结题报告：高中化学“小课题实验教学”的探索与实践

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中化学“小课题实验教学”的探索与实践

                              陈忠法

                          杭州市余杭中学              311121

 [摘要]：

“小课题实验教学”是让学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中，选择一些可用所用知识、现有仪器解决大部分问题的小“热点专题”作为一种载体，用类似科学研究的方式，主动地获取知识，应用知识，解决问题的教学活动。我们在探索与实践中，发现开展小课题实验教学，在激活学生的创造性思维，训练科学研究的基本程序和方法，培养科学精神和品质，锻炼和提高学生的实践能力，帮助学生学会合作、学会学习等方面确是一种很好的尝试。现把自己探索的一些心得与同行们一起回味，愿多指教。

[关键词]：实验教学。

1、小课题实验教学的理论依据

1961年，美国芝加哥大学教授施瓦布（J.J.Schwab）在哈佛大学举行的纪念演讲中，提出更具操作性的教学方法——“探究式学习”，（Teaching of Science as Inquiry）。“探究式学习”强调科学概念，科学方法，科学态度三者结合和对科学研究过程的实验教学。它是指学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中选择并确定研究专题，用类似科学研究的方式，主动地获取知识，应用知识，解决问题的学习活动。化学小课题实验教学，对帮助学生学会合作、学会学习等方面确是一种很好的尝试。

辩证唯物主义认识论告诉我们，人类的认识活动是从感性认识发展到理性认识的。对青少年来说，对具体的事物的感受力比对理论的理解更为强烈。教材上的知识是书本知识，是前人长期积累下来的间接经验，在教学中自然值得肯定并予以重视。但一味的只传授现成知识，在教学包括实验教学中按“验证式”组织教学，过份强调了全体性，不利于学生的个性发展。通过小课题实验教学可激活学生学习的兴趣，再现实践、认识、再实践的学习过程，符合人类认识的自然规律，在理论上是合理的，在实践上是切实可行的。分析主要作用者递变图，可看出化学小课题实验教学，对开拓学生视野和发展学生创造性思维均将有很大优势。

附实验教学主要作用者递变图

环节             常见教学中        实验教学

                主要作用者         主要作用者

提出问题   ——    教师     ——    学生、教师

分析问题   ——    教师     ——      学生

实验操作   ——   学生      ——      学生

分析结果   —— 教师、学生  ——   学生、教师

得出结论   —— 教师、学生  ——   学生、教师

2、探索化学小课题实验教学意义

2.1适应社会发展的需要

人类正步入一个以‘智力资源的占有、配置、知识的生产、分配、使用（消费）为最重要因素的经济时代。在这样的经济体系中，信息科学技术，生命科学技术等高科技在迅速产业化，随之而来的是未来社会日益凸显高变化性、高竞争性、高创新性、高合作性和高冒险性等特征，在这样的社会中，谁能飞上高枝？当然是最富有创新精神和实践能力的人。

2.2完善必修课、选修课、活动课课程结构体系需要

目前正规化学教材全国大约有26种，近十几年来，浙江省编教材从甲、乙种本——分流教材——新课程苏教版，稍作剖析便看到化学课改的目标正是随着社会发展对人才的要求而设计的。前期化学教学，由于历史等的原因，其教育思想、教学手段、教学方法较多地围绕应试技能培养进行。经过改革，逐步明确了学生的主体地位和教师的主导地位，鼓励教师用启发式、讨论式的教学方法，但是，操作中仍难以避免启发、讨论的思维被教师统死、框定，学生的思维空间受限，难以避免教师因启发不当而跨越主导地位。目前课改正是针对上述弊端，进一步确定了教学中以学生发展为本的改革原则，在教学中鼓励教师更进一步给予学生思维空间，积极开发学生右脑功能，多作教学宏观控制，引导学生去完成教学中微观环节，明确“学本位”思想，对学生而言逐渐形成问题式、探索式、研究式的学习模式，为深度创新打下基础。

2.3是培养学生创造能力的需要

创造的基础是要让学生学会思考、学会学习。高中生正处于逐渐学会思考、学会学习的过渡时期，选择一些探究性小课题，并选择一定角度让他们进行思考和探究，指导他们用业已掌握的知识去分析、解决身边正在发生的事情，随之而产生的成就感，就能使他们主动地获取更多的知识，逐步建立起一个分析问题的思维方法，拓展学生的知识体系，把思考问题方法和如何从社会吸取信息，处理信息的能力内化为一种稳定的自我素质———学会学习。所以用实验教学来培养和体现高中生的创造能力是必要的、恰当的。

3．化学小课题实验教学的程序

“小课题实验教学”的程序内容包括主程序和辅助程序两部分，主程序是在教师（或专家）指导下，围绕一定课题让学生开展实验教学活动，辅助程序有图书情报检索，科技讲座和科研论文的撰写等。

课题的难度宜由浅入深，否则就会影响学生的兴趣，挫伤他们的积极性，主程序可分为四个步骤进行，选题关键，其它三步也是缺一不可的。

3.1选题，即提出问题。

好的选题是成功的一半。它一般有科学性、先进性、可行性和实用性4个特点，不受学科的限制，化学小课题选题可从二个方面来考虑：第一，专业性选题。收集教学中可深化、拓展的知识点，可改进的实验或学生实验以备选题，如H₂还原CuO 后生成的红色物质是Cu还是Cu₂O？电解CuCl₂溶液阴极区冒气泡实验现象的探讨，蔗糖与浓硫酸反应过程分析等。第二社会生活中选题。社会生活中有很多令人费解或亟待解决的问题，稍作留心，便可找到带有求异色彩、有价值的题目，选题的思路一旦打开，可供选题的实验教学小题目信手可取。如为什么夏天生活污水流入鱼塘，往往会大量死鱼？当然，下列两个环节不可缺少（1）宣传发动，小课题实验教学可大大激发学生创新思维，意义在于让学生学会参与，学会合作、学会学习过程管理。通过各种形式，向他们宣传开设这一门课的目的意义和要求，介绍国内外，校内外开展这方面研究的成绩经验和体会，展示一些中外著名科学家的故事及研究的一般方法。（2）确定课题，组成课题组

3.2分析选题，决定研究方向，论证方案制定计划。

选定题目后，即开始引导学生对题目进行分析，找出存在的问题提出预期目标让学生查阅相关资料，结合题目存在的问题，构思设计试验方案，并与学生一起论证方案的可行性和可能得到的结论，再修改进一步论证。如鱼塘中大量死鱼，是环境污染造成的还是别的原因，从而决定研究方向，论证方案，制定计划。

3.3实验或论证

方案获通过后，若需要实验的，排出时间表，确定相关仪器、药品进入试验阶段，这一阶段的工作主要由学生完成，教师要引导学生观察实验过程，做好记录。当然，也可通过查文献来论证，无法实验的，也可请人帮忙。定期检查进展情况，引导学生思考分析，解决遇到的问题和挫折，逐步树立科学的实验态度，培养对待事物、挫折的良好科学作风。

3.4结题

实验完毕，随即指导学生总结成果，写出有理有据的课题研究报告，做出作品或完成小论文或写出调查报告，附设计制作构思及其说明。研究论文要求用规范的格式书写，包括标题、作者、摘要、关键词、基本内容、参考文献等部分，力求把实验教学课题所解决的问题背景和解决问题的过程写清楚；调查报告应包括调查题目、调查对象、调查背景、调查方法、调查数据处理分析等。经指导老师审核后参加答辨，答辨会可由班组同学，指导老师或有关领域的专家学者参加，由课题组推选1——2名同学在规定时间内进行陈述和展示，接着提问、回答，最后给出初评结论，对于较优秀的研究成果进一步推敲加工，评估鉴定，选送报刊公开发表等。

 “小课题实验教学”是让学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中，选择一些可用所用知识、现有仪器解决大部分问题的小“热点专题”作为一种载体，用类似科学研究的方式，主动地获取知识，应用知识，解决问题的学习活动。当然让学生进入角色还应注意以下三个关系：

（1）自主与引导的关系

学生从学校公布的或他们自选的诸多问题中挑出几个有望立项的课题，成功的喜悦已激发他们的创新欲望。学生参与研究的兴趣、灵感、自信心的涌现与坚定更会使实验教学上一个新台阶，但一旦遇到困难，教师应摒弃传统习惯的思维模式，不应给问题过早下结论或框死，而应指点迷津让他们自己去得出结论。

（2）过程与结果关系

进行研究当然希望成功，但由于种种原因，失败在所难免，所以指导思想应让学生树立“失败乃成功之母”信念，注重学生全员、全程参与，注重培养科学的研究方法，如果失败一定要让学生找出研究思路，失败原因及收获体会，力求让他们看到努力的收获。

（3）个体与全员关系

全员参与是营造重在参与，提高创新实践意识的氛围，但全面辅开，毕竟还不现实，所以在具体实施过程中，可选择部分优秀学生进行一定层次研究，这也体现因材施教教育原则。

4、“小课题实验教学“的实践与收获

4．1、尝试

2005年下期，我们从新招高一年级5个班（各班基本情况如人数、性别、年龄和基本素质如成绩、表现等相当）中选择两个班各20人进行实验，即分为实验班和对比班，且这两班均是同一任课教师，同一实验指导老师执教，且两班其他学科也由相同教师执教。

实验班20人，开设了 “余杭中学池塘水质分析与治理”、“白云石中CaCO₃、MgCO₃含量分析”等8个小课题开展实验教学。高二结束考查了大家均未尝试过的“蔗糖和浓H₂SO4反应产物分析的实验”，要求学生选用合适的装置制取并检验其反应产物，以上实验内容中，浓硫酸的性质以及对反应产生二氧化碳、二氧化硫的检验是学生应掌握的必修内容，但教材并末开列出此实验，因此有一定代表性。如余杭中学池塘6月份蓝藻爆发，经小课题实验教学，在保证鱼类存活前提下，已得到很好治理，见图片（略）。

实验班有关实验数据如下：

表1、学生实验操作能力考查比较表

注：1、本表为考查装配“固一液混合加热”装置结果的比较表。实验时设计了干扰因素，如每组均配置了分液漏斗、长颈漏斗、圆底烧瓶。

2、实验效果则先看装置是否有错误，然后分别检查其气密性。有错误或气密性较差则归为“效果较差”一栏。

表2、学生实验分析能力考查比较表

注：（1）实验班、对比班均指的是含20人所在班级，本表内容是对实验报告评分结果进行比较；（2）实验Ⅰ指“硫酸的性质、硫酸根离子的检验”，实验Ⅱ指“铝和氢氧化铝的化学性质”实验。

表3学生实验程序设计、产物分析考查比较表

注：（1）本表为实验程序设计、装置搭配及操作考核结果统计；

   （2）本次考核为“蔗糖与浓硫酸反应”实验考核。

表4化学学科考试成绩比较表

注：考试（Ⅰ）为高一入学摸底考试

   考试（Ⅱ）为高一年级期终考试

   考试（Ⅲ）为高二年级高一期期终考试

   考试（Ⅳ）为浙江省高中化学会考

4．2、尝试结论与分析

（1）表1至表3表明，本次实验的效果是显著的，学生的实验操作能力、分析能力、创造性思维能力均明显提高，与常见教学模式比较，其优势是非常明显的。

（2）表4表明，实验班学生对理论知识的掌握比对比班更牢固。小课题实验教学对学生理论知识的掌握有促进作用，能缩短同班学生中存在的差距，对智力水平的各类学生均有不同程度的良性影响，对提高学生的动手能力大有益处。

我们在探索与实践中，发现开展小课题实验教学，对帮助学生学会合作、学会学习等方面确是一种很好的尝试。概括起来有如下几点：

①、大大激活了学生的创新思维。②、初步训练了学生掌握科学研究的基本程序和方法。③、有效培养了学生的科学精神和品质。④、锻炼和提高了学生的实践能力。⑤、帮助学生学会合作，学会思考，学会学习。⑥、可带动其他同学对化学生活的关注与兴趣，提高他们学习自主性、主动性。

当然，“小课题实验教学”需要一定的课题和资金来源，学校包括我们教师还应该有市场观念，与工厂企业等要多联系，了解他们正想解决一些什么问题，希望能得到社会的更多帮助。随着研究成果评价范围的扩大，学生的成就感，参与实验教学的积极性一定会提高，对创造能力的培养和对社会的影响一定会更大，我们新课程改革的明天也一定会更好。                                          2008．10．6

参考文献：

1、《面向21世纪上海市中小学化学学科教育改革行动纲领（2000——2010）》[M]，上海教育出版社，上海：1999年11月。

2、《探究式学习》施瓦布（J.J.Schwab）美国。

3、《创新教育》中央教科所“创新教育研究与实验”课题组编，教育科学出版社2006年6月。

4、《教育理论与实践》2005年第1至第10期。

5、《试题研究》北京教育出版社，2005-2006。

6、谌业锋： 《高中如何开展研究性学习》 华东师范大学出版社‘2007

7、夏正江等：《对研究性课程内涵的一种解读》 教育研究，2006

8、王升：     《发展性教学主体参与研究》  北京师范大学研究生院，2007.