化学课题研究

1、化学课题研究 的 实施策略文/曹智华所谓化学课题研究，是指教师或学生提出化学问题，通过调查、探究、讨论、分析等活动，获得对于某一问题的认识过程。它是以学生的自主性探究为核心，让学生把化学问题当作课题或专题进行科学、系统、深入地研究，使学生从中获得科学知识、科学方法，态度情感和意志品质等全方位体验的活动。在这一研究过程中，从课题的选择和设计，到课题探究的中间过程，最后到课题的完成，均要以学生为主体来进行，力求通过学生亲身地选题、实验、思考、总结等活动，完成对某一问题的认识，从中获得新知。教师在课题解决的过程中，是引路人，是助手，是协从，而不再是神圣的“先知先觉”者。选择的研究课题可大可小；解决问

2、题的探究过程可长可短；可在课堂上由师生共同探讨进行，也可在课外由学生自己完成；结题报告可以是论文、图表，也可以是小制作、小发明等等，形式不拘一格，只要能充分体现学生自己的聪明才智和创造性。课题研究作为问题解决的方式之一，在创造性教育日益得到重视的今天，已经得到广大有志于教学改革的有识之士的广泛研究，有关课题研究的方法及模式的论文纷纷发表，特别是有些一线的教师已经在课题研究方面作出了许多有益的尝试。可以说课题研究方兴未艾。上述情况的产生，主要是因为课题研究本身有着其独特的生长点：1课题研究的这种方式，符合学生的认知规律；2能满足中学生的心理需求：中学生的自我意识逐年增强，他们喜欢表现自己，不愿服

3、从他人的指使，渴望独立，追求自尊。而课题研究恰好强调的是学生活动的自主性和创造性，希望参与活动的个体都能表现出各自的个性。教学实践也证明，学生普遍喜欢课题研究这样的具有互动性和开放性的学习方式。3课题研究反映了学生学习的价值取向。中学生的内心深处渴望学习，渴望有一个比较好的学习方法；他们喜欢“打破沙锅问到底”，希望对每一个他不懂得的问题探个究竟。传统的课堂教学方法不能最大程度地满足学生的这一需求，以至于产生厌学情绪。课题研究活动能够很好的解决这一问题。4课题研究，由于不受课堂教学的时间和空间的限制，因此能够十分有效地激发学生的兴趣，培养学生多方面的能力。特别是能够激发学生钻研的兴趣和动手的欲望

4、，有利于学生创造性思维能力的形成和培养。它是实施素质教育，培养学生创新精神的有效途径。5课题研究能够让所有参与活动的学生，生动地体会到科学研究的思维方法：提出问题进行假设或猜测寻求各种解决问题的途径归纳小结得出结论；体会科学方法在学习过程中的重要性，从而树立“过程比结果重要，方法比结论重要”的学习理念。6课题研究可能要遭遇挫折，学生的心理承受能力要经受考验。因此，课题探究的活动过程有利于学生养成良好的意志品质；让学生学会互相关心，团结协作；逐步培养学生自我调控的能力。等等。如果按照课题研究的活动方式进行分类，我们认为，化学课题研究可以分为以下几种类型：1 实验探索类2 实验验证类3 动手制作类

5、4 现状调查类5 专题信息类6 情景模拟类，等等。在多年的教学实际中，我们曾经在氧气、水、氢气、二氧化碳、溶液、卤素、硫化氢、碱金属、铁、原电池等章节的课堂教学中尝试过课题研究的方式；在课外小组活动中也曾开展了形式多样、内容丰富多彩的课题研究活动，师生都感到受益匪浅。现在就把我们的作法和实践后的体会进行总结，供老师们研究参考的同时，希望能够起到抛砖引玉的作用，使这一问题的研究不断地得到深入和发展。一 选择研究课题的策略课题即问题，是教师和学生在日常教与学的活动中所遇到的实际问题。这些问题可能是与教学内容相关的；也可能是学生或教师在生活中发现或遇到的可能与所学内容关系不大的问题。因此，所选定的课

6、题必然具有以下的两个特征：首先，就是课题来源于学生的学习需求。因为学生是教育对象，是学习活动的主体，学生的声音代表着学生自己的学习实际，体现了学生学习的价值取向，反映了学生学习中所存在的问题，所以，依据这一原则所确定的课题才会吸引学生，才有研究的价值。其次，选择研究课题和开展课题研究活动，还必须依据学校的实际情况以及教师的教学水平。否则，设计再好的课题也无法开展下去。我们认为，选择研究课题，以下的策略可供借鉴： 1钻研教材，挖掘研究课题现行的教材看似浅显易懂，但内容高度概括，知识前后联系复杂，教材涉及的教学内容中蕴涵着许多化学问题，若在教材的基础上选择这些化学问题作为研究课题，就应该认真钻研教

7、材，才能寻找并挖掘出有利于学生积极学习，有利于充分发挥教师的引导作用的研究课题。钻研教材不仅仅是要熟悉教材、熟悉大纲，熟练掌握知识间的内在联系，而且要悟出教材编写体系的思路，熟知化学学科科学思维的方法，以及化学问题研究的基本模式；既要注意知识学习的阶段性，又要运用新视角，不局一格，将前后知识联系起来，能够自如的驾驭知识和教材。2激励学生发现并敢于提出研究课题研究课题不能只由教师给学生提出，高明的教师往往善于将提出问题的方法教给学生，让学生自己去发现问题，并且能够大胆地提出来，供大家研究。其实，学生中存在好多有价值的问题，只是由于种种原因，他们不敢或不愿提出来，这就要求老师做有心人，不仅要善于积

8、累学生的问题，而且要善于激励学生把自己遇到的问题说出来。例如：在初中化学第一章氧气的实验室制法的学习中，出现了催化剂的概念。为了将二氧化锰的催化作用讲清楚，给学生留下深刻地印象，我们用以下的步骤做了这个演示实验，其实验记录见表1所示。在上述实验的基础上，给出了催化剂的概念，并反复强调了催化剂“在反应前后其质量和化学性质并没有改变，只改变其它物质的化学反应速度”这一要点。我自以为这样的设计会达到预期的教学效果，没想到下课以后，就有学生对“催化剂”提出了这样两个问题：（1）为什么催化剂的质量和化学性质没有改变？（2）催化剂倒底参加不参加化学反应？显然，学生提出的这两个问题就是很好的研究课题。于是我

9、便鼓励学生对这一问题进行进一步的研究，并将学生分为两组进行实验设计（每组3人）。在学生提问的启发下，师生共同提出了一个研究课题（详见案例）。再比如：有一名刚上初三的女生，她从人教版九年义务教育三年制初中教材全一册课本的趣味实验中，看到“晴雨花”的实验，觉得很有趣，老在想这个纸花为什么会变色呢？并在课后询问老师，想做做这个实验。她利用中午时间到实验室做了该实验，并将纸花挂在窗户外边晾晒。但是，直到下午上课时间纸花就是不变色，情急之下将纸花带回了教室，放在了自己的位子里。第二天，该学生在老师的办公桌上放了一份实验报告，详细记录了她们实验的过程，并对变色现象做了解释。教师的鼓励和支持使该学生提出并完

10、成了一个研究课题。3学习交流，搜集研究课题随着化学教学改革的不断深入，创造性教育已经由以往理念性的炒作转变为实际操作手段和策略的研究，一些好的教学改革经验和活动课程设计方案见诸于各类教育期刊或互联网上。通过学习和交流，我们可以借鉴他人的教学成果，搜集整理成研究课题，再结合自己、学生以及学校的实际情况，开展课题研究。从99年至今，我们从化学教育、化学教学等杂志以及一些化学网站上搜集了大量的研究素材，根据我们学生的实际情况，将它们充实到课堂教学或活动课中，收到了非常好的教学效果。4在日常生活中积累研究课题在日常生活中有许多生活问题或社会问题与化学学习相关，我们可以把这些问题积累起来，然后设计成一个

11、研究课题。例如：利用生活中的塑料制品，在学习了启普发生器的工作原理之后，激励学生用生活中易得的塑料制品或其它器具，来制作简易启普发生器。等等。篇幅所限，高中教材其它章节不再一一列出。二 指导学生进行课题研究的策略研究课题的完成，离不开学生的主动参与，同样也离不开教师的指导，特别是在第一次进行课题研究的时候。通过教师有意识的指导，不仅能够教给学生进行科学研究的方法，培养学生的科学意识和科学精神，而且能够使学生少走弯路，保证课题研究的顺利进行。但是，教师的指导一定要在以学生为主体的基础上进行，注意不能代替学生进行研究；指导要在学生最需要的时候进行；教师的指导要富有启发性。另外，教师要研究学生在哪些

12、方面需要指导；指导些什么。着眼于学生长远素质和能力的提高，建议教师的指导抓住以下两个方面：1 注意教给学生科学研究的方法课题研究无论是在课堂教学中，还是进行课外活动，都应该将这一方面放在首位。一般来说，当师生共同确定好研究课题以后，教师要和学生商讨、设计研究方案，此时，教师应该有意识地引导学生注意课题研究要有一个整体思路，即：（1） 制定明确的研究目标；（2） 分析问题解决的方法；（3） 设计解决问题的方案并付诸实践；（4） 总结汇报研究成果。有必要的话，还要制订详尽的研究计划，包括小组的划分，各成员的职责，课题研究的进程计划，完成课题所需的时间以及研究结果的汇报形式等等。2 注意指导学生参与

13、的方法课题研究的目的之一就是要让学生学会合作学习，不可能由某一个学生完成，而是以小组为单元来进行的。而要想达到合作学习的目的，必须要让每个小组成员真正参与其中，每个人都是课题完成必不可少的一部分，要有主人翁的意识。实践过程中我们发现我们的学生不太会合作，或者说合作意识比较淡漠，究其原因，就是不会参与。因此，教师要在这方面加以指导。（1） 让学生积极主动地参与到教学过程中来应当说，无论何种形式、何种目的的教学活动，学生都参与其中，问题并不在于学生是否参与，而在于学生如何参与。如果学生能够积极主动地投入到课题研究中来，主动参与研究目标的确定，共同查找资料提出问题，分析思考问题，与老师、同学热情交流

14、、沟通，共同探讨问题，那么他对问题的理解就会和小组的其他人员一样，是深刻的，全面的，他就对问题抱有浓厚的兴趣，会自觉地以主人翁的姿态参与到问题解决的整个过程中去。因此，教师在指导的过程中，要自始至终调动学生的积极性，要多鼓励少指责。给每一位成员都要分配具体的任务，使其明确承担一定的责任，这样有利于学生积极主动地参与进来。（2） 让学生参与到课题研究的各个环节，参与到活动的全过程只有让学生参与到课题研究的各个环节，参与到活动的全过程，才是真正意义上的主动参与。传统的教学活动学生也有参与，但参与的不是教学的全过程，往往是其中的个别环节，而且往往是在教师讲完了以后才参与，这样，教与学很容易脱节，势必

15、造成学生被动地接受问题的答案，而他们的问题意识、创造思维就会受到抑制。（3） 让全体学生全员参与无论什么形式的教育教学活动，都应体现这一原则。因为，教育要为每一个学生的发展负责，要面向每一个学生。教师在指导活动中，对好学生和成绩落后的学生要一视同仁，让每一个学生都能主动参与。其实，应该特别注意鼓励那些成绩和能力落后的学生，激励他们进步。（4） 让学生在教师引导下参与没有教师指导的参与就可能出现混乱局面。教师在指导时要注意合理搭配，优化组合，不能任由学生自愿组合。三 课题研究案例分析本案例真实记录了我校2001届初三学生在学习空气 氧一章时所做的一次研究课题的情况。从中可以体会到，作为刚上初三的

16、学生，如何从他们所想的问题中提炼研究课题；教师如何指导学生进行研究。课题名称：从高锰酸钾制取氧气的残渣中回收二氧化锰并用其在氯酸钾制取氧气的实验中作催化剂（一）课题的选取与实验计划在初三化学的第一章中，关于氧气的实验室制法，有这样一个文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气由此我们联想到，是否可以从用高锰酸钾制氧得到的废渣中回收二氧化锰，而它还可以在用氯酸钾制氧的实验中起催化作用，于是我们设计了以下的实验：（1)用高锰酸钾制取氧气，制完后，把残渣倒入烧杯中，然后加入20毫升水，用玻璃棒搅拌，必要时可用酒精灯微热。（2)做一个过滤器。把烧杯内的溶液过滤，并小心地用水冲洗滤纸上的黑色沉

17、积物。（3)用玻璃棒把滤纸上的沉积物转移到蒸发皿内，然后加热。待蒸发皿产生的水蒸气较少时即停止加热，利用蒸发皿的余热把黑色物质二氧化锰蒸干。（4）称出与制得的二氧化锰同等质量的实验室原有的二氧化锰，再称同等质量的氯酸钾与两份二氧化锰分别加热，看看制氧的速度是否一样。（5） 也可以在同时测一下不经二氧化锰催化的氯酸钾的制氧速度。（二）课题研究过程1课题小组成员：初三(7)班 李怡寒 王秋雯 朱 宜2实验预习（1）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2用此方法制取氧气后的残渣中含有锰酸钾和二氧化锰。（2）可利用溶解、过滤、蒸发的方法将上述残渣中的二氧化锰

18、分离出来：把高锰酸钾制氧后的残渣倒入烧杯中，然后加适量的水，用玻璃棒搅拌，必要时可用酒精灯微热。做一个过滤器。把烧杯内的溶液过滤，然后，小心地用水冲洗滤纸上的黑色沉积物。用玻璃棒把滤纸上的沉积物转移到蒸发皿内，然后加热。待蒸发皿内产生的水蒸气较少时即停止加热，利用蒸发皿的余热把黑色物质二氧化锰蒸干。3实验过程和记录：（1）实验目的从实验的废弃物中回收有用的化学药品。加深对催化剂概念的认识和理解。（2）实验用品：仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台(铁圈)、酒精灯、蒸发皿、天平、量筒、试管、试管夹药品：氯酸钾、二氧化锰、其它：高锰酸钾制取氧气后的残渣一包、滤纸、种类相同的纸。（3）实验记录:2000

19、年10月6日 第一次：我们称取了2克高锰酸钾制氧取得的残渣（这次做出的残渣不太纯），残渣颜色为黑色，残渣中有锰酸钾和二氧化锰。将其倒入烧杯中，然后加适量的水，用玻璃棒搅拌，使其溶解，溶解后得到的溶液大部分为墨绿色液体，而在烧杯壁上有少许紫红色液体（未分解完全的高锰酸钾的溶液）。残渣在水中仅有一部分溶解，其中二氧化锰未溶解。做一个过滤器。把烧杯内的溶液及未溶物质过滤，滤液颜色为墨绿色，滤液中含有锰酸钾还有少量未分解的高锰酸钾，滤纸上的沉积物颜色为紫红色（可能为高锰酸钾）和棕黄色，沉积物是二氧化锰。残渣中锰酸钾溶于水，二氧化锰不溶于水。然后，小心地用水冲洗滤纸上的沉积物，使流失在滤纸上的二氧化锰尽

20、量少。用玻璃棒把滤纸上的沉积物转移到蒸发皿内，加热蒸发。待蒸发皿内产生的水蒸气较少时即停止加热，利用蒸发皿的余热把蒸发皿内的物质蒸干。得到的固体物质是棕黄色的，为二氧化锰，质量0.8克，是原高锰酸钾的40%。问题1：为什么我们制得的二氧化锰与正常的二氧化锰的颜色不同呢？问题2：为什么我们制得的二氧化锰与正常的二氧化锰的密度也不同呢？问题3：我们制得的二氧化锰中是不是还含有什么物质呢？是什么呢？我们又称取了三份2.4克的氯酸钾，一份不与二氧化锰混合，一份与制得的0.8克二氧化锰混合，一份与实验室原有的0.8克二氧化锰混合，给它们分别加热，得到以下数据：不与二氧化锰混合的氯酸钾，试管口出现氧气需3

21、93秒；与制得的二氧化锰混合，试管口出现氧气需49秒；与实验室原有的二氧化锰混合，试管口出现氧气需34秒； 总结：这次实验用的高锰酸钾制氧所剩残渣不够纯，因此，回收的二氧化锰的催化制氧速度与原二氧化锰差距较大。以后的实验中应注意，另外还应注意：残渣溶液的颜色和制得的二氧化锰的颜色倒底是什么。但却切身体会到了催化剂的威力。第二次：我们称取了1克高锰酸钾制氧取得的残渣，这次做出的残渣比较纯，残渣颜色为黑色，残渣中有锰酸钾和二氧化锰。将其倒入烧杯中，然后加适量的水，用玻璃棒搅拌，使其溶解，溶解后得到的溶液大部分为墨绿色液体，而在烧杯壁上的紫红色液体变少了，但还有。残渣在水中仅有一部分溶解，其中二氧化锰未溶解。问题4：这次已经注意让残渣更纯净了，为什么还会有紫红色液体出现？猜想1：附着在烧杯壁上的少许紫红色溶液会不会是因锰酸钾溶液和二氧化锰受热，而引起的氧化还原反应呢？(后经我们查书得知锰酸钾在中性溶液或酸性溶液中会迅速歧化得到高锰酸钾和二氧化锰，这也许会影响得到的二氧化锰的质量。)做一个过滤器。把烧杯内的溶液及未溶物质过滤，滤液颜色为墨绿色，滤液中含有锰酸钾和很少量未分解的高锰酸钾，滤纸上的沉积物颜色为棕黄色，沉积物是二