立项号

2016XKT-ZXHX006

课题名称

中学化学实验设计与创新研究

负责人

谢立选

工作单位

周至三中

结题报告

关键词

高中教育  化学实验  创新

结题

报告

摘要

化学实验是化学教学以及化学学科中极其关键与重要的组成部分。我国义务教育阶段《化学课程标准》指出探究活动应作为学生学习化学的重要方式，这就要求化学实验设计在体现化学知识与技能目标的同时，更要突出过程与方法、情感态度与价值观的目标取向，突出探究性实验内容的编排和注重过程的科学化设计。而课本现有实验往往存在一些不足，如现象不明显、药品使用量过大、实验成本太高、实验耗时等缺点，使得在实际操作过程中并不能达到预期效果。本课题利用理论联系教学实践研究的方法，通过查阅大量相关资料，集体研讨，实现了对课本现有的学生实验和演示实验进行重新设计与创新研究，并成功将创新后的实验与教学相结合，效果良好。

结

题

报

告

一、课题背景及界定

1.化学试验创新背景

我国义务教育阶段《化学课程标准》指出探究活动应作为学生学习化学的重要方式，这就要求化学实验设计在体现化学知识与技能目标的同时，更要突出过程与方法、情感态度与价值观的目标取向，突出探究性实验内容的编排和注重过程的科学化设计。目前我国中学化学实验研究活动较受重视也较普遍。

我国著名化学家戴安邦先生曾经指出：“化学实验是实施全面教育的一种最有效的形式，是化学学科素质教育的有效组成部分。化学实验以其丰富的内涵，在培养学生素质中发挥独特的功能和作用。”新课程实施以来的教学实践也证明，化学实验不仅是中学化学教学内容的重要组成部分，也是教师教、学生学化学的重要方法，是落实三维教学目标的有效途径。

结题报告

化学课程标准指出：教师在教学中应高度重视和加强实验教学，充分发挥实验的教育教学功能。应根据实际情况合理地选择实验形式，有条件的学校，可较多地采取学生动手实验的形式，增加学生进行实验操作和实验探究的机会；目前条件有限的学校，可采取教师演示实验或利用替代品进行实验，鼓励开展微型实验、家庭小实验等。在实验教学中，应重视培养学生的实验安全意识，形成良好的实验习惯。重视培养环境保护意识，树立绿色化学思想。

化学实验也是高中化学课程的重要组成部分，人教版高中化学教材对化学实验内容以集中和分散两种方式加以组织．第一种是将实验穿插在《化学１》、《化学２》、《化学与生活》、《化学与技术》、《物质结构与原理》、《化学反应原理》、《有机化学基础》等相应模块中，分别以“实验”、“科学探究”、“实践活动”等各种形式呈现；第二种是《实验化学》作为一门独立的课程，首次把实验作为一个独立的部分列出来。在该课程模块中增加了定量实验和化学实验设计的内容，介绍了现代化学实验技术、绿色化学的基本思想，并十分注意培养学生的环境保护意识。目的是让学生系统掌握实验的基本操作方法，体验实验探究的基本过程，认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用，提高化学实验能力。化学是一门实验科学。中学化学实验教学从感性到理性、从具体到抽象、从简单到复杂，适合中学生的身心特点，符合学生的认知规律。化学实验对于激发学生的学习兴趣，帮助他们形成化学概念，巩固化学知识，获得化学实验技能，培养实事求是、严肃认真的科学态度，训练科学方法具有重要意义，在培养和提高学生的科学素养方面发挥着重要作用。

2.我校在化学实验教学中遇到的问题

目前中学化学教材中使用的实验均为经典的化学实验，从为教学服务这一层面上来说其设计都是合理的，也是比较好的实验方法，但其前提就是必须有良好的实验条件（仪器、药品、实验环境）。例如：有些演示实验产生有毒有害气体，需在通风橱中进行（如硫在空气中燃烧产生有毒的二氧化硫气体），而我们学校不具备这样的条件，更不能采取边讲边实验的教学方式。

实验方案本身也存在某些问题与不足：

（1）有部分实验存在实验现象不明显、药品使用量过大、实验成本太高、实验耗时过长、不能很好地反映定性与定量的关系、安全性不高、对环境污染较大等缺点；

（2）一部分实验条件要求很高，很难在课堂上完成；

（3）大部分实验是验证性的，学生感到枯燥乏味没有学习的兴趣。

由于以上实验方案的不足，有时会影响课堂进程或未能达到原有的实验目的及效果。因此，改进与更新实验方案，优化教学设计，使实验教学与探究学习融合起来，不但让学生获得知识，学到技能，而且让学生受到科学方法、科学思维的训练，落实三维教学目标，实现实验的教育教学功能是非常必要的。

3.课题界定

本课题界定为高中三个年级现行新教材中的演示及学生实验。对改进与创新界定为：现行大部分实验方法案总体趋于合理，可根据我校高中实验教学的具体情况进行生活化改进，绿色化改进，人文化改进，探究型改进，根据教材教学的需要进行创新实验研究。

二、理论依据及意义

《化学新课程标准》及化学学科的特点。在课程总目标中提出：学习科学探究方法，发展学生自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用化学知识和科学方法解决一些问题。化学实验改进与创新能很好地激发学生学习化学的兴趣、创设生动活泼的教学情景、培养学生科学的态度和价值观以及良好的科学素养。

三、研究的目标、内容、方法、步骤及过程

1.目标

（1）通过对高中化学实验材料的系统化研究、编排与整理，建立科学、安全、简约、绿色的高中化学实验课程体系，更新教学观念，改进化学实验教学现状，提升化学教学质量。

（2）通过课堂实验的创新与改进，使实验趣味化，科学化，有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法、加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力；

（3）它对培养学生的创新实践能力，提高学生的科学素养，促进学生的全面发展有着很重要的作用。因此，开展本课题研究，对于深化高中化学课程改革具有重要意义。

（4）通过该课题的研究能够丰富教学理论中的创新实验教学理论，大胆地开创化学实验教学的新局面。拓宽教师的教学思路和学生的学习思路。

2.内容

（1）现行化学教材上的所有实验。

（2）教材上所列“家庭小实验”。

（3）《化学课程标准》上所提供的实验案例，《教师教学指导用书》上所推荐的实验案例。

（4）其它资料上的所提供的优秀案例。

（5）教师和学生创新出来的实验。

3.方法

本课题利用理论联系教学实践研究的方法，先通过个人查阅相关资料，随后集体研讨，形成相关理论材料后，利用演示实验和学生实验与教学相结合，同时，开展实验研究性学习和组织学科兴趣小组活动，最后，由教师制定实验教学策略并撰写论文。

4.步骤及过程

（1）2016.12～2017.1，召开专门研讨会议，明确研究方向，确定研究专题；制订专题研究方案与实施计划；进行有关培训。

（2）2017.1～2017.4，对化学必修1、必修2、选修4、选修5中的实验进行认真研究，提出改进建议或完善方案。

（3）2017.4～2017.5，重点研究实验创新。即根据学生学习的需要，可利用课时时间或课外时间增设少量必要的实验（有的是补充，有的是替代教材上的实验）。化学教师要研制具体的实验方案，并在实验方案中详细阐明增设该实验的必要性。并形成第二阶段的阶段性总结即高中化学实验创新方案集。

（4）2017.5～2017.6，通过课堂展示、检验研究成果。

（5）2017.6，总结阶段：形成“中学化学实验设计与创新研究”专题研究总结报告，并将成果提交有关的教育媒体，争取公开发表。

四、研究结果与成效

1.成果介绍：

形成了高中化学实验创新方案集；教学设计；教学反思；教学论文；课题组成员讨论活动（照片）；学生课堂探究活动（照片）。

2.促进了教师的专业发展

通过本课题的研究，教师的教学理念和课改理念得到提升。对培养学生动手能力的认识有了更深一步的了解；同时，教师的课堂教学能力得到提高，教学观念、教学行为开始转变，课堂教学的探究式和开放性更突出；其次，教师的教研能力得到提升。在小课题的实施中，锻炼了我校化学教师队伍，使课题组成员的课题意识、课改意识得到加强，科研水平得到提高。

3.学生的综合素质得到进一步提高

通过本课题的实施，不但培养了学生的动手能力，提高了学生对化学学习中化学现象的观察能力和分析能力；而且，课堂上学生的学习方式得到转变，学生自主探究、合作交流等能力得到显著提高。

五、存在问题及改进

在半年多的课题研究中，我们取得了一些成绩，但反思整个研究过程，也存在很多的问题和困惑。由于课业负担较大，重知识，轻实验的现象任然存在，有很多学生实验并未实施；其次，由于长期重知识，轻实验的事实，学生动手能力，我们任然要花很大工夫去教和纠正学生的基本操作，往往本末倒置。因此，在今后的教学过程中，需要格外注重教学实践。课本上的学生实验要求任课老师必须带领学生完成，在老师的指导下，通过多加练习的方法，不断提高学生的实验能力和动手能力；同时，在今后的工作中，注重联系生产与生活实际，继续发展创新实验的探究，开发绿色化学实验。希望各位专家能够提出宝贵的意见。

参考文献

[1] 张京力，王林芳。对银镜反应的一点改进，中学化学教学参考，1995，7，27.

[2] 刘正贤. 《中学化学实验大全》. 上海教育出版社. 1992, 11.

[3]《化学新课程标准》.

[4]《实验教师优秀实验教案选》.