化学教学中实验教学的优化策略研究.doc

个人课题结题报告化学教学中实验教学的优化策略研究一、课题的提出背景化学是一门以实验为基础的自然科学。化学实验可以追溯到人类用火的时期，有百万年以上的历史。人类早期的化学实验和生活生产活动紧密联系，它不会成为一种独立的社会实践活动，通常它是包含在生产活动之中，是生产活动的一个环节。例如我国古代的制陶、冶金、火药和造纸等都是离不开科学实验的。以实验为基础，反映了化学科学的本质特征。实验通常是指人们为了检验某种科学理论或假设而进行的一种操作方法。化学实验是实验者根据化学实验目的，运用一定的科学仪器和设备及物质等手段，在人为地控制实验条件、变革实验堆象的情况下，通过实验观察，获得各种化学科学事实的一种研究方法，所以，化学实验是理性思维和动手操作相结合的产物，是化学科学研究不可缺少的实践活动。化学实验教学最早出现在大学化学教学中。近代化学传入我国大约在19世纪40年代，化学教育始于19世纪60年代，中学化学出现实验演示大约是在19世纪80年代。现在，随着课程改革的不断深入，要反映化学科学的本质属性，彰显化学学科教学的突出特征，就离不开化学实验和化学实验教学。在传统教育中，化学实验是以演示实验和分组实验为主，其中演示实验占到了90%以上，演示实验和少量的分组实验又都是以验证性实验为主，这种方式严重地违背了科学实验的基本规律，禁锢了学生创造性思维的发挥，难以激发学生化学学习的兴趣，不利于发挥实验对学生思维发展的作用。新课程实施以来，而目前的化学课堂教学中化学实验及化学实验教学仍存在着诸多方面的问题，如学校配备的化学实验条件不足导致课堂教学中的化学实验难以开展，教师的思维滞后、方法老套、措施与策略不得力导致化学课堂教学时的实验教学开展不充分等。鉴于这些问题的存在，我确立了化学教学中实验教学的优化策略研究为主题内容的课题进行深入研究。二、课题的概念界定化学教学实验是指在化学教学中教师或学生利用一定的化学实验仪器、设备和装置等物质手段，在人为设置的条件下，改变实验对象、状态和性质，从而进行体验、验证或探究归纳化学概念与原理，获得化学实验事实，达到化学教学目的的一种教学实践活动。化学实验教学是指教师将化学实验置于一定的教学情境中，为实现一定的化学教学目的而展开的一系列教学活动，是教育者通过化学实验对被教育者的身心施加影响，促进其科学素养的形成和学会用化学科学的视角看待自然与社会的行为活动。化学实验是化学科学研究的重要方法，也是化学教学的重要手段。化学实验教学是学生获取化学实验技能，提升科学实验素养的重要途径。实验教学策略实际就是化学实验教学技能，它包括化学实验操作教学技能和化学实验教学操作技能。实验教学的优化策略即指教师采取怎样的最优化操作步骤、实验技巧实现所期望的实验现象以及通过优化的教学环节挖掘化学实验中的教育价值，实现课堂教学效果的最优化的方法与策略。三、课题研究目的与意义1.课题研究的目的：调查研究目前化学课堂教学中实验教学应用现状，归纳总结影响和制约实验教学实施的因素，从而制定出科学实施实验教学的应对策略；探索实验教学最优化的科学实施方法，促进化学实验的充分开展；明确化学实验在化学教学中的重要意义；敦促教师转变思维，勤于思考，树立化学学科特征教学的理念。2.课题研究的意义：实验教学的策略优化促成了教师采取科学合理的教学方法与实施方式，使实验教学在课堂教学中有效地开展。通过实验教学的优化策略研究，促使教师重新确立科学合理的教学方式，彰显化学教学特色，充分利用实验教学激发学生强烈的学习需要，引领学生获取积极的、深层次的学习体验，给予学生足够的自主空间、充分的活动机会，有效地促进了学生全面发展，达到课堂教学的最优化效果。四、课题研究内容1.调查研究目前化学课堂教学中应用实验教学法的现状，归纳总结影响与制约实验教学法实施的主要因素。2.研究探索实验教学在化学课堂教学中的组织与实施策略，探索开展有效的实验课堂教学模式，提高课堂教学效果。3.研究探索运用实验教学培养和发展学生化学学习的兴趣、帮助学生形成化学概念，提高学生化学实验素养的教学策略。4.研究因陋就简、利用实验替代品进行教材实验改进的方法，探索优化实验教学实施、利用实验教学充分激发学生兴趣的策略。五、课题研究方法1.文献法：运用文献史料进行研究分析，认知化学教学发展规律。2.调查法：通过访问、问卷、座谈等形式有计划地收集材料，归纳概括化学实验教学的规律，指导当前的化学课堂教学实践。3.实验法：运用实验室实验和现场实验有机结合，突出主要因素，摸索实验的最优化方案，检验比较不同的教学模式的效果，总结经验运用于实践。4.行动研究法、观察法等。六、研究过程课题研究准备阶段：本课题选取和确立以后，我先从自身的理论层面认真学习有关的理论知识，制定课题研究的整体计划，完成课题方案的论证。在本阶段，我主要采取了如调查法、访谈法等调查、分析研究、了解归纳目前化学课堂教学中实验教学的开展状况以及影响实验教学实施的主要因素，探寻在化学课堂教学中实施实验教学的优化策略。1.加强理论学习，努力提高自身的知识素养和研究水平，以先进理念支撑课题研究课题研究也是教育科学研究，它要以科学的精神和态度对待，用科学的方法和策略进行研究，要以先进的理论为支撑，需要有教育科学研究的智慧和灵感。为切实提高自己的理论水平与研究能力，我潜心研读了多种科学论著，如化学教学论、新课程课堂教学行为创新与技能提升、化学教学设计与技能实践和化学教学、化学教学参考杂志等。在学习中，我细致摘抄，做好学习笔记，认真撰写读书心得体会，努力探寻课题的支撑理论与先进的课题研究方法。2.调查分析实验教学现状，初步拟定研究方案，探寻实验教学的优化策略通过问卷调查、访谈笔录等形式，研讨现阶段化学课堂教学中实验教学实施现状，通过统计分析了解把握化学实验与化学实验教学开展与有效实施的影响因素，撰写调查报告，依据调查结果拟定优化实验教学的实施方案，指导教学实践。在本次调查中，我分别设计了学生调查问卷和教师调查问卷，其内容如下：化学课堂教学调查问卷(学生用卷)学校姓名班级任课教师选项备注教师的年龄(约)新毕业 30岁左右 3045岁 45岁以上学校实验室数目一口 两口 三口及以上 无教师在化学教学中运用最多的教法讲授 实验探究 多种方法并用教师演示实验每次都做 经常做 偶尔做 从来不做教师对教材实验的处理方式只演示 演示和分组实验相结合 纯粹讲实验你参加的分组实验次数/每学期4次及以上 23次 1次 从来没有化学学习中你最感兴趣的教师细致入微讲解 多读、多背、多练 化学实验你对化学教与学的建议有化学课堂教学调查问卷(教师用卷)学校姓名教龄任教班级数选项备注学校班级总数周课时数/每班2课时 3课时 4课时学校有无实验室3口以上 3口 2口 1口 无实验室实验室配备情况比较完备 缺少药品 缺少仪器 缺仪少药 实验员配备情况专职实验员 只是仪管员 教师兼做 无实验员演示实验开设情况太麻烦从来不做 偶尔做 经常做 每次都做对教材实验处理只做演示 演示和分组都做 只做分组 都不做实验教学常用方式教师演示找学生演示学生分组探究 多媒体辅助活动与探究实验缺仪少药从来不做 比较麻烦很少做 从来不做学生学习化学兴趣很浓厚比较浓厚开始有兴趣后来没有了没有兴趣学生化学学习最感兴趣的内容化学基本概念与原理 化学实验 化学计算通过这些基本调查，可以发现学生对于实验教学的兴趣浓厚，在化学学习中，化学实验是最能引起学生化学学习情趣的。在化学课堂教学中，教师对于实验教学的运用还不广泛，对于化学实验的主要作用认知不清，对于实验教学在化学课堂教学中的重要性不够重视，学校的实验条件配备不够完善，很多学校不是缺仪少药就是没有配备专职的实验员，影响和制约化学实验开展和实验教学实施的因素广泛存在，化学实验开设率极其低下，学生的分组探究实验几乎没有开展。所以，要实现化学课堂教学的高效，就要研究实验教学的现状，探寻实验教学实施的优化方案，以此促进化学实验的正常优质开展，激发学生化学学习的兴趣，取得课堂教学的优质高效。课题研究实施阶段积极开展课堂教学实践活动，展开课题研究。通过大量的文献资料检索，扩充学习内容，不断积累和总结，通过实际的教学实践活动与实验研究法，归纳探寻实验教学的优化策略与方法，再运用到教学实践中促进化学课堂教学实验的开展。在课题研究实施阶段，我主要运用实验室实验和现场实验有机结合的实验研究法，突出主要因素，摸索实验的最优化方案，检验比较不同的教学模式的效果，总结经验运用于实践；运用行动研究法，立足于生动实际的化学课堂，展开课题研究；辅助以文献研究和经验总结，在研究过程中，不断地总结研究成果与经验，以此完善课题研究方案。1.利用教研本位优势，展开课题研究与实施，探寻实验教学的主要问题作为初中化学教研员，我有比较充足的时间与较多的机会进行学科课堂教学的调查与研究，通过长期的教学调研与实践研究，我对实验教学在课堂教学中的应用问题有了更深入的了解，对于影响实验教学有效实施的因素有了进一步的认识，总括起来这些问题与因素主要有以下几点：1.1.领导不够重视，开展实验教学的必备条件不足城区初中和农村中心中学随着“六有工程”和“四配套工程”的实施，学校的实验室配备条件已逐步完善，但由于一些学校的领导对实验教学的不重视，认为开展实验教学会损毁实验器材、耗费实验药品，造成经济上的浪费，不支持和鼓励教师进行实验教学，学校已装配的标准化实验室基本是个摆设，主要是用于上级的检查与验收。二中类的学校由于在上一轮的“六有、四配套工程”中没有被辐射到，学校的生源不足，经济状况不佳，领导即使重视化学实验，也是心有余而力不足。我县的很多民办学校，老板为了最大的利润空间，不愿意在实验条件创设上大幅度的投入，多数民办学校没有标准化的实验室，配备的仪器与药品也不齐全，不能满足学生分组实验的基本要求。1.2.教师怕麻烦，实验教学开展不主动要有效地开展好实验教学，教师就要做充分的准备工作。首先，有些实验特别是演示实验，需要教师在课前多次实验，自己能够进行规范的操作，让演示实验显现出明显的现象后，教师才能在课堂教学中再进行演示，来引导学生观察思考，得出正确的实验结论，达到实验教学的真正目的；其次，象我县的多数学校，缺少专业化的化学教师，一般没有专职的化学实验教师，化学教师也是实验员，甚至还要兼代其它课程，学校班级生数过多，要组织开展一次学生探究实验，需要化学教师忙里抽闲准备一两天，教师既要忙于课务，批改学生作业，又要准备实验，精力上来不了，思想上认为太麻烦，多数教师就索性不做实验；再者，还有一些教师的观念没有完全转变，教学行为完全依据以往的教学经验与惯例，认为做实验不如讲实验，讲实验不如让学生背实验，教学中从不主动开展实验探究教学，教材设置的许多实验都是靠教师讲学生背来完成的。1.3.学生畏惧实验，自主探究的兴趣不浓九年级学生由于刚接触到化学学科，对化学实验比较陌生，在之前的学习中，动手操作能力没有得到充分的锻炼和培养，现阶段的学习中，由于班级生数过多，或由于实验条件的限制，学生分组实验时小组内的同学不是每位都能得到实际动手操作的机会，学生动手能力普遍低下，走进化学实验室进行实验操作时，教师对实验操作有着严格的要求但指导却不够充分，致使学生在实验操作中常会出现现象与理论不相吻合，操作失误等异常情况，造成学生在实验中缩手缩脚，唯恐做错实验的畏惧心理，对化学实验逐渐失去了兴趣，特别是对一些具有危险性的探究实验，学生更是缺乏积极探索的勇气，裹足不前，无法真正体验到实验探究所带给自己的乐趣和收获。2.立足课堂教学实际，展开课题研究内容，探索实验教学的优化策略课堂是学生学习的主要场所，是教师运用恰当的教学方法实施教学内容的平台。所以，课堂也就是课题研究的主阵地。在平时的教学工作中，我坚持以常态下的教学为载体，注重课题的落实，把提高教师对教材实验的创新设计能力与实验优化实施的策略能力指导贯穿于整个化学课堂教学活动中，在提高教师创新设计实验教学，优化实验教学的实施策略方面做了如下的一些有效尝试：2.1引导教师转变观念，树立学科特色教学的理念只有那些能够激发学生强烈的学习需要的教学，那些能够使学生获得积极的、深层次的学习体验的教学，那些能够给学生足够的自主空间、活动机会的教学，才能有效地促进学生的全面发展。以实验为基础是化学学科的重要特征之一，化学实验既是对课本知识的真实再现，又是培养和发展学生的观察能力、思维能力、动手操作技能的重要手段。实验教学能够给学生足够的自主空间和生动的学习体验，可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成和理解化学概念，培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环，也是评价教学质量的重要方面，在化学教学中教师要把实验教学真切地体现出来，树立学科特色教学的理念，构建科学的教学模式，为学生搭建全面发展的平台。2.2.指导教师变换形式，优化实验教学的实施方案我记得曾读过这样的一句美国名言：“You hear，you forget；You see，you remember；You do，you learn.”翻译成中文就是：“你听，你忘记；你看，你记住；你做，你学会”。总的意思实际就是现在新课程所倡导的“做中学”，让学生在实验探究中去体味学习的乐趣，课堂教学也能收到事半功倍的效果。教师对于教材实验的处理必须要变换形式，变演示实验为探究实验，教师要主动创设学生自主参与的教学情境，优化实验教学的实施方案，教学中注意引导每一位学生大胆尝试，充分相信学生，尽可能让学生自己动手实践，让学生体味到探究的乐趣与收获。例如：在“钢铁的锈蚀及其防护”一节课的教学中，关于钢铁锈蚀的例子学生日常生活中接触和听到很多，但并不十分明白其中的原理，不能形成系统的知识，也就无法应用在实际生活中了。在本节的教学中，我们可以引导学生从自身的生活经验出发，就钢铁在什么条件下容易生锈提出自己的假设，然后设计简单的一个探究实验方案，与同学交流，并以小组为单位验证自己的假设，最终得出结论。这样，学生对化学原理就有了更深层次的理解，对知识的把握也就更加深刻和牢固。2.3.与学科组教师共同探讨实验创新设计方案，提高探究实验的可操作性在新课程背景下，新教材对教师的演示实验和学生的分组实验的数量都大大增加了，这样既有利于学生通过实验探究获取化学知识和原理，也有利于培养学生的探究能力，提高学生的实验素质。但是教材设计的这些实验中，也不乏一些验证性或操作难度大或有危险性的实验，对于这些实验，教师在实施实验教学时，要针对性地提出一些问题，注意引导学生的创造性思维，对这些实验进行改进与创新设计，使验证性实验变为探究实验，使操作难度大或有危险性的实验具有更好的可操作性与安全性，使学生能够真正地参与到有效的实验探究中去。如教材设计的“粉尘爆炸”实验，这个实验操作不容易成功还应该具有一定的危险性，很多学生包括一些老师都不愿做这个实验，我在当时的教学中曾引导过学生重新设计这个实验，使实验既容易操作成功又有安全性，学生积极性很高，充分开发自己的思维，利用注射器针筒、带盖的纸筒、小青霉素药水瓶及打火机的电子等物品，设计了很多种方案，有些方案操作起比较方便，成功率很高还又安全，学生交流以后，踊跃地利用这些创新设计的装置进行了实验，获得了成功的喜悦。2.4.结合实际因陋就简，探索实验教学的新模式我县存在一些办学条件较差，缺少实验仪器药品和实验室场所设备的农村中学。对于这一类学校，我和化学教师一起探索出了结合本校本位因陋就简，利用微型实验实施实验教学的教学策略。微型实验所需的化学试剂量较少，实验仪器与装置一般都比较简单、小巧，但其实验效果一样能达到现象明显、结果准确、操作安全方便，还能实现防止环境污染的目的。微型实验能够实现一人一组做实验，改变了过去“一人做，大家看”的局面，通过学生的亲身体验，培养了学生的观察能力和实验能力，有效地激发了学生学习化学的兴趣。如在探究金属化学性质的教学中，就可以设计运用微型实验的教学模式，让每一位学生都进行实验探究，通过自己亲手做实验以及实验结果的交流，培养学生动手操作能力、实验观察能力和交流合作能力，增强了课堂教学效果。3.组织课题研究课、观摩课、公开课等活动，深化课题研究内容，提升课题研究效果利用教研活动组织的便利，积极组织课题研究有关的研讨课、观摩课和公开课，以此为平台提升课题的研究效果。2009年2月县级教研活动上开设燃烧与灭火实验教学公开课，2009年3月备课组长会议上开设质量守恒定律实验教学研讨课，2009年5月县级教研活动时开设了气体制取和收集专题复习观摩课，2009年9月组织教师参加化学教师实验技能操作比赛活动。通过组织这些学科教研活动，积极展开课题研究，引导与会教师就课题内容进行交流与研讨，及时反思，总结经验，撰写教学案例。4.积极参加课题培训，汲取课题研究方法；深入阅读，丰富课题研究储备在课题立项获得批准后，我在进行课题研究的同时，积极参加各类课题研究培训，如2009年3月份参加了市教科所举行的课题研究培训会，在课题培训时认真记好笔记，培训后及时反思，结合自身的研究体验撰写学习体会。在参加课题研究的同时，不断地深入研读化学课程与教学论、教育科研操作手册、化学教学设计与技能实践等论著，并结合网络文献检索阅读，充实课题的支撑理论，优化自己的课题研究方法，以这些先进的课题理念与方法付诸于课题研究实践中，以此提升课题研究的品味，争获课题研究的更丰硕成果与收益。课题研究总结阶段整理课题资料，撰写结题报告，提出结题申请。七、课题研究成果与收益经过近一年的课题研究与实施，我与本学科组教师在教学理念、研究方法、课程实施、实验教学方法的优化策略等诸多方面取得了一些成果与丰硕收益，并积累了一些课题研究的材料，为以后的课题延伸与课堂教学效果提升提供了理论支撑与技术支持。课程理念、研究方法等方面1.化学教师更新了课程理念，课堂教学充分彰显出了化学学科特征。通过课题研究，我和我们组的化学教师都充分认识到化学实验教学的重要功能，感知到化学实验教学对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。教师在化学课堂教学中积极采用实验探究活动来引导学生学习化学，激发学生的学习兴趣；教学中通过典型实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律；利用化学实验事实帮助学生了解化学概念、原理的形成与发展；引导学生综合运用所学化学知识和技能，进行实验设计和实验操作，分析和解决与化学有关的实际问题。化学教师在化学课堂教学中积极改进实验方法，优化实验教学策略，充分实施化学实验教学，彰显出了化学学科教学的本质特征。2.通过课题研究实践，了解了课题研究的一般程序与方法，积累了经验。实验教学的优化策略方面在课题研究过程中，除了总结归纳出了以上一些课堂教学中实施实验教学的优化策略之外，还采取了以下一些具体做法，来提高实验教学的效果。1.准确定性实验模式，分类实施实验教学。如教材设计的“观察与思考”和“活动与探究”内容，分别定性为教师演示和学生分组探究。2.改进教材实验装置，提高教学实验的开设率。针对一些教材中设计的、在实际的教学操作时，存在一定的难度，实验成功率相对较低的教学实验，我们就根据这些教学实验存在的缺陷，改进实验装置，使这些实验操作更加简捷，实验成功率更高，提高了教师或学生操作实验的积极性。3.优化教材实验方式，拓展学生实验视野。对于教材中设计的一些教学中难于实施的教学实验，如“一氧化碳还原氧化铁实验”，就鼓励和引导学生进行相关实验知识的社会调查、生产观察、网上查阅资料等形式，完成教学实验内容，拓展了学生的视野。4.辅助多媒体教学，丰富实验教学形式。如“水分子分解实验”等微观、抽象的实验，我们通常采用多媒体辅助教学的形式，进行实验模拟和演示，丰富了实验教学的形式。教学实践成果方面通过实验教学的优化策略探讨与研究，把研究取得的经验付诸于教学实践，在化学课堂教学活动中，教师和学生在化学实验方面的能力和情趣都发生了很较大的变化。1.教师的教学能力与实验素养得到了很大的提高。通过课题研究，教师对实验教学更加重视，对教材的教学内容和教学实验处理能力显著提高，处理的方法更加科学合理，教师在化学课堂教学中实施实验教学的意识明显加强。2.学生化学学习的情趣更加浓厚，实验操作能力明显提高。通过课题研究实验，学生在实验教学中动手操作能力得到了培养，其操作能力有了显著进步，学生学习化学的情趣更加浓厚了。3.课题研究中实验教