小课题在高中化学教学中的课例研究.doc

余杭区化学会2008年年会论文小课题在高中化学教学中的课例研究塘栖中学 梁忠耿 摘要学生是对教科书进行能动的实践创造的主体。要关注学生在教学过程中所表现的积极性、自觉性、创造性，变“要我学”为“我要学”， 鼓励学生提出个人创造性的意见，不处处强求统一的“标准答案”。新课程教学中要引导学生在主动探索中，培养探索技能、反思能力、与人交流的能力、搜集和整理信息的能力，以及思想的开放性、尊重事实、承认事物的多样性和不确定性、能够进行批判性思维，等等。因此改变当前学生被动学习的状态显得十分重要，我们再也不要把学生的头脑当成知识的容器，而应该是一个需要被点燃的火把！我们应该在教学过程中关注学生的全面发展，力求学生在“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个方面得到和谐发展。本文试图从课堂教学中提取出一些小课题进行针对性的研究性学习活动，从而使学生学会学习、学会探究，把课堂所学应用于实际，进而使学生会学、乐学、善学，提高自身的分析问题、解决问题的能力，发展他们的可持续学习能力。真正提高化学教育教学的成效。关键词 小课题研究 化学教学 课例研究高中课改已经几年了，课程标准指出“高中化学课程在九年义务教育的基础上，以进一步提高学生的科学素养为宗旨，激发学生学习化学的兴趣，尊重和促进学生的个性发展；帮助学生获得未来发展所必需的化学知识、技能和方法，提高学生的科学探究能力；在实践中增强学生的社会责任感，培养学生热爱祖国、热爱生活、热爱集体的情操；引导学生认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响，理解科学、技术与社会的相互作用，形成科学的价值观和实事求是的科学态度；培养学生的合作精神，激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力。”新课程理念是创设学生自主活动和积极探究的情境，激发学生的探究欲望，引导学生积极参与和体验探究过程，获取知识，学会合作与分享；重视实践探究在学习化学中的基础性作用，精心设计探究方案，积极开发探究性实践课题，鼓励学生通过实践研究，学会反思，巩固并拓展化学知识与技能，掌握科学研究的方法。因为学生在设计实践方案、进行实践操作、观察记录现象、进行数据处理、获得结论的过程中，不仅能获取知识、技能和方法，提高探究能力，还能形成良好的情感态度与价值观。当前，研究性学习自然而然成为教育界关注的热点，研究性学习中的小课题研究则更加成为人们关注的焦点。因为小课题研究选题小而精，学生所需研究的材料要求也不高，知识的专业性以及难度都不高，而且课内课外都可以进行。所以实际操作起来容易进行。在目前中学基础学科和课堂教学占优势的情况下，活动课程中研究性学习的实现，还有赖于学科教学改革的支持和促进。小课题研究这种学习方式对学科教学改革有很好的催化作用和促进作用，它是学科课程的补充，是学校课程设置的改革方向，同时也是基础教育为适应时代和社会发展的需要所作的一种选择。小课题为载体的研究性学习是在化学学科教学实践中一种能被广大师生接受，而且和现行课堂教学能相互交融的学习模式之一。小课题研究，顾名思义就是对教科书中的某些知识点进行点对点的探究活动，与其说是一个研究过程，不如说这是一种更加符合新课程教学理念的学习方法，对工作、生活态度的习惯养成。必将对学生今后的处事方式和社会生活产生深远的影响-小课题研究是以学生的自主性、探索性学习为基础，从学生的学习、生活和社会实践中选择和确定研究小专题，主要以个人或小组的方式进行。课题选择要小而精，实用性要强。通过亲自实践获取直接经验，养成科学精神和科学态度，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的学习活动，小课题的开展以实用性和实效性为指导思想，着重问题解决，强调过程性，淡化结果的标准化、论文式表达形式。小课题研究的学习形式多种多样，当然要适应中学生的身心及知识层次等特点，可以从以下几种角度进行并选择研究课题：一、知识型研究小课题，如有关化学规律的探究；二、实验条件确定的研究小课题，如酒精可燃与不可燃临界浓度的研究；三、应用型研究小课题，如生活中的不同种类污水处理方法研究，关于含碘食盐保存和使用的研究；四、实用型的研究小课题，如实验室废水中贵金属的回收研究；关于各类干电池内容物成分及分离研究；五、问题型的研究小课题，桶装水中各种离子在阳光直射时的理化指标变化研究；生活垃圾集中填埋造成的污染调查；等；六、综合型研究小课题，如侯德榜对我国民族制碱工业的贡献；酸雨危害及防治；农药使用现状及污染防治研究 -等等。小课题研究过程较为简单，但是可以直接切中要害，比如：选择课题（即景生情形，一般在课堂教学过程中产生或者是教科书提及但学生容易曲解的内容）设计研究方案（或探讨内容）探索研究（小实验或者小组讨论）汇报课题（解决小课题中的问题从而内化为自己的知识）。小课题研究的课题内容，信息渠道、教学空间和时间、方法和思维、师生关系和教学评价等都是开放的，在教学中教师应注意鼓励学生从实际出发，创造性的开展小课题研究活动，尽可能解决学习过程中产生的各种疑惑。一、知识型研究小课题以课堂学习中产生的问题为小课题研究的对象主要是结合教学的难点和重点，通过小课题的形式，加深和拓宽相应的化学知识，通过小课题研究，转变学生的学习方式。如化学反应的限度中的“ 可逆动态平衡”是学生学习中的一个难点，以前采用的方法是教师举例归纳练习，虽然有一定的效果，但总觉得学生被动参与的多，积极思考的少。现在改变方式，以“ 我对可逆平衡的研究与认识”为课题布置给学生，通过学生自己查找资料研究探讨交流答辩，最后教师指导形成结论。整个过程占用课时和原来差不多，但学生积极性高，课余主动学习的明显增多，而且效果更好。整个课题设计如下：确定主题：我对可逆平衡的研究与认识研究的内容：（1）可逆平衡概念。（2）可逆平衡的题型分析。（3）可逆平衡的归类、小结和运用。（4）学习可逆平衡的注意点，及难点突破策略。研究形式： 查阅资料、小组讨论等。活动地点：学校、家庭、图书馆、书店等。研究过程： 教师提前布置课题任务，学生自由结对，利用两周时间完成。相似类型小课题有：“ 我对有机物化学式确定计算题的研究和认识”、“ 原电中反应原理分析”、“氢氧化铝与酸、碱反应计算题的研究”等。二、确定实验条件的研究小课题探索性实验引入课堂为小课题研究对象氯碱工业的生产原理在课堂上的再现研究教师指导学生实施实验，观察现象。结果发现在阴阳两极上都有气泡产生。小课题1：你们认为两电极上产生的气体可能是什么物质？学生经过讨论，获得的结论是它们可能是氢气、氧气、氯气。教师让学生再一次讨论，看看有没有可能还有其他气体生成。结果又有同学说还可能有氯化氢气体。根据已有的知识经验，能不能将上述四种气体中的一种或几种给排除掉？ 学生经过研究，提出其中的氯化氢气体可以排除掉。在说明原因时，有同学说，根据电解水的方程式，其生成的产物只有单质，而氯化氢是化合物，所以不可能；也有同学说氯化氢是一种极易溶于水的气体，不可能以气体逸出。此时学生议论纷纷，感到他们说的理由不充分。接着又有同学说，根据电解水的方程式，两电极上生成的氢气、氧气中元素的化合价跟原反应物中元素的化合价均不相同，所以在电极上产生的气体，其元素的化合价在反应前后应该是不同的，而氯化氢中两种元素的化合价跟原反应物中价态没有差别，所以氯化氢不可能生成。 最后又有两个同学阐述自己的观点，他们相互补充，形成的共识是：电解时，溶液中氢离子向阴极运动，氯离子向阳极运动，如果两种离子都参与反应的话，它们不可能在同一电极上生成，所以不可能产生HCl可以用什么方法证明它们存在与否？其中至少采用几种检验方法？学生通过研究，认为至少需采用两种不同的方法检验它们。学生实验，发现阴极产生的气体能发生爆鸣现象，阳极上产生的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，从而得出电解产生的气体是氢气和氯气的结论。小课题2：假如溶液中Cl-全部转化为Cl2逸出，此时溶液中大量存在的溶质微粒是什么（学生认为是Na+）？（1）溶液中溶质微粒是否只有Na+？（2）跟Na+共存的阴离子可能是什么？ （3）怎样证明电解后的溶液中存在NaOH？在上述问题的探究过程中，学生认为溶液中溶质微粒不可能只有Na+，因为如果这样，溶液就会带电，所以溶液中一定有阴离子中和Na+的电性。根据原溶液的元素组成，认为这种阴离子只可能是OH-，而Na+、OH-的组合即NaOH，此时很自然地想到检验有NaOH生成的方法可用酚酞试液。学生实验：向电解后的溶液滴加无色酚酞溶液，结果发现溶液显红色。电解液能使酚酞变红，能否证明电解产物中一定有NaOH？学生在探究过程中出现争论：有的认为不能证明，因为是电解液使酚酞变红只能说明其显碱性，而不能证明这种碱一定是NaOH。也有的认为可以证明，因为电解饱和食盐水时，溶液中的金属阳离子只有Na+，如果有碱生成，它只能是NaOH。又经学生的讨论，绝大多数同学同意上述第二种观点。此时有一个同学提出了与众不同的观点，他认为：电解液使酚酞变红，只能说明它显碱性，其中含NaOH，而不能说明这种碱是由电解产生的，因为有可能食盐水在电解前本身就有可能已经显碱性了。这个同学的观点，使大家有了一种从多种角度分析问题的思维方式。小课题3：采用什么样的实验可证明电解液的碱性是电解产生的还是溶液本来就具有的？经过研究，发现实验很简单，只要向原饱和食盐水中滴加酚酞即可。学生实验，向电解前的饱和食盐水滴加酚酞试液，溶液不变红色，证明NaOH是电解生成的。至此电解饱和食盐水的产物全部搞清楚了，它们是：氢气、氯气、氢氧化钠，由于教学过程中所创设的问题情境具有可探究性和发散性，使学生在提出假设、对假设证实或证伪、获得正确结论的过程中，逻辑思维能力、创新精神、科学方法、科学态度、实践能力等方面有所发展。从本课时的教学过程来看，巧妙的引人入胜的小课题情境可将学生的探究活动一步一步引向深入。教师在创设教学情境时应尽可能与学生已有的知识经验相联系，尽可能引起学生思维上的矛盾冲突。从而达到教学效果，这也是小课题研究的目的之一。把学生学习中碰到的一些问题，以实验课题的形式解决，或组织学生对一些实验进行深层次的项目研究，这样的小课题研究无疑是成功的。如一位学生对SO2不能使石蕊溶液褪色的时间提出疑问，在教师的建议下，他和几个同学合作设计了实验的计划，一边查阅资料，一边进行实验，最后不仅通过实验论证了自己观点的正确性，同时也使自己对课题研究有新的认识。课题设计如下：确定主题： 石蕊溶液中通入SO2后不同时间段现象分析和探讨。研究的内容：（1）SO2使石蕊溶液变色的原理。（2） 通过实验探究石蕊溶液中通入SO2后在不同时间段可能出现的现象。（3） 理论分析不同时间段可能出现的现象的原因。（4）探讨SO2使石蕊溶液变色原理的运用策略。研究形式： 查阅资料、实验、小组讨论等。活动地点： 班级、实验室、图书馆、书店等。研究过程： 教师布置课题任务，学生自由结对，利用实验课或活动课时间进行实验，利用课余时间完成课题；课堂上交流并组织展示。相关小课题有：“ 如何验证碘盐中的含碘量”、怎样提高“ 氢氯爆鸣实验”的成功率等等。三、应用型研究小课题以教材内容为小课题研究对象小课题研究取材于课本应用于课外，既巩固了学生的基础知识，又增长了学生的动手、动脑能力，更主要的是培养了学生自主创新的意识，为其将来的学习和工作打下良好的基础，所以，在教学中教师要善于发现可以探究的小课题并且鼓励学生们大胆提出问题，鼓励学生通过科学实验，得出正确结论。在形成了良好的小课题研究氛围后，学生在学习化学课中就会不断地提出了很多问题。如：硝酸与铜反应只生成NO的最大浓度是多少？怎样才能制出N2O？N2O助燃吗？怎样验证？为什么NaNO2会致癌？白磷为什么会有毒？有感于患者输液时看护之苦，他们想设计自动止液，自动退针的装置。可以说，在学习过程中，学生们有数不清的问题在激励他们，都需要我们的支持和鼓励。没有任何理由去制止、扼杀、伤害学生的探究积极性！在“氯水的主要成分检验”教学中，课题设计如下：研究内容：得出氯水中含H2O、Cl2、HClO、H、Cl等微粒。研究形式：课堂实验研究过程：Cl用AgNO3溶液检验，应有白色沉淀生成；H用石蕊试液进行检验，石蕊应变红。对于HClO的检验学生未答出。第一位同学上讲台检验Cl的存在：取少量氯水置于试管中，向其中滴入少量AgNO3溶液，结果看到有大量的白色沉淀生成。第二位同学上讲台检验H的存在：取少量氯水置于试管中，向其中滴入少量石蕊试液，结果并未看到试管中的溶液变红，这个现象出乎大家预料。教师适时引导，让这位同学再反过来做这个实验：取少量石蕊试液置于试管中，向其中逐滴加入氯水，结果看到，刚开始滴入氯水，溶液变红，可是再滴入几滴氯水时，红色逐渐褪去，同学们更感惊奇。然后让学生自己看书、讨论，学生找出了原因，然后教师再演示：取少量氯水置于试管中，再取一滴管石蕊试液，将滴管插入氯水液面下，当石蕊试液迅速挤入氯水中一刹那溶液变红，然后又迅速褪色。再请一位同学分析原因，同学自然很容易得出正确的结论。用课题研究的方法解决新教材中一些教学任务，可以作为使用新教材的一种探索和实践思路。研究结论：通过简单的实验，学生完全了解到现象与实质的联系，并且锻炼了学生的动手能力、实验设计能力。教师的作用，在某种意义上只能给学生创设一种提示：一种环境提示，或行为提示；而这种提示却更能激发学生的学习兴趣和潜能，学生也许更欢迎这样的教师带领他们去获取开启世界大门的钥匙。也许，这就是教学真正的意义。可以进行的类似小课题有：选择高温结构陶瓷、光导纤维、C60等新型无机非金属材料进行认识与研究；选择金属陶瓷、超导材料等金属材料，功能高分子材料、复合高分子材料等新型有机高分子进行认识与研究；选择氯碱工业里新型的离子交换膜等进行认识与研究等。四、实用型的研究小课题以和生活有关的化学问题为小课题研究对象 如“ 酸碱性对盆栽花卉生长影响”、“ 含氟牙膏和含氟废水对人体影响关系对比研究”、“ 碘摄入量与地域的关系研究”、“ 生活中常见污染物和防治污染”等。这些问题贴近生活、实用性强，有助于学生在运用化学知识中，对化学学习产生更浓厚的兴趣。如在进行pH知识教学中，不少学生反映，pH的这些知识对他来说就意味着一些繁琐计算，学起来太枯燥。开设“ 溶液的pH的应用” 的课题指导课，让学生了解我们周围的pH，pH的应用的重要性，同时要求学生运用pH知识完成一个课题。本小课题设计可以用下面的方式进行操作：选题范围：周围环境pH的状况和pH应用（对植物生长状况的影响）。研究的内容：不限定。成果表达方式：论文或实物对比展示。研究形式：社会调查、查阅资料、数据处理、小组讨论等。活动地点：社会、上网、图书馆、书店、家庭、农场等。研究时间：假期或者课后兴趣活动。五、问题型的研究小课题从大家关注的热点问题作为小课题研究对象当前环境问题是世界一大热门话题。随着工业革命到来，世界工业快速发展，世界环境迅速恶化，酸雨就一直困扰着世界各国人民，因此，环境问题中，酸雨的问题也就自然成为综合科化学高考的热点问题。但学生对酸雨的认识仅仅局限于课本的一点介绍，并且对酸雨知识也只是被动地了解,解题时不能根据实际情况回答问题。下面以SO2怎样影响我们的生活为例，谈谈如何开展这个小课题研究并且取得教学效果提升的。1、研究方案的设计利用多媒体播放经受“酸雨”侵害的农村田野大片受害的农田，珍贵的石雕文物面目全非，大量的金属器械遭受腐蚀。同时我们还可以看到二氧化硫可以使红糖脱色，使编织的草帽呈现美丽的颜色。确定学习目标 如：掌握与酸雨有关的知识。培养综合运用知识解题能力、推断能力、实验设计能力以及根据实际情况具体分析问题能力。了解各种与酸雨有关的常见现象的本质以及相关解决酸雨问题的方法和实用技术等。2、研究方法：文献法（网络图书馆）、实验法、讨论归纳法、解题实践法3、研究过程：（1）大家讨论确定子课题：酸雨具体含义，酸雨的形成 原理，酸雨的危害，如何防止酸雨的形成，实际应用。（2）分组行动。（3）交流与讨论。（4）总结归纳相应知识。（5）发表自己的解题意见，大家讨论找出正确答案。4、研究方案的具体实施： 分好子课题后，立即开展行动。三个子课题组的同学需要通过网络查阅大量有关酸雨方面的资料，并且下载了大量的有关酸雨的资料。组的同学经过老师的引导，积极动手收集实验药品，带着极大的好奇心，进行探索实验。实验药品稀硫酸 稀硝酸 混凝土 石头 活鱼 盆景 水 钢操作用稀硫酸分别加入混凝土、石头、活鱼和水、盆景的叶与土、钢。用稀硝酸分别加入混凝土、石头、活鱼和水、盆景的叶与土、钢。把稀硫酸和稀硝酸混合后重复上述的实验。讨论根据上述实验现象，讨论酸雨的危害。结论酸雨被称为“空中死神”，是因为有以下危害： 对鱼类和水生生物直接造成危害。 使土壤酸化、贫瘠化。 危害植物、农作物和森林。 对建筑材料和金属材料造成腐蚀。 对人体健康有潜在的威胁。5、研究后的引申： 谚语所说的“雷雨发庄稼”，雷雨是酸雨吗？如何减少酸雨？火力发电厂为什么将“含硫煤与石灰石粉末混合”燃烧发电？学生根据自己所归纳总结的知识以及自己探究知识所得到经验，大多可以准确的回答问题。6、研究成果与收获：（1）通过简单的模拟实验，学生了解了酸雨的危害，并且锻炼了学生的动手能力、实验设计能力。（2）通过对大量有关资料的查阅，了解到酸雨的具体含义、原理、如何防止酸雨的形成。（3）锻炼了学生收集、处理信息的能力，加强了学生的基础知识，提高了学生综合解题能力和动手能力。（4）通过教学实践，教师也会体会到自身知识得到不断的更新。7、研究体会：通过小课题研究，学生从自己研究的实践中归纳总结出知识，紧接着又把所学的知识应用到练习中去解决实际问题，学生的学习热情大大提高，之后，开始自己寻找新的课题、动手设计新的方案。他们的学习能力、研究能力、综合解题能力得到大大地提高。老师在这样的小课题研究中，通过互动，与学生的距离拉近了，赢得了学生的友谊；并且通过这种小课题研究方式，老师也可以从中学习很多新的知识，培养老师自身的研究热情，提高老师的研究能力，从而取得双赢的成果。六、综合型研究小课题教材中新题材与化学综合知识小课题研究对象 开展小课题研究，需要适当地对相关知识进行拓展，为学生提供研究的空间，而且要尽可能的扩大开展研究的学生面，让更多的学生参与到化学小课题研究当中来。但是学生的知识基础不同，学习能力不同，兴趣、爱好不同，观察问题的角度不同，他们提出的研究性课题也不一样。对此，我们要一视同仁，都要满腔热忱地帮助，不要以学习成绩的好坏为理由剥夺学生进行小课题研究的权利。要让学生都增强自信、挖掘学生的潜能，提高学生的自主学习能力。如 从海水中获得的化学物质我们可以设计成相应的课题来解决。研究范围： “从海水中获得的化学物质”选择其中某一内容作为研究课题。研究的内容：不限定。 成果表达方式：不限定。研究形式：查阅资料、小组讨论等。活动地点：班级、上网、图书馆、书店等。研究过程：（1）教师提前半个月左右布置课题任务，学生自由结对，利用课余时间完成课题。（2）课堂上交流或以各种宣传品组织展示。效果分析：（1）学生在准备课题时必须对“从海水中