中学化学实施研究性教学的策略探讨

中学化学实施研究性教学的策略探讨 作者：叶佩玉 文章来源：化学教育 ，2004 年第 3期 点击数：34 更新时间：2007-1-14 摘要：中学化学实施研究性教学是科学教育本质的要求。 本文阐述了作者在实施研究性教学过程中对科学的教学策 略的一些研究和实践结果。 关键词：研究性教学研究性学习 “研究性学习”从 20世纪 80年代末以来已成为国际教育 界普遍推崇和实施的全新的课程形态。 “研究性学习”可以 在专门的研究性课程中进行，也可以在再现性课程中进行， 课堂教学属于后者。在再现性课程中引进研究性学习 在传授知识的同时重视发展学生的思维，培养学生的创新 意识、科学态度与科学精神，这种学科教学活动称为“研 究性教学” 。 1 中学化学实施研究性教学的优势和问题 化学与社会发展的各种需求和人类生活的方方面面息息相 关。科学不仅是系统的知识体系，更是一种探究活动。美 国科学教育家拉尔费马丁 ()等曾指出:科学教育应有 3个方面的内涵，即科学知识 ()、科学过程能力 ()和科学态度 ()。可见在化学教学中 把研究性的探究活动作为主要教学方式既是科学教育本质 的要求，也是大有可为的。 化学教学以化学实验为主要渠道，为学生提供正确认识事 物及其变化规律的实证，更以其形形色色、瞬息万变的现 象展示生动的魅力和丰富的内涵来吸引广大学生。几乎百 分之百的学生喜爱化学实验，并喜爱自己动手做实验，这 种兴趣无疑是他们开展研究性学习的重要动力源。实验又 恰是青年学生学习生活中十分重要的一种实践活动。化学 实验中有不少可以让学生亲身体验化学知识、定律、原理 的形成和发展过程的题材。化学实验一方面从宏观物质之 间的反应来探索微观世界的奥秘，另一方面又从实验的多 种影响因素激发学生去就有关问题展开探讨、研究。这些 问题为化学教学开展研究性学习提供了丰富的素材。 我国传统的文化和教育是以教师权威性地传授书本知识和 学生被动接受、机械记忆为特色的，明显存在着重知识的 系统灌输、轻知识的自我建构和探究;重理论、轻实践，过 分重视科学事实和结果的传授、忽视了方法过程及态度价 值观的教育;过分强调统一、抑制了学生个性的发展等一系 列问题，使得我们的学生善于模仿熟记而很少有自己的思 想，习惯于接受而想不到也不会去研究问题。广大教师熟 悉和习惯的仍然是多年传承下来的传授式教学。广大家长 看重的依旧是书面考核的学习评价方式分数。因此， 要在化学课堂教学中真正实施研究性教学仍面临着很大的 挑战，除了需要加强学习、不断更新教师的教育观念之外， 还需要潜心研究实施研究性教学的策略和方法，并在实践 中不断完善和提高。 2 中学化学实施研究性教学的策略和实践 人的创新精神与实践能力是由扎实的基础知识、娴熟的基 本技能、强的创新意识以及必备的创造发明技法构成的。 我国的“研究性教学”首先要集中解决的问题是如何彻底 改变学生的学习方式，增强他们的创新意识。如果要求我 们的学生能一下子转变自己的观念和习惯，马上进入研究 性学习的角色是不现实的。若能在所教学生的学识水平、 学习能力、思想方法实际与创新人才必备的素质之间寻找 到合适的教学平台，就能帮助他们沿着科学的教学台阶拾 级而上， “跳一跳，摘果子” ，真正学会自主学习、独立研 究、高效率地完成特定的学习任务。为此我将教学策略设 计成以下的“三台阶渐进式”:学习“怎么学”交互“照 样学”独立“自己学” 。 1 2 3 4 下一页 第一个教学台阶，就是以化学基础知识和基本技能为载体， 教会学生该怎么去学。我通过学习材料中的一个个案例， 教给他们学习化学知识与研究化学问题的基本方法和实验 技能，培养他们注意改变从小养成的跟着老师按部就班学 习的习惯之愿望，知道并学习自己发现问题，知道该怎样 围绕问题的解决开展学习。 登上第二个教学台阶的学生们需要自己“照样学” ，同时开 展交互式学习。在这个教学台阶上，我在指导他们以小组 形式开展学习研究的过程中，采取各种措施促进学生间的 合作、教师与学生间的相互讨论，强调在发展各自的求异 思维和研究能力的同时，学习相互交流与合作的技能，体 验成功的喜悦。 第三个教学台阶便是以问题作为课的先行组织者，由学生 围绕一定问题“自己学” 。我有时用 1-2个课时，让学生们 围绕一个问题展开学习和研究，得到体验和收获;有时将一 个单元的学习任务和大部分学习时间交给学生，让他们任 选自己喜欢的学习方式自主学习;有时组织学生开展一些实 地调查、把课堂搬到相关的工厂、企业、科研单位去，在 较为宽广的教学时空中理论联系实际，开展创造性的学习。 教师通过观察、巡视、谈话不断了解全体学生的学习情况， 对不同的教学对象提供不同的帮助。还有及时召开的讨论 会让学生们在共享各自的发现和收获的同时，不失时机地 纠正学习和研究中的偏差，同时不断发扬学生中的闪光点 并给予鼓励。 在 3个教学台阶上各有不同层次的教学目标，从激发学生 对科学的兴趣，到帮助他们提升科学态度和思维方式，培 养学生投入科学研究的志趣，一直到能够独立开展学习和 研究，乐于研究、勇于创新的情趣。 在上述过程中难免有一些暂时落后的学生，要善于及时发 现、重点帮助他们尽快赶上。因此，在三台阶渐进过程中 还有不同水平、不同次数的循环。 3 中学化学实施研究性教学的一些做法探讨 3.1引导和鼓励学生提出研究的问题 化学课堂教学中的研究性教学是从提出问题开始的，供研 究的问题从哪来？如何培养我们的学生有疑可问、有疑可 探的习惯和能力呢？以化学实验教学为例有效的做法是: (1)有意识地暴露教学实验中的矛盾，引导学生发现问题 教学实验，尽管已经过挑选，但并不是都能在较短时间内 顺利完成的，常常需要教师在课前摸条件、做改进，解决 阻碍成功的问题。若将这些问题直接暴露在学生面前，可 以促使他们自己去思考、去提问。 (2)积极帮助学生捕捉思维灵感，鼓励他们大胆提出问题， 即使是十分朦胧的思想火花或者是比较粗浅、幼稚的问题 有一个习题的答案说氯化铵溶液和水玻璃反应时“有沉淀 和气体产生” ，几个学生在下面嘀咕:水玻璃那么粘稠，与 氯化铵溶液之间的反应真能产生答案所描述的反应现象吗？ 周围有同学笑道:答案是有道理的，还用问？!其实这种偶 然迸发的思想火花是十分可贵的。我鼓励学生把问题提出 来，指导他们在课余运用实验手段进行研究，获得了理想 的结果，他们撰写的论文荣获“上海市青少年发明创造比 赛和科学讨论会”一等奖，给同学们带来不小的震动。如 此这般，学生提问的积极性不断得到保护、受到鼓舞，问 题意识势必越来越强，求异思维就会越来越活跃。 新视界 http:/ahoo.cc 本篇文章来源于 资源盒 转载请以链接形式注明出处 网址： /Article/ShowArticle.asp?Articl eID=3932 (3)努力培养学生对自己已有知识和发现的不满足感，支持 学生自己提出和分析问题 例如，取用 1支试管，就能完成铜片和浓硝酸反应的实验， 产生鲜明的实验现象，但是对实验环境污染严重。怎样改 进这个实验呢？经启发，学生很容易想到用碱溶液吸收气 体或再另外使用分液漏斗、单孔塞向试管中加浓硝酸，初 步达到改进目的。有没有更好的方案呢？于是有人提出采 用图 1的装置，既解决了气体污染问题，又反映了二氧化 氮与水反应的性质(烧杯中水面会上升)，得到全体学生一 致好评。此时再向大家介绍杂志上报道的“蓝色喷泉”实 验设计(如图 2所示)，设计者将铜与浓硝酸、二氧化氮与 水的反应以及喷泉实验如此巧妙地组合在一起的构思引得 不少学生跃跃欲试:能不能再将一氧化氮与氧气反应的实验 也组合进去呢？各种富有新意的实验设计应运而生。 3.2遴选有价值的问题用于研究性教学 “有价值的问题”是研究性教学获得成功的关键，除了应 该具有科学性(尽可能体现时代气息)外，还应具有适当的 难易性、明确的针对性、一定的创新性、时效性和实用性 等。 (1)明确的针对性 课堂教学中那些针对教学重点、有利于难点突破，针对学 生学习中的缺陷、有利于综合能力培养的问题值得优先选 取。例如，有一道测定碱金属相对原子质量的常见题，命 题者设计了如图 3的装置，通过测定反应前后装置的质量 变化，计算求得碱金属的相对原子质量。有同学提出质疑: 这个实验真能用于测定碱金属的相对原子质量吗？很显然 实验的安全性和精度均有问题，这里涉及到碱金属单质及 其化合物基本性质的运用以及高一同学解决实验问题的薄 弱之处怎样选择恰当的实验原理设计实验方案。于 是我与该学生一起将问题设计为“怎样用实验方法确定某 金属是否为钾？”提交全班同学开展研究，找到 8种合理 的方案和其中的最佳方案，大家一致反映“收获很大” 。 (2)一定的创新性 研究性学习当然需要所研究的问题为学生留有一定的“创 新开发区” 。例如，高三总复习阶段，学生们常在剖析和解 答综合实验题时遇到困难。可以选择涉及中学化学实验方 方面面的固体物质分解率的测定实验组织学生边设计、边 实践、边研究、边归纳帮助学生突破难点。选取什么物质 作为研究对象最为合适？高锰酸钾是学生们熟悉的一种化 合物，但是它的分解产物二氧化锰， “在高于 800的 温度下会发生分解，放出氧气”的性质同学们是不知道的。 当用煤气灯加热高锰酸钾固体，测定分解率时会因此造成 分解率高于 100%的令人吃惊的实验结果，这里有培养学生 “实事求是”科学态度的问题，有需要大胆创新才能解决 的疑团，为此，我选用了“如何测定高锰酸钾分解率”作 为研究课题，交于学生在课堂上探讨、研究，收到了令人 满意的教学效果。 新视界 http:/ahoo.cc 3.3创设开展研究性教学的适宜教学环境 研究性教学是一种开放性的教学活动，学生是学习的主人， 教师是学生学习的引导者、组织者、示范者、促进者和参 与者，既要敦促学生扎扎实实学好科学知识，又要帮助他 们掌握科学方法，锻炼科学能力，培养科学精神。要注意 多倾听学生发言，多鼓励他们自行讨论和评价，多肯定他 们的成绩和进步。密切的师生关系，和谐、民主的教学氛 围，有利于学生解放心理，全身心投入研究性学习，提高 学习效率。 3.4改革原有的教学评价方法 研究性学习特有的属性决定了它的教学评价应侧重于学生 的认知过程。例如在化学实验教学中实验报告是学生开展 研究性学习的过程与收获的一种重要体现形式，改革化学 实验教学评价方法需要从改革实验报告做起。应该摒弃原 有实验报告那种千篇一律的模式，尽可能充分反映出学生 在研究过程中的设计思想、收获体会、对待科学的情感态 度以及思维能力和实验技能等方面的提高。为此，实验报 告可设计为“实验设计(含实验原理、实验装置图、实验用 品)” 、 “实验过程” 、 “实验研究和讨论” 、 “自我评价”4 个 部分，无需规定格式，为学生留有可自由撰写的空间。学 生不仅是研究、学习的主人，也可以是评价自己学习情况 的主人。教师根据学生的书面实验报告以及对学生实际研 究过程的了解，在学生自我评价的基础上作出最后评价。 评价宜采取等第制，注意对不同基础的学生着眼于学生的 进步作好恰当的评价，有利于鼓励他们更好地投入研究性 学习。 4 中学化学实施研究性教学的效果简介 化学课堂教学中的研究性教学把学生“学化学”的过程变 成了“学科学”的过程，能大大激活学生的创新思维。我 的学生除了高效率地完成特定的学习任务之外，还在各级 各类的化学和科技竞赛中取得了令人瞩目的成绩。诸珏敏 同学从“第 51届英特尔国际科学与工程大赛 ( )”获奖归来时曾 这样说:“过去我只知道听老师讲，花费时间去寻求书后早 已有的答案，一度认为发明创造对于我是遥不可及的。老 师引导我们开展的研究性学习完全改变了我的学习习惯。 对于课题的研究使我们敢于面对挑战，善于多角度思 考问题，勇于提出独立见解，丰富的想象和创意不时涌现。 它的每一步进展都需要付出艰苦的劳动。我们在课题 研究过程中所学到的东西是一辈子都受用的。 ” 的确，经过十多年的探索与实践，已有 1300多名学生从我 上述教学策略和方法中得益，实践的结果是十分令人高兴 的。2002 年 5月我应美国科学服务社邀请，赴美参加了 “第 53届英特尔国际科学与工程大赛” “杰出教学奖 ( )”的决赛，我的上述教学策略和方法得到了到 场的各国教育