内容摘要：本文从用活教材，促进学生转变学习方式和开展课题研究、培养学生科学探究能力两方面对中学化学研究性学习进行了探讨。根据中学化学教学内容实际，可从“实验探索型、情景创设型、问题情景型、研究过程展示型”等方面引导学生转变单一的接受式学习方式，培养探究式学习能力。从选题、制订研究方案、开题论证、研究过程、结题、成果鉴定等方面，介绍了怎样指导学生开展课题研究。
关键词：中学 化学 研究性学习
化学研究性学习，从广义来说，它是一种学习方式，是指学生在教师指导下自主发现问题，探究问题而获得结论。它贯穿于化学学习活动的全过程。从狭义来说，是指学生在教师指导下，从自然、社会和自身生活中选择和确定研究专题，主动地应用有关化学知识及相关学科知识解决问题，培养能力的学习活动（我们暂且称之为课题式研究性学习）。开展研究性学习的目的，一是让学生在亲身体验中培养发现问题、提出问题和综合运用知识解决问题的能力；二是让学生在自主探究中体验科学探究的方法，培养创新能力和探索精神。下面，本文拟从广义与狭义的角度，对化学研究性学习作些粗浅的探讨。
一、用活教材，促进学生转变学习方式
新课程教学改革的标志性体现之一，是教师教学方式和学生学习方式的转变，要努力促使学生实现由维持性学习向主动学习、由接受式学习向研究性学习的转变。根据中学化学教学内容实际，我们可从以下几个方面入手引导学生进行探究式学习：
（一）实验探索型
从实验入手，学生在教师的引导下有目的、有计划、有步骤地做实验，记录、分析实验现象，推论实验结果。例如，在高二化学《原电池》一节，从一节干电池可使灯泡发亮提出问题：请同学们利用已学过的化学反应设计一个电池装置？学生利用教师提供在实验桌上的仪器、药品进行实验。教师指导学生利用不同的材料：Cu、C、Zn、Fe交叉作电极，利用相同的材料（如铜线）作导线，利用电解质、非电解质溶液作对比实验。然后引导学生通过讨论，对原电池的定义、原理、实质、形成条件、一般规律等形成正确的认识，最后让学生解剖废旧干电池，认识干电池的组成。这样，学生通过实验、讨论等活动，自主获取了知识——干电池的工作原理。
（二）情景创设型
化学是一门与生产、生活和社会有着密切联系的学科，教师在平时应多收集和参考一些理论联系实际的生动素材，在课堂教学中利用这些素材创设生动活泼的情景，激发学生探究的兴趣。如《烃和烃的衍生物相互转化》的单元复习课，教师在学生已归纳出基础知识后，通过屏幕显示“人工肺”的模型，在学生误以为是热交换器时，教师及时讲解中间的细管是由聚丙烯制成，细管上有许多微小的孔，可实现O2和CO2的交换，从而代替肺的功能，此时，学生的学习兴趣大增，教师再通过屏幕显示多种高分子的链接模型，使学生对合成高分子材料有了感性认识，最后教师引出维伦的成分是聚乙烯醇缩甲醛，也可用乙烯为起始原料来合成。学生通过分析醇、醛、酸的相互转化，生成物的提取、加工的方法，分析生成烯、酯的反应和酯的醇解反应，找出和策划能够合成维伦的方法。学生在学习学科知识的同时，明确了科学、技术、社会相互之间的关系，学得生动活泼，学以致用，从而从情感上容易更快、更好地进入学习的情景中。
（三）问题情景型
以问题为载体来组织教学，越来越引起广大教师的重视。问题教学，常有以下两种方式，一是教师精心设计问题，用问题来引导学生思维，组织学生探究。这种方式可概括为：
提出问题 | → | 练习讨论 或小组探究 | → | 汇报结果 | → | 教 师 精讲,点拨 | → | 巩固 提高 |
二是由教师精心创设问题情景，让学生从对问题情景的感知中发现问题、提出问题，然后通过解决问题而获取知识和能力，这种方式可概括为：
问题情景 | → | 发现问题 提出问题 | → | 拟定方案 解决问题 | → | 精讲 点拨 | → | 巩固 升华 |
如学习《钠的性质》一节时，学生都明白钠保存在煤油中，但是通过以下问题的1、钠为什么要保存在煤油中？
2、钠为什么能保存在煤油中？
3、钠能保存在水中吗？
4、如何寻找替代品，选择替代品的原则是什么？
5、提供如下一些素材：
煤油：沸点180℃—310℃，组成C11—C16，密度0.8g·cm-3。
汽油：沸点220℃以下，组成C5—C11，密度0.7g·cm-3—0.8g·cm-3。
CCl4：沸点76.5℃，密度1.594g·cm-3。
6、实际选择煤油，考虑了哪些因素？
（四）研究过程展示型
化学史即是化学发展的纪录，也是一部化学研究方法的历史。教师在教学过程中有重点地选择某些内容，提供素材，展示科学家的研究背景和研究过程，引导学生沿着科学家的研究过程进行探究，体验科学家研究的思维过程和成功的喜悦。
如高中化学“元素周期表”的学习，教师可提供第一张元素周期表的编制者门捷列夫当时的研究背景，让学生排布1—18号元素可能的位置。学生们经过讨论与分析，排出了以下几种可能的情况。
H He Li Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl Ar | H HeLi Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar |
H He Li Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl Ar |
然后引导学生分析上述三种排列的优点与不足，从而进一步让学生体验门捷列夫的研究方法、过程，享受成功的喜悦。
二、开展课题研究，培养学生科学探究能力
学生开展小课题研究的基本过程可概括为：明确问题、选定课题→制订研究计划→开题论证→课题实施→课题结题→成果鉴定与成果的交流。
根据中学化学教学内容的实际，化学研究课题可分为实验探索类、调查研究类和科技创新类。指导学生开展课题研究，可从如下几方面入手：
（一）指导学生选定研究课题
爱因斯坦说过：发现问题往往比解决问题更重要。要搞好课题研究，首先必须选准一个好的课题，教师可指导学生结合所学化学知识，从日常生活、学习和化工生产等方面选择研究课题。
1、从教材中选择课题。
新版化学教材都安排了研究性学习专题，教师可指导学生根据自己的兴趣、爱好选定课题进行研究。
2、从化学实验的“意外”现象中找课题。
如在铜和浓硫酸反应的演示实验中，常出现“反应后的试管内有大量'白色沉淀’，静置后溶液呈淡兰色”的“异常”情况。可提出课题“铜和浓硫酸反应后的溶液中为什么有大量白色物质析出”。
又如，H2在空气中燃烧时，教材上描述火焰是“淡兰色”的，而在实验室实验时，“火焰一般都是黄色的”，这也是一个有意义的课题，教师可引导学生首先提出可能与玻璃导管有关的假设，然后再设置实验方案，验证之。
3、从日常生活中的所见所闻中选题。
某学生的亲戚从上海买回几包叫“一拉热”的食品，上层是冷糕点，底层有一根线，当一拉线头时，在1秒内糕点就热气腾腾。该同学对这一包装产生了兴趣，于是拆开底层观察，发现底层是一包白色固体和一小包水。他提出两种假设：一是设想白色固体为氢氧化钠，另一设想白色固体为氧化钙。然后根据已学知识设计实验，几分钟之内，确认白色固体为氧化钙。
这一课题成果还启发班上其他同学产生联想，提出如下新的课题：“怎样使喜马拉雅山的运动员穿上发热衣？”
4、联系实际，将实用性知识现实化。
在学习物质的用途时，我们要扬弃传统教学的宣读教材的做法，加强与工农业生产，科学研究、日常生活等方面的联系，使所学知识贴近生活。如在学习《钠的化合物》一节时，教材上介绍NaHCO3粉末可用作发酵粉，治疗胃酸过多。这是一个很好的课题素材，教师可引导学生进行如下探究：
1）胃酸过多的病人有哪些症状？
2）胃酸的主要成份是什么？
3）如何治疗胃酸过多？选择用药的依据和原则是什么？
4）用NaHCO3治疗胃酸过多的原理是什么？
5）治疗胃溃疡病人，能否使用NaHCO3？
6）治胃病新药“斯达舒胶囊”，通过调查，了解其成分、用途。
上述课题确定后，学生们兴趣高涨，他们自觉分组利用周六、周日走访医生、病人，了解治疗者的疗效，学生通过自己的实践活动写出了详细的调查研究报告。
5、由教材延伸而引出课题
教师可以教材内容为固着点，不适时机地选择安全性好、可操作性强，现象明显的实验，鼓励学生选定课题进行研究。如在学习非极性分子和极性分子时，可提出“如何确定水分子的极性”的课题。
6、调查研究类课题
调查研究类课题，主要是教师根据学习的需要，与学生一起探讨要解决的问题，确定调研方向，然后实施调查、考察，筛选调查所得的资料，通过实验与研讨，最后寻求解决问题的方法。如《食盐的化学》一节，以氯碱工业这一课题为背景，组织学生参观化工厂、听取介绍、网上查询资料，从开放的环境中去发现问题。对于调查研究性课题，应选择与社会科技直接相关的有现实意义的问题，促进学生学以致用，关注社会、人文。如市售补钙保健品种类、钙的存在形式和钙元素含量的调查，调查太阳能热水器的种类和原理，比较太阳能热水器和电热水器、燃气热水器的优缺点，分析太阳能节约电能或热能的量、臭氧空洞与紫外线辐射、土地过量使用化肥调查研究、沿海地区加碘盐的食用状况调查等。
7、科技创新型课题
这类研究性课题主要是让学生从发现问题中提出课题，然后加以研究，解决问题、提出新的见解和设想。如“海水中船体防腐装置的设计”、“人类与宝石”、“清洁剂的原理及其改进”、“生活污渍的清洗试验”等。
（二）指导学生制订研究方案
“凡事预则立，不预则废”，要开展课题研究，必须要有一个研究计划，计划的制订要尽可能详尽、细致、周密。一个完整的研究计划应包括研究目的、研究内容、研究方式（方法）、研究步骤和时间安排、研究成果形式以及研究小组成员分工等。例如：“对市氮肥厂排污现状的调查”课题研究计划的主要内容为：
1、研究目的：通过调查，了解我市氮肥厂主要污染物的现状及对当地环境的影响，为氮肥厂的环保决策提供参考依据；培养学生的调查实践能力；提高学生的环保意识。
2、研究内容：市氮肥厂三废（废渣、废气、废液）主要成分含量的测定；三废对当地环境的主要影响。
3、研究方式：三废的主要成分含量采取取样测定实验研究法；三废对当地环境的主要影响采取调查研究法。
4、研究步骤和时间安排。
第四周双休日：调查市氮肥厂三废排放对当地环境的主要影响。
第五周双休日：市氮肥厂三废的主要成分及含量的测定。
第六、七周：写出调查研究报告、申请结题。
5、研究成果形式：市氮肥厂主要污染物的现状及对当地环境影响调查报告。
6、课题组成员分工：将课题组分成3个作业小组。
第一作业组：采访调查组。通过访谈，查阅有关资料了解市氮肥厂三废对当地环境的主要影响。访谈对象：市经委主任、氮肥厂厂长、总工程师、氮肥厂附近居民。
第二作业组：三废主要成分及含量测定组。在氮肥厂总工程师和化学教师的指导下，对三废进行定性、定量测定。
第三作业组：综合处理组。第一、第二作业组中均安排2位文字数据处理能力强的同学担任数据、资料的收集整理工作，在调查、测定完成后，负责撰写调查报告。
（三）指导学生开题论证。
开题论证，是指在研究开始之前，对研究方案的可行性进行论证。一般地，应从以下几方面进行论证：
1、研究目标是否明确，研究的理论价值与实践价值如何。
如“对市氮肥厂排污现状的调查”课题，可让学生在亲身实践中体验环保的重要性，进而提高环保意识，通过调查访谈和在教师的指导下对“三废”进行测定，可提高学生的综合实践能力。因此，本课题具有重要的理论价值与实践意义。
2、研究内容是否具体，是否具有可操作性，操作过程是否安全等。如，“对市氮肥厂排污现状的调查”，一是对“三废”的主要成分含量进行测定，二是对当地居民和氮肥厂主要负责人进行采访。研究内容具体，便于课题组成员明确分工。在氮肥厂工程师的指导下，对“三废”取样和测定，是安全可行的。
3、研究方法是否科学、可行，研究步骤、时间安排是否合理。如“对市氮肥厂排污现状的调查”，“三废”主要成分含量的测定在工程师的指导下采取实验测定法，“三废”对当地环境的主要影响采取调查法，分别利用双休日时间完成，方法可行，时间安排也较为合理。
4、研究条件是否具备，研究人员的素质如何，能否胜任本课题的研究工作，等等。如“门捷列夫元素周期表发现过程的模拟研究”，如采用文献资料研究法，是可行的；如采取实验研究法，则不具备这样的研究条件；又如“南极臭氧洞对人类健康影响的调查研究”。对中学生来说，是不具备完成这样高难度课题条件的，不具备研究所需的仪器设备，中学生没有那么多的时间，文化科技知识的储备也还相当欠缺。
（四）研究过程的指导。
研究过程的指导，是指导教师对研究小组实施研究方案过程中的操作和实践活动的组织、引导和促进行为。一般地，指导教师主要是对研究方法给予指导，对课题组在研究过程中遇到困难给予帮助。
中学生开展课题研究，一般采用的方法有文献资料研究法、实验法、观察法和调查法等，教师要让学生明白采用以上方法进行课题研究的基本步骤、操作方法、注意事项等。实验法是中学化学课题研究的常用方法，现以“实验法”为例说明如下：
学生运用实验法进行课题研究的基本步骤可概括为；
明确探究的问题→提出假设→设计实验、形成实验方案→落实方案、收集实验数据→统计、分析，得出研究结论。
针对学生运用实验法可能遇到的问题，教师应从如下几方面指导。
1、指导学生做好实验方案设计。
由于学生（特别是初中学生）各方面的知识、阅历、经验都不够全面，他们运用实验法进行研究时，碰到的第一个困难就是方案设计。在实验开始前，首先要引导学生就提出的问题或假设设计实验方案，即要求学生在实验前，就实验的方法、步骤、操作程序、相关的仪器等尽可能作出较为详细的设想和说明。
例如：铜与浓硫酸反应后，为什么会有“白色沉淀”。对于这个课题，可引导学生经过小组讨论后提出如下两种假设。
假设一：铜片含有大量杂质。
假设二：生成物的浓度过大，从溶液中结晶析出。
根据假设，引导学生设计实验方案加以验证。
依据假设一，设计称取一定质量的铜与足量浓H2SO4共热，充分反应后过滤，滤液中加入足量NaOH溶液后，再过滤，烘干氢氧化铜沉淀并灼烧至恒重，称量，数据处理。经分析，得出结论：铜片纯度高，假设不成立。
依据假设二，取反应后试管内析出的白色固体，加水稀释，发现白色固体溶解，溶液呈蓝色，得出结论：假设成立。
2、引导学生养成科学探究的严谨态度。
学生在运用实验法进行研究的过程中，他们的注意力往往容易集中到可以肯定实验假设的现象与数据上，容易忽视与实验假设不一致的一些证据，出现这种倾向时，教师要及时加以引导。另外，有些学生为了追求实验成果，甚至可能会出现编造数据等弄虚作假的情况，教师要因势利导，及时加以引导，促使学生养成实事求是的科学态度。
例如，在学习酸、碱、盐一节时，我们搞了一个“酸雨的形成与防治”的课题，根据研究方案，首先要对当地降雨的PH值进行测定，结果全班8个小组，测定的结果是清一色的答案——呈酸性，有的组甚至测得的结果竟是3.5。指导老师经过调查发现，各课题小组为了使实验数据有说服力，均调整了实验数据。教师对他们的急功近利思想给予了严肃的批评，给他们讲述了居里夫人等化学家科学探究的故事，然后启发他们修订实验方案，上网查找有关酸雨的知识和数据。
3、指导学生收集、分析与处理实验数据。
教师可指导学生设计实验记录卡，按实验时间的先后及时记录现象和数据，在做实验时有什么想法也随时记录下来。在实验数据的处理上，可向学生介绍统计表、统计图的制作方法等。
例如：“酸雨的形成与防治”课题组的同学从网上查找了2002年10月20日—10月26日这一周的空气质量状况，列出了每天二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物的数据。我指导他们以日期为横坐标，以二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物的数据为纵坐标绘制坐标图，结果他们用电脑绘制的曲线图非常鲜明、直观，一眼就能看出哪天空气质量最好，哪天最差，为课题的研究提供了直观的佐证材料。
（五）课题结题的指导。
一个课题的研究达到了预期的研究目标才能结题，一般地，学生的课题研究应具备“问题得到解决、过程记录完整、资料收集处理完成、数据处理完成”的条件才能结题。在结题阶段，教师主要是根据实际，对其成果的表达形式予以指导，如论文写作指导、实验报告写作指导、调查报告写作指导等。
如在学习CO2的性质一节时，有几位同学开展了“二氧化碳对植物光合作用影响”的课题研究，在导师的指导下，课题组成员在两个密封透明小棚里利用两盆天竺葵做对比实验。经过1个月的实验，他们发现注入适量浓度CO2的那盆天竺葵比另一盆开花早1个多星期，并且花的叶子也更加茂盛。于是他们得出结论：适量二氧化碳对植物光合作用有促进作用，能够加快植物的生长。
就这个课题组来说，课题提出的问题得到了较好的解决，并且取得了一定的有说服力的数据，具备了结题的基本条件，其成果形式应是实验报告，教师可指导课题组从以下几方面完成实验报告。
标题：二氧化碳对植物光合作用影响的实验研究。
问题提出：在学习CO2性质时，教材里介绍说“植物进行光合作用需要二氧化碳。在温室里施用二氧化碳作肥料，可以提高农作物的产量”。于是，我们提出了“二氧化碳对植物光合作用影响”的课题。
实验方法：取两盆同等大小的天竺葵（编号为I号、II号），置于两个同等大小的密封透明的薄膜棚内，定期向I号盆内注入适量的二氧化碳，并使两盆天竺葵享有同等的足量的阳光照射和同等的水分、复合肥养料，定期通风、透气，连续试验一个月。
实验结果：I号盆天竺葵比II号盆早9天开花，且花和叶子比II号盆的要茂盛。由此可以得出结论：适量二氧化碳对植物光合作用有促进作用，能够加快植物的生长。
（六）成果鉴定及成果交流的指导。
学生课题研究产生成果之后，教师应邀请2—3位专家（本校化学教师）对课题成果进行鉴定，鉴定既要坚持科学性原则，又要坚持鼓励性原则，在充分肯定课题成果价值的基础上指出其不足和今后研究的方向。在鉴定之前，教师要指导课题组做好成果鉴定前的准备工作，如资料收集是否完整、数据处理是否合理、研究报告是否完成、答辩的准备是否充分，等等。学生课题成果交流的方式主要有：成果答辩、成果报告会、成果展览等，教师对学生课题成果的交流要适时给予指导，要注意培养学生科学探究的态度、与人协作的方法和人文精神。
引导学生开展研究性学习，培养学生科学探究能力是新时期化学教师的重要教研课题，以上仅是本人的一孔之见，不当之处，还望各位同仁赐教。
主要参考文献
1．孙国娣. 研究性学习在化学教学中的尝试 .J《中学化学教学参考》, 2002, (1)
2、蒋辉炳. 课题式课堂教学的研究与实践 .J《化学教学》, 2002,(1)
3、陈国有. 化学研究性学习的探索与实践 .J《中学化学教学参考》,2001, (11)
4、陆葆谦. 化学课堂教学中的研究性学习. J《化学教学》, 2001, (7)
5、顾铁军等. 高中化学“研究性学习”的研讨. J《中学化学》, 2001, (11)
6、袁孝凤等. 中学化学研究性学习的教学模式研究. J《化学教学》, 2001, (10)
7、尹后庆等编.《初中研究性学习案例》.M 上海科技教育出版社
8、上海市教委教研室编.《初中探究型课程导师指导手册》M. 上海教育出版社
说明：
《中学化学研究性学习初探》，《化学教学》2003年12期发表，人大复印报刊资料全文转载
我的讲座课件以及论文等已授权耒阳市二中周伟华老师发布在他的 “Better化学大本营” 教学公众号上。
梁陆元，特级教师、湖南省正高级教师、湖南省中学化学优质空间课堂首席名师、湖南省教育科学规划课题项目咨询评审专家、衡阳市化学学科带头人、湖南省耒阳市教研室副主任。
心在哪里，人生的风景就在哪里！教育科研是教师职业辛福之路！
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