杨水金，杨晓棠，吕宝兰

(湖北师范学院 化学化工学院，湖北 黄石 435002)

高中化学教学中研究性学习方法的研究

杨水金，杨晓棠，吕宝兰

(湖北师范学院 化学化工学院，湖北 黄石 435002)

阐述了研究性学习的概念特征及高中化学教学中开展研究性学习的意义，主要介绍研究性学习在课堂教学中的教学方法和高中化学研究性学习的实践应用，最后提出进行研究性学习过程中应注意的几个问题。从理论和实践相结合的基础上，以化学研究性学习为例，对高中化学教学中开展研究性学习活动具体的操作方法进行一些有益的尝试与探索，并提出高中化学研究性学习过程中应注意的问题。

研究性学习；高中化学；学习方法

0 引言

《全日制普通高级中学课程计划(试验修订稿)》对研究性学习作了如下说明：研究性学习以学生的自主性、探索性学习为基础，从生活中选择和确定研究专题，通过亲身实践获取直接经验，养成科学精神和科学态度，掌握基本的科学方法，提高综合应用所学知识解决实际问题的能力[1]。因此，研究性学习是一种学习方式，是一种以培养学生的创新精神和实践能力为特征的新型课程教学改革模式，在研究性学习中，教师是组织者、参与者和指导者。

研究性学习具有开放性、自主性、实践性和过程性的特点，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 高中化学教学开展研究性学习的意义

1.1研究性学习有利于创新人才的培养

研究性学习一扫“填鸭式”的传统教育模式，将课堂开放到现实的情景中，使学生通过课题研究的实践，逐步养成学生科学的态度和价值观、提高实践操作、掌握科学研究的方法、解决实际问题的能力及主动探究的态度。研究性学习的开设，建立了一种从内容到实践都具有开放性的人才培养模式，这一模式必将在培养创新人才的同时，推动中国经济的发展和民族的振兴。

1.2研究性学习的开设有利于学生素质的全面提高

素质教育的基本指导思想是要以学生发展为本，因而一个重要的着眼点是要改变学生的学习方式和教师的教学方式。而研究性学习方式，在教学过程中创设类似科学研究的情境，让学生通过主动的探索、实践、发现和体验，培养科学精神、创新思维、收集处理信息的能力和分析、解决问题的能力。

因此，研究性学习特别有利于发挥学生的主体作用，使学生生动活泼、积极主动地得到发展。研究性学习对学生的素质提高具体地说有以下几点: 1)通过亲自实践参与研究探索；2)培养分析和利用信息能力；3)增强合作的团队精神，学会分享和合作；4)培养学生的科学态度和进取精神；5)培养对社会的责任心和使命感；6)在综合运用中提高各科知识的价值。

高中学生己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状态之中，它们就会被遗忘，就会逐渐失去可能发挥的效用。研究性学习的重要目标就是在综合运用中提高各科知识的价值。

1.3研究性学习的开设，有利于师资队伍的建设

研究性学习课程的开设，要求教师不仅具备教书育人的能力，而且还要具备针对学生的需要，指导学生开展课题研究的能力。研究性学习中课题研究的内容往往是跨学科知识的综合运用，有的内容学生了解的资料甚至比教师要多，这就对教师提出了更高的要求，迫使教师为扩大知识面，提高综合运用知识的能力和指导能力而继续进修，有利于提高整个师资队伍的水平。

1.4研究性学习的开设，有利于建立平等互助的新型师生关系

在研究性学习的实施过程中，教师不再是知识的权威，而是学生课题的参与者，指导课题研究的合作者，他们要与学生共同展开探究知识的过程。在平等互助的新型师生关系中，一方面，学生是研究性学习的主体，学生可自行选题，自主研究;另一方面，教师要理解学生的思路，然后根据学生的思路进行指导和帮助，同时又不要介入过多。因此，研究性学习的开设，使师生真正处于一种平等互助的地位。

1.5研究性学习的开设，有利于促进学校、家庭和社会教育的协作配合

实现“学校、家庭、社会一体化”是教育长期一贯的追求，更是全社会推进素质教育的必然之举。研究性学习是实现这种“一体化”的有效途径，研究性学习的开放性呼唤学校、家庭和社会的共同参与、相互配合，研究性学习很多内容的实施需要借助家庭、社会的资源，社会和家庭可以为研究性学习的实施提供指导力量和研究场所。因此，要想使研究性学习健康持续地发展，必须营造一种学校、家庭、社会相互配合，使社会和家庭确实成为实施素质教育的辅助力量。研究性学习的实践证明，如果学校对社会和家庭的一切教育资源和有利条件开发、利用的好，的确有助于营造良好的育人环境和促进学生的健康发展。

2 研究性学习在高中化学课堂教学中的教学方法

研究性学习的实施，目的是为了改变教与学的方式，这种改变若能在课堂教学中实施，就能更好地实施现行教育方式的改革。在化学教学中，教师若能有目的地创设具有研究意义的问题，发挥学生的主体参与意识，培养学生自主探索、主动提出问题、研究问题、解决问题的能力，从而逐渐培养出学生对问题的研究性学习能力及习惯，对培养学生终身学习能力有一定的帮助[2]。课堂教学中研究性学习的教学，是指根据教学内容及要求，由教师创设问题情景，提供相关的实验器材和背景材料，让学生自己拟订研究方案，在课堂时间内通过学生自己的实验，观察、分析、讨论、总结等系列活动，观察有关化学现象，掌握各类物质特征及相互转化的内在规律。整个过程是以问题的发现(提出)，研究和解决来激发学生的求知欲，创造欲和主体意识，培养学生探究力和创造力。它和传统的课堂教学有着本质意义上的不同[3]。

2.1“问题探究”的教学法

问题是教学的主线，教学活动应自始至终围绕着问题展开。按照“创设问题意境——提供科学事实——探究问题解决方法——得出科学结论”的“问题探究”模式开展一系列探究式学习活动，达到教学目的。如在学习《原电池工作原理》[4]这一章节中，首先给出锌和硫酸铜反应的化学方程式，同学们都知道这是一个置换反应，也是一个氧化还原反应，当然，这也是一个化学反应，既然是一个化学反应，那肯定具有化学能，提出问题：“那么我们可以将该反应所具有的化学能转化为其他形式的能吗？”通过实验，我们发现单独将锌片或铜片插入硫酸铜溶液中，检流计没有变化，而将锌片和铜片连接在一起插入硫酸铜溶液中，检流计指针发生偏转，说明产生了电流，这样的装置就架起了化学能转化为电能的桥梁，就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖——原电池。创设问题意境：既然已经知道可以将化学能转化为电能这样的一种装置是原电池，那么怎么样才能构成原电池呢？构成原电池的条件又是什么呢？提供科学事实：前面的实验提供了铜片，锌片，小灯泡(或检流计)，导线，硫酸铜溶液，提供这些器材的目的就是告诉同学们构成原电池的条件，而且锌与硫酸铜溶液反应是一个自发的氧化还原反应。探究问题解决方法：实验过程中只有将锌片与铜片用导线连接同时插入硫酸铜溶液中，小灯泡才亮了。得出科学结论：构成原电池的条件：1)有两个活性不同的电极。2)接触电解质溶液。3)形成闭合回路。4)能发生自发的氧化还原反应。

“问题探究性”教学方法不仅使学生上课有激情，而且让学生想要自己探究问题的答案，这种教学方法是老师引导学生进行思考，以学生为主体，调动学生学习的兴趣，不失为研究性学习的一种好方法。

2.2采用任务驱动教学法

在学习《原电池的工作原理》课程中，提供实验器材，学生四人一组继续实验，观察实验现象，并将如下学案填写完整[5]：把铜片和锌片分别插入硫酸铜溶液中，在锌片上________ 现象，铜片上 ________ 现象；用导线将铜片和锌片连接后，________ 逐渐________， 质量逐渐增加；在铜片和锌片之间加上检流计，检流计的指针________，说明有-------- 产生。由电流的方向可知，电子由________ 通过导线流向________，由此判断________ 是负极、________ 是正极。锌片上有________ 流出发生了________ 反应，即：________________ ；锌原子________，电子通过导线流向____________，________ 进入溶液，溶液中的________ 在铜片上 ________ 电子发生________ 反应，即：____________________，生成的________ 沉积在铜片上。两极之间溶液中________ 的定向移动和外部导线中________ 的定向移动构成闭合的回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流。其总反应式为： ____________________ 。

同学们带着这样的任务去进行实验，将所得的实验现象填入上面的学案中，让学生亲身体验实验的过程，这种教学方法主要由学生自己实验得出结果，学生对实验结果有了更进一步的了解，并且加深对实验现象的理解记忆，也是一种有效的研究性学习方法。

2.3采用发现学习法进行教学

所谓发现学习是指新信息的学习，主要是学习者自身努力的结果。具体表现为学生在学习或实验过程中发现了与教材结论或实验现象不一致的地方，学生自行设计方案，老师指导教学，对产生该现象进行分析，讨论，最终确定方案，探究其产生的原因，改变实验条件或改进实验装置，以达到最佳的效果。发现学习的一个基本标准是教师组织学习的最后结果是学生在参与学习活动中发现有关概念或抽象原理。

学习另一节《原电池工作原理》课程[6]中，组织学生四人一组进行实验，利用图1的实验装置进行实验，将硫酸铜溶液改成稀H2SO4溶液，检流计换成小灯泡进行实验，实验过程中遇到以下问题:Cu片和Zn片刚插人稀H2SO4溶液时，小灯泡明亮，随后立即变暗至熄灭，同时观察到Zn片上有大量气泡产生，而Cu片上几乎看不到气泡。对于负极锌片上有气泡产生，学生感到迷惑不解，这种现象与理论预期结果不一致，使得原本很简单的一个置换反应加入了很多干扰因素，于是，同学们进行分析讨论，猜测引起该现象的原因，经过同学们讨论，老师加以引导，猜测可能的原因如下：1)铜片和锌片的纯度。2)两极之间电阻的大小和两极之间的距离。3)Zn片和Cu片表面积的大小和粗糙程度。4)电解质溶液的影响。5)温度对实验的影响。根据猜测的原因，同学们进行改进实验，改变实验条件，探究最佳条件。

2.4开放实践的教学法

研究性学习是一种开放式的学习，由于要研究的问题多和学生的生活有关，学生所需要的知识和材料，除了来自平时的课本学习和积累以外，更多的将来自于校内外其他学习资源的摄取，而且学习的方法、途径各异，最后形成的结果也千差万别。因此研究性学习必然是开放性的，无论是时间、地点，还是在内容上、形式上，都是多元的、丰富多彩的。研究性学习也注重学生对生活的感受和体验，强调学生的亲身经历，让学生在实践中去发现和探究问题，体验和感受生活，培养创新精神和实践能力。

图1 铜锌原电池

例如在讲解“铁的性质”这一课题的前一周，则要求学生在家完成“铁钉锈蚀的探究实验”，该实验要探究铁钉在油中、潮湿的空气中、干燥的空气中三种不同条件下生锈的情况，只是需要的时间比较长，但探究的操作比较简单，方便易行，且效果明显，很能说明问题。通过这一对比实验的探究，学生能轻松得出“铁在潮湿的空气中易生锈”的结论，不仅大大减轻了课堂压力，提高了课堂效率，而且极大地激发了学生探究和学习化学的积极性，还能促进学生自主学习能力的培养。

3 高中化学研究性学习的实践应用

3.1研究性学习课题的选择

通过化学实验开展研究性学习，必须着力培养学生的化学实验能力和自主学习能力，同时也必须依据学生的知识能力来确定研究课题，特别是依据学生的化学实验能力来选择适当的研究课题。根据我们开展研究性学习的体会，在服从课题研究的原则基础上，我们主要采用以下几种方法选择课题。

1)结合化学教学选择研究课题。当今课改的重要任务就是要提高学生的实践能力和创新精神，适当增加一些探索性实验，有利于提高学生的探索欲望，培养学生的创新能力。例如Fe2+和Fe3+的转化，可以改进为探索性实验：根据现有实验条件，如何实现Fe2+和Fe3+的转化？让学生首先设计实验方案，其次交流设计思想，筛选确定最佳方案，最后实施实验并得出实验结论。这种探索过程比空洞的讲授更能调动学生利用多种感官主动参与信息加工、构建知识，使学生的潜能得到更好的开发。

2)结合日常生活选择研究课题。社会生活中的问题无处不在，我们引导学生从自己身边开始思考，提出问题，并筛选确定研究课题，然后让学生收集资料、研究实验方案，通过实验自主探讨、自主学习，极大发挥学生的创新能力。如探讨铁生锈的原因，一方面学生选择了生活中常见的各种铁件，又设计了锈蚀的不同条件开展实验，另一方面学生又到工厂、商店、居民区、农村，开展实地调查，学生对铁生锈的原因、造成的危害及预防生锈的措施有了全面深刻的认识，写出了较高质量的化学小论文。

3)结合当地生产实践选择研究课题。我们结合当地经济建设的实际情况，结合课外活动及实践活动的开展，让学生大胆探索、积极创新。譬如围绕水的问题，可以启发学生从本地水的资源、利用、水患、污染、监测、防治等方面去思考，学生积极性高，提出了许多问题，他们调查排污口，参观自来水厂，监测水的pH值及重金属离子、苯酚等含量，并请来环保局人员共同分析，取得了良好的社会效益。

4)结合化学课外活动选择研究课题。利用化学课外小实验、趣味化学实验、化学小魔术等积极探讨化学实验的设计方案，研究化学实验的现象、实验装置、实验操作、实验观察、实验记录、实验分析和实验报告。如自制汽水的原理与方法、热水瓶(锅炉)中水垢成分的分析、相片冲洗原理的探索等等。

3.2研究性学习在化学实验中的应用

3.2.1 设计实验方案 教师提出实验目的，让学生设计实验方案，然后师生共同逐个讨论，寻找多种方案或确定最佳方案。例如，在学习实验室制乙烯这一内容时，先说明乙烯中会混有SO2和CO2气体。让学生设计实验，证明它们的存在。结果学生都知道应先将气体通过装有品红溶液的洗气瓶，看到品红褪色，证明有SO2气体。但在接下来的检验CO2存在的操作中，意见出现了分歧，学生提出了如下方案：1)将气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；2)将气体通过装有足量的NaHCO3溶液的洗气瓶后，再通入澄清的石灰水中，石灰水浑浊；3)将气体通过装有酸性KMnO4溶液的洗气瓶中，溶液褪色，再通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；4)将气体通过装有酸性KMnO4溶液的洗气瓶中，溶液不褪色，再通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；5)将气体通过装有品红溶液的洗气瓶中，品红不褪色，再通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。然后师生讨论：方案1)和3)没有将可能未与品红溶液反应完全的SO2考虑会带入澄清石水中，方案不合理；方案②虽完全除去了SO2气体，但SO2与NaHCO3溶液反应会产生CO2气体，显然也不合理；方案4)和5)既能完全除去SO2气体，也不会减少或生成CO2气体，且现象明显，上述两个方案都合理。

3.2.2 改进实验装置 教材上有些实验装置复杂、实验费时费药,有些实验现象不够明显,还有些实验环境污染严重等等,教师可带领学生对这些实验进行改进。

《钠与水反应实验改进》：

[改进的原因] 由于钠与水反应激烈，学生做实验时喜欢取较大颗粒的钠金属，所以容易发生危险。

[仪器和药品] 镊子、小刀、U型管、两个胶塞、烧杯、钠、酚酞溶液。

[实验步骤] a)液面离管口0.5-1cm左右，把U型管立放在烧杯中。 b)豆粒大小的钠块，放入一侧管口中，迅速盖上塞子(现象钠浮上水面，熔成小球，到处游动，液面下降，水从另一侧管口溢入烧杯中)，反应完毕，用胶塞塞紧另一侧管。 c)U型管移近火焰拔开贮有气体一侧的胶塞，检验钠与水反应后所生成的气体。 d)U型管中的溶液倒入烧杯中，并滴几滴酚酞溶液。

[改进后的优点] a)比课本中的实验最大的优点是安全、还能检验钠与水反应生成的气体。b)仪器简单，操作简便安全，成功率高。

3.2.3 研究不同反应条件对实验的影响 学生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液实验后,让他们将上述实验操作顺序颠倒,观察现象,并进行解释。再如用较纯净的锌粒与稀硫酸反应速度较慢,当在反应混合物中加入少量CuSO4溶液时,反应速度大大加快,可让学生探索原理。

3.2.4 开展家庭小实验活动 家庭小实验没有给出药品、仪器、步骤、现象等,靠学生在家中独立完成,对培养学生的创新精神和实践能力,起着十分重要的作用。例如，在学习钠及其化合物课前，为了给碳酸钠的性质学习打好基础，让同学们回去做一个“水变汽水”的家庭小实验。

实验所需的器材：白醋(CH3COOH)；碱面俗称苏打(Na2CO3)；自来水；玻璃棒；细玻璃杯。

实验步骤：先取适量碱面溶于水，用玻璃棒搅拌，形成澄清液体；接着倒入白醋，同学们观察现象，并自行查阅资料，这个实验为什么会有该现象产生？发生的反应是什么？这不仅激发了学生的学习兴趣，并且让学生自己学习了解碳酸钠的性质，加深学生的印象，使学生课外活动更加丰富。

4 高中化学研究性学习过程中应注意的几个问题

4.1发挥化学研究性学习评价的激励功能

研究性学习的评价要“重过程,轻结论”。以鼓励学生为主,使他们获得成就感。针对研究性学习的目的,评价原则可以从以下几个方面考虑: 1)评价要着眼于大多数学生的发展, 以人为本；2)评价内容应注重能力；3)重视学生态度、意志、品格的提升,着重过程性评价；4)评价要以学生的个人差异评价为基础；5)注重学生的自我评价,评价主体由单一化走向多元化；6)注重评语性评价,使评价内容更加人文化。总之,评价的目的是为了引导学生,鼓励学生,启发学生。

4.2培养学生问题意识,增强学生探究兴趣

爱因斯坦说过“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要”。这就需要在学习中多鼓励学生自己发表不同的看法,从不同方面提出疑问,从而发现和提出新的问题,使探究活动得以深入进行。

4.3教师既是合作者，又是引导者和指导者

进行研究性学习，教师必须摆正自己的位置，改变以往知识传授者的角色，积极投入到学习过程中与学生共同学习．同时，由于学生的知识水平和能力所限，他们在进行研究性学习时一定会遇到很多困难，因此，在进行研究性学习的过程中，教师必须加强引导，要让学生学会学习，指导他们克服在学习中遇到的困难，从而做到既是合作者，又是引导者和指导者。

5 结语

以上阐述了研究性学习的概念特征及高中化学教学中开展研究性学习的意义，主要介绍研究性学习在课堂教学中的教学方法和高中化学研究性学习的实践应用，最后提出进行研究性学习过程中应注意的几个问题。本文旨在从理论和实践相结合的基础上，以化学研究性学习为例，对高中化学教学中开展研究性学习活动具体的操作方法进行一些有益的尝试与探索，并提出一些相关的思考问题。新课程改革，需要每一位教师找到新的途径和方法，要求教师在教学中引导学生思考问题和探索实践。虽然化学研究性学习还存在诸多问题，但只要广大教育工作者积极主动探索研究，各学校高度重视起来，化学研究性学习必将具有广阔的前景。

[1]吴炳盛．浅议研究性学习方法在化学教学中的应用[J]. 咸宁学院学报，2009,29(3): 158～159.

[2]饶素娟. 化学教学中研究性学习能力的探究[J]. 福建教育学院学报，2003,(3):109～110.

[3]金伟民.化学课堂教学中研究性学习实践研究[J].化学教学，2003，(6):23～25.

[4]张晓巍.再谈Cu-Zn原电池实验条件[J]. 学周刊A版.2011，(10):160～161.

[5]张少坤.浅析影响锌铜原电池实验的因素[J].人文与科学，2010，(5):134～134.

[6]沙 涛.锌铜原电池实验的拓展[J].中小学实验与装备，2012,22(6):10～10.

Studyonresearchlearningmethodofhighschoolchemistryteaching

YANG Shui-jin, YANG Xiao-tang, LV Bao-lan

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Normal University, Huangshi 435002,China)

At present, research learning method is constantly adapting to the education value, entering into teaching. The chemistry teachers who are in high school for the course of teaching usually don't tell the answer to their students. The students, like scientists, are pursuing knowledge, applying knowledge, solving problems, and forming their own opinions under the teachers' guidance. Thus, this scientific guidance encourages the students actively to study and trigger them to study so as to appreciate the creativeness in that course of study, which much effects teaching efficiency. Moreover, this paper simply demonstrates the research learning's concept and characteristic, and the course of chemistry carrying out the meaning of research learning. The research learning in classroom teaching of high school chemistry teaching methods and practices application of the research-oriented learning were introduced. Finally, attention will be focused on several problems in the process of researching study. On the basis of theory and practice, this paper will explore research learning mode in high school chemistry teaching, and put forward a few concerning questions.

research learning; high school chemistry; learning methods

2014—08—18

中国化学会化学教育委员会——基础教育“十二五”规划2013年重点课题(HJ2013-0005)和湖北师范学院教育学重点学科2013-2014年度开放基金课题(20130211)基金资助

杨水金(1964— )，男，湖北武穴人，教授，博士，主要从事无机功能材料的研究和无机化学教学工作.

G231

A

1009-2714(2014)04- 0104- 06

10.3969/j.issn.1009-2714.2014.04.023