研究性學(xué)習(xí)的探究與實(shí)踐

王 歡，馬榮華

(齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161006)

培養(yǎng)學(xué)習(xí)者科學(xué)的素養(yǎng)是化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的目的，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，目前培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求是與之相輔相成的，但多年來受到應(yīng)試教育思想的影響，也有資金、設(shè)備、人員等重多因素的影響，導(dǎo)致現(xiàn)如今的化學(xué)課堂教學(xué)中，研究性學(xué)習(xí)大部分僅僅停留在形式上，也有許多教育者認(rèn)為，應(yīng)該將高中化學(xué)課堂的研究性學(xué)習(xí)集中在活動課、實(shí)驗(yàn)課或興趣小組里開展，極少數(shù)教師會在每天所從事的課堂教學(xué)里開展研究性學(xué)習(xí)活動［1］。作為嘗試，作者試圖把高中化學(xué)課堂教學(xué)與活動課和興趣小組結(jié)合起來從多層面多角度在高中化學(xué)課堂教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)活動，并提供高中化學(xué)教學(xué)研究性學(xué)習(xí)活動的案例分析，以供參考。

1 研究性學(xué)習(xí)的涵義

“研究性學(xué)習(xí)”這一新生概念的涵義已經(jīng)有許多課程研究者對其做出了諸多探討。其中有部分學(xué)者認(rèn)為應(yīng)將研究性學(xué)習(xí)作為一種“生成性課程”看待，通過探究活動來達(dá)到培養(yǎng)其創(chuàng)造性并促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的目的。而從學(xué)習(xí)理念和方式的角度理解研究性課程同樣有很多的支持者。不過，較大部分的研究者則主張“學(xué)習(xí)方式”和“課程類型”兩方面并駕齊驅(qū)去理解和探索研究性學(xué)習(xí)［2］。

美國的薩其曼博士曾說過:“探究活動是人類學(xué)習(xí)的一種基本方式”，“研究性學(xué)習(xí)”是與“接受性學(xué)習(xí)”相對而言的一個概念，其主要是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下主動發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題、最后得出結(jié)論的過程，而不是教師直接將結(jié)論傳達(dá)給學(xué)生。過去偏重于“接受性學(xué)習(xí)”，忽略了“研究性學(xué)習(xí)”或?qū)ζ洳粔蛑匾暋６瘢覀兿胍一亍把芯啃詫W(xué)習(xí)”在課程學(xué)習(xí)中應(yīng)有的位置，就要強(qiáng)調(diào)“研究性學(xué)習(xí)”的價(jià)值，將研究性學(xué)習(xí)滲透到學(xué)生所有學(xué)科的學(xué)習(xí)中。

2 國內(nèi)外的研究性學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀

在國際上，研究性學(xué)習(xí)的思想最早在19世紀(jì)初就已經(jīng)有跡可循，美國的教育家杜威在1909年發(fā)表的著作中，嚴(yán)格的批判了單一向?qū)W生傳授科學(xué)知識和理論的教學(xué)方式。提出要重視科研過程和方法的論斷。在現(xiàn)今的美國大中小學(xué)”研究性學(xué)習(xí)”正逐漸成為一種積極、有效的教與學(xué)的方式與手段。

2000多年前，我國教育思想家孔子就在教與學(xué)的思想中總結(jié)出了“學(xué)、思、行”的啟發(fā)式教學(xué)原則和教學(xué)過程。其蘊(yùn)含的，在尊重學(xué)生主體，張揚(yáng)學(xué)生個性的思想為今天的研究性學(xué)習(xí)奠定了充分的理論基礎(chǔ)［3］。

研究性學(xué)習(xí)是新中國成立以來，特別是黨的十一屆三中全會以后，在青少年科技教育領(lǐng)域，經(jīng)過全國各地的青少年科技教育工作者幾代人的努力，經(jīng)歷了幾番起起落落波浪式的創(chuàng)新，才逐步發(fā)展成型。但由于研究性學(xué)習(xí)在我國的起步晚，中學(xué)一線的教師對研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施策略和方法論的研究還不夠徹底，在教學(xué)中使用時反映比較困難，可能存在設(shè)備不足，不會選擇課題等問題，教師普遍感到一直堅(jiān)持比較困難，因此研究性學(xué)習(xí)在我國的施行還不夠深入，故進(jìn)一步探討研究性學(xué)習(xí)成果，對指導(dǎo)我們的教學(xué)改革，對于研究性學(xué)習(xí)的進(jìn)一步探索和對其理論體系的完善是必要的。

20世紀(jì)90年代以來，對研究性學(xué)習(xí)我國各地都積極地進(jìn)行過探索。在我國，上海首先帶動了研究性學(xué)習(xí)施行。

3 高中化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施步驟與內(nèi)容選擇

開展高中化學(xué)研究性學(xué)習(xí)活動，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高學(xué)生實(shí)踐操作能力。通過一定學(xué)段的研究性學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的基本素質(zhì)充分而各有特色地發(fā)展。

(1)基于化學(xué)課堂中的研究性學(xué)習(xí):首先提出所要研究課題，然后根據(jù)課題內(nèi)容與課題特點(diǎn)設(shè)計(jì)具體研究方案，收集相關(guān)信息并整理歸納，接下來是研究性學(xué)習(xí)中較為關(guān)鍵的程序即:將搜集的信息在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行創(chuàng)新探索，最后對所研究的成果進(jìn)行展示并對整個研究過程進(jìn)行評價(jià)。

對于此類研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容選擇要偏重于提升學(xué)生理解和認(rèn)識化學(xué)知識的能力，擴(kuò)展知識面，使學(xué)生具備深刻的環(huán)保意識和強(qiáng)大的社會責(zé)任感，與教材內(nèi)容緊密相關(guān)的研究內(nèi)容，如:原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的發(fā)展、氧化還原反應(yīng)一般性規(guī)律實(shí)際應(yīng)用分析、酒(乙醇)的發(fā)展。與社會發(fā)展和生活密切相關(guān)的研究內(nèi)容，如:水體污染的防治、霧霾產(chǎn)生條件與控制方法、溫室效應(yīng)的危害與防治措施等。利用這些研究內(nèi)容加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，親身體會科技發(fā)展、人類生活離不開化學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展，加強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的重視程度，是學(xué)生了解并掌握研究性學(xué)習(xí)的一般程序。

(2)基于實(shí)踐活動和社會調(diào)查化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究性學(xué)習(xí):首先提出有價(jià)值的研究課題，然后聯(lián)系社會和生活實(shí)際設(shè)計(jì)切實(shí)可行的實(shí)施方案，在此基礎(chǔ)上開動創(chuàng)新思維對課題內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐研究，最后將所獲得的信息進(jìn)行整合處理，形成書面或口頭報(bào)告，再對研究成果進(jìn)行分析討論，做好研究性學(xué)習(xí)評價(jià)。

對于此類研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容選擇應(yīng)側(cè)重于探究能力的發(fā)展。有關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程中的反應(yīng)現(xiàn)象的思考，如:久置于空氣中的Na與酸反應(yīng)放出氣體，就需要探究變質(zhì)與否，放出的氣體除氫氣外是否還有其它氣體存在，要如何驗(yàn)證等;對于反應(yīng)原理的研究，如:氯氣可使有色布條褪色，起作用的究竟是氯氣還是氯氣與水反應(yīng)后生成的次氯酸、鐵在何種情況下會生銹且怎樣避免其生銹等;對實(shí)驗(yàn)裝置與方案設(shè)計(jì)的研究，如:氫氣還原氧化銅反應(yīng)裝置的改進(jìn)、設(shè)計(jì)顏色不同的噴泉反應(yīng)方案等;對于反應(yīng)條件(催化劑、溫度、濃度)的研究，噴泉實(shí)驗(yàn)的最適合條件的研究等。研究性學(xué)習(xí)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的開展，主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，掌握實(shí)驗(yàn)探究使用的一般方法如控制變量法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，使學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

4 中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究性學(xué)習(xí)的舉例

如:彩色固體酒精的制作。問題的提出:近年來，新聞中常常會出現(xiàn)火鍋或者燒烤店使用某種塊狀燃料不當(dāng)，導(dǎo)致食客受傷的消息。那么這種燃料是什么呢?他為什么會具有可燃性?又是如何制造出來的?我們自己是否可以制作出來呢?針對這些問題進(jìn)行深入探索研究。

實(shí)驗(yàn)原理和方法:16名學(xué)生分為四個課題組，每個課題組都有不同的分工，小組同學(xué)通過上網(wǎng)絡(luò)查詢了解到，該塊狀固體燃料屬于“固體”酒精，這使人們的生活變得更加便利，但這與我們生活中常見的液體酒精有很大差別，這就引發(fā)了學(xué)生們深厚的學(xué)習(xí)興趣，勢必要探個究竟，學(xué)生們踴躍査閱相關(guān)的資料，整理歸納出制備固體酒精的原理和過程。

方案一:選擇硬脂酸與氫氧化鈉混合發(fā)生反應(yīng)，生成物硬脂酸鈉是一種長碳鏈且具有極性的分子，酒精在室溫下很不易溶解，硬質(zhì)酸納在溫度較高時可以勻稱地分布在液體酒精中，但在冷卻后硬脂酸鈉會形成凝膠體系，相互連接的大分子會將酒精束縛起來，呈現(xiàn)出不流動的狀態(tài)而達(dá)到使酒精凝固的作用。

實(shí)驗(yàn)過程:將一定量工業(yè)用酒精分為兩等份，一份與氧氧化鈉溶液按一定比例混合加熱溶解備用，另一份在三頸燒瓶中與一定量硬脂酸混合，水浴加熱使硬脂酸完全溶解，控制恰當(dāng)溫度，向三頸燒瓶中加入混有氫氧化鈉的酒精溶液，并不斷攪拌，待反應(yīng)徹底后，將三頸瓶中混合液體倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，在室溫下放置冷卻即可。

方案二:酒精和水是可以任意比互溶的，而醋酸鈣只能溶于水卻不溶于酒精，如果將酒精加入到飽和醋酸鈣溶液中，水就會從飽和醋酸鈣溶液中進(jìn)入到酒精中，而導(dǎo)致酒精溶液中的醋酸鈣以固體的形式析出，而析出的醋酸鈣晶體中會包藏一部分酒精，使酒精呈現(xiàn)為半固態(tài)的凝膠狀物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)過程:取適量的95%的酒精加入燒杯中，再向該酒精溶液中加入一定量的飽和醋酸鈣溶液(無需攪拌)，就會有固體出現(xiàn)在燒杯中，形成固體酒精。

這些學(xué)生都是高中二年級的，經(jīng)過分析比較兩種制備原理和制備方案，大家普遍認(rèn)為相比較而言，第二種方案更加易于理解，學(xué)生制備固體酒精的操作過程也更為簡便。在制作固體酒精的過程中滴加適量紅藍(lán)墨水，來得到有顏色的固體酒精會更有創(chuàng)新性。

制作成功后使用效果相對也比較好(燃燒實(shí)驗(yàn))，學(xué)生們都非常感興趣。很大程度的激起了學(xué)生的求知欲，增強(qiáng)了學(xué)生對于化學(xué)學(xué)科的興趣。