化学教学中研究性学习的探索和实施

张 雄 刚

研究性学习，是指学生在教师指导下，从自身生活、社会生活以及所学学科知识中选择和确定研究专题，以类似科学研究的方式，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。通常可以大致分为探索性实验课题、课外扩展性学习、现实生活中化学知识的应用、新科技问题前沿探索的学习报告、研究报告、社会调查等几种不同类型。这种活动突出了学生的主体意识，有利于学生发挥自主学习积极性，有利于学生发展创新思维，对培养学生创新意识和创新能力具有现实意义。本文就化学学科中开设研究性学习从实践探索的角度谈谈一些设想。
开展研究性学习的目标
研究性学习活动有利于培养创新精神和实践能力。
传统化学教学也要培养创新精神和实践能力，但是掌握化学基础知识和基本技能是一项很重要的任务，因此单靠传统的化学教学无法实现化学教学中渗透以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育。化学教学作为以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标取向的基础课程，它让学生通过带有研究性学习活动的课题实践，提出问题，收集材料，对研究性学习进行探索、分析、研究，最后基于问题解决模式，在实践操作中培养学生科学态度和价值观、创新精神和创新思维及创造能力，掌握科学研究的一般的基础的方法，提高实践操作、解决生活中与化学学习相关的实际问题的能力。
研究性学习活动有利于转变学生固有的学习方式。
研究性学习活动不同于一般教学中的课外活动，它不是主要学习书本知识，而是强调学生动手动脑的实践过程。它不是以接受性学习为主，主要依靠教师传授知识和技能，而是以研究性探索和学习为主，强调学生自主性学习行为和学习过程。当前化学教学中学生学习方式基本上是接受性学习。接受性学习是教师将要学习的内容以定论的形式呈现给学生，学生接受后将它们内化。这种方式常用于化学学习中事实性知识、技能性知识、规律性知识，但对于一些策略性知识、价值和态度、情感性知识，接受性学习就不能直接奏效。策略性知识包括从现实情感中归纳问题，提出假设，收集材料，分析判断，解决问题的思路和对策。价值和态度，情感性知识决定于个人的价值观，态度的价值取向和心理倾向。这些都必须通过学生实践、体验、内化成学生自身的经验。而依靠接受性学习很难取得成效，必须采取研究性学习活动方式，即在化学教学过程中，创设类似科学研究的情境，让学生通过主动的探索、实践、发现和体验，培养学生科学精神、创新思维、收集处理信息能力、分析问题和解决问题的能力。当前化学教学中接受性学习方式的普遍存在，无法适应培养创新精神和意义及实践能力的需要。而开展研究性学习的学习方式有利于转变学生固有的单一学习方式，使学生由单纯的接受性学习转变为可接受性学习和研究性学习相结合，使研究性学习成为学生自主性学习中一种常规学习方式。
研究性学习有利于发掘学生潜能和个性发展。
学生尽管有这样或那样的差异，但仍具有无限的学习潜能。传统的化学教学中没有适当的方式去开发学生潜能，相反强调接受、继承和积累，忽视研究、批判和创造，很多学生的聪明才智被扼杀。开展研究性学习活动为学生施展才能提供了巨大的舞台，有利于充分释放学生潜能。而研究性学习活动强调学生学习的自主性。学生可以根据自己的兴趣爱好，自主选择课题，自主独立进行研究，开展研究活动，在活动中充分发挥自己的特长，因此，研究性学习活动为学生个性发展提供了充分的空间，提供了适宜的学习条件和环境。
研究性学习有利于学生知识与能力的综合，理论与实践的结合。
研究性学习活动不同于化学学科竞赛及第二课堂活动，它的内容和对象不单纯属于化学学科，常常涉及理科综合（理、化、生）甚至文、理学科交叉。即须综合各方面的知识才能解决。它主要是在开展研究、解决问题时，需要学生根据课题要求，自己尝试探索和实践，进行比较分析，综合判断，演绎归纳，创造和想像，还要直接动手进行各项操作实践，与他人交流、协作，共同完成任务。通过研究性学习活动的开展，不仅可以获得不少间接经验，而且还可以获得更多直接经验，不仅在课堂上学习，而且在现实生活和实践中体验，从而实现理论和实践的结合。
开展研究性学习活动的实施原则
以学生发展为本。
现代教育思想认为“教学不应是单纯地传授知识，探索知识的过程及其方法以获得知识本身更重要。美国著名认识心理学家布鲁纳主张，教学过程中教师要向学生提供一定的材料，指导学生通过积极的思维，亲自探索和研究问题，使自己成为发现者。研究性学习活动必须体现以学生发展为本的人本主义思想，因此在活动实施中要考虑到从学生的兴趣爱好和学生实际出发选择课题，根据各年级段学生知识量和不同的心理特点安排活动内容和提出活动要求，尽可能让学生自主选择课题，以充分发挥学生主体作用和创造性。
提高学生科学素养。
研究性学习必须全面提高学生的科学素养，科学素养包括科学知识、科学态度、科学方法和科学精神。这有助于激发学生探索的热情，培养创新意识，避免思维的片面性。如在“科普报告：温室效应”的课题中，可以分析造成气温上升的原因主要是人类的活动还是地球本身的周期性变化这样两种学术观点；在活动中学生根据课题的问题进行独立思考，设计出解决问题的实验方案，并进行独立的实验操作，这都有利于学生科学素养的养成和培养。
适应未来社会发展需要。
教育是培养人的社会实践活动，教育应为社会发展服务。研究性学习必须明确体现社会发展的需求，符合社会发展的需要，并与现实生活相结合，强调实际运用。同样，化学教学中的研究性学习活动也必须与社会问题紧密联系，如能源利用问题、环境污染问题、资源利用问题等，都可作为研究性学习活动的内容。以增强社会责任感，提高对科教兴国的认识，关注人类的发展。
化学科学研究性学习的选题方向
开展研究性学习的关键在于选好研究课题，好的课题是成功的一半。化学学科中研究性学习的选题方向可以概括为以下几个方面：
在化学教学过程中所发现的问题中选题。
学生在学习化学知识的过程中，往往会提出与化学内容相关的疑问，教师要善于鼓励学生发现问题、提出问题，而研究性学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。因此教师要帮助学生收集整理提出的问题，并从中筛选确立研究课题，设计解决问题的方案，收集和分析资料，调查研究，实验操作并得出结论。如在讲硝酸的性质时，把铁屑放入浓硝酸中，不易观察到明显现象，这时我们说铁遇浓硝酸钝化了。钝化是否发生化学反应？怎样证明？又如铜与浓硫酸反应的演示实验中出现的异常现象，反应后的试管内有大量灰黑色沉淀产生（这是课本中未提及的现象），这灰黑色沉淀是什么物质？如何检验确定？等等。带着这些问题引导学生设计实验进行研究分析，从而得出正确的结论。
在化学与生活实验相结合中选题。
化学在人类生活中起到越来越重要的作用，我们的衣、食、住、行，无不与化学密切相关。因此我们的生活实际中选择确立研究课题，既能调动学生学习的兴趣，更能培养学生乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度，而且其中的课题素材也较为丰富。如农村饮用水的水质分析报告；农村使用化肥种类、有效成分测定、化肥使用对土壤影响的调查报告；废电池处理现状及改革方案研究；无磷洗衣粉使用情况分析；亚硝酸纳与食盐的简易鉴别方法的研究等等。
在收集化学相关资料中选题。
随着现代科技的发展，化学研究成果的应用也更为广泛，并对社会生产力的发展产生了巨大的推动作用。中学生应该了解这方面的内容，在现代科技发展成果中确立与化学有密切联系的课题。从报刊杂志、图书资料、Internet上查找材料，并加以收集、整理、筛选、归类，总结撰写成文。如目前正值高分子材料应用的热门阶段，除报刊杂志上不断有相关报道外，也可通过互联网检索查找相关资料，从中获取大量有关高分子材料的信息。通过对这些信息的鉴别和筛选，按高分子材料的简介、高分子材料的发展过程、高分子材料在材料科学、电子、信息、海洋科学、生命科学等方面的应用等不同的主题总结撰写出报告，从而培养收集、分析和利用信息的能力。类似的课题还有很多，如“纳米技术”的研究，超导材料的应用等等。
化学学科中研究性学习的研究方法
实验是化学学科实施研究性学习的主要方法。
化学本身就是一门以实验为基础的学科，因此实验也将成为化学学科实施研究性学习的主要方法，学生通过化学实验可亲身体验化学知识、定律、原理的形成和发展过程，通过物质间的反应来探索微观世界的奥秘。因此无论是解决化学学习中提出的问题，还是生活中的化学问题，如水质分析、化肥成份测定等都需要运用实验的方法进行研究分析，化学实验能为学生提供正确认识事物及其变化规律的实验事实。同时实验恰是学生学习生活中十分重要的实践活动。
调查探究是了解生活中化学的重要手段。
生活中的化学知识、化学变化十分丰富，关键在于学生去发现、去了解，通过调查研究、亲身体验、细致观察、深入探究才能不断发现新的知识、新的问题。如要完成《农村化肥使用的调查报告》，不深入农村、不具备化肥的基础知识，很难设计出合理的调查问卷，也难以保证调查报告的价值性。
搜集分析信息是研究和了解化学发展的前沿知识的最佳途径。
化学在现代科技发展过程中的应用推广及对化学新物质、新知识的了解，都是高中阶段书本和实验设备无法展示的，因此可以借助于众多媒体（特别是飞速发展的互联网媒体）中搜集分析信息，从中得以了解，有条件的学校还可以组织学生参观有关化工企业、