高中化学课堂教学中开展研究性学习的实践探索

潘聪儿

【摘　要】　研究性学习是学生进行有效学习方式之一，笔者就化学课堂教学中研究性学习的实践途径等方面进行了一定的探索，教学实践说明，开展研究性学习对提高学生的学习能力，以及培养学生的探究能力具有促进作用并可有效促进学生学习方式的转变。但是，目前学科的课堂教学仍是学生学习的主阵地，学生学习方式的改变最终还得落实到学科教学中。实践表明研究性学习课堂教学是可以实现的，而且明显优于传统的接受性学习方式。

【关键词】　研究性学习　课堂教学　高中化学

“研究性学习”作为一个独具特色的课程领域，已成为我国基础教育课程体系的有机组成，被公认为我国当前课程改革的一大亮点。

研究性学习作为一种新型的学习方式，它的重点是引导学生如何去学习知识，而课堂教学作为学生学习的主阵地，研究性学习应紧紧围绕中学教学实际，以课堂教学为主渠道，让研究性学习进入课堂教学，实施“研究性地教”和“研究性地学”。因此，研究性学习走进课堂，在教师潜移默化、润物无声的引导下，使学生掌握这种学习方式，具备自主学习、探索性学习的能力，应该是研究性学习的最终落脚点。

对广大化学教师来讲，对化学课堂教学中如何开展研究性学习关注得不多、不够、不深。下面笔者就研究性学习进入高中化学课堂谈谈认识以及在课堂教学中的初步实践。

一、对“研究性学习”的认识

普遍认为研究性学习的含义可以有广义和狭义两种理解。从广义上理解它是“研究性的学习方式”，它是指教师不把现成的结论告诉学生，而是学生自己在教师的指导下自主发现问题、探究问题、获得结论的过程。它泛指学生探究问题的学习，是一种学习方式、一种教育理念或策略，显然，它可以渗透于学生学习的所有学科的教学活动中。实验是化学学科的特点，在化学学科中以实验探究为突破口，努力培养科学的批判精神、探索习惯、创新意识和科学态度，注重科学过程和学习过程的统一，培养学生学习化学的兴趣，促进学生全面发展。如氯水能使红布条褪色，是什么物质起了漂白作用呢？教师就可以引导学生进行自主探究活动。从狭义上理解它是“研究性学习”，是一种专题研究活动，是指学生基于自身的兴趣，在教师指导下，从自然、社会和自身生活中选择并确定研究专题，以类似科学研究的方式主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习领域。如在研究型课程中，学生开展“苏州河市区段部分断面水质分析及对策研究”等课题的专题研究活动。

二、高中化学课堂教学开展研究性学习的实践探索

在课堂教学中开展研究性学习的关键在于教师角色的根本性转变。在研究性学习的过程中教师是“导师”，是“指路人”，绝不是知识的“传授者”，其主要职责是创设一种有利于研究性学习的情景和途径，教会学生如何发现研究的问题，如何搜集信息、处理信息和提取信息；学习如何与人合作交流；学习如何进行实验的设计、观察、数据的记录和实验结果的分析；如何用所学到的知识来解决问题等等，这种角色的转换，有助于学生体验如何去获取知识。

学习方式的转变、优化要从实际出发。教师在备课时可以根据教材内容和学生的实际情况来设计研究性学习。研究性学习的过程实际上是一个问题解决的过程，那么对于问题解决学习的研究应该从创设问题情境开始。因此，化学课堂教学中的研究性学习的一般教学模式是：教师提出问题→教师启发引导→学生设计研究过程→学生自主研究→交流研究成果→师生共同评价→得出研究结论。下面笔者就谈谈高中化学课堂教学中开展研究性学习的教学实践。

1.利用化学学科的实验特性，开展研究性学习

以实验为载体进行学习既是自然科学的基本特点，又是开展研究性学习的基本方法。目前教材的演示试验的验证性成分多于探索性，使得演示实验平淡无奇，缺乏足够的吸引力。教师应大胆创新改变演示实验程序，使演示实验学生化，多提探索性问题，注意分析实验过程和实验过程中出现的异常现象，提高实验的探索性和研究性。

案例一

在讲高一化学关于氯化氢溶解性时，涉及了一个比较有趣的实验——喷泉实验，笔者在备课时准备了两套方案，如果实验成功，让学生探究烧杯中的溶液为什么会喷入烧瓶。如果实验不成功，让学生探究实验失败的原因。这次实验很成功，学生做完实验以后，议论纷纷。有的学生很快想到了压强差，那么导致产生内外压强差的原因是什么？我问：“刚才实验中是谁帮了忙？”学生答“水”，于是笔者要求大家看书查信息，有学生说：“1体积水约能溶解500体积氯化氢，极易溶于水。”正是氯化氢极易溶于水，当胶头滴管中的少量水射入烧瓶中后，内压几乎减小为零，外压大于内压，形成喷泉。忽然有人问：“是不是只有像氯化氢一样，在水中溶解度很大的气体才能形成喷泉呢？”经过讨论，学生似乎否定了CO₂、C_l2等气体，其中有的学生说“CO₂、C_l2在水中的溶解度太小了。”我立刻抓住他那句话的定语“在水中”，“那在什么中可使它们的溶解度增大呢？”一句话提醒了几个反应快的学生，于是学生重新设计、实验。最后终于找到了满意的结果。只要将原来胶头滴管中的水换成浓NaOH溶液，CO₂、C_l2便可实现“喷泉实验”了。原因是NaOH能与烧瓶中的CO₂、C_l2反应，从而使气体完全反应，同样可使烧瓶内外形成较大压强差，从而形成喷泉。这样既拓展了学生的思路，又调动了他们动脑、动手的积极性。在学生的思考、探索中很自然、轻松地完成了教学。

在课堂教学中开展研究性学习并不是完全否定传统教学方法，它在传统教育的基础上进行创新，使学生既能尽量多地获得知识又具培养了学生的创新精神，满足学生发展的需要。

2.利用化学应用的广泛性，开展研究性学习

在创设问题情境时，要注意两个方面的问题，一要生动新颖，二要真实化、生活化。化学学习有时难免枯燥乏味，学生在整个教学过程中很难一直保持高涨的情绪和旺盛的求知欲，所以教师在创设问题情境时应尽可能生动有趣，并且将课本知识与实际生活相联系，以激发学生的兴趣。

案例二

笔者在讲高一新教材第二章海水中提取碘时，故意提问学生碘的用途。有的学生马上想起“加碘食盐”来。我接着问：“食盐中加入的是碘单质吗？”有的学生直接回答：“是”，有的学生带着疑惑的回答：“不是”，因为学过碘单质有毒不能食用。那么，食盐中加入的是什么呢？学生一时回答不出，但又对这个问题很感兴趣。“如何用实验验证呢？”我追问道。于是他们开始设计思路，自行分组进行讨论与实验。各组学生取样，向加碘食盐溶液中滴加淀粉溶液，无蓝色出现。结论：食盐中不存在碘单质。“那食盐中加入的到底是什么形式的碘呢？”学生头脑中马上闪现出这一问题。学生写出了常见碘的几种存在形式碘离子、次碘酸根离子、碘酸根离子、高碘酸根离子。笔者给学生提供了两个参考方案。方案一：碘离子；方案二：碘酸根离子。对于碘离子的检验通过讨论，学生提出了三种方法，一是取样，加入适量氯水和CCl4溶液；二是取样，加入适量氯水和淀粉溶液；三是取样，加入硝酸银和硝酸，观察现象，得出结论。对于碘酸根离子的检验通过讨论，利用该反应原理，取样，加少量KI溶液，滴入适量稀H2SO4，加CCl4溶液，振荡观察现象，得出结论。通过假设、实验设计、实验操作，得出结论。通过学生主动探究，不断体验科学研究的过程，提升学生的科学素养。

笔者平时就注重鼓励学生求异创新，敢于说“不”，且“允许尝试”“允许错误”，想方设法给学生创造一个较宽松的学习环境，并尽量多给他们时间，让学生在反复尝试探索中充分施展其智慧和才能，使学生在学习和讨论中敢于突破原有的“定势”，这也正是他们进行研究性学习的前提。

3.采用比较法，开展研究性学习

教师在创设问题情境时，首先要熟悉教材，了解新旧知识间的内在联系，同时，教师还应了解学生现有的认知结构状况和智能水平，从而确立学生的最近发展区，使新的学习内容能够与学生已有的知识经验相联系，学生通过努力能够解决新内容所提出的问题。采用比较法，充分调动学生的自主性，开展研究性学习。

案例三

在元素化学教学中，经常会做到以下两道题。

例1：50mL，18mol/L的硫酸中加入足量的铜片加热，被还原的硫酸的物质的量是（　）。

A.等于0.9mol　　　　　　　　 B.小于0.45mol

C.大于0.45mol，小于0.9mol　　D.等于0.45mol

例2：足量的MnO2与40mL、10mol/L浓盐酸反应生成的Cl2同0.1mol MnO2与足量的浓盐酸反应产生的Cl2两者相比（　）。

A.前者产生的Cl2多　　B.一样多

C.后者产生的Cl2多　　D.无法比较

学生要正确回答以上两题，就要了解酸的浓度变化对反应有无影响。一般在元素化学教学中，教师一定会强调铜能与浓硫酸反应，不与稀硫酸反应，同样，二氧化锰能与浓盐酸反应，不与稀盐酸反应。当酸的浓度减小到一定程度，反应就会停止，因此反应后，酸一定有余，不能全部参加反应。例1中总浓硫酸为0.9mol，被还原的硫酸为参加反应硫酸的一半，因为反应后酸有余，所以结论为小于0.45mol。例2中足量的MnO2与40mL、10mol/L浓盐酸反应时，浓盐酸不能全部参加反应，按照化学反应方程式，浓盐酸与生成的Cl2系数比为4∶1，所以生成的Cl2要小于0.1mol，而0.1mol MnO2与足量的浓盐酸反应时，不需要考虑浓盐酸的浓度变化，可认为0.1mol MnO2全部参加反应，MnO2与生成的Cl2系数比为1∶1，产生的Cl2等于0.1mol，所以选C。

在学生掌握这种学习能力的基础上，笔者又提出下题。

例3：将铁屑加入热的100mL 18.0mol/L的浓硫酸中，充分反应后，铁屑过量，则被还原的硫酸的物质的量为（　）。

A.0.9mol　　　　 B.小于0.9mol

C.0.9～1.8mol　　D.发生了钝化

学生看到题目非常兴奋，因为与前两道例题很相似，很快展开了讨论。根据前两道例题的特点，随反应的进行浓硫酸浓度下降到一定程度，反应将不再进行。于是根据化学反应方程式Fe（过量）+2H2SO4（浓2H2O，被还原的硫酸为参加反应硫酸的一半，因为反应后酸有余，所以结论为小于0.9mol。通过对两个班级68位学生的统计，学生得出的答案主要是选B，仅有一位学生做对选C。为什么呢？学生又陷入了困惑。于是，笔者提出不要光看表面的形式，还应从反应物的性质上做比较。学生又纷纷讨论起来，提出了很多思路。最后，笔者让那位做对的学生讲述了解题思路。结论因为铁在加热条件下能与浓硫酸反应，但铁也能与稀硫酸反应，且条件为铁过量，所以最终硫酸全部反应完。涉及反应方程有两个Fe（过量）+2H2SO4（浓）2H2O①，Fe+H2SO4（稀）—→FeSO4+H2↑②，用极限思维的方法，全部按①则被还原的硫酸的物质的量为0.9mol，全部按②则被还原的硫酸的物质的量为1.8mol，实际上介于与0.9～1.8mol之间。通过比较法教学，激活学生的思维，提高了学习的热情，体验了学习的过程，培养了研究性学习能力。

4.采用发现学习法，开展研究性学习

所谓发现学习是指新信息的学习，主要是学习者自身努力的结果。爱因斯坦说过“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，这是因为，提出问题是科学发明创造的先决条件，要提出问题，首先要善于寻疑。在化学课堂上，教师在条件允许的情况下，尽量多做演示实验，让学生有意识地观察实验，诱发学生质疑，生疑。有些问题在课本上直接可以找到答案，也有些问题可通过教师点拨或引导来解决，甚至需要再查相关资料才能解决，这为研究性学习提供可持续性发展的源泉。

案例四

在高一原电池这节中，演示Cu-Zn原电池实验时，学生看到不仅Cu这一端产生氢气，而且Zn极也产生氢气。按理论上应是只有Cu极这一端产生氢气，而在实验过程中明显看到Zn极也产生了氢气，这是为何？与理论不符，学生觉得很困惑。这时候，教师要引导，多鼓励学生自己去解决问题。由此，课后学生决定以此为课题开展研究，查资料，设计方案，咨询老师，进行实践，为下次课的研讨做好准备。在整个研究过程中，学生对原电池理论知识更丰富了，更重要的是，让学生懂得了如何自己解决困难的道理。正是学生有了积极探索的动力，才有可能搭建出由动力转化为能力的桥梁。

在最初阶段，教师不应该过多地去顾及“高质量”，应让学生逐步学会由一个主题出发，提出各种问题的习惯。问题越多，研究性学习的积极性也会越高。

三、在高中化学课堂教学中开展研究性学习的思考

通过教学实践，笔者认识到单一地采用一种学习方式，不可能取得好的学习效果，也不符合实际情况。恰当地评价各种学习方式的长短，在此基础上进行优化组合，既重视研究性学习，又注意跟接受性学习方式功能互补，扬长补短，就可能实现学习方式的转变和优化，取得较好的效果。当然，在研究性学习中也存在着一些需要解决的问题，如由教学计划、教学内容、教学条件等因素的制约以及教师、学生知识与能力水平的制约等。

总之，通过研究性学习的实践，笔者深刻地认识到研究性学习是一种符合时代要求的学习方式。它充分发挥了学生的自主性，培养了学生的创新精神和实践能力，同时对教师教育观念、综合素质提出了更高的要求。作为化学教师，我们应该认真研究最新教育思想，把握新时代的教学模式，不断提高自己，更好地为学生服务。