研究性學習在高中化學實驗教學中的應用分析

摘 要：實驗是化學學科的特征，也是化學研究的基本方法，通過實驗探究可以加深對知識的理解。但部分教師在教學中將重點放在了理論知識的教授，對實驗重視不夠，不能充分發(fā)揮實驗教學的積極作用。在這種情況下，學生無法感受到學習化學學科的樂趣，課堂教學的效率無法得到有效的提高。因此，教師可以將研究性學習的應用重視起來，使實驗教學的效率、質(zhì)量得到提高，讓學生更好地進行化學知識學習。本文從含義、必要性、形式、實踐、應用五個方面入手，闡述了研究性學習在高中化學實驗教學中的應用。

關(guān)鍵詞：研究性學習;高中化學;實驗教學;應用分析

將研究性學習應用于高中化學實驗教學中不僅是時代發(fā)展下的必然趨勢，也是提高課堂教學的效率、讓學生成長為國家社會所需要的人才的有效途徑。但研究性學習的應用并非一件易事，很多教師由于沒有掌握其應用方法，導致研究性學習的效用無法發(fā)揮出來。因此，下文對研究性學習的方法進行簡單闡述，希望能夠為構(gòu)建高效的化學實驗教學帶來啟發(fā)。

一、研究性學習的含義概述

研究性學習已經(jīng)成為當前教學中的一種方式，且可以讓學生從中獲取到知識、讓學生的創(chuàng)新精神、實踐能力得到有效的培養(yǎng)[1]。具體表現(xiàn)為：

（一）師生關(guān)系

在進行研究性學習的時候，教師不是課堂教學的主體，而是學生的引導者，能夠引導學生對知識進行研究。在這一背景下，師生關(guān)系是相互制約的，教師需要將學生的發(fā)展當作根本，使學生的各項能力、品質(zhì)得到培養(yǎng)，確保使學生能夠深入到研究性學習的情境之中。

（二）基本形式

在開展研究性學習的時候，學生會進行“科學研究”。具體而言，教師會在課堂教學中提出一些問題、任務，開展一定的研究性活動，讓學生在研究性活動中對知識進行學習、使自己的能力得到發(fā)展。一般情況下，研究性活動包括：專題討論、社會調(diào)查、實驗操作、方案設計等。

（三）基本內(nèi)容

研究性學習簡單來說就是讓學生通過一些手段去獲取知識，然后通過一些途徑應用知識[2]。鑒于研究性學習會涉及到大量的內(nèi)容，所以通過研究性學習學生可以發(fā)現(xiàn)知識之間存在的聯(lián)系，讓學生構(gòu)建起科學完善的知識體系，加深對知識的理解。同時，學生的實踐操作能力可以得到有效的培養(yǎng)，動手能力可以得到提高。

與其他的教學方式相比，研究性學習是一種全新的方式，其將問題當作了課堂教學的載體，通過提出一些要求讓學生在書本中獲取相應的知識、聯(lián)系生活經(jīng)驗，然后進行實踐活動。在實踐活動中，學生可以獲得一定的體驗，掌握解決問題的方法，同時在學習的時候，學生不僅可以加深對知識的理解，還可以提高自身的各項素質(zhì)。所以，教師需要站在教學的角度上進行思考，采用多樣化的方法進行研究性學習，讓學生的身心得到更好的發(fā)展。

二、研究性學習的形式

在開展研究性學習的時候，教師通常會采用小組合作的形式。這是因為學生的個人能力有限，如果讓學生以個人的形式對知識進行探索，極有可能無法取得良好的教學效果，學生的成長與發(fā)展也無法達到需求。而小組合作學習的形式可以讓學生通過互相交流、互相合作達到教學目標，讓學生學習到相應的知識[3]。

在實踐中發(fā)現(xiàn)，小組合作學習的應用對學生而言是百利而無一害的，因為這種教學方式可以讓學生的綜合素質(zhì)得到提高，使學生的潛能被挖掘出來，讓學生學會創(chuàng)造，進而將課堂教學的效率從根本上提高。在研究性學習中學生都會扮演一個角色，并完成組長安排的任務，且在不斷的研究過程中，學生會更加深入地參與到課題研究。在這種情況下，學生的潛能不僅可以真正發(fā)揮出來，也可以加深對全新的知識的理解。此外，小組合作學習還達到各種教學目標，比如：認知目標、情感目標、技能目標等。這種教學方法的應用可以讓學生掌握學習的方法，讓學生對學習產(chǎn)生一定的樂趣。

三、研究性學習在高中化學實驗教學中的實踐

研究性學習的開展，少不了可行的研究課題，教師可以按下面四個方向選擇研究性課題。

（一）基于教學內(nèi)容進行研究課題的選擇

在化學實驗研究性學習中，課堂選擇是十分重要的。所以在開展研究性學習之前教師需要對教學內(nèi)容進行深入探究，并根據(jù)教學內(nèi)容選擇適合的研究課題。同時在進行課題選擇時教師要考慮新課改的具體要求，即：讓學生的實踐能力和創(chuàng)新能力得到有效的提高，因此教師在開展課堂教學的時候可以增加一些具有探究性的實驗教學內(nèi)容。例如：根據(jù)魯科版《化學反應原理》一書第95頁表述：一種沉淀可以轉(zhuǎn)化為更難溶解的沉淀，兩種難溶物的溶解能力差別越大，這種轉(zhuǎn)化的趨勢就越大。有學生提出：由更難溶的沉淀可以轉(zhuǎn)化成難溶的沉淀嗎？能否通過實驗證明？由此筆者設計了下面的實驗探究：AgI與AgCl能否相互轉(zhuǎn)化、CuS與ZnS能否相互轉(zhuǎn)化、BaSO4與BaCO3能否相互轉(zhuǎn)化。通過實驗得出的結(jié)論可以激發(fā)學生探究知識的熱情，為學生創(chuàng)新能力的發(fā)揮奠定良好的基礎。

（二）基于日常生活進行研究課題的選擇

化學知識與日常生活有著密切的聯(lián)系，在開展課堂教學的時候，教師可以以生活為出發(fā)點對相關(guān)的研究課題進行選擇。由于教師是課堂教學的引導者，所以開展課堂教學的時候，教師要將引導作用發(fā)揮出來，讓學生對身邊的事物進行觀察思考并提出相關(guān)的問題。在學生提出相關(guān)的問題后，教師可以對其進行篩選，將相關(guān)的研究課題選擇出來，然后給予學生一定的時間，讓學生進行資料收集、設計相應的實驗方案。引導學生對知識積極自主探討，讓學生的創(chuàng)新能力、自主學習能力得到有效提高。

（三）基于實踐活動進行研究課題選擇

在進行課題研究選擇的時候，教師需要考慮當?shù)氐膶嶋H情況。比如：當?shù)氐慕?jīng)濟建設情況，然后通過課外活動或者實踐活動的開展，讓學生對知識進行探究。例如：教師可以根據(jù)水資源，讓學生對當?shù)氐乃Y源情況、水利用情況、水污染情況進行探究思考。由于學生的思維是存在不同的，所以學生會提出很多問題，而且會在調(diào)查之后提出一些策略，為維護水資源做出一定的貢獻，進而取得良好的社會效益。

（四）基于化學課外活動進行研究課題的選擇

化學教學不僅是課堂教學，還有實踐活動。教師可以設計一些小魔術(shù)或者小實驗讓學生對其進行探究，讓學生能夠通過研究性學習，加深對知識的理解，確保學生的動手操作能力得到有效的提高。

四、研究性學習在高中化學實驗教學中的應用

（一）設計出相應的實驗方案

在選擇好研究課題之后，教師可以先將實驗的目的提出來，然后讓學生對實驗設計方案。鑒于學生的能力是不同的，所以有的學生會給出特別優(yōu)秀的實驗方案，有的學生提出的實驗方案是存在一些問題的，因此在學生設計出相應的實驗方案后，教師需要與學生一同討論，將最佳的實驗方案確定下來。

例如：在進行實驗室制乙烯的實驗教學的時候，教師就可以告訴學生實驗目的：乙烯氣體中含有SO2和CO2，你能結(jié)合所學內(nèi)容設計出證明它們確實存在于乙烯中的實驗方案嗎？學生會根據(jù)自己掌握的知識進行實驗設計，但是學生的意見是不一樣的。比如：學生都知道，應該先把氣體通過裝有品紅溶液的洗氣瓶看到品紅褪色，證明有SO2氣體，但是對CO2的檢驗存在操作，學生是存在不同的意見的。

例如：學生設計檢驗CO2的方案：

在這種情況下，教師可以一起組織學生對實驗進行討論，看看哪一個方案是合理的。通過討論發(fā)現(xiàn)方案一和方案三明顯不合理，而方案二也存在缺陷，因為它雖然除去了SO2氣體，但SO2與NaHCO3溶液會發(fā)生反應產(chǎn)生CO2氣體，方案四和方案五是合理的，因為它們可以將CO2氣體完全除去，同時也不會減少或者生成CO2氣體。

（二）主動參與實驗

學生是課堂的主體，也是實驗的主要操作者。因此，教師想讓學生進行研究性學習，就必須引導學生主動參與實驗，讓學生大膽進行操作，才能讓學生對知識進行研究，鍛煉學生的思維能力。

例如：在“電解池”的實驗教學過程中，教師就可以讓學生上臺進行操作，讓學生通過親身參與實驗過程研究知識。但在學生上臺前，教師必須要讓學生了解實驗的目的及操作步驟，并設置一定的問題讓學生進行針對性的實驗。這樣學生在實驗的過程中就能結(jié)合教師的問題對化學現(xiàn)象進行觀察，了解實驗背后所蘊含的化學原理，不僅能提升學生的參與度，還能保證研究性學習的效果。

（三）實驗結(jié)論

通過以小組的形式進行實驗教學，可以讓學生獲得一定的結(jié)論。比如：制備乙烯的實驗結(jié)論為：乙烯與濃硫酸是可以發(fā)生氧化反應的，而且在發(fā)生氧化反應后，會產(chǎn)生很多物質(zhì)，如碳單質(zhì)等，而碳單質(zhì)物質(zhì)會使燒瓶內(nèi)的液體完全變成黑色。由于乙烯中含有SO2，所以氣體的味道是很濃的。在結(jié)束研究性學習之后，教師可以給予學生一定的推薦，讓學生對科研小論文的寫作方法進行探究，然后讓學生根據(jù)這次的研究情況進行寫作。

（四）在教材中學生爭議處挖掘?qū)嶒炋骄奎c

在學習過程中，學生有時會與教師傳授的理論知識有不同理解，建構(gòu)主義學習觀認為“學習并非學生對于教師所授予知識的被動接受，而是以其自身已有的知識和經(jīng)驗為基礎的主動建構(gòu)。”學生的認識必然有一個深化和發(fā)展的過程，包括出現(xiàn)一定的錯誤和反復。學生的錯誤不可能只靠正面的示范和反復的練習得以糾正，也可能是一個“自我否定”的過程，有效幫助學生糾正錯誤，教師就可以通過引導學生設計實驗，探究達到這個目的。因此，我們可以在教材中學生爭議處挖掘?qū)嶒炋骄奎c。

比如：電解CuCl2溶液中的pH變化，有的資料說不變，有的資料卻說不考慮Cl2與水反應生成HCl，pH變大，若考慮，就變小。由此設計了借助數(shù)字化實驗室探究電解CuCl2溶液前后pH的變化。

（五）對不同反應條件對實驗的影響進行研究

比如：在實驗教學中教師讓學生做了AlCl3溶液中滴加NaOH溶液的實驗之后，教師可以讓學生把上面的實驗操作的順序進行顛倒，對化學實驗的現(xiàn)象進行觀察。之后再利用學習到的知識對其進行解釋。除此之外，學生也經(jīng)常遇到只需溶液相互滴加就可以鑒別的問題。鑒別原理是通過兩種物質(zhì)，由于滴加順序不同，導致反應實質(zhì)不同，反應現(xiàn)象不同，進而可以鑒別。由此筆者根據(jù)常見物質(zhì)間的鑒別，設計了以下探究實驗：氫氧化鈉溶液與氯化鋁溶液的互滴、碳酸鈉溶液與鹽酸互滴、硝酸銀溶液和氨水的互滴以及四羥基合鋁酸鈉溶液和鹽酸的互滴實驗。

又如：在實驗過程中，學生發(fā)現(xiàn)：如果用較為純凈的鋅和稀硫酸進行反應，其反應速度也是較慢的，但是倘若在反應混合物中加入少量的CuSO4溶液，那么它們的反應速度就會變快。針對這一現(xiàn)象，教師可以給予學生一定的時間，讓學生對相關(guān)原理進行深入探究。

（六）開展家庭小實驗

家庭也可以是實驗的有效載體，但家庭中由于條件有限，沒有具體的儀器和藥品滿足教材中的實驗要求。但是學生可以結(jié)合教學內(nèi)容，利用自己的知識改進化學實驗，利用現(xiàn)有的知識體系進行實驗探究。這樣，通過家庭小實驗，學生的創(chuàng)新精神在得到提高的同時也能發(fā)揮學生的實踐精神，為學生的綜合素養(yǎng)提升奠定基礎。

通過在高中化學實驗教學中開展研究性學習，可以將學生的主體地位得到體現(xiàn)，學生通過研究加深對知識的理解，確保學生的各項能力得到有效的培養(yǎng)，對學生的成長與發(fā)展奠定良好的基礎。

結(jié)束語

在高中化學實驗教學中應用研究性學習這種方式是時代發(fā)展所趨，是讓學生的認知水平得到提高的有效途徑，也是提高學生操作能力的有效方法。但教師要注意：開展研究性學習的時候教師需要秉持以學生為主體的原則，給予學生一定的尊重，才能充分吸引學生的注意力，為課堂教學效率的提升提供保障。

參考文獻

[1]張東升.淺析研究性學習在高中化學實驗教學中的應用策略[J].新絲路：上旬，2019（11）：1.

[2]張紅偉.研究性學習在高中化學課堂教學中的應用[J].西部素質(zhì)教育，2016（7）：167.

[3]童楊.淺談高中化學研究性學習與教學融合實踐[J].中學化學教學參考，2017（14）：23.

作者簡介：許燦明（1985— ），男，漢族，福建政和人，福建省建甌第一中學，一級教師，理學學士。研究方向：高中化學教育教學研究。

本文為建甌市2020年度教育科研專項課題—建甌市第四屆教育系統(tǒng)優(yōu)秀人才項目“研究性學習在高中化學實驗教學中的應用研究”（C20002）的研究成果之一。