探索“主题式课题研究”与“课堂教学”的整合
探索“主题式课题研究”与“课堂教学”的整合
作 者：
作者简介：
吴敏 上海曹杨第二中学，200062
原发信息：
《化学教学》(沪)2005年第11期 第1-3页
期刊名称： 《中学化学教与学》
复印期号：2006年04期
在新的课程标准中研究性学习得到大力提倡，越来越多的教师开始在自己的课堂教学中引入“研究性学习”。研究性学习是对科学研究模式的一种模拟教学，一般包括以下过程：提出问题、猜想与假设，制定探究计划、设计实验，进行实验、收集证据，处理信息、得出结论，反思并评价、表达和交流。由于课堂教学在时间和空间上的局限，一般很难完成以上所有过程。为此，我尝试了在高中化学教学中组织进行“主题式课题研究”活动，并着力探索学生的“主题式课题研究”与“课堂教学”的有机地整合，使之成为“课堂教学”的延伸和深化，从中培养和提高学生的科学素养。我主要从以下三个方面来进行。 一、根据教学进度和内容选择研究课题 我在化学教学中组织的“主题式课题研究” （以下简称“课题研究”），是根据教学进度和内容选择研究课题的。即围绕教学的某些知识主题，由教师或学生提出课题，形成一个“主题”下的“研究系列”。例如，在学习了“原电池、金属的腐蚀和保护”后，我组织了一次“课题研究”活动，学生提出的研究课题有以下一些： ①跟踪观察、比较研究铁片在不同环境中的生锈情况 ②制作水果电池 ③调查市场上化学电池的种类、价格、使用寿命、废电池的处理（或比较电池内部结构） ④利用TI温度探头研究铜锌原电池中的能量转化 ⑤利用万用表测量不同电池的电动势，研究影响电动势的因素、制作曲线 我认为这些选题具有以下特点： 1.课题与当前教学内容具有相关性和探究性 课题的研究内容都是围绕着同一个教学主题展开的。这样可以让学生比较容易上手，但又不是对课堂学习的简单验证；而是以教学主题为载体和对象，运用学习过的知识和技能对其溯源和近代发展，影响因素和定量关系等进行的自主探究。因此，在“课题研究”中学生必然会对教学主题自主地进行再思考、再探索。这不仅加深了同学们对教学主题的理解，也将有效地改变他们的学习方式，变被动接受为主动探索，同时又大大拓展了学生的学习空间，使学生学会运用知识解决实际问题。 2.课题具有多元性并呈系列性 这些课题是根据学生对同一主题的不同理解和兴趣提出的，所以涉及的内容和视角必然是不同的，多元化的。其中，有情景观察的、有动手制作的、有数据处理的、有因素探究的……它们可以独立进行，但在内涵上又是相通的。如果加以有机整合，并通过最后的交流和讨论，就较易引起共鸣和互动，使全班的学生都有机会从不同的角度来全面思考和审视同一个主题，拓展他们的视野和思路，以加深对金属腐蚀的全面理解，更可以提高科学思维的品质。 正由于具有以上两个特点，“主题式课题研究”完全可以成为“课堂教学”的延伸和深化。 二、组织学生亲历科学探究 要实现“课题研究”与“课堂教学”的有机整合，实现对“课堂教学”的延伸和深化，就必须使学生的“课题研究”成为一次真正的科学探究，在探究的过程中主动去发现问题、思考问题、解决问题。要做到这些，我认为教师应从培养他们 良好的科学素养着手，即在“课题研究”的过程中始终关注学生、适当地指导他们，注重引导学生学会、运用并领悟科学研究的方法，以事实求是的科学态度观察、记录、分析实验现象，而不仅仅追求课题结论的正确性。 1.指导学生运用科学方法，制定课题实施方案 研究方法是课题研究的手段和途径，掌握了基本的科学研究方法才能制定出课题探究的方案。因此必须首先对学生的探究方法进行指导和规范。 在课堂教学中，我专门向学生介绍了常用的科学方法。如：实验观察、数据测量与采集，记录数据与分析数据、控制实验条件等。以及如何提出活动方案，制定科学探究活动计划；如何根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案等。 但是，要将平时学到的方法运用到具体的方案设计中去，使研究方案更具有科学性，对学生来说并不是一体容易达到的事。例如有一组学生在设计“比较并研究铁片在不同环境中生锈的情况”这一课题的实施方案时，打算使用实验观察的方法。一开始，他们没有对各种环境中溶液的浓度进行规定，对铁片的大小、来源，以及观察的时间也没有具体的考虑。在与学生的讨论中，我提醒他们在作比较研究时，必须注意实验条件的控制和设计对比实验，并采用文字记录和照片记录相结合的实验记录方法。在这样的讨论和指导中，学生切身感受到了他们正在进行的活动其实就是一次科学研究的过程，必须以科学的方法和态度认真对待。 2.在实践过程中提高学生运用知识解决问题的能力 即使有了实施方案，学生在实施过程中依然会遇到相当多的问题。 例如，有一个小组的课题是制作番茄电池，他们原先的设计是想利用番茄电池使收音机响起来，但实际效果并不是他们想的那么简单。他们发现用番茄制作的电池并不能使哪怕一只最小的二极管发亮。于是，他们又实验了很多种其他水果，结果都不行，实验陷入了困境。这时我和他们一起进行了讨论，大家意识到一只水果电池的电压实在是太小了，必须设法使电池的电压大起来。“用几个番茄电池串联起来行不行呢？”前面失败的经验，使学生们顿时认识到以往做实验缺少严谨，有很大的随意性。于是重新设计了更加科学的实验：他们控制了变量，依次找出一种最佳水果和一组最佳电极材料。先用灵敏电压计测出同一组电极、不同种水果时的电压，挑选出最好的水果，结果还是番茄，但意义已经不同。接着又测量了同一种水果不同的电极组合，比较哪一种效果最好，结果选择了镁和铜。最后他们用了15只番茄串联起来终于使最小的二极管发出了亮光，小组成员为此兴奋得欢呼起来。这样的制作过程已不是一种简单的动手活动，却成了一次真正的科学探究。课堂交流时，全班同学倾听了小组成员介绍的制作过程，然后关上灯，二极管发出了微弱的光亮，教室里立即响起了热烈的掌声。 实际过程中出现的这些意想不到的问题，常常是书本上没有的，一般也是课堂教学中没有机会遇到的。学生亲历“课题研究”的价值也正在这里：“课题研究”拓展了教学的空间，提供了一个个真实的情景，使学生在解决实际问题的过程中，将课堂学习到的知识和方法内化为自身的智慧和能力。这样，课堂教学也就得到了深化。另一方面，学生的课题研究虽不必强调 ，“科学的高度”，但并不意味着可以“科学性缺失”。所以在整个教学过程中，我始终倡导严谨的科学态度，只有这样才能提高学生科学探究的能力，真正发挥“课题研究”的教学作用。 三、组织小组之间的课堂交流 课题研究一般都是几个学生组成的合作探究，每个小组成员在过程中的经历、体验、结论、发现等等都可以是本组及其他小组同学的间接经验，这些丰富的素材是不应被忽略的教学资源。因此，我认为“课题研究”之后的课堂交流是非常必要的。通过“师生互动”“生生联动”进一步发挥“课题研究”的教学和辐射功能；通过交流分离在更深更高层次上实现“课题研究”和“课堂教学”的整合。 1.把握“课堂交流”的切入点，提高“课堂交流”的效果 我认为，课堂交流决不应只停留在课题小组分别展示各自制作的电子文稿，宣读实验过程和结论，因为“课题研究”不是对课本知识的简单验证：恰恰相反，“课题研究”强调的是运用已有知识解决实际问题的能力，因此课堂交流的重点和切入点都应该是学生在探究过程中遇到的困难、发现的问题以及后来是如何解决这些问题的、甚至是那些被发现却还没有解决的问题。这些才是更有价值的交流素材，才能更好地启发学生的思考，引发“师生互动”“生生联动”，使他们分享探究过程中的感悟。围绕这些素材的课堂讨论，才能真正实现“课题研究”和“课堂教学”的整合。 2.通过课堂交流，使学生更加深刻地理解教学主题 “课题研究”围绕同一教学主题从不同角度展开探究记录了真实的实验结果，这些为课堂讨论准备了非常丰富、生动的素材；学生在亲历探究中获得了各种鲜活的感受，教学中的那些知识、方法、理论也变得离他们很近，这就为课堂讨论做好了心理准备。因此，在这样背景下组织的课堂讨论和交流必然热烈、深入，有更好的效果。 例如有一个小组的研究课题是观察、比较铁片在不同环境中生锈的情况，他们选择了盐酸和食盐水。据他们对腐蚀的认识，预计铁片应该在盐酸这样的酸性环境中更容易腐蚀。他们每天去观察铁片生锈的情况，两天后，发现食盐水中的铁片已经锈蚀得相当严重时，而盐酸中的铁片似乎没有太大的变化。这一现象让他们感到非常诧异，一时无法解释。我马上意识到这是一个良好的教学契机，于是提醒他们继续观察铁片，第三天，铁片果然又发生了变化，盐酸中的铁片开始了严重的锈蚀，程度一点也不亚于食盐水中。同学们用相机如实地记录了这些变化，并编辑到小组的电子演讲稿中，他们当时还是无法解释原因。教师也没有帮他们解答，而是建议他们把这个问题在交流中向全班同学提出，共同探讨。学生虽然学习过金属腐蚀的原理，这个有点“意外”的实验现象也是不容置疑的，那么怎样解释呢？由于这个问题是来自学生的实验观察，它就比来自课本中的问题显得更加真实而深刻。果然这样一个有冲击力的问题引起全体同学的很大兴趣，讨论相当热烈。最终师生运用有关金属“析氢腐蚀”和“吸氧腐蚀”的知识顺利地解决了它。这样的交流讨论，不仅解决了该小组的疑惑，所有学生对金属腐蚀的理解都变得更加深刻了。 可见，从“课堂教学”到“课题研究”再到“课堂交流”，实现了从“理论”到“实践”再到“理论”的升华。 同样，在铁片生锈情况的观察、水果电池的制作、电动势的测定、金属保护的方法等课题的交流和讨论中，学生们深感他们的研究结果相互得到了验证。如“电动势的测定”小组通过不同的曲线反映了不同电极材料、不同电解质溶液对电池电动势的影响，得出了与“电池的制作”小组极为相近的结论。学生看到了在不同现象背后相同的科学本质，他们可以从更深更大的范围来理解教学主题。 3.通过课堂交流，展现科学探究的精神内涵 开展研究性学习，就是要改变学生的学习方法，让他们在探究的过程中，掌握科学的方法，养成科学的态度，得到深化的知识。 因此“课题研究”之后的“课堂交流”不能仅仅局限于教学主题知识层面的讨论和理解，更应注重学生科学素养的提升。如何让学生那些感性的体验上升为科学的素养，我觉得必须善于发现并捕捉课题研究过程中有价值的教学资源，并在交流中加以引导。 例如，有两个小组都是研究“金属的保护方法”，他们在实验中都有这样的设计：取三块同样的钝铁片，一块缠上铜丝，一块缠上铝丝，还有一块做对照。将以上材料都浸在盐水中观察现象。他们很快发现第一块铁最先生锈，第二块一直没有明显改变。这样的现象是很正常的，因此他们认为实验已经完成，其中一个小组很快拆除了装置，另一个小组无意中晚了几天才去拆除，结果竟发现第二块铁片上缠绕的铝丝完全变成了一堆白色的粉末，而铁片以后也慢慢出现了锈迹。这一意外的收获才使学生看到了实验的真正结果。我安排两个小组先后在课堂交流，不仅组织了对现象本身以及金属保护问题的讨论，还引导学生们探讨了“两组实验的得与失”，“给了你哪些启示”，“如何才能探究到事实真相”以及“如何做好实验观察和记录”“如何分析实验现象”“充分尊重实验事实”“发现问题，大胆质疑，善于交流分享”等问题。因为这些都是科学探究的重要精神内涵。 在有关“水果电池制作”的讨论中，我着重引导学生讨论了“定量地分析”“控制好变量”等科学研究的方法。 通过“课题研究”，学生们亲历了科学探究的过程，切身感悟到化学科学的奇妙莫测，体验到其中的困惑、顿悟、苦恼、喜悦……所有这些是一般课堂教学难以囊括的。无论是在探究过程中还是在课堂交流中，我都注重引导学生去体会、去反思、去分享，使感悟上升为内在的素养。只有这样，我认为研究性教学才不会只是注重探究过程的操作程序和方法，而忽视它所蕴涵的科学精神，失去它本身的意义。
