高良效高中化学教材中实验设计研究.docx
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高良效高中化学教材中实验设计研究
毕业论文
题目:
高中化学教材中实验设计研究
学生姓名:
高良效
学生学号:
0807010205
系别:
化学与化工系
专业:
化学
届别:
2012届
指导教师:
徐盼盼
目录
摘要
(1)
引言...
(2)
一、教材实验作用概述
(2)
(一)实验本身就是一种科学方法
(2)
(二)实现学生素质教育的重要过程(3)
(三)提升学生的智力水平(3)
二、教材中实验设计研究现状(3)
(一)国家对实验教材研究越来越重视(3)
(二)国内研究存在的问题(4)
三、以人教版2003版化学(必修)与人教版2007年版本化学(必修)为例研究高中化学教材中的实验设计(4)
(一)新旧教材实验对比(4)
1、03版与07版教材实验数目比较(4)
2、03版与07版教材实验的特点比较(5)
3、03版与07版教材实验内容设计比较(6)
(二)07版教材实验设计研究(6)
1、教材实验目标设计(6)
2、化学实验内容设计(8)
四、结论(9)
(一)研究结论(9)
(二)研究局限(10)
致谢(10)
参考文献(11)
高中化学教材中实验设计研究
——以人教版2003年版化学(必修)与2007年版化学(必修)为例
学生:
高良效
指导教师:
徐盼盼
淮南师范学院化学与化工系
摘要:
化学是以实验为基础的自然学科,所以化学实验是化学学习必不可少的一个环节。
本文以人教版2003年版化学(必修)与2007年版化学(必修)为例,在认真阅读新、旧两版人教版化学实验教材基础上,参考大量文献并进行分析、研究,本文分为:
教材实验作用概述、教材中实验设计研究现状、教材中实验设计、与结论四部分对教材中实验做初步的研究。
以求从教材着手提高学生学习化学的兴趣;增强学生的实验探究能力和应变能力;改变学生的思维定式、不好的学习方法和学习习惯;同时提高学生的化学成绩和化学实验成绩并提高教师的实验教学能力。
关键词:
教材对比;内容设计;探究性;研究性;兴趣
Highschoolchemistrytextbookexperimentdesignresearch
Student:
Gaoliangxiao
Teacher:
Xupanpan
HuainannormalcollegechemistryandChinese
Abstract:
Chemistryisnaturalsubjectbasedonexpeiment,sothechemicalexperimentisoneoftheessentialchemicallearninglink.Basedonthe2003editioncompilerschemical(compulsory)and2007versionofchemistry(compulsory)asanexample,theearnestreadingonnewandoldtwoversionofchemicalexperimentalteachingmaterialscompilers,basedonalargenumberofdocumentsandreferenceanalysis,research,thispaperwillbedividedinto:
overviewoftheteachingmaterials,statusofresearchofexperimentaldesigntextbooks,thedesignofexperimentteachingandconclusion,thusdoapreliminaryresearchintheteachingmaterialexperiment.Thepurposeofthispaperistoimprovethestudents'learninginterestinchemistry;Strengthenthestudents'experimentabilityandstraincapacity;changestudents'thinkingformulary,poorlearningmethodsandhabits;andatthesametime,improvestudents'gradesinchemistryandchemicalexperimentandtoimprovetheteachers'abilitytoexperimentteaching.
keywords:
teachingmaterialcontrasts;Contentdesign;Inquiry;Research;interest
前言
原有的实验教学的相对滞后使学生学习化学的兴趣下降,更为严重的是,它会影响我国新世纪公民的基本素质口面对目前学生的实际状况和社会发展的实际。
这就需要对实验教材进行研究分析,必须改变原来的化学实验教学内容以及教学的方式和方法,并指导建立与之相适应的评价体系[1],找出适合时代和学生发展的实验教学方案。
对实验教材进行研究的基础上对现在的实验教育体制、教材进行改革,促进实验教材、教学的更新。
本文以人教版2003版化学(必修)与人教版2007年版本化学(必修)为例进行初步研究(以下文中简称为03版与07版)。
一、教材实验作用概述
化学是以实验为基础的科学,它的发生与发展和实验息息相关,所以化学实验在化学教学中占有十分重要的地位。
(一)实验本身就是一种科学方法
化学现象的发生和发展是很复杂的,用文字叙述往往不易透彻地讲清和理解这些复杂变化的实质。
而通过对一些实验现象的观察、分析,有助于认识变化的实质,借以加深对教学内容的理解,达到提高教学质量的目的。
因为化学实验是化学起源和发展的根本,是人们根据研究的对象和研究的目的,创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施探究性实践活动的过程。
因此,化学实验过程本身就是认识与学习化学的过程[1]。
化学发展的历史也证明:
化学科学的任何一项重大的突破,无一例外地是经过化学实验而取得的。
学生在科学探究的过程中,通过发现的问题,再经过回忆总结己有的知识和经验、收集和整理信息,并在此基础上大胆假设或猜想,最后通过化学实验对提出的假设或猜想进行验证。
所以,化学实验不仅是学生进行科学探究时验证假设或猜想的主要方法,也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。
(二)实现学生素质教育的重要过程
当代国家素质教育的重点是培养学生的创新精神与创新理念,创新能力包括
对各类知识的认知能力,分析和解决问题的构思能力,寻找掌握知识、解决问题方法的新颖、奇特的应对能力以及独创的实践能力[2],现代社会的教育改革趋势对学生的创新能力培养已经不可阻挡。
创新意识与创新能力的培养不是纯理论的,它与教学实践过程有密切的关系。
培养学生创新能力的方法是多种多样的,而化学实验恰恰是培养学生创新能力的重要途径之一,也是最具有化学学科特色的途径。
教学过程中必须加强对学生化学实验的技能和能力的培养,使他们能正确地掌握化学实验的基本操作方法和技能;必须注意理论与实际的结合进行大胆的创新与想象,从而培养学生实事求是的学风、严肃认真的科学态度以及探讨问题的科学方法,并逐步提高学生的创新意识与能力.
(三)提升学生的智力水平
影响智力发展的因素包括:
智力因素、非智力因素、实践活动、环境教育。
化学实验就是一种实践活动它能帮助学生形成化学基本概念、理解化学定律和化学原理,有利于学生掌握物质知识和联系生产,实际培养学生的观察能力、分析和解决问题的能力以及思维能力[3]并教会学生正确地掌握实验的基本方法和基本技能,激发学生对科学的学习兴趣;培养认真细致、实事求是的科学态度:
塑造团结协作、坚韧不拔的科学品质等方面具有十分重要的作用。
二、教材中实验设计研究现状
化学实验作为高中化学教学中的重要组成部分,历来是高考的一个重点之一。
教师学生对其也是相当关注,为了提高化学实验学习的效果国内专业人士对高中化学实验研究也相对较多。
(一)国家对实验教材研究越来越重视
在2005—2007年三年间仅在中等教育类期刊《化学教学》和《化学教育》上发表的有关研究文章就多达225篇之多,其中对高中实验教材新设计和方法改进的研究83篇占总篇数的40.89%[4],可以看出国家对高中生的实验设计已经相当重视,因为作为新时代的高中生实验技能已经是一个基本技能,是一个国家的化学技术发展的潜在资源。
虽然对实验教材的设计研究较多却是的实验习题的编排工作相对的落后,这就造成学生学习新实验教材却做的是老的实验习题,这就是的新教材实验具有一定实验性质,其中种种急待大家去关注研究。
(二)国内研究存在的问题
和国外相比我国实验教材研究理论多是在教育经验基础上结合教育理论形产生的,以教育理论为根基和社会实际现状脱轨,这就造成虽然理论成果有但很难应用于指导实验教材设计,当前研究中存在的脱离实际的学风、玩弄文字概念的文风、照搬西方与固守本土化的两极对立倾向以及就实验教材研究方法等问题,存在的问题是教育学进一步发展的起点,以现代科技科学合理的研究解决实验教育实际中的重大问题是现代实验教材研究的出发点[4]。
三、以人教版2003版化学(必修)与人教版2007年版本化学(必修)为例研究高中化学教材中的实验设计
(一)03版与07版教材实验对比
1、03版与07版教材实验数目比较
表103年版教材实验数目与种类
实验教材版本
实验总数
演示实验
必须做实验
选作实验
03版
149
106
03
11
表207年版教材实验数目与种类
实验教材版本
实验总数
演示实验
探究实验
实践活动
07版
140
102
33
14
在03版与07版教材中在实验数目上,07版教材实验的总数比03版教材稍微多一点,03版、07版教材各类实验总数分别为149和140。
在03版教材中,教师课堂演示实验有106个,而学生实验必需做的是23个,选做的是11个;在07版教材中,教师课堂演示实验有102个,学生实验科学探究实验有33个,实践活动有14个,从以上数据比较,两版教材的实验数目差距不大[5],但在内容设计上却有了很大的变化,07版教材的课堂演示实验相对减少,科学探究实验和实践活动类的实验相对增多了,而这一类实验对于培养学生的动手能力和创新能力又有很大的帮助。
实验的展现形式、要求发生改变人教版高中化学03版教材把学生实验单独放在书本的最后部分,而演示实验分布在教学内容中,但在07版教材中已经没有了传统意义上的学生实验,对实验要求比较高,课堂实验、科学探究和实践活动。
科学探究和实践活动等实验则是课堂教学的延伸,实验内容与生产生活实践联系得更加紧密,实验过程中的设备、用品也不完全拘泥于实验室已有的设备、仪器等,这样的实验活动使学生在实验过程中的自主性更大,兴趣也更高。
与此同时07版教材的编辑方法也发生了变化:
把化学实验基本方法放在第一单元,作为专门的一个课题,它融科学研究、基本操作与基本方法的教学、复习巩固于一体[7]。
同时,使学生通过实验,逐步形成科学研究的方法,有利于突破思维定势,培养创新精神。
07版教材中几乎每个实验都要填写表格[7],这就要求学生要实际参见到实验中来,教师要给与学生合理的实验知道帮助学生掌握用实验来探究化学知识方法。
2、03年版与07年版教材实验的特点比较
(1)教材编排
与03版化学相比07版化学1:
课标主题2“化学实验基础”与第一章“从实验学化学”对应,并包含了课标化学1主题1“物质的量”的内容;课标主题3“常见无机物及其应用”的有关内容被分成三章:
第二章“化学物质及变化”,主要学习“物质的组成、分类,氧化还原反应,分散系—胶体,酸、碱盐的电,离子反应”,第三章主要学习“金属及其化合物”,第四章主要学习“非金属及其化合物”;课标主题1“认识化学科学”的内容被分散在化学1和化学2教材的各章之中。
人教版以“从实验学化学”开篇,强调化学是一门以实验为基础的科学,然后沿着化学用语、元素及化合物知识和应用、原子结构、元素周期律、有机化学的线索安排教材内容,其线索与原人教版高中化学实验教材基本一致,符合学生的学习认知规律方便学生学习同时也是教师的教学更有针对性。
(2)图文并茂提高学生兴趣
07版教材都应用了大量的插图和表格图文并茂实验现象、实验装置、实验仪器等照片对学生正确进行化学实验及操作,分析化学实验的现象,事后回忆有关化学实验过程及问题有很好的提示作用,与03版化学教材相比更有利于提高学生化学实验能力、实验设计能力和实验知识综合应用能力[6],同时能大大减轻学生对化学实验过程、现象记忆的信息量。
07版教材实验与生活息息相关,而且往往会把试验和现代高科技前沿密切联系起来,为国家的科技发展打下坚实基础,实验的设计方案更加的符合学生发展规律,能够很好的培养学生科学的学习化学的习惯,提高学生学习兴趣,增强学生的社会责任感,初步形成学生的环保意识为学生进一步学习打好基础,并具有鲜明的时代性、突出实验探究性、注重实验研究性、遵循实验科学性等特性。
3、03版与07版教材实验内容设计比较
(1)内容设计现代化
随着十大的发展化学实验手段也在不断的变化,现代化的实验已经是一个不变的趋势,与以往相比化学实验手段现代化可以大大提高学习、工作效率,同时也体现了我国社会主义现代化的不断推进及经济、科技的飞速发展。
07版教材中实验手段在03版教材基础上现代化与过去相比前进了一大步,在07版教材中一些现代化技术正被使用:
红外光谱、原子吸收光谱、比色法、核磁共振仪、气相色谱、质谱仪、电化学分析法等。
(2)内容设计环保化
随着社会对环境越来越重视换血的环保方面也在07版教材中得到体现。
所以,在03版化学教材基础上再设计化学实验时,对环境没有或者有尽可能小的负面作用,并且在技术上和经济上可行,符合这一要求的称之为绿色化学。
绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是社会对化学科学发展的新要求。
07版化学实验教材设计理念符合了这一要求,这对于保护人类生存环境,实现人类的可持续发展具有极为重要的意义。
实验教材中分别设有“化学与可持续发展”“保护生存环境”两个章节来谈绿色化学的问题。
通过“实验化学”的学习,也可以学生形成环保化学的观念、树立环保化学的思想。
(4)内容设计全面化
03版化学教材有很多演示实验学生不能参与到实验过程中,学生以看实验、记化学实验现象为主,07版化学力求改变以应试为目的的化学实验教育,在实验方法设计上力求做到探究化,更好地发挥化学实验的探究功能,为发展学生的探究能力,促进学生主动、全面的发展作了不懈的努力。
07版化学实验的呈现均是以探究的口吻及形式出现,极易让学生接受,既能学习科学知识,又能培养学生的科学素养[7]。
培养适应现代教育的改革趋势以及现代社会对人才要求规格。
(二)07版教材实验设计研究
1、教材实验目标设计
(1)技能目标
07版化学教材实验技能目标主要包括:
1.基本操作技能,掌握单仪器的使用和正确的药品取用方法;2.仪器和药品的合理使用,即对实验仪器的种类、规格、数量、用途的选择和对药品种类、纯度、浓度、用量的选择;3.实践运用技能,即常见化合物重要性质的检验、使用试验方法对化学物质的区分,使用过滤、蒸发方法对混合物的分离,重要气体制取装置的连接及制取等。
(2)方法与过程目标
07版化学教材实验过程与方法目标主要包括:
07版化学教材实验以实验探究为主,探究式学习是学生学习化学的一种重要方式,也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径,学生在实验探究的过程中可以不断的总结探究的方式、方法。
教师在教学过程中应充分调动学生主动参与探究学习的积极性,引导学生通过实验、观察、资料收集、阅读、讨论[12]等多种方式,在提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集数据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等活动中,增强对科学探究的理解,发展科学探究能力。
科学探究能力的培养应紧密结合化学知识的教学来进行。
在教学过程中要按照课程内容的要求,积极开展实验探究活动。
通过探究活动发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究;能根据具体情况设计解决化学问题的实验方法,并予以评价和优化;能通过化学实验收集有关数据,并科学地加以处理;能对实验现象做出合理的解释,运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。
科学探究能力的形成和发展是一个逐步提高、持续进步的过程。
学生在义务教育阶段已初步形成科学探究能力,教师要在这一基础上制订高中阶段学生探究能力培养的具体方案,并认真加以实施。
(3)情感态度价值观
07版化学教材实验情感态度和价值观的目标主要包括:
(1)发展学生对学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘,体验科学探究的乐趣和挫折。
(2)有参与化学科技活动的热情,有将化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。
(3)赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献,关注与化学有关的社会热点问题,逐步形成可持续发展的思想。
(4)树立辩证唯物主义的世界观,养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度,崇尚科学。
(5)热爱家乡,热爱祖国,树立为中华民族复兴、为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。
2、化学实验内容设计
(1)以人为本
现代化学教育思想突出“以人的发展为本”,强调教育、教学过程不仅仅是传授化学知识的过程,也是人文科学和化学学科整合的过程。
化学新课程要求给每个学生提供平等的学习机会,多样化的评价方式,使每个学生都以轻松愉快的心情去认识多姿多彩的、与人类息息相关的化学。
在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力,具备适应现代生活及未来社会所必需的化学知识、技能、方法和态度[8],具备适应未来生存和发展所必须的科学素养。
(2)贴近生活
07版化学教材实验重视化学实验与生活技术的联系以学生身边的物质作为实验药品,以日常生活中的化学现象作为化学实验内容的素材,选取与化学有关的社会问题为实验内容。
有助于揭开化学的神秘面纱,让学生靠近化学;有助于学生认真观察身边的化学,用已学的知识来解释,解决生活中的化学问题。
新教材中实验最大的特点是探究性更强了。
那种一切都告诉明明白白,然后按照要求一步一步照着做的实验没有了,无论是“迁移与应用”,还是“知识支持”,都没有直接描述实验现象、实验结果,几乎所有的实验都具有一定的探究性和启发性,都有较大的思维容量,新教材中的实验更关注学生的参与性、研究性和创造性。
新课程在设计上十分注重体现绿色化学思想。
在课程编排中,将形成绿色化学观念,作为一项重要目标;将查阅资料,符合绿色化学思想的化工品的生产作为“活动与探究建议”中的一项学习活动。
(3)形式多样化
07版化学教材在实验内容及内容呈现形式上,都有很大变化,更加多样化。
如原教材中有大量的验证性实验,现在以探究性实验、设计实验、实验的实践活动等形式出现[9],内容的呈现形式更加灵活,改变了过去照方抓药的实验模式,引导学生亲身体验知识的发生、发展过程,从中学会发现问题,分析问题并解决问题。
新教材中化学实验不再刻意区分演示实验与学生实验,让教师有更大的个人教学创造空间。
可根据各地区学校客观条件,可由教师演示,也可随堂实验或学生探究。
新教材提供了实验内容的素材,但如何使用,如何进行教学,却可以不拘一格,形式可多样化。
(4)以科学为本
07版化学教材实验从以学科为本,以实验为本向以学生的发展为本转变,使实验从作为知识灌输的基础转变为促进学生发展的重要基础之一。
原课程的大量验证性实验改为探究性实验、设计实验、实验实践活动等,实验内容的呈现方式更加灵活,具有很强的针对性、开放性、探究性和创新性,有利于培养学生的科学索养和创新精神。
注重学生在课内学习来设计实验向学生自主学习设计实验转变,适应现在社会发展和学生技能需求的趋势。
实验体现了把学生的课内学习的理论知识和基本技能结合,把理论知识应用于生产实际中,培养了学生独立完成该实验的能力符合当代学生的发展需求[9]能更好的培养学生的动手能力和利用科学实验探究未知事物的理念。
四、结论
(一)研究结论
随着现代教育的发展,实验在中学化学教学中的地位越来越重要[9]。
化学实验教学思路正在不断地优化。
新课程中体现的新教育理念,被教师们所认识并开始应用于实际教学。
通过人教版2003版化学(必修)与人教版2007年版本化学(必修)对比学习和研究,其优点主要表现在:
(1)实验内容比现行教材少了,实验形式以探究实验为主,敢于突破传统思维模式,敢于对教材知识,实验方案进行质疑、批判,大胆提出探究假设,积极参与化学实验方案的探究设计。
(2)07版教材中实验更加贴近生活,更注重对学生思考能力、探究能力、动手能力的培养,关注问题的焦点,由主要关注疑难习题的解法,转向关注知识的适应范围、迁移方法和探究方法。
(3)更加强调了以教师的引导学生的主体地位为理念的实验教学,改变了学生学习方法和学习习惯教师在查取资料发生变化,以往以查阅习题集、解题为主,新的化学实验教材迫使教师查找新实验的教学资料。
实现教师的在学习和自我提高,对于提高教学质量有极大的帮助。
从此我们可以看出,随着社会对具有创新型人才的需求,随着我国教育改革的不断完善,教育工作者对培养人才的观念的转变[10]。
化学实验及其教学的独特价值,决定了开展化学实验教学改革始终是化学教育教学改革的热点问题。
未来培养学生的化学实验能力将是一个不容改变的趋势,化学实验教学将会被更加重视。
(二)研究局限
在实验研究过程中存在一些问题值得思考
(1)高中化学教材实验研究是以安的中学情况为对象,因为研究地域比较小所以不具有大范围代表性,加上不同地区的政治经济社会习惯的不同,学校、教师学生对实验的重视成度也有差异着就市的研究结果可能会和真实情况有一定出入。
(2)在研究过程中对其他论文进行了分析筛选,不同的论文的写作背景的不同和研究区域对象的不同,论文的布局意义也不尽相同这就可能有断章取义的可能[14]。
我国实验教材研究理论多但是许多文章存在的脱离实际的学风、玩弄文字概念的文风、照搬西方。
(3)现在考试制度的弊端造成,大多数教师对实验的教学态度不断正所提供的信息存在一定程度偏差,给研究结果带来不好的影响。
致谢
四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号,而于我的人生却只是一个逗号,我将面对又一次征程的开始。
四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下,走得辛苦却也收获满囊,在论文即将付梓之际,思绪万千,心情久久不能平静。
伟人、名人为我所崇拜,可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人,我的导师。
我不是您最出色的学生,而您却是我最尊敬的老师。
您治学严谨,学识渊博,思想深邃,视野雄阔,为我营造了一种良好的精神氛围。
授人以鱼不如授人以渔,置身其间,耳濡目染,潜移默化,使我不仅接受了全新的思想观念,树立了宏伟的学术目标,领会了基本的思考方式,从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
感谢我的爸爸妈妈,焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以回报,你们永远健康快乐是我最大的心愿。
在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师
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- 高良效 高中化学 教材 实验设计 研究