[在化学教学中开展研究报告]在化学教学中开展研究性学习的案例初探
本文针对研究性学习案例的剖析，对研究性学习教学特点、目标、注意问题等方面进行探究。[关键词]研究性学习案例探究性探究性实验
问题的提出：
面对21世纪知识经济的挑战，全面推进跨世纪素质教育，研究性学习的开展是培养学生创新精神、实践能力的重要举措。研究性学习作为一种全新的学习方式正在改变我们教学行为和学习方式。研究性学习方式在培养学生能力、发挥个性特长、启迪创造发明、全面提高素质等方面要明显优于"接受性学习"的学习方式。但是，时至今日，走进我们的课堂，"接受性学习"的方式仍比比皆是。究其原因是：（1）误解"研究性学习"方式的实施目标。认为"研究性学习"是搞科学研究，只能在少数优秀生中开展。（2）有的虽然没有这些认识，但不清楚开展"研究性学习"的特点。所有这些，都极大地制约了"研究性学习"的普及和推广。
事实上，与新设置的"研究性学习"课程不同。作为学习方式的"研究性学习"可以渗透于各个学科的课堂教学中。课堂教学改革的灵魂是实施研究性学习。那么，在化学教学中如何开展研究性学习呢？我作了如下尝试。下面举一个事例加以说明。
[案例1]：课题：《燃烧的条件》为了让学生掌握燃烧的条件，采用了不同的实验方案设计的研究性学习流程如下：
流程：师：创设问题师生：启发引导师生：得出结论师生：引发猜想生：设计具体验证方案师生：验证所得结论内容1、燃烧需要哪些条件？2、让学生观察书本P18图1-11白磷的燃烧实验，思考铜片上的白磷为何燃烧而热水中的白磷为何没有燃烧？3、小结燃烧条件。4、引导学生猜想热水中的白磷能否燃烧起来。5、方案是：向热水中的白磷通入氧气。6、热水中的白磷通入氧气后燃烧起来了，进一步验证了可燃物燃烧只要同时满足两个条件即可。相同的化学知识，认知途径不同。通过（1）直接告知热水中的白磷通入氧气可以燃烧，（2）让学生观察热水中的白磷通入氧气后燃烧起来，（3）引发学生猜想，并通过验证热水中的白磷通入氧气后会燃烧起来。不同的认知途径，需要教师深入的研究、挖掘才能获得；不同的认知途径，学生中所需的思维活动的数量、深度和形式差别很大，要求学习者所要准备的知识技能也不一样，因而学习过程中可供研究探讨的层次也不相同。教师要依据研究性的学习特点、注意学习过程中的问题以及需要侧重培养学生的哪些能力、情感目标等因素来选择具体实施研究性学习。通过分析化学教学案例，本文就研究性学习教学特点、目标、注意问题等方面做如下探究：
一、注意研究性学习特点
研究性学习具有开放性、探究性和实践性的特点,是师生共同探索新知的学习过程，是师生围绕着解决问题共同完成研究内容的确定、方法的选择以及为解决问题相互合作和交流的过程。
1．开放性
研究性学习的内容不是特定的知识体系，而是来源于学生的学习生活和社会生活,立足于研究、解决学生关注的一些社会问题或其他问题，涉及的范围很广泛。它可能是某学科的，也可能是多学科综合、交叉的;可能偏重于实践方法,也可能偏重于理论研究方面。
在同一主题下，由于个人兴趣、经验和研究活动的需要不同，研究视角的确定、研究目标的定位、切入口的选择、研究过程的设计、研究方法、手段的运用以及结果的表达等可以各不相同,具有很大的灵活性，为学习者、指导者发挥个性特长和才能提供了广阔的空间，从而形成一个开放的学习过程。
“研究型”课程，要求学生在确定课题后，通过媒体、网络、书刊等渠道，收集信息，加以筛选，开展社会调研，选用合理的研究方法，得出自己的结论，从而培养了学生的创新意识、科学精神和实践能力。它的最大特点是教学的开放性。
（1）教学内容是开放的。天文地理、古今中外，只要是学生感兴趣的题目，并有一定的可行性，都可作为研究课题。
（2）教学空间是开放的。强调理论联系实际，强调活动、体验的作用。学习地点不再限于教室、实验室和图书馆，要走出校门进行社会实践；实地勘察取证、走访专家、收集信息等等。
（3）学习方法、思维方式是开放的。针对不同目标，选择与之适应的学习形式，如问题探讨、课题设计、实验操作、社会调查等。要综合运用多门学科知识，分析问题、解决问题的能力增强了，思维方式从平面到立体，从单一到多元，从静态发展到动态，从被动发展到主动，从封闭到开放。
（4）收集信息的渠道是开放的。不是单纯从课本和参考书获取信息，而是从讲座、因特网、媒体、人际交流等各种渠道收集信息。
（5）师生关系是开放的。学生在研究中始终处于主动的地位，教师扮演着知道者、合作者、服务者的角色。提倡师生的辩论，鼓励学生敢于否定。
2．探究性
传统的实验教学，一般多为验证性实验，即最后达到验证某个科学结论为目的的实验教学。验证性实验教学由于着重于结果，并且把作为学习主体的学生置于被动地位，因此，尽管教师讲得辛苦，学生还是学得累。探究性实验则从化学实验的特点出发，注重实验过程，尊重学生主动探究欲望，贯彻研究性学习的核心理念，即让学生成为学习的主人。因此，在化学实验教学中，我积极地变验证性实验为探究性实验。[案例2]，在讲述盐酸的化学性质时，给学生们提供了试管、石蕊、酚酞、生锈的铁钉、氧化铜粉末、氢氧化铜固体、硝酸银溶液以及硝酸等仪器与药品，要求四人一组，由学生自己去实践与盐酸发生的一系列实验。然后根据所观察到的现象，由学生讨论、分析，最后让学生归纳出盐酸的化学性质。通过探究性实验，由浅入深，由表入里，进行一步一步的分析讨论，设疑，释疑，这既培养了学生的实验操作能力，又极大地激发了学生的科学思维能力和学习主动性。整个过程是在教师的引导下，由学生自己发现问题、提出问题、解决问题，最后总结出盐酸的化学性质。整堂课上得生动活泼，充分体现了学生的主体作用，师生间也在不断地进行情感交流。
在研究性学习过程中,学习的内容是在教师的指导下，学生自主确定的研究课题：学习的方式不是被动地记忆、理解教师传授的知识，而是敏锐地发现问题，主动地提出问题，积极地寻求解决问题的方法，探求结论的自主学习的过程。因此，研究性学习的课题，不宜由教师指定某个材料让学生理解、记忆，而应引导、归纳、呈现一些需要学习、探究的问题。这个问题可以由展示一个案例、介绍某些背景或创设一种情景引出，也可以直接提出。可以自教师提出，也可以引导学生自己发现和提出。要鼓励学生自主探究解决问题的方法并自己得出结论。
3．实践性
[案例3]《原电池》一节，即从一节干电池可使灯泡发亮发问：能否利用化学反应自己来设计一个电池呢？学生尝试利用实验桌上提供的实验用品进行实验。学生利用不同的材料：Cu、C、Zn、Fe交叉作电极，利用相同的材料作电池，用装置中的电解质溶液改换成非电解溶液等完成实验。然后通过讨论，对原电池的定义、原理、实质、形成条件、一般规律等有了正确的认识，最后让学生解剖干电池，认清干电池的组成。学生通过自己的活动，主动获取知识，并运用新知识分析、归纳、解决新问题——干电池的工作原理。
研究性学习强调理论与社会、科学和生活实际的联系,特别关注环境问题、现代科技对当代生活的影响以及社会发展密切相关的重大问题。要引导学生关注现实生活，亲身参与社会实践性活动。同时研究性学习的设计与实施应为学生参与社会实践活动提供条件和可能。
二、明确研究性学习的教学目标
1．研究性学习的目标定位
研究性学习特别注重学生的创新精神和社会性实践活动，它的目标定位与一般的学科教学目标既有一定联系，又有较大的差异。具体强调的是：
（1）培养收集和处理的信息能力。
从认知心理学信息加工理论的角度看，学生开展学习的过程，实质上就是信息处理的过程。与以记忆、理解为目标的一般学习方式相比，研究性学习过程围绕着一个需要研究解决的问题展开，以解决问题和表达、交流为结束。就研究性学习的过程而言，需要培养学生发现和提出问题的能力，提出解决问题设想的能力，收集资料的能力，分析资料和得出结论的能力，以及表述思想和交流成果的能力，并要掌握基本的科学方法，学会利用多种有效手段，通过多种途径获取信息其中，在一个开放性环境中学生自主、主动性和加工处理信息能力的培养是个关键。
（2）发展创新精神，获得亲自参与研究探索的积极体验。
研究性学习的过程，也是情感活动的过程。一般而言，学生通过研究性学习所获得的成果，绝大多数只能是在自己或周围同学现有基础上的创新，还不大可能达到科学发现水平。研究性学习强调通过让学生自主参与、积极参与类似于科学家探索的活动，获得体验，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向。
（3）学会沟通与合作。
现代科学技术的发展都是人们合作探索的结果，社会的人文精神弘扬也把乐于合作、善于合作作为重要的基石。但是在以往的课堂教学中，培养学生合作精神的机会并不多，且较多停留在口头引导鼓励的层面，弄得不好，很多还是说教。研究性学习的过程，正是一个人际沟通与合作的过程，为了完成研究任务，一般都离不开课题组内的合作以及与课程组外人士（如指导教师、社会力量、研究对象）的沟通合作。所以，研究性学习也把学会合作作为重要的目标。
（4）培养科学态度和科学道德。
创新精神培养只有同科学态度、科学道德的培养统一起来，才会真正形成对社会、对个人发展有价值的结果。已有的实践告诉我们，同学们参与课题研究是饶有兴趣的，但是在实施过程中几乎都会碰到各种问题和困难。学生要在研究性学习的过程中，学会从实际出发，通过认真踏实的探究，求得结论的获得，并懂得尊重他人的成果。
（5）发展对社会的责任心和使命感。
联系社会实际开展研究活动，为学生的社会责任心和使命感的发展创造了有利条件。在研究性学习的过程中，学生不但要努力提高自己的创造性和认知能力，而且还要学会关心社会的进步、祖国的前途、人类的命运、经济的发展、环境的保护，争取使自己的精神境界得到升华。
（6）激活各种学习中的知识储存，尝试相关知识的综合运用。
高中学生已经具备了多门学科的知识积累，为他们今后的发展打下了有利的基础。但是，如果让这些知识长期处在相互分割和备用的状况之中，它们就会被遗忘，就会逐渐推动可能发挥的效用。研究性学生的重要目标是在综合运用中提高各科知识的价值。
从研究性学习的上述目标看，它对于实施以德育为核心、创新精神和实践能力为重点的素质教育具有重要的积极意义，对于学生从事各门各学科的学习、打好基础、掌握方法、提高能力、培养积极性都是大有好处的。
2．研究性学习的目标
研究性学习强调对所学知识、技能的实际运用,注重学习的过程和学生的实践与体验。需要注重以下几项具体目标：
（1）获取亲身参与研究探索的体验
研究性学习强调学生通过自主参与类似于科学研究的学习活动，获得亲身体验,逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度,产生积极情感,激发他们探索、创新的欲望。
（2）培养发现问题和解决问题的能力
研究位学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在学习的过程中,通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题,设计解决问题的方案,收集和分析资料,调查研究,得出结论并进行成果交流活动,引导学生应用已有的知识与经验,学习和掌握一些科学的研究方法,培养发现问题和解决问题的能力。
（3）培养收集、分析和利用信息的能力
研究性学习是一个开放的学习过程。在学习中,培养学生围绕研究主题主动收集、加工处理和利用信息的能力是非常重要的。通过研究性学习,要帮助学生学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息,学会整理与归纳信息,学会判断和识别信息的价值,并恰当的利用信息,以培养收集、分析和利用信息的能力。
（4）学会分享与合作
合作的意识和能力,是现代人所应具备的基本素质。研究位学习的开展将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境,使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果,发展乐于合作的团队精神。
（5）培养科学态度和科学道德
在研究性学习的过程中,学生要认真、踏实的探究,实事求是地获得结论,尊重他人想法和成果,养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神,磨练不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质。
（6）培养对社会的责任心和使命感
在研究性学习的过程中,通过社会实践和调查研究,学生要深入了解科学对于自然、社会与人类的意义与价值,学会关心国家和社会的进步,学会关注人类与环境和谐发展，形成积极的人生态度。
三、开展研究性学习过程中应注意的问题
1、激发学生进行研究性学习的兴趣，培养学生独立思考的习惯和自主学习的能力。
“兴趣是最好的老师”，激发学生的学习兴趣是学生进行研究性的动力，培养学生的科技兴趣有利于学生积极参与，主动创造。教师要根据学生的心理特征和认知规律，循循善诱，激发学生进行研究性学习的兴趣，使他们积极、主动地参与活动的全过程；如[案例1]让他们自主选题，自己设计方案，在教师的引导下自己思考完成课题的方法和步骤。教师要放手让学生独立完成，要给学生思考、探究和自我开拓、发展的空间；鼓励他们独立思考和钻研问题。
赞可夫认为“兴趣是开发智力的催化剂”。实践也证明，对学习没有浓厚的兴趣，学生就会产生厌学的情绪。因此，在研究性教学过程中，教师应注意去激发学生心灵深处的、强烈的探索欲望，尽可能地增加情境教学，引导学生把“趣”转化为学习的动力资源。例如，在介绍二氧化碳的化学性质之前，先播放一段录象：桂林的七星岩和芦笛岩的岩洞。学生们肯定会被这仙境美景所吸引。再问：这位雕琢美景的能工巧匠是谁？学生们联想翩翩。通过小组讨论后揭开谜底：二氧化碳。同学们面面相觑，不可置信。这时再引出实验：氢氧化钙—碳酸钙—碳酸氢钙的相互转化，学生们的学习兴趣马上就高涨起来。这样，可以使学生的“要我学”变为“我要学”，使学生成为主体，成为了知识的探索者，以此培养学生自主学习的能力。
2、注意实践能力的培养。
传统的化学教学由于学生过重的课业负担，缺少自主的时间和空间，难以培养学生的实践能力。化学作为培养实践能力为目标取向的基础课程，教师要注意让学生通过研究性学习活动的课题实践，提出问题、收集材料，对研究性学习进行探索、分析、研究，在实践操作中培养的科学态度和实践能力。
[案例4]我校曾有一堂化学公开课，课题是化学与水处理。从教案来看，从复习对水资源的认识，引出世界性缺水的一个重要原因——水体污染，特别是人为因素造成的水体污染，然后引述水体污染的四个原因，并提出化学在防治水污染中的主要作用，最后从可持续发展角度认识水资源的利用和保护。本堂课的教学目的明确、教学内容清晰、教学过程流畅，而学生在教学过程中也踊跃发言，课堂气氛活泼。但将教师活动与学生活动做一分析，不难看出，学生对水资源的认识，是以教师使用投影仪预先将几点认识遮住，待学生答出一点、拉开一点来进行。这与其说是讨论，不如说是猜谜；尤其是讲授到水体污染时，更是出一道计算题，由学生解出，再投影出一种污染，学生完全依照教师的思路去学习、分析与归纳显然是以教师预先设计好的答案定位，难以培养学生的实践能力，
3、课题选择应从实际出发，密切联系学生生活。
教师应该将教学内容与社会生活联系起来，指导学生进行研究性学习的活动。从自然、社会和实际生活中选择和确定研究课题，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识及解决问题，是研究性学习的宗旨。因此，教师应该将教学内容与社会生活联系起来，指导学生进行研究性学习的活动。如在教学有关“水”的知识时，可以让一部分学生查阅资料、向有关管理部门咨询及实地考察相结合，了解本地区水污染及其危害的情况，并就如何防治水污染献计献策。另外一部分学生就我国水资源、本地区居民饮用水的品种、价格及质量情况进行调查，还可以去了解本地区自来水厂的生产过程、生产的水质问题等情况，然后在课堂上进行讨论交流。另外，空气的质量情况调查、如何防治空气污染；我国目前的燃料情况、如何提高燃料的利用率及如何合理使用燃料以避免事故隐患；我国农村使用化肥情况；农村垃圾的分类处理情况，“白色污染”问题；铁的生锈及其防治；等等，这些都属于相似的研究课题。
4、教师在研究性学习过程中的作用。
在研究性学习中教师是课程实施的组织者、参与者、促进者、指导者、开发者和研究者。教师可在明确课题研究目的、拟定研究题目、研究方法和步骤、研究过程、研究信息的分析、归纳、整理、研究课题总结等方面给学生以指导，但不能反客为主。学生是活动的主体不能变。素质教育的实质就是挖掘学生潜能，充分发展学生个性，进而实现全面发展的目标。所以教师要引导和启发学生生动活泼、主动地学习，采取多样化的学习方式和现代化的学习手段，使学生的学习成为主动、富有个性的过程，养成自主学习和终生学习的能力。指导时要避免定死具体的方法和步骤，要鼓励学生装大胆地采用不同的方法，提出不同的见解。在题目拟定时，教师可以根据学生的特长兴趣，以及本校的具体情况向学生推荐课题参考目录，供学生选择。调查研究时教师可作为课题组一员参与活动，及时指导。教师在充分利用当地的课题资源时还应积极创造条件开发课程资源——如在学校和当地政府的支持下，争取社会的支持。社会的大力支持是搞好研究性学习课的重要条件，特别是社会调查型课题离不开社会各界的支持和合作。教师在活动中不断积累经验，对研究性学习的探索性与创造性，专一性与发散性，独立性和群体性，限时性和不限时性，单科性和夸学科性等方面进行研究，使学生的活动健康发展、热情持久，真正达到将知识转化为能力的目的。而这对教师的师德素养和业务水平提出了更高更新的要求，教师应在活动中强化自主学习，增强实践能力，加速自我完善的过程，做一个能胜任21世纪教育重任的合格老师。
在化学教学中开展研究性学习还处于起步阶段，特别是具体的实施还有待于探索和研究。但不管怎样，在化学中开展研究性学习的教学是以培养创新精神和实践能力为目的的素质教育的一个重要举措，也是改变教师教学方式和学生学习方式很好的载体，我们做一名化学教师必须注意研究性学习特点、明确教学目的，同时在开展研究性教学中注意出现的问题。不断进行尝试和实践，相互间不断交流体会，共同提高。
