促進掌握。
2.有利于激發學習興趣，發展科學想象力
偉大的科學家愛因斯坦曾經說過：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。”前沿知識的講述就是在學生已有知識的基礎上，提出新問題，營造探究問題的驅動力，激發學生新的求知欲望和對科學的想象力。這樣才能激勵未來人才對未知領域不斷探索。早在初三的化學課上，學生就熟知：與我們密不可分的“空氣的組成問題”經歷了盧瑟福、普利斯特里和拉瓦錫等科學家前仆后繼的研究探索和爭辯歷程才確定了氧氣和氮氣的混合存在，直到20世紀，稀有氣體及其化合物的逐漸發現才使人類徹底地認識我們身邊須臾不可離開的空氣。所以學生對科學界的發展進步有著啟蒙認知，在高中課堂上，可以不斷地循循善誘，發揮學生的科學想象力，激發探究熱情。
在講授選修三教材的原子結構部分時，用了四個物理量，即能層、能級、軌道、自旋描述核外電子的運動狀態，我用兩課時完成了基本知識的講解，最后在下課前兩分鐘告訴學生：核外電子的運動盡管速度很大（每秒鐘可繞地球8圈），又沒有固定的軌道，但是有一定的規律：可以用數學表達式描述和計算――那就是薛定諤方程。有意鉆研化學的同學，在大學可以學到。聽到這些話，學生們瞪大了眼睛，無不驚嘆于如此復雜、測不準的電子云，竟然可以用方程式去解。像這樣的前沿知識，僅用三言兩語，就可以極大程度地激發學生的興趣和想象力。
3.有利于培養學生發散思維能力和創新精神
發散思維是指“是指大腦在思維時呈現的一種擴散狀態的思維模式，它表現為思維視野廣闊，思維呈現出多維發散狀”。心理學家認為，發散思維是創造性思維最主要的特點，是測定創造力的主要標志之一。在課堂上“前沿知識”的教學，突破了“填鴨式教育”的固有模式、克服了常規的思維定勢，啟發了學生的發散性思維和創造性思維。
比如學生在學習了“常見金屬――鐵、鋁的性質和應用”已經知道的：鋁由拿破侖時代的“皇家金屬”變成現代的“家常金屬”是因為掌握了電解的冶煉技術，之后再通過閱讀“科學視野”部分學生又了解到：鈦是繼鐵、鋁之后的第三金屬，將在未來的尖端領域起到不可或缺的作用，21世紀將是鈦的世紀。那么將來的社會是否對金屬材料還有更高的要求？金屬領域是否還有我們未知可用的材料？已知的金屬還有哪些性質和用途是我們沒有發現和利用的？這些問題都將帶學生們進入更高遠的創新思維領域。配合后面章節中“用途廣泛的稀土金屬――冶金工業的維生素”，學生們會知道原來除了身邊常見的材料，金屬的世界還那么廣大，未來需要探索的材料及用途還有那么多。
三、準確把握“前沿知識”
1.當前新課標要求
就中國學生的特點來說，他們在國際上參加青少年奧林匹克競賽拿一等獎的不少，但是在科學界拿諾貝爾獎的不多。由此可見，我們的教育不能只注重于說教，更不能為了應試而教學，而是應該全面注重人才綜合素質的培養，要在傳授知識的同時，激發興趣、培養能力、開發智力。許多“前沿知識”雖然并不是考試所需掌握的內容，但是能促進學生對考點的理解和掌握，同時，培養學習興趣，激發創造力，有時，還是思想教育和辯證唯物主義不可多得的教學資源。因此，教師在課堂教學上，對“前沿知識”是絕不可忽視的。
2.把握“前沿知識”對教師的要求
（1）全面了解教材
首先教師要做的就是全面把握教材，深度把握考試大綱，詳盡地了解每一章節的知識容量及重難點情況，并能夠對前后章節的相關知識了如指掌。只有這樣，在時間有限的課堂上，教師首先以完成每一節的教學任務為前提，及時了解和發現學生的接受能力和掌握情況，才能對“前沿知識”的介紹做到有的放矢、環環相扣。
（2）課堂上把握尺度
說起對“前沿知識”教學應該把握的尺度，筆者通過和一些學生的交流和調查，大致分為兩方面予以論述：首先是時間方面，在課堂40分鐘的有限時間內，除了對教學內容的講述、教學重難點的處理以及簡單的練習，對于“前沿知識”的介紹大致需要多則五六分鐘，少則兩三分鐘的時間，絕不可喧賓奪主，沖擊了主干知識。
中圖分類號：G633.8
文獻標識碼：B
“化合價”這一概念，在我國中學化學教學中已經使用多年，被廣大教師和學生廣為接受，但“化合價”在中學階段過早出現，會帶來一些問題。
1、課程標準對“化合價”的規定
義務教育化學課程標準規定，“化合價”的內容標準是：①說出幾種常見元素的化合價。②能用化學式表示某些常見物質的組成。可見，中學階段學習“化合價”，是為了用化合價來書寫化學式。
基于課程標準編寫的實驗教材，體現了課標的這個意圖，淡化了化合價的定義，比如人教版教材，僅用“化學上用‘化合價’表示原子之間相互化合的數目”這句話，來描述“化合價”的定義，除了舉例以外，沒有進一步解釋“化合價”到底是什么。但緊接著，較為詳細地給出了確定化合價的3條規則，其實，這是氧化數的運算規則。可見，“判斷和運用元素的化合價”比“理解化合價概念”更為重要。從教材的編排順序來看，“化合價”緊跟在“化學式”內容的后面，說明教材引入“化合價”是出于書寫化學式的需要，而對“理解化合價概念”并不作要求。
化學中考對“化合價”的考核遵循了課標和教材的設計意圖，比如，南京市近幾年的化學中考指導書中闡明的“化合價”的考點有兩個：①說出幾種常見元素的化合價，其目標水平是了解水平，即“知道、記住、說出、例舉、找到”，“初步學會”，“體驗、感受”。②能用化學式表示某些常見物質的組成，其目標水平是理解水平，即“認識、了解、看懂、識別、能表示”，“初步學會”，“意識、體會、認識、關注、遵守”。
2、“化合價”概念引起的教學困境
課標、教材、考綱引領著教學實踐，中學關于化合價的教學也是重在讓學生通過口訣記憶常見元素的化合價，對于化合價的概念一般都是淡化處理。教師反映，學生能夠很熟練地背誦化合價的定義和常見元素的化合價，但基本不能理解化合價的真實概念，甚至老師自己也沒弄清楚“化合價”到底是什么。把“化合價”說成“化學價”的學生不在少數。
從教學文件中可以看出，“理解化合價概念”在中學階段并不是很重要。那么，教材中是否可以避而不談，甚至把它刪除呢?研究發現，如果沒有化合價的概念，化合價的運算規則就缺乏鋪墊，化學式的書寫就無法進行，高中階段氧化還原反應的配平也沒有了基礎。
現行中學化學教材中還是出現了“化合價”的概念，同時也不可避免地產生了以下自相矛盾的現實問題：
①根據教材給出的定義，既然化合價表示原子數目，那就應該是正整數，而不能是負數、分數或零。但是化合價不為正整數的例子在中學有很多，比如Fe3O4、C6H6O、Pb3O4、KO2、CH2CI2等等，特別是CH2C12中，碳的零價與定義十分矛盾。所以，教材中化合價的定義與化合價計算規則自相矛盾。如果用“平均化合價”來解釋，是在用“氧化數”的概念進行解釋。
②根據教材給出的定義，在Na2O2和H2O2中，其本質Na和H的化合價應該是2，為什么卻都是+1？如果根據化合價定義寫化學式，結果應該是NaO，HO才對。所以，教材中化合價的定義與化學事實有時候也是矛盾的。
③嚴格來講，CH3C1、CH2CI2和CH3C]中，碳的-2，0，+2等價態不是碳的化合價，而是碳的氧化數。這些化合物中碳的化合價應該是+4價。氧化還原配平所用的化合價其實就是氧化數。
這就產生了兩難困境：“化合價”概念的定義與一些化學事實相互矛盾，并且這個概念對于學生來講太難理解，似乎可以從教材中刪掉。但是如果沒有它，化學式的書寫就無法進行。
以上兩難困境的產生原因在于，多年來中學教材其實―直是在誤用“化合價”的概念，借“化合價”之名，行“氧化數”之實。如果改用“氧化數”替代“化合價”，則定義與化學事實就不相矛盾了，并且“氧化數”的概念比“化合價”更簡單明了，用處也更多。
3、“化合價”與“氧化數”概念的區別與聯系
3.1兩個概念的發展歷史
“化合價”確實是一個很難理解的概念，對學生如此，對古代的化學家也是一樣。人類對“化合價”的認識經歷了曲折而漫長的過程。最早是1799年，法國藥劑師普羅斯特提出了定比定律：兩種或兩種以上的元素相化合成某一化合物時，其重量之比例是天然一定的，人力不能增減。他的實驗依據是，天然碳酸銅的組成與人造的完全相同。這一認識是“化合價”概念的早期萌芽。但在當時，定比定律遭到了法國化學界權威貝托雷的激烈反對，兩人展開了長期激烈的學術論戰，貝托雷的實驗依據是鉛、銅、錫等金屬在空氣中灼燒，可以連續地吸收氧氣，得到連續的一系列不同顏色的氧化物，比如Pb2O3、PbO、Pb4O4，用稀硝酸處理Pb3O4。可以得到PbO2等，金屬與氧氣之比根本不是固定的，這個比例―直可以增加，直至達到一個固定限度。普羅斯特承認氧和鉛可以形成不同氧化物，但指出，每一種化物的組成是固定不變的，貝托雷的錯誤在于，將混合物與化合物混為―談。后來，道爾頓的倍比定律和原子學說證明了定比定律的正確性。1804年，道爾頓分析了沼氣(甲烷)和油氣(乙烯)中的碳氫比，發現與同量碳相化合的氫重量之比是2：1，于是提出倍比定律：當相同的兩元素可生成兩種或兩種以上的化合物時，若其中一種元素的質量恒定，則另一種元素在化合物中的相對質量有簡單的倍數之比。1808年，道爾頓提出原子學說，指出不同元素的原子是以簡單數目的比例相結合，形成化合物。
不同元素的原子以簡單數目的比例相結合是“化合價”概念成立的前提條件。接下來的問題‘比例是多少?”就是“化合價”的概念了“比例多少”的問題顯然比“知道比例存在”的問題要難得多。因為這牽涉到物質結構問題，而當時科學家們不僅不知道化合物的結構，甚至連物質的化學式、元素的原子量、分子概念、化學鍵概念等還都不明白，所以科學家們探索這個原子比例問題走了很多彎路。比如道爾頓認為水的組成是HO，氨氣 的組成是NH。
后來，蓋呂薩克、阿伏伽德羅、康尼查羅等人提出并確認了分子假說，貝采里烏斯、杜隆、米希爾里希、杜馬等對一些原子量做了測定，大量無機化合物的組成被弄清楚了，人們開始關注原子相互化合時的比例問題。最早發現化合價規律的是英國化學家弗蘭克蘭，他在廣泛研究金屬與烷烴基化合反應和無機化合物化學式后發現，N、P、As等原子總是傾向于與3個或5個其他原子相結合，當處于這種比例時，原子的化合能力得到最好滿足。弗蘭克蘭用quantiva-lenee或valency來表示這種化合能力。可以說，那時起，人們知道了N、P、As的化合價。
1857年，德國化學家凱庫勒和美國化學家庫帕發展了弗蘭克蘭的見解，指出“不同元素的原子相化合時總是傾向于遵循親和力單位數相等價的原則”。這是化合價概念的重要突破。他們根據這一原則，把當時已知的元素分為3組：①親和力單位數等于1的元素，例如H、Cl、Br、K等。②親和力單位數等于2的元素，例如O、S等。③親和力單位數等于3的元素，例如N、P、As等。他們兩人還分別獨立地提出了碳原子的四價學說。1864年，德國化學家邁爾又建議，以“原子價”這一術語代替“原子數”或“原子親和力單位”。至此，原子價學說(化合價理論)基本形成了，這一學說大大推動了有機化合物結構理論和整個有機化學的發展。
但是，凱庫勒當時犯了一個錯誤，他認為一種元素的親和力單位數(又稱原子價數)是固定的，只有一種。例如，磷的原子價數是3，五氯化磷的化學式是PCI2C12。
隨著物質結構理論的發展，原子價(化合價)的經典概念已經不能正確地反映化合物中原子相互結合的真實情況，比如，按照化合價的經典定義，“表示元素原子能夠化合或置換一價原子(H)或一價基團(0H-)的數目”，NH4+離子中N與4個H結合，N的化合價應該為4，可我們知道，N的化合價其實是-3，同樣的例子還有，K2SiF4中si是+4價，卻有6根共價鍵。PCIS中P的化合價是+5，但結構上卻是[PCI4]+[PCI6]-，含有+4價和+6價。
于是，1938年，w．M．Latimer首先引入了氧化態的概念。1948年，在價鍵理論和電負性的基礎上，美國化學教授格拉斯頓首先提出用“氧化數”這一術語來表明物質中各元素的氧化態。1952年日本化學教授桐山良一，1975年美國著名化學家鮑林等人分別對確定元素氧化數的方法制定了一些規則。
20世紀60年代以前，正負化合價和氧化數的概念在許多情況下是混用的。70年代初，國際純粹和應用化學聯合會(IUPAC)在《無機化學命名法》中，進一步定義了氧化數概念，并對氧化數的求法作出一些規定。這些規定比較嚴格，但在求算化合物中元素的氧化數時不夠方便。現在化學界普遍接受的氧化數計算規則是：①在單質中，元素的氧化數為零。②在單原子離子中，元素的氧化數等于離子所帶的電荷數。③在大多數化合物中，氫的氧化數為+1；只有在金屬氫化物(如NaH、Call2)中氫的氧化數為-1。④通常氧的氧化數一般為-2，但是，在H2O2、Na2O：、BaO：等過氧化物中，-氧的氧化數是1；在OF2中是+2，O2F2：中是+1。⑤氟在其所有化合物中氧化數都為-1。⑥堿金屬和堿土金屬在化合物中的氧化數分別為+1和+2。在中性分子中，各元素氧化數的代數和為零。在多原子離子中，各元素氧化數的代數和等于離子所帶電荷數。
3.2兩個概念的區別
由“化合價”和“氧化數”概念的形成歷史可以看出，“化合價”是一個與物質結構和化學鍵有關的概念，它反映原子結合成化合物時形成離子的電荷數(電價)或者形成共價鍵的個數(共價)，因此，只能是整數。而“氧化數”則是根據人為制定的規則計算出來的，它反映的是化合物中各元素的表觀電荷數(或者形式電荷數)，而不必考慮分子結構和化學鍵的類型。因此，氧化數可以為整數、分數和零。比如Fe3O4，確定鐵元素的化合價要考慮到電子得失情況：鐵原子與氧原子結合時，鐵原子分別失去兩個電子形成Fe2+以及失去3個電子形成Fe3+，氧化鐵中鐵元素的化合價就分別為+2和+3價。而考慮氧化數時，只需要根據氧化數的計算規則：“各元素氧化數的代數和為零”，“通常氧的氧化數一般為-2”，從而算出鐵元素的氧化數為+8／3。
從用途來看，“化合價”一般在解決物質結構問題時會用到，“氧化數”一般在解決氧化還原問題時會用到。
3.3兩個概念的聯系
由發展史可以看出，“氧化數”概念由“化合價”概念發展而來，人為制定的氧化數計算規則繼承了前人對化合價的研究成果并加以補充，所以“氧化數”概念也含有“化合價”概念的基本含義：表示元素原子化合時的個數比。但它繞開了具體的物質結構，只關注整體的形式電荷，使很多與物質結構有關的化合價問題變得更加簡單。
4、研究結論
4.1概念的必要性
前文述及，“化合價”概念的學習水平僅為了解水平，引入目的主要是為了書寫化學式的需要。而“氧化數”概念保持了“化合價”概念所表示的原子個數比的含義，而且比“化合價”概念更加簡單。現行教材中給出的化合價計算規則其實就是氧化數的計算規則。可見，“氧化數”概念及其運算規則完全能夠達到中學化學的教學要求和考試要求。所以，從概念在中學化學教學中的作用來看，“化合價”可以被“氧化數”替代。
4.2概念的重要性
從概念的起源來看，“化合價”概念的提出與發展是為了解決原子化合時的個數問題，這決定了“化合價”概念在解釋物質結構問題時的重要性。然而在中學階段，尤其是“化合價”概念剛剛出現的初三階段，物質結構方面的化學知識很少，有關“化合價”問題的解釋用“氧化數”足以代替。初三階段出現“化合價”概念，反而會引發學生產生一些物質結構方面的疑問，這類疑問用中學階段有限的知識又難以解釋清楚。
“氧化數”概念的提出與“氧化’’概念有關，因此特別適用于分析解釋氧化還原的有關概念以及氧化還原反應的配平問題。氧化還原的問題是貫穿初三至高三的重要概念，其重要性遠勝于化合價所能解釋的物質結構問題。
從概念在中學化學知識體系中的地位與作用來看，“氧化數”比“化合價”更加重要。
4.3概念的學習難度
歷史上人們對“化合價”概念的認識過程是漫長而曲折的，充滿了激烈的學術爭論。像道爾頓、凱庫勒這樣偉大的化學家，對“化合價”概念的認識中都犯過致命的根本性錯誤。這反映出“化合價”確實是一個比較難的概念。教材中過早地出現“化合價”概念，會給學生帶來理解困難，產生無法解釋的學習困惑。與“化合價”概念相比，“氧化數”概念更加簡單明了，應用面更廣使用更方便。
蘇州教育一直處在全國前列，本文介紹了蘇科版生物教材的內容構造和教學現狀，探索如何激發學生的生物學習興趣，旨在培養學生的探究技能和邏輯思維，為學生形成正確的生活方式和終身學習技能打下良好基礎，逐步培養學生熱愛科學的情感、實事求是的科學態度和勇于實驗的創新精神。
關鍵詞：
蘇科版；初中生物；興趣教學
蘇州地區自古經濟和教育走在全國前列，作為自然學科中一門古老的科學，生物學的發展日新月異，蘇州地區生物學教材為蘇科版，內容新穎，圖文并茂。教材瞄準新課程改革發展的趨勢，構建了以“生物與環境的密切關系”為主線的教材知識體系，從學生實際出發，引導學生主動、科學、有效學習，解決學生所關心的實際問題。九年義務教育階段生物學的學習主要集中在小學3~6年級科學課程的開設和初中7~8年級的生物學。在這些學段的學習中，不僅需要讓學生掌握一定的基礎知識，而且需要讓學生形成科學的世界觀和探究發現技能。在親歷提出問題、作出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論中獲得探究技能和理性邏輯思維的培養。生物學科的教學無論是在課程標準的設定方面，還是在內容和實驗的安排上，都體現了對學生的人文關懷。然而值得一提的是在初中生物教學中，生物學的學習情況并不樂觀。需要注意的是，為了培養生物技術人才，我們必須從小抓起，一些生物創新型人才也許就在其中，需要充分挖掘他們的潛力。興趣是最好的老師。學生只有對某一節課感興趣，才能從思想上重視。興趣的培養需要教師做有心人，抓住生活中的閃光點，激勵學生探索生物的奧秘。這就需要教師發揮聰明才智，以理性和富有感性的思維挖掘教材，將生命科學滲透到生活中，寓教于樂。
一、在體驗觀察中提高美的感悟
縱觀生物學的由來與發展，無不是由眾多的有心人通過細心觀察獲得的。大自然中美好的食物到處都有，關鍵是要善于發現生活中的美。達爾文說：“我沒有什么過人的高超技能，如果有，那也是我在觀察方面比別人更有耐心。”在加拉帕戈斯群島的環游旅行中，達爾文發現了島上的鳥類、昆蟲、魚類與其他地方的不同，通過認真觀察，寫就了舉世聞名的《物種起源》。初中學生正處在青春期，對各種事物充滿好奇，抓住他們好動這一特征，探索未知的生命世界。蘇科版七年級上冊的生物學主要為學生構建了一個“生物與環境密切相關”的教材知識體系。在第一單元“走進生命世界”中即向學生介紹了顯微鏡的使用，讓學生嘗試觀察洋蔥表皮細胞植物永久切片和人涂血切片。依托我校先進的硬件設施，我帶領同學們到生物實驗室專門做了顯微鏡下切片觀察的實驗。學生在日常生活中很難看到精密儀器顯微鏡，因此表現出非常高的觀察欲望。在這種背景下，教師介紹顯微鏡的使用注意事項就非常能被學生理解，因為有需求，所以有市場。
在生物生存的環境一節中，帶領學生認識校園中的植物，在初秋的季節里，金桂飄香伴著微風徐徐，同學們認識了香樟、紅花檵木、紫薇、、銀杏等植物。這種體驗式的學習模式，和教師直接在課堂上展示是截然不同的，因為學生是有自我體驗的個體，生活體驗以現實活動中的情景為基礎，依托學生活動經驗，讓學生在身臨其境的接觸中積極參與、身心投入。這種教學還滲透在其他章節的學習中，如觀察植物種子的萌發、溶液濃度大小對植物吸水的影響。這種親自體驗的探究能夠促進學生小組合作探究交流，將被動的死記硬背知識變為主動探索知識，學習效率大大提高。在德育、智育、體育、美育中，教育最容易忽略的往往是美育。美育恰恰是現代教育中的重要一環，美育能提高學生的欣賞力，形成健康的美學興趣，培養高尚道德。提倡“思想自由，兼容并包”的人民教育家先生早在上世紀二十年代就積極弘揚美育精神。用美感的教育感化人，提高國民道德素質，在自然科學中融入美學因素，對于生物學科，我們在這方面有很多優勢，大自然中的江南水鄉、塞北的大漠孤煙、秀麗山水都能夠感染學生。在進行調查野外植物、動物的種類和分布時，可以組織學生對觀察到的動植物繪畫、攝影，將一些植物葉片制成精美的書簽等獲得美的享受。初中學生的課業負擔比較重，可以通過在教室里擺放綠色植物和鮮花營造清新亮麗的風景。教師要善于培養學生用眼睛、心靈發現、感悟、享受美的世界，千姿百態的生命現象和規律構成了生物學科中的內在美，在生命科學領域的科學家如袁隆平、童第周、摩爾根等對科學真理的不懈追求體現了美的精神。將這些美學教育滲透于生物學的教育教學中，培養學生的學習興趣和積極性，才能有效提高教學質量。
二、在學科交叉中辨證地學習生物學
生物學的發展與物理學、化學、數學的發展密不可分。在頂尖的生物技術領域，越來越多的成就來自于學科交叉。多學科的交叉能夠激發更多靈感，這些學科的發展為生物學的進步注入了新鮮血液。如顯微鏡與精密光學儀器的研制，DNA雙螺旋結構的發現、蛋白質結構與X射線衍射、生物醫學中的核磁共振技術等都與物理學的發展密切相關。在世界著名的哈佛大學中建立了物理生物學專業，約翰霍普金斯大學也有“物理和工程生物學”的設置，物理學和生物學像一對孿生姐妹一樣，他們相互促進，共同發展。在學習顯微鏡使用時，可以向學生講解列文虎克的事跡。生物學和化學是密不可分的，如果把生物學比作一個人那么化學就是他的能量。運用化學中的理論和方法研究生物結構、生命現象和化學變化。無論是學習植物光合作用、還是食物的消化和吸收這一系列的化學變化，無機物和有機物之間的相互轉化，能量的釋放與轉移都用到了許多化學知識，自古生化不分家。在生物學實驗室中的實驗環節，必不可少的就是分析純化學試劑的應用。動物生理學和有機化學的相互發展早在十九世紀即為研究生物體的化學組成和性質積累了翔實的知識和經驗。
孟德爾遺傳定律的發現與數理統計的應用密不可分，用數學中的方法研究和解決生物學問題。伴性遺傳中親子代的遺傳發病率計算都離不開數學計算。自然界中植物的生長與數學規律恰到好處融為一體，數學中的“對數螺線”在日常生活中也處處存在。如我們熟悉的向日葵花盤籽粒排列。這種有規律的排列屬于對數螺線。還有一些植物從上向下觀察時葉子的排列也屬于這一規律。還有大家熟悉的蜜蜂的巢穴為正六邊形，這比正方形能有更大面積，從而貯存更多蜂蜜，可見蜜蜂們是多么精打細算。在魚類的捕捉中，人們經常用到邏輯斯蒂方程，依照邏輯斯蒂方程模型控制捕魚數量，可有效控制魚類的數量，有利于魚類等養殖業的開發。
新世紀，電腦計算機的使用為生命科學注入了新鮮血液，出現了新興的生物信息學。在這門學科中，依托數學、物理、化學為基礎，將計算機和信息科學方法運用到生命科學中的分子生物學中，在基因組學研究中發揮中流砥柱的作用，信息科學和計算機科學在生物科學中顯示出超凡實力，目前集大成的生物信息學人才已成為最稀缺的人才。著名學術期刊《科學》每年評出的十大科學成就中，接近一半為生命科學領域的進步。尤其是在發達國家，越來越多的數理化杰出青年科學家涌入生命科學領域，現代生物技術和生物信息技術已成為高新技術的先導。除了在自然科學中，生物學與人文古詩詞的聯系也非常密切。在講述生態系統中的物質循環、能量流動時可以適當引用龔自珍的“落紅不是無情物，化作春泥更護花”。激發學生敬畏生命的情感。在講述光合作用色素時又可引用“等閑識得東風面，萬紫千紅總是春”；“停車坐愛楓林晚，霜葉紅于二月花”向學生講解植物葉片由于季節不同，葉片中色素含量發生變化。當講述環境對生物的影響時可引用名句“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”；“近水樓臺先得月，向陽花木易為春”，向學生講述溫度對植物開花的影響。在講述生物發光的能量與ATP有關時，可引用杜牧秋夕中的句子“銀燭秋光冷畫屏，輕羅小扇撲流螢”，流螢就是螢火蟲，它的體內含有熒光素這種特殊的發光物質，被激活后而發光。這樣的導入能夠使學生在不知不覺中進入情境。在深入研究中學生的內心世界時我們發現，在教學中靈活運用古詩詞可以讓學生感受語文和生物學科之間的奇妙，有效增強教學效果。同時需要注意選擇的精確性，適量選擇，不能顛倒主次。
三、加強信息技術在生物課堂上的應用
新課程教學強調教師對于教育技術設備的應用能力，將教育技術應用于學科教學。信息技術為學科教學提供了優秀的教學平臺。即使在偏遠地區，也可以通過遠程教育達到教學的同步化。讓學生終身學習成為可能。它可以使學生在充分感知的基礎上，實現多角度視覺、聽覺、思維的結合。在蘇科版的生物教材中，幾乎每頁都有很多圖片和探究實驗，通過演示課件和動畫的方式，可以將知識講解得更生動，以此提高學生的學習興趣。教育的目的不僅是提高文化素養，更重要的是獲取正確生活方式和生活能力。在知識點的講解中，通過課件呈現較真實的畫面可以減少語言上的贅述。在學習血管和心臟時，和宏觀的環境世界相比，它們比較小，難以用肉眼觀察到。通過動畫視頻觀看血液在心臟中的流動就比較好理解這一過程。在此基礎上引導學生思考心臟的結構，動畫剖析心臟的四個腔和心房心室的聯系。通過視頻的方式可以有效將難點問題血管、心房、心室、血液流動統一起來高效講解，從而順利突破重難點。通過多媒體的使用，可以有效設置“情境教學”。在情境的作用下，生動直觀的形象才能激發學生的聯想和想象。在初中生物教學中，生物學科的設置僅有初一和初二，初二年級的“小中考”要將四本書的內容在短時間內復習完成，就需要借助多媒體的使用，通過思維導圖的模式，由淺入深地介紹知識，達到融會貫通的目的。通過上述教學方法和興趣培養，學生在實際生活中能將生物學知識學以致用，解決生活中的實際問題，從而增強成就感，在寓教于樂中發揮出生物學的魅力。
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