研究性实验课题的选择,本文主要内容关键词为:研究性论文,课题论文,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。
教育部在《全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿)》综合实践活动课程中,把研究性学习作为必修的活动课程。目的是要转变学生的学习方式,倡导学生进行探究性的学习。在化学学科中,进行研究性实验是培养学生探究能力的重要途径。本文就研究性实验课题的特征、选择的依据及内容,作粗浅探讨。
研究性实验就是运用一定的实验方法,创设不同的实验情景,探索某一化学反应的实质和规律,从而有力地解释客观事实的实验属性。为此,就应对一些化学反应从多方位、多层面进行深入研究,这种研究给学生充分的机会独立思考、发现问题、提出建设性的实验方案,并由自己经过探究归纳、总结得出结论,这有利于培养学生思维的灵活性、创新性。
一、研究性实验的特征
1.实验性和探究性
化学是一门以实验为基础的自然科学,化学科学的形成和发展都离不开实验。学生通过研究性实验,可以探究自己还未认识的世界,帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,掌握实验技能,激发学生学习化学的兴趣,拓宽自己的知识面,培养观察能力、思维能力、实验能力、创新精神和创新能力,培养科学态度,学会科学研究的方法。科学的本质特征是科学探究,进行研究性实验,对学生来说就是进行科学探究,探究的过程是在老师的指导下,学生敏锐地发现问题,主动的提出问题,积极地寻找解决问题的方法,探求结论的自主学习过程。
2.广延性和实用性
研究性实验可以以化学知识为辐射中心,从学生已有的知识为出发点,渗透到各个学科、各个领域,所以它具有很大的广延性。而化学是一门应用性很强的学科,与社会、生活、工业、农业、环境、能源等领域关系密切,可以为人们带来丰富的物质和解决实际中遇到的各种难题,是学生探知未知世界的一门工具性学科。
3.开放性和多元性
研究性实验的选题内容可以是结合课堂上的化学实验进行深层次的研究,也可以是对某个难点、重点问题的专项解决;可以是课堂知识,也可以是相关的生活、生产及环境等方面的问题;可以是综合性的问题,也可以是分科性的课题;可以是有结论的课题,也可以是尚无定论的课题,因而它具有多元性。在研究过程中学习方法、思维方式也是开放性的,研究时要综合运用各门学科知识,思维方式往往是从平面到立体、从简单到多元、从静态到动态、从被动发展到主动探索、从封闭到开放。
4.互动性
进行研究性实验,教师和学生的角色都有新的特点,教育内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式以及师生的互动形式都要发生较大的变化。首先是教师的指导下学生开展研究性实验,在实验过程中,学生与学生之间要进行合作,相互交流、相互帮助,不懂时向教师提出疑问,体现了人员互动性;另外,进行研究性实验对学生和教师所需知识有了更高、更全面的要求,不仅要求学生熟练应用所学知识去解决问题,还要求教师加强理论和实践研究,提高自身素质,以确保自己具备科学的思想方法和指导学生开展研究的能力;而且要求能用到学科知识及相关联的边缘学科知识去解决问题,这又体现了研究性实验的知识互动性。另外在研究过程中,需要通过各种手段,借助于各种仪器、媒体,因而又具有手段的互动性。
二、研究性实验课题选择的依据
1.研究性实验的内容要从学生已有的知识经验出发,以学生原始的知识为生长点。根据学生认知理论的研究表明,学生的学习不是从空白开始的,已有经验会影响现在的学习,教学只有从学生已有知识和生活实际出发,才会激发学生的学习积极性,学习才有可能是主动的,否则就很难达到预期的教学目的。因而选题时一定要从学生的现有知识出发,例如“所有金属元素能发生焰色反应吗?”应安排在学生学完高中化学碱金属元素的性质之后。
2.课题的选择要有整体考虑的意识,整个课题应构成一个能力培养体系。课题的设置应根据学生的心理特点和认识规律,由易到难安排,在探究技能训练和能力培养上逐步扩展和深入。实验中常用的技能如观察、测量、设计对照实验、提出假设、做出预见、鉴别差异、数据处理等等,每种技能不可能在每一个实验中每次都设置到,整个研究性学习过程应形成一定的能力递进梯度。例如在初中可安排一些有关实验基本操作技能方面的课题,像物质的变化、观察、测量、仪器的选择等简单的探究活动,以训练学生进行高层次探究所需要的基本技能;在高中低年级可安排一些与元素化合物性质关系密切的课题,高年级可安排一些基本理论方面的综合探究性课题。
3.课题的选择要注重知识的深层理解。
开展研究性实验就是指导学生进行科学探究,就是让学生通过各种活动,去探索和获取知识,以达到对知识的深层理解。选题可以是对书本化学实验的深层次研究;也可以是对定性实验进行定量研究;如喷泉实验中多大溶解度的气体才能形成喷泉?可以对化学教学中重难点知识的专题研究,如三氧化二铁与硝酸溶液相互反应的产物研究等;可以是联系社会、生活的专题研究;也可以是对前沿知识的拓展性研究,例如学完《胶体》一章后可以让学生了解新型的化学材料,像纳米材料等。
4.研究性实验内容的选择应与知识内容紧密结合。科学探究有利于学生对所学化学基本要领和基本原理的理解。因此,探究内容的选择应与知识内容紧密结合,以利于学生学习方式的转变,使学生对知识的学习,不再像传统的学习方式那样,通过接受教师的灌输而被动地获得,而是通过自主探究主动地获得。
5.研究性课题应具有较强的引导性、开放性。考虑到学生的认知水平和接受能力,课题的提出应重视对学生的引导,力求有利于学生的探究。科学实验虽然具有共同的规律,但是又充满了复杂性和灵活性。因此根据研究内容、性质的不同,将有些环节以问题、提示或探究思路的形式呈现,避免单一化、模式化,避免学生走弯路;但教师既不能让学生照方抓药,也不能完全放手不管,教师应为学生研究创设问题情境,提供背景材料,进行研究性实验,教师关键是引发学生探究的好奇心和求知欲,培养学生一种科学的探究意识和习惯,在研究的程序上要留给学生思维跳跃和扩展的空间,即要具有一定的开放性。
三、实验内容的选择
研究性实验内容主要可分为两类,一类是结合课堂上学习的化学知识,对某个化学反应进行延伸、拓宽和研究;另一类是运用课堂上学到的化学知识,研究相关的生活、生产及环保等方面的问题。扩展延伸化学知识的研究性课题:
①研究化学反应路线。例如由乙醇制取乙二醇;由铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料制取氢氧化铝的最佳实验方案。
②研究化学反应现象和本质。例如将碳酸氢钠与盐酸反应,互滴产物有什么不同。
③研究化学反应最佳条件。例如醋酸钠与碱石灰制甲烷反应的最佳条件。
④研究产物化学成分。如溴化亚铁与氯气的反应生成什么物质。
⑤研究反应产物成分。例如氯气溶于水得到的氯水的成分。
⑥研究化学反应速率。例如四氧化二氮分解生成二氧化氮,在不同的条件下反应速率不同。联系生活、生产、工业、社会、环境、能源等方面的研究性课题选择路则更广,可以根据实际情况,加以选择。