新課程化學(xué)實驗微型化、趣味化的研究開題報告.doc

課題名稱：新課程化學(xué)實驗微型化、趣味化的研究課題負(fù)責(zé)人：李德慶（陽泉市教研室化學(xué)學(xué)科教研員）小組成員： 李 鋒(高中化學(xué)教師)趙建國 (高中化學(xué)教師，團(tuán)委書記)王建秀（高中化學(xué)教師）霍紹周（高中化學(xué)教師，政教主任）劉慧霞（高中化學(xué)教師）李會林（高中化學(xué)教師）參加單位：陽泉市教研室陽泉市第十七中學(xué)高中化學(xué)教研組課題研究的對象：陽泉市第十七中學(xué)所有高一學(xué)生，在平行編班的情況下，抽取兩個班進(jìn)行微型化學(xué)實驗教學(xué)研究。課題研究的目的和意義：1、凸顯高中階段的化學(xué)實驗內(nèi)容，目的明確，具有一定的可操作性。本課題研究以高中化學(xué)新課程課程標(biāo)準(zhǔn)為依托，以基礎(chǔ)教育課程改革的發(fā)展方向為指導(dǎo)，以服務(wù)教學(xué)為目的，以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、創(chuàng)新能力為宗旨，根據(jù)教材內(nèi)容和教材要求，合理選擇微型化學(xué)實驗，科學(xué)安排，使人人可動手，個個會動手。2、微型化學(xué)實驗的基本特征是儀器微型化，試劑微量化。在微型化的儀器裝置中進(jìn)行的實驗，其試劑用量是常規(guī)實驗的十分之一至千分之一，使學(xué)生能放下怕爆炸，怕灼傷的恐懼心理，既能大膽的實驗，又能認(rèn)真仔細(xì)地操作。試劑微量化，可以節(jié)省實驗經(jīng)費，增大試驗的開出率，擴(kuò)大實驗的普及面。3、充分挖掘現(xiàn)有的教學(xué)資源。微型化學(xué)實驗儀器的選擇也不一定是千篇一律，可要求學(xué)生從日常生活中尋找一些替代性的實驗儀器，如：青霉素瓶、可樂瓶，輸液塑料瓶，一次性注射器、塑料軟管、去掉筆尖的廢舊鋼筆等等。4、體現(xiàn)綠色化學(xué)的新理念。隨著社會的不斷發(fā)展，人們的經(jīng)濟(jì)環(huán)保意識越來越強(qiáng)，用盡量少的試劑做實驗，既節(jié)約開支，又能避免污染環(huán)境，它體現(xiàn)了化學(xué)實驗由“粗放型”到“集約型”發(fā)展趨勢。5、有利于提高學(xué)生的動手能力，以及教師的業(yè)務(wù)能力。微型化學(xué)實驗的開展，可以讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的全過程，也使實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論的不確定因素明顯增多，對于教師在知識水平、教學(xué)能力、管理能力、研究能力等方面均提出較高的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢：微型化學(xué)實驗運用于中學(xué)教學(xué)的研究并非是一帆風(fēng)順，在微型化學(xué)實驗引入中國的前5年，其發(fā)展是相當(dāng)?shù)木徛?，微型化學(xué)實驗運用于中學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展是在1998年以后，近十年在化學(xué)教學(xué)中刊發(fā)論文的數(shù)量是高速增長，顯示了近年來在此領(lǐng)域優(yōu)良的發(fā)展勢頭。近20年以來微型化學(xué)實驗的研究已經(jīng)遍布我國17個省、直轄市和自治區(qū)，覆蓋全國55%的區(qū)域。其中江蘇、浙江、廣西3個省、自治區(qū)的作者總數(shù)為19人，占了總作者人數(shù)的50%，成為微型化學(xué)實驗運用于中學(xué)教學(xué)領(lǐng)域刊文的核心區(qū)域，顯示出這些省份較為重視微型化學(xué)實驗的研究，其省內(nèi)相關(guān)大學(xué)和一線教師在此領(lǐng)域的研究處于領(lǐng)先水平。對此表的分析還表明，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的微型化學(xué)實驗運用于中學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的研究差異并不十分明顯，例如經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)廣東省、山東省其微型化學(xué)實驗研究成果和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)廣西、貴州、甘肅持平，從另一個角度而言，微型化學(xué)實驗的發(fā)展不完全受制于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，經(jīng)濟(jì)水平并不會成為微型化學(xué)實驗發(fā)展的制約因素，中國各個地區(qū)無論經(jīng)濟(jì)水平優(yōu)劣，都有發(fā)展微型化學(xué)實驗的巨大的潛力，這樣的統(tǒng)計結(jié)果也從側(cè)面論證了微型化學(xué)實驗所具有的節(jié)約試劑、成本低廉、操作簡便的優(yōu)勢。關(guān)于微型化學(xué)實驗運用于中學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的研究主要集中在大中專院校尤其是師范類大中專院校，中學(xué)一線教師的研究也占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋壤?。微型化學(xué)實驗的研究需要理論聯(lián)系實踐，大中專院校的研究是微型化學(xué)實驗的指導(dǎo)理論和具體實踐并重，不僅高屋建瓴的對微型化學(xué)實驗運用于中學(xué)教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行理論的統(tǒng)籌帷幄，同樣也對微型化學(xué)實驗的儀器改進(jìn)、設(shè)計以及教學(xué)中的運用進(jìn)行了的研究和論證。例如北京大學(xué)化學(xué)系宋心琦教授的關(guān)于發(fā)展和推廣微型化學(xué)實驗的一點看法以及杭州師范大學(xué)周寧懷教授的一類氣體制備與系列反應(yīng)的微型裝置等。中學(xué)教師對此領(lǐng)域的研究，主要涉及到高中教學(xué)中具體實驗的微型化。例如乙炔的實驗室制取及其性質(zhì)實驗微型化改進(jìn)等論文。微型化學(xué)實驗仍在不斷探究與摸索，微型化學(xué)實驗的發(fā)展依然需要高等教育機(jī)構(gòu)的專家和一線教師的通力合作?；瘜W(xué)教學(xué)中發(fā)表的有關(guān)微型化學(xué)實驗的38篇論文，作者總數(shù)是66人，其中2人以及2人以上合著論文共計20篇，占52.7%，說明合作研究是微型化學(xué)實驗研究的趨勢。一線化學(xué)教師與高等院校學(xué)科專家的交流與合作、一線教師之間的交流合作、相關(guān)高等院校之間專家的交流合作，這3種交流方式，在上述刊文中均有所體現(xiàn)，這也是微型化學(xué)實驗發(fā)展的必然方式。整合高校專家學(xué)者的理論思維以及一線教師的信息反饋是微型化學(xué)實驗發(fā)展的良好途徑。微型化學(xué)實驗的設(shè)計改進(jìn)主要集中于元素化合物部分，其中堿金屬、鹵族元素、氧族元素、烴以及幾種重要的金屬幾個章節(jié)所占比例較大。對比常規(guī)實驗，微型化學(xué)實驗在保證實驗效果的同時，能夠較好的彌補(bǔ)常規(guī)實驗的不足。例如氫氣的燃燒和爆鳴實驗，微型化學(xué)實驗?zāi)軌虺浞直ＷC實驗的安全性，圓滿的實現(xiàn)該實驗所承載的教學(xué)目標(biāo)。上述微型化學(xué)實驗的設(shè)計與改進(jìn)，主要集中在高一和高二兩個年級的演示實驗，重點集中在H 、Cl、 C、 O、 Na、 S、 Fe等元素 ，這與中學(xué)化學(xué)知識點多少分布以及難易程度的分布是相吻合的。上述實驗改進(jìn)涉及了化學(xué)學(xué)科所有的四個年級，包含了元素化合物實驗以及化學(xué)理論的探究和驗證實驗，同時包括了無機(jī)實驗和有機(jī)實驗，從這個層面可以看出微型化學(xué)實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的適用性，大部分的常規(guī)實驗均有微型化改進(jìn)的可能，表明微型實驗運用于中學(xué)教學(xué)領(lǐng)域仍具有較大的發(fā)展空間，常規(guī)實驗可以從藥品微量化、儀器微型化、操作安全化等不同方面進(jìn)行改進(jìn)，有思考的可能，就有微型化學(xué)實驗發(fā)展的空間。微型化學(xué)實驗的快速發(fā)展有目共睹，其表現(xiàn)在如下方面：1、微型化學(xué)實驗的發(fā)展從全國范圍來講比較均衡，沒有因為經(jīng)濟(jì)原因出現(xiàn)類似信息技術(shù)與化學(xué)課程整合的區(qū)域不均衡發(fā)展，從表1可以看出全國超過50%的地區(qū)都在化學(xué)教學(xué)中發(fā)表了相關(guān)文章，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的省份從刊發(fā)論文數(shù)的角度并沒有太過顯著的區(qū)別。從這個角度也可以反映出微型化學(xué)實驗本身具有的經(jīng)濟(jì)、微型、簡易、方便的特性。顯示了微型化學(xué)實驗進(jìn)一步發(fā)展的潛力，尤其是對經(jīng)濟(jì)條件欠發(fā)達(dá)，無法滿足學(xué)生進(jìn)行常規(guī)、常量實驗教學(xué)的地區(qū)，引進(jìn)微型化學(xué)實驗在經(jīng)濟(jì)上更具優(yōu)勢。2、微型化學(xué)實驗研究在近5年來取得高速的發(fā)展，有化學(xué)教育者做過2001年2005年關(guān)于3種中等化學(xué)教學(xué)類期刊實驗改進(jìn)研究的情報分析，數(shù)據(jù)表明，5年間三種中等化學(xué)教學(xué)類期刊化學(xué)教學(xué)、化學(xué)教育、中化參刊發(fā)了147篇實驗改進(jìn)研究論文，里面有關(guān)微型化學(xué)實驗的研究卻僅僅有7篇，無論從數(shù)量還是比例而言，微型化學(xué)實驗的研究未成為主流。此時對化學(xué)教學(xué)進(jìn)行分析，5年來刊發(fā)的有關(guān)微型化學(xué)實驗的論文數(shù)量為15篇，無論從數(shù)量還是所占的比例都大大超過前5年的3家期刊刊發(fā)論文總和。微型化學(xué)實驗的發(fā)展不僅體現(xiàn)在論文數(shù)量，更是體現(xiàn)在微型化學(xué)實驗研究的廣度和深度上?；瘜W(xué)教學(xué)有關(guān)微型化學(xué)實驗的刊文，包括微型化學(xué)實驗理論研究、微型化學(xué)實驗設(shè)計與改進(jìn)研究、微型化學(xué)實驗與課堂教學(xué)研究、國外微型化學(xué)發(fā)展介紹、標(biāo)準(zhǔn)微型化學(xué)實驗儀器設(shè)計研究、微型化學(xué)實驗刊文情報分析，涵蓋了微型化學(xué)實驗運用于中學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的各個方面，5年來有關(guān)微型化學(xué)實驗的研究的論文無論是從數(shù)量、深度、廣度都達(dá)到歷史的最高峰，這樣高速的發(fā)展無疑會促使微型化學(xué)實驗更快走向成熟。任何新興事物的發(fā)展都不可能是一帆風(fēng)書、波瀾不驚的，微型化學(xué)實驗同樣如此，此次的情報分析，能夠發(fā)現(xiàn)微型化學(xué)實驗發(fā)展過程中的些許問題，現(xiàn)整理如下：1、微型化學(xué)實驗作為近20年興起的化學(xué)實驗方法，其發(fā)展依舊屬于探索階段，常規(guī)化學(xué)實驗，發(fā)展歷程久遠(yuǎn)且相對成熟，計算機(jī)模擬化學(xué)實驗的發(fā)展也經(jīng)歷過高峰和低谷。常規(guī)化學(xué)實驗、微型化學(xué)實驗、計算機(jī)模擬實驗三者從培養(yǎng)實驗技能、完成教學(xué)目標(biāo)等方面的的系統(tǒng)比較文章很少。這三種化學(xué)實驗方式各有利弊，需要有研究者確定樣本、運用數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，這樣化學(xué)教師面對這三種形式的實驗時，才能揚長避短，使三種化學(xué)實驗方式的優(yōu)勢得到最大化體現(xiàn)。2、從刊文中分析可知，微型化學(xué)實驗的研究更多的是著眼于具體實驗的改進(jìn)，其研究的對象是微型化學(xué)實驗本身，很少將微型化學(xué)實驗視為教學(xué)的工具，把運用微型化學(xué)實驗的教學(xué)設(shè)計作為研究對象，即如何運用微型化學(xué)實驗作為教學(xué)手段完成化學(xué)課堂的教學(xué)目標(biāo)，此類文章數(shù)量較少。在相關(guān)情報分析中，僅有1篇涉及，即蘇州的化學(xué)教師姚明站的微型實驗探究教學(xué)設(shè)計為我們指出了這類研究的方向，這也是微型化學(xué)實驗在化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域發(fā)展需要重視的課題。3、微型化學(xué)實驗專家和一線教師的合作交流不多，一共38篇論文中，僅僅有1篇論文是由高等院校專家和一線化學(xué)教師合作完成的。作為蓬勃發(fā)展的微型化學(xué)實驗，一線化學(xué)教師需要從領(lǐng)域?qū)＜夷抢锏玫嚼碚摵蛯嵺`指導(dǎo)，相關(guān)的專家學(xué)者同樣需要一線化學(xué)教師的交流反饋，獲得微型化學(xué)實驗運用于教學(xué)的直接信息，注重學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜液鸵痪€教師的合作交流，是微型化學(xué)實驗進(jìn)一步發(fā)展的必經(jīng)之路。微型化學(xué)實驗作為正在發(fā)展中的化學(xué)實驗方法，發(fā)展的歷程一定會有高峰和低谷，也必然有其發(fā)展的瓶頸，和任何新興的事物發(fā)展一樣，如何充分發(fā)揮微型化學(xué)實驗的優(yōu)勢，彌補(bǔ)相應(yīng)弊端，突破其發(fā)展瓶頸，讓微型化學(xué)實驗走進(jìn)課堂成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)有效載體，這是每一個化學(xué)教師、微型化學(xué)實驗研究者應(yīng)當(dāng)思考的問題。課題研究的理論依據(jù)1、素質(zhì)和概念及其內(nèi)涵實施素質(zhì)教育先必須弄清素質(zhì)這一基本概念，我們認(rèn)為素質(zhì)是指人的生理、心理的基本屬性及其在此基礎(chǔ)上，通過人的社會實踐逐漸積淀的相對穩(wěn)定的基本品質(zhì)，它既包括可以開發(fā)的學(xué)生身心潛能，又包括社會發(fā)展的物質(zhì)文明和精神文明成果在學(xué)生身心結(jié)構(gòu)中的變化。從教育的角度來分析素質(zhì)的內(nèi)涵，學(xué)生素質(zhì)具有內(nèi)在與外在的統(tǒng)一性，穩(wěn)定與發(fā)展的統(tǒng)一性，自然與社會的統(tǒng)一性，個性與共性的統(tǒng)一性等特點。2、唯物主義世界觀的理論辯證唯物主義認(rèn)為“世界是物質(zhì)的”、“物質(zhì)是變化的，、“物質(zhì)是矛盾的統(tǒng)一體”、“物質(zhì)的變化是內(nèi)因和外因共同影響的結(jié)果”。面向21世紀(jì)的教育，應(yīng)該初步確立科學(xué)的物質(zhì)觀，逐步樹立尊重事實、崇尚科學(xué)、反對迷信的觀念。3、教育心理學(xué)關(guān)于智力結(jié)構(gòu)的理論我國著名心理學(xué)家朱智賢教授指出：智力是一種綜合的認(rèn)識方面的心理特征，它主耍包括：感知記憶能力，特別是觀察力。抽象概括能力，也就是邏輯思維能力以及想象力，是智力的核心成分。創(chuàng)造力，是智力的高級表現(xiàn)，它往往是在動手能力和實踐能力中得以升華的。4、我國基礎(chǔ)教育課程改革發(fā)展的方向1999年1月，國家教育部基礎(chǔ)教育司宣布正式啟動新一輪基礎(chǔ)教育課程改革，提出了建立“學(xué)本課程”的課程改革目標(biāo)的新理念，就是要實現(xiàn)“課程形態(tài)”的轉(zhuǎn)換，使學(xué)生能夠主動地、創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)。明確提出了構(gòu)建“核心課程”“擴(kuò)展課程”的新課程結(jié)構(gòu)。擴(kuò)展性課程的主要職能：圍繞核心課程，以綜合性主題實踐，專題研究等研究性、探索性、體驗性學(xué)習(xí)方式進(jìn)行。著重培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決問題及創(chuàng)新的能力。著名化學(xué)家戴安邦先生生前十分重視微型化學(xué)的研究和推廣，并親自為“中國微型化學(xué)實驗中心”提詞。課題主要研究內(nèi)容、方法1、討論法：通過學(xué)習(xí)新教材新課標(biāo)，實驗組教師集體研究討論微型化學(xué)實驗的內(nèi)容。2、歸納法：通過教學(xué)實踐歸納出微型化學(xué)實驗實施的方法和途徑。3、調(diào)查法：調(diào)查學(xué)校和學(xué)生家庭及生活中有哪些可被利用的實驗教學(xué)資源。4、對比實驗法實驗假設(shè)：充分體現(xiàn)學(xué)生主體性的系統(tǒng)教育教學(xué)模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、社會實踐及社會適應(yīng)能力。實驗組：陽泉市第十七中學(xué)高一個特優(yōu)班和一個普通班控制組：其余四個平行班前期測試：參照上屆學(xué)生畢業(yè)實驗操作成績。實驗因素：實驗組成員對課改方向的認(rèn)識，主試教師在教學(xué)中進(jìn)行化學(xué)實驗的教學(xué)思路，學(xué)生社會實踐的引導(dǎo)和參與。研究工作的步驟與計劃第一階段：準(zhǔn)備啟動階段(2011年6月至2011年8月）1、關(guān)注課改動態(tài)和教育發(fā)展的形勢，加強(qiáng)與外地同行的協(xié)作與交流，搜集相關(guān)信息、資料，做好課題的選題、論證、申報等一系列前期準(zhǔn)備工作。2、成立課題研究小組并明確分工，討論制訂學(xué)習(xí)與研究的具體方案和課題實施的階段性計劃。3、組織課題組成員以多種形式學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育科研、教育科研指南、現(xiàn)代教育理論、化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）、微型化實驗在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的運用、現(xiàn)代教育科學(xué)研究方法，并及時在網(wǎng)上下載相關(guān)課改文章供課題組成員學(xué)習(xí)，不斷提高教育科研理論水平和研究實驗?zāi)芰Α５诙A段：實驗實施階段(2011年9月至2012年1月）1、課題組成員按照課題分工和實施方案分頭開展工作，并根據(jù)自己承擔(dān)的實驗內(nèi)容，確定相應(yīng)的重點，使課題研究有序進(jìn)行。2、開齊、上足實驗課程，改變課堂演示實驗和學(xué)生分組實驗的傳統(tǒng)模式，做到教師演示與學(xué)生嘗試相結(jié)合，積極探索師生共演、師生共研和學(xué)生自演的開放式實驗新路子。3、在儀器微型化、試劑微量化、現(xiàn)象最大化、教學(xué)綠色化的原則基礎(chǔ)上，探索微型化學(xué)實驗儀器的設(shè)計、制作。4、充分挖掘現(xiàn)有實驗儀器資源，收集、選擇、整理微型化學(xué)實驗儀器。5、組織學(xué)生進(jìn)行化學(xué)小論文、小實驗、小制作競賽，提高他們的實踐能力。6、10初進(jìn)行一次整理資料。做好階段性總結(jié)7根據(jù)課題研究的進(jìn)展情況，開展一次中期匯報工作，接受上級領(lǐng)導(dǎo)和市教科所真心實意的檢查與指導(dǎo)。第三階段：鞏固提高階段（2012年2月至2012年5月）本階段是課題研究的主要階段。在此階段，不僅是上一階段工作的簡單重復(fù)，而是研究層面上的一次“升華”。1、課堂教學(xué)是課題研究的主戰(zhàn)場，每學(xué)期課題組教師每人必須開一至二節(jié)課題研究實驗課，由學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和教科研骨干聽課并作具體指導(dǎo)。2、課題組成員及試驗班級經(jīng)常進(jìn)行情況反饋和經(jīng)驗交流，及時“刷新”實施方案。在研究過程中結(jié)合研究實際，積極撰寫論文。在課題組例會上交流，并參加各級論文評選，或向報刊、雜志投稿，把課題研究成果推向社會。3、根據(jù)課題研究的進(jìn)展情況，開展一次中期匯報工作，接受上級領(lǐng)導(dǎo)和市教科所真心實意的檢查與指導(dǎo)。第四階段：應(yīng)用總結(jié)階段(2012年6月至2012年7月）1、參加課題研究的教師把試驗過程中的有關(guān)情況（包括體會、教案、教具進(jìn)行分類、整理、分析，做好課題資料的歸檔工作。）2、編輯，刊印課題研究過程中撰寫的有一定理論水平和指導(dǎo)意義的論文及各級獲獎?wù)撐摹?、通過各種途徑對前兩屆實踐畢業(yè)生進(jìn)行追蹤回訪，認(rèn)真聽取他們對微型化學(xué)實驗研究的看法和成果評價。課題參加人員的組成和專長1、本課題總負(fù)責(zé)人李德慶同志，為市化學(xué)學(xué)科教研員，對化學(xué)教學(xué)研究有著豐富的經(jīng)驗，同時對于教學(xué)實驗的改進(jìn)有著濃厚的興趣。2、主要參與者李鋒同志，現(xiàn)任陽泉市第十七中學(xué)化學(xué)教師，具有中學(xué)一級教師職稱，是陽泉市1518工程學(xué)科帶頭人，22年教齡有豐富的教育教學(xué)實驗經(jīng)驗和較高的研究水平，較強(qiáng)的組織協(xié)調(diào)能力和對教育事業(yè)無限熱愛的奉獻(xiàn)精神3、有學(xué)校團(tuán)委書記和政教主任參與。對于教育教學(xué)管理方面經(jīng)驗豐富，對于組織學(xué)生進(jìn)行實驗的改進(jìn)方面有著非常大的幫助。4、有陽泉11中高級教師王建秀同志參與，她對化學(xué)實驗的改進(jìn)有豐富的經(jīng)驗。4、李會林老師是一位富有激情、具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的年輕骨干教師，本次課題研究的陣地主要在李會林老師所帶的高一年級進(jìn)行，第一手的資料將由李會林老師提供。5、學(xué)校提供了必要的教研經(jīng)費和良好的教研環(huán)境。 課題分工：該課題為“新課改背景下的中學(xué)微型化、趣味化化學(xué)實驗研究”目的是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實踐能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。本課題僅研究必修1和必修2中涉及到的實驗的實驗。1、理論研究新課改背景下學(xué)校的教育教學(xué)管理 （研究者：