初中化學探究性實驗教學的研究與實踐課題結(jié)題報告

1、 初中化學探究性實驗教學的研究與實踐課題結(jié)題報告執(zhí)筆人：畢建禎隨著化學新課程的啟動和推進，我校作為一所城鄉(xiāng)結(jié)合部的一所普通完中，在實施化學新課程的過程中，遇到了新的問題和困難。特別是對于新課程提倡的探究性實驗，在學生學和老師教的過程中，困惑最大。針對此現(xiàn)狀，我?；瘜W組成立了初中化學探究性實驗教學的實踐與研究課題組，并被列為集美區(qū)級課題。經(jīng)過幾年的實踐和研究，取得了一定的成績。在總結(jié)研究成果的基礎(chǔ)上，我們提出如下報告。一、課題提出的背景（1）化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學科，化學實驗是幫助學生獲得化學知識、掌握實驗技能，激發(fā)學習興趣、培養(yǎng)實驗?zāi)芰Φ囊环N教學手段，它在初三化學教學中始終占有十分重要

2、的位置。初三化學實驗課改前以驗證性實驗為主，而把探究性實驗作為初中化學的基本教學要求，第一次在2001年的九年義務(wù)教育全日制初級中學化學教學大綱（試用修訂版）中正式提出。大綱指出：教師應(yīng)“適當引入一些探究性實驗”，“應(yīng)逐步加強學生的探究性實驗”，“適時地安排一些學生自主探究的實驗”，“探究性實驗和綜合實踐活動能較好地體現(xiàn)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力”。等等這些指導(dǎo)性的言語都在告訴我們探究性教學應(yīng)該啟程了。（2）廈門市從2003年進入國家化學新課程標準實驗區(qū)，面對新的教材和新的化學課程標準要求原有的實驗教學方式是統(tǒng)一的實驗要求、實驗教學模式，學生的個性發(fā)展不利，單一的實驗內(nèi)容又脫離社會實際，已逐漸顯

3、示出不足之處。為了增強學生學習的主動性、能動性和獨立性。因此開展化學探究性實驗的教學與研究，是化學教學走素質(zhì)教育之路的有效途徑。(3)我校隨著廈門市一起進入國家化學新課程標準實驗區(qū)，在實踐過程中，根據(jù)我校學生特點和學校化學實驗室儀器設(shè)備條件，把新人教版教材上的50多個實驗按分類可分為學生探究實驗、教師演示實驗、學生家庭小實驗等，而其中有以學生探究實驗為主（上冊13個，下冊11個）。這次我們共選擇了其中的19個進行探究教學，但學生在進行探究性實驗時存在諸多的問題，如：剛開始大多學生只習慣于思考老師向他們提出的問題，而不會主動地去提出問題、發(fā)現(xiàn)問題或者敢于提出自己不同的見解和方案；當老師給學生設(shè)置

4、了問題情景后，讓他們能獨立地設(shè)計實驗去解決問題時，學生多半會到教材中找現(xiàn)成的實驗方案，很少有學生能創(chuàng)造性地去設(shè)計新的實驗方案。而大家知道，學生會提出問題，設(shè)計解決問題的方案恰恰是探究性實驗最重要的兩個環(huán)節(jié)。隨著新課程實施的不斷深入以及我校實驗室條件的不斷改善，在汲取過去幾年新課程實施中的經(jīng)驗和不足，我?；瘜W組確立“初中化學探究性實驗教學的研究與實踐”課題，旨在進一步以學生為主體，促進學生主體發(fā)展。同時也想為進一步提高教師的專業(yè)成長搭建一個平臺。二、課題研究的理論依據(jù)化學探究性實驗是指在教師的引導(dǎo)下，學生根據(jù)化學教學的內(nèi)容或日常生活、生產(chǎn)中遇到的問題，對自然界及研究的現(xiàn)象提出問題，從問題或任務(wù)出

5、發(fā)，通過形式多樣的探究實驗活動，利用已知的、外加的因素去作用于研究對象，借助化學探究性實驗，獨自或與他人合作加以探索，來認識研究對象的未知性質(zhì)、組成、變化特征，以及與其他對象或現(xiàn)象的聯(lián)系等的一種教學方式。其教學過程中一般圍繞八個要素展開，即：提出問題（或創(chuàng)設(shè)情境）、猜想與假設(shè)、制定計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達與交流。借助該形式，引導(dǎo)學生主動進行實驗設(shè)計、現(xiàn)象觀察，結(jié)果分析，從中發(fā)現(xiàn)科學概念或原理，達到獲得知識，形成概念，掌握技能，優(yōu)化思維，培養(yǎng)情感體驗，提高綜合能力的目的。在新課標中強調(diào)“化學實驗是進行科學探究的主要方式”，“教師要注意改進傳統(tǒng)的實驗教學，精心設(shè)計各種

6、探究性實驗，促使學生主動學習，逐步學會探究”。本課題著重研究如何幫助學生了解化學探究性實驗的基本過程和方法，培養(yǎng)學生初步的科學探究能力和態(tài)度，使學生掌握進一步學習和發(fā)展所需要的化學基礎(chǔ)知識和基本技能，在探究性實驗教學實踐中讓學生獲得探究的體驗和意識，從而提高學生科學探究的素質(zhì)。三、課題研究的目標1、通過本課題的研究，提煉出化學探究性實驗教學實施的指導(dǎo)策略；2、進一步轉(zhuǎn)變教師的教育觀念和教學行為；3、通過合理運用化學探究性實驗教學的指導(dǎo)策略，培養(yǎng)學生自主實驗、獨立思考的學習習慣。培養(yǎng)學生的探索精神、創(chuàng)新思維，勇于實踐的能力。從而開發(fā)學生潛能，促進學生的主動發(fā)展。4、通過本課題的研究，整合資源把研

7、究過程的各種素材提煉、匯編成冊以供大家今后參考。四、課題研究的階段和內(nèi)容本課題研究的最終目標是轉(zhuǎn)變學生實驗學習的方式，促進學生主動發(fā)展，提高教師的教學策略研究水平。因此，我們將課堂作為課題研究的主要陣地。（一）前測工作為了了解學生實施探究性實驗的基礎(chǔ)，在進行課題研究前（2006年3月），筆者對55名2006屆初三學生進行了摸底調(diào)查。（調(diào)查詳表另見文件夾）其中調(diào)查部分內(nèi)容結(jié)果如下：在課堂上老師提出問題后你喜歡積極思考和探究嗎？非常喜歡8人占14.5%；喜歡47人85.5%你知道什么叫科學探究嗎？ 知道19人、占34.5%， 不知道36人、占65.5% 你做過探究性實驗嗎？ 做過10 人、占18.

8、2%， 沒做過45人、占81.8%你了解科學探究的一般過程嗎？ 了解10人、占18.2%， 不了解45人、占81.8%你想嘗試化學探究性實驗嗎？ 想55人、占100%， 不想0， 無所謂0在對19名“知道科學探究”的學生進行進一步訪談中得知，大多數(shù)學生都是從初二物理教材中了解到科學探究的，卻沒有做過探究性實驗。但讓我感到欣喜的是，在調(diào)查的55名學生中，100%的學生都想嘗試化學探究性實驗?？梢娝麄儗τ趧倓偨佑|的新學科化學有著濃厚的興趣和探究的欲望。同時我們組織了本課題組成員集中和分散等方式進行理論學習：探究多彩的化學實驗與教學設(shè)計（北京師范大學出版社）、走進美國課堂、探究性學習教學示例、化學教

9、學、微型實驗探究活動的設(shè)計、化學實驗教學論、反思教學、中學化學、課堂教學實驗評價方案、中學化學實驗設(shè)計與教學論、經(jīng)典教學案例與創(chuàng)新課堂設(shè)計（世界知識出版社）、培養(yǎng)學生化學學習興趣的策略 王錦秀等書籍和文章，并談心得。提高了課題成員的理論修養(yǎng)。（二）課堂實踐第一階段：教師示范，學生感知探究性實驗剛接觸化學的初三學生對化學儀器和實驗基本操作都不了解，要讓他們進行探究性實驗幾乎是不可能的。在教學過程中，教師先為學生設(shè)計好探究性實驗報告，內(nèi)容包括：發(fā)現(xiàn)問題提出問題作出假設(shè)設(shè)計方案進行實驗交流討論-歸納總結(jié)得出結(jié)論”，然后老師做演示實驗。學生通過實驗報告和老師的示范實驗，感知實施探究性實驗的一般方法。比

10、如，在給學生第一節(jié)課上課時，我們常常給學生演示鎂條在空氣中燃燒，當學生第一次遇到老師給同學們演示實驗時，幾乎是即興奮又無序觀察過程現(xiàn)象。怎樣讓剛接觸化學學習的學生成功地邁開他們觀察和思考有關(guān)化學實驗過程問題呢？老師應(yīng)為他們對未知實驗進行示范引導(dǎo)，讓他們感知化學探究實驗的神秘與魅力：探究性實驗鎂條的性質(zhì)（教師告知）提出問題：鎂是一種重要的金屬，它可能有什么性質(zhì)？與你平時常見金屬的性質(zhì)有什么相同和不同之處？作出假設(shè)（猜想）（內(nèi)容教師在屏幕在顯示）： 制定實驗方案： 觀察鎂帶的外觀，試試看是否容易被折彎、扭斷。 用砂紙打磨鎂帶，它的外觀有什么變化？ 取一段打磨好的鎂帶，用坩堝鉗夾持，用酒精燈外焰加熱

11、。當鎂帶開始燃燒時，移到石棉網(wǎng)上方，讓它繼續(xù)燃燒，觀察燃燒的現(xiàn)象和燃燒后產(chǎn)物的狀態(tài)。進行實驗，觀察現(xiàn)象，作好記錄（內(nèi)容教師在屏幕在顯示）： 分析、歸納、證實或否定猜想（教師在屏幕在顯示） ： 交流、討論，得出結(jié)論：鎂的性質(zhì)可以在空氣中燃燒（內(nèi)容教師在屏幕在顯示）當學生一邊觀察老師的演示實驗，感受探究實驗的同時，邊觀察、邊思考、邊體驗的過程中，學生感知了化學探究性實驗的神秘。學生實驗后感知，原來這些知識可以通過實驗自己去發(fā)現(xiàn)和總結(jié)，化學探究實驗是這樣有趣啊。第二階段：學生嘗試、教師給予指導(dǎo)和幫助學生在感知了探究性實驗，并有親自動手去做探究性實驗的沖動后，教師可嘗試著稍稍放手，在先學生學習化學實驗

12、的一些基本要求和技能后，讓學生嘗試化學探究性實驗中的某幾個環(huán)節(jié)，例如：簡單實驗方案的設(shè)計，探究性實驗的基本操作。在此階段，學生設(shè)計的實驗方案的可操作性、安全性，教師在學生實驗前要仔細批改，及時給予指導(dǎo)。前幾次學生進行實驗的過程中，在基本操作的規(guī)范性、實驗觀察的方法、實驗現(xiàn)象的記錄等方面出現(xiàn)的問題，教師及時提供幫助。學生通過親自動手嘗試，對探究性實驗的認識和實施有了進一步的認識。下面是化學探究性實驗空氣的捕捉教學過程：探究課題：如何將一個集氣瓶中的空氣捕捉到另一個集氣瓶中？面對問題，開始時學生一時無法著手。此時教師可創(chuàng)設(shè)問題情境：你如何捕捉教室里的空氣？思考之后，學生提出問題的解決方案：學生a：

13、抓緊一個塑料袋，趕跑袋中的空氣。然后在教室里松開手，張開袋口在教室里跑一圈。當塑料袋鼓滿時，扎緊袋子。這樣我就捕捉到了教室里的空氣。同學們一邊笑，一邊表示贊同。老師評價：方案很生動、很生活化，并且可行！很棒得！學生b：拿一個針筒，先把栓塞向前推，排盡空氣。然后到教室里后拉栓塞抽入空氣。老師評價：方案很實用、很會利用生活品，可行！也很棒得！學生c：拿一個集氣瓶先裝滿水，帶到教室后，把水倒掉，教室里的空氣就會進入瓶中。老師評價：方案很化學！、很會思考，可行！也很棒得！教師把學生回歸到剛才的課題：如何將一個集氣瓶中空氣捕捉到另一個集氣瓶中？學生在上一個問題討論的基礎(chǔ)上，并從老師提供的實驗儀器中受到啟

14、發(fā)（投影幾種常見的儀器），設(shè)計出了如下方案：在第一個集氣瓶上塞雙孔橡皮塞（連接導(dǎo)管和分液漏斗-教師給予點撥），另一個集氣瓶里裝滿水，倒放在水槽中。當從分液漏斗中加水時，第一個集氣瓶中的空氣就通過導(dǎo)管進入了另一個集氣瓶中，當集氣瓶中的水排盡時，就成功地將一個集氣瓶中空氣捕捉到另一個集氣瓶中。教師肯定了實驗方案的可行性，并對學生的實驗基本操作給予指導(dǎo)。在教師適時誘導(dǎo)和幫助指導(dǎo)下，學生第一次獨立進行了簡單的探究性實驗，體驗到了探究的樂趣。第三階段：師生、生生合作，發(fā)展探究性實驗的能力學生對實驗方案的設(shè)計和實驗基本操作及簡單的儀器使用有了一定的了解后，教師可以適時引導(dǎo)學生從身邊的一些現(xiàn)象中去發(fā)現(xiàn)問題、

15、提出問題、作出猜想，進而獨立地設(shè)計解決問題的方案、進行實驗、分析實驗，找出問題的答案。在探究過程中學生遇到困難時，我們總是鼓勵他們采取一些可行的措施，如小組合作、師生合作的方式來化解困難。又如質(zhì)量守恒定律的教學設(shè)計，丁紅老師是這樣設(shè)計教學片段的：（1）她創(chuàng)設(shè)問題情境：取暖時所用的煤和平時蠟燭的燃燒之后質(zhì)量變少：取一小斷鎂條在空氣中點燃之后質(zhì)量變大。再結(jié)合生活中的一些現(xiàn)象，引導(dǎo)學生進行猜測：你認為化學反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和是什么關(guān)系？（2）學生提出猜想。生a：我覺得反應(yīng)之后質(zhì)量應(yīng)該變大，根據(jù)前面學過的mg+o2mgo 、 p+ o2p2o5這兩個反應(yīng)就可算出是變大。生

16、b：我認為變小，煤和蠟燭的燃燒之后生成爐渣和灰燼或氣體要比燃燒前煤和蠟燭的質(zhì)量要小。生c：我覺得不會改變。從表面上看煤燃燒后質(zhì)量確實減少了，而我通過它燃燒的化學反應(yīng)c+o2co2中卻算出沒變。蠟燭燃燒后質(zhì)量確實減少了，情況與上述分析相似。因此我猜想化學反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和是不變的。（3）丁紅老師這樣啟發(fā)引導(dǎo)學生：大家通過剛才的討論和交流，同學們產(chǎn)生了三種不同的猜想，那么究竟哪一個是正確的呢？它又隱含著怎樣的道理呢？現(xiàn)各小組可根據(jù)你們自己的猜想來設(shè)計實驗方案或參考書上的實驗方案。在探究過程中若有不能解決的問題，可求助其他組的同學，也可問老師。（4）學生設(shè)計實驗方案。

17、（教師此時巡視輔導(dǎo)幫助他們分析可能出現(xiàn)的一些新問題）學生設(shè)計的方案有很多，教師選出有代表性的有以下幾種。學生方案：取一小段蠟燭在一小塊木板上，把它們一起放在托盤天平上，調(diào)節(jié)托盤天平達到平衡。在托盤天平上點燃蠟燭，觀察托盤天平的平衡情況。學生方案：取一段鎂帶，在托盤天平上稱的質(zhì)量m1。用坩堝鉗夾持，在酒精燈上點燃，把燃燒后的白色粉末收集起來并在托盤天平上稱的質(zhì)量m2，比較反應(yīng)前后質(zhì)量的變化。學生方案：在小燒杯中加入20ml稀硫酸銅溶液，取一根砂去鐵銹的鐵釘，將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質(zhì)量m1。將鐵釘浸到硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象，將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放

18、在托盤天平上稱量，記錄所稱的質(zhì)量m2，比較反應(yīng)前后質(zhì)量的變化。 說明：其中方案和方案，學生從老師提出的問題情境中受到啟發(fā)。方案同學們參考了教材上的實驗方案。由此可見，學生自主設(shè)計實驗方案的靈活性和創(chuàng)新性有待于提高。此時教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)是很重要的。）（5）師生共同評價。學生對以上實驗，產(chǎn)生了如下想法：“蠟燭燃燒后質(zhì)量減少，是由于生成的氣體沒有被稱量所造成的” ；“鎂帶燃燒后質(zhì)量變大，是由于參加反應(yīng)的氧氣沒有被稱量所造成 的”“鐵與硫酸銅的反應(yīng)質(zhì)量不變，因為反應(yīng)中既沒有氣體參加反應(yīng)，又沒有氣體生成” ；“研究蠟燭燃燒反應(yīng)的質(zhì)量變化，應(yīng)將參加反應(yīng)的氧氣和生成的二氧化碳、水一起稱量”； “在密閉容器中

19、進行實驗，反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量肯定不會發(fā)生變化” ；（6）進行實驗再探究。同學們在采納大家意見的基礎(chǔ)上重新修改實驗方案后，再實驗就看到了反應(yīng)前后天平是平衡的。（7）師生得出結(jié)論。通過化學實驗探究大家達成共識，最后總結(jié)得出：參加化學反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。我們把這一規(guī)律稱為質(zhì)量守恒定律。 說明：這樣的課非常地費時間，往往一課時的教學內(nèi)容，兩課時也完成不了。所以在平時的教學中，教師只能精選有代表性的實驗來嘗試教學第四階段：拓展課外探究實驗隨著學生對探究性實驗學習能力的逐步提高，在研究過程中，我們采取了邊學習課本中的探究性實驗，邊增加家庭小實驗和對生活中一些化學現(xiàn)象探究的

20、學習。并重點研究如何指導(dǎo)學生進行對比實驗的設(shè)計。 (三）教學中具體的探究設(shè)計在近三年的實踐與研究中，針對不同階段學生對探究性實驗的實施水平、針對不同特點的探究性實驗，我們總結(jié)出了一些不同的教學指導(dǎo)策略。比如：教師示范策略，邊講邊實驗策略，合作實驗策略，變演示實驗為探究性實驗策略，動畫模擬演示實驗策略，等等。比如：丁紅研究課氧氣的實驗室制取、二氧化碳的實驗室制取、奇妙的金屬性質(zhì)、分子的運動、質(zhì)量守恒定律、粗鹽的提純、探究鋁的化學性質(zhì)、酚酞試液遇氫氧化鈉溶液一定變紅嗎、中和反應(yīng)等；畢建禎研究課自然界的水、空氣中氧氣含量的測定、人體吸入空氣和呼出氣體的探究、尋找新的催化劑等等；彭揚飛研究課常見的酸和

21、堿、探究酸的化學性質(zhì)、金剛石、石墨、c60、酸堿鹽復(fù)習課、能用排水法收集二氧化碳嗎、蠟燭燃燒實驗探究、 酒精燃燒的趣味實驗、白磷燃燒的實驗、木炭的吸附性、金屬的銹蝕、探究銅的化學性質(zhì)等等。五、課題研究的主要績效1集體的協(xié)作大家共享課題組成員經(jīng)過長時間的摸索總結(jié)與實踐，進行整理匯編成初三化學探究性實驗講與練小專題。它既可以作為學生初三化學學習的參考書，也可成為中考復(fù)習有關(guān)化學探究實驗內(nèi)容的資料，亦可作為教師們開展探究實驗教學的參考用書。2.在一定的程度上促進了學生的主體發(fā)展，對老師的備課也是一種挑戰(zhàn)性工作。在最初的化學探究性實驗教學中，我們發(fā)現(xiàn)他們一般依賴于老師向他們提出的問題，而不會主動地去發(fā)

22、現(xiàn)問題、提出問題。當老師設(shè)置了問題情境，讓學生通過探究實驗來解決問題時，學生多半會到教材中找現(xiàn)成的實驗方案，很少有學生能創(chuàng)造性地去設(shè)計新的實驗方案。學生在熱熱鬧鬧地完成實驗后，對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果進行分析的意識很薄弱或沒有這種習慣。而這些恰恰是探究性實驗的重要環(huán)節(jié)，也是促進學生探究能力、提高科學素質(zhì)的基本途徑。通過學生在有限的時段（初三還不到一年）的化學探究性實驗的課堂教學，學生在學習主體發(fā)展上得到了一定的提高。當然課前老師對收集學生的方案進行批閱是一定要的，所以課前老師的功夫要下的足。由于學生學習方式也得到了一定的轉(zhuǎn)變，同時也促進了學生的主體發(fā)展，教師在輔導(dǎo)學生們參加的各類比賽均取得可喜成績

23、。近三年市中考和學科競賽中均有學生獲得可喜的成績。這些成績的取得，發(fā)生在學生們身上的悄然改變，讓我們相信，我們的課題研究取得了一定的成效。當然這也離不開其他科任老師和班主任等各方面的支持和幫助。3.教師的化學探究性實驗教學行為悄然發(fā)生了改變，促進了教師的專業(yè)化成長教師從不知怎樣從事探究性實驗的教學，到逐漸熟悉探究性實驗的一般過程和教學方法。特別在課題研究的過程中，我們通過一節(jié)節(jié)的課題研究課，總結(jié)出了一些有效的探究實驗指導(dǎo)策略：教師示范策略，邊講邊實驗策略，小組合作、師生合作實驗的策略，變演示實驗為探究性實驗的策略，等。這些教學策略，幫助教師在實際教學中靈活運用，課堂上同學們的表現(xiàn)也與之前有不同

24、了。2005年11月，畢建禎區(qū)級公開課初三自然界的水復(fù)習課，效果良好；2006年11月，丁紅參加集美區(qū)初中化學課堂創(chuàng)新大賽，獲一等獎；2006年12月，廈門市優(yōu)質(zhì)課評選中獲三等獎；2007年4月，畢建禎獲十一五課題全國高中化學優(yōu)質(zhì)觀摩錄象課含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用課堂實錄評比一等獎；2007年12月，畢建禎在福建省新課程高中化學優(yōu)質(zhì)課觀摩教學評比中獲得省級三等獎；2007年11月，獲福建省農(nóng)村初中化學優(yōu)質(zhì)課觀摩教學評比三等獎；2007年11月，丁紅在廈門市第三屆中學課堂教學改革創(chuàng)新大賽中，獲得三等獎同時教學設(shè)計：課題3氧氣的制法，則收入了福建省的匯編；2007年11月畢建禎被評為廈門市園丁獎。06年度丁紅考核優(yōu)；07年、08年連續(xù)2年畢建禎年度考核優(yōu)。四人次執(zhí)教過學區(qū)級公開課或擔任市、區(qū)教研主講教師，課題組教師畢建禎所撰寫的新課程理念下初中化學有效教學策略的研究參加2006.4廈門市化學學會論文匯編、評比獲得二等獎；畢建禎所撰寫的困惑 實踐 反思參加2006.5廈門市化學教育教學論文匯編