中学化学实施研究性教学的策略探讨，本文主要内容关键词为：研究性论文,策略论文,中学化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“研究性学习”从20世纪80年代末以来已成为国际教育界普遍推崇和实施的全新的课程形态。“研究性学习”可以在专门的研究性课程中进行，也可以在再现性课程中进行，课堂教学属于后者。在再现性课程中引进研究性学习——在传授知识的同时重视发展学生的思维，培养学生的创新意识、科学态度与科学精神，这种学科教学活动称为“研究性教学”。
一、中学化学实施研究性教学的优势和问题
化学与社会发展的各种需求和人类生活的方方面面息息相关。科学不仅是系统的知识体系，更是一种探究活动。美国科学教育家拉尔费·马丁（Ralph·E·Martin）等曾指出：科学教育应有3个方面的内涵，即科学知识（Science Knowledge）、科学过程能力（Science Process Skill）和科学态度（Science Attitude）。可见在化学教学中把研究性的探究活动作为主要教学方式既是科学教育本质的要求，也是大有可为的。
化学教学以化学实验为主要渠道，为学生提供正确认识事物及其变化规律的实证，更以其形形色色、瞬息万变的现象展示生动的魅力和丰富的内涵来吸引广大学生。几乎百分之百的学生喜爱化学实验，并喜爱自己动手做实验，这种兴趣无疑是他们开展研究性学习的重要动力源。实验又恰是青年学生学习生活中十分重要的一种实践活动。化学实验中有不少可以让学生亲身体验化学知识、定律、原理的形成和发展过程的题材。化学实验一方面从宏观物质之间的反应来探索微观世界的奥秘，另一方面又从实验的多种影响因素激发学生去就有关问题展开探讨、研究。这些问题为化学教学开展研究性学习提供了丰富的素材。
我国传统的文化和教育是以教师权威性地传授书本知识和学生被动接受、机械记忆为特色的，明显存在着重知识的系统灌输、轻知识的自我建构和探究；重理论、轻实践，过分重视科学事实和结果的传授、忽视了方法过程及态度价值观的教育；过分强调统一、抑制了学生个性的发展等一系列问题，使得我们的学生善于模仿熟记而很少有自己的思想，习惯于接受而想不到也不会去研究问题。广大教师熟悉和习惯的仍然是多年传承下来的传授式教学。广大家长看重的依旧是书面考核的学习评价方式——分数。因此，要在化学课堂教学中真正实施研究性教学仍面临着很大的挑战，除了需要加强学习、不断更新教师的教育观念之外，还需要潜心研究实施研究性教学的策略和方法，并在实践中不断完善和提高。
二、中学化学实施研究性教学的策略和实践
人的创新精神与实践能力是由扎实的基础知识、娴熟的基本技能、强的创新意识以及必备的创造发明技法构成的。我国的“研究性教学”首先要集中解决的问题是如何彻底改变学生的学习方式，增强他们的创新意识。如果要求我们的学生能一下子转变自己的观念和习惯，马上进入研究性学习的角色是不现实的。若能在所教学生的学识水平、学习能力、思想方法实际与创新人才必备的素质之间寻找到合适的教学平台，就能帮助他们沿着科学的教学台阶拾级而上，“跳一跳，摘果子”，真正学会自主学习、独立研究、高效率地完成特定的学习任务。为此我将教学策略设计成以下的“三台阶渐进式”：学习“怎么学”→交互“照样学”→独立“自己学”。
第一个教学台阶，就是以化学基础知识和基本技能为载体，教会学生该怎么去学。我通过学习材料中的一个个案例，教给他们学习化学知识与研究化学问题的基本方法和实验技能，培养他们注意改变从小养成的跟着老师按部就班学习的习惯之愿望，知道并学习自己发现问题，知道该怎样围绕问题的解决开展学习。
登上第二个教学台阶的学生们需要自己“照样学”，同时开展交互式学习。在这个教学台阶上，我在指导他们以小组形式开展学习研究的过程中，采取各种措施促进学生间的合作、教师与学生间的相互讨论，强调在发展各自的求异思维和研究能力的同时，学习相互交流与合作的技能，体验成功的喜悦。
第三个教学台阶便是以问题作为课的先行组织者，由学生围绕一定问题“自己学”。我有时用1-2个课时，让学生们围绕一个问题展开学习和研究，得到体验和收获；有时将一个单元的学习任务和大部分学习时间交给学生，让他们任选自己喜欢的学习方式自主学习；有时组织学生开展一些实地调查、把课堂搬到相关的工厂、企业、科研单位去，在较为宽广的教学时空中理论联系实际，开展创造性的学习。教师通过观察、巡视、谈话不断了解全体学生的学习情况，对不同的教学对象提供不同的帮助。还有及时召开的讨论会让学生们在共享各自的发现和收获的同时，不失时机地纠正学习和研究中的偏差，同时不断发扬学生中的闪光点并给予鼓励。
在3个教学台阶上各有不同层次的教学目标，从激发学生对科学的兴趣，到帮助他们提升科学态度和思维方式，培养学生投入科学研究的志趣，一直到能够独立开展学习和研究，乐于研究、勇于创新的情趣。
在上述过程中难免有一些暂时落后的学生，要善于及时发现、重点帮助他们尽快赶上。因此，在三台阶渐进过程中还有不同水平、不同次数的循环。
三、中学化学实施研究性教学的一些做法探讨
1.引导和鼓励学生提出研究的问题
化学课堂教学中的研究性教学是从提出问题开始的，供研究的问题从哪来？如何培养我们的学生有疑可问、有疑可探的习惯和能力呢？以化学实验教学为例有效的做法是：
（1）有意识地暴露教学实验中的矛盾，引导学生发现问题
教学实验，尽管已经过挑选，但并不是都能在较短时间内顺利完成的，常常需要教师在课前摸条件、做改进，解决阻碍成功的问题。若将这些问题直接暴露在学生面前，可以促使他们自己去思考、去提问。
（2）积极帮助学生捕捉思维灵感，鼓励他们大胆提出问题，即使是十分朦胧的思想火花或者是比较粗浅、幼稚的问题
有一个习题的答案说氯化铵溶液和水玻璃反应时“有沉淀和气体产生”，几个学生在下面嘀咕：水玻璃那么粘稠，与氯化铵溶液之间的反应真能产生答案所描述的反应现象吗？周围有同学笑道：答案是有道理的，还用问？！其实这种偶然迸发的思想火花是十分可贵的。我鼓励学生把问题提出来，指导他们在课余运用实验手段进行研究，获得了理想的结果，他们撰写的论文荣获“上海市青少年发明创造比赛和科学讨论会”一等奖，给同学们带来不小的震动。如此这般，学生提问的积极性不断得到保护、受到鼓舞，问题意识势必越来越强，求异思维就会越来越活跃。
（3）努力培养学生对自己已有知识和发现的不满足感，支持学生自己提出和分析问题
例如，取用1支试管，就能完成铜片和浓硝酸反应的实验，产生鲜明的实验现象，但是对实验环境污染严重。怎样改进这个实验呢？经启发，学生很容易想到用碱溶液吸收气体或再另外使用分液漏斗、单孔塞向试管中加浓硝酸，初步达到改进目的。有没有更好的方案呢？于是有人提出采用图1的装置，既解决了气体污染问题，又反映了二氧化氮与水反应的性质（烧杯中水面会上升），得到全体学生一致好评。此时再向大家介绍杂志上报道的“蓝色喷泉”实验设计（如图2所示），设计者将铜与浓硝酸、二氧化氮与水的反应以及喷泉实验如此巧妙地组合在一起的构思引得不少学生跃跃欲试：能不能再将一氧化氮与氧气反应的实验也组合进去呢？各种富有新意的实验设计应运而生。
2.遴选有价值的问题用于研究性教学
“有价值的问题”是研究性教学获得成功的关键，除了应该具有科学性（尽可能体现时代气息）外，还应具有适当的难易性、明确的针对性、一定的创新性、时效性和实用性等。
（1）明确的针对性
课堂教学中那些针对教学重点、有利于难点突破，针对学生学习中的缺陷、有利于综合能力培养的问题值得优先选取。例如，有一道测定碱金属相对原子质量的常见题，命题者设计了如图3的装置，通过测定反应前后装置的质量变化，计算求得碱金属的相对原子质量。有同学提出质疑：这个实验真能用于测定碱金属的相对原子质量吗？很显然实验的安全性和精度均有问题，这里涉及碱金属单质及其化合物基本性质的运用以及高一同学解决实验问题的薄弱之处——怎样选择恰当的实验原理设计实验方案。于是我与该学生一起将问题设计为“怎样用实验方法确定某金属是否为钾？”提交全班同学开展研究，找到8种合理的方案和其中的最佳方案，大家一致反映“收获很大”。
（2）一定的创新性
研究性学习当然需要所研究的问题为学生留有一定的“创新开发区”。例如，高三总复习阶段，学生们常在剖析和解答综合实验题时遇到困难。可以选择涉及中学化学实验方方面面的固体物质分解率的测定实验组织学生边设计、边实践、边研究、边归纳，帮助学生突破难点。选取什么物质作为研究对象最为合适？高锰酸钾是学生们熟悉的一种化合物，但是它的分解产物——二氧化锰，“在高于800K的温度下会发生分解，放出氧气”的性质同学们是不知道的。当用煤气灯加热高锰酸钾固体，测定分解率时，会因此造成分解率高于100％的令人吃惊的实验结果，这里有培养学生“实事求是”科学态度的问题，有需要大胆创新才能解决的疑团，为此，我选用了“如何测定高锰酸钾分解率”作为研究课题，交于学生在课堂上探讨、研究，收到了令人满意的教学效果。
3.创设开展研究性教学的适宜教学环境
研究性教学是一种开放性的教学活动，学生是学习的主人，教师是学生学习的引导者、组织者、示范者、促进者和参与者，既要敦促学生扎扎实实学好科学知识，又要帮助他们掌握科学方法，锻炼科学能力，培养科学精神。要注意多倾听学生发言，多鼓励他们自行讨论和评价，多肯定他们的成绩和进步。密切的师生关系，和谐、民主的教学氛围，有利于学生解放心理，全身心投入研究性学习，提高学习效率。
4.改革原有的教学评价方法
研究性学习特有的属性决定了它的教学评价应侧重于学生的认知过程。例如在化学实验教学中实验报告是学生开展研究性学习的过程与收获的一种重要体现形式，改革化学实验教学评价方法需要从改革实验报告做起。应该摒弃原有实验报告那种千篇一律的模式，尽可能充分反映出学生在研究过程中的设计思想、收获体会、对待科学的情感态度以及思维能力和实验技能等方面的提高。为此，实验报告可设计为“实验设计（含实验原理、实验装置图、实验用品）”“实验过程”“实验研究和讨论”“自我评价”4个部分，无需规定格式，为学生留有可自由撰写的空间。学生不仅是研究、学习的主人，也可以是评价自己学习情况的主人。教师根据学生的书面实验报告以及对学生实际研究过程的了解，在学生自我评价的基础上作出最后评价。评价宜采取等第制，注意对不同基础的学生着眼于学生的进步作好恰当的评价，有利于鼓励他们更好地投入研究性学习。
四、中学化学实施研究性教学的效果简介
化学课堂教学中的研究性教学把学生“学化学”的过程变成了“学科学”的过程，能大大激活学生的创新思维。我的学生除了高效率地完成特定的学习任务之外，还在各级各类的化学和科技竞赛中取得了令人瞩目的成绩。诸珏敏同学从“第51届英特尔国际科学与工程大赛（Intel International Science and Engineering Fair）”获奖归来时曾这样说：“过去我只知道听老师讲，花费时间去寻求书后早已有的答案，一度认为发明创造对于我是遥不可及的。老师引导我们开展的研究性学习完全改变了我的学习习惯。……对于课题的研究使我们敢于面对挑战，善于多角度思考问题，勇于提出独立见解，丰富的想像和创意不时涌现。它的每一步进展都需要付出艰苦的劳动。……我们在课题研究过程中所学到的东西是一辈子都受用的。”
的确，经过十多年的探索与实践，已有1300多名学生从我上述教学策略和方法中得益，实践的结果是十分令人高兴的。2002年5月我应美国科学服务社邀请，赴美参加了“第53届英特尔国际科学与工程大赛”“杰出教学奖（Intel Excellence in Teaching Award）”的决赛，我的上述教学策略和方法得到了到场的各国教育专家和优秀教师们很高的评价和肯定，成为世界各国申请“英特尔杰出教学奖”的1200多位教师中最后的5位获奖者之一、该奖项设立以来仅有的2名非美国籍教师之一。我也在与各国优秀科学教师相互交流和学习中获得不少新的启发和感受。深信只要我们加强教学研究、兢兢业业，就一定能为我国不断深化的教育改革做出新的成绩。