初中化学自制试验的开发和应用的研究.docx

1、初中化学自制试验的开发和应用的研究初中化学自制实验的开发和应用的研究结题报告沈旭虹一、问题的提出(一)现行实验教学的分析化学是一门以实验为基础的自然学科。化学实验是化学教学的重要形式、内容，是化学教学方法的重要手段和基础。中学化学实验的重要意义在于它是对中学生进行化学启蒙的重要工具。化学实验能直观、形象地展现作为学习对象的化学事物，是化学学习内容最真实、最生动和最有效的物质载体。在现实的化学实验教学过程中存在不少问题：1、现行的教材中，很多实验的装置不够简化、实验操作不够简便、实验结果不够明显、实验安全性存在隐患、实验的时间过长等影响了学生的学习兴趣；2、以“黑板实验”或“叙述实验”代替化学实

2、验；忽视对学生的化学实验经验的积不利于学生实践能力和想象力的开发；3、强调结果，忽视过程，偏重于验证性实验，忽视实验的探索功能，不利于学生接受科学方法的熏陶和训练、不利于学生科学素质的提高；4、与生活、社会联系的家庭实验、课外实验的素材缺乏；中学化学实验研究的最终目的是为中学化学教学提供更多、更好的实验方案，搞好化学实验教学，提高化学教学质量。教师在教学过程中，将对某些化学事物的理性认识转化为可操作的实验方案，就必须要经过实验的开发，并应用。（二）自制化学实验的意义在初中化学教学中开展自制实验的开发与应用研究有以下几方面意义：1、 通过自制化学实验，优化教材实验初中化学教材实验主要来源于某些著

3、名化学家的“经典实验”、高中教材的“下放实验”、对工业生产的“模仿实验”、某些研究工作的“改编实验”即使如此，往往也需要加工和改进优化，使其更加完善。另外现行新教材中的也采用某些简易装置，但就其可行性方面仍有不少值得推敲之处，只有完善、优化它们，才能更加适合于初中的化学教学。2、 通过自制化学实验，激发学生的学习兴趣现行新教材相比老教材，增加了几个趣味实验、家庭小实验和选做实验。在具体的教学实施过程中得到了学生的欢迎，特别是趣味实验和家庭小实验，其具有的趣味性和与家庭厨房联系的特点，在很大程度上激发了学生学习化学的兴趣。根据学生现有的知识和当地的条件，适当地再开发一些激发学生兴趣的实验，以化学

4、的奥妙引导他们亲手实验和进一步探索、思考，激发他们的求知欲，形成高层次化学学习兴趣和对化学学习的爱好。3、通过自制化学实验，扩大学生的知识面自制化学实验，会涉及到除本学科外包括物理等其他学科方面的知识。同时，它们会以实验的形式展示给学生。学生通过感性的认识，可以扩大知识面。4、通过自制化学实验，解决化学问题在化学的教学过程中，会遇到很多的化学问题，有的是来自认知层面的，有的是通过对已有的实验完成后，产生的新的实验问题，有的来自于生活实践。这些问题的出现，足以引起我们的注意。并应从理论和实验两方面入手去解决，从而获取新的知识。通过课题的研究对教材中现有的一些实验起到优化、改进的效果，而且也充实了

5、教材中的实验，对实验教学进行拓展，加深了初中化学的教学。加强实验教学也是满足二期课改对教学的要求。5、 通过自制化学实验，培养学生的实践能力和创新精神化学实验培养学生技能的重要环节，是培养学生化学实验能力的最主要途径。通过自制化学实验，培养学生的实践能力和创新精神，是一种很好的途径。教师自制化学实验本身就是一种创新精神的体现，为学生树立一个楷模的作用。让学生一起参与实验的设计和操作过程，并对实验的结果的作出评价。通过化学实验，学生可以直接受到科学方法的熏陶和训练，这对学生科学素质（包括对科学知识的理解、对科学过程和方法的理解以及科学对社会的作用的理解）的提高和创新精神的培养十分有利。（三）国内

6、外关于同类课题的研究综述“自制化学实验”的开发与应用研究，一直是化学教育工作者关注的一个课题。 “自制化学实验”的个案研究成果遍布于各类化学教学杂志和著作中，这对于本课题“自制化学实验”的开发来说，很有借鉴意义。在国内外各种文献资料中，有很多的教育工作者撰写了大量实验开发及的理论著作。国外有专门的中学化学实验开发研究所,并有相关的网站。但就自制实验的开发、应用研究的策略是仁者见仁，智者见智。但都往往是只讲实验的优化，而没有去讨论有的如何将自制实验与实际教学有机的结合，而专门的去探讨其应用的模式则是非常的少。二、研究内容（一）自制实验的开发研究自制实验的开发研究是自制实验的技术性研究。自制实验包

7、括对教材实验的改进、对教材实验功能的深度挖掘处理、以及其他能够应用于化学教学实验的开发。为进一步探讨中学化学自制实验开发，我们采用如下方法进行研究：1.文献调查法：收集历年来各中学化学期刊中发表的有关自制实验，加以整理，以初三化学现行教材的章节安排做归类、分档。如下：（1）自制柠檬汽水（第三章）（2）制作无壳鸡蛋（第五章）（3）一氧化碳还原氧化铜实验（第五章）（4）生活中各种液体pH值的测定（第八章）（5）从海水中提取食盐（综合）（6）空气中氧气体积含量的测定（综合）2.行动研究法：通过上述资料调查以及自身的参与开发，就分析自制实验的案例总结开发研究。（二）自制实验的应用研究研究方法：行动研究

8、法、观察法在课题的研究过程中通过开设化学实验活动课，组织一个化学自制实验兴趣小组等系列课堂教学、活动的开展，探索在初中化学实验教学中应用自制实验的一般策略和一种实验教学模式问题解决模式。结合学校每年一度的“理化实验挑战赛”，进行实验设计比赛，教师提出实验范围和要求，学生自行设计实验方案，完成实验。利用设计实验能有效地培养学生解决问题的能力和创造能力，对学生进行科学方法教育。自制实验在初中化学教学中应用的一般策略： 1、力求实验现象与知识的统一 2、补充教材的空白 3、创造探究情境 4、激发学生的兴趣 5、消除学生对实验的不良心理（三）自制实验在初中问题解决教学模式中的应用在化学课堂上开展“问题

9、解决”教学是当前比较适合我国国情的一种教学模式，在“问题解决”教学中，教师以学科知识为教学内容，创设问题情境，引发学生产生认知上的冲突。学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。早在20世纪30年代，陶行知先生就言简意赅地说创造始于问题。有问题才有思考，有了思考，才有解决问题的方法，才有找到独立思路的可能。有问题虽然不一定有创造，但没有问题一定没有创造。爱因斯坦就曾说过，发现问题比解决问题更重要。要保护和发展学生的问题意识，进行问题性教学。问题意识、问题能力可以说是创新意识、创新能力的基础。实验教学在整个化学教学中占有重要的地位，实验是促使学生发现问题的有效手段，也是学生解决化学问题的必

10、要手段。如果将实验局限于教材实验，将教材实验奉为经典、不去反思它，那么在很大程度上限制了问题解决教学的开展，也限制了学生创新能力的培养。自制实验包括对教材实验的改进、对教材实验功能的深度挖掘处理、以及其他能够应用于化学教学实验的开发，是开展化学问题解决教学的重要组成部分，是实验教学中的一个亮点。让学生参与到对教材实验的反思和设计开发实验的整个过程，更有利于学生参与到整个教学活动中，构建化学知识和培养学生的科学技能、方法、态度。给他们创造开放的环境氛围，给学生提供创造的平台。对其加以引导，使学生的创新意识、创新个性得到更好的培养，使学生的创造力得到提高，提升为更高级的创造，以适应未来的社会变化。

11、在科学建模和教育建模的一般原理以及现代教育心理理论，整合化学问题解决的基础上拟定构建自制实验问题解决的教学流程为：派生新问题、建立新循环构思问题教学 引导化学问题 提示解决路径 组织实验过程 判断核定结论学生在教师构思问题教学的基础上呈现化学认知。这个过程强调教师要从学生习得的化学认知入手，分析教学任务，处理教学内容，利用教学资源，形成教学框架，进而组织教学。这是化学问题解决教学的先导。感知问题信息是学生在教师创设的问题情境以及适宜的课堂氛围中，将置身于化学问题媒介，感知相关化学问题信息，质疑有关化学问题的结论的过程。这是实施化学问题解决教学的首要环节。提出化学问题是学生在感知问题信息之后，产

12、生多种质疑，提出相关问题的过程。这是一个分辨问题主干与分支确定问题解决主次的重要环节，是开展化学问题解决教学的关键。建构解决问题模型是学生问题解决思维的自组织过程。这个过程是在教师的诱导和提示下，由学生独立辨析解决问题的路径，建立解决问题模型的过程。展示探究学习即是按照问题解决模型解决化学问题的过程。它遵循科学论证的一般原理，在教师的组织和策划为支撑，通过学生的探究学习而再现。取得问题结论是化学问题解决的单元终结目标。事实上某一个单元问题的解决往往是新一单元问题的开始。教学中师生教学进程的演进正是不断取得问题结论过程中使问题解决不断深化，学生认知得到不断提升。附：部分自制实验在化学问题解决教学

13、应用实例实例一：“自制柠檬汽水” 学习过托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒等常见仪器的使用和一些基本操作呈现化学认知创设问题情境在实际生活中利用一些常见仪器和基本操作可以做些有趣的实验感知问题信息引导化学问题1、配置柠檬汽水需用到哪些实验仪器？2、配置柠檬汽水需利用哪些学过的基本实验操作？提出化学问题提示解决路径选用实验所需的相关药品、仪器，并设计实验步骤建构解决模型组织实验过程在教师指导下，组织同学进行实验，配置柠檬汽水展示探究学习判断核定结论展示、品尝自制的柠檬汽水取得问题结论派生新问题、建立新循环利用课堂中所学过的化学知识，还可以解决生活中的哪些问题？注：本实验由教师设计，应用在刚接触化学不久

14、的同学中，用以激发同学学习化学的热情。实例二：从海水中提取食盐构思问题教学1、 学过溶解、过滤、蒸发等操作技术2、 学过了从混合物中除去不溶性杂质的方法3、 学过了物质的溶解度曲线呈现化学认知创设问题情境利用所学过的上述知识，如何从海水中得到食盐？感知问题信息引导化学问题1、海水中的难溶性杂质如何除去？2、海水中少量的氯化钙、氯化镁如何与食盐分离？提出化学问题提示解决路径1、通过过滤操作可以除去海水中的难溶性杂质。2、利用氯化钙、氯化镁与食盐的溶解性曲线不同，通过蒸发结晶，得到纯度较高的食盐。建构解决模型组织实验过程1、 学生自行进行实验方案的设计2、 根据实验方案进行实验操作展示探究学习判断

15、核定结论本自制实验取材于生活中发现的问题，并成功的模拟了整个实验。取得问题结论派生新问题、建立新循环在实际生活中，需要从海水中大量得到食盐，工厂中采用的方法是什么？工业生产与实验室模拟在原理、操作步骤上的异同点是什么？各有何有缺点？注：本实验适合学习过溶液相关知识后进行，培养同学分析、解决实际生产、生活中问题，以及实验方案设计的能力。实验后，指导同学上网查找工业生产的资料，对工业生产与实验室模拟生产进行比较，还可进一步开展探究行的学习。实例三：空气中氧气体积含量的测定构思问题教学根据学习，知道空气中氧气的体积百分比含量，也了解了一些测定方法（如拉瓦锡的测定方法等）呈现化学认知创设问题情境拉瓦锡的经典实验过于复杂、时间过长，利用实验室的常见仪器如何测定空气中氧气的含量感知问题信息引导化学问题1、 寻找哪些药品可以消耗空气中的氧气？2、 空气中氧气被消耗后如何体现气体体积的减少？提出化学问题提示解决路径1、 氧气被消耗后，不能产生其它气体2、 结合其它知识（如大气压强）来解决问题建构解决模型组织实验过程1、 学生自行设计实验方案2、 依照自己的方案进行实验3、 分析测定数据展示探究学习