中学化学研究性学习初探，本文主要内容关键词为：研究性学习论文,中学化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
化学研究性学习，从广义来说，它是一种学习方式，是指学生在教师指导下自主发现问题，探究问题而获得结论。它贯穿于化学学习活动的全过程。从狭义来说，是指学生在教师指导下，从自然、社会和自身生活中选择和确定研究专题，主动地应用有关化学知识及相关学科知识解决问题，培养能力的学习活动（我们暂且称之为课题式研究性学习）。开展研究性学习的目的，一是让学生在亲身体验中培养发现问题、提出问题和综合运用知识解决问题的能力；二是让学生在自主探究中体验科学探究的方法，培养创新能力和探索精神。下面，本文拟从广义与狭义的角度，对化学研究性学习作些粗浅的探讨。
一、用活教材，促进学生转变学习方式
根据中学化学教学内容实际，我们可从几个方面入手引导学生进行探究式学习：
1.实验探索型
从实验入手，学生在教师的引导下有目的、有计划、有步骤地做实验，记录、分析实验现象，推论实验结果。例如，在高二化学《原电池》一节，从一节干电池可使灯泡发亮提出问题：请同学们利用已学过的化学反应设计一个电池装置，利用教师提供在实验桌上的仪器、药品进行实验。教师指导学生利用不同的材料：Cu、C、Zn、Fe交叉作电极，利用相同的材料（如铜线）作导线，利用电解质、非电解质溶液作对比实验。然后引导学生通过讨论，对原电池的定义、原理、实质、形成条件、一般规律等形成正确的认识，最后让学生解剖废旧干电池，认识干电池的组成。这样，学生通过实验、讨论等活动，自主获取了知识——干电池的工作原理。
2.情景创设型
在课堂教学中利用生产、生活和社会中的素材创设生动活泼的情景，激发学生探究的兴趣。如《烃和烃的衍生物相互转化》的单元复习课，教师在学生已归纳出基础知识后，通过屏幕显示“人工肺”的模型，在学生误以为是热交换器时，教师及时讲解中间的细管是由聚丙烯制成，细管上有许多微小的孔，可实现O[，2]和CO[，2]的交换，从而代替肺的功能，此时，学生的学习兴趣大增，教师再通过屏幕显示多种高分子的链接模型，使学生对合成高分子材料有了感性认识，最后教师引出维纶的成分是聚乙烯醇缩甲醛，也可用乙烯为起始原料来合成。学生通过分析醇、醛、酸的相互转化，生成物的提取、加工的方法，分析生成烯、酯的反应和酯的醇解反应，找出和策划能够合成维纶的方法。学生在学习学科知识的同时，明确了科学、技术、社会相互之间的关系，学得生动活泼，学以致用，从而从情感上容易更快、更好地进入学习的情景中。
3.问题情景型
问题教学，常有以下两种方式，一是教师精心设计问题，用问题来引导学生思维，组织学生探究。这种方式可概括为：
二是由教师精心创设问题情景，让学生从对问题情景的感知中发现问题、提出问题，然后通过解决问题而获取知识和能力，这种方式可概括为：
如学习《钠的性质》一节时，学生都明白钠保存在煤油中，但是通过以下问题的设置，让中学生探究学习，会兴趣大增。
（1）钠为什么要保存在煤油中？
（2）钠为什么能保存在煤油中？
（3）钠能保存在水中吗？
（4）如何寻找替代品，选择替代品的原则是什么？
（5）提供如下一些素材：
煤油：沸点180℃—310℃，组成C[，11]—C[，16]，密度0.8g·cm[-3]。
汽油：沸点220℃以下，组成C[，5]—C[，11]，密度0.7g·cm[-3]—0.8g·cm[-3]。
CCl[，4]：沸点76.5℃，密度1.594g·cm[-3]。
（6）实际选择煤油，考虑了哪些因素？
4.研究过程展示型
如高中化学“元素周期表”的学习，教师可提供第一张元素周期表的编制者门捷列夫当时的研究背景，让学生排布1—18号元素可能的位置。学生们经过讨论与分析，排出了以下几种可能的情况。
然后引导学生分析上述三种排列的优点与不足，从而进一步让学生体验门捷列夫的研究方法、过程，享受成功的喜悦。
二、开展课题研究培养学生科学探究能力
学生开展小课题研究的基本过程可概括为：明确问题、选定课题→制订研究计划→开题论证→课题实施→课题结题→成果鉴定与交流。
根据中学化学教学内容的实际，化学研究课题可分为实验探索类、调查研究类和科技创新类。指导学生开展课题研究，可从如下几方面入手：
1.指导学生选定研究课题
（1）从教材中选择课题
新版化学教材都安排了研究性学习专题，教师可指导学生根据自己的兴趣、爱好，选定课题进行研究。
（2）从化学实验的“意外”现象中找课题
如在铜和浓硫酸反应的演示实验中，常出现“反应后的试管内有大量‘白色沉淀’，静置后溶液呈淡蓝色”的“异常”情况。可提出课题“铜和浓硫酸反应后的溶液中为什么有大量白色物质析出”。
（3）从日常生活中的所见所闻中选题
某学生的亲戚从上海买回几包叫“一拉热”的食品，上层是冷糕点，底层有一根线，当一拉线头时，在1秒内糕点就热气腾腾。该同学对这一包装产生了兴趣，于是拆开底层观察，发现底层是一包白色固体和一小包水。他提出两种假设：一是设想白色固体为氢氧化钠，另一设想白色固体为氧化钙。然后根据已学知识设计实验，确认白色固体为氧化钙。
这一课题成果还启发班上其他同学产生联想，提出如下新的课题：“怎样使喜马拉雅山登山运动员穿上发热衣？”
（4）联系实际，将实用性知识现实化
如在学习《钠的化合物》一节时，教材上介绍NaHCO[，3]粉末可用作发酵粉，治疗胃酸过多。这是一个很好的课题素材，教师可引导学生进行如下探究：
①胃酸过多的病人有哪些症状？
②胃酸的主要成分是什么？
③如何治疗胃酸过多？选择用药的依据和原则是什么？
④用NaHCO[，3]治疗胃酸过多的原理是什么？
⑤治疗胃溃疡病人，能否使用NaHCO[，3]？
⑥治胃病新药“斯达舒胶囊”，通过调查，了解其成分、用途。
上述课题确定后，学生们兴趣高涨，他们自觉分组利用周六、周日走访医生、病人，了解治疗者的疗效，学生通过自己的实践活动写出了详细的调查研究报告。
（5）由教材延伸而引出课题
教师可以教材内容为固着点，不失时机地选择安全性好、可操作性强，现象明显的实验，鼓励学生选定课题进行研究。如在学习非极性分子和极性分子时，可提出“如何确定水分子的极性”的课题。
（6）调查研究类课题
如《食盐的化学》一节，以氯碱工业这一课题为背景，组织学生参观化工厂、听取介绍、网上查询资料，从开放的环境中去发现问题。对于调查研究性课题，应选择与社会科技直接相关的有现实意义的问题，促进学生学以致用，关注社会、人文。如市售补钙保健品种类、钙的存在形式和钙元素含量的调查，调查太阳能热水器的种类和原理，比较太阳能热水器和电热水器、燃气热水器的优缺点，分析太阳能节约电能或热能的量、臭氧空洞与紫外线辐射、土地过量使用化肥、沿海地区加碘盐的食用状况调查等。
（7）科技创新型课题
这类研究性课题主要是让学生从发现问题中提出课题，然后加以研究，解决问题、提出新的见解和设想。如“海水中船体防腐装置的设计”、“人类与宝石”、“清洁剂的原理及其改进”、“生活污渍的清洗试验”等。
2.指导学生制订研究方案
例如：“对市氮肥厂排污现状的调查”课题研究计划的主要内容为：
（1）研究目的：通过调查，了解我市氮肥厂主要污染物的现状及对当地环境的影响，为氮肥厂的环保决策提供参考依据；培养学生的社会调查能力；提高学生的环保意识。
（2）研究内容：市氮肥厂三废（废渣、废气、废液）主要成分含量的测定；三废对当地环境的主要影响。
（3）研究方式：三废的主要成分含量采取取样测定实验研究法；三废对当地环境的主要影响采取调查研究法。
（4）研究步骤和时间安排。
第四周双休日：调查市氮肥厂三废排放对当地环境的主要影响。
第五周双休日：市氮肥厂三废的主要成分及含量的测定。
第六、七周：写出调查研究报告、申请结题。
（5）研究成果形式：市氮肥厂主要污染物的现状及对当地环境影响调查报告。
（6）课题组成员分工：将课题组分成3个作业小组。
3.指导学生开题论证
一般地，应从以下几方面进行论证：
（1）研究目标是否明确，研究的理论价值与实践价值如何。
如“对市氮肥厂排污现状的调查”课题，可让学生在亲身实践中体验环保的重要性，进而提高环保意识，通过调查访谈和在教师的指导下对“三废”进行测定，可提高学生的综合实践能力。因此，本课题具有重要的理论价值与实践意义。
（2）研究内容是否具体，是否具有可操作性，操作过程是否安全等。如，“对市氮肥厂排污现状的调查”，一是对“三废”的主要成分含量进行测定，二是对当地居民和氮肥厂主要负责人进行采访。研究内容具体，便于课题组成员明确分工。在氮肥厂工程师的指导下，对“三废”取样和测定，是安全可行的。
（3）研究方法是否科学、可行，研究步骤、时间安排是否合理。如“对市氮肥厂排污现状的调查”，“三废”主要成分含量的测定在工程师的指导下采取实验测定法，“三废”对当地环境的主要影响采取调查法，分别利用双休日时间完成，方法可行，时间安排也较为合理。
（4）研究条件是否具备，研究人员的素质如何，能否胜任本课题的研究工作，等等。如“门捷列夫元素周期表发现过程的模拟研究”，采用文献资料研究法，是可行的；如采取实验研究法，则不具备这样的研究条件；又如“南极臭氧洞对人类健康影响的调查研究”。对中学生来说，是不具备完成这样高难度课题条件的，不具备研究所需的仪器设备，中学生没有那么多的时间，文化科技知识的储备也还相当欠缺。
4.研究过程的指导
针对学生运用实验法可能遇到的问题，教师应从如下几方面指导。
（1）指导学生做好实验方案设计
由于学生（特别是初中学生）各方面的知识、阅历、经验都不够全面，他们运用实验法进行研究时，碰到的第一个困难就是方案设计。在实验开始前，首先要引导学生就提出的问题或假设设计实验方案，即要求学生在实验前，就实验的方法、步骤、操作程序、相关的仪器等尽可能作出较为详细的设想和说明。
例如：铜与浓硫酸反应后，为什么会有“白色沉淀”。对于这个课题，可引导学生经过小组讨论后提出如下两种假设。
假设一：铜片含有大量杂质。
假设二：生成物的浓度过大，从溶液中结晶析出。
根据假设，引导学生设计实验方案加以验证。
依据假设一，设计称取一定质量的铜与足量浓H[，2]SO[，4]共热，充分反应后过滤，滤液中加入足量NaOH溶液后，再过滤，烘干氢氢化铜沉淀并灼烧至恒重，称量，数据处理。经分析，得出结论：铜片纯度高，假设不成立。
依据假设二，取反应后试管内析出的白色固体，加水稀释，发现白色固体溶解，溶液呈蓝色，得出结论：假设成立。
（2）引导学生养成科学探究的严谨态度
学生在运用实验法进行研究的过程中，他们的注意力往往容易集中到可以肯定实验假设的现象与数据上，容易忽视与实验假设不一致的一些证据，出现这种倾向时，教师要及时加以引导，另外，有些学生为了追求实验成果，甚至可能会出现编造数据等弄虚作假的情况，教师要因势利导，促使学生养成实事求是的科学态度。
例如，在学习酸、碱、盐一节时，我们搞了一个“酸雨的形成与防治”的课题，根据研究方案，首先要对当地降雨的pH值进行测定，结果全班8个小组，测定的结果是清一色的答案——呈酸性，有的组甚至测得的结果竟是3.5。指导老师经过调查发现，各课题小组为了使实验数据有说服力，均调整了实验数据。教师对他们的急功近利思想给予了严肃的批评，给他们讲述了居里夫人等化学家科学探究的故事，然后启发他们修订实验方案，上网查找有关酸雨的知识和数据。
（3）指导学生收集、分析与处理实验数据
教师可指导学生设计实验记录卡，按实验时间的先后及时记录现象和数据，在做实验时有什么想法也随时记录下来。在实验数据的处理上，可向学生介绍统计表、统计图的制作方法等。
例如：“酸雨的形成与防治”课题组的同学从网上查找了2002年10月20日—10月26日这一周的空气质量状况，列出了每天二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物的数据。我指导他们以日期为横坐标，以二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物的数据为纵坐标绘制坐标图，结果他们用电脑绘制的曲线图非常鲜明、直观，一眼就能看出哪天空气质量最好，哪天最差，为课题的研究提供了直观的佐证材料。
5.课题结题的指导
在结题阶段，教师主要是根据实际，对其成果的表达形式予以指导，如论文写作指导、实验报告写作指导、调查报告写作指导等。
如在学习CO[，2]的性质一节时，有几位同学开展了“二氢化碳对植物光合作用影响”的课题研究，在导师的指导下，课题组成员在两个密封透明小棚里利用两盆天竺葵做对比实验。经过1个月的实验，他们发现注入适量浓度GO[，2]的那盆天竺葵比另一盆开花早1个多星期，并且花的叶子也更加茂盛。于是他们得出结论：适量二氧化碳对植物光合作用有促进作用，能够加快植物的生长。
就这个课题组来说，课题提出的问题得到了较好的解决，并且取得了一定的有说服力的数据，具备了结题的基本条件，其成果形式应是实验报告，教师可指导课题组从以下几方面完成实验报告。
标题：二氧化碳对植物光合作用影响的实验研究。
问题提出：在学习CO[，2]性质时，教材里介绍说“植物进行光合作用需要二氧化碳。在温室里施用二氧化碳作肥料，可以提高农作物的产量”。于是，我们提出了“二氧化碳对植物光合作用影响”的课题。
实验方法：取两盆同等大小的天竺葵（编号为Ⅰ号、Ⅱ号），置于两个同等大小的密封透明的薄膜棚内，定期向Ⅰ号盆内注入适量的二氧化碳，并使两盆天竺葵享有同等的足量的阳光照射和同等的水分、复合肥养料。定期通风、透气，连续试验一个月。
实验结果：Ⅰ号盆天竺葵比Ⅱ号盆早9天开花，且花和叶子比Ⅱ号盆的要茂盛。由此可以得出结论：适量二氧化碳对植物光合作用有促进作用，能够加快植物的生长。
6.成果鉴定及成果交流的指导
学生课题研究产生成果之后，教师应邀请2—3位专家（本校化学教师）对课题成果进行鉴定，鉴定既要坚持科学性原则，又要坚持鼓励性原则，在充分肯定课题成果价值的基础上指出其不足和今后研究的方向。在鉴定之前，教师要指导课题组做好成果鉴定前的准备工作，如资料收集是否完整、数据处理是否合理、研究报告是否完成、答辩的准备是否充分等等，学生课题成果交流的方式主要有：成果答辩、成果报告会、成果展览等。教师对学生课题成果的交流要适时给予指导，要注意培养学生科学探究的态度、与人协作的方法和人文精神。
引导学生开展研究性学习，培养学生科学探究能力是新时期化学教师的重要教研课题，以上仅是本人的一孔之见，不当之处，还望各位同仁赐教。
标签：研究性学习论文;