高中化学市级课题 立项报告申请书---微型化学实验推进高中化学课堂教学的实效研究 立项报告.pdf

周口市基础教育教学研究项目周口市基础教育教学研究项目立立项项申申报报书书课题名称微型化学实验推进高中化学课堂教学的实效研究学科分类高中化学主 持 人 姓 名所在单位填表日期1一、数据表一、数据表课题名称主持人姓名行政职务微型化学实验推进高中化学课堂教学的实效研究性别民族出生年月学科背景手机号专业职称工作单位（名称与单位公章一致）电子邮箱性别专业职称计划起止时间邮政编码姓名主要成员最终成果形式出生年月学科背景工作单位高中化学高中化学高中化学高中化学高中化学论文经费预算小型会议费：1000图书资料费：5000调研差旅费：3000文印装订费：1000合计：100002二、主持人和主要成员主持（参与）并完成的县级及以上课题二、主持人和主要成员主持（参与）并完成的县级及以上课题主持人(参与课题名称者)课题类别立批准时间批准单位完成情况项编号研究周期文件编号（须提供课题结题证书、鉴定意见复印件，单位盖章，单独装订）三、主持人和主要成员近三年发表出版的与本课题有关的论文专著三、主持人和主要成员近三年发表出版的与本课题有关的论文专著成果名称著作者成果形式发表刊物或出版单位或组织单位发表出版时间（可提供论文专著作封面、目录、正文及获奖证书复印件，单位盖章，单独装订）四、课题设计论证四、课题设计论证问题的提出，研究的价值（理论意义和实践意义）；核心概念界定，国内外相关研究文献综述；研究目标，研究内容，研究的重点、难点，研究的创新点；研究方法，研究思路（技术路线图）等。（可加页）一、问题的提出一、问题的提出化学是一门以实验为基础的自然科学，普通高中化学课程标准（实验）的课堂的基本理念部分明确提出：通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。在现行的教材中，实验占有很大的篇幅，除了完整的学生实验课，在元素化合物知识教学、概念理论教学、化学用语教学等新授课中，都有化学实验。化学实验是一种最生动、最直观的有效教学方法，正如著名的化学教育家戴安邦先生所说：“化学实验是全面化学教育的一种最有效的教学形式”。然而，受多种因素的影响，实验教学没有得到足够的重视。重化学理论讲授轻化学实验探究、重化学实验结果轻化学实验过程的体验、重化学实验技能培训轻化学学科素养的养成是普遍存在的现象。特别是在我们课题组所执教的学校，实验室建设落后，实验经费不足，学生能够实际操作的机会和时间都很少，在课堂教学中，主要做一些验证性的演示实验，或者播放实验视频，有不少学生根据教辅资料在不做实验的情况下记忆实验结论。在这种状况下，学生的实验操作能力和探究能力都得不到有效的锻炼，是无法达到新课改要求的。微型化学实验具有仪器简单、试剂用量少、污染小、反应速率快、现象明显、操作安全等特点。将高中化学教学中的部分实验设计成微型化实验，可以缓解教学资源不足的矛盾，能降低教学成本，推进化学实验替代品的开发和应用，推进化学课堂教学改革。教师在教学中引导学生自主设计微型实验，能让学生体会到主体性地位，培养自主学习的能力，使“学生为主体，教师为主导”的教学方法得以落实。在这样的状况下，我们课题组选取微型实验作为切入点，在课堂教学中边讲边开展微型实验，改变本校学生很少动手做实验的现状，推进化学课堂教学改革。二、选题意义二、选题意义化学实验教学在高中化学教学中是很重要的一部分，能最大程度地激发学生的学习兴趣，便于知识的掌握与深化。但本校实验条件有限，课时安排紧张，学生动手做实验存在很大的难度，微型化学实验能解决目前的问题，该课题的研究价值如下：1理论意义（1）促进高中化学实验教学方式与现代教育理论相结合。皮亚杰等人提出的构建主义学习理论、罗杰斯的人本主义学习理论、杜威的教育思想、施瓦布的科学探究策略等教育理论是我们新课改的指导，要求教师要改变教育观念，学生改变学习观念，微型化学实验是这些教育理论的重要体现。（2）把国家新课程改革目标与本校实际学情相结合。新课改要求教师帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，发展科学探究能力，鉴于本校实验条件有限的条件下，开展微型化学实验能较好地实现这一目标。2实践意义（1）微型化学实验应用于课堂教学，激发学生学习的兴趣。微型化学实验可以使每位学生都有动手做实验的机会，学生可以自己设计实验，能增强主动学习能力，有利于培养学生动手动脑、解决问题的能力，推进高中化学课堂教学改革。（2）微型化学实验可以充分挖掘学生身边的教学资源，在仪器选择上可以从日4常生活中寻找一些替代品，药品用量少，并能减少环境污染，体现了绿色化学的理念，并能培养学生的环保意识。（3）精选出高中化学实验中适合设计成微型化学实验的内容，并通过实践应用不断改进化学微型实验，在课堂教学中边讲边进行微型化学实验能促进学生对知识的理解和掌握，提升对课堂的参与度，较成熟的案例可以为后期的教学提供一定的参考。（4）改变学生长期以来被动接受知识的学习方式。当学生真正参与其中时，思维品质才能得到锻炼，有助于学生养成良好的学习习惯。三、核心概念界定三、核心概念界定美籍华裔化学家马圣祖教（Prof.T.S.Ma）提出微型化学实验就是要用尽可能少的化学试剂获取所需化学信息，用常规实验的几十分之一到几千分之一的药品用量，却可以达到准确、安全、经济以及利于环境保护的目的，达到实验的绿色化。国内周宁怀教授提出微型化学实验是在微型化的仪器装置中进行的化学实验，其试剂用量比对应常规实验节约 90%以上。仪器的微型化和试剂的微量化是微型化学实验的两个基本特征。（1）仪器的微型化相较于常规实验，微型化学实验的仪器的规格偏小，有着专门的微型化学实验仪器。微型化学实验的成套玻璃仪器和塑料系列微型仪器（多用滴管和井穴板）等，能替代部分常规化学试验中的试管、烧杯、离心管、试剂瓶等，可以单独或组合使用。此外，生活中的廉价的废弃物像青霉素瓶、一次性注射器、吸管、肥皂盒等都可以使用。（2）试剂的微量化相对于常规化学实验，微型化学实验最大量的减少化学试剂用量仍可以获得准确的化学信息。特别是使用的或产生的有毒有害物质的减少，能很大程度的降低对环境的污染。微型化学实验并不是简单地对常规化学实验进行缩小，而是选择在微型化的条件下对整个化学实验进行重新设计与探究，以期达到用最少的用量得到最多化学信息的效果。微型化学实验具有“试剂用量少、节省时间、反应速率快、现象明显、操作简单、安全性好、使用率高、污染少、成本低”的特点，实验中较易做到人手一套，让每位学生在课堂上动手实验成为可能。四、国内外相关研究状况四、国内外相关研究状况早在 1835 年，爱尔兰教师 Reid 就提出实验小型化。1925 年，埃及 Grey 出版了化学实验的微型方法是较早的一本微型化学实验大学教材。微型化学实验是从 20 世纪 80 年代开始崛起的，1982 年美国 Mayo 和 Pike 等专家在有机化学实验中采用 mmol 量级的微型制备实验并取得了成功，引起了世界的关注。短短二三十年，微型实验在国内外迅速发展，微型化学实验逐渐从有机化学扩展到无机化学、中学化学。1986 年 Mayo 等编著的汇集了 84 个微型实验的微型有机实验正式出版，本书基本上覆盖了大学的有机化学实验，并且配套实验仪器也开始批量生产引入到教学活动中。1993 年，美国成立全美微型化学研究中心，积极为各级各类学校化学教师进行微型化学实验培训，开展国际学术交流，有利推动微型实验的全面快速发展。1989 年，美国化学教育杂志（Journal of Chemical Education）专门开设了由 zippo 博士主持的微型化学实验的专栏，正式标志了微型化学实验已经成为国际化学教育发展的重要发展趋势。20 世纪 90 年代年以来，ICCE（国际化学教育大会)5以及 IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）的学术大学都将微型实验作为会议议题。1993 年成立的全美微型化学研究中心得到在美国化学会及环境保护署资助，积极组织各类学校化学教师进行培训，展开国际学术交流，推广微型实验。本世纪初，美国率先在中学教材中编入微型化学实验，例如在化学教材“MerrillChemistry”中所提供的化学活动中有63%都是应用微型化学实验技术来支持探究活动；此外，其专门的实验活动手册上还有占实验总数 60%的微型化学实验来支持教学。我国的微型化学实验研究是在周宁怀教授赴美回国后，第一次介绍美国的微型实验研究在化学教学过程中的运用及研究，获得了高度的重视。1989 年，大学化学教学中首次引入了微型化学实验，我国的微型化学实验与美国不同的是不再是从有机化学入手而是从无机化学开始。同年，由华东师大和杭州师院带头成立了相关课题组正式开始对微型化学实验进行系统研究。1992 年，我国自编的 微型化学实验首次出版面世，由杭州师院承担的微型化学实验仪器的研制也通过国家鉴定进行批量生产，微型仪器配备相对完整，基本能满足初高中日常教学所需，且价格低廉，绿色环保，实际可操作性强。1995 年，国家教育委员会在中学理科教学仪器配备目录中也把微型化学实验仪器列入其中；2000 年配备目录又增加了塑料仪器。2003 年颁布的高中化学新课程标准也提出了开发与利用微型化学实验促进学生科学素养的培养的建议。化学教育大纲将微型实验列入大纲内容，要求学校进行微型实验，以完成实验教学内容。李明馨教授主编的 普通化学实验 和周宁怀教授主编的 微型无机化学实验微型有机化学实验等多本书籍也相继面世。宋心琦教授曾提出：进一步推进和推广微型化学教学实验方法的关键在于发掘或设计出适合于探究性学习的化学体系，而不是只是简单地将反应仪器或体系从常规缩小为微型，或局限于改进已有的微型化学实验设计和制造工艺。从文献上看，我国主要是对高中典型活泼金属与典型活泼非金属这一类典型无机定性实验的研究较多，在高中化学微型实验的案例还存在许多不完善之处，有待进一步开发研究。五、研究目标、研究内容、研究方法、研究重难点、研究的创新点五、研究目标、研究内容、研究方法、研究重难点、研究的创新点1 1研究目标研究目标本校实验课的开设情况不容乐观，学生动手能力弱，课题组教师通过分析微型化学实验的特点，设计理念和原则，把部分高中化学实验进行微型化设计，找出合适的案例运用于课堂教学，以期能够设计出一系列高中化学微型实验的案例，为以后的教学提供一定的参考和借鉴。此外鼓励学生从生活中收集合适的器材，设计并完成部分微型化实验来提高动手能力。通过实验组对比研究微型实验对化学课堂教学的实效。2 2研究内容研究内容（1）研究分析相关文献，了解微型化学实验的起源和发展状况，总结出微型化学实验的特点，明确高中化学微型实验的设计原则和策略；（2）优化设计出具体的案例，研究开发出各类高中课堂实用的微型化学实验，并以恰当的方式融进课堂教学；（3）让学生主动查资料，设计能够在课外做的合适的微型实验，来加深对所学知识的理解，弥补课堂教学时间较紧的现状；（4）应用设计的微型化学实验案例进行具体的课堂教学，并设计好实验班级，通过对学生个体和学生实验成绩的研究来评估微型化学实验推进课堂教学的实效。3 3研究重、难点研究重、难点6研究重点：在了解设计原则的基础上设计出合理的微型化实验，选取恰当和高中化学实验进行微型化设计；微型化实验应用于课堂教学时对照组的课堂实效评价。研究难点：需要选取合适的高中化学实验进行合理的微型化设计，设计需讨论出科学合理性和课堂教学实用性；评价微型化学实验的应用实效，没有现成的评价方式，需结合本校实际情况进行评价。4 4研究方法研究方法本课题主要采用文献资料法、实验研究法、讨论法、个案分析法、归纳法等。（1）文献资料法：通过查阅文献了解微型化学实验的起源、发展、内涵、特点、设计原则，为设计高中化学微型实验提供思路。（2）实验研究法：教学研究中，每位教师以两个班分别作为对照班和实验班，从各方面作比较，归纳和总结。（3）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。（4）个案分析法：选取典型案例、典型实验对象进行研究。拟采用重点抽样和个案调查相结合的办法来了解我们课题研究的进展。（5）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。5 5研究的创新点研究的创新点（1）进一步研究探索微型实验设计的策略，发展和丰富高中化学微型实验的设计方式。（2）在课堂上直接让学生动手做实验，弥补平时实验教学的欠缺，学生的主观能动性得到很好的锻炼，改变学生接受知识的方式。（3）学生利用生活中常见的材料进行设计部分微型化实验，提高了对知识的迁移应用能力，弥补高中课时的不足。（4）把课堂教学与微型化实验恰当地结合在一起是对教师的一种挑战，需摸索出合适的方式，进一步提高教师的教学水平。六、研究思路六、研究思路首先，通过查阅相关文献，了解微型化学实验的起源、发展、内涵、特点、设计原则等，认识微型化学实验的教学功能，把部分高中化学实验进行微型化设计。其次，把设计好的微型化学实验应用于课堂教学，并分组对照研究教学实效，撰写相关报告和教学心得。最后，总结课题研究在实践中取得的结果和存在的不足，以及对微型化学实验应用于课堂教学未来的期望。7五、完成课题的条件和保障五、完成课题的条件和保障课题组成员的研究基础与分工；研究计划安排；主要参考文献；实验设施与经费保障等。（可加页）一、课题组成员的研究基础与分工一、课题组成员的研究基础与分工课题组成员简介：课题组成员的分工：课题负责人全面负责课题研究工作，运筹帷幄，沟通协调，确保课题研究工作顺利进行，撰写各种报告。主要成员：负责文献资料的收集整理工作，管理文献资料库。：负责整理课题阶段研究成果。：负责了解课题研究政策和要求，及时为课题研究提供相关信息。二、研究计划安排二、研究计划安排本课题研究预计用一年时间，本课题的研究大致分为三个阶段：1课题前景可行性调查和课题组组建：2019 年 6 月2019 年 9 月（1）组建课题小组；制订课题实施方案并明确组员分工。（2）查阅文献，搜集信息、资料，开展课题研究前的理论学习。2实验研究的实施阶段：2019 年 10 月2020 年 5 月根据课题制定的实施方案，课题组成员分工协作，开展工作并定期汇报，听取专家的指导意见，对实施方案不断补充、完善。（1）课题组成员精心查阅资料，8选择合适的实验器材，根据微型实验设计的原则，对教材中部分实验进行微型化设计，教师先根据设计方案进行实验，根据实际情况改进后再用于班级教学。（2）课题组成员定期召开会议并做好会议记录，总结课题的进展情况，商讨并解决课题研究过程中的问题和不足，确定下阶段的课题的进程，阶段性地分析微型化学实验应用于课堂教学的实效，整理好用到的数据。（3）将微型化实验应用于课堂教学。教师首先构思写好教学设计，课题组成员之间进行商量揣摩，确定好行之有效的教学设计后实施课堂教学。（4）通过平时学生反馈，了解学生对微型化实验的接受情况，并对学生进行多方位的评价，及时调整并逐步构建独具特色的教学策略。（5）课题组每周召开一次课题进展会，课题组成员及时汇报交流课堂情况，对课题进展进行监测。3实验总结与结题阶段:2020 年 5 月2020 年 7 月（1）总结课题开展以来进行的微型化实验案例，调查分析微型化学实验应用于课堂教学的实效。（2）总结课题研究成果，撰写研究报告，教学案例。（3）汇报课题研究成果，根据情况对研究成果进行推广。三、主要参考文献三、主要参考文献1中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（实验稿）M.北京：人民教育出版社.2003：2.2周宁怀.微型无机化学实验，北京:科学出版社，2000.3周庆丰，浅谈微型化学实验在化学教学改革中的作用A.中国化学会.微型化学实验专辑论文集C.中国化学会.2004：3.4张玉彬.微型化学实验是实现绿色化学的有效途径J.实验教学与仪器.2010，10：19-20.5陈凯，周志华.基于微型化学实验论文的命题J.化学教学.2009，08：91-94.6陈凯，周志华.中学微型化学实验发展的若干思考J.化学教育.2010，08：6-9.7 宋心琦.中学化学教学改革与微型实验J.内蒙古民族大学学报.2009：15.8苗深花.微型化学实验的设计研究J.曲阜师范大学学报.2004,04:79-82.9董立芹.新课改下微型化学实验在高中化学教学中的实践与思考J.中学化学教学参考.2017,(6):42.10徐玲,许良,周宏,李增春.微型化学实验与绿色化学J.内蒙古民族大学学报.2009,(15):4.11孙宝强.微型化学实验特点浅析J.山东教育.2006,(9):38.12范志华,姜文星.中学微型化学实验与素质教育J.中小学教学研究.2000(增刊).13 李 春 辉.应 用 微 型 化 学 实 验 进 行 课 堂 教 学 的 实 践 J.发 明 与 创新.2007,07:153-156.14黄家宽.氯气性质的微型实验J.化学教学与实验.2003(4):12-16.四、完成课题的保障四、完成课题的保障（1）组织保障：学校领导非常重视，作了统筹安排，给予课题研究大力支持和政策倾斜。（2）成员保障：课题组是经过权衡教师各方面能力和条件精心挑选后组建的，9是一支富有创造力的队伍。其中的每一位成员都是一线教师，且有两位教师有相关省课题立项结项经验，实验能力都很强，教学经验丰富，这些给我们完成课题提供了很好的保障。（3）制度保障：制定课题研究实施制度、课题组成员定期学习制度和成果奖励制度。（4）实验设施与经费保障：学校有化学实验室和部分仪器药品，并提供课题研究所必要的研究经费，可以用于必要的微型仪器、药品的购买。（5）时间保障：课题研究紧密结合教师的教学工作，教学与科研同步进行，不会产生时间冲突。10六、预期研究成果六、预期研究成果主 要 阶 段 性 成 果（限 报 6 项）序号研究阶段起止时间阶段成果名称成果形式负责人12019.09-201912沈丘县第三高级中学化学实验现状调查问卷微型化学实验应用于课堂教学初探高中化学微型化实验开发与设计策略高中化学开展微型实验的典型案例应用微型化学实验班级学生实验成绩调查微型化学实验推进高中化学课堂教学的实效研究问卷22019.09-201912论文32019.09-201912论文42020.01-202006论文52020.01-202006调查表62020.01-202006研究报告最终研究成果（限报 3 项，其中必含研究报告和系列研究论文）序号完成时间最终成果名称高中化学开展微型实验的典型案例微型化学实验推进高中化学课堂教学的实效研究成果形式负责人12019.12-202002论文22020.01-202006研究报告11七、立项评审意见课题主持人所在单位意见保证课题主持人之申报书所填写的内容完全属实，课题主持人和参加者的政治素质和业务能力适合承担该课题的研究工作；能够提供完成课题所需的时间和条件；同意承担课题的管理职责和信誉保证。盖章年月日专家组意见：组长签字：年月日立项评审意见市教育局审批意见：盖章年月日县教育局意见盖章年月日