高中化學研究性教學“課堂課題”的選擇原則

研究性教學是指在教師的指導下，學生從學習生活和社會生活中選擇并確定研究專題，用類似科學研究的方式，主動地獲取知識、應用知識、解決問題的教學模式，是一種體現著建構主義理論的教學方式。課堂教學是中學教學的主要組織形式，因此高中化學研究性教學的設計，首先就要把教學內容轉化為需要師生共同研究的“課堂課題”。

課題選擇是一項科學研究的開始，是整個研究過程中最具戰略意義的一步，同理，高中化學研究性教學中“課堂課題”的選題，也是整個教學過程中最關鍵的環節，但“課堂課題”不同于真正的科學研究課題，它歸根到底是為了學生的學習，因此“課堂課題”的選擇要遵循一定的原則：要有利于對教材內容所要求的基本知識的覆蓋；要有利于研究過程中科學方法的恰當體現；要有利于學生學習興趣的激發、學生創新意識的培養以及社會責任感的增強。

一、學情原則——“課堂課題”的背景與依據要基于具體學情

奧蘇貝爾在其代表作《教育心理學：一種認知觀》中寫道：“影響學習者的唯一重要因素就是學習者的已知，要探明這一點并據此進行教學。”認知結構和情感態度決定感受現實、發現問題的水平，因此“課題立項與論證”時須依據具體學情去選擇適合新學習內容的“課堂課題”。

學情可依據課程目標的三個維度進行分析：分析學生知識儲備與即將學習的新知識之間的關系；分析學生已掌握的化學研究方法與新學習內容所蘊涵的科學方法的相關性；分析新學習內容可承載的情感、態度價值觀。

例如，對蘇教版《有機化學基礎》專題5第一單元“油脂”課時的學情分析：（1）從知識與技能角度，①學生在必修2（蘇教版）專題3第二單元“食品中的有機化合物”中，初步學習了油脂的組成、水解性質與皂化實驗技能等知識；②酯的水解反應具有可逆性，學生在必修2專題2第一單元已初步學習了化學反應速率與反應限度知識，了解可逆反應的特點；③學生在《有機化學基礎》（蘇教版）專題4第三單元“醛羧酸”中了解了常見高級脂肪酸的結構簡式與性質；④在《實驗化學》（蘇教版）專題1中，學生學習了物質的分離與提純，在專題3課題1中學習了甘油的檢驗方法。而本單元知識內容只是進一步分析油脂的組成與結構。（2）從過程與方法角度，學生學習“有機化學基礎”模塊已至專題5，基本了解有機化學的特點：有機物種類多，因此學習有機化學應從結構、官能團性質著手，對有機物的性質進行類推分析；有機化學反應、副反應比較多，所以對有機化學反應的分析必須注重反應條件對其的影響。因此，本單元可以根據有機化學的特點對“油脂”作進一步的結構、性質的研究和拓展。（3）從情感、態度價值觀角度，油脂是生活中最常見的物質之一，近年來各類媒體對地溝油、反式脂肪酸的相關報道必然會引起學生的注意，因此有必要讓學生嘗試用所學化學知識對社會反映的化學事件進行客觀分析，這也是培養學生化學素養的一種體現。本單元中還有較多涉及食用油脂的知識拓展，可以組織學生作適合的相關研究。因此，可以選擇“以地溝油為原料制取生物柴油的實驗探究”為“課堂課題”，組織研究性教學。

“課堂課題”的選擇不是以課題本身的科學本質為背景、為依據，而是以學生的興趣與情感為向導，以學生原有的知識儲備、思維能力水平為基礎，以促進學生化學認知建構的完善和化學素養的提高為目的。

二、目標原則——“課堂課題”的目的與意義要指向教學目標

教學目標也稱學習目標，是教學的出發點，也是歸宿，或者說，它是教學的靈魂，支配著教學的全過程，并規定教與學的方向。研究性教學的“課堂課題”是學習內容與教學活動的載體，應有利于學生掌握系統的知識、提升解決問題的能力，并在研究過程中體驗情感，形成正確的價值觀，即“課堂課題”的選擇應服從于教學內容應體現的教學目標。

例如，“有機化學基礎”油脂單元教學用“以地溝油為原料制取生物柴油的實驗探究”為“課堂課題”，課題研究的目的為：“了解地溝油的主要成分與性質”、“探究以地溝油為原料制取生物柴油的實驗室可能”。對應于教學內容分析：地溝油的主要成分為油脂，但以煎炸老油（地溝油的一種）為例，地溝油中有部分油脂的結構發生了變化，因此在分析油脂結構與性質時還可以進行同分異構現象等基本概念知識的滲透；在實驗室提煉地溝油及地溝油轉化生物柴油研究過程中，結合油脂的物理性質、化學性質及用途等知識，可進行實驗基本操作訓練。可見在本課題的研究與探索過程中，可以承載教學內容應體現的教學目標：（1）通過對“煎炸老油”（地溝油的一種）不能食用的原因分析，讓學生建立用科學的觀點分析生活中的化學問題，從而讓學生能熟練表示油脂的結構簡式并分析同分異構現象，了解單、混甘油酯（同酸與異酸甘油酯）概念，并能從分子間作用力大小來判斷順、反式脂肪酸甘油酯的熔點高低；（2）通過對幾種食用油脂中脂肪酸組成的數據分析，讓學生能從圖表中歸納出油與脂肪的組成特點，并能說明油脂氫化的結構原因、油脂氫化的反應特點及油脂氫化的用途；（3）通過從地溝油制取生物柴油的實驗，讓學生樹立環境保護的意識，在轉化的實驗路線中讓學生理解實驗條件對化學反應的影響，進一步掌握油脂水解等化學性質，并能合理選擇過濾、分液、蒸餾等分離方法，以及能根據反應特點而合理選擇水浴加熱、冷凝回流等實驗基本操作。本課題研究目的所承載的教學內容沒有偏離油脂的組成與結構、油脂的物理性質、油脂的化學性質及油脂的用途，在研究過程中能達成課程標準及學科指導意見所規定的教學目標。

“課堂課題”是一種基于問題和情境的探究活動項目，它的中心點是教學目標，學生在提出問題、猜想與假設、制訂計劃、進行實驗、搜集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等活動中，掌握化學基礎知識，發展科學探究能力，增進對科學探究的理解而達成教學目標。

三、設問原則——“課堂課題”的內容與方法要利于教學設問

課堂教學中的設問指向一般可以分為：發現個別事實并加以系統化的發問（發展知識的發問）和認識關系的發問（發展思維的發問），尤有價值的是使學生意識到問題所在的發問。因此要選擇利于課堂教學設問的“課堂課題”，則課題研究的內容應由“發展知識的問題”構成，研究的方法應由“發展思維的發問”構成。

例如，“油脂”單元教學用“以地溝油為原料制取生物柴油的實驗探究”為課堂課題，其研究內容包括以下幾個方面：地溝油的成分分析、生物柴油的成分分析、從地溝油轉變成為生物柴油的化學反應機理和制取的實驗條件分析等，研究方法則為文獻法與實驗法。可一一對應于以下教學內容作課堂教學設問：（1）油脂的物理性質。在提出該課題的背景材料中，如相關報道中對地溝油的敘述文字“下水道漂浮油污”，可設問“地溝油具有怎樣的物理性質”，以復習油脂的物理性質；從常用食用油中各脂肪酸成分比例與其熔點數據，可分析油脂熔點與其組成的關系。（2）油脂的組成與結構，說明單混甘油酯的概念、同分異構現象。在引出地溝油的主要成分為油脂后，分析油脂結構從而引出油酸的結構簡式，可設問“食用油脂中油酸甘油酯的含量較高，天然油酸為一種直鏈分子，無支鏈，雙鍵位于9號與10號碳原子間，寫出其結構簡式，并分析有無同類的直鏈且無支鏈的同分異構體”，以鞏固有機物結構簡式的書寫、同分異構包括順反異構現象的分析、有條件同分異構體的書寫；（3）油脂的氫化。在分析地溝油不能食用的多種原因中，可引出油酸成分在高溫條件下碳碳雙鍵發生結構異化，從天然油酸的順式結構轉變為反式結構，可設問“據你所學的知識比較順式油酸與反式油酸的熔點高低，并說明理由；人造奶油、多次煎炸的老油中含較高成分的反式脂肪酸成分，食用后在人體中容易積累，請你用所學的化學原理進行合理的解釋”，以綜合分析影響分子間作用力大小的因素、化學反應速率與反應物間接觸面積大小的關系、油脂氫化的化學性質。（4）油脂的水解，并說明有機化學反應類型及實驗基本操作。在地溝油與甲醇進行醇交換反應制取生物柴油的實驗中，用氫氧化鉀固體作催化劑，可設問“油脂與甲醇反應生成高級脂肪酸甲酯的反應屬于什么反應類型，根據數據表（油脂、甲醇、甘油、高級脂肪酸甲酯四種物質的物理性質數據）你認為在什么溫度下進行反應才比較合適”“為什么用氫氧化鉀固體而不能用其水溶液作催化劑”，以復習取代反應概念、油脂水解性質等。并且，以上設問的背景材料均建立在文獻查閱和實驗數據的基礎上，如從記者對地溝油的文字報道中得出油脂的物理性質；從常用食用油的成分與熔點高低數據表得出油脂成分中含碳碳雙鍵的結構與熔點高低的關系；從油脂、甲醇、甘油、高級脂肪酸甲酯沸點及密度數據表得出實驗條件的選擇；從各類漂白劑對地溝油脫色效果的實驗比對分析中得出對變量的控制等，即設問的指向為發展知識，而設問的理答具有發展思維的特點，體現著接受、吸收、整合化學信息的能力以及進行化學實驗與探究的能力。

發問時引導教學非常重要。發問一旦失敗或出錯，教學便不能順利展開，反之，發問出色，教學便能生動活潑地進行。“課堂課題”研究的內容與方法和該課時對應的教學內容，要用教學設問緊密聯系才能較好地完成教學目標。

四、踐行原則——“課堂課題”的過程與成果要便于學生體驗

“課堂課題”作為認知載體，目的就是讓學生主動地去感受現實、去發現問題、去分析思考、去嘗試探索，在解決問題中學習新知。因此“課堂課題”的研究過程與成果呈現，要便于學生進行信息查閱、實驗探究、交流討論、成果體驗。

例如，“以地溝油為原料制取生物柴油的實驗探究”課堂課題具有以下特點：（1）易于資料收集。地溝油事件真實地發生在學生生活周邊，如我校所在的杭州市，其效縣屢有提煉地溝油的作坊被發現，媒體也多有相關報道，學生對地溝油的來源、成分及應用的利害都易于獲得相關資料。（2）易于獲得地溝油。學校食堂按環保要求均設有隔油池，食堂也會有煎炸食品后的“老油”（地溝油的一種），可直接舀取。（3）易于實驗探究。普通高中化學實驗室就能開展地溝油轉化的相關實驗，如地溝油的脫色，在實驗室就可組織學生用H2O2溶液、新制氯水、SO2氣體、硅藻土等試劑對“煎炸老油”進行脫色，并組織討論脫色效果及各試劑對地溝油成分的影響；再如用地溝油制取生物柴油實驗，實驗藥品只為甲醇、固體氫氧化鉀，實驗儀器為三頸燒瓶、溫度計、冷凝管、攪拌器、水浴鍋，均為實驗室常用 配備標準，該實驗操作類似于制取硝基苯，學生易于操作。（4）能讓學生體驗研究成果。當深色的地溝油用硅藻土等脫色并抽濾后得到澄清透亮的“油”，學生體驗到了成功；當地溝油通過甲醇化反應后得到接近無色、密度比甘油小、黏稠度明顯變小的生物柴油，并用生物柴油與地溝油作油燈燃料進行點燃燈芯對比，當學生看到自己制取的生物柴油更為易燃并火焰更為猛烈時，學生能強烈體驗到科學成功的快樂，而不只是簡單的實驗感官刺激。

在“課堂課題”研究中讓學生真正地參與其中，并真正作為研究過程中的主體，才能使教學具有重過程、重參與、重體驗的特點，才能激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識和能力，并形成對化學的積極情感。

教育家第斯高惠認為“教學藝術的本質不在于傳授的本領，而在于激勵、喚醒、鼓舞”，用“課堂課題”進行研究性教學，目的就是激勵與喚醒學生學習的主體意識。用“課堂課題”進行研究性教學，也是課堂教學資源的進一步開發，我們每個人的生活世界即是一個化學世界，選擇生活中真切感受得到的化學問題或化學事件而確立“課堂課題”，進行圍繞教學目標的科學探究，不但能進行化學知識的學習，還能幫助學生拓寬視野，開闊思路，認識到化學的科學價值和社會價值，從而形成正確的化學價值觀。

參考文獻

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(責任編輯 羅 艷）