化学研究性学习内容的选择

研究性学习是由学生在一定的情景中发现问题、选择课题、设计方案 ,通过主体的探索、研究求得问题解决的学习活动。研究性学习的内容是广泛的 ,从范围来看 ,可以是综合性课题 ,也可以是分科性课题 从形式上看 ,可以是实践性课题 ,也可以是思辨性课题 从研究意义上看 ,可以是目前有结论的课题 ,也可以是在科学界暂时还没定论的现代科技发展中的问题 从时间和空间上看 ,可以是课内能解决好的课题 ,也可以是需深入了解 ,有足够的时间才能完成的课题 同时也可以是上述各种角度不同课 题的交叉与综合。化学课程中的研究性学习主要是以化学知识作为载体 ,其内容具体可以从以下几方面来选择。

　　一、选择探索性化学实验

　　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将气体再一次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。

　　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。如酚醛树脂制取实验以后 ,试管难以洗净 ,每次实验只得更换试管 ,改进后我们用医用废磷霉素小瓶替代试管进行实验 ,不但节省了大量的试管 ,而且药品用量比原来少了许多。又如简单的装置 (如图示 ) ,让学生指出多种用途。具体为①若从Ａ处通入气体 ,即成为向上排空气法收集装置 若从Ｂ处通入气体 ,即成为向下排空气法收集装置。②若在广口瓶中盛放适当的化学试剂 ,然后将气体从Ａ处通入 ,即成为洗气装置 ,可用来除去某些气体中混有的杂质气体 ,或干燥气体。③若广口瓶中盛满水 ,气体从Ｂ处通入 ,即成为储气瓶 若广口瓶中盛有某种气体 ,将水从Ａ处通入 ,所需气体即可随时取用、随时关闭。④若广口瓶中盛满水 ,气体从Ｂ处通入 ,在Ａ处接一量筒 ,即成为气体体积的测量装置。⑤若从Ａ处通入ＮＨ3,从Ｂ处通入ＨＣｌ ,即成为反应容器 ,会观察到有趣的实验现象。 

　　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。

　　 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。

　　二、选择具有开放性的化学问题

　　研究性学习过程是一个开放的教学空间。因此那些途径和答案都不是唯一的 ,只能靠学生从不同的角度 ,采用不同的方法 ,根据不同的需要去解答所谓“一题多解”的问题 ,以及需要学生走出书本和教室 ,走向社会 ,利用网络查寻、调查访问等手段才能解答的问题 ,均可纳入研究性学习的范畴。如复习完氨气喷泉实验后 ,让学生分析讨论ＳＯ2能否在酸性ＫＭｎＯ4溶液中形成喷泉 ,进而探究气体形成喷泉的条件。

    三、选择跨学科的综合性问题

　　现代技术的发展 ,使学科在高度分化的同时出现了综合化和整体化的趋势 ,出现了综合学科 ,如环境科学、材料科学、能源科学等。化学与其他学科的联系更加密切 ,化学的发展促进了相邻学科如物理、生物等学科的发展 ,同时也促进了自身的发展。因此可以选取化学与其他学科相联系的综合性问题 ,如能源开发、吸烟危害健康、电冰箱与臭氧层、人体与微量元素等 ,以培养学生综合应用知识解决问题的能力。

　　 四、选择能体现研究过程的问题

　　研究性学习更注重学习的过程 ,更关注学习过程中学生思维方式、个人体验及对信息资料的处理能力。目前学生使用的教材中就有许多这方面的内容 ,但由于受篇幅的限制 ,教材不可能将科学研究的过程一一展示。教师在教学过程中有意识地选择这些内容 ,提供素材 ,展示科学家的研究背景和研究过程 ,引导学生沿着科学家的足迹进行探索。如学习元素周期表时 ,教师先向学生说明元素周期表的制表原则 ,然后让学生排布 1— 18号元素可能的位置。凭借已有的元素周期律的知识 ,学生排出下列可能的情况。

　　ＨＨｅ
　　ＬｉＢｅＢＣＮＯＦＮｅ
　　ＮａＭｇＡｌＳｉＰＳＣｌＡｒ
　　或ＨＨｅ
　　ＬｉＢｅＢＣＮＯＦＮｅ
　　ＮａＭｇＡｌＳｉＰＳＣｌＡｒ
　　或ＨＨｅ
　　ＬｉＢｅＢＣＮＯＦＮｅ
　　ＮａＭｇＡｌＳｉＰＳＣｌＡｒ 

　　学生的思维得到了拓展 ,在此基础上让学生分析其优劣 ,结合书本上的元素周期表讨论 ,说明周期表的形成可能有多种形式 ,训练学生的发散性思维。然后回顾历史 ,让学生了解第一张元素周期表的编制者门捷列夫当时的研究背景 ,亲身体验科学研究的过程和方法。

　　五、选择联系实际的现实问题

　　研究性学习强调学生通过亲身实践获取直接经验 ,理论联系实际是真正学好化学 ,培养学生能力最有效的途径。在日常生活和工农业生产中蕴含着大量的化学知识 ,因此在教学中选择联系生产、生活中学生能看到但不懂其原理或缺乏进一步研究的实际 问题作为课题研究的内容 ,可以激发学生学习的兴趣 ,养成善于运用知识和关心生产、生活实际的习惯。如学到甲醛知识时 ,向学生介绍生活中甲醛的存在 ,如干洗店所用的洗涤剂成分中常有甲醛和四氯乙烯 ,试从成分和物质的性质思考 :从事干洗工作要注意采取的防护措施 从福尔马林浸制生物标本中甲醛可作防腐剂 ,介绍今年深圳、厦门、福州等地的食品卫生主管部门对农贸市场、宾馆、饭店的海产品、水发食品、面制品进行了抽检 ,结果显示 ,甲醛(一种潜在的致癌物 )检出率高达 8 1 2%。然后与学生共同讨论识别食品是否含甲醛的方法。还有像大 气的质量、水质情况、食品添加剂、常用电池、塑料品种、居家污染及市售补钙保健品的调查、一次性卫生筷的利弊、修正液与学生的身体健康等现实问题均可作为研究性学习的内容。

　　六、选择现代社会的热点问题 

　　随着现代科技的飞速发展 ,科学技术对社会的渗透与影响越来越大 ,科学社会化和社会科学化成了当前科学与社会之间关系的真实写照。教育的发展必须体现社会发展的要求 ,符合社会发展的需要。选取化学与现代社会发展相联系的热点问题 ,如温室效应、环境保护、能源利用、垃圾及环境、化学材料应用、化学武器等作为课题研究的内容 ,不但可以帮助学生理解科技发展和社会发展的相互联系 ,体会学习化学的重要性 ,而且提高了学生关注社会的责任感。

　　研究性学习的全过程由学生操作 ,教师需要作些指导 ,但要避免给出具体的步骤 ,只能是宏观调控。研究性学习是一种全新的学习方式 ,广大师生尚处于摸索阶段。随着教育工作者深入的理论研究和实践总结 ,以及研究性学习的实践和推广 ,它必将给我国的教育改革注入新的生机和活力 ,同时也会对社会发展产生一定的直接影响。