高中化学研究性学习的实践
衢州化学网:竹叶青
摘要:筛选高中化学基础型课程中开展研究性学习的内容,探索其操作模式,以促进学生学习方式的改革.
关键词:研究性学习,化学教学,创新精神
采用怎样的教学模式和学习方式,取决于不同的教学任务和学习任务.人类的知识按加涅的学习结果分类,有言语信息及智慧技能(主要通过书本知识又称显性知识习得),认知策略,态度,动作技能(这三者主要通过实践活动又称默会知识悟得).教师的教学和学生的学习应围绕着这五个部分,根据不同的内容,采取不同的方式进行.
传统的接受式学习在显性知识的学习中有较高的效率,但在默会知识的学习中效率较低.而默会知识的学习正是中国教育最薄弱的环节.现阶段如何在显性知识学习的基础上提倡新的教学方法,改革旧的学习方式以平衡两类知识的学习,完善学生的知识结构,已成为当务之急.所以在课堂教学中引入以实践探索为主的研究性学习方式,具有积极的意义,也是教育改革成败的关键.
上海市教委主任张伟江在《落实全国基础教育工作会议精神,推动上海基础教育迈上新台阶》一文中则提到:研究性学习是以"永不满足,不断追求卓越的态度和提出问题,解决问题的能力"为基本目标,以从学生的学习生活和社会生活中提出的问题和项目为基本的学习载体,以在提出问题,解决问题全过程中获得的各种体验和经验为基本内容,以教师指导,按小组或个人自主开展学习为基本形式的学习.
研究性学习方式因重视知识的获取过程,重视知识的综合应用,重视学生的情感体验,重视全员参与,重视科学方法的培养,重视合作精神的培养等特征,与实施创新精神和实践能力为重点的素质教育相适应,因而受到社会各界极大的关注.
在高中化学基础型课程教学中开展研究性学习首先必须处理好下面几个问题:第一要平衡五类知识的学习.第二要处理好化学主干知识与学生兴趣的关系.第三要处理好独立思考和合作学习的关系.其次要注意研究性学习的层次差异,主要表现为各个环节师生作用的发挥.在低年级或在研究性学习开始之初,教师可以进行适当的指导,学生独立研究的比例少些;在高年级或在研究性学习开展一段时间后,可以适当减少教师的指导,增加学生独立研究的比例,这样更有利于研究性学习活动的开展.
基于上述对研究性学习的理解,根据教材各章节的内容及教学目标,首先对高中化学教学内容进行整合,筛选出高中化学基础型课程中开展研究性学习的典型课题,选择适当的研究性学习的操作模式,对研究性学习活动进行了整体设计.
(1)高中化学研究性学习的内容
研究性学习开始之初主要以小实验,小文献,小调查为突破口,在课堂内进行小组合作学习,根据学生的探究基础,可以选取探究过程的某一环节进行重点突破.重在培养学生的问题意识,了解解决问题的一般步骤,学习科学研究的方
法,初步学会收集和分析资料,养成多角度研究和探索问题的习惯,激发学习兴趣,提高学生的创新意识和实践能力.在课内进行研究性学习时,问题的切入口一定要小,质疑与讨论一定要充分深入.这类课题中实验验证模式有:高一第一章小结---漫谈二氧化碳,氯气与金属反应的实验改进,氯水中漂白成分的探索,氯气与氯化氢溶解性的比较,碳酸钠与碳酸氢钠的比较,二氧化硫和酸雨(调查研究和实验验证),影响化学反应速率的条件,生活中的铝,铁及铁的化合物的相互转化,金属的化学性质(复习课)等.文献调查模式有:燃料的充分利用,元素周期律及其发现史等.调查研究模式有:生活与能源,上海的硫酸工业等.
随着研究性学习的深入开展,实验探索与单元认知结构建构方法探索相结合的方式应不断引入,实践性,综合性,开放性要求更高.如碱金属单元,可以划出一定的课时,让学生运用解决问题的一般步骤和科学的实验方法,进行这一单元相应实验的探索,然后利用一定课时,让学生讨论,归纳,形成单元知识的认知网络,培养学生综合应用知识的能力,提高学生的认知策略,培养学生的创新精神和实践能力.
在高中化学学习中,教师除了选择有关课题在课内有计划地开展研究性学习活动外,应积极帮助学生捕捉思维的灵感,鼓励他们大胆提出问题,并抓住学习过程中学生自己的问题,安排一定的课内外时间及时展开研究,充分体现开放性,主体性特点.
(2)高中化学研究性学习的模式
研究性学习的模式主要包括以下几个步骤:
课题------设计-------方案的评价------- 实施------结果的评价
背景准备步骤讨论交流执行记录
综合各种学习理论及它们的学习模式,根据研究性学习及化学学科的特点,结合各种课堂教学实践,我认为以下几种模式更有利于在化学教学中开展研究性学习活动.
实验验证模式
实验验证模式主要利用各种信息和原有的认知网络对问题进行假设,通过科学实验(或逻辑推理)来获得实验现象及数据,并进行验证(或论证),得出相应结论,从而构建新的认知网络.它更适合理科特别是化学学科的课堂研究性学习.操作步骤为:
否
教师行为
学生个体或小组活动
学生集体讨论活动
化学教学中研究性学习的操作模式
实验验证第二种模式与第一种模式的区别在于问题的来源,第一种模式的问题来源于学生对教师创设的问题情境的观察与思考,第二种模式的问题则来源于学生对社会,对自己的生活和学习等实践活动的观察与思考.有的问题比较明确,有的问题比较模糊,通过集体讨论共同提出问题.
其中表征问题即审题,首先应明确问题的条件,识别问题的类型,区分出问题中有关与无关信息.在各自对问题表征的基础上,每个人进行相关的资料收
集及原有认知结构的提取,在终点目标的指引下,综合问题的已知条件,选择合理
的步骤,方法和策略,对问题的解决方案进行假设,提交集体讨论.在对方案的评
价与讨论中,对问题的思考与分析就会更加深入,思维的火花也会不断的闪现,创
造的激情也会不断喷发.经过实验验证或逻辑推理,大家认同则得出相应的结论,
并把整个学习过程中的新旧知识,各种技能及情感体验进行整合,形成新的知识
结构,逐步形成相应的研究态度,养成良好的研究方法和研究习惯,为下一次的研
究性学习打好基础.经过验证被大家否决的方案则继续收集资料,通过思考与分
析提出新方案.然后重复上述几个步骤,直至得出结论.
伴随着整个学习过程的开展,学生的合作意识,合作能力会不断得到提高.教师在研究性学习中只是一个咨询者,一个合作伙伴,不能过多地介入学生的研
究活动,更不能代替他们做研究,因为学生才是研究活动真正的主人. [NextPage] 在化学基础型课程中开展研究性学习,以上各个步骤不一定全部具备,在
自主探究的前提下,根据学生探究的基础及本次研究的目标,内容,课时安排,作
适当的选择和调整,可以简化有些环节,确保主要目标的顺利完成.在研究性活动
开展初期,教师还应该有计划,有目的地安排某些步骤的专题研究活动,让学生及
时掌握各步骤的研究方法,为今后全过程研究打好基础.
案例:氯化氢和氯气的溶解性比较
研究物质有许多方法,模型方法,还有实验法,调查研究法,文献研究法等.在化学学习中一般利用实验研究的方法进行.实验研究的步骤一般为:体验或观
察情境---提出问题---收集信息---设计方案并进行讨论---实验验证---得出结论.在课堂中进行研究,我们一般把重点放在方案设计与讨论这一环节.今天我们
将利用实验研究的方法来探究并比较氯化氢和氯气的溶解性.(点明研究目标) 实验演示:分别将集满氯气和氯化氢气体的试管倒置于水中,观察现象.
共同讨论分析实验原理:氯化氢和氯气的溶解性差异---引起试管内外
气压差的差异---导致压入水的速度和水量的差异---根据水的速度和水量
大小,定性描述或比较两者的溶解性的差异.(设置情境,引起认知冲突) 桌上提供了少量仪器(也可以采用其他的仪器或材料),大家以小组形式,
相互合作,根据溶解性实验的原理和对比实验的要求,尽可能多的设计方案,并讨
论如何控制好实验的关键点.
请小组长组织好探究活动并作好分工.我们比一比,赛一赛,看哪个组设
计的方案更多,哪个组的方案更有创意,哪个组的表达能力更强.(提出并表
征问题)
小组合作设计方案,并递交集体交流,其他同学进行质疑,讨论与评价.
学生的方案有:(分别在容器中收集氯气和氯化氢进行对比实验)
(1)简易的喷泉实验
(2)定量实验(控制水量和实验时间,滴管内预先吸满等量的水)
(3)直接对比(滴管内预先吸满等量的水)
(4)仪器变形实验(滴管内预先吸满等量的水)
选择1—2个简易的方案进行实验验证.
讨论归纳:
1,上述实验方案的设计与创新的思路:如何使实验现象更明显(如简易的
喷泉实验等).如何把定性实验改为定量实验(如针筒实验等).如果不采用水的流
速和量来观察,能否采用其他的方式(如仪器的变形等)来观察现象.
2,上述对比实验的关键.
