高中化学探究性实验教学的研究.docx

1、高中化学探究性实验教学的研究高中化学典型的“探究实验”设计及其教学应用研究 课题结题总结报告一、课题研究的背景和意义1、课题的提出课题研究的背景： 为了全面推进素质教育， 实现化学课程改革总目标， 培养学生的创新精神、 合作意识和开放的视野， 必须转变学生的学习方式， 使学生由被动接受知识转向自主探索知识。纵观现今化学教学的状况， 教师将备课着力点放在梳理知识点， 条分缕析，学生照搬答案，不敢越雷池半步。 他们本身所具有的联觉本能和创造需要被扼杀， 学习成了枯燥乏味的技巧的训练。2课程改革的要求尊重学生的独特感受， 个性的体验感悟是新课程的基本理念。 发展学生的实验动手能力，才能充分发挥学生在

2、学习中的主动性、积极性、创造性，这也正是我们课题研究的重要目的。基于上述背景，我们提出：要进行有效的实验教学，要积极引导学生走出课本，拓展学生的问题空间， 增强实验内容的开放性； 鼓励学生用科学探究的方式进行实验，提高实验过程的探究性；要放手让学生自主设计实验方案、自主研究，培养学生在实验过程中的自主性。二、课题研究的理论依据（1）马克思主义的认识观认为：人对世界的反映不是消极的，而是积极能动的过程，只有人这一主体的能动性被充分地调动， 他对客观世界的认识才会更加深入。（2）罗杰斯认为：人生来就对世界充满好奇心，在适合的条件下，每个人所具有的学习、发现、丰富知识与经验的潜能和愿望，都能够释放出

3、来， “实验探究学习”的教学模式就是建立在学生渴望学习、渴望获得新知的基础上。（3）素质教育理论。传统教学以知识和技能立意，以本为本，以纲为纲，强调教学的传授和灌输特点， 忽略人在课堂教学中的主观感受和长效发展。 素质教育理论强调以人为本，在尊重人的主体能动性的基础上倡导教学的策略性和科学性，对传统的知识观、学生观、教学观重新作出解释。三、课题研究的内容在实验与研究中，不断总结经验和教训， 结合我校的实际情况， 反复论证和实践，主要围绕以下内容进行：（1）组织学生发现、搜集和利用实验资源，发现问题。（2）创设实验情景，引导学生分析问题、解决问题。（3）引导学生进行有效实验，培养学生创新能力。（

4、4）研究、开发化学实验。四、课题研究的目标化学是一门以实验为基础的学科。 通过实验可以激发学生学习兴趣， 培养学生对化学的感性认识， 也可以通过实验构建化学原理， 获得认知未知事物的思维能力和方法。通过本课题的研究要达到：（1）帮助学生形成正确的基本理论 , , 获得验证有关的化学知识的实验技能；（2）激发学生学习化学的兴趣，推动学生愉快、主动地学习和探究化学知识与化学问题；（3）培养学生的观察能力和逻辑思维能力，提高通过化学实验来分析和解决与化学有关问题的水平；（4）培养学生实事求是、严肃认真的科学态度，养成尊重科学，注重实践，认真负责，独立思考的良好习惯。五、课题的研究方法1、文献研究法：

5、通过广泛的资料阅读，一方面可以进一步提升和完善自己的理论修养，使自己朝着研究型的教师迈进， 另一方面，可以以这些成熟的理论作为自己的行动指南，作到有章可循，不“盲目行动”。继续地探索更多的途径，在本次课题研究中有所突破，也为今后的课题研究积累经验。2、行动研究法：除了结合新课改进行课堂教学模式的改进以外，还可以结合各种活动，使课题研究为我们的教育教学服务， 同时也可以在一线的教学中获得宝贵的经验和教训，反过来促进课改往更深更广处推进。3、经验总结法：根据确立的步骤选择进行实验， 然后根据实验的情况和经验进行分析、 整理，找到其中的规律。 当然这其中可能会形成一定的模式， 但是这并不是最主要的，

6、 因为具体情况不同， 具体的操作模式也不同。 在课题研究中得到的经验教训才是值得去推广传播的。 同时，在课题的每一个研究阶段， 及时的进行经验总结也是很有必要的，这样可以帮助今后的课题研究工作更好的展开。六、课题研究和实践情况（一）研究过程1、准备阶段（1）成立课题组：（2）制定课题实验方案，确定实验年级：（3）申报立项：（4）召开课题论证会。2、实施阶段第一阶段（1）组织课题组学习相关理论；（2）制定各主、子课题研究计划，开展研究；（3）对课题的各项资料建档。（4）主要工作：由张国华老师带领本组老师进行探索，熟悉操作流程和数据的采集分析，让本组老师达到独立熟练运用的程度。第二阶段（ 1）深化

7、课题研究；(2 ）组织有关教学活动，指导学生参与实验，由学生亲自操作，采取典型示范 成立培优小组班级演示实验班级分组实验等步骤，逐步扩大和推广，使其迅速为教学服务；（3）阶段评价，汇报工作；（4）形成课题阶段性成果报告。3、总结阶段总结课题，完成课题的各项工作。七、 课题研究成绩和收获理论贡献1.弄清楚了影响化学开展探究式教学的各种因素。这些因素有老师的理念问题，学生的的表现欲弱。学校的实验硬件配备不到位的问题，学校对化学教师开展化学实验的认识问题，老师的培训等方面的问题。还有当今会对学校的评价问题等2.探索出一整套评价在中学开展化学探究教学的评价体系。3.设计开发了许多适合中学课堂的探究式教

8、学案例4.对教材上部分实验进行创新改进，使之更适合探究式教学的需要实践意义1、更新了教师的理念，提高了教师能力通过研究课题，我校教师更新了教育理念，由被动的“教书匠”转变为积极主动的研究者，成为了研究的主体， 集研究者与成果应用者的双重角色于一身。 我们的老师在以下方面的能力增强了： （1）目标意识增强了，让学生的知识、情感、能力、态度方面的相关发展目标得以达成。（ 2）发展的过程意识增强了。教师心中装有学生， 眼中有了学生， 能尊重学生需要、 尊重学生、鼓励学生大胆发现、大胆交流，主动表达。（ 3）主体意识增强了，教师能将学生作为能动的主体，给学生提供主动探索实践， 主动发展的场所和机会，

9、引导学生探索， 启发学生思考。（ 4）教育环境意识增强了。和谐的教师关系，师生关系、生生关系是主题实施的关键。2、拓宽了评价途径，培养了学生学习化学的兴趣。爱因斯坦曾说过： “如果把学生的热情激发起来，那学校所规定的功课，会被当作一种礼物来接受。”兴趣是最好的老师，学习兴趣能有效地诱发学习动机，强化学习动力。在教学中，我们老师经常采用实验探究、小品表演、课堂游戏等方法吸引学生的注意， 以这些直观形象的手段， 创设情境，激发起学生评价的兴趣，调动起他们参与评价的积极性。 在学生初步尝试评价时候， 我们采用激励性语言鼓励学生大胆说出自己的想法， 对发言流利、 声音响亮的同学给予表扬， 由此建立起他

10、们评价的信心。 在学生基本掌握了评价的方法后， 采用小组竞赛、 对组合作、大组交流等多种活动形式扩大学生主动学习的空间，释放学生的精神活力，激活他们的思维，使他们在轻松愉快的学习交往中主动发言，积极交流。3、提高了学生的动手实验的能力。化学是一门以实验为基础的学科， 化学学科的探究式教学主要以实验为载体， 为了课题研究的需要， 课题组成员不但圆满演示了教材上的各个实验， 还创造条件增加与生活密切相关的各种探究实验。 并且利用生活中的物品， 组织学生发挥所长，进行自我实验研究。有了动手实验的机会，学生学习化学的兴趣普遍高涨，化学成绩得到大幅度的提高。 学生自我钻研的劲头逐渐足起来了。 有的学生还

11、自制实验器材进行家庭小实验，这非常可贵。4、加快了教研步伐，提高了教师的科研水平。课题组成员更新了教学观念， 提高了教研意识， 提升了业务水平， 并带动学校全体教师主动参与课题研究。 课题负责人张国华老师被评为省第二批中学化学学科带头人，课题组成员张文浩老师被评为省第二批中学化学骨干教师， 不断地将课题成果总结成论文，一共有 29 篇推广价值 ：本课题从调研无效和低效的化学实验教学的表现及成因和发展可能性入手，精心选择实验教学内容， 探索和尝试提升中学化学实验教学有效性的教学方式、方法，努力构建新课标理念下的中学化学实验教学模式。 通过化学实验教学内容的创新设计以及以教材中现象不明显的化学实验

12、、现象异常的化学实验、失败的化学实验等为实验教学突破口的激发学生学习兴趣的提升中学化学实验教学有效性的教学策略的实施， 形成了 “问题实验事实结论应用” 为基本结构的实验教学模式， 这对于深化化学实验教学改革， 转变学生的学习方式，提高学生的学习主动性， 提高教学效率， 培养学生的创新精神和实践能力，让学生真正成为学习的主人具有现实意义。八、课题研究工作中的不足、困惑与努力方向、由于学生受学习经验、知识水平、理解能力、问题意识的局限，对问题探究往往存在失误和偏差， 甚至产生逻辑性错误， 制约了探究活动的开展和深入进行。 在课题研究中我们发现并不是所有程度的学生都能适应探究式的教学形式， 70%

13、的中等程度的学生还是等教师给他们传授知识， 这些学生在思维习惯上缺少一定的主动性，对学习缺少应有的渴求。再有，由于高考升学的影响，我们的教学往往偏重于程度较好的学生， 对中下等学生缺少足够的关注， 当教师提出一个设问时，不同程度的学生感觉是不同的。 好学生觉得适合时， 差学生觉得很难， 容易丧失学习的积极性；相反，差学生觉得适合的问题，好学生又觉得是在耽误时间，并且绝大多数学生都认为探究式学习虽好， 但费时。有超过一半的差生不敢怀疑教师、书本，甚至包括资料上的答案， 说明这些学生在长期的课堂学习中习惯于教师讲坐等现成的知识， 特别是不习惯于自己对知识的探究、 归纳、总结和反思。1、缺乏证伪制约

14、探究活动的体验的研究求证是探究过程必不可少的重要环节。 学生探究的是人类已经发现的、 成熟的知识内容，一般教材、教师所理解、认同、实践的探究结论，表面上看仿佛是从事实得出规律的， 事实上只是一种表象性的探究学习。 对假说的求证过程不能变为纯粹的证实过程，加强证伪，从反面去获得真知，反会带给学生更深刻的体验。2、教师引导不当削弱了学生探究的自主的研究探究式教学关注如何构建学生自己的学习方式， 也就是把学生自己的学习方式放在教学设计的一个突出地位。 教师引导不当， 就会设定框框， 把学生手脚捆绑起来，并要求学生按照教师预设好的一套去运行，严重削弱了学生探究的自主性。3、 时空的限制影响探究式教学的

15、开放性的研究时间和空间的局限成为课堂探究活动受阻的不可避免的重要因素。 我们大概算过进行一节探究式的课堂教学所花费的时间是相同内容的以讲授为主的课堂教学的1.5 倍左右。主要原因是在实际教学中， 由于学生的主动性和学习内容的问题性，以及教师控制力的减弱，使得探究时间拖长。所以在某些情况下，为了赶时间，在探究的课堂上就迫不及待地完成探究的整个任务而放弃了学生学习的主体性和体验性。 其次由于教室是探究教学的主要场所， 学生获取信息的渠道有限，限制了探究的空间，也制约着探究的深入进行。九、对化学探究式实验教学的制约因素的实施对策1、从实际出发构建探究框架，消除探究的基础障碍不同基础的学生对探究式教学

16、的理解和接受程度是不同的， 我们针对不同层次学生的实际情况进行仔细的分析然后采取相应的措施。 首先，中、上等的学生喜欢和欣赏这种教学模式， 他们能较快地适应这种教学形式， 他们能有更多的机会施展自己才能，并能在一种满足感中得到能力的提高。 而较差的学生思维上存在着较大的惰性，因而他们对这种教学模式的适应性也较为缓慢， 所以为了调动他们的积极性，我们根据学生群体水平的不同特点设计不同的探究式教学。如对盐类的水解规律的探究，我们采用了两种不同的处理方式：第一种教法 (1) 实验引入：用 ph 试纸测醋酸钠溶液的 ph，得 ph 大于 7。(2) 提出问题：为什么醋酸钠溶液呈碱性？ (3) 组织讨论

17、： 醋酸钠对水的电离平衡有何影响？ (4) 初步总结：运用电离平衡知识，总结出弱酸强碱盐水解的本质和特征。(5) 提出问题：氯化铵能否水解？ (6) 实验验证：学生的判断是否正确。(7)启发类推：强酸强碱盐能否水解？弱酸弱碱盐又怎样？第二种教法 (1) 学生实验：测出给定的九种可溶性盐溶液的酸碱性。 (2) 数据分析：将九种盐按它们溶液的酸、 碱、中性加以分类，并找出它们的规律。 (3) 理论探索：看书或讨论找出各种盐溶液酸碱性不同的原因。 (4) 总结规律：总结盐类水解规律， (5) 验证假说：测定醋酸铵、碳酸铵溶液的 ph。两种教法比较， 都按探究思路组织教学， 但探究程序和体系不同。 第

18、一种教法偏于接受性探究，思维的发散控制在教师所提出的问题中，有利于学生形成概念，这对于落实基础， 严格按照教材体系学习较为有利， 适合于层次不高的学生。 第二种教法偏于完全性探究， 学生按照科学方法论去从事学习， 在否定与肯定地不断较量中，逐步完成了探究任务， 思维量大，有利于学生创造性思维和科学态度的培养，但对于层次较差的学生不一定有利。2、处理好证实性实验与证伪性实验，增强探究的体验性在探究式教学中，除了证实性实验外，我们有意识地设计一些“证伪性”实验，使学生发现一些过去没有注意到的因素和问题，同时也体验到科学探究的曲折。“否定性实验”证伪，如： S2-、 NH4+均能水解，两者能否大量共

19、存？多数学生认为难以共存，因水解相互促进，要生成 H2S和 NH3，但实验结果证明这一判断是错误的。用“失败性实验”证伪，如在上苯酚与溴水反应时，故意往稀苯酚溶液中滴加浓溴水，边加边振荡，看不到白色沉淀。实验为何失败，激起了学生对问题的探究。 教材中可利用的易失败的实验还有很多， 如做银镜实验时滴加氨水过量；证明蔗糖水解产物时，没有用 NaoH中和多余的硫酸等等。失败实验使学生深刻体会到严格控制实验条件对成功实验的重要性， 有助于培养探究性学习所需具备的严谨求实的科学素养。3、以课题组织探究式教学，发挥探究的自主性在课堂教学中我们把学生推到主动位置， 给学生自主探索的权利， 每步探究让学生先尝

20、试，放手让学生自主学习：规律让学生自主发现，方法让学生自主寻找，思路让学生自主探究，问题让学生自主解决。教师作用旨在突出一个“导”字，即为学生的学习设置探究情境，建立探究的氛围，促进探究的开展，把握探究的深度，评价探究的成败。课题式教学模式为：提出课题确定研究方案发现问题解决问题总结评价。在教学中以课题为任务， 使用任务驱动的方法， 让学生完成整体任务下的一个又一个的任务。 教师设置学习的重点， 向学生提出待解决的问题而不代替学生思考；提供信息，补充知识，而不把学生的自主探究引向已有的结论。最大程度地发挥学生的主观能动性，让学生在动脑、动口、动手中质疑、探究、创新。例如： 提出课题 ：纯碱中常

21、含有少量氯化钠，请设计实验测定纯碱中Na2CO3的质量分数。 确定研究方案发现问题： ：教师汇总学生的实验思路和步骤。(1) 如何做到加入的试剂已 “足量” ？(2)如何得到纯净的沉淀？ (3) 干燥沉淀时能不能用烘干的方法？ 解决问题 ：(1) 可以往上层清夜中滴加沉淀剂， 判断沉淀是否过量。 (2) 沉淀称量前必须过滤、洗涤、干燥。 (3)BaCO3、MgCO3、AgCl 受热要分解，故不能烘干。 总结评价 ：学生在讨论、交流基础上获得共识。以课题组织教学，教学设计没有明显的暗示， 释疑解难的过程变成了先试后导的尝试探究， 对学生有很大的吸引力，它激励和唤醒了学生主动学习的探究欲， 使学生

22、的学习更自由、 更富有个性。4、选择合适的内容和方法探究，消除时间空间障碍为使学生在有限时间内最大程度地获得认知和情感体验， 积累方法和经验。 我们在内容上选择具有核心和基础地位的概念和规律性知识进行探究， 核心内容的探究点不一定是教材上现成的知识条目， 可以是围绕立足基础、 针对主干内容提炼过的拓展性知识。当学生真正理解了这些知识，就等于掌握了学科知识的主干，形成了扩充和扩展自己知识结构和能力。 我们也采用其它方法来跨越探究的时间障碍，解决的对策有： 把两个课时合并到一起来完成探究式教学。 把复杂的探究课分段设计，分解成课前、课堂、课后三个部分去完成，放弃它的连续性。简化课题引入、 复习提问

23、等辅助教学， 安排其余简单内容课余自学。 我们还采用不完全探究的方法， 就是可以不必一次探究透、 探究完，允许学生针对某一问题或材料，螺旋式地分阶段地开展不断的探究活动。 学生探究的场所突破了课堂的限制，教师放手让学生课外去自主探究， 学生探究的空间可以是图书馆、 网络、实验室等不限定的场所， 也可以是互动的交往空间和协作空间， 教师只需要在课堂上进行激励性的评价和总结。5、改变教学方式，构建合适的探究式教学模式课堂教学中教师、学生同为教学主体，面向全体学生，加强探究学习、合作学习的理念指导，遵循一定的教学原则， 通过实施一系列教学程序逐步形成课堂探究教学模式：（ 1）、创设情景，诱发探究创设

24、情景，诱发探究，对学生的学习至关重要。 好的学习情境能使学生产生探究的原动力，是探究性学习取得良好效果的重要保证。我们根据学生学过的化学知识， 以日常生活和社会中的素材为背景提出问题， 来激发学生的探究兴趣。常用的有以下几种方法： 通过化学实验创设探究情景。实验是化学研究的重要手段，在化学探究性教学中，我们通过调整实验顺序， 改进或增补实验等方法创设探究情景， 从而激发学生的探究兴趣。 例如：在 Na2O2的性质教学中 , 先做一个” 棉花滴水着火”的实验 , 学生看到实验现象后 , 会产生强烈的好奇心 : 老师究竟加了什么物质? 师生共同分析 : 棉花着火是因为反应放出了热量 , 然后老师告

25、诉学生所加物质是 Na2O2, 教师引导 : 那么 Na2O2和 H2O反应生成了什么物质 ?如何来检验 ?这样一系列的问题激发了学生的探究兴趣 , 学生展开讨论 , 并设计实验方案进行验证。在教学中通过一些新颖有趣的实验来创设问题情景， 学生的学习兴趣不仅会变的浓厚，而且探究问题的欲望会更加强烈。通过日常生活实例创设探究情景。化学与人们的生活密切相关 , 利用学生已有的生产生活经验创设问题情境， 激发学生运用化学知识去解释日常生活中现象的兴趣 . 使学生认识到学习化学的现实意义。以便培养其在解决问题时思维的实践性，例如：在学习白磷的性质时，教师首先让学生阅读以下材料：，在二战期间，美国有个侦

26、探小分队发现在一深山里有个隐蔽的军火厂， 上级要求小分队在十天内摧毁这军火厂， 结果小分队只用十几只老鼠在其背上涂了些液体就完成了任务。阅读完之后提出问题： 老鼠背上涂的液体是什么物质？它是怎么完成任务的？学生看了这个故事会非常惊讶， 很想立刻弄明白其中的原因， 于是学习磷的性质的积极性就会大大地被调动起来。 这种问题情景是由知识的实际应运创设的。与学生的日常生活密切联系，能很好地激发学生的求知欲。通过新旧知识的迁移创设探究情景。 知识是密切联系的， 新旧知识都有一定的逻辑结构， 在讲授新知识前， 首先找到知识间前后的逻辑关系， 然后以此作为生长点设计问题。 利用学生已有的知识来创设学习新知识

27、的问题情景。 如在“苯酚”的教学中，为了探究苯酚的性质，先让学生复习有关醇的知识然后再设问：羟基与烃几直接相连的化合物是醇， 那么羟基和苯环直接相连的化合物是否还是醇？如果不是的话， 那么羟基与苯环直接相连的化合物属于什么类别的化合物？其官能团与醇类相同吗？其性质如何？与醇类有何区别？然后组织学生通过实验来验证假设， 以探究苯酚的性质。 这样一系列紧密联系问题会激起学生强烈的探究兴趣，学生会认真地去做实验，仔细观察实验现象，进而的出结论。这样不仅培养了学生的观察能力，思维能力，又使学生的探索能力得到了 发展。通过学生有争议的问题 , 创设探究情景。在化学学习中 , 学生对所遇到的问题产生争议是

28、难免的 , 争议是学生的认知思维发生冲突的结果 , 是科学探究的基础。在化学课堂上创设一些有争议的问题来进行探究教学 . 例如：探究乙烯的性质时将乙烯通入溴水后， 溴水褪色。于是大多数同学认为是乙烯的作用而使该水褪色，但少数同学回答却是不一定。 原因是制取乙烯时产生的副产物 so2 也可溴水褪色。这种有争议的问题就激发了学生强烈的探究兴趣。（ 2）、激发问题意识，引导学生自主探究。让学生主动参与到学习中去，我国著名教育家陶行知先生说过：“发明千千万，起点是一问。 ” 因此，创设积极思维的问题是培养学生探究思维能力的一种重要方式疑问是思维的先导。在课堂教学中，紧密联系教学实际，深入钻研教材，从教

29、材中发掘出不是简单临摹教材的、 有一定思考价值的知识内容， 将其设计转化为问题情境 “激思激趣” ，以触发学生思维的兴奋点， 启动学生思维的激活点，进而引发自主探究的欲望和动机， 并且不断变换设疑的方式和策略， 使学生自主探究的欲望和动机得以维持和强化。 在学习双氧水的化学性质时， 首先让同学们观察样品，分析 H2O2的化学式，并结合已经学过的氧化还原反应知识和相类似物质的性质，设计实验去推测 H2O2可能具有的化学性质。然后根据同学们讨论的推测结果进行归纳， H2O2可能具有的化学性质。同学们根据推测的性质，独立的设计实验方案， 并动手去检验设计方案的可行性和正确性。 在听取完各小组汇报实验

30、研究结果， 以及实验探究过程中发现的新问题后， 由老师帮助学生分析问题原因，从而得出实验结论。 其他同学可以适当补充或提出新的研究方案和结论，并共同讨论，以完善实验探究结果。最后教师根据学生已有知识，给同学们留下新的问题，以激发同学们的探究热情，从而提高学生学习化学的兴趣。 “我们已经学习了 H2O2的一些化学性质，它还有其他化学性质吗 ?那它的分子结构又是如何？我们工业上如何制备？它有哪些用途？课后请同学们根据自己不同的情况，设计自己的实验方案，继续去探究以上问题，可以去查阅相关文学资料，或者通过上网了解相关知识。”（ 3）、利用管理策略，促进科学探究。在管理、教学和学习之间存在着重要的联系

31、。 在探究活动中， 应用有效的管理技能促进学生积极参与。以探究为基础的教学，允许学生有更多的自由创造的空间，在一定的框架之内， 教师利用管理策略为学生提供良好、 积极、和谐的环境框架。营造宽松自由的环境。 在探究过程中， 提问时多采用开放或试探性语言； 引导时多用鼓励或协商的语言。例如“你回答得很好，但答案不是固定一种，大家各抒己见，说错了没关系”，“你说得很好，能否阐述自己的理由”等。创设有效的学习环境。创设真实、生动、有趣、开放的教学情境，精选生活问题，将学习内容融入现实生活的广阔背景中， 激发学生的探究欲望； 利用直观电教媒体，使枯燥抽象的知识生动化、形象化，提高学生探究的积极性。培养学生的自主管理能力。 在课堂管理中， 尊重学生学习的自主权， 对学生的学习进行有效的指导， 让学生参与到课堂管理中来， 让学生认识到本人也是课堂的管理者。（ 4）、通过师生对话，鼓励学生探究。在师生对话过程中， 教师倾听学生的诉说与表达。 教师真诚的倾听， 使学生觉得自己受到重视， 价值得到肯定。 在师生对话过程中， 允许学生出错，不求全责备，使探究性学习有一个宽松的环境。我们在开展探究性学习的教学研究中， 把学生的学习活动作为一种教学资源进行开发。在教学中鼓励学生自由准确表达， 帮助学生流畅表达， 使学