(一)课题的核心概念及其界定
化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。化学的目的和其他科学技术一样,是认识世界和改造世界。在过去100年间,化学作为一门核心、实用、创造性的科学,为人类认识物质世界和人类的文明进步作出了巨大的贡献。
化学是一门以实验为基础的科学。实验能够再现、强化、突出物质的各种变化,能够展现物质的性质。在实验过程中学习者经历真实的探索过程,有利于知识的学习和能力的培养。化学实验不仅是人们了解物质世界构成,揭示化学变化规律,认识物质性质及研究新物质合成的手段,而且是培养学生创新意识和能力的有效途径。学生通过观察实验现象、分析实验数据、总结实验结果以及设计新实验,对已掌握的化学理论知识进一步理解和深化。更重要的是,实验还是一个可以发挥主观能动性的再创造过程,有利于培养学生创新意识,提高学生的综合素质。
演示实验是一种充分体现直观性和实用性的重要教学手段,它可以通过直观的现象阐释科学原理,解答与生活密切相关的问题,有效地激发学生对科学的探究热情。
在课堂演示实验中,教师对有关化学体系行为和性质所掌握的知识是教学成功的关键,操作一个化学体系所起的示范作用不仅表现在技术上,更在于态度。教学的目的决定着我们究竟要通过一系列实验展示某种现象,还是建立起一个概念。
有些教师把课堂演示称为课堂实验,通常多让学生参与其中,并且更依赖于问题和建议。无论是在原则上还是实践中,每个课堂演示实验都可被教师用于传达其对化学实验原理的态度,因此能够激发学生对深入实验的兴趣,使他们对理论与实验之间的关系产生更深的认识。
(二)国内外同一研究领域现状与研究的价值
1、国内外同一研究领域现状
目前,高中化学实验正朝着探究型、生活化、绿色化、微型化的方向发展。在实验微型化发展领域,美国、联邦德国等国家已逐步在中学化学实验中审定和推广了微型化学实验仪器。因此,它是国内外近年进展较快的一种新的化学实验形式,体现了化学实验微型化的趋势。从上世纪50年代末60年代初,以美国为先导,在世界范围内开展了一场提高理科教学质量的教育现代化运动。在这场改革中,实验探究教学得到了前所未有的发展。自此以后,探究式教学成了美国中学化学实验教学的最具特征的教学模式之一,他们充分利用和开发各种教学资源并将它们有机地整合,让学生充分展示自己的个性特征,积极开展家庭小实验,课外实验活动,实验晚会等。试图从小培养学生探究科学知识、科学真理的能力,鼓励和发展学生的原始创新能力。总体说来,国外中学理科教学中学生亲自动手机会比较多、实验类型比较丰富、重视运用实验探究活动来培养学生的科学探究能力和科学态度等。
目前我国中学化学实验研究活动虽然较受重视也较普遍,但仍存在很多问题。例如如何解决化学课本中开设实验的比例较低, 实验评价模式单一的问题;如何通过化学演示实验更好的培养学生的动手操作能力、探究思维和创新能力;如何通过化学实验来培养学生学习化学的兴趣,提高学生认识化学、认识生活、认识世界的能力;在演示试验中应该使用何种适当有效的教学方法、教学态度等。我国《普通高中化学课程标准(实验)》指出探究活动应作为学生学习化学的重要方式,这就要求化学实验设计在体现化学知识与技能目标的同时,更要突出过程与方法、情感态度与价值观的目标取向,突出探究性实验内容的编排和注重过程的科学化设计。
2、研究价值
(1)通过对高中化学实验材料的系统化研究、编排与整理,得到高中化学教材演示实验的改进与创新资料,可以改进化学实验教学现状,提升化学教学质量。
(2)通过该课题的研究能够丰富教学理论中的创新实验教学理论,拓宽教师的教学思路和学生的学习思路。
(3)推广绿色、微型化学实验,使中学化学实验更加富有趣味性、科学性、简约性。
(4)通过微型化、生活化、绿色化和探究化的实验改进的研究与整理,将研究成果应用于教学实践,有助于激发学生学习化学的兴趣,启迪学生思维,培养学生的科学态度和价值观。
(5)在研究与改进的过程中与教学实践相结合,增强学生对化学学科的学习兴趣,增强学生的探究意识,培养学生的创新精神和创新能力。
(6)在实践该研究的过程中,教师的教学水平与实验能力与意识得到提高,学生的综合素质得到发展。
(三)研究的目标、内容(或子课题设计)与重点
1、研究目标
(1)使化学演示实验活动能够真正成为培养学生创新能力、思维能力的活动。
(2)通过专题研究,使高中化学演示实验的设计更科学、更切实可行;实验操作更简洁、更生活化;实验效果更直观、更有说服力。
(3)在研究中转变教师的传统教学观念,转变教师的创新意识,提升教师的研究能力,激发学生学习化学的兴趣和创新思维,启迪学生思维,培养学生的科学态度和价值观,培养学生的综合素养。
2、研究内容
(1)中学化学演示实验的改进与创新对促进教师的专业成长和提高学生的科学素养研究。
(2)中学化学教材演示实验的分类研究:高中化学实验可以分为不同的类型,针对各种类型的共性进行研究,结合课程标准,寻求对这些实验进行探究化、绿色化、微型化或生活化改进的方法。
(3)中学化学教材演示实验的改进与创新设计研究:对现行教材中有不足之处的演示实验做进一步完善;补充现行教材中没有的重材中有不足之处的演示实验做进一步完善;补充现行教材中没有的重要探究性实验设计方案。
3、研究重点
化学是以实验为基础的学科,化学的概念、性质、原理、规律大都建立在大量的实验基础之上。通过对演示实验的改进与创新,启发学生的创新能力,激发学生学习化学的兴趣,启迪学生思维,培养学生的科学态度和价值观,进一步调动学生的创新意识和创新精神。
(四)研究的思路、过程与方法
1、研究思路
发现问题——研究探索——改进创新——总结反思
2、研究过程
第一阶段: 准备阶段
讨论并制定详细的课题研究和实施计划,查阅文献资料,进行理论学习,做好小组分工。
第二阶段: 实施阶段
(1)开展实践研究活动,研究方案的可行性,可操作性。对现行中学化学教材演示实验进行改进和创新研究,进行课题研究评估,对发现的新问题进行研究,制定下一阶段研究计划。
(2)对每项改进和创新的实验方案组织实验教学活动,对实验改进前后进行论证分析。
第三阶段:总结阶段
将所有研究成果汇编,撰写研究专题材料,完善实验研究资料。
第四阶段:反思阶段
对研究吗成果进行整合,对研究过程中的活动进行分析反思并总结。
3、研究方法
文献资料法、实验观察法、行动研究法、经验总结法
(五)主要观点与可能的创新之处
1、主要观点
(1)高中化学教材演示实验的分类研究:通过查阅、收集、整理相关的资料,找出本课题的重点研究方向。对一些重点教学演示实验进行探究化实验改进研究,微型化改进研究或生活实验改进研究。
(2)高中化学演示实验改进与创新的方式与方法研究:研究如何利用教师资源与学生资源,在教学过程中更好地开展研究工作,以何种方式进行实验的创新与改进。
(3)高中化学教材演示实验的改进与创新设计研究:完善现行高中化学教材中有不足之处的实验仪器、方案及方法;补充现行高中化学教材中没有的重要实验仪器、方案及方法;对3-5个重要演示实验仪器、方案及方法进行改进创新。
(4)高中化学演示实验的改进与创新的应用研究:研究在高中阶段如何将实验探究过程与教学实践结合起来,如何将研究的成果更好地应用于以后的化学教学,为学校的化学教学服务。
2、创新之处
(1)将教材实验改进与创新探究化、生活化、绿色化和微型化相结合。
(2)将教材实验改进与创新实践化、系统化整理与编排,形成学校完善的实验教学体系。
(六)预期研究成果
1、完善了实验教学资源库,提高实验教学资源利用率。这将对我校系统实验教学具有实际指导意义,同时也为更进一步的研究创造 了十分便利的研究条件。
2、积累素材的意识明显增强,老师在课题研究的过程中明显感到实验教学的素材十分欠缺,严重影响了教学的效率和学生学习的积极性,而这些素材一方面需要老师不断挖掘研究改进,一方面也要查阅、收集整理已有的素材。
3、学生的学习兴趣与能力在老师的教研中得到了提高,通过教学实践,揭示了探究性实验教学对学生能力的发展和教学质量的提高所具有的良好效果,学生学习化学的积极性、兴趣明显提高,师生共同感觉到学生的学习能力得到了一定程度的增强。
(七)完成研究任务的可行性分析
1、宜兴市某中学经过多年的探索,教师传统教学观念已得到了很大程度的转变,教师对新课改的领会能力及贯彻能力得到了很大程度的提升,学校的课改取得了很大的成绩,学生的主动性、学业综合成绩有了明显的调高。课堂演示实验的改进与创新获得了巨大成功。
2、主要参考文献
《生活的化学》陈润杰 上海远东出版社
《化学演示实验》[美]巴萨姆·Z.沙哈施利 北京大学出版社
《化学实验研究的基本技术与方法》王小逸 夏定国 化学工业出版社
3、课题研究反思
化学演示实验的研究要与教材实验相联系,要与实际生产生活相结合,要符合新课改的要求,同时,引入定量化学实验,继续坚持微型化学实验,不断开发绿色化学实验。化学课的教育目标,不但是要为社会培养有用的人才,更要让学生明白到化学是与我们日常生活息息相关的。学习化学,能够让我们掌握到应有的化学知识和技能,从而有效地解决生活中所遇到的问题。