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《实验学科教学现状与对策研究》阶段性总结报告

作者：佚名来源：《实验学科教学现状与对策研究》阶段性总结报告发布时间：2014年05月21日点击数：

随着化学新课程的启动和推进，在实施化学新课程的过程中，遇到了新的问题和困难。特别是对于新课程提倡的探究性实验，在学生学和老师教的过程中，困惑最大。针对此现状，我们确立了《伊宁市实验学科教学现状与对策研究》的课题研究，经过一年多的实践和研究，取得了一定的成绩。在总结研究成果的基础上，我们提出如下报告。

一、课题提出的背景

（1）化学是一门以实验为基础的自然学科，化学实验是帮助学生获得化学知识、掌握实验技能，激发学习兴趣、培养实验能力的一种教学手段，它在初三化学教学中始终占有十分重要的位置。初三化学实验课改前以验证性实验为主，而把探究性实验作为初中化学的基本教学要求，第一次在2002年的《九年义务教育全日制初级中学化学教学大纲（试用修订版）》中正式提出。大纲指出：教师应“适当引入一些探究性实验”，“应逐步加强学生的探究性实验”，“适时地安排一些学生自主探究的实验”，“探究性实验和综合实践活动能较好地体现学生的创新思维和实践能力”。等等这些指导性的言语都在告诉我们探究性教学应该启程了。

（2）伊宁市从2002年进入国家化学新课程标准实验区，面对新的教材和新的化学课程标准要求，原有的实验教学方式是统一的实验要求、实验教学模式，对学生的个性发展不利，单一的实验内容又脱离社会实际，已逐渐显示出不足之处。为了增强学生学习的主动性、能动性和独立性。因此开展化学实验的教学与研究，是化学教学走素质教育之路的有效途径。

(3)随着新课程实施的不断深入以及学校实验室条件的不断改善，在汲取过去几年新课程实施中的经验和不足，我们确立“伊宁市实验学科教学现状与对策研究”课题，旨在进一步以学生为主体，促进学生主体发展。同时也想为进一步提高教师的专业成长搭建一个平台。

二、课题研究的理论依据

化学探究性实验是指在教师的引导下，学生根据化学教学的内容或日常生活、生产中遇到的问题，对自然界及研究的现象提出问题，从问题或任务出发，通过形式多样的探究实验活动，利用已知的、外加的因素去作用于研究对象，借助化学探究性实验，独自或与他人合作加以探索，来认识研究对象的未知性质、组成、变化特征，以及与其他对象或现象的联系等的一种教学方式。其教学过程中一般围绕七个要素展开，即：提出问题（或创设情境）、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据解释与结论、反思与评价、表达与交流。借助该形式，引导学生主动进行实验设计、现象观察，结果分析，从中发现科学概念或原理，达到获得知识，形成概念，掌握技能，优化思维，培养情感体验，提高综合能力的目的。

在新课标中强调“化学实验是进行科学探究的主要方式”，“教师要注意改进传统的实验教学，精心设计各种探究性实验，促使学生主动学习，逐步学会探究”。本课题着重研究如何通过综合活动激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解化学探究性实验的基本过程和方法，培养学生初步的科学探究能力和态度，使学生掌握进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能，在探究性实验教学实践中和综合实践活动中让学生获得探究的体验和意识，从而提高学生科学探究的素质。

三、课题研究的目标

1、通过本课题的研究，提炼出化学探究性实验教学实施的指导策略；

2、进一步转变教师的教育观念和教学行为；

3、通过合理运用化学探究性实验教学的指导策略，培养学生自主实验、独立思考的学习习惯。培养学生的探索精神、创新思维，勇于实践的能力。从而开发学生潜能，促进学生的主动发展。

4、通过本课题的研究，整合资源把研究过程的各种素材提炼、汇编成册以供大家今后参考。

四、课题研究的阶段和内容

本课题研究的最终目标是转变学生实验学习的方式，促进学生主动发展，提高教师的教学策略研究水平。因此，我们将课堂作为课题研究的主要阵地。

（一）前测工作

为了了解学生学习化学的兴趣和对探究性实验的基础，在进行课题研究前（每年的九月），对九年级学生进行了摸底调查。其中调查部分内容结果如下：

１、你对化学感兴趣的地方是什么？

100℅的学生都说化学实验，因为化学实验带给他们惊喜，惊险，还有从没有见过的现象，还有用实验来证明我们身边的事情，他们感觉化学很神秘。

2、在学习过程中，你经常与他人合作吗？

A、经常(31.2%) B 、一般(41.3%) C、很少(27.4%)，

一方面是我们的同学合作意识与行为还应大力培养，另一方面，教师在课堂上或课后的辅导中，指导同学多种途径进行学习还不够，教师注重了教师对学生的辅导，忽略了学生对学生的辅导与合作。有的时候，老师的讲解不如学生与学生之间的合作，获得的知识使学生记得更清楚，合作是他们劳动的结晶。

3、你在学习化学中最常用的学习方法是？

A、自己独立思考(26.6%) B、喜欢和同学讨论(40.5%) C、喜欢请教老师(11.6%) D、上课听老师说就行(21.4%)，

这表明我们有些同学化学学习方法的选择不是很科学，自己独立思考的同学少了些。有一部学生不是学不会，而是方法不得当。
4、你们化学课上实验的方式是？

A、自己探究或实验得出 (26.3%) B、教师在实验中先将实验结果事先告知学生，然后才做实验（72.7)

我们的课堂应更多地关注学生的学习，将更多的课堂时间给同学自己，让同学更充分地体验到学习与探索的乐趣。只有在探索中学习才会有大的收获。

5、在实验课上你的参与度和积极性如何？实验课上学生参与度、积极性很好的约占27.3%，学生参与度、积极性一般的占了大部分（约72.7%），

6、到目前为止化学你觉得最难的是什么？

这是一道简答题，学生都说化学的第四章，元素的符号意义和离子的含义、化学式的含义、化合价的意义很难记住，一会都记混了。

（二）课堂实践

第一阶段：教师示范，学生感知探究性实验

刚接触化学的初三学生对化学仪器和实验基本操作都不了解，要让他们进行探究性实验几乎是不可能的。在教学过程中，教师先为学生设计好探究性实验报告，内容包括：发现问题—提出问题—作出假设—设计方案—进行实验—交流讨论--归纳总结—得出结论”，然后老师做演示实验。学生通过实验报告和老师的示范实验，感知实施探究性实验的一般方法。

比如，在给学生第一节课上课时，我们常常给学生演示镁条在空气中燃烧，当学生第一次遇到老师给同学们演示实验时，几乎是即兴奋又无序观察过程现象。怎样让刚接触化学学习的学生成功地迈开他们观察和思考有关化学实验过程问题呢？老师应为他们对未知实验进行示范引导，让他们感知化学探究实验的神秘与魅力：

探究性实验——镁条的性质（教师告知）

提出问题：镁是一种重要的金属，它可能有什么性质？与你平时常见金属的性质有什么相同和不同之处？

作出假设（猜想）（内容教师在屏幕在显示）：

制定实验方案：

① 观察镁带的外观，试试看是否容易被折弯、扭断。

② 用砂纸打磨镁带，它的外观有什么变化？

③ 取一段打磨好的镁带，用坩埚钳夹持，用酒精灯外焰加热。当镁带开始燃烧时，移到石棉网上方，让它继续燃烧，观察燃烧的现象和燃烧后产物的状态。

进行实验，观察现象，作好记录（内容教师在屏幕在显示）：

分析、归纳、证实或否定猜想（教师在屏幕在显示）：

交流、讨论，得出结论：镁的性质—可以在空气中燃烧（内容教师在屏幕在显示）

当学生一边观察老师的演示实验，感受探究实验的同时，边观察、边思考、边体验的过程中，学生感知了化学探究性实验的神秘。学生实验后感知，原来这些知识可以通过实验自己去发现和总结，化学探究实验是这样有趣啊。

第二阶段：学生尝试、教师给予指导和帮助（详细内容见自编导学案集）

学生在感知了探究性实验，并有亲自动手去做探究性实验的冲动后，教师可尝试着稍稍放手，在先学生学习化学实验的一些基本要求和技能后，让学生尝试化学探究性实验中的某几个环节，例如：简单实验方案的设计，探究性实验的基本操作。在此阶段，学生设计的实验方案的可操作性、安全性，教师在学生实验前要仔细批改，及时给予指导。前几次学生进行实验的过程中，在基本操作的规范性、实验观察的方法、实验现象的记录等方面出现的问题，教师及时提供帮助。学生通过亲自动手尝试，对探究性实验的认识和实施有了进一步的认识。

第三阶段：师生、生生合作，发展探究性实验的能力

学生对实验方案的设计和实验基本操作及简单的仪器使用有了一定的了解后，教师可以适时引导学生从身边的一些现象中去发现问题、提出问题、作出猜想，进而独立地设计解决问题的方案、进行实验、分析实验，找出问题的答案。在探究过程中学生遇到困难时，我们总是鼓励他们采取一些可行的措施，如小组合作、师生合作的方式来化解困难。

又如《质量守恒定律》的教学设计，九中赵佳老师是这样设计教学片段的：

（1）她创设问题情境：取暖时所用的煤和平时蜡烛的燃烧之后质量变少：取少量的磷在空气中点燃之后质量变大。再结合生活中的一些现象，引导学生进行猜测：你认为化学反应前后物质质量总和与反应后生成的各物质的质量总和是什么关系？

（2）学生提出猜想。

生A：我觉得反应之后质量应该变大，根据前面学过的石蜡+O₂→CO₂+ 水、 P+ O₂→P₂O₅这两个反应就可算出是变大。

生B：我认为变小，煤和蜡烛的燃烧之后生成炉渣和灰烬或气体要比燃烧前煤和蜡烛的质量要小。

生C：我觉得不会改变。从表面上看煤燃烧后质量确实减少了，而我通过它燃烧的化学反应C+O₂→CO₂中却算出没变。蜡烛燃烧后质量确实减少了，情况与上述分析相似。因此我猜想化学反应前后物质质量总和与反应后生成的各物质的质量总和是不变的。

（3）赵佳老师这样启发引导学生：

大家通过刚才的讨论和交流，同学们产生了三种不同的猜想，那么究竟哪一个是正确的呢？它又隐含着怎样的道理呢？现各小组可根据你们自己的猜想来设计实验方案或参考书上的实验方案。在探究过程中若有不能解决的问题，可求助其他组的同学，也可问老师。

（4）学生设计实验方案。（教师此时巡视辅导帮助他们分析可能出现的一些新问题）

学生设计的方案有很多，教师选出有代表性的有以下几种。

学生方案①：取一小段蜡烛在一小块木板上，把它们一起放在托盘天平上，调节托盘天平达到平衡。在托盘天平上点燃蜡烛，观察托盘天平的平衡情况。

学生方案②：取一段镁带，在托盘天平上称的质量m1。用坩埚钳夹持，在酒精灯上点燃，把燃烧后的白色粉末收集起来并在托盘天平上称的质量m2，比较反应前后质量的变化。

学生方案③：在小烧杯中加入20mL稀硫酸铜溶液，取一根砂去铁锈的铁钉，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1。将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察现象，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m2，比较反应前后质量的变化。

[说明：其中方案①和方案②，学生从老师提出的问题情境中受到启发。方案③同学们参考了教材上的实验方案。由此可见，学生自主设计实验方案的灵活性和创新性有待于提高。此时教师的引导和指导是很重要的。）

（5）师生共同评价。

学生对以上实验，产生了如下想法：

①“蜡烛燃烧后质量减少，是由于生成的气体没有被称量所造成的” ；

②“镁带燃烧后质量变大，是由于参加反应的氧气没有被称量所造成的”

③“铁与硫酸铜的反应质量不变，因为反应中既没有气体参加反应，又没有气体生成” ；

④“研究蜡烛燃烧反应的质量变化，应将参加反应的氧气和生成的二氧化碳、水一起称量”；

⑤“在密闭容器中进行实验，反应前后物质质量肯定不会发生变化” ；

（6）进行实验再探究。

同学们在采纳大家意见的基础上重新修改实验方案后，再实验就看到了反应前后天平是平衡的。

（7）师生得出结论。

通过化学实验探究大家达成共识，最后总结得出：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。我们把这一规律称为质量守恒定律。

[说明：这样的课非常地费时间，往往一课时的教学内容，两课时也完成不了。所以在平时的教学中，教师只能精选有代表性的实验来尝试教学]

第四阶段：拓展课外探究实验

随着学生对探究性实验学习能力的逐步提高，在研究过程中，我们采取了边学习课本中的探究性实验，边增加家庭小实验和对生活中一些化学现象探究的学习，重视家庭小实验和趣味实验，激发探究欲望。实验生活化、简单化、微型化，是21世纪绿色化学的发展要求。教材中的家庭小实验和趣味实验如果能在课前布置下去，将有利于激发学生的学习兴趣和探究欲望。但多数教师只是简单的让学生课后去完成，而课后完成往往是去验证实验结果，不利于学生探究能力的养成。如：家用“冰袋”的制作、“检验发酵粉加水或加热都能产生二氧化碳”、“白纸显字”、“酸雨的检验”等，如果将它们改为课前实验，在学生不知到其原理的情况下去讨论、探究，不仅为课堂提供更好的实验素材，而且还能开阔学生的思路，增强其学习能力。

(三）教学中具体的探究设计

在近一年的实践与研究中，针对不同阶段学生对探究性实验的实施水平、针对不同特点的探究性实验，我们总结出了一些不同的教学指导策略。比如：教师示范策略，边讲边实验策略，合作实验策略，变演示实验为探究性实验策略，动画模拟演示实验策略，等等。比如：任菲展示课《二氧化碳的实验室制取》、《奇妙的试管》、钟静研讨课《分子的运动》、赵佳研究课《质量守恒定律》、赵敏汇报课《粗盐的提纯》、贺建红《酚酞试液遇氢氧化钠溶液一定变红吗》、杨梅老师研究课《自然界的水》成湘江研究课《常见的酸和碱》、《酸碱盐复习课》、王瑛的《金刚石、石墨、C₆₀》、王菁丽、邓金辉的展示课《原电池》、参赛课《燃烧与灭火》高中生物《细胞跨膜运输》及李立生老师的高三复习课等等。

（四）结合教材开展实验和教具制作活动，弥补实验不足。

课外实验是科学实验教学的一个重要组成部分。由于课外实验任务比较开放，需要较多的时间，基本上是利用学生的课外时间和来完成。实验设计是容易做的，但要将设计付诸实际，确实需要一定的热情与耐力。组织科学兴趣小组是开展课外活动的很好方式。科学探究是实验学科教学的命脉，这就需要我们在教学中，要将实验教学扎扎实实的落实下去，让学生在体验科学探究的过程中，体会探究的艰辛与成功的喜悦，最大限度的发挥实验学科的优势，内化为学生潜在的学习动力。教具制作不仅是实验教学研究的表现，更是“科学就在身边、实验就在手中”教育思想的体现，同时也在很大程度上弥补了实验器材的不足；许多学校将开展自制教具和小制作活动纳入第二课堂。

1、二中、三中初中部、六中、七中、九中、十一中、十九中、达乡中学围绕市级小课题开展了化学用语团体赛、实验装置大赛及围绕各章节开展的手抄报图展等活动。

2、十六中组织九年级全体学生参观了东区污水处理厂，让学生明白节约用水的意义及如何进行水资源的保护。

3、六中、园艺场、三中初中部开展了净水器制作、米酒制作和模型展评活动。

五、课题研究的主要绩效

1．集体的协作大家共享

课题组成员经过长时间的摸索总结与实践，进行整理汇编成《九年级化学实验复习手册》《九年级化学导学案集》。它既可以作为学生九年级学生化学学习的参考书，也可成为中考复习有关化学探究实验内容的资料，亦可作为教师们开展探究实验教学的参考用书。

2.在一定的程度上促进了学生的主体发展，对老师的备课也是一种挑战性工作。

在最初的化学探究性实验教学中，我们发现他们一般依赖于老师向他们提出的问题，而不会主动地去发现问题、提出问题。当老师设置了问题情境，让学生通过探究实验来解决问题时，学生多半会到教材中找现成的实验方案，很少有学生能创造性地去设计新的实验方案。学生在热热闹闹地完成实验后，对实验现象、实验结果进行分析的意识很薄弱或没有这种习惯。而这些恰恰是探究性实验的重要环节，也是促进学生探究能力、提高科学素质的基本途径。

通过学生在有限的时段（初三还不到一年）的化学探究性实验的课堂教学，学生在学习主体发展上得到了一定的提高。当然课前老师对收集学生的方案进行批阅是一定要的，所以课前老师的功夫要下的足。由于学生学习方式也得到了一定的转变，同时也促进了学生的主体发展，这些成绩的取得，发生在学生们身上的悄然改变，让我们相信，我们的课题研究取得了一定的成效。当然这也离不开其他科任老师和班主任等各方面的支持和帮助。

3.教师的化学探究性实验教学行为悄然发生了改变，促进了教师的专业化成长

教师从不知怎样从事探究性实验的教学，到逐渐熟悉探究性实验的一般过程和教学方法。特别在课题研究的过程中，我们通过一节节的课题研究课，总结出了一些有效的探究实验指导策略：教师示范策略，边讲边实验策略，小组合作、师生合作实验的策略，变演示实验为探究性实验的策略等。这些教学策略，帮助教师在实际教学中灵活运用，课堂上同学们的表现也与之前有不同了。

六、问题探讨

由于初中化学学习只有九年级一年的时间，并要面临中考，学生时间紧，任务多。而探究性实验由于其开放性、灵活性的特点，开展时花费的时间多。虽然考虑了适当增加家庭小实验等课外探究实验，但学生们还是感觉到想做探究却苦于时间紧的无奈。同时，在一年多的研究过程中，我们研究的九年级学生每年都在更新，虽然这在客观上为对比性研究提供了许多第一手的材料，但同时也制约了本课题研究的深度。

总之，回顾近一年来的课题研究不是一帆风顺的，还有很多工作需要我们在后期不断地完善。今后，我们将继续以更新观念为前提，以课堂教学实验教学为重点，加强研究，不断解决教学中的新问题。力争以课题研究成果指导课程实践，在实验教学中培养学生科学探究的能力，并提高其创新性。