新课程化学实验微型化趣味化的研究开题报告.docx
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新课程化学实验微型化趣味化的研究开题报告
课题名称：
新课程化学实验微型化、趣味化的研究
课题负责人：
李德庆（阳泉市教研室化学学科教研员）
小组成员：
李锋（高中化学教师）
赵建国（高中化学教师，团委书记）
王建秀（高中化学教师）
霍绍周（高中化学教师，政教主任）
刘慧霞（高中化学教师）
李会林（高中化学教师）
参加单位：
阳泉市教研室
阳泉市第十七中学高中化学教研组
课题研究的对象：
阳泉市第十七中学所有高一学生，在平行编班的情况下，抽取两个班进行微型化学实验教学研究。
课题研究的目的和意义：
1、凸显高中阶段的化学实验内容，目的明确，具有一定的可操作性。
本课题研究以《高中化学新课程课程标准》为依托，以基础教育课程改革的发展方向为指导，以服务教学为目的，以培养学生的观察能力、动手能力、创新能力为宗旨，根据教材内容和教材要求，合理选择微型化学实验，科学安排，使人人可动手，个个会动手。
2、微型化学实验的基本特征是仪器微型化，试剂微量化。
在微型化的仪器装置中进行的实验，其试剂用量是常规实验的十分之一至千分之一，使学生能放下怕爆炸，怕灼伤的恐惧心理，既能大胆的实验，又能认真仔细地操作。
试剂微量化，可以节省实验经费，增大试验的开出率，扩大实验的普及面。
3、充分挖掘现有的教学资源。
微型化学实验仪器的选择也不一定是千篇一律，可要求学生从日常生活中寻找一些替代性的实验仪器，如：
青霉素瓶、可乐瓶，输液塑料瓶，一次性注射器、塑料软管、去掉笔尖的废旧钢笔等等。
4、体现绿色化学的新理念。
随着社会的不断发展，人们的经济环保意识越来越强，用尽量少的试剂做实验，既节约开支，又能避免污染环境，它体现了化学实验由“粗放型”到“集约型”发展趋势。
5、有利于提高学生的动手能力，以及教师的业务能力。
微型化学实验的开展，可以让学生体验科学探究的全过程，也使实验现象、实验结论的不确定因素明显增多，对于教师在知识水平、教学能力、管理能力、研究能力等方面均提出较高的机遇和挑战。
国内外研究现状、水平和发展趋势：
微型化学实验运用于中学教学的研究并非是一帆风顺，在微型化学实验引入中国的前5年，其发展是相当的缓慢，微型化学实验运用于中学教学领域的迅猛发展是在1998年以后，近十年在《化学教学》中刊发论文的数量是高速增长，显示了近年来在此领域优良的发展势头。
近20年以来微型化学实验的研究已经遍布我国17个省、直辖市和自治区，覆盖全国55%的区域。
其中江苏、浙江、广西3个省、自治区的作者总数为19人，占了总作者人数的50%，成为微型化学实验运用于中学教学领域刊文的核心区域，显示出这些省份较为重视微型化学实验的研究，其省内相关大学和一线教师在此领域的研究处于领先水平。
对此表的分析还表明，经济欠发达地区和经济发达地区的微型化学实验运用于中学教学领域的研究差异并不十分明显，例如经济发达地区广东省、山东省其微型化学实验研究成果和经济欠发达地区广西、贵州、甘肃持平，从另一个角度而言，微型化学实验的发展不完全受制于经济发展水平，经济水平并不会成为微型化学实验发展的制约因素，中国各个地区无论经济水平优劣，都有发展微型化学实验的巨大的潜力，这样的统计结果也从侧面论证了微型化学实验所具有的节约试剂、成本低廉、操作简便的优势。
关于微型化学实验运用于中学教学领域的研究主要集中在大中专院校尤其是师范类大中专院校，中学一线教师的研究也占据了相当的比例。
微型化学实验的研究需要理论联系实践，大中专院校的研究是微型化学实验的指导理论和具体实践并重，不仅高屋建瓴的对微型化学实验运用于中学教学领域进行理论的统筹帷幄，同样也对微型化学实验的仪器改进、设计以及教学中的运用进行了的研究和论证。
例如北京大学化学系宋心琦教授的《关于发展和推广微型化学实验的一点看法》以及杭州师范大学周宁怀教授的《一类气体制备与系列反应的微型装置》等。
中学教师对此领域的研究，主要涉及到高中教学中具体实验的微型化。
例如《乙炔的实验室制取及其性质实验微型化改进》等论文。
微型化学实验仍在不断探究与摸索，微型化学实验的发展依然需要高等教育机构的专家和一线教师的通力合作。
《化学教学》中发表的有关微型化学实验的38篇论文，作者总数是66人，其中2人以及2人以上合著论文共计20篇，占52.7%，说明合作研究是微型化学实验研究的趋势。
一线化学教师与高等院校学科专家的交流与合作、一线教师之间的交流合作、相关高等院校之间专家的交流合作，这3种交流方式，在上述刊文中均有所体现，这也是微型化学实验发展的必然方式。
整合高校专家学者的理论思维以及一线教师的信息反馈是微型化学实验发展的良好途径。
微型化学实验的设计改进主要集中于元素化合物部分，其中碱金属、卤族元素、氧族元素、烃以及几种重要的金属几个章节所占比例较大。
对比常规实验，微型化学实验在保证实验效果的同时，能够较好的弥补常规实验的不足。
例如氢气的燃烧和爆鸣实验，微型化学实验能够充分保证实验的安全性，圆满的实现该实验所承载的教学目标。
上述微型化学实验的设计与改进，主要集中在高一和高二两个年级的演示实验，重点集中在H、Cl、C、O、Na、S、Fe等元素，这与中学化学知识点多少分布以及难易程度的分布是相吻合的。
上述实验改进涉及了化学学科所有的四个年级，包含了元素化合物实验以及化学理论的探究和验证实验，同时包括了无机实验和有机实验，从这个层面可以看出微型化学实验在中学化学教学领域的适用性，大部分的常规实验均有微型化改进的可能，表明微型实验运用于中学教学领域仍具有较大的发展空间，常规实验可以从药品微量化、仪器微型化、操作安全化等不同方面进行改进，有思考的可能，就有微型化学实验发展的空间。
微型化学实验的快速发展有目共睹，其表现在如下方面：
1、微型化学实验的发展从全国范围来讲比较均衡，没有因为经济原因出现类似信息技术与化学课程整合的区域不均衡发展，从表1可以看出全国超过50%的地区都在《化学教学》中发表了相关文章，经济发达的省份和经济欠发达的省份从刊发论文数的角度并没有太过显著的区别。
从这个角度也可以反映出微型化学实验本身具有的经济、微型、简易、方便的特性。
显示了微型化学实验进一步发展的潜力，尤其是对经济条件欠发达，无法满足学生进行常规、常量实验教学的地区，引进微型化学实验在经济上更具优势。
2、微型化学实验研究在近5年来取得高速的发展，有化学教育者做过2001年——2005年关于3种中等化学教学类期刊实验改进研究的情报分析，数据表明，5年间三种中等化学教学类期刊《化学教学》、《化学教育》、《中化参》刊发了147篇实验改进研究论文，里面有关微型化学实验的研究却仅仅有7篇，无论从数量还是比例而言，微型化学实验的研究未成为主流。
此时对《化学教学》进行分析，5年来刊发的有关微型化学实验的论文数量为15篇，无论从数量还是所占的比例都大大超过前5年的3家期刊刊发论文总和。
微型化学实验的发展不仅体现在论文数量，更是体现在微型化学实验研究的广度和深度上。
《化学教学》有关微型化学实验的刊文，包括微型化学实验理论研究、微型化学实验设计与改进研究、微型化学实验与课堂教学研究、国外微型化学发展介绍、标准微型化学实验仪器设计研究、微型化学实验刊文情报分析，涵盖了微型化学实验运用于中学教学领域的各个方面，5年来有关微型化学实验的研究的论文无论是从数量、深度、广度都达到历史的最高峰，这样高速的发展无疑会促使微型化学实验更快走向成熟。
任何新兴事物的发展都不可能是一帆风书、波澜不惊的，微型化学实验同样如此，此次的情报分析，能够发现微型化学实验发展过程中的些许问题，现整理如下：
1、微型化学实验作为近20年兴起的化学实验方法，其发展依旧属于探索阶段，常规化学实验，发展历程久远且相对成熟，计算机模拟化学实验的发展也经历过高峰和低谷。
常规化学实验、微型化学实验、计算机模拟实验三者从培养实验技能、完成教学目标等方面的的系统比较文章很少。
这三种化学实验方式各有利弊，需要有研究者确定样本、运用数据进行系统分析，这样化学教师面对这三种形式的实验时，才能扬长避短，使三种化学实验方式的优势得到最大化体现。
2、从刊文中分析可知，微型化学实验的研究更多的是着眼于具体实验的改进，其研究的对象是微型化学实验本身，很少将微型化学实验视为教学的工具，把运用微型化学实验的教学设计作为研究对象，即如何运用微型化学实验作为教学手段完成化学课堂的教学目标，此类文章数量较少。
在相关情报分析中，仅有1篇涉及，即苏州的化学教师姚明站的《微型实验探究<电解池的工作原理>教学设计》为我们指出了这类研究的方向，这也是微型化学实验在化学教学领域发展需要重视的课题。
3、微型化学实验专家和一线教师的合作交流不多，一共38篇论文中，仅仅有1篇论文是由高等院校专家和一线化学教师合作完成的。
作为蓬勃发展的微型化学实验，一线化学教师需要从领域专家那里得到理论和实践指导，相关的专家学者同样需要一线化学教师的交流反馈，获得微型化学实验运用于教学的直接信息，注重学科领域专家和一线教师的合作交流，是微型化学实验进一步发展的必经之路。
微型化学实验作为正在发展中的化学实验方法，发展的历程一定会有高峰和低谷，也必然有其发展的瓶颈，和任何新兴的事物发展一样，如何充分发挥微型化学实验的优势，弥补相应弊端，突破其发展瓶颈，让微型化学实验走进课堂成为学生自主学习、合作学习、探究学习有效载体，这是每一个化学教师、微型化学实验研究者应当思考的问题。
课题研究的理论依据
1、素质和概念及其内涵
实施素质教育先必须弄清素质这一基本概念，我们认为素质是指人的生理、心理的基本属性及其在此基础上，通过人的社会实践逐渐积淀的相对稳定的基本品质，它既包括可以开发的学生身心潜能，又包括社会发展的物质文明和精神文明成果在学生身心结构中的变化。
从教育的角度来分析素质的内涵，学生素质具有内在与外在的统一性，稳定与发展的统一性，自然与社会的统一性，个性与共性的统一性等特点。
2、唯物主义世界观的理论
辩证唯物主义认为“世界是物质的”、“物质是变化的’，、“物质是矛盾的统一体”、“物质的变化是内因和外因共同影响的结果”。
面向21世纪的教育，应该初步确立科学的物质观，逐步树立尊重事实、崇尚科学、反对迷信的观念。
3、教育心理学关于智力结构的理论
我国著名心理学家朱智贤教授指出：
智力是一种综合的认识方面的心理特征，它主耍包括：
①感知记忆能力，特别是观察力。
②抽象概括能力，也就是逻辑思维能力以及想象力，是智力的核心成分。
③创造力，是智力的高级表现，它往往是在动手能力和实践能力中得以升华的。
4、我国基础教育课程改革发展的方向
1999年1月，国家教育部基础教育司宣布正式启动新一轮
基础教育课程改革，提出了建立“学本课程”的课程改革目标的新理念，就是要实现“课程形态”的转换，使学生能够主动地、创造性地学习。
明确提出了构建“核心课程”＋“扩展课程”的新课程结构。
扩展性课程的主要职能：
围绕核心课程，以综合性主题实践，专题研究等研究性、探索性、体验性学习方式进行。
着重培养学生运用知识解决问题及创新的能力。
著名化学家戴安邦先生生前十分重视微型化学的研究和推广，并亲自为“中国微型化学实验中心”提词。
课题主要研究内容、方法
1、讨论法：
通过学习新教材新课标，实验组教师集体研究讨论微型化学实验的内容。
2、归纳法：
通过教学实践归纳出微型化学实验实施的方法和途径。
3、调查法：
调查学校和学生家庭及生活中有哪些可被利用的实验教学资源。
4、对比实验法
①实验假设：
充分体现学生主体性的系统教育教学模式有利于培养学生的观察能力、动手能力、社会实践及社会适应能力。
②实验组：
阳泉市第十七中学高一个特优班和一个普通班
③控制组：
其余四个平行班
④前期测试：
参照上届学生毕业实验操作成绩。
⑤实验因素：
实验组成员对课改方向的认识，主试教师在教学中进行化学实验的教学思路，学生社会实践的引导和参与。
研究工作的步骤与计划
第一阶段：
准备启动阶段（2011年6月至2011年8月）
1、关注课改动态和教育发展的形势，加强与外地同行的协作与交流，搜集相关信息、资料，做好课题的选题、论证、申报等一系列前期准备工作。
2、成立课题研究小组并明确分工，讨论制订学习与研究的具体方案和课题实施的阶段性计划。
3、组织课题组成员以多种形式学习《现代教育科研》、《教育科研指南》、《现代教育理论》、《化学课程标准（实验稿）》、《微型化实验在中学化学教学中的运用》、《现代教育科学研究方法》，并及时在网上下载相关课改文章供课题组成员学习，不断提高教育科研理论水平和研究实验能力。
第二阶段：
实验实施阶段（2011年9月至2012年1月）
1、课题组成员按照课题分工和实施方案分头开展工作，并根据自己承担的实验内容，确定相应的重点，使课题研究有序进行。
2、开齐、上足实验课程，改变课堂演示实验和学生分组实验的传统模式，做到教师演示与学生尝试相结合，积极探索师生共演、师生共研和学生自演的开放式实验新路子。
3、在仪器微型化、试剂微量化、现象最大化、教学绿色化的原则基础上，探索微型化学实验仪器的设计、制作。
4、充分挖掘现有实验仪器资源，收集、选择、整理微型化学实验仪器。
5、组织学生进行化学小论文、小实验、小制作竞赛，提高他们的实践能力。
6、10初进行一次整理资料。
做好阶段性总结
7根据课题研究的进展情况，开展一次中期汇报工作，接受上级领导和市教科所真心实意的检查与指导。
第三阶段：
巩固提高阶段（2012年2月至2012年5月）
本阶段是课题研究的主要阶段。
在此阶段，不仅是上一阶段工作的简单重复，而是研究层面上的一次“升华”。
1、课堂教学是课题研究的主战场，每学期课题组教师每人必须开一至二节课题研究实验课，由学校领导和教科研骨干听课并作具体指导。
2、课题组成员及试验班级经常进行情况反馈和经验交流，及时“刷新”实施方案。
在研究过程中结合研究实际，积极撰写论文。
在课题组例会上交流，并参加各级论文评选，或向报刊、杂志投稿，把课题研究成果推向社会。
3、根据课题研究的进展情况，开展一次中期汇报工作，接受上级领导和市教科所真心实意的检查与指导。
第四阶段：
应用总结阶段（2012年6月至2012年7月）
1、参加课题研究的教师把试验过程中的有关情况（包括体会、教案、教具进行分类、整理、分析，做好课题资料的归档工作。
）
2、编辑，刊印课题研究过程中撰写的有一定理论水平和指导意义的论文及各级获奖论文。
3、通过各种途径对前两届实践毕业生进行追踪回访，认真听取他们对微型化学实验研究的看法和成果评价。
课题参加人员的组成和专长
1、本课题总负责人李德庆同志，为市化学学科教研员，对化学教学研究有着丰富的经验，同时对于教学实验的改进有着浓厚的兴趣。
2、主要参与者李锋同志，现任阳泉市第十七中学化学教师，具有中学一级教师职称，是阳泉市1518工程学科带头人，22年教龄有丰富的教育教学实验经验和较高的研究水平，较强的组织协调能力和对教育事业无限热爱的奉献精神
3、有学校团委书记和政教主任参与。
对于教育教学管理方面经验丰富，对于组织学生进行实验的改进方面有着非常大的帮助。
4、有阳泉11中高级教师王建秀同志参与，她对化学实验的改进有丰富的经验。
4、李会林老师是一位富有激情、具有丰富教学经验的年轻骨干教师，本次课题研究的阵地主要在李会林老师所带的高一年级进行，第一手的资料将由李会林老师提供。
5、学校提供了必要的教研经费和良好的教研环境。
课题分工：
该课题为“新课改背景下的中学微型化、趣味化化学实验研究”目的是培养学生的动手能力、实践能力，从而提高学生的创造能力。
本课题仅研究必修1和必修2中涉及到的实验的实验。
1、理论研究
①新课改背景下学校的教育教学管理（研究者：
李德庆、霍绍周）
②高中《化学新课程》内容及教学要求，教学手段的探讨（研究者：
李会林）
③通过微型化学实验培养学生的创新能力（研究者：
李锋）
④微型化学实验与学生科学素质的培养（研究者：
李德庆、赵建囯）
2、社会实践
①生活中的化学（研究者：
刘慧霞、王建秀）
②微型化学实验仪器收集、选择、制作、整理（研究者：
李锋）
③微型化学实验仪器的设计、制作（全体成员讨论、研究）
④微型化学实验最佳仪器的组装（研究者：
王建秀、李会林）
3、教学实施
①根据高中《化学新课程》新教材合理选择微型化实验内容（研究者：
全体成员）
②课堂教学中，微型化学实验的实施方法和途径（研究者：
李锋）
③高中微型化学实验操作方法、试剂用量的探究（研究者：
霍绍周）
④微型化、趣味化实验教学设计（研究者：
刘慧霞、赵建国）
⑤微型化、趣味化实验与多媒体的有机整合（研究者：
李德庆、李锋）
实验实施的基本原则
1、整体性原则。
要用素质教育整体观研究学校的实际，指导本研究课题的实施，追求教育途径与方法的整体功能。
２、和谐发展原则
从课题研究的实际出发，将“和谐发展”作为实施该项实验研究的基本原则，它既包括教学与教研的和谐发展，也包容了学生整体素质和学生个性水平和谐发展，还包括学生理论知识和实践能力的和谐发展。
3、实践性原则
思想品德素质中知、性、意是基础，行为实践是根本，坚持实践性原则，旨在提高学生理论联系实践的能力，培养学生用科学的世界观看物质的能力。
4,微型化学实验的“四化”原则
它包括实验设备的微型化，实验药品的最小化，实验现象的最大化，实验教学的绿色化。
经费来源和估算：
自筹。
1900元。
预测课题研究的成果及形式：
论文、教案（示范课实验教学案例）总结报告、微型化学仪器。
2011.9
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