化学学科以实验为基础,研究物质及其转化的规律,利用物质变化的规律为人类服务。观察实验现象、进行理性思维是研究化学的两种最基本的方法。化学家们每年要创造出一百多万种新的化合物,发现无数新的化学反应,化学知识迅速膨胀。同时化学研究内容的适应性不断增强并致力于创造能力的提高、现代高新技术在化学中的应用,是现代和未来化学研究的两大特点。基于以上化学学科的特点,化学学科教育既应具有化学学科的特点,又应模糊学科界限,注重学科间的相互联系和配合,要注重化学实践课的教学,它能体现学生的主体地位,有利于联系社会生活实际,有利于培养实践能力和发展学生的个性,努力培养科学的批判精神、探索习惯、创新意识和科学态度,注重科学过程与学习过程的统一,注重学习需要、学习兴趣的培养,促进学生全面发展。这些为高中化学引入研究性学习指明了方向。
1、高中化学研究性学习的策略
(1)开放性策略
研究性学习与接受式学习的最大区别就在于内容、过程、结果、评价的开放性。
首先研究性学习活动必须有一个开放的课题。在化学教学中教师应充分利用实验、化学史料、生活中的化学知识,创设开放的问题情境,使学生了解化学学科的发展及生活生产实际应用中遇到的困惑,或引导学生认真观察社会、体验生活,发现新颖而有价值的课题。
其次研究性学习活动的过程也应是开放的,表现为:1)资料来源的开放。资料可以从化学书本中获得,也可以从图书馆、互联网上提取,也可以来自生活。2)思维的开放。在方案的设计阶段,教师应鼓励学生充分利用已有的资料进行发散性思维,弘扬质疑和批判精神,激励学生设计出各种新颖独特的解题方案。3)实验方案的开放。化学问题的解决一般需要实验的支撑,对于不同的学生会有不同的知识基础和认知策略,设计的实验及其步骤也会有所不同。4)师生关系、生生关系的开放。在活动过程中,教师可以采用讨论、小组合作交流的方式,营造自由宽松的学习环境,构建民主、平等、合作的师生和生生关系。教师应多观察学生的实验,倾听学生的发言,肯定他们的成绩和进步,不轻易发表自己的观点,保护他们的自尊心和参与的积极性。5)时间与空间的开放。研究性学习的课题大多来自于学生自己的学业和生活实际,需要充分的时间和空间开展研究活动。学校应在课余时间开放实验室、图书馆和机房,努力争取社区及社会各界的支持与帮助,使研究性学习活动从课内延伸到课外,从校内延伸到校外。在条件成熟的时候,还可实行学科免修制,让学有余力的同学有充分施展自己的研究才华的时间与空间。
再次研究性学习活动的结果也是开放的。由于参与研究的每个个体具有不同的认知结构、认知态度和实验能力,对问题的理解与表征也不尽相同,信息资料的收集与处理的视角、层次也有差异,采用的结果表达形式可以是化学小实验、小论文、小制作、小发明,也可以是实验报告、章节的知识结构图等等,各不相同,所以研究性学习的结果具有较大的差异,没有一定的标准答案。
第四是评价的开放。化学研究性学习具有探究性、实验性的特点,它的评价不能局限于结果,更应注重过程中科学方法的应用、实验能力的提高和情感的体验,而这些方面都随主体的变化而变化,无标准可言。况且不同的评价者对同一个研究性学习活动也会产生不同的评价结果,因此研究性学习的评价还应体现在评价成员的开放上。可采用个人自评、小组互评和教师点评相结合的方式,才能更好地把握研究性学习的效果。
(2)、主体性策略
研究性学习是一个学生自主提升自身素质、完善人格的学习活动,具有主体性的特点。在研究性学习中,教师不仅要调动学生思维的积极性,还要调动学生的整个身心(包括态度与情感)投入到学习中去。
在化学的研究性学习中,教师应充分利用生活和生产实际中丰富的化学素材进行探索,鼓励并引导学生自己提出问题,营造讨论质疑的气氛,对善于质疑分析的学生,及时进行表扬和鼓励。充分利用化学学科的特点,加强课内外的实验设计与探索,体验化学学习的魅力,培养学习化学的兴趣。
为了使每一个学生都能参与探索活动,课堂的组织形式应尽可能采用小组活动和个体研究相结合的方式,小组成员应全过程参与探索活动,并根据每个人的特长进行明确的分工使他们都有展示自己的机会。 教学中教师应引导学生对每一次的研究活动作出自我评价,提高自己的调控能力和认知策略水平,同时要求每一个学生认真参加讨论与质疑,加强同学间的相互评价,通过自评互评,促进新的知识结构的构建与完善。
(3)适切性策略
研究性学习是一个不断探索、不断认知的过程,教学中应关注学生的认知规律。问题的选择既要考虑综合性、实践性的特点,还应考虑学生原有的认知水平。探索过程涉及的化学知识、实验技能、科研方法、研究的心向都需原有认知结构的支撑,但又必须留有足够的思考空间,富有挑战性。
在课堂教学中开展研究性学习的问题还必须具有实效性和实用性特点。问题不宜大,在现有条件下能在一定的课时内完成。能解决学生学习生活或生产实际问题的课题,容易吸引学生全身心投入、主动探索。
适切性原则还体现在研究性学习的层次上。在研究性学习活动开始之初,可根据教学的主要目标,在课堂教学中选取研究性学习的某些步骤进行重点突破,逐步形成研究的气氛,掌握研究的方法。第二阶段应加强全过程的体验,努力营造合作互动的学习环境,把重点放在交流与讨论上。第三阶段则重在研究过程的反思与调控,重在个性特长的发挥和创新意识的培养。
(4)合作互动性策略
在研究性学习活动中,教师不再是知识的权威,知识内容不再固定,而需与学生在共同探究中生成,教师尊重、热爱、关心、信任学生,不断揣摩学生的思路,适时加以分析指点,这时由于教师与学生处于平等、相互合作的地位,学生就会畅所欲言,使个性得到充分的张扬,创新意识不断被激发起来。在这同时,教师自身的地位和人格魅力也得到提升。
采用小组活动形式进行课题研究,有利于学生合作意识的增强,不仅可以提高学习的主动性和自我调控能力,还可以提高学习效率,并能促进学生特长的发挥,促进学生心理品质的健康发展。每个学生除了全过程参与合作性研究活动外,还必须出色完成小组分配给自己的任务,并在课堂讨论与交流中主动参与质询和答疑,交流自己的观点和活动体验,迸发思维的火花,从而改组自己的认知结构,顺利完成学习任务。
2、高中化学研究性学习的设计
在高中化学教学中开展研究性学习必须处理好下面几个问题:第一要平衡五类知识的学习。学习过程是一个分层次的连续体,关注问题解决的策略十分重要,因为它是学习的最高层次,也是研究性学习的特点。但片面强调以问题解决为中心,则言语信息和智慧技能就难以落实,而较高水平的问题解决能力必须以掌握相关的言语信息和智慧技能为前提。所以在课堂教学之前,教师必须首先区分并筛选出适合进行研究性学习的有关内容,以免从一个极端(只注重显性知识学习)走向另一个极端(只注重隐性知识学习)。第二要处理好化学主干知识与学生兴趣的关系。兴趣是学习的动力,为了让学生能够维持学习化学的兴趣,教学应从学生感兴趣的化学知识出发,这样有利于调动学生的积极性。但教师不能一味地顺从学生的兴趣,因为学习本质上是一个不断克服困难的过程,为了有利于学生进行终身学习,教师必须在尊重学生兴趣的同时,注重化学主干知识的教学。第三要处理好独立思考和合作学习的关系。合作交流学习是学生进步的重要途径,也是研究性学习的主要方式,但处理不好又会使学生的独立思考能力下降、个体积极性衰退。为了使合作学习确实有效,教师要精心设计,适当掌握分合交替的过程,引导学生在独立思考的基础上合作学习、交流研讨。
研究性学习也有层次的差异,主要表现为各个环节师生作用的发挥。在低年级或在研究性学习开始之初,教师可以进行适当的指导,学生独立研究的比例少些;在高年级或在研究性学习开展一段时间后,可以适当减少教师的指导,增加学生独立研究的比例,这样更有利于研究性学习活动的开展。
在研究性学习开展之初,我认真分析教材各章节的内容和教学目标,根据研究性学习的内容选择原则和化学研究性学习的指导策略,对高中化学教学内容进行整合,筛选出高中化学开展研究性学习的典型课题,选择适当的研究性学习的操作模式,对研究性学习活动进行了整体设计。
(1)高中化学研究性学习的内容
研究性学习开始之初主要以小实验为突破口,在课堂内进行小组合作学习,根据学生的探究基础,可以选取探究过程的某一环节进行重点突破。通过对实验现象及本质的深入分析、质疑与讨论,培养学生的问题意识,让学生了解解决问题的一般步骤,学习科学的实验方法,初步学会收集资料、分析资料,养成多角度研究和探索问题的习惯,激发学习兴趣,提高学生的创新意识和实践能力。在课内进行研究性学习时,问题的切入口一定要小,质疑与讨论一定要充分深入。
随着研究性学习的深入开展,实验探索与单元认知结构建构方法探索相结合的方式应不断引入,实践性、综合性、开放性要求更高。如碱金属单元,可以划出一定的课时,让学生运用解决问题的一般步骤和科学的实验方法,进行这一单元相应实验的探索,然后利用一定课时,让学生讨论、归纳、形成单元知识的认知网络,培养学生综合应用知识的能力,提高学生的认知策略,培养学生的创新精神和实践能力。
在高中化学学习中,教师除了选择有关课题在课内有计划地开展研究性学习活动外,应积极帮助学生捕捉思维的灵感,鼓励他们大胆提出问题,并抓住学习过程中学生自己的问题,安排一定的课内外时间及时展开研究,充分体现开放性、主体性特点。
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