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高中化学教学中研究性学习的设计与实施
【关键词】 ;
【正文】 课堂内的研究性学习的一般程序是:教师根据教学内容及学生的认知结构、直接经验、生活实际等完成对教材的二次开发,丰富课程资源,设计每一单元的研究主题,创设适宜于学生研究的教学情境,为学生提供一个研究性的学习氛围,将研究性学习渗透到发现问题并提出问题、提出假设、自主探究、合作交流、动手实验、数据分析、结论表达和学习评价等各个环节中。当然,不同的教学内容,研究性学习的侧重点也有所不同,教师应根据教材各章节的内容及教学目标,选择适当的研究性学习的操作模式,对研究性学习进行整体设计。
一、不同课型研究性学习模式的设计
1.化学概念、理论的研究性学习
设计的思路是将理论知识的研究过程化;变记忆性知识为研究性内容;让学生运用解决问题的一般步骤和科学的实验方法,进行探索,讨论、归纳、形成单元知识的认知网络。
案例1、“元素周期律、元素周期表”研究性学习设计
“元素周期律和元素周期表”是化学第一册第五章第二、三节的内容,是中学化学教学中非常重要的基础理论。在学生学习了多种重要的元素知识,并初步掌握了原子结构知识的基础上,引导学生探索元素性质和原子结构之间的关系从而揭示元素周期律的实质,既具备了充分的可能性,又是十分必要的。
元素周期表是元素周期律的具体表现,两者是统一的。门捷列夫发现的元素周期律和周期表不仅是化学研究从经验的、无序的状态发展为有序的、推理的里程碑,这一伟大发现更体现了科学的思维方法——归纳法和演绎法。以往的教学中,我们往往把元素周期律和元素周期表分开来讲,将门捷列夫的人物介绍作为化学史的组成部分以期待对学生进行情感态度价值观的教育。但教学现实是这两部分内容是无法真正分开的,而且教师在讲授时过分强调知识细节,忽略了知识形成的过程,忽略了知识的意义和价值。这些弊病导致了学生在学习的过程中无法真实体验科学发现的过程,无法真切体会科学的思维方法对科学发现的巨大意义,当然更无法积极主动地构建元素周期律和元素周期表的真正含义。因此,进行教学设计时将这两节内容进行整合,作为一个单元进行研究性学习活动的设计。首先教师提供写有多种元素性质和原子结构信息的卡片,然后提出研究的问题:“自然界中的元素之间存在着怎样的变化规律?”让学生找规律、排顺序。这样的问题情境真实地还原了元素周期律的发现过程,让学生穿越历史的时空,用门捷列夫的视角重新经历元素周期律的发现过程,在活动中、实物体验中学习归类的思想,在归类的过程中体会元素之间存在的内在联系,实现元素周期律和元素周期表的统一。学生对信息的认识是多样的、研究的视角是多样的、可能的答案也是多样的。而正是在丰富的、复杂的真实情境中学生体悟知识、生成知识,在亲历过程中倾注了自己的热情、困惑、烦恼、欣喜等个人情感,形成对知识的个人化理解和正确的情感态度价值观。对元素找规律、排顺序的探索过程体现了科学的思维过程,有助于对学生进行科学方法培养;此内容渗透的人文精神有助于激励学生的学习和科学态度的培养。元素周期律鲜明地体现着事物变化由量变引起质变和对立统一的规律,蕴涵着辩证唯物主义思想,有助于培养学生通过实验事实进行分析、归纳的能力。
2.有关元素化合物的研究性学习
元素化合物知识是中学化学的主干内容。设计思路是结合物质性质在实际生活和生产中的应用以及元素的发现史去创设问题情境,激发学生的兴趣和求知欲,引导学生在情境中发现问题,提出自己的见解,并设计实验方案解决问题;发挥实验的多方面功能,在研究中掌握认识物质的基本方法。
案例2、“硫酸”研究性学习设计
硫酸是高一化学课本第六章《氧族元素 环境保护》第三节的内容。作为一种重要的化工原料和产品,硫酸在国民经济中占有重要地位,掌握硫酸的性质,可以更好地认识它在工业农业生产和国防上的重要用途。硫酸作为硫的最高价含氧酸,既具有酸的通性,又具有一定的特性,在整个化学学科的学习中都非常重要。在初中化学的学习中,学生已经学习了稀硫酸的酸性,对浓硫酸只进行了简单的了解,知道浓硫酸能吸水干燥气体和能使有机物脱水炭化等事实,因此,本节课把侧重点放在浓硫酸特性的研究性学习上,重点通过实验探究浓硫酸的强氧化性。本节教材的两个实验,蔗糖的炭化实验和铜与浓硫酸的反应,都具有极高的趣味性和直观性,同时还具有探究性,因此,充分利用好教材资源,挖掘教材中的探究内容,引导学生主动参与,认真观察,积极思考,在探究中体验学习的乐趣,在探究中掌握浓硫酸的特性,成为这节课设计的主线。本节课教师的作用就是通过实验引导学生发现问题,提出问题,跟学生一起分析现象,展开讨论,并给学生足够时间和空间去体验、去探究、去思考,在感官认识的基础上加以推理、总结,尝试自己得出结论。在教学中,抓住浓硫酸的氧化性,重点探究金属铜与浓硫酸的反应。学生通过动手实验,观察实验现象,分析反应原理。而对于浓硫酸的脱水性及非金属碳与浓硫酸的反应,则巧妙地把他们揉合到蔗糖与浓硫酸的反应中。在课堂上辨证地处理了学生自主和教师指导之间的关系,自始至终尊重学生在探究中的感受、体验和理解,注重探究过程中学生之间的合作和交流,有利于学生的观察能力、探索能力和语言表述能力的培养,有利于锻炼和培养学生的分析、归纳、推理能力。学生切实感受到了学习的快乐,真正成为课堂上的自主探究者,并且提供了学生充分展示才能的机会。
3.有机物的研究性学习
有机化学的学习主要集中在高二第二学期。经过一年半的学习,学生已基本掌握了研究性学习的基本方法,因此,对有机物的研究性学习可以说已水到渠成。根据有机化学的学习内容,主要按两条线进行研究性学习活动的设计。对于典型的烃及烃的衍生物的学习,主要围绕组成结构的确定、性质的理论推测及实验探究来设计。学生已能主动地投入到探究过程中,亲历知识的构建过程,对知识作出个人化的理解和创见,并能对教材知识批叛性地反思、创造性地理解;而对于糖类、油脂、蛋白质、合成材料等与生活密切相关、在实际中应用极为广泛的物质的学习,则倡导学生在生活中研究,通过联系实际、观察生活、查阅资料、实验探究、阅读讨论等,激发学生学习化学的兴趣和积极性,激发学习化学的责任感和使命感,培养学以致用的思想,提高学生的自主学习能力和合作学习能力。
案例3、“蛋白质”研究性学习设计
“蛋白质”是高二化学第七章第四节的内容,作为人类重要的营养物质,它是生命活动的基本物质,在实际中应用相当广泛,是学生很熟悉的有机物,而且在生物学科中也已经学习了其基本结构和性质,因此,这一节的设计思路是淡化学科本位思想,强化在生活中学习化学,再用所学化学知识指导生活,引导学生观察自然,观察生活,在生活中发现问题并解决问题,体现化学的价值。具体确定了这节课的三条研究性学习主线,一是了解生活中的蛋白质,强调化学与生活的联系,布置学生利用课余时间了解生活中的蛋白质,以小组的形式在课前完成蛋白质的研究性学习,各组选代表在全班交流,交流的主题主要有:1.蛋白质的存在及生理功能;2.蛋白质与人体健康;3.餐桌上的蛋白质;4.实际生活中对蛋白质的利用。二是通过生活、生产中蛋白质的应用发现问题并提出假设,然后设计实验去研究蛋白质的性质;三是通过复习生物学科有关蛋白质的形成、在人体内的变化等知识,来了解氨基酸的结构特点及性质,强调化学与生物学科的联系。整个学习过程的设计突出了学生的主体性,将学生生活及其个人知识、直接经验都作为课程内容的一部分,学生利用已有的知识与经验,主动探索知识的发生与发展,使得课堂充满了激情与活力。
4.实验课的研究性学习
化学是一门以实验为主的学科。高中化学教材每章最少安排一个学生实验。尽管学生对化学实验充满兴趣,但由于教师对学生实验的不够重视,且学生实验一般都是新课学习完毕的验证式,形式上基本都是“照方抓药”,使得学生的积极性大为降低,实验能力的培养和提高也很难保证。因此将研究性学习活动渗透到实验课中是必要的,也是可行的。实验课的研究性学习活动的设计思路是改革传统的照方抓药式的学生实验模式,变验证性内容为探索性内容;结合教学内容设计实验方案;增加一些有趣的、生活化的小实验;对实验条件、实验过程中异常现象的研究等等。
案例4、高二化学学生实验三电解质溶液研究性学习方案
(1)设计实验判断某一元酸是强酸还是弱酸?(尽量用多种方法)
(2)如何判断盐溶液的酸碱性?
(3)如何证明盐类水解是吸热过程?
(4)用你收集到的花、叶、蔬菜、水果等自制3-5种酸碱指示剂并测定其变色范围。
(5)用你自制的指示剂测定生活中食品、用品的酸碱性,并用pH试纸测定其pH值。
二、研究性学习作业的设计
课外作业也是教学设计的重要环节,因此,研究性学习不仅落实于化学课堂教学中,还应将其由课内延伸到课外,由课堂走向生活。研究性学习强调主动探究的过程、亲身经历的体验,以及情境性问题的解决;强调密切联系学生的自身生活和社会生活,取得探究的直接经验,培养创新精神和解决问题的能力,树立学以致用的思想。从高一起始年级开始,我就要求学生关注身边的化学问题,做生活的有心人,从生活中学习化学,并用所学化学知识指导我们的生活,提高生活质量。结合高中教材中的调查报告,家庭小实验等开放式作业,选取身边学生所熟悉和关心的化学问题如生活中有关的化学问题,社会热点问题(环境保护、能源及资源的利用等)作为课外研究性课题,指导学生通过查阅资料,进行课外实验等多种方式进行研究性学习,最后以小论文、课题报告、实验研究方案等方式汇报与交流。交流的方式则多种多样,如演讲会、辩论会、宣传板报、成果展板等等。学生从开始的被动接受到积极主动参与,从淡然应付到充满激情,逐步形成了对知识进行主动探求,并重视实际问题解决的主动积极的学习方式,培养了其学习能力和正确的情感态度价值观。
三、化学课程教学中实施研究性学习需要进一步研究的问题
实验两年来也发现不少问题,需要我们进一步深入研究。
课堂中进行研究性学习,需要给学生充足的时间进行讨论、实验,而由于教学课时和实验条件的限制,学生的讨论和探究受到一定的限制。如何在有限的时间内达到多个目标,研究性学习的开放度如何把握,是下一阶段研究的重点。
在研究性学习中部分学生主体参与性不强。由于长期受应试教育的影响,学生的自主性、创造性和探究性都受到压制,学生的心里已经滋长了很强的惰性,因此,转变学生的学习观念,针对不同的学生设计不同的教学策略,让每一位学生都能得到最大的发展,也是课题研究的一个方面。
化学课堂教学中进行研究性学习的评价问题。研究性学习更重视过程,更重视应用,更重视体验,更重视全员参与。因此要改变现行的单一的通过测试成绩对学生进行评价的模式,尽快建立多元化的评价体系。
一、不同课型研究性学习模式的设计
1.化学概念、理论的研究性学习
设计的思路是将理论知识的研究过程化;变记忆性知识为研究性内容;让学生运用解决问题的一般步骤和科学的实验方法,进行探索,讨论、归纳、形成单元知识的认知网络。
案例1、“元素周期律、元素周期表”研究性学习设计
“元素周期律和元素周期表”是化学第一册第五章第二、三节的内容,是中学化学教学中非常重要的基础理论。在学生学习了多种重要的元素知识,并初步掌握了原子结构知识的基础上,引导学生探索元素性质和原子结构之间的关系从而揭示元素周期律的实质,既具备了充分的可能性,又是十分必要的。
元素周期表是元素周期律的具体表现,两者是统一的。门捷列夫发现的元素周期律和周期表不仅是化学研究从经验的、无序的状态发展为有序的、推理的里程碑,这一伟大发现更体现了科学的思维方法——归纳法和演绎法。以往的教学中,我们往往把元素周期律和元素周期表分开来讲,将门捷列夫的人物介绍作为化学史的组成部分以期待对学生进行情感态度价值观的教育。但教学现实是这两部分内容是无法真正分开的,而且教师在讲授时过分强调知识细节,忽略了知识形成的过程,忽略了知识的意义和价值。这些弊病导致了学生在学习的过程中无法真实体验科学发现的过程,无法真切体会科学的思维方法对科学发现的巨大意义,当然更无法积极主动地构建元素周期律和元素周期表的真正含义。因此,进行教学设计时将这两节内容进行整合,作为一个单元进行研究性学习活动的设计。首先教师提供写有多种元素性质和原子结构信息的卡片,然后提出研究的问题:“自然界中的元素之间存在着怎样的变化规律?”让学生找规律、排顺序。这样的问题情境真实地还原了元素周期律的发现过程,让学生穿越历史的时空,用门捷列夫的视角重新经历元素周期律的发现过程,在活动中、实物体验中学习归类的思想,在归类的过程中体会元素之间存在的内在联系,实现元素周期律和元素周期表的统一。学生对信息的认识是多样的、研究的视角是多样的、可能的答案也是多样的。而正是在丰富的、复杂的真实情境中学生体悟知识、生成知识,在亲历过程中倾注了自己的热情、困惑、烦恼、欣喜等个人情感,形成对知识的个人化理解和正确的情感态度价值观。对元素找规律、排顺序的探索过程体现了科学的思维过程,有助于对学生进行科学方法培养;此内容渗透的人文精神有助于激励学生的学习和科学态度的培养。元素周期律鲜明地体现着事物变化由量变引起质变和对立统一的规律,蕴涵着辩证唯物主义思想,有助于培养学生通过实验事实进行分析、归纳的能力。
2.有关元素化合物的研究性学习
元素化合物知识是中学化学的主干内容。设计思路是结合物质性质在实际生活和生产中的应用以及元素的发现史去创设问题情境,激发学生的兴趣和求知欲,引导学生在情境中发现问题,提出自己的见解,并设计实验方案解决问题;发挥实验的多方面功能,在研究中掌握认识物质的基本方法。
案例2、“硫酸”研究性学习设计
硫酸是高一化学课本第六章《氧族元素 环境保护》第三节的内容。作为一种重要的化工原料和产品,硫酸在国民经济中占有重要地位,掌握硫酸的性质,可以更好地认识它在工业农业生产和国防上的重要用途。硫酸作为硫的最高价含氧酸,既具有酸的通性,又具有一定的特性,在整个化学学科的学习中都非常重要。在初中化学的学习中,学生已经学习了稀硫酸的酸性,对浓硫酸只进行了简单的了解,知道浓硫酸能吸水干燥气体和能使有机物脱水炭化等事实,因此,本节课把侧重点放在浓硫酸特性的研究性学习上,重点通过实验探究浓硫酸的强氧化性。本节教材的两个实验,蔗糖的炭化实验和铜与浓硫酸的反应,都具有极高的趣味性和直观性,同时还具有探究性,因此,充分利用好教材资源,挖掘教材中的探究内容,引导学生主动参与,认真观察,积极思考,在探究中体验学习的乐趣,在探究中掌握浓硫酸的特性,成为这节课设计的主线。本节课教师的作用就是通过实验引导学生发现问题,提出问题,跟学生一起分析现象,展开讨论,并给学生足够时间和空间去体验、去探究、去思考,在感官认识的基础上加以推理、总结,尝试自己得出结论。在教学中,抓住浓硫酸的氧化性,重点探究金属铜与浓硫酸的反应。学生通过动手实验,观察实验现象,分析反应原理。而对于浓硫酸的脱水性及非金属碳与浓硫酸的反应,则巧妙地把他们揉合到蔗糖与浓硫酸的反应中。在课堂上辨证地处理了学生自主和教师指导之间的关系,自始至终尊重学生在探究中的感受、体验和理解,注重探究过程中学生之间的合作和交流,有利于学生的观察能力、探索能力和语言表述能力的培养,有利于锻炼和培养学生的分析、归纳、推理能力。学生切实感受到了学习的快乐,真正成为课堂上的自主探究者,并且提供了学生充分展示才能的机会。
3.有机物的研究性学习
有机化学的学习主要集中在高二第二学期。经过一年半的学习,学生已基本掌握了研究性学习的基本方法,因此,对有机物的研究性学习可以说已水到渠成。根据有机化学的学习内容,主要按两条线进行研究性学习活动的设计。对于典型的烃及烃的衍生物的学习,主要围绕组成结构的确定、性质的理论推测及实验探究来设计。学生已能主动地投入到探究过程中,亲历知识的构建过程,对知识作出个人化的理解和创见,并能对教材知识批叛性地反思、创造性地理解;而对于糖类、油脂、蛋白质、合成材料等与生活密切相关、在实际中应用极为广泛的物质的学习,则倡导学生在生活中研究,通过联系实际、观察生活、查阅资料、实验探究、阅读讨论等,激发学生学习化学的兴趣和积极性,激发学习化学的责任感和使命感,培养学以致用的思想,提高学生的自主学习能力和合作学习能力。
案例3、“蛋白质”研究性学习设计
“蛋白质”是高二化学第七章第四节的内容,作为人类重要的营养物质,它是生命活动的基本物质,在实际中应用相当广泛,是学生很熟悉的有机物,而且在生物学科中也已经学习了其基本结构和性质,因此,这一节的设计思路是淡化学科本位思想,强化在生活中学习化学,再用所学化学知识指导生活,引导学生观察自然,观察生活,在生活中发现问题并解决问题,体现化学的价值。具体确定了这节课的三条研究性学习主线,一是了解生活中的蛋白质,强调化学与生活的联系,布置学生利用课余时间了解生活中的蛋白质,以小组的形式在课前完成蛋白质的研究性学习,各组选代表在全班交流,交流的主题主要有:1.蛋白质的存在及生理功能;2.蛋白质与人体健康;3.餐桌上的蛋白质;4.实际生活中对蛋白质的利用。二是通过生活、生产中蛋白质的应用发现问题并提出假设,然后设计实验去研究蛋白质的性质;三是通过复习生物学科有关蛋白质的形成、在人体内的变化等知识,来了解氨基酸的结构特点及性质,强调化学与生物学科的联系。整个学习过程的设计突出了学生的主体性,将学生生活及其个人知识、直接经验都作为课程内容的一部分,学生利用已有的知识与经验,主动探索知识的发生与发展,使得课堂充满了激情与活力。
4.实验课的研究性学习
化学是一门以实验为主的学科。高中化学教材每章最少安排一个学生实验。尽管学生对化学实验充满兴趣,但由于教师对学生实验的不够重视,且学生实验一般都是新课学习完毕的验证式,形式上基本都是“照方抓药”,使得学生的积极性大为降低,实验能力的培养和提高也很难保证。因此将研究性学习活动渗透到实验课中是必要的,也是可行的。实验课的研究性学习活动的设计思路是改革传统的照方抓药式的学生实验模式,变验证性内容为探索性内容;结合教学内容设计实验方案;增加一些有趣的、生活化的小实验;对实验条件、实验过程中异常现象的研究等等。
案例4、高二化学学生实验三电解质溶液研究性学习方案
(1)设计实验判断某一元酸是强酸还是弱酸?(尽量用多种方法)
(2)如何判断盐溶液的酸碱性?
(3)如何证明盐类水解是吸热过程?
(4)用你收集到的花、叶、蔬菜、水果等自制3-5种酸碱指示剂并测定其变色范围。
(5)用你自制的指示剂测定生活中食品、用品的酸碱性,并用pH试纸测定其pH值。
二、研究性学习作业的设计
课外作业也是教学设计的重要环节,因此,研究性学习不仅落实于化学课堂教学中,还应将其由课内延伸到课外,由课堂走向生活。研究性学习强调主动探究的过程、亲身经历的体验,以及情境性问题的解决;强调密切联系学生的自身生活和社会生活,取得探究的直接经验,培养创新精神和解决问题的能力,树立学以致用的思想。从高一起始年级开始,我就要求学生关注身边的化学问题,做生活的有心人,从生活中学习化学,并用所学化学知识指导我们的生活,提高生活质量。结合高中教材中的调查报告,家庭小实验等开放式作业,选取身边学生所熟悉和关心的化学问题如生活中有关的化学问题,社会热点问题(环境保护、能源及资源的利用等)作为课外研究性课题,指导学生通过查阅资料,进行课外实验等多种方式进行研究性学习,最后以小论文、课题报告、实验研究方案等方式汇报与交流。交流的方式则多种多样,如演讲会、辩论会、宣传板报、成果展板等等。学生从开始的被动接受到积极主动参与,从淡然应付到充满激情,逐步形成了对知识进行主动探求,并重视实际问题解决的主动积极的学习方式,培养了其学习能力和正确的情感态度价值观。
三、化学课程教学中实施研究性学习需要进一步研究的问题
实验两年来也发现不少问题,需要我们进一步深入研究。
课堂中进行研究性学习,需要给学生充足的时间进行讨论、实验,而由于教学课时和实验条件的限制,学生的讨论和探究受到一定的限制。如何在有限的时间内达到多个目标,研究性学习的开放度如何把握,是下一阶段研究的重点。
在研究性学习中部分学生主体参与性不强。由于长期受应试教育的影响,学生的自主性、创造性和探究性都受到压制,学生的心里已经滋长了很强的惰性,因此,转变学生的学习观念,针对不同的学生设计不同的教学策略,让每一位学生都能得到最大的发展,也是课题研究的一个方面。
化学课堂教学中进行研究性学习的评价问题。研究性学习更重视过程,更重视应用,更重视体验,更重视全员参与。因此要改变现行的单一的通过测试成绩对学生进行评价的模式,尽快建立多元化的评价体系。
- 【发布时间】2023/4/10 12:50:45
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