高三化学实验专题复习—研究性学习

研究性学习研究性学习最早在20世纪初美国兴起，约翰杜威（JohnDewey，18591952）的教学理论在美国风靡一时，深刻地影响了美国的课程改革。杜威教学理论的核心思想就是加强学校和社会的联系，学校要引导学生去关注社会，学校即社会，通过学校环境的训练，学生能熟悉和融入社会，而不是脱离社会。于是美国学校摆脱了欧洲的影响，有了核心课程、概论课程和问题课程等的设置。所谓问题课程，就是以社会生活各方面的问题作为学生学习的载体，围绕问题的提出、研究和解决等，让学生逐渐学会运用所学到的知识去分析和解决实际问题，并通过这一过程了解社会、走进社会和适应社会。最初这类课程在大学的医学专业出现，后来进入了基础教育。到20世纪80年代的时候，这种课程在美国的中小学已经非常盛行，大约在90年代传到了欧洲。在1996年，教育部中学校长培训中心组织了一批上海的重点中学校长去美国考察。他们在美国高中考察时接触到了研究性学习，很受启发。回国之后，他们就在上海的几所重点中学挑选了一部分学生，用类似兴趣小组的形式，开始了“小课题研究”之类的活动。2000年，教育部在全日制普通高级中学课程计划中将研究性学习列入必修课程，在教育部所颁发的普通高中“研究性学习”实施指南（试行）中说“设置研究性学习的目的在于改变学生单纯接受教师传授知识为主的学习方式，为学生构建开发的学习环境，提供多渠道获取知识并将学到的知识加以综合运用于实践的机会，促使他们形成积极的学习态度和良好的学习策略。培养创新精神和实践能力。” 高中课改后，学生要在三年修满144个学分，其中研究性学习占了15个学分。按要求学生3年至少要完成3个研究性课题。什么是研究性学习呢？研究性学习是一种学生在教师的指导下，从自然、社会和生活、学习中选择和确定专题进行研究，并且在研究过程中主动获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。它是一个一边开展研究一边进行学习，在研究中学知识、学方法、学技术的过程。或者说是一个在学习中体验做科学，有所发现、有所创造的过程。研究性学习强调对所学知识、技能的实际运用，注重学习的过程和学生的实践与体验。因此，需要注重以下几项具体目标： 1、获得亲身参与研究探索的体验研究性学习强调学生通过自主参与类似于科学研究的学习活动，获得亲身体验，逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度，产生积极情感，激发他们探索、创新的欲望。2、培养发现问题和解决问题的能力研究性学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在学习的过程中，通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题，设计解决问题的方案，收集和分析资料，调查研究，得出结论并进行成果交流活动，引导学生应用已有的知识与经验，学习和掌握一些科学的研究方法，培养发现问题和解决问题的能力。 3、培养收集、分析和利用信息的能力 研究性学习是一个开放的学习过程。在学习中，培养学生围绕研究主题主动收集、加工处理和利用信息的能力是非常重要的。通过研究性学习，要帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息，学会整理与归纳信息，学会判断和识别信息的价值，并恰当的利用信息，以培养收集、分析和利用信息的能力。4、学会分享与合作 合作的意识和能力，是现代人所应具备的基本素质。研究性学习的开展将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境，使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果，发展乐于合作的团队精神。 5、培养科学态度和科学道德在研究性学习的过程中，学生要认真、踏实的探究，实事求是地获得结论，尊重他人想法和成果，养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨练不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。 6、培养对社会的责任心和使命感在研究性学习的过程中，通过社会实践和调查研究，学生要深入了解科学对于自然、社会与人类的意义与价值，学会关心国家和社会的进步，学会关注人类与环境和谐发展，形成积极的人生态度。 要成功地做科学或解决社会生产、生活中的问题，必须具备健全的科学精神，建立较为完善的知识结构，掌握尽可能多的研究模式，具有较强的思维能力，这些都是开展研究性学习的基础。同时也是通过开展研究性学习应该和能够得以培养、提高和完善的。一、研究性学习的基础1、健全的科学精神是科技工作者首先应该具备的一种素质。科学精神可以概括为执着、严谨、求实、创新这八个字。在很多国外的灾难片中往往我们会看到这样的镜头，某位学者提出自己的预见，但是没有一个人支持，而他并没有放弃而是自己独立去到最危险的地方去搜集证据来证明自己的正确，这种对科学的执着、不从众的态度就是科技工作者应该具备的基本素质。2、熟悉和掌握尽可能多的研究模式。在研究性学习中常用的研究模式有：实验法模式：为了研究某种自然现象、探讨某一自然规律而按照特定的研究思路，人为的控制一定条件的研究方法。实验法模式的研究可分为：观察法、调查法、直接法、间接法、对比法、非对比法等。前几个月，关于太湖水污染的事情，早在1999年北京小学六年级学生杜沛宜运用实验法发现“无磷洗衣粉其实都含磷”，并在给国家环保总局局长的信中建议提倡使用肥皂。文献法模式：以认知心理学中的元认知理论作指导，对文献（包括0次文献（即未公开发表的文献）、一次文献（一些原始文字材料）等各级文献，根据需要从新的角度进行再认知从而探究出事物未被认识的特点和规律、提出新观点、创建新理论等。这种研究模式区别于其他研究模式的突出特点是以文献作为研究素材。例如：60年代初，大庆油田刚被发现，日本商人十分关注油田的生产情况，日本人根据1964年4月20日“人民日报”上发表的文章和照片，根据照片中王进喜等人穿的服装大皮袄和戴的大皮帽断定大庆油田在东北。1966年10月的人民中国杂志的76页报到大庆的通讯中提到了马家窑，于是日本商人从伪满地图上查到马家窑的确切位置。1966年7月中国画报发表了一张大庆炼油厂烟囱的照片，日商就通过这张照片推算出大庆炼油厂的规模。其估算方法是：照片上有大庆炼油厂的烟囱，前面有一条扶手栏杆，他们分析扶手栏杆一般高度为1米，以扶手栏杆到烟囱的距离得知烟囱的内径是5米。因此日商推断该炼油厂的加工能力为每天九十万升。如以残留油为原油的30计算，原油加工能力为每天300万升，一年以330个工作日算，年产量就算出来了。根据这个油田的出油能力和炼油厂的规模，日商推断：中国的产油量远大于炼油量，要解决这个矛盾有两个方案：一是出口原油，二是进口炼油设备。于是日本很快就派出一个进口原油和一个出口炼油设备的商务代表团到我国访问，率先签订了这两项协议，获得了很高的经济效益。这是文献法模式的经典案例。调查法模式：采取问卷调查或采访当事人和目击者、到现场取样或考察等途径来弄清已经或正在发生的事件的成因和真相或事物的种类、数量、分布、质量等。调查法模式现在有较广泛的使用，在街上、报纸和杂志上经常能看到调查问卷，现在国内外都有专业的调查公司。如北京的零点调查公司，零点，不代表正，也不代表负，不偏不倚，是不预设立场的客观中立研究机构，是中国专业研究咨询市场的早期开拓者与当前领导者之一。各位可以去他们的网站看看调查案例。调查法模式的研究思路如下：1、确定调查研究内容2、明确调查研究对象3、科学分析材料4、得出符合客观事实的结论5、形成终端成果。思辨法模式：对研究对象从不同的观点出发，搜集材料、经过思想的碰撞后形成对事物更全面、深入的认识；用可靠的理论依据和（或）确凿的事例，通过严密、合逻辑的论证提出与权威、书本、经验、众人有别甚至相悖的观点；或是辩论双方围绕辨题在辩论过程中开展的思维活动。畅想法模式：根据有关理论或原理对现实事物的发展趋势或前景作出新颖、别致的预测的一种研究方式。例如：以前科学家想象的一种联络方式：不管你走到哪里都可以将信息放在空气中也可以从空气中读取别人留下的信息。现在这不仅仅是一个虚构的故事，借助全球定位系统（GPS）与空气对话成为现在风靡世界的通信方式。我们身边的汽车或PDA（个人数字助理）甚至手机都带有GPS时，我们就可以在空气中留言了。发明法模式：在理论指导下运用有关思维方式，针对有缺陷的技术或设备开展的革新或从事前所未有的科技发明创造的研究模式。这种研究模式的特点是形成的成果往往是一项新技术（如基因工程）或新产品（竖式鼠标）。发明方式一般分为组合式发明、更新式发明和全新式发明。点子法模式：针对问题运用创造性思维想出好的解决办法的研究模式。这种研究模式的特点是：研究需要条件不多、步骤也很单一、成果表现形式非常简单。例如：牙膏管口的直径。逻辑法模式：在具备一定知识结构的基础上，为解决问题采用逻辑思维的方式开展的研究活动。这样的例子在推理小说、几何证明题中可以充分的体现。经验法模式：研究者对自己在工作、学习实践中形成的有效知识、方法、技能以及情感和情绪体验进行的总结。3、思维能力研究性学习的过程是一个手脑并用解决问题的过程，需要有较强的思维能力特别是创造性思维能力。具体讲，要有清晰的思路、良好的思维品质，熟悉多种思维方式。研究性学习应该具备的思维品质有：思维的独立性、广阔性、深刻性、灵活性、间接性、敏捷性、超时空性、逻辑性、集团性等特点。思维的独立性是指独立的发现问题、分析问题和解决问题的思维能力。对别人的看法不盲从，必须经过自己的思考，得出结论并进行检查和验证。思维的广阔性是指思维的宽广度。思维的宽广度越好，对同一问题考虑的解决方法就越多，也越容易找到最佳的解决问题的途径和方法。如TVB的法证先锋中法医判断发案时间可以从死者的死亡时间来判断，如通过血液的粘稠度、测量肝温等都可以判断死者的死亡时间。但是如果死者发烧就会影响判断的准确。思维的深刻性是指善于深入地思考问题，抓住事物的本质和规律，预见事物发展过程的思维。思维的灵活性指思考和解决问题时，所表现出来的不固执成见和习惯程序，能随机应变的思维特性。思维的间接性是指在思维过程中表现出来的借他山之石可以攻玉的特性。如：碳酸根和碳酸氢根哪个更容易和氢离子结合。 思维的敏捷性是指思维的灵活性和快速性。思维的超时空性指思维所具有的能逾越思维者本人无法进入的空间和时间领域的特性。如凡尔纳的科幻小说很多都已经成为现实。思维的逻辑性指思考问题遵循逻辑规律，提出问题明确，推理合乎逻辑，论证问题条理分明。思维的集团性指思维具有的集思广益的特性。也就是三个臭皮匠顶个诸葛亮。例如：IBM瑞士研究所是诺贝尔奖获得者密度最高的地方。据说这与该研究所早茶和下午茶时间特别长有关。在这两段时间里，各个专家充分交换他们的设想和意见，所以他们中不少人认为创见发源于喝咖啡休息的时候。思维的品质可以应用于对学生思维的课堂教学的即时评价，这些品质也并不是单一的表现出来。4、研究性学习的常用的思维方式思维的方式有很多，在研究性学习中常用的思维方式有发散思维、求异思维、逆向思维、收敛思维、直觉思维、灵感思维。二、研究性学习的程序研究性学习的程序主要包括研究课题的选定、研究方案的设计、实施方案的准备、研究课题的论证、研究方案的实施、研究结果的处理、研究成果的展示、研究结果的申报、研究结果的鉴定（暨研究性学习的评价）。1、研究课题的选定选定研究课题是做学问的最高级功夫（博士后的涵义）。确定研究课题的套路大致分为这样三步：发现或收集问题、将问题转化为研究课题、筛选研究课题。发现收集问题的有很多途径，如可以留心身边的事物，在学习、生活、生产实践中发现收集问题，可以借助媒体收集问题，可以调查访问收集问题，可以关注社会热点或事物的新进展、对于专业性很强的问题要寻找熟悉的研究对象。中学生从事课题研究受限制的条件相对多一些，筛选课题时应遵循以下几个原则：1、课题的涉及面要尽可能窄；2、投入的时间和精力不宜过多；3、完成的时间周期不宜过长；4、所需材料、用具、仪器技术要容易筹集；5、围绕论点要能收集到足够的证据；6、不宜过多的超出现有的知识结构和能力现状；7、要有良好的社会效益和经济效益。教师在指导学生进行研究性学习选题时应遵守：兴趣性原则巧设情境，激发兴趣；过程性原则关注科学的研究过程与方法；应用性原则理论联系实际；适宜性原则因地制宜（地区、学校）；可行性原则引导学习进行可行性论证。如：今年开学前崇文区推出北京市第一本高中研究性学习教材，列出102个研究选题供学生参考。“如何选择适合自己的胃药”、“北京民居文化研究”、“高中学生英语学习习惯调查”、“教室日光灯安装的最优设计”、“月球基地的建设”2、研究方案的设计研究的过程是一种科学的活动过程，必须在选定课题和确定研究模式后设计研究方案。如实验法模式的研究方案的设计一般包含题目、研究目的、理论依据或涉及的原理、实验材料和用具、实验方法和步骤、方案设计者和方案的行文时间。实验法模式研究方案要遵守科学性原则、可比性原则、可行性原则、再现性原则、针对性原则。如文献法模式的研究方案的设计一般包含题目、研究目的、研究内容、研究重点、研究难点、研究方法、材料来源、完成时间、方法步骤、理论依据或涉及的原理、方案设计者和方案的行文时间。文献法模式的研究方案要遵守科学性原则、可行性原则、针对性原则、时效性原则、权威性原则。3、实施方案的准备有些研究课题由于需要一定的条件，研究方案设计好后必须在实施前做一些相应的准备工作。如实验法模式的研究方案在实施前应准备所需的全部仪器、用具等，熟悉和检验各种仪器、设备、用具、试剂的用途和用法并能熟练使用、进行相关的技术操作训练、补充学习相关的理论和技术知识、查阅相关技术资料等。如文献法模式的研究方案在实施前应尽可能多的掌握搜集资料的方法和途径（如各种文史工具书，分类搜集法，调查搜集口碑资料、以及网络媒体等）、储备分析处理文献资料的相关理论和能力、有相应的逻辑思维能力做基础、有充足的、真实可信的文献资料。一是要尽量搜集新的文献，因为新的文献比旧的文献资料更新，更全面、更可靠。二是要注意搜集第一手资料，因为第一手资料的准确性、可靠性要相对更高些；三是要注意，不但要搜集观点一致的材料，也要学会搜集观点不一致的资料，这样可以学会比较分析。4、研究课题的论证论证的目的是让评审专家明确你申报的课题符合立项的标准（或具备了立项的条件），即具有新颖性（未重复别人做过的课题）、科学性（研究方案的要素完备、符合相关原则、无科学性错误、表述严谨等）、可行性（实施方案的物质条件具备，实施者力所能及）、实用性（形成的成果具有积极的社会意义和经济价值）。论证涉及的方面主要围绕以上几点进行说明，既要充分又要实事求是。5、研究方案的实施例如在实验法模式方案实施时一般按照事先设计的步骤和每一步操作方法严格操作。必要时（操作中出现事先没有预计到的障碍时）及时弄清出现障碍的原因，改进操作步骤和方法。用笔或照相机、摄像机等工具即时、详细、真实的做好以下以下几个方面的记录。1、运用有关原理的出处；2、时间、地点、天气、温度、操作或研究的主要人员或参加人员等；3、操作步骤和方法；4、实验现象、实验数据等实验结果；5、操作中出现的障碍以及排除方法；6、记录者。之所以要及时、详细、真实的作好记录，是因为记录有以下一些非常重要的用途。1、书写报告和论文的重要原始材料；2、当研究失败时可以准确的分析失败原因，进而找出有针对性的补救对策；3、终端成果形成后，申报上级主管部门进行鉴定时，原始记录是申报成果的必不可少的附件，可以增加成果的可信度；4、根据原始记录，有时能够得到意外的收获。而调查法模式实施时可以从不同角度去分，根据调查对象的范围可分为全面调查、典型调查、抽样调查；根据调查目的可分为现状调查、相关性调查、因果关系调查、发展性调查；根据搜集资料的方法不同可分为实地调查、问卷调查、访问调查、电话调查等。6、研究结果的处理对于有些研究项目，结果得出后终端结果就形成了。而有些研究项目结果得出后还需要对结果进行必要的处理才能形成终端结果。如实验法模式结果的处理可能涉及到对得出的结论对结果进行分析、对得出的初步结论进行验证、形成终结性结论、评判研究结果、结论的价值、根据研究结果或结论提出合理化建议等。而文献法研究模式的研究成果的总结一般是论文。论文的构成大体包括论文的标题、引论、论证和结论、注释等。要求标题的设计要准确、简明；引论要简练、主要交代课题研究价值、前人的研究状况以及作者想要解决的问题；论证要做到论据真实可靠、推理过程符合逻辑；注释是注明引用资料或观点的来源出处，一般须注明著者、书名、篇名、出版者、出版年月、页码等。7、研究成果的展示研究成果分为终端成果、阶段性成果两大类。形成的研究成果可以以书面的、活动的、实物等形式展示。如以书面形式进行展示，其展示体裁可以有论文、研究报告、小说、手记、建议、随想、预言、专利、小品、相声等。进行展示的载体有板报、书刊、网络等形式。研究成果如以活动的形式进行，可采用宣讲、表演、辩论、展览等方式。8、研究成果的申报9、研究成果的鉴定（暨研究性学习的评价）教育部出台的研究性学习指南中曾提出：研究性学习的评价可以采取教师评价与学生自评、互评相结合。研究性成果的鉴定是进行研究性学习的评价中的难点。对研究成果的鉴定一般从新颖性、科学性、实用性这几个方面鉴定。研究性学习的评价所关注的不仅是研究成果、学术水平的高低，还有学习内容的丰富性和研究方法的多样性，强调学生要学会收集、分析、归纳、整理资料，学会处理反馈信息。对于研究性学习的评价一般涉及以下几个方面，1、参与研究性学习活动的态度；2、在研究性学习活动中获得的体验情况；3、对新的知识、方法、技能的掌握情况；4、创新精神和实践能力的发展情况；5、形成的研究成果的质量。评价要贯穿于研究性学习的全过程。操作时可以重点从三个环节，即开题评价、中期评价和结题评价着手。开题评价要关注学生发现问题、提出问题、提出解决问题设想的意识和能力，促使学生以积极的态度进入解决问题的过程中。中期评价主要是检查研究计划的实施情况，研究中资料积累情况，以及研究过程中遇到的问题、困难和解决问题、克服困难的情况等。对评价结果要及时反馈，对于在研究中学生自己难以解决的问题，要通过教师指点、学生小组内部讨论、学生小组间交流、寻求校外帮助等方式予以解决。结题评价主要对学生参与研究性学习全过程的情况、体验情况、资料积累情况、结题情况、研究结果及成果展示方式等进行评价。根据多元智能理论在评价中要注意以下几个方面：1个体的智能特征。这个特征指的是学生在专题作业中表现出来的认知智能的强项、弱项及其发展倾向，包括学生对待事物的态度和倾向(如有冒险精神)和学生个人的智能特征(语言智能、逻辑智能、空间智能、人际关系智能等)。2对事物、技能和概念的把握。专题可能很精彩，但可能与学校课程毫不相干，或者相互矛盾。从这一方面的评估，人们可以看出学生判断事物的能力、对概念的掌握及运用的能力。一般来说，学生可以和教师协商，教师可以要求学生根据学校所学知识的理解和掌握，自己创设一个专题。学生也可以挑选他希望包含在一个专题中的事实、技能和概念。3作品的质量。每个专题的成果实际上可由某一类作品来体现，如喜剧、科学实验、历史叙述等。它们有各自的评价标准，滑稽剧不能用演讲的标准来衡量。常用的质量标准包括这几方面：创新与想象力，美学判断力与技巧，为突出独特的概念对专题的发展以及实施中的表现等。当学生持续创作某一类作品时，他会逐渐熟悉其评估标准，并学会在这一领域内进行思考。4交流与专题作业为学生提供与广大观众、同学、其它合作者、教师和其它成年人以及与自己交流的机会。有时候这种交流是公开的，如在戏剧和音乐表演中的交流。即使在科学或历史的专题作业中，学生也需要与他人交流有关发明和发现的技巧。因为这种交流过程与做实验、在图书馆查资料完全不同。5反思。智力增长非常重要也是最容易被忽视的特征，就是回顾已进行的工作、把握既定的目标、评估进展、提出改革方案和应用在教室里从他人身上学到知识和能力。教师可以和学生一起反思、检查作业，根据长期目标、行为方式和它过去作业的相关性，进行构想。同样重要的是，学生能够将这种回顾和检查内部化，从而在没有外界帮助的情况下，对自己的作业进行评估。多元智能理论的研究对评估者提出了要求，他们的工作和职责是尽可能敏锐地、全面地理解和认识学校中学生的能力和兴趣。然而最重要的是教师必须会运用智能展示的手段。多元智能理论的研究对评估环境也提出了要求。评估环境应该结合实践的迫切需要而设置。应该将评估和课程联系在一起，在学生进行有意义的专题和活动时，尽量促使他们展现各自的能力。在我们多元智能理论的教学应用研究中，我们深切地感受到评价在研究性学习中的重要作用，我们在研究中应致力于帮助中小学教师在课堂教学，在研究性学习的指导下建立起多元的、个性化的评价体系。三、研究性学习与高考高考一直是我国基础教育的指挥棒，近年来，高考内容改革向着注重考查学生素质和能力的方向发展，命题思想由知识立意转变为以能力立意，强调利用已学知识去分析和解决问题，高考命题已从考查知识为主转变为考查能力为主，越来越明显地体现出研究性学习的基本特征。我在此对高考试卷中出现的相关情况进行简单的介绍。研究性学习试题最早在2001年上海的高考试题中出现，2002年，体现在全国高考中的研究性学习试题难度明显增加：涉及的学科多了，命题的形式也更活了。例如“为验证镁是植物生存的必须元素，