研究性学习的途径(北京市获奖论文).doc

中学化学教学中渗透研究性学习的初探

论文摘要：中学化学教学中研究性学习活动是指学生在教师的指导下，从自身生活、社会及所学的化学学科知识中选择和确定研究课题， 以类似科学研究的方式，主动地获取知识，应用知识，解决问题的学习活动。在中学化学教学中渗透研究性学习的途径：首先是以发现法教学思想为指导，全面优化教学教程；其次以探究性为教学设计的核心，探求化学问题的解决途径；再次以“化学建模”为基本思路，探索化学知识的应用。
关键词：研究性学习 、渗透、中学化学教学、发现法、探究性、“化学建模”

中学化学教学中研究性学习活动是指学生在教师的指导下，从自身生活、社会及所学的化学学科知识中选择和确定研究课题， 以类似科学研究的方式，主动地获取知识，应用知识，解决问题的学习活动。其内容应立足于教学内容，
引导学生自主参与，对某些教学问题作深入探讨，或从教学的角度对某些日常生活中和其他学科中出现的问题进行探索和研究。
现行化学课堂教学强调知识学习的系统性、结构性，且具有快速系统掌握学科基础知识，基本结构的优点，这对培养学生的创新能力具有重要意义，然而其获得的知识方式却存在致命的弱点，知识的获得和运用都不直接接触客观实际，只直接接触经过抽象加工整理而成的文字、图形、表格等“感性材料”，缺少直接经验的过程及其方法的教学。重视逻辑论证，缺少知识发展过程的叙述，其获得的知识缺乏生命力，这对学生创新能力的培养是极为不利的。如何在保证现行课堂教学系统掌握学科知识有效性的同时，使之获得有利于提高创新能力的学习方式，就必需把研究性学习渗透于化学教学的全过程。在教学过程中，要重视学习的过程，更注意学习过程中学生的思维方式，个人体验以及对信息资料的搜索、整理综合，对问题的分析一一研究——探索的解决过程。要帮助学生改变原有单纯接受式的学习方式，在开展有效的接受学习的同时，形成一种对知识进行主动探求，并重视实际问题解决的主动积极的学习方式。
一、以发现法教学思想为指导，全面优化教学过程
发现法教学的理论基础是布鲁纳的教学理论，他认为学生的认识过程与人类的认识过程有共同之处，要求学生在教师的指导下，利用教材，主动地探究发现，而不是消极地接受知识，它主要适用于概念法则、公式、定理、例题等知识形成
过程的教学，体现了学生参与和发现过程的主体地位，注重了发现知识的策略和方法的培养训练。
化学概念是现实世界中物质变化的质和量关系的本质属性和分子范围的概括和反映。抽象性是它的一个特点。在化学概念教学中，要充分暴露概念的形成过程，使学生了解概念的来龙去脉，加强对概念的理解。
课例1：强电解质和弱电解质概念的形成
创设情境：
学生观察几种电解质溶液的导电情况。
提出问题：
在条件相同的情况下，为什么有的指示灯很亮，而有的指示灯较暗？
探究答案：
为了帮助学生探究答案，事先设计了几个表格：
表1、“电解质溶液导电”演示实验记录
名称
分子式
状态
用量
插入深度
距离
功率
通电后亮度

表2、“电解质溶液导电”实验分析（A）
名称
分子式
化合物
对应灯光亮度
溶液导电能力
自由离子数目
电离程度
电解质分类

表3、“电解质溶液导电”实验分析(B)
名称
化学式
化合物
电解质分类
化合物分类
电离时破坏的化学键
电离程度

学生在观察演示实验后，先填写记录表，再填写分析表；
然后让学生自己给强、弱电解质下定义；教师提出各种讨论题定向引导；学生探索出强、弱电解质的定义。
推理论证：
这是理性认识再回到实践中去验证、巩固和应用的过程。
最后，教师指出，1887年阿伦尼乌斯创立电离理论以及1891年卡希布鲁夫对该理论的进一步发展的过程中我们的教学过程中对强、弱电解质的认识过程是相似的，使学生学习的情绪饱满，探求真理的信心倍增。
二、以探究性为教学设计的核心，探求化学问题的解决途径。
探究性是研究性学习的核心，在研究性学习中出现的问题是探索性问题，对学生来说，没有现成的方法可以套用，必须经过思考、探索、研究，寻找新的解决方法。
研究性学习的问题解决模式，实际上把学习过程与科学研究过程相比较，认为学习方法和科学研究方法有相似之处，采用问题解决模式培养学生，容易使学生掌握科学的思维和研究方法。其实施程序为：创设情境提出问题，激发学生对结论的迫切追求的欲望：引导学生感知化学问题；探求化学问题的解决趋势和途径，鼓励学生大胆运用类比、归纳猜想、特殊化、一般化等方法，去寻找解题策略；对化学问题进行回味和评价，常用的方法有：引申推广，概括出一般原理；一题多解等，使学生学会从不同角度运用不同知识和方法解决问题，养成勤思、善想的良好习惯和不断探索的科学精神。
课例2：运用化学知识解决实际问题
问题：
分析一种中草药的有效成分得到如下结果：
C：36．67％ H：2．22％ O：71．11％
试确定该中草药有效成分的结构简式。
分析：
该中草药有效成分中各元素原子个数比为：C：H：O=1：1：2
该中草药有效成分的最简式为：CHO2
其化学式中各元素原子个数应是最简式中各原子个数的整数倍
解法探索：
(1)当化学式为CHO2时：
根据化合价规则，只能组成一个羧基：-COOH
(2)当化学式为C2H204时：
根据化合价规则，可组成两个直接相连的羧基，即乙二酸：HOOCCOOH
(3)当化学式为C3H3O6或各原子个数在三倍以上时：
己不能组成符合化合价规则的化合物。
所以，该中草药有效成分的化学式应为C2H2O4，其结构简式为:
HOOCCOOH
根据最简式和化合价规则确定有机物的分子结构，是一种重要的解决问题的方法，通过此例可以发散出一系列同类问题，对培养学生的探究精神是十分有利的。
三、以“化学建模”为基本思路，探索化学知识的应用
化学中的许多知识都来源于社会生活，又为社会生活服务，如医药、农药、染料、三大合成材料、冶金、金属腐蚀的防护、日用化工产品的开发、溶洞的形成、盐湖的开发、海水的综合利用等，哪一样与化学无关呢?因此化学研究性学习应该利用化学知识与日常生活所建立的内存联系，在学中用、在用中学，学会解释日常生活的问题。建立相关化学模型，把实际问题转化为一个化学问题，通过对化学问题的求解，然后再回到实际中去。
课例3：土法生产烧碱
问题：
小型纺织厂需使用烧碱，想就地取材进行生产，请你帮助设计一个生产方案。
化学建模：
原料选择：烧碱的化学式为Na2OH，所以应选择含有钠离子和氢氧根的原料。根据易得和价格便宜的原则，可选择碳酸钠和氢氧化钙。
反应原理：Na2CO3 +Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
由于的溶解度CaCO3比Na2CO3溶解度小，该复分解反应可以进行。
工艺设想：将饱和溶液碳酸钠溶液与石灰乳按比例混和，搅拌，使之充分反应；过滤，取滤液浓缩结晶。
生产设备：原料反应器具、搅拌机、过滤器、浓缩设备、
冷却结晶设备、干燥设备、包装设备。
生产流程：原料混和搅拌一过滤一浓缩一结晶一干燥
化学模型：反应物反应后形成的混和物的分离与结晶。
通过此例使学生明确化学知识应用于实际生产的基本过程，对培养学生创造性地应用化学知识于生产生活实际起到了指导作用。
研究性学习作为一种以培养学生创新精神和创造能力为目的的新的学习方式，不仅以相对独立的实体形态存在着，而且以非实体形态存在于化学的课堂教学中，在当前基础学科课程和课堂教学占优势的情况下，学生创新精神和创造能力的培养仅靠一学期几个研究性课题是很难奏效的。所以，在中学化学课堂教学中渗透研究性学习是十分必要的，也是大有可为的。

参考资料
湘西木子，《新课程理念下的化学教学》，中国基础教育网，2003年1月

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