新課程化學實驗微型化、趣味化的研究開題報告.doc

課題名稱：新課程化學實驗微型化、趣味化的研究課題負責人：李德慶（陽泉市教研室化學學科教研員）小組成員： 李 鋒(高中化學教師)趙建國 (高中化學教師，團委書記)王建秀（高中化學教師）霍紹周（高中化學教師，政教主任）劉慧霞（高中化學教師）李會林（高中化學教師）參加單位：陽泉市教研室陽泉市第十七中學高中化學教研組課題研究的對象：陽泉市第十七中學所有高一學生，在平行編班的情況下，抽取兩個班進行微型化學實驗教學研究。課題研究的目的和意義：1、凸顯高中階段的化學實驗內容，目的明確，具有一定的可操作性。本課題研究以高中化學新課程課程標準為依托，以基礎教育課程改革的發(fā)展方向為指導，以服務教學為目的，以培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)新能力為宗旨，根據教材內容和教材要求，合理選擇微型化學實驗，科學安排，使人人可動手，個個會動手。2、微型化學實驗的基本特征是儀器微型化，試劑微量化。在微型化的儀器裝置中進行的實驗，其試劑用量是常規(guī)實驗的十分之一至千分之一，使學生能放下怕爆炸，怕灼傷的恐懼心理，既能大膽的實驗，又能認真仔細地操作。試劑微量化，可以節(jié)省實驗經費，增大試驗的開出率，擴大實驗的普及面。3、充分挖掘現(xiàn)有的教學資源。微型化學實驗儀器的選擇也不一定是千篇一律，可要求學生從日常生活中尋找一些替代性的實驗儀器，如：青霉素瓶、可樂瓶，輸液塑料瓶，一次性注射器、塑料軟管、去掉筆尖的廢舊鋼筆等等。4、體現(xiàn)綠色化學的新理念。隨著社會的不斷發(fā)展，人們的經濟環(huán)保意識越來越強，用盡量少的試劑做實驗，既節(jié)約開支，又能避免污染環(huán)境，它體現(xiàn)了化學實驗由“粗放型”到“集約型”發(fā)展趨勢。5、有利于提高學生的動手能力，以及教師的業(yè)務能力。微型化學實驗的開展，可以讓學生體驗科學探究的全過程，也使實驗現(xiàn)象、實驗結論的不確定因素明顯增多，對于教師在知識水平、教學能力、管理能力、研究能力等方面均提出較高的機遇和挑戰(zhàn)。國內外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢：微型化學實驗運用于中學教學的研究并非是一帆風順，在微型化學實驗引入中國的前5年，其發(fā)展是相當?shù)木徛⑿突瘜W實驗運用于中學教學領域的迅猛發(fā)展是在1998年以后，近十年在化學教學中刊發(fā)論文的數(shù)量是高速增長，顯示了近年來在此領域優(yōu)良的發(fā)展勢頭。近20年以來微型化學實驗的研究已經遍布我國17個省、直轄市和自治區(qū)，覆蓋全國55%的區(qū)域。其中江蘇、浙江、廣西3個省、自治區(qū)的作者總數(shù)為19人，占了總作者人數(shù)的50%，成為微型化學實驗運用于中學教學領域刊文的核心區(qū)域，顯示出這些省份較為重視微型化學實驗的研究，其省內相關大學和一線教師在此領域的研究處于領先水平。對此表的分析還表明，經濟欠發(fā)達地區(qū)和經濟發(fā)達地區(qū)的微型化學實驗運用于中學教學領域的研究差異并不十分明顯，例如經濟發(fā)達地區(qū)廣東省、山東省其微型化學實驗研究成果和經濟欠發(fā)達地區(qū)廣西、貴州、甘肅持平，從另一個角度而言，微型化學實驗的發(fā)展不完全受制于經濟發(fā)展水平，經濟水平并不會成為微型化學實驗發(fā)展的制約因素，中國各個地區(qū)無論經濟水平優(yōu)劣，都有發(fā)展微型化學實驗的巨大的潛力，這樣的統(tǒng)計結果也從側面論證了微型化學實驗所具有的節(jié)約試劑、成本低廉、操作簡便的優(yōu)勢。關于微型化學實驗運用于中學教學領域的研究主要集中在大中專院校尤其是師范類大中專院校，中學一線教師的研究也占據了相當?shù)谋壤?。微型化學實驗的研究需要理論聯(lián)系實踐，大中專院校的研究是微型化學實驗的指導理論和具體實踐并重，不僅高屋建瓴的對微型化學實驗運用于中學教學領域進行理論的統(tǒng)籌帷幄，同樣也對微型化學實驗的儀器改進、設計以及教學中的運用進行了的研究和論證。例如北京大學化學系宋心琦教授的關于發(fā)展和推廣微型化學實驗的一點看法以及杭州師范大學周寧懷教授的一類氣體制備與系列反應的微型裝置等。中學教師對此領域的研究，主要涉及到高中教學中具體實驗的微型化。例如乙炔的實驗室制取及其性質實驗微型化改進等論文。微型化學實驗仍在不斷探究與摸索，微型化學實驗的發(fā)展依然需要高等教育機構的專家和一線教師的通力合作?；瘜W教學中發(fā)表的有關微型化學實驗的38篇論文，作者總數(shù)是66人，其中2人以及2人以上合著論文共計20篇，占52.7%，說明合作研究是微型化學實驗研究的趨勢。一線化學教師與高等院校學科專家的交流與合作、一線教師之間的交流合作、相關高等院校之間專家的交流合作，這3種交流方式，在上述刊文中均有所體現(xiàn)，這也是微型化學實驗發(fā)展的必然方式。整合高校專家學者的理論思維以及一線教師的信息反饋是微型化學實驗發(fā)展的良好途徑。微型化學實驗的設計改進主要集中于元素化合物部分，其中堿金屬、鹵族元素、氧族元素、烴以及幾種重要的金屬幾個章節(jié)所占比例較大。對比常規(guī)實驗，微型化學實驗在保證實驗效果的同時，能夠較好的彌補常規(guī)實驗的不足。例如氫氣的燃燒和爆鳴實驗，微型化學實驗能夠充分保證實驗的安全性，圓滿的實現(xiàn)該實驗所承載的教學目標。上述微型化學實驗的設計與改進，主要集中在高一和高二兩個年級的演示實驗，重點集中在H 、Cl、 C、 O、 Na、 S、 Fe等元素 ，這與中學化學知識點多少分布以及難易程度的分布是相吻合的。上述實驗改進涉及了化學學科所有的四個年級，包含了元素化合物實驗以及化學理論的探究和驗證實驗，同時包括了無機實驗和有機實驗，從這個層面可以看出微型化學實驗在中學化學教學領域的適用性，大部分的常規(guī)實驗均有微型化改進的可能，表明微型實驗運用于中學教學領域仍具有較大的發(fā)展空間，常規(guī)實驗可以從藥品微量化、儀器微型化、操作安全化等不同方面進行改進，有思考的可能，就有微型化學實驗發(fā)展的空間。微型化學實驗的快速發(fā)展有目共睹，其表現(xiàn)在如下方面：1、微型化學實驗的發(fā)展從全國范圍來講比較均衡，沒有因為經濟原因出現(xiàn)類似信息技術與化學課程整合的區(qū)域不均衡發(fā)展，從表1可以看出全國超過50%的地區(qū)都在化學教學中發(fā)表了相關文章，經濟發(fā)達的省份和經濟欠發(fā)達的省份從刊發(fā)論文數(shù)的角度并沒有太過顯著的區(qū)別。從這個角度也可以反映出微型化學實驗本身具有的經濟、微型、簡易、方便的特性。顯示了微型化學實驗進一步發(fā)展的潛力，尤其是對經濟條件欠發(fā)達，無法滿足學生進行常規(guī)、常量實驗教學的地區(qū)，引進微型化學實驗在經濟上更具優(yōu)勢。2、微型化學實驗研究在近5年來取得高速的發(fā)展，有化學教育者做過2001年2005年關于3種中等化學教學類期刊實驗改進研究的情報分析，數(shù)據表明，5年間三種中等化學教學類期刊化學教學、化學教育、中化參刊發(fā)了147篇實驗改進研究論文，里面有關微型化學實驗的研究卻僅僅有7篇，無論從數(shù)量還是比例而言，微型化學實驗的研究未成為主流。此時對化學教學進行分析，5年來刊發(fā)的有關微型化學實驗的論文數(shù)量為15篇，無論從數(shù)量還是所占的比例都大大超過前5年的3家期刊刊發(fā)論文總和。微型化學實驗的發(fā)展不僅體現(xiàn)在論文數(shù)量，更是體現(xiàn)在微型化學實驗研究的廣度和深度上?；瘜W教學有關微型化學實驗的刊文，包括微型化學實驗理論研究、微型化學實驗設計與改進研究、微型化學實驗與課堂教學研究、國外微型化學發(fā)展介紹、標準微型化學實驗儀器設計研究、微型化學實驗刊文情報分析，涵蓋了微型化學實驗運用于中學教學領域的各個方面，5年來有關微型化學實驗的研究的論文無論是從數(shù)量、深度、廣度都達到歷史的最高峰，這樣高速的發(fā)展無疑會促使微型化學實驗更快走向成熟。任何新興事物的發(fā)展都不可能是一帆風書、波瀾不驚的，微型化學實驗同樣如此，此次的情報分析，能夠發(fā)現(xiàn)微型化學實驗發(fā)展過程中的些許問題，現(xiàn)整理如下：1、微型化學實驗作為近20年興起的化學實驗方法，其發(fā)展依舊屬于探索階段，常規(guī)化學實驗，發(fā)展歷程久遠且相對成熟，計算機模擬化學實驗的發(fā)展也經歷過高峰和低谷。常規(guī)化學實驗、微型化學實驗、計算機模擬實驗三者從培養(yǎng)實驗技能、完成教學目標等方面的的系統(tǒng)比較文章很少。這三種化學實驗方式各有利弊，需要有研究者確定樣本、運用數(shù)據進行系統(tǒng)分析，這樣化學教師面對這三種形式的實驗時，才能揚長避短，使三種化學實驗方式的優(yōu)勢得到最大化體現(xiàn)。2、從刊文中分析可知，微型化學實驗的研究更多的是著眼于具體實驗的改進，其研究的對象是微型化學實驗本身，很少將微型化學實驗視為教學的工具，把運用微型化學實驗的教學設計作為研究對象，即如何運用微型化學實驗作為教學手段完成化學課堂的教學目標，此類文章數(shù)量較少。在相關情報分析中，僅有1篇涉及，即蘇州的化學教師姚明站的微型實驗探究教學設計為我們指出了這類研究的方向，這也是微型化學實驗在化學教學領域發(fā)展需要重視的課題。3、微型化學實驗專家和一線教師的合作交流不多，一共38篇論文中，僅僅有1篇論文是由高等院校專家和一線化學教師合作完成的。作為蓬勃發(fā)展的微型化學實驗，一線化學教師需要從領域專家那里得到理論和實踐指導，相關的專家學者同樣需要一線化學教師的交流反饋，獲得微型化學實驗運用于教學的直接信息，注重學科領域專家和一線教師的合作交流，是微型化學實驗進一步發(fā)展的必經之路。微型化學實驗作為正在發(fā)展中的化學實驗方法，發(fā)展的歷程一定會有高峰和低谷，也必然有其發(fā)展的瓶頸，和任何新興的事物發(fā)展一樣，如何充分發(fā)揮微型化學實驗的優(yōu)勢，彌補相應弊端，突破其發(fā)展瓶頸，讓微型化學實驗走進課堂成為學生自主學習、合作學習、探究學習有效載體，這是每一個化學教師、微型化學實驗研究者應當思考的問題。課題研究的理論依據1、素質和概念及其內涵實施素質教育先必須弄清素質這一基本概念，我們認為素質是指人的生理、心理的基本屬性及其在此基礎上，通過人的社會實踐逐漸積淀的相對穩(wěn)定的基本品質，它既包括可以開發(fā)的學生身心潛能，又包括社會發(fā)展的物質文明和精神文明成果在學生身心結構中的變化。從教育的角度來分析素質的內涵，學生素質具有內在與外在的統(tǒng)一性，穩(wěn)定與發(fā)展的統(tǒng)一性，自然與社會的統(tǒng)一性，個性與共性的統(tǒng)一性等特點。2、唯物主義世界觀的理論辯證唯物主義認為“世界是物質的”、“物質是變化的，、“物質是矛盾的統(tǒng)一體”、“物質的變化是內因和外因共同影響的結果”。面向21世紀的教育，應該初步確立科學的物質觀，逐步樹立尊重事實、崇尚科學、反對迷信的觀念。3、教育心理學關于智力結構的理論我國著名心理學家朱智賢教授指出：智力是一種綜合的認識方面的心理特征，它主耍包括：感知記憶能力，特別是觀察力。抽象概括能力，也就是邏輯思維能力以及想象力，是智力的核心成分。創(chuàng)造力，是智力的高級表現(xiàn)，它往往是在動手能力和實踐能力中得以升華的。4、我國基礎教育課程改革發(fā)展的方向1999年1月，國家教育部基礎教育司宣布正式啟動新一輪基礎教育課程改革，提出了建立“學本課程”的課程改革目標的新理念，就是要實現(xiàn)“課程形態(tài)”的轉換，使學生能夠主動地、創(chuàng)造性地學習。明確提出了構建“核心課程”“擴展課程”的新課程結構。擴展性課程的主要職能：圍繞核心課程，以綜合性主題實踐，專題研究等研究性、探索性、體驗性學習方式進行。著重培養(yǎng)學生運用知識解決問題及創(chuàng)新的能力。著名化學家戴安邦先生生前十分重視微型化學的研究和推廣，并親自為“中國微型化學實驗中心”提詞。課題主要研究內容、方法1、討論法：通過學習新教材新課標，實驗組教師集體研究討論微型化學實驗的內容。2、歸納法：通過教學實踐歸納出微型化學實驗實施的方法和途徑。3、調查法：調查學校和學生家庭及生活中有哪些可被利用的實驗教學資源。4、對比實驗法實驗假設：充分體現(xiàn)學生主體性的系統(tǒng)教育教學模式有利于培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力、社會實踐及社會適應能力。實驗組：陽泉市第十七中學高一個特優(yōu)班和一個普通班控制組：其余四個平行班前期測試：參照上屆學生畢業(yè)實驗操作成績。實驗因素：實驗組成員對課改方向的認識，主試教師在教學中進行化學實驗的教學思路，學生社會實踐的引導和參與。研究工作的步驟與計劃第一階段：準備啟動階段(2011年6月至2011年8月）1、關注課改動態(tài)和教育發(fā)展的形勢，加強與外地同行的協(xié)作與交流，搜集相關信息、資料，做好課題的選題、論證、申報等一系列前期準備工作。2、成立課題研究小組并明確分工，討論制訂學習與研究的具體方案和課題實施的階段性計劃。3、組織課題組成員以多種形式學習現(xiàn)代教育科研、教育科研指南、現(xiàn)代教育理論、化學課程標準（實驗稿）、微型化實驗在中學化學教學中的運用、現(xiàn)代教育科學研究方法，并及時在網上下載相關課改文章供課題組成員學習，不斷提高教育科研理論水平和研究實驗能力。第二階段：實驗實施階段(2011年9月至2012年1月）1、課題組成員按照課題分工和實施方案分頭開展工作，并根據自己承擔的實驗內容，確定相應的重點，使課題研究有序進行。2、開齊、上足實驗課程，改變課堂演示實驗和學生分組實驗的傳統(tǒng)模式，做到教師演示與學生嘗試相結合，積極探索師生共演、師生共研和學生自演的開放式實驗新路子。3、在儀器微型化、試劑微量化、現(xiàn)象最大化、教學綠色化的原則基礎上，探索微型化學實驗儀器的設計、制作。4、充分挖掘現(xiàn)有實驗儀器資源，收集、選擇、整理微型化學實驗儀器。5、組織學生進行化學小論文、小實驗、小制作競賽，提高他們的實踐能力。6、10初進行一次整理資料。做好階段性總結7根據課題研究的進展情況，開展一次中期匯報工作，接受上級領導和市教科所真心實意的檢查與指導。第三階段：鞏固提高階段（2012年2月至2012年5月）本階段是課題研究的主要階段。在此階段，不僅是上一階段工作的簡單重復，而是研究層面上的一次“升華”。1、課堂教學是課題研究的主戰(zhàn)場，每學期課題組教師每人必須開一至二節(jié)課題研究實驗課，由學校領導和教科研骨干聽課并作具體指導。2、課題組成員及試驗班級經常進行情況反饋和經驗交流，及時“刷新”實施方案。在研究過程中結合研究實際，積極撰寫論文。在課題組例會上交流，并參加各級論文評選，或向報刊、雜志投稿，把課題研究成果推向社會。3、根據課題研究的進展情況，開展一次中期匯報工作，接受上級領導和市教科所真心實意的檢查與指導。第四階段：應用總結階段(2012年6月至2012年7月）1、參加課題研究的教師把試驗過程中的有關情況（包括體會、教案、教具進行分類、整理、分析，做好課題資料的歸檔工作。）2、編輯，刊印課題研究過程中撰寫的有一定理論水平和指導意義的論文及各級獲獎論文。3、通過各種途徑對前兩屆實踐畢業(yè)生進行追蹤回訪，認真聽取他們對微型化學實驗研究的看法和成果評價。課題參加人員的組成和專長1、本課題總負責人李德慶同志，為市化學學科教研員，對化學教學研究有著豐富的經驗，同時對于教學實驗的改進有著濃厚的興趣。2、主要參與者李鋒同志，現(xiàn)任陽泉市第十七中學化學教師，具有中學一級教師職稱，是陽泉市1518工程學科帶頭人，22年教齡有豐富的教育教學實驗經驗和較高的研究水平，較強的組織協(xié)調能力和對教育事業(yè)無限熱愛的奉獻精神3、有學校團委書記和政教主任參與。對于教育教學管理方面經驗豐富，對于組織學生進行實驗的改進方面有著非常大的幫助。4、有陽泉11中高級教師王建秀同志參與，她對化學實驗的改進有豐富的經驗。4、李會林老師是一位富有激情、具有豐富教學經驗的年輕骨干教師，本次課題研究的陣地主要在李會林老師所帶的高一年級進行，第一手的資料將由李會林老師提供。5、學校提供了必要的教研經費和良好的教研環(huán)境。 課題分工：該課題為“新課改背景下的中學微型化、趣味化化學實驗研究”目的是培養(yǎng)學生的動手能力、實踐能力，從而提高學生的創(chuàng)造能力。本課題僅研究必修1和必修2中涉及到的實驗的實驗。1、理論研究新課改背景下學校的教育教學管理 （研究者：