化學(xué)活動小課題 素養(yǎng)影響大乾坤

吳慶生

摘要：針對學(xué)生開展化學(xué)小課題研究活動基本環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵性問題，結(jié)合具體案例，闡述了課題的選擇思路與原則、課題的培訓(xùn)內(nèi)容、怎樣推進(jìn)研究進(jìn)程以及如何撰寫論文與進(jìn)行答辯等。最后，總結(jié)開展化學(xué)課外研究活動對學(xué)生問題意識、實(shí)驗(yàn)意識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑鰪?qiáng)、化學(xué)思維嚴(yán)密性的提升以及化學(xué)間接經(jīng)驗(yàn)的建構(gòu)等方面的影響。

關(guān)鍵詞：課外活動；課題研究；綜合素養(yǎng)

文章編號：1005–6629（2014）7–0026–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

2012年年初，筆者指導(dǎo)高一年級12位學(xué)生，以“油”為主題開展了“地溝油的制取與檢測”等三個化學(xué)小課題研究活動，后來又指導(dǎo)這些學(xué)生參與“硫酸銅大晶體的制作”活動。筆者通過歷時(shí)兩年的觀察、比較與分析，發(fā)現(xiàn)無論是在化學(xué)新授課教學(xué)還是在高三復(fù)習(xí)中，參加過課題研究的學(xué)生的問題意識、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S的嚴(yán)密性以及處理問題的能力等方面都要優(yōu)于其他學(xué)生。可見，開展化學(xué)小課題研究活動，對于學(xué)生化學(xué)綜合素養(yǎng)的提升有著積極的影響。

1 課題選擇

考慮到學(xué)生的知識能力、實(shí)驗(yàn)條件與活動時(shí)間等方面的限制，課題的針對性與適宜性則成了課題選擇的首要因素。在選擇課題時(shí)，指導(dǎo)教師對課題研究的方向、方法與成果等要進(jìn)行預(yù)測和評估，以提高課題研究的可行性，也便于指導(dǎo)學(xué)生開展活動。

1.1 選題要貼近生活

化學(xué)課題研究要引導(dǎo)學(xué)生從生活走進(jìn)化學(xué)，并應(yīng)用化學(xué)知識去解決生活中的化學(xué)問題。宜選擇學(xué)生身邊的小問題作為研究對象，讓學(xué)生感受到生活處處皆化學(xué)，并用化學(xué)視角來審視身邊的世界。

化學(xué)課題也要突出化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，既可以是物質(zhì)的制取，如“利用煙油制取家用洗滌膏”；也可以是物質(zhì)性質(zhì)的探究或物質(zhì)檢測，如“純堿清洗廚房煙油的最佳條件”；還可以是有關(guān)STS問題，如“環(huán)保袋真的環(huán)保嗎”。當(dāng)然，將上述選題思路綜合起來，也可以作為課題的選項(xiàng)。

1.2 課題要緊扣學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)與能力水平

化學(xué)課題要緊扣學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生有興趣、有能力進(jìn)行探究，但又要能在教師的指導(dǎo)下，借助于新知識、新方法，“跳一跳摘到桃子”。如果課題的內(nèi)容和研究手段都脫離了學(xué)生的實(shí)際，學(xué)生就會覺得困難重重，其探究的積極性和課題研究價(jià)值就會受到影響。

1.3 課題要與研究條件相匹配

課題實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)裝置和基本操作都是中學(xué)常用的，并盡可能在實(shí)驗(yàn)室里完成，以增加實(shí)驗(yàn)探究的可操作性。例如，將混合油水經(jīng)過“用紗布過濾→分液→漂白去色→用餐巾紙過濾”制取地溝油，實(shí)驗(yàn)過程中用到加熱、過濾、分液、吸附漂白等都是中學(xué)階段常用的實(shí)驗(yàn)基本操作，在實(shí)驗(yàn)室里能夠順利完成。

囿于學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)資源所限，有時(shí)需要借助于其他學(xué)校或者是社會上的資源。為確保研究活動的順利推進(jìn)，要為課題小組提供必要的書籍資料和上網(wǎng)便利，并開放實(shí)驗(yàn)室。

1.4 研究活動要突出綜合性

當(dāng)然，選擇課題除注重實(shí)用性之外，還要注重研究活動的綜合性。課題的綜合性有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，可以實(shí)現(xiàn)研究活動教育影響的最大化。

2 課題培訓(xùn)

課題選定之后，指導(dǎo)教師要對開展課題的研究模式、方法手段以及研究過程中涉及到的新知識進(jìn)行必要的培訓(xùn)輔導(dǎo)，以便為課題研究的順利展開做好鋪墊。

2.1 研究模式與實(shí)驗(yàn)原則

首先向?qū)W生介紹開展課題研究的一般思路和研究方法，讓學(xué)生知道研究什么和怎樣研究。在化學(xué)課題研究過程中要用事實(shí)、數(shù)據(jù)去說明，通過定量實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論才會嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯。比如，控制變量法是開展課題研究活動中常用的一種實(shí)驗(yàn)方法，即將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的諸多條件中的一個條件作為可變，其他條件保持不變，以此來探尋此條件的變化對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響[1]。

2.2 新的知識內(nèi)容

在探究化學(xué)問題時(shí)，經(jīng)常會涉及到一些學(xué)生尚未學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容，因此，有必要對學(xué)生進(jìn)行提前輔導(dǎo)。比如，高一學(xué)生在還沒有學(xué)習(xí)選修5《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》的情況下，學(xué)生開展“地溝油的制取與檢測”課題研究，就要首先指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，然后講解油脂（酯類）的水溶性、密度與熔點(diǎn)等。

2.3 新的技術(shù)方法

在探究活動中會用到一些中學(xué)階段尚未接觸到的技術(shù)和方法，因此，有必要結(jié)合原理進(jìn)行講解。同時(shí)，也可以利用學(xué)生開展課題研究的機(jī)會，向?qū)W生拓展一些前沿的化學(xué)探究技術(shù)，如手持技術(shù)等。

3 課題研究

為提高課題研究的效率，要對小組成員進(jìn)行分工，具體落實(shí)小組成員的職責(zé)，并由一位組長負(fù)責(zé)召集協(xié)調(diào)。

3.1 理論研究先行

化學(xué)課題研究，采取的是一種開放式的研究方式。小組成員在已有化學(xué)知識的基礎(chǔ)上，以解決具體問題為中心，利用書籍和網(wǎng)絡(luò)資源，對研究對象進(jìn)行檢索、篩選、分類、鑒別和處理，并設(shè)計(jì)出研究方案和實(shí)驗(yàn)步驟。對于資料中有爭議、有出入的內(nèi)容，則要用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以確定最佳方案。課題研究方案經(jīng)過小組討論后交由指導(dǎo)教師審核。只有在理論上可行的方案，在實(shí)踐中才有可能成功。

案例1 地溝油的檢測方法

學(xué)生通過資料查閱，了解到地溝油與食用油的組成性質(zhì)差異，并設(shè)計(jì)出三種對比檢測方法：

（1）食物經(jīng)高溫熬煮后，部分有機(jī)物分解成可電離物質(zhì)；同時(shí)，食物在烹調(diào)過程中添加了食鹽等調(diào)味劑，在水相中具有良好的溶解性和導(dǎo)電性。因此，可以用檢測水相電導(dǎo)率的方法鑒別地溝油與食用油；

（2）食用油在烹調(diào)之后，再與水、金屬、微生物等作用，酸敗程度高，導(dǎo)致地溝油的pH較低。因此，可以用檢測水相pH的方法鑒別地溝油與食用油；

（3）由于地溝油是動物油和植物油的混合物，其中動物油含量高，相比植物油，其黏度和凝固點(diǎn)都較高。因此，可以用凝固法鑒別地溝油與食用油。

3.2 對問題給予方向性指導(dǎo)

對于在研究過程中出現(xiàn)的問題，指導(dǎo)教師雖然知道改進(jìn)措施，但也不宜直接告知。而應(yīng)當(dāng)只是提出改進(jìn)的方向，讓學(xué)生自己動手進(jìn)行嘗試，讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)探究的艱辛和樂趣。否則，只是簡單“照方抓藥”式的操作，其探究價(jià)值得不到體現(xiàn)，其課題研究意義也大打折扣。

案例2 制冷劑的選擇

用化學(xué)方法讓地溝油降溫凝固，學(xué)生首先想到要選擇溶解時(shí)吸熱的物質(zhì)作為制冷劑，經(jīng)查找發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里只有KNO3和NH4Cl兩種能降溫的物質(zhì)。這兩種物質(zhì)中哪種物質(zhì)的降溫效果更強(qiáng)一些？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究呢？

此時(shí)指導(dǎo)老師進(jìn)行引導(dǎo)：當(dāng)比較兩種物質(zhì)性質(zhì)上的差異時(shí)，只能采用控制變量法進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，首先要分析影響這兩種物質(zhì)降溫效果的因素有哪些，然后加以控制。這樣得出的結(jié)論才會嚴(yán)謹(jǐn)。

于是，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下做了KNO3和NH4Cl降溫效果的對比實(shí)驗(yàn)：用2支試管各取10 mL水（16.3℃），分別加入1.0 g KNO3和1.0 g NH4Cl，然后迅速振蕩使KNO3和NH4Cl全部溶解，用溫度傳感器測量溶液的溫度變化：

可以發(fā)現(xiàn)，同質(zhì)量的NH4Cl比KNO3的制冷效果更好些，于是最終選擇了NH4Cl作為制冷劑。

3.3 鼓勵學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

由于中學(xué)生的化學(xué)知識有限，而要解決具體的化學(xué)問題，只能靠方法的創(chuàng)新去彌補(bǔ)知識的不足，這在客觀上為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了土壤。

案例3 自制熱過濾裝置

學(xué)生在模擬制取地溝油的過濾環(huán)節(jié)遇到了問題，常常只過濾了一小部分油就已經(jīng)凝固了（室溫16.3℃），此時(shí)，學(xué)生在教師的鼓勵下嘗試改進(jìn)過濾裝置。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上搜索到如圖2裝置，但考慮到實(shí)驗(yàn)室沒有此裝置，因此課題小組就對該裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出如圖3裝置，利用生石灰與水反應(yīng)放熱，可在一定時(shí)間內(nèi)使過濾順利完成[2]。

4 課題報(bào)告

將實(shí)驗(yàn)過程和研究結(jié)論以論文的形式呈現(xiàn)出來，通過論文答辯進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)課題研究中存在的問題，以提升課題研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和論文書寫的規(guī)范性。記錄研究過程的所想、所感與所悟，加強(qiáng)自我反思改進(jìn)，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)。

4.1 依照格式撰寫論文

撰寫課題研究論文，既是梳理研究活動的過程，更是科研思維的邏輯化、條理化和科學(xué)化過程。通過撰寫論文，讓學(xué)生初步掌握論文的寫作模式，對學(xué)生以后從事課題研究起到了規(guī)范化作用。

案例4 論文的書寫格式

“地溝油的制取與檢測”的論文書寫格式：

一、課題的研究意義。主要說明為什么會選擇這個課題，這個課題要研究什么，研究這個課題有什么現(xiàn)實(shí)意義。

二、實(shí)驗(yàn)過程。包括地溝油的制取與地溝油的檢測。需要說明在哪里取餐飲廢油水（制取地溝油的原料）更有代表性，模擬制取地溝油有哪些操作步驟，在實(shí)驗(yàn)過程中遇到了什么問題以及怎樣解決問題，制取的地溝油與食用油在外觀上有何差異；地溝油與食用油的組成性質(zhì)有何差異，如何利用性質(zhì)差異進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論。分析實(shí)驗(yàn)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提煉得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

四、建議與體會。根據(jù)“實(shí)驗(yàn)結(jié)論”指導(dǎo)人們?nèi)绾问褂煤喴追椒▍^(qū)分地溝油，怎樣回收餐飲廢油水，如何加以利用。

匯集整理小組成員在開展課題研究活動中的感想、感悟與收獲。

指導(dǎo)學(xué)生按照論文的書寫格式將實(shí)驗(yàn)研究過程進(jìn)行梳理、完善。論文經(jīng)課題小組討論修改后再交由指導(dǎo)老師審閱。

學(xué)生的研究論文不僅要強(qiáng)調(diào)研究的過程、結(jié)論和活動收獲，對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的一些異常現(xiàn)象和數(shù)據(jù)也要進(jìn)行分析與討論。

4.2 模擬答辯

課題小組就研究成果進(jìn)行論文答辯，一方面，保障了學(xué)生參與課題研究的真實(shí)性，同時(shí)，也訓(xùn)練了學(xué)生的理論水平和語言組織能力。

為了讓學(xué)生能夠勝任答辯，可召集課題組成員和班級其他學(xué)生進(jìn)行模擬答辯。首先由課題組中心發(fā)言人闡述課題的概況，然后其他學(xué)生進(jìn)行提問，該課題組成員集體進(jìn)行釋疑。這樣通過一問一答，課題組成員對課題的原理、過程和結(jié)論有了系統(tǒng)、深入的掌握。在答辯過程中出現(xiàn)的疑惑，課題小組再進(jìn)行理論修補(bǔ)和實(shí)驗(yàn)完善，這樣課題的研究不再是想當(dāng)然，而是有理有據(jù)，并且更加全面、邏輯與嚴(yán)密，小組成員的思辨能力也得到了極大地訓(xùn)練與提升。

案例5 為什么選擇沸石漂白地溝油

在回答其他學(xué)生提出的“為什么選擇沸石漂白地溝油”時(shí)，課題組成員講述了實(shí)驗(yàn)的探索過程：課題小組首先考慮到選擇SO2、氯水和活性炭進(jìn)行漂白，但SO2的漂白性是暫時(shí)性的；氯水具有強(qiáng)氧化性，會氧化地溝油，并會對后續(xù)地溝油的檢測產(chǎn)生干擾；而用活性炭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)活性炭的細(xì)顆粒殘留物導(dǎo)致地溝油的顏色更深，無法起到漂白作用。后經(jīng)過查閱資料并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終選擇了沸石。

4.3 評價(jià)反思

無論是研究日記、活動感悟，還是答辯時(shí)評委老師與其他學(xué)校學(xué)生的提問，以及研究成果的獲獎等，這些以促使學(xué)生反思改進(jìn)為手段、以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為目的的評價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個體成長發(fā)展的最大化。

在研究活動和成果展示中，小組成員之間進(jìn)行了充分的交流與討論，通過“頭腦風(fēng)暴”，學(xué)生分析問題和解決問題更有了深度和廣度。小組成員在研究過程中結(jié)成的互助關(guān)系與友誼，在后續(xù)的學(xué)習(xí)與生活中仍然延續(xù)著。

案例6 活動感想

有一位學(xué)生在答辯時(shí)感嘆說：這種比賽不僅需要參賽者具有一定的知識儲備，還要求參賽者具有縝密的思維和準(zhǔn)確的口頭表達(dá)。每當(dāng)我們表達(dá)得不夠嚴(yán)謹(jǐn)，或者表達(dá)得不夠準(zhǔn)確時(shí)，別的同學(xué)就會揪住這一點(diǎn)，不斷地向我們提問。而且，一旦我們的回答不夠完整或詳細(xì)，又會引起別的同學(xué)的提問。

還有一位學(xué)生在活動總結(jié)時(shí)說：我愛化學(xué)，我愛實(shí)驗(yàn)，我愛答辯。如果以后還有這樣的比賽，我還要參加，并會全力以赴，做到最好。

5 課題影響

參加課題研究活動學(xué)生的問題意識、實(shí)驗(yàn)意識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰γ黠@增強(qiáng)，這種影響在后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中表露無疑。這些學(xué)生在以后課堂上的提問更多了，問題也更有了深度。在這些“領(lǐng)頭羊”的帶領(lǐng)下，班級的學(xué)生不再“乖乖”地去聽了，而是會提出自己的看法與思考，會帶著質(zhì)疑的眼光去思考問題。當(dāng)他們遇到疑惑時(shí)，首先想到是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來解決，而不是簡單地從理論上進(jìn)行邏輯推導(dǎo)，這種依據(jù)實(shí)驗(yàn)的思維方式是學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)提升的明顯標(biāo)志。

無論是實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)定，還是數(shù)據(jù)的處理與分析，都要從“量”的角度進(jìn)行思考與分析。從定性到定量，學(xué)生的思維方式有了質(zhì)的跨越，學(xué)生體會到定量研究的必要性，其嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的思維能力得到了提升。

參與課題實(shí)驗(yàn)研究的學(xué)生，其相對豐富的直接經(jīng)驗(yàn)對于化學(xué)間接知識的建構(gòu)，也明顯優(yōu)于其他學(xué)生。學(xué)生在課題實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題，他們會在后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)中特別留意和關(guān)注，這也是引領(lǐng)他們探索化學(xué)知識的引擎。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉知新.化學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2004：161～163.

[2]廣州市教育局教研室化學(xué)科廣州市市化學(xué)化工學(xué)會中教專業(yè)委員會.廣州市中學(xué)生“我與化學(xué)”活動論文選編[M].南寧：接力出版社，2013：306～315.

3.2 對問題給予方向性指導(dǎo)

對于在研究過程中出現(xiàn)的問題，指導(dǎo)教師雖然知道改進(jìn)措施，但也不宜直接告知。而應(yīng)當(dāng)只是提出改進(jìn)的方向，讓學(xué)生自己動手進(jìn)行嘗試，讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)探究的艱辛和樂趣。否則，只是簡單“照方抓藥”式的操作，其探究價(jià)值得不到體現(xiàn)，其課題研究意義也大打折扣。

案例2 制冷劑的選擇

用化學(xué)方法讓地溝油降溫凝固，學(xué)生首先想到要選擇溶解時(shí)吸熱的物質(zhì)作為制冷劑，經(jīng)查找發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里只有KNO3和NH4Cl兩種能降溫的物質(zhì)。這兩種物質(zhì)中哪種物質(zhì)的降溫效果更強(qiáng)一些？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究呢？

此時(shí)指導(dǎo)老師進(jìn)行引導(dǎo)：當(dāng)比較兩種物質(zhì)性質(zhì)上的差異時(shí)，只能采用控制變量法進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，首先要分析影響這兩種物質(zhì)降溫效果的因素有哪些，然后加以控制。這樣得出的結(jié)論才會嚴(yán)謹(jǐn)。

于是，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下做了KNO3和NH4Cl降溫效果的對比實(shí)驗(yàn)：用2支試管各取10 mL水（16.3℃），分別加入1.0 g KNO3和1.0 g NH4Cl，然后迅速振蕩使KNO3和NH4Cl全部溶解，用溫度傳感器測量溶液的溫度變化：

可以發(fā)現(xiàn)，同質(zhì)量的NH4Cl比KNO3的制冷效果更好些，于是最終選擇了NH4Cl作為制冷劑。

3.3 鼓勵學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

由于中學(xué)生的化學(xué)知識有限，而要解決具體的化學(xué)問題，只能靠方法的創(chuàng)新去彌補(bǔ)知識的不足，這在客觀上為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了土壤。

案例3 自制熱過濾裝置

學(xué)生在模擬制取地溝油的過濾環(huán)節(jié)遇到了問題，常常只過濾了一小部分油就已經(jīng)凝固了（室溫16.3℃），此時(shí)，學(xué)生在教師的鼓勵下嘗試改進(jìn)過濾裝置。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上搜索到如圖2裝置，但考慮到實(shí)驗(yàn)室沒有此裝置，因此課題小組就對該裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出如圖3裝置，利用生石灰與水反應(yīng)放熱，可在一定時(shí)間內(nèi)使過濾順利完成[2]。

4 課題報(bào)告

將實(shí)驗(yàn)過程和研究結(jié)論以論文的形式呈現(xiàn)出來，通過論文答辯進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)課題研究中存在的問題，以提升課題研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和論文書寫的規(guī)范性。記錄研究過程的所想、所感與所悟，加強(qiáng)自我反思改進(jìn)，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)。

4.1 依照格式撰寫論文

撰寫課題研究論文，既是梳理研究活動的過程，更是科研思維的邏輯化、條理化和科學(xué)化過程。通過撰寫論文，讓學(xué)生初步掌握論文的寫作模式，對學(xué)生以后從事課題研究起到了規(guī)范化作用。

案例4 論文的書寫格式

“地溝油的制取與檢測”的論文書寫格式：

一、課題的研究意義。主要說明為什么會選擇這個課題，這個課題要研究什么，研究這個課題有什么現(xiàn)實(shí)意義。

二、實(shí)驗(yàn)過程。包括地溝油的制取與地溝油的檢測。需要說明在哪里取餐飲廢油水（制取地溝油的原料）更有代表性，模擬制取地溝油有哪些操作步驟，在實(shí)驗(yàn)過程中遇到了什么問題以及怎樣解決問題，制取的地溝油與食用油在外觀上有何差異；地溝油與食用油的組成性質(zhì)有何差異，如何利用性質(zhì)差異進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論。分析實(shí)驗(yàn)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提煉得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

四、建議與體會。根據(jù)“實(shí)驗(yàn)結(jié)論”指導(dǎo)人們?nèi)绾问褂煤喴追椒▍^(qū)分地溝油，怎樣回收餐飲廢油水，如何加以利用。

匯集整理小組成員在開展課題研究活動中的感想、感悟與收獲。

指導(dǎo)學(xué)生按照論文的書寫格式將實(shí)驗(yàn)研究過程進(jìn)行梳理、完善。論文經(jīng)課題小組討論修改后再交由指導(dǎo)老師審閱。

學(xué)生的研究論文不僅要強(qiáng)調(diào)研究的過程、結(jié)論和活動收獲，對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的一些異常現(xiàn)象和數(shù)據(jù)也要進(jìn)行分析與討論。

4.2 模擬答辯

課題小組就研究成果進(jìn)行論文答辯，一方面，保障了學(xué)生參與課題研究的真實(shí)性，同時(shí)，也訓(xùn)練了學(xué)生的理論水平和語言組織能力。

為了讓學(xué)生能夠勝任答辯，可召集課題組成員和班級其他學(xué)生進(jìn)行模擬答辯。首先由課題組中心發(fā)言人闡述課題的概況，然后其他學(xué)生進(jìn)行提問，該課題組成員集體進(jìn)行釋疑。這樣通過一問一答，課題組成員對課題的原理、過程和結(jié)論有了系統(tǒng)、深入的掌握。在答辯過程中出現(xiàn)的疑惑，課題小組再進(jìn)行理論修補(bǔ)和實(shí)驗(yàn)完善，這樣課題的研究不再是想當(dāng)然，而是有理有據(jù)，并且更加全面、邏輯與嚴(yán)密，小組成員的思辨能力也得到了極大地訓(xùn)練與提升。

案例5 為什么選擇沸石漂白地溝油

在回答其他學(xué)生提出的“為什么選擇沸石漂白地溝油”時(shí)，課題組成員講述了實(shí)驗(yàn)的探索過程：課題小組首先考慮到選擇SO2、氯水和活性炭進(jìn)行漂白，但SO2的漂白性是暫時(shí)性的；氯水具有強(qiáng)氧化性，會氧化地溝油，并會對后續(xù)地溝油的檢測產(chǎn)生干擾；而用活性炭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)活性炭的細(xì)顆粒殘留物導(dǎo)致地溝油的顏色更深，無法起到漂白作用。后經(jīng)過查閱資料并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終選擇了沸石。

4.3 評價(jià)反思

無論是研究日記、活動感悟，還是答辯時(shí)評委老師與其他學(xué)校學(xué)生的提問，以及研究成果的獲獎等，這些以促使學(xué)生反思改進(jìn)為手段、以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為目的的評價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個體成長發(fā)展的最大化。

在研究活動和成果展示中，小組成員之間進(jìn)行了充分的交流與討論，通過“頭腦風(fēng)暴”，學(xué)生分析問題和解決問題更有了深度和廣度。小組成員在研究過程中結(jié)成的互助關(guān)系與友誼，在后續(xù)的學(xué)習(xí)與生活中仍然延續(xù)著。

案例6 活動感想

有一位學(xué)生在答辯時(shí)感嘆說：這種比賽不僅需要參賽者具有一定的知識儲備，還要求參賽者具有縝密的思維和準(zhǔn)確的口頭表達(dá)。每當(dāng)我們表達(dá)得不夠嚴(yán)謹(jǐn)，或者表達(dá)得不夠準(zhǔn)確時(shí)，別的同學(xué)就會揪住這一點(diǎn)，不斷地向我們提問。而且，一旦我們的回答不夠完整或詳細(xì)，又會引起別的同學(xué)的提問。

還有一位學(xué)生在活動總結(jié)時(shí)說：我愛化學(xué)，我愛實(shí)驗(yàn)，我愛答辯。如果以后還有這樣的比賽，我還要參加，并會全力以赴，做到最好。

5 課題影響

參加課題研究活動學(xué)生的問題意識、實(shí)驗(yàn)意識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰γ黠@增強(qiáng)，這種影響在后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中表露無疑。這些學(xué)生在以后課堂上的提問更多了，問題也更有了深度。在這些“領(lǐng)頭羊”的帶領(lǐng)下，班級的學(xué)生不再“乖乖”地去聽了，而是會提出自己的看法與思考，會帶著質(zhì)疑的眼光去思考問題。當(dāng)他們遇到疑惑時(shí)，首先想到是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來解決，而不是簡單地從理論上進(jìn)行邏輯推導(dǎo)，這種依據(jù)實(shí)驗(yàn)的思維方式是學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)提升的明顯標(biāo)志。

無論是實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)定，還是數(shù)據(jù)的處理與分析，都要從“量”的角度進(jìn)行思考與分析。從定性到定量，學(xué)生的思維方式有了質(zhì)的跨越，學(xué)生體會到定量研究的必要性，其嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的思維能力得到了提升。

參與課題實(shí)驗(yàn)研究的學(xué)生，其相對豐富的直接經(jīng)驗(yàn)對于化學(xué)間接知識的建構(gòu)，也明顯優(yōu)于其他學(xué)生。學(xué)生在課題實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題，他們會在后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)中特別留意和關(guān)注，這也是引領(lǐng)他們探索化學(xué)知識的引擎。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉知新.化學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2004：161～163.

[2]廣州市教育局教研室化學(xué)科廣州市市化學(xué)化工學(xué)會中教專業(yè)委員會.廣州市中學(xué)生“我與化學(xué)”活動論文選編[M].南寧：接力出版社，2013：306～315.

3.2 對問題給予方向性指導(dǎo)

對于在研究過程中出現(xiàn)的問題，指導(dǎo)教師雖然知道改進(jìn)措施，但也不宜直接告知。而應(yīng)當(dāng)只是提出改進(jìn)的方向，讓學(xué)生自己動手進(jìn)行嘗試，讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)探究的艱辛和樂趣。否則，只是簡單“照方抓藥”式的操作，其探究價(jià)值得不到體現(xiàn)，其課題研究意義也大打折扣。

案例2 制冷劑的選擇

用化學(xué)方法讓地溝油降溫凝固，學(xué)生首先想到要選擇溶解時(shí)吸熱的物質(zhì)作為制冷劑，經(jīng)查找發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里只有KNO3和NH4Cl兩種能降溫的物質(zhì)。這兩種物質(zhì)中哪種物質(zhì)的降溫效果更強(qiáng)一些？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究呢？

此時(shí)指導(dǎo)老師進(jìn)行引導(dǎo)：當(dāng)比較兩種物質(zhì)性質(zhì)上的差異時(shí)，只能采用控制變量法進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，首先要分析影響這兩種物質(zhì)降溫效果的因素有哪些，然后加以控制。這樣得出的結(jié)論才會嚴(yán)謹(jǐn)。

于是，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下做了KNO3和NH4Cl降溫效果的對比實(shí)驗(yàn)：用2支試管各取10 mL水（16.3℃），分別加入1.0 g KNO3和1.0 g NH4Cl，然后迅速振蕩使KNO3和NH4Cl全部溶解，用溫度傳感器測量溶液的溫度變化：

可以發(fā)現(xiàn)，同質(zhì)量的NH4Cl比KNO3的制冷效果更好些，于是最終選擇了NH4Cl作為制冷劑。

3.3 鼓勵學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

由于中學(xué)生的化學(xué)知識有限，而要解決具體的化學(xué)問題，只能靠方法的創(chuàng)新去彌補(bǔ)知識的不足，這在客觀上為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了土壤。

案例3 自制熱過濾裝置

學(xué)生在模擬制取地溝油的過濾環(huán)節(jié)遇到了問題，常常只過濾了一小部分油就已經(jīng)凝固了（室溫16.3℃），此時(shí)，學(xué)生在教師的鼓勵下嘗試改進(jìn)過濾裝置。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上搜索到如圖2裝置，但考慮到實(shí)驗(yàn)室沒有此裝置，因此課題小組就對該裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出如圖3裝置，利用生石灰與水反應(yīng)放熱，可在一定時(shí)間內(nèi)使過濾順利完成[2]。

4 課題報(bào)告

將實(shí)驗(yàn)過程和研究結(jié)論以論文的形式呈現(xiàn)出來，通過論文答辯進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)課題研究中存在的問題，以提升課題研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和論文書寫的規(guī)范性。記錄研究過程的所想、所感與所悟，加強(qiáng)自我反思改進(jìn)，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)。

4.1 依照格式撰寫論文

撰寫課題研究論文，既是梳理研究活動的過程，更是科研思維的邏輯化、條理化和科學(xué)化過程。通過撰寫論文，讓學(xué)生初步掌握論文的寫作模式，對學(xué)生以后從事課題研究起到了規(guī)范化作用。

案例4 論文的書寫格式

“地溝油的制取與檢測”的論文書寫格式：

一、課題的研究意義。主要說明為什么會選擇這個課題，這個課題要研究什么，研究這個課題有什么現(xiàn)實(shí)意義。

二、實(shí)驗(yàn)過程。包括地溝油的制取與地溝油的檢測。需要說明在哪里取餐飲廢油水（制取地溝油的原料）更有代表性，模擬制取地溝油有哪些操作步驟，在實(shí)驗(yàn)過程中遇到了什么問題以及怎樣解決問題，制取的地溝油與食用油在外觀上有何差異；地溝油與食用油的組成性質(zhì)有何差異，如何利用性質(zhì)差異進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論。分析實(shí)驗(yàn)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提煉得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

四、建議與體會。根據(jù)“實(shí)驗(yàn)結(jié)論”指導(dǎo)人們?nèi)绾问褂煤喴追椒▍^(qū)分地溝油，怎樣回收餐飲廢油水，如何加以利用。

匯集整理小組成員在開展課題研究活動中的感想、感悟與收獲。

指導(dǎo)學(xué)生按照論文的書寫格式將實(shí)驗(yàn)研究過程進(jìn)行梳理、完善。論文經(jīng)課題小組討論修改后再交由指導(dǎo)老師審閱。

學(xué)生的研究論文不僅要強(qiáng)調(diào)研究的過程、結(jié)論和活動收獲，對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的一些異常現(xiàn)象和數(shù)據(jù)也要進(jìn)行分析與討論。

4.2 模擬答辯

課題小組就研究成果進(jìn)行論文答辯，一方面，保障了學(xué)生參與課題研究的真實(shí)性，同時(shí)，也訓(xùn)練了學(xué)生的理論水平和語言組織能力。

為了讓學(xué)生能夠勝任答辯，可召集課題組成員和班級其他學(xué)生進(jìn)行模擬答辯。首先由課題組中心發(fā)言人闡述課題的概況，然后其他學(xué)生進(jìn)行提問，該課題組成員集體進(jìn)行釋疑。這樣通過一問一答，課題組成員對課題的原理、過程和結(jié)論有了系統(tǒng)、深入的掌握。在答辯過程中出現(xiàn)的疑惑，課題小組再進(jìn)行理論修補(bǔ)和實(shí)驗(yàn)完善，這樣課題的研究不再是想當(dāng)然，而是有理有據(jù)，并且更加全面、邏輯與嚴(yán)密，小組成員的思辨能力也得到了極大地訓(xùn)練與提升。

案例5 為什么選擇沸石漂白地溝油

在回答其他學(xué)生提出的“為什么選擇沸石漂白地溝油”時(shí)，課題組成員講述了實(shí)驗(yàn)的探索過程：課題小組首先考慮到選擇SO2、氯水和活性炭進(jìn)行漂白，但SO2的漂白性是暫時(shí)性的；氯水具有強(qiáng)氧化性，會氧化地溝油，并會對后續(xù)地溝油的檢測產(chǎn)生干擾；而用活性炭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)活性炭的細(xì)顆粒殘留物導(dǎo)致地溝油的顏色更深，無法起到漂白作用。后經(jīng)過查閱資料并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終選擇了沸石。

4.3 評價(jià)反思

無論是研究日記、活動感悟，還是答辯時(shí)評委老師與其他學(xué)校學(xué)生的提問，以及研究成果的獲獎等，這些以促使學(xué)生反思改進(jìn)為手段、以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為目的的評價(jià)方式，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個體成長發(fā)展的最大化。

在研究活動和成果展示中，小組成員之間進(jìn)行了充分的交流與討論，通過“頭腦風(fēng)暴”，學(xué)生分析問題和解決問題更有了深度和廣度。小組成員在研究過程中結(jié)成的互助關(guān)系與友誼，在后續(xù)的學(xué)習(xí)與生活中仍然延續(xù)著。

案例6 活動感想

有一位學(xué)生在答辯時(shí)感嘆說：這種比賽不僅需要參賽者具有一定的知識儲備，還要求參賽者具有縝密的思維和準(zhǔn)確的口頭表達(dá)。每當(dāng)我們表達(dá)得不夠嚴(yán)謹(jǐn)，或者表達(dá)得不夠準(zhǔn)確時(shí)，別的同學(xué)就會揪住這一點(diǎn)，不斷地向我們提問。而且，一旦我們的回答不夠完整或詳細(xì)，又會引起別的同學(xué)的提問。

還有一位學(xué)生在活動總結(jié)時(shí)說：我愛化學(xué)，我愛實(shí)驗(yàn)，我愛答辯。如果以后還有這樣的比賽，我還要參加，并會全力以赴，做到最好。

5 課題影響

參加課題研究活動學(xué)生的問題意識、實(shí)驗(yàn)意識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰γ黠@增強(qiáng)，這種影響在后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中表露無疑。這些學(xué)生在以后課堂上的提問更多了，問題也更有了深度。在這些“領(lǐng)頭羊”的帶領(lǐng)下，班級的學(xué)生不再“乖乖”地去聽了，而是會提出自己的看法與思考，會帶著質(zhì)疑的眼光去思考問題。當(dāng)他們遇到疑惑時(shí)，首先想到是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來解決，而不是簡單地從理論上進(jìn)行邏輯推導(dǎo)，這種依據(jù)實(shí)驗(yàn)的思維方式是學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)提升的明顯標(biāo)志。

無論是實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)定，還是數(shù)據(jù)的處理與分析，都要從“量”的角度進(jìn)行思考與分析。從定性到定量，學(xué)生的思維方式有了質(zhì)的跨越，學(xué)生體會到定量研究的必要性，其嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的思維能力得到了提升。

參與課題實(shí)驗(yàn)研究的學(xué)生，其相對豐富的直接經(jīng)驗(yàn)對于化學(xué)間接知識的建構(gòu)，也明顯優(yōu)于其他學(xué)生。學(xué)生在課題實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題，他們會在后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)中特別留意和關(guān)注，這也是引領(lǐng)他們探索化學(xué)知識的引擎。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉知新.化學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2004：161～163.

[2]廣州市教育局教研室化學(xué)科廣州市市化學(xué)化工學(xué)會中教專業(yè)委員會.廣州市中學(xué)生“我與化學(xué)”活動論文選編[M].南寧：接力出版社，2013：306～315.