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1、城市重点高中化学实验教学功能开发与实施研究城市重点高中化学实验教学功能开发与实施研究开题报告开题报告开题报告开题报告1、问题的提出2010 年，重庆市普通高中课程改革正式实施。以高中新课改为契机，深入推进素质教育，全面实现普通高中教育培养目标，不断提高教育质量，培养学生的创新精神和实践能力，促进学生全面而有个性的健康发展，推进普通高中学校特色化、多样化发展，推动城乡普通高中教育统筹协调发展。1普通高中课程包含语言与文学、数学、人文与社会、科学、技术、艺术、体育与健康、综合实践活动八个学习领域。每一学习领域由课程价值相近的若干科目组成，八个学习领域包括语文、外语(英语、日语、俄语等)、数学、思想
2、政治、历史、地理、物理、化学、生物、信息技术、通用技术、艺术（或音乐、美术） 、体育与健康等 13-14 个科目和综合实践活动。其中通用技术、艺术是新增设的科目，艺术与音乐、美术并行设置，供学校选择。普通高中的每一科目又由若干模块组成，模块之间既相互独立，又反映学科内容的逻辑联系。高中化学就包含有 8 个模块，2 个必修模块为化学 1 和化学 2，6 个选修模块为化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学等。每一模块都有明确的教育目标，并围绕该特定内容，整合学生经验和相关内容，构成相对完整的化学学习内容。改革至今，除了对新课程教材体系需要深入研究之外，基础教育
3、课程改革已经进入了深水区。课程评价体系正酝酿着改革，最近国家发布了 2017 年高考新的考试招生制度，新的招生制度中，将实现多元录取。由高考成绩、高中学业水平测试成绩（A、B、C 等级划分)、个人素养三部分组成，各占录取一定的比重。具体实施方案为文理不再分科；高中水平测试一年多考，每门课科考两次，以最高分记入档案；压缩高考科目，统一的高考只考语文、数学和综合三门。其中综合为物理、化学、生物、政治、历史、地理 6 选 3 自主组合。化学作为一门以实验为基础的学科，实验教学在整个化学教育中占有不可替代的重要作用，化学实验教学功能是否充分开发与实施，直接关系到人才培养的质量。化学实验教学课程体系、教
4、学内容和教学方法的建设与实践，始终是化学实验教学功能开发中心建设的核心主题，需要不断改革和发展。因此，以高中毕业生为对象的高考也必然会从理念、内容到实施方式都将与过去有很大的变化。在今后的高中学习中，学生的个性化需求将极有可能变得越发明显，高考科目选择更多地尊重学生的学习兴趣及学业需求。化学，作为一门以实验为基础的自然科学，与工业、农业、日常生活、医学、材料等均有十分紧密的联系。所以按照新的高考改革制度，选择化学学科的学生必定对化学学科知识应比较擅长，对化学有较大兴趣，将来有可能从事有关化学方面的学习和研究。因此，对化学学科的能力要求相应也会提高。 基于以上分析，我们化学名师工作室认为，作为城
5、市重点高中，学校教学硬件设施较好，学生能力较强，教师基本素质较高，并且教师对中学化学教材以及传统的中学化学教学已经有比较深入的研究。在此基础上，以教材的知识为依托，进一步拓展教材中的实验，开发实验的教学功能，引申其内涵，转换其应用，将化学现象和化学原理融合为一体，然后将研究成果应用于教学中，让学生以实验室作为学习化学的主要场地，改变学生长期以来一直恪守的被动地接受教师知识传输的学习方式，将学生置于一种主动探究并注重解决实际问题的学习状态中。因此，本课题充分利用化学学科特点，开发与实施化学实验教学功能，改变传统的化学教学就显得尤为重要。它将提高学生学习化学的积极性和主动性，激发他们探究化学世界的
6、兴趣，培养他们观察现象、分析问题、解决问题的能力，提高他们的逻辑思维、独立操作和自学能力，使他们获得比较熟练的实验技能，学会用实验手段研究化学问题的方法，二、国内外研究现状1国外方面随着理科课程进入学校和科学实验方法论的形成和发展，实验成为理科课程中的重要组成部分，开始进入课堂。1898 年，英国化学家、科学教育运动的积极倡导者和促进者阿姆斯特朗在其论文“Heurisitic Method of Teaching or the art of Making Children Discover Things for Themselves”中提出，只有通过观察、实验来探究自然事物和现象的运动规律，才
7、能从本质上对科学进行理解， 阿姆斯特朗正是抓住了“发现式实验”这一探究教学的关键环节，将实验与主动探究有机结合起来，从而形成了实验探究教学的基本思想，在理科教育发展史上写下了光辉的一页。50 年代末 60 年代初，以美国为先导，在世界范围内开展了一场旨在提高理科教学质量的理科教育现代化运动。在这次教育改革中，实验探究教学思想有了进一步的发展。美国著名科学家、芝加哥大学教授施瓦布对此做出了重要贡献。1961 年，施瓦布在哈佛大学举行的纪念会上，作了题为“作为探究的理科教学”的报告，主张让学生通过自主地参与知识获得的过程，掌握科学研究所必须具备的科学方法，探究的获得科学概念，并逐步形成探究能力和科
8、学态度。这种思想，不仅继续强调自主性、探究性和观察、实验等科学方法，而且更强调科学概念的掌握、探究能力的形成和科学态度的培养在运用观察、实验等科学方法而展开的探究过程中的统一。对于探究过程，施瓦布提出了五个阶段：（1）明确问题；（2）收集适合问题解决的资料；（3）提出假说；（4）验证假说；（5）导出结论。施瓦布等人的实验探究教学思想强调学生像“小科学家”那样进行探究、发现，该思想对美国基础教育阶段的高中化学实验教学有着深远影响。随着全球课程改革的逐步推进，日本有的学者提出了引导发现、引导探究的观点，强调教师在学生实验探究过程中的积极作用，这对当今高中化学实验教学中教师为主导、学生为学习主体的教
9、学思想有着重要影响，逐步成为高中化学实验探究教学发展的主流。2国内方面近年来，新课程教育教学改革如火如荼地进行着。无论是基础教育课程改革，还是高等教育课程改革都在快速发展，化学实验教学功能的开发与实施研究，为我国学生化学素养的提升有着不可忽视的贡献。自上世纪 90 年代开始，我国许多重点大学开始效仿和实施类似美国麻省理工学院(MIT)的本科生科研计划，开始大力推进化学实验教育教学2。1998 年10 月，南开大学成立了化学实验教学中心，2006 年 4 月被批准为首批国家级实验教学示范中心3。2003 年 5 月，山东大学化学与化工学院的开始开放创新实验项目4。2007 年，浙江大学建设化学实
10、验教学示范中心，在多年实验教学改革成果基础上，坚持以学生为本，知识传授、能力培养和素质提高协调发展的基本思路，开展以能力培养为核心的多项实验教学实践5在化学实验教学研究中，高等教育位于领先地位，建设了一支又一支满足现代实验教学需要的高素质实验教学队伍；创建了仪器设备、资源共享、开放服务的实验教学环境；不断完善运行机制和管理体制，为提高各高校实验教学质量提供了有力保障。无论在全国大学生化学实验邀请赛中、还是化学学院本科生发表的多篇 SCI 论文都说明化学实验教学中心取得了成效。在基础教育阶段的高中化学实验教学研究中，实验探究教学虽然已经逐渐被人们广泛地理解和接受。在新课程实施过程中，教师结合教学
11、实践积极参加课堂教学改革，泰宁第一中学的连良霞老师分别从做好演示实验，培养学生的思维能力；实施分组实验，培养学生的动手能力；增加探究性实验，培养学生的实践能力；拓展实验内容，培养学生的学习兴趣等方面进行着高中化学实验教学开发与实施6。广东仲元中学曾国琼7、华宁县第一中学的刘粉珍、崔庆庶8分别对部分高中实验进行延伸拓展，培养学生的创新思维能力；重组、变换、补充、改进实验，培养学生的创新意识；探索、设计实验，培养学生的创新实践能力从以上的文献研究中发现，高考教育中的化学实验教学功能开发较全面，基础教育阶段的高中化学更多从课堂教学中思考并实践着提高化学实验教育功能，树立全新的教学理念，让学生成为课堂
12、的主人。因此，在新课程背景下，对高中化学实验教学进行全面、深入、系统地研究还很少，探索学生在实验室完成高中化学学习的更少；当前有关实验教学的研究，主要还是基于传统教材实验内容本身的，有关学科能力和学科素养培养的实验教学研究的成果还很少，迫切需要补充有值得推广价值的研究成果；对中学化学实验教学的实践探索及行动研究很少，特别是主要以实验室为学生学习化学的主要场所的实践和研究成果几乎没有。正是在这样的背景下，我们课题组根据学校具有较好的教学条件，课题组核心成员刘怀乐老师等对中学化学实验已经有较深入的研究的基础上，致力于高中化学实验教学功能开发，并将研究成果运用于实际教学中，希望对推进城市高中化学实验
13、教学竭尽绵薄之力。三、理论基础与依据1建构主义学习理论作为对传统学习观的一场革命性挑战，建构主义的提出者皮亚杰指出：学习不是被动地接受外部信息刺激，而是主动地构建知识，是学习者根据自己的经验背景，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，对外部信息进行选择、加工和处理，从而通过意义建构的方式获得的。毫无疑问，城市重点高中化学实验教学功能开发与实施的设想与建构主义学习理论的核心是一致的，都强调以学生为中心，学生在开放式实验中自己动手实验，对知识主动探究、主动发现和对所学化学知识的主动建构。2发现学习理论美国教育家布鲁纳提出的发现学习理论认为：学习的实质是把同类事物联系起来，并把
14、它们组织成赋予它们意义的结构，学习就是认知结构的组织和重新组织。知识的学习就是在学生的头脑中形成一定的知识结构，学生成为一个“发现者”而不是被动的知识“接受者” 。在这样的理论思想指导下，通过学生在实验过程中对知识进行组织、再组织，形成更加有意义的化学知识结构网络和实际体验，这一点是城市重点高中化学实验教学功能开发与实施进行研究的核心与灵魂。3行为主义学习理论行为主义学习理论应用在学校教育实践上，就是要求教师掌握塑造和矫正学生行为的方法，为学生创设一种环境，尽可能在最大程度上强化学生的合适行为，消除不合适行为。在学习过程中，学生可以自定学习步调，自主进行反应，逐步达到总目标。在实验室中，学生进
15、行各种各样实验操作，在老师的指导下强化正确操作与化学知识，纠正不正确的认知。因此，行为主义学习理论也是本课题的重要理论依据之一。4主体性教育理论所谓主体性教育，是指根据社会发展的需要和教育现代化的要求，教育者通过启发、引导受教育者内在的教育需求，创设和谐、宽松、民主的教育环境，有目的、有计划地规范、组织各种教育活动，从而把他们培养成为能够自主地、能动地、创造性地进行认识和实践活动的社会主体。综上所述，本课题有着“多元化”的理论基础与依据，建构主义学习理论、发现学习理论、行为主义学习理论和主体性教育理论为本课题的提供了重要的理论支撑。四、核心概念界定城市重点高中：城市重点高中位于城市区域，在生源
16、、师资、实验设备国家都会有所倾斜，因此学校配备的化学实验室等硬件条件相对较好，本课题组成员以重庆市巴蜀中学 为例进行高中化学实验教学功能开发与实验研究。不同学校的具体条件略有不同，但为了能更好得获得课题成果的普适性，综合国家评选重点高中的条件，我们界定城市重点高中应具有的基本条件为：学校有六年以上办学历史；校长具有中学高级教师职称；学校高中规模不少于 20 个班；具备较好办学条件，其中占地面积不低于 150 亩；具有先进办学理念；建有素质较高可持续发展的教师队伍；具有较强的校本课程开发和课程资源的整合能力，办学行为规范，班容量符合规定，坚持以教育科研促进学校发展、推进素质教育，并取得显著成果；学校管理科学化、制度化、精细化。高中化学：高中是我国九年义务教育结束后更高等的教育机构，上接初中，下启大学，一般为三年制。化学是一门以实验为基础的自然科学，与工业、农业、日常生活、医学、材料等均有十分紧密的联系，它的发展推动着物理学、生物学、地理学、天文学等学科的发展，被称为 21 世纪的“中心科学”(Central Science)。高
