小課題在高中化學教學中的課例研究

1、余杭區(qū)化學會2008年年會論文小課題在高中化學教學中的課例研究塘棲中學 梁忠耿 摘要學生是對教科書進行能動的實踐創(chuàng)造的主體。要關(guān)注學生在教學過程中所表現(xiàn)的積極性、自覺性、創(chuàng)造性，變“要我學”為“我要學”， 鼓勵學生提出個人創(chuàng)造性的意見，不處處強求統(tǒng)一的“標準答案”。新課程教學中要引導學生在主動探索中，培養(yǎng)探索技能、反思能力、與人交流的能力、搜集和整理信息的能力，以及思想的開放性、尊重事實、承認事物的多樣性和不確定性、能夠進行批判性思維，等等。因此改變當前學生被動學習的狀態(tài)顯得十分重要，我們再也不要把學生的頭腦當成知識的容器，而應該是一個需要被點燃的火把！我們應該在教學過程中關(guān)注學生的全面發(fā)展，

2、力求學生在“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”三個方面得到和諧發(fā)展。本文試圖從課堂教學中提取出一些小課題進行針對性的研究性學習活動，從而使學生學會學習、學會探究，把課堂所學應用于實際，進而使學生會學、樂學、善學，提高自身的分析問題、解決問題的能力，發(fā)展他們的可持續(xù)學習能力。真正提高化學教育教學的成效。關(guān)鍵詞 小課題研究 化學教學 課例研究高中課改已經(jīng)幾年了，課程標準指出“高中化學課程在九年義務教育的基礎上，以進一步提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨，激發(fā)學生學習化學的興趣，尊重和促進學生的個性發(fā)展；幫助學生獲得未來發(fā)展所必需的化學知識、技能和方法，提高學生的科學探究能力；在實踐中增強學生

3、的社會責任感，培養(yǎng)學生熱愛祖國、熱愛生活、熱愛集體的情操；引導學生認識化學對促進社會進步和提高人類生活質(zhì)量方面的重要影響，理解科學、技術(shù)與社會的相互作用，形成科學的價值觀和實事求是的科學態(tài)度；培養(yǎng)學生的合作精神，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，提高學生的實踐能力。”新課程理念是創(chuàng)設學生自主活動和積極探究的情境，激發(fā)學生的探究欲望，引導學生積極參與和體驗探究過程，獲取知識，學會合作與分享；重視實踐探究在學習化學中的基礎性作用，精心設計探究方案，積極開發(fā)探究性實踐課題，鼓勵學生通過實踐研究，學會反思，鞏固并拓展化學知識與技能，掌握科學研究的方法。因為學生在設計實踐方案、進行實踐操作、觀察記錄現(xiàn)象、進行數(shù)據(jù)處理

4、、獲得結(jié)論的過程中，不僅能獲取知識、技能和方法，提高探究能力，還能形成良好的情感態(tài)度與價值觀。當前，研究性學習自然而然成為教育界關(guān)注的熱點，研究性學習中的小課題研究則更加成為人們關(guān)注的焦點。因為小課題研究選題小而精，學生所需研究的材料要求也不高，知識的專業(yè)性以及難度都不高，而且課內(nèi)課外都可以進行。所以實際操作起來容易進行。在目前中學基礎學科和課堂教學占優(yōu)勢的情況下，活動課程中研究性學習的實現(xiàn)，還有賴于學科教學改革的支持和促進。小課題研究這種學習方式對學科教學改革有很好的催化作用和促進作用，它是學科課程的補充，是學校課程設置的改革方向，同時也是基礎教育為適應時代和社會發(fā)展的需要所作的一種選擇。小

5、課題為載體的研究性學習是在化學學科教學實踐中一種能被廣大師生接受，而且和現(xiàn)行課堂教學能相互交融的學習模式之一。小課題研究，顧名思義就是對教科書中的某些知識點進行點對點的探究活動，與其說是一個研究過程，不如說這是一種更加符合新課程教學理念的學習方法，對工作、生活態(tài)度的習慣養(yǎng)成。必將對學生今后的處事方式和社會生活產(chǎn)生深遠的影響-小課題研究是以學生的自主性、探索性學習為基礎，從學生的學習、生活和社會實踐中選擇和確定研究小專題，主要以個人或小組的方式進行。課題選擇要小而精，實用性要強。通過親自實踐獲取直接經(jīng)驗，養(yǎng)成科學精神和科學態(tài)度，掌握基本的科學方法，提高綜合運用所學知識解決實際問題的能力的學習活動

6、，小課題的開展以實用性和實效性為指導思想，著重問題解決，強調(diào)過程性，淡化結(jié)果的標準化、論文式表達形式。小課題研究的學習形式多種多樣，當然要適應中學生的身心及知識層次等特點，可以從以下幾種角度進行并選擇研究課題：一、知識型研究小課題，如有關(guān)化學規(guī)律的探究；二、實驗條件確定的研究小課題，如酒精可燃與不可燃臨界濃度的研究；三、應用型研究小課題，如生活中的不同種類污水處理方法研究，關(guān)于含碘食鹽保存和使用的研究；四、實用型的研究小課題，如實驗室廢水中貴金屬的回收研究；關(guān)于各類干電池內(nèi)容物成分及分離研究；五、問題型的研究小課題，桶裝水中各種離子在陽光直射時的理化指標變化研究；生活垃圾集中填埋造成的污染調(diào)查

7、；等；六、綜合型研究小課題，如侯德榜對我國民族制堿工業(yè)的貢獻；酸雨危害及防治；農(nóng)藥使用現(xiàn)狀及污染防治研究 -等等。小課題研究過程較為簡單，但是可以直接切中要害，比如：選擇課題（即景生情形，一般在課堂教學過程中產(chǎn)生或者是教科書提及但學生容易曲解的內(nèi)容）設計研究方案（或探討內(nèi)容）探索研究（小實驗或者小組討論）匯報課題（解決小課題中的問題從而內(nèi)化為自己的知識）。小課題研究的課題內(nèi)容，信息渠道、教學空間和時間、方法和思維、師生關(guān)系和教學評價等都是開放的，在教學中教師應注意鼓勵學生從實際出發(fā)，創(chuàng)造性的開展小課題研究活動，盡可能解決學習過程中產(chǎn)生的各種疑惑。一、知識型研究小課題以課堂學習中產(chǎn)生的問題為小課

8、題研究的對象主要是結(jié)合教學的難點和重點，通過小課題的形式，加深和拓寬相應的化學知識，通過小課題研究，轉(zhuǎn)變學生的學習方式。如化學反應的限度中的“ 可逆動態(tài)平衡”是學生學習中的一個難點，以前采用的方法是教師舉例歸納練習，雖然有一定的效果，但總覺得學生被動參與的多，積極思考的少?，F(xiàn)在改變方式，以“ 我對可逆平衡的研究與認識”為課題布置給學生，通過學生自己查找資料研究探討交流答辯，最后教師指導形成結(jié)論。整個過程占用課時和原來差不多，但學生積極性高，課余主動學習的明顯增多，而且效果更好。整個課題設計如下：確定主題：我對可逆平衡的研究與認識研究的內(nèi)容：（1）可逆平衡概念。（2）可逆平衡的題型分析。（3）可

9、逆平衡的歸類、小結(jié)和運用。（4）學習可逆平衡的注意點，及難點突破策略。研究形式： 查閱資料、小組討論等?；顒拥攸c：學校、家庭、圖書館、書店等。研究過程： 教師提前布置課題任務，學生自由結(jié)對，利用兩周時間完成。相似類型小課題有：“ 我對有機物化學式確定計算題的研究和認識”、“ 原電中反應原理分析”、“氫氧化鋁與酸、堿反應計算題的研究”等。二、確定實驗條件的研究小課題探索性實驗引入課堂為小課題研究對象氯堿工業(yè)的生產(chǎn)原理在課堂上的再現(xiàn)研究教師指導學生實施實驗，觀察現(xiàn)象。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在陰陽兩極上都有氣泡產(chǎn)生。小課題1：你們認為兩電極上產(chǎn)生的氣體可能是什么物質(zhì)？學生經(jīng)過討論，獲得的結(jié)論是它們可能是氫氣、氧氣

10、、氯氣。教師讓學生再一次討論，看看有沒有可能還有其他氣體生成。結(jié)果又有同學說還可能有氯化氫氣體。根據(jù)已有的知識經(jīng)驗，能不能將上述四種氣體中的一種或幾種給排除掉？       學生經(jīng)過研究，提出其中的氯化氫氣體可以排除掉。在說明原因時，有同學說，根據(jù)電解水的方程式，其生成的產(chǎn)物只有單質(zhì)，而氯化氫是化合物，所以不可能；也有同學說氯化氫是一種極易溶于水的氣體，不可能以氣體逸出。此時學生議論紛紛，感到他們說的理由不充分。接著又有同學說，根據(jù)電解水的方程式，兩電極上生成的氫氣、氧氣中元素的化合價跟原反應物中元素的化合價均不相同，所以在電極上產(chǎn)生

11、的氣體，其元素的化合價在反應前后應該是不同的，而氯化氫中兩種元素的化合價跟原反應物中價態(tài)沒有差別，所以氯化氫不可能生成。       最后又有兩個同學闡述自己的觀點，他們相互補充，形成的共識是：電解時，溶液中氫離子向陰極運動，氯離子向陽極運動，如果兩種離子都參與反應的話，它們不可能在同一電極上生成，所以不可能產(chǎn)生HCl可以用什么方法證明它們存在與否？其中至少采用幾種檢驗方法？學生通過研究，認為至少需采用兩種不同的方法檢驗它們。學生實驗，發(fā)現(xiàn)陰極產(chǎn)生的氣體能發(fā)生爆鳴現(xiàn)象，陽極上產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍，從而得出電解產(chǎn)生的氣體

12、是氫氣和氯氣的結(jié)論。小課題2：假如溶液中Cl-全部轉(zhuǎn)化為Cl2逸出，此時溶液中大量存在的溶質(zhì)微粒是什么（學生認為是Na+）？（1）溶液中溶質(zhì)微粒是否只有Na+？（2）跟Na+共存的陰離子可能是什么？ （3）怎樣證明電解后的溶液中存在NaOH？在上述問題的探究過程中，學生認為溶液中溶質(zhì)微粒不可能只有Na+，因為如果這樣，溶液就會帶電，所以溶液中一定有陰離子中和Na+的電性。根據(jù)原溶液的元素組成，認為這種陰離子只可能是OH-，而Na+、OH-的組合即NaOH，此時很自然地想到檢驗有NaOH生成的方法可用酚酞試液。學生實驗：向電解后的溶液滴加無色酚酞溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶液顯紅色。電解液能使酚酞變紅，能否

13、證明電解產(chǎn)物中一定有NaOH？學生在探究過程中出現(xiàn)爭論：有的認為不能證明，因為是電解液使酚酞變紅只能說明其顯堿性，而不能證明這種堿一定是NaOH。也有的認為可以證明，因為電解飽和食鹽水時，溶液中的金屬陽離子只有Na+，如果有堿生成，它只能是NaOH。又經(jīng)學生的討論，絕大多數(shù)同學同意上述第二種觀點。此時有一個同學提出了與眾不同的觀點，他認為：電解液使酚酞變紅，只能說明它顯堿性，其中含NaOH，而不能說明這種堿是由電解產(chǎn)生的，因為有可能食鹽水在電解前本身就有可能已經(jīng)顯堿性了。這個同學的觀點，使大家有了一種從多種角度分析問題的思維方式。小課題3：采用什么樣的實驗可證明電解液的堿性是電解產(chǎn)生的還是溶液

14、本來就具有的？經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)實驗很簡單，只要向原飽和食鹽水中滴加酚酞即可。學生實驗，向電解前的飽和食鹽水滴加酚酞試液，溶液不變紅色，證明NaOH是電解生成的。至此電解飽和食鹽水的產(chǎn)物全部搞清楚了，它們是：氫氣、氯氣、氫氧化鈉，由于教學過程中所創(chuàng)設的問題情境具有可探究性和發(fā)散性，使學生在提出假設、對假設證實或證偽、獲得正確結(jié)論的過程中，邏輯思維能力、創(chuàng)新精神、科學方法、科學態(tài)度、實踐能力等方面有所發(fā)展。從本課時的教學過程來看，巧妙的引人入勝的小課題情境可將學生的探究活動一步一步引向深入。教師在創(chuàng)設教學情境時應盡可能與學生已有的知識經(jīng)驗相聯(lián)系，盡可能引起學生思維上的矛盾沖突。從而達到教學效果，這也

15、是小課題研究的目的之一。把學生學習中碰到的一些問題，以實驗課題的形式解決，或組織學生對一些實驗進行深層次的項目研究，這樣的小課題研究無疑是成功的。如一位學生對SO2不能使石蕊溶液褪色的時間提出疑問，在教師的建議下，他和幾個同學合作設計了實驗的計劃，一邊查閱資料，一邊進行實驗，最后不僅通過實驗論證了自己觀點的正確性，同時也使自己對課題研究有新的認識。課題設計如下：確定主題： 石蕊溶液中通入SO2后不同時間段現(xiàn)象分析和探討。研究的內(nèi)容：（1）SO2使石蕊溶液變色的原理。（2） 通過實驗探究石蕊溶液中通入SO2后在不同時間段可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。（3） 理論分析不同時間段可能出現(xiàn)的現(xiàn)象的原因。（4）探討S

16、O2使石蕊溶液變色原理的運用策略。研究形式： 查閱資料、實驗、小組討論等?；顒拥攸c： 班級、實驗室、圖書館、書店等。研究過程： 教師布置課題任務，學生自由結(jié)對，利用實驗課或活動課時間進行實驗，利用課余時間完成課題；課堂上交流并組織展示。相關(guān)小課題有：“ 如何驗證碘鹽中的含碘量”、怎樣提高“ 氫氯爆鳴實驗”的成功率等等。三、應用型研究小課題以教材內(nèi)容為小課題研究對象小課題研究取材于課本應用于課外，既鞏固了學生的基礎知識，又增長了學生的動手、動腦能力，更主要的是培養(yǎng)了學生自主創(chuàng)新的意識，為其將來的學習和工作打下良好的基礎，所以，在教學中教師要善于發(fā)現(xiàn)可以探究的小課題并且鼓勵學生們大膽提出問題，鼓勵

17、學生通過科學實驗，得出正確結(jié)論。在形成了良好的小課題研究氛圍后，學生在學習化學課中就會不斷地提出了很多問題。如：硝酸與銅反應只生成NO的最大濃度是多少？怎樣才能制出N2O？N2O助燃嗎？怎樣驗證？為什么NaNO2會致癌？白磷為什么會有毒？有感于患者輸液時看護之苦，他們想設計自動止液，自動退針的裝置。可以說，在學習過程中，學生們有數(shù)不清的問題在激勵他們，都需要我們的支持和鼓勵。沒有任何理由去制止、扼殺、傷害學生的探究積極性！在“氯水的主要成分檢驗”教學中，課題設計如下：研究內(nèi)容：得出氯水中含H2O、Cl2、HClO、H、Cl等微粒。研究形式：課堂實驗研究過程：Cl用AgNO3溶液檢驗，應有白色沉

18、淀生成；H用石蕊試液進行檢驗，石蕊應變紅。對于HClO的檢驗學生未答出。第一位同學上講臺檢驗Cl的存在：取少量氯水置于試管中，向其中滴入少量AgNO3溶液，結(jié)果看到有大量的白色沉淀生成。第二位同學上講臺檢驗H的存在：取少量氯水置于試管中，向其中滴入少量石蕊試液，結(jié)果并未看到試管中的溶液變紅，這個現(xiàn)象出乎大家預料。教師適時引導，讓這位同學再反過來做這個實驗：取少量石蕊試液置于試管中，向其中逐滴加入氯水，結(jié)果看到，剛開始滴入氯水，溶液變紅，可是再滴入幾滴氯水時，紅色逐漸褪去，同學們更感驚奇。然后讓學生自己看書、討論，學生找出了原因，然后教師再演示：取少量氯水置于試管中，再取一滴管石蕊試液，將滴管插

19、入氯水液面下，當石蕊試液迅速擠入氯水中一剎那溶液變紅，然后又迅速褪色。再請一位同學分析原因，同學自然很容易得出正確的結(jié)論。用課題研究的方法解決新教材中一些教學任務，可以作為使用新教材的一種探索和實踐思路。研究結(jié)論：通過簡單的實驗，學生完全了解到現(xiàn)象與實質(zhì)的聯(lián)系，并且鍛煉了學生的動手能力、實驗設計能力。教師的作用，在某種意義上只能給學生創(chuàng)設一種提示：一種環(huán)境提示，或行為提示；而這種提示卻更能激發(fā)學生的學習興趣和潛能，學生也許更歡迎這樣的教師帶領他們?nèi)カ@取開啟世界大門的鑰匙。也許，這就是教學真正的意義?？梢赃M行的類似小課題有：選擇高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導纖維、C60等新型無機非金屬材料進行認識與研究；選

20、擇金屬陶瓷、超導材料等金屬材料，功能高分子材料、復合高分子材料等新型有機高分子進行認識與研究；選擇氯堿工業(yè)里新型的離子交換膜等進行認識與研究等。四、實用型的研究小課題以和生活有關(guān)的化學問題為小課題研究對象 如“ 酸堿性對盆栽花卉生長影響”、“ 含氟牙膏和含氟廢水對人體影響關(guān)系對比研究”、“ 碘攝入量與地域的關(guān)系研究”、“ 生活中常見污染物和防治污染”等。這些問題貼近生活、實用性強，有助于學生在運用化學知識中，對化學學習產(chǎn)生更濃厚的興趣。如在進行pH知識教學中，不少學生反映，pH的這些知識對他來說就意味著一些繁瑣計算，學起來太枯燥。開設“ 溶液的pH的應用” 的課題指導課，讓學生了解我們周圍的p

21、H，pH的應用的重要性，同時要求學生運用pH知識完成一個課題。本小課題設計可以用下面的方式進行操作：選題范圍：周圍環(huán)境pH的狀況和pH應用（對植物生長狀況的影響）。研究的內(nèi)容：不限定。成果表達方式：論文或?qū)嵨飳Ρ日故尽Ｑ芯啃问剑荷鐣{(diào)查、查閱資料、數(shù)據(jù)處理、小組討論等。活動地點：社會、上網(wǎng)、圖書館、書店、家庭、農(nóng)場等。研究時間：假期或者課后興趣活動。五、問題型的研究小課題從大家關(guān)注的熱點問題作為小課題研究對象當前環(huán)境問題是世界一大熱門話題。隨著工業(yè)革命到來，世界工業(yè)快速發(fā)展，世界環(huán)境迅速惡化，酸雨就一直困擾著世界各國人民，因此，環(huán)境問題中，酸雨的問題也就自然成為綜合科化學高考的熱點問題。但學生

22、對酸雨的認識僅僅局限于課本的一點介紹，并且對酸雨知識也只是被動地了解,解題時不能根據(jù)實際情況回答問題。下面以SO2怎樣影響我們的生活為例，談談如何開展這個小課題研究并且取得教學效果提升的。1、研究方案的設計利用多媒體播放經(jīng)受“酸雨”侵害的農(nóng)村田野大片受害的農(nóng)田，珍貴的石雕文物面目全非，大量的金屬器械遭受腐蝕。同時我們還可以看到二氧化硫可以使紅糖脫色，使編織的草帽呈現(xiàn)美麗的顏色。確定學習目標 如：掌握與酸雨有關(guān)的知識。培養(yǎng)綜合運用知識解題能力、推斷能力、實驗設計能力以及根據(jù)實際情況具體分析問題能力。了解各種與酸雨有關(guān)的常見現(xiàn)象的本質(zhì)以及相關(guān)解決酸雨問題的方法和實用技術(shù)等。2、研究方法：文獻法（網(wǎng)

23、絡圖書館）、實驗法、討論歸納法、解題實踐法3、研究過程：（1）大家討論確定子課題：酸雨具體含義，酸雨的形成 原理，酸雨的危害，如何防止酸雨的形成，實際應用。（2）分組行動。（3）交流與討論。（4）總結(jié)歸納相應知識。（5）發(fā)表自己的解題意見，大家討論找出正確答案。4、研究方案的具體實施：    分好子課題后，立即開展行動。三個子課題組的同學需要通過網(wǎng)絡查閱大量有關(guān)酸雨方面的資料，并且下載了大量的有關(guān)酸雨的資料。組的同學經(jīng)過老師的引導，積極動手收集實驗藥品，帶著極大的好奇心，進行探索實驗。實驗藥品稀硫酸  稀硝酸  混凝土  石頭

24、0;  活魚  盆景  水  鋼操作用稀硫酸分別加入混凝土、石頭、活魚和水、盆景的葉與土、鋼。用稀硝酸分別加入混凝土、石頭、活魚和水、盆景的葉與土、鋼。把稀硫酸和稀硝酸混合后重復上述的實驗。 討論根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，討論酸雨的危害。 結(jié)論酸雨被稱為“空中死神”，是因為有以下危害： 對魚類和水生生物直接造成危害。 使土壤酸化、貧瘠化。 危害植物、農(nóng)作物和森林。 對建筑材料和金屬材料造成腐蝕。 對人體健康有潛在的威脅。5、研究后的引申： 諺語所說的“雷雨發(fā)莊稼”，雷雨是酸雨嗎？如何減少酸雨？火力發(fā)電廠為什么將“含硫煤與石灰石粉末混合”燃燒發(fā)

25、電？學生根據(jù)自己所歸納總結(jié)的知識以及自己探究知識所得到經(jīng)驗，大多可以準確的回答問題。6、研究成果與收獲：（1）通過簡單的模擬實驗，學生了解了酸雨的危害，并且鍛煉了學生的動手能力、實驗設計能力。（2）通過對大量有關(guān)資料的查閱，了解到酸雨的具體含義、原理、如何防止酸雨的形成。（3）鍛煉了學生收集、處理信息的能力，加強了學生的基礎知識，提高了學生綜合解題能力和動手能力。（4）通過教學實踐，教師也會體會到自身知識得到不斷的更新。7、研究體會： 通過小課題研究，學生從自己研究的實踐中歸納總結(jié)出知識，緊接著又把所學的知識應用到練習中去解決實際問題，學生的學習熱情大大提高，之后，開始自己尋找新的課

26、題、動手設計新的方案。他們的學習能力、研究能力、綜合解題能力得到大大地提高。老師在這樣的小課題研究中，通過互動，與學生的距離拉近了，贏得了學生的友誼；并且通過這種小課題研究方式，老師也可以從中學習很多新的知識，培養(yǎng)老師自身的研究熱情，提高老師的研究能力，從而取得雙贏的成果。六、綜合型研究小課題教材中新題材與化學綜合知識小課題研究對象 開展小課題研究，需要適當?shù)貙ο嚓P(guān)知識進行拓展，為學生提供研究的空間，而且要盡可能的擴大開展研究的學生面，讓更多的學生參與到化學小課題研究當中來。但是學生的知識基礎不同，學習能力不同，興趣、愛好不同，觀察問題的角度不同，他們提出的研究性課題也不一樣。對此，我們要一視同仁，都要滿腔熱忱地幫助，不要以學習成績的好壞為理由剝奪學生進行小課題研究的權(quán)利。要讓學生都增強自信、挖掘?qū)W生的潛能，提高學生的自主學習能力。如 從海水中獲得的化學物質(zhì)我們可以設計成相應的課題來解決。研究范圍： “從海水中獲得的化學物質(zhì)”選擇其中某一內(nèi)容作為研究課題。研究的內(nèi)容：不限定。 成果表達方式：不限定。研究形式：查閱資料、小組討論等?；顒拥攸c：班級、上網(wǎng)、圖書館、書店等。研究過程：（1）教師提前半個月左右布置課題任務，學生自由結(jié)對，利用課余時間完成課題。（2）課堂上交流或以各種宣傳品組織展示。效果分析：（1）學